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实验七描绘小灯泡的伏安特性曲线1.要测绘一个标有“3V0.6W”小灯泡的伏安特性曲线,小灯泡两端的电压需要从零逐渐增加到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1Ω);电流表(量程为0~250mA,内阻约5Ω);电压表(量程为0~3V,内阻约3kΩ);开关一个、导线若干。
(1)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20Ω,额定电流1A)B.滑动变阻器(最大阻值1750Ω,额定电流0.3A)(2)实验的电路图应选用下列的图(填字母代号)。
(3)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示,由此说明小灯泡的电阻发生了怎样的变化?答案(1)A (2)B (3)见解析解析(1)根据小灯泡标示的额定值可以计算出小灯泡的额定电流I==0.6A=0.2A,根据测绘小灯泡的伏安3特性曲线的要求,小灯泡两端的电压需要从零开始调节,故调节电路中滑动变阻器应采用分压接法。
为方便调节应选用最大阻值较小的滑动变阻器,故选A。
(2)额定电压下小灯泡的阻值R==3Ω=15Ω,远小于电压表内阻,故电流表应该采用外接法,所以电0.路应采用分压外接法,故选B。
(3)小灯泡的电阻随电流的增大而增大。
2.(2018宜兴模拟)某学习小组欲探究小灯泡(“3V 1.5W”)的伏安特性,可提供的实验器材如下:A.电池组:电动势约为4.5V,内阻可不计;B.双量程的电压表:V1:量程为0~3V、内阻约为3kΩ;V2:量程为0~15V、内阻约为15kΩ;C.双量程的电流表:A1:量程为0~0.6A、内阻约为1Ω;A2:量程为0~3A、内阻约为0.1Ω;D.滑动变阻器R:阻值范围0~10Ω、允许通过的最大电流为2A;E.开关S,导线若干。
在尽量提高测量精度的情况下,请回答下列问题:(1)根据以上器材,用笔画线代替导线将实物图1连接成完整电路。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到(选填“A”或“B”)端。
第七章 实验六 描绘小灯泡的伏安特性曲线1．用下列器材组装成描绘电阻R 0伏安特性曲线的电路，请将图实－6－12所示实物连线成为实验电路．图实－6－12微安表μA(量程200 μA ，内阻约200 Ω)； 电压表V(量程3 V ，内阻约10 k Ω)； 电阻R 0(阻值约20 k Ω)；滑动变阻器R (最大阻值50 Ω，额定电流1 A)； 电池组E (电动势3 V ，内阻不计)； 开关S 及导线若干．解析：由于R V R 0＝0.5，R 0R A＝100，可以看出R 0≫R A ，故采用电流表内接法．因电阻R 0的阻值远远大于滑动变阻器的阻值，故采用分压接法．画出电路原理图如图所示．把实物与原理图结合起来完成连线，注意电压表、电流表的正、负接线柱，保证电流从正接线柱进从负接线柱出．连线如图所示．答案：见解析图2．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中备有下列器材： A ．小灯泡(3.8 V,1.5 W)B ．直流电源(电动势4.5 V ，内阻约0.4 Ω)C ．电流表(量程0～500 mA ，内阻约0.5 Ω)D ．电压表(量程0～5 V ，内阻约5000 Ω)E ．滑动变阻器R 1(0～5 Ω，额定电流2 A)F．滑动变阻器R2(0～50 Ω，额定电流1 A)G．开关一个，导线若干如果既要满足测量要求，又要使测量误差较小，应选择如图实－6－13所示的四个电路中的________，应选用的滑动变阻器是________．图实－6－13解析：由于伏安特性曲线中的电压和电流均要从零开始测量，所以滑动变阻器应选用分压式，分压式接法适用于测量较大阻值电阻(与滑动变阻器的总电阻相比)，由于R1<R L，选用R1时滑片移动时，电压变化明显，便于调节．又小灯泡的电阻约R L＝9.6 Ω，R V/R L＞R L/R A，所以安培表应该选用外接法．