專題7：小燈泡的伏安特性曲線-期末專項匯編-高中物理人教版必修三

專題7：小燈泡的伏安特性曲線1.為了測定小燈泡的伏安特性曲線，需要測得的電壓范圍盡可能大些，誤差小些，為此，下列電路合適的是()2.如圖甲所示為分壓器電路圖，已知電源電動勢為E，內(nèi)電阻不計，變阻器總電阻為R0＝50Ω。閉合電鍵S后，負載電阻RL兩端的電壓U隨變阻器a端至滑動觸頭間的阻值Rx變化而改變。當負載電阻分別為RL1＝200Ω和RL2＝20Ω時，關(guān)于負載電阻兩端的電壓U隨Rx變化的圖線大致接近圖乙中的哪條曲線，下列說法中正確的是()A．RL1大致接近曲線①，RL2大致接近曲線②B．RLl大致接近曲線②，RL2大致接近曲線①C．RL1大致接近曲線③，RL2大致接近曲線④D．RL1大致接近曲線④，RL2大致接近曲線③3.（多選）用伏安法測未知電阻時，若不知道的阻值，為了選擇正確的電路接法以減小誤差，可將電路按如圖所示連接，只空出電壓表的一個接頭S，然后將S分別與a、b接觸一下，觀察電壓表和電流表示數(shù)變化隋況，那么()A．若電流表示數(shù)有顯著變化，S應(yīng)接aB．若電流表示數(shù)有顯著變化，S應(yīng)接bC．若電壓表示數(shù)有顯著變化，S應(yīng)接aD．若電壓表示數(shù)有顯著變化，S應(yīng)接b4．分別用如圖所示的甲、乙兩種電路測量同一待測電阻，圖甲中兩電表的示數(shù)分別為3V、4mA；圖乙中兩電表的示數(shù)分別為4V、3.8mA，則待測電阻Rx的真實值()略小于1kΩ略小于750Ω略大于1kΩ略大于750Ω5．如圖所示，甲、乙兩圖分別為測燈泡電阻R的電路圖，下列說法錯誤的是()A．甲圖的接法叫電流表外接法，乙圖的接法叫電流表內(nèi)接法B．甲圖中R測>R真，乙圖中R測<R真C．甲圖中誤差由電壓表分流引起，為了減小誤差，應(yīng)使R?RV，故此法測較小電阻好D．乙圖中誤差由電流表分壓引起，為了減小誤差，應(yīng)使R?RA，故此法測較大電阻好6．在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，使用的小燈泡的規(guī)格為“6V3W”，其他供選擇的器材有：A．電壓表(量程6V，內(nèi)阻20kΩ)B．電壓表(量程20V，內(nèi)阻60kΩ)C．電流表(量程3A，內(nèi)阻0.2Ω)D．電流表(量程0.6A，內(nèi)阻1Ω)E．滑動變阻器R1(0～1000Ω，0.5A)F．滑動變阻器R2(0～20Ω，2A)G．學(xué)生電源E(6～8V)H．開關(guān)S及導(dǎo)線若干實驗中要求電壓表示數(shù)在0～6V范圍內(nèi)變化，讀取并記錄下12組左右不同的電壓值U和對應(yīng)的電流值I，以便繪出伏安特性曲線．在上述器材中，電壓表應(yīng)選用________，電流表應(yīng)選用__________，變阻器應(yīng)選用__________，并畫出實驗原理圖．7.在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，可供選擇的器材及代號如下：A．小燈泡L（3V、1.8W）；B．滑動變阻器R（0－10Ω，額定電流1.5A）；C．電壓表V1（量程：0－3V，RV＝5kΩ）；D．電壓表V2（量程：0－15V，RV＝10kΩ）；E．電流表A1（量程：0－0.6A，RA＝0.5Ω）；F．電流表A2（量程：0－3A，RA＝0.1Ω）；G．鉛蓄電池、電鍵各一個，導(dǎo)線若干；實驗中要求加在小燈泡兩端的電壓可連續(xù)地從零調(diào)到額定電壓。（1）為了減少誤差，實驗中應(yīng)選電壓表，電流表；（2）在實驗中，電流表應(yīng)采用法（填“內(nèi)接”或“外接”）；（3）請在圖虛線框內(nèi)按要求設(shè)計實驗電路圖（部分線已畫好）（4）某同學(xué)實驗后作出的I－U圖象如圖所示，請分析該圖象形成的原因是：8.某學(xué)習(xí)小組欲探究小燈泡（“3V1.5W”）的伏安特性，可提供實驗器材如下：A．電池組：電動勢約4.5V，內(nèi)阻可不計B．雙量程的電壓表：V1：量程為0～3V，內(nèi)阻約為3kΩ；V2：量程為0～15V，內(nèi)阻約為15kΩC．雙量程的電流表：A1：量程為0～0.6A，內(nèi)阻約為1Ω；A2：量程為0～3A，內(nèi)阻約為0.1ΩD．滑動變阻器R：阻值范圍0～10Ω、允許通過最大電流為2AE．開關(guān)S，導(dǎo)線若干在盡量提高測量精度的情況下，請回答下列問題：（1）根據(jù)以上器材，用筆畫線代替導(dǎo)線將圖中實物圖連接成完整電路。