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实验九：描绘小电珠的伏安特性曲线
理解实验原理，熟练运用数据处理方法，注意其他元件的伏安特性曲线，热敏电阻的阻值随温度的变化曲线。
1．实验器材：
小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线若干、坐标纸、铅笔。
2．实验数据处理：
（1）在坐标纸上以U（自变量）为横轴，I（因变量）为纵轴，建立直角坐标系。
（2）在坐标纸上描出各组数据所对应的点。
（3）将描出的点用平滑的曲线连接起来，就得到伏安特性曲线。
3．实验注意事项：
（1）由于小灯泡灯丝的电阻较小，电流表一般采用外接法。
（2）要作出I–U图象，需测出多组电压和电流的数据，甚至要求电压从零开始变化，故控制电路的滑动变阻器应采用分压式接法。
（3）电压表或电流表的量程应达到用电器的额定电流，作出的图线才能用来分析计算额定功率。
（4）电压表或电流表的指针应该能偏转到满刻度的以上。
4．误差分析：
（1）电压表和电流表读数产生的偶然误差。
（2）电流表采用外接法时，由于电压表分流，使电流表的测量值大于真实值时产生的系统误差。
（3）在坐标纸上描点、作图时产生的偶然误差。
【2019·第一次全国大联考新课标Ⅲ卷】某同学要研究一个小灯泡的伏安特性曲线，小灯泡的额定电压约为4.0 V、额定功率约为2.0 W，他根据实验室提供的实验器材设计电路，并连接了部分电路（如图所示），提供的实验器材如下：
A．电压表（0~5 V，内阻10 kΩ）
B．电压表（0~10 V，内阻20 kΩ）
C．电流表（0~0.3 A，内阻1 Ω）
D．电流表（0~0.6 A，内阻0.4 Ω）
E．滑动变阻器（5 Ω，1 A）
F．滑动变阻器（500 Ω，0.2 A）
（1）实验中电压表应选用________，电流表应选用______，滑动变阻器应选用__________（用序号字母表示）。
（2）请将上述电路连接完整。
（3）实验结束后，根据所得的数据描绘出了小灯泡的I–U图象如图所示，由图象分析可知，当小灯泡的电阻为6 Ω时，小灯泡的实际功率为________W（保留两位有效数字）；若将此小灯泡直接接在一个电动势为3.0 V，内阻为6 Ω的电源两端，则这个小灯泡的实际功率为________W（保留三位有效数字）。
【参考答案】（1）A D E（每空1分） （2）如图所示（2分） （3）0.96 0.353（每空2分）
【详细解析】（1）由于要描绘小灯泡的伏安特性曲线，即需要测量多组数据，所以滑动变阻器采用分压式接法，滑动变阻器选E；由于小灯泡的额定电压为4.0 V，因此电压表选量程为5 V的A，小灯泡的额定电流，因此电流表选量程为0.6 A的D。
（2）由（1）分析知，控制电路要用分压接法、测量电路用外接，实物图连接如图。
（3）由于伏安特性曲线的割线的斜率倒数为电阻，因此作出斜率倒数为6 Ω的图线（如下左图所示），与小灯泡的I–U图线的交点为电流0.4 A，电压2.4 V，因此小灯泡的实际功率。电源短路时的电流为，作出电源的伏安特性曲线如下右图所示，由图可知，此时小灯泡两端的电压为1.12 V，电流为0.315 A，灯泡的功率为。
【名师点睛】描绘伏安特性曲线问题的关键是实验电路图的设计：
（1）电流表和滑动变阻器的连接，一般采用分压外接电路。
（2）要使电流表和电压表的量程与测量范围相当，如果相差较大，就要考虑改装电表扩大量程。
1．（2020·广东省高二期末）某同学使用如下器材做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验：
待测小灯泡（额定电压12V，工作时电阻为100Ω左右）；
电源E（电动势为14V）；
电压表V（量程为15V，内阻约为15kΩ）；
电流表A（量程为100mA，内阻约为10Ω）；
