【物理】2020届一轮复习人教版实验描绘小灯泡的伏安特性曲线课时作业

【物理】2020届一轮复习人教版实验描绘小灯泡的伏安特性曲线课时作业

‎2020届一轮复习人教版 实验描绘小灯泡的伏安特性曲线 课时作业 ‎1．(2017·全国卷Ⅰ)某同学研究小灯泡的伏安特性。所使用的器材有：小灯泡L(额定电压3.8 V，额定电流0.32 A)；电压表(量程3 V，内阻3 kΩ)；电流表(量程0.5 A，内阻0.5 Ω)；固定电阻R0(阻值1000 Ω)；滑动变阻器R(阻值0～9.0 Ω)；电源E(电动势5 V，内阻不计)；开关S；导线若干。‎ ‎(1)实验要求能够实现在0～3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图。‎ ‎(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图a所示。‎ 由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻________(填“增大”“不变”或“减小”)，灯丝的电阻率________(填“增大”“不变”或“减小”)。‎ ‎(3)用另一电源E0(电动势4 V，内阻1.00 Ω)和题给器材连接成图b所示的电路，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为________ W，最大功率为________ W。(结果均保留两位小数)‎ 答案　(1)实验电路原理图如图所示。‎ ‎(2)增大　增大　(3)0.39　1.17‎ 解析　(1)小灯泡的电压要求从0开始调节，滑动变阻器采用分压式接法，电流表采用外接法，小灯泡的额定电压超出电压表的量程，需将电压表与R0串联后接入电路。电路图如图所示。‎ ‎(2)IU图象中随着电流的增大，图线对应点与原点连线的斜率变小，小灯泡的电阻增大。根据电阻定律R＝ρ，得灯丝的电阻率增大。‎ ‎(3)当R＝0时，电源路端电压与电流的关系图象如图线甲所示。此时小灯泡功率有最大值。‎ 当R＝9 Ω时，将R看做电源内阻，则等效电源内阻为10 Ω，其路端电压与电流的关系图象如图线乙所示。此时小灯泡功率有最小值。‎ 取图线甲与小灯泡伏安特性曲线交点：‎ U1＝3.66 V，I1＝0.319 A，‎ 小灯泡的最大功率P1＝U1I1≈1.17 W。‎ 取图线乙与小灯泡伏安特性曲线交点：‎ U2＝1.77 V，I2＝0.222 A，‎ 小灯泡的最小功率P2＝U2I2≈0.39 W。‎ ‎2．(2016·天津高考)某同学想要描绘标有“3.8 V,0.3 A”字样小灯泡L的伏安特性曲线，要求测量数据尽量精确、绘制曲线完整。可供该同学选用的器材除开关、导线外，还有：‎ 电压表V1(量程0～3 V，内阻等于3 kΩ)‎ 电压表V2(量程0～15 V，内阻等于15 kΩ)‎ 电流表A1(量程0～200 mA，内阻等于10 Ω) ‎ 电流表A2(量程0～3 A，内阻等于0.1 Ω)‎ 滑动变阻器R1(0～10 Ω，额定电流2 A)‎ 滑动变阻器R2(0～1 kΩ，额定电流0.5 A)‎ 定值电阻R3(阻值等于1 Ω)‎ 定值电阻R4(阻值等于10 Ω)‎ 定值电阻R5(阻值等于1 kΩ)‎ 电源E(E＝6 V，内阻不计)‎ ‎(1)请画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁。‎ ‎(2)该同学描绘出的IU图象应是下图中的________。‎ 答案　(1)如图所示　(2)B 解析　(1)首先考虑测量电路：由于小灯泡的规格为“3.8 V，0.3 A”，可知电表V2、A2量程太大而不能选用；电表V1、A1则需要改装才能获得小灯泡完整的伏安特性曲线。A1与R4并联可得量程为0～0.4 A的电流表，V1与R5串联可得量程为0～4 V的电压表，因小灯泡电阻值较小，测量电路应采用电流表外接的方式。再考虑控制电路：首先由调节的方便性可知滑动变阻器应选用R1，再由“绘制曲线完整”可知测量电压与电流应从零开始变化，故连接方法应选用分压式接法。‎ ‎(2)在IU图象中，图线上某点与原点连线的斜率表示该状态下电阻的倒数。由于小灯泡灯丝的阻值是随温度升高而增大的，故只有B正确。‎ ‎3．(2018·苏锡常镇四市调研)小明同学想研究一段铅笔芯的伏安特性，他连接了如图甲所示的实验电路。小亮同学认为小明的电路并不完善，他在该电路上增加了一条导线，得到了小明的认同。‎ ‎(1)请你用笔画线在图甲上加上这条导线。‎ ‎(2)对小亮改正后的电路，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应先置于________(填“最左端”或“最右端”)。‎ ‎(3)闭合开关后，调节滑动变阻器，测得电压表和电流表的示数记录如下表：‎ 电流I/A ‎0‎ ‎0.08‎ ‎0.16‎ ‎0.24‎ ‎0.32‎ ‎0.40‎ ‎0.48‎ 电压U/V ‎0‎ ‎0.63‎ ‎1.22‎ ‎1.68‎ ‎1.97‎ ‎2.23‎ ‎2.44‎ 请根据表中的数据，在图乙坐标系中作出铅笔芯的IU图线。‎ ‎(4)由(3)中图线可知：随着温度的升高，铅笔芯的电阻率________(填“增大”“减小”或“不变”)。‎ 答案　(1)图见解析　(2)最左端　(3)图见解析 ‎(4)减小 解析　(1)电路如图(只需增加导线1或2)‎ ‎(2)改正后的电路滑动变阻器采用了分压接法，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应先置于最左端。‎ ‎(3)IU图线如图所示。‎ ‎(4)由(3)中图线可知：随着温度的升高，图线上各点与原点连线的斜率变大，根据R＝＝可知，铅笔芯的电阻变小，电阻率减小。‎