一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?描繪小電珠的伏安特性曲線描繪小電珠的伏安特性曲線2分析伏安特性曲線的變化規(guī)律分析伏安特性曲線的變化規(guī)律二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理1用電流表測(cè)出流過(guò)小電珠的電流，用電壓表測(cè)出小電珠用電流表測(cè)出流過(guò)小電珠的電流，用電壓表測(cè)出小電珠兩端的電壓，測(cè)出多組兩端的電壓，測(cè)出多組(U，I)值，在值，在UI坐標(biāo)系中描出各對(duì)坐標(biāo)系中描出各對(duì)應(yīng)點(diǎn)，用一條平滑的曲線將這些點(diǎn)連接起來(lái)應(yīng)點(diǎn)，用一條平滑的曲線將這些點(diǎn)連接起來(lái)2電流表外接：電流表外接：因?yàn)樾‰娭殡娮韬苄?，如果電流表?nèi)接，因?yàn)樾‰娭殡娮韬苄?，如果電流表?nèi)接，誤差明顯較大誤差明顯較大滑動(dòng)變阻器采用分壓式：使電壓能從滑動(dòng)變阻器采用分壓式：使電壓能從0開(kāi)始連續(xù)變化開(kāi)始連續(xù)變化( (二二) )描繪小電珠的伏安特性曲線描繪小電珠的伏安特性曲線3滑動(dòng)變阻器的限流接法和分壓接法滑動(dòng)變阻器的限流接法和分壓接法(1)兩種接法比較兩種接法比較(2)限流電路、分壓電路的選擇原則：限流電路、分壓電路的選擇原則：限流式適合測(cè)量阻值小的電阻限流式適合測(cè)量阻值小的電阻(跟滑動(dòng)變阻器的總電阻相比相差不跟滑動(dòng)變阻器的總電阻相比相差不多或比滑動(dòng)變阻器的總電阻還小多或比滑動(dòng)變阻器的總電阻還小)分壓式適合測(cè)量阻值較大的電阻分壓式適合測(cè)量阻值較大的電阻(一般比滑動(dòng)變阻器的總電阻要大一般比滑動(dòng)變阻器的總電阻要大)因?yàn)橐驗(yàn)镽x很小，限流式中滑動(dòng)變阻很小，限流式中滑動(dòng)變阻器分得電壓很大，調(diào)節(jié)范圍越大器分得電壓很大，調(diào)節(jié)范圍越大Rx很大，分壓式中很大，分壓式中Rx幾乎不影響電幾乎不影響電壓的分配，觸頭移動(dòng)時(shí)，電壓變化接近線性關(guān)系，便于調(diào)節(jié)壓的分配，觸頭移動(dòng)時(shí)，電壓變化接近線性關(guān)系，便于調(diào)節(jié)若采用限流式不能控制電流滿足實(shí)驗(yàn)要求，即若滑動(dòng)變阻器阻若采用限流式不能控制電流滿足實(shí)驗(yàn)要求，即若滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)到最大時(shí)，待測(cè)電阻上的電流值調(diào)到最大時(shí)，待測(cè)電阻上的電流(或電壓或電壓)仍超過(guò)電流表仍超過(guò)電流表(或電壓表或電壓表)的量程，或超過(guò)待測(cè)電阻的額定電流，則必須選用分壓式的量程，或超過(guò)待測(cè)電阻的額定電流，則必須選用分壓式若待測(cè)電阻的阻值比滑動(dòng)變阻器總電阻大得多，以致在限流電若待測(cè)電阻的阻值比滑動(dòng)變阻器總電阻大得多，以致在限流電路中，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭從一端滑到另一端時(shí)，待測(cè)電阻上的電路中，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭從一端滑到另一端時(shí)，待測(cè)電阻上的電流或電壓變化范圍不夠大，此時(shí)，應(yīng)改用分壓電路流或電壓變化范圍不夠大，此時(shí)，應(yīng)改用分壓電路若實(shí)驗(yàn)中要求電壓從零開(kāi)始連續(xù)可調(diào)，則必須采用分壓式電路若實(shí)驗(yàn)中要求電壓從零開(kāi)始連續(xù)可調(diào)，則必須采用分壓式電路兩種電路均可使用的情況下，應(yīng)優(yōu)先采用限流式接法，因?yàn)橄迌煞N電路均可使用的情況下，應(yīng)優(yōu)先采用限流式接法，因?yàn)橄蘖魇浇臃娐泛?jiǎn)單、耗能低流式接法電路簡(jiǎn)單、耗能低 4伏安法測(cè)電阻時(shí)內(nèi)外接法的選擇伏安法測(cè)電阻時(shí)內(nèi)外接法的選擇(1)兩種接法的比較兩種接法的比較三、實(shí)驗(yàn)器材三、實(shí)驗(yàn)器材小電珠小電珠(“4 