試驗(yàn)描繪小燈泡的伏安特性曲線一、試驗(yàn)原理試驗(yàn)方法原理由于燈絲的電阻率隨溫度的上升而增大，因此燈絲的電阻隨溫度的上升而增大。UR＝II－U坐標(biāo)系中，圖線上點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率等于電阻的倒數(shù)，故I－U圖線為曲線。試驗(yàn)電路選擇原理內(nèi)接法外接法內(nèi)接法外接法電路圖誤差緣由電流表的分壓電壓表的分流測(cè)量值和真實(shí)值的測(cè)量值和真實(shí)值的R＝測(cè)＝R＋RUR測(cè)I測(cè)xA＝測(cè)UI測(cè)＝ 測(cè)UI＋I(xiàn)測(cè)x V比較測(cè)量值大于真實(shí)值測(cè)量值小于真實(shí)值適用于測(cè)量測(cè)大電阻或Rx＞RRRV＞xRARV測(cè)小電阻或xRxRA兩種電路的選擇R R R R①阻值比較法：當(dāng)V＞x時(shí)，選用電流表外接法；當(dāng)x＞V時(shí)，選用電流表內(nèi)接R R R Rx A A x法。RRA VRRA V

R＞RR

時(shí)，用電流x表內(nèi)接法。

x A V接法限流式接法限流式分壓式工程電路組成變阻器接入電承受“一上一下”的接法承受“兩下一上”的接法路的特點(diǎn)調(diào)壓RxR＋RE～Ex范圍(不計(jì)電源內(nèi)阻)0～E)R與滑動(dòng)x(1)要求負(fù)載上電壓或電流變適用狀況R相差不流變化不要求從零調(diào)起可調(diào)(2)R遠(yuǎn)大于x二、試驗(yàn)器材學(xué)生電源(4～6V直流)或電池組、小燈泡(“4V 0.7A”或“3.8V 滑動(dòng)變阻器、電壓表、電流表、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線假設(shè)干、鉛筆、坐標(biāo)紙。三、試驗(yàn)過(guò)程1.試驗(yàn)步驟1所示的電路圖連接好實(shí)物圖。1UI。UI，填入下表。次數(shù)U/VI/A2.數(shù)據(jù)處理

1 2 3 4 5 6 7 8U為橫軸、I為縱軸建立直角坐標(biāo)系。(所描圖線充分占據(jù)整個(gè)坐標(biāo)紙為宜)3.試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)分析結(jié)果：描繪出的小燈泡的伏安特性曲線不是直線，而是曲線。阻隨溫度上升而增大。四、誤差分析誤差。測(cè)量誤差：測(cè)量時(shí)讀數(shù)帶來(lái)誤差。作圖誤差：在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)、作圖帶來(lái)誤差。五、留意事項(xiàng)I－U圖線，要求測(cè)出多組包括零在內(nèi)的電壓值、電流值，因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)承受分壓式接法。由于小燈泡的電阻較小，故承受電流表外接法。I－U圖線時(shí)縱軸、橫軸的標(biāo)度要適中，以所描繪圖線占據(jù)整個(gè)坐標(biāo)紙為宜，不要畫(huà)成折線，應(yīng)當(dāng)用平滑的曲線連接，對(duì)個(gè)別偏離較遠(yuǎn)的點(diǎn)應(yīng)舍去。[精典例如]一、試驗(yàn)原理和試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理[1]2為“描繪小燈泡的伏安特性曲線”試驗(yàn)的實(shí)物電路圖，小燈泡額3V。2Ｋ完成以下試驗(yàn)步驟①閉合開(kāi)關(guān)前，調(diào)整滑動(dòng)變阻器的滑片，應(yīng)停留在滑動(dòng)變阻“左”或“右”)電壓表的多組讀數(shù)，直至電壓到達(dá)額定電壓；狀況UI3中作出小燈泡燈絲的伏安特性曲線。狀況編號(hào)12345678U/V0.200.601.001.401.802.202.603.00I/A0.0200.0600.1000.1400.1700.1900.2000.205燈泡發(fā)光不亮微亮漸漸變亮正常發(fā)光3數(shù)據(jù)分析①?gòu)膱D線上可以得出，當(dāng)電壓漸漸增大時(shí)，燈絲電阻的變化狀況是 。②圖線說(shuō)明導(dǎo)體的電阻隨溫度上升而 。③小燈泡正常工作時(shí)的電阻約為 。(保存小數(shù)點(diǎn)后一位有效數(shù)字)解析(1)描繪小燈泡的伏安特性曲線，電壓與電流要從零開(kāi)頭變化，滑動(dòng)變阻器電流表應(yīng)承受外接法。①為保護(hù)電路安全，開(kāi)關(guān)閉合之前，圖乙中滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)當(dāng)置于左端。③I－U圖線漸漸增大。②圖線說(shuō)明導(dǎo)體的電阻隨溫度上升而增大。③I－UU＝3V時(shí)，I＝0.205A，所以小燈泡正常工R＝答案 見(jiàn)解析圖

