5.实验：描绘 I-U 特性曲线（分层作业）物理教科版2019必修第三册

2.5实验：描绘 I-U 特性曲线 目录 【攻核心·技能提升】 1 一、实验：描绘 I-U 特性曲线 1 8 11 一、实验：描绘 I-U 特性曲线 一、单选题 1．小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，下列说法中正确的是（　　） A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小 B．对应P点，小灯泡的电阻为 C．对应P点，小灯泡的电阻为 D．对应P点，小灯泡的功率为图中梯形所围面积 二、多选题 2．如图所示是小灯泡（灯丝材料是铇）和某种热敏电阻的伏安特性曲线，为两曲线交点．下列说法正确的有（    ）    A．在点状态下，小灯泡和电阻的功率相等 B．在点状态下，小灯泡的阻值比电阻的小 C．曲线是小灯泡的伏安特性曲线，曲线是电阻的伏安特性曲线 D．曲线是电阻的伏安特性曲线，曲线是小灯泡的伏安特性曲线 3．某小灯泡的伏安特性曲线如图所示。若将此小灯泡与两节干电池组成的电池组（电动势、内阻）连接成闭合电路，则（　　） A．小灯泡中的电流为 B．小灯泡两端的电压为 C．小灯泡的工作电阻为 D．小灯泡消耗的电功率为 4．A、B导体的伏安特性曲线如图实线所示，下列判断正确的是（　　） A．A导体的电阻是6Ω B．B导体电阻是2Ω C．当电流为0.3A时，A导体的电阻是6Ω D．当电流为0.3A时，A导体的电阻等于它此时切线的斜率，即18Ω 5．某一导体的伏安特性曲线如图中AB（曲线）所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是（　　） A．B点对应的电阻为12Ω B．B点对应的电阻为40Ω C．工作状态从A变化到了B时，导体的电阻改变了30Ω D．工作状态从A变化到了B时，导体的电阻改变了10Ω 6．对于常温下一根阻值为R的均匀金属丝，其伏安特性曲线如图所示，下列说法中正确的是 A．常温下，若将金属丝均匀拉长为原来的10倍，则电阻变为10R B．常温下，若将金属丝从中点对折起来，电阻变为 C．给金属丝加上的电压逐渐从零增大到，则任一状态下的比值不变 D．金属材料的电阻率随温度的升高而增大 三、实验题 7．某同学想通过测绘小灯泡完整的伏安特性曲线来研究小灯泡的特性。所用器材如下： 待测小灯泡一只（额定电压为，额定电流为）；电压表一个（量程，内阻为）；电流表一个（量程，内阻约为）；定值电阻（阻值为）；定值电阻（阻值为）；滑动变阻器（阻值）；电源（电压为）；开关一个，导线若干。 (1)为测量小灯泡两端的电压，需要将电压表与定值电阻 （填“”或“”） （填“串”或“并”）联。 (2)根据实验目的和提供的器材，将图甲的电路图补充完整。 (3)实验描绘出的小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，由图乙可知，随着小灯泡两端电压增大，灯丝的电阻 （填“增大”“不变”或“减小”）。 8．有一个小灯泡上标有“3V，1.5W”的字样，现在要描绘小灯泡的伏安特性曲线，有下列器材供选用： A．电压表（0～6V，内阻约） B．电压表（0～3V，内阻约） C．电流表（0～0.6A，内阻约） D．电流表（0～0.3A，内阻约） E．滑动变阻器（，0.2A） F．滑动变阻器（，10A） (1)实验中电压表应选用 ，电流表应选用 。（用序号字母表示） (2)为使实验误差尽量减小，要求电压表从零开始变化且多取几组数据，滑动变阻器应选用 。（用序号字母表示） (3)请在下面的方框中画出实验原理图 ；并把电路图补充完整 。 9．某同学从废旧玩具上拆下电池、小电动机、电阻、电容、电感线圈等电子器材，现从这些器材中选取小电动机进行研究，想尽可能精确地描绘出电动机通电后两端电压U和流过内部线圈的电流I的图线，要求包括（0，0）这组数据．准备的实验器材如下： 待测电动机M（额定电压为4.5V）； 电流表A（内阻比较小）； 电压表V（可看成理想电表）； 滑动变阻器R； 电源E（电动势约为6V）； 开关S，导线若干。 (1)请你按实验要求完成图甲实物图的连接。 (2)为了读数简便，该同学每次调节滑动变阻器滑片都让电压表示数变化0.5V，下表为实验记录的数据，试根据表中数据在图乙坐标系上描点后作出电动机两端电压U随电流I的变化图线。 实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 电压U/V 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 电流I/A 0 0.18 0.40 0.61 0.80 0.64 0.75 0.84 0.90 0.93 电动机状态 不转动 转动 (3)由图可知该电动机内部线圈的电阻约为 Ω。（结果保留两位小数） (4)比较第5、6组数据，试说明为什么电动机两端电压U变大了，通过它的电流反而减小了。 (5)为了更精确地描绘电动机在两种状态下工作的图像，在调节滑动变阻器时，有什么好的建议？ 10．有一标称为“”的小灯泡，现要测量其伏安特性。实验室有如下器材供选用： A．直流电源； B．电压表（，内阻约）； C．电流表（，内阻约）； D．电流表（，内阻约）； E．滑动变阻器（最大阻值为； F.滑动变阻器（最大阻值为）； G.开关S，导线若干。 回答下列问题： (1)若某同学设计了如图1所示的电路，则实验中电流表应选 （选填器材前的字母），滑动变阻器应选 （选填器材前的字母），闭合开关S前应将滑片移至最 端（选填“左”或“右”）。 (2)在某次测量中得到电流表读数为，电压表的示数如图2所示，此时小灯泡两端的电压为 V，此组数据得到小灯泡的电阻为 。