专题 实验：描绘小灯泡伏安特性曲线 专题练 2024-2025学年物理人教版(2019) 必修第三册

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专题 实验：描绘小灯泡伏安特性曲线 专题练
2024-2025学年物理人教版(2019) 必修第三册
一、单选题
1．某学习兴趣小组探究小灯泡的“伏安特性曲线”。下列给出的电路图中，最合理的是（　　）
A． B．
C． D．
2．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
3．某同学想要描绘标有“2.5V，0.3A”字样的小灯泡的伏安特性曲线，要求测量数据尽量精确，绘制曲线完整．实验室提供的器材除了开关、导线外，还有电压表（0～3V，内阻约3kΩ）、电流表（0～0.6A，内阻约0.1Ω）、滑动变阻器R（0～10Ω，额定电流1A）、滑动变阻器R′（0～100Ω，额定电流1A）。图甲是该同学实验中的实物连线图，图乙是测得数据后绘出的小灯泡伏安特性曲线。下列选项中说法正确的是（　　）
A．图甲中的滑动变阻器选择调节效果较好
B．为了减小电表内阻带来的误差，图甲中导线①应该连接b处
C．为了满足实验数据的测量要求，图甲中导线②应该连接d处
D．由图乙可知，拐点两侧区域小灯泡阻值分别恒定，但两定值不等
4．“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验电路如图所示，所用小灯泡的额定电压是3.8V。关于该实验的系统误差，下列说法中正确的是（　　）
A．系统误差主要是由电压表的分流引起的
B．系统误差主要是由电流表的分压引起的
C．系统误差主要是由于忽略电源内阻引起的
D．系统误差主要是由读数时的估读引起的
5．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R
C．给金属丝加上的电压逐渐从零开始增大，比值变大
D．金属材料的电阻率随温度的升高而减小
6．在许多精密的仪器中，如果需要较精确地调节某一 电阻两端的电压，常常采用如图所示的电路通过两只滑动变阻器和对一阻值为500Ω左右的电阻两端电压进行粗调和微调．已知两个滑动变阻器的最大阻值分别为200Ω和10Ω关于滑动变阻器、的连接关系和各自所起的作用，下列说法正确的是（ ）
A．取=200Ω，＝10Ω，调节起粗调作用
B．取=10Ω，=200Ω，调节起微调作用
C．取=200Ω，=10Ω，调节起粗调作用
D．取=10Ω，=200Ω，调节起微调作用
二、实验题
7．有一个小灯泡上标有“3V，1.5W”的字样，现在要描绘小灯泡的伏安特性曲线，有下列器材供选用：
A．电压表（0～6V，内阻约）
B．电压表（0～3V，内阻约）
C．电流表（0～0.6A，内阻约）
D．电流表（0～0.3A，内阻约）
E．滑动变阻器（，0.2A）
F．滑动变阻器（，10A）
(1)实验中电压表应选用 ，电流表应选用 。（用序号字母表示）
(2)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）
(3)请在下面的方框中画出实验原理图 ；并把电路图补充完整 。
8．用图甲所示器材描绘小灯泡的伏安特性曲线，器材规格为：
小灯泡（额定电压2.5V，额定电流0.3A）
电压表（量程300mV，内阻300Ω）
电流表（量程300mA，内阻约0.5Ω）
滑动变阻器R （阻值0~20Ω）
电阻箱R （最大阻值9999.9Ω）
电源E（干电池两节）
开关S、导线若干
（1）为使得电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3V，R 的阻值应调整为 Ω；
（2）请在图甲中完成实物图连线：
（3）某同学用上述器材，测得数据如下表所示：
U/mV 24.0 46.0 76.0 110.0 128.0 152.0 184.0 216.0
I/mA 140.0 160.0 180.0 200.0 220.0 240.0 260.0 280.0
根据上表数据描点作图，如图乙所示，由此可知随流过小灯泡电流的增加，其灯丝的电阻 （填“增大”、“减小”或“不变”）；

（4）实验中发现，无论怎样改变滑动变阻器R 的阻值，小灯泡两端的电压都无法达到2.5V，其原因是 ；
（5）测量灯泡两端电压的电路图有图丙中a、b两种电路，本实验中选择了一个电路得到图乙数据，若选择另一个电路图进行实验，请在图乙上用实线画出实验中应得到的关系图像的示意图 。

