高考物理 实验精选百题解析 专题14 伏安特性曲线的描绘.doc

2013年高考物理 实验精选百题解析 专题14 伏安特性曲线的描绘abcdefgh1（2013广州市三模）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，要测量一个标有“3v 1.5w”的灯泡两端的电压和通过它的电流，现有如下器材：a直流电源3v（内阻可不计）b直流电表03a（内阻0.1）c直流电表0600ma（内阻约0.5）d直流电压表03v（内阻约3k）e直流电压表015v（内阻约200k）f滑线变阻器（10，1a）g滑线变阻器（1k，300ma）除开关、导线外，为完成实验，需要从上述器材中选用 （用字母代号）某同学用导线a、b、c、d、e、f、g和h连接的电路如图所示，电路中所有元器件都是完好的，且电压表的电流表已调零。闭合开关后发现电压表的示数为2v，电流表的示数为零，小灯泡不亮，则可判断断路的电线是 ；若电压表示数为零，电流表的示数为0.3a，小灯泡亮，则断路的导线是 ；若反复调节滑动变阻器，小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表示数不能调为零，则断路的导线是 。下表中的各组数据该同学在实验中测得的，根据表格中的数据在图所示的方格纸上作出该灯泡的伏安特性曲线。若将该灯泡与一个10的定值电阻串联，直接接在题中电源两端，则可以估算出该灯泡的实际功率为 （结果保留两位有效数字）000.50.171.00.301.50.392.00.452.50.49u/vi/ao0.51.01.52.52.00.10.40.20.30.5i/au/vo0.51.01.52.52.00.10.40.20.30.5i/au/v2（7分）（2013湖北模拟）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，小灯泡的规格为“3.8v，0.3a”。除了开关、导线外，还有如下器材：电压表v，量程05 v，内阻约5 k电流表a1，量程0500ma，内阻约0.5电流表a2，量程0100 ma，内阻约4 滑动变阻器r1，最大阻值10 ，额定电流2.0 a滑动变阻器r2，最大阻值100，额定电流1.0 a直流电源e，电动势约为6 v，内阻约为0.5 上述器材中，电流表应选_，滑动变阻器应选_。（填器材符号）某同学已连接如图甲所示的电路，在闭合开关前，检查发现有一处不当之处，请指出并说明如何改正。_。不当之处改正后，在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；发现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_（用图中给出的导线符号表示）。通过实验得出了小灯泡的i-u图线如图，可知在小灯泡上的电压为2.0v时，小灯泡的电阻是_。如果把该小灯泡直接接在电动势是2v，内阻是8的电源上组成闭合回路，则通过小灯泡的电流为_a。3（13分）(1) （2013山东省青岛市模拟）一位同学在实验中分别用游标卡尺和螺旋测微器测量物体长度，得到结果如图所示，游标卡尺示数_ cm，螺旋测微器示数_ cm（2）（2013山东省青岛市模拟）现用伏安法研究某电子器件 r1（6 v，2.5 w）的伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整（直接测量的变化范围尽可能大一些），备有下列器材：a、直流电源（6 v，内阻不计）；b、电流表 g（满偏电流 ig = 3 ma，内阻 rg= 10 ）；c、电流表 a（00.6a，内阻未知）；d、滑动变阻器（020，5a）；e、滑动变阻器（0200，1a）；f、定值电阻 r0（阻值1990）；g、开关与导线若干；根据题目提供的实验器材，请你在方框中设计出测量电子器件 r1 伏安特性曲线的电路原理图（r1可用” “”表示）。在实验中，为了操作方便且能够准确地进行测量，滑动变阻器应选用 。（填写器材序号）将上述电子器件 r 1 和另一电子器件 r 2 接入如图（甲）所示的电路中，它们的伏安特性曲线分别如图（乙）中 ob、oa 所示电源的电动势 e = 6.0 v，内阻忽略不计调节滑动变阻器 r3，使电阻 r1 和 r2 消耗的电功率恰好相等，则此时 r 3 接入电路的阻值为 4（2013武汉市4月调研）已知某非线性元件r的伏安特性数据如下表所示。i/a0.120.210.290.340.380.420.45u/v0.200.400.600.801.001.201.40（1）请根据表中的数据，在图甲中的坐标纸上画出元件r的伏安特性曲线；（2）由元件r的伏安特性曲线可知：r的电阻随着电压的升高而_；（3）若将元件r与一个r0=4.0的电阻并联，再接至电动势e=1.5v、内阻r=2.0的电源上，则元件r消耗的功率p=_ w。（结果保留两位有效数字）解析：由元件r的伏安特性曲线可知：随着电压的升高，u/i的值逐渐增大，所以r的电阻随着电压的升高而增大。