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测绘小灯泡的伏安特性曲线和相关的实验

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实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线(含例题)

实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线(含例题)

实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线(含例题)描绘小灯泡的伏安特性曲线（含例题）【知识梳理】1、实验原理在纯电阻电路中，电阻两端的电压与通过电阻的电流是线性关系，但在实际电路中，由于各种因素的影响，U―I图像不再是一条直线。

读出若干组小灯泡的电压U和电流I，然后在坐标纸上以U为纵轴，以I为横轴画出U―I曲线。

2、实验步骤（1）、适当选择电流表，电压表的量程，采用电流表的外接法，按图中所示的原理电路图连接好实验电路图。

（2）、滑动变阻器采用分压接法，把滑动变阻器的滑动片调至滑动变阻器的A端，电路经检查无误后，闭合电键S。

（3）、改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U，记入记录表格内，断开电键S；（4）、在坐标纸上建立一个直角坐标系，纵轴表示电流I，横轴表示电压U，用平滑曲线将各点连接起来，便得到伏安特性曲线。

（5）、拆去实验线路，整理好实验器材。

3、注意事项（1）、因本实验要作出I―U图线，，要求测出一组包括零在内的电压、电流值，因此，变阻器要采用分压接法；（2）、本实验中，因被测小灯泡电阻较小，因此实验电路必须采用电流表外接法；（3）、电键闭合后，调节变阻器滑片的位置，使小灯泡的电压逐渐增大，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；调节滑片时应注意使电压表的示数不要超过小灯泡的额定电压；（4）、电键闭合前变阻器滑片移到图中的A端；（5）、坐标纸上建立坐标系，横坐标所取的分度例应该适当，尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸。

连线一定用平滑的曲线，不能画成折线。

4、误差分析（1）、测量电路存在系统误差，未考虑电压表的分流，造成测得的I值比真实值偏大；（2）、描绘I―U线时作图不准确造成的偶然误差。

5、知识延伸电流表的解法：（1）内接法：如图所示，待测电阻的测量值R测：R测U测UA URUAURRA Rx显然R测Rx所以Rx R测RA I测I测IAIR当RxRA时，Rx R测，系统的相对误差很小，可以忽略不计，所以内接法适用于测量高阻值电阻。

高中物理选修三实验：测绘小灯泡的伏安特性曲线

高中物理选修三实验：测绘小灯泡的伏安特性曲线
电路图
外接法
电阻测量值
误差原因 适用条件 适用于测量
结论
R 测＝UI测测＝Rx＋RA>Rx 测量值大于真实值
R 测＝UI测测＝RRx＋xRRVV<Rx 测量值小于真实值
电流表分压
电压表分流
U 测＝Ux＋UA RA≪Rx 大电阻
I 测＝Ix＋IV RV≫Rx 小电阻
两种接法的误差来源不同，测量电阻时要根据情况
4.断开开关，拆除电路，整理仪器．
二、数据处理 1．在坐标纸上以 U 为横轴、I 为纵轴建立坐标系，选取合适的 标度． 2．在坐标纸上描出以上各组数据所对应的点，用一条平滑的 曲线把这些点连起来，得到小灯泡的伏安特性曲线．
1．本实验中滑动变阻器应采用什么接法？
提示：本实验要作出小灯泡的 I－U 图象，要求测出一组包括零 在内的电流、电压值，故应采用分压式接法．
(2)因小灯泡的额定电压为 4.8 V，则电压表选量程为 0～6 V 的 C.小灯泡的额定电流 I＝ 0.3 A，则电流表选量程为 0～0.6 A 的 A. 滑动变阻器 F 的最大阻值过大，调节不方便，故滑动变阻器应选
E. (3)根据电路图画实物图． 【答案】 (1)描绘灯泡的 I－U 图线所测数据需从零开始 (2)C
2．本实验中电流表与电压表应采用什么接法？
提示：本实验中，因被测小灯泡的灯丝电阻较小，要采用电流 表外接法．
3．本实验中对滑片的操作要注意什么？
提示：(1)开关闭合前，应将变阻器滑片移到使小灯泡两端电压 为零处．
(2)调节滑片时，应注意电压表的示数不要超过小灯泡的额定电 压．
4．实验作图时应注意什么？
(1)实验时，选用图甲而不选用图乙的电路图来完成实验，请说 明理由：描__绘__灯__泡__的___I－__U__图__线__所__测__数__据__需__从__零__开__始__________

高考物理专题复习 实验测绘小灯泡的伏安特性曲线

高考物理专题复习 实验测绘小灯泡的伏安特性曲线

2008高考物理专题复习 实验：测绘小灯泡的伏安特性曲线考纲要求小灯泡的伏安特性曲线 知识梳理：1. 实验目的：测绘小灯泡的伏安特性曲线2. 实验原理：根据原理图从电压表和电流表上读出相应的电压U 和电流I ，绘出U —I 图。

根据金属电阻率随温度的升高而增大的特点，分析金属丝电阻的变化规律。

3. 器材：小灯泡（3.8V 0.3A ）一只，双量程电压表（0—3V －１５Ｖ）、电流表（0—0.6A ）各一块。

滑线变阻器（0—20Ω）、低压电源、电键各一只，导线若干，坐标纸。

4. 电路连接：小灯泡规格 (3.8V 0.3A)电阻较小，故测量电路应用安培表外接法；为使小灯．．．．泡两端的电压从零开始，控制电路中滑线变阻器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．应接成并联分压电路．．．．．．．．．。

5. 实验步骤： （1）按图8-3-1连接电路 （2）从0开始每隔0.2Ｖ改变电压，直到额定电压３.８Ｖ，（注意当电压达到3.0V 以后要适时改变电压表的量程）表测出小灯泡在不同电压下的电流。

填入下表，注意闭合电键K 以前应使变阻器滑动触头位于最左线占据尽量多的坐标纸以提高实验的精确度。

（４）拆除电路，整理仪器。

关于滑动变阻器限流与分压滑动变阻器的限流接法如图8-3-2a ，与分压接法如图8-3-2b下列情况必须采用分压式接法：①要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节。

②用电器的电阻R L 远大于滑动变阻器的最大值R 0，且实验要求用电器电压变化范围较大。

因为限流连接电压变化为：0~E R r R R L 0++，范围太小；分压连接电压变化为：0~E R r R 0+（R LR 0）。

相反，如果采用限流接法（a ），由于滑动变阻器的最大值R 0太小，实际不能起到限流作用，也不利于调节数据。

③若采用限流接法，电路中实际电压（或电流）的最小值仍超过R L 的额定值时，只能采用分压接法.图8-3-1图8-3-2典例透析例1．小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大.某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据（I和U分别表示小灯泡上的电流和电压）：可用的器材有：电压表、电流表、滑线变阻器（变化范围0—10Ω）电源、小灯泡、电键、导线若干.（2）在右图中画出小灯泡的U—I曲线.（3）如果某一电池的电动势是1.5V，内阻是2.0Ω.问：将本题中的灯泡接在该电池两端，小灯泡的实际功率是多少？（简要写出求解过程；若需作图，可直接画在第（2）小题的方格图中）解析：（1）见下图（2）见下图（3）作出U=E—Ir图线，可得小灯泡工作电流为0.35安，工作电压为0.80伏，因此小灯泡实际功率为0.28瓦回顾与拓展:当将小灯泡接到电源两端时，小灯泡两端的电压应与电源两端的电压相同，而小灯泡中的电流也应与流过电源的电流一致，就是交点处的状态。

