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1、第八章第八章 恒定电流恒定电流 第四讲第四讲 实验九：描绘小灯泡的伏安特性 曲线 实验九：描绘小灯泡的伏安特性 曲线 课时跟踪练课时跟踪练 1. (2015浙江卷浙江卷)图甲是小红同学在做 “描绘小灯泡的伏安特性曲 线”实验的实物连接图 图甲是小红同学在做 “描绘小灯泡的伏安特性曲 线”实验的实物连接图 图甲图甲 图乙图乙 (1)根据图甲画出实验电路图根据图甲画出实验电路图 (2)调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图乙中 的所示，电流表量程为 调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图乙中 的所示，电流表量程为 0.6 A，电压表量程为，电压表量程为 3 V所示读 数 为 ：
2、 所示读 数 为 ： _， ， _， ， _， ， _ 两组数据得到的电阻分别为 两组数据得到的电阻分别为_和和 _ 解析：解析：(1)从实物图中可知电压表测量灯泡两端电压，电流表采 用外接法，滑动变阻器采用分压接法，故电路图如图所示 从实物图中可知电压表测量灯泡两端电压，电流表采 用外接法，滑动变阻器采用分压接法，故电路图如图所示 (2)电流表的量程为电流表的量程为 0.6 A，所以每小格表示的分度值为，所以每小格表示的分度值为 0.02 A， 故的读数为 ， 故的读数为 0.10 A，的读数为，的读数为 0.24 A电压表的量程为电压表的量程为 3 V，则 每一小格表示 ，则 每一小格表示
3、 0.1 V，所以的读数为，所以的读数为 2.00 V，的读数为，的读数为 0.27 V. 电压小，两端的电流小，故为同一组数据，故得到的电阻为电压小，两端的电流小，故为同一组数据，故得到的电阻为 R 2.7 . 0 0. .2 27 7 0 0. .1 1 为另外一组数据，故得到的电阻为为另外一组数据，故得到的电阻为 R 8.3 . 2 2. .0 0 0 0. .2 24 4 答案：答案：(1)见解析图 见解析图 (2)0.10 A 0.24 A 2.00 V 0.27 V 8.3 2.7 2. (2018廊坊模拟廊坊模拟)一只小灯泡，标有“一只小灯泡，标有“3 V 1.5 W”的字样现
4、要描绘小灯泡 ”的字样现 要描绘小灯泡 03 V 的伏安特性曲线实验器材有：的伏安特性曲线实验器材有： A最大阻值为最大阻值为 10 的滑动变阻器的滑动变阻器 B电动势为电动势为 6 V、内阻约为、内阻约为 1.0 的电源的电源 C量程为量程为 0.6 A、内阻约为、内阻约为 1.0 的电流表的电流表 A1 D量程为量程为 3 A、内阻约为、内阻约为 0.1 的电流表的电流表 A2 E量程为量程为 3 V、内阻约为、内阻约为 6 k的电压表的电压表 V1 F量程为量程为 15 V、内阻约为、内阻约为 10 k的电压表的电压表 V2 G开关、导线若干开关、导线若干 (1)电压表应选用电压表应选用
5、_；电流表应选用；电流表应选用_(将选项代号 的字母填在横线上 将选项代号 的字母填在横线上) (2)在该实验中，设计了如图所示的四个电路为了减小误差， 应选取的电路是 在该实验中，设计了如图所示的四个电路为了减小误差， 应选取的电路是_(将选项代号的字母填在横线上将选项代号的字母填在横线上) (3)以下是该实验的操作步骤：以下是该实验的操作步骤： A将电流表、电压表、变阻器、小灯泡、电源、开关正确连接 成电路； 将电流表、电压表、变阻器、小灯泡、电源、开关正确连接 成电路； B调节滑动变阻器滑片的位置，保证闭合开关前使滑动变阻器 与小灯泡并联部分的阻值最大； 调节滑动变阻器滑片的位置，保证闭
