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高考物理总复习8.4实验9描绘小电珠的伏安特性曲线课件PPT
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这是一份高考物理总复习8.4实验9描绘小电珠的伏安特性曲线课件PPT，共40页。PPT课件主要包含了-2-，-3-，-4-，-5-，-6-，命题点一，命题点二，命题点三，-7-，-8-等内容，欢迎下载使用。
一、实验目的1.描绘小电珠的伏安特性曲线。2.分析伏安特性曲线的变化规律。二、实验原理1.测多组小电珠的U、I的值,并绘出I-U图象。2.由图象的斜率反映电流与电压和温度的关系。三、实验器材学生电源(4~6 V直流)或电池组、小电珠(3.8 V,0.3 A)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、坐标纸、导线若干。
四、实验步骤1.连接电路用导线连接成如图所示电路。2.移动滑动变阻器滑片的位置,测出多组电压值U和电流值I填入表格。3.拆除电路,整理仪器。
五、数据处理1.在坐标纸上以U为横轴,I为纵轴,建立坐标系。2.在坐标纸上描出各组数据所对应的点。3.将描出的点用平滑的曲线连接起来就得到小电珠的伏安特性曲线。六、误差分析1.系统误差:电表内阻对电路的影响带来的误差。2.偶然误差:(1)电压表、电流表的读数带来的误差。(2)在坐标纸上描点、作图带来的误差。
七、注意事项1.电流表外接法:本实验中被测小电珠灯丝的电阻值较小,因此测量电路必须采用电流表外接法。2.滑动变阻器应采用分压式连接本实验要作出U-I图象,要求测出一组包括零在内的电流、电压值,故控制电路必须采用分压接法。3.保护元件安全:闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应移到使小电珠分得电压为零的一端,防止开关刚闭合时因小电珠两端电压过大而烧坏灯丝。
实验器材的选择实验器材的原则和注意事项1.仪器选择的一般步骤(1)首先选择唯一性的器材;(2)粗画电路图(暂不接电流表和电压表);(3)估算回路中电流和电压的最大值,在电表的指针有较大幅度的偏转但不超过其量程的情况下,结合已知器材的规格,确定实验电路和实验器材。2.实验器材的要求(1)电源允许的最大电流不能小于电路中的实际最大电流。(2)用电器的额定电流不能小于通过该用电器的实际最大电流。(3)电压表或电流表的量程不能小于被测电压和电流的最大值。(4)电压表或电流表的指针应偏转到满刻度的 以上。
例1(2016·天津卷)某同学想要描绘标有“3.8 V 0.3 A”字样小灯泡L的伏安特性曲线,要求测量数据尽量精确、绘制曲线完整。可供该同学选用的器材除开关、导线外,还有:电压表V1(量程0~3 V,内阻等于3 kΩ)电压表V2(量程0~15 V,内阻等于15 kΩ)电流表A1(量程0~200 mA,内阻等于10 Ω)电流表A2(量程0~3 A,内阻等于0.1 Ω)滑动变阻器R1(0~10 Ω,额定电流2 A)滑动变阻器R2(0~1 kΩ,额定电流0.5 A)定值电阻R3(阻值等于1 Ω)定值电阻R4(阻值等于10 Ω)定值电阻R5(阻值等于1 kΩ)电源E(E=6 V,内阻不计)
(1)请画出实验电路图,并将各元件字母代码标在该元件的符号旁。(2)该同学描绘出的I-U图象应是下图中的 。
解析:(1)根据需要,电压表V1(3 V,内阻3 kΩ)需要串联定值电阻R5=1 kΩ,可以将量程扩大为4 V;电流表A1(200 mA,内阻10 Ω)需要并联定值电阻R4=10 Ω,可以将量程扩大为0.4 A;滑动变阻器R2阻值太大,连续性不好,应选择R1,电路图采用分压外接法,电路如答案图所示。(2)随温度升高,小灯泡阻值增大,故选项B正确。
实验电路设计与数据处理电学实验电路设计的思路与方法1.首先应明确题目的要求,看清题目要求测量什么物理量,验证、探究什么物理规律,或要求设计达到何种标准的电路等。其设计原则是安全、方便、经济。2.在测量电路中,一般有电流表内接和外接两种方法,对于给定电表内阻的情况,应先比较R0与待测电阻Rx的关系,其中R0= ,若Rx>R0,则设计为电流表内接法;若Rx
