描绘小电珠的伏安特性曲线练习题Word下载.docx
《描绘小电珠的伏安特性曲线练习题Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《描绘小电珠的伏安特性曲线练习题Word下载.docx（18页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
【解析】
①由题意可知：
Ig（4870+RV）=E；
，解得：
RV=2980Ω；
从理论上分析，因没有考虑电源内阻的影响，故实验测得电压表内阻值大于真实值；
②电路如图；
③因采用分压电路，故滑动变阻器因选用阻值较小的R1。
2．某同学用如图所示的实物电路，描绘额定电压为4.0V的小灯泡的伏安特性曲线，并研究小灯泡实际功率．
（1）根据实物图，画出电路图．
（2）闭合开关，将滑动变阻器的滑片P向b端移动，发现“电流表的示数几乎为零，电压表的示数逐渐增大”，则分析电路的可能故障为________．
A．小灯泡短路 B．小灯泡断路
C．电流表断路 D．滑动变阻器断路
（3）根据如图所示I－U图线，可确定小灯泡在电压为2.0V时实际功率为________W.
【答案】
（1）如图所示；
（2）B；
（3）0.6
（1）电路图如图：
（2）当小灯泡断路时，电流表读数为零，电压表的读数是滑动变阻器aP间的电压，将滑动变阻器的滑片P向b端移动，电压表的示数逐渐增大，故选B.（3）由图读出，当小灯泡在电压为2.0V时，电流为0.30A，故小灯泡的功率为P=UI=2×
0.3W=0.6W。
3．某学习小组在描绘标有“8.0v，3.8w”的小灯泡灯丝电阻的伏安特性图线时，实验室给出一块电压表V（量程10V，内阻约4KΩ）和两块电流表：
A1（量程100mA，内阻约2Ω）和A2（量程0.6A，内阻约0.3Ω），则选择电流表______进行试验测量。
甲、乙两同学利用电压表和选定的电流表采用不同的连接电路测出相应的电压和电流描绘出的伏安特性图线如下图①、②所示，则图线______更准确。
【答案】A2、图线②
据题意，小灯泡额定电压为8v，额定功率为3.8w，则额定电流为
，所以电流表应该选择A2；
据
可知应该实验外接法测量更准确，而外接法电流表测量的电流偏大，当电压相同时电流偏大的是图②。
【能力提升】
1．某实验小组在进行课外实验探究中，要描绘一个标有“3.8V，1W”的小灯泡的R¬
-U曲线，所供选择的器材除了导线和开关外，还有以下器材可供选择：
A．电压表V（量程5V，内阻约为5kΩ）
B．直流电源E（电动势4.5V，内阻不计）
C．电流表A1（量程300mA，内阻约为1Ω）
D．电流表A2（量程800mA，内阻约为0.4Ω）
E．滑动变阻器R1（阻值0～20Ω）
（1）实验中为了比较准确地测量且方便调节，电流表应选用______（选填A1或A2）；
（2）实验中要求小灯泡电压从零开始逐渐增大到额定电压，测量误差尽可能小。
请你为该实验小组设计电路图；
（3）根据实验数据，该实验小组计算并描绘出了R-¬
U的图像，与理想情况略有偏差，如上图甲所示。
由图像可知，当所加电压为2.00V时，灯泡实际消耗的电功率为________W（小数点后保留两位数字）
（4）小灯泡的I-¬
U图像如上图乙所示。
则流过小灯泡的电流I随电压U变化的图象是________（请选填①或②）。
（1）A1
（2）如图所示（3）0.44（4）①
（1）因为小灯泡的额定电流为
，所以电流表选A1
（2）因为
，所以采用电流表外接法，小灯泡两端的电压需要从零开始，所以滑动变阻器采用分压接法，电路图如图所示
（3）从图像中可知，当电压为2V时，电阻R=9.1Ω，根据公式
可得P=0.44W
（4）由乙图可知随电压的增大导体的电阻增大，故U/I越大，故I-U图象的斜率随电压的增大而减小，
则流过小灯泡的电流I随电压U变化的图象是①．
