高二物理试验一：小灯泡伏安特性曲线和测电阻率文档+参考答案

1、高二物理实验专题（一）一、描绘小灯泡的伏安特性曲线1.有一个小灯泡上标有“ 4V 2W的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的U-I图线，有下列器材供选用；A.电压表（05V,内阻10KQ）B. 电压表（010V,内阻20KQ）C.电流表（00.3A，内阻1Q） D. 电流表（00.6A,内阻0.4 C）E.滑动变阻器（5 c , 10A）F. 滑动变阻器（500 Q, 0.2A）（1）实验中电压表应选用 ,电流表应选用 .（用序号字母表示）（2）为使实验误差尽量减小，要求电压表从零开始变化且多取几组数据，滑动变阻器应选用 （用序号字母表示）。（3）请在方框内画出满足实验要求的电路图，并把图中所示

2、的实验器材用实线连接成相应的实物电路图。2.在描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中，实验室备有下列器材供选择：A ,待测小灯泡“ 3V 2WB,电流表A1 （量程3A,内阻约为1Q）C.电流表A2 （量程0.6A,内阻约为5Q）D.电压表 V1 （量程3V,内阻约为10kQ）E.电压表 V2 （量程15V,内阻约为50kQ）F.滑动变阻器风（最大阻值为 100n,额定电流50mA）G.滑动变阻器（最大阻值为10n,额定电流1A）H.电源（电动势为 4V,内阻不计）I.电键及导线等（1）电流表应选用；电压表应选；滑动变阻器应选用 （填器材前面的字母）（2）在图甲实物图中，有部分线已连好，要求小灯泡的

3、电压从零开始测量，请连成符合要求的完整的电路图-（3）开关闭合之前，图中滑动变阻器的滑片应该置于 （选填“A端、端或“A冲间”）0 0*4 0 3 L2 L6”4 28(4)某同学实验后作出的I- U图象如图乙所示，则当灯泡两端的电压为2.4V时，灯泡的实际功率是 W (结果保留两位有效数字)3.某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：小灯泡L,规格“4.5V, 0.5A” ；电流表A,量程0.6A,内阻r约为0.2 Q ;电压表 V,量程15V,内阻约为15kQ;滑动变阻器 R,阻值范围010a学生电源E,电动势6V,内阻不计；开关S及导线若干。(1)甲同学设计了下

4、图(左图)所示的电路进行测量，请按照左边电路图把实物图中未完成的连线补充完整：(2)乙同学经分析发现甲同学实验精度不高，又从实验室找来1G =100pA, Rg=1000Q的灵敏电流计和电阻箱(099999.9 Q ),想把灵敏电流计改装成量程为5V的电压表，需要把电阻箱调成 Q的阻值，并与灵敏电流计 (填“串”或“并”)联在电路总来替代实验中的电压表。（3）乙同学用改装的电压表实验得到数据，现要以坐标标表示通过电流表A的电流I,横坐标表示通过灵敏电流计的电流IG,画出I- 1G图线，他已经把数据画在坐标纸上，请帮他把图线画出来。（4）乙同学通过资料发现同等型号的小灯泡的灯丝在27c时电阻是2

5、.1 Q,并且小灯泡灯丝电阻值与灯丝温度的关系为R=k （273+t）, k为比例常数，请估算灵敏电流表的电流1G =60NA时该灯泡灯丝的温度约为Co二、测量电阻及电阻率.已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为010Q,电流表内阻约几殴，电压表内阻约20ka.电源为干电池（不宜在长时间、大功率状况下使用），电动势E=4.5V,内阻很小.则以下电路图中 （填电路图下方的字母）电路为本次实验应当采用的最佳电路.用此电路测得的金属丝电阻R比真实值 （填“大”或“小”）(A)(11)(C)(D)若已知实验所用的电流表内阻的准确值R=2.0 Q ,那么准确测量金属丝电阻R的最佳电路应是图中的电 路.若此

6、时测得电流为 I、电压为U,则金属丝电阻 R= （用题中各物理量符号表示）.为了精确测量某待测电阻 Rx的阻值（约为30Q）o有以下一些器材可供选择。电流表：Ai（量程050mA,内阻约12Q）A2（量程03A,内阻约0.12 Q）电压表：vi（量程03V,内阻很大）V2（量程015V,内阻很大）电源：E（电动势约为3V,内阻约为0.2 ）定值电阻：R（30 Q,允许最大电流 2.0A）滑动变阻器：Ri（010kQ,允许最大电流 2.0A）滑动变阻器：R2（01kQ,允许最大电流0.5A）单刀单掷开关S一个，导线若干（1）电流表应选 ,电压表应选 ,滑动变阻器应选 。（填字母代号）（2）请在方

