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实验目的1.描绘小电珠的伏安特性曲线.
2.分析伏安特性曲线的变化规律.
实验原理1.阻值恒定的电阻的伏安特性曲线是直线,而小电珠的灯丝的电阻随温度的升高而增大,故伏安特性曲线为曲线。
2.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)值后,在U-I坐标系中描出对应点用一条平滑的曲线将这些点连接起来,就得到小电珠的伏安特性曲线。
3.电流表外接:因为小电珠的电阻较小,如果电流表内接,误差明显较大;滑动变阻器采用分压式,使电压能从零开始连续变化.
电路图和实物连接图
注意问题:1.闭合电键前,应调节滑动变阻器的滑片,使开关闭合时,电珠两端电压最小。
2.调节电珠两端电压时不能超过电珠的额定电压。
3.在坐标纸上建立坐标系,横坐标所取的分度比例要适当,尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸,连线一定要用平滑的曲线,不能画成折线。
4.两种接法的选择:
(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)三种必须用分压接法的情况.
①若限流式不能保证安全,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.
②若Rx≫R滑,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范围不够大,此时,应改用分压电路.
③若实验中要求电压从零开始调节,则必须采用分压式电路.
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.
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,按如图所示的原理图连接好实验电路.
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12组左右不同的电压值U和电流值I,并将测量数据填入表格中,断开开关S.
4.拆除电路,整理仪器.
数据处理
1.在坐标纸上以U为横轴,以I为纵轴,建立坐标系.
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接起来,就得到小电珠的伏安特性曲线.
误差分析
1.系统误差: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.偶然误差:
(1)电压表、电流表的读数带来的误差.
(2)在坐标纸上描点、作图带来的误差.
视频链接:描绘小灯泡的伏安特性曲线(点击)
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