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实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线
1．[2020·成都摸底]在描绘一只“2.5 V、0.6 W”小灯泡的伏安特性曲线的实验中，某同学已选择好恰当的仪器并按照图示电路图正确连接了仪器，电流表的内阻约0.5 Ω，电压表的内阻约3 000 Ω.请回答下列问题：
(1)开关S闭合之前，滑动变阻器的滑片应置于______．(选填“A端”“B端”或“AB间任意位置”)
(2)为了减小测量误差，图中的单刀双掷开关S1应接________．(选填“M”或“N”)
(3)闭合开关S后，移动滑动变阻器的滑片，灯泡不亮，电压表示数变化明显，但电流表示数几乎为0.若电路仅有一处出现故障，则故障可能是________．(填选项前字母)
A．a、b间短路　　　　　　　B．a、b间断路
C．b、c间短路 D．b、c间断路
2．为了测定一个“6.3 V、1 W”的小电珠在额定电压下较准确的电阻值，可供选择的器材有：
A．电流表(0～3 A，内阻约0.04 Ω)
B．毫安表(0～300 mA，内阻约4 Ω)
C．电压表(0～10 V，内阻10 kΩ)
D．电压表(0～3 V，内阻10 kΩ)
E．电源(额定电压6 V，最大允许电流2 A)
F．电源(额定电压9 V，最大允许电流1 A)
G．可变电阻(阻值范围0～10 Ω，额定电流1 A)
H．可变电阻(阻值范围0～50 Ω，额定功率0.5 W)
I．导线若干根，电键一个．
(1)为使测量安全和尽可能准确，应选用的器材是______．(用字母代号填写)
(2)请画出电路图．并把图中所示实物图用线连接起来．
3．[2020·海口市调研]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“6 V,3.5 W”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，要求电风扇两端的电压能从零逐渐增加到6 V，实验室备有下列器材：
A．电流表(量程I：0～0.6 A，内阻约为1 Ω；量程Ⅱ：0～3 A，内阻约为0.1 Ω)
B．电压表(量程为0～6 V，内阻几千欧)
C．滑动变阻器R1(最大阻值10 Ω，额定电流2 A)
D．滑动变阻器R2(最大阻值1 750 Ω，额定电流0.3 A)
E．电池组(电动势为9 V，内阻小于1 Ω)
F．开关和导线若干
(1)实验中所用的滑动变阻器应选________(填“C”或“D”)，电流表的量程应选________(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应滑到________(填“M”或“N”)端．
(4)闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，改变加在电动机上的电压，实验中发现当电压表示数大于1 V时电风扇才开始转动，电动机的伏安特性曲线如图乙所示，则电动机线圈的电阻为________ Ω，电动机正常工作时的机械功率为________ W．(保留两位有效数字)
4．[2020·江西协作体联考]课外兴趣小组在一次拆装晶体管收音机的过程中，发现一只标有“Ω 40 mA”的电阻元件，“Ω”之前的数字已模糊，同学们决定对该元件的电阻值进行测量，他们查阅相关资料了解到这种晶体管收音机元件的电阻大约100 Ω.
(1)首先使用多用电表的欧姆挡对阻值进行粗测．如图所示为多用电表的刻度盘，为了比较准确地测量，应该选择“ ________(填“×1”“×10”“×100”或“×1 k”)挡”进行测量，欧姆调零后，测电阻时，表针指在如示位置，则所测的阻值为__________Ω.
(2)为了更加精确地研究该元件在电路中的工作情况，同学们决定选用下列器材设计电路并描述该元件的伏安特性曲线．
A．待测电阻元件Rx：“Ω 40 mA”
B．电源(E＝6 V，内电阻可以忽略)
C．电流表A1(量程50 mA，内阻为0.5 Ω)
D．电流表A2(量程0.5 A，内阻为10 Ω)
E．电压表V(量程15 V，内阻约2 500 Ω)
F．滑动变阻器R1(最大阻值20 Ω)
G．滑动变阻器R2(最大阻值1 000 Ω)
H．定值电阻R3＝50 Ω
I．定值电阻R4＝200 Ω
J．开关S，导线若干
①实验中选择的器材是：A，B，J以及(　　)
A．C，D，F　　B．C，D，F，H
C．C，D，F，I D．C，E，F
②请在虚线框中作出实验的电路图．
5．[2020·福州市测试]某实验小组设计了如图甲所示的电路，用于研究热敏电阻RT的伏安特性曲线，所用电压表量程为3 V，内阻RV约10 kΩ，电流表量程为0.5 A，内阻RA＝4.0 Ω，R为电阻箱．(以下计算结果均保留两位有效数字)
(1)该实验小组实验操作步骤：
①按实验电路把电路图连接好；
②把电阻箱调到最大，闭合开关；
③调节电阻箱电阻值，记录下不同电阻箱电阻值Ri和对应的电压表示数Ui和电流表示数Ii；
④通过上述测量数据，还可得到电源路端电压的计算公式U端i＝________.
