高考物理实验 实验八 描绘小电珠的伏安特性曲线2

高考物理实验 实验八 描绘小电珠的伏安特性曲线2内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 教材实验练基础 的伏安特性，连好如图实88 所示的电路后闭合开关，通过移动变阻器的滑片，使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大，直到小灯泡正常发光，由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的 UI 图象应是()图实88图实89解析：选 C小灯泡的电阻随施加电压的增大而增大，在 UI 图上，各点 R 的值率变大，故 C 正确， A、B、D 错。 2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 UI 图线。 有下列器材供选用：A电压表(05 V，内阻 10 电压表(010 V，内阻 20 电流表(0，内阻 1 )D电流表(0，内阻 )E滑动变阻 2、器(5 ，1 A)F滑动变阻器(500 ，)(1)实验中电压表应选用_，电流表应选用_。 为使实验误差尽量减小，要求电压表从零开始变化且多取几组数据，滑动变阻器应选用_(用序号字母表示)。 (2)请在方框内画出满足实验要求的电路图，并把由图实810 中所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图。 光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 810解析：(1)因小灯泡的额定电压为 4 V，所以电压表应选用 A，小灯泡的额定电流I ，所以电流表应选用 D；小灯泡正常工作时的电阻为 R 8 ，因为 2PR x，R 流表应采用外接法，要求电压表从零开始变化，故滑动变阻便于调节，滑动变阻器应选用 E。 (2)满 3、足实验要求的电路图如图所示。 接成的相应实物电路图如图所示。 答案：(1)ADE(2) 见解析图3某研究性学习小组为了制作一种传感器，需要选用一电器元件。 图实811 为该电器元件的伏安特性曲线，有同学对其提出质疑，现需进一步验证该伏安特性曲线，实验室备有下列器材：器材(代号) 规格电流表 程 050 阻约为 50 电流表 程 0200 阻约为 10 电压表 程 03 V，内阻约为 10 2 量程 015 V，内阻约为 25 15 ，允许最大电流 1 2 阻值范围 01 许最大电流 100 输入电压 6 V，内阻不计开关 S导线若干(1)为提高实验结果的准确程度，电流表应选用_；电压表应选用 _；滑 4、动变阻器应选用_。 ( 以上均填器材代号)图实811(2)为达到上述目的，请画出正确的实验电路原理图，并标明所用器材的代号。 (3)若发现实验测得的伏安特性曲线与图中曲线基本吻合，请说明该伏安特性曲线与小灯泡的伏安特性曲线有何异同点。 相同点：_；不同点：_。 解析：从该电器元件的伏安特性曲线可看出，所选用的电流表量程应大于 ，故电流表选用 选用的电压表量程应大于 ，但为了减小读数误差，电压表选 实验电路中滑动变阻器应采用分压接法，故滑动变阻器应选用 伏安特性曲线的形状可以看出电器元件的阻值随电压变化的规律。 答案：(1)A 2 1(2) 如图所示 (3) 通过该元件的电流与电压的变化关系和通过小灯泡的 5、电流与电压的变化关系都是非线性关系。 该元件的电阻值随电压的升高而减小，而小灯泡的电阻值随电压的升高而增大。 42010 年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈海姆和康斯坦丁 诺沃肖洛夫，以表彰他们对石墨烯的研究。 他们最初是用透明胶带从石墨晶体上“粘”出一片光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址。 我们平常所用的铅笔芯中就含有石墨，能导电。 某同学设计了探究铅笔芯伏安特性曲线的实验，得到如下数据(I 和 U 分别表示通过铅笔芯的电流和其两端的电压)：U/V 电流表 程 ，内阻约为 )B电流表 程 3 A，内阻约为 )C电压表 程 3 V，内阻 3 电压表 程 15 V，内阻 15 滑动变阻 6、器 值 010 ，额定电流 2 A)F滑动变阻器 值 02 定电流 )(1)除长约 14 中华绘图 2B 铅笔芯、稳压直流电源 E(6 V)、开关和导线若干外，还需选用的其他器材有_(填选项前字母)。 (2)在虚线方框中画出实验电路图。 (3)根据表格中数据在坐标纸上画出铅笔芯的 IU 图线。 