实验11-1 描绘小灯泡伏安特性曲线(抢分精讲)-剑指2019年高考物理的13个抢分实验

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实验11-1 描绘小灯泡伏安特性曲线(抢分精讲)-剑指2019年高考物理的13个抢分实验

剑指2019年高考物理的13个抢分实验 实验11.1 描绘小灯泡伏安特性曲线 抢分精讲 ‎【高考导航】‎ 抢分题型 ‎◎题型1 实验原理与操作 ‎◎题型2 器材、电路的选择与数据处理 ‎ ‎◎题型3 创新实验剖析 实验目的 ‎1.描绘小电珠的伏安特性曲线。‎ ‎2.分析曲线的变化规律。‎ 实验原理 ‎1.描绘小电珠的伏安特性曲线 用电流表测出流过小电珠的电流,用电压表测出小电珠两端的电压,测出多组(U,I)值,在I-U坐标系中描出各对应点,用一条平滑的曲线将这些点连结起来,就得到小电珠的伏安特性曲线。‎ ‎2.滑动变阻器的限流接法和分压接法 ‎(1)两种接法比较 ‎(2)分压和限流电路的选择原则 ‎(3)两种接法的适用情况 ‎①若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求,即若滑动变阻器阻值调到最大时,待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程,或超过待测电阻的额定电流(或电压),则必须选用分压式电路。‎ ‎②若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多,以致在限流电路中,滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时,待测电阻上的电流或电压变化范围不够大,此时,应改用分压式电路。‎ ‎③若实验中要求电压从零开始调节,则必须采用分压式电路。‎ ‎④两种电路均可使用的情况下,应优先采用限流式接法,因为限流式接法电路简单、能耗低。‎ 题型1 实验原理与操作 例1 (浙江理综) 图实Ⅷ-2是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连接图。‎ ‎(1)根据图实Ⅷ-2画出实验电路图;‎ ‎(2)调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图实Ⅷ-3中的①、②、③、④所示,电流表量程为0.6 A,电压表量程为3 V。所示读数为:①________、②________、③________、④________。两组数据得到的电阻分别为________和________。‎ 答案 (1)如图所示 ‎(2)①0.10 A ②0.24 A ③2.00 V ④ 0.27 V ‎(8.3±0.1)Ω (2.7±0.1)Ω[如填为“(2.7±0.1)Ω ‎(8.3±0.1)Ω]‎ 解析 ‎ 特别提醒 ‎ ‎“测定金属的电阻率”与“描绘小灯泡的伏安特性曲线”两个实验都是电阻的测量实验,但描绘小灯泡的伏安特性曲线必须要求电压从零开始调节,故滑动变阻器必须采用分压式接法,而测量金属的电阻率的实验电流表的内、外接和滑动变阻器的接法需要依据待测电阻的阻值大小来确定。‎ 题型2 器材、电路的选择与数据处理 例2  (天津理综)要描绘一个标有“3 V、0.6 W”小灯泡的伏安特性曲线,灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3 V,并便于操作。已选用的器材有:‎ 电池组(电动势为4.5 V,内阻约1 Ω);‎ 电流表(量程为0~250 mA,内阻约5 Ω);‎ 电压表(量程为0~3 V,内阻约3 kΩ);‎ 电键一个、导线若干。‎ ‎(1)实验中所用的滑动变阻器应选下列中的________(填字母代号)。‎ A.滑动变阻器(最大阻值20 Ω, 额定电流1 A)‎ B.滑动变阻器(最大阻值1 750 Ω,额定电流0.3 A)‎ ‎(2)实验的电路图应选用下列的图________(填字母代号)。‎ ‎(3)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图实Ⅷ-4所示。如果将这个小灯泡接到电动势为1.5 V,内阻为5 Ω的电源两端,小灯泡消耗的功率是________W。‎ 答案 (1)A (2)B (3)0.1‎ 解析 ‎ 题型3 创新实验剖析 ‎1.电阻元件的伏安特性曲线能反映电阻元件的电流随电压的变化规律,能反映元件的电阻变化情况,也可利用伏安特性曲线求解电压、电流、功率等物理量。因此实际问题中常利用本实验的器材、实验方法描绘二极管、电动机、电池等元件的伏安特性曲线。‎ ‎2.实验的控制电路一般用分压接法,但测量电路则需要根据电压表、电流表的内阻与待测元件的电阻之间的大小关系确定。‎ 例3  (广东理综)某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性,使用的器材包括电压表(内阻约为3 kΩ)、电流表(内阻约为1 Ω)、定值电阻等。‎ ‎(1)使用多用电表粗测元件X的电阻。选择“×1”欧姆挡测量,示数如图实Ⅷ-5甲所示,读数为________Ω。据此应选择图实Ⅷ-5中的________[填“乙”或“丙”]电路进行实验。‎ ‎(2)连接所选电路,闭合S;滑动变阻器的滑片P从左向右滑动,电流表的示数逐渐________(填“增大”或“减小”);依次记录电流及相应的电压;将元件X换成元件Y,重复实验。‎ ‎(3)图实Ⅷ-6是根据实验数据作出的U-I图线,由图可判断元件________(填“X”或“Y”)是非线性元件。‎ ‎(4)该小组还借助X和Y中的线性元件和阻值R=21 Ω的定值电阻,测量待测电池的电动势E和内阻r,电路如图实Ⅷ-7所示,闭合S1和S2,电压表读数为3.00 V;断开S2,读数为1.00 V。利用图实Ⅷ-6可算得E=________V,r=________Ω(结果均保留两位有效数字,视电压表为理想电压表)。‎ 答案 (1)10.0 乙 (2)增大 (3)Y (4)3.2 0.50‎ 解析 ‎ ‎ ‎
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