xx届高考物理实验描绘小灯泡的伏安特性曲线复习教案

1 / 17 XX 届高考物理实验描绘小灯泡的伏安特性曲线复习教案 本资料为 WoRD文档，请点击下载地址下载全文下载地址莲山课 件 m 实验 8 描绘小灯泡的伏安特性曲线 例 1 XX理综重庆卷第 22（ 1）题 . 在 “ 描绘小灯泡的伏安特性曲线 ” 实验中 .用导线 a、 b、 c、d、 e、 f、 g 和 h 按图 1 所示方式连接电路 ,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 1 若电压表的示数为 2V,电流表的的示数为零，小灯泡不亮，则断路的导线为 _; 若电压表的示数为零，电流表的示数为 ,小灯泡亮，则断路的导线为 _; 若反复调节滑动变阻器 ,小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表的示数不能调为零，则断路的导线为 _. 答案： (1)d导线 h 导线 g 导线 【解析】可用尝试法， 如 d 导线断路，则小灯泡断路，不亮，但电压表与电流表串联后接在电路中，因电压表内阻很2 / 17 大而电流表内阻很小，所以电压表有读数而电流表无读数。而其它导线（如 b、 c、 h）断，则电压表无读数。 只可能是 h 导线断路，因为不影响电流表有读数和灯泡亮。 g 导线断路，滑动变阻器接成限流器，它与灯 泡串联，小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表的示数不能调为零。 点评：电路故障的检查与排除，一要考靠分析电路，二要靠经验。找出答案后要再检验一下。 例 2小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大 .某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据（ I 和 U 分别表示小灯泡上的电流和电压）： I（ A） U（ V） （ 1）在左下框中画出实验电路图 .可用的器材有：电压表、电流表、滑线变阻器（变化范围 0 10 ）、电源、小灯泡、电键、导线若干 . （ 2）在右图中画出小煤泡的 U I 曲线 . （ 3）如果第 15题实验中测得 电池的电动势是，内阻是 .问：将本题中的灯泡接在该电池两端，小灯泡的实际功率是多少？（简要写出求解过程；若需作图，可直接画在第（ 2）小题的方格图中） 答案（ 1）见下图 3 / 17 （ 2）见右图 （ 3）作出 U=图线，可得小灯泡工作电流为安，工作电压为伏，因此小灯 泡实际功率为瓦 例 3某同学对黑箱 (见图 1)中一个电学元件的伏安特性进行研究通过正确测量，他发现该元件两端的电压Uab(Uab=Ua-Ub)与流过它的电流 I之间的变化关系有如下规律 当 -15VUab0V 时， I 近为零 当 Uab0 时， Uab和 I 的实验数据见下表： （ 1）在图 2中画出 Uab0 时该元件的伏安特性曲线 (可用铅笔作图 ) （ 2 ）根据上 述实验事 实 该元件具 有的 特性是_ （ 3）若将此黑箱接入图 3 电路中，并在该电路的 cd两端输入如图 4(甲 )所示的方波电压 信号 ucd,请在图 4(乙 )中定性画出负载电阻 RL 上的电压信号 uef的波形 答案 (1)(2)单向导电性 (3) 例 4（江苏省南京市 XX届高三质量检测）一只小灯泡，标4 / 17 有 “3V 、 ” 字样。现用右下图给出 的器材测量该小灯泡正常发光时的电阻 R1。（滑动变阻器最大阻值为 10 ；电源电动势为 12V，内阻为 1 ；电流表内阻为 1 ，电压表的内阻为10k ）。 （ 1）在设计电路的过程中，为了尽量减小实验误差，电流表应采用（选填 “ 内接 ” 或 “ 外接 ” ）法。滑动变阻器的连接方式应采用（选填 “ 分压式 ” 或 “ 限流式 ” ） （ 2）将你所设计的实验电路图（尽量减小实验误差）画在左下方的虚线框中。 （ 3）用笔画线当导线，根据设计的电路图将实物图连成完整的电路（图中有三根导线已经接好）。