课时作业40描绘小电珠的伏安特性曲线Word下载.docx
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答案:
A 解析:
由于小电珠的电阻比较小,所以采用电流表外接法,此时电压表的测量值是准确的,但是电流表的测量值和真实值相比要大,系统误差的主要原因是电压表分流,A正确.
2.(2018·
广东湛江一模)现要测定一个额定电压为2.5V、额定功率约为0.7W的小灯泡的伏安特性曲线.
(1)为了测量的电压能从零开始,测量误差较小,请在图甲中连好实物电路图.
(2)合上开关前,滑动变阻器的滑动触头应置于滑动变阻器的________(填“左端”或“右端”).
(3)根据实验数据,描绘出的UI图象如图乙所示,由图可知,当灯泡的电压为1.80V时,小灯泡电阻为________Ω,小灯泡的功率为________W(结果保留两位有效数字).
甲
乙
丙
(4)由图乙可确定小灯泡耗电功率P与外加电压U的关系,符合该关系的图象是图丙中的________.
(1)见解析
(2)左端(3)7.20.45(4)D
解析:
(1)实物电路图如图所示.
(2)为了让测量电路中电压从零开始调节,则滑片开始时应滑到最左端.
(3)由题图乙可知,当电压为1.80V时,电流为0.25A,则电阻R==Ω=7.2Ω;
功率P=UI=1.8×
0.25W=0.45W.
(4)由功率公式P=可知,功率与电压的图象应为D.
3.某一小型电风扇的额定电压为4.0V,额定功率为2.4W.某实验小组想通过实验描绘出电风扇的UI图线.实验中除导线和开关外,还有以下器材可供选择:
A.电源E(电动势为4.5V)
B.电压表V(量程为0~5V,内阻约为4kΩ)
C.电流表A1(量程为0~0.6A,内阻约为0.2Ω)
D.电流表A2(量程为0~3A,内阻约为0.05Ω)
E.滑动变阻器R1(最大阻值10Ω,额定电流1A)
F.滑动变阻器R2(最大阻值2kΩ,额定电流100mA)
(1)为了便于调节,减小读数误差和系统误差,实验中所用电流表应选用________,滑动变阻器应选用________.(填所选仪器前的字母序号)
(2)请你为该小组设计实验电路,并把电路图画在虚线框内(电风扇的电路符号为).
(3)操作过程中发现,电风扇通电后受阻力作用,电压表读数小于0.5V时电风扇没启动.该小组测绘出的电风扇的UI图线如图所示,由此可以确定,电风扇的电阻为________Ω,正常工作时的发热功率为________W,机械功率为________W.
(1)C E
(2)实验电路如图所示 (3)2.5 0.9 1.5
(1)电风扇的额定电流为I==A=0.6A.
为了便于调节,减小读数误差和系统误差,实验中所用电流表应选用C;
滑动变阻器采用分压电路,应选用E.
(2)电流表采用外接法,滑动变阻器采用分压式接法,实验电路如图所示.
(3)电压表读数小于0.5V时电风扇没启动,根据欧姆定律得R==Ω=2.5Ω.电风扇正常工作时电压为4V,根据题中图象知电流为0.6A,则电风扇的发热功率P热=I2R=0.62×
2.5W=0.9W,则机械功率P机=P-P热=2.4W-0.9W=1.5W.
4.在“描绘小灯泡伏安特性曲线的实验”中:
(1)为减小实验误差,方便调节,请在给定图甲中的A、B、C、D四个电路图和E、F、G三个滑动变阻器中选取适当的电路图和器材,并将它们的编号填在横线上.应选取的电路图是________,滑动变阻器应选取________.
E.总阻值15Ω,允许通过的最大电流为2A的滑动变阻器
F.总阻值200Ω,允许通过的最大电流为2A的滑动变阻器
G.总阻值1000Ω,允许通过的最大电流为1A的滑动变阻器
(2)由实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图乙中b线.将该小灯泡与一干电池组成闭合回路,该电池两极间的电压随电路中电流的变化关系图线如图乙中a线所示,则小灯泡与电池连接后的实际功率为________W;
若再将一阻值为0.75Ω的电阻串联在电路中,则小灯泡的实际功率为________W.
