高考物理第一轮复习实验10　描绘小电珠的伏安特性曲线（含解析）

高考物理第一轮复习实验10　描绘小电珠的伏安特性曲线（含解析）

‎ 实验(十)　[实验10　描绘小电珠的伏安特性曲线]‎ ‎1．现要测定一个额定电压4.2 V，额定功率1.5 W的小灯泡的伏安特性曲线．现有器材：直流电源E(电动势4.5 V，内阻不计)；电压表(量程4.5 V，内阻约4×104 Ω)；电流表A1(量程250 mA，内阻约为2 Ω)；电流表A2(量程400 mA，内阻约为1 Ω)；滑动变阻器(最大阻值约10 Ω)，开关S，导线若干．‎ ‎(1)如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表是________；‎ ‎(2)在实线框内设计出实验电路图，要求电路图既要满足测量要求、又要误差较小；‎ ‎(3)图S10－1为实验中所描述的图象，则P点所代表的状态小灯泡的电功率为________．‎ 图S10－1,,,)‎ ‎2．描绘小电珠的伏安特性曲线的实验电路图如图S10－2甲所示，所用小电珠的额定电压是3.8 V.‎ ‎(1)关于该实验的系统误差，下列说法中正确的是(　　)‎ A．系统误差主要是由电压表的分流引起的 B．系统误差主要是由电流表的分压引起的 C．系统误差主要是由于忽略电源内阻引起的 D．系统误差主要是由读数时的估读引起的 ‎(2)根据某次实验记录的数据在坐标系中描点如图乙所示．试在坐标系中画出该小电珠的伏安特性曲线，并从图象中求出该小电珠的额定功率是______W.‎ 甲 ‎ 乙 图S10－2‎ ‎(3)该小电珠在1 V电压下不发光，当时灯丝的实际电阻是________Ω(结果保留两位有效数字)；该小电珠在2 V电压下开始发出微弱的黄光，当时灯丝的实际电阻又是________Ω(结果保留两位有效数字)；小电珠在不同电压下的实际电阻为什么不相同？__________________．‎ ‎(4)某同学已连接如图S10－3所示的电路，在连接最后一根导线的c端到直流 电源正极之前，请指出其中仅有的2个不当之处，并说明如何改正．‎ 图S10－3‎ ‎3．某同学想描绘一只标称为“2.5 V，1.5 W”的小灯泡的伏安特性曲线，实验室提供下列器材：‎ A．电流表A1(量程‎3.0 A，内阻约0.2 Ω)‎ B．电流表A2(量程‎0.6 A，内阻约1 Ω)‎ C．电压表V1(量程3.0 V，内阻约3 kΩ)‎ D．电压表V2(量程15.0 V，内阻约10 kΩ)‎ E．滑动变阻器R1(最大阻值为5 Ω，最大允许电流为‎2 A)‎ F．滑动变阻器R2(最大阻值为500 Ω，最大允许电流为‎0.5 A)‎ G．电源E(电动势3 V，内阻为0.25 Ω)‎ H．开关、导线若干 ‎(1)为了更好地完成实验，应选择的器材为：电流表______，电压表______，滑动变阻器________；(选填器材前面的字母)‎ ‎(2)请你在下面的方框中作出实验原理图；‎ 　图S10－4‎ Ｋ ‎(3)正确连接电路后，该同学测出如下表所示的实验数据，请你在坐标纸上描出该灯泡的伏安特性曲线；‎ 实验 次数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ 电压 U/V ‎0‎ ‎0.20‎ ‎0.40‎ ‎0.80‎ ‎1.20‎ ‎1.60‎ ‎2.00‎ ‎2.40‎ 电流I ‎/A ‎0‎ ‎0.11‎ ‎0.21‎ ‎0.33‎ ‎0.40‎ ‎0.45‎ ‎0.48‎ ‎0.52‎ 图S10－5‎ ‎(4)该同学完成实验后，又将本实验所用器材按图S10－5所示连接，闭合开关后将滑动变阻器滑片从左向右滑动，发现小灯泡先变暗后变亮，则小灯泡最暗时的功率约为________W．(结果保留两位有效数字)‎ 实验(十)‎ ‎1．(1)A2　(2)如图所示　(3)0.9 W ‎[解析] (1)额定电压4.2 V，额定功率1.5 W的小灯泡的额定电流为I＝＝‎0.357 A＝357 mA，故电流表需要选择量程为400 mA的电流表A2.‎ ‎(2)描绘小灯泡的伏安特性曲线应该设计为分压电路，由于小灯泡电阻不大，采用电流表外接．‎ ‎(3)小灯泡的电功率为P＝UI＝3.0×0.3 W＝0.9 W.‎ ‎2．(1)A　(2)图略　1.14 W ‎(3)7.1　9.1　因为小电珠灯丝的电阻率随温度升高而增大 ‎(4)A.滑动变阻器的滑片P应滑至b端 B．开关S应该断开 ‎[解析] (1)本实验的系统误差主要是由电压表的分流引起的，A正确；‎ ‎(2)根据实验的描点，连成平滑曲线，由图线得3.8 V电压下的电流为‎0.3 A，则额定功率1.14 W.‎ ‎(3)小电珠在1 V电压下的电阻R1＝ Ω＝7.1 Ω；小电珠在2 V电压的电阻R2＝ Ω＝9.1 Ω；小电珠在不同电压下温度不同，灯丝的电阻率是随温度升高而增大的；‎ ‎(4)2个不当之处为：A.滑动变阻器的滑片P应滑至b端，B.开关S应该断开．‎ ‎3．(1)B　C　E　(2)如图所示　(3)图略　(4)0.8‎ ‎[解析] (1)电源的电动势3 V，电压表选量程3 V 的V1，小灯泡的额定电流I＝＝ A＝‎0.60 A，电流表应选用A2即可；由于滑动变阻器分压式连接，所以选最大阻值较小的R1即可；‎ ‎(2)电压从零开始可调，滑动变阻器采用分压式，又小灯泡额定电压下的电阻Rx<，电流表采用外接法；‎ ‎(3)描点，连成平滑的直线；‎ ‎(4)当滑动变阻器的滑片处于正中央时，整个电路电阻最大，电流最小，灯泡最暗，对闭合电路，灯泡两端的电压U＝E－I(r＋R滑)＝3－2.5I，在同一坐标画出U＝E－2.5I的图象，找到交点(0.47，1.7)，则功率P＝0.8 W.‎