高考物理考前30天冲刺押题系列实验10描绘小灯泡的伏安特性曲线测定金属的电阻率
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《描绘小灯泡的伏安特性曲线》一、实验题1.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,现除了有一个标有“5V,2.5W”的小灯泡、导线和开关外,还有:A.直流电源(电动势约为5V,内阻可不计)B.直流电流表(量程0~3A,内阻约为0.1Ω)C.直流电流表(量程0~600mA,内阻约为5Ω)D.直流电压表(量程0~15V,内阻约为15kΩ)E.直流电压表(量程0~5V,内阻约为10kΩ)F.滑动变阻器(最大阻值l0Ω,允许通过的最大电流为2A)G.滑动变阻器(最大阻值lkΩ,允许通过的最大电流为0.5A)实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据。
①实验中电流表应选用______,电压表应选用______,滑动变阻器应选用______(均用序号字母表示)。
②某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示。
现把实验中使用的小灯泡接到如图乙所示的电路中,其中电源电动势E=2V,内阻r=1Ω,定值电阻R=9Ω,此时灯泡的实际功率为______W.(结果保留两位有效数字)2.为探究小灯泡的电功率P和电压U的关系,小明测量小灯泡的电压U和电流I,利用P=UI得到电功率.实验所使用的小灯泡规格为“3.0V,1.8W”,电源为12V 的电池,滑动变阻器的最大阻值为10Ω.(1)准备使用的实物电路如图1所示.请将滑动变阻器接入电路的正确位置.(用笔画线代替导线)(2)现有10Ω、20Ω和50Ω的定值电阻,电路中的电阻R1应选______Ω的定值电阻.(3)测量结束后,应先断开开关,拆除______两端的导线,再拆除其他导线,最后整理好器材.(4)小明处理数据后将P、U2描点在坐标纸上,并作出了一条直线,如图2所示.请指出图象中不恰当的地方.3.某学习小组欲描绘小灯泡的伏安特性曲线,现提供下列器材:A.电压表V(量程6V,内阻约6kΩ)B.电流表A(量程0.6A,内阻约10Ω)C.电阻箱R1(0~999.9Ω)D.定值电阻R2=200ΩE.定值电阻R3=100ΩF.滑动变阻器R4(0~10Ω)G.滑动变阻器R5(0~100Ω)H.规格为“6V,6W”的待测灯泡I.电源E(电动势约12V,内阻较小)J.开关、导线若干(1)某同学根据实验原理,将电流表的量程由0.6A扩大至1.0A,首先采用了如图1所示的电路测量电流表内阻。
根据正确的电路图进行测量,某次实验中电压表与电流表的示数如图________V,电流表的读数I为________A.已知这种漆包线金属丝的直径为d,材料的电阻率为ρ,则这一卷漆包线的长度20 V,而给出的电压表量程为滑动变阻器分压接法,故滑动变阻器选最大阻值较小的D;由于电流表的内阻与漆包线的阻值相差不多,测量电路应用电流表外接法,电路图如图所示;,电流表量程为0.6 A,最小分度为d22冬春季节降水量少,广东沿海附近江河水位降低,涨出现所谓的“咸湖”现象,因此沿海地区城市自来水的离子浓度增高,测量玻璃管的内径时,应将图2中游标卡尺的A、B、C三部分中的________填代号).玻璃管的内径d=________mm.中的实物仪器有一部分已连线,将其他部分连接成能测出图4数据的实物连接=-32×1×10 4×0.314.[2019·江苏省苏州调研]某实验小组在“测定金属丝的电阻率”的实验过程中:小组同学正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图甲、乙、丙所示,则它们的读数依次是________mm、________A、______ V.已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0~10 Ω,电流表内阻约几欧,电压表内电源为干电池组(不宜在长时间、大功率状况下使用两电路图中,________(选填字母符号)电路为本次实验应当采用的电路,但用此电路测量的金属丝电阻会偏________(选填“大”或“小”).若已知实验所用的电流表内阻的准确值R A=2.0 Ω,那么能准确测量出金属丝电阻的电路应是两电路图中的________(选填字母代号),使用该电路实验时,,则金属丝电阻R x=________(用题中字母代号表示).D220.650 mm;[2019·山西省忻州一中模拟]要测绘一个标有“3V 1.5,内阻约6 kΩ);,内阻约30 kΩ);图乙为某同学根据正确的实验电路所测的几组数据画出的______________________;从图象中可求得小灯泡电压为.实物图连接见解析小灯泡的电阻会随温度的升高而增大0.72,故电压表应选择3 V量程的本实验要求电流从零开始调节,.[2019·河北省承德二中模拟]某同学描绘小灯泡的伏安特性曲线,实验器材有:电压表:量程为,内阻为3 kΩ电流表:量程为,内阻约为2 Ω定值电阻R该同学按如图甲所示的电路进行实验,通过正确实验操作和读数,得到了几组电压表的示数和电流表的示数,部分数据如下表:电流(A) 0.085 0.155 0.212 0.235 0.278 0.315电压(V) 0.17 0.60 1.20 1.50 2.10 2.70 当电压表示数为1.20 V时,小灯泡两端的电压为________V.