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2019年高考物理一輪總復(fù)習(xí) 實驗、探究 描繪小燈泡的伏安特性曲線課時作業(yè) 新人教版選修3-1 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 第1題圖 1．為探究小燈泡L的伏安特性，連好如圖所示的電路后閉合開關(guān)，通過移動變阻器的滑片，使小燈泡中的電流由零開始逐漸增大，直到小燈泡正常發(fā)光，由電流表和電壓表得到的多組讀數(shù)描繪出的UI圖象應(yīng)是圖中的(　　) A B C D 2．太陽能是一種清潔、“綠色”能源．在我國上海舉辦的xx年世博會上，大量利用了太陽能電池．太陽能電池在有光照時，可以將光能轉(zhuǎn)化為電能，在沒有光照時，可以視為一個電學(xué)器件．某實驗小組根據(jù)測繪小燈泡伏安特性曲線的實驗方法，探究一個太陽能電池在沒有光照時(沒有儲存電能)的IU特性．所用的器材包括：太陽能電池，電源E，電流表A，電壓表V，滑動變阻器R，開關(guān)S及導(dǎo)線若干． (1)為了達到上述目的，請將圖a連成一個完整的實驗電路圖． (2)該實驗小組根據(jù)實驗得到的數(shù)據(jù)，描點繪出了如圖b的IU圖象．由圖可知，當電壓小于2.00 V時，太陽能電池的電阻____________(選填“很大”或“很小”)；當電壓為2.80 V時，太陽能電池的電阻約為____________Ω. a 　　b 第2題圖 3．在“描繪小電珠的伏安特性曲線”的實驗中，可供選擇的實驗儀器如下： 器　材 規(guī)　格 器　材 規(guī)　格 小電珠 　標有“3.8 V, 0.3 A”字樣 　滑動變阻器R1 　最大阻值10 Ω，額定電流1.0 A 電壓表V 　量程0～5 V，內(nèi)阻5 kΩ 　滑動變阻器R2 　最大阻值1 kΩ，額定電流0.5 A 電流表A1 　量程0～100 mA，內(nèi)阻4 Ω 　直流電源E 　電動勢約為6 V，內(nèi)阻約為0.5 Ω 電流表A2 　量程0～500 mA，內(nèi)阻0.4 Ω 　導(dǎo)線、電鍵等 　　(1)在上述器材中，滑動變阻器應(yīng)選____________；電流表應(yīng)選________． (2)在圖(a)中用筆畫線代替導(dǎo)線，把實驗儀器連接成完整的實驗電路． 第3題圖(a) (3)利用實驗中得到的實驗數(shù)據(jù)在IU坐標系中，描繪出了圖(b)所示的小電珠的伏安特性曲線．根據(jù)此圖給出的信息，可以判斷出圖中正確的是(圖中P為小電珠功率)________________________． 第3題圖(b) 4．有一個小燈泡上標有“4V　2W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法描繪這個燈泡的U－I圖線，有下列器材供選用； A．電壓表(0～5V，內(nèi)阻10kΩ) B．電壓表(0～10V，內(nèi)阻20kΩ) C．電流表(0～0.3A ，內(nèi)阻1Ω) D．電流表(0～0.6A，內(nèi)阻0.4Ω) E．滑動變阻器(5Ω ,10A) F．滑動變阻器(500Ω ,0.2A) (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，要求電壓表從零開 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相應(yīng)的實物電路圖． 第4題圖 5．在探究小燈泡特性的實驗中，器材如下： 標有“2 V, 0.8 W”的小燈泡、電源(兩節(jié)干電池串聯(lián)，電動勢約3 V)、滑動變阻器、電壓表、電流表、電鍵、若干導(dǎo)線． 