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描绘小灯泡的伏安特性曲线
例1（2020·浙江省杭州地区重点中学高三上学期期中考试物理试题）为准确测绘小灯泡的伏安特性曲线，利用如下器材设计了甲乙两个电路
A．小灯泡（额定电压为2.5V，额定电流为0.3A）
B．电流表（量程0-0.6A，内阻约2Ω）
C．电压表V（量程0-3V内阻约10kΩ）
D．滑动变阻器（0-52Ω，3A）
E.直流电源B（约为3V）
F.开关、导线若干
（1）实验电路选择______。（填甲或乙）
（2）如图丙是利用欧姆表测定小灯泡的电阻______Ω.
（3）按照实验测得的伏安特性曲线如丁图中的1曲线，考虑误差因素，真实的伏安特性曲线更接近______曲线（填2或3）。
【答案】乙
5.6
2
【解析】（1）小灯泡的额定电阻：
故电流表采用外接法，故电路图选择图乙。
（2）欧姆表读数为表盘刻度乘以倍率，小灯泡电阻为：
。
由于电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，实际测得的通过小灯泡的电流偏大，相同电压下，小灯泡的真是电流小于电流表示数，故真实的伏安特性曲线更接近2。
例2
（2020·广西玉林高中高二上学期第二次月考物理试题）为了描绘小灯泡的伏安特性曲线，某同学设计了如图所示的实验电路，已知小灯泡的规格为“12V，5W”。
(1)闭合开关前，应将电路图中的滑动变阻器的滑片移到________(填“a”或“b”)端．根据连接好的实物图，调节滑动变阻器，记录多组电压表和电流表的读数，作出的I－U图线如图甲中实线所示，由图线分析可知，小灯泡的电阻随温度的升高而________(填“增大”或“减小”)；
(2)若I－U图象中的虚线Ⅰ或Ⅱ表示小灯泡真实的伏安特性曲线，与实验中得到的实线相比，虚线________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)才是其真实的伏安特性曲线。
【答案】a
增大
Ⅱ
【解析】(1)开始时应使测量电路两端的电压为零，故开关闭合前应将滑动变阻器滑片移到a端；
由题图甲可知图像的斜率越来越小，则说明电阻越来越大，小灯泡的电阻随温度的升高而增大；
(2)由于电流表采用外接法，电压表分流使电流表示数偏大，而电压表示数是准确的，故Ⅱ为真实的图像。
例3
（2020·浙江省1月学业水平测试选考物理试题）（1）小明同学用多用电表测量一未知电阻器的阻值。经过规范操作后，所选欧姆挡倍率及指针位置分别如图甲、乙所示，则此电阻器的阻值为_____Ω
（2）在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中：
①如图丙所示，已经连接了一部分电路，请在答题纸上对应位置将电路连接完整_____。
②合上开关后，测出9组Ⅰ、U值，在坐标系中描出各对应点，如图丁所示。请在答题纸对应位置的图中画出此小灯泡的伏安特性曲线_____。
③与图丁中P点对应的状态，小灯泡灯丝阻值最接近______。
A．16.7Ω
B．12.4Ω
C．6.2Ω
【答案】1750（1700～1800）
C
【解析】（1）阻值为欧姆表盘读数乘以倍率：
（2）①根据图丁可知电压表选择0到3V量程即可，数据从0开始测量，滑动变阻器采用分压接法：
②用平滑曲线画出伏安特性曲线：
③根据图像结合欧姆定律：
所以C选项的电阻较为接近。
例4（2020浙江省丽水市高二（上)1月全市普通高中教学质量监控物理试题）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·江西省重点中学协作体高三第一次联考理综物理试题）某课外探究小组做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验，小灯泡的额定电压4V，额定功率为1.9W左右。实验室准备了以下实验器材：
