高考卷 物理专题10 实验：描绘小电珠的伏安特性曲线（解析版）

2016-2017学年高二物理百所名校速递分项汇编（选修3-1、3-2）专题10实验：描绘小电珠的伏安特性曲线1.【2016-2017学年度上学期瓦房店市高级中学十月份考试】在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验时，所用器材有：电动势为6V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电流表、电压表、开关和导线，要求能测出尽可能多的数据，图8甲所示是没有连接完的实物电路。（已连接好的导线有a、b、c、d、e、f六根）（1）请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整。（2）连好电路，闭合开关，移动滑片P到某处，电压表的示数为2.2V，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向________（填“左”或“右”）端滑动。（3）通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表示数，并绘制成了如图乙所示的U－I图线，根据信息，可计算出小灯泡的额定功率为________W。[来源:学科网]（4）小灯泡的U－I图线是曲线而不是过原点的直线，原因是__________。【答案】（1）见解析（2）右（3）0.5（4）灯丝的电阻会随温度的升高而增大[来源:Z.xx.k.Com]（4）灯丝时金属材料，温度升高，电阻率增加，电阻增加。考点：本题考查了描绘小灯泡的伏安特性曲线。2.【云南省云天化中学2016-2017学年高二上学期期中考试物理试题】曲线”的实验中，某同学根据测得的数据，画出了如图所示的I-U图象.从图象中可以看出：当小灯泡两端的电压为U1时，通过灯丝的电流为I1，则此时灯丝的电阻为；小灯泡两端的电压从U1增大到U2的过程中，随着电压的增大，灯丝的电阻（选填“增大”、“减小”或“不变”），那么灯丝应为（选填“线性元件”或“非线性元件”）。[来源:Zxxk.Com]【答案】11UI增大线性元件考点：描绘小电珠的伏安特性曲线[来源:学科网]【名师点睛】本题考查了求电阻、比较电阻大小问题，应用欧姆定律、分析清楚图象即可正确解题，要掌握应用图象法处理实验数据的方法。学科网3.【湖南省长沙市第一中学2016-2017学年高二上学期期中考试物理试题】某物理实验小组利用实验室提供的器材测量一螺线管两接线柱之间金属丝的长度，可选用的器材如下：A．待测螺线管L（符号）：绕制螺线管的金属丝电阻率为，直径为D，阻值约为几十欧B．电流表1A：量程10mA，内阻140rC．电流表2A：量程500A，内阻2750rD．电压表V：量程为10V，内阻为10kE．保护电阻1R：阻值为100F．滑动变阻器2R：总阻值约为10G．电源E，电动势约为1.5V，内阻忽略不计H．开关一个及导线若干(1)用多用电表粗测线圈的电阻，分别选择倍率“1”和“10”，经正确操作后，两次测量中多用电表表盘示数如下图所示，则金属丝的电阻约为。（2）为了尽可能准确的测量LR，要求电表的指针偏转至少达到满刻度的13，同学们设计了一种适合的电路，如图所示，请在图中标明所选电表的符号。（3）已知金属丝的直径为D，利用上述电路图通过实验测得a表的读数为m，b表的读数为n，用已知量和测得量的符号表示金属丝的长度l，则l。【答案】（1）48（2）如图所示：（3）224()Dmrlnm【解析】（1）欧姆表示数等于指针示数与倍率的乘积，倍率越大指针示数越小，指针越偏右，由于欧姆表指针指在欧姆表中值电阻附近时读数较准，由图示表盘可知，欧姆表应选择1挡位，与表盘可知，40刻线到60刻线间有4条刻度线共5分度，则每一刻度线数值为4，欧姆表示数为：14848。[来源:学,科,网Z,X,X,K]（2）由于电源电动势为1.5V，小于电压表量程 13，所以不能使用电压表V来测量电压，由于两电流表的满偏电压分别为1110.4UIrV，2220.375UIrV，可以用电流表2A与待测电阻并联测电阻，用电流表1A测电流，电路图如图所示：考点：伏安法测电阻【名师点睛】本题考查了欧姆表读数、选择实验器材、求螺线管的长度；应用欧姆表测电阻要选择合适的挡位，欧姆表示数等于指针示数与挡位的乘积；应用并联电路特点、欧姆定律与电阻定律可以求出螺线管金属丝的长度。