卷子答案网-一个不只有答案的网站（12）描绘小灯泡的伏安特性曲线——2024届高考物理一轮复习实验大通关
1.某同学用伏安法测绘一额定电压为6 V，额定功率为3 W的小灯泡的伏安特性曲线，实验所用电压表内阻约为6 kΩ，电流表内阻约为1.5 Ω。实验中有图（a）和（b）两个电路图供选择。
（1）实验中得到的电流I和电压U的关系曲线如图（c）所示，该同学选择的电路图是图（______）（填“a”或“b”）。
（2）若选择另一个电路图进行实验，在答题卡所给图上用实线画出实验中应得到的关系曲线的示意图。
2.某同学要研究一小灯泡L（3.6 V，0.30 A）的伏安特性。所用器材有：电流表（量程200 mA，内阻）、电流表（量程500 mA，内阻）、定值电阻（阻值）、滑动变阻器（最大阻值10 Ω）、电源E（电动势4.5 V，内阻很小）、开关S和若干导线。该同学设计的电路如图（a）所示。
（1）根据图（a），在图（b）的实物图中画出连线。
（2）若分别为流过电流表和的电流，利用和写出：小灯泡两端的电压________，流过小灯泡的电流________。为保证小灯泡的安全，不能超过________mA。
（3）实验时，调节滑动变阻器，使开关闭合后两电流表的示数为零。逐次改变滑动变阻器滑片位置并读取相应的和。所得实验数据在下表中给出。
32 55 85 125 144 173
171 229 299 379 424 470
根据实验数据可算得，当时，灯丝电阻_______Ω（保留1位小数）。
（4）如果用另一个电阻替代定值电阻，其他不变，为了能够测量完整的伏安特性曲线，所用电阻的阻值不能小于_______Ω（保留1位小数）。
3.某同学用图（a）所示电路探究小灯泡的伏安特性，所用器材有：小灯泡（额定电压2.5 V，额定电流0.3 A）、电压表（量程300 mV，内阻300 Ω）、电流表（量程300 mA，内阻0.27 Ω）、定值电阻、滑动变阻器（阻值0~20 Ω）、电阻箱（最大阻值9999.9 Ω）、电源E（电动势6 V，内阻不计）、开关S、导线若干。完成下列填空：
（1）有3个阻值分别为10 Ω、20 Ω、30 Ω的定值电阻可供选择，为了描绘小灯泡电流在0~300 mA的曲线，应选取阻值为________Ω的定值电阻；
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的________（填“a”或“b”）端；
（3）在流过电流表的电流较小时，将电阻箱的阻值置零，改变滑动变阻器滑片的位置，读取电压表和电流表的示数，结果如图（b）所示。当流过电流表的电流为10 mA时，小灯泡的电阻为________Ω（保留1位有效数字）；
（4）为使得电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3 V，该同学经计算知，应将的阻值调整为________Ω。然后调节滑动变阻器测得数据如下表所示：
24.0 46.0 76.0 110.0 128.0 152.0 184.0 216.0 250.0
140.0 160.0 180.0 200.0 220.0 240.0 260.0 280.0 300.0
（5）由图（b）和上表可知，随流过小灯泡电流的增加，其灯丝的电阻________（填“增大”“减小”或“不变”）；
（6）该同学观测到小灯泡刚开始发光时流过电流表的电流为160 mA，可得此时小灯泡电功率________W（保留2位有效数字）；当流过电流表的电流为300 mA时，小灯泡的电功率为，则________（保留至整数）。
4.某探究小组想精确探究小灯泡（“3.5 V 0.25 A”）的伏安特性曲线，可选用实验器材如下：
A.电压表（量程0~3 V，内阻等于3 kΩ）
B.电压表（量程0~15 V，内阻等于15 kΩ）
C.电流表（量程0~200 mA，内阻等于5 Ω）
D.电流表（量程0~3 A，内阻等于0.1 Ω）
E.滑动变阻器（0~10 Ω，额定电流1 A）
F.滑动变阻器（0~1 kΩ，额定电流0.2 A）
G.定值电阻（阻值等于1 Ω）
H.定值电阻（阻值等于10 Ω）
L.定值申阻（阻值等于1 kΩ）
J.蓄电池（，内阻不计）
K.开关一个，导线若干.