实验一 测小灯泡伏安特性曲线

实验一 测小灯泡伏安特性曲线

实验一：测量小灯泡的伏安特性曲线一、实验原理根据伏安法测电阻，测出多组U-I值，然后做出U-I图像。

线性元件的伏安特性曲线是一条过原点的直线，图像的斜率是线性元件的电阻；非线性元件的伏安特性曲线是一条曲线。

二、实验的考察层次层次1：仪器的读数（电压表和电流表的读数）层次2：实验电路图。

滑动变阻器采用分压接法，电流表采用外接法。

层次3：仪器的选择：滑动变阻器选小电阻。

层次4：数据处理。

设计坐标，做U-I图像，或者I-U图像，计算电阻。

层次5：电表量程不够时需要改装电表（改装电压表所需的电阻与电压表内阻几乎相当，改装电流表所需的电阻与电流表内阻几乎相当）【2016 天津与2012 四川相似度很高】三、高考题呈现的特点1.主要考察了电路图的分压接法电路图及实物图的连接。

2.仪器的选择问题，滑动变阻器的选择【电压表根据小灯泡的额定电压选择，电流表根据小灯泡的额定电流选择，滑动变阻器选小电阻】3.内外接法的误差分析4.根据测出的数据做U-I图像（注意图像都是曲线）【典型立体剖析】考点1：实验原理和仪器选择★★[例1]在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的器材有：A．小灯泡：规格为“3.8 V0.3 A”B．电流表：量程0～0.6 A，内阻约为0.5 ΩC．电流表：量程0～3 A，内阻约为0.1 ΩD．电压表：量程0～5 V，内阻约为5 kΩE．滑动变阻器：阻值范围0～10 Ω，额定电流2 AF．电池组：电动势6 V，内阻约为1 ΩG．开关一只，导线若干(1)为了使测量尽可能地准确，需要使小灯泡两端电压从0逐渐增大到3.8 V且能方便地进行调节，因此电流表应选________．(填器材前选项)(2)根据你选用的实验电路，将如图所示的器材连成实物电路．答案(1)B(2)见解读图解读(1)因小灯泡的额定电流为0.3 A，为减小读数误差，应让指针偏角大一些，故电流表选B.(2)由电流表外接和滑动变阻器采用分压式接法知，电路图如图甲所示，由电路图连接的实物电路如图乙所示．★★[例2]有一个小灯泡标有“4 V 2 W”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的I－U图线．现有下列器材供选择：A．电压表(0～5 V，内阻10 kΩ)B．电压表(0～15 V，内阻20 kΩ)C．电流表(0～3 A，内阻1 Ω)D．电流表(0～0.6 A，内阻0.4 Ω)E．滑动变阻器(10 Ω，2 A)F．滑动变阻器(500 Ω，1 A)G．学生电源(直流6 V)、开关、导线若干(1)实验时，选用图中甲而不选用图乙的电路图来完成实验，请说明理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(2)实验中所用电压表应选用________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________．(用序号字母表示)．(3)把图中所示的实验器材用实线连接成实物电路图．解读因实验目的是要描绘小灯泡的伏安特性曲线，需要多次改变小灯泡两端的电压，故采用如图甲所示的分压式电路合适，这样电压可以从零开始调节，且能方便地测多组数据．因小灯泡额定电压为4 V，则电压表选0～5 V的A而舍弃0～15 V的B，小灯泡的额定电流I＝0.5 A，则电流表只能选D.滑动变阻器F的最大阻值远大于小灯泡内阻8 Ω，调节不方便，故舍去．小灯泡内阻为电流表内阻的80.4＝20倍，电压表内阻是小灯泡的10×1038＝1 250倍，故电流表采用了外接法．答案(1)描绘小灯泡的I—U图线所测数据需从零开始，并要多取几组数据(2)A D E (3)如下图所示．考点2：数据处理及误差分析★★★【例3】图中所示器材为某同学测绘额定电压为2.5V的小灯泡的I-U特性曲线的实验器材．（1）根据实验原理，用笔画线代替导线，将图1中的实验电路图连接完整．（2）开关S闭合之前，图1中滑动变阻器的滑片应该置于_____端．（选填“A端”、“B端”或“AB中间”）（3）实验中测得有关数据如下表：根据表中的实验数据，在图2中画出小灯泡的I-U特性曲线．【说明】：1.实验原理图2.数据描点，画图★★【例4】用如图甲所示的器材做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验．小灯泡标有“6 V 3 W”的字样，铅蓄电池的电动势为8 V，滑动变阻器有两种规格：R1标有“5 Ω2 A”，R2标有“100 Ω20 mA”．各电表的量程如图甲所示．测量时要求小灯泡两端的电压从零开始，并测多组数据．(1)滑动变阻器应选用__________；分压接法选小电阻(2)用笔画线代替导线，把图甲中的实物连成实验电路(有部分连线已接好)；(3)测量时电压表示数如图乙所示，则U＝________ V；(4)某同学根据实验测量得到的数据，作出了如图丙所示的I－U图像．分析图像不是直线的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________.答案(1)R1(2)实验电路如图所示(3)4.0(4)小灯泡两端的电压逐渐增大时，灯丝温度升高，灯丝的电阻(或电阻率)变大解读(1)由于电压要从零开始调节，所以滑动变阻器应采用分压式接法，如果选用R2，滑动变阻器中的电流会超过20 mA，故选R1.(2)实验电路中电流表外接，滑动变阻器采用分压式接法．(4)小灯泡两端的电压逐渐增大时，灯丝温度升高，灯丝的电阻(或电阻率)变大．【高考题赏析】1.★【2009 天津 3 6】为探究小灯泡L的伏安特性，连好如图甲所示的电路后闭合开关，通过移动变阻器的滑片，使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大，直到小灯泡正常发光。

