2020屆高考物理一輪復習 課時作業(yè) 第28講 實驗：描繪小燈泡的伏安特性曲線

2020屆高三物理總復習精品課時作業(yè) 第28講 實驗：描繪小燈泡的伏安特性曲線 1．在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，可供選擇的實驗儀器如下： 小燈泡L，“3.8 V　0.3 A” 電壓表，量程0～5 V，內(nèi)阻5 kΩ 電流表，量程0～100 mA，內(nèi)阻4 Ω 電流表，量程0～500 mA，內(nèi)阻0.4 Ω 滑動變阻器R1，最大阻值10 Ω，額定電流1.0 A 滑動變阻器R2，最大阻值5 Ω，額定電流0.5 A 直流電源E，電動勢約為6 V，內(nèi)阻約為0.5 Ω (1)在上述器材中，滑動變阻器應選________；電流表應選________． (2)在虛線框內(nèi)畫出實驗的電路圖，并在圖中注明各元件的符號． 甲 (3)某實驗小組完成實驗后利用實驗中得到的實驗數(shù)據(jù)在I－U坐標系中，描繪出如圖甲所示的小燈泡的伏安特性曲線．根據(jù)此圖給出的信息，可以判斷圖乙中正確的是(圖中P為小燈泡的功率)(　　) 乙 【解析】(1)本題變阻器采用分壓接法，通常應當選用最大 丙 阻值小的滑動變阻器，但本題中如果選用R2，則電路中的電流會超過R2允許通過的最大電流，故滑動變阻器應當選擇R1.電流表的量程太小，故電流表應當選擇． (2)電路如圖丙所示，由于電壓要從0開始測量，滑動變阻器應采用分壓式接法；因為燈泡的內(nèi)阻比較小，電流表用外接法． (3)隨著通過小燈泡的電流增大，小燈泡消耗的功率增大，小燈泡的電阻也增大，由P＝知B圖正確，由P＝I2R知D圖正確． 【答案】(1)R1　　(2)電路圖如圖丙所示　(3)BD 2． (1)如圖甲所示，在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗中，同組同學已經(jīng)完成部分導線的連接，請你在實物接線圖中完成余下導線的連接． (2)某同學從標稱為“220 V　25 W”、“220 V　300 W”、“220 V　500 W”的三只燈泡中任選一只，正確使用多用電表測量燈泡阻值如圖乙所示．該燈泡的阻值是　　　Ω，標稱的額定功率為　　　W. 【解析】由多用電表測得的是燈泡的冷電阻，而燈泡的正常工作電阻要比冷電阻大得多，故標稱的額定功率為25 W. 【答案】(1)連線如圖丙所示 丙 (2)170　25 3．小燈泡燈絲的電阻會隨溫度的升高而變大．某同學為研究這一現(xiàn)象，通過實驗得到如下數(shù)據(jù)(I和U分別表示小燈泡的電流和電壓)： I/A 0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 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 甲 (1)該同學漏填了U＝1.20 V時對應的電流I，請根據(jù)圖甲所示的指針位置，讀出電流表的示數(shù)，并在上表空格中填上相應的示數(shù)． (2)在圖乙所示的虛線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(變化范圍為0～10 Ω)、電源、小燈泡、開關、導線若干． (3)在圖丙所示的坐標中畫出小燈泡的U－I曲線． 【答案】(1)0.42 (2)如圖丁所示　(3)如圖戊所示 丁　　　　　　　　　　　　　戊 4．有一個小燈泡上標有“4 V　2 W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法描繪這個燈泡的I－U圖線．現(xiàn)有下列器材供選用： A．電壓表(0～5 V，內(nèi)阻10 kΩ) B．電壓表(0～15 V，內(nèi)阻20 kΩ) C．電流表(0～3 A，內(nèi)阻1 Ω) D．電流表(0～0.6 A，內(nèi)阻0.4 Ω) E．滑動變阻器(10 Ω， 2 A) F．滑動變阻器(500 Ω， 1 A) G．學生電源(直流6 V)、開關、導線若干 (1)實驗時，選用圖中甲而不選用圖乙的電路圖來完成實驗，請說明理由：________________________. 甲　　　　　　　　　　乙 (2)實驗中所用電壓表應選________，電流表應選用________，滑動變阻器應選用________．(用序號字母表示) (3)把圖丙所示的實驗器材用實線連接成實物電路圖． 丙 【解析】因?qū)嶒災康氖且枥L小燈泡的伏安特性曲線，需要多次改變小燈泡兩端的電壓，故采用A圖所示的分壓式電路合適，這樣電壓可以從零開始調(diào)節(jié)，且能方便地測多組數(shù)據(jù)．因小燈泡的額定電壓為4 V，則電壓表選0～5 V的A而舍棄0～15 V的B，因15 V的量程太大，讀數(shù)誤差大，小燈泡的額定電流I＝0.5 A，則電流表只能選D.滑動變阻器F的最大阻值遠大于小燈泡的內(nèi)阻8 Ω，調(diào)節(jié)不方便，故舍去．小燈泡的內(nèi)阻為電流表內(nèi)阻的＝20倍，電壓表內(nèi)阻是小燈泡的＝1250倍，故電流表采用了外接法． 【答案】(1)描繪燈泡的I－U圖線所測數(shù)據(jù)需從零開始，并要多取幾組數(shù)據(jù)　(2)A　D　E　 (3)如圖丁所示 丁 5．在“描繪小電珠的伏安特性曲線”實驗中，用導線a、b、c、d、e、f、g和h按圖甲所示方式連接好電路，電路中所有元器件都完好，且電壓表和電流表已調(diào)零．閉合開關后： (1)若不管怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器，小電珠的亮度能發(fā)生變化，但電壓表、電流表的示數(shù)總不能為零，則可能是________導線斷路． (2)某同學測出電源和小電珠的U－I圖線如圖乙所示，將小電珠和電阻R串聯(lián)后接到電源上，要使電路中電流為1.0 A，則R＝________Ω. (3)某同學在實驗中還測出a、b、c三種元件的伏安特性曲線分別如圖丙中的(a)、(b)、(c)，下列說法正確的是(　　) (a)　　　　　(b)　　　　　(c) 丙 A．a(chǎn)可以作為標準電阻使用 B．b能作為標準電阻使用 C．b的阻值隨電壓升高而增大 D．c的阻值隨電壓升高而增大 【解析】(1)若調(diào)節(jié)滑動變阻器，小電珠的亮度變化，但電壓表、電流表示數(shù)總不能為零，說明滑動變阻器不起分壓作用，所以可能是g導線斷路． (2)由電源的U－I圖線知E＝3.0 V, r＝1 Ω，當小電珠與電阻串聯(lián)后由閉合電路歐姆定律得E＝I(R＋r＋R燈)，又由小電珠的U－I圖線得R燈＝＝1.2 Ω，解得R＝0.8 Ω. (3)因a元件的I－U線是直線，說明電阻隨電壓的變化不變，故可作為標準電阻，故A對，B錯．因I－U線的斜率倒數(shù)的變化表示電阻值的變化，故C對，D錯，選A、C. 【答案】(1)g　(2)0.8　(3)AC