课时作业三十一 实验探究描绘小灯泡的伏安特性曲线DOC.docx

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课时作业三十一实验探究描绘小灯泡的伏安特性曲线DOC

课时作业（三十一）　实验、探究：

描绘小灯泡的伏安特性曲线

第1题图

1．为探究小灯泡L的伏安特性，连好如图所示的电路后闭合开关，通过移动变阻器的滑片，使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大，直到小灯泡正常发光，由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的UI图象应是图中的（　　）

A

B

C

D

2．太阳能是一种清洁、“绿色”能源．在我国上海举办的2010年世博会上，大量利用了太阳能电池．太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件．某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池在没有光照时（没有储存电能）的IU特性．所用的器材包括：

太阳能电池，电源E，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，开关S及导线若干．

（1）为了达到上述目的，请将图a连成一个完整的实验电路图．

（2）该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图b的IU图象．由图可知，当电压小于2.00V时，太阳能电池的电阻____________（选填“很大”或“很小”）；当电压为2.80V时，太阳能电池的电阻约为____________Ω.

a

b

第2题图

3．在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的实验仪器如下：

器　材

规　格

器　材

规　格

小电珠

　标有“3.8V,0.3A”字样

　滑动变阻器R1

　最大阻值10Ω，额定电流1.0A

电压表V

　量程0～5V，内阻5kΩ

　滑动变阻器R2

　最大阻值1kΩ，额定电流0.5A

电流表A1

　量程0～100mA，内阻4Ω

　直流电源E

　电动势约为6V，内阻约为0.5Ω

电流表A2

　量程0～500mA，内阻0.4Ω

　导线、电键等

（1）在上述器材中，滑动变阻器应选____________；电流表应选________．

（2）在图（a）中用笔画线代替导线，把实验仪器连接成完整的实验电路．

第3题图（a）

（3）利用实验中得到的实验数据在IU坐标系中，描绘出了图（b）所示的小电珠的伏安特性曲线．根据此图给出的信息，可以判断出图中正确的是（图中P为小电珠功率）________________________．

第3题图（b）

4．有一个小灯泡上标有“4V　2W”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的U－I图线，有下列器材供选用；

A．电压表（0～5V，内阻10kΩ）

B．电压表（0～10V，内阻20kΩ）

C．电流表（0～0.3A，内阻1Ω）

D．电流表（0～0.6A，内阻0.4Ω）

E．滑动变阻器（5Ω,10A）

F．滑动变阻器（500Ω,0.2A）

（1）实验中电压表应选用____________，电流表应选用____________.（用序号字母表示）

（2）为使实验误差尽量减小，要求电压表从零开始变化且多取几组数据，滑动变阻器应选用____________（用序号字母表示）．

（3）请在方框内画出满足实验要求的电路图，并把图中所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图．

第4题图

5．在探究小灯泡特性的实验中，器材如下：

标有“2V,0.8W”的小灯泡、电源（两节干电池串联，电动势约3V）、滑动变阻器、电压表、电流表、电键、若干导线．

第5题图

（1）将电路按照分压电路连接，在将最后一根导线连接上电源正极A点前，应对电路中做两个调整，分别是____________________________________；____________________________.

（2）正确实验后，小灯泡的电流电压关系最可能是下图中的（　　）

6．在描绘小电珠的伏安特性曲线的实验中，由于电表内阻的影响，会产生系统误差使得小电珠的电阻测量不准确，为了消除这种误差，某同学设计了如图所示的实物连线图，用来测量小电珠的电阻和两端所加电压U的关系，图中两个电压表完全相同且内阻很大，试回答下列问题．

第6题图

（1）根据实物连线图在虚线框内画出实验的电路图．

（2）请补全下列实验步骤

①按图中的实物连接图连好电路，在闭合开关S之前，滑动变阻器的滑动头应调到________．

②合上开关S

③移动滑动头，调节电阻箱的示数，使两个电压表________，则电阻箱的读数即为小电珠电阻，记下小电珠的电阻和电压．

④多次移动滑动头，并调节电阻箱，但仍保持两个电压表________，记下电阻箱示数和电压表的读数．

⑤在坐标纸上画出RU图线，并分析R随U变化的规律．

（3）实验中画出的RU图线如图，其中正确的是（　　）

7．甲同学设计了如图所示的电路测电源电动势E及电阻R1和R2的阻值．实验器材有：

待测电源E（不计内阻），待测电阻R1，待测电阻R2，电压表V（量程为1.5V，（内阻很大），电阻箱R）（0－99.99Ω），单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干．

①先测电阻R1的阻值．请将甲同学的操作补充完整：

闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数r和对应的电压表示数U1，保持电阻箱示数不变，将S2切换到b，读出电压表的示数U2.则电阻R1的表达式为R1＝____________.

