實驗：描繪小燈泡的伏安特性曲線

1、實驗：描繪小燈泡的伏安特性曲線實驗：描繪小燈泡的伏安特性曲線一、實驗目的一、實驗目的描繪小燈泡的伏安特性曲線，分析描繪小燈泡的伏安特性曲線，分析曲線的變化規(guī)律曲線的變化規(guī)律.二、實驗原理二、實驗原理1.用電流表測出通過小燈泡的電流，用電壓表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（測出小燈泡兩端的電壓，測出多組（U，I）值，在）值，在U-I坐標系中描出各對應點，用一條平滑的曲線將這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些點連接起來，就可得到小燈泡的伏安特性曲線.2.小燈泡（小燈泡（3.8 V，0.3 A）的電阻很小，當它

2、與電）的電阻很小，當它與電流表（量程為流表（量程為0.6 A）串聯(lián)時，電流表的分壓影響）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很大，故為了準確地描繪出小燈泡的伏安特性曲線，即測出線，即測出U、I的值，電流表應采用外接法；為的值，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阻器應采用分壓式接法.三、實驗器材三、實驗器材小燈泡（小燈泡（3.8 V，0.3 A）一只，電壓表（）一只，電壓表（03 V15 V）、）、 電流表（電流表（00.6 A3 A）各一只，滑動變阻器一只，學生低壓）各一只

3、，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、鉛筆直流電源（或電池組）、開關一只、導線若干、坐標紙、鉛筆.四、實驗電路圖四、實驗電路圖五、實驗步驟五、實驗步驟電路圖電路圖1.連接電路連接電路將燈泡、電流表、電將燈泡、電流表、電壓表、滑動變阻器、電源、壓表、滑動變阻器、電源、開關用導線連接成如圖所開關用導線連接成如圖所示的電路示的電路.2.測出小燈泡在不同電壓下的電流測出小燈泡在不同電壓下的電流（1）閉合開關）閉合開關S前，滑動變阻器的滑片應前，滑動變阻器的滑片應移到最左端，以使開關閉合時燈泡兩端的電壓移到最左端，以使開關閉合時燈泡兩端的電壓能從零開始變化能從零開

4、始變化.同時，這樣做也可防止開關剛同時，這樣做也可防止開關剛閉合時燈泡兩端的電壓過大而燒壞燈絲閉合時燈泡兩端的電壓過大而燒壞燈絲.（2）改變滑動變阻器滑片的位置，測出）改變滑動變阻器滑片的位置，測出14組左右組左右不同的電壓值不同的電壓值U和電流值和電流值I，并將測量數(shù)據(jù)填入表格，并將測量數(shù)據(jù)填入表格.3.畫出伏安特性曲線畫出伏安特性曲線（1）在坐標紙上以）在坐標紙上以U為橫軸、為橫軸、I為縱軸建立坐標為縱軸建立坐標系系.（2）在坐標紙上描出各組數(shù)據(jù)所對應的點）在坐標紙上描出各組數(shù)據(jù)所對應的點.（坐標系縱軸和橫軸的標度要適中，以使所描圖線（坐標系縱軸和橫軸的標度要適中，以使所描圖線充分占據(jù)整個

5、坐標紙為宜）充分占據(jù)整個坐標紙為宜）（3）將描出的點用平滑的曲線連接起來，就得）將描出的點用平滑的曲線連接起來，就得到小燈泡的伏安特性曲線到小燈泡的伏安特性曲線.4.拆除電路，整理儀器拆除電路，整理儀器六、實驗注意事項六、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采用電流表外接法.2.因本實驗要作出因本實驗要作出I-U圖線，要求測出電壓圖線，要求測出電壓從零變化至從零變化至U額的多組數(shù)據(jù)，因此滑動變阻器要額的多組數(shù)據(jù)，因此滑動變阻器要采用分壓式接法采用分壓式接法.3.開關閉合前滑動變阻器的滑片應移到圖中開關閉合前滑動變阻器的滑片

6、應移到圖中的左端，調節(jié)滑片時要注意電壓不能超過小燈泡的左端，調節(jié)滑片時要注意電壓不能超過小燈泡的額定值的額定值.4.實驗中各組讀數(shù)要選擇均勻，間隔大致相實驗中各組讀數(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偏向一邊或過小或過大.5.畫畫I-U曲線時，不能畫成折線，而應畫成平曲線時，不能畫成折線，而應畫成平滑的曲線，偏差較大的點應舍棄滑的曲線，偏差較大的點應舍棄.實驗：實驗：測定金屬的電阻率測定金屬的電阻率1.掌握電流表、電壓表的使用原理及讀數(shù)方法，掌握電流表、電壓表的使用原理及讀數(shù)方法，滑動變阻器在電路中的兩

