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恒定电流所有学生实验报告册(原创).
实验一 描绘灯泡的伏安特性曲线
[实验目的]
掌握用伏安法研究非线性电阻伏安特性的方法
[实验原理]
1.据部分电路的欧姆定律知,在纯电阻电路中,电阻R两端的电压U与电流I成正比,即U=IR,其U—I图线是一条过原点的直线.由于小灯泡灯丝的电阻率随着温度的升高而增大,其电阻也随着温度的升高而增大,故小灯泡的伏安特性曲线应为曲线.
2.实验中选用“3.8 V,0.3 A”的小灯泡,故电流表的量程选用0.6 A,电压表的量程选用15V.由于这种规格的小灯泡的电阻很小,当它与电流表串联时,电流表的分压影响很大,为了减小实验误差,应采用电流表“外接法”.本实验中,为了使小灯泡两端的电压从零开始连续变化,滑动变阻器应采用“分压接法”。
[实验器材]
小灯泡(3.8 V,0.3 A)、电压表(0~3,0~15V)、电流表(0~0.6 0~3 A)、滑动变阻器(20Ω)、学生低压直流电源(或电池组)、电键、导线若干、坐标纸、铅笔。
[实验步骤]
1.根据实验要求,设计实验的电路图如图所示.
2.根据电路图连接实验电路.用导线将小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、电键连接成实验所需的电路.滑动变阻器采用分压接法,电流表采用外接法,电流表的量程用0.6 A,电压表的量程先用0~3 V,电压超过3V时,采用15 V的量程.
3.测出小灯泡在不同电压下的电流值
闭合电键S前,滑动变阻器的滑片P应位于最左端,这样闭合电键后,小灯泡两端的电压可以从零开始连续变化,同时这样做也起到了保护用电器的作用,防止灯泡两端的电压过大而烧坏小灯泡及电表.
闭合电键S后,使滑动变阻器的滑片户由左向右移动,在0~3.8 V范围内读取并记录12组不同的电压值U和电流值I,并将测量结果填人实验记录表中.
U/V 0 0.05 0.15 0.20 0.30 0.40 0.50 0.70 1.0 1.5 2.0 2.5 I/A 由于U一I图线在0.3V左右发生弯曲,故0.3V左右测绘点要密,否则将会出现较大的误差.
4.在坐标纸上画出伏安特性曲线
在坐标纸上,以U为横轴,以I为纵轴,建立平面直角坐标系.根据实验测得的数据,描出各组数据所对应的点,将描出的各点用平滑的曲线连接起来,就得到了小灯泡的伏安特性曲线.
坐标系中,横、纵轴的标度要适中,以使所描绘的图线占据整个坐标纸为宜。
5.实验完毕,将实验仪器摆放整齐.
[注意事项]
1.实验前应检查电流表、电压表的指针是否对准零刻度.若不指零,转动机械调零旋钮,直到指针对准零刻度为止.
2、实验中,要注意电流表、电压表的正确接法,电流表串联在电路中,电压表并联在小灯泡的两端,并使电流从“+”接线柱流人电表,从“一”接线柱流出电表.且电流表采用外接法.
3、要注意电表量程的选取.电流表取0.6A的量程,电压表选用0~15 V的量程.
4、滑动变阻器采用分压接法,闭合电键之前,应使滑片位于最左端。闭合电键后,移动滑片P时,眼睛要盯着电压表,当指针指在所设电压值时,停止滑动.读出电流表所示的电流值,这样做也可以防止电压表电压过大而烧坏电表.
5、实验中,若采用“3.8V,0.3A”的小灯泡,在图线拐弯处要尽量多测几组数据,以减小实验误差,加在小灯泡上的电压不得超过其额定值.
6、在电压接近额定电压值时,一定要缓慢移动滑片,以免电压过大,将小灯泡烧坏.
7、画伏安特性曲线时,不要画成折线,而应画成平滑的曲线,误差较大的点应舍弃
[实验思考题]
1、灯泡的伏安特性曲线为什么不是直线? 在测电压时能否由大到小进行测量?
2、在“描绘小灯泡伏安特性曲线”的实验中,使用的小灯泡为“6 V,3 W”,其他选用的仪器有____________
电流表Al(量程3A,内阻0.2Ω)
电流表A2(量程0.6 A,内阻1Ω)
电压表V1(量程3V,内阻20kΩ)
电压表V2(量程15V,内阻60KΩ)
变阻器R1(0—1000Ω,0.5 A)
变阻器R2(0~20Ω,2A)
学生电源(6~8V).
开关S及导线若干.
实验中要求在0~6V范围内读取并记录下12组不同的电压值U和对应的电流值I,以便作出小灯泡的伏安特性曲线.在上述器材中,电流表应选用_______,电压表应选用________变阻器应选用________·在下面的方框中画出实验的电路图.
3、某同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中得到如下一组数据:
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
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