【导与练】（浙江专用）高考物理大一轮总复习 第七章 第5课时 实验二 描绘小电珠的伏安特性曲线知能达标训练(1).doc

第5课时实验二:描绘小电珠的伏安特性曲线1.(2012年安徽理综)如图为“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验的实物电路图,已知小灯泡额定电压为2.5 v.(1)完成下列实验步骤:闭合开关前,调节滑动变阻器的滑片,;闭合开关后,逐渐移动变阻器的滑片,;断开开关,根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线.(2)在虚线框中画出与实物电路相应的电路图.解析:(1)在分压电路中为了保护灯泡所在支路,开关闭合前,滑动变阻器与灯泡所在支路并联部分的电阻为零,因此滑片应靠近左端.必须测多组数据,并且使小灯泡两端电压达到额定电压,才能测绘小灯泡的伏安特性曲线.(2)如图所示.答案:(1)使它靠近滑动变阻器左端的接线柱增加小灯泡两端的电压,记录电流表和电压表的多组读数,直至电压达到其额定电压(2)图见解析2.(2013四川宜宾市一诊)在“描绘额定电压为2.5 v的小灯泡的iu曲线”实验中,用导线a、b、c、d、e、f、g、h按图(甲)所示方式连接电路,电路中所有元器件都完好.(1)请根据实物图的电路连接在图(乙)中虚线框内画出实验原理图;(2)合上开关后,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.(3)实验电路故障完全排除后,实验中测得有关数据如下表:u/v0.400.801.201.602.002.50i/a0.100.160.200.230.250.26根据表中的实验数据,在图(丙)中画出小灯泡的iu特性曲线.(4)若已知小灯泡灯丝在27 时电阻值约为1.5 ,并且其电阻值与灯丝的热力学温度t(t=273+t)成正比,试估算该灯泡以额定功率工作时灯丝的温度约为.(保留3位有效数字)解析:(1)描绘小灯泡的伏安特性曲线,电压、电流值要能调为0,所以滑动变阻器采用分压式连接;小灯泡的电阻较小,伏安法采用电流表外接法,由图(甲)画出实验原理图如图1所示.(2)电压表、电流表的读数不能调为零,滑动变阻器的连接方式不再是分压式连接,g导线断路,滑动变阻器的连接方式变成了限流式连接.(3)设计纵坐标为i,横坐标为u,根据表格中的数据在坐标纸上描点,然后将这些点连成平滑的曲线,小灯泡的iu特性曲线如图2所示.(4)从iu特性曲线可知,当小灯泡的电压为2.5 v时,小灯泡的电流为0.26 a,此时小灯泡的阻值为r=ui=2.5v0.26a9.6 ,由题意有1.59.6=273+27273+t,得出t=1 647 1.65103 .答案:(1)图见解析(2)g(3)图见解析(4)1.65103(1.581031.65103)3.(2013年福建理综)硅光电池在无光照时不产生电能,可视为一电子元件.某实验小组设计如图(甲)电路,给硅光电池加反向电压(硅光电池负极接高电势点,正极接低电势点),探究其在无光照时的反向伏安特性.图中电压表v1量程选用3 v,内阻为6.0 k;电压表v2量程选用15 v,内阻约为30 k;r0为保护电阻;直流电源电动势e约为12 v,内阻不计.根据图(甲),用笔画线代替导线,将图(乙)连接成完整电路.用遮光罩罩住硅光电池,闭合开关s,调节变阻器r,读出电压表v1、v2的示数u1、u2.()某次测量时,电压表v1示数如图(丙),则u1= v.可算出通过硅光电池的反向电流大小为ma(保留两位小数).()该小组测出大量数据,筛选出下表所示的9组u1、u2数据,算出相应的硅光电池两端反向电压ux和通过的反向电流ix(表中“-”表示反向),并在坐标纸上建立ixux坐标系,标出了与表中前5组ux、ix数据对应的5个坐标点.请你标出余下的4个坐标点,并绘出ixux图线.123456789u1/v0.000.000.060.120.240.420.721.141.74u2/v0.01.02.13.14.25.46.78.19.7ux/v0.0-1.0-2.0-3.0-4.0-5.0-6.0-7.0-8.0ix/ma0.000.00-0.01-0.02-0.04-0.07-0.12-0.19-0.29()由ixux图线可知,硅光电池无光照下加反向电压时,ix与ux成(填“线性”或“非线性”)关系.解析:实物图如图(甲)所示()由题图知,电压表读数为1.40 v,通过硅光电池的反向电流等于通过电压表v1的电流,故i=u1rv1=1.406.0103 a0.23 ma.()先在坐标纸上描点,然后用平滑的曲线将其连接起来,如图(乙)所示.()因图线为曲线,故ix与ux成非线性关系.答案:如解析图(甲)所示()1.400.23()如解析图(乙)所示()非线性4.(2013济南一模)“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,提供的实验器材有a.