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第课时实验二:描绘小电珠的伏安特性曲线1.(2012年安徽理综)如图为“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验的实物电路图,已知小灯泡额定电压为2.5 V.(1)完成下列实验步骤:①闭合开关前,调节滑动变阻器的滑片, ;②闭合开关后,逐渐移动变阻器的滑片, ;③断开开关,……根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线.(2)在虚线框中画出与实物电路相应的电路图.解析:(1)①在分压电路中为了保护灯泡所在支路,开关闭合前,滑动变阻器与灯泡所在支路并联部分的电阻为零,因此滑片应靠近左端.②必须测多组数据,并且使小灯泡两端电压达到额定电压,才能测绘小灯泡的伏安特性曲线.(2)如图所示.答案:(1)①使它靠近滑动变阻器左端的接线柱②增加小灯泡两端的电压,记录电流表和电压表的多组读数,直至电压达到其额定电压(2)图见解析2.(2013四川宜宾市一诊)在“描绘额定电压为2.5 V的小灯泡的I U 曲线”实验中,用导线a、b、c、d、e、f、g、h按图(甲)所示方式连接电路,电路中所有元器件都完好.(1)请根据实物图的电路连接在图(乙)中虚线框内画出实验原理图;(2)合上开关后,若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.(3)实验电路故障完全排除后,实验中测得有关数据如下表:根据表中的实验数据,在图(丙)中画出小灯泡的I U特性曲线.(4)若已知小灯泡灯丝在27 ℃时电阻值约为1.5 Ω,并且其电阻值与灯丝的热力学温度T(T=273+t)成正比,试估算该灯泡以额定功率工作时灯丝的温度约为℃.(保留3位有效数字)解析:(1)描绘小灯泡的伏安特性曲线,电压、电流值要能调为0,所以滑动变阻器采用分压式连接;小灯泡的电阻较小,伏安法采用电流表外接法,由图(甲)画出实验原理图如图1所示.(2)电压表、电流表的读数不能调为零,滑动变阻器的连接方式不再是分压式连接,g导线断路,滑动变阻器的连接方式变成了限流式连接.(3)设计纵坐标为I,横坐标为U,根据表格中的数据在坐标纸上描点,然后将这些点连成平滑的曲线,小灯泡的I U特性曲线如图2所示.(4)从I U特性曲线可知,当小灯泡的电压为2.5 V时,小灯泡的电流为0.26 A,此时小灯泡的阻值为R==≈9.6 Ω,由题意有=,得出t=1 647 ℃≈1.65×103℃.答案:(1)图见解析(2)g (3)图见解析(4)1.65×103(1.58×103～1.65×103)3.(2013年福建理综)硅光电池在无光照时不产生电能,可视为一电子元件.某实验小组设计如图(甲)电路,给硅光电池加反向电压(硅光电池负极接高电势点,正极接低电势点),探究其在无光照时的反向伏安特性.图中电压表V1量程选用3 V,内阻为6.0 kΩ;电压表V2量程选用15 V,内阻约为30 kΩ;R0为保护电阻;直流电源电动势E约为12 V,内阻不计.①根据图(甲),用笔画线代替导线,将图(乙)连接成完整电路.②用遮光罩罩住硅光电池,闭合开关S,调节变阻器R,读出电压表V1、V2的示数U1、U2.(ⅰ)某次测量时,电压表V1示数如图(丙),则U1= V.可算出通过硅光电池的反向电流大小为mA(保留两位小数).(ⅱ)该小组测出大量数据,筛选出下表所示的9组U1、U2数据,算出相应的硅光电池两端反向电压U x和通过的反向电流I x(表中“-”表示反向),并在坐标纸上建立I x U x坐标系,标出了与表中前5组U x、I x数据对应的5个坐标点.请你标出余下的4个坐标点,并绘出I x U x图线.(ⅲ)由I x U x 图线可知,硅光电池无光照下加反向电压时,I x 与U x 成 (填“线性”或“非线性”)关系. 