资源简介

第5节　实验：描绘I－U特性曲线
学习目标　1.知道I－U特性曲线及其特点，知道线性元件与非线性元件的区别(难点)。2.掌握描绘小灯泡的I－U特性曲线的原理和方法，会用图像法处理实验数据(重点)。
知识点一　导体的I－U特性曲线
1.I－U特性曲线：以________为纵轴，以________为横轴，这样画出的电学元件的I－U图像叫作电学元件的I－U特性曲线。
2.线性元件和非线性元件
(1)线性元件：I－U特性曲线是一条过原点的________，如金属导体、电解质溶液。
(2)非线性元件：I－U特性曲线是一条________，如气态导体和半导体元件。
3.I－U图像与U－I图像
图线 比较内容　　　 I－U图线 U－I图线
坐标轴 横坐标表示电压U、纵坐标表示电流I 横坐标表示电流I、纵坐标表示电压U
斜率 图线上的点与坐标原点连线的斜率表示导体____________ 图线上的点与坐标原点连线的斜率表示导体的________
线性元件图线的形状 R1____R2 R1____R2
非线性元件图线的形状(其中一种) 电阻随U的增大而________ 电阻随I的增大而________
例1 (2024·绵阳科学城第一中学高二期中)如图所示是某导体的I－U图线，图中α＝45°，下列说法不正确的是(　　)
A.通过该导体的电流与其两端的电压成正比
B.此导体的电阻R不变
C.I－U图线的斜率表示电阻的倒数，所以R＝ Ω＝1 Ω
D.在该导体两端加6 V电压时，每秒通过导体截面的电荷量是3 C
例2 (多选)如图是A、B两个导体的I－U特性曲线，其中图线A的斜率为k，并且图线A与横轴成α角。下列关于这两个导体的I－U特性曲线的说法正确的是(　　)
A.两条图线的交点表示此状态下两导体的电阻相等
B.导体A的电阻值不随电压变化而变化
C.导体B是非线性元件，曲线上某点切线的斜率为相应状态的电阻的倒数
D.B的电阻随电压的增大而减小
知识点二　实验：描绘I－U特性曲线
1.实验设计
(1)测量电路：用电流表测量通过小灯泡的电流，用电压表测量小灯泡两端的电压。由于小灯泡的电阻远小于电压表的内阻，实验时采用电流表________接法。
(2)控制电路：利用两节干电池作为电源，使用滑动变阻器改变通过小灯泡的电流和它两端的电压。实验时，我们希望小灯泡两端的电压在零至额定电压之间变化，因此控制电路中滑动变阻器采用________接法。
(3)实验电路图
甲
2.实验操作
(1)如图甲所示连接电路。
(2)将滑动变阻器的滑片P置于________，使小灯泡L两端的电压为________，检查电路无误后，________开关S。
(3)将滑片P逐渐向B端移动，让电压表每次读数的变化量相等，直到达到小灯泡的额定电压。读出若干组电压表的示数U及相应的电流表的示数I，记录在下面的表格中。
(4)断开开关S，拆除电路，整理器材。
(5)如图乙所示，在坐标纸上建立平面直角坐标系。以纵坐标表示电流I，横坐标表示电压U，根据实验得到的数据在坐标系上描点，并用________曲线连接起来，便得到小灯泡的I－U特性曲线。
乙
3.注意事项
(1)电路的连接方式
①电流表应采用外接法：因为小灯泡的电阻很小，与量程为0.6 A的电流表串联时，电流表的分压影响很大。
②滑动变阻器应采用________接法：目的是使小灯泡两端的电压能从0开始连续变化。
(2)闭合开关S前，滑动变阻器的触头应移到使小灯泡分得电压为0的一端，使开关闭合时小灯泡的电压能从0开始变化，同时也是为了防止开关刚闭合时因小灯泡两端电压过大而烧坏灯丝。
(3)I－U图线在U0左右将发生明显弯曲，故在U＝U0左右绘点要密，以防出现较大误差。
4.误差分析
(1)由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，会带来误差，电流表外接，由于电压表的分流，使测得的电流值________于真实值。
(2)测量时读数带来误差。
(3)在坐标纸上描点、作图带来误差。
例3 现要用伏安法描绘一只标值为“2.5 V，0.6 W”的小灯泡的I－U图线，有下列器材供选用：
A.电压表(0～3 V，内阻3 kΩ；0～15 V，内阻10 kΩ)
B.电流表(0～0.6 A，内阻0.5 Ω；0～3 A，内阻0.1 Ω)
C.滑动变阻器(10 Ω，2 A)
D.滑动变阻器(100 Ω，1.0 A)
E.蓄电池(6 V)
