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1、2022年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 實驗八 描繪小電珠的伏安特性曲線高效演練
1.在描繪小電珠的伏安特性曲線時,采用如圖所示電路,實驗中發(fā)現(xiàn)移動滑動變阻器的滑片時,電流表的示數(shù)變化而電壓表的指針不動,下列原因可能的是( )
A.小電珠中燈絲已燒斷
B.滑片接觸不良
C.小電珠內(nèi)部短路
D.滑動變阻器A端接觸不良
解析:選C.由題圖知,移動滑片時,因電流表示數(shù)有變化,故和電流表串聯(lián)的回路中不存在斷點,故A錯.若滑片接觸不良,電路中不可能有電流,故B錯.若滑動變阻器A端接觸不良,滑片移動時電流表和電壓表讀數(shù)均變化,故D錯.若小電珠內(nèi)短路則小電珠兩端電壓為零,電壓表指針不變,移動滑片時,
2、只有電流表指針變化,故選C.
2.(xx·合肥模擬)為了測量一個“12 V 5 W”的小電珠在不同電壓下的功率,給定了以下器材:
電源:12 V,內(nèi)阻不計;
電流表:0~0.6 A,0~3 A,內(nèi)阻可忽略;
電壓表:0~3 V,0~15 V,內(nèi)阻很大;
滑動變阻器:阻值范圍0~20 Ω,允許最大電流1 A;
開關(guān)一個,導(dǎo)線若干.
實驗時要求加在電珠兩端的電壓可從0調(diào)到12 V.
(1)將圖甲中的實物圖連接完整.
(2)某位同學(xué)測得小電珠的伏安特性曲線如圖乙所示,某次測量時,小電珠電流強度大小為0.40 A,則此時加在它兩端的電壓為________V,此時小電珠的實際功率為
3、________W.
解析:(1)由于要求電壓從0開始調(diào)節(jié),故滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法.又因電流表內(nèi)阻可忽略,則電流表采用內(nèi)接法、外接法均可以,實物連接如圖.
(2)由I-U圖線得,當I=0.40 A時,U=6.0 V,故小電珠的實際功率為P=IU=2.4 W.
答案:(1)見解析 (2)6.0 2.4
3.(xx·濟南模擬)有一個小電珠上標有“4 V 2 W”的字樣,現(xiàn)在要用伏安法描繪這個小電珠的U-I圖線,有下列器材可供選用:
A.電壓表(0~5 V,內(nèi)阻10 kΩ)
B.電壓表(0~10 V,內(nèi)阻20 kΩ)
C.電流表(0~0.3 A,內(nèi)阻1 Ω)
D.電流表(0
4、~0.6 A,內(nèi)阻0.4 Ω)
E.滑動變阻器(5 Ω,10 A)
F.滑動變阻器(500 Ω,0.2 A)
(1)實驗中電壓表應(yīng)選用________,電流表應(yīng)選用________.(用序號字母表示)
(2)為使實驗誤差盡量減小,要求電壓從零開始變化且多取幾組數(shù)據(jù),滑動變阻器應(yīng)選用________(用序號字母表示).
(3)請在方框內(nèi)畫出滿足實驗要求的電路圖,并把圖中所示的實驗器材用實線連接成完整的實物電路圖.
解析:(1)因小電珠的額定電壓為4 V,為保證安全,選用的電壓表量程應(yīng)稍大于4 V,但不能大太多,量程太大則示數(shù)不準確,故只能選用0~5 V的電壓表,故選A.由P=UI
5、得,電珠的額定電流I==0.5 A,故應(yīng)選擇0~0.6 A量程的電流表,故選D.
(2)由題意可知,電壓從零開始變化,并要多測幾組數(shù)據(jù),故只能采用滑動變阻器分壓接法,而分壓接法中應(yīng)選總阻值小的滑動變阻器,故選E.
(3)電珠內(nèi)阻R==8 Ω,電壓表內(nèi)阻遠大于電珠內(nèi)阻,應(yīng)采用電流表外接法,故電路圖和實物連接圖如圖所示.
答案:(1)A D (2)E (3)見解析
4.(xx·唐山統(tǒng)考)某同學(xué)合理選用下列器材組成一個電路,同時對兩個不同的熱敏電阻RA、RB進行了測量,得到了兩個熱敏電阻的I-U關(guān)系曲線,如圖所示.
在實驗中,有以下器材供選擇:
A.量程為50 mA的電流表A1,
6、內(nèi)阻約10 Ω
B.量程為0.6 A的電流表A2,內(nèi)阻約0.05 Ω
C.量程為3 V的電壓表V1,內(nèi)阻約10 kΩ
D.量程為6 V的電壓表V2,內(nèi)阻約50 kΩ
E.電動勢為12 V、內(nèi)阻不計的直流電源
F.滑動變阻器R1(50 Ω,0.6 A)
G.滑動變阻器R2(10 Ω,0.02 A)
H.單刀單擲開關(guān)一個、導(dǎo)線若干.
(1)為了得到熱敏電阻完整的I-U關(guān)系曲線,請選擇合適的實驗器材:________________________________________________________________________(填器材前的選項字母).
(2)請設(shè)計實
7、驗電路并把它畫到方框中,標明相應(yīng)的器材代號.
