知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．在研究“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，提供有以下器材：
A．电压表V₁ （0～5V，内阻很大）
B．电压表V₂（0～9V，内阻很大）
C．电流表A₁（0～50mA，内阻很小）
D．电流表A₂（0～300mA，内阻很小）
E．滑动变阻器R₁（0～60Ω）
F．滑动变阻器R₂（0～2kΩ）
G．直流电源E
H．开关S及导线若干
I．小灯泡（U_额=5V）
某组同学连接完电路后，闭合电键，将滑动变阻器滑片从一端移到另外一端．移动过程中发现小灯末曾烧坏，记录多组小灯两端电压U和通过小灯的电流I数据（包括滑片处于两个端点时U、I数据），根据记录的全部数据做出的U-I关系图象如图甲所示．
（1）根据实验结果判断得出实验中选用：电压表    （选填器材代号“A”或“B”），电流表    （选填器材代号“C”或“D”），滑动变阻器    （选填器材代号“E”或“F”）．
（2）根据实验结果在图乙虚线框内画出该组同学的实验电路图．
（3）根据图甲信息得出器材G中的直流电源电动势为    V，内阻为    Ω．
（4）将两个该型号小灯泡串联后直接与器材G中的直流电源E相连．则每个小灯消耗的实际功率为    W（结果保留两位有效数字）．

难度：中等

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2．某课题组按照图甲所示的电路图，规范操作，准确测量，得到一系列数据，如图乙中的散点K₁．

同学们为了弄清电阻变化的原因，对实验进行了下述改进．如图丙所示，将小灯泡L的玻璃罩敲碎，灯丝保存完好，仍然安放在灯座上，取一个大小合适的玻璃杯，将灯座倒扣在杯沿上，在玻璃杯里慢慢加水，使得突出的灯丝刚好完全没入水中，电路的其余部分均不接触水，再将该灯座依然接入图甲中L处，这样接通电路以后，灯丝不至于热到发光，温度可以基本控制在100℃．规范操作，准确测量，得到一组数据，如图丁中的一组散点K₂．已知水的电阻远大于小灯泡灯丝的电阻．

（1）请在答卷的对应图上描绘小灯泡的伏安特性曲线K₁；曲线K₁表明，随着电压升高，小灯泡的电阻    （越来越小、基本不变或越来越大）．
（2）请在答卷的对应图上描绘小灯泡的伏安特性曲线K₂；曲线K₂表明，随着电压升高，小灯泡的电阻    （越来越小、基本不变或越来越大）．
（3）在同样的电压（如2.00V）下，曲线K₁的电阻值明显    （大于、等于或小于）曲线K₂的电阻值，其原因是    ．

难度：中等

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3．在学习了伏安法测电阻之后，某课外活动小组想通过如图1所示的实验电路测定一个阻值约为几十欧的电阻R_x的阻值．图中定值电阻R₀=10Ω，R是总阻值为50Ω的滑动变阻器，A₁和A₂是电流表，电源电动势E=4V，电源内阻忽略不计．
（1）该课外活动小组现有四只可供选择的电流表：
A．电流表（0～3mA，内阻为2Ω）
B．电流表（0～0.3A，内阻为5Ω）
C．电流表（0～3mA，内阻未知）
D．电流表（0～0.6A，内阻未知）
则电流表A₁应选    ，电流表A₂应选    ．（填器材前的字母）
（2）在不损坏电表的情况下，将滑动变阻器的滑片从最左端逐渐向右滑动，随着滑动变阻器接入电路中的长度x的变化，电流表A₂的示数也随之发生变化，则图2四个选项中能正确反映电流表A₂的示数I₂随滑动变阻器接入电路中的长度x的变化关系的是    ．

（3）该课外活动小组利用上述电路，通过改变滑动变阻器接入电路中的阻值，得到了若干组电流表A₁、A₂的示数I₁、I₂，然后在坐标纸上描点、连线，得到的I₁-I₂图线如图3所示，由图可知，该待测电阻R_x的阻值为    Ω．（结果保留三位有效数字）