2．某学习小组通过实验来研究电器元件Z的伏安特性曲线。
他们在实验中测得电器元件Z两端的电压与通过它的电流的数据如下表：
现备有下列器材：
A．内阻不计的6V电源；
B．量程为0～3A的内阻可忽略的电流表；
C．量程为0～0.3A的内阻可忽略的电流表；
D．量程为0～3V的内阻很大的电压表；
E．阻值为0～10Ω，额定电流为3A的滑动变阻器；
F．电键和导线若干。
（1）这个学习小组在实验中电流表应选_______（填器材前面的字母）；
（2）请你从下面的实验电路图中选出最合理的一个（）；
（3）利用表格中数据绘出的电器元件Z的伏安特性曲线，如图所示，分析曲线可知该电器元件Z的电阻随U变大而____（填“变大”、“变小”或“不变”）；
（4）若把用电器Z接入如图所示的电路中时，电流表的读数为0.150A，已知A、B两端电压恒为2V，则定值电阻R0阻值为_______Ω。
（结果保留两位有效数字）。
（1）C
（2）D（3）变大（4）6.7（6.7—6.9之间均可）
（1）从表格数据可以看出最大电流只有0.215A，所以电流表量程应该用0.3A，故选项C正确；
（2）由于表格中数据都从0开始调起，故应该实验滑动变阻器分压式接法，且电流表应该与待测元件串联，故选项D正确；
（3）从图像可以看出伏安曲线的斜率逐渐减小，则据
可知电阻在增加；
（4）由（3）中图像可知，当电流为0.15A时，电压为1V，则电阻R0上的电压为：
1V，可以计算出该电阻阻值为6.7欧姆。
3．某实验小组想描绘标有“12V，6W”的小灯泡的伏安特性曲线，实验室中只提供了下列器材：
A．安培表A1量程（0—0.5A；
r1=0.5Ω）；
B．安培表A2量程（0—0.6A；
r1≈0.3Ω）；
C．电阻箱R（0—999.9Ω）；
D．滑动变阻器R1（0—10Ω；
5A）
E．电源电动势15V；
内阻不计；
电键一个，导线若干。
为了减小描绘小灯泡在0—12V电压下的伏安特性曲线的误差，要求电表的读数既要不超过表盘的最大刻度，又要求读数最大值达到满刻度的一半以上，请你完成以下项目：
（1）设计一个满足要求的实验电路图。
（2）若安培表A1的读数为I1，其内阻为r1，安培表A2的读数为I2，电阻箱的阻值为R，写出灯泡两端电压U的表达式。
（2）U=（I2-I1）R-I1r1；
（1）实验电路如图所示；
（2）电阻箱两端的电压为：
UR=（I2-I1）R，又因为电阻箱R两端的电压等于灯泡和电流表A1两端的电压之和，则：
灯泡两端电压U=UR-UA1=（I2-I1）R-I1r1
【终极闯关】
1．【2015•浙江•22】图1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。
（1）根据图1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2中的①②③④所示，电流表量程为0.6A，电压表量程为3V。
所示读数为：
①__________②__________③__________④__________。
两组数据得到的电阻分别为__________和__________。
（1）如图
（2）①0.10A、②0.24A、③2.0V、④0.27V。
（8.3±
0.1）Ω和（2.7±
0.1）Ω，如填为（2.7±
0.1）Ω和（8.3±
0.1）Ω也行
（1）从实物图中可知电压表测量灯泡两端电压，电流表采用外接法，滑动变阻器采用分压接法，故电路图如图所示
（2）电流表的量程为0.6A，所以每小格表示的分度值为0.02A，故①的读数为0.10A，②的读数为0.24A
电压表的量程为3V，则每一小格表示0.1V，所以③的示数为2.0V，④的示数为0.27V电压小，两端的电流小，故①④为同一组数据，故得到的电阻为
，②③为另外一组数据，故得到的电阻为
.
