《(江蘇專(zhuān)用)2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第八章 恒定電流 課時(shí)62 實(shí)驗(yàn):描繪小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)加練半小時(shí)》由會(huì)員分享,可在線(xiàn)閱讀,更多相關(guān)《(江蘇專(zhuān)用)2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第八章 恒定電流 課時(shí)62 實(shí)驗(yàn):描繪小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)加練半小時(shí)(7頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、62 實(shí)驗(yàn):描繪小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)
[方法點(diǎn)撥] (1)本實(shí)驗(yàn)要求電壓必須從0開(kāi)始變化,所以滑動(dòng)變阻器要用分壓式接法.(2)儀器選擇要首先保證安全,其次是保證精確,再次是操作簡(jiǎn)便,若選不到理想的儀器,其中幾個(gè)相比較,選較好的.
1.(2017·北京海淀區(qū)模擬)某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了描繪小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)的實(shí)驗(yàn),待測(cè)小燈泡的額定電壓為3.8 V.要求測(cè)量結(jié)果盡量精確,并繪制出小燈泡兩端電壓在0~3.8 V范圍內(nèi)完整的伏安特性曲線(xiàn).
(1)若實(shí)驗(yàn)室的電壓表、電流表和滑動(dòng)變阻器都滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)要求,則在如圖1所示的兩種實(shí)驗(yàn)方案中,應(yīng)選擇____圖所示電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn).(選填“甲”或“乙”
2、)
圖1
(2)若實(shí)驗(yàn)中只提供了量程為3 V,內(nèi)阻為3 000 Ω的電壓表V1,為了繪制完整的伏安特性曲線(xiàn),需要將電壓表V1改裝成量程為4 V的電壓表V2,則應(yīng)將電壓表V1________(選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)一個(gè)阻值為_(kāi)_______ Ω的定值電阻,才能實(shí)現(xiàn)改裝的要求.
(3)小組的同學(xué)們正確描繪出小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)如圖2所示,根據(jù)這個(gè)曲線(xiàn),同學(xué)們對(duì)小燈泡的實(shí)際功率與其兩端的電壓的關(guān)系,或與通過(guò)其電流的關(guān)系,猜想出了如圖所示的關(guān)系圖象,其中可能正確的是______.(選填選項(xiàng)下面的字母序號(hào))
圖2
(4)某同學(xué)將該小燈泡接在一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為3.0 V、內(nèi)阻為5.0
3、 Ω的電源上,組成一個(gè)閉合電路,則此時(shí)該小燈泡的實(shí)際功率約為_(kāi)_____W.(保留2位有效數(shù)字)
2.(2018·四川成都模擬)某同學(xué)在“描繪小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)”的實(shí)驗(yàn)中,使用的器材如下:
待測(cè)小燈泡(2.5 V,1.25 W)
電源(電動(dòng)勢(shì)3 V,內(nèi)阻不計(jì))
電流表(0~0.6 A,內(nèi)阻約0.125 Ω;0~3 A,內(nèi)阻約0.025 Ω)
電壓表(0~3 V,內(nèi)阻約3 kΩ;0~15 V,內(nèi)阻約15 kΩ)
單刀單擲開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線(xiàn)若干
(1)為了減小誤差,在本實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選用0~____ A量程;電壓表應(yīng)選用0~________ V量程.
(2)如圖3是本實(shí)驗(yàn)器材的實(shí)物圖,
4、圖中已連接了部分導(dǎo)線(xiàn),為了滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)要求并盡可能減小誤差,請(qǐng)補(bǔ)充完成實(shí)物圖間的連線(xiàn).
圖3
3.(2017·安徽省十校聯(lián)考)為了描繪小燈泡的伏安特性曲線(xiàn),某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖4所示的實(shí)驗(yàn)電路,已知小燈泡的規(guī)格為“12 V,5 W”.
圖4
(1)閉合開(kāi)關(guān)前,應(yīng)將電路圖中的滑動(dòng)變阻器的滑片移到________(填“a”或“b”)端.根據(jù)連接好的實(shí)物圖,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,記錄多組電壓表和電流表的讀數(shù),作出的I-U圖線(xiàn)如圖5甲中實(shí)線(xiàn)所示,由圖線(xiàn)分析可知,小燈泡的電阻隨溫度的升高而________(填“增大”或“減小”).若某次電流表的示數(shù)如圖乙所示,則此時(shí)小燈泡的功率為_(kāi)_______W(保
5、留兩位有效數(shù)字).
圖5
(2)若I-U圖象中的虛線(xiàn)Ⅰ或Ⅱ表示小燈泡真實(shí)的伏安特性曲線(xiàn),與實(shí)驗(yàn)中得到的實(shí)線(xiàn)相比,虛線(xiàn)________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)才是其真實(shí)的伏安特性曲線(xiàn).
4.某物理學(xué)習(xí)小組擬用下列器材研究小燈泡L兩端的電壓與通過(guò)它的電流的關(guān)系曲線(xiàn).
A.小燈泡L(4.0 V,0.7 A)
B.電流表A(0~0.6 A,內(nèi)阻為0.2 Ω)
C.電壓表V(0~3 V,內(nèi)阻為9 kΩ)
D.標(biāo)準(zhǔn)電阻R1=1 Ω
E.標(biāo)準(zhǔn)電阻R2=3 kΩ
F.滑動(dòng)變阻器R(0~10 Ω)
G.學(xué)生電源(電動(dòng)勢(shì)E=6 V,內(nèi)阻不計(jì))
H.開(kāi)關(guān)一個(gè),導(dǎo)線(xiàn)若干
(1)為了準(zhǔn)確描繪
6、出小燈泡L較完整的U-I曲線(xiàn),請(qǐng)?jiān)趫D6甲虛線(xiàn)框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖.