A.蓄电池（电动势为6V，内阻约为1
）；
B.电压表（量程为0~4.5
V，内阻约为8
k）；
C．电压表（量程为0~3
V，内阻约为5
k）；
D．电流表（量程为0~1.2
A，内阻约为0.8
）；
E.电流表（量程为0~500
mA，内阻约为0.3
）；
F.滑动变阻器（0~5
，1.5
A）；
G.滑动变阻器（0~50
，1.2
A）；
H.开关、导线若干。
(1)实验中所用电压表应选用________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用_______；（填写器材前的字母）
(2)实验时要求尽量减小实验误差，要求伏安特性曲线从零开始取值，请在虚线框中画出合理的电路图_____。
(3)该小组根据正确的操作得到数据，画出了该小灯泡的伏安特性曲线，如图所示，则该小灯泡的额定功率为_______W。将该小灯泡与电动势为3.0
V、内阻为2
的电源直接串联，则该小灯泡的实际功率是_______。（以上结果均保留两位有效数字）。
【答案】B
E
F
2.0
【解析】(1)做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，小灯泡的额定电压为4V，因此电压表的量程应大于等于4V，因此选B
；小灯泡的额定功率为1.9W，因此流过小灯泡的额定流为0.5A左右，故电流表选E；由于小灯泡两端的电压需要从零开始调节，因此滑动变阻器采用分压式接法，阻值越小，调节起来越方便，因此选F。
(2)小灯泡的阻值较小，电流表采用外接法，滑动变阻器采用分压式接法，电路如图所示
(3)从图象可知，当额定电压为4V时，电流为0.5A，因此额定功率为2.0W。
将电源路端电压与电流的图象画到小灯泡的U—I图中，如图所示
两个图象的交点就是流过小灯泡的电流和加在小灯泡两端的电压值，图中
，
因此
。
2.（2020·河北省百千联盟高三上学期11月理综物理试题）某物理兴趣小组欲描绘某小灯泡的伏安特性曲线，实验室提供的实验器材有：
A．电源（电动势为6
V，内阻不计）；
B．待测小灯泡U标有“3.8
V”字样）；
C．电压表V1（量程为3
V，内阻约为3
kΩ）；
D．电压表V2（量程为4.
5
V，内阻约为4.
5
kΩ）；
E.电流表A1（量程为0.6
A，内阻约为0.2
Ω）；
F.电流表A2（量程为3
A，内阻约为0.05
Ω）；
滑动变阻器R（最大阻值为5Ω，额定电流为2
A）；
(1)小组同学先用多用电表粗测小灯泡的电阻，按正确步骤操作，示数如图甲所示，则该示数为____。
(2)小组同学采用图乙所示电路描绘小灯泡的伏安特性曲线，电压表应选用_______，电流表应选用______（均填写器材前面的字母序号）
(3)请按图乙所示电路将图丙中实物连线补充完整________。
(4)改变滑动变阻器的滑片位置，获得多组电压表的示数U和电流表对应的示数I的数据，根据所得数据描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图丁所示，则小灯泡的电阻随工作电流的增大而_________（填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】8.
0
D
E
增大
【解析】(1)根据图甲可知多用电表的示数为
(2)小灯泡L的额定电压为3.8
V，故电压表应选用D；通过小灯泡的电流约为
故电流表应选用E。
(3)由题意可知电流表选用外接法，滑动变阻器选用分压接法，接线如图：
(4)伏安特性曲线上某点与原点O连线的斜率表示小灯泡中通过该点对应电流时灯泡电阻值的倒数，由题图丁可以看出，随着电流I增大，曲线的斜率减小，故小灯泡的电阻增大。
3.
