描繪小燈泡的伏安特性曲線實驗

1、一、實驗目的描繪小燈泡的伏安特性曲線，分析曲線的變化規(guī)律.二、實驗原理1.用電流表測出通過小燈泡的電流，用電壓表測出小燈泡兩端的電壓，測出多組（U，I）值，在U-I坐標系中描出各對應點，用一條平滑的曲線將這些點連接起來，就可得到小燈泡的伏安特性曲線.2.小燈泡（3.8 V，0.3 A）的電阻很小，當它與電流表（量程為0.6 A）串聯(lián)時，電流表的分壓影響很大，故為了準確地描繪出小燈泡的伏安特性曲線，即測出U、I的值，電流表應采用外接法；為使小燈泡上的電壓能從零開始連續(xù)變化，滑動變阻器應采用分壓式接法.三、實驗器材小燈泡（3.8 V，0.3 A）或（9 V，0.7 A）一只，電壓表（03 V15

2、V）、電流表（00.6 A3 A）各一只，滑動變阻器一只，學生低壓直流電源（或電池組）、開關一只、導線若干、坐標紙、鉛筆.五、實驗注意事項1.由于小燈泡的電阻較小，因此實驗電路必須采用電流表外接法.2.因本實驗要作出I-U圖線，要求測出電壓從零變化至U額的多組數(shù)據(jù)，因此滑動變阻器要采用分壓式接法.3.開關閉合前滑動變阻器的滑片應移到圖51-1中的A端，調節(jié)滑片時要注意電壓不能超過小燈泡的額定值.4.實驗中各組讀數(shù)要選擇均勻，間隔大致相等，作圖時兩坐標軸的標度要適當，使圖線不會偏向一邊或過小或過大.5.畫I-U曲線時，不能畫成折線，而應畫成平滑的曲線，偏差較大的點應舍棄.一、儀器的選擇與電路的設

3、計1.電學實驗中儀器的選擇方法（1）基本原則安全不損壞實驗器材.精確盡可能減少實驗誤差.方便便于實驗操作、讀數(shù)和數(shù)據(jù)處理.（2）實驗儀器的選取電源允許的最大電流要大于電路中的實際電流.用電器的額定電流應大于或等于通過它的實際電流.電壓表和電流表的量程不能小于被測電壓和電流的最大值，一般兩表的指針應指 到滿偏刻度的12至滿偏之間的位置為宜.2.滑動變阻器的兩種接法及選擇方二、螺旋測微器2.原理：精密螺紋的螺距是0.5 mm，即K每旋轉一周，P前進或后退0.5 mm，可動刻度分成50等份，每一等份表示0.01 mm，即可動刻度每轉過一等份，P前進或后退0.01 mm.因此，從可動刻度旋轉了多少等份

4、就知道長度變化了多少個0.01 mm.用它測量長度，可以精確到0.01 mm，還可以估讀到0.001 mm（即毫米的千分位），因此螺旋測微器又稱為千分尺.3.讀數(shù)方法：先從固定刻度G上讀出半毫米整數(shù)倍的部分，不足半毫米的部分由可動刻度讀出，即看可動刻度上的第幾條刻度線與固定刻度線上的橫線重合，從而讀出可動刻度示數(shù)（注意估讀），即有：測量長度=固定刻度示數(shù)+可動刻度示數(shù)精確度（注意單位為mm）.如圖50-5所示，固定刻度示數(shù)為2.0 mm，不足半毫米而從可動刻度上讀的示數(shù)為14.5格，最后的讀數(shù)為：2.0 mm+14.50.01 mm=2.145 mm.圖50-54.注意事項（1）測量前需校對零

