(新課標(biāo))2020高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)38 實(shí)驗(yàn):描繪小燈泡的伏安特性權(quán)限(含解析)新人教版

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1、實(shí)驗(yàn):描繪小燈泡的伏安特性權(quán)限 1.(2018·浙江模擬)“測(cè)繪小燈泡伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中,已知小燈泡額定電壓為3 V. (1)某同學(xué)連好了實(shí)物圖,如圖,請(qǐng)指出其中的兩條連線錯(cuò)誤(寫數(shù)字即可):a________b________ (2)閉合開關(guān)后,移動(dòng)滑片,使流過(guò)電流表的電流________ A.從0開始慢慢增加到額定電流 B.從額定電流開始慢慢減小到0 C.隨意移動(dòng)滑片,測(cè)出想測(cè)的電壓電流值即可 (3)實(shí)驗(yàn)得到小燈泡的伏安特性曲線如圖所示,請(qǐng)仔細(xì)觀察該圖像,然后描述小燈泡的電阻變化規(guī)律:___________________________________________

2、_____________________________ ________________________________________________________________________. (4)當(dāng)電壓為2.4 V時(shí),小燈泡的電阻為________ Ω.(結(jié)果保留一位小數(shù)) 答案 (1)4 7 (2)A (3)電壓很小時(shí),小燈泡電阻不變,當(dāng)電壓較大時(shí),隨著電壓增大,小燈泡電阻逐漸變大 (4)12.6 解析 (1)a:圖中導(dǎo)線4應(yīng)該接在滑動(dòng)變阻器上面兩個(gè)接線柱的其中之一上面;b:導(dǎo)線7應(yīng)該連接在小燈泡右邊的接線柱上; (2)閉合開關(guān)后,移動(dòng)滑片,使流過(guò)電流表的電流從0

3、開始慢慢增加到額定電流,故選A項(xiàng); (3)由圖像可知:電壓很小時(shí),小燈泡電阻不變,當(dāng)電壓較大時(shí),隨著電壓增大,小燈泡電阻逐漸變大; (4)當(dāng)電壓為2.4 V時(shí),小燈泡的電流為0.19 A,則電阻為R== Ω=12.6 Ω. 2.(2018·湘潭二模)在“描繪小燈泡的U-I曲線”實(shí)驗(yàn)中,使用的小燈泡上標(biāo)有“3 V 0.6 W“的字樣,其他可供選擇的器材有: A.電壓表V1(量程0~6 V,內(nèi)阻20 kΩ) B.電壓表V2(量程0~20 V,內(nèi)阻60 kΩ) C.電流表A1(量程0~3 A,內(nèi)阻0.2 Ω) D.電流表A2(量程0~0.6 A,內(nèi)阻1 Ω) E.滑動(dòng)變阻器R1(0~

4、1 000 Ω,允許通過(guò)的最大電流為0.1 A) F.滑動(dòng)變阻器R2(0~20 Ω,允許通過(guò)的最大電流為2 A) G.學(xué)生電源E(6~8 V) H.開關(guān)S及導(dǎo)線若干 (1)在虛線方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖,并注明所選器材的符號(hào). U/(V) 0.2 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 I/(A) 0.050 0.100 0.150 0.172 0.190 0.205 0.215 (2)某同學(xué)測(cè)量結(jié)果如表所示,請(qǐng)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖乙坐標(biāo)系中畫出小燈泡的U-I曲線. (3)用上述兩只小燈泡a、b組成圖丙所示的電路.已知電源的電動(dòng)勢(shì)為3 V、內(nèi)阻不

5、計(jì),則燈泡a、b消耗的總功率P=________W(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字). 答案 (1)如圖甲所示 (2)如圖乙所示 (3)0.52 解析 (1)本實(shí)驗(yàn)中要求電流從零開始調(diào)節(jié),故應(yīng)采用滑動(dòng)變阻器分壓接法,同時(shí)因燈泡內(nèi)阻較小,故應(yīng)采用電流表外接法;因燈泡額定電壓為3 V,故電壓表應(yīng)選擇V1;因燈泡電流最大值約為I== A=0.2 A,故電流表應(yīng)選擇A2;為了便于控制調(diào)節(jié),滑動(dòng)變阻器選擇小電阻R2; 故原理圖如圖甲所示; (2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)利用描點(diǎn)法可得出對(duì)應(yīng)U-I圖像;如圖乙所示; (3)兩電阻串聯(lián)接入電路,因電源內(nèi)阻不計(jì),故兩燈電壓均為1.5 V,由圖可知,電流為0.175 A

