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简答题

某同学通过实验研究小灯泡的电流与电压的关系,可用的器材如下:电源(电动势3V,内阻1Ω)、电键、滑动变阻器(最大阻值20Ω)、电压表、电流表、小灯泡、导线若干.(电压表和电流表均视为理想电表)

(1)实验中移动滑动变阻器滑片,得到了小灯泡的U-I图象如图a所示,则可知小灯泡的电阻随电压增大而______(填“增大”、“减小”或“不变”).

(2)根据图a,在图b中把缺少的导线补全,连接成实验的电路(其中电流表和电压表分别测量小灯泡的电流和电压).

(3)若某次连接时,把AB间的导线误接在AC之间,合上电键,任意移动滑片发现都不能使小灯泡完全熄灭,则此时的电路中,小灯泡获得的最小功率是______W.

正确答案

(1)由图可知,电压增大.电流增大,温度升高,电阻变大.

故答案为:增大.

(2)由图a可知,电压从零开始调节的,因此滑动变阻器采用的是分压接法,由于灯泡电阻较小,因此安培表需要外接,由此可正确连接实物图如图(b)所示:

(3)若任意移动滑片发现都不能使小灯泡完全熄灭,说明滑动变阻器连成限流接法,当滑动变阻器串入电路中的电阻最大即20Ω时,此时电路为一个电动势为3V,内阻为1Ω的电源与一个灯泡和20Ω的电阻串联,结合图(a)可知,当电流为I=0.13A时,灯泡电压为0.23V,此时满足:E=U+UR+U,故此次灯泡实际消耗的功率为:P=UI=0.23×0.13≈0.030W(也可以将电源内阻忽略进行计算)

故答案为:0.030~0.034.

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简答题

在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,所使用的电流表内阻约为几欧,电压表的内阻约为十几千欧.实验中得到了8组数据,在图甲所示的电流-电压(I-U)坐标系中,通过描点连线得到了小灯泡的伏安特性曲线.

①请你判断实验电路的连接方式,根据你的判断在虚线框中画出实验电路图,并在图乙中连线使之为实验电路.

②根据图甲,可确定小灯泡的功率P与U 2和I2的关系,下列示意图中正确的是:

③将被测小灯泡与一定值电阻R和电源串联成如图丙所示的电路.电源的电动势为6.0V,内阻为1.0Ω.现测得电路中的电流为0.40A,则定值电阻R所消耗的电功率为______W.

正确答案

①、因描绘小灯泡的伏安特性曲线实验中,小灯泡电阻远小于电压表内阻,电流表应用外接法,又电流从零调到最大值,滑动变阻器应用分压式,故电路图如图所示

根据电路图连线实物图如下图.

②、由P=R=可知,在P-图象中图象上某点与原点连线的斜率为电阻R,而电阻R又随温度的升高而增大,故D正确,C错误,同理在P-图象中,图象上某点与原点连线的斜率为电阻倒数,因随温度的升高R增大因而应减小,故AB均错误,本题应选D.

③、若将被测小灯泡与一定值电阻R和电源串联成如图丙所示的电路,由小灯泡的I-U图象可读出I=0.4A时,小灯泡两端电压为U=4V,根据闭合电路欧姆定律E=+Ir得,定值电阻两端电压==V=1.6V,再由P=UI得P=1.6×0.4W=6.4W即,即定值电阻R所消耗的电功率为0.64W.

故答案为①如图,②D,③电路图如图,0.64W.

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简答题

为了研究“3.8V,0.3A“小灯泡的电阻随电流变化的规律,某同学测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流的关系.实验室可以提供的器材如下:

①直流电源E(电动势约4V,内阻可不计);

②电流表A(量程为0-0.6A,内阻约0.5Ω);

③电压表v(量程为0-5V,内阻约20kΩ;

④滑动变阻器R1(阻值0-10Ω,额定电流2A);

⑤滑动变阻器R2(阻值0-200Ω,额定电流1.5A);

⑥电键S及导线若干.

实验测得的数据记录在下表中:

(1)请在图1坐标纸上画出小灯泡的U-I图线.

(2)应选择的滑动变阻器为(填写仪器符号):______.

(3)根据以上条件在虚线框中画出符合要求的实验电路图,并在图2中标出器材的符号.