圖6
(2)該學(xué)習(xí)小組同學(xué)正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,并處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后,描點(diǎn)作圖得到了如圖乙所示的小燈泡L的U-I圖線(xiàn).某次實(shí)驗(yàn)中得到的電壓表示數(shù)如圖丙所示,電壓表示數(shù)為_(kāi)_______V,此時(shí)小燈泡的電阻約為_(kāi)_______ Ω(保留兩位有效數(shù)字).由小燈泡L的U-I圖線(xiàn)可知小燈泡L的電阻隨電流I的增大而________(填“增大”“不變”或“減小”).
(3)若將此小燈泡L與定值電阻R0=4 Ω串聯(lián)后接在電動(dòng)勢(shì)為4.0 V、內(nèi)阻為1.0 Ω的蓄電池組兩端,則小燈泡的實(shí)際功率約為_(kāi)_______W(保留兩位有效數(shù)字).
7、
答案精析
1.(1)甲 (2)串聯(lián) 1 000 (3)AB (4)0.36~0.42
解析 (1)由于小燈泡兩端的電壓需要從0開(kāi)始測(cè)量,故滑動(dòng)變阻器需要采用分壓式接法,則題圖甲電路是正確的;(2)原電壓表的量程為3 V,改裝后的電壓表的量程為4 V,故1 V的電壓差需要用一個(gè)電阻串聯(lián)分壓獲得,該電阻的阻值為1 000 Ω;(3)根據(jù)P=可知,U2=RP,即在U2-P圖象中,斜率為R,因?yàn)殡S著電壓的增大,燈泡的電阻是增大的,故U2-P圖象的斜率也是增大的,故選項(xiàng)A正確,C錯(cuò)誤;根據(jù)P=I2R可知,I2=·P,即在I2-P圖象中,其斜率為,當(dāng)電阻增大時(shí),其倒數(shù)減小,故I2-P圖象的斜率在變
8、小,故選項(xiàng)B正確,D錯(cuò)誤;(4)在同一坐標(biāo)系中,作出電源的I-U圖線(xiàn),其與燈泡的伏安特性曲線(xiàn)的交點(diǎn)即為燈泡兩端的電壓和電流,故小燈泡的實(shí)際電功率為P=2.0×0.19 W=0.38 W.
2.(1)0.6 3 (2)如圖所示
解析 (1)根據(jù)小燈泡規(guī)格“2.5 V,1.25 W”可知,小燈泡的額定電壓U=2.5 V,額定電流I=
= A=0.5 A,因此電流表應(yīng)選“0~0.6 A”量程,電壓表應(yīng)選“0~3 V”量程;
(2)因?yàn)閷?shí)驗(yàn)要求小燈泡兩端電壓及通過(guò)小燈泡的電流從0開(kāi)始變化,所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法;小燈泡阻值較小,電流表應(yīng)采用外接法,如圖所示.
3.(1)a
9、 增大 2.4 (2)Ⅱ
解析 (1)開(kāi)始時(shí)應(yīng)使測(cè)量電路兩端的電壓為零,故開(kāi)關(guān)閉合前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片移到a端;由題圖甲可知圖象的斜率越來(lái)越小,則說(shuō)明電阻越來(lái)越大,小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大;由電流表示數(shù)可知,電流大小為0.40 A,則由題圖I-U圖象可知,電壓為6.0 V,故燈泡功率P=UI=6×0.4 W=2.4 W;
(2)由于電流表采用外接法,電壓表分流使電流表示數(shù)偏大,而電壓表示數(shù)是準(zhǔn)確的,故Ⅱ?yàn)檎鎸?shí)的圖象.
4.(1)見(jiàn)解析圖
(2)2.70 5.3(5.2也可) 增大 (3)0.79(0.75~0.83均可)
解析 (1)要準(zhǔn)確描繪小燈泡的U-I曲線(xiàn),小燈泡兩端電壓
10、要從0開(kāi)始調(diào)節(jié),所以滑動(dòng)變阻器采用分壓
接法;又因小燈泡的額定電壓為4.0 V,額定電流為0.7 A,而電壓表量程為3.0 V,電流表量程為0.6 A,所以要描繪完整曲線(xiàn),必須把電壓表、電流表的量程擴(kuò)大,由串并聯(lián)規(guī)律知,可將電壓表與標(biāo)準(zhǔn)電阻R2=3 kΩ串聯(lián)改裝為量程為4 V的電壓表,將電流表與標(biāo)準(zhǔn)電阻R1=1 Ω并聯(lián)改裝成量程為0.72 A的電流表;因改裝后的電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于小燈泡電阻,所以電流表采用外接法,實(shí)驗(yàn)電路如圖a.
(2)由題圖丙電壓表指針位置可知此時(shí)電壓表示數(shù)為2.70 V,則改裝電壓表兩端的電壓,即小燈泡兩端的電壓為U=3.60 V,由題圖乙知此時(shí)通過(guò)小燈泡的電流約為0.68 A,由R=得此時(shí)小燈泡L的電阻約為5.3 Ω.
(3)令小燈泡兩端電壓為U,通過(guò)的電流為I,由閉合電路歐姆定律知E0=U+I(xiàn)(R0+r0),即U=4-5I,在題圖乙坐標(biāo)系中作圖線(xiàn),如圖b所示,此時(shí)兩條圖線(xiàn)的交點(diǎn)坐標(biāo)為(0.45 A,1.75 V),所以小燈泡此時(shí)的實(shí)際功率為P=1.75×0.45 W≈0.79 W.
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