专题67描绘小灯泡的伏安特性曲线（原卷版+解析版）-2023届高考物理一轮复习知识点精讲与最新高考题模拟题同步训练

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2023高考一轮知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练
第十二章 恒定电流
专题67 描绘小灯泡的伏安特性曲线
第一部分 知识点精讲
一、基本原理与操作
原理与电路图
操作要领
(1)原理：测量多组U、I值，绘制I­U图象，由图象反映电流与电压的关系。

(2)电路图与实物图




(1)连线路：电压表、电流表量程合适，闭合开关前，滑动变阻器滑片位置正确。
(2)采用分压电路：电流、电压能从零开始测量。

(3)逐渐增大电压，测量对应电流，测量多组。

(4)作I­U图象：描点准确，用平滑曲线连接。

二、数据处理
1．在坐标纸上以U为横轴，I为纵轴，建立直角坐标系。
2．在坐标纸上描出各组数据所对应的点。
3．将描出的点用平滑的曲线连接起来，得到小电珠的伏安特性曲线。
三、误差分析
1．由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，对电路的影响会带来误差，电流表外接，由于电压表的分流，使测得的电流值大于真实值。
2．测量时读数带来误差。
3．在坐标纸上描点、作图带来误差。
四、注意事项
1．电流表外接法：本实验中被测小电珠灯丝的电阻值较小，因此测量电路必须采用电流表外接法。
2．滑动变阻器应采用分压式连接：本实验要作出I­U图象，要求测出一组包括零在内的电流、电压值，故控制电路必须采用分压接法。
3．保护元件安全：为保护元件不被烧毁，开关闭合前变阻器滑片应置于使接入电路的电阻最大位置处。加在小电珠两端的电压不要超过其额定电压。
第二部分 最新高考题精选
1. （2022·全国理综乙卷·23）一同学探究阻值约为的待测电阻在范围内的伏安特性。可用器材有：电压表V（量程为，内阻很大），电流表A（量程为，内阻为），电源E（电动势约为，内阻不计），滑动变阻器R（最大阻值可选或），定值电阻（阻值可选或），开关S，导线若干。

（1）要求通过的电流可在范围内连续可调，在答题卡上将图（a）所示的器材符号连线，画出实验电路的原理图________；
（2）实验时，图（a）中的R应选最大阻值为______（填“”或“”）的滑动变阻器，应选阻值为______（填“”或“”）的定值电阻；
（3）测量多组数据可得的伏安特性曲线。若在某次测量中，电压表、电流麦的示数分别如图（b）和图（c）所示，则此时两端的电压为______V，流过的电流为_____，此组数据得到的的阻值为______（保留3位有效数字）。

【参考答案】 ①.
②. ③. ④. ⑤. ⑥.
【名师解析】
（1）[1]电流表内阻已知，电流表与并联扩大电流表量程，进而准确测量通过的电流，电压表单独测量的电压；滑动变阻器采用分压式接法，电表从开始测量，满足题中通过的电流从连续可调，电路图如下

（2）[2]电路中应选最大阻值为的滑动变阻器，方便电路的调节，测量效率高、实验误差小；
[3]通过电流最大为，需要将电流表量程扩大为原来的倍，根据并联分流的规律示意图如下

根据并联分流，即并联电路中电流之比等于电阻的反比，可知

解得

（3）[4]电压表每小格表示，向后估读一位，即；
[5]电流表每小格表示，本位估读，即，电流表量程扩大倍，所以通过的电流为；
[6]根据欧姆定律可知

2。　(2020·江苏高考)某同学描绘一种电子元件的I­U关系图象，采用的实验电路图如题图1所示，为电压表，为电流表，E为电源(电动势约6 V)，R为滑动变阻器(最大阻值20 Ω)，R0为定值电阻，S为开关。
(1)请用笔画线代替导线，将题图2所示的实物电路连接完整。

(2)调节滑动变阻器，记录电压表和电流表的示数如下表：
电压U/V
0.000
0.250
0.500
0.650
0.700
0.725
0.750
电流I/mA
0.00
0.10
0.25
0.60
1.70
4.30
7.50
请根据表中的数据，在方格纸上作出该元件的I­U图线。

