高中物理电学实验练习 (共20个实验有答案)

“小灯泡伏安特性”中的功率问题

一、实验题

1.做“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验时，已知所用小电珠的额定电压和额定功

率分别为2.5V、1.2W，，实验可供选择的器材如下:

a.电流表A1（量程0～0.6A，内阻约5Ω）

b.电流表A2（量程0～3A，内阻约0.1Ω）

c.电压表V1（量程0～3V，内阻约3kΩ）

d.电压表V2（量程0～15V，内阻约2000Ω）

e.滑动变阻器R1（阻值0～10Ω，额定电流1A）

f.滑动变阻器R2（阻值0～5000Ω，额定电流

500mA）g.直流电源的电动势为3.0V，内阻

忽略不计

h.开关k,导线若干

①为了完成实验且尽可能减小实验误差，电流表应选择，电压表应选择

，滑动变阻器应选择（填写实验器材前的序号）

②请设计合理的电路来完成该实验，把电路图画在方框里。

③实验中，当电压表的示数为U 时，电流表的示数为I，则小电珠电阻的真实值

U

（填“大于”“等于＂或“小于＂）。

I

④通过实验得到多组数据，做出小电珠的伏安特性曲线，如图所示。如果取两个这

样的小电珠并联以后再与一阻值为2.0Ω的定值电阻串联，接在电动势为3.0V、内阻忽略不计的直流电源两端，则每个小电珠消耗的实际功率为W 。（结

果保留两位小数）

【答案】a c e 大于0.55（0.53—0.55）

【解析】（1）灯泡额定电压是2.5V，电压表应选c；由表中实验数据可知，最大电流为0.49A，电流表选a；为方便实验操作，滑动变阻器应选e；

（2）描绘小灯泡伏安特性曲线，电压与电流要从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法；由表中实验数据可知，灯泡最大电阻约为3.7Ω，电

压表内阻约为2kΩ，灯泡电阻阻值远小于电压表内阻，电

流表应采用外接法，电路图如图所示：

（3）由于电压表的分流作用，所以电流表的示数比流经灯

泡的电流偏大，故根据欧姆定律R =U

测量电阻偏小，即计算得到的小电珠的电阻值I

U

小于真实值；则小电珠电阻的真实值大于。

I

（4）将定值电阻与电源等效为内阻为2.0Ω，电动势为3.0V 的

电源，由闭合电路欧姆定律得：U＝3.0﹣2.0I，将路端电压与电

流的关系图象作入图象中，如图所示：

由图可知，U＝1.28V，I＝0.43A，所以灯泡的实际功率为：P =UI = 0.55W

2.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，实验室提供了如下器材：

A．小灯泡(3V，1．8W)

B.电压表(量程3V，内阻约为20kΩ)

C.电流表(量程0.6A，内阻约为0．2Ω)

D．滑动变阻器(0～10Ω，2A)

E.电源(电动势3V，内阻不计)

F.开关及导线若干，坐标纸

实验中要求小灯泡上的电压从零开始测量尽可能准确，调节测量多组对应的U、I 值。如图甲所示，一组同学已经完成导线的连接。

(1)如图甲连接好电路，不闭合电键，滑动变阻器滑动头在图示中间位置时电压表示数

(填“为零”“不为零”)。

(2)在图甲中闭合电键滑动变阻器滑动头从右端滑到左端的过程中灯泡亮度变化情况是

。

(3)指出图甲中该组同学连接错误的两条导线(填导线编号)。

(4)图乙中a 图线是改正后描出的灯泡U—I 图线，图乙中b 图线是另一个电源路端电压

U 与电源电流I 的图线。如果将这样的一个灯泡与该电源连成闭合电路，该灯泡消耗电功率为W；如果将这样的两个灯泡串联接在该电源上，则每个灯泡消耗电功率为W。(结果均保留两位小数)

【答案】不为零先变暗再变亮5、6 1.04 0.44

【解析】（1）由实物电路图可知，开关不能控制分压电路的闭合和断开，比如闭合电建，滑动变阻器滑动头在图示中间位置时电压表示数不为零。

（2）由实物电路图可知，闭合电键滑动变阻器滑动头从右端滑到左端的过程滑动变阻器接入电路的阻值增大，流过灯泡的电流减小，灯泡的实际功率变小，灯泡变暗，当滑片到达左端时，滑动变阻器接入电路的阻值为零，灯泡两端电压增大，灯泡实际功率增大，灯泡变亮，

（3）描绘灯泡伏安特性曲线实验滑动变阻器应采用分压接法，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，所以连线5、6 接法错误；

（4）由图乙所示数据可知，灯泡两端电压为2.1V，流过灯泡的电流为0.5A，灯泡实际功率为：P =UI = 2.1⨯ 0.5 = 1.05W （1.03V-1.06V）由图乙所示图线可知电源电动势

为E= 3.0V ，电源内阻为：r =

∆U

∆l =

3.0 - 2.1

=1.80Ω

0.5 当两灯泡串联，设每个灯

泡两端的电压为U，流过每一个灯泡的电流为I 则

U =E

-

r

I = 1.5 - 0.9I ，在灯泡U-I 图象坐标系内阻

2 2

作出U = 1.5 - 0.9I 如图所示：

由图可知此时灯泡两端电压为1.2V，通过灯泡的电流为

0.37A，则灯泡的功率为P =UI = 0.37 ⨯1.2 = 0.44W

故本题答案是：(1). 不为零(2). 先变暗再变亮(3). 5、6 (4). 1.04 (5). 0.44 3．硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件。某同学用图（a）所示的电路研究硅光电池的伏安特性曲线。图中R0 为已知定值电阻，两个电压表均视为理想电压表。

（1）请根据图（a）所示的电路图，用笔画线代替导线将图（b）中的的实物图补充完