2021 届高考物理一轮复习电学实验专项训练 （一）实验：描 绘小灯泡的伏安特性曲线 1.现要测定一个额定电压 4V、额定功率为 1.6W 的小灯泡的伏安特性曲线.要求所测电压范 围为 0.1～4V. 现有器材： 直流电源 E(电动势 4V、内阻不计)， 电压表 V(量程 4.5V，内阻约为 4×104Ω， 电流表 A1(量程 250mA，内阻约为 2Ω)， 电流表 A2(量程为 500mA，内阻约为 1Ω)， 滑动变阻器 R(最大阻值约为 30Ω)， 电键 S，导线若干. 如果既要满足要求，又要测量误差小，应该选用的电流表是__________，图中两个电路应 该选用的是________. 2.小明想测额定电压为 2.5 V 的小灯泡在不同电压下的电功率，设计了如图 1 所示的电路。 （1）在实验过程中，调节滑片 P，电压表和电流表均有示数但总是调不到零，其原因是__ _______的导线没有连接好（图中用数字标记的小圆点表示接线点，空格中请填写图中的数 字，如“7 点至 8 点”）； （2）正确连好电路，闭合开关，调节滑片 P，当电压表的示数达到额定电压时，电流表的 指针如图 2 所示，则电流为_______A，此时小灯泡的功率为_______W； （3）做完实验后，小明发现在实验报告上漏写了电压为 1.00 V 时通过小灯泡的电流，但 在草稿纸上记录了下列数据，你认为最有可能的是_____。 A.0.08 A B.0.12 A C.0.20 A 3.在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验时，所用电流表内阻约为几欧，电压表内阻约为十 几千欧。实验中得到了多组数据，通过描点连线在 I  U 坐标系中得到了小灯泡的伏安特性 曲线，如图甲所示。 （1）在虚线框中画出实验电路原理图，并在图乙中用笔画线代替导线连接电路。 （2）根据图甲，可确定小灯泡的功率 P 与 U2 和P与 I2 的关系，下列示意图中合理的是__ _______。 A. B. C. D. （3）将被测小灯泡、定值电阻 R 和电源串联成如图丙所示的电路，电源电动势为 6.0 V， 内阻为 1.0  。若电路中的电流为 0.4 A，则定值电阻 R 所消耗的电功率为__________W。 4.（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 I  U 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.16.7 Ω B.12.4 Ω C.6.2 Ω 5.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 200 mA，内阻 R0 （阻值 Rg1  10.0  R0  10.0  ），电流表 ）、滑动变阻器 A2 R1 （量程 500 mA，内阻 Rg2  1.0  A1 （量程 ）、定值电阻 （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 的电压 I1、I 2 U 分别为流过电流表 A1 和 A2 _______，流过小灯泡的电流 I1、、 I 2 Rg1 的电流，利用 I 和 R0 写出：小灯泡两端 I1 _______。为保证小灯泡的安全， 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 I1 I 2 滑片位置并读取相应的 和 。所得实验数据在下表中给出。 I1 /mA 32 I 2 /mA 171 根据实验数据可算得，当 55 229 I1  173 mA 85 125 144 173 299 379 424 470 时，灯丝电阻 （4）如果用另一个电阻替代定值电阻 R0 R _______Ω（保留 1 位小数）。 ，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）。 6.物理兴趣小组的同学要描绘额定电压为 3.8 V 小灯泡的伏安特性曲线。 (1)他们从实验室取来如图甲所示的器材,为了保证实验有较高的精度,请你用笔画线为他们 连接实验电路。 (2)若实验描绘的小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,则小灯泡在常温下的电阻约为 ______Ω(结果保留两位有效数字),若用欧姆表测量常温电阻,则应该把选择开关打到_______ 挡。 (3)若小灯泡与一个 16 Ω 的定值电阻串联后接在电压恒定为 4 V 的电源上,则小灯泡的电阻 为_________Ω,小灯泡实际消耗的电功率为_________W。(结果保留两位有效数字) (4)接在电压恒定为 4 V 的电源上小灯泡发光后的电阻与小灯泡在常温下的电阻不同的原因 是_________________________________。 7.