2018版高中物理 第3章 恒定电流 第6节 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线学案 鲁科版选修3-1

1、第六节实验：小灯泡的伏安图特性绘制曲线一、实验目的1 .小灯泡的伏安图特性绘制曲线2 .分析iu曲线的变化规律二、实验原理1 .实验电路：由于小灯泡的电阻小，电流校正采用外接法，电压要求从零开始连续变化，所以电阻器采用分压式接合法图3612 .曲线形状：以I为纵轴、以u为横轴描绘小灯泡的IU图，由于金属的电阻率(电阻)随着温度上升而增大，所以其电压-电流特性曲线不是一直线.3 .滑动咖啡师的两种连接方法：(1)两种连接方法的比较名字限流接合法分压接合法电路图关闭开关前的滑片位置为了使滑动电阻器使用的电阻最大(电阻r的电流最小)，请使滑动片位于左端滑动电阻器和负载r并联的电阻为零(r的电流、电压

2、为零)，滑动片位于左端负载两端的电压调整范围欧洲联盟0到u负载电流调节范围是0负载正常工作时电路的效率电路中的总电流等于负载r的电流，电路效率高电路中的总电流大于负载r的电流，电路效率低(2)两种接合法的选择：限流式接合法由于电路简单、电功耗低，通常采用滑动电阻器的限流式接合法，但在以下三种情况下，必须选择分压式接合法。a .被测电阻远大于滑动电阻器的最大电阻，实验所要求的电压变化范围宽(或者需要测量多组数据)时，必须选择分压电路b .采用限流接合法，当电路中的实际电压(或电流)的最小值超过负载电阻或电表的额定值时，只能采用分压接合法c .在要求从零开始连续调节电路中的一些电路的电流或电压的情

3、况下(例如测量导体的伏安图特性、校正改造的电表等)，即大范围地测量的情况下，必须采用分压式接合法。三、实验器材小灯泡、46 V学生电源、滑动电阻器、电压校正、电流校正、开关、导线、座纸。一、实验程序1 .按照实验电路图连接电路，使滑动电阻器的联系性p滑动到a端.2 .闭合开关，使触头p逐渐向b移动，测量12组不同的电压值u和电流值I，将计量资料写入表中。3 .关掉开关，断开电路，整理器材二、数据处理1 .清单：将记录的12组u，I值记录在表中。实验次数123456u型实验次数789101112u型2 .绘制曲线：在坐标纸上以电流I为纵轴，以电压u为横轴，形成正交坐标系，描绘点，进行IU绘制曲线

4、。3、分析规律：分析曲线的变化规律，分析曲线不是直线的原因三、误差分析1 .测量时，不考虑电压校正的分流，测量的I值大于真值，发生了系统误差。2 .测量时的读取值不正确，绘制IU图时如果图不正确，就会产生偶然的误差四、注意事项1 .滑动电阻器采用分压接合法，因为绘制iu图需要电压、电流从零变化。 小灯泡电阻小，电流校正采用外接法。2 .调节滑块时，要注意电压校正的显示数不要超过小灯的额定电压，并且要使实验测量的各组数据均匀，使间隔大致相等3 .作图时两坐标轴的比例是适当的，要尽量使计量资料绘制的图占满座纸。 接线时误差大的点舍去，不能用光滑曲线画出折线。实验研究1实验原理和器材选择的考察灯泡上

5、有写着“6 V 0.1 A”的灯。 测量该灯的电压-电流特性曲线时，有以下器材。a .电压校正(05 V、内阻2.0 k)b .电压校正(010 V、内阻3.0 k)c .电流校正(00.3 A、内阻2.0 )d .电流校正(06 A、内阻1.5 )e .滑动电阻器(30、2 A )f .滑动电阻器(100 、0.5 A )g .学生电源(直流9 V )、开关、导线等(1)实验中使用的电压修正为、电流修正为、滑动电阻器为(2)制作实验电路图，要求从0 V开始测定电压。(1)电压修正的范围必须大于小灯的额定电压6 V，所以电压修正选择b .小灯的额定电流0.1 A，所以电流修正在c .耦合(2)

6、的分析中选择咖啡师用分压式，所以选择电阻小的e。(2)小灯的电阻R=60 ，因此电流校正适用外接法。 由于实验数据包含电压接近零的数值，所以咖啡师只能连接成分压式，电路如图所示图中表示(1)B C E (2)；实验研究2实验数据处理的考察图362甲是某同学映射了额定电压2.8 V的小灯泡的I-U格拉夫的实验电路图。图362(1)根据电路图，用笔画线代替导线，将图2的实验电路与完整的实验电路连接。(2)在开关s闭合之前，图b中的滑动电阻器的滑块应该放在可选的“a端”、“b端”或“AB中间”上。(3)实验得到的小灯泡的I-U曲线如图363所示，由此可知小灯泡正常发光时的功率为_W。图363图解(1)按每个电路图说明实物；(2)在开关s闭合之前应该使用的电气设备(小阀)处于被保护的状