2019-2020年高考物理復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)8 描繪小燈泡的伏安特性曲線教案.doc

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2019-2020年高考物理復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)8 描繪小燈泡的伏安特性曲線教案例1xx理綜重慶卷第22（1）題.在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中.用導(dǎo)線a、b、c、d、e、f、g和h按圖1所示方式連接電路,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1 若電壓表的示數(shù)為2 V,電流表的的示數(shù)為零，小燈泡不亮，則斷路的導(dǎo)線為_;若電壓表的示數(shù)為零，電流表的示數(shù)為0.3 A, 小燈泡亮，則斷路的導(dǎo)線為_;若反復(fù)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,小燈泡亮度發(fā)生變化，但電壓表、電流表的示數(shù)不能調(diào)為零，則斷路的導(dǎo)線為_.答案：(1)d導(dǎo)線 h導(dǎo)線 g導(dǎo)線【解析】可用嘗試法，如d導(dǎo)線斷路，則小燈泡斷路，不亮，但電壓表與電流表串聯(lián)后接在電路中，因電壓表內(nèi)阻很大而電流表內(nèi)阻很小，所以電壓表有讀數(shù)而電流表無讀數(shù)。而其它導(dǎo)線（如b、c、h）斷，則電壓表無讀數(shù)。只可能是h導(dǎo)線斷路，因?yàn)椴挥绊戨娏鞅碛凶x數(shù)和燈泡亮。g導(dǎo)線斷路，滑動(dòng)變阻器接成限流器，它與燈泡串聯(lián)，小燈泡亮度發(fā)生變化，但電壓表、電流表的示數(shù)不能調(diào)為零。點(diǎn)評：電路故障的檢查與排除，一要考靠分析電路，二要靠經(jīng)驗(yàn)。找出答案后要再檢驗(yàn)一下。例2 小燈泡燈絲的電阻會(huì)隨溫度的升高而變大.某同學(xué)為研究這一現(xiàn)象，用實(shí)驗(yàn)得到如下數(shù)據(jù)（I和U分別表示小燈泡上的電流和電壓）：I（A）0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50U（V）0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00（1）在左下框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖. 可用的器材有：電壓表、電流表、滑線變阻器（變化范圍010）、電源、小燈泡、電鍵、導(dǎo)線若干.（2）在右圖中畫出小煤泡的UI曲線.（3）如果第15題實(shí)驗(yàn)中測得電池的電動(dòng)勢是1.5V，內(nèi)阻是2.0.問：將本題中的燈泡接在該電池兩端，小燈泡的實(shí)際功率是多少？（簡要寫出求解過程；若需作圖，可直接畫在第（2）小題的方格圖中）答案（1）見下圖（2）見右圖（3）作出U=圖線，可得小燈泡工作電流為0.35安，工作電壓為0.80伏，因此小燈泡實(shí)際功率為0.28瓦例3 某同學(xué)對黑箱(見圖1)中一個(gè)電學(xué)元件的伏安特性進(jìn)行研究通過正確測量，他發(fā)現(xiàn)該元件兩端的電壓Uab(Uab=Ua-Ub)與流過它的電流I之間的變化關(guān)系有如下規(guī)律 當(dāng)-15VUab0V時(shí)，I近為零當(dāng)Uab0時(shí)，Uab和I的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表：（1）在圖2中畫出Uab0時(shí)該元件的伏安特性曲線(可用鉛筆作圖)（2）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)事實(shí)該元件具有的特性是_（3）若將此黑箱接入圖3電路中，并在該電路的cd兩端輸入如圖4(甲)所示的方波電壓信號ucd,請?jiān)趫D4(乙)中定性畫出負(fù)載電阻RL上的電壓信號uef的波形答案(1) (2)單向?qū)щ娦?(3)例4（江蘇省南京市xx屆高三質(zhì)量檢測）一只小燈泡，標(biāo)有“3V、0.6W”字樣?，F(xiàn)用右下圖給出的器材測量該小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻R1。（滑動(dòng)變阻器最大阻值為10；電源電動(dòng)勢為12V，內(nèi)阻為1；電流表內(nèi)阻為1，電壓表的內(nèi)阻為10k）。