7、框中画出测量电阻Rx的实验电路图。（要求测量值的范围尽可能大一些，所用器材用对应的符号标 出）.在测定一根粗细均匀合金丝Rx的电阻率的实验中.I利用螺旋测微器测定合金丝的直径，示数如图（a）所示，则可读得合金丝的直径为 mm.n待测合金丝Rx的电阻约为5a.提供的仪器有：A.电压表 V （内阻约为10k 量程为3V）B,电流表Ai （内阻约为3Q,量程为0.6A）C,电流表A2 （内阻约为0.1量程为3A）D.滑动变阻器 R （阻值为05Q,额定电流为2A）E.电源E （电动势为5V,内电阻为1Q）F. 一个开关、若干导线要求较准确地测出其阻值，电流表应选 .（填序号）某同学根据以上仪器， 按

8、图（b）连接实验线路，在实验中发现电流表示数变化范围较窄，现请你用笔在图（b）中画一条线对电路进行修改，使电流表示数的变化范围变宽.修改后的电路其测量结果比真实值偏 （填 矢”或 小”）.某同学利用图（a）所示电路测量量程为2. 5 V的电压表OV的内阻（内阻为数千欧姆），可供选择的器材有：电阻箱 R （最大阻值99 999. 9 ）,滑动变阻器 Ri （最大阻值50 ）,滑动变阻器R2 （最大阻值5 k Q）, 直流电源E （电动势3 V）。开关1个，导线若干。实验步骤如下按电路原理图（a）连接线路；将电阻箱阻值调节为 0,将滑动变阻器的滑片移到与图（a）中最左端所对应的位置，闭合开关S;调

9、节滑动变阻器，使电压表满偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2. 00 V,记下电阻箱的阻值。回答下列问题：（1）试验中应选择滑动变阻器 （填“ R”或“ R2”）。（2）根据图（a）所示电路将图（b）中实物图连线。计算可得（3）实验步骤中记录的电阻箱阻值为630. 0若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变,电压表的内阻为 Q （结果保留到个位）。.为了测量待测电阻 R的阻值（约为200）,备有以下器材：A.电源E:电动势约为1.5V,内阻可忽略不计；B.电流表 Ai：量程为010mA内电阻ri=20Q;C.电流表A量程为030mA内电阻26 0;D.定值电阻R

10、:阻值R）=80Q ;E.滑动变阻器 R:最大阻值为20 ;F.滑动变阻器R:最大阻值为2000G.单刀单掷开关S,导线若干；滑动变阻器应选择。为了尽量准确地测量电阻R,在图甲、乙两图中，应选择图 （填图号）。甲乙丙合理选择电路后，某次测量中电流表A的示数为Ii,电流表 4的示数为I 2.则R的表达式为:R=。某次测量时，其中一个电流表指针位置如图丙所示，其读数为 =mAC、D中有两条本实验中，设滑动触头 P从b端开始向左移动的距离为 x, P、b两点电压为U,若图丁 A、B、是R、R的U x关系图线，则对应 R的是 线。6.现在要测量一段电阻丝的电阻率p,其阻值Rx约为0.5乌允许通过的最大

11、电流为0.5A。提供如下实验器材:电流表A （量程0.6 A,内阻约0.6 Q电压表V （量程3 V,内阻约3 k Q）& 儿 (D)（2）请你在图（b）上完成实验电路的连接:H ICJ滑动变阻器 R1 （5 Q, 2A）标准电阻R0 （阻值5Q）直流电源E （E=6V,内阻不计）电键S、导线若T图（甲）四位同学分别设计的测量部分”的电路，你认为合理的是（）;（3）实验中，如果两电表的读数分别为U和I,测得拉直后接入电路的电阻丝的长度为L、直径为D,则待测电阻丝的电阻率 p的计算式为：;（4）用螺旋测微器测量待测电阻丝的直径读数如图（c）所示，则其直径 D=mm。. （10分）在某些汽车的后挡

12、风玻璃中会嵌入一组电阻丝，可通电加热以化解霜冻.图甲是用伏安法测量其中 一根电阻丝Rx阻值的实物连线图.仪表规格如表.内阻电流表A0.6A等干0.20Q电压表V3V均为IkQ图甲图乙(1)将单刀双掷开关 S2置于位置b,闭合开关 &,电压表和电流表指针如图乙所示，则可读得电压表的示数U= V,电流表的示数I=A；计算得出电阻丝的阻值 Rx= Q (保留两位有效数字).(2)若将单刀双掷开关置于位置a,则通过电阻丝的电流 此时电流表的电流(填 大于或者 小于”.)(3)现有6根与Rx同型号的电阻丝和一个内阻为 2.0 的电源，为了达到最快的化霜效果，请选用几根电阻丝,并用笔画线代替导线，在图丙中

