2020年高考物理實(shí)驗(yàn)題強(qiáng)化專練-伏安特性曲線含答案

實(shí)驗(yàn)題強(qiáng)專練-伏安特性曲線一、實(shí)驗(yàn)題（本大題共小，共分）某習(xí)小組通過實(shí)驗(yàn)來研究電器元件Z的伏特性曲線們在實(shí)驗(yàn)中測得電器元件Z兩端的電壓與通過它的電流的數(shù)據(jù)如下表：U/V0.51.01.52.53.0IA0.0000.1950.2050.215現(xiàn)備有下列器材：．內(nèi)阻不計(jì)的V電；．量程為0～A的理想電流表；．量程為0～0.6的理想電流表；．量程為～3V的想電壓表；．阻值為0～Ω額定電流為A的動變阻器；．電鍵和導(dǎo)線若干．（1這個實(shí)驗(yàn)小組在實(shí)驗(yàn)中電流表選的______（填器材前面的字母）（2分析上表內(nèi)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，在方框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖．（3利用表格中數(shù)據(jù)繪出的電器元件的伏安特性曲線圖所示，分析曲線可知該電器元件Z的電阻U變而（填“變大”、“變小”或“變”）；（4若把用電器Z接如2示的電路中時，電流表的讀數(shù)為A已知A、B兩電壓恒為，則定值電阻R阻為_____．2.“二極管是非線性元件，它的電阻與通過的電流大小有關(guān)”．為了探求真知，實(shí)驗(yàn)室提供一個LED藍(lán)二極管．）首先利用多用表對它正接時的電阻進(jìn)行粗略測量，如圖甲所示，下列說法正確的_____（填序號）．．歐姆表的表筆A、B應(yīng)分別接二極管的D端．雙手握住兩表筆金屬桿，測量值將偏大．若采用“×100”倍率測量時，發(fā)現(xiàn)指針偏角過大，應(yīng)換×10”倍率，且要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零．若采用“”倍率測量時，發(fā)現(xiàn)針位于刻度”與“”正中央，測量值應(yīng)略大于175Ω第1頁，共頁0121212121201212121212（2為了正確描繪出該二極管正接時的伏安特性曲線，可供選擇的器材如下：直流電源：電動勢為，阻不計(jì)）電流傳感器（量程10～相當(dāng)于理想電流表能為精確測出通過二極管的電流）電壓表V：（量程1V，內(nèi)阻為k）定值電阻R：阻值為k）滑動變阻器R：010Ω）滑動變阻器R：01000k）實(shí)驗(yàn)中滑動變阻器應(yīng)_（選填”R”）；請?jiān)趫D乙方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖；實(shí)驗(yàn)記錄的組據(jù)如表所示7組據(jù)的對應(yīng)點(diǎn)已經(jīng)標(biāo)在圖丙的坐標(biāo)紙上，請標(biāo)出余下一組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點(diǎn)，并畫出I-U圖象；I（）U（V）