（1）请在图中以笔画线代替导线按实验原理连成实验所需的电路.
（2）滑动变阻器应选用_______；应选用_______；应选用_______.（用序号字母表示）.
（3）请在虚线框内定性画出该探究小组所测小灯泡的伏安特性曲线.
5.实验室有一个小灯泡，能看清铭牌上额定电压为3.8 V，但额定电流已看不清.通过查阅资料，知该类小灯泡的额定电流在0.2~0.6 A.某同学欲测该小灯泡的伏安特性曲线，要求数据尽可能精确.
实验器材如下：
A.电流表（量程为0~0.6 A，内阻约为0.5 Ω）；
B.电流表（量程为0~3 A，内阻约为4 Ω）；
C.电压表（量程为0~3 V，内阻为3 kΩ）；
D.电压表（量程为0~15 V，内阻为5 kΩ）；
E.定值电阻（阻值为1 kΩ）；
F.定值电阻（阻值为3 kΩ）；
G.滑动变阻器（阻值为0~10 Ω）；
H.滑动变阻器（阻值为0~50 Ω）；
I.电源（，内阻不计）；
J.待测小灯泡；
K.开关、导线若干.
（1）电压表应该选________，定值电阻选________.（均填器材前的字母）
（2）为了尽可能多测几组数据，滑动变阻器应选________（填器材前的字母）.
（3）在下列方框内画出实验电路图.
（4）多次改变滑动变阻器的阻值，得到多组值，U为电压表读数，I为电流表读数.现以为纵坐标，I为横坐标画出图像，如图所示，则小灯泡正常发光时的阻值为________Ω.（结果保留2位有效数字）
（5）现将三只同样的小灯泡串联在一起，然后接在电动势，内阻的旧电源上，则每只小灯泡实际发光的功率为_______W.（结果保留2位有效数字）
6.某实验小组的同学计划描绘标称“12.5 V 0.6 A”的电学元件L的伏安特性曲线，可供选择的实验器材如下：
电压表V（量程0~5 V，内阻）；
电流表A（量程0~300 mA，内阻）；
滑动变阻器（阻值变化范围）；
滑动变阻器（阻值变化范围）；
定值电阻（阻值）；
定值电阻（阻值）；
定值电阻（阻值）；
定值电阻（阻值）；
电源E（电动势为13 V，内阻不计）；
开关S、导线若干。
（1）为了较精确地完成测量，该小组的同学设计了如图甲所示的实验电路，则与电压表串联的电阻应选择_______；与电流表并联的电阻应选择_________；滑动变阻器应选择__________。（均选填器材符号）
（2）某次测量时，电流表的示数为100 mA，电压表的示数为0.44 V，则此时电学元件L的阻值约为____________Ω。
（3）通过多次测量，得到多组实验数据，将实验数据在坐标纸中描点连线，作出的图象如图乙所示，另取两个相同电学元件，连接成图丙所示的电路，已知电源的电动势为、内阻，定值电阻，则电学元件消耗的电功率约为_________W。（结果保留三位有效数字）
7.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，实验室备有下列器材供选择:
A.待测小灯泡“3 V，0.6 A”
B.电流表（量程0.6 A，内阻约为5 Ω）
C.电压表（量程3 V，内阻约为10 kΩ）
D.电压表（量程15 V，内阻约为50 kΩ）
E.滑动变阻器（最大阻值为100 Ω，额定电流50 mA）
F.滑动变阻器（最大阻值为10 Ω，额定电流1 A）
G.电源（电动势为4 V，内阻不计）
H.开关及导线等
（1）电压表应选_______；滑动变阻器应选用_______。（填器材前面的字母）
（2）在图甲实物图中，有部分线已连好，要求小灯泡的电压从零开始测量，请连成符合要求的完整的电路图。
（3）某同学实验后作出的图像如图乙所示，则当灯泡两端的电压为2.0 V时，灯泡的实际电阻是_______Ω（结果保留两位有效数字）。
（4）若将此灯泡与电动势为1.5 V，内阻为2.5 Ω的电源串联，灯泡消耗的功率是_______W。（结果保留两位有效数字）
8.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，提供的实验仪器如下：
A.小灯泡L，“”
B.电压表，量程0~5 V，内阻
C.电流表，量程0~500 mA，内阻
D.滑动变阻器，最大阻值，允许通过的最大电流1.0 A
E.直流电源，电动势约为6 V，内阻约为
F.开关
（1）完善虚线框内的实验电路图。
（2）某小组利用实验所得数据，描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图，图像说明随着电压的升高，小灯泡的电阻__________（填“变大”“不变”或“变小”）。
