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《描绘小灯泡的伏安特性曲线》试题精选


《描绘小灯泡的伏安特性曲线》习题精选
1、在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,有以下器材: A.小灯泡 L(3V,0.6A) B.滑动变阻器 R(0~10Ω) C.电压表 V1(0~3V) D.电压表 V2(0~15V) E.电流表 A1(0~0.6A) F.电流表 A2(0~3A) G.铅蓄电池、开关各一个,导线若干 (1)为了减小误差,实验中应选电流表_____

_________,电压表____________. (2)在图虚线框内按要求设计实验电路图.

(3) (2009· 浙江理综)如图甲所示, 在实验中, 同组同学已经完成部分导线的连接, 请你在实物接线图中完成余下的导线的连接. (4) (2009· 天津理综) 连好图示的电路后闭合开关,通过移动变阻器的滑片,使 小灯泡中的电流由零开始逐渐增大,直到小灯泡正常发光,由电流表和电压表得到 的多组读数描绘出的 U-I 图象应是( )

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〖答案〗 :(1)因灯泡(3V,0.6A),故电流表选 E(0~0.6A),电压表选 C(0~3V).(2) 电路图略. (3)因为小灯泡的电阻远小于电压表内阻,所以 在用外接法,需要测量多组数据和描绘图象,需要 电压从 0 开始调节,所以为分压电流表外接法 (4)C:小灯泡的电阻随温度的升高逐渐增大, 所以 U-I 图象中的斜率也要逐渐增大,C 项正确. 2、发光二极管是目前很多电器的指示灯的电子元件,在电路中符号是 .只

有电流从标有“+”号的一端流入,从标有“-”号的一端流出时,它才能发光, 这时可将它视为一个纯电阻.现有某厂家提供的某种型号的发光二极管的伏安特性 曲线如图所示.

(1)已知该型号的发光二极管的正常工作电压为 2.0V.若用电动势为 12V,内阻 可以忽略不计的直流电源供电,为使该二极管正常工作,需要在电源和二极管之间 串联一只阻值为________Ω 的定值电阻. (2)已知该型号的发光二极管允许通过的最大电流为 56mA,请用实验证明这种 元件的伏安特性曲线与厂家提供的数据是否一致.可选用的器材有: 待测发光二极管 直流电源 E(电动势 4.5V,内阻可以忽略不计) 滑动变阻器 R(最大阻值为 200Ω ) 电压表 V1(量程 10V,内阻约 50kΩ ) 电压表 V2(量程 5V,内阻约 20kΩ ) 电流表 A1(量程 100mA,内阻约 50Ω ) 电流表 A2(量程 60mA,内阻约 100Ω ) 开关 S、导线若干
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为 准 确 、 方 便 地 进 行 检 测 , 电 压 表 应 选 用 __________ , 电 流 表 应 选 用 __________.(填字母符号) (3)画出利用(2)中器材设计的实验电路图. 答案:(1)500 (2)V2 A2 (3)如图所示

解析:(1)由二极管的伏安曲线读出电源为 2V 时的电流为 20mA,再由欧姆定律 计算所加的电阻为 500Ω. (3)因要测量二极管的工作曲线,则电压应可取得从零开始一系列值,变阻器采 用分压接法,二极管的电阻和电流表内阻相比,则应采用电流表外接法.

3.(2009·江西师大附中)在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,采用的 仪器有:电源 E(电动势 6V,内阻不计);额定电压 4.0V 的小灯泡 L;电流表 A(量程 0.6A, 内阻约 2Ω ); 电压表 V(量程 5V, 内阻约 15kΩ ); 滑动变阻器 R(最大阻值 15Ω ); 开关 S,导线若干.实验中要求加在小灯泡上的电压从零到小灯泡的额定电压连续 可调. (1)在做实验时,构成的实物电路如图所示:请指出实物电路中的错误之处: Ⅰ________________________________________; Ⅱ________________________________________.

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(2)请在虚线方框中画出实验所用的正确电路原理图. (3)如图所示为某同学根据正确的实验电路图所测的几组数据画出的 I-U 图 象,图象是一条曲线而不是直线的原因是__________________________;从图象中 可求得小灯泡正常发光时的电阻是________Ω.