(1)C E
(2)0.72 0.24
(1)由小灯泡的伏安特性曲线(题图乙中b线)可知,小灯泡电阻很小,不超过1Ω,且电表示数从零开始读数,因此电流表采用外接法,滑动变阻器应该采用分压式接法,C图正确;
滑动变阻器采用分压式接法,为了便于调节,应用总阻值较小的,故应选择E.
(2)两图线的交点坐标即为小灯泡的电压和电流,实际功率P=UI=0.72W;
根据电池的UI图线可知,电池的内阻为0.75Ω,若再将一阻值为0.75Ω的电阻串联在电路中,相当于小灯泡与等效内阻为1.5Ω的电源连接,在UI坐标系内,连接(0,1.5V)和(1.0A,0)两个点,作出等效电源的UI图线,读出该图线与小灯泡的伏安特性曲线的交点坐标为(0.8A,0.3V),此即为小灯泡的电流和电压值,故灯泡的实际功率为0.24W.
[能力提升]
5.有一个小灯泡上标有“4.8V 2W”的字样,现在测定小灯泡在不同电压下的电功率,并作出小灯泡的电功率P与它两端电压的二次方U2的关系曲线.有下列器材可供选用:
A.电压表V1(0~3V,内阻3kΩ)
B.电压表V2(0~15V,内阻15kΩ)
C.电流表A(0~0.6A,内阻约1Ω)
D.定值电阻R1=3kΩ
E.定值电阻R2=15kΩ
F.滑动变阻器R(10Ω,2A)
G.学生电源(直流6V,内阻不计)
H.开关、导线若干
(1)实验中电压表应选用________,定值电阻应选用________(均用序号字母填写).
(2)为尽量减小实验误差,并要求从零开始多取几组数据,请在虚线方框内画出满足实验要求的电路图.
(3)利用上述实验电路图测出的电压表读数UV与此时小灯泡两端电压U的定量关系是________,下图的四个图象中可能正确的是________.
(1)AD
(2)如图所示(3)U=2UVC
(1)由于15V的电压表量程较大,所以可以采用扩大电压表量程的办法,实验中所用电压表选用A,定值电阻应选用R1=3kΩ的D.
(2)采用分压电路,电流表外接,如图所示.
(3)利用上述实验电路图测出的电压表读数UV与此时小灯泡两端电压U的定量关系是U=2UV.由P=,R随温度升高(电压增大)而增大,小灯泡的电功率P与它两端电压的二次方U2的关系曲线可能是图C.
6.某同学利用如下实验器材“研究小灯泡的伏安特性曲线”:
电源(电动势3V,内阻可忽略不计)、滑动变阻器(最大阻值10Ω)、电压表、电流表、开关、小灯泡、导线若干.
(1)实验过程中某次实验时电压表、电流表的指针如图甲所示,则电压表读数为________V,电流表读数为________A.
(2)根据实验得到的数据作出小灯泡的UI图象如图乙所示,则可知小灯泡的电阻随电压增大而________(填“增大”“减小”或“不变”).
(3)用铅笔在图丙中把缺少的导线补全,连接实验电路.
(4)若正确连线后,合上开关,移动滑动变阻器的滑片,小灯泡不能完全熄灭,其他完全正常,则可判断是导线________(填接线柱字母,如“GH”)发生断路;
此时的电路中,小灯泡可能获得的最小功率是________W(保留两位有效数字).
(1)1.20 0.40
(2)增大 (3)见解析图甲 (4)EN 0.13(0.12~0.14均可)
(1)电压表示数为12.0×
0.1V=1.20V,电流表示数为20×
0.02A=0.40A.
(2)根据题图乙可知,随着电压升高,小灯泡的电阻增大.(3)研究小灯泡的伏安特性曲线,电压应从零开始,因而滑动变阻器采用分压接法.小灯泡电阻较小,电流表采用外接法.实物图连接见图甲.(4)正确连线后,移动滑动变阻器的滑片,小灯泡不能完全熄灭,则可能是导线EN断路.EN导线断路后,当滑动变阻器的阻值全部连入电路,电流最小,小灯泡的功率最小.此时把滑动变阻器的阻值作为电源内阻,在小灯泡的UI图线中画出等效电源的UI图线,两图线的交点即为小灯泡功率最小时的工作状态点(如图乙),由图线可知P=0.25×
0.50W≈0.13W.
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