开始时，滑动变阻器的滑动触头应该移到最端（选填 “ 左 ” 或 “ 右 ” ）。 （ 4）若小灯泡发光暗时的电阻为 R2，你根据所学的知识可判断出 R1 与 R2的大小关系为： R1R2（选填 “ 大于 ” 、 “ 等于 ” 或 “ 小于 ” ） （ 1）外接（ 1 分）分压式（ 1 分） （ 2）电路如图所示（ 3 分）； （ 3）连接电路如图所示（ 3 分）； 左（ 1 分）若其他接法正确，同样给分 （ 4）大于（ 2 分） 例 5（ 14 分）（如皋市 XX 届高三一轮复习）如图甲所示，为某同学测绘额定电压为的小灯泡的 I U 特性曲线的实验5 / 17 电路图 根据电路图甲，用笔画线代替导线，将图乙中的实验电路连接完整 开 关 S 闭合之前，图乙中滑动变阻器的滑片应该置于端（选填 “A” 、 “B” 或 “AB 中间 ” ） 实验中测得有关数据如下表： U/ I/ 根据表中的实验数据，在图丙中画出小灯泡的 I U 特性曲线 . 若已知小灯泡灯丝在 27 时电阻值约为 , 并且其电阻值与灯丝的热力学温度成正比 ,试估算该灯泡以额定功率工作时灯丝的温度约为 。（提示： T=273+t） .A （ 3 分） .1580 1650 （ 3 分） 评分说明： 中电表量程选择错误，每处扣 1 分，其余任何错误均得 0分； 中无横纵坐标物理量或坐标无标度得 0分 ，横纵坐标颠倒得 2 分，无单位或标度不合理酌情扣分。 例 6（成都市 XX届高中毕业班摸底测试）为了研究某电阻元件 Rx 的伏安特性，某同学设计了图甲所示的电路，图中电流表 mA的量程为 5mA，内阻约为 10；电压表 V（已接入电路但图中未画出）量程为 3V，内阻约为 3k；电源电动热 E为 6V，内阻不计。 6 / 17 （ 1）实验时有两个滑动变阻器可供选择； A阻值 0 到 100，允许通过的最大电流为 B阻值 0 到 10，允许通过的最大电流为 本实验应选的滑动变阻器是（填 “A” 或 “B” ） （ 2）正确连线后，测得数据如下表 U/ I/ 请你根据以上数据，在图乙中完成该实验的实物连线。 （ 1） A（ 2分）（ 2）见答图 2（ 2 分） 例 7.某学习小组要描绘一只小电珠（，）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（电动势为，内阻不计） B.电压表 V1（量程为 0，内阻约为 2k ） c.电压表 2（量程为 0，内阻约为 6k ） D.电流表 A1（量程为 0，内阻约为 1 ） E.电流表 A2（量程为 0 100mA，内阻约为 2 ） F.滑动变阻器 R1（最大阻值 10 ） G.滑动变阻器 R2（最大阻值 2k ） 为了减小实验误差 ,实验中电压表应选择 _,电流表 应 选 择 _, 滑 动 变 阻 器 应 选 择_.(填器材的符号 ) 7 / 17 为提高实验精度，请你为该学习小组设计电路图，并画在右侧的方框中。 下表中的各组数据是此学习小组在实验中测得的，根据表格中的数据在方格纸上作出该电珠的伏安特性曲线。 U（ V） I（ A） 由图象可知，该电阻的变化特性是温度升高 ,电阻 . B ； D； F(每空 1 分 ,共 3 分 ) (4 分 )(3 分 ) 例 8描绘小灯泡的伏安特性曲线 XX高考浙江 22 （ 9 分） （ 1）如图甲所示，在 “ 描绘小灯泡的伏安特性曲线 ” 实验中，同组同学已经完成部分导线的连接，请你在实物接线图中完成余下导线的连接。 （ 2）某同学从标称为 “220V25W” 、 “220V500W” 的 3 只灯泡中任选一只，正确使用多用电表测量灯泡阻值如图乙所示。该灯泡的阻值是 _，标称的额定功率为_。 答案： （ 1）如图；（ 2） 150， “220V300W” 8 / 17 【解析】 . 本题考查多用电表和 电路设计 (1)如图所示。实验要求电压从零开始调整，滑动变阻器采用分压式接法。 （ 2） 1510=150 ， P=标称 300W的灯泡。 例 9（ 1）测小灯泡的关系图象 XX 年北京理综卷第 21（ 2）题 某同学用如图 所示电路，测绘标有 “,” 的小灯泡的灯丝电阻 R 随电压 U 变化的图象 . 