備戰(zhàn)2020年高考物理實驗專題復(fù)習(xí)《描繪小燈泡的伏安特性曲線》（解析版）

第=page11頁，共=sectionpages11頁第=page22頁，共=sectionpages22頁《描繪小燈泡的伏安特性曲線》一、實驗題在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，現(xiàn)除了有一個標(biāo)有“5?V，2.5?W”的小燈泡、導(dǎo)線和開關(guān)外，還有：

A.直流電源(電動勢約為5V，內(nèi)阻可不計)

B.直流電流表(量程0～3A，內(nèi)阻約為0.1Ω)

C.直流電流表(量程0～600?mA，內(nèi)阻約為5Ω)

D.直流電壓表(量程0～15?V，內(nèi)阻約為15kΩ)

E.直流電壓表(量程0～5?V，內(nèi)阻約為10?kΩ)

F.滑動變阻器(最大阻值l0Ω，允許通過的最大電流為2A)

G.滑動變阻器(最大阻值lkΩ，允許通過的最大電流為0.5A)

實驗要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化并能測多組數(shù)據(jù)。

①實驗中電流表應(yīng)選用______，電壓表應(yīng)選用______，滑動變阻器應(yīng)選用______(均用序號字母表示)。

②某同學(xué)通過實驗正確作出的小燈泡的伏安特性曲線如圖甲所示?，F(xiàn)把實驗中使用的小燈泡接到如圖乙所示的電路中，其中電源電動勢E=2V，內(nèi)阻r=1Ω，定值電阻R=9Ω，此時燈泡的實際功率為______W.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)為探究小燈泡的電功率P和電壓U的關(guān)系，小明測量小燈泡的電壓U和電流I，利用P=UI得到電功率．

實驗所使用的小燈泡規(guī)格為“3.0V，1.8W”，電源為12V的電池，滑動變阻器的最大阻值為10Ω．

(1)準(zhǔn)備使用的實物電路如圖1所示．

請將滑動變阻器接入電路的正確位置．(用筆畫線代替導(dǎo)線)

(2)現(xiàn)有10Ω、20Ω和50Ω的定值電阻，電路中的電阻R1

應(yīng)選______Ω的定值電阻．

(3)測量結(jié)束后，應(yīng)先斷開開關(guān)，拆除______兩端的導(dǎo)線，再拆除其他導(dǎo)線，最后整理好器材．

(4)小明處理數(shù)據(jù)后將P、U2描點(diǎn)在坐標(biāo)紙上，并作出了一條直線，如圖2所示．

請指出圖象中不恰當(dāng)?shù)牡胤剑硨W(xué)習(xí)小組欲描繪小燈泡的伏安特性曲線，現(xiàn)提供下列器材：

A.電壓表V(量程6V，內(nèi)阻約6kΩ)

B.電流表A(量程0.6A，內(nèi)阻約10Ω)

C.電阻箱R1(0～999.9Ω)

D.定值電阻R2=200Ω

E.定值電阻R3=100Ω

F.滑動變阻器R4(0～10Ω)

G.滑動變阻器R5(0～100Ω)

H.規(guī)格為“6V，6W”的待測燈泡

I.電源E(電動勢約12V，內(nèi)阻較小)

J.開關(guān)、導(dǎo)線若干

(1)某同學(xué)根據(jù)實驗原理，將電流表的量程由0.6A擴(kuò)大至1.0A，首先采用了如圖1所示的電路測量電流表內(nèi)阻。閉合開關(guān)S1，反復(fù)調(diào)節(jié)電阻箱阻值，當(dāng)R1=19.0Ω時，發(fā)現(xiàn)閉合和打開開關(guān)S2時電流表指針指示值相同，則電流表的內(nèi)阻RA=______Ω.若忽略偶然誤差，從理論上分析，實驗測得的電流表內(nèi)阻值______(選填“大于”、“小于”或“等于”)真實值。

(2)圖2是測量燈泡電流隨電壓變化的實物電路，請你用筆畫線代替導(dǎo)線完成電路連接(要求在閉合開關(guān)前，滑動變阻器滑動頭置于最左端某同學(xué)研究小燈泡的伏安特性，所使用的器材有：小燈泡L(額定電壓3.8?V，額定電流0.32?A)；電壓表V(量程3?V，內(nèi)阻3?kΩ)；電流表A(量程0.5?A，內(nèi)阻0.5?Ω)；固定電阻R0(阻值1?000?Ω)；滑動變阻器R(阻值0～9.0?Ω)；電源E(電動勢5?V，內(nèi)阻不計)；開關(guān)S；導(dǎo)線若干。

(1)實驗要求能夠?qū)崿F(xiàn)在0～3.8?V的范圍內(nèi)對小燈泡的電壓進(jìn)行測量，畫出實驗電路原理圖。

(2)實驗測得該小燈泡伏安特性曲線如圖(a)所示。由實驗曲線可知，隨著電流的增加小燈泡的電阻_________(填“增大”“不變”或“減小”)，燈絲的電阻率__________(填“增大”“不變”或“減小”)。

(3)用另一電源E0(電動勢4?V，內(nèi)阻1.00?Ω)和題給器材連接成圖(b)所示的電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器R的阻值，可以改變小燈泡的實際功率。閉合開關(guān)S，在R的變化范圍內(nèi)，小燈泡的最小功率為____________W，最大功率為___________W。(結(jié)果均保留2位小數(shù)在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，利用實驗得到了8組數(shù)據(jù)，在圖1所示的I?U坐標(biāo)系中，通過描點(diǎn)連線得到了小燈泡的伏安特性曲線。

