课时测评19 实验：描绘I-U特性曲线-【金版新学案】2025-2026学年高中物理必修第三册同步课堂高效讲义配套练习（教科版）

课时测评19　实验：描绘I-U特性曲线 (时间：30分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1题，此题5分，共5分) 1.为探究小灯泡L的伏安特性，连接好如图所示的电路后闭合开关，通过移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大，直到小灯泡正常发光，由电流表和电压表的读数得到多组数据并描绘出U-I图线，则下列各图正确的是(　　) 答案：C 解析：小灯泡的灯丝是金属电阻丝，其电阻是非线性的，会随温度的升高而变大。开始时电压较低，没有发光，灯丝的温度较低，其电阻变化不明显，所以U-I图像接近直线，但随着电压的不断增大，灯泡发光，温度变化很大，因而其电阻值变化也很大，所以其U-I图像的斜率逐渐变大，故选项C正确。 2．(6分)如图为“测绘小灯泡伏安特性曲线”的实验实物电路图，已知小灯泡额定电压为2.5 V。 (1)完成下列实验步骤： ①闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片， ； ②闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片， ； ③断开开关，……根据实验数据在方格纸上做出小灯泡的伏安特性曲线。 (2)在虚线框中画出与实物电路相应的电路图。 答案：(1)①使它靠近滑动变阻器左端的接线柱 ②增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到其额定电压　(2)见解析图 解析：(1)滑动变阻器为分压式接法，故闭合开关前，灯泡两端的电压为零，调节滑动变阻器的滑片，使它靠近滑动变阻器左端的接线柱。闭合开关后，逐渐移动滑动变阻器的滑片，增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到额定电压。 (2)与实物电路相应的电路图如图所示。 3．(9分)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的器材有： A．小灯泡：规格为“3.8 V　0.3 A” B．电流表：量程0～0.6 A，内阻约为0.5 Ω C．电流表：量程0～3 A，内阻约为0.1 Ω D．电压表：量程0～5 V，内阻约为5 kΩ E．滑动变阻器：阻值范围0～10 Ω，额定电流2 A F．电池组：电动势6 V G．开关一只，导线若干 (1)为了使测量尽可能地准确，需要使小灯泡两端电压从0逐渐增大到3.8 V 且能方便地进行调节，因此电流表应选 。(填器材前的选项符号) (2)根据你选用的实验器材，在虚线框中画出实验电路图，并将如图所示的器材连成实物电路。 答案：(1)B　(2)见解析图 解析：(1)因小灯泡的额定电流为0.3 A，为减小读数误差，应让指针偏角大一些，故电流表选B。 (2)由题知电流表外接且滑动变阻器采用分压式接法，画出电路图如图甲所示，由电路图连接的实物图如图乙所示。 4．(10分)一小灯泡，标有“3 V　0.6 W”字样，现用下面给出的器材测量该小灯泡正常发光时的电阻：电动势为12 V、内阻为1 Ω的电源，最大阻值为5 Ω的滑动变阻器，内阻为1 Ω的电流表，内阻为10 kΩ的电压表，开关一个，导线若干。 (1)在设计电路过程中，为了尽量减小实验误差，电流表应采用 (选填“内接”或“外接”)法。滑动变阻器应采用 (选填“分压式”或“限流式”)接法。 (2)在下面的虚线框内画出你所设计的实验电路图(尽量减小实验误差)。 答案：(1)外接　分压式　(2)见解析图 解析：(1)因小灯泡正常工作时的电阻约为Rx＝＝15 Ω，而电流表、电压表的内阻分别为1 Ω和10 kΩ，满足RV≫Rx，电流表应采用外接法；因实验中小灯泡两端电压只需3 V，而电源电动势为12 V，且滑动变阻器最大阻值较小，所以滑动变阻器应采用分压式接法。 (2)实验电路图如图所示。 5．(10分)某同学在做“测绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，得到如下表所示的一组U-I数据： 编号 1 2 3 4 5 6 7 8 U/V 0.20 0.60 1.00 1.40 1.80 2.20 2.60 3.00 I/A 0.020 0.060 0.100 0.140 0.170 0.190 0.200 0.205 (1)试在图上画出U-I图线。 (2)由作出的U-I图像可知，当U＜1.40 V时，灯丝电压与电流成 比，灯丝电阻 (选填“变大”“变小”或“不变”)；当U＞1.40 V时，灯丝的温度逐渐升高，其电阻随温度升高而 (选填“变大”“变小”或“不变”)。 答案：(1)见解析图　(2)正　不变　变大 解析：(1)在坐标系上描点，然后用平滑的曲线连接，如图所示。 (2)从图像得到，当U＜1.40 V时，灯泡电压与电流成正比，灯丝电阻不变；当U＞1.40 V时，图线斜率逐渐变大，故其电阻随温度的升高而变大。 6．(10分)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，实验提供了小灯泡“2.5 V　0.5 A”、电流表、电压表以及滑动变阻器等实验器材： (1)图甲为实验中某同学连接好的实验电路图，在开关S闭合后，把滑片P从A向B端移动过程中会观察到电压表读数变 (选填“大”或“小”)。 (2)某同学由测出的数据画出I-U图像，如图乙所示，当小灯泡两端电压为1.6 V时，小灯泡的电阻值R＝ Ω，此时小灯泡的实际功率P＝ W。 答案：(1)大　(2)4　0.64 解析：(1)由图示电路图可知，在开关S闭合之前，应把滑动变阻器的滑片P移到A端；实验中滑片P从A向B端移动过程中会观察到电压表读数变大。 (2)由题图乙可知，当U＝1.6 V时，对应的电流为I＝0.40 A，则小灯泡的电阻值为R＝＝ Ω＝4 Ω，灯泡的实际功率为P＝UI＝1.6×0.40 W＝0.64 W。 7．(10分)某同学用如图甲所示的电路，测绘标有“3.8 V　0.3 A”的小灯泡灯丝的电阻R随电压U变化的图像。 (1)除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择： 电流表：A1(量程100 mA，内阻约2 Ω) A2(量程0.6 A，内阻约0.3 Ω) 电压表：V1(量程5 V，内阻约5 kΩ) V2(量程15 V，内组约15 kΩ) 滑动变阻器：R1(阻值范围0～10 Ω) R2(阻值范围0～2 kΩ) 电源：E1(电动势为1.5 V，内阻约为0.2 Ω) E2(电动势为4 V，内阻约为0.04 Ω) 为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表 ，电压表 ，滑动变阻器 ，电源 。(填器材符号) (2)在图乙中用笔画线代替导线，把实验仪器连接成完整的实验电路。 (3)根据实验数据，计算并描绘出R-U的图像如图丙所示。由图像可知，此小灯泡在不工作时，灯丝电阻为 Ω；当所加电压为3 V，灯丝电阻为 Ω。 答案：(1)A2　V1　R1　E2　(2)见解析图 (3)1.5　11.5 解析：(1)电源的电动势要略大于额定电压，故电源应选E2；小灯泡的额定电流为0.3 A，选用的电流表的量程应略大于0.3 A，故电流表应选A2；为减小读数误差，在电压表量程满足条件的前提下，应尽量选择小量程的电压表，故电压表应选V1；为了调节电压方便，应选择小阻值的滑动变阻器，故滑动变阻器应选R1。 (2)根据实验原理图，将实物图连接，其实验电路如图所示。 (3)小灯泡不工作时的电阻，即其两端电压为0时的阻值，由给出的R-U图像可以看出，当小灯泡两端电压为0时所对应的阻值为1.5 Ω；由R-U图像可以看出，当小灯泡两端电压为3 V时，灯丝电阻为11.5 Ω。 学科网（北京）股份有限公司 $