(完整版)高中物理电学实验绘制小灯泡伏安特性曲线练习(含答案)
(完整版)高中物理电学实验绘制小灯泡伏安特性曲线练习(含答案)
1.有一电阻R x,其阻值大约在40 Ω~50 Ω之间,需要进一步测定其阻值,手边现有下列器材:有两种可供选择的电路,如图所示,实验要求多测几组电流、电压值,画出电流-电压关系图线。
为了实验能正常进行并尽可能减小测量误差,而且要求滑动变阻器便于调节,在实验中应该选择图所示电路,应选代号是的毫安表和代号是的滑动变阻器。
答案:乙,A2,R12.检测一个标称值为5Ω的定值电阻。
可供使用的器材如下:A.待检测定值电阻R x,全电阻约5ΩB.电流表A1,量程0.6A,内阻约0.6ΩC.电流表A2,量程3A,内阻约0.12ΩD.电压表V1,量程15V,内阻约15KΩE.电压表V2,量程3V,内阻约3KΩF.滑动变阻器R,全电阻约20ΩG.直流电源E,电动势3V,内阻不计(1)用伏安法测定R x的全电阻值,所选电流表_________(填“A1”或“A2”),所选电压表为________(填“V1”或“V2”)。
(2)画出测量电路的原理图。
答案:(1)电流表选A1,电压表选V2;(2)外接,限流;3.有一小灯泡上标有“6V 0.1A”的字样,现要测量灯泡的伏安特性曲线,有下列器材供选用:A.电压表(0~3V,内阻约2.0kΩ) B.电压表(0~l0V,内阻约3.kΩ)C.电流表(0~0.3A,内阻约3.0Ω) D.电流表(0~6A,内阻约1.5Ω)E.滑动变阻器(30Ω,2A) F.学生电源(直流9V)及开关、导线等(1)实验中所用的器材为_____________(填字母代号).(2)在方框中画出实验电路图,要求电压从0开始测量.答案:(1)BCEF(2)4.(2013合肥一模·13)A(2)提示:滑动变阻器分压式接法,电压表量程较小,所以要和定值电阻串(1)2A用外接法。
联后接入电路,电流表25.(2011合肥二模·21)6.(2012安徽·21)图为“测绘小灯伏安特性曲线”实验的实物电路图,已知小灯泡额定电压为2.5V。
第十一章 实验:测绘小灯泡的伏安特性曲线(练习题)(解析版)
第十一章电路及其应用实验:测绘小灯泡的伏安特性曲线一、单选题:1.为探究小灯泡L的伏安特性,连好如图所示的电路后闭合开关S,通过移动滑动变阻器R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 图象应是图中的()答案C解析由小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大知图C正确.2.以下给出几种电学元件的电流与电压的关系图象,如图所示,下列说法中正确的是()A.这四个图象都是伏安特性曲线B.这四种电学元件都是线性元件C.①①是线性元件,①①是非线性元件D.这四个图象中,直线的斜率都表示了元件的电阻【解析】伏安特性曲线是以I为纵轴、U为横轴的,所以A错误.线性元件并不只是说I-U图象是直线,而必须是过原点的直线,所以①①是线性元件,①①是非线性元件,B错误,C正确.在U-I图象中,过原点的直线的斜率才是导体的电阻.【答案】C3.某同学做三种导电元件的导电性质实验,根据所测数据分别绘制了三种元件的I-U图象如图甲、乙、丙所示,则下列判断正确的是()甲乙丙A.只有乙正确B.甲、丙图曲线肯定是误差太大C.甲、丙不遵从欧姆定律,肯定是不可能的D.甲、乙、丙三图象都可能正确,并不一定有较大的误差【解析】本题的伏安特性曲线是I-U图象,图象中某点与原点连线的斜率的倒数表示导体在该状态下的电阻,图甲反映元件的电阻随电压的升高而减小,是非线性元件;图乙反映元件的电阻不随电压的变化而变化,是线性元件;图丙反映元件的电阻随电压的升高而增大,说明元件类似于小灯泡,综上所述,三种图象都有可能,故D对.【答案】D4.用伏安法测电阻R,按图中甲图测得的结果为R1,按乙图测得为R2,若电阻的真实值为R,则()甲乙A.R1>R>R2B.R1<R<R2C.R>R1,R>R2D.R1=R=R2【解析】用内接法测电阻有R1>R,用外接法测电阻有R2<R,所以R1>R>R2,选项A正确.【答案】A二、多选题5.如图所示是电阻R的I-U图象,图中α=45°,由此得出()A.通过电阻的电流与两端电压成正比B.电阻R=0.5 ΩC.因I-U图象的斜率表示电阻的倒数,故R=1/tan α=1.0 ΩD .在R 两段加上6.0 V 的电压时,每秒通过电阻横截面的电荷量是3.0 C【解析】 由I -U 图象可知,图线是一条过原点的倾斜直线,即I 和U 成正比,A 正确;而电阻R =U I =105Ω=2 Ω,B 错误;由于纵横坐标的标度不一样,故不能用tan α计算斜率表示电阻的倒数,C 项错误;在R 两端加上6.0 V 电压时I =U R =6.02 A =3.0 A ,每秒通过电阻横截面的电荷量q =It =3.0×1 C =3.0 C ,选项D 正确.【答案】 AD6.如图所示是某导体的伏安特性曲线,由图可知正确的是( )图2-3-19A .导体的电阻是25 ΩB .导体的电阻是0.04 ΩC .当导体两端的电压是10 V 时,通过导体的电流是0.4 AD .当通过导体的电流是0.1 A 时,导体两端的电压是2.5 V 【解析】 由图象可知,导体的电阻: R =U I =50.2Ω=25 Ω,当电压U 1=10 V 时,电流I =U 1R =1025 A =0.4 A ,当电流I 2=0.1 A 时,电压U 2=I 2R =0.1×25 V =2.5 V . 【答案】 ACD7.一个标有“220 V 60 W”的白炽灯泡,加上的电压由零逐渐增大到220 V ,在此过程中,电压U 和电流I 的关系可用图线表示,如图所示,肯定不符合实际的是( )【解析】 灯泡的电阻受温度的影响,不同电压下温度不同,其电阻也不同,随温度的升高电阻增大,所以本题选A 、B 、D.【答案】 ABD8.某导体中的电流随其两端的电压的变化图象如图所示,则下列说法中正确的是( )A .加5 V 的电压时,导体的电阻约是5 ΩB .加11 V 的电压时,导体的电阻约是1.4 ΩC .由图可知,随着电压增大,导体的电阻不断减小D .由图可知,随着电压减小,导体的电阻不断减小 【解析】【答案】 AD9.(多选)白炽灯接在220 V 电源上能正常发光,将其接在一可调电压的电源上,使电压从0 V 逐渐增大到220 V ,则下列说法正确的是( )A .电流将逐渐变大B .电流将逐渐变小C .每增加1 V 电压而引起的电流变化量是相同的D .每增加1 V 电压而引起的电流变化量是减小的【解析】 随着电压U 的增大,由I =UR 知,电流将逐渐变大,A 选项正确.随着电流、电压的增大,灯泡的亮度增大,灯丝温度升高.金属的电阻率随温度的升高而增大,所以灯丝的电阻值增大.根据欧姆定律I =U R ,在I -U 图象中,由于R 在增大,斜率k =1R 减小.其I -U 图象如右图所示.由图象可知,每增加1 V 的电压引起的电流变化量是减小的.【答案】 AD 三、非选择题10.在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,选择“3 V 0.5 A”的小灯泡作为研究对象,请回答下面几个问题:(1)下列实验器材中应选择________.(填入器材序号) A .电流表(量程0~0.6 A, 内阻约1 Ω) B .电流表(量程0~3 A ,内阻约1 Ω)C.电压表(量程0~15 V,内阻约10 kΩ)D.电压表(量程0~3 V,内阻约2 kΩ)E.滑动变阻器(阻值0~100 Ω)F.滑动变阻器(阻值0~10 Ω)G.电源E=6 VH.开关S,导线若干(2)在本实验中,滑动变阻器应采用________(填“分压”或“限流”)式接法,电流表应采用________(填“内”或“外”)接法.(3)在虚线方框中画出实验电路图,并用笔画线代替导线,将图5中的器材连接成可供实验的电路.答案(1)ADFGH(2)分压外(3)见解析图解析(1)灯泡额定电流为0.5 A,电流表选择A;灯泡额定电压为3 V,电压表选择D;为方便实验操作,滑动变阻器应选择F;实验还需要电源、开关与导线,故需要的实验器材为:ADFGH;(2)“测绘小灯泡的伏安特性曲线”要求电压与电流从零开始变化,滑动变阻器应采用分压式接法;由于灯泡电阻远小于电压表内阻,电流表应采用外接法;(3)实验电路图如图甲所示:根据电路图连接实物电路,实物电路如图乙所示:11.在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,实验室中所用小灯泡的规格为“3 V,1.5 W”, (1)某实验小组连接的实物图如图6甲所示,图中滑动变阻器应选用________(选填“A”或“B”); A .滑动变阻器 (10 Ω,1 A) B .滑动变阻器 (1 kΩ,300 mA)(2)通过调节滑动变阻器,得到多组电压表和电流表的示数如下表所示,当电压表的示数为1.0 V 时,电流表的示数如图乙所示,则电流表的示数为________ A ;此时小灯泡的电阻约为________ Ω.(3)根据表中数据,在如图丙所给方格纸中描点并作出该灯泡的伏安特性曲线. (4)图线表明小灯泡灯丝电阻随温度的升高而________. 答案 (1)A (2)0.30 3.3 (3)见解析图 (4)增大解析 (1)测量小灯泡的伏安特性曲线,需要电压从零开始调节,所以电路采用分压式接法,为了方便调节,滑动变阻器选择总阻值较小的A.(2)根据题图乙可知,电流表示数为0.30 A ,R =U I =1.00.30 Ω≈3.3 Ω.(3)根据表中数据进行描点做图如下:(4)图线表明灯丝电阻随温度升高而增大.12.有一个额定电压为2.8 V ,功率约为0.8 W 的小灯泡,现要用伏安法描绘这个灯泡的I -U 图象,有下列器材供选用:A .电压表(0~3 V ,内阻6 kΩ)B .电压表(0~15 V ,内阻30 kΩ)C .电流表(0~3 A ,内阻0.1 Ω)D .电流表(0~0.6 A ,内阻0.5 Ω)E .滑动变阻器(10 Ω,2 A)F .滑动变阻器(200 Ω,0.5 A)G .直流电源(电动势4.5 V ,内阻不计)(1)用如图7甲所示的电路进行测量,电压表应选用________,电流表应选用________,滑动变阻器应选用________.(用序号字母表示)(2)通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,由图象可求得此灯泡在正常工作时的电阻为________ Ω.(3)若将此灯泡与输出电压恒为6 V 的电源相连,要使灯泡正常发光,需串联一个阻值为________ Ω的电阻.(结果保留3位有效数字) 答案 (1)A D E (2)10 (3)11.4解析 (1)由题意可知,灯泡的额定电压为2.8 V ,则电压表的量程应大于2.8 V ,故电压表应选3 V 量程,选A ;由P =UI 可得,电流I =P U =0.82.8 A≈0.29 A ,故电流表应选D ;由电路图可知,要使电压从零开始调节,应采用分压式接法,滑动变阻器应选小电阻便于调节,故滑动变阻器选E.(2)由灯泡的伏安特性曲线图可知,当电压为2.8 V 时,电流为0.28 A ,故电阻:R =U I =2.80.28Ω=10 Ω.(3)要使灯泡串联在6 V的电源上正常发光,则与之串联的电阻分压应为6 V-2.8 V=3.2 V;此时电路中电流为0.28 A,故应串联的电阻:R′=3.20.28Ω≈11.4 Ω.13.一个小灯泡上标有“4 V0.5 A”的字样,现在要用伏安法描绘这个灯泡的I-U图线.有下列器材可供选择:A.电压表(0~5 V,内阻约10 kΩ)B.电压表(0~15 V,内阻约20 kΩ)C.电流表(0~3 A,内阻约1 Ω)D.电流表(0~0.6 A,内阻约0.4 Ω)E.滑动变阻器(10 Ω,2 A)F.滑动变阻器(500 Ω,1 A)G.电源(直流6 V)、开关、导线若干图2(1)实验时,选用图2中________(填“甲”或“乙”)电路图来完成实验,请说明理由:________________________________________________________________________.(2)实验中所用电压表应选______,电流表应选______,滑动变阻器应选________.(用字母序号表示)(3)把图3所示的实验器材用实线连接成实物电路图.图3答案(1)甲描绘灯泡的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(3)如图所示14.(1)图4甲为某同学在做“测绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验过程中完成的部分电路连接的情况,请你帮他完成其余部分的线路连接.(用笔画线表示对应的导线)图4(2)如果某次实验测得小灯泡两端所加电压如图乙所示,U =________ V ;请结合图线丙算出此时小灯泡的电阻是________ Ω(结果保留三位有效数字). 答案 (1)见解析 (2)2.30 11.5解析 (1)描绘小灯泡的伏安特性曲线,电压与电流应从零开始变化,滑动变阻器应采用分压式接法,由于小灯泡的电阻较小,采用电流表外接法,如图所示:(2)电压表量程为3 V ,由题图乙所示电压表可知,其分度值为0.1 V ,示数为2.30 V ,由题图丙所图象可知,2.30 V 对应的电流为0.20 A ,此时灯泡电阻为:R =U I =2.300.20Ω=11.5 Ω.15.做“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验,要求采用分压电路,电流表外接.小王的连接如图5甲所示,闭合开关S 前请老师检查,老师指出图中标示的①、①两根连线有一处错误,错误连线是________(填“①”或“①”);图中标示的①、①和①三根连线有一处错误,错误连线是________(填“①”“①”或“①”).小王正确连线后,闭合开关S 前,应将滑动变阻器滑片C 移到________处(填“A ”或“B ”).闭合开关S ,此时电压表读数为________V .缓慢移动滑片C 至某一位置时,电流表指针如图乙所示,电流表的示数为________A.图5答案①①A00.32解析本实验的电路图如下:应该采用分压式、外接法,所以①、①两根导线有问题.实验开始时为了保证实验仪器的正常使用,需要将C拨到最左端,即A处,开关闭合后,电压表读数为0 V.题图乙中电流表的读数为0.32 A.16.在学校实验室中测绘一只“2.5 V,0.5 W”小灯泡的伏安特性曲线,实验室备有下列实验器材:A.电压表V(量程0~3 V~15 V,内阻很大)B.电流表A(量程0~0.6 A~3 A,内阻约为1 Ω)C.变阻器R1(0~10 Ω,0.6 A)D.变阻器R2(0~2 000 Ω,0.1 A)E.电池组E(电动势为3 V,内阻约为0.3 Ω)F.开关S,导线若干图6(1)实验中应选用的滑动变阻器为________________;(填写序号)(2)在实验时小杰同学采用了如图6甲所示的实物电路,并且准备合上开关开始测量.则具体实验操作前该电路存在错误或需改进的地方有______________;_________________.(请写出两处)(3)在改正电路需改进之处后,小杰同学进行了实验,电流表示数比小灯泡中实际通过的电流________;(填“偏大” “偏小”或“相等”)(4)图乙是改进后的实验中得到的I-U图象,若I-U图象中的虚线①或①表示小灯泡真实的伏安特性曲线,与实验中得到的实线相比,虚线________(填“①”或“①”)才是其真实的伏安特性曲线.答案(1)C(2)电流表应外接电流表量程太大滑线变阻器滑片应置于左端(任选两处)(3)偏大(4)①17.如图是小组同学在做“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连接图.图7图8(1)根据图7在虚线框中画出实验电路图;(2)调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图8中的①、①、①、①所示,电流表量程为0.6 A,电压表量程为3 V.读数为:①________、①________、①________、①__________.两组数据得到的电阻分别为________和________.答案见解析解析 (1)由实物连接图可知电路图如图所示.(2)电流表量程为0.6 A 时,最小刻度为0.02 A ,读数读到小数点后两位,所以①表示数为0.10 A ,①表示数为0.24 A ;电压表量程为3 V ,最小刻度为0.1 V ,应估读到0.01 V ,所以①表示数为2.00 V ,①表示数为0.28 V .灯泡两端电压小,电流就小,故①①为同一组数据,①①为另一组数据,根据欧姆定律R 1=U 1I 1=2.00 V 0.24 A ≈8.3 Ω,R 2=U 2I 2=0.280.10Ω=2.8 Ω.。
高二物理选修3-1 实验“描绘小灯泡的伏安特性曲线”(有答案)
高二物理选修3-1 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,内阻约为1 Ω)C.电流表(量程0.6 A,内阻约为5 Ω)D.电压表(量程3.0 V,内阻约为10 kΩ)E.电压表(量程15.0 V,内阻约为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,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.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.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 kΩ电流表A1,量程0~100 mA,内阻4 Ω电流表A2,量程0~500 mA,内阻0.4 Ω滑动变阻器R1,最大阻值10 Ω,额定电流1.0 A滑动变阻器R2,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,内阻约为0.5 Ω(1)在上述器材中,滑动变阻器应选 ;电流表应选 .(2)在虚线框内画出实验的电路图,并在图中注明各元件的符号。
图7-5-6(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)( )3.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 kΩ) B.电压表(0~15 V,内阻20 kΩ)C.电流表(0~3 A,内阻1 Ω) D.电流表(0~0.6 A,内阻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高二物理选修3-1 实验“描绘小灯泡的伏安特性曲线”答案1、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 0.592、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P =U 2R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)BD3、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内阻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.小灯泡内阻为电流表内阻的80.4=20倍,电压表内阻是小灯泡的10×1038=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(3)如下图所示.高二物理选修3-1 实验“描绘小灯泡的伏安特性曲线”答案1、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 0.592、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P =U 2R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)BD3、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内阻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.小灯泡内阻为电流表内阻的80.4=20倍,电压表内阻是小灯泡的10×1038=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(3)如下图所示.。