测小灯泡的伏安特性

测小灯泡的伏安特性
3
3．实验步骤 (1)根据小灯泡上所标的额定值，确定电流表、电 压表的量程，按图3所示的电路图连接好实物图．(
注意开关应断开，滑动变阻器与小灯泡并联部分电 阻为零) (2)闭合开关S，调节滑动变阻器，使电流表、电压 表有较小的明显示数，记录一组电压U和电流I. (3)用同样的方法测量并记录几组U和I，填入下表.
7
测小灯泡的伏安特性曲线
1
1．实验原理 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I－U坐标系 中描出各对应点，用一条平滑的曲 线将这些点连起来，即得小灯泡的 伏安特性曲线，电路图如图3所示．
2
2．实验器材 学生电源(4～6 V直流)或电池组、小灯 泡(“4 V 0.7 A”或“3.8 V 0.3 A”) 、滑动变阻器、电压表、电流表、开 关、导线若干、铅笔、坐标纸．
次数
1
2
3
4
5
6
7
8
电压U/V
0.20
0.60
1.002.60
3.00
电流I/A
(4)断开开关，整理好器材．
4
4．数据处理 (1)在坐标纸上以U为横轴、I为纵轴建立 直角坐标系． (2)在坐标纸中描出各组数据所对应的点 (3)将描出的点用平滑的曲线连接起来， 就得到小灯泡的伏安特性曲线．
5
5．实验结果与数据分析 (1)结果：描绘出的小灯泡灯丝的伏安特性曲 线不是直线，而是向横轴弯曲的曲线． (2)分析：灯泡灯丝的电阻随温度变化而变化 ．曲线向横轴弯曲，即曲线上的点与原点的 连线的斜率变小，电阻变大，说明小灯泡灯 丝的电阻随温度升高而增大
6
6．注意事项 (1)因I－U图线是曲线，本实验要测出多组包括零 在内的电压值、电流值，因此滑动变阻器应采用分 压式接法． (2)由于小灯泡的电阻较小，故采用电流表外接法 (3)画I－U图线时纵轴、横轴的标度要适中，使所 描绘图线占据整个坐标纸为宜，不要画成折线，应 该用平滑的曲线连接，对个别偏离较远的点应舍去

测绘小灯泡的伏安特性曲线

测绘小灯泡的伏安特性曲线

《测绘小灯泡的伏安特性曲线》xx年xx月xx日CATALOGUE目录•实验目的•实验原理•实验器材•实验步骤•实验结果与分析•实验结论与展望01实验目的灯泡的伏安特性曲线是用来描述灯泡的电流和电压之间的关系曲线。

通过本实验，可以深入理解灯泡的伏安特性及其与电路参数之间的关系。

灯泡的伏安特性曲线可以反映灯泡在不同电压下的亮度、功率和电阻等性质，对于优化灯泡的使用和设计具有重要意义。

了解灯泡的伏安特性通过本实验，可以学习并掌握基本的测绘方法，包括如何使用仪表、如何读数、如何记录数据等。

通过测绘实践，可以加深对理论知识的理解和掌握，提高解决实际问题的能力。

掌握测绘的基本方法本实验涉及到的实验操作包括电源的接入、电阻的测量、灯泡的更换等，通过这些操作可以提高实验操作能力和技能。

在实验过程中，需要认真观察、记录和分析数据，这有助于培养科学思维和实验能力。

提高实验操作能力02实验原理描述导体或半导体元件的电压与电流关系的曲线。

伏安特性曲线的概念伏安特性曲线伏安特性曲线为直线，电阻保持恒定。

线性元件伏安特性曲线为曲线，电阻随电压改变。

非线性元件灯泡电阻随灯泡两端电压的增加而增加。

灯泡伏安特性曲线描述小灯泡两端电压与通过其电流的关系。

灯泡发光效率随电压增加而提高，但电压过高会损坏灯泡。

灯泡的伏安特性曲线1测绘的基本原理23伏安表、电源、滑动变阻器、开关、小灯泡等。

测绘仪器连接电路图，调整滑动变阻器滑片，控制小灯泡两端电压，记录伏安表的示数。

测绘步骤根据测绘数据绘制伏安特性曲线，分析曲线特征。

数据处理03实验器材小灯泡小灯泡的额定电压通常为2.5V、3V、4.5V、5V等。

额定电压额定功率灯丝材料发光颜色小灯泡的额定功率通常为0.25W、0.3W、0.5W、0.75W等。

小灯泡的灯丝通常由钨丝或其它金属制成。

小灯泡的发光颜色通常为白色、黄色、蓝色等。

类型电压范围电流本实验所用的电源电压范围为0-6V。

本实验所用的电源电流为0-2A。

实验报告1-描绘小灯泡伏安特性曲线

实验报告1-描绘小灯泡伏安特性曲线

物理实验报告实验名称 描绘小灯泡的伏安特性曲线 日期 班级组别姓名类型【实验目的】1、学会使用电流表和电压表；2、掌握描点法画小灯泡的伏安特性曲线；3、根据U —I 图线分析电流随电压的变化规律。

【实验原理】连接电路，滑线变阻器采用分压接法。

通过调节变阻器的滑片位置，利用电流表和电压表测出12组左右不同的电压和电流值，在坐标纸上以电流I 为横轴，以电压U 为纵轴画出U —I 曲线。

【实验器材】小灯泡、电压表、电流表、4V ～6V 学生电源、滑动变阻器、导线若干、电键等。

【实验步骤】1．按图连接好电路。

2．检查无误后，将滑片调节至最左边附近、闭合电键，读出一组U 、I 值，记录于表格。

3．再调节滑线变阻器的滑片到不同位置，读出十二组不同的U 、I 值，记录于表格。

次数n 123456789101112电压U 电流I4．断开电键，整理好器材。

5．在坐标纸上以I 为横轴，以U 为纵轴、并选取适当的单位。

6．用描点法在坐标纸上标出各组U 、I 值的对应点位置。

7．用平滑曲线将各点依次连接起来。

8．分析小灯泡伏安特性曲线的变化规律。

V A ×U/V I/A【实验结论】【实验注意事项】1．根据小灯泡上的标称值，正确选择电压表和电流表的量程。

2．电流表须串联在被测电路中，且让电流从“+”接线柱流进，从“-”接线柱流出；电压表须并联在被测电路的两端，且让“+”接线柱接高电势端。

“-”接线柱接低电势端。

3．由于小灯泡阻值较小，一般采用电流表___接法。

4．研究小灯泡伏安特性时，电压需从0起连续变化，且变化范围较宽，滑线变阻器应采用____式接法。

5．控制加在小灯泡两端电压值最大不超过额定电压的6/5，且通电时间不能过长，否则会烧毁小灯泡。

【课后练习】在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，有以下器材：A．小灯泡L(3V,0.6A)B．滑动变阻器R(0～10Ω)C．电压表V1(0～3V)D．电压表V2(0～15V)E．电流表A1(0～0.6A)F．电流表A2(0～3A)G．铅蓄电池、开关各一个，导线若干(1)为了减小误差，实验中应选电流表______________，电压表____________。

学会分析小灯泡的伏安特性曲线

学会分析小灯泡的伏安特性曲线

学会分析小灯泡的伏安特性曲线重点: 描绘小灯泡的伏安特性曲线 难点: 分析伏安特性曲线的规律考点分析: 1. 实验目的：测绘小灯泡的伏安特性曲线 2. 实验原理：根据原理图从电压表和电流表上读出相应的电压U 和电流I ，绘出U —I 图。

