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1、2022年高考物理大一輪復習 第七章 實驗八 描繪小電珠的伏安特性曲線高效演練一、實驗目的1掌握滑動變阻器的使用方法及連接方式2掌握伏安特性曲線的描繪方法3理解小電珠的伏安特性曲線為什么是曲線二、實驗原理用電流表測出流過小電珠的電流，用電壓表測出小電珠兩端的電壓，測出多組(U，I)值，在UI坐標系中描出各對應點，用一條平滑的曲線將這些點連起來三、實驗器材小電珠“3.8 V,0.3 A”、電壓表“03 V15 V”、電流表“00.6 A3 A”、滑動變阻器、學生電源、開關、導線若干、坐標紙、鉛筆四、實驗步驟1畫出電路圖(如實驗原理圖所示)2將小電珠、電流表、電壓表、滑動變阻器、學生電源、開關用導
2、線連接成如實驗原理圖所示的電路3測量與記錄移動滑動變阻器觸頭位置，測出12組左右不同的電壓值U和電流值I，并將測量數(shù)據(jù)填入自己設計的表格中4數(shù)據(jù)處理(1)在坐標紙上以U為橫軸，I為縱軸，建立直角坐標系(2)在坐標紙上描出各組數(shù)據(jù)所對應的點(3)將描出的點用平滑的曲線連接起來，就得到小電珠的伏安特性曲線一、滑動變阻器的限流式接法和分壓式接法比較電路圖負載R上電壓的調(diào)節(jié)范圍UE0UE負載R上電流的調(diào)節(jié)范圍I0I二、兩種接法的選擇1限流式接法適合控制阻值較小的電阻的電壓，分壓式接法適合控制阻值較大的電阻的電壓2要求電壓從0開始逐漸增大，采取分壓式接法三、誤差分析1電流表外接，由于電壓表的分流，使電流
3、表示數(shù)偏大2測量時讀數(shù)帶來誤差3在坐標紙上描點、作圖帶來誤差四、注意事項1本實驗中被測小電珠燈絲的電阻值較小，因此測量電路必須采用電流表外接法2滑動變阻器應采用分壓式接法，目的是使小電珠兩端的電壓能從零開始連續(xù)變化3閉合開關S前，滑動變阻器的觸頭應移到使小電珠分得電壓為零的一端4加在小電珠兩端的電壓不要超過其額定電壓考點一器材、電路的選擇和數(shù)據(jù)分析 學生用書P138(xx高考天津卷)要測繪一個標有“3 V0.6 W”小電珠的伏安特性曲線，電珠兩端的電壓需要由零逐漸增加到3 V，并便于操作已選用的器材有：電池組(電動勢為4.5 V，內(nèi)阻約1 )；電流表(量程為0250 mA，內(nèi)阻約5 )；電壓表
4、(量程為03 V，內(nèi)阻約3 k)；電鍵一個、導線若干(1)實驗中所用的滑動變阻器應選下列中的_(填字母代號)A滑動變阻器(最大阻值20 ， 額定電流1 A)B滑動變阻器(最大阻值1 750 ，額定電流0.3 A)(2)實驗的電路圖應選用下列的圖_(填字母代號)(3)實驗得到小電珠的伏安特性曲線如圖所示如果將這個小電珠接到電動勢為1.5 V，內(nèi)阻為5 的電源兩端，小電珠消耗的功率是_W.解析(1)測繪小電珠的伏安特性曲線，要求能較大范圍地測量數(shù)據(jù)，所以控制電路部分應用分壓式接法，滑動變阻器應用最大阻值小、額定電流大的A.(2)因為小電珠兩端的電壓由零逐漸增加到3 V，故滑動變阻器應采用分壓接法電
5、珠的電阻R15 ，額定電流I0.2 A，由R15 ，依據(jù)公式法“大內(nèi)小外”的原則，可知電流表應采用外接法，故選B.(3)在電珠的IU圖上作出電源的IU圖線，交點坐標即為這個電源給這個電珠供電時的電壓和電流，此時P電珠IU0.101.0 W0.1 W.答案(1)A(2)B(3)0.1考點二對電路的連接和實驗原理的考查學生用書P138(xx云南統(tǒng)測)在做“描繪小電珠的伏安特性曲線”的實驗時，所用電流表內(nèi)阻約為幾歐，電壓表內(nèi)阻約為十幾千歐實驗中得到了多組數(shù)據(jù)，通過描點連線在IU坐標系中得到了小電珠的伏安特性曲線如圖甲所示(1)在虛線框中畫出實驗電路原理圖，并在圖乙中用筆畫線代替導線連接電路 (2)根
6、據(jù)圖甲所示，可確定小電珠的功率P與U2和P與I2的關系，下列示意圖中合理的是_(3)將被測小電珠與定值電阻R和電源串聯(lián)成如圖丙所示的電路電源電動勢為6.0 V，內(nèi)阻為1.0 .若電路中的電流為0.40 A，則定值電阻R所消耗的電功率為_W.解析(1)由題圖甲中伏安特性曲線可知，滑動變阻器采用的是分壓式接法；由于小電珠電阻與電流表內(nèi)阻相差不多，故電流表應采用外接法(2)隨著電壓或電流的增大，小電珠的電阻增大，小電珠的電功率與電壓或電流的關系分別為P或PI2R，所以PU2圖線上的點與原點連線的斜率(表示小電珠電阻的倒數(shù))應不斷減小，PI2圖線上的點與原點連線的斜率(表示小電珠的電阻)不斷增大，D正