(1)为了减小测量误差，图甲中的S1应接________(选填“M”或“N”)，滑动变阻器应选用________(用序号字母表示)。
(2)用笔画线代替导线在图乙中将实物连接成实验所需要电路。
(3)开关S闭合之前，滑动变阻器的滑片应该置于________(选填“A”端、“B”端或“AB正中间”)，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数变化明显，但电流表示数始终为0，则电路故障为________。
例4 (2023·全国甲卷，22)某同学用伏安法测绘一额定电压为6 V、额定功率为3 W的小灯泡的伏安特性曲线，实验所用电压表内阻约为6 kΩ，电流表内阻约为1.5 Ω。实验中有图(a)和(b)两个电路图供选择。
(1)实验中得到的电流I和电压U的关系曲线如图(c)所示，该同学选择的电路图是图________(填“a”或“b”)。
(2)若选择另一个电路图进行实验，在所给图上用实线画出实验中应得到的关系曲线的示意图。
第5节　实验：描绘I－U特性曲线
知识点一
1.电流I　电压U　2.(1)直线　(2)曲线
3.电阻的倒数　电阻　>　<　增大　减小
例1 C　[由题图可知，通过该导体的电流与其两端的电压成正比，故A正确；由I＝，可知，图像的斜率表示电阻的倒数，则由图像可知电阻R＝ Ω＝2 Ω，故B正确，C错误；在R两端加6 V的电压时，电路中电流I＝＝3 A，则每秒通过导体截面的电荷量为q＝It＝3×1 C＝3 C，故D正确。]
例2 ABD　[两条图线的交点表示两导体的U和I相等，此时电阻R＝，则电阻也相等，故A正确；I－U图像中图线上的点与原点的连线的斜率表示电阻的倒数，根据题图图像可知，导体A的电阻值不随电压变化而变化，导体B的电阻随电压的增大而减小，故C错误，B、D正确。]
知识点二
1.(1)外　(2)分压　2.(2)A端　零　闭合　(5)平滑
3.(1)②分压式　4.(1)大
例3 (1)M　C　(2)见解析图　(3)A端　小灯泡断路
解析　(1)因灯泡电阻较小，故电流表采用外接法，则S1应接在M点；由电路图可知，电路采用了滑动变阻器分压接法，所以滑动变阻器采用总阻值较小的C。
(2)根据实验原理图画出实物图，如图所示。
(3)为了保证实验安全，开始时灯泡两端的电压应为最小，故滑动变阻器的滑片应在A端；由题意可知，电压表示数变化明显，说明电压表与电源相连，且滑动变阻器连接正常，而电流表没有示数说明电路是断开的，由电路图可知，只能是小灯泡发生了断路。
例4 (1)a　(2)如图所示
解析　(1)由题意知，小灯泡的额定电流I额＝＝0.5 A，图(a)中，当电压表示数为6 V时，电流表示数是略大于0.5 A的，图(b)中，当电流表示数为0.5 A时，电压表示数是大于6 V的，对比题图(c)可知，该同学选择的电路图是图(a)。
(2)根据(1)问分析可知，图(b)的关系图线应在图(a)图线的下方，如答案图中实线所示。(共46张PPT)
第5节　实验：描绘I－U 特性曲线
第二章　电路及其应用
1.知道I－U特性曲线及其特点，知道线性元件与非线性元件的区别(难点)。
2.掌握描绘小灯泡的I－U特性曲线的原理和方法，会用图像法处理实验数据(重点)。
学习目标
目 录
CONTENTS
知识点
01
课后巩固训练
02
知识点
1
知识点二　实验：描绘I－U特性曲线
知识点一　导体的I－U特性曲线
知识点一　导体的I－U特性曲线
1.I－U特性曲线：以________为纵轴，以________为横轴，这样画出的电学元件的I－U图像叫作电学元件的I－U特性曲线。
2.线性元件和非线性元件
(1)线性元件:I－U特性曲线是一条过原点的______,如金属导体、电解质溶液。
(2)非线性元件：I－U特性曲线是一条______，如气态导体和半导体元件。
电流I
电压U
直线
曲线
3.I－U图像与U－I图像
图线 比较内容　　　 I－U图线 U－I图线
坐标轴 横坐标表示电压U、纵坐标表示电流I 横坐标表示电流I、纵坐标表示电压U
斜率 图线上的点与坐标原点连线的斜率表示导体____________ 图线上的点与坐标原点连线的斜率表示导体的______
电阻的倒数
电阻
>
<
增大
减小
例1 (2024·绵阳科学城第一中学高二期中)如图所示是某导体的I－U图线，图中α＝45°，下列说法不正确的是(　　)
C
