《（江蘇專用版）2020版高考物理總復(fù)習 第七章 實驗七 描繪小燈泡的伏安特性曲線練習（含解析）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（江蘇專用版）2020版高考物理總復(fù)習 第七章 實驗七 描繪小燈泡的伏安特性曲線練習（含解析）（12頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、實驗七　描繪小燈泡的伏安特性曲線 1.要測繪一個標有“3V　0.6W”小燈泡的伏安特性曲線,小燈泡兩端的電壓需要從零逐漸增加到3V,并便于操作。已選用的器材有: 電池組(電動勢為4.5V,內(nèi)阻約1Ω); 電流表(量程為0~250mA,內(nèi)阻約5Ω); 電壓表(量程為0~3V,內(nèi)阻約3kΩ); 開關(guān)一個、導(dǎo)線若干。 (1)實驗中所用的滑動變阻器應(yīng)選下列中的　　　　(填字母代號)。? A.滑動變阻器(最大阻值20Ω,額定電流1A) B.滑動變阻器(最大阻值1750Ω,額定電流0.3A) (2)實驗的電路圖應(yīng)選用下列的圖　　　　(填字母代號)。? (3)實驗得到小燈泡的伏安特性

2、曲線如圖所示,由此說明小燈泡的電阻發(fā)生了怎樣的變化? 答案　(1)A　(2)B　(3)見解析 解析　(1)根據(jù)小燈泡標示的額定值可以計算出小燈泡的額定電流I=PU=0.63A=0.2A,根據(jù)測繪小燈泡的伏安特性曲線的要求,小燈泡兩端的電壓需要從零開始調(diào)節(jié),故調(diào)節(jié)電路中滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法。為方便調(diào)節(jié)應(yīng)選用最大阻值較小的滑動變阻器,故選A。 (2)額定電壓下小燈泡的阻值R=UI=30.2Ω=15Ω,遠小于電壓表內(nèi)阻,故電流表應(yīng)該采用外接法,所以電路應(yīng)采用分壓外接法,故選B。 (3)小燈泡的電阻隨電流的增大而增大。 2.(2018宜興模擬)某學習小組欲探究小燈泡(“3V　1.5W

3、”)的伏安特性,可提供的實驗器材如下: A.電池組:電動勢約為4.5V,內(nèi)阻可不計; B.雙量程的電壓表: V1:量程為0~3V、內(nèi)阻約為3kΩ; V2:量程為0~15V、內(nèi)阻約為15kΩ; C.雙量程的電流表: A1:量程為0~0.6A、內(nèi)阻約為1Ω; A2:量程為0~3A、內(nèi)阻約為0.1Ω; D.滑動變阻器R:阻值范圍0~10Ω、允許通過的最大電流為2A; E.開關(guān)S,導(dǎo)線若干。 在盡量提高測量精度的情況下,請回答下列問題: (1)根據(jù)以上器材,用筆畫線代替導(dǎo)線將實物圖1連接成完整電路。 (2)閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片應(yīng)移到　　　　(選填“A”或“B”)端。?

4、 (3)調(diào)節(jié)滑動變阻器得到電壓、電流數(shù)據(jù)如表所示,請在圖2所示的坐標紙上畫出小燈泡的U-I圖線。 組數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 U/V 0 0.28 0.58 0.92 1.50 2.00 3.00 I/A 0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.45 0.49 　　(4)根據(jù)圖線可求得小燈泡在常溫下的電阻約為　　　　Ω(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。? 答案　(1)見解析圖甲　(2)A　(3)見解析圖乙　(4)2.8解析　(1)本實驗應(yīng)采用滑動變阻器分壓接法以獲得多組數(shù)據(jù),同時由于小燈泡內(nèi)阻較小,應(yīng)采用電流表外接法以減小誤差;

5、故連線如圖甲所示。 (2)由圖甲可知測量電路與滑動變阻器的左側(cè)并聯(lián),為了讓小燈泡兩端的電壓值從零開始調(diào)節(jié),故開始時滑片應(yīng)移到A端。 (3)根據(jù)描點法可得出對應(yīng)的U-I圖線如圖乙所示。 (4)作出過原點的切線,如圖丙所示;小燈泡在常溫下的電阻即圖線過原點的切線的斜率;故R=0.280.1Ω=2.8Ω。 3.(2018南通模擬)為描繪一只標有“2.5V　0.75W”字樣的小燈泡的伏安特性曲線,實驗室提供了如下實驗器材: 電壓表V(量程為0~3V,內(nèi)阻約5kΩ) 電流表A1(量程為0~0.6A,內(nèi)阻約1Ω) 電流表A2(量程為0~3A,內(nèi)阻約10Ω) 滑動變阻器R1(0~10

