新高考物理一輪練習專題67實驗描繪小燈泡的伏安特性曲線

專題67實驗：描繪小燈泡的伏安特性曲線1．[2021·成都摸底]在描繪一只“2.5V、0.6W”小燈泡的伏安特性曲線的實驗中，某同學已選擇好恰當?shù)膬x器并按照圖示電路圖正確連接了儀器，電流表的內(nèi)阻約0.5Ω，電壓表的內(nèi)阻約3000Ω.請回答下列問題：(1)開關(guān)S閉合之前，滑動變阻器的滑片應置于______．(選填“A端”“B端”或“AB間任意位置”)(2)為了減小測量誤差，圖中的單刀雙擲開關(guān)S1應接________.(選填“M”或“N”)(3)閉合開關(guān)S后，移動滑動變阻器的滑片，燈泡不亮，電壓表示數(shù)變化明顯，但電流表示數(shù)幾乎為0.若電路僅有一處出現(xiàn)故障，則故障可能是________．(填選項前字母)A.a、b間短路B．a(chǎn)、b間斷路C.b、c間短路D．b、c間斷路2．為了測定一個“6.3V、1W”的小電珠在額定電壓下較準確的電阻值，可供選擇的器材有：A.電流表(0～3A，內(nèi)阻約0.04Ω)B.毫安表(0～300mA，內(nèi)阻約4Ω)C.電壓表(0～10V，內(nèi)阻10kΩ)D.電壓表(0～3V，內(nèi)阻10kΩ)E.電源(額定電壓6V，最大允許電流2A)F.電源(額定電壓9V，最大允許電流1A)G.可變電阻(阻值范圍0～10Ω，額定電流1A)H.可變電阻(阻值范圍0～50Ω，額定功率0.5W)I.導線若干根，電鍵一個．(1)為使測量安全和盡可能準確，應選用的器材是______．(用字母代號填寫)(2)請畫出電路圖．并把圖中所示實物圖用線連接起來．3．[2021·海口市調(diào)研]某同學在做完“描繪小燈泡的伏安特性曲線”后，又對一個標有“6V，3.5W”小電風扇電動機(線圈電阻恒定)的伏安特性曲線進行了研究，同研究小燈泡一樣，要求電風扇兩端的電壓能從零逐漸增加到6V，實驗室備有下列器材：A.電流表(量程I：0～0.6A，內(nèi)阻約為1Ω；量程Ⅱ：0～3A，內(nèi)阻約為0.1Ω)B.電壓表(量程為0～6V，內(nèi)阻幾千歐)C.滑動變阻器R1(最大阻值10Ω，額定電流2A)D.滑動變阻器R2(最大阻值1750Ω，額定電流0.3A)E.電池組(電動勢為9V，內(nèi)阻小于1Ω)F.開關(guān)和導線若干(1)實驗中所用的滑動變阻器應選________(填“C”或“D”)，電流表的量程應選________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”).(2)請用筆畫線代替導線將實物圖甲連接成符合這個實驗要求的電路．(3)閉合開關(guān)前，為防止電動機輸入電壓過高而損壞，滑動變阻器滑片P應滑到________(填“M”或“N”)端．(4)閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片P，改變加在電動機上的電壓，實驗中發(fā)現(xiàn)當電壓表示數(shù)大于1V時電風扇才開始轉(zhuǎn)動，電動機的伏安特性曲線如圖乙所示，則電動機線圈的電阻為________Ω，電動機正常工作時的機械功率為________W．(保留兩位有效數(shù)字)4．[2021·河北卷]某同學研究小燈泡的伏安特性，實驗室提供的器材有：小燈泡(6.3V，0.15A)、直流電源(9V)、滑動變阻器、量程合適的電壓表和電流表、開關(guān)和導線若干．設(shè)計的電路如圖1所示．(1)按照圖1，完成圖2中的實物連線．(2)按照圖1連線后，閉合開關(guān)，小燈泡閃亮一下后熄滅，觀察發(fā)現(xiàn)燈絲被燒斷，原因可能是________(單項選擇，填正確答案標號).A.電流表短路B.滑動變阻器的滑片接觸不良C.滑動變阻器滑片的初始位置在b端(3)更換小燈泡后，該同學正確完成了實驗操作，將實驗數(shù)據(jù)描點作圖，得到I－U圖像，其中一部分如圖3所示．根據(jù)圖像計算出P點對應狀態(tài)下小燈泡的電阻為________Ω(保留三位有效數(shù)字).5．[2021·福州市測試]某實驗小組設(shè)計了如圖甲所示的電路，用于研究熱敏電阻RT的伏安特性曲線，所用電壓表量程為3V，內(nèi)阻RV約10kΩ，電流表量程為0.5A，內(nèi)阻RA＝4.0Ω，R為電阻箱．