7、種連接方法滑動變阻器在電路中的兩種連接方法.3.測定金屬的電阻率測定金屬的電阻率.2.練習使用螺旋測微器練習使用螺旋測微器一、實驗目的一、實驗目的二、實驗原理二、實驗原理由電阻定律可知，金屬的電阻率由電阻定律可知，金屬的電阻率. .因此測出金屬因此測出金屬導線的長度導線的長度l和它的直徑和它的直徑d，計算出導線的橫截面積，計算出導線的橫截面積S，并用伏，并用伏安法測出金屬導線的電阻安法測出金屬導線的電阻R，即可算出金屬導線的電阻率，即可算出金屬導線的電阻率. .三、實驗器材三、實驗器材被測金屬導線、刻度尺、螺旋測微器、電壓表、電流表、被測金屬導線、刻度尺、螺旋測微器、電壓表、電流表、直流電源、

8、滑動變阻器、開關及導線若干直流電源、滑動變阻器、開關及導線若干. .四、實驗步驟四、實驗步驟1.用螺旋測微器在被測金屬導線的三個不同位置各測一用螺旋測微器在被測金屬導線的三個不同位置各測一次直徑，求出次直徑，求出d的平均值的平均值. .RS=l1.構造：圖為常用的螺旋測微器，它的測砧構造：圖為常用的螺旋測微器，它的測砧A和和固定刻度固定刻度G固定在框架固定在框架F上，旋鈕上，旋鈕K、微調旋鈕、微調旋鈕K和和可動刻度可動刻度H、測微螺桿、測微螺桿P連在一起，通過精密螺紋套連在一起，通過精密螺紋套在在G上上.螺旋測微器螺旋測微器2.原理：精密螺紋的螺距是原理：精密螺紋的螺距是0.5 mm，即，即K

9、每旋轉一周，每旋轉一周，P前進或后退前進或后退0.5 mm，可動刻度分成，可動刻度分成50等份，每一等份表示等份，每一等份表示0.01 mm，即可動刻度每轉過一等份，即可動刻度每轉過一等份，P前進或后退前進或后退0.01 mm. .因此，從可動刻度旋轉了多少等份就知道長度變化了多少個因此，從可動刻度旋轉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，可以精確到用它測量長度，可以精確到0.01 mm，還可以估讀，還可以估讀到到0.001 mm（即毫米的千分位），因此螺旋測微器又稱為千（即毫米的千分位），因此螺旋測微器又稱為千分尺分尺. .3.讀數(shù)方法：先從固定刻度讀數(shù)方法：先從

10、固定刻度G上讀出半毫米整數(shù)倍的部分，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)（度示數(shù)（注意估讀注意估讀），），即有：即有：測量長度測量長度=固定刻度示數(shù)固定刻度示數(shù)+可動刻度示數(shù)精確度可動刻度示數(shù)精確度（注意單位為（注意單位為mm）.如圖所示如圖所示固定刻度示數(shù)為固定刻度示數(shù)為2.0 mm，不足半毫米而從可動刻度上讀的示數(shù)，不足半毫米而從可動刻度上讀的示數(shù)為為14.5格，最后的讀數(shù)為：格，最后的讀數(shù)為：2

11、.0 mm+14.50.01 mm=2.145 mm練習螺旋測微器練習螺旋測微器2.按圖所示的電路圖連接好電路按圖所示的電路圖連接好電路.SRxRAV3.用毫米刻度尺測量接入電路中的被測用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬導線的有效長度金屬導線的有效長度L.4.把滑動變阻器的滑片調節(jié)到使把滑動變阻器的滑片調節(jié)到使電壓表電壓表和電流表的示數(shù)為零和電流表的示數(shù)為零的位置，電路經(jīng)的位置，電路經(jīng)檢查無誤后，閉合開關檢查無誤后，閉合開關S，改變滑動變阻器滑片的位置，改變滑動變阻器滑片的位置，讀出讀出多多組相應的電流表和電壓表的示數(shù)組相應的電流表和電壓表的示數(shù)I和和U的值，的值，記錄在表中記錄在表中.斷開

12、斷開S，做出做出I-U圖像，圖像，求出電阻求出電阻R的值的值.5.將測得的將測得的R、L、d的值代入電阻率的計算公式的值代入電阻率的計算公式計算出金屬導線的電阻率計算出金屬導線的電阻率.=五、實驗注意事項五、實驗注意事項1.用螺旋測微器測金屬導線的直徑應在三個不同的位置用螺旋測微器測金屬導線的直徑應在三個不同的位置各測一次，求其平均值；用毫米刻度尺測量接入電路中各測一次，求其平均值；用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬導線的有效長度，應反復測量三次，求其平均值的被測金屬導線的有效長度，應反復測量三次，求其平均值.2.本實驗中被測金屬導線的電阻值較小，因此采用電流表外接法本實驗中被測金屬導線的電