(4)试求:电压为1.50V和2.80V时小灯泡的电阻值并说明它们大小不同的原因.(结果保留2位有效数字.)

正确答案

(1)小灯泡的U-I图线如图a

(2)为了实验操作方便,电表读数变化明显,所以采用较小的阻值的滑动变阻器,即选R1

(3)根据题意,由小灯泡电阻远小于电压表内阻,电流表应用外接法,因要求电流或电压从零调,变阻器应用分压式接法,电路图b所示.

(4)由图可知:U1=1.50V时,I1=0.200A,

U2=2.80V时,I2=0.275A,

得:RL1=7.5Ω  RL2=10Ω

由于小灯泡两端的电压升高时,灯丝的温度升高,导致灯丝电阻变大.所以有:RL2>RL1. 

故答案为:(1)如图

(2)R1

(3)如图

(4)由于小灯泡两端的电压升高时,灯丝的温度升高,导致灯丝电阻变大.所以有:RL2>RL1

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简答题

如图甲和图乙是测量小灯泡U-I关系的实验电路,表格中记录的是某次实验的测量数据.

(1)下列电源和滑动变阻器可供选择的是______.

A.电动势为3V,内阻为1Ω的电池组和总阻值为100Ω的滑动变阻器

B.电动势为4.5V,内阻为1.5Ω的电池组和总阻值为100Ω的滑动变阻器

C.电动势为3V,内阻为1Ω的电池组和总阻值为10Ω的滑动变阻器

D.电动势为4.5V,内阻为1.5Ω的电池组和总阻值为10Ω的滑动变阻器

E.电动势为4.5V,内阻为1.5Ω的电池组和总阻值为150Ω的滑动变阻器

(2)在按照实验序号的先后得到以上数据的过程中,滑动变阻器的滑片移动的方向是______(选填“a→b”或“b→a”).

(3)在图丙内画出小灯泡的U-I曲线.分析曲线可知小灯泡的电阻随I变大而______(填“变大”、“变小”或“不变”).

(4)将上述小灯泡接入到如图乙所示的电路中,定值电阻R=24Ω,电源电动势E=3V、内阻r=1Ω,则在这个电路中,小灯泡的电阻大小为______Ω.

正确答案

(1)因为电压和电流从零开始变化,所以滑动变阻器采用分压接法,因此总电阻选用小点的,从表格中看到最大电压为3.0V,所以电源电动势用略大点的,所以选D.

(2)从表格数据看,灯泡两端的电压和流过的电流逐渐增大,所以滑动变阻器阻值增大,滑片向右滑.

(3)连点描线得到图象,可知电阻随着流过电流的增大而增大.

(4)将R=24Ω等效看成电源内阻,则总的电源内阻为25Ω,电动势为3V,在图中画出伏安特性曲线,交于(0.10A,0.5V),由R=解得小灯泡电阻为5.0Ω.

故答案为:(1)D (2)a→b (3)曲线见解析图 变大 (4)5.0

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现用伏安法研究某电子器件R的伏安特性曲线,要求特性曲线尽可能完整(直接测量的变化范围尽可能大一些).备用的仪器有:直流电源(12V)、电流表、电压表、滑动变阻器(0~10Ω)、电键、导线若干.

(1)在上图1方框中画出实验电路图.

(2)根据测得的数据在图2中画出R的伏安特性曲线.从图中可看出,当电流超过某一数值后,其电阻迅速______(填“增大”或“减小”);

(3)若R与标有“6V,9W”的灯泡串联后,接入直流电源两端,灯泡恰能正常发光.则此时该电子器件两端的电压是______V,该直流电源的内阻是______Ω.(结果保留两位有效数字)

正确答案

(1)由题意可知本实验应采用滑动变阻器分压接法、电流表采用外接法,电路图如图b所示;

(2)由表格中数据利用描点法将各点描于坐标轴中,再用平滑的曲线画出R的伏安特性曲线.图象如图c所示;

图象的斜率表示该器件的阻值,由图可知,图象的斜率越来越大,故说明电子器件的电阻增大;

(3)灯泡正常发光,故灯泡的电压为6V,电流I===1.5A;

由坐标中数据可知,电子器件两端的电压为2.0V;则由串联电路的电压规律可知,电源内阻两端的电压U=12-2.0-6=4V,故内电阻r===2.7Ω;

故答案为:(1)如右图所示;(2)增大;(3)2.0;2.7.

