版高考物理总复习实验创新增分专题九描绘小灯泡的伏安特性曲线能力训练.docx
- 文档编号:25703740
- 上传时间:2023-06-11
- 格式:DOCX
- 页数:14
- 大小:565.58KB
版高考物理总复习实验创新增分专题九描绘小灯泡的伏安特性曲线能力训练.docx
《版高考物理总复习实验创新增分专题九描绘小灯泡的伏安特性曲线能力训练.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《版高考物理总复习实验创新增分专题九描绘小灯泡的伏安特性曲线能力训练.docx(14页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
版高考物理总复习实验创新增分专题九描绘小灯泡的伏安特性曲线能力训练
实验九 描绘小灯泡的伏安特性曲线
1.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,可供选择的实验仪器如下:
(1)在上述器材中,滑动变阻器应选________,电流表应选________。
(2)在图甲中用笔画线代替导线,把实验仪器连接成完整的实验电路。
(3)利用实验中得到的实验数据在IU坐标系中描绘出了如图乙所示的小灯泡的伏安特性曲线。
根据此图给出的信息,可以判断出下图中正确的是(图中P为小灯泡功率)( )
答案
(1)R1A2
(2)图见解析(3)BD
解析
(1)为方便电路调节,滑动变阻器应选择电阻小的R1;小灯泡正常工作时I额=0.3A=300mA>100mA,故电流表应选A2。
(2)因为要求小灯泡上的电压从0开始增大,滑动变阻器应选用分压式接法;而小灯泡正常工作时R灯=
=
Ω≈13Ω,RV=5kΩ,R灯<
,故电流表应选择外接法,其实验电路如图所示。
(3)在IU图象中,图线斜率逐渐减小,小灯泡的R逐渐增大;由P=
知在PU2图象中,图线的斜率
应逐渐减小,故B正确;由P=I2R知在PI2图象中图线的斜率R应逐渐增大,故D正确。
2.在“研究标有9V5W的小灯泡的伏安特性”的实验中,要求测量从0V到9.0V的电压下通过小灯泡的电流,实验室提供了下列器材:
A.电流表
(量程100mA,内阻1Ω)
B.电流表
(量程0.6A,内阻0.3Ω)
C.电压表
(量程3.0V,内阻3kΩ)
D.电压表
(量程15.0V,内阻10kΩ)
E.滑动变阻器R1(最大阻值为50Ω)
F.滑动变阻器R2(最大阻值为500Ω)
G.电源E(电动势15V,内阻可忽略)
H.开关、导线若干
(1)为了提高测量准确度和有效性,应选择的器材为(只需填写器材前面的字母即可):
电流表________,电压表________,滑动变阻器________。
(2)下列给出的测量电路图中,最合理的是________。
(3)某同学连接好的电路如图甲所示,其中两个不当之处是:
①______________;②_________________________________。
(4)某同学用正确的方法分别得到两个灯泡L1和L2的UI图象如图乙中Ⅰ和Ⅱ所示,然后又将灯泡L1、L2与某电池组连成如图丙所示电路。
测得通过L1和L2的电流分别为0.30A和0.60A,则电池组的电动势为________V,内阻为________Ω。
(数值取到小数点下一位)
答案
(1)BDE
(2)B(3)①开关闭合②滑动变阻器的滑片位置在中间 (4)10.0 6.8
解析
(1)分析可得小灯泡的额定电流不到0.6A,为了提高测量准确度和有效性,应选择量程为0.6A的电流表
(代号B),选择量程为15V的电压表
(代号D)。
研究小灯泡的伏安特性,应该设计成分压电路,滑动变阻器选择最大阻值较小的R1(代号E)。
(2)由于小灯泡电阻较小,电流表应采用外接法,所以给出的测量电路图中,最合理的是B。
(3)连接电路时开关应断开,滑动变阻器应调到使小灯泡两端电压最小处,所以该同学连接好的电路中的不当之处是:
①开关闭合;②滑动变阻器的滑片位置在中间。
(4)在灯泡L1和L2的UI图象上标出电流分别为0.30A和0.60A的两点,过这两点作直线,如图所示,直线与纵轴的交点纵坐标值等于电源电动势,故E≈10.0V;直线斜率的大小等于电源内阻,故r≈6.8Ω。
3.(2017·厦门模拟)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,小灯泡的规格为“3.8V0.3A”,除了开关、导线外,还有如下器材:
电压表V:
量程0~5V,内阻约5kΩ
电流表A1:
量程0~500mA,内阻约0.5Ω
电流表A2:
量程0~100mA,内阻约4Ω
滑动变阻器R1:
最大阻值10Ω,额定电流2.0A
滑动变阻器R2:
最大阻值100Ω,额定电流1.0A
直流电源E:
电动势约6V,内阻约0.5Ω
(1)上述器材中,电流表应选________,滑动变阻器应选________。
(填器材符号)
(2)在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,发现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,则断路的导线为________(用图中给出的导线符号表示)。
(3)通过实验得出了小灯泡的IU图线如图乙,可知在小灯泡上的电压为2.0V时,小灯泡的电阻是________Ω。
(4)如果把该小灯泡直接接在电动势是2V、内阻是8Ω的电源上组成闭合回路,则通过小灯泡的电流为________A。
答案
(1)A1R1
(2)c(3)8(4)0.16(0.15~0.17均正确)
解析
