（全國通用）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第八章 微專題60 實(shí)驗(yàn)：描繪小燈泡的伏安特性曲線加練半小時（含解析）

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1、實(shí)驗(yàn)：描繪小燈泡的伏安特性曲線方法點(diǎn)撥(1)本實(shí)驗(yàn)要求電壓必須從0開始變化，所以滑動變阻器要用分壓式接法.(2)儀器選擇要首先保證安全，其次是保證精確，再次是操作簡便，若選不到理想的儀器，其中幾個相比較，選較好的.1.(2018北師大附中月考)下列為某組同學(xué)的“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn).(1)請?zhí)暨x合適的電表量程，在圖1中，完成余下的電路連線.要求小燈泡兩端的電壓能從零開始連續(xù)變化.圖1(2)根據(jù)上述電路，測量得到了一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并在IU圖中描點(diǎn)連線后得到如圖2中圖線a.該組同學(xué)為了進(jìn)一步研究溫度對電阻的影響，將小燈泡玻璃敲碎后，使燈絲倒置浸在油杯中，使燈絲的溫度在開始階段基本不變，更

2、換電表的量程后，再次完成上述實(shí)驗(yàn)，得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示.請用表中數(shù)據(jù)在圖2上描點(diǎn)，并作出IU圖線b.圖2次數(shù)n123456電壓/V00.501.001.502.002.50電流/A00.200.400.580.720.80(3)根據(jù)上述的IU圖象，比較a、b兩條圖線的異同，并說明原因_.2.(2019四川省成都市一模)某同學(xué)在做完“描繪小燈泡的伏安特性曲線”后，又對一個標(biāo)有“6V3.5W”的小電風(fēng)扇電動機(jī)(線圈電阻恒定)的伏安特性曲線進(jìn)行了研究，同研究小燈泡一樣，要求電風(fēng)扇電動機(jī)兩端的電壓能從零逐漸增加到6V.實(shí)驗(yàn)室備有下列器材：A.電流表(量程：00.6A，內(nèi)阻約為1；量程：03A，內(nèi)阻約

3、為0.1)B.電壓表(量程為06V，內(nèi)阻幾千歐)C.滑動變阻器R1(最大阻值10，額定電流2A)D.滑動變阻器R2(最大阻值1750，額定電流0.3A)E.電池組(電動勢為9V，內(nèi)阻小于1)F.開關(guān)和導(dǎo)線若干圖3(1)實(shí)驗(yàn)中所用的滑動變阻器應(yīng)選_(填“C”或“D”)，電流表的量程應(yīng)選_(填“”或“”).(2)請用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物圖3甲連接成符合這個實(shí)驗(yàn)要求的電路.(3)閉合開關(guān)前，為防止電動機(jī)輸入電壓過高而損壞，滑動變阻器滑片P應(yīng)滑到_(填“M”或“N”)端.(4)閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片P，改變加在電動機(jī)上的電壓，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表示數(shù)大于1V時電風(fēng)扇才開始轉(zhuǎn)動，電動機(jī)的伏安特性曲

4、線如圖乙所示，則電動機(jī)線圈的電阻為_，電動機(jī)正常工作時的機(jī)械功率為_W.(保留兩位有效數(shù)字)3.(2019云南省曲靖一中質(zhì)檢)小明同學(xué)想要描繪標(biāo)有“4.0V0.4A”的小燈泡L的伏安特性曲線，老師要求盡量精準(zhǔn)測量，并完整繪制小燈泡的伏安特性曲線，為小明提供的可選用的實(shí)驗(yàn)器材除了電源、開關(guān)、導(dǎo)線若干外，還有如下器材可供選擇：電壓表V1(量程05V，內(nèi)阻等于4k)電壓表V2(量程015V，內(nèi)阻等于16k)電流表A1(量程0250mA，內(nèi)阻等于10)電流表A2(量程03A，內(nèi)阻等于0.2)滑動變阻器R1(015，額定電流2A)滑動變阻器R2(015k，額定電流0.5A)定值電阻R3(阻值等于1)定值

5、電阻R4(阻值等于10)定值電阻R5(阻值等于1)(1)小明根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，他選擇電壓表_和滑動變阻器_才能很好地完成實(shí)驗(yàn)(填所給儀器的字母代碼).(2)請幫助小明同學(xué)在圖4所示虛線框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并標(biāo)注相關(guān)儀器的符號.圖4(3)小明同學(xué)在你的幫助下描繪出的IU圖象應(yīng)是下圖中的_，由此可得出結(jié)論，小燈泡的電阻隨溫度的升高而_(填“減小”或“增大”).4.在“測繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)器材如下：待測小燈泡(2.5V,0.5A)；雙量程電壓表(中間接線柱3V，內(nèi)阻約為3k；右邊接線柱15V，內(nèi)阻約為15k)；雙量程電流表(中間接線柱0.6A，內(nèi)阻約為0.125；右邊接線柱3A，內(nèi)阻約