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有一个额定电压为10V的灯泡,其额定功率为约为4W,为描绘其伏安特性曲线并测定额定功率的准确值,备有下列实验器材:

电压表V(量程3V,内阻1KΩ);

电流表A(量程500mA,内阻约为1Ω)

定值电阻R1=3KΩ

定值电阻R2=4Ω

滑动变阻器R3(0~10Ω,额定电流为1.5A);

16V电源一个,开关一个,导线若干.

①在方框内画出电路图.如需定值电阻,则需标明符号,

②测定额定功率时图中电压表的指针应指在______V位置.

正确答案

解;①、因灯泡额定电压为10V,远大于电压表量程3V,故应将电压表扩大量程,应将电压表与定值电阻串联使用,此时新电压表的量程变为U=×4=12V,滑动变阻器应用分压

式,电流表应用外接法,如图所示

②、由上面计算知实际电压为12V时电压表读数为3V,则实际电压为10V时,电压表读数为U=×3V=2.5V.

故答案为①如图所示,②2.5

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简答题

小灯泡标有“2.5V 0.3A”, 用伏安法研究该小灯泡的伏安特性曲线,其他备用的仪表和器具有:

A.电流表A1,量程0.6 A,内阻约1 Ω

B.电流表A2,量程3 A,内阻约2 Ω

C.电压表V1,量程15 V,内阻约15 kΩ

D.电压表V2,量程3 V,内阻约5 kΩ

E.滑动变阻器R2(0~10 Ω)

F.电源E(3 V,内阻可忽略)

G.开关、导线若干

(1)实验中应选用的电流表为________(填“A1”或“A2”),应选用的电压表为________(填“V1”或“V2”),实验中采用电流表________(填“内接法”或“外接法”)。

(2)在方框中画出实验电路原理图,要求电压测量从0开始。 

(3)根据电路原理图,在实物图上连线。

正确答案

(1)A1,V2,外接法

(2)

(3)

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简答题

某同学使用了如下器材:电源E(电动势12 V);电压表V(量程为15 V,内阻约15 kΩ);电流表A(量程100 mA,内阻约10 Ω);滑动变阻器(最大电阻为50 Ω);单刀单掷开关;导线若干。测出了一个小灯泡的伏安特 性曲线如图甲所示,已知小灯泡的额定电压为12 V。

(1)请在图乙的虚线方框中画出此实验电路;

(2)根据设计的电路图在图丙的实物上连线;

(3)由小灯泡的伏安特性曲线可知小灯泡的额定功率为P=________W,小灯泡电阻的变化特性为________。

正确答案

(1)实验电路如图甲所示

(2)实物连接如图乙所示

 

(3)1.15(1.14~1.19);灯泡电阻随电压升高而增大(或随温度升高而增大;或电压越高时电阻增大越快)

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小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大。某同学为研究这一现象,用实验得到如下数据(I和U分别表示小灯泡上的电流和电压):

(1)在下面框中画出实验电路图。可用的器材有:电压表、电流表、滑线变阻器(变化范围0-10Ω)、电源、小灯泡、电键、导线若干。

(2)在下图中画出小灯泡的U-I曲线。

   

(3)将小灯泡接在电动势是1.5V,内阻是2.0Ω的电池两端,小灯泡的实际功率是多少?(简要写出求解过程;若需作图,可直接画在第(2)小题的方格图中)

正确答案

(1)

(2)

(3)作出U=图线,可得小灯泡工作电流为0.35安,工作电压为0.80伏,因此小灯泡实际功率为0.28瓦

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(1)有一个未知电阻R,用图1中P和Q两种电路分别对它进行测量,用P图电路测量时,两表读数分别为5.5V,0.49A,用Q图电路测量时,两表读数分别为4.4V,0.50A,则用______ 图所示电路测该电阻的阻值误差较小,测量值Rx=______,测量值比真实值偏______填“大”或“小”).