例2 (多选)如图是A、B两个导体的I－U特性曲线，其中图线A的斜率为k，并且图线A与横轴成α角。下列关于这两个导体的I－U特性曲线的说法正确的是(　 　)
A.两条图线的交点表示此状态下两导体的电阻相等
B.导体A的电阻值不随电压变化而变化
C.导体B是非线性元件，曲线上某点切线的斜率为相应状态的电阻的倒数
D.B的电阻随电压的增大而减小
ABD
知识点二　实验：描绘I－U特性曲线
1.实验设计
(1)测量电路：用电流表测量通过小灯泡的电流，用电压表测量小灯泡两端的电压。由于小灯泡的电阻远小于电压表的内阻，实验时采用电流表____接法。
(2)控制电路：利用两节干电池作为电源，使用滑动变阻器改变通过小灯泡的电流和它两端的电压。实验时，我们希望小灯泡两端的电压在零至额定电压之间变化，因此控制电路中滑动变阻器采用______接法。
外
分压
(3)实验电路图
甲
2.实验操作
(1)如图甲所示连接电路。
(2)将滑动变阻器的滑片P置于______，使小灯泡L两端的电压为____，检查电路无误后，______开关S。
(3)将滑片P逐渐向B端移动，让电压表每次读数的变化量相等，直到达到小灯泡的额定电压。读出若干组电压表的示数U及相应的电流表的示数I，记录在下面的表格中。
A端
零
闭合
(4)断开开关S，拆除电路，整理器材。
(5)如图乙所示，在坐标纸上建立平面直角坐标系。以纵坐标表示电流I，横坐标表示电压U，根据实验得到的数据在坐标系上描点，并用______曲线连接起来，便得到小灯泡的I－U特性曲线。
平滑
乙
3.注意事项
(1)电路的连接方式
①电流表应采用外接法：因为小灯泡的电阻很小，与量程为0.6 A的电流表串联时，电流表的分压影响很大。
②滑动变阻器应采用________接法：目的是使小灯泡两端的电压能从0开始连续变化。
分压式
(2)闭合开关S前，滑动变阻器的触头应移到使小灯泡分得电压为0的一端，使开关闭合时小灯泡的电压能从0开始变化，同时也是为了防止开关刚闭合时因小灯泡两端电压过大而烧坏灯丝。
(3)I－U图线在U0左右将发生明显弯曲，故在U＝U0左右绘点要密，以防出现较大误差。
4.误差分析
(1)由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，会带来误差，电流表外接，由于电压表的分流，使测得的电流值____于真实值。
(2)测量时读数带来误差。
(3)在坐标纸上描点、作图带来误差。
大
例3 现要用伏安法描绘一只标值为“2.5 V，0.6 W”的小灯泡的I－U图线，有下列器材供选用：
A.电压表(0～3 V，内阻3 kΩ；0～15 V，内阻10 kΩ)
B.电流表(0～0.6 A，内阻0.5 Ω；0～3 A，内阻0.1 Ω)
C.滑动变阻器(10 Ω，2 A)
D.滑动变阻器(100 Ω，1.0 A)
E.蓄电池(6 V)
(1)为了减小测量误差，图甲中的S1应接________(选填“M”或“N”)，滑动变阻器应选用________(用序号字母表示)。
(2)用笔画线代替导线在图乙中将实物连接成实验所需要电路。
(3)开关S闭合之前，滑动变阻器的滑片应该置于________(选填“A”端、“B”端或“AB正中间”)，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数变化明显，但电流表示数始终为0，则电路故障为________。
解析　(1)因灯泡电阻较小，故电流表采用外接法，则S1应接在M点；由电路图可知，电路采用了滑动变阻器分压接法，所以滑动变阻器采用总阻值较小的C。
(2)根据实验原理图画出实物图，如图所示。
(3)为了保证实验安全，开始时灯泡两端的电压应为最小，故滑动变阻器的滑片应在A端；由题意可知，电压表示数变化明显，说明电压表与电源相连，且滑动变阻器连接正常，而电流表没有示数说明电路是断开的，由电路图可知，只能是小灯泡发生了断路。
答案　(1)M　C　(2)见解析图　(3)A端　小灯泡断路
例4 (2023·全国甲卷，22)某同学用伏安法测绘一额定电压为6 V、额定功率为3 W的小灯泡的伏安特性曲线，实验所用电压表内阻约为6 kΩ，电流表内阻约为1.5 Ω。实验中有图(a)和(b)两个电路图供选择。
(1)实验中得到的电流I和电压U的关系曲线如图(c)所示，该同学选择的电路图是图________(填“a”或“b”)。
(2)若选择另一个电路图进行实验，在所给图上用实线画出实验中应得到的关系曲线的示意图。