①根據(jù)圖線的坐標(biāo)數(shù)值，請在圖2中選出該實驗正確的實驗電路圖_____(選填“甲”或“乙”)。

②根據(jù)所選電路圖，請在圖3中用筆畫線代替導(dǎo)線，把實驗儀器連接成完整的實驗電路。

③由圖1可知，該小燈泡的電阻隨電壓的升高而_____。(選填“增大”、“減小”或“不變”)

④根據(jù)圖1，可判斷出圖4中正確的關(guān)系圖象是(圖中P為小燈泡功率，I為通過小燈泡的電流)______。

⑤將同種規(guī)格的兩個這樣的小燈泡并聯(lián)后再與R=10Ω的定值電阻串聯(lián)，接在電動勢為8V、內(nèi)阻不計的電源上，如圖5所示。閉合開關(guān)S后，則電流表的示數(shù)為______A，兩個小燈泡的總功率為______W。有一個小燈泡上標(biāo)有“4?V?2?W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法描繪這個燈泡的I?U圖線?，F(xiàn)有下列器材供選用：

A.電壓表(0～5?V，內(nèi)阻約10?kΩ)

B.電壓表(0～15?V，內(nèi)阻約20?kΩ)

C.電流表(0～3?A，內(nèi)阻約1?Ω)

D.電流表(0～0.6?A，內(nèi)阻約0.4?Ω)

E.滑動變阻器(10?Ω,2?A)

F.滑動變阻器(500?Ω,1?A)

G.學(xué)生電源(直流6?V)、開關(guān)、導(dǎo)線若干

(1)實驗中所用電壓表應(yīng)選________，電流表應(yīng)選用________，滑動變阻器應(yīng)選用________。

(2)在線框內(nèi)畫出實驗電路圖，并根據(jù)所畫電路圖進(jìn)行實物連接。

(3)利用實驗數(shù)據(jù)繪出小燈泡的伏安特性曲線如圖甲所示，分析曲線說明小燈泡電阻變化的特點(diǎn)：________________________________。

(4)若把電阻元件Z和小燈泡接入如圖乙所示的電路中時，已知電阻Z的阻值為5Ω，已知A、B兩端電壓恒為2.5?V，則此時燈泡L的功率約為________W。(保留兩位有效數(shù)字)

某同學(xué)想要描繪標(biāo)有“3.8V?0.3A”字樣小燈泡L的伏安特性曲線，要求測量數(shù)據(jù)盡量精確、繪制曲線完整．可供該同學(xué)選用的器材除開關(guān)、導(dǎo)線外，還有：

電壓表V1(0～3V，內(nèi)阻等于3kΩ)

電壓表V2(0～15V，內(nèi)阻等于15kΩ)

電流表A1(0～200mA，內(nèi)阻等于10Ω)

電流表A2(0～3A，內(nèi)阻等于0.1Ω)

滑動變阻器R1(0～10Ω，額定電流2A)

滑動變阻器R2(0～1kΩ，額定電流0.5A)

定值電阻R3(阻值等于1Ω)

定值電阻R4(阻值等于10Ω)

定值電阻R5(阻值等于1kΩ)

電源小燈泡燈絲的電阻會隨溫度的升高而變大．某同學(xué)為研究這一現(xiàn)象，用實驗描繪小燈泡的伏安特性曲線．

實驗可供選擇的器材有：

A.小燈泡(“2.5V，1.2W”)

B.電流表

(量程：0～0.6A，內(nèi)阻為1Ω

)

C.電壓表(量程：0～3V，內(nèi)阻未知)

D.滑動變阻器(0～10Ω，額定電流1A

)

E.滑動變阻器(0～5Ω，額定電流0.5A

)

F.電源(E=3V，內(nèi)阻不計)

G.定值定阻R0(阻值R0=6Ω

)

H.開關(guān)一個和導(dǎo)線若干

(1)要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化，且能盡量消除系統(tǒng)誤差，在圖1方框內(nèi)畫出實驗電路圖．

(2)實驗中，應(yīng)該選用的滑動變阻器是______(填寫器材前字母代號)．

(3)按照正確的電路圖，該同學(xué)測得實驗數(shù)據(jù)如下：(I是的示數(shù)，U是的示數(shù)，U燈是小燈泡兩端的實際電壓).請通過計算補(bǔ)全表格中的空格，然后在圖2中畫出小燈泡的伏安特性曲線．I/A0.050.100.150.200.250.300.350.400.450.48U/V0.080.150.250.400.600.901.301.852.503.00U(4)該同學(xué)將與本實驗中一樣的兩個小燈泡以及給定的定值電阻R0三者一起串聯(lián)接在本實驗中提供的電源兩端，則每個燈泡的實際功率是______

W．某興趣小組在做“測定金屬絲的電阻率”的實驗中，通過粗測電阻絲的電阻約為5Ω，為了使測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，從實驗室找出以下供選擇的器材：

A.電池組(3V，內(nèi)阻約1Ω)

B.電流表A1(0～3A，內(nèi)阻0.012

5Ω)

C.電流表A2(0～0.6A，內(nèi)阻約0.125Ω)

D.電壓表V1(0～3V，內(nèi)阻4kΩ)

E.電壓表V2(0～15V，內(nèi)阻15kΩ)

F.滑動變阻器R1(0～20Ω，允許最大電流1A)

G.滑動變阻器R2(0～2000Ω，允許最大電流0.3A)