根据金属电阻率随温度的升高而增大的特点，分析金属丝电阻的变化规律。

3. 器材：小灯泡（3.8V 0.3A ）一只，双量程电压表（0—3V －１５Ｖ）、电流表（0—0.6A ）各一块。

滑线变阻器（0—20Ω）、低压电源、电键各一只，导线若干，坐标纸。

4. 电路连接：小灯泡规格 (3.8V 0.3A)电阻较小，故测量电路应用安培表外接法；为．使小灯泡两端的电压从零开始，控制电路中．．．．．．．．．．．．．．．．．．．滑线变阻器应接成并联．．．．．．．．．．分压电路．．．．。

5. 实验步骤： （1）按图8-3-1连接电路 （2）从0开始每隔0.2Ｖ改变电压，直到额定电压３.８Ｖ，（注意当电压达到 3.0V 以后要适时改变电压表的量程）表测出小灯泡在不同电压下的电流。

填入下表，注意闭合电键K 以前应使变阻器滑动触头U/V 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 I/A U/V 1.6 2.0 2.4 2.8 3.4 3.6 3.8 I/A图线占据尽量多的坐标纸以提高实验的精确度。

（４）拆除电路，整理仪器。

关于滑动变阻器限流与分压滑动变阻器的限流接法如图8-3-2a ，与分压接法如图8-3-2b下列情况必须采用分压式接法：②要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节。

②用电器的电阻R L 远大于滑动变阻器的最大值R 0，且实验要求用电器电压变化范围较大。

因为限流连接电压变化为：0~E R r R R L 0++，范围太小；分压连接电压变化为：0~E R r R 00+（R L R 0）。

相反，如果采用限流接法（a ），由于滑动变阻器的最大值R 0太小，实际不能起到限流作用，也不利于调节数据。

描绘小灯泡的伏安特性曲线实验

描绘小灯泡的伏安特性曲线实验

一、实验目的描绘小灯泡的伏安特性曲线，分析曲线的变化规律.二、实验原理1.用电流表测出通过小灯泡的电流，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接起来，就可得到小灯泡的伏安特性曲线.2.小灯泡（3.8 V，0.3 A）的电阻很小，当它与电流表（量程为0.6 A）串联时，电流表的分压影响很大，故为了准确地描绘出小灯泡的伏安特性曲线，即测出U、I的值，电流表应采用外接法；为使小灯泡上的电压能从零开始连续变化，滑动变阻器应采用分压式接法.三、实验器材小灯泡（3.8 V，0.3 A）或（9 V，0.7 A）一只，电压表（0~3 V~15 V）、电流表（0~0.6 A~3 A）各一只，滑动变阻器一只，学生低压直流电源（或电池组）、开关一只、导线若干、坐标纸、铅笔.五、实验注意事项1.由于小灯泡的电阻较小，因此实验电路必须采用电流表外接法.2.因本实验要作出I-U图线，要求测出电压从零变化至U额的多组数据，因此滑动变阻器要采用分压式接法.3.开关闭合前滑动变阻器的滑片应移到图51-1中的A端，调节滑片时要注意电压不能超过小灯泡的额定值.4.实验中各组读数要选择均匀，间隔大致相等，作图时两坐标轴的标度要适当，使图线不会偏向一边或过小或过大.5.画I-U曲线时，不能画成折线，而应画成平滑的曲线，偏差较大的点应舍弃.一、仪器的选择与电路的设计1.电学实验中仪器的选择方法（1）基本原则①安全——不损坏实验器材.②精确——尽可能减少实验误差.③方便——便于实验操作、读数和数据处理.（2）实验仪器的选取①电源允许的最大电流要大于电路中的实际电流.②用电器的额定电流应大于或等于通过它的实际电流.③电压表和电流表的量程不能小于被测电压和电流的最大值，一般两表的指针应指到满偏刻度的12至满偏之间的位置为宜.2.滑动变阻器的两种接法及选择方二、螺旋测微器2.原理：精密螺纹的螺距是0.5 mm，即K每旋转一周，P前进或后退0.5 mm，可动刻度分成50等份，每一等份表示0.01 mm，即可动刻度每转过一等份，P前进或后退0.01 mm.因此，从可动刻度旋转了多少等份就知道长度变化了多少个0.01 mm.用它测量长度，可以精确到0.01 mm，还可以估读到0.001 mm（即毫米的千分位），因此螺旋测微器又称为千分尺.3.读数方法：先从固定刻度G上读出半毫米整数倍的部分，不足半毫米的部分由可动刻度读出，即看可动刻度上的第几条刻度线与固定刻度线上的横线重合，从而读出可动刻度示数（注意估读），即有：测量长度=固定刻度示数+可动刻度示数×精确度（注意单位为mm）.如图50-5所示，固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米而从可动刻度上读的示数为14.5格，最后的读数为：2.0 mm+14.5×0.01mm=2.145 mm.图50-54.注意事项（1）测量前需校对零点：先使测砧A与测微螺杆并拢，观察可动刻度的零刻度线与固定刻度的轴向线是否重合，以及可动刻度的边缘与固定刻度的零刻度是否重合，否则应加以修正.2）读数时，除注意观察毫米整数刻度线外，还要特别注意半毫米刻度线是否露出.螺旋测微器要估读，以毫米为单位时要保留到小数点后第三位.（3）测量时，当螺杆P快要接触被测物体时，要停止使用粗调旋钮K，改用微调旋钮K′，当听到“咔、咔”响声时，停止转动微调旋钮K ′，并拧紧固定旋钮.这样做既可以保护仪器，又能保证测量结果的准确.（2）在不知道Rx 、RV 、RA 的大约值时，可用试触法.如图50-8所示，触头分别接触a 、b ，如表变化大，说明 表分压大，应选外接法；如 表变化大，说明 表分流大，应选内接法.2.电流表内接法与外接法的选择方法(1)直接比较法：当R x ≫R A 时用内接法；当R x ≪R A 时用外接法．本实验一般选择3伏电源，3伏挡伏特表(内阻为3千欧或1千 内接法 外接法电路图误差分析电流表分压 U 测＝U x ＋U A 电压表分流 I 测＝I x ＋I V 电阻测量值R 测＝U 测I 测＝R x ＋R A >R x 测量值大于真实值 R 测＝U 测I 测＝R x R V R x ＋R V <R x 测量值小于真实值 适用条件R x >R A R V R x <R A R V欧)，安培表0.6安挡(内阻约为0.1欧)，金属丝电阻大约5～10欧，显然应取外接法，但待测电阻往往很不直观，这就需要用下面两种方法确定测量电路．(2)临界值计算法：由误差理论知当R x＝R A R V时，内接法、外接法一样，我们称R A R V为临界值；R x>R A R V时，可用内接法；R x<R A R V时，可用外接法．(3)测试判断法：当R x、R A、R V大约值都不清楚就用测试判断法．如图1所示，将单刀双掷开关S分别接触a点和b点，若看到安培表示数变化比伏特表示数变化大，则说明伏特表分流影响较大，应该选内接法；若伏特表示数变化比安培表示数变化大，则说明安培表分压影响较大，应该选外接法．二、限流电路和分压电路1.限流电路如图3所示，实际上滑动变阻器的右边部分并没有电流流过．该电路的特点是：在电源电压不变的情况下，R用两端的电压调节范围：U≥U用≥UR用R0＋R用；电流调节范围：UR用≥I用≥UR0＋R用.即电压和电流不能调至零，因此调节范围较小．要使限流电路的电压和电流调节范围变大，可适当增大R0.另外，使用该电路时，在接通前滑片P置于电阻最大的位置．2.分压电路如图4所示，实质上滑动变阻器的左边部分与R用并联后再与滑动变阻器的右边串联．注意滑动变阻器的两端都有电流流过，且电流不相同．该电路的特点是：在电源电压不变的情况下，R用两端的电压调节范围为U≥U用≥0，即电压可调到零，电压调节范围大．电流调节范围为ER用≥I用≥0.使用分压电路，当R0<R用时，调节性能好．通电前，滑片P置于A端，使U用＝0.3.两种用法的选择如果滑动变阻器的额定电流够用，在下列三种情况下必须采用分压接法：(1)用电器的电压或电流要求从零开始连续可调．(2)要求用电器的电压或电流变化范围大，但滑动变阻器的阻值小．(3)采用限流接法时限制不住，电表总超量程，用电器总超额定值．在安全(I 滑额够大，仪表不超量程，用电器上的电流、电压不超额定值，电源不过载)、有效(调节范围够用)的前提下，若R 用≤R 0，原则上两种电路均可采用，但考虑省电、电路结构简单，可优先采用限流接法；而若R 用≫R 0，则只能采用分压电路．三、电表的选择与读数1.电表的选择实验中，电表的选择首先要估算电路中电流、电压的调节范围，依据电压、电流的调节范围选择电表．一般依据下列原则：(1)在不超过量程的前提下，选择小量程电表．(2)电表的读数一般不应小于量程的13. 2.电表的读数方法最小分度是“1”的电表，测量误差出现在下一位，下一位按110估读，如最小刻度是1 mA 的电流表，测量误差出现在毫安的十分位上，估读到十分之几毫安．最小分度是“2”或“5”的电表，测量误差出现在同一位上，同一位分别按12或15估读．如学生用的电流表0.6 A 量程，最小分度为0.02 A ，误差出现在安培的百分位，只读到安培的百分位，估读半小格，不足半小格的舍去，超过半小格的按半小格读数，以安培为单位读数时，百分位上的数字可能为0、1、2…9；学生用的电压表15 V 量程，最小分度为0.5 V ，测量误差出现在伏特的十分位上，只读到伏特的十分位，估读五分之几小格，以伏特为单位读数时，十分位上的数字可能为0、1、2…9.。