9．一只小灯泡，额定电流为0.5A，额定电压为3V。现要描绘小灯泡0 ~3V的伏安特性曲线。实验提供的器材有：
①滑动变阻器（0~10Ω）
②电源（6V、内阻约1.0Ω）
③电流表A1（0~0.6A、内阻约1.0Ω）
④电流表A2（0~3A、内阻约0.10Ω）
⑤电压表V1（0~3V、内阻约6kΩ）
⑥电压表V2（0~15V、内阻约10kΩ）
⑦开关、导线若干
(1)要求灯泡上的电压从零开始调节，如图的两个电路图，符合要求的是 （填“甲”或“乙”）图。
(2)实验中电流表应选 （填“Al”或“A2”）、电压表应选 （填“V1”或“V2”）。
(3)下表为某一实验小组记录的部分实验数据，其中有一次不符合规范，是第 次（选填序号）。
实验次数 1 2 3 4 5 6
电压 0 0.20 0.40 0.80 1.30 1.50
电流 0 0.05 0.1 0.18 0.26 0.30
(4)如果考虑电表内阻的影响，用电压表的读数U与电流表的读数I的比值来表示灯泡的电阻的测量值，则该测量值 （填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。
参考答案
1．B
在描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中，因为要求电流电压从零开始，所以用分压电路，小灯泡的电阻一般不是很大，所以应该选用电流表外接的方法。
故选B。
2．C
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。
3．C
AC．要求小灯泡电压从零开始，滑动变阻器采用分压式接法，所以图甲中导线②应该连接d处，滑动变阻器选择较小的便于操作，故应选R，故C正确，A错误；
B．电流表和灯泡的内阻相接近，为了减小误差，所以电流表采用外接法，接a，故B错误；
D．由图乙可知，在整个测量范围内，小灯泡的阻值一直在变化，电压越大，电阻越大，故D错误。
故选C。
4．A
由于小灯泡的电阻比较小，所以采用电流表外接法，此时电压表的测量值是准确的，但是电流表的测量值和真实值相比要大，系统误差的主要原因是电压表分流。
故选A。
5．C
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0.1倍，电阻率不变，根据电阻定律，电阻增大为100倍，故A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，故电阻变为倍，故B错误；
C．给金属丝加上的电压逐渐从零增大到，根据图线与原点连线的斜率可知金属丝的电阻值变大，所以比值变大，故C正确；
D．给金属丝加上的电压逐渐从零增大到，金属丝的电阻值变大，由于截面积和长度均不变，根据电阻定律可得金属丝的电阻率会变大，所以金属材料的电阻率随温度的升高而增大，故D错误。
故选C。
6．B
若=200Ω，＝10Ω,则与R0组成的部分电路的电阻远小于,移动上的滑片很不方便调节两端的电压.
当=10Ω，=200Ω时,移动上的滑片使两端的电压变化较快,移动上的滑片使R0两端的电压变化相对较慢,故B对；ACD错
故选B
滑动变阻器采用分压式接法时,为使电压变化明显,滑动变阻器的总电阻要远小于被测电阻的电阻值.
7．(1) B C
(2)F
(3)
（1）[1]小灯泡的额定电压为3V，为了测量的准确，电压表选择量程的。
故选B。
[2]小灯泡的额定电流
为了测量准确，电流表选择量程的。
故选C。
（2）由题意要求可知，电压从零开始变化，并要多测几组数据，故只能采用滑动变阻器分压接法，而分压接法中应选总阻值小的滑动变阻器。
故选F。
（3）[1]电压表远大于灯泡内阻，应采用电流表外接法；测量小灯泡的伏安特性曲线，电压和电流需从零开始测起，则滑动变阻器采用分压式接法；所以实验原理图为
[2]根据实验原理图，实物电路如图所示
8． 2700 增大 干电池有内阻
（1）[1]为使得电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3V，则需将电压表与电阻箱R2串联，将电压表的最大量程改装为，则根据串联电路规律有
代入数据解得，
则R 的阻值应调整为。
（2）[2]为了测尽量多的数据，则滑动变阻器选择分压式接法。小灯泡内阻较小，所以选择电流表外接，电路如下图所示

（3）[3]根据图乙可知，随着流过小灯泡电流的增加，其灯丝的电阻增大。
（4）[4]无论怎样改变滑动变阻器R 的阻值，小灯泡两端的电压都无法达到2.5V，其原因是干电池有内阻，导致路端电压小于2.5V。
（5）[5]本实验选择的是电流表外接法，即图丙中的a种电路。若选择另一种电路，即图丙种的b种电路测量灯泡两端电压，由于电流表分压作用使得电压表的测量值偏大，则实验中应得到的关系图像的如下图所示

9． 乙 A1 V1 3 小于
(1)[1]要求灯泡上的电压从零开始调节，如图的两个电路图，符合要求的是乙图；
(2)[2]根据额定电流为0.5A，实验中电流表应选Al；
[3]额定电压为3V，电压表应选V1；
(3)[4]第3次有效数字不符合规范；
(4)[5]根据欧姆定律得
由于电压表的分流，电流表的测量值偏大，电阻的测量值偏小，电阻的测量值小于真实值。
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