学科网4.【葫芦岛市第一高级中学2016-2017学年度第一学期期中考试】有一个小灯泡上有“4V，2W”的字样，现要描绘这个小灯泡的伏安特性曲线。现有下列器材供选用：A．电压表（0—5V，内阻10kΩ）B．电压表（0—10V，内阻20kΩ）C．电流表（0—0.3A，内阻1Ω）D．电流表（0—0.6A，内阻0.4Ω）E．滑动变阻器（10Ω，2A）F．滑动变阻器（1kΩ，1A）[来源:学科网ZXXK]G．学生电源（直流6V），还有电键、导线若干（1）实验中所用电压表应选_____，电流表应选_____，滑动变阻器应选____（用序号字母表示）。（2）为使实验误差尽量减小，要求从零开始多取几组数据，请在方框内画出满足实验要求的电路图。（3）某同学通过实验得到的数据画出了该小灯泡的伏安特性曲线（如图所示），若用电动势为4V、内阻为8.0Ω的电源给该小灯泡供电，则该小灯泡的实际功率是______W。【答案】（1）A，D，E；（2）电路如下图；（3）0.48。考点：实验——描绘小灯泡的伏安特性曲线5.【贵州省遵义航天高级中学2016-2017学年高二上学期期中考试】有一个小灯泡上标有“4V，2W”的字样，现在要用伏安法测量这个小灯泡的伏安特性曲线。现有下列器材供选用：A．电压表V1（0～5V，内阻约10kΩ）B．电压表V2（0～10V，内阻约20kΩ）C．电流表A1（0～0.3A，内阻约1Ω）D．电流表A2（0～0.6A，内阻约0.4Ω）[来源:Z,xx,k.Com]E．滑动变阻器R1（0～10Ω，2A）F．滑动变阻器R2（0～100Ω，0.2A）G．学生电源（直流6V）、开关及导线（1）为了调节方便，测量尽可能准确，实验中应选用电压表，电流表，滑动变阻器．（填器材的前方选项符号，如A、B）（2）为使实验误差尽量减小，要求从零开始多取几组数据；请在下面的方框中完成实验电路图。（3）P为上图中图线上的一点，PN为图线上P点的切线、PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，对应P点，小灯泡的电阻约为Ω。（保留两位有效数字）（4）小灯泡的U－I图线是曲线而不是过原点的直线，原因是__________。【答案】（1）A，D，E；（2）电路如下图所示；（3）5.3；（4）灯丝的电阻会随温度的升高而增大。【解析】（1）根据小灯泡的标志“4V，2W”的字样，电压表应选A；通过小灯泡的额定电流A5.0UPI，电流表应选D；本实验要求小灯泡电流从零开始调节，滑动变阻器应用分压式接法，为便于调节（灵敏），应选阻值小的变阻器E。考点：实验——用伏安法描绘小灯泡的伏安特性曲线6.【宁夏银川一中2016-2017学年高二上学期期中考试物理试题】某电阻额定电压为3V(阻值大约为10Ω)．为测量其阻值，实验室提供了下列可选用的器材：A．电流表A1(量程300mA，内阻约1Ω)B．电流表A2(量程0.6A，内阻约0.3Ω)C．电压表V1(量程3.0V，内阻约3kΩ)D．电压表V2(量程5.0V，内阻约5kΩ)E．滑动变阻器R1(最大阻值为50Ω)F．滑动变阻器R2(最大阻值为500Ω)G．电源E(电动势4V，内阻可忽略)H．开关、导线若干(1)为了尽可能提高测量准确度，应选择的器材为(只需填器材前面的字母即可)：电流表________．电压表________．滑动变阻器________．AED(2)应采用的电路图为下列图中的________[来源:学科网ZXXK]【答案】(1)ACE(2)B考点：伏安法测电阻【名师点睛】（1）估算电阻上最大电流，选择电流表量程。根据该电阻与变阻器最大电阻的关系选择变阻器。（2）根据该电阻与两电表内阻的倍数关系选择电流表的接法，题目要求为了尽可能提高测量准确度，选择滑动变阻分压式。学科网7.【河北省正定中学2016-2017学年高二上学期第二次月考物理试题】现在要测量一只额定电压U=3V的小灯泡L的额定功率P（约为0.3W）。