实验一：测绘小灯泡的伏安特性曲线

实验一：测绘小灯泡的伏安特性曲线
答案 A
4．(2011·广东汕头质检)如图甲是某电器元件的伏安特性 曲线，有实验小组想用伏安法验证该伏安特性曲线，已有符合 实验要求的电压表 V(内阻约为10 kΩ)；滑动变阻器R；直流 电源E(电动势6 V，内阻不计)；开关S和导线若干，另有电流 表A1(量程0～50 mA，内阻约为50 Ω)、电流表A2(量程0～300 mA，内阻约为10 Ω)可供选择．
(4)小灯泡正常工作时的电压U＝3.0 V，额定电流约为I＝ 0.46 A，则有1.5＝k(273＋27)，0.346＝k(273＋t)，解得t≈1 031 ℃

答案 (1)如解析图所示 (2)随着小灯泡两端电压的升 高，电流增大，灯丝温度升高，电阻率增大，电阻变大
(3)0.68 W (4)1 031
2．某同学为了描绘一个标有“12 V,6 W”的小灯泡的伏安 特性曲线，他到实验室寻找到了一些仪器，但没找到电压表， 找到的器材规格如下：
A．电流表A1(0～0.5 A，内阻为0.5 Ω) B．电流表A2(0～0.6 A，内阻约为0.3 Ω) C．电阻箱R1(0～9 999.9 Ω，最小调节量0.1 Ω) D．电阻箱R2(0～99.9 Ω，最小调节量0.1 Ω) E．滑动变阻器R3(0～50 Ω，额定电流为1.5 A) F．滑动变阻器R4(0～5 Ω，额定电流为3 A)
(1)在虚线框内画出实验电路图．(除电源、开关、滑动变 阻器外；实验用电压表V：内阻RV约为10 kΩ，电流表mA：内 阻RA约为100 Ω)
(2)在下图中的小方格纸上用描点法画出二极管的伏安特 性曲线．
(3)根据(2)中画出的二极管的伏安特性曲线，简要说明发 光二极管的电阻与其两端电压的关系：
四、实验步骤 1．连接电路 将小灯泡、电流表、电压表、滑动变 阻器、电源、开关用导线连接成如图所示 电路． 2．测出小灯泡在不同电压下的电流 (1)闭合开关 S 前，滑动变阻器触头应移到最左端，以使开 关闭合时小灯泡电压能从 0 开始变化；同时，这样做也防止开 关刚闭合时小灯泡两端电压过大而烧坏灯丝．

实验测绘小灯泡的伏安特性曲线

实验测绘小灯泡的伏安特性曲线

实验 测绘小灯泡的伏安特性曲线一、实验目的 测绘小灯泡的伏安特性曲线．二、实验器材 小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、导线、开关、坐标纸． 三、实验原理用电流表和电压表测出灯泡在不同电压下的电流，建立U -I 坐标系，描点连成直线或平滑曲线即得到小灯泡的伏安特性曲线．为了尽可能多取些数据点并减小实验误差，应选用电流表外接法，滑动变阻器分压接法电路，因为小灯泡的电阻值较小． 四、实验步骤 1．连接电路将小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关用导线连接成如图所示电路． 2．测出小灯泡在不同电压下的电流(1)闭合开关S 前，滑动变阻器触头应移到最左端，以使开关闭合时小灯泡电压能从0开始变化；同时，这样做也防止开关刚闭合时小灯泡两端电压过大而烧坏灯丝．(2)移动滑动变阻器触头位置，测出12组不同的电压值U 和电流值I ，并将测量数据填入表格. 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 3.6 3.83.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接起来就得到小灯泡的伏安特性曲线． 4．拆除电路，整理仪器． 五、注意事项 1．电路的连接方式(1)电流表应采用外接法：因为小灯泡的电阻很小，与0～0.6 A 电流表串联时，电流表的分压影响不能忽略．(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零开始连续变化．2．闭合开关S 前，滑动变阻器触头应移到小灯泡分得电压为零的位置，可以使开关闭合时小灯泡电压能从零开始变化．同时，也为了防止开关刚闭合时小灯泡两端电压过大而烧坏灯丝．U / V 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 A3．I-U图线在U＝1.0 V左右将发生明显弯曲，故在U＝1.0 V左右测绘点要密，否则将出现很大误差．4．电流表选择0.6 A量程，电压表量程选择视小灯泡的额定电压而定，即使用的若是“3.8 V,0.3 A”的小灯泡，选用电压表的15 V量程，若使用“2.5 V,0.6 A”的小灯泡，则选用电压表的3 V量程．5．保持小灯泡电压接近额定值时要缓慢增加，到额定值，读出I后立即断开开关．6．误差较大的点要舍去，I-U图线应是平滑曲线而非折线．六、误差分析1．由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，对电路的影响会带来误差．2．在坐标纸上描点、作图带来误差．。

