高中物理 模块八 恒定电流 考点3.3 实验 描绘小灯泡的伏安特性曲线试题.doc

考点3.3实验描绘小灯泡的伏安特性曲线基本实验要求1实验原理(1)测多组小电珠的u、i的值，并绘出iu图象；(2)由图线的斜率反映电流与电压和温度的关系2实验器材小电珠“3.8 v,0.3 a”、电压表“03 v15 v”、电流表“00.6 a3 a”、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干、坐标纸、铅笔3实验步骤(1)画出电路图(如实验原理图甲)(2)将小电珠、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、开关用导线连接成如实验原理图乙所示的电路(3)测量与记录移动滑动变阻器触头位置，测出12组左右不同的电压值u和电流值i，并将测量数据填入自己设计的表格中(4)数据处理在坐标纸上以u为横轴，i为纵轴，建立直角坐标系在坐标纸上描出各组数据所对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3注意事项(1)电路的连接方式：电流表应采用外接法：因为小电珠(3.8 v,0.3 a)的电阻很小，与量程为0.6 a的电流表串联时，电流表的分压影响很大滑动变阻器应采用分压式接法：目的是使小电珠两端的电压能从0开始连续变化(2)闭合开关s前，滑动变阻器的触头应移到使小电珠分得电压为0的一端，使开关闭合时小电珠的电压能从0开始变化，同时也是为了防止开关刚闭合时因小电珠两端电压过大而烧坏灯丝(3)iu图线在u01.0 v左右将发生明显弯曲，故在u1.0 v左右绘点要密，以防出现较大误差4误差分析(1)由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，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、作图带来误差考点3.3.1 基本实验考查1. 在测量灯泡伏安特性实验中，同学们连接的电路中有四个错误电路，如图所示电源内阻不计，导线连接良好若将滑动变阻器的触头置于左端，闭合s，在向右端滑动触头过程中，会分别出现如下四种现象：a灯泡l不亮；电流表示数几乎为零b灯泡l亮度增加；电流表示数增大c灯泡l开始不亮，后来忽然发光；电流表从示数不为零到线圈烧断d灯泡l不亮；电流表从示数增大到线圈烧断与上述abcd四种现象对应的电路序号为(a)abcd2.如图所示，是一个小灯泡的电流随小灯泡两端电压变化的关系图，则根据小灯泡的伏安特性曲线可判定下列说法中正确的是(d)a小灯泡的电阻随着所加电压的增加而减小b小灯泡灯丝的电阻率随着灯丝温度的升高而减小c欧姆定律对小灯泡不适用d如果把三个这种相同的灯泡串联后，接到电压恒为12 v的电源上，则流过每个小灯泡的电流为0.4 a3. 在下图甲所示的电路中，电源电动势为3.0 v，内阻不计，l1、l2、l3为3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示当开关闭合后，下列判断正确的是(acd)a灯泡l1的电阻为12 b通过灯泡l1的电流为通过灯泡l2电流的2倍c灯泡l1消耗的电功率为0.75 wd灯泡l2消耗的电功率为0.30 w4. 如图是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连接图(1) 根据图画出实验电路图；(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2中的、所示，电流表量程为0.6 a，电压表量程为3 v所示读数为：_、_、_、_.两组数据得到的电阻分别为_和_【答案】(1)(2)0.10 a0.24 a 2.00 v0.27 v8.3 2.7 8.3 5. 小亮同学为研究某电学元件(最大电压不超过2.5 v，最大电流不超过0.55 a)的伏安特性曲线，在实验室找到了下列实验器材：a电压表(量程3 v，内阻6 k)b电压表(量程15 v，内阻30 k)c电流表(量程0.6 a，内阻0.5 )d电流表(量程3 a，内阻0.1 )e滑动变阻器(阻值范围05 ，额定电流为0.6 a)f滑动变阻器(阻值范围0100 ，额定电流为0.6 a)g直流电源(电动势e3 v，内阻不计)h开关、导线若干该同学设计电路并进行实验，通过实验得到如下数据(i和u分别表示电学元件上的电流和电压).i/a00.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50u/v00.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00(1)为了提高实验结果的准确程度，电流表选_；电压表选_；滑动变阻器选_(以上均填写器材代号)(2)请在虚线框中画出实验电路图【答案】(1)cae(2)6. 