④由所繪制圖象可知，他選用的藍(lán)二極管______（選填“線性”或“非線性”）電學(xué)元件．3.某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲做“描繪小電珠的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)所小電珠的額定電壓和額定功率分別為2.5使用的直流電源的電動勢為3.0，內(nèi)阻忽略不計(jì)，實(shí)驗(yàn)可供選擇的器材規(guī)格如下．電流表（程～A，阻約5）．電流表（程～3A，內(nèi)阻約）．電壓表（程～3，內(nèi)阻約3Ω．電壓表（程～V，內(nèi)阻約2000）．滑動變阻器R（值～10額定電流A）．滑動變阻器（值～5000，額定電流）請回答下列問題：為了完成實(shí)驗(yàn)且盡可能減小實(shí)驗(yàn)誤差，電流表應(yīng)選，電壓表應(yīng)選擇、滑動變阻器應(yīng)選擇（填寫實(shí)驗(yàn)器材前的序號）根據(jù)所選的實(shí)驗(yàn)器材，請?jiān)O(shè)計(jì)合理的電路原理圖來完成該實(shí)驗(yàn)第2頁，共頁該研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)用設(shè)計(jì)的電路測得了該小電珠兩端的電壓U通過該小電珠的電流，由歐姆定律算得到的小電珠的電阻（“大于”“等于“或“小于“）真實(shí)該研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)通過設(shè)好的電路得到了多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并根據(jù)得到的多組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)畫所示向下彎曲因。（5如兩個這樣的小電珠聯(lián)以后再與一阻值為2.0值電阻串聯(lián)接在電動勢為忽略不計(jì)直流電源兩端小電珠消耗的實(shí)際功率應(yīng)為______W（結(jié)留兩位小數(shù)4.要描繪標(biāo)有V”樣小泡伏特曲中的小蘭同學(xué)做了以下實(shí)驗(yàn)?？晒┻x擇的實(shí)驗(yàn)器材：．直流電源3V（阻不計(jì)）．直流電流表（量程為，阻約為．直流電流表（量程為約為0.1D．直流電壓表（量程為3V，約為．滑動變阻器（最大阻值為100定流A）．滑動變阻器（最大阻值為10定電流為2A．開關(guān)一個，導(dǎo)線若干實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選______，動阻應(yīng)______；填應(yīng)前的字母序號）在如圖所虛線框中畫出正的實(shí)驗(yàn)電路圖（虛線框中已將部分電路畫出，請補(bǔ)齊電路的其他部分）；將如圖所實(shí)物圖連接完整開關(guān)閉合前，圖中動變阻器滑片應(yīng)滑（填“a”或b”）端，圖2滑動變阻器的滑片應(yīng)滑至_（“左”或“右”）端。5.熱敏電阻包括正溫度系數(shù)電器PTC負(fù)溫度系數(shù)電阻器NTC）溫度系數(shù)電阻器PTC在溫度升高時阻值越大，負(fù)責(zé)溫度系數(shù)電阻器NTC）溫度升高時電阻值越小，熱敏電阻的種特性，常常應(yīng)用在控制電路中．某實(shí)驗(yàn)小組選第3頁，10頁1212121121212112用下列器材探究通過熱敏電阻（溫下阻值約為Ω的電流隨其兩端電壓變化的特點(diǎn)，如圖所示．A．電流表（程100mA內(nèi)阻約1Ω．流表（程0.6A，內(nèi)阻約0.3）C．壓表（程3.0，內(nèi)阻約k）D．電壓表V（程V，內(nèi)阻約k）E動阻器最阻值為10）

F動變阻器最大阻值為500）G電源E（電動勢，內(nèi)阻忽略）H．鍵、導(dǎo)線若干實(shí)驗(yàn)中改變滑動變阻器滑片的位置，使加在熱敏電阻兩端的電壓從零開始逐漸增大，請?jiān)谒峁┑钠鞑闹羞x擇必需的器材，應(yīng)選擇的器材為電流______電壓表______滑動變阻器．（只需填寫器材前面的字母即可）請?jiān)谒峁┑钠鞑闹羞x擇必需的器材，在圖1虛框內(nèi)畫出該小組設(shè)計(jì)的電路圖．③該小組測出熱敏電阻R的U-I

圖線如圖2曲I

所示請分析說明該熱敏電阻是熱電阻（填或NTC．④該小組又通過查閱資料得出了熱敏電阻R的UI

圖線如圖2曲線II

所示．然后又將熱敏電阻R分別與某電池組連成電路如圖3所示．測得通過和的流分別為和0.60，則該電池組的電動勢V內(nèi)阻為_____．結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）第4頁，共頁答案和解析1.【答案】（）（2如圖3變大（4【解析】解：（1）：由數(shù)據(jù)表可知，電路中的最電流為0.215，所以電流表應(yīng)選擇C；（2：從數(shù)據(jù)表可知要求電流從零調(diào)，所以變阻器應(yīng)采用分壓式接法；由于電流表與電壓表均為理想電表以電流表采用外接法和內(nèi)接法均可路如圖所示：或：根據(jù)歐姆定律可知，，知元件電阻隨U的變大而變大．：由I-圖可讀出電流I=0.1A時對應(yīng)的電壓UV，所以元件電阻為==5Ω；由電路圖可知，

==

=15，解得

=155Ω=10Ω．故答案為：）如圖變大本題（）的關(guān)鍵是根據(jù)數(shù)據(jù)中的最大電流來選擇電流表的量程；題）關(guān)鍵是通過電流從零調(diào)可知變阻器應(yīng)采用分壓式接法3根R=

