（江蘇專用）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加練半小時(shí).docx

62 實(shí)驗(yàn)：描繪小燈泡的伏安特性曲線方法點(diǎn)撥(1)本實(shí)驗(yàn)要求電壓必須從0開始變化，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03.8 V范圍內(nèi)完整的伏安特性曲線(1)若實(shí)驗(yàn)室的電壓表、電流表和滑動(dòng)變阻器都滿足實(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”)圖1(2)若實(shí)驗(yàn)中只提供了量程為3 V，內(nèi)阻為3 000 的電壓表V1，為了繪制完整的伏安特性曲線，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_ 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如圖2所示，根據(jù)這個(gè)曲線，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 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_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”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(00.6 A，內(nèi)阻約0.125 ；03 A，內(nèi)阻約0.025 )電壓表(03 V，內(nèi)阻約3 k；015 V，內(nèi)阻約15 k)單刀單擲開關(guān)及導(dǎo)線若干(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，圖中已連接了部分導(dǎo)線，為了滿足實(shí)驗(yàn)要求并盡可能減小誤差，請(qǐng)補(bǔ)充完成實(shí)物圖間的連線圖33(2017安徽省十校聯(lián)考)為了描繪小燈泡的伏安特性曲線，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IU圖線如圖5甲中實(shí)線所示，由圖線分析可知，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_W(保留兩位有效數(shù)字)圖5(2)若IU圖象中的虛線或表示小燈泡真實(shí)的伏安特性曲線，與實(shí)驗(yàn)中得到的實(shí)線相比，虛線_(填“”或“”)才是其真實(shí)的伏安特性曲線4某物理學(xué)習(xí)小組擬用下列器材研究小燈泡L兩端的電壓與通過它的電流的關(guān)系曲線A小燈泡L(4.0 V,0.7 A)B電流表A(00.6 A，內(nèi)阻為0.2 )C電壓表V(03 V，內(nèi)阻為9 k)D標(biāo)準(zhǔn)電阻R11 E標(biāo)準(zhǔn)電阻R23 kF滑動(dòng)變阻器R(010 )G學(xué)生電源(電動(dòng)勢(shì)E6 V，內(nèi)阻不計(jì))H開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干(1)為了準(zhǔn)確描繪出小燈泡L較完整的UI曲線，請(qǐng)?jiān)趫D6甲虛線框內(nèi)畫出實(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UI圖線某次實(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_V，此時(shí)小燈泡的電阻約為_ (保留兩位有效數(shù)字)由小燈泡L的UI圖線可知小燈泡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R04 串聯(lián)后接在電動(dòng)勢(shì)為4.0 V、內(nèi)阻為1.0 的蓄電池組兩端，則小燈泡的實(shí)際功率約為_W(保留兩位有效數(shù)字)答案精析1(1)甲(2)串聯(lián)1 000(3)AB(4)0.360.42解析(1)由于小燈泡兩端的電壓需要從0開始測(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 ；(3)根據(jù)P可知，U2RP，即在U2P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U2P圖象的斜率也是增大的，故選項(xiàng)A正確，C錯(cuò)誤；根據(jù)PI2R可知，I2P，即在I2P圖象中，其斜率為，當(dāng)電阻增大時(shí)，其倒數(shù)減小，故I2P圖象的斜率在變小，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IU圖線，其與燈泡的伏安特性曲線的交點(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P2.00.19 W0.38 W.2(1)0.63(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U2.5 V，額定電流I A0.5 A，因此電流表應(yīng)選“00.6 A”量程，電壓表應(yīng)選“03 V”量程；(2)因?yàn)閷?shí)驗(yàn)要求小燈泡兩端電壓及通過小燈泡的電流從0開始變化，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增大2.4(2)解析(1)開始時(shí)應(yīng)使測(cè)量電路兩端的電壓為零，故開關(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越小，則說明電阻越來越大，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IU圖象可知，電壓為6.0 V，故燈泡功率PUI60.4 W2.4 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，故為真實(shí)的圖象4(1)見解析圖(2)2.705.3(5.2也可)增大(3)0.79(0.750.83均可)解析(1)要準(zhǔn)確描繪小燈泡的UI曲線，小燈泡兩端電壓要從0開始調(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，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R23 k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R11 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U3.60 V，由題圖乙知此時(shí)通過小燈泡的電流約為0.68 A，由R得此時(shí)小燈泡L的電阻約為5.3 .(3)令小燈泡兩端電壓為U，通過的電流為I，由閉合電路歐姆定律知E0UI(R0r0)，即U45I，在題圖乙坐標(biāo)系中作圖線，如圖b所示，此時(shí)兩條圖線的交點(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P1.750.45 W0.79 W.