高考物理总复习 77实验 描绘小灯泡的伏安特性曲线训练试题 新人教版Word文件下载.docx
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因为A与B串联
所以UA∶UB=RA∶RB=2∶1,
PA∶PB=RA∶RB=2∶1.
相同时间内,QA∶QB=RA∶RB=2∶1.
故只有B项正确.
答案 B
4.(2012·
安徽)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2.5V.
(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接通电路前,小灯泡中的电流应调到最小,以保证用电器安全;
②由于要描绘小灯泡的伏安特性曲线,所以要取多组测量值,包括其额定值.
(2)电压电流的测量值要从0开始,所以实验电路应连成分压式;
且满足电压内阻远大于灯泡电阻,所以采用电流表外接形式.
答案
(1)①使它靠近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数据,直至电压达到额定电压
(2)如右图所示.
5.(2011·
山东)某同学利用图1所示电路,探究了电源在不同负载下的输出功率.
(1)所得实验数据如下表,请在图2上画出UI图象.
U/V
1.96
1.86
1.80
1.84
1.64
1.56
I/A
0.05
0.15
0.25
0.35
0.45
0.55
(2)根据所画UI图象,可求得电流I=0.20A时电源的输出功率为________W.(保留两位有效数字)
(3)实验完成后,该同学对实验方案进行了反思,认为按图甲电路进行实验操作的过程中存在安全隐患,并对电路重新设计.在图乙所示的电路中,你认为既能测出电源在不同负载下的输出功率,又能消除安全隐患的是______.(Rx阻值未知)
解析
(1)选择合适标度后描点,连接成图象时,应舍弃第四组数据点.
(2)在所画的U-I图象上读出与I=0.2A对应的电压U值,根据P=IU求解.
(3)题中“存在安全隐患”,意为缺乏保护措施.a电路中Rx起不到保护作用,d中Rx起保护作用,但不能测出电源的输出功率,b、c能满足题目要求,选b、c.
答案
(1)如图所示
(2)0.37 (3)bc
6.(2011·
福建)某同学在探究规格为“6V,3W”的小灯泡伏安特性曲线实验中:
(1)在小灯泡接入电路前,使用多用电表直接测量小灯泡的电阻,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10V B.直流电流5mA
C.欧姆×
100D.欧姆×
1
(2)该同学采用图甲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为待测小灯泡,
为电压表(量程6V,内阻20kΩ),
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”).
Ⅱ.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而不零,其原因是______点至______点的导线没有连接好
(图甲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.该同学描绘出小灯泡的伏安特性曲线示意图如图乙所示,则小灯泡的电阻值随工作电压的增大而________(填“不变”、“增大”或“减小”).
解析
(1)因小灯泡正常发光时的电阻R=
Ω=12Ω,小灯泡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灯泡的电阻,应选D.
(2)Ⅰ.在实验中,闭合开头前,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
(1)D
(2)Ⅰ.左 Ⅱ.1 5(或5 1) Ⅲ.增大
7.(2011·
广东)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,所用器材有:
小灯泡(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)粗测小灯泡的电阻,应选择多用电表________倍率的电阻挡(请填写“×
1”“×
10”或“×
100”);
调零后,将表笔分别与小灯泡的两极连接,示数如图甲,结果为______Ω.
(2)实验中使用多用电表测量电压,请根据实验原理图乙完成实物图丙中的连线.
(3)开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片P置于________端.为使小灯泡亮度增加,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
a
b
c
d
e
f
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
0.000
0.122
0.156
0.185
0.216
0.244
解析
(1)根据小灯泡的规格可算出在额定电压下的阻值约为10Ω,故用多用电表粗测阻值时应使指针在中值电阻附近,误差小,故应选择“×
1”倍率,示数为7.5Ω.
(2)
(3)滑动变阻器采用分压式接法,开关闭合前,应使加在小灯泡两端的电压最小,并从零开始调节,故应将滑动变阻器的滑片P置于a端;
要使小灯泡亮度增加,P应由中点向b端滑动.
(4)从表格数据可以看出,ab间的电流变化过大,应在其间多测几组数据,才能获得更准确的图象.
答案
(1)×
1 7.5
(2)见解析 (3)a b (4)ab
8.物理兴趣小组的同学们从实验室中找到一只小灯泡,其标称功率值为0.75W,额定电压值已模糊不清.他们想测定其额定电压值,于是先用欧姆表直接测出该灯泡的电阻约为2Ω,然后根据公式计算出该灯泡的额定电压U=
V=1.22V.他们怀疑所得电压值不准确,于是,再利用下面可供选择的实验器材设计一个电路,测量通过灯泡的电流和它两端的电压并根据测量数据来绘灯泡的U-I图线,进而分析灯泡的额定电压.