答案:(1)Ⅰ:电流表没有接成外接电路 Ⅱ:滑动变阻器没有接成分压电路 (2)见图

(3)灯丝电阻随温度而改变 10Ω(9.5 到 10.5Ω 之间都给分) 5、 (2012 上海静安一模) . (8 分)太阳能是一种“绿色”能源。在我国上海举办的 2010 年世博会上,大量利用了太阳能电池。太阳能电池在有光照时,可以将光能转 化为电能,在没有光照时,可以视为一个电学器件。某实验小组根据测绘小灯泡伏 安特性曲线的实验方法,探究一个太阳能电池在没有光照时(没有储存电能)的 I-U 特性。所用的器材包括:太阳能电池,电源 E,电流表 A,电压表 V,滑动变阻器 R, 开关 S 及导线若干。 (1) 为了达到上述目的,应选用图 1 中的实验电路图是图 (填“甲”或“乙”) ;

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(2)该实验小组根据实验得到的数据,描点绘出了如图 2 的 I-U 图像。由图可 知,当电压小于 2.00V 时,太阳能电池的电阻_____________ (填“很大”或“很 小” ) ;当电压为 2.80V 时,太阳能电池的电阻约为____________ ? 。 ( 3)如果把太阳能电池换成某一电阻做实验,测绘出此电阻的伏安特性曲 线如图 3,则随着电压的升高此电阻的阻值 (填增大、减小、不变) ,如 果把这个电阻和一个阻值为 1.375 ? 定值电阻串联后直接接在一个电动势 E=1.5 伏,内阻 r=0.5 ? 的电源两端,则此电阻的实际功率为 W(保留一位 有效数字) 。 5(1)甲; (2)很大;1.0× 103(965~1040) (3)减小、0.3。 6、 (2012 苏州高三调研测试).(10 分)一个小灯泡的额定电压为 2.0V。额定电流约 为 0.5A,选用下列实验器材进行实验,并利用实验数据描绘和研究小灯泡的伏安特 性曲线 A.电源 E:电动势为 3.0V,内阻不计; B.电压表 V1:量程为 0~3V,内阻约为 1 k? C.电压表 V2:量程为 0~15V,内阻约为 4 k? D.电流表 A 1 :量程为 0~3A,内阻约为 0.1 ? ; E.电流表 A 2 :量程为 0~0.6A,内阻约为 0.6 ? ; F.滑动变阻器 R1:最大阻值为 l0Ω ,额定电流为 0.6A; G.滑动变阻器 R2:最大阻值为 l5Ω ,额定电流为 1.0A; H.滑动变阻器 R3:最大阻值为 l50Ω ,额定电流为 1.0A; I.开关 S,导线若干. 实验得到如下数据(I 和 U 分别表示通过小灯泡的电流和加在小灯泡两端的电 压) :
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I/A U/V

0.00 0.00

0.12 0.20

0.21 0.40

0.29 0.60

0.34 0.80

0.38 1.00

0.42 1.20

0.45 1.40

0.47 1.60

0.49

0.50

1.80 2. 00

(1)实验中电压表应选用 选用

;电流表应选用

;滑动变阻器应

(请填写选项前对应的字母) . (填“左”或“右” )端.

(2) 请你不要改动已连接导线, 在下面的实物连接图中把还需要连接的导线补上. 闭 合开关前,应使变阻器滑片放在最 (3)在下面坐标中画出小灯泡的 U ? I 曲线. (4)若将本题中的小灯泡接在电动势是 1.5V、内阻是 1.0 ? 的电池两端,则小灯泡 的实际功率约为 字) . (保留两位有效数

7、 某同学用图所示电路,测绘标有“3.8V,0.3A”的小灯泡的灯丝电阻 R 随电压 U 变化的图象. (1)除了导线和开关外,有以下一些器材可供选择:
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电流表:A1(量程 100mA,内阻约 2Ω); A2(量程 0.6A,内阻约 0.3Ω); 电压表:V1(量程 5V,内阻约 5kΩ); V2(量程 15V,内阻约 15kΩ); 滑动变阻器:R1(阻值范围 0~10Ω); R2(阻值范围 0~2kΩ); 电源:E1(电动势为 1.5V,内阻约为 0.2Ω); E2(电动势为 4V,内阻约为 0.4Ω). 为了调节方便, 测量原理准确, 实验中应选用电流表__________, 电压表__________, 滑动变阻器__________,电源__________.(填器材的符号) (2)根据实验数据,计算并描绘出 R-U 的图象如图所示,由图象可知,此灯泡在不 工作时, 灯丝电阻为__________Ω; 当所加电压为 3.00V 时, 灯丝电阻为__________ Ω,灯泡实际消耗的电功率为__________W. (3)根据 R-U 图象,可确定小灯泡耗电功率 P 与外加电压 U 的关系.符合该关系的 示意图是图中的__________.

