描绘小灯泡的伏安特性曲线

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 VR x ＋R V <R x测量值小于真实值适用 条件R x >R A R VR x <R A R V(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≤R0，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≫R0，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，。

描绘小灯泡的伏安特性曲线2．实验原理：用电流表测出流过小电珠的电流，用电压表测出小电珠两端的电压，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起来．电流表外接：因为小电珠的电阻很小，如果电流表内接，误差明显较大；滑动变阻器采用式：使电压能从零开始连续变化．3．实验器材：小电珠（3.8 V 0.3 A）或（2.5 V 0.6 A）一个、电压表（0 ～3 V ～15 V）与电流表（0 ～0.6 A ～ 3 A）各一个、滑动变阻器（最大阻值20 Ω）一个、学生低压直流电源（或电池组）、开关一个、导线若干、、铅笔．4．实验步骤：⑴确定电流表、电压表的量程，采用电流表接法，滑动变阻器采用式接法，按图中的原理图连接好实验电路．⑵把滑动变阻器的滑片调节到图中最端，接线经检查无误后，闭合开关S．⑶移动滑动变阻器滑片位置，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中，5．数据处理：⑴在坐标纸上以U为横轴，以I为纵轴，建立坐标系．⑵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）．⑶将描出的点用的曲线连接起来，就得到小电珠的伏安特性曲线．6．误差分析：由于电压表、电流表不是理想电表，电表表的带来误差，要严格按照读数规则读数；在坐标纸上描点、作图带来误差．7．注意事项：⑴电路的连接方式：①电流表应采用接法：因为小电珠(3.8 V,0.3 A)的电阻很小，与0～0.6 A的电流表串联时，电流表的影响很大．②滑动变阻器应采用式连接：目的是使小电珠两端的电压能从开始变化．⑵闭合开关S前，滑动变阻器的触头应移到使小电珠分得电压为的一端，使开关闭合时小电珠的电压从零开始变化，同时也是为了防止开关刚闭合时因小电珠两端电压过大而烧坏灯丝．⑶I –U图线在U0 = 1.0 V左右将发生明显弯曲，故在U = 1.0 V左右绘点要密，以防出现较大误差．⑷电流表选择0.6 A量程，电压表量程的选择视小电珠的额定电压而定，即使用的若是“3.8 V 0.3 A”的小电珠，选用电压表的15 V量程；若使用“2.5 V 0.6 A”的小电珠，则选用电压表的3 V量程．⑸当小电珠的电压接近额定值时要缓慢增加，到额定值记录I后马上断开开头．图线应是平滑曲线而非折线．1．一只小灯泡，标有“3 V，1.5 W”的字样．现要描绘小灯泡0～3 V的伏安特性曲线．实验器材有：A．最大阻值为10 Ω的滑动变阻器B．电动势为6 V、内阻约为1.0 Ω的电源C．量程为0.6 A、内阻约为1.0 Ω的电流表A1 D．量程为3 A、内阻约为0.1 Ω的电流表A2E．量程为3 V、内阻约为6 kΩ的电压表V1 F．量程为15 V、内阻约为10 kΩ的电压表V2 G．开关、导线若干⑴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）⑵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）．⑶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．调节滑动变阻器滑片的位置，保证闭合开关前使滑动变阻器与小灯泡并联部分的阻值最大；C．闭合开关，记下电压表、电流表的一组示数（U1，I1），移动滑动变阻器的滑片，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．指出以上步骤中存在错误或不妥之处并修改：______________________________________________________________________________________________________ ______________2．有一个小灯泡上标有“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，现有下列器材供选用：A．电压表：0～5 V，内阻10 kΩB．电压表：0～15 V，内阻20 kΩC．电流表：0～3 A，内阻0.4 ΩD．电流表：0～0.6 A，内阻1 ΩE．滑动变阻器：最大阻值为10 Ω，允许最大电流为2 A F．滑动变阻器：最大阻值为500 Ω，允许最大电流为1 A G．学生电源（直流6 V)、开关、导线若干⑴实验时，选用图甲而不选用图乙所示的电路图来完成实验，其理由是：____________________；⑵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）〖考点1〗实物连线及数据处理【例1】一实验小组准备探究某种元件Q的伏安特性曲线，他们设计了如图1甲所示的电路图．