（3）用P表示小灯泡消耗的电功率，下列图像中正确反映小灯泡功率变化情况的有__________。
A. B. C. D.
答案以及解析
1.答案：（1）a
（2）如图所示
解析：（1）由题意知，小灯跑的额定电流，图（a）中，当电压表示数为6 V时，电流表示数是略大于0.5 A的，图（b）中，当电流表示数为0.5 A时，电压表示数是大于6 V的，对比题图（c）可知，该同学选择的电路图是图（a）。
（2）根据（1）问分析可知，图（b）的关系图线应在图（a）图线的下方，如答图中实线所示。
2、（1）答案：见解析
解析：根据题图（a），将题图（b）中的实物连线，连线不交叉，如图所示。
（2）答案：
解析：由欧姆定律及串并联电路特点，可知小灯泡两端的电压；流过小灯泡的电流；当小灯泡正常工作时，其两端电压为，则由串并联电路特点及欧姆定律可得。
（3）答案：11.6
解析：由串、并联电路特点和欧姆定律得，灯丝电阻，当时，由图表可知1，代入可得。
（4）答案：8.0
解析：为了能够测量完整的伏安特性曲线，小灯泡应能达到正常发光，此时小灯泡两端电压为，电流为；由串、并联电路特点和欧姆定律得，所用电阻的阻值，当取最小值时，通过电流表的电流达到最大值，即，代入可得。
3、（1）答案：10
解析：滑片在b端时灯泡两端电压最大，如果小灯泡中流过额定电流，与电流表共分压3.5 V，则，可见的阻值不能大于11.4 Ω，应选取10 Ω的定值电阻。
（2）答案：a
解析：从安全角度考虑，闭合开关前滑片应置于a端。
（3）答案：0.7
解析：由题图（b）可知，当时，。
（4）答案：2700
解析：电压表的最大测量值，则，改装后电压表的最大测量值。
（5）答案：增大
解析：由题图（b）可知随着小灯泡中的电流增加，增大。
（6）答案：0.074；10
解析：由表格数据可知，当时，，当时，，由于此时表格中的电压为电压表读数，灯泡两端的电压是电压表读数的10倍，则，可得。
4.答案：（1）如图甲所示
（2）E；I；H
（3）如图乙所示
解析：（1）（2）因为要精确探究小灯泡的伏安特性曲线，小灯泡两端的电压需从零开始变化，所以滑动变阻器应采用分压式接法，为便于调节，滑动变阻器应选最大阻值较小的E；小灯泡的额定电压3.5 V，需用量程0~3 V的电压表和定值电阻串联改装成合适量程的电压表，量程为；小灯泡的额定电流为0.25 A，需用量程为0~200 mA的电流表与定值电阻并联可改装成合适量程的电流表，量程为的电流表，故为，为；因待测小灯泡的阻值较小，故采用电流表外接的方式，实物电路如答图甲所示.
