高考物理必考17个实验精讲精练专题10描绘小电珠伏安特性曲线含解析

高考物理必考17个实验精讲精练专题10描述小电珠伏安特征曲线含分析高考物理必考17个实验精讲精练专题10描述小电珠伏安特征曲线含分析高考物理必考17个实验精讲精练专题10描述小电珠伏安特征曲线含分析授课资料范本2020年高考物理必考17个实验精讲精练专题10描述小电珠的伏安特点曲线含分析编写：__________________时间：__________________1/11描述小电珠的伏安特点曲线基本知识实验原理：由于电流增大，小灯泡的功率也增大，温度高升，电灯丝资料的电阻率增大，因此电灯丝的电阻增大，因此灯丝电阻其实不是一个定值.由于电流越大，灯丝电阻越大，它的伏安特点曲线(I-U图线)其实不是一条直线，在该曲线上，任意一点与原点连线的斜率表示该点(在此电压与电流下)的电阻的倒数，斜率越小，电阻越大.实验器材：“，”的小灯泡，4~6V学生电源(或3～4个电池组)，0～100Ω的滑动变阻器，015V的电压表，0～06A的电流表，开关一个、导线若干.实验电路：实验步骤：采用适合的仪器按上图所示的电路连接好.将滑动变阻器滑片调治到A端后，闭合开关.调治滑动变阻器，在灯泡额定电压范围内读取数组不相同的电压值和电流值，并制表记录.断开开关，拆下导线，将仪器恢复原样.以I为纵轴，U为横轴，画出I-U曲线并进行分析.2/11例题和习题某同学研究小灯泡的伏安特点，所使用的器材有：小灯泡L（额定电压V，额定电流0.32A）；电压表○V（量程3V，内阻3kΩ）；电流表○A（量程0.5A，内阻0.5Ω）；固定电阻R0（阻值1000Ω）；滑动变阻器R（阻值0~9.0Ω）；电源E（电动势5V，内阻不计）；开关S；导线若干。（1）实验要求可以实现在V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图。（2）实验测得该小灯泡伏安特点曲线如图（a）所示。由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻_________（填“增大”“不变”或“减小”），灯丝的电阻率__________（填“增大”“不变”或“减小”）。（3）用另一电源E0（电动势4V，内阻Ω）和题给器材连接成图（b）所示的电路，调治滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为，最大功率为______________W_________W。（结果均保留2位小数）【答案】23.（1）（2）增大增大（3）3/11【分析】（1）由于电压表量程不够，因此要与电压表串通电阻R0，使其量程由3V增大到4V。由于待测小灯泡的电阻最大为12,而，因此待测电阻属于小电阻，用电流表外接法。实验要求可以实现在V的范围内对小灯泡的电压进行测量，因此滑动变阻器用分压器接法。电路图以以下图。（2）由于电阻为图象斜率的倒数，因斜率减小，因此电阻增大。电阻率也增大。（3）当滑动变阻器阻值为即最大时，小灯泡功率最小，依照闭合电路欧姆定律，有，作出IU图象，与小灯泡的IU图象的交点为（），则功率为.当滑动变阻器阻值为R0即最小时，小灯泡功率最大，依照闭合电路欧姆定律4UI，有I4U，作出IU图象，与小灯泡的IU图象的交点为（3.65,0.32），则功率为.图象以下：某同学想要描述标有“，”字样小灯泡L的伏安特点曲线，要求测量数据尽量精确，绘制曲线完满，可供该同学采用的器材除了开关，导线外，还有：电压表V1（量程0~3V，内阻等于3kΩ）电压表V2（量程0~15V，内阻等于15kΩ）电流表A1（量程0~200mA，内阻等于10Ω）4/11电流表A2（量程0~3A，内阻等于0.1Ω）滑动变阻器R1（0~10Ω，额定电流2A）滑动变阻器R2（0~1kΩ，额定电流）定值电阻R3（阻值等于1Ω）定值电阻R4（阻值等于10Ω）①请画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁②该同学描述出的I-U图像应是以下图中的______【答案】①电路如图；②B【分析】①用电压表V1和R5串通，可改装成量程为的电表，量程为200mA的A1与定值电阻R4并联改装成量程为的安培表，待测小灯泡的阻值较小，故采用电流表外接电路；②小灯泡的电阻随温度高升而变大，故该同学描述出的I-U图线应该是B.图1是小红同学在做“描述小灯泡的伏安特点曲线”实验的实物连接图。