- 描绘小电珠的伏安特性曲线
- 共78题
一实验小组准备探究某种元件Q的伏安特性曲线,他们设计了如图4所示的电路图。请回答下列问题:
①请将图5中的实物连线按电路图补充完整。
②考虑电表内阻的影响,该元件电阻的测量值 (选填“大于”、“等于”或“小于”)真实值。
③在电路图中闭合开关S,电流表、电压表均有示数,但无论怎样移动变阻器滑动片,总不能使电压表的示数调为零。原因可能是图中的 (选填a、b、c、d、e、f)处接触不良。
④实验测得表格中的7组数据。请在坐标纸上作出该元件的I-U图线。
⑤元件Q在U=0.8V时的电阻值是 , I-U图线在该点的切线的斜率k (选填“大于”、“等于”或“小于”)电阻值。
正确答案
见解析。
解析
①如图
②小于
③f
④如图
⑤16Ω
知识点
在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,采用如图1所示的电路。
①请根据图1在图2中进行实物连线。
②某同学在实验中得到下面一组U和I的数据:
图3是该同学根据实验数据描绘出的伏安特性曲线。从图线上可以看出,当通过小灯泡的电流逐渐增大时,灯丝的阻值逐渐 ;这表明灯丝的电阻率随温度升高而 。(以上两空均选填“增大”、“不变”或“减小”)
③将本实验中的小灯泡两端加3.0V的电压,则小灯泡的实际功率约为________W;若直接接在电动势为3.0V、内阻为2.0Ω的直流电源两端,则小灯泡的实际功率约为________W。(以上两空的结果均保留两位有效数字)
正确答案
见解析。
解析
①如图所示
②增大 增大
③0.81(0.80—0.82) 0.62(0.60—0.64)
知识点
(1)在“用单摆测重力加速度”的实验中,小明同学的操作步骤为:
A.取一根细线,下端系着直径为d的金属小球,上端固定在铁架台上;
B.用刻度尺量得细线长度l;
C.在细线偏离竖直方向角度很小时释放小球;
D.用秒表记录小球完成n次全振动所用的总时间t,得到周期;
E.用公式计算重力加速度
①为减小实验误差,小明同学应在小球经过 (选填“释放位置”或“平衡位置”)时开始计时。
②按上述方法得出的重力加速度值与实际值相比_________(选填“偏大”、“相同”或“偏小”)。
(2)小亮同学为研究某电学元件(最大电压不超过2.5V,最大电流不超过0.55A)的伏安特性曲线,在实验室找到了下列实验器材:
A.电压表(量程是3V,内阻是6kΩ的伏特表)
B.电压表(量程是15V,内阻是30kΩ的伏特表)
C.电流表(量程是0.6A,内阻是0.5Ω的安培表)
D.电流表(量程是3A,内阻是0.1Ω的安培表)
E.滑动变阻器(阻值范围0~5Ω),额定电流为0.6A
F.滑动变阻器(阻值范围0~100Ω),额定电流为0.6A
直流电源(电动势E=3V,内阻不计) 开关、导线若干。
该同学设计电路并进行实验,通过实验得到如下数据(I和U分别表示电学元件上的电流和电压)。
①为提高实验结果的准确程度,电流表选 ;电压表选 ;滑动变阻器选 。(以上均填写器材代号)
②请在画出实验电路图;
③在图(a)中描出该电学元件的伏安特性曲线;
④据图(a)中描出的伏安特性曲线可知,该电学元件的电阻随温度而变化的情况为: ;
⑤把本题中的电学元件接到图(b)所示电路中,若电源电动势E=2.0V,内阻不计,定值电阻R=5Ω,则此时该电学元件的功率是_______W。
正确答案
见解析。
解析
(1)平衡位置;偏小。
(2) ① C ;A; F。
②如答图1所示。
③如答图2所示。
④元件电阻随温度升高而增大。
⑤0.14~0.18W均可 。
知识点
(1)用游标卡尺和螺旋测微器测量一根金属丝的长度和直径,测量的结果如图所示,则此金属丝的长度L=___________mm,直径d=_______________mm。
(2)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,需测量一个标有“3V,1.5W”灯泡两端的电压和通过灯泡的电流。现有如下器材:
直流电源(电动势3.0V,内阻不计)
电流表A1(量程3A,内阻约0.1Ω)
电流表A2(量程600mA,内阻约5Ω)
电压表V1(量程3V,内阻约3kΩ)
电压表V2(量程15V,内阻约200kΩ)
滑动变阻器R1(阻值0~10Ω,额定电流1A)
滑动变阻器R2(阻值0~1kΩ,额定电流300mA)
① 在该实验中,电流表应选择____________(填“A1”或“A2”),电压表应选择____________(填“V1”或“V2”),滑动变阻器应选择____________(填“R1”或“R2”)。
② 某同学用导线a、b、c、d、e、f、g和h连接成如图甲所示的电路,请在方框中完成实验的电路图。
③ 该同学连接电路后检查所有元器件都完好,电流表和电压表已调零,经检查各部分接触良好。但闭合开关后,反复调节滑动变阻器,小灯泡的亮度发生变化,但电压表和电流表示数不能调为零,则断路的导线为_______。
