高考物理一轮总复习课时强化作业31实验八描绘小电珠的伏安特性曲线新人教版 8页

课时强化作业三十一 实验八 描绘小电珠的伏安特性曲线 1．(2016 届玉溪一中月考)用如图甲所示实验装置测量某电路元件 R 的伏安特性曲线．若考虑电压表、 电流表内阻的影响，用此接法测出的 R 的阻值________真实值(填“大于”、“小于”或“等于”)；若测 出 R 的伏安特性曲线如图乙所示，则可判断 R 的阻值随温度的升高而________(填“增大”、“减小”或 “不变”). 解析：分析电路可知，电流表外接连接，电压表测量电阻两端电压，电流表测量流过电压表和电阻的 电流，根据欧姆定律可知，测量值小于真实值，分析图乙可知，R 的阻值随着温度的升高而增大． 答案：小于 增大 2．(2016 届绵阳市南山中学期中)某研究性学习小组为了制作一个传感器，需要选用某种电学元件．实 验中首先要描绘该元件的伏安特性曲线，实验室备有下列器材： A．待测元件(额定电压 2 V、额定电流 200 mA) B．电流表 A1(量程 0～0.3 A，内阻约为 1 Ω) C．电流表 A2(量程 0～0.6 A，内阻约为 0.5 Ω) D．电压表 V(量程 0～3 V，内阻约为 10 kΩ) E．滑动变阻器 R1(阻值范围 0～5 Ω，允许最大电流 1 A) F．滑动变阻器 R2(阻值范围 0～1 kΩ，允许最大电流 100 mA) G．直流电源 E(输出电压 3 V，内阻不计) H．开关 S，导线若干 (1)为提高实验的准确程度，电流表应选用________；为使实验误差尽量减小，要求电压表从零开始 变化且多取几组数据，滑动变阻器应选用________．(以上均填器材代号) (2)请在下面的方框内画出满足实验要求的电路图，并把实验器材用实线连接成相应的实物电路图. 解析：(1)待测元件的额定电流为 200 mA，据此分析电流表的量程，故电流表选择 A1，电压表从零开 始变化且多取数据，则滑动变阻器分压接法，选择阻值较小的，即滑动变阻器 R1. (2)根据欧姆定律可知，待测元件的电阻 R＝U I ＝10 Ω，由RV Rx >Rx RA 可知，电流表外接接法，滑动变阻器分 压连接，画出电路图如下： 根据电路图连接实物图如下： 答案：(1)A1 R1 (2)见解析 3．(2016 届武汉市部分学校联考)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，现除了有一个标有“5 V,2.5 W”的小灯泡、导线和开关外，还有： A．直流电源(电动势约为 5 V，内阻可不计) B．直流电流表(量程 0～3 A，内阻约为 0.1 Ω) C．直流电流表(量程 0～600 mA，内阻约为 5 Ω) D．直流电压表(量程 0～15 V，内阻约为 15 kΩ) E．直流电压表(量程 0～5 V，内阻约为 10 kΩ) F．滑动变阻器(最大阻值 10 Ω，允许通过的最大电流为 2 A) G．滑动变阻器(最大阻值 1 kΩ，允许通过的最大电流为 0.5 A) 实验 要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据． (1)实验中电流表应选用________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用________(均用序号字 母表示)． (2)请按要求将图中所示的器材连成实验电路. (3)某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如下图所示．现把实验中使用的小灯泡接到如 右图所示的电路中，其中电源电动势 E＝6 V，内阻 r＝1 Ω，定值电阻 R＝9 Ω，此时灯泡的实际功率为 ________W．(结果保留 2 位有效数字) 解析：(1)小灯泡的额定电压为 5 V，故电压表选择 E，根据电功率公式计算小灯泡的额定电流，I＝P U ＝0.5 A，选择电流表 C，实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据，故滑动变阻器采用分 压接法，选择阻值较小的滑动变阻器 F. (2)由欧姆定律计算小灯泡的电阻，R＝U I ＝10 Ω，根据RV Rx >Rx RA 可知，电流表外接接法，滑动变阻器分压 连接，画出电路图如下． (3)将定值电阻等效电源内阻，作出等效电源的路端电压和干路电流关系曲线，即电源的外特征曲线 如图所示，与灯泡伏安特性曲线的交点为灯泡实际电压和实际电流，由图可知，此时灯泡的电压为 2.1 V， 电流为 0.38 A，灯泡的功率 P＝UI＝2.1×0.38 W＝0.80 W(0.78～0.86 均可以). 答案：(1)C E F (2)见解析 (3)0.80(0.78～0.86) 4．(2014 年浙江高考)小明对 2B 铅笔芯的导电性能感兴趣，于是用伏安法测量其电阻值． (1)图 1 是部分连接好的实物电路图，请用电流表外接法完成接线并在图 1 中画出． (2)小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段 2B 铅笔芯的伏安特性，并将得到的电流、电压数据 描到 UI 图上，如图 2.在图中，由电流表外接法得到的数据点是用________(填“○”或“×”)表示的． (3)请你选择一组数据点，在图 2 上用作图法作图，并求出这段铅笔芯的电阻为________Ω. 解析：(1)根据电路图连接实物图，应先串后并，先连控制电路后连测量电路，如图所示． (2)电流表外接时，对应同一电压值，电流值偏大，故由电流表外接法得到的数据点是用×表示的． (3)连线如图所示． 选择一组数据，U＝0.6 V，I＝0.5 A，根据欧姆定律得，R＝U I ＝1.2 Ω. 