小燈泡伏安特性曲線

1、實驗七:描繪小燈泡的伏安特性曲線1. (2016·泰州中學(xué))某同學(xué)做描繪小燈泡(額定電壓為3.8 V,額定電流為0.32 A)的伏安特性曲線實驗,有下列器材可供選用:A. 電壓表V1(03 V,內(nèi)阻3 k)B. 電壓表V1(015 V,內(nèi)阻15 k)C. 電流表A(00.6 A,內(nèi)阻約1 )D. 定值電阻R1=15 kE. 定值電阻R2=15 kF. 滑動變阻器R(10 ,2 A)G. 學(xué)生電源(直流6 V,內(nèi)阻不計)H. 開關(guān)、導(dǎo)線若干(1) 為了使測量結(jié)果更加準(zhǔn)確,實驗中所用電壓表應(yīng)選用 ,定值電阻選用.(均用序號字母填寫) (2) 為盡量減小實驗誤差,并要求從零開始多

2、取幾組數(shù)據(jù),請在方框內(nèi)畫出滿足實驗要求的電路圖.(3) 該同學(xué)按照正確的電路圖和正確的實驗步驟,描出的伏安特性曲線如圖所示,將兩個這樣的小燈泡并聯(lián)再與電動勢4 V內(nèi)阻為10 的電源串聯(lián),此時每個小燈泡的發(fā)熱功率為 W.(結(jié)果取兩位有效數(shù)字) 2. (2016·鹽城中學(xué))某同學(xué)采用圖(a)所示實驗電路來描繪額定電壓為12 V的小燈泡伏安特性曲線.(1) 將圖(b)的實物圖連接完整.(2) 某次實驗時,滑動變阻器的滑片從a向b滑動的過程中,發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表原來幾乎沒有示數(shù),直到接近b端時示數(shù)急劇增大.經(jīng)檢查所有電路連線及儀器都完好,則可能原因是:. (3) 若描繪出

3、的伏安特性曲線如圖(c)所示,則燈泡的額定功率為W.(保留兩位有效數(shù)字) (4) 若將兩盞這樣的燈泡先并聯(lián)再與電動勢12 V ,內(nèi)阻2 的電源串聯(lián),則燈泡的實際功率為W.(保留兩位有效數(shù)字) 圖(a)圖(b)圖(c)3. (2015·南通一模)小張和小明測繪標(biāo)有“3.8 V0.4 A”小燈泡的伏安特性曲線,提供的實驗器材有:A. 電源E(4 V,內(nèi)阻約0.4 )B. 電壓表V(2 V,內(nèi)阻為2 k)C. 電流表A(0.6 A,內(nèi)阻約0.3 )D. 滑動變阻器R(010 )E. 三個定值電阻(R1=1 k,R2=2 k,R3=5 k)F. 開關(guān)及導(dǎo)線若干(1) 小明

4、研究后發(fā)現(xiàn),電壓表的量程不能滿足實驗要求,為了完成測量,他將電壓表進行了改裝.在給定的定值電阻中選用(填“R1”“R2”或“R3”)與電壓表(填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”),完成改裝. (2) 小張選好器材后,按照該實驗要求連接電路,如圖所示(圖中的電壓表已經(jīng)過改裝).閉合開關(guān)前,小明發(fā)現(xiàn)電路中存在兩處不恰當(dāng)?shù)牡胤?分別是: ;  . (3) 正確連接電路后,閉合開關(guān),移動滑動變阻器滑片P,電壓表和電流表的示數(shù)改變,但均不能變?yōu)榱?由此可以推斷電路中發(fā)生的故障可能是導(dǎo)線(填圖中表示導(dǎo)線的序號)出現(xiàn)了(填“短路”或“斷路”). 4. (2015·泰州一模

5、)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(6V500mA)B. 電流表A(00.6A內(nèi)阻約0.5)C. 電壓表V(03V內(nèi)阻2k)D. 滑動變阻器R1(01k100mA) E. 滑動變阻器R2(051.5A)F. 電阻箱R3(09999.9)G. 直流電源E(約6V,內(nèi)阻不計)H. 開關(guān)S,導(dǎo)線若干(1) 將電壓表量程擴大為9V,與它串聯(lián)的電阻箱的阻值應(yīng)為k. (2) 圖甲中畫出了實驗的部分電路,請你補全電路圖;滑動變阻器應(yīng)選用(填“R1”或“R2”). 甲(3) 實驗中,變阻器滑片P在ab間移動時,發(fā)現(xiàn)小燈泡兩端的電壓只能在3.56.0V

