高考物理一轮复习讲练测(全国通用)9.4实验十：描绘小电珠的伏安特性曲线(练)(原卷版+解析)

这是一份高考物理一轮复习讲练测(全国通用)9.4实验十：描绘小电珠的伏安特性曲线(练)(原卷版+解析)，共39页。
A．电流表（0~200mA，内阻0.5Ω）
B．电流表（0~0.6A，内阻0.01Ω）
C．电压表（0~3V，内阻5kΩ）
D．电压表（0~15V，内阻50kΩ）
E．滑动变阻器（0~10Ω，0.5A）
F．滑动变阻器（0~1kΩ，0.1A）
G．电源（3V）
H．电键一个，导线若干
（1）为了完成上述实验，实验中应选择的仪器是__________。
（2）在方框中画出实验电路图_______。
2．用下列器材组装成一个电路，既能测量出电池组的电动势E和内阻r，又能同时探究小灯泡的伏安特性。
A．电压表V1（量程5V、内阻很大）
B．电压表V2（量程3V、内阻很大）
C．电流表A（量程3A、内阻很小）
D．滑动变阻器R（最大阻值10Ω、额定电流3A）
E.小灯泡（2.5V，5W）
F.电池组（电动势E，内阻r）
G.开关一只，导线若干
实验时，调节滑动变阻器的电阻，多次测量后发现：若电压表的示数增大，则电压表的示数减小。
（1）请将你设计的实验电路图在图甲的虚线方框中补充完整。______
（2）每一次操作后，同时记录电压表和的读数和，电流表A的示数，组成两个坐标点，，标到坐标中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，如图乙所示，则电池组的电动势E=______V、内阻r=______Ω。（结果保留两位有效数字）
（3）在坐标中两条图线在N点相交，此时小灯泡的阻值R为______Ω，实际功率为______W，电池组的总功率为______W。（结果都保留三位有效数字）
3．某同学想要描绘标有“，”字样的小灯泡L的伏安特性曲线，要求测量数据，绘制曲线尽量准确，且操作方便，可供选择的器材除小灯泡、开关、导线外，还有：
电压表V，量程，内阻约
电流表A1，量程，内阻约
电流表A2，量程，内阻约
滑动变阻器R1，最大阻值，额定电流
滑动变阻器R2，最大阻值，额定电流
直流电源，电动势约，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____________（填写所选器材后的字母）。
（2）请画出实验电路图_______________。
（3）该同学通过实验得出了小灯泡的图像如图所示，由图可知，随着电压的增加小灯泡的电阻逐渐___________（选填：增大、减小）；当小灯泡上的电压为时，小灯泡的电阻是______________（保留3位有效数字）。
（4）该同学在获得了（3）中小灯泡的图像后，又把两只这样的小灯泡并联，直接接在电动势，内阻为的电源上组成闭合回路，请你利用图像计算此时一只小灯泡的功率约为_______________W（保留2位有效数字）。
（5）该同学又研究了某二极管的伏安特性曲线（如图所示），下列说法正确的是______。
A．只要加正向电压该二极管的电阻就为零
B．只要加反向电压该二极管中就没有电流通过
C．加正向电压时，随着电压升高，它的电阻增大
D．加正向电压时，随着电压升高，它的功率增大
4．某同学通过实验来测绘小灯泡的I-U图像。所用器材如下：
待测小灯泡一只，额定电压为2.5V，电阻约几欧姆；
电压表一个，量程0~3V，内阻约3kΩ；
电流表一个，量程0~0.6A，内阻约0.1Ω；
滑动变阻器一个，干电池两节，开关一个，导线若干。
（1）请在图甲中补全实验的电路图；___________
（2）图甲中开关S闭合之前，为了保证电路安全，应把滑动变阻器的滑片置于___________（选填“A”或者“B”）；
（3）实验测得小灯泡两端电压为2.5V时，电流表示数如图乙所示为___________A；
（4）测绘的小灯泡I-U图像如图丙所示，小灯泡的电阻随电压增大而___________（选填“增大”、“减小”或者“不变”）。
5．惠来县第一中学物理科技小组要描绘一个标有“3V，0.8W”的小灯泡的伏安特性曲线，要求灯泡两端的电压由零逐渐增大，且尽量减小实验误差。可供选用的器材除导线、开关外，还有：
A．电池组（电动势为4.5V）
B．电流表（量程为0 ~ 300mA，内阻约为1Ω）
C．电流表（量程为0 ~ 3A，内阻约为0.1Ω）
D．电压表（量程为3V，内阻约为3）
E．滑动变阻器（最大阻值为1，额定电流为0.1A）
F．滑动变阻器（最大阻值为20Ω，额定电流为1A）
（1）为了完成该实验，需要选择合适的器材，电流表应该选择___________（选填“B”或“C”），滑动变阻器应该选择___________（选填“E或F”）。
（2）实验电路应选用下图中的___________（填选项字母）。
（3）从图乙可知，当灯泡两端电流为0.26A时，小灯泡的电阻等于_________Ω。（结果保留两位有效数字）。
1．（2022·山西吕梁·二模）某物理学习小组的同学在研究性学习过程中，用伏安法研究一小灯泡（4V，0.45W）的伏安特性，要求多次测量尽可能减小实验误差，备有下列器材∶
A．直流电源（6V，内阻不计）
B．电流表A1（量程0~3A，内阻等于0.5Ω）
C．电流表A2（量程0~60mA，内阻等于25Ω）
D．电压表V1（量程0~15V，内阻等于15kΩ）
E．电压表V2（量程0~3V，内阻等于3kΩ）
F．滑动变阻器R1（0~20Ω，5A）
G．滑动变阻器R2（0~200Ω，1A）
H．定值电阻R3（阻值25Ω）
I．定值电阻R4（阻值1kΩ）
J．开关与导线若干
（1）实验中电压表应选______，电流表应选_______，滑动变阻器应选_______（均填写器材前面的序号）；