元件r与一个r0=4.0的电阻并联，可在元件r的伏安特性曲线i同一坐标系中作出电阻r0的伏安特性曲线ii，然后将元件r的伏安特性曲线和电阻r0的伏安特性曲线，对应同一横坐标u值的两个纵坐标值相加得到一个新的电流i值，此值即为5（10分）（2013高考长春市三模）如图甲所示为某一型号二极管，其两端分别记为a和b。图乙为它的伏安特性曲线，其外表所标示的极性已看不清，为确定该二极管的极性，用多用电表的电阻档进行测量。（1）首先对多用电表进行机械调零，然后将红、黑表笔正确插入插孔后，选用100档进行测量，在测量前要进行的操作步骤为： （2）将多用电表的红表笔与二极管的a端、黑表笔与二极管的b端相连时，表的指针偏转角度很大；调换表笔的连接后，表的指针偏转角度很小，由上述测量可知该二极管的正极为_端（填“a”或“b”） （3）当给该二极管加上反向30v电压时，用伏安法测量其电阻值，提供的器材有： 直流40v电源；电流表a1，量程0.6a，内阻约10；电流表a2，量程50a，内阻约100；电压表v，量程为50v，内阻约100k；滑动变阻器，总电阻100；开关、导线若干。在提供的两块电流表中应选用_（填“”或“”），在虚线框内画出实验电路图（二极管的符号已画在图中）。【答案】（1）将红黑表笔短接，调节调零旋钮，使指针指到电阻的0刻度处。（2分）（2）b（2分）（3）（2分） 电路图如图所示（4分）6（10分）（2013浙江省宁波市二模）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1）c：电压表0-3v-15v （内阻很大） d：滑线变阻器“2a，10”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上图所示的实物电路，则具体实验操作前该电路需改进的地方有 va（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，电路图如右图，实验数据如下：u（v）2.372.302.182.101.901.601.30i（a）0.110.140.180.210.290.420.56请在坐标纸上画出ui图线，由图线可得e= v，电源内阻为r= 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。7.(2013北京市海淀区模拟)某同学欲采用下列器材研究一个额定电压为2.5v的小灯泡的伏安特性曲线。 a直流电源（3v，内阻不计）；b电流表（03a，内阻约0.03）；c电流表（00.6a，内阻约0.13）；d电压表（03v，内阻约3k）；e电压表（015v，内阻约15k）；f滑动变阻器（020，额定电流2a）；g滑动变阻器（01000，额定电流0.5a）h开关、导线等；为减小测量误差，电压表应选用 ，滑动变阻器应选用 。（选填代号）该同学选择安培表外接，且要求小灯泡两端电压变化范围尽量大些。请在图7虚线框中画出正确的实验电路图。闭合开关，逐次改变滑动变阻器滑片的位置，在下表中记录与之对应的电流表的示数i、电压表的示数u。其中某组电流表、电压表的示数如图8所示。请把图8中电流表、电压表示数填入表中的空格处。图7图8150510v0123012a00.20.40.63i/a00.100.130.160.180.190.200.190.230.250.270.280.290.30u/v00.100.200.400.600.801.001.201.401.802.002.202.402.50处理实验数据时，绘制了如图9所示的i u坐标图，请将表中空缺的数据对应的坐标点补画在图9中，并在图9中绘制出小灯泡的i-u图线。某同学连接电路的实物图如图10所示，请指出他电路接线中的错误： _。8（10分）（2013河南省开封市二模）有一个额定电压为28v，功率约为08w的小灯泡，现要用伏安法描绘这个灯泡的iu图线，有下列器材供选用：a电压表（03v，内阻6 k） b电压表（015v，内阻30k）c电流表（03a，内阻01） d电流表（006a，内阻05）e滑动变阻器（10，2a） f滑动变阻器（200，05a） g蓄电池（电动势6v，内阻不计）用如图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）通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图所示。由图线可求得此灯泡在正常工作时的电阻为_。若将此灯泡与电动势6v、内阻不计的电源相连，要使灯泡正常发光，需串联一个阻值为_的电阻。9.(10分) （2013年3月湖北省黄冈市质检）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50ma。(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3v,内阻不计),b.滑动变阻器(o