可知電阻隨U的大而增大；題）關(guān)鍵是先由表示元件Z的IU圖求出元件的電阻，然后再結(jié)合電路圖可知求出的值是定值電阻

與待測元件Z的電阻之和，即可解出

的值．應(yīng)明確以下問題要根據(jù)電路的最大電流來選擇電流表的量程若求電流從零調(diào)時，變阻器應(yīng)采用分壓式接法；③注意的含義．2.【答案】；；線性第5頁，共頁10011001【解析解（1A、根據(jù)歐姆表的改裝原理表頭偏角與電流方向的關(guān)系可知，黑表筆應(yīng)與表內(nèi)電池的正極相連，與插孔的-”極相連，所以圖甲中的表A應(yīng)別接二極管的、端連，故A正；測量時若雙手捏住兩表筆金屬桿，測量的就是待測電阻與人體的并聯(lián)電阻，由于并聯(lián)電阻小于任一支路的電阻，所以測量結(jié)果會偏小，所以誤；當(dāng)歐姆表的指針偏角過大時，說明待測電阻的阻值較小，即所選的倍率過大，應(yīng)選擇倍率較小的擋，所以C正；根據(jù)歐姆表的改裝原理可知，表盤刻度不均勻“左密右稀”且越往左阻值越大，若刻度均勻時待測電阻應(yīng)是

=175，所以待測電阻的阻值應(yīng)小于175，所以D錯誤；故選：AC（2①描繪伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)要求電流從零調(diào)，變阻器應(yīng)采用分壓式接法，應(yīng)選擇阻值小的變阻器R以便調(diào)節(jié)②當(dāng)電流表內(nèi)阻很小或不計(jì)時據(jù)歐姆定律可知電流表應(yīng)用內(nèi)接法以將電流傳感器與二極管串聯(lián)后再與電壓表并聯(lián)由于電壓表量程為1V小電源電動勢V可考慮將電壓表與定值電阻串聯(lián)以擴(kuò)大量程，則改裝后的電壓表量程為U′=+R=1+V，符合要求，電路圖如圖所：畫出的I-圖如圖所示：由IU圖象可知，二極管是非線性電學(xué)元件．故答案為：）；（）①；如圖；③如圖；④非線性根據(jù)歐姆表改裝原理及電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系即可求解；根據(jù)并聯(lián)電阻小于任一支路的電阻即可求解確歐姆表指針偏角過大說明待測電阻的阻值較小，即所選倍率過大，應(yīng)選擇倍率較小的擋；根據(jù)歐姆表表盤刻度不均勻且“左密右稀”可知，阻值應(yīng)小于刻度均勻時對應(yīng)的電阻．①應(yīng)明確電流從零調(diào)時變阻器應(yīng)采用分壓式接法變阻器阻值越小調(diào)節(jié)越方便；②應(yīng)明確電流表內(nèi)阻很小時應(yīng)有電流表外接法于電壓表量程過小可考慮進(jìn)行改裝以擴(kuò)大量程；認(rèn)真描點(diǎn)然后用平滑的曲線連接即可；明確I-圖象是曲線即為非線性即可．本題應(yīng)明確：①歐姆表內(nèi)部電池的正極應(yīng)與黑表筆相連，但黑表筆應(yīng)插入多用電表的“-”插孔；②當(dāng)電表的量程小時，應(yīng)考慮進(jìn)行改裝以擴(kuò)大量程；③當(dāng)變阻器采用分壓式接法時，應(yīng)選擇阻值小的變阻器以方便調(diào)節(jié)．第6頁，共頁3.【答案】（）a；c；（2小于小電珠的電阻隨溫度升高而增大；0.55【解析】解：（1）燈泡額定電壓是2.5，電壓表應(yīng)選c；由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，最電流為0.49A，電流表選；為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動變阻器應(yīng)選e（2描繪小燈泡伏安特性曲線，電壓與電流要從零開始變化，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法；由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，燈泡最大電阻約為3.7，壓表內(nèi)阻約為2，燈泡電阻阻值遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，電流表應(yīng)采用外接法，電路圖如圖甲所示；；（3由于電壓表的分流作用，所以電流表的示數(shù)比流經(jīng)燈泡的電流偏大，故根據(jù)歐姆定律

