- 描绘小电珠的伏安特性曲线
- 共2102题
某同学在实验室中找到一只小灯泡，标称功率值为0.75W，额定电压值已模糊不清，为了得到额定电压值，他先用欧姆表直接测出该灯泡的电阻约2Ω，然后根据公式计算出该灯泡的额定电压U=
通过表（b）中记录的数据进行分析，请完成下列实验要求：
①根据表（b）中的实验数据，在给出的方格纸内画出U-I图，并从图线上分析得到该灯的额定电压为______；
②从表（b）中的实验数据可以分析，该同学实验时所选择的最合理的电路应为下列四个电路图中的图______；所用的电流表为______；滑线变阻器为______．
正确答案
①、根据表（b）中数据描点并用平滑曲线画的U-I图象如图所示
再由图象可读出U=2.5V时对电流I=300mA，由P=U．I得P=2.5×0.3W=0.75W，正好达到其额定功率，故小灯泡额定电压为2.5V．
②、因电流、电压从零记起，故变阻器应用分压式接法，又小灯泡电阻远小于电压表内阻，故电流表应用外接法，电路图应选C；由表（b）知通过小灯泡的最大电流为310mA即0.31A，故电流表应选
故答案为①U-I图象如上图，2.5V ②C，
有一个小灯泡上标有“4V 2W”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的U-I图线，有下列器材供选用：
A．电压表（0～5V，内阻10kΩ） B．电压表（0～10V，内阻20kΩ）
C．电流表（0～0.3A，内阻1Ω） D．电流表（0～0.6A，内阻0.4Ω）
E．滑动变阻器（5Ω，10A） F．滑动变阻器（500Ω，0.2A）
（1）实验中电压表应选用______，电流表应选用______．为使实验误差尽量减小，要求电压表从零开始变化且多取几组数据，滑动变阻器应选用______（用序号字母表示）．
（2）请在方框内画出满足实验要求的电路图，并把图中所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图．
正确答案
（1）因灯泡的额定电压为4V，为保证安全选用的电压表量程应稍大于4V，但不能大太多，量程太大则示数不准确；故只能选用0～5V的电压表，故选A；
由P=UI得，灯泡的额定电流I=
而由题意要求可知，电压从零开始变化，并要多测几组数据，故只能采用滑动变阻器分压接法，而分压接法中应选总阻值小的滑动变阻器，故选E；
（2）由P=
灯泡内阻R=
则
故说明电压表远大于灯泡内阻，应采用电流表外接法；
而由以上分析知，滑动变阻器应选择分压接法；
故答案如图所示：
故答案为：（1）A；D；E；（2）如图．
在描述小灯泡的伏安特性曲线的实验中，
（1）为了减少实验误差，电流表采用______（填“外接法”或“内接法”）．滑动变阻器以______（填“分压式”或“限流式”）方式接入电路．
（2 ）将电路图画在图的方框中．
（3）建立I-U坐标系如图所示，根据你以前所做实验的情况画出图线的大致形状．
正确答案
（1）由于小灯泡的内阻一般比较小，故为了减小误差，都选用电流表的外接法；而在实验中要求多测几组数据，并且数据是从零开始调节的，故滑动变阻器要采用分压式接法．
（2 ）由（1）的分析可知，电路应采用分压外接的方式，原理图如图
（3 ）由于灯泡的电阻随温度的升高而增大，故在I-U图象为向下倾斜，如图所示；
故答案为：（1）外接；分压；（2）（3）如图所示．
在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中．用导线a、b、c、d、e、f、g和h按图1所示方式连接电路，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
（1）若电压表的示数为2V，电流表的示数为零，小灯泡不亮，则断路的导线为______；
若电压表的示数为零，电流表的示数为0.3A，小灯泡亮，则断路的导线为______；
若反复调节滑动变阻器，小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表的示数不能调为零，则断路的导线为______•
（2）一个标有“12V”字样，功率未知的灯泡，测得灯丝电阻及随灯泡两端电压变化的关系图线如图2所示，利用这条图线计算：
①在正常发光情况下，灯泡的电功率P=______W．
②若一定值电阻与灯泡串联，接在20V的电压上，灯泡能正常发光，则串联电阻的阻值为______欧姆．
③假设灯丝电阻与其绝对温度成正比，室温为300K，在正常发光情况下，灯丝的温度为______K．
正确答案
（1）电压表有示数，说明电压表与电源是连通的，但灯泡不亮说明电路中有断路，且断路只能是d导线；
电流表有示数说明电路是导通的，电压表无示数说明电压表与电断开，故只能是h断路；
调节滑动变阻器能控制电路说明电路是完好的，但电压表及电流表无法调到零说明接成了限流接法，故应该是g导线断路；
（2）①由图象可知，灯泡在额定电压12V时，灯丝电阻为6Ω，则灯泡额定功率P=
②由小灯泡的U-I图象可知，小灯泡正常发光电压为12V时对应电阻为R=6Ω，
所以通过小灯泡电流为I=
由欧姆定律可得，串联电阻的阻值R=
③根据题意设灯丝电阻R=KT，室温时即T=300K时可读出R=1Ω，即1=300k，所以小灯泡在正常发光情况下U=12V时R=6Ω，即应满足6=KT，联立解得T=1800K．
故答案为：（1）d；h；g；（2）①24；②4；③1800．
某学习小组耍描绘一只小电珠（2.5V，0.5A） 的伏安特性曲线，所供选择的器材除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择：
A．电源E（电动势为3.0V，内阻不计）
B．电压表Vl（量程为0～3.0V，内阻约为2kΩ）
C．电压表V2（量程为0～15.0V，内阻约为6kΩ）
D．电流表A1（量程为0～0.6A，内阻约为lΩ）
E．电流表A2（量程为0～100mA，内阻约为2Ω）
F．滑动变阻器R1最大阻值10Ω）
G．滑动变阻器R2最大阻值2kΩ）
（1）为了减小实验误差，实验中电压表应选择______，电流表应选择______滑动变阻器应选择______．（填器材的符号）
（2）为提高实验精度，请你为该学习小组设计电路图，并画在方框中．
（3）下表中的各组数据是此学习小组在实验中测得的，根据表格中的数据在方格纸上作出该电珠的伏安特性曲线．
（4）如果用一个电动势为1.5V，内阻为3Ω的电源与该小电珠组成电路，则该小电珠的实际功率为______（保留两位有效数字）
正确答案
（1）小灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表选择B测量误差较小，灯泡的额定电流为0.5A，电流表选择D测量误差较小．总阻值2kΩ的滑动变阻器阻值较大，使用时测量误差较大，所以滑动变阻器选择F．
（2）由于电压电流从零开始测起，所以滑动变阻器采用分压式接法，灯泡的电阻大约为5Ω，远小于电压表的内阻，属于小电阻，所以电流表采用外接法．电路图如图所示．
（3）根据表格中的数据描点作图，用平滑曲线连接，如图所示．
（4）电源外电压U=E-Ir=1.5-3I，作出U-I图线，交点对应的电流I=0.25A，U=0.75V，则P=UI=0.75×0.25W≈0.19W．
故答案为：（1）B，D，F
（2）电路图如图所示．
（3）伏安特性曲线如图所示．
（4）0.19W，（在0.18～0.20W均正确）
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