解析:①实物图如图(甲)所示②(ⅰ)由题图知,电压表读数为1.40 V,通过硅光电池的反向电流等于通过电压表V 1的电流,故 I==A ≈0.23 mA.(ⅱ)先在坐标纸上描点,然后用平滑的曲线将其连接起来,如图(乙)所示.(ⅲ)因图线为曲线,故I x与U x成非线性关系.答案:①如解析图(甲)所示②(ⅰ)1.40 0.23 (ⅱ)如解析图(乙)所示(ⅲ)非线性4.(2013济南一模)“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,提供的实验器材有A.小灯泡(额定电压为3.8 V,额定电流约为0.3 A)B.电流表A(0～0.6 A,内阻约为0.5 Ω)C.电压表V(0～6 V,内阻约为5 kΩ)D.滑动变阻器R1(0～10 Ω,2 A)E.滑动变阻器R2(0～100 Ω,0.2 A)F.电源(6 V,内阻不计)G.开关及导线若干(1)实验中滑动变阻器选(填“R1”或“R2”).(2)该同学设计了实验测量电路,通过改变滑动变阻器滑片的位置,使电流表的读数从零开始变化,记录多组电压表的读数U和电流表的读数I.请在图(甲)中用笔画线代替导线将实验电路连接完整.(3)该同学根据实验数据作出了如图(乙)的U I 图象,根据图象可知小灯泡的电阻随着电流的增大而 (选填“增大”、“减小”或“不变”).解析:(1)描绘小灯泡的伏安特性曲线,电压和电流从零开始,采用分压电路,滑动变阻器阻值小的便于调节,故选R 1;又R 2的额定电流为0.2 A,小于小灯泡的额定电流,用R 2测不出完整的伏安特性曲线,故不能选R 2,只能选R 1.(2)由于小灯泡的电阻很小,故应采用电流表外接法.因要求小灯泡两端的电压能在0～3.8 V 范围内连续变化,故滑动变阻器采用分压式 接法.(3)由U I图象的斜率增大可判定,小灯泡的电阻随电流的增大而增大.答案:(1)R1(2)图见解析(3)增大5.表格中所列数据是测量小灯泡U I关系的实验数据:分析上表内实验数据可知,应选用的实验电路图是图;(2)在图(丁)中画出小灯泡的U I曲线.分析曲线可知小灯泡的电阻随I变大而(填“变大”、“变小”或“不变”);(3)如图(丙)所示,用一个阻值为10 Ω的定值电阻R和上述小灯泡组成串联电路,连接到内阻不计、电动势为3 V的电源上.则流过灯泡的电流约为 A.解析:(1)电流表读数需要从零读取,所以滑动变阻器采用分压式接法;根据表中数据可知,小灯泡的电阻较小,电流表应外接,所以应选用图(甲).(2)描点作图,用平滑曲线连接各点,如图所示;图线上各点对应的纵坐标值除以横坐标值得到的就是灯泡的电阻,该值随I的变大而变大,说明小灯泡的电阻随I变大而变大.(3)在与小灯泡的U I图象同一坐标系中,作出电动势E=3 V,内阻r=10 Ω的电源的U I图象,如图所示,它们的交点表示流过小灯泡的实际电压和电流值,所以流过灯泡的电流约为0.170 A.答案:(1)(甲) (2)图见解析变大(3)0.170(0.170～0.175均可)【教师备用1】 (2013台州中学检测)某同学测绘标有“4.8 V,0.3 A”小灯泡的电功率随电压变化的图象,要使小灯泡两端电压从0至4.8 V 连续变化,为了使测量尽可能地准确,除了导线和开关外,可供选择的仪器还有A.电流表:量程0～0.6 A,内阻约为1 ΩB.电流表:量程0～3 A,内阻约为0.2 ΩC.电压表:量程0～6 V,内阻约为2 kΩD.电压表:量程0～15 V,内阻约为4.5 kΩE.滑动变阻器:阻值范围0～20 Ω,额定电流2 AF.滑动变阻器:阻值范围0～2 kΩ,额定电流0.5 AG.电池组:电动势6 V,内阻约为1 Ω(1)选用的器材代号为;(2)在下面虚线框中画出实验电路图;(3)如果根据实验测量的数据描出P U图线如图所示,则小灯泡在1.5 V电压下的电阻值为R= Ω.