实验七 测绘小灯泡的伏安特性曲线
一、实验目的
1.测绘小灯泡的伏安特性曲线.
2.分析伏安特性曲线的变化规律.
二、实验原理
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.
三、实验器材
小灯泡(3.8V,0.3A)或(2.5V,0.6A)一个、电压表(0~3V~15V)与电流表(0~0.6A~3A)各一个、滑动变阻器(最大阻值20Ω)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
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限流接法
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分压接法
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对比说明
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两种接法
电路图
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串、并联关系不同
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负载R上电
压调节范围
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≤U≤E
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0≤U≤E
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分压电路调节范围大
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负载R上电
流调节范围
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≤I≤
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0≤I≤
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分压电路调节范围大
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闭合S前
触头位置
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b端
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a端
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都是为了保护电路元件
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由上表可以看出:滑动变阻器的分压式接法中,电压和电流的调节范围很大,限流式接法较节能.
2.两种接法的选择
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(跟滑动变阻器的总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小).
分压式接法适合测量阻值较大的电阻(一般比滑动变阻器的总电阻要大).
如果Rx很小,限流式接法中滑动变阻器分得电压较大,调节范围也比较大.Rx很大时,分压式接法中Rx几乎不影响电压的分配,滑片移动时,电压变化接近线性关系,便于调节.
(1)若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求,即若滑动变阻器阻值调到最大时,待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程,或超过待测电阻的额定电流(或电压),则必须选用分压式接法.
(2)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,滑动变阻器的滑片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,此时,应改用分压电路.
(3)若实验中要求电压从零开始调节,则必须采用分压式电路.
(4)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.
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,按所示的原理图连接好实验电路.
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组左右不同的电压值U和电流值I,并将测量数据填入表格中,断开开关S.
U(V)
I(A)
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0
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0.2
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0.4
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0.6
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0.8
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1.0
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1.2
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U(V)
I(A)
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1.6
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2.0
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2.4
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2.8
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3.2
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3.6
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3.8
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4.拆除电路,整理仪器.
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,就得到小灯泡的伏安特性曲线.
七、注意事项
1.电路的连接方式