高中物理电学实验绘制小灯泡伏安特性曲线练习(含问题详解)
1.有一电阻R x,其阻值大约在40 Ω~50 Ω之间,需要进一步测定其阻值,手边现有下列器材:有两种可供选择的电路,如图所示,实验要求多测几组电流、电压值,画出电流-电压关系图线。
为了实验能正常进行并尽可能减小测量误差,而且要求滑动变阻器便于调节,在实验中应该选择图所示电路,应选代号是的毫安表和代号是的滑动变阻器。
答案:乙,A2,R12.检测一个标称值为5Ω的定值电阻。
可供使用的器材如下:A.待检测定值电阻R x,全电阻约5ΩB.电流表A1,量程0.6A,内阻约0.6ΩC.电流表A2,量程3A,内阻约0.12ΩD.电压表V1,量程15V,内阻约15KΩE.电压表V2,量程3V,内阻约3KΩF.滑动变阻器R,全电阻约20ΩG.直流电源E,电动势3V,内阻不计(1)用伏安法测定R x的全电阻值,所选电流表_________(填“A1”或“A2”),所选电压表为________(填“V1”或“V2”)。
(2)画出测量电路的原理图。
答案:(1)电流表选A1,电压表选V2;(2)外接,限流;3.有一小灯泡上标有“6V 0.1A”的字样,现要测量灯泡的伏安特性曲线,有下列器材供选用:A.电压表(0~3V,内阻约2.0kΩ) B.电压表(0~l0V,内阻约3.kΩ)C.电流表(0~0.3A,内阻约3.0Ω) D.电流表(0~6A,内阻约1.5Ω)E.滑动变阻器(30Ω,2A) F.学生电源(直流9V)及开关、导线等(1)实验中所用的器材为_____________(填字母代号).(2)在方框中画出实验电路图,要求电压从0开始测量.答案:(1)BCEF(2)4.(2013合肥一模·13)A(2)提示:滑动变阻器分压式接法,电压表量程较小,所以要和定值电阻串(1)2A用外接法。
联后接入电路,电流表25.(2011合肥二模·21)6.(2012安徽·21)图为“测绘小灯伏安特性曲线”实验的实物电路图,已知小灯泡额定电压为2.5V 。
高二物理:描绘小灯泡的伏安特性曲线(答案)
高二物理:描绘小灯泡的伏安特性曲线班级__________ 座号_____ 姓名__________ 分数__________一、实验题1.(2019·4月浙江)小明想测额定电压为2.5V的小灯泡在不同电压下的电功率,电路。
(1)在实验过程中,调节滑片P,电压表和电流表均有示数但总是调不到零,其原因是的导线没有连接好(图中用数字标记的小圆点表示接线点,空格中请填写图中的数字,如“7点至8点”);(2)正确连好电路,闭合开关,调节滑片P,当电压表的示数达到额定电压时,电流表的指针如图2所示,则电流为此时小灯泡的功率为W(3)做完实验后小明发现在实验报告上漏写了电压为1.00V时通过小灯泡的电流,但在草稿纸上记录了下列数据,你认为最有可能的是A.0.08AB.0.12AC.0.20A【答案】1点至4点0.30A0.75 C【解析】(1)在实验过程中,调节滑片P,电压表和电流表均有示数但总是调不到零,说明滑动变阻器接成了限流接法,由图示电路图可知,其原因是1点至4点的导线没有连接好。
(2)电流表量程为0.6A,分度值为0.02A,示数为0.30A,灯泡额定功率:P=UI=2.5×0.30=0.75W;(3)灯泡电阻随温度升高而增大,电压越小灯泡额定功率越小,灯丝温度越低,灯泡电阻越小,由此可知1.00V 电压对应的电流应为0.20A,故C正确;故答案为:(1)1点至4点;(2)0.30A;0.75;(3)C。
(1)滑动变阻器采用分压接法时电压与电流可以从零开始变化,滑动变阻器采用限流接法时,电压与电流不能从零开始变化,分析图示电路图答题。
(2)根据电流表量程与图示表盘确定其分度值,然后根据指针位置读出其示数;应用电功率公式求出电功率。
(3)灯泡电阻随温度升高而增大,据此分析答题。
滑动变阻器采用分压接法时电压与电流可以从零开始变化,滑动变阻器采用限流接法时,电压与电流不能从零开始变化;对电表读数时要先确定其量程与分度值,然后根据指针位置读出其示数。
人教版高中物理电学实验《描绘小灯泡的伏安特性曲线》试题(含答案)
《描绘小灯泡的伏安特性曲线》习题精选1、在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,有以下器材:A .小灯泡L(3V,0.6A)B .滑动变阻器R(0〜10 Q)C .电压表V i(O〜3V)D .电压表V2(0〜15V)E. 电流表A i(0〜0.6A)F .电流表A2(0〜3A)G •铅蓄电池、开关各一个,导线若干(1) 为了减小误差,实验中应选电流表 __________,电压表 _____________(2) 在图虚线框内按要求设计实验电路图.(3) (2009浙江理综)如图甲所示,在实验中,同I完成部分导线的连接,请你在实物接线图中完成余; I连接.I(4) (2009天津理综)连好图示的电路后闭合开动变阻器的滑片,使小灯泡中的电流由零开始逐渐小灯泡正常发光,由电流表和电压表得到的多组读U —I图象应是()L . __ ______ _ ___ 1__________ __ ______ 」〖答案〗:(1)因灯泡(3V.0.6A),故电流表选E(0〜0.6A),电压表选C(0〜3V). (2)电路图略.(3)因为小灯泡的电阻远小于电压表内阻,所以在用外接法,需要测量多组数据和描绘图象,需要电压从0开始调节,所以为分压电流表外接法(4)C:小灯泡的电阻随温度的升高逐渐增大,所以U —I图象中的斜率也要逐渐增大,C项正确.2、发光二极管是目前很多电器的指示灯的电子元件,在电路中符号是.只有电流从标有“ + ”号的一端流入,从标有“一”号的一端流出时,它才能发光,这时可将它视为一个纯电阻. 现有某厂家提供的某种型号的发光二极管的伏安特性曲线如图所示.(1) 已知该型号的发光二极管的正常工作电压为 2.0 V若用电动势为12V,内阻可以忽略不计的直流电源供电,为使该二极管正常工作,需要在电源和二极管之间串联一只阻值为________ Q 的定值电阻.(2) 已知该型号的发光二极管允许通过的最大电流为56mA请用实验证明这种元件的伏安特性曲线与厂家提供的数据是否一致.可选用的器材有:待测发光二极管直流电源E(电动势4.5 V,内阻可以忽略不计)滑动变阻器尺最大阻值为200 Q )电压表V i(量程10V,内阻约50k Q )电压表V2(量程5V,内阻约20k Q )电流表A i(量程100mA内阻约50 Q )电流表A(量程60mA内阻约100Q )开关S、导线若干为准确、方便地进行检测,电压表应选用___________ 电流表应选用___________ .(填字母符号)(3)画出利用(2)中器材设计的实验电路图.答案:(1)500 (2)V2 A2 (3)如图所示解析:(1)由二极管的伏安曲线读出电源为2V时的电流为20mA,再由欧姆定律计算所加的电阻为500Q.(3)因要测量二极管的工作曲线,则电压应可取得从零开始一系列值,变阻器采用分压接法,二极管的电阻和电流表内阻相比,则应采用电流表外接法.3. (2009 •江西师大附中)在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,采用的仪器有:电源E(电动势6V,内阻不计);额定电压4.0V的小灯泡L;电流表A量程0.6A,内阻约2Q );电压表V(量程5V,内阻约15k Q );滑动变阻器R(最大阻值15Q);开关S,导线若干•实验中要求加在小灯泡上的电压从零到小灯泡的额定电压连续可调.(1)在做实验时,构成的实物电路如图所示:请指出实物电路中的错误之处:n ________________________________________ .(2)请在虚线方框中画出实验所用的正确电路原理图.(3)如图所示为某同学根据正确的实验电路图所测的几组数据画出的I-U 图象,图象是一条曲线而不是直线的原因是_____________________________ ;从图象中可求得小灯泡正常发光时的电阻是______ Q.答案:(1)I :电流表没有接成外接电路n :滑动变阻器没有接成分压电路(2)见图(3)灯丝电阻随温度而改变10 0(9.5到10.5Q之间都给分)4•要描绘某电学元件(最大电流不超过6mA最大电压不超过7V)的伏安特性曲线,设计电路如图甲•图中定值电阻R为1k Q,用于限流;电流表?量程为10mA内阻约为5Q;电压表(未画出)量程为10V.内阻约为10k Q ;电源电动势E为12V,内阻不计.(1)实验时有两个滑动变阻器可供选择;a. 阻值0〜200Q,额定电流0.3 Ab. 阻值0〜20 Q,额定电流0.5 A本实验应选用的滑动变阻器是_______ (填“ a或b”).(2)正确接线后,测得数据如下表:①根据以上数据,电压表是并联在M与 ____________________________ 之间的(填“O'或“P”)②根据以上数据,在图乙中画出该元件的伏安特性曲线.⑶在图丙中画出待测元件两端电压5随MN间电压U MN变化的示意图.(无需数值)答案:(1)a ⑵①P②如图(a)所示(3)如图(b)所示解析:因为电源电动势为12V,若选用b,则通过滑动变阻器的电流为0.6A.大于允许通过的最大电流,故滑动变阻器应选 a.由电学元件的最大电流和最大电压可估测出该元件的电阻较大,而电流表内阻约为5Q,电压表内阻约为10k Q,所以电流表应采用内接法,即电压表并联在M和P之间.5、(2019上海静安一模).(8分)太阳能是一种“绿色”能源。
高二物理实验(一):小灯泡伏安特性曲线和测电阻率(word文档+参考答案)
高二物理实验专题(一)一、描绘小灯泡的伏安特性曲线1.有一个小灯泡上标有“4V 2W”的字样,现在要用伏安法描绘这个灯泡的U-I图线,有下列器材供选用;A.电压表(0~5V,内阻10KΩ) B.电压表(0~10V,内阻20KΩ)C.电流表(0~0.3A ,内阻1Ω)D.电流表(0~0.6A,内阻0.4Ω)E.滑动变阻器(5Ω,10A)F.滑动变阻器(500Ω,0.2A)(1)实验中电压表应选用,电流表应选用 . (用序号字母表示)(2)为使实验误差尽量减小,要求电压表从零开始变化且多取几组数据,滑动变阻器应选用(用序号字母表示)。
(3)请在方框内画出满足实验要求的电路图,并把图中所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图。
2.在描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中,实验室备有下列器材供选择:A.待测小灯泡“3V,2W”B.电流表A1(量程3A,内阻约为1Ω)C.电流表A2(量程0.6A,内阻约为5Ω)D.电压表V1(量程3V,内阻约为10kΩ)E.电压表V2(量程15V,内阻约为50kΩ)F.滑动变阻器风(最大阻值为100n,额定电流50mA)G.滑动变阻器(最大阻值为10n,额定电流1A)H.电源(电动势为4V,内阻不计)I.电键及导线等(1)电流表应选用;电压表应选;滑动变阻器应选用(填器材前面的字母)(2)在图甲实物图中,有部分线已连好,要求小灯泡的电压从零开始测量,请连成符合要求的完整的电路图﹣(3)开关闭合之前,图中滑动变阻器的滑片应该置于(选填“A端”、端”或'“AB中间”)(4)某同学实验后作出的I ﹣U 图象如图乙所示,则当灯泡两端的电压为2.4V 时,灯泡的实际功率是 W (结果保留两位有效数字)3.某学习小组的同学拟探究小灯泡L 的伏安特性曲线,可供选用的器材如下: ①小灯泡L ,规格“4.5V,0.5A”; ②电流表A ,量程0.6A ,内阻r 约为0.2Ω; ③电压表V ,量程15V ,内阻约为15k Ω; ④滑动变阻器R ,阻值范围0~10Ω ⑤学生电源E ,电动势6V ,内阻不计; ⑥开关S 及导线若干。
高中物理--实验:描绘小灯泡的伏安特性曲线
实验二描绘小灯泡的伏安特性曲线【实验目的】1.描绘小电珠的伏安特性曲线2.分析伏安特性曲线的变化规律【实验原理】1.用电流表测出流过小电珠的电流,用电压表测出小电珠两端的电压,测出多组(U,I)值,在UI坐标系中描出各对应点,用一条平滑的曲线将这些点连起来。
2.电流表外接:因为小电珠电阻很小,如果电流表内接,误差明显较大;滑动变阻器采用分压式:使电压能从零开始连续变化。
【实验器材】小电珠(“3.8 V,0.3 A”或“2.5 V,0.6 A”)、4~6 V学生电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线若干、坐标纸、铅笔【实验步骤】1.确定电流表、电压表的量程,采用电流表外接法,滑动变阻器采用分压式接法,按如图所示的原理图连接好实验电路。
2.把滑动变阻器的滑动片调节到图中最左端,接线经检查无误后,闭合开关S。
3.移动滑动变阻器触头位置,测出12组左右不同的电压值UU(V) 0 0.2 0.4 0.8 1.0 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 3.6 3.8I(A)应的点,将描出的点用平滑的曲线连接起来,就得到小电珠的伏安特性曲线。
5.拆除电路,整理仪器。
【注意事项】1.本实验中被测小灯泡灯丝的电阻值较小,因此测量电路必须采用电流表外接法.2.滑动变阻器应采用分压式连接:目的是为了使小灯泡两端的电压能从0开始连续变化.3.U-I图线在U0=1.0 V左右将发生明显弯曲,故在U=1.0 V左右绘点要密,以防出现很大误差.4.建立坐标系时,纵轴表示电压,横轴表示电流,两坐标轴选取的标度要合理,使得根据测量数据画出的图线尽量占满坐标纸。
【误差分析】1.由于电压表不是理想电表,内阻并非无穷大,对电路的影响会带来误差,电流表外接,由于电压表的分流,使测得的电流值大于真实值.2.测量时读数带来误差.3.在坐标纸上描点、作图带来误差.【典型例题】一、实验原理和器材的选择例题:有一小灯泡上标有“4 V,2 W”的字样,现在要用伏安法描绘这个灯泡的IU图线,现有下列器材供选用:A.电压表(0~5 V,内阻10 kΩ)B.电压表(0~15 V,内阻20 kΩC.电流表(0~3 A,内阻1 Ω)D.电流表(0~0.6 A,内阻0.4 Ω)E.滑动变阻器(最大阻值为10 Ω,允许最大电流为2 A)F.滑动变阻器(最大阻值为500 Ω,允许最大电流为1 A)G.学生电源(直流6 V)、开关、导线若干(1)实验时,选用图甲而不选用图乙所示的电路图来完成实验,其理由是:_______________________ _________.(2)电压表选、电流表选、滑动变阻器选。
实验4:描绘小灯泡的伏安特性曲线(答案)
2018届高考物理一轮复习第九章恒定电流第7讲:实验4:描绘小灯泡的伏安特性曲线(参考答案)一、知识清单1. 【答案】2. 【答案】3. 【答案】4. 【答案】5. 【答案】二、例题精讲6. 【答案】 (1)如图所示(2)增大 增大(3)0.39 1.17【解析】 (1)电压从0开始调节,滑动变阻器应使用分压式接法,电压表的量程小于灯泡的额定电压,需要串联电阻改装,因为灯泡电阻远小于改装电压表的总电阻,所以电流表采用外接法.(2)由小灯泡伏安特性曲线可知,随着电流的增加,U I 也增加,则小灯泡的电阻增大,由R =ρL S,灯丝的电阻率增大.(3)I 以mA 为单位,当滑动变阻器R =0时,灯泡两端的电压U =E 0-Ir =4-I 1000,此时灯泡的功率最大,在小灯泡伏安特性曲线中作I =4000-1000U 图线,找出交点的横、纵坐标,则小灯泡最大功率P =1.17 W ;同理可知当滑动变阻器R =9 Ω时,小灯泡的最小功率P =0.39 W.7. 【答案】(1)5 (2)4 (3)见解析图【解析】(1)由题图可得电压表的示数为2.30 V ,根据欧姆定律I =U R 解得灯泡的电阻R =U I,代入数据可得R =5 Ω。
(2)由于电压表与电阻R 2串联,则通过二者的电流相等,即U 9+3=39,解得加在灯泡上的电压U =4 V 。
(3)要想更准确地描绘出L 完整的伏安特性曲线,则电压表的量程为4.0 V ,电流表的量程为0.7 A ,因此将电压表V 与标准电阻R 2串联改装为量程为4.0 V 的电压表,将电流表A 2与标准电阻R 1并联改装量程为0.6 A +0.6×0.21 A =0.72 A 的电流表,故虚线框内实验电路如图所示。
8. 【答案】(1)见解析图 (2)10 (3)电池 (4)图线不应画为直线;横坐标的标度不恰当【解析】(1)连线如图所示。
(2)小灯泡电阻大约为5 Ω,当滑动变阻器阻值最大时,小灯泡与滑动变阻器的并联电阻值约为3.3 Ω,则12 V-3 V =3 V 3.3 Ω×R 1,解得R 1=9.9 Ω,所以R 1应取10 Ω的定值电阻。
实验:小灯泡伏安特性曲线高中物理
