第八章實驗九知識鞏固練習1．某同學想要描繪標有“3.8V，0.3A”字樣小燈泡L的伏安特性曲線，要求測量數據盡量精確，繪制曲線完整．可供該同學選用的器材除開關、導線外，還有：電壓表V1(0～3V，內阻等于3kΩ)電壓表V2(0～15V，內阻等于15kΩ)電流表A1(0～200mA，內阻等于10Ω)電流表A2(0～3A，內阻等于0.1Ω)滑動變阻器R1(0～10Ω，額定電流2A)滑動變阻器R2(0～1kΩ，額定電流0.5A)定值電阻R3(阻值等于1Ω)定值電阻R4(阻值等于10Ω)定值電阻R5(阻值等于1kΩ)電源E(E＝6V，內阻不計)(1)請在方框中畫出實驗電路圖，并將各元件字母代碼標在元件的符號旁．(2)該同學描繪出的I－U圖像應是下列中的_____．【答案】(1)如圖所示(2)B2．(2019年新鄉模擬)實驗室新進一批規格為“3V,1W”的小燈泡．某物理興趣小組想測繪小燈泡的伏安特性曲線，要求電壓從0開始變化．現有電源E(4V，內阻不計)、滑動變阻器R(0～20Ω，額定電流2A)、多用電表、開關S一個、導線若干、電流表A(0～0.6A，內阻約為1.0Ω)、電壓表V(0～3V，內阻約為3kΩ)．(1)粗測小燈泡的電阻，應選擇多用電表__________(填“×1”“×10”或“×100”)倍率的電阻擋．調零后，將表筆分別與小燈泡的兩極連接，示數如圖甲所示，結果為__________Ω.(2)請在圖乙所示的虛線框內補畫出滿足實驗要求的電路圖．【答案】(1)×14.2(2)如圖所示【解析】(1)小電珠電阻R＝eq\f(U2,P)＝eq\f(9,1)Ω＝9Ω.粗測小電珠的電阻，應選擇多用電表“×1”倍率的電阻擋．由圖可知，測量結果為4.2Ω.(2)測量燈泡的伏安特性曲線時要用到滑動變阻器分壓接法．同時由于燈泡內阻較小，故應采用電流表外接法．對應的電路圖如圖所示．3．(2018年連云港模擬)小明同學想研究一段鉛芯的伏安特性曲線，他連接了如圖甲所示的實驗電路．小亮同學認為小明的電路并不完善，他在該電路上增加了一條導線，得到了小明的認同．(1)請你用筆在圖甲上加上這條導線．(2)對小亮改正后的電路，在閉合開關前，滑動變阻器的滑片應先置于________(填“最左端”或“最右端”)．(3)閉合開關后，調節滑動變阻器，測得幾組電壓表和電流表的示數記錄如下表：電流I/A00.080.160.240.320.400.48電壓U/V00.631.221.681.972.232.44請根據表中的數據，在圖乙坐標系中作出鉛芯的I－U圖線．(4)由圖像可知：隨著溫度升高，鉛芯的電阻率________(填“增大”“減小”或“不變”)．【答案】(1)見解析(2)最左端(3)見解析(4)減小【解析】(1)要測量伏安特性曲線，應讓電流由零開始調節，故應采用滑動變阻器分壓接法，因此應接圖甲中1或2中任一條．(2)由電路圖可知，測量部分與滑動變阻器左側并聯，為了讓電流由零開始調節，滑片開始時應在最左端．(3)根據表中數據利用描點法可得出對應的圖像如圖乙所示．(4)I－U圖像中圖像的斜率表示電阻的倒數，由圖乙可知，斜率增大，則說明電阻減小，因長度和截面積不變，故說明電阻率減小．4.(2019年江西二模)用理想電壓表、理想電流表、滑動變阻器、直流電源等儀器研究一只小燈泡完整的伏安特性，測得I－U圖像如圖甲所示．已知滑動變阻器滑動片的有效移動長度為30cm，變阻器的最大阻值為22.5Ω，電源電動勢為6V，內阻不計．(1)在如圖乙所示的虛線框內，不改變滑動變阻器和電源的位置，補上電壓表、電流表、燈泡，畫出完整的電路圖．要求滑動變阻器的滑動片向左滑動時，燈泡的電壓增大．