1、简答题 某课题研究小组需要研究某种导电材料的导电规律,他们用该种导电材料制作成元件Z进行实验,测出元件Z中对应的电流、电压的数值.实验记录数据如下表所示:
U/V | 0 | 1.60 | 2.20 | 3.10 | 3.80 | 4.40 | 5.40 | 6.00 I/A 0 0.20 0.40 0.80 1.20 1.60 2.40 3.00
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2由表中数据可知他们选用了如图1所示的哪个电路进行实验?答:______.
②按照正确的电路图,连接图2中的实物图,且要求开关闭合后,元件Z上两端所加的电压最小.
③根据表中数据,绘出元件Z的伏安特性曲线如图3所示.由图可知该元件的电阻值随电流增大而______.(选填“增大”,“不变”,“减小”)
④若将元件Z接在电动势E=6V,内电阻r=1.5Ω的电源上,则元件Z消耗的电功率为______W(结果保留两位有效数字).
参考答案:①由于电压从零开始,且有较大的调节范围,故滑动变阻器采用分压式接法,故CD均错误;
由于材料电阻较小,故采用安培表外接法,故B错误,A正确;
故选A;
②如图(1)所示;
③U-I图线中某点与坐标原点的连线的斜率表示电阻,故随着电压的增加,电阻减小;
④若将元件Z接在电动势E=6V,内电阻r=1.5Ω的电源上,
根据闭合电路欧姆定律得
E=U+Ir,即6=U+1.5I,
在伏安特性曲线上作出电源U-I图象,
这两条曲线的交点为U=4.0V、I=1.30A,同时满足了电路结构和元件的要求,
元件的实际功率P=UI=4×1.3=5.2W
故答案为:①A②如图③减小④5.2W
本题解析:
本题难度:一般
2、简答题 表格中所列数据是测量小灯泡?U-I关系的实验数据:
U/V | 0.0 | 0.2 | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 I/A 0.000 0.050 0.100 0.150 0.180 0.195 0.205 0.215
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(1)根据表中的实验数据,请在图甲的方框中画出本次实验的电路图;
(2)在图乙方格纸内画出小灯泡的U-I曲线.分析曲线可知小灯泡的电阻随I变大而______(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)如图丙所示,用一个定值电阻R和两个上述小灯泡组成串并联电路,连接到内阻不计、电动势为3V的电源上.已知流过电阻R的电流是流过灯泡b电流的两倍,则流过灯泡b的电流约为______A.
参考答案:(1)由表中数据可知,电压、电流从零开始测量因此需要滑动变阻器分压接法,故该实验选择分压接法.
本次实验的电路图见下图
(2)根据表示所给数据,画出小灯泡的U-I曲线如上所示:
由小灯泡的U-I曲线可知,当电流增大时,灯泡的电阻增大.
(3)流过电阻R的电流是流过灯泡b电流的两倍,根据电阻的串并联可知,流过灯泡a的电流是b的三倍;同时灯泡a和b的电压之和为3V,由此结合小灯泡的U-I曲线可知流过灯泡b的电流约为:0.07A.
故答案为:(1)如图
(2)如图,变大?(3)0.07A
本题解析:
本题难度:一般
3、简答题 某同学通过实验研究小灯泡的电流与电压的关系,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.(电压表和电流表均视为理想电表)
(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,连接成实验的电路(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,小灯泡获得的最小功率是______W.
参考答案:(1)由图可知,电压增大.电流增大,温度升高,电阻变大.
故答案为:增大.
(2)由图a可知,电压从零开始调节的,因此滑动变阻器采用的是分压接法,由于灯泡电阻较小,因此安培表需要外接,由此可正确连接实物图如图(b)所示:
(3)若任意移动滑片发现都不能使小灯泡完全熄灭,说明滑动变阻器连成限流接法,当滑动变阻器串入电路中的电阻最大即20Ω时,此时电路为一个电动势为3V,内阻为1Ω的电源与一个灯泡和20Ω的电阻串联,结合图(a)可知,当电流为I=0.13A时,灯泡电压为0.23V,此时满足:E=U灯+UR+U内,故此次灯泡实际消耗的功率为:P=UI=0.23×0.13≈0.030W(也可以将电源内阻忽略进行计算)
故答案为:0.030~0.034.