(2)根据(1)问分析可知，图(b)的关系图线应在图(a)图线的下方，如答案图中实线所示。
答案　(1)a　(2)如图所示
课后巩固训练
2
AC
题组一　导体的I－U(或U－I)特性曲线
1.(多选)如图所示，a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝的U－I图像，下列说法正确的是(　　)
A.a代表的电阻丝较粗
B.b代表的电阻丝较粗
C.a代表的电阻丝阻值小于b代表的电阻丝阻值
D.图线表示两个电阻丝的电阻随电压的增大而增大
AC
2.(多选)如图所示，图线a对应导体的电阻为R1，图线b对应导体的电阻为R2，则下列说法中正确的是(　　)
A.R1∶R2＝1∶3
B.R1∶R2＝3∶1
C.若通过R1与R2的电流相等，则它们两端的
电压之比U1∶U2＝1∶3
D.若R1与R2两端的电压相等，则通过它们的电流之比I1∶I2＝1∶3
解析　因为该图线是I－U图线，则图线的斜率的倒数表示电阻，所以电阻之比为R1∶R2＝1∶3，故A正确，B错误；若通过R1与R2的电流相等，电压之比等于电阻之比，则它们两端的电压之比U1∶U2＝1∶3，故C正确；若R1与R2两端的电压相等，电流之比等于电阻的反比，则通过它们的电流之比I1∶I2＝3∶1，故D错误。
BC
3.(多选)如图所示为A、B、C三个通电导体的I－U关系图像。由图可知(　　)
A.三个导体的电阻大小关系为RA>RB>RC
B.三个导体的电阻大小关系为RAC.若在导体B两端加上10 V的电压，通过导体B的电流是2.5 A
D.若在导体B两端加上10 V的电压，通过导体B的电流是40 A
A
4.小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线在P点的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法不正确的是(　　)
AD
5.(多选)某导体中的电流随其两端电压的变化情况如图所示，则下列说法正确的是(　　)
A.所加电压为5 V时，导体的电阻是5 Ω
B.所加电压为12 V时，导体的电阻是14 Ω
C.由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小
D.由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断增大
题组二　实验：描绘I－U特性曲线
6.在“描绘小电珠的I－U特性曲线”的实验中，除标有“6 V　1.5 W”字样的小电珠、导线和开关外，还有下列器材：
A.直流电源(6 V)
B.直流电流表(量程为3 A，内阻0.1 Ω以下)
C.直流电流表(量程为300 mA，内阻约为5 Ω)
D.直流电压表(量程为10 V，内阻约为15 kΩ)
E.直流电压表(量程为5 V，内阻约为5 kΩ)
F.滑动变阻器(10 Ω，2 A)
G.滑动变阻器(1 kΩ，0.5 A)
实验要求小电珠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________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用________(填写序号)。
(2)在虚线框内画出实验电路图。
答案　(1)C　D　F　(2)见解析图
(2)因小电珠电阻相对电压表内阻较小，则采用电流表外接电路；因小电珠两端电压从0开始变化，则滑动变阻器采用分压电路，电路图如图所示。
7.某学习小组探究LED灯的I－U特性曲线。
(a) (b)
(1)实验需要灯两端的电压从零开始调节，滑动变阻器应采用________(选填“限流式”或“分压式”)接法。
(2)某同学已连接部分导线，请在图(a)中完成电路的连接。
(3)检查电路连线正确后，某同学闭合开关，看到灯闪亮一下立即熄灭，造成这一现象的原因可能是___________________________________________________
___________________________________________________________________。
(4)描绘出灯的伏安特性曲线如图(b)所示，当灯两端电压为0.80 V时，灯的功率为________(结果保留2位有效数字)。
