11-19年高考物理真题分专题汇编之专题085. 描绘电阻的伏安曲线.doc
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1、第第 85 节节 描绘电阻的伏安曲线描绘电阻的伏安曲线 【2019年 4月浙江物理选考】小明想测额定电压为 2.5V 的小灯泡在不同电压下的电功率的电路。 (1)在实验过程中,调节滑片 P,电压表和电流表均有示数但总是调不到零,其原因是的_导 线没有连接好(图中用数字标记的小圆点表示接线点,空格中请填写图中的数字,如“7 点至 8 点”) ; (2)正确连好电路,闭合开关,调节滑片 P,当电压表的示数达到额定电压时,电流表的指针如 图所示,则电流为_A,此时小灯泡的功率为_W (3)做完实验后小明发现在实验报告上漏写了电压为 1.00V时通过小灯泡的电流,但在草稿纸上 记录了下列数据,你认为最
2、有可能的是_ A.0.08A B.0.12A C.0.20A 【答案】 (1). 1点至 4点 (2). 0.30 (3). 0.75 (4). C 【解析】 【详解】 (1)在实验过程中,调节滑片 P,电压表和电流表均有示数但总是调不到零,其原因是 1 点至 4 点的导线没有连接好,滑动变阻器相当于接成了限流电路; (2)由表盘刻度可知,电流表读数为 0.30A;则灯泡的额定功率:P=IU=0.30 2.5W=0.75W; (3)若灯泡电阻不变,则由,解得 I1=0.12A,考虑到灯泡电阻温度越低时阻值 越小,则通过灯泡的电流要大于 0.12A,则选项 C正确;故选 C. 1.2012 年理
3、综安徽卷年理综安徽卷 21.(8分) 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: 闭合开关前,调节滑动变阻器的滑 片, ; 闭合开关后,逐渐移动变阻器的滑片, ; 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。 (2)在虚线框中画出与实物电路相应的电路图。 答: (1)使它靠近变阻器左端的接线柱, 增加小灯泡两端的电压,记录电流表和电压表的多组读数,直 至电压达到额定电压。 解析:保证开关闭合时电路安全,此时测量电路部分电压最 小; 从 0-2.5V电压范围内取 8-10 组电压电流值并记录。 因为是描绘伏安特
4、性曲线,需要电压从 0 开始,并适当多的测量数据,描绘较为准确。 (2)电路图如图所示 解析:电路特点:并联型电源、电流表外接法测电阻 2. 2013 年天津卷年天津卷 9 (3)要测绘一个标有“3V 0.6W”小灯泡的伏安特性曲线,灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到 3V,并便于操作。已选用的器材有: 电池组(电动势为 4.5V,内阻约 1); 电流表(量程为 0250mA内阻约 5); 电压表(量程为 03V内限约 3k); 电键一个、导线若干。 实验中所用的滑动变阻器应选下列中的(填字母代号) 。 A滑动变阻器(最大阻值 20, 额定电流 1A) B滑动变阻器(最大阻值 1750,额定电流
5、 0.3A) 实验的电路图应选用下列的图_(填字母代号) 。 实脸 得到 小灯 泡的伏安特性曲线如图所示。如果将这个小灯泡接到 电动势为 1.5V,内阻为 5 的电源两端,小灯泡消耗 的功率是_W。 【答案】 A B 0.1 【解析】本题考查了“小灯泡的伏安特性曲线”的 实。 根据“灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到 A V E S A V E S A V E S A V E S A B C D I/A U/V O 1.0 2.0 3.0 0.3 0.2 0.1 A S E R V 3V,并便于操作”可知控制电路必定为“分压电路”,而“分压电路”需要用较小的滑动变阻器,故选择 A。 在中已经明确
6、了控制电路,继续要选择电流表的接法,题中 Rx/RA = 15/ 5 = 3 ,而 RV/Rx = 3000/15 = 200 , 可知电压表的分流作用不如电流表的分压作用明显,故而应选择电流表的外接法,综 上可知 B 选项的电路图正确。 根据图像可知,当将小灯泡接入电动势为 1.5V,内阻为 5的电源两端时,将小灯泡的内阻等 效到坐标纸上可知小灯泡的伏安特性曲线仍处于“线性”段,故其电阻为 10,代入闭合电路欧姆定律 及功率计算表达式可知 P实际 = (E/(r+Rx )2Rx= ( 1.5 /15)2 10 =0.1(W) 3. 2013 年福建卷年福建卷 19(2) (12 分) 硅光电
7、池在无光照时不产生电能,可视为一电子元件。某实验小组设计如图甲电路,给硅光电池 加反向电压(硅光电池负极接高电势点,正极接低电势点) ,探究其在无光照时的反向伏安特性。图中 电压表的 V1量程选用 3V,内阻为 6.0k;电压表 V2量程选用 15V,内阻约为 30k;R0为保护电阻; 直流电源电动势 E 约为 12V,内阻不计。 根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙连接成完整电路。 用遮光罩罩住硅光电池,闭合开关 S,调节变阻器 R,读出电压表 V1、V2的示教 U1、U2。 ()某次测量时,电压表 V1示数如图丙,则 U1= V,可算出通过硅光电他的反向电流大小为 mA(保留两位小数) 。
8、()该小组测出大量数据,筛选出下表所示的 9 组 U1、U2数据,算出相应的硅光电池两端反向电 压 UX 和通过反向电流 IX(表中“-”表示反向) ,并在坐标纸上建立 Ix-Ux坐标系,标出了与表中前 5组 Ux、Ix数据对应的 5个坐标点。请你标出余下的 4个坐标点,并绘出 Ix-Ux图线。 ()由Ix-Ux图线可知,硅光电池 无光照下加反向电压时, Ix与Ux成 ( 填“线性”或“非线性” )关 系。 丙 V 3 1 5 1 2 0 5 10 15 0 甲 V2 S E R0 R V1 + 硅光电池 V 3 15 V 3 15 硅光电池 乙 R0 V1 V2 R S E -0.10 0
