实验一 测小灯泡的伏安特性曲线

(实验1：描绘小灯泡的伏安特性曲线)名称限流接法分压接法电路图闭合开关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)，滑片应位于最左端使滑动变阻器与负载R并联的电阻为零(R的电流、电压为零)，滑片应位于最左端负载两端的电压调节范围RR0＋RU～U0～U1．描绘小灯泡的伏安特性曲线．2．分析I-U曲线的变化规律．二、实验原理1．实验电路：小灯泡的电阻很小，电流表采用外接法；因电压要求从零开始连续变化，故滑动变阻器采用分压式接法．2．曲线形状：以I为纵轴、U为横轴画出小灯泡的I-U图线，由于金属的电阻率(电阻)随温度的升高而增大，其伏安特性曲线不是一条直线．3.实验器材选取①安全；②精确；③操作方便．【实验要求】.以下是“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的操作步骤：A．闭合开关，记下电流表、电压表的一组示数(I，U)，移动滑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、滑动变阻器、小灯泡、电源、开关正确连接成电路．电流表外接，滑动变阻器采用分压式，如右图示C．开关闭合前，调节触头位置，使触头处于滑动变阻器的左端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以上各步骤顺序或者操作中存在错误或不妥之处，应如何改正将各步骤纠正后，按实验先后顺序排列起来：_________________________________________________________________________________.1.探究小灯泡L的伏安特性，连好图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，由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的U－I图象应是()2.有一灯泡上标有“6 V0.1 A”字样，现要测量该灯泡的伏安特性曲线，有下列器材供选用：A．电压表(0～5 V，内阻2.0 kΩ) B．电压表(0～10 V，内阻3.0 kΩ)C．电流表(0～0.3 A，内阻2.0 Ω) D．电流表(0～6 A，内阻1.5 Ω)E．滑动变阻器(30 Ω，2 A) F．滑动变阻器(100 Ω，0.5 A)G．学生电源(直流9 V)及开关、导线等(1)要求电压从0 V开始测量．实验的电路图应选用下列的图________(填字母代号)．（2）开关闭合前，调节触头位置，使触头处于滑动变阻器的___________端（左、右、中间）；实验中所用的电压表应选________，电流表应选________，滑动变阻器应选________．3.有一灯泡上标有“6 V0.1 A”字样，现要测绘该灯泡的伏安特性曲线，有下列器材可供选用A．电压表(0～5 V，内阻2.0 kΩ) B．电压表(0～10 V，内阻3.0 kΩ)C．电流表(0～100 mA，内阻2.0 Ω) D．电流表(0～6 A，内阻1.5 Ω)E．滑动变阻器(30 Ω，2 A) F．滑动变阻器(100 Ω，0.5 A)G．学生电源(直流9 V)及开关、导线等（1）实验中所用的电压表应选________，电流表应选________，滑动变阻器应选________．（2）画出实验电路图，要求电压从零开始测量_______（3）根据你的实验电路，将图中所示的器材连成实验电路．（4）该同学描绘出的I­U图象应是图中的________．。

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。

绝密★启用前实验1：测绘小灯泡的伏安特性曲线规律总结：1．滑动变阻器的限流式接法和分压式接法比较上电压的RE2. 两种接法的适用条件(1)限流式接法：测量范围小，或者待测用电器阻值跟滑动变阻器的总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小．(2)分压式接法：测量范围大，或者待测用电器的电阻比滑动变阻器的总电阻要大．3.电流表的外接法和内接法的比较由于电压表、电流表并非理想电表，所以实验中要考虑电表的内阻。

大内偏大：测量大电阻用内接法，测量值比真实值偏大小外偏小：测量小电阻用外接法，测量值比真实值偏小本实验由于电压表的阻值比灯泡的阻值大得多，经过电压表的电流比灯泡的电流小得多，因此电流表的读数几乎接近经过灯泡的电流，所以本实验要用电流表的外接法。

