【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

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【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.(2018·北师大附中月考)下列为某组同学的“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验.‎ ‎(1)请挑选合适的电表量程,在图1中,完成余下的电路连线.要求小灯泡两端的电压能从零开始连续变化.‎ 图1‎ ‎(2)根据上述电路,测量得到了一组实验数据,并在I-U图中描点连线后得到如图2中图线a.该组同学为了进一步研究温度对电阻的影响,将小灯泡玻璃敲碎后,使灯丝倒置浸在油杯中,使灯丝的温度在开始阶段基本不变,更换电表的量程后,再次完成上述实验,得到实验数据如下表所示.请用表中数据在图2上描点,并作出I-U图线b.‎ 图2‎ 次数n ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ 电压/V ‎0‎ ‎0.50‎ ‎1.00‎ ‎1.50‎ ‎2.00‎ ‎2.50‎ 电流/A ‎0‎ ‎0.20‎ ‎0.40‎ ‎0.58‎ ‎0.72‎ ‎0.80‎ ‎(3)根据上述的I-U图象,比较a、b两条图线的异同,并说明原因____________________________________________________________________________.‎ ‎2.(2019·四川省成都市一模)某同学在做完“描绘小灯泡的伏安特性曲线”后,又对一个标有“6V 3.5W”的小电风扇电动机(线圈电阻恒定)的伏安特性曲线进行了研究,同研究小灯泡一样,要求电风扇电动机两端的电压能从零逐渐增加到6V.实验室备有下列器材:‎ A.电流表(量程Ⅰ:0~0.6A,内阻约为1Ω;量程Ⅱ:0~3A,内阻约为0.1Ω)‎ B.电压表(量程为0~6V,内阻几千欧)‎ C.滑动变阻器R1(最大阻值10Ω,额定电流2A)‎ D.滑动变阻器R2(最大阻值1750Ω,额定电流0.3A)‎ E.电池组(电动势为9V,内阻小于1Ω)‎ F.开关和导线若干 图3‎ ‎(1)实验中所用的滑动变阻器应选________(填“C”或“D”),电流表的量程应选________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”).‎ ‎(2)请用笔画线代替导线将实物图3甲连接成符合这个实验要求的电路.‎ ‎(3)闭合开关前,为防止电动机输入电压过高而损坏,滑动变阻器滑片P应滑到________(填“M”或“N”)端.‎ ‎(4)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,改变加在电动机上的电压,实验中发现当电压表示数大于1V时电风扇才开始转动,电动机的伏安特性曲线如图乙所示,则电动机线圈的电阻为________Ω,电动机正常工作时的机械功率为________W.(保留两位有效数字)‎ ‎3.(2019·云南省曲靖一中质检)小明同学想要描绘标有“4.0V 0.4A”的小灯泡L的伏安特性曲线,老师要求尽量精准测量,并完整绘制小灯泡的伏安特性曲线,为小明提供的可选用的实验器材除了电源、开关、导线若干外,还有如下器材可供选择:‎ 电压表V1(量程0~5V,内阻等于4kΩ)‎ 电压表V2(量程0~15V,内阻等于16kΩ)‎ 电流表A1(量程0~250mA,内阻等于10Ω)‎ 电流表A2(量程0~3A,内阻等于0.2Ω)‎ 滑动变阻器R1(0~15Ω,额定电流2A)‎ 滑动变阻器R2(0~15kΩ,额定电流0.5A)‎ 定值电阻R3(阻值等于1Ω)‎ 定值电阻R4(阻值等于10Ω)‎ 定值电阻R5(阻值等于1Ω)‎ ‎(1)小明根据实验要求,他选择电压表________和滑动变阻器________才能很好地完成实验(填所给仪器的字母代码).‎ ‎(2)请帮助小明同学在图4所示虚线框中画出实验电路图,并标注相关仪器的符号.‎ 图4‎ ‎(3)小明同学在你的帮助下描绘出的I-U图象应是下图中的________,由此可得出结论,小灯泡的电阻随温度的升高而________(填“减小”或“增大”).‎ ‎4.