小灯泡伏安特性曲线

1、实验七:描绘小灯泡的伏安特性曲线1. (2016·泰州中学)某同学做描绘小灯泡(额定电压为3.8 V,额定电流为0.32 A)的伏安特性曲线实验,有下列器材可供选用:A. 电压表V1(03 V,内阻3 k)B. 电压表V1(015 V,内阻15 k)C. 电流表A(00.6 A,内阻约1 )D. 定值电阻R1=15 kE. 定值电阻R2=15 kF. 滑动变阻器R(10 ,2 A)G. 学生电源(直流6 V,内阻不计)H. 开关、导线若干(1) 为了使测量结果更加准确,实验中所用电压表应选用 ,定值电阻选用.(均用序号字母填写) (2) 为尽量减小实验误差,并要求从零开始多

2、取几组数据,请在方框内画出满足实验要求的电路图.(3) 该同学按照正确的电路图和正确的实验步骤,描出的伏安特性曲线如图所示,将两个这样的小灯泡并联再与电动势4 V内阻为10 的电源串联,此时每个小灯泡的发热功率为 W.(结果取两位有效数字) 2. (2016·盐城中学)某同学采用图(a)所示实验电路来描绘额定电压为12 V的小灯泡伏安特性曲线.(1) 将图(b)的实物图连接完整.(2) 某次实验时,滑动变阻器的滑片从a向b滑动的过程中,发现电压表和电流表原来几乎没有示数,直到接近b端时示数急剧增大.经检查所有电路连线及仪器都完好,则可能原因是:. (3) 若描绘出

3、的伏安特性曲线如图(c)所示,则灯泡的额定功率为W.(保留两位有效数字) (4) 若将两盏这样的灯泡先并联再与电动势12 V ,内阻2 的电源串联,则灯泡的实际功率为W.(保留两位有效数字) 图(a)图(b)图(c)3. (2015·南通一模)小张和小明测绘标有“3.8 V0.4 A”小灯泡的伏安特性曲线,提供的实验器材有:A. 电源E(4 V,内阻约0.4 )B. 电压表V(2 V,内阻为2 k)C. 电流表A(0.6 A,内阻约0.3 )D. 滑动变阻器R(010 )E. 三个定值电阻(R1=1 k,R2=2 k,R3=5 k)F. 开关及导线若干(1) 小明

4、研究后发现,电压表的量程不能满足实验要求,为了完成测量,他将电压表进行了改装.在给定的定值电阻中选用(填“R1”“R2”或“R3”)与电压表(填“串联”或“并联”),完成改装. (2) 小张选好器材后,按照该实验要求连接电路,如图所示(图中的电压表已经过改装).闭合开关前,小明发现电路中存在两处不恰当的地方,分别是: ;  . (3) 正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,电压表和电流表的示数改变,但均不能变为零.由此可以推断电路中发生的故障可能是导线(填图中表示导线的序号)出现了(填“短路”或“断路”). 4. (2015·泰州一模

5、)为了描绘小灯泡的伏安特性曲线,实验室可供选择的器材如下:A. 待测小灯泡(6V500mA)B. 电流表A(00.6A内阻约0.5)C. 电压表V(03V内阻2k)D. 滑动变阻器R1(01k100mA) E. 滑动变阻器R2(051.5A)F. 电阻箱R3(09999.9)G. 直流电源E(约6V,内阻不计)H. 开关S,导线若干(1) 将电压表量程扩大为9V,与它串联的电阻箱的阻值应为k. (2) 图甲中画出了实验的部分电路,请你补全电路图;滑动变阻器应选用(填“R1”或“R2”). 甲(3) 实验中,变阻器滑片P在ab间移动时,发现小灯泡两端的电压只能在3.56.0V

6、 间变化,则电路中出现的故障可能是  .(4) 排除故障后,通过实验描点作出小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,则常温下灯丝的电阻为.若灯丝温度每升高1,电阻增大约为常温下电阻的万分之八,则将该小灯泡与一电动势为6V、内阻为5的电池组连接时,灯丝的温度约为(保留两位有效数字). 乙(5) 若电压表V的实际阻值小于2k,则小灯泡实际的伏安特性曲线应在所画图线的(填“上方”或“下方”). 5. (2014·苏州一模)一实验小组准备探究元件Q的伏安特性曲线,他们设计了如图所示的电路图.请回答下列问题:(1) 请将图中的实物连线按电路图补充完整.(2) 考

7、虑电表内阻的影响,该元件电阻的测量值 (填“大于”“等于”或“小于”)真实值. (3) 在电路图中闭合开关S,电流表、电压表均有示数,但无论怎样移动变阻器滑动片,总不能使电压表的示数调为零.原因可能是图中的(填“a”“b”“c”“d”“e”或“f”)处接触不良. (4) 实验测得表格中的7组数据.请在坐标纸上作出该元件的I-U图线.序号电压/V电流/A10.000.0020.400.0230.800.0541.200.1251.600.2062.000.3172.400.44 (5) 为了求元件Q在I-U图线上某点的电阻,甲同学利用该点的坐标I、U,由R=求得.乙同学作出该

