高考物理母题解读八恒定电流母题7描绘小灯泡的伏安特性曲线实验.docx
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高考物理母题解读八恒定电流母题7描绘小灯泡的伏安特性曲线实验
【解法归纳】
描绘小灯泡的伏安特性曲线实验由于要求小灯泡两端电压从零开始逐渐增大，所以必须采用分压电路；小灯泡的电阻一般只有几欧姆，所以采用电流表外接。
画元件两端电压从零开
始的伏安特性曲线必须采用分压电路。
典例：
（2012·四川理综）某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：
小灯泡L，规格“4.0V，0.7A”；
电流表A1，量程3A，内阻约为0.1Ω；
电流表A2，量程0.6A，内阻r2=0.2Ω；
电压表V，量程3V，内阻rv=9kΩ；
标准电阻R1，阻值1Ω；
标准电阻R2，阻值3kΩ；
滑动变阻器R，阻值范围0~10Ω；
学生电源E，电动势6V，内阻不计；
开关S及导线若干。
①甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量，当通过L的电流为0.46A时，电压表的示数如图2所示，此时L的电阻为________________Ω。
②乙同学又设计了如图3所示的电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在L上的电压值是_________________V。
③学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路。
请你在乙同学的基础上利用所供器材，在图4所示的虚线框内补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号。
【针对训练题精选解析】
1（2011·福建理综卷21题
（2））某同学在探究规格为“6V，3W”的小电珠伏安特性曲线实验中：
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_______档进行测量。
（填选项前的字母）
A.直流电压10VB.直流电流5mA
C.欧姆× 100D.欧姆× 1
②该同学采用图甲所示的电路进行测量。
图中R为滑动变阻器（阻值范围0~20
额定电流1.0A），L为待测小电珠，
为电压表（量程6V，内阻20k
），
为电流表（量程0.6A，内阻1
）,E为电源（电动势8V，内阻不计），S为开关。
Ⅰ.在实验过程中，开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于最_端；（填“左”或“右”）
Ⅱ.在实验过程中，已知各元器件均无故障，但闭合开关S后，无论如何调节滑片P，电压表和电流表的示数总是调不到零，其原因是______点至________点的导线没有连接好；（图甲中的黑色小圆点表示接线点，并用数字标记，空格中请填写图甲中的数字，如“2点至3点”的导线）
Ⅲ.该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图乙所示，则小电珠的电阻值随工作电压的增大而____________。
（填“不变”、“增大”或“减小”）
【点评】描绘小电珠伏安特性曲线是高考命题频率很高的实验，常与电路连接、仪器选择、故障判断、图象分析等相结合，试题难度一般中等。
2（2010浙江理综）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，某同学测得电流-电压的数据如下表所示：
电流I/mA
2.7
5.4
12.4
19.5
27.8
36.4
47.1
56.1
69.6
81.7
93.2
电压U/V
0.04
0.08
0.21
0.54
1.30
2.20
3.52
4.77
6.90
9.12
11.46
（1）用上表数据描绘电压随电流的变化曲线；
（2）为了探究灯丝电阻与温度的关系，已作出电阻随
电流的变化曲线如图所示：
请指出图线的特征，并解释形成的原因。
3（2010安徽理综）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I-U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1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2的I-U图像。
由图可知，当电压小于2.00V时，太阳能电池的电阻_____________（填“很大”
或“很小”）；当电压为2.80V时，太阳能电池的电阻约为__
__________
Ω。
4.（2012洛阳联考）如图所示为某同学实验得到的小灯泡灯丝电阻的U-I关系曲线图。
（1）在上框中画出实验电路图（根据该电路图可得到U-I关系的完整曲线），可用的器材有：
电压传感器、电流传感器、滑线变阻器（变化范围0—50Ω）、电动势为6V的电源（不计内阻）、小灯泡、电键、导线若干。
（2）如果将该小灯泡分别接入甲、乙两个不同电路，如图所示，其中甲电路的电源为一节干电池，乙电路的电源为三节干电池，每节干电池的电动势为1.5V，内电阻为1.5Ω，定值电阻R＝18Ω，则接入_____（选填“甲”或“乙”）电路时，小灯泡较亮些。
（3）在电路乙中，小灯泡消耗的电功率为____________W。
（4）若将电路乙中的电阻R替换为另一个完全相同的小灯泡，其他条件不变，则此时电源内部的发热功率为____________W。