(1)小灯泡的额定电流为0.3A,所以电流表应选A1,滑动变阻器采用分压式接法,应选阻值较小的滑动变阻器,所以滑动变阻器应选R1。
(2)电压表、电流表都有示数,说明a、b、d、e、g、h、f各条导线良好,示数不能调为零,说明滑动变阻器为限流式接法,所以导线c断路。
(3)小灯泡上的电压为2.0V时,对应的电流为0.25A,由欧姆定律可得小灯泡的电阻R=
=8Ω。
(4)如果把该小灯泡直接接在电动势是2V,内阻是8Ω的电源上组成闭合回路,可在图乙上画出该电源的IU曲线,该曲线与小灯泡的伏安特性曲线的交点对应的纵坐标即为通过小灯泡的电流,为0.16A。
4.(2015·浙江高考)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在虚线框中画出实验电路图;
(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①、②、③、④所示,电流表量程为0.6A,电压表量程为3V。
所示读数为:
①________、②________、③________、④________。
两组数据得到的电阻分别为________和________。
答案
(1)图见解析
(2)①0.10A ②0.24A
③2.00V ④0.25V
8.3Ω(8.2~8.4Ω均可)
2.5Ω(2.4~2.6Ω均可)(最后两空答案互换位置也正确)
解析
(1)根据实物图,滑动变阻器起分压作用,电压表测量小灯泡两端的电压,电流表外接,故画出的电路图如图所示。
(2)电流表量程为0.6A,电压表量程为3V,因此①的读数为0.10A,②的读数为0.24A,③的读数为2.00V,④的读数为0.25V。
两组数据得到的电阻R1=
=
Ω≈8.3Ω,R2=
=
Ω=2.5Ω。
5.(2016·天津高考)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:
电压表V1(量程0~3V,内阻等于3kΩ);
电压表V2(量程0~15V,内阻等于15kΩ);
电流表A1(量程0~200mA,内阻等于10Ω);
电流表A2(量程0~3A,内阻等于0.1Ω);
滑动变阻器R1(0~10Ω,额定电流2A);
滑动变阻器R2(0~1kΩ,额定电流0.5A);
定值电阻R3(阻值等于1Ω);
定值电阻R4(阻值等于10Ω);
定值电阻R5(阻值等于1kΩ);
电源E(E=6V,内阻不计)。
(1)请在虚线框内画出实验电路图,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IU图象应是下图中的________。
答案
(1)图见解析
(2)B
解析
(1)首先考虑测量电路:
由于小灯泡的规格为“3.8V,0.3A”,可知电表V2、A2量程太大而不能选用;电表V1、A1则需要改装才能获得小灯泡完整的伏安特性曲线。
A1与R4并联可得量程为0~0.4A的电流表,V1与R5串联可得量程为0~4V的电压表,因小灯泡电阻值较小,测量电路应采用电流表外接的方式。
再考虑控制电路:
首先由调节的方便性可知滑动变阻器应选用阻值较小的R1,再由“绘制曲线完整”可知测量电压与电流应从零开始变化,故连接方法应选用分压式接法。
实验电路图如图所示。
(2)在IU图象中,图线上某点与原点连线的斜率表示该状态下电阻的倒数。
由于小灯泡灯丝的阻值是随温度升高而增大的,故只有B正确。
6.(2017·全国卷Ⅰ)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3kΩ);电流表
(量程0.5A,内阻0.5Ω);固定电阻R0(阻值1000Ω);滑动变阻器R(阻值0~9.0Ω);电源E(电动势5V,内阻不计);开关S;导线若干。
(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,请在虚线框内画出实验电路原理图。
(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图a所示。
图a
图b
由实验曲线可知,随着电流的增加小灯泡的电阻______(填“增大”“不变”或“减小”),灯丝的电阻率______(填“增大”“不变”或“减小”)。
(3)用另一电源E0(电动势4V,内阻1.00Ω)和题给器材连接成图b所示的电路,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________W,最大功率为________W。
(结果均保留两位小数)
答案
(1)图见解析
(2)增大 增大 (3)0.39(0.37~0.41均正确) 1.17(1.15~1.19均正确)
解析
(1)小灯泡的电压要求从0开始调节,滑动变阻器采用分压式接法,小灯泡的额定电压超出电压表的量程,需与R0串联后接入电路。
电路图如图所示。
(2)IU图象中随着电流的增大,图线的斜率变小,小灯泡的电阻增大。
根据电阻定律R=ρ
,得灯丝的电阻率增大。
(3)当R=0时,电源路端电压与电流的关系图象如图线甲所示。
此时小灯泡功率有最大值。
当R=9Ω时,将R看作电源内阻,则等效电源内阻为10Ω,其路端电压与电流的关系图象如图线乙所示。
此时小灯泡功率有最小值。
取图线甲与小灯泡伏安特性曲线交点:
U1=3.66V,I1=0.319A,
小灯泡的最大功率P1=U1I1≈1.17W。
取图线乙与小灯泡伏安特性曲线交点:
U2=1.77V,I2=0.222A,
小灯泡的最小功率P2=U2I2≈0.39W。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高考 物理 复习 实验 创新 专题 描绘 灯泡 伏安 特性 曲线 能力 训练