专题08 描绘小灯泡的伏安特性曲线——备战2022年高考物理实验专题最后一练（全国通用）

专题08 描绘小灯泡的伏安特性曲线 ★2019-2021年高考真题★ 1．（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）电流表负极与滑动变阻器的右端的位置连接，如图 （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 2．（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）阻值为欧姆表盘读数乘以倍率： （2）①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用平滑曲线画出伏安特性曲线： ③根据图像结合欧姆定律： 所以C选项的电阻较为接近。 3．（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。 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）。 【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