滑动变阻器（最大阻值为10Ω）；
单刀单掷开关；导线若干。
(1)请根据所选的实验电路图在实物图上连线。
（______）
(2)该同学描绘的小灯泡的伏安特性曲线如图所示，由图可求得小灯泡的额定功率为P=________W。（结果保留3位有效数字）
(3)根据小灯泡的伏安特性曲线，可确定小灯泡的功率P与U2和I2的关系，下列示意图中正确的是______。
A． B．
C． D．
(4)将被测小灯泡与一定值电阻R和电源串联成闭合电路。电源的电动势为15V，内阻为10Ω。现用一理想电压表测得小灯泡两端的电压为8.5V，则定值电阻R所消耗的电功率为_______W。（结果保留2位有效数字）
【答案】 1.15-1.19 D 0.48
【解析】
(1)由于电压表内阻远大于灯泡电阻可知要用电流表外接电路，滑动变阻器用分压电路，则实验电路图如下；
(2)小灯泡额定功率为12V，从图中可读出电流为0.096A，根据
P=UI=1.152W≈1.15W
(3)根据 ，因为小灯泡的电阻随电流电压的增大而增大，P-U2图像中斜率表示电阻的倒数，P-I2图像中斜率表示电阻，故选D．
(4)根据图像可知小灯泡两端的电压为8.5V时，电路中的电流为0.085A，电阻R两端的电压为
U=15-8.5-0.085×10=5.65V
定值电阻R所消耗的电功率
P=UI=0.48W
2．现要测定一个额定电压2.5V 、额定功率约0.7 W的小灯泡的伏安特性曲线。
（1）为了测量的电压能从零开始，测量误差较小，请在图甲中连好实物电路图。
（2）合上开关前，滑动变阻器的滑动触头应置于滑动变阻器的_____（填“左端”或“右端”）。
（3）根据实验数据，描绘出的U﹣I图象如图乙所示，由图可知，当灯泡的电压为1.80 V时，小灯丝电阻为_____Ω，小灯泡的功率为_____ W（结果保留两位有效数字）。
（4）某小组在正常实验中无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表、电压表的读数都调不到零，于是他们向老师求助，老师说该电路中有一根导线断了，请问图中哪根导线断了？_____（填“ab”或者“cd”）。
【答案】（1）如图所示 （2）左 （3）7.2 0.45 （4）ab
【解析】（1）题目中要求从零开始调节，故应采用滑动变阻器的分压接法；同时因灯泡内阻较小，故电流表采用外接法；实物图如图所示
（2）由图可知，要使测量部分电流由零开始调节，则滑片应接在最左侧；
（3）由图可知，当电压为1.80 V时，电流为0.25 A，电阻R=UI=1.80.25Ω=7.2Ω；此状态P=UI=0.45 W；
（4）无法使电流从零开始调节说明没有正确接成分压接法；但电路有电流，则说明只能是ab出现断路。
【名师点睛】本题考查描绘灯泡的伏安特性曲线的实验，要求掌握分压接法的原理；能正确接线并能分析故障。
（2020·山西省高三三模）某同学描绘一个标识为“3V、1.5W”的某电学元件的伏安特性曲线，他从实验室找来如下实验器材：
直流电源（电动势为3.0V、内阻忽略不计）
滑动变阻器（阻值0~20Ω，额定电流2A）
电流表A1（量程0~3A，内阻约为0.1Ω）
电流表A2（量程0~600mA，内阻约为5Ω）
电压表V1（量程0~3V，内阻约为3kΩ）
电压表V2（量程0~9V，内阻约为200kΩ）
开关一个、导线若干
(1)为了完成实验且减小实验误差，该同学应选择电流表_____和电压表_____。
(2)实验要求能够实现在0~3V的范围内对该元件的电压进行测量，帮他在下面的虚框内画出实验电路原理图________________（待测元件用电阻符号表示）。
(3)根据该元件的伏安特性曲线可知，随电压的升高其电阻_____（填“增大”“不变”或“减小”）。
(4)假设将两个完全相同的该元件与一个阻值为6.0Ω的定值电阻串联接入题中所给的电源两端，则一个元件消耗的实际功率为_____W（结果保留两位有效数字）。