13、进行设计连接.图丙.为了测量一个量程为 3V的电压表的内阻 Rv(约几千欧姆)，可以采用图甲电路。图甲(1)试将图乙所给实验仪器按实验电路连成测量电路。图丙(2)在测量时，可供选择的实验步骤有:A.闭合开关S;B,将电阻箱Ro的阻值调到最大；C,将电阻箱R0的阻值调到零；D,调节电阻箱 Ro的阻值使电压表的指针指示 1.5V,记下此时Ro的值；E.调节滑动变阻器 R的滑动触头P,使电压表的指针指示 3.0V;F .把变阻器R的滑动触头P滑到a端；G.把变阻器R的滑动触头P滑到b端；H.断开开关S;把必要的合理步骤选出来，按操作顺序将字母代号填在横线上 。(3)若在步骤D中读出Ro的阻值为图丙所

14、示位置，则电压表的电阻为 Qo用这种方法测出的电压表内阻 与真实值相比偏 (填“大”或“小”)。高二物理实验专题(一)参考答案一、小灯泡的伏安特性曲线1.【答案】(1) A D (2) E (3)见解析【解析】(1)因灯泡的额定电压为 4V,为保证安全选用的电压表量程应稍大于4V,但不能大太多，量程太大则示数不准确；故只能选用05V的电压表，故选 A;由P=UI得，灯泡的额定电流I= =0.5A;故电流表应选择 00.6A的量程，故选 D;U(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，而分压接法中 TOC o 1-5 h z 应选总阻值小的滑动变阻器

15、，故选E;2灯泡内阻 R=8Q ; 上=1250, = 一=20PR 8RA0.4故说明电压表内阻远大于灯泡内阻，应采用电流表外接法 而由以上分析知，滑动变阻器应选择分压接法； 故电路图和实物连接图如图所示.,一一 一，, 一 P 2一 E一、I2.【解答】解：(1)灯泡额定电压为 3V,电压表应选D,灯泡额定电流I=U=2=0.66A ,若米用3A量程则误 U O差较大，故只能采用 0.6A量程进行测量；本实验采用分压接法，为方便实验操作应选滑动变阻器G.(2)描绘灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法；电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，实物电路图如

16、图所示.(3)由图可知，测量电路与滑动变阻器左侧并联，故为了让电流从零开始调节，滑片位置应滑到A端；0.6 0.5 0.4 0.30,2 0.1y/AItit 11 n Lni i rsRHHIHHVBSU IIIIVSSadHHM mmiiiiimi rfliiiiiiiiiim“口口 ITTF1 11I I f0 0.4 0.8 L2 L6 以。24 X8己（4）由图可知，当电压为 2.4V地，电流I=0.52A ,则功率P=UI=2.4X0.52=1.3W.故答案为：（1）C；D；G；（2）连线如图所示；（3） A端；（4）1.3.3.【答案】（1）如图所示（2） 49000 ;串联（3

17、）连成折线的不给分，连成光滑曲线即可给分（4) 840870均可【解析】试题分析：（1）如图所示）注意导线不要交叉50000Q,（3）要改装成电压表应串联一个大电阻，设改装后的电压表为衣互，贝=：j -1. UU 1U故& =我芨-&E = 49000。.（3）如图所示，用平滑曲线连线10/A(4)乙同学通过资料宴现同等型号的小灯泡的灯丝在2/C时电阻是2.1。，即2.1二上(273 + 27%从图中 可知当电=&)如时J3.风 则电阻为K = 60足1 ：;50。 = 79Q,贝丘9 =和273+外,联立解得 /=56t,考点;本题考查描绘小灯泡伏安特性曲线的实蛉【名师点睛】要注意明确：L电

18、路的连接要根据电路图连接，2.描点法在连线的过程中，一定要注意使 用光滑曲线连接.3 .注意明确欧娉定律及图象的准确应用来进行分析求解.二、测量电阻及电阻率1、A,小，B,芋一R2答案(1)Ai Vi Ri(2)如图所示U c(3)y-R4. (1) Ri (2)连线如图;3答案为:I . 0.609 (0.6080.610); II .B;电路图如图所示；小.(3) 2 52011(2)实物图连接如图所示:(3)电压表和电阻箱整体分压不变，故： U=U + U-?RRv代入数据，有：2. 5=2+-2- X 630FV解得：Ft=2520Q乙 (3). (4). 20.0 (5). D5【答案】(1).E(或R) (2).【解析】(1)滑朗变阻器要用分压电路，故应该选择阻值极小的(或小卜(2) Ro和Ai串联代替电