【实验简介】用伏安法研究电学器件的伏安特性，是电学实验中的基础实验。它能使学生正确使用电学基本仪器，正确联接线路，并能在电路的分析和电学仪器的选择方面受到有效的训练。通过本实验了解并掌握基本电学仪器的使用及仪器误差的估算，学习电学实验规程，掌握回路接线法则，学习测量条件的选择及系统误差的修正，测量并作出非线性电阻的伏安特性曲线。【预习、操作要点】1．滑线变阻器的正确使用方法。滑线变阻器的参数为固定电阻、额定电流，其在电路控制中主要起限流和分压作用。如果实验电路中为了得到某一范围连续变化的电流，常用限流接法：如果是为了得到从零开始的连续变化的电压，则用分压接法。滑线变阻器用做分压接法时，常常是两个固定端分接电源输出端正、负极，可变端、以及连接电源输出端负极的一端作为负载输出的正、负端，输出最小值为零，最大值为电源输出端电压。2.掌握电压表、电流表的正确使用。电压表并接在待测器件两端，电流表串接在待测器件一端，注意电表间的匹配，对直流电表还要注意正负极性。读数测量之前，由电表的两个参数即量程、准确度等级算出电表的误差限，通过观察表盘分度特点，直接读出具体数值大小，有效数字位数正确。3.熟悉电学实验规程，熟知电流表内接、外接的接线方法及使用条件。4.如何选取实验测量条件。本实验，采用内接法，为消除系统误差，就必须分别测知灯泡接入、断开两种情况下的电流所对应的电压。如此，当有灯泡时，由于灯泡的额定电压为6.3V，此时作为自变量的电压U取值为0～7.5V（7.5V为电压表量程，其略大于待测灯泡的额定电压）。先接电流表为最大量程，观测当电压取值为最大时所对应的最大电流值Imax，再来选取电流表合适的量程，以使电压表、电流表相匹配。断开灯泡时，使电流表的读数为血ax，观测此时对应的最大电压max，以重新选取与电流表相匹配的电压表量程。综上所述，在作具体实验时，应先定性观测，然后再做定量测量。5.做图处理数据，消除内接产生的系统误差。在同一坐标纸上按作图规则作出两种情况下的U～I关系图线，从图中求出同一电流所对应的两种情况下的电压差DU,则DU~1关系图线即为消除系统误差的灯泡付安特性曲线。由于作图处理数据是对整个数据取平均，本身就有误差，所以，也就没有必要在对结果进行不确定度计算
【实验简介】 用伏安法研究电学器件的伏安特性，是电学实验中的基础实验。它能使学生正确使用电学基本仪器，正确联接线路， 并能在电路的分析和电学仪器的选择方面受到有效的训练。通过本实验了解并掌握基本电学仪器的使用及仪器误差的 估算， 学习电学实验规程,掌握回路接线法则，学习测量条件的选择及系统误差的修正，测量并作出非线性电阻的伏 安特性曲线。 【预习、操作要点】 1．滑线变阻器的正确使用方法。 滑线变阻器的参数为固定电阻、额定电流，其在电路控制中主要起限流和分压作用。如果实验电路中为了得到某一范 围连续变化的电流，常用限流接法；如果是为了得到从零开始的连续变化的电压，则用分压接法。滑线变阻器用做分 压接法时，常常是两个固定端分接电源输出端正、负极，可变端、以及连接电源输出端负极的一端作为负载输出的 正、负端，输出最小值为零，最大值为电源输出端电压。 2．掌握电压表、电流表的正确使用。 电压表并接在待测器件两端，电流表串接在待测器件一端，注意电表间的匹配，对直流电表还要注意正负极性。读数 测量之前，由电表的两个参数即量程、准确度等级算出电表的误差限，通过观察表盘分度特点，直接读出具体数值大 小，有效数字位数正确。 3．熟悉电学实验规程，熟知电流表内接、外接的接线方法及使用条件。 4．如何选取实验测量条件。 本实验，采用内接法，为消除系统误差，就必须分别测知灯泡接入、断开两种情况下的电流所对应的电压。如此，当 有灯泡时，由于灯泡的额定电压为 6.3 V，此时作为自变量的电压 U 取值为 0～7.5V（7.5V 为电压表量程，其略大于待 测灯泡的额定电压）。先接电流表为最大量程，观测当电压取值为最大时所对应的最大电流值 Imax，再来选取电流表 合适的量程，以使电压表、电流表相匹配。