【参考答案】A2 V1 增大 0.19
【详细解析】(1)元件的最大电压不超过3V，故选电压表V1。
最大电流不超过
故选电流表A2。
(2)由表中实验数据可知，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，元件电阻约为
电压表内阻约为，电流表内阻约为，电压表内阻远大于电学元件电阻，电流表应采用外接法，实验电路图如图所示
(3) I-U图像中某一点与左边原点连线的斜率表示电阻的倒数，则由图可知，电阻随电压的升高而增大。
(4)将两个完全相同的该元件与一个阻值为6.0Ω的定值电阻串联接在电源的两端，则等效为把两个完全相同的元件串联接在电源电动势E=3.0V，内阻r=6.0Ω，设元件两端的电压为U，流过的电流为I，则由闭合电路欧姆定律可知
因而有
在元件的伏安特性曲线中作出该U—I图如图
交点的U、I值即为元件两端的电压以及流过元件两端的电流，故元件两端电压为0.75V，流过元件的两端电流为0.25A，故元件的实际消耗功率
1．【2019·学科网第三次全国大联考新课标Ⅲ卷】某研究性学习小组通过实验探究一电器元件（用表示）的伏安特性曲线。他们在实验中测得该元件两端的电压与通过它的电流的数据如下表：
U/V
0.00
0.20
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
I/A
0.00
0.10
0.20
0.30
0.36
0.38
0.40
现实验室备有下列器材：
A．灵敏电流计G，Ig=3 mA，内阻Rg=100 Ω
B．电流表量程0.5 A，内阻约为1 Ω
C．滑动变阻器R1阻值0~10 Ω
D．滑动变阻器R2阻值0~100 Ω
F．电阻箱R0的阻值范围0~9 999 Ω
E．电源E的电动势4 V，内阻不计
F．定值电阻、开关S及导线若干
（1）在描绘该电器元件的伏安特性曲线时，需把灵敏电流计G改装成量程为3 V的电压表满足测量要求，则电阻箱R0接入的阻值为_____Ω；
（2）为了调节方便，测量的准确度较高，请在如图1所示的电路图中选择合理的电路图_____。并在实物图（图2）上补充连接正确的实验电路；
（3）根据表格中的数据作出的I–U图象如图3所示，当流过该元件的电流为0.34 A时，该元件的电阻为_____Ω，功率为_____W。（结果均保留两位有效数字）
【答案】（1）900 （2）甲 如图所示 （3）3.8 0.44
【解析】（1）根据电表改装原理可知，灵敏电流计改装成电压表需要串联一个大电阻，根据串联电路规律可解得：。
（2）根据表格数据和要求，滑动变阻器应采用分压式接法，且分压式接法中滑动变阻器应选总阻值较小的R1；将灵敏电流计G串联电阻箱R0，接入的阻值为R′=900 Ω改装成量程为3 V的电压表，则电压表的内阻为RV=1 000 Ω；由表格数据可知电器元件的电阻在两端电压为2.5 V时约为6 Ω，由于，说明该元件的电阻较小，所以电流表应选用外接法。综上所述，电路图应选题图1中的甲电路。实物连接如图所示。
（3）根据图线知，当电流为0.34 A时，该元件两端的电压为1.3 V，故该元件的电阻为，功率为P=UI=0.44 W。
2．（2020·山西省太原五中高二月考）如图（1）为某一热敏电阻（电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感）的关系曲线图.
（1）为了通过测量得到图（1）所示的关系的完整曲线，在图（2）甲和乙两个电路中应选择的是图_______；简要说明理由: _____________________.（电源电动势为，内阻不计，滑动变阻器的阻值为）
（2）在图（2）丙的电路中，电源电压恒为，电流表读数为，定值电阻由热敏电阻的关系曲线可知，热敏电阻其两端电压为_______V，电阻的阻值_______Ω.