V,0.7 A”或或“3.8 V,0.3 A”)、4 V6 V學(xué)生電源、滑動(dòng)變學(xué)生電源、滑動(dòng)變阻器、電壓表、電流表、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干、坐標(biāo)紙、鉛筆阻器、電壓表、電流表、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干、坐標(biāo)紙、鉛筆四、實(shí)驗(yàn)步驟四、實(shí)驗(yàn)步驟1確定電流表、電壓表的量程，采用電流表外接法，滑動(dòng)變阻確定電流表、電壓表的量程，采用電流表外接法，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，按右圖的原理圖連接好實(shí)驗(yàn)電路器采用分壓式接法，按右圖的原理圖連接好實(shí)驗(yàn)電路2把滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片調(diào)節(jié)到把滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片調(diào)節(jié)到圖中最左端，接線經(jīng)檢查無(wú)誤后，圖中最左端，接線經(jīng)檢查無(wú)誤后，閉合開(kāi)關(guān)閉合開(kāi)關(guān)S. 3移動(dòng)滑動(dòng)變阻器觸頭位置，測(cè)出移動(dòng)滑動(dòng)變阻器觸頭位置，測(cè)出12組左右不同的電壓值組左右不同的電壓值U和電和電流值流值I，并將測(cè)量數(shù)據(jù)填入表格中，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，并將測(cè)量數(shù)據(jù)填入表格中，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S. 4.在坐標(biāo)紙上以在坐標(biāo)紙上以U為橫軸，以為橫軸，以I為縱軸，建立坐標(biāo)系在坐標(biāo)紙上為縱軸，建立坐標(biāo)系在坐標(biāo)紙上描出各組數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)將描出的點(diǎn)用平滑的曲線連接起來(lái)就描出各組數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)將描出的點(diǎn)用平滑的曲線連接起來(lái)就得到小電珠的伏安特性曲線得到小電珠的伏安特性曲線5拆除電路、整理儀器拆除電路、整理儀器五、誤差分析五、誤差分析1由于電壓表不是理想電表，內(nèi)阻并非無(wú)窮大，對(duì)電路的影響會(huì)由于電壓表不是理想電表，內(nèi)阻并非無(wú)窮大，對(duì)電路的影響會(huì)帶來(lái)誤差，電流表外接，則電流示數(shù)過(guò)大帶來(lái)誤差，電流表外接，則電流示數(shù)過(guò)大2測(cè)量時(shí)讀數(shù)帶來(lái)誤差測(cè)量時(shí)讀數(shù)帶來(lái)誤差3在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)、作圖帶來(lái)誤差在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)、作圖帶來(lái)誤差六、注意事項(xiàng)六、注意事項(xiàng)1本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)小電珠燈絲的電阻值較小，因此測(cè)量電路必須采本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)小電珠燈絲的電阻值較小，因此測(cè)量電路必須采用電流表外接法用電流表外接法2本實(shí)驗(yàn)要作出本實(shí)驗(yàn)要作出UI圖象，要求測(cè)出一組包括零在內(nèi)的電流、圖象，要求測(cè)出一組包括零在內(nèi)的電流、電壓值，故控制電路必須采用分壓接法電壓值，故控制電路必須采用分壓接法3為保護(hù)元件不被燒毀，開(kāi)關(guān)閉合前變阻器滑片應(yīng)位于圖中的為保護(hù)元件不被燒毀，開(kāi)關(guān)閉合前變阻器滑片應(yīng)位于圖中的a端端4加在小電珠兩端的電壓不要超過(guò)其額定電壓加在小電珠兩端的電壓不要超過(guò)其額定電壓5連圖線時(shí)曲線要平滑，不在圖線上的數(shù)據(jù)點(diǎn)應(yīng)均勻分布在圖線連圖線時(shí)曲線要平滑，不在圖線上的數(shù)據(jù)點(diǎn)應(yīng)均勻分布在圖線兩側(cè)，絕對(duì)不要畫(huà)成折線兩側(cè)，絕對(duì)不要畫(huà)成折線 