（1）在設(shè)計(jì)電路的過程中，為了盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差，電流表應(yīng)采用 （選填“內(nèi)接”或“外接”）法?；瑒?dòng)變阻器的連接方式應(yīng)采用 （選填“分壓式”或“限流式”）（2）將你所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖（盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差）畫在左下方的虛線框中。（3）用筆畫線當(dāng)導(dǎo)線，根據(jù)設(shè)計(jì)的電路圖將實(shí)物圖連成完整的電路（圖中有三根導(dǎo)線已經(jīng)接好）。開始時(shí)，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭應(yīng)該移到最 端（選填“左”或“右”）。（4）若小燈泡發(fā)光暗時(shí)的電阻為R2，你根據(jù)所學(xué)的知識可判斷出R1與R2的大小關(guān)系為：R1 R2（選填“大于”、“等于”或“小于”）（1）外接（1分） 分壓式（1分） （2）電路如圖所示（3分）； （3）連接電路如圖所示（3分）；左（1分）若其他接法正確，同樣給分 （4）大于（2分）例5（14分）（如皋市xx屆高三一輪復(fù)習(xí)）如圖甲所示，為某同學(xué)測繪額定電壓為2.5V的小燈泡的IU特性曲線的實(shí)驗(yàn)電路圖 根據(jù)電路圖甲，用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖乙中的實(shí)驗(yàn)電路連接完整 開關(guān)S閉合之前，圖乙中滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)該置于 端（選填“A”、“B”或“AB中間”） 實(shí)驗(yàn)中測得有關(guān)數(shù)據(jù)如下表：U/V0.400.801.201.602.002.402.80I/A0.100.160.200.230.250.260.27根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在圖丙中畫出小燈泡的IU特性曲線.圖乙 圖丙 若已知小燈泡燈絲在27時(shí)電阻值約為1.5,并且其電阻值與燈絲的熱力學(xué)溫度成正比,試估算該燈泡以額定功率工作時(shí)燈絲的溫度約為 。（提示：T=273+t）. （4分） . （4分）圖乙. A （3分） . 15801650 （3分）評分說明：中電表量程選擇錯(cuò)誤，每處扣1分，其余任何錯(cuò)誤均得0分；中無橫縱坐標(biāo)物理量或坐標(biāo)無標(biāo)度得0分，橫縱坐標(biāo)顛倒得2分，無單位或標(biāo)度不合理酌情扣分。例6（成都市xx屆高中畢業(yè)班摸底測試）為了研究某電阻元件Rx的伏安特性，某同學(xué)設(shè)計(jì)了圖甲所示的電路，圖中電流表mA的量程為5mA，內(nèi)阻約為10；電壓表V（已接入電路但圖中未畫出）量程為3V，內(nèi)阻約為3k；電源電動(dòng)熱E為6V，內(nèi)阻不計(jì)。（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)有兩個(gè)滑動(dòng)變阻器可供選擇；A阻值0到100，允許通過的最大電流為0.3AB阻值0到10，允許通過的最大電流為0.5A本實(shí)驗(yàn)應(yīng)選的滑動(dòng)變阻器是 （填“A”或“B”）（2）正確連線后，測得數(shù)據(jù)如下表U/V0.51.01.21.51.82.02.32.73.0I/mA1.51.71.92.32.72.93.33.84.2請你根據(jù)以上數(shù)據(jù)，在圖乙中完成該實(shí)驗(yàn)的實(shí)物連線。（1）A（2分）（2）見答圖2（2分）例7.某學(xué)習(xí)小組要描繪一只小電珠（2.5V，0.5A）的伏安特性曲線,所供選擇的器材除了導(dǎo)線和開關(guān)外，還有以下一些器材可供選擇： A.電源E（電動(dòng)勢為3.0V ，內(nèi)阻不計(jì)）B.電壓表V1（量程為0 3.0V ，內(nèi)阻約為2k）C.電壓表2（量程為0 15.0V ，內(nèi)阻約為6K）D.電流表A1（量程為00.6A ，內(nèi)阻約為1）E.電流表A2（量程為0100mA ，內(nèi)阻約為2）F.滑動(dòng)變阻器R1 （最大阻值10）G.滑動(dòng)變阻器R2（最大阻值2k）為了減小實(shí)驗(yàn)誤差,實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選擇_,電流表應(yīng)選擇_,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇_.