(共20张PPT)
第二章
恒定电流
实验：描绘小灯泡伏安特性曲线
一、实验目的:
描绘小灯泡的伏安特性曲线．
二、电路选择
实验目的和实验电路
使灯泡两端的电压应该由零逐渐增大到额定电压．所以滑动变阻器分压接法电路
小灯泡的电阻值较小，
应选用电流表外接法
闭合S前触头应置＿＿＿端
1.限流式
限流式电路的特点:
1.电压不能从零开始调节,调节范围较小.但电路结构较为简单.
2.电能损耗较小.
图中变阻器起限流作用
待测电阻Rx的电压可调范围
待测电阻Rx的电流可调范围
E
R
A
B
P
Rx
Ｓ
Ｂ
分压电路和限流电路
Ｂ
分压式电路的特点:
1.电压可以从零开始调节到电源电动势,调节范围较大.
但电路结构较为复杂.
2.电能损耗较大.
待测电阻Rx的电压可调范围
待测电阻Rx的电流可调范围
分压电路和限流电路
2.分压式
图中变阻器起分压作用
E
P
Rx
R
A
B
Ｓ
闭合S前触头应置＿＿＿端
Ｂ
通常以限流接法为主，但在下列三种情况下，必须选择分压连接方式：
１、当待测电阻远大于滑动变阻器的最大电阻，且实验要求的电压变化范围较大（滑小必分压）
2、若采用限流接法，电路中实际电压（或电流）的最小值仍超过负载或电表的额定值时（烧表必分压）
3、要求回路中某部分电路的电压从零开始可连续变化（零起必分压）
分压电路和限流电路
四种常用电路图
限流外接
限流内接
分压外接
分压内接
分压电路和限流电路
用电流表和电压表测出灯泡在不同电压下的电流，建立U－I坐标系，描出的点用平滑的曲线连接起来即得到小灯泡的伏安特性曲线．
实验原理
三、实验原理
小灯泡的电阻会随着电压的升高(灯丝温度随之升高)而增大
三、实验器材：
实验器材
小灯泡
电流表
电压表
滑动变阻器
电源
导线
开关
坐标纸
2．测出小电珠在不同电压下的电流
(1)闭合开关S前，滑动变阻器触头应移到最左端，以使开关闭合时小电珠电压能从0开始变化；同时，这样做也防止开关刚闭合时小电珠两端电压过大而烧坏灯丝．
1．连接电路
将小电珠、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关用导线连接成如图所示电路
实验步骤
(2)移动滑动变阻器触头位置，测出12组不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入表格.
U/
V
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
I/A
0
U/
V
1.6
2.0
2.4
2.8
3.2
3.6
3.8
I/A
实验步骤
4．拆除电路，整理仪器
3.画出伏安特性曲线
(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．
实验步骤
1．电路的连接方式
(1)电流表应采用外接法
(2)滑动变阻器应采用分压式连接
2．闭合开关S前，滑动变阻器触头应移到小电珠分得电压为零的位置
注意事项
3．U－I图线在U＝1.0
V左右将发生明显弯曲，故在U＝1.0
V左右测绘点要密，否则将出现很大误差．
4．电流表选择
0.6
A量程，电压表量程选择视小电珠的额定电压而定，若使用“2.5
V,0.6
A”的小电珠，则选用电压表的3
V量程．
6．误差较大的点要舍去，U－I图线应是平滑曲线而非折线．且横纵坐标标度适中
5．保持小电珠电压接近额定值时要缓慢增加，到额定值，读出I后立即断开开关．
注意事项
例1、某学生做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验，小灯泡标有
“3.8
V，1
W”的字样，电池组电动势为4.5
V（内阻不计），滑动变阻器有两种规格：R1标有“10
Ω，2
A”，R2标有“100
Ω，20
mA”．测量时要求小灯泡两端的电压从零开始，并测多组数据．?
(1)滑动变阻器应选用
______________．
R1
解析：（1）根据小灯泡的额定功率和额定电压，可得其额定电流I=P/U≈0.26
A，故滑阻应选R1．?
典例分析
典例分析
滑动变阻器采取限流接法
导线接在变阻器的滑动触头上
电压表采取串联接入
电流表选择量程太大
(2)①开始实验前他的实物接线如下图甲所示，请指出该学生实物接线中的错误有哪些？
②请就此在下图乙中进行正确的连接．
典例分析
有一个额定电压为
2.8
V，功率约为
0.8
W
的小灯泡，现要用伏安法描绘这个灯泡的
I－U
图线如图所示，有下列器材：
A．电压表(0～3
V，内阻
6
kΩ)
B．电压表(0～15
V，内阻
30
kΩ)
C．电流表(0～3
A，内阻
0.1
Ω)
D．电流表(0～0.6
A，内阻
0.5
Ω)
E．滑动变阻器(10
Ω，2
A)
F．滑动变阻器(200
Ω，0.5
A)
G．蓄电池(电动势
6
V，内阻不计)
课堂练习
(1)画出实验电路图，
电压表应选用_________，
电流表应选用_________，
滑动变阻器应选用_________．
A
D
E
课堂练习
(2)通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，由
图线可求得此灯泡在正常工作时的电阻为________Ω.
