（全国通用）2020年高考物理一轮题复习 第八章 恒定电流 微专题56 实验-描绘小电珠的伏安特性曲线

实验：描绘小电珠的伏安特性曲线 考点及要求：(1)伏安法测电阻；(2)电路设计：内、外接法、滑动变阻器的分压与限流；(3)数据处理1在“测绘小电珠的伏安特性曲线”实验中，实验器材如下：图1待测小电珠(2.5 V,0.5 A)；双量程电压表(中间接线柱3 V，内阻约为3 k；右边接线柱15 V，内阻约为15 k)；双量程电流表(中间接线柱0.6 A，内阻约为0.125 ；右边接线柱3 A，内阻约为0.025 )；滑动变阻器(20 ，2 A)；电源(电动势约为3 V，内阻未知)；开关一个；导线若干(1)甲同学选择合适的器材，连好实物图如图1所示，乙同学检查时发现了多处错误，请指出(至少2处)：_.(2)两同学改正错误，正确连线后，测出如下表所示的7组I、U数据，请你在图2坐标纸上建立IU坐标系，标出坐标点，绘出小电珠的伏安特性曲线.次数n1234567电压/V00.200.501.001.502.002.50电流/A00.080.100.130.160.180.20图2(3)根据绘出的小电珠的伏安特性曲线，该小电珠在电压为1.8 V时的实际电阻约为_.(结果保留三位有效数字)(4)关于本实验的系统误差，下列判断正确的是()A系统误差主要是由电压表的分流引起的，电压越大误差越大B系统误差主要是由电流表的分压引起的，电流越大误差越大C系统误差主要是由忽略电源内阻引起的，电源内阻越大误差越大D系统误差主要是由电表读数时的估读引起的，电压越大误差越大2某实验小组描绘规格为“2.5 V0.6 W”的小电珠的IU特性曲线实验室提供下列器材：A电流表A1(量程为025 mA，内阻约0.2 )B电流表A2(量程为0300 mA，内阻约1 )C电压表V1(量程为03 V，内阻约5 k)D电压表V2(量程为015 V，内阻约15 k)E滑动变阻器R1(010 ，额定电流1.5 A)F滑动变阻器R2(01 000 ，额定电流0.5 A)G直流电源(电动势6 V，内阻忽略不计)H开关一个、导线若干(1)在小电珠接入电路前，使用多用电表直接测量小电珠的电阻，则应将选择开关旋至_挡进行测量(填选项前的字母)A直流电压10 V B直流电流5 mAC欧姆“100” D欧姆“1”(2)实验中所用的电流表应选_；电压表应选_；滑动变阻器应选_(只需填器材前面的字母代号)(3)若采用如图3所示的电路描绘小电珠的伏安特性曲线，电压表的右端应与电路中的_点相连(选填“a”或“b”)图3(4)开关闭合之前，图中滑动变阻器的滑片应该置于_端(选填“c”“d”或“cd中间”)(5)测量后，该小组根据实验数据，利用Excel拟合出小电珠的IU特性曲线如图4所示请根据曲线确定小电珠两端电压为1.5 V时，其实际功率P_W.图4(6)该小组按实验要求设计出正确电路图并正确连线后，闭合开关，慢慢增大小电珠的电压，发现刚开始时两电表指针均偏转，但小电珠不发光，请简要分析原因：_.3在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中，小电珠的额定电压为2.5 V，额定功率为0.5 W，此外还有以下器材可供选择：A直流电源3 V(内阻不计)B直流电流表0300 mA(内阻约为5 )C直流电流表03 A(内阻约为0.1 )D直流电压表03 V(内阻约为3 k)E滑动变阻器100 ，0.5 AF滑动变阻器10 ，2 AG导线和开关实验要求小电珠两端的电压从零开始变化并能进行多次测量(1)实验中电流表应选用_，滑动变阻器应选用_(均填写仪器前的字母)(2)在图5所示的虚线框中画出符合要求的实验电路图(虚线框中已将所需的滑动变阻器画出，请补齐电路的其他部分，要求滑片P向b端滑动时，电珠变亮)；图5图6(3)根据实验数据，画出的小电珠的IU图线如图6所示由此可知，当电压为0.5 V时，小电珠的灯丝电阻是_；(4)根据实验测量结果可以绘制小电珠的电功率P随其两端电压U或电压的平方U2变化的图象，在图7中所给出的甲、乙、丙、丁图象中可能正确的是_(选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”)图74在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中，要测量一个标有“3 V1.5 W”的电珠两端的电压和通过它的电流，现有如下器材：A直流电源3 V(内阻可不计)B直流电流表0600 mA(内阻约0.5 )C直流电压表03 V(内阻约3 k)D滑动变阻器(10 ，1 A)E滑动变阻器(1 k，300 