(3)根据作出的I­U图线可知，该元件是________(选填“线性”或“非线性”)元件。
(4)在上述测量中，如果用导线代替电路中的定值电阻R0，会导致的两个后果是________。
A．电压和电流的测量误差增大
B．可能因电流过大烧坏待测元件
C．滑动变阻器允许的调节范围变小
D．待测元件两端电压的可调节范围变小
【名师解析】　
(1)根据电路原理图，按着电流的方向进行实物电路图的连线，如图甲所示。
(2)由表格中的数据在题图上按着标度描出对应的各点，然后用平滑的曲线连接，使尽可能多的点位于曲线上，如图乙所示。
(3)根据作出的I­U图线可知，待测元件为非线性元件。
(4)根据电路的原理图可知，若用导线代替电路中的定值电阻R0，在调节滑动变阻器滑片时所允许的调节范围会变小，此时若调节滑动变阻器滑片，稍有不慎就会使通过待测元件的电流过大，烧坏待测元件或电流表，B、C正确；电压测量值与待测元件两端电压一致，即测量值误差不变，A错误；去掉R0，导线不分电压，待测元件两端电压可调节范围变大，D错误。

【参考答案】　(1)见解析图　(2)见解析图　(3)非线性　(4)BC
3 (2019·全国卷Ⅱ)某小组利用图(a)所示的电路，研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U与温度t的关系，图中和为理想电压表；R为滑动变阻器，R0为定值电阻(阻值100 Ω)；S为开关，E为电源。实验中二极管置于控温炉内，控温炉内的温度t由温度计(图中未画出)测出。图(b)是该小组在恒定电流为50.0 μA时得到的某硅二极管U­t关系曲线。回答下列问题：
图(a)
图(b)
(1)实验中，为保证流过二极管的电流为50.0 μA，应调节滑动变阻器R，使电压表的示数为U1＝________mV；根据图(b)可知，当控温炉内的温度t升高时，硅二极管正向电阻________(选填“变大”或“变小”)，电压表示数______(选填“增大”或“减小”)，此时应将R的滑片向______(选填“A”或“B”)端移动，以使示数仍为U1。
(2)由图(b)可以看出U与t成线性关系。硅二极管可以作为测温传感器，该硅二极管的测温灵敏度为＝________×10－3 V/℃(保留2位有效数字)。
[审题指导]
1．分析实验目的：研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U与温度t的关系。
2．确定实验原理：实验中二极管置于控温炉内，控温炉内的温度t由温度计(图中未画出)测出。
3．制定数据处理方案：在恒定电流为50.0 μA时得到的某硅二极管U­I关系曲线。若U与t成线性关系，硅二极管可以作为测温传感器。
【名师解析】　(1)、是理想电压表，则R0与硅二极管串联，电流相等，R0两端电压U1＝IR0＝50.0×10－6×100 V＝5.00×10－3 V＝5.00 mV。由U­t图象知：控温炉内温度升高，U2变小，又I＝50.0 μA不变，故硅二极管正向电阻变小；由闭合电路欧姆定律知，电路中电流增大，示数增大；要保持示数不变，需增大滑动变阻器的阻值，即滑片向B端移动。
(2)由U­t图象的斜率可知：＝ V/℃＝2.8×10－3 V/℃。
【参考答案】　(1)5.00　变小　增大　B　(2)2.8
4．(2020·全国卷Ⅱ)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A1(量程200 mA，内阻Rg1＝10.0 Ω)、电流表A2(量程500 mA，内阻Rg2＝1.0 Ω)、定值电阻R0(阻值R0＝10.0 Ω)、滑动变阻器R1(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I1、I2分别为流过电流表A1和A2的电流，利用I1、I2、Rg1和R0写出：小灯泡两端的电压U＝________，流过小灯泡的电流I＝________。为保证小灯泡的安全，I1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I1和I2。所得实验数据在下表中给出。
I1/mA
32
55
85
125
144
173
I2/mA
171
229
299
379
424
470

根据实验数据可算得，当I1＝173 mA时，灯丝电阻R＝________ Ω(保留1位小数)。
(4)如果用另一个电阻替代定值电阻R0，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)。
【名师解析】：(2)根据串、并联知识可得小灯泡两端的电压U＝I1(Rg1＋R0)，流过小灯泡的电流I＝I2－I1，小灯泡的额定电压U额＝3.6 V，由U额＝I1(Rg1＋R0)可得I1＝180 mA，即为了保证小灯泡的安全，I1不能超过180 mA。
(3)灯丝的电阻R＝＝，当I1＝173 mA时，I2＝470 mA，解得R＝11.6 Ω。
(4)小灯泡的额定电压U额＝3.6 V，由Ig1(Rg1＋R)≥U额可得R≥8.0 Ω。
【参考答案】：(1)如图所示