实验八:测绘小灯泡的伏安特性曲线1.图7为“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物电路图,已知小灯泡的额定电压为2.5 V.图7(1)完成下列实验步骤:①闭合开关前,调节滑动变阻器的滑片,______________;②闭合开关后,逐渐移动滑动变阻器的滑片,__________;③断开开关,……根据实验数据作出小灯泡的伏安特性曲线.(2)在虚线框中画出与实物电路相应的电路图.答案(1)①使它靠近滑动变阻器左端的接线柱②增加小灯泡两端的电压,记录多组电流表和电压表的读数,直至电压达到其额定电压(2)见解析图解析(1)滑动变阻器为分压式接法,闭合开关前,应使小灯泡两端的电压为零,调节滑动变阻器的滑片,使它靠近滑动变阻器左端的接线柱.闭合开关后,逐渐移动滑动变阻器的滑片,增加小灯泡两端的电压,记录多组电流表和电压表的读数,直至电压达到小灯泡的额定电压.(2)与实物电路相应的电路图如图所示.2.有一个小灯泡上标有“4 V,2 W”的字样,现在要用伏安法测绘这个小灯泡的U-I图线,有下列器材供选用:A.电压表(0~5 V,内阻10 kΩ)B.电压表(0~10 V,内阻20 kΩ)C.电流表(0~0.3 A,内阻1 Ω)D.电流表(0~0.6 A ,内阻0.4 Ω)E.滑动变阻器(5 Ω,10 A)F.滑动变阻器(500 Ω,0.2 A)(1)实验中电压表应选用________,电流表应选用________.(用字母表示)(2)为使实验误差尽量减小,要求小灯泡两端的电压从零开始变化且多取几组数据,滑动变阻器应选用________(用字母表示).(3)请在方框内画出满足实验要求的电路图,并把图9所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图.图9答案 (1)A D (2)E (3)见解析解析 (1)因小灯泡的额定电压为4 V ,为了保证安全,选用的电压表量程应稍大于4 V ,但不能大太多,量程太大则示数不准确,故只能选用0~5 V 的电压表,故选A.由P =UI得,小灯泡的额定电流I =P U=0.5 A ,故应选择0~0.6 A 量程的电流表,故选D. (2)由题意可知,小灯泡两端的电压要从零开始变化且多取几组数据,故只能采用滑动变阻器的分压式接法,而分压式接法中应选总阻值小的滑动变阻器,故选E.(3)小灯泡内阻R =U 2P=8 Ω,小于R 0=R V R A ,故采用电流表外接法,故电路图和实物电路图如图所示.3.在研究规格为“6 V 3 W ”的小灯泡的伏安特性曲线的实验中,要求小灯泡两端的电压从0开始逐渐增大.实验提供的电流表量程为0.6 A 、内阻约1 Ω ,电压表量程为10 V 、内阻约20 kΩ.(1)下列实验电路图,最合理的是________;(2)小灯泡接入电路前,某同学使用如图11所示的多用电表欧姆挡直接测量小灯泡的电阻,应将选择开关旋至________挡(填“×1”或“×10”).图11(3)某同学描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图12所示,则小灯泡的电阻值随温度的升高而________(填“增大”、“减小”或“不变”).实验过程中,小灯泡消耗的功率为0.6 W时,小灯泡两端的电压是________V.图12答案(1)甲(2)×1(3)增大 2解析(1)实验要求小灯泡两端的电压从0开始逐渐增大,故滑动变阻器应选分压式接法,小灯泡的内阻较小,电流表应采用外接法,选甲图;(2)小灯泡的电阻较小,欧姆挡选“×1”挡即可;(3)由于图线向上弯曲,图线上的点与原点连线的斜率增大,故小灯泡的电阻值随温度的升高而增大.由图线可得小灯泡消耗的功率为0.6 W时,小灯泡两端的电压是2 V.4.一只小灯泡,标有“3 V,1.5 W”的字样.现要描绘小灯泡0~3 V的伏安特性曲线.实验器材有:A.最大阻值为10 Ω的滑动变阻器B.电动势为6 V、内阻约为1.0 Ω的电源C.量程为0.6 A、内阻约为1.0 Ω的电流表A1D.量程为3 A、内阻约为0.1 Ω的电流表A2E.量程为3 V、内阻约为6 kΩ的电压表V1F.量程为15 V、内阻约为10 kΩ的电压表V2G.开关、导线若干(1)电压表应选用________;电流表应选用________.(将选项代号的字母填在横线上)(2)在该实验中,设计了如图1所示的四个电路.为了减小误差,应选取的电路是________(将选项代号的字母填在横线上).图1(3)以下是该实验的操作步骤:A.将电流表、电压表、变阻器、小灯泡、电源、开关正确连接成电路;B.调节滑动变阻器滑片的位置,保证闭合开关前使滑动变阻器与小灯泡并联部分的阻值最大;C.闭合开关,记下电压表、电流表的一组示数(U1,I1),移动滑动变阻器的滑片,每移动一次记下一组(U,I)值,共测出12组数据;D.按所测数据,在坐标纸上描点并将各点用直线段连接起来,得出小灯泡的伏安特性曲线.指出以上步骤中存在错误或不妥之处并修改.解析(1)因为小灯泡的额定电压为3 V,故电压表选E;小灯泡的额定电流I=PU=1.53A=0.5 A,故电流表选C.(2)小灯泡在额定电压下的电阻R=UI=6Ω,由于R VR>RR A,故电流表外接.描绘伏安特性曲线时,电压从零开始,需用滑动变阻器的分压式接法,选C.答案(1)E C(2)C(3)步骤B不妥,闭合开关前应使滑动变阻器与小灯泡并联部分的阻值为零;步骤D有错,应为按所测数据,在坐标纸上描点并将各点用一条平滑的曲线连接起来.5.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IU 图线,现有下列器材供选用:A.电压表(0~5 V,内阻10 kΩ)B.电压表(0~15 V,内阻20 kΩ)C.电流表(0~3 A,内阻0.4 Ω)D.电流表(0~0.6 A,内阻1 Ω)E.滑动变阻器(最大阻值为10 Ω,允许最大电流为2 A)F.滑动变阻器(最大阻值为500 Ω,允许最大电流为1 A)G.学生电源(直流6 V)、开关、导线若干(1)实验时,选用图2甲而不选用图乙所示的电路图来完成实验,其理由是:_________________________________________________________________.(2)实验中所用电压表应选用________,电流表应选用________,滑动变阻器应选用________.(用序号字母表示)图2解析(1)因实验目的是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,故采用甲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.(2)因小灯泡额定电压为4 V,0~15 V的量程太大,读数误差大,所以电压表选0~5 V的A;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电阻8 Ω,调节不方便,故应选滑动变阻器E;又因R V R A>R2x,所以电流表应外接.答案(1)描绘灯泡的IU图线所测数据需从零开始,并要多取几组数据(2)AD E6.某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线,可供选用的器材如下:小灯泡L,规格“4.0 V,0.7 A”;电流表A1,量程3 A,内阻约为0.1 Ω;电流表A2,量程0.6 A,内阻r2=0.2 Ω;电压表V,量程3 V,内阻r V=9 kΩ;标准电阻R1,阻值1 Ω;标准电阻R2,阻值3 kΩ;滑动变阻器R,阻值范围0~10 Ω;学生电源E,电动势6 V,内阻不计;开关S及导线若干.①甲同学设计了如图5(1)所示的电路来进行测量,当通过L的电流为0.46A时,电压表的示数如图(2)所示,此时L的电阻为________Ω.图5②乙同学又设计了如图10a所示的电路来进行测量,电压表指针指在最大刻度时,加在L上的电压值是________V.③学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线,需要重新设计电路.请你在乙同学的基础上利用所供器材,在图6b所示的虚线框内补画出实验电路图,并在图上标明所选器材代号.图6解析 ①电压表的示数U =2.30 V ,所以灯泡的电阻R L =U I =2.300.46 Ω=5 Ω.②由题图知电压表V 与R 2串联,根据串联分压,当电压表V 的示数为3 V时,R 2两端的电压U 2=U V R V R 2=39×3 V =1 V ,所以灯泡两端的电压U ′=U V +U 2=(3+1)V =4 V .③要想更准确地描绘出L 完整的伏安特性曲线,则电压表的量程为4.0 V ,电流表的量程为0.7 A ,因此将电压表V 与标准电阻R 2串联改装为量程为4.0 V的电压表,将电流表A 2与标准电阻R 1,并联改装量程为0.6 A +0.6×0.21 A=0.72 A 的电流表.故虚线框内实验电路如下图所示.答案 ①5 ②4 ③如解析图所示7 二极管是一种半导体元件,电路符号为,其特点是具有单向导电性.某实验小组要对一只二极管正向接入电路时的伏安特性曲线进行测绘探究.据了解,该二极管允许通过的最大电流为50 mA.(1)该二极管外壳的标识模糊了,同学们首先用多用电表的电阻挡来判断它的正负极:当将红表笔接触二极管的左端、黑表笔接触二极管的右端时,发现指针的偏角比较小,当交换表笔再次测量时,发现指针有很大偏转,由此可判断____ (填“左”或“右”)端为二极管的正极.(2)实验探究中他们可选器材如下:A.直流电源(电动势3 V,内阻不计)B.滑动变阻器(0~20 Ω)C.电压表(量程15 V、内阻约80 kΩ)D.电压表(量程3 V、内阻约30 kΩ)E.电流表(量程0.6 A、内阻约1 Ω)F.电流表(量程50 mA、内阻约50 Ω)G.待测二极管H.导线、开关为了提高测量精度,电压表应选用________,电流表应选用________.(填序号字母) (3)实验中测得的数据如下表,请在图3坐标纸上画出该二极管的伏安特性曲线.电流I/mA000.2 1.8 3.98.614.021.833.550.0 电压U/V00.500.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25 2.50图3(4)同学们将该二极管与阻值为100 Ω的定值电阻串联后接到输出电压恒为3 V的电源两端,则二极管导通时定值电阻的功率为________ W.解析(1)调到欧姆挡时,在多用电表的内部,电源的正极是接在黑表笔上,负极是接在红表笔上;(2)电源电压只有3 V,所以电压表选D;二极管允许通过的最大电流为50 mA,所以电流表选F.(4)在图中画出阻值为100 Ω的定值电阻的伏安特性图象,从图中找出两图象电流相同且电压之和等于3 V时的电流值大约是13 mA,则R的功率P=I2R≈0.017 W.答案(1)左(2) D F(3)伏安特性曲线如图所示(4)0.017(在0.015~0.019范围内均可)8.某同学查阅相关资料得到直流电动机转动时的U -I 特性曲线,如图10甲所示,该同学利用图乙所示的实验电路研究该直流电动机的转动情况,电路中使用恒压电源(输出电压值固定),R 1是定值电阻(阻值为15 Ω),R 2是滑动变阻器,是理想电流表,实验操作步骤如下:图10 (1)闭合开关S 2前,调节滑动变阻器R 2,使其接入电路中的阻值________.(选填“最大”或“最小”)(2)先闭合开关S 1,开关S 2保持断开,此时电流表的示数为0.6 A ,则恒压电源输出电压为________V.(3)再闭合开关S 2,然后缓慢调节滑动变阻器使电动机恰好转动起来,此时电流表的示数为1.8 A ,直流电动机实际消耗的电功率为________W ,滑动变阻器接入电路中的阻值为________Ω.答案 (1)最大 (2)9 (3)3.84 4.83解析 (2)电源输出电压:U =IR 1=0.6×15 V =9 V.(3)电动机的输入电流I M =I -I 1=1.2 A.由电动机的U -I 特性曲线可知,此时电动机的电压为U M =3.2 V ,所以P =U M I M =3.84 W ,R 2=U -U M I M≈4.83 Ω.。
描述小灯泡的伏安特性曲线(三)-解析版
描述小灯泡的伏安特性曲线(三)一、实验题1.某研究性学习小组的同学欲做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验.已知所用小灯泡的额定电压和额定电流分别为3.0V、0.6A,实验使用的直流电源的电动势为4.0V内阻忽略不计,实验的器材规格如下a.电流表A1(量程0~0.6A,内阻约5Ω)b.电压表V1(量程0~3V,内阻约3kΩ)c.滑动变阻器R1(阻值0~10,额定电流1A)请回答下列问题:(1)根据实验器材应该使用电流表________接法.(2)根据所选的实验器材,请设计合理的电路原理图来完成该实验________.(3)该研究性学习小组的同学用设计好的电路测得了通过该小灯泡的电流I和该小灯泡两端的电压U如图所示,通过小灯泡的电流为_______A,小灯泡两端的电压为_______V,由欧姆定律计算得到的小灯泡的电阻值_______(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值.(4)该研究性学习小组的同学通过设计好的电路得到了多组实验数据,并根据得到的多组数据在坐标系中描点画图,如图所示,该图线向下弯曲,其原因是________________.【答案】外0.50 2.60 小于小灯泡的电阻随温度的升高而增大【解析】【详解】(1)(2)[1][2]描绘小灯泡伏安特性曲线,电压与电流要从零开始变化,滑动变阻器应采用分压接法;由表中实验数据可知,灯泡最大电阻约为:3R==Ω50.6电压表内阻约为3kΩ,灯泡电阻阻值远小于电压表内阻,电流表应采用外接法,电路图如图所示:(3)[3][4]由图知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.50A;电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.60V。
[5]由于电压表的分流作用,所以电流表的示数比流经灯泡的电流偏大,故根据欧姆定律:U=RI测量电阻偏小,即计算得到的小电珠的电阻值小于真实值;(4)[6]I-U图象的斜率表示电阻的倒数,由图象可知,电阻随着电压的增大而增大,其原因是灯泡的电阻随温度的升高而增大。
新课标2024高考物理一轮复习课时作业38实验:描绘小灯泡的伏安特性权限含解析新人教版
试验:描绘小灯泡的伏安特性权限1.(2024·浙江模拟)“测绘小灯泡伏安特性曲线”试验中,已知小灯泡额定电压为3 V. (1)某同学连好了实物图,如图,请指出其中的两条连线错误(写数字即可):a________b________(2)闭合开关后,移动滑片,使流过电流表的电流________ A .从0起先渐渐增加到额定电流 B .从额定电流起先渐渐减小到0C .随意移动滑片,测出想测的电压电流值即可(3)试验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示,请细致视察该图像,然后描述小灯泡的电阻改变规律:________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. (4)当电压为2.4 V 时,小灯泡的电阻为________ Ω.(结果保留一位小数)答案 (1)4 7 (2)A (3)电压很小时,小灯泡电阻不变,当电压较大时,随着电压增大,小灯泡电阻渐渐变大 (4)12.6解析 (1)a :图中导线4应当接在滑动变阻器上面两个接线柱的其中之一上面;b :导线7应当连接在小灯泡右边的接线柱上;(2)闭合开关后,移动滑片,使流过电流表的电流从0起先渐渐增加到额定电流,故选A 项; (3)由图像可知:电压很小时,小灯泡电阻不变,当电压较大时,随着电压增大,小灯泡电阻渐渐变大;(4)当电压为2.4 V 时,小灯泡的电流为0.19 A ,则电阻为R =U I =2.40.19 Ω=12.6 Ω.2.(2024·湘潭二模)在“描绘小灯泡的UI 曲线”试验中,运用的小灯泡上标有“3 V 0.6 W“的字样,其他可供选择的器材有: A .电压表V 1(量程0~6 V ,内阻20 kΩ) B .电压表V 2(量程0~20 V ,内阻60 kΩ)C .电流表A 1(量程0~3 A ,内阻0.2 Ω)D .电流表A 2(量程0~0.6 A ,内阻1 Ω)E .滑动变阻器R 1(0~1 000 Ω,允许通过的最大电流为0.1 A)F .滑动变阻器R 2(0~20 Ω,允许通过的最大电流为2 A)G .学生电源E(6~8 V)H .开关S 及导线若干(1)在虚线方框中画出试验电路图,并注明所选器材的符号.U/(V) 0.2 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 I/(A)0.0500.1000.1500.1720.1900.2050.215(2)某同学测量结果如表所示,请依据表中数据在图乙坐标系中画出小灯泡的UI 曲线. (3)用上述两只小灯泡a 、b 组成图丙所示的电路.已知电源的电动势为3 V 、内阻不计,则灯泡a 、b 消耗的总功率P =________W(结果保留两位有效数字). 答案 (1)如图甲所示 (2)如图乙所示 (3)0.52解析 (1)本试验中要求电流从零起先调整,故应采纳滑动变阻器分压接法,同时因灯泡内阻较小,故应采纳电流表外接法;因灯泡额定电压为3 V ,故电压表应选择V 1;因灯泡电流最大值约为I =P U =0.63 A =0.2 A ,故电流表应选择A 2;为了便于限制调整,滑动变阻器选择小电阻R 2; 故原理图如图甲所示;(2)依据表中数据利用描点法可得出对应UI 图像;如图乙所示;(3)两电阻串联接入电路,因电源内阻不计,故两灯电压均为1.5 V ,由图可知,电流为0.175 A ,故总功率P =EI =3×0.175 W≈0.52 W.3.(2024·南平一模)某爱好小组同学要利用NTC 热敏电阻测量温度,图甲为该热敏电阻器的电阻特性曲线,为了测量某状态下的温度,需先测量热敏电阻在该状态温度下的电阻值.请按要求完成下列试验.(1)若温度的测量范围为0~25 ℃.不考虑其他因素对电路的影响,要求误差较小,试验室供应的器材如下,请在图乙的虚线框内画出试验电路图. A .NTC 热敏电阻B .电压表V :量程5 V ,内阻约3 kΩC .电流表A :量程为5 mA ,内阻为250 ΩD .滑动变阻器R :最大阻值为200 ΩE .直流电源E(电动势6 V ,内阻不计)F .开关S ,导线若干(2)正确接线后,将热敏电阻置于待测状态下,接通电源,电流表的示数是3.20 mA ,电压表的示数如图丙所示,则电压表的读数为________V.(3)此时热敏电阻的阻值为________ k Ω;结合图甲可知待测温度为________ ℃.(计算结果均保留两位有效数字)答案 (1)如图所示 (2)4.00 (3)1.0 25解析 (1)由图可知,热敏电阻的阻值约为3 500 Ω至1 000 Ω,而给出的滑动变阻器为200 Ω,无法起到爱护作用,所以应采纳分压接法,由于电流表内阻已知,故可以采纳电流表内接法;如答案图所示;(2)电压表量程为5 V ,最小分度为0.1 V ,故读数为4.00 V ; (3)依据欧姆定律可知:R +R A =U I = 4.003.20×10-3 Ω=1 250 Ω;解得:R =1 250 Ω-250 Ω=1 000 Ω=1.0 kΩ; 由图甲可知,温度约为25 ℃.4.(2024·济宁二模)热敏电阻包括正温度系数电阻器(PTC)和负温度系数电阻器(NTC),正温度系数电阻器的电阻随温度的上升而增大,负温度系数电阻器的电阻随温度的上升而减小.某试验小组选用下列器材探究某一热敏电阻R x的导电特性.A.电流表A1(量程10 mA,内阻r1=1 Ω)B.电流表A2(量程0.6 A,内阻r2约为0.5 Ω)C.滑动变阻器R1(最大阻值200 Ω)D.滑动变阻器R2(最大阻值20 Ω)E.定值电阻R3(阻值1 499 Ω)F.定值电阻R4(阻值149 Ω)G.电源E(电动势15 V,内阻忽视)H.开关与导线若干(1)试验采纳的电路图如图甲所示,则滑动变阻器选________,定值电阻R选________.(填仪器前的字母序号).(2)该小组依据测量数据作出热敏电阻的UI图像如图乙所示,请分析说明该曲线对应的是________热敏电阻(选填“PTC”或“NTC”).(3)若将此热敏电阻干脆接到一电动势为9 V,内阻10 Ω的电源两端,则此时该热敏电阻的阻值为________ Ω.(结果保留三位有效数字)答案(1)D E (2)NTC (3)80.0解析(1)电压从零起先调整,故采纳滑动变阻器分压接法;故滑动变阻器应选择总阻值较小的D;由图可知,定值电阻R与电流表A1串联充当电压表运用,故应采纳阻值较大的E;(2)由图乙可知,图像的斜率减小,故说明电阻随电压的增大而减小,因此应为负温度系数的热敏电阻,即NTC热敏电阻;(3)在热敏电阻的伏安特性曲线中作出电源的伏安特性曲线,如图所示,两图的交点表示电阻的工作电压和电流,由图可知,电压U=8.0 V,电流I=0.1 A,故电阻R=UI=8.00.1Ω=80.0 Ω(78.9~82.0均可以)5.