1描绘小电珠的伏安特性曲线(高考物理电学实验)含答案与解析

1描绘小电珠的伏安特性曲线（高考物理电学实验）组卷老师：莫老师一．实验题（共50小题）1．某学习小组欲描绘小灯泡的伏安特性曲线，现提供下列器材：A．电压表V（量程6V，内阻约6kΩ）B．电流表A（量程0.6A，内阻约10Ω）C．电阻箱R1（0～999.9Ω）D．定值电阻R2=200ΩE．定值电阻R3=100ΩF．滑动变阻器R4（0～10Ω）G．滑动变阻器R5（0～100Ω）H．规格为“6V，6W”的待测灯泡I．电源E（电动势约12V，内阻较小）J．开关、导线若干（1）某同学根据实验原理，将电流表的量程由0.6A扩大至1.0A，首先采用了如图1所示的电路测量电流表内阻．闭合开关S1，反复调节电阻箱阻值，当R1=19.0Ω时，发现闭合和打开开关S2时电流表指针指示值相同，则电流表的内阻R A=Ω．若忽略偶然误差，从理论上分析，实验测得的电流表内阻值（选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值．（2）图2是测量灯泡电流随电压变化的实物电路，请你用笔画线代替导线完成电路连接（要求在闭合开关前，滑动变阻器滑动头置于最左端）．（3）实验中，滑动变阻器应选择（选填“R4”或“R5”）．2．某实验小组根据教材中的“描绘小灯泡的伏安特性曲线”和“测定电源电动势和内阻”两实验的原理，设计了能同时达成两实验目的实验方案．小组成员从实验室找到了下列实验器材：A．待测小灯泡R L（额定电压1.5V，额定功率约为1.5W）；B．待测电源E（电动势约为6V，内阻r很小）；C．直流电流表A（量程为0～1A，内阻R A约为0.02Ω）；D．直流电压表V1（量程为0～2V，内阻约为3kΩ）；E．直流电压表V2（量程为0～4.5V，内阻约为30kΩ）；F．滑动变阻器R1，最大阻值为15Ω，额定电流2A；G．滑动变阻器R2，最大阻值为2Ω，额定电流1A；H．定值电阻R1，阻值为5Ω；I．定值电阻R2，阻值为50Ω；J．单刀单掷开关S，导线若干．（1）该实验小组同学设计了图甲所示的实验电路，请根据实验目的将虚线框内的电路连接完整，实验开始前应将滑动变阻器的滑片置于端（填“a”或“b”）．（2）为方便控制电路并达到测量目的，滑动变阻器应选择；为保护电路，并使测量电表最大读数均能达到半偏以上，保护电阻R0应选用定值电阻中的（均填写器材前的字母序号）．（3）改变滑动变阻器滑片位置得到多组电流和对应电压的数值，并将其描绘成图乙所示的U﹣I图线，根据图线中的数据可知电源电动势E为V，内阻r为Ω，小灯泡的额定功率为W．（结果均保留2位有效数字）3．在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，甲、乙、丙三位学生用导线按如图甲所示方式连接好电路，电路中所有元件都完好，且电压表和电流表已调零．闭合开关后：（1）甲学生发现电压表示数为2V，电流表的示数为零，小灯泡不亮，这是由于导线断路；（2）乙学生发现电压表的示数为零，电流表的示数为0.3A，小灯泡亮，这是由于导线断路；（3）丙学生发现反复调节滑动变阻器，小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表的示数都不能调为零，这是由于导线断路；（4）电路检查完备后，用正确的电路测得小灯泡两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线，如图乙所示．现将它与19Ω的定值电阻R 串联，接在电动势为8V 内阻为1Ω的电源上，则小灯泡的实际功率是W．4．某实验小组做实验描绘一只小灯泡L（额定电压为3.8V）的伏安特性曲线，做实验之前，先用欧姆表测量其内阻约为10Ω．现有以下实验器材可供选用：A．电压表（0～3V，内阻为3kΩ）B．电压表（0～15V，内阻未知）C．电流表（0～0.6A，内阻约为2Ω）D．定值电阻R1=2kΩB．定值电阻R2=15kΩF．滑动变阻器R（0～10Ω，2A）G．直流电源（6V，内阻不计），开关和导线若干。