(2)某同学通过实验研究小灯泡的电流与电压的关系.可用的器材如下:电源(电动势3V,内阻1Ω)、电键、滑动变阻器(最大阻值20Ω)、电压表、电流表、小灯泡、导线若干.

①实验中移动滑动变阻器滑片,得到了小灯泡的U-I图象如图2a所示,则可知小灯泡的电阻随电压增大而______(填“增大”、“减小”或“不变”)

②根据图2a,在图2b中把缺少的导线补全,连接成实验的电路(其中电流表和电压表分别测量小灯泡的电流和电压)

正确答案

(1)两种接法中,电压表示数变化大,说明电流表内阻较大,为减小实验误差,电流表应采用外接法,即采用Q所示电路图;

电阻测量值RX===8.8Ω;电流表采用外接法,由于电压表的分流作用,电流测量值偏大,电阻测量值比真实值小.

(2)①由灯泡的伏安特性曲线可知,随电压增大,电流增大,但△U>△I,由R==可知电阻阻值变大;

②由灯泡伏安特性曲线可知,灯泡最大电流为0.5A,电流表选0~0.6A,灯泡最大电压为2.2V,电压表选0~3V量程,

电流表采用外接法,滑动变阻器采用限流接法,实验电路图如图所示.

故答案为:(1)Q;8.8Ω;小;(2)①增大;②电路图如图所示.

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简答题

图1为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变,且对温度很敏感)的I-U关系曲线图。

(1)为了通过测量得到图1所示I-U关系的完整曲线,在图2和图3两个电路中应选择的是图________;简要说明理由:____________。(电源电动势为9V,内阻不计,滑线变阻器的阻值为0-100Ω)。

(2)在图4电路中,电源电压恒为9V,电流表读数为70mA,定值电阻R1=250Ω。由热敏电阻的I-U关系曲线可知,热敏电阻两端的电压为________V;电阻R2的阻值为______Ω。

(3)举出一个可以应用热敏电阻的例子:______________________________________。

正确答案

(1)2;电压可从0V调到所需电压,调节范围较大

(2)5.2;111.8(111.6-112.0均给分)

(3)热敏温度计

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简答题

某实验小组要描绘一个标有“3.8V,1W”的小电珠RL的I-U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.电压表V(量程5V,内阻约为5kΩ)

B.直流电源E(电动势4.5V,内阻不计)

C.电流表A1(量程150mA,内阻约为2Ω)

D.电流表A2(量程300mA,内阻约为1Ω)

E.滑动变阻器R1(阻值0~10Ω)

F.滑动变阻器R2(阻值0~2kΩ)

(1)实验中为较准确测量、方便调节,电流表应选用______,滑动变阻器应选用______(填器材前面的选项字母);

(2)要求实验中小电珠电压从零逐渐增大到额定电压,测量误差尽可能小.请你为该实验小组设计电路图,画在图甲的方框中;

(3)利用实验中得到的数据在I-U坐标系中,描绘出了如图乙所示的小电珠的伏安特性曲线.根据此图给出的信息,可以判断出图丙中正确的是(图中P为小电珠的电功率)______

正确答案

(1)由P=UI得,灯泡的额定电流I===0.263A,所以电流表选择D.电流表A2(量程300mA,内阻约为1Ω),变阻器用分压接法,应选小阻值的E.

(2)灯泡内阻R===14.44Ω,电压表远大于灯泡内阻,应采用电流表外接法;

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,

电路图如图所示:

(3)根据公式R=知道,图A表示,灯泡的电阻大小不变,不合题意;

图B表示灯泡的电阻随温度的升高而增大,不合题意;

根据公式R=可知,图C表示,灯泡的电阻大小不变;不合题意;

图D表示灯泡的电阻随温度的升高而变大;符合题意.

故选BD.

故答案为:(1)D  E;(2)如图所示;(3)BD

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简答题

(1)热敏电阻是传感电路中常用的电子元件.现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线,要求特性曲线尽可能完整.已知常温下待测热敏电阻的阻值约4~5Ω.热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中,杯内有一定量的冷水,其它备用的仪表和器具有:盛有热水的热水杯(图中未画出)、电源(3V、内阻可忽略)、直流电流表(内阻约1Ω)、直流电压表(内阻约5kΩ)、滑动变阻器(0~20Ω)、开关、导线若干.

