2018年高考物理一轮复习讲练测 专题34 描绘小电珠的伏安特性曲线练 含解析

1．某同学欲采用如图所示的电路完成相关实验。

图中电流表A 的量程为0．6 A ，内阻约0．1 Ω；电压表V 的量程为3 V ，内阻约6 k Ω；G 为小量程电流表；电源电动势约3 V ，内阻较小。

下列实验电路中正确的是________。

【答案】
ABD
【名师点睛】此题考查了四个常见的电学实验；解题时要熟练掌握每个实验的实验原理及注意事项；尤其注意的是掌握电流表的内外接问题和滑动变阻器的分压限流接法，以及会对实验进行误差分析。

2．某物理兴趣小组想测绘一个标有“4V 2.4W ”小电风扇（线圈电阻恒定）的伏安特性曲线，电风扇两端的电压需要从零逐渐增加到4V ，并便于操作。

实验室备有下列器材： A 、电池组（电动势为4.5V ，内阻约为1Ω） B 、电压表（量程为0
6V ，内阻约为4k Ω） C 、电流表1A （量程为00.6A ，内阻约为0.2Ω）
D 、电流表2A （量程为0
3A ，内阻约为0.05Ω）
E 、滑动变阻器1R （最大阻值20Ω，额定电流1A ）
F 、滑动变阻器2R （最大阻值1750Ω，额定电流0.3A ）
G 、开关和导线若干
A
V
V
A
A
V
测定一段电阻丝（约5Ω）的电阻
测定电池的电动势和内阻（约2.0Ω）
描绘小灯泡（额定电压为2.5V ）的伏安特性曲线
多用电表欧姆挡测二极管正向电阻
（A ） （B ） （C ） （D ） 黑表笔 红表笔
（1）实验中所用的电流表应选（填“C ”或者“D ”），滑动变阻器应选（填“E ”或者“F ”）。

（2）请用笔画线代替导线将实物图连接成符合这个实验要求的电路。

（3）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数大于0.5V 时电风扇才开始转动，小电风扇的伏安特性曲线如图所示，则电风扇的电阻为Ω，正常工作时的机械功率为W 。

【答案】（1）C E （2）如图所示：
（3）2．5 1．5
（3）电压表读数小于0.5V 时电风扇没启动．根据欧姆定律得，0.5
0.2
2.5R U I =
==Ω，正常工作时电压为4V ，根据图象知电流为0.6A ，则电风扇发热功率20.36 2.50.9P I R W W ==⨯=，则机械功率2 2.40.9 1.5P UI I R W '=-=-=．
【名师点睛】解决本题的关键掌握器材选取的原则，即安全，精确．以及知道滑动变阻器分压式和限流式接法的区别，电流表内外接的区别；知道有电动机存在的电路是非纯电阻电路，清楚电风扇没启动时电能全部转化为内能，正常工作时电能转化为内能和机械能。

3．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，除有一标有“6V 2.5W ”的小灯泡、导线和开关外，还有：
A、直流电源6V（内阻不计）
B、直流电流表03A（内阻0.1Ω以下）
C、直流电流表00.6A（内阻约为5Ω）
D、直流电压表010V（内阻约为15kΩ）
E、滑动变阻器10Ω，2A
F、滑动变阻器1kΩ，0.5A
实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量。

（1）实验中电流表应选用，滑动变阻器应选用。

（均填字母代号）
（2）下列实验电路图，最合理的是（填字母代号）。

（3）试将图1中实验器材连成实验电路。

-图像如图2所示，如果将这个小灯泡接到电动势为3.0V、内阻（4）实验得到小灯泡的U I
为5Ω的电源两端，小灯泡的实际功率是W。

【答案】（1）C E
（2）B
（3）如图所示
（4）0.4
（3）将图1中实验器材连成实验电路，实物图如图所示：
（4）在表示小灯泡的I U -图象中画出表示电源的I U -图象如图所示，读出两图线交点坐标为： 2.1U V =，0.20I A =，所以小灯泡消耗的功率为： 2.10.200.42P UI W W ==⨯=。