在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,实验器材如下:待测小灯泡(2.5V,0.5A);‎ 双量程电压表(中间接线柱3V,内阻约为3kΩ;右边接线柱15V,内阻约为15kΩ);‎ 双量程电流表(中间接线柱0.6A,内阻约为0.125Ω;右边接线柱3A,内阻约为0.025Ω);‎ 滑动变阻器(20Ω,2A);‎ 电源(电动势约为3V,内阻未知);‎ 开关一个;‎ 导线若干.‎ ‎(1)甲同学选择合适的器材,连好实物图如图5所示,乙同学检查时发现了多处错误,请指出(至少2处):____________________________________________________________________.‎ 图5‎ ‎(2)两位同学改正错误,正确连线后,测出如下表所示的7组I、U数据,请你在图6坐标纸上建立I-U坐标系,标出坐标点,绘出小灯泡的伏安特性曲线.‎ 次数n ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ 电压/V ‎0‎ ‎0.20‎ ‎0.50‎ ‎1.00‎ ‎1.50‎ ‎2.00‎ ‎2.50‎ 电流/A ‎0‎ ‎0.08‎ ‎0.10‎ ‎0.13‎ ‎0.16‎ ‎0.18‎ ‎0.20‎ 图6‎ ‎(3)根据绘出的小灯泡的伏安特性曲线,该小灯泡在电压为1.8V时的实际电阻约为________Ω.(结果保留三位有效数字)‎ ‎(4)关于本实验的系统误差,下列判断正确的是________.‎ A.系统误差主要是由电压表的分流引起的,电压越大误差越大 B.系统误差主要是由电流表的分压引起的,电流越大误差越大 C.系统误差主要是由忽略电源内阻引起的,电源内阻越大误差越大 D.系统误差主要是由电表读数时的估读引起的,电压越大误差越大 答案精析 ‎1.见解析 解析 (1)本实验中应采用滑动变阻器分压接法和电流表外接法,故实物图连线如图所示:‎ ‎(2)根据描点法可得出对应的图象如图所示:‎ ‎(3)根据两图象可知,异同之处有:‎ a图线表明小灯泡的电阻变化明显;‎ b图线表明小灯泡灯丝在电压较小时电阻变化不明显,而电压超过一定值时,电阻变化明显.‎ 其原因为:灯丝温度不变时,电阻不变,而随着电压升高,灯丝散热不及,温度升高明显,电阻变大.‎ ‎2.(1)C Ⅰ (2)见解析图 (3)M (4)2.5 2.6‎ 解析 (1)电风扇的额定电流I=≈0.58A,从读数误差的角度考虑,电流表量程选择Ⅰ.电风扇的电阻比较小,则滑动变阻器选择总电阻为10Ω的误差较小,故选择C.‎ ‎(2)因为电压和电流需从零开始测起,则滑动变阻器采用分压式接法,电风扇的电阻远小于电压表内阻,属于小电阻,电流表采用外接法.电路图如图所示.‎ ‎(3)闭合开关前,为防止电动机输入电压过高而损坏,电动机两端的电压应最小,故滑片P应滑到M端.‎ ‎(4)电压表读数小于1V时电风扇没启动,由题图乙中图象可知I′=0.4A.根据欧姆定律得,R ‎==Ω=2.5Ω.电动机正常工作时电压为6V,根据图象知电流约为0.58A,则电风扇发热功率P=I2R=0.582×2.5W=0.84W,则机械功率P′=UI-I2R=0.58×6W-0.84W=2.6W.‎ ‎3.(1)V1 R1 (2)见解析图 (3)C 增大 解析 (1)选择仪器时,在不超量程的情况下尽量选择小量程的电表,这样可以减小误差;因为小灯泡额定电压为4.0V,电压表选择V1即可;为了便于调节,滑动变阻器选择R1;‎ ‎(2)本实验中要求完整绘制曲线,滑动变阻器采用分压式接法,因灯泡内阻较小,故应选用电流表外接,但由于电流表A1的量程较小,所以要扩大电流表的量程,故需并联一个小电阻分流,分流电阻应选R4(因为电流表阻值为R4阻值的1倍,R4分流为电流表量程的1倍),由此画出实验原理图如图所示.‎ ‎(3)灯泡中的金属丝的电阻率随温度的升高而增大,所以电阻也增大,反映在图象中,斜率减小,故C正确.‎ ‎4.(1)①滑动变阻器接法错误,应改成分压式接法.‎ ‎②电压表量程错误,应选用3V的量程;‎ ‎③电流表位置接错,应采用外接法.‎ ‎(2)见解析图 ‎(3)10.3(±0.3) (4)A 解析 (1)由于是测绘小灯泡(2.5V,0.5A)的伏安特性曲线实验,故电压表的量程选用3V即可,要求电压从“0”开始,所以滑动变阻器应采用分压式接法;小灯泡的阻值小,故电流表应采用外接法.‎ ‎(2)如图所示 ‎(3)在图中找到相应的点,即在U=1.8V时的电流为I=0.175A,则电阻R=Ω≈10.3Ω.‎ ‎(4)由于电流表外接,其示数包括了流经电压表的电流,比小灯泡的实际电流大,故这个实验中的系统误差主要来源于电压表的分流,故A选项正确.‎
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