人教版高中物理电学实验《描绘小灯泡的伏安特性曲线》试题(含答案)

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《描绘小灯泡的伏安特性曲线》习题精选

1、在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，有以下器材：

A .小灯泡 L(3V,0.6A)

B .滑动变阻器 R(0〜10 Q)

C .电压表 Vi(O〜3V)

D .电压表 V2(0〜15V)

E. 电流表 Ai(0〜0.6A)

F .电流表A2(0〜3A)

G •铅蓄电池、开关各一个，导线若干

(1) 为了减小误差，实验中应选电流表 __________

(2) 在图虚线框内按要求设计实验电路图.

(3) (2009浙江理综)如图甲所示，在实验中，同

I

完成部分导线的连接，请你在实物接线图中完成余

; I

连接.

I

(4) (2009天津理综)连好图示的电路后闭合开 动变阻器的滑片，使小灯泡中的电流由零开始逐渐

小灯泡正常发光，由电流表和电压表得到的多组读 U —I图象应是( )

L . __ ______ _ ___ 1 __________ __ ______ 」

〖答案〗:(1)因灯泡(3V.0.6A),故电流表选E(0〜

0.6A)，电压表选 C(0〜3V). (2)电路图略.

(3)因为小灯泡的电阻远小于电压表内阻，所以

在用外接法，需要测量多组数据和描绘图象，需要

电压从0开始调节，所以为分压电流表外接法

(4)C:小灯泡的电阻随温度的升高逐渐增大， 所以U — I图象中的斜率也要逐渐增大， C项正确.

2、发光二极管是目前很多电器的指示灯的电子元件，在电路中符号是 .只有电流从标有

“ + ”号的一端流入， 从标有“一”号的一端流出时， 它才能发光，这时可将它视为一个纯电阻. 现

有某厂家提供的某种型号的发光二极管的伏安特性曲线如图所示.

(1) 已知该型号的发光二极管的正常工作电压为 2.0 V若用电动势为12V,内阻可以忽略不计的

直流电源供电，为使该二极管正常工作，需要在电源和二极管之间串联一只阻值为 ________ Q的定 ，电压表 _____________ 第 2 页

值电阻.

(2) 已知该型号的发光二极管允许通过的最大电流为 56mA请用实验证明这种元件的伏安特性

曲线与厂家提供的数据是否一致．可选用的器材有：

待测发光二极管

直流电源E（电动势4.5 V，内阻可以忽略不计）

滑动变阻器尺最大阻值为200 Q ）

电压表 Vi（量程10V，内阻约50k Q ）

电压表 V2（量程5V,内阻约20k Q ）

电流表 Ai（量程100mA内阻约50 Q ）

电流表 A（量程60mA内阻约100Q ）

开关S、导线若干

为准确、 方便地进行检测， 电压表应选用 ___________ 电流表应选用 ___________ ．（填字母符号 ）

（3） 画出利用 （2） 中器材设计的实验电路图．

答案： （1）500 （2）V2 A2 （3）如图所示

解析：（1）由二极管的伏安曲线读出电源为 2V时的电流为20mA，再由欧姆定律计算所加的电阻

为 500Q.

（3）因要测量二极管的工作曲线，则电压应可取得从零开始一系列值，变阻器采用分压接法，二 极管的电阻和电流表内阻相比，则应采用电流表外接法．

3. （2009 •江西师大附中）在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，采用的仪器有：电源

E（电动势6V,内阻不计）；额定电压4.0V的小灯泡L;电流表 A量程0.6A，内阻约2Q ）;电压表 V（量程5V,内阻约15kQ ）;滑动变阻器 R（最大阻值15Q）;开关S,导线若干•实验中要求加在小 灯泡上的电压从零到小灯泡的额定电压连续可调.

（1） 在做实验时，构成的实物电路如图所示：请指出实物电路中的错误之处：

n ________________________________________ .

（2） 请在虚线方框中画出实验所用的正确电路原理图.

（3） 如图所示为某同学根据正确的实验电路图所测的几组数据画出的 I－U 图象，图象是一条曲

线而不是直线的原因是 _____________________________ ;从图象中可求得小灯泡正常发光时的电阻是

______ Q.

答案：（1） I :电流表没有接成外接电路

n :滑动变阻器没有接成分压电路

（2） 见图 第3页

（3） 灯丝电阻随温度而改变 10 0（9.5到10.5Q之间都给分）

4•要描绘某电学元件（最大电流不超过6mA最大电压不超过 7V）的伏安特性曲线，设计电路如 图甲•图中定值电阻 R为1kQ，用于限流；电流表 ？量程为10mA内阻约为5Q;电压表（未画出） 量程为10V.内阻约为10kQ ;电源电动势 E为12V,内阻不计.

（1） 实验时有两个滑动变阻器可供选择；

a. 阻值0〜200Q，额定电流0.3 A

b. 阻值0〜20 Q，额定电流0.5 A

本实验应选用的滑动变阻器是 _______ （填“ a或b”）.

（2） 正确接线后，测得数据如下表：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

U(V) 0.00 3.00 6.00 6.16 6.28 6.32 6.36 6.38 6.39 6.40

1( mA 0.00 0.00 0.00 0.06 0.50 1.00 2.00 3.00 4.00 5.50

① 根据以上数据，电压表是并联在 M与 ____________________________ 之间的（填“O'或“ P”）

② 根据以上数据，在图乙中画出该元件的伏安特性曲线.

