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2019-2020年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)八 描繪小電珠的伏安特性曲線高效演練 1.在描繪小電珠的伏安特性曲線時(shí)，采用如圖所示電路，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí)，電流表的示數(shù)變化而電壓表的指針不動(dòng)，下列原因可能的是(　　) A．小電珠中燈絲已燒斷 B．滑片接觸不良 C．小電珠內(nèi)部短路 D．滑動(dòng)變阻器A端接觸不良 解析：選C.由題圖知，移動(dòng)滑片時(shí)，因電流表示數(shù)有變化，故和電流表串聯(lián)的回路中不存在斷點(diǎn)，故A錯(cuò)．若滑片接觸不良，電路中不可能有電流，故B錯(cuò)．若滑動(dòng)變阻器A端接觸不良，滑片移動(dòng)時(shí)電流表和電壓表讀數(shù)均變化，故D錯(cuò)．若小電珠內(nèi)短路則小電珠兩端電壓為零，電壓表指針不變，移動(dòng)滑片時(shí)，只有電流表指針變化，故選C. 2．(xx合肥模擬)為了測量一個(gè)“12 V　5 W”的小電珠在不同電壓下的功率，給定了以下器材： 電源：12 V，內(nèi)阻不計(jì)； 電流表：0～0.6 A,0～3 A，內(nèi)阻可忽略； 電壓表：0～3 V,0～15 V，內(nèi)阻很大； 滑動(dòng)變阻器：阻值范圍0～20 Ω，允許最大電流1 A； 開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干． 實(shí)驗(yàn)時(shí)要求加在電珠兩端的電壓可從0調(diào)到12 V. (1)將圖甲中的實(shí)物圖連接完整． (2)某位同學(xué)測得小電珠的伏安特性曲線如圖乙所示，某次測量時(shí)，小電珠電流強(qiáng)度大小為0.40 A，則此時(shí)加在它兩端的電壓為________V，此時(shí)小電珠的實(shí)際功率為________W. 解析：(1)由于要求電壓從0開始調(diào)節(jié)，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法．又因電流表內(nèi)阻可忽略，則電流表采用內(nèi)接法、外接法均可以，實(shí)物連接如圖． (2)由I－U圖線得，當(dāng)I＝0.40 A時(shí)，U＝6.0 V，故小電珠的實(shí)際功率為P＝IU＝2.4 W. 答案：(1)見解析　(2)6.0　2.4 3．(xx濟(jì)南模擬)有一個(gè)小電珠上標(biāo)有“4 V　2 W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法描繪這個(gè)小電珠的U－I圖線，有下列器材可供選用： A．電壓表(0～5 V，內(nèi)阻10 kΩ) B．電壓表(0～10 V，內(nèi)阻20 kΩ) C．電流表(0～0.3 A，內(nèi)阻1 Ω) D．電流表(0～0.6 A，內(nèi)阻0.4 Ω) E．滑動(dòng)變阻器(5 Ω，10 A) F．滑動(dòng)變阻器(500 Ω，0.2 A) (1)實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用________，電流表應(yīng)選用________．(用序號(hào)字母表示) (2)為使實(shí)驗(yàn)誤差盡量減小，要求電壓從零開始變化且多取幾組數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________(用序號(hào)字母表示)． (3)請?jiān)诜娇騼?nèi)畫出滿足實(shí)驗(yàn)要求的電路圖，并把圖中所示的實(shí)驗(yàn)器材用實(shí)線連接成完整的實(shí)物電路圖． 解析：(1)因小電珠的額定電壓為4 V，為保證安全，選用的電壓表量程應(yīng)稍大于4 V，但不能大太多，量程太大則示數(shù)不準(zhǔn)確，故只能選用0～5 V的電壓表，故選A.由P＝UI得，電珠的額定電流I＝＝0.5 A，故應(yīng)選擇0～0.6 A量程的電流表，故選D. (2)由題意可知，電壓從零開始變化，并要多測幾組數(shù)據(jù)，故只能采用滑動(dòng)變阻器分壓接法，而分壓接法中應(yīng)選總阻值小的滑動(dòng)變阻器，故選E. (3)電珠內(nèi)阻R＝＝8 Ω，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于電珠內(nèi)阻，應(yīng)采用電流表外接法，故電路圖和實(shí)物連接圖如圖所示． 答案：(1)A　D　(2)E　(3)見解析 4．(xx唐山統(tǒng)考)某同學(xué)合理選用下列器材組成一個(gè)電路，同時(shí)對兩個(gè)不同的熱敏電阻RA、RB進(jìn)行了測量，得到了兩個(gè)熱敏電阻的I－U關(guān)系曲線，如圖所示． 在實(shí)驗(yàn)中，有以下器材供選擇： A．量程為50 mA的電流表A1，內(nèi)阻約10 Ω B．量程為0.6 A的電流表A2，內(nèi)阻約0.05 Ω C．量程為3 V的電壓表V1，內(nèi)阻約10 kΩ D．量程為6 V的電壓表V2，內(nèi)阻約50 kΩ E．電動(dòng)勢為12 V、內(nèi)阻不計(jì)的直流電源 F．滑動(dòng)變阻器R1(50 Ω，0.6 A) G．滑動(dòng)變阻器R2(10 Ω，0.02 A) H．單刀單擲開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干． (1)為了得到熱敏電阻完整的I－U關(guān)系曲線，請選擇合適的實(shí)驗(yàn)器材：________________________________________________________________________(填器材前的選項(xiàng)字母)． (2)請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路并把它畫到方框中，標(biāo)明相應(yīng)的器材代號(hào)． (3)該同學(xué)將RA、RB串聯(lián)起來，與電壓恒為7 V的穩(wěn)壓電源連接，則此時(shí)熱敏電阻RA和RB消耗的功率之比為________． 