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UI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3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 限流接法分压压接法对对比说说明两种接法电电路图图串、并联联关系不同负载负载 R上电电压调节压调节 范围围U E0 U E分压压接法调调节节范围围大方式内容 限流接法分压压接法对对比说说明负载负载 R上电电流调节调节 范围围I0 I 分压压接法调调节节范围围大闭闭合S前触头头位置b端a端都是为为了保护电护电 路元件(2)限流电路、分压电路的选择原则安全性原则：不超过电表的量程或允许通过的最大电流方便性原则：便于调节，方便读数经济性原则：以损耗能量最小为原则(3)两种接法的适用条件限流式接法适合测量阻值小的电阻(与滑动变阻器总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小)因为Rx小，限流式中滑动变阻器分得电压大，移动滑动触头调节范围大分压式接法适合测量阻值较大的电阻(比滑动变阻器的总电阻大)因为Rx大，分压式中Rx几乎不影响电压的分配，移动滑动触头电压变化明显，便于调节以下几种情况必须采用分压接法：a若采用限流式不能控制电路中电流满足实验要求，即不论怎样调节滑动变阻器，待测电阻上的电流(或电压)都会超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流，则必须选用分压式接法b若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑动触头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，不利于多次测量求平均值，此时，应改用分压式接法c若实验中要求电压从零开始连续可调，则必须采用分压式接法在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4仪器的选择(1)电表的选择：先估算电流或电压值，在选择电流表或电压表时，应使指针达到半偏以上(2)滑动变阻器的选择：实验电路若采用限流式接法，一般选用阻值适当大一些的滑动变阻器，但不可过大；实验电路若采用分压式接法，应选择阻值小一些的滑动变阻器，以便于调节，但要注意其额定电压和额定电流值(3)电源的选择：综合考虑小灯泡、电压表、电流表的量程以及滑动变阻器的阻值，保证能为实验提供合适的电流或电压三、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(03 V15 V)与电流表(00.6 A3 A)各一个，滑动变阻器(最大阻值20 )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、实验操作1实验步骤(1)根据小电珠上标示的额定电压和额定电流，选定电源的输出电压和电表的量程；(2)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实81所示的电路；图实81(3)将滑动变阻器的触头移动到右端，闭合开关，调节滑动变阻器，读出并记录多组U、I数值，将测量数据填入表格中；(4)断开开关，拆除电路，整理仪器2数据处理实验中的U、I数据记入下表中：U/V0 0.2 0.4 0.6 0.9 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 3.5 3.8I/A0(1)在坐标纸上以U为横轴、I为纵轴建立坐标系，选取合适的标度；(2)在坐标纸上描出以上各组数据所对应的点，用一条平滑的曲线把这些点连起来，得到小电珠的伏安特性曲线五、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00.6 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，使开关闭合时小电珠的电压从零开始变化，同时也是为了防止开关刚闭合时小电珠两端因电压过大而烧坏灯丝3IU图线在U01.0 V左右将发生明显弯曲，故在U1.0 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，即使用的若是“3.8 V,0.3 A”的小电珠，选用电压表的15 V量程；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当小电珠的电压接近额定值时要缓慢增加，到额定值记录I后马上断开开关6误差较大的点要舍去，IU图线应是平滑曲线而非折线六、误差分析1由于电压表、电流表不是理想电表，内阻对电路的影响会带来误差2测量时电表读数带来误差3在坐标纸上描点、作图带来操作误差(2010聊城模拟)某课外学习小组想描绘标有“4 V,2 W”的小灯泡的UI图象，除导线和开关外还备有以下器材可供选择：A电流表(量程0.6 A，内阻约为1 )B电流表(量程3.0 A，内阻约为0.2 )C电压表(量程5.0 V，内阻约为5 k)D电压表(量程15.0 V，内阻约为15 k)E滑动变阻器(最大阻值为200 ，额定电流100 mA)F滑动变阻器(最大阻值为10 ，额定电流1.0 A)G电源(电动势为6.0 V，内阻约为1.5 )(1)实验中所用的电流表应选_；电压表应选_；滑动变阻器应选_(只需填器材前面的字母代号)(2)将图实82甲中的实物连接成实验所需的电路(有两根导线已经接好)实验开始时，滑动变阻器的滑片应该置于最_端(填“左”或“右”)图实82(3)经过正确的操作，测得的数据如下表：1234567891011U/V00.40.81.21.62.02.42.83.23.64.0I/A00.12 0.22 0.30 0.36 0.40 0.43 0.46 0.48 0.49 0.50请在图实82乙中描点画出小灯泡的UI曲线(4)若某干电池的端电压U与电流I的关系如图乙中图线a所示，那么将本题中的小灯泡接在该干电池的两端时，小灯泡的实际功率是_W.