2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)40 描繪小電珠的伏安特性曲線

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1、2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)40 描繪小電珠的伏安特性曲線 1.“描繪小電珠的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)電路如圖所示,所用小電珠的額定電壓為3.8 V.關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差,下列說(shuō)法中正確的是(  ) A.系統(tǒng)誤差主要是由電壓表的分流引起的 B.系統(tǒng)誤差主要是由電流表的分壓引起的 C.系統(tǒng)誤差主要是由于忽略電源內(nèi)阻引起的 D.系統(tǒng)誤差主要是由讀數(shù)時(shí)的估讀引起的 答案:A 解析:由于小電珠的電阻比較小,所以采用電流表外接法,此時(shí)電壓表的測(cè)量值是準(zhǔn)確的,但是電流表的測(cè)量值和真實(shí)值相比要大,系統(tǒng)誤差的主要原因是電壓表分流,A正確. 2.(2018·廣東湛江一模)現(xiàn)要測(cè)定一個(gè)額定電壓為

2、2.5 V、額定功率約為0.7 W的小燈泡的伏安特性曲線. (1)為了測(cè)量的電壓能從零開(kāi)始,測(cè)量誤差較小,請(qǐng)?jiān)趫D甲中連好實(shí)物電路圖. (2)合上開(kāi)關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭應(yīng)置于滑動(dòng)變阻器的________(填“左端”或“右端”). (3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),描繪出的U-I圖象如圖乙所示,由圖可知,當(dāng)燈泡的電壓為1.80 V時(shí),小燈泡電阻為_(kāi)_______Ω,小燈泡的功率為_(kāi)_______W(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字). 甲   乙 丙 (4)由圖乙可確定小燈泡耗電功率P與外加電壓U的關(guān)系,符合該關(guān)系的圖象是圖丙中的________. 答案:(1)見(jiàn)解析 (2)左端

3、(3)7.2 0.45 (4)D 解析:(1)實(shí)物電路圖如圖所示. (2)為了讓測(cè)量電路中電壓從零開(kāi)始調(diào)節(jié),則滑片開(kāi)始時(shí)應(yīng)滑到最左端. (3)由題圖乙可知,當(dāng)電壓為1.80 V時(shí),電流為0.25 A,則電阻R== Ω=7.2 Ω;功率P=UI=1.8×0.25 W=0.45 W. (4)由功率公式P=可知,功率與電壓的圖象應(yīng)為D. 3.某一小型電風(fēng)扇的額定電壓為4.0 V,額定功率為2.4 W.某實(shí)驗(yàn)小組想通過(guò)實(shí)驗(yàn)描繪出電風(fēng)扇的U-I圖線.實(shí)驗(yàn)中除導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)外,還有以下器材可供選擇: A.電源E(電動(dòng)勢(shì)為4.5 V) B.電壓表V(量程為0~5 V,內(nèi)阻約為4 kΩ)

4、C.電流表A1(量程為0~0.6 A,內(nèi)阻約為0.2 Ω) D.電流表A2(量程為0~3 A,內(nèi)阻約為0.05 Ω) E.滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值10 Ω,額定電流1 A) F.滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值2 kΩ,額定電流100 mA) (1)為了便于調(diào)節(jié),減小讀數(shù)誤差和系統(tǒng)誤差,實(shí)驗(yàn)中所用電流表應(yīng)選用________,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________.(填所選儀器前的字母序號(hào)) (2)請(qǐng)你為該小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路,并把電路圖畫在虛線框內(nèi)(電風(fēng)扇的電路符號(hào)為). (3)操作過(guò)程中發(fā)現(xiàn),電風(fēng)扇通電后受阻力作用,電壓表讀數(shù)小于0.5 V時(shí)電風(fēng)扇沒(méi)啟動(dòng).該小組測(cè)繪出的電風(fēng)扇的U-I圖線

