《2019高考物理一輪復習 第八章 恒定電流 第62講 實驗：描繪小燈泡的伏安特性曲線加練半小時 教科版.docx》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2019高考物理一輪復習 第八章 恒定電流 第62講 實驗：描繪小燈泡的伏安特性曲線加練半小時 教科版.docx（4頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

第62講 實驗：描繪小燈泡的伏安特性曲線 [方法點撥]　(1)本實驗要求電壓必須從0開始變化，所以滑動變阻器要用分壓式接法．(2)儀器選擇要首先保證安全，其次是保證精確，再次是操作簡便，若選不到理想的儀器，其中幾個相比較，選較好的． 1．(2017北京海淀區(qū)模擬)某研究性學習小組的同學們設計了描繪小燈泡的伏安特性曲線的實驗，待測小燈泡的額定電壓為3.8V．要求測量結果盡量精確，并繪制出小燈泡兩端電壓在0～3.8V范圍內完整的伏安特性曲線． (1)若實驗室的電壓表、電流表和滑動變阻器都滿足實驗要求，則在如圖1所示的兩種實驗方案中，應選擇____圖所示電路進行實驗．(選填“甲”或“乙”) 圖1 (2)若實驗中只提供了量程為3V，內阻為3000Ω的電壓表V1，為了繪制完整的伏安特性曲線，需要將電壓表V1改裝成量程為4V的電壓表V2，則應將電壓表V1________(選填“串聯”或“并聯”)一個阻值為________Ω的定值電阻，才能實現改裝的要求． (3)小組的同學們正確描繪出小燈泡的伏安特性曲線如圖2所示，根據這個曲線，同學們對小燈泡的實際功率與其兩端的電壓的關系，或與通過其電流的關系，猜想出了如圖所示的關系圖像，其中可能正確的是______．(選填選項下面的字母序號) 圖2 (4)某同學將該小燈泡接在一個電動勢為3.0V、內阻為5.0Ω的電源上，組成一個閉合電路，則此時該小燈泡的實際功率約為______W．(保留2位有效數字) 2．(2018四川成都模擬)某同學在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，使用的器材如下： 待測小燈泡(2.5V,1.25W) 電源(電動勢3V，內阻不計) 電流表(0～0.6A，內阻約0.125Ω；0～3A，內阻約0.025Ω) 電壓表(0～3V，內阻約3kΩ；0～15V，內阻約15kΩ) 單刀單擲開關及導線若干 (1)為了減小誤差，在本實驗中電流表應選用0～____A量程；電壓表應選用0～________V量程． (2)如圖3是本實驗器材的實物圖，圖中已連接了部分導線，為了滿足實驗要求并盡可能減小誤差，請補充完成實物圖間的連線． 圖3 3．(2017安徽省十校聯考)為了描繪小燈泡的伏安特性曲線，某同學設計了如圖4所示的實驗電路，已知小燈泡的規(guī)格為“12V,5W”． 圖4 (1)閉合開關前，應將電路圖中的滑動變阻器的滑片移到________(填“a”或“b”)端．根據連接好的實物圖，調節(jié)滑動變阻器，記錄多組電壓表和電流表的讀數，作出的I－U圖線如圖5甲中實線所示，由圖線分析可知，小燈泡的電阻隨溫度的升高而________(填“增大”或“減小”)．若某次電流表的示數如圖乙所示，則此時小燈泡的功率為________W(保留兩位有效數字)． 圖5 (2)若I－U圖像中的虛線Ⅰ或Ⅱ表示小燈泡真實的伏安特性曲線，與實驗中得到的實線相比，虛線________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)才是其真實的伏安特性曲線． 4．某物理學習小組擬用下列器材研究小燈泡L兩端的電壓與通過它的電流的關系曲線． A．小燈泡L(4.0V,0.7A) B．電流表A(0～0.6A，內阻為0.2Ω) C．電壓表V(0～3V，內阻為9kΩ) D．標準電阻R1＝1Ω E．標準電阻R2＝3kΩ F．滑動變阻器R(0～10Ω) G．