1、1实验 11.2 描绘小灯泡伏安特性曲线考题实战 掌握高考脉搏1(2015 浙江卷，22)图 1 是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连接图图 1 图 2(1)根据图 1 画出实验电路图；(2)调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图 2 中的、所示，电流表量程为 0.6 A，电压表量程为 3 V所示读数为：_、_、 _、_.两组数据得到的电阻分别为_和 _.【答案】 (1)见解析 (2)0.10 A(0.100.02 均可)0.24 A(0.240.02 均可 ) 2.00 V(2.000.01 均可) 0.27 V(0.270.01 均可) 8.3 (8.30.1
2、均可) 2.7 (2.70.1 均可)2(2015 山东卷，22)如图甲所示的电路中，恒流源可为电路提供恒定电流 I0， R 为定值电阻，电流表、电压表均可视为理想电表某同学利用该电路研究滑动变阻器 RL消耗的电功率改变 RL的阻值，记录多2组电流、电压的数值，得到如图乙所示的 UI 关系图线回答下列问题：(1)滑动触头向下移动时，电压表示数_(填“增大”或“减小”)(2)I0_A.(3)RL消耗的最大功率为_W(保留一位有效数字)【答案】 (1)减小 (2)1.00(0.98、0.99、1.01 均正确) (3)53(2015 海南卷，12)某同学利用图(a)所示电路测量电容器充电时两极板间
3、的电压随时间的变化实验中使用的器材为：电池 E(内阻很小)、开关 S1和 S2，电容器 C(约 100 F)、电阻 R1(约 200 k)、电阻R2(1 k)、电压表 V(量程 6 V)、秒表、导线若干(1)按图(a)所示的电路原理图将图(b)中实物图连线3(2)先闭合开关 S2，再断开开关 S2；闭合开关 S1，同时按下秒表开始计时若某时刻电压表的示数如图(c)所示，电压表的读数为 _V(保留 2 位小数)(3)该同学每隔 10 s 记录一次电压表的读数 U，记录的数据如下表所示在给出的坐标纸上绘出 Ut图线已知只有一个数据点误差较大，该数据点对应的表中的时间是 _s.时间 t/s 10.0
4、 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0电压 U/V 2.14 3.45 4.23 4.51 5.00 5.18（4）电路中 C、 R2和 S2构成的回路的作用是_。【解析】 (1)实物连线如图甲所示图甲4图乙【答案】 (1)见解析图 (2)3.60 V(3)Ut 图线见解析图乙 40 s(4)使实验前电容器两极板上的电荷中和4（2015广东理综，34）某实验小组研究两个未知元件 X 和 Y 的伏安特性，使用的器材包括电压表(内阻约为 3 k)、电流表(内阻约为 1 )、定值电阻等。图 1使用多用电表粗测元件 X 的电阻。选择“1”欧姆档测量，示数如图 1(a)所示，读数为_。据此应
5、选择图 1 中的 _(填“b”或“c”)电路进行实验。5连接所选电路，闭合 S；滑动变阻器的滑片 P 从左向右滑动，电流表的示数逐渐_(填“增大”或“减小”)；依次记录电流及相应的电压；将元件 X 换成元件 Y，重复实验。图 2图 2(a)是根据实验数据作出的 U I 图线，由图可判断元件_(填“X”或“Y”)是非线性元件。该小组还借助 X 和 Y 中的线性元件和阻值 R21 的定值电阻，测量待测电池的电动势 E 和内阻 r，电路如图 2(b)所示。闭合 S1和 S2，电压表读数为 3.00 V；断开 S2，读数为 1.00 V，利用图 2(a)可算得E_V， r_(结果均保留两位有效数字，视
6、电压表为理想电压表)。【答案】 10 b 增大 Y 3.2 0.505(2016 天津卷，9(3)某同学想要描绘标有“3.8 V，0.3 A”字样小灯泡 L 的伏安特性曲线，要求测量数据尽量精确、绘制曲线完整可供该同学选用的器材除开关、导线外，还有：电压表 V1(量程 03 V，内阻等于 3 k)电压表 V2(量程 015 V，内阻等于 15 k)电流表 A1(量程 0200 mA，内阻等于 10 )电流表 A2(量程 03 A，内阻等于 0.1 )滑动变阻器 R1(010 ，额定电流 2 A)滑动变阻器 R2(01 k，额定电流 0.5 A)定值电阻 R3(阻值等于 1 )定值电阻 R4(阻
