描绘小灯泡的伏安特性曲线剖析.docx

PAGE 4 PAGE 4/8 伏安特性曲线 描绘小灯泡的伏安特性曲线 【知识梳理】实验原理： 根据原理图从电压表和电流表上读出相应的电压U 和电流 I，绘出 U—I 图。根据金属丝 电阻率随温度的升高而增大的特点，分析曲线的变化规律。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。 3、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 U，记入下面表格内。 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 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。 L 0②用电器的电阻 R 远大于滑动变阻器的最大值R L 0 R 因为限流连接电压变化为：0~ R ? 0 R E ，范围太小；分压连接电压变化为：0~ 0 E r ? R L 0 r ? R 0 L 0 0（R 》R ），。相反，如果采用限流接法（a），由于滑动变阻器的最大值 R L 0 0 L③若采用限流接法，电路中实际电压（或电流）的最小值仍超过R 的额定值时，只能采用分压接法. L 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. 【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） 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． 例 3．如图所示中的图 1 为某一热敏电阻（电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感） 的 I—U 关系曲线图．（1）为了通过测量得到图 1 所示 I—U 关系的完整曲线，在图 2、图 3 两个电路中应选择的是图 ；简要说明理 由： ．（电源电动势 为 9V，内阻不计，滑线变阻器的阻值为 0－100 Ω ） 1在图 4 电路中，电源电压恒为 9V， 电流表读数为 70mA，定值电阻R ＝250Ω．由热敏电阻的 I—U 关系曲线可知，热敏