(以下計算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)(1)該實驗小組實驗操作步驟：①按實驗電路把電路圖連接好；②把電阻箱調(diào)到最大，閉合開關(guān)；③調(diào)節(jié)電阻箱電阻值，記錄下不同電阻箱電阻值Ri和對應的電壓表示數(shù)Ui和電流表示數(shù)Ii；④通過上述測量數(shù)據(jù)，還可得到電源路端電壓的計算公式U端i＝________．(2)該小組同學，通過正確的測量得到數(shù)據(jù)，并描繪在I—U坐標系中，圖線如圖乙所示，其中A曲線是熱敏電阻伏安特性曲線，B斜線為電流隨電源路端電壓的變化規(guī)律．當電壓表示數(shù)為2.0V時，熱敏電阻值RT＝________Ω；該電源的電動勢E＝________V，內(nèi)電阻r＝________Ω.(3)實驗中，當電阻箱的阻值調(diào)到1Ω時，熱敏電阻消耗的電功率P＝________W．專題67實驗：描繪小燈泡的伏安特性曲線1．(1)A端(2)M(3)B解析：(1)滑動變阻器采用分壓接法，開關(guān)S閉合之前，為保證電表安全，滑動變阻器的滑片應置于并聯(lián)部分電阻最小的位置，即滑片應置于A端．(2)由于小燈泡電阻很小，遠小于電壓表內(nèi)阻，所以應采用電流表外接法，即單刀雙擲開關(guān)S1應接M.(3)如果a、b間短路，則電壓表無示數(shù)；b、c間短路，電流表無示數(shù)；b、c間斷路，電壓表、電流表均無示數(shù)，則B正確，ACD錯誤．2．(1)BCFGI(2)見解析解析：(1)由小電珠規(guī)格“6.3V，1W”可知，額定電流為：I＝eq\f(P,U)＝eq\f(1,6.3)A≈0.16A＝160mA，故電流表應選B；由于小電珠的額定電壓為6.3V，所以電壓表應選C；電源應選F；由于實驗要求測量安全和盡可能準確，則要求電流從零調(diào)，所以變阻器的電阻越小調(diào)節(jié)越方便，所以變阻器應選G；顯然還應用分壓式接法，而采用分壓式接法時，變阻器需要選擇I，所以應選用的器材是BCFGI.(2)由于小電珠電阻較小，滿足eq\f(PV,Rx)>eq\f(Rx,RA)，因此電流表應使用外接法，從(1)可知滑動變阻器采用分壓接法，作出電路圖，根據(jù)電路圖連接實物電路圖，實物電路圖如圖所示．3.(1)CⅠ(2)如圖所示(3)M(4)2.52.7解析：(1)實驗要求電壓從0開始逐漸增加到6V，滑動變阻器采用分壓式，為了調(diào)節(jié)方便，滑動變阻器應選用C；小電風扇電動機的額定電流I＝eq\f(P,U)＝0.58A，故電流表應選Ⅰ.(2)假設(shè)小電風扇電動機為純電阻用電器，則小電風扇電動機的電阻R＝eq\f(U2,P)＝10.3Ω，與電流表內(nèi)阻相差較小，故電流表采用外接法，電路圖如答圖所示．(3)為防止電動機輸入電壓過高而損壞，閉合開關(guān)前小電風扇電動機兩端的電壓應為零，故滑片應滑到M端．(4)電動機不轉(zhuǎn)動時為純電阻電路，由歐姆定律得r＝eq\f(1V,0.4A)＝2.5Ω，電動機正常工作時的機械功率P出＝P－I2r＝3.5W－(0.58A)2×2.5Ω＝2.7W.4．(1)實物圖連接如圖所示(2)C(3)27.0解析：(1)根據(jù)電路圖連接實物圖如答圖所示．(2)小燈泡閃亮一下后熄滅，燈絲被燒斷，說明通過小燈泡的電流過大，電流表的內(nèi)阻很小，故電流表短路不會使通過小燈泡的電流過大，A錯誤；滑動變阻器的滑片接觸不良不會使通過小燈泡的電流過大，B錯誤；滑動變阻器滑片的初始位置在b端時，小燈泡兩端的電壓過大，通過小燈泡的電流過大，C正確．(3)由題圖3可知，P點對應的電壓U＝2V，I＝74mA，則P點對應的小燈泡的電阻R＝eq\f(U,I)＝eq\f(2V,0.074A)＝27.0Ω.5．(1)④Ui＋Ii(Ri＋RA)(2)206.05.0(3)0.89(0.85～0.95均可)解析：(1)④根據(jù)歐姆定律及串聯(lián)電路的特點可得路端電壓U端i＝Ui＋Ii(Ri＋RA).(2)圖線A為熱敏電阻的伏安特性曲線．由圖像可得，當Ui＝2.0V時，Ii＝0.1A，所以此時熱敏電阻的阻值R＝eq\f(Ui,Ii)＝20Ω；圖線B為電源外部的伏安特性曲線，根據(jù)U＝E－Ir可知，圖線與橫軸的截距表示電源的電動勢，且E＝6.0V，圖線的斜率的絕對