2016-2017学年高中物理 第二章 电路粤教版选修3-1_2

1 第二章 电路 第十节 实验：描绘小灯泡的伏安物性曲线 1下图为某同学测绘额定电压为 2.5 V 小灯泡的 I U 图线实验电路图 (1)根据电路图，用笔画线代替导线，将下图中的实验电路连接成完整的实验 电路 (2)开关 S 闭合之前，上图中滑动变阻器的滑片应该置于_ _(填“ A 端” “B 端” 或“ AB 正中间”) 解析：(1)在连接滑动变阻器为分压接法的实物电路中，最好先将变阻器电阻丝上两接 线柱串联入电路，然后再连接分压部分(电流表与灯泡串联后与滑动变阻器部分电阻并联， 电压表并联在灯泡两端) (2)在闭合 S 前，应使灯泡两端电压最小，以保护灯泡，所以滑片应置于 A. 答案：(1)连接电路如下图 (2)A 端 2下面表格为某同学测绘小灯泡的伏安特性曲线的记录数据，根据其数据在坐标系中 画出小灯泡的伏安特性曲线由画出的曲线发现小灯泡的电阻有没有变化？如何变化？分 析发生变化的原因 2 数据 1 2 3 4 5 6 7 8 U/V 0.20 0.60 1.00 1.40 1.80 2.20 2.60 3.00 I/A 0.020 0.060 0.100 0.140 0.170 0.190 0.200 0.205 解析：该题中坐标轴已经建好，所以只要在坐标纸上描出各组数据所对应的点，然后 将描出的点用平滑的曲线连接起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线. ，即 | k|.由 1R I U 1R 图象可知，斜率 k 逐渐减小，说明灯泡的电阻增大了又因为金属材料的电阻率随温度 的 升高而增大，在其他条件不变的情况下，容易猜想到是由于灯泡的温度升高而造成的 答案：见解析 3有一个小灯泡上标有“3.5 V 1.5 W”的字样，现要描绘这个灯泡的伏安特性图 线有下列器材供选 用： A电压表(05 V，内阻约为 10 k) B电压表(015 V，内阻约为 20 k) C电流表(00.3 A，内阻约为 1 ) D电流表(00 .6 A，内阻约为 0.4 ) E滑动变阻器(10 ，2 A) F学生电源(直流 6 V)，还有电键、导线若干 (1)实验中所用电压表应选用_，电流表应选用_ (2)实验时要求尽量减小实验误差，测量电压从零开始多取几组数据，请将下图中实物 连接成满足实验要求的测量电路 3 (3)某同学根据实验得到的数据画出了该小灯泡的伏安特性曲线(如图所示)，若用电动 势为 3 V、内阻为 2.5 的电源给该小灯泡供电，则该小灯泡的实际功率是_W. 解析：(1)因灯泡的额定电压为 3.5 V，为保证安全选用的电压表量程应稍大于 3.5 V，但不能大太多，量程太大则示数不准确；故只能选用 05 V 的电压表，故选 A；由 P UI 得，灯泡的额定电流 I 0.43 A，故电流表应选择 00.6 A 的量程，故选 PU 1.53.5 D；(2)由题意要求可知，电压从零开始变化，并要多测几组数据，故只能采用滑动变阻器 分压接法，灯泡的电阻约为 R 8.2 ，跟电流表内阻接近，所以用电流表外接 U2P 法(3)当灯泡接入电动势为 3 V、内阻为 2.5 的电源中时，由闭合电路欧姆定律 E U Ir 得 U32.5 I.画出 U I 图象，与该小灯泡的伏安特性曲线的交点表示该灯泡接 入电路中的电压和电流，由图读出通过灯泡电流为 0.4 A，两端电压为 2.0 V，所以功率为 0.8 W. 答案：(1)A D (2)如图所示 (3)0.80(0.780.82) 4在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，用导线 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g 和 h 按如图所示的方式连接电路，电路中所有元器件都完好，且电压表和电流表都已调零闭 合开关后： (1)若电压表的示数为 2 V，电流表的示数为零，小灯泡不亮，则断路的导线为 4 _ (2)若电压表的示数为零，电流表的示数为 0.3 A，小灯泡亮，则断路的导线为 _ (3)若反复调节滑动变阻器，小灯泡的亮度发生变化，但电压表、电流表的示数不能调 为零，则断路的导线为_ 解析：(1)电压表的示数为 2 V，电流表的示数为零，小灯泡不亮，说明电压表与小灯 泡没有并联好(可能是 d、 h 导线断路)，但电压表又与其他部分组成了闭合电路，故断路的 导线只可能是 d.(2)小灯泡亮，但电压表的示数为零，同样说明电压表与小灯泡没有并联 好(可能是 d、 h 导线断路)，但电流表有示数说明 d 未断路，故断路的导线只可能是 h.(3) 反复调节滑动变阻器，小灯泡的亮度发生变化，但电压表、电流表的示数不能调为零，说 明滑动变阻器在实际电路中没有起到如连接电路中应起到的分压作用，而仅起到限流作用， 故可断定断路的导线为 g. 答案：(1) d (2) h (3) g 5某实验小组要描绘一个标有“ 3.8 V 1 W”的小灯泡 RL的伏安特性曲线，所供选 择的器材除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择： A电压表 V(量程 5 V，内阻约为 5 k) B直流电源 E(电动势 4.5 V，内阻不计) C电流表 A1(量程 250 mA，内阻约为 2 ) D电流表 A2(量程 500 mA，内阻约为 1 ) E滑动变阻器 R1(阻值 010 ) F滑动变阻器 R2(阻值 0200 ) (1)为了使调节方便，测量的准确度较高，应选用电流表为_；滑动变阻器 为_(填写仪器符号) (2)要求实验中小灯泡电压从零逐渐增大到额定电压，测量误差尽可能小请 你为该 实验小组设计电路图，并在图中标出器材的符号，画在下面方框中 5 (3)某小组按实验要求设计出正确电路图并正确连线后，合上电键，慢慢增大小灯泡 的电压，发现刚开始时两电表均有读数，但小灯泡不会发光，请简要分析原因： _ _. 解析：(1)小灯泡的额定电流 I A263 mA，电 流表量程应大于灯泡额定电流， PU 13.8 应选 A2，分压接法中为方便调节，