6、,故總功率P=EI=3×0.175 W≈0.52 W. 3.(2018·南平一模)某興趣小組同學(xué)要利用NTC熱敏電阻測(cè)量溫度,圖甲為該熱敏電阻器的電阻特性曲線,為了測(cè)量某狀態(tài)下的溫度,需先測(cè)量熱敏電阻在該狀態(tài)溫度下的電阻值. 請(qǐng)按要求完成下列實(shí)驗(yàn). (1)若溫度的測(cè)量范圍為0~25 ℃.不考慮其他因素對(duì)電路的影響,要求誤差較小,實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下,請(qǐng)?jiān)趫D乙的虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖. A.NTC熱敏電阻 B.電壓表V:量程5 V,內(nèi)阻約3 kΩ C.電流表A:量程為5 mA,內(nèi)阻為250 Ω D.滑動(dòng)變阻器R:最大阻值為200 Ω E.直流電源E(電動(dòng)勢(shì)6 V,內(nèi)阻不計(jì))

7、 F.開關(guān)S,導(dǎo)線若干 (2)正確接線后,將熱敏電阻置于待測(cè)狀態(tài)下,接通電源,電流表的示數(shù)是3.20 mA,電壓表的示數(shù)如圖丙所示,則電壓表的讀數(shù)為________V. (3)此時(shí)熱敏電阻的阻值為________ kΩ;結(jié)合圖甲可知待測(cè)溫度為________ ℃.(計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字) 答案 (1)如圖所示 (2)4.00 (3)1.0 25 解析 (1)由圖可知,熱敏電阻的阻值約為3 500 Ω至1 000 Ω,而給出的滑動(dòng)變阻器為200 Ω,無(wú)法起到保護(hù)作用,所以應(yīng)采用分壓接法,由于電流表內(nèi)阻已知,故可以采用電流表內(nèi)接法;如答案圖所示; (2)電壓表量程為5 V,最小

8、分度為0.1 V,故讀數(shù)為4.00 V; (3)根據(jù)歐姆定律可知:R+RA== Ω=1 250 Ω; 解得:R=1 250 Ω-250 Ω=1 000 Ω=1.0 kΩ; 由圖甲可知,溫度約為25 ℃. 4.(2018·濟(jì)寧二模)熱敏電阻包括正溫度系數(shù)電阻器(PTC)和負(fù)溫度系數(shù)電阻器(NTC),正溫度系數(shù)電阻器的電阻隨溫度的升高而增大,負(fù)溫度系數(shù)電阻器的電阻隨溫度的升高而減小.某實(shí)驗(yàn)小組選用下列器材探究某一熱敏電阻Rx的導(dǎo)電特性. A.電流表A1(量程10 mA,內(nèi)阻r1=1 Ω) B.電流表A2(量程0.6 A,內(nèi)阻r2約為0.5 Ω) C.滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值200 Ω

9、) D.滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值20 Ω) E.定值電阻R3(阻值1 499 Ω) F.定值電阻R4(阻值149 Ω) G.電源E(電動(dòng)勢(shì)15 V,內(nèi)阻忽略) H.開關(guān)與導(dǎo)線若干 (1)實(shí)驗(yàn)采用的電路圖如圖甲所示,則滑動(dòng)變阻器選________,定值電阻R選________.(填儀器前的字母序號(hào)). (2)該小組根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作出熱敏電阻的U-I圖像如圖乙所示,請(qǐng)分析說(shuō)明該曲線對(duì)應(yīng)的是________熱敏電阻(選填“PTC”或“NTC”). (3)若將此熱敏電阻直接接到一電動(dòng)勢(shì)為9 V,內(nèi)阻10 Ω的電源兩端,則此時(shí)該熱敏電阻的阻值為________ Ω.(結(jié)果保留三位有效數(shù)