解析：(1)根據(jù)I－U關(guān)系曲線上的數(shù)據(jù)去選擇實(shí)驗(yàn)器材． (2)測定I－U關(guān)系曲線．要求電壓從零開始變化，故滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法；由于熱敏電阻的阻值比電壓表的內(nèi)阻小很多，所以電流表采用外接法． (3)由題圖可知電流等大時(shí)RA∶RB＝2∶5，則可知RA和RB消耗的功率之比為2∶5. 答案：(1)ACDEFH　(2)電路如圖所示　(3)2∶5 5．(xx廣東汕頭摸底)某研究性學(xué)習(xí)小組為了制作一種傳感器，需要選用一電器元件，如圖為該電器元件的伏安特性曲線，有同學(xué)對其提出質(zhì)疑，現(xiàn)需進(jìn)一步驗(yàn)證該伏安特性曲線，實(shí)驗(yàn)室備有下列器材： 器材(代號(hào)) 規(guī)格 電流表(A1) 量程0～50 mA，內(nèi)阻約為50 Ω 電流表(A2) 量程0～200 mA，內(nèi)阻約為10 Ω 電壓表(V1) 量程0～3 V，內(nèi)阻約為10 kΩ 電壓表(V2) 量程0～15 V，內(nèi)阻約為25 kΩ 滑動(dòng)變阻器(R1) 阻值范圍0～15 Ω，允許最大電流1 A 滑動(dòng)變阻器(R2) 阻值范圍0～1 kΩ，允許最大電流0.1 A 直流電源(E) 輸出電壓6 V，內(nèi)阻不計(jì) 開關(guān)(S) 導(dǎo)線若干 (1)為提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確程度，電流表應(yīng)選用________；電壓表應(yīng)選用________；為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________．(以上均填器材代號(hào)) (2)為達(dá)到上述目的，請?jiān)谔摼€框內(nèi)畫出正確的實(shí)驗(yàn)電路原理圖，并標(biāo)明所用器材的代號(hào)． —— (3)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)測得的伏安特性曲線與圖中曲線基本吻合，請說明該伏安特性曲線與小電珠的伏安特性曲線有何異同點(diǎn)？ 相同點(diǎn)：________________________________________________________________________. 不同點(diǎn)：________________________________________________________________________. 解析：由圖線可知，電路最大電流大于50 mA，因此電流表選A2；電路最大電壓為3 V，電壓表選V1；滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，選阻值小的R1. 答案：(1)A2　V1　R1　(2)如圖 (3)電阻隨所加電壓改變而改變　該元件電阻隨電壓升高而減小，小電珠電阻隨電壓升高而增大 6．某學(xué)習(xí)小組擬研究一個(gè)標(biāo)有“3.6 V　1.8 W”的小電珠的伏安特性曲線，可供選用的器材如下： ①電流表A，量程0～0.6 A，內(nèi)阻約為0.2 Ω； ②電壓表V，量程0～15 V，內(nèi)阻約為15 kΩ； ③滑動(dòng)變阻器R，阻值范圍0～10 Ω； ④學(xué)生電源E，電動(dòng)勢為4 V，內(nèi)阻不計(jì)； ⑤開關(guān)S及導(dǎo)線若干． (1)該學(xué)習(xí)小組中的甲同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路進(jìn)行測量，請按照圖甲所示的電路圖幫甲同學(xué)將圖乙中的實(shí)物圖連接起來． (2)甲同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，由于電壓表的量程較大而造成讀數(shù)誤差很大，因而影響了測量結(jié)果．于是又從實(shí)驗(yàn)室找來一量程為Ig＝100 μA、內(nèi)阻Rg＝1 000 Ω的靈敏電流計(jì)，想把該靈敏電流計(jì)改裝成量程為5 V的電壓表，則需串聯(lián)一個(gè)阻值為________ Ω的電阻． (3)甲同學(xué)用改裝后的電壓表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到電流表讀數(shù)I1和靈敏電流計(jì)讀數(shù)I2如下表所示： I1(A) 0 0.19 0.30 0.37 0.43 0.46 0.48 0.49 I2(μA) 0 10 20 30 40 50 60 70 請?jiān)趫D丙中的坐標(biāo)紙上畫出I1－I2圖線． 丙 丁 (4)若將該小電珠接在如圖丁所示的電路中，則該小電珠消耗的電功率約為________W．已知電源的電動(dòng)勢為E＝3.0 V，內(nèi)阻r＝1.5 Ω，定值電阻R0＝4.5 Ω.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 解析：(1)如圖所示 (2)設(shè)需要串聯(lián)的電阻阻值為Rx，則有Ig(Rg＋Rx)＝5 V，代入數(shù)據(jù)可得Rx＝49 000 Ω. (4)將定值電阻R0看做該電源的電阻，則內(nèi)阻r′＝6 Ω，由此可得路端電壓U＝E－Ir′，在I1－I2圖線所在坐標(biāo)紙上作出該I－U圖象如下圖所示，可知其交點(diǎn)坐標(biāo)表示的電流約為0.32 A，電壓約為1.1 V，所以該燈泡消耗的功率約為P＝0.321.1 W≈0.35 W. 答案：(1)見解析圖　(2)49 000　(3)如下圖所示 (4)0.35