浙江省2019_2020学年高中物理第十章测绘小灯泡的伏安特性曲线和探究导体电阻与其影响因素的关系.docx

课时训练4测绘小灯泡的伏安特性曲线和探究导体电阻与其影响因素(包括材料)的关系基础巩固1.在实验室中,甲同学为了描述小灯泡(2.5 V,0.3 A)的伏安特性曲线,将小灯泡、双量程电流表(量程为00.6 A 和03 A)、双量程电压表(量程为03 V和015 V)、滑动变阻器、电源、开关及导线按图甲所示电路图连接,实物连接图如图乙所示。(1)请指出该同学实物连接的不妥之处: 。(2)改正连接错误后,该同学闭合开关,移动滑动变阻器,电压表读数如图丙,则它的读数是V。(3)乙同学用多用电表粗测该小灯泡的电阻,操作步骤如下:调节指针定位螺丝进行机械调零,把选择开关拨到“10”的欧姆挡上;把红黑表笔插入测试笔插孔中,先把两表笔相接触,旋转欧姆调零旋钮,使指针指在零欧姆处;把两表笔分别与小灯泡的两端相接,发现这时指针几乎指在零欧姆处;换用“1”欧姆挡测量,发现这时指针偏转适中,随即记下电阻数值;把表笔从测试笔插孔拔出后,开关应置于交流电压最高挡或“OFF”挡;但这位同学在实验中还是有一处不符合要求,请你指出。(4)下图是用多用电表粗测该小灯泡电阻的实录,三个操作中,最合理的是。解析:(1)电流表应该接量程为0.6 A的接线柱;(2)电压表选择的量程是03 V,每一小格对应0.1 V,且估读一位,则它的读数为1.80 V;(3)换用“1”欧姆挡测量时没有将红黑表笔短接重新进行欧姆调零;(4)用多用电表测电阻时,应将待测电阻从电路中断开,同时手不能接触待测电阻,故选C。答案:(1)电流表应该接量程为0.6 A的接线柱(2)1.80(3)换用“1”欧姆挡测量时,应重新进行欧姆调零(4)C2.有一个小灯泡上标有“4 V,2 W”的字样,现在要用伏安法描绘这个灯泡的I-U图线,现有下列器材供选用:A.电压表(05 V,内阻10 k)B.电流表(03 A,内阻0.4 )C.电流表(00.6 A,内阻1.0 )D.滑动变阻器(10 ,2 A)E.滑动变阻器(500 ,1 A)F.学生电源(直流6 V)、开关、导线若干(1)实验时,选用图甲而不选用图乙的电路图来完成实验,请说明理由: ;(2)实验中所用电流表应选用 ,滑动变阻器应选用;(用序号字母表示)(3)把图丙中所示的实验器材按图甲用笔画线代替导线连接成实物电路图;(4)某同学通过实验测量得到的数据已经描在了如图丁所示的IU坐标系中,请用一光滑的曲线将各描点连接好。解析:(1)在用伏安法描绘灯泡的IU图线的实验中,所测数据需从零开始,并要多取几组数据,故采用滑动变阻器分压接法,所以电路图选用图甲。(2)由P=UI得,灯泡的额定电流I=0.5 A,故电流表应选择 00.6 A 的量程,故选C;由题意,滑动变阻器采用分压式接法,应选择总阻值小的滑动变阻器,故选D。(3)按题图甲连接实物电路图,如图所示。(4)所描的伏安特性曲线如图所示。答案:(1)描绘灯泡的I-U图线所测数据需从零开始,并要多取几组数据(2)CD(3)见解析图(4)见解析图3.在“探究导体电阻与其影响因素的关系”实验中,实验室给定了下列器材:电源E:电动势4.5 V,内阻约为0.5 ;电流表A:量程0.6 A,内阻约为1.0 ;电压表V1:量程15 V,内阻约为15 k;电压表V2:量程3 V,内阻约为3 k;滑动变阻器R1(最大阻值为10 );滑动变阻器R2(最大阻值为200 );粗细均匀的同种电阻丝(阻值约为5 );开关、导线和刻度尺。(1)一同学设计了如图所示的实验电路图,所选用器材如图中所标注,请指出其中的至少两处不合理之处,并加以改进: ; 。 (2)为探究导体电阻与长度的关系,该同学按改进后的电路进行实验,用伏安法测定电阻丝的阻值R,刻度尺测出电阻丝的长度L。依次减小电阻丝的长度。实验测量结果如表,由此能得到的实验结论是:。L/m0.995 60.804 90.598 10.402 10.195 8R/104.885.365.246.627.1解析:(1)根据电动势的大小,电压表的量程不能选择15 V,电路图选择V1不正确;滑动变阻器应选用最大阻值较小的,电阻丝的阻值较小,应采用电流表外接法。(2)在实验误差范围内,电阻丝阻值R与长度L成正比。答案:(1)将电压表V1改选V2将滑动变阻器R2改选R1或电流表应采用外接法(2)见解析4.某兴趣小组对市场中电线进行调查,(1)如图1所示,采用绕线法测得该电线直径为mm。(2)取长度为100 m的电线,欲测其电阻:先用多用电表进行粗略测量,将多用电表选择开关置于“10”挡并调零后,两表笔接触待测电阻的两端进行测量,表盘指针如图2所示。为了使测量值更准确,“选择开关”应置于(选填“1”“100”或“1 k”)挡,并将两表笔短接,调节图3中(选填“A”或“B”)重新调零后进行测量。再用伏安法测量其电阻,并设计图4电路,则电压表的另一端应接(选填“a”或“b”),测量得电压表示数为 4.50 V,而电流表读数如图5所示,所选电流表量程为3 A,则所测的电阻为。