实验用小灯泡伏安特性曲线

实验1：描绘小灯泡伏安特性曲线1、实验目的：2、实验原理：3、实验器材：4、实验步骤：6、注意事项：7、误差来源：5、结论：⑴测量电路存在系统误差，未考虑电压表的分流，造成测得的I值比真实值偏大；⑵描绘I—U线时作图不准确造成的偶然误差。描绘出的图线是一条曲线，斜率随电压的增大而增大－0.63A－153V返回6、注意事项⑴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；⑵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；⑶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，读取一次电流值；调节滑片时应注意使电压表的示数不要超过小灯泡的额定电压；⑷电键闭合前变阻器滑片移到图中的A端；⑸坐标纸上建立坐标系，横坐标所取的分度例应该适当，尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸。连线一定用平滑的曲线，不能画成折线。⑹U－I图线中，电阻是某点与原点连线的斜率。实验2：测金属的电阻率1、实验目的：2、实验原理：3、实验器材：4、实验步骤：5、注意事项：6、误差来源：－0.63A－153V返回1、螺旋测微器：(1)构造：螺旋测微器（又叫千分尺）是比游标卡尺更精密的测量长度的工具，用它测长度可以准确到0.01mm，测量范围为几个厘米。螺旋测微器的构造如图所示。螺旋测微器的小砧的固定刻度固定在框架上、旋钮、微调旋钮和可动刻度、测微螺杆连在一起，通过精密螺纹套在固定刻度上。(2)原理和使用：1、螺旋测微器：螺旋测微器的精密螺纹的螺距是0.5mm，可动刻度有50个等分刻度，可动刻度旋转一周，测微螺杆可前进或后退0.5mm，因此旋转每个小分度，相当于测微螺杆前进或后退这0.5/50=0.01mm。可见，可动刻度每一小分度表示0.01mm，所以以螺旋测微器可准确到0.01mm。由于还能再估读一位，可读到毫米的千分位。测量时，当小砧和测微螺杆并拢时，可动刻度的零点若恰好与固定刻度的零点重合，旋出测微螺杆，并使小砧和测微螺杆的面正好接触待测长度的两端，那么测微螺杆向右移动的距离就是所测的长度。这个距离的整毫米数由固定刻度上读出，小数部分则由可动刻度读出。a．使用前应先检查零点，方法是缓缓转动保护旋钮K′，使测杆（要动小砧P）和测砧（固定小砧A）接触，到棘轮发出声音为止，此时可动尺（活动套筒）上的零刻线应当和固定套筒上的基准线（长横线）对正，否则有零误差。b．左手持曲柄（U型框架），右手转动大旋钮K使测杆P与测砧A间距稍大于被测物，放入被测物，转动保护旋钮K′到夹住被测物，棘轮发出声音为止。c．拨固定旋钮使测杆固定后读数。使用方法①转动旋钮不可太快，否则由于惯性会使接触压力过大使被测物变形，造成测量误差，更不可直接转动大旋钮去使测杆夹住被测物，这样往往压力过大使测杆上的精密螺纹变形，损伤螺旋测微器。②在读数时，要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻线是否已经露出。③读数时，千分位有一位估读数字，不能随便扔掉，即使固定刻度的零点正好与可动刻度的某一刻度线对齐，千分位上也应读取为“0”。注意事项④当小砧和测微螺杆并拢时，可动刻度的零点与固定刻度的零点不相重合，将出现零误差，应加以修正，即在最后测长度的读数上去掉零误差的数值。⑤被测物表面应光洁，不允许把测杆固定而将被测物强行卡入或拉出，那会划伤测杆和测砧的经过精密研磨的端面。⑥轻拿轻放，防止掉落摔坏。⑦用毕放回盒中，存放中测杆P和测砧A不要接触，长期不用，要涂油防锈。注意事项2、电表的读数规则：量程为3A的电流表，满刻度绝对误差最大为±0.075A，最小分格为0.1A，指针偏转不够一个分格的部分用1/10格估读法，读数为两位小数。如图，电流表读数为A.012A30.74量程为0.6A的电流表，满刻度绝对误差最大为±0.015A，最小分格为0.02A，指针偏转不够一个分格的部分用半格估读法，读数为两位小数。如图，电流表读数为A.00.20.4A0.60.15量程为3V的电压表，满刻度绝对误差最大为±0.075V，最小分格为0.1V，指针偏转不够一个分格的部分用1/10格估读法，读数为两位小数。如图，电压表读数为V.012V32.38量程为15V的电压表，满刻度绝对误差最大为±0.375V，最小分格为0.5V，指针偏转不够一个分格的部分用1/5格估读法，读数为一位小数。