图实812解析：由所给数据分析可知待测电阻阻值约为 4 ，阻值较小适合用电流表外接法，电源为稳压 6 V，为使电表读数结果尽可能精确，选择电压表量程为 03 V，电流表量程为 0，滑动变阻器选用 0 ，用分压式接法连入电路，让电流、电压从零开始调节，调节范围大。 光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ：(1) 7、2) 如图甲所示(3) 如图乙所示改进实验练能力1为了测定和描绘一只标有“220 V,40 W”的白炽灯丝的伏安特性曲线，可以利用调压变压器供电。 调压变压器是一种自耦变压器，它只有一组线圈 L，绕在闭合的环形铁芯上，输入端接在 220 V 交流电源的火线和零线间，输出端有一个滑动触头 P，移动它的位置，就可以使输出电压在 0250 V 之间连续变化，如图实 813 中画出的是调压变压器的电路图符号。 实验室内备有交流电压表、交流电流表、滑动变阻器、开关、导线等实验必备器材。 图实813(1)在图中完成实验电路图，要求在额定电压下测得的数据误差尽量小。 (2)说明按你的实验电路进行测量时，在电压较高段 8、与电压较低段进行比较，哪段的系统误差较大。 为什么。 图实814(3)如果根据测量结果作出的该灯泡的伏安特性曲线如图实814 所示，试根据图线确定：把两只完全相同的“220 V，40 W”的白炽灯串联接在 220 V 交流电源的火线和零线间时，两只灯所消耗的总功率是多大。 解析：(1)该设计是“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验知识的迁移和拓展，将变压器接入电路，开关接火线，采用伏安法测出 U、I 值，由 R 灯 1 210 知电阻较大，故。 (2)在电压较低段误差大。 因为电压低时灯泡消耗的实际功率小，灯丝温度低，电阻小，对内接法而言，安培表的分压大，系统误差大。 (3)两只白炽灯串联后分压各为 110 9、V，由灯泡的伏安特性曲线可读出此时的工作电流约为 ，故P102 W 33 W。 答案：(1)如图所示。 (2)见解析(3)33 “描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，某同学测得电流电压的数据如下表所示：电流I/)用上表数据描绘电压随电流的变化曲线；图实815(2)为了探究灯丝电阻与温度的关系，已作出电阻随电流的变化曲线如图实816 所示；请指出图线的特征，并解释形成的原因。 光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 816解析：(1)如图所示(2)电阻随电流增大，存在三个区间，电阻随电流的变化快慢不同。 第一区间电流很小时，电阻变化不大；第二区间灯丝温度升高快，电阻增大快；第三区间部分电能转化为光能， 10、灯丝温度升高变慢，电阻增大也变慢。 答案：见解析3在“描绘小灯泡伏安特性曲线的实验”中(1)为减小实验误差，方便调节，请在给定图实817 甲的 A、B 、C、D 四个电路图中和 E、 F、G 三个滑动变阻器中选取适当的电路图和器材，并将它们的编号填在横线上。 应选取的电路图是_，滑动变阻器应选取_。 E总阻值 15 ，允许通过的最大电流为 2 A 的滑动变阻器F总阻值 200 ，允许通过的最大电流为 2 A 的滑动变阻器G总阻值 1 000 ，允许通过的最大电流为 1 A 的滑动变阻器(2)由实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图乙中 b 线。 将该小灯泡与一干电池组成闭合回路，该电池两极间的电压随电路中电 11、流的变化关系图线如图乙中 a 线所示，则小灯泡与电池连接后的实际功率为_W；若再将一阻值为 的电阻串联在电路中，则小灯泡的实际功率为_W。 光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 817解析：(1)由小灯泡的伏安特性曲线( 图中 b 线)可知，小灯泡电阻很小，不超过 1 ，且电表示数从零开始读数，因此电流表采用外接法，滑动变阻器应该采用分压式接法，动变阻器采用分压式接法，为了便于调节，应采用总阻值较小的，故应选择E。 (2)两图线的交点坐标即为小灯泡的电压和电流，实际功率 P；根据电池的 UI 图线可知，电池的内阻为 ，若再将一阻值为 的电阻串联在电路中，相当于小灯泡与等效内阻为 的电源连接，在 UI 坐标系内，连接(0,)和(A,0)两个点，作出等效电源的 UI 图线，读出该图线与小灯泡的伏安特性曲线的交点坐标为(,)，此即为小灯泡的电流和电压值，故灯泡的实际功率为。 答案：(1)CE(2)。