①在图(a)的方框中画出实验电路图,要求测量误差尽可能小.

②根据电路图,在图(b)的实物图上连线.

③简要写出完成接线后的主要实验步骤

1)往保温杯中加入热水,稍等读出温度值.

2)______;

3)重复①,②测出不同温度下的数据.

4)______.

(2)广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家用电器中的温度传感器,是利用热敏电阻随温度变化而变化的特性工作的.在图甲中,电源的电动势E=9.0V,内电阻不可忽略;C为内阻不计的灵敏电流表;R0为保护电阻;R为热敏电阻,其电阻值与温度变化关系如图乙的R-t图象所示.则热敏电阻R与摄氏温度t的关系为R=______;闭合电键S,当R的温度等于40℃时,电流表示数I1=2.25mA,则当电流表的示数I2=3.6mA时,热敏电阻R的温度是______摄氏度.

正确答案

(1)①在研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线时,需要多测量数据,因此滑动变阻器采用分压接法,由于待测电阻的阻值较小,因此安培表需要外接,故原理图如下:

②根据原理图连接实物图如下所示:

③由题意可知,本实验是研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线,故应测出温度及电流电压值;并多次实验;故实验的步骤应为:

a、往保温杯中加入一些热手,待温度稳定时读出温度计的值;

b、调节滑动变阻器,快速读出电流表和电压表的值;

c、重复以上步骤,测出不同温度下数据;

d、绘出不同温度下热敏电阻的伏安特性曲线;

故答案为:调节R,快速测出多组I,U值;绘出各温度下热敏电阻的伏安特性曲线.

(2)设热敏电阻的电阻值与温度关系表达式为:R=kt+R0

当t=40°C时,R=3.5kΩ,有

3.5=40k+R0          ①

当t=120°C时,R=2kΩ,有

2=120k+R0           ②

由①②解得

R=-1.875×10-2 t+4.25,

代入数据,可知当电流表的示数I2=3.6mA时,热敏电阻R的温度是120度.

故答案为:-1.875×10-2t+4.25,120.

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某同学使用了如下器材:电源E(电动势12V);电压表V(量程为15V,内阻约15KΩ)电流表A(量程100mA,内阻约10Ω);滑动变阻器(最大电阻为50Ω);单刀单掷开关;导线若干.测出了一个小灯泡的伏安特性曲线如图1甲所示,已知小灯泡的额定电压为12V.

(1)请在图1乙的虚线方框中画出此实验电路.

(2)根据设计的电路图在图2的实物上连线.

(3)由小灯泡的伏安特性曲线可知小灯泡的额定功率为P=______  W,小灯泡电阻的变化特性为______.

正确答案

(1)由I-U图象知电压与电流从零调,滑动变阻器应用分压式接法,小灯泡电阻远小于电压表内阻,电流表应用外接法,电路图如图所示

(2)根据设计的电路图在图中的实物上连线如图所示

(3)由小灯泡的伏安特性曲线可读出当U=12V时,I=100mA,由P=UI得小灯泡的额定功率为P=12×0.1W=1.2W;

有I-U图象可知:灯泡电阻随电压升高而增大(或随温度升高而增大;或电压越高时电阻增大越快)

故答案为(1)电路图如图所示;(2)实物图连接如图所示;(3)1.2,灯泡电阻随电压升高而增大(或随温度升高而增大;或电压越高时电阻增大越快).

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简答题

在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,使用的小灯泡为“6 V 、3 W”,其他供选择的器材有:

电压表V1(量程6 V,内阻20 kΩ)

电流表A1(量程3 A,内阻0.2 Ω)

电流表A2(量程0.6 A,内阻1 Ω)

变阻器R1(0~1000 Ω,0.5 A)

变阻器R2(0~20 Ω,2A)

学生电源E(6 V~8 V)

开关S及导线若干

实验中要求在电压表0~6 V范围内读取并记录下12组左右不同的电压值U和对应的电流值I,以便作出伏安特性曲线,则在上述器材中,电流表应选_______,按正确方法连接电路电阻的测量值和真实值相比_______(填偏大、偏小、不变),变阻器应选_______。在下边方框中画出此实验的原理图。

正确答案

A2,偏小,R2

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