⑴请将图乙中的实物连线按电路图补充完整．⑵考虑电表内阻的影响，该元件电阻的测量值________（选填“大于”、“等于”或“小于”）真实值．⑶闭合开关S，电流表、电压表均有示数，但无论怎样移动变阻器滑片，总不能将电压表的示数调为零．原因可能是图中的________（选填“a”、“b”、“c”、“d”、“e”或“f”）处接触不良．⑷实验测得表格中的7组数据．请在坐标纸上作出该元件的I–U 图线．⑸为了求元件Q在I –U 图线上某点的电阻，甲同学利用该点的坐标I、U，由R = U/I求得．乙同学作出该点的切线，求出切线的斜率k，由R = 1/k求得．其中________（选填“甲”或“乙”）同学的方法正确．【变式跟踪1】物理兴趣小组的同学们从实验室中找到一只小灯泡，其标称功率值为0.75 W，额定电压值已模糊不清．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2 Ω，然后根据公式计算出该灯泡的额定电压U = PR = 2×0.75 V = 1.22 V．他们怀疑所得电压值不准确，于是，再利用下面可供选择的实验器材设计一个电路，测量通过灯泡的电流和它两端的电压并根据测量数据来绘灯泡的U - I图线，进而分析灯泡的额定电压．A．电压表V（量程3 V，内阻约3 kΩ）B．电流表A1（量程150 mA，内阻约2 Ω）C．电流表A2（量程500 mA，内阻约0.6 Ω）D．滑动变阻器R1（0～20 Ω）E．滑动变阻器R2（0～100 Ω）F．电源E（电动势4.0 V，内阻不计）G．开关S和导线若干H．待测灯泡L（额定功率0.75 W，额定电压未知）⑴在下面所给的虚线框中画出他们进行实验的电路原理图，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”）．⑵在实验过程中，该同学将灯泡两端的电压由零缓慢地增加，当电压达到1.23 V时，发现灯泡亮度很暗，当达到2.70 V时，发现灯泡已过亮，便立即断开开关，并将所测数据记录在表格中：请你根据实验数据在坐标图中作出灯泡的U –I 图线．⑶由图象得出该灯泡的额定电压应为______V；这一结果大于1.23 V，其原因是_______________．2〗实验原理及其操作2】图为“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小灯泡额定电压为2.5 V．⑴完成下列实验步骤：①闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，________；②闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片，________；③断开开关，??根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线．⑵在虚线框中画出与实物电路相应的电路图．A．直流电源：电动势约为5 V，内阻可不计B．直流电流表：量程0～3 A，内阻约为0.1 ΩC．直流电流表：量程0～600 mA，内阻约为5 ΩD．直流电压表：量程0～15 V，内阻约为15 kΩE．直流电压表：量程0～5 V，内阻约为10 kΩF．滑动变阻器：10 Ω，2 A G．滑动变阻器：1 kΩ0.5 A实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据．⑴实验中电流表应选用________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用_______ ⑵请按要求将图中所示的器材连成实验电路．⑶某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如图所示．现把实验中使用的小灯泡接到如图所示的电路中，其中电源电动势E = 6 V，内阻r = 1 Ω，定值电阻R = 9 Ω，此时灯泡的实际功率为________W．（结果保留两位有效数字）〖考点3〗电路设计及电表的灵活选取【例3】已知一个标有“2.4 V，0.06 A”字样的电学元件的R –U特性如图所示．某同学想利用下列可供选择的实验器材，设计一个电路验证该元件的电阻R随电压U变化的图象．可供选择的器材有：电流表A1：量程100 mA，内阻约2 Ω电流表A2：量程0.3 A，内阻约0.3 Ω电压表V1：量程1 V，内阻500 Ω电压表V2：量程15 V，内阻1 kΩ定值电阻R1：电阻为1 kΩ定值电阻R2：电阻为10 kΩ滑动变阻器R0：0～10 Ω，2 A 电池E：电动势为3 V，内阻很小导线若干和开关S一个⑴利用实验电路测量时，该同学为了提高准确度，测量了多组数据．他在实验中应选用电流表________，电压表________，定值电阻________（填所选器材的符号）；⑵在方框内画出该同学的实验电路图；⑶在实验过程中，元件正常工作时电压表的示数应为________ V．【变式跟踪3】在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”实验中，为了探究3根材料未知，横截面积均为S = 0.20 mm2的金属丝a、b、c的电阻率，采用如图所示的实验电路，M为金属丝c的左端点，O为金属丝a的右端点，P是金属丝上可移动的接触点．在实验过程中，电流表读数始终为I =离x的变化图线；⑵求出金属丝的电阻率ρ，并进行比较．