- 描绘小电珠的伏安特性曲线
- 共2102题
(10分)有一只小灯泡上标有“12V 6W”的字样,现在要用伏安法尽量准确测绘这只灯泡的U-I图线。现有下列器材供选用:
A.电压表(0-6V,内阻约10k)
B.电压表(0-15V,内阻约为25k)
C.电流表(0-0.6A,内阻为2)
D.电流表(0-0.6A,内阻约1)
E.滑动变阻器(10,3A)
F.电源(电动势为15V,内阻较小)
G.开关、导线
(1)实验中所用电压表应选 ,电流表应选用 (用序号字母表示)
(2)为使实验误差尽量减小,并要求从零开始多取几组数据,请在虚线框内画出满足实验要求的电路图。
(3)某同学通过实验得到的数据画出了该小灯泡的U-I图线(如图所示),则上灯泡两端电压为9.0V时,小灯泡的电阻是 。
(4)如果将此小灯泡与电动势为10V,内阻为7.5的电源串成一个回路,则灯泡所消耗的电功率为 W。(保留两位有效数字)
正确答案
(1)B、C (2)
(3)20 (4)2.8
试题分析:(1)因为小灯泡上标有“12V 6W”的字样,最大电压12V,最大电流0.5A,最大电阻24,所以电压表选择B(0-15V),为更准确测量小灯泡两端的电压,选择已知阻值的电流表C ;
(2)已知电流表的电阻选择电流表内接法,即可以得到小灯泡两端的准确电压,又可以得到准确电流;
为使实验误差尽量减小,并要求从零开始多取几组数据,变阻器选择分压式,电路设计如图所示;
(3)对照小灯泡的U-I图线,灯泡两端电压为9.0V时电流为0.45A,所以电阻为20
(4)如果将此小灯泡与电动势为10V,内阻为7.5的电源串成一个回路, 对照小灯泡的U-I图线, ,灯泡两端电压为7.0V时电流为0.4A (此时电源内阻电压为3v,电流为0.4A),灯泡消耗功率为
(解答该题是也可以做出电源的U-I图线,两个图线的交点即为将小灯泡接到该电源上的电压和电流,读出数据,根据功率公式求出功率即可)
(12分)一种半导体材料电学元件,电路符号为“ ” ,其特点导电性能随电压而变化。某实验兴趣小组对一只元件的伏安特性曲线进行测绘探究。
①同学们为了描绘该半导体材料元件的伏安特性曲线,测量数据如下表,请在下面坐标纸上画出该半导体材料元件的伏安特性曲线.
他们选择以下部分器材进行实验:
A.直流电源(电动势3V,内阻很小);
B.滑动变阻器(0~20Ω); C.滑动变阻器(0~2kΩ);
D. 电压表(量程3V、内阻约30KΩ);
E.电流表(量程0.6A、内阻约0.1Ω); F.电流表(量程50mA、内阻约1.3Ω);
G.待测元件; H.单刀双掷开关一个,单刀单掷开关一个,导线若干等。
②为了提高测量结果的准确度,电流表应选用 。滑动变阻器应选用 。(填序号字母)
③将虚线框中实验电路图补充完整;
④实验时电压从零开始调节,开关S1闭合之前,开关S2应该置于 端(填a或b);当开始做第 组数据的时候,将开关S2置于另外一端
⑤把此元件和电阻为99欧姆的标准电阻串联接在电动势3V,内阻为1Ω的电源两端,此时电源的输出功率为 .
