2020届高三高考物理二轮复习实验专题强化训练：描绘小灯泡的伏安特性曲线

一、实验题

1. 难度：中等

某学习小组欲描绘小灯泡的伏安特性曲线，现提供下列器材：

A．电压表V(量程6 V，内阻约6 kΩ)

B．电流表A(量程0.6 A，内阻约10 Ω)

C．电阻箱R₁(0～999.9 Ω)

D．定值电阻R₂＝200 Ω

E．定值电阻R₃＝100 Ω

F．滑动变阻器R₄(0～10 Ω)

G．滑动变阻器R₅(0～100 Ω)

H．规格为“6 V,6 W”的待测灯泡

I．电源E(电动势约12 V，内阻较小)

J．开关、导线若干

（1）某同学根据实验原理，将电流表的量程由0.6 A扩大至1.0 A，首先采用了如图1所示的电路测量电流表内阻．闭合开关S₁，反复调节电阻箱阻值，当R₁＝19.0 Ω时，发现闭合和打开开关S₂时电流表指针指示值相同，则电流表的内阻R_A＝________Ω.若忽略偶然误差，从理论上分析，实验测得的电流表内阻值________(选填“大于”、“小于”或“等于”)真实值．

（2）图2是测量灯泡电流随电压变化的实物电路，请你用笔画线代替导线完成电路连接___________ (要求在闭合开关前，滑动变阻器滑动头置于最左端)．

（3）实验中，滑动变阻器应选择________(选填“R₄”或“R₅”)．

2. 难度：简单

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 kΩ)；电流表 (量程0.5 A，内阻 0.5 Ω)；固定电阻R₀(阻值1 000 Ω)；滑动变阻器R(阻值0～9.0 Ω)；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0～3.8 V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．

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 Ω)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)

3. 难度：中等

在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，现除了有一个标有“5V,2.5 W”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0～5 V，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)某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如下图甲所示．现把实验中使用的小灯泡接到如图乙所示的电路中，其中电源电动势E＝6V，内阻r＝1Ω，定值电阻R＝9Ω，此时灯泡的实际功率为________W．(结果保留两位有效数字)

4. 难度：中等

为探究小灯泡的电功率P和电压U的关系,小明测量小灯泡的电压U和电流I，利用P=UI得到电功率．实验所使用的小灯泡规格为“3.0V 1.8W”，电源为12V的电池,滑动变阻器的最大阻值为10Ω.

(1)准备使用的实物电路如图甲所示．请将滑动变阻器接入电路的正确位置___.（用笔画线代替导线）

(2)现有10Ω、20Ω和50Ω的定值电阻，电路中的电阻R₁应选_______Ω的定值电阻．

(3)测量结束后，应先断开开关，拆除_______两端的导线,再拆除其他导线,最后整理好器材．

(4)小明处理数据后将P、U²描点在坐标纸上，并作出了一条直线，如图乙所示．请指出图象中不恰当的地方____.

5. 难度：简单

在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，利用实验得到了8组数据，在图1所示的坐标系中，通过描点连线得到了小灯泡的伏安特性曲线。

①根据图线的坐标数值，请在图2中选出该实验正确的实验电路图_____选填“甲”或“乙”。

②根据所选电路图，请在图3中用笔画线代替导线，把实验仪器连接成完整的实验电路______。

③由图1可知，该小灯泡的电阻随电压的升高而_____。选填“增大”、“减小”或“不变”

④根据图1，可判断出图4中正确的关系图象是______图中P为小灯泡功率，I为通过小灯泡的电流。

⑤将同种规格的两个这样的小灯泡并联后再与的定值电阻串联，接在电动势为8V、内阻不计的电源上，如图5所示。闭合开关S后，则电流表的示数为______A，两个小灯泡的总功率为______W。

6. 难度：中等

有一个小灯泡上标有“4 V 2 W”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的I－U图线。现有下列器材供选用：