【名师点睛】本题考查描绘小灯泡的伏安特性曲线实验，要注意明确实验原理、仪表的选择方法以及数据处理的方法，要注意明确灯泡电阻随温度的变化而变化，故不能直接由欧姆定律求解，只能根据图象的性质进行分析求解。

4．在“描述小灯泡的伏安特性曲线”实验中，需要用伏安法测定小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流，除开关、导线外，还有如下器材： A ．小灯泡“6V 3W ”， B ．直流电源6 ~ 8V
C ．电流表（量程3A ，内阻约0．2 Ω） ，
D ．电流表（量程0．6A ，内阻约1 Ω）
E ．电压表（量程6 V ，内阻约20 k Ω），
F ．电压表（量程20V ， 内阻约60 k Ω）
G ．滑动变阻器（0 ~ 20 Ω、2 A ），
H ．滑动变阻器（1 k Ω、0．5 A ）
（1）实验所用到的电流表应选，电压表应选，滑动变阻器应选。

（填字母代号）
（2）在虚线框内画出最合理的实验原理图。

【答案】（1）D；E；G；（2）电路如图；
【名师点睛】此题考查了描述小灯泡的伏安特性曲线的实验；对器材的选择问题要根据三点原则：安全、准确、方便，即在不超程的情况下尽量选择小量程，并且方便操作；要想得到从零开始连续可调的电压时用分压电路，此时选择小滑动变阻器；待测电阻阻值较小时采用安培表外接电路。

1．热敏电阻包括正温度系数电阻器（ PTC）和负温度系数电阻器（NTC），正温度系数电阻器的电阻随温度的升高而增大，负温度系数电阻器的电阻随温度的升高而减小．某实验小组选用下列器材探究某一热敏电阻R x的导电特性，
A电流表A1（满偏电流l0mA，内阻r1 =10Ω）
B．电流表A2（量程0．6A，内阻r2为0．5Ω）
C滑动变阻器R i（最大阻值10Ω）
D．渭动变阻器R2（最大阻值500Ω）
E．定值电阻R3（阻值1490Ω）
F．定值电阻R4（阻值140Ω）
G．电源E（电动势15V，内阻忽略）
H．开关与导线若干
（1）实验采用的电路图如图所示，则滑动变阻器选，定值电阻R选．（填仪器前的字母序号）
（2）该小组分别测出某个热敏电阻的I1 - I2图像如图所示，请分析说明该曲线对应的热敏电阻是 __热敏电阻（选填“PTC”或“NTC”）．
（3）若将此热敏电阻直接接到一电动势为9V，内阻10Ω的电源两端，则此时该热敏电阻的阻值为Ω（结果保留三位有效数字）
【答案】（1） C E （2） PTC （3）35．0 （33．7-37．5均可）
【名师点睛】本题考查描绘元件的伏安特性曲线性质，要求能明确实验原理，知道数据处理的方法，注意没有直接使用电压表，而是通过改装的方式获得电压。

2．某化学电源电动势为1．5V，内阻为1Ω。

利用四个这样的化学电源串联构成的电池组作为电源做描绘小灯泡的伏安特性曲线实验，实验中用的小灯泡上标有“4V，2W”的字样，实验室还有下列器材供选用：
A．电压表（0～5 V，内阻约为10 kΩ）
B．电压表（0~10 V，内阻约为20 kΩ）
C．电流表（0～0．3 A，内阻约为lΩ）
D．电流表（0～0．6 A，内阻约为0．4Ω）
E．滑动变阻器（10Ω，2 A）；电键、导线若干
①实验中所用电压表应选用_________，电流表应选用_________（填A或B或C或D）；
②实验时要求尽量减小实验误差，测量电压从零开始多取几组数据，请将右图中实物连接成满足实验要求的测量电路．
③某同学根据实验得到的数据画出了该小灯泡的伏安特性曲线（如右上图所示），若用两个这样的化学电源串联后给该小灯泡供电，则该小灯泡的实际功率是_______W（结果保留两位有效数字）。

