2020届高考高三二轮复习专项练习实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线

一、实验题

1. 难度：中等

小明准备测绘标有“5V、0.5A”小灯泡的伏安特性曲线，所用实验器材如下：

A.电源E(（6V，内阻不计）

B.电压表V（(5V，内阻约）

C.电流表A（0.6A，内阻约0.3）

D.滑动变阻器R（）)

E.开关及导线若干

（1）如图甲是实验器材的实物图，图中已连接了部分导线，请用笔画线代替导线完成图甲电路的连线______；

（2）开关S闭合之前，图中滑动变阻器的滑片应该置于___端（选填 “A”或“B”）

（3）实验中测出8组对应的数据，并在图乙坐标中描出相应的点，请在图乙中做出小灯泡的伏安特性曲线____；

（4）根据实验曲线可知，小灯泡的电阻随通过灯泡电流的增大而___填（“增大”、“不变”或“减小”）；若将该灯泡与阻值为20的定值电阻串联后直接接在电源E上，灯泡的电功率约为___W。

2. 难度：简单

要描绘一个标有“3 V,0.8 W”小灯泡的伏安特性曲线，已选用的器材有：

电源(电动势为4.5 V，内阻约1 Ω)；

电流表(量程为0～300 mA，内阻约5 Ω)；

电压表(量程为0～3 V，内阻约3 kΩ)；

滑动变阻器(最大阻值10 Ω，额定电流1 A)；

开关一个、导线若干．

(1)为便于实验操作，并确保实验有尽可能高的精度，则实验的电路图应选用下图中的________(填字母代号)．

(2)图甲是实验器材实物图，图中已连接了部分导线．请根据在(1)问中所选的电路图补充完成图甲中实物间的连线(用笔画线代替导线)________．

(3)根据(1)中所选电路图，测量结束后，先把滑动变阻器滑片移到________(填“左端”或“右端”)，然后断开开关，接着拆除导线，整理好器材．

(4)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．由图象可知小灯泡的电阻值随工作电压的增大而________(填“不变”“增大”或“减小”)．

3. 难度：中等

要测绘标有“3V；0.6W"小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V，并便于操作。已选用的器材有：

电池组（电动势为4.5V，内阻约1Ω）；

电流表（量程为0~250mA，内阻约为5Ω）；

电压表（量程为0~3V，内阻约为3kΩ）；

电键一个、导线若干

（1）实验中所用的滑动变阻器应选下列的___________________（填字母代号）。

A．滑动变阻器（最大阻值20Ω，额定电流1A）

B．滑动变阻器（最大阻值1750Ω，额定电流0.3A）

（2）实验的电路图应选用下列的图____________（填字母代号）。

（3）实脸得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示．如果将这个小灯泡接到电动势为1.5V，内阻为5Ω的电源两端，小灯泡消耗的功率是________W。（结果保留两位有效数字）

（4）如果将这样相同的两个灯泡并联后接到电动势为1.5V、内阻为5Ω的电源两端，每个小灯泡消耗的功率是____________W.。结果保留两位有效数字）

4. 难度：简单

要测绘额定电压为2 V的小灯泡的伏安特性曲线，所供选择的器材除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择：

A．电源E（电动势3.0 V，内阻不计） 

B．电压表V₁（量程0~3.0 V，内阻约2 kΩ）

C．电压表V₂（量程0~15.0 V，内阻约6 kΩ）  

D．电流表A₁（量程0~0.6 A，内阻约1 Ω）

E．电流表A₂（量程0~100 mA，内阻约2 Ω）  

F．滑动变阻器R₁（最大阻值10 Ω）

G．滑动变阻器R₂（最大阻值2 kΩ）

（1）为了减小实验误差，实验中电压表应选择________，电流表应选择_______，滑动变阻器应选择_________________。（填写各器材的序号）

（2）为提高实验精度，请你设计实验电路图，并画在下面的虚线框中。

（_______）

（3）实验中测得一组数据如下表所示，根据表格中的数据在图中坐标系中作出小灯泡的伏安特性曲线。

I/A	0	0.12	0.21	0.29	0.34	0.38	0.42	0.45	0.47	0.49	0.50
U/V	0	0.20	0.40	0.6	0.80	1.00	1.20	1.40	1.60	1.80	2.00

（_______）

（4）该小灯泡的额定功率是_________ W。（保留两位小数）

（5）由图象可知，小灯泡电阻的变化特点是_________________。

5. 难度：中等

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）

B．电压表V₂（0～15V）

C．电流表A₁（0～50mA）

D．电流表A₂（0～500mA）

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未曾烧坏，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）根据实验结果在图乙虚线框内画出该组同学的实验电路图____；