（保留3位有效数字） (3)实验测得小灯泡的伏安特性曲线如图3所示，从图中可知，小灯泡两端的电压越高，则电阻 （选填“越大”或“越小”），这是因为 。 11．有一标称为“2.5V，0.5W”的小灯泡，现要测量其伏安特性。实验室有如下器材供选用： A．直流电源E（3V）； B．电压表（0~3V，内阻约1200Ω）； C．电流表（0~0.3A，内阻约0.3Ω）； D．电流表（0~0.6A，内阻约0.15Ω）； E．滑动变阻器（最大阻值为5Ω）； F．滑动变阻器（最大阻值为50Ω）； G．开关S，导线若干。 回答下列问题： (1)若某同学设计了如图1所示的电路，则实验中电流表应选 （选填器材前的字母），滑动变阻器应选 （选填器材前的字母），闭合开关S前应将滑片移至最 端（选填“左”或“右”）。 (2)在某次测量中得到电流表读数为0.188A，电压表的示数如图2所示，此时小灯泡两端的电压为 V，此组数据得到小灯泡的电阻为 Ω。（保留3位有效数字） (3)实验测得小灯泡的伏安特性曲线如图3所示，从图中可知，小灯泡两端的电压越高，则电阻 （选填“越大”或“越小”），这是因为 。 (4)若已知加在灯泡上的电压U与通过灯丝的电流I之间的关系为，其中k、n是与灯泡有关的常数。简述通过上述实验确定k、n的方法。 12．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，需测量一个标有“，”灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，现有如下器材： 直流电源（电动势，内阻不计） 电流表A1（量程，内阻约） 电流表A2（量程，内阻约） 电压表V1（量程，内阻约） 电压表V2（量程，内阻约） 滑动变阻器（阻值，定电流2A） 滑动变阻器（阻值，额定电流） 开关、导线若干 （1）实验中电压表应选用 ，电流表应选用 ，滑动变阻器应选用 。（用对应的字母表示） （2）请在下图方框内完成电路图 ，并在图中将相应的实验电路图连接好 。 （3）下图是由实验测得的某电路元件的伏安特性曲线数据，由图线可知该原件的电阻随着电压的增大而 （选填“变大”、“变小”或“不变”），在电压为时，电阻值为 。 一、实验题 1．（23-24高二上·北京顺义·期中）某实验小组研究一白炽灯两端电压与电流的关系，得到了如表所示的一组数据，并描绘出其I−U图线如图中（a）所示。 U（V） 0 0.9 2.4 3.6 5.4 7.2 10.2 14.4 I（mA） 0 45 120 170 210 230 250 265 ①由图线可看出该白炽灯的电阻随电压的增大而 （选填“增大”或“减小”） ②实验还用到了下列器材：直流电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关及导线若干。请在图（b）中以笔划线代替导线按实验要求将实物图补充完整 。 2．（24-25高二下·湖南·期中）某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有： 小灯泡L（额定电压为3.8V，额定电流为0.32A） 电压表（量程3V，内阻为3kΩ） 电流表（量程0.5A，内阻约为0.5Ω） 滑动变阻器（阻值0~5Ω，额定电流为0.5A） 滑动变阻器（阻值0~10Ω，额定电流为1A） 电阻箱（阻值0~9999Ω） 电源E（电动势4.5V，内阻不计） 开关S；导线若干。 (1)该实验要求能够实现在0~3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量，需要将电压表量程扩大至4V，则与电压表串联的电阻箱阻值应调为 Ω； (2)请用笔画线将实物图中的电路补充完整 ； (3)实验所要选择的滑动变阻器是 （填写或）； (4)完成电压换算后描绘的小灯泡伏安特性曲线为上图中的曲线，则可知小灯泡的电阻随电压的增大而 （填写“增大”“不变”或“减小”）； (5)若该同学将一个4Ω的电阻和两个同种上述型号的小灯泡串联后与该电源相连，则一个灯泡的功率为 W（结果保留2位有效数字）。 3．（24-25高二下·浙江温州·期中）某同学要研究一小灯泡L（3.6V，0.30A）的伏安特性。所用器材有：电流表A1（量程200mA，内阻Rg1=10.0Ω），电流表A2（量程500mA，内阻Rg2=1.0Ω）、定值电阻R0（阻值R0=10.0Ω）、滑动变阻器R1（最大阻值10Ω）、电源E（电动势4.5V，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)闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应滑到 （填“左”或“右”）端； (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= ，为保证小灯泡的安全，I1不能超过 mA。 (3)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2位有效数字）。 4．（24-25高二上·上海松江·期中）某研究性学习小组的同学们设计了描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验，待测小灯泡上标有“3.8V，0.3A”字样。要求测量结果尽量精确，并绘制出小灯泡两端电压在0-3.8V范围内完整的伏安特性曲线。 (1)若实验室的电压表、电流表和滑动变阻器都满足实验要求，其中电压表的内阻约电流表的内阻约，则在如图所示的四种实验方案中，应选择______图所示电路进行实验更符合实验要求。