2018版高考物理一轮复习第七章恒定电流课时作业(三十六)描绘小电珠的伏安特性曲线解析

课时作业(二十八) 实验(二)：描绘小电珠的伏安特性曲线第1题图1．(18年天津高考)为探究小灯泡L的伏安特性，连好如图的电路后闭合开关，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UI图象应是( )2．(11年上海模拟)由某种材料制成的电器元件，其伏安特性曲线如图所示．现将该元件接在电动势为8 V，内阻为4 Ω的电源两端，则通过该元件的电流为________A．若将两个这样的元件并联接在该电源上，则每一个元件消耗的功率为________W.第2题图3．(11年广东模拟)如图所示，用伏安法测电源电动势和内阻的实验中，在电路中接一阻值为2Ω的电阻R0，通过改变滑动变阻器，得到几组电表的实验数据：U(V),1.2,1.0,0.8,0.6I(A),0.10,0.17,0.23,0.30(1)R0的作用是________________________________________________________________________；(2)用作图法在坐标系上作出UI图线；(3)利用图线，测得电动势E＝________V，内阻r＝________________________________________________________________________Ω.(结果保留两位有效数字)甲乙第3题图4．(11年广东模拟)如图甲是某电器元件的伏安特性曲线，有实验小组想用伏安法验证该伏安特性曲线，已有符合实验要求的电压表V(内阻约为10kΩ)；滑动变阻器R；直流电源E(电动势6V，内阻不计)；开关S和导线若干，另有电流表A1(量程0～50mA，内阻约为50Ω)、电流表A2(量程0～300mA，内阻约为10Ω)可供选择．(1)从图象可判断该元件的电阻随温度的增大而__________．(2)电流表应选用__________(填A1或A2)．(3)图乙实物图中，已正确连接部分电路，请完成余下电路的连接．(4)请完成主要实验的步骤：A．连接好实验电路，把变阻器的滑动片调到__________(A或B端)；B．闭合开关，__________________，使通过元件的电流从小到大变化，读出数据．甲乙第4题图5．(11年广东模拟)有一个额定电压为2.8V，功率约为0.8W的小灯泡，现要用伏安法描绘这个灯泡的I－U图线，有下列器材供选用：第5题图A．电压表(0～3V，内阻6kΩ)B．电压表(0～15V，内阻30kΩ)C．电流表(0～3A，内阻0.1Ω)D．电流表(0～0.6A，内阻0.5Ω)E．滑动变阻器(10Ω，2A)F．滑动变阻器(200Ω，0.5A)G．蓄电池(电动势6V，内阻不计)(1)用如图所示的电路进行测量，电压表应选用__________，电流表应选用__________，滑动变阻器应选用__________．(用序号字母表示)(2)通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图所示，由图线可求得此灯泡在正常工作时的电阻为__________Ω；(3)若将此灯泡与电动势6V、内阻不计的电源相连，要使灯泡正常发光，需串联一个阻值为__________Ω的电阻．6．某同学利用电流、电压传感器描绘小灯泡的伏安特性曲线，采用了如图a所示的电路．实验中得出了如下一组数据：电流(A),0.00,0.10,0.20,0.30,0.36,0.39,0.41,0.43电压(V),0.00,0.20,0.50,1.00,1.50,2.00,2.50,3.00 (1)图a中矩形框1中应接________，矩形框2中应接________，矩形框3中应接________；(选填“电流传感器”、“电压传感器”或“小灯泡”)(2)在图b中画出小灯泡的UI图线；abc第6题图(3)把与本题中相同的两个灯泡接到如图c所示的电路中，若电源电动势E＝4.5 V，内阻不计，定值电阻R＝10 Ω，此时每个灯泡的实际功率是________W．(结果保留两位有效数字) 7．(10年安徽高考)太阳能是一种清洁、“绿色”能源．在我国上海举办的2018年世博会上，大量利用了太阳能电池．太阳能电池在有光照时，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在没有光照时(没有储存电能)的IU特性．所用的器材包括：太阳能电池，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，请将图a连成一个完整的实验电路图．(2)该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图b的IU图象．由图可知，当电压小于2.00 V时，太阳能电池的电阻____________(选填“很大”或“很小”)；当电压为2.80 V时，太阳能电池的电阻约为____________Ω.a第7题图。

1．某同学欲采用如图所示的电路完成相关实验。

图中电流表A 的量程为0．6 A ，内阻约0．1 Ω；电压表V 的量程为3 V ，内阻约6 k Ω；G 为小量程电流表；电源电动势约3 V ，内阻较小。

下列实验电路中正确的是________。

【答案】ABD【名师点睛】此题考查了四个常见的电学实验；解题时要熟练掌握每个实验的实验原理及注意事项；尤其注意的是掌握电流表的内外接问题和滑动变阻器的分压限流接法，以及会对实验进行误差分析。

2．某物理兴趣小组想测绘一个标有“4V 2.4W ”小电风扇（线圈电阻恒定）的伏安特性曲线，电风扇两端的电压需要从零逐渐增加到4V ，并便于操作。

实验室备有下列器材： A 、电池组（电动势为4.5V ，内阻约为1Ω） B 、电压表（量程为06V ，内阻约为4k Ω） C 、电流表1A （量程为00.6A ，内阻约为0.2Ω）D 、电流表2A （量程为03A ，内阻约为0.05Ω）E 、滑动变阻器1R （最大阻值20Ω，额定电流1A ）F 、滑动变阻器2R （最大阻值1750Ω，额定电流0.3A ）G 、开关和导线若干AVVAAV测定一段电阻丝（约5Ω）的电阻测定电池的电动势和内阻（约2.0Ω）描绘小灯泡（额定电压为2.5V ）的伏安特性曲线多用电表欧姆挡测二极管正向电阻（A ） （B ） （C ） （D ） 黑表笔 红表笔（1）实验中所用的电流表应选（填“C ”或者“D ”），滑动变阻器应选（填“E ”或者“F ”）。

