- 描绘小电珠的伏安特性曲线
- 共2102题
(2009·上海闸北区期末)用电流传感器和电压传感器等可测干电池的电动势和内电阻．改变电路的外电阻，通过电压传感器和电流传感器测量不同工作状态的端电压和电流，输入计算机，自动生成U－I图线，由图线得出电动势和内电阻．
(1)记录数据后，打开“坐标绘图”界面，设x轴为“I”，y轴为“U”，点击直接拟合，就可以画出U－I图象，得实验结果如图甲所示．根据图线显示，拟合直线方程为：________，测得干电池的电动势为________V，干电池的内电阻为________Ω.
(2)现有一小灯泡，其U－I特性曲线如图乙所示，若将此小灯泡接在上述干电池两端，小灯泡的实际功率是多少？(简要写出求解过程；若需作图，可直接画在方格图中)．
正确答案
(1)y＝－2x＋1.5 1.5 2 (2)0.27W
(1)设直线方程为y＝ax＋b，把坐标(0,1.5)和(0.75,0)代入方程解得：a＝－2，b＝1.5，得出直线方程为：y＝－2x＋1.5；由闭合电路的欧姆定律得：E＝IR＋Ir＝U＋Ir，对比图象可得：E＝1.5V，r＝2Ω.
(2)作出U＝E－Ir图线，可得小灯泡工作电流为0.30A，工作电压为0.90V，因此小灯泡的实际功率为：P＝UI＝0.30×0.90W＝0.27W.
(2010·安徽芜湖测试)用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻r，所给的器材有：
(1)电压表量程选用________，电流表量程选用________，滑动变阻器选用________．
(2)在方框中画出实验电路图．
(3)如图所示的U－I图象是由实验测得的7组数据标出的点，请你完成图线，并由图线求出E＝________V，r＝________Ω.
(4)若只选用两组数据，用欧姆定律算出E、r，有可能误差较大；若选用第________组和第________组数据误差最大．
正确答案
(1)0～3V 0～0.6A
(2)电路如图甲所示
(3)如图乙所示 1.5 0.5 (4)5 6
因为待测电源为一节干电池，故电压表量程选用0～3V，电流表量程选用0～0.6A；待测干电池一般内阻较小，故滑动变阻器选择总电阻为20Ω的R1可满足要求，伏安法测电源电动势和内电阻，电流表内接，电路如图所示．根据数据完成图线时，要注意尽量使数据点均匀分布在线的两侧，同时注意大胆舍弃误差较大的数据．图线与纵轴交点即为电动势值即E＝1.5V，图线斜率的绝对值即为电源内电阻r＝0.5Ω.过第5组、第6组数据对应点的直线与原直线截距、斜率相差最大．
(2009·四川模拟)某同学设计了如图所示的电路测电源电动势E及电阻R1和R2的阻值．实验器材有：待测电源E(不计内阻)，待测电阻R1，待测电阻R2，电压表
(1)先测电阻R1的阻值．请将甲同学的操作补充完整：闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数R和对应的电压表示数U1，保持电阻箱示数不变，________，读出电压表的示数U2.则电阻R1的表达式为R1＝________.
(2)甲同学已经测得电阻R1＝4.8Ω，继续测电源电动势E和电阻R2的阻值．该同学的做法是：闭合S1，将S2切换到a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图所示的－图线，则电源电动势E＝________V，电阻R2＝________Ω.
(3)利用甲同学设计的电路和测得的电阻R1，乙同学测电源电动势E和电阻R2的阻值的做法是：闭合S1，将S2切换到b，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了相应的－图线，根据图线得到电源电动势E和电阻R2.这种做法与甲同学的做
法比较，由于电压表测得的数据范围________(选填“较大”、“较小”或“相同”)，所以________同学的做法更恰当些．
正确答案
(1)将S2切换到b R
(2)1.43(或10/7) 1.2 (3)较小 甲
(1)闭合S1，将S2切换到b，读出电压表示数U2，由题意可知R1上的电压U＝U2－U1，
所以R1＝＝·r.