难度：中等

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4．某实验小组为了研究小灯泡的伏安特性曲线，先按照图甲所示的电路图，规范操作，准确测量，得到一系列数据，如图乙中的散点K₁．

同学们对实验进行了下述改进．
如图丙所示，将小灯泡L的玻璃罩敲碎，灯丝保存完好，仍然安放在灯座上，取一个大小合适的玻璃杯，将灯座倒扣在杯沿上，在玻璃杯里慢慢加水，使得突出的灯丝刚好完全没入水中，电路的其余部分均不接触水，再将该灯座依然接入图甲中L处，这样接通电路以后，灯丝不至于热到发光，温度可以基本控制在100°C．规范操作，准确测量，得到一组数据，如图丁中的一组散点K₂．已知水的电阻远大于小灯泡灯丝的电阻．

（1）请在答卷的对应图上描绘小灯泡的伏安特性曲线K₁；曲线K₁表明，随着电压升高，小灯泡的电阻    （越来越小、基本不变或越来越大）．
（2）请在答卷的对应图上描绘小灯泡的伏安特性曲线K₂；曲线K₂表明，随着电压升高，小灯泡的电阻    （越来越小、基本不变或越来越大）．
（3）对比两次实验表明，在同样的电压值下，曲线K₁的电流值基本都远远小于曲线K₂的电流值，其原因是    ．
（4）由实验结果可知，小灯泡是    （选填“线性元件”或“非线性元件”）．

难度：中等

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5．（2016•赤峰模拟）小灯泡灯丝的电阻会随着温度的升高为变大，某同学对这一现象进行了实验探究．
（1）现除了有一个标有“5V，2.5W”的小灯泡．导线和开关外，还有：
A．直流电源（电动势约为5V，内阻可不计）
B．直流电流表（量程0～3A，内阻约为0.1Ω）
C．直流电流表（量程0～600mA，内阻约为5Ω）
D．直流电压表（量程0～15V，内阻约为15kΩ）
E．直流电压表（量程0～5V，内阻约为10kΩ）
F．滑动变阻器（最大阻值10Ω，允许通过的最大电流为2A）
G．滑动变阻器（最大阻值1kΩ，允许通过的最大电流为0.5A）
实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据．
①实验中电流表应选用，电压表应选用，滑动变阻器应选用．（均用序号字母表示）
②用实验得到如下数据（I和U分别表示小灯泡上的电流和电压），在图1虚线框中画出实验电路图，并在图2所给的坐标纸中画出小灯泡的U-I曲线．
I/A 0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0.49 0.50
U/V 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00
（2）将本题中的灯泡接在电动势是1.5V，内阻是20Ω的电池两端，小灯泡的实际功率是 W．

难度：中等

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6．在探究“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，要求小灯泡两端电压由零逐渐增加，已选用的器材有：
小灯泡（3V，0.6W），
电池组（电动势为4.5V，内阻约为1Ω），
电流表（量程250mA，内阻约为5Ω），
电压表（量程3V，电阻约为3kΩ），
定值电阻（阻值为10Ω），
电键一个、导线若干．

（1）实验中所用滑动变阻器应选    ．（填字母代号）
A．滑动变阻器（最大值20Ω，额定电流1A）
B．滑动变阻器（最大值1750Ω，额定电流0.3A）
（2）实验电路图应选用图甲中的    ．（填字母代号）
（3）实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，则小灯泡在0.5V的电压下的电阻R₃与0.8V的电压下电阻R₂之比为R₁：R₂=    ．

难度：中等

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7．在研究小灯泡电流与电压关系的实验时，某同学从以下给定的器材中选择了部分器材进行实验．
A．电压表V₁（0～3V，内阻约3kΩ）
B．电压表V₂（0～15V，内阻约12kΩ）
C．电流表A₁（0～250mA，内阻约5Ω）
D．电流表A₂（0～3A，内阻约0.025Ω）
E．滑动变阻器R₁（0～50Ω，1.5A）
F．滑动变阻器R₂（0～200Ω，0.5A）
G．直流电源E（电源电动势约为4V，内阻不计）
H．开关S及导线若干
I．小灯泡

