2.5实验：描绘I-U特性曲线学科素养提升练（Word版含答案）

2.5实验：描绘I-U特性曲线 学科素养提升练（解析版）
一、选择题
1．图甲为测绘小灯泡伏安特性曲线实验电路图，图乙为实验所得伏安特性曲线，小灯泡额定电压为3V。以下说法正确的是（　　）
A．开关闭合前滑动变阻器的滑片应该置于最右端
B．图线表明小灯泡的电阻随温度的升高而减小
C．小灯泡正常工作时的电阻为15.0Ω
D．电流表的分压作用导致该实验有误差
2．同学们在实验室完成“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，一般使用小灯泡的参数为”3.8V，0.6A”。应选用的电路图是（　　）
A． B．
C． D．
3．额定电压均为220V的白炽灯L1和L2的U﹣I特性曲线如图甲所示，现将和L2完全相同的L3与L1和L2一起按如图乙所示电路接入220V电路中，则下列说法不正确的是（　　）
A．L2的额定功率约为99W
B．L2的实际功率约为17W
C．L2的实际功率比L3的实际功率小17W
D．L2的实际功率比L3的实际功率小82W
4．如图甲所示的电路中定值电阻，图乙中曲线为灯泡L的伏安特性曲线，直线为电源的路端电压与干路电流的关系图线，以下说法正确的是（　　）
A．开关S闭合时电源的效率为40% B．开关S断开后电源的总功率会变大
C．开关S断开后灯泡的亮度增强 D．开关S闭合时电源内阻消耗的功率为2.4W
5．如图所示，图甲为一个电灯两端电压与通过它的电流的变化关系曲线。由图可知，两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故。不计电流表内阻。如图乙所示，将两个这样的电灯并联后再与的定值电阻串联，接在电动势为、内阻不计的电路上，则下列选项中正确的是（　　）
A．电阻消耗的功率约为
B．电阻消耗的功率约为
C．每个灯的实际功率约为
D．每个灯的实际功率约为
6．为了描绘标有“3V 0.4W”的小灯泡伏安特性曲线，要求灯泡电压能从零开始变化。所给器材如下。为了准确描绘小灯泡的伏安特性曲线，实验电路图应选择如图中的（ ）
（1）电流表（0~200mA，内阻约1Ω）
（2）电压表（0~3V，内阻约5kΩ）
（3）滑动变阻器（0~10Ω，0.5A）
（4）电源（3V）
（5）电键一个，导线若干
A． B．
C． D．
7．实验室一小灯泡的伏安特性曲线如图所示，根据该图像可知（　　）
A．流过灯泡的电流越大，灯泡的温度越低
B．流过灯泡的电流越大，灯泡的电阻越小
C．图线上某点的电阻值在数值上等于该点切线斜率的倒数
D．灯泡的温度越高，灯丝的电阻率越大
8．下图为A、B两灯泡的I—U图象．把它们串联接在220V的恒压电源上．根据图象，计算A、B两灯泡的实际功率分别约为 ( )
A．48.4W、22W B．22W、48.4W C．50W、170W D．5W、17W
9．某同学利用如图所示的电路描绘小灯泡的伏安特性曲线．在实验中，他将滑动变阻器的滑片从左端匀速滑向右端，发现电流表的指针始终在小角度偏转，而电压表的示数开始时变化很小，但当滑片接近右端时电压表的示数迅速变大．为了便于操作并减小误差，你认为应采取的措施是
A．换用最大阻值更大的滑动变阻器，将导线a的M端移到电流表“3”接线柱上
B．换用最大阻值更大的滑动变阻器，将导线b的N端移到电流表“0.6”接线柱上
C．换用最大阻值更小的滑动变阻器，将导线a的M端移到电流表“3”接线柱上
D．换用最大阻值更小的滑动变阻器，将导线b的N端移到电流表“0.6”接线柱上
10．对于常温下一根阻值为R的均匀金属丝，其伏安特性曲线如图所示，下列说法中正确的是
A．常温下，若将金属丝均匀拉长为原来的10倍，则电阻变为10R
B．常温下，若将金属丝从中点对折起来，电阻变为
C．给金属丝加上的电压逐渐从零增大到，则任一状态下的比值不变
D．金属材料的电阻率随温度的升高而增大
11．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为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线．则下列说法中正确的是（ ）
A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大
B．对应P点，小灯泡的电阻为
C．对应P点，小灯泡的电阻为
D．对应P点，小灯泡功率为
12．由钨合金制成的导体的伏安特性曲线如图所示，根据该图线及相应坐标可知（　　）
A．流过导体的电流为1A时，导体的电阻是5Ω
B．加在导体两端的电压为12V时，导体的电阻是14Ω
C．该导体是线性元件
D．该导体是非线性元件
二、解答题
13．一研究小组通过实验画额定电压为3 V的小灯泡的伏安特性曲线，实验时，要求小灯泡两端的电压从零开始逐渐增大，该小组应选用如图所示电路中哪个电路进行实验？为什么？
14．一灯泡的伏安特性曲线如图所示，已知该灯泡额定电压为8V．
（1）求灯泡正常发光时的电功率P；
（2）若以定值电阻与该灯泡串联，接在U0=15V的电压上，灯泡能正常发光，求串联电阻的阻值．
参考答案
1．C
【详解】
A．开关闭合前滑动变阻器的滑片应该置于最左端，A错误；
B．随电压的增加，图线上各点与原点连线的斜率减小，则电阻增大，即表明小灯泡的电阻随温度的升高而增大，B错误；