10、字) 答案 (1)D E (2)NTC (3)80.0 解析 (1)電壓從零開始調(diào)節(jié),故采用滑動(dòng)變阻器分壓接法;故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇總阻值較小的D;由圖可知,定值電阻R與電流表A1串聯(lián)充當(dāng)電壓表使用,故應(yīng)采用阻值較大的E; (2)由圖乙可知,圖像的斜率減小,故說(shuō)明電阻隨電壓的增大而減小,因此應(yīng)為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻,即NTC熱敏電阻; (3)在熱敏電阻的伏安特性曲線中作出電源的伏安特性曲線,如圖所示,兩圖的交點(diǎn)表示電阻的工作電壓和電流,由圖可知,電壓U=8.0 V,電流I=0.1 A,故電阻R== Ω=80.0 Ω(78.9~82.0均可以) 5.(2018·南充模擬)某課外活動(dòng)小

11、組為較準(zhǔn)確地測(cè)定某小燈泡的額定功率.實(shí)驗(yàn)室提供了下列器材: A.待測(cè)小燈泡:額定電壓6 V,額定功率約為5 W B.電流表A1:量程0~1.0 A,內(nèi)阻約為1.5 Ω C.電流表A2:量程0~3.0 A,內(nèi)阻約為0.5 Ω D.電壓表:量程0~3.0 V.內(nèi)阻5 kΩ E.滑動(dòng)變阻器R:最大阻值為20 Ω.額定電流1 A F.電源:電動(dòng)勢(shì)8 V.內(nèi)阻很小 G.定值電阻R1:阻值為10 kΩ H.定值電阻R2:阻值為50 kΩ 開關(guān)一個(gè),導(dǎo)線若干 回答下列問(wèn)題: (1)實(shí)驗(yàn)中,電流表應(yīng)采用________(選填“A1”或“A2”); (2)實(shí)驗(yàn)中,定值電阻應(yīng)采用_____

12、___(選填“R1”成“R2”); (3)將實(shí)驗(yàn)電路圖補(bǔ)充完整; (4)實(shí)驗(yàn)中,電壓表的示數(shù)為________V時(shí).即可測(cè)定小燈泡的額定功率. 答案 (1)A1 (2)R1 (3)電路圖見解析 (4)2 解析 (1)燈泡的額定電流I== A=0.83 A,故電流表應(yīng)選擇A1; (2)因電壓表量程為3 V,小于燈泡的額定電壓,所以應(yīng)串聯(lián)一個(gè)電阻分壓,因電壓表內(nèi)阻為5 kΩ,而改裝后量程應(yīng)大于6 V即可,所以定值電阻選擇R1,使量程擴(kuò)大至原來(lái)的3倍; (3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知,本實(shí)驗(yàn)中電壓表需要改裝,同時(shí)因燈泡內(nèi)阻與電流表內(nèi)阻接近,故應(yīng)采用電流表外接法,故原理圖如圖所示; (4

13、)根據(jù)改裝原理可知,改裝后的電壓表量程為原來(lái)量程的3倍,要使達(dá)到額定電壓6 V,只需使電壓表示數(shù)為2 V即可. 6.(2018·成都模擬)圖甲所示是某磁敏電阻在室溫下的電阻RB隨磁感應(yīng)強(qiáng)度B變化的特性曲線,其中,在0.4 T≤B≤1.2 T的范圍內(nèi),圖線為直線.測(cè)試時(shí),磁敏電阻的軸向方向與磁場(chǎng)方向垂直. (1)試結(jié)合圖甲,寫出在0.4 T≤B≤1.2 T的范圍內(nèi),RB隨B變化的關(guān)系式:RB=________ kΩ. (2)某同學(xué)想利用該磁敏電阻去測(cè)量某磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B,他找到了如圖乙所示的器材,并連好部分導(dǎo)線. ①該同學(xué)所選器材的規(guī)格為:電源(電動(dòng)勢(shì)3 V,內(nèi)阻不計(jì));磁敏電阻(無(wú)磁