解析 (1)因小灯泡的额定电压为4 V，额定电流I额 A0.5 A，故电压表用C，电流表用A，因电路采用分压式连接，滑动变阻器应该用F.(2)开关闭合前应使小灯泡两端电压为零，故滑动变阻器的滑片应置于最左端实物连线如图实83甲所示图实83(3)UI图线如图实83乙中b所示(4)图乙中a、b两图线的交点坐标表明：该小灯泡接在该电池两端时，灯泡的电压为U2.0 V，电流为I0.4 A，故小灯泡的实际功率为PIU0.8 W.答案 (1)A C F (2)左 实物连线如图实83甲所示 (3)如图实83乙中图线b所示 (4)0.8发光二极管是目前电器指示灯广泛使用的电子元件，在电路中的符号是 只有电流从标有“”号的一端流入，从标有“”号的一端流出时，它才能发光，这时可将它视为一个纯电阻现有厂家提供的某型号的发光二极管的伏安特性曲线如图实84所示图实84(1)已知该型号发光二极管的正常工作电压为2.0 V若用电动势为12 V、内阻可以忽略不计的直流电源供电，为使该二极管正常工作，需要在电源和二极管之间串联一只阻值为_ 的定值电阻(2)已知该型号的发光二极管允许通过的最大电流为56 mA，请用实验证明这种元件的伏安特性曲线与厂家提供的数据是否一致可选用的器材有：待测发光二极管直流电源E(电动势4.5 V，内阻忽略不计)滑动变阻器R(最大阻值为200 )电压表V1(量程10 V，内阻约50 k)电压表V2(量程5 V，内阻约20 k)电流表A1(量程100 mA，内阻约50 )电流表A2(量程60 mA，内阻约100 )开关S、导线若干为准确、方便地进行检测，电压表应选用_，电流表应选用_(填字母符号)在下面的方框内画出实验电路图解析 (1)由二极管的伏安特性曲线读出电压为2 V时流过二极管的电流为20 mA，再由欧姆定律计算所加的电阻为500 .(2)因要测量二极管的伏安特性曲线，则电压应取从零开始的一系列值，变阻器应采用分压接法；二极管的电阻和电压表内阻相比，属于小电阻，则采用电流表外接法，如图实85所示图实85答案 (1)500(480530)(2)V2 A2 电路图如图实85所示一、实验目的1测定电源的电动势和内阻2加深对闭合电路欧姆定律的理解3掌握用图象法求电动势和内阻的方法二、实验原理如图实91甲所示，改变滑动变阻器的阻值，从电压表和电流表中读出两组对应的数值(U1，I1)和(U2，I2)，由闭合电路欧姆定律可得：U1EI1r，U2EI2r，可解出E、r的数值然后求E、r的平均值图实91为减少误差，多测量几组U、I值，然后在UI图中描点作图所得图线的延长线与U轴的交点即为电动势E，图线斜率的绝对值即为电源的内阻(r )(如图实91乙所示)三、实验器材电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸、铅笔四、实验操作1实验步骤(1)电流表用0.6 A量程，电压表用3 V量程，按图实91甲所示连接好电路(2)把滑动变阻器的滑片移动到使接入电路的阻值最大的一端(3)闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1，U1)用同样方法测量几组I、U值，填入表格中.(4)断开开关，拆除电路，整理好器材第1组组第2组组第3组组第4组组第5组组第6组组U/VI/A2数据处理本实验中数据的处理方法，一是联立方程求解的公式法，二是描点画图法方法一：取六组对应的U、I数据，数据满足的关系式U1EI1r、U2EI2r、U3EI3r让第1式和第4式联立方程，第2式和第5式联立方程，第3式和第6式联立方程，这样解得三组E、r，取其平均值作为电池的电动势E和内阻r的大小方法二：以路端电压U为纵轴、干路电流I为横轴建立UI坐标系，在坐标平面内描出各组(U，I)值所对应的点，然后尽量多地通过这些点作一条直线，不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，则直线与纵轴交点的纵坐标即是电池电动势的大小(一次函数的纵轴截距)，直线的斜率的大小即为电池的内阻r，即r| |.五、注意事项1为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些(选用已使用过一段时间的干电池)2要测出不少于6组的(I，U)数据，且变化范围要大些，然后用方程组求解，并求平均值3画UI图线时，由于读数的偶然误差，描出的点不在一条直线上，在作图时应使图线通过尽可能多的点，并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去这样就可使偶然误差得到部分抵消，从而提高精确度4由于干电池的内阻较小，路端电压U的变化也较小，这时画UI图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标I必须从零开始)但这时图线和横轴的交点不再是短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电源电动势，图线斜率的绝对值仍为内阻六、误差分析1由读数不准确和电表线性不良引起误差2用图象法求E和r时，由于作图不准确造成的误差3如图实92所示，在理论上EU(IVIA)r，其中电压表示数U是准确的电源两端电压而实验中忽略了通过电压表的电流IV而形成误差，而且电压表示数越大，IV越大图实92结论：(1)当电压表示