④ 下表是学习小组在实验中测出的6组数据,某同学根据表格中的数据在方格纸上已画出了5个数据的对应点,请你画出第4组数据的对应点,并作出该小灯泡的伏安特性曲线。
⑤若将该灯泡与一个6.0Ω的定值电阻串联,直接接在题中提供的电源两端,请估算该小灯泡的实际功率P =_________W(保留两位有效数字)。(若需作图,可直接画在第④小题图中)
正确答案
见解析。
解析
(1)39.30±0.05 1.650±0.002
(2)①A2 V1 R1
②如图所示
③h
④如图所示
⑤0.35~0.38
知识点
19.(1)某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验。
①图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,其示数为7.73cm,图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度,此时弹簧的伸长量△l为( )cm;
②本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力,关于此操作,下列选项中规范的做法是( );(填选项前的字母)
A. 逐一增挂钩码,记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重
B. 随意增减钩码,记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重
③图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量△l与弹力F的关系图线,图线的AB段明显偏离直线OA,造成这种现象的主要原因是( )。
(2)某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小,实验器材如图甲所示,现已完成部分导线的连接。
①实验要求滑动变阻器的 滑片从左到右移动过程中,电流表的示数从零开始逐渐增大。请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接;
②某次测量,电流表指针偏转如图乙所示,则电流表的示数为( )A
③该小组描绘的伏安特性曲线如图丙所示,根据图线判断,将( ) 只相同的小电珠并联后,直接与电动势为3V、内阻为1欧的电源组成闭合回路,可使小电珠的总功率最大,其总功率的值约为( )W(保留两位小数)
正确答案
19.答案:(1)6.93cm;A;钩码重力超过弹簧弹力范围(2)见解析;0.44A;4 2.25W。
实物图如图所示;由图知电流表量程为0.6A,所以读数为0.44A;电源内阻为1欧,所以当外
电路总电阻等于电源内阻时,消耗电功率最大,此时外电路电压等于内电压等于1.5V,由图知当小电珠电压等于1.5V时电流约为0.38A,此时电阻约为,并联后的总电阻为1欧,所以需要4个小电珠,小电珠消耗的总功率约为。
解析
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知识点
小明对2B铅笔芯的导电性能感兴趣,于是用伏安法测量其电阻值。
(1)图1是部分连接好的实物电路图,请用电流表外接法完成接线并在图1中画出。
(2)小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段2B铅笔芯的伏安特性,并将得到的电流、电压数据描到U-I图上,如图2所示。在图中,由电流表外接法得到的数据点是用_______(填“О”或“Х”)表示的。
(3)请你选择一组数据点,在图2上用作图法作图,并求出这段铅笔芯的电阻为______Ω。
正确答案
答案:(1)将电压表小量程接到铅笔的两个接线柱上,将滑动变阻器的左下方接线柱接到电源的负极上
(2) X
(3) 1.2
解析
略
知识点
(1)如图1所示,是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带:
①已知打点计时器电源频率为50 Hz,则纸带上打相邻两点的时间间隔为 s。
②ABCD是纸带上四个计数点,每两个相邻计数点间有四个点没有画出。从图中读出A、B两点间距x= cm;C点对应的速度是 m/s(计算结果保留三位有效数字)。
(2)在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中,所用器材有:小电珠(2.5V 0.6W),滑动变阻器,多用电表,电流表,学生电源,开关,导线若干。
①实验所用电路图,如图2所示,连好电路后,开关闭合前,图甲中滑动变阻器R的滑片应置于 (填“a端”、“b端”或“ab正中间”)。
②闭合开关,向b端调节滑动变阻器R的滑片,发现“电流表的示数为零,电压表的示数逐渐增大”,则分析电路的可能故障为 。