一、单选题(共2小题,每小题5.0分,共10分)1.要描绘一个小灯泡的伏安特性曲线，所用器材如下a．小灯泡，型号为“3 V，0.6 A”b．电流表（0~0.6 A，内阻约1 Ω）c．电压表（0~3 V，内阻约3 kΩ）d．直流电源（4 V，内阻不计）e．滑动变阻器（0~15 Ω）f．电键要求灯泡两端的电压从0开始连续调节，下列四个电路图应选哪一个？（）A．B．C．D．2.(多选)如图所示，甲、乙两图分别为测量灯泡电阻R的电路图，下列说法正确的是()A．甲图的接法叫电流表外接法，乙图的接法叫电流表内接法B．甲中R测>R真，乙中R测<R真C．甲中误差由电压表分流引起，为了减小误差，就使R≪R V，故此法测较小电阻好D．乙中误差由电流表分压引起，为了减小误差，应使R≫R A，故此法测较大电阻好二、多选题(共2小题,每小题5.0分,共10分)3.（多选）实验中可以利用滑动变阻器来改变用电器R L两端的电压，可以有图中（a）、（b）两种电路.用R0表示滑动变阻器的全部阻值，选择哪个电路更合适，以下叙述中正确的是（）A．若R0约为4R L，则采用电路（a）比较合适B．若R0约为4R L，则采用电路（b）比较合适C．若R0远小于R L，则采用电路（a）比较合适D．若R0远小于R L，则采用电路（b）比较合适4.(多选)如图所示的电路中，电压表和电流表的读数分别为10 V和0.1 A，电流表的内阻为0.2 Ω，那么有关待测电阻Rx的下列说法正确的是()A．Rx的测量值比真实值大B．Rx的测量值比真实值小C．Rx的真实值为99.8 ΩD．Rx的真实值为100.2 Ω分卷II三、实验题(共2小题,每小题10.0分,共20分)5.一只小灯泡，标有“3 V,0.6 W”字样．现用图示的器材测量该小灯泡的伏安特性曲线，(滑动变阻器最大阻值为10 Ω；电源电动势为6 V，内阻为1 Ω；电流表内阻为1 Ω，电压表的内阻为10 kΩ)．(1)在设计电路的过程中，为了尽量减小实验误差，电流表应采用__________(选填“内接”或“外接”)法．滑动变阻器的连接方式应采用________(选填“分压式”或“限流式”)；(2)用笔画线当导线，根据设计的电路图将实物图连成完整的电路(图中有三根导线已经接好)．6.有一个额定电压为3.8 V，额定功率约为1 W的小灯泡，现要用伏安法描绘这只灯泡的伏安特性图线，有下列器材可供选用：A．电压表V1(0～6 V，内阻约为5 kΩ)B．电压表V2(0～15 V，内阻约为30 kΩ)C．电流表A1(0～3 A，内阻约为0.1 Ω)D．电流表A2(0～0.6 A，内阻约为0.5 Ω)E．滑动变阻器R1(10 Ω，5 A)F．滑动变阻器R2(200 Ω，0.5 A)G．蓄电池(电动势6 V，内阻不计)H．开关、导线（1）实验的电路图应选用下列的图（填字母代号）(2) 实验中，电压表选，电流表选，滑动变阻器选．(请填写选项前对应的字母)(3) 测得该灯泡的伏安特性曲线如图所示，由图线可求得此灯泡在正常工作时的电阻为Ω(结果保留两位有效数字)；随着电压增大，温度升高，小灯泡的电阻．（填“增大”，“减小”或“不变”）(4)若将此灯泡与电动势12 V、内阻为1 Ω的电源相连，要使灯泡正常发光，需串联一个阻值为Ω的电阻．(结果保留两位有效数字)答案解析1.【答案】A【解析】描绘小灯泡的伏安特性曲线，用电压表测出灯泡电压，用电流表测通过灯泡的电流，滑动变阻器采用分压接法，因灯泡内阻为：，故灯泡内阻接近电流表内阻，故电流表采用外接法，故A正确，B、C、D错误.2.【答案】ACD【解析】甲图的接法叫电流表外接法，乙图的接法叫电流表内接法A正确；甲图实际测量值为灯泡和电压表并联之后的阻值，所以R测<R真，而乙图实际测量值为灯泡和电流表串联之后的值，所以R测>R真所以B错误；甲电路是由于电压表分流导致的实验误差，所以当R≪R V时，电压表分流较小，故此电路适合测量小电阻．反之则是乙图．所以C、D正确.3.【答案】AD【解析】若约为，根据串联电路分压规律可知，采用限流式接法，滑动变阻器调压范围大，故采用电路（a）比较合适，A正确，B错误；若远小于时，滑动变阻器采用分压式接法调压范围大，则采用电路（b）比较合适，故C错误，D正确．4.【答案】AC【解析】因为电流表和Rx直接串联，所以电流表读数I′等于流过Rx的真实电流I，电压表并联在电流表和串联电路的两端，故电压表读数U′大于Rx两端的真实电压U，所以Rx的测量值Rx′＝大于真实值Rx＝Rx，故A对．Rx的真实值为：Rx＝＝＝Ω＝99.8 Ω，故C对．5.【答案】(1) 外接分压式(2)如图：【解析】(1)对灯泡由R＝＝15 Ω，满足电压表内阻远大于小灯泡电阻，所以电流表应采用外接法；测量该小灯泡的伏安特性曲线，电压要从零开始，所以滑动变阻器的连接方式应采用分压式．(2)连接时导线不能交叉，并注意电流表应采用外接法，滑动变阻器的连接方式应采用分压式，如图所示：6.【答案】（1）B （2）ADE（3）16 Ω 增大（4）34【解析】（1）为描绘灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，故应选E；灯泡额定电压为3.8 V，电压表应选择A，灯泡额定电流为：，电流表选择D，灯泡正常发光时的电阻：，电流表内阻为：，电压表内阻为，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，实验电路应选择图B所示电路；（2）由（1）分析可知，电压表选择A，电流表选择D，滑动变阻器采用分压接法，为方便实验操作，滑动变阻器选择E；（3）由图示图象可知，随增大，增大，实际功率增大，灯泡温度升高，电压与电流表的比值增大，灯泡电阻增大；由图示图象可知，电压：时，电流，此时灯泡电阻：；（4）灯泡正常发光时，串联电阻两端电压，串联电阻阻值.。

