由图线求得R随t的变化关系为R= .
34.某同学研究小灯泡的伏安特性,所使用的器材有: 小灯泡L(额定电压3.8V,额定电流0.32A) 电压表V(量程3V,内阻3kΩ) 电流表A(量程0.5A,内阻0.5Ω) 固定电阻R0(阻值1000Ω) 滑动变阻器R(阻值0~9.0Ω) 电源E(电动势5V,内阻不计) 开关S;导线若干。
(1)实验要求能够实现在0~3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量,画出实验电路原理图。
(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示。
由实验曲线可知,随着电流的增加小灯泡的电阻 (填“增大”“不变”或“减小”),灯丝的电阻率 (填“增大”“不变”或“减小”)。
(3)用另一电源E0(电动势4V,内阻1.00Ω)和题给器材连接成图(b)所示的电路图,调节滑动变阻器R的阻值,可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关S,在R的变化范围内,小灯泡的最小功率为 W,最大功率为 W.(结果均保留2位小数)
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5描绘小电珠的伏安特性曲线(高考物理电学实验)
参考答案与试题解析
一.实验题(共34小题)
1.二极管具有单向导电性,现要测绘二极管正向导通过的伏安特性曲线.已知实验使用的二极管正向导通时允许通过的电流最大为5.0×10﹣2A.
(1)若二极管的标识看不清了,我们首先用多用电表的电阻挡来判断它的正、负极:当将红表笔接触二极管左端、黑表笔接触二极管右端时,发现指针的偏角比较大,当交换表笔再次测量时,发现指针偏转很小.由此可判断二极管的 右 (填“左”或“右”)端为正极.
(2)为了描绘该二极管的伏安特性曲线,测量数据如下表: 电流I/mA 电压U/V 0 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25 2.50 0 0 0.2 1.8 3.9 8.6[K] 14.0 21.8 33.5 50.0 实验探究中可选器材如下:
A.直流电源(电动势3V,内阻不计); B.滑动变阻器(0~20kΩ);
C.电压表(量程3V、内阻约30kΩ) D.电压表(量程15V、内阻约80kΩ) E.电流表(量程50mA、内阻约50kΩ) F.电流表(量程0.6A、内阻约1Ω) G.待测二极管; H.导线、开关.
为了提高测量精度,电压表应选用 C ,电流表应选用 E .(填序号字母) (3)依据实验中测量数据在坐标纸上画出该二极管的伏安特性曲线如图所示,我们将该二极管与阻值为50kΩ的定值电阻串联后接到电压为3V的恒压电源两端,使二级管正向导通,则二极管导通过时的功率为 0.04 W.
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【分析】(1)明确二极管的性质,同时掌握欧姆表内部电源接法,则可分析二极管的极性;
(2)电表的量程略大于电路中的最大值即可;根据给出的电源可确定电压表,根据给定的数据可分析对应的电流表;
(3)将定值电阻等效为电源内阻,作出电源的伏安特性曲线,与灯泡伏安特性曲线的交点即为电源的工作点,由图可知电压和电流,则由P=UI可求得功率. 【解答】解:(1)二极管的正向导通能力很好,电阻非常小,由于多用电表欧姆挡内含有电源,红表笔接电源负极,黑表笔接电源正极,故红表笔接触二极管左端、黑表笔接触二极管右端时,发现指针的偏角比较大,电阻小,因而二极管的右端为正极.
(2)因为直流电源的电动势为3V,故电压表选用量程为3V的电压表;根据所测数据电流的最大值为50mA,故电流表选用量程为50mA的电流表E. (3)将50Ω定值电阻等效为电源内阻,在图中作出电源的伏安特性曲线,如图所示,则两曲线的交点为二极管工作点,则由图象可知,二极管的工作电压约为1.9V;电流约为21mA,则功率P=UI=1.9×2.1×10﹣3=0.04W. 故答案为:(1)右 (2)C E (3)0.04
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【点评】本题考查二极管伏安特性曲线的实验,本题中要注意万用表的欧姆档黑表笔接内部电源的正极;注意图象的正确的应用,知道两图象的交点为二极管的工作点.
2.某同学在做完“描绘小灯泡的伏安特性曲线”后,又对一个标有“6V 3.5W”小电风扇电动机(线圈电阻恒定)的伏安特性曲线进行了研究,同研究小灯泡一样,要求电风扇电动机两端的电压能从零逐渐增加到6V,实验室备有下列器材: A.电流表(量程I:0~0.6A,内阻约为1Ω;量程II:0~3A,内阻约为0.1Ω) B.电压表(量程为0~6V,内阻几千欧)
C.滑动变阻器R1(最大阻值10Ω,额定电流2A) D.滑动变阻器R2(最大阻值1750Ω,额定电流0.3A) E.电池组(电动势为9V,内阻小于1Ω) F.开关和导线若干
(1)实验中所用的滑动变阻器应选 C (填“C”或“D”),电流表的量程应选 I (填“I”或“II”)。
(2)请用笔画线代替导线将实物图甲连接成符合这个实验要求的电路。 (3)闭合开关前,为防止电动机输入电压过高而损坏,滑动变阻器滑片P应滑
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