【答案】甲 电压取值范围广 4.4 135.3
【解析】
(1)要描绘伏安特性曲线，电压要从零开始连续变化且电压取值范围广，滑动变阻器采用分压式接法，故选择的是图甲；
(2)热敏电阻和R2串联后与R1并联，电流表测量干路电流，已知电源电压和R1的电阻可求出流经它的电流
又因为电流表示数为70mA，所以通过热敏电阻的电流为
从图中可以看出当通过热敏电阻的电流为34mA时，热敏电阻两端的电压为4.4V，故R2的阻值为
（2020·重庆市云阳江口中学校高三月考）小明帮父母整理家里的卫生，发现了一个玩具电风扇，风扇上的铭牌已破损，只能看到“额定电压：3 V”，风扇能正常使用。小明想知道风扇电机在不同电压下的工作情况，就设计了如图1所示的测量电路。实验室能提供的器材有：电流表A（0~3 A，内阻约0.1 Ω）；电压表V1（0~4.5 V，内阻约5 kΩ）；电压表V2（0~9 V，内阻约10 kΩ）；滑动变阻器R1（0~200 Ω）；滑动变阻器R2（0~10 Ω）；直流电源E1（4.5 V，内阻可不计）；直流电源E2（9 V，内阻可不计）；开关S及导线若干。
（1）为了使测量尽量准确，测量数据尽可能多，电源应选_______，电压表应选________，滑动变阻器应选________。（均填器材代号）
（2）图2中已连接了部分导线，请按实验要求将实物图2中的连线补充完整________。
（3）下表为小明在实验测量中得到的风扇电机的电压U与电流I的一系列相关数据。（电压约0.8 V时，风扇才开始缓慢转动）利用表中数据，在图3中画出电机的U－I图线________。
U /V
0.2
0.4
0.6
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
2.8
3.2
I/A
0.38
0.81
1.19
1.55
1.70
1.88
1.95
1.98
2.00
2.03
（4）根据绘制的U－I图线，对电机的工作情况，做一简单的总结：_______________________。
【参考答案】E1 V1 R2 见解析 见解析 见解析
【详细解析】（1）直流电源选E1，利于滑动变阻器大范围调节，利于表盘大范围使用，多数据测量，减小误差。为此电压表应选V1，滑动变阻器选R2，调节范围宽，测量误差小。
（2）连线电路图如图：
（3）[5]描点作出电机的U-I图线如图：
（4）从U-I图线可以看到，0~0.8V图线是直线，电机内阻R约为0.5Ω，0.8V后电机开始逐步启动，3V时电流约2.0A左右，电机的额定功率约6W。（合理即可）
1．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，小灯泡规格为“3.8 V，0.3 A”。除开关、导线外，实验室还提供了如下器材：
电压表V（量程0~5 V，内阻约5 kΩ）
电流表A1（量程0~500 mA，内阻约0.5 Ω）
电流表A2（量程0~100 mA，内阻约4 Ω）
滑动变阻器R1（0~10 Ω，允许通过最大电流为2.0 A）
滑动变阻器R2（0~100 Ω， 允许通过最大电流为1.0 A）
直流电源E（电动势约为6 V，内阻约0.5 Ω）
（1）上述器材中，电流表应选______，滑动变阻器应选______。（填器材符号）
（2）请根据所选的器材，在图甲中用笔画线代替导线，完成实验电路的连接。
（3）实验得到的伏安特性曲线如图乙所示。再将被测小灯泡与—个电动势为1.5 V，内阻为5 Ω的电源连接组成闭合回路，则通过小灯泡的电流________A。
【答案】（1）A1 R1 （2）如图所示 （3）0.14~0.15
【解析】（1）灯泡的额定电流为0.3 A，故电流表选择A1；因实验要求电压从零开始调节，故滑动变阻器采用分压式接法，选择总电阻小的R1。（2）控制电路采用分压接法，测量电路采用外接法。（3）接在电动势为1.5 V，内阻为5 Ω的电源两端时，根据闭合电路欧姆定律有E=U+Ir，代入数据可得I=–0.2U+0.3，在I–U图象中作出该图线，如图所示，两图线的交点即为工作点，灯泡工作时的电流为0.15 A。
2．（2020·浙江省高二月考）LED灯超低功耗，电光功率转换接近100%，相同照明效果比传统光源节能80%以上。LED灯具有单向导电性，正反向电阻相差较大。某实验小组要对一只LED灯正向接入电路时的伏安特性曲线进行测绘探究：
(1)该二极管外壳的标识模糊了，同学们首先用多用电表的欧姆档“×1K”档进行测量，两次实验情况如图甲所示，由此可知_____（填“A”或“B”）端为LED灯的正极；