(2)图中给出与的关系图线，首先，根据已知条件整理与的关系式得：
E＝(R1＋R2)＋U，＝·＋
当＝0时，＝＝0.7V－1，所以E＝V≈1.43V
斜率k＝＝Ω/V＝4.2Ω/V
∴R2＝1.2Ω.
(3)做实验时，所取数据范围应尽量大，减小偶然误差的影响，所以应采用测量范围大的甲同学的做法．
物理兴趣小组的同学们从实验室中找到一只小灯泡，上边标称功率值为0.75W，额定电压值已模糊不清。他们想测定其额定电压值，于是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 ==V =1.23V。他们怀疑所得电压值不准确，于是，再利用下面可供选择的实验器材设计了一个电路进行测量。当电压从0V开始增大,达到1.23V时，发现灯泡亮度很弱，继续缓慢地增加电压，当达到2.70V时，发现灯泡已过亮，立即断开开关，并将数据记录在表中。
A．电压表V（量程3V，内阻约3kΩ）
B．电流表A1（量程150mA，内阻约2Ω）
C．电流表 A2（量程500mA，内阻约0.6Ω）
D．滑线变阻器R1（0－20Ω）
E．滑线变阻器R2（0－50Ω）
F．电源E（电动势4.0V，内阻不计）
G．开关S和导线若干
请你根据实验要求，帮助他们完成实验分析：
小题1:根据表中的实验数据，在给出的方格纸内作出U—I图线，并从图线上分析该灯的额定电压应为________V；这一结果大于一开始的计算结果，原因是___________________。
小题2:从表中的实验数据可以分析，他们实验时所选择的最佳器材：电流表选择________（填A1或A2）；滑线变阻器选择________ （填R1或R2）。
小题3:从实验时所选择的最佳器材画出实验电路图
正确答案
小题1:2.5 V ；灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻(或灯丝电阻随温度的升高而增大)
小题2:A2 ； R1
小题3:
小题1:作出U—I图线，如图所示。
由图线得，电压等于2．5V时，电流约0．3A，其功率约为0．75W，即该灯的额定电压为2．5V。
灯泡电阻随温度升高而变大，故一开始的计算结果偏小。或者灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻（或答灯泡电阻随温度升高而变大，意思对就可以给分）
小题2:由记录的数据可知，毫安表需选用A2，并且需外接，在控制电路中，当采用限流式接法时，通过表中第一组数据可以求出可变电阻R约为（4－0．2）/0．08＝47．5Ω，故选用变阻器R2完全可以满足要求；若采用分压式接法，由于灯泡的最大电阻约2．5/0．3＝8．3Ω，变阻器R1与灯泡并联部分的最大阻值约为16．7Ω（电动势为4V），滑动触头在阻值0~16．7Ω间滑动，也可以比较方便地进行操作
小题3:当采用限流式接法时，通过表中第一组数据可以求出可变电阻R约为（4－0．2）/0．08＝47．5Ω，故选用变阻器R2完全可以满足要求，电路图选（A）。
若采用分压式接法，由于灯泡的最大电阻约2．5/0．3＝8．3Ω，变阻器R1与灯泡并联部分的最大阻值约为16．7Ω（电动势为4V），滑动触头在阻值0~16．7Ω间滑动，也可以比较方便地进行操作，电路图如下：
实际电流表有内阻，可等效为理想电流表与电阻的串联。测量实际电流表
①待测电流表
②电流表
③定值电阻
④定值电阻
⑤滑动变阻器
⑥滑动变阻器
⑦干电池(1.5V)，
⑧电键S及导线若干。
小题1:定值电阻应选 ，滑动变阻器应选 。(在空格内填写序号)
小题2:用连线连接实物图。
小题3:以
根据
正确答案
小题1:③，⑥
小题2:见图
小题3:
小题1:电流表
因为电源电动势为1.5V，若接入
所以用
小题2:先连成串联电路，最后再并联流表
小题3:根据串并联电路的规律：
根据图像可知
联立：
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