（2）请在虚线框内画出实验电路图_______；
（3）该小组通过实验描出了电流表示数与电压表示数的关系如图甲所示；
（4）该小组将实验用小灯泡、阻值为50Ω的定值电阻和内阻不计、电动势为4V的电源连成图乙电路，此时小灯泡的功率为__________W（保留2位有效数字）。
2．（2022·江苏·南京师大附中模拟预测）某同学研究小灯泡（2.5V，0.6W）的伏安特性曲线，除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择：
A．电流表A1（量程0.3A，内阻约1.2Ω）
B．电流表A2（量程0.6A，内阻约0.5Ω）
C．电压表V1（量程3V，内阻约3kΩ）
D．电压表V2（量程15V，内阻约15kΩ）
E．滑动变阻器R1（阻值0~10Ω）
F．滑动变阻器R2（阻值0-200Ω）
G．电源E（电动势3V，内阻约0.04Ω）
（1）为了调节方便，测量准确，应选用电流表______，电压表_______，滑动变阻器________（填选项前面的字母）
（2）如图为某同学在连接最后一根导线的c端到直流电源正极之前的电路，请找出其中仅有的两个不当之处，并说明如何改正：①___________；②____________。
（3）实验中发现，无论怎样移动滑动变阻器的滑动端P，电压表和电流表虽然都有示数，但都无法使电压表和电流表的示数调为0，已知电表没问题，则可能的原因是________。
A．小灯泡短路
B．小灯泡断路
C．电源负极与滑动变阻器之间断路
D．小灯泡与滑动变阻器之间断路
（4）解决上述问题之后，测出多组数据，在I-U坐标系中描出各对应点，请在答题纸上对应位置画出此小灯泡的伏安特性曲线________。
（5）将该小灯泡先与一个阻值为5Ω的定值电阻串联，然后再接到电动势为3V、内阻为18Ω的电池两端，此时小灯泡的实际功率为______W。（计算结果保留3位有效数字）
3．（2022·北京·中关村中学三模）某同学想通过测绘小灯泡的I－U图像来研究小灯泡的电阻随电压变化的规律。所用器材如下：
待测小灯泡一只，额定电压为2.5V，电阻约为几欧；
电压表一个量程0~3V，内阻为3kΩ；
电流表一个，量程0~0.6A，内阻为0.1Ω：
滑动变阻器一个，干电池两节，开关一个，导钱若干。
（1）请在左图中补全实验的电路图( )
（2）图中开关S闭合之前，应把滑动变阻器的滑片置于______（填“A”或“B”）
（3）该同学通过实验作出小灯泡的I－U图像如所示，则小灯泡正常工作时的电阻为______Ω。同学同时计算出小灯泡的额定功率为______W（保留两位有效数字）
（4）某同学按下图连接电路进行实验。连接电格元件后，闭合开关S，发现两个灯都不亮。该同学用多用电表的直流电压档来检测电路哪个位置发生了故障，他在闭合开关S的情况下把多用电表的一个表笔始终接在电路的A点上，用另一个表笔依次接触电路中的B、C、D、E、F等点，很快统找到了故障所在位置。
a.应该用红表笔还是黑表笔始终接触A点？( )
b.请说明：怎样根据多用电表的读数检查出故障价在的位置？( )
4．（2022·广东惠州·二模）在用伏安法测量金属丝的电阻（约为10Ω），并描绘出该金属丝伏安特性曲线的实验中，备有下列器材：
A．量程为0 ~ 0.6A，内阻约为0.5Ω的电流表；
B．量程为0 ~ 3A，内阻约为0.1Ω的电流表；
C．量程为0 ~ 3V，内阻约为6kΩ的电压表；
D．量程为0 ~ 15V，内阻约为30kΩ的电压表；
E．阻值为0 ~ 1kΩ，额定电流约为0.5A的滑动变阻器；
F．阻值为0 ~ 10Ω，额定电流约为2A的滑动变阻器；
G．蓄电池电压5V；
H．开关一个，导线若干。
（1）为了尽可能提高测量精度，且要求测量多组实验数据，电流表应选用_______；电压表应选用_______；滑动变阻器应选用_______。（只填字母代号）
（2）在答题卡的方框内画出符合要求的实验电路图。_______
5．（2022·江苏连云港·二模）小芳同学想利用实验室的器材描绘出某电风扇的伏安特性曲线。她通过说明书得到电风扇的额定电压为5.0V，额定功率约为2.5W。器材有：
电源E：电动势为6.0V，内阻忽略不计
电流表A1：量程0.6A，内阻约为10Ω
电流表A2：量程100mA，内阻为r2=4Ω
定值电阻R1=10Ω
定值电阻R2=50Ω
滑动变阻器R3：最大阻值10Ω，最大电流0.5A
滑动变阻器R4：最大阻值3Ω，最大电流3A
滑动变阻器R5：最大阻值100Ω，最大电流3A
开关、导线等。
（1）滑动变阻器应选用______（选填“R3”“R4”或“R5”）；为了精确测量数据，选用定值电阻_______（选填“R1”或“R2”），将电流表A2改装成电压表使用。
（2）请根据选用的实验器材设计实验电路，将最优电路设计图画在图甲虚线方框内，电风扇符号用M表示，需在图中标上所用元件对应的符号________。
（3）小芳在实验中发现，小电风扇在电流较小时不能转动。她多次测量描绘出I2一I1图像如图乙所示，其中I1为电流表A1的读数，I2为电流表A2的读数。当I1为0.10A，I2为10mA时，小电风扇的电阻为______Ω（结果保留两位有效数字）。
（4）从小芳描绘的I2一I1图像可以看出，随着I2的不断增大，I1先增大到某值时突然减小，造成这种现象的原因是______。
1．（2021·全国·高考真题）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2.5V，额定电流0.3A）
电压表（量程300mV，内阻300）
电流表（量程300mA，内阻0.27）
定值电阻R0
滑动变阻器R1（阻值0-20）