(2)I1(Rg1＋R0)　I2－I1　180　(3)11.6　(4)8.0
第三部分 最新模拟题精选
1. （2022河北衡水中学一模） 某同学在实验室做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验，实验室提供了如下器材：
小灯泡（2.5V，0.5A）
电流表A（量程为0.4A，内阻RA=1Ω）
电压表V（量程为3V，内阻RV≈3kΩ）
滑动变阻器（最大阻值R=10Ω，允许通过的最大电流2A）
定值电阻R1=2Ω
定值电阻R2=10Ω
电源E（电动势为3V，内阻不计）
开关S一个、导线若干
（1）他设计了如图甲所示的实验电路，Rx应选_______（填“R1”或“R2”），电流表与Rx并联后的量程为______A。

（2）利用图甲所示电路进行实验，某次测量时电流表的示数为0.2A，此时电压表的示数如图乙所示，则此时小灯泡的电阻为_______Ω（结果保留两位有效数字）。
（3）通过实验正确作出小灯泡的I-U图线，如图丙所示。现把实验中使用的两个完全相同的小灯泡并联后接到如图丁所示的电路中，其中电源的电动势E0=2V、内阻r0=1Ω，定值电阻R=1Ω，则此时每个小灯泡的实际功率为_______W（结果保留两位有效数字）。

【参考答案】 ①. ②. 0.6 ③. 1.7 ④. 0.22##0.21##0.23##0.24##0.25
【名师解析】
（1）[1][2]小灯泡的额定电流为0.5A，电流表的量程为0.4A，可以通过将电流表与定值电阻并联的方式来扩大电流表的量程，并联后新电流表的量程为0.6A，内阻为。
（2）[3]电流表的示数为0.2A时流过小灯泡的电流

此时电压表的示数为0.7V，所以此时小灯泡的电阻

（3）[4]设此时流过小灯泡的电流为I，小灯泡两端电压为U，由闭合电路欧姆定律有

解得

将此函数的图线画在小灯泡的伏安特性曲线中，如图所示。
两图线交点的横、纵坐标的乘积为小灯泡消耗的实际功率，即



2. (2022广东潮州二模)某学习小组要描绘一个标有“2.0V，0.5A”的小灯泡的伏安特性曲线，除导线和开关外，还有下列器材可供选择：
A.电流表A（量程为0.3A，内阻RA=2Ω）
B.电压表V（量程为3V，内阻RV≈3kΩ）
C.滑动变阻器R1（最大阻值2Ω，允许通过的最大电流2A）
D.滑动变阻器（最大阻值100Ω，允诈通过的最大电流2A）
E.定值电阻R3=20Ω
F.定值电阻R4=2Ω
G.电源E（电动势为3V，内阻不计）


（1）学习小组设计了图甲所示的实验电路，滑动变阻器应选________，应选________。（填器材前的代号）电流表与并联后的量程为________A；
（2）利用图甲所示电路进行实验，某次测量时电流表的示数为0.2A，此时电压表的示数如图乙所示，则此时小灯泡的电阻为________Ω（结果保留两位有效数字）；


（3）根据电压表和电流表读数，正确作出I-U图象，如图丙所示。由图象可知，小灯泡电压增大时，灯泡灯丝的电阻率________（选填“变大”、“不变”或“变小”）。


【参考答案】 ①. C ②. F ③. 0.6 ④. 3.3 ⑤. 变大
【名师解析】
（1）[1]为方便实验操作，滑动变阻器应选阻值小的R1，故选C；
[2][3]灯泡的电流为0.5A，电流表的量程过小，需要将电流表扩大量程，即给电流表并联一阻值较小的定值电阻R4，故选F，并联后的量程为
（2）[4]电流表的示数为0.2A，则通过灯泡的电流为
电压表的量程为3V，电压表的示数为U=1.70V
所以灯泡两端的电压为
此时小灯泡的电阻为
（3）[5]由图丙所示图象可知，随电压增大，通过灯泡的电流增大，电压与电流的比值增大，即灯泡电阻增大，原因是温度升高，灯泡灯丝的电阻率在变大。
3. （2022湖南长沙明德中学模拟） 某同学想要研究小灯泡的伏安特性，现有的实验器材如下：
A．小灯泡L（额定电压约3.8V，额定功率约1.8W）；
B．电压表V1（量程3V，内阻为3kΩ）；
C．电压表V2（量程为15V，内阻为15kΩ）
D．电流表A（量程为0.6A，内阻约为1Ω）
E．定值电阻R1（阻值100Ω）；
F．定值电阻R2（阻值1000Ω）
G．滑动变阻器R（阻值0~10Ω）；。
H．电源E（电动势5V，内阻不计），开关S，导线若干；
（1）该同学已选定的器材是小灯泡L、滑动变阻器R、电源E、开关S、导线若干，要完成该实验，还需要的器材是___________（填写器材前的字母序号）
（2）实验要求能够较准确的画出灯泡的伏安特性曲线，请在虚线框中帮助该同学画出实验电路原理图。（ ）