（单选） A． B． C． D． (2)小组的同学们正确描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图所示，根据图所示的伏安特性曲线可知，这只小灯泡两端电压由1.0V变化到3.8V的过程中，灯丝的电阻值 。（选填“变大”、“不变”或“变小”） 5．（24-25高二下·四川自贡·期末）某同学设计实验测量一个二极管D正向通电时的伏安特性曲线。供选择的器材有： 待测二极管D（电压范围0~0.65V，电流范围约为0~0.4A） 电源E（电动势为2.0V，内阻较小） 电压表（量程1.0V，内阻约为3kΩ） 电流表（量程0.5A，内阻约为3Ω） 滑动变阻器（最大阻值10Ω） 滑动变阻器（最大阻值200Ω） 电键S及导线若干。 (1)该同学在连接如图的电路时，其中滑动变阻器应该选择 （填“”或“”），导线Q端应该接于 处（填“a”或“b”），导线P端应该接于 处（填“c”或“d”）。 (2)该同学将测得的结果绘制成图像如图，由图得二极管阻值为2.0Ω时，二极管消耗的功率为 W（保留两位有效数字）。若考虑由于电流表内接或外接带来的影响，当二极管的实际阻值为2.0Ω时，二极管实际消耗的功率比该值略 （填“大”或“小”）。 一、实验题 1．（2023·全国甲卷·高考真题）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，电流表内阻约为。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，在答题卡所给图上用实线画出实验中应得到的关系曲线的示意图 。 2．（2025·湖北·模拟预测）某同学利用如图甲所示的电路研究玩具小车上的太阳能电池的伏安特性。 (1)请在图乙的实物图中用笔画线代替导线把电路连接完整 。 (2)连接电路后，闭合开关S，在光照条件和温度不变的情况下，改变电阻箱Rx的阻值，记录电压表示数U和电流表示数I，并多次重复该过程，将实验测得的数据描在U-I坐标系中，如图丙。用平滑曲线连接图丙中的数据点，作出U-I图像 。 (3)该太阳能电池的电动势为 V。若电压表示数为15V，则对应的太阳能电池内阻为 Ω（结果保留三位有效数字）。 (4)不计电表的影响，当Rx和R0的总阻值为100Ω时，由U-I图像可知，该太阳能电池的输出功率为 W（结果保留三位有效数字）。 3．（2025·广东深圳·模拟预测）在描绘热敏电阻（TC）伏安特性曲线的实验中，某小组采用如图甲所示的器材和电路连接，其中电源的电动势E=3.0V，内阻r=0.5Ω，R0是阻值为7.5Ω的定值电阻，电压表V1、V2内阻未知。 (1)为了使热敏电阻两端的电压可从零开始调节，请在图甲中添加一根导线改进该实验。 (2)电路改进完成后，若要使电压表的读数增大，则滑动变阻器的滑片应该向 （填“左”或“右”）端滑动。 (3)若两电压表V1、V2的读数分别为U1、U2，则热敏电阻的阻值RT= （用实验中测得数据的字母表示），该测量值与真实值相比 （填正确答案标号）。 A．偏大    B．偏小     C．相等    D．不确定 (4)实验测得热敏电阻的伏安特性曲线如图乙所示，将该热敏电阻RT、定值电阻R0和电源构成简单闭合回路，则此时热敏电阻的实际电功率为 W（结果保留两位有效数字）。 4．（2025·山西·三模）从玩具车上拆下一个小电动机M，用一节5号干电池为它直接供电，发现电动机并不转动。将两节5号电池串联起来为该电动机直接供电，这时电动机转动起来了，但是转速较低。为较完整地描绘该电机通电后电流与电压的关系，某同学设计了图甲的电路进行实验，图中各器材的规格如下： A．电压表V（量程0~1V，内阻1.0kΩ）； B．电流表A（量程为0~1A，内阻约0.2Ω）； C．滑动变阻器R（最大阻值20Ω，额定电流2.0A）； D．电阻箱R₀（最大阻值9999.9Ω） (1)为完成实验，电阻箱的阻值应调为 （填“2000.0Ω”或“4000.0Ω”）。 (2)正确选择的值后，调节R的滑片使电动机两端的电压逐渐变大，记录电压表V的示数U与电流表A的示数I并描在了图乙中，请在图乙中作出该电动机的I-U图线。 (3)由图乙可知该电动机线圈的电阻为 Ω。（保留两位有效数字） (4)若两节5号电池串联的电动势为3.0V，内阻为0.5Ω，用它为该电机直接供电时，电动机输出的机械功率为 W。（保留两位有效数字） 5．（2025·陕西咸阳·模拟预测）某同学研究一款新型灯泡工作时电流随电压变化的规律。所用器材如下： A．干电池两节（每节电动势，内阻很小） B．灯泡L（额定电压2.5V，内阻约几欧） C．电流表A（量程0~0.6A，内阻不计） D．电压表V（量程0~3V） E.滑动变阻器R（最大阻值为5Ω） F.开关一个及导线若干 (1)为了使灯泡两端的电压可以从零开始变化，请在图甲中补全电路图。 (2)该同学通过实验绘制了通过灯泡的电流随其两端电压变化的图像如图乙所示，则灯泡的额定功率 W。（保留两位有效数字） (3)如果将该灯泡直接接到电动势、内阻的电源两端，则该灯泡此时的阻值 Ω。（保留三位有效数字） 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2.5实验：描绘 I-U 特性曲线 目录 【攻核心·技能提升】 1 一、实验：描绘 I-U 特性曲线 1 15 21 一、实验：描绘 I-U 特性曲线 一、单选题 1．小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，下列说法中正确的是（　　） A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小 B．对应P点，小灯泡的电阻为 C．对应P点，小灯泡的电阻为 D．