电阻箱R2（最大阻值9999.9）
电源E（电动势6V，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、20、30的定值电阻可供选择，为了描绘小灯泡电流在0~300mA的U-I曲线，R0应选取阻值为___________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R2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U、I，结果如图（b）所示。当流过电流表的电流为10mA时，小灯泡的电阻为___________（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3V，该同学经计算知，应将R2的阻值调整为_______。然后调节滑动变阻器R1，测得数据如下表所示：
（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160mA，可得此时小灯泡电功率P1=_______W（保留2位有效数字）；当流过电流表的电流为300mA时，小灯泡的电功率为P2，则=_______（保留至整数）。
2．（2021·河北·高考真题）某同学研究小灯泡的伏安特性，实验室提供的器材有；小灯泡（，），直流电源（），滑动变阻器，量程合适的电压表和电流表，开关和导线若干，设计的电路如图1所示。
（1）根据图1，完成图2中的实物连线______；
（2）按照图1连线后，闭合开关，小灯泡闪亮一下后熄灭，观察发现灯丝被烧断，原因可能是______（单项选择，填正确答案标号）；
A．电流表短路
B．滑动变阻器的滑片接触不良
C．滑动变阻器滑片的初始位置在b端
（3）更换小灯泡后，该同学正确完成了实验操作，将实验数据描点作图，得到图像，其中一部分如图3所示，根据图像计算出P点对应状态下小灯泡的电阻为______（保留三位有效数字）。
3．（2020·江苏·高考真题）某同学描绘一种电子元件的关系图象，采用的实验电路图如题图1所示，V为电压表，
mA为电流表，E为电源（电动势约），R为滑动变阻器（最大阻值），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：
请根据表中的数据，在方格纸上作出该元件的图线____________。
(3)根据作出的图线可知，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，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
4．（2020·全国·高考真题）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。
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）。
5．（2020·浙江·高考真题）（1）小明同学用多用电表测量一未知电阻器的阻值。经过规范操作后，所选欧姆挡倍率及指针位置分别如图甲、乙所示，则此电阻器的阻值为_____Ω
（2）在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中：
①如图丙所示，已经连接了一部分电路，请在答题纸上对应位置将电路连接完整_____。
②合上开关后，测出9组Ⅰ、U值，在坐标系中描出各对应点，如图丁所示。请在答题纸对应位置的图中画出此小灯泡的伏安特性曲线_____。
③与图丁中P点对应的状态，小灯泡灯丝阻值最接近______。
A．16.7Ω B．12.4Ω C．6.2Ω
6．（2011·福建·高考真题）某同学在探究规格为“6V，3W”的小电珠伏安特性曲线实验中：
①在小电珠接入电路前，使用多用电表直接测量小电珠的电阻，则应将选择开关旋至____档进行测量．（填选项前的字母）
A．直流电压10V B．直流电流5mA
C．欧姆× 100 D．欧姆× 1
②该同学采用图甲所示的电路进行测量．图中R为滑动变阻器（阻值范围0~20Ω，额定电流1.0A），L为待测小电珠，V为电压表（量程6V，内阻20kΩ），A为电流表（量程0.6A，内阻1Ω），E为电源（电动势8V，内阻不计），S为开关．
Ⅰ．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____端；（填“左”或“右”）
Ⅱ．在实验过程中，已知各元器件均无故障，但闭和开关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，空格中请填写图甲中的数字，如“2点至3点”的导线）
Ⅲ．该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图乙所示，则小电珠的电阻值随工作电压的增大而______．（填“不变”、“增大”或“减小”）
U/mV
24.0
46.0
76.0
110.0
128.0
152.0
184.0
216.0
250.0
I/mA
140.0
160.0
180.0
200.0
220.0
240.0
260.0
280.0
300.0
电压
0.000
0.250
0.500
0.650
0.700
0.725
0.750
电流
0.00
0.10
0.25
0.60
1.70
4.30
7.50
I1/mA
32
55
85
125
144
173
I2/mA
171
229
299
379
424
470
9.4 实验十：描绘小电珠的伏安特性曲线
1．为了描绘标有“3V，0.4W”的小灯泡的伏安特性曲线，要求灯泡电压能从零开始变化。所给器材如下：
