2023年高考物理一轮复习随堂练习实验描绘小灯泡的伏安特性曲线新人教版.docx

实验 描绘小灯泡的伏安特性曲线 1．在用电压表和电流表研究小灯泡在不同电压下的功率的实验中，实验室备有以下 器材供选择： A．待测小灯泡“3.0 V、1.5 W〞 B．电流表(量程3 A，内阻约为1 Ω) C．电流表(量程0.6 A，内阻约为5 Ω) D．电压表(量程3.0 V，内阻约为10 kΩ) E．电压表(量程15.0 V，内阻约为50 kΩ) F．滑动变阻器(最大阻值为100 Ω，额定电流50 mA) G．滑动变阻器(最大阻值为10 Ω，额定电流1.0 A) H．电源(电动势为4.0 V，内阻不计) I．电键及导线等 (1)为了使实验完成的更好，电流表应选用________；电压表应选用________；滑动变 阻器应选用________．(只需填器材前面的字母即可) (2)请在虚线框内画出实验电路图． 图7－5－5 (3)某同学在一次测量时，电流表、电压表的示数如图7－5－5所示．那么电压值为 ________ V，电流值为________ A，小灯泡的实际功率为________ W. 解析：待测小灯泡“3.0 V、1.5 W〞，额定电流0.5 A，额定电压为3 V，因此电流表选 C，电压表选D，滑动变阻器采用分压式接法较准确，滑动变阻器选G，小灯泡电阻很小，电流表外接． 2．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： 小灯泡L，“3.8 V、0.3 A〞 电压表V，量程0～5 V，内阻5 kΩ 电流表A1，量程0～100 mA，内阻4 Ω 电流表A2，量程0～500 mA，内阻0.4 Ω 滑动变阻器R1，最大阻值10 Ω，额定电流1.0 A 滑动变阻器R2，最大阻值5 Ω，额定电流0.5 A 直流电源E，电动势约为6 V，内阻约为0.5 Ω (1)在上述器材中，滑动变阻器应选 ;电流表应选 . (2)在虚线框内画出实验的电路图，并在图中注明各元件的符号。 (3)某实验小组完成实验后利用实验中得到的实验数据在I－U坐标系中，描绘出如 图7－5－6所示的小灯泡的伏安特性曲线．根据此图给出的信息，可以判断以以下图中正确的选项是(图中P为小灯泡的功率)(　　) 图7－5－6 解析：(1)此题变压器采用分压接法，通常应中选用最大阻值小的滑动变阻器，但此题中如果选用R2，那么电路中的电流会超过R2允许通过的最大电流，故滑动变阻器应中选择R1.电流表A1的量程太小，故电流表应中选择A2. (2)电路如右图所示，由于电压要从0开始测量，滑动变阻器用分压接法；因为灯泡的内阻比拟小，电流表用外接法． (2)随着通过小灯泡电压电流的增大，小灯泡消耗的功率增大，小灯泡的电阻也增大，由P＝知B图正确，由P＝I2R知D图正确． 答案：(1)R1　A2　(2)电路图如解析图所示　(3)BD 3．(2023·盐城模拟)在“描绘小电珠的伏安特性曲线〞实验中，用导线a、b、c、d、e、f、g和h按图7－5－7所示方式连接好电路，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： 　　　　　　　 图7－5－7 图7－5－8 (1)假设不管怎样调节滑动变阻器，小电珠亮度能发生变化，但电压表、电流表的示数总不能为零，那么可能是________导线断路． (2)某同学测出电源和小电珠的U－I图线如图7－5－8所示，将小电珠和电阻R串联后接到电源上，要使电路中电流为1.0 A，那么R＝________ Ω. (3)某同学在实验中还测出a、b、c三种元件的伏安特性曲线分别如图7－5－9中的(a)、(b)、(c)，以下说法正确的选项是(　　) 图7－5－9 A．a可以作为标准电阻使用 B．b能作为标准电阻使用 C．b的阻值随电压升高而增大 D．c的阻值随电压升高而增大 解析：(1)假设调节滑动变阻器，小电珠的亮度变化，但电压表、电流表示数总不能为零，说明滑动变阻器不起分压作用，所以可能是g导线断路． (2)由电源的U－I线知E＝3.0 V，r＝1 Ω，当小电珠与电阻串联后 由闭合电路欧姆定律得E＝I(R＋r＋R灯) 又由小电珠的U－I线得R灯＝＝1.2 Ω，解得R＝0.8 Ω. (3)因a元件的I－U线是直线，说明电阻随电压的变化不变，故可作为标准电阻，故A对，B错．因I－U线的斜率倒数表示电阻值的变化，故C对，D错，选A、C. 答案：(1)g　(2)0.8　(3)AC 4．有一个小灯泡上标有“4 V、2 W〞的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的I—U图线．现有以下器材供选用： A．电压表(0～5 V，内阻10 kΩ) B．电压表(0～15 V，内阻20 kΩ) C．电流表(0～3 A，内阻1 Ω) D．电流表(0～0.6 A，内阻0.4 Ω) E．滑动变阻器(10 Ω，2 A) F．滑动变阻器(500 Ω，1 A) G．学生电源(直流6 V)、开关、导线假设干 (1)实验时，选用图7－5－10中甲而不选用图乙的电路图来完成实验，请说明理由：________________________________________________________________________. 图7－5－10 (2)实验中所用电压表应选________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________．(用序号字母表示) (3)把图7－5－11中所示的实验器材用实线连接成实物电路图． 图7－5－11 解析：因实验目的是要描绘小灯泡的伏安特性曲线，需要屡次改变小灯泡两端的电压，故采用A图所示的分压式电路适宜，这样电压可以从零开始调节，且能方便地测多组数据．因小灯泡额定电压为4 V，那么电压表选0～5 V的A而舍弃0～15 V的B，因15 V的量程太大，读数误差大，小灯泡的额定电流I＝0.5 A，那么电流表只能选D.滑动变阻器F的最大阻值远大于小灯泡内阻8 Ω，调节不方便，电压变化与变阻器使用局部的长度线性关系差，故舍去．小灯泡内阻为电流表内阻的＝20倍，电压表内阻是小灯泡的＝1 250倍，故电流表采用了外接法． 答案：(1)描绘灯泡的I—U图线所测数据需从零开始，并要多取几组数据　(2)A　D　E (3)如以以下图所示．