（2）閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑動片應(yīng)移到________端（選填“A”或“B”）。（3）調(diào)節(jié)滑動變阻器得到電壓、電流數(shù)據(jù)如下表，請在圖所示的坐標紙上畫出小燈泡的U－I圖線。組數(shù)1234567U/V00.280.580.921.502.003.00I/A00.10.200.300.400.450.49根據(jù)圖線可估得小燈泡在常溫下的電阻約為________Ω（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。9．某同學(xué)要研究一小燈泡L(3.6V，0.30A)的伏安特性．所用器材有：電流表A1(量程200mA，內(nèi)阻Rg1＝10.0Ω)，電流表A2(量程500mA，內(nèi)阻Rg2＝1.0Ω)、定值電阻R0(阻值R0＝10.0Ω)、滑動變阻器R1(最大阻值10Ω)、電源E(電動勢4.5V，內(nèi)阻很小)、開關(guān)S和若干導(dǎo)線．該同學(xué)設(shè)計的電路如圖(a)所示．(1)根據(jù)圖(a)，在圖(b)的實物圖中畫出連線(2)若I1、I2分別為流過電流表A1和A2的電流，利用I1、I2、Rg1和R0寫出：小燈泡兩端的電壓U＝，流過小燈泡的電流I＝.為保證小燈泡的安全，I1不能超過mA．(3)實驗時，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使開關(guān)閉合后兩電流表的示數(shù)為零．逐次改變滑動變阻器滑片位置并讀取相應(yīng)的I1和I2.所得實驗數(shù)據(jù)在下表中給出.I1/mA325585125144173I2/mA171229299379424470根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可算得，當I1＝173mA時，燈絲電阻R＝Ω(保留1位小數(shù))．(4)如果用另一個電阻替代定值電阻R0，其他不變，為了能夠測量完整的伏安特性曲線，所用電阻的阻值不能小于Ω(保留1位小數(shù))．10.研究燈泡L(3.8V,1.8W)的伏安特性，并測出該燈泡在額定電壓下正常工作時的電阻值，檢驗其標示的準確性．(1)選出既滿足實驗要求，又能減小誤差的實驗電路圖____．(2)請按電路圖連接好圖1中的實物圖．(3)實驗后作出的I-U圖象如圖2所示，圖中曲線彎曲的主要原因是_________________．(4)根據(jù)所得到的圖象，求出它在額定電壓(3.8V)下工作時的電阻值R＝________Ω.這個測量值比真實值偏________(填“大”或“小”)．11.在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗中，要測量一個標有“3V1.5W”的燈泡兩端的電壓和通過它的電流，現(xiàn)有如下器材：A．直流電源3V(內(nèi)阻可不計)B．直流電流表0～600mA(內(nèi)阻約0.5Ω)C．直流電壓表0～3V(內(nèi)阻約3kΩ)D．滑動變阻器(10Ω，1A)E．滑動變阻器(1kΩ，300mA)F．開關(guān)，導(dǎo)線若干(1)本實驗中滑動變阻器選用______(填“D”或“E”)．(2)某同學(xué)用導(dǎo)線a，b，c，d，e，f，g和h連接的電路如圖所示，電路中所有元器件都是完好的，且電壓表和電流表已調(diào)零．閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)為2V，電流表的示數(shù)為零，小燈泡不亮，則可確定斷路的導(dǎo)線是________；若電壓表示數(shù)為零，電流表的示數(shù)為0.3A，小燈泡亮，則斷路的導(dǎo)線是________；若反復(fù)調(diào)節(jié)滑動變阻器，小燈泡亮度發(fā)生變化，但電壓表，電流表示數(shù)不能調(diào)為零，則斷路的導(dǎo)線是________．(3)下表中的各組數(shù)據(jù)是該同學(xué)在實驗中測得的，根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在如圖所示的方格紙上作出該燈泡的伏安特性曲線.U/V00.51.01.52.02.5I/A00.170.300.390.450.4912.某學(xué)習(xí)小組通過實驗來研究用電器Z的伏安特性．