2011届高考物理一轮复习重要题型名师精讲之恒定电流第5讲试验描绘小灯泡的伏安特性曲线

答案：(1)C D G (2)如解析图所示 (3)1.80 0.33 0.59
第5讲 实验 描绘小灯泡的伏安特性曲线
h 随堂训练、|
1在用电压表和电流表研究小灯泡在不同电压下的功率的实验中，实验室备有下列 器材供选择：
A •待测小灯泡“ 3.0 V 、1.5 W ”
B .电流表（量程3 A ,内阻约为1 Q ）
C .电流表（量程0.6 A ,内阻约为5 Q ） D. 电压表（量程3.0 V ，内阻约为10 k Q ） E. 电压表（量程15.0 V ，内阻约为 50 k Q ） F .滑动变阻器（最大阻值为100 Q 额定电流50 mA ） G .滑动变阻器（最大阻值为10 Q 额定电流1.0 A ） H .电源（电动势为4.0 V ，内阻不计） I .电键及导线等
（1） _______________________________________ 为了使实验完成的更好，电流表应选用 ;电压表应选用 ;滑动变 阻器应选用_________ .（只需填器材前面的字母即可 ）
（2） 请在虚线框内画出实验电路图.
V
图 7-5 — 5
（3）某同学在一次测量时，电流表、电压表的示数如图 7— 5 — 5所示.则电压值为 _______ V ，电流值为 _________ A ,小灯泡的实际功率为 ___________ W.
解析：待测小灯泡“3.0 V 、1.5 W ”，额定电流0.5 A ，额定电压为3 V ，因此电流表选 C ,电压表选D ，滑动变阻器采用分压式接法较准确，滑动变阻器选
G ,小灯泡电阻很小，电流表外接
.
2•在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的实验仪器如下:
小灯泡L, “ 3.8 V、0.3 A”
电压表V，量程0〜5 V，内阻5 k Q
电流表A1,量程0〜100 mA，内阻4 Q
电流表A2,量程0〜500 mA，内阻0.4 Q
滑动变阻器R i，最大阻值10 Q,额定电流1.0 A
滑动变阻器R2,最大阻值5 0,额定电流0.5 A
直流电源E，电动势约为6 V，内阻约为0.5 0
(1) 在上述器材中，滑动变阻器应选____________ 电流表应选_____________ .
(2) 在虚线框内画出实验的电路图，并在图中注明各元件的符号。

(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7 — 5 —6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)( )
十
7
"
1
G U
解析：(1)本题变压器采用分压接法，通常应当选用最大阻值小的滑动变阻器，但本题中如果选用R2,则电路中的电流会超过R2允许通过的最大电流，故滑动变阻器应当选择R1.电流表A1的量程太小，故电流
表应当选择A2.
(2)电路如右图所示，由于电压要从0开始测量，滑动变阻器用分压接法；因为灯泡的内阻比较小，电流
表用外接法.
(2)随着通过小灯泡电压电流的增大，小灯泡消耗的功率增大，小灯泡的电阻也增大，由知B图正
确，由P = I2R知D图正确.
答案：⑴R i A 2
（2）电路图如解析图所示 （3）BD
3. （2010盐城模拟）在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中，用导线 a 、b c 、d 、e 、f 、g 和h 按图7 -5-7所示方式连接好电路，电路中所有元器件都完好，且电压表和电流表已调零•闭合开关后：
（1）若不管怎样调节滑动变阻器，小电珠亮度能发生变化，但电压表、电流表的示数总不能为零，则可能 是 导线断路.
⑵某同学测出电源和小电珠的 U — I 图线如图7—5—8所示，将小电珠和电阻 R 串联后接到电源上，要
使电路中电流为 1.0 A ,贝U R = ________ Q.
图 7— 5 — 9
A. a 可以作为标准电阻使用
B. b 能作为标准电阻使用
C. b 的阻值随电压升高而增大
D. c 的阻值随电压升高而增大
解析：（1）若调节滑动变阻器，小电珠的亮度变化，但电压表、电流表示数总不能为零，说明滑动变阻器 不起分压作用，所以可能是
g 导线断路.
⑵由电源的
U — I 线知E = 3.0 V , r = 1愆当小电珠与电阻串联后
由闭合电路欧姆定律得 E = I （R + r + R 灯） 又由小电珠的U — I 线得R 灯=U = 1.2 ◎解得R = 0.8 Q.
（3）某同学在实验中还测出 说法正确的是（ ）
a 、
b 、
c 三种元件的伏安特性曲线分别如图
7— 5— 9 中的（a ）、（b ）、（c ）,下列
图 7-5 — 7
(a) ⑹ (e)
(3)因a 元件的I — U 线是直线，说明电阻随电压的变化不变，故可作为标准电阻，故 A 对，B 错•因I
—U 线的斜率倒数表示电阻值的变化，故 C 对，D 错，选A 、C.
答案：⑴g (2)0.8
(3)AC
4•有一个小灯泡上标有“ 4 V 、2 W ”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的 I — U 图线•现有下列器
材供选用：
A .电压表(0〜5 V ，内阻10 k Q )
B .电压表(0〜15 V ，内阻20 k Q)
C .电流表(0〜3 A ,内阻1 Q )
D .电流表(0〜0.6 A ，内阻0.4 Q)
E .滑动变阻器(10 Q 2 A)
F .滑动变阻器(500 , 1 A)
G .学生电源(直流6 V)、开关、导线若干
(1)实验时，选用图7 — 5 — 10中甲而不选用图乙的电路图来完成实验，请说明理由：
解析：因实验目的是要描绘小灯泡的伏安特性曲线，需要多次改变小灯泡两端的电压，故采用 A 图所示 的分压式电路合适，这样电压可以从零开始调节，且能方便地测多组数据.因小灯泡额定电压为 4V ，则
电压表选0〜5 V 的A 而舍弃0〜15 V 的B ,因15 V 的量程太大, A ，则电流表只能选 D.滑动变阻器F 的最大阻值远大于小灯泡内阻 器使用部分的长度线性关系差，故舍去.小灯泡内阻为电流表内阻的
答案：(1)描绘灯泡的I — U 图线所测数据需从零开始，并要多取几组数据
10 x 103
8 =1 250 倍, 故电流表采用了外接法. r®
图 7 — 5 — 10
(2)实验中所用电压表应选 _________ ，电流表应选用 _________ ，滑动变阻器应选用 表示)
(用序号字母
⑶把图7 — 5— 11中所示的实验器材用实线连接成实物电路图.
读数误差大，小灯泡的额定电流I = 0.5 8 Q,调节不方便，电压变化与变阻
冷
20
倍，电压表内阻是小灯泡的
(2)A D E
图 7 — 5 — 11
(3)如下图所示.。