小灯泡伏安特性曲线.docx
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小灯泡伏安特性曲线
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实验七:
描绘小灯泡的伏安特性曲线
1.〔2022•泰州中学〕某同学做描绘小灯泡〔额定电压为3.8V,额定电流为0.32A〕的伏安特性曲线实验,有以下器材可供选用:
A.电压表Vi〔0~3V,内阻3k0
B.电压表Vi〔0~15V,内阻15k0
C.电流表A〔0~0.6A,内阻约1Q〕
D.定值电阻R=15kQ
E.定值电阻R2=15kQ
F.滑动变阻器R〔10Q,2A〕
G.学生电源〔直流6V,内阻不计〕
H.开关、导线假设干
⑴为了使测量结果更加准确,实验中所用电压表应选用,定值电阻选用.〔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,请在方框内画出满足实验要求的电路图.
I/A.
再讦不苒;齐百石彳羽酉rrrPrrrtttitinti®itnnn
〔3〕该同学根据正确的电路图和正确的实验步骤,描出的伏安特性曲线如下图,将两个这样
的小灯泡并联再与电动势4V内阻为10Q的电源串联,此时每个小灯泡的发热功率为
W.〔结果取两位有效数字〕
2.〔2022・盐城中学〕某同学采用图〔a〕所示实验电路来描绘额定电压为12V的小灯泡伏安特
性曲线.
〔1〕将图〔b〕的实物图连接完整.
〔2〕某次实验时,滑动变阻器白滑片从a向b滑动的过程中,发现电压表和电流表原来几乎没有示数,直到接近b端时示数急剧增大.经检查所有电路连线及仪器都完好,那么可能原因是:
_
〔3〕假设描绘出的伏安特性曲线如图〔c〕所示,那么灯泡的额定功率为W.〔保存两位有效数
字〕
〔4〕假设将两盏这样的灯泡先并联再与电动势12V,内阻2◎的电源串联,那么灯泡的实际功率为
W.〔保存两位有效数字〕
J-
图⑻
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3.〔2022•南通一模〕小张和小明测绘标有“3.8V0.4A〞小灯泡的伏安特性曲线,提供的实验器材有:
A.电源E〔4V,内阻约0.4Q〕
B.电压表V〔2V,内阻为2kQ
C.电流表A〔0.6A,内阻约0.30
D.滑动变阻器R0~10Q〕
E.三个定值电阻〔Ri=1kQ,R2=2kQ,R3=5k0
F.开关及导线假设干
〔1〕小明研究后发现,电压表的量程不能满足实验要求,为了完成测量,他将电压表进行了改装
在给定的定值电阻中选用〔填“R1〞“R2〞或“R〞〕与电压表〔填“串联〞或“并联〞,完成改装.
〔2〕小张选好器材后,根据该实验要求连接电路,如下图〔图中的电压表已经过改装〕.闭合开
关前,小明发现电路中存在两处不恰当的地方,分别是:
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1;
2.
(3)正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,电压表和电流表的示数改变,但均不能
变为零.由此可以推断电路中发生的故障可能是导线(填图中表示导线的序号)出现
了(填“短路〞或“断路〞).
4.(2022•泰州一模)为了描绘小灯泡的伏安特性曲线,实验室可供选择的器材如下:
A.待测小灯泡(6V500mA)
B.电流表A(0~0.6A内阻约0.5◎)
C.电压表V(0~3V内阻2k0
D.滑动变阻器R(0~1kQ100mA)
E.滑动变阻器R>(0-5Q1.5A)
F.电阻箱R3(0-9999.9Q)
G.直流电源E(约6V,内阻不计)
H.开关S,导线假设干
(1)将电压表量程扩大为9V,与它串联的电阻箱的阻值应为kQ
(2)图甲中画出了实验的局部电路,请你补全电路图;滑动变阻器应选用(填或
R2〞).