6、合开关前使滑动变阻器 与小灯泡并联部分的阻值最大； C闭合开关，记下电压表、电流表的一组示数闭合开关，记下电压表、电流表的一组示数(U1，I1)，移动 滑动变阻器的滑片， 每移动一次记下一组 ，移动 滑动变阻器的滑片， 每移动一次记下一组(U， I)值， 共测出值， 共测出 12 组数据 ；组数据 ； D按所测数据，在坐标纸上描点并将各点用直线段连接起来， 得出小灯泡的伏安特性曲线 按所测数据，在坐标纸上描点并将各点用直线段连接起来， 得出小灯泡的伏安特性曲线 指出以上步骤中存在错误或不妥之处并修改指出以上步骤中存在错误或不妥之处并修改_ _. 解析：解析：(1)因为小灯泡的额定电压为因为小灯
7、泡的额定电压为 3 V，故电压表选，故电压表选 E；小灯泡 的额定电流 ；小灯泡 的额定电流 I A0.5 A，故电流表选，故电流表选 C. P P U U 1 1. .5 5 3 3 (2)小灯泡在额定电压下的电阻小灯泡在额定电压下的电阻 R 6 ，由于，由于，故电流，故电流 U U I I R RV R R R R R RA A 表外接描绘伏安特性曲线时，电压从零开始，需用滑动变阻器的分表外接描绘伏安特性曲线时，电压从零开始，需用滑动变阻器的分 压式接法，选压式接法，选 C. 答案：答案：(1)E C (2)C (3)步骤步骤 B 不妥，闭合开关前应使滑动变 阻器与小灯泡并联部分的阻值为零
8、；步骤 不妥，闭合开关前应使滑动变 阻器与小灯泡并联部分的阻值为零；步骤 D 有错，应为按所测数据， 在坐标纸上描点并将各点用一条平滑的曲线连接起来 有错，应为按所测数据， 在坐标纸上描点并将各点用一条平滑的曲线连接起来 3. (2018运城模拟运城模拟)有一个小灯泡上标有“有一个小灯泡上标有“4 V 2 W”的字样， 现在要用伏安法描绘这个灯泡的 ”的字样， 现在要用伏安法描绘这个灯泡的 IU 图线，现有下列器材供选用：图线，现有下列器材供选用： A电压表电压表(05 V，内阻，内阻 10 k) B电压表电压表(015 V，内阻，内阻 20 k) C电流表电流表(03 A，内阻，内阻 0.4
9、 ) D电流表电流表(00.6 A，内阻，内阻 1 ) E滑动变阻器滑动变阻器(最大阻值为最大阻值为 10 ，允许最大电流为，允许最大电流为 2 A) F滑动变阻器滑动变阻器(最大阻值为最大阻值为 500 ，允许最大电流为，允许最大电流为 1 A) G学生电源学生电源(直流直流 6 V)、开关、导线若干、开关、导线若干 (1)实验时，选用图甲而不选用图乙所示的电路图来完成实验， 其理由是 实验时，选用图甲而不选用图乙所示的电路图来完成实验， 其理由是_ _. (2)实验中所用电压表应选用实验中所用电压表应选用_，电流表应选用，电流表应选用 _，滑动变阻器应选用，滑动变阻器应选用_(用序号字母表
10、示用序号字母表示) 解析：解析：(1)因实验目的是描绘小灯泡的伏安特性曲线，需要多次 改变小灯泡两端的电压， 故采用甲图所示的分压式电路合适， 这样电 压可以从零开始调节，且能方便地测多组数据 因实验目的是描绘小灯泡的伏安特性曲线，需要多次 改变小灯泡两端的电压， 故采用甲图所示的分压式电路合适， 这样电 压可以从零开始调节，且能方便地测多组数据(2)因小灯泡额定电 压为 因小灯泡额定电 压为 4 V，015 V 的量程太大，读数误差大，所以电压表选的量程太大，读数误差大，所以电压表选 05 V 的的 A；小灯泡的额定电流；小灯泡的额定电流 I0.5 A，则电流表只能选，则电流表只能选 D；滑
11、动变阻 器 ；滑动变阻 器 F 的最大阻值远大于小灯泡电阻的最大阻值远大于小灯泡电阻 8 ，调节不方便，故应选滑动 变阻器 ，调节不方便，故应选滑动 变阻器 E. 答案：答案：(1)描绘灯泡的描绘灯泡的 I-U 图线所测数据需从零开始，并要多取 几组数据 图线所测数据需从零开始，并要多取 几组数据 (2)A D E 4. (2018沈阳模拟沈阳模拟)为探究小灯泡的电功率为探究小灯泡的电功率 P 和电压和电压 U 的关系， 小明测量小灯泡的电压 的关系， 小明测量小灯泡的电压 U 和电流和电流 I，利用，利用 PUI 得到电功率实验 所使用的小灯泡规格为“ 得到电功率实验 所使用的小灯泡规格为“