（2）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”）；

（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。

6. 难度：简单

某同学用图1所示电路，测绘标有“3.8V，0.3A”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象．除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择：

电流表：A₁（量程100mA，内阻约2Ω）；A₂（量程0.6A，内阻约0.3Ω）；

电压表：V₁（量程5V，内阻约5kΩ ）；V₂（量程15V，内阻约15Ω ）；

电源：E₁（电动势为1.5V，内阻为0.2Ω）；E₂（电动势为4V，内阻约为0.04Ω）．

滑动变阻器：R₁（最大阻值约为100Ω），R₂（最大阻值约为10Ω），

电键S，导线若干．

（1）为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表_____，电压表_____，滑动变阻器_____，电源_____．（填器材的符号）

（2）根据实验数据，计算并描绘出R﹣U的图象如图2所示．由图象可知，此灯泡在不工作时，灯丝电阻为_____；当所加电压为3.00V时，灯丝电阻为_____，灯泡实际消耗的电功率为_____．

（3）根据R﹣U图象，可确定小灯泡耗电功率P与外加电压U的关系．符合该关系的示意图是下列图中的_____．

7. 难度：中等

某同学想要描绘标有“2.5V 0.3A”字样的小灯泡的伏安特性曲线，要求小灯泡两端的电压由零逐渐增加到额定值，且尽量减小实验误差，可供选择的器材除小灯泡、开关、导线外，还有：

A .电源E:电动势为3.0V，内阻不计

B.电压表V:量程为3V，内阻约为1

C.电流表A:量程为300mA，内阻约为0.25

D.滑动变阻器R:最大阻值为10，额定电流为2.0A

(1)根据给出的实验器材，在虚线框中设计出实验电路原理图________。

(2)根据设计的电路原理图，将实物进行连线_________。

(3)如图所示为该同学根据实验数据描绘出的小灯泡的伏安特性曲线，随着温度的升高，小灯泡灯丝的电阻率_______(填“增大”“减小”或“不变）。

8. 难度：中等

某物理兴趣小组想测绘一个标有“ ”小电风扇（线圈电阻恒定）的伏安特性曲线，电风扇两端的电压需要从零逐渐增加到4V，并便于操作．实验室备有下列器材：

A．电池组（电动势为，内阻约为）

B．电压表（量程为，内阻约为）

C．电流表（量程为，内阻约为）

D．电流表（量程为，内阻约为）

E.滑动变阻器（最大阻值，额定电流）

F.滑动变阻器（最大阻值，额定电流）

G.开关和导线若干

（1）实验中所用的电流表应选____（填“C”或者“D”），滑动变阻器应选___（填“E”或者“F”）．

（2）请用笔画线代替导线将实物图连接成符合这个实验要求的电路__________．

 

（3）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数大于时电风扇才开始转动，小电风扇的伏安特性曲线如图所示，则电风扇的电阻为_______，正常工作时的机械功率为_______W．

9. 难度：中等

用如图（甲）所示的电路图研究额定电压为2.4V的灯泡L的伏安特性，并测出该灯泡在额定电压下工作时的电阻值.

（1）在闭合开关S前，滑动变阻器触头应该放在端______________.（选填"a”或“b” ）；

（2）按电路图（甲）测岀的灯泡电阻值比直实值______（选 “偏大”或“偏小”）.根 据所得到的图像如图（乙）所示，它在额定电压下实际功率P=_____________W；

（3）若将该灯泡直接接在电动势为2.4V,内阻为6Ω的电源两端，此时灯泡L的实际功率 P₁=_______W,电路工作的效率为__________。

10. 难度：中等

热敏电阻包括正温度系数电阻器（PTC）和负温度系数电阻器(NTC).正温度系数电阻器( PTC)在温度升高时电阻值增大，负温度系数电阻器(NTC)在温度升高时电阻值减小，热敏电阻的这种特性，常常应用在控制电路中，某实验小组选用下列器材探究通过热敏电阻Rx(常温下阻值约为)的电流随其两端电压变化的特点，如图所示.

A.电流表（量程100mA，内阻约）

B.电流表A₂（量程0.6A，内阻约）

C.电压表（量程3.0V，内阻约）

D.电压表V₂（量程15.0V，内阻约

E.滑动变阻器R（最大阻值为）

F.滑动变阻器（最大阻值为

G.电源E(电动势15V，内阻忽略)

H.电键、导线若干

①实验中改变滑动变阻器滑片的位置，使加在热敏电阻两端的电压从零开始逐渐增大，请在所提供的器材中选择必需的器材，应选择的器材为：电流表________；电压表_________；滑动变阻器____________（只需填写器材前面的字母即可）

②请在所提供的器材中选择必需的器材，在如图虚线框内画出该小组设计的电路图_________.

