2021年高考物理一轮复习考点优化训练专题：32 实验：描绘小电珠的伏安特性曲线

试卷更新日期：2020-10-30 类型：一轮复习

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一、单选题

1. 要测绘一个标有“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。实验的电路图应选用图中的（）

A、 B、 C、 D、

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二、填空题

2. 有一个额定电压为 $2.8 V$ ，功率约为 $0.8 W$ 的小灯泡，现要用伏安法描绘这个灯泡的 $I - U$ 图线，有下列器材供选用：
A．电压表 $（ 0 ~ 3 V$ ，内阻 $约为 6 kΩ ）$

B．电压表 $（ 0 ~ 15 V$ ，内阻 $约为 30 kΩ ）$

C．电流表 $（ 0 ~ 3 A$ ，内阻 $约为 0.1 Ω ）$

D．电流表 $（ 0 ~ 0.6 A$ ，内阻 $约为 0.5 Ω ）$

E.滑动变阻器 $（ 10 Ω ， 2 A ）$

F.滑动变阻器 $（ 200 Ω ， 0.5 A ）$

G.电源电压6V

①进行试验时，电压表应选用，电流表应选用。滑动变阻器应选用。 $（$ 用序号字母表示 $）$

②画出合理的电路图。

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三、实验探究题

3. 某同学要测定某型号小电珠的伏安特性曲线。可供选择的实验器材如下：
A．待测某型号小电珠L：额定电压5V，额定功率约为1.25W；

B．电流表A₁：量程0.3A，内阻约为 $0.5 Ω$ ；

C．电流表A₂：量程1.0A，内阻约为 $1.0 Ω$ ；

D．电压表V₁：量程3V，内阻为 $R_{V1} = 500 Ω$ ；

E．电压表V₂：量程15V，内阻为 $R_{V 2} = 1.5 kΩ$ ；

F．滑动变阻器R₁：最大阻值为 $10 Ω$ ；

G．滑动变阻器R₂：最大阻值为 $1 kΩ$ ；

H．电源E：电动势6 V，内阻很小；

I．定值电阻R₃：阻值 $500 Ω$ ；

J．开关一个，导线若干。

(1)、实验中电压表应选择（填“V₁”或“V₂”）。

(2)、电压表的示数为V时，小电珠达到额定功率。

(3)、在答题纸上的方框中画出实验电路图，并标明所用器材的符号。

(4)、若电压表和电流表的读数分别为U和I，则小电珠此时的电阻值 $R_{x} =$ 。（用U和I表示，其他所需物理量代入题中所给数值）

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4. 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．某同学准备了以下器材：
A．干电池组E电动势3 V）

B．滑动变阻器R（最大电阻5 Ω）

C．电流表A₁(量程0.6 A，内阻约0.5 Ω)

D．电流表A₂(量程3 A，内阻约0.1 Ω)

E. 电压表V₁(量程3 V，内阻约 $3 kΩ$ )

F. 电压表V₂(量程15 V，内阻约 $15 kΩ$ ）

G. 开关一个，导线若干

(1)、实验应选用的电流表是，电压表是(填器材字母序号)；

(2)、在闭合开关S前，滑动变阻器触头应该放在端(选填“a”或“b”)；

(3)、按电路图(甲)测出的灯泡电阻值比真实值(选填“偏大”或“偏小”)根据所得到的图象如图乙所示，灯泡在额定电压下工作时的电阻值 $R =$ $Ω$ 。

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5. 在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的器材及代号如下：
A．小灯泡L（3 V，5 Ω）；

B．滑动变阻器R（0～10 Ω，额定电流1.5 A）；

C．电压表V₁（量程：0～3 V，内阻为5 kΩ）；

D．电压表V₂（量程：0～15 V，内阻为10 kΩ）

E．电流表A₁（量程：0～0.6 A，内阻为0.5 Ω）；

F．电流表A₂（量程：0～3 A，内阻为0.1 Ω）

G．铅蓄电池、开关各一个，导线若干。

实验中要求加在小灯泡两端的电压可连续地从零调到额定电压。

(1)、为了减小误差，实验中应选电压表，电流表。（填器材前的字母）

(2)、该同学按图所示连接，两电表都有示数，但电压表示数无法调节到零，检查后发现有一处未连接正确，请在图上补上缺少的一条导线。

(3)、某同学实验后作出的I－U图像如图所示，请分析该图象形成的原因是。

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6. 为探究小灯泡的电功率 P 和电压 U 的关系，某同学测量小灯泡的电压 U 和电流 I，利用 P=UI 得到电功率。实验可选用的器材有：
电池（电动势为 12 V，内阻不计）；小灯泡（3.0V，1.8W）；

