2.5实验：描绘I-U特性曲线 课时提升过关练（Word版含解析）

2.5实验：描绘I-U特性曲线 课时提升过关练（含解析）
一、选择题
1．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．
2．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
3．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
4．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
5．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
6．A、B导体的伏安特性曲线如图实线所示，下列判断正确的是（　　）
A．A导体的电阻是6Ω
B．B导体电阻是2Ω
C．当电流为0.3A时，A导体的电阻是6Ω
D．当电流为0.3A时，A导体的电阻等于它此时切线的斜率，即18Ω
7．在如图甲所示的电路中，电源电动势为，内阻不计，、、为相同规格的三个小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关闭合后，下列判断正确的是（　　）
A．灯泡的电阻为
B．通过灯泡电流是通过灯泡电流的2倍
C．灯泡两端电压是灯泡两端电压的2倍
D．灯泡的电阻为
二、实验题
8．有一额定电压为、额定功率的小灯泡，现要用伏安法描绘这个小灯泡的伏安特性曲线。有下列器材可供选用
A．电压表（量程内阻约）
B．电压表（量程，内阻约）
C．电流表（量程，内阻约）
D．电流表（量程，内阻约）
E.滑动变阻器（最大电阻，允许最大电流）
F.滑动变阻器（最大电阻，允许最大电流）
G.三节干电池（电动势约为）
H.电键、导线若干
（1）为提高实验的精确程度，电压表应选用________；电流表应选用________；滑动变阻器应选用________ ；（以上均填器材前的序号）
（2）通过实验描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图，则以下四个电路图中哪一种实验误差最小（____）
A． B． C． D．
所以小灯泡电阻测量值________真实值（填“大于”、“小于”、“等于”）；
（3）根据小灯泡的伏安特性曲线，当小灯泡电压是2V时，小灯泡电阻是_____（保留两位小数）
（4）由伏安特性曲线可知，小灯泡电阻随电压增大而________。
9．要测绘一个标有“ ”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到，并便于操作。已选用的器材有：
电池组（电动势为，内阻约）；
电流表（量程为，内阻约）；
电压表（量程为，内阻约）；
电键一个、导线若干。
（1）实验中所用的滑动变阻器应选下列中的______（填字母代号）。
A．滑动变阻器（最大阻值，额定电流）
B．滑动变阻器（最大阻值，额定电流）
（2）实验的电路如图1所示，应选______（填字母代号）。
（33）实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图2所示，当这个小灯泡电压为时，小灯泡内阻为______。
10．有一个小电珠上标有“4V，2W”的字样，现在要用伏安法描绘这个小电珠的图线，有下列器材供选用：
A．电压表（0～5V，内阻约10kΩ）
B．电压表（0～10V，内阻约20kΩ）
C．电流表（0～3A，内阻约1Ω）
D．电流表（0～0.6A，内阻约为0.4Ω）
E．滑动变阻器（5Ω，1A）
F．滑动变阻器（500Ω，0.2A）
（1）实验中电压表应选用____________，电流表应选用___________。为使实验误差尽量减小，要求电压表从零开始变化且多取几组数据，滑动变阻器应选用___________（用序号字母表示）。
（2）请在方框内画出满足实验要求的电路图______；并把图中所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图_______。
（3）根据图像上的点，小灯泡电阻R随温度的升高而___________（填“变大”“不变”或“变小”）
11．某同学想要描绘标有3.8V，0.3A字样的小灯泡L的伏安特性曲线，要求实验尽量准确。可供选择的器材除小灯泡、开关、导线外，还有：
电压表V量程0~5V，内阻约5kΩ
电流表A1，量程0~500mA，内阻约0.5Ω
电流表A2，量程0~100mA，内阻约4Ω
滑动变阻器R1最大阻值10Ω，额定电流2.0A
滑动变阻器R2最大阻值100Ω，额定电流1.0A
直流电源E，电动势约6V，内阻可忽略不计
（1）上述器材中，电流表应选______，滑动变阻器应选______（填写所选器材的字母符号）；