一 【2 】.测绘小灯泡的伏安特征曲线1．试验道理(1)测多组小灯泡的U .I ,并绘出I －U 图象;(2)由图线的斜率反应电流与电压和温度的关系．2．试验器材小灯泡“3.8V,0.3A ”.电压表“0～3V ～15V ”.电流表“0～0.6A ～3A ”.滑动变阻器.学生电源.开关.导线若干.坐标纸.铅笔．3．试验步骤(1)画出电路图(如图甲)．(2)将小灯泡.电流表.电压表.滑动变阻器.学生电源.开关用导线衔接成如试验道理图乙所示电路． (3)测量与记载移动滑动变阻器触头地位,测出12组阁下不同的电压值U 和电流值I ,并将测量数据填入本身设计的表格中． (4)数据处理①在坐标纸上以U 为横轴,I 为纵轴,树立直角坐标系． ②在坐标纸上描出各组数据所对应的点．③将描出的点用腻滑的曲线衔接起来,就得到小灯泡的伏安特征曲线．4．试验器材拔取(1)原则：①安全;②精确;③操作便利． (2)具体请求①电源许可的最大电流不小于电路中现实最大电流．干电池中电流一般不许可超过0.6A. ②用电器的额定电流不能小于经由过程该用电器的现实最大电流． ③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． ④电压表或电流表的指针应偏转到满刻度的13以上．⑤从便于操作来斟酌,限流式接法要选用与待测电阻邻近的滑动变阻器,分压式接法要选用小阻值滑动变阻器．5．纪律办法总结1．滑动变阻器的限流式接法和分压式接法比较两种接法的电路图负载R上电压的调节规模RER＋R0≤U≤E0≤U≤E负载R上电流的调节规模ER＋R0≤I≤ER0≤I≤ER2.两种接法的实用前提(1)限流式接法合适测量阻值较小的电阻(跟滑动变阻器的总电阻比拟相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小)．(2)分压式接法合适测量阻值较大的电阻(一般比滑动变阻器的总电阻要大)．3．留意事项(1)电流表外接法：本试验中被测小灯泡灯丝的电阻值较小,是以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接法：本试验要作出U－I图象,请求测出多组包括零在内的电流.电压值,故掌握电路必须采用分压式接法．(3)破坏元件安全：为破坏元件不被销毁,开封闭合前滑动变阻器的滑片应位于最大电阻处,加在小灯泡两头的电压不要超过其额定电压．4．误差剖析(1)因为电压表不是幻想电表,内阻并非无穷大,对电路的影响会带来误差,电流表外接,因为电压表的分流,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.例1某进修小组的同窗拟探讨小灯泡L的伏安特征曲线,可供选用的器材如下：小灯泡L,规格“4.0V0.7A”;电流表A1,量程3A,内阻约为0.1Ω;电流表A2,量程0.6A,内阻r2＝0.2Ω;电压表V,量程3V,内阻r V＝9kΩ;标准电阻R1,阻值1Ω;标准电阻R2,阻值3kΩ;滑动变阻器R,阻值规模0～10Ω;学生电源E,电动势6V,内阻不计;开关S及导线若干．①甲同窗设计了如图1甲所示的电路来进行测量,当经由过程L 的电流为0.46A 时,电压表的示数如图乙所示,此时L 的电阻为________Ω.甲乙图1②乙同窗又设计了如图2所示的电路来进行测量,电压表指针指在最大刻度时,加在L 上的电压值是________V.图2图3③进修小组以为要想更精确地描写出L 完全的伏安特征曲线,须要从新设计电路．请你在乙同窗的基本上应用所供器材,在图3所示的虚线框内补画出试验电路图,并在图上标明所选器材代号．