【物理】2020届一轮复习人教版第七章描绘小电珠的伏安特性曲线作业 5页

‎(五十一) 描绘小电珠的伏安特性曲线 作业 ‎1．现要用伏安法描绘一只标有“2.5 V,0.6 W”小灯泡的伏安特性曲线，有下列器材供选用：‎ A．电压表(0～3 V，内阻3 kΩ)‎ B．电流表(0～‎0.6 A，内阻0.5 Ω)‎ C．电流表(0～‎3 A，内阻0.1 Ω)‎ D．滑动变阻器(10 Ω，‎2 A)‎ E．滑动变阻器(100 Ω，‎1.0 A)‎ F．蓄电池(电动势6 V，内阻不计)‎ ‎(1)实验要求多测几组数据，则滑动变阻器应选用________，电流表应选用________(均用字母序号表示)。‎ ‎(2)用笔画线代替导线将图甲连接成实验所需实物电路图。‎ ‎(3)通过实验测得小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，由图线可求得小灯泡正常工作时的电阻为________Ω(结果保留两位有效数字)。‎ 解析：(1)本实验要求多测几组数据，滑动变阻器应选用分压接法，故滑动变阻器应选最大阻值较小的D；由P＝UI可得，最大电流为I＝‎0.24 A，电流表应选B。‎ ‎(2)由(1)知，滑动变阻器采用分压接法；小灯泡电阻较小，电流表选用外接法，实物电路图如图所示。‎ ‎(3)由题图乙可知，当电压为2.8 V时，电流为‎0.26 A，故电阻R＝＝ Ω≈11 Ω。‎ 答案：(1)D　B　(2)见解析图　(3)11‎ ‎2．某同学进行“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验，实验器材有：‎ 电压表：量程为3 V，内阻为3 kΩ 电流表：量程为‎0.6 A，内阻约为2 Ω 定值电阻R0：阻值为1 kΩ 小灯泡L：额定电压为3.8 V 滑动变阻器R：阻值范围为0～10 Ω 电池E：电动势为6 V 开关S，导线若干 ‎(1)该同学按如图甲所示的电路图进行实验，当电压表示数为1.20 V时，小灯泡两端的电压为________V(保留三位有效数字)。‎ ‎(2)通过正确实验操作和读数，得到了一组电压表的示数和电流表的示数，部分数据如表所示：‎ 电流/A ‎0.085‎ ‎0.155‎ ‎0.212‎ ‎0.235‎ ‎0.278‎ ‎0.315‎ 电压/V ‎0.17‎ ‎0.60‎ ‎1.20‎ ‎1.50‎ ‎2.10‎ ‎2.70‎ 在图乙中画出小灯泡的伏安特性曲线。‎ ‎(3)若把这个小灯泡与电动势为3 V、内阻为10 Ω的干电池连接成闭合电路，此时小灯泡的电阻为________Ω，实际功率为________W(结果均保留两位有效数字)。‎ 解析：(1)由题图甲可知，电压表与定值电阻串联后并联接在小灯泡两端，则小灯泡两端的实际电压为电压表两端电压与定值电阻两端电压之和，则可知U＝(RV＋R0)＝×(3＋1)V＝1.60 V。‎ ‎(2)由(1)可知，小灯泡两端的实际电压U＝UV，根据题表中数据可得表中从左到右的电流对应的实际电压分别为：0.23 V、0.80 V、1.60 V、2.00 V、2.80 V、3.60 V，利用描点法可得出对应的伏安特性曲线，如图1所示。‎ ‎(3)若把这个小灯泡与电动势为3 V、内阻为10 Ω的干电池连接成闭合电路，电池的路端电压与小灯泡两端的电压相等，作出电的伏安特性曲线，则两图像的交点表示小灯泡的工作点，由图2可知，小灯泡的电压为1.18 V，电流为‎0.180 A；由欧姆定律可知，小灯泡电阻R＝≈ Ω≈6.6 Ω，小灯泡的功率P＝UI＝1.18×0.180 W≈0.21 W。‎ 答案：(1)1.60　(2)见解析图1　(3)6.6　0.21‎ ‎3．