測繪小燈泡的伏安特性曲線

專題3測繪小燈泡的伏安特性曲線一?選擇題1.某同學(xué)用伏安法測某電阻時,分別采用了內(nèi)接法和外接法,測得某電阻Rx的阻值分別為R1和R2,則所測阻值與真實值Rx的關(guān)系應(yīng)為()A.R1>Rx>R2B.R1<Rx<R2C.R1>R2>RxD.R1<R2<Rx答案:A解析:對于外接法,依據(jù)測量公式可得:R測=依據(jù)并聯(lián)電路特點得:

解得:R測=

顯然有:R測<R,即R2<Rx

對于內(nèi)接法,依據(jù)測量公式可得:R測=

依據(jù)串聯(lián)電路特點得:=R+RA

解得:R測=R+RA

顯然有:R測>R,即R1>Rx

所以,本題的正確選項為A.2.在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中,小燈泡的電阻的測量值與實際值相比較,測量值()A.偏大 B.偏小C.有時偏大,有時偏小D.都有可能答案:B解析:由于采用電流表外接法,測得電流比實際電流值偏大.由歐姆定律得,電阻測量值偏小,應(yīng)選B.3.在描繪小燈泡的伏安特性曲線的實驗中,下列說法正確的是()A.控制電路可以用限流電路B.電路中可以用電流表的內(nèi)接C.可以在斷開開關(guān)S時調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,當(dāng)移動滑片后再閉合開關(guān),讀出并記下這時電壓表和電流表的值,然后又?jǐn)嚅_開關(guān),如此反復(fù),直到記錄12組左右不同的U?I值.D.以上作法都不可取答案:D解析:描繪小燈泡的伏安特性曲線要求燈泡兩端的電壓從零開始逐漸升高,因此只能用分壓電路,A項錯誤;燈絲的電阻很小,如“4V,0.70A”燈泡的燈絲電阻約為5.7Ω,而量程為1A的電流表內(nèi)阻RA約0.1Ω左右,量程為5V的電壓表的內(nèi)阻RV約5kΩ左右,當(dāng)電流表內(nèi)接時,電流表的分壓作用約為當(dāng)電流表外接時,電壓表的分流作用約為因此用電流表外接所測得的結(jié)果誤差要小得多,故不可以用電流表的內(nèi)接,B項錯誤;

我們作小燈泡的伏安特性曲線的目的是研究或探索當(dāng)溫度發(fā)生變化時,金屬的電阻是否變化及怎樣變化,如果調(diào)節(jié)好滑片后再閉合開關(guān)并讀數(shù),然后又?jǐn)嚅_開關(guān),就不能連續(xù)地反映出燈絲電阻隨溫度逐漸升高時的實際變化規(guī)律,即不能反映所研究的這一現(xiàn)象的本來面目,另一方面失去電壓表和電流表的監(jiān)視而去移動滑片,很有可能使分壓電路的電壓過大而燒壞小燈泡,故C不正確.4.要測定小燈泡L“2.5V,0.3A”的伏安特性曲線,測量電路應(yīng)選用圖專題3-1中的哪種電路()答案:B解析:小燈泡的電阻很小,采用電流表外接可使測量誤差減小,滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法,以增大電壓變化范圍.5.用電壓表和電流表進(jìn)行測量,不考慮它們對電路的影響,意思是()A.把電壓表和電流表的內(nèi)阻都看成是零B.把電壓表和電流表的內(nèi)阻都看成是無窮大C.把電流表內(nèi)阻看成是零,把電壓表內(nèi)阻看成無窮大D.把電流表內(nèi)阻看成是無窮大,把電壓表內(nèi)阻看成是零答案:C解析:電流表使用時要串聯(lián)接入電路,對電路的影響來源于其內(nèi)阻的分壓作用,只有它的內(nèi)阻足夠小時才能忽略其對電路的影響.電壓表并聯(lián)接在電路中,對電路的影響來源于其內(nèi)阻的分流作用,只有它的內(nèi)阻足夠大時才能使分流作用很小以致可以忽略對電路的影響,故應(yīng)選擇C項.6.用圖專題3-2所示的電路測定電阻R的阻值,盡管所用的儀器是完好的,實驗操作也正確,但發(fā)現(xiàn)測得的阻值近似等于其真實值的1/2,這是由于()A.R的阻值接近于電壓表的內(nèi)阻B.R的阻值遠(yuǎn)大于電壓表的內(nèi)阻C.電流表的內(nèi)阻太大D.沒有進(jìn)行多次測量答案:A解析:采用電流表外接法測量電阻時,測量值等于被測電阻和電壓表并聯(lián)后的阻值,電壓表內(nèi)阻接近被測電阻阻值時,測量值接近真實值的1/2.7.在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中,可以同時測定小燈泡在各種電壓下的功率.小燈泡的測量功率與實際功率相比較,測量功率()A.總偏大B.總偏小C.無誤差D.都有可能答案:A解析:該實驗中為了減小測量誤差,采用了電流表外接,電流測量值偏大,P=UI,故功率測量值偏大.二?非選擇題8.(2010·高考重慶卷)在探究小燈泡的伏安特性實驗中,所用器材有:燈泡L?量程恰當(dāng)?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,要求燈泡兩端電壓從0開始變化.(1)實驗中滑動變阻器應(yīng)采用________接法(填“分壓”或“限流”)

(2)某同學(xué)已連接如圖專題3-3所示的電路,在連接最后一根導(dǎo)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(dāng)之處,并說明如何改正.

