11.2 导体的电阻 同步练习 --2025-2026学年下学期高一物理人教版必修第三册

**基本信息** 本同步练习聚焦“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验，通过7道梯度题设计，覆盖器材选择、电路设计、误差分析及综合应用，强化科学探究与科学思维素养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础操作层|滑动变阻器/电表选择、电路连接、滑片位置|以常规实验情境为主，如第1题器材选择与电路补充，夯实实验基本技能| |方法应用层|I-U图像分析、误差比较（内外接）、电阻计算|引入两种测量方案对比（如第2题O、P/Q点电压测量），培养科学推理能力| |综合拓展层|非纯电阻电路（电动机）、多电源功率计算、方案评估|结合电动机伏安特性（第6题）及多方案误差分析（第7题），提升综合应用能力|

11.2导体的电阻之描绘小灯泡的伏安特性曲线 一、实验题 1．物理兴趣小组研究某小灯泡的伏安特性，实验室可提供的器材：小灯泡（额定电压为3.0V），直流电源（4.5V）、滑动变阻器R1（最大阻值为5Ω）、滑动变阻器R2（最大阻值为1kΩ）、量程合适的电压表和电流表、开关和导线若干。 (1)滑动变阻器应选择 （选填“R1”或“R2”）； (2)为了尽可能减小实验误差，且要求小灯泡两端电压能够在0~3V变化，请将实物图补充完整 ； (3)闭合开关前，应把滑动变阻器滑片移到 （填“a”或“b”）端； (4)小组同学正确完成了实验操作，将实验数据描点作图，得到I-U图像，如图乙所示。当小灯泡两端加2.0V电压时，小灯泡的电阻R= Ω（结果保留两位有效数字）； (5)将该小灯泡接到电动势为3V、内阻为5Ω的另一电源E0上。则小灯泡的实际功率为 W（结果保留2位有效数字）。 2．小峰同学要测量一只额定电压为的小灯泡的额定功率，准备的器材如下： A．电压表（量程为，内阻约为）： B．电流表A（量程为，内阻约为）； C．滑动变阻器（阻值范围为，额定电流为）； D．电池组（电动势为，内阻不计）； E.开关和导线若干。 小峰同学的测量方案如下：首先将电压表接在如题图甲所示电路的O、P两点之间，改变滑动变阻器接入电路的阻值，记录下多组电流表和电压表的示数，最后描点作图得到题图乙中的I图线；然后将电压表接在O、Q两点之间，改变滑动变阻器接入电路的阻值，记录下多组电流表和电压表的示数，得到题图乙中的II图像。请回答下列问题： (1)正确连接电路，闭合开关前滑动变阻器应该置于最 端。（选填“左”和“右”） (2)根据图乙中的图线可知，小灯泡的电阻值随着小灯泡两端电压的增大而 。（选填“增大”、“减小”或“不变”） (3)小峰同学根据小灯泡的额定电压，分别从图乙中I、II图线找到相应数据计算出了小灯泡的额定功率和，则 更接近小灯泡真实的额定功率。（选填“”和“”） (4)小峰同学还发现可以通过以上器材和图乙的两条图线，准确测量干电池的内阻，他将小灯泡和电压表并联，接在一节电动势为1.5V的干电池两端，读出电压表的示数为1.4V，则该干电池的内阻为 。（保留两位有效数字） 3．某同学用伏安法测绘一小灯泡的伏安特性曲线，可用的器材如下： 待测小灯泡，标有“2.8V，1.4W” 电压表V（量程3V，内阻约为2KΩ） 电流表A1（量程0.3A，内阻约为0.1Ω） 电流表A2（量程0.6A，内阻约为0.2Ω） 滑动变阻器R1（阻值0~1000Ω） 滑动变阻器R2（阻值0~10Ω） 直流电源E（3V，内阻不计） 开关S；导线若干。 (1)电流表选择 （选填“A1”或“A2”），滑动变阻器选择 （选填“R1”或“R2”）。 (2)该同学通过实验测出多组数据，做出该灯泡的I-U图像如图甲所示，则该灯泡的电阻随电压的增加而 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 (3)请将虚线框乙内的实验电路图补充完整 。 (4)如果把两个这样相同的小灯泡串联后接到一电动势为5V、内阻为10Ω的电源两端，则每个小灯泡消耗的功率为 W（结果保留两位有效数字）。 4．要描绘一个标有“，”字样的小灯泡的伏安特性曲线，要求小灯泡两端的电压可以由零逐渐增加到，且便于操作。实验室可以提供的器材有： A．