实验测绘小灯泡的伏安特性曲线

实验测绘小灯泡的伏安特性曲线

误差分析
通过对实验数据进行误差分析，可以评估实 验结果的准确性和可靠性。可以采用误差分
析公式或统计方法进行计算和分析。
04
实验数据与结果分析数据记录表要点一总结词完整、准确
要点二
详细描述
在实验过程中，我们记录了小灯泡两端的电压和通过 它的电流数据。数据记录表包括实验序号、电压值、 电流值、灯泡亮度等。为了保证数据的完整性和准确 性，我们采用了精密的电压表和电流表进行测量，并 将数据记录在表格中。
额定功率
小灯泡上标注的额定功率是实验中需要特别关注的一个参数。
滑动变阻器
作用
通过调节滑动变阻器的阻值，可以改变小灯泡两端的电压和电流，从而获得不同的实验数据。
规格
滑动变阻器的阻值范围、最大电流等参数需要根据实验需求进行选择。
开关与导线
开关
开关用于控制电源的通断，从而控制小 灯泡的亮灭。
VS
导线
导线用于连接电源、电阻器、小灯泡和开 关等实验器材，以保证实验的正常进行。
实验测绘小灯泡的伏安特性 曲线
2023-11-09
目录
• 实验目的与原理 • 实验设备与器材 • 实验步骤与方法 • 实验数据与结果分析 • 结论与讨论 • 相关应用与拓展 • 参考文献与附录
01
实验目的与原理
实验目的
理解小灯泡的伏安特 性曲线及其意义
掌握绘制伏安特性曲 线的实验技能
学习使用电表和电源 进行实验操作的方法
02
实验设备与器材
电源
电源类型
实验需要使用直流电源。
电源电压
电源电压需要根据小灯泡的额定电压进行选择，以保证实验的安全和准确性。
电阻器
固定电阻器
用于与小灯泡串联或并联，以改变小灯泡两端的电压和电流 。