【答案】①A；D ②连线如图；③ 0．67
【解析】
【名师点睛】本题考查电源的电动势和内电阻以及灯泡的伏安特性曲线实验，要注意正确分析电路结构，明确闭合电路欧姆定律的正确应用；第3问中，电源的U-I线和灯泡的U-I线的交点就是电路的工作点，由此可以得到灯泡的电功率．
R为3．某同学为了测量金属热电阻在不同温度下的阻值，设计了如图甲所示的电路，其中
0 R为金属热敏电阻，电压表可看做理想电表，电源使用的是稳压学生电源，实验步电阻箱，
x
骤如下：
①按照电路图连接好电路
②记录当前的温度t
R
③将单刀双掷开关S与1闭合，记录电压表读数U，电阻箱阻值
1
R
④将单刀双掷开关S与2闭合，调节变阻箱使电压表读数仍为U，记录电阻箱阻值
2
⑤改变温度，重复②→④的步骤
R ，根据测量数据画出其电阻R随温（1）则该金属热电阻在某一温度下的阻值表达式为：
x
度t 变化的关系如图乙所示；
（2）若调节电阻箱阻值，使0 120R =Ω，则可判断，当环境温度为时，金属热电阻消耗的功率最大。

【答案】（1）21R R （2）20℃
【名师点
睛】本题考查了电阻的测量以及功率，解题关键是明确实验原理，再利用闭合电路欧姆定律列式，求出该金属热电阻在某一温度下的阻值表达式，根据功率的计算公式，推导出R 取何值时，金属热电阻消耗的功率最大。

4．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，现除了有一个标有“5V ，2．5W ”的小灯泡、导线和开关外，还有：
A ．直流电源（电动势约为5V ，内阻可不计）
B ．直流电流表（量程0〜3A ，内阻约为0．1Ω）
C ．直流电流表（量程0〜600mA ，内阻约为5Ω）
D ．直流电压表（量程0〜15V ，内阻约为15k Ω）
E ．直流电压表（量程0〜5V ，内阻约为10k Ω）
F．滑动变阻器（最大阻值10Ω，允许通过的最大电流为2A）
G．滑动变阻器（最大阻值1kΩ，允许通过的最大电流为0．5A）实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据．
（1）实验中电流表应选用，电压表应选用，滑动变阻器应选用（均用序号字母表示）．（2）请按要求将图1中所示的器材连成实验电路．
（3）某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如图2所示．现把实验中使用的小灯泡接到如图3所示的电路中，其中电源电动势E=4V，内阻r=1Ω，定值电阻R=9Ω，此时灯泡的实际功率为W．（结果保留两位有效数字）
【答案】（1）C E F；（2）如下图（3）0．34．
（3）将定值电阻等效电源内阻，作出等效电源的伏安特性曲线如图所示；与灯泡的伏安特性曲线的交点为灯泡的工作点，由图可知，此时灯泡的电压为1．0V；电流为0．34A；则灯泡的功率P=UI=1×0．34W=0．34W；
【名师点睛】本题注意定值电阻的存在改变了电路中的电流；同时注意作伏安特性曲线时应根据特殊点作图，如0．4A的位置．根据实验中给出的灯泡的额定值可以确定电流表及电压表；由实验要求可以确定接法，进而可以确定滑动变阻器；在坐标系中作出电源的伏安特性曲线，则两线的交点为灯泡的工作点，即可求出实际功率．
5．某学习小组通过实验来研究电器元件Z的伏安特性曲线。

他们在实验中测得电器元件Z两
端的电压与通过它的电流的数据如下表：
现备有下列器材： A ．内阻不计的6V 电源； B ．量程为0～3A 的理想电流表； C ．量程为0～0．6A 的理想电流表； D ．量程为0～3V 的理想电压表；
E ．阻值为0～10Ω，额定电流为3A 的滑动变阻器；
F ．电键和导线若干。