例2(2017·全国卷Ⅰ)某同学研究小灯泡的伏安特性,所使用的器材有:小灯泡L(额定电压3.8 V,额定电流0.32 A);电压表V(量程3 V,内阻3 kΩ);电流表A(量程0.5 A,内阻0.5 Ω);固定电阻R0(阻值1 000 Ω);滑动变阻器R(阻值0~9.0 Ω);电源E(电动势5 V,内阻不计);开关S;导线若干。(1)实验要求能够实现在0~3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量,画出实验电路原理图。
(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示。
由实验曲线可知,随着电流的增加小灯泡的电阻 (选填“增大”“不变”或“减小”),灯丝的电阻率 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
(3)用另一电源E0(电动势4 V,内阻1.00 Ω)和题给器材连接成图(b)所示的电路,调节滑动变阻器R的阻值,可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关S,在R的变化范围内,小灯泡的最小功率为 W,最大功率为 W。(结果均保留2位小数)
答案:(1)(2)增大 增大 (3)0.39 1.17
解析:(1)由于要求电压调节范围大,故用分压式。电压表量程只有3 V,故需串联R0改装为量程为4 V的电压表。小灯泡电阻较小(RL< ),故用外接法。(2)图中I-U图线上某点与原点连线的斜率代表灯泡在该状态下电阻的倒数。随电流增大,与原点连线的斜率减小,故电阻增大。由R=ρ ,故电阻率增大。
(3)当R=9 Ω时灯泡功率最小,将电阻R与电源视为整体。U=E-I(R+r),故U=4 V-10 Ω·I,作图法找到灯泡功率Pmin=UI≈1.75 V×0.225 A≈0.39 W当R=0时,灯泡功率最大,电源的路端电压与电流的关系U=E-Ir,故U=4 V-1 Ω·I,作图法找到灯泡功率Pmax=UI=3.65 V×0.32 A≈1.17 W。
思维点拨电路图主要是控制电路、测量电路的连接。小灯泡阻值为小电阻——外接法,电压从0开始测量——分压式接法。然后由伏安特性曲线分析阻值的变化,注意纵轴是电流。第(3)问求小灯泡消耗的实际功率较难,因小灯泡的阻值随电流的变化而变化,通过闭合电路的欧姆定律找到小灯泡实际的电流、电压值。
1.本题考查的内容比较多,包括电压表的扩程、电流表的内外接法、滑动变阻器的分压接法、小灯泡的伏安特性、图象法求解,综合性很强,其中求解灯泡在某一电源下消耗的实际功率是常考的内容。本题还可以改变问法:如果两个该灯泡串联直接接在某个电源下,每个灯泡消耗的功率是多少?2.电源与小灯泡的伏安特性曲线结合法电源对电路中小灯泡供电工作,显然路端电压与电路中电流满足关系U=E-Ir,整理可得I= ,即可作出一条电源的伏安特性曲线。同时流经小灯泡的电流与其两端电压满足小灯泡的伏安特性曲线,两线的交点既符合闭合电路的欧姆定律,又满足小灯泡的伏安特性曲线特点,即为所求的电流与电压值。
实验的改进与创新以本实验为背景,通过改变实验条件、实验仪器设置新题目,不脱离教材而又不拘泥于教材,体现开放性、探究性等特点。1.以实验原理及实验方法为基础,探究小灯泡功率与电压的关系。2.实验对象的变迁
3.数据处理方式的改进采用“DIS”数字化实验系统进行实验数据的采集和处理。
例3在有光照时太阳能电池可以将光能转化为电能,在没有光照时,太阳能电池可以视为一个电学器件。某实验小组用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,应选用哪个电路图: (选填“甲”或“乙”)。 (2)该实验小组根据实验得到的数据,描点绘出了如图丙所示的I-U图象。由图可知,当电压小于2.0 V时,太阳能电池的电阻 (选填“很大”或“很小”);当电压为2.8 V时,太阳能电池的电阻约为 Ω。(保留两位有效数字)