对应P点，小灯泡的功率为图中梯形所围面积 【答案】B 【详解】A．根据欧姆定律有 可知，图像中，图像的切线的斜率的绝对值表示该相应电压时小灯泡的电阻的倒数，根据图像可知，随着所加电压的增大，图像切线的斜率的绝对值减小，即小灯泡的电阻增大，故A错误； BC．根据欧姆定律有 可知，图像中某点与坐标原点连线的斜率表示该状态的电阻，则有 则有 故B正确，C错误； D．小灯泡消耗的功率为 可知，对应P点，小灯泡的功率为图中矩形所围面积，故D错误。 故选B。 二、多选题 2．如图所示是小灯泡（灯丝材料是铇）和某种热敏电阻的伏安特性曲线，为两曲线交点．下列说法正确的有（    ）    A．在点状态下，小灯泡和电阻的功率相等 B．在点状态下，小灯泡的阻值比电阻的小 C．曲线是小灯泡的伏安特性曲线，曲线是电阻的伏安特性曲线 D．曲线是电阻的伏安特性曲线，曲线是小灯泡的伏安特性曲线 【答案】AC 【详解】AB．题图中的点，小灯泡和热敏电阻的电流和电压都相等，根据欧姆定律可知，小灯泡和热敏电阻的阻值相等，两者功率也相等，故A正确，B错误； CD．随着电压的增加，元件的热功率增加，温度升高，从题图可以看出，随着温度升高，曲线对应电阻减小，曲线对应电阻增加，小灯泡的电阻随温度的升高而增大，故曲线是热敏电阻的伏安特性曲线，曲线是小灯泡的伏安特性曲线，故D错误，C正确。 故选AC。 3．某小灯泡的伏安特性曲线如图所示。若将此小灯泡与两节干电池组成的电池组（电动势、内阻）连接成闭合电路，则（　　） A．小灯泡中的电流为 B．小灯泡两端的电压为 C．小灯泡的工作电阻为 D．小灯泡消耗的电功率为 【答案】CD 【详解】将此小灯泡与两节干电池组成的电池组（电动势、内阻）连接成闭合电路，则 E=U+Ir 即 U=3-2.5I 将此函数关系图像画在灯泡的U-I图像上，则交点即为该灯泡的工作点，由图可知U=2.0V I=0.4A，则小灯泡中的电流为0.4A，两端电压为2.0V；小灯泡的工作电阻为 小灯泡消耗的电功率为 故选CD。 4．A、B导体的伏安特性曲线如图实线所示，下列判断正确的是（　　） A．A导体的电阻是6Ω B．B导体电阻是2Ω C．当电流为0.3A时，A导体的电阻是6Ω D．当电流为0.3A时，A导体的电阻等于它此时切线的斜率，即18Ω 【答案】BC 【详解】A．导体A的伏安特性曲线是曲线，所以A的电阻值随温度产生变化，不是定值，A错误； B．导体B的伏安特性曲线是直线，由欧姆定律，B导体电阻是 B正确； C．当电流为0.3A时，A导体的电阻是 C正确； D．当电流为0.3A时，A导体的电阻应等于该点与坐标原点的连线的斜率，而不等于它此时切线的斜率，D错误。 故选BC。 5．某一导体的伏安特性曲线如图中AB（曲线）所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是（　　） A．B点对应的电阻为12Ω B．B点对应的电阻为40Ω C．工作状态从A变化到了B时，导体的电阻改变了30Ω D．工作状态从A变化到了B时，导体的电阻改变了10Ω 【答案】BD 【详解】AB．B点对应的电阻为 选项A错误，B正确； CD．A点对应的电阻为 故工作状态从A变化到了B时，导体的电阻改变了，选项C错误，D正确。 故选BD。 6．对于常温下一根阻值为R的均匀金属丝，其伏安特性曲线如图所示，下列说法中正确的是 A．常温下，若将金属丝均匀拉长为原来的10倍，则电阻变为10R B．常温下，若将金属丝从中点对折起来，电阻变为 C．给金属丝加上的电压逐渐从零增大到，则任一状态下的比值不变 D．金属材料的电阻率随温度的升高而增大 【答案】BD 【详解】A：常温下，若将金属丝均匀拉长为原来的10倍，横截面积减小为，电阻率不变，根据电阻定律，电阻增大为100倍．故A项错误． B：常温下，若将金属丝从中点对折起来，长度变为一半，横截面积变为2倍，电阻率不变，根据电阻定律，电阻变为．故B项正确． C：给金属丝加上的电压逐渐从零增大到，由图象可得金属丝电阻变大．故C项错误． D：给金属丝加上的电压逐渐从零增大到，由于电功率增加，导致温度会略有升高，由图象得金属丝电阻变大，又横截面积和长度均不变，则金属电阻率会随温度的升高而增大．故D项正确． 【点睛】金属电阻率会随温度的升高而增大，随温度的降低而降低，当温度降低到绝对零度附近时，电阻率会突然降为零，发生超导现象． 三、实验题 7．某同学想通过测绘小灯泡完整的伏安特性曲线来研究小灯泡的特性。所用器材如下： 待测小灯泡一只（额定电压为，额定电流为）；电压表一个（量程，内阻为）；电流表一个（量程，内阻约为）；定值电阻（阻值为）；定值电阻（阻值为）；滑动变阻器（阻值）；电源（电压为）；开关一个，导线若干。 (1)为测量小灯泡两端的电压，需要将电压表与定值电阻 （填“”或“”） （填“串”或“并”）联。 (2)根据实验目的和提供的器材，将图甲的电路图补充完整。 (3)实验描绘出的小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，由图乙可知，随着小灯泡两端电压增大，灯丝的电阻 （填“增大”“不变”或“减小”）。 【答案】(1) 串 (2)见解析 (3)增大 【详解】（1）[1][2]小灯泡的额定电压为，则电压表需要与定值电阻串联，串联后电压表量程为。 （2）待测灯泡电阻 由于 因此选择电流表外接法，电路图如图所示 （3）在图像中，图线上的点与坐标原点连线的斜率为电阻的倒数，由题图乙可知，随着小灯泡两端电压增大，灯丝的电阻增大。 8．有一个小灯泡上标有“3V，1.5W”的字样，现在要描绘小灯泡的伏安特性曲线，有下列器材供选用： A．电压表（0～6V，内阻约） B．电压表（0～3V，内阻约） C．电流表（0～0.6A，内阻约） D．电流表（0～0.3A，内阻约） E．