H.開關(guān)、導(dǎo)線若干

①實驗時應(yīng)從上述器材中選用______(填寫儀器前字母代號)．

②測電阻時，電流表、電壓表、待測電阻Rx在組成測量電路時，應(yīng)采用安培表______接法，將設(shè)計的電路圖畫在圖1虛線框內(nèi)．

③若用螺旋測微器測得金屬絲的直徑d的讀數(shù)如圖2，則讀為______

mm．

④為了測定一個“6V?1W”的燈泡在不同電壓下的電功率．現(xiàn)有器材如下：

直流電源

電動勢6V

內(nèi)阻不計

直流電流表A1

量程200mA

內(nèi)阻約2Ω

直流電流表A2

0～0.6A

內(nèi)阻約0.5Ω

直流電壓表V1

0～3V

內(nèi)阻約5×l03Ω

直流電壓表V2

0～15V

內(nèi)阻約1.5×l04Ω

滑動變阻器

電阻值0～15Ω

額定電流1A

開關(guān)一個

導(dǎo)線若干根

測量時要求電燈兩端電壓從0V開始連續(xù)調(diào)節(jié)，盡量減小誤差，測多組數(shù)據(jù)．應(yīng)選擇電流表______(填A(yù)1或A為了描繪小燈泡的伏安特性曲線，實驗室可供選擇的器材如下：

A.待測小燈泡(6V

500mA)

B.電流表A(0?0.6A

內(nèi)阻約0.5Ω)

C.電壓表V(0?3V

內(nèi)阻5kΩ)

D.滑動變阻器R1(0?1kΩ

100mA)

E.滑動變阻器R2(0?5Ω

1.5A)

F.電阻箱R3(0?9999.9Ω)

G.直流電源E(約6V，內(nèi)阻不計)

H.開關(guān)(1)將電壓表量程擴(kuò)大為6V，與它串聯(lián)的電阻箱的阻值應(yīng)調(diào)為______

kΩ。(2)圖甲中畫出了實驗的部分電路，請你補(bǔ)全電路圖(在圖上補(bǔ)充)；滑動變阻器應(yīng)選用______(選填“R1“或“R2“(3)實驗中，變阻器滑動觸頭P在ab間移動時，發(fā)現(xiàn)小燈泡兩端的電壓只能在3.5V?6.0V間變化，則電路中出現(xiàn)的故障可能是______________．(4)排除故障后，測量出多組數(shù)據(jù)以燈泡兩端的電壓U為橫軸，電流表的示數(shù)I為縱軸，描點(diǎn)作出小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示。若電壓表V的實際阻值大于5kΩ，則小燈泡實際的伏安特性曲線應(yīng)在所畫圖線的______(選填“上方“或“下方“)。某研究性學(xué)習(xí)小組為探究小燈泡燈絲電阻與溫度的關(guān)系，設(shè)計并完成了有關(guān)的實驗，以下是實驗中可供選用的器材．

A.待測小燈泡(額定功率6W，額定電流0.5A)

B.電流表(量程0～0.6A，內(nèi)阻0.1Ω)

C.電壓表(量程0～5V，內(nèi)阻約5kΩ)

D.電壓表(量程0～15V，內(nèi)阻約15kΩ)

E.滑線變阻器(最大阻值50Ω)

F.滑線變阻器(最大阻值1kΩ)

G.直流電源(電動勢15V，內(nèi)阻可忽略)

H.開關(guān)一個，導(dǎo)線若干

實驗中調(diào)節(jié)滑線變阻器，小燈泡兩端電壓可以從零至額定電壓范圍內(nèi)變化，從而測出小燈泡在不同電壓下的電流．

(1)實驗中為較準(zhǔn)確測量、方便調(diào)節(jié)，電壓表應(yīng)選用______，滑動變阻器應(yīng)選用______(填寫儀器符號)；

(2)請在如圖1的虛線框中畫出為完成上述實驗而設(shè)計的合理的電路圖．

(3)如圖2所示是該研究小組測得小燈泡的I?U關(guān)系圖線．由圖線可知，小燈泡燈絲電阻隨溫度的升高而______(填“增大”、“減小”或“不變”)；當(dāng)小燈泡兩端所加電壓為6V時，其燈絲電阻值約為______Ω.(保留兩位有效數(shù)字)

(4)若不考慮電表內(nèi)阻的影響，得到的是上面的I?U關(guān)系圖線．但由于電表存在內(nèi)阻，實際測得的伏安特性曲線比上面的I?U關(guān)系圖線位置來得偏______(選填“高”或“低”)．某物理學(xué)習(xí)小組中甲、乙兩同學(xué)分別做了以下實驗．

(1)甲同學(xué)用下列器材探究一個小燈泡(3V、1.5W)的電阻隨其兩端電壓的變化關(guān)系：

A.待測小燈泡(3V、1.5W)

B.電源(3V，內(nèi)阻不計)

C.電流表(0～3A，內(nèi)阻0.1Ω)

D.電流表(0～600mA，內(nèi)阻約0.5Ω)

E.電壓表(0～3V，內(nèi)阻約0.3kΩ)

F.滑動變阻器(0～10Ω,1A)

G.滑動變阻器(0～1kΩ,300mA)

H.開關(guān)一個、導(dǎo)線若干

①實驗中電流表應(yīng)選用______，滑動變阻器應(yīng)選用______?.(填器材前的字母)

②該同學(xué)描繪出小燈泡的伏安特性曲線，如圖甲所示，則小燈泡的電阻隨其兩端電壓的變化關(guān)系是______．

(2)乙同學(xué)用下列器材測定一電池組的電動勢和內(nèi)電阻：

A.待測電池組(電動勢約3V，內(nèi)阻約1Ω)