断开灯泡时，使电流表的读数为 Imax，观测此时对应的最大电压 Umax，以 重新选取与电流表相匹配的电压表量程。综上所述，在作具体实验时，应先定性观测，然后再做定量测量。 5．做图处理数据，消除内接产生的系统误差。 在同一坐标纸上按作图规则作出两种情况下的 U～I 关系图线，从图中求出同一电流所对应的两种情况下的电压差 DU， 则 DU～I 关系图线即为消除系统误差的灯泡付安特性曲线。 由于作图处理数据是对整个数据取平均，本身就有误差，所以，也就没有必要在对结果进行不确定度计算
【实验仪器】直流电源，滑线变阻器，电压表，电流表，单刀单掷开关，待测小灯泡等。I.滑线变阻器（slidingrheostat）滑线变阻器在电学中的应用十分广泛，多数情况下都是用滑线变阻器来达到控制电路中电流或电压的目的。.cBAR图3-4-4滑线变阻器如图3-4-4所示，滑线变阻器是一种可以连续调节的电阻器件，其主体是一个绝缘筒，其上绕有电阻丝，电阻丝的两端分别与固定的接线柱A、B相连，它的上面有一个可沿金属滑杆滑动的触点，滑杆的一端连有接线柱。将A、B、C按一定的方式接入电路，就可通过滑动触点来改变阻值（请注意：仪器上的标尺刻度并不是电阻值，它只是将阻值按长度分成0-100等分）。选用滑线变阻器时，必须考虑它的两个主要参数：阻值（指A、B间的电阻值，常用RO或RAB表示）和额定电流（电阻丝允许通过的最大电流）。如图3-4-5所示，滑线变阻器在电路控制中主要起限流和分压的作用。使用滑线变阻器时，在通电之前必须使其处于安全位置。目的是使电源接通时，电路中只有较RoKEAfcBRBBActRRa限流6分压图3-4-5滑线变阻器的作用小的电流通过或负载上所加的电压为零，然后根据需要调整其阻值大小。切断电源时，也应使滑线变阻器处于安全位置，以免电表指针摆动过大，损坏电表
【实验仪器】 直流电源，滑线变阻器，电压表，电流表，单刀单掷开关，待测小灯泡等。 1．滑线变阻器（sliding rheostat） 滑线变阻器在电学中的应用十分广泛，多数情况下都是用滑线变阻器来达到控制电路中电流或电压的目的。 图 3-4-4 滑线变阻器 如图 3-4-4 所示，滑线变阻器是一种可以连续调节的电阻器件，其主体是一个绝缘筒，其上绕有电阻丝，电阻丝的两 端分别与固定的接线柱 A、B 相连，它的上面有一个可沿金属滑杆滑动的触点，滑杆的一端连有接线柱。将 A、B、C 按 一定的方式接入电路，就可通过滑动触点来改变阻值（请注意：仪器上的标尺刻度并不是电阻值，它只是将阻值按长 度分成 0-100 等分）。 选用滑线变阻器时，必须考虑它的两个主要参数：阻值（指 A、B 间的电阻值，常用 R0 或 RAB 表示）和额定电流（电 阻丝允许通过的最大电流）。 如图 3-4-5 所示，滑线变阻器在电路控制中主要起限流和分压的作用。使用滑线变阻器时，在通电之前必须使其处于 安全位置。目的是使电源接通时，电路中只有较 小的电流通过或负载上所加的电压为零，然后根据需要调整其阻值大小。切断电源时，也应使滑线变阻器处于安全位 置，以免电表指针摆动过大，损坏电表
在使用滑线变阻器作为分压或限流时，必须考虑控制电路输出及负载阻值的大小，以满足实验的需要。如图（3-4-5b）所示，滑线变阻器的额定阻值为RO，而负载电阻为RL与RV的并联值欣，若R>10AO以上，其电压输出LBC与滑线变阻器用作负载分压的阻值RBC呈线性关系：当Re接近R0或小于时则为非线性关系。如图（3-4-5a）所示，滑线变阻器用作限流时，电路中的电流为FE/（RBC+RL），RBC的变化与电流1呈非线性关系。当RO10RL时，回路中电阻以RO为主，当RBC变化时，电流变化范围较大，电流I与RBC之间的非线性更加明显。2.电表物理实验常用的电表有直流电流表、电压表及交直流两用表。使用时应注意（1）电流表是用来测电流的，应串接在电路中：电压表是用来测电压的，应并接在电路中。对直流电表，必须注意正、负极性。