第二章实验测绘小灯泡的伏安特性曲线.docxVIP

实验：测绘小灯泡的伏安特性曲线 知识内容 测绘小灯泡的伏安持性曲线 考试要求 必考 课时要求 1.理解电流表的内接法和外接法，并会进行正确选择. 2.理解滑动变阻器的两种接法，能进行正确地应用. 3.学会测绘小灯泡的伏安特性曲线并掌握分析图线的方法. 一、电流表的内接法和外接法的比较 1．两种接法的比较 内接法 外接法 电路 误差分析 电压表示数 UV＝UR＋UA＞UR 电流表示数IA＝IR R测＝eq \f(UV,IA)＞eq \f(UR,IR)＝R真 电压表示数 UV＝UR 电流表示数 IA＝IR＋IV＞IR R测＝eq \f(UV,IA)＜eq \f(UR,IR)＝R真 误差来源 电流表的分压作用 电压表的分流作用 2.电流表内、外接的选择方法 (1)直接比较法：当Rx?RA时，采用内接法；当Rx?RV时，采用外接法．即大电阻用内接法，小电阻用外接法，可记忆为“大内小外”． (2)公式计算法 当Rx＞eq \r(RARV)时，用电流表内接法； 当Rx＜eq \r(RARV)时，用电流表外接法； 当Rx＝eq \r(RARV)时，两种接法效果相同． (3)试触法：如图1， 图1 把电压表的可动接线端分别试接b、c两点，观察两电表的示数变化，若电流表的示数变化明显，说明电压表的分流作用对电路影响大，应选用内接法，若电压表的示数有明显变化，说明电流表的分压作用对电路影响大，所以应选外接法． 二、滑动变阻器两种接法的比较 限流式 分压式 电路组成 变阻器 接入电路 的特点 采用“一上一下”的接法 采用“两下一上”的接法 调压范围 eq \f(ERx,R＋Rx)～E(不计电源内阻) 0～E(不计电源内阻) 适用情况 负载电阻的阻值Rx与滑动变阻器的总电阻R相差不多，或R稍大，且电压、电流变化不要求从零调起 (1)要求负载上电压或电流变化范围较大，且从零开始连续可调 (2)负载电阻的阻值Rx远大于滑动变阻器的总电阻R 三、测绘小灯泡的伏安特性曲线 1．实验原理 用电流表测出流过小灯泡的电流，用电压表测出小灯泡两端的电压，测出多组(U，I)值，在 I－U坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连起来，即得到小灯泡的伏安特性曲线，电路图如图2所示． 图2 2．实验器材 学生电源(4～6 V直流)或电池组、小灯泡(“4 V　0.7 A”或“3.8 V　0.3 A”)、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线若干、铅笔、坐标纸． 3．实验步骤 (1)根据小灯泡上所标的额定值，确定电流表、电压表的量程，按图2所示的电路图连接好实物图．(注意开关应断开，滑动变阻器与小灯泡并联部分电阻为零) (2)闭合开关S，调节滑动变阻器，使电流表、电压表有较小的明显示数，记录一组电压U和电流I. (3)用同样的方法测量并记录几组U和I，填入下表. 次数 1 2 3 4 5 6 7 8 电压U/V 电流I/A (4)断开开关，整理好器材． 4．数据处理 (1)在坐标纸上以U为横轴、I为纵轴建立直角坐标系． (2)在坐标纸中描出各组数据所对应的点． (3)将描出的点用平滑的曲线连接起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线． 5．实验结果与数据分析 (1)结果：描绘出的小灯泡灯丝的伏安特性曲线不是直线，而是向横轴弯曲的曲线． (2)分析：灯泡灯丝的电阻随温度变化而变化．曲线向横轴弯曲，即斜率变小，电阻变大，说明小灯泡灯丝的电阻随温度升高而增大． 6．注意事项 (1)因I－U图线是曲线，本实验要测出多组包括零在内的电压值、电流值，因此滑动变阻器应采用分压式接法． (2)由于小灯泡的电阻较小，故采用电流表外接法． (3)画I－U图线时纵轴、横轴的标度要适中，使所描绘图线占据整个坐标纸为宜，不要画成折线，应该用平滑的曲线连接，对个别偏离较远的点应舍去. 一、电流表内接法与外接法的比较 例1　如图3所示，某同学用伏安法测电阻，分别采用了甲、乙两种电路测量，关于误差分析正确的是(　　) 图3 A．若选择甲图，测量值偏大 B．若选择乙图，测量值偏大 C．若被测电阻Rx与电流表接近，选择乙图误差较小 D．若被测电阻Rx与电压表接近，选择甲图误差较小 答案　B 解析　甲图所示电路是电流表外接法，用它测量电阻时，测量值是待测电阻Rx和电压表内阻的并联电阻值，故测得的电阻值偏小，故A错误；乙图所示电路是电流表内接法，用它测量电阻时，测量值R测＝Rx＋RA＞Rx，B正确；电流表内阻很小，被测电阻Rx与电流表接近，则所测电阻较小，因此应该选择甲图误差较小，故C错误；电压表内阻较大，被测电阻Rx与电压表接近，应该选择乙图误差较小．故D错误． 二、实验原理的理解和实验电路、实验器材的选择 例2　有一个小灯泡上标有“4 V　2 W”的字样，现在要用伏安法测绘这个灯泡的I－U图线．现有下列器材供选