12、3.0 V 1.8 W” ，电源为” ，电源为 12 V 的电池，滑动 变阻器的最大阻值为 的电池，滑动 变阻器的最大阻值为 10 . (1)准备使用的实物电路如图所示请将滑动变阻器接入电路的 正确位置 准备使用的实物电路如图所示请将滑动变阻器接入电路的 正确位置(用笔画线代替导线用笔画线代替导线) (2)现有现有 10 、20 和和 50 的定值电阻，电路中的电阻的定值电阻，电路中的电阻 R1应 选 应 选_的定值电阻的定值电阻 (3)测量结束后，应先断开开关，拆除测量结束后，应先断开开关，拆除_两端的导线，再 拆除其他导线，最后整理好器材 两端的导线，再 拆除其他导线，最后整理好器材 (4
13、)小明处理数据后将小明处理数据后将P、 U2描点在坐标纸上， 并作出了一条直线， 如图所示请指出图象中不恰当的地方 描点在坐标纸上， 并作出了一条直线， 如图所示请指出图象中不恰当的地方_ _. 解析：解析：(1)从从 P-U2图象上描出的点可知，小灯泡两端的电压从图象上描出的点可知，小灯泡两端的电压从 0 开始逐渐增大，故滑动变阻器采用分压电路根据开始逐渐增大，故滑动变阻器采用分压电路根据 PIU 知，通过 小灯泡的最大电流 知，通过 小灯泡的最大电流 I 0.6 A，故电流表选，故电流表选 00.6 A 的量程实物的量程实物 P P U U 电路如答案中图所示电路如答案中图所示 (2)由小
14、灯泡规格可知，小灯泡允许通过的最大电流为由小灯泡规格可知，小灯泡允许通过的最大电流为 0.6 A，故 要求接入 ，故 要求接入 R1后， 电路中的总电流要不小于后， 电路中的总电流要不小于 0.6 A， 根据， 根据 I 得总电阻 得总电阻 R E E R R 20 ，故，故 R1应选应选 10 的定值电阻的定值电阻 E E I I 1 12 2 0 0. .6 6 (3)为了实验仪器的安全，防止电源短路及误将电源与其他电路 接通，所以断开开关后，先拆除电池两端的导线，再拆除其他导线 为了实验仪器的安全，防止电源短路及误将电源与其他电路 接通，所以断开开关后，先拆除电池两端的导线，再拆除其他导
15、线 ( (4)从坐标纸上所描点可以看出这些点不近似在一条直线上，应 为曲线， 小明作出了一条直线不合适 作图时应使这些点占据整个坐 标纸， 而小明的横坐标只用了一半， 所以小明横坐标的标度选择不合 适 从坐标纸上所描点可以看出这些点不近似在一条直线上，应 为曲线， 小明作出了一条直线不合适 作图时应使这些点占据整个坐 标纸， 而小明的横坐标只用了一半， 所以小明横坐标的标度选择不合 适 答案：答案：(1)如图所示 如图所示 (2)10 (3)电池电池 (4)图线不应画为直线，横坐标的标度选择不合适图线不应画为直线，横坐标的标度选择不合适 5. (2015福建卷福建卷)某学习小组探究一小灯泡在不
16、同电压下的电功 率大小，实验器材如图甲所示，现已完成部分导线的连接 某学习小组探究一小灯泡在不同电压下的电功 率大小，实验器材如图甲所示，现已完成部分导线的连接 (1)实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的 示数从零开始逐渐增大 请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接 线图中完成余下导线的连接； 实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的 示数从零开始逐渐增大 请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接 线图中完成余下导线的连接； (2)某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为 _ A； (3)该小组描绘的伏安