30.205

Ω≈14.6Ω。①左 ③見(jiàn)解析圖①先不變，后漸漸增大②增大 ③14.6滑動(dòng)變阻器必需承受分壓式接法的四種狀況要求回路中某局部電路電流或電壓實(shí)現(xiàn)從零開(kāi)頭可連續(xù)調(diào)整時(shí)(承受分壓式接法。0當(dāng)待測(cè)用電器的電阻R遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的最大值R時(shí)，必需承受分壓式接法。0當(dāng)電壓表或電流表的量程太小時(shí)，假設(shè)承受限流接法，電路中實(shí)際電壓(或電流)的最小值仍超過(guò)電壓表或電流表的量程，只能承受分壓式接法。一般也承受分壓式接法。二、試驗(yàn)器材的選擇及實(shí)物圖連線[例2]一個(gè)小燈泡上標(biāo)有“4V 0.5A”的字樣現(xiàn)在要用伏安法描繪這個(gè)燈泡的I－U圖線?，F(xiàn)有以下器材供選擇：10kΩ)20kΩ)E.滑動(dòng)變阻器(10Ω，2A)F.滑動(dòng)變阻器(500Ω，1A)4試驗(yàn)時(shí)，選用圖4中 (填“甲”或“乙”)電路圖來(lái)完成試驗(yàn)，請(qǐng)說(shuō)明理 由 ： 。試驗(yàn)中所用電壓表應(yīng)選 ，電流表應(yīng)選 ，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選 。(用字母序號(hào)表示)把圖5所示的試驗(yàn)器材用實(shí)線連接成實(shí)物電路圖。答案(1)甲A D E如下圖

5描繪燈泡的I－U圖線所測(cè)數(shù)據(jù)需從零開(kāi)頭，并要多取幾組數(shù)據(jù)1.(電流表內(nèi)、外接法的選擇)(多項(xiàng)選擇)在圖6中，甲、乙兩圖分別為測(cè)燈泡電阻R的電路圖，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( )6甲圖的接法叫電流表外接法，乙圖的接法叫電流表內(nèi)接法測(cè)

R<R真 測(cè) 真R?RV，故此法測(cè)較小電阻好R?RA，故此法測(cè)較大電阻好解析 題圖甲承受電流表外接法，題圖乙承受電流表內(nèi)接法，A正確；題圖甲由I于電壓表的分流導(dǎo)致電流的測(cè)量值偏大，由R＝U可知，RI