(2024·南充模拟)某课外活动小组为较精确地测定某小灯泡的额定功率.试验室供应了下列器材:A .待测小灯泡:额定电压6 V ,额定功率约为5 WB .电流表A 1:量程0~1.0 A ,内阻约为1.5 ΩC .电流表A 2:量程0~3.0 A ,内阻约为0.5 ΩD .电压表:量程0~3.0 V .内阻5 kΩE .滑动变阻器R :最大阻值为20 Ω.额定电流1 AF .电源:电动势8 V .内阻很小G .定值电阻R 1:阻值为10 kΩH .定值电阻R 2:阻值为50 kΩ 开关一个,导线若干 回答下列问题:(1)试验中,电流表应采纳________(选填“A 1”或“A 2”); (2)试验中,定值电阻应采纳________(选填“R 1”成“R 2”); (3)将试验电路图补充完整;(4)试验中,电压表的示数为________V 时.即可测定小灯泡的额定功率. 答案 (1)A 1 (2)R 1 (3)电路图见解析 (4)2解析 (1)灯泡的额定电流I =P U =56A =0.83 A ,故电流表应选择A 1;(2)因电压表量程为3 V ,小于灯泡的额定电压,所以应串联一个电阻分压,因电压表内阻为5 kΩ,而改装后量程应大于6 V 即可,所以定值电阻选择R 1,使量程扩大至原来的3倍; (3)依据试验原理可知,本试验中电压表须要改装,同时因灯泡内阻与电流表内阻接近,故应采纳电流表外接法,故原理图如图所示;(4)依据改装原理可知,改装后的电压表量程为原来量程的3倍,要使达到额定电压6 V ,只需使电压表示数为2 V 即可.6.(2024·成都模拟)图甲所示是某磁敏电阻在室温下的电阻R B 随磁感应强度B 改变的特性曲线,其中,在0.4 T≤B≤1.2 T的范围内,图线为直线.测试时,磁敏电阻的轴向方向与磁场方向垂直.(1)试结合图甲,写出在0.4 T≤B≤1.2 T的范围内,R B随B改变的关系式:R B=________ k Ω.(2)某同学想利用该磁敏电阻去测量某磁场的磁感应强度B,他找到了如图乙所示的器材,并连好部分导线.①该同学所选器材的规格为:电源(电动势3 V,内阻不计);磁敏电阻(无磁场时的阻值R0=250 Ω);滑动变阻器(最大电阻约10 Ω);电流表(量程2.5 mA,内阻约10 Ω);电压表(量程3 V,内阻约3 kΩ).请在图乙中添加连接导线,使磁敏电阻接入电路,并能在试验中,调整滑动变阻器滑片时得到如下表所示的数据:1 2 3 4 5 6U/V 0.00 0.45 0.91 1.50 1.79 2.71I/mA 0.00 0.30 0.60 1.00 1.20 1.80②忽视电路中电流产生的磁场,依据表中数据和上述信息,求出所测磁场的磁感应强度B 的大小为________T.(取一位有效数字)答案(1)2.25B-0.3 kΩ(2)如图所示0.8解析(1)依据图像可知,0.4 T≤B≤1.2 T内R B随B改变图像为直线,由数学规律可知,对应的关系式为:R B=2.25B-0.3 kΩ;(2)①因磁敏电阻的阻值较大,故应采纳电流表内接法,同时滑动变阻器应采纳分压接法,故实物图如图所示;②由R =UI 求出每次R 的测量值,再采纳多次测量取平均值的方法,则得:R B =1.50+1.52+1.50+1.49+1.515×103=1 500 Ω由图甲所示图像可知,待测磁场的磁感应强度B 为0.8 T.7.(2024·咸阳二模)某试验小组要测定一铭牌上只有额定电压为10 V ,而其他字迹不清晰的直流电动机正常工作时的机械效率,现试验室供应的器材有电流表、电压表、滑动变阻器(阻值较小)、备用电池若干节,开关、若干导线、固定电池的电池盒、细线、重物.(1)小组成员设计如图甲、乙两个测量电路,其中比较合理的是________图(填写“甲”或“乙”).(2)依据选取的电路图完善下面丙图中用电动机提升重物的实物电路连接.(3)闭合电键前应将丙图中的滑动变阻器的滑片移到最________端(填“左”或“右”). 闭合电键后移动滑动变阻器,使电压表和电流表都有明显的示数,但电动机并未转动,读出此时电压表和电流表的示数分別为 2 V 、1 A .接着移动滑动变阻器的滑片,将电压表的示数调为10 V ,这时电流表的示数为0.4 A .此时电动机输出的机械功率为________W ,若重物重为8 N ,则重物上升的速度大小为________ m/s. 答案 (1)乙 (2)如图所示 (3)右 3.68 0.46解析 (1)乙电路能够使得电动机得到从零起先连续可调的电压,便于调整到在电压较低的状况下电动机不转时的电压表和电流表的值,便于测出电动机线圈的电阻,故选乙图较好. (2)依据电路图连接实物图,如图所示,(3)为了使闭合电键时滑动变阻器的输出电压为零,应将丙图中的滑动变阻器的滑片移到最右端.依据欧姆定律可得:电动机线圈的内阻:r =U 1I 1=21Ω=2 Ω加额定电压时,电动机的输出功率即机械功率:P机=U2I2-I22r=10×0.4 W-(0.4)2×2 W =3.68 W若重物的重为2 N,由瞬时功率公式:P机=mgv可得重物上升的速度为:v=P机mg=3.688m/s=0.46 m/s.。
3描绘小电珠的伏安特性曲线(高考物理电学实验)含答案与解析
3描绘小电珠的伏安特性曲线(高考物理电学实验)组卷老师:莫老师一.实验题(共50小题)1.某课题组按照图甲所示的电路图,规范操作,准确测量,得到一系列数据,如图乙中的散点K1.同学们为了弄清电阻变化的原因,对实验进行了下述改进.如图丙所示,将小灯泡L的玻璃罩敲碎,灯丝保存完好,仍然安放在灯座上,取一个大小合适的玻璃杯,将灯座倒扣在杯沿上,在玻璃杯里慢慢加水,使得突出的灯丝刚好完全没入水中,电路的其余部分均不接触水,再将该灯座依然接入图甲中L处,这样接通电路以后,灯丝不至于热到发光,温度可以基本控制在100℃.规范操作,准确测量,得到一组数据,如图丁中的一组散点K2.已知水的电阻远大于小灯泡灯丝的电阻.(1)请在答卷的对应图上描绘小灯泡的伏安特性曲线K1;曲线K1表明,随着电压升高,小灯泡的电阻(越来越小、基本不变或越来越大).(2)请在答卷的对应图上描绘小灯泡的伏安特性曲线K2;曲线K2表明,随着电压升高,小灯泡的电阻(越来越小、基本不变或越来越大).(3)在同样的电压(如2.00V)下,曲线K1的电阻值明显(大于、等于或小于)曲线K2的电阻值,其原因是.2.在研究“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,提供有以下器材:A.电压表V1(0~5V,内阻很大)B.电压表V2(0~9V,内阻很大)C.电流表A1(0~50mA,内阻很小)D.电流表A2(0~300mA,内阻很小)E.滑动变阻器R1(0~60Ω)F.滑动变阻器R2(0~2kΩ)G.直流电源EH.开关S及导线若干I.小灯泡(U额=5V)某组同学连接完电路后,闭合电键,将滑动变阻器滑片从一端移到另外一端.移动过程中发现小灯末曾烧坏,记录多组小灯两端电压U和通过小灯的电流I数据(包括滑片处于两个端点时U、I数据),根据记录的全部数据做出的U﹣I关系图象如图甲所示.(1)根据实验结果判断得出实验中选用:电压表(选填器材代号“A”或“B”),电流表(选填器材代号“C”或“D”),滑动变阻器(选填器材代号“E”或“F”).(2)根据实验结果在图乙虚线框内画出该组同学的实验电路图.(3)根据图甲信息得出器材G中的直流电源电动势为V,内阻为Ω.(4)将两个该型号小灯泡串联后直接与器材G中的直流电源E相连.则每个小灯消耗的实际功率为W(结果保留两位有效数字).3.发光晶体二极管是用电器上做指示灯用的一种电子元件,它的电路符号如图甲所示.正常使用时,带“+”号的一端接高电势,带“﹣”的一端接低电势.某同学用实验的方法测得它两端的电压U D和通过它的电流I的数据,并记录在表中:(1)在图乙中的虚线内画出该同学的实验电路图.所用的实验器材有:量程为5V的电压表V,其内阻约为10kΩ;量程为50mA的电流表mA,内阻约为100Ω;直流电源E;滑动变阻器R;开关S;导线若干.(2)在图丙中的方格纸上用描点法画出二极管的伏安特性曲线,并由此判断,该二极管的电阻随所加电压的增大而(填“增大”或“减小”).(3)已知该发光二极管的最佳工作电压为2.7V,现用6V稳压电源供电,需要串联一个电阻R才能使二极管工作在最佳状态,试运用伏安特性曲线计算R的阻值为Ω(取整数).4.一只小灯泡,额定功率为0.75W,额定电压值已模糊不清.A小组的同学想测定其额定电压值,于是先用欧姆表测出该灯泡的电阻约为3Ω,然后根据公式计算出该灯泡的额定电压U==1.5V.B小组同学认为A小组测量方法有误,他们利用下面可供选择的器材设计一个电路,测量通过灯泡的电流和它两端的电压,并根据测量数据来绘制灯泡的U﹣I图线,进而找到灯泡的额定电压.A.电压表V(量程3V,内阻约3kΩ)B.电流表A1(量程1 500mA,内阻约0.02Ω)C.电流表A2(量程500mA,内阻约0.6Ω)D.滑动变阻器R1(0~10Ω)E.滑动变阻器R2(0~100Ω)F.电源E(电动势4.0V,内阻不计)G.开关S和导线若干H.待测灯泡L(额定功率0.75W,额定电压未知)(1)在实验过程中,B小组的同学将灯泡两端的电压由零缓慢地增加,在下面图a所给的虚线框中画出实验的电路原理图.上述器材中,电流表选(选填“A1”或“A2”);滑动变阻器选(选填“R1”或“R2”).(2)当电压达到1.23V时,发现灯泡亮度很暗,当达到2.70V时,灯泡功率已超过额定功率,便立即断开开关,并将所测数据记录在下面表格中.请你根据表中实验数据在图b中作出灯泡的UI图线.(3)由图象得出该灯泡的额定电压应为V;显然这一结果大于1.5V,究其原因是.5.某学习小组探究电学元件的伏安特性曲线.(1)甲同学要描绘一个标有“3.6V,1.2W”的小灯泡的伏安特性曲线,除了导线和开关外,还有下列器材可供选择:电压表V(量程5V,内阻约为5kΩ)直流电源E(电动势4.5V,内阻不计)电流表A1(量程350mA,内阻约为1Ω)电流表A2(量程150mA,内阻约为2Ω)滑动变阻器R1(阻值0~200Ω)滑动变阻器R2(阻值0~10Ω)实验中电流表应选,滑动变阻器应选;(填写器材代号)以下的四个电路中应选用进行实验.(2)根据所选电路图,请在图1中用笔画线代替导线,把实验仪器连接成完整的实验电路.(3)利用实验得到了8组数据,在如图2所示的I﹣U坐标系中,通过描点连线得到了小灯泡的伏安特性曲线.将同种规格的两个这样的小灯泡并联后再与R=10Ω的定值电阻串联,接在电动势为8V、内阻不计的电源上,如图3所示.闭合开关S后,电流表的示数为A,两个小灯泡的总功率为W.6.物理实验小组的同学们拆下一报废摩托车的指示灯L l(12V,3W)和转向灯L2(12V,24W)、L3(12V,24W),并进行研究.(1)某同学将欧姆表的选择开关调至“×1”挡,测指示灯L l的电阻,指针指示如图1所示,可知指示灯的电阻为Ω.(2)根据指示灯的参数,可计算指示灯的电阻R==48Ω.计算结果与(1)中的测量结果的差比较大,请分析原因:.(3)实验小组的同学想描绘出转向灯L2的伏安特性曲线,现给出器材:蓄电池E(电动势为12V,内阻不计);电流表A(量程0.6A,内阻约为1Ω;量程3.0A,内阻约为0.2Ω);电压表V(量程3.0V,内阻约为30KΩ;量程15V,内阻约为60KΩ);滑动变阻器R(0~15Ω);开关、导线若干.如图2所示是已连好的部分电路.请用笔画线代替导线,将答题卡中的实物电路图补充完整.7.在某次描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中,所选用的实验器材有:A:小灯泡“2.5V,0.2A”B:电流表0﹣0.6A﹣3A(内阻约0.5Ω)C:电压表0﹣3V﹣15V (内阻分别为10kΩ与50kΩ)D:滑线变阻器“2A,10Ω”E:电源(两节干电池)F:开关一个,导线若干(1)在实验时某同学采用了如图1所示的实物电路,则具体实验操作前该电路需改进的地方有(2)在改正电路需改进之处后,该同学进行了实验,但在实验中发现,无论怎样调节滑线变阻器,都不能使小灯泡两端电压达到2.5V额定电压,而是只能勉强达到1.80V,于是他猜想是否干电池太旧,总电动势只能达到1.8V,为了验证自己的猜想,他用以上器材进行了测该电源电动势和内阻的实验,电路图如图3,实验数据如下:该同学已经在坐标纸上标上测量的各个点,请你在图2画出电源的U﹣I图线,由图线可得E=V,电源内阻为r=Ω(3)描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中电压只能达到1.8V的原因是否如该所猜测?由实验数据得小灯泡两端电压为1.8V时电流为0.19A,试通过分析说明只能达到1.80V的原因..8.某实验小组描绘标有“3V 1.5W”字样的小灯泡的伏安特性曲线,实验室除了导线,开关.电源(电动势为3V,内阻不计),电压表(0~3V,内阻约为2kΩ)和待测小灯泡外,还有如下实验器材供选择:A.电流表(0~0.6A、内阻为1Ω )B.电流表(0~3A、内阻为0.2Ω)C.滑动变阻器(0~100Ω)D.滑动变阻器(0~20Ω)(1)为了减小实验误差,电流表应选,滑动变阻器应选(填器材前面的字母代号)该小组利用所选用的实验器材描绘了小灯泡的伏安特性曲线,如图甲所示,则该小灯泡的阻值随两端电压的升高而(选填“增大”、“减小”或“”不变).(2)请将图乙中的实物图连接完整.(3)实验完毕该小组立刻粗测小灯泡的电阻,应选择多用电表(选填“×1”“×10”或“×100”)倍率的电阻挡.调零后,测量示数如图丙,结果为.(4)如果该小组在进行操作时,误将a、b间的导线接在在a、c间,在闭合开关后,无论小勇如何移动滑动变阻器的滑动触头,小灯泡始终发光,则小灯泡在该过程中所消耗的电功率的最小值为W.(结果保留两位有效数字)9.热敏电阻包括正温度系数电阻器(PTC)和负温度系数电阻器(NTC).正温度系数电阻器(PTC)在温度升高时电阻值增大,负温度系数电阻器(NTC)在温度升高时电阻值减小,热敏电阻的这种特性,常常应用在控制电路中.某实验小组选用下列器材探究通过热敏电阻Rx(常温下阻值约为10.0Ω)的电流随其两端电压变化的特点.A.电流表A(量程0.6A,内阻约0.3Ω)B.电压表V(量程15.0V,内阻约10kΩ)C.滑动变阻器R(最大阻值为10Ω)D.滑动变阻器R′(最大阻值为500Ω)E.电源E(电动势15V,内阻忽略)F.电键、导线若干(1)实验中改变滑动变阻器滑片的位置,使加在热敏电阻两端的电压从零开始逐渐增大,应选择的滑动变阻器是.(只需填写器材前面的字母即可)(2)请在所提供的器材中选择必需的器材,在下面的虚线框内画出该小组设计的电路图.(3)该小组测出热敏电阻R1的U﹣I图线如图甲中曲线Ⅰ所示,说明该热敏电阻是热敏电阻.(填PTC或NTC)(4)该小组又通过查阅资料得出了热敏电阻R2的U﹣I图线如图甲中曲线Ⅱ所示.然后又将热敏电阻R1、R2分别与某电池组连成如图乙所示电路.接通对应电路后,测得通过R1和R2的电流分别为0.30A和0.60A,则该电池组的电动势为V,内阻为Ω.(结果均保留三位有效数字)10.热敏电阻包括正温度系数电阻器(PTC)和负温度系数电阻器(NTC),正温度系数电阻器(PTC)在温度越高时电阻值越大,负温度系数电阻器(NTC)在温度越高时电阻值越小,热敏电阻的这种特性,常常应用在控制电路中.某实验小组欲探究热敏电阻R1(常温下阻值约为10.0Ω)的电流随其两端电压变化的特点,现提供下列器材:A.电流表A1(量程100mA,内阻约1Ω)B.电流表A2(量程0.6A,内阻约0.3Ω)C.电压表V1(量程3.0V,内阻约3kΩ)D.电压表V2(量程15.0V,内阻约10kΩ)E.滑动变阻器R(最大阻值为10Ω)F.电源E(电动势15V,内阻忽略)G.电键、导线若干(1)请在所提供的器材中选择必需的器材,电流表应选,电压表应选(只需填写器材前面的字母即可);并在图甲虚线框中画出实验电路图(热敏电阻的符号为).(2)该小组测出热敏电阻R1的U﹣I图象如图乙曲线I所示,该热敏电阻是(填PTC或NTC)热敏电阻.(3)该小组又通过查阅资料得出了热敏电阻R2的U﹣I图线如图乙曲线II所示.然后又将热敏电阻R1、R2分别与某电池组连成如图丙所示电路.测得R1和R2分别接入电路时通过的电流为0.30A和0.60A,则该电池组的电动势为V,内阻为Ω.(结果均保留三位有效数字)11.从如表中选出适当的实验器材,测量小电珠的伏安特性曲线,得到如图的I﹣U图线.(1)在如图1所示的I﹣U图线中,A到B过程中小电珠电阻改变了Ω.(2)测量电路中电流表应选用(填代号),电压表应选用(填代号),电流表应采用(选填“内”或“外”)接法.(3)在图2示虚线框中用笔补画完整实验电路图,要求变阻器滑片右移时,小电珠两端电压变大.12.某同学采用图(a)所示实验电路来描绘额定电压为12V的小灯泡伏安特性曲线.(1)将图(b)的实物图连接完整.(2)某次实验时,滑动变阻器的滑片从a向b滑动的过程中,发现电压表和电流表原来几乎没有示数,直到接近b端时示数急剧增大.经检查所有电路连线及仪器都完好,则可能原因是:(3)若描绘出的伏安特性曲线如图(c)所示,则灯泡的额定功率为W.(保留两位有效数字)(4)若将两盏这样的灯泡与电动势12V,内阻4Ω的电源申联,则灯泡的实际功率为W.《保留两位有效数字)13.太阳能电池板在有光照射时,可以将光能转化为电能,在没有光照时,可以视为一个电学器件,某实验小组根据描绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法,探究一个太阳能电池板在没有光照射时(没有储存电能)的I﹣U特性曲线,所用的器材包括:太阳能电池板,电源E,电流表A,电压表V,滑动变阻器R,开关S 及导线若干.Ⅰ.为了达到上述目的,实验电路应选用图甲中的图(填“a”或“b”).Ⅱ.该实验小组根据实验得到的数据,描点绘出了如图乙的I﹣U图象.由图可知,当电压小于2.00V时,太阳能电池板的电阻(选填“很大”或“很小”):当电压为2.80V时,太阳能电池板的电阻为kΩ.Ⅲ.当有光照射时,太阳能电池板作为电源,其路端电压与总电流的关系如图丙所示,分析该曲线可知,该电池板作为电源时的电动势为V.若把它与阻值为1KΩ的电阻连接构成一个闭合电路,在有光照射时,该电池板的效率是%.(结果保留三位有效数字)14.如图甲为某磁敏电阻在室温下的电阻﹣磁感应强度特性曲线,其中R B表示有磁场时磁敏电阻的阻值,R0表示无磁场时磁敏电阻的阻值.为测量某磁场的磁感应强度B,需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值.(1)请在图乙中添加连线,将电源(电动势3V,内阻不计)、磁敏电阻(无磁场时阻值R0=250Ω)、滑动变阻器(全电阻约10Ω)电流表(量程2.5mA,内阻约30Ω)、电压表(量程3V,内阻约3KΩ)、电键连接成测量磁敏电阻阻值的实验电路.(2)将该磁敏电阻置入待测匀强磁场中.不考虑磁场对电路其它部分的影响.闭合电键后,测得如表所示的数据:根据如表可求出磁敏电阻的测量值R B=Ω,结合图甲可知待测磁场的磁感应强度B=T.(结果均保留两位有效数字)15.要测绘额定电压为2V的日常用小电珠的伏安特性曲线,所供选择的器材除了导线和开关外,还有以下一些器材可供选择:A.电源E(电动势3.0V,内阻可不计)B.电压表V1(量程为0~3.0V,内阻约2kΩ)C.电压表V2(0~15.0V,内阻约6kΩD.电流表A1(0~0.6A,内阻约1Ω)E.电流表A2(0~100mA,内阻约2Ω)F.