13、阻值較小，因此采用電流表外接法.3.用伏安法測電阻時，通過金屬導線的電流不宜過大，用伏安法測電阻時，通過金屬導線的電流不宜過大，通電時間不宜過長，以免金屬導線的溫度明顯升高，通電時間不宜過長，以免金屬導線的溫度明顯升高，造成其電阻率在實驗中逐漸增大造成其電阻率在實驗中逐漸增大.4.無論滑動變阻器采用限流接法還是分壓接法，無論滑動變阻器采用限流接法還是分壓接法，可根據(jù)實驗要求或提供的器材規(guī)格進行選擇可根據(jù)實驗要求或提供的器材規(guī)格進行選擇.5.為了準確地求出電阻為了準確地求出電阻R的值，可采用的值，可采用I-U圖象法求出其阻值圖象法求出其阻值.六、誤差分析六、誤差分析1.測量電路中電流表和電壓表對

14、電阻測量的影響測量電路中電流表和電壓表對電阻測量的影響.由于由于本實驗采用電流表外接法，所以本實驗采用電流表外接法，所以R測測R真，由，真，由，所以所以測測真真.2.通電電流過大、時間過長，致使電阻絲發(fā)熱，通電電流過大、時間過長，致使電阻絲發(fā)熱，電阻率隨之變化電阻率隨之變化.3.另外直徑測量、長度測量、讀數(shù)等人為因素也另外直徑測量、長度測量、讀數(shù)等人為因素也是誤差的來源之一是誤差的來源之一.RS =l例例1在在“描繪小燈泡的伏安特性曲線描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，除的實驗中，除有標有有標有“6 V1.5 W”字樣的小燈泡、導線和開關外，還有字樣的小燈泡、導線和開關外，還有下列器材：下列

15、器材：A.直流電源（直流電源（6 V，內阻不計）；，內阻不計）；B.直流電流表（量程為直流電流表（量程為3 A，內阻，內阻0.1 以下）；以下）；C.直流電流表（量程為直流電流表（量程為300 mA，內阻約為，內阻約為5 ）；）；D.直流電壓表（量程為直流電壓表（量程為10 V，內阻約為，內阻約為15 k）；）；E.滑動變阻器（滑動變阻器（10 ，2 A）；）；F.滑動變阻器（滑動變阻器（1 k，0.5 A）. .實驗要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化并能進行多次實驗要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化并能進行多次測量測量. .（1）實驗中電流表應選用實驗中電流表應選用_，滑動變阻器應選用，滑動變阻

16、器應選用_.（均用序號表示）（均用序號表示）（2）在虛線框內畫出實驗電路圖在虛線框內畫出實驗電路圖.圖圖50-3甲甲（3）試將圖試將圖50-3甲所示的器材甲所示的器材連成實物電路連成實物電路. 儀器的選擇與電路的設計儀器的選擇與電路的設計1.電學實驗中儀器的選擇方法電學實驗中儀器的選擇方法（1）基本原則基本原則安全安全不損壞實驗器材不損壞實驗器材.精確精確盡可能減少實驗誤差盡可能減少實驗誤差.方便方便便于實驗操作、讀數(shù)和數(shù)據(jù)處理便于實驗操作、讀數(shù)和數(shù)據(jù)處理.（2）實驗儀器的選取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

17、或等于通過它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，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一般兩表的指針應指到滿偏刻度的1/3至滿偏之間的位置為宜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法滑動變阻器的兩種接法及選擇方法下列三種情況下，必須選擇分壓式連接方法下列三種情況下，必須選擇分壓式連接方法(1)若采用限流式不能控制電流滿足實驗要求，即若滑動變阻器若采用限流式不能控制電流滿足實驗要求，即若滑動變阻器阻值調到最大時，待測電阻上的電流阻值調到最大時，待測電阻上的電流(或電

18、壓或電壓)仍超過電流表仍超過電流表(或電壓表或電壓表)的量程，或超過待測電阻的額定電流，則必須選用的量程，或超過待測電阻的額定電流，則必須選用分壓式接法分壓式接法(2)若若滑動變阻器總電阻比滑動變阻器總電阻比待測電阻的阻值待測電阻的阻值小得多小得多，以致，以致在限流電路中，滑動變阻器的滑動片從一端滑到另一在限流電路中，滑動變阻器的滑動片從一端滑到另一端時，待測電阻上的電流或電壓變化范圍不夠大，此端時，待測電阻上的電流或電壓變化范圍不夠大，此時，應改用分壓式電路時，應改用分壓式電路滑動變阻器總電阻為待測電阻的阻值的滑動變阻器總電阻為待測電阻的阻值的25倍時，比倍時，比較適合限流。較適合限流。(3)若實驗中要求電壓從零開始連續(xù)可調，則必須采用分若實驗中要求電壓從零開始連續(xù)可調，則必須采用分壓式電路壓式電路3、內接法與外接法的選擇方法、內接法與外接法的選擇方法當當RxRA時，采用內接法，當時，采用內接法，當RxRx/RA=2，所以測量電路采用電流表外接法。又因為限流電路最小電流Imin=E/（Rx+RA+R）24mA10mA超過了電流的量程，所以滑動變阻器采用分壓式連接。SRxRmAV鞏固練習：己知某電壓表的量程為鞏固練習：己知某電壓表的量程為3V3V，內阻約為，內