2023 届高考物理一轮复习——实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线 1．（2022·新疆·模拟预测）一个学习小组要用伏安法描绘一个标有“3V，1.5W”的小灯泡的 I  U 图线，现 有下列器材供选用： A．电源（电动势 3V，内阻不计） B．电流表（0~0.6A，内阻约为 0.5Ω） C．电流表（0~3A，内阻约为 0.1Ω） D．电压表（0~3V，内阻约为 3kΩ） E.电压表（0~15V，内阻约 15kΩ） F.滑动变阻器（0~5Ω，额定电流为 2A） G.滑动变阻器（0~1000Ω，额定电流为 2A） H.开关一个、导线若干 （1）请在图（a）中将电路实物连线补充完整；___________ （2）实验中电流表应选___________，电压表应选___________，滑动变阻器应选___________（用字母 序号表示）； （3）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（b）所示，若将该小灯泡直接接在电动势 E  3V 、内阻 r  10 的电源两端，则小灯泡此时的电阻为___________Ω。（结果保留 3 位有效数字） 2．（2022·辽宁·大连市三中学模拟预测）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=_______。 （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．（2022·天津实验中学模拟预测）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，所采用的小灯泡的规格为 “2.5V， 0.3A”，实验时的电路图如图甲所示。 ① 某同学从实验室取出 A、B 两个材质相同的滑动变阻器，铭牌不清，从进货单中查知两个滑动变阻器 的最大阻值一个为 10Ω，另一个为 1000Ω，观察发现 A 绕的导线粗而少，B 绕的导线细而多，则本实验应 该选用______（填“A”或“B”） ② 在实验测量中，某次电压表示数如图乙所示，则其示数为______V；此时电流表的示数可能为图丙中 的______（填写图丙中各表下方的代号）。 ③ 若实验得到另一小灯泡的伏安特性曲线（ I  U 图像）如图丁所示。若将这个小灯泡接到电动势为 1.5V、内阻为 5Ω 的电源两端，则小灯泡的工作电阻为______Ω，小灯泡消耗的功率是______W。 4．（2022·云南省楚雄彝族自治州民族中学高三开学考试）某同学从实验室中找到一个小灯泡，上面标称 功率值为 0.75W，额定电压值已模糊不清。为了得到该小灯泡的额定电压值，他先测出该灯泡的电阻约为 2.0Ω，然后根据公式 P  U2 R 计算出该灯泡的额定电压为 1.22V。该同学怀疑所得电压值不准确，于是他 利用下列实验器材设计了一个电路进行测量。 A．电压表 V（量程为 0～3V，内阻约 1kΩ） B．电流表 A（量程为 0～500mA，内阻约 0.6Ω） C．滑动变阻器 R1（阻值范围为 0～5Ω） D．滑动变阻器 R2（阻值范围为 0～100Ω） E．电源 E（4.0V，内阻不计） F．开关 S，导线若干 在实验过程中，该同学将灯泡两端的电压由零缓慢地增加，当电压达到 1.22V 时，发现灯泡亮度很暗，当 达到 2.70V 时，发现灯泡已过亮，便立即断开开关，并将所测数据记录在下列表格中。 次数 1 2 3 4 5 6 7 0.2 0.6 1.0 1.4 1.8 2.2 2.7 0 0 0 0 0 0 0 80 155 195 227 255 279 310 U/V I/m A （1）请根据实验要求，在图甲虚线框内画出电路图并标出所选滑动变阻器的字母代号__________。 （2）根据实验数据作出的 U-I 图线如图乙所示。由图像得出该灯泡的额定电压应为___________V，这一 结果大于 1.22V，其原因是___________。 5．（2022·辽宁·大连长兴岛高级中学高三阶段练习）某同学欲利用图 a 所示的电路图测量某电容器的电容。 （1）图 a 中电流表 A1 量程为 300 μA。为了满足实验要求需要扩大量程，该同学设计了图 b 所示的电路图， 并操作如下： a．将开关 S4 断开，闭合 S3，调节 R2，使 A1 和 A2 读数均为 200 μA； b．将开关 S4 闭合，调节 R1 和 R2，保证 A2 读数不变，则当 A1 读数是______ μA 时，A1 与 R1 并联可以作为 600 μA 的电流表使用。 （2）该同学改表后，开始利用图 a 所示的电路图测量电容器的电容，具体操作如下： a．按图 a 接好实验电路，图 c 中与开关有关的 5 条线中连接有错误的有：______ b．