全国版2021高考物理一轮复习专题九恒定电流考点3实验：描绘小电珠的伏安特性曲线精练含解析 5页

实验:描绘小电珠的伏安特性曲线 ‎1.[2020四川成都摸底,8分]某电阻的额定电压为2 V,正常工作时的阻值约为500 Ω,现要精确测定其正常工作时的阻值Rx.实验室提供的器材有:‎ A.电流表A1(量程50 mA,内阻r1约3 Ω)‎ B.电流表A2(量程3 mA,内阻r2=15 Ω)‎ C.电压表V(量程9 V,内阻RV=1 kΩ)‎ D.定值电阻1(阻值R1=985 Ω)‎ E.定值电阻2(阻值R2=1 985 Ω)‎ F.滑动变阻器(0~20 Ω)‎ G.蓄电池E(电动势10 V,内阻很小)‎ H.开关S一个,导线若干 ‎(1)某同学设计的实验电路如图.其中,电表1应选　　　　,电表2应选　　　　,定值电阻R应选　　　.(填器材前的序号字母) ‎ ‎(2)实验中,调节滑动变阻器的阻值,当电表1的示数x1=　　　　时,被测电阻正常工作,此时电表2的示数为x2. ‎ ‎(3)被测电阻正常工作时电阻的表达式Rx=　　　　(用x1、x2和器材中已知量的符号表示). ‎ ‎2.[2020四川德阳模拟,7分]在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,可供选择的实验仪器如下:‎ 器材 规格 器材 规格 小灯泡 标有“3.8 V　0.3 A”字样.‎ 滑动变阻器R1.‎ 最大阻值10 Ω,额定电流1.0 A.‎ 电压表V 量程0~5 V,内阻约5 kΩ.‎ 滑动变阻器R2.‎ 最大阻值1 kΩ,额定电流0.5 A.‎ 电流表A1‎ 量程0~100 mA,内阻约4 Ω.‎ 直流电源E.‎ 电动势约为6 V,内阻约为0.5 Ω.‎ - 4 -‎ 电流表A2‎ 量程0~500 mA,内阻约0.4 Ω.‎ 导线、开关等.‎ ‎—‎ ‎(1)在上述器材中,滑动变阻器应选　　　　,电流表应选　　　　. ‎ ‎(2)在图甲中用笔画线代替导线,把实验仪器连接成完整的实验电路.‎ ‎(3)利用实验中得到的实验数据在I-U坐标系中描绘出了如图乙所示的小灯泡的伏安特性曲线.根据此图给出的信息,可以判断出下图中正确的是(图中P为小灯泡功率)　　　　. ‎ ‎3.[2019福建福州检测,7分]某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线,可供选用的器材如下:‎ 小灯泡L,规格“4.0 V　0.7 A”;‎ 电流表A1,量程3 A,内阻约为0.1 Ω;‎ 电流表A2,量程0.6 A,内阻r2=0.2 Ω;‎ 电压表V,量程3 V,内阻rV=9 kΩ;‎ 标准电阻R1,阻值1 Ω;‎ 标准电阻R2,阻值3 kΩ;‎ 滑动变阻器R,阻值范围0~10 Ω;‎ 学生电源E,电动势6 V,内阻不计;‎ - 4 -‎ 开关S及导线若干.‎ ‎(1)甲同学设计了如图甲所示的电路来进行测量,当通过L的电流为0.46 A时,电压表的示数如图乙所示,此时L的电阻为　　　　Ω. ‎ 图丙　　　　　　　　　　图丁 ‎(2)乙同学又设计了如图丙所示的电路来进行测量,电压表指针指在最大刻度时,加在L上的电压值是　　　　V. ‎ ‎(3)该学习小组认为想要更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线,需要重新设计电路.请你在乙同学的基础上利用所供器材,在图丁所示的虚线框内补画出实验电路图,并在图上标明所选器材代号.‎ 考点3　实验:描绘小电珠的伏安特性曲线 ‎1.(1)B(1分)　C(1分)　D(2分)　(2)2 mA(或2×10-3 A)(2分)‎ ‎(3)x‎1‎RV‎(R‎1‎+r‎2‎)‎x‎2‎‎-‎x‎1‎RV(2分)‎ 解析:(1)由于被测电阻Rx的额定电压为2 V,而实验室提供的电压表量程9 V过大,故只能用已知内阻的电流表串联一个适当的定值电阻去改装合适量程的电压表以供使用,则电表1只能选B.经分析对比知,定值电阻1与电流表A2串联后的量程为3‎ - 4 -‎ ‎ V比较合适,则定值电阻选D.待测电阻正常工作时电流约为I1=‎2‎‎500‎ A=4 mA,流过电流表A2的电流I2=2 mA,故电表2上的电流约为I=I1+I2=6 mA,而电流表A1的量程50 mA过大,故只能用电压表V当电流表使用,故电表2应选C.(2)被测电阻的电压刚好达到额定电压2 V时,电表1的示数为x1=‎2VR‎1‎‎+‎r‎2‎=2 mA.(3)被测电阻正常工作时的阻值Rx=x‎1‎‎(R‎1‎+r‎2‎)‎x‎2‎RV‎-‎x‎1‎=x‎1‎RV‎(R‎1‎+r‎2‎)‎x‎2‎‎-‎x‎1‎RV.‎ ‎2.(1)R1(1分)　A2(1分)　(2)如图所示(3分)　(3)BD(2分)‎ 解析:(1)为方便电路调节,滑动变阻器应选择电阻较小的R1;小灯泡正常工作时,I额=0.3 A=300 mA>100 mA,故电流表应选A2.‎ ‎(2)因为要求小灯泡上的电压从0开始增大,滑动变阻器应选用分压式接法;而小灯泡正常工作时,R灯=UI=‎3.8‎‎0.3‎ Ω≈13 Ω,RV=5 kΩ,R灯