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2016届高三物理一轮复习 第7章 第5讲 实验八:测绘小灯泡的伏安特性曲线练习


第5讲

实验八:测绘小灯泡的伏安特性曲线
时间:30 分钟 分值:45 分

非选择题(共 45 分) 1.(2015 浙江温州十校期中,17)(10 分)在测绘小灯泡的伏安特性曲线实验中 (1)看甲图,请你回忆:你在实验室做测绘小灯泡的伏安特性曲线的实验时,除了图中已给的实验仪器外, 还应该有什么仪器: 。 (2)小嘉和小敏同

学在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,需测量一个标有“3 V,1.5 W”灯泡两端 的电压和通过灯泡的电流。两同学连好的实物图如图乙所示。

①在以下电流表中选择合适的一只是 。 电流表 A1(量程 3 A,内阻约 0.1 Ω ); 电流表 A2(量程 600 mA,内阻约 0.5 Ω ); 电流表 A3(量程 100 mA,内阻约 3 Ω )。 ②若两同学连接电路后检查所有元器件都完好,电流表和电压表已调零,经检查各部分接触良好。但闭 合开关后,反复调节滑动变阻器,小灯泡的亮度发生变化,但电压表和电流表示数不能调为零,则断路的导线 为 段。(用图乙中字母表示) ③若两同学连接电路后检查所有元器件都完好,电流表和电压表已调零,经检查各部分接触良好。 但闭合开关后,反复调节滑动变阻器,当小灯泡的亮度发生较大变化时,电压表的指针偏转变化明显,但电流 表的指针偏转变化很小,你觉得他们该如何排除此“意外”? 。 ④实验测得的部分数据如表,请在图丙所示的坐标系中作出该元件的 I-U 图像。 电压 U/V 电流 I/A 0.40 0.02 0.80 0.05 1.20 0.12 1.60 0.20 2.00 0.31 2.40 0.44

2.(2014 浙江绍兴期末,12)(12 分)某兴趣小组要测绘一个额定电压为 2 V,额定功率为 1.2 W 的小灯泡的伏 安特性曲线,想利用如图甲所示的电路进行测量,实验室有下列器材可供选择:

1

A.两只干电池盒的电源一只; B.量程分别为 3 V 和 15 V 的双量程电压表一只; C.量程分别为 0.6 A 和 3 A 的双量程电流表一只; D.滑动变阻器 R1:最大阻值为 5 Ω ,额定电流为 1.0 A; E.滑动变阻器 R2:最大阻值为 150 Ω ,额定电流为 1.0 A; F.开关 S,导线若干。 (1)实验中电流表应选用量程 ;滑动变阻器应选用 。 (2)请在图乙中把电路连接完整。闭合开关前,应使变阻器滑片放在最 端。

(填“左”或“右”)

乙 (3)某实验小组在其他连线正确时,把电流表错连在 0.6 A 和 3 A 的两个接线柱上,如图丙所示,所测得 的实验数据如下表所示: I/A 0.00 0.12 0.20 0.28 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0.49 0.50 U/V 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00

经查实验室资料发现 0~0.6~3.0 A 双量程电流表的原理图如图丁所示,则电流表示数为 0.28 A 时的实 际电流应该是 A。 3.(2014 浙江稽阳联考,22)(15 分)有一个额定电压为 2.8 V,功率约为 0.8 W 的小灯泡,某位同学为了研究小 灯泡的伏安特性曲线,所用实验电路如图甲所示。
2

(1)分析此实验电路电流表采用外接法的理由: 器采用分压式接法的理由:

;滑动变阻 。

(2)通过实验测得实验数据如下表,请在图乙中画出小灯泡的伏安特性曲线。 1 2 3 4 5 电流 I/A 0.10 0.18 0.21 0.23 0.25 电压 U/V 0.20 0.60 1.00 1.50 2.00