答案　(1)分压式　(2)见解析图　(3)滑动变阻器调节不合适，导致流过灯泡的电流过大，灯泡被烧坏　(4)9.6×10－3 W
解析　(1)题中要求电压从零开始调节，所以滑动变阻器应该按分压式接法接在电路中。
(2)电路图如图所示。
(3)闭合开关，看到灯闪亮一下立即熄灭，造成这一现象的原因可能是滑动变阻器调节不合适，导致流过灯泡的电流过大，灯泡被烧坏。
(4)由题图(b)可知，当灯两端电压为0.80 V时，通过灯的电流为12.0 mA，则灯的功率为P＝UI＝0.8×12.0×10－3 W＝9.6×10－3 W。
8.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(4.5 V)、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)。
答案　(1)见解析图 (2)I1(Rg1＋R0)　I2－I1　180　(3)11.6　(4)8.0
解析　(1)如图所示。
(2)根据串、并联知识可得小灯泡两端的电压U＝I1(Rg1＋R0)，流过小灯泡的电流I＝I2－I1，小灯泡的额定电压U额＝3.6 V，由U额＝I1(Rg1＋R0)可得I1＝180 mA，即为了保证小灯泡的安全，I1不能超过180 mA。
当I1＝173 mA时，I2＝470 mA
解得R＝11.6 Ω。
(4)小灯泡的额定电压U额＝3.6 V，
由Ig1(Rg1＋R)≥U额可得R≥8.0 Ω。第5节　实验:描绘I-U特性曲线
(分值:80分)
选择题1~5题,每小题10分,共50分。
题组一　导体的I-U(或U-I)特性曲线
1.(多选)如图所示,a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝的U-I图像,下列说法正确的是 (　　)
a代表的电阻丝较粗
b代表的电阻丝较粗
a代表的电阻丝阻值小于b代表的电阻丝阻值
图线表示两个电阻丝的电阻随电压的增大而增大
2.(多选)如图所示,图线a对应导体的电阻为R1,图线b对应导体的电阻为R2,则下列说法中正确的是 (　　)
R1∶R2=1∶3
R1∶R2=3∶1
若通过R1与R2的电流相等,则它们两端的电压之比U1∶U2=1∶3
若R1与R2两端的电压相等,则通过它们的电流之比I1∶I2=1∶3
3.(多选)如图所示为A、B、C三个通电导体的I-U关系图像。由图可知 (　　)
三个导体的电阻大小关系为RA>RB>RC
三个导体的电阻大小关系为RA若在导体B两端加上10 V的电压,通过导体B的电流是2.5 A
若在导体B两端加上10 V的电压,通过导体B的电流是40 A
4.小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,P为图线上一点,PN为图线在P点的切线,PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线,则下列说法不正确的是 (　　)
P点对应的小灯泡的电阻为R=
P点对应的小灯泡的电阻为R=
随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大
常温下的小灯泡的电阻小于
5.(多选)某导体中的电流随其两端电压的变化情况如图所示,则下列说法正确的是 (　　)
所加电压为5 V时,导体的电阻是5 Ω
所加电压为12 V时,导体的电阻是14 Ω
由图可知,随着电压的增大,导体的电阻不断减小
由图可知,随着电压的增大,导体的电阻不断增大
题组二　实验:描绘I-U特性曲线
6.(8分)在“描绘小电珠的I-U特性曲线”的实验中,除标有“6 V　1.5 W”字样的小电珠、导线和开关外,还有下列器材:
A.直流电源(6 V)
B.直流电流表(量程为3 A,内阻0.1 Ω以下)
C.直流电流表(量程为300 mA,内阻约为5 Ω)
D.直流电压表(量程为10 V,内阻约为15 kΩ)
E.直流电压表(量程为5 V,内阻约为5 kΩ)
F.滑动变阻器(10 Ω,2 A)
G.滑动变阻器(1 kΩ,0.5 A)
实验要求小电珠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　　　　,电压表应选用　　　　,滑动变阻器应选用　　　　(填写序号)。
(2)在虚线框内画出实验电路图(2分)。