5、如圖所示,由此可以確定,電風(fēng)扇的電阻為_(kāi)_______Ω,正常工作時(shí)的發(fā)熱功率為_(kāi)_______W,機(jī)械功率為_(kāi)_______W. 答案:(1)C E (2)實(shí)驗(yàn)電路如圖所示 (3)2.5 0.9 1.5 解析:(1)電風(fēng)扇的額定電流為I== A=0.6 A. 為了便于調(diào)節(jié),減小讀數(shù)誤差和系統(tǒng)誤差,實(shí)驗(yàn)中所用電流表應(yīng)選用C;滑動(dòng)變阻器采用分壓電路,應(yīng)選用E. (2)電流表采用外接法,滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法,實(shí)驗(yàn)電路如圖所示. (3)電壓表讀數(shù)小于0.5 V時(shí)電風(fēng)扇沒(méi)啟動(dòng),根據(jù)歐姆定律得R== Ω=2.5 Ω.電風(fēng)扇正常工作時(shí)電壓為4 V,根據(jù)題中圖象知電流為0.6 A,則電風(fēng)

6、扇的發(fā)熱功率P熱=I2R=0.62×2.5 W=0.9 W,則機(jī)械功率P機(jī)=P-P熱=2.4 W-0.9 W=1.5 W. 4.在“描繪小燈泡伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)”中: (1)為減小實(shí)驗(yàn)誤差,方便調(diào)節(jié),請(qǐng)?jiān)诮o定圖甲中的A、B、C、D四個(gè)電路圖和E、F、G三個(gè)滑動(dòng)變阻器中選取適當(dāng)?shù)碾娐穲D和器材,并將它們的編號(hào)填在橫線上.應(yīng)選取的電路圖是________,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選取________. E.總阻值15 Ω,允許通過(guò)的最大電流為2 A的滑動(dòng)變阻器 F.總阻值200 Ω,允許通過(guò)的最大電流為2 A的滑動(dòng)變阻器 G.總阻值1 000 Ω,允許通過(guò)的最大電流為1 A的滑動(dòng)變阻器 (2

7、)由實(shí)驗(yàn)得到小燈泡的伏安特性曲線如圖乙中b線.將該小燈泡與一干電池組成閉合回路,該電池兩極間的電壓隨電路中電流的變化關(guān)系圖線如圖乙中a線所示,則小燈泡與電池連接后的實(shí)際功率為_(kāi)_______W;若再將一阻值為0.75 Ω的電阻串聯(lián)在電路中,則小燈泡的實(shí)際功率為_(kāi)_______W. 乙 答案:(1)C E (2)0.72 0.24 解析:(1)由小燈泡的伏安特性曲線(題圖乙中b線)可知,小燈泡電阻很小,不超過(guò)1 Ω,且電表示數(shù)從零開(kāi)始讀數(shù),因此電流表采用外接法,滑動(dòng)變阻器應(yīng)該采用分壓式接法,C圖正確;滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法,為了便于調(diào)節(jié),應(yīng)用總阻值較小的,故應(yīng)選擇E. (2

8、)兩圖線的交點(diǎn)坐標(biāo)即為小燈泡的電壓和電流,實(shí)際功率P=UI=0.72 W;根據(jù)電池的U-I圖線可知,電池的內(nèi)阻為0.75 Ω,若再將一阻值為0.75 Ω的電阻串聯(lián)在電路中,相當(dāng)于小燈泡與等效內(nèi)阻為1.5 Ω的電源連接,在U-I坐標(biāo)系內(nèi),連接(0,1.5 V)和(1.0 A,0)兩個(gè)點(diǎn),作出等效電源的U-I圖線,讀出該圖線與小燈泡的伏安特性曲線的交點(diǎn)坐標(biāo)為(0.8 A,0.3 V),此即為小燈泡的電流和電壓值,故燈泡的實(shí)際功率為0.24 W. [能力提升] 5.有一個(gè)小燈泡上標(biāo)有“4.8 V 2 W”的字樣,現(xiàn)在測(cè)定小燈泡在不同電壓下的電功率,并作出小燈泡的電功率P與它兩端電壓的二次方U2的