第5題圖 (1)將電路按照分壓電路連接，在將最后一根導(dǎo)線連接上電源正極A點前，應(yīng)對電路中做兩個調(diào)整，分別是____________________________________；____________________________. (2)正確實驗后，小燈泡的電流電壓關(guān)系最可能是下圖中的(　　) 6．在描繪小電珠的伏安特性曲線的實驗中，由于電表內(nèi)阻的影響，會產(chǎn)生系統(tǒng)誤差使得小電珠的電阻測量不準確，為了消除這種誤差，某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實物連線圖，用來測量小電珠的電阻和兩端所加電壓U的關(guān)系，圖中兩個電壓表完全相同且內(nèi)阻很大，試回答下列問題． 第6題圖 (1)根據(jù)實物連線圖在虛線框內(nèi)畫出實驗的電路圖． (2)請補全下列實驗步驟 ①按圖中的實物連接圖連好電路，在閉合開關(guān)S之前，滑動變阻器的滑動頭應(yīng)調(diào)到________． ②合上開關(guān)S ③移動滑動頭，調(diào)節(jié)電阻箱的示數(shù)，使兩個電壓表________，則電阻箱的讀數(shù)即為小電珠電阻，記下小電珠的電阻和電壓． ④多次移動滑動頭，并調(diào)節(jié)電阻箱，但仍保持兩個電壓表________，記下電阻箱示數(shù)和電壓表的讀數(shù)． ⑤在坐標紙上畫出RU圖線，并分析R隨U變化的規(guī)律． (3)實驗中畫出的RU圖線如圖，其中正確的是(　　) 7．甲同學(xué)設(shè)計了如圖所示的電路測電源電動勢E及電阻R1和R2的阻值．實驗器材有：待測電源E(不計內(nèi)阻)，待測電阻R1，待測電阻R2，電壓表V(量程為1.5V，(內(nèi)阻很大)，電阻箱R)(0－99.99 Ω)，單刀單擲開關(guān)S1，單刀雙擲開關(guān)S2，導(dǎo)線若干． ①先測電阻R1的阻值．請將甲同學(xué)的操作補充完整：閉合S1，將S2切換到a，調(diào)節(jié)電阻箱，讀出其示數(shù)r和對應(yīng)的電壓表示數(shù)U1，保持電阻箱示數(shù)不變，將S2切換到b ，讀出電壓表的示數(shù)U2.則電阻R1的表達式為R1＝____________. 第7題圖 ②甲同學(xué)已經(jīng)測得電阻R1＝4.8Ω，繼續(xù)測電源電動勢E和電阻R2的阻值．該同學(xué)的做法是：閉合S1，將S2切換到a，多次調(diào)節(jié)電阻箱，讀出多組電阻箱示數(shù)R和對應(yīng)的電壓表示數(shù)U，由測得的數(shù)據(jù)，繪出了如圖所示的－圖線，則電源電動勢E＝____________，電阻R2＝____________. ③利用甲同學(xué)設(shè)計的電路和測得的電阻R1，乙同學(xué)測電源電動勢E和電阻R2的阻值的做法是：閉合S1，將S2切換到b，多次調(diào)節(jié)電阻箱，讀出多組電阻箱示數(shù)R和對應(yīng)的電壓表示數(shù)U，由測得的數(shù)據(jù)，繪出了相應(yīng)的－圖線，根據(jù)圖線得到電源電動勢E和電阻R2.這種做法與甲同學(xué)的做法比較，由于電壓表測得的數(shù)據(jù) 范圍____________(選填“較大”、“較小”或“相同”)，所以____________同學(xué)的做法更恰當些． 8．有一個小燈泡上標有“3.8V　0.5A”的字樣，現(xiàn)要描繪這個燈泡的伏安特性圖線．有下列器材供選用： A．電壓表(0～5V，內(nèi)阻約為10 k Ω) B．電流表(0～0.6A，內(nèi)阻約為0.5 Ω) C．電流表(0～3A，內(nèi)阻約為0.1 Ω) D．滑動變阻器(0～10 Ω，2A) E．滑動變阻器(0～1k Ω，0.1 A) F．