七、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)七、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)由于人工讀數(shù)和繪制伏安特性曲線時(shí)存在較大誤差，故可采用由于人工讀數(shù)和繪制伏安特性曲線時(shí)存在較大誤差，故可采用“DIS”數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和處理，如下圖所示，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和處理，如下圖所示，電流和電壓均可由傳感器測(cè)出，并能得到盡可能多的連續(xù)的且差電流和電壓均可由傳感器測(cè)出，并能得到盡可能多的連續(xù)的且差距不太大的數(shù)據(jù)，然后輸入電腦，由電腦對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)偏距不太大的數(shù)據(jù)，然后輸入電腦，由電腦對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)偏差很大的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)取舍，再進(jìn)行繪圖，便得到小電珠的伏安差很大的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)取舍，再進(jìn)行繪圖，便得到小電珠的伏安特性曲線特性曲線實(shí)驗(yàn)器材的選取和實(shí)物圖的連接實(shí)驗(yàn)器材的選取和實(shí)物圖的連接 (2011年海淀模擬年海淀模擬)在在“描繪小電珠的伏安特性曲線描繪小電珠的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)中，可供選擇的實(shí)驗(yàn)儀器如下：中，可供選擇的實(shí)驗(yàn)儀器如下：(1)在上述器材中，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選在上述器材中，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選_；電流；電流表應(yīng)選表應(yīng)選_(2)在圖中用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，把實(shí)驗(yàn)儀器連接成完整的實(shí)驗(yàn)電路在圖中用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，把實(shí)驗(yàn)儀器連接成完整的實(shí)驗(yàn)電路 (3)利用實(shí)驗(yàn)中得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在利用實(shí)驗(yàn)中得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在IU坐標(biāo)系中，描繪出了如圖所示坐標(biāo)系中，描繪出了如圖所示的小電珠的伏安特性曲線根據(jù)此圖給出的信息，可以判斷出圖中的小電珠的伏安特性曲線根據(jù)此圖給出的信息，可以判斷出圖中正確的是正確的是(圖中圖中為小電珠功率為小電珠功率) 答案答案(1)R1A2(2)見(jiàn)規(guī)范解答圖見(jiàn)規(guī)范解答圖(3)B、D 