答案①5②4③看法析图解析①电压表的示数U ＝2.30V,所以灯泡L 的电阻R L ＝U I ＝2.300.46Ω＝5Ω.②由题图知电压表V 与R 2串联,依据串联分压,当电压表V 的示数为3V 时,R 2两头的电压U 2＝UV rV R 2＝39000×3000V ＝1V,所以灯泡两头的电压U ′＝U V ＋U 2＝(3＋1) V ＝4V.③要想更精确地描写出L 完全的伏安特征曲线,则电压表的量程应变为4.0V,电流表的量程应变为0.7A,是以将电压表V 与标准电阻R 2串联改装成量程为4.0V 的电压表,将电流表A 2与标准电阻R 1并联改装成量程为0.6A ＋0.6×0.21A ＝0.72A 的电流表．故虚线框内试验电路如图所示．例2物理兴致小组的同窗们从试验室中找到一只小灯泡,其标称功率值为0.75W,额定电压值已隐约不清．他们想测定其额定电压值,于是先用欧姆表直接测出该灯泡的电阻约为2Ω,然后依据公式盘算出该灯泡的额定电压U＝PR＝2×0.75 V＝1.22V．他们疑惑所得电压值不精确,于是,再应用下面可供选择的试验器材设计一个电路,测量经由过程灯泡的电流和它两头的电压并依据测量数据来绘灯泡的U－I图线,进而剖析灯泡的额定电压．A．电压表V(量程3V,内阻约3kΩ)B．电流表A1(量程150mA,内阻约2Ω)C．电流表A2(量程500mA,内阻约0.6Ω)D．滑动变阻器R1(0～20Ω)E．滑动变阻器R2(0～100Ω)F．电源E(电动势4.0V,内阻不计)G．开关S和导线若干H．待测灯泡L(额定功率0.75W,额定电压未知)(1)鄙人面所给的虚线框中画出他们进行试验的电路道理图,指出上述器材中,电流表选择________(填“A1”或“A2”);滑动变阻器选择________(填“R1”或“R2”)．(2)在试验进程中,该同窗将灯泡两头的电压由零迟缓地增长,当电压达到1.23V时,发明灯泡亮度很暗,当达到2.70V时,发明灯泡已过亮,便立刻断开开关,并将所测数据记载鄙人边表格中.次数1234567U/V0.200.60 1.00 1.40 1.80 2.20 2.70I/mA80155195227255279310图4(3)由图象得出该灯泡的额定电压应为________V;这一成果大于1.23V,其原因是____________ ____________________________________________________________．解析(1)依据P＝I2R,估算灯泡的电流大约是600mA,是以电流表应选A2;本试验要描写出灯泡的U－I图线,须要测量多组数据,是以滑动变阻器应接成分压式,所以应选阻值较小的R1;小灯泡电阻不大,电流表应外接;(2)如图所示(3)由P＝UI＝0.75W,再联合图象可知U额＝2.5V;大于1.23V的原因是因为灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻．答案(1)电路道理图如图所示A2R1(2)看法析图(3)2.5(2.4～2.6) 灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻(或灯泡电阻随温度升高而变大)二.U—I图象的物理意义及其应用用图象表示物理纪律具有直不雅.形象.轻便.具体等明显长处,应用图象剖析评论辩论某些物理问题不仅可以避免公式法繁锁的数字盘算,并且可以对物理概念和物理纪律懂得加倍深入.现对U—I图象作出剖析.