6、Ω) 滑動變阻器R2(0~100Ω) 干電池兩節(jié),開關(guān)S及導(dǎo)線若干 (1)為了使測量的準確度較高,調(diào)節(jié)方便,實驗中應(yīng)選用電流表　　　　,滑動變阻器　　　　;? (2)在圖甲所示虛線內(nèi)畫出實驗電路圖; (3)連接電路,閉合開關(guān),移動變阻器滑片P,發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮,但電壓表有示數(shù),電流表幾乎不偏轉(zhuǎn),則故障的原因可能是　　　　　　　　　;? (4)排除故障后,正確操作得到多組U、I數(shù)據(jù),利用Excel軟件描繪出小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示,設(shè)小燈泡正常發(fā)光的電阻為RA,小燈泡發(fā)光較暗時的電阻為RB,根據(jù)圖像可以判斷RA　　　　(選填“大于”“等于”或“小于”)RB。? 答案　(

7、1)A1　R1　(2)見解析圖　(3)小燈泡斷路 (4)大于 解析　(1)燈泡額定電流為0.3A,如果采用3A量程誤差過大,因此只能采用0.6A量程的A1,本實驗中采用滑動變阻器分壓接法,因此應(yīng)采用總阻值較小的滑動變阻器R1。 (2)本實驗中應(yīng)采用滑動變阻器分壓接法,同時電流表應(yīng)采用外接法,如圖所示 (3)閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)燈泡不亮,電流表指針幾乎不偏轉(zhuǎn),說明電路斷路。電壓表有示數(shù),說明與電壓表并聯(lián)部分斷路,則電路故障的原因可能是燈泡斷路。 (4)I-U圖像中各點與原點連線的斜率表示電阻的倒數(shù),則由題圖乙可知,正常發(fā)光時的斜率較小,故說明正常發(fā)光時的電阻大于較暗時的電阻。 4.(2

8、017鹽城中學三模)一只小燈泡,額定功率為0.75W,額定電壓值已模糊不清,A小組的同學想測定其額定電壓值,于是先用歐姆表測出該燈泡的電阻約為3Ω,然后根據(jù)公式計算出該燈泡的額定電壓U=PR=1.5V。B小組同學認為A小組測量方法有誤,他們利用下面可供選擇的器材設(shè)計一個電路,測量通過燈泡的電流和它兩端的電壓,并根據(jù)測量數(shù)據(jù)來繪制燈泡的U-I圖線,進而找到燈泡的額定電壓。 A.電壓表V(量程3V,內(nèi)阻約3kΩ) B.電流表A1(量程1500mA,內(nèi)阻約0.02Ω) C.電流表A2(量程500mA,內(nèi)阻約0.6Ω) D.滑動變阻器R1(0~10Ω) E.滑動變阻器R2(0~100Ω)

9、F.電源E(電動勢4.0V,內(nèi)阻不計) G.開關(guān)S和導(dǎo)線若干 H.待測燈泡L(額定功率0.75W,額定電壓未知) (1)在實驗過程中,B小組的同學將燈泡兩端的電壓由零緩慢地增加,在下面所給的虛線框中畫出實驗的電路原理圖。上述器材,電流表選　　　　(選填“A1”或“A2”);滑動變阻器選　　　　(選填“R1”或“R2”)。? 　　　　　　　　　　　　　 (2)當電壓達到1.23V時,發(fā)現(xiàn)燈泡亮度很暗,當達到2.70V時,燈泡功率已超過額定功率,便立即斷開開關(guān),并將所測數(shù)據(jù)記錄在下面表格中,請你根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在圖中的坐標紙上作出燈泡的U-I圖線。 次數(shù) 1 2

10、3 4 5 6 7 U/V 0.20 0.60 1.00 1.40 1.80 2.20 2.70 I/mA 80 155 195 227 255 279 310 (3)由圖像得出該燈泡的額定電壓應(yīng)為　　　　V,顯然這一結(jié)果大于1.5V,究其原因是　。? 答案　(1)電路原理圖如圖所示　A2　R1 (2)圖線如圖所示 (3)2.5(2.4~2.6均可)　燈泡的冷態(tài)電阻小于正常工作時的電阻(或燈泡電阻隨溫度升高而變大) 解析　(3)由U-I圖線可知,當小燈泡的功率為0.75W時,電壓約為2.5V。 5.(2016江蘇單科,10)小