17、特性曲线如图丙所示，根据图线判断，将该小组描绘的伏安特性曲线如图丙所示，根据图线判断，将 _只相同的小灯泡并联后，直接与电动势为只相同的小灯泡并联后，直接与电动势为 3 V、内阻为、内阻为 1 的电源组成闭合回路， 可使小灯泡的总功率最大， 其总功率的值约 为 的电源组成闭合回路， 可使小灯泡的总功率最大， 其总功率的值约 为_ W(保留两位小数保留两位小数) 解析：解析：实物图如图所示；由图知电流表量程为实物图如图所示；由图知电流表量程为 0.6 A，所以读数 为 ，所以读数 为 0.44 A；电源内阻为；电源内阻为 1 ，所以当外电路总电阻等于电源内阻时， 消耗电功率最大，此时外电路电压等
18、于内电压为 ，所以当外电路总电阻等于电源内阻时， 消耗电功率最大，此时外电路电压等于内电压为 1.5 V，由题图知当 小灯泡电压 ，由题图知当 小灯泡电压 1.5 V 时电流约为时电流约为 0.375 A，此时电阻约为，此时电阻约为 R 4 ， U U I I 并联后的总电阻为并联后的总电阻为 1 ，所以需要，所以需要 4 个小灯泡，小灯泡消耗的总功 率约为 个小灯泡，小灯泡消耗的总功 率约为 P W2.25 W. U U2 2 R R外 外 1 1. .5 52 2 1 1 答案：答案：(1)见解析图 见解析图 (2)0.44 (3)4 2.25 6. (2018大连模拟大连模拟)有一只标值
19、为“有一只标值为“2.5 V x W”的小灯泡，其额 定功率的标值已模糊不清 某同学想通过测绘灯丝伏安特性曲线的方 法来测出该灯泡的额定功率 ”的小灯泡，其额 定功率的标值已模糊不清 某同学想通过测绘灯丝伏安特性曲线的方 法来测出该灯泡的额定功率 (1)已知小灯泡的灯丝电阻约为已知小灯泡的灯丝电阻约为 5 ，请先在图甲中补全伏安法 测量灯丝电阻的电路图，再选择电流表、电压表的合适量程，并按图 甲连接方式将图乙中的实物连成完整的电路 ，请先在图甲中补全伏安法 测量灯丝电阻的电路图，再选择电流表、电压表的合适量程，并按图 甲连接方式将图乙中的实物连成完整的电路 (2)开关开关 S 闭合之前，将图乙
20、中滑动变阻器的滑片应置于闭合之前，将图乙中滑动变阻器的滑片应置于 _(选填“选填“A 端”“端”“B 端”或“端”或“AB 正中间”正中间”) (3)该同学通过实验作出了灯丝的伏安特性曲线如图丙所示，则 小灯泡的额定功率为 该同学通过实验作出了灯丝的伏安特性曲线如图丙所示，则 小灯泡的额定功率为_W. 解析：解析：(1)小灯泡电阻较小，所以，电流表外接，电路图及实物 图见答案 小灯泡电阻较小，所以，电流表外接，电路图及实物 图见答案 (2)开关开关 S 闭合前，被测电路两端电压应最小，滑片应置于闭合前，被测电路两端电压应最小，滑片应置于 B 端端 (3)由题图丙知，灯泡两端额定电压为由题图丙知
21、，灯泡两端额定电压为 2.5 V 时，电流为时，电流为 I0.44 A，所以灯泡的额定功率，所以灯泡的额定功率 PUI2.50.44 W1.1 W. 答案：答案：(1)如图甲所示 实物连线如图乙所示如图甲所示 实物连线如图乙所示(注：任何一个地方 错误均不可 注：任何一个地方 错误均不可) (2)B 端 端 (3)1.1 图甲图甲 图乙图乙 7. (2018济南模拟济南模拟)发光二极管在生产和生活中得到了广泛的应 用，如图所示是一种发光二极管的实物图，正常使用时，带“”号 的一端接高电势，带“”号的一端接低电势，某同学想描绘它的伏 安特性曲线，实验测得它两端的电压 发光二极管在生产和生活中得到