9、-0.20 -0.30 -1.0 -2.0 -3.0 -4.0 -5.0 -6.0 -7.0 -8.0 -9.0 Ix/mA Ux/V 1 2 3 4 5 6 7 8 9 U1/V 0.00 0.00 0.06 0.12 0.24 0.42 0.72 1.14 1.74 U2/V 0.0 1.0 2.1 3.1 4.2 5.4 6.7 8.1 9.7 Ux/V 0.0 -1.0 -2.0 -3.0 -4.0 -5.0 -6.0 -7.0 -8.0 Ix/mA -0.00 -0.00 -0.01 -0.02 -0.04 -0.07 -0.12 -0.19 -0.29 答:电路连接如答图 1所示
10、(i)1.40 0.23 (ii) Ix-Ux图线 如答图 2所示 (iii)非线性 解 析: 电压 表 V1 示数 U1=1. 40V ,V2 的内阻为 RV=6.0k,由欧姆定律可知通过的电流为 I=U1/RV=0.23A。根据表中数据标出余下的 4个坐 标点,用描点法平滑曲线绘出 Ix-Ux图线如答图 2所示。由 Ix-Ux图线可知,硅光电池无光照下加反向电 压时, Ix与 Ux成非线性关系。 4.2011 年理综福建卷年理综福建卷 19 (2) (12分)某同学在探究规格为“6V,3W”的小电珠伏安特性曲线实验中: 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
11、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 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 020,额定电流 1.0A) ,L 为待测小电珠,V为电压表(量程 6V,内阻 20k) ,A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。 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” ) 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
12、 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) 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” ) 答: (1)0.97(0.96、0.98 均可) C (2)D .左; . 1 点至 5 点(或 5 点至 1 点) ; . 增大 【解析】 (2)根据电珠的规格标称值可算出其正常工作时的电阻为 12 ,测电阻选欧姆挡并选 1挡。 开关闭合前,应保证灯泡电压不能太大,要有实验安全意识,调滑片在最左端使灯泡电压从零 V A 1 2 3 4 5 6 7 8
13、 9 10 11 12 13 S E R P L 甲 I O U 乙 -0.10 0 -0.20 -0.30 -1.0 -2.0 -3.0 -4.0 -5.0 -6.0 -7.0 -8.0 -9.0 Ix/mA Ux/V 答图 2 答图 1 V 3 15 V 3 15 硅光电池 R0 V1 V2 R S E 开始实验。电表示数总调不到零,是由于电源总是对电表供电,滑动变阻器串联在了电路中,1 点和 5 点间没有接好,连成了限流式接法,这也是限流式与分压式接法的最显著区别。伏安特性曲线的斜率 表示电阻的倒数,所以随着电压的增大,曲线斜率减小,电阻增大。 5.2015 年理综浙江卷年理综浙江卷 2
14、2. (10分)图 1 是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连 接图。 (1)根据图 1 画出实验电路图 (2)调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图 2 中的、所示,电流表 量程为 0.6A,电压表量程为 3V。所示读数为:_。两 组数据得到的电阻分别为_和_。 答案: (1)答案如图 1所示 (2)0.10A、0.24A、2.00V、0.27V。 (8.30.1) 和(2.70.1), 或者(2.70.1) 和(8.30.1)。 解析(1)从实物图中可知电压表测量灯泡两端电压,电流表采用外 接法,滑动变阻器采用分压接法,故电路图如答图 1 所示 (2)电流表的量程
15、为 0.6A,所以每小格表示的分度值为 0.02A,故的读数为 0.10A,的读数为 0.24A,电压表的量程为 3V,则每一小格表示 0.1V,所以 的示数为 2.00V,的示数为 0.27V。 若灯泡两端的电压小,则对应的电流也小,故为同一数据,故得到的电阻为 72 10 270 . . . R,为另外一组数据,故得到的电阻为38 240 02 . . . R。 6.2016 年年天津天津卷卷 9、 (3)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了开关,导线外,还有: 电压表 V1(量程 03V,内阻
16、等于 3k) 电压表 V2(量程 015V,内阻等于 15k) 第 22 题图 1 第 22 题图 2 0 1 2 3 0 0.2 0.4 0.6 0 1 2 3 0 0.2 0.4 0.6 15 0 5 10 0 1 2 3 0 5 15 0 1 2 3 10 - + 3 V 15 0. 6 A 3 答图 1 E R A S V L 电流表 A1(量程 0200mA,内阻等于 10) 电流表 A2(量程 03A,内阻等于 0.1) 滑动变阻器 R1(010,额定电流 2A) 滑动变阻器 R2(01k,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
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