真；R越小，電壓表分流越小，誤差越小，因此這種接法適合測(cè)小電阻。題圖乙由于電流表的分壓I導(dǎo)致電壓的測(cè)量值偏大。由R＝U可知，RI

真；R越大，電流表的分壓越小，誤差越小，因此這種接法適用于測(cè)大電阻，B錯(cuò)誤，C、D正確。答案 ACD2.(試驗(yàn)步驟和試驗(yàn)留意事項(xiàng))以下是“描繪小燈泡的伏安特性曲線”試驗(yàn)的操作步驟：閉合開(kāi)關(guān)，登記電流表、電壓表的一組示數(shù)(I，U)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭，每移動(dòng)一次登記一組(I，U)12組左右的數(shù)據(jù)；7所示；7閉合開(kāi)關(guān)前，調(diào)整觸頭位置處于滑動(dòng)變阻器的左端；特性曲線。以上各步驟中存在錯(cuò)誤或不妥之處的是 應(yīng)如何改正： 。將各步驟訂正后，按試驗(yàn)先后挨次排列起來(lái)： 。解析 (1)錯(cuò)誤或不妥的步驟是A、C、D。A步驟：測(cè)量(I，U)值時(shí)，應(yīng)先預(yù)設(shè)各中的電壓值U或電流值I，而不是隨便測(cè)隨便測(cè)時(shí)會(huì)使描點(diǎn)疏密不均勻，畫(huà)圖線時(shí)消滅較大誤差甚至無(wú)法畫(huà)出I－U圖線C步驟閉合開(kāi)關(guān)前應(yīng)使小燈泡兩端電壓為零，即滑動(dòng)觸頭應(yīng)置于滑動(dòng)變阻器的右端。D步驟：應(yīng)將各點(diǎn)用平滑的曲線連接起來(lái)。(2)BCAD。答案 (2)BCAD根底過(guò)關(guān)泡的伏安特性曲線”的試驗(yàn)中，可供選擇的試驗(yàn)儀器如下：0.3A”)V(0～5V5kΩ)0～100mA，內(nèi)阻4Ω)0.4Ω)12R(10Ω，額定電流1.0A)0.5A)6V0.5Ω)12在上述器材中，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選 ；電流表應(yīng)選 (2)在虛線框內(nèi)畫(huà)出試驗(yàn)的電路圖，并在圖中注明各元件的符號(hào)。解析 此題變壓器承受分壓式接法，通常應(yīng)中選用最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R1。電流表A1的A2。燈泡的電阻比較小，電流表用外接法。1 答案 (1)R A 1 分別讀出下表中的電壓表和電流表的示數(shù)，并填在表格中。電表所選量程測(cè)量值0～15V0～3V0～3A0～0.6A解析 0～15V的最小分度為0.5V，讀數(shù)為電表所選量程測(cè)量值0～15V0～3V0～3A0～0.6A答案 11.0V 2.20V 0.80A 0.16A一個(gè)小燈泡上標(biāo)有“4V 2W”的字樣現(xiàn)在要用伏安法描繪這個(gè)燈泡的I－U圖線?，F(xiàn)有以下器材供選擇：kΩ)20kΩ)E.滑動(dòng)變阻器(10Ω，2A)F.滑動(dòng)變阻器(500Ω，1A)1試驗(yàn)時(shí)，選用圖1 中 電路圖來(lái)完成試驗(yàn)，請(qǐng)說(shuō)明理由： 。試驗(yàn)中所用電壓表應(yīng)選 電流表應(yīng)選 滑動(dòng)變阻器應(yīng)選 (用字母序號(hào)表示)把圖2所示的試驗(yàn)器材用實(shí)線連接成實(shí)物電路圖。2解析因試驗(yàn)?zāi)康氖且枥L小燈泡的伏安特性曲線，需要屢次轉(zhuǎn)變小燈泡兩端的電壓，故承受圖甲所示的分壓式電路適宜，這樣電壓可以從零開(kāi)頭調(diào)整，且能便利4V0～5VA而0～15VB，因15V的量程太大，讀數(shù)誤差大，小燈泡的額定電流0.5F8調(diào)整不便利，電壓變化與滑動(dòng)變阻器使用局部的長(zhǎng)度線性關(guān)系差，故舍去。小燈

80.4

10×103＝12508倍，故電流表承受外接法。答案(1)甲描繪燈泡的I－U圖線所測(cè)數(shù)據(jù)需從零開(kāi)頭，并要多取幾組數(shù)據(jù)(2)A D E (3)如下圖力量提升UtR為滑動(dòng)變阻器，UtR為滑動(dòng)變阻器，0t由溫度計(jì)(圖中未畫(huà)出)測(cè)出。圖(b)是該小組在恒定電流為50.0U－t關(guān)系曲線。答復(fù)以下問(wèn)題：03表的示數(shù)為U＝ 表的示數(shù)為U＝ mV；依據(jù)圖(b)可知，當(dāng)控溫爐內(nèi)的溫度t上升時(shí)，1硅二極管正向電阻 (填“變大”或“變小”)，電壓表示數(shù) 增大”或“減小”)，此時(shí)應(yīng)將R硅二極管正向電阻 (填“變大”或“變小”)，電壓表示數(shù) U。1由圖(b)可以看出UU。1ΔU管的測(cè)溫靈敏度為t＝ ×103V℃保存2位有效數(shù)字。解析(1) 、是抱負(fù)電壓表，則R 與硅二極管串聯(lián)，電流相等，R 兩端電壓001 U＝IR＝50.0×10－6×100V解析(1) 、是抱負(fù)電壓表，則R 與硅二極管串聯(lián)，電流相等，R 兩端電壓001 2U－tUI＝50.0μA2反過(guò)來(lái)影響電路中電流，由閉合電路歐姆定律知，電路中電流增大，示數(shù)增大；不變，故硅二極管正向電阻變??；當(dāng)控溫爐內(nèi)