一.U—I 图象的物理意义在电动势ε和内电阻r固定的电源两头接一阻值为R的纯电阻用电器,构成一闭合电路,如图1所示,若用U 表示闭合电路的路端电压,I表示经由过程电源的电流强度,则有以下纪律：U=IR,U=ε－Ir 在U —I 坐标系上分离画出以上函数的图象,即直线OP 和AB,如图2所示,这个图象包含的物理意义有：1.截距：直线AB 在纵轴上的截距表示电源电动势ε,在横轴上的截距表示短路电流IM=ε/r2.斜率：直线OP 的斜率表示外电路电阻R,直线AB 斜率的负值表示电源的内电阻r.3.交点：直线OP 和AB 的交点为C,其横坐标值表示这时闭合电路的电流强度I1,纵坐标值表示这时的路端电压或外电路两头的电压U1,图中CD 值表示这时电源的内电压Ur .4.面积：矩形DI 1OA 的面积S 1的数值表示这时电源的总功率,矩形CI 1OU 1的面积S 2的数值表示这时电源的输出功率,两块面积之差ΔS=（S 1－S 2）的数值表示这时电源内部发烧消费的功率,两块面积之比S 2∶S 1的数值表示这时电源的效力.二.U —I 图象的应用1.剖析物理量的变化纪律(1)路端电压.电流强度随外电阻的变化纪律直线OP 的斜率表示闭合电路外电阻的阻值R,当外电阻R 增大时,直线OP 与直线AB 的交点C 将沿BA 线向A 接近,从图2可知,交点C 的横坐标变小,而纵坐标变大,这就直不雅地说清楚明了“路端电压随外电阻的增大而增大,随外电阻的减小而减小;电流强度随外电阻的增大而减小,随外电阻的减小而增大”这一纪律,当R→∞时,OP 与纵轴重合,C 点与A 点重合,显而易见,此时外电路断开,I 变为零,路端电压变至最大为U=ε;反之,当R→0时,直线OP 与横轴无穷地接近,I→I M ,U→0.(2)电源输出功率随外电阻的变化纪律.电源的输出功率可用图3中画斜线的矩形面积来表示,当外电阻R 由零逐渐增至无穷大时,不难看出这块面积先由小变大,再由大变小,这表示在变化中消失最大值,依据数学常识不难知道,当直线OP 与直线AB 交点C 取AB 中点时,矩形面积最大,此时I=I M /2=ε/2r,U=ε/2,对应的外电阻R=U/I=r,电源的最大输出功率P max =UI=ε2/4r.从而得到“当外电路的电阻R 等于电源的内阻r 时,电源的输出功率最大,为ε2/4r 这一纪律.1 图2M图3(3)电源的效力随外电阻的变化纪律电源的效力可用图2中矩形CI1OU1的面积和矩形DI1OA的面积之比来表示,当外电阻R由零逐渐增大时,由图4不难看出两块面积之比在增大.当R=r时,表示电源输出功率的矩形面积是表示电源总功率的矩形面积的一半.是以,这时电源的效力为50%.从而得到了“电源效力随外电阻的增大而增大,随外电阻的减小而减小.当外电阻R等于内电阻r时,电源的效力为50%”这一纪律.2.剖析试验误差伏安法测电阻的试验误差用伏安法测电阻,因为电表内阻消失,不可避免地转变了电路本身,这就给测量成果带来了误差.现用U—I图象来评论辩论外接法电路中的试验误差.如图5所示,闭合电键K,转变滑动变阻器的阻值,每转变一次,就得到一组U.I值,取几出组数值作出U—I图象的直线OP,如图6所示.直线OP的斜率值就是待测电阻的测量值R测,因电流表中的电流是干路上的电流,比经由过程R的真实电流大,把U1.U2.….U n相对应的经由过程R的电流真实值I1.I2.….I n算出,并在U—I图中一一标出,又可得到一条直线OP',这条直线的斜率就是待测电阻的真实值R真,从图中直不雅地可得出R真>R 测.用相似办法可得,内接法测量出的电阻值,要比真实值大,即R真<R测1 M3(R< r)图4R图51 221图6。