答案:(1)甲 (2)很大 1.0×103解析:(1)用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射时(没有储存电能)的I-U特性,应选用滑动变阻器分压接法,为电路图甲。(2)由题图可知,当电压小于2.0 V时,电流几乎为零,所以太阳能电池的电阻很大。当电压为2.8 V时,对应电流为2.8 mA,由欧姆定律可得太阳能电池的电阻约为R= =1.0×103 Ω。
1.(2016·江苏卷)小明同学通过实验探究某一金属电阻的阻值R随温度t的变化关系。已知该金属电阻在常温下的阻值约10 Ω,R随t的升高而增大。实验电路如图所示,控温箱用以调节金属电阻的温度。
实验时闭合S,先将开关K与1端闭合,调节金属电阻的温度,分别记下温度t1,t2,…和电流表的相应示数I1,I2,…。然后将开关K与2端闭合,调节电阻箱使电流表的示数再次为I1,I2,…,分别记下电阻箱相应的示数R1,R2,…。(1)有以下两种电流表,实验电路中应选用 。 A.量程0~100 mA,内阻约2 ΩB.量程0~0.6 A,内阻可忽略(2)实验过程中,要将电阻箱的阻值由9.9 Ω调节至10.0 Ω,需旋转图中电阻箱的旋钮“a”、“b”、“c”,正确的操作顺序是 。 ①将旋钮a由“0”旋转至“1”②将旋钮b由“9”旋转至“0”③将旋钮c由“9”旋转至“0”
(3)实验记录的t和R的数据见下表:
请根据表中数据,在方格纸上作出R-t图线。
由图线求得R随t的变化关系为R= Ω。
答案:(1)A (2)①②③(或①③②)(3)见解析图 0.04t+8.8(0.04t+8.6~0.04t+9.0都算对)解析:(1)由题干知常温下金属电阻阻值约为R=10 Ω,由实验电路知电路中最大电流约为I= =150 mA,通过调节滑动变阻器可控制电路中的最大电流为100 mA,故选A电流表。(2)实验过程中,为保护电路各元件调节电阻箱阻值时应遵循从大到小的顺序调节。
(3)根据实验数据描点作图如图。由图象结合数学知识写出图象的解析式为R=kt+R0
2.(2017·广东湛江一模)现要测定一个额定电压为2.5 V、额定功率约为0.7 W的小灯泡的伏安特性曲线。(1)为了测量的电压能从零开始,测量误差较小,请在图甲中连好实物电路图。(2)合上开关前,滑动变阻器的滑片应置于滑动变阻器的 (选填“左端”或“右端”)。 (3)根据实验数据,描绘出的U-I图象如图乙所示,由图可知,当灯泡的电压为1.80 V时,小灯泡电阻为 Ω,小灯泡的功率为 W(结果保留两位有效数字)。
(4)由图乙可确定小灯泡耗电功率P与外加电压U的关系,符合该关系的图象是图丙中的 。
答案:(1)见解析 (2)左端 (3)7.2 0.45 (4)D
解析:(1)实物电路图如图所示。(2)为了让测量电路中电压从零开始调节,则滑片开始时应滑到最左端。
3.(2017·广东茂名一模)现要用伏安法描绘一只标称值为“2.5 V 0.6 W”小灯泡的I-U图线,有下列器材供选用:A.电压表(0~3 V,内阻3 kΩ;0~15 V,内阻10 kΩ)B.电流表(0~0.6 A,内阻0.5 Ω;0~3 A,内阻0.1 Ω)C.滑动变阻器(10 Ω,2 A)D.滑动变阻器(100 Ω,1.0 A)E.蓄电池(电动势6 V,内阻不计)
(1)为了减小测量误差,图中的S1应接 (选填“M”或“N”),滑动变阻器应选用 (用序号字母表示)。 (2)根据你选择的电路,用笔画线代替导线在图中将实物连接成实验所需电路图。(3)开关S闭合之前,滑动变阻器的滑片应该置于 (选填“A”“B”或“AB正中间”)端。闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数变化明显,但电流表示数始终为0,则电路故障为 。
答案:(1)M C (2)见解析 (3)A 小灯泡断路