某同学想要描绘标有“ 3.0V,0.3A ”字样小灯泡 L 的伏安特性曲线,要求测量数据尽量精确, 绘制曲线完整,可供该同学选用的器材除了电源、开关、导线外,还有: 电压表 电压表 V1 V2 0 ~ 3V (量程 (量程 ,内阻等于 0 ~ 15V 3k ,内阻等于 ) 15k ) 电流表 电流表 A1 A2 (量程 (量程 滑动变阻器 滑动变阻器 定值电阻 定值电阻 R3 R4 0 ~ 200mA 0 ~ 3A R1 0 ~ 10 ( R2 0 ~ 1k ( (阻值等于 (阻值等于 0.1 ,内阻等于 ,额定电流 ,额定电流 1 10 ,内阻等于 2A ) ) ) 0.5A ) ) 10 ) (1)根据实验要求,选出恰当的电压表__________和滑动变阻器__________(填所给仪器的字 母代码) (2)请在方框中画出实验电路图,并将各元件字母代码标在该元件的符号旁 (3)该同学描绘出的 I  U 图象应是下图中的__________,这表明小灯泡的电阻随温度的升高 而__________(填“减小”或“增大”) A. B. C. D. 8.某兴趣小组的同学欲描绘标有“3.8 V,0.32 A”的小灯泡的伏安特性曲线,实验室提供了以下 实验器材。 A.电压表 V(量程 3 V,内阻 3 kΩ) B.电流表 A(量程 0.5 A,内阻约 0.5 Ω) C.电阻箱 R0 0 ~ 9 999.9  ( D.滑动变阻器 E.滑动变阻器 R1 R2 ) (阻值 0~5 Ω,允许通过的最大电流为 2 A) (阻值 0~200 Ω,允许通过的最大电流为 1 A) F.学生电源(电动势 E 为 4 V,内阻不计) G.开关 S 及导线若干。 (1)该小组的同学认为实验提供的电压表量程小于小灯泡的额定电压,需要把电压表的量程扩 大到 4 V,改装电压表时,应将电阻箱与题中所给电压表_______(选填“串联”或“并联”),并将电 阻箱的阻值调至________Ω,滑动变阻器应选择________(选填“ R1 ”或“ R2 ”)。 (2)请在方框中画出该实验的电路图。 (3)实验中得到小灯泡的伏安特性曲线如图 a 所示,由图 a 可知,随着小灯泡两端电压的增大, 小灯泡的电阻_______。(选填“增大”“不变”或“减小”) (4)现将与题中完全相同的两个小灯泡与另一电源 R9 E0 (电动势 4 V,内阻 1.0 Ω)和一阻值为 的定值电阻连接成如图 b 所示电路。此电路中每个小灯泡的两端的实际电压为____ _____V。(结果保留三位有效数字) 9.用图甲所示的电路，测定一节旧干电池的电动势和内阻。除电池、开关和导线外，可供 使用的实验器材还有： 双量程电流表： 双量程电压表： A V （量程 （量程 0～0.6 A 0～3 V ， ， 0～3 A 0～15 V ）； ）； 滑动变阻器： R2 R1 （阻值范围 （阻值范围 0～100  0～10  ，额定电流 ，额定电流 1A 2A ) ) （1）为了调节方便，测量精度更高，实验中应选用电流表的量程为________ 的量程为________ V A ，电压表 ，应选用滑动变阻器_________(填写滑动变阻器符号)。 （2）根据图甲将图乙中的实物正确连接，注意闭合开关时滑动变阻器的滑片 P 应处 于正确的位置并选择正确的电表量程进行连线。 I U （3）通过多次测量并记录对应的电流表示数 和电压表示数 ，利用这些数据在图丙中 画出了 内电阻 U I r 图线。由图线可以得出此干电池的电动势 ________  E ______ V （保留 3 位有效数字）， （保留 2 位有效数字）。 （4）引起该实验的系统误差的主要原因是________。 A．由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流小 B．由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流大 C．由于电流表的分压作用造成电压表读数总是比路端电压小 D．由于电流表的分压作用造成电压表读数总是比路端电压大 （5）某同学利用如图所示的电路测定干电池的电动势和内电阻，经过正确的操作获得了若 干组实验数据，据此描绘出的 U  I 图像（其中 U 、I 分别为电压表和电流表的读数）如下 图中的实线所示，虚线表示该电池两端的电压与流经电池电流的关系图线，下列图像合理 的是__________。 A. B. C. D. （6）为了分析本实验的误差，某同学自学了等效电压源定理：任何一个含有电源的二端网 络（即图中的“有源网络”）可以等效为一个电压源，等效电压源的电动势等于该网络的开 路电压，即 a、b 两点开路时的路端电压，等效电压源的内阻等于从网络两端看有源网络的 总电阻，此时电源仅当做阻值为其自身内阻的一个定值电阻。请你用该方法分析本实验电 动势、内阻的测量值 E '、r ' 与真实值 E、r 的大小关系。 答案以及解析 1.答案