他們在實驗中測得用電器Z兩端的電壓與通過Z的電流的數(shù)據(jù)如下表：U/V0.00.20.51.01.52.02.53.0I/A0.0000.0500.1000.1500.1800.1950.2050.215(1)有下列器材供選用：A．電壓表(0～3V，內(nèi)阻約為10kΩ)B．電壓表(0～10V，內(nèi)阻約為20kΩ)C．電流表(0～0.3A，r1＝1Ω)D．電流表(0～0.6A，r2＝0.4Ω)E．滑動變阻器(5Ω，1A)F．滑動變阻器(500Ω，0.2A)實驗中電壓表應(yīng)選用____________，電流表應(yīng)選用________，滑動變阻器應(yīng)選用________(用序號字母表示)．(2)請根據(jù)題中信息，在方框內(nèi)畫出電路圖．(3)利用這些數(shù)據(jù)繪出的用電器Z的伏安特性曲線如圖所示．請分析該圖象形成的原因是________________________．參考答案與解析1.D2.C3.BC4.D 5.B6.答案V1A2R2電路圖見解析圖解析小燈泡為“6V3W”，額定電壓為6V，額定電流為0.5A，即允許通過小燈泡的電流最大不超過0.5A，最大電壓不超過6V．在選擇電壓表和電流表時，本著安全、精確的原則，安全原則即量程要大于所測電流或電壓值；精確原則是量程要盡量小，量程越小測量越精確．故電流表應(yīng)選A2，電壓表應(yīng)選V1.滑動變阻器選取時要本著安全、夠用、調(diào)節(jié)方便的原則，“安全”即流過滑動變阻器的最大電流(I≈eq\f(E,R))應(yīng)小于允許通過的最大電流；“調(diào)節(jié)方便”即變阻器的總電阻應(yīng)接近小燈泡的電阻．本實驗中小燈泡在正常工作時的電阻R燈＝eq\f(U2,P)＝eq\f(62,3)Ω＝12Ω，故應(yīng)選用R2.7、CE外電阻變大8.【答案】（1）見解析（2）A端（3）見解析（4）2.7Ω（2.6Ω～2.8Ω均可）（2）為了讓電壓值從零開始調(diào)節(jié)，由圖可知測量電路與滑動變阻器的左側(cè)并聯(lián)，故開始時滑片應(yīng)滑到A端。（3）根據(jù)描點法可得出對應(yīng)的伏安特性曲線如圖所示。作出過原點的切線，如圖所示，常溫下的電阻即圖線過原點的切線的斜率，則R＝eq\f(0.27,0.1)Ω＝2.79.(1)根據(jù)電路圖連接實物圖如圖所示(2)①根據(jù)電路圖可知燈泡兩端的電壓為電流表A1和R0的總電壓，故根據(jù)歐姆定律有U＝I1(Rg1＋R0)；②根據(jù)并聯(lián)電路特點可知流過小燈泡的電流為I＝I2－I1；③因為小燈泡的額定電壓為3.6V，故根據(jù)題目中已知數(shù)據(jù)帶入①中可知I1不能超過180mA；(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知當I1＝173mA時，I2＝470mA；根據(jù)前面的分析代入數(shù)據(jù)可知此時燈泡兩端的電壓為U＝3.46V；流過小燈泡的電流為I＝297mA＝0.297A；故根據(jù)歐姆定律可知此時小燈泡的電阻為R＝eq\f(U,I)＝eq\f(3.46,0.297)Ω＝11.6Ω；(4)要測量完整的伏安特性曲線則燈泡兩端的電壓至少要達到3.6V，而電流表A1不能超過其量程200mA，此時結(jié)合①有3.6＝0.2×(10＋R0)，解得R0＝8Ω，即要完整的測量小燈泡伏安特性曲線所用電阻的阻值不能小于8Ω.10.【答案】：(1)丙(2)見解析(3)小燈泡的電阻隨著溫度的升高而增大(4)7.6小【解析】：(1)描繪小燈泡伏安特性曲線，電壓應(yīng)從零開始變化，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法；根據(jù)歐姆定律可知，燈泡電阻R＝eq\f(U2,P)≈8Ω，電壓表內(nèi)阻遠大于燈泡電阻，電流表應(yīng)采用外接法，圖丙正確．(2)根據(jù)電路圖連接實物圖，如圖所示：(3)由圖可知，圖象的斜率越來越小，則說明小燈泡的電阻隨著溫度的升高而增大．(4)小燈泡在額定電壓(3.8V)下工作時的電流為0.5A，燈泡電阻值R＝eq\f(U,I)＝7.6Ω.由于電壓表的分流作用使得電流表的示數(shù)大于通過電阻的實際電流，算出的電阻值偏?。?1.【答案】：(1)D(2)dhg(3)如圖【解析】：(1)因描繪小燈泡的伏安特性曲線，需測量多組數(shù)據(jù)，滑動變阻器需用分壓式接法，為調(diào)節(jié)的方便，滑動變阻器用阻值較小的，故選D.(2)電壓表有示數(shù)，說明電路為通路，而小燈泡不亮，