同学连接完电路后，闭合电键，将滑动变阻器滑片从一端滑到另外一端．移到过程中小灯泡始终未曾烧坏，记录多组电压表示数U和电流表示数I（包括滑片处于两个端点时的U、I），记录的全部数据如下表所示．
U/V 0.12 0.16 0.25 0.49 0.85 1.18 1.49 1.81 2.40
I/A 0.070 0.082 0.104 0.121 0.142 0.161 0.180 0.202 0.240
（1）根据实验要求选用器材：电压表，电流表，滑动变阻器．（均选填器材前面的字母代号）
（2）在虚线框内（图甲）画出该组同学的实验电路图，并标清楚电路元件的标识．
（3）根据表格记录的数据在坐标纸中作出I-U图．
（4）根据坐标纸中的图线（图乙），说出小灯泡电阻随电流增加的变化趋势．

难度：中等

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8．发光晶体二极管是用电器上做指示灯用的一种电子元件．它的电路符号如图甲所示，正常使用时，带“+”号的一端接高电势，“-”的一端接低电势．某同学用实验方法测得它的两端的电压U和通过它的电流I的关系数据如表所示．
U/V 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 2.6 2.8 3.0
I/mA 0 0.9 2.3 4.3 6.8 12.0 19.0 24.0 30.0 37.0
（1）在图乙中的虚线框内画出该同学的实验电路图．（除电源、开关、滑动变阻器外，实验用电压表V：内阻R_V约为10kΩ；电流表mA：内阻R_A约为100Ω）
（2）在图丙中的小方格纸上用描点法画出二极管的伏安特性曲线．

（3）若发光二极管的最佳工作电压为2.5V，而电源是由内阻不计、电动势为3V的供电系统提供的．请根据所画出的伏安特性曲线上的信息，分析应该串联一个阻值 Ω电阻再与电源接成闭合电路，才能使二极管工作在最佳状态．（结果保留二位有效数字）

难度：中等

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9．用如图甲所示的电路图研究灯泡L（2.4V，1.0W）的伏安特性，并测出该灯泡在额定电压下正常工作时的电阻值，检验其标示的准确性．
（1）甲图中，在闭合开关S前，滑动变阻器触头应放在    端（选填“a”或“b”）；
（2）根据电路图，请在图乙中以笔划线代替导线将实物图补充完整；
（3）实验后作出的I-U图象如图丙所示，图中曲线弯曲的主要原因是    ；
（4）根据所得到的图象如图丙所示，求出它在额定电压（2.4V）下工作时的电阻值R=    Ω，这个测量值比真实值偏    ．（选填“大”或“小”）

难度：中等

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10．某同学想准确测量一阻值约100Ω的电阻R_x的阻值，实验室可供选择的仪器如下：
①电流表G₁（0～5mA，内阻为300Ω）
②电流表G₂（0～10mA，内阻为50Ω）
③电压表V（0～15V）
④滑动变阻器R₃（0～1000Ω）
⑤滑动变阻器R₄（0～10Ω）
⑥干电池（1.5V）
⑦开关S及导线若干

（1）请将图甲所示的实验电路补画完整，要求两电表的读数均能达到满偏电流的一半以上；
（2）滑动变阻器应选（填写仪器前序号），实验前将滑动触头P移至图甲最（选填“左”或“右”）端；
（3）根据图甲电路在乙图中用笔画线完成实验电路的连接（连线不能交叉）；
（4）操作中，多次改变滑动变阻器的阻值，记录G₁、G₂两表的读数分别为I₁、I₂，以I₂为纵坐标，I₁为横坐标，作出相应图线．若作出图线如图丙所示，则待测电阻R_x阻值为．（结果保留三个有效数字）

难度：中等

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