【優(yōu)化方案】2020高考物理總復(fù)習(xí) 第10章 實(shí)驗(yàn)十一描繪小電珠的伏安特性曲線知能優(yōu)化演練 大綱人教版

描繪小電珠的伏安特性曲線 1．在描繪小燈泡的伏安特性曲線時(shí)，采用如圖10－3－8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．燈泡中燈絲已燒斷 B．滑片接觸不良 C．燈泡內(nèi)部短路 D．滑動(dòng)變阻器A端接觸不良 圖10－3－8 解析：選C.由題圖知若電壓表的電阻無(wú)窮大，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)．若燈泡內(nèi)短路則燈泡兩端電壓為零，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．(2020年高考天津卷)為探究小燈泡L的伏安特性，連好如圖10－3－9所示的電路后閉合開(kāi)關(guān)，通過(guò)移動(dòng)變阻器的滑片，使小燈泡中的電流由零開(kāi)始逐漸增大，直到小燈泡正常發(fā)光，由電流表和電壓表得到的多組讀數(shù)描繪出的U－I圖象應(yīng)是(　　) 圖10－3－9 圖10－3－10 解析：選C.由于小燈泡燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，隨著燈泡兩端電壓逐漸增大，燈絲溫度逐漸升高，其電阻逐漸增大，則在U－I圖象中斜率應(yīng)逐漸增大，故C正確． 3．描繪小燈泡的伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)電路如圖10－3－11所示，所用小燈泡的額定電壓是3.8 V．關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．系統(tǒng)誤差主要是由電壓表的分流引起的 B．系統(tǒng)誤差主要是由電流表的分壓引起的 C．系統(tǒng)誤差主要是由于忽略電源內(nèi)阻引起的 圖10－3－11 D．系統(tǒng)誤差主要是由讀數(shù)時(shí)的估讀引起的 解析：選A.由于小燈泡的電阻比較小，所以采用電流表外接的方法．此時(shí)電壓表的測(cè)量值是準(zhǔn)確的，但是電流表的測(cè)量值和真實(shí)值相比要大，原因是電壓表分流． 4．在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中備有下列器材： A．小燈泡(3.8 V,1.5 W) B．直流電源(電動(dòng)勢(shì)4.5 V，內(nèi)阻約0.4 Ω) C．電流表(量程0～500 mA，內(nèi)阻約0.5 Ω) D．電壓表(量程0～5 V，內(nèi)阻約5000 Ω) E．滑動(dòng)變阻器R1(0～5 Ω，額定電流2 A) F．滑動(dòng)變阻器R2(0～50 Ω，額定電流1 A) G．開(kāi)關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干 如果既要滿足測(cè)量要求，又要使測(cè)量誤差較小，應(yīng)選擇如圖10－3－12所示的四個(gè)電路中的________，應(yīng)選用的滑動(dòng)變阻器是________． 圖10－3－12 解析：由于伏安特性曲線中的電壓和電流均要從零開(kāi)始測(cè)量，所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用分壓式，分壓式接法適用于測(cè)量較大阻值電阻(與滑動(dòng)變阻器的總電阻相比)，由于R1<RL，選用R1時(shí)滑片移動(dòng)時(shí)，電壓變化明顯，便于調(diào)節(jié)．又小燈泡的電阻約為RL＝9.6 Ω，RV/RL>RL/RA，所以安培表應(yīng)該選用外接法． 答案：丙　R1(或E) 5．(2020年高考浙江理綜卷)在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)測(cè)得電流—電壓的數(shù)據(jù)如下表所示： 電流 I/mA 2.7 5.4 12.4 19.5 27.8 36.4 47.1 56.1 69.6 81.7 93.2 電壓 U/V 0.04 0.08 0.21 0.54 1.30 2.20 3.52 4.77 6.90 9.12 11.46 (1)用上表數(shù)據(jù)描繪電壓隨電流的變化曲線； (2)為了探究燈絲電阻與溫度的關(guān)系，已作出電阻隨電流的變化曲線如圖10－3－13所示，請(qǐng)指出圖線的特征，并解釋形成的原因． 圖10－3－13 答案：(1) (2)電阻隨電流增大 存在三個(gè)區(qū)間，電阻隨電流的變化快慢不同：第一區(qū)間電流很小時(shí)，電阻變化不大；第二區(qū)間燈絲溫度升高快，電阻增大快；第三區(qū)間部分電能轉(zhuǎn)化為光能，燈絲溫度升高變慢，電阻增大也變慢． 6．