7、值等于 10 )6定值电阻 R5(阻值等于 1 k)电源 E(E6 V，内阻不计)(1)请画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁(2)该同学描绘出的 IU 图象应是下图中的 _.【答案】 (1)见解析图 (2)B6(2016 江苏卷，10)小明同学通过实验探究某一金属电阻的阻值 R 随温度 t 的变化关系已知该金属电阻在常温下的阻值约 10 ， R 随 t 的升高而增大实验电路如图所示，控温箱用以调节金属电阻的温度实验时闭合 S，先将开关 K 与 1 端闭合，调节金属电阻的温度，分别记下温度 t1， t2，和电流表的相应示数 I1， I2，.然后将开关 K 与 2 端闭合，调节电
8、阻箱使电流表的示数再次为 I1， I2，分别记下电阻箱相应的示数 R1， R2，.7(1)有以下两种电流表，实验电路中应选用 _.A量程 0100 mA，内阻约 2 B量程 00.6 A，内阻可忽略(2)实验过程中，要将电阻箱的阻值由 9.9 调节至 10.0 ，需旋转图中电阻箱的旋钮“ a”、“b”、“ c”，正确的操作顺序是 _.将旋钮 a 由“0”旋转至“1”将旋钮 b 由“9”旋转至“0”将旋钮 c 由“9”旋转至“0”(3)实验记录的 t 和 R 的数据见下表：温度 t() 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0阻值 R() 9.6 10.4 11.1 12.1 12.8
9、请根据表中数据，在方格纸上作出 Rt 图线由图线求得 R 随 t 的变化关系为 R _.【答案】 (1)A (2)(或)8(3)0.04t8.8(0.04 t8.60.04 t9.0 都算对)7(2017 课标卷，23)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 3.8 V，额定电流 0.32 A)；电压表 (量程 3 V，内阻 3 k)；电流表 (量程 0.5 A，内阻 0.5 )；固定电阻R0(阻值 1 000 )；滑动变阻器 R(阻值 09.0 )；电源 E(电动势 5 V，内阻不计)；开关 S；导线若干(1)实验要求能够实现在 03.8 V 的范围内对小灯泡的电压进
10、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)所示图(a) 图(b)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 4 V，内阻 1.00 )和题给器材连接成图(b)所示的电路，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)9当 R9 时，将 R 看作电源内阻，则等效电源内阻为 10 ，其路端电压与电流的关系图象如图线乙【答案】 (1)实验电路原理
11、如图所示(2)增大 增大 (3)0.39 1.17考法模拟 悟透破题之道8(2016 河北邯郸一模)某同学通过实验研究小灯泡的电压与电流的关系，除小灯泡外，可用的器材如下：A电源(电动势 3 V，内阻为 1.5 )B电压表(03 V，内阻约为 10 k)C电流表(00.6 A，内阻约为 5 )D滑动变阻器(050 ，额定电流 0.4 A)10E滑动变阻器(010 ，额定电流 1.0 A)F电键 S，导线若干(1)实验中移动滑动变阻器滑片，得到了小灯泡的 U I 图象如图甲所示，则可知小灯泡的电阻随电压增大而_(填“增大”、“减小”或“不变”)；实验时应选用的滑动变阻器为_。(填器材前的字母序号
12、)(2)根据图甲，将图乙实验电路中缺少的导线补全(其中电流表和电压表分别测量小灯泡的电流和电压)。(3)若某次连接时，把 AB 间的导线误接在 AC 之间，合上电键，任意滑动滑片发现都不能使小灯泡完全熄灭，则此时的电路中，小灯泡可能获得的最小功率是_W。(本问中电压表和电流表均视为理想电表，结果保留 2 位有效数字)【解析】 (1)由图象可知，图象的斜率表示电阻，根据欧姆定律 R 知，小灯泡的电阻随电压增大而增UI大；由图可知，测量电流的最大值约为 0.5 A，故滑动变阻器只能选择 E; (2)根据原理可得出对应的实物图，如图所示； 【答案】 (1)增大 E (2)如解析图所示 (3)0.56
