十年高考伏安特性曲线 8页

伏安特性曲线 ‎1、（2012·四川理综）某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：‎ ‎ 小灯泡L，规格“4.0V，‎0.7A”；‎ ‎ 电流表A1，量程‎3A，内阻约为0.1Ω；‎ ‎ 电流表A2，量程‎0.6A，内阻r2=0.2Ω；‎ ‎ 电压表V，量程3V，内阻rv=9kΩ；‎ ‎ 标准电阻R1，阻值1Ω；‎ ‎ 标准电阻R2，阻值3kΩ；‎ ‎ 滑动变阻器R，阻值范围0~10Ω；‎ ‎ 学生电源E，电动势6V，内阻不计； 开关S及导线若干。‎ ‎①甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量，当通过L的电流为‎0.46A时，电压表的示数如图2所示，此时L的电阻为_________Ω。‎ ‎②乙同学又设计了如图3所示的电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在L上的电压值是_________________V。‎ ‎③学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路。请你在乙同学的基础上利用所供器材，在图4所示的虚线框内补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号。‎ ‎2（2012·安徽理综）图为“测绘小灯伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小灯泡额定电压为2.5V。‎ ‎（1）完成下列实验步骤：‎ ‎①闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片， ‎ ‎②闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片， ；‎ ‎③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。‎ ‎3（2011·福建理综卷21题（2））某同学在探究规格为“6V，3W”的小电珠伏安特性曲线实验中：‎ ‎①在小电珠接入电路前，使用多用电表直接测量小电珠的电阻，则应将选择开关旋至_______档进行测量。（填选项前的字母）‎ A.直流电压10V B.直流电流5mA C.欧姆× 100 D.欧姆× 1‎ ‎②该同学采用图甲所示的电路进行测量。图中R为滑动变阻器（阻值范围0~20,额定电流‎1.0A），L为待测小电珠，为电压表（量程6V，内阻20k），为电流表（量程‎0.6A，内阻1）,E为电源（电动势8V，内阻不计），S为开关。‎ Ⅰ.在实验过程中，开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于最_ 端；（填“左”或“右”）‎ Ⅱ.在实验过程中，已知各元器件均无故障，但闭合开关S后，无论如何调节滑片P，电压表和电流表的示数总是调不到零，其原因是______点至________点的导线没有连接好（图甲中的黑色小圆点表示接线点，并用数字标记，空格中请填写图甲中的数字，如“2点至3点”的导线）‎ Ⅲ. 该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图乙所示，则小电珠的电阻值随工作电压的增大而 ‎____________。（填“不变”、“增大”或“减小”）‎ ‎4、在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，某同学测得电流-电压的数据如下表所示：‎ 电流I/mA ‎2.7‎ ‎5.4‎ ‎12.4‎ ‎19.5‎ ‎27.8‎ ‎36.4‎ ‎47.1‎ ‎56.1‎ ‎69.6‎ ‎81.7‎ ‎93.2‎ 电压U/V ‎0.04‎ ‎0.08‎ ‎0.21‎ ‎0.54‎ ‎1.30‎ ‎2.20‎ ‎3.52‎ ‎4.77‎ ‎6.90‎ ‎9.12‎ ‎11.46‎ ‎（1）用上表数据描绘电压随电流的变化曲线；‎ ‎（2）为了探究灯丝电阻与温度的关系，已作出电阻随电流的变化曲线如图所示：请指出图线的特征，并解释形成的原因。‎ ‎5.太阳能是一种清洁、“绿色”能源。在我国上海举办的2010年世博会上，大量利用了太阳能电池。太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件。某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池在没有光照时（没有储存电能）的I-U特性。所用的器材包括：太阳能电池，电源E，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，开关S及导线若干。‎ ‎（1）为了达到上述目的，请将图1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2的I-U图像。