A．电流表（0~200mA，内阻0.5Ω）
B．电流表（0~0.6A，内阻0.01Ω）
C．电压表（0~3V，内阻5kΩ）
D．电压表（0~15V，内阻50kΩ）
E．滑动变阻器（0~10Ω，0.5A）
F．滑动变阻器（0~1kΩ，0.1A）
G．电源（3V）
H．电键一个，导线若干
（1）为了完成上述实验，实验中应选择的仪器是__________。
（2）在方框中画出实验电路图_______。
【答案】 ACEGH
【解析】
（1）[1]描绘标有“3V，0.4W”的小灯泡的伏安特性曲线，需要：电源、开关、导线，由于灯泡额定电压为3V，电压表需要选择C，灯泡额定电流为
电流表选择A，灯泡两端电压要从0开始，所以滑动变阻器采用分压式接法，要选择阻值较小的滑动变阻器E。
故选ACEGH。
（2）[2]滑动变阻器应采用分压式接法，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，电路如图所示
2．用下列器材组装成一个电路，既能测量出电池组的电动势E和内阻r，又能同时探究小灯泡的伏安特性。
A．电压表V1（量程5V、内阻很大）
B．电压表V2（量程3V、内阻很大）
C．电流表A（量程3A、内阻很小）
D．滑动变阻器R（最大阻值10Ω、额定电流3A）
E.小灯泡（2.5V，5W）
F.电池组（电动势E，内阻r）
G.开关一只，导线若干
实验时，调节滑动变阻器的电阻，多次测量后发现：若电压表的示数增大，则电压表的示数减小。
（1）请将你设计的实验电路图在图甲的虚线方框中补充完整。______
（2）每一次操作后，同时记录电压表和的读数和，电流表A的示数，组成两个坐标点，，标到坐标中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，如图乙所示，则电池组的电动势E=______V、内阻r=______Ω。（结果保留两位有效数字）
（3）在坐标中两条图线在N点相交，此时小灯泡的阻值R为______Ω，实际功率为______W，电池组的总功率为______W。（结果都保留三位有效数字）
【答案】 4.5 1.0 12.5 5.00 9.00
【解析】
（1）[1] 电路如图所示
（2）[2] [3] 由图示电源的图像可知，图像的纵截距为4.5，则电源电动势
电源内阻
（3）[4] 由于两图线交点坐标值为
此时灯泡电阻
[5] 灯泡的功率
[6]电源的总功率
3．某同学想要描绘标有“，”字样的小灯泡L的伏安特性曲线，要求测量数据，绘制曲线尽量准确，且操作方便，可供选择的器材除小灯泡、开关、导线外，还有：
电压表V，量程，内阻约
电流表A1，量程，内阻约
电流表A2，量程，内阻约
滑动变阻器R1，最大阻值，额定电流
滑动变阻器R2，最大阻值，额定电流
直流电源，电动势约，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____________（填写所选器材后的字母）。
（2）请画出实验电路图_______________。
（3）该同学通过实验得出了小灯泡的图像如图所示，由图可知，随着电压的增加小灯泡的电阻逐渐___________（选填：增大、减小）；当小灯泡上的电压为时，小灯泡的电阻是______________（保留3位有效数字）。
（4）该同学在获得了（3）中小灯泡的图像后，又把两只这样的小灯泡并联，直接接在电动势，内阻为的电源上组成闭合回路，请你利用图像计算此时一只小灯泡的功率约为_______________W（保留2位有效数字）。
（5）该同学又研究了某二极管的伏安特性曲线（如图所示），下列说法正确的是______。
A．只要加正向电压该二极管的电阻就为零
B．只要加反向电压该二极管中就没有电流通过
C．加正向电压时，随着电压升高，它的电阻增大
D．加正向电压时，随着电压升高，它的功率增大
【答案】 A1 R1 增大 10.7 0.19 D
【解析】
（1）[1][2]小灯泡额定电流为0.3A，故电流表选择。要求测量数据，绘制曲线尽量准确，应尽量多测数据，故滑动变阻器应采用分压接法，使用阻值范围较小的滑动变阻器即可。
（2）[3]因小灯泡电阻约为
电压表内阻远大于小灯泡电阻，故采用电流表外接法，电路如图
（3）[4][5]图像上点与原点连线斜率的倒数表示电阻，故随着电压的增加，小灯泡的电阻逐渐增大。当小灯泡上的电压为时，电流为0.28A，小灯泡电阻为
（4）[6] 把两只这样的小灯泡并联，直接接在电源上，根据闭合电路欧姆定律有
代入数据
将此函数绘在图像上，如图所示
两图像的交点表示此时小灯泡实际的电压、电流，故小灯泡的功率为
（5）[7]A．图像上点与原点连线斜率的倒数表示电阻，由图知，加正向电压较小时，该二极管的电阻大于零，A错误；
B．由图知，加反向电压较大时，该二极管中有电流通过，B错误；
C．图像上点与原点连线斜率的倒数表示电阻，由图知，给该二极管加正向电压时，随着电压升高，它的电阻减小，C错误；
D．给该二极管加正向电压时，随着电压升高，电流也增大，则它的功率增大，D正确。
故选D。
4．某同学通过实验来测绘小灯泡的I-U图像。所用器材如下：
待测小灯泡一只，额定电压为2.5V，电阻约几欧姆；
电压表一个，量程0~3V，内阻约3kΩ；
电流表一个，量程0~0.6A，内阻约0.1Ω；
滑动变阻器一个，干电池两节，开关一个，导线若干。
（1）请在图甲中补全实验的电路图；___________
（2）图甲中开关S闭合之前，为了保证电路安全，应把滑动变阻器的滑片置于___________（选填“A”或者“B”）；
（3）实验测得小灯泡两端电压为2.5V时，电流表示数如图乙所示为___________A；