(填器材的符號)為提高實(shí)驗(yàn)精度，請你為該學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)電路圖，并畫在右側(cè)的方框中。下表中的各組數(shù)據(jù)是此學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)中測得的，根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在方格紙上作出該電珠的伏安特性曲線。I/AU/VOU（V）00.511.52.02.5I（A）00.170.300.390.450.49由圖象可知，該電阻的變化特性是溫度升高,電阻 .I/AU/VO0.511.52.520.10.20.30.40.5B；D；F (每空1分,共3分) (4分) (3分)變大 (2分)例8 描繪小燈泡的伏安特性曲線xx高考 浙江22（9分）（1）如圖甲所示，在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中，同組同學(xué)已經(jīng)完成部分導(dǎo)線的連接，請你在實(shí)物接線圖中完成余下導(dǎo)線的連接。（2）某同學(xué)從標(biāo)稱為“220 V 25 W”、“220 V 500 W”的3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_，標(biāo)稱的額定功率為_。答案：（1）如圖；（2）150，“220V 300W”【解析】.本題考查多用電表 和電路設(shè)計(jì)(1)如圖所示。實(shí)驗(yàn)要求電壓從零開始調(diào)整，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法。（2）1510=150，P=標(biāo)稱300W的燈泡。例9 （1）測小燈泡的關(guān)系圖象xx年北京理綜卷第21（2）題某同學(xué)用如圖所示電路，測繪標(biāo)有“3.8 V,0.3 A”的小燈泡的燈絲電阻R隨電壓U變化的圖象.圖除了導(dǎo)線和開關(guān)外，有以下一些器材可供選擇:電流表：A1:(量程100 mA,內(nèi)阻約2 ); A2:(量程0.6 A,內(nèi)阻約0.3 );電壓表：V1(量程5 V,內(nèi)阻約5 ); V2(量程15 V,內(nèi)阻約15 );滑動(dòng)變阻器：R1（阻值范圍 010）R2（阻值范圍 02k）電源：E1(電動(dòng)勢為1.5 V，內(nèi)阻為0.2 ); E2(電動(dòng)勢為4 V, 內(nèi)阻約為0.04 ).為了調(diào)節(jié)方便，測量準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用電流表_，電壓表_,滑動(dòng)變阻器_，電源_.(填器材的符號)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算并描繪出R-U的圖象如圖所示.由圖象可知，此燈泡在不工作時(shí)，燈絲電阻為_；當(dāng)所加電壓為3.00 V時(shí)，燈絲電阻為_,燈泡實(shí)際消耗的電功率為_W. 圖根據(jù)R-U圖象，可確定小燈泡耗電功率P與外加電壓U的關(guān)系.符合該關(guān)系的示意圖是下列圖中的_ 解：根據(jù)小燈泡的額定電壓、額定電壓與各器材的標(biāo)稱值容易判斷，電流表選A2，電壓表選V1，電源選E2，滑動(dòng)變阻器選R1。燈泡在不工作時(shí)，燈絲電阻為1.5；當(dāng)所加電壓為3.00 V時(shí)，燈絲電阻為11.5, 燈泡實(shí)際消耗的電功率為W.A.點(diǎn)評：本題重點(diǎn)考查實(shí)驗(yàn)器材的選擇和物理圖象的識別（讀圖），難讀不太大。例10 測小燈泡的U-I關(guān)系圖象xx年上海物理卷第17題表格中所列數(shù)據(jù)是測量小燈泡 U-I關(guān)系的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：(1）分析上表內(nèi)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)電路圖是圖 （填“甲”或“乙”）；（2）在方格紙內(nèi)畫出小燈泡的U-I曲線分析曲線可知小燈泡的電阻隨I變大而 （填“變大”、“變小”或“不 變”）； （3）如圖丙所示，用一個(gè)定值電阻R和兩個(gè)上述小燈泡組成串并聯(lián)電路，連接到內(nèi)阻不計(jì)、電動(dòng)勢為3V的電源上已知流過電阻R的電流是流過燈泡b電流的兩倍，則流過燈泡b的電流約為 A解：（1）數(shù)據(jù)從0開始，所以是甲滑動(dòng)變阻器接為分壓器。（2）圖線略。電阻變大（斜率變大）（3）當(dāng)時(shí)，從圖丙得，所以。點(diǎn)評：本題考查作圖和讀圖以及電路的簡單計(jì)算，說明實(shí)驗(yàn)題從細(xì)節(jié)著手。