（2020·福建省厦门市高三（下)第一次质量检查理综物理试题）二极管具有单向导电性，小明同学在实验室找到了一个旧的二极管，他想通过实验来描绘该二极管正向导电时的伏安特性曲线。
(1)由于二极管极性未知，小明先用多用电表来判断二极管的极性。他将多用电表置于欧姆挡“×100”挡，进行欧姆调零之后，将红表笔接B端，黑表笔接A端，多用表读数如图乙中a所示；然后将红表笔接A端，黑表笔接B端，多用表读数如图乙中b所示；则图甲中____（填“A”或者“B”）端为该二极管的正极。
(2)小明同学利用以下器材来描绘该二极管的伏安特性曲线。
A．一节干电池E（电动势1.5V，内阻不计）
B．滑动变阻器R1（0-20Ω）
C．滑动变阻器R2（0-2000Ω）
D．电压表V（量程1.5V、内阻约2kΩ）
E.电流表A（量程50mA、内阻约5Ω）
F.待测二极管D
G.导线、开关
为了提高测量精度，滑动变阻器应选用_______（填序号字母）。
(3)请用笔代替导线，将以下实物图补充完整_______。
(4)实验描绘出了该二极管正向导电的伏安特性曲线，其示意图如图丁所示，请描述该二极管正向导电的伏安特性_____________。
【答案】B
B
当电压小于时，二极管正向电阻很大，电流为0；当电压大于时，二极管正向导通，电阻随电压的增加急剧减小。
【解析】(1)从图乙中的（b）可知，二极管的电阻非常小，即测量的为正向电阻，再结合“红进黑出”，即B端和欧姆表内部电源正极相连，所以B端为该二极管的正极。
(2)二极管的正向电阻非常小，为了实验过程中便于操作，故应选择和其阻值相差不大的滑动变阻器，否则滑动变阻器过大，实验过程中电流变化不明显，故选滑动变阻器B。
(3)实验过程中电压需要从零开始，故采用滑动变阻器的分压接法，电路实物图如图所示，
(4)由图可知当电压小于时，电流为0，二极管正向电阻很大；当电压大于时，二极管正向导通，电流急剧增大，电阻随电压的增加急剧减小。
4.（2020·江苏省连云港市东海县高二上学期期末调研物理试题）某物理兴趣小组欲描绘一小灯泡“2.5V，1.2W”的伏安特性曲线，实验室提供的器材如下：
A．电流表（量程为0.6A，内阻约为0.5Ω）；
B．电压表（量程为0~3V，内阻约为5kΩ）；
C．滑动变阻器（最大阻值为5Ω，允许通过的最大电流为2.0
A）；
D．滑动变阻器（最大阻值为200Ω，允许通过的最大电流为0.3
A）；
E．直流电源（电动势为4V，内阻不计）；
F．开关、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲所示的电路补充完整。
（____）
(2)滑动变阻器应选______（填所选器材前的字母）。
(3)在开关闭合之前，滑动变阻器的滑片应滑至______（选填“A”或“B”）端。
(4)通过实验得出该灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，若将该灯泡直接接在电动势为3V、内阻为5Ω的电源两端，则该灯泡的功率为________W（结果保留一位有效数字）。
【答案】
C
B
0.4
【解析】(1)根据图像可知电压从0开始测量，滑动变阻器采用分压式接法，小灯泡电阻约为：
小灯泡电阻和电表内阻的关系：
所以电流表采用外接法，如图：
；
(2)为了便于分压调节，滑动变阻器选用阻值较小，额定电流较大的C；
(3)为了保护电路，开始时小灯泡分压为0，所以滑片开始时应滑至B端；
(4)根据闭合电路欧姆定律：
在伏安特性曲线中做出描述电源的图线：
交点数据即为将该灯泡直接接在电源两端时的电流和电压值，则灯泡的实际功率：
。
5.（2020·云南省师范大学附属中学高三上学期第五次月考理综物理试题）某学习小组描绘规格为“2.5V
0.5W”
的小灯泡的伏安特性曲线。实验空提供下列器材∶
A．毫安表A1（量程为30mA，'内阻约50Ω）
B．毫安表A2（量程为300mA，内阻约5Ω）
C．电压表V
（量程为3V，内阻约5kΩ）
D．滑动变阻器R1（0~
10Ω）
E.滑动变阻器R2（0-
1000Ω）
F直流电源（电动势3v，内阻忽略不计）
G.开关一个、导线若干
(1)为了能多测儿组数据非能从零开始测量、电流表选择
_______，滑动变阻器选择_____。（选填相应器材前的代号）
(2)在图甲所示的实验电路图中，电压表的右端应该接在______（真“a”或“b”）
端。
(3)图乙是小灯泡的伏安特性曲线，由图如小灯泡电压为1.