解析:(1)根据小灯泡的额定电压为4.8 V,额定电流为0.3 A,电压表选择C,电流表选择A.由于使小灯泡两端电压由0至4.8 V 连续变化,应采用分压电路,滑动变阻器阻值不宜太大,应选E;(2)小灯泡正常发光时的电阻R== Ω=16 Ω,>,因此选用电流表外接法,电路如图所示;(3)由图象可得小灯泡在电压为1.5 V 时功率为1.0 W,故此时小灯泡的电阻为R==2.25 Ω.答案:(1)ACEG (2)图见解析 (3)2.25【教师备用2】 某研究性学习小组为了制作一种传感器,需要选用一电器元件.如图为该电器元件的伏安特性曲线,有同学对其提出质疑,现需进一步验证该伏安特性曲线,实验室备有下列器材:(1)为提高实验结果的准确程度,电流表应选用 ;电压表应选用 ;滑动变阻器应选用 .(以上均填器材代号)(2)为达到上述目的,请在图中的虚线框内画出正确的实验电路原理图,并标明所用器材的代号.(3)若发现实验测得的伏安特性曲线与图中曲线基本吻合,请说明该元件与小灯泡有何异同点?相同点: ; 不同点: . 解析:从该电器元件的伏安特性曲线可看出,所选用的电流表量程应大于0.12 A,故电流表选用A 2,所选用的电压表量程应大于2.5 V,为了减小读数误差,电压表选V 1,本实验电路中滑动变阻器应采用分压接法,故滑动变阻器应选用R 1;从伏安特性曲线的形状可以看出该元件的伏安特性曲线与小灯泡的伏安特性曲线都不是直线,流过它们的电流和电压的关系都是非线性关系,且该元件的电阻随电压的升高而减小,而小灯泡的电阻随电压的升高而增大.答案:(1)A2V1R1(2)如图所示(3)相同点:通过该元件的电流与电压的变化关系和通过小灯泡的电流与电压的变化关系都是非线性关系不同点:该元件的电阻值随电压的升高而减小,而小灯泡的电阻值随电压的升高而增大。
表中"、b、c、d表示对考试内容掌握程度的要求,其含义如下： "—识记:指能再认或表达物理事实、物理量及单位;能用文字' 图示或数学表达式表示物理现象、概念或规律。
b—理解:指能理解物理现象和过程，明确物理概念和规律的内涵, 识别概念和规律的外延,并能运用物理概念和规律解释有关现象。
C—简单应用:指能将物理事实、现象与概念' 规律建立联系，认识规律适用的条件，并用以解决简单的问题。
d—综合应用:指能选用多个物理概念和规律以及相应的物理方法和思维策略，求解较复杂问题。
基础夯实精准归纳质点、参考系、时间和位移1 •质点质点是一种理想化模型，实际并不存在;物体可看作质点的条件是研究问题时•物体的大小和形状对研究结果的影响可以忽略。
2 •参考系为了研究物体的运动而假定为不动的物体.叫作参考系。
任意物体都可以用来作参考系，参考系选择应以方便研究为原则，研究物体在地面上的运动•通常默认选择地面作参考系。
基础夯实精准归纳3 •时间⑴时刻:指某一瞬间，在时间轴上，每一个点表示一个不同的时刻。
(2)时间间隔指两个时刻之间的间隔，在时间轴上表示为两点之间的线段。
4 •位移(1)位移表示质点的位置变化•它是质点由初位置扌旨向末位置的有向线段:位移是矢量•方向由初位置指向末位置。
(2)路程是质点运动轨迹的长度。
路程是标量，没有方向，在单向直线运动中•位移的大小等于路程。
题组突破强化提升质点与参考系的理解1 •下列关于质点的说法正确的是（D ）A.质点是一个理想化的模型，实际并不存在,引入这个概念没有多大意义B.因为质点没有大小，所以与几何中的点没有区别C.质量和体积都很小的物体一定可以看作质点D如果物体的形状和大小在所研究的问题中属于次要因素，就可把物体看作质点解析:质点是一个理想化的物理模型，实际上不存在，引入质点概念，可以简化对物体运动的研究,A项错;由物体能否看成质点的条件可知Q 正确;质点是有质量的，它是人们为了研究问题的方便而抽象出来的点，与物体质量和大小没有直接关系，B、C项错。
