2019年高考物理一轮复习第8章恒定电流实验9描绘小电珠的伏安特性曲线习题新人教版.doc

1、【 精品教育资源文库 】 第八章 实验九 描绘小电珠的伏安特性曲线 1 (2017 全国卷 )某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：小灯泡 L(额定电压 3.8V，额定电流 0.32A)；电压表 (量程 3V，内阻 3k) ；电流表 (量程 0.5A，内阻0.5) ；固定电阻 R0(阻值 1000) ；滑动变阻器 R(阻值 0 9.0) ；电源 E(电动势 5V，内阻不计 )；开关 S；导线若干。 导学号 21992568 (1)实验要求能够实现在 0 3.8V 的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图。 实验电路原 理图如图所示 (2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图 (a

2、)所示。 由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻 _增大 _(填 “ 增大 ”“ 不变 ” 或 “ 减小 ”) ，灯丝的电阻率 _增大 _(填 “ 增大 ”“ 不变 ” 或 “ 减小 ”) 。 (3)用另一电源 E0(电动势 4 V，内阻 1.00) 和题给器材连接成图 (b)所示的电路图，调节滑动变阻器 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 _0.39_W，最大功率为 _1.17_W。 (结果均保留 2 位小数 ) 解析 (1)要实现在 0 3.8V 的范围内对小灯泡的电压进行测量，则滑动变阻器需要设计成分压接法；电压表 应与固定电

3、阻 R0串联，将量程改为 4V。由于小灯泡正常发光时电阻约为 12 ，所以需将电流表外接。 (2)由小灯泡伏安特性曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻增大。根据电阻定律可知，灯丝的电阻率增大。 (3)当滑动变阻器接入电路中的阻值最大为 9.0 时，流过小灯泡的电流最小，小灯泡的【 精品教育资源文库 】 实际功率最小，把滑动变阻器视为等效电源内阻的一部分，在题图 (a)中画出等效电源 E 0(电动势 4V，内阻 1.00 9.0 10) 的伏安特性曲线，函数表达式为 U 4 10I(V)，图线如图中 I 所示，故小灯泡的最小功率为 Pmin U1I1 1.750.225W0.39W 。当滑动变

4、阻器接入电路中的阻值最小为零时，流过小灯泡的电流最大，小灯泡的实际功率最大，在题图 (a)中画出电源 E0(电动势 4V，内阻 1.00) 的伏安特性曲线，函数表达式为 U 4 I(V)，图线如图中 所示，故小灯泡的最大功率为 Pmax U2I2 3.680.318W1.17W 。 2 (2016 天津卷 )某同学想要描绘标有 “3.8V,0.3A” 字样小灯泡 L 的伏安特性曲线，要求测量数据尽量精 确、绘制曲线完整。可供该同学选用的器材除开关、导线外，还有：导学号 21992569 电压表 V1(量程 0 3V，内阻等于 3k) 电压表 V2(量程 0 15V，内阻等于 15k) 电流表

5、A1(量程 0 200mA，内阻等于 10) 电流表 A2(量程 0 3A，内阻等于 0.1) 滑动变阻器 R1(0 10 ，额定电流 2A) 滑动变阻器 R2(0 1k ，额定电流 0.5A) 定值电阻 R3(阻值等于 1) 定值电阻 R4(阻值等于 10) 定值电阻 R5(阻值等于 1k) 电源 E(E 6V，内阻不计 ) (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)该同学描绘出的 I U 图象应是下图中的 _B_。 【 精品教育资源文库 】 答案： (1)如图所示 解析 (1)描绘小灯泡的伏安特性曲线实验时，需要设计成滑动变阻器的分压接法，滑动变阻器应选择与小

6、灯泡阻值相接近的 R1。给出的元件电压表 V1量程小于小灯泡的额定电压，电压表 V2量程又太大，因此需要将电压表 V1串联一个 1k 的 定值电阻 R5，改装成最大量程为 4V 的电压表。给出的元件电流表 A，量程小于小灯泡的额定电流，电流表 A2量程又太大，因此需要将电流表 A1并联一个 10 的定值电阻 R4，改装成最大量程为 400mA 的电流表。 (2)由于小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大，所以该同学绘出的小灯泡 I U 图象应是 B。 3 (2017 河北衡水中学调考 )某物理小组准备探究某种元件 Q(标有 “4V 2W” 字样 )的伏安特性曲线，他们找来了下列器材： 导学号 21

7、992570 A电压表 V1(0 5V，内阻约 10k) B电压表 V2(0 10V，内阻约 20k) C电流表 A(0 0.6A，内阻约 0.4) D滑动变阻器 R1(5 ， 1A) E滑动变阻器 R2(500 ， 0.2A) (1)实验中电压表选用 _A_，为使实验误差尽量减小，要求电压从零开始变化且多取几组数据，滑动变阻器应选用 _D_(均填器材前的字母 )。 (2)请将图中的实物连线补充完整。 (3)检查实验电路连接正确，然后闭合开关，调节滑动变阻器滑片，发现电流表和电压表指针始终不发生偏转。在不断开电路的情况下，检查电路故障，应该使用多用电表的 _直流【 精品教育资源文库 】 电压

