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高考物理试题《导体的伏安特性曲线》试题特训(2017年最新版)(六)
2017-11-10 08:43:55
来源:91考试网
作者:www.91exam.org 【 大 中 小】
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1、实验题 当小灯泡发光时其灯丝的电阻会随着发光亮度的变化而发生变化。某同学为研究这一现象,按照自己设计的实验电路测量小灯泡的电流I和电压U,得到如下表所示的数据。
I(A)
| 0.12
| 0.22
| 0.29
| 0.34
| 0.38
| 0.42
| 0.45
| 0.47
| 0.49
| 0.50
| U(V)
| 0.20
| 0.40
| 0.60
| 0.80
| 1.00
| 1.20
| 1.40
| 1.60
| 1.80
| 2.00
| 小题1:请你根据上表数据的特点,在虚线框中画出实验电路图。可用的器材有:电压表、电流表、滑动变阻器(变化范围0~10Ω)、电源、小灯泡、电键、导线若干。 小题2:在图示坐标纸上画出小灯泡的U-I曲线,并定性分析灯丝的电阻与灯泡发光亮度的变化关系?。
? 小题3:如果将上面实验中使用的小灯泡接在电动势是1.5V,内阻是2.0Ω的电源两端,利用上面的U-I曲线可求出小灯泡的实际功率是?W,电源效率为?。
参考答案: 小题1:如下图a所示(3分)
 小题2:如下图b所示?灯丝电阻随发光亮度增加而变大(2分)
 小题3:0.28? 53%(每空2分)
本题解析:(1)由表格数据可知,灯泡电阻约为2Ω~4Ω,远小于电压表内阻,应采用电流表外接法;由表格中的第一组数据可知,要取到0.12A的电流,滑动变阻器需用分压式接法。 (2)做小灯泡的U-I曲线时要先描点,用平滑的曲线将尽量多的点连在曲线上,连不上的尽量分布在曲线两侧;由描绘出的图象观察可得,U-I图象的斜率越来越大,故灯丝电阻随发光亮度增加而变大。
 (3)小灯泡和电源串联的电路如上图所示,作出U=E-Ir的图线如图中倾斜直线,根据两图线交点的物理意义可知,此时电源和灯泡的电流为0.35A,灯泡工作电压为0.80V,因此小灯泡的实际功率为P=UI=0.28W。电源效率为 ×100%= ×100%=53%。
本题难度:一般
2、简答题 某同学按图示电路进行实验,实验时该同学将滑动变阻器的触片P移到不同位置时测得各电表的示数如表中所示,将电压表内阻看作无限大,电流表内阻看作零. 序号 | A1示数(A) | A2示数(A) | V1示数(V) | V2示数(V) 1 0.60 0.30 2.40 1.20 2 0.44 0.32 2.56 0.48
| (1)电路中ε、r分别为电源的电动势和内阻,R1、R2、R3为定值电阻,在这五个物理量中,可根据表中的数据求得的物理量是(不要求具体计算)______. (2)滑动变阻器的触片P移动时其阻值变化了______Ω. (3)由于电路发生故障,发现两电流表示数相同了(但不为零),若这种情况的发生是由用电器引起的,则可能的故障原因是______.
参考答案:(1)根据R2=U2I1-I2可求得R2;根据R3=U1I2可求得R3. 根据闭合电路定律得:ε=U1+I1(R1+r),ε=U1′+I1′(R1+r),可求得电源的电动势ε. (2)测第一组实验数据时:R滑=U1-U2I1-I2=2.4-1.20.6-0.3=4Ω, 测第二组实验数据时R滑′=U1′-U2′I1′-I2′=2.56-0.480.44-0.32=17.3Ω, 滑动变阻器电阻变化量为17.3-4=13.3Ω. (3)若两电压表示数相同,则滑动变阻器断路、R2断路或R3短路.? 故答案为:(1)ε、R2、R3;(2)13.3;(3)可能滑动变阻器断路、R2断路或R3短路.
本题解析:
本题难度:一般
3、实验题 (8分)某同学通过实验研究小灯泡的电压与电流的关系。可用的器材如下:电源(电动势3V,内阻1Ω)、电键、滑动变阻器(最大阻值20Ω)、电压表、电流表、小灯泡、导线若干。 (1)实验中移动滑动变阻器滑片,得到了小灯泡的U-I图象如图a所示,则可知小灯泡的电阻随电压增大而??(填“增大”、“减小”或“不变”)。 (2)根据图a,在图b中把缺少的导线补全,连接成实验电路(其中电流表和电压表分 别测量小灯泡的电流和电压)。
  (3)若某次连接时,把AB间的导线误接在AC之间,合上电键,任意移动滑片发现都不能使小灯泡完全熄灭,则此时的电路中,小灯泡可能获得的最小功率是 ?________W(本小题若需要作图,可画在图a中,结果保留两位有效数字)。
参考答案:(1)增大? (2)如图?
 (3)0.32W(0.30~0.34都对)