（4）测绘的小灯泡I-U图像如图丙所示，小灯泡的电阻随电压增大而___________（选填“增大”、“减小”或者“不变”）。
【答案】 A 0.42 增大
【解析】
（1）[1] 测绘I-U图像要求电压变化范围大，滑动变阻器采用分压式，小灯泡电阻约几欧姆，属于小电阻，采用电流表外接法，所以电路如图所示
（2）[2] 当滑动变阻器的滑片置于A端时，小灯泡两端电压为零，所以，为了电路安全，应置于A端。
（3）[3]电流表的最小刻度为0.02A，根据读数规则，不需要向下一位估读，所以，读数为0.42A。
（4）[4] I-U图像的点与原点连线的斜率代表电阻的倒数，随电压的升高，斜率减小，所以，电阻增大。
5．惠来县第一中学物理科技小组要描绘一个标有“3V，0.8W”的小灯泡的伏安特性曲线，要求灯泡两端的电压由零逐渐增大，且尽量减小实验误差。可供选用的器材除导线、开关外，还有：
A．电池组（电动势为4.5V）
B．电流表（量程为0 ~ 300mA，内阻约为1Ω）
C．电流表（量程为0 ~ 3A，内阻约为0.1Ω）
D．电压表（量程为3V，内阻约为3）
E．滑动变阻器（最大阻值为1，额定电流为0.1A）
F．滑动变阻器（最大阻值为20Ω，额定电流为1A）
（1）为了完成该实验，需要选择合适的器材，电流表应该选择___________（选填“B”或“C”），滑动变阻器应该选择___________（选填“E或F”）。
（2）实验电路应选用下图中的___________（填选项字母）。
（3）从图乙可知，当灯泡两端电流为0.26A时，小灯泡的电阻等于_________Ω。（结果保留两位有效数字）。
【答案】 B F B 8.1
【解析】
（1）[1][2]小灯泡的额定电流
为了减小误差，电流表选择B，要求灯泡两端的电压由零逐渐增大，滑动变阻器采用分压式连接，为了方便调节，滑动变阻器选择阻值较小的F。
（2）[3]小灯泡的电阻约为
计算可得
为了减小误差，电流表采用外接法，由于要测尽可能多的数据则滑动变阻器应采用分压式接法。
故电路图选B。
（3）[4]从图乙可知，当灯泡两端电流为0.26A时，电压约为2.1V，则灯泡的电阻为
1．（2022·山西吕梁·二模）某物理学习小组的同学在研究性学习过程中，用伏安法研究一小灯泡（4V，0.45W）的伏安特性，要求多次测量尽可能减小实验误差，备有下列器材∶
A．直流电源（6V，内阻不计）
B．电流表A1（量程0~3A，内阻等于0.5Ω）
C．电流表A2（量程0~60mA，内阻等于25Ω）
D．电压表V1（量程0~15V，内阻等于15kΩ）
E．电压表V2（量程0~3V，内阻等于3kΩ）
F．滑动变阻器R1（0~20Ω，5A）
G．滑动变阻器R2（0~200Ω，1A）
H．定值电阻R3（阻值25Ω）
I．定值电阻R4（阻值1kΩ）
J．开关与导线若干
（1）实验中电压表应选______，电流表应选_______，滑动变阻器应选_______（均填写器材前面的序号）；
（2）请在虚线框内画出实验电路图_______；
（3）该小组通过实验描出了电流表示数与电压表示数的关系如图甲所示；
（4）该小组将实验用小灯泡、阻值为50Ω的定值电阻和内阻不计、电动势为4V的电源连成图乙电路，此时小灯泡的功率为__________W（保留2位有效数字）。
【答案】 E C F 0.067（0.065~0.069之间均正确）
【解析】
（1）[1][2][3]根据小灯泡的额定电压（4V）和功率（0.45W）可计算其额定电流为112.5mA，可知电压表需要选择V（量程0~3V，内阻等于3kΩ），并将其改装为量程大于4V的电压表。电流表需选择A（量程0~60mA内阻等于25Ω），并将其改装为量程大于112.5mA的电流表，由于要研究伏安特性，故需选用分压电路，滑动变阻器应选择R（0~20Ω，5A），所以电压表应选E，电流表应选C，滑动变阻器应选F；
（2）[4]结合（1）问分析，电路设计如图所示
（4）[5]由于作出的图像为电压表和电流表的示数关系图，结合（2）问中设计的电路图，根据欧姆定律可知若电压表读数为U，电流表读数为I，则小灯泡两端电压为，流经小灯泡的电流为2I，由闭合电路欧定律得
结合图甲中数据整理可得
作出U-I关系如图所示
两图线的交流为（28mA，0.9V），小灯泡的功率
2．（2022·江苏·南京师大附中模拟预测）某同学研究小灯泡（2.5V，0.6W）的伏安特性曲线，除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择：
A．电流表A1（量程0.3A，内阻约1.2Ω）
B．电流表A2（量程0.6A，内阻约0.5Ω）
C．电压表V1（量程3V，内阻约3kΩ）
D．电压表V2（量程15V，内阻约15kΩ）
E．滑动变阻器R1（阻值0~10Ω）
F．滑动变阻器R2（阻值0-200Ω）
G．电源E（电动势3V，内阻约0.04Ω）
（1）为了调节方便，测量准确，应选用电流表______，电压表_______，滑动变阻器________（填选项前面的字母）
（2）如图为某同学在连接最后一根导线的c端到直流电源正极之前的电路，请找出其中仅有的两个不当之处，并说明如何改正：①___________；②____________。
（3）实验中发现，无论怎样移动滑动变阻器的滑动端P，电压表和电流表虽然都有示数，但都无法使电压表和电流表的示数调为0，已知电表没问题，则可能的原因是________。
A．小灯泡短路
B．小灯泡断路
C．电源负极与滑动变阻器之间断路
D．小灯泡与滑动变阻器之间断路
（4）解决上述问题之后，测出多组数据，在I-U坐标系中描出各对应点，请在答题纸上对应位置画出此小灯泡的伏安特性曲线________。
