测量小灯泡的伏安特性曲线滑动变阻器

测量小灯泡的伏安特性曲线

系别： 化学与药学系 专业班级：药物制剂7班 姓名： 袁楚婷 孙思琪 指导老师：张玲玲

摘要：小灯泡在电流一定范围内电压与电流的关系为U=KI^n，K和n是小灯泡有关的系数 关键词：外接法;分压式;伏安特性曲线;最小二乘法

一. 实验目的

（一） （二） （三）

掌握各仪器的使用方法及正确的连接方法 掌握用伏安法测量电阻的基本方法及误差分析 测定非线性带内阻的伏安特性

二. 实验要求

（一） 设计测量小灯泡的伏安特性曲线的电路。伏安法中有电流表内

接和外接法两种，应分析使用哪一种？若用数字万用表的直流电压档测量又如何呢？设计中要考虑电压表、电流表的等级、量程等参数。 （二） （三） （四）

验证公式：V=KI^n

用电脑软件处理实验数据，求系数K和n。

思考如何求室温下灯丝的静态电阻和动态电阻(R=dU∕dI)

三. 实验方案

电学元件的电流和电压之间关系曲线称为伏安特性曲线，不同电学元件的伏

安特性曲线不同。电阻的伏安特性曲线――线性，小灯泡的伏安特性曲线――非线性，二极管（正向和反向）的伏安特性曲线――非线性。

根据部分电路欧姆

测量小灯泡的伏安特性曲线

系别： 化学与药学系 专业班级：药物制剂7班 姓名： 袁楚婷 孙思琪 指导老师：张玲玲

摘要：小灯泡在电流一定范围内电压与电流的关系为U=KI^n，K和n是小灯泡有关的系数 关键词：外接法;分压式;伏安特性曲线;最小二乘法

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一. 实验目的

（一） （二） （三）

掌握各仪器的使用方法及正确的连接方法 掌握用伏安法测量电阻的基本方法及误差分析 测定非线性带内阻的伏安特性

二. 实验要求

（一） 设计测量小灯泡的伏安特性曲线的电路。伏安法中有电流表内

接和外接法两种，应分析使用哪一种？若用数字万用表的直流电压档测量又如何呢？设计中要考虑电压表、电流表的等级、量程等参数。 （二） （三） （四）

验证公式：V=KI^n

用电脑软件处理实验数据，求系数K和n。

思考如何求室温下灯丝的静态电阻和动态电阻(R=dU∕dI)

三. 实验方案

电学元件的电流和电压之间关系曲线称为伏安特性曲线，不同电学元件的伏

安特性曲线不同。电阻的伏安特性曲线――线性，小灯泡的伏安特性曲线――非线性，二极管（正向和反

描绘小灯泡的伏安特性曲线（含例题）

【知识梳理】

1、实验原理

在纯电阻电路中，电阻两端的电压与通过电阻的电流是线性关系，但在实际电路中，由于各种因素的影响，U—I图像不再是一条直线。读出若干组小灯泡的电压U和电流I，然后在坐标纸上以U为纵轴，以I为横轴画出U—I曲线。 2、实验步骤 （1）、适当选择电流表，电压表的量程，采用电流表的外接法，按图中所示的原理电路图连接好实验电路图。 （2）、滑动变阻器采用分压接法，把滑动变阻器的滑动片调至滑动变阻器的A端，电路经检查无误后，闭合电键S。 （3）、改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U，记入记录表格内，断开电键S； （4）、在坐标纸上建立一个直角坐标系，纵轴表示电流I，横轴表示电压U，用平滑曲线将各点连接起来，便得到伏安特性曲线。 （5）、拆去实验线路，整理好实验器材。 3、注意事项 （1）、因本实验要作出I—U图线，，要求测出一组包括零在内的电压、电流值，因此，变阻器要采用分压接法； （2）、本实验中，因被测小灯泡电阻较小，因此实验电路必须采用电流表外接法； （3）、电键闭合后，调节变阻器滑片的位置，使小灯泡的电压逐渐增大，可在电压表读数每增加一个定值（如0.5V）时，