(3)該同學(xué)將RA、RB串聯(lián)起來,與電壓恒為7 V的穩(wěn)壓電源連接,則此時熱敏電阻RA和RB消耗的功率之比為________.
解析:(1)根據(jù)I-U關(guān)系曲線上的數(shù)據(jù)去選擇實驗器材.
(2)測定I-U關(guān)系曲線.要求電壓從零開始變化,故滑動變阻器采用分壓式接法;由于熱敏電阻的阻值比電壓表的內(nèi)阻小很多,所以電流表采用外接法.
(3)由題圖可知電流等大時RA∶RB=2∶5,則可知RA和RB消耗的功率之比為2∶5.
答案:(1)ACDEFH (2)電路如圖所示 (3)2∶5
5.(xx·廣東汕頭摸底)某研究性學(xué)習(xí)小組為了制作一種傳
8、感器,需要選用一電器元件,如圖為該電器元件的伏安特性曲線,有同學(xué)對其提出質(zhì)疑,現(xiàn)需進一步驗證該伏安特性曲線,實驗室備有下列器材:
器材(代號)
規(guī)格
電流表(A1)
量程0~50 mA,內(nèi)阻約為50 Ω
電流表(A2)
量程0~200 mA,內(nèi)阻約為10 Ω
電壓表(V1)
量程0~3 V,內(nèi)阻約為10 kΩ
電壓表(V2)
量程0~15 V,內(nèi)阻約為25 kΩ
滑動變阻器(R1)
阻值范圍0~15 Ω,允許最大電流1 A
滑動變阻器(R2)
阻值范圍0~1 kΩ,允許最大電流0.1 A
直流電源(E)
輸出電壓6 V,內(nèi)阻不計
開關(guān)(S
9、)
導(dǎo)線若干
(1)為提高實驗結(jié)果的準確程度,電流表應(yīng)選用________;電壓表應(yīng)選用________;為方便實驗操作,滑動變阻器應(yīng)選用________.(以上均填器材代號)
(2)為達到上述目的,請在虛線框內(nèi)畫出正確的實驗電路原理圖,并標明所用器材的代號.
——
(3)實驗發(fā)現(xiàn)測得的伏安特性曲線與圖中曲線基本吻合,請說明該伏安特性曲線與小電珠的伏安特性曲線有何異同點?
相同點:________________________________________________________________________.
不同點:_______
10、_________________________________________________________________.
解析:由圖線可知,電路最大電流大于50 mA,因此電流表選A2;電路最大電壓為3 V,電壓表選V1;滑動變阻器采用分壓式接法,選阻值小的R1.
答案:(1)A2 V1 R1 (2)如圖
(3)電阻隨所加電壓改變而改變 該元件電阻隨電壓升高而減小,小電珠電阻隨電壓升高而增大
6.某學(xué)習(xí)小組擬研究一個標有“3.6 V 1.8 W”的小電珠的伏安特性曲線,可供選用的器材如下:
①電流表A,量程0~0.6 A,內(nèi)阻約為0.2 Ω;
②電壓表V,量程0~1
11、5 V,內(nèi)阻約為15 kΩ;
③滑動變阻器R,阻值范圍0~10 Ω;
④學(xué)生電源E,電動勢為4 V,內(nèi)阻不計;
⑤開關(guān)S及導(dǎo)線若干.
(1)該學(xué)習(xí)小組中的甲同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的電路進行測量,請按照圖甲所示的電路圖幫甲同學(xué)將圖乙中的實物圖連接起來.
(2)甲同學(xué)在實驗中發(fā)現(xiàn),由于電壓表的量程較大而造成讀數(shù)誤差很大,因而影響了測量結(jié)果.于是又從實驗室找來一量程為Ig=100 μA、內(nèi)阻Rg=1 000 Ω的靈敏電流計,想把該靈敏電流計改裝成量程為5 V的電壓表,則需串聯(lián)一個阻值為________ Ω的電阻.
(3)甲同學(xué)用改裝后的電壓表進行實驗,得到電流表讀數(shù)I1和靈敏電流計讀數(shù)
12、I2如下表所示:
I1(A)
0
0.19
0.30
0.37
0.43
0.46
0.48
0.49
I2(μA)
0
10
20
30
40
50
60
70
請在圖丙中的坐標紙上畫出I1-I2圖線.
丙
丁
(4)若將該小電珠接在如圖丁所示的電路中,則該小電珠消耗的電功率約為________W.已知電源的電動勢為E=3.0 V,內(nèi)阻r=1.5 Ω,定值電阻R0=4.5 Ω.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
解析:(1)如圖所示
(2)設(shè)需要串聯(lián)的電阻阻值為Rx,則有Ig(Rg+Rx)=5 V,代入數(shù)據(jù)可得Rx=49 000 Ω.
(4)將定值電阻R0看做該電源的電阻,則內(nèi)阻r′=6 Ω,由此可得路端電壓U=E-Ir′,在I1-I2圖線所在坐標紙上作出該I-U圖象如下圖所示,可知其交點坐標表示的電流約為0.32 A,電壓約為1.1 V,所以該燈泡消耗的功率約為P=0.32×1.1 W≈0.35 W.
答案:(1)見解析圖 (2)49 000 (3)如下圖所示
(4)0.35