7、確(3)由小電珠的伏安特性曲線可知，電流I0.40 A時，小電珠兩端電壓UL4 V，由歐姆定律可知，內(nèi)電壓UIr0.4 V，由閉合電路歐姆定律可知定值電阻兩端電壓UREULU1.6 V，所以定值電阻消耗的電功率PURI0.64 W.答案(1)電路圖、實物圖如圖所示(2)D(3)0.64學生用書P139本實驗的創(chuàng)新改進之處主要集中在兩點：1數(shù)據(jù)處理方式的改進：采取“DIS”數(shù)字化實驗系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)的采集和處理2被測元件的變更：探究其他元件的伏安特性，或其電阻隨溫度變化的規(guī)律(xx石家莊模擬)為了探究某電阻Rt在不同溫度下的阻值，某同學設計了如圖甲所示的電路，其中A為內(nèi)阻不計、量程為3 mA的電流表
8、，E1為電動勢為1.5 V、內(nèi)阻約為1 的電源，R1為滑動變阻器，R2為電阻箱，S為單刀雙擲開關(1)實驗室中提供的滑動變阻器有兩個：RA(0150 )，RB(0500 )，本實驗中滑動變阻器R1應選用_(填“RA”或“RB”)(2)完成下面實驗步驟：調(diào)節(jié)溫度，使Rt的溫度達到t1；將S撥向接點1，調(diào)節(jié)_，使電流表的指針偏轉(zhuǎn)到適當位置，記下此時電流表的讀數(shù)I；將S撥向接點2，調(diào)節(jié)_，使電流表的讀數(shù)仍為I，記下此時電阻箱的讀數(shù)R0，則當溫度為t1時，電阻Rt_；改變Rt的溫度，重復步驟，即可測得電阻Rt的阻值隨溫度變化的規(guī)律(3)現(xiàn)測得電阻Rt隨溫度t變化的圖象如圖乙所示把該電阻與電動勢為3.0
9、 V、內(nèi)阻不計的電源E2，量程為3.0 V的理想電壓表V(圖中未畫出)和電阻箱R2連成如圖丙所示的電路，用該電阻做測溫探頭，將電壓表的電壓刻度改為相應的溫度刻度，就得到了一個簡單的“電阻溫度計”若要求電壓表的讀數(shù)必須隨溫度的升高而增大，則應在原理圖丙中_(填“a、b”或“b、c”)兩點接入電壓表如果電阻箱阻值R275 ，則電壓表刻度盤2.0 V處對應的溫度數(shù)值為_.解析(1)由電源的電動勢為1.5 V，電流表量程為3 mA可知，達到滿偏時，電路總電阻約為500 ，故滑動變阻器選擇RB.(2)實驗中選用替代法測量電阻，第二步中，先將S撥向接點1，調(diào)節(jié)滑動變阻器R1，記錄電流表讀數(shù)；然后將S撥向接
10、點2，調(diào)節(jié)電阻箱R2，使電流表讀數(shù)仍為I，此時電阻箱的讀數(shù)即為待測電阻的阻值，即RtR0.(3)由于電阻Rt隨溫度升高而增大，由閉合電路歐姆定律可知其兩端電壓也增大，所以電壓表與之并聯(lián)，即電壓表接在b、c兩點根據(jù)題圖乙中圖象可得Rt(100t)，由串聯(lián)分壓規(guī)律可得電壓表示數(shù)為2.0 V時，Rt150 ，解得t50()答案(1)RB(2)R1R2R0(3)b、c50總結(jié)提升本實驗雖是探究某電阻隨溫度變化的規(guī)律，但核心還是等效法測電阻，只要弄清測量方法和原理，結(jié)合其他電路知識就能解決，解決創(chuàng)新實驗，考生克服恐懼心理很關鍵學生用書P1391.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)
11、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，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 V5 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：00.6 A,03 A，
12、內(nèi)阻可忽略；電壓表：03 V,015 V，內(nèi)阻很大；滑動變阻器：阻值范圍020 ，允許最大電流1 A；開關一個，導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_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IU圖線得，當I0.40 A時，U6.0 V，故小電珠的實際功率為PIU2.4 W.答案：(1)見解析(2
13、)6.02.43(xx濟南模擬)有一個小電珠上標有“4 V2 W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法描繪這個小電珠的UI圖線，有下列器材可供選用：A電壓表(05 V，內(nèi)阻10 k)B電壓表(010 V，內(nèi)阻20 k)C電流表(00.3 A，內(nèi)阻1 )D電流表(00.6 A，內(nèi)阻0.4 )E滑動變阻器(5 ，10 A)F滑動變阻器(500 ，0.2 A)(1)實驗中電壓表應選用_，電流表應選用_(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：
