高中物理复习试题77实验 描绘小灯泡的伏安特性曲线.docx

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高中物理复习试题77实验描绘小灯泡的伏安特性曲线

课时作业（四十）

1．（单选）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U－I图象应是图中的（　　）

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．只有C选项对．

答案　C

2．（多选）某导体中的电流随其两端的电压的变化图象如图所示，则下列说法中正确的是（　　）

A．加5V的电压时，导体的电阻约为5Ω

B．加11V的电压时，导体的电阻约是1.4Ω

C．由图可知，随着电压增大，导体的电阻不断减小

D．由图可知，随着电压减小，导体的电阻不断减小

答案　AD

3．（单选）把标有“220V,100W”的A灯和“200V,200W”的B灯串联起来，接入220V的电路中，不计导线电阻，则下列判断中正确的是（　　）

A．两灯的电阻之比RA∶RB＝1∶2

B．两灯的实际电压之比UA∶UB＝2∶1

C．两灯实际消耗的功率之比PA∶PB＝1∶2

D．在相同时间内，两灯实际发热之比QA∶QB＝1∶2

解析　RA＝

＝

Ω＝484Ω

RB＝

＝

Ω＝242Ω，则RA∶RB＝2∶1

因为A与B串联

所以UA∶UB＝RA∶RB＝2∶1，

PA∶PB＝RA∶RB＝2∶1.

相同时间内，QA∶QB＝RA∶RB＝2∶1.

故只有B项正确．

答案　B

4．（2012·安徽）图为“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小灯泡额定电压为2.5V.

（1）完成下列实验步骤：

①闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，________________________________________________________________________

________________________________________________________________________；

②闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片，________________________________________________________________________

________________________________________________________________________；

③断开开关，…….根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线．

（2）在虚线框中画出与实物电路相应的电路图．

解析　

（1）①接通电路前，小灯泡中的电流应调到最小，以保证用电器安全；②由于要描绘小灯泡的伏安特性曲线，所以要取多组测量值，包括其额定值．

（2）电压电流的测量值要从0开始，所以实验电路应连成分压式；且满足电压内阻远大于灯泡电阻，所以采用电流表外接形式．

答案　

（1）①使它靠近变阻器左端的接线柱

②增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多组数据，直至电压达到额定电压

（2）如右图所示．

5．（2011·山东）某同学利用图1所示电路，探究了电源在不同负载下的输出功率．

（1）所得实验数据如下表，请在图2上画出UI图象.

U/V

1.96

1.86

1.80

1.84

1.64

1.56

I/A

0.05

0.15

0.25

0.35

0.45

0.55

（2）根据所画UI图象，可求得电流I＝0.20A时电源的输出功率为________W．（保留两位有效数字）

（3）实验完成后，该同学对实验方案进行了反思，认为按图甲电路进行实验操作的过程中存在安全隐患，并对电路重新设计．在图乙所示的电路中，你认为既能测出电源在不同负载下的输出功率，又能消除安全隐患的是______．（Rx阻值未知）

解析　

（1）选择合适标度后描点，连接成图象时，应舍弃第四组数据点．

（2）在所画的U－I图象上读出与I＝0.2A对应的电压U值，根据P＝IU求解．

（3）题中“存在安全隐患”，意为缺乏保护措施．a电路中Rx起不到保护作用，d中Rx起保护作用，但不能测出电源的输出功率，b、c能满足题目要求，选b、c.

答案　

（1）如图所示

（2）0.37　（3）bc

6．（2011·福建）某同学在探究规格为“6V,3W”的小灯泡伏安特性曲线实验中：

（1）在小灯泡接入电路前，使用多用电表直接测量小灯泡的电阻，则应将选择开关旋至________挡进行测量．（填选项前的字母）

A．直流电压10V　　　　　　　B．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0－20Ω，额定电流1.0A），L为待测小灯泡，

为电压表（量程6V，内阻20kΩ），

为电流表（量程0.6A，内阻1Ω），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而不零，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.该同学描绘出小灯泡的伏安特性曲线示意图如图乙所示，则小灯泡的电阻值随工作电压的增大而________（填“不变”、“增大”或“减小”）．

解析　

（1）因小灯泡正常发光时的电阻R＝

＝

Ω＝12Ω，小灯泡未接入电路的电阻要比正常发光时小得多（因温度的影响），故用多用电表测未接入电路的小灯泡的电阻，应选D.