例11 測小燈泡的伏安特性曲線xx年全國理綜二卷第17（1）題現(xiàn)要測定一個(gè)額定電壓4V、額定功率1.6W的小燈泡（圖中用表示）的伏安特性曲線.要求所測電壓范圍為0.1V4V.現(xiàn)有器材：直流電源(電動(dòng)勢4.5V，內(nèi)阻不計(jì))，電壓表(量程4.5V，內(nèi)阻約為4104)電流表(量程250mA，內(nèi)阻約為2)，電流表（量程500mA，內(nèi)阻約為1），滑動(dòng)變阻器（最大值約為30），電鍵，導(dǎo)線若干.如果既要滿足測量要求，又要測量誤差較小，應(yīng)該選用的電流表是 ，下面兩個(gè)電路應(yīng)該選用的是 .甲E乙解：因?yàn)殡娏骷s為，所以選A2；因?yàn)殡妷罕韮?nèi)阻大，對電路影響小，所以選用甲圖。點(diǎn)評：常規(guī)要求，細(xì)心會(huì)做。無獨(dú)有偶，考測小燈泡的變化曲線的也是3題，分別考查器材選擇、電路圖和圖象的讀或畫，是物理實(shí)驗(yàn)的基本功，看來，物理實(shí)驗(yàn)，還是要強(qiáng)調(diào)雙基：基本原理、基本技能。例12 xx年上海物理卷第18題（10分）小燈泡燈絲的電阻會(huì)隨溫度的升高而變大.某同學(xué)為研究這一現(xiàn)象，用實(shí)驗(yàn)得到如下數(shù)據(jù)（I和U分別表示小燈泡上的電流和電壓）：I（A）0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50U（V）0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00（1）在左下框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖. 可用的器材有：電壓表、電流表、滑線變阻器（變化范圍010）、電源、小燈泡、電鍵、導(dǎo)線若干.（2）在右圖中畫出小煤泡的UI曲線.（3）如果第15題實(shí)驗(yàn)中測得電池的電動(dòng)勢是1.5V，內(nèi)阻是2.0.問：將本題中的燈泡接在該電池兩端，小燈泡的實(shí)際功率是多少？（簡要寫出求解過程；若需作圖，可直接畫在第（2）小題的方格圖中）答案：（1）見下圖（2）見右圖（3）作出U=圖線，可得小燈泡工作電流為0.35安，工作電壓為0.80伏，因此小燈泡實(shí)際功率為0.28瓦例13 xx年江蘇省物理卷第12題(12分)某同學(xué)對黑箱(見圖1)中一個(gè)電學(xué)元件的伏安特性進(jìn)行研究通過正確測量，他發(fā)現(xiàn)該元件兩端的電壓Uab(Uab=Ua-Ub)與流過它的電流I之間的變化關(guān)系有如下規(guī)律 當(dāng)-15VUab0V時(shí)，I近為零當(dāng)Uab0時(shí)，Uab和I的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表：（1）在圖2中畫出Uab0時(shí)該元件的伏安特性曲線(可用鉛筆作圖)（2）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)事實(shí)該元件具有的特性是_（3）若將此黑箱接入圖3電路中，并在該電路的cd兩端輸入如圖4(甲)所示的方波電壓信號ucd,請?jiān)趫D4(乙)中定性畫出負(fù)載電阻RL上的電壓信號uef的波形答案：(1) (2)單向?qū)щ娦?(3)I/mAU/V12345675040302010O圖1例14 xx年上海物理卷第18題.（7分）圖1為某一熱敏電阻(電阻值隨溫度的改變而改變，且對溫度很敏感)的I-U關(guān)系曲線圖。為了通過測量得到圖1所示I-U關(guān)系的完整曲線，在圖2和圖3兩個(gè)電路中應(yīng)選擇的是圖_；簡要說明理由：_。（電源電動(dòng)勢為9V，內(nèi)阻不計(jì)，滑線變阻器的阻值為0-100）。2；電壓可從0V調(diào)到所需電壓，調(diào)節(jié)范圍較大。VA圖2VA圖3AR1R2熱敏電阻9V圖4在圖4電路中，電源電壓恒為9V，電流表讀數(shù)為70mA，定值電阻R1=250。由熱敏電阻的I-U關(guān)系曲線可知，熱敏電阻兩端的電壓為_V；電阻R2的阻值為_。5.2；111.8（111.6112.0均給分）舉出一個(gè)可以應(yīng)用熱敏電阻的例子：_。熱敏溫度計(jì)（提出其它實(shí)例，只要合理均給分）答案：（1）2；圖2電路電壓可從0V調(diào)到所需電壓，調(diào)節(jié)范圍較大。（或圖3電路不能測得0V附近的數(shù)據(jù)）（2）5.2；111.8（111.6112.0均給分） （3）熱敏溫度計(jì)（提出其他實(shí)例，只要合理均給分）15（xx重慶卷）22.