- 描绘小电珠的伏安特性曲线
- 共2102题
(11分)某同学用图中的器材来探究一电学元件的关系.采用电流表外接法,要求加在电学元件上的电压从零开始逐渐增大.实验中得到的数据在坐标纸上描出
曲线如图所示.
①在图中将器材连接成实验电路.
②当电压表示数时,由
曲线求得元件的电功率值为 (保留2位有效数字),此值与元件的实际功率值相比 (填“偏大”、“偏小”或“相等”).
③如果把这个电学元件直接接在一个电动势为、内阻为
的电池两端,则电学元件两端的电压是 .
正确答案
①连接电路图如下图所示(4分) ②1.6(2分),偏大(2分) ③0.8(3分)
试题分析:①题目要求电流表外接法,而加在电学元件上的电压从零开始逐渐增大,需要滑动变阻器采用分压式接法,电路图如上图所示.
②由曲线可知
时,电流
,则
;由于电压表不是理想电压表,分得部分电流,故电流读数偏大,则功率比实际值偏大.
③电学元件直接接在一个电动势为、内阻为
的电池两端,作出电源的
图线如图:
可得交点的纵坐标为元件的电压也是电源的路端电压,数值为0.8V.
在用电压表和电流表测电池的电动势和内阻的实验中,所用电压表和电流表的内阻分别为1 kΩ和0.1 Ω,图为实验原理图及所需器件图.
(1)在图中画出连线,将器件按原理图连接成实物电路.(在答题纸上画)
(2)一位同学记录的6组数据见表,试根据这些数据在图中画出U-I图象,根据图象读出电池的电动势E=______________ V,求出电池的内阻r=____________ Ω(内阻保留两位有效数字).
正确答案
(1)(2)
1.45 0.69
试题分析: (1)按照实验原理图将实物图连接起来,如图甲所示.
(2)根据U、I数据,在方格纸UI坐标系上找点描迹.如图乙所示,然后将直线延长,交U轴于U1≈1.45 V,此即为电源电动势;交I轴于I≈0.65 A,注意此时U2=1.00 V,由闭合电路欧姆定律得I=,则r=
=
Ω≈0.69 Ω.
甲
点评:解决本题的关键掌握伏安法测量电源电动势和内阻的原理,即E=U+Ir,会根据U-I图线求电源的电动势内阻.
在《用伏安法测量电池的电动势和内电阻》的实验中使用到的仪器和器材有:电池组、滑动变阻器、伏特表、安培表、电键和导线等。 实验得到下面的一组数据
(1)请在虚线框中,画出测量所用的电路图。
(2)请根据数据在方格纸中做出U-I图象,并由图象求出电池组的电动势和内电阻。
由图线可求得电池电动势为_____V,内阻等于_____Ω。
正确答案
(1)如图所示
(2)如图所示 1.45;0.70
试题分析:(1)根据测量电源电动势的原理,画出电路图如图所示。
(2)根据题中给出的数据描点然后用平滑的曲线连接成线,让尽量多的点落在线上,不落在线上的点尽量分布在线的两侧;图像与竖轴的交点表示电源的电动势,再选图像上两个离得比较远且不是描出的点由可以求出内阻.
且选用的点不能是描出的点.
某学习小组探究电学元件的伏安特性曲线。
①甲同学要描绘一个标有“3.6V,1.2W”的小灯泡的伏安特性曲线,除了导线和开关外,还有下列器材可供选择:
电压表V(量程5V,内阻约为5kΩ)
直流电源E(电动势4.5V,内阻不计)
电流表A1(量程350mA,内阻约为1Ω)
电流表A2(量程150mA,内阻约为2Ω)
滑动变阻器R1(阻值0 ~ 200Ω)
滑动变阻器R2(阻值0 ~ 10Ω)
实验中电流表应选______,滑动变阻器应选______;(填写器材代号)
以下的四个电路中应选用_________进行实验。
②乙同学利用甲同学的电路分别描绘了三个电学元件的伏安特性曲线,如图所示。然后他用图所示的电路给三个元件分别供电,并测出给元件1和元件2供电时的电流和电压值,分别标在图上,它们是A点和B点。已知R0=9.0Ω,则该电源的电动势_______V,内电阻
_______Ω。这个电源给元件3供电时,元件3的电功率P=_______W。
正确答案
①A1 R2 A ② 3.0 1.0 0.2
试题分析:①灯泡的规格为“3.6V,1.2W”,则灯泡的额定电流I=1/3A=333mA,灯泡的电阻Rx=10.8Ω,观察所给器材的规格,电流表应该用量程为350mA的A1,测量灯泡的伏安特性曲线,电流需要从0调起,所以应该滑动变阻器用分压式接法,所以用R2;据 Rx2=10.82
用如图甲所示的装置探究直流电机转动时线圈的电热功率与输入电流的关系,图中电路图未画出.现备有如下实验器材:
E.电压表(0-3V 内阻约3 kΩ) F.滑动变阻器(0-5Ω)
G.开关、导线若干 H.秒表
I.电火花打点计时器 J.重锤P(约0.1kg)
K.纸带 L.刻度尺
M.弹簧测力计 N.游标卡尺
(1)为测量电机线圈的电热功率,上述提供的器材中多余的是 (写出器材序号);
(2)根据实验要求,在图甲虚线框内画全实验电路图;
(3)实验中,若测出电压表的读数为U,电流表的读数为I,重锤的重力为G,电机匀速提升重物的速度为v,则电机线圈的电热功率可表示为 ;若在某一输入电流下,电机提升重锤运动时打点纸带如图乙所示(图中相邻计数点的时间间隔T=0.04s),根据纸带数据,可求得重锤匀速向上运动时的速度v= m/s.
(4)改变电路中的电流,得出电机线圈在不同电流I下的电热功率P热,作出P热—I2图线如图丙中实线所示.发现实验图线与理论图线存在较大偏差,你认为产生这种偏差的原因可能是 (回答一个原因即可).
正确答案
(1)D、H、N(选对一个得1分,选错一个扣1分,直到扣完为止)(2)如图所示(变阻器画成限流接法同样给分,电路只要有错不给分)
(3) 、 0.55(4)存在摩擦阻力;或电机温度升高,电阻增大.
试题分析:(1)根据电机的电压和功率,分析最大电流,判断电流表的量程,而秒表和游标卡尺明显是多余的器材.
(2)根据题意电压表测电动机两端的电压,电流表测电动机的电流,电源和变阻器提供电压.根据此原理可补全电路.
(3)根据能量守恒:输入电机的电功率等于电机先去的电热功率加上电机的输出功率.
(4)P热-I2图线的理论图线的斜率表示线圈的电阻RA,实际图线的斜率会增大的原因是线圈中电阻随温度升高而增大.
(1)直流电机M(3.0V,1W),即正常工作时的最大电流为1A,所以电流表(0-0.6A,0.5Ω)即可,而电流表(0-3A,0.1Ω)量程过大不需要.故D多余.
此题不需要测时间,也不需要游标卡尺测长度,故H、N都是多余的.
故多余的器材为:DHN.
(2)实验电路图如右图所示:
(3)根据能量守恒定律:输入电机的电功率等于电机先去的电热功率加上电机的输出功率,所以根据纸带分析可知匀速运动的速度为:
(4)因为,所以
图线的理论图线的斜率表示线圈的电阻RA,实际图线的斜率会增大的原因是线圈中电阻随温度升高而增大.
点评:此题要求把实验原理搞清楚,这样才能判断多余的器材,才能补全电路,才能计算热功率.
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