高二物理 第14单元45分钟过关检测(实验 描绘小灯泡的伏安特性曲线)(有解析)大纲人教版第二册

训练6 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线
1.某同学用两种导电元件分别研究它们的导电性质，他根据实验中所测的数据，分别绘制了I-U图线，如下列图.如下判断正确的答案是()
A.只有图(1)正确
B.只有图(2)正确
C.图(1)(2)都可能正确
D.图(1)(2)都一定不正确
答案：C
2.按如图电路测“4 V0.7 A〞小灯泡的伏安特性时，错误的做法是()
A.开始时滑动变阻器触头应调到B点
B.开始时滑动变阻器触头应调到A点
C.安培表在测量过程中不需要换挡
D.安培表在测量过程中应该换挡
答案：AD
3.有一规格为“220 V100 W〞的灯泡，现用一准确的欧姆表测其电阻，测量的结果是()
A.大于484 Ω
B.等于484 Ω
C.小于484 Ω
D.无法确定
答案：C
4.在“描绘小电珠的伏安特性曲线〞的实验中选用的电路是如下图中的哪一个()
答案：B
5.如下图为甲、乙两灯泡的I-U图象.根据图象，计算甲、乙两灯泡并联在电压为220 V的电路中，实际发光的功率约为()
A.15 W 、30 W
B.30 W 、40 W
C.40 W 、60 W
D.60 W 、100 W 答案：C
6.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线〞的实验中，所需器材如下列图，请画线将实物连接好.
答案：如图
解析：为描绘小灯泡的伏安特性曲线，变阻器应采用分压接法，又因为小灯泡电阻值较小，测量电路应采用安培表外接法，所以实物连线如答案图.
7.右图为某个小灯泡的I-U 图线，当灯泡两端所加电压为 1 V 时，灯丝的电阻R A =_________Ω；当灯泡两端电压为3 V 时，灯丝电阻R B =_________Ω.
答案：1020
解析：由电阻定义I
U
R =
可知，在I-U 图象中，图象斜率的倒数为电阻，所以R A =1.01=A A I U
Ω=10 Ω；Ω=Ω==
2015
.03
B B B I U R . 8.有一小灯泡上标有“6 V0.1 A 〞的字样，现要测量该灯泡的伏安特性曲线，有如下器材供选用：
A.电压表(0—5 V ，内阻2.0 kΩ)
B.电压表(0—10 V ，内阻3.0 kΩ)
C.电流表(0—0.3 A ，内阻2.0 Ω)
D.电流表(0—6 A ，内阻1.5 Ω)
E.滑动变阻器(30 Ω，2 A)
F.滑动变阻器(100 Ω，0.5 A)[Zxxk ]
G.学生电源(直流9 V)与开关、导线等
(1)实验中所用的电压表应选_________，电流表应选_________，滑动变阻器应选__________；
(2)画出实验电路图，要求电压从0 V 开始测量. 答案：(1)BCE
(2)电路连接如下列图
解析：(1)因为小灯泡额定电压为6 V ，故电压表应选量程大于6 V 的B ，额定电流只有0.1 A ，故电流表应选量程接近该值的，应当选C ，变阻器选E 即可满足要求.
(2)电压要从O 开始调节如此变阻器必须接成分压接法，又因为小灯泡的电阻
Ω===
601.06A
V I U R 故电流表应用外接法，电路如答案图所示. 9.用图(a)中所给的实验器材测量一个“12 V5 W 〞的小灯泡在不同电压下的功率，其中电流表有3 A 、0.6 A 两挡，内阻可忽略，电压表有15 V 、3 V 两挡，内阻很大，测量时要求加在灯泡两端的电压可连续地从0 V 调到12 V .
(1)按要求在实物图上连线(其中局部线路已连好).
(2)测量时电流表的指针位置如图(b)所示，其读数为___________A. 答案：(1)电路如下列图
(2)0.36
解析：对于“12 V5 W 〞的小灯泡，其额定电流大约是12
5
I A<0.6 A ，故安培表的量程应选0—0.6 A ，根据测量要求，电压连续地从0 V 调到12 V ，应接成分压电路，又因为电流表内阻可忽略，电压表内阻很大，对电路无影响，电流表内接或外接都可以，故电路连接如答案图所示，电流表读数为0.36 A.
