实验2 描绘小灯泡的伏安特性曲线

工具第3章恒定电流实验2描绘小灯泡的伏安特性曲线工具第3章恒定电流描绘小灯泡的伏安特性曲线，并分析曲线的变化规律．工具第3章恒定电流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．工具第3章恒定电流3．滑动变阻器的两种接法限流接法分压接法电路图闭合电键前滑片位置使滑动变阻器所用的电阻最大(电阻R的电流最小)的位置，上图最左端使滑动变阻器与负载R并联的电阻为零(R为电流、电压为零)处，上图滑片应位于最左端工具第3章恒定电流限流接法分压接法负载两端的电压调节范围RR0＋RU～U0～U通过负载的电流调节范围UR0＋R～UR0～UR负载正常工作时电路的效率电路中总电流等于负载R的电流，电路效率较高电路中总电流大于负载R的电流，电路效率较低工具第3章恒定电流学生电源(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．工具第3章恒定电流一、连接电路将灯泡、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．二、测量与记录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.工具第3章恒定电流实验次数123456UI实验次数789101112UI工具第3章恒定电流三、数据处理、整理仪器1．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．工具第3章恒定电流2．拆除电路、整理仪器．工具第3章恒定电流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．3．U－I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，以防出现很大误差．4．建立坐标系时，纵轴表示电压，横轴表示电流，两坐标轴选取的标度要合理，使得根据测量数据画出的图线尽量占满坐标纸．工具第3章恒定电流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．工具第3章恒定电流如下图甲所示，为某同学测绘额定电压为2.5V的小灯泡的I－U特性曲线的实验电路图．(1)根据电路图甲，用笔画线代替导线，将图乙中的实验电路连接完整．工具第3章恒定电流(2)开关S闭合之前，图乙中滑动变阻器的滑片应该置于________端(选填“A”、“B”或“AB中间”)．(3)实验中测得有关数据如下表：U/V0.400.801.201.602.002.402.80I/A0.100.160.200.230.250.260.27工具第3章恒定电流根据表中的实验数据，在下图中画出小灯泡的I－U特性曲线．(4)当灯泡电压为1.4V时的功率为________W(保留两位有效数字)．工具第3章恒定电流【解析】(1)实验电路连接如下图：(2)开关S闭合前，应使灯泡两端电压为零，故滑动变阻器滑片应置于A端．工具第3章恒定电流(3)图象如下图：(4)由伏安特性曲线知，当灯泡两端电压为1.4V时，通过灯泡的电流为0.22A，则P＝UI＝1.4×0.22W＝0.31W.工具第3章恒定电流1．在描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中，研究的小灯泡标有“3.8V,0.3A”，这类灯泡两端电压超过0.5V，其伏安特性曲线就会有明显弯曲．使用的电压表有0～15V和0～5V两个测量范围，使用的电流表有0～3A和0～0.6A两个测量范围，在实验中，电压表应选择________测量范围，电流表应选择________测量范围．【答案】0～5V0～0.6A工具第3章恒定电流2．以下是“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的操作步骤：A．闭合电键，记下电流表、电压表的一组示数(I，U)，移动变阻器的滑动触头位置，每移动一次记下一组(I，U)值，共测出12组左右的数据B．将电流表、电压表、变阻器、电灯、电源、开关正确连接成电路．电流表外接，变阻器采用分压式，如上图所示工具第3章恒定电流C．调节触头位置，使闭合电键前触头处于变阻器的左端D．按所测数据，在坐标纸上描点并将各点用直线段连接起来，得出小灯泡的伏安特性曲线(1)以上各步骤中存在错误或不妥之处的是________，应如何改正？(2)将各步骤纠正后，按实验先后顺序排列起来________．工具第3章恒定电流【答案】(1)错误或不妥的步骤是A、C、D.A步骤：测量不同电压下的电流值(I，U)时，应先预设各组数据中的电压U或电流I值，而不是随意测，随意测时会使描点疏密不均匀，画图线时出现较大误差，甚至无法画出I－U图线．C步骤：闭合电键前应使电灯两端电压为零，即触头应置于变阻器最右端．D步骤：应将各点用平滑的曲线连接起来．(2)BCAD工具第3章恒定电流3．一只小灯泡，标有“3V1.5W”字样．现要描绘小灯泡0～3V的伏安特性曲线．实验器材有：A．最大阻值为10Ω的滑动变阻器B．电动势为6V、内阻约为1.0Ω的电源C．量程为0.6A、内阻约为1.0Ω的电流表A1D．量程为3A、内阻约为0.1Ω的电流表A2E．量程为3V、内阻约为6kΩ的电压表V1F．量程为15V、内阻约为10kΩ的电压表V2G．开关、导线若干工具第3章恒定电流(1)电压表应选用________；电流表应选用________．(将选项代号的字母填在横线上)(2)在该实验中，设计了如图所示的四个电路．为了减小误差，应选取的电路是________(将选项代号的字母填在横线上)．工具第3章恒定电流(3)以下是该实验的操作步骤：A．将电流表、电压表、变阻器、小灯泡、电源、开关正确连接成电路B．调节滑动变阻器触头的位置，保证闭合开关前使变阻器与小灯泡并联部分的阻值最大C．闭合开关，记下电流表、电压表的一组示数(U，I)，移动变阻器的滑动触头，每移动一次记下一组(U，I)值，共测出12组数据D．按所测数据，在坐标纸上描点并将各点用直线段连接起来，得出小灯泡的伏安特性曲线工具第3章恒定电流指出以上步骤中存在错误或不妥之处并修改：_____________________________________________________________________________________________________________.【答案】(1)EC(2)C(3)步骤B不妥，应为：闭合开关前应使变阻器与小灯泡并联部分的电阻为零．(或B步骤中，应使滑动变阻器的电阻最小)步骤D有错，应为：按所测数据，在坐标纸上描点并将各点用一条平滑的曲线连接起来．工具第3章恒定电流4．在用电压表和电流表研究小灯泡在不同电压下的功率的实验中，实验室备有下列器材供选择：A．待测小灯泡“3.0V1.5W”B．电流表(量程3A，内阻约为1Ω)C．电流表(量程0.6A，内阻约为5Ω)D．电压表(量程3.0V，内阻约为10kΩ)E．电压表量程15.0V，内阻约为50kΩ)F．滑动变阻器(最大阻值为100Ω，额定电流50mA)G．滑动变阻器(最大阻值为10Ω，额定电流1.0A)H．电源(电动势为4.0V，内阻不计)I．电键及导线等工具第3章恒定电流(1)为了使实验完成的更好，电流表应选用________；电压表应选用________；滑动变阻器应选用________．(只需填器材前面的字母即可)(2)请在虚线框内画出实验电路图．工具第3章恒定电流(3)某同学在一次测量时，电流表、电压表的示数如上图所示．则电压值为________V，电流值为________A，小灯泡的实际功率为________W.工具第3章恒定电流【解析】待测小灯泡“3.0V1.5W”，额定电流0.5A，额定电压为3V，因此电流表选C，电压表选D，滑动变阻器采用分压式接法较准确，滑动变阻器选G，小灯泡电阻很小，电流表外接．【答案】(1)CDG(2)如解析图所示(3)1.800.330.59