答案：(1)见解析 (2)× (3)1.2 图见解析 5．(2016 届江苏月考)某同学在探究规格为“6 V,3 W”的小灯泡伏安特性曲线实验中：该同学采用如 图所示的电路进行测量．图中 R 为滑动变阻器(阻值范围 0～20 Ω，额定电流 1.0 A)，L 为待测小灯泡，V 为电压表(量程 6 V，电阻 20 kΩ)，A 为电流表(量程 0.6 A，内阻 1 Ω)，E 为电源(电动势 8 V，内阻不 计)，S 为开关. (1)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”) (2)在实验过程中，已知各元件均无故障，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．(图中的黑色小圆点表示接线 点，并用数字标记，空格中请填写如图所示中的数字) (3)该同学描绘出小灯泡的伏安特性曲线示意图如图所示，则小灯泡的电阻值随工作电压的增大 而 ________．(填“不变”、“增大”或“减小”) 解析：(1)处于保护被测电路的考虑，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 左端． (2)滑动变阻器采用分压接法，灯泡电压与电流可以从零开始变化，滑动变阻器采用限流接法时，电 压与电流不可能从零开始变化．本题中滑动变阻器实际上被接成了限流接法，故可能是 1 点到 5 点间的导 线没有接好． (3)IU 图象中图象的斜率表示电阻的倒数，根据图象可知，图象的斜率减小，故说明灯泡的电阻随电 压的增大而增大． 答案：(1)左 (2)1 5 (3)增大 6．(2016 届 张掖月考)从以下器材中选取适当的器材，设计 一个测量阻值约为 15 kΩ的电阻 Rx 的电 路，要求方法简捷，Rx 两端的电压从零开始变化，要尽可能提高测量的精度． 电流表 A1：量程 300 μA，内阻 r1 为 300 Ω， 电流表 A2：量程 100 μA，内阻 r2 为 500 Ω， 电压表 V1：量程 10 V，内阻 r3 约为 15 kΩ， 电压表 V2：量程 3 V，内阻 r4 约为 10 kΩ； 电阻 R0：阻值约为 25 Ω，作保护电阻用，额定电流为 1 A； 滑动变阻器 R1：阻值约为 50 Ω，额定电流为 1 A； 滑动变阻器 R2：阻值约为 1 000 Ω，额定电流为 1 A； 电池组 E：电动势 4.5 V，内阻很小但不可忽略； 开关及导线若干． (1)应选用的电流表、电压表、滑动变阻器分别是：________、________、________.(填仪表代号) (2)在方框中画出实验电路图． (3)用所测数据对应的物理量计算 Rx，计算表达式为 Rx＝________. 解析：(1)分析题意可知，电源电动势为 4.5 V，故电压表选择量程为 3 V 的 V2，待测电阻约为 15 kΩ， 根据欧姆定律可得电路中最大电流为 Im＝U Rx ＝200 μA，故选择电流表 A1，为了能多测量数据，滑动变阻器 应采用分压接法，选择阻值较小的滑动变阻器 R1. (2)滑动变阻器应采用分压接法，电流表采用内接法，如图所示. (3)分析题意可知，电压值为 U2，电流值为 I1，根据欧姆定律得，r＋Rx＝U2 I1 ，解得，Rx＝U2 I1 －r1，U2 表 示电压表 V2 的示数，I1 表示电流 A1 的示数．r 表示电流表的内阻． 答案：(1)A1 V2 R1 (2)见解析 (3)U2 I1 －r1 7．有一个额定电压为 2.8 V，功率约为 0.8 W 的小灯泡，现要用伏安法描绘这个灯泡的 IU 图线，有 下列器材供选用： A．电压表(0～3 V，内阻 6 kΩ)； B．电压表(0～15 V，内阻 30 kΩ)； C．电流表(0～3 A，内阻 0.1 Ω)； D．电流表(0～0.6 A，内阻 0.5 Ω)； E．滑动变阻器(10 Ω，2 A)； F．滑动变阻器(200 Ω，0.5 A)； G．蓄电池(电动势 6 V，内阻不计). (1)某同学误将电流表和电压表接成如图甲所示的电路，其他部分连接正确，接通电源后，小灯泡的 发光情况是________．要求小灯泡的电压从零开始增大，应选择图乙中的电路图是________．(填“(a)” 或“(b)”) (2)用正确的电路进行测量，电压表应选用________，电流表应选用________．(用序号字母表示) (3)滑动变阻器应选用________．(用序号字母表示) (4)通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图丙所示．由图线可求得此灯泡在正常工作时的电阻为 ________Ω. (5)若将此灯泡与电动势 6 V、内阻不计的电源相连，要使灯泡正常发光，需串联一个阻值为________Ω 的电阻．(此空答案取 3 位有效数字) 解析：(1)由电路图可知，电压表串接在电路中，电路中的电阻很大，小灯泡不亮，要使电压从零开 始调节，应采用分压接法，故电路图应选择(b)． (2)由题意可知，灯泡的额定电压为 2.8 V，故电压表的量程应大于 2.8 V，故电压表应选 3 V 量程， 故选 A；由 P＝UI 可得，电流为 I＝0.28 A，故电流表应选 D. (3)本实验中应选用分压接法，故滑动变阻器应选小电阻，故滑动变阻器选 E. (4)由图可知，当电压为 2.8 V 时，电流为 0.28 A，故电阻 R＝U I ＝10 Ω. (5)要使灯泡串联在 6 V 的电源上正常工作，则与之串联的电阻的电压应为 6 V－2.8 V＝3.2 V，此时 电路中电流为 0.28 A，故应串联的电阻 R′＝11.4 Ω. 答案：(1)不亮 (b) (2)A D (3)E (4)10 (5)11.4