要测绘一个标有“6 v2.5 w”小灯泡的伏安特性曲线，要求多次测量尽可能减小实验误差，备有下列器材：a直流电源(6 v，内阻未知)b电流表g(满偏电流3 ma，内阻rg10 )c电流表a(00.6 a，内阻未知)d滑动变阻器r(020 ，5 a)e滑动变阻器r(0200 ，1 a)f定值电阻r0(阻值1 990 )g开关与导线若干(1)由于所给实验器材缺少电压表，某同学直接把电流表g作为电压表使用测出小灯泡两端电压，再用电流表a测出通过小灯泡的电流，从而画出小灯泡的伏安特性曲线，该方案实际上不可行，其最主要的原因是_.(2)为完成本实验，滑动变阻器应选_(填器材前的序号)(3)请在图中完成本实验的实物电路图的连线【答案】(1)电流表g分压较小，导致电流表a指针偏转很小，误差较大(2)d(3)如图所示7. 某同学在探究规格为“6 v3 w”的小灯泡伏安特性曲线实验中：(1)在小灯泡接入电路前，使用多用电表直接测量小灯泡的电阻，则应将选择开关旋至_挡进行测量(填选项字母)a直流电压10 v b直流电流5 mac欧姆100 d欧姆1(2)该同学采用下图所示的电路进行测量图中r为滑动变阻器(阻值范围020 ，额定电流1.0 a)，l为待测小灯泡， v为电压表(量程6 v，内阻20 k)，a为电流表(量程0.6 a，内阻1 )，e为电源(电动势8 v，内阻不计)，s为开关.在实验过程中，开关s闭合前，滑动变阻器的滑片p应置于最_端(填“左”或“右”).在实验过程中，已知各元器件均无故障，但闭合开关s后，无论如何调节滑片p，电压表和电流表的示数总是调而不零，其原因是_点至_点的导线没有连接好(图甲中的黑色小圆点表示接线点，并用数字标记，空格中请填写图中的数字，如“2点至3点”的导线).该同学描绘出小灯泡的伏安特性曲线示意图如图乙所示，则小灯泡的电阻值随工作电压的增大而_(填“不变”“增大”或“减小”)【答案】(1)d(2).左，.15(或51)；.增大8. 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4甲所示，现已完成部分导线的连接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；某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为_a；该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所示，根据图线判断，将_只相同的小电珠并联后，直接与电动势为3 v、内阻为1 的电源组成闭合回路，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)【答案】连线如图所示0.4442.259. 由金属丝制成的电阻器阻值会随温度的升高而变大某同学为研究这一现象，亲自动手通过实验描绘这样一个电阻器的伏安特性曲线可供选择的实验器材有：a待测电阻器rx(2.5 v,1.2 w)b电流表a(00.6 a，内阻为1 )c电压表v(03 v，内阻未知)d滑动变阻器(010 ，额定电流为1 a)e电源(e3 v，内阻r1 )f定值电阻r0(阻值为5 )g开关一个和导线若干(1)实验时，该同学采用电流表内接法，并且电阻器两端电压从零开始变化，请在方框内画出实验电路图(2)按照正确的电路图，该同学测得实验数据如下：i/a0.150.200.250.300.350.400.450.48u/v0.250.400.600.901.251.852.503.00ur/v其中，i是电流表的示数，u是电压表的示数，ur是电阻器两端的实际电压请通过计算补全表格中的空格，然后在图5中画出电阻器的伏安特性曲线(3)该同学将本实验中的电阻器rx以及给定的定值电阻r0二者串联起来，接在本实验提供的电源两端，则电阻器的实际功率是_w(结果保留两位小数)【答案】(1) (2) ur/v0.100.200.350.600.901.452.052.52(3) 0.32 w.10. 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，所用器材有：小灯泡(2.5 v0.6 w)，滑动变阻器、多用电表、电流表、学生电源、开关、导线若干(1)粗测小灯泡的电阻，应选择多用电表_倍率的电阻挡(请填写“1”“10”或“100”)；调零后，将表笔分别与小灯泡的两极连接，示数如图甲，结果为_ .(2)实验中使用多用电表测量电压，请根据实验原理图乙完成实物图丙中的连线(3)开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片p置于_端为使小灯泡亮度增加，p应由中点向_端滑动(4)下表为电压等间隔变化测得的数据为了获得更准确的实验图像，必须在相邻数据点_间多测几组数据(请填写“ab”“bc”“cd”“de”或“ef”).