滑动变阻器R1(最大值10Ω)G.滑动变阻器R2(最大值2kΩ)(1)为减少实验误差,实验中电压表应选择,电流表应选择,滑动变阻器应选择(填各器材的序号)(2)为提高实验精度,请你在如图a中设计实验电路图.(3)根据图a,在图b中把缺少的导线补全,连接成实验的电路.(4)实验中移动滑动变阻器滑片,得到了小灯泡的U﹣I图象如图c所示,则该小电珠的额定功率是W,小电珠电阻的变化特点是.16.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,小灯泡的规格为“2OV,0.5A”.备有下列器材:A电源E(电动势为3.0V.内胆不计)B.电压表V1(量程0﹣3V,内阻约1kΩ)C.电压表V2(量程0﹣15V,内阻约14kΩ)D.电流表A1(量程0﹣3A,内阻约0.1Ω)E.电流表A2(量程0﹣0.6A,内阻约0.6Ω)F.滑动变阻器R1(0﹣5Ω,3.0A)G.滑动变变阻器R2(0﹣200Ω,1.25A)H.开关和若干导线为了尽可能准确地描绘出小灯泡的伏安特性曲线,本实验采用图甲实验电路图.请完成以下内容.(1)实验中电压表应选用,电流表应选用,滑动变阻器应选用(请填写选项前对应的字母).(2)某同学完成该实验后,又找了另外两个元件,其中一个是由金属材料制成的,它的电阻随温度的升高而增大,而另一个是由半导体材料制成的,它的电阻随温度的升高而减小.他又选用了合适的电源、电表等相关器材后,对其中的一个元件进行了测试,测得通过其中的电流与加在它两端的电压数据如下所示:请根据表中数据在图乙中作出该元件的I﹣U图线.该元件可能是由(选填“金属”或“半导体”)材料制成的.(3)在(2)的基础上,该同学进一步分析,如果让一节电动势为1.5V、内阻为0.5Ω的干电池只对该元件供电,则该元件消耗的功率为W(结果保留两位有效数字).17.某实验小组设计了如图甲的电路,其中R r为热敏电阻,电压表量程为3V,内阻R v约10kΩ,电流表量程为0.5A,内阻R A=4.0Ω,R为电阻箱.(1)该实验小组首先利用该电路进行描绘热敏电阻的伏安特性曲线的实验.闭合开关,调节电阻箱,记录不同情况下电压表示数U1、电流表的示数I和电阻箱的阻值R,在I﹣U坐标系中,将各组U1、I的数值标记在相应位置,描绘出热敏电阻的部分伏安特性曲线,如图乙中曲线所示.为了完成该实验,应将导线c端接在(选填“a”或“b”)点;(2)利用(1)中记录的数据,通过分析计算可得外电路的电压U2,U2的计算式为;(用U1、I、R和R A表示)(3)实验小组利用(2)中的公式,计算出各组的U2,将U2和I的数据也描绘在I﹣U坐标系中,如图乙中直线所示,根据图象分析可知,电源的电动势E= V,内电阻r=Ω;(4)实验中,当电阻箱的阻值调到8.5Ω时,热敏电阻消耗的电功率P= W.(保留两位有效数字)18.为了节能环保,一些公共场所使用光控开关控制照明系统.光控开关可采用光敏电阻来控制,光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱,光越强照度越大,照度单位为lx).(1)某光敏电阻R在不同照度下的阻值如下表,根据表中已知数据,在图1的坐标系中描绘出了阻值随照度变化的曲线.由图象可求出照度为1.0lx时的电阻约为kΩ.(2)如图2所示是街道路灯自动控制模拟电路,利用直流电源为电磁铁供电,利用照明电源为路灯供电.为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果,路灯应接在(填“AB”或“BC”)之间.(3)用多用电表“×10Ω”挡,按正确步骤测量图中电磁铁线圈电阻时,指针示数如图3所示;则线圈的电阻为Ω.已知当线圈中的电流大于或等于2mA时,继电器的衔铁将被吸合.图中直流电源的电动势E=6V,内阻忽略不计,滑动变阻器有三种规格可供选择:R l(0~10Ω,2A)、R2(0~200Ω,1A)、R3(0~1750Ω,0.1A).要求天色渐暗照度降低至l.0lx时点亮路灯,滑动变阻器应选择(填R1、R2、R3).为使天色更暗时才点亮路灯,应适当地(填“增大”或“减小”)滑动变阻器的电阻.19.2013年12月14日晚上9点14左右,嫦娥三号月球探测器平衡降落在月球虹湾,并在4分钟后展开太阳能电池板,如图甲.太阳能电池在有光照时,可以将光能转化为电能;没有光照时,可以视为一个电动势为零的电学器件.探究一:某实验小组用测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法,探究太阳能电池被不透光黑纸包住时的I﹣U特性(1)根据实验原理图乙,图丙中滑动变阻器上需要用导线连接的是.(用A、B、C、D、E表示)(2)通过实验获得如下数据:请在图丁坐标纸上画出太阳能电池的I﹣U特性曲线.探究二:在稳定光照环境下,取下太阳能电池外的黑纸,并按图戊电路探究导体电阻与其影响因素的定量关系(3)该小组通过本实验练习使用螺旋测微器,其次测量如图己所示,读数为mm.(4)开关闭合后,下列说法正确的是.A.电压表分流使R测偏大B.电压表分流使R测偏小C.电流表分压使R测偏偏小大D.电流表分压使R测(5)若实验中电压表和电流表的示数分别为U和I,金属丝的直径为d,长度为L,则金属丝的电阻率ρ=.20.某同学为了研究某压敏电阻的伏安特性,通过实验得到了该压敏电阻的伏安特性曲线如图a所示.(1)该同学所用蓄电池的电动势为6V,还有导线、开关及以下器材:电流表有两个量程,分别为量程A(0~3A)和量程B(0~O.6A)电压表有两个量程,分别为量程C(0~3V)和量程D(0~15V)滑动变阻器有两种规格,分别为E(0~l0Ω,1.0A)和F(0~200Ω,1.0A)则电流表选量程,电压表选量程,滑动变阻器选规格.(填代号)(2)请在图b中用笔画线代替导线,把实验仪器连接成完整的实验电路.(3)通过进一步实验研究知道,该压敏电阻R的阻值随压力变化的图象如图c 所示.某同学利用该压敏电阻设计了一种“超重违规证据模拟记录器”的控制电路,如图d.已知该电路中电源的电动势均为6V,内阻为lΩ,继电器线圈电阻为l0Ω,当控制电路中电流大于0.3A时,磁铁即会被吸引.则只有当质量超过kg的车辆违规时才会被记录.(取重力加速度g=10m/s2)21.某实验小组设计了如图(甲)的电路,其中R T为热敏电阻,电压表量程为3V,内阻R V约10kΩ,电流表量程为0.5A,内阻R A=4.0Ω,R为电阻箱.(1)该实验小组首先利用该电路进行描绘热敏电阻的伏安特性曲线的实验.闭合开关,调节电阻箱,记录不同情况下电压表示数U1、电流表示数I和电阻箱的阻值R,在I﹣U坐标系中,将各组U1、I的数值标记在相应位置,描绘出热敏电阻的部分伏安特性曲线,如图(乙)中曲线所示.为了完成该实验,应将导线c 端接在(选填“a”或“b”)点.(2)利用(1)中记录的数据,电源路端电压U=.(用U1、I、R和R A 表示)(3)实验中路端电压U和通过电源电流如图(乙)中直线所示,由图分析可知:电源的电动势E=V,内电阻r=Ω.(4)实验中,当电阻箱的阻值调到30Ω时,热敏电阻消耗的电功率P= W.(计算结果保留两位有效数字)22.某同学为了研究一个小灯泡的灯丝电阻随温度的升高而变化的规律,用实验得到下表所示的数据(I和U分别表示小灯泡的电流和电压),则:①当U=1.00V时对应的电流表如图甲所示,其读数为A.②实验中所用的器材有:电压表(量程3V,内阻约为2kΩ)电流表(量程0.6A,内阻约为0.2Ω)滑动变阻器(0﹣5Ω,1A)电源、待测小灯泡、电键、导线若干.请在图乙方框中画出该实验的电路图.③根据实验数据,在图丙中画出小灯泡的U﹣I曲线.④如果把这个小灯泡直接接在一个电动势为1.5V、内阻为2.5Ω的电池两端,则小灯泡的实际功率是W(结果保留2位有效数字).23.某同学尝试把一个灵敏电流表改装成温度表,他所选用的器材有:灵敏电流表(待改装),学生电源(电动势为E,内阻不计),滑动变阻器,单刀双掷开关,导线若干,导热性能良好的防水材料,标准温度计,PTC热敏电阻R t(PTC线性热敏电阻的阻值与摄氏旁温度t的关系为R t=a+kt,a>0,k>0).设计电路如图所示,并按如下步骤进行操作:(1)该电路图连接好实验器材;(2)将滑动变阻器滑片P滑到端(填“a”或“b”),单刀双掷开关S掷于端(填“c”或“d”),调节滑片P使电流表,并在以后的操作中保持滑片P 位置不动,设此时电路总电阻为R,断开电路;(3)容器中倒入适量开水,观察标准温度计,每当标准电流表的示数下降5℃,就将开关S置于d端,并记录此时的温度t和对应的电路表的示数I,然后断开开关,请根据温度表的设计原理和电路图,写出电流与温度的关系式I=(用题目中给定的符号)(4)根据对应温度记录的电流表示数,重新刻制电流表的表盘,改装成温度表,根据改装原理,此温度表表盘刻度线的特点是:低温刻度在侧(填“左”或“右”),刻度线分布是否均匀?(填“是”或“否”)24.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,某同学连接了如图(a)所示的实物电路图,闭合开关,发现灯泡不亮,电流表的示数为零.(1)他借助多用电表检查小灯泡.先断开开关,把多用电表的选择开关旋到“×1Ω”挡,将红黑表笔短接进行电阻调零;再将红、黑表笔分别接触①、②接线柱,多用电表的表盘恰好如图(b)所示,说明小灯泡正常,此时的电阻为Ω.(2)他将多用电表选择开关旋于某直流电压档,将红、黑表笔分别接触②、③接线柱;闭合开关,发现电压表的示数约等于电源电动势,说明②、③接线柱间的导线出现了(选填“断路”或“短路”).(3)故障排除后,用多用电表的电压档作为电压表,为了使电流表的示数从零开始,请在(a)的实物电路中将多用电表接入电路,并用线代替导线将电路补充完整.25.在描绘一个小灯泡的伏安特性曲线实验中.(1)由于灯泡电阻未知,先用多用电表的电阻档×1档粗测量,操作步骤正确,表盘示数如图甲所示,该小灯泡的阻值大约是Ω有下列器材供选择:A.电压表(0﹣3V,内阻约为10KΩ);B.电压表(0﹣15V,内阻约为20KΩ);C.电流表(0﹣0.6A,内阻约为1Ω);。
2描绘小电珠的伏安特性曲线(高考物理电学实验)含答案与解析
2描绘小电珠的伏安特性曲线(高考物理电学实验)组卷老师:莫老师一.实验题(共50小题)1.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,需测量一个标有“3V,1.5W”灯泡两端的电压和通过灯泡的电流,现有如下器材:直流电源(电动势3.0V,内阻不计)电流表A1(量程3A,内阻约0.1Ω)电流表A2(量程600mA,内阻约5Ω)电压表V1(量程3V,内阻约3kΩ)电压表V2(量程15V,内阻约200kΩ)滑动变阻器R1(阻值0~10Ω,额定电流1A)滑动变阻器R2(阻值0~1kΩ,额定电流300mA)(1)在该实验中,电流表应选择(填“A1”或“A2”),电压表应选择(填“V1”或“V2”),滑动变阻器应选择(填“R1”或“R2”)(2)某同学用导线a、b、c、d、e、f、g和g连接成如图甲所示的电路,若用该电路测得灯泡的工作电压U和电流I,根据R=计算此时灯泡的电阻,则灯泡电阻的测量值真实值(填“大于”、“等于”或“小于”)。
(3)该同学连接电路后检查所有元件都完好,电流表和电压表已调零,经检查各部分接触良好,但闭合开关后,反复调节滑动变阻器,小灯泡的亮度发生变化,但电压表和电流表示数不能调零,则断路的导线为(填导线代号)(4)图乙是在实验中根据测出的数据,在方格纸上作出该小灯泡的伏安特性曲线,若将两个该种灯泡和一个6.0Ω的定值电阻一起串联与题中的电源组成闭合回路,请估算每个小灯泡的实际功率P=W(保留两位有效数字)2.热敏电阻包括正温度系数电阻器(PTC)和负温度系数电阻器(NTC),正温度系数电阻器的电阻随温度的升高而增大,负温度系数电阻器的电阻器的电阻随温度的升高而减小.某实验小组选用下列器材探究某一热敏电阻Rx的导电特性.A.电流表A1(量程10mA,内阻r1)B.电流表A2(量程0.6A,内阻r2约为)C.滑动变阻器R1(最大阻值)D.滑动变阻器R2(最大阻值)E.定值电阻R3(阻值)F.定值电阻R4(阻值)G.电源E(电动势15V,内阻忽略)H.开关与导线若干(1)实验采用的电路图如图甲所示,则滑动变阻器选,定值电阻R 选.(填仪器前的字母序号).(2)该小组根据测量数据作出热敏电阻的U﹣I图象如图乙所示,请分析说明该曲线对应的是热敏电阻(选填“PTV”或“NTC”).(3)若将此热敏电阻直接接到一电动势为9V,内阻10Ω的电源两端,则此时该热敏电阻的阻值为.(结果保留三位有效数字)3.某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小,实验器材如图甲所示,现已完成部分导线的连接.①实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中,电流表的示数从零开始逐渐增大,请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接;②该小组描绘出的伏安特性曲线如图乙所示,若用电动势为3V、内阻为5Ω的电源和该灯泡串联组成闭合电路,则该灯泡的功率为W(保留两位小数).③根据图线判断,只相同的小电珠并联后,直接与电动势为3V、内阻为2Ω的电源组成闭合闭合回路,可使小电珠的总功率最大,其总功率的值约为W(保留两位小数).4.某学习小组研究一小灯泡在不同电压下的电功率大小.实验器材如图甲所示,现已完成部分导线的连接.①根据本实验原理,在答题纸相应的位置作出电路图;②实验要求滑动变阻器的滑片从左到右滑动过程中,电流表的示数从零开始这渐增大,请按此要求用笔画线代替导线在图甲中完成余下导线的连接;③某次测量,电流表指计偏转如图乙所示,则电流表的示数为A;④该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所某示,某同学将该小灯泡与电动势E=3V、内阻r=lΩ的电源、阻值R=4Ω的定值电阻R0组成闭合回路.报椐图丙所示曲线并结合闭合电路欧姆定律分析,此时该小灯泡的电功率约为W (保留两位有效数字);⑤实验室有最大阻值为5Ω的滑动变阻器R1最大阻值为17kΩ的动变阻器R2,在如何选出滑动变阻器这个问题上,某同学认为滑动变阻器采用分压接法时,小灯泡两端电压变化范围在零到电源电动势之间变化(忽略电源内阻及电表内阻的影响).所以选抒R1或R2都可以比较方便地获取多组数据,进而得到比较理想的小灯泡的伏安特性曲线,试简要分折该同学的观点足否正确.5.某同学利用如下实验器材研究“小灯泡的伏安特性曲线”:电源(电动势3V,内阻可忽略不计)、滑动变阻器(最大阻值10Ω)、电压表、电流表、电键、小灯泡、导线若干.(1)实验过程中某次实验时电压表,电流表的指针指示位置如图1所示,则电压表的读数为V,电流表读数为A;(2)根据实验得到的数据作出小灯泡的U﹣I图象如图2所示,则可知小灯泡的电阻随电压增大而(填“增大”、“减小”或“不变”)(3)在图3中把缺少的导线补全,连接成实验电路;(4)若按图3正确连线后,合上电键,移动滑动变阻器的滑片,小灯泡不能完全熄灭,其他完全正常,则可判断是导线(填接线柱字母,如GH)发生断路,此时的电路中,小灯泡可能获得的最小功率是W(保留两位有效数字).6.某同学在探究小灯泡的伏安特性曲线,他使用的器材如下:电流表(0﹣0.6﹣3A)、电压表(0﹣3﹣15V)、直流电源(4V)、滑动变阻器(20Ω,3A)、小灯泡(2.5V)、电键一个、导线若干①请在图1方框中画出实验电路图,并按电路图将图2中的器材连接成实验电路;②某同学实验时测得多组小灯泡两端的电压U与对应通过小灯泡的电流I,将U、I对应点都标在了图3的坐标系中,请你将描出小灯泡的伏安特性曲线;③通过伏安特性曲线可以确定,当小灯泡两端的电压为1.0V时,小灯泡的电阻为Ω.7.某实验小组进行“探究热敏电阻的温度特性”实验,实验室提供如下器材,热敏电阻R t(常温下约8kΩ)温度计,电流表mA(量程1mA,内阻约200Ω)电压表V(量程3V,内阻约为10kΩ)电池组E(4.5V,内阻约1Ω)滑动变阻器R(最大阻值为20Ω)开关S、导线若干,烧杯和水.(1)根据提供器材的参数将图甲所示的实物图中所缺的导线补充完整.(2)利用补接完整的实验电力路测量出不同温度下的电阻值,画出该热敏电阻的R t﹣t图象如图乙的实测曲线,与图中理论曲线相比二者有一定的差异,除了偶然误差外,下列叙述正确的是A.电压表的分流造成电阻的测量值总比真实值小B.电流表的分压造成电阻的测量值总比真实值大C.温度升高到一定值后,电流表应改为外接法D.温度升高到一定值后,电流表应改为内接法(3)将本实验所用的热敏电阻接到一个电流较大的恒流电源中使用,当电流通过电阻产生的热量与电阻箱周围环境散热达到平衡时,满足关系式I2R=k(t﹣t0)(其中k为散热系数,t是电阻的温度,t0是周围环境温度,I为电流强度),电阻的温度稳定在某一值,若通过它的电流恒为50mA,t0=20℃,k=0.25W/℃,由实测曲线可知该电阻的温度稳定在℃.8.实验室中有一个额定电压为3.0V,额定功率未知的小灯泡,用欧姆表测得它的电阻约为5Ω.某同学打算描绘该小灯泡的伏安特性曲线,现有如下器材:直流电源(电动势6.0V,内阻不计)电流表A(量程0.6A,内阻约5Ω)电压表V(量程3V,内阻约3kΩ)滑动变阻器R1(阻值0~5Ω,额定电流1A)滑动变阻器R2(阻值0~20Ω,额定电流1A)(1)在该实验中,滑动变阻器应选择(填“R1”或“R2”)(2)该同学连接成如图甲所示的电路,请在图中将电路补充完整.(3)根据测量的数据,在图乙中的方格坐标系中描点作出了小灯泡的伏安特性曲线,由图线可知小灯泡的额定功率为W,此时电阻为Ω.(保留两位有效数字)(4)该同学拆除了图甲电路后,将此灯泡串联一个12Ω的保护电阻,再接到本实验的电源上,则该灯泡的实际电功率是W.(保留两位有效数字)9.某研究性学习小组为探究小灯泡灯丝电阻与温度的关系,设计并完成了有关的实验,以下是实验中可供选用的器材.A.待测小灯泡(额定功率6W,额定电流0.5A)B.电流表(量程0~0.6A,内阻0.1Ω)C.电压表(量程0~5V,内阻约5kΩ)D.电压表(量程0~15V,内阻约15kΩ)E.滑线变阻器(最大阻值50Ω)F.滑线变阻器(最大阻值1kΩ)G.直流电源(电动势15V,内阻可忽略)H.开关一个,导线若干实验中调节滑线变阻器,小灯泡两端电压可以从零至额定电压范围内变化,从而测出小灯泡在不同电压下的电流.(1)实验中为较准确测量、方便调节,电压表应选用,滑动变阻器应选用(填写仪器符号);(2)请在如图1的虚线框中画出为完成上述实验而设计的合理的电路图.(3)如图2所示是该研究小组测得小灯泡的I﹣U关系图线.由图线可知,小灯泡灯丝电阻随温度的升高而(填“增大”、“减小”或“不变”);当小灯泡两端所加电压为6V时,其灯丝电阻值约为Ω.(保留两位有效数字)(4)若不考虑电表内阻的影响,得到的是上面的I﹣U关系图线.但由于电表存在内阻,实际测得的伏安特性曲线比上面的I﹣U关系图线位置来得偏(选填“高”或“低”).10.某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性,使用的器材包括电压表(内阻约为3kΩ)、电流表(内阻约为1Ω)、定值电阻等.(1)使用多用电表粗测元件X的电阻,选择“×1”欧姆挡测量,示数如图1(a)所示,读数为Ω,据此应选择图1中的(填“b”或“c”)电路进行实验.(2)连接所选电路,闭合S,滑动变阻器的滑片P从左向右滑动,电流表的示数逐渐(填“增大”或“减小”),依次记录电流及相应的电压,将元件X换成元件Y,重复实验.