1、实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线
命题人： 审核人： 做题人：
一、实验目的
描绘小灯泡的伏安特性曲线，分析曲线的变化规律。
二、实验原理
(1)金属导体的电阻率随温度的升高而增大，从而使金属导体的电阻随温度的升高而增大，因此小灯泡的伏安特性曲线不是一条直线。测出若干组小灯泡两端的电压U和电流I值，然后在坐标纸上以I为纵轴、U为横轴画出IU曲线。
(2)实验电路如图实－2－1所示，小灯泡的电阻很小，故电流表采用外接；应使电压能从0开始连续变化，故滑动变阻器采用分压接法。
三、实验器材
2、
小灯泡、4～6 V学生电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线、坐标纸。
四、实验过程
1．实验步骤
(1)连电路：按图实－2－1连接电路，且使滑动变阻器的触头P滑动至A端。
(2)测数据：闭合开关，逐渐使P向B端移动，记录不同状态时的电压表、电流表示数，取12组，而后拆除电路。
2．数据处理
(1)列表格：将记录的12组U、I值记录在表格中
(2)描曲线：在如图实－2－2所示坐标纸上以电流I为纵轴、电压U为横轴建立直角坐标系，描点绘出IU曲线。
(3)析规律：分析曲线变化规律，分析曲线不为直线的原因。
五、误差分
3、析
(1)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；
(2)测量时读数不准，描绘IU图线时作图不准确造成的偶然误差。
六、注意事项
(1)因本实验要作出IU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)本实验中，因被测小灯泡电阻较小，因此实验电路必须采用电流表的外接法。
(3)开关闭合后，调节变阻器滑片的位置，使灯泡的电压逐渐增大，可在电压表读数每增加一个定值(如0.5 V)时，读取一次电流值；调节滑片时应注意使电压表的示数不要超过小灯泡的额定电压。
(4)开关闭合前，变阻器滑片移到使小灯泡分得电压为零处；
(5
4、)在坐标纸上建立坐标系，横纵坐标所取的分度比例应该适当，尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸。连线一定要用平滑的曲线，不能画成折线。
例1： 有一灯泡上标有“6 V 0.1 A”字样，现要测量该灯泡的伏安特性曲线，有下列器材供选用：
A．电压表(0～5 V，内阻2.0 kΩ) B．电压表(0～10 V，内阻 3.0 kΩ)
C．电流表(0～0.3 A，内阻2.0 Ω) D．电流表(0～6 A，内阻1.5 Ω)
E．滑动变阻器(30 Ω，2 A) F．滑动变阻器(100 Ω， 0.5 A)
G．学生电源(直流9 V)及开关、导线等
(1)实验中所用的电压表
5、应选________，电流表应选________，滑动变阻器应选 ________。
(2)画出实验电路图，要求电压从0 V开始测量。
例2：某同学在研究标有“3 V 0.3 A”字样的小灯泡的伏安特性曲线的实验中得到一组U和I的数据：
编号
1
2
3
4
5
6
7
8
U/V
0.20
0.60
1.00
1.40
1.80
2.20
2.60
3.00
I/A
0.020
0.060
0.100
0.140
0.170
0.190
0.200
0.205
(1)在方框内画出实验电路图。
(2)在图
6、中的方格纸内画出IU图线。
(3)根据I－U图线分析小灯泡的电阻随温度升高而________。
(4)小灯泡工作电压为3 V时，测得实际电功率为________ W。
例3：某同学用如图2－8甲所示电路，测绘标有“3.8 V 0.3 A”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图像。
(1)除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择：
电流表：A1(量程100 mA，内阻2 Ω)、A2(量程0.6 A，内阻约0.3 Ω)；
电压表：V1(量程5 V，内阻约5 kΩ)、V2(量程15 V，内阻约15 kΩ)；
滑动变阻器：R1(阻值范围0～100 Ω)、R2(阻值范围0～2 kΩ)；
7、电源：E1(电压为1.5 V)、E2(电压为4 V)。
为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表________，电压表________，滑动变阻器________，电源________。(填器材的符号)
(2)根据实验数据，计算并描绘出R－U的图像如图乙所示。由图像可知，此灯泡在不工作时，灯丝电阻为________；当所加电压为3.00 V时，灯丝电阻为________，灯泡实际消耗的电功率为________W。
(3)根据RU图象，可确定小灯泡耗电功率P与外加电压U的关系。符合该关系的示意图是图实－2－9中的______。
例4：用下列器材组装成描绘电阻R0伏安特性曲线的电路，请将图实－2－7中实物图连线成为实验电路。
图实2－7
微安表μA(量程200 μA，内阻约200 Ω)； 电压表V(量程3 V，内阻约10 kΩ)；
电阻R0(阻值约20 kΩ)； 滑动变阻器R(最大阻值50 Ω，额定电流1 A)；
电池组E(电动势3 V，内阻不计)； 开关S及导线若干。
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