22、了广泛的应 用，如图所示是一种发光二极管的实物图，正常使用时，带“”号 的一端接高电势，带“”号的一端接低电势，某同学想描绘它的伏 安特性曲线，实验测得它两端的电压 U 和通过它的电流和通过它的电流 I，所得数据 如表所示 ，所得数据 如表所示 U/V00.400.801.201.602.002.402.80 I/mA00.92.34.36.812.019.030.0 (1)实验室提供的器材如下：实验室提供的器材如下： A电压表电压表(量程量程 03 V，内阻约，内阻约 10 k) B电压表电压表(量程量程 015 V，内阻约，内阻约 25 k) C电流表电流表(量程量程 050 mA，内阻约
23、，内阻约 50 ) D电流表电流表(量程量程 00.6 mA，内阻约，内阻约 1 ) E滑动变阻器滑动变阻器(阻值范围阻值范围 010 ，允许最大电流，允许最大电流 3 A) F电源电源(电动势电动势 6 V，内阻不计，内阻不计) G开关，导线若干开关，导线若干 该同学做实验时，电压表选用的是该同学做实验时，电压表选用的是_，电流表选用的是，电流表选用的是 _(填选项字母填选项字母) (2)请在图甲中以笔画线代替导线，按实验要求将实物图中的连 线补充完整 请在图甲中以笔画线代替导线，按实验要求将实物图中的连 线补充完整 (3)在实验过程中，开关在实验过程中，开关 S 闭合前，滑动变阻器的滑片应
24、置于最闭合前，滑动变阻器的滑片应置于最 _端端(选填“左”或“右”选填“左”或“右”) (4)根据表中数据，在图乙所示的坐标纸中画出该发光二极管的根据表中数据，在图乙所示的坐标纸中画出该发光二极管的 IU 图线图线 (5)由由 I-U 图线可知：二极管的电阻值随工作电压的增大而图线可知：二极管的电阻值随工作电压的增大而 _(选填“不变”“增大”或“减小”选填“不变”“增大”或“减小”) (6)若此发光二极管的最佳工作电流为若此发光二极管的最佳工作电流为 10 mA，现将此发光二极 管与电动势为 ，现将此发光二极 管与电动势为 3 V、内阻不计的电池组相连，还需串联一个阻值、内阻不计的电池组相连
25、，还需串联一个阻值 R _的电阻，才能使它工作在最佳状态的电阻，才能使它工作在最佳状态(结果保留三位有效数 字 结果保留三位有效数 字) 解析：解析：(1)根据实验测得它两端的电压根据实验测得它两端的电压 U 和通过它的电流和通过它的电流 I 的数 据范围可知：电压变化的最大值为 的数 据范围可知：电压变化的最大值为 2.8 V，所以电压表选，所以电压表选 A；电流变 化的最大值为 ；电流变 化的最大值为 30 mA，所以电流表选，所以电流表选 C. (2)电压、电流要从电压、电流要从 0 测起，所以滑动变阻器应该用分压式；二 极管的电阻更接近电流表的内阻， 电流表应该用外接法 实物图的连 接
26、如图所示 测起，所以滑动变阻器应该用分压式；二 极管的电阻更接近电流表的内阻， 电流表应该用外接法 实物图的连 接如图所示 (3)根据题意可知当开关根据题意可知当开关 S 闭合前，滑动变阻器的滑片应置于最 左端 闭合前，滑动变阻器的滑片应置于最 左端 (4)根据表中数据，在图上描出各点，用平滑的曲线连接起 来如图所示 根据表中数据，在图上描出各点，用平滑的曲线连接起 来如图所示 (5)图线的斜率表示电阻的倒数，故随电压的增大，电阻减小图线的斜率表示电阻的倒数，故随电压的增大，电阻减小 (6)根据根据 I-U 图线，可知当二极管的工作电压为图线，可知当二极管的工作电压为 1.9 V 时，工作电 流约为 时，工作电 流约为 10 mA，串联电阻上分得的电压应为，串联电阻上分得的电压应为 1.1 V，故应串联的电阻，故应串联的电阻 为为 R110 . 答案：答案：(1)A C (2)见解析图 见解析图 (3)左左 (4)见解析图 见解析图 (5)减小 减小 (6)110