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理表格中所列數(shù)據(jù)是測(cè)量小電珠表格中所列數(shù)據(jù)是測(cè)量小電珠UI關(guān)系的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：關(guān)系的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)： (1)分析表格內(nèi)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)電路圖是圖中的分析表格內(nèi)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)電路圖是圖中的_(選填選填“甲甲”或或“乙乙”)；(2)在丙圖所示的方格紙內(nèi)畫(huà)出小電珠的在丙圖所示的方格紙內(nèi)畫(huà)出小電珠的UI曲線分析曲線可知小曲線分析曲線可知小電珠的電阻值隨電珠的電阻值隨I變大而變大而_(選填選填“變大變大”、“變小變小”或或“不不變變”)；(3)如圖丁所示，用一個(gè)定值電阻如圖丁所示，用一個(gè)定值電阻R和兩個(gè)上述小電珠組成串并聯(lián)和兩個(gè)上述小電珠組成串并聯(lián)電路，連接到內(nèi)阻不計(jì)、電動(dòng)勢(shì)為電路，連接到內(nèi)阻不計(jì)、電動(dòng)勢(shì)為3 V的電源上已知流過(guò)電阻的電源上已知流過(guò)電阻R的電流是流過(guò)電珠的電流是流過(guò)電珠L(zhǎng)2電流的兩倍，則流過(guò)電珠電流的兩倍，則流過(guò)電珠L(zhǎng)1的電流約為的電流約為_(kāi) A. 規(guī)范解答規(guī)范解答(1)從表中數(shù)據(jù)可看出，電珠兩端電壓可以從零開(kāi)始從表中數(shù)據(jù)可看出，電珠兩端電壓可以從零開(kāi)始調(diào)節(jié)，這說(shuō)明滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用分壓接法，故應(yīng)選用甲圖調(diào)節(jié)，這說(shuō)明滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用分壓接法，故應(yīng)選用甲圖(2)在方格紙上根據(jù)在方格紙上根據(jù)UI數(shù)據(jù)描點(diǎn)、連線，其數(shù)據(jù)描點(diǎn)、連線，其UI圖象如圖隨圖象如圖隨U和和I的增大，圖線上各點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線的斜率越來(lái)越大，故其電阻變的增大，圖線上各點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線的斜率越來(lái)越大，故其電阻變大大(3)因流過(guò)電阻因流過(guò)電阻R的電流是流過(guò)電珠的電流是流過(guò)電珠L(zhǎng)2電流的兩倍，則流過(guò)燈電流的兩倍，則流過(guò)燈L1的電流是流過(guò)燈的電流是流過(guò)燈L2電流的電流的3倍，而燈倍，而燈L1、L2兩端的電壓之和為兩端的電壓之和為3 V，在在(2)描出的描出的UI圖象中，找出一個(gè)電流圖象中，找出一個(gè)電流I對(duì)應(yīng)的電壓對(duì)應(yīng)的電壓U1，再找出，再找出3I對(duì)應(yīng)的電壓對(duì)應(yīng)的電壓U2，直到，直到U1U23 V為止為止最后得出結(jié)果，流過(guò)電珠，最后得出結(jié)果，流過(guò)電珠，L1的電流為的電流為0.21 A答案答案(1)甲甲(2)UI圖線見(jiàn)規(guī)范解答變大圖線見(jiàn)規(guī)范解答變大(3)0.21為了測(cè)定和描繪一只標(biāo)有為了測(cè)定和描繪一只標(biāo)有“220 V40 W”字樣的白熾燈燈絲的字樣的白熾燈燈絲的伏安特性曲線，可以利用調(diào)壓變壓器供電調(diào)壓變壓器是一種伏安特性曲線，可以利用調(diào)壓變壓器供電調(diào)壓變壓器是一種自耦變壓器，它只有一組線圈自耦變壓器，它只有一組線圈L，繞在閉合的環(huán)形鐵芯上，輸入，繞在閉合的環(huán)形鐵芯上，輸入端接在端接在220 V交流電源的火線和零線間，輸出端有一個(gè)滑片交流電源的火線和零線間，輸出端有一個(gè)滑片P，移動(dòng)它的位置，就可以使輸出電壓在移動(dòng)它的位置，就可以使輸出電壓在0250 