电路 描绘小灯泡的伏安特性曲线 .docx

第八章 电路

第五节 实验复习一：描绘小灯泡的伏安特性曲线

一．考点分析

掌握安培表、伏特表的使用，滑动变阻器的分压连接方法，理解伏安曲线的意义，能熟练地进行电路实物连线。

二．基础回顾

实验原理：

实验电路图如右图所示：实验器材：电压表(0-3V)，电流表（0-0.6A），小灯泡（3.8

实验电路图如右图所示：

实验器材：

电压表(0-3V)，电流表（0-0.6A），小灯泡（3.8V），滑动变阻器（20Ω），电源（4-6）V，电键，导线若干。

实验步骤：

1、适当选择电流表，电压表的量程，采用电流表的外接法，按图中所示

的原理电路图连接好实验电路图。

2、滑动变阻器采用分压接法，把滑动变阻器的滑动片调至滑动变阻器的A端，电路经检查无误后，闭合电键S。

电压电流0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 3.2 3.4 3.63、改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和

电压

电流

0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 3.2 3.4 3.6

4、断开电键S，在坐标纸上建立一个直角坐标系，纵轴表示电流I，横轴表示电压U，用平滑曲线将各点连接起来，便得到伏安特性曲线。

5、拆去实验线路，整理好实验器材。

误差分析：

⑴电压表的分流未考虑造成I偏大存在系统误差。

⑵描绘U—I图线时作图不准造成偶然误差。

注意事项

1、实验要作出I—U图线，要求测出一组包括零在内的电压、电流值，因此，变阻器要采用分压接法；

2、被测小灯泡电阻较小，实验电路必须采用电流表外接法；

3、电键闭合前变阻器滑片移到图中的A端；

4、坐标纸上建立坐标系，横坐标所取的分度例应该适当，尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸。连线一定用平滑的曲线，不能画成折线。

误差分析

测量电路存在系统误差，未考虑电压表的分流，造成测得的I值比真实值偏大；

关于滑动变阻器限流与分压

滑动变阻器的限流接法如a图，与分压接法如图b

下列情况必须采用分压式接法

①要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节。

②用电器的电阻RL远大于滑动变阻器的最大值R0，且实验要求用电器电压变化范围较大。

R

因为限流连接电压变化为：0~ 0

R

E，范围太小；分压连接电压变化为：0~ 0

E（R》

R ?r?R

L 0

r?R L

0

R0），。相反，如果采用限流接法（a），由于滑动变阻器的最大值R0太小，实际不能起到限流作用，也不利于调节数据。

③若采用限流接法，电路中实际电压（或电流）的最小值仍超过RL的额定值时，只能采用分压接法.

下列情况可选用限流式接法

①测量时电路电流或电压没有要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且RL与R0接近或RL略小于R0，采用限流式接法.

②电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压式接法的要求时，采用限流式接法.

③没有很高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时，可考虑安装简便和节能因素采用限流式接法.

三、例题分析

例1．小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大.某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据（I和U分别表示小灯泡上的电流和电压）：

I（A）

0.12

0.21

0.29

0.34

0.38

0.42

0.45

0.47

0.49

0.50

U（V）

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

2.00

在左下框中画出实验电路图.可用的器材有：电压表、电流表、滑线变阻器（变化范围

0—10Ω）电源、小灯泡、电键、导线若干.

在右图中画出小灯泡的U—I曲线.

如果某一电池的电动势是1.5V，内阻是2.0Ω.问：将本题中的灯泡接在该电池两端，小灯泡的实际功率是多少？（简要写出求解过程；若需作图，可直接画在第（2）小题的方格图中）

解：（1）见下图（2）见下图

（3）作出U=E—Ir图线，可得小灯泡工作电流为0.35安，工作电压为0.80伏，因此小灯泡实际功率为0.28瓦

例2．使用如图1所示的器材测定小灯泡在不同电压下的电功率，并且作出小灯泡的电功率与它两端电压的平方的关系曲线．已知小灯泡上标有“6V，3W”字样，电源是3个铅蓄电池串联组成的电池组，滑动变阻器的规格是“5?2A”．要求：

⑴把图1中实物连成实验电路；

⑵图2的4个图象中哪个可能是正确的？简单说明理由．

解：变阻器通常用来控制电路中的电流或电压，可以有限流与分压两种接法，根据题意，灯泡电阻约为R=62/3?=12?，若采用限流，即使变阻器阻值用到最大，灯泡电