电压表（量程为 0~3 V，内阻约 3 kΩ）；电流表（量程为 0~0.6A，内阻约 0.15Ω）；滑动变阻器（最大阻值为 10Ω）；定值电阻（10Ω、20Ω 和 50Ω）；电键、导线若干。

(1)、准备使用的实物电路如图甲所示。请用笔画线代替导线将图甲所示的实物电路连接完整。

(2)、在 10Ω、20Ω 和 50Ω 的定值电阻中，电阻 R₁应选Ω 的定值电阻。

(3)、处理数据后将 P、U² 描点在坐标纸上，如图乙所示。请在坐标纸上画出 P-U²图线，并说明各点不在一条直线上的原因：。

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7. 某学习小组在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，除导线和开关外，可供选择的实验器材如下：
A．小灯泡L，规格2.5V，1.0W

B．电流表A₁ ，量程0.6A，内阻约为1.5Ω

C．电流表A₂ ，量程3A，内阻约为0.5Ω

D．电压表V₁ ，量程3V，内阻约为3kΩ

E．电压表V₂ ，量程15V，内阻约为9kΩ

F．滑动变阻器R₁ ，阻值范围0~1000Ω

G．滑动变阻器R₂ ，阻值范围0~5Ω

H．学生电源4V，内阻不计

(1)、为了调节方便，测量尽量准确，电流表应选用、电压表应选用、实验电路应选用如下电路中的（一律填选项序号）。
A． B．

C． D．

(2)、实验测得该灯泡的伏安特性曲线如图所示，由此可知，当灯泡两端电压为2.0V时，小灯泡的灯丝电阻是Ω（保留两位有效数字）。

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8. 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，使用的小灯泡为“6V，3W”，其它供选择的器材有：
电压表V（量程6V，内阻20k $Ω$ ）；

电流表 $A_{1}$ （量程3A，内阻0.2 $Ω$ ）；

电流表 $A_{2}$ （量程0.6A，内阻1 $Ω$ ）；

变阻器 $R_{1}$ （0—1000 $Ω$ ，0.5A）；

变阻器 $R_{2}$ （0—20 $Ω$ ，2A）

学生电源 $E$ （6—8V）；开关S及导线若干。

(1)、实验中要求在电压0—6V范围内读取并记录下几组不同的电压值 $U$ 和对应的电流值 $I$ ，以便作出伏安特性曲线，则在上述器材中，电流表应选，变阻器应选。

(2)、画出此实验的原理图。

(3)、小灯泡的 $U — I$ 图线是否是直线？为什么？

(4)、测量小灯泡电压时，调节小灯泡电压的顺序是从低到高还是从高到低？原因是什么？

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9. 要测绘额定电压为2V的日常用小电珠的伏安特性曲线，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3.0V，内阻可不计）

B．电压表V₁（量程为0~3.0V，内阻约2kΩ）

C．电压表V₂（0~15.0V，内阻约6kΩ）

D．电流表A₁（0~0.6A，内阻约1Ω）

E.电流表A₂（0~100mA，内阻约2Ω）

F.滑动变阻器R₁（最大值10Ω）

G.滑动变阻器R₂（最大值2kΩ）

(1)、为减少实验误差，实验中电压表应选择，电流表应选择，滑动变阻器应选择（填各器材的序号）；

(2)、为提高实验精度，请你在虚线框中设计实验电路图；

(3)、实验中移动滑动变阻器滑片，得到了小灯泡的U－I图像如图所示，则该小电珠的额定功率是W。

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10. 要描绘一只标有“ $2.0 V 1.0 W$ ”字样小灯泡的伏安特性曲线，实验室提供了以下器材：
A．电源 $E$ ：电动势为 $3.0 V$ ，内阻不计；