A.电压表(0～5 V，内阻约10 kΩ)

B.电压表(0～15 V，内阻约20 kΩ)

C.电流表(0～3 A，内阻约1 Ω)

D.电流表(0～0.6 A，内阻约0.4 Ω)

E.滑动变阻器(10 Ω，2 A)

F.滑动变阻器(500 Ω，1 A)

G.学生电源(直流6 V)、开关、导线若干

（1）实验中所用电压表应选________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________。

（2）在线框内画出实验电路图_______，并根据所画电路图进行实物连接_______。

   

（3）利用实验数据绘出小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示，分析曲线说明小灯泡电阻变化的特点：________________________________。

（4）若把电阻元件Z和小灯泡接入如图乙所示的电路中时，已知电阻Z的阻值为5Ω，已知A、B两端电压恒为2.5 V，则此时灯泡L的功率约为________W。(保留两位有效数字)

   

7. 难度：简单

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了开关、导线外，还有：

电压表V₁(量程0~3 V，内阻等于3 kΩ)

电压表V₂(量程0~15 V，内阻等于15 kΩ)

电流表A₁(量程0~200 mA，内阻等于10 Ω)

电流表A₂(量程0~3 A，内阻等于0.1 Ω)

滑动变阻器R₁(0~10 Ω，额定电流2 A)

滑动变阻器R₂(0~1 kΩ，额定电流0.5 A)

定值电阻R₃(阻值等于1 Ω)

定值电阻R₄(阻值等于10 Ω)

定值电阻R₅(阻值等于1 kΩ)

电源E(E=6 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I–U图象应是下图中的___________．

8. 难度：中等

小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大．某同学为研究这一现象，用实验描绘小灯泡的伏安特性曲线．实验可供选择的器材有：

A．小灯泡（规格为2.5 V，1.2 W）

B．电流表A（量程为0～0.6 A，内阻为1 Ω）

C．电压表V（量程为0～3 V，内阻未知）

D．滑动变阻器（0～10 Ω，额定电流为1 A）

E．滑动变阻器（0～5 Ω，额定电流为0.5 A）

F．电源（E＝3 V，内阻不计）

G．定值电阻R₀（阻值R₀＝6 Ω）

H．开关一个和导线若干

（1）要求小灯泡两端的电压从零开始变化，且能尽量消除系统误差，在方框内画出实验电路图_________．

（2）实验中，应该选用的滑动变阻器是______（填写器材前字母代号）．

（3）按照正确的电路图，该同学测得实验数据如下：（I是电流表A的示数，U是电压表V的示数，U_灯是小灯泡两端的实际电压）．请通过计算补全表格中的空格，然后在图中画出小灯泡的伏安特性曲线________．

I/A	0.05	0.10	0.15	0.20	0.25	0.30	0.35	0.40	0.45	0.48
U/V	0.08	0.15	0.25	0.40	0.60	0.90	1.30	1.85	2.50	3.00
U灯/V	____	_____	_____	______	_____	_____	_____	____	_____	______

（4）该同学将与本实验中一样的两个小灯泡以及给定的定值电阻R₀三者一起串联接在本实验中提供的电源两端，则每个灯泡的实际功率是________W．

9. 难度：中等

某兴趣小组在做“测定金属丝的电阻率”的实验中，通过粗测电阻丝的电阻约为5 Ω，为了使测量结果尽量准确，从实验室找出以下供选择的器材：

A．电池组(3 V，内阻约1 Ω)

B．电流表A₁(0～3 A，内阻0.0125 Ω)

C．电流表A₂(0～0.6 A，内阻约0.125 Ω)

D．电压表V₁(0～3 V，内阻4 kΩ)

E．电压表V₂(0～15 V，内阻15 kΩ

F．滑动变阻器R₁(0～20 Ω，允许最大电流1 A)   

G．滑动变阻器R₂(0～2 000 Ω，允许最大电流0.3 A)

H．开关、导线若干

(1)实验时应从上述器材中选用____________(填写仪器前字母代号)．

(2)测电阻时，电流表、电压表、待测电阻R_x在组成测量电路时，应采用安培表________接法，请在下边方框内画出设计的电路图_________．

(3)若用螺旋测微器测得金属丝的直径d的读数如图，则读为____ mm.    