測量電阻偏小，即計(jì)算得到的小電珠的電阻值小于真實(shí)值；IU圖象的斜率表示電阻的倒數(shù)，由圖象可知，電阻隨著電壓的增大而增大，其原因是燈泡的電阻隨溫度的增大而增大；將定值電阻與電源等效為內(nèi)阻為2.0電勢為3.0V的源由合路歐姆定律得：UI將路端電壓與電流的關(guān)系圖象做入圖象中，如圖所示：由圖可知，，I=0.43，所以燈泡的實(shí)際功率為UI故答案為：）、c、；（2；小于；小電珠的電阻隨溫度的升高而增大；第7頁，共頁（5。根據(jù)燈泡額定電壓選擇電壓表，根據(jù)燈泡額定電流選擇電流表，在保證電路安全的情況下，為方便實(shí)驗(yàn)操作，應(yīng)選最大阻值較小的滑動變阻器。描繪小燈泡的伏安特性曲線，電壓與電流應(yīng)從零開始變化，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，根據(jù)燈泡電阻與電表內(nèi)阻的關(guān)系確定電流表接法，然后作出電路圖。根據(jù)電路原理圖進(jìn)行誤差分析；根據(jù)I-圖中斜率表示電阻倒數(shù)，結(jié)合圖線規(guī)律找圖線向下彎曲的原因；（）把定值電阻等效到源內(nèi)部，然后做出等效電源的伏安特性曲線，然后分析求解。本題考查了選擇實(shí)驗(yàn)器材、作實(shí)驗(yàn)電路圖、作燈泡的伏安特性曲線、分析燈泡電阻隨溫度的變化規(guī)律；確定滑動變阻器與電流表的接法是正確設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路的關(guān)鍵。

【答案】（1）；f（2；（3；（4b；左。【解析】【分析】本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇要握實(shí)驗(yàn)器材的選擇原則據(jù)題意確定電流表是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路、連接實(shí)物電路圖的前提與關(guān)鍵，當(dāng)電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測電阻阻值時，電流表采用外接法，當(dāng)待測電阻阻值遠(yuǎn)大于電流表內(nèi)阻時，電流表采用內(nèi)接法。根據(jù)燈泡額定電流選擇電流表，為方便實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動變阻器；根據(jù)題意確定電流表的接法，然后完成實(shí)驗(yàn)電路圖；根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖連接實(shí)物電路圖；滑動變阻器采用分壓接法時，閉合開關(guān)前滑片要置于分壓電路分壓為零的位置，滑動變阻器采用限流接法，閉合開關(guān)前滑片要置于阻值最大位置?！窘獯稹坑深}意可知，燈泡額定電流為=200，流表應(yīng)選擇；為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動變阻器應(yīng)選擇f。燈泡正常發(fā)光時的電阻：R==12.5題意可知，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于燈泡電阻，電流表應(yīng)蔡阿姨外接法，電路圖如圖所示：第8頁，共頁（3根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路圖，實(shí)物電路圖如圖所示：（4滑動變阻器采用分壓接法，開關(guān)閉合前，中滑動變阻器的滑片應(yīng)滑至；滑動變阻器采用分壓接法，閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)滑至最左端。故答案為；（4b；左。5.【答案】（）；D；（2；6.67【解析解①由于實(shí)驗(yàn)要求電壓從零調(diào)，所以變阻器應(yīng)采用分壓式接法，應(yīng)選擇阻值小的變阻器E以便調(diào)節(jié)；根據(jù)電源電動勢為15知電壓表應(yīng)選D；電壓表的最小電壓應(yīng)為量程的即5V，常溫下熱敏電阻的電為10所通過熱敏電阻的最小電流應(yīng)為I=0.5，以電流表應(yīng)選B；②由于熱敏電阻的阻值遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻以電流表應(yīng)用外接法變阻器采用分壓式接法，電路圖如圖所示：第9頁，共頁121121根據(jù)U=RI可知，圖象上的點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率于待測電阻的阻值大小，從圖Ⅰ可知電阻各點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率逐漸增大，所以電阻隨電壓（溫度）的增大而增大，即電阻是正溫度系數(shù)，所以該熱敏電阻是；在閉合電路中，電源電動勢E=UIr由圖2可知，電流為時，阻R兩電壓為，流為0.60，電阻兩端電壓為V則r=6+0.6r，解得：E，r=6.67故答案為：，D，；如圖，明確實(shí)驗(yàn)要求電壓從零調(diào)時，變阻器應(yīng)采用分壓式接法，應(yīng)選擇阻值小的變阻器以方便