高考物理一轮复习 第8章 恒定电流 实验9 描绘小电珠的伏安特性曲线习题 新人教版.doc

第八章实验九 描绘小电珠的伏安特性曲线1(2017全国卷)某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：小灯泡l(额定电压3.8v，额定电流0.32a)；电压表(量程3v，内阻3k)；电流表(量程0.5a，内阻0.5)；固定电阻r0(阻值1000)；滑动变阻器r(阻值09.0)；电源e(电动势5v，内阻不计)；开关s；导线若干。(1)实验要求能够实现在03.8v的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图。实验电路原理图如图所示(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示。由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻_增大_(填“增大”“不变”或“减小”)，灯丝的电阻率_增大_(填“增大”“不变”或“减小”)。(3)用另一电源e0(电动势4 v，内阻1.00)和题给器材连接成图(b)所示的电路图，调节滑动变阻器r的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关s，在r的变化范围内，小灯泡的最小功率为_0.39_w，最大功率为_1.17_w。(结果均保留2位小数)解析(1)要实现在03.8v的范围内对小灯泡的电压进行测量，则滑动变阻器需要设计成分压接法；电压表应与固定电阻r0串联，将量程改为4v。由于小灯泡正常发光时电阻约为12，所以需将电流表外接。(2)由小灯泡伏安特性曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻增大。根据电阻定律可知，灯丝的电阻率增大。(3)当滑动变阻器接入电路中的阻值最大为9.0时，流过小灯泡的电流最小，小灯泡的实际功率最小，把滑动变阻器视为等效电源内阻的一部分，在题图(a)中画出等效电源e0(电动势4v，内阻1.009.010)的伏安特性曲线，函数表达式为u410i(v)，图线如图中i所示，故小灯泡的最小功率为pminu1i11.750.225w0.39w。当滑动变阻器接入电路中的阻值最小为零时，流过小灯泡的电流最大，小灯泡的实际功率最大，在题图(a)中画出电源e0(电动势4v，内阻1.00)的伏安特性曲线，函数表达式为u4i(v)，图线如图中所示，故小灯泡的最大功率为pmaxu2i23.680.318w1.17w。2(2016天津卷)某同学想要描绘标有“3.8v,0.3a”字样小灯泡l的伏安特性曲线，要求测量数据尽量精确、绘制曲线完整。可供该同学选用的器材除开关、导线外，还有：电压表v1(量程03v，内阻等于3k)电压表v2(量程015v，内阻等于15k)电流表a1(量程0200ma，内阻等于10)电流表a2(量程03a，内阻等于0.1)滑动变阻器r1(010，额定电流2a)滑动变阻器r2(01k，额定电流0.5a)定值电阻r3(阻值等于1)定值电阻r4(阻值等于10)定值电阻r5(阻值等于1k)电源e(e6v，内阻不计)(1)请画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁。(2)该同学描绘出的iu图象应是下图中的_b_。答案：(1)如图所示解析(1)描绘小灯泡的伏安特性曲线实验时，需要设计成滑动变阻器的分压接法，滑动变阻器应选择与小灯泡阻值相接近的r1。给出的元件电压表v1量程小于小灯泡的额定电压，电压表v2量程又太大，因此需要将电压表v1串联一个1k的定值电阻r5，改装成最大量程为4v的电压表。给出的元件电流表a，量程小于小灯泡的额定电流，电流表a2量程又太大，因此需要将电流表a1并联一个10的定值电阻r4，改装成最大量程为400ma的电流表。(2)由于小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大，所以该同学绘出的小灯泡iu图象应是b。3(2017河北衡水中学调考)某物理小组准备探究某种元件q(标有“4v2w”字样)的伏安特性曲线，他们找来了下列器材：a电压表v1(05v，内阻约10k)b电压表v2(010v，内阻约20k)c电流表a(00.6a，内阻约0.4)d滑动变阻器r1(5，1a)e滑动变阻器r2(500，0.2a)(1)实验中电压表选用_a_，为使实验误差尽量减小，要求电压从零开始变化且多取几组数据，滑动变阻器应选用_d_(均填器材前的字母)。(2)请将图中的实物连线补充完整。(3)检查实验电路连接正确，然后闭合开关，调节滑动变阻器滑片，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，应该使用多用电表的_直流电压_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角度的偏转，说明电路故障是_电流表断路_。答案：(2)如图所示解析(1)元件q的额定电压是4v，故电压表应选用a；实验要求电压从零开始变化且多取几组数据，故采用分压式接法，滑动变阻器选最大阻值较小的d。(2)电流表采用外接法，注意电流从正接线柱流入、负接线柱流出。(3)检查实验电路连接正确，然后闭合开关，调节滑动变阻器滑片，发现电流表和电压表指针始终不发生偏转，说明电路存在断路。在不断开电路的情况下，应该使用多用电表直流电压挡检查电路故障；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角度的偏转，说明电路故障是电流表断路。4(2017四川资阳三诊)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03a，内阻约为0.1)c直流电流表(量程0600ma，内阻约为5)d直流电压表(量程015v，内阻约为15k)e直流电压表(量程05v，内阻约为10k)f滑动变阻器(最大阻值10，允许通过的最大电流为2a)g滑动变阻器(最大阻值1k，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_c_，电压表应选用_e_，滑动变阻器应选用_f_(均用序号字母表示)。(2)请按要求将图甲中所示的器材连成实验电路。(3)某同学通过实验正确作出了小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。现把实验中使用的小灯泡接到如图丙所示的电路中，其中电源电动势e6v，内阻r1，定值电阻r9，此时灯泡的实际功率为_0.84_w。(结果保留两位有效数字)答案：(2)见解析图解析(1)灯泡的额定电压为5v，因此电压表选择量程大于等于5v的即可，故选e；灯泡的额定电流i0.5a，故电流表应选择c；因本实验采用分压接法，滑动变阻器应选最大阻值较小的，故滑动变阻器选择f。(2)本实验要求多测几组数据，故滑动变阻器采用分压接法，同时因电流表内阻与灯泡内阻接近，故电流表选用外接法，实物图如图甲所示。(3)将定值电阻等效为电源内阻，作出等效电源的伏安特性曲线如图乙所示，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2.2v，电流为0.38a，则灯泡的功率pui2.20.38w0.84w。5(2017湖北黄冈一模)某同学用如图(a)所示的实验电路来测量未知电阻rx的阻值。将电阻箱接入a、b之间，闭合开关s，适当调节滑动变阻器r后保持滑片位置不变，改变电阻箱的阻值r，得到多组电压表的示数u与r的数据，并绘出ur的图象如图(b)所示。(1)请用笔画线代替导线，根据电路图在图(c)中画出缺少的两根导线。(2)用待测电阻rx替换电阻箱，读得电压表示数为5.0v，利用图(b)中的ur图象可得rx_25_。(保留两位有效数字)(3)使用较长时间后，电源的电动势可认为不变，但其内阻增大。若仍使用该装置和图(b)中的ur图象来测量某一电阻的阻值，则测量结果将_偏小_(填“偏大”“偏小”或“不变”)。若仍想使用该电路和图(b)中测绘的ur关系图象测量电阻，则需对电路进行简单修正：将电阻箱的阻值调到10，并接入a、b之间，调整滑动变阻器滑片的位置，使电压表示数为_4.0_v，之后保持滑动变阻器阻值不变，即可用原来的方法继续测量电阻。答案：(1)如图甲所示解析(1)根据电路图连线，如图甲所示。(2)由题图(b)可知，当电压u5v时，电阻约为25。(3)a、b两点间这段电路可以当成一个等效的电