第34讲　实验：描绘小电珠的伏安特性曲线（解析版）.docxVIP

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第34讲试验：描绘小电珠的伏安特性曲线

——划重点之精细讲义系列

一．试验目的

1．描绘小电珠的伏安特性曲线．

2．分析伏安特性曲线的变化规律．

二．试验原理

用电流表测出流过小电珠的电流，用电压表测出小电珠两端的电压，测出多组(U，I)值，在U-I坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连接起来．

三．试验器材

小电珠(3.8V,0.3A)或(2.5V,0.6A)一个、电压表(0～3V～15V)与电流表(0～0.6A～3A)各一个、滑动变阻器(最大阻值20Ω)一个、同学低压直流电源(或电池组)、开关一个、导线若干、坐标纸、铅笔．

四．试验步骤

1．确定电流表、电压表的量程，接受电流表外接法，滑动变阻器接受分压式接法，按图中的原理图连接好试验电路．

2．把滑动变阻器的滑片调整到图中最左端，接线经检查无误后，闭合开关S.

3．移动滑动变阻器滑片位置，测出12组左右不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入表格中，断开开关S.

U(V)

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

I(A)

U(V)

1.6

2.0

2.4

2.8

3.2

3.6

3.8

I(A)

4.拆除电路，整理仪器．

五．数据处理

1．在坐标纸上以U为横轴，以I为纵轴，建立坐标系．

2．在坐标纸上描出各组数据所对应的点．(坐标系纵轴和横轴的标度要适中，以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜)

3．将描出的点用平滑的曲线连接起来，就得到小电珠的伏安特性曲线．

六．留意事项

1．电路的连接方式

(1)电流表应接受外接法：由于小电珠(3.8V,0.3A)的电阻很小，与0～0.6A的电流表串联时，电流表的分压影响很大．

(2)滑动变阻器应接受分压式连接：目的是使小电珠两端的电压能从零开头连续变化．

2．闭合开关S前，滑动变阻器的触头应移到使小电珠分得电压为零的一端，使开关闭合时小电珠的电压从零开头变化，同时也是为了防止开关刚闭合时因小电珠两端电压过大而烧坏灯丝．

3．I-U图线在U0＝1.0V左右将发生明显弯曲，故在U＝1.0V左右绘点要密，以防消灭较大误差．

4．当小电珠的电压接近额定值时要缓慢增加，到额定值记录I后马上断开开关．

5．误差较大的点要舍去，I-U图线应是平滑曲线而非折线．

七．误差分析

1．由于电压表、电流表不是抱负电表，电表内阻对电路的影响会带来误差．

2．电流表、电压表的读数带来误差，要严格依据读数规章读数．

3．在坐标纸上描点、作图带来操作误差．

考点一试验操作和器材的选取

【典例1】要测绘一个标有“3V0.6W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零渐渐增加到3V，并便于操作．已选用的器材有：

电池组(电动势为4.5V，内阻约为1Ω)；

电流表(量程为0～250mA，内阻约5Ω)；

电压表(量程为0～3V，内阻约3kΩ)；

电键一个、导线若干．

(1)试验中所用的滑动变阻器应选下列中的________(填字母代号)．

A．滑动变阻器(最大阻值20Ω，额定电流1A)

B．滑动变阻器(最大阻值1750Ω，额定电流0.3A)

(2)试验的电路图应选用下列的图________(填字母代号)．

(3)试验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示．假如将这个小灯泡接到电动势为1.5V，内阻为5Ω的电源两端，小灯泡消耗的功率是________W.

解析(1)由题意知，小灯泡两端电压从零开头变化，所以把握电路部分应用分压式接法，滑动变阻器应用最大阻值小、额定电流大的A.

(2)灯泡的电阻R＝eq\f(U2,P)＝15Ω，额定电流I＝eq\f(P,U)＝0.2A，由R＝15Ω＜eq\r(RARV)＝eq\r(15000)Ω，依据公式法“大内小外”的原则，可知电流表应接受外接法，B正确．

(3)在灯泡的I-U图上作出电源的I-U图线，交点即为这个电源给这个灯泡供电时的电流和电压，此时P灯＝IU＝0.1×1W＝0.1W.

答案(1)A(2)B(3)0.1

仪器选择的一般挨次是先易后难．首先确定出必需使用而又不必选择的仪器，然后以其为突破口，依据电路要求和电路计算，选择出电源、滑动变阻器、电流表、电压表以及合理的量程．待测电阻的额定电流、额定电压(估算值)是选择合适量程的电流表和电压表的重要依据．如滑动变阻器的选择，既要考虑它的额定电流，又要考虑它的阻值范围，在二者都能满足试验要求的状况下，还要考虑阻值大小对试验操作中是否调整便利的影响，一般来说假如是限流法选定比待测电阻大几倍的滑动变阻器，假如是分压法选定阻值小的滑动变阻器．

考点二数据处理和误差分析

【典例