11、明同學通過實驗探究某一金屬電阻的阻值R隨溫度t的變化關(guān)系,已知該金屬電阻在常溫下的阻值約10Ω,R隨t的升高而增大,實驗電路如圖所示,控溫箱用以調(diào)節(jié)金屬電阻的溫度。 實驗時閉合S,先將開關(guān)K與1端閉合,調(diào)節(jié)金屬電阻的溫度,分別記下溫度t1,t2,…和電流表的相應(yīng)示數(shù)I1,I2,…。然后將開關(guān)K與2端閉合,調(diào)節(jié)電阻箱使電流表的示數(shù)再次為I1,I2,…,分別記下電阻箱相應(yīng)的示數(shù)R1,R2,…。 (1)有以下兩種電流表,實驗電路中應(yīng)選用　　　　。? A.量程0~100mA,內(nèi)阻約2Ω B.量程0~0.6A,內(nèi)阻可忽略 (2)實驗過程中,要將電阻箱的阻值由9.9Ω調(diào)節(jié)至10.0Ω,需旋轉(zhuǎn)

12、圖中電阻箱的旋鈕“a”“b”“c”,正確的操作順序是　　　　。? ①將旋鈕a由“0”旋轉(zhuǎn)至“1” ②將旋鈕b由“9”旋轉(zhuǎn)至“0” ③將旋鈕c由“9”旋轉(zhuǎn)至“0” (3)實驗記錄的t和R的數(shù)據(jù)見下表 溫度t(℃) 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 阻值R(Ω) 9.6 10.4 11.1 12.1 12.8 　　請根據(jù)表中數(shù)據(jù),在如圖所示方格紙上作出R-t圖線。 由圖線求得R隨t的變化關(guān)系為R=　　　　Ω。? 答案　(1)A　(2)①②③(或①③②) (3)見解析圖　0.04t+8.8(0.04t+8.7~0.04t+8.9都算對

13、) 解析　(1)電路中電源電動勢為1.5V,金屬電阻的阻值約為10Ω,滑動變阻器最大阻值為10Ω,電流在0.075~0.15A之間變化,則電流一般在0.1A以內(nèi)調(diào)整,為使電流讀數(shù)更準確,應(yīng)選用量程0~100mA的電流表。 (2)調(diào)節(jié)電阻箱時按照先調(diào)大再調(diào)小的原則,旋轉(zhuǎn)各旋鈕的正確操作順序是①②③(或①③②)。 (3)R-t圖像如圖所示 由R-t圖像知,R=0.04t+8.8(Ω)。 6.(2019運河中學月考)有一只標識為“2.5V　0.5A”的小燈泡,小華想測定其伏安特性曲線,實驗室中的器材除了導(dǎo)線和開關(guān)外,還有以下一些器材可供選擇: 編號 器材名稱 規(guī)格與參數(shù) A

14、電源E 電動勢為3.0V,內(nèi)阻不計 B 電流表A1 量程0~10mA,內(nèi)阻200Ω C 電流表A2 量程0~600mA,內(nèi)阻約為2Ω D 電阻箱R 最大阻值999.99Ω E 滑動變阻器R1 最大阻值10Ω F 滑動變阻器R2 最大阻值2kΩ 　　(1)為了達到實驗?zāi)康?需要組裝一個量程為3.0V的電壓表,那么電阻箱的阻值應(yīng)調(diào)到　　　　Ω。? (2)為了減小實驗誤差,實驗中滑動變阻器應(yīng)選擇　　　　(選填器材前面的編號)。? (3)請幫助小華設(shè)計一個電路,要求使誤差盡量小,并將電路圖畫在虛線框內(nèi)。 　　　　　　　　　　　　　　

15、 (4)小華在實驗中用電流表和改裝后的電壓表測得數(shù)據(jù)并記錄在下表中,請根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在如圖所示方格紙上作出該小燈泡的伏安特性曲線。 U/V 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 I/A 0 0.17 0.30 0.39 0.45 0.49 (5)將一個電動勢為1.5V,內(nèi)阻為3Ω的電源直接接在該小燈泡的兩端,則該小燈泡的實際功率為　　　　W(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)。? 答案　(1)100　(2)E　(3)見解析圖　(4)見解析圖 (5)0.2 解析　(1)由題意可知,本實驗應(yīng)采用伏安法測定小燈泡的伏安特性曲線,由表中數(shù)據(jù)可知,電流大小最大約為

16、0.49A,因此電流表應(yīng)采用A2,故只能采用A1與電阻箱串聯(lián)的方式改裝成電壓表,由串、并聯(lián)電路規(guī)律可知,R=30.01-200Ω=100Ω。 (2)由題意知,本實驗應(yīng)采用滑動變阻器分壓式接法,所以只能選用總阻值較小的E。 (3)本實驗應(yīng)采用滑動變阻器分壓式接法,RV=300Ω,RA2≈2Ω,2.5V0.5A=5Ω,故電流表采用外接法,電路圖如圖所示 (4)根據(jù)描點法可得出對應(yīng)的伏安特性曲線如圖所示 (5)在燈泡的伏安特性曲線中作出電源的U-I圖線,兩圖線的交點表示燈泡的工作點,由圖可知,電壓U=0.8V,電流I=0.24A,則功率P=UI=0.8×0.24W≈0.2W。 12