8、点的切线,求出切线的斜率k,由R=求得.其中(填“甲”或“乙”)同学的方法正确. 6. (改编)光伏太阳能电池在没光照和没储存电能时它相当于一个电学原件,当有光照时它相当于一个电源.那么光伏电池在这两种状态下的伏安特性曲线是否一样呢?兴趣小组的同学于是设置了如下实验:实验一、没光照和没储存电能的情况下:(1) 为测没光照和没储存电能的情况下太阳能电池的伏安特性曲线,请将图甲所示的电路图连成一个完整的实验电路图.(2) 该实验小组根据实验得到的数据,描点绘出了如图乙所示的I-U图象.由图可知,当电压为2.80 V时,太阳能电池的电阻约为r1=.(保留一位有效数字) 甲乙丙丁实

9、验二、在充足的光照情况下:(3) 为测有充足光照的情况下太阳能电池的伏安特性曲线,该实验小组设计了如图丙所示的电路图,调节滑动变阻器,通过测量得到该电池的U-I曲线a,再减小实验中光的强度,用一弱光重复实验,测得U-I曲线b,如图丁所示.当滑动变阻器的电阻为某值时,若曲线a的路端电压为1.5 V.则滑动变阻器的测量电阻为R=;曲线b外电路消耗的电功率为P=W.(计算结果保留两位有效数字) 实验七:描绘小灯泡的伏安特性曲线1. ( 1) AD(2) 如图所示(3) 0.100.17均可【解析】 (1) 为了测量准确,电压表应选A,与定值电阻改装成5 V的电压表,由电表改装可知定值电阻为

10、R=k=3 k,故选D.(2) 由于电压从0开始,所以滑动变阻器采用分压接法,由于小灯泡电阻较小应采用外接法,电路图见答案图.(3) 作出图线U=E-2rI=4-20I,如图所示交点电压U=0.8 V,电流I=0.16 A,热敏电阻消耗的电功率P=UI=0.13 W.2. (1) 如图(2) 滑动变阻器阻值远大于灯泡电阻(3) 6.6(4) 5.0(4.95.1均正确)【解析】 (1) 实物连线见答案图.(2) 某次实验时,滑动变阻器的滑片从a向b滑动的过程中,发现电压表和电流表原来几乎没有示数,直到接近b端时示数急剧增大.经检查所有电路连线及仪器都完好,则可能原因是滑动变阻器阻值远大于灯泡电

11、阻.(3) 描绘出的伏安特性曲线图可知,额定电压为12 V时对应的电流为0.55 A,则灯泡的额定功率为P=UI=12×0.55 W=6.6 W.(4) 由E=U+2rI,即U=-4I+12,作出U=-4I+12图线与小灯泡伏安特性曲线的交点,对应电压为10 V,电流为0.50 A,所以实际功率为10×0.50 W=5.0 W.3. (1) R2串联(2) 电流表内接滑片P置于b处(3) 8断路【解析】 (1) 用定值电阻R2和电压表串联,可以把2 V量程电压表改装成4 V量程电压表.(2) 由= = ,小灯泡正常发光时的阻值为 < ,故采用电流表外接法;滑动变阻器分

12、压式接法时,闭合开关前应使小灯泡两端电压从零开始调节,滑片应置于a处.(3) 移动滑动变阻器的滑片,电压表和电流表有示数,但均不能变为零,说明滑动变阻器是限流式接法,可能是导线8出现断路.4. (1) 4(2) 电路如图R2(3) ac间断路 (4) 51.2×1031.4×103(5) 下方【解析】 (1) 电压表量程扩大为原来的3倍,总电阻就应为原来的3倍,故串联的电阻箱的阻值为4 k.(2) 灯泡正常发光时电阻为12 ,根据= >12 ,说明灯泡是小电阻,采用电流表外接法.滑动变阻器分压式接法时应选用阻值小的,故选R2.(3) 小灯泡两端电压不能从零开始调节,说

13、明滑动变阻器是限流式接法,故障可能为ac间断路.(4) 由伏安特性曲线看出在电压小于1.00 V时图线可近似看成直线,故常温下小灯丝电阻近似为= =5 .将小灯泡与电池组相连接,小灯泡两端电压和电流满足E=U+Ir,代入数据为6=U+5I,在图乙中画出该表达式对应图线,与伏安特性曲线交于(4.00 V,0.40 A)这一点,根据欧姆定律知此时灯泡电阻为10 .灯泡电阻常温下的万分之八为5× =0.004 ,灯丝温度为 =1.25×103 1.3×103 .(5) 若电压表实际阻值小于2 k,改装串联4 k后量程将小于9 V,实验时电流一定,电压表的示数偏大,实际曲

14、线应在所画图线的下方.5. (1) 图见解析(2) 小于(3) f(4) 见解析(5) 甲【解析】 (1) 根据电路图,连接实物,如图所示.(2) 由图知,电流的测量偏大,根据R=知,电阻的测量偏小,即小于真实值.(3) 无论怎样移动变阻器滑动片,总不能使电压表的示数调为零,是因为滑动变阻器是限流式接法,故是导线f 断路.(4) 描点画图,如图所示.(5) 根据欧姆定律电阻应等于割线的斜率R=,切线的斜率不等于电阻,所以甲同学的方法正确.6. (1) 见解析图(2) 1.0×103(3) 7.1×1036.9×10-5【解析】 (1) 从图象乙可看成电压表的读数是从零开始测起,故滑动变压器在电路中做分压器使用,所连的实物图如图所示.(2) 由图乙所示图象可知,当电压小于2.00 V时,电路电流很小,几乎为零,由欧姆定律可知,太阳能电池的电阻很大;由图乙所示图象可知,当电压为2.80 V时,