本题解析:
本题难度:一般
4、填空题 为了探究光敏电阻的阻值随光照强度变化的规律,一同学要测定光敏电阻在不同强度的光照射下的电阻值.该同学使用的实验器材如下:
A.光敏电阻R,其阻值大于20Ω;
B.电压表
,量程4.5V,内阻约2kΩ;
C.电流表
,量程0.6A,内阻为0.1Ω;
D.滑动变阻器R′,阻值范围0~20Ω;
E.电源E,电动势4.5V,内阻未知;
F.标有“4.5V,0.2A”的小灯泡一只;
G.电键s一只,导线若干;
该同学已消除了外部环境的光线对光敏电阻的影响,即照射在光敏电阻上的光线全部来自于小灯泡.实验时,在正确连接实验电路后,使小灯泡与光敏电阻间保持一定距离,并通过调节滑动变阻器,分别精确测出灯泡不亮、微亮、较亮、最亮四种条件下的光敏电阻值.实验数据如下:
小灯泡亮度 | 电压U/V | 电流I/A | 光敏电阻值R/Ω(取3位有效数字) 不亮 4.40 0 ∞ 微亮 4.32 0.11 39.2 较亮 4.24 0.21 最亮 4.10 0.40
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a、存上面的表格中填上不同亮度灯光照射下的光敏电阻值;
b、请在方框中画出该同学完成该实验的电路图,并按电路图进行实物连接.
参考答案:a.由表格读出U=4.24V,I=0.21A,则R=UI=20.1Ω,
U=4.10V,I=0.40V,则R=UI=10.3Ω;
b、将变阻器接成分压式调节灯泡的亮度.由于电流表的内阻很小,可采用电流表的内接法,以减小实验误差,所以电路图如图.对照电路图,按一定顺序连接实物图.如图.
故答案为:
a、20.1Ω,10.3Ω;
b、
本题解析:
本题难度:简单
5、实验题 某同学为描绘某元件的伏安特性曲线,在实验室中做了以下实验:
①用多用电表欧姆档粗略测量该元件的电阻,选用×10档,测量结果如图所示,则测得的电阻为?Ω;
②实验室中有如下器材:
A.电流表A1(量程0.6 A,内阻约0.6Ω)
B.电流表A2(量程30mA,内阻约2Ω)
C.电压表V (量程3 V,内阻约3kΩ)
D.滑动变阻器R1 (10Ω,0.3A)
E.滑动变阻器R2 (1000Ω,0.1A)
F.电源E (电动势3V,内阻约0.1Ω)
G.开关S及导线若干
请同学们选择合适的仪器,在虚线框内画出实验电路图,要求闭合开关前滑动变阻器放置在合适位置;
③如图中Ⅰ、Ⅱ图线,一条为元件真实的U—I图线,另一条是本次实验中测得的U—I图线,其中?是本次实验中测得的图线.
参考答案:) ①(3分) 130?②(4分)?如图
?
③(3分) Ⅰ
本题解析:①电阻值;②由于电源电动势为3V,因此整个回路的总电流不超过,因此电流表选A2,为了测出完整的伏安特性曲线,滑动变阻器采用分压式接法,一般分压式接法滑动变阻器选阻值小的,这样测量较方便,因此选R1,接线时由于待测电阻较大,适合采用电流表内接法,且滑动变阻器置于使电压表和电流表示数最小的一端,如答案所示;③由于电流内接测值比真实值偏大,即电流相同时,测量的电压值比真实值偏大,因此测量图象为图I。
本题难度:一般