14、場(chǎng)時(shí)的阻值R0=250 Ω);滑動(dòng)變阻器(最大電阻約10 Ω);電流表(量程2.5 mA,內(nèi)阻約10 Ω);電壓表(量程3 V,內(nèi)阻約3 kΩ). 請(qǐng)?jiān)趫D乙中添加連接導(dǎo)線,使磁敏電阻接入電路,并能在實(shí)驗(yàn)中,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片時(shí)得到如下表所示的數(shù)據(jù): 1 2 3 4 5 6 U/V 0.00 0.45 0.91 1.50 1.79 2.71 I/mA 0.00 0.30 0.60 1.00 1.20 1.80 ②忽略電路中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng),根據(jù)表中數(shù)據(jù)和上述信息,求出所測(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為________T.(取一位有效數(shù)字) 答案

15、 (1)2.25B-0.3 kΩ (2)如圖所示 0.8 解析 (1)根據(jù)圖像可知,0.4 T≤B≤1.2 T內(nèi)RB隨B變化圖像為直線,由數(shù)學(xué)規(guī)律可知,對(duì)應(yīng)的關(guān)系式為:RB=2.25B-0.3 kΩ; (2)①因磁敏電阻的阻值較大,故應(yīng)采用電流表內(nèi)接法,同時(shí)滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法,故實(shí)物圖如圖所示; ②由R=求出每次R的測(cè)量值,再采用多次測(cè)量取平均值的方法,則得: RB=×103=1 500 Ω 由圖甲所示圖像可知,待測(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0.8 T. 7.(2018·咸陽(yáng)二模)某實(shí)驗(yàn)小組要測(cè)定一銘牌上只有額定電壓為10 V,而其他字跡不清楚的直流電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的機(jī)械效率,

16、現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室提供的器材有電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器(阻值較小)、備用電池若干節(jié),開關(guān)、若干導(dǎo)線、固定電池的電池盒、細(xì)線、重物. (1)小組成員設(shè)計(jì)如圖甲、乙兩個(gè)測(cè)量電路,其中比較合理的是________圖(填寫“甲”或“乙”). (2)根據(jù)選取的電路圖完善下面丙圖中用電動(dòng)機(jī)提升重物的實(shí)物電路連接. (3)閉合電鍵前應(yīng)將丙圖中的滑動(dòng)變阻器的滑片移到最________端(填“左”或“右”). 閉合電鍵后移動(dòng)滑動(dòng)變阻器,使電壓表和電流表都有明顯的示數(shù),但電動(dòng)機(jī)并未轉(zhuǎn)動(dòng),讀出此時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)分別為2 V、1 A.繼續(xù)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,將電壓表的示數(shù)調(diào)為10 V,這時(shí)電流表的示數(shù)為0

17、.4 A.此時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為________W,若重物重為8 N,則重物上升的速度大小為________ m/s. 答案 (1)乙 (2)如圖所示 (3)右 3.68 0.46 解析 (1)乙電路能夠使得電動(dòng)機(jī)得到從零開始連續(xù)可調(diào)的電壓,便于調(diào)節(jié)到在電壓較低的情況下電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)的電壓表和電流表的值,便于測(cè)出電動(dòng)機(jī)線圈的電阻,故選乙圖較好. (2)根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖,如圖所示, (3)為了使閉合電鍵時(shí)滑動(dòng)變阻器的輸出電壓為零,應(yīng)將丙圖中的滑動(dòng)變阻器的滑片移到最右端. 根據(jù)歐姆定律可得:電動(dòng)機(jī)線圈的內(nèi)阻:r== Ω=2 Ω 加額定電壓時(shí),電動(dòng)機(jī)的輸出功率即機(jī)械功率:P機(jī)=U2I2-I22r=10×0.4 W-(0.4)2×2 W=3.68 W 若重物的重為2 N,由瞬時(shí)功率公式:P機(jī)=mgv 可得重物上升的速度為:v== m/s=0.46 m/s. 8

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