(保留三位有效数字在图乙中画出小灯泡的伏安特性曲线.若把这个小灯泡与电动势为3 V、内阻为10 Ω的干电池连接成闭合电路,此时小;可视为理想电压表;为滑动变阻器.采用如下步骤完成实验:将滑动变阻器滑动端置于适当的位置,闭合S1;端,改变滑动变阻器滑动端的位置,记下此时电压表的示数端,记下此时电压表的示数U2.________(用R0、U1、U2表示).③将、由于为理想电压表,故根据部分电路欧姆定律和串联电路的特点得;电压表(连接好电路,再将温控室的温度t升至80.0 ℃.将的滑片位置,使电压表读数为某一值U0;保持R1调节R2,使电压表读数仍为U0;断开S可得到R T在25 ℃~80 ℃范围内的温度特性.当t=44.0 ℃时,可得握于手心,手心温度下R2的相应读数如图(c)所示,该读数为手心温度为________ ℃.如图所示前,应让滑片移动到b端,使滑动变阻器连入电路的阻值最大.=44.0 ℃时,电阻的阻值为450 Ω.可得电阻箱阻值为620.0 Ω,由图象可得温度约为.[2019·吉林省长春一测]为了测量某待测电阻R x的阻值,电流表示数为I ,则待测电阻R x 的表达式为如图所示 (3)U I -R(U I-20 Ω也对,故电压表量程应选择,则电路中的最大电流约为100 mA,0~3 A ;根据题意可知,电路应采用分压式接法,滑动变阻为了使测量范围尽可能大,某次测量电阻丝直径d时,螺旋测微器示数如图乙所示,d=________实验中电流表应选择________(选填供选器材前的编号);用记录的多组电阻箱的阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度l的数据,绘出了如关系图线,图线在R轴的截距为R0,在l轴的截距为l0,那么电阻丝的电为了达到上述目的,实验电路应选用图甲中的______(选填“a”或“b该实验小组根据实验得到的数据,描点绘出了如图乙所示的I—U图象.V时,太阳能电池板的电阻__________(选填“很大”或“很小”);当电时,太阳能电池板的电阻为__________Ω.当有光照射时,太阳能电池板可视为电源,其路端电压与总电流的关系如图丙所示,1 00064.5之间均可)电路可以在太阳能电池板上得到从零开始的电压,从而得到太阳能电池板的伏安特性曲线,故应选a.(2)由题图乙可知,当电压小于故太阳能电池板的电阻很大;当电压为.[2019·河南省豫南九校联考]为测绘一个标有“4V 2.4图线,电风扇两端的电压需要从零逐渐增加到4 V,内阻约为1 Ω),内阻约为4 kΩ)0.6 A,内阻约为0.2 Ω)实验中所用的电流表应选________(选填“C”或“D”),滑动变阻器应选”).请用笔画线代替导线将实物图(图甲)连接成符合这个实验要求的电路.闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电压表示数大于0.5 V时电风扇才开始转动,有一根细长而均匀的金属管线样品,横截面如图所示.此金属材料重已知这种金属的电阻率为ρ,密度为状不规则,无法直接测量,请设计一个实验方案,测量中空部分的截面积实验中要测量的物理量有:__________________;计算金属管线内部空间截面积________.(2)如图所示、管线长度L、管线两端电压U、通过管线的电流本实验需要用伏安法测量电阻,根据欧姆定律有R=。
专题4:描绘小灯泡的伏安特性曲线、测金属的电阻和电阻率1.现要描绘一个标有“2.5V0.6W”小电珠的伏安特性曲线。
实验室提供的器材有:A.电池组(电动势为3.0V,内阻未知);B.电流表(量程为0~250mA,内阻约为2Ω);C.电压表(量程为0~3V,内阻约3kΩ);D.滑动变阻器(最大阻值20Ω,额定电流1A);E.电阻箱(阻值范围0~999.9Ω);F.电键一个、导线若干。
(1)请你帮助小华同学在图1所示的虚线框内将电路设计补充完整__________。
(2)若某次测量过程中,电流表和电压表的示数分别如图2、3所示,则此次测量小灯泡的电阻值为___________Ω(计算结果保留2位有效数字)。
仅从系统误差的角度分析,该测量值___________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
图像大致如图4所示。
由此可知,随着(3)小华测出多组I、U值,并描绘出小电珠的I U电流的增大,小电珠的电阻___________。
(填“增大”“减小”或“不变”)2.某同学想要描绘标有“3.8 V0.3 A”字样的小灯泡L的伏安特性曲线,要求实验尽量准确。
可供选择的器材除小灯泡、开关、导线外,还有:电压表V,量程0~5 V,内阻约5 kΩ电流表A1,量程0~500 mA,内阻约0.5 Ω电流表A2,量程0~100 mA,内阻约4 Ω滑动变阻器R1,最大阻值10 Ω,额定电流2.0 A滑动变阻器R2,最大阻值100 Ω,额定电流1.0 A直流电源E,电动势约6 V,内阻可忽略不计(1)上述器材中,电流表应选___________,滑动变阻器应选___________(填写所选器材的字母符号)。