（3）正确设计并连接好电路，实验中测得该灯泡的伏安特性曲线如图所示，由实验的图线可知，小灯泡在额定电压下工作时的电阻为___________Ω。（结果保留两位有效数字）


（4）现将两个相同的小灯泡按如图电路图连接到另一个电路中，图中电源的电动势为6V，内阻为1.0Ω，电阻R0的阻值为4.0Ω，闭合开关S，每个小灯泡的实际功率为___________W。（结果保留两位有效数字）

【参考答案】 ①. BDF ②.
③. 8.4（8.2-8.6均可） ④. 0.82（0.80-0.85均可）
【名师解析】
（1）[1]要研究小灯泡的伏安特性，需要用到电流表和电压表。灯泡额定电流为

故电流表选择D；
灯泡额定电压为3.8V，若采用电压表V2则测量误差较大，因此电压表应选择V1，即选择B；
同时将电压表V1的量程进行扩大，要大于3.8V。若扩大后的量程为3.8V，则需要串联电阻

则定值电阻应选择R2，即选择F；
故还需要的器材是BDF。
（2）[2]灯泡正常发光时电阻为

远小于电压表V1的内阻，故电流表应采用外接法；
实验中要求小灯泡两端的电压从零开始变化以便测量多组数据，滑动变阻器应采用分压接法；
定值电阻R2与电压表V1串联测量小灯泡的电压，实验电路图如图所示：

（3）[3]由实验的图线可知，小灯泡在额定电压3.8V下工作时的电流为0.45A，故电阻为
（8.2-8.6均可）
[4]把电源与电阻R0整体看作等效电源，设流过每个灯泡的电流为I，其电压为U，根据闭合电路欧姆定律可得：
U=E-2I(r+R)=6-10I
当路端电压U=0时，电流
I=0.6A
当电流I=0时，路端电压
U=E=6V
在灯泡U-I图象坐标系内作出电源的U-I图象如图所示：

由图示图线可知，灯泡两端电压
U=2.1V
电流
I=0.39A
灯泡实际功率：
（0.80-0.85均可）

4．（2022河北邢台重点高中质检）某学习小组探究电学元件的伏安特性曲线。
甲同学要描绘一个标有“，”的小灯泡的伏安特性曲线，除导线和开关外，还有下列器材可供选择：
：电压表量程，内阻为
：电流表量程，内阻约为
：电流表量程，内阻约为
：滑动变阻器
：滑动变阻器
：电阻箱
：直流电源电动势，内阻不计
实验中电流表应选______，滑动变阻器应选______填器材前的代号。虚线框内已画出实验电路图的部分器材的符号和接线，请将电路补充完整要求：电路中所用符号必须规范。

乙同学分别描绘了三个电学元件的伏安特性曲线如图所示。他用图所示的电路给三个元件分别单独供电，测出给元件和元件供电时的电流和电压值，标在图上，分别是点和点，由此可得给元件单独供电时，电源总功率______结果取两位有效数字。
【参考答案】；；电路图见图；。
【名师解析】灯泡的额定电流，则电流表应选C；
为方便实验操作，滑动变阻器应选D．
描绘灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器采用分压式接法；
灯泡的电阻，电流表内阻约为，电压表内阻约为，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，因此该实验电路图如图所示：
；
将电阻等效到电源的内部，连接、两点并交于横轴和纵轴，该图线为电源外【】电压与电流的关系图线如图，

此时元件的电流和电压分别为：，，则。
故答案为：；；电路图见图；。
【名师点拨】求出灯泡的额定电流，由此分析电流表应的选取；根据“操作方便”选取滑动变阻器；根据该实验的实验原理画出实验电路图；
将电阻等效到电源的内部，连接、两点并交于横轴和纵轴，根据与元件图象的交点得到电流和电压，再根据电功率的计算公式进行解答。
对于实验题，要弄清楚实验目的、实验原理以及数据处理、误差分析等问题，一般的实验设计、实验方法都是根据教材上给出的实验方法进行拓展，延伸，所以一定要熟练掌握教材中的重要实验。对于实验仪器的选取一般要求满足安全性原则、准确性原则和操作方便原则。
5. （2021广东模拟） 某学习小组探究LED灯的伏安特性曲线。