答案:(1)A2 V1 R1 E2 (2)1.5 11.5 0.78 (3)A 解析:由于灯泡额定电压只有 3.8V 而额定电流为 0.3A,所以为了读数更准确,电 压表应选 V1(5V),电流表应选 A2(0.6A),电源应选 E2(4V),为了尽可能全面地反 映出灯泡电阻 R 随 U 变化的关系,电压表的读数范围应尽可能大,所以采用变阻器 的分压接法,则变阻器应选 R1(0~10Ω ). 反思提升:仪器选择一般应考虑三方面因素,(1)安全因素:如通过电源、电阻、电 流表、电压表等的电流不能超过其允许的额定电流.,(2)误差因素:选用电表量程应 考虑尽可能减小测量值的相对误差,电压表、电流表在使用时,要尽可能使指针接 近满刻度的量程,其指针应偏转到满刻度的\f(2,3)左右,即在量程符合要求的情况 下选量程小的.,(3)便于操作: 如选用滑动变阻器应考虑对外供电电压的变化范围既 能满足实验要求,又便于调节,滑动变阻器调节时应用到大部分电阻线. 8、(2008·高考天津卷)用下列器材组装成描绘电阻 R0 伏安特性曲线的电路,请将
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实物图连线成为实验电路. 微安表μ A(量程 0~200μ A,内阻约 200Ω ); 电压表 V(量程 0~3V,内阻约 10KΩ ); 电阻 R0(阻值约 20kΩ ): 滑动变阻器 R(最大阻值 50Ω ,额定电流 1A); 电池组 E(电动势 3V,内阻不计); 开关 S 及导线若干.

解析:描绘电阻 R0 伏安特性曲线的电路,需要设计成分压电路;因电阻 R0 阻值大 于电压表内阻,必须设计成电流表内接电路测量.实验电路实物连线图如图所示.

1. 在用电压表和电流表研究小灯泡在不同电压下的功率的实验中, 实验室备有下列 器材供选择: A.待测小灯泡“3.0 V、1.5 W” B.电流表(量程 3 A,内阻约为 1 Ω) C.电流表(量程 0.6 A,内阻约为 5 Ω) D.电压表(量程 3.0 V,内阻约为 10 kΩ) E.电压表(量程 15.0 V,内阻约为 50 kΩ) F.滑动变阻器(最大阻值为 100 Ω,额定电流 50 mA) G.滑动变阻器(最大阻值为 10 Ω,额定电流 1.0 A) H.电源(电动势为 4.0 V,内阻不计) I.电键及导线等 (1)为了使实验完成的更好,电流表应选用________;电压表应选用________;滑
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动变 阻器应选用________.(只需填器材前面的字母即可) (2)请在虚线框内画出实验电路图.

图 7-5-5 (3)某同学在一次测量时,电流表、电压表的示数如图 7-5-5 所示.则电压值为 ________ V,电流值为________ A,小灯泡的实际功率为________ W. 解析:待测小灯泡“3.0 V、1.5 W” ,额定电流 0.5 A,额定电压为 3 V,因此电流 表选 C,电压表选 D,滑动变阻器采用分压式接法较准确,滑动变阻器选 G,小灯泡电 阻很小,电流表外接.

答案:(1)C D

G (2)如解析图所示

(3)1.80

0.33 0.59

2.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,可供选择的实验仪器如下: 小灯泡 L, “3.8 V、0.3 A” 电压表 V,量程 0~5 V,内阻 5 kΩ 电流表 A1,量程 0~100 mA,内阻 4 Ω 电流表 A2,量程 0~500 mA,内阻 0.4 Ω 滑动变阻器 R1,最大阻值 10 Ω,额定电流 1.0 A 滑动变阻器 R2,最大阻值 5 Ω,额定电流 0.5 A 直流电源 E,电动势约为 6 V,内阻约为 0.5 Ω
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(1)在上述器材中,滑动变阻器应选

;电流表应选

.

