11-19年高考物理真题分专题汇编之专题085. 描绘电阻的伏安曲线
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1、第85节 描绘电阻的伏安曲线【2019年4月浙江物理选考】小明想测额定电压为2.5V的小灯泡在不同电压下的电功率的电路。(1)在实验过程中,调节滑片P,电压表和电流表均有示数但总是调不到零,其原因是的_导线没有连接好(图中用数字标记的小圆点表示接线点,空格中请填写图中的数字,如“7点至8点”);(2)正确连好电路,闭合开关,调节滑片P,当电压表的示数达到额定电压时,电流表的指针如图所示,则电流为_A,此时小灯泡的功率为_W(3)做完实验后小明发现在实验报告上漏写了电压为1.00V时通过小灯泡的电流,但在草稿纸上记录了下列数据,你认为最有可能的是_A.0.08A B.0.12A C.0.20A【
2、答案】 (1). 1点至4点 (2). 0.30 (3). 0.75 (4). C【解析】【详解】(1)在实验过程中,调节滑片P,电压表和电流表均有示数但总是调不到零,其原因是1点至4点的导线没有连接好,滑动变阻器相当于接成了限流电路;(2)由表盘刻度可知,电流表读数为0.30A;则灯泡的额定功率:P=IU=0.302.5W=0.75W;(3)若灯泡电阻不变,则由,解得I1=0.12A,考虑到灯泡电阻温度越低时阻值越小,则通过灯泡的电流要大于0.12A,则选项C正确;故选C.1.2012年理综安徽卷21 .(8分)图为“测绘小灯伏安特性曲线”实验的实物电路图,已知小灯泡额定电压为2.5V。(1
3、)完成下列实验步骤:闭合开关前,调节滑动变阻器的滑片, ; 闭合开关后,逐渐移动变阻器的滑片, ;断开开关, 。根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线。(2)在虚线框中画出与实物电路相应的电路图。ASERV答: (1)使它靠近变阻器左端的接线柱,增加小灯泡两端的电压,记录电流表和电压表的多组读数,直至电压达到额定电压。解析:保证开关闭合时电路安全,此时测量电路部分电压最小;从0-2.5V电压范围内取8-10组电压电流值并记录。因为是描绘伏安特性曲线,需要电压从0 开始,并适当多的测量数据,描绘较为准确。(2)电路图如图所示解析:电路特点:并联型电源、电流表外接法测电阻2. 2013
4、年天津卷9(3)要测绘一个标有“3V 0.6W”小灯泡的伏安特性曲线,灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V,并便于操作。已选用的器材有:电池组(电动势为4.5V,内阻约1);电流表(量程为0250mA内阻约5);电压表(量程为03V内限约3k);电键一个、导线若干。实验中所用的滑动变阻器应选下列中的(填字母代号)。A滑动变阻器(最大阻值20, 额定电流1A)B滑动变阻器(最大阻值1750,额定电流0.3A)实验的电路图应选用下列的图_(填字母代号)。I/AU/VO1.02.03.00.300.200.10AVESAVESAVESAVESABCD实脸得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示。如果将这个小
5、灯泡接到电动势为1.5V,内阻为5的电源两端,小灯泡消耗的功率是_W。【答案】 A B 0.1 【解析】本题考查了“小灯泡的伏安特性曲线”的实。 根据“灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V,并便于操作”可知控制电路必定为“分压电路”,而“分压电路”需要用较小的滑动变阻器,故选择A。 在中已经明确了控制电路,继续要选择电流表的接法,题中 Rx/RA = 15/ 5 = 3 ,而RV/Rx = 3000/15 = 200 , 可知电压表的分流作用不如电流表的分压作用明显,故而应选择电流表的外接法,综上可知B选项的电路图正确。 根据图像可知,当将小灯泡接入电动势为1.5V,内阻为5的电源两端时,将小
6、灯泡的内阻等效到坐标纸上可知小灯泡的伏安特性曲线仍处于“线性”段,故其电阻为10,代入闭合电路欧姆定律及功率计算表达式可知 P实际 = (E/(r+Rx )2Rx= ( 1.5 /15)210 =0.1(W)3. 2013年福建卷19(2)(12分)硅光电池在无光照时不产生电能,可视为一电子元件。某实验小组设计如图甲电路,给硅光电池加反向电压(硅光电池负极接高电势点,正极接低电势点),探究其在无光照时的反向伏安特性。图中电压表的V1量程选用3V,内阻为6.0k;电压表V2量程选用15V,内阻约为30k;R0为保护电阻;直流电源电动势E约为12V,内阻不计。根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙连接
7、成完整电路。丙V315120510150甲V2SER0RV1+硅光电池V315V315硅光电池乙R0V1V2RSE用遮光罩罩住硅光电池,闭合开关S,调节变阻器R,读出电压表V1、V2的示教U1、U2。()某次测量时,电压表V1示数如图丙,则U1= V,可算出通过硅光电他的反向电流大小为 mA(保留两位小数)。-0.100-0.20-0.30-1.0-2.0-3.0-4.0-5.0-6.0-7.0-8.0-9.0Ix/mAUx/V123456789U1/V0.000.000.060.120.240.420.721.141.74U2/V0.01.02.13.14.25.46.78.19.7Ux/V