（2）Ⅰ.在实验中，闭合开头前，应使用电器的电压、电流为最小值，故应使滑片P置于最左端．

Ⅱ.若1点到5点未接好，则电路成为滑动变阻器的限流式电路．

Ⅲ.在I－U图象中的每一点与O点连线的斜率逐渐减小，即电阻的倒数减小，所以电阻增大．

答案　

（1）D　

（2）Ⅰ.左　Ⅱ.1　5（或5　1）　Ⅲ.增大

7．（2011·广东）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，所用器材有：

小灯泡（2.5V,0.6W），滑动变阻器、多用电表、电流表、学生电源、开关、导线若干．

（1）粗测小灯泡的电阻，应选择多用电表________倍率的电阻挡（请填写“×1”“×10”或“×100”）；调零后，将表笔分别与小灯泡的两极连接，示数如图甲，结果为______Ω.

（2）实验中使用多用电表测量电压，请根据实验原理图乙完成实物图丙中的连线．

（3）开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片P置于________端．为使小灯泡亮度增加，P应由中点向________端滑动．

（4）下表为电压等间隔变化测得的数据．为了获得更准确的实验图象，必须在相邻数据点________间多测几组数据（请填写“ab”“bc”“cd”“de”或“ef”）.

数据点

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）根据小灯泡的规格可算出在额定电压下的阻值约为10Ω，故用多用电表粗测阻值时应使指针在中值电阻附近，误差小，故应选择“×1”倍率，示数为7.5Ω.

（2）

（3）滑动变阻器采用分压式接法，开关闭合前，应使加在小灯泡两端的电压最小，并从零开始调节，故应将滑动变阻器的滑片P置于a端；要使小灯泡亮度增加，P应由中点向b端滑动．

（4）从表格数据可以看出，ab间的电流变化过大，应在其间多测几组数据，才能获得更准确的图象．

答案　

（1）×1　7.5　

（2）见解析　（3）a　b　（4）ab

8．物理兴趣小组的同学们从实验室中找到一只小灯泡，其标称功率值为0.75W，额定电压值已模糊不清．他们想测定其额定电压值，于是先用欧姆表直接测出该灯泡的电阻约为2Ω，然后根据公式计算出该灯泡的额定电压U＝

＝

V＝1.22V．他们怀疑所得电压值不准确，于是，再利用下面可供选择的实验器材设计一个电路，测量通过灯泡的电流和它两端的电压并根据测量数据来绘灯泡的U－I图线，进而分析灯泡的额定电压．

A．电压表V（量程3V，内阻约为kΩ）

B．电流表A1（量程150mA，内阻约2Ω）

C．电流表A2（量程500mA，内阻约0.6Ω）

D．滑动变阻器R1（0－20Ω）

E．滑动变阻器R2（0－100Ω）

F．电源E（电动势4.0V，内阻不计）

G．开关S和导线若干

H．待测灯泡L（额定功率0.75W，额定电压未知）

（1）在下面所给的虚线框中画出他们进行实验的电路原理图，指出上述器材中，电流表选择________（填“A1”或“A2”）；滑动变阻器选择________（填“R1”或“R2”）．

（2）在实验过程中，该同学将灯泡两端的电压由零缓慢地增加，当电压达到1.23V时，发现灯泡亮度很暗，当达到2.70V时，发现灯泡已过亮，便立即断开开关，并将所测数据记录在下边表格中.

