高考物理一轮复习巩固提升第8章实验九　描绘小电珠的伏安特性曲线(含解析)

1．图甲是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连接图．

甲　　　　　　　　　　　乙

(1)根据图甲画出实验电路图；

(2)调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图乙中的①、②、③、④所示，电流表量程为0.6 A，电压表量程为3 V．所示读数为：①________、②________、③________、④________．两组数据得到的电阻分别为________和________．

解析：(1)实验电路图如图所示．

(2)电流表量程为0.6 A，每一小格代表0.02 A，读数时估读到精度的本位即可；电压表量程为3 V，每一小格代表0.1 V，读数时估读到精度的下一位．读数分别为：①0.10 A、②0.24 A、③2.00 V、④0.27 V．应用R＝求电阻时，电流为0.10 A时对应的电压为0.27 V；电流为0.24 A时对应的电压为2.00 V，求得的两组数据对应的电阻分别为2.7 Ω和8.3 Ω.

答案： (1)如解析图所示

(2)0.10 A　0.24 A　2.00 V　0.27 V

2．7(±0.1) Ω　8.3(±0.1) Ω[如填为8.3(±0.1) Ω

2．7(±0.1) Ω也行]

2．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，要测量一个标有“3 V，1.5 W”的小灯泡两端的电压和通过它的电流，现有如下器材：

A．直流电源3 V(内阻可不计)

B．直流电流表0～600 mA(内阻约为0.5 Ω)

C．直流电压表0～3 V(内阻约3 kΩ)

D．滑动变阻器(10 Ω，1 A)

E．滑动变阻器(1 kΩ，300 mA)

F．开关、导线若干

(1)本实验中滑动变阻器应选用________(选填“D”或“E”)．

(2)下表中的各组数据是该同学在实验中测得的，根据表格中的数据在如图甲所示的坐标纸上作出该小灯泡的伏安特性曲线．

(3) 如图乙所示，将两个这样的小灯泡并联后再与阻值为5 Ω 的定值电阻R0串联，接在电压恒定为4 V的电路中，每个小灯泡的实际功率为________W.

解析：(1)实验中需测量多组数据，滑动变阻器用分压式接法，为了调节方便，滑动变阻器用阻值较小的，故选D.

(2)描点画图，如图所示．

(3)设小灯泡两端的电压为U，电流为I，根据闭合电路欧姆定律得：U0＝U＋2IR0，所以U＝－2R0I＋U0，代入数据得U＝－10I＋4，在小灯泡的伏安特性曲线同一坐标系上画出该直线，其交点(1.0，0.3)即为小灯泡的实际电压、电流值，可得小灯泡消耗的实际功率P＝UI＝0.3 W.

答案：(1)D　(2)见解析图　(3)0.3

3．(2019·长兴中学模拟)小明做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验，已知小灯泡标称值是“2.5 V，0.3 A”，不考虑电压表分流引起的误差，请完成如下问题：

(1)为初步了解小灯泡的电阻值，小明使用多用电表的欧姆挡按正确测量步骤进行测量，根据图甲所示，小灯泡阻值为________Ω.

(2)为进一步探究小灯泡伏安特性，小明连接了如图乙所示实物图，请在图中补上一根导线，使实验能够正常进行．

(3)按要求操作得到数据如表所示，第7组中电压表示数如图丙所示，则U＝________V；判断U＝0、I＝0时的小灯泡电阻值为________Ω，试分析此电阻值远小于(1)中阻值的原因________________________________________________________________________

________________________________________________________________________.

解析：(1)采用“×1”倍率，所以读数为6 Ω.

(2)“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，需要多组数据，所以滑动变阻器应采用分压接法，如图所示．

(3)电压表采用0～3 V挡，分度值为0.1 V，故读数为0.30 V，U＝0、I＝0时温度接近2、3组的温度，故应为1.3 Ω，远小于(1)中的测量值是因为用欧姆“×1”倍率挡测电阻时电流较大，小灯泡已有发光，灯丝温度升高，电阻比冷灯丝时大的多．

答案：(1)6　(2)如解析图所示　

(3)0.30　1.3　用欧姆“×1”倍率挡测电阻时电流较大，小灯泡已有发光，灯丝温度升高，电阻比冷灯丝时大的多

4．某学习小组拟研究一个标有“3.6 V，1.8 W”的小电珠的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：

①电流表A，量程0～0.6 A，内阻约为0.2 Ω；

②电压表V，量程0～15 V，内阻约为15 kΩ；

③滑动变阻器R，阻值范围0～10 Ω；

④学生电源E，电动势为4 V，内阻不计；

⑤开关S及导线若干．

(1)该学习小组中的甲同学设计了如图甲所示的电路进行测量，请按照图甲所示的电路图帮甲同学将图乙中的实物图连接起来．

(2)甲同学在实验中发现，由于电压表的量程较大而造成读数误差很大，因而影响了测量结果．于是又从实验室找来一量程为Ig＝100 μA、内阻Rg＝1 000 Ω的灵敏电流计，想把该灵敏电流计改装成量程为5 V的电压表，则需串联一个阻值为________Ω的电阻．

(3)甲同学用改装后的电压表进行实验，得到电流表读数I1和灵敏电流计读数I2如表所示：

请在图丙中的坐标纸上画出I1－I2图线．

(4)若将该小电珠接在如图丁所示的电路中，则该小电珠消耗的电功率约为________W．已知电源的电动势为E′＝3.0 V，内阻r＝1.5 Ω，定值电阻R0＝4.5 Ω.(结果保留两位有效数字)

解析：(1)如图(a)所示．

(2)设需要串联的电阻阻值为Rx，则有Ig(Rg＋Rx)＝5 V，代入数据可得Rx＝49 000 Ω.

(4)将定值电阻R0看做该电源的内阻的一部分，则内阻r′＝6 Ω，由此可得路端电压U＝E′－Ir′，在I1－I2图线所在坐标纸上作出该I－U图象如图(b)所示，可知其交点坐标表示的电流约为0.32 A，电压约为1.1 V，所以该小电珠消耗的功率约为P＝0.32×1.1 W≈0.35 W.

答案：(1)见解析图(a)　(2)49 000　(3)如图所示

(4)0.35