(3)图2(a)是根据实验数据作出的U﹣I图线,由图可判断元件(填“X”或“Y”)是非线性元件.(4)该小组还借助X和Y中的线性元件和阻值R=21Ω的定值电阻,测量待测电池组的电动势E和内阻r,如图2(b)所示,闭合S1和S2,电压表读数为3.00V,断开S2,读数为1.00V,利用图2(a)可算得E=V,r=Ω(结果均保留两位有效数字,视电压表为理想电压表).11.实验室新进一批规格为“3V lW”的小灯泡,某物理兴趣小组想测绘小灯泡的伏安特性曲线,要求电压从0开始变化.现有电源E(4V,内阻不计)、滑动变阻器R(0~2OΩ,额定电流2A)、多用电表、开关S一个、导线若干、电流表A (0~0.6A,内阻约为1.OΩ)、电压表V(0~3V,内阻约为3kΩ).(l)粗测小灯泡的电阻,应选择多用电表(填“×l”、“×l0”或“×l00”)倍率的电阻挡;调零后,将表笔分别与小灯泡的两极连接,示数如图甲所示,结果为Ω.(2)请在图乙所示的虚线框内补画出满足实验要求的电路图.12.有一只标识为“2.5V,0.5A”的小灯泡,小华想测定其伏安特性曲线,实验室所供选择的器材除了导线和开关外,还有以下一些器材可供选择:(1)为了达到实验目的需要组装一个量程为3.0V的电压表,那么电阻箱的阻值应调到Ω;(2)为了减小实验误差,实验中滑动变阻器应选择(选填器材前面的编号);(3)请帮助小华设计一个电路,要求使误差尽量小,并将电路图滑在图1虚线框内;(4)小华在实验中用电流表和改装后的电压表测得数据并记录在下表中,请根据表格中的数据在图2方格纸上作出该小灯泡的伏安特性曲线;(5)将一个电动势为1.5V,内阻为3Ω的电源直接接在该小灯泡的两端,则该小灯泡的实际功率为W(结果保留1为有效数字).13.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,现除了有一个标有“5V,2.5W”的小灯泡、若干导线和开关外,还有:A.直流电源(电动势约为5V,内阻可不计)B.直流电流表(量程0~3A,内阻约为0.1Ω)C.直流电流表(量程0~600mA,内阻约为5Ω)D.直流电压表(量程0~15V,内阻约为15kΩ)E.直流电压表(量程0~5V,内阻约为10kΩ)F.滑动变阻器(最大阻值10Ω,允许通过的最大电流为2A)G.滑动变阻器(最大阻值1kΩ,允许通过的最大电流为0.5A)实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据.(1)实验中电流表应选用,电压表应选用,滑动变阻器应选用(均用器材前的序号字母表示).(2)请按要求将图中所示的器材连成实验电路.(3)某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示,现把实验中使用的小灯泡接到如图乙所示的电路中,其中电源电动势E=3.5V,内阻r=lΩ,定值电阻R=9Ω,此时灯泡的实际功率为W.(结果保留两位有效数字)14.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,现除了有一个标有“5V,2.5W”的小灯泡、导线和开关外,还有:A.直流电源(电动势约为5V,内阻可不计)B.直流电流表(量程0〜3A,内阻约为0.1Ω)C.直流电流表(量程0〜600mA,内阻约为5Ω)D.直流电压表(量程0〜15V,内阻约为15kΩ)E.直流电压表(量程0〜5V,内阻约为10kΩ)F.滑动变阻器(最大阻值10Ω,允许通过的最大电流为2A)G.滑动变阻器(最大阻值1kΩ,允许通过的最大电流为0.5A)实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据.(1)实验中电流表应选用,电压表应选用,滑动变阻器应选用(均用序号字母表示).(2)请按要求将图1中所示的器材连成实验电路.(3)某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如图2所示.现把实验中使用的小灯泡接到如图3所示的电路中,其中电源电动势E=4V,内阻r=1Ω,定值电阻R=9Ω,此时灯泡的实际功率为W.(结果保留两位有效数字)15.小华要描绘标有“3 V 1.5 W”小灯泡的伏安特性曲线,实验室有如下器材:A.直流电源3 V(内阻可不计)B.直流电流表0〜3 A(内阻0.1Ω)C.直流电流表0〜600 mA(内阻约0.5Ω)D.直流电压表0〜3 V(内阻约3 kΩ)E.直流电压表0〜15 V(内阻约200 kΩ)F.滑动变阻器(10Ω,l A)G.滑动变阻器(1 kΩ.300 mA)H.开关S,导线若干(1)请你帮助小华选取本次实验所需的实验器材(填序号).(2)小华连接实验电路图如图甲所示,请指出你认为不恰当的地方.(3)正确实验操作后,小华描绘的小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示.请读出图丙中电表的读数,并计算出此时小灯泡的电阻.16.为描绘小灯泡的伏安特性曲线,实验室备有下列器材:A.小灯泡(额定电压6V,额定电流600mA)B.电流表A1(量程0~0.6A,内阻约为0.5Ω)C.电流表A2(量程0~3A,内阻约为0.1Ω)D.电压表V(量程0~6V,内阻约为10kΩ)E.滑动变阻器R1(0~10Ω,2A)F.滑动变阻器R2(0~100Ω,1.5A)G.直流电源E(约6V)H.开关、导线若干(1)实验中电流表应选用;滑动变阻器应选用(填器材前面的字母)(2)请用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整.(3)实验电路连接正确,闭合开关,从最左端向右端调节滑动变阻器滑片,记录电流表和电压表相应示数,根据实验数据在坐标系中描点如图乙所示,则电路发生的故障是.17.某同学利用电流传感器、电压传感器描绘小灯泡的伏安特性曲线,采用了如图(a)所示的电路.实验中得到了如下一组数据:(1)图(a)中的矩形框2中接小灯泡,则矩形框1中应接,矩形框3中应接;(均选填“电流传感器”或“电压传感器”)(2)在图(b)中画出小灯泡的U﹣I图线;(3)若把这个小灯泡与一节电动势E=1.5V、内阻r=3Ω的干电池连接,此时小灯泡的电阻为Ω,实际功率为W.(结果保留2位有效数字)18.有一个小灯泡上标有“4V、2W”的字样,现在要用伏安法描绘这个小灯泡的U﹣I图线现有下列器材供选用:A.电压表(0~5V,内阻约10kΩ)B.电压表(0~15V,内阻20kΩ)C.电流表(0~0.6A,内阻0.4Ω)D.滑动变阻器(0~10Ω,额定电流2A)E.滑动变阻器(0~500Ω,额定电流1A)F.学生电源(直流6V),开关,导线若干(1)实验中,所用电路应选(填甲或乙),所用电压表应选,滑动变阻器应选用;(用序号字母表示)(2)把图丙中所示的实验器材按题目要求用实线补充连接成实物电路图.(3)某同学根据实验得到的数据画出了该小灯泡的伏安特性曲线(如图丁所示),若用电动势为3V、内阻为2.5Ω的电源给该小灯泡供电,则该小灯泡的实际功率是W;(保留两位有效数字)(4)某兴趣小组想用多用电表来粗测小灯泡的电阻,测量过程表笔的位置如图所示,其测量方法正确的是.19.要测绘一个标有“3V 0.6W”小灯泡的伏安特性曲线,提供的器材有:电池组(电动势为4.5V,内阻约1Ω);电流表(量程为0~250mA,内阻约5Ω)电压表(量程为0~3V,内阻约3kΩ);滑动变阻器(最大阻值20Ω额定电流1A);电键一个、导线若干(1)要求电压从零开始调节,请在方框内画出实验电路图.(2)用某次实验的结果测出小灯泡发光时的电阻值,由于存在系统误差,测量结果将偏(选填“大”或“小”);(3)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示.若将这个小灯泡接到电动势为1.5V,内阻为5Ω的电源两端,请在图中做出给电源供电时路端电压和电流的关系图象,依据图象可求出小灯泡消耗的功率是.20.在“描述小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,需测量出标有“4V 1.5W”的灯泡两端的电压和通过灯泡的电流,现有如下器材:直流电源(电动势3.0V,内阻不计)电流表A1(量程3A,内阻约0.1Ω)电流表A2(量程600mA,内阻约5Ω)电压表V1(量程3V,内阻约3kΩ)电压表V2(量程15V,内阻约200kΩ)滑动变阻器R1(阻值0~10Ω,额定电流1A)滑动变阻器R2(阻值0~1kΩ,额定电流300mA)(1)在该实验中,电流表应选择(填“A1”或“A2”),电压表应选择(填“V1”或“V2”),滑动变阻器应选择(填“R1”或“R2”).(2)某同学用导线把各器材连接成如图甲所示的电路,请在方框中完成实验的电路图.(3)图丙是学习小组在实验中根据测出的数据在方格纸上作出该小灯泡的伏安特性曲线,若将该灯泡与一个6.0Ω的定值电阻串联后,直接接在题中提供的电源两端,请估算该小灯泡的实际功率P=W(保留两位有效数字)(若需作图可直接画在丙图中).21.某实验小组设计了如图甲所示的电路,其中R T为热敏电阻,电压表量程为6V,内阻为R V约10kΩ,电流表量程为0.5A,内阻R A=4.0Ω,R为电阻箱.(1)该实验小组首先利用该电路进行描绘热敏电阻的伏安特性曲线的实验.闭合开关,调节电阻箱,记录不同情况下电压表示数U1、电流表的示数I和电阻箱的阻值R,在I﹣U坐标系中,将各组U1、I的数值标记在相应位置,描绘出热敏电阻的部分伏安特性曲线如图乙中的曲线所示,为了完成该实验,应将导线c端接在(选填“a”或“b”)点;(2)利用(1)中记录的数据,通过分析计算可得外电路的电压U2,U2的计算式为;(用U1、I、R和R A表示)(3)实验小组利用(2)中的公式,计算出各组的U2,将U2和I的数据也描绘在I﹣U坐标系中,如图乙中的直线所示,根据图象分析可知,电源的电动势E= V,内电阻r=Ω;(4)实验中,当电阻箱的阻值调到 3.0Ω时,热敏电阻消耗的电功率P= W.(保留两位有效数字)22.为描述“220V 100W”白炽灯的伏安特性曲线,提供的器材有:白炽灯,调压变压器,22V交流电源,交流电压表(量程300V、内阻300kΩ),交流电流表(量程0.6A、内阻0.15Ω),开关,导线若干.(1)如图(a)所示是调压变压器的构造图,在圆环形的铁芯上只绕一个线圈.如果将220V交流电接在变压器的AB端,测量电路接在BP端.该变压器用作变压器(选填“升压”或“降压”).(2)为使在额定电压下测得的实验数据的误差尽量小,请在图(b)中完成该测量原理电路图的连线.在电路接通之前,应将调压变压器的滑动触头P移动至B 端,并且将滑动变阻器的滑片移动至(选填“a端”或“b端”)附近.(3)根据测量结果描绘出“220V 100W”白炽灯的伏安特性曲线如图(c)所示.若将两个“220V 100W”的灯泡串联后接入如图(d)所示的交流电路中,已知R1=1kΩ,R2=10kΩ,n1=200匝,n2=400匝,则通过白炽灯的电流为A,电阻R1消耗的功率为W.(结果保留两位有效数字)23.为探究小灯泡的电功率P和电压的关系,实验小组测量小灯泡的电压U和电流I,利用P=UI得到电功率.实验所使用的小灯泡规格为“3.0V 1.8W”,电源为12V的电池(内阻不计),电路中的定值电阻R1=10Ω.(1)为了测量小灯泡在0~3.0V范围内的多组U、I值,准备使用的实物电路如图1所示.请将滑动变阻器接入电路的正确位置.(用笔画线代替导线)(2)现有甲乙两个滑动变阻器:滑动变阻器甲的阻值0~10Ω;滑动变阻器乙的阻值0~2Ω.为了使调节方便,测量的准确度高,滑动变阻器应选用(填甲或乙).(3)(多选)小明处理数据后将P、U2描点在坐标纸上,并作出了一条直线,如图2所示.下列关于小明作图象时出现的问题的说法中正确的是A.图线不应画为直线B.应画连接各点的多段折线C.横坐标的标度选得不合适D.纵坐标的标度选得不合适.24.为探究小灯泡L的伏安特性曲线,提供了以下器材:小灯泡L,规格“4.0V 2.8W”;电流表A1,量程3A,内阻约为0.1Ω;电流表A2,量程0.6A,内阻r2=0.2Ω;电压表V,量程3V,内阻r V=9kΩ;标准电阻R1,阻值1Ω;标准电阻R2,阻值3kΩ;滑动变阻器R,阻值范围0~10Ω;学生电源E,电动势6V,内阻不计;开关S及导线若干.(1)某同学设计了如图甲所示的电路来进行测量,闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于,当通过L的电流为0.46A时,电压表的示数如图乙所示,电压表的读数为V,此时L的电阻为Ω.(2)要想更准确完整地描绘出L的伏安特性曲线,需要重新设计电路.请你利用所供器材,在图丙中的虚线框内补画出实验电路图,并在图上标明所选器材代号.(3)根据实验测得的数据,描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图丁,若将该灯泡接到E=1.5V、r=3.0Ω的电源两端,则灯泡实际消耗的功率P=W.(结果保留两位有效数字)25.在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验时,所用电流表内阻约为几欧,电压表内阻约为十几千欧。
实验专题:描绘小灯泡伏安特性曲线答案解析
实验专题:描绘小灯泡伏安特性曲线答案解析1.【答案】(1)B D F(2)电路图如图所示(3)如图所示(4)1.00 W【解析】(1)由题意小灯泡额定电压为2 V,额定电流为0.5 A,故电压表应选B,电流表应选D,又描绘伏安特性曲线要求电流从零调,故变阻器应用分压式接法,应选阻值小的变阻器F.(2)由于小电珠电珠较小,满足,电流表应用外接法,又变阻器应采用分压式接法,电路图如图所示:(3)小电珠的伏安特性曲线如图所示:(4)由图可知,当电压为2 V,电流为0.5 A;则功率2.【答案】(1)ACDF(2)如图所示(3)如图所示【解析】(1)电源电动势为3 V,故电压表选D,最大电流I=A=0.75 A,若选取3 A量程,则指针偏转不及刻度的,误差较大,故电流表选C,滑动变阻器分压接法,选取小电阻即可,故选择器材为:ACDF.(2)电压表上从零开始读取,所以选择滑动变阻器分压接法,被测电阻为小电阻,电流表用外接,实物图如图:(3)由描点法可作出笔芯的伏安特性曲线3.【答案】(1)B (2)ADE(3)16 Ω 增大(4)34【解析】(1)为描绘灯泡伏安特性曲线,电压与电流应从零开始变化,滑动变阻器应采用分压接法,故应选E;灯泡额定电压为3.8 V,电压表应选择A,灯泡额定电流为:,电流表选择D,灯泡正常发光时的电阻:,电流表内阻为:,电压表内阻为,电压表内阻远大于灯泡电阻,电流表应采用外接法,实验电路应选择图B所示电路;(2)由(1)分析可知,电压表选择A,电流表选择D,滑动变阻器采用分压接法,为方便实验操作,滑动变阻器选择E;(3)由图示图象可知,随增大,增大,实际功率增大,灯泡温度升高,电压与电流表的比值增大,灯泡电阻增大;由图示图象可知,电压:时,电流,此时灯泡电阻:;(4)灯泡正常发光时,串联电阻两端电压,串联电阻阻值.4.【答案】(1)BF (2)分压式图见解析(3)5【解析】(1)灯泡的额定电流,故电流表选择B;因本实验只能接用分压接法,故滑动变阻器选择小电阻F;(2)根据实验要求可知,滑动变阻器采用分压接法,并且测量电路应与滑动变阻器的左半部分并联;电流表采用外接法;原理图如下;(3)由画出的伏安特性曲线可知,时,电流,则对应的电阻5.【答案】(1)如图所示(2)A(3)0.144 (4)增大灯泡内阻随温度的升高而增大【解析】(1)根据原理图可得出对应的实物图如图所示:(2)由图可知,测量部分与滑动变阻器左侧并联,因此开始时为了让灯泡电流由零开始,故滑片P 应置于A端;(3)由图可知,当电压为1.2 V时,电流为0.12 A,则功率P=UI=1.2×0.12 W=0.144 W;(4)由图可知,I﹣U图象的斜率越来越小,则说明电阻越来越大;原因是灯泡内阻随温度的升高而增大.6.【答案】(1)A D (2)如图所示(3)0.8 5【解析】(1)因小灯泡标有“4 V,2 W”的字样,说明额定电压为4 V,故电压表应选A,由I=A=0.5 A得电流表应选0.6 V量程的D,(2)因小灯泡电阻远小于电压表内阻,故电流表应用外接法,因要求电流从零调,故滑动变阻器应用分压式接法,电路图如图所示(3)当电压为2 V时,由图可知,电流I=0.4 A,则由P=UI可知,功率为:P=2×0.4 W=0.8 W,电阻为:R==Ω=5 Ω.7.【答案】(1)C E F(2)如图所示(3)0.80【解析】(1)灯泡的额定电压为5 V,因此电压表选择大于等于5 V的即可,故选E;而灯泡的额定电流I==0.5 A,故电流表应选择C;因本实验采用分压接法,滑动变阻器应选小电阻,故滑动变阻器选择F;(2)本实验要求多测几组数据,故采用分压接法;同时因电流表内阻与灯泡内阻接近,故电流表选用外接法;实物图如下图所示;(3)将定值电阻等效电源内阻,作出等效电源的伏安特性曲线如图所示;与灯泡的伏安特性曲线的交点为灯泡的工作点,由图可知,此时灯泡的电压为1.8 V;电流为0.36 A;则灯泡的功率P=UI=2.1×0.38 W≈0.80 W;(0.78﹣0.86均可以)8.【答案】(1)见解析图(2)D (3)20 4【解析】(1)本实验中为了多测数据,滑动变阻器采用分压接法,因该电子元件内阻较小,故应选用电流表外接法,题目中没有给出电压表,因此需要用已知内阻电流表进行改装,具体实验原理图如下所示:(2)由于滑动变阻器采用分压接法,因此,在保证安全的前提下,选择总阻值小的,因此滑动变阻器应选用D.(3)R1和R2串联使用,因此它们的电流相等,由乙图可知R1和R2的相等电流为:I=0.25A,此时R1和R2的电压均为:U=2.5 V,因此它们的电阻之和为:;此时R3两端的电压为:U1=6.0 V﹣2.5 V﹣2.5 V=1.0 V,此时接入电路中的电阻为:.9.【答案】①BDE ②如图③PTC ④10.0 6.07【解析】①由于实验要求电压从零调,所以变阻器应采用分压式接法,应选择阻值小的变阻器E以方便调节;根据电源电动势为15 V可知电压表应选D;电压表的最小电压应为量程的即5 V,常温下热敏电阻的电阻为10 Ω,所以通过热敏电阻的最小电流应为I m=A=0.5 A,所以电流表应选B;②由于热敏电阻的阻值远小于电压表内阻,所以电流表应用外接法,又变阻器采用分压式接法,电路图如图所示:③根据U=RI可知,图象上的点与原点连线的斜率等于待测电阻的阻值大小,从图线Ⅰ可知电阻各点与原点连线的斜率逐渐增大,所以电阻随电压(温度)的增大而增大,即电阻是正温度系数,所以该热敏电阻是PTC;④在闭合电路中,电源电动势:E=U+Ir,由图2曲线II所示可知,电流为0.3 A时,电阻R1两端电压为8 V,电流为0.60 A时,电阻R2两端电压为6.0 V,则:E=8+0.3r,E=6+0.6r,解得:E=10.0 V,r=6.67 Ω;联立以上两式解得:E=10.0 V,r=6.07 Ω10.【答案】(1)C D G (2)连线如图所示(3)A端(4)1.3【解析】(1)灯泡额定电压为3 V,电压表应选D,灯泡额定电流I==A≈0.66 A,若采用3 A量程则误差较大,故只能采用0.6 A量程进行测量;本实验采用分压接法,为方便实验操作应选滑动变阻器G.(2)描绘灯泡伏安特性曲线,电压与电流应从零开始变化,滑动变阻器应采用分压接法;电压表内阻远大于灯泡电阻,电流表应采用外接法,实物电路图如图所示.