5．（2012丹东四校协作体摸底调研）小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大，因而引起功率变化。
一研究性学习小组在
实验室通过实验研究这一问题，实验室备有的器材是：
电压表（0-3V，约3kΩ），电流表（0-0.6A，约0.1Ω），电池，开关，滑动变阻器，待测小灯泡，导线若干。
实验时，要求小灯泡两端电压从0逐渐增大到额定电压。
（1）在虚线框内画出实验电路图
（2）根据实验测得数据描绘出如图乙所示的U-I图象，小灯泡电压随电流变化曲线，由此可知，小灯泡电阻R随温度T的关系是。
（3）如果一电池的电动势2V，内阻2.5Ω。
请你根据上述实验的结果，确定小灯泡接在该电池的两端,小灯泡的实际功率是______W。
6．（2012唐山摸底）现要测定一个额定电压4.2V，额定功率1.5W的小灯泡的伏安特性曲线。
现有器材：
直流电源E（电动势4．5V，内阻不计）；电压表（量程4．5V，内阻约4×l04Ω）；电流表A1（量程250mA，内阻约为2Ω）；电流表A2（量程400mA，内阻约为1Ω）；滑
动交阻器（最大阻值约10Ω），电键S，导线若干。
（1）如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表是____；
（2）在空格内设计出实验电路图，要求电路图既要满足测量要求、又要误差较小；
（3）结合实验中所描述的图象，P点小灯泡的电功率为。
7..（2010·重庆卷）在探究小灯泡的伏安特性实验中，所用器材有：
灯泡1，量程恰当的电流表示A和电压V，直流电源A,滑动变阻器R，电键S等，要求灯泡两端电压从OV开始变化，
①实验中滑动变阻器应采用____________接法（填“分压”或“限流”）
②某同学已连接如题图1所示的电路，在连接最后一根导线的C端到直接电源正极之前，请指出其中仅有的2个不当之处，并说明如何改下
A．__________________________________________
B．_______________________________________________
图1
③电路连接正确后，分别测得两只灯泡L1和L2的伏安特性曲线，如题图2中Ⅰ和Ⅱ所示。
然后将灯泡L
1和L2与电池组（电动势和内阻均恒定）连成题图3所示电路。
多次测量后得到通过L1和L2的电流平均值分别为0.30A和0.60A。
A.在题图3中画出电池组路端电压U和电流I的关系曲线。
B.由该曲线可知电池组的电动势为_________V，内
阻为_________Ω。
（取2位有效数字）
6．（2012年3月江苏省苏北四星级高中联考）发光二极管在生产和生活中得到了广
泛应用。
图甲是一种发光二极管的实物图，正常使用时，带“＋”
号的一端接高电势，带“－”号的一端接低电势．某同学想描绘它的伏安特性曲线，实验测得它两端电压U和通过它电流I的数据如下表所示：
U/V
0
0.40
0.80
1.20
1.60
2.00
2.40
2.80
I/mA
0
0.9
2.3
4.3
6.8
12.0
19.0
30.0
（1）实验室提供的器材如下：
A．电压表（量程0-3V，内阻约10kΩ）
B．电压表（量程0-15V，内阻约25kΩ）
C．电流表（量程0-50mA，内
阻约50Ω）
D．电流表（量程0-0.6A，内阻约1Ω）
E．滑动变阻器（阻值范围0-10Ω，允许最大电流3A）
F．电源（电动势6V，内阻不计）
G．开关，导线
该同学做实验时，电压表选用的是，电流表选用的是（填选项字母）；
（2）请在图乙中以笔划线代替导线，按实验要求将实物图中的连
线补充完整；
（3）根据表中数据，在图丙所示的坐标纸中画出该发光二极管的I-U图线；
（4）若此发光二极管的最佳工作电流为10mA，现将此发光二极管与电动势为3V、内阻不计的电池组相连，还需串联一个阻值R=Ω的电阻，才能使它工作在最佳状态（结果保留三位有效数字）．
6．答案：
（1）AC
（2）实物图如图所示。
（3）发光二极管的I-U图线如图所示。
（4）120Ω
解析：
根据测量数据可知，该同学做实验时，电压表选用的是量程0-3V的电
7．（12分）（2012年贵州省黔东南州一模）某课外学习小组想描绘标有“4V、2W”的小灯泡的U—I图象，除导线和开关外还备有以下器材可供选择：
A．电流表（量程0.6A,内阻约为1Ω）
B．电流表（量程3.0A,内阻约为0.2Ω）
C．电压表（量程5.0V,内阻约为5kΩ）
D．电压表（量程15.0V,内阻约为15kΩ）
E．滑动变阻器（最大阻值为200Ω,额定电流100mA）
F．滑动变阻器（最大阻值为10Ω,额定电流1.0A）
G．电源（电动势为6.0V,内阻约为1.5Ω）
（1）实验中所用的电流表应选；电压表选；滑动变阻器应选（只需填器材前面的字母代号）。
（2）将图甲中的实物连接成实验所需的电路（有两根导线已经接好）。
实验开始时，滑动变阻器的滑片应该置于最端（填“左”或“右”）。
（3）经过正确的操作，测得的数据如下表：
次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
电压U/V
0
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
2.8
3.2
3.6
4.0
电流I/A
0
0.12
0.22
0.30
0.36
0.40
0.43
0.46
0.48
0.49
0.50
请在图乙中描点画出小灯泡的U—I曲线。
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