故应选用图丙所示电路．答案：丙R1(或E)3．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，除有一标有“6 V，1.5 W”的小灯泡、导线和开关外，还有：A．直流电源6 V(内阻不计)B．直流电流表0～3 A(内阻0.1 Ω以下)C．直流电流表0～300 mA(内阻约为5 Ω)D．直流电压表0～10 V(内阻约为15 kΩ)E．滑动变阻器10 Ω，2 AF．滑动变阻器1 kΩ，0.5 A实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量．(1)实验中电流表应选用________，滑动变阻器应选用________(均用序号表示)．(2)在方框内画出实验电路图．图实－6－14(3)试将图实－6－14所示器材连成实验电路．解析：由I 额＝1.56 A ＝250 mA ，故选C.因要求电压从零开始变化，变阻器用分压接法，应选小阻值的E. 答案：(1)C E (2)实验电路如图(3)实物图连线如图所示4．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，用导线a 、b 、c 、d 、e 、f 、g 和h 按图实－6－15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：图实－6－15图实－6－16(1)若不管怎样调节滑动变阻器，小灯泡亮度能发生变化，但电压表、电流表的示数总 不能为零，则可能是________导线断路．(2)某同学测出电源和小灯泡的U －I 图线如图实－6－16所示，将小灯泡和电阻R 串联 后接到电源上，要使电路中电流为1.0 A ，则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实－6－17中的(a)、 (b)、)(c)所示，下列说法正确的是 ( )图实－6－17A ．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)若调节滑动变阻器，小灯泡的亮度变化，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 图线知E ＝3.0 V ，r ＝1 Ω，当小灯泡与电阻串联后 由闭合电路欧姆定律得E ＝I (R ＋r ＋R 灯) 又由小灯泡的U －I 图线得R 灯＝UI＝1.2 Ω 解得R ＝0.8 Ω.(3)因a 元件的I －U 图线是直线，说明其电阻不随电压的变化而变化，故可作为标准电 阻，故A 对，B 错．b 的阻值随电压升高而增大，c 的阻值随电压升高而降低，故C 对 D 错．答案：(1)g (2)0.8 (3)AC5．现在要测量一只额定电压为U ＝3 V 的小灯泡L 的额定功率P (约为0.3 W)．实验室备有如下器材：电流表 (量程200 mA ，内阻r 1＝10 Ω)电流表 (量程300 mA ，内阻约为几欧姆) 定值电阻R (10 Ω)滑动变阻器R 1(0～100 Ω，0.5 A) 电源E (E ＝5 V ，r ≈1 Ω) 单刀开关一个、导线若干(1)设计出实验电路，画在下面的虚线框内．图实－6－18(2)按(1)中设计的电路图把图实－6－18中仪器连接起来； (3)写出主要的操作步骤：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.(4)实验中计算灯泡额定功率的表达式为________． (必须用题中给定的符号及你在(3)中设计的记录符号来表示) 答案：(1)如图(a)所示 (2)如图(b)所示(3)①按设计好的电路图连接好电路，开关S 闭合前，滑动变阻器的滑片P 应移至阻值最大的位置．②闭合开关S ，移动滑片P ，使电流表 的示数I 1＝UR ＋r 1＝310＋10A ＝150 mA ，使小灯泡正常发光，同时记下此时电流表 的示数I 2. ③断开开关S ，拆除电路、整理仪器． (4)P ＝U (I 2－I 1)。