解析:(1)由实物图可知,电路采用了滑动变阻器分压接法,因灯泡内阻较小,故电流表采用外接法,故S1应接在M点;因采用分压接法,故滑动变阻器采用小电阻,应选用C。(2)根据实验原理图画出实物图如图所示。
(3)为了保证实验安全,开始时灯泡两端的电压应为最小,故滑动变阻器的滑片应在A端;由题意可知,电压表示数变化明显,说明电压表与电源相连,且滑动变阻器连接正常,而电流表没有示数说明电路是断开的,由电路图可知,只能是灯泡发生了断路故障。
4.(2017·浙江宁波一模)在测绘小灯泡的伏安特性曲线实验中,实验器材如下:待测小灯泡(2.5 V,0.5 A);双量程电压表(中间接线柱3 V、内阻约为3 kΩ,右边接线柱15 V、内阻约为15 kΩ);双量程电流表(中间接线柱0.6 A、内阻约为0.125 Ω,右边接线柱3 A、内阻约为0.025 Ω);滑动变阻器(20 Ω,2 A);电源(电动势约为3 V,内阻未知);开关一个,导线若干。
(1)甲同学连好的实物图如图所示,乙同学检查时发现了多处错误,请指出(至少两处): 。
(2)两同学改正错误后,测出如下表所示的7组I、U数据,请你在图的坐标纸上建立I-U坐标系,标出坐标点,绘出小灯泡的伏安特性曲线。
(3)根据绘出的小电珠的伏安特性曲线,该小电珠在电压为1.8 V时的实际电阻为 Ω。(结果保留三位有效数字) (4)关于本实验的系统误差,下列判断正确的是 。 A.系统误差主要是由电压表的分流引起的,电压越大,误差越大B.系统误差主要是由电流表的分压引起的,电流越大,误差越大C.系统误差主要是由忽略电源内阻引起的,电源内阻越大,误差越大D.系统误差主要是由电表读数时的估读引起的,电压越大,误差越大
答案:(1)①滑动变阻器接法错误,应该接成分压式;②电压表量程错误,应选3 V的量程;③电流表位置接错,应选外接法(2)如图所示(3)10.6(10.4~10.7皆可) (4)A
解析:(1)本实验要求电压和电流从零开始调节,滑动变阻器应该用分压接法;电源的电动势约为3 V,电压表应该选择3 V的量程;小灯泡的电阻比较小,电流表应该用外接法。(3)根据所画的I-U图象,当小灯泡电压为1.8 V时,流过小灯泡的电流约为0.17 A,小灯泡的电阻R= =10.6 Ω。(4)本实验的系统误差主要是由电流表外接,电压表分流造成的,选项A正确。
一、实验目的1.描绘小电珠的伏安特性曲线。2.分析伏安特性曲线的变化规律。二、实验原理1.测多组小电珠的U、I的值,并绘出I-U图象。2.由图象的斜率反映电流与电压和温度的关系。三、实验器材学生电源(4~6 V直流)或电池组、小电珠(3.8 V,0.3 A)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、坐标纸、导线若干。
四、实验步骤1.连接电路用导线连接成如图所示电路。2.移动滑动变阻器滑片的位置,测出多组电压值U和电流值I填入表格。3.拆除电路,整理仪器。
五、数据处理1.在坐标纸上以U为横轴,I为纵轴,建立坐标系。2.在坐标纸上描出各组数据所对应的点。3.将描出的点用平滑的曲线连接起来就得到小电珠的伏安特性曲线。六、误差分析1.系统误差:电表内阻对电路的影响带来的误差。2.偶然误差:(1)电压表、电流表的读数带来的误差。(2)在坐标纸上描点、作图带来的误差。
七、注意事项1.电流表外接法:本实验中被测小电珠灯丝的电阻值较小,因此测量电路必须采用电流表外接法。2.滑动变阻器应采用分压式连接本实验要作出U-I图象,要求测出一组包括零在内的电流、电压值,故控制电路必须采用分压接法。3.保护元件安全:闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应移到使小电珠分得电压为零的一端,防止开关刚闭合时因小电珠两端电压过大而烧坏灯丝。
实验器材的选择实验器材的原则和注意事项1.仪器选择的一般步骤(1)首先选择唯一性的器材;(2)粗画电路图(暂不接电流表和电压表);(3)估算回路中电流和电压的最大值,在电表的指针有较大幅度的偏转但不超过其量程的情况下,结合已知器材的规格,确定实验电路和实验器材。2.实验器材的要求(1)电源允许的最大电流不能小于电路中的实际最大电流。(2)用电器的额定电流不能小于通过该用电器的实际最大电流。(3)电压表或电流表的量程不能小于被测电压和电流的最大值。(4)电压表或电流表的指针应偏转到满刻度的 以上。