(3)由图可知,测量电路与滑动变阻器左侧并联,故为了让电流从零开始调节,滑片位置应滑到A 端;(4)由图可知,当电压为2.4 V时,电流I=0.52 A,则功率P=UI=2.4×0.52 W≈1.3 W.11.【答案】(1)R1A2(2)见解析图(3)BD【解析】(1)本题变阻器采用分压接法,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)电路图如图所示,由于电压要从0开始调节,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.(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.12.【答案】①电路图如图所示②B【解析】①电压表V1和定值电阻R5串联,可改装成量程为0~4 V的电压表,电流表A1与定值电阻R4并联,可改装成量程为0~0.4 A的电流表,待测小灯泡的电阻很小,故电流表采用外接法.②小灯泡的电阻随着温度的升高而变大,所以B正确.13.【答案】(1)E C(2)C(3)B闭合开关前应使滑动变阻器与小灯泡并联部分的阻值为零;D应为按所测数据,在坐标纸上描点并将各点用一条平滑的曲线连接起来【解析】(1)因为小灯泡的额定电压为3 V,所以选择量程为3 V的电压表E,小灯泡的额定电流为I==A=0.5 A,故选择电流表C.(2)由于小灯泡的电阻和电流表的内阻非常接近,所以电流表的分压过大,需要采用电流表的外接法,电压需要从零开始,故采用滑动变阻器的分压接法,故选择电路图C.(3)步骤B不妥,闭合开关前应使滑动变阻器与小灯泡并联部分的阻值为零;步骤D 有错,应为按所测数据,在坐标纸上描点并将各点用一条平滑的曲线连接起来.14.【答案】(1)A(2)B(3)0.10【解析】(1)描绘小灯泡伏安特性曲线实验要求电压调节范围大,因此滑动变阻器采用分压式,为使调节过程中电压变化尽可能均匀,选用最大阻值较小的滑动变阻器A;(2)由于小灯泡的电阻比较小,因此电流表采用外接法,选用B图;(3)画出电源的伏安特性曲线,如图所示,两个图线的交点即为小灯泡接在电源两端时小灯泡中的电流与小灯泡两端的电压,U=1.0 V,I=0.10 A,因此小灯泡消耗的功率为P=UI=0.10 W.15.【答案】① A(或V1)D(或A2)F(或R2)②外接增大③ 0.45~0.54【解析】①灯泡额定电压为6 V,电压表选择A;由题图所示图象可知,最大电流为0.5 A,电流表选择D;为方便实验操作,滑动变阻器应选择F.②因灯泡电阻较小,故在设计实验电路时安培表应外接.根据小灯泡的伏安特性曲线可知小灯泡的电阻值随工作电压的增大而增大;③画出定值电阻的U-I图象如图,当灯泡和定值电阻两端的电压之和为6 V时,可读出通过灯泡及电阻的电流为0.27 A,灯泡两端的电压为1.7 V,电阻两端的电压为4.3 V,可知灯泡的实际功率为P=IU=0.27 A×1.7 V≈0.46 W.16.【答案】(1)C、E、F(2)(3)0.80(0.78~0.86)【解析】(1)灯泡的额定电压为5 V,因此电压表选择大于等于5 V的即可,故选;而灯泡的额定电流为0.5 A;故电流表应选择C;本实验采用分压接法,滑动变阻器应选小电阻;故滑动变阻器选择F;(2)本实验要求多测几组数据,故采用分压接法;同时因电流表内阻与灯泡内阻接近,故电流表选用外接法;实物图如图所示;(3)将定值电阻等效电源内阻,作出等效电源的伏安特性曲线如图所示;与灯泡的伏安特性曲线的交点为灯泡的工作点,由图可知,此时灯泡的电压为2.1 V;电流为0.38 A;则灯泡的功率P=UI=2.1×0.38 W≈0.80 W(0.78~0.86均可以).17.【答案】(1)乙V12(2)a 2.25【解析】(1)本题中由于要求电压从零开始调节,故应采用滑动变阻器分压接法;同时由于灯泡内阻较小,故采用电流表外接法;由于给出的电压表量程分别为3 V和15 V,由于15 V量程过大,不能准确测量;因此应将3 V量程与定值电阻串联以进行电压表改装来扩大量程;故电路图应为乙图;根据改装原理可知,改装后的读数应为电压表读数的:=2倍;(2)实验开始时应使测量部分电压为零,故滑片开始时应滑至a端;当达到灯泡额定电压时应注意调节滑动变阻器,不能使灯泡两端的电压过大;根据改装原理可知,此时电压表示数应接近2.25 V.18.【答案】(1)1.400.23(2)如图所示(3)非线性【解析】(1)电压表V1采用3 V量程,最小刻度为0.1 V,因此读数估读一位,为1.40 V,而电压表V1的内阻已知,因此流过电压表的电流就是流过硅光电池的电流.根据图甲可知,解得I1=0.23 mA.(2)根据表中数据在坐标图中描点,作出Ix-Ux关系图线如图所示.(3)由所画Ix-Ux关系图线为曲线可知Ix与Ux成非线性关系.19.【答案】(1) (2)D (3)(4)0.18【解析】(1)要使小灯泡两端电压从零开始变化,滑动变阻器应采用分压式接法,为测量更准确,应采用电流表内接法,实验电路图如下图所示.(2)由于采用分压式接法,若选E,则流过滑动变阻器的最大电流I==A=0.6 A>0.5 A,故滑动变阻器应选用D.(3)由第(1)问中所画电路图分析可得:U灯=U-IR A,则可根据表中数据求出U灯,并画出U灯-I图线如下图所示.(4)在同一坐标系中作出2U灯+IR0=E的图线,根据此图线与灯泡的U灯-I图线的交点可得此时灯泡的电压U灯=0.6 V,电流I=0.3 A.所以,灯泡的实际功率为P=U灯I=0.6 V×0.3 A=0.18 W.20.【答案】(1)B,C,甲(2)(3)5.2(4)B D(5)A【解析】(1)电源电动势为4 V,电压表选择C;电路中的电流最大值I m远小于3 A,所以电流表选择B.被测电阻阻值较小,电流表分压作用明显,所以采用电流表的外接法.即甲电路图.(2)根据实验电路原理图连接实物图如下:(3)电压表读数为2.60 V,电流表读数为0.50 A,代入Rx==Ω=5.2 Ω.(4)甲电路:由于电压表的分流作用,电流表测量的电流大于通过被测电阻的电流.乙电路:由于电流表的分压作用,使电压表测量的电压大于被测电阻两端的电压.B、D选项对.(5)设滑动变阻器单位长度的电阻为R0,滑动变阻器两端总长为L,根据串联电路规律,有:=⇒U=,式子中E、、L均为常数,根据函数图象可知A正确.Rx21.【答案】(1)如图(2)开始时不变,后来增大(3)增大【解析】画出I-U图象如图所示,曲线开始呈直线状说明开始时电阻不变,后来逐渐靠近U轴说明电阻增大.22.【答案】(1)g(2)AC【解析】(1)若调节滑动变阻器,小灯泡的亮度变化,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)因a元件的I-U线是直线,说明电阻不随电压的变化而变化,故可作为标准电阻,故A对,B错.因I-U图线上的点与原点的连线的斜率倒数表示电阻值,故C对,D错.选A、C.23.【答案】(1)R2串联(2)电流表内接滑片P置于b处(3)8 断路【解析】(1)灯泡额定电压为3.8 V,可以把电压表改装为4 V量程,电压表量程为2 V,内阻为2 kΩ,要把电压表改装成4 V的电压表,可以串联2 kΩ的电阻,应选电阻R2.(2)灯泡正常发光时的电阻为:R=Ω=9.5 Ω,电压表内阻为4 kΩ,电流表内阻约为0.3 Ω,电压表内阻远大于灯泡电阻,电流表应采用外接法,由图示电路图可知,电流表采用内接法,这是错误的;由图示电路图可知,滑动变阻器采用分压接法,为保护电路安全,闭合开关前,滑片应置于左端,由电路图可知,滑片P置于b处,这是错误的.(3)移动滑片,电压表与电流表示数不能为零,说明滑动变阻器是限流接法,由图示电路图可知,可能是导线8发生断路造成的.24.【答案】(1)左(2)如图所示(3)小灯泡的电阻随着电压的升高而增大(4)4.8 小【解析】(1)因当滑动触头打到左端时。
4描绘小电珠的伏安特性曲线(高考物理电学实验)含答案与解析
4描绘小电珠的伏安特性曲线(高考物理电学实验)组卷老师:莫老师一.实验题(共50小题)1.某化学电源电动势为1.5V,内阻为1Ω.利用四个这样的化学电源串联构成的电池组作为电源做描绘小灯泡的伏安特性曲线实验,实验中用的小灯泡上标有“4V,2W”的字样,实验室还有下列器材供选用:A.电压表(0~5V,内阻约为10kΩ)B.电压表(0~10V,内阻约为20kΩ)C.电流表(0~0.3A,内阻约为lΩ)D.电流表(0~0.6A,内阻约为0.4Ω)E.滑动变阻器(10Ω,2 A);电键、导线若干①实验中所用电压表应选用,电流表应选用(填A或B或C或D);②实验时要求尽量减小实验误差,测量电压从零开始多取几组数据,请将图1中实物连接成满足实验要求的测量电路.③某同学根据实验得到的数据画出了该小灯泡的伏安特性曲线(如图2所示),若用两个这样的化学电源串联后给该小灯泡供电,则该小灯泡的实际功率是W(结果保留两位有效数字).2.“二极管是非线性元件,它的电阻与通过的电流大小有关”.为了探求真知,实验室提供一个LED蓝光二极管.(1)首先利用多用电表对它正接时的电阻进行粗略测量,如图甲所示,下列说法正确的是(填序号).A.欧姆表的表笔A、B应分别接二极管的C、D端B.双手握住两表笔金属杆,测量值将偏大C.若采用“×100”倍率测量时,发现指针偏角过大,应换“×10”倍率,且要重新进行欧姆调零D.若采用“×10”倍率测量时,发现指针位于刻度“15”与“20”的正中央,测量值应略大于175Ω(2)为了正确描绘出该二极管正接时的伏安特性曲线,可供选择的器材如下:直流电源E:(电动势为3V,内阻不计)电流传感器mA:(量程﹣10mA~+10mA,相当于理想电流表,能较为精确测出通过二极管的电流)电压表V:(量程1V,内阻为1kΩ)定值电阻R0:(阻值为2kΩ)滑动变阻器R1:(0~10Ω)滑动变阻器R2:(0~1000kΩ)①实验中滑动变阻器应选(选填“R1”或“R2”);②请在图乙方框中画出实验电路原理图;③实验记录的8组数据如表所示,其中7组数据的对应点已经标在图丙的坐标纸上,请标出余下一组数据的对应点,并画出I﹣U图象;④由所绘制图象可知,他选用的LED蓝光二极管是(选填“线性”或“非线性”)电学元件.3.某物理学习小组的同学在研究性学习过程中,用伏安法研究某电子元件R1的伏安特性曲线.(1)首先将多用电表的选择开关旋转到电阻挡“×10”的位置粗略测量电阻值,电表指针如图1所示,这时指针所示被测电阻的阻值应为Ω.(2)现在通过实验描绘这个电子元件的伏安特性曲线,要求多次测量并尽可能减小实验误差,现有电源(电动势6V,内阻不计)、电流表G(0﹣500μA,内阻1000Ω)、定值电阻R0、开关和导线若干,其他可供选用的器材如下:A.电流表A(0~50mA,内阻约5Ω)B.电流表A′(0~0.6A,内阻约为0.2Ω)C.滑动变阻器R(0~10Ω,额定电流1.0A)D.滑动变阻器R′(0~50Ω,额定电流0.2A)①为了测定该电子元件的电压,可以将电流表G串联定值电阻的阻值R0=Ω,将其改装成一个量程为6.0V的电压表;②根据题目提供的实验器材,请你设计测量电子元件R1伏安特性曲线的电路原可用“”表示)(请画在图2方框内);理图(R③为减小测量误差并便于操作,实验中电流表应选用,滑动变阻器应选用(选填器材前的字母).4.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,使用的小灯泡为“3.8V 1.1W”.①实验时采用如图甲所示的电路图,由于电表内阻的影响,小灯泡电阻的测量值(填“大于”、“等于”或“小于”)准确值.②现有直流电源E(电动势约为6V,内阻约为0.5Ω)、电压表(量程0~5V,内阻5kΩ)、开关和导线若干,以及以下器材:A.电流表(量程0~100mA,内阻4Ω)B.电流表(量程0~500mA,内阻0.4Ω)C.滑动变阻器(最大阻值10Ω,额定电流1.0A)D.滑动变阻器(最大阻值5Ω,额定电流0.5A)实验中,电流表应选用;滑动变阻器应选用.(将填相应器材前的字母)③某位同学记录的8组数据如表所示,其中7组数据的对应点已经标在图乙的坐标纸上,请标出余下的一组数据的对应点,并画出U﹣I图线.④根据图乙给出的信息,可以判断图丙中正确的是(图中P为小灯泡的功率)5.在某次描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中,所选用的实验器材有:A:小灯泡“2.5V,0.2A”B:电流表0~0.6A~3A(内阻约1Ω)C:电压表0~3V~15V (内阻很大)D:滑线变阻器“2A,10Ω”E:电源(两节干电池)F:开关一个,导线若干(1)在实验时小明同学采用了如下图所示的实物电路,则具体实验操作前该电路需改进的地方有(2)在改正电路需改进之处后,小明同学进行了实验,但在实验中发现,无论怎样调节滑动变阻器,都不能使小灯泡两端电压达到2.5V额定电压,而是只能勉强达到1.80V,于是他猜想是否干电池太旧,总电动势只能达到1.8V,为了验证自己的猜想,他用以上器材进行了测该电源电动势和内阻的实验,电路图如右图,实验数据如下:Ⅰ.请在坐标纸上画出U﹣I图线,由图线可得E=V,电源内阻为r=ΩⅡ.描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中电压只能达到1.8V的原因是否如小杰所猜测?由实验数据得小灯泡两端电压为1.8V时电流为0.19A,试通过分析说明只能达到1.80V的原因.6.某研究性学习小组对直流电动机的伏安特性进行了研究.待测电动机的额定电压为3.0V,额定电流为30mA (用量程为50mA的多用电表测通过电动机的电流),如图1是他准备的器材和设计的实验电路,其中电路中已经接好了部分导线.(1)为了完成本实验,请用笔画线当导线,将图1中的实物连成完整的电路.(要求通过电动机的电流能从零开始变化)(2)表格数据为实验小组的实验记录,同时已经在图2坐标纸上描出了部分数据点,请根据实验数据在坐标中描出剩余的点,并作出合理的电动机的电流I随电压U变化两线.(3)由图线求得电动机的内阻为Ω,电动机转动且达到额定电压3.0V时,电动机的机械输出功率为W.(计算结果均保留三位有效数字)7.有一个小灯泡上标有“4.8V,2W”的字样,现在要描绘它的伏安特性曲线.有下列器材可供选用:A.电压表V1(0~3V,内阻3kΩ)B.电压表V2(0~15V,内阻15kΩ)C.电流表A(0~0.6A.内阻约1Ω)D.定值电阻R1=3kΩE.定值电阻R2=15kΩF.滑动变阻器R(l0Ω,2A)G.学生电源(直流6V,内阻不计)H.开关、导线若干①为了使测量结果更加准确,实验中所用电压表应选用.定值电阻选(均用序号字母填写);②为尽量减小实验误差,并要求从零开始多取几组数据,请在方框内画出满足要求的电路图;③若电压表、电流表的示数分别为2.0V、0.4A,则灯泡的功率等于.④根据实验测出灯泡的电压、电流,再计算出不同电压下的功率,做出P﹣U2图象,下面的四个图象中可能正确的是.8.描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验过程中,选择的灯泡标有“2V,0.36W”字样.实验器材如下:电池组(电动势为3V,内阻约1Ω);电流表(量程为0~250mA,内阻5Ω);电压表(量程为0~3V,内阻约3kΩ);开关一个、导线若干.(1)为了测得尽可能多的实验数据,滑动变阻器应选下列中的(填字母代号).A.滑动变阻器(最大阻值20Ω,额定电流1A)B.滑动变阻器(最大阻值1750Ω,额定电流0.3A)(2)为保证测量的数据尽可能准确,实验的电路图应选用下列的图1的(填字母代号).(3)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图2所示.如果将这个小灯泡接到电动势为1.5V,内阻为5Ω的电源两端,小灯泡消耗的功率是W.9.在某次描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中,所选用的实验器材有:A:小灯泡“2.5V,0.2A”B:电流表0﹣0.6A﹣3A(内阻约1Ω)C:电压表0﹣3V﹣15V (内阻很大)D:滑线变阻器“2A,10Ω”E:电源(两节干电池)F:开关一个,导线若干(1)在实验时小杰同学采用了如图1所示的实物电路,则具体实验操作前该电路需改进的地方有(2)在改正电路需改进之处后,小杰同学进行了实验,但在实验中发现,无论怎样调节滑线变阻器,都不能使小灯泡两端电压达到2.5V额定电压,而是只能勉强达到1.80V,于是他猜想是否干电池太旧,总电动势只能达到1.8V,为了验证自己的猜想,他用以上器材进行了测该电源电动势和内阻的实验,电路图如图2,实验数据如下:Ⅰ.请在如图3的坐标纸上画出U﹣I图线,由图线可得E=V,电源内阻为r=ΩⅡ.描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中电压只能达到1.8V的原因是否如小杰所猜测?由实验数据得小灯泡两端电压为1.8V时电流为0.19A,试通过分析说明只能达到1.80V的原因.10.在描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中,已知待测小灯泡的额定电压6V,额定功率约为3W,提供的器材有:电流表A:量程为0.6A,内阻约为0.5Ω;电压表V:量程为3V,内阻为3KΩ;滑动变阻器R1(0:10Ω,2A);滑动变阻器R2(0,500Ω,1A);定值电阻R3=1kΩ;定值电阻R4=3KΩ;电源:电动势为9V,内阻约为0.1Ω;开关一个,导线若干.(1)实验中,应该选用的滑动变阻器是,定值电阻是(填仪器的字母代号).(2)根据所给的器材,在虚线框中画出实验电路图.11.如图甲为“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验的不完整实物电路图,已知小灯泡额定电压为2.5V,额定功率约1.2w.(1)请你在答题卡上相应位置通过画线补充完整实物电路图.(2)完成下列实验步骤:①闭合开关前,调节滑动变阻器的滑片,使滑片位于变阻器的端(填“左”或“右”);②闭合开关后,逐渐移动变阻器的滑片,增加小灯泡两端的电压,记录电流表和电压表的多组读数,直至电压达到其额定电压.③断开开关,根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线如图乙所示,由图可知小灯泡某状态时的电阻该状态对应切线的斜率的倒数(填“小于”、“等于”或“大于”)12.一只小灯泡,标有“3V,1.5W”的字样,现要描绘小灯泡0~3V的伏安特性曲线,实验器材有:A.最大阻值为10Ω的滑动变阻器B.电动势为6V.内阻约为1.0Ω的电源C.量程为0.6A.内阻约为1.0Ω的电流表A1D.量程为3A.内阻约为0.1Ω的电流表A2E.量程为3V,内阻约为6kΩ的电压表V1F.量程为15V,内阻约为10kΩ的电压表V1G.开关.导线若干(1)电压表应选;电流表应选.(将选项代号的字母填在横线上)(2)在该实验中,设计了如图所示的四个电路,为了减小误差,应选取的电路是(将选项代号的字母填在横线上).(3)以下是该实验的操作步骤A.将电流表、电压表、变阻器、小灯泡、电源、开关正确连接成电路B.调节滑动变阻器滑片的位置,保证闭合开关前使滑动变阻器与小灯泡并联部分的阻值最大C.闭合开关,记下电压表,电流表的一组示数(U1、I1),移动滑动变阻器的滑片,每移动一次记下一组(U、I)值,共测出12组数据;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,步骤错误.修正步骤错误.修正.13.