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1、第4讲实验六描绘小灯泡的伏安特性曲 线 042 随堂基翌演练 强基圍本能力提升 1. 一只小灯泡，标有“ 3 V, 1.5 W”的字样现要描绘小灯泡 03 V 的伏安特性 曲线.实验器材有： A .最大阻值为 10 Q的滑动变阻器 B .电动势为 6 V、内阻约为 1.0 Q的电源 C. 量程为 0.6 A、内阻约为 1.0 Q的电流表 A1 D .量程为 3 A、内阻约为 0.1 Q的电流表 A2 E. 量程为 3 V、内阻约为 6 kQ的电压表 V1 F. 量程为 15 V、内阻约为 10 kQ的电压表 V2 G. 开关、导线若干 (1) 电压表应选用 _;电流表应选用_ .(将选项代号的
2、字母填在 横线上) (2) 在该实验中，设计了如图所示的四个电路.为了减小误差，应选取的电路 是 _ (将选项代号的字母填在横线上). (3) 以下是该实验的操作步骤： A .将电流表、电压表、变阻器、小灯泡、电源、开关正确连接成电路； B. 调节滑动变阻器滑片的位置，保证闭合开关前使滑动变阻器与小灯泡并联 部分的阻值最大； C. 闭合开关，记下电压表、电流表的一组示数 (U1, h)，移动滑动变阻器的 滑片，每移动一次记下一组(U, I)值，共测出 12 组数据； D. 按所测数据， 在坐标纸上描点并将各点用直线段连接起来， 得出小灯泡的 伏安特性曲线. 指出以上步骤中存在错误或不妥之处并修
3、改. 解析(1)因为小灯泡的额定电压为 3 V，故电压表选 E；小灯泡的额定电流 I P 15 U =U = 3 A = 0-5 A，故电流表选 C.(2)小灯泡在额定电压下的电阻 R= I = 6 RV R Q，由于 RRA，故电流表外接.描绘伏安特性曲线时，电压从零开始，需用 滑动变阻器的分压式接法，选 C- 答案(1)E C (2)C (3)步骤 B 不妥，闭合开关前应使滑动变阻器与小灯泡 并联部分的阻值为零；步骤 D 有错，应为按所测数据，在坐标纸上描点并将 各点用一条平滑的曲线连接起来. 2. (2012 安徽卷，21 H )图 7- 4- 5 为“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验的实物
4、 电路图，已知小灯泡额定电压为 2.5 V. 图 7-4-5 (1)完成下列实验步骤： 闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片， _ ; 闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片， _ ; 断开开关，根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线. (2)在虚线框中画出与实物电路相应的电路图. 解析（1）滑动变阻器为分压式接法，故闭合开关 前，灯泡两端的电压为零，调节滑动变阻器的滑 片，使它靠近滑动变阻器左端的接线柱闭合开 关后，逐渐移动滑动变阻器的滑片，增加小灯泡 两端的电压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到额定电压. （2）与实物电路相应的电路图如图所示. 答案（1）使它靠近滑动变阻器左端
5、的接线柱 增加小灯泡两端的电压， 记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到其额定电压 （2）如解析图所 示 3. 有一个小灯泡上标有“ 4 V, 2 W”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的 I-U 图线，现有下列器材供选用： A .电压表（05 V，内阻 10 kQ） B .电压表（015 V，内阻 20 kQ） C.电流表（03 A,内阻 0.4 Q） D .电流表（00.6 A,内阻 1 Q） 巳滑动变阻器（最大阻值为 10 Q,允许最大电流为 2 A） F. 滑动变阻器（最大阻值为 500 Q,允许最大电流为 1 A） G. 学生电源（直流 6 V）、开关、导线若干 （1） 实验时，
6、选用图 7-4-6 甲而不选用图乙所示的电路图来完成实验，其理 由是： _ （2） _ 实验中所用电压表应选用 _ 电流表应选用 滑动变阻器 应选用 _ .（用序号字母表示） 解析因实验目的是描绘小灯泡的伏安特性曲线，需要多次改变小灯泡两 端的电压，故采用甲图所示的分压式电路合适，这样电压可以从零开始调节, 且能方便地测多组数据. 因小灯泡额定电压为 4 V, 015 V 的量程太大， 读数误差大，所以电压表选 05 V 的 A;小灯泡的额定电流 I 二 0.5 A，则电 流表只能选 D;滑动变阻器 F 的最大阻值远大于小灯泡电阻 8 Q,调节不方 便，故应选滑动变阻器 E；又因 RVRA，所