B.定值電阻(R0=5Ω)

C.電阻箱R(0～99.9Ω)

D.電壓表(0～3V，內(nèi)阻約5kΩ)

E.開關(guān)一個、導(dǎo)線若干

①請在圖乙所示虛線框內(nèi)畫出實驗原理圖．

②該同學(xué)正確測量后通過描點(diǎn)得到圖丙所示的1U?1R圖象，則由此可知電源的電動勢為E=?______?V，內(nèi)電阻為r=?有一個小燈泡上標(biāo)有“5V?6W”的字樣，現(xiàn)測定小燈泡在不同電壓下的電功率，有下列器材可供選用：

A.電壓表V1(0～3V.內(nèi)阻5kΩ)

B.電壓表V2(0～15V.內(nèi)阻15kΩ)

C.電流表A(0～0.6A.內(nèi)阻1Ω)

D.定值電阻R1=1Ω

E.定值電阻R2=5kΩ

F.滑動變阻器R(10Ω,2A)

G.學(xué)生電源(直流6V，內(nèi)阻不計)

H.開關(guān)、導(dǎo)線若干

(1)除了待測小燈泡、電流表、學(xué)生電源及開關(guān)、導(dǎo)線外，本實驗必需的器材還有______(填寫器材前的序號字母)．

(2)為盡量減小實驗誤差，并要求從零開始多取幾組數(shù)據(jù)，請在圖甲虛線框中畫出滿足實驗要求的電路圖，并標(biāo)明相應(yīng)器材字母．

(3)利用上述實驗電路測出的電壓表示數(shù)Uv與此時小燈泡兩端電壓U的定量關(guān)系是______，圖乙是上述實驗電路中電流表的示數(shù)I和電壓表的示數(shù)U小明同學(xué)通過實驗探究某一金屬電阻的阻值R隨溫度t的變化關(guān)系．已知該金屬電阻在常溫下的阻值約10Ω，R隨t的升高而增大．實驗電路如圖1所示，控溫箱用以調(diào)節(jié)金屬電阻的溫值．

實驗時閉合S，先將開關(guān)K與1端閉合，調(diào)節(jié)金屬電阻的溫度，分別記下溫度t1，t2，…和電流表的相應(yīng)示數(shù)I1，I2，….然后將開關(guān)K與2端閉合，調(diào)節(jié)電阻箱使電流表的實數(shù)再次為I1，I2，…，分別記下電阻箱相應(yīng)的示數(shù)R1，R2，…．

(1)有以下兩電流表，實驗電路中應(yīng)選用______．

(A)量程0～100mA，內(nèi)阻約2Ω

(B)量程0～0.6A，內(nèi)阻可忽略

(2)實驗過程中，要將電阻箱的阻值由9.9Ω調(diào)節(jié)至10.0Ω，需旋轉(zhuǎn)圖中電阻箱的旋鈕“a”、“b”、“c”，正確的操作順序是______．

①將旋鈕a由“0”旋轉(zhuǎn)至“1”

②將旋鈕b由“9”旋轉(zhuǎn)至“0”

③將旋鈕c由“9”旋轉(zhuǎn)至“0”

溫度t(℃)20.040.060.080.0100.0阻值R(Ω)9.610.411.112.112.8請根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖2作出R?t圖象．

由圖線求得R隨t的變化關(guān)系為R=______．在“描繪小燈泡的伏安物性曲線”的實驗中，提供了以下實驗器材：

A.待測小燈泡“12V，6W”

B.電流表A1(量程0?0.6A，內(nèi)阻約1.125Ω)

C.電流表A2(量程0?3A，內(nèi)阻約0.025Ω)

D.電壓表V1(量程0?3V，內(nèi)阻約3kΩ)

E.電壓表V2(量程0?15V，內(nèi)阻約15kΩ)

F.滑動變阻器R(阻值0?10Ω，額定電流1A)

G.蓄電池、開關(guān)各一個，導(dǎo)線若干

(1)在實驗中：電流表應(yīng)選______，電壓表應(yīng)選______(填字母代號)

(2)根據(jù)實驗要求，設(shè)計該實驗電路圖并畫在圖1方框中．

(3)在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，現(xiàn)除了有一個標(biāo)有“5V，2.5W”的小燈泡、導(dǎo)線和開關(guān)外，還有：

A.直流電源(電動勢約為5V，內(nèi)阻可不計)

B.直流電流表(量程0?3A，內(nèi)阻約為0.1Ω)

C.直流電流表(量程0～600mA，內(nèi)阻約為0.5Ω)

D.直流電壓表(量程0?15V，內(nèi)阻約為15Ω)

E.直流電壓表(量程0?5V，內(nèi)阻約為5kΩ)

F.滑動變阻器(最大阻值10Ω，允許通過的最大電流為2A)

實驗中要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化以便測量多組數(shù)據(jù)。

①實驗中電流表應(yīng)選用______，電壓表應(yīng)選用______(均用序號字母表示)

②請按要求將圖1中所示的器材連成實驗電路。

③某同學(xué)通過實驗正確做出小燈泡的伏安特性曲線如圖2甲所示?，F(xiàn)把實驗中使用的小燈泡接到圖2乙所示的電路中，其中電源電動勢E=6V，內(nèi)阻r=1Ω，定值電阻R=4Ω，此時燈泡的實際功率為______W.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

