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第二章恒定电流,实验：描绘小灯泡伏安特性曲线,实验目的和实验原理,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UI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,实验电路和实验器材,三、实验器材小电珠(3.8V,0.3A)或(2.5V,0.6A)一个、电压表(03V15V)与电流表(00.6A3A)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、滑动变阻器的限流接法和分压接法1两种接法比较,限流电路和分压电路,由上表可以看出：滑动变阻器的分压式接法电压和电流的调节范围很大，限流式接法较节能,限流电路和分压电路,2两种接法的选择,(2)两种接法的适用条件限流式接法适合测量阻值较小的电阻；分压式接法适合测量阻值较大的电阻,限流电路和分压电路,五、实验步骤1确定电流表、电压表的量程，采用电流表外接法，滑动变阻器采用分压式接法，按右图中的原理图连接好实验电路,实验步骤,2把滑动变阻器的滑片调节到图中最左端，接线经检查无误后，闭合开关S.3移动滑动变阻器滑片位置，测出12组左中不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入表格中，断开开关S.4.拆除电路，整理仪器,实验步骤,六、数据处理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,数据处理,七、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(3.8V,0.3A)的电阻很小，与00.6A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,注意事项,3IU图线在U01.0V左右将发生明显弯曲，故在U1.0V左右绘点要密，以防出现较大误差4电流表选择0.6A量程，电压表量程的选择视小电珠的额定电压而定；若使用“2.5V,0.6A”的小电珠，则选用电压表的3V量程5误差较大的点要舍去，IU图线应是平滑曲线而非折线.,注意事项,例1.下图为“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2.5V.,典例分析,(1)完成下列实验步骤：,闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，_；闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片，_；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,分压连线要求电压从0开始变化，所以初始应使电压表示数为0，所以先将滑片置于左端；,使电压表示数在02.5V内变化，取10组电压电流值并记录在表格中；,例1.下图为“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2.5V.,典例分析,(2)请画出与实物电路相应的电路图,例2某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可选用的器材如下：小灯泡L，规格“4.0V,0.7A”；电流表A1，量程3A，内阻约为0.1；电流表A2，量程0.6A，内阻r20.2；电压表V，量程3V，内阻rV9k；标准电阻R1，阻值1；标准电阻R2，阻值3k；滑动变阻器R，阻值范围010；学生电源E，电动势6V，内阻不计；开关S及导线若干,典例分析,(1)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0.46A时，电压表的示数如图2所示，此时L的电阻为_.,典例分析,电压表读数为2.30V,5,(2)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.,例2某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可选用的器材如下小灯泡L，规格“4.0V,0.7A”；电流表A1，量程3A，内阻约为0.1；电流表A2，量程0.6A，内阻r20.2电压表V，量程3V，内阻rV9k；标准电阻R1，阻值1；标准电阻R2，阻值3k；滑动变阻器R，阻值范围010；学生电源E，电动势6V，内阻不计；,R23k，是电压表内阻的三分之一，电压表电压为3V，故R2两端电压为1V，即小灯泡L两端电压为4V.,4,典例分析,(3)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,例2某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可选用的器材如下小灯泡L，规格“4.0V,0.7A”；电流表A1，量程3A，内阻约为0.1；电流表A2，量程0.6A，内阻r20.2电压表V，量程3V，内阻rV9k；标准电阻R1，阻值1；标准电阻R2，阻值3k；滑动变阻器R，阻值范围010；学生电源E，电动势6V，内阻不计；,典例分析,(3)解析：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,典例分析,
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