5/111）依照图1画出实验电路图；2）调治滑动变阻器获取了两组电流表与电压表的示数如图2中的①、②、③、④所示，电流表量程为，电压表量程为3V。所示读数为：①__________②__________③____________________。两组数据获取的电阻分别为__________和__________。【答案】（1）（2）①、②、③、④0.27V.。（8.30.1）和（0.1），如填为（0.1）和（0.1）也行。【分析】注意电流和电压的对应关系：电流小对应电压小。【议论】本题观察“描述小灯泡的伏安特点曲线”实验中实物图变换为电路图以及电流表、电压表的读数和电阻的计算，难度：中等。4.某学习小组研究一小电珠在不相同电压下的电功率大小，实验器材如图甲所示，现已完成部分导线的连接。①实验要求滑动变阻器的滑片从左到右搬动过程中，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；6/11②某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为________________A③该小组描述出的伏安特点曲线如图丙所示，依照图线判断，将_________只相同的小电珠并联后，直接与电动势为3V、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】连线如右图；0.44；～【分析】①滑动变阻器要接成分压电路，以以下图。②电流表每小格表示0.02A，因此电流表示数为0.44A③当外电阻与内阻相等时，电源输出功率最大，即为1。此时外电压为E,查图3知电压为时电流为，电阻则为因此要有4个电阻并联才可以使功率最大。最大功率为.为了描述小灯泡的伏安特点曲线，实验室可供选择的器材以下：A．待测小灯泡(6V500mA)7/11B．电流表内阻约Ω)C．电压表V(0-3V内阻5kΩ)D．滑动变阻器R1(0-lkΩ100mA)E．滑动变阻器R2(0-5Ω1.5A)F．电阻箱R3(0-9999.9Ω)G．直流电源E(约6V，内阻不计)H．开关S，导线若干图甲图乙(1)将电压表量程扩大为6V，与它串通的电阻箱的阻值应调为kΩ.图甲中画出了实验的部分电路，请你补全电路图；滑动变阻器应采用(选填"Rl"或"R2").实验中，变阻器滑动触头P在ab间搬动时，发现小灯泡两端的电压只幸亏3.5V-间变化，则电路中出现的故障可能是(4)消除故障后，测量出多组数据。以灯泡两端的电压U为横轴，电流表的示数I为纵轴，描点作出小灯泡的伏安特点曲线如图乙所示．若电压表V的实质阻值大于5kΩ，则小灯泡实质的伏安特点曲线应在所画图线的(选填"上方"或"下方").【答案】（1）5（2）电路以以下图，改装电压表、外接法（3）ac中止路（4）上方【分析】（1）依照串通电路电阻与电压成正比，实验，因此R5k。8/11（2）把扩大量程后的电压表即原电压表与R5k的电阻串通后画在电路中。由于小灯泡的内阻（约612）比电压表内阻（扩大量程后为10）小很多而比电流表内阻（0.5Ω）大不多，因此用电流表外接法。由于小灯泡的电阻较小，因此滑动变阻器选R2。（3）ac中止路后，滑动变阻器原来是分压器接法就变成了限流器接法，分压器可以使小灯泡分得的电压从0到额定电压（6V）之间连续变化，限流器只能使小灯泡分得的电压从某值到额定电压（6V）之间连续变化，所谓某值是滑动变阻器的阻值的最大值与小灯泡的分压值，大体为。为什么ac中止路后小灯泡两端的电压只幸亏3.5V-6.0V间变化呢？当滑动变阻器的滑动端P在b时，小灯泡电压为电源电动势6V（电源内阻不计）。当滑动变阻器的滑动端P在a时，小灯泡电压若是按其电阻计，依照串通分压原理应该是,为什么是呢？这是由于小灯泡的电阻不是固定不变的，12是在额定电压下的电阻，电压小了，电阻应该也小，那么怎么求呢？方法以下：在小灯泡的伏安特点曲线中再画一条电阻R5的伏安特点曲线以以下图中的直线。尔后用直尺试着画一条横线，使电流相等的情况下电阻的电压与小灯泡的电压之和等于6V，可以看出，此时，小灯泡的电压约为。9/11（4）电压表扩大2倍量程，是依照RV5k计算出的串通电阻为5k，因电压表V的实质阻值大于5kΩ，而串通电阻依旧为R5k，则电压表扩大量程的倍数小于2，即对于每一个电流值，对应的实质电压小于伏安特点曲线上的值，即每个点要向左移，因此小灯泡实质的伏安特点曲线应在所画图线的上方。为了更清楚地说明这个问题，我们不如用数听闻话。设电压表V的实质阻值为6kΩ(大于5kΩ)，则电压表扩大量程后的量程为，则原来的电压表读数的实质值都要