学校开放实验室，同学们计划探究“‎1.0 A　6.0 W”小灯泡的伏安特性，要求电压可以从0开始连续调节，同时较准确地测其在额定电流下的实际功率，可供选用的器材如下：‎ 电流表，量程‎3 A，内阻约为0.1 Ω；‎ 电流表，量程‎0.5 A，内阻r2＝4 Ω；‎ 电压表，量程3 V，内阻rV＝1.0 kΩ；‎ 标准电阻R1，阻值4 Ω；‎ 标准电阻R2，阻值2.0 kΩ；‎ 滑动变阻器a，阻值0到10 Ω，额定电流‎1.0 A；‎ 滑动变阻器b，阻值0到20 Ω，额定电流‎2.0 A；‎ 学生电，电动势约为8 V，开关及导线若干。‎ ‎(1)请在虚线框中画出满足要求的实验电路图，并在图上标明所选器材代号。‎ ‎(2)某次实验中电流表满偏时，电压表的指针如图所示，电压表的读数为________V，小灯泡在额定电流下的实际功率为________W。‎ 解析：(1)要求电压可以从0开始连续调节，实验时滑动变阻器需采用分压接法，小灯泡的电流达到额定电流‎1.0 A时，如果再有电压表的分流，流过滑动变阻器的电流会大于‎1.0 A，使用滑动变阻器a可能会烧毁，所以应选的滑动变阻器是b。电流表量程‎3 A太大，测量数据不够精确，不能选用，电流表量程‎0.5 A太小，但可以与标准电阻R1并联改装成量程‎1.0 A的电流表。估算小灯泡的额定电压约为6 V，用量程3 V的电压表与阻值 ‎2．0 kΩ标准电阻R2串联可以改装成量程9 V的电压表。为了能够方便、准确的控制通过小灯泡的电流，应采用电流表内接法，如果采用外接法，由于电压表的分流，小灯泡达到额定电流‎1.0 A时将超过改装后的电流表的量程，电路设计如图所示。‎ ‎(2)电压表读数为2.60 V，由(1)知改装后的电压表总电压是2.60×3 V＝7.80 V，电流表满偏即改装后的电流表总电流为‎1.0 A，改装后的电流表总内阻为2 Ω，其分压为2 V，故小灯泡两端真实电压为5.80 V，小灯泡在额定电流‎1.0 A 下的实际功率为5.8 W。‎ 答案：(1)见解析图　(2)2.60　5.8‎ ‎4．(2019·苏锡常镇四市调研)小明同学想研究一段铅笔芯的伏安特性，他连接了如图甲所示的实验电路。小亮同学认为小明的电路并不完善，他在该电路上增加了一条导线，得到了小明的认同。‎ ‎(1)请你用笔画线在图甲中加上这条导线。‎ ‎(2)对小亮完善后的电路，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应先置于________(选填“最左端”或“最右端”)。‎ ‎(3)闭合开关后，调节滑动变阻器，记录电压表和电流表的示数如表所示：‎ 电流I/A ‎0‎ ‎0.08‎ ‎0.16‎ ‎0.24‎ ‎0.32‎ ‎0.40‎ ‎0.48‎ 电压U/V ‎0‎ ‎0.63‎ ‎1.22‎ ‎1.68‎ ‎1.97‎ ‎2.23‎ ‎2.44‎ 请根据表中的数据，在图乙坐标系中作出铅笔芯的伏安特性曲线。‎ ‎(4)由(3)中图线可知：随着温度的升高，铅笔芯的电阻率________(选填“增大”“减小”或“不变”)。‎ 解析：(1)完善电路如图1(只需增加导线1或2)。‎ ‎(2)完善后的电路滑动变阻器采用了分压接法，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应先置于最左端。‎ ‎(3)伏安特性曲线如图2。‎ ‎(4)由(3)中图线可知：随着温度的升高，图线上各点与原点连线的斜率变大，根据R＝＝可知，铅笔芯的电阻变小，电阻率减小。‎ 答案：(1)见解析图1　(2)最左端　(3)见解析图2　(4)减小