综合题9.0分
物理

在研究“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,提供有以下器材:

A.电压表V1 (0~5V,内阻很大) B.电压表V2(0~9V,内阻很大)C.电流表A1(0~50mA,内阻很小) D.电流表A2(0~300mA,内阻很小)E.滑动变阻器R1(0~60Ω)   F.滑动变阻器R2(0~2kΩ) G.直流电源E     H.开关S及导线若干   I.小灯泡(U=5V)

某组同学连接完电路后,闭合电键,将滑动变阻器滑片从一端移到另外一端。移动过程中发现小灯末曾烧坏,记录多组小灯两端电压U和通过小灯的电流I数据(包括滑片处于两个端点时U、I数据),根据记录的全部数据做出的U-I关系图像如图甲所示。

12.根据实验结果判断得出实验中选用:电压表______(选填器材代号“A”或“B”),电流表_______(选填器材代号“C”或“D”),滑动变阻器_____(选填器材代号“E”或“F”)。

13.根据实验结果在图乙虚线框内画出该组同学的实验电路图。

14.根据图甲信息得出器材G中的直流电源电动势为_______V,内阻为_______Ω。

15.将两个该型号小灯泡串联后直接与器材G中的直流电源E相连。则每个小灯消耗的实际功率为______W(结果保留两位有效数字)。

考察知识点

  • 描绘小电珠的伏安特性曲线

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第1小题正确答案及相关解析

正确答案

B(1分),D(1分),E(1分);

解析

从图甲可知,记录的全部数据中小灯两端电压U最大为6V,因此电压表的量程需要选择15V,故电压表选B;通过小灯的电流I最大为:0.2A=200mA,故电流表的量程需要选择500mA,故电流表选D;电路采用滑动变阻器限流接法,为了便于实验操作,滑动变阻器应选小阻值的,故滑动变阻器选E;

考查方向

描绘小电珠的伏安特性曲线

解题思路

根据图甲测量数据,选择电压表和电流表,根据滑动变阻器接法,选择滑动变阻器;

易错点

本题考查描绘小灯泡的伏安特性曲线实验电路图、器材的选择、闭合电路欧姆定律,解题的关键是掌握电流表、滑动变阻器的接法,结合图象利用欧姆定律进行求解

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

(2)

(2分,说明:电流表内接外接都可以,凡是分压电路接法不得分)

解析

从图甲可知,将滑动变阻器滑片从一端移到另外一端过程中电表的示数不是从0开始测量的,因此滑动变阻器采用的不是分压接法,而是限流接法;从图甲可知,小灯泡的电阻为10Ω~30Ω,阻值较小,因此电流表采用外接法,作出的实验电路图如右上图所示;

考查方向

描绘小电珠的伏安特性曲线

解题思路

根据图甲数据,判断滑动变阻器和电流表的接法,再作出实验电路图;

易错点

本题考查描绘小灯泡的伏安特性曲线实验电路图、器材的选择、闭合电路欧姆定律,解题的关键是掌握电流表、滑动变阻器的接法,结合图象利用欧姆定律进行求解

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

8V(1分),10Ω(1分);

解析

从图甲可知,当滑动变阻器接入电阻为0时,小灯两端电压U1最大为6V,通过小灯的电流I1最大为0.2A,则此时小灯电阻RL为30Ω,由闭合电路欧姆定律有:

当滑动变阻器接入电阻为R1=60Ω时,小灯两端电压U2最小为1V,通过小灯的电流I2最小为0.1A,则此时小灯电阻RL为10Ω,

由闭合电路欧姆定律有:

解得:E=8V,r=10Ω;

考查方向

描绘小电珠的伏安特性曲线

解题思路

根据图甲数据,以及滑动变阻器的最大阻值,利用闭合电路欧姆定律列式,求出直流电源电动势和内阻;

易错点

本题考查描绘小灯泡的伏安特性曲线实验电路图、器材的选择、闭合电路欧姆定律,解题的关键是掌握电流表、滑动变阻器的接法,结合图象利用欧姆定律进行求解

第4小题正确答案及相关解析

正确答案

0.57W(2分 说明:在0.55W~0.59W范围区间都给分)

解析

将两个该型号小灯泡串联后直接与器材G中的直流电源E相连,根据闭合电路欧姆定律有:E=2U+Ir,解得U=4﹣5I,作出此时的U﹣I图象如图所示

图中交点I=0.18A,U=3.1V,则通过每个灯泡的电流为0.18A,每个灯泡的电压为3.1V

故每个小灯消耗的实际功率P=0.18A×3.1V≈0.56W,(由于交点读数存在误差,因此在0.55W~0.59W范围内均对)

考查方向

描绘小电珠的伏安特性曲线

解题思路

在图甲中作出电源的U﹣I图象,交点即为小灯泡串联后的总电流和总电压,再计算每个小灯消耗的实际功率;

易错点

本题考查描绘小灯泡的伏安特性曲线实验电路图、器材的选择、闭合电路欧姆定律,解题的关键是掌握电流表、滑动变阻器的接法,结合图象利用欧姆定律进行求解