例1(2016·天津卷)某同学想要描绘标有“3.8 V 0.3 A”字样小灯泡L的伏安特性曲线,要求测量数据尽量精确、绘制曲线完整。可供该同学选用的器材除开关、导线外,还有:电压表V1(量程0~3 V,内阻等于3 kΩ)电压表V2(量程0~15 V,内阻等于15 kΩ)电流表A1(量程0~200 mA,内阻等于10 Ω)电流表A2(量程0~3 A,内阻等于0.1 Ω)滑动变阻器R1(0~10 Ω,额定电流2 A)滑动变阻器R2(0~1 kΩ,额定电流0.5 A)定值电阻R3(阻值等于1 Ω)定值电阻R4(阻值等于10 Ω)定值电阻R5(阻值等于1 kΩ)电源E(E=6 V,内阻不计)
(1)请画出实验电路图,并将各元件字母代码标在该元件的符号旁。(2)该同学描绘出的I-U图象应是下图中的 。
解析:(1)根据需要,电压表V1(3 V,内阻3 kΩ)需要串联定值电阻R5=1 kΩ,可以将量程扩大为4 V;电流表A1(200 mA,内阻10 Ω)需要并联定值电阻R4=10 Ω,可以将量程扩大为0.4 A;滑动变阻器R2阻值太大,连续性不好,应选择R1,电路图采用分压外接法,电路如答案图所示。(2)随温度升高,小灯泡阻值增大,故选项B正确。
实验电路设计与数据处理电学实验电路设计的思路与方法1.首先应明确题目的要求,看清题目要求测量什么物理量,验证、探究什么物理规律,或要求设计达到何种标准的电路等。其设计原则是安全、方便、经济。2.在测量电路中,一般有电流表内接和外接两种方法,对于给定电表内阻的情况,应先比较R0与待测电阻Rx的关系,其中R0= ,若Rx>R0,则设计为电流表内接法;若Rx
例2(2017·全国卷Ⅰ)某同学研究小灯泡的伏安特性,所使用的器材有:小灯泡L(额定电压3.8 V,额定电流0.32 A);电压表V(量程3 V,内阻3 kΩ);电流表A(量程0.5 A,内阻0.5 Ω);固定电阻R0(阻值1 000 Ω);滑动变阻器R(阻值0~9.0 Ω);电源E(电动势5 V,内阻不计);开关S;导线若干。(1)实验要求能够实现在0~3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量,画出实验电路原理图。
(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示。
由实验曲线可知,随着电流的增加小灯泡的电阻 (选填“增大”“不变”或“减小”),灯丝的电阻率 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
(3)用另一电源E0(电动势4 V,内阻1.00 Ω)和题给器材连接成图(b)所示的电路,调节滑动变阻器R的阻值,可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关S,在R的变化范围内,小灯泡的最小功率为 W,最大功率为 W。(结果均保留2位小数)
答案:(1)(2)增大 增大 (3)0.39 1.17
解析:(1)由于要求电压调节范围大,故用分压式。电压表量程只有3 V,故需串联R0改装为量程为4 V的电压表。小灯泡电阻较小(RL< ),故用外接法。(2)图中I-U图线上某点与原点连线的斜率代表灯泡在该状态下电阻的倒数。随电流增大,与原点连线的斜率减小,故电阻增大。由R=ρ ,故电阻率增大。
(3)当R=9 Ω时灯泡功率最小,将电阻R与电源视为整体。U=E-I(R+r),故U=4 V-10 Ω·I,作图法找到灯泡功率Pmin=UI≈1.75 V×0.225 A≈0.39 W当R=0时,灯泡功率最大,电源的路端电压与电流的关系U=E-Ir,故U=4 V-1 Ω·I,作图法找到灯泡功率Pmax=UI=3.65 V×0.32 A≈1.17 W。