第5讲 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线

第5讲 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线

次数 1
2
3
4
5
6
7
U/V 0.20 0.60 1.00 1.40 1.80 2.20 2.70
I/mA 80 155 195 227 255 279 310
请你根据表中实验数据 在如图所示坐标系中作 出灯泡的 U-I 图线。
(3)由图像得出该灯泡的额定电压应为________ V；这一结果大于 1.22 V，其原因是 ______________________________________________________________。 解析：(1)根据 P＝I2R，估算出灯泡的额定电流大约是 600 mA，因 此电流表应选 A2；本实验要描绘出灯泡的 U-I 图线，需要测量多组 数据，因此滑动变阻器应采用分压式接法，所以应选阻值较小的 R1； 小灯泡电阻较小，电流表应外接。原理图如图甲所示。
变阻器应采用分压式接法。 3．闭合开关 S 前，滑动变阻器的触头应移到使小灯泡分得电压为 0 的一端，使开
关闭合时小灯泡的电压能从 0 开始变化，而且实验过程中不要超过其额定电压。 七、误差分析 1．由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，对电路的影响会带来误差，电流
表外接，由于电压表的分流，使测得的电流值大于真实值。 2．测量时读数带来误差。 3．在坐标纸上描点、作图带来误差。
第 5 讲 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线
一、实验目的 1．描绘小灯泡的伏安特性曲线。 2．分析小灯泡伏安特性曲线的变化规律。 二、实验原理
如图(a)、(b)所示，测小灯泡的电流、电压时，因为小灯泡的电阻较小，电流 表内接会使测得的电压误差太大，所以使用电流表外接法。该实验要求测量的 电压和电流范围大，从电压为 0 开始测数据点，故滑动变阻器采用分压接法。
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测绘小灯泡的伏安特性曲线和相关的实验刘彬生(北京市第四中学北京100009) 摘　要:对测绘小灯泡的伏特性曲线实验的教学目的、设计、做法和教学方法做些探讨,并且介绍几个以它为基础的扩展实验,可以作为大纲中要求的“课题研究”的选题Ζ关键词:伏安特性曲线;曲线测绘;实验扩展Plotti ng of volt-am pere character isticsof light bulb and related exper i m en tsL I U B in2sheng(N o.4M iddle Schoo l of B eijing,B eijing,100009)Abstract:T he teach ing ai m,design and m ethod fo r p lo tting vo lt2am p ere characteristics of ligh t bu lb and som e related exp eri m en ts w ere discu ssed.Several exp anded exp eri m en ts based on th is exp eri m en t w ere in troduced,w h ich cou ld be conducted the top ic of"research sub ject"in ou tline.Key words:vo lt2am p ere characteristics;cu rve p lo tting;exp eri m en t exp anding 人民教育出版社新编的高中物理试用课本从1997年开始在两省一市试教,2000年起又扩大到十省市试教Ζ依据大纲的要求,这套课本中增加了七个新实验,其中一个是测绘小灯泡的伏安特性曲线Ζ笔者从1990年起在课外的选修实验课中开设这个实验,积累了一些经验,现介绍如下Ζ1　测绘小灯泡的伏安特性曲线111　实验目的1)观察温度对小灯泡中钨丝电阻的影响,使学生对金属的导电特性有进一步的认识Ζ2)练习描绘电学元件的伏安特性曲线,掌握设置测量点和拟合曲线的方法Ζ分析此曲线所反映的物理规律,认识一种最简单的非线性电学元件Ζ3)学习设计测量电路和调控电路,掌握分压电路的连接和操作方法Ζ4)增强减小实验误差的意识,提高估读指针式电表显示值的能力Ζ112　实验器材主要有:标称“612V,013A”的小灯泡(这是装5节干电池的手电筒上用的,市场上容易买到),J0407型安培表,J0408型伏特表,标称“508,115A”的滑动变阻器,J120222型学生电源Ζ113　实验电路要求学生自己设计实验电路Ζ为了全面地反映灯泡的伏安特性,必须使加在它两端的电压能够从零到额定值这样大的范围内变化,绝不能只取其中一段Ζ应当引导学生依据上述要求考虑以下几方面Ζ1)测量电路:不难想到使用伏特表和安培表测量灯泡两端的电压和通过的电流,问题是应当将安培表内接还是外接?安培表只需接用016A 挡,电表上标明其内阻R A 为011258Ζ测量过程中伏特表需要换挡,电表上也标明了内阻R V (3V 挡为3k 8,15V 挡为15k 8)Ζ可以估算出所用的灯泡在额定电压下的电阻R 约为208Ζ比较以上各个参量可知,在伏特表接用15V 挡时,将安培表外接时电表内阻带来的系统误差较小Ζ伏特表接用3V 挡时怎样为好,还需要在实际测量时判断Ζ从测量看到,电压在3V 以下时,这种灯泡电阻小于158,由此可知也是将安培表外接为好Ζ2)调控电路:必须将变阻器接成三端可调分压电路,才能使灯泡两端的电压从零起逐渐增大Ζ3)电源电压:可以取标称8V 的直流输出Ζ综合以上各项,画出如图1所示的实验电路Ζ图1　测量电路114　操作要点1)正确连接分压电路Ζ这既是重点又是难点Ζ必须使学生从初中记忆的“变阻器的接线就是一上、一下两条导线,将它与用电器串联”中解脱出来,认识到还有三端接法Ζ要明确,按照图1,应当将变阻器的电阻体两端a ,b 接到电源上,再从b 端和滑动片c 取出电压供给负载,其中b 是公共端Ζ要引导学生认清,负载与变阻器不是简单的串联或并联,负载是先与变阻器的cb 段并联,再与ca 段串联Ζ2)正确操作分压电路Ζ学生在初中曾牢记“为了安全,通电前应当将变阻器取最大阻值”,但是这条规则对于分压电路却不适用Ζ要让学生明确,对于分压电路应当考虑的状态是输出电压而不是电阻Ζ因此在通电前应当将滑片预置到公共端,即令输出电压为零Ζ通电后,再调节变阻器使输出电压逐渐增大Ζ3)选择测量点Ζ学生习惯于将自变量按等间隔取值,这对于线性函数是适宜的Ζ初做本实验,并不了解灯泡的特性,可以先这样试测,例如取U 为110V ,210V ,310V ,…,610V ,得到一组数据,见表1Ζ按这组数据画出的伏安特性曲线如图2所示Ζ看到它们大体分布在一条稍微凸起的曲线上,所不足的是无法确定0～1V 之间图线的形状,并且可以预见到在这个区间内图线必定有明显的弯曲,而1～6V 之间若减少一两个数据点却不会影响描绘图线的形状Ζ于是可以提出改进的方案:电压值不必等间隔地选取,起始段和弯曲程度较大的部分间隔要小,使数据点密一些,其后较平直的部分间隔可以大些,这样能够提高工作效率Ζ表1　均匀取U 测得的I 值U V 110210310410510610I A011250117001215012500128501315图2　均匀取U 的I 2U 曲线 4)读电表Ζ为了在画图线时容易拟合而得到平滑的曲线,必须尽可能减少测量数据的误差,因此对电表的示数要进行仔细估读,使读数误差大约为1 10分度Ζ实测发现,用J 0408型电压表的3V 挡测量这种灯泡两端的电压,大体在015V 以上可以取一些有刻度线的整齐的数而避免做估读Ζ而在其下的起始段和图线弯曲程度较大的部分,为了使数据点密些,就会有些电压值取在两条相邻的刻度线之间,于是需要做估读,例如读到1 5分度(即0102V)Ζ改用15V挡时也可以估读到1 5分度(即011V)Ζ在上述条件下,用J0407型电流表的016A挡测量通过灯泡的电流,一般就不会是整齐的数值,必须估读了Ζ最好估读到1 10分度(即01002A),至少也要估读到1 