实验室备有如下器材电流表1A（量程为200mA，内阻110r）电流表2A（量程为300mA，内阻约为5Ω）定值电阻R（10Ω）滑动变阻器1R（0~100Ω，0.5A）电源E（E=5V，1r）单刀开关一个、导线若干（1）请设计出实验电路，并画在图甲所示的虚线框内。（2）按（1）中设计的电路图把图乙中实物连接起来。[来源:学科网]（3）①按设计好的电路图连接好电路，开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应移至阻值最大的位置；②闭合开关S，移动滑片P，使电流表1A的示数1150mAI，同时记下此时电流表2A的示数2I③断开开关S，拆除电路，整理器材。（4）实验中计算灯泡额定功率的表达式为P=__________。（用题中给定的符号以及（3）中涉及的记录符号来表示）【答案】（1）如图所示（2）如图乙所示（4）21PUII（2）根据电路的原理图，一步步进行连接，如图：[来源:学,科,网Z,X,X,K]（4）根据测量数据，可得小灯泡两端电压为U，电流为21II，由PUI可求得功率的表达式21PUII．考点：测量小灯泡的额定功率【名师点睛】测量小灯泡的额定功率，应测量其电压及电流，由PUI可求出功率，根据题目中给出的条件可得出合理的原理图，由于本实验中没有给出电压表，所需需要用电流表改装电压表学科网[来源:学科网]8.【山东省济宁市第一中学2016-2017学年高二上学期期中考试物理试题】在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，小灯泡的规格为“3.8V，0.3A”。除了开关、导线外，还有如下的器材：电压表V，量程0~5V，内阻约5kΩ电流表1A，量程0~500mA，内阻约0.5Ω电流表2A，量程0~100mA，内阻约4Ω滑动变阻器1R，自大阻值10Ω，额定电流20A滑动变阻器2R，自大阻值100Ω，额定电流1.0A直流电源E，电动势约为6V，内阻约为0.5Ω（1）上述器材中，电流表应选______，滑动变阻器应选_____________。（填器材符号）（2）某同学已连接如图甲所示的电路，在闭合开关前，检查发现有一处不当之处为________________________________（3）不当之处改正后，在电路中所有元件都完好，且电压表和电流表已调零。闭合开关后：发现反复调节滑动变阻器，小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表的示数不能调为零，则断路的导线为_________（用图中给出的导线符合表示）（4）通过实验得到了小灯泡的I-U图线如图所示，可知在小灯泡上的电压为2.0V时，小灯泡的电阻是_____________Ω。（5）如果把该小灯泡直接接在电动势是2V，内阻是8Ω的电源上组成闭合回路，则通过小灯泡的电流为__________A。【答案】（1）1A，1R（2）滑动变阻器滑片不应在B处，而应在A处；（3）c（4）8；（5）0.15（5）在小灯泡的I-U图象中画出表示电源的I-U图线，如图所示，读出两图线的交点的纵坐标即为通过小灯泡的电流，电流为：0.15AI考点：“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验【名师点睛】应明确：1．要根据小灯泡的额定电流或额定电压来选择电流表或电压表的量程．2．以下几种情况滑动变阻器必须采用分压式接法：①要求电流从零调或要求电路中电流调节范围足够大；②变阻器的全电阻远小于待测电阻；③若变阻器采用限流式接法求出电路中的最小电流扔大于电流表的量程．注意采用分压式接法时，应选择全电阻小的变阻器，以便于调节．3．注意表示电源的I-U图象与表示导体电阻的I-U图象的区别．学科网9.【江苏省清江中学2016—2017学年第一学期期中考试】“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，利用实验得到了8组数据，在图（a）所示的I-U坐标系中，通过描点连线得到了小灯泡的伏安特性曲线。（1）根据图线的坐标数值，请在图（b）中把实验仪器连接成完整的实验电路（内接法）。（2）