2019年高考物理双基突破:专题07-电学设计性实验的处理方法(精练)含答案解析
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1、 1在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,除了标有“6 V 1.5 W”的小灯泡、导线和开关外,还有:A直流电源 6 V(内阻不计)B直流电流表 03 A(内阻 0.1 以下)C直流电流表 0300 mA(内阻约为 5 )D直流电压表 015 V(内阻约为 15 k)E滑动变阻器“10 2 A”F滑动变阻器“1 k 0.5 A”实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能多测几次。(1)实验中电流表应选用_,滑动变阻器应选用_ 。 (均用序号表示)(2)试按要求在虚线框(图甲)中画出电路图。(3)根据电路图将图乙中所示器材连成实验电路。【答案】 (1)C E (2) (3 )如图所示(2)小灯泡
2、内阻较小,故电流表采用外接法, 小灯泡两端的电压要求从零开始调节,故滑动变阻器采用分压式接法。 2某研究性学习小组为探究小灯泡灯丝电阻与温度的关系,设计并完成了有关的实验,以下是实验中可供选用的器材。A待测小灯泡(额定功率 6 W,额定电流 0.5 A)B电流表(量程 00.6 A,内阻 0.1 )C电压表(量程 05 V,内阻约 5 k)D电压表(量程 015 V,内阻约 15 k)E滑动变阻器 (最大阻值 50 )F滑动变阻器(最大阻值 1 k)G直流电源(电动势 15 V,内阻可忽略)H开关一个,导线若干实验中调节滑动变阻器,小灯泡两端电压可以从零至额定电压范围内变化,从而测出小灯泡在不
3、同电压下的电流。(1)实验中为较准确测量、方便调节,电压表应选用_,滑动变阻器应选用_(填写仪器符号) 。(2)请在虚线框中画出为完成上述实验而设计的合理的电路图。(3)如图所示是该研究小组测得小灯泡的 IU 关系图线。由图线可知,小灯泡灯丝电阻随温度的升高而_(填“增大” “减小”或“不变” ) ;当小灯泡两端所加电压为 6 V 时,其灯丝电阻值约为_。 (保留两位有效数字)(4)若不考虑电表内阻的影响,得到的是上面的 I U 关系图线。但由于电表存在内阻,实际测得的伏安特性曲线比上面的 I U 关系图线位置偏_(选填 “高”或“低” ) 。【答案】 (1)D E (2)见解析图( 3)增大
4、 15 (4)高12 V,所以电压表 应选 D;为方便实验操作,滑动变阻器应选 E。(2)滑动变阻器用分压接法,同时因灯泡内阻较小,故电流表采用外接法。原理图如图所示:(3)由题图所示图像可知,随灯泡两端电压增大,通过灯泡的电流增大,电压与电流的比值增大,灯泡电阻增大;由题图所示图像可知,灯泡两端电压为 6 V 时,通过灯泡的电流为 0.40 A,则灯泡电阻R 15 。UI 60.403某同学通过实验描绘一个标有“3 V,0.6 W”小灯泡的伏安特性曲线,现有电源(电动势 6 V,内阻不计) 、电流表 A0(0500 A,内阻 1 000 ) 、定值电阻 R、开关和导线若干,其他可供选用的器材
5、如下:A电流表(0250 mA,内阻约为 5 )B电流表(00.6 A,内阻约为 0.2 )C滑动变阻器(010 ,额定电流 1.0 A)D滑动变阻器(050 ,额定电流 0.2 A)(1)为了测定小灯泡上的电压,可以将电流表 A0 串联定值电阻的阻值 R_ ,将其改装成一个量程为 3.0 V 的电压表。(2)为减小测量误差并便于操作,实验中电流表应选用_,滑动变阻器应选用_。 (选填器材前的字母)(3)如图甲是实验器材的实物图,图中已连接了部分导线,请补充完成图甲中实物间的连线。(4)某同学在实验中测出 9 组对应的数据,已在图乙坐标中描出相应的点,请在图中作出小灯泡的伏安特性曲线,如果将这