图 除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择 : 电流表： A1:(量程 100mA,内阻约 2); A2:(量程 ,内阻约 ); 电压表： V1(量程 5V,内阻约 5); V2(量程 15V,内阻约 15); 滑动变阻器 ： R1（阻值范围 010） R2（阻值范围 02k） 电源： E1(电动势为，内阻为 ); E2(电动势为 4V,内阻约为 ). 为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表_ ， 电 压 表 _, 滑 动 变 阻 器_，电源 _.(填器材的9 / 17 符号 ) 根据实验数据，计算并描绘出 R-U 的图象如图 所示 .由图象可知，此灯泡在不工作时，灯丝电阻为 _；当所加电压为时，灯丝电阻为 _,灯泡 实际消耗的电功率为 _W. 图 根据 R-U 图象，可确定小灯泡耗电功率 P 与外加电压 U 的关系 .符合该关系的示意图是下列图中的 _ 解： 根据小灯泡的额定电压、额定电压与各器材的标称值容易判断，电流表选 A2，电压表选 V1，电源选 E2，滑动变阻器选 R1。 灯泡在不工作时，灯丝电阻为；当所加电压为时，灯丝电阻为 ,灯泡实际消耗的电功率为 W. A. 点评：本题重点考查实验器材的选择和物理图象的识别（读图），难读不太大。 例 10测小灯泡的 U-I 关系图象 XX年上海物理卷第 17题 表格中所列数据是测量小灯泡 U-I 关系的实验数据： (1）分析上表内实验数据可知，应选用的实验电路图是图（填10 / 17 “ 甲 ” 或 “ 乙 ” ）； （ 2）在方格纸内画出小灯泡的 U-I 曲线分析曲线可知小灯泡的电阻随 I 变大而 （填 “ 变大 ” 、 “ 变小 ” 或 “ 不变 ” ）； （ 3）如图丙所示，用一个定值电阻 R 和两个上述小灯泡组成串并联电路，连接到内阻不计、电动势为 3V的电源上已知流过电阻 R 的电流是流过灯泡 b 电流的两倍，则流过灯泡b 的电流约为 A 解：（ 1）数据从 0 开始，所以是甲 滑动变阻器接为分压器。 （ 2）图线略。电阻变大（斜率变大） （ 3）当时，从图丙得，所以。 点评：本题考查作图和读图以及电路的简单计算，说明实验题从细节着手。 例 11测小灯泡的伏安特性曲线 XX 年全国理综二卷第17（ 1）题 现要测定一个额定电压 4V、额定功率的小灯泡（图中用表示）的伏安特性曲线 .要求所测电压范围为 4V. 现有器材：直流电源 (电动势，内阻不计 )，电压表 V( 量程，内阻约为 4104) 电流表 (量程 250mA，内阻约为 2)，电流表（量程 500mA，内阻 约为 1），滑动变阻器（最大值约为 30），11 / 17 电键，导线若干 . 如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表是，下面两个电路应该选用的是 . 解：因为电流约为，所以选 A2；因为电压表内阻大，对电路影响小，所以选用甲图。 点评：常规要求，细心会做。 无独有偶，考测小灯泡的变化曲线的也是 3 题，分别考查器材选择、电路图和图象的读或画，是物理实验的基本功，看来，物理实验，还是要强调双基：基本原理、基本技能。 例 12 XX年上海物理卷第 18题（ 10分）小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大 .某同 学为研究这一现象，用实验得到如下数据（ I 和 U 分别表示小灯泡上的电流和电压）： I（ A） U（ V） （ 1）在左下框中画出实验电路图 .可用的器材有：电压表、电流表、滑线变阻器（变化范围 0 10 ）、电源、小灯泡、电键、导线若干 . （ 2）在右图中画出小煤泡的 U I 曲线 . （ 3）如果第 15题实验中测得电池的电动势是，内阻是. 问：将本题中的灯泡接在该电池两端，小灯泡的实际功率是多少？