2．【2015•福建•19
（2）】某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小，实验器材如图甲所示，现已完成部分导线的连接。
①实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大。
请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接；
②某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为_____A；
③该小组描绘的伏安特性曲线如图丙所示，根据图线判断，将____只相同的小电珠并联后，直接与电动势为3V、内阻为1欧的电源组成闭合回路，可使小电珠的总功率最大，其总功率的值约为_____W（保留两位小数）。
【答案】如图所示；
0.44；
4；
2.25
实物图如图所示；
由图知电流表量程为0.6A，所以读数为0.44A；
电源内阻为1欧，所以当外电路总电阻等于电源内阻时，消耗电功率最大，此时外电路电压等于内电压等于1.5V，由图知当小电珠电压等于1.5V时电流约为0.38A，此时电阻约为
，并联后的图知当小电珠电压等于1.5V时电流约为0.38A，此时电阻约为
，并联后的
3．【2014•安徽卷】某同学为了测量一个量程为3V的电压表的内阻，进行了如下实验。
（1）他先用多用表进行了正确的测量，测量时指针位置如图1所示，得到电压表的内阻为3.00×
103Ω，此时电压表的指针也偏转了。
已知多用表欧姆挡表盘中央刻度值为“15”，表内电池电动势为1.5V，则电压表的示数应为_______V（结果保留两位有效数字）。
（2）为了更准确地测量该电压表的内阻Rv，该同学设计了图2所示的电路图，实验步骤如下：
A．断开开关S，按图2连接好电路；
B．把滑动变阻器R的滑片P滑到b端；
C．将电阻箱R0的阻值调到零；
D．闭合开关S；
E．移动滑动变阻器R的滑片P的位置，使电压表的指针指到3V的位置；
F．保持滑动变阻器R的滑片P位置不变，调节电阻箱R0的阻值使电压表指针指到1.5V，读出此时电阻箱R0的阻值，此值即为电压表内阻Rv的测量值；
G．断开开关S．
实验中可供选择的实验器材有：
a．待测电压表
b．滑动变阻器：
最大阻值2000Ω
c．滑动变阻器：
最大阻值10Ω
d．电阻箱：
最大阻值9999.9Ω，阻值最小改变量为0.1Ω
e．电阻箱：
最大阻值999.9Ω，阻值最小改变量为0.1Ω
f．电池组：
电动势约6V，内阻可忽略
g．开关，导线若干
按照这位同学设计的实验方法，回答下列问题：
①要使测量更精确，除了选用电池组、导线、开关和待测电压表外，还应从提供的滑动变阻器中选用_____（填“b”或“c”），学科网电阻选用_____（填“d”或“e”）。
②电压表内阻的测量值R测和真实值R真相比，R测______R真（填“＞”或“＜”）；
若RV越大，则
越______（填“大”或“小”）
（1）1.0V
（2）①cd②＞小
（1）电压表的示数即为等效电路的路段电压，由表盘读数可知，现在的欧姆表用的是“×
100”档，故现在的多用表内阻为1500Ω，由闭合电路欧姆定律可得
（2）①滑动变阻器选择分压式接法，故选择阻值较小的，c可用；
电压表半偏时，所串联变阻箱电阻约为3000Ω，故变阻箱选择d。
②由闭合电路欧姆定律可知，随着电阻箱的阻值变大，电源两端的路端电压随之变大，当电阻箱调至使电压表半偏时，此时电压表与变阻箱两端的总电压比变阻箱阻值为0时要大，故此时变阻箱的实际分压是大于电压表的，故有R测＞R真，外电阻越大，干路电流越小，当外电阻变化时，路端电压的变化量越小，故测量误差也越小。
