高中物理实验8描绘小电珠的伏安特性曲线学案113页

实验八 描绘小电珠的伏安特性曲线
考纲解读 1.掌握滑动变阻器的使用方法及连接方式.2.掌握伏安特性曲线的描绘方法.3.理解小
电珠的伏安特性曲线为什么不是一条直线．
基本实验要求
1．实验原理
(1)测多组小电珠的 U、I的值，并绘出 I－U图象；
(2)由图线的斜率反映电流与电压和温度的关系．
2．实验器材
小电珠“3.8 V,0.3 A”、电压表“0～3 V～15 V”、电流表“0～0.6 A～3 A”、滑动变阻器、学生电
源、开关、导线若干、坐标纸、铅笔．
3．实验步骤
(1)画出电路图(如实验原理图甲)．
(2)将小电珠、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、开关用导线连接成如实验原理图乙所
示的电路．
(3)测量与记录
移动滑动变阻器触头位置，测出 12组左右不同的电压值 U和电流值 I，并将测量数据填入自己设
计的表格中．
(4)数据处理
①在坐标纸上以 U为横轴，I为纵轴，建立直角坐标系．
②在坐标纸上描出各组数据所对应的点．
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．
4．实验器材选取
(1)原则：①安全；②精确；③操作方便．
(2)具体要求
①电源允许的最大电流不小于电路中的实际最大电流．干电池中电流一般不允许超过 0.6 A.
②用电器的额定电流不能小于通过该用电器的实际最大电流．

③电压表或电流表的量程不能小于被测电压或电流的最大值．
④电压表或电流表的指针应偏转到满刻度的
1
3
以上．
⑤从便于操作的角度来考虑，限流式接法要选用与待测电阻相近的滑动变阻器，分压式接法要选
用较小阻值的滑动变阻器．
规律方法总结
1．滑动变阻器的限流式接法和分压式接法比较
两种接法的电路图
负载 R上电压的调节范围
RE
R＋R0
≤U≤E 0≤U≤E
负载 R上电流的调节范围
E
R＋R0
≤I≤
E
R
0≤I≤
E
R
2.两种接法的适用条件
(1)限流式接法适合测量阻值较小的电阻(跟滑动变阻器的最大电阻相比相差不多或比滑动变阻
器的最大电阻还小)．
(2)分压式接法适合测量阻值较大的电阻(一般比滑动变阻器的最大电阻要大)．
3．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，与量程为 0.6A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接法：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，使开关闭合时小电
珠的电压能从零开始变化，同时也是为了防止开关刚闭合时因小电珠两端电压过大而烧坏灯
丝．
(3)I－U图线在 U0＝1.0 V左右将发生明显弯曲，故在 U＝1.0 V左右绘点要密，以防出现较大误
差．
4．误差分析
(1)由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，会带来误差，电流表外接，由于电压表的分流，
使测得的电流值大于真实值．
(2)测量时读数带来误差．
(3)在坐标纸上描点、作图带来误差．
考点一 实验原理和电路设计
例 1 (2013·天津·9(3))要测绘一个标有“3 V 0.6 W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电
压需要由零逐渐增加到 3 V，并便于操作．乙选用的器材有：
电池组(电动势为 4.5 V，内阻约 1 Ω)；

电流表(量程为 0～250 mA，内阻约 5 Ω)；
电压表(量程为 0～3 V，内阻约 3 kΩ)；
电键一个、导线若干．
①实验中所用的滑动变阻器应选下列中的________(填字母代号)．
A．滑动变阻器(最大阻值 20 Ω，额定电流 1 A)
B．滑动变阻器(最大阻值 1 750 Ω，额定电流 0.3 A)
②实验的电路图应选用下列的图________(填字母代号)．
③实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图 1所示．如果将这个小灯泡接到电动势为 1.5 V、内阻为 5
Ω的电源两端，小灯泡消耗的功率是________W.
图 1
解析 ①测绘小灯泡的伏安特性曲线，要求能较大范围地测量数据，所以控制电路部分应用分压
式接法，滑动变阻器应用最大阻值较小和额定电流较大的 A.
②因为小灯泡两端的电压由零逐渐增加到 3 V，故滑动变阻器应采用分压式接法．灯泡的电阻 R＝
U2
P
＝15 Ω，额定电流 I＝
P
U
＝0.2 A，由 R＝15 Ω< RARV> 的原则，可知电流表应采用外接...