（2）请用笔画线代替导线将实物图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0.5V 时电风扇才开始转动，小电风扇的伏安特性曲线如图所示，则电风扇的电阻为Ω，正常工作时的机械功率为W 。

【答案】（1）C E （2）如图所示：（3）2．5 1．5（3）电压表读数小于0.5V 时电风扇没启动．根据欧姆定律得，0.50.22.5R U I ===Ω，正常工作时电压为4V ，根据图象知电流为0.6A ，则电风扇发热功率20.36 2.50.9P I R W W ==⨯=，则机械功率2 2.40.9 1.5P UI I R W '=-=-=．【名师点睛】解决本题的关键掌握器材选取的原则，即安全，精确．以及知道滑动变阻器分压式和限流式接法的区别，电流表内外接的区别；知道有电动机存在的电路是非纯电阻电路，清楚电风扇没启动时电能全部转化为内能，正常工作时电能转化为内能和机械能。

(2)现有 10 Ω、20 Ω 和 50 Ω 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.
[解析] (1)探究小灯泡的电功率 P 和电压 U 的关系，测 量小灯泡的电压 U 和电流 I 应从零开始，采用分压电路．
第 5 讲 实验：描绘的] 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
[循图实验导学]
[答案] ①非线性 ②线性 ③滑动变阻器 ④电流表 ⑤电压表 ⑥直流电源 ⑦坐标纸 ⑧外接法 ⑨内接法 ⑩较小 ⑪RE＋RRx x～E ⑫较大 ⑬0～E ⑭电压需从零调 节 ⑮由于灯丝在开始灼热之前温度变化是显著的，即电阻 变化是显著的，所以在那个范围内应多取几组电流和电压的 读数．通常可间隔 0.1 V 或 0.2 V 取一组数据．将各电压表的 示数 U 及相应的电流表的示数 I 值记录到表格内，数据要尽 量多一些
(2)根据热功率 P＝UR2得小灯泡的电阻为 5 Ω，与 10 Ω 的 滑动变阻器并联后最大阻值为 3.33 Ω，只有串联 10 Ω 的定值 电阻，才能满足小灯泡电压 3 伏的要求．
(3)先拆电池两端的导线，再拆除其他导线，这样最安全．
[答案] (1) (2)10 (3)电池
2．(2015·南通一调)小张和小明测绘标有“3.8 V 0.4 A”小灯泡的伏安特性曲线，提供的实验器材有：
考点
互动探究
考点一 实验原理及故障分析
(2015·广东茂名一模)现要用伏安法描绘一只标 值为“2.5 V,0.6 W”小灯泡的 I－U 图线，有下列器材供选用：
A．电压表(0～3 V，内阻 3 kΩ；0～15 V，内阻 10 kΩ) B．电流表(0～0.6 A，内阻 0.5 Ω；0～3 A，内阻 0.1 Ω) C．滑动变阻器(10 Ω，2 A) D．滑动变阻器(100 Ω，1.0 A) E．蓄电池(电动势 6 V，内阻不计)

选修3-1第七章实验八1．(2018·天津卷)某同学想要描绘标有“3.8V,0.3A”字样小灯泡L的伏安特性曲线，要求测量数据尽量精确、绘制曲线完整。

可供该同学选用的器材除开关、导线外，还有：导学号51342833电压表V1(量程0～3V，内阻等于3kΩ)电压表V2(量程0～15V，内阻等于15kΩ)电流表A1(量程0～200mA，内阻等于10Ω)电流表A2(量程0～3A，内阻等于0.1Ω)滑动变阻器R1(0～10Ω，额定电流2A)滑动变阻器R2(0～1kΩ，额定电流0.5A)定值电阻R3(阻值等于1Ω)定值电阻R4(阻值等于10Ω)定值电阻R5(阻值等于1kΩ)电源E(E＝6V，内阻不计)(1)请画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁。

(2)该同学描绘出的I－U图象应是下图中的__B__。

[答案](1)如图所示[解析](1)描绘小灯泡的伏安特性曲线实验时，需要设计成滑动变阻器的分压接法，滑动变阻器应选择与小灯泡阻值相接近的R1。

给出的元件电压表V1量程小于小灯泡的额定电压，电压表V2量程又太大，因此需要将电压表V1串联一个1kΩ的定值电阻R5，改装成最大量程为4V的电压表。

给出的元件电流表A，量程小于小灯泡的额定电流，电流表A2量程又太大，因此需要将电流表A1并联一个10Ω的定值电阻R4，改装成最大量程为400mA 的电流表。

(2)由于小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大，所以该同学绘出的小灯泡I－U图象应是B。

2．(2018·浙江理综)图1是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连接图。

导学号51342834(1)根据图1画出实验电路图；(2)调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图2中的①、②、③、④所示，电流表量程为0.6A，电压表量程为3V。

所示读数为：①__0.10A__、②__0.24A__、③__2.00V__、④__0.27_V__。