第9章 实验9 描绘小电珠的伏安特性曲线-【直击双1流】2023版高考物理真题分类全刷

实验 9　 描绘小电珠的伏安特性曲线 1. (2021 全国卷甲,23,10 分,★★★) 某同学 用图甲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. 5 V,额定电流 0. 3 A)、电压表(量程 300 mV,内阻 300 Ω)、 电流表(量程300 mA,内阻 0. 27 Ω)、定值电 阻 R0、滑动变阻器 R1(阻值 0 ~ 20 Ω)、电阻 箱 R2(最大阻值 9 999. 9 Ω)、电源 E(电动势 6 V,内阻不计)、开关 S、导线若干。 完成下 列填空: 甲 (1) 有 3 个阻值分别为 10 Ω、20 Ω、30 Ω 的 定值电阻可供选择,为了描绘小灯泡电 流在 0 ~ 300 mA 的U - I曲线,R0 应选 取阻值为 Ω 的定值电阻。 (2) 闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 变 阻 器 的 ( 填 “a” 或 “b”) 端。 (3) 在流过电流表的电流较小时,将电阻箱 R2 的阻值置零,改变滑动变阻器滑片 的位置, 读取电压表和电流表的示数 U、I,结果如图乙所示。 当流过电流表 的电流为10 mA 时, 小灯泡的电阻为 Ω(结果保留 1 位有效数字)。 乙 (4) 为使得电压表满量程时对应于小灯泡 两端的电压为3 V,该同学经计算知,应 将 R2 的阻值调整为 Ω。 然 后调节滑动变阻器 R1,测得数据如下 表所示。 U / mV 24. 0 46. 0 76. 0 110. 0 128. 0 152. 0 184. 0 216. 0 250. 0 I / mA 140. 0 160. 0 180. 0 200. 0 220. 0 240. 0 260. 0 280. 0 300. 0 (5) 由图乙和上表可知,随流过小灯泡电流 的增加,其灯丝的电阻 (填 “增大”“减小” 或“不变”)。 (6) 该同学观测到小灯泡刚开始发光时流过 电流表的电流为 160 mA,可得此时小灯 泡电功率P1 = W(结果保留 2 位有效数字);当流过电流表的电流为 300 mA 时, 小灯泡的电功率为 P2, 则 P2 P1 = (结果保留至整数)。 2. (2021 河北卷,11,6 分,★★) 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(6. 3 V,0. 15 A)、直流电源(9 V)、 滑动变阻器、量程合适的电压表和电流表、 开关和导线若干。 设计的电路如图甲 所示。 (1) 按照图甲,完成图乙中的实物连线。 　 　 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 461 (2) 按照图甲连线后,闭合开关,小灯泡闪 亮一下后熄灭,观察发现灯丝被烧断, 原因可能是 (单项选择,填 正确答案标号)。 A. 电流表短路 B. 滑动变阻器的滑片接触不良 C. 滑动变阻器滑片的初始位置在 b 端 (3) 更换小灯泡后,该同学正确完成了实验 操作,将实验数据描点作图,得到I - U 图像,其中一部分如图丙所示。 根据图 像计算出P点对应状态下小灯泡的电阻 为 Ω(结果保留 3 位有效数字)。 3. (2020 课标Ⅱ,23,10 分,★★★) 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 Rg1 = 10. 0 Ω)、电流表 A2(量程 500 mA, 内阻 Rg2 = 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甲所示。 (1) 根据图甲, 在图乙的实物图中画出 连线。 甲 　 乙 (2) 若 I1、I2 分别为流过电流表 A1 和 A2 的 电流,利用 I1、I2、Rg1 和 R0 写出:小灯泡 两端的电压 U = ,流过小灯 泡的电流 I = 。 为保证小灯 泡的安全,I1 不能超过 mA。 (3) 实验时,调节滑动变阻器,使开关闭合 后两电流表的示数为零。 逐次改变滑 动变阻器滑片位置并读