（1）为了使测量更加精确，实验中的电压表选择，定值电阻选择（填器材前序号）。

（2）请根据所选器材在图1所示方框内画出满足实验要求的电路图，并标明所选器材的代号。

（3）该实验小组按照正确的电路图和实验操作描绘出了小灯泡的伏安特性曲线如图2所示。

先将两个相同规格的小灯泡按如图3所示电路连接，图中定值电阻阻值为R0=3Ω，电源电动势E=4.5V，内阻r=1.5Ω，此时每个小灯泡消耗的电功率为W．（结果保留2位有效数字）5．某同学测量直流恒流源的输出电流I0和定值电阻R x的阻值，电路如图l所示，实验器材如下：直流恒流源（电源输出的直流电流I0保持不变，I0约为0.8A）；待测电阻R x（阻值约为20Ω）；滑动变阻器R（最大阻值约为50Ω）；电压表V（量程15V，内阻约为15kΩ）；电流表A（量程0.6A，内阻约为0.2Ω）；请回答下列问题．（1）实验所用器材如图2所示，图中部分电路已经连接好，请完成实验电路的连接．（2）电路开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应滑动到处（选填“a”、“b”），其理由是；（3）所得实验数据如下表，请在图3所示的直角坐标系上画出U﹣I图象．（4）根据所画U﹣I图象，可求得直流恒流源输出电流I0=A，待测电阻的阻值R x=Ω．（结果保留两位有效数字）6．小李同学要测量某电阻的阻值。

（1）他先用多用表对被测电阻进行粗测。

将多用电表“选择开关”扳至“×10”挡，调零后进行测量，发现表针偏转的角度很大。

为了把电阻测量得更准确些，应换用“”挡（选填“×100”或“×1”）；重新换挡后必须重新进行；重新测量的结果如图1所示，读数为Ω。

（2）要精确测量被测电阻的阻值，该同学设计了如图2所示电路。

闭合电键后，适当调节电阻箱的阻值，读出电阻箱的阻值R及电压表V1的示数U1、电压表V2的示数U2，则被测电阻R x=。

因的原因，实验存在着系统误差，使电阻的测量值（填“大于”或“小于”）真实值。

（3）为了减小系统误差，该同学又设计了如图3所示的实验电路。

其中R x是待测电阻，R是电阻箱，R1、R2是已知阻值的定值电阻。

合上开关S，灵敏电流计的指针偏转，将R调至阻值为R0，灵敏电流计的示数为零。

由此可计算出待测电阻R x=（用R1、R2、R0表示）。

7．某同学通过实验研究小灯泡的电流与电压的关系，可用的器材如下：电源（电动势为3V，内阻为1Ω）、电键、滑动变阻器（最大阻值为20Ω）、电压表、电流表、小灯泡、导线若干。

（电压表和电流表均视为理想电表）（1）实验中得到了小灯泡的U﹣I图象如图甲所示，则可知小灯泡的电阻随电压增大而。

（选填“增大”“减小”或“不变”）（2）根据图甲，在图乙中把缺少的导线补全，连接成实验的电路。

（3）若某次连接时，把AB间的导线误接在AC之间，合上电键，任意移动滑片发现都不能使小灯泡完全熄灭，则此时的电路中，小灯泡获得的最小功率是W．（计算结果保留2位有效数字）8．为描绘小灯泡的伏安特性曲线，实验室备有下列器材：A．小灯泡（额定电压3V，额定电流600mA）B．电流表A1（量程0～0.6A，内阻约为0.5Ω）C．电流表A2（量程0～3A，内阻约为0.1Ω）D．电压表V（量程0～3V，内阻约为10kΩ）E．滑动变阻器R1（0～10Ω，2A）F．滑动变阻器R2（0～500Ω，1A）G．直流电源E（约3V）H．开关、导线若干（1）实验中电流表应选用，滑动变阻器应选用（以上均填器材代号）．（2）请用笔画线代替导线，在下图中将本实验的电路连接完整．（3）正确实验，测量出多组数据，以灯泡两端的电压U为横轴，电流表的示数I为纵轴，描点如图乙所示，请在图乙中作出小灯泡的伏安特性曲线．（4）上述实验过程中，小虎同学不慎将所选滑动变阻器损坏，便选用另一滑动变阻器，重新连成图甲所示的完整电路，闭合开关，从最右端向最左端缓慢匀速移动滑动变阻器滑片的过程中，观察到电流表和电压表的示数变化情况是．9．某兴趣小组要精确测定额定电压为3V的节能灯正常工作时的电阻。