B．电压表 $V$ ：量程为 $0 ~ 3 V$ ，内阻约为 $1kΩ$ ；

C．电流表 $A_{1}$ ：量程为 $0 ~ 3 A$ ，内阻约为 $0.1 Ω$ ；

D．电流表 $A_{2}$ ：量程为 $0 ~ 0.6 A$ ，内阻约为 $0.6 Ω$ ；

E.滑动变阻器 $R_{1}$ ：最大阻值为 $10 Ω$ ，额定电流为 $0.6 A$ ；

F.开关 $S$ ，导线若干。

(1)、实验中电流表应选（填“ $A_{1}$ ”或“ $A_{2}$ ”）。

(2)、实验设计的电路如图甲所示，请根据电路图，用笔画线代替导线，将实物图乙连接完整。连接好电路后，在闭合开关前，应将实物图中滑动变阻器的滑片移到（填“A”或“B”）端。

(3)、闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，测出多组电压表和电流表的示数U、I，根据测得的数据，在 $I - U$ 坐标系中描点如图丙所示，请根据所描的点在图丙的坐标系中作出小灯泡的 $I - U$ 图像，由此判断：小灯泡的电阻随温度升高而（填“增大”或“减小”）。

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11. 某小组同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中所用器材如下：
A．电源（电动势约为3V，内阻为几欧）

B．电压表V（量程0～3V，内阻为几千欧）

C．电流表A（量程0～300mA，内阻为几欧）

D．小灯泡（2.8V 0.25A）

E．滑动变阻器R₁（0～10Ω 2A）

F．滑动变阻器R₂（0～200Ω 1.5A）

G．开关、导线若干

(1)、实验中要求加在小灯泡上的电压从零到小灯泡的额定电压连续可调，且尽可能地减小验误差，应当在图（甲）中选择电路图（填“A”或“B”）；

(2)、实验器材中有两个滑动变阻器，该实验应选用的是（填“R₁”或“R₂”）；

(3)、根据实验所测得的电压和电流，描绘出的该小灯泡的伏安特性曲线如图（乙）所示，则该小灯泡两端电压为2.5V时，通过的电流为 mA，这个电流值与通过小灯泡中电流的真实值相比偏大，其原因是电压表的（填“分压”或“分流”）。

(4)、由以上实验数据及图象可知小灯泡的电阻随温度的升高而（填“增大”、“减小”或“不变”）。

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12. 某实验小组要描绘一只规格为“2.5 V　0.5 A”小电珠的伏安特性曲线，除了提供导线和开关外，还有以下一些器材：
A．电源E(电动势为3.0 V，内阻不计)

B．电压表V(量程为0～3.0 V，内阻约为2 kΩ)

C．电流表A(量程为0～0.6 A，内阻约为1 Ω)

D．滑动变阻器R(最大阻值10 Ω，额定电流1 A)

(1)、为完成本实验，请用笔画线当导线，将实物图连成完整的电路，要求实验误差尽可能的小．(图中有几根导线已经接好)

(2)、下表中的数据是该小组在实验中测得的，请根据表格中的数据在方格纸上作出电珠的伏安特性曲线.

U/V

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

I/A

0.00

0.17

0.30

0.39

0.45

0.49

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13. 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，除了有一个标有“2.5V，0.6W”的小灯泡、导线和开关外，还有如下器材：
A．直流电源（电动势约为3V，内阻可不计）

B．直流电流表（量程0～300mA，内阻约为5Ω）

C．直流电流表（量程0～3A，内阻约为0.1Ω）

D．直流电压表（量程0～3V，内阻约为10kΩ）

E．直流电压表（量程0～15V，内阻约为15kΩ）

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图所示。则该小灯泡在电压为1.5V时的实际功率是W（结果保留两位有效数字）。

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14. 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R_g1=10.0 Ω），电流表A₂（量程500 mA，内阻R_g2=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、R_g1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）。

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U/V	0.00	0.50	1.00	1.50	2.00	2.50
I/A	0.00	0.17	0.30	0.39	0.45	0.49

I₁/mA	32	55	85	125	144	173
I₂/mA	171	229	299	379	424	470