电学专题实验——《描绘小灯泡的伏安特性曲线》专项提升

作者UID:12749214

日期: 2024-12-27

一轮复习

典型例题方法赏析

在“描绘小灯泡伏安特性曲线”的实验中，现除了有一个标有“5V，2.5W”的小灯泡、导线和开关外，还有：

A．直流电源（电动势约为5V，内阻可不计）

B．直流电流表（量程 $\text{[math]}$ ，内阻约为0.1Ω）

C．直流电流表（量程 $\text{[math]}$ ，内阻约为5Ω）

D．直流电压表（量程 $\text{[math]}$ ，内阻约为15kΩ）

E．直流电压表（量程 $\text{[math]}$ ，内阻约为10kΩ）

F．滑动变阻器（最大阻值10Ω，允许通过的最大电流为2A）

G．滑动变阻器（最大阻值1kΩ，允许通过的最大电流为0.5A）实验要求小灯泡两端的电压从零开始变

化并能测多组数据。

某实验小组描绘小灯泡的伏安特性曲线来研究小灯泡的电阻箱电压的变化规律，所用的实验器材如下：

A．小灯泡（额定电压2.8V．额定电流0.5A）；

B．电压表（量程3V，内阻约3kΩ；量程15V，内阻约15kΩ）；

C．电流表（量程0.6A，内阻约1.0Ω；量程3A，内阻约0.2Ω）；

D．滑动变阻器（0~10Ω）；

E．蓄电池（电动势4V，内阻不计）；

F．开关一个、导线若干。

（1）为较准确地测量电压表应选用V（选填“3”或“15”）量程；

（2）请用笔画线代替导线将图甲中的电路补充完整

（3）闭合开关前滑动变阻器触头应置于最（选填“左”或“右”）端；

（4）该实验小组得出小灯泡的伏安特性图线如图乙所示。由图可知，随着小灯泡两端电压增大，小灯泡的电阻（填“增大”“不变”或“减小”），小灯泡灯丝的电阻率（填“增大”“不变”或“减小”）；

我国清洁能源设备生产规模居世界首位。太阳能电池板在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件。某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池板在没有光照时（没有储存电能）的 $\text{[math]}$ 特性。所用的器材包括：太阳能电池板，电源E、电流表A、电压表V、滑动变阻器R、开关S及导线若干。该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图乙的 $\text{[math]}$ 图像。

在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，实验室提供了以下器材：

A．小灯泡（3.8V，0.3A）

B．滑动变阻器（5Ω，2A）

C．电流表（0~0.5A，内阻约0.4Ω）

D．电压表（0~5V，内阻约10kΩ）

E．开关及导线若干

(1)为实验测量误差尽可能小，电流表应选用（填“内”或“外”）接法；

(2)为使小灯泡两端电压从零开始连续变化，滑动变阻器应选用（填“限流式”或“分压式”）接法；

(3)综上所述，应选择下图中的电路进行实验

(4)利用实验数据画出了如乙图所示的小灯泡伏安特性曲线．图中，坐标原点O到P点连线的斜率表示．则根据此图给出的信息可知，随着小灯泡两端电压的升高，小灯泡的电阻（填“变大”、“变小”或“不变”）

夯实基础提升能力

描绘一个标有“3V，0.9W”的小灯泡的伏安特性曲线，有以下器材供选用：

A．电压表 $\text{[math]}$ 量程 $\text{[math]}$ ，内阻约 $\text{[math]}$ ，

B．电压表 $\text{[math]}$ 量程 $\text{[math]}$ ，内阻约 $\text{[math]}$

C．电流表 $\text{[math]}$ 量程 $\text{[math]}$ ，内阻约 $\text{[math]}$

D．电流表 $\text{[math]}$ 量程 $\text{[math]}$ ，内阻约为 $\text{[math]}$

E．滑动变阻器 $\text{[math]}$

F．滑动变阻器 $\text{[math]}$

I．蓄电池（电动势 $\text{[math]}$ ，内阻不计）电键一个

（1）电压表选择（选填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”），电流表选择（选填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”）滑动变阻器选择（选填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”）。

（2）要求能尽可能多的记录实验数据，误差尽可能小，请在虚线框中画出实验电路图，并标出所选用实验器材的符号。

（3）根据实验数据画得小灯泡的安特性曲线如下图，则小灯泡正常工作时的电阻为。（保留三位有效数字）

某同学设计描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验，已知小灯泡的额定电压为6V，新定功率为2.8W。现可用的实验器材如下：

A．直流电源E（7.5V，内阻不计）

B．电压表 $\text{[math]}$ （3V，内阻为 $\text{[math]}$ ）

C．电压表 $\text{[math]}$ （3V，内阻未知）

D．电流表 $\text{[math]}$ （0.6A，内阻约为 $\text{[math]}$ ）

E．电流表 $\text{[math]}$ （3A，内阻约为 $\text{[math]}$ ）

F．定值电阻 $\text{[math]}$ （阻值为 $\text{[math]}$ ）

G．滑动变阻器 $\text{[math]}$ （总阻值为 $\text{[math]}$ ）

H．开关一个，导线若干

某小组在测量额定电压为2.5V的小灯泡发光时电阻实验中，所用器材如图甲所示。

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 $\text{[math]}$ ，额定电流 $\text{[math]}$ ）；电压表（量程 $\text{[math]}$ ，内阻 $\text{[math]}$ ）；电流表（量程 $\text{[math]}$ ，内阻 $\text{[math]}$ ）；固定电阻 $\text{[math]}$ （阻值 $\text{[math]}$ ）；滑动变阻器R（阻值 $\text{[math]}$ ）；电源E（电动势 $\text{[math]}$ ，内阻不计）；开关S；导线若干。

