- 描绘小电珠的伏安特性曲线
- 共2102题
当小灯泡发光时其灯丝的电阻会随着发光亮度的变化而发生变化。某同学为研究这一现象，按照自己设计的实验电路测量小灯泡的电流I和电压U，得到如下表所示的数据。
I（A）
0.12
0.22
0.29
0.34
0.38
0.42
0.45
0.47
0.49
0.50
U（V）
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
2.00
小题1:请你根据上表数据的特点，在虚线框中画出实验电路图。可用的器材有：电压表、电流表、滑动变阻器（变化范围0~10Ω）、电源、小灯泡、电键、导线若干。
小题2:在图示坐标纸上画出小灯泡的U－I曲线，并定性分析灯丝的电阻与灯泡发光亮度的变化关系 。
小题3:如果将上面实验中使用的小灯泡接在电动势是1.5V，内阻是2.0Ω的电源两端，利用上面的U－I曲线可求出小灯泡的实际功率是 W，电源效率为 。
正确答案
小题1:如下图a所示（3分）
小题2:如下图b所示 灯丝电阻随发光亮度增加而变大（2分）
小题3:0.28 53%（每空2分）
（1）由表格数据可知，灯泡电阻约为2Ω~4Ω，远小于电压表内阻，应采用电流表外接法；由表格中的第一组数据可知，要取到0.12A的电流，滑动变阻器需用分压式接法。
（2）做小灯泡的U－I曲线时要先描点，用平滑的曲线将尽量多的点连在曲线上，连不上的尽量分布在曲线两侧；由描绘出的图象观察可得，U－I图象的斜率越来越大，故灯丝电阻随发光亮度增加而变大。
（3）小灯泡和电源串联的电路如上图所示，作出U=E－Ir的图线如图中倾斜直线，根据两图线交点的物理意义可知，此时电源和灯泡的电流为0.35A，灯泡工作电压为0.80V，因此小灯泡的实际功率为P=UI=0.28W。电源效率为
（8分）欲用伏安法测定一段阻值约为5Ω左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：
A. 电池组（3V，内阻1Ω）；
B．电流表（0～3A，内阻0.0125Ω）；
C．电流表（0～0.6A，内阻0.125Ω）；
D．电压表（0～3V，内阻3kΩ）；
E．电压表（0～15V，内阻15kΩ）；
F．滑动变阻器（0～20Ω，额定电流1A）；
G．滑动变阻器（0～1750Ω，额定电流0.3A）；
H．开关、导线
（1）上述器材中应选用的是__________（填写各器材的字母代号）
（2）实验电路应采用电流表__________接法（填“内”或“外”）
（3）电流表采用上述的接法，电阻的测量值__________（填“偏大”或“偏小”）
（4）为使通过待测金属导线的电流能在0～0.5A范围内改变，请按要求在方框内补充画出测量待测金属导线的电阻Rx的原理电路图。
正确答案
（1）A、C、D、F、H（填写各器材的字母代号）（2）外 （填“内”或“外”）
（3）偏小 （填“偏大”或“偏小”）(4)见解析
本题考查了测量电阻电路时各种仪器的选择，电路图的画法，以及实验中各种问题的解决方式，（1）电路需要电源，所以选A,因为电源电压才3V，所以选择的电压表为D，对与滑动变阻器的选择要求是操作方便，所以一般我们选择和被测电阻阻值相差不大的滑动变阻器，所以选F，实验中当滑动变阻器连入电路的阻值为零时，电路中的电流最大，为0.6A，所以选择的电流表为C，连接各仪器需要导线和开关，所以选H，
（2）因为
（3）根据上述测量，测得的电阻
（4）因为要求待测金属导线的电流能在0～0.5A范围内改变，，所以采用滑动变阻器的分压接法
思路拓展：熟练掌握实验原理，准确选取实验器材，并能正确连接实验电路时完成实验的关键，其中对电流表的内、外接法，滑动变阻器是分压接法还是限流接法是实验中的难点，也是重点