(2)同学们想用伏安法测定该LED灯的正向伏安特性曲线，设计了如图乙所示的电路图，图乙中还漏接了一条电线，应将_________（填A、B、C、D）两点用电线接好；
(3)实验过程中，电流表某次的读数如图丙所示，其读数为_________A；
(4)图丁为多次测量得到的该LED灯正向伏安特性曲线。已知该LED灯的最佳工作电压为2.3V，现用电动势为3V内阻为2Ω的电源供电，需要串联一个电阻R才能使LED灯在最佳状态，试估算电阻R的值约为_________Ω（结果保留两位有效数字）。
【答案】B BC 0.34 2.7
【解析】
(1)因为二极管正向电阻很小，几乎为零，故红表笔接A端时，为正向电流，故B端为LED灯的正极。
(2) 描绘伏安特性曲线电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，由图乙所示电路图可知，应将BC两点用电线接好。
(3)由图甲所示可知，电流表量程为0.6A，由图丙所示可知，其分度值为0.02A，示数为0.34A；
(4)由图丁所示可知，二极管两端电压为：U=2.3V，电流为：
I=150mA=0.15A
由闭合电路欧姆定律可知，电源电动势为：E=U+I（r+R），即：
3=2.3+0.15（2+R）
解得：
R=2.7Ω
1．（2020·河南省南阳中学高二月考）现提供下列器材，用来探究“小灯泡的伏安特性曲线”，并测定小灯泡的额定功率：
A．待测小灯泡L，额定电压6V，额定功率约为3W
B．电流表A，量程0.6A，内阻约0.5Ω
C．电压表V，量程3V，内阻5kΩ
D．滑动变阻器R1，最大阻值20Ω，额定电流1A
E.电源E，电动势10V，内阻很小
F.定值电阻=10kΩ
G.开关S，导线若干
①电压表量程小于小灯泡的额定电压，如何利用题中所给器材完成实验，请在图甲的虚线框内画出实验电路图；
（____）
②图乙为某同学根据实验数据描绘的小灯泡伏安特性曲线，它不是直线而是曲线的原因是_____；
③实验中，测小灯泡的额定功率时，电压表V的示数应调为_____V；
④图乙为根据实验数据描绘的小灯泡的伏安特性曲线，则小灯泡的额定功率约为_____W；如果将此小灯泡与R=8Ω定值电阻串联，接在6V恒定电压上，小灯泡上实际消耗的功率约为_________W。（结果只要求保留两位有效数字）
2．（2020·瓦房店市高级中学高一期末）有一个额定电压为，功率约为的小灯泡，现要用伏安法描绘这个灯泡的图线，有下列器材供选用：
A．电压表，内阻
B．电压表，内阻
C．电流表，内阻
D．电流表，内阻
E.滑动变阻器
F.滑动变阻器
G.电源电压6V
①进行试验时，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画出合理的电路图_______。
3．（2020·浙江省高二期末）在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中：
(1)如图甲是小吴同学的实验电路，请指出接线错误的导线：_____（填序号）；
(2)正确连线后的某次测量中，电压表接线及指针位置如图乙所示，其示数为_____V；
(3)根据实验数据所作的图像如图丙所示。当电压表为第(2)问中示数时，由图像可知，小灯泡的电阻为_____（结果保留2位有效数字）。
4．（2020·河南省高三二模）某同学欲研究标有“3.8V 0.3A”小灯泡L的电阻特性。除了被研究的小灯泡，实验室还提供了以下的器材：
电流表A1：（量程400mA，内阻约0.5）；
电流表A2：（量程600mA，内阻约0.3）；
电压表V：（量程5V，内阻约5k）
电源E1：（电动势为1.5V，内阻为0.2）；
电源E2：（电动势为4V，内阻约为0.04）；
滑动变阻器R1：（最大阻值约为100）
滑动变阻器R2：（最大阻值约为10）；
开关S、导线若干。
(1)实验要求电压表从零调起，根据实验室提供的器材，请在下面的虚线框中画出实验电路图，并标明每个选用元件的符号__________。
(2)闭合开关S前，将滑动变阻器的滑片移到一端，使闭合开关S后电压表示数为_____，调节滑动变阻器，测出多组电压表示数U及对应的电流表示数I，作出图象如图所示，由图象可知，常温下灯泡灯丝的电阻为_____。实验结果表明_____。
5．（2020·宜宾市叙州区第二中学校高三）某学习小组欲探究小灯泡（额定电压为3V，额定电流约为0.5A）的伏安特性曲线，可提供的实验器材如下：
A．干电池：电动势约4.5V，内阻可不计
B．双量程的电压表V1：量程为0~3V、内阻约为3kΩ；
V2：量程为0~15V、内阻约为15kΩ
C．双量程的电流表 A1：量程为0~0.6A、内阻约为1Ω；
A2：量程为0~3A、内阻约为0.1Ω