已知该灯正常工作时电阻约500Ω．实验室提供的器材有：A．电流表A（量程：0～3mA，内阻R A=15Ω）B．定值电阻R1=1985ΩC．滑动变阻器R（0～10Ω）D．电压表V（量程：0～12V，内阻R V=1kΩ）E．蓄电池E（电动势为12V，内阻r很小）F．电键S一只G．导线若干（1）要精确测定节能灯正常工作时的电阻应采用下面电路图中的。

（2）选择正确电路进行实验，若电压表的示数用U表示，电流表的示数用I表示，写出测量节能灯电阻的表达式R x=（用题目中给出的相应字母表示）．当电流表中的电流强度I=mA时，记下电压表的读数U并代入表达式，其计算结果即为节能灯正常工作时的电阻。

10．某同学在做完“描绘小灯泡的伏安特性曲线”后，又对一个标有“6V 3.5W”小电风扇电动机（线圈电阻恒定）的伏安特性曲线进行了研究，同研究小灯泡一样，要求电风扇电动机两端的电压能从零逐渐增加到6V，实验室备有下列器材：A．电流表（量程I：0～0.6A，内阻约为1Ω；量程II：0～3A，内阻约为0.1Ω）B．电压表（量程为0～6V，内阻几千欧）C．滑动变阻器R1（最大阻值10Ω，额定电流2A）D．滑动变阻器R2（最大阻值1750Ω，额定电流0.3A）E．电池组（电动势为9V，内阻小于1Ω）F．开关和导线若干（1）实验中所用的滑动变阻器应选（填“C”或“D”），电流表的量程应选（填“I”或“II”）。

（2）请用笔画线代替导线将实物图甲连接成符合这个实验要求的电路。

（3）闭合开关前，为防止电动机输入电压过高而损坏，滑动变阻器滑片P应滑到（填“M”或“N”）端。

（4）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，改变加在电动机上的电压，实验中发现当电压表示数大于1V时电风扇才开始转动，电动机的伏安特性曲线如图乙所示，则电动机线圈的电阻为Ω，电动机正常工作时的机械功率为W．（保留两位有效数字）11．某小组通过实验测绘一个标有“5.0V 7.5W”某元件的伏安特性曲线，电路图如图甲所示，备有下列器材：A．电池组（电动势为6.0V，内阻约为1Ω）B．电压表（量程为0〜3V，内阻R V=3kΩ）C．电流表（量程为0〜1.5A，内阻约为0.5Ω）D．滑动变阻R （最大阻值10Ω，额定电流1A）E．定值电阻R1（电阻值为3kΩ）F．定值电阻R2（电阻值为1.5kΩ）G．开关和导线若干（1）实验中所用定值电阻应选（填“E”或“F”）。

（2）根据图甲电路图，用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整。

某次实验时，电压表示数指针位置如图丙所示，则电压表读数是V；元件两端电压是V。

（4）通过实验数据描绘出该元件的伏安特性曲线如图丁所示，若把两个同样的该元件并联后与电动势为4.5V，内阻为1.5Ω的电源相连接，则此时每个元件的电阻值均为Ω。

（计算结果保留2位有效数字）12．在描绘小灯泡的伏安特性曲线实验中，提供下列器材：A．小灯泡（3V，0.6W）B．电压表（0～3V，内阻约3kΩ）C．电流表（0～15V，内阻约15kΩ）D．电流表（0～250mA，内阻约1）E．电流表（0～0.6A，内阻约为0.4Ω）F．滑动变阻器（10Ω，2A）G．滑动变阻器（1kΩ，0.5A）H．电池组（电动势6V）I．开关、导线若干（1）实验时电压表应选用，电流表应选用，滑动变阻器应选用。