（简要写出求解过程；若需作图，可直接画在第12 / 17 （ 2）小题的方格图中） 答案：（ 1）见下图 （ 3）作出 U=图线，可得小灯泡工作电流为安，工作电压为伏，因此小灯 泡实际功率为瓦 例 13 XX年江苏省物理卷第 12题 (12分 )某同学对黑箱 (见图 1)中一个电学元件的伏安特性进行研究通过正确测量，他发现该元件两端的电压 Uab(Uab=Ua-Ub)与流过它的电流 I之间的变化关系有如下规律 当 -15VUab0V 时， I 近为零 当 Uab0 时， Uab和 I 的实验数据见下表： （ 1）在图 2中画出 Uab0 时该元件的伏安特性曲线 (可用铅笔作图 ) （ 2 ）根据上 述实验事 实 该元件 具 有的 特性是_ （ 3）若将此黑箱接入图 3 电路中，并在该电路的 cd两端输入如图 4(甲 )所示的方波电压 信号 ucd,请在图 4(乙 )中定性画出负载电阻 RL 上的电压信号 uef的波形 13 / 17 答案： (1)(2)单向导电性 (3) 例 14 XX 年上海物理卷第 18 题 .（ 7 分）图 1 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。 为了通过测量得到图 1 所示 I-U 关系的完整曲线，在图 2和图 3 两个电路中应选择的是图 _；简要说 明理由：_。（电源电动势为 9V，内阻不计，滑线变阻器的阻值为 0-100 ）。 2；电压可从 0V调到所需电压，调节范围较大。 在图 4 电路中，电源电压恒为 9V，电流表读数为 70mA，定值电阻 R1=250 。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 _ 。 ；（ 均给分） 举 出 一 个 可 以 应 用 热 敏 电 阻 的 例 子 ：_。 热敏温度计（提出其 它实例，只要合理均给分） 答案：（ 1） 2；图 2 电路电压可从 0V调到所需电压，调节范围较大。（或图 3 电路不能测得 0V 附近的数据） （ 2）；（均给分）（ 3）热敏温度计（提出其他实例，只要合理均给分） 14 / 17 15（ XX重庆卷） 22.（ 2）在探究小灯泡的伏安特性实验中，所用器材有：灯泡 1，量程恰当的电流表示 A 和电压 V，直流电源 A,滑动变阻器 R，电键 S 等，要求灯泡两端电压从 oV开始变化， 实验中滑动变阻器应采用 _接法（填 “ 分压 ”或 “ 限流 ” ） 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 端到直接电源正极之前，请指出其中仅有的 2 个不当之处，并说明如何改下 A _ B _ 电路连接正确后，分别测得两只灯泡和的伏安特性曲线，如题 22 图 3 中 和 所示。然后将灯泡、与电池组（电动势和内阻均恒定）连成题 22 图 4 所示电路。多次测量后得到通过和的电流平均值分别为和。 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_。（取 2 位有效数字） 15 / 17 15【答案】 分压 A. 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 【解析】 探究小灯泡的伏安特性曲线要求电压从 0 到额定电压变化，所以滑动变阻器必须采用分压解法。 在连接线路时必须将每个开关断开，而图中是闭合的这是第一个错误。连好线路后在闭合开关前需要将限流滑动变阻器调到阻值最大，将分压滑动变阻器调到输出为 0 端，在 图中是 b 端，以保护电源和电表。 描绘电源的伏安特性曲线要求外电阻变化测定对应的多组路端电压和电流，本实验中用两个小灯泡来改变外电阻获得两组电流值，然后在小灯泡的伏安特性曲线上查出对应的电压，用两个坐标点描绘图像。为描绘准确可以先进行理论计算，首先查出两坐标为（，）和（，），则内阻为 ，电动势为， V，然后作出准确图像如图。 16（ XX浙江卷） 21.(10 分 )在 “ 描绘小灯泡的伏安特性曲线 ” 的实验中，某同学测得电流 -电压的数据