2012高考物理 实验题预测八 描绘小灯泡的伏安特性曲线121120

2012高考物理 考纲高频实验题预测

押题预测1．（10分）

小张通过互联网查得某二极管的伏安特性曲线如图甲所示.由图甲分析可知，当该二极管电压在0~ 0.5V时，电阻几乎为无穷大；当该二极管电压从0.5V升高到0.9V时，电阻从无穷大减小到三十几欧．

（1）为了确定二极管的正、负极，小张用多用电表进行了以下探测：用电阻“×100”

挡，对二极管的两个电极进行正、反向测量，当指针偏转角度较大时，黑表笔连接的是二极管的 极。（填“正”或者“负”）

（2）若将满足图甲中伏安特

性的一只二极管与电源（电动势E=2V，内阻不计）和电阻（R0=100Ω）串联，如图乙所示，当开关S闭合时，二极管消耗的功率为 W。（结果保留一位有效数字）

（3）小张使用下列所有器材，准确地描绘出了该二极管（符号

）的正向伏安特

性曲线。图丙仅画出了他设计的部分电路图，请你补全完成该实验的电路图，并标明各元件的符号。

[来源:学科网ZXXK]

i. 待测二极管D一只；

ii.电压表V（量程0-3V，内阻约10kΩ）；

iii. 电流表A（量程0-30A，内阻约30Ω）；

iv. 滑动变阻

器R（0-15Ω，额定电流1A）；

v. 电源E（电动势3V，内阻不计）； vi. 单刀双掷开关S1；

vii. 单刀开关S，及导线若干。

-2

答案：（1）正 （2）1×10

（3）如图所示 （4分，无单刀双掷开关，电流表内接或外接均给

2分）

解析：当指针偏转角度较大时，欧姆表内电池正极与二极管正极

接通，黑表笔连接的是二极管的正极。把电阻R0看作电源内阻，在图甲中画出电源的伏安特性曲线，如图所示。两图线交点的纵横坐标值（0.8V，12mA）的乘积等于二极管消耗的功率，P=UI=1×10 W。

押题预测2．现要测定一个额定电压4.2V，额定功率1.5W的小灯泡的伏安特性曲线。现有器材：直流电源E（电动势4．5V，内阻不计）；电压表（量

程4．5V，内阻约4×l04Ω）；电流表A1（量程250mA，内阻约为2Ω）；电流表A2（量程

-2

400mA，内阻约为1Ω）；滑动交阻器（最大阻值约10Ω），电键S，导线若干。 （1）如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表是____； （2）在空格内设计出实验电路图，要求电路图既要满足测量要求、又要误差较小； （3）结合实验中所描述的图象， P点小灯泡的电功率为 。

答案：（1）A2 （2）如右图所示。（3）0.9W

解析：额定电压4.2V，额定功率1.5W的小灯泡的额定电流为I=P/U=0.357A=357mA，所以电流表需要选择量程为400mA的电流表A2。描绘小灯泡的伏安特性曲线应该设计为分压电路，由于小灯泡电阻不大，采用电流表外接。P点小灯泡的电功率为P=UI=3.0×0.3W=0.9W。

押题预测3．一个小灯泡的额定电压为2.0V。额定电流约为0.5A，选用下列实验器材进

行实验，并利用实验数据描绘和研究小灯泡的伏安特性曲线． A.电源E：电动势为3.0V，内阻不计； B.电压表V1：量程为0~3V，内阻约为1k? C.电压表V2：量程为0~15V，内阻约为4k? D.电流表A1：量程为0~3A，内阻约为0.1?； E.电流表A2：量程为0~0.6A，内阻约为0.6?； F.滑动变阻器R1：最大阻值为l0Ω，额定电流为0.6A；

G.滑动变阻器R2：最大阻值为l5Ω，额定电流为1.0A； H.滑动变阻器R3：最大阻值为l50Ω，额定电流为1.0A； I.开关S，导线若干．

实验得到如下数据（I和U分别表示通过小灯泡的电流和加在小灯泡两端的电压）：

I/A[来源:Zxxk.Com] 0.00 0.12 0.21 0.29 0.34 0.38[0.42 0.45 0.47 0.49 0.50 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2．00 U/V （1）实验中电压表应选用 ；电流表应选用 ；滑动变阻器应选用