电流表（量程250mA，内阻约） B．电流表（量程3A，内阻约） C．电压表V（量程3V，内阻约） D．滑动变阻器（阻值，额定电流2A） E．滑动变阻器（阻值，额定电流1A） F．电源（，内阻不计） H．开关、导线若干 回答下列问题： (1)实验过程中，电流表应选 ，滑动变阻器应选 （填仪器前面的字母代号）； (2)在开关S闭合以前，图甲中滑动变阻器的滑片应置于 端（选填“a”或“b”）； (3)为了测量数据尽可能准确，图甲中导线c应接到 点（选填“1”或“2”），由于电表不是理想电表，造成这种接法测得的小灯泡的电阻 真实值（选填“小于”“等于”或“大于”）； (4)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。如果将这个小灯泡接到电动势为3.0V，内阻为的电源两端，小灯泡的实际功率是 W（计算结果保留2位有效数字）。 5．有一个额定电压为2.8V，功率约为0.8W的小灯泡，现要用伏安法描绘这个灯泡的I－U图象，有下列器材供选用： A．电压表（0～3 V，内阻6 kΩ） B．电压表（0～15 V，内阻30 kΩ） C．电流表（0～3 A，内阻0.1 Ω） D．电流表（0～0.6 A，内阻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．直流电源（电动势4.5 V，内阻不计） (1)用如图甲所示的电路进行测量，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)通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，由图象可求得此灯泡在正常工作时的电阻为 Ω。 (3)若将此灯泡与输出电压恒为6 V的电源相连，要使灯泡正常发光，需串联一个阻值为 Ω的电阻。（结果保留3位有效数字） 6．某实验小组研究额定电压为的小电风扇的电动机工作特性． (1)实验中，为使电动机的电压从零开始增大，应选择电路 （选填“甲”或“乙”）。 (2)正确选择电路后，请用笔画线代替导线，将图丙中实物电路补充完整 ；图丙中闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于 （选填“左”或“右”）端。 (3)缓慢移动滑片P，记录电压表示数U和对应的电流表示数I，描出相应的点如图丁所示。 由图丁可知，该电动机的内阻约为 （保留两位有效数字）；由于电流表和电压表不是理想电表，电动机内阻的测量值与真实值相比 （选填“偏大”“偏小”或“相等”）。 (4)将电动机直接接在一电源两端，已知该电源的电动势，内阻，电动机内阻阻值不变，则电动机的机械功率约为 W（保留两位有效数字）。 7．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（额定电压为，额定功率为）、直流电源（电动势为）、滑动变阻器、电压表（量程为，内阻约为），电流表（量程为，内阻约为）、开关和导线若干。在实验设计中他采用了两种方式分别进行实验。 （1）如图甲所示，如果电压表选择接在点，在图乙中完成对应的实物图连线 。 （2）两种方案分别得出小灯泡的伏安特性曲线，如图丙中Ⅰ和Ⅱ，请判断甲图中电压表接在点的方案对应伏安特性曲线为 （填“Ⅰ”或“Ⅱ”）；对应Ⅱ图线，当电压时，小灯泡的电阻为 。（保留2位有效数字） （3）通过两种方案实验数据比较，伏安特性曲线 （填“Ⅰ”或“Ⅱ”）更接近小灯泡的真实情况。 第3页 共8页 ◎ 第4页 共8页 第1页 共8页 ◎ 第2页 共8页 学科网（北京）股份有限公司 《描绘小灯泡的伏安特性曲线》参考答案 1．(1)R1 (2) (3)b (4)4.0/4.1/4.2/4.3/4.4 (5)0.42/0.43/0.44 【详解】（1）实验中，滑动变阻器采用分压式接法，为了便于控制分压，应选用阻值较小的R1。 （2）由于小灯泡电阻较小，采用电流表外接，连线如图 （3）闭合开关前，应调节滑动变阻器使测量电路两端电压从0开始变化，所以应滑到b端。 （4）由图像可知，当小灯两端加2.0V电压时，电流为0.48A，则根据欧姆定律得 （5）设灯泡的实际电压为U，实际电流为I，则根据闭合电路的欧姆定律得 变形后得 作出电源的图像如图所示 则读交点可得灯泡的实际功率为 2．