滑动变阻器（，0.2A） F．滑动变阻器（，10A） (1)实验中电压表应选用 ，电流表应选用 。（用序号字母表示） (2)为使实验误差尽量减小，要求电压表从零开始变化且多取几组数据，滑动变阻器应选用 。（用序号字母表示） (3)请在下面的方框中画出实验原理图 ；并把电路图补充完整 。 【答案】(1) B C (2)F (3) 【详解】（1）[1]小灯泡的额定电压为3V，为了测量的准确，电压表选择量程的。 故选B。 [2]小灯泡的额定电流 为了测量准确，电流表选择量程的。 故选C。 （2）由题意要求可知，电压从零开始变化，并要多测几组数据，故只能采用滑动变阻器分压接法，而分压接法中应选总阻值小的滑动变阻器。 故选F。 （3）[1]电压表远大于灯泡内阻，应采用电流表外接法；测量小灯泡的伏安特性曲线，电压和电流需从零开始测起，则滑动变阻器采用分压式接法；所以实验原理图为 [2]根据实验原理图，实物电路如图所示 9．某同学从废旧玩具上拆下电池、小电动机、电阻、电容、电感线圈等电子器材，现从这些器材中选取小电动机进行研究，想尽可能精确地描绘出电动机通电后两端电压U和流过内部线圈的电流I的图线，要求包括（0，0）这组数据．准备的实验器材如下： 待测电动机M（额定电压为4.5V）； 电流表A（内阻比较小）； 电压表V（可看成理想电表）； 滑动变阻器R； 电源E（电动势约为6V）； 开关S，导线若干。 (1)请你按实验要求完成图甲实物图的连接。 (2)为了读数简便，该同学每次调节滑动变阻器滑片都让电压表示数变化0.5V，下表为实验记录的数据，试根据表中数据在图乙坐标系上描点后作出电动机两端电压U随电流I的变化图线。 实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 电压U/V 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 电流I/A 0 0.18 0.40 0.61 0.80 0.64 0.75 0.84 0.90 0.93 电动机状态 不转动 转动 (3)由图可知该电动机内部线圈的电阻约为 Ω。（结果保留两位小数） (4)比较第5、6组数据，试说明为什么电动机两端电压U变大了，通过它的电流反而减小了。 (5)为了更精确地描绘电动机在两种状态下工作的图像，在调节滑动变阻器时，有什么好的建议？ 【答案】(1) (2) (3)2.50 (4)见解析 (5)见解析 【详解】（1）实验要求包括（0，0）这组数据，所以滑动变阻器应该使用分压式接法，由于电压表可看成理想电表，所以电流表用外接法，连接实物图如图甲所示 （2）根据描点法作出图像，如图乙所示 （3）电动机不转动时为纯电阻，根据图像的斜率表示电阻可知电动机内部线圈的电阻约为 （4）根据可知，第5、6组数据功率相同，但测出第5组数据时电动机不转动，为纯电阻，热功率为1.6W，而测出第6组数据时电动机已经转动，输入功率相同，有部分转化为机械功率，热功率减小，所以电流较小。 （5）在采集好5组数据后，应减小调节滑动变阻器的范围，在此区间内多采集几组数据。 10．有一标称为“”的小灯泡，现要测量其伏安特性。实验室有如下器材供选用： A．直流电源； B．电压表（，内阻约）； C．电流表（，内阻约）； D．电流表（，内阻约）； E．滑动变阻器（最大阻值为； F.滑动变阻器（最大阻值为）； G.开关S，导线若干。 回答下列问题： (1)若某同学设计了如图1所示的电路，则实验中电流表应选 （选填器材前的字母），滑动变阻器应选 （选填器材前的字母），闭合开关S前应将滑片移至最 端（选填“左”或“右”）。 (2)在某次测量中得到电流表读数为，电压表的示数如图2所示，此时小灯泡两端的电压为 V，此组数据得到小灯泡的电阻为 。（保留3位有效数字） (3)实验测得小灯泡的伏安特性曲线如图3所示，从图中可知，小灯泡两端的电压越高，则电阻 （选填“越大”或“越小”），这是因为 。 【答案】(1) C E 左 (2) 2.50 13.3 (3) 越大 电压越高，温度越高，则电阻越大 【详解】（1）[1][2]灯泡的额定电流为0.2A，则实验中电流表应选C，滑动变阻器要接成分压电路，则应选阻值较小的E； [3]闭合开关S前应将滑片移至最左端。 （2）[1][2]此时小灯泡两端的电压为2.50V，此组数据得到小灯泡的电阻为 （3）[1][2]根据则I-U图像斜率的倒数等于电阻，则从图中可知，小灯泡两端的电压越高，则电阻越大，这是因为电压越高，温度越高，则电阻越大。 11．有一标称为“2.5V，0.5W”的小灯泡，现要测量其伏安特性。实验室有如下器材供选用： A．直流电源E（3V）； B．电压表（0~3V，内阻约1200Ω）； C．电流表（0~0.3A，内阻约0.3Ω）； D．电流表（0~0.6A，内阻约0.15Ω）； E．滑动变阻器（最大阻值为5Ω）； F．滑动变阻器（最大阻值为50Ω）； G．开关S，导线若干。 回答下列问题： (1)若某同学设计了如图1所示的电路，则实验中电流表应选 （选填器材前的字母），滑动变阻器应选 （选填器材前的字母），闭合开关S前应将滑片移至最 端（选填“左”或“右”）。 (2)在某次测量中得到电流表读数为0.188A，电压表的示数如图2所示，此时小灯泡两端的电压为 V，此组数据得到小灯泡的电阻为 Ω。（保留3位有效数字） (3)实验测得小灯泡的伏安特性曲线如图3所示，从图中可知，小灯泡两端的电压越高，则电阻 （选填“越大”或“越小”），这是因为 。 (4)若已知加在灯泡上的电压U与通过灯丝的电流I之间的关系为，其中k、n是与灯泡有关的常数。简述通过上述实验确定k、n的方法。 