D．滑动变阻器R：阻值范围0~10Ω、允许通过最大电流为2A
E．开关S，导线若干
在尽量提高测量精度的情况下，请回答下列问题：
①根据以上器材，请你把实验电路原理图1补充完整_____，电压表应选_______、电流表应选_______（填所选器材的代号）
②根据选择的正确电路原理图，用笔画线代替导线将实物图2连接成完整电路__________．闭合开关前，滑动变阻器的滑动片应移到_______端（选填“A”或“B”）
③按正确操作得到7组电压表和电流表示数如下表所示，请图3所示的坐标纸上画出小灯泡的U – I图线____________________．
组数
1
2
3
4
5
6
7
U/V
0
0.28
0.58
0.92
1.50
2.00
3.00
I/A
0
0.10
0.20
0.30
0.40
0.45
0.49
④若将该小灯泡接在电动势为3.0V、内阻为2.0Ω的干电池两端，则此时该小灯泡的电阻为________Ω．（结果保留2个有效数字）
6．（2020·嘉兴市第五高级中学高一期中）在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的器材及代号如下：
A．小灯泡L（3 V，5 Ω）；
B．滑动变阻器R（0～10 Ω，额定电流1.5 A）；
C．电压表V1（量程：0～3 V，内阻为5 kΩ）；
D．电压表V2（量程：0～15 V，内阻为10 kΩ）
E．电流表A1（量程：0～0.6 A，内阻为0.5 Ω）；
F．电流表A2（量程：0～3 A，内阻为0.1 Ω）
G．铅蓄电池、开关各一个，导线若干。
实验中要求加在小灯泡两端的电压可连续地从零调到额定电压。
(1)为了减小误差，实验中应选电压表__________，电流表__________。（填器材前的字母）
(2)该同学按图所示连接，两电表都有示数，但电压表示数无法调节到零，检查后发现有一处未连接正确，请在图上补上缺少的一条导线_______________。
(3)某同学实验后作出的I－U图像如图所示，请分析该图象形成的原因是_____。
7．（2020·四川省高三三模）欲研究一只额定电压为8V、额定电流为0.4A的小灯泡的伏安特性。要求测量精度高，且灯泡两端电压能够在0~8V范围内变化。实验提供的器材有：
A．直流电源（电动势9V，内阻不计）
B．电流表（量程0.6A，内阻约0.3Ω)
C．电流表（量程3A，内阻约0.06Ω)
D．电压表（量程10V，内阻约10kΩ)
E.滑动变阻器（阻值0~10Ω)
F.开关一只，导线若干
(1)为测电流，电流表应选择____________（填器材序号字母）。
(2)在答题卡对应的图（a）中用笔画线代替导线连接电路____。
(3)图（b）是利用实验测得的多组数据作出的小灯泡的伏安特性曲线（U表示小灯泡两端的电压，I表示通过小灯泡的电流）。根据图（b）可确定小灯泡的功率P与U2或P与I2的关系曲线，下图中合理的是___。（填选项序号字母）
A． B．
C． D．
(4)将该小灯泡接入图（c）所示电路。已知R=4Ω，电源电动势E=6.0V、内阻r=1.0Ω，则小灯泡所消耗的电功率为____________W。（保留2位有效数字）
8．【2019·学科网第三次高考原创押题预测新课标Ⅲ卷】在某次描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中，所选用的实验器材有：
A：小灯泡“2.5 V 0.2 A”，
B：电流表0~0.6 A~3 A(内阻约为 1 Ω)
C：电压表 0~3 V~15 V(内阻很大)
D：滑动变阻器“2 A，10 Ω”
E：电源(两节干电池)
F：开关一个，导线若干
（1）在实验时小杰同学采用了如图甲所示的实物电路，则在具体实验操作前该电路需改进的地方有__________________________________________；________________________________。（写出两点）
甲 乙 丙
（2）在电路改进之后，小杰同学进行了实验，但在实验中发现，无论怎样调节滑动变阻器，都不能使小灯泡两端电压达到2.5 V额定电压，而是只能勉强达到1.80 V，于是他猜想是否干电池太旧，总电动势只能达到1.8 V，为了验证自己的猜想，他用以上器材进行了测该电源电动势和内阻的实验，电路图如图乙所示，实验数据见下表。
U（V）
2.37
2.30
2.18
2.10
1.90
1.60
1.30
I（A）
0.11
0.14
0.18
0.21
0.29
0.42
0.56
①请在图丙所示的坐标纸上画出U–I图线，由图线可得E＝_____V，电源内阻为r＝_____Ω。
