高考物理一輪復(fù)習(xí)-實驗九-描繪小電珠的伏安特性曲線

1．(2021·四川資陽高三上學(xué)期期末)為了描繪一個“12V6W”的小燈泡的伏安特性曲線，現(xiàn)提供以下器材進(jìn)行實驗：直流電源E：電動勢為15V，內(nèi)阻不計；電流表A：量程分別為0～0.6A和0～3A，內(nèi)阻分別約為0.5Ω電壓表V：量程為0～3V，內(nèi)阻為3kΩ；定值電阻R0：阻值為12kΩ；滑動變阻器R：最大阻值為20Ω，允許通過的最大電流為1A開關(guān)一個，導(dǎo)線若干。(1)由于電壓表的量程偏小，要用所給電壓表V和定值電阻R0改裝成一個較大量程的電壓表V′，改裝后的電壓表量程為________V。(2)在虛線框里畫出符合本實驗要求的電路圖。(3)根據(jù)測得的電壓表V的示數(shù)和電流表A的示數(shù)，描出IU曲線如圖甲所示。某次測量時，電流表指針位置如圖乙所示，則電流表讀數(shù)為________A，此時小燈泡的電阻為________Ω。解析：(1)已知電壓表V量程為0～3V，內(nèi)阻為3kΩ；當(dāng)在電壓表上串聯(lián)一個定值電阻R0(阻值為12kΩ)后，根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理，可知改裝后電壓表的量程變?yōu)?5V。(2)測繪小燈泡的伏安特性曲線應(yīng)使電流從零開始調(diào)節(jié)，故滑動變阻器采用分壓式接法；改裝后的電壓表內(nèi)阻為15kΩ，小燈泡正常工作時的電流為eq\f(6W,12V)＝0.5A，電阻為24Ω，電流表用0～0.6A量程時內(nèi)阻為0.5Ω，為減小誤差，電流表應(yīng)外接，電路如圖所示。(3)所選電流表量程為0.6A，最小刻度為0.02A，根據(jù)讀數(shù)規(guī)則可知電流表的讀數(shù)為0.40A；根據(jù)圖甲IU曲線可知電壓表的示數(shù)為1.50V，小燈泡兩端的電壓為1.50V×5＝7.50V，所以此時小燈泡的電阻為R＝eq\f(U,I)＝eq\f(7.50,0.40)Ω＝18.75Ω。答案：(1)15(2)圖見解析(3)0.4018.752．(2019·高考全國卷Ⅱ)某小組利用圖(a)所示的電路，研究硅二極管在恒定電流條件下的正向電壓U與溫度t的關(guān)系，圖中和為理想電壓表；R為滑動變阻器，R0為定值電阻(阻值100Ω)；S為開關(guān)，E為電源。實驗中二極管置于控溫爐內(nèi)，控溫爐內(nèi)的溫度t由溫度計(圖中未畫出)測出。圖(b)是該小組在恒定電流為50.0μA時得到的某硅二極管Ut關(guān)系曲線。回答下列問題：(1)實驗中，為保證流過二極管的電流為50.0μA，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動變阻器R，使電壓表的示數(shù)為U1＝________mV；根據(jù)圖(b)可知，當(dāng)控溫爐內(nèi)的溫度t升高時，硅二極管正向電阻______(選填“變大”或“變小”)，電壓表示數(shù)______(選填“增大”或“減小”)，此時應(yīng)將R的滑片向______(選填“A”或“B”)端移動，以使示數(shù)仍為U1。(2)由圖(b)可以看出U與t呈線性關(guān)系。硅二極管可以作為測溫傳感器，該硅二極管的測溫靈敏度為eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,Δt)))＝________×10－3V/℃(保留兩位有效數(shù)字)。解析：(1)、是理想電壓表，則R0與硅二極管串聯(lián)，電流相等，R0兩端電壓U1＝IR0＝50.0×10－6×100V＝5.00×10－3V＝5.00mV。由Ut圖像知，控溫爐內(nèi)溫度升高時，U2變小，又I＝50.0μA不變，故硅二極管正向電阻變??；當(dāng)控溫爐內(nèi)溫度升高時，硅二極管電阻變小，反過來影響電路中電流，由閉合電路歐姆定律知，電路中電流增大，示數(shù)增大；要保持示數(shù)不變，需增大滑動變阻器的阻值，即滑片向B端移動。(2)由Ut圖像的斜率可知eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,Δt)))＝eq\f(0.44－0.30,80－30)V/℃＝2.8×10－3V/℃。答案：(1)5.00變小增大B(2)2.83．(2020·高考江蘇卷)某同學(xué)描繪一種電子元件的IU關(guān)系圖像，采用的實驗電路圖如題圖1所示，V為電壓表，mA為電流表，E為電源(電動勢約6V)，R為滑動變阻器(最大阻值20Ω)，R0為定值電阻，S為開關(guān)。(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線，將題圖2所示的實物電路連接完整。(2)調(diào)節(jié)滑動變阻器，記錄電壓表和電流表的示數(shù)如下表：電壓U/V0.0000.2500.5000.6500.7000.7250.750電流I/mA0.000.100.250.601.704.307.50請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在方格紙上作出該元件的IU圖線。(3)根據(jù)作出的IU圖線可知，該元件是________(選填“線性”或“非線性”)元件。(4)在上述測量中，如果用導(dǎo)線代替電路中的定值電阻R0，會導(dǎo)致的兩個后果是________。A．電壓和電流的測量誤差增大B．可能因電流過大燒壞待測元件C．滑動變阻器允許的調(diào)節(jié)范圍變小D．待測元件兩端電壓的可調(diào)節(jié)范圍變小解析：(1)根據(jù)題意連接電路如圖。(2)根據(jù)表格中數(shù)據(jù)描點，并用平滑的曲線連接各點如圖。(3)根據(jù)圖像可知該元件是非線性元件。(4)IU圖線上某點與原點連線的斜率為eq\f(1,R)，根據(jù)元件的特性可知，當(dāng)電壓超過一定數(shù)值時，電流會急劇增大，所以電阻會急劇減小，若用導(dǎo)線代替R0，電流急劇增大，可能會燒壞待測元件，對電流表和電壓表的測量誤差無影響，A錯誤，B正確；根據(jù)圖像