某实验小组预测定一只小灯泡(其额定功率为0.75w,但额定电压已经模糊不清)的额定电压值,实验过程如下:他们先用多用电表的欧姆档测出小灯泡的电阻约为2Ω,然后根据公式算出小灯泡的额定电压U=≈1.23v.但他们认为这样求得的额定电压值不准确,于是他们利用实验室中的器材设计了一个实验电路,进行进一步的测量.他们选择的实验器材有:A.电压表V(量程3v,内阻约3kΩ)B.电流表A1(量程150mA,内阻约2Ω)C.电流表A2(量程500mA,内阻约0.6Ω)D.滑动变阻器R1(0~20Ω)E.滑动变阻器R2(0~50Ω)F.电源E(电动势4.0v,内阻不计)G.开关s和导线若干(1)测量过程中他们发现,当电压达到1.23v时,灯泡亮度很弱,继续缓慢地增加电压,当达到2.70v时,发现灯泡已过亮,立即断开开关,所有测量数据见表:请你根据表中数据,在给出的坐标纸上作出U﹣I图线,从中可得小灯泡的额定电压应为v(结果保留两位有效数字).这一结果大于实验前的计算结果,原因是.(2)从表中的实验数据可以知道,他们在实验时所选择的电路应为,电流表应选(填“A1”或“A2”),滑动变阻器应选(填“R1”或“R2”).14.有一个标有“12V、24W”的灯泡,为了测定它在不同电压下的实际功率和额定电压下的功率,需测定灯泡两端的电压和通过灯泡的电流,现有如下器材:A.直流电源15V(内阻可不计)B.直流电流表0﹣0.6A﹣3A(内阻0.5Ω、0.1Ω)C.直流电流表0﹣300mA(内阻约5Ω)D.直流电压表0﹣3V﹣15V(内阻约3kΩ、15kΩ)E.直流电压表0﹣25V(内阻约200kΩ)F.滑动变阻器10Ω、5AG.滑动变阻器1kΩ、3A(1)实验台上已放置开关、导线若干及灯泡,为了完成实验需要从上述器材中再选用(用序号字母表示).(2)在图2中画出最合理的实验电路图.(3)若测得灯丝电阻R随灯泡两端电压变化关系的图线如图1所示,由这条曲线可得出:正常发光条件下,灯丝消耗的电功率24W(填“大于”、“等于”、“小于”).(4)如果灯丝电阻与(t+273)的大小成正比,其中t为灯丝摄氏温度值,室温t=27℃,则正常发光时灯丝的温度是℃.15.使用理想电压表、理想电流表、滑动变阻器、直流电源等仪器,研究一只小灯泡完整的伏﹣安特性,测得I﹣U图象如图1所示.已知滑动变阻器滑动片的有效移动长度为30cm,变阻器的最大阻值为22.5Ω,电源电动势为6V,内阻不计.(1)在如图2的虚线框内,不改变滑动变阻器和电源的位置,补上电压表、电流表、灯泡,画出完整的电路图.要求滑动变阻器的滑动片向左滑动时,灯泡的电压增大.(2)根据I﹣U图象可知:从A到B的过程中灯泡的电阻逐渐(选填“增大”、“减小”),改变的阻值为Ω.(3)在获得A→B段图线数据的过程中,滑动变阻器的滑动片向左移动了cm的长度.16.某研究性学习小组探究小灯泡灯丝电阻与温度的关系,主要仪器有:待测小灯泡(额定功率6W,额定电流0.5A)、电流表(量程0~0.6A,内阻约为0.1Ω)、电压表(量程0~15V,内阻约为15kΩ)、滑动变阻器(0~50Ω)直流电源(电动势15V,内阻不计)、开关一个,导线若干.(1)若实验中要求调节滑动变阻器时,小灯泡两端电压可以在零到额定电压范围内连续变化,从而测出小灯泡在不同电压下的电流.请根据提供的器材在虚线框中画出符合要求的电路图.(2)如图所示是该研究小组测得的小灯泡I﹣U关系图线.由图线可知,小灯泡灯丝电阻随温度的升高而(填“增大”“减小”或“不变”);当小灯泡两端所加电压为6V时,其灯丝电阻值为Ω.(保留2位有效数字).17.在探究规格为“4.0V 2.OW”的小灯泡L的伏安特性曲线实验中,可供选用的器材如下:小灯泡L:“4.0V.2.0W”;电流表A1:量程3.0A,内阻约为0.1Ω;电流表A2:量程0.6A,内阻约为0.2Ω;电压表V:量程3.0V,内阻R V=9.0kΩ;定值电阻R1:阻值2.0kΩ;定值电阻R2:阻值4.5kΩ;定值电阻R3:阻值12.0kΩ定值电阻R4:阻值18.0kΩ滑动变阻器R:阻值范围0~10Ω,;学生电源E:电动势6.0V,内阻不计;开关S及导线若干.(1)电流表应选,定值电阻选(在R1、R2、R3、R4中选一个).(2)在方框中画出实验电路图,并在图上标明所选器材代号.(3)小雨同学采用同样的方法进行实验,检查实验电路连接正确,然后闭合开关,调节滑动变阻器滑动头,发现电流表和电压表指针始终不发生偏转.在不断开电路的情况下,检查电路故障,应使用多用电表(选填“欧姆×10”、“直流电压10V”或“直流电流2.5mA”)挡,检查过程中将多用电表的红、黑表笔与电流表“+”、“﹣”接线柱接触时,多用电表指针发生较大偏转,说明电路故障是.18.某学习小组为了研究标有“2.5V 0.3A”字样小灯泡的伏安特性曲线,到实验室找到了下列器材:两块相同的电流表G(满偏电流I g=0.5mA,内阻R g=200Ω;电源(电动势E=3V,内阻不计)还有可供选择的器材:A.定值电阻:600ΩB.定值电阻:5800ΩC.定值电阻:Ω≈0.25ΩD.定值电阻:Ω≈2.5ΩE.滑动变阻器:0~10Ω,2AF.滑动变阻器:0~200Ω,0.1A由于没有电压表和电流表,该学习小组设计了如图所示的测量电路,为了较为精确地测量电流和电压的值,则(1)电阻R1选择,电阻R2选择,控制电路部分的滑动变阻器应该选择.(填写器材前面的字母)(2)请根据题目所给器材,将控制部分的电路图补充完整.(3)在测量过程中,滑动变阻器调整到某一位置时,该组同学发现两只表头指针偏转角度完全相同,则此时小灯泡的电阻是Ω.(保留两位有效数字)19.有一个小灯泡上标有“4V、2W”的字样,现在要用伏安法描绘这个灯泡的U ﹣I 图线.现有下列器材供选用:A.电压表(0~5V,内阻约10kΩ)B.电压表(0~15V,内阻约20kΩ)C.电流表(0~0.6A,内阻约0.4Ω)D.滑动变阻器(10Ω,2A)E.滑动变阻器(500Ω,1A)F.学生电源(直流6V)、开关、导线若干(1)实验时,选用图甲而不选用图乙的电路图来完成实验,理由是;(2)实验中所用电压表应选,滑动变阻器应选用;(用序号字母表示)(3)把图丙中所示的实验器材用实线补充连接成实物电路图;(4)某同学根据实验得到的数据画出了该小灯泡的伏安特性曲线(如图丁所示),若用电动势为3V、内阻为2.5Ω的电源给该小灯泡供电,则该小灯泡的实际功率是W;(保留两位有效数字)(5)某兴趣小组想用多用电表来粗测灯泡的电阻,测量过程表笔的位置如图所示,其测量方法正确的是20.某实验小组进行“探究热敏电阻的温度特性”实验,实验室提供如下器材:热敏电阻R t(常温下约8kΩ)、温度计、电流表A(量程1mA,内阻约200Ω)、电压表V(量程3V,内阻约10kΩ)、电池组E(电动势为4.5V,内阻约1Ω)、滑动变阻器R(最大阻值为20Ω)、开关S、导线若干、烧杯和水.(1)根据实验所提供的器材,设计实验电路,画在图1甲所示的方框中.(2)图1乙所示是实验器材的实物图,图中已连接了部分导线,请根据你所设计的实验电路,补充完成实物间的连线.(3)利用补充完整的实验装置测量出不同温度下的电阻值,画出该热敏电阻的R t﹣t图象如图2中的实测曲线,与图中理论曲线相比二者有一定的差异.除了偶然误差外,关于产生系统误差的原因或减小系统误差的方法,下列叙述正确的是.A.电流表的分压造成电阻的测量值总比真实值大B.电压表的分流造成电阻的测量值总比真实值小C.温度升高到一定值后,电流表宜采用外接法D.温度升高到一定值后,电流表宜采用内接法(4)将本实验所用的热敏电阻接到一个电流较大的恒流电源中使用,当电流通过电阻产生的热量与电阻向周围环境散热达到平衡时,满足关系式I2R=k(t﹣t0)(其中k是散热系统,t是电阻的温度,t0是周围环境温度,I为电流强度),电阻的温度稳定在某一值.若通过它的电流恒为50mA,t0=20℃,k=0.25W/℃,由实测曲线可知该电阻的温度稳定在℃.21.为了描绘小灯泡的伏安特性曲线,小李同学准备用以下给定的器材和一些导线来完成实验.器材如下:a.小灯泡“2.5V、0.2A”b.电流表0﹣0.6A﹣3A(内阻约0.5Ω)c.电压表0﹣3V﹣15V(内阻分别约为10kΩ与50kΩ)d.滑动变阻器“2A、l0Ω”e.干电池(两节)f.开关(1)请用笔画线代替导线在图(甲)中完成实物连接图.(2)线路连接完整后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到(填“最左端”或“最右端”)实验时发现,无论怎样调节滑线变阻器,都不能达到小灯泡两端的额定电压2.5V.于是小李同学准备选用以上实验器材测定该电池组的电动势和内阻.请你帮他在方框内画出实验电路图.(3)图乙是根据实验数据画出的U一I图象,可以得出该电池组E=V,内阻r=Ω.(结果均保留两位小数)22.某学习小组设计实验描绘小灯泡L(额定电压2.5V,额定功率1.2W)的U ﹣I特性曲线,可供选择的实验器材有:A.电源(电动势E=3.0V,内阻r=1.0Ω)B.电流表A1(量程0﹣0.6A,内阻r1=1.0Ω)C.电流表A2(量程0﹣3A,内阻r2=0.3Ω)D.电压表V1(量程0﹣15V,内阻约3kΩ)E.电压表V2(量程0﹣3V,内阻未知)F.滑动变阻器R1(0﹣10Ω,允许通过的最大电流2A)G.滑动变阻器R2(0~500Ω,允许通过的最大电流0.5A)H.开关一个和导线若干实验要求待测小灯泡两端的电压从零开始变化.测量中电表的最大读数不小于其量程的,则:(1)电压表应该选,滑动变阻器应选(均选填器材前的序号).(2)根据实验要求,连接实物图甲,使它成为完整的实验电路(其中,部分电路已连好不得更改).(3)连接电路后,该小组测得的实验数据如下表所示:其中,I是电流表的示数,U是电压表的示数,用U x表示待测小灯泡L两端的实际电压,通过计算算出每组数据对应的U x,在如图乙所示的坐标图中画出其U x ﹣I曲线.(4)该小组将本实验中的待测小灯泡L以及所选的滑动变阻器并联起来,接在实验中提供的电源两端,要使电源的输出功率最大,则滑动变阻器接入电路的阻值为Ω(结果保留两位有效数字).23.要测绘一个标有“3V,0.6W”小灯泡的伏安特性曲线,灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V,并便于操作。
描绘小灯泡的伏安特性曲线-答案
实验6:描绘小灯泡的伏安特性曲线答案
【例1】
(1)A 2 R 2 (2)电压为6V,这样会使小灯泡闭合开关时的电压就较大,灯丝温度较高会影响到在更小电压下的测量准确性.闭合开关前触头应处于使变阻器与小灯泡并联的电阻为零的位置.
(3)步骤C 中,闭合开关前触头应处于使变阻器与小灯泡并联的电阻为零的位置 BCAD (4)随着电压增加,通过小灯泡的电流增大,温度升高,灯泡灯丝的电阻率增加
【例2】 (1)
(2) (3)正确 (4)0.738 W
【例3】答案 (1) 由欧姆定律分析表格中的每一组数据,可以看出发光二极管的电阻是变化的,变化的范围大约在100 Ω~500Ω之间,与V mA R R =1 000 Ω比较,属于小电阻,应采用电流表外接法;又从表格中得到信息,实验时,电压必须从0开始增大,因此滑动变阻器必须采用分压式接法.所以实验电路如下图(a )所示.
(2)将表格提供的数据在方格纸上描点,可画出二极管的I -U 图线,如上图(b )中的曲线所示.
(3)83.3 Ω
1.答案 (1)如下图所示
(2)L1电阻(24 Ω)比L2电阻(3.6 Ω)大得多,所以L2两端分得的电压只有约0.8 V与L2的灯泡
的额定电压(6 V)差别太大,故L2实际功率太小,故L2不能发光.
(3)如下图所示,当S与1接时,L1与L3串联后与L2并联,由于L1电阻远大于L3电阻,故L3分得
的电压很小.L3的实际功率太小,L3不亮.满足题设要求.S与2接时,情况与接1时类似.
2.答案 (1)B C (2)
3.答案 (1)甲 (2)
变大 (3)0.125
4.答案 (1)A2 V1 R1 E2 (2) 1.5 11.5 0.78 (3)A。
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1.有一电阻R x,其阻值大约在40 Ω~50 Ω之间,需要进一步测定其阻值,手边现有下列器材:
有两种可供选择的电路,如图所示,实验要求多测几组电流、电压值,画出电流-电压关系图线。
为了实验能正常进行并尽可能减小测量误差,而且要求滑动变阻器便于调节,在实验中应该选择图所示电路,应选代号是的毫安表和代号是的滑动变阻器。
答案:乙,A2,R1
2.检测一个标称值为5Ω的定值电阻。
可供使用的器材如下:
A.待检测定值电阻R x,全电阻约5Ω
B.电流表A1,量程0.6A,内阻约0.6Ω
C.电流表A2,量程3A,内阻约0.12Ω
D.电压表V1,量程15V,内阻约15KΩ
E.电压表V2,量程3V,内阻约3KΩ
F.滑动变阻器R,全电阻约20Ω
G.直流电源E,电动势3V,内阻不计
(1)用伏安法测定R x的全电阻值,所选电流表_________(填“A1”或“A2”),所选电压表为________(填“V1”或“V2”)。
(2)画出测量电路的原理图。
答案:(1)电流表选A1,电压表选V2;(2)外接,限流;
3.有一小灯泡上标有“6V 0.1A”的字样,现要测量灯泡的伏安特性曲线,有下列器材供选用:
A.电压表(0~3V,内阻约2.0kΩ) B.电压表(0~l0V,内阻约3.kΩ)
C.电流表(0~0.3A,内阻约3.0Ω) D.电流表(0~6A,内阻约1.5Ω)
E.滑动变阻器(30Ω,2A) F.学生电源(直流9V)及开关、导线等
(1)实验中所用的器材为_____________(填字母代号).
(2)在方框中画出实验电路图,要求电压从0开始测量.
答案:(1)BCEF(2)
4.(2013合肥一模·13)
A(2)提示:滑动变阻器分压式接法,电压表量程较小,所以要和定值电阻串(1)
2
A用外接法。
联后接入电路,电流表
2
5.(2011合肥二模·21)
6.(2012安徽·21)图为“测绘小灯伏安特性曲线”实验的实物电路图,已知小灯泡额定电压为2.5V。
(1)完成下列实验步骤:
①闭合开关前,调节滑动变阻器的滑片,
②闭合开关后,逐渐移动变阻器的滑片,;
③断开开关,……。
根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线。
(2)在虚线框中画出与实物电路相应的电路图。
【答案】I.(1)B (2)C (3)0.42
II.(1)①使它靠近变阻器左端的接线柱
②增加小灯泡两端的电压,记录电流表和电压表的多组读数,直至电压达
到额定电压
(2)如图所示
7.(2013·天津卷)(3)要测绘一个标有“3V 0.6W”小灯泡的伏安特性曲线,灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V,并便于操作。
已选用的器材有:
电池组(电动势为4.5V,内阻约1Ω);
电流表(量程为0250mA,内阻约5Ω);
电压表(量程为03V,内阻约3kΩ);
电键一个、导线若干。
①实验中所用的滑动变阻器应选下列中的(填字母代号)。
滑动变阻器(最大阻值20Ω,额定电流1A)
滑动变阻器(最大阻值1750Ω,额定电流0.3A)
②实验的电路图应选用下列的图(填字母代号)。
③实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示。
如果将这个小灯泡接到电动势为1.5V,内阻为5Ω的电源两端,小灯泡消耗的功率是 W。
①A ②B ③0.1
8.(2012四川·22)某学习小组的同学拟探究小灯泡L 的伏安特性曲线,可供选用的器材如下:
小灯泡L ,规格“4.0V ,0.7A ”;
电流表A 1,量程3A ,内阻约为0.1Ω;
电流表A 2,量程0.6A ,内阻2r 0.2=Ω;
电压表V ,量程3V ,内阻r 9v k =Ω;
标准电阻1R ,阻值1Ω;
标准电阻2R ,阻值3k Ω;
滑动变阻器R ,阻值范围0~10Ω;
学生电源E ,电动势6V ,内阻不计;
开关S 及导线若干。
①甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量,当通过L 的电流为0.46A 时,电压表的示数如图2所示,此时L 的电阻为________________Ω。
②乙同学又设计了如图3所示的电路来进行测量,电压表指针指在最大刻度时,加在L 上的电压值是_________________V 。
③学习小组认为要想更准确地描绘出L 完整的伏安特性曲线,需要重新设计电路。
请你在乙同学的基础上利用所供器材,在图4所示的虚线框内补画出实验电路图,并在图上标明所选器材代号。
9.(2010重庆·22)在探究小灯泡的的伏安法测电阻实验中,所用器材有灯泡I,量程恰当的电流表A和电压表V,直流电源的滑动变阻器R、电键S等,要求灯泡两端电压从OV 表开始变化
①实验中滑动变阻器应采用______ 接法(“分压”或“限流”)
②某同学已连接如题22图2所示的电路,在连接最后一根导线的c端到直流电源正析之前,请指出其中仅有的2个不当之处,并说明如何改正
A:_______________
B:_________________
③分别测得两只灯泡l1和l2的伏安特性曲线如题22图3中Ⅰ和Ⅱ所示,然后将灯泡l1、l2与电池组(电动势和内阻均衡定)连成题22图4所示电路。
多次测量后得到通过l1和l2的电流平均值分别为0.30A和0.60A.
A.在题22图3中画出电池组路端电压U和电流I的关系曲线。
B.由该曲线可知电池组的电动势为_________V,内阻为__________Ω(取两位有效数字) 【答案】⑵①分压②A.电键不应闭合,应处于断开状态 B.滑动变阻器的滑动触头P位置不当,应将其置于b端③ 4.6V 2.7Ω
10.(09福建理科综合)某研究性学习小组为了制作一种传感器,需要选用一电器元件。
图为该电器元件的伏安特性曲线,有同学对其提出质疑,先需进一步验证该伏安特性曲线,实验室备有下列器材:
器材(代号)规格
电流表(A1)
电流表(A2)
电压表(V1)
电压表(V2)
滑动变阻器(R1)滑动变阻器(R2)直流电源(E)开关(S)
导线若干
量程0~50mA,内阻约为50Ω
量程0~200mA,内阻约为10Ω
量程0~3V,内阻约为10kΩ
量程0~15V,内阻约为25kΩ
阻值范围0~15Ω,允许最大电流1A
阻值范围0~1kΩ,允许最大电流100mA
输出电压6V,内阻不计
①为提高实验结果的准确程度,电流表应选用;电压表应选用;滑动变阻器应选用。
(以上均填器材代号)
②为达到上述目的,请在虚线框内画出正确的实验电路原理图,并标明所用器材的代号。
③若发现实验测得的伏安特性曲线与图中曲线基本吻合,请说明该伏安特性曲线与小电珠的伏安特性曲线有何异同点? 相同点: ,
不同点: 。
答案:①A 2 V 1 R 1
②
③相同点:通过该元件的电流与电压的变化关系和通过小电珠的电流与电压的变化关系都是非线性关系,该元件的电阻随电压的增大而减小,而笑电珠的电阻值随电压的升高而增大。
解析: ①图像中电流0~0.14A ,电流表选A 2;电源电压6V ,但图像只要求电压在0~3V 之间调整,为了测量准确电压表选V 1;由于绘制图像的需要,要求电压从0~3V 之间调整,所以滑动变阻器只能采用分压式接法,为了能很好调节电压,滑动变阻器应选用阻值较小的R 1。
②该元件约几十Ω,A
V R R R R ,电压表的分流作用可以忽略,所以采用电流表外接法;实验数据的采集要求从零开始,所以滑动变阻器采用分压式接法。
③从图像的形状和斜率变化趋势上去找相同点和不同点,突出都是“非线性”,图像上某点与原点连线的斜率是电阻的倒数。