V之間連續(xù)變之間連續(xù)變化圖中畫(huà)出的是調(diào)壓變壓器的電路圖符號(hào)，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)備有交化圖中畫(huà)出的是調(diào)壓變壓器的電路圖符號(hào)，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)備有交流電壓表、交流電流表、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等實(shí)驗(yàn)必備流電壓表、交流電流表、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等實(shí)驗(yàn)必備器材器材 (1)請(qǐng)?jiān)谙聢D中完成實(shí)驗(yàn)電路圖，要求在額定電壓下測(cè)得的數(shù)據(jù)誤請(qǐng)?jiān)谙聢D中完成實(shí)驗(yàn)電路圖，要求在額定電壓下測(cè)得的數(shù)據(jù)誤差盡量小差盡量小(2)按你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行測(cè)量時(shí)，將電壓較高段與電壓較低段按你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行測(cè)量時(shí)，將電壓較高段與電壓較低段進(jìn)行比較，哪段的系統(tǒng)誤差較大？為什么？進(jìn)行比較，哪段的系統(tǒng)誤差較大？為什么？(3)如果根據(jù)測(cè)量結(jié)果作出的該白熾燈燈絲的伏安特性曲線如圖所如果根據(jù)測(cè)量結(jié)果作出的該白熾燈燈絲的伏安特性曲線如圖所示，試根據(jù)圖線確定：當(dāng)把兩只完全相同的示，試根據(jù)圖線確定：當(dāng)把兩只完全相同的“220 V40 W”的白熾的白熾燈串聯(lián)接在燈串聯(lián)接在220 V交流電源的火線和零線間時(shí)，兩只燈所消耗的總交流電源的火線和零線間時(shí)，兩只燈所消耗的總功率是多大？功率是多大？ 規(guī)范解答規(guī)范解答(1)該設(shè)計(jì)是對(duì)該設(shè)計(jì)是對(duì)“描繪小電珠的伏安特性曲線描繪小電珠的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)知識(shí)的遷移和拓展，還涉及了變壓器、家電常識(shí)、內(nèi)外接法、串知識(shí)的遷移和拓展，還涉及了變壓器、家電常識(shí)、內(nèi)外接法、串聯(lián)電路、圖象等各種知識(shí)，綜合性很強(qiáng)，應(yīng)把電珠接在滑動(dòng)端，聯(lián)電路、圖象等各種知識(shí)，綜合性很強(qiáng)，應(yīng)把電珠接在滑動(dòng)端，電源接在固定端，電路連接如圖所示電源接在固定端，電路連接如圖所示(2)“描繪小電珠的伏安特性曲線描繪小電珠的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)給我們提供了一種了解家實(shí)驗(yàn)給我們提供了一種了解家用電器和各種電學(xué)元件電學(xué)性質(zhì)的重要方法用電器和各種電學(xué)元件電學(xué)性質(zhì)的重要方法描點(diǎn)法，特別是對(duì)一描點(diǎn)法，特別是對(duì)一些非線性元件只有知道了其特性，才可以對(duì)其合理利用如電子些非線性元件只有知道了其特性，才可以對(duì)其合理利用如電子技術(shù)中常用的二極管的伏安特性曲線當(dāng)電壓高時(shí)，白熾燈消耗的技術(shù)中常用的二極管的伏安特性曲線當(dāng)電壓高時(shí)，白熾燈消耗的實(shí)際功率較大，燈絲溫度較高，電阻較大，電壓表的分流較大，系實(shí)際功率較大，燈絲溫度較高，電阻較大，電壓表的分流較大，系統(tǒng)誤差較大統(tǒng)誤差較大(3)兩只白熾燈串聯(lián)后分壓各為兩只白熾燈串聯(lián)后分壓各為110 V，由白熾燈燈絲的伏安特性，由白熾燈燈絲的伏安特性曲線可讀出此時(shí)的工作電流約為曲線可讀出此時(shí)的工作電流約為0.15 A，故兩燈消耗的總功率，故兩燈消耗的總功率P0.151102 W33 W.答案答案(1)見(jiàn)規(guī)范解答圖見(jiàn)規(guī)范解答圖(2)在電壓較高段誤差大因?yàn)殡妷焊邥r(shí)白熾燈消耗的實(shí)際功率大在電壓較高段誤差大因?yàn)殡妷焊邥r(shí)白熾燈消耗的實(shí)際功率大，燈絲溫度高，電阻大，對(duì)外接法而言，電壓表的電流相對(duì)較大，燈絲溫度高，電阻大，對(duì)外接法而言，電壓表的電流相對(duì)較大，系統(tǒng)誤差大系統(tǒng)誤差大(3)33 W