50V时，小灯泡的实际功率为____W（结果保留两位有效数字）。
【答案】B
D
a
0.26~0.27
【解析】(1)小灯泡的额定电流为
所以电流表选B；
分压式电路，滑动变阻器以小控大，更容易操作，所以选D；
(2)因为小灯泡在额定电流下的电阻为
因，所以选择外接法误差更小，故选择a；
(3)由乙图知当电压为1.50V时，电流为0.175A，所以功率为
0.26W
由于误差存在，所以0.26~0.27W均可。描绘小灯泡的伏安特性曲线
例1（2020·浙江省杭州地区重点中学高三上学期期中考试物理试题）为准确测绘小灯泡的伏安特性曲线，利用如下器材设计了甲乙两个电路
A．小灯泡（额定电压为2.5V，额定电流为0.3A）
B．电流表（量程0-0.6A，内阻约2Ω）
C．电压表V（量程0-3V内阻约10kΩ）
D．滑动变阻器（0-52Ω，3A）
E.直流电源B（约为3V）
F.开关、导线若干
（1）实验电路选择______。（填甲或乙）
（2）如图丙是利用欧姆表测定小灯泡的电阻______Ω.
（3）按照实验测得的伏安特性曲线如丁图中的1曲线，考虑误差因素，真实的伏安特性曲线更接近______曲线（填2或3）。
例2
（2020·广西玉林高中高二上学期第二次月考物理试题）为了描绘小灯泡的伏安特性曲线，某同学设计了如图所示的实验电路，已知小灯泡的规格为“12V，5W”。
(1)闭合开关前，应将电路图中的滑动变阻器的滑片移到________(填“a”或“b”)端．根据连接好的实物图，调节滑动变阻器，记录多组电压表和电流表的读数，作出的I－U图线如图甲中实线所示，由图线分析可知，小灯泡的电阻随温度的升高而________(填“增大”或“减小”)；
(2)若I－U图象中的虚线Ⅰ或Ⅱ表示小灯泡真实的伏安特性曲线，与实验中得到的实线相比，虚线________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)才是其真实的伏安特性曲线。
例3
（2020·浙江省1月学业水平测试选考物理试题）（1）小明同学用多用电表测量一未知电阻器的阻值。经过规范操作后，所选欧姆挡倍率及指针位置分别如图甲、乙所示，则此电阻器的阻值为_____Ω
（2）在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中：
①如图丙所示，已经连接了一部分电路，请在答题纸上对应位置将电路连接完整_____。
②合上开关后，测出9组Ⅰ、U值，在坐标系中描出各对应点，如图丁所示。请在答题纸对应位置的图中画出此小灯泡的伏安特性曲线_____。
③与图丁中P点对应的状态，小灯泡灯丝阻值最接近______。
A．16.7Ω
B．12.4Ω
C．6.2Ω
例4（2020浙江省丽水市高二（上)1月全市普通高中教学质量监控物理试题）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）。
1.（2020·江西省重点中学协作体高三第一次联考理综物理试题）某课外探究小组做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验，小灯泡的额定电压4V，额定功率为1.9W左右。实验室准备了以下实验器材：
A.蓄电池（电动势为6V，内阻约为1
）；
B.电压表（量程为0~4.5
V，内阻约为8
k）；
C．电压表（量程为0~3
V，内阻约为5
k）；
D．电流表（量程为0~1.2
A，内阻约为0.8
）；
E.电流表（量程为0~500
mA，内阻约为0.3
）；
F.滑动变阻器（0~5
，1.5
A）；
G.滑动变阻器（0~50
，1.2
A）；
H.开关、导线若干。
(1)实验中所用电压表应选用________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用_______；（填写器材前的字母）
(2)实验时要求尽量减小实验误差，要求伏安特性曲线从零开始取值，请在虚线框中画出合理的电路图_____。
(3)该小组根据正确的操作得到数据，画出了该小灯泡的伏安特性曲线，如图所示，则该小灯泡的额定功率为_______W。将该小灯泡与电动势为3.0
V、内阻为2
的电源直接串联，则该小灯泡的实际功率是_______。（以上结果均保留两位有效数字）。
2.（2020·河北省百千联盟高三上学期11月理综物理试题）某物理兴趣小组欲描绘某小灯泡的伏安特性曲线，实验室提供的实验器材有：
A．电源（电动势为6
V，内阻不计）；
B．待测小灯泡U标有“3.8
V”字样）；
C．电压表V1（量程为3
V，内阻约为3
kΩ）；
D．电压表V2（量程为4.
5
V，内阻约为4.