答案和解析1.【答案】①C；E；F；②0.075

【解析】【分析】

①根據(jù)燈泡額定電流選擇電流表，根據(jù)燈泡額定電壓選擇電壓表，為方便實驗操作，應(yīng)選最大阻值較小的滑動變阻器。②在燈泡的U?I圖象坐標(biāo)系內(nèi)作出電源的U?I圖象，根據(jù)圖象求出燈泡兩端電壓與通過燈泡的帶那六，然后求出燈泡實際功率。本題考查了實驗器材的選擇、實驗數(shù)據(jù)處理，要掌握實驗器材的選擇原則；求燈泡實際功率時要注意圖象法的應(yīng)用，要掌握應(yīng)用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)的方法。

【解答】

解：①燈泡的額定電壓為5V，因此電壓表選擇大于等于5V的即可，故選E；而燈泡的額定電流I=PU=2.55=0.5A；故電流表應(yīng)選擇C；

實驗要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，為方便實驗操作，滑動變阻器應(yīng)選擇F；

②將定值電阻等效電源內(nèi)阻，作出等效電源的伏安特性曲線如圖所示：

與燈泡的伏安特性曲線的交點(diǎn)為燈泡的工作點(diǎn)，

由圖可知，此時燈泡的電壓：U=0.5V，電流：I=0.15A，

則燈泡的功率：P=UI=0.5×0.15=0.075W；

故答案為：①C；E；F；②0.075。

2.【解析】解：(1)從P?U?2圖象可知電壓從零調(diào)，所以滑動變阻器應(yīng)用分壓式接法，變阻器連接如圖所示

(2)當(dāng)變阻器的輸出電壓最大時，通過小燈泡的電流為額定電流I=PU=1.83A=0.6A，根據(jù)歐姆定律通過變阻器的電流為I變?=UR變?=310A=0.3A，所以通過電源的電流為I?′=I+I變?=0.6+0.3=0.9A，根據(jù)閉合電路歐姆定律，應(yīng)有E=U+I?′?(r+R0?)，解得R0?+r=E?UI?′=【解析】解：(1)閉合開關(guān)時，R1與電流表并聯(lián)后，再與R2與R3的并聯(lián)部分串聯(lián)；開關(guān)斷開時，R1與R2串聯(lián)后與電流與和R3的串聯(lián)部分并聯(lián)；兩種情況下電流表示數(shù)相同，則根據(jù)串并聯(lián)電路規(guī)律可知，R1RA=R2R3，解得：RA=9.5Ω；

(2)本實驗中采用滑動變阻器分壓接法，同時電流表與電阻箱并聯(lián)擴(kuò)大量程，故實物圖如圖所示；

(3)因滑動變阻器采用分壓接法，所以應(yīng)采用總阻值較小的滑動變阻器R4；故答案為：(1)9.5

等于

(2)如圖所示

(3)R4

(1)根據(jù)給出的條件進(jìn)行分析，由串并聯(lián)電路的基本規(guī)律即可求得電流表內(nèi)阻；

(2)明確實驗原理和改裝原理，從而得出正確的實物圖；

(3)根據(jù)測量燈泡伏安特性曲線的實驗中分壓接法的性質(zhì)可知，本實驗應(yīng)采用總阻值較小的滑動變阻器。

本題考查了描繪燈泡伏安特性曲線的實驗以及電表內(nèi)阻的測量方法，關(guān)鍵是明確實驗原理，知道實驗中電路的性質(zhì)，從而正確利用串并聯(lián)電路的規(guī)律分析求解。

【解析】【分析】

本題考查燈泡伏安特性曲線的描繪實驗，要注意明確實驗原理，知道實驗中數(shù)據(jù)分析的基本方法，注意在分析功率時只能根據(jù)圖象進(jìn)行分析求解，不能利用歐姆定律進(jìn)行分析。

(1)明確實驗原理，根據(jù)實驗中給出的儀器分析滑動變阻器以及電流表接法；

(2)根據(jù)I?U圖象的性質(zhì)進(jìn)行分析，明確電阻隨電流變化的規(guī)律，從而明確電阻率的變化情況；

(3)分析滑動變阻器接入電阻的變化，作出等效電源的伏安特性曲線，得出對應(yīng)的電流值和電壓值，從而明確燈泡功率的極值。

【解答】(1)因?qū)嶒炓竽軌驅(qū)崿F(xiàn)在0～3.8?V的范圍內(nèi)對小燈泡的電壓進(jìn)行測量，，因此應(yīng)采用滑動變阻器分壓接法；因燈泡內(nèi)阻與電流表內(nèi)阻接近，故應(yīng)采用電流表外接法；電壓表量程未達(dá)到小燈泡額定電壓，需串聯(lián)R0擴(kuò)大量程，故原理圖如圖所示：

(2)I?U圖象中圖象的斜率表示電阻的倒數(shù)，由圖可知，圖象的斜率隨電壓的增大而減小，故說明電阻隨電流的增大而增大；再由電阻定律R=ρLS可知，燈絲的電阻率增大；

(3)當(dāng)滑動變阻器阻值全部接入時，燈泡的功率最小，此時E=U+Ir+R；則有：U=?10I+4；作出電源的伏安特性曲線如圖a中實線所示；由圖可知，燈泡電壓為U=1.75V，電流I=225mA，則最小功率P1=UI=0.39W；