本题解析:(1)由 图a可知,图线斜率逐渐变大,所以小灯泡的电阻随电压增大而增大; (3)当滑片滑到变阻器中点时,小灯泡可能获得的功率最小,此进滑动变阻器接入电路的等效电阻为5Ω,将此时变阻器看作电源内阻一部分,电源内阻将为6Ω,在图中画出电源U-I图象,如图所示,小灯泡此进的功率为

本题难度:一般
4、实验题 现有一种特殊的电池,它的电动势E约为9V,内阻r约为50Ω,已知该电池允许输出的最大电流为50 mA,为了测定这个电池的电动势和内阻,某同学利用如图(a)所示的电路进行实验,图中电压表的内阻很大,对电路的影响可不考虑,R为电阻箱,阻值范围0~9 999Ω,R0是定值电阻,起保护电路的作用. (1)实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格: A.10Ω 2.5 W B.100Ω 1. 0 W C.200Ω 1. 0 W D.2 000Ω 5.0 W
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本实验应选哪一种规格?答
?。
(2)该同学接入符合要求的R0后,闭合开关S,调整电阻箱的阻值,读取电压表的
示数改变电阻箱阻值,取得多组数据,作出了如图 (b)所示的图线(已知该直线
的截距为0.1 V-1).则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势E为
?V,
内阻r为
?Ω。
参考答案:(1)? D?(2)10
本题解析:(1)保护电阻的意思是电路无其他用电器时都不会烧坏电源,所以R=E/I=1800欧
所以选D;
(2)
,由截距可知
=0.1;E=10V
斜率表示
,所以解得r=49Ω
本题难度:一般
5、实验题 (10分)某同学在探究性实验中需要精确地测量某灵敏电流计(微安表)的内电阻,设计了如图甲所示的电路,实验室可供他使用的器材如下:
?
A待测电流计(量程500uA,内阻约1kΩ)? B电阻箱R(阻值1Ω~9999Ω)
C滑动变阻器R1(最大阻值10Ω)? D滑动变阻器R2(最大阻值1kΩ)
E电源(电动势3V,内阻不计)? F开关一只,导线若干
①请你用笔画代替导线,按图甲的方案将图乙中的实物图连成可供测量的实验电路;

②在某一次测量中,得到了如上图所示的数据,则R=?Ω;I= ?uA;
③实验时,该同学把滑动变阻器的滑片调至适当位置处,而后保持滑动变阻器的阻值不变,通过调节电阻箱阻值R,使流过灵敏电流计的示数I发生变化,为使测量出的Rg值误差较小,需保证在调节电阻箱阻值R时,尽可能不改变R与电流计两端的电压值之和,则滑动变阻器应选择?(填“R1”或“R2”);
④若操作过程中得到如图丙所示的(1/I—R)图线,若已知斜率为k,纵截距为b,则根据图线,求得电流表内阻Rg=?(请用字母表示);
参考答案:①连线图见解析;②1750 ; 240;③ R1④ 
本题解析:①实物连线如图:

②R="1750" Ω;I="240" uA;③在调节电阻箱阻值R时,尽可能不改变R与电流计两端的电压值之和,则滑动变阻器应该选用阻值较小的R1;④由欧姆定律,设电流计和电阻箱两端的电压之和为U,则 U=I(R+Rg),整理可得:
,由题意可得:
,
解得
。
本题难度:一般