L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：小灯泡L，规格“4.0 V,0.7 A”电流表A1，量程3 A，内阻约为0.1 Ω电流表A2，量程0.6 A，内阻r2 = 0.2 Ω电压表V，量程3 V，内阻rV=9 kΩ标准电阻R1，阻值1 Ω标准电阻R2，阻值3 kΩ〖考点【例【变式跟踪滑动变阻器R，阻值范围0～10 Ω学生电源E，电动势6 V，内阻不计开关S及导线若干⑴甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量，当通过L的电流为0.46 A时，电压表的示数如图2所示，此时L的电阻为________Ω；⑵乙同学又设计了如图3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；⑶学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路．请你在乙同学的基础上利用所供器材，在图4所示的虚线框内补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号．【预测1】在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验时，所用器材有：电动势为6 V的电源，额定电压为2.5 V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电表、开头和导线．要求能测出尽可能多组数据．如下图是没有连接完整的实物电路．（已连接好的导线有a、b、c、d、e、f六根）⑴请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整；⑵连好电路，闭合开关，移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，但电压表有示数，电流表几乎不偏转，则故障的原因可能是________；⑶排除故障后闭合开关，移动滑片P到某处，电压表的示数为2.2 V，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向________端滑动（填“左”“右”）；⑷通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数，并绘制成了如图所示的U–I图象．根据U –I图象提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率约为________W；⑸图线是曲线而不是过原点的直线，原因是______________________________________________．2．【2011·重庆】在测量小灯泡伏安特性实验中，同学们连接的电路中有四个错误电路，如图所示．电源内阻不计，导线连接良好．若将滑动变阻器的触头置于左端，闭合S，在向右端滑动触头过程中，会分别出现如下四种现象：a．灯L不亮；电流表示数几乎为零b．灯L亮度增加；电流表示数增大c．灯L开始不亮，后来忽然发光；电流表从示数不为零到线圈烧断d．灯L不亮；电流表从示数增大到线圈烧断与上述a、b、c、d四种现象对应的电路序号为_________A．③①②④B．③④②①C．③①④②D．②①④③【预测2】额定电压均为220 V的白炽灯L1和L2的U－I特性曲线如图甲所示，现将和L2完全相同的L3与L1和L2一起按如图乙所示电路接入220 V电路中，则下列说法正确的是A．L2的额定功率为99 W B．L2的实际功率为17 W C．L3的实际功率比L3的实际功率小17 W的实际功率比L的实际功率小82 W 1．某同学要描绘一小灯泡（3V，1.5W）的伏安特性曲性，他设计了如图甲所示的电路，其中电源电动势为4V，电压表有两个量程．⑴请帮助该同学将连线补充完整；⑵实验中某次电压表示为2.5V，电流表示数如图乙所示，则此时小灯泡的实际功率为___________W．2．某同学在探究规格为“6V，3W”的小电珠伏安特性曲线实验中：⑴在小电珠接入电路前，使用多用电表直接测量小电珠的电阻，则应将选择开关旋至_______档进行测量．（填选项前的字母）A．直流电压10V B．直流电流5mA C．欧姆×100 D．欧姆× 1⑵该同学采用图甲所示的电路进行测量．图中R为滑动变阻器（阻值范围0~20?,额定电流1.0A），L为待测小电珠，V为电压表（量程6V，内阻20k?），A为电流表（量程0.6A，内阻1?），E为电源（电动势8V，内阻不计），S为开关．①在实验过程中，开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于最_ 端；（填“左”或“右”）②在实验过程中，已知各元器件均无故障，但闭合开关S后，无论如何调节滑片P，电压表和电流表的示数总是调不到零，其原因是______点至________点的导线没有连接好；（图甲中的黑色小圆点表示接线点，并用数字标记，空格中请填写图甲中的数字，如“2点至3点”的导线）③该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图乙所示，则小电珠的电阻值随工作电压的增大而____________．（填“不变”、“增大”或“减小”）3．有一个小灯泡上标有“4 V 2 W”的字样,现要描绘这个灯泡的伏安特性图线.,有下列器材供选用：A．