10 电学实验 - 专题练习

描绘小灯泡的伏安特性曲线习题精选

例1 一个小灯泡的额定电压为2.0V．额定电流约为0.5A，选用下列实验器材进行实验，并利用实验数据描绘和研究小灯泡的伏安特性曲线． A．电源E：电动势为3.0V，内阻不计； B．电压表V1：量程为0～3V，内阻约为1KΩ C．电压表V2：量程为0～15V，内阻约为4KΩ D．电流表A1：量程为0～3A，内阻约为0.1Ω； E．电流表A2：量程为0～0.6A，内阻约为0.6Ω； F．滑动变阻器R1：最大阻值为l0Ω，额定电流为0.6A； G．滑动变阻器R2：最大阻值为l5Ω，额定电流为1.0A； H．滑动变阻器R3：最大阻值为l50Ω，额定电流为1.0A； I．开关S，导线若干．

实验得到如下数据（I和U分别表示通过小灯泡的电流和加在小灯泡两端的电压）： I/A U/V 0.00 0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0.49 0.50 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 （1）实验中电压表应选用

物理实验练习(二)——描绘小灯泡的伏安特性曲线

1、在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中.用导线a、b、c、d、e、f、g、h按图所示方式连接电路,电路中所有元器件都完好. ①合上开关后，若电压表的示数为2 V,电流表的指针有微小偏转，小灯泡不亮，则一定断路的导线为_______.

②合上开关后，若反复调节滑动变阻器,小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表的示数不能调为零，则断路的导线为________. ③请在图中虚线框内画出实验原理图

c

d b

h

g

a e

f

2、在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验时，所用器材有：电动势为6V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电表、开关和导线。要求能测出尽可能多组数据，如图是没有连接完的实物电路。（已连接好的导线有a、b、c、d、e、f六根） U/V4插图3A c 图V e 0.6 3 2b 3 15 图a 1f - + 图I/A00.10.20.30.4图

图图图图图

（1）请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整； （2）连好电路，闭合开关，移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，但电压表有示数，电流表几乎不偏转，则故障的原因

描绘小灯泡的伏安特性曲线导学案（教师版）

【实验目的】

1、 描绘小灯珠的伏安特性曲线 2、 分析伏安特性曲线的变化规律

【重点难点】

1、 实验电路的连接 2、 I-U图像的理解

【实验器材】

小灯珠（3.8V，0.3A），4—6V学生电源，滑动变阻器，电压表，电流表，开关，导线若干

【实验过程】 一、电路设计

（1） 测量电路 请估算小灯珠的内阻？电流表内接还是外接？

（2） 控制电路 滑动变阻器怎么连？分压接法还是限流接法？为什么？（讨论） 根据以上结论画出电路图电路图

测量电路与滑动变阻器哪部分并联，滑动变阻器划片向左滑动，电压表示数怎么变？

二、根据电路图进行实物连线

1、 连接电路的过程中

应当注意什么？

2、 电路的连接应该按

照什么样的顺序？

（讨论）

3、接通电路前触点置于

哪端？左还是右？

三、数据处理 U/V I/A I/A

0 0.3 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 3.8 0.5 0.45

0.40

0.35

0.30

0.25

0.20

0.15

0.10

0.05

0

0.5 1.0

四、实验结论

描绘小灯泡的伏安特性曲线导学案（教师版）

【实验目的】

1、 描绘小灯珠的伏安特性曲线 2、 分析伏安特性曲线的变化规律

【重点难点】

1、 实验电路的连接 2、 I-U图像的理解

【实验器材】

小灯珠（3.8V，0.3A），4—6V学生电源，滑动变阻器，电压表，电流表，开关，导线若干

【实验过程】 一、电路设计

（1） 测量电路 请估算小灯珠的内阻？电流表内接还是外接？

（2） 控制电路 滑动变阻器怎么连？分压接法还是限流接法？为什么？（讨论） 根据以上结论画出电路图电路图

测量电路与滑动变阻器哪部分并联，滑动变阻器划片向左滑动，电压表示数怎么变？

二、根据电路图进行实物连线

1、 连接电路的过程中

应当注意什么？

2、 电路的连接应该按

照什么样的顺序？

（讨论）

3、接通电路前触点置于

哪端？左还是右？

三、数据处理 U/V I/A I/A

0 0.3 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 3.8 0.5 0.45

0.40

0.35

0.30

0.25

0.20

0.15

0.10

0.05

0

0.5 1.0

四、实验结论

难点95描绘小灯泡的伏安特性曲线

1．实验原理

本实验电路图如图所示，从电压表和电流表上读出相应的电压U和电流，，描绘出U-I图像，分析曲线斜率的变化情况，了解其阻值变化，从而得到小灯泡的电阻率随温度的升高而增大的特点 2．电路连接