（2）该同学正确选择仪器后连接了图甲所示的电路，为保证实验顺利进行，并使误差尽量小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的一项问题：______；
（3）该同学校正电路后，经过正确的实验操作和数据记录，描绘出了小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，由此推断小灯泡的电阻值随工作电压的增大而______。（选填“不变”、“增大”或“减小”）
12．在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中，实验器材有规格为，的小电珠，电源，电压表（量程为），电流表（量程为），滑动变阻器，开关和导线若干等：
（1）小明经过正确连线后开始实验，调节电路，电压从零开始，每增加相同的测量对应的电流。某次测量电压表和电流表的示数如图1所示，则电流表读度数__________，电压表读数__________。然后，他将测量数据在坐标纸上标出，如图2所示。为了获得更准确的实验图像，更合理的测量方案是__________。
A．增加，在间少测几组数据
B．减少，在间多测几组数据
C．减小，在间多测几组数据
D．不变，增加测量组数，直至电压表满量程
13．要测绘一个标有“3V，”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V，并便于操作。已选用的器材有：
电池组电动势为，内阻约）；
电流表量程为250mA，内阻约）；
电压表量程为3V，内阻约）；
电键一个、导线若干。
（1）实验中所用的滑动变阻器应选下列中的___________填字母代号）
A．滑动变阻器（最大阻值，额定电流）
B．滑动变阻器（最大阻值，额定电流）
（2）实验的电路图应选用图1中的___________填字母代号
（3）如图2符合实验事实的小灯泡的伏安特性曲线为___________填字母代号
14．在如甲图所示的电路中，电源电动势为3.0V，内阻不计，L1、L2、L3为3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．当开关闭合后，灯泡L1的电阻为_________Ω，灯泡L2消耗的电功率为_________W．
15．在如图（a）所示的电路中，电源电动势为3V，内阻不计，L1、L2为相同规格的小灯泡，这种小灯泡的U-I曲线如图（b）所示，R为定值电阻，阻值为10Ω当开关S闭合后，L1消耗的电功率为________W，电路消耗的总功率___________W。
16．某额定电压为8 V的灯泡的伏安特性曲线如图所示．若将它与一个R＝7 Ω的定值电阻串联后接在电动势E＝8 V、内阻r＝1Ω的电源上，则通过该灯泡的实际电流约为______ A，该灯泡的实际功率为______ W．
17．由某种材料制成的电器元件接在电路中时，通过的电流I与两端电压U的关系如图所示。现将该元件接在电动势为8V，内阻为4Ω的电源两端，则通过该元件的电流为_______A。若将两个这样的元件并联接在该电源上，则每一个元件消耗的功率为_________W。
参考答案
1．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。
2．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．
3．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。
4．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．
5．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
6．BC
【详解】
A．导体A的伏安特性曲线是曲线，所以A的电阻值随温度产生变化，不是定值，A错误；
B．导体B的伏安特性曲线是直线，由欧姆定律，B导体电阻是
B正确；
C．当电流为0.3A时，A导体的电阻是
C正确；
D．当电流为0.3A时，A导体的电阻应等于该点与坐标原点的连线的斜率，而不等于它此时切线的斜率，D错误。
故选BC。
7．ACD
【详解】
A．当开关闭合后，灯泡L1的电压U1=3V，由图乙读出其电流I1=0.25A，则灯泡L1的电阻
故A正确；
BCD．灯泡L2、L3串联，电压U2=U3=1.5V，由图乙读出其电流I2=I3=0.20A，则
，
故B错误，CD正确。
故选ACD。
8．A D E A 小于 11.63（11.49Ω至11.76Ω都对） 增大
【详解】
（1）[1]由题意可知，灯泡的额定电压为，为了准确性及安全性原则，电压表应选择A；
[2]由
可得，灯泡的额定电流为
故电流表应选择D；
[3]测量灯泡的伏安特性曲线实验中，要求电流从0开始测量，故应采用分压接法，滑动变阻器应选用小电阻，故滑动变阻器应选择E；
（2）[4]测量小灯泡的伏安特性曲线时，要求电压值从零开始变化，故滑动变阻器应采有分压接法；灯泡内阻约为