第7题图

②甲同学已经测得电阻R1＝4.8Ω，继续测电源电动势E和电阻R2的阻值．该同学的做法是：

闭合S1，将S2切换到a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图所示的

－

图线，则电源电动势E＝____________，电阻R2＝____________.

③利用甲同学设计的电路和测得的电阻R1，乙同学测电源电动势E和电阻R2的阻值的做法是：

闭合S1，将S2切换到b，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了相应的

－

图线，根据图线得到电源电动势E和电阻R2.这种做法与甲同学的做法比较，由于电压表测得的数据

范围____________（选填“较大”、“较小”或“相同”），所以____________同学的做法更恰当些．

8．有一个小灯泡上标有“3.8V　0.5A”的字样，现要描绘这个灯泡的伏安特性图线．有下列器材供选用：

A．电压表（0～5V，内阻约为10kΩ）

B．电流表（0～0.6A，内阻约为0.5Ω）

C．电流表（0～3A，内阻约为0.1Ω）

D．滑动变阻器（0～10Ω，2A）

E．滑动变阻器（0～1kΩ，0.1A）

F．学生电源（直流6V），还有开关、导线若干

①实验中所用电流表应选用____________，滑动变阻器应选用____________．

②实验时要求尽量减少实验误差，测量电压从零开始多取几组数据，应选用图甲中图所示电路进行实验．

A

B

C

D

甲

乙

第8题图

③某同学根据实验得到的数据画出了该小灯泡的伏安特性曲线（如图乙所示），若用电动势为3V、内阻为2.5Ω的电源给该小灯泡供电，则该小灯泡的实际功率是________W.

9．小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大．某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据（I和U分别表示小灯泡上的电流和电压）

第9题图

I

（A）

0.12

0.22

0.29

0.34

0.38

0.42

0.45

0.47

0.49

0.50

U

（V）

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

2.00

（1）在图中左边框中画出实验电路图，可用的器材有：

电压表、电流表、滑动变阻器（变化范围0～10Ω）、电源、小灯泡、电键、导线若干．

（2）在图中画出小灯泡的UI曲线．

（3）如果上题实验中测得电池的电动势是1.5V，内阻是2.0Ω.问：

将本题中的小灯泡接在该电池两端，小灯泡的实际功率是多少？

（简要写出求解答过程；若需要作图，可以直接画在第

（2）小题的方格图中）

10．有一个小灯泡上标有“4V　2W”的字样，现要描绘这个灯泡的伏安特性图线．有下列器材供选用：

A.电压表（0～5V，内阻约为10kΩ）

B.电压表（0～10V，内阻约为20kΩ）

C.电流表（0～0.3A，内阻约为1Ω）

D.电流表（0～0.6A，内阻约为0.4Ω）

E.滑动变阻器（10Ω，2A）

F.学生电源（直流6V），还有电键、导线若干

（1）实验中所用电压表应选用____________，电流表应选用____________（用字母表示）．

（2）实验时要求尽量减小实验误差，测量电压从零开始多取几组数据，请将下图中实物连接成满足实验要求的测量电路．

第10题图

（3）某同学根据实验得到的数据画出了该小灯泡的伏安特性曲线（如图所示），若用电动势为3V、内阻为2.5Ω的电源给该小灯泡供电，则该小灯泡的实际功率是________W.

课时作业（三十一）　实验、探究：

描绘小灯泡的伏安特性曲线

　1.C　【解析】小灯泡中的电流逐渐增大时其温度升高，导致电阻R增大，所以U－I图线的斜率增大，故C项正确．

　2.

（1）连线如图　

（2）很大　1.0×103（965～1040）

第2题图

　【解析】

（1）探究IU特性时需要多组数据，故滑动变阻器应采用分压接法．连线见答案．　

（2）根据R＝

，结合IU图可知U＜2.00V时R很大；U＝2.80V时R＝

Ω＝1.0×103Ω.

　3.

（1）R1　A2　

（2）见解析图　（3）BD

第3题图

　【解析】

（1）为方便电路调节，滑动变阻器应选择R1　小电珠正常工作时I额＝0.3A＝300mA>100mA，故电流表应选A2.

（2）因为要求小电珠上的电压从0增大，应选用分压电路；而小电珠正常工作时R灯＝

＝

Ω≈13ΩRV＝5kΩ，故电流表应选择外接法．（3）在IU图象中，图线斜率逐渐减小，小电珠的R逐渐增大；由P＝

知在PU2图象中，图线的斜率

应逐渐减小，故B正确；由P＝I2R在PI2图象中图线斜率R应逐渐增大，故D正确．

　4.