⑶ 在图丙中画出待测元件两端电压 5随MN间电压UMN变化的示意图.（无需数值）

答案：（1）a ⑵①P②如图（a）所示

（3）如图（b）所示

解析：因为电源电动势为 12V,若选用b，则通过滑动变阻器的电流为 0.6A.大于允许通过的最

大电流，故滑动变阻器应选 a.由电学元件的最大电流和最大电压可估测出该元件的电阻较大，而电

流表内阻约为5Q,电压表内阻约为10kQ,所以电流表应采用内接法， 即电压表并联在 M和P之间.

5、（2019上海静安一模）.（8分）太阳能是一种“绿色”能源。在我国上海举办的 2019年世博

会上，大量利用了太阳能电池。太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时， 可以视为一个电学器件。某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电 池在没有光照时（没有储存电能）的 I-U特性。所用的器材包括：太阳能电池，电源 E,电流表A ,

电压表V，滑动变阻器R,开关S及导线若干。

（1）为了达到上述目的，应选用图 1中的实验电路图是图 ____ （填 甲”或 乙”）；

（2） 该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图 2的I-U图像。由图可知，当电压小于

2.00V时，太阳能电池的电阻 _______________ （填“很大”或“很小”）；当电压为2.80V时，太阳

能电池的电阻约为 ______________ 。

（3） 如果把太阳能电池换成某一电阻做实验，测绘出此电阻的伏安特性曲线如图 3,则随

着电压的升高此电阻的阻值 ____________ （填增大、减小、不变） ，如果把这个电阻和一个阻值为

1.375 定值电阻串联后直接接在一个电动势 E=1.5伏，内阻r=0.5 的电源两端，则此电阻的实

际功率为 _____________ W （保留一位有效数字）。

5 （1）甲；（2）很大；1.0 103 （ 965 〜1040） （3）减小、0.3。 第 4 页

6、（ 2019苏州高三调研测试）.（10分）一个小灯泡的额定电压为 2.0V。额定电流约为0.5A，选用下列实验器材进行实验，并利用实验数据描绘和研究小灯泡的伏安特性曲线

A. 电源E:电动势为3.0V，内阻不计；

B. 电压表Vi:量程为0~3V，内阻约为1 k

C. 电压表V2：量程为0~15V，内阻约为4 k

D. 电流表Ai:量程为0~3A，内阻约为0.1 ；

E. 电流表A2 :量程为0~0.6A，内阻约为0.6 ;

F. 滑动变阻器Ri：最大阻值为10 Q,额定电流为 0.6A ;

G. 滑动变阻器R2：最大阻值为15 Q,额定电流为1.0A ;

H. 滑动变阻器R3：最大阻值为150 Q,额定电流为1.0A ;

I. 开关S,导线若干.

实验得到如下数据（I和U分别表示通过小灯泡的电流和加在小灯泡两端的电压）

I/A 0.00 0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0.49 0.50

U/V 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2. 00

（1） 实验中电压表应选用 _________ ;电流表应选用 _____________ ;滑动变阻器应

选用 __________ （请填写选项前对应的字母）•

（2） 请你不要改动已连接导线，在下面的实物连接图中把还需要连接的导线补上•闭合开关前，应

使变阻器滑片放在最 __________ （填“左”或“右”）端.

（3） 在下面坐标中画出小灯泡的 U I曲线.

（4） 若将本题中的小灯泡接在电动势是 1.5V、内阻是1.0 的电池两端，则小灯泡的实际功率约为

V2（量程15V，内阻约15k Q）;

滑动变阻器：R1（阻值范围0〜10Q）;

R2（阻值范围0〜2kQ）; 第5页

电源：E1（电动势为1.5V,内阻约为0.2 Q）;第6页

E2(电动势为4V,内阻约为0.4 Q).

为了调节方便，测量原理准确，实验中应选用电流表 _______________ ，电压表 __________ ，滑动变阻器

__________ ，电源 ___________ .(填器材的符号)

(2) 根据实验数据，计算并描绘出 R - U的图象如图所示，由图象可知，此灯泡在不工作时，灯丝电

阻为 ___________ Q;当所加电压为 3.00V时，灯丝电阻为 _______________ Q,灯泡实际消耗的电功率为

_________ W.

(3) 根据R-U图象，可确定小灯泡耗电功率 P与外加电压U的关系•符合该关系的示意图是图中的

答案： ⑴ A2 V R1 E2 (2)1.5 11.5 0.78

⑶A

解析：由于灯泡额定电压只有 3.8 V而额定电流为0.3 A,所以为了读数更准确，电压表应选 V1(5V),

电流表应选A2(0.6 A)，电源应选E2(4V)，为了尽可能全面地反映出灯泡电阻 R随U变化的关系，电 压表的读数范围应尽可能大，所以采用变阻器的分压接法，则变阻器应选 R1(0〜10Q ).

反思提升：仪器选择一般应考虑三方面因素 ,(1)安全因素：如通过电源、电阻、电流表、电压表等

的电流不能超过其允许的额定电流 .,(2)误差因素：选用电表量程应考虑尽可能减小测量值的相对误

差，电压表、电流表在使用时，要尽可能使指针接近满刻度的量程， 其指针应偏转到满刻度的\f(2 , 3)

左右，即在量程符合要求的情况下选量程小的 .,(3)便于操作：如选用滑动变阻器应考虑对外供电电

压的变化范围既能满足实验要求，又便于调节，滑动变阻器调节时应用到大部分电阻线

& (2019 •高考天津卷)用下列器材组装成描绘电阻 R0伏安特性曲线的电路，请将实物图连线成为

实验电路.

微安表口 A量程0〜200 口 A内阻约200 Q );

电压表 V(量程0〜3V,内阻约10KQ );

电阻R0(阻值约20kQ ):

滑动变阻器R(最大阻值50 Q，额定电流1A);