                                            

(4)若用L表示金属丝的长度，d表示直径，测得电阻为R，请写出计算金属丝电阻率的表达式ρ＝______.

10. 难度：简单

为了测定一个“”的灯泡在不同电压下的电功率．现有器材如下：

直流电源电动势6V内阻不计

直流电流表量程200mA内阻约

直流电流表内阻约

直流电压表内阻约

直流电压表内阻约

滑动变阻器电阻值额定电流1A

开关一个

导线若干根

测量时要求电灯两端电压从0V开始连续调节，尽量减小误差，测多组数据。应选择电流表______填或；电压表______ 填或，在虚线框内画出测量的电路图________

11. 难度：中等

为了描绘小灯泡的伏安特性曲线，实验室可供选择的器材如下：

A.待测小灯泡（6V，500mA）

电流表A（0—0.6A，内阻约0.5）

C.电压表V（0—3V，内阻5k）

滑动变阻器R₁（0—1k，100mA）

E.滑动变阻器R₂（0—5，1.5A）

电阻箱R₃（0—9999.9）

G.直流电源（约6V，内阻不计）

开关S，导线若干

（1）将电压表量程扩大为6V，与它串联的电阻箱的阻值应调为__；

（2）图1中画出了实验的部分电路，请你补全电路图____在图上补充；滑动变阻器应选用___(选填或)；

（3）实验中，变阻器滑动触头P在ab间移动时，发现小灯泡两端的电压只能在间变化，则电路中出现的故障可能是_____；

（4）排除故障后，测量出多组数据以灯泡两端的电压U为横轴，电流表的示数I为纵轴，描点作出小灯泡的伏安特性曲线如图2所示。若电压表V的实际阻值大于，则小灯泡实际的伏安特性曲线应在所画图线的___(选填上方或下方)。

12. 难度：中等

某研究性学习小组为探究小灯泡灯丝电阻与温度的关系，设计并完成了有关的实验，以下是实验中可供选用的器材．

A．待测小灯泡（额定功率6W，额定电流0.5A）

B．电流表（量程0～0.6A，内阻0.1Ω）

C．电压表（量程0～5V，内阻约5kΩ）

D．电压表（量程0～15V，内阻约15kΩ）

E．滑线变阻器（最大阻值50Ω）

F．滑线变阻器（最大阻值1kΩ）

G．直流电源（电动势15V，内阻可忽略）

H．开关一个，导线若干

实验中调节滑线变阻器，小灯泡两端电压可以从零至额定电压范围内变化，从而测出小灯泡在不同电压下的电流．

（1）实验中为较准确测量、方便调节，电压表应选用___，滑动变阻器应选用___（填写仪器符号）；

（2）请在虚线框中画出为完成上述实验而设计的合理的电路图_______．

（3）如图所示是该研究小组测得小灯泡的I—U关系图线．由图线可知，小灯泡灯丝电阻随温度的升高而_____________（填增大、减小或不变）；当小灯泡两端所加电压为6V时，其灯丝电阻值约为_____________Ω．（保留两位有效数字）

（4）若不考虑电表内阻的影响，得到的是上面的I—U关系图线．但由于电表存在内阻，实际测得的伏安特性曲线比上面的I—U关系图线位置来得偏 ______（选填高或低）．

