《2020年高考物理实验针对训练突破06 《描绘小电珠的伏安特性曲线》（解析版）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020年高考物理实验针对训练突破06 《描绘小电珠的伏安特性曲线》（解析版）（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、实验：描绘小电珠的伏安特性曲线针对训练 1某同学查阅资料发现铅笔芯的电阻随温度的升高而变小。在实验中，他取一段长为16 cm的铅笔芯，用多用电表测量其电阻大约为4 。该同学要较精确地测量铅笔芯的电阻，现有下列器材可供选择：A电源3 V（内阻不计）；B电流表03 A（内阻0.1 ）；C电流表0600 mA（内阻0.5 ）；D电压表03 V（内阻3 k）；E电压表015 V（内阻200 k）；F滑动变阻器（010 ，1 A）；G滑动变阻器（01 k，300 mA）（1）除开关、导线外，实验中要求能够在电压表上从零开始读取若干组数据，需要选用的器材有：_（填写字母代号）；（2）用笔画线代替导线，在实
2、物图中连接实验电路；（3）该同学记录了实验数据，并画出了该铅笔芯的伏安特性曲线，证实了铅笔芯的电阻随温度的升高而减小，则该铅笔芯的伏安特性曲线为下图中的_。【答案】（1）D C F （2）见解析 （3）C【解析】（1）因电源电动势E3 V，所以选择量程为03 V的电压表D；根据欧姆定律算出最大电流为0.75 A，所以选择量程为0600 mA的电流表C；滑动变阻器采用分压式接法，阻值较小的方便调节，因此选择滑动变阻器F。（2）电压要求从0开始调节，滑动变阻器采用分压式接法；待测铅笔芯阻值较小，电流表采用外接法。应先画出电路图（如图甲），然后再连接实物图（如图乙）。（3）由铅笔芯的电阻随温度的升高
3、而减小知应选C。2小亮同学为研究某电学元件（最大电压不超过2.5 V，最大电流不超过0.55 A）的伏安特性曲线，在实验室找到了下列实验器材：A电压表，量程3 V，内阻6 k B电压表，量程15 V，内阻30 k C电流表，量程0.6 A，内阻0.5 D电流表，量程3 A，内阻0.1 E滑动变阻器，阻值范围05 ，额定电流为0.6 A F滑动变阻器，阻值范围0100 ，额定电流为0.6 A G直流电源，电动势E3 V，内阻不计 H开关、导线若干。该同学设计电路并进行实验，通过实验得到如下数据（I和U分别表示电学元件上的电流和电压）。I/A00.120.210.290.340.380.420.4
4、50.470.490.50U/V00.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00（1）为了提高实验结果的准确程度，电流表选_；电压表选_；滑动变阻器选_。（以上均填写器材代号）（2）请在虚线框中画出实验电路图。【答案】（1）C A E（2）见解析【解析】（1）从表格中的实验数据可知，电流测量值I的范围为00.50 A，电压测量值U的范围为02.00 V，因此电流表应选C，电压表应选A。因为本实验要测量多组（U，I）值，需使电压U连续变化，因此，滑动变阻器应接成分压式，故选阻值较小的滑动变阻器E。（2）由表格中的数据，根据R，估算电学元件的电阻值大约为几欧，因此
5、电流表外接。电路图如图所示。3要测绘一个标有“6 V2.5 W”小灯泡的伏安特性曲线，要求多次测量尽可能减小实验误差，备有下列器材：A直流电源，6 V，内阻未知 B电流表G，满偏电流3 mA，内阻Rg10 C电流表A，00.6 A，内阻未知 D滑动变阻器R，020 ，5 A E滑动变阻器R，0200 ，1 A F定值电阻R0，阻值1 990 G开关与导线若干（1）由于所给实验器材缺少电压表，某同学直接把电流表G作为电压表使用测出小灯泡两端电压，再用电流表A测出通过小灯泡的电流，从而画出小灯泡的伏安特性曲线，该方案实际上不可行，其最主要的原因是_。（2）为完成本实验，滑动变阻器应选_（填器材前的
6、序号）。（3）请在图中完成本实验的实物电路图的连线。【答案】（1）电流表G测量电压范围太小，导致电流表A指针偏转很小，误差较大（2）D（3）见解析【解析】（1）电流表G测量电压范围太小，导致电流表A指针偏转很小，误差较大。（2）、（3）由于满足灯泡电阻和电流表内阻接近，所以电流表应用外接法，由于伏安特性曲线中的电压和电流均要从0开始测量，所以滑动变阻器应采用分压式接法，故滑动变阻器应选D，实物电路图的连线如图所示。4某学习小组探究一小灯泡在不同电压下的电功率大小，实验器材如图甲所示，现已完成部分导线的连接。实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，请按此要求用笔
7、画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接；某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为_A；该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所示，根据图线判断，将_只相同的小灯泡并联后，直接与电动势为3 V、内阻为1 的电源组成闭合回路，可使小灯泡的总功率最大，其总功率的值约为_W（保留两位小数）。【答案】连线如图所示0.4442.25【解析】由题图乙知电流表量程为0.6 A，所以读数为0.44 A；电源内阻为1 ，所以当外电路总电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大，即小灯泡的总功率最大，此时外电路电压等于内电压等于1.5 V，由题图丙知当小灯泡电压等于1.5 V时电流约为0.38 A，此时