（5）将该小灯泡先与一个阻值为5Ω的定值电阻串联，然后再接到电动势为3V、内阻为18Ω的电池两端，此时小灯泡的实际功率为______W。（计算结果保留3位有效数字）
【答案】 A1 V1 R1 开关不应该闭合，应该断开开关 滑动变阻器的滑动端不应该在a、b中点，应该移动到b端 C 0.465##0.466##0.467##0.468##0.469##0.470##0.471##0.472
【解析】
（1）[1]小灯泡的额定电流为
电流表选择A1；
[2]小灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表选择V1；
[3]为了方便调节电路，滑动变阻器选择R1；
（2）[4][5]①开关不应该闭合，应该断开开关；②滑动变阻器的滑动端不应该在a、b中点，应该移动到b端。
（3）[6] A．小灯泡短路，电压表示数始终为零，A不符合题意；
B．小灯泡断路，电流表和电压表的示数可以调为零，B不符合题意；
C．电源负极与滑动变阻器之间断路，滑动变阻器变为限流接法，电流表和电压表的示数都无法调到零， C符合题意；
D．小灯泡与滑动变阻器之间断路，电流表和电压表的示数始终等于零，D不符合题意。
故选C。
（4）[7]小灯泡的伏安特性曲线如图所示；
（5）[8]将定值电阻看成电源的内阻，根据闭合电路欧姆定律得
代入数值得
在小灯泡的伏安特性曲线中画出电源的U-I图像
两图线的交点坐标为
小灯泡的实际功率为
3．（2022·北京·中关村中学三模）某同学想通过测绘小灯泡的I－U图像来研究小灯泡的电阻随电压变化的规律。所用器材如下：
待测小灯泡一只，额定电压为2.5V，电阻约为几欧；
电压表一个量程0~3V，内阻为3kΩ；
电流表一个，量程0~0.6A，内阻为0.1Ω：
滑动变阻器一个，干电池两节，开关一个，导钱若干。
（1）请在左图中补全实验的电路图( )
（2）图中开关S闭合之前，应把滑动变阻器的滑片置于______（填“A”或“B”）
（3）该同学通过实验作出小灯泡的I－U图像如所示，则小灯泡正常工作时的电阻为______Ω。同学同时计算出小灯泡的额定功率为______W（保留两位有效数字）
（4）某同学按下图连接电路进行实验。连接电格元件后，闭合开关S，发现两个灯都不亮。该同学用多用电表的直流电压档来检测电路哪个位置发生了故障，他在闭合开关S的情况下把多用电表的一个表笔始终接在电路的A点上，用另一个表笔依次接触电路中的B、C、D、E、F等点，很快统找到了故障所在位置。
a.应该用红表笔还是黑表笔始终接触A点？( )
b.请说明：怎样根据多用电表的读数检查出故障价在的位置？( )
【答案】 B 5.7##5.8##5.9##6.0 1.0##1.1 红表笔 见解析
【解析】
（1）[1]待测小灯泡电阻约为几欧，则应采用电流表外接法，补全实验的电路图如图：
（2）[2]图中开关S闭合之前，应保证小灯泡两端电压最小，故应把滑动变阻器的滑片置于B。
（3）[3]小灯泡额定电压为2.5V，由小灯泡的I－U图像可知此时的电流为0.42A，故小灯泡正常工作时的电阻
（5.7~6.0都正确）
[4]小灯泡的额定功率为
（1.0~1.1都正确）
（4）a.[5]多用电表的红表笔接电源的正极，故应该用红表笔始终接触A点。
b.[6]用红表笔接在A点，黑表笔先接触B点，如果电压表有示数，说明电源是好的。再用黑表笔先接触F点，如果电压表有示数，说明AF之间有断路，以此类推，黑表笔与E、D、C接触，如果电压表有示数，则表明AE、AD、AC间是断路的。
4．（2022·广东惠州·二模）在用伏安法测量金属丝的电阻（约为10Ω），并描绘出该金属丝伏安特性曲线的实验中，备有下列器材：
A．量程为0 ~ 0.6A，内阻约为0.5Ω的电流表；
B．量程为0 ~ 3A，内阻约为0.1Ω的电流表；
C．量程为0 ~ 3V，内阻约为6kΩ的电压表；
D．量程为0 ~ 15V，内阻约为30kΩ的电压表；
E．阻值为0 ~ 1kΩ，额定电流约为0.5A的滑动变阻器；
F．阻值为0 ~ 10Ω，额定电流约为2A的滑动变阻器；
G．蓄电池电压5V；
H．开关一个，导线若干。
（1）为了尽可能提高测量精度，且要求测量多组实验数据，电流表应选用_______；电压表应选用_______；滑动变阻器应选用_______。（只填字母代号）
（2）在答题卡的方框内画出符合要求的实验电路图。_______
【答案】 A C F
【解析】
（1）[1][2][3]电源电动势为5V，选0 ~ 15V量程的电压表读数误差较大，电压表应选C。通过电阻丝的最大电流约为
电流表应选A；为方便实验操作，滑动变阻器应选F。
（3）[4]电压从0开始测量，滑动变阻器应采用分压接法
则电流表应采用外接法，实验电路图如图所示
5．（2022·江苏连云港·二模）小芳同学想利用实验室的器材描绘出某电风扇的伏安特性曲线。她通过说明书得到电风扇的额定电压为5.0V，额定功率约为2.5W。器材有：
电源E：电动势为6.0V，内阻忽略不计
电流表A1：量程0.6A，内阻约为10Ω
电流表A2：量程100mA，内阻为r2=4Ω
定值电阻R1=10Ω
定值电阻R2=50Ω
滑动变阻器R3：最大阻值10Ω，最大电流0.5A
滑动变阻器R4：最大阻值3Ω，最大电流3A
滑动变阻器R5：最大阻值100Ω，最大电流3A
开关、导线等。
（1）滑动变阻器应选用______（选填“R3”“R4”或“R5”）；为了精确测量数据，选用定值电阻_______（选填“R1”或“R2”），将电流表A2改装成电压表使用。
（2）请根据选用的实验器材设计实验电路，将最优电路设计图画在图甲虚线方框内，电风扇符号用M表示，需在图中标上所用元件对应的符号________。