(2)该同学正确选择仪器后连接了图甲所示的电路,为保证实验顺利进行,并使误差尽量小,实验前请你检查该电路,指出电路在接线上存在的两项问题:①___________________;①____________________。
知识目标实验描绘小灯泡的伏安特性曲线 6.用描点法在坐标纸上标出各组U、I值的对应点位置。
7.用平滑曲线将各点依次连接起来。
8.分析小灯泡伏安特性曲线的变化规律。
一、实验目的:通过实验来描绘小灯泡的伏安特性曲线,并分析曲线的变化规律二、实验原理:金属物质的电阻率随温度升高而增大,从而使得一段金属导体的电阻随温度变化发生相应的变化。
对一只灯泡来说,不正常发光和正常发光时灯丝的电阻值可以相差几倍到几十倍。
它的伏安特性曲线并不是一条直线,即灯丝的电阻是非线性的。
本实验通过描绘伏安特性曲线的方法来研究钨丝灯泡在某一电压变化范围内,其阻值变化,从而了解它的导电特性。
三、实验器材小灯泡、电压表、电流表、4V〜6V学生电源、滑动变阻器、导线若干、电健等四、实验电路图;1、线路原理图因为小电珠(即小灯泡)的电阻较小( 10Q左右)所以测量电路应该选用安培表外接法。
因为作图需要多个点,所以控制电路选用滑动变阻器分压式接法。
2、实物接线图(1)先连好电源、电键、滑动变阻器所组成的串联电路(滑动变阻接下面两个接线柱)(2)将小灯泡、电流表串联好,再接到滑动变阻器的两个接线柱上(一上一下)(3)最后将伏特表并接在小灯泡的两端。
(4)注意滑动变阻器的滑动触头实验初应在使小灯泡短路的位置。
(5)注意安培表、伏特表的量程和正负接线柱(若选用的是标有“ 3.8V 0.3A ”的小灯泡,电流表应选用0-0.6A量程;电压表开始时应选用再改用0-15V量程。
五、实验步骤:1.按图连接好电路。
2.检查无误后,将滑片调节至最左边附近、闭合电键,读出一组3.再调节滑线变阻器的滑片到不同位置,读出十二组不同的4.断开电键,整理好器材。
5.在坐标纸上以I为横轴,以U为纵轴、并选取适当的单位。
A记录表格:次数n123456789101112电压U电流I1六、实验注意事项.对“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验,应明确以下几点:1.由欧姆定律可知,对一纯电阻用电器,有l=U/R.因此,当R为定值时,1 —U图线应为一过原点的直线.但由于小灯泡的灯丝在其两端电压由0增至额定电压过程中,灯丝温度由室温升高到近2000 C ,因此灯丝电阻率有明显增大,故小灯泡的伏安特性曲线应为曲线2.实验用的小灯泡通常为“3.8V 0.3A”一类小电珠,其在白炽状态下电阻很小,在室温下电阻更小,因此为减小实验误差,测量电路应采用电流表外接法0-3V 量程,当电压调到接近3V时,U、丨值,记录于表格。
实验11 描绘小灯泡的伏安特性曲线一、单选题1.图甲为某电源的U I -图线,图乙为某小灯泡的U I -图线,则下列说法正确的是( )A .电源的内阻为0.5ΩB .小灯泡的电阻随着电压的增大而减小C .把电源和小灯泡组成闭合回路,小灯泡的功率约为2.20WD .当小灯泡两端的电压为0.5V 时,它的电阻约为1Ω62.现有一只灯泡,额定电压标识12V 清晰,额定功率标识字迹不清,某同学为了确定该灯泡的额定功率,设计了四个方案,哪个方案最准确( )A .把该灯泡直接与标有额定功率的灯泡(额定电压12 V )进行外观上和灯丝粗细程度的比较,得出该灯泡的额定功率B .把该灯泡接在12 V 的直流电源上使其发光,再与有标记的灯泡进行亮度比较,得出该灯泡的额定功率C .把该灯泡接在12 V 的直流电源上使其发光,通过串联的电流表读出电流值,并联的电压表读出电压值,再由公式P =UI 求出额定功率D .用该灯泡、电流表、电压表、干电池等器材,用伏安法测出该灯泡的阻值,再用公式2U P R=得出该灯泡的额定功率3.某组同学在实验室利用如图所示的电路图连接好电路,并用于测定定值电阻R 0、电源的电动势E 和内电阻r .调节滑动变阻器的滑动触头P 向某一方向移动时,一个同学记录了电流表A 和电压表V 1测量数据,另一同学记录了电流表A 和电压表V 2的测量数据.根据所得数据描绘了如图所示的两条U-I 直线.则有( )A.图象中的图线乙是电压表V1的测量值所对应的图线B.由图象可以得出电源电动势和内阻分别是E=1.50V,r=1.0ΩC.当该电源只给定值电阻R0供电时R0消耗的功率为0.55WD.图象中两直线的交点表示在本电路中该电源的效率达到最大值4.要测绘一个标有“3V、0.6W”小灯泡的伏安特性曲线,灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V。
实验的电路图应选用图中的()A.B.C.D.5.如图甲所示,电源E=12V,内阻不计,灯泡L的额定电压为9V,其伏安特性曲线如图乙所示,滑动变阻器R的最大阻值为10 。
一、描绘小灯泡的伏安特性曲线实验报告:姓名:班级:______________【实验目的】1.掌握用伏安法测电阻的电路设计(关键是内外接法)。
2.理解小灯泡的伏安特性曲线为什么不是过原点的直线。
【实验原理】1、由于小灯泡灯丝的电阻率随着温度的升高而增大,其电阻也随着温度的升高而增大,故小灯泡的伏安特性曲线应为曲线。
