2024_2025学年新教材高中物理第3章恒定电流拓展课描绘小灯泡的伏安特性曲线课后习题含解析鲁科版必修3.docx

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拓展课:描绘小灯泡的伏安特性曲线

1.如图为“描绘小灯泡伏安特性曲线”试验的实物电路,已知小灯泡的额定电压为2.5V。

(1)完成下列试验步骤:

①闭合开关前,调整滑动变阻器的滑片,;?

②闭合开关后,渐渐移动滑动变阻器的滑片,;?

③断开开关,……

依据试验数据作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线。

(2)画出与实物电路相应的电路图。

解析(1)滑动变阻器为分压式接法,故闭合开关前,小灯泡两端的电压应为零,调整滑动变阻器的滑片,使它靠近滑动变阻器左端的接线柱。闭合开关后,渐渐移动滑动变阻器的滑片,增加小灯泡两端的电压,记录电流表和电压表的多组读数,直至电压达到额定电压。

(2)与实物电路相应的电路图如右图所示。

答案(1)①使它靠近滑动变阻器左端的接线柱②增加小灯泡两端的电压,记录电流表和电压表的多组读数,直至电压达到小灯泡额定电压(2)见解析图

2.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的试验中,使用的小灯泡的规格为“6V3W”,其他供选择的器材有:

A.电压表V1(量程0~6V,内阻20kΩ)

B.电压表V2(量程0~20V,内阻60kΩ)

C.电流表A1(量程0~3A,内阻0.2Ω)

D.电流表A2(量程0~0.6A,内阻1Ω)

E.滑动变阻器R1(0~1000Ω,0.5A)

F.滑动变阻器R2(0~20Ω,2A)

G.直流电源E,电压6~8V

H.开关S及导线若干

试验中要求电压表示数在0~6V范围内变化,读取并记录下12组左右不同的电压值U和对应的电流值I,以便绘出伏安特性曲线。在上述器材中,电压表应选用,电流表应选用,滑动变阻器应选用,并画出试验原理图。?

解析小灯泡为“6V3W”,额定电压为6V,额定电流为0.5A,即允许通过小灯泡的电流最大不超过0.5A,最大电压不超过6V。在选择电压表和电流表时,本着安全、精确的原则,安全原则即量程要大于所测电流或电压值;精确原则是量程要尽量小,量程越小测量越精确。故电流表应选A2,电压表应选V1。滑动变阻器选取时要本着安全、够用、调整便利的原则,“安全”即流过滑动变阻器的最大电流I≈ER应小于允许通过的最大电流;“调整便利”即滑动变阻器的总电阻应接近小灯泡的电阻。本试验中小灯泡在正常工作时的电阻R灯=U2P=

答案ADF电路图如图

3.如图甲所示为某一热敏电阻(电阻值随温度的转变而转变,且对温度很敏感)的I-U关系曲线图。

(1)为了通过测量得到如图甲所示I-U关系的完整曲线,在图乙和图丙两个电路中应选择的是图,简要说明理由:。(电源电压为9V,滑动变阻器的阻值为0~100Ω)?

(2)在如图丁所示的电路中,电源电压恒为9V,电流表读数为70mA,定值电阻R1=250Ω。由热敏电阻的I-U关系曲线可知,热敏电阻两端的电压为V;电阻R2的阻值为Ω。?

解析(1)图乙的滑动变阻器用的是分压式接法,加在热敏电阻两端的电压可以从零调到所需电压,从而能够得到完整的I-U图线,故选图乙。

(2)通过R1的电流为I1=UR1=9250A=36mA,通过热敏电阻的电流I2=I-I1=(70-36)mA=34mA,由题图甲可知热敏电阻两端的电压为5.4V,电阻R2

答案(1)乙图乙加在热敏电阻两端的电压可以从零调到所需电压

(2)5.4105.9

力量提升

1.做“测绘小灯泡的伏安特性曲线”试验。

(1)试验电路图已经画出了一部分,如图所示,但尚未完整,请将该电路完整地连接好;

(2)按你连接的电路,S闭合后,要使小灯泡的亮度增加,变阻器的滑片P应向(选填“A”或“B”)端移动。?

答案(1)如图所示

(2)B

2.某同学在做测定小灯泡的伏安特性曲线试验中得到如下一组U和I的数据:

编号

1

2

3

4

5

6

7

8

U/V

0.20

0.60

1.00

1.40

1.80

2.20

2.60

3.00

I/A

0.020

0.060

0.100

0.140

0.170

0.190

0.200

0.205

灯光发

光状况

不亮微亮渐渐变亮正常发光

(1)在图上画出I-U图线。

(2)从图线上可以看出,当电压渐渐增大时,灯丝电阻的变化状况是。?

(3)图线表明导体的电阻随温度上升而。?

解析(1)依据U、I的数据,在坐标纸上找出对应的点,连成平滑曲线,即I-U图线,如图所示。

(2)在I-U图线中,任一点与坐标原点连线斜率的倒数即这一状态的电阻值,即R=UI,从图线可以看出,当U1.40V时,灯泡电压与电流成正比,灯丝电阻不变;当U1.

(3)从图线的