题目内容

5．某同学采用图（a）所示实验电路来描绘额定电压为12V的小灯泡伏安特性曲线．

（1）将图（b）的实物图连接完整．
（2）某次实验时，滑动变阻器的滑片从a向b滑动的过程中，发现电压表和电流表原来几乎没有示数，直到接近b端时示数急剧增大．经检查所有电路连线及仪器都完好，则可能原因是：滑动变阻器阻值远大于灯泡电阻
（3）若描绘出的伏安特性曲线如图（c）所示，则灯泡的额定功率为6.6W．（保留两位有效数字）
（4）若将两盏这样的灯泡与电动势12V，内阻4Ω的电源申联，则灯泡的实际功率为2.0W．《保留两位有效数字）

分析 （1）根据原理图可得出对应的实物图；
（2）根据串并联电路的规律以及滑动变阻器的作用进行分析，从而明确故障原因；
（3）根据图象可找出对应的电压和电流，由功率公式可求得额定功率；
（4）根据串并联电路的规律可明确对应的电流和电压的表达式，作出对应的图象，根据图象明确灯泡的实际电流和电压，由功率公式可求得实际功率．

解答 解：（1）根据原理图可得出对应的实物图，由图可知，电流最大值为0.6A，故电流表量程选择0.6A；如图所示；

（2）滑动变阻器串联在电路中，电压表测量滑动变阻器电压，刚开始滑动触头P由A端向B端逐渐滑动时，电压表的示数几乎不变，说明随着电阻的变小，滑动变阻器的电阻占整个电路电阻的比例变化不大，直到当滑动触头P滑至临近B端时，电压表的示数急剧变化，说明滑线变阻器的总电阻太大，
所以原因是：滑动变阻器阻值太大，有效使用的部分短；
（3）由图可知，当电压为12V时，电流为0.55A；故功率为：P=UI=12×0.55=6.6W；
（4）将两盏这样的灯泡与电源串联，则灯泡的电流为I，则有：2U=E-Ir； U=$\frac{E}{2}-2r$=6-2r；作出对应的伏安特性曲线，二者之间的交点即为灯泡的工作点，则由图可知，灯泡的电压为5V，电流为0.4A，则功率为：P=UI=5×0.4=2.0W；


故答案为：（1）如图；（2）滑动变阻器阻值远大于灯泡电阻；（3）6.6；（4）2.0

点评 描绘小灯泡的伏安特性曲线是高中阶段电学实验考查的重点，是近几年各地高考题目的出题热点，本题突出了对于实验原理、仪器选择及U-I图象处理等多方面内容的考查，要重点明确伏安特性曲线的掌握和应用方法．

练习册系列答案
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15．某同学探究“用圆锥摆粗略验证向心力的表达式”，如图用细线吊着一小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，并用仪器测出了小球的下列物理量：
运动n圈的总时间t；
做匀速圆周运动的半径r；
质量m；
到悬点O的竖直距离h． 已知重力加速度为g．
则小球所需要的向心力的表达式F向=$\frac{m•4{π}^{2}{n}^{2}r}{{t}^{2}}$；
小球所受的合力的表达式为F合=$\frac{mgr}{h}$．（用字母n、t、r、m、h、g表示）
16．如图所示，是运动员参加场地自行车赛弯道处转弯的情景，弯道处的路面是倾斜的，假设运动员转弯时是在水平圆轨道上做匀速圆周运动，此过程的自行车（含运动员）除受空气阻力和摩擦力外，还受到（　　）
A．重力和支持力B．支持力和向心力
C．重力和向心力D．重力、支持力和向心力
13．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B（选填器材代号“A”或“B”），电流表D（选填器材代号“C”或“D”），滑动变阻器E（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8V，内阻为10Ω．
（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0.56W（结果保留两位有效数字）．
20．如图，带有轻质滑轮的平板C放在水平桌面上，小车A通过绕过滑轮的轻绳与物体B相连，轻绳与平板C平行，小车A运动时平板C保持静止．A、B、C质量均为m，A、C间及绳与滑轮间摩擦不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g．求：
（1）小车运动时的加速度大小；
（2）平板C受到桌面的摩擦力大小；
（3）保持平板C静止，C与桌面间动摩擦因数μ至少为多少．
10．下列说法中正确的是（　　）
A．军队士兵过桥时使用便步，是为了防止桥发生共振现象
B．机械波和电磁波在介质中的传播速度仅由介质决定
C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃反射光的影响
D．假设火车以接近光速通过站台时，站台上旅客观察到车上乘客在变矮
E．赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在
17．如图所示，真空中有一个半径为R，质量分布均匀的玻璃球，一细激光束在真空中沿直线AB传播，激光束入射到玻璃球表面的B点经折射进入小球，激光束在B点入射角i=60°，并于玻璃球表面的C点经折射又进入真空中（光线所在平面经过球心）．最后打在玻璃球右边的竖直光屏上D点，已知玻璃球球心与D点的距离为d=$\sqrt{3}R$，∠BOC=120°，光在真空中速度为c，求：
（i） 玻璃球对该激光束的折射率；
（ii）激光束自B点运动至光屏的时间．
14．如图，一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光，取其中a、b、c三种色光，下列说法正确的是（　　）
A．a光的波长最长，c光波长最短
B．若三种色光在三棱镜发生全反射，则a光的临界角最小
C．a、b、c三色光在玻璃三棱镜中传播，c光速度最大
D．a、b、c三色光在真空中传播，a光速度最大
E．若分别让a、b、c三色光通过一双缝装置，则a光形成的干涉条纹的间距最小
14．如图所示，a、b、c为匀强电场中的三个等势面，它们的电势关系为φa＜φb＜φc．A、B两小球用长为L的绝缘轻质杆连接放置于该匀强电场中，杆与等势面垂直．小球A带电量为-q，小球B带电量为+2q，在电场内使A、B及杆分别做如下运动，则运动后A、B系统的电势能最大的是（　　）
A．A、B及杆向左平移距离L
B．A、B及杆向上平移距离L
C．A、B及杆向下平移距离L
D．A、B及杆绕过A、B中点且垂直纸面的轴转动90°

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