2、实验中选用“3.8 V,0.3 A”的小灯泡,故电流表的量程选用0.6 A,电压表的量程选用15V。
由于这种规格的小灯泡的电阻很小,当它与电流表串联时,电流表的分压影响很大,为了减小实验误差,应采用电流表“外接法”。
本实验中,为了使小灯泡两端的电压从零开始连续变化,滑动变阻器应采用“分压接法”。
【实验器材】小灯泡(3.8 V,0.3 A)、电压表(0~3,0~15V)、电流表(0~0.6 0~3 A)、滑动变阻器(20Ω)、学生低压直流电源(或电池组)、电键、导线若干、坐标纸、铅笔。
【实验步骤】1、根据实验要求,设计实验的电路图如图所示。
2、根据电路图连接实验电路.用导线将小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、电键连接成实验所需的电路.滑动变阻器采用分压接法,电流表采用外接法,电流表的量程用0.6 A,电压表的量程先用0~3 V,电压超过3V时,采用15 V的量程。
3、测出小灯泡在不同电压下的电流值。
闭合电键S前,滑动变阻器的滑片P应位于最左端,这样闭合电键后,小灯泡两端的电压可以从零开始连续变化,同时这样做也起到了保护用电器的作用,防止灯泡两端的电压过大而烧坏小灯泡及电表。
闭合电键S后,使滑动变阻器的滑片户由左向右移动,在0~3.8 V范围内读取并记录12组不同的电压值U和电流值I,并将测量结果填人实验记录表中。
由于U一I图线在0.3V左右发生弯曲,故0.3V左右测绘点要密,否则将会出现较大的误差。
4、在坐标纸上画出伏安特性曲线在坐标纸上,以U为横轴,以I为纵轴,建立平面直角坐标系,根据实验测得的数据,描出各组数据所对应的点,将描出的各点用平滑的曲线连接起来,就得到了小灯泡的伏安特性曲线。
2020版高考物理全程复习课后练习24测定金属的电阻率描绘小灯泡的伏安特性曲线1.测定一卷阻值约为30 Ω的金属漆包线的长度,实验室提供下列器材:A.电流表A:量程0.6 A,内阻R A约为20 ΩB.电压表V:量程15 V,内阻R V约为4 kΩC.学生电源E:可提供20 V直流电压D.滑动变阻器R1:阻值范围0~10 ΩE.滑动变阻器R2:阻值范围0~500 ΩF.电键S及导线若干(1)为了较准确地测量该漆包线的电阻,滑动变阻器应选择________(选填“R1”或“R2”),并将图1方框中的电路图补画完整.(2)根据正确的电路图进行测量,某次实验中电压表与电流表的示数如图2和图3所示,则电压表的读数U为________V,电流表的读数I为________A.(3)已知这种漆包线金属丝的直径为d,材料的电阻率为ρ,则这一卷漆包线的长度L=________(用U、I、d、ρ表示).2.某同学描绘小灯泡的伏安特性曲线,实验器材有:电压表:量程为3 V,内阻为3 kΩ电流表:量程为0.6 A,内阻约为2 Ω定值电阻R0:阻值为1 kΩ小灯泡L:额定电压为3.8 V滑动变阻器R:阻值范围为0~10 Ω电池E:电动势为6 V开关S,导线若干.该同学按如图甲所示的电路进行实验,通过正确实验操作和读数,得到了几组电压表的示数和电流表的示数,部分数据如下表:(1)当电压表示数为1.20 V时,小灯泡两端的电压为________V.(保留三位有效数字)(2)在图乙中画出小灯泡的伏安特性曲线.(3)若把这个小灯泡与电动势为3 V、内阻为10 Ω的干电池连接成闭合电路,此时小灯泡的电阻为________Ω,实际功率为________W.(结果保留两位有效数字)3.太阳能电池板在有光照时,可以将光能转化为电能,在没有光照时,可以视为一个电学器件.某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法,探究一个太阳能电池板在没有光照时(没有储存电能)的I—U特性.所用的器材包括:太阳能电池板,电源E,电流表A,电压表V,滑动变阻器R,开关S及导线若干.(1)为了达到上述目的,实验电路应选用图甲中的______(选填“a”或“b”).(2)该实验小组根据实验得到的数据,描点绘出了如图乙所示的I—U图象.由图乙可知,当电压小于2.00 V时,太阳能电池板的电阻__________(选填“很大”或“很小”);当电压为2.80 V时,太阳能电池板的电阻为__________Ω.(3)当有光照射时,太阳能电池板可视为电源,其路端电压与总电流的关系如图丙所示,分析该曲线可知,该太阳能电池板视为电源时的电动势为________V;若把它与阻值为1 kΩ的电阻连接构成一个闭合电路,在该光照射情况下,该太阳能电池板的效率是________%.(结果保留三位有效数字)4.某实验小组在“测定金属丝的电阻率”的实验过程中:(1)小组同学正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图甲、乙、丙所示,则它们的读数依次是________mm、________A、______ V.(2)已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0~10 Ω,电流表内阻约几欧,电压表内阻约几十千欧,电源为干电池组(不宜在长时间、大功率状况下使用),电源电动势E=4.5 V,内阻较小,则A、B两电路图中,________(选填字母符号)电路为本次实验应当采用的电路,但用此电路测量的金属丝电阻会偏________(选填“大”或“小”).