學生電源(電動勢E＝6V，內阻不計) H．開關一個，導線若干 (1)為了準確描繪出小燈泡L較完整的U－I曲線，請在圖6甲虛線框內畫出實驗電路圖． 圖6 (2)該學習小組同學正確進行實驗操作，并處理實驗數據后，描點作圖得到了如圖乙所示的小燈泡L的U－I圖線．某次實驗中得到的電壓表示數如圖丙所示，電壓表示數為________V，此時小燈泡的電阻約為________Ω(保留兩位有效數字)．由小燈泡L的U－I圖線可知小燈泡L的電阻隨電流I的增大而________(填“增大”“不變”或“減小”)． (3)若將此小燈泡L與定值電阻R0＝4Ω串聯后接在電動勢為4.0V、內阻為1.0Ω的蓄電池組兩端，則小燈泡的實際功率約為________W(保留兩位有效數字)． 答案精析 1．(1)甲　(2)串聯　1000　(3)AB　(4)0.36～0.42 解析　(1)由于小燈泡兩端的電壓需要從0開始測量，故滑動變阻器需要采用分壓式接法，則題圖甲電路是正確的；(2)原電壓表的量程為3V，改裝后的電壓表的量程為4V，故1V的電壓差需要用一個電阻串聯分壓獲得，該電阻的阻值為1000Ω；(3)根據P＝可知，U2＝RP，即在U2－P圖像中，斜率為R，因為隨著電壓的增大，燈泡的電阻是增大的，故U2－P圖像的斜率也是增大的，故選項A正確，C錯誤；根據P＝I2R可知，I2＝P，即在I2－P圖像中，其斜率為，當電阻增大時，其倒數減小，故I2－P圖像的斜率在變小，故選項B正確，D錯誤；(4)在同一坐標系中，作出電源的I－U圖線，其與燈泡的伏安特性曲線的交點即為燈泡兩端的電壓和電流，故小燈泡的實際電功率為P＝2.00.19W＝0.38W. 2．(1)0.6　3　(2)如圖所示 解析　(1)根據小燈泡規(guī)格“2.5V,1.25W”可知，小燈泡的額定電壓U＝2.5V，額定電流I＝ ＝A＝0.5A，因此電流表應選“0～0.6A”量程，電壓表應選“0～3V”量程； (2)因為實驗要求小燈泡兩端電壓及通過小燈泡的電流從0開始變化，所以滑動變阻器應采用分壓式接法；小燈泡阻值較小，電流表應采用外接法，如圖所示． 3．(1)a　增大　2.4　(2)Ⅱ 解析　(1)開始時應使測量電路兩端的電壓為零，故開關閉合前應將滑動變阻器滑片移到a端；由題圖甲可知圖像的斜率越來越小，則說明電阻越來越大，小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大；由電流表示數可知，電流大小為0.40A，則由題圖I－U圖像可知，電壓為6.0V，故燈泡功率P＝UI＝60.4W＝2.4W； (2)由于電流表采用外接法，電壓表分流使電流表示數偏大，而電壓表示數是準確的，故Ⅱ為真實的圖像． 4．(1)見解析圖 (2)2.70　5.3(5.2也可)　增大　(3)0.79(0.75～0.83均可) 解析　(1)要準確描繪小燈泡的U－I曲線，小燈泡兩端電壓要從0開始調節(jié)，所以滑動變阻器采用分壓 接法；又因小燈泡的額定電壓為4.0V，額定電流為0.7A，而電壓表量程為3.0V，電流表量程為0.6A，所以要描繪完整曲線，必須把電壓表、電流表的量程擴大，由串并聯規(guī)律知，可將電壓表與標準電阻R2＝3kΩ串聯改裝為量程為4V的電壓表，將電流表與標準電阻R1＝1Ω并聯改裝成量程為0.72A的電流表；因改裝后的電壓表內阻遠大于小燈泡電阻，所以電流表采用外接法，實驗電路如圖a. (2)由題圖丙電壓表指針位置可知此時電壓表示數為2.70V，則改裝電壓表兩端的電壓，即小燈泡兩端的電壓為U＝3.60V，由題圖乙知此時通過小燈泡的電流約為0.68A，由R＝得此時小燈泡L的電阻約為5.3Ω. (3)令小燈泡兩端電壓為U，通過的電流為I，由閉合電路歐姆定律知E0＝U＋I(R0＋r0)，即U＝4－5I，在題圖乙坐標系中作圖線，如圖b所示，此時兩條圖線的交點坐標為(0.45A,1.75V)，所以小燈泡此時的實際功率為P＝1.750.45W≈0.79W.