梯级演练强技提能 实验八.docx
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梯级演练强技提能实验八
梯级演练·强技提能
【双基题组】
1.有一个小电珠上标有“4V 2W”的字样,现在要用伏安法描绘这个电珠的U-I图线,有下列器材供选用:
A.电压表(0~5V,内阻10kΩ)
B.电压表(0~10V,内阻20kΩ)
C.电流表(0~0.3A,内阻1Ω)
D.电流表(0~0.6A,内阻0.4Ω)
E.滑动变阻器(5Ω,10A)
F.滑动变阻器(500Ω,0.2A)
(1)实验中电压表应选用 ,电流表应选用 。
(用序号字母表示)
(2)为使实验误差尽量减小,要求电压从零开始变化且多取几组数据,滑动变阻器应选用 (用序号字母表示)。
(3)请在方框内画出满足实验要求的电路图,并把图中所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图。
2.(2014·辽宁五校联考)从下表中选出适当的实验器材,测量小电珠的伏安特性曲线,得到如图的I-U图线。
器材(代号)
规格
电流表(A1)
电流表(A2)
电压表(V1)
电压表(V2)
滑动变阻器(R0)
电池(E)
开关(S)
导线若干
量程0~0.6A,内阻1Ω
量程0~3A,内阻1Ω
量程0~3V,内阻约2kΩ
量程0~15V,内阻约10kΩ
阻值0~25Ω
电动势6V,内阻不计
(1)在如图所示的I-U图线中,A到B过程中小电珠电阻改变了 Ω。
(2)测量电路中电流表应选用 (填代号),电压表应选用 (填代号),电流表应采用 (选填“内”或“外”)接法。
(3)在图示虚线框中用笔补画完整实验电路图,要求变阻器滑片右移时,小电珠两端电压变大。
3.(2014·厦门模拟)发光二极管在生产和生活中得到了广泛的应用,如图所示是一种发光二极管的实物图,正常使用时,带“+”号的一端接高电势,带“-”号的一端接低电势,某同学想描绘它的伏安特性曲线,实验测得它两端的电压U和通过它的电流,所得数据如表所示。
U/V
0
0.40
0.80
1.20
1.60
2.00
2.40
2.80
I/mA
0
0.9
2.3
4.3
6.8
12.0
19.0
30.0
(1)实验室提供的器材如下:
A.电压表(量程0~3V,内阻约10kΩ)
B.电压表(量程0~15V,内阻约25kΩ)
C.电流表(量程0~50mA,内阻约50Ω)
D.电流表(量程0~0.6A,内阻约1Ω)
E.滑动变阻器(阻值范围0~10Ω,允许最大电流3A)
F.电源(电动势6V,内阻不计)
G.开关,导线
该同学做实验时,电压表选用的是 ,电流表选用的是 。
(填选项字母)
(2)请在图甲中以笔画线代替导线,按实验要求将实物图中的连线补充完整。
(3)在实验过程中,开关S闭合前,滑动变阻器的滑片应置于最 端(选填“左”或“右”)。
(4)根据表中数据,在图乙所示的坐标纸中画出该发光二极管的I-U图线。
(5)由I-U图线可知:
二极管的电阻值随工作电压的增大而 (选填“不变”“增大”或“减小”)。
(6)若此发光二极管的最佳工作电流为10mA,现将此发光二极管与电动势为3V、内阻不计的电池组相连,还需串联一个阻值R= Ω的电阻,才能使它工作在最佳状态。
(结果保留三位有效数字)
【高考题组】
4.(2013·福建高考)硅光电池在无光照时不产生电能,可视为一电子元件。
某实验小组设计如图甲电路,给硅光电池加反向电压(硅光电池负极接高电势点,正极接低电势点),探究其在无光照时的反向伏安特性。
图中电压表V1量程选用3V,内阻为6.0kΩ;电压表V2量程选用15V,内阻约为30kΩ;R0为保护电阻;直流电源电动势E约为12V,内阻不计。
(1)根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙连接成完整电路。
(2)用遮光罩罩住硅光电池,闭合开关S,调节变阻器R,读出电压表V1、V2的示数U1、U2。
①某次测量时,电压表V1示数如图丙,则U1= V,可算出通过硅光电池的反向电流大小为 mA(保留两位小数)。
②该小组测出大量数据,筛选出下表所示的9组U1、U2数据,算出相应的硅光电池两端反向电压Ux和通过的反向电流Ix(表中“-”表示反向),并在坐标纸上建立Ix-Ux坐标系,标出了与表中前5组Ux、Ix数据对应的5个坐标点。
请你标出余下的4个坐标点,并绘出Ix-Ux图线。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
U1/V
0.00
0.00
0.06
0.12
0.24
0.42
0.72
1.14
1.74
U2/V
0.0
1.0
2.1
3.1
4.2
5.4
6.7
8.1
9.7
Ux/V
0.0
-1.0
-2.0
-3.0
-4.0
-5.0
-6.0
-7.0
-8.0
Ix/mA
0.00
0.00
-0.01
-0.02
-0.04
-0.07
-0.12
-0.19
-0.29
③由Ix-Ux图线可知,硅光电池无光照下加反向电压时,Ix与Ux成 (选填“线性”或“非线性”)关系。