(3)若已知实验所用的电流表内阻的准确值R A=2.0 Ω,那么能准确测量出金属丝电阻R x的电路应是两电路图中的________(选填字母代号),使用该电路实验时,电流表示数为I、电压表示数为U,则金属丝电阻R x=________(用题中字母代号表示).5.要测量某种合金丝的电阻率.(1)若合金丝长度为L,直径为D,阻值为R,则其电阻率ρ=________.用螺旋测微器测合金丝的直径如图甲所示,读数为________mm.(2)图乙是测量合金丝阻值的原理图,S2是单刀双掷开关.根据原理图在图丙中将实物图补充完整.(3)闭合S1,当S2处于位置a时,电压表和电流表的示数分别为U1=1.35 V,I1=0.30 A;当S2处于位置b时,电压表和电流表的示数分别为U2=0.92 V,I2=0.32 A.根据以上测量数据判断,当S2处于位置__________(选填“a”或“b”)时,测量相对准确,测量值R x=__________Ω(结果保留两位有效数字).6.某实验小组利用如图(a)所示的电路探究在25 ℃~80 ℃范围内某热敏电阻的温度特性.所用器材有:置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻R T,其标称值(25 ℃时的阻值)为900.0 Ω;电源E(6 V,内阻可忽略);电压表(量程150 mV);定值电阻R 0(阻值20.0 Ω),滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 Ω);电阻箱R2(阻值范围0~999.9 Ω);单刀开关S1,单刀双掷开关S2.实验时,先按图(a)连接好电路,再将温控室的温度t升至80.0 ℃.将S2与1端接通,闭合S1,调节R1的滑片位置,使电压表读数为某一值U0;保持R1的滑片位置不变,将R2置于最大值,将S2与2端接通,调节R2,使电压表读数仍为U0;断开S1,记下此时R2的读数.逐步降低温控室的温度t,得到相应温度下R2的阻值,直至温度降到25.0 ℃.实验得到的R2-t数据见下表.回答下列问题:(1)在闭合S1前,图(a)中R1的滑片应移动到________(填“a”或“b”)端;(2)在图(b)的坐标纸上补齐数据表中所给数据点,并作出R2-t曲线;(3)由图(b)可得到R T在25 ℃~80 ℃范围内的温度特性.当t=44.0 ℃时,可得R T=______Ω;(4)将R T握于手心,手心温度下R2的相应读数如图(c)所示,该读数为________ Ω,则手心温度为________ ℃.7.为了测量某待测电阻R x的阻值(约为30 Ω),有以下器材可供选择:电流表A1(量程为0~50 mA,内阻约为10 Ω);电流表A2(量程为0~3 A,内阻约为0.12 Ω);电压表V1(量程为0~3 V,内阻很大);电压表V2(量程为0~15 V,内阻很大);电源E(电动势约为3 V,内阻约为0.2 Ω);定值电阻R(20 Ω,允许最大电流为1.0 A);滑动变阻器R1(0~10 Ω,允许最大电流为2.0 A);滑动变阻器R2(0~1 kΩ,允许最大电流为0.5 A);单刀单掷开关S一个,导线若干.根据以上器材设计电路,要求测量范围尽可能大、测量精确度高.(1)电流表应选____________,电压表应选____________,滑动变阻器应选____________(填写器材符号).(2)请在虚线框内画出测量电阻R x阻值的实验电路图(并在电路图中标出所用元件的对应符号).(3)若电压表示数为U,电流表示数为I,则待测电阻R x的表达式为R x=____________.8.为测绘一个标有“4V 2.4 W”的小电风扇(线圈电阻恒定)的U—I图线,电风扇两端的电压需要从零逐渐增加到4 V,并便于操作,实验室备有下列器材:A.电池组(电动势为4.5 V,内阻约为1 Ω)B.电压表(量程为0~6 V,内阻约为4 kΩ)C.电流表A1(量程为0~0.6 A,内阻约为0.2 Ω)D.电流表A2(量程为0~3 A,内阻约为0.05 Ω)E.滑动变阻器R1(最大阻值20 Ω,额定电流1 A)F.滑动变阻器R2(最大阻值1 750 Ω,额定电流0.3 A)G.开关和导线若干(1)实验中所用的电流表应选________(选填“C”或“D”),滑动变阻器应选 (选填“E”或“F”).(2)请用笔画线代替导线将实物图(图甲)连接成符合这个实验要求的电路.(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电压表示数大于0.5 V时电风扇才开始转动,小电风扇的U—I图象如图乙所示,则电风扇的电阻为________Ω,正常工作时的机械功率为________W.一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻;可视为理想电压表;按照实验原理线路图(a),将图(b)(2)将滑动变阻器滑动端置于适当的位置,闭合掷于1端,改变滑动变阻器滑动端的位置,记下此时电压表的示数端,记下此时电压表的示数(5)重复步骤(3),得到如下数据:U210.要测绘一个标有“3V 1.5 W”的小灯泡的伏安特性曲线,备有下列器材:A.电压表(量程3 V,内阻约6 kΩ);B.