甲
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⑶实验中,变阻器滑片P在ab间移动时,发现小灯泡两端的电压只能在3.5~6.0V间变化,那么
电路中出现的故障可能是
(4)排除故障后,通过实验描点作出小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,那么常温下灯丝的电阻
为Q假设灯丝温度每升高1C,电阻增大约为常温下电阻的万分之八,那么将该小灯泡与
一电动势为6V、内阻为5◎的电池组连接时,灯丝的温度约为C(保存两位有效数
字).
乙
⑸假设电压表V的实际阻值小于2kQ,那么小灯泡实际的伏安特性曲线应在所画图线的
(填“上方〞或“下方〞).
5.(2022•苏州一模)一实验小组准备探究元件Q的伏安特性曲线,他们设计了如下图的电
路图请答复以下问题
(1)请将图中的实物连线按电路图补充完整
(2)考虑电表内阻的影响,该元件电阻的测量值(填“大于〞“等于〞或“小于〞)真实值.
(3)在电路图中13!
合开关S,电流表、电压表均有示数,但无论怎样移动变阻器滑动片,总不能
使电压表的示数调为零.原因可能是图中的(填“a〞“b〞“c〞“d〞“e〞或"f〞)处接
触不良.
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(4)实验测得表格中的7组数据.请在坐标纸上作出该元件的I-U图线.
序号
电压/V
电流/A
1
0.00
0.00
2
0.40
0.02
3
0.80
0.05
4
1.20
0.12
5
1.60
0.20
6
2.00
0.31
7
2.40
0.44
(5)为了求元件Q在I-U图线上某点的电阻,甲同学利用该点的坐标I、5由R=求彳#.乙同学
作出该点的切线,求出切线的斜率工由R=求彳#.其中(填“甲〞或“乙〞)同学的方法正确.
6.(改编)光伏太阳能电池在没光照和没储存电能时它相当于一个电学原件,当有光照时它相
当于一个电源.那么光伏电池在这两种状态下的伏安特性曲线是否一样呢?
兴趣小组的同学于是设置了如下实验:
实验一、没光照和没储存电能的情况下:
(1)为测没光照和没储存电能的情况下太阳能电池的伏安特性曲线,请将图甲所示的电路图
连成一个完整的实验电路图.
⑵该实验小组根据实验得到的数据摊点绘出了如图乙所示的I-U图象.由图可知,当电压为
7.80V时,太阳能电池的电阻约为ri=Q(保存一位有效数字)
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实验二、在充足的光照情况下:
(3)为测有充足光照的情况下太阳能电池的伏安特性曲线,该实验小组设计了如图丙所示的
电路图,调节滑动变阻器,通过测量得到该电池的U-I曲线a,再减小实验中光的强度,用一弱光重复实验,测得U-I曲线b,如图丁所示.当滑动变阻器的电阻为某值时,假设曲线a的路端电压为
1.5V.那么滑动变阻器的测量电阻为R=◎;曲线b外电路消耗的电功率为P=W.(计
算结果保存两位有效数字)
实验七:
描绘小灯泡的伏安特性曲线
1.
(1)AD
(2)如下图(3)0.10~0.17均可
【解析】
(1)为了测量准确
电压表应选A,与定值电阻改装成5V的电压表,由电表改装可知
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定值电阻为R=k03kQ,应选D.
(2)由于电压从0开始,所以滑动变阻器采用分压接法,由于小灯泡电阻较小应采用外接法,电路图见答案图.(3)作出图线U=E2r1=4-201,如下图交点电压
U=0.8V,电流I=0.16A,热敏电阻消耗的电功率P=UI=0.13W.
2.
(1)如图
(2)滑动变阻器阻值远大于灯泡电阻
⑶6.6
(4)5.0(4.95.1均正确)
【解析】
(1)实物连线见答案图.