（9分）一同学用如图所示装置研究感应电流的方向与引起感应电流的磁场方向的关系，已知电流从a接线柱流入电流表时，电流表指针右偏，实验时，磁场方向、磁铁运动情况及电流表指针偏转情况记录在下表中．
①由实验1、3得出的结论是：穿过闭合回路的磁通量________时，感应电流的磁场与原磁场方向________．
②由实验2、4得出的结论是：穿过闭合回路的磁通量________时，感应电流的磁场与原磁场方向________．
③由实验1、2、3、4得出的结论是：感应电流的磁场总是________引起感应电流的磁场的变化．
正确答案
①增加 相反②减小 相同③阻碍
①由实验1、3得出的结论是：穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反②由实验2、4得出的结论是：穿过闭合回路的磁通量减小时，感应电流的磁场与原磁场方向相同
电动自行车具有方便、快捷、环保等优点。某兴趣小组将一辆旧电动自行车充满电，取下三块电池，分别标为A、B、C，测量它们的电动势和内阻。
（1）粗测电池A 时，多用电表的指针如图甲所示，由此可知他们选择的挡位是
A．直流10V 挡 B．直流50V 挡 C．直流250V 挡 D．交流10V 挡
（2）为较准确地测量A 电池的电动势E 和内阻r，采用了图乙所示的实验器材，
① 用笔划线代替导线，在答题纸上将实验电路图乙连接完整；
② 改变电阻箱的阻值R，测出对应的电流I（电表可视理想表），小敏同学随意地将实验数据记录在草稿纸上，如右图所示。请你帮他整理一下，将R 和I 对应数据填入答题纸的表格中。
③ 利用上述数据可求得A 电池的电动势E= V；内阻r = Ω
正确答案
（1）B
（2）要点：1A表正负极，电阻箱的接线柱
（1）只有量程是50V时，才比较切合实际（2）通过改变电阻箱的阻值从而改变电流和路端电压，由E=U+IR，得到两组数据可算出电源电动势和内阻，也可画图像得出
有一种供实验使用的电池，其标称电压为9V，允许电池输出的最大电流为0.5A，为了测定这个电池的电动势和内电阻，实验时利用了如图所示的电路图，其中R0为保护电阻。
小题1:电路图的虚线框1中应该接______传感器，开关S闭合前，要把滑动变阻器的阻值调到______（选填“最大”或“最小”）。
小题2:实验室里备用的定值电阻有以下几种规格：
实验时R0应选用上述定值电阻中的____（填字母代号）较好。
小题3:改变滑动变阻器的触点位置，记录几组不同的电压、电流值，利用本实验的DIS软件，点击“直线拟合”，得到如图所示的U~I图线，则电池的电动势为____V，内电阻r=____Ω。
正确答案
小题1:电压（1分），最大（1分）
小题2:C
小题3:9.5（1分），5
分析：（1）测电源电动势与内在实验中，电压传感器应并联接入电路，测路端电压，电流传感器应串联接入电路，测电路电流．
（2）只有保护电阻接入电路时，电路电流不能超过电源允许的最大电流，同时保证保护电阻消耗的功率不能超过自身的额定功率．
（3）电源的U-I图象与纵轴的交点是电源电动势，图象斜率的绝对值是电源的内阻．
解：（1）由电路图可知，虚线框1并联在电源两端，1是电压传感器；开关S闭合前，要把滑动变阻器的阻值调到最大；
（2）为保证电流不超过电源的最大输出电流，保护电阻约为R0=
A、电阻为5Ω，电阻阻值太小，故A错误；
B、接入电路时的功率为P=I2R=0.52×18=4.5W＞2W，功率超过电阻的额定功率，故B错误；
C、接入电路时的功率为P=I2R=0.52×20=5W，符合要求，故C正确；
D、保护电阻起到保护电路的作用即可，阻值不能太大，100Ω电阻阻值太大，电路电流太小，不利于多次测量，故D错误；故选C．
（3）由U-I图象可知，电源电动势是9.5V，电源内阻r=
故答案为：（1）电压，最大；（2）C；（3）9.5，5．
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