电压表：0 - 5V 内阻约为10kΩB．电压表：0 - 10V 内阻约为20kΩC．电流表：0 - 0.3 A 内阻约为1ΩD．电流表：0 - 0.6A 内阻约为0.4ΩE．滑动变阻器：10Ω2A F．学生电源（直流6V）开关、导线若干⑴实验中所用电压表应选用__ _，电流表应选用_ __（用对应的选项字母表示）；⑵实验时要求尽量减小实验误差,测量电压时应从零开始多取几组数据，请将图甲中实物连接成满足实验要求的测量电路．⑶某同学根据实验得到的数据画出了该小灯泡的伏安特性曲线（如图乙所示），若用电动势为3 V、内阻为2.5Ω的电源给该小灯泡供电,则该小灯泡的实际功率是W．4．如图所示为实验得到的小灯泡灯丝电阻的U - I关系曲线图．⑴在框中画出实验电路图（根据该电路图可得到U –I关系的完整曲线），可用的器材有：电压传感器、电流传感器、滑线变阻器（变化范围0～50Ω）、电动势为6V的电源（不计内阻）、小灯泡、电键、导线若干；⑵如果将该小灯泡分别接入甲、乙两个不同电路，如图所示，其中甲电路的电源为一节干电池，乙电路的电源为三节干电池，每节干电池的电动势为1.5 V，内电阻为1.5 Ω，定值电阻R = 18 Ω，则接入________（选填“甲”或“乙”）电路时，小灯泡较亮些；在电路乙中，小灯泡消耗的电功率为______W；若将电路乙中的电阻R替换为另一个完全相同的小灯泡，其他条件不变，则此时电源内部的发热功率为_____W．参考答案：2．分压3．坐标纸4．外分压左5．平滑6．内阻读数操作零1．答案：⑴E C ⑵C ⑶步骤B不妥，闭合开关前应使滑动变阻器与小灯泡并联部分的阻值为零；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．解析：⑴因为小灯泡的额定电压为3 V，故电压表选E；小灯泡的额定电流I = P/U = 1.5/3A = 0.5 A，故电流表选C．⑵小灯泡在额定电压下的电阻R = U/I = 6 Ω，由于RV/R &gt; R/RA，故电流表外接．描绘伏安特性曲线时，电压从零开始，需用滑动变阻器的分压式接法，选C．2．答案：⑴描绘灯泡的I –U图线所测数据需从零开始，并要多取几组数据⑵ A D E8 Ω，调节不方便，故应选滑动变阻器E；又因R2，所以电流表应外接．例1答案：⑴如图所示⑵小于⑶f⑷如图所示⑸甲解析：⑴由电路图可知，电流表为外接法，滑动变阻器为分压式接法．⑵由电流表外接的特点可知，该元件的测量值小于其真实值．⑶当图中的f处接触不良时，控制电路由分压式变为限流式，故无法将电压表的示数调为零．⑷根据表中的数据，先描点，再利用平滑的曲线连接起来．⑸I –U图线上切线（即斜率）可反映电阻的大小，但不能用来计算电阻的大小，而R = U/I则可以用来计算电阻的大小．变式1 答案：⑴电路原理图如图所示A2 R1⑵见解析图⑶2.5（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）解析：⑴根据P = I2R，估算灯泡的电流大约是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；⑵如图所示；⑶由P = UI = 0.75 W，再结合图象可知U额= 2.5 V；大于1.23 V的原因是由于灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻．例2 答案：⑴①使它靠近滑动变阻器左端的接线柱②增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到其额定电压⑵如解析图所示．解析：⑴滑动变阻器为分压式接法，故闭合开关前，灯泡两端的电压为零，调节滑动变阻器的滑片，使它靠近滑动变阻器左端的接线柱．闭合开关后，逐渐移动滑动变阻器的滑片，增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到额定电压．⑵与实物电路相应的电路图如图所示．变式2答案：⑴C E F ⑵见解析图⑶0.84（0.81～0.87皆可）解析：⑴由灯泡标识（5 V，2.5 W）知，I = P/U = 0.5 A，因此电流表选C，电压表选E，由于电路接成分压式，滑动变阻器选F．⑵如图所示．⑶把定值电阻作为电源的内阻，则该电源短路时的电流为Imax = E/(R + r) = 0.6 A，在题图中的U –I图中，作出此电源的U - I图线如图中虚线所示．两图线交点即表示该灯泡的实际工作点．由图知U = 2.2 V，I = 0.38 A，所以P = UI = 2.2×0.38 W = 0.84 W．例3答案：⑴A1 V1 R1 ⑵如解析图所示⑶0.8解析：分析R - U特性可知，该元件的最大电流为I = U/R = 2.4/40 A = 0.06 A = 60 mA，故应选电流表A1；电压最大值为2.4 V，V1量程太小，而V2量程太大，将V1与定值电阻R1串联，当V1（内阻500 Ω）为1 V时，R1两端电压为2 V，二者串联可等效为一个量程为3 V的电压表，满足量程需求．电压要求从0开始调节，故滑动变阻器连接采用分压法．Rmax2 &lt; RARV，因此电流表采用外接法．元件正常工作时，两端电压为2.4 V，URV1 = URV1/(RV1 + R1) = U/3 = 0.8 V．