整理得：I=?1r+RU+Er+R，當(dāng)直線的斜率最大時，與燈泡的I?U曲線的交點(diǎn)坐標(biāo)最大，即燈泡消耗的功率最大。當(dāng)滑動變阻器電阻值R=0時，燈泡消耗的功率最大，此時交點(diǎn)坐標(biāo)為U=3.67V，I=0.32A，如圖所示，最大的功率為P2=UI=1.17W。

故答案為：

5.【答案】①甲；②如圖：；③增大；④D；⑤0.6；1.2。

【解析】【分析】

(1)根據(jù)題意確定滑動變阻器與電流表的接法；

(2)根據(jù)圖象實驗數(shù)據(jù)判斷滑動變阻器與電流表的接法，然后完成實驗電路圖；

(3)根據(jù)圖象結(jié)合歐姆定律求解；

(4)根據(jù)實驗電路圖，應(yīng)用電功率公式分析答題；

(5)把電源與定值電阻等效與電源，在圖a所示坐標(biāo)系內(nèi)作出電源的U?I圖象，由圖象求出電壓與電流，然后答題。

本題考查了設(shè)計實驗電路圖、連接實物電路圖、判斷燈泡功率的變化規(guī)律、求電阻消耗的功率等問題，當(dāng)電壓與電流從零開始變化時，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法。

【解答】

解：(1)描繪燈泡伏安特性曲線，電壓與電流應(yīng)從零開始變化，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，所以正確的實驗電路圖是甲；

(2)根據(jù)實驗電路圖連接實物電路圖，實物電路圖如圖所示：

；

(3)根據(jù)圖象結(jié)合歐姆定律可以看出小燈泡燈絲的電阻隨電壓電流的增大逐漸增大；

(4)由于燈泡電阻隨電流增大電阻R增大，由P=I2R可知，P?I2圖象斜率增大，故A、B、C錯誤，D正確；

故選D；

(5)由圖5所示電路圖可知，兩燈泡并聯(lián)，可以把電源與定值電阻等效為電源，設(shè)每只電燈加上的實際電壓和實際電流分別為U和I.

在這個閉合電路中，E=U+2IR，代入數(shù)據(jù)并整理得，U=8?20I，在圖a所示坐標(biāo)系中作出U=8?20I的圖象如圖所示：

由圖象可知，兩圖象交點(diǎn)坐標(biāo)值為：U=2V、I=0.3A，此時通過電流表的電流值IA=2I=0.6A，每只燈泡的實際功率P=UI=2×0.3=0.6W，兩個小燈泡的總功率為1.2W。

故答案為：①甲；②如圖；③增大；④D；⑤0.6；1.2。

6.【答案】(1)A，D，E，

(2)

(3)小燈泡電阻隨溫度的升高而增大；

【解析】【分析】

本題主要考查了描繪小燈泡的伏安特性曲線實驗，中等難度。

要求掌握：(1)根據(jù)實驗要求選取合適電路，(2)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)選取實驗儀器(3)電路實物連線要注意按電路圖連接，連接順序為：從正極到負(fù)極，先干路再支路，先串聯(lián)再并聯(lián)。

【解答】

(1)小燈泡的額定電壓為4V，額定電流為0.5A，故電壓表選擇A，電流表選擇D，控制電路選擇分壓電路，故用阻值小的滑動變阻器，選擇E；

(2)由于小燈泡電阻較小，滿足

RV?Rx?>Rx?RA?，所以電流表應(yīng)用外接法，又變阻器采用分壓式接法，所以電路圖和實物連線圖如圖所示：

(3)由I?U圖象可知，小燈泡電阻隨溫度的升高而增大，

(4)根據(jù)圖像，估算得小燈泡的工作狀態(tài)為電壓U=1.45V，電流I=0.215A，電功率P=UI=0.31W。

故答案為(1)A，D，E；

(2)

(3)小燈泡電阻隨溫度的升高而增大；

(4)0.31【解析】【分析】

①分析給定儀器，明確電表的量程；根據(jù)安全性原則進(jìn)行改裝；同時根據(jù)實驗要求明確滑動變阻器以及電流表接法；

②根據(jù)燈泡電阻隨溫度的變化規(guī)律進(jìn)行分析，同時明確I?U圖象中圖象的斜率表示電阻的倒數(shù)．

本題考查描繪小燈泡伏安特性曲線的實驗以及電表的改裝，要求能明確改裝原理，并正確掌握本實驗中電路的接法；注意分壓接法以及電流表接法的正確判斷．

【解答】

①燈泡額定電壓為3.8V，而給出的電壓表量程分別為15V和3V，15V量程太大，無法正確測量；故只能選用3V量程，并且與定值電阻串聯(lián)擴(kuò)大量程；3V量程的電壓表內(nèi)阻為3kΩ；根據(jù)串并聯(lián)電路規(guī)律可知，應(yīng)選擇1kΩ的定值電阻串聯(lián)；

額定電流為0.3A，而給出的量程中3A量程過大，不能使用；只能采用將電流表量程200mA的電流表與定值電阻并聯(lián)的方式來擴(kuò)大量程；根據(jù)改裝原理可知，并聯(lián)10Ω的定值電阻，即可將量程擴(kuò)大到0.4A；

因本實驗中要求多測幾組數(shù)據(jù)，因此應(yīng)采用滑動變阻器分壓接法；同時因燈泡內(nèi)阻較小，故采用電流表外接法；故答案如圖所示；

②因燈泡電阻隨溫度的增加而增加，因此在I?U圖象中圖線的斜率應(yīng)越來越??；故選：B．

故答案為：①如圖所示；②B．

8.【答案】(1)