(1)实验用的小灯泡通常为“3.8 V、0.3 A”的，在白炽状态下其电阻很小，在室温下电阻更小，因此为减小实验误差，电流表应采用外接法．

(2)为使小灯泡上的电压能从0开始连续变化，滑动变阻器应采用分压式接法．先要测定定功率为1.6 w的小灯泡的伏安特性曲线，要求所测电压范围为0.1—4 V．

现有器材：直流电源E(电动势4V、内阻不计)；电压表V（量程4.5 V，内阻约为40 kΩ）；电流表Ai（量程250 mA，内阻约为2 Ω）；电流表A2（量程为500 mA，内阻约为1 Ω）；滑动变阻器R(最大阻值约为30 Ω；电键S，导线若干．

(1)如果既要满足要求，又要测量误差小，应该选用的电流表是

(1)采用电流表外接法，未考虑电压表的分流，造成电流测量值偏大，存在系统误差；

(2)描绘U-I图线时，作图不准造成偶然误差． 4．注意事项

(1)实验开始前要将滑动变阻器的

2012高考物理 考纲高频实验题预测

押题预测1．（10分）

小张通过互联网查得某二极管的伏安特性曲线如图甲所示.由图甲分析可知，当该二极管电压在0~ 0.5V时，电阻几乎为无穷大；当该二极管电压从0.5V升高到0.9V时，电阻从无穷大减小到三十几欧．

（1）为了确定二极管的正、负极，小张用多用电表进行了以下探测：用电阻“×100”

挡，对二极管的两个电极进行正、反向测量，当指针偏转角度较大时，黑表笔连接的是二极管的 极。（填“正”或者“负”）

（2）若将满足图甲中伏安特

性的一只二极管与电源（电动势E=2V，内阻不计）和电阻（R0=100Ω）串联，如图乙所示，当开关S闭合时，二极管消耗的功率为 W。（结果保留一位有效数字）

（3）小张使用下列所有器材，准确地描绘出了该二极管（符号

）的正向伏安特

性曲线。图丙仅画出了他设计的部分电路图，请你补全完成该实验的电路图，并标明各元件的符号。

[来源:学科网ZXXK]

i. 待测二极管D一只；

ii.电压表V（量程0-3V，内阻约10kΩ）；

iii. 电流表A（量程0-30A，内阻约30Ω）；

iv. 滑动变阻

器R（0-15Ω，额定电流1A）；

二极管伏安特性曲线测量

一、实验内容

1、先搭接一个调压电路，实现电压1-5V连续可调

2、在面包板上搭接一个测量二极管伏安特性曲线的电路

3、测量二极管正向和反向的伏安特性，将所测的电流和电压列表记录好。 4、 用excel或matlab画二极管的伏安特性曲线

5、给二极管测试电路的输入端加Vp-p=3V、f=300Hz的正弦波，用示波器观察该 电路的输入输出波形。

二、实验仪器设备及元件

1、仿真软件(Multisim 10)；硬件基础电路实验箱。

2、直流稳压电源、面包板、电阻、导线、电位器、二极管。 3、万用表、函数信号发生器、数字示波器。

三、实验原理

1、晶体二极管是常见的非线性元件。当对晶体二极管加上正向偏置电压，则有正向电流流过二极管，且随正向偏置电压的增大而增大。开始电流随电压变化较慢，而当正向偏压增到接近二极管的导通电压，电流明显变化。在导通后，电压变化少许，电流就会急剧变化。当加反向偏置电压时，二极管处于截止状态，但不是完全没有电流，而是有很小的反向电流。该反向电流随反向偏置电压增加得很慢，但当反向偏置电压增至该二极管的击穿电压时，电流剧增，二极管PN结被反向击穿。

2、将正弦交流电接入二极管