②在描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中电压只能达到1.8 V的原因是否如小杰所猜测？______________（填“是”或“否”）。由实验数据得小灯泡两端电压为1.8 V时电流为0.19 A，试通过分析说明只能达到1.80 V的原因______________________________________________。
9．【2018·湖北省天门、仙桃、潜江三市高二（下）期末联考】要做描绘小灯泡的伏安特性曲线实验，实验室提供了以下器材：
A．待测小灯泡（额定电压2.5 V，额定电流0.5 A）
B．电流表（量程3 A，内阻约为1 Ω）
C．电流表（量程0.6 A，内阻约为5 Ω）
D．电压表（量程3.0 V，内阻约为10 kΩ）
E．电压表（量程15.0 V，内阻约为50 kΩ）
F．滑动变阻器（最大阻值为100 Ω，额定电流50 mA）
G．滑动变阻器（最大阻值为10 Ω，额定电流1.0 A）
H．电源（电动势为4.0 V，内阻不计）
I．电键及导线等
（1）为了顺利完成实验并能减小实验误差，电流表应选用_____、电压表选用_____、滑动变阻器选用_____（均填写实验器材前的字母）
（2）根据选用的实验的器材，连接了如图甲所示的实验电路。闭合电键前，应将滑动变阻器的滑片P移到_____端（填“A”或“B”）。
（3）闭合电键后将滑动变阻器滑片从一端移向另一端，测出多组电压表和电流表的数值，作出小灯泡的I﹣U图象如图乙所示，当小灯泡两端的电压为1.6 V时，小灯泡的功率P=_____W。
1．（2020·江苏省高考真题）某同学描绘一种电子元件的关系图象，采用的实验电路图如题图1所示，V为电压表，mA为电流表，E为电源（电动势约），R为滑动变阻器（最大阻值），为定值电阻，S为开关。
(1)请用笔画线代替导线，将题图2所示的实物电路连接完整____________。
(2)调节滑动变阻器，记录电压表和电流表的示数如下表：
电压
0.000
0.250
0.500
0.650
0.700
0.725
0.750
电流
0.00
0.10
0.25
0.60
1.70
4.30
7.50
请根据表中的数据，在方格纸上作出该元件的图线____________。
(3)根据作出的图线可知，该元件是_________（选填“线性”或“非线性”）元件。
(4)在上述测量中，如果用导线代替电路中的定值电阻，会导致的两个后果是_________。
A．电压和电流的测量误差增大
B．可能因电流过大烧坏待测元件
C．滑动变阻器允许的调节范围变小
D．待测元件两端电压的可调节范围变小
2．（2020·全国高考真题）某同学要研究一小灯泡L（3.6 V，0.30 A）的伏安特性。所用器材有：电流表A1（量程200 mA，内阻Rg1=10.0 Ω），电流表A2（量程500 mA，内阻Rg2=1.0 Ω）、定值电阻R0（阻值R0=10.0 Ω）、滑动变阻器R1（最大阻值10 Ω）、电源E（电动势4.5 V，内阻很小）、开关S和若干导线。该同学设计的电路如图（a）所示。
（1）根据图（a），在图（b）的实物图中画出连线______。
（2）若I1、I2分别为流过电流表A1和A2的电流，利用I1、I2、Rg1和R0写出：小灯泡两端的电压U=_______，流过小灯泡的电流I=_______。为保证小灯泡的安全，I1不能超过_______mA。
（3）实验时，调节滑动变阻器，使开关闭合后两电流表的示数为零。逐次改变滑动变阻器滑片位置并读取相应的I1和I2。所得实验数据在下表中给出。
I1/mA
32
55
85
125
144
173
I2/mA
171
229
299
379
424
470
根据实验数据可算得，当I1=173 mA时，灯丝电阻R=_______Ω（保留1位小数）。
（4）如果用另一个电阻替代定值电阻R0，其他不变，为了能够测量完整的伏安特性曲线，所用电阻的阻值不能小于_______Ω（保留1位小数）。
3．【2019·新课标全国Ⅱ卷】某小组利用图（a）所示的电路，研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U与温度t的关系，图中V1和V2为理想电压表；R为滑动变阻器，R0为定值电阻（阻值100 Ω）；S为开关，E为电源。实验中二极管置于控温炉内，控温炉内的温度t由温度计（图中未画出）测出。图（b）是该小组在恒定电流为50.0μA时得到的某硅二极管U–I关系曲线。回答下列问题：