(1)左 (2)增大 (3) (4)0.86/0.87/0.88/0.89/0.90/0.91 【详解】（1）为了电路安全，闭合开关时分压电路电压应调到最小位置，即滑片滑到最左端。 （2）图像上的点与坐标原点连线的直线，其斜率的倒数表示电阻值的大小，题图可知电压增大，斜率减小，则电阻增大。 （3）题图I线可知电压3V时灯泡电阻 题图II线可知电压3V时灯泡电阻 可知电压3V时灯泡电阻平均值大小为 结合题中数据有 可知采用外接法误差较小，故电压表应接在OP间（即I线），故更接近小灯泡真实的额定功率。 （4）电压表和小灯泡并联，图像为图乙中I图像，从图中可知对应电流约为，则 3．(1) A2 R2 (2)增大 (3) (4)0.30（0.27~0.33） 【详解】（1）[1]小灯泡的额定电流 电流表A1量程为，小于小灯泡额定电流；电流表A2量程为，大于，所以电流表应选择A2。 [2]测绘小灯泡的伏安特性曲线，需要滑动变阻器采用分压式接法，分压式接法应选择阻值较小的滑动变阻器，这样便于调节电压，故选R2。 （2）根据欧姆定律 在图像中，某点与原点连线的斜率的倒数表示电阻。由图甲可知，随着电压U增大，图像上的点与原点连线的斜率逐渐减小，所以其倒数（电阻）逐渐增大，即该灯泡的电阻随电压的增加而增大。 （3） （4）设每个小灯泡两端的电压为U，电流为I。两个小灯泡串联后接到电源两端，根据闭合电路欧姆定律 代入数据得 整理得 在小灯泡的图像中作出的直线，两图线的交点坐标即为小灯泡的工作电压和电流。 则每个小灯泡消耗的功率 4．(1) A D (2)a (3) 1 小于 (4)0.38 【详解】（1）[1][2]小灯泡的额定电流为0.2A，则电流表应选A，滑动变阻器要接成分压电路，则应选阻值较小的D； （2）在开关S闭合以前，图甲中滑动变阻器的滑片应置于a端； （3）[1][2]小灯泡电阻较小，应采用电流表外接，则为了测量数据尽可能准确，图甲中导线c应接到1点，由于电表不是理想电表，造成这种接法测得的电流值偏大，根据可知，小灯泡的电阻测量值小于真实值； （4）将这个小灯泡接到电动势为3.0V，内阻为的电源两端，则U=E-Ir=3-5I 将此函数关系图像画在小灯泡的U-I图像上，则交点为电路的工作点，即I=0.185A，U=2.05V，则P=IU=0.38W 5．(1) A D E (2)10 (3)11.4 【详解】（1）[1]题意可知，灯泡的额定电压为2.8V，故电压表的量程应大于2.8V，故电压表应选3V量程。 故电压表应选A。 [2]灯泡的电流 故电流表应选D。 [3]由电路图可知，要使电压从零开始调节，应采用分压接法，滑动变阻器应选小的电阻便于调节。 故滑动变阻器选E。 （2）由灯泡的伏安特性曲线图可知，当电压为2.8V时，电流为0.28A，故电阻 （3）要使灯泡串联在6V的电源上正常发光，则与之串联的电阻分压应为 6V-2.8V=3.2V 此时电路中电流为0.28A，故应串联的电阻 6．(1)乙 (2) 左 (3) 3.0 偏大 (4)0.32 【详解】（1）本实验中要求使电动机电压从零开始调节，故应采用分压接法，故电路图应选择乙； （2）[1]按照电路补充实物电路如下 [2]为防止电动机因电压过高而损坏，且为了使其电压从零开始增大，滑动变阻器的滑片P应置于左端； （3）[1]电动机转动前是纯电阻电路，根据图丁可得电动机的内阻约为 [2]由于电流表不是理想电表，会分走一部分电压，导致电压表测得的电动机电压偏大，导致测得的内阻偏大； （4）如下图所示做出电源伏安特性曲线，根据交点可得电风扇正常工作时的电流约为0.4A，电压为2V，其电动机工作时的热功率为 电动机工作时的总功率为 则电动机正常工作时的机械功率约为 7． I 16 I 【详解】（1）[1]电路图为内接法和分压式，实物连线如图所示 （2）[2]同样电流下，接在点为电流表内接，测量灯泡的阻值大于接在点（外接）测量的阻值，所以Ⅱ对应接在点的曲线，Ⅰ对应接在点的曲线； [3]对应Ⅱ图线，当电压时，电流表，根据电阻定义得 （3）[4]灯泡内阻约为，因，因此采用外接，应接在点，所以伏安特性曲线Ⅰ更接近小灯泡的真实情况。 答案第4页，共4页 答案第3页，共4页 学科网（北京）股份有限公司 $