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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,一、实验目的,1,描绘小电珠的伏安特性曲线,2,分析伏安特性曲线的变化规律,二、实验原理,1,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,2,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；滑动变阻器采用分压式：使电压能从零开始连续变化,3,滑动变阻器的限流接法和分压接法,(1),两种接法比较,方式,内容,限流接法,分压接法,对比说明,两种接法,电路图,串、并联关系不同,负载,R,上电压调节范围,U E,0,U E,分压接法调节范围大,方式,内容,限流接法,分压接法,对比说明,负载,R,上电流调节范围,I,0,I,分压接法调节范围大,闭合,S,前,触头位置,b,端,a,端,都是为了保护电路元件,(2),限流电路、分压电路的选择原则,安全性原则：不超过电表的量程或允许通过的最大电流,方便性原则：便于调节，方便读数,经济性原则：以损耗能量最小为原则,(3),两种接法的适用条件,限流式接法适合测量阻值小的电阻,(,与滑动变阻器总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小,),因为,R,x,小，限流式中滑动变阻器分得电压大，移动滑动触头调节范围大,分压式接法适合测量阻值较大的电阻,(,比滑动变阻器的总电阻大,),因为,R,x,大，分压式中,R,x,几乎不影响电压的分配，移动滑动触头电压变化明显，便于调节,以下几种情况必须采用分压接法：,a,若采用限流式不能控制电路中电流满足实验要求，即不论怎样调节滑动变阻器，待测电阻上的电流,(,或电压,),都会超过电流表,(,或电压表,),的量程，或超过待测电阻的额定电流，则必须选用分压式接法,b,若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑动触头从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，不利于多次测量求平均值，此时，应改用分压式接法,c,若实验中要求电压从零开始连续可调，则必须采用分压式接法,在两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法电路简单、耗能低,4,仪器的选择,(1),电表的选择：先估算电流或电压值，在选择电流表或电压,表时，应使指针达到半偏以上,(2),滑动变阻器的选择：实验电路若采用限流式接法，一般选,用阻值适当大一些的滑动变阻器，但不可过大；实验电路若采用分压式接法，应选择阻值小一些的滑动变阻器，以便于调节，但要注意其额定电压和额定电流值,(3),电源的选择：综合考虑小灯泡、电压表、电流表的量程以,及滑动变阻器的阻值，保证能为实验提供合适的电流或电压,三、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),一个，学生低压直流电源,(,或电池组,),，开关一个，导线若干，坐标纸、铅笔,四、实验操作,1,实验步骤,(1),根据小电珠上标示的额定电压,和额定电流，选定电源的输出,电压和电表的量程；,(2),将小电珠、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关用,导线连接成如图实,8,1,所示的电路；,图实,8,1,(3),将滑动变阻器的触头移动到右端，闭合开关，调节滑动,变阻器，读出并记录多组,U,、,I,数值，将测量数据填入表,格中；,(4),断开开关，拆除电路，整理仪器,2,数据处理,实验中的,U,、,I,数据记入下表中：,U,/V,0,0.2,0.4,0.6,0.9,1.2,1.6,2.0,2.4,2.8,3.2,3.5,3.8,I,/A,0,(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，得到小电珠的伏安特性曲线,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，电流表的分压影响很大,(2),滑动变阻器应采用分压式连接：目的是使小电珠两端的,电压能从零开始连续变化,2,闭合开关,S,前，滑动变阻器的触头应移到使小电珠分得电,压为零的一端，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小电珠两端因电压过大而烧坏灯丝,3,I,U,图线在,U,0,1.0 