A.电压表V(量程3V,内阻约为kΩ)
B.电流表A1(量程150mA,内阻约2Ω)
C.电流表A2(量程500mA,内阻约0.6Ω)
D.滑动变阻器R1(0-20Ω)
E.滑动变阻器R2(0-100Ω)
F.电源E(电动势4.0V,内阻不计)
G.开关S和导线若干
H.待测灯泡L(额定功率0.75W,额定电压未知)
(1)在下面所给的虚线框中画出他们进行实验的电路原理图,指出上述器材中,电流表选择________(填“A1”或“A2”);
滑动变阻器选择________(填“R1”或“R2”).
(2)在实验过程中,该同学将灯泡两端的电压由零缓慢地增加,当电压达到1.23V时,发现灯泡亮度很暗,当达到2.70V时,发现灯泡已过亮,便立即断开开关,并将所测数据记录在下边表格中.
次数
2
3
4
5
6
7
0.20
0.60
1.40
2.20
2.70
I/mA
80
155
195
227
255
279
310
请你根据实验数据在下图作出灯泡的U-I图线.
(3)由图象得出该灯泡的额定电压应为________V;
这一结论大于1.23V,其原因是________________________________________________________________________.
解析
(1)根据P=I2R,估算灯泡的电流大约是600mA,因此电流表应选A2;
本实验要描绘出灯泡的U-I图线,需要测量多组数据,因此滑动变阻器应接成分压式,所以应选阻值较小的R1;
小灯泡电阻不大,电流表应外接.
(2)如图所示
(3)由P=UI=0.75W,再结合图象可知U额=2.5V;
大于1.23V的原因是由于灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻.
答案
(1)电路原理图如图所示 A2 R1
(2)见解析图
(3)2.5(2.4-2.6) 灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻(或灯泡电阻随温度升高而变大)
9.有一个小灯泡上标有“4V,2W”的字样,现在要用伏安法测量这个小灯泡的伏安特性曲线.现有下列器材供选用:
A.电压表V1(0-5V,内阻约10kΩ)
B.电压表V2(0-10V,内阻约20kΩ)
C.电流表A1(0-0.3A,内阻约1Ω)
D.电流表A2(0-0.6A,内阻约0.4Ω)
E.滑动变阻器R1(0-10Ω,2A)
F.滑动变阻器R2(0-100Ω,0.2A)
G.学生电源(直流6V)、开关及导线
(1)为了调节方便,测量尽可能准确,实验中应选用电压表________,电流表________,滑动变阻器________.(填器材前的选项符号)
(2)为使实验误差尽量减小,要求从零开始多取几组数据,请在下面的虚线框中画出实验电路图.
(3)P为下图中图线上的一点,PN为图线上P点的切线,PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线,则由图可知:
随着所加电压的增加,小灯泡的电阻将________(填“增大”“减小”或“不变”);
对应P点,小灯泡的电阻值约为________Ω.(保留三位有效数字)
解析
(1)由灯泡“4V,2W”可知,I=
=0.5A,故电压表选A,电流表选D,要求电压从0开始增大,可知用分压式接法,故滑动变阻器选E.
(2)由
,可知电流表外接,电路图如图所示.
(3)I-U图象中图线的斜率为电阻的倒数,所以随着电压的增加,小灯泡的电阻增大,结合图象知R=
,可得R=
Ω≈5.33Ω.
答案
(1)A D E
(2)见解析图 (3)增大 5.33
10.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10Ω,允许通过的最大电流为2A)
G.滑动变阻器(最大阻值1kΩ,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)请按要求将下图中所示的器材连成实验电路.
(3)某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如图所示.现把实验中使用的小灯泡接到如图所示的电路中,其中电源电动势E=6V,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)
解析
(1)由灯泡标识(5V,2.5W)知,I=
=0.5A,因此电流表选C,电压表选E.由于电路接成分压式,滑动变阻器选F.
(3)把定值电阻作为电源的内阻,则该电源短路时的电流为Imax=
=0.6A,在题图的UI图中,作出此电源的UI图线如图中虚线所示
两图线交点即表示该灯泡的实际工作点.由图知
U=2.2V,I=0.38A,所以P=UI=2.2×
0.38W=0.84W.
答案
(1)C E F
(2)见解析图 (3)0.84(0.81-0.87)皆可
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