描绘小灯泡伏安特性曲线
一、实验定位
小灯泡伏安曲线考查非线性元件、分压电路和图像解释。
二、实验原理
- 小灯泡电阻随温度升高而增大。
- 伏安特性曲线不是直线，斜率变化反映电阻变化。
- 为获得从零开始的电压，通常采用分压接法。
三、操作流程
- 选择合适量程，按分压外接法连接电路。
- 闭合开关前滑片置于使灯泡电压为零的位置。
- 缓慢调节电压，记录多组 。
- 描点连成平滑曲线，不强行画直线。
四、数据处理
- 图像上某点的电阻为 ，不是切线斜率。
- 电压升高后曲线斜率通常变小，说明电阻变大。
- 读数要覆盖低压到额定附近。
五、误差与改进
- 灯丝温度未稳定会造成读数漂移。
- 电压过大可能烧坏灯泡。
- 把曲线切线斜率当作电阻。
六、考场检查表
| 检查项 | 标准说法 | 常见扣分 |
|---|---|---|
| 电路选择 | 分压外接常用 | 无法从零调压 |
| 图像处理 | 平滑曲线 | 强行线性拟合 |
| 电阻判断 | 用切线斜率 |
七、典型问答（带答案）
问：小灯泡 图像为什么不是过原点直线？
答：灯丝温度随电流增大而升高，电阻增大，欧姆定律的线性关系不再适用于整个变化过程。
八、高频设问补充
1. 为什么通常采用分压式接法？
答案：描绘伏安特性曲线需要从接近零电压开始连续取多组数据，分压式电路可以让小灯泡两端电压从零附近连续调节。
2. 为什么常用电流表外接？
答案：小灯泡正常工作时电阻通常不大，采用外接法可以减小电流表内阻分压对灯泡电压测量的影响。
3. 图像上某一点的电阻如何求？
答案：该点对应工作状态下的电阻为
不是曲线在该点的切线斜率。
4. 曲线为什么逐渐弯曲？
答案：电压、电流增大时灯丝温度升高，电阻增大。若纵轴为 、横轴为 ，图像斜率 逐渐减小。
九、评分关键词
- 分压式接法；
- 电压从零开始调节；
- 外接法常用；
- 多组 数据；
- 平滑曲线，不画折线；
- 电阻用 ；
- 灯丝温度升高导致电阻增大。
十、训练小题组（带答案）
1. 图像形状判断
题目：若纵轴为 、横轴为 ，小灯泡伏安曲线随电压增大斜率怎样变化？
答案：斜率逐渐变小。因为电压、电流增大时灯丝温度升高，电阻增大，而 图像割线斜率与 有关，整体表现为增长变慢。
2. 某点电阻
题目：图像上某工作点读得 ，，求该状态下灯泡电阻。
答案：
不要用切线斜率代替电阻。
3. 电路选择
题目：为什么描绘小灯泡伏安曲线常用分压式接法？
答案：分压式可以让灯泡两端电压从零附近连续调节，便于获得完整曲线，尤其是低电压段数据。