7、以电流表应外接. 答案（1）描绘灯泡的 I- U 图线所测数据需从零开始，并要多取几组数据 （2）A D E 4在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中， 现除了有一个标有“5 V ,2.5 W” 的小灯泡，导线和开关外，还有： A .直流电源（电动势约为 5 V，内阻可不计） B .直流电流表（量程 03 A,内阻约为 0.1 Q） C.直流电流表（量程 0600 mA,内阻约为 5 Q） D .直流电压表（量程 015 V，内阻约为 15 kQ） E. 直流电压表（量程 05 V，内阻约为 10 kQ） F. 滑动变阻器（最大阻值 10 Q,允许通过的最大电流为 2 A） G. 滑动变阻器（
8、最大阻值 1 kQ，允许通过的最大电流为 0.5 A） 实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据. （1）实验中电流表应选用 _ ，电压表应选用 _ 滑动变阻器应选 用 _ （均用序号字母表示）. （2）请按要求将图 7-4- 7 中所示的器材连成实验电路. 图 7-4-7 某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如图 7-4-8 所示现 把实验中使用的小灯泡接到如图 7-4-9 所示的电路中，其中电源电动势 E =6 V ,内阻 r = 1 Q,定值电阻 R = 9 Q ,此时灯泡的实际功率为 W(结果保留两位有效数字) 图 7-4-8 图 7-4-9 P 解析 由灯泡标识(5
9、 V, 2.5 W)知，I 二U = 0.5 A，因此电流表选 C,电压 表选 E.由于电路接成分压式，滑动变阻器选 F. 如图所示 E 把定值电阻作为电源的内阻，则该电源短路时的电流为 lmax = R 二二 0.6 A, 在题图中的 U - I 图中，作出此电源的 U - I 图线如图中虚线所示 两图线交点即表示该灯泡的实际工作点由图知 U = 2.2 V, I = 0.38 A,所以 P= Ul = 2.2X 0.38 W= 0.84 W. 答案C E F (2)见解析图 (3)0.84(0.810.87)皆可 5. (2012 四川卷，22(2)某学习小组的同学拟探究小灯泡 L 的伏安
10、特性曲线，可 供选用的器材如下： 小灯泡 L,规格“ 4.0 V，0.7 A”； 电流表 Ai，量程 3 A，内阻约为 0.1 Q ; 电流表 A2，量程 0.6 A，内阻2= 0.2 Q ; 电压表 V，量程 3 V，内阻 rv = 9 kQ ; 标准电阻 Ri,阻值 1 Q ; 标准电阻 R2,阻值 3 kQ ; 滑动变阻器 R,阻值范围 010 Q; 学生电源 E,电动势 6 V，内阻不计； 开关 S 及导线若干. 甲同学设计了如图 7-410(1)所示的电路来进行测量，当通过 L 的电流为 0.46 A 时，电压表的示数如图 所示，此时 L 的电阻为 _ Q . 图 7 4 10 乙同
11、学又设计了如图 7 4 11a 所示的电路来进行测量，电压表指针指在 最大刻度时，加在 L 上的电压值是 _ V. 学习小组认为要想更准确地描绘出 L 完整的伏安特性曲线，需要重新设计 电路请你在乙同学的基础上利用所供器材，在图 7 4 11b 所示的虚线框 U 230 解析 电压表的示数 U = 2.30 V,所以灯泡的电阻 RL= I = 0.46 Q=5 Q. 由题图知电压表 V 与 R2串联，根据串联分压，当电压表 V 的示数为 3 V 时, UV 3 R2两端的电压 U2= RVR2 = 9X 3 V 二 1 V，所以灯泡两端的电压 u= UV + U2= (3 + 1)V = 4 V.图 7 4 要想更准确地描绘出 L 完整的伏安特性曲线，则电压表的量程为 4.0 V,电 流表的量程为 0.7 A，因此将电压表 V 与标准电阻 R2串联改装为量程为 4.0 V 0.6X 0.2 的电压表，将电流表 A2与标准电阻 Ri,并联改装量程为 0.6 A + 1 A =0.72 A 的电流表.故虚线框内实验电路如下图所示. 答案 5 图2
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