14、(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05 V的電壓表，故選A.由PUI得，電珠的額定電流I0.5 A，故應選擇00.6 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，而分壓接法中應選總阻值小的滑動變阻器，故選E.(3)電珠內(nèi)阻R8 ，電壓表內(nèi)阻遠大于電珠內(nèi)阻，應采用電流表外接法，故電路圖和實物連接圖如圖所示答案：(1)AD(2)E(3)見解析4(xx唐山統(tǒng)考)某同學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
15、兩個熱敏電阻的IU關系曲線，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，內(nèi)阻約10 B量程為0.6 A的電流表A2，內(nèi)阻約0.05 C量程為3 V的電壓表V1，內(nèi)阻約10 kD量程為6 V的電壓表V2，內(nèi)阻約50 kE電動勢為12 V、內(nèi)阻不計的直流電源F滑動變阻器R1(50 ，0.6 A)G滑動變阻器R2(10 ，0.02 A)H單刀單擲開關一個、導線若干(1)為了得到熱敏電阻完整的IU關系曲線，請選擇合適的實驗器材：_(填器材前的選項字母)(2)請設計實驗電路并把它畫到方框中，標明相應的器材代號(3)該同學將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
16、熱敏電阻RA和RB消耗的功率之比為_解析：(1)根據(jù)IU關系曲線上的數(shù)據(jù)去選擇實驗器材(2)測定IU關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RARB25，則可知RA和RB消耗的功率之比為25.答案：(1)ACDEFH(2)電路如圖所示(3)255(xx廣東汕頭摸底)某研究性學習小組為了制作一種傳感器，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050 mA，內(nèi)阻約為50 電流表(A
17、2)量程0200 mA，內(nèi)阻約為10 電壓表(V1)量程03 V，內(nèi)阻約為10 k電壓表(V2)量程015 V，內(nèi)阻約為25 k滑動變阻器(R1)阻值范圍015 ，允許最大電流1 A滑動變阻器(R2)阻值范圍01 k，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(S)導線若干(1)為提高實驗結(jié)果的準確程度，電流表應選用_；電壓表應選用_；為方便實驗操作，滑動變阻器應選用_(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？
18、相同點：_.不同點：_.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)A2V1R1(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某學習小組擬研究一個標有“3.6 V1.8 W”的小電珠的伏安特性曲線，可供選用的器材如下：電流表A，量程00.6 A，內(nèi)阻約為0.2 ；電壓表V，量程015 V，內(nèi)阻約為15 k；滑動變阻器R，阻值范圍010 ；學生電源E，電動勢為4 V，內(nèi)阻不計；開關S及導線若干(1)該學習小組中的甲同學設計了如圖甲所示的電
19、路進行測量，請按照圖甲所示的電路圖幫甲同學將圖乙中的實物圖連接起來(2)甲同學在實驗中發(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Ig100 A、內(nèi)阻Rg1 000 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_ 的電阻(3)甲同學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)I2如下表所示：I1(A)00.190.300.370.430.460.480.49I2(A)010203040506070請在圖丙中的坐標紙上畫出I1I2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E3.0 V，內(nèi)阻r1.5 ，定值電阻R04.5 .(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)解析：(1)如圖所示(2)設需要串聯(lián)的電阻阻值為Rx，則有Ig(RgRx)5 V，代入數(shù)據(jù)可得Rx49 000 .(4)將定值電阻R0看做該電源的電阻，則內(nèi)阻r6 ，由此可得路端電壓UEIr，在I1I2圖線所在坐標紙上作出該IU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P0.321.1 W0.35 W.答案：(1)見解析圖(2)49 000(3)如下圖所示(4)0.35
2022年高考物理大一輪復習 第七章 實驗八 描繪小電珠的伏安特性曲線高效演練
