2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時作業(yè)40 描繪小電珠的伏安特性曲線

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1、2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時作業(yè)40 描繪小電珠的伏安特性曲線 1．“描繪小電珠的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)電路如圖所示，所用小電珠的額定電壓為3.8 V．關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差，下列說法中正確的是(　　) A．系統(tǒng)誤差主要是由電壓表的分流引起的 B．系統(tǒng)誤差主要是由電流表的分壓引起的 C．系統(tǒng)誤差主要是由于忽略電源內(nèi)阻引起的 D．系統(tǒng)誤差主要是由讀數(shù)時的估讀引起的 答案：A　解析：由于小電珠的電阻比較小，所以采用電流表外接法，此時電壓表的測量值是準(zhǔn)確的，但是電流表的測量值和真實(shí)值相比要大，系統(tǒng)誤差的主要原因是電壓表分流，A正確． 2．(2018·廣東湛江一模)現(xiàn)要測定一個額定電壓為

2、2.5 V、額定功率約為0.7 W的小燈泡的伏安特性曲線． (1)為了測量的電壓能從零開始，測量誤差較小，請?jiān)趫D甲中連好實(shí)物電路圖． (2)合上開關(guān)前，滑動變阻器的滑動觸頭應(yīng)置于滑動變阻器的________(填“左端”或“右端”)． (3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，描繪出的U-I圖象如圖乙所示，由圖可知，當(dāng)燈泡的電壓為1.80 V時，小燈泡電阻為________Ω，小燈泡的功率為________W(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)． 甲 　 乙 丙 (4)由圖乙可確定小燈泡耗電功率P與外加電壓U的關(guān)系，符合該關(guān)系的圖象是圖丙中的________． 答案：(1)見解析 (2)左端

3、(3)7.2 0.45 (4)D 解析：(1)實(shí)物電路圖如圖所示． (2)為了讓測量電路中電壓從零開始調(diào)節(jié)，則滑片開始時應(yīng)滑到最左端． (3)由題圖乙可知，當(dāng)電壓為1.80 V時，電流為0.25 A，則電阻R＝＝ Ω＝7.2 Ω；功率P＝UI＝1.8×0.25 W＝0.45 W. (4)由功率公式P＝可知，功率與電壓的圖象應(yīng)為D. 3．某一小型電風(fēng)扇的額定電壓為4.0 V，額定功率為2.4 W．某實(shí)驗(yàn)小組想通過實(shí)驗(yàn)描繪出電風(fēng)扇的U-I圖線．實(shí)驗(yàn)中除導(dǎo)線和開關(guān)外，還有以下器材可供選擇： A．電源E(電動勢為4.5 V) B．電壓表V(量程為0～5 V，內(nèi)阻約為4 kΩ)

4、C．電流表A1(量程為0～0.6 A，內(nèi)阻約為0.2 Ω) D．電流表A2(量程為0～3 A，內(nèi)阻約為0.05 Ω) E．滑動變阻器R1(最大阻值10 Ω，額定電流1 A) F．滑動變阻器R2(最大阻值2 kΩ，額定電流100 mA) (1)為了便于調(diào)節(jié)，減小讀數(shù)誤差和系統(tǒng)誤差，實(shí)驗(yàn)中所用電流表應(yīng)選用________，滑動變阻器應(yīng)選用________．(填所選儀器前的字母序號) (2)請你為該小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，并把電路圖畫在虛線框內(nèi)(電風(fēng)扇的電路符號為)． (3)操作過程中發(fā)現(xiàn)，電風(fēng)扇通電后受阻力作用，電壓表讀數(shù)小于0.5 V時電風(fēng)扇沒啟動．該小組測繪出的電風(fēng)扇的U-I圖線