变式3 答案：⑴见解析⑵ρ－Ω·m（0.96×10－6～1.10×10－6Ω·m）、ρ－－－a = 1.04×106b = 9.6×108Ω·m（8.5×108～1.10×107Ω·m）、ρ－c = 1.04×106Ω·m（0.96×10－6～1.10×10－6Ω·m）金属丝a与c电阻率相同，远大于金属丝b的电阻率．解析：⑴建立U－x坐标系，进行描点、连线，得到图线如图所示．⑵根据欧姆定律R = U/I，又根据电阻定律R = ρl/S，所以ρ= US/Il由⑴中图线可知：从600 mm到1000 mm为金属丝a，Ua = (6.5- 3.9) V = 2.6 V，ρ－/(1.25×1000 –600×10－a = 2.6×0.20×1063) Ω·m =1.04×10－6Ω·m；从1000 mm到2000 mm为金属丝b，Ub = (7.1 –6.5)V = 0.6 V，ρ－b = 0.6×0.20×106/(1.25×2000 –1000×10－3) Ω·m =9.6×10－8Ω·m；从2000 mm到2400 mm为金属丝c，Uc = (9.7 - 7.1)V = 2.6 V，ρ－6/(1.25×2400 –2000×10－3)Ω·m＝1.04×10－c = 2.6×0.20×106 Ω·m．通过计算可知，b的电阻率．1．答案：⑴5 ⑵4 ⑶如图所示解析：⑴由题图知电压表读数为2.30 V，通过L的电流为0.46 A，由欧姆定律计算得小灯泡L的电阻为5Ω．⑵标准电阻R2 = 3 kΩ，是电压表内阻的三分之一，电压表两端电压为3 V即满偏，故标准电阻R2两端电压为1 V，即小灯泡L两端电压为4 V．⑶考虑到电流表A1量程太大，远远大于小灯泡的额定电流值，故选择更小量程的电流表A2较好，由于A2表量程小于灯泡的额定电流，故需要将电流表A2进行扩容，故将标准电阻R1与电流表A2并联进行分流扩容．由于电流表和电压表内阻均已知，故扩容后的电流表采用内接法还是外接法均可．预测1答案：⑴连线如图所示⑵c段导线断路或灯泡损坏⑶右⑷0.5⑸小灯泡的电阻会随温度的升高而增大解析：⑴为方便电路调节，滑动变阻器应分压式接法；⑵小灯泡始终不亮，电流表几乎不偏转的故障现象表明小灯泡上没有电流流过，但电压表有示数，一定是c段导线断路或灯泡损坏；⑶滑片P向右移动时，小灯泡上获得的电压升高，电压有可能从2.0 V升高到额定电压2.5 V；⑷从U－I图象上观察，额定电压是2.5 V时，电流约为0.2 A，额定功率约为0.5 W；⑸小灯泡的电阻会随温度的升高而增大，图线是曲线而不是直线．2．A；图①中现象是总电阻减小，电流表示数增大，和灯泡并联的电阻增大，使得灯泡分得的电压增大，所以灯泡变亮应为b；图②中电流表、电压表和灯泡并联，开始时灯泡不亮，当滑头滑到一定位置时灯泡开始发光，电流表因电流增加得过大而烧坏，应为c；图③中由于电压表内阻太大，电灯不亮，电流表示数几乎为零，应为a；图④中电灯L不亮，在滑片滑动过程中，电流表因电流增加得过大而烧坏，应为d．预测2 ABD；由L2的伏安特性曲线得，在额定电压220 V时的电流为0.45 A，则L2的额定功率为P额= U所以选项A正确；图示电路为L1和L2串联再与L3并联，所以L1和L2串联后两端的总额I额= 99 W，电压为220 V，那么流过L1和L2的电流及两灯的电压满足I1＝I2，U1＋U2＝220 V，由L1和L2的U –I图线可知，I1＝I2＝0.25 A，U1＝152 V，U2＝68 V，故灯L2的实际功率P2＝I2U2＝17 W，故选项B正确；由于L3两端的电压为220 V，故P3 = P额= 99 W，则P3 –P2 = 82 W，故选项C 错，D对，正确选项为A、B、D．1．答案：⑴连线如图所示⑵1.1解析：⑵电流表示数为0.44A，此时小灯泡的实际功率为P = UI = 2.5×0.44W= 1.1W．2．答案：⑴ D ⑵①左②1 5 ③增大解析：由于小电珠的电阻一般不太大，使用多用表直接测量小电珠的电阻则应选择×1档，选择D选项．对于分压电路，开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于使小电珠电压为零处，即最左端．闭合开关S后，无论如何调节滑片P，电压表和电流的示数总是调不到零，其原因是滑动变阻器左端与电源没有连接好．由描绘出的小电珠的伏安曲线可知，小电珠的电阻值随工作电压的增大而增大．3．答案：⑴A D ⑵如图所示⑶0.80解析：⑴由小灯泡规格可知，其正常工作时的电流为0.5A，选择量程0 –5V的电压表A，选择量程为0 –0.6A的电流表D；⑵设计成电流表外接的分压式电路；⑶在小灯泡伏安曲线图中作了电源的伏安曲线，两曲线的交点的纵横坐标和乘积即等于小灯泡的实际功率．4．答案：⑴如图所示⑵甲0.15 0.28解析：由于要画出U－I关系的完整曲线，必须用分压接法画出实验电路图．分别在小灯泡灯丝电阻为U－I关系曲线图上画出电源的伏安特性曲线，与小灯泡灯丝电阻为U－I关系曲线交点即为工作点，显然接入甲电路时，灯泡中电流较大，小灯泡较亮些．在电路乙中，小灯泡消耗的电功率为P＝UI＝1×0.15W＝0.15W．若将电路乙中的电阻R 替换为另一个完全相同的小灯泡，其他条件不变，可等效为1.5节干电池连接一个灯泡，在小灯泡灯丝电阻的U－I关系曲线图上画出电源(电动势2.25V，内阻2.25Ω)的伏安特性曲线，与小灯泡灯丝电阻的U－I关系曲线交点对应的横坐标值为电源输出电流I＝0.25A，此时电源内部的发热功率为P＝I2r＝0.252×4.5W＝0.28 W．。

