高中物理鲁科版选修3-1课时作业 第3章 实验2 描绘小灯泡的伏安特性曲线 Word版含解析

1．在描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中，按图甲所示的电路进行实验，开关闭合前，调节________的滑片，使变阻器的有效电阻为________，闭合开关，逐步减小滑动变阻器的有效电阻，通过小灯泡的电流随之________，分别记录电流表和________的多组数据，直到电流达到小灯泡的________为止。由于滑动变阻器是串联在电路中的，即使R调到最大，电路中还有一定的电流，因此在描出的伏安特性曲线中缺少________的数据，要克服这一点，可按照图________所示电路进行实验．
解析：闭合开关前应使电路中电流最小，即使滑动变阻器接入电路中的阻值最大，但甲电路无论如何调节滑动变阻器，都不会使灯泡两端电压达到零．
答案：滑动变阻器　最大　增大　电压表　额定电流
坐标原点附近　乙
2．某同学在做“测绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，得到如下一组U和I的数据，数据如下表：
编号
1
2
3
4
5
6
7
8
U/V
0.20
0.60
1.00
1.40
1.80
2.20
2.60
3.00
I/A
0.020
0.060
0.100
0.140
0.170
0.190
0.200
0.205
发光
情况
不亮
微亮
逐渐变亮
正常发光
(1)在下图中画出I－U图线．
(2)从图线上可以看出，当小灯泡的电流逐渐增大时，灯丝电阻的变化情况是________．
解析：(1)利用描点法作出I－U图线如图所示：
(2)开始不变，后来斜率变小，电阻增大．
答案：见解析
3．有一个灯泡上标有“6 V，0.1 A”字样，现要测量该灯泡的伏安特性曲线，有下列器材供选用：
A．电压表(0～5 V，内阻2.0 kΩ)
B．电压表(0～10 V，内阻3.0 kΩ)
C．电流表(0～0.3 A，内阻2.0 Ω)
D．电流表(0～6 A，内阻1.5 Ω)
E．滑动变阻器(30 Ω，2 A)
F．滑动变阻器(100 Ω，0.5 A)
G．学生电源(直流9 V)及开关、导线等．
(1)实验中所用的电压表应选________，电流表应选________，滑动变阻器应选________．
(2)画出实验电路图，要求电压从0开始测量．
解析：(1)电压表的量程应大于小灯泡的额定电压6 V，故电压表选B，小灯泡的额定电流0.1 A，故电流表应选C，由题目要求可知变阻器用分压式，故选电阻较小的E。
(2)小灯泡的电阻R＝＝＝60 Ω，故电流表应外接，滑动变阻器接成分压式，电路如图所示．
答案：(1)B　C　E　(2)如解析图所示
4．用下图中所给的实验器材测量一个“12 V，5 W”的小灯泡在不同电压下的功率，其中电流表有3 A、0.6 A两挡，内阻可忽略，电压表有15 V、3 V两挡，内阻很大，测量时要求加在灯泡两端的电压可持续地从0调到12 V.
(1)按要求在实物图上连线(其中部分线路已经连好)．
(2)某次测量时电流表的指针位置如图所示，其读数为________A.
解析：对于“12 V，5 W”的小灯泡其额定电流是I＝A<0.6 A，电流表的量程应选0～0.6 A，根据测量要求，电压连续地从0调到12 V，应接成分压电路，而不应接成限流电路，又因为电流表内阻可忽略，电压表内阻很大对电路无影响，电流表内接或外接都可以．
答案：(1)如图所示　(2)0.36
5．某同学研究小灯泡的伏安特性．所使用的器材有：小灯泡L(额定电压3.8 V，额定电流0.32 A)；电压表(量程4 V，内阻3 kΩ)；电流表(量程0.5 A，内阻0.5 Ω)；滑动变阻器R(阻值0～9.0 Ω)；电源E(电动势5 V，内阻不计)；开关S；导线若干．
(1)实验要求能够实现在0～3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图．
(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图所示．
由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻____________________________
(填“增大”“不变”或“减小”)．
解析：(1)由于小灯泡的额定电压为3.8 V，额定电流为0.32 A，而电压表的量程为4 V，电流表的量程为0.5 A．故电压表与电流表均符合要求．因小灯泡的电阻较小，采用电流表外接法．再考虑控制电路，由于实验中电压需从0开始变化，故控制电路需采用分压式接法．
(2)由R＝知I－U图线上的某点与原点连线的斜率表示电阻的倒数，故随着电流的增加小灯泡电阻逐渐增大．
答案：(1)图见解析　(2)增大
6．在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中，用导线a、b、c、d、e、f、g和h按如图所示方式连接好电路，电路中所有元器件都完好，且电压表和电流表已调零，闭合开关后：
(1)若不管怎样调节滑动变阻器，小电珠亮度能发生变化，但电压表、电流表的示数总不能为零，则可能是________导线断路．
(2)某同学在实验中还测出a、b、c三种元件的伏安特性曲线分别如图中的(a)、(b)、(c)，下列说法正确的是(　　)
A．a可以作为标准电阻使用
B．b能作为标准电阻使用
C．b的阻值随电压升高而增大
D．c的阻值随电压升高而增大
答案：(1)g　(2) A C
7．有一个小灯泡上标有“4 V，2 W”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的I－U图线，现有下列器材供选用：
A．电压表(0～5 V，内阻10 kΩ)
B．电压表(0～15 V，内阻20 kΩ)
C．电流表(0～3 A，内阻1 Ω)
D．电流表(0～0.6 A，内阻0.4 Ω)
E．滑动变阻器(10 Ω，2 A)
F．滑动变阻器(500 Ω，1 A)
G．学生电源(直流6 V)、开关、导线若干
(1)实验时，选用图甲而不选用图乙的电路图来完成实验．请说明理由：____________________________________________________________________
___________________________________________________________________.
(2)实验中所用电压表应选用________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________，(用序号字母表示)．
(3)把下图中所示的实验器材用实线连接成实物电路图．
答案：(1)描绘灯泡的I－U图线所测数据需从零开始，并要多取几组数据
(2)A　D　E
(3)如图所示
8．某同学在做“测绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，得到如表所示的一组数据：
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
U/V
0.20
0.60
1.00
1.40
1.80
2.20
2.60
3.00
I/A
0.020
0.060
0.100
0.140
0.170
0.190
0.200
0.205
灯泡发
光情况
不亮
微亮
较亮
正常
发光
(1)试在坐标系上画出U－I图线，当U<1.40 V时，灯丝电压与电流成__________比，灯丝电阻__________；当U>1.40 V时，灯丝的温度逐渐升高，其电阻随温度的升高而__________．
(2)从图线上可以看出，当小灯泡两端的电压逐渐增大时灯丝电阻的变化是_____
_____________________________________________________________________.
(3)实验结果表明，导体的电阻随温度的升高而__________．
解析：(1)根据给出的数据在坐标系中描点．用平滑的曲线连接各点，可以看出当U<1.40 V时，小灯泡的电流与电压成正比，灯丝电阻不变；当U>1.40 V时，由U－I图线可知，图线的斜率逐渐增大，故其电阻随温度的升高而增大．(2)由U－I图线可知，当U<1.40 V时，图线的斜率基本不变；当U>1.40 V时，图线上某点与原点连线的斜率逐渐增大，所以灯丝电阻开始不变后来逐渐增大．(3)从图线上某点与原点连线的斜率可知导体的电阻随温度的升高而增大．
答案：(1)U－I图线如图所示　正　不变　增大　(2)开始不变后来逐渐增大　(3)增大