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,4,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,5,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、电流表不是理想电表，内阻对电路的影响,会带来误差,2,测量时电表读数带来误差,3,在坐标纸上描点、作图带来操作误差,(2010,聊城模拟,),某课外学习小组想描绘标有,“,4 V,2 W,”,的小灯泡的,U,I,图象，除导线和开关外还备有以下器材可供选择：,A,电流表,(,量程,0.6 A,，内阻约为,1),B,电流表,(,量程,3.0 A,，内阻约为,0.2),C,电压表,(,量程,5.0 V,，内阻约为,5,k,),D,电压表,(,量程,15.0 V,，内阻约为,15,k,),E,滑动变阻器,(,最大阻值为,200,，额定电流,100,mA,),F,滑动变阻器,(,最大阻值为,10,，额定电流,1.0 A),G,电源,(,电动势为,6.0 V,，内阻约为,1.5),(1),实验中所用的电流表应选,_,；电压表应选,_,；,滑动变阻器应选,_,(,只需填器材前面的字母代号,),(2),将图实,8,2,甲中的实物连接成实验所需的电路,(,有两根导线已经接好,),实验开始时，滑动变阻器的滑片应该置于最,_,端,(,填,“,左,”,或,“,右,”,),图实,8,2,(3),经过正确的操作，测得的数据如下表：,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,U,/V,0,0.4,0.8,1.2,1.6,2.0,2.4,2.8,3.2,3.6,4.0,I,/A,0,0.12,0.22,0.30,0.36,0.40,0.43,0.46,0.48,0.49,0.50,请在图实,8,2,乙中描点画出小灯泡的,U,I,曲线,(4),若某干电池的端电压,U,与电流,I,的关系如图乙中图线,a,所示，那么将本题中的小灯泡接在该干电池的两端时，小灯泡的实际功率是,_W.,解析,(1),因小灯泡的额定电压为,4 V,，额定电流,I,额,A,0.5 A,，故电压表用,C,，电流表用,A,，因电路采用分压式连接，滑动变阻器应该用,F.,(2),开关闭合前应使小灯泡两端电压为零，故滑动变阻器的滑片应置于最左端实物连线如图实,8,3,甲所示,图实,8,3,(3),U,I,图线如图实,8,3,乙中,b,所示,(4),图乙中,a,、,b,两图线的交点坐标表明：该小灯泡接在该电池两端时，灯泡的电压为,U,2.0 V,，电流为,I,0.4 A,，故小灯泡的实际功率为,P,IU,0.8 W.,答案,(1)A,C,F,(2),左实物连线如图实,8,3,甲所示,(3),如图实,8,3,乙中图线,b,所示,(4)0.8,发光二极管是目前电,器指示灯广泛使用的电子元件，,在电路中的符号是 只有,电流从标有,“,”,号的一端流入，,从标有,“,”,号的一端流出时，它,才能发光，这时可将它视为一个纯电阻现有厂家提供的某型号的发光二极管的伏安特性曲线如图实,8,4,所示,图实,8,4,(1),已知该型号发光二极管的正常工作电压为,2.0 V,若用电动势为,12 V,、内阻可以忽略不计的直流电源供电，为使该二极管正常工作，需要在电源和二极管之间串联一只阻值为,_,的定值电阻,(2),已知该型号的发光二极管允许通过的最大电流为,56,mA,，请用实验证明这种元件的伏安特性曲线与厂家提供的数据是否一致可选用的器材有：,待测发光二极管,直流电源,E,(,电动势,4.5 V,，内阻忽略不计,),滑动变阻器,R,(,最大阻值为,200),电压表,V,1,(,量程,10 V,，内阻约,50,k,),电压表,V,2,(,量程,5 V,，内阻约,20,k,),电流表,A,1,(,量程,100,mA,，内阻约,50),电流表,A,2,(,量程,60,mA,，内阻约,100),开关,S,、导线若干,为准确、方便地进行检测，电压表应选用,_,，电流表应选用,_,(,填字母符号,),在下面的方框内画出实验电路图,解析,(1),由二极管的伏安特性曲线读出,电压为,2 V,时流过二极管的电流为,20,mA,，,再由欧姆定律计算所加的电阻为,500.,(2),因要测量二极管的伏安特性曲线，则,电压应取从零开始的一系列值，变阻器应采用分压接法；二极管的电阻和电压表内阻相比，属于小电阻，则采用电流表外接法，如图实,8,5,所示,图实,8,5,答案,(1)500(480,530),(2)V,2,A,2,电路图如图实,8,5,所示,
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