(2)D；(3)見解析；(4)0.18W．

【解析】解：(1)因為小燈泡兩端的電壓從零開始變化，所以滑動變阻器采用分壓式接法．電流表的內(nèi)阻是定值，可以采用電流表內(nèi)接法，電流等于通過燈泡的電流，通過電流表的電壓可以得出燈泡兩端的電壓．電路圖如圖所示．

(2)因為通過燈泡的額定電流接近0.5A，與滑動變阻器并聯(lián)后，電流會大于0.5A，所以滑動變阻器選擇D．

(3)燈泡兩端的電壓等于電壓表的讀數(shù)減去電流表的讀數(shù)與電流表內(nèi)阻乘積之差，結(jié)果如表格中所示．U?I圖線如圖所示．

(4)在同一坐標(biāo)系中作出2U+IR0=E的圖線，根據(jù)此圖線與燈泡的U?I圖線的交點(diǎn)可得此時燈泡的電壓U=0.6V，電流I=0.3A.所以，燈泡的實際功率為P=UI=0.18W．

故答案為：(1)

(2)D

I/A0.050.100.150.200.250.300.350.400.450.48U/V0.080.150.250.400.600.901.301.852.503.00U0.030.050.100.200.350.600.951.452.052.52(4)0.18W．

(1)通過滑動變阻器分壓和限流的特點(diǎn)確定滑動變阻器的接法，抓住電流表的內(nèi)阻為定值，采用電流表的內(nèi)接法．

(2)通過通過滑動變阻器的電流選擇合適的變阻器．

(3)根據(jù)串并聯(lián)電路的特點(diǎn)，結(jié)合歐姆定律求出燈泡兩端的電壓，作出U?I圖線．

(4)根據(jù)歐姆定律得出燈泡兩端的電壓與電流的關(guān)系，作出U?I圖線，通過交點(diǎn)得出實際電流和電壓，從而得出燈泡的實際功率．解決本題的關(guān)鍵掌握滑動變阻器分壓式、限流式接法的區(qū)別以及電流表內(nèi)外接的區(qū)別，知道器材選取的原則．

9.【答案】ACDFH

外

0.900

πRd【解析】解：(1)實驗中必需的儀器有電源A，開關(guān)H；由于電源電動勢為3V，電表讀數(shù)要達(dá)到半偏，則電壓表選D；由I=ER+r可知電路中最大電流約為0.5?A，則電流表選C；為了使測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，滑動變阻器采用限流接法，故電阻不能太大，選F；故所用儀器為ACDFH；

(2)電源電壓為3v，由I=Er+R可知電路中最大電流約為0.5A，為了使測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，滑動變阻器采用限流接法，由Rx<RARV，電流表采用外接法．電路見右圖

(3)由主尺上讀出0.5mm，螺旋尺上讀數(shù)為40.0×0.01mm，兩者和為：0.900mm；

(4)由電阻定律：R=ρLS

S=π(d2)2

得：ρ=πRd24L

故答案為：(1)C；D；F；(2)外；(3)0.900；πRd24L

(1)關(guān)鍵電源的電壓選取電壓表，根據(jù)電壓表選取電流表，根據(jù)題目要求確定滑線變阻器的阻值選取變阻器．

(2)電路圖的設(shè)計注重電表的接法和滑線變阻的接法．【解析】【分析】

根據(jù)燈泡額定電壓選擇電壓表，根據(jù)燈泡與電表內(nèi)阻的關(guān)系確定電流表的接法，然后畫出電路圖．本題考查了實驗器材的選擇、連接實物電路圖，要掌握實驗器材的選取原則，確定滑動變阻器與電流表的接法是正確連接實物電路圖的關(guān)鍵，當(dāng)電壓與電流從零開始變化時，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法．

【解答】

燈泡額定電壓為6V，則電壓表選擇直流電壓表V2，

燈泡正常發(fā)光時的電流為：I=PU=16≈0.167A，則電流表選擇A1；

測量時要求電燈兩端電壓從0V開始連續(xù)調(diào)節(jié)直到正常發(fā)光，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，燈泡正常發(fā)光時的電阻為：R=U2P=621=36Ω，電壓表內(nèi)阻約為1.5×l04Ω，電流表內(nèi)阻約為2Ω，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于燈泡電阻，電流表應(yīng)采用外接法，測量的電路圖如圖所示：

故答案為：A1；V2；如圖所示【解析】【分析】

(1)根據(jù)歐姆定律求解與電壓表串聯(lián)的電阻箱的阻值。

(2)為使測量盡量準(zhǔn)確，要求進(jìn)行多次測量，滑動變阻器采用分壓接法，選擇小電阻；

(3)實驗中，變阻器滑動觸頭P在ab間移動時，發(fā)現(xiàn)小燈泡兩端的電壓只能在3.5V?6.0V間變化，即滑動變阻器沒有采用分壓式接法。

(4)根據(jù)實驗電路圖可知，由于電壓表的分流作用，導(dǎo)致測量的燈泡的電流值偏大，即相同電壓情況下，燈泡實際電流比測量值偏小，因此II是真實的伏安特性曲線。

解決本題的關(guān)鍵掌握器材選擇的原則，以及知道滑動變阻器分壓式接法和限流式接法的區(qū)別，電流表內(nèi)外接的區(qū)別。

【解答】

(1)電壓表V(0?3V

內(nèi)阻5kΩ)，將電壓表量程擴(kuò)大為6V，根據(jù)歐姆定律應(yīng)有：(R+5)×35V=6V，代入數(shù)據(jù)可得R=5kΩ，即電阻箱的阻值應(yīng)調(diào)為5kΩ；

