2018_2019学年高中物理第2章恒定电流第3节第2课时实验描绘小电珠的伏安特性曲线练习新人教版选

第2课时实验:描绘小电珠的伏安特性曲线
1.(2018·河南周口一中高二月考)以下是“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的操作步骤.
A.将电流表、电压表、滑动变阻器、灯泡、电源、开关正确连接成电路,电流表外接,滑动变阻器采用分压式接法,如图所示.
B.先预设各组数据中的电压值,闭合开关,记下电压表、电流表的一组示数(U,I),移动滑动变阻器的滑片位置,每移动一次记下一组(U,I)值,共测出12组左右的数据.
C.调节滑片位置,使闭合开关前滑片处于滑动变阻器的最左端.
D.按所测数据,在坐标纸上描点并将各点用直线连接起来,得出小灯泡的伏安特性曲线.
(1)以上各步骤中存在错误或不足的是.
(2)将各步骤纠正后,按实验先后顺序排列起来.
解析:由题知A步骤合理.B步骤中测量不同电压下的电流值时,应先预设各组数据中的电压值或电流值,而不是随意测,随意测会使描点疏密不均匀,画图线时出现较大误差,甚至无法画出I-U图线,故B步骤合理;C步骤中闭合开关前应使灯泡两端电压为零,即滑片应置于变阻器最右端,故C步骤错误;D步骤中应将各点用平滑的曲线连接起来,故D步骤错误.
答案:(1)CD (2)ACBD
2.(2018·吉林松原实验中学高二测试)某物理实验小组用下列器材进行实验描绘一种特殊元件的伏安特性曲线,所测数据记录在表格中,器材如下:
A.待测元件R x
B.电流表A(0～50 mA,内阻约为200 Ω)
C.电压表V1(0～3 V,内阻约为10 kΩ)
D.电压表V2(0～6 V,内阻约为15 kΩ)
E.滑动变阻器R1(0～20 Ω,2 A)
F.滑动变阻器R2(0～200 Ω,0.2 A)
G.学生电源(直流4 V)
H.开关及导线
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 U/V 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 2.6 2.8 3.0 I/mA 0 0.9 2.2 4.2 6.7 11.9 19.0 23.8 30.0
37.1 (1)为了调节方便,尽可能准确地测量,电压表应选,滑动变阻器应选.(填器材序号)
(2)在坐标纸上用描点法画出元件的伏安特性(I-U)曲线.
解析:(1)由表格中的数据可知,测量的最大电压是3 V,所以选择的电压表是量程0～3 V的V1;由于测量过程中的电压是从0开始,所以实验使用滑动变阻器的分压式接法,要选择电阻值比较小的R1.
(2)将表格中的数据先在图中描点,然后用平滑的曲线连接起来,如图所示.
答案:(1)C E (2)见解析图
3.(2018·江苏泰州中学高二期中)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,使用的小灯泡的规格为“6 V 3 W”,其他供选择的器材有:
A.电压表V1(量程0～6 V,内阻20 kΩ)
B.电压表V2(量程0～20 V,内阻60 kΩ)
C.电流表A1(量程0～3 A,内阻0.2 Ω)
D.电流表A2(量程0～0.6 A,内阻1 Ω)
E.滑动变阻器R1(0～1 000 Ω,0.5 A)
F.滑动变阻器R2(0～20 Ω,2 A)
G.学生电源E(6～8 V)
H.开关S及导线若干
(1)实验中要求电压表示数在0～6 V范围内变化,读取并记录下12组左右不同的电压值U 和对应的电流值I,以便绘出伏安特性曲线.在上述器材中,电压表应选用,电流表应选用,变阻器应选用.
(2)在虚线框内画出实验的原理电路图.
(3)某实验小组完成实验后利用实验中得到的实验数据在I-U坐标系中,描绘出如图所示的小灯泡的伏安特性曲线.根据此图给出的信息,可以判断下图中正确的是(图中P为小灯泡的功率) .
解析:(1)小灯泡为“6 V 3 W”,额定电压为6 V,额定电流为0.5 A,即允许通过小灯泡的电流最大不超过0.5 A,最大电压不超过6 V.在选择电压表和电流表时,本着安全、精确的原则,安全原则即量程要大于所测电流或电压值;精确原则是量程要尽量小,量程越小测量越精确,故电流表应选A2,电压表应选V1.滑动变阻器选取时要本着安全、够用、调节方便的原则,“安
全”即流过滑动变阻器的最大电流(I≈)应小于允许通过的最大电流;“调节方便”即滑动变阻器的总电阻应接近小灯泡的电阻.本实验中小灯泡在正常工作时的电阻R灯==Ω
=12 Ω,故应选用R2.
(2)由于电压要从0开始调,滑动变阻器用分压式接法;因为灯泡的内阻比较小,电流表用外接法.实验原理图如图所示.
(3)随着通过小灯泡电流的增大,小灯泡消耗的功率增大,小灯泡的电阻也增大,由P=知B 图正确,由P=I2R知D图正确.
答案:(1)V1A2R2(2)见解析图(3)BD
4.(2018·贵州贵阳高三模拟)如图(甲)所示为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变,且对温度很敏感)的I-U关系曲线图.
(1)为了通过测量得到如图(甲)所示I-U关系的完整曲线,在图(乙)和图(丙)两个电路中应选择的是图,简要说明理由:
(电源电压为9 V,滑动变阻器的阻值为0～100 Ω)
(2)在如图(丁)所示的电路中,电源电压恒为9 V,电流表读数为70 mA,定值电阻R1=250 Ω.由热敏电阻的I-U关系曲线可知,热敏电阻两端的电压为V;电阻R2的阻值为Ω.
解析:(1)图(乙)的滑动变阻器用的是分压式接法,加在热敏电阻两端的电压可以从零调到所需电压,从而能够得到完整的I-U图线,故选图(乙).
(2)通过R1的电流为I1== A=36 mA,通过热敏电阻的电流I2=I-I1=(70-36)mA=34 mA,
由题图(甲)可知热敏电阻两端的电压为5.5 V,电阻R2=Ω≈102.9 Ω.
答案:(1)(乙) 图(乙)加在热敏电阻两端的电压可以从零调到所需电压
(2)5.5 102.9
(教师备用)
为探究小灯泡L的伏安特性,连好图示的电路后闭合开关,通过移动变阻器的滑片,使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大,直到小灯泡正常发光,由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的U-I图像应是( C )
解析:由于小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大,随着灯泡两端电压逐渐增大,灯丝温度逐渐升高,其电阻逐渐增大,则在U-I图像中斜率应逐渐增大,故选项C正确.。