高中物理实验描绘小灯泡的伏安特性曲线

八、实验描绘小灯泡的伏安特性曲线

【要点导学】

1．由于金属导体的电阻率随温度的升高而_________，从而使小电珠的灯丝的电阻随温度的升高而__________，因而它的伏安特性线是__________(填“直线”或“曲线”)。

2． 实验器材选择：

小灯泡(4V,O.7A或3.8V,0.3A)

学生电源(4～6V)

滑动变阻器(15Ω,1A)

伏特表(0-3V-15V)

安培表(0-0.6A-3A)

电键、导线

3．电路的选择：

由于小灯泡的电阻较小，为减小误差，可采用安培表外接法，教师要引导学生讨论，选安培表外接法还是内接法？为什么选外接法？让学生学到的知识、方法在新情景中运用，提高学生运用知识解决问题的能力。

本实验要求小灯泡的电压变化范围较大（从零开始逐渐增大到接近额定电压），因此滑动变阻器应采用分压器方式的接法。教师要引导学生进行分析，让学生知道电压如何变化，并知道接通电路前，滑动触点应放在何处。

本实验的电路图如图14—8—1所示。

4．实验电路的连接：

这是学生进入高中第一次做恒定电流实验，在连接电路上要给予学生适当的帮助。

接线顺序为“先串后并”，具体到本实验：先把电源、开关、滑动变阻器的两个固定接线头连成一个固定电路，再把电流表、灯泡串联起来，并在滑动变阻器的固定接线头和滑动接线头上，最后把电压表并联在灯泡两端。接线时，注意仪表和电源的极性。

电表量程选择的原则是：使测量值不超过量程的情况下，指针尽量偏转至3/4量程处。

电路接好后合上电键前要检查滑动变阻器滑动触点的位置，使开始实验时，小灯泡两端的电压为最小，可使滑动触点P滑至变阻器与小灯泡连接的那个固定接线柱的一端。

5．数据的收集与处理

合上电键后，移动滑动变阻器的滑动触点，改变小灯泡两端的电压，每改变一次，读出电压值和相应的电流值。可以引导学生设计记录数据的表格。

U/V

I/A

沁阳市物理备课组 主备 范全功 杨利花 审定 张德华 2007年12月18日

第 1 页 共 5 页 实验 描绘小灯泡的伏安特性曲线

知识目标

一、实验目的：

通过实验来描绘小灯泡的伏安特性曲线，并分析曲线的变化规律

二、实验原理：

金属物质的电阻率随温度升高而增大，从而使得一段金属导体的电阻随温度变化发生相应的变化。对一只灯泡来说，不正常发光和正常发光时灯丝的电阻值可以相差几倍到几十倍。它的伏安特性曲线并不是一条直线，即灯丝的电阻是非线性的。本实验通过描绘伏安特性曲线的方法来研究钨丝灯泡在某一电压变化范围内，其阻值变化，从而了解它的导电特性。

三、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、电健等

四、实验电路图；

1、线路原理图

因为小电珠（即小灯泡）的电阻较小（10Ω左右）所以测量电路应该选用安培表外接法。

因为作图需要多个点，所以控制电路选用滑动变阻器分压式接法。

2、实物接线图

（1）先连好电源、电键、滑动变阻器所组成的串联电路（滑动变阻接下面两个接线柱）

（2）将小灯泡、电流表串联好，再接到滑动变阻器的两个接线柱上（一上一下）

（3）最后将伏特表并接在小灯泡的两端。

（4）注意滑动变阻器的滑动触头实验初应在使小灯泡短路的位置。

（5）注意安培表、伏特表的量程和正负接线柱（若选用的是标有“3.8V 0.3A”的小灯泡，电流表应选用0-0.6A量程；电压表开始时应选用0-3V量程，当电压调到接近3V时，再改用0-15V量程。