8、 _挡； 检查过程中将多用电表的红、黑表笔与电流表 “ ”“ ” 接线柱接触时，多用电表指针发生较大角度的偏转，说明电路故障是 _电流表断路 _。 答案： (2)如图所示 解析 (1)元件 Q 的额定电压是 4V，故电压表应选用 A；实验要求电压从零开始变化且多取几组数据，故采用分压式接法，滑动变阻器选最大阻值较小的 D。 (2)电流表采用外接法，注意电流从正接线柱流入、负接线柱流出。 (3)检查实验电路连接正确，然后闭合开关，调节滑动变阻器滑片，发现电流表和电压表指针始终不发生偏转，说明电路存在断路。在不断开电路的情况下， 应该使用多用电表直流电压挡检查电路故障；检查过程中将多用电表的红、黑

9、表笔与电流表 “ ”“ ” 接线柱接触时，多用电表指针发生较大角度的偏转，说明电路故障是电流表断路。 4 (2017 四川资阳三诊 )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 “5V,2.5W” 的小灯泡、导线和开关外，还有： 导学号 21992571 A直流电源 (电动势约为 5V，内阻可不计 ) B直流电流表 (量程 0 3A，内阻约为 0.1) C直流电流表 (量程 0 600mA，内阻约为 5) D直流电压表 (量程 0 15V，内阻约为 15k) E直流电压表 (量程 0 5V，内阻约为 10k) F滑动变阻器 (最大阻值 10 ，允许通过的最大电流为 2A)

10、 G滑动变阻器 (最大阻值 1k ，允许通过的最大电流为 0.5A) 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 _C_，电压表应选用 _E_，滑动变阻器应选用 _F_(均用序号字母表示 )。 (2)请按要求将图甲中所示的器材连成实验电路。 (3)某同学通过实验正确作出了小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。现把实验中使用的小灯泡接到如图丙所 示的电路中，其中电源电动势 E 6V，内阻 r 1 ，定值电阻 R 9 ，此时灯泡的实际功率为 _0.84_W。 (结果保留两位有效数字 ) 【 精品教育资源文库 】 答案： (2)见解析图 解析 (1)灯泡的额定电压为

11、5V，因此电压表选择量程大于等于 5V 的即可，故选 E；灯泡的额定电流 I 2.5W5V 0.5A，故电流表应选择 C；因本实验采用分压接法，滑动变阻器应选最大阻值较小的，故滑动变阻器选择 F。 (2)本实验要求多测几组数据，故滑动变阻器采用分压接法，同时因电流表内阻与灯泡内阻接近，故电流表选用外接法，实物图 如图甲所示。 (3)将定值电阻等效为电源内阻，作出等效电源的伏安特性曲线如图乙所示，与灯泡的伏安特性曲线的交点为灯泡的工作点，由图可知，此时灯泡的电压为 2.2V，电流为 0.38A，则灯泡的功率 P UI 2.20.38W0.84W 。 5 (2017 湖北黄冈一模 )某同学用如图

12、(a)所示的实验电路来测量未知电阻 Rx的阻值。将电阻箱接入 a、 b 之间，闭合开关 S，适当调节滑动变阻器 R 后保持滑片位置不变，改变电阻箱的阻值 R，得到多组电压表的示数 U 与 R 的数据，并绘出 U R 的图象如图 (b)所示。导学号 21992572 【 精品教育资源文库 】 (1)请用笔画线代替导线，根据电路图在图 (c)中画出缺少的两根导线。 (2)用待测电阻 Rx替换电阻箱，读得电压表示数为 5.0V，利用图 (b)中的 U R 图象可得Rx _25_ 。 (保留两位有效数字 ) (3)使用较长时间后，电源的电动势可认为不变，但其内阻增大。若仍使用该装置和图 (b)中的

13、U R 图象来测量某一电阻的阻值，则测量结果将 _偏小 _(填 “ 偏大 ”“ 偏小 ” 或 “ 不变 ”) 。若仍想使用该电路和图 (b)中测绘的 U R 关系图象测量电阻，则需对电路进行简单修正：将电阻箱的阻值调 到 10 ，并接入 a、 b 之间，调整滑动变阻器滑片的位置，使电压表示数为 _4.0_V，之后保持滑动变阻器阻值不变，即可用原来的方法继续测量电阻。 答案： (1)如图甲所示 解析 (1)根据电路图连线，如图甲所示。 【 精品教育资源文库 】 (2)由题图 (b)可知，当电压 U 5V 时，电阻约为 25 。 (3)a、 b 两点间这段电路可以当成一个等效的电源，当等效电源的内电阻变大时，外电阻相同时，外电路分得的电压减小，重新作出 U R 图象，如图乙所示；若仍使用该装置测量某一电阻的阻值，则测量值小于真实值；要想进行修正，应使对应的图象与原图 象重合，则可知当电阻箱的阻值为 10 时，对应的电压为 4.0V，故应调节滑动变阻器使电压表示数为4.0V，之后保持滑动变阻器阻值不变，即可用原来的方法继续测量电阻。