7.(10分)某学习小组探究LED灯的I-U特性曲线。
(a)
(b)
(1)实验需要灯两端的电压从零开始调节,滑动变阻器应采用　　　　(选填“限流式”或“分压式”)接法。
(2)某同学已连接部分导线,请在图(a)中完成电路的连接(2分)。
(3)检查电路连线正确后,某同学闭合开关,看到灯闪亮一下立即熄灭,造成这一现象的原因可能是 　
　。
(4)描绘出灯的伏安特性曲线如图(b)所示,当灯两端电压为0.80 V时,灯的功率为　　　　(4分)(结果保留2位有效数字)。
8.(12分)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(4.5 V)、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分)。
(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)。
第5节　实验：描绘I－U特性曲线
1.AC　[由线性元件的U－I图像的斜率表示电阻可得电阻Rb>Ra，因长度l和电阻率相同，由R＝ρ可知Sa>Sb，选项A、C正确。]
2.AC　[因为该图线是I－U图线，则图线的斜率的倒数表示电阻，所以电阻之比为R1∶R2＝1∶3，故A正确，B错误；若通过R1与R2的电流相等，电压之比等于电阻之比，则它们两端的电压之比U1∶U2＝1∶3，故C正确；若R1与R2两端的电压相等，电流之比等于电阻的反比，则通过它们的电流之比I1∶I2＝3∶1，故D错误。]
3.BC　[在线性元件的I－U图像中图线的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，表示电阻越小，所以三个导体的电阻的大小关系为RA4.A　[此电阻是非线性元件，其电阻不等于图像切线斜率的倒数，根据电阻的定义式可知，对应P点，小灯泡的电阻为R＝，故A错误，B正确；图线上的点与原点连线的斜率倒数等于电阻大小，随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大，故C正确；R＝为P点的电阻，由于随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大，常温下的小灯泡的电阻小于，故D正确。]
5.AD　[由图可知，所加电压为5 V时，电流为1.0 A，则由电阻的定义式可得R＝＝ Ω＝5 Ω，A正确；所加的电压为12 V时，电流为1.5 A，则可得导体的电阻为R′＝ Ω＝8 Ω，B错误；由图可知，随电压的增大，图线上的点与坐标原点连线的斜率减小，即导体电阻的倒数减小，则可知导体的电阻随电压的增大而不断增大，C错误，D正确。]
6.(1)C　D　F　(2)见解析图
解析　(1)小电
珠的额定电流为I＝＝0.25 A，则电流表应选用C；小电珠的额定电压为6 V，则电压表应选用D；滑动变阻器要接成分压电路，则应该选择阻值较小的F。
(2)因小电珠电阻相对电压表内阻较小，则采用电流表外接电路；因小电珠两端电压从0开始变化，则滑动变阻器采用分压电路，电路图如图所示。
7.(1)分压式　(2)见解析图　(3)滑动变阻器调节不合适，导致流过灯泡的电流过大，灯泡被烧坏　(4)9.6×10－3 W
解析　(1)题中要求电压从零开始调节，所以滑动变阻器应该按分压式接法接在电路中。
(2)电路图如图所示。
(3)闭合开关，看到灯闪亮一下立即熄灭，造成这一现象的原因可能是滑动变阻器调节不合适，导致流过灯泡的电流过大，灯泡被烧坏。
(4)由题图(b)可知，当灯两端电压为0.80 V时，通过灯的电流为12.0 mA，则灯的功率为P＝UI＝0.8×12.0×10－3 W＝9.6×10－3 W。
8.(1)见解析图　(2)I1(Rg1＋R0)　I2－I1　180　(3)11.6　(4)8.0
解析　(1)如图所示。
(2)根据串、并联知识可得小灯泡两端的电压U＝I1(Rg1＋R0)，流过小灯泡的电流I＝I2－I1，小灯泡的额定电压U额＝3.6 V，由U额＝I1(Rg1＋R0)可得I1＝180 mA，即为了保证小灯泡的安全，I1不能超过180 mA。
(3)灯丝的电阻R＝＝
当I1＝173 mA时，I2＝470 mA
解得R＝11.6 Ω。
(4)小灯泡的额定电压U额＝3.6 V，
由Ig1(Rg1＋R)≥U额可得R≥8.0 Ω。

展开更多......

收起↑