（3）小芳在实验中发现，小电风扇在电流较小时不能转动。她多次测量描绘出I2一I1图像如图乙所示，其中I1为电流表A1的读数，I2为电流表A2的读数。当I1为0.10A，I2为10mA时，小电风扇的电阻为______Ω（结果保留两位有效数字）。
（4）从小芳描绘的I2一I1图像可以看出，随着I2的不断增大，I1先增大到某值时突然减小，造成这种现象的原因是______。
【答案】 R4 R2 6.0 电动机突然开始转动，产生了反电动势
【解析】
（1）[1]电风扇的额定电压为
额定功率为
电风扇的额定电流为
由于要描绘出这台电风扇的伏安特性曲线，电压需要从0调节，滑动变阻器采用分压式，使得串联接入电路部分的电流有可能大于0.5A，所以为了防止滑动变阻器烧坏且操作方便，滑动变阻器选；
[2]通过电流表A2与电阻串联改装成电压表，因电压调节范围为0～5.0V，需要串联的电阻阻值为
所以选取固定电阻
改装成电压表，其量程为
（2）[3]因为电压需从零开始测起，则滑动变阻器采用分压式接法，因此电流表采用外接法，电路图如图所示
（3）[4]小电风扇在电流表读数小时电风扇不能转动，属于纯电阻电路，实验数据得知为0.10A时，为
小电风扇的电阻为
（4）[5]小电风扇在电流较小时不能转动，随着电流的不断增大，电动机突然开始转动，产生了反电动势，所以先增大到某值时突然减小。
1．（2021·全国·高考真题）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2.5V，额定电流0.3A）
电压表（量程300mV，内阻300）
电流表（量程300mA，内阻0.27）
定值电阻R0
滑动变阻器R1（阻值0-20）
电阻箱R2（最大阻值9999.9）
电源E（电动势6V，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、20、30的定值电阻可供选择，为了描绘小灯泡电流在0~300mA的U-I曲线，R0应选取阻值为___________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R2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U、I，结果如图（b）所示。当流过电流表的电流为10mA时，小灯泡的电阻为___________（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3V，该同学经计算知，应将R2的阻值调整为_______。然后调节滑动变阻器R1，测得数据如下表所示：
（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160mA，可得此时小灯泡电功率P1=_______W（保留2位有效数字）；当流过电流表的电流为300mA时，小灯泡的电功率为P2，则=_______（保留至整数）。
【答案】 10 a 0.7 2700 增大 0.074 10
【解析】
（1）[1]因为小灯泡额定电压2.5V，电动势6V，则滑动滑动变阻器时，为了保证电路安全，需要定值电阻分担的电压
则有
则需要描绘小灯泡在0~300mA的伏安特性曲线，即R0应选取阻值为10；
（2）[2]为了保护电路，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的a端；
（3）[3]由图可知当流过电流表的电流为10mA时，电压为7mV，则小灯泡的电阻为
（4）[4]由题知电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3V时，有
解得
（5）[5]由图（b）和表格可知流过小灯泡电流增加，图像中变大，则灯丝的电阻增大；
（6）[6]根据表格可知当电流为160mA时，电压表的示数为46mA，根据（4）的分析可知此时小灯泡两端电压为0.46V，则此时小灯泡电功率
P1=0.46V×0.16A≈0.074W
[7]同理可知当流过电流表的电流为300mA时，小灯泡两端电压为2.5V，此时小灯泡电功率
P2=2.5V×0.3A=0.75W
故有
2．（2021·河北·高考真题）某同学研究小灯泡的伏安特性，实验室提供的器材有；小灯泡（，），直流电源（），滑动变阻器，量程合适的电压表和电流表，开关和导线若干，设计的电路如图1所示。
（1）根据图1，完成图2中的实物连线______；
（2）按照图1连线后，闭合开关，小灯泡闪亮一下后熄灭，观察发现灯丝被烧断，原因可能是______（单项选择，填正确答案标号）；
A．电流表短路
B．滑动变阻器的滑片接触不良
C．滑动变阻器滑片的初始位置在b端
（3）更换小灯泡后，该同学正确完成了实验操作，将实验数据描点作图，得到图像，其中一部分如图3所示，根据图像计算出P点对应状态下小灯泡的电阻为______（保留三位有效数字）。
【答案】 C
【解析】
（1）[1]电流表负极与滑动变阻器的右端的位置连接，如图
（2）[2]开关闭合，小灯泡闪亮一下后灯丝烧断，说明通过小灯泡的电流过大。
A．电流表内阻非常小，短路几乎不影响通过小灯泡的电流，与灯丝烧断无关，A错误；
B．滑动变阻器滑片接触不良，无电流通过小灯泡，B错误；
C．滑动变阻器的滑片开始时置于端，小灯泡部分分压达到最大，通过电流最大，可能会烧断小灯泡灯丝，C正确；
故选C。
（3）根据小灯泡的伏安特性曲线可知在点时的电压和电流分别为
，
根据欧姆定律可知小灯泡的电阻为
3．（2020·江苏·高考真题）某同学描绘一种电子元件的关系图象，采用的实验电路图如题图1所示，V为电压表，
mA为电流表，E为电源（电动势约），R为滑动变阻器（最大阻值），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：
