描绘小灯泡的伏安特性曲线

高 二 物 理,第二章 电 路,描绘小灯泡的伏安特性曲线,限流和分压电路的选取,1.,限流式,限流式电路的特点,:,1.,电压不能从零开始调节,调节范围较小,.,但电路结构较为简单,.,2.,电能损耗较小,.,图中变阻器起限流作用,待测电阻,Rx,的电压可调范围,待测电阻,Rx,的电流可调范围,闭合,S,前触头应置端,E,R,A,B,P,R,x,2.,分压式,分压式电路的特点,:,1.,电压可以从零开始调节到电源电动势,调节范围较大,.,但电路结构较为复杂,.,2.,电能损耗较大,.,限流和分压电路的选取,图中变阻器起分压作用,待测电阻,Rx,的电压可调范围,待测电阻,Rx,的电流可调范围,E,P,R,x,R,A,B,闭合,S,前触头应置端,通常以限流接法为主，但在下列三种情况下，必须选择分压连接方式：,、当待测电阻远大于滑动变阻器的最大电阻，且实验要求的电压变化范围较大,（滑小必分压）,2,、若采用限流接法，电路中实际电压（或电流）的最小值仍超过负载或电表的额定值时,（烧表必分压）,3,、要求回路中某部分电路的电压从零开始可连续变化,（零起必分压）,四种常用电路图,限流外接,限流内接,分压外接,分压内接,【,考题举例,】,【,例,1】,测一个阻值约为,25 k,的电阻,备有下列器材,:,A.,电流表（量程,100,A,内阻,2 k,）,B.,电流表（量程,700,A,内阻,300,）,C.,电压表（量程,15 V,内阻,100 k,）,D.,电压表（量程,50 V,内阻,500 k,）,E.,直流稳压电源（电动势,15 V,允许最大电流,1 A,）,F.,滑动变阻器（最大电阻,1 k,额定功率,1 W,）,G.,电键、导线若干,（,1,）电流表应选,电压表应选,.,（,2,）画出测量,Rx,的原理图,.,解析：,当滑动变阻器滑至,0,时，电路有最大的电流。,B,C,伏安法测电阻实验举例,因是大电阻，故电流表应选择内接,滑动变阻器相对于待测电阻而言太小。若采用限流法，将无法控制电路。故滑动变阻器采用分压式电路。,第,7,节,实验描绘小电珠的伏安特性曲线,一、实验目的,:,描绘小灯泡的伏安特性曲线,二、实验原理：,为了使灯泡两端的电压应该由零逐渐增大到额定电压所以滑动变阻器,分压,接法电路；,因为小灯泡的电阻值较小，,应选用电流表,外接,法,2,、实物连接,1,、设计实验电路,V,A,三、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,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，描出的点用,平滑的曲线,连接起来即得到小灯泡的伏安特性曲线,小灯泡的电阻会随着电压的升高,(,灯丝温度随之升高,),而增大,2,测出小电珠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，以使开关闭合时小电珠电压能从,0,开始变化；同时，这样做也防止开关刚闭合时小电珠两端电压过大而烧坏灯丝,四、实验步骤,1,连接电路,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所示电路,(2),移动滑动变阻器触头位置，测出几组不同的电压值,U,和电流值,I,，并将测量数据填入表格,.,4,拆除电路，整理仪器,3.,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,，滑动变阻器触头应移到,小电珠分得电压为零的位置,，可以使开关闭合时小电珠电压能从零开始变化同时，也为了防止开关刚闭合时小电珠两端电压过大而烧坏灯丝,3,U,I,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,6,误差较大的点要舍去,，,U,I,图线应是平滑曲线而非折线且横纵坐标标度适中,5,保持小电珠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,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,六、误差分析：,例,1,、某学生用如下图甲所示的器材做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验，小灯泡标有,“,3.8 V,，,1 W”,的字样，电池组,电动势为,4.5 V,（内阻不计），滑动变阻器有两种规格：,R,1,标有“,10,，,2 A”,，,R,2,标有“,100,，,20 mA”,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,R,1,解析,：,（,1,）根据小灯泡的额定功率和额定电压，可得其额定电流,I=P/U0.26 A,，故滑阻应选,R,1,(2),开始实验前他的实物接线如下图甲所示，请指出该学生实物接线中的错误有哪些？,a,；,b,；,c,；,d,电流表选择量程太大,滑动变阻器采取限流接法；,导线接在变阻器的滑动触头上；,电压表采取串联接入,请就此在下图乙中进行正确的连接,试验：,描绘小灯泡的伏安特性曲线,解析,：,（,1,）根据小灯泡的额定功率和额定电压，可得其额定电流,I=P/U0.26 A,，故滑阻应选,R,1,（,2,）,a,滑动变阻器采取限流接法；,b,导线接在变阻器的滑动触头上；,c,电压表采取串联接入；,d,电流表选择量程太大,正确连接如下图所示,答案,：见解析,点评,：本题考查描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验电路、实验器材的选取，考查学生的分析能力和实验电路的设计能力,(2),将你所设计的实验电路图,(,尽量减小实验误差,),画在虚线框中,外接,分压式,烧表必分压,(3),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,),开始时，滑动变阻器的滑动触头应该移到最,_,端,(,选填“左”或“右”,),左,烧表必分压,滑小必分压,(2),小灯泡的伏安特性曲线如图,2215,所示,(,只画出了,AB,段,),，由图可知，当灯泡电压由,3 V,变为,6 V,时，其灯丝电阻改变了,_.,5,2,(2011,年深圳一模,),有一个额定电压为,2.8 V,，功率,约为,0.8 W,的小灯泡，现要用伏安法描绘这个灯泡的,I,U,图线如图所示，有下列器材供选用：,A,电压表,(0,3 V,，内阻,6 k),B,电压表,(0,15 V,，内阻,30 k),C,电流表,(0,3 A,，内阻,0.1),D,电流表,(0,0.6 A,，内阻,0.5),E,滑动变阻器,(10,，,2 A),F,滑动变阻器,(200,，,0.5 A),G,蓄电池,(,电动势,6 V,，内阻不计,),(1),画出实验电路图，,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,),A,D,E,零起必分压,F,滑动变阻器,(200,，,0.5 A),G,蓄电池,(,电动势,6 V,，内阻不计,),甲,乙,图,6,2,12,当,U=2.8V,，,I=0.28A,(2),通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，由,图线可求得此灯泡在正常工作时的电阻为,_.,(3),若将此灯泡与电动势,6 V,、内阻不计的电源相连，要,使灯泡正常发光，需串联一,个阻值为,_,的电阻,10,11,.4,当,U=2.8V,，,I=0.28A,额定电压为,2.8 V,，功率,约为,0.8 W,的小灯泡,