5.(2012·安徽高考)如图为“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验的实物电路图,已知小灯泡额定电压为2.5V。
(1)完成下列实验步骤:
①闭合开关前,调节滑动变阻器的滑片, 。
②闭合开关后,逐渐移动变阻器的滑片, 。
③断开开关……根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线。
(2)在虚线框中画出与实物电路相应的电路图。
6.(2012·四川高考)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“4.0V 0.7A”;
电流表A1,量程3A,内阻约为0.1Ω;
电流表A2,量程0.6A,内阻r2=0.2Ω;
电压表V,量程3V,内阻rV=9kΩ;
标准电阻R1,阻值1Ω;
标准电阻R2,阻值3kΩ;
滑动变阻器R,阻值范围0~10Ω;
学生电源E,电动势6V,内阻不计;
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0.46A时,电压表的示数如图乙所示,此时L的电阻为 Ω。
(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。
答案解析
1.【解析】
(1)因电珠的额定电压为4V,为保证安全,选用的电压表量程应稍大于4V,但不能大太多,量程太大则示数不准确,故只能选用0~5V的电压表,故选A。
由P=UI得,电珠的额定电流I=
=0.5A,故应选择0~0.6A量程的电流表,故选D。
(2)由题意可知,电压从零开始变化,并要多测几组数据,故只能采用滑动变阻器分压接法,而分压接法中应选总阻值小的滑动变阻器,故选E。
(3)电珠内阻R=
=8Ω,电压表内阻远大于电珠内阻,应采用电流表外接法,故电路图和实物连接图如图所示。
答案:
(1)A D
(2)E (3)见解析
2.【解析】
(1)先分别通过AO和BO连线的斜率,求出A、B两点对应电阻为30Ω和40Ω,则A到B过程中小电珠电阻改变了40Ω-30Ω=10Ω。
(2)由图像测量的最大数值可知,电流表应选小量程0.6A,即A1,电压表应选较大量程15V,即V2。
由于
=100Ω>40Ω,故应采用电流表外接法。
(3)电表读数从0开始,故变阻器应采用分压式接法,如图所示。
答案:
(1)10
(2)A1 V2 外 (3)见解析图
3.【解析】
(1)根据实验测得它两端的电压U和通过它的电流I的数据范围可知:
电压变化的最大值为2.8V,所以电压表选A;电流变化的最大值为30mA,所以电流表选C。
(2)电压、电流要从0测起,所以滑动变阻器应该用分压式;二极管的电阻更接近电流表的内阻,电流表应该用外接法。
实物图的连接如图所示。
(3)根据题意可知当开关S闭合前,应使滑动变阻器接入电路的阻值最大,即滑动变阻器的滑片应置于最左端。
(4)根据表中数据,在图上描出各点,用平滑的曲线连接起来。
如图所示。
(5)图线的斜率表示电阻的倒数,故随电压的增大,电阻减小。
(6)根据I-U图线,可知当二极管的工作电压为1.9V时,工作电流约为10mA,串联电阻上分得的电压应为1.1V,故应串联的电阻为R=110Ω。
答案:
(1)A C
(2)见解析图 (3)左 (4)见解析图
(5)减小 (6)110(在100~120之间均算对)
4.【解析】
(1)滑动变阻器的分压接法应将全电阻接入主回路,依题意选择两电压表量程,并据电流流向选择接线柱,连线如图。
(2)①据3V量程可知精确到0.1V,因此U1=1.40V,据I=
=0.23mA可得与电压表V1串联的电池的反向电流。
②依表格数据进行描点,可绘出Ix-Ux图像如图。
③据绘出的Ix-Ux图像是曲线可知Ix与Ux是非线性关系。
答案:
(1)连线见解析图
(2)①1.40 0.23
②描点绘出的Ix-Ux图像见解析图
③非线性
5.【解析】
(1)①开关闭合前应使小灯泡两端的电压为0,所以应使滑动变阻器的滑片滑至最左端。
②实验中要测出多组小灯泡两端的电压和电流值,因此闭合开关后,逐渐移动变阻器的滑片,增加小灯泡两端的电压,记录电压表和电流表的多组读数,电压表的读数不应超过2.5V。
(2)根据实物图画出电路图如图:
答案:
(1)①使滑动变阻器的滑片滑至最左端 ②增加小灯泡两端的电压,记录电压表和电流表的多组读数,直至电压表示数达到小灯泡的额定电压
(2)电路图见解析
6.【解析】
(1)由题意可知电压表的满偏电压为3.0V,则图示电压为2.3V,所以L的电阻为R=
=
Ω=5Ω。
(2)由题意可知电压表的满偏电压为3.0V,则通过电压表的电流为I=
=
A=
mA,此时通过定值电阻R2的电流也是I=
mA,则定值电阻R2两端的电压为U2=IR2=
mA×3000Ω=1.0V,所以灯泡L两端的电压为U=U1+U2=4.0V。
答案:
(1)5
(2)4
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