电压表(量程15 V,内阻约30 kΩ);C.电流表(量程0.6 A,内阻约0.5 Ω);D.电流表(量程3 A,内阻约0.1 Ω);E.滑动变阻器(阻值范围0~5 Ω);F.滑动变阻器(阻值范围0~100 Ω);G.直流电源(3 V,内阻不计);H.开关、导线若干.(1)要求多次测量并使电压表读数从零开始连续可调,上述器材中电压表应选用____________;电流表应选用__________;滑动变阻器应选用____________.(以上均填写器材前字母)(2)请将图甲中的实物电路图用笔画线代替导线补充完整.(3)图乙为某同学根据正确的实验电路所测的几组数据画出的U—I图象,图象是一条曲线而不是直线的原因是______________________;从图象中可求得小灯泡电压为1.8 V时小灯泡的实际功率为________ W.答案解析(1)R1,电路图见解析;(2)13.5,0.46;πd2Uπd22,得漆包线的长度(2)见解析;(3)6.6,0.21;解析:2.805.答案为:(2)实物图见解析;(3)b ,2.9;LD 220.01 mm=0.650 mm ,而ΔI =0.326.答案为:(1)b ;(2)如图所示(3)450;(4)620.0,33.0; 解析:(1)闭合开关S 1前,应让滑片移动到b 端,使滑动变阻器连入电路的阻值最大. (3)由图象可知t=44.0 ℃时,电阻的阻值为450 Ω.(4)由图(c)可得电阻箱阻值为620.0 Ω,由图象可得温度约为33.0 ℃.解析:(1)因电源电压约为(2)见解析;(3)2.5,1.5;解析:9.答案为:(1)实物连线如图(4)⎝ ⎛⎭⎪⎫U 2U -1R 0; ②将R 0、③将、S 2由于为理想电压表,故(2)实物图连接见解析;(3)小灯泡的电阻会随温度的升高而增大,解析:。
实验二描绘小灯泡的伏安特性曲线【实验目的】1.描绘小电珠的伏安特性曲线2.分析伏安特性曲线的变化规律【实验原理】1.用电流表测出流过小电珠的电流,用电压表测出小电珠两端的电压,测出多组(U,I)值,在UI坐标系中描出各对应点,用一条平滑的曲线将这些点连起来。
2.电流表外接:因为小电珠电阻很小,如果电流表内接,误差明显较大;滑动变阻器采用分压式:使电压能从零开始连续变化。
【实验器材】小电珠(“3.8 V,0.3 A”或“2.5 V,0.6 A”)、4~6 V学生电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线若干、坐标纸、铅笔【实验步骤】1.确定电流表、电压表的量程,采用电流表外接法,滑动变阻器采用分压式接法,按如图所示的原理图连接好实验电路。
2.把滑动变阻器的滑动片调节到图中最左端,接线经检查无误后,闭合开关S。
3.移动滑动变阻器触头位置,测出12组左右不同的电压值UU(V) 0 0.2 0.4 0.8 1.0 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 3.6 3.8I(A)应的点,将描出的点用平滑的曲线连接起来,就得到小电珠的伏安特性曲线。
5.拆除电路,整理仪器。
【注意事项】1.本实验中被测小灯泡灯丝的电阻值较小,因此测量电路必须采用电流表外接法.2.滑动变阻器应采用分压式连接:目的是为了使小灯泡两端的电压能从0开始连续变化.3.U-I图线在U0=1.0 V左右将发生明显弯曲,故在U=1.0 V左右绘点要密,以防出现很大误差.4.建立坐标系时,纵轴表示电压,横轴表示电流,两坐标轴选取的标度要合理,使得根据测量数据画出的图线尽量占满坐标纸。
【误差分析】1.由于电压表不是理想电表,内阻并非无穷大,对电路的影响会带来误差,电流表外接,由于电压表的分流,使测得的电流值大于真实值.2.测量时读数带来误差.3.在坐标纸上描点、作图带来误差.【典型例题】一、实验原理和器材的选择例题:有一小灯泡上标有“4 V,2 W”的字样,现在要用伏安法描绘这个灯泡的IU图线,现有下列器材供选用:A.电压表(0~5 V,内阻10 kΩ)B.电压表(0~15 V,内阻20 kΩC.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(最大阻值为10 Ω,允许最大电流为2 A)F.滑动变阻器(最大阻值为500 Ω,允许最大电流为1 A)G.学生电源(直流6 V)、开关、导线若干(1)实验时,选用图甲而不选用图乙所示的电路图来完成实验,其理由是:_______________________ _________.(2)电压表选、电流表选、滑动变阻器选。