13. 难度：简单

某物理学习小组中甲、乙两同学分别做了以下实验．

（1）甲同学用下列器材探究一个小灯泡（3V、1.5W）的电阻随其两端电压的变化关系：

A．待测小灯泡（3V、1.5W）B．电源（3V，内阻不计）

C．电流表（0～3A，内阻0.1Ω）D．电流表（0～600mA，内阻约0.5Ω）

E．电压表（0～3V，内阻约0.3kΩ）F．滑动变阻器（0～10Ω，1A）

G．滑动变阻器（0～1kΩ，300mA）H．开关一个、导线若干

①实验中电流表应选用______ ，滑动变阻器应选用______ ．（填器材前的字母）

②该同学描绘出小灯泡的伏安特性曲线，如图甲所示，则小灯泡的电阻随其两端电压的变化关系是______ ．

（2）乙同学用下列器材测定一电池组的电动势和内电阻：

A．待测电池组（电动势约3V，内阻约1Ω）

B．定值电阻（R₀=5Ω）

C．电阻箱R（0～99.9Ω）

D．电压表（0～3V，内阻约5kΩ）

E．开关一个、导线若干

①请在图乙所示虚线框内画出实验原理图______．

②该同学正确测量后通过描点得到图丙所示的图象，则由此可知电源的电动势为E= ______ V，内电阻为r= ______ Ω．（保留两位有效数字）

14. 难度：中等

有一个小灯泡上标有“”的字样，现测定小灯泡在不同电压下的电功率，有下列器材可供选用：

A.电压表内阻

B.电压表内阻

C.电流表内阻

D.定值电阻

E.定值电阻

F.滑动变阻器

G.学生电源直流6V，内阻不计

H.开关、导线若干

(1)除了待测小灯泡、电流表、学生电源及开关、导线外，本实验必需的器材还有___填写器材前的序号字母．

(2)为尽量减小实验误差，并要求从零开始多取几组数据，请在图甲虚线框中画出满足实验要求的电路图______，并标明相应器材字母．

(3)利用上述实验电路测出的电压表示数与此时小灯泡两端电压U的定量关系是______，图乙是上述实验电路中电流表的示数I和电压表的示数的关系曲线，则电压表示数为2V时灯泡的实际功率为______

15. 难度：中等

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 Ω，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，…。

(1)有以下两电流表，实验电路中应选用________。

A．量程0～100 mA，内阻约2 Ω

B．量程0～0.6 A，内阻可忽略

(2)实验过程中，要将电阻箱的阻值由9.9 Ω调节至10.0 Ω，需旋转图中电阻箱的旋钮“a”、“b”、“c”，正确的操作顺序是________。

①将旋钮a由“0”旋转至“1”

②将旋钮b由“9”旋转至“0”

③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(Ω)	9.6	10.4	11.1	12.1	12.8

请根据表中数据，在答题卡的方格纸上作出R－t图线。

由图线求得R随t的变化关系为R＝________Ω。

16. 难度：中等

在“描绘小灯泡的伏安物性曲线”的实验中，提供了以下实验器材：

A.待测小灯泡“12V，6W”

B.电流表量程，内阻约

C.电流表量程，内阻约

D.电压表量程，内阻约

E.电压表量程，内阻约

F.滑动变阻器阻值，额定电流

G.蓄电池、开关各一个，导线若干

(1)在实验中：电流表应选______，电压表应选______填字母代号

(2)根据实验要求，设计该实验电路图并画在图1方框中________．

(3)由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的图象应是______．

17. 难度：中等

在描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中，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0.5Ω)

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5kΩ)

F.滑动变阻器（最大阻值10Ω，允许通过的最大电流为2A)

实验中要求小灯泡两端的电压从零开始变化以便能测量多组数据．

①实验中电流表应选用_____，电压表应选用_____ ．(均用序号字母表示）

②请按要求将图中所示的器材连成实验电路____________．

③某同学通过实验正确做出小灯泡的伏安特性曲线如下图甲所示．现把实验中使用的小灯泡接到下图乙所示的电路中，其中电源电动势E=6V，内阻r=1Ω，定值电阻R=4Ω，此时灯泡的实际功率为________W．(结果保留三位有效数字）