(2)某次实验时,滑动变阻器的滑片从a向b滑动的过程中,发现电压表和电流表原来几乎没有示数,直到接近b端时示数急剧增大.经检查所有电路连线
及仪器都完好,那么可能原因是滑动变阻器阻值远大于灯泡电阻.(3)描绘出的伏安特性曲线图
可知,额定电压为12V时对应的电流为0.55A,那么灯泡的额定功率为P=UI=12>0.55W=6.6W.(4)
由E=U+2rI,即U=-4I+12,作出U=-4I+12图线与小灯泡伏安特性曲线的交点,对应电压为10V,
电流为0.50A,所以实际功率为10050W=5.0W.
3.
(1)R2串联
(2)电流表内接滑片P置于b处⑶8断路
【解析】
(1)用定值电阻R和电压表串联,可以把2V量程电压表改装成4V量程电压表.
(2)
由=Q=◎,小灯泡正常发光时的阻值为0<◎,故采用电流表外接法;滑动变阻器分压式接法时
闭合开关前应使小灯泡两端电压从零开始调节,滑片应置于a处.(3)移动滑动变阻器的滑片
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电压表和电流表有示数
但均不能变为零,说明滑动变阻器是限流式接法,可能是导线8出现断
(3)ac间断路(4)5
【解析】
(1)电压表量程扩大为原来的3倍,总电阻就应为原来的3倍,故串联的电阻箱的阻
值为4k0
(2)灯泡正常发光时电阻为12Q根据=0>12Q说明灯泡是小电阻,采用电流表外接
法.滑动变阻器分压式接法时应选用阻值小的,应选R2.(3)小灯泡两端电压不能从零开始调节
说明滑动变阻器是限流式接法,故障可能为ac间断路.(4)由伏安特性曲线看出在电压小于
1.00V时图线可近似看成直线,故常温下小灯丝电阻近似为=Q=50各小灯泡与电池组相连接
小灯泡两端电压和电流满足E=U+Ir代入数据为6=U+5I,在图乙中画出该表达式对应图线,上
伏安特性曲线交于(4.00V,0.40A)这一点,根据欧姆定律知此时灯泡电阻为10Q灯泡电阻常
温下的万分之八为5X0=0.004.灯丝温度为C=1.25M03cz.3M03c.(5)假设电压表实际阻值小于2kR改装串联4k折量程将小于9V,实验时电流一定,电压表的示数偏大,实际曲线应在所画图线的下方.
5.
(1)图见解析
(2)小于(3)f(4)见解析(5)甲
【解析】
(1)根据电路图,连接实物,如下图.
(2)由图知,电流的测量偏大根据R女口,电阻的
测量偏小,即小于真实值.(3)无论怎样移动变阻器滑动片,总不能使电压表的示数调为零,是
由于滑动变阻器是限流式接法,故是导线f断路.(4)描点画图,如下图.(5)根据欧姆定律电
阻应等于割线的斜率R=,切线的斜率不等于电阻,所以甲同学的方法正确
6.
(1)见解析图
(2)1.0X103(3)7.1X1036.9X10-5
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【解析】
(1)从图象乙可看成电压表的读数是从零开始测起,故滑动变压器在电路中做分压
器使用,所连的实物图如下图.I1
(2)由图乙所示图象可知,当电压小于2.00V时,电路电流很小,几乎为零,由欧姆定律可知,太
阳能电池的电阻很大;由图乙所示图象可知,当电压为2.80V时,电流I=2.8mA,那么太阳能电池的
电阻为ri==i.0M03Q.(3)由图丁所示曲线可知,路端电压为Ui=1.5V时电路中电流为Ii=210
科A即为强光照射时的工作点,连接该点和坐标原点,如下图,此直线为此时对应的外电路电阻的U-I图线.由欧姆定律可知此时外电路的电阻为R==7.1X103Q由所作的伏安特性曲线可
知在曲线b条件下此时外电路的电压为5=0.7V,故此时外电路消耗的功率为P==6.9M0-5W.
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- 灯泡 伏安 特性 曲线