【备战】高考物理考前30天冲刺押题系列实验10 描绘小灯泡的伏安特性曲线、测定金属的电阻率实验目的1.描绘小电珠的伏安特性曲线.2.分析小电珠伏安特性曲线的变化规律.实验原理1.用电流表测出流过小电珠的电流,用电压表测出小电珠两端的电压,测出多组(U,I)值,在U-I坐标系中描出各对应点,用一条平滑的曲线将这些点连起来.2.电流表外接:因为小电珠的电阻很小,如果电流表内接,误差明显较大;滑动变阻器采用分压式接法,使电压能从零开始连续变化.实验器材小电珠(3.8 V,0.3 A)或(2.5 V,0.6 A)一个、电压表(0~3 V~15 V)与电流表(0~0.6 A~3 A)各一个、滑动变阻器(最大阻值20 Ω)一个、学生低压直流电源(或电池组)、开关一个、导线若干、坐标纸、铅笔.实验步骤1.确定电流表、电压表的量程,采用电流表外接法,滑动变阻器采用分压式接法,按图1的原理图连接好实验电路.图1 2.把滑动变阻器的滑片调节到图中最左端,接线经检查无误后闭合开关S.3.移动滑动变阻器滑片位置,测出多组不同的电压值U和电流值I,并将测量数据填入表格中,断开开关S.U(V)0.2.4.6.81.01.2I(A)U(V)1.62.02.42.83.23.63.8I(A)4数据处理1.在坐标纸上以U为横轴,I为纵轴,建立直角坐标系.2.在坐标纸上描出各组数据所对应的点.(坐标系纵轴和横轴的标度要适中,以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜)3.将描出的点用平滑的曲线连结起来,就得到小灯泡的伏安特性曲线.误差分析1.由于电压表、电流表不是理想电表,电表内阻对电路的影响会带来误差.2.电流表、电压表的读数带来误差,要严格按照读数规则读数.3.在坐标纸上描点、作图带来操作误差.注意事项1.电路的连接方式(1)电流表应采用外接法,因为小电珠(3.8 V,0.3 A)的电阻很小,与0~0.6 A的电流表串联时,电流表的分压影响很大.(2)滑动变阻器应采用分压式接法,目的是使小电珠两端的电压能从零开始连续变化.2.闭合开关S前,滑动变阻器的触头应移到使小电珠分得电压为零的一端,使开关闭合时小电珠的电压从零开始变化,同时也是为了防止开关刚闭合时因小电珠两端电压过大而烧坏灯丝.3.I-U图线在U0=1.0 V左右将发生明显弯曲,故在U0=1.0 V左右描点要密,以防出现较大误差.4.电流表选择0.6 A量程,电压表量程的选择视小电珠的额定电压而定,即若使用“3.8 V,0.3 A”的小电珠,选用电压表的15 V量程;若使用“2.5 V,0.6 A”的小电珠,则选用电压表的3 V量程.5.当小电珠的电压接近额定值时要缓慢增加,到额定值记录后马上断开开关.6.误差较大的点要舍去,I-U图线应是平滑曲线而非折线.【高考突破】1.(6分)为探究小灯泡L的伏安特性,连好图示的电路后闭合开关,通过移动变阻器的滑片,使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大,直到小灯泡正常发光,由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的U-I图象应是( )【答案】 C2.(6分)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”时,采用如图所示的电路,实验中发现移动滑动变阻器的滑片时,电流表的示数变化而电压表的指针不动,下列原因可能的是( )A.小灯泡中灯丝已烧断B.滑片接触不良C.灯泡内部短路D.滑动变阻器A端接触不良【答案】 C3.(6分)某同学用两种导电元件分别研究它们的导电性质,他根据实验中所测的数据,分别绘测了I-U图线,如图所示,下列判断正确的是( )A.只有图甲正确B.只有图乙正确C.图甲、乙都可能正确D.图甲、乙都一定不正确【解析】甲图说明该导电元件随着温度的升高电阻不发生变化,热稳定性好,这是可能的.乙图的斜率越来越小,说明该导电元件的电阻随着温度的升高电阻越来越大,这也是可能的.【答案】 C4.(6分)加在一个标有“220V60W”字样的白炽灯泡两端的电压U由零逐渐增大到220V,在此过程中,电压U和电流I的关系可用图象表示.在下列四个图象中,可能符合实际情况的是( )【答案】 B5.(6分)现要测定一个额定电压4V、额定功率1.6W的小灯泡(图中用⊗表示)的伏安特性曲线.要求所测电压范围为0.1V~4V.现有器材:直流电源E(电动势 4.5V,内阻不计),电压表V(量程 4.5V,内阻约为4×104Ω),电流表A1(量程250mA,内阻约为2Ω),电流表A2(量程500mA,内阻值约为1Ω),滑动变阻器R(最大阻值约为30Ω),电键S,导线若干.如果既要满足测量要求,又要测量误差较小,应该选用的电流表是________,下面两个电路应该选用的是______.6.(10分)有一根圆台状匀质合金棒如图甲所示,某同学猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率ρ、长度L和两底面直径d、D有关.他进行了如下实验:(1)用游标卡尺测量合金棒的两底面直径d、D和长度L.图乙中游标卡尺(游标尺上有20个等分刻度)的读数L=__________cm.(2)测量该合金棒电阻的实物电路如图丙所示(相关器材的参数已在图中标出),该合金棒的电阻约为几个欧姆.图中有一处连接不当的导线是__________.(用标注在导线旁的数字表示)(3)改正电路后,通过实验测得合金棒的电阻R=6.72Ω.根据电阻定律计算电阻率为ρ、长为L、直径分别为d和D的圆柱状合金棒的电阻分别为R d=13.3Ω、R D=3.38Ω.他发现:在误差允许范围内,电阻R满足R2=R d·R D,由此推断该圆台状合金棒的电阻R=__________.(用ρ、L、d、D表示)7.(10分)在“测定金属的电阻率”的实验中,如提供的电源是一节内阻可不计的干电池,被测金属丝的直径小于1mm,长度约为80cm,阻值约为3Ω.