4．（2013•天津卷）要测绘一个标有“3V0.6W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V，并便于操作。
已选用的器材有：
电池组（电动势为4.5V，内阻约1Ω）；
电流表（量程为0250mA，内阻约5Ω）；
电压表（量程为03V，内阻约3kΩ）；
电键一个、导线若干。
①实验中所用的滑动变阻器应选下列中的_______（填字母代号）。
A.滑动变阻器（最大阻值20Ω，额定电流1A）
B.滑动变阻器（最大阻值1750Ω，额定电流0.3A）
②实验的电路图应选用下列的图________（填字母代号）。
③实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示。
如果将这个小灯泡接到电动势为1.5V，内阻为5Ω的电源两端，小灯泡消耗的功率是_______W。
【答案】①A②B③0.1
①滑动变阻器用小阻值的，便于调节，所以用最大阻值为20Ω的滑动变阻器，故选A。
②因要求小灯泡电压从零调，所以滑动变阻器应用分压式，由于小灯泡电阻远小于电压表内阻，电流表应用外接法，故选B。
③在小灯泡的伏安特性曲线图象中，再根据E=U+Ir，即I=0.3-0.2U，作出电源的I-U图象，如图所示，由图示可知，由该电源对该小灯泡供电，电路电流I=0.1A，电路外电压U=1V，小灯泡消耗的电功率P=IU=0.1W。
5．（2013•福建卷）硅光电池在无光照射时不产生电能，可视为一电子元件。
某实验小组设计如图甲电路，给硅光电池加反向电压（硅光电池负极接高电势点，正极接低电势点），探究其在无光照时的反向伏安特性。
图中电压表V1量程选用3V，内阻为6.0kΩ；
电压表V2量程选用15V，内阻约为30kΩ；
R0为保护电阻；
直流电源电动势约为12V，内阻不计。
①根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙连接成完整电路。
②用遮光罩罩住硅光电池，闭合开关S，调节变阻器R，读出电压表V1、V2的示数U1、U2。
（i）某次测量时，电压表V1示数如图丙，则U1=____V，可算出通过硅光电池的反向电流大小为mA（保留两位小数）。
（ii）该小组测出大量数据，筛选出下表所示的9组U1、U2数据，算出相应的硅光电池两端反向电压Ux和通过的反向电流Ix（图中“－”表示反向），并在坐标纸上建立Ix-Ux坐标系，标出了与表中前5组Ux、Ix数据对应的5个坐标点。
请你标出余下的4个坐标点，并绘出Ix-Ux图线。
（iii）由Ix-Ux图线知，硅光电池无光照下加反向电压时，Ix与Ux成_____（填“线性”或“非线性”）关系。
【答案】①如图1所示②（i）1.400.23（ii）如图2所示（iii）非线性
①根据题图甲可知，滑线变阻器采用了分压式接法，故左下端应引线接往电源负极，电压表V1与硅光电池串联后与电压表V2并联，再与R0串联后一起接到分压电路中，因此应从滑线变阻器的一个上接线柱引线至硅光电池的负接线柱（题中已说明硅光电池反接），再从电压表负接线柱引线至R0右接线柱，如图1所示。
②（i）由于电压表V1采用3V的量程，因此最小刻度为0.1V，根据图丙所示，指针指在1.4V位置，再往后估读一位0.00V，因此电压表V1的读数为1.4V+0.00V=1.40V，根据部分电路欧姆定律可知，流过电压表V1的电流为
，由于硅光电池与电压表V1是串联关系，因此通过硅光电池的反向电流也为I1，代入数据，并考虑题目要求保留两位小数，解得I1=2.30×
10－2A=0.23mA。
（ii）根据表中数据在坐标图中定出另4个点，作出Ix-Ux关系图线如图2所示。
（iii）由右图所画Ix-Ux关系图线为曲线可知Ix与Ux成非线性关系。
升级会员 