10.某同学在做测定小灯泡功率的实验中得到如下一组U 和I 的数据： 编号 1 2 3
4 5 6 7 8 U/V 0.20 0.60 1.00[Z.xx.k ]
1.40 1.80
2.20 2.60
3.00 I/A 0.020 0.060
0.100
0.140
0.170
0.190
0.200
0.205
灯泡发光情况
逐渐正常 不变微亮 变亮发光
(1)在如下图中画出U-I 图线.
(2)从图线上可以看出，当功率逐渐增大时，灯丝电阻的变化情况是________________. (3)这明确导体的电阻随温度升高而. 答案：(1)见如下图
(2)开始不变，后来逐渐变大 (3)增大
解析：(1)根据U-I 的数据，在坐标纸上找出对应的点，连成圆滑的曲线，即U-I 图线.(2)在U-I 图线中，任一点斜率倒数即这一状态的电阻值，即I
U
R =图线中，任一点斜率倒数即这一状态的电阻值，即I
U
R =
，从图线上看出斜率越来越小，其倒数越来越大，即灯丝电阻随功率增加而变大，或者说随温度升高而变大. 11.某同学利用如下列图的电路，研究加在标有“3.8 V0.3 A 〞的小电珠两端的电压和通过它的电流的关系，得到如下表所示的数据.
1 2 3 4 5 6 U/V 0 0.100 0.200 0.40 0.60 1.00 I/A 0 0.050 0.100 0.124 0.140 0.160 7 8 9 10 11 12 U/V 1.60 2.20 2.60 3.00 3.40 3.80 I/A
0.200
0.230
0.258
0.274
0.290
0.310
由这些数据可以得到：
(1)描绘出小电珠的I-U 曲线.
(2)比拟U 1=1.0 V 和U 2=3.0 V 的小电珠的电阻的大小，并说明其原因.
(3)小电珠两端的电压从零到额定电压变化时，小电珠的最大电阻是多少？最大电功率是多少？
(4)通过小电珠的电流等于零时，这个小电珠的电阻是多少？ 答案：(1)见如下图
(2)R 1<R 2(3)12.3 Ω1.178 W(4)0.2 Ω
解析：(1)小电珠的IU 图线如答案图所示. (2)R 1=
160.000.111=I U Ω=6.25 Ω，R 2=274
.000
.322=I U Ω=10.9 Ω,如此R 1<R 2. (3)由图象可知，电流、电压达到最大时，小电珠的电阻最大，因此，小电珠的最大电阻为： R max =
310
.080.3=I U Ω=12.3 Ω
此时的电功率也最大： P max =UI=3.80×0.310 V=1.178 W.
(4)由小电珠的伏安特性曲线可知，当通过小电珠的电流比拟小时，是通过原点的一条直线，随着温度的增加，变成曲线，因此电流等于零时的电阻即为开始电流很小时的电阻：
Ω=Ω==
2.050
.0100
.011I U R . 12.现有电源、滑动变阻器、电流表、电压表和一个额定电压小于电源电动势的小灯泡，要测量小灯泡的功率随电压变化的情况.
(1)在如下图所示的左框中，画出所用电路的原理图；
(2)把测得的各组P 、U 值画在P-U 2图中，各点组成的图线应大致是什么样子？将此图线的示意图画在右上框中.
答案：(1)见图(1) (2)见图(2)
解析：(1)为了使测量结果更准确，一方面考虑一般电流表内阻和小灯泡电阻比拟接近，故应选电流表外接法，另一方面应使电压的变化范围尽可能大，应当选用变阻器的分压接法，因此电路原理图如图(1)所示.
(2)据功率的计算公式R
U P 2
=，随着所加电压的增加，小灯泡发热，温度升高，电阻随温
度的升高而增大，故所得P-U 2图线的斜率R
k 1
=应随R 的增大而减小，故P-U 2图线示意图如图(2)所示。