小灯泡(额定电压为3.8 v,额定电流约为0.3 a)b.电流表a(00.6 a,内阻约为0.5 )c.电压表v(06 v,内阻约为5 k)d.滑动变阻器r1(010 ,2 a)e.滑动变阻器r2(0100 ,0.2 a)f.电源(6 v,内阻不计)g.开关及导线若干(1)实验中滑动变阻器选(填“r1”或“r2”).(2)该同学设计了实验测量电路,通过改变滑动变阻器滑片的位置,使电流表的读数从零开始变化,记录多组电压表的读数u和电流表的读数i.请在图(甲)中用笔画线代替导线将实验电路连接完整.(3)该同学根据实验数据作出了如图(乙)的ui图象,根据图象可知小灯泡的电阻随着电流的增大而(选填“增大”、“减小”或“不变”).解析:(1)描绘小灯泡的伏安特性曲线,电压和电流从零开始,采用分压电路,滑动变阻器阻值小的便于调节,故选r1;又r2的额定电流为0.2 a,小于小灯泡的额定电流,用r2测不出完整的伏安特性曲线,故不能选r2,只能选r1.(2)由于小灯泡的电阻很小,故应采用电流表外接法.因要求小灯泡两端的电压能在03.8 v范围内连续变化,故滑动变阻器采用分压式接法.(3)由ui图象的斜率增大可判定,小灯泡的电阻随电流的增大而增大.答案:(1)r1(2)图见解析(3)增大5.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分析上表内实验数据可知,应选用的实验电路图是图;(2)在图(丁)中画出小灯泡的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)如图(丙)所示,用一个阻值为10 的定值电阻r和上述小灯泡组成串联电路,连接到内阻不计、电动势为3 v的电源上.则流过灯泡的电流约为a.解析:(1)电流表读数需要从零读取,所以滑动变阻器采用分压式接法;根据表中数据可知,小灯泡的电阻较小,电流表应外接,所以应选用图(甲).(2)描点作图,用平滑曲线连接各点,如图所示;图线上各点对应的纵坐标值除以横坐标值得到的就是灯泡的电阻,该值随i的变大而变大,说明小灯泡的电阻随i变大而变大.(3)在与小灯泡的ui图象同一坐标系中,作出电动势e=3 v,内阻r=10 的电源的ui图象,如图所示,它们的交点表示流过小灯泡的实际电压和电流值,所以流过灯泡的电流约为0.170 a.答案:(1)(甲)(2)图见解析变大(3)0.170(0.1700.175均可)【教师备用1】 (2013台州中学检测)某同学测绘标有“4.8 v,0.3 a”小灯泡的电功率随电压变化的图象,要使小灯泡两端电压从0至4.8 v连续变化,为了使测量尽可能地准确,除了导线和开关外,可供选择的仪器还有a.电流表:量程00.6 a,内阻约为1 b.电流表:量程03 a,内阻约为0.2 c.电压表:量程06 v,内阻约为2 kd.电压表:量程015 v,内阻约为4.5 ke.滑动变阻器:阻值范围020 ,额定电流2 af.滑动变阻器:阻值范围02 k,额定电流0.5 ag.电池组:电动势6 v,内阻约为1 (1)选用的器材代号为;(2)在下面虚线框中画出实验电路图;(3)如果根据实验测量的数据描出pu图线如图所示,则小灯泡在1.5 v电压下的电阻值为r= .解析:(1)根据小灯泡的额定电压为4.8 v,额定电流为0.3 a,电压表选择c,电流表选择a.由于使小灯泡两端电压由0至4.8 v连续变化,应采用分压电路,滑动变阻器阻值不宜太大,应选e;(2)小灯泡正常发光时的电阻r=ui=4.80.3 =16 ,rvrrra,因此选用电流表外接法,电路如图所示;(3)由图象可得小灯泡在电压为1.5 v时功率为1.0 w,故此时小灯泡的电阻为r=u2p=2.25 .答案:(1)aceg(2)图见解析(3)2.25【教师备用2】 某研究性学习小组为了制作一种传感器,需要选用一电器元件.如图为该电器元件的伏安特性曲线,有同学对其提出质疑,现需进一步验证该伏安特性曲线,实验室备有下列器材:器材(代号)规格电流表(a1)电流表(a2)电压表(v1)电压表(v2)滑动变阻器(r1)滑动变阻器(r2)直流电源(e)开关(s)导线若干量程050 ma,内阻约为50 量程0200 ma,内阻约为10 量程03 v,内阻约为10 k量程015 v,内阻约为25 k阻值范围015 ,允许最大电流1 a阻值范围01 k,允许最大电流100 ma输出电压6 v,内阻不计(1)为提高实验结果的准确程度,电流表应选用;电压表应选用;滑动变阻器应选用.(以上均填器材代号)(2)为达到上述目的,请在图中的虚线框内画出正确的实验电路原理图,并标明所用器材的代号.(3)若发现实验测得的伏安特性曲线与图中曲线基本吻合,请说明该元件与小灯泡有何异同点?相同点: ;不同点: .解析:从该电器元件的伏安特性曲线可看出,所选用的电流表量程应大于0.12 a,故电流表选用a2,所选用的电压表量程应大于2.5 v,为了减小读数误差,电压表选v1,本实验电路中滑动变阻器应采用分压