5、如圖所示，由此可以確定，電風(fēng)扇的電阻為________Ω，正常工作時的發(fā)熱功率為________W，機(jī)械功率為________W. 答案：(1)C　E　(2)實(shí)驗(yàn)電路如圖所示　(3)2.5　0.9　1.5 解析：(1)電風(fēng)扇的額定電流為I＝＝ A＝0.6 A. 為了便于調(diào)節(jié)，減小讀數(shù)誤差和系統(tǒng)誤差，實(shí)驗(yàn)中所用電流表應(yīng)選用C；滑動變阻器采用分壓電路，應(yīng)選用E. (2)電流表采用外接法，滑動變阻器采用分壓式接法，實(shí)驗(yàn)電路如圖所示． (3)電壓表讀數(shù)小于0.5 V時電風(fēng)扇沒啟動，根據(jù)歐姆定律得R＝＝ Ω＝2.5 Ω.電風(fēng)扇正常工作時電壓為4 V，根據(jù)題中圖象知電流為0.6 A，則電風(fēng)

6、扇的發(fā)熱功率P熱＝I2R＝0.62×2.5 W＝0.9 W，則機(jī)械功率P機(jī)＝P－P熱＝2.4 W－0.9 W＝1.5 W. 4.在“描繪小燈泡伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)”中： (1)為減小實(shí)驗(yàn)誤差，方便調(diào)節(jié)，請?jiān)诮o定圖甲中的A、B、C、D四個電路圖和E、F、G三個滑動變阻器中選取適當(dāng)?shù)碾娐穲D和器材，并將它們的編號填在橫線上．應(yīng)選取的電路圖是________，滑動變阻器應(yīng)選取________． E．總阻值15 Ω，允許通過的最大電流為2 A的滑動變阻器 F．總阻值200 Ω，允許通過的最大電流為2 A的滑動變阻器 G．總阻值1 000 Ω，允許通過的最大電流為1 A的滑動變阻器 (2

7、)由實(shí)驗(yàn)得到小燈泡的伏安特性曲線如圖乙中b線．將該小燈泡與一干電池組成閉合回路，該電池兩極間的電壓隨電路中電流的變化關(guān)系圖線如圖乙中a線所示，則小燈泡與電池連接后的實(shí)際功率為________W；若再將一阻值為0.75 Ω的電阻串聯(lián)在電路中，則小燈泡的實(shí)際功率為________W. 乙 答案：(1)C　E　(2)0.72　0.24 解析：(1)由小燈泡的伏安特性曲線(題圖乙中b線)可知，小燈泡電阻很小，不超過1 Ω，且電表示數(shù)從零開始讀數(shù)，因此電流表采用外接法，滑動變阻器應(yīng)該采用分壓式接法，C圖正確；滑動變阻器采用分壓式接法，為了便于調(diào)節(jié)，應(yīng)用總阻值較小的，故應(yīng)選擇E. (2

8、)兩圖線的交點(diǎn)坐標(biāo)即為小燈泡的電壓和電流，實(shí)際功率P＝UI＝0.72 W；根據(jù)電池的U-I圖線可知，電池的內(nèi)阻為0.75 Ω，若再將一阻值為0.75 Ω的電阻串聯(lián)在電路中，相當(dāng)于小燈泡與等效內(nèi)阻為1.5 Ω的電源連接，在U-I坐標(biāo)系內(nèi)，連接(0,1.5 V)和(1.0 A,0)兩個點(diǎn)，作出等效電源的U-I圖線，讀出該圖線與小燈泡的伏安特性曲線的交點(diǎn)坐標(biāo)為(0.8 A,0.3 V)，此即為小燈泡的電流和電壓值，故燈泡的實(shí)際功率為0.24 W. [能力提升] 5．有一個小燈泡上標(biāo)有“4.8 V　2 W”的字樣，現(xiàn)在測定小燈泡在不同電壓下的電功率，并作出小燈泡的電功率P與它兩端電壓的二次方U2的

