测绘小灯泡的伏安特性曲线

专题3测绘小灯泡的伏安特性曲线一､选择题1.某同学用伏安法测某电阻时,分别采用了内接法和外接法,测得某电阻Rx的阻值分别为R1和R2,则所测阻值与真实值Rx的关系应为()A.R1>Rx>R2B.R1<Rx<R2C.R1>R2>RxD.R1<R2<Rx答案:A解析:对于外接法,依据测量公式可得:R测=依据并联电路特点得:

解得:R测=

显然有:R测<R,即R2<Rx

对于内接法,依据测量公式可得:R测=

依据串联电路特点得:=R+RA

解得:R测=R+RA

显然有:R测>R,即R1>Rx

所以,本题的正确选项为A.2.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,小灯泡的电阻的测量值与实际值相比较,测量值()A.偏大 B.偏小C.有时偏大,有时偏小D.都有可能答案:B解析:由于采用电流表外接法,测得电流比实际电流值偏大.由欧姆定律得,电阻测量值偏小,应选B.3.在描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中,下列说法正确的是()A.控制电路可以用限流电路B.电路中可以用电流表的内接C.可以在断开开关S时调节滑动变阻器的滑片,当移动滑片后再闭合开关,读出并记下这时电压表和电流表的值,然后又断开开关,如此反复,直到记录12组左右不同的U､I值.D.以上作法都不可取答案:D解析:描绘小灯泡的伏安特性曲线要求灯泡两端的电压从零开始逐渐升高,因此只能用分压电路,A项错误;灯丝的电阻很小,如“4V,0.70A”灯泡的灯丝电阻约为5.7Ω,而量程为1A的电流表内阻RA约0.1Ω左右,量程为5V的电压表的内阻RV约5kΩ左右,当电流表内接时,电流表的分压作用约为当电流表外接时,电压表的分流作用约为因此用电流表外接所测得的结果误差要小得多,故不可以用电流表的内接,B项错误;

我们作小灯泡的伏安特性曲线的目的是研究或探索当温度发生变化时,金属的电阻是否变化及怎样变化,如果调节好滑片后再闭合开关并读数,然后又断开开关,就不能连续地反映出灯丝电阻随温度逐渐升高时的实际变化规律,即不能反映所研究的这一现象的本来面目,另一方面失去电压表和电流表的监视而去移动滑片,很有可能使分压电路的电压过大而烧坏小灯泡,故C不正确.4.要测定小灯泡L“2.5V,0.3A”的伏安特性曲线,测量电路应选用图专题3-1中的哪种电路()答案:B解析:小灯泡的电阻很小,采用电流表外接可使测量误差减小,滑动变阻器应采用分压式接法,以增大电压变化范围.5.用电压表和电流表进行测量,不考虑它们对电路的影响,意思是()A.把电压表和电流表的内阻都看成是零B.把电压表和电流表的内阻都看成是无穷大C.把电流表内阻看成是零,把电压表内阻看成无穷大D.把电流表内阻看成是无穷大,把电压表内阻看成是零答案:C解析:电流表使用时要串联接入电路,对电路的影响来源于其内阻的分压作用,只有它的内阻足够小时才能忽略其对电路的影响.电压表并联接在电路中,对电路的影响来源于其内阻的分流作用,只有它的内阻足够大时才能使分流作用很小以致可以忽略对电路的影响,故应选择C项.6.用图专题3-2所示的电路测定电阻R的阻值,尽管所用的仪器是完好的,实验操作也正确,但发现测得的阻值近似等于其真实值的1/2,这是由于()A.R的阻值接近于电压表的内阻B.R的阻值远大于电压表的内阻C.电流表的内阻太大D.没有进行多次测量答案:A解析:采用电流表外接法测量电阻时,测量值等于被测电阻和电压表并联后的阻值,电压表内阻接近被测电阻阻值时,测量值接近真实值的1/2.7.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,可以同时测定小灯泡在各种电压下的功率.小灯泡的测量功率与实际功率相比较,测量功率()A.总偏大B.总偏小C.无误差D.都有可能答案:A解析:该实验中为了减小测量误差,采用了电流表外接,电流测量值偏大,P=UI,故功率测量值偏大.二､非选择题8.(2010·高考重庆卷)在探究小灯泡的伏安特性实验中,所用器材有:灯泡L､量程恰当的电流表A和电压表V､直流电源E､滑动变阻器R､电键S等,要求灯泡两端电压从0开始变化.(1)实验中滑动变阻器应采用________接法(填“分压”或“限流”)

(2)某同学已连接如图专题3-3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.