A.小灯泡短路
B.小灯泡断路
C.电流表断路
D.滑动变阻器断路
③“天宫一号”采用太阳能电池供电。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。所用器材有: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和导线若干。
a.为了达到上述目的,请将下图所示器材连成一个完整的实验电路图。
b.该实验小组根据实验得到的数据,描点绘出了如图4所示的U-I图像。由图可知,当电压小于1.5V时,太阳能电池的电阻 。(填“很大”或“很小”)
正确答案
见解析。
解析
(1)①0.02 ②0.68±0.02 0.100
(2)①a端 ②B
③很大
知识点
(1)在“探究力的平行四边形定则”的实验中,用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳,细绳另一端系着绳套B、C(用来连接弹簧测力计),其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳。
①本实验用的弹簧测力计示数的单位为N,图中B的示数为_______N。
②,在实验中,如果只将细绳换成橡皮筋,其它步骤没有改变,那么实验结果 _______(填“会”或“不会”)发生变化。
③,本实验采用的科学方法是
A.理想实验法
B.控制变量法
C.等效替代法
D.建立物理模型法
(2)表格中所列数据是测量小灯泡U-I关系的实验数据:
①分析上表内实验数据可知,应选用的实验电路图是图 (填“甲”或“乙” );
②在方格纸内画出小灯泡的U-I曲线。
曲线可知小灯泡的电阻随I变大而 (填“变大” 、“变小”或“不变” );
③如图丙所示,用一个阻值为10Ω定值电阻R和上述小灯泡组成串联电路,连接到内阻不计、电动势为3V的电源上。则流过灯泡的电流约为 A。
正确答案
见解析。
解析
(1)①3.6N
②不变
③ C
(2)①甲
②变大 如图
③0.170~0.175内均可
知识点
22.图1是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连接图。
(1)根据图1画出实验电路图
(2)调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图2中的①②③④所示,电流表量程为0.6A,电压表量程为3V。所示读数为:①__________②__________③__________④__________。两组数据得到的电阻分别为__________和__________。
正确答案
(1)如图
(2)①0.10A、②0.24A、③2.0V、④0.27V。和,如填为和也行
解析
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知识点
34.(1)某同学使用打点计时器测量当地的重力加速度。
①请完成以下主要实验步骤:按图14(a)安装实验器材并连接电源;竖直提起系起有重物的纸带,使重物( )(填“靠近”或“远离”)计时器下端;( ),( ),使重物自由下落;关闭电源,取出纸带;换新纸带重复实验。
②图14(b)和(c)是实验获得的两条纸带,应选取( )(填“b”或“c”)来计算重力加速度。在实验操作和数据处理都正确的情况下,得到的结果仍小于当地重力加速度,主要原因是空气阻力和( )。
图14
(2)某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性,使用的器材包括电压表(内阻约为3kΩ)、电流表(内阻约为1Ω)、定值电阻等。
图15
①使用多用电表粗测元件X的电阻。选择“×1”欧姆档测量,示数如图15(a)所示,读数为( )Ω。据此应选择图15中的( )(填“b”或“c”)电路进行实验。
②连接所选电路,闭合S;滑动变阻器的滑片P从左向右滑动,电流表的示数逐渐( ) (填“增大”或“减小”);依次记录电流及相应的电压;将元件X换成元件Y,重复实验。
图16
③图16(a)是根据实验数据作出的U-I图线,由图可判断元件( )(填“X”或“Y”)是非线性元件。
④该小组还借助X和Y中的线性元件和阻值R=21Ω的定值电阻,测量待测电池组的电动势E和电阻r,如图16(b)所示。闭合S1和S2,电压表读数为3.00V;断开S2,读数为1.00V,利用图16(a)可算得E=( )V,r=( ) Ω(结果均保留两位有效数字,视电压表为理想电压表)。
正确答案
(1)①靠近,先通电源,再释放纸带;②b,纸带与打点计时器间的阻力;
(2)①10,b;②增大;③Y;④3.2,0.50
解析
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知识点
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