灯泡

一、实验目的

描绘小灯泡的伏安特性曲线，并对其变化规律进行分析。

二、实验原理

1。金属导体的电阻率随温度的升高而增大，导致金属导体的电阻随温度的升高而增大。以电流I为纵坐标，以电压U为横坐标，描绘出小灯泡的伏安特性曲线I—U图像。

2。小灯泡电阻极小，所以电流表应采用外接法连入电路；电压应从0开始变化，所以滑动变阻器采用分压式接法，并且应将滑动变阻器阻值调到最大。

三、实验器材

小灯泡一盏，电源一个，滑动变阻器一个，电压表、电流表各一台，开关一个，导线若干，直尺一把。

四、实验电路

五、实验步骤

1。按照电路图连接电路，并将滑动变阻器的滑片P移至A端，如图：

2。闭合开关S，将滑片P逐渐向B端移动，观察电流表和电压表的示数，并且注意电压表示数不能超过小灯泡额定电压，取8组，记录数据，整理分析。 3。拆除电路，整理桌面，将器材整齐地放回原位。

以电流I为纵坐标，以电压U为横坐标，描绘出小灯泡的伏安特性曲线I—U图像。

八、实验结论

1。小灯泡的伏安特性曲线不是一条直线

2。曲线原因的分析：根据欧姆定理，R U应该是一条直线，但是那仅仅是理想IU来说，RI电阻，R是恒定不变的但是在现实的试验中，电阻R是会受到温度的影响的，此时随着电阻本身通过电流，温度就会增加，R自然上升，对于R

代表图线中的斜率，当R不变时，图像是直线，当变化时，自然就是曲线。九、误差分析

1。测量时未考虑电压表的分流，造成电流I的实际值大于理论值。 2。读数时没有读准确，在估读的时候出现误差。 3。描绘图像时没有描绘准确造成误差。

一、实验目的

1、学习测量非线性元件的伏安特性，掌握测量方法、基本电路；

2、描绘小灯泡的伏安特性曲线，并分析曲线的变化规律；

3、验证公式UKI的正确性，并计算出K和n的值；

4、学会对非线性关系的线性化处理。

5、掌握用变量代换法把曲线改直线进行线性最小二乘法进行曲线拟合。

6、掌握建立经验公式的基本方法。

二、实验器材

学生电源（6～10V直流），小灯泡（“6。3V 0。15A”），电流表（内阻较小），电压表（内阻很大），滑动变阻器，开关和导线。

三、实验原理

（1）测量伏安特性曲线

电学元件的电流和电压之间关系曲线称为伏安特性曲线，不同电学元件的伏安特性曲线不同。电阻的伏安特性曲线――线性，小灯泡的伏安特性曲线――非线性，二极管（正向和反向）的伏安特性曲线――非线性。

I UR I1R

根据部分电路欧姆定律，可得U，即在U~I坐标系中，图线的斜率等于电阻的倒数。但由于小灯泡的电阻会随温度的改变而变化，小n灯泡在一定电流范围内其电压与电流的关系为UKI，K和n是灯泡的有关系数。

表示非线性元件的电阻有两种方法，一种叫静态电阻（或叫直流电阻），用RD表示；另一种叫动态电阻（或叫微变电阻），用rD表示，它等于工作点附近的电压改变量与电流改变量之比。动态电阻可以通过伏安曲线求出，如图1所示，图中Q点的静态电阻rD dUdI RDUQIQ，动态电阻rD为n1 dkIdxnknI。 IQ

图1Rg

测量小灯泡的电功率实验报告

【提出问题】

(1)在前面做过了“测量小灯泡的电阻”的实验，参考它的思路，怎样测量小灯泡的电功率?

(2)如果给你额定电压分别为2.5V和3.8V的小灯泡各一只，你能测出它们的电功率吗?

(3)小灯泡上面如果标有额定功率，所标额定功率与通过P=UI测量出来的电功率在什么情况下它们是一致的，在什么情况下它们又是不一致的?

【设计实验】

1、实验原理：P=UI

2、实验设计的思路：由实验原理可知，要测量小灯泡的电功率，只需用电压表与灯泡并联测出它工作时的电压U，用电流表与灯泡串联测出它工作时的电流I，即可通过公式P=UI计算出功率值。因为实验中要多次测量灯泡的功率，根据串联分压的原理，还要用一个变阻器与灯泡串联，来改变小灯泡两端的电压，同时也改变了通过灯泡的电流，从而达到改变小灯泡功率的目的。

3、实验电路如图所示：

所需器材：电源、滑动变阻器、开关、小灯泡、导线、电流表、电压表

【进行实验】

1、如图连接电路，闭合开关前将变阻器值调到最大。(在额定电压分别为2.5V和3.8V的情况下，注意选择电流表和电压表的量程)

2、检查无误后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，观察电压表的数值，使小灯泡两端的电压等于它的额定电压时，记录此时电流表的示数。

3、移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压等于它的额定电压的1.2倍时，记录此时电压表和电流表的示数，并观察小灯泡发光情况与第一次有何不同。

4、移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压小于它的额定电压时，记录此时电压表和电流表的示数，并观察小灯泡发光情况与前两次有何不同。

5、整理实验器材，填写实验报告。

6、实验记录表格如下：

物理量

灯泡规格小灯泡两端电压U/V通过灯丝的电流I/A小灯泡的电功率P/W灯泡发光情况

2.5V

3.8V

电压(V)电流(A)电功率(W)灯泡发光情况

U=U额

U>U额

U

【分析和论证】

1、怎样通过测量的数据计算灯泡的功率?

2、小灯泡的额定功率是多少?当灯泡两端的电压比额定电压高和比额定电压低时，它的实际功率各是多少?小灯泡的亮度又如何变化?

【评估与交流】

1、反思实验中最可能出现错误的是哪几个环节?在哪些方面容易出现较大的误差?

2、在实验的设计、操作和分析过程中，你发现了哪些新的问题?

3、小组间进行交流，互相找出不完善的甚至错误的地方，对于发现的新问题，大家讨论可能的解决方法。