【步步高】2022高考物理大一轮复习 实验八 描绘小灯泡的伏安特性曲线

实验八描绘小灯泡的伏安特性曲线1．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：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，5A)实图8－1F．滑动变阻器(200Ω，0.5A)G．蓄电池(电动势6V，内阻不计)(1)用如实图8－1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7－2所示．由图线可求得此灯泡在正常工作时的电阻为________Ω.实图8－2(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．解析　小灯泡的额定电压为2.8V，故电压表选用(0～3V)；功率约为0.8W，故小灯泡的电流约为0.3A，电流表选取(0～0.6A)；滑动变阻器一般选择小的便于调节．根据图表的横坐标电压2.8V对应的纵坐标电流为0.28A，根据欧姆定律得电阻为10Ω；当与6V电源相连时，根据欧姆定律可得需串联11Ω电阻．6\n答案　(1)A　D　E　(2)11　(3)112．某同学在探究规格为“6V、3W”的小电珠伏安特性曲线实验中：①在小电珠接入电路前，使用多用电表直接测量小电珠的电阻，则应将选择开关旋至________挡进行测量．(填选项前的字母)A．直流电压10VB．直流电流5mAC．欧姆×100D．欧姆×1②该同学采用图8－2所示的电路进行测量．图中R为滑动变阻器(阻值范围0～20Ω，额定电流1.0A)，L为待测小电珠，○V为电压表(量程6V，电阻20kΩ)，○A为电流表(量程0.6A，内阻1Ω)，E为电源(电动势8V，内阻不计)，S为开关．Ⅰ.在实验过程中，开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于最________端；(填“左”或“右”)实图8－2Ⅱ.在实验过程中，已知各元器件均无故障，但闭合开关S后，无论如何调节滑片P，电压表和电流表的示数总是调不到零，其原因是________点至________点的导线没有连接好；(图7－4－7中的黑色小圆点表示接线点，并用数字标记，空格中请填写图甲中的数字，如“____2____点至____3____点”的导线)Ⅲ.该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如实图8－3所示，则小电珠的电阻值随工作电压的增大而________．(填“不变”、“增大”或“减小”)实图8－3解析　①因小电珠正常发光时的电阻R＝＝Ω＝12Ω，小电珠未接入电路的电阻要比正常发光时小得多(因温度的影响)，故用多用电表测未接入电路的小电珠的电阻，应选D.②Ⅰ.在实验时，闭合开关前，应使用电器的电压、电流为最小值，故应使滑片P置于最左端．Ⅱ.若1点到5点未接好，则电路成为滑动变阻器的限流式电路．Ⅲ.在I－U图象中的每一点与O点的连线的斜率逐渐减小，即电阻的倒数减小，所以电阻增大．答案　①D　②Ⅰ.左　Ⅱ.1　5(或5　1)　Ⅲ.增大3．一个标有“3.8V、0.3A”字样的小灯泡，其灯丝的电阻会随温度的升高而变化，一探究性学习小组在实验室研究这一问题，现实验室备有以下实验器材：6\n器材名称代号参　数电池组电压表电压表电流表电流表滑动变阻器EV1V2A1A2R1电动势9V，内阻0.5Ω量程0～5V，内阻2.0kΩ量程0～15V，内阻3.0kΩ量程0～0.3A，内阻2.0Ω量程0～6A，内阻0.4Ω0～10Ω，额定电流2A滑动变阻器固定电阻开关导线R2R0SM0～100Ω，额定电流0.5A5Ω，额定电流5A一个若干实验时要求测量范围尽可能大，且要求灯泡上的电压从0开始调节，测量结果尽可能准确．(1)现在有实图8－4所示的a、b、c、d四个电路，其中可选用的电路有________．实图8－4(2)在实验中，应当选用的实验器材有电压表________，电流表________，滑动变阻器________．(填器材名称代号)(3)该小组某同学通过实验描绘出小灯泡的I－U图线，如实图8－5所示，试根据图线中给出的数据，求出小灯泡在工作点A和B的电阻值分别为________、________.实图7－5解析　(1)要求灯泡上的电压从0开始调节，因此滑动变阻器要用分压式接法，a、b图错误，c图中滑动变阻器上串联保护电阻，因此，灯泡上的电压也不能从0开始连续调节，所以应选d图．(2)选取电表时，电表的量程要稍大于被测元件的最大值，因为灯泡标有“3.8V、6\n0.3A”，因此，电压表选择V1；电流表选择A1；滑动变阻器为分压式接法，应选总阻值较小的滑动变阻器R1.(3)根据R＝得A点电阻为6.3Ω(结果为5.9～6.5Ω都对)；B点电阻为10Ω.答案　(1)d图　(2)V1　A1　R1　(3)6.3Ω　10Ω4．在“描绘小电珠的伏安特曲线”实验中，所用器材有：小电珠(2.5V,0.6W)，滑动变阻器，多用电表，电流表，学生电源，开关，导线若干．(1)粗测小电珠的电阻，应选择多用电表________倍率的电阻挡(请填写“×1”、“×10”或“×100”)；调零后，将表笔分别与小电珠的两极连接，示数如实图8－6甲所示，结果为________Ω.丙6\n实图8－6(2)实验中使用多用电表测量电压，请根据实验原理图7－4－11乙完成实物图7－4－11丙中的连线．(3)开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片P置于________端，为使小电珠亮度增加，P应由中点向________端滑动．(4)下表为电压等间隔变化测得的数据，为了获得更准确的实验图象，必须在相邻数据点________间多测几组数据(请填写“ab”、“bc”、“cd”、“de”或“ef”).数据点abcdefU/V0.000.501.001.502.002.50I/A0.0000.1220.1560.1850.2160.244解析　(1)小电珠(2.5V,0.6W)对应电阻为Ω＝10.4Ω，电阻十几欧，所以选“×1挡”．(2)电流表的电阻只有几欧，与电压表几千欧相比，小电珠的电阻算小电阻，所以电流表必须外接，伏安特性曲线要求电压从0开始逐渐变大，所以滑动变阻器必须与电源采用分压接法．(3)从a端开始，电压为零，向b端移动，对小电珠所加电压逐渐变大．(4)ab之间电流增加了0.122A，其他段电流增加了0.03A左右．所以需要在ab之间将电流分为0.030A、0.060A、0.090A，分别测出相应的电压值．答案　(1)×1　7.5　(2)见解析　(3)a　b　(4)ab6\n5．用下列器材组装成描绘电阻R0伏安特性曲线的电路，微安表μA(量程200μA，内阻约200Ω)；电压表V(量程3V，内阻约10kΩ)；电阻R0(阻值约20kΩ)；滑动变阻器R(最大阻值50Ω，额定电流1A)；电源E(电动势3V，内阻不计)；开关S及导线若干．①请将实图8－7甲方框内的实验原理图补充完整；②根据实验原理图，将实图8－7乙中的实物图连线补充完整．实图8－7解析　描绘伏安特性曲线的滑动变阻器应采用分压式接法，待测电阻为大电阻，微安表需要采用内接法．答案　①如图甲所示　②如图乙所示6