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2019-2020年高考物理一輪復習知能演練 實驗八 描繪小電珠的伏安特性曲線 滬科版
1. 在描繪小電珠的伏安特性曲線時, 采用如圖7－4－7所示的電路, 實驗中發(fā)現(xiàn)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. 電珠中燈絲已燒斷
B. 滑片接觸不良
C. 電珠內(nèi)部短路
D. 滑動變阻器A端接觸不良
解析: 選C.由圖知, 若電壓表的電阻無窮大, 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, 故D錯. 若電珠內(nèi)部短路則電珠兩端電壓為零, 電壓表指針不變, 移動滑動時, 只有電流表指針變化, 故選C.
2. 在如圖7－4－8甲所示的電路中, 電源電動勢為3.0 V, 內(nèi)阻不計, L1、L2、L3為三個相同規(guī)格的小電珠, 這種小電珠的伏安特性曲線如圖乙所示, 當開關(guān)S閉合后( )
圖7－4－8
A. 通L1的電流為通過L2電流的2倍
B. L1的電阻為7.5 Ω
C. L1消耗的電功率為0.75 W
D. L2消耗的電功率為0.375 W
解析: 選C.因電源內(nèi)阻不計, S閉合后UL1＝3 V, UL2＝UL3＝1.5 V. 在I－U圖像中, 可以讀出相應的電流IL1＝0.25 A, IL2＝IL3＝0.2 A, 故A不對. 由R＝知RL1＝12 Ω, 故B不對, 由P＝UI知PL1＝0.75 W, PL2＝0.3 W, 故C正確, D錯誤.
3. 在“描繪小電珠的伏安特性曲線”的實驗中備有下列器材:
A. 小電珠(3.8 V,1.5 W)
B. 直流電源(電動勢4.5 V, 內(nèi)阻約0.4 Ω)
C. 電流表(量程0～500 mA, 內(nèi)阻約0.5 Ω)
D. 電壓表(量程0～5 V, 內(nèi)阻約5000 Ω)
E. 滑動變阻器R1(0～5 Ω, 額定電流2 A)
F. 滑動變阻器R2(0～50 Ω, 額定電流1 A)
G. 開關(guān)一個, 導線若干
如果既要滿足測量要求, 又要使測量誤差較小, 應選擇如圖7－4－9所示的四個電路中的________, 應選用的滑動變阻器是________.
圖7－4－9
解析: 由于伏安特性曲線中的電壓和電流均要從零開始測量, 所以滑動變阻器應選用分壓式, 分壓式接法適用于測量較大阻值電阻(與滑動變阻器的總電阻相比), 由于R1
RL/RA, 所以安培表應該選用外接法.
答案: 丙 R1(或E)
4. 有一個小電珠上標有“4 V,2 W”的字樣, 現(xiàn)在要用伏安法描繪這個小電珠的U－I圖線. 有下列器材供選用:
A. 電壓表(0～5 V, 內(nèi)阻10 kΩ)
B. 電壓表(0～10 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(5 Ω, 1 A)
F. 滑動變阻器(500 Ω, 0.2 A)
(1)實驗中電壓表應選用________, 電流表應選用________. 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), 滑動變阻器應選用________(用序號字母表示).
(2)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的實物電路圖.
圖7－4－10
解析: (1)因小電珠的額定電壓為4 V, 所以電壓表應選用A, 小電珠的額定電流I＝＝0.5 A, 所以電流表應選用D; 小電珠正常工作時的電阻為R＝＝8 Ω, 因為＞Rx, Rx為小電阻, 電流表應采用外接法, 要求電壓表從零開始變化, 故滑動變阻器采用分壓接法, 為便于調(diào)節(jié), 滑動變阻器應選用E.
(2)滿足實驗要求的電路圖如圖.
接成相應實物電路圖如圖.
答案: (1)ADE (2)見解析
5. (xx高考重慶理綜卷)在探究小電珠的伏安特性實驗中, 所用器材有: 電珠L、量程恰當?shù)碾娏鞅鞟和電壓表V、直流電源E、滑動變阻器R、電鍵S等, 要求電珠兩端電壓從0 V開始變化.
(1)實驗中滑動變阻器應采用________接法(填“分壓”或“限流”).
(2)某同學已連接如圖7－4－11所示的電路, 在連接最后一根導線的c端到直流電源正極之前, 請指出其中僅有的2個不當之處, 并說明如何改正.
圖7－4－11
A. ________________________________________________________________________;
B. ________________________________________________________________________.
解析: (1)由于電壓從0開始調(diào)節(jié), 滑動變阻器采用分壓式接法.
(2)不當之處: A.在連線時, 必須斷開電源, 即電鍵S不應閉合; B.分壓式接入滑動變阻器, 輸出電壓從最小開始, 即滑片應置于b端.
