课时26电学实验(一)实验(9):测绘小灯泡的伏安特性曲线一、实验原理图二、基本实验要求1.实验目的:(1)练习使用电流表和电压表。(2)描绘小灯泡的伏安特性曲线。(3)根据伏安特性曲线分析电流随电压变化的规律。2.实验原理:(1)通过调整滑动变阻器,改变加在小灯泡上的电压和通过小灯泡的电流,用电压表和电流表测出小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流,绘制小灯泡的伏安特性曲线,进而研究小灯泡灯丝电阻的变化规律。(2)小灯泡电阻较小,所以电流表应采用外接法连入电路。(3)电压应从“0”开始变化,所以滑动变阻器采用分压式接法。3.实验器材:小灯泡“3.8V0.3A”、电压表“0~3~15V”、电流表“0~0.6~3A”、滑动变阻器、学生电源(或电池组)、开关、导线若干、坐标纸、铅笔。4.实验步骤:(1)画出实验电路图。(2)检查电表的指针是否指在“0”刻度线,若不是,应先进行机械调零。(3)将小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、开关用导线连接成闭合电路。(4)调整滑动变阻器的滑片,使其处在合上开关时小灯泡两端的电压为零的位置上。(5)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端的电压由零增大至额定电压,分别读出上述过程中电压表、电流表的读数,同时观察小灯泡的发光情况,并将测量数据填入自己设计的表格中。(6)拆除实验电路,整理实验器材。5.数据处理:在坐标纸上以U为横坐标、I为纵坐标建立直角坐标系,并根据表中数据描点,用平滑的曲线连接各点得到I-U图线。6.注意事项:(1)本实验要作出I-U图线,要求测出一组包括零在内的电压、电流值,因此滑动变阻器采用分压接法。(2)本实验中,因被测小灯泡的电阻较小,因此实验电路必须采用电流表外接法。(3)实验时要根据小灯泡的额定电压选择电压表的量程。(4)因小灯泡的伏安特性曲线不是直线,故闭合开关,调节变阻器滑片的位置使小灯泡的电压逐渐增大时,可在电压表读数每增加一个定值(如0.5V)时,读取一次电流值,不能任意调节电压、电流读数;但在U=1V左右要适当多测几组数据(此时I-U曲线明显变化)。(5)开关闭合前滑动变阻器的滑片应在灯泡两端电压为零的位置。(6)两坐标轴选取的标度要合理,尽可能使根据数据画出的图线占满坐标纸,描点连线时要用平滑的曲线连线,注意曲线的斜率不是此状态下小灯泡的电阻。1.滑动变阻器限流式接法和分压式接法(电池内阻不计):2.电流表、电压表测电阻两种接法的比较选择:3.实验器材的选择原则:(1)安全:①用电器的额定电流不能小于通过该用电器的实际最大电流。②电压表或电流表的量程不能小于被测电压或电流的最大值。(2)精确:电压表或电流表的指针应偏转到满刻度的以上。(3)操作方便:从便于操作来考虑,限流式接法要选用与待测电阻相近的滑动变阻器,分压式接法要选用小阻值滑动变阻器。考点1考点2考点3实验原理和操作典例1在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,小灯泡额定电压为2.5V、电流为0.3A。(1)部分连线的实物照片如图甲所示,请在完成实物连接图;(2)某次实验中,当电流表的示数为0.18A,电压表的指针如图乙所示,则电压为V,此时小灯泡的功率是W;?考点1考点2考点3(3)正确测量获得的伏安特性曲线是下列图象中的(填字母)。?答案解析解析关闭答案解析关闭考点1考点2考点3实物连线就是根据电路图把实物连起来,实物连线的一般思路如下:1.先画电路图,后画实物图。在电路图上标明电源的正、负极,电流表和电压表的正、负接线柱等。(按实物的布局设计线路图,再根据线路图连接实物图)2.先串后并,注意正负。画电路实物图时,应选择一条包含电路元件最多的通路,例如:从电源的正极出发,沿着电流的方向依次把开关、用电器、电流表(先接正柱,后接负柱)、变阻器等连接起来,一直连到电源负极,然后再把其余的电路元件和电压表并联在电路的某两点之间。考点1考点2考点33.注意量程,接线到柱。连接多量程电流表、电压表时,应注意选择适当的接线柱(即选取合适的量程),所有导线的连接点都应画在用电器的接线柱上或电源的正、负极上,不应在无接线柱的地方把几条导线相接。4.避免交叉,检查无误。所画导线不应交叉,以使连接情况清晰易辨。画好电路实物图后,应对照电路图再检查一遍,以便减少错误。