（新課標）2020高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時作業(yè)38 實驗：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、實驗：描繪小燈泡的伏安特性權(quán)限 1．(2018·浙江模擬)“測繪小燈泡伏安特性曲線”實驗中，已知小燈泡額定電壓為3 V. (1)某同學(xué)連好了實物圖，如圖，請指出其中的兩條連線錯誤(寫數(shù)字即可)：a________b________ (2)閉合開關(guān)后，移動滑片，使流過電流表的電流________ 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．隨意移動滑片，測出想測的電壓電流值即可 (3)實驗得到小燈泡的伏安特性曲線如圖所示，請仔細觀察該圖像，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，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，小燈泡電阻不變，當(dāng)電壓較大時，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)該接在滑動變阻器上面兩個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，移動滑片，使流過電流表的電流從0

3、開始慢慢增加到額定電流，故選A項； (3)由圖像可知：電壓很小時，小燈泡電阻不變，當(dāng)電壓較大時，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，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”實驗中，使用的小燈泡上標有“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．滑動變阻器R1(0～

4、1 000 Ω，允許通過的最大電流為0.1 A) F．滑動變阻器R2(0～20 Ω，允許通過的最大電流為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驗電路圖，并注明所選器材的符號． 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)測量結(jié)果如表所示，請根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖乙坐標系中畫出小燈泡的U-I曲線． (3)用上述兩只小燈泡a、b組成圖丙所示的電路．已知電源的電動勢為3 V、內(nèi)阻不

5、計，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)本實驗中要求電流從零開始調(diào)節(jié)，故應(yīng)采用滑動變阻器分壓接法，同時因燈泡內(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)利用描點法可得出對應(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，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熱敏電阻測量溫度，圖甲為該熱敏電阻器的電阻特性曲線，為了測量某狀態(tài)下的溫度，需先測量熱敏電阻在該狀態(tài)溫度下的電阻值． 請按要求完成下列實驗． (1)若溫度的測量范圍為0～25 ℃.不考慮其他因素對電路的影響，要求誤差較小，實驗室提供的器材如下，請在圖乙的虛線框內(nèi)畫出實驗電路圖． 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．滑動變阻器R：最大阻值為200 Ω E．直流電源E(電動勢6 V，內(nèi)阻不計)

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)此時熱敏電阻的阻值為________ kΩ；結(jié)合圖甲可知待測溫度為________ ℃.(計算結(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，而給出的滑動變阻器為200 Ω，無法起到保護作用，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·濟寧二模)熱敏電阻包括正溫度系數(shù)電阻器(PTC)和負溫度系數(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，負溫度系數(shù)電阻器的電阻隨溫度的升高而減小．某實驗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．滑動變阻器R1(最大阻值200 Ω

9、) D．滑動變阻器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(電動勢15 V，內(nèi)阻忽略) H．開關(guān)與導(dǎo)線若干 (1)實驗采用的電路圖如圖甲所示，則滑動變阻器選________，定值電阻R選________．(填儀器前的字母序號)． (2)該小組根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出熱敏電阻的U-I圖像如圖乙所示，請分析說明該曲線對應(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勢為9 V，內(nèi)阻10 Ω的電源兩端，則此時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)，故采用滑動變阻器分壓接法；故滑動變阻器應(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，故說明電阻隨電壓的增大而減小，因此應(yīng)為負溫度系數(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)某課外活動小

11、組為較準確地測定某小燈泡的額定功率．實驗室提供了下列器材： A．待測小燈泡：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．滑動變阻器R：最大阻值為20 Ω.額定電流1 A F．電源：電動勢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，導(dǎo)線若干 回答下列問題： (1)實驗中，電流表應(yīng)采用________(選填“A1”或“A2”)； (2)實驗中，定值電阻應(yīng)采用_____

12、___(選填“R1”成“R2”)； (3)將實驗電路圖補充完整； (4)實驗中，電壓表的示數(shù)為________V時．即可測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，使量程擴大至原來的3倍； (3)根據(jù)實驗原理可知，本實驗中電壓表需要改裝，同時因燈泡內(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量程的3倍，要使達到額定電壓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．測試時，磁敏電阻的軸向方向與磁場方向垂直． (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量某磁場的磁感應(yīng)強度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(電動勢3 V，內(nèi)阻不計)；磁敏電阻(無磁

14、場時的阻值R0＝250 Ω)；滑動變阻器(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)． 請在圖乙中添加連接導(dǎo)線，使磁敏電阻接入電路，并能在實驗中，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片時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，根據(jù)表中數(shù)據(jù)和上述信息，求出所測磁場的磁感應(yīng)強度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，同時滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，故實物圖如圖所示； ②由R＝求出每次R的測量值，再采用多次測量取平均值的方法，則得： RB＝×103＝1 500 Ω 由圖甲所示圖像可知，待測磁場的磁感應(yīng)強度B為0.8 T. 7．(2018·咸陽二模)某實驗小組要測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機正常工作時的機械效率，

16、現(xiàn)實驗室提供的器材有電流表、電壓表、滑動變阻器(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、細線、重物． (1)小組成員設(shè)計如圖甲、乙兩個測量電路，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機提升重物的實物電路連接． (3)閉合電鍵前應(yīng)將丙圖中的滑動變阻器的滑片移到最________端(填“左”或“右”)． 閉合電鍵后移動滑動變阻器，使電壓表和電流表都有明顯的示數(shù)，但電動機并未轉(zhuǎn)動，讀出此時電壓表和電流表的示數(shù)分別為2 V、1 A．繼續(xù)移動滑動變阻器的滑片，將電壓表的示數(shù)調(diào)為10 V，這時電流表的示數(shù)為0

17、.4 A．此時電動機輸出的機械功率為________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機得到從零開始連續(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機不轉(zhuǎn)時的電壓表和電流表的值，便于測出電動機線圈的電阻，故選乙圖較好． (2)根據(jù)電路圖連接實物圖，如圖所示， (3)為了使閉合電鍵時滑動變阻器的輸出電壓為零，應(yīng)將丙圖中的滑動變阻器的滑片移到最右端． 根據(jù)歐姆定律可得：電動機線圈的內(nèi)阻：r＝＝ Ω＝2 Ω 加額定電壓時，電動機的輸出功率即機械功率：P機＝U2I2－I22r＝10×0.4 W－(0.4)2×2 W＝3.68 W 若重物的重為2 N，由瞬時功率公式：P機＝mgv 可得重物上升的速度為：v＝＝ m/s＝0.46 m/s. 8