（请填写选项前对应的字母）．

（2）请你不要改动已连接导线，在下面的实物连接图中把还需要连接的导线补上．闭合

开关前，应使变阻器滑片放在最 （填“左”或“右”）端． （3）在下面坐标中画出小灯泡的U?I曲线．

（4）若将本题中的小灯泡接在电动势是1.5V、内阻是1.0?的电池两端，则小灯泡的实

际功率约为 （保留两位有效数字）．

答案：（1）B E G

(2)电路连接成图甲 左 （或电路连接成图乙 右） (3)如图所示。

(4)0.45

解析：（1）由于测量数据电压最大为2V，电流最大为0.50A，所以实验中电压表应选用

量程为电压表V1；电流表应选用量程为0.6A的电流表A2；描绘和研究小灯泡的伏安特性曲线．必须设计成分压电路，滑动变阻器应选用最大阻值为l5Ω，额定电流为1.0A的滑动变阻器R2．

（2）根据设计的分压电路，实物连接图中需要补上连接的导线有：滑动变阻器下端两个

接线柱分别于电源正极和开关连接．闭合开关前，应使变阻器滑片放在使待测电路电压为零处，即应使变阻器滑片放在最“左”端．

（3）根据表格中的实验数据，用描点法画出小灯泡的U?I曲线． （4）若将本题中的小灯泡接在电动势是1.5V、内

阻是1.0?的电池两端，可先在描绘的小灯泡的U?I曲线图中作出电池的伏安特性曲线，如图所示，两线的交点纵横坐标的乘积即为小灯泡的实际功率，约为P=1.1×0.41W=0.45W。 押题预测4．(8分)“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，提供的实验器材有，

A．小灯泡（额定电压为3.8V，额定电流约为0.3A） B．电流表A (0~0.6A，内阻约为0.5Ω)

C．电压表V（0~6V，内阻约为5kΩ)D．滑动变阻器R1 (0~10Ω， 2A )

[来源:学科网ZXXK]

E．滑动变阻器R2 (0~100Ω， 0.2A ) F．电源（6V，内阻不计） G．开关及导线若干

（1）实验中滑动变阻器选 （填“R1”或“R2”）

（2）该同学设计了实验测量电路，通过改变滑动变阻器滑片的位置，使电流表的读数从零开始变化，记录多组电压表的读数U和电流表的读数I 。请在图甲中用笔画线代替导线将实验电路连接完整

（3）该同学根据实验数据作出了如图乙的U-I图象，根据图象可知小灯泡的电阻随着电流的增大而_______（选填“增大”、“减小”或“不变”）

14．答案：（1）R1 (2分) （2）如图所示（4分） （3）增大（2分）

[来源:学科网]

解析：“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验应该设计成分压电路，滑动变阻器选择阻值范

围小的R1。由于小灯泡电阻小，采用电流表外接电路。根据图象可知小灯泡的电阻随着电流的增大而增大。

押题预测5. 某同学用图甲所示的电路测绘额定电压为3.0V的小灯泡伏安特性曲线，并

研究小灯泡实际功率及灯丝温度等问题

①?? 根据电路图，将图乙中的实验仪器连成完整的实验电路。

②该同学根据实验数据画出的小灯泡I—U图线如图。形成图中小灯泡伏安特性图线是曲线的原因为________．

③根据I—U图线，可确定小灯泡在电压为2．0V时实际功率为

________．（保留两位有效数字）

④已知小灯泡灯丝在t=27C时电阻是1.5Ω，并且小灯泡灯丝电阻值与灯丝温度的关系为R = k(273 +t)，k为比例常数。根据I—U图线，估算该灯泡正常工作时灯丝的温度约为 ℃.

o

答案：①（2分）如右图所示

②（2分）随着灯两端电压升高，电流增大，灯丝温度甚高，电阻率增大，电阻变大 ③（2分）0.68W ④（2分）约1031℃

解析：根据电路图，将图乙中的实验仪器连成完整的实验电路如图所示。形成图中小灯泡伏安特性图线是曲线的原因为：随着灯两端电压升高，电流增大，灯丝温度甚高，电阻率增大，电阻变大。小灯泡在电压为2.0V时电流为0.34A，实际功率为P=UI=0.68W。将在t=27C时电阻是1.5Ω，代人R = k(273 +t)，解得k=0.005。根据I—U图线，该灯泡正常工作时电压为3V，灯丝中电流为0.46A.，灯泡电阻R=U/I=6.52Ω。代人R = k(273 +t)，解得t=1031℃.

o

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