次数

1

2

3

4

5

6

7

U/V

0.20

0.60

1.00

1.40

1.80

2.20

2.70

I/mA

80

155

195

227

255

279

310

请你根据实验数据在下图作出灯泡的U－I图线．

（3）由图象得出该灯泡的额定电压应为________V；这一结论大于1.23V，其原因是________________________________________________________________________．

解析　

（1）根据P＝I2R，估算灯泡的电流大约是600mA，因此电流表应选A2；本实验要描绘出灯泡的U－I图线，需要测量多组数据，因此滑动变阻器应接成分压式，所以应选阻值较小的R1；小灯泡电阻不大，电流表应外接．

（2）如图所示

（3）由P＝UI＝0.75W，再结合图象可知U额＝2.5V；大于1.23V的原因是由于灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻．

答案　

（1）电路原理图如图所示　A2　R1

（2）见解析图

（3）2.5（2.4－2.6）　灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻（或灯泡电阻随温度升高而变大）

9．有一个小灯泡上标有“4V,2W”的字样，现在要用伏安法测量这个小灯泡的伏安特性曲线．现有下列器材供选用：

A．电压表V1（0－5V，内阻约10kΩ）

B．电压表V2（0－10V，内阻约20kΩ）

C．电流表A1（0－0.3A，内阻约1Ω）

D．电流表A2（0－0.6A，内阻约0.4Ω）

E．滑动变阻器R1（0－10Ω，2A）

F．滑动变阻器R2（0－100Ω，0.2A）

G．学生电源（直流6V）、开关及导线

（1）为了调节方便，测量尽可能准确，实验中应选用电压表________，电流表________，滑动变阻器________．（填器材前的选项符号）

（2）为使实验误差尽量减小，要求从零开始多取几组数据，请在下面的虚线框中画出实验电路图．

（3）P为下图中图线上的一点，PN为图线上P点的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则由图可知：

随着所加电压的增加，小灯泡的电阻将________（填“增大”“减小”或“不变”）；对应P点，小灯泡的电阻值约为________Ω.（保留三位有效数字）

解析　

（1）由灯泡“4V,2W”可知，I＝

＝0.5A，故电压表选A，电流表选D，要求电压从0开始增大，可知用分压式接法，故滑动变阻器选E.

（2）由

＝

，可知电流表外接，电路图如图所示．

（3）I－U图象中图线的斜率为电阻的倒数，所以随着电压的增加，小灯泡的电阻增大，结合图象知R＝

，可得R＝

Ω≈5.33Ω.

答案　

（1）A　D　E　

（2）见解析图　（3）增大　5.33

10．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，现除了有一个标有“5V,2.5W”的小灯泡，导线和开关外，还有：

A．直流电源（电动势约为5V，内阻可不计）

B．直流电流表（量程0－3A，内阻约为0.1Ω）

C．直流电流表（量程0－600mA，内阻约为5Ω）

D．直流电压表（量程0－15V，内阻约为15kΩ）

E．直流电压表（量程0－5V，内阻约为10kΩ）

F．滑动变阻器（最大阻值10Ω，允许通过的最大电流为2A）

G．滑动变阻器（最大阻值1kΩ，允许通过的最大电流为0.5A）

实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据．

（1）实验中电流表应选用__________，电压表应选用__________，滑动变阻器应选用__________（均用序号字母表示）．

（2）请按要求将下图中所示的器材连成实验电路．

（3）某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如图所示．现把实验中使用的小灯泡接到如图所示的电路中，其中电源电动势E＝6V，内阻r＝1Ω，定值电阻R＝9Ω，此时灯泡的实际功率为__________W．（结果保留两位有效数字）

解析　

（1）由灯泡标识（5V,2.5W）知，I＝

＝0.5A，因此电流表选C，电压表选E.由于电路接成分压式，滑动变阻器选F.

（2）如图所示

（3）把定值电阻作为电源的内阻，则该电源短路时的电流为Imax＝

＝0.6A，在题图的UI图中，作出此电源的UI图线如图中虚线所示

两图线交点即表示该灯泡的实际工作点．由图知

U＝2.2V，I＝0.38A，所以P＝UI＝2.2×0.38W＝0.84W.

答案　

（1）C　E　F　

（2）见解析图　（3）0.84（0.81－0.87）皆可