（1）AD　

（2）E　（3）见解析　【解析】

（1）因灯泡的额定电压为4V，为保证安全选用的电压表量程应稍大于4V，但不能大太多，量程太大则示数不准确；故只能选用0～5V的电压表，故选A；

　由P＝UI得，灯泡的额定电流I＝

＝0.5A；故电流表应选择0～0.6A的量程，故选D；

（2）由题意要求可知，电压从零开始变化，并要多测几组数据，故只能采用滑动变阻器分压接法，而分压接法中应选总阻值小的滑动变阻器，故选E；

　（3）

第4题图

灯泡内阻R＝

＝8Ω；

＝

＝1250，

＝

＝20

　故说明电压表内阻远大于灯泡内阻，应采用电流表外接法；而由以上分析知，滑动变阻器应选择分压接法；故电路图和实物连接图如图所示．

　5.

（1）电键断开　滑片移动到最左端　

（2）C　【解析】

（1）电路图连接时应该把电键断开，滑动变阻器的滑片移动到电阻最大端．

（2）因为刚开始时电路刚刚接通，小灯泡的电阻比较小（由于温度也会影响电阻的大小），

第6题图

随着时间的延长，小灯泡的电阻会逐渐变大并趋于稳定．

　6.

（1）电路图见解析　

（2）①最右端　③示数相同　④示数相同　（3）B

　【解析】

（1）电路图如图所示．

（2）在合上S之前，应使V示数为零，结合电路图可知，滑动头应移到滑动变阻器的最右端；在实验中只有当V1、V2示数相同时，电阻箱的读数才等于小电珠的电阻．（3）由欧姆定律：

I＝

，得R＝

U　当U增大时，I也增大，

将减小，在RU图像中表现为斜率减小，并且当U＝0时，R≠0，故选项B正确．

　7.①

r　②1.43V　R2＝1.2Ω　③较小　甲【解析】①开关切到a时，通过R1的电流为

，开关切到b时R1两端的电压为u2－u1，所以R1＝

＝

　②当S2切到a时，干路中电流I＝

，故电源电动势E＝

（R1＋R＋R2）然后由

－

的斜率和截距可得E＝1.43V，R2＝1.2Ω.

　（3）当S2切到b时，无论怎么调节电阻箱R，由于R1始终有一部分电压，使得电压表测得数据范围较小．

　故

－

图线与纵截距误差较大，所以甲同学做法较好．

　8.①BD　②A　③0.8　【解析】①根据小灯泡的参数应选用稍比最大电流大的电流表，故选B；由R＝

＝

＝7.6Ω，要测量伏安曲线则应选用阻值相近的滑动变阻器，选D.②要使电压从零开始，则应选用A、B两组，B组电压表测量灯泡和电流表的电压，要使误差减小，应选用A电路；③因为伏安曲线成抛物线分布，解得抛物线为U＝12.5I2，则12.5I2＋2.5I＝3，解得I＝0.4A，故实际功率为0.8W.

　9.

（1）见图（a）　

（2）如图（b）　（3）0.28W

第9题图（a）

第9题图（b）

【解析】要做出小灯泡的UI曲线，电压必须从零开始连续调节，所以滑动变阻器需用分压式接法，小灯泡电阻较小所以电流表采用外接法，见图（a）．做小灯泡的UI曲线时要先描点，用平滑的曲线将尽量多的点连在曲线上，连不上的尽量分布在曲线两侧，如图（b）．

第9题图（c）

　第（3）问括号内的文字就是解题的提示，认真阅读后就会找到解题思路．作出U＝E－Ir的图线如图（b），图（c）为小灯泡和电源串联电路，当通过电源的电流为0.35A时，流过小灯泡的电流也为0.35A，从图线可以看出此时小灯泡的工作电压为0.80V，因此小灯泡的实际功率为P＝UI＝0.28W.

　10.

（1）AD　

（2）如图所示　（3）0.80　

第10题图

【解析】

（1）小灯泡的额定电压U＝40，I＝

＝0.5A，故应先用电压表A，电流表D；

（2）测定小灯泡的伏安特性时，应将灯与电流表串接在电路中，把电压表并在灯泡的两端；

　（3）由图象可知小灯泡的U－I曲线，已知电源电压为3V，内阻为

2．5Ω，则R＝

＝5Ω，此时I＝

＝

＝0.4A，P＝I2R＝0.42×5W＝0.8W.