最新【通用版】高考物理考前专题训练实验：《描绘小电珠的伏安特性曲线》(含答案)

【通用版】高考物理考前专题训练

（含解析）

专题一：描绘小电珠的伏安特性曲线

1．某同学查阅资料发现铅笔芯的电阻随温度的升高而变小。在实验中，他取一段长为16 cm的铅笔芯，用多用电表测量其电阻大约为4 Ω。该同学要较精确地测量铅笔芯的电阻，现有下列器材可供选择：A．电源3 V（内阻不计）；

B．电流表0～3 A（内阻0.1 Ω）；

C．电流表0～600 mA（内阻0.5 Ω）；

D．电压表0～3 V（内阻3 kΩ）；

E．电压表0～15 V（内阻200 kΩ）；

F．滑动变阻器（0～10Ω，1 A）；

G．滑动变阻器（0～1 kΩ，300 mA）

（1）除开关、导线外，实验中要求能够在电压表上从零开始读取若干组数据，需要选用的器材有：______（填写字母代号）；

（2）用笔画线代替导线，在实物图中连接实验电路；

（3）该同学记录了实验数据，并画出了该铅笔芯的伏安特性曲线，证实了铅笔芯的电阻随温度的升高而减小，则该铅笔芯的伏安特性曲线为下图中的________。

【答案】（1）D C F （2）见解析（3）C

（2）电压要求从0开始调节，滑动变阻器采用分压式接法；待测铅笔芯阻值较小，电流表采用外接法。应先画出电路图（如图甲），然后再连接实物图（如图乙）。

3．要测绘一个标有“6 V 2.5 W”小灯泡的伏安特性曲线，要求多次测量尽可能减小实验误差，备有下列器材：

A．直流电源，6 V，内阻未知

B．电流表G，满偏电流3 mA，内阻R g＝10 Ω

C．电流表A，0～0.6 A，内阻未知

D．滑动变阻器R，0～20 Ω，5 A

E．滑动变阻器R′，0～200 Ω，1 A

F．定值电阻R0，阻值1 990 Ω

G．开关与导线若干

（1）由于所给实验器材缺少电压表，某同学直接把电流表G作为电压表使用测出小灯泡两端电压，再用电流表A测出通过小灯泡的电流，从而画出小灯泡的伏安特性曲线，该方案实际上不可行，其最主要的原因是_______________。

（2）为完成本实验，滑动变阻器应选________（填器材前的序号）。

（3）请在图中完成本实验的实物电路图的连线。

【答案】（1）电流表G测量电压范围太小，导致电流表A指针偏转很小，误差较大（2）D（3）见解析

4．某学习小组探究一小灯泡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该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所示，根据图线判断，将________只相同的小灯泡并联后，直接与电动势为 3 V、内阻为 1 Ω的电源组成闭合回路，可使小灯泡的总功率最大，其总功率的值约为________W（保留两位小数）。

【答案】①连线如图所示②0.44③4 2.25

5．由金属丝制成的电阻器阻值会随温度的升高而变大。某同学为研究这一现象，亲自动手通过实验描绘这样一个电阻器的伏安特性曲线．可供选择的实验器材有：

A．待测电阻器R x，2.5 V，1.2 W

B．电流表A，0～0.6 A，内阻为1 Ω

C．电压表V，0～3 V，内阻未知

D．滑动变阻器，0～10 Ω，额定电流为1 A

E．电源，E＝3 V，内阻r＝1 Ω

F．定值电阻R0，阻值为5 Ω

G．开关一个和导线若干

（1）实验时，该同学采用电流表内接法，并且电阻器两端电压从零开始变化，请在方框内画出实验电路图。

（2）按照正确的电路图，该同学测得实验数据如下：其中，I是电流表的示数，U是电压表的示数，U R是电阻器两端的实际电压。请通过计算补全表格中的空格，然后在图中画出电阻器的伏安特性曲线。

I/A0.150.200.250.300.350.400.450.48

U/V0.250.400.600.90 1.25 1.85 2.50 3.00

U R/V

（3）该同学将本实验中的电阻器R x以及给定的定值电阻R0二者串联起来，接在本实验提供的电源两端，则电阻器的实际功率是________W。（结果保留两位小数）

【答案】（1）见解析（2）见解析（3）0.32 W

U

R /V

0.100.200.350.600.90 1.45 2.05 2.52

（3）由U R＋I（r＋R0）＝E作出U－I图象如图乙中直线所示，由此图象与电阻器U－I图线的交点可得此时电阻器的电压U R＝0.9 V，电流I＝0.35 A，电阻器的实际功率为P＝U R I≈0.32 W。

6．LED二极管的应用是非常广泛的，2014年诺贝尔物理学奖被授予了日本科学家赤崎勇、天野浩和美籍日裔科学家中村修二，以表彰他们发明了蓝色发光二极管，并因此带来的新型节能光源。某同学想要描绘某发光二极管的伏安特性曲线，实验测得它两端的电压U和通过它的电流I的数据如下表所示。

U/V0.00.400.80 1.20 1.60 2.00 2.40 2.80

I/mA0.00.9 2.3 4.3 6.812.019.030.0 实验室提供了以下器材：

A．电压表，量程0～3 V，内阻约20 kΩ

B．电压表，量程0～15 V，内阻约100 kΩ

C．电流表，量程0～50 mA，内阻约40 Ω

D ．电流表，量程0～0.6 A ，内阻约2 Ω

E ．滑动变阻器，阻值范围0～20 Ω，允许最大电流2 A

F ．电源，电动势6 V ，内阻不计

G ．开关，导线若干

（1）该同学做实验时，电压表选用的是_______，电流表选用的是_______（填选项字母）。

（2）如图甲中的实物连线已经连了部分电路，请按实验要求将实物图中的连线补充完整。 （3）根据表中数据，请在图乙中画出该二极管的I －U 图线。

（4）若此发光二极管的最佳工作电流为15 mA ，现将此发光二极管与电动势为3 V 、内阻不计的电池组相连，还需串联一个阻值R ＝________ Ω的电阻，才能使它工作在最佳状态。（结果保留两位有效数字）

【答案】（1）A C （2）见解析（3）见解析（4）53 Ω

（2）通过估算二极管的阻值可知满足R V R x >R x

R A

，所以电流表应用外接法。

由于电流、电压从零开始调节，所以滑动变阻器应采用分压式接法，连线图如图所示。