(2)根據I－U圖像可知：從A到B的過程中燈泡的電阻逐漸______(填“增大”或“減小”)，改變的阻值為______Ω.(3)在獲得A→B段圖線數據的過程中，滑動變阻器的滑動片向左移動了______cm.【答案】(1)電路圖如解析圖所示(2)增大5(3)10【解析】(1)滑動變阻器采用分壓接法，電流表采用外接法，滑片左移燈泡電壓變大，燈泡與滑動變阻器右半部分電阻絲并聯，電路圖如圖所示．(2)由I－U圖像可知，從A到B的過程中，燈泡兩端電壓與電流之比增大，即燈泡的電阻逐漸增大．應用歐姆定律可知，電阻的改變量ΔR＝RB－RA＝eq\f(UB,IB)－eq\f(UA,IA)＝eq\f(6,0.3)Ω－eq\f(3,0.2)Ω＝5Ω.(3)設滑片在A點時與燈泡并聯的滑動變阻器阻值為R.此時燈泡兩端電壓即并聯電壓為U并＝3V，滑動變阻器左半段電壓為6V－3V＝3V，通過燈泡的電流為IL＝0.2A．由串、并聯電路特點及歐姆定律可得eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,R)＋0.2))(22.5－R)＝3，解得R＝15Ω.與燈泡并聯的滑動變阻器電阻絲長度為eq\f(15,22.5)×30cm＝20cm，在獲得A→B段圖線數據的過程中，滑動變阻器的滑動片向左移動了30cm－20cm＝10cm.綜合提升練習5．(2019年四川模擬)某實驗小組研究兩個未知元件X和Y的伏安特性，使用的器材包括電壓表(內阻約為3kΩ)、電流表(內阻約為1Ω)、定值電阻等．(1)使用多用電表粗測元件X的電阻，選擇“×1”歐姆擋測量，示數如圖甲a所示，讀數為______Ω.據此應選擇圖甲中的______(填“b”或“c”)電路進行實驗．(2)連接所選電路，閉合S，滑動變阻器的滑片P從左向右滑動，電流表的示數逐漸______(填“增大”或“減小”)，依次記錄電流及相應的電壓．將元件X換成元件Y，重復實驗．(3)圖乙a是根據實驗數據作出的U－I圖線．由圖可判斷元件______(填“X”或“Y”)是非線性元件．(4)該小組還借助X和Y中的線性元件和阻值R＝21Ω的定值電阻，測量待測電池組的電動勢E和內阻r，如圖乙b所示．閉合S1和S2，電壓表讀數為3.00V；斷開S2，讀數為1.00V．利用圖乙a可算得E＝________V，r＝________Ω(結果均保留2位有效數字，視電壓表為理想電壓表)．【答案】(1)10b(2)增大(3)Y(4)3.20.506．某同學用伏安法測量導體的電阻．現有量程為3V、內阻約為3kΩ的電壓表和量程為0.6A、內阻約為0.1Ω的電流表．采用分壓電路接線，圖甲是實物的部分連線圖，待測電阻為圖乙中的R1，其阻值約為5Ω.(1)測R1阻值的最優連接方式為導線①連接______(填“a”或“b”)、導線②連接______(填“c”或“d”)．(2)正確接線測得實驗數據如下表．用作圖法求得R1的阻值為________Ω.U/V0.400.801.201.602.002.40I/A0.090.190.270.350.440.53(3)已知圖乙中R2與R1是材料相同、厚度相等、表面為正方形的兩導體，R2的邊長是R1的eq\f(1,10).若測R2的阻值，則最優的連線應選______(填選項)．A．①連接a，②連接c B．①連接a，②連接dC．①連接b，②連接c D．①連接b，②連接d【答案】(1)ad(2)如解析圖所示4.55(3)B【解析】(1)由題意可知，本實驗采用分壓接法，故導線②要與d接通．由于電流表內阻與待測電阻阻值接近，因此只能采用電