思维点拨电路图主要是控制电路、测量电路的连接。小灯泡阻值为小电阻——外接法,电压从0开始测量——分压式接法。然后由伏安特性曲线分析阻值的变化,注意纵轴是电流。第(3)问求小灯泡消耗的实际功率较难,因小灯泡的阻值随电流的变化而变化,通过闭合电路的欧姆定律找到小灯泡实际的电流、电压值。
1.本题考查的内容比较多,包括电压表的扩程、电流表的内外接法、滑动变阻器的分压接法、小灯泡的伏安特性、图象法求解,综合性很强,其中求解灯泡在某一电源下消耗的实际功率是常考的内容。本题还可以改变问法:如果两个该灯泡串联直接接在某个电源下,每个灯泡消耗的功率是多少?2.电源与小灯泡的伏安特性曲线结合法电源对电路中小灯泡供电工作,显然路端电压与电路中电流满足关系U=E-Ir,整理可得I= ,即可作出一条电源的伏安特性曲线。同时流经小灯泡的电流与其两端电压满足小灯泡的伏安特性曲线,两线的交点既符合闭合电路的欧姆定律,又满足小灯泡的伏安特性曲线特点,即为所求的电流与电压值。
实验的改进与创新以本实验为背景,通过改变实验条件、实验仪器设置新题目,不脱离教材而又不拘泥于教材,体现开放性、探究性等特点。1.以实验原理及实验方法为基础,探究小灯泡功率与电压的关系。2.实验对象的变迁
3.数据处理方式的改进采用“DIS”数字化实验系统进行实验数据的采集和处理。
例3在有光照时太阳能电池可以将光能转化为电能,在没有光照时,太阳能电池可以视为一个电学器件。某实验小组用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,应选用哪个电路图: (选填“甲”或“乙”)。 (2)该实验小组根据实验得到的数据,描点绘出了如图丙所示的I-U图象。由图可知,当电压小于2.0 V时,太阳能电池的电阻 (选填“很大”或“很小”);当电压为2.8 V时,太阳能电池的电阻约为 Ω。(保留两位有效数字)
答案:(1)甲 (2)很大 1.0×103解析:(1)用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射时(没有储存电能)的I-U特性,应选用滑动变阻器分压接法,为电路图甲。(2)由题图可知,当电压小于2.0 V时,电流几乎为零,所以太阳能电池的电阻很大。当电压为2.8 V时,对应电流为2.8 mA,由欧姆定律可得太阳能电池的电阻约为R= =1.0×103 Ω。
1.(2016·江苏卷)小明同学通过实验探究某一金属电阻的阻值R随温度t的变化关系。已知该金属电阻在常温下的阻值约10 Ω,R随t的升高而增大。实验电路如图所示,控温箱用以调节金属电阻的温度。
实验时闭合S,先将开关K与1端闭合,调节金属电阻的温度,分别记下温度t1,t2,…和电流表的相应示数I1,I2,…。然后将开关K与2端闭合,调节电阻箱使电流表的示数再次为I1,I2,…,分别记下电阻箱相应的示数R1,R2,…。(1)有以下两种电流表,实验电路中应选用 。 A.量程0~100 mA,内阻约2 ΩB.量程0~0.6 A,内阻可忽略(2)实验过程中,要将电阻箱的阻值由9.9 Ω调节至10.0 Ω,需旋转图中电阻箱的旋钮“a”、“b”、“c”,正确的操作顺序是 。 ①将旋钮a由“0”旋转至“1”②将旋钮b由“9”旋转至“0”③将旋钮c由“9”旋转至“0”
(3)实验记录的t和R的数据见下表:
请根据表中数据,在方格纸上作出R-t图线。
由图线求得R随t的变化关系为R= Ω。
答案:(1)A (2)①②③(或①③②)(3)见解析图 0.04t+8.8(0.04t+8.6~0.04t+9.0都算对)解析:(1)由题干知常温下金属电阻阻值约为R=10 Ω,由实验电路知电路中最大电流约为I= =150 mA,通过调节滑动变阻器可控制电路中的最大电流为100 mA,故选A电流表。(2)实验过程中,为保护电路各元件调节电阻箱阻值时应遵循从大到小的顺序调节。
(3)根据实验数据描点作图如图。由图象结合数学知识写出图象的解析式为R=kt+R0