使用的电压表有3V(内阻约为3kΩ)和15V(内阻约15kΩ)两个量程,电流表有0.6A(内阻约为0.1Ω)和3A(内阻约为0.02Ω)两个量程.供限流用的滑动变阻器有A:0~10Ω;B:0~100Ω;C:0~1500Ω三种.可供选择的实验电器有如图甲、乙两种.用螺旋测微器测金属丝的直径如图所示,则(1)螺旋测微器的示数是________mm.(2)为减小电阻的测量误差,应选用图中的________图所示的电路.(3)为了测量便于调节,应选用编号为________的滑动变阻器.(4)电压表的量程应选用________V.(5)电流表的量程应选用________A.【答案】(1)0.806(0.804~0.808均可)(2)乙(3)A (4)3 (5)0.68.(10分)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按如图所示方式连接电路,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:(1)若电压表的示数为2V,电流表的示数为零,小灯泡不亮,则断路的导线为________;(2)若电压表的示数为零,电流表的示数为0.3A,小灯泡亮,则断路的导线为________;(3)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________.9.(10分)某实验小组想较精确地测定一个自感系数很大的线圈L的直流电阻,实验室可提供下列器材A.待测线圈L(阻值约为5Ω)B.电流表A(量程为0~0.6A,内阻约为0.5Ω)C.电压表V(量程为0~3V,内阻约为6kΩ)D.变阻器R1(阻值变化范围为0~10Ω)E.变阻器R2(阻值变化范围为0~1kΩ)F.电池E(电动势约6V,内阻不计)G.两个开关S1、S2,导线若干其中有两位同学分别设计了如图甲、乙所示的电路.(1)为了使测量的数据较准确,应选________图所示的电路进行测量,滑动变阻器应该选________.(2)某同学实验步骤如下:A.按选出的电路图和实验器材,连接好实验电路;B.合上S1、S2,移动滑动变阻器的触头到适当位置,稳定后读出电流表和电压表的示数;C.移动滑动变阻器触头到不同位置,每次稳定后读出电流表、电压表的示数;D.先断开S1,再断开S2,然后拆除实验装置,整理好实验器材.上述实验过程中不妥一步是________;应改为______________________.【答案】(1)甲 D (2)D 先断开S2,再断开S110.(10分)在“测定金属的电阻率”的实验中,待测金属导线的电阻R x约为5Ω.实验室备有下列实验器材A.电压表V1(量程3V,内阻约为15kΩ)B.电压表V2(量程15V,内阻约为75kΩ)C.电流表A1(量程3A,内阻约为0.2Ω)D.电流表A2(量程600mA,内阻约为1Ω)E.滑动变阻器R1(0~100Ω,0.3A)F.滑动变阻器R2(0~2000Ω,0.1A)G.电池E(电动势为3V,内阻约为0.3Ω)H.开关S,导线若干(1)为提高实验精确度,减小实验误差,应选用的实验器材有________.(2)为减小实验误差,应选用下图中________(填“甲”或“乙”)为该实验的电路图,并按所选择的电路图把实物图用导线连接起来.(3)若用刻度尺测得金属丝长度为60.00cm,用螺旋测微器测得导线的直径为0.635mm,两电表的示数分别如图所示,则电阻值为________Ω,电阻率为______.11.(10分)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,使用的小灯泡为“6V3W”,其他供选择的器材有:电压表(量程为6V,内阻为20kΩ);电流表(量程为3A,内阻为0.2Ω);电流表(量程为0.6A,内阻为1Ω);变阻器R1(0~1000Ω,0.5A);变阻器R2(0~20Ω,2A);学生电源E(6~8V);开关S及导线若干.实验中要求在电压表0~6V的范围内读取并记录12组左右不同的电压值U和对应的电流值I,以便作出伏安特性曲线,则在上述器材中,电流表应选________,变阻器应选________.在虚线框中画出此实验的电路图.【总结提升】要掌握“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验电路特点,实验中描绘出的曲线反映了小灯泡的电阻随着电压的升高而增大的规律.12.(10分)某研究性学习小组设计了如图甲所示的电路,用来研究稀盐水溶液的电阻率与浓度的关系.图甲中E为直流电源,K为开关,K1单刀双掷开关,V为电压表,A为多量程电流表,R为滑动变阻器,R x为待测稀盐水溶液液柱.①实验时,闭合K之前应将R的滑片P置于________(填“C”或“D”)端;当用电流表外接法测量R x的阻值时,K1应置于位置________(填“1”或“2”).②在一定条件下,用电流表内、外接法得到R x的电阻率随浓度变化的两条曲线如图乙所示(不计由于通电导致的化学变化).实验中R x的通电面积为20cm2,长度为20cm,用内接法测得R x的阻值是3500Ω,则其电阻率为________Ω·m,由图乙中对应曲线________(填“1”或“2”)可得此时溶液浓度约为________%(结果保留2位有效数字).。