6、个小灯泡接到电动势为 3.0 V、内阻为 5.0 的电源两端,小灯泡消耗的功率是_ W(结果保留两位有效数字) 。【答案】 (1)5 000 (2)A C (3)见解析图 (4)见解析图 0.35(0.340.36 均正确) (3)需要电压从零开始,故采用滑动变阻器的分压接法,电流表的内阻和小灯泡的内阻相接近,故采用电流表的外接法,如图所示。 (4)伏安特性曲线如图所示。在同一坐标系内作出电源的 U I 图像;两图像的交点坐标值是该电源给灯泡供电时灯泡两端电压与通过灯泡的电流,由交点可知,U2.2 V ,I0.16 A,故 PUI0.35 W 。4有一个小电珠上标有“4 V 2 W”的字样,现
7、在要用伏安法描绘这个电珠的 IU 图线。有下列器材供选用:A电压表(05 V,内阻 10 k)B电压表(010 V,内阻 20 k)C电流表(0 0.3 A,内阻 1 )D电流表(00.6 A,内阻 0.4 )E滑动变阻器(5 ,1 A)F滑动变阻器(500 ,0.2 A )(1)实验中电压表应选用_,电流表应选用_。 (用序号字母表 示)(2)为使实验误差尽量减小,要求电压从零开始变化且多取几组数据,滑动变阻器应选用_。 (用序号字母表示)(3)请在虚线框内画出满足实验要求的电路图,并把下图中所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图。【答案】 (1)A D (2)E (3)见解析图(2)由
8、题意可知,电压从零开始变化,并要求多测几组数据,故只能采用滑动变阻器分压接法,而分压接法中应选总阻值小的滑动变阻器,故选 E。(3)小电珠内阻 R 8 ,电压表内阻远大于小电珠内阻,应采用电流表外接法,故电路图和实U2P物连接图如图所示。5某同学想要描绘标有“3.8 V,0.3 A”字样小灯泡 L 的伏安特性曲线,要求测量数据尽量精确、绘制曲线完整。可供该同学选用的器材除开关、导线外,还有:电压表 V1(量程 03 V,内阻等于 3 k)电压表 V2(量程 015 V,内阻等于 15 k)电流表 A1(量程 0200 mA ,内阻等于 10 )电流表 A2(量程 03 A,内阻等于 0.1 )
9、滑动变阻器 R1(010 ,额定电流 2 A) 滑动变阻器 R2(01 k,额定电流 0.5 A)定值电阻 R3(阻值等于 1 )定值电阻 R4(阻值等于 10 )定值电阻 R5(阻值等于 1 k)电源 E(E 6 V,内阻不计)(1)请画出实验电路图,并将各元件字母代码标在该元件的符号旁。(2)该同学描绘出的 I U 图像应是下图中的_。【答案】 (1)见解析图 (2)B(1)电路图如图所示,滑动变阻器的选择:R 2 的阻值太大,调节不灵敏,故选 R1。与电流表 A1 并联的电阻:由于 A1 的内阻为 10 ,若选 R4 为并联电阻,则量程为 00.4 A,若并 联阻值过小,电流表读数偏小,
10、读数欠精确。 与电压表串联的电阻:分压电阻的阻值应该与电压表 V1 的内阻具有可比性,故选择R5 作为分压电阻,此时量程为 04 V 。(2)灯丝的电阻率随温度的升高而增大,其阻值也随温度的升高而增大,则 IU 图线的斜率应越来越小,图 B 正确。6LED 发光二极管技术得到广泛应用,下表为某发光二极管的正向电压 U 与正向电流 I 关系的数据。U/V 0.00 2.56 2.71 2.80 2.84 2.87 2.89 2.91 2.99I/mA 0.00 0.03 0.07 0.11 0 .34 0.52 0.75 0.91 3.02(1)根据以上数据,在图甲中画出电压在 2.53.0 V
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