6、為0.025)；滑動變阻器(20，2A)；電源(電動勢約為3V，內(nèi)阻未知)；開關(guān)一個；導(dǎo)線若干.(1)甲同學(xué)選擇合適的器材，連好實(shí)物圖如圖5所示，乙同學(xué)檢查時發(fā)現(xiàn)了多處錯誤，請指出(至少2處)：_.圖5(2)兩位同學(xué)改正錯誤，正確連線后，測出如下表所示的7組I、U數(shù)據(jù)，請你在圖6坐標(biāo)紙上建立IU坐標(biāo)系，標(biāo)出坐標(biāo)點(diǎn)，繪出小燈泡的伏安特性曲線.次數(shù)n1234567電壓/V00.200.501.001.502.002.50電流/A00.080.100.130.160.180.20圖6(3)根據(jù)繪出的小燈泡的伏安特性曲線，該小燈泡在電壓為1.8V時的實(shí)際電阻約為_.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(4)關(guān)于本

7、實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差，下列判斷正確的是_.A.系統(tǒng)誤差主要是由電壓表的分流引起的，電壓越大誤差越大B.系統(tǒng)誤差主要是由電流表的分壓引起的，電流越大誤差越大C.系統(tǒng)誤差主要是由忽略電源內(nèi)阻引起的，電源內(nèi)阻越大誤差越大D.系統(tǒng)誤差主要是由電表讀數(shù)時的估讀引起的，電壓越大誤差越大答案精析1.見解析解析(1)本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采用滑動變阻器分壓接法和電流表外接法，故實(shí)物圖連線如圖所示：(2)根據(jù)描點(diǎn)法可得出對應(yīng)的圖象如圖所示：(3)根據(jù)兩圖象可知，異同之處有：a圖線表明小燈泡的電阻變化明顯；b圖線表明小燈泡燈絲在電壓較小時電阻變化不明顯，而電壓超過一定值時，電阻變化明顯.其原因?yàn)椋簾艚z溫度不變時，電阻不變，而隨著電

8、壓升高，燈絲散熱不及，溫度升高明顯，電阻變大.2.(1)C(2)見解析圖(3)M(4)2.52.6解析(1)電風(fēng)扇的額定電流I0.58A，從讀數(shù)誤差的角度考慮，電流表量程選擇.電風(fēng)扇的電阻比較小，則滑動變阻器選擇總電阻為10的誤差較小，故選擇C.(2)因?yàn)殡妷汉碗娏餍鑿牧汩_始測起，則滑動變阻器采用分壓式接法，電風(fēng)扇的電阻遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，屬于小電阻，電流表采用外接法.電路圖如圖所示.(3)閉合開關(guān)前，為防止電動機(jī)輸入電壓過高而損壞，電動機(jī)兩端的電壓應(yīng)最小，故滑片P應(yīng)滑到M端.(4)電壓表讀數(shù)小于1V時電風(fēng)扇沒啟動，由題圖乙中圖象可知I0.4A.根據(jù)歐姆定律得，R2.5.電動機(jī)正常工作時電壓為6

9、V，根據(jù)圖象知電流約為0.58A，則電風(fēng)扇發(fā)熱功率PI2R0.5822.5W0.84W，則機(jī)械功率PUII2R0.586W0.84W2.6W.3.(1)V1R1(2)見解析圖(3)C增大解析(1)選擇儀器時，在不超量程的情況下盡量選擇小量程的電表，這樣可以減小誤差；因?yàn)樾襞蓊~定電壓為4.0V，電壓表選擇V1即可；為了便于調(diào)節(jié)，滑動變阻器選擇R1；(2)本實(shí)驗(yàn)中要求完整繪制曲線，滑動變阻器采用分壓式接法，因燈泡內(nèi)阻較小，故應(yīng)選用電流表外接，但由于電流表A1的量程較小，所以要擴(kuò)大電流表的量程，故需并聯(lián)一個小電阻分流，分流電阻應(yīng)選R4(因?yàn)殡娏鞅碜柚禐镽4阻值的1倍，R4分流為電流表量程的1倍)，

10、由此畫出實(shí)驗(yàn)原理圖如圖所示.(3)燈泡中的金屬絲的電阻率隨溫度的升高而增大，所以電阻也增大，反映在圖象中，斜率減小，故C正確.4.(1)滑動變阻器接法錯誤，應(yīng)改成分壓式接法.電壓表量程錯誤，應(yīng)選用3V的量程；電流表位置接錯，應(yīng)采用外接法.(2)見解析圖(3)10.3(0.3)(4)A解析(1)由于是測繪小燈泡(2.5V,0.5A)的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)，故電壓表的量程選用3V即可，要求電壓從“0”開始，所以滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法；小燈泡的阻值小，故電流表應(yīng)采用外接法.(2)如圖所示(3)在圖中找到相應(yīng)的點(diǎn)，即在U1.8V時的電流為I0.175A，則電阻R10.3.(4)由于電流表外接，其示數(shù)包括了流經(jīng)電壓表的電流，比小燈泡的實(shí)際電流大，故這個實(shí)驗(yàn)中的系統(tǒng)誤差主要來源于電壓表的分流，故A選項(xiàng)正確.8