五、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。

4．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。

潍坊一中高70级《恒定电流》部分实验系列

1 电学实验复习

一、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在满偏刻度的1／2位置为宜

二、滑动变阻器的两种接法及选择方法：

1.限流式：如图

2.分压式：如图

3.滑动变阻器两种接法的选择：

（1）通常情况下（满足安全条件），由于限流电路能耗较小，因此，优先考虑限流接法

（2）在以下三种情况下必须要选择分压接法

a.题目所提供的实验仪器，电表量程或待测电阻的最大允许电流小于限流电路中最小电流b.变阻器总电阻远小于被测电阻

c.要求待测电阻的电压从零开始连续变化

三、电流表内、外接法的选择：

由于电流表、电压表内阻的影响，不管采用电流表内接还是外接都将引起误差。为减小误差，当Rx较小时一般采用外接法，Rx较大时则采用内接法。

实验一：测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，并分析曲线的变化规律

二、实验原理

金属导体的电阻率随温度的升高而增大，从而使金属导体的电阻随温度的升高而增大，从而使金属导体的升高而增大，因此，对一只灯泡而言，不正常发光和正常发光时灯丝的电Rx

P

E S P

R1

E Rx

S 潍坊一中高70级《恒定电流》部分实验系列

2 阻值可相差几倍或几十倍，它的伏安特性曲线应该是一条曲线。

三、实验器材

小灯泡；4V－6V学生电源；滑动变阻器；电压表；开关；导线若干

四、实验步骤

1.确定电流表、电压表的量程，采用电流表的外接法，按图所示的原理电路图连接好实验电路图

2.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

保持安静 认真听讲 细心观察 规范操作

注:本实验报告仅对本次试验样品负责 ＂描绘小灯泡的伏安特性曲线＂实验报告单

班级________________姓名________________实验时间______________

一、实验目的

掌握用伏安法研究非线性电阻伏安特性的方法。

二、实验原理

1．据部分电路的欧姆定律知，在纯电阻电路中，电阻R两端的电压U与电流I成正比，即U=IR，其U—I图线是一条过原点的直线．由于小灯泡灯丝的电阻率随着温度的升高而增大，其电阻也随着温度的升高而增大，故小灯泡的伏安特性曲线应为曲线．

2．实验中选用“ V， A”的小灯泡，故电流表的量程选用，电压表的量程选用．由于这种规格的小灯泡的电阻很小，当它与电流表串联时，电流表的分压影响很大，为了减小实验误差，应采用电流表“”．本实验中，为了使小灯泡两端的电压从零开始连续变化，滑动变阻器应采用“”。

三、实验器材

小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器(最大阻值Ω)、学生低压直流电源(或电池组)、电键、导线若干、坐标纸、铅笔。

四、实验步骤

1.根据实验要求，设计实验的电路图如图所示。

2.根据电路图连接实验电路．用导线将小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、电键连接成实验所需的电路．滑动变阻器采用分压接法，电流表采用外接法，电流表的量程用0.6 A，电压表的量程先用0～3 V，电压超过3V时，采用15 V的量程。

3.测出小灯泡在不同电压下的电流值。闭合电键S前，滑动变阻器的滑片P应位于阻值最大端，这样闭合电键后，小灯泡两端的电压可以从零开始连续变化，同时这样做也起到了保护用电器的作用，防止灯泡两端的电压过大而烧坏小灯泡及电表。闭合电键S后，使滑动变阻器的滑片户由左向右移动，读取并记录10组不同的电压值U和电流值I，并将测量结果填入实验记录表中。

4．在坐标纸上画出伏安特性曲线在坐标纸上，以U为横轴，以I为纵轴，建立平面直角坐标系．根据实验测得的数据，描出各组数据所对应的点，将描出的各点用平滑的曲线连接起来，就得到了小灯泡的伏安特性曲线。坐标系中，横、纵轴的标度要适中，以使所描绘的图线占据整个坐标纸为宜。