5
kΩ）；
E.电流表A1（量程为0.6
A，内阻约为0.2
Ω）；
F.电流表A2（量程为3
A，内阻约为0.05
Ω）；
滑动变阻器R（最大阻值为5Ω，额定电流为2
A）；
(1)小组同学先用多用电表粗测小灯泡的电阻，按正确步骤操作，示数如图甲所示，则该示数为____。
(2)小组同学采用图乙所示电路描绘小灯泡的伏安特性曲线，电压表应选用_______，电流表应选用______（均填写器材前面的字母序号）
(3)请按图乙所示电路将图丙中实物连线补充完整________。
(4)改变滑动变阻器的滑片位置，获得多组电压表的示数U和电流表对应的示数I的数据，根据所得数据描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图丁所示，则小灯泡的电阻随工作电流的增大而_________（填“增大”“减小”或“不变”）。
3.
（2020·福建省厦门市高三（下)第一次质量检查理综物理试题）二极管具有单向导电性，小明同学在实验室找到了一个旧的二极管，他想通过实验来描绘该二极管正向导电时的伏安特性曲线。
(1)由于二极管极性未知，小明先用多用电表来判断二极管的极性。他将多用电表置于欧姆挡“×100”挡，进行欧姆调零之后，将红表笔接B端，黑表笔接A端，多用表读数如图乙中a所示；然后将红表笔接A端，黑表笔接B端，多用表读数如图乙中b所示；则图甲中____（填“A”或者“B”）端为该二极管的正极。
(2)小明同学利用以下器材来描绘该二极管的伏安特性曲线。
A．一节干电池E（电动势1.5V，内阻不计）
B．滑动变阻器R1（0-20Ω）
C．滑动变阻器R2（0-2000Ω）
D．电压表V（量程1.5V、内阻约2kΩ）
E.电流表A（量程50mA、内阻约5Ω）
F.待测二极管D
G.导线、开关
为了提高测量精度，滑动变阻器应选用_______（填序号字母）。
(3)请用笔代替导线，将以下实物图补充完整_______。
(4)实验描绘出了该二极管正向导电的伏安特性曲线，其示意图如图丁所示，请描述该二极管正向导电的伏安特性_____________。
4.（2020·江苏省连云港市东海县高二上学期期末调研物理试题）某物理兴趣小组欲描绘一小灯泡“2.5V，1.2W”的伏安特性曲线，实验室提供的器材如下：
A．电流表（量程为0.6A，内阻约为0.5Ω）；
B．电压表（量程为0~3V，内阻约为5kΩ）；
C．滑动变阻器（最大阻值为5Ω，允许通过的最大电流为2.0
A）；
D．滑动变阻器（最大阻值为200Ω，允许通过的最大电流为0.3
A）；
E．直流电源（电动势为4V，内阻不计）；
F．开关、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲所示的电路补充完整。
（____）
(2)滑动变阻器应选______（填所选器材前的字母）。
(3)在开关闭合之前，滑动变阻器的滑片应滑至______（选填“A”或“B”）端。
(4)通过实验得出该灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，若将该灯泡直接接在电动势为3V、内阻为5Ω的电源两端，则该灯泡的功率为________W（结果保留一位有效数字）。
5.（2020·云南省师范大学附属中学高三上学期第五次月考理综物理试题）某学习小组描绘规格为“2.5V
0.5W”
的小灯泡的伏安特性曲线。实验空提供下列器材∶
A．毫安表A1（量程为30mA，'内阻约50Ω）
B．毫安表A2（量程为300mA，内阻约5Ω）
C．电压表V
（量程为3V，内阻约5kΩ）
D．滑动变阻器R1（0~
10Ω）
E.滑动变阻器R2（0-
1000Ω）
F直流电源（电动势3v，内阻忽略不计）
G.开关一个、导线若干
(1)为了能多测儿组数据非能从零开始测量、电流表选择
_______，滑动变阻器选择_____。（选填相应器材前的代号）
(2)在图甲所示的实验电路图中，电压表的右端应该接在______（真“a”或“b”）
端。
(3)图乙是小灯泡的伏安特性曲线，由图如小灯泡电压为1.
50V时，小灯泡的实际功率为____W（结果保留两位有效数字）。

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