57 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线[方法点拨] (1)本实验要求电压必须从0开始变化，所以滑动变阻器要用分压式接法．(2)仪器选择要首先保证安全，其次是保证精确，再次是操作简便，若选不到理想的仪器，其中几个相比较，选较好的．1．(2020·盐城中学第三次模拟)某研究性学习小组的同学们设计了描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验，待测小灯泡的额定电压为3.8 V．要求测量结果尽量精确，并绘制出小灯泡两端电压在0～3.8 V范围内完整的伏安特性曲线．(1)若实验室的电压表、电流表和滑动变阻器都满足实验要求，则在如图1所示的两种实验方案中，应选择____图所示电路进行实验．(选填“甲”或“乙”)图1(2)若实验中只提供了量程为3 V，内阻为3 000 Ω的电压表V1，为了绘制完整的伏安特性曲线，需要将电压表V1改装成量程为4 V的电压表V2，则应将电压表V1________(选填“串联”或“并联”)一个阻值为________ Ω的定值电阻，才能实现改装的要求．(3)小组的同学们正确描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图2所示，根据这个曲线，同学们对小灯泡的实际功率与其两端的电压的关系，或与通过其电流的关系，猜想出了如图所示的关系图象，其中可能正确的是______．(选填选项下面的字母序号)图2(4)某同学将该小灯泡接在一个电动势为3.0 V、内阻为5.0 Ω的电源上，组成一个闭合电路，则此时该小灯泡的实际功率约为______W．(保留2位有效数字)2．(2020·如东县质量检测)某同学在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，使用的器材如下：待测小灯泡(2.5 V,1.25 W)电源(电动势3 V，内阻不计)电流表(0～0.6 A，内阻约0.125 Ω；0～3 A，内阻约0.025 Ω)电压表(0～3 V，内阻约3 kΩ；0～15 V，内阻约15 kΩ)单刀单掷开关及导线若干(1)为了减小误差，在本实验中电流表应选用0～____ A量程；电压表应选用0～________ V量程．(2)如图3是本实验器材的实物图，图中已连接了部分导线，为了满足实验要求并尽可能减小误差，请补充完成实物图间的连线．图33．为了描绘小灯泡的伏安特性曲线，某同学设计了如图4所示的实验电路，已知小灯泡的规格为“12 V,5 W”．图4(1)闭合开关前，应将电路图中的滑动变阻器的滑片移到________(填“a”或“b”)端．根据连接好的实物图，调节滑动变阻器，记录多组电压表和电流表的读数，作出的I－U图线如图5甲中实线所示，由图线分析可知，小灯泡的电阻随温度的升高而________(填“增大”或“减小”)．若某次电流表的示数如图乙所示，则此时小灯泡的功率为________W(保留两位有效数字)．图5(2)若I－U图象中的虚线Ⅰ或Ⅱ表示小灯泡真实的伏安特性曲线，与实验中得到的实线相比，虚线________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)才是其真实的伏安特性曲线．4．某物理学习小组拟用下列器材研究小灯泡L两端的电压与通过它的电流的关系曲线．A．小灯泡L(4.0 V,0.7 A)B．电流表A(0～0.6 A，内阻为0.2 Ω)C．电压表V(0～3 V，内阻为9 kΩ)D．标准电阻R1＝1 ΩE．标准电阻R2＝3 kΩF．滑动变阻器R(0～10 Ω)G．学生电源(电动势E＝6 V，内阻不计)H．开关一个，导线若干(1)为了准确描绘出小灯泡L较完整的U－I曲线，请在图6甲虚线框内画出实验电路图．图6(2)该学习小组同学正确进行实验操作，并处理实验数据后，描点作图得到了如图乙所示的小灯泡L的U －I图线．某次实验中得到的电压表示数如图丙所示，电压表示数为________V，此时小灯泡的电阻约为________ Ω(保留两位有效数字)．由小灯泡L的U－I图线可知小灯泡L的电阻随电流I的增大而________(填“增大”“不变”或“减小”)．