描绘小灯泡的伏安特性曲线练习题

实验描绘小灯泡的伏安特性曲线

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，阻约为1 Ω)

C．电流表(量程0.6 A，阻约为5 Ω)

D．电压表(量程3.0 V，阻约为10 kΩ)

E．电压表(量程15.0 V，阻约为50 kΩ)

F．滑动变阻器(最大阻值为100 Ω，额定电流50 mA)

G．滑动变阻器(最大阻值为10 Ω，额定电流1.0 A)

H．电源(电动势为4.0 V，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)请在虚线框画出实验电路图．

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．

答案：(1)C D G (2)如解析图所示(3)1.80 0.33 0.59

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 ，阻5 kΩ

电流表A 1，量程0～100 mA ，阻4 Ω

电流表A 2，量程0～500 mA ，阻0.4 Ω

滑动变阻器R 1，最大阻值10 Ω，额定电流1.0 A

滑动变阻器R 2，最大阻值5 Ω，额定电流0.5 A

直流电源E ，电动势约为6 V ，阻约为0.5 Ω

(1)在上述器材中，滑动变阻器应选 ;电流表应选 .

(2)在虚线框画出实验的电路图，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)( )

图7－5－6

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R 2，则电路中的电流会超过R 2允许通过的最大电流，故滑动变阻器应当选择R 1.电流表A 1的量程太小，故电流表应当选择A 2.

(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P

＝U 2

R

知B 图正确，由P ＝I 2R 知D 图正确．

答案：(1)R 1 A 2 (2)电路图如解析图所示 (3)BD

3．(2010·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：

图7－5－7 图7－5－8

(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．

(2)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 ，则R ＝________ Ω.

(3)某同学在实验中还测出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)，下列说确的是( )

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．

(2)由电源的U －I 线知E ＝3.0 V ，r ＝1 Ω，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 I

＝1.2 Ω，解得R ＝0.8 Ω.

(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：(1)g(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，阻10 kΩ) B．电压表(0～15 V，阻20 kΩ)

C．电流表(0～3 A，阻1 Ω) D．电流表(0～0.6 A，阻0.4 Ω)

E．滑动变阻器(10 Ω，2 A) F．滑动变阻器(500 Ω，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：________________________________________________________________________.

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________．(用序号字母表示)

(3)把图7－5－11中所示的实验器材用实线连接成实物电路图．

图7－5－11

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4 V，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，读数误差大，小灯泡的额定电流I＝0.5 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阻8 Ω，调节不方便，电压变化与变阻器使用部分的长度线性关系差，

故舍去．小灯泡阻为电流表阻的8

0.4＝20倍，电压表阻是小灯泡的

10×103

8

＝1 250倍，故电

流表采用了外接法．

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(2)A D E