9、關(guān)系曲線.有下列器材可供選用: A.電壓表V1(0~3 V,內(nèi)阻3 kΩ) B.電壓表V2(0~15 V,內(nèi)阻15 kΩ) C.電流表A(0~0.6 A,內(nèi)阻約1 Ω) D.定值電阻R1=3 kΩ E.定值電阻R2=15 kΩ F.滑動(dòng)變阻器R(10 Ω,2 A) G.學(xué)生電源(直流6 V,內(nèi)阻不計(jì)) H.開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干 (1)實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用________,定值電阻應(yīng)選用________(均用序號(hào)字母填寫). (2)為盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差,并要求從零開(kāi)始多取幾組數(shù)據(jù),請(qǐng)?jiān)谔摼€方框內(nèi)畫出滿足實(shí)驗(yàn)要求的電路圖. (3)利用上述實(shí)驗(yàn)電路圖測(cè)出的電壓表讀數(shù)UV與此時(shí)小燈

10、泡兩端電壓U的定量關(guān)系是________,下圖的四個(gè)圖象中可能正確的是________. 答案:(1)A D (2)如圖所示 (3)U=2UV C 解析:(1)由于15 V的電壓表量程較大,所以可以采用擴(kuò)大電壓表量程的辦法,實(shí)驗(yàn)中所用電壓表選用A,定值電阻應(yīng)選用R1=3 kΩ的D. (2)采用分壓電路,電流表外接,如圖所示. (3)利用上述實(shí)驗(yàn)電路圖測(cè)出的電壓表讀數(shù)UV與此時(shí)小燈泡兩端電壓U的定量關(guān)系是U=2UV.由P=,R隨溫度升高(電壓增大)而增大,小燈泡的電功率P與它兩端電壓的二次方U2的關(guān)系曲線可能是圖C. 6.某同學(xué)利用如下實(shí)驗(yàn)器材“研究小燈泡的伏安

11、特性曲線”:電源(電動(dòng)勢(shì)3 V,內(nèi)阻可忽略不計(jì))、滑動(dòng)變阻器(最大阻值10 Ω)、電壓表、電流表、開(kāi)關(guān)、小燈泡、導(dǎo)線若干. (1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中某次實(shí)驗(yàn)時(shí)電壓表、電流表的指針如圖甲所示,則電壓表讀數(shù)為_(kāi)_______V,電流表讀數(shù)為_(kāi)_______A. 甲 (2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)作出小燈泡的U-I圖象如圖乙所示,則可知小燈泡的電阻隨電壓增大而________(填“增大”“減小”或“不變”). (3)用鉛筆在圖丙中把缺少的導(dǎo)線補(bǔ)全,連接實(shí)驗(yàn)電路. (4)若正確連線后,合上開(kāi)關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,小燈泡不能完全熄滅,其他完全正常,則可判斷是導(dǎo)線________(填接線柱字母,如

12、“GH”)發(fā)生斷路;此時(shí)的電路中,小燈泡可能獲得的最小功率是________ W(保留兩位有效數(shù)字). 乙 丙 答案:(1)1.20 0.40 (2)增大 (3)見(jiàn)解析圖甲 (4)EN 0.13(0.12~0.14均可) 解析:(1)電壓表示數(shù)為12.0×0.1 V=1.20 V,電流表示數(shù)為20×0.02 A=0.40 A.(2)根據(jù)題圖乙可知,隨著電壓升高,小燈泡的電阻增大.(3)研究小燈泡的伏安特性曲線,電壓應(yīng)從零開(kāi)始,因而滑動(dòng)變阻器采用分壓接法.小燈泡電阻較小,電流表采用外接法.實(shí)物圖連接見(jiàn)圖甲.(4)正確連線后,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,小燈泡不能完全熄滅,則可能是導(dǎo)線EN斷路.EN導(dǎo)線斷路后,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值全部連入電路,電流最小,小燈泡的功率最?。藭r(shí)把滑動(dòng)變阻器的阻值作為電源內(nèi)阻,在小燈泡的U-I圖線中畫出等效電源的U-I圖線,兩圖線的交點(diǎn)即為小燈泡功率最小時(shí)的工作狀態(tài)點(diǎn)(如圖乙),由圖線可知P=0.25×0.50 W≈0.13 W. 甲 乙

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