而电流表内阻约为，故电流表应采用外接法，故电路图选A；
[5]因为采用电流表的外接法，流过灯泡的实际电流小于电流表的电流，由
可知，灯泡电阻的测量值小于真实值；
(3)[6]由灯泡的伏安特性曲线则可得出灯泡的电压是2V时，电流是0.172A
考虑估读误差，电流按11.70A计算，结果为11.76Ω，电流按照11.74A计算，结果为11.49Ω，所以11.49Ω至11.76Ω都对。
(4)[7]由灯泡的伏安特性曲线可以看出图线的斜率越来越小，而斜率表示电阻的倒数，故电阻越来越大，即小灯泡电阻随电压增大而增大。
9．A B 10
【详解】
[1]实验要求灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到，则滑动变阻器采用分压式接法，为了方便操作，滑动变阻器应该选择阻值较小的，即A；
[2]灯泡正常工作时的电阻
电压表内阻约为，电流表内阻约为，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法；又实验要求灯泡两端的电压由零逐渐增加到，则滑动变阻器采用分压式接法。所以应选择图B所示电路图。
[3]当这个小灯泡电压为时，由小灯泡的伏安特性曲线知此时流过小灯泡的电流为，故此时小灯泡的内阻
10．A D E 见解析 见解析 变大
【详解】
（1）[1]灯泡额定电为4V，故电压表应选择5V的量程，故电压表选A。
[2]由
可知，电流为
故电流表应选择D。
[3]由于本实验要求电压表从零开始调节，故应采用分压接法，滑动变阻器选择阻值较小的E。
（2）[4]由（2）的分析可知，本实验应采用滑动变阻器分压接法；灯泡内阻为
则可知
故应采用电流表外接法；电路图如图所示
[5]根据电路图可得出对应的实物图如图所示
（3）[6]根据图像的斜率表示电阻的倒数，由图像可知斜率减小，则灯泡电阻随着温度的升高逐渐变大。
11． 电流表应该采用外接法或者滑动变阻器应该采用分压式接法 增大
【详解】
（1）[1][2]灯泡额定电流为0.3A，则电流表应选择A1，为方便实验操作，滑动变阻器应选择R1。
（2）[3]灯泡额定电阻
电流表电阻
电压表电阻
可知
属于小电阻，所以电流表应选择外接法；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。
（3）[4]在图乙曲线中，曲线斜率的倒数的绝对值是电阻值，由图乙可知，曲线斜率随着工作电压的增加而减小，所以小灯泡电阻随着工作电压的增大而增大。
12．0.26-0.28 0.99-1.00 B
【详解】
（1）[1]由图示可知，电流表读数为0.26（0.26-0.28）；
[2]由图示可知，电压表读数为0.99-1.00（0.99-1.00）；
[3]由公式
由图像可知，段的数据较少，故为了获得更准确的实验图像，减少，在间多测几组数据，ACD错误，B正确。
故选B。
13．A C C
【详解】
（1）[1]题目要求灯泡两端的电压由零逐渐增加到3V，并便于操作，所以，滑动变阻器应采用分压式接法，而分压式接法要求滑动变阻器是小电阻大电流，所以选A。
（2）[2]灯泡正常工作时电阻
因为，所以是小电阻，采用外接法，故选C。
（3）[3]随电流增大，温度升高，电阻增大，图像与原点连线的斜率变小，故选C。
14．12Ω 0.30W
【详解】
当开关闭合后，灯泡L1的电压U1=3V，由图2读出其电流I1=0.25A，则灯泡L1的电阻；灯泡L2、L3串联，电压U2=U3=1.5V，由图读出其电流I2=I3=0.20A，则I1=1.25I2，灯泡L2、L3的功率均为P=UI=1.5V×0.20A=0.30W；
15．
【详解】
[1]由图（b）可知，当小灯泡的电压为U1=3V时，电流为I1=0.25A，所以L1消耗的电功率为
[2]由图（a）可知，L2两端的电压与电流的关系为
在图（b）中做出该关系式的图线，如图所示，由图可知L2两端的电压为U2=1V，电流为
I2=0.2A，L2消耗的功率为
电阻R消耗的功率为
电路消耗的总功率
P=P1+P2+P3=0.75W+0.2W+0.4W=1.35W
16．0.5 2.0
【详解】
试题分析：由电源的电动势和内阻作出电源的伏安特性曲线如图所示；
则交点为灯泡的工作点，由图可知，灯泡的电压为4V，电流为0．5A，则灯泡的功率P=UI=4×0．5=2．0W
考点：电功率；U-I线
【名师点睛】
求灯泡实际功率时要注意图象法的应用，即在图中作出电源的伏安特性曲线，图象与灯泡的伏安特性曲线的交点为灯泡的工作点；要掌握应用图象法处理实验数据的方法．
17．1A 1.5W
【详解】
[1]将该电器元件与E=8V，r=4Ω连接，由闭合电路欧姆定律U=E-Ir，可得U=8-4r，可在图中画出直线1与U-I曲线交于（1A，4V），所以通过该元件的电流为1A；
[2]将两个这样的元件并联接入该电源时，由闭合电路欧姆定律U=E-2Ir，可得U=8-8r，可在图中画出直线2与U-I曲线交于（0.75A，2V）则每一个元件消耗的功率为
P=IU=1.5W