【答案】(1) C E 左 (2) 2.50 13.3 (3) 越大 见解析 (4)见解析 【详解】（1）[1]小灯泡的额定电流为 两个直流电流表虽然量程都大于0.2A，但为了能够让指针偏转适度从而读数精确，应选择C。 [2][3]滑动变阻器应采用分压式接法，为了能够便于控制分压，应选择最大阻值较小的E。为了保护电路，闭合开关S前应将滑片移至最左端。 （2）[1]电路图中电压表与小灯泡并联，此时小灯泡两端的电压为2.50V。 [2]此组数据得到小灯泡的电阻为 （3）[1][2]根据 结合图像可知图线的斜率与电阻关系为 所以小灯泡两端的电压越大，温度越高，电阻率越大，故电阻越大。 （4）通过上述实验确定k、n的方法：在I-U图像中取几组数据，代入 计算出k、n的几组值，再取平均值，以减小误差。 12．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，需测量一个标有“，”灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，现有如下器材： 直流电源（电动势，内阻不计） 电流表A1（量程，内阻约） 电流表A2（量程，内阻约） 电压表V1（量程，内阻约） 电压表V2（量程，内阻约） 滑动变阻器（阻值，定电流2A） 滑动变阻器（阻值，额定电流） 开关、导线若干 （1）实验中电压表应选用 ，电流表应选用 ，滑动变阻器应选用 。（用对应的字母表示） （2）请在下图方框内完成电路图 ，并在图中将相应的实验电路图连接好 。 （3）下图是由实验测得的某电路元件的伏安特性曲线数据，由图线可知该原件的电阻随着电压的增大而 （选填“变大”、“变小”或“不变”），在电压为时，电阻值为 。 【答案】 V1 A2 R1 变大 【详解】（1）[1][2][3]因为灯泡的额定电压为3V，则电压表选择V1；灯泡的额定电流为 则电流表选择A2；在实验中需要调节电压范围更大，则滑动变阻器要用分压接法，故滑动变阻器选择R1。 （2）[4]描绘灯泡的伏安特性曲线，滑动变阻器用分压式接法，灯泡电阻约为 且 所以电流表用外接法。电路图如图所示 [5]根据电路图连接实物图，如图所示 （3）[6]题中图线上的点与原点连线的斜率的倒数表示灯泡的电阻，随着温度升高，图线上的点与原点连线的斜率减小，灯泡阻值变大； [7]根据欧姆定律可知，在电压为时，电阻值为 一、实验题 1．（23-24高二上·北京顺义·期中）某实验小组研究一白炽灯两端电压与电流的关系，得到了如表所示的一组数据，并描绘出其I−U图线如图中（a）所示。 U（V） 0 0.9 2.4 3.6 5.4 7.2 10.2 14.4 I（mA） 0 45 120 170 210 230 250 265 ①由图线可看出该白炽灯的电阻随电压的增大而 （选填“增大”或“减小”） ②实验还用到了下列器材：直流电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关及导线若干。请在图（b）中以笔划线代替导线按实验要求将实物图补充完整 。 【答案】 增大 【详解】①[1]因图像上的点与原点连线的斜率的倒数等于电阻，可知随电压的增加，图像上的点与原点连线的斜率逐渐减小，则白炽灯的电阻随电压的增大而增大。 ②[2]电路采用电流表外接电路，滑动变阻器用分压电路，电路连线如图 2．（24-25高二下·湖南·期中）某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有： 小灯泡L（额定电压为3.8V，额定电流为0.32A） 电压表（量程3V，内阻为3kΩ） 电流表（量程0.5A，内阻约为0.5Ω） 滑动变阻器（阻值0~5Ω，额定电流为0.5A） 滑动变阻器（阻值0~10Ω，额定电流为1A） 电阻箱（阻值0~9999Ω） 电源E（电动势4.5V，内阻不计） 开关S；导线若干。 (1)该实验要求能够实现在0~3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量，需要将电压表量程扩大至4V，则与电压表串联的电阻箱阻值应调为 Ω； (2)请用笔画线将实物图中的电路补充完整 ； (3)实验所要选择的滑动变阻器是 （填写或）； (4)完成电压换算后描绘的小灯泡伏安特性曲线为上图中的曲线，则可知小灯泡的电阻随电压的增大而 （填写“增大”“不变”或“减小”）； (5)若该同学将一个4Ω的电阻和两个同种上述型号的小灯泡串联后与该电源相连，则一个灯泡的功率为 W（结果保留2位有效数字）。 【答案】(1)1000 (2) (3) (4)增大 (5)0.38~0.44 【详解】（1）电压表量程为3V，要求能够实现在0~3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量，需要给电压表串联一个定值电阻扩大量程至4V， 解得 （2）题目中要求小灯泡两端电压从零开始，故滑动变阻器用分压式接法；因电压表内阻已知，况且小灯泡的电阻 所以 可知应采用电流表外接，电路连线如图 （3）若选择，则通过滑动变阻器的电流，故只能选择； （4）由图像知，图像中的点与坐标原点连线的斜率在减小，表示灯泡的电阻随电流的增大而增大。 （5）设小灯泡的电压为U，电流为I，由 得 作出图线如图所示。 （0.38~0.44W均给分）。 3．（24-25高二下·浙江温州·期中）某同学要研究一小灯泡L（3.6V，0.30A）的伏安特性。所用器材有：电流表A1（量程200mA，内阻Rg1=10.0Ω），电流表A2（量程500mA，内阻Rg2=1.0Ω）、定值电阻R0（阻值R0=10.0Ω）、滑动变阻器R1（最大阻值10Ω）、电源E（电动势4.5V，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)闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应滑到 （填“左”或“右”）端； (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= ，为保证小灯泡的安全，I1不能超过 mA。 (3)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2位有效数字）。 【答案】(1)右 (2) I1(Rg1+R0) 180 (3)8.0 【详解】（1）闭合开关S前，为了保证电流表安全，滑动变阻器的滑片应滑到右端，使电流表示数从0开始调节。 （2）[1]由电路图可知小灯泡两端的电压为 [2]为保证小灯泡的安全，应有 代入数据解得 可知I1不能超过180mA。 （3）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，根据欧姆定律有 可得 如果用另一个电阻替代定值电阻R0，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8.0Ω。 4．（24-25高二上·上海松江·期中）某研究性学习小组的同学们设计了描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验，待测小灯泡上标有“3.8V，0.3A”字样。要求测量结果尽量精确，并绘制出小灯泡两端电压在0-3.8V范围内完整的伏安特性曲线。 (1)若实验室的电压表、电流表和滑动变阻器都满足实验要求，其中电压表的内阻约电流表的内阻约，则在如图所示的四种实验方案中，应选择______图所示电路进行实验更符合实验要求。（单选） A． B． C． D． (2)小组的同学们正确描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图所示，根据图所示的伏安特性曲线可知，这只小灯泡两端电压由1.0V变化到3.8V的过程中，灯丝的电阻值 。（选填“变大”、“不变”或“变小”） 【答案】(1)A (2)变大 【详解】（1）实验中要求绘制出小灯泡两端电压在0～3.8V范围内完整的伏安特性曲线。则必须采用滑动变阻器分压接法；而由于灯泡内阻较小，故应采用电流表外接法。 故选A。 （2）根据I－U图线的割线斜率表示电阻的倒数，知电阻随电压的增大而变大。 5．（24-25高二下·四川自贡·期末）某同学设计实验测量一个二极管D正向通电时的伏安特性曲线。供选择的器材有： 待测二极管D（电压范围0~0.65V，电流范围约为0~0.4A） 电源E（电动势为2.0V，内阻较小） 电压表（量程1.0V，内阻约为3kΩ） 电流表（量程0.5A，内阻约为3Ω） 滑动变阻器（最大阻值10Ω） 滑动变阻器（最大阻值200Ω） 电键S及导线若干。 (1)该同学在连接如图的电路时，其中滑动变阻器应该选择 （填“”或“”），导线Q端应该接于 处（填“a”或“b”），导线P端应该接于 处（填“c”或“d”）。 (2)该同学将测得的结果绘制成图像如图，由图得二极管阻值为2.0Ω时，二极管消耗的功率为 W（保留两位有效数字）。若考虑由于电流表内接或外接带来的影响，当二极管的实际阻值为2.0Ω时，二极管实际消耗的功率比该值略 （填“大”或“小”）。 【答案】(1) (2) 0.18 小 【详解】（1）[1][2][3]为描绘二极管的伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，故滑动变阻器采用分压式接法，所以导线Q端应该接于处；因二极管D正向通电时电阻较小，故电流表采用外接法，故导线P端应该接于处；为方便实验操作，滑动变阻器应选择最大阻值较小的，故选。 （2）[1]根据 可知当二极管阻值为2.0Ω时，则电压为电流的两倍，对比图中数据，满足条件的数据为当电流为0.3A时，电压为0.6V，且在待测二极管D的电压范围和电流范围内，则二极管消耗的功率为 [2]由于采用了电流表的外接法，故实际流过二极管的电流小于电流表的示数，实际电压等于电压表的示数，根据 可知当二极管的实际阻值为2.0Ω时，二极管实际消耗的功率比该值略小。 一、实验题 1．（2023·全国甲卷·高考真题）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，电流表内阻约为。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，在答题卡所给图上用实线画出实验中应得到的关系曲线的示意图 。 【答案】 a 【详解】（1）[1] 灯泡的额定电流为 灯泡正常发光时的电阻为 图(a)中电流表外接，则电压表读数为6V时，电压表和灯泡并联，两者阻值为 则小灯泡正常发光时，流过小灯泡的电流非常接近电流表示数，电流表的读数略大于500mA； 图(b)中电流表内接，则电压表读数为6V时，电流表读数小于500mA。电流表读数为500mA时，对应的电压表读数为 故根据图(c)的数据可得，该同学选择的电路图是图(a)。 [2]若选用另一个电路图即图（b）实验，会有 U = U灯＋IRA 根据图(c)曲线可得，电流分别为200mA、300mA、500mA时，U灯为1.0V、2.0V、6.0V，可知对应的电压应为1.3V、2.45V、6.75V，描点连线有 2．（2025·湖北·模拟预测）某同学利用如图甲所示的电路研究玩具小车上的太阳能电池的伏安特性。 (1)请在图乙的实物图中用笔画线代替导线把电路连接完整 。 (2)连接电路后，闭合开关S，在光照条件和温度不变的情况下，改变电阻箱Rx的阻值，记录电压表示数U和电流表示数I，并多次重复该过程，将实验测得的数据描在U-I坐标系中，如图丙。