6、 間變化,則電路中出現(xiàn)的故障可能是  .(4) 排除故障后,通過實驗描點作出小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示,則常溫下燈絲的電阻為.若燈絲溫度每升高1,電阻增大約為常溫下電阻的萬分之八,則將該小燈泡與一電動勢為6V、內(nèi)阻為5的電池組連接時,燈絲的溫度約為(保留兩位有效數(shù)字). 乙(5) 若電壓表V的實際阻值小于2k,則小燈泡實際的伏安特性曲線應(yīng)在所畫圖線的(填“上方”或“下方”). 5. (2014·蘇州一模)一實驗小組準(zhǔn)備探究元件Q的伏安特性曲線,他們設(shè)計了如圖所示的電路圖.請回答下列問題:(1) 請將圖中的實物連線按電路圖補充完整.(2) 考

7、慮電表內(nèi)阻的影響,該元件電阻的測量值 (填“大于”“等于”或“小于”)真實值. (3) 在電路圖中閉合開關(guān)S,電流表、電壓表均有示數(shù),但無論怎樣移動變阻器滑動片,總不能使電壓表的示數(shù)調(diào)為零.原因可能是圖中的(填“a”“b”“c”“d”“e”或“f”)處接觸不良. (4) 實驗測得表格中的7組數(shù)據(jù).請在坐標(biāo)紙上作出該元件的I-U圖線.序號電壓/V電流/A10.000.0020.400.0230.800.0541.200.1251.600.2062.000.3172.400.44 (5) 為了求元件Q在I-U圖線上某點的電阻,甲同學(xué)利用該點的坐標(biāo)I、U,由R=求得.乙同學(xué)作出該

8、點的切線,求出切線的斜率k,由R=求得.其中(填“甲”或“乙”)同學(xué)的方法正確. 6. (改編)光伏太陽能電池在沒光照和沒儲存電能時它相當(dāng)于一個電學(xué)原件,當(dāng)有光照時它相當(dāng)于一個電源.那么光伏電池在這兩種狀態(tài)下的伏安特性曲線是否一樣呢?興趣小組的同學(xué)于是設(shè)置了如下實驗:實驗一、沒光照和沒儲存電能的情況下:(1) 為測沒光照和沒儲存電能的情況下太陽能電池的伏安特性曲線,請將圖甲所示的電路圖連成一個完整的實驗電路圖.(2) 該實驗小組根據(jù)實驗得到的數(shù)據(jù),描點繪出了如圖乙所示的I-U圖象.由圖可知,當(dāng)電壓為2.80 V時,太陽能電池的電阻約為r1=.(保留一位有效數(shù)字) 甲乙丙丁實

9、驗二、在充足的光照情況下:(3) 為測有充足光照的情況下太陽能電池的伏安特性曲線,該實驗小組設(shè)計了如圖丙所示的電路圖,調(diào)節(jié)滑動變阻器,通過測量得到該電池的U-I曲線a,再減小實驗中光的強度,用一弱光重復(fù)實驗,測得U-I曲線b,如圖丁所示.當(dāng)滑動變阻器的電阻為某值時,若曲線a的路端電壓為1.5 V.則滑動變阻器的測量電阻為R=;曲線b外電路消耗的電功率為P=W.(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 實驗七:描繪小燈泡的伏安特性曲線1. ( 1) AD(2) 如圖所示(3) 0.100.17均可【解析】 (1) 為了測量準(zhǔn)確,電壓表應(yīng)選A,與定值電阻改裝成5 V的電壓表,由電表改裝可知定值電阻為

10、R=k=3 k,故選D.(2) 由于電壓從0開始,所以滑動變阻器采用分壓接法,由于小燈泡電阻較小應(yīng)采用外接法,電路圖見答案圖.(3) 作出圖線U=E-2rI=4-20I,如圖所示交點電壓U=0.8 V,電流I=0.16 A,熱敏電阻消耗的電功率P=UI=0.13 W.2. (1) 如圖(2) 滑動變阻器阻值遠大于燈泡電阻(3) 6.6(4) 5.0(4.95.1均正確)【解析】 (1) 實物連線見答案圖.(2) 某次實驗時,滑動變阻器的滑片從a向b滑動的過程中,發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表原來幾乎沒有示數(shù),直到接近b端時示數(shù)急劇增大.經(jīng)檢查所有電路連線及儀器都完好,則可能原因是滑動變阻器阻值遠大于燈泡電