思维提升创新应用

现在学生中非常流行使用“手持USB便携小风扇”，王菲想用学过的电学知识测量一个标有“4V，2.4W”手持小风扇的伏安特性曲线，她选用实验器材组成电路。让电扇两端的电压从0逐渐增加到4V。实验室中有如下器材可选用：

A．电池组（电动势为5V，内阻约为 $\text{[math]}$ ）

B．被测小电风扇

C．电流表 $\text{[math]}$ （量程为0~0.6A，内阻约为0.2Ω）

D．电流表 $\text{[math]}$ （量程为0~3A，内阻约为0.05Ω）

E．毫安表 $\text{[math]}$ （量程为4mA，内阻60Ω）

F．滑动变阻器 $\text{[math]}$ （最大阻值为5Ω，标定电流为1A）

G．滑动变阻器 $\text{[math]}$ （最大阻值为2000Ω，标定电流为0.3A）

H．定值电阻 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$

I．开关和导线若干

（1）实验中电流表应选（填“C”或“D”），滑动变阻器应选（填“F”或“G”）；

（2）她想得到一个量程是4V的电压表，则应将定值电阻（填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”）与毫安表 $\text{[math]}$ （填“串联”或“并联”）；

（3）她测出小风扇伏安特性的曲线如图所示，发现OA段是直线，其余为曲线，则小风扇电线绕组的电阻是Ω；

某同学在探究小灯泡的伏安特性曲线实验中，所用器材有：灯泡L，量程恰当的电流表A和电压表V，直流电源E，滑动变阻器R，开关S等，要求灯泡两端电压从0开始变化。

我国清洁能源设备生产规模居世界首位。太阳能电池板在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件。某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池板在没有光照时（没有储存电能）的 $\text{[math]}$ 特性。所用的器材包括：太阳能电池板，电源 $\text{[math]}$ 、电流表 $\text{[math]}$ 、电压表V、滑动变阻器 $\text{[math]}$ 、开关 $\text{[math]}$ 及导线若干。该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图乙的 $\text{[math]}$ 图像。

（1）为了达到上述目的，实验电路应选用图甲中的图（填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”）。

（2）已知电压表的量程为3V、内阻为 $\text{[math]}$ ，若要将该电压表改装成量程为4V的电压表，该电表需串联一个 $\text{[math]}$ 的电阻。

（3）当有光照射时，太阳能电池板作为电源，其路端电压与总电流的关系如图丙所示，若把它与阻值为 $\text{[math]}$ 的电阻连接构成一个闭合电路，在有光照射情况下，该电池板的效率是 $\text{[math]}$ 。（结果保留两位有效数字）

（4）由图乙可知，太阳能电池板在没有光照时（没有储存电能）的伏安特性曲线，太阳能电池板没有光照时（没有储存电能）用符号 $\text{[math]}$ 表示，将两个这样同规格的电池板接入电路如丁图所示，已知电源电动势 $\text{[math]}$ ，内阻 $\text{[math]}$ ，定值电阻 $\text{[math]}$ ，可得每个电池板消耗的功率 $\text{[math]}$ （保留三位有效数字）。

某同学探究一个工作电压在 $\text{[math]}$ 之间的LED灯珠的伏安特性，可用器材有：电源（电动势为 $\text{[math]}$ ，内阻不计）；电流表A（量程为 $\text{[math]}$ ，内阻约为 $\text{[math]}$ ）；电压表V（量程为 $\text{[math]}$ ，内阻为 $\text{[math]}$ ）；滑动变阻器R（最大阻值可选 $\text{[math]}$ 或 $\text{[math]}$ ）；定值电阻 $\text{[math]}$ （阻值可选 $\text{[math]}$ 或 $\text{[math]}$ ）；开关S及导线若干。

直击高考达成素养

某同学用伏安法测绘一额定电压为6V、额定功率为3W的小灯泡的伏安特性曲线，实验所用电压表内阻约为6kΩ，电流表内阻约为1.5Ω，实验中有图(a)和(b)两个电路图供选择。

某同学用图（a）所示电路探究小灯泡的伏安特性，所用器材有：

小灯泡（额定电压2.5V，额定电流0.3A）

电压表（量程300mV，内阻300 $\text{[math]}$ ）

电流表（量程300mA，内阻0.27 $\text{[math]}$ ）

定值电阻R₀

滑动变阻器R₁（阻值0-20 $\text{[math]}$ ）

电阻箱R₂（最大阻值9999.9 $\text{[math]}$ ）

电源E（电动势6V，内阻不计）

开关S、导线若干。

完成下列填空：

某同学研究小灯泡的伏安特性，实验室提供的器材有；小灯泡（ $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ），直流电流（ $\text{[math]}$ ），滑动变阻器，量程合适的电压表和电流表，开关和导线若干，设计的电路如图1所示。

某同学要研究一小灯泡L（3.6 V，0.30 A）的伏安特性。所用器材有：电流表A₁（量程200 mA，内阻R_g1=10.0 Ω），电流表A₂（量程500 mA，内阻R_g2=1.0 Ω）、定值电阻R₀（阻值R₀=10.0 Ω）、滑动变阻器R₁（最大阻值10 Ω）、电源E（电动势4.5 V，内阻很小）、开关S和若干导线。该同学设计的电路如图（a）所示。

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