①这个实验小组在实验中电流表选的是。

（填器材前面的字母）
②分析上表内实验数据可知，在方框内画出实验电路图
③利用表格中数据绘出的电器元件Z 的伏安特性曲线，如上图所示，分析曲线可知该电器元件Z 的电阻随U 变大而（填“变大”、“变小”或“不变” ）；
0 0.05
U /V
0.10 0.15 0.20 0.5 1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
④若把用电器Z 接入如图所示的电路中时，电流表的读数为0．10A ，已知A 、B 两端电压恒为1．5V ，则定值电阻R 0阻值为________Ω。

【答案】①C ；②如图甲、乙均可；③变大；④10Ω；
④由I -U 图线可读数电流I =0．1A ，对应的电压为U =0．V ，所以元件Z 的电阻为
0.5
50.1
Z R =
Ω=Ω; 由电路图可知，0 1.5150.1
Z U R R I +=
=Ω=Ω 【名师点睛】此题是研究电器元件Z 的伏安特性曲线问题；解题时应明确一下问题：一是要根据电路中的最大电流来选择电流表的量程；二是若要电流从零可调时，变阻器应采用分压式接法；三是注意U /I 的含义；此题是中等题目．
1．【2016·天津卷】某同学想要描绘标有“3．8 V ，0．3 A ”字样小灯泡L 的伏安特性曲线，要求测量数据尽量精确，绘制曲线完整，可供该同学选用的器材除了开关、导线外，还有： 电压表V 1（量程0~3 V ，内阻等于3 k Ω） 电压表V 2（量程0~15 V ，内阻等于15 k Ω） 电流表A 1（量程0~200 mA ，内阻等于10 Ω） 电流表A 2（量程0~3 A ，内阻等于0．1 Ω） 滑动变阻器R 1（0~10 Ω，额定电流2 A ） 滑动变阻器R 2（0~1 k Ω，额定电流0．5 A ） 定值电阻R 3（阻值等于1 Ω） 定值电阻R 4（阻值等于10 Ω） 定值电阻R 5（阻值等于1 k Ω）
电源E（E=6 V，内阻不计）
①请画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁。

②该同学描绘出的I–U图象应是下图中的______。

【答案】①电路如图②B
②小灯泡灯丝的电阻随温度升高而变大，故该同学描绘出的I–U图线应该是B。

【名师点睛】此题考查了探究小灯泡的伏安特性曲线的实验；此题的难点在于题中所给的电表量程都不适合，所以不管是电流表还是电压表都需要改装，所以要知道电表的改装方法；改装成电压表要串联分压电阻；改装成电流表要并联分流电阻；其他部分基本和课本实验一样。

2．【2015·浙江·22】图1是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连接图。

（1）根据图1画出实验电路图．
（2）调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图2中的①②③④所示，电流表量
程为0．6A ，电压表量程为3V 。

所示读数为：①__________②__________③__________④__________。

两组数据得到的电阻分别为__________和__________。

【答案】（1）如图
（2）①0．10A 、②0．24A 、③2．0V 、④0．27V 。

(8.30.1)±Ω和(2.70.1)±Ω，如填为(2.70.1)±Ω和(8.30.1)±Ω也行
【方法技巧】做此类实验，一定要注意实验原理，根据实验要求，选择合适的器材，在读取电表数据时，一定要注意选取的量程，和分度值。

3．．【2015·福建·19（2）】某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小，实验器材如图甲所示，现已完成部分导线的连接。

①实验要求滑动变阻器的 滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大。

请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接；
②某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为A ；
③该小组描绘的伏安特性曲线如图丙所示，根据图线判断，将只相同的小电珠并联后，直接与电动势为3V 、内阻为1欧的电源组成闭合回路，可使小电珠的总功率最大，其总功率的值约为W （保留两位小数）。

【答案】 如图所示 0．44 4 2．25
【方法技巧】本题主要是理解，描绘小灯泡的伏安特性曲线实验中电路分压式外接法，连接实物图，理解闭合电路的欧姆定律，由此分析小灯泡的消耗的实际功率。