(1)实验需要灯两端的电压从零开始调节，滑动变阻器应采用___________接法。（选填“限流式”或“分压式”）
(2)某同学已连接部分导线，请在图（a）中完成电路的连接_________。
(3)检查电路连线正确后，某同学闭合开关，看到灯闪亮一下立即熄灭，造成这一现象的原因可能是___________。
(4)描绘出灯的伏安特性曲线如图（b）所示，当灯两端电压为0.80V时，灯的功率为___________。（结果保留2位有效数字）
【参考答案】 (1). 分压式 (2).
(3). 可能是滑动变阻器调节不合适，导致流过灯泡电流过大，导致灯泡被烧坏了
(4).
【名师解析】
（1）[1]题中要求电压从零开始，所以滑动变阻器应该按分压接法接在电路中。
（2）[2]电路图如图所示：

（3）[3] 闭合开关，看到灯闪亮一下立即熄灭，造成这一现象的原因可能是滑动变阻器调节不合适，导致流过灯泡电流过大，导致灯泡被烧坏了。
（4）[4]结合图像可知，当灯两端电压为0.80V时，灯泡两端的电流为12mA，则灯的功率为

6．(2020·广西钦州市模拟)某同学想要描绘标有“3.8 V　0.3 A”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0～5 V，内阻约5 kΩ
电流表A1，量程0～500 mA，内阻约0.5 Ω
电流表A2，量程0～100 mA，内阻约4 Ω
滑动变阻器R1，最大阻值10 Ω，额定电流2.0 A
滑动变阻器R2，最大阻值100 Ω，额定电流1.0 A
直流电源E，电动势约6 V，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如图甲所示的电路，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处问题：
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“增大”或“减小”或“不变”)。
(4)该同学在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4 V、内阻为8 Ω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)。
【名师解析】：(1)灯泡额定电流为0.3 A，故电流表应选择A1；由于本实验中描绘小灯泡的伏安特性曲线，要求电压从零开始，滑动变阻器必须采用分压式接法，因此滑动变阻器应选择总阻值较小的R1；
(2)由于灯泡内阻较小，为了减小实验误差，故只能采用电流表外接法，描绘小灯泡的伏安特性曲线，要求电压从零开始，滑动变阻器必须采用分压式接法；该电路中电流表采用内接法以及滑动变阻器限流式接法，故要改为电流表外接法和滑动变阻器分压式接法。
(3)I­U图象中图象上的点与坐标原点连线的斜率表示电阻的倒数，则可知灯泡内阻随电压的增大而增大；
(4)设灯泡电压为U，电流为I，当两灯泡并联接在电源两端，由闭合电路欧姆定律可得U＝E－2Ir，代入数据可得U＝4－16I，在原伏安特性曲线图象中作函数U＝4－16I的图象，交点代表每个灯泡两端的电压和流过每个灯泡的电流，如图所示。

则由图象可知，灯泡两端的电压为1.00 V，通过灯泡的电流为0.19 A，则灯泡的功率P＝UI＝1.00×0.19 W＝0.19 W。
【参考答案】：(1)A1　R1　(2)电流表采用外接法　滑动变阻器采用分压接法　
(3)增大　(4)0.19(0.17～0.21均可)
7．(2020·山西省太原市模拟)连续两年春节，太原市用112.6万件LED点亮了龙城。拆下一组LED，发现它由三个相同的LED灯珠和一个定值电阻R0串联而成(图甲中虚线框内部分)，供电电压为12 V，由理论分析可知，每个小灯珠的工作电压应在3 V～4 V之间。为研究LED灯珠的伏安特性并测量R0的值，小亮同学设计了图甲的电路进行实验。图甲中电源电压恒为12 V，电压表的量程为2 V、内阻为4.0 kΩ；电流表量程为30 mA、内阻很小可忽略。完成下列操作中的要求或填空：