小灯泡的伏安特性曲线
小灯泡的伏安特性曲线是用來描述小灯泡特定工作條件下的特性的一種曲線，也即為小灯泡的電流-電壓的數學表示。

對於小灯泡的伏安特性曲线有兩個主要特征：線性特性和非線性特性。

當電壓大於電流時，小灯泡的伏安特性曲线呈線性，這表明小灯泡能充分地達到所需的輸入電壓和輸出電流。

当電壓小於電流時，小灯泡的伏安特性曲线呈著非線性，這表明電壓不足以提供足夠的電流，使小灯泡達到所需的功率級別，此時小灯泡將無法工作正常。

小灯泡的伏安特性受到許多因素的影響，這些因素各自可能對小灯泡的特性造成正或負的影響。

例如，溫度可影響小灯泡的伏安特性，當溫度升高時，小灯泡的伏安特性曲線將呈現出比一般更靠近線性的外觀，而當溫度降低時，小灯泡的伏安特性曲線則會變得更靠近非線性。

另外，時間也對小灯泡的伏安特性有影響。

由於小灯泡會因使用時間和次數而老化，因此其伏安特性會隨著時間而逐漸改變，尤其是在長時間工作時，小灯泡的伏安特性曲線會變成一條急劇低下的直線。

此外，小灯泡的材料也會影響它的伏安特性。

某種特定的材料可能具有更高或更低的電阻特性，以及更高或更低的耐久性。

在電路中，小灯泡的選擇對小灯泡伏安特性有重要影響，因此在選擇小灯泡時，必須對小灯泡材料及電路要求進行詳細分析，以確保小灯泡達到所需要的電流、電壓和功率要求。

【高中物理】高中物理知识点：实验：测绘小灯泡的伏安特性曲线实验目的：1、描绘小灯泡的伏安特性曲线。

2、理解并检验灯丝电阻随温度升高而增大。

3、掌握仪器的选择和电路连接。

实验原理：1、根据部分电路欧姆定律，一纯电阻R两端电压U与电流I总有U=I?R，若R为定值时，U―I图线为一过原点的直线。

小灯泡的灯丝的电阻率随温度的升高而增大，其电阻也就随温度的升高而增大。

而通过小灯泡灯丝的电流越大，灯丝的温度也越高，故小灯泡的伏安特性曲线（U―I曲线）应为曲线。

2、小灯泡（3.8V，0.3A）电阻很小，当它与电流表（0.6A）串联时，电流表的分压影响很大，为了准确测出小灯泡的伏安特性曲线，即U、I的值，电流表应采用外接法，为使小灯泡上的电压能从0开始连续变化，滑动变阻器应采用分压式连接。

3、实验电路如图所示，改变滑动变阻器的滑片的位置，从电压表和电流表中读出几组I、U值，在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出的几组I、U值画出U-I图象。

实验器材：小灯泡（3.8V，0.3A），电压表（0-3V-15V），电流表（0-0.6A-3A），滑动变阻器（20Ω），学生低压直流电源，电键，导线若干，坐标纸、铅笔。

实验步骤：1、如图所示连结电路安培表外接，滑线变阻器接成分压式。

电流表采用0.6A量程，电压表先用0～3V的量程，当电压超过3V时采用15V量程。

2、把变阻器的滑动片移动到一端使小灯泡两端电压为零3、移动滑动变阻触头位置，测出15组不同的电压值u和电流值I，并将测量数据填入表格。

4、在坐标纸上以u为横轴，以I为纵轴，建立坐标系，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，以所描图线充分占据整个坐标纸为宜。

）将描出的点用平滑的曲线连结起来，就得小灯泡的伏安特性曲线。

4、拆除电路、整理仪器。

注意事项：1、实验过程中，电压表量程要变更：U<3V时采用0―3V量程，当U>3V时采用0―15V量程。