（2）电表分为0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0等七个准确度等级，其级别a标在表盘的右下方，a越小，表的精度越高。其仪器误差限为所用量程与百分级别的乘积。即A=量程×α%(3-4-6)（3）根据测量对象选择合适的量程、级别和内阻。选择电表的量程时，既不能太小，否则测量值超过它会损坏电表；也不能过大，以免测量误差增大。一次测量时，应使测量值小于满刻度，但超过量程的一半（为量程的三分之二）。对多量程电表，在不知测量值范围时，应先接大量程，在粗略估出测量值后，再换接与之相近的量程，使测量误差减小。常见电表的内阻如下表3-4-1所示。表3-4-1常见电表的符号和内阻范围名称符号内阻范围G电流计几百～几千欧A安培表<1欧毫安表mA几欧～几十欧微安表mA百欧～几千欧v伏特计（几百～几千欧）／伏毫伏表mV（几百～几千欧）／伏（4）使用前要检查机械零点。电表应按右下方的要求放置，如“十、”和“、→”分别表示刻度盘为垂直和水平。（5）测量时，为消除视差的影响，应使指针与其在镜中的像重合后再读数。【分析与思考】
在使用滑线变阻器作为分压或限流时，必须考虑控制电路输出及负载阻值的大小，以满足实验的需要。如图（3-4- 5b）所示，滑线变阻器的额定阻值为 R0，而负载电阻为 RL 与 RV 的并联值 R¢，若 R¢＞10R0 以上，其电压输出 UBC 与 滑线变阻器用作负载分压的阻值 RBC 呈线性关系；当 R¢接近 R0 或小于 R0 时则为非线性关系。如图（3-4-5a）所示 ， 滑线变阻器用作限流时，电路中的电流为 I=E/（RBC+RL），RBC 的变化与电流 I 呈非线性关系。当 R0＜10RL 时，回路 电阻以 RL 为主，改变滑线变阻器阻值，回路中的电流变化范围较小，电流 I 与 RBC 之间的非线性不明显；当 R0＞ 10RL 时，回路中电阻以 R0 为主，当 RBC 变化时，电流变化范围较大，电流 I 与 RBC 之间的非线性更加明显。 2．电表 物理实验常用的电表有直流电流表、电压表及交直流两用表。使用时应注意： （1）电流表是用来测电流的，应串接在电路中；电压表是用来测电压的，应并接在电路中。对直流电表，必须注意 正、负极性。 （2）电表分为 0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0 等七个准确度等级，其级别 a 标在表盘的右下方，a 越小，表的 精度越高。其仪器误差限为所用量程与百分级别的乘积。即 （3-4-6） （3）根据测量对象选择合适的量程、级别和内阻。选择电表的量程时，既不能太小，否则测量值超过它会损坏电表； 也不能过大，以免测量误差增大。一次测量时，应使测量值小于满刻度，但超过量程的一半（为量程的三分之二）。 对多量程电表，在不知测量值范围时，应先接大量程，在粗略估出测量值后，再换接与之相近的量程，使测量误差减 小。 常见电表的内阻如下表 3-4-1 所示。 表 3-4-1 常见电表的符号和内阻范围 名称 符号 内阻范围 电流计 G 几百～几千欧 安培表 A ＜1 欧 毫安表 mA 几欧～几十欧 微安表 mA 百欧～几千欧 伏特计 V （几百～几千欧）/伏 毫伏表 mV （几百～几千欧）/伏 （4）使用前要检查机械零点。电表应按右下方的要求放置，如“┴、↑”和“┌┐、→”分别表示刻度盘为垂直和水 平。 （5）测量时，为消除视差的影响，应使指针与其在镜中的像重合后再读数。 【分析与思考】
1.电表的仪器误差限怎样估算？其指示值的有效数字位数如何确定？参考图3-1-1，再提供一个单刀双掷开关，门问如何接线可以用单刀双掷开关方便的实现电流表的内、外接法转换？2.画出电路图
1. 电表的仪器误差限怎样估算？其指示值的有效数字位数如何确定？ 2．参考图 3-4-1，再提供一个单刀双掷开关，问如何接线可以用单刀双掷开关方便的实现电流表的内、外接法转换？ 画出电路图