描繪小燈泡的伏安特性曲線實驗

1、一、實驗?zāi)康?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(biāo)系中描出各對應(yīng)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(dāng)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(zhǔn)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(yīng)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(yīng)采用分壓式接 法.三、實驗器材小燈泡（3.8 V, 0.3 人）或（9 V，0.

2、7 A）一只，電壓表（03 V15V）、電流表（00.6 A3 A ）各一只，滑動變阻器一只，學(xué)生低壓直 流電源（或電池組） 、開關(guān)一只、導(dǎo)線若干、坐標(biāo)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(guān)閉合前滑動變阻器的滑片應(yīng)移到圖 51-1中的A端，調(diào)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(biāo)軸的標(biāo)度要適當(dāng)，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(yīng)畫

3、成平滑的曲線，偏差較大的點應(yīng)舍棄.一、儀器的選擇與電路的設(shè)計1. 電學(xué)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. 方便一一便于實驗操作、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(yīng)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，般兩表的指針應(yīng)指到滿偏刻度的12至滿偏之間的位臵為宜.2. 滑動變阻器的兩種接法及選擇方限流接法分壓接法對比說明兩種接法電路圖a串、并聯(lián)關(guān)系不同二、螺旋測微器2.原理：精密螺紋的螺距是0.5 mm即K每旋轉(zhuǎn)一周，P前進(jìn)或后退 0.5 mm,可

4、動刻度分成50等份，每一等份表示0.01 mm,即可動刻 度每轉(zhuǎn)過一等份，P前進(jìn)或后退0.01 mm因此，從可動刻度旋轉(zhuǎn)了多 少等份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: 測量長度二固定刻度示數(shù)+可動刻度示數(shù)x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

5、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+14.5 x 0.01 mm=2.145 mm.圖 50-54. 注意事項(1) 測量前需校對零點：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(yīng)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(dāng)螺桿P快要接觸被測物體時，要停止使用粗調(diào) 旋鈕K,改用微調(diào)旋鈕K ,當(dāng)聽到“咔、咔”響聲時，停止轉(zhuǎn)動微 調(diào)旋鈕K，并擰緊固定旋鈕.這樣做既

6、可以保護(hù)儀器，又能保證測量結(jié)果的準(zhǔn)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(yīng)選外接法；如表變化大，說明表分流大，應(yīng)選內(nèi)接法.內(nèi)接法外接法電路圖-A11Rx誤差分析電流表分壓U 測=U + UA電壓表分流I 測=I x+ I V電阻測量值UmR 測= = R + RR( 1測測量值大于真實值IL測RR/ IR 測=1 測=R + R/VR測量值小于真實值適用 條件Rv, RAR/2.電流表內(nèi)接法與外接法的選擇方法(1) 直接比較法：當(dāng)R? R時用內(nèi)接法；當(dāng)R? FA時用外接法.本實驗一般選擇3伏電源，3伏擋伏

7、特表(內(nèi)阻為3千歐或1千歐)，安 培表0.6安擋(內(nèi)阻約為0.1歐)，金屬絲電阻大約510歐，顯然應(yīng) 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(dāng) RX = RR/時，內(nèi)接法、外接 法一樣，我們稱“,FAR為臨界值；, FAFV時，可用內(nèi)接法；RX U用；電流調(diào)節(jié)范圍：三R十Rgr用I用即電壓和電流不能調(diào)至零，母+ R用因此調(diào)節(jié)范圍較小.要使限流電路的電壓和電流調(diào)節(jié)范圍變大， 可適 當(dāng)增大R.另外，使用該電路時，在接通前滑片 P臵于電阻最大的位臵.2.分壓電路如圖4所示，實質(zhì)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

8、聯(lián).注意滑動變阻器的兩端都有電流流過， 且電流1AB JJ 不相同.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(diào)節(jié)范圍為 U U用0,即電壓可調(diào)到零，電壓調(diào)節(jié)范圍大.電流調(diào)節(jié)范圍為I用0.使用分壓電路，當(dāng)RR用時，調(diào)節(jié) 性能好.通電前，滑片P臵于A端，使Ui = 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(diào)(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、

9、電壓不超額定值，電源不過載)、有效(調(diào)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(jié)構(gòu)簡單， 可優(yōu)先采用 限流接法；而若R用? R),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(diào)節(jié)范圍，依據(jù)電壓、電流的調(diào)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.1(2) 電表的讀數(shù)一般不應(yīng)小于量程的3.2. 電表的讀數(shù)方法1最小分度是“ 1”的電表，測量誤差出現(xiàn)在下一位，下一位按10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1 1一位分別按1或1估讀.如學(xué)生用的電流表 0.6 A量程，最小分度為250.02 A,誤差出現(xiàn)在安培的百分位，只讀到安培的百分位