高中物理人教版 (新课标)选修39 实验：练习使用多用电表第二课时课后测评

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第二课时 实验：测灯泡的伏安特性曲线
1．为探究小灯泡L的伏安特性，连好图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( )
解析：由于小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大，随着灯泡两端电压逐渐增大，灯丝温度逐渐升高，其电阻逐渐增大，则在U－I图象中斜率应逐渐增大，故选项C正确．
答案：C
2．以下是“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的操作步骤．
A．闭合开关，记下电压表、电流表的一组示数(U，I)，移动滑动变阻器的滑片位置，每移动一次记下一组(U，I)值，共测出12组左右的数据，
B．将电流表、电压表、滑动变阻器、灯泡、电源、开关正确连接成电路，电流表外接，滑动变阻器采用分压式接法，如图所示．
C．调节滑片位置，使闭合开关前滑片处于滑动变阻器的最左端．
D．按所测数据，在坐标纸上描点并将各点用直线连接起来，得出小灯泡的伏安特性曲线．
(1)以上各步骤中存在错误或不足的是________．
(2)将各步骤纠正后，按实验先后顺序排列起来________．
解析：A步骤中测量不同电压下的电流值时，应先预设各组数据中的电压值或电流值，而不是随意测，随意测会使描点疏密不均匀，画图线时出现较大误差，甚至无法画出I－U图线；C步骤中闭合开关前应使灯泡两端电压为零，即滑片应置于变阻器最右端；D步骤中应将各点用平滑的曲线连接起来．
答案：(1)ACD (2)BCAD
3．测定小灯泡“6 V 3 W”的伏安特性曲线，要求实验中小灯泡两端的电压从零开始连续可调．供选择的器材有：电压表 eq \\ac(○,V) (量程6 V，内阻20 kΩ)，电流表 (量程3 A，内阻0.2 Ω)，电流表 (量程0.6 A，内阻1 Ω)，变阻器R1(0～100 Ω，0.5 A)，变阻器R2(0～20 Ω，0.2 A)，学生电源E(6 V～8 V)、开关及导线若干．选择出符合实验要求的实验器材并设计出实验电路．
解析：由题意知小灯泡的额定电流I＝eq \f(P,U)＝0.5 A，为准确测量电流，应选用电流表.为了最终能较准确地画出伏安特性曲线，必须多测几组I、U数据，要求小灯泡两端电压必须从零开始连续可调，限流电路难以满足要求，因此必须采用滑动变阻器的分压式接法．若将R2接入电路，则通过它的电流为0.3 A～0.4 A，大于它的额定电流，故应选变阻器R1，实验电路如图所示．
4．在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，使用的小灯泡为“6 V 3 W”，其他可供选择的器材有：
电压表V1(量程6 V，内阻20 kΩ)
电压表V2(量程20 V，内阻60 kΩ)
电流表A1(量程3 A，内阻0.2 Ω)
电流表A2(量程0.6 A，内阻1 Ω)
变阻器R1(0～1 000 Ω，0.5 A)
变阻器R2(0～20 Ω，0.5 A)
学生电源E(6～8 V)
开关S及导线若干．
实验中要求电压表在0～6 V范围内读取并记录下12组左右不同的电压值U和对应的电流值I，以便作出伏安特性曲线，在上述器材中，电压表应选用________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________．在以下方框中画出实验的原理图．
答案：V1 A2 R2 原理图如下图所示
5．某同学在探究规格为“2.5 V 0.6 W”的小灯泡伏安特性曲线实验中，该同学采用如图甲所示的电路进行测量．现备有下列器材供选用：
图甲
A．量程是0～0.6 A，内阻是0.5 Ω的电流表
B．量程是0～3 A，内阻是0.1 Ω的电流表
C．量程是0～3 V，内阻是6 kΩ的电压表
D．量程是0～15 V，内阻是30 kΩ的电压表
E．阻值为0～1 kΩ，额定电流为0.5 A的滑动变阻器
F．阻值为0～10 Ω，额定电流为2 A的滑动变阻器
G．蓄电池(6 V内阻不计)
H．开关一个，导线若干
(1)为使测量结果尽量准确，电流表应选用________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用________(只填字母代号)．
(2)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”)．
(3)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不到零，其原因是________点到________点的导线没接好(空格中请填写图甲中的数字，如“2”点到“3”点的导线)．
(4)
图乙
该同学描绘出小灯泡的伏安特性曲线示意图如图乙所示，则小灯泡的电阻随工作电压的增大而________(填“不变”“增大”或“减小”)．
解析：(1)小灯泡的额定电压为2.5 V，额定电流为0.24 A，为了减小读数误差，电流表和电压表应分别选择量程为0～0.6 A和0～3 V的，本题中滑动变阻器采用分压式接法，应选择0～10 Ω的．
(2)为了保证开关S闭合前流经小灯泡的电流最小，滑片P应置于最左端．
(3)电压表和电流表的示数总是调不到零，是由于电源总是对电表供电，滑动变阻器串联在电路中，1点和5点没有接好，连成了限流式接法，这也是限流式和分压式接法的最大区别．
(4)伏安特性曲线上点与坐标原点连线的斜率随着工作电压的增大而减小，所以小灯泡的电阻在不断增大．
答案：(1)A C F (2)左 (3)1 5 (4)增大