(2020年安徽六校聯(lián)考)在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中，使用的小燈泡標(biāo)有“6 V　3 W”，其他可供選擇的器材有： A．電壓表V1(量程6 V，內(nèi)阻20 kΩ) B．電壓表V2(量程20 V，內(nèi)阻60 kΩ) C．電流表A1(量程3 A，內(nèi)阻0.2 Ω) D．電流表A2(量程0.6 A，內(nèi)阻1 Ω) E．滑動(dòng)變阻器R1(0～1000 Ω，0.5 A) F．滑動(dòng)變阻器R2(0～20 Ω，2 A) G．學(xué)生電源E(6 V～8 V) K．開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干 某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得小燈泡兩端的電壓U和通過(guò)它的電流I，繪成U－I關(guān)系曲線如圖10－3－14甲所示． 圖10－3－14 (1)實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用________，電流表應(yīng)選用________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________； (2)在虛線框乙中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)所用的電路圖； (3)若將該小燈泡接在電動(dòng)勢(shì)為6 V，內(nèi)阻為4 Ω的電源兩端，則燈泡實(shí)際消耗的功率為_(kāi)_______W. 解析：(1)小燈泡的額定電壓為6 V，所以電壓表選A；算得小燈泡的額定電流為0.5 A，所以電流表選D；根據(jù)調(diào)節(jié)方便的原則可知滑動(dòng)變阻器選F；(3)在小燈泡的U－I關(guān)系曲線中，作出電源的U－I圖線，兩圖線的交點(diǎn)即為小燈泡的實(shí)際工作狀態(tài)，坐標(biāo)的乘積即為小燈泡的實(shí)際功率． 答案：(1)A　D　F　(2)電路圖如圖所示(滑動(dòng)變阻器分壓法、電流表外接)　 (3)1.9(1.9±0.2均對(duì)) 7．(2020年高考福建卷)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．圖10－3－15為該電器元件的伏安特性曲線，有同學(xué)對(duì)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： 圖10－3－15 器材(代號(hào)) 規(guī)格 電流表(A1) 電流表(A2) 電壓表(V1) 電壓表(V2) 滑動(dòng)變阻器(R1) 滑動(dòng)變阻器(R2) 直流電源(E) 開(kāi)關(guān)(S) 導(dǎo)線若干 量程0～50 mA，內(nèi)阻約為50 Ω 量程0～200 mA，內(nèi)阻約為10 Ω 量程0～3 V，內(nèi)阻約為10 kΩ 量程0～15 V，內(nèi)阻約為25 kΩ 阻值范圍0～15 Ω，允許最大電流1 A 阻值范圍0～1 kΩ，允許最大電流100 mA 輸出電壓6 V，內(nèi)阻不計(jì) (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________；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(qǐng)?jiān)趫D10－3－16中的虛線框內(nèi)畫(huà)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)． 圖10－3－16 (3)若發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的伏安特性曲線與圖中曲線基本吻合，請(qǐng)說(shuō)明該伏安特性曲線與小燈泡的伏安特性曲線有何異同點(diǎn)？ 相同點(diǎn)：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； 不同點(diǎn)：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. 解析：從該電器元件的伏安特性曲線可看出，所選用的電流表量程應(yīng)大于0.12 A，故電流表選用A2，所選用的電壓表量程應(yīng)大于2.5 V，但為了減小讀數(shù)誤差，電壓表選V1，本實(shí)驗(yàn)電路中滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用R1；從伏安特性曲線的形狀可以看出電器元件的阻值隨電壓變化的規(guī)律． 答案：(1)A2　V1　R1 (2)如圖所示 (3)相同點(diǎn)：通過(guò)該元件的電流與電壓的變化關(guān)系和通過(guò)小燈泡的電流與電壓的變化關(guān)系都是非線性關(guān)系 不同點(diǎn)：該元件的電阻值隨電壓的升高而減小，而小燈泡的電阻值隨電壓的升高而增大