将图 c 中单刀双掷开关 S2 接“a”，记下此时电压表读数 6.2 V； c．调节图 c 中滑动变阻器的滑片 P 至接入电路的阻值最大，将单刀双掷开关 S2 接“b”同时开始计时，每 5 s 或 10 s 读一次电流表 A1（A1 的表盘没变）的示数 i，记录数据； d．以 i 为纵轴、t 为横轴，在坐标纸上绘制点，用平滑曲线在图 d 中画出的 i -t 图线与坐标轴围成的“面积” 等于______C；（结果保留两位有效数字） e．根据实验结果和图像，估算电容器的电容 C＝________ F。（结果保留两位有效数字） 6．（2022·重庆·高三期末）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（额定电压约为 2.5V，额定电流约为 500mA） 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（0~5Ω，2A） F．滑动变阻器 R2（0~100Ω，1.5A） G．直流电源 E（电动势为 3V，内阻不计） 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）在尽量提高测量精度的情况下，根据以上器材，用笔画线代替导线将图中实物图补充完整______。 7．（2022·广东梅州·模拟预测）某研究小组用一种电动势不变、内阻发生变化的电池，来研究小灯泡电 压随电流的变化规律。设计图甲所示的电路，闭合开关 S，调节滑动变阻器 R，通过测量得到该电池的 U ﹣I 关系曲线 a、小灯泡的 U﹣I 关系曲线 c 如图乙所示。 （1）根据图乙来判断，当电流表的读数为 0.3A，则电压表 V2 的读数应为 ________V（估读到小数点后 一位）。 （2）由图象可知电源的电动势 E=_________V（保留两位有效数字）。 （3）关于曲线 c 与曲线 a 的交点 Q 代表的物理含义，下列说法正确的是 _________。 A．滑动变阻器滑片 P 移到了滑动变阻器的最右端 B．在此种电路条件的限制下，小灯泡功率的最大值为 1.25W C．交点 Q 的电压只能表示路端电压，不能表示灯泡的电压 D．交点 Q 的电压只能表示灯泡的电压，不能表示路端电压 8．（2022·四川省内江市第六中学高三开学考试）（1）某同学用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一薄的 金属圆片的直径和厚度，由图中的示数可知该金属圆片的直径的测量值为_______cm，厚度的测量值为__ _____mm。 （2）某同学想利用实验描绘小灯泡（2.5V；0.3A）的伏安特性曲线，应选用的电路图是______。 A． B． C． D． （3）该同学利用上题电路图实验得到的小灯泡的 U-I 关系如下图甲所示。如果将该小灯泡分别接入图乙、 丙两个不同电路中，图乙电源电动势为 1.5V，内阻不计。图丙中电源电动势为 5V，内阻不计，定值电阻 R=20Ω。则接入_______（选填“乙”或“丙”）电路时，小灯泡较亮些，消耗的电功率为______W。 9．（2022·四川·树德中学高三期末）某同学要测绘一个额定电压为 2.5 V，额定电流约为 0.5 A 的小灯泡 的伏安特性曲线。 （1）选择好器材后，连接实物如图所示，闭合开关后发现无论怎样移动滑动变阻器的滑动触头，电流表 的示数都不为零，请指出错误的连线并改正（在图上修改，错误的连线打“×”，缺少的线用笔画线补上）。 （2）根据测量的数据，在图中的方格坐标纸中描点作出小灯泡的伏安特性曲线，由图线可知小灯泡的额 定功率为_________W（保留两位有效数字）。 （3）将该小灯泡与电动势为 3.0 V、内阻为 15.0 Ω 的干电池组及一个滑动变阻器串联成闭合回路，当滑 动变阻器连入电路的阻值为_________Ω 时，干电池组的输出功率最大（保留两位有效数字）。 10．（2022·广东潮州·高三期末）有一个小灯泡上标有“4 V、2 W”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡 的伏安特性曲线。现有下列器材供选用：电压表（0~5 V，内阻约 10 kΩ），电流表（0~0.6 A，内阻约 0.4 Ω），滑动变阻器（10 Ω，2 A），学生电源（直流 6 V）、开关、导线若干 （1）实验时，应选下面两图中_______（选填“甲”，“乙”）电路图来完成实验。 （2）根据所选电路图，将下面的实验器材用实线连接成实物电路图，图中部分连线已经连接好，请你完 成其余的连线。 11．（2022·江西·九江一中高三期末）某实验小组做“描绘小灯泡伏安特性曲线”的实验。除开关、导线以 外，实验室还有以下器材可供选择： A．待测小