8、0.0-1.0-2.0-3.0-4.0-5.0-6.0-7.0-8.0Ix/mA-0.00-0.00-0.01-0.02-0.04-0.07-0.12-0.19-0.29()该小组测出大量数据,筛选出下表所示的9组U1、U2数据,算出相应的硅光电池两端反向电压UX 和通过反向电流IX(表中“-”表示反向),并在坐标纸上建立Ix-Ux坐标系,标出了与表中前5组Ux、Ix数据对应的5个坐标点。请你标出余下的4个坐标点,并绘出Ix-Ux图线。()由Ix-Ux图线可知,硅光电池 无光照下加反向电压时, Ix与Ux成 ( 填“线性”或“非线性” )关系。-0.100-0.20-0.30-1.0-2.0-
9、3.0-4.0-5.0-6.0-7.0-8.0-9.0Ix/mAUx/V答图2答图1V315V315硅光电池R0V1V2RSE答:电路连接如答图1所示 (i)1.40 0.23 (ii) Ix-Ux图线 如答图2所示 (iii)非线性解析:电压表V1示数U1=1.40V,V2的内阻为RV=6.0k,由欧姆定律可知通过的电流为I=U1/RV=0.23A。根据表中数据标出余下的4个坐标点,用描点法平滑曲线绘出Ix-Ux图线如答图2所示。由Ix-Ux图线可知,硅光电池无光照下加反向电压时, Ix与Ux成非线性关系。4.2011年理综福建卷19(2)(12分)某同学在探究规格为“6V,3W”的小电珠伏
10、安特性曲线实验中:VA12345678910111213SERPL甲在小电珠接入电路前,使用多用电表直接测量小电珠的电阻,则应将选择开关旋至_档进行测量。(填选项前的字母)A直流电压10V B直流电流5mAC欧姆100 D欧姆1该同学采用图甲所示的电路进行测量。图中R为滑动变阻器(阻值范围020,额定电流1.0A),L为待测小电珠,为电压表(量程6V,内阻20k),为电流表(量程0.6A,内阻1),E为电源(电动势8V,内阻不计),S为开关。在实验过程中,开关S闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于最_端;(填“左”或“右”)IOU乙在实验过程中,已知各元器件均无故障,但闭合开关S后,无论如何调节滑
11、片P,电压表和电流表的示数总是调不到零,其原因是_点至_点的导线没有连接好;(图甲中的黑色小圆点表示接线点,并用数字标记,空格中请填写图甲中的数字,如“2点至3点”的导线)该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图乙所示,则小电珠的电阻值随工作电压的增大而_。(填“不变”、“增大”或“减小”)答:(1)0.97(0.96、0.98均可) C(2)D .左; . 1 点至 5 点(或 5 点至 1 点); . 增大【解析】(2)根据电珠的规格标称值可算出其正常工作时的电阻为12 ,测电阻选欧姆挡并选1挡。开关闭合前,应保证灯泡电压不能太大,要有实验安全意识,调滑片在最左端使灯泡电压从零开始实验。
12、电表示数总调不到零,是由于电源总是对电表供电,滑动变阻器串联在了电路中,1点和5点间没有接好,连成了限流式接法,这也是限流式与分压式接法的最显著区别。伏安特性曲线的斜率表示电阻的倒数,所以随着电压的增大,曲线斜率减小,电阻增大。5.2015年理综浙江卷22. (10分)图1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。(1)根据图1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2中的、所示,电流表量程为0.6A,电压表量程为3V。所示读数为:_。两组数据得到的电阻分别为_和_。第22题图1第22题图2012300.20.40.6012300.20.40.61
13、5051001230515012310-+3 V 150.6A3答案:(1)答案如图1所示(2)0.10A、0.24A、2.00V、0.27V。答图1ERASVL (8.30.1)和(2.70.1), 或者(2.70.1)和(8.30.1)。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,故电路图如答图1所示(2)电流表的量程为0.6A,所以每小格表示的分度值为0.02A,故的读数为0.10A,的读数为0.24A,电压表的量程为3V,则每一小格表示0.1V,所以的示数为2.00V,的示数为0.27V。若灯泡两端的电压小,则对应的电流也小,故为同一数据,
14、故得到的电阻为,为另外一组数据,故得到的电阻为。6.2016年天津卷9、(3)某同学想要描绘标有“3.8V,0.3A”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了开关,导线外,还有:电压表V1(量程03V,内阻等于3k)电压表V2(量程015V,内阻等于15k)电流表A1(量程0200mA,内阻等于10)电流表A2(量程03A,内阻等于0.1)滑动变阻器R1(010,额定电流2A)滑动变阻器R2(01k,额定电流0.5A)UIAOUIBOUICOUIDO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1k)电源E,(E=6
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