C．小灯泡正常工作时电压为3V，电流为0.2A，则电阻为
C正确；
D．此电路采用安培表外接，则电压表的分流作用导致该实验有误差，D错误。
故选C。
2．B
【详解】
描绘灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，故滑动变阻器应采用分压接法；又因灯泡电阻较小，故电流表应选择外接法。
故选B。
3．C
【详解】
A．由图可知，当电压为220V时，L2的电流为0.45A，故L2的额定功率
P＝UI2＝220V×0.45A＝99W
故A正确；
B．两灯泡串联时，流过两电阻的电流相等，而总电压应为220V，由U﹣I图像可知，串联时电流约为0.25A，此时L1的电压为150V，故此时L1的功率
P＝U1I1′＝150×0.25W≈37W
而L2的电压为70V，那么L2的功率
P＝U2I2′＝70×0.25W≈17W
故B正确；
CD．当电压为220V时，L3的电流为0.45A，故L3的时间功率
P＝UI3＝220V×0.45A＝99W
L2的实际功率比L3的实际功率小
99﹣17＝82W
故C错误，故D正确；
本题选择错误的，故选C。
4．A
【详解】
A．直线为电源的路端电压与干路电流的关系图线，由
得
开关闭合时，灯泡与电源直接相连，由乙图可知，此时灯泡两端电压（两图线交点为此时的工作状态）
U=4V
电源的效率为
由闭合电路欧姆定律可知，此时内阻上的电压
U内=E-U=6V
电流
I=0.6A
内阻消耗的功率为
A正确，D错误；
BC．开关断开后，电路电阻增大，电流减小，电源的总功率
会变小，流过灯泡的电流变小，灯泡变暗，故BC错误。
故选A。
5．B
【详解】
设此时电灯两端的电压为U，流过每个电灯的电流为I，由串并联电路的规律得
代入数据，可得
在图甲中画出此直线如图所示
可得到该直线与曲线的交点为(10V，0.50A)，即流过电灯的电流为0.50A，电灯两端电压为10V，电阻消耗的功率约为
每个电灯的实际功率约为
故B正确；ACD错误。
故选B。
6．A
【详解】
灯泡电压能从零开始变化，滑动变阻器采用分压式接法，灯泡正常工作时的电阻
则有
故应采用电流表外接法，故应选择A电路。
故选A。
7．D
【详解】
A．流过灯泡的电流越大，灯泡的温度越高，故A错误；
B．流过灯泡的电流越大，温度越高，灯泡的电阻越大，故B错误；
C．图线上某点的电阻值是该点和原点的连线斜率的倒数，不是该点切线斜率的倒数，故C错误；
D．灯泡的温度越高，灯丝的电阻率越大，故D正确。
故选D。
8．D
【详解】
试题分析：两灯串联接在220V的电压下，则可知两灯电流相等，且总电压为220V，则由图可知，电流约为0．1A，A的电压为50V，乙的电压约为170V；则由P=UI可知，A的功率为5W，B的功率为17W；故选D．
考点：灯泡的U-I图像
【名师点睛】本题考查小灯泡的伏安特性曲线和电功率；解题时一要抓住串联电路的特点：两灯电流相等，二要有基本的读图能力．
9．D
【详解】
试题分析：由于电流表的指针始终在小角度偏转，说明它选择的量程偏小，应该选用更大的量程，故A、C不对；又因为当滑片接近右端时电压表的示数迅速变大，说明滑动变阻器的阻值偏大，应该选用阻值较小的滑动变阻器，故D是正确的．
考点：测量小灯泡的伏安特性曲线时器材的选取．
10．BD
【详解】
A：常温下，若将金属丝均匀拉长为原来的10倍，横截面积减小为，电阻率不变，根据电阻定律，电阻增大为100倍．故A项错误．
B：常温下，若将金属丝从中点对折起来，长度变为一半，横截面积变为2倍，电阻率不变，根据电阻定律，电阻变为．故B项正确．
C：给金属丝加上的电压逐渐从零增大到，由图象可得金属丝电阻变大．故C项错误．
D：给金属丝加上的电压逐渐从零增大到，由于电功率增加，导致温度会略有升高，由图象得金属丝电阻变大，又横截面积和长度均不变，则金属电阻率会随温度的升高而增大．故D项正确．
【点睛】
金属电阻率会随温度的升高而增大，随温度的降低而降低，当温度降低到绝对零度附近时，电阻率会突然降为零，发生超导现象．
11．ABD
【详解】
试题分析：I-U图像的斜率的倒数表示电阻大小，所以斜率越小，电阻越大，故随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大，A正确；对应P点，其两端的电压为，对应的电流为，根据欧姆定律可得，小灯泡的功率，BD正确C错误；
考点：考查了I-U图像，欧姆定律，电功率
【名师点睛】对于线性元件，其电阻，非线性元件，；对于U-I图与I-U图要区分清楚，电阻，还是不能搞错
12．AD
【详解】
A．流过导体的电流为1A时，两端电压为5V，则导体的电阻为
A正确；
B．加在导体两端的电压为12V时，流过导体的电流为1.5A，则导体的电阻为
B错误；
C．由AB解析可知导体电阻随电压的升高而增大，该导体是非线性元件，C错误，D正确。
故选AD。
13．b，实验要求电压能从零开始变化
【详解】
该小组应选b图，因为实验要求电压能从零开始变化，故只有分压接法才可实现
14．（1）4.8W（2）11.7Ω
【详解】
（1）根据图象得出电压为8V的电流I=0.6A，则灯泡正常发光时的电功率P=UI=8×0.6=4.8W.
（2）灯泡能正常发光，电压为8V，电流为0.6A，
根据闭合电路欧姆定律得：U0=U+IR
解得：