(2)在虚线框内画出实验的电路图,并在图中注明各元件的符号。

(3)某实验小组完成实验后利用实验中得到的实验数据在 I-U 坐标系中, 描绘出如 图 7-5-6 所示的小灯泡的伏安特性曲线.根据此图给出的信息,可以判断下图 中正确的是(图中 P 为小灯泡的功率)( )

图 7-5-6

解析:(1)本题变压器采用分压接法,通常应当选用最大阻值小的滑动变阻器,但 本题中如果选用 R2,则电路中的电流会超过 R2 允许通过的最大电流,故滑动变阻 器应当选择 R1.电流表 A1 的量程太小,故电流表应当选择 A2. (2)电路如右图所示,由于电压要从 0 开始测量,滑动变阻器用分压接法;因为灯 泡的内阻比较小,电流表用外接法. (2)随着通过小灯泡电压电流的增大,小灯泡消耗的功率增大,小灯泡的电阻也增 U2 大,由 P= 知 B 图正确,由 P=I2R 知 D 图正确. R

答案:(1)R1 A2

(2)电路图如解析图所示
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(3)BD

3.(2010· 盐城模拟)在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中,用导线 a、b、c、d、 e、f、g 和 h 按图 7-5-7 所示方式连接好电路,电路中所有元器件都完好,且电 压表和电流表已调零.闭合开关后:

图 7-5-7

图 7-5-8

(1)若不管怎样调节滑动变阻器,小电珠亮度能发生变化,但电压表、电流表的示 数总不能为零,则可能是________导线断路. (2)某同学测出电源和小电珠的 U-I 图线如图 7-5-8 所示,将小电珠和电阻 R 串联后接到电源上,要使电路中电流为 1.0 A,则 R=________ Ω. (3)某同学在实验中还测出 a、b、c 三种元件的伏安特性曲线分别如图 7-5-9 中 的(a)、(b)、(c),下列说法正确的是( )

图 7-5-9

A.a 可以作为标准电阻使用 B.b 能作为标准电阻使用 C.b 的阻值随电压升高而增大 D.c 的阻值随电压升高而增大 解析:(1)若调节滑动变阻器,小电珠的亮度变化,但电压表、电流表示数总不能 为零,说明滑动变阻器不起分压作用,所以可能是 g 导线断路. (2)由电源的 U-I 线知 E=3.0 V,r=1 Ω,当小电珠与电阻串联后 由闭合电路欧姆定律得 E=I(R+r+R 灯) U 又由小电珠的 U-I 线得 R 灯= I =1.2 Ω,解得 R=0.8 Ω. (3)因 a 元件的 I-U 线是直线,说明电阻随电压的变化不变,故可作为标准电阻, 故 A 对,B 错.因 I-U 线的斜率倒数表示电阻值的变化,故 C 对,D 错,选 A、
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C. 答案:(1)g (2)0.8 (3)AC

4.有一个小灯泡上标有 “4 V、2 W”的字样,现在要用伏安法描绘这个灯泡的 I—U 图线.现有下列器材供选用: A.电压表(0~5 V,内阻 10 kΩ) B.电压表(0~15 V,内阻 20 kΩ) C.电流表(0~3 A,内阻 1 Ω) D.电流表(0~0.6 A,内阻 0.4 Ω) E.滑动变阻器(10 Ω,2 A) F.滑动变阻器(500 Ω,1 A) G.学生电源(直流 6 V)、开关、导线若干 (1)实验时, 选用图 7-5-10 中甲而不选用图乙的电路图来完成实验, 请说明理由: _______________________________________________________________________ _.

图 7-5-10 (2)实验中所用电压表应选________,电流表应选用________,滑动变阻器应选用 ________.(用序号字母表示) (3)把图 7-5-11 中所示的实验器材用实线连接成实物电路图.

图 7-5-11 解析:因实验目的是要描绘小灯泡的伏安特性曲线,需要多次改变小灯泡两端的 电压,故采用 A 图所示的分压式电路合适,这样电压可以从零开始调节,且能方 便地测多组数据.因小灯泡额定电压为 4 V,则电压表选 0~5 V 的 A 而舍弃 0~ 15 V 的 B,因 15 V 的量程太大,读数误差大,小灯泡的额定电流 I=0.5 A,则电 流表只能选 D.滑动变阻器 F 的最大阻值远大于小灯泡内阻 8 Ω,调节不方便,电
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压变化与变阻器使用部分的长度线性关系差,故舍去.小灯泡内阻为电流表内阻 10×103 8 的 =20 倍,电压表内阻是小灯泡的 =1 250 倍,故电流表采用了外接法. 0.4 8 答案: (1)描绘灯泡的 I—U 图线所测数据需从零开始, 并要多取几组数据 E (2)A D

(3)如下图所示.

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