统考版2024版高考物理一轮复习微专题小练习专题56实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线

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这是一份统考版2024版高考物理一轮复习微专题小练习专题56实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线，共4页。

(1)实验中得到的电流I和电压U的关系曲线如图(c)所示，该同学选择的电路图是图______(填“a”或“b”)
(2)若选择另一个电路图进行实验，用实线画出实验中应得到的IU关系曲线的示意图．
2．[2021·河北卷]某同学研究小灯泡的伏安特性，实验室提供的器材有：小灯泡(6.3 V，0.15 A)、直流电源(9 V)、滑动变阻器、量程合适的电压表和电流表、开关和导线若干．设计的电路如图1所示．
(1)按照图1，完成图2中的实物连线．
(2)按照图1连线后，闭合开关，小灯泡闪亮一下后熄灭，观察发现灯丝被烧断，原因可能是________(单项选择，填正确答案标号).
A．电流表短路
B．滑动变阻器的滑片接触不良
C．滑动变阻器滑片的初始位置在b端
(3)更换小灯泡后，该同学正确完成了实验操作，将实验数据描点作图，得到IU图象，其中一部分如图3所示．根据图象计算出P点对应状态下小灯泡的电阻为________ Ω(保留三位有效数字).
3．[2023·上海市虹口区测试]图甲为某同学设计的测定直流电动机效率的电路图．在小桶中放入适量的砝码，多次移动滑动变阻器R的滑片，测出5组数据，记录在下表．
(1)为了减小实验误差，需在重物做________直线运动的过程中测量上升高度h和对应的时间t(选填“匀加速”“匀减速”或“匀速”).
(2)给电动机输入5 V电压时，效率为________%(g取10 m/s2，保留三位有效数字).
(3)某同学依据表格中的数据，绘制了图乙所示的U2I图线．该同学认为：依据所绘的曲线，通过斜率可以求得电动机线圈的电阻r机，你认为这个方法________(选填“合适”或“不合适”)，理由是：________________．
(4)不考虑电流表内阻，若依据图象准确求出电源的电动势和内阻，可将图乙中的纵轴坐标U2改为________．
专题56 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线
1．(1)a
(2)
解析：(1)由于
eq \r(RVRA) ≈95 Ω
而小灯泡的电阻约为
r≈ eq \f(U2,P) ＝12 Ω
则电流表应采用外接法，则该同学选择的电路图是图(a).
(2)若选用另一个电路图即图(b)实验，会有
U ＝ U灯＋IRA
则分别代入电流200 mA、400 mA、500 mA，可知对应的电压应为1.4 V、4.0 V、6.75 V，描点连线有
2．(1)实物图连接如图所示 (2)C (3)27.0
解析：(1)题图1电路中的滑动变阻器为分压式接法，电流表外接，实物电路连接如答图所示；(2)灯丝被烧断，最主要的原因是灯丝两端的电压过大，功率过大；电流表内阻变小，在电路中相当于导线，电流表短路不会导致小灯泡两端电压过大，A错误；滑动变阻器滑片接触不良，则小灯泡所在分路相当于断路，小灯泡两端电压为0，灯丝不会烧毁，B错误；滑动变阻器滑片初始位置在b端，相当于将小灯泡和电流表直接接在电源两端，小灯泡两端电压约等于电源电压为9 V，大于小灯泡的额定电压，灯丝可能会被烧断，C正确；(3)由题图3可知，在P点时，U＝2 V、I＝74 mA，所以灯丝电阻R＝ eq \f(U,I) ＝ eq \f(2 V,74 mA) ≈27.0 Ω.
3．(1)匀速 (2)53.6 (3)不合适电动机为非纯电阻仪器
(4)U1＋U2
解析：(1)依题意，可得该电动机效率的表达式为η＝ eq \f(mgh,U2It) ×100%，显然，为了减小实验的误差，需要保持重物的动能不变，所以需在重物做匀速直线运动的过程中测量上升高度h和对应的时间t.(2)给电动机输入5 V电压时，利用表中提供数据可求得此时电动机效率为
η＝ eq \f(mgh,U2It) ×100%＝ eq \f(0.21×10×0.80,5.00×0.38×1.65) ×100%≈53.6%.(3)由图甲可知U2为电动机输入电压，I为流经电动机的电流，但由于电动机为非纯电阻仪器，即U2I图象的斜率不代表电动机线圈的电阻r机，所以该方法不合适．(4)根据图甲，由闭合电路欧姆定律可得E＝Ir＋U1＋U2，即U1＋U2＝Ir－E，所以，可将图乙中的纵轴坐标U2改为U1＋U2，则通过图线的纵截距的绝对值可求得电源电动势，图象斜率可求得电源内阻．
实验次数
1
2
3
4
5
电压表V1的示数U1/V
4.10
3.40
2.70
1.90
1.10
电压表V2的示数U2/V
3.00
3.50
4.00
4.50
5.00
电流表A的示数I/A
0.11
0.16
0.22
0.30
0.38
重物的总质量m/kg
0.04
0.07
0.11
0.16
0.21
重物的提升高度h/m
0.80
0.80
0.80
0.80
0.80
重物的上升时间t/s
1.95
1.90
1.85
1.80
1.65

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