2021高考物理一轮复习实验九描绘小电珠的伏安特性曲线高效演练含解析

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-1-实验九描绘小电珠的伏安特性曲线1.某同学用电流表内接法和外接法分别测量了一段2B铅笔芯的伏安特性,并将得到的电流、电压数据描到U-I图上,如图1所示。实验室提供如下器材:A.电流表A1(量程0.6A,内阻约0.3Ω)B.电流表A2(量程3A,内阻约0.02Ω)C.电压表V1(量程3V,内阻约3kΩ)D.电压表V2(量程15V,内阻约15kΩ)E.滑动变阻器R1(阻值0~10Ω,额定电流2A)F.滑动变阻器R2(阻值0~2kΩ,额定电流0.5A)G.直流电源(电动势3V,内阻不计)H.单刀开关1个,导线若干(1)实验中,电流表应选用___________;电压表应选用___________;滑动变阻器应选用___________(填选项前的字母);(2)图2是部分连接好的实物电路图,请用电流表外接法完成接线并在图2中画出。(3)在图1中,由电流表外接法得到的数据点是用______(选填“○”或“×”)表示的。(4)在图1中,请你选择一组数据点用作图法作图,并求出这段铅笔芯的电阻为___________Ω。(5)对于这段2B铅笔芯电阻值的测量,如果不考虑实验中读数的误差,你认为选用电流表___________(选填“内”或“外”)接法测量更准确一些。-2-【解析】(1)根据U-I图象中的数据可知,电流表应选用A;电压表应选用C;滑动变阻器应选用阻值较小的E;(2)电路连接如图;(3)电流表外接时,电阻的测量值偏小,则U-I图象的斜率偏小,则由电流表外接法得到的数据点是用“×”表示的。(4)作出的图象如图;则如果用“×”,则R==Ω≈1.23Ω(1.1Ω~1.3Ω均可);用“○”则R==Ω=1.6Ω(1.5Ω~1.7Ω均可);(5)因电压表的内阻远大于铅笔芯的电阻,则选用电流表外接法测量更准确一些。答案:(1)ACE(2)图象见解析(3)×(4)见解析(5)外2.(2019·郑州模拟)二极管为非线性元件,其主要特性是单向导电性。正向电压较小时,电流很小,二极管呈现较大的电阻特性;当电压超过一定数值(称为开启电压)时,电流迅速增加,呈现较小的电阻特性。加反向电压(不超过击穿电压)时呈现很大的电阻特性,反向电压增加时,反向电流几乎不变。物理小组欲研究测量二极管正向伏安特性,设计了甲、乙、丙三种电路,如图所示。小组最终选择了丙图。操作步骤如下:-3-a.根据电路图丙连接电路;b.闭合开关S1,调节各可变电阻,使得开关S2由断开到闭合时,灵敏电流表G指针无偏转,并记录此时电压表V的示数U和电流表A的示数I;c.调节可变电阻,重复步骤b,读出多组不同的U值和I值,记录数据如表格所示;电压U/V0.100.200.300.400.500.550.600.650.700.750.80电流I/mA000001.04.013.027.053.090.0d.在坐标纸上描绘出二极管正向伏安特性曲线。根据以上内容,请回答以下问题:(1)从设计原理上讲,对于甲图和乙图的误差分析,下列说法正确的是___________。A.甲图误差的来源在于电流表的分压作用,乙图的误差来源在于电流表的分压作用B.甲图误差的来源在于电流表的分压作用,乙图的误差来源在于电压表的分流作用C.甲图误差的来源在于电压表的分流作用,乙图的误差来源在于电流表的分压作用D.甲图误差的来源在于电压表的分流作用,乙图的误差来源在于电压表的分流作用(2)在坐标图中根据表格中数据描绘出二极管正向伏安特性曲线。(3)从描绘的图线来看,二极管的开启电压约为______V(结果保留一位有效数字)。-4-(4)已知二极管的电阻RD=,从描绘的图线来看,当二极管导通时,二极管的电阻随着U的增大而迅速___________(选填“增大”或“减小”)。(5)从设计原理上讲,电路图丙中的二极管电阻测量值___________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。【解析】(1)由图示电路图可知,图甲采用电流表外接法,图乙采用电流表内接法,甲图误差的来源在于电压表的分流作用,乙图的误差来源在于电流表的分压作用,故C正确,A、B、D错误。(2)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,根据坐标系内描出的点作出图线如图所示:(3)由图示图象可知,二极管开启电压为0.5V;(4)通过二极管的电流随电压增加按非线性关系迅速上升,由图示图象可知,二极管两端电压与通过二极管的电流比值减小,二极管电阻减小,因此,二极管的正向电阻随电压增加而迅速减小。(5)由图丙所示电路图可知,图丙所示电路避免了电表内阻对实验的影响,电路图丙中的二极管电阻测量值等于真实值。答案:(1)C(2)见解析图(3)0.5(4)减小(5)等于3.(2020·泰州模拟)为描绘小灯泡L“3V1.5W”的伏安特性曲线,某同学根据如下可供选择的器材设计了如图所示电路(电路还没有完全接好)。A.电流表(量程0.6A,内阻约1Ω)B.电压表(量程3V,内阻约3kΩ)-5-C.滑动变阻器(200Ω,0.3A)D.滑动变阻器(10Ω,2A)E.电池组(电动势约3V,内阻未知)F.开关,带夹子的导线若干G.待测小灯泡(1)实验中滑动变阻器应选择___________(选填“C”或“D”),请以笔画线代替导线将尚未连接好的电压表连入电路中。(2)在该同学连接最后一根导线的c端到直流电源正极之前,请指出其中的两个不当之处:Ⅰ._____________________________________________;Ⅱ._____________________________________________。(3)改正上述两个不当之处后,他在测量中发现,无论如何调节滑动变阻器的滑片,电压表和电流表的示数均不能取到较小值,其原因可能是导线__________(填图中导线代号)没有连接好。(4)正确连接电路并排除故障后,通过调节滑动变阻器,得到多组电压表和电流表的示数如表所示,根据表中数据,在所给方格纸中描点并作出该灯泡的伏安特性曲线。U/V00.491.001.512.002.523.00I/A00.170.300.390.450.490.50【解析】(1)根据图象可知,电路采取分压式接法,为方便实验操作,滑动变阻器应选最大阻值较小的D,因电流表内阻与灯泡电阻较为接近,为减小误差应将电流表外接,电路如下:-6-(2)由电路图可知,在连接电路时,没有断开开关;滑片没有移到分压电路分压为零的位置即滑片没有置于b端。(3)实验时,无论如何调节滑动变阻器的滑片,电压表和电流表的示数均不能取到较小值,滑动变阻器被接成了限流接法,由电路图可知,导线③没有接好。(4)通过描点作图得到答案:(1)D见解析图(2)连接电路时没有断开开关滑动变阻器的滑片P的位置没有置于b端(3)③(4)见解析图

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