由图可知，当电压小于2.00V时，太阳能电池的电阻_____________ （填“很大”或“很小”）；当电压为2.80V时，太阳能电池的电阻约为____________Ω。‎ ‎6. (2007`江苏物理)要描绘某电学元件（最大电流不超过‎６mＡ，最大电压不超过７Ｖ）的伏安特性曲线，设计电路如图，图中定值电阻Ｒ为１kΩ，用于限流；电流表量程为‎１‎‎０mＡ，内阻约为５Ω；电压表（未画出）量程为１０Ｖ，内阻约为１０kΩ；电源电动势Ｅ为１２Ｖ，内阻不计。‎ ‎（１）实验时有两个滑动变阻器可供选择：‎ a、阻值０~200Ω，额定电流0.3Ａ b、阻值０~20Ω，额定电流‎0.5A 本实验应选的滑动变阻器是 （填“a”或“b”）‎ ‎（２）正确接线后，测得数据如下表 ‎１‎ ‎２‎ ‎３‎ ‎４‎ ‎５‎ ‎６‎ ‎７‎ ‎８‎ ‎９‎ ‎１０‎ Ｕ（Ｖ）‎ ‎０.00‎ ‎3.00‎ ‎6.00‎ ‎6.16‎ ‎6.28‎ ‎6.32‎ ‎6.36‎ ‎6.38‎ ‎6.39‎ ‎6.40‎ Ｉ（mＡ）‎ ‎0.00‎ ‎0.00‎ ‎0.00‎ ‎0.06‎ ‎0.50‎ ‎1.00‎ ‎2.00‎ ‎3.00‎ ‎4.00‎ ‎5.50‎ ‎（a）根据以上数据，电压表是并联在Ｍ与　　　　　　　之间的（填“Ｏ”或“Ｐ”）‎ ‎（b）根据以上数据，画出该元件的伏安特性曲线。‎ ‎（3）画出待测元件两端电压ＵＭＯ随ＭＮ间电压ＵＭＮ变化的示意图（无需数值）‎ ‎.‎ 图1‎ ‎7.在探究小灯泡的伏安特性实验中，所用器材有：灯泡1，量程恰当的电流表示 A和电压V，直流电源A,滑动变阻器R，电键S等，要求灯泡两端电压从OV开始变化，‎ ‎①实验中滑动变阻器应采用____________接法（填“分压”或“限流”）‎ ‎②某同学已连接如题图1所示的电路，在连接最后一根导线的C端到直接电源正极之前，请指出其中仅有的2个不当之处，并说明如何改下 A．_________________________ B．_______________________________‎ 图1‎ ‎③电路连接正确后，分别测得两只灯泡L1和L2的伏安特性曲线，如题图2中Ⅰ和Ⅱ所示。然后将灯泡L1和L2与电池组（电动势和内阻均恒定）连成题图3所示电路。多次测量后得到通过L1和L2的电流平均值分别为‎0.30A和‎0.60A。‎ A.在题图3中画出电池组路端电压U和电流I的关系曲线。‎ B.由该曲线可知电池组的电动势为_________V，内阻为_________Ω。（取2位有效数字）‎ 解析：‎ ‎8.（2009年福建卷）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。图为该电器元件的伏安特性曲线，有同学对其提出质疑，先需进一步验证该伏安特性曲线，实验室备有下列器材：‎ ‎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，请说明该伏安特性曲线与小电珠的伏安特性曲线有何异同点？‎ 相同点： ，不同点： 。‎ ‎9、（2009年浙江卷）（1）如图甲所示，在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，同组同学已经完成部分导线的连接，请你在实物接线图中完成余下导线的连接。‎ ‎（2）某同学从标称为“220 V 25 W”“220 V 300 W”“220V 500W”的3只灯泡中任选一只，正确使用多用电表测量灯泡阻值如图乙所示。该灯泡的阻值是_________，标称的额定功率为__________W。‎ ‎10、(2008·天津理综)用下列器材组装成描绘电阻R0伏安特性曲线的电路，请将实物图连线成为实验电路．‎ 微安表μA（量程200 μA，内阻约200 Ω）；‎ 电压表V（量程3 V，内阻约10 kΩ）；‎ 电阻R0（阻值约20 kΩ）；‎ 滑动变阻器R（最大阻值50 Ω，额定电流‎1 A）；‎ 电源E（电动势3 V，内阻不计）；‎ 开关S及导线若干．‎ ‎11、(2007年高考江苏物理)要描绘某电学元件（最大电流不超过‎６mＡ，最大电压不超过７Ｖ）的伏安特性曲线，设计电路如图，图中定值电阻Ｒ为１kΩ，用于限流；电流表量程为‎１‎‎０mＡ，内阻约为５Ω；电压表（未画出）量程为１０Ｖ，内阻约为１０kΩ；电源电动势Ｅ为１２Ｖ，内阻不计。‎ ‎（１）实验时有两个滑动变阻器可供选择：‎ ‎　　　a、阻值０到200Ω，额定电流0.3Ａ ‎　　　b、阻值０到２０Ω，额定电流０.５A ‎ 本实验应选的滑动变阻器是　　　　（填“a”或“b”）‎ ‎（２）正确接线后，测得数据如下表 ‎１‎ ‎２‎ ‎３‎ ‎４‎ ‎５‎ ‎６‎ ‎７‎ ‎８‎ ‎９‎ ‎１０‎ Ｕ（Ｖ）‎ ‎０.00‎ ‎3.00‎ ‎6.00‎ ‎6.16‎ ‎6.28‎ ‎6.32‎ ‎6.36‎ ‎6.38‎ ‎6.39‎ ‎6.40‎ Ｉ（mＡ）‎ ‎0.00‎ ‎0.00‎ ‎0.00‎ ‎0.06‎ ‎0.50‎ ‎1.00‎ ‎2.00‎ ‎3.00‎ ‎4.00‎ ‎5.50‎ a）根据以上数据，电压表是并联在Ｍ与　　　　　　　之间的（填“Ｏ”或“Ｐ”）‎ b）根据以上数据，在图中画出该元件的伏安特性曲线。