9、關(guān)系曲線．有下列器材可供選用： A．電壓表V1(0～3 V，內(nèi)阻3 kΩ) B．電壓表V2(0～15 V，內(nèi)阻15 kΩ) C．電流表A(0～0.6 A，內(nèi)阻約1 Ω) D．定值電阻R1＝3 kΩ E．定值電阻R2＝15 kΩ F．滑動變阻器R(10 Ω，2 A) G．學(xué)生電源(直流6 V，內(nèi)阻不計(jì)) H．開關(guān)、導(dǎo)線若干 (1)實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用________，定值電阻應(yīng)選用________(均用序號字母填寫)． (2)為盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差，并要求從零開始多取幾組數(shù)據(jù)，請?jiān)谔摼€方框內(nèi)畫出滿足實(shí)驗(yàn)要求的電路圖． (3)利用上述實(shí)驗(yàn)電路圖測出的電壓表讀數(shù)UV與此時小燈

10、泡兩端電壓U的定量關(guān)系是________，下圖的四個圖象中可能正確的是________． 答案：(1)A D (2)如圖所示 (3)U＝2UV C 解析：(1)由于15 V的電壓表量程較大，所以可以采用擴(kuò)大電壓表量程的辦法，實(shí)驗(yàn)中所用電壓表選用A，定值電阻應(yīng)選用R1＝3 kΩ的D. (2)采用分壓電路，電流表外接，如圖所示． (3)利用上述實(shí)驗(yàn)電路圖測出的電壓表讀數(shù)UV與此時小燈泡兩端電壓U的定量關(guān)系是U＝2UV.由P＝，R隨溫度升高(電壓增大)而增大，小燈泡的電功率P與它兩端電壓的二次方U2的關(guān)系曲線可能是圖C. 6．某同學(xué)利用如下實(shí)驗(yàn)器材“研究小燈泡的伏安

11、特性曲線”：電源(電動勢3 V，內(nèi)阻可忽略不計(jì))、滑動變阻器(最大阻值10 Ω)、電壓表、電流表、開關(guān)、小燈泡、導(dǎo)線若干． (1)實(shí)驗(yàn)過程中某次實(shí)驗(yàn)時電壓表、電流表的指針如圖甲所示，則電壓表讀數(shù)為________V，電流表讀數(shù)為________A. 甲 (2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)作出小燈泡的U-I圖象如圖乙所示，則可知小燈泡的電阻隨電壓增大而________(填“增大”“減小”或“不變”)． (3)用鉛筆在圖丙中把缺少的導(dǎo)線補(bǔ)全，連接實(shí)驗(yàn)電路． (4)若正確連線后，合上開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片，小燈泡不能完全熄滅，其他完全正常，則可判斷是導(dǎo)線________(填接線柱字母，如

12、“GH”)發(fā)生斷路；此時的電路中，小燈泡可能獲得的最小功率是________ W(保留兩位有效數(shù)字)． 乙 丙 答案：(1)1.20　0.40　(2)增大　(3)見解析圖甲　(4)EN　0.13(0.12～0.14均可) 解析：(1)電壓表示數(shù)為12.0×0.1 V＝1.20 V，電流表示數(shù)為20×0.02 A＝0.40 A．(2)根據(jù)題圖乙可知，隨著電壓升高，小燈泡的電阻增大．(3)研究小燈泡的伏安特性曲線，電壓應(yīng)從零開始，因而滑動變阻器采用分壓接法．小燈泡電阻較小，電流表采用外接法．實(shí)物圖連接見圖甲．(4)正確連線后，移動滑動變阻器的滑片，小燈泡不能完全熄滅，則可能是導(dǎo)線EN斷路．EN導(dǎo)線斷路后，當(dāng)滑動變阻器的阻值全部連入電路，電流最小，小燈泡的功率最?。藭r把滑動變阻器的阻值作為電源內(nèi)阻，在小燈泡的U-I圖線中畫出等效電源的U-I圖線，兩圖線的交點(diǎn)即為小燈泡功率最小時的工作狀態(tài)點(diǎn)(如圖乙)，由圖線可知P＝0.25×0.50 W≈0.13 W. 甲 乙