描绘小灯泡的伏安特性曲线
灯丝的电阻会变化吗
用滑动变阻器分压接法,逐步增大灯泡两端电压,记录 U、I 数据并描绘伏安特性曲线。
配套虚拟仿真:描绘小灯泡的伏安特性曲线(虚拟探究)
用滑动变阻器分压接法,逐步增大灯泡两端电压,记录 U、I 数据并描绘伏安特性曲线。
实验目的
- 学会用分压法设计电路。
- 描绘小灯泡的伏安特性曲线。
- 理解金属电阻随温度升高而增大。
实验原理
小灯泡的灯丝是金属丝,其电阻随温度升高而增大。
当灯泡两端电压增大时,灯丝温度升高,电阻变大,因此其伏安特性曲线是一条向电流轴弯曲的曲线,而不是直线(即不遵守欧姆定律,是非线性元件)。
由于要求电压从零开始连续变化,滑动变阻器应采用分压接法;又因灯泡电阻较小,电流表应采用外接法。
关键公式 / 方程式
R = U / I
实验器材
小灯泡(带灯座)
电压表、电流表
滑动变阻器
电源、开关、导线
坐标纸
实验步骤
1
设计电路
采用滑动变阻器分压接法,电流表外接(并联在灯泡与电压表之间)。
2
连接检查
按电路图连接电路,检查无误后把滑片调到使灯泡电压为零的位置。
3
逐步测量
闭合开关,缓慢移动滑片,使灯泡电压从 0 开始逐步增大到额定电压,记录 8 组以上的 U、I 数据。
4
描绘曲线
在坐标纸上以 U 为横轴、I 为纵轴描点并连成平滑曲线。
5
分析特性
在曲线上取不同点计算 R = U / I,比较电阻随电压的变化。
实验现象
随着电压升高,灯泡逐渐变亮,灯丝发热发红。
伏安特性曲线是一条弯曲的曲线,电压越高曲线越向电流轴弯曲(斜率减小)。
计算出的电阻随电压升高而增大。
实验结论
结论
小灯泡的灯丝电阻随温度升高而增大,其伏安特性曲线不是直线,说明它是一个非线性元件。实验中需要分压接法才能从零开始调节电压。
安全提示
请务必遵守以下安全要求
灯泡两端电压不能超过额定电压,以免烧坏灯丝。
移动滑动变阻器滑片时要缓慢,注意观察电表示数,防止电流过大损坏电表。