4分度(即01005A)Ζ同一量程中,在大小不同的刻度数值处估读的绝对误差相同,但是相对误差不同,对图线起始段形状的不利影响是不可忽视的Ζ在没有更小量程电表的条件下也只好如此Ζ练习换电压表的量程有好处,只要不在伏安特性曲线弯曲程度最大的部分换量程,对实验结果就没有大妨碍Ζ5)精细调节电压的数值Ζ依据前面的分析,对于1V以下小数值的电压需要尽可能取得准确些Ζ但是滑动变阻器的阻值做不到真正连续地变化(因为滑动片接触电阻丝是一匝一匝地跳跃),这样分压器的输出电压的变化就是不连续的Ζ例如,当分压器的输入电压约为8V时,要想将灯泡上的电压准确地调到0110V是很困难的,学生会发现,如果滑动片正向移到某个位置时电压比0110V偏大一点,但是反向移动一匝电压又偏小Ζ解决的办法是降低分压器的输入电压Ζ因此,开始实验时学生电源要取标称值2V的输出电压加到分压器上,这样才会使灯泡上的电压值跳跃小些,利于对小电压状态进行测量Ζ以后要取更大的电压时,再逐步提高电源的输出电压Ζ表2　正式测量及计算值U V001040106010801100114 I A00102401036010440105201064 R 8 117117118119212U V012001300140015001600180 I A010760108401088010920110001112 R 8216316415514610711U V110021003100410510612I A011240117201216012480128401316 R 881111161319161117161916 注:电压表和电流表都估读到1 5分度Ζ014V时灯丝开始发出微弱的光Ζ 实践表明,按上述3～5项的做法,读数的偶然误差和电表本身的线性不良并未掩盖伏安特性的规律,得到的I2U图线形状是做单调变化的,并且由它们求出的灯丝电阻R也做单调变化,参看表2和图3Ζ图3　正确的I2U曲线115　数据处理1)画图线Ζ(例如测定匀变速运动物体的加速度)中画过实验图线,但已从理论上知道图线对应的函数Ζ本实验却不知道对于这个特定的元件的I2U关系,因此必须依据数据点的分布情况来描绘Ζ依据表2在I2 U坐标系中标出十几个数据点,可以看到它们呈现曲线分布的态势;但是由于测量中的偶然误差影响,因此导致了一定程度的离散性Ζ正确的做法是靠直觉仔细地做拟合(特别是在弯曲程度大的部分),画出一条平滑的曲线,如图3所示Ζ不必使曲线通过每一个数据点,但必须使它呈现单调的变化,即处处都是向上凸起的Ζ选取坐标的比例也很重要,应当以不损害有效数字为原则,横坐标U可取1mm代表0105V,纵坐标I可取1mm代表0104AΖ有的学生误认为I应当与U成正比,上述分布状态是实验误差所致,从而画出一条如图4所示的通过坐标原点的直线Ζ对此要做分析,指导学生养成尊重事实的科学态度Ζ2)分析图线的物理意义ΖI2U图线为曲线,表明灯泡中钨丝的电阻R不是恒定值,而是随着U,I值变化而变化的Ζ如图5所示,在图线上取任一点P1,该状态下的电阻R1等于对应坐标U1与I1的比值,也就是弦线O P1斜率的倒数Ζ由图5可以看出,随着电压的增大,弦线的斜率变小,表明电阻增大Ζ表2最后一栏的R 值是由各组的U ,I 值算出的,也可以看出它是单调递增的Ζ学生作完以上工作后,教师应该给学生讲解:伏安特性图线不是直线的元件叫做非线性元件,现代电工和电子技术中使用了许多种非线性元件Ζ钨丝灯泡是一种最简单的非线性元件,曾在早期的电子电路中用来稳定电流Ζ图4　错误的I 2U 曲线图5　I 2U 曲线的物理意义分析3)探寻钨丝电阻变化的原因Ζ学生在实验中已经观察到,当电压逐渐增大时,灯泡发光越来越亮,它表明灯丝的温度越来越高,因此不难看出灯丝电阻随温度升高而增大的结论Ζ要进一步思考,灯丝电阻的大小取决于长度、截面积和钨的电阻率3个因素,热膨胀对前两者的影响是相当小的,并且这两者对电阻的影响有相抵消的作用,由此可知是钨的电阻率随温度的升高而明显地增大Ζ这反映了金属导电特性的一个重要方面,即具有正的电阻温度系数Ζ在图3中还可以注意到,在0106V 的电压以下,图线近似呈现线性,是因为这一段内灯丝的温度变化很小Ζ116　教学方法建议这是一个探索性实验,又有综合性,对学生是很好的锻炼Ζ要求在课前设计方案,对于不同学生的不同方案先各自做一下,再选择最好的Ζ对实验数据做处理后,要让学生讨论,分析产生这种特殊现象的原因等Ζ除了前文所述,再提出以下建议:1)为了加深对分压电路特点的认识,可以让学生做对比性实验Ζ将滑动变阻器与灯泡串联接成制流电路,看是否能够把灯泡上的电压减小到零和很小的数值(例如011V )Ζ2)要引导学生考虑:用伏安法做测量时,如果不知道有关的参量,可以通过试测比较,决定电流表的内外接Ζ实际工作中常常遇到的是这种情况,具体的方法是,在同样的供电条件下,用内接和外接各测量一次Ζ如果两次电流表的示值差别较大而电压表的示值差别很小,就应当采用电流表内接法;如果两次电压表的示值差别较大而电流表的示值差别很小,就应当采用电流表外接法Ζ3)可以指出,观察温度对金属导体电阻的影响,有不同的方法Ζ可以做定性的观测,也可以做定量的观测;可以用外面的介质给样品加热,也可以给样品通电让它自身发热而升温,初中的演示实验在上述两方面都选择了前者Ζ本实验则都选择了后者,因为这样不需要复杂的设备和操作,只要给小电珠(钨丝灯泡)通电,测量它的伏安特性就行了Ζ选用小电珠的好处还有,很容易让它的温度从常温上升到约2000℃而不必担心钨丝被氧化Ζ4)通过本实验使学生初步建立非线性元件的概念Ζ这是很重要的,因为在现代电工和电子技术中使用了许多非线性元件Ζ后面实验用到的半导体热敏电阻也是一种非线性元件,但是它具有负的电阻温度系数Ζ晶体二极管也是非线性元件,但是它有极性,正向和反向的伏安特性不同Ζ还应当认识到,真正的线性电阻(定值电阻)是一个理想的模型,实际上只有近似的,它要求用温度系数很小的材料(例如锰铜)制造,并且在使用时温度的变化要很小Ζ5)有些学生认为,在灯泡的(下转48页)磁滞损耗W=ΠΛ2H2m=2138J材料此时磁导率Λ=Λ1-iΛ2=(2137-i2150)×10-2m H m 从以上数据可知,李萨如图形法和双踪示波器直接观测波形法这两种不同的计算方法所得到的结果在实验误差范围内一致Ζ5　结束语动态磁性能测量是磁性测量的重要内容之一Ζ在低磁场下,测量铁磁材料的动态磁性能是普遍采用的一种研究磁性材料特性的方法Ζ其中,椭圆磁滞回线,由于其可用解析式表达,引进到学生实验中,可以使学生将已掌握的数学工具,应用到交流磁特性参数测量中Ζ本实验采用霍尔元件为探头测量磁感应强度B,不仅提高了测量精度,而且使操作更简便,因此值得在物理实验中推广Ζ6　参考文献1　梅文余Ζ动态磁性测量Ζ北京:机械工业出版社, 19852　贾玉润,王公治,凌佩玲Ζ大学物理实验Ζ上海:复旦大学出版社,1987Ζ251,2553　上海大学核力电子设备厂ΖHM21霍尔法磁滞回线和磁化曲线测定仪说明书Ζ20004　宛德福,罗世华Ζ磁性物理Ζ北京:电子工业出版社, 19875　袁禄裕Ζ电磁测量Ζ哈尔滨工业学院,机械工业出版社,1980(2001201209收稿)(上接36页)　伏安特性曲线上任意一点切线斜率的倒数表明了该状态下灯丝的电阻,这是一种不准确的认识Ζ要通过讨论弄清楚,切线斜率的倒数反映了该点附近电压的增量∃U与电流的增量∃I的比值,叫做该点的动态电阻Ζ而该点的横、纵坐标的比值,叫做该点的静态电阻,如表2中列出的R值Ζ显然,同一点的动态电阻与静态电阻的意义和数值是不同的Ζ讨论这个问题对于正确运用数学知识、把握图线的物理意义是很有好处的Ζ6)灯泡的选用Ζ笔者分别用手电筒中使用的“215V013A”,“318V013A”,“612V013A”三种灯泡和光具座的光源中的“6V1A”灯泡做本实验,发现用“6V1A”的灯泡最好Ζ因为它的图线弯曲程度最大的部分在电压从013～1V 这个范围内,因而在013V以下只需测量011V 和012V两点,这在伏特表的3V量程上有刻度线,无须估读Ζ另一方面,这种灯泡的工作电流较大,用安培表的016A量程测量,估读到01005A就可以了Ζ01005A是1 4分度,学生容易分辨,减少了出错的可能Ζ如果有条件,建议购用额定电压6V或12V、额定电流1A左右的汽车灯泡,它的实验效果好,又不容易烧坏Ζ(待续)(上接44页)　通过实验测量酒精的数据所作的T2x曲线图如图4所示Ζ测得h ′=0142m,对应x ′=35divΖ将图3、图4与图2比较,得到的结果是一致的,从而通过实验验证了理论的正确性Ζ水的理论值与实验值偏差h为1%,x为213%;酒精理论值与实验值偏差h及x都不到1%,这一结果表明:本文所采用的实验方法不仅简易,且得到结果也是令人满意的Ζ5　参考文献1　E isenk raft A,K irkpatrick LD.Physical pendu lum w ith varying mom en t of inertia.Q uan tum,1991,23(2):29～302　E isenk raft A,K irkpatrick LD.D ynam ical study of a pendu lum w ith variab le m ass and variab le length.Q uan tum,1992,12(30):42～43(2000210227收稿,2001204202收修改稿)。