请根据表中的数据，在方格纸上作出该元件的图线____________。
(3)根据作出的图线可知，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，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
【答案】 非线性元件 BC
【解析】
(1)[1]根据题意连接电路如图
(2)[2]根据表格中数据描点，并用平滑的曲线连接各点如图
(3)[3]根据图像可知该元件是非线性元件。
(4)[4]AB．图线上某点与原点连线的斜率为，根据元件的特性可知，当电压超过一定数值时，电流会急剧增大，所以电阻会急剧减小，若用导线代替，电流急剧增大，可能会烧坏待测元件，对电流表和电压表的测量误差无影响，A错误，B正确；
CD．根据图像可知待测元件的电压范围小于，而电源电动势为，因为待测元件两端电压非常小，如果用导线代替，会导致滑动变阻器的调节范围变得非常小，难以调节，C正确，D错误。
故选BC。
4．（2020·全国·高考真题）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。
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）。
【答案】 180 11.6 8.0
【解析】
（1）根据电路图连接实物图如图所示
（2）①根据电路图可知灯泡两端的电压为电流表A1和R0的总电压，故根据欧姆定律有
②根据并联电路特点可知流过小灯泡的电流为
③因为小灯泡的额定电压为3.6V，故根据题目中已知数据带入①中可知I1不能超过180mA；
（3）根据表中数据可知当I1=173mA时，I2=470mA；根据前面的分析代入数据可知此时灯泡两端的电压为U=3.46V；流过小灯泡的电流为I=297mA=0.297A；故根据欧姆定律可知此时小灯泡的电阻为
（4）要测量完整的伏安特性曲线则灯泡两端的电压至少要达到3.6V，而电流表A1不能超过其量程200mA，此时结合①有
解得，即要完整的测量小灯泡伏安特性曲线所用电阻的阻值不能小于。
5．（2020·浙江·高考真题）（1）小明同学用多用电表测量一未知电阻器的阻值。经过规范操作后，所选欧姆挡倍率及指针位置分别如图甲、乙所示，则此电阻器的阻值为_____Ω
（2）在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中：
①如图丙所示，已经连接了一部分电路，请在答题纸上对应位置将电路连接完整_____。
②合上开关后，测出9组Ⅰ、U值，在坐标系中描出各对应点，如图丁所示。请在答题纸对应位置的图中画出此小灯泡的伏安特性曲线_____。
③与图丁中P点对应的状态，小灯泡灯丝阻值最接近______。
A．16.7Ω B．12.4Ω C．6.2Ω
【答案】 1750（1700～1800） C
【解析】
（1）[1]阻值为欧姆表盘读数乘以倍率：
（2）①[2]根据图丁可知电压表选择0到3V量程即可，数据从0开始测量，滑动变阻器采用分压接法：
②[3]用平滑曲线画出伏安特性曲线：
③[4]根据图像结合欧姆定律：
所以C选项的电阻较为接近。
6．（2011·福建·高考真题）某同学在探究规格为“6V，3W”的小电珠伏安特性曲线实验中：
①在小电珠接入电路前，使用多用电表直接测量小电珠的电阻，则应将选择开关旋至____档进行测量．（填选项前的字母）
A．直流电压10V B．直流电流5mA
C．欧姆× 100 D．欧姆× 1
②该同学采用图甲所示的电路进行测量．图中R为滑动变阻器（阻值范围0~20Ω，额定电流1.0A），L为待测小电珠，V为电压表（量程6V，内阻20kΩ），A为电流表（量程0.6A，内阻1Ω），E为电源（电动势8V，内阻不计），S为开关．
Ⅰ．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____端；（填“左”或“右”）
Ⅱ．在实验过程中，已知各元器件均无故障，但闭和开关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，空格中请填写图甲中的数字，如“2点至3点”的导线）
Ⅲ．该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图乙所示，则小电珠的电阻值随工作电压的增大而______．（填“不变”、“增大”或“减小”）
【答案】①D②Ⅰ．左；Ⅱ． 1 点至 5 点（或 5 点至 1 点）；Ⅲ．增大
【解析】
①根据电珠的规格标称值可算出其正常工作时的电阻为12 Ω，测电阻选欧姆挡并选×1挡．
②开关闭合前，应保证灯泡电压不能太大，要有实验安全意识，调滑片在最左端使灯泡电压从零开始实验．电表示数总调不到零，是由于电源总是对电表供电，滑动变阻器串联在了电路中，1点和5点间没有接好，连成了限流式接法，这也是限流式与分压式接法的最显著区别．伏安特性曲线的斜率表示电阻的倒数，所以随着电压的增大，曲线斜率减小，电阻增大．
U/mV
24.0
46.0
76.0
110.0
128.0
152.0
184.0
216.0
250.0
I/mA
140.0
160.0
180.0
200.0
220.0
240.0
260.0
280.0
300.0
电压
0.000
0.250
0.500
0.650
0.700
0.725
0.750
电流
0.00
0.10
0.25
0.60
1.70
4.30
7.50
I1/mA
32
55
85
125
144
173
I2/mA
171
229
299
379
424
470