③该小组测出热敏电阻的U-I图线如图曲线I所示，请分析说明该热敏电阻是______热敏电阻（填“PTC”或“NTC”）.

④该小组又通过查阅资料得出了热敏电阻R₂的U-I图线如图曲线Ⅱ所示.然后又将热敏电阻分别与某电池组连成电路如图所示.测得通过和的电流分别为0. 30A和0.60A，则该电池组的电动势为________V，内阻为______（结果均保留三位有效数字）

11. 难度：困难

某同学想要描绘标有“3.8V，0.3A”字样的小灯泡L的伏安特性曲线，要求实验尽量准确。可供选择的器材除小灯泡、开关、导线外，还有：

电压表V，量程0~5V，内阻约5kΩ

电流表A₁，量程0~500mA，内阻约0.5Ω

电流表A₂，量程0~-100mA，内阻约4Ω

滑动变阻器R₁，最大阻值10Ω，额定电流2.0A

滑动变阻器R₂，最大阻值100Ω，额定电流1.0A

直流电源E，电动势约6V，内阻可忽略不计

(1)上述器材中，电流表应选___________，滑动变阻器应选___________(填写所选器材的字母符号)。

(2)该同学正确选择仪器后连接了图甲所示的电路，为保证实验顺利进行，并使误差尽量小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的两项问题：

①__________________________________________________________________；

②__________________________________________________________________。

(3)该同学校正电路后，经过正确的实验操作和数据记录，描绘出了小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，由此推断小灯泡的电阻值随工作电压的增大而___________(选填“不变”、“增大”或“减小”)

(4)该同学完成实验后又进行了以下探究：把两只这样的小灯泡并联，直接接在电动势为4V、内阻为8Ω的电源上组成闭合回路。请你根据上述信息估算此时一只小灯泡的功率约为___________W(结果保留2位有效数字)。

12. 难度：中等

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3.8V，额定电流0.32A)

电压表V (量程3V，内阻3kΩ)

电流表A(量程0.5A，内阻0.5Ω)

固定电阻(阻值1000Ω)

滑动变阻器R(阻值0～9.0Ω)

电源E(电动势5V，内阻不计)

开关S，导线若干。

（1）实验要求能够实现在0～3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量，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。

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(电动势4V，内阻1.00Ω)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。(结果均保留2位有效数字)

13. 难度：中等

在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，有以下器材：

小灯泡L(3V，0.6A) 

滑动变阻器R(0～10Ω)

电压表V₁(0～3V)

电压表V₂(0～15V)

电流表A₁(0～0.6A)

电流表A₂(0～3A)

铅蓄电池、开关各一个，导线若干

（1）为了减小误差，实验中应选电流表______________，电压表____________.

（2）在图虚线框内按要求设计实验电路图。（________）

（3）现已描绘出该灯泡的伏安特性曲线如图所示，若将该元件与5Ω的定值电阻串联，再接在一个电动势为3V，内阻不计的电源上，则该元件的消耗的功率为_________W。（保留2位有效数字）

14. 难度：中等

小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大，因而引起功率变化。一研究性学习小组在实验室通过实验研究这一问 题，实验室备有的器材是：电压表（0-3V，3kΩ），电流表（0-0.6A，0.1Ω），电池，开关，滑动变阻器，待测小 灯泡，导线若干。实验时，要求小灯泡两端电压从0逐渐增大到额定电压以上。

（1）他们应选用图中哪图所示电路__________进行实验。

A.    B.    C. D.

（2）根据实验测得数据描绘如图所示的U-I图象，由此可知，小灯泡电阻R随温度T的关系是:____________________________________________________。

（3）已知实验中使用的小灯泡标有1.5V字样。请你根据上述试验的结果，确定小灯泡在 1.5V电压下的实际功率是______W。

15. 难度：简单

做“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验。

（1）实验电路图已经画出了一部分，如图甲所示，但尚未完整，请将该电路完整地连接好________________；

（2）按你连接的电路，S闭合后，要使小灯泡的亮度增加，变阻器的滑动触头P应向__________（选填“A”或“B”）端移动；

（3）设小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。实验时，需要在0V到小灯泡的额定电压之间选取10个左右的电压值记录它对应的电流值，为较准确地描绘出小电珠的伏安特性曲线，应在图乙中的A、B、C三点中的__________点（仅填—个点）附近取较密或较多个电压值。