电学专题实验——《描绘小灯泡的伏安特性曲线》专项提升
试卷更新日期：2024-11-04 类型：一轮复习
一、典型例题 方法赏析
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1. 某实验小组描绘小灯泡的伏安特性曲线来研究小灯泡的电阻箱电压的变化规律，所用的实验器材如下：
A．小灯泡（额定电压2.8V．额定电流0.5A）；
B．电压表（量程3V，内阻约3kΩ；量程15V，内阻约15kΩ）；
C．电流表（量程0.6A，内阻约1.0Ω；量程3A，内阻约0.2Ω）；
D．滑动变阻器（0~10Ω）；
E．蓄电池（电动势4V，内阻不计）；
F．开关一个、导线若干。
（1）为较准确地测量电压表应选用V（选填“3”或“15”）量程；
（2）请用笔画线代替导线将图甲中的电路补充完整
（3）闭合开关前滑动变阻器触头应置于最（选填“左”或“右”）端；
（4）该实验小组得出小灯泡的伏安特性图线如图乙所示。由图可知，随着小灯泡两端电压增大，小灯泡的电阻（填“增大”“不变”或“减小”），小灯泡灯丝的电阻率（填“增大”“不变”或“减小”）；
2. 在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，实验室提供了以下器材：A．小灯泡（3.8V，0.3A）
B．滑动变阻器（5Ω，2A）
C．电流表（0~0.5A，内阻约0.4Ω）
D．电压表（0~5V，内阻约10kΩ）
E．开关及导线若干
(1)为实验测量误差尽可能小，电流表应选用（填“内”或“外”）接法；
(2)为使小灯泡两端电压从零开始连续变化，滑动变阻器应选用（填“限流式”或“分压式”）接法；
(3)综上所述，应选择下图中的电路进行实验
(4)利用实验数据画出了如乙图所示的小灯泡伏安特性曲线．图中，坐标原点O到P点连线的斜率表示 ． 则根据此图给出的信息可知，随着小灯泡两端电压的升高，小灯泡的电阻（填“变大”、“变小”或“不变”）
二、夯实基础 提升能力
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3. 某小组在测量额定电压为2.5V的小灯泡发光时电阻实验中，所用器材如图甲所示。
(1)、用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整；(2)、闭合开关前，应先将滑动变阻器的滑片P移到（选填“A”或“B”）端。闭合开关后，发现电流表示数很小，小灯泡不发光，紧接下来应当进行的操作是；(3)、实验过程中，当小灯泡两端的电压调节为1.5V时，电流表的示数如图乙所示，此时通过计算可以得知小灯泡的电阻为Ω；实验序号
1
2
3
4
5
电压/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流/A
0.16
－
0.23
0.25
0.27
电阻/Ω
平均电阻/Ω
(4)、请说明实验表格设计的不合理之处：。三、思维提升 创新应用
四、直击高考 达成素养
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4. 某同学用伏安法测绘一额定电压为6V、额定功率为3W的小灯泡的伏安特性曲线，实验所用电压表内阻约为6kΩ，电流表内阻约为1.5Ω，实验中有图(a)和(b)两个电路图供选择。
(1)、实验中得到的电流I和电压U的关系曲线如图(c)所示，该同学选择的电路图是图()(填“a”或“b")。(2)、若选择另一个电路图进行实验，在图（c）上用实线画出实验中应得到的关系曲线的示意图。5. 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10Ω、20Ω、30Ω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Ω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Ω（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Ω。然后调节滑动变阻器R1 ， 测得数据如下表所示：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
(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W1=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W2 ， 则 =（保留至整数）。6. 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（ ， ），直流电流（ ），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Ω（保留三位有效数字）。
7. 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）。
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