（2）在探究小燈泡的伏安特性實(shí)驗(yàn)中，所用器材有：燈泡1，量程恰當(dāng)?shù)碾娏鞅硎?A和電壓V，直流電源A,滑動(dòng)變阻器R，電鍵S等，要求燈泡兩端電壓從OV開始變化，實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用_接法（填“分壓”或“限流”）某同學(xué)已連接如題22圖2所示的電路，在連接最后一根導(dǎo)線的C端到直接電源正極之前，請指出其中僅有的2個(gè)不當(dāng)之處，并說明如何改下A_B_電路連接正確后，分別測得兩只燈泡和的伏安特性曲線，如題22圖3中和所示。然后將燈泡、與電池組（電動(dòng)勢和內(nèi)阻均恒定）連成題22圖4所示電路。多次測量后得到通過和的電流平均值分別為0.30A和0.60A。A.在題22圖3中畫出電池組路端電壓U和電流I的關(guān)系曲線。B.由該曲線可知電池組的電動(dòng)勢為_V，內(nèi)阻為_。（取2位有效數(shù)字）15 【答案】分壓 A.電鍵不應(yīng)閉合，應(yīng)處于斷開狀態(tài) B.滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P位置不當(dāng)，應(yīng)將其置于b端 4.6V 2.7【解析】探究小燈泡的伏安特性曲線要求電壓從0到額定電壓變化，所以滑動(dòng)變阻器必須采用分壓解法。在連接線路時(shí)必須將每個(gè)開關(guān)斷開，而圖中是閉合的這是第一個(gè)錯(cuò)誤。連好線路后在閉合開關(guān)前需要將限流滑動(dòng)變阻器調(diào)到阻值最大，將分壓滑動(dòng)變阻器調(diào)到輸出為0端，在圖中是b端，以保護(hù)電源和電表。描繪電源的伏安特性曲線要求外電阻變化測定對應(yīng)的多組路端電壓和電流，本實(shí)驗(yàn)中用兩個(gè)小燈泡來改變外電阻獲得兩組電流值，然后在小燈泡的伏安特性曲線上查出對應(yīng)的電壓，用兩個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)描繪圖像。為描繪準(zhǔn)確可以先進(jìn)行理論計(jì)算，首先查出兩坐標(biāo)為（0.30A，3.8V）和（0.60A，3.0V），則內(nèi)阻為，電動(dòng)勢為， V，然后作出準(zhǔn)確圖像如圖。16（xx 浙江卷）21. (10分)在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)測得電流-電壓的數(shù)據(jù)如下表所示：電流I/mA275.412.419.527.836.447.156.169.681.793.2電壓U/V0.040.080.210.541.302.203.524.776.909.1211.46（1）用上表數(shù)據(jù)描繪電壓隨電流的變化曲線；（2）為了探究燈絲電阻與溫度的關(guān)系，已作出電阻隨電流的變化曲線如圖所示：請指出圖絲的特征，并解釋形成的原因。16 【答案】.（1）（2）電阻隨電流增大；存在三個(gè)區(qū)間，電阻隨電流的變化快慢不同；第一區(qū)間電流很小時(shí)，電阻變化不大；第二區(qū)間燈絲溫度升高快，電阻增大快；第三區(qū)間部分電能轉(zhuǎn)化為光能，燈絲溫度升高變慢，電阻增大也變慢。17 （xx安徽卷）21（6分）太陽能是一種清潔、“綠色”能源。在我國上海舉辦的xx年世博會(huì)上，大量利用了太陽能電池。太陽能電池在有光照時(shí)，可以將光能轉(zhuǎn)化為電能，在沒有光照時(shí)，可以視為一個(gè)電學(xué)器件。某實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)測繪小燈泡伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)方法，探究一個(gè)太陽能電池在沒有光照時(shí)（沒有儲(chǔ)存電能）的I-U特性。所用的器材包括：太陽能電池，電源E，電流表A，電壓表V，滑動(dòng)變阻器R，開關(guān)S及導(dǎo)線若干。（1）為了達(dá)到上述目的，請將圖1連成一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)電路圖。（2）該實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，描點(diǎn)繪出了如圖2的I-U圖像。由圖可知，當(dāng)電壓小于2.00V時(shí)，太陽能電池的電阻_ （填“很大”或“很小”）；當(dāng)電壓為2.80V時(shí)，太陽能電池的電阻約為_。 17 【答案】（1）如圖（2）很大；1.0103（9651040）【解析】（1）根據(jù)測繪小燈泡伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)方法，電路連接如圖；（2）在電壓小于2.00V時(shí)，由圖可讀出電流很小，由得，太陽能電池的電阻很大；（3）當(dāng)電壓為2.80V時(shí)，根據(jù)題圖讀出U、I，由得：R=1.0103。