（1）实验中，为保证流过二极管的电流为50.0μA，应调节滑动变阻器R，使电压表V1的示数为U1= mV；根据图（b）可知，当控温炉内的温度t升高时，硅二极管正向电阻 （填“变大”或“变小”），电压表V1示数 （填“增大”或“减小”），此时应将R的滑片向 （填“A”或“B”）端移动，以使V1示数仍为U1。
（2）由图（b）可以看出U与t成线性关系，硅二极管可以作为测温传感器，该硅二极管的测温灵敏度为= ×10–3V/℃（保留2位有效数字）。
4．【2018·新课标全国Ⅰ卷】某实验小组利用如图（a）所示的电路探究在25℃~80℃范围内某热敏电阻的温度特性，所用器材有：置于温控室（图中虚线区域）中的热敏电阻RT，其标称值（25℃时的阻值）为900.0 Ω：电源E（6V，内阻可忽略）：电压表 （量程150 mV）：定值电阻R0（阻值20.0 Ω），滑动变阻器R1（最大阻值为1 000 Ω）：电阻箱R2（阻值范围0-999.9 Ω）：单刀开关S1，单刀双掷开关S2。
实验时，先按图（a）连接好电路，再将温控室的温度t升至80.0℃，将S2与1端接通，闭合S1，调节R1的滑片位置，使电压表读数为某一值U0：保持R1的滑片位置不变，将R2置于最大值，将S2与2端接通，调节R2，使电压表读数仍为U0：断开S1，记下此时R2的读数，逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下R2的阻值，直至温度降到25.0°C，实验得到的R2-t数据见下表。
t/℃
25.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
R2/Ω
900.0
680.0
500.0
390.0
320.0
270.0
240.0
回答下列问题：
（1）在闭合S1前，图（a）中R1的滑片应移动到_____填“a”或“b”）端；
（2）在图（b）的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并做出R2-t曲线；
（3）由图（b）可得到R1，在25 ℃~80 °C范围内的温度特性，当t=44.0 ℃时，可得R1=____Ω；
（4）将Rt握于手心，手心温度下R2的相应读数如图（c）所示，该读数为__________Ω，则手心温度为_________℃。
5．【2017·新课标全国Ⅰ卷】某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：小灯泡L（额定电压3.8 V，额定电流0.32 A）；电压表V（量程3 V，内阻3 kΩ）；电流表A（量程0.5 A，内阻0.5 Ω）；固定电阻R0（阻值1 000 Ω）；滑动变阻器R（阻值0~9.0 Ω）；电源E（电动势5 V，内阻不计）；开关S；导线若干。
（1）实验要求能够实现在0~3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图。
（2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示。
由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻_________（填“增大”、“不变”或“减小”），灯丝的电阻率__________（填“增大”、“不变”或“减小”）。
（3）用另一电源E0（电动势4 V，内阻1.00 Ω）和题给器材连接成图（b）所示的电路，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为__________W，最大功率为__________W。（结果均保留2位小数）
1．【答案】 随着电压的增大，小灯泡的温度在增加，其阻值发生了变化 2V 2.9W 1.2W
【解析】
①该实验电路图如图所示
②由于电压变大，小灯泡的温度升高，电阻率发生变化，导致阻值发生变化，因此该图像不是直线。
③由于电压表内阻和定值电阻的比值为1:2，故两者分压之比也为1:2，小灯泡的额定电压为6V，故电压表示数应为2V；
④由图乙可知，当电压为6V时，其电流约为0.48A，故其额定功率为
当把该灯泡接在6V恒定电压的电源上时，可将定值电阻看做电源内阻，作出电源的图像，如图所示，其与小灯泡伏安特性曲线交点即为所求电压和电流，从图中可得
2．【答案】A D E
【解析】
①灯泡的额定电压为2.8V，则电压表选择A；灯泡的额定电流为
则电流表选择D；滑动变阻器要接成分压电路，则应选用阻值较小的E即可；
②灯泡的电阻
可知电压表内阻
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