内容发布更新时间 : 2024/5/19 5:12:17星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

实验八 描绘小电珠的伏安特性曲线

一、滑动变阻器的限流接法和分压接法 1．两种接法比较

方式 内容 限流式接法 分压式接法 对比说明 串、并 两种接法电路图 负载R上电压调节范围 RE≤U≤E R＋R0 联关系 不同 分压电 0≤U≤E 路调节 范围大 分压电 EE≤I≤ RR＋R0E0≤I≤ R路调节 范围大 都是为了 b端 a端 保护电路 元件 负载R上电流调节范围 闭合S前触头位置 由上表可以看出：滑动变阻器的分压式接法中，电压和电流的调节范围大，限流式接法较节能． 2．两种接法的选择

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(1) 选择不同接法的原则?便于调节

?方便性原则便于读数 ?经济性原则：损耗能量最小

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不超量程??

安全性原则?在允许通过的最大电流以内

??电表、电源不接反

(2)两种接法的适用条件

①限流式接法适合测量阻值小的电阻(跟滑动变阻器的总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小)．

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总电阻要大)．

③如果R很小，限流式接法中滑动变阻器分得电压较大，调节范围也比较大．R很大时，分压式接法中R几乎不影响电压的分配，滑片移动时，电压变化接近线性关系，便于调节． a．若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求，即若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定

电流(或电压)，则必须选用分压式接法．

b．若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化不明显，此时，应改用分压电路．

c．若实验中要求电压从零开始调节，则必须采用分压式接法． d．两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法电路简单、耗能低．

二、描绘小电珠的伏安特性曲线

实验目的

1．描绘小电珠的伏安特性曲线．

2．分析小电珠伏安特性曲线的变化规律． 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U－I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

器采用分压式接法，使电压能从零开始连续变化． 实验器材

小电珠(3.8 V,0.3 A)或(2.5 V,0.6 A)一个、电压表(0～3 V～15 V)与电流表(0～0.6 A～3 A)各一个、滑动变阻器(最大阻值20 Ω)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． 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，按图1的原理图连接好实验电路．

图1

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，测出多组不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入表格中，断开开关S.

U(V) I(A)

U(V) I(A) 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 3.6 3.8 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 4．拆除电路，整理仪器． 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．(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结起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线． 误差分析

1．由于电压表、电流表不是理想电表，电表内阻对电路的影响会带来误差．

2．电流表、电压表的读数带来误差，要严格按照读数规则读数． 3．在坐标纸上描点、作图带来操作误差． 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(3.8 V,0.3 A)的电阻很小，与0～0.6 A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U0＝1.0 V左右描点要密，以防出现较大误差．

4．电流表选择0.6 A量程，电压表量程的选择视小电珠的额定电压而定，即若使用“3.8 V,0.3 A”的小电珠，选用电压表的15 V量程；若使用“2.5 V,0.6 A”的小电珠，则选用电压表的3 V量程．

5．当小电珠的电压接近额定值时要缓慢增加，到额定值记录后马上断开开关． 6．误差较大的点要舍去，I－U图线应是平滑曲线而非折线． 实验改进

一种测小电珠的电阻的准确方法

实验原理：如图2所示，两个电压表完全相同且内阻很大．移动滑动触头，调节电阻箱的示数，使两个电压表示数相同，则电阻箱的读数即为小电珠电阻，记下小电珠的电阻和电压；多次移动滑动触头，采用相同方法，记下相应电阻箱示数和 电压表的读数．在坐标纸上画出R－U图线，并分析R随U变化的规律．

图2

在描绘小电珠的伏安特性曲线的实验中，由于电表内阻的影响，会产生系统误差使得小电珠的电阻测量不准确.上述实验方法可以消除这种误差，操作、读数也较方便. 记忆口诀

电路连接是关键，先串后并把线连, 滑动变阻要分压，A表外接减误差, 电压从零开始调，U－I坐标连曲线,

连好曲线细研究，得出规律记心间.

例1 图3中所示器材为某同学测绘额定电压为2.5 V的小灯泡的I－U特性曲线的实验器材．

(1)根据实验原理，用笔画线代替导线，将图中的实验电路图连接完整．

图3

(2)开关S闭合之前，图中滑动变阻器的滑片应该置于________．(选填“A端”、“B端”或“AB中间”)

(3)实验中测得有关数据如下表：

U/V I/A 0.40 0.10 0.80 0.16 1.20 0.20 1.60 0.23 2.00 0.25 2.40 0.26 2.80 0.27 根据表中的实验数据，在图4中画出小灯泡的I－U特性曲线．

图4

(4)若已知小灯泡灯丝在27 °C时电阻值约为1.5 Ω，并且其电阻值与灯丝的热力学温度成正比，试估算该小灯泡以额定功率工作时灯丝的温度约为______°C.(保留三位有效数字)

例2 某同学想描绘某一热敏电阻的伏安特性曲线，实验室提供下列器材： A．电压表V(量程为0～5 V，内阻约5 kΩ) B．电流表A1(量程为0～25 mA，内阻约为0.2 Ω) C．电流表A2(量程为0～0.6 A，内阻约为0.1 Ω) D．滑动变阻器R1(0～10 Ω，额定电流1.5 A) E．滑动变阻器R2(0～1 000 Ω，额定电流0.5 A)