5、點：先使測砧A與測微螺桿并攏，觀察可動刻度的零刻度線與固定刻度的軸向線是否重合，以及可動刻度的邊緣與固定刻度的零刻度是否重合，否則應加以修正.2）讀數(shù)時，除注意觀察毫米整數(shù)刻度線外，還要特別注意半毫米刻度線是否露出.螺旋測微器要估讀，以毫米為單位時要保留到小數(shù)點后第三位.（3）測量時，當螺桿P快要接觸被測物體時，要停止使用粗調旋鈕K，改用微調旋鈕K，當聽到“咔、咔”響聲時，停止轉動微調旋鈕K，并擰緊固定旋鈕.這樣做既可以保護儀器，又能保證測量結果的準確.（2）在不知道Rx、RV、RA的大約值時，可用試觸法.如圖50-8所示，觸頭分別接觸a、b，如表變化大，說明表分壓大，應選外接法；如表變化大，

6、說明表分流大，應選內接法.2.電流表內接法與外接法的選擇方法(1)直接比較法：當RxRA時用內接法；當RxRA時用外接法本實驗一般選擇3伏電源，3伏擋伏特表(內阻為3千歐或1千歐)，安培表0.6安擋(內阻約為0.1歐)，金屬絲電阻大約510歐，顯然應取外接法，但待測電阻往往很不直觀，這就需要用下面兩種方法確定測量電路(2)臨界值計算法：由誤差理論知當Rx時，內接法、外接法一樣，我們稱為臨界值；Rx時，可用內接法；Rx時，可用外接法(3)測試判斷法：當Rx、RA、RV大約值都不清楚就用測試判斷法如圖1所示，將單刀雙擲開關S分別接觸a點和b點，若看到安培表示數(shù)變化比伏特表示數(shù)變化大，則說明伏特表分

7、流影響較大，應該選內接法；若伏特表示數(shù)變化比安培表示數(shù)變化大，則說明安培表分壓影響較大，應該選外接法二、限流電路和分壓電路1.限流電路如圖3所示，實際上滑動變阻器的右邊部分并沒有電流流過該電路的特點是：在電源電壓不變的情況下，R用兩端的電壓調節(jié)范圍：UU用；電流調節(jié)范圍：I用.即電壓和電流不能調至零，因此調節(jié)范圍較小要使限流電路的電壓和電流調節(jié)范圍變大，可適當增大R0.另外，使用該電路時，在接通前滑片P置于電阻最大的位置2.分壓電路如圖4所示，實質上滑動變阻器的左邊部分與R用并聯(lián)后再與滑動變阻器的右邊串聯(lián)注意滑動變阻器的兩端都有電流流過，且電流不相同該電路的特點是：在電源電壓不變的情況下，R用

8、兩端的電壓調節(jié)范圍為UU用0，即電壓可調到零，電壓調節(jié)范圍大電流調節(jié)范圍為I用0.使用分壓電路，當R0R用時，調節(jié)性能好通電前，滑片P置于A端，使U用0.3.兩種用法的選擇如果滑動變阻器的額定電流夠用，在下列三種情況下必須采用分壓接法：(1)用電器的電壓或電流要求從零開始連續(xù)可調(2)要求用電器的電壓或電流變化范圍大，但滑動變阻器的阻值小(3)采用限流接法時限制不住，電表總超量程，用電器總超額定值在安全(I滑額夠大，儀表不超量程，用電器上的電流、電壓不超額定值，電源不過載)、有效(調節(jié)范圍夠用)的前提下，若R用R0，原則上兩種電路均可采用，但考慮省電、電路結構簡單，可優(yōu)先采用限流接法；而若R用R0，則只能采用分壓電路三、電表的選擇與讀數(shù)1.電表的選擇實驗中，電表的選擇首先要估算電路中電流、電壓的調節(jié)范圍，依據(jù)電壓、電流的調節(jié)范圍選擇電表一般依據(jù)下列原則：(1)在不超過量程的前提下，選擇小量程電表(2)電表的讀數(shù)一般不應小于量程的.2.電表的讀數(shù)方法最小分度是“1”的電表，測量誤差出現(xiàn)在下一位，下一位按估讀，如最小刻度是1 mA的電流表，測量誤差出現(xiàn)在毫安的十分位上，估讀到十分之幾毫安最小分度是“2”或“5”的電表，測量誤差出現(xiàn)在同一位上，同一位分別按或估讀如學生用的電流表0.6 A量程，最小分度為0.02 A，誤差出現(xiàn)在安培的百分位，只讀到安培的百分位，