mA)F开关、导线若干(1)本实验中滑动变阻器选用_(填“D”或“E”).U/V00.51.01.52.02.5I/A00.170.300.390.450.49(2)表格中的各组数据是该同学在实验中测得的，根据表格中的数据在如图8所示的方格纸上作出该电珠的伏安特性曲线图8(3)如图9所示，将两个这样的灯泡并联后再与5 的定值电阻R0串联，接在电压恒定为4 V的电路上，每个灯泡的实际功率为_W(结果保留两位有效数字)图95某学习小组通过实验来研究电器元件Z的伏安特性曲线他们在实验中测得电器元件Z两端的电压与通过它的电流的数据如下表：U/V0.000.200.501.001.502.002.503.00I/A0.0000.0500.1000.1500.1800.1950.2050.215现备有下列器材：A内阻不计的6 V电源；B量程为03 A的内阻可忽略的电流表；C量程为00.6 A的内阻可忽略的电流表；D量程为03 V的内阻很大的电压表；E阻值为010 ，额定电流为3 A的滑动变阻器；F开关和导线若干(1)这个学习小组在实验中电流表应选_(填器材前面的字母)(2)请你从下面的实验电路图中选出最合理的一个_(3)利用表格中数据绘出的电器元件Z的伏安特性曲线，如图10甲所示，分析曲线可知该电器元件Z的电阻随U变大而_(填“变大”、“变小”或“不变”)图10(4)若把用电器Z接入如图乙所示的电路中时，电流表的读数为0.150 A，已知A、B两端电压恒为2 V，则定值电阻R0阻值为_.(结果保留两位有效数字)答案解析1(1)滑动变阻器接法错误，应改成分压式接法电压表量程错误，应选用3 V的量程；电流表位置接错，应采用外接法(2)见解析图(3)10.3(0.3)(4)A解析(1)由于是测绘小灯泡(2.5 V,0.5 A)的伏安特性曲线实验，故电压表的量程选用3 V即可，要求电压从“0”开始所以滑动变阻器应采用分压式接法；小灯泡的阻值小，故电流表应采用外接法(2)如图所示(3)在图中找到相应的点，即在U1.8 V时的电流为I0.175 A，则电阻R 10.3 .(4)由于电流表外接，其示数包括了流经电压表的电流，比小灯泡的实际电流大，故这个实验中的系统误差主要来源于电压表的分流，故A选项正确2(1)D(2)BCE(3)a(4)c(5)0.33(6)电压(电流)较小时，灯丝的温度较低，达不到发光的温度解析(1)测小灯泡的电阻，需用欧姆挡；由P，得R 10 ，因此选D.(2)I A0.24 A240 mA，此为额定电流，电流表A1量程太小，因此选A2.小灯泡的额定电压为2.5 V，如用015 V量程的电压表，则测量误差太大，应选用03 V量程的电压表描述小灯泡的IU特性曲线，要求I、U值由零开始变化，且范围尽可能大些，应选用分压电路，滑动变阻器应选用阻值范围较小的R1.(3)因为Rx，即电流表的分压作用比较明显，因此用电流表外接法，电压表右端应与a点相连(4)开关闭合前，滑片应置于c端，使得接通开关时，小灯泡两端电压由0开始变化，且保证小灯泡安全(5)由IU图象可得U1.5 V时，I0.22 A，PUI1.50.22 W0.33 W.(6)电表指针偏转，说明小灯泡两端有电压且小灯泡是通路，因为刚开始时电压、电流较小，灯丝温度较低，还没达到发光温度3(1)BF(2)见解析图(3)5.0(4)甲、丙解析(1)灯泡的额定电流I A200 mA，故电流表选择B；因本实验只能用分压式接法，故滑动变阻器选择小电阻F；(2)根据实验要求可知，滑动变阻器采用分压式接法，并且测量电路应与滑动变阻器的左半部分并联；电流表采用外接法，原理图如图所示：(3)由画出的伏安特性曲线可知，U0.5 V时，电流I0.10 A，则对应的电阻R 5.0 ；(4)由P可知，P与U为二次函数关系，图象开口向上，故甲正确；P与U2在R不变时为正比例关系，由于R随电压的增大而增大，故丙图正确4(1)D(2)见解析图(3)0.30解析(1)本实验滑动变阻器采用分压式接法，滑动变阻器应选D；(2)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后作出图象如图所示；(3)设灯泡两端的电压为U，通过每个灯泡的电流为I，则U42IR0425I410I，即U410I，在灯泡的IU图象中作出此函数图象如图所示，由图象可知，U1.0 V，I0.3 A，每个灯泡消耗的实际功率PUI0.30 W.5(1)C(2)D(3)变大(4)6.7解析(1)由题中数据表可知，电路中的最大电流为0.215 A，所以电流表应选择C.(2)从题中数据表可知要求电流从零开始变化，所以变阻器应采取分压式接法；由于电流表与电压表均为理想电表，所以电流表采用外接法和内接法均可，故选D.(3)IU图线的斜率表示电阻的倒数，由图象可知元件电阻随U的变大而变大(4)从表格中可看出当电流为0.150 A时，用电器Z两端的电压为1 V，所以定值电阻R0 6.7 .