解析:(1)由图可知,10匝线圈的直径的总长度为12.5 mm;则导线的直径为 mm=1.25 mm;(2)欧姆表指针偏转角度过大,说明待测电阻的阻值较小,应用小倍率挡;换挡后,需要重新进行欧姆调零,方法是将两表笔短接,调节图3中的B旋钮,使指针指到右边零刻度;因待测电阻的阻值较小,故应采用电流表外接法,故电压表的另一端应接a;电流表量程为3 A,则最小分度为0.1 A,则读数为2.50 A,则电阻R=1.80 。答案:(1)1.25(2)1Ba1.805.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,实验室提供了小灯泡(2.5 V,0.3 A)、电流表、电压表以及滑动变阻器等实验器材:(1)图(甲)为实验中某同学连接好的实验电路图,在开关S闭合之前,应把滑动变阻器的滑片P移到(选填“A端”或“B端”);实验中滑片P从中间位置向B端移动过程中会观察到电压表读数变、(选填“大”或“小”)。(2)某同学由测出的数据画出I-U图象,如图乙所示,当小灯泡两端电压为2.00 V时,小灯泡的电阻值R=。(结果保留两位有效数字)解析:(1)由图甲可知,电压表测量的是变阻器滑片P与左端C接线柱间电阻分得的电压,为保证安全,S闭合时,这个电压要最小,故S闭合前P移到A端。(2)由图乙得到U=2.00 V时,I=0.26 A,R=7.7 。答案:(1)A端大(2)7.7能力提高6.(2019金华云富高级中学月考)在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的实验中:某实验小组用如图所示电路对镍铬合金丝和康铜丝进行探究,a,b,c,d是四种金属丝。(1)实验小组讨论时,某同学对此电路提出异议,他认为,电路中应该串联一个电流表,只有测出各段金属丝的电阻,才能分析电阻与其影响因素的定量关系。你认为要不要串联电流表?(选填“需要”或“不需要”)。(2)几根镍铬合金丝和康铜丝的规格如表:电路图中的金属丝a,b,c分别为下表中编号为A,B,C的金属丝,则d应选表中的(用表中编号D,E,F表示)。编号材料长度L/m横截面积S/mm2A镍铬合金丝0.300.50B镍铬合金丝0.500.50C镍铬合金丝0.301.00D镍铬合金丝0.501.00E康铜丝0.300.50F康铜丝0.501.00解析:(1)在串联电路中,电流处处相等,串联电阻两端电压与电阻成正比,不需要测出电流,根据电阻两端电压大小即可比较出电阻大小。(2)探究影响电阻的因素,应采用控制变量法,实验已选编号为A,B,C的金属丝,B与A材料相同,横截面积相同,长度不同;C与A材料、长度相同,横截面积不同,所以应控制d与A材料的长度与横截面积相等而材料不同,因此d应选表中的E。答案:(1)不需要(2)E7.某同学在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,所用小灯泡的规格为“2.5 V,0.3 A”。(1)电路连接如图甲所示,其中几条线已经接好,用笔画线代替导线完成其余接线。(2)用实验室的“高中学生电源”作为电源,应该选用图乙中(选填“稳压2 A”或“交流3 A”)的两个接线柱。(3)滑动变阻器应该选 (选填R1“5 ,2 A”或R2“50 ,1 A”)。(4)在闭合开关前,如图甲所示滑动变阻器的滑片应该置于(选填“左端”“右端”或“中间”)。(5)如图丙所示的电压表的读数是V。解析:(1)因灯泡的电阻较小,电流表采用外接法;因描绘伏安特性曲线电压需从零开始调节,故滑动变阻器采用分压式接法,实物连接如图所示。(2)灯泡用的是直流电,故应选用稳压电源,应选择“稳压2 A”。(3)本实验采用分压式接法,故滑动变阻器应选用小电阻,故选R1“5 ,2 A”(4)为保护电路,在闭合开关前,滑动变阻器应置于左端。(5)电压表选的是“03 V”的量程,最小刻度是0.1 V,应估读一位,读数为2.40 V。答案:(1)见解析(2)稳压2 A(3)R1“5 ,2 A”(4)左端(5)2.408.在“测定金属的电阻率”实验中,用伏安法测金属丝的电阻Rx,实验所用器材为:电池组(电动势为3 V,内阻约1 )、电流表(内阻约0.1 )、电压表(内阻约3 k)、滑动变阻器R(020 ,额定电流 2 A)、开关、导线若干。(1)某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:次数1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上数据可知,他们测量Rx是采用图1中的(选填“甲”或“乙”)图。(2)图2是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。请根据(1)中所选的电路图,补充完整图2中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏。(3)这个小组的同学在坐标纸上建立U,I坐标系,如图3所示,图中已标出了测量数据对应的4个坐标点。请在图3中标出第2,4,6次测量数据坐标点,并描绘出