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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、实验题 如图所示的电路中,1、2、3、4、5、6为连接点的标号。在开关闭合后,发现小灯泡不亮。现用多用电表检查电路故障,需要检测的有:电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各点连接。
(1)为了检测小灯泡以及3根导线,在连接点1、2已接好的情况下,应当选用多用电表的 挡。在连接点1、2同时断开的情况下,应当选用多用电表的 挡。
(2)在开关闭合情况下,若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势,则表明__ 可能有故障
(3)将小灯泡拆离电路,写出用多用表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤。
参考答案:(1)电压;欧姆;(2)开关或连接点5、6;(3)① 调到欧姆档;② 将红、黑表笔相接,检查欧姆档能否正常工作;③测量小灯泡的电阻,如电阻无穷大,表明小灯泡有故障
本题解析:(1)为了检测小灯泡以及3根导线,在连接点1、2已接好的情况下,应当选用多用电表的电压挡。在连接点1、2同时断开的情况下,应当选用多用电表的欧姆挡。(2)在开关闭合情况下,若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势,则表明开关或连接点5、6可能有断路的故障;(3)将小灯泡拆离电路,写出用多用表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤:① 调到欧姆档;② 将红、黑表笔相接,检查欧姆档能否正常工作;③ 测量小灯泡的电阻,如电阻无穷大,表明小灯泡有故障;
考点:电路故障;万用表的使用.
本题难度:一般
3、填空题 已知一小量程电流表的内阻Rg为200欧姆,满偏电流Ig为2mA。现在用如图电路将其改装为量程为0.1A和1A的双量程电流表。

(1)当用哪两个接线柱时为0.1A的量程?
答:
(2)当用哪两个接线柱时为1A的量程?
答:
(3)定值电阻R1= ,R2= (保留两位有效数字)。
参考答案:(1)接a、c端点(2)接a、b端点(3)0.41欧姆、3.7欧姆
本题解析:根据电流表改装原理可得:
,所以电流量程越大,需要并联的电阻越小,故当接ac断点时,电流表的量程为0.1A,当接ab端点时,电流表量程为1A,联立方程
,
,可得
,
考点:考查了电流表的改装原理
点评:电流表改装电压表需串联一个电阻,改装原理:U=Ig(Rg+R),U为改装后电压表量程,R为串联电阻.
改装为电流表需并联一个电阻,改装电流表原理:IgRg=(I-Ig)R′,其中I为量程
本题难度:一般
4、实验题 如图为测定一节干电池的电动势和内阻的电路原理图。现备有以下器材:

A.干电池(E约为1.5V,r约为1Ω)
B.电压表(0~3V)
C.电流表(0~0.6A)
D.滑动变阻器R1(0~20Ω,2A)
E.滑动变阻器R2(0~100Ω,0.1A)
(1)在实验中滑动变阻器应选用 (填“R1”或“R2”)。闭合开关S前,滑动变阻器的滑动头P应移到 端(填“a”或“b”);
(2)这位同学测量时记录了5组数据,在坐标纸上画出U-I图线如右图所。根据图线求出一节干电池的电动势E约为____________V,内阻r约为____________Ω。
参考答案:(1)R1 a (2)1.44~1.48 0.49~0.52
本题解析:(1)电压表(0~3V),电流表(0~0.6A),故电路中的滑动变阻器的电阻约为
,为方便实验操作,滑动变阻器应选:R1;闭合开关S前,电路中的电阻应该调为最大故滑动变阻器的滑动头P应移到“a”端;(2)由闭合电路欧姆定律可知U=E-Ir,再由数学知识可知,图象与纵坐标的交点为电源的电动势故电源的电动势为1.45V,范围在1.44~1.48均正确;而图象的斜率表示电源的内阻,
,答案在0.49~0.52均正确。
考点:测电源电动势和内电阻
本题难度:一般
5、实验题 如图所示,用伏安法测电源电动势和内阻的实验中,在电路中接一阻值为2Ω的电阻R0, 通过改变滑动变阻器,得到几组电表的实验数据:
U(V)
| 1.2
| 1.0
| 0.8
| 0.6
|
I(A)
| 0.10
| 0.17
| 0.23
| 0.30
|
【小题1】R0的作用是 ;
【小题2】用作图法在坐标系内作出U-I图线;
【小题3】利用图线,测得电动势E= V,内阻r = Ω。

【小题4】某同学测另一串联电池组的输出功率P随外电阻R变化的曲线如图所示。由所得图线可知,被测电池组电动势E=________V,电池组的内阻r=_______Ω。
参考答案:
【小题1】保护电源、电表,防止短路
【小题2】作图

【小题3】1.5, 1.0
【小题4】30, 5
本题解析:分析:(1)通过电源、电表的电流不宜太大,故需串接定值电阻,以减小最大电流;
(2)先描点,然后用一条直线连接起来,如果不能通过所有点,使曲线两侧的点数大致相同;
(3)电源的U-I图象的纵轴截距表示电源的电动势;斜率表示内电阻;
(4)当内外电阻相等时,电源的输出功率最大,利用这个结论求解即可.
解答:解:(1)一节干电池的电流不宜长时间超出0.6A,否则会损坏电池;电流表也有量程,不能超过;
故答案为:保护电源、电表,防止短路.
(2)先描点,然后用一条直线连接起来,如果不能通过所有点,使曲线两侧的点数大致相同,如图所示;

(3)电源的U-I图象的纵轴截距表示电源的电动势,故E=1.5V;
斜率表示内电阻,故r="△U/△I=(1.2V-0.6V)" /(0.3A-0.1A)=3Ω;
(4)当内外电阻相等时,电源的输出功率最大,由图象可以看出,当电阻R=5Ω时,电源的输出功率最大,为45W,故电源内阻为5Ω;
再根据P=I2R="(" E/(r+R))2R,有:45=(E/(5+5))2×5,解得:E=30V.
故答案为:30,5.
点评:本题关键是要明确保护电阻的作用,电源的U-I图象的物理意义,同时明确“当内外电阻相等时,电源的输出功率最大”的结论.
本题难度:一般