（3）因小灯泡的电阻随温度升高而变大，故曲线的斜率逐渐小，定性画出所测小灯泡的伏安特性曲线，如答图乙所示.
5.答案：（1）C；E
（2）G
（3）如图所示
（4）9.5
（5）0.38
解析：（1）电压表量程过大，其分度值较大，读数误差过大，故不能选；电压表量程偏小，需要串联定值电阻扩大量程，若串联，其满偏电压，稍大于3.8 V，此量程非常合适，故选.
（2）描绘小灯泡的伏安特性曲线，需要采用滑动变阻器分压接法，故选阻值较小的滑动变阻器，即选.
（3）由题中小灯泡额定电压和额定电流的范围可知，小灯泡阻值较小，故采用电流表外接法，电路图如答图所示.
（4）在题图中的纵坐标找到3.8 V，知此时电流为0.4 A，故小灯泡正常发光时的阻值.
（5）若将三只同样的小灯泡与，内阻的电源串联一起，列出闭合电路欧姆定律有，变形得；取纵截距为3.0 V，横截距为0.5 A，连成直线，与曲线的交点即为小灯泡实际发光时的电流和电压，通过如图所示交点读出，电流，则小灯泡实际发光的功率。
6.答案：（1）；；
（2）6.10
（3）1.02（0.95~1.08均可）
解析：（1）电压表串联定值电阻时，由电压表的改装原理可知，改装后电表的量程为，解得，同理，电压表串联定值电阻时，改装后电压表量程为，分析可知应选择；电流表与定值电阻并联时，由电流表的改装原理可知，改装后电流表的量程为，解得，同理，电流表并联定值电阻时，改装后电流表量程为，分析可知应选择；描绘电学元件的伏安特性曲线时，电流和电压应从零开始调节，滑动变阻器采用分压接法，为了方便调节，滑动变阻器应选择。
（2）由（1）中分析可知，当电流表的示数为100 mA时，流过电学元件L的电流为，电压表的读数为0.44 V时，电学元件L两端的电压为，电学元件L的阻值为。
（3）设并联部分电路两端的电压为U，流过一个元件的电流为I，有，代入数据得，在图乙中画出此图线如图所示，可得的功率。
7.答案：（1）C；F
（2）见解析
（3）3.8
（4）0.22
解析：本题考查描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验。
（1）电源电动势为4 V，待测小灯泡的额定电压为3 V，电压表应选C，由于小灯泡的额定电流为0.6 A，测小灯泡的伏安特性曲线采用的是分压式电路，则滑动变阻器应选择最大阻值较小的方便调节，所以滑动变阻器选F。
（2）要求小灯泡的电压从零开始测量，则控制电路采用的是分压式电路，根据大内小外的规律可知测量电路采用电流表外接法，则完整的电路图如答图甲所示。
（3）当灯泡两端的电压为2.0 V时，由图像可知流过灯泡的电流为0.52 A，则灯泡的实际电阻是。
（4）若将此灯泡与电动势为1.5 V，内阻为2.5 Ω的电源串联，设灯泡两端的实际电压为U，实际电流为I，由闭合电路欧姆定律可得，整理可得，在图像中作图，两图像的交点即为灯泡的工作点，如答图乙所示，由图像可得，灯泡的实际电压与实际电流分别为0.58 V、0.38 A，所以灯泡消耗的功率是。
8.答案：（1）如图所示
（2）变大
（3）BD
解析：（1）灯泡的电阻，则应该选用电流表外接法；滑动变阻器用分压接法，如答案图。
（2）因图像上某点与原点连线的斜率的倒数表示灯泡的电阻，由图像可知随着电压的升高，小灯泡的电阻变大。
（3）由，随着电压的增加，电阻变大，则图线的斜率减小，则A错误，B正确；根据，随着电流的增加，电阻变大，则图线的斜率变大，则C错误，D正确。
转载请注明出处卷子答案网-一个不只有答案的网站 » （12）描绘小灯泡的伏安特性曲线——2024届高考物理一轮复习实验大通关（含解析）