数据点abcdefu/v0.000.501.001.502.002.50i/a0.0000.1220.1560.1850.2160.244【答案】(1)17.5(2)(3)ab(4)ab11. 要测绘一个标有“3 v0.6 w”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3 v，并便于操作已选用的器材有：电池组(电动势为4.5 v，内阻约1 )电流表(量程为0250 ma，内阻约5 )电压表(量程为03 v，内阻约3 k)开关一个、导线若干(1)实验中所用的滑动变阻器应选下列中的_(填选项字母)a滑动变阻器(最大阻值20 ，额定电流1 a)b滑动变阻器(最大阻值1 750 ，额定电流0.3 a)(2)实验的电路图应选用下列的图_(填选项字母)(3)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如下图所示如果将这个小灯泡接到电动势为1.5 v，内阻为5 的电源两端，小灯泡消耗的功率是_ w.【答案】(1)a(2)b(3)0.1考点3.3.2实验拓展与创新12. 表格中所列数据是测量小灯泡ui关系的实验数据：u(v)0.00.20.51.01.52.02.53.0i(a)0.0000.0500.1000.1500.1800.1950.2050.215(1)分析上表内实验数据可知，应选用的实验电路图是图_(填“甲”或“乙”)；(2)在下图方格纸内画出小灯泡的ui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)如右图所示，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3 v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.【答案】(1)甲(2)变大(3)0.07 a 13. led二极管的应用是非常广泛的，2014年诺贝尔物理学奖被授予了日本科学家赤崎勇、天野浩和美籍日裔科学家中村修二，以表彰他们发明了蓝色发光二极管(led)，并因此带来的新型节能光源某同学想要描绘某发光二极管的伏安特性曲线，实验测得它两端的电压u和通过它的电流i的数据如下表所示.u/v0.00.400.801.201.602.002.402.80i/ma0.00.92.34.36.812.019.030.0实验室提供了以下器材：a电压表(量程03 v，内阻约20 k)b电压表(量程015 v，内阻约100 k)c电流表(量程050 ma，内阻约40 )d电流表(量程00.6 a，内阻约2 )e滑动变阻器(阻值范围020 ，允许最大电流2 a)f电源(电动势6 v，内阻不计)g开关，导线若干(1)该同学做实验时，电压表选用的是_，电流表选用的是_(填选项字母)(2)如图甲中的实物连线已经连了部分电路，请按实验要求将实物图中的连线补充完整(3)根据表中数据，请在图乙中画出该二极管的iu图线(4)若此发光二极管的最佳工作电流为15 ma，现将此发光二极管与电动势为3 v、内阻不计的电池组相连，还需串联一个阻值r_ 的电阻，才能使它工作在最佳状态(结果保留两位有效数字)答案(1)ac(2)(3) (4)5314. 为探究小灯泡的电功率p和电压u的关系，小明测量小灯泡的电压u和电流i，利用pui得到电功率，实验所使用的小灯泡规格为“3.0 v1.8 w”，电源为12 v的电池，滑动变阻器的最大阻值为10 . (1)准备使用的实物电路如图所示，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10 、20 和50 的定值电阻，电路中的电阻r1应选_的定值电阻(3)测量结束后，应先断开开关，拆除_两端的导线，再拆除其他导线，最后整理好器材(4)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8所示，请指出图象中不恰当的地方【答案】(1)如图所示(2)10(3)电池(4)图线不应画为直线；横坐标的标度选择不合适15. 要描绘某电学元件(最大电流不超过6 ma，最大电压不超过7 v)的伏安特性曲线，设计电路如图，图中定值电阻r为1 k，用于限流；电流表量程为10 ma，内阻约为5 ；电压表(未画出)量程为10 v，内阻约为10 k；电源电动势e为12 v，内阻不计(1)实验时有两个滑动变阻器可供选择：a阻值0到200 ，额定电流0.3 ab阻值0到20 ，额定电流0.5 a本实验应选的滑动变阻器是_(填“a”或“b”)(2)正确接线后，测得数据如下表12345678910u(a)0.003.006.006.166.286.326.366.386.396.40i(ma)0.000.000.000.060.501.002.003.004.005.50根据以上数据，电压表是并联在m与_之