小灯泡伏安特性曲线实验报告范文篇一：《描绘小灯泡的伏安特性曲线》的实验报告一、实验目的描绘小灯泡的伏安特性曲线，并对其变化规律进行分析。

二、实验原理1。

金属导体的电阻率随温度的升高而增大，导致金属导体的电阻随温度的升高而增大。

以电流I为纵坐标，以电压U为横坐标，描绘出小灯泡的伏安特性曲线I—U图像。

2。

小灯泡电阻极小，所以电流表应采用外接法连入电路；电压应从0开始变化，所以滑动变阻器采用分压式接法，并且应将滑动变阻器阻值调到最大。

三、实验器材小灯泡一盏，电源一个，滑动变阻器一个，电压表、电流表各一台，开关一个，导线若干，直尺一把。

四、实验电路五、实验步骤1。

按照电路图连接电路，并将滑动变阻器的滑片P移至A端，如图：2。

闭合开关S，将滑片P逐渐向B端移动，观察电流表和电压表的示数，并且注意电压表示数不能超过小灯泡额定电压，取8组，记录数据，整理分析。

3。

拆除电路，整理桌面，将器材整齐地放回原位。

以电流I为纵坐标，以电压U为横坐标，描绘出小灯泡的伏安特性曲线I—U图像。

八、实验结论1。

小灯泡的伏安特性曲线不是一条直线2。

曲线原因的分析：根据欧姆定理，R U应该是一条直线，但是那仅仅是理想IU来说，RI电阻，R是恒定不变的但是在现实的试验中，电阻R是会受到温度的影响的，此时随着电阻本身通过电流，温度就会增加，R自然上升，对于R代表图线中的斜率，当R不变时，图像是直线，当变化时，自然就是曲线。

九、误差分析1。

测量时未考虑电压表的分流，造成电流I的实际值大于理论值。

2。

读数时没有读准确，在估读的时候出现误差。

3。

描绘图像时没有描绘准确造成误差。

篇二：描绘小灯泡的伏安特性曲线《测量小灯泡伏安特性曲线》实验课题任务是：电学知识告诉我们当电压一定时电流I与电阻R成反比，但小灯炮的电阻会随温度的改变而变化，小灯泡（6。

3V、0。

15A）在一定电流范围内其电压与电流的关系为UKIn，K和n是与灯泡有关的系数。