13、 (0.540.58 都对)119(2016 湖北八校一联)在“绘制小灯泡的伏安特性曲线”的实验中。甲(1)小王同学根据实验测得的数据，描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图甲(不是过原点的直线)，请你解释形成的原因：_。(2)若把 3 个这样完全相同的小灯泡串联后，接到 6 V 的恒压电源后，求每个小灯泡的电阻为_，每个小灯泡上消耗的电功率 P_W。乙(3)如图乙，若电源的电动势和内阻分别为 E1.5 V， r1.0 ，保护电阻(与电源串联使用，防止电路中电流过大)为 R ，则将三个这样完全相同的小灯泡并联后，再接入电路，则三个小灯泡消耗的总功23率为 P 总 _W。(结果保留两位有效数字)【答案】
14、 (1)温度升高，小灯泡电阻增大(2)7.7 0.52 (3)0.32(0.300.35 均对) 10(2016 湖南长沙质检)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，得出伏安特性曲线如图甲所示。所用小灯泡的额定电压是 3.0 V。(1)画出实验电路图。12(2)将实物图乙连接成实验电路。(3)根据图甲，该小灯泡在电压为 2.8 V 时的实际电阻为_ (结果保留三位有效数字)。(4)关于该实验的系统误差，下列判断正确的是_。A系统误差主要是由电压表的分流引起的，电压越大误差越大B系统误差主要是由电流表的分压引起的，电流越大误差越大C系统误差主要是由忽略电源内阻引起的，电源内阻越大误差越大D系统
15、误差主要是由读数时的估读引起的，电压越大误差越大【解析】 【答案】 (1)如图所示13(2)如图所示(3)10.8 (4)A11(2016 济南三校联考)有一个额定电压为 2.8 V，额定功率约为 0.8 W 的小灯泡，现要用伏安法描绘这个灯泡的 I U 图线，有下列器材供选用：A电压表(03 V，内阻 6 k)B电压表(015 V，内阻 30 k)C电流表(03 A，内阻 0.1 )D电流表(00.6 A，内阻 0.5 )E滑动变阻器(10 ，2 A)F滑动变阻器(200 ，0.5 A)G蓄电池(电动势 6 V，内阻不计)(1)用如图甲所示的电路进行测量，电压表应选用_，电流表应选用_，滑动
16、变阻器应选用_。(用序号字母代表)(2)通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，由图线可求得此灯泡在正常工作时的电阻为_ 。(3)若将此灯泡与电动势为 6 V、内阻不计的电源相连，要使灯泡正常发光，需串联一个阻值为_ 14 的电阻。【解析】 由题中分压外接电路及所给小灯泡的相关数据可知电压表应选择 A，电流表应选择 D，滑动变阻器应选择E；由灯泡伏安特性曲线找到 2.8 V 时小灯泡的电流，由 R 可求得电阻；若将小灯泡与 6 V 的电源连接，ULI由 UL E R1，可解得 R1。ER R1【答案】 (1)A D E (2)10 (3)11.412某同学在探究规格为“6 V,3 W”的小
17、灯泡伏安特性曲线实验中：该同学采用图 12 甲所示的电路进行测量图中 R 为滑动变阻器(阻值范围 020 ，额定电流 1.0 A)，L 为待测小灯泡，V 为电压表(量程6 V，内阻 20 k)，为电流表(量程 0.6 A，内阻 1 )， E 为电源(电动势 8 V，内阻不计)，S 为开关图 12(1)在实验过程中，开关 S 闭合前，滑动变阻器的滑片 P 应置于最_(填“左”或“右”)端；(2)在实验过程中，已知各元器件均无故障，但闭合开关 S 后，无论如何调节滑片 P，电压表和电流表的示数总是调不到零，其原因是_点至_点的导线没有连接好；(图甲中的黑色小圆点表示接线点，并用数字标记，空格中请填
18、写图中的数字，如“_2_点至_3_点”的导线)(3)该同学描绘出小灯泡的伏安特性曲线示意图如图乙所示，则小灯泡的电阻值随工作电压的增大而_(填“不变”“增大”或“减小”)【答案】 (1)左 (2)1 5(或 5 1) (3)增大13当小灯泡发光时，其灯丝的电阻会随着发光亮度的变化而变化某同学为研究这一现象，按照自己设计的实验电路测量出小灯泡的电流 I 和电压 U，得到如下表所示的数据I/A 0.00 0.12 0.22 0.29 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0.49 0.5015U/V 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.6