2.(2017·广东湛江一模)现要测定一个额定电压为2.5 V、额定功率约为0.7 W的小灯泡的伏安特性曲线。(1)为了测量的电压能从零开始,测量误差较小,请在图甲中连好实物电路图。(2)合上开关前,滑动变阻器的滑片应置于滑动变阻器的 (选填“左端”或“右端”)。 (3)根据实验数据,描绘出的U-I图象如图乙所示,由图可知,当灯泡的电压为1.80 V时,小灯泡电阻为 Ω,小灯泡的功率为 W(结果保留两位有效数字)。
(4)由图乙可确定小灯泡耗电功率P与外加电压U的关系,符合该关系的图象是图丙中的 。
答案:(1)见解析 (2)左端 (3)7.2 0.45 (4)D
解析:(1)实物电路图如图所示。(2)为了让测量电路中电压从零开始调节,则滑片开始时应滑到最左端。
3.(2017·广东茂名一模)现要用伏安法描绘一只标称值为“2.5 V 0.6 W”小灯泡的I-U图线,有下列器材供选用:A.电压表(0~3 V,内阻3 kΩ;0~15 V,内阻10 kΩ)B.电流表(0~0.6 A,内阻0.5 Ω;0~3 A,内阻0.1 Ω)C.滑动变阻器(10 Ω,2 A)D.滑动变阻器(100 Ω,1.0 A)E.蓄电池(电动势6 V,内阻不计)
(1)为了减小测量误差,图中的S1应接 (选填“M”或“N”),滑动变阻器应选用 (用序号字母表示)。 (2)根据你选择的电路,用笔画线代替导线在图中将实物连接成实验所需电路图。(3)开关S闭合之前,滑动变阻器的滑片应该置于 (选填“A”“B”或“AB正中间”)端。闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数变化明显,但电流表示数始终为0,则电路故障为 。
答案:(1)M C (2)见解析 (3)A 小灯泡断路
解析:(1)由实物图可知,电路采用了滑动变阻器分压接法,因灯泡内阻较小,故电流表采用外接法,故S1应接在M点;因采用分压接法,故滑动变阻器采用小电阻,应选用C。(2)根据实验原理图画出实物图如图所示。
(3)为了保证实验安全,开始时灯泡两端的电压应为最小,故滑动变阻器的滑片应在A端;由题意可知,电压表示数变化明显,说明电压表与电源相连,且滑动变阻器连接正常,而电流表没有示数说明电路是断开的,由电路图可知,只能是灯泡发生了断路故障。
4.(2017·浙江宁波一模)在测绘小灯泡的伏安特性曲线实验中,实验器材如下:待测小灯泡(2.5 V,0.5 A);双量程电压表(中间接线柱3 V、内阻约为3 kΩ,右边接线柱15 V、内阻约为15 kΩ);双量程电流表(中间接线柱0.6 A、内阻约为0.125 Ω,右边接线柱3 A、内阻约为0.025 Ω);滑动变阻器(20 Ω,2 A);电源(电动势约为3 V,内阻未知);开关一个,导线若干。
(1)甲同学连好的实物图如图所示,乙同学检查时发现了多处错误,请指出(至少两处): 。
(2)两同学改正错误后,测出如下表所示的7组I、U数据,请你在图的坐标纸上建立I-U坐标系,标出坐标点,绘出小灯泡的伏安特性曲线。
(3)根据绘出的小电珠的伏安特性曲线,该小电珠在电压为1.8 V时的实际电阻为 Ω。(结果保留三位有效数字) (4)关于本实验的系统误差,下列判断正确的是 。 A.系统误差主要是由电压表的分流引起的,电压越大,误差越大B.系统误差主要是由电流表的分压引起的,电流越大,误差越大C.系统误差主要是由忽略电源内阻引起的,电源内阻越大,误差越大D.系统误差主要是由电表读数时的估读引起的,电压越大,误差越大
答案:(1)①滑动变阻器接法错误,应该接成分压式;②电压表量程错误,应选3 V的量程;③电流表位置接错,应选外接法(2)如图所示(3)10.6(10.4~10.7皆可) (4)A
解析:(1)本实验要求电压和电流从零开始调节,滑动变阻器应该用分压接法;电源的电动势约为3 V,电压表应该选择3 V的量程;小灯泡的电阻比较小,电流表应该用外接法。(3)根据所画的I-U图象,当小灯泡电压为1.8 V时,流过小灯泡的电流约为0.17 A,小灯泡的电阻R= =10.6 Ω。(4)本实验的系统误差主要是由电流表外接,电压表分流造成的,选项A正确。
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