11、阻.(3) 描繪出的伏安特性曲線圖可知,額定電壓為12 V時對應(yīng)的電流為0.55 A,則燈泡的額定功率為P=UI=12×0.55 W=6.6 W.(4) 由E=U+2rI,即U=-4I+12,作出U=-4I+12圖線與小燈泡伏安特性曲線的交點,對應(yīng)電壓為10 V,電流為0.50 A,所以實際功率為10×0.50 W=5.0 W.3. (1) R2串聯(lián)(2) 電流表內(nèi)接滑片P置于b處(3) 8斷路【解析】 (1) 用定值電阻R2和電壓表串聯(lián),可以把2 V量程電壓表改裝成4 V量程電壓表.(2) 由= = ,小燈泡正常發(fā)光時的阻值為 < ,故采用電流表外接法;滑動變阻器分

12、壓式接法時,閉合開關(guān)前應(yīng)使小燈泡兩端電壓從零開始調(diào)節(jié),滑片應(yīng)置于a處.(3) 移動滑動變阻器的滑片,電壓表和電流表有示數(shù),但均不能變?yōu)榱?說明滑動變阻器是限流式接法,可能是導(dǎo)線8出現(xiàn)斷路.4. (1) 4(2) 電路如圖R2(3) ac間斷路 (4) 51.2×1031.4×103(5) 下方【解析】 (1) 電壓表量程擴大為原來的3倍,總電阻就應(yīng)為原來的3倍,故串聯(lián)的電阻箱的阻值為4 k.(2) 燈泡正常發(fā)光時電阻為12 ,根據(jù)= >12 ,說明燈泡是小電阻,采用電流表外接法.滑動變阻器分壓式接法時應(yīng)選用阻值小的,故選R2.(3) 小燈泡兩端電壓不能從零開始調(diào)節(jié),說

13、明滑動變阻器是限流式接法,故障可能為ac間斷路.(4) 由伏安特性曲線看出在電壓小于1.00 V時圖線可近似看成直線,故常溫下小燈絲電阻近似為= =5 .將小燈泡與電池組相連接,小燈泡兩端電壓和電流滿足E=U+Ir,代入數(shù)據(jù)為6=U+5I,在圖乙中畫出該表達式對應(yīng)圖線,與伏安特性曲線交于(4.00 V,0.40 A)這一點,根據(jù)歐姆定律知此時燈泡電阻為10 .燈泡電阻常溫下的萬分之八為5× =0.004 ,燈絲溫度為 =1.25×103 1.3×103 .(5) 若電壓表實際阻值小于2 k,改裝串聯(lián)4 k后量程將小于9 V,實驗時電流一定,電壓表的示數(shù)偏大,實際曲

14、線應(yīng)在所畫圖線的下方.5. (1) 圖見解析(2) 小于(3) f(4) 見解析(5) 甲【解析】 (1) 根據(jù)電路圖,連接實物,如圖所示.(2) 由圖知,電流的測量偏大,根據(jù)R=知,電阻的測量偏小,即小于真實值.(3) 無論怎樣移動變阻器滑動片,總不能使電壓表的示數(shù)調(diào)為零,是因為滑動變阻器是限流式接法,故是導(dǎo)線f 斷路.(4) 描點畫圖,如圖所示.(5) 根據(jù)歐姆定律電阻應(yīng)等于割線的斜率R=,切線的斜率不等于電阻,所以甲同學(xué)的方法正確.6. (1) 見解析圖(2) 1.0×103(3) 7.1×1036.9×10-5【解析】 (1) 從圖象乙可看成電壓表的讀數(shù)是從零開始測起,故滑動變壓器在電路中做分壓器使用,所連的實物圖如圖所示.(2) 由圖乙所示圖象可知,當(dāng)電壓小于2.00 V時,電路電流很小,幾乎為零,由歐姆定律可知,太陽能電池的電阻很大;由圖乙所示圖象可知,當(dāng)電壓為2.80 V時,