6 0.27 2.80

(3)由画出的伏安特性曲线,可求得此灯泡正常工作时的电阻为 Ω ,常温下的电阻约 Ω 。(保留两位有效数字) 4.(2014 浙江五校二联,22)(8 分)2013 年 12 月 14 日晚上 9 点 14 分左右,“嫦娥三号”月球探测器平稳降落 在月球虹湾,并在 4 分钟后展开太阳能电池帆板。这是中国航天器第一次在地外天体成功软着陆,中国成为 继美国、前苏联之后第三个实现月面软着陆的国家。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。某实验小组用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 I-U 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,应选用图 1 中的

(填“甲”或“乙”)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 2 所示的 I-U 图像。由图可知,当电压小于 2.00 V 时,太阳能电池的电阻 (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 。(保留一位有效数字)
3

非选择题 1. 答案 (1)电流表 (2)①电流表 A2 ②h ③换量程较小的电流表 ④如图所示

解析 (1)测绘小灯泡的伏安特性曲线实验中需要用电压表测电压,用电流表测电流,用滑动变阻器改变电 路的电阻,所以还需要电流表。 (2)①需测量一个标有“3 V,1.5 W”灯泡两端的电压和通过灯泡的电流,即额定电流 I=0.5 A,所以合适 的电流表是电流表 A2(量程 600 mA,内阻约 0.5 Ω );②由题意可知,电路中有电流但不能调零,且灯泡亮度发 生变化,说明滑动变阻器接成了限流接法,故说明 h 导线发生了断路;③电流表和电压表已调零,经检查各部 分接触良好,但闭合开关后,反复调节滑动变阻器,当小灯泡的亮度发生较大变化时,电压表的指针偏转变化 明显,但电流表的指针偏转变化很小,可知电流表的量程太大;④根据表中实验数据在坐标系内描出对应点, 然后根据描出的点作出图像。 2. 答案 (1)0.6 A D(或 R1) (2)连线如图 左

(3)0.35 解析 (1)小灯泡的额定电流为 0.6 A,故电流表选用 0.6 A 量程;该实验采用分压电路,为便于调节,滑动 变阻器采用全阻值较小的。(2)实物连线如答案图所示。为保证电表及小灯泡不被损坏,应保证小灯泡电压 最小,即闭合开关前,滑片应放在最左端。(3)设表头的满偏电流为 Ig、表头内阻为 Rg,若电流表接 0.6 A 量 程,满偏时有 Ig+=0.6 A;若电流表接 3 A 量程,满偏时有 Ig+=3 A;若错连在 0.6 A 和 3 A 的两个接线柱上,满 偏时有 Ig+=Im,联立以上三式,解得 Im=0.75 A,即将 0.6 A 和 3 A 两个接线柱接入电路,该电流表的量程为 0.75 A。当电流表示数为 0.28 A 时,实际电流应为×0.75 A=0.35 A。 3. 答案 (1)灯泡的电阻较小,采用电流表外接法可减小测量误差 测绘伏安特性曲线时电压要从 0 开始 增大 (2)如图所示

(3)10 2.0

4

解析 (1)由于灯泡的电阻较小,若电流表内接,则分得的电压较大,造成较大误差;由于电压要从 0 开始调 节,故滑动变阻器采用分压接法。(2)根据表格中数据,描点连线,如答案图所示。(3)由 I-U 图线知,当电压 为 2.8 V 时,电流为 I=0.27 A,根据 R=可求得正常工作时的电阻为 10 Ω ;将第一组数据代入 R=可得常温下 的电阻约为 2.0 Ω 。 3 4. 答案 (1)甲 (2)很大 1×10 解析 (1)描绘伏安特性曲线时,电压与电流从零开始变化,滑动变阻器应采用分压接法,由题图 1 所示可 知,应选择图甲所示电路进行实验。(2)由题图 2 所示图像可知,当电压小于 2.00 V 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;由题图 2 所示图像可知,当电压为 2.80 V 时,电流约为 2.8 mA, 3 则太阳能电池的电阻 R== Ω =1×10 Ω 。

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