正确答案
①如图
②F B
③分压式
④ b 6
⑤2.2×10-2W
试题分析:临界阻值(),当被测阻值大于临界阻值采用内接,小于临界阻值采用外接,下表表明第6组数据以及以后其阻值均小于临界阻值。
由于实验时电压从零开始调节,所以要用分压式连接。在图中做出电源的U-I图象,找出两线交点,就可计算出电源输出功率:1.7V×13 mA=2.2×10-2W
(8分)某兴趣小组为了测量一待测电阻的阻值,首先用多用电表粗测出它的阻值,然后再用其他方法更精确地测量。实验室里准备了以下器材:
E.滑动变阻器,最大阻值5
F.滑动变阻器,最大阻值50
G.电阻箱,阻值
另有电源(电动势约)、导线、开关等
(1)①在用多用电表粗测电阻时,该兴趣小组首先选用“”欧姆挡,其阻值如图甲中指针所示,为了减小多用电表的读数误差,多用电表的选择开关应换用 欧姆挡;
②按正确的操作程序再一次用多用电表测量该待测电阻的阻值时,其阻值如图乙中指针所示,则阻值大约是 ;
(2)①在用某种测量方法精确测量该电阻的阻值时,要求待测电阻的电压从零开始可以连续调节,测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半。则在上述器材中,除了电源、导线、开关外还应选用的器材是 (填器材前面的字母序号);
②在虚线框内画出用此方法测量该电阻阻值时的实验电路图。
正确答案
(1)①“×1”(2分) ②9或(9.0)(2分)(2)①C D E G(全对得2分,有错或不全得0分)
②
(完全正确得2分,有错得0分)
试题分析:(1)甲图中指针偏向右侧,读数误差会变大,应使欧姆表指针指在中值电阻附近以减小误差,故应选择较低的档位,即选择“×1”倍率;(2)欧姆表计数=刻度盘计数×倍率,所以待测电阻约为9Ω;(4)电源、滑动变阻器、导线和开关是构成闭合电路必须选择的,且为了使电压从零开始可以连续调节,所以采用分压式连接变阻器,故选择较小变阻器,要减小误差,在不超过量程的情况下,电表尽量选择较小的量程,电源电动势为6V,电压表量程太大,故不适用,可采用电流表串联定值电阻(或电阻箱)的方法改装再电压,故选择器材为CDEG,电路设计如下图:
(7分)某实验小组想描绘标有“4V 2W”的小灯泡的U—I图像,除导线和开关外还备有以下器材可供选择:
A.电流表A1(量程0.6A,内阻约为1)
B.电流表A2(量程3.0A,内阻约为0.2)
C.电压表V1(量程5.0V,内阻约为5k)
D.电压表V2(量程15.0V,内阻约为15k)
E.滑动变阻器R1(最大阻值为5,额定电流500mA)
F.滑动变阻器R2(最大阻值为10,额定电流2.0A)
G.电源(电动势为6.0V,内阻约为0.5)
(1)实验中所用的电流表应选_________(填A1或A2);电压表应选_________(填V1或V2);滑动变阻器应选___________(填R1或R2)。
(2)在虚线框内画出实验的电路图。
(3)经过正确的操作,测得的数据如下表,请根据下表数据在下方坐标系中描点画出小灯泡的U—I曲线。
正确答案
(1) A1 V1 R2 (2)(3)如下图
试题分析:(1)因为小电灯泡的额定电压为4V,额定电流为0.5A,所以电压表应选V1,电流表应选A1;如果选用滑动变阻器R1,当小灯泡两端电压为零时,通过R1的电流约为I1=1.2A,大于额定电流500mA ,选用滑动变阻器R2,当小灯泡两端电压为零时,通过R2的电流为I2="0.6A" ,小于额定电流2.0A,因此滑动变阻器R2。
(2)因为小灯泡的电阻远小于电压表V1的电阻,因此应采用电流表外接法;为了使小灯泡两端的电压能从0开始连续变化,滑动变阻器R2应采用分压式连接。
(3)用描点法画出小灯泡的U—I曲线
(9分)①用游标为50分度的卡尺测量某圆筒的外径时,卡尺上的示数如图所示,可读出圆筒的外径为___________ mm.
②用替代法测毫安表内电阻的电路如图甲所示.器材:待测毫安表A(量程0~10mA,内阻RA约为30Ω);毫安表A′(量程30mA);电阻箱R1(0~9999Ω);滑动变阻器R2(0~500Ω);电源(E=3V,r约为1~2Ω).
a.滑动变阻器滑片P在实验开始前应放在 端 (填"a"或"b") .将单刀双掷开关S先接“1”位置,调节滑动变阻器滑片P的位置,使待测毫安表A的指针至某位置(或满偏),记下此时毫安表A′ 的读数.滑片P的位置不再移动;
b.将开关S接“2”位置,调节电阻箱使 ,读出此时电阻箱的读数如图乙所示(记为R1),则R1= ;
c.由以上实验可知,待测毫安表A的内电阻RA= 。
正确答案
(2)① 8.06 (2分);② a. b (2分);b. 电流表A′ 的读数为( 1分), 32 ( 2分);c. 32 (2分)。
试题分析:①游标的主尺示数为8mm,游标尺的示数为3×0.02mm=0.06mm,故圆筒的外径为8.06mm;②a.为了保护电路,滑动变阻器滑片P在实验开始前应放在b端,以使其电阻最大,起到保护电路的作用;b.由于是用等效法测毫安表的内阻,故该步骤应该是使电流表A′ 的读数仍为I;读取图乙中电阻箱的示数为32Ω;c.测毫安表A的内电阻与电阻箱的电阻是相等的,即也是32Ω;
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