19、0 1.80 2.00(1)请你根据上表数据的特点，在虚线框中画出实验电路图可用的器材有：电源(电动势为 3 V)；小灯泡；电压表( 量程 3 V，内阻约 3 k)；电流表(量程 0.6 A，内阻约 0.2 )；滑动变阻器(变化范围 010 )；开关和导线若干(2)在坐标上画出小灯泡的 UI 曲线(图上已描出部分点)由图可知：灯丝的电阻随灯泡亮度增加而_(选填“变大”或“变小”)(3)如果将上述实验中使用的小灯泡接在电动势为 1.5 V，内阻为 2.0 的电源两端，利用上面的UI 曲线可求出小灯泡的实际功率是_W，电源效率为_.(保留两位有效数字)【答案】 (1)如图甲所示图甲 图乙 图丙(2
20、)如图乙所示 变大 (3)0.28(0.260.30 均可) 53%(51%55%均可)14LED 二极管的应用是非常广泛的，2014 年诺贝尔物理学奖被授予了日本科学家赤崎勇，天野浩和美籍日裔科学家中村修二，以表彰他们发明了蓝色发光二极管(LED)，并因此带来的新型节能光源某同学想要描绘某发光二极管的伏安特性曲线，实验测得它两端的电压 U 和通过它的电流 I 的数据如下表所示.U/V 0.0 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00 2.40 2.8016I/mA 0.0 0.9 2.3 4.3 6.8 12.0 19.0 30.0实验室提供了以下器材：A电压表(量程 03 V，内阻
21、约 20 k)B电压表(量程 015 V，内阻约 100 k)C电流表(量程 050 mA，内阻约 40 )D电流表(量程 00.6 A，内阻约 2 )E滑动变阻器(阻值范围 020 ，允许最大电流 2 A)F电源(电动势 6 V，内阻不计)G开关，导线若干(1)该同学做实验时，电压表选用的是_ ，电流表选用的是_ (填选项字母)(2)如图甲中的实物连线已经连了部分电路，请按实验要求将实物图中的连线补充完整(3)根据表中数据，请在图乙中画出该二极管的 IU 图线(4)若此发光二极管的最佳工作电流为 15 mA，现将此发光二极管与电动势为 3 V、内阻不计的电池组相连，还需串联一个阻值 R_ 的
22、电阻，才能使它工作在最佳状态(结果保留两位有效数字)【解析】 (1)根据实验数据表可知电压最大为 2.80 V，最大17甲A+V+ +-乙0 1.0 2.0 3.0 4.00.100.200.30I/AU/VA B C DPU 2PU 2PI 2PI 2O O O O(4)根据闭合电路欧姆定律应有 I ，由 IU 图象可读出 I15 mA 时对应的电压 U2.2 V，ERx R可求出 Rx146.7 ，代入数据解得 R53 .【答案】 (1)A C (2)见解析图丙 (3)见解析图丁 (4)5315.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，小灯泡的规格为“3.8V，0.3A”。除了开关、导线外
23、，还有如下器材：电压表 V，量程 05 V，内阻约 5 k电流表 A1，量程 0500mA，内阻约 0.5电流表 A2，量程 0100 mA，内阻约 4 滑动变阻器 R1，最大阻值 10 ，额定电流 2.0 A滑动变阻器 R2，最大阻值 100，额定电流 1.0 A直流电源 E，电动势约为 6 V，内阻约为 0.5 （1）上述器材中，电流表应选_，滑动变阻器应选_。（填器材符号）（2）请根据所选的器材，在图甲中用笔画线代替导线，连接实验电路。（3）根据实验数据，通过描点连线得到了小灯泡的伏安特性曲线，如图乙。则可确定小灯泡的功率 P 与 U 2和 I 2的关系，下列示意图中正确的是_18（4）将被测小灯泡与一个电动势为 1.5V，内电阻为 5 的电源串联组成闭合回路，则通过小灯泡的电流为_A。【解析】(1)灯泡的额定电流是 0.3A,可知选择量程为 500mA 的电流表,即选择 A1.因在测量灯泡的伏安特性曲线实验中,滑动变阻器采用分压接法;故应选择小电阻;即选择 R1.(2) 本实验中要求电压从零开始调节，故滑动变阻器采用分压接法；同时因灯泡内阻较小，故电流表采用外接法；则可得出对应的实物图如图所示；甲A+V+ +-【答案】（1）A 1，R 1 （2）实物连线，见解析 (3) D (4) 0.150.16 均可
