实验九描绘小灯泡的伏安特性曲线

实验九 描绘小灯泡的伏安特性曲线 龙江县第一中学 孔德禄 1 描绘小灯泡的伏安特性曲线 2 分析曲线的变化规律 1 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结起来 2 电流表外接 因为小灯泡电阻很小 如果内接电流表 分压明显 滑动变阻器采用分压式 使电压能从0开始连续变化 3 滑动变阻器的限流式接法和分压式接法 4 仪器选择的三个原则 1 安全性原则 通过电源 电阻 电流表 电压表等的电流不能超过其允许的额定电流 2 精确性原则 根据实验的需要 选取精度合适的仪器 以尽可能的减小实验误差 电压表 电流表指针的偏角要大于满偏的三分之一 3 操作方便 实验时要调节方便 易于操作 比如对滑动变阻器 如果是用分压法连入电路的 则应选用小阻值的滑动变阻器 只有这样 在移动滑片时 相应的用电器上的电压变化才会明显 如果选用大阻值的滑动变阻器 就会出现在移动滑片时 刚开始时用电器上的电压几乎不变 过了某位置后又突然增大的现象 不易操作 学生电源 4 6V直流 小灯泡 4V 0 7A或3 8V 0 3A 电流表 内阻较小 电压表 内阻很大 开关和导线 滑动变阻器 坐标纸 一 实验步骤1 将灯泡 电流表 电压表 滑动变阻器 电源 开关用导线连接成如右图所示电路 2 测出小灯泡在不同电压下的电流移动滑动变阻器触头位置 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 二 整理仪器 数据处理3 拆除电路 整理仪器4 画出伏安特性曲线 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结起来 就得到小灯泡的伏安特性曲线 1 本实验中被测小灯泡灯丝的电阻值较小 因此测量电路必须采用电流表外接法 2 滑动变阻器应采用分压式连接 目的是为了使小灯泡两端的电压能从0开始连续变化 1 由于电压表 电流表不是理想电表 电表内阻对电路的影响会带来误差 2 测量时读数带来误差 严格按照读数规则 3 在坐标纸上描点 作图带来误差 用细铅笔 严格标度 仪器的选择及电路设计在 描绘小灯泡的伏安特性曲线 的实验中 可供选择的实验仪器如下 1 在上述器材中 滑动变阻器应选 电流表应选 填元件的物理符号 2 在虚线框内画出实验的电路图 并在图中注明各元件的符号 对电学实验器材的选择一般分两步考虑 首先要根据实验的要求设计好测量电路 选择必要的相应的器材时要着重考虑准确性 然后设计供电电路 此时选择相应的器材时要着重考虑安全性 数据处理及实验结论的分析与应用一个小灯泡的额定电压为2 0V 额定电流约为0 5A 选用下列实验器材描绘小灯泡的伏安特性曲线 1 实验中电源应选用 电流表应选用 2 在下面虚线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 阻值变化范围0 10 电源 小灯泡 开关 导线若干 3 在下面坐标中画出小灯泡的U I曲线 4 若将本题中的小灯泡接在电动势是1 5V 内阻是1 0 的电池两端 问小灯泡的实际功率是多少 简要写出求解过程 若需作图 可直接画在坐标系中 3 4 0 44W 拓展创新实验 甲 3 电路连接正确后 分别测得两只灯泡L1和L2的伏安特性曲线如图乙中 和 所示 然后将灯泡L1 L2与电池组 电动势和内阻均恒定 连成图丙所示电路 多次测量后得到通过L1和L2的电流平均值分别为0 30A和0 60A 乙 丙 解析 1 因为灯泡两端的电压要从0V开始调节 故滑动变阻器要采用分压电路 2 在电路接好并检查是否正确连线之前 电键应处于断开状态 以免因接线错误而导致仪表损坏 接为分压电路时 滑动变阻器的有效电阻应从最小值开始调节 故滑片P应先处于b端