(1)为使电路能正常工作，a端应接电源的__________(选填“正极”或“负极”)；
(2)为完成实验并准确测量，定值电阻Rx应该选择的是__________；
A．1.0 kΩ　　　　　 B．4.0 kΩ
C．8.0 kΩ D．20.0 kΩ
(3)正确选择Rx后接通电源，将R的滑片从M端向N端滑动，记录多组电压表的示数U和电流表的示数I，并在图乙中绘出了灯珠D的U­I图线。其中，当R的滑片移动到N端时，电压表的示数为1.80 V、电流表的示数为25.0 mA。不考虑电压表和电流表对电路的影响，则R0的值为__________Ω；
(4)灯珠D在通过某一电流时的实际功率__________(选填“大于”“小于”或“等于”)由图乙得到的测量值；
(5)若将这一组LED灯珠直接接到电动势为12 V、内电阻为152.0 Ω的叠层电池两端，一组LED中三个灯珠的总功率为__________ mW。(计算结果保留2位有效数字)
【名师解析】：(1)灯珠正常发光要加正向电压，由图示电路图可知，使电路能正常工作，a端应接电源的负极。
(2)由图示电路图可知，三个电珠串联，电源电压为12 V，每个电珠两端最大电压约为4 V，改装后的电压表量程应为4 V，因此串联电阻内阻应与电压表内阻相等，故选B；
(3)电压表示数为1.8 V，则小电珠两端电压为1.8×2 V＝3.6 V，由图示电路图可知，定值电阻阻值R0＝V＝ Ω＝48 Ω；
(4)由图示电路图可知，由于电压表的分流作用，流过灯珠的电流小于电流表示数，即电流测量值偏小，由P＝UI可知，灯珠的实际功率大于测量值；
(5)建立三个灯珠串联和电源构成的全电路欧姆定律：E＝U×2×3＋IR0＋Ir，即U＝－I＝2－I，在灯珠U­I坐标系内过(0 mA，2 V)和(30 mA，1 V)两个点作出电源的U­I图象，如图所示。

由图示图线可知，一个LED灯珠的电压U＝1.52 V，电流I＝14.0 mA；
而LED灯组的总功率为P总＝UI×2×3＋I2R0；
代入数据得P总＝1.52×6×14.0×10－3W＋(14.0×10－3)2×48 W≈137.09×10－3 W≈1.4×102 mW。
【参考答案】：(1)负极　(2)B　(3)48　(4)大于
(5)1.4×102(1.2×102～1.4×102均可)
8．(2020·湖南省怀化市模拟)某一小型电风扇额定电压为5.0 V，额定功率为2.5 W。某实验小组想通过实验描绘出小电风扇的伏安特性曲线。实验中除导线和开关外，还有以下器材可供选择：
A．电源E(电动势为6.0 V)
B．电压表V(量程为0～6 V，内阻约为8 kΩ)
C．电流表A1(量程为0～0.6 A，内阻约为0.2 Ω)
D．电流表A2(量程3 A，内阻约0.05 Ω)；
E．滑动变阻器R1(最大阻值5 kΩ，额定电流100 mA)
F．滑动变阻器R2(最大阻值25 Ω，额定电流1 A)
(1)为了使加在电风扇上的电压在0～5.0 V之间进行测量，并便于调节，减小读数误差和系统误差，实验中所用电流表应选用________，滑动变阻器应选用________(填所选仪器前的字母序号)。
(2)请你为该小组设计实验电路，并把电路图画在甲图中的虚线框内(小电风扇的电路符号如图甲所示)。
(3)操作过程中发现，小电风扇通电后受阻力作用，电压表读数小于0.5 V时电风扇没启动。该小组测绘出的小电风扇的伏安特性曲线如图乙所示，由此可以判定，小电风扇的电阻为_________ Ω，正常工作时的发热功率为________ W，机械功率为________ W。

【名师解析】：(1)电风扇的额定电流I＝＝ A＝0.5 A，从读数误差的角度考虑，电流表应选择C。由于要求加在电风扇上的电压在0～5.0 V间调节，则滑动变阻器采用分压式接法，为便于调节滑动变阻器选用F。
(2)因为电压电流需从零开始测起，则滑动变阻器采用分压式接法，电风扇的电阻大约R＝＝ Ω＝10 Ω，远小于电压表内阻，属于小电阻，电流表采用外接法。电路图如图所示。

(3)电压表读数小于0.5 V时电风扇没启动。根据欧姆定律得R＝＝ Ω＝2.5 Ω
正常工作时电压为5 V，根据图象知电流为0.5 A，
则电风扇发热功率为P＝I2R＝0.52×2.5 W＝0.625 W，
则机械功率P′＝UI－I2R＝2.5 W－0.625 W＝1.875 W。
【参考答案】：(1)C　F　(2)见解析图　(3)2.5　0.625　1.875