用平滑曲线连接图丙中的数据点，作出U-I图像 。 (3)该太阳能电池的电动势为 V。若电压表示数为15V，则对应的太阳能电池内阻为 Ω（结果保留三位有效数字）。 (4)不计电表的影响，当Rx和R0的总阻值为100Ω时，由U-I图像可知，该太阳能电池的输出功率为 W（结果保留三位有效数字）。 【答案】(1) (2) (3) 18.0 20.0 (4)2.25 【详解】（1）根据电路图将实物连接如下 （2）将对应点迹用平滑的曲线连接如下 （3）由图丙可知 当输出电压时，对应的电流 根据 解得 （4）在图像中做出电阻的图像如下图 交点读出， 故其功率 3．（2025·广东深圳·模拟预测）在描绘热敏电阻（TC）伏安特性曲线的实验中，某小组采用如图甲所示的器材和电路连接，其中电源的电动势E=3.0V，内阻r=0.5Ω，R0是阻值为7.5Ω的定值电阻，电压表V1、V2内阻未知。 (1)为了使热敏电阻两端的电压可从零开始调节，请在图甲中添加一根导线改进该实验。 (2)电路改进完成后，若要使电压表的读数增大，则滑动变阻器的滑片应该向 （填“左”或“右”）端滑动。 (3)若两电压表V1、V2的读数分别为U1、U2，则热敏电阻的阻值RT= （用实验中测得数据的字母表示），该测量值与真实值相比 （填正确答案标号）。 A．偏大    B．偏小     C．相等    D．不确定 (4)实验测得热敏电阻的伏安特性曲线如图乙所示，将该热敏电阻RT、定值电阻R0和电源构成简单闭合回路，则此时热敏电阻的实际电功率为 W（结果保留两位有效数字）。 【答案】(1) (2)左 (3) D (4)0.28/0.27 【详解】（1）为了使热敏电阻两端的电压可从零开始调节，滑动变阻器应采用分压接法，如图所示 （2）电路改进完成后，若要使电压表的读数增大，由实物图可知，滑动变阻器的滑片应该向左端滑动。 （3）[1]若两电压表、的读数分别为、，由于与串联，则有 可得热敏电阻的阻值为 [2]由于电压表、的内阻大小关系未知，则中电流的真实值与测量值的大小关系无法判断，则不能确定的测量值与真实值的大小关系。 故选D。 （4）[2]将该热敏电阻、定值电阻和电源构成简单闭合回路，设两端电压为，电流为，根据闭合电路欧姆定律可得 可得 在热敏电阻的伏安特性曲线中画出对应的图线，如图所示 由图中交点可知，，则热敏电阻的实际电功率为 4．（2025·山西·三模）从玩具车上拆下一个小电动机M，用一节5号干电池为它直接供电，发现电动机并不转动。将两节5号电池串联起来为该电动机直接供电，这时电动机转动起来了，但是转速较低。为较完整地描绘该电机通电后电流与电压的关系，某同学设计了图甲的电路进行实验，图中各器材的规格如下： A．电压表V（量程0~1V，内阻1.0kΩ）； B．电流表A（量程为0~1A，内阻约0.2Ω）； C．滑动变阻器R（最大阻值20Ω，额定电流2.0A）； D．电阻箱R₀（最大阻值9999.9Ω） (1)为完成实验，电阻箱的阻值应调为 （填“2000.0Ω”或“4000.0Ω”）。 (2)正确选择的值后，调节R的滑片使电动机两端的电压逐渐变大，记录电压表V的示数U与电流表A的示数I并描在了图乙中，请在图乙中作出该电动机的I-U图线。 (3)由图乙可知该电动机线圈的电阻为 Ω。（保留两位有效数字） (4)若两节5号电池串联的电动势为3.0V，内阻为0.5Ω，用它为该电机直接供电时，电动机输出的机械功率为 W。（保留两位有效数字） 【答案】(1)4000.0Ω (2) (3)2.5 (4)0.61（0.53~0.65） 【详解】（1）由题意知，将两节5号电池串联起来为该电动机直接供电，电动机转动但转速较低，说明该电动机额定电压大于3V。由电表扩程知识易知，R₀的阻值调为2000.0Ω，改装后电压表和电阻箱两端最大电压为3.0V，R₀的阻值调为4000.0Ω，改装后电压表和电阻箱两端最大电压为5.0V。因此，探究该额定电压大于3V的电机通电后电流与电压的关系，电压表串联电阻箱后两端最大电压应大于3V，故选4000.0Ω。 （2）作出该电动机的I-U图线如图。 （3）由图乙可知，当电压表的电压小于0.45V时，电动机不转为纯电阻 由欧姆定律得该电动机内线圈的电阻为 （4）若两节5号电池串联的电动势为3.0V，内阻为0.5Ω 由闭合电路欧姆定律得路端电压随电流变化的关系为 对应图乙中电压表示数与电流表示数关系为 作出图线如图所示，两图线交点对应为实际电压和电流 则电动机的功率 电动机发热功率 电动机输出的机械功率为 【点睛】 5．（2025·陕西咸阳·模拟预测）某同学研究一款新型灯泡工作时电流随电压变化的规律。所用器材如下： A．干电池两节（每节电动势，内阻很小） B．灯泡L（额定电压2.5V，内阻约几欧） C．电流表A（量程0~0.6A，内阻不计） D．电压表V（量程0~3V） E.滑动变阻器R（最大阻值为5Ω） F.开关一个及导线若干 (1)为了使灯泡两端的电压可以从零开始变化，请在图甲中补全电路图。 (2)该同学通过实验绘制了通过灯泡的电流随其两端电压变化的图像如图乙所示，则灯泡的额定功率 W。（保留两位有效数字） (3)如果将该灯泡直接接到电动势、内阻的电源两端，则该灯泡此时的阻值 Ω。（保留三位有效数字） 【答案】(1)见解析图 (2)1.2 (3)3.03（2.94~3.13） 【详解】（1）为了使灯泡两端的电压可以从零开始变化，滑动变阻器需要采用分压式接法；因电流表内阻不计，故电流表采用内接法，电路图如图所示。 （2）由图乙可知，灯泡两端电压为额定电压时的电流 则灯泡的额定功率 （3）在灯泡的伏安特性曲线中作出电源的伏安特性曲线，如图所示 由图可知，此时灯泡两端的电压 电流 则此时灯泡的电阻 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$