①.___________________________;

②._______________________________________.

分壓電鍵S不應(yīng)閉合,應(yīng)處于斷開狀態(tài)滑動變阻器滑動觸頭P位置不當(dāng),應(yīng)將其置于b端(3)電路連接正確后,分別測得兩只燈泡L1和L2的伏安特性曲線如圖專題3-4中Ⅰ和Ⅱ所示,然后將燈泡L1?L2與電池組(電動勢和內(nèi)阻均恒定)連成圖專題3-5所示電路,多次測量后得到通過L1和L2的電流平均值分別為0.30A和0.60A.①在圖專題3-4中畫出電池組路端電壓U和電流I的關(guān)系曲線.

__________

②由該曲線可知電池組的電動勢為________V,內(nèi)阻為________Ω(取2位有效數(shù)字).路端電壓U與電流I的關(guān)系曲線如圖專題3-64.62.7解析:本題考查電阻與電源的伏安特性曲線,意在考查考生的動手操作能力以及實驗數(shù)據(jù)處理等實驗?zāi)芰?(1)因為燈泡兩端的電壓要從0開始調(diào)節(jié),故只能采用分壓電路.(2)在電路接好并檢查是否正確連線之前,電鍵應(yīng)處于斷開狀態(tài),以免因接線錯誤而導(dǎo)致儀表損壞;接為分壓電路時,滑動變阻器的有效電阻應(yīng)從最小值開始調(diào)節(jié),故滑片P應(yīng)先處于b端.

(3)因為電池組的電動勢與內(nèi)電阻恒定,故對應(yīng)的U-I圖象應(yīng)為直線.在兩燈泡的伏安特性曲線Ⅰ與Ⅱ上分別選取電流對應(yīng)為0.30A與0.60A的兩點,連接該兩點即可得電池組的伏安特性曲線.延長該曲線交兩坐標(biāo)軸于兩點,由于與縱軸的交點表示電池組的電動勢,故該電池組的電動勢為4.6V,該直線的斜率表示內(nèi)阻,所以該電池組的內(nèi)阻為2.7Ω.9.某同學(xué)在做測定小燈泡功率的實驗中得到如下幾組U和I的數(shù)據(jù):編號12345678U/V0.200.601.001.401.802.202.603.00I/A0.0200.0600.1000.1400.1700.1900.2000.205燈泡發(fā)光情況不亮微亮逐漸變亮正常發(fā)光(1)在圖專題3-7上畫出I-U圖線;(2)從圖線上可以看出,當(dāng)功率逐漸增大時,燈絲電阻的變化情況是________;

(3)這表明導(dǎo)體的電阻隨溫度升高而________.解析:(1)根據(jù)U-I的數(shù)據(jù),在坐標(biāo)軸上找出對應(yīng)的點,連成平滑的曲線,即I-U圖線,燈絲的電阻,即圖線上任一點與坐標(biāo)原點連線的斜率的倒數(shù),見圖專題3-8.

(2)在I-U圖線中,任一點與坐標(biāo)原點連線的的斜率倒數(shù)即為這一狀態(tài)的電阻值,即從圖線看出斜率越來越小,其倒數(shù)越來越大,即燈絲電阻隨功率增加而變大,或者說隨溫度升高而變大.10.在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中,使用的小燈泡為“6V,3W”,其他供選擇的器材有:電壓表V(量程6V,內(nèi)阻20kΩ);電流表A1(量程3A,內(nèi)阻0.2Ω);電流表A2(量程0.6A,內(nèi)阻1Ω);變阻器R1(0~1000Ω,0.5A);變阻器R2(0~20Ω,2A);學(xué)生電源E(6~8V),開關(guān)S及導(dǎo)線若干.實驗中要求在電壓表0~6V范圍內(nèi)讀取并記錄下12組左右不同的電壓值和對應(yīng)的電流值I以便作出伏安特性曲線,則在上述器材中:(1)電流表應(yīng)選__________,變阻器應(yīng)選__________;A2R2

(2)在圖專題3-9(b)方框中畫出實驗原理圖;(3)試根據(jù)實驗電路圖,將圖專題3-9(a)中的實驗連成實驗電路.答案:(1)(2)見圖專題3-10圖專題3-10(3)見圖專題3-11解析:(1)計算燈泡的額定電流I額=A=0.5A,則電流表選A2,實驗要求電壓表從零開始讀數(shù),則滑動變阻器選擇分壓式連接,滑動變阻器選擇額定電流大?總阻值小的,因此滑動變阻器應(yīng)選R2,燈泡的電阻R燈=Ω=12Ω較小,電流表外接.

(2)原理圖如圖專題3-10所示.

(3)實物連接圖如圖專題3-11所示.11.圖專題3-12所示為描繪小燈泡的伏安特性曲線所采用的電路原理圖.按實驗要求,加在小燈泡上的電壓和通過小燈泡的電流都必須從零起開始逐步增大,直至達(dá)到小燈泡的額定電壓或額定電流.但在實驗過程中,卻發(fā)現(xiàn)了如下一些現(xiàn)象,試幫助分析一下各是什么原因造成的.

(1)變阻器的滑動觸頭P滑到A端時,電壓表