10
课堂练习
当U=2.8V时，I=0.28A
(3)若将此灯泡与电动势
6
V、内阻不计的电源相连，要
使灯泡正常发光，需串联一个阻值为________Ω的电阻．
11.4
额定电压为
2.8
V，功率约为
0.8
W
的小灯泡，额定电流为0.28A，串联电阻为（6-2.8）/0.28=11.4Ω
课堂练习(共18张PPT)
第二章
恒定电流
实验：描绘小灯泡伏安特性曲线
实验目的和实验原理
一、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．
二、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：使电压能从零开始连续变化．
实验电路和实验器材
三、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．
四、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
限流接法
分压接法
对比说明
两种接法
电路图
串、并联
关系不同
限流电路和分压电路
由上表可以看出：滑动变阻器的分压式接法电压和电流的调节范围很大，限流式接法较节能．
限流电路和分压电路
2．两种接法的选择
(2)两种接法的适用条件
限流式接法适合测量阻值较小的电阻；
分压式接法适合测量阻值较大的电阻．
限流电路和分压电路
五、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，按右图中的原理图连接好实验电路．
实验步骤
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组左中不同的电压值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
U(V)
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.6
I(A)
U(V)
2.0
2.4
2.8
3.2
3.6
3.8
I(A)
实验步骤
六、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．
数据处理
七、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连接：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．
注意事项
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．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；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．误差较大的点要舍去，I－U图线应是平滑曲线而非折线.
注意事项
例1.下图为“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小灯泡额定电压为2.5
V.
典例分析
(1)完成下列实验步骤：
①闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，_________________________；
②闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片，_________________________；
③断开开关，……根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线．
分压连线要求电压从0开始变化，所以初始应使电压表示数为0，所以先将滑片置于左端；
使电压表示数在0～2.5
V内变化，取10组电压电流值并记录在表格中；
例1.下图为“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小灯泡额定电压为2.5
V.
典例分析
(2)请画出与实物电路相应的电路图．
例2
某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可选用的器材如下：
小灯泡L，规格“4.0
V,0.7
A”；
电流表A1，量程3
A，内阻约为0.1
Ω；
电流表A2，量程0.6
A，内阻r2＝0.2
Ω；
电压表V，量程3
V，内阻rV＝9
kΩ；
标准电阻R1，阻值1
Ω；
标准电阻R2，阻值3
kΩ；
滑动变阻器R，阻值范围0～10
Ω；
学生电源E，电动势6
V，内阻不计；
开关S及导线若干．
典例分析
(1)甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量，当通过L的电流为0.46
A时，电压表的示数如图2所示，此时L的电阻为________Ω.
典例分析
电压表读数为2.30V
电阻R=
5
(2)乙同学又设计了如图3所示的电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在L上的电压值是________V.
例2
某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可选用的器材如下
小灯泡L，规格“4.0
V,0.7
A”；
电流表A1，量程3
A，内阻约为0.1
Ω；
电流表A2，量程0.6
A，内阻r2＝0.2
Ω
电压表V，量程3
V，内阻rV＝9
kΩ；
标准电阻R1，阻值1
Ω；
标准电阻R2，阻值3
kΩ；
滑动变阻器R，阻值范围0～10
Ω；
学生电源E，电动势6
V，内阻不计；
R2＝3
kΩ，是电压表内阻的三分之一，电压表电压为3
V，故R2两端电压为1
V，即小灯泡L两端电压为4
V.
4
典例分析
(3)学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路．请你在乙同学的基础上利用所供器材，在图4所示的虚线框内补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号．
例2
某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可选用的器材如下
小灯泡L，规格“4.0
V,0.7
A”；
电流表A1，量程3
A，内阻约为0.1
Ω；
电流表A2，量程0.6
A，内阻r2＝0.2
Ω
电压表V，量程3
V，内阻rV＝9
kΩ；
标准电阻R1，阻值1
Ω；
标准电阻R2，阻值3
kΩ；
滑动变阻器R，阻值范围0～10
Ω；
学生电源E，电动势6
V，内阻不计；
典例分析
(3)解析：考虑到电流表A1量程太大，远远大于小灯泡的额定电流值，故选择更小量程的电流表A2较好，由于A2表量程小于灯泡的额定电流，故需要将电流表A2进行扩容，故将标准电阻R1与电流表A2并联进行分流扩容．由于电流表和电压表内阻均已知，故扩容后的电流表采用内接法还是外接法均可．
典例分析