(3)若将此小灯泡L与定值电阻R0＝4 Ω串联后接在电动势为4.0 V、内阻为1.0 Ω的蓄电池组两端，则小灯泡的实际功率约为________W(保留两位有效数字)．答案精析1．(1)甲 (2)串联 1 000 (3)AB (4)0.36～0.42解析 (1)由于小灯泡两端的电压需要从0开始测量，故滑动变阻器需要采用分压式接法，则题图甲电路是正确的；(2)原电压表的量程为3 V ，改装后的电压表的量程为4 V ，故1 V 的电压差需要用一个电阻串联分压获得，该电阻的阻值为1 000 Ω；(3)根据P ＝U 2R 可知，U 2＝RP ，即在U 2－P 图象中，斜率为R ，因为随着电压的增大，灯泡的电阻是增大的，故U 2－P 图象的斜率也是增大的，故选项A 正确，C 错误；根据P ＝I 2R 可知，I 2＝1R ·P，即在I 2－P 图象中，其斜率为1R，当电阻增大时，其倒数减小，故I 2－P 图象的斜率在变小，故选项B 正确，D 错误；(4)在同一坐标系中，作出电源的I －U 图线，其与灯泡的伏安特性曲线的交点即为灯泡两端的电压和电流，故小灯泡的实际电功率为P ＝2.0×0.19 W＝0.38 W.2．(1)0.6 3 (2)如图所示解析 (1)根据小灯泡规格“2.5 V,1.25 W”可知，小灯泡的额定电压U ＝2.5 V ，额定电流I ＝P U ＝1.252.5A ＝0.5 A ，因此电流表应选“0～0.6 A”量程，电压表应选“0～3 V”量程；(2)因为实验要求小灯泡两端电压及通过小灯泡的电流从0开始变化，所以滑动变阻器应采用分压式接法；小灯泡阻值较小，电流表应采用外接法，如图所示．3．(1)a 增大 2.4 (2)Ⅱ解析 (1)开始时应使测量电路两端的电压为零，故开关闭合前应将滑动变阻器滑片移到a 端；由题图甲可知图象的斜率越来越小，则说明电阻越来越大，小灯泡的电阻随温度的升高而增大；由电流表示数可知，电流大小为0.40 A ，则由题图I －U 图象可知，电压为6.0 V ，故灯泡功率P ＝UI ＝6×0.40 W＝2.4 W ；(2)由于电流表采用外接法，电压表分流使电流表示数偏大，而电压表示数是准确的，故Ⅱ为真实的图象．4．(1)见解析图(2)2.70 5.3(5.2也可) 增大(3)0.79(0.75～0.83均可)解析(1)要准确描绘小灯泡的U－I曲线，小灯泡两端电压要从0开始调节，所以滑动变阻器采用分压接法；又因小灯泡的额定电压为4.0 V，额定电流为0.7 A，而电压表量程为3.0 V，电流表量程为0.6 A，所以要描绘完整曲线，必须把电压表、电流表的量程扩大，由串并联规律知，可将电压表与标准电阻R2＝3 kΩ串联改装为量程为4 V的电压表，将电流表与标准电阻R1＝1 Ω并联改装成量程为0.72 A的电流表；因改装后的电压表内阻远大于小灯泡电阻，所以电流表采用外接法，实验电路如图a.(2)由题图丙电压表指针位置可知此时电压表示数为2.70 V，则改装电压表两端的电压，即小灯泡两端的电压为U＝3.60 V，由题图乙知此时通过小灯泡的电流约为0.68 A，由R＝UI得此时小灯泡L的电阻约为5.3 Ω.(3)令小灯泡两端电压为U，通过的电流为I，由闭合电路欧姆定律知E0＝U＋I(R0＋r0)，即U＝4－5I，在题图乙坐标系中作图线，如图b所示，此时两条图线的交点坐标为(0.45 A,1.75 V)，所以小灯泡此时的实际功率为P＝1.75×0.45 W≈0.79 W.2019-2020学年高考物理模拟试卷一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的1．生活科技上处处存在静电现象，有些是静电的应用，有些是要防止静电；下列关于静电防止与应用说法正确的是（）A．印染厂应保持空气干燥，避免静电积累带来的潜在危害B．静电复印机的工作过程实际上和静电完全无关C．在地毯中夹杂0.05~0.07mm的不锈钢丝导电纤维，是防止静电危害D．小汽车的顶部露出一根小金属杆类同避雷针，是防止静电危害2．如图，在研究功与内能改变的关系时，将一小块易燃物放在厚玻璃筒底部，用力向下压活塞，可以将易燃物点燃。