學(xué)生電源(直流6V)，還有開關(guān)、導(dǎo)線若干 ①實驗中所用電流表應(yīng)選用____________，滑動變阻器應(yīng)選用____________． ②實驗時要求盡量減少實驗誤差，測量電壓從零開始多取幾組數(shù)據(jù)，應(yīng)選用圖甲中圖所示電路進行實驗． A B C D 甲 乙 第8題圖 ③某同學(xué)根據(jù)實驗得到的數(shù)據(jù)畫出了該小燈泡的伏安特性曲線(如圖乙所示)，若用電動勢為3V、內(nèi)阻為2.5Ω的電源給該小燈泡供電，則該小燈泡的實際功率是________W. 9．小燈泡燈絲的電阻會隨溫度的升高而變大．某同學(xué)為研究這一現(xiàn)象，用實驗得到如下數(shù)據(jù)(I和U分別表示小燈泡上的電流和電壓) 第9題圖 I (A) 0.12 0.22 0.29 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0.49 0.50 U (V) 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 (1)在圖中左邊框中畫出實驗電路圖，可用的器材有： 電壓表、電流表、滑動變阻器(變化范圍0～10 Ω)、電源、小燈泡、電鍵、導(dǎo)線若干． (2)在圖中畫出小燈泡的UI曲線． (3)如果上題實驗中測得電池的電動勢是1.5 V，內(nèi)阻是2.0 Ω.問： 將本題中的小燈泡接在該電池兩端，小燈泡的實際功率是多少？(簡要寫出求解答過程；若需要作圖，可以直接畫在第(2)小題的方格圖中) 10．有一個小燈泡上標有“4 V　2 W”的字樣，現(xiàn)要描繪這個燈泡的伏安特性圖線．有下列器材供選用： A. 電壓表(0～5 V，內(nèi)阻約為10 kΩ) B. 電壓表(0～10 V，內(nèi)阻約為20 kΩ) C. 電流表(0～0.3 A，內(nèi)阻約為1 Ω) D. 電流表(0～0.6 A，內(nèi)阻約為0.4 Ω) E. 滑動變阻器(10 Ω，2 A) F. 學(xué)生電源(直流6 V)，還有電鍵、導(dǎo)線若干 (1) 實驗中所用電壓表應(yīng)選用____________，電流表應(yīng) 選用____________(用字母表示)． (2) 實驗時要求盡量減小實驗誤差，測量電壓從零開始多取幾組數(shù)據(jù)，請將下圖中實物連接成滿足實驗要求的測量電路． 第10題圖 (3) 某同學(xué)根據(jù)實驗得到的數(shù)據(jù)畫出了該小燈泡的伏安特性曲線(如圖所示)，若用電動勢 為3 V、內(nèi)阻為2.5 Ω的電源給該小燈泡供電，則該小燈泡的實際功率是________W. 課時作業(yè)(三十一)　實驗、探究：描繪小燈泡的伏安特性曲線 　1.C　【解析】 小燈泡中的電流逐漸增大時其溫度升高，導(dǎo)致電阻R增大，所以U－I圖線的斜率增大，故C項正確． 　2.(1)連線如圖　(2)很大　1.0103(965～1 040) 　第2題圖 　【解析】 (1)探究IU特性時需要多組數(shù)據(jù)，故滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法．連線見答案．　(2)根據(jù)R＝，結(jié)合IU圖可知U＜2.00 V時R很大；U＝2.80 V時R＝Ω＝1.0103Ω. 　3.(1)R1　A2　(2)見解析圖　(3)BD 第3題圖 　【解析】 (1)為方便電路調(diào)節(jié)，滑動變阻器應(yīng)選擇R1　小電珠正常工作時I額＝0.3A＝300mA>100mA，故電流表應(yīng)選A2.(2)因為要求小電珠上的電壓從0增大，應(yīng)選用分壓電路；而小電珠正常工作時R燈＝＝Ω≈13ΩRV＝5kΩ，故電流表應(yīng)選擇外接法．(3)在IU圖象中，圖線斜率逐漸減小，小電珠的R逐漸增大；由P＝知在PU2圖象中，圖線的斜率應(yīng)逐漸減小，故B正確；由P＝I2R在PI2圖象中圖線斜率R應(yīng)逐漸增大，故D正確． 　4.