如图，电压表读数为V.0510V1511.7典型题型例1、在“测定金属线电阻率”实验中，若粗估金属丝的电阻Rx约为3Ω，为减小误差，要求金属丝的发热功率P＜0.75W，备有的部分器材有：A.6V电池组B.电流表（0～0.6A，内阻0.5Ω）C.电流表（0～3A，内阻0.01Ω）D.电压表（0～3V，内阻1kΩ）E.电压表（0～15V，内阻1kΩ）F.滑线变阻器（0～100Ω，额定电流1A）G.滑线变阻器（0～20Ω，额定电流1A）例2.测定金属丝的电阻（阻值3～5Ω）时，给定的实验器材的实物如下图所示，要求通过金属丝的电流可以在0—0.6A之间变化。请在方框中画出实验电路图，并在图中用实线代替导线连接成符合实验要求的电路图。－0.63A－153V－0.63A－153V06-07学年度南京市金陵中学一模12例3．有一根细长而均匀的金属材料样品，截面为外方内圆，如图所示．此金属材料重约1~2N，长约为30cm，电阻约为10Ω．已知这种金属的电阻率为ρ，密度为ρ0．因管线内径太小，无法直接测量，请设计一个实验方案测量其内径d，现有如下器材可选：A．毫米刻度尺B．螺旋测微器C．电流表（600mA1.0Ω）D．电流表（3A0.1Ω）E．电压表（3V6kΩ）F．滑动变阻器（2kΩ0.5A）G．滑动变阻器（10Ω2A）H．蓄电池（6V0.05Ω）I．开关一个，带夹子的导线若干（1）除待测金属材料外，应选用的实验器材有（只填代号字母）．A、B、C、E、G、H、I（2）画出你所设计方案的实验电路图，并把所选仪器连成实际测量电路．（4）用已知的物理常数和测得的物理量，推导计算金属管线内径d的表达式．（2）解：（3）解：⑷解：设长度为l，截面外边长为a，电压为U，电流强度为I。电阻截面积故有解得例4、使用如图1所示的器材测定小灯泡在不同电压下的电功率，并且作出小灯泡的电功率与它两端电压的平方的关系曲线．已知小灯泡上标有“6V，3W”字样，电源是3个铅蓄电池串联组成的电池组,滑动变阻器的规格是“52A”.要求：⑴把图1中实物连成实验电路；⑵图2的4个图象中哪个可能是正确的？简单说明理由．例5、如图1的电路中R1=R2=100Ω，是阻值不随温度而变的定值电阻．白炽灯泡L的伏安特性曲线如图2所示．电源电动势E=100V,内阻不计,求:⑴当电键K断开时灯泡两端的电压和通过灯泡的电流以及灯泡的实际电功率．⑵当电键闭合时，灯泡两端的电压和通过灯泡的电流以及灯泡的实际电功率．（1）E＝U＋IrI=E/r－u/r＝1－0.01U（2）E＝U＋IrI=E/r－u/r＝1－0.02U课后练习讲评P258、5A1A2R1=100ΩR2=20ΩL6．有一根细长而均匀的金属材料样品，截面为外方内圆，如图所示．此金属材料重约1~2N，长约为30cm，电阻约为10Ω．已知这种金属的电阻率为ρ，密度为ρ0．因管线内径太小，无法直接测量，请设计一个实验方案测量其内径d，现有如下器材可选：A．毫米刻度尺B．螺旋测微器C．电流表（600mA1.0Ω）D．电流表（3A0.1Ω）E．电压表（3V6kΩ）F．滑动变阻器（2kΩ0.5A）G．滑动变阻器（10Ω2A）H．蓄电池（6V0.05Ω）I．开关一个，带夹子的导线若干（1）除待测金属材料外，应选用的实验器材有（只填代号字母）．A、B、C、E、G、H、IP259、6（2）画出你所设计方案的实验电路图，并把所选仪器连成实际测量电路．（4）用已知的物理常数和测得的物理量，推导计算金属管线内径d的表达式．（2）解：（3）解：⑷解：设长度为l，截面外边长为a，电压为U，电流强度为I。电阻截面积故有解得一般情况下，导体的电阻会随着温度的改变而改变，某同学研究了一白炽灯两端的电压与电流的关系，得出了如下一组实验数据：I/A00.0400.0720.0940.1160.1560.182U/V00.751.381.802.303.204.30I/A0.1950.2100.2200.2300.2480.2640.280U/V5.006.107.208.3010.3012.3014.30P261、5•请你完成下列工作：•（1）在右图方格纸中画出电流与电压的关系图线。•（2）实验过程中用到了下列器材：直流电源、滑动变阻器（最大阻值为30Ω）、电压表（量程15V，内阻约104Ω）、电流表（量程0.6V，内阻约0.01Ω），开关一只及导线若干。请在下图中按实验要求连接实物接线图。SAVR（3）如果把该灯泡接到电动势为6V、内阻为10Ω（内阻恒定）的电源两端，实际消耗的功率是多少？解:设此时灯泡两端的电压为U，则：U＝E－IrI＝E/r－U/r即：I＝0.6－0.1U在方格中作出它的图线，两图线的交点即为灯泡的电压与电流值，得：P＝IU＝0.738WP262、6