2.5 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线（同步学案）

欧姆定律
——实验：描绘小灯炮的伏安特性曲线
一、实验目的[]
描绘小灯泡的伏安特性曲线，并分析曲线的变化规律。
二、实验原理
金属导体的电阻率随温度的升高而增大，从而使金属导体的电阻随温度的升高而增大，因此，对一只灯泡来说，未正常发光和正常发光时灯丝的电阻可相差几倍甚至几十倍，它的伏安特性曲线应该是一条曲线。 用电流表测出流过小灯泡的电流，用电压表测出小灯泡两端的电压，测出多组（U，I）值，在I—U坐标系中描出各对应的点，用一条平滑的曲线将这些点连接起来。
三、实验器材[]
学生电源，小灯泡，电流表，电压表，滑动变阻器，坐标纸，铅笔，开关和导线。
四、实验步骤
1.根据实验要求，设计实验的电路图。（填入方框内）
2．确定电流表、电压表的量程，照图连好各器材。（注意开关应断开，滑动变阻器与灯泡并联部分电阻为零）。
3．闭合开关S，调节滑动变阻器，使电流表、电压表有较小的明显示数，记录一组电压U和电流I值。
4．用同样的方法测量并记录约8---10组U值和I值。
次数n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
电压U
电流I
5．断开开关S，整理好器材。
五、数据处理、整理仪器
在坐标纸上，以U为横坐标、I为纵坐标建立直角坐标系，并根据表中数据描点，将描出的各点用平滑的曲线连接起来得到I-U图线，（注意：连接各点时，不要出现折线）
【结论】
描绘出的图线是一条 线。它的斜率随电压的增大而 ，这表明小灯泡的电阻随电压（温度）升高而
六、注意事项：
1．电路的连接方式
(1)电流表应采用外接法：因为小灯泡的电阻很小，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连接：目的是使小灯泡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灯泡分得电压为零的一端，使开关闭合时小灯泡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灯泡两端电压过大而烧坏灯丝。
3．加在小电珠两端的电压不要超过其额定电压。
4．连图线时曲线要平滑,不在图线上的数据点应均匀分布在图线两侧,绝对不要画成折线。
【当堂检测】
1．为探究小灯泡L的伏安特性，连好如图所示的电路后闭合开关，通过移动变阻器的滑片，使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大，直到小灯泡正常发光，由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的U－I图象应是(　　)
2.某同学用如图所示电路，测绘标有“3.8 V　0.3 A”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象。
(1)除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择：
电流表：A1(量程100 mA，内阻约2 Ω)；
A2(量程0.6 A，内阻约0.3 Ω)；
电压表：V1(量程5 V，内阻约5 kΩ)；
V2(量程15 V，内阻约15 kΩ)；
滑动变阻器：R1(阻值范围0～10 Ω)；
R2(阻值范围0～2 kΩ)；
电源：E1(电动势为1.5 V，内阻约为0.2 Ω)；
E2(电动势为4 V，内阻约为0.04 Ω)。
为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表________，电压表________，滑动变阻器________，电源________。(填器材符号)
(2)在图中用笔画线代替导线，把实验仪器连接成完整的实验电路。
(3)根据实验数据，计算并描绘出R U的图象如图所示。由图象可知，此小灯泡在不工作时，灯丝电阻为 Ω；当所加电压为3 V时，灯丝电阻为________Ω。
3．图甲为某同学测绘额定电压为2.5 V的小灯泡的I－U图线实验电路图．
(1)根据电路图，用笔画线代替导线，将图乙中的实物图连接成完整实验电路．
(2)开关S闭合之前，图乙中滑动变阻器的滑片应该置于________(选填“A端”、“B端”或“AB正中间”)
(3)已知小电珠灯丝在27 ℃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(热力学温度T与摄氏温度t的关系为T＝273＋t)，根据下图中画出的小灯泡I－U特性曲线，估算该电珠以额定功率工作时灯丝的温度约为________℃(保留两位有效数字)．