(1)A D　(2)E　(3)見解析　【解析】 (1)因燈泡的額定電壓為4V，為保證安全選用的電壓表量程應(yīng)稍大于4V，但不能大太多，量程太大則示數(shù)不準確；故只能選用0～5V的電壓表，故選A； 　由P＝UI得，燈泡的額定電流I＝＝0.5A；故電流表應(yīng)選擇0～0.6A的量程，故選D； 　(2)由題意要求可知，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) 第4題圖 燈泡內(nèi)阻R＝＝8Ω；＝＝1250，＝＝20 　故說明電壓表內(nèi)阻遠大于燈泡內(nèi)阻，應(yīng)采用電流表外接法；而由以上分析知，滑動變阻器應(yīng)選擇分壓接法；故電路圖和實物連接圖如圖所示． 　5.(1)電鍵斷開　滑片移動到最左端　(2)C　【解析】 (1)電路圖連接時應(yīng)該把電鍵斷開，滑動變阻器的滑片移動到電阻最大端．(2)因為剛開始時電路剛剛接通，小燈泡的電阻比較小(由于溫度也會影響電阻的大小)， 第6題圖 隨著時間的延長，小燈泡的電阻會逐漸變大并趨于穩(wěn)定． 　6.(1)電路圖見解析　(2)①最右端?、凼緮?shù)相同　④示數(shù)相同　(3)B 　【解析】 (1)電路圖如圖所示． (2)在合上S之前，應(yīng)使V示數(shù)為零，結(jié)合電路圖可知，滑動頭應(yīng)移到滑動變阻器的最右端；在實驗中只有當V1、V2示數(shù)相同時，電阻箱的讀數(shù)才等于小電珠的電阻．(3)由歐姆定律：I＝，得R＝U　當U增大時，I也增大，將減小，在RU圖像中表現(xiàn)為斜率減小，并且當U＝0時，R≠0，故選項B正確． 　7.①r?、?.43V　R2＝1.2Ω?、圯^小　甲【解析】 ①開關(guān)切到a時，通過R1的電流為，開關(guān)切到b時R1兩端的電壓為u2－u1，所以R1＝＝ ?、诋擲2切到a時，干路中電流I＝，故電源電動勢E＝(R1＋R＋R2)然后由－的斜率和截距可得E＝1.43V，R2＝1.2Ω. 　(3)當S2切到b時，無論怎么調(diào)節(jié)電阻箱R，由于R1始終有一部分電壓，使得電壓表測得數(shù)據(jù)范圍較?。? 　故－圖線與縱截距誤差較大，所以甲同學(xué)做法較好． 　8.①B D?、贏?、?.8　【解析】 ①根據(jù)小燈泡的參數(shù)應(yīng)選用稍比最大電流大的電流表，故選B；由R＝＝＝7.6Ω，要測量伏安曲線則應(yīng)選用阻值相近的滑動變阻器，選D.②要使電壓從零開始，則應(yīng)選用A、B兩組，B組電壓表測量燈泡和電流表的電壓，要使誤差減小，應(yīng)選用A電路；③因為伏安曲線成拋物線分布，解得拋物線為U＝12.5I2，則12.5I2＋2.5I＝3，解得I＝0.4A，故實際功率為0.8W. 　9.(1)見圖(a)　(2)如圖(b)　(3)0.28W 　 第9題圖(a) 第9題圖(b) 【解析】 要做出小燈泡的UI曲線，電壓必須從零開始連續(xù)調(diào)節(jié)，所以滑動變阻器需用分壓式接法，小燈泡電阻較小所以電流表采用外接法，見圖(a)．做小燈泡的UI曲線時要先描點，用平滑的曲線將盡量多的點連在曲線上，連不上的盡量分布在曲線兩側(cè)，如圖(b)． 第9題圖(c) 　第(3)問括號內(nèi)的文字就是解題的提示，認真閱讀后就會找到解題思路．作出U＝E－Ir的圖線如圖(b)，圖(c)為小燈泡和電源串聯(lián)電路，當通過電源的電流為0.35A時，流過小燈泡的電流也為0.35A，從圖線可以看出此時小燈泡的工作電壓為0.80V，因此小燈泡的實際功率為P＝UI＝0.28W. 　10.(1)AD　(2)如圖所示　(3)0.80　 第10題圖 【解析】 (1)小燈泡的額定電壓U＝40，I＝＝0.5A，故應(yīng)先用電壓表A，電流表D； 　(2)測定小燈泡的伏安特性時，應(yīng)將燈與電流表串接在電路中，把電壓表并在燈泡的兩端； 　(3)由圖象可知小燈泡的U－I曲線，已知電源電壓為3V，內(nèi)阻為 2．5Ω，則R＝＝5Ω，此時I＝＝＝0.4A，P＝I2R＝0.425W＝0.8W.