答案: (1)分壓
(2)A.電鍵S不應閉合, 應處于斷開狀態(tài)
B. 滑動變阻器滑動觸頭P位置不當, 應將其置于b端
6. (xx高考廣東理綜卷)在“描繪小電珠的伏安特性曲線”實驗中, 所用器材有: 小電珠(2.5 V,0.6 W), 滑動變阻器, 多用電表, 電流表, 學生電源, 開關(guān), 導線若干.
(1)粗測小電珠的電阻, 應選擇多用電表________倍率的電阻擋(請?zhí)顚憽?”、“10”或“100”); 調(diào)零后, 將表筆分別與小電珠的兩極連接, 示數(shù)如圖7－4－12甲, 結(jié)果為________Ω.
圖7－4－12
(2)實驗中使用多用電表測量電壓, 請根據(jù)實驗原理圖乙完成實物圖丙中的連線.
(3)開關(guān)閉合前, 應將滑動變阻器的滑片P置于________端. 為使小電珠亮度增加, P應由中點向________端滑動.
(4)下表為電壓等間隔變化測得的數(shù)據(jù). 為了獲得更準確的實驗圖像, 必須在相鄰數(shù)據(jù)點________間多測幾組數(shù)據(jù)(請?zhí)顚憽癮b”、“bc”、“cd”、“de”或“ef”).
數(shù)據(jù)點
a
b
c
d
e
f
U/V
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
I/A
0.000
0.122
0.156
0.185
0.216
0.244
解析: (1)由小電珠的額定電壓為2.5 V, 額定功率為0.6 W, 可得小電珠正常工作時電阻R＝＝Ω＝10.4 Ω, 選多用電表的“1”倍率時的中值電阻為15 Ω.因為在中值電阻附近測量的量最精確, 又知10.4在15附近, 所以選擇“1”倍率.
(2)在畫實物連線時, 應先連干路, 再連分壓電路, 連接如圖所示.
(3)閉合開關(guān)前P應先置于a端, 此舉為保護小電珠. 為使小電珠亮度增加, 滑片P應向b端滑動, 使其分壓增加.
(4)在ab間電流的變化從0～0.122 A, 變化較大, 為了更準確, 應在ab間多測幾組數(shù)據(jù).
答案: (1)1 7.5 (2)如解析圖所示 (3)a b (4)ab
7. (xx賀州模擬)在“描繪小電珠的伏安特性曲線”的實驗中, 用導線a、b、c、d、e、f、g和h按如圖7－4－13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(guān)后:
圖7－4－13
(1)若不管怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器, 小電珠亮度能發(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7－4－14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.
圖7－4－14
(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中7－4－15的甲、乙、丙, 下列說法正確的是( )
圖7－4－15
A. a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圖線是直線, 說明其阻值不隨電壓的變化而變化, 故可作為標準電阻, 故A對, B錯; 因I－U圖線的斜率的倒數(shù)表示電阻值的變化, 故C對D錯.
答案: (1)g (2)0.8 (3)AC
8. (創(chuàng)新實驗)某同學用圖7－4－16甲所示電路測繪額定電壓為3.0 V小電珠的I－U圖線, 并研究小電珠實際功率與所加電壓的關(guān)系.
圖7－4－16
(1)根據(jù)電路圖, 用筆畫線代替導線, 將圖乙中的實驗電路連成完整的實驗電路.
(2)開關(guān)S閉合之前, 圖甲中滑動變阻器R的滑片應置于________(填“a端”“b端”或“ab的正中間”).
(3)根據(jù)實驗數(shù)據(jù), 畫出的小電珠的I－U特性曲線如圖7－4－17, 由此可確定小電珠在電壓為2.5 V時的實際功率為________(保留兩位有效數(shù)字).
圖7－4－17
(4)已知小電珠燈絲在27 ℃時的電阻是1.5 Ω, 并且其電阻值與燈絲溫度的關(guān)系為R＝k(273＋t ℃), k為比例常數(shù), 根據(jù)I－U特性曲線, 估算該電珠以額定功率工作時燈絲溫度約為________℃.
解析: (1)如圖所示.
(2)開關(guān)S閉合之前, 應使小電珠兩端的電壓最小, 故滑動變阻器R的滑片應置于a端.
(3)由小電珠的I－U特性曲線可知, 當電壓為2.5 V時, 通過小電珠的電流約為0.38 A, 小電珠消耗的功率P＝UI＝2.50.38 W＝0.95 W.
(4)由小電珠的I－U特性曲線可知, 當小電珠正常工作時, 電壓U0＝3.0 V, 電流I0＝0.73 A, 燈絲的電阻R0＝＝ Ω＝6.98 Ω, 則有1.5＝k(273＋27 ℃), 6.98＝k(273＋t ℃)解得t＝1123 ℃.
答案: (1)見解析 (2)a端 (3)0.95 W (4)1123
2019-2020年高考物理一輪復習知能演練 實驗八 描繪小電珠的伏安特性曲線 滬科版.doc
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