8、电阻约为R3.95 4 ，并联后的总电阻为1 ，所以需要4个小灯泡并联，小灯泡消耗的总功率约为P W2.25 W。5由金属丝制成的电阻器阻值会随温度的升高而变大。某同学为研究这一现象，亲自动手通过实验描绘这样一个电阻器的伏安特性曲线可供选择的实验器材有：A待测电阻器Rx，2.5 V，1.2 W B电流表A，00.6 A，内阻为1 C电压表V，03 V，内阻未知 D滑动变阻器，010 ，额定电流为1 A E电源，E3 V，内阻r1 F定值电阻R0，阻值为5 G开关一个和导线若干 （1）实验时，该同学采用电流表内接法，并且电阻器两端电压从零开始变化，请在方框内画出实验电路图。（2）按照正确的电路图
9、，该同学测得实验数据如下：其中，I是电流表的示数，U是电压表的示数，UR是电阻器两端的实际电压。请通过计算补全表格中的空格，然后在图中画出电阻器的伏安特性曲线。I/A0.150.200.250.300.350.400.450.48U/V0.250.400.600.901.251.852.503.00UR/V（3）该同学将本实验中的电阻器Rx以及给定的定值电阻R0二者串联起来，接在本实验提供的电源两端，则电阻器的实际功率是_W。（结果保留两位小数）【答案】（1）见解析（2）见解析（3）0.32 W【解析】（1）要使电阻器两端电压从零开始变化，滑动变阻器应采用分压式接法。电路图如图甲所示。（2）电
10、压表的示数减去电流表的分压即为电阻器两端的电压：URUIr，数据如下表。电阻器的伏安特性曲线如图乙中曲线所示。UR/V0.100.200.350.600.901.452.052.52（3）由URI（rR0）E作出UI图象如图乙中直线所示，由此图象与电阻器UI图线的交点可得此时电阻器的电压UR0.9 V，电流I0.35 A，电阻器的实际功率为PURI0.32 W。 6 LED二极管的应用是非常广泛的，2014年诺贝尔物理学奖被授予了日本科学家赤崎勇、天野浩和美籍日裔科学家中村修二，以表彰他们发明了蓝色发光二极管，并因此带来的新型节能光源。某同学想要描绘某发光二极管的伏安特性曲线，实验测得它两端的
11、电压U和通过它的电流I的数据如下表所示。U/V0.00.400.801.201.602.002.402.80I/mA0.00.92.34.36.812.019.030.0实验室提供了以下器材：A电压表，量程03 V，内阻约20 k B电压表，量程015 V，内阻约100 k C电流表，量程050 mA，内阻约40 D电流表，量程00.6 A，内阻约2 E滑动变阻器，阻值范围020 ，允许最大电流2 A F电源，电动势6 V，内阻不计 G开关，导线若干（1）该同学做实验时，电压表选用的是_，电流表选用的是_（填选项字母）。（2）如图甲中的实物连线已经连了部分电路，请按实验要求将实物图中的连线补充
12、完整。（3）根据表中数据，请在图乙中画出该二极管的IU图线。（4）若此发光二极管的最佳工作电流为15 mA，现将此发光二极管与电动势为3 V、内阻不计的电池组相连，还需串联一个阻值R_ 的电阻，才能使它工作在最佳状态。（结果保留两位有效数字）【答案】（1）A C（2）见解析（3）见解析（4）53 【解析】（1）根据实验数据表可知电压最大为2.80 V，最大电流为30.0 mA，所以电压表应选择A，电流表应选择C。（2）通过估算二极管的阻值可知满足，所以电流表应用外接法。由于电流、电压从零开始调节，所以滑动变阻器应采用分压式接法，连线图如图所示。（3）画出的IU图象如图所示。（4）根据闭合电路欧
13、姆定律应有I，由IU图象可读出I15 mA时对应的电压U2.2 V，可求出Rx146.7 ，代入数据解得R53 。7一只小灯泡，标有“3 V，1.5 W”的字样。现要描绘小灯泡03 V的伏安特性曲线。实验器材有：A最大阻值为10 的滑动变阻器 B电动势为6 V、内阻约为1.0 的电源 C量程为0.6 A、内阻约为1.0 的电流表A1 D量程为3 A、内阻约为0.1 的电流表A2 E量程为3 V、内阻约为6 k的电压表V1 F量程为15 V、内阻约为10 k的电压表V2 G开关、导线若干（1）电压表应选用_；电流表应选用_。（将选项代号的字母填在横线上）（2）字母填在横线上）。（3）以下是该实验
14、的操作步骤：A将电流表、电压表、变阻器、小灯泡、电源、开关正确连接成电路；B调节滑动变阻器滑片的位置，保证闭合开关前使滑动变阻器与小灯泡并联部分的阻值最大；C闭合开关，记下电压表、电流表的一组示数（U1，I1），移动滑动变阻器的滑片，每移动一次记下一组（U，I）值，共测出12组数据；D按所测数据，在坐标纸上描点并将各点用直线段连接起来，得出小灯泡的伏安特性曲线。指出以上步骤中存在错误或不妥之处并修改。【答案】（1）C（2）C（3）见解析【解析】（1）因为小灯泡的额定电压为3 V，故电压表选E；小灯泡的额定电流I A0.5 A，故电流表选C。（2）小灯泡在额定电压下的电阻R6 ，由于，故电流表外接描绘伏安特性曲线时，电压从零开始，需用滑动变阻器的分压式接法，选C。（3）步骤B不妥，闭合开关前应使滑动变阻器与小灯泡并联部分的阻