‎ ‎（3）画出待测元件两端电压ＵＭＯ随ＭＮ间电压ＵＭＮ变化的示意图为（无需数值）‎ ‎12（2007年高考重庆理综）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中.用导线a、b、c、d、e、f、g和h按题22图1所示方式连接电路,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;‎ ‎①若电压表的示数为2 V，电流表的的示数为零，小灯泡不亮，则断路的导线为_________;‎ ‎②若电压表的示数为零，电流表的示数为‎0.3 A,小灯泡亮，则断路的导线为_________;‎ ‎③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__.‎ ‎13（2006全国理综2）现要测定一个额定电压4V、额定功率1.6W的小灯泡（图中用表示）的伏安特性曲线。要求所测电压的范围在0.1V.－4V。‎ 现有器材：直流电源E（电动势4.5V，内阻不计），电压表V（量程4.5V，内阻约为4×104Ω），电流表A1（量程250mA内阻约为2Ω）电流表A2（量程约为500mA，内阻约为1Ω）滑动变阻器（最大阻值约为30Ω）电键S。导线若干。‎ ‎14.(2005·广东物理)热敏电阻是传感电路中常用的电子元件。现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整。已知常温下待测热敏电阻的阻值约4～5Ω。热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，杯内有一定量的冷水，其它备用的仪表和器具有：盛有热水的热水杯（图中未画出）、电源（3V、内阻可忽略）、直流电流表（内阻约1Ω）、直流电压表（内阻约5kΩ）、滑动变阻器（0～20Ω）、开关、导线若干。 ⑴在图8（a）的方框中画出实验电路图，要求测量误差尽可能小。 ‎ ‎⑵根据电路图，在图8（b）的实物图上连线。 ⑶简要写出完成接线后的主要实验步骤________。‎ ‎1、‎ ‎3、解由于小电珠的电阻一般不大，使用多用电表直接测量小电珠的电阻，则应将选择开关旋至欧姆× 1，选项D正确。对于分压电路，开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于使小电珠上电压为零处，即最左端。闭合开关S后，无论如何调节滑片P，电压表和电流表的示数总是调不到零，其原因是滑动变阻器左端与电源没有连接好。由描绘出的小电珠的伏安特性曲线可知，小电珠的电阻值随工作电压的增大而增大。‎ ‎4、‎ ‎5、‎ ‎6、‎ 答案：(1)a （2）（a）P （b）该元件的伏安特性曲线如图所示。‎ ‎（3）画出待测元件两端电压ＵＭＯ随ＭＮ间电压ＵＭＮ变化的示意图如图。‎ 解析：(1)因是限流电路，只要远小于待测电阻且通过的电流小于额定电流的滑动变阻器都可选用。电源电动势是12V ，若选阻值为0~20Ω的滑动变阻器，则滑动变阻器中电流I=E/R=12/20A=0.6A，超过滑动变阻器的额定电流0.5A；若选阻值为0~200Ω的滑动变阻器，则滑动变阻器中电流I=E/R=12/200A=0.06A，小于滑动变阻器的额定电流0.5A。‎ ‎（3）因R是阻值为1kΩ的固定电阻，UMN=U+IR， UMO= U-IRA， 根据表中测量数据计算得到UMO、UMN如下表。‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ U/V ‎0.00‎ ‎3.00‎ ‎6.00‎ ‎6.16‎ ‎6.28‎ ‎6.32‎ ‎6.36‎ ‎6.38‎ ‎6.39‎ ‎6.40‎ I/mA ‎0.00‎ ‎0.00‎ ‎0.00‎ ‎0.06‎ ‎0.50‎ ‎1.00‎ ‎2.00‎ ‎3.00‎ ‎4.00‎ ‎5.50‎ UMO/V ‎0.00‎ ‎3.00‎ ‎6.00‎ ‎6.1597‎ ‎6.2775‎ ‎6.315‎ ‎6.35‎ ‎6.365‎ ‎6.37‎ ‎6.3725‎ UMN/V ‎0.00‎ ‎3.00‎ ‎6.00‎ ‎6.22‎ ‎6.78‎ ‎7.32‎ ‎8.36‎ ‎9.38‎ ‎10.39‎ ‎11.90‎ ‎8、‎ ‎9、‎ ‎10、‎ ‎11、‎ ‎12、答案：d导线 h导线 g导线 解析：①若电压表的示数为2 V，电流表的的示数为零，说明电压表与电源构成通路，小灯泡不亮，则断路的导线为d；②若电压表的示数为零，电流表的示数为‎0.3 A,小灯泡亮，说明电压表与电源断开，则断路的导线为h；③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，说明此时电路为限流接法，断路的导线为g。‎