(2)為使測量盡量準(zhǔn)確，要求進(jìn)行多次測量，滑動變阻器采用分壓接法，選擇小電阻，即選R2，由于燈泡電阻遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，所以采用電流表外接法，電路圖：

；

(3)實驗中，變阻器滑動觸頭P在ab間移動時，發(fā)現(xiàn)小燈泡兩端的電壓只能在3.5V?6.0V間變化，即滑動變阻器沒有采用分壓式接法。則電路中出現(xiàn)的故障可能是ac間斷路，即滑動變阻器變成了限流式接法；

(4)若電壓表V的實際阻值大于5kΩ，所以導(dǎo)致測量的燈泡的電壓值偏大，即相同電流情況下，燈泡實際電壓比測量值偏小，則小燈泡實際的伏安特性曲線應(yīng)在所畫圖線的上方。

故答案為：(1)5；(2)如圖；R2；(3)ac間斷路；(4)上方。

12.【答案】(1)D，E；

(2)如圖所示

(3)增大；16；

(4)【解析】【分析】

描繪燈泡電阻隨電壓的變化關(guān)系，電壓與電流應(yīng)從零開始變化，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，根據(jù)燈泡電阻與電表內(nèi)阻的關(guān)系確定電流表的接法．根據(jù)圖象可明確測量誤差的現(xiàn)象．

本題考查伏安法測燈泡伏安特性曲線的實驗，要注意電學(xué)實驗離不開變阻器，當(dāng)要求電流和電壓從零調(diào)時變阻器應(yīng)用分壓式接法；當(dāng)待測電阻阻值遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻時，電流表應(yīng)用外接法接法．

【解答】

(1)小燈泡兩端電壓可以從零至額定電壓范圍內(nèi)變化，滑動變阻器應(yīng)用分壓式接法，又小燈泡電阻遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，電流表應(yīng)用外接法接法，實驗電路圖如圖所示，根據(jù)小燈泡規(guī)格“6W，0.5A”可知，額定電壓U=60.5=12V.所以電壓表應(yīng)選D；為方便實驗操作，滑動變阻器應(yīng)選E．

(2)滑動變阻器接用分壓接法，同時因燈泡內(nèi)阻較小，故電流表采用外接法；原理圖如圖所示；

(3)由圖示圖象可知，隨燈泡兩端電壓增大，通過燈泡的電流增大，電壓與電流的比值增大，燈泡電阻增大；由圖示圖象可知，燈泡兩端電壓為6V時，通過燈泡的電流為0.4A，則燈泡電阻R=UI=60.4=15Ω

(4)因為采用電流表外接法，由于電壓表的分流，使電流表示數(shù)偏大，則測量值的I?U圖象中電流應(yīng)偏大，故圖象偏高；

故答案為：(1)D，E；

(2)如圖所示

(3)增大；16；

(4)高。

13.【答案】(1)①D；F；②電阻隨電壓的增大而增大；

(2)①【解析】【分析】

(1)明確實驗原理，根據(jù)給出的儀器選擇正確的接法和儀表；并明確I?U圖象的性質(zhì)；

(2)明確根據(jù)閉合電路歐姆定律測量電動勢和內(nèi)電阻的實驗方法，并明確數(shù)據(jù)處理的方法；

本題考查測量電源的電動勢和內(nèi)電阻、描繪燈泡的伏安特性曲線實驗，要注意明確圖線的性質(zhì)，能根據(jù)圖象分析電阻的變化；同時掌握儀表的選擇等內(nèi)容。

【解答】

解：(1)①由圖可知，電流的最大值為0.5A，故電流表應(yīng)選擇600mA，故選D；

因采用滑動變阻器分壓接法，故滑動變阻器選擇小電阻F；

②由圖可知，I?U圖象中的斜率減小，因I?U圖象中的斜率表示電阻的倒數(shù)，可知電阻隨電壓的增大而增大；

(2)①因沒有給出電流表，故應(yīng)采用電壓表和電阻箱組合進(jìn)行測量，同時因內(nèi)阻較小，故應(yīng)將定值電阻與電源相連充當(dāng)?shù)刃щ娫?；原理圖如圖所示；

②根據(jù)閉合電路歐姆定律可知：U=ER+R0+rR

變形得：1U=1E+1R×R0+rE

則由圖象可知：1E=13

解得E=3.0V；R0+rE=1316

解得r=1.0Ω；

(3)

12U

【解析】【分析】

(1)已知燈泡的額定電壓，則根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律可得出電壓表，根據(jù)實驗的要求可以確定定值電阻的選?。?/p>

(2)要求從零開始，則應(yīng)采用分壓接法，同時考慮燈泡內(nèi)阻與電流表內(nèi)阻的關(guān)系可以確定電流表的接法；

(3)根據(jù)分壓接法原理可知，燈泡兩端電壓與電壓表示數(shù)間的關(guān)系；再根據(jù)圖象明確2V時對應(yīng)的電流，由P=UI可求得功率。

本題為探究型實驗，應(yīng)注意兩個電壓表均無法保證要求，故可以采用串聯(lián)的方式可以對電表進(jìn)行改裝；此類題目近幾年越來越多，故應(yīng)注意把握。

【解答】

(1)由題意可知，燈泡的額定電壓為5V，而給出的電壓表中有15V和3V兩種，選用15V的電壓則誤差較大；而選用3V的電壓表，則量程偏小，故可以串聯(lián)一個電阻進(jìn)行分壓；由題意可知，選擇5KΩ的電阻可以使