①.___________________________;

②._______________________________________.

分压电键S不应闭合,应处于断开状态滑动变阻器滑动触头P位置不当,应将其置于b端(3)电路连接正确后,分别测得两只灯泡L1和L2的伏安特性曲线如图专题3-4中Ⅰ和Ⅱ所示,然后将灯泡L1､L2与电池组(电动势和内阻均恒定)连成图专题3-5所示电路,多次测量后得到通过L1和L2的电流平均值分别为0.30A和0.60A.①在图专题3-4中画出电池组路端电压U和电流I的关系曲线.

__________

②由该曲线可知电池组的电动势为________V,内阻为________Ω(取2位有效数字).路端电压U与电流I的关系曲线如图专题3-64.62.7解析:本题考查电阻与电源的伏安特性曲线,意在考查考生的动手操作能力以及实验数据处理等实验能力.(1)因为灯泡两端的电压要从0开始调节,故只能采用分压电路.(2)在电路接好并检查是否正确连线之前,电键应处于断开状态,以免因接线错误而导致仪表损坏;接为分压电路时,滑动变阻器的有效电阻应从最小值开始调节,故滑片P应先处于b端.

(3)因为电池组的电动势与内电阻恒定,故对应的U-I图象应为直线.在两灯泡的伏安特性曲线Ⅰ与Ⅱ上分别选取电流对应为0.30A与0.60A的两点,连接该两点即可得电池组的伏安特性曲线.延长该曲线交两坐标轴于两点,由于与纵轴的交点表示电池组的电动势,故该电池组的电动势为4.6V,该直线的斜率表示内阻,所以该电池组的内阻为2.7Ω.9.某同学在做测定小灯泡功率的实验中得到如下几组U和I的数据:编号12345678U/V0.200.601.001.401.802.202.603.00I/A0.0200.0600.1000.1400.1700.1900.2000.205灯泡发光情况不亮微亮逐渐变亮正常发光(1)在图专题3-7上画出I-U图线;(2)从图线上可以看出,当功率逐渐增大时,灯丝电阻的变化情况是________;

(3)这表明导体的电阻随温度升高而________.解析:(1)根据U-I的数据,在坐标轴上找出对应的点,连成平滑的曲线,即I-U图线,灯丝的电阻,即图线上任一点与坐标原点连线的斜率的倒数,见图专题3-8.

(2)在I-U图线中,任一点与坐标原点连线的的斜率倒数即为这一状态的电阻值,即从图线看出斜率越来越小,其倒数越来越大,即灯丝电阻随功率增加而变大,或者说随温度升高而变大.10.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,使用的小灯泡为“6V,3W”,其他供选择的器材有:电压表V(量程6V,内阻20kΩ);电流表A1(量程3A,内阻0.2Ω);电流表A2(量程0.6A,内阻1Ω);变阻器R1(0~1000Ω,0.5A);变阻器R2(0~20Ω,2A);学生电源E(6~8V),开关S及导线若干.实验中要求在电压表0~6V范围内读取并记录下12组左右不同的电压值和对应的电流值I以便作出伏安特性曲线,则在上述器材中:(1)电流表应选__________,变阻器应选__________;A2R2

(2)在图专题3-9(b)方框中画出实验原理图;(3)试根据实验电路图,将图专题3-9(a)中的实验连成实验电路.答案:(1)(2)见图专题3-10图专题3-10(3)见图专题3-11解析:(1)计算灯泡的额定电流I额=A=0.5A,则电流表选A2,实验要求电压表从零开始读数,则滑动变阻器选择分压式连接,滑动变阻器选择额定电流大､总阻值小的,因此滑动变阻器应选R2,灯泡的电阻R灯=Ω=12Ω较小,电流表外接.

(2)原理图如图专题3-10所示.

(3)实物连接图如图专题3-11所示.11.图专题3-12所示为描绘小灯泡的伏安特性曲线所采用的电路原理图.按实验要求,加在小灯泡上的电压和通过小灯泡的电流都必须从零起开始逐步增大,直至达到小灯泡的额定电压或额定电流.但在实验过程中,却发现了如下一些现象,试帮助分析一下各是什么原因造成的.

(1)变阻器的滑动触头P滑到A端时,电压表