(2)该小组同学，通过正确的测量得到数据，并描绘在I—U坐标系中，图线如图乙所示，其中A曲线是热敏电阻伏安特性曲线，B斜线为电流随电源路端电压的变化规律．当电压表示数为2.0 V时，热敏电阻值RT＝________ Ω；该电源的电动势E＝________ V，内电阻r＝________ Ω.
(3)实验中，当电阻箱的阻值调到1 Ω时，热敏电阻消耗的电功率P＝________ W.
　
　实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线
1．(1)A端　(2)M　(3)B
解析：(1)滑动变阻器采用分压接法，开关S闭合之前，为保证电表安全，滑动变阻器的滑片应置于并联部分电阻最小的位置，即滑片应置于A端．(2)由于小灯泡电阻很小，远小于电压表内阻，所以应采用电流表外接法，即单刀双掷开关S1应接M.(3)如果a、b间短路，则电压表无示数；b、c间短路，电流表无示数；b、c间断路，电压表、电流表均无示数，则B正确，ACD错误．
2．(1)BCFGI　(2)见解析
解析：(1)由小电珠规格“6.3 V,1 W”可知，额定电流为：I＝＝ A≈0.16 A＝160 mA，故电流表应选B；由于小电珠的额定电压为6.3 V，所以电压表应选C；电源应选F；由于实验要求测量安全和尽可能准确，则要求电流从零调，所以变阻器的电阻越小调节越方便，所以变阻器应选G；显然还应用分压式接法，而采用分压式接法时，变阻器需要选择I，所以应选用的器材是BCFGI.
(2)由于小电珠电阻较小，满足>，因此电流表应使用外接法，从(1)可知滑动变阻器采用分压接法，作出电路图，根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示．
3.
(1)C　Ⅰ　(2)如图所示
(3)M　(4)2.5　2.7
解析：(1)实验要求电压从0开始逐渐增加到6 V，滑动变阻器采用分压式，为了调节方便，滑动变阻器应选用C；小电风扇电动机的额定电流I＝＝0.58 A，故电流表应选Ⅰ.(2)假设小电风扇电动机为纯电阻用电器，则小电风扇电动机的电阻R＝＝10.3 Ω，与电流表内阻相差较小，故电流表采用外接法，电路图如答图所示．(3)为防止电动机输入电压过高而损坏，闭合开关前小电风扇电动机两端的电压应为零，故滑片应滑到M端．(4)电动机不转动时为纯电阻电路，由欧姆定律得r＝＝2.5 Ω，电动机正常工作时的机械功率P出＝P－I2r＝3.5 W－(0.58 A)2×2.5 Ω＝2.7 W.
4.
(1)×10　110±2
(2)①A　②如图所示
解析：(1)多用电表测电阻时，应使指针在表盘中央位置附近，故测量100 Ω电阻应选择“×10”挡；调零后，读数为110 Ω.(2)①元件额定电流为40 mA，所以电流表选C；电源电动势为6 V，所以量程为15 V的电压表不能准确测量其电压，内阻为10 Ω、量程为0.5 A的电流表的满偏电压U＝IR＝5 V，可当作电压表使用；由于描绘伏安特性曲线，故滑动变阻器采用分压式接法，滑动变阻器选择最大值为20 Ω的F，A正确；②待测电阻远大于电流表A1的电阻，故电流表内接；电路如答案所示．
5．(1)④Ui＋Ii(Ri＋RA)　(2)20　6.0　5.0　(3)0.89(0.85～0.95均可)
解析：(1)④根据欧姆定律及串联电路的特点可得路端电压U端i＝Ui＋Ii(Ri＋RA)．(2)图线A为热敏电阻的伏安特性曲线．由图象可得，当Ui＝2.0 V时，Ii＝0.1 A，所以此时热敏电阻的阻值R＝＝20 Ω；图线B为电源外部的伏安特性曲线，根据U＝E－Ir可知，图线与横轴的截距表示电源的电动势，且E＝6.0 V，图线的斜率的绝对值表示，结合图象可得r＝5.0 Ω.(3)由U＝E－Ir、U＝Ui＋Ii(Ri＋RA)可得E＝Ui＋Ii(Ri＋RA＋r)，当电阻箱调到Ri＝1 Ω时，E＝Ui＋10Ii，在坐标系中作出该图线，如图所示，图线与热敏电阻的伏安特性曲线交点坐标为(2.7 V　0.33 A)，此时热敏电阻的功率P＝UI＝2.7×0.33 W＝0.89 W.

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