2023届高考物理一轮复习知识点精讲与2022高考题模考题训练专题67描绘小灯泡的伏安特性曲线(含详解)

2023高考一轮知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练

第十二章恒定电流

专题67描绘小灯泡的伏安特性曲线

第一部分知识点精讲

一'基本原理与操作

原理与电路图操作要领

(1)原理：测量多组U、/值，绘制/-U图象，由图

象反映电流与电压的关系。

(2)电路图与实物图

1-©-

[@------1

Hi_—1

1-------

S

甲

©

匕一磊(1)连线路：电压表、电流表量程合适，

闭合开关前，滑动变阻器滑片位置正确。

『海禺斗“)

乙

(2)采用分压电路：电流、电压能从零开始测量。

(3)逐渐增大电压，测量对应电流，测量多组。

(4)作图象：描点准确，用平滑曲线连接。

二'数据处理

1.在坐标纸上以。为横轴，/为纵轴，建立直角坐标系。

2.在坐标纸上描出各组数据所对应的点。

3.将描出的点用平滑的曲线连接起来，得到小电珠的伏安特性曲线。

三、误差分析

1.由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，对电路的影响会带来误差，电流表外

接，由于电压表的分流，使测得的电流值大于真实值。2.测量时读数带来误差。

3.在坐标纸上描点、作图带来误差。

四、注意事项

1.电流表外接法：本实验中被测小电珠灯丝的电阻值较小，因此测量电路必须采用电

流表外接法。

2.滑动变阻器应采用分压式连接：本实验要作出/-U图象，要求测出一组包括零在内

的电流、电压值，故控制电路必须采用分压接法。

3.保护元件安全：为保护元件不被烧毁，开关闭合前变阻器滑片应置于使接入电路的

电阻最大位置处。加在小电珠两端的电压不要超过其额定电压。

第二部分最新高考题精选

1.（2022•全国理综乙卷•23）一同学探究阻值约为550。的待测电阻号在O~5mA范围

内的伏安特性。可用器材有：电压表V（量程为3V,内阻很大），电流表A（量程为1mA，

内阻为300Q）,电源E（电动势约为4V,内阻不计），滑动变阻器R（最大阻值可选1（）。

或1.5kQ）,定值电阻（阻值可选75c或150Q），开关S,导线若干。

（1）要求通过凡.的电流可在0~5mA范围内连续可调,

图（a）

在答题卡上将图（a）所示的器材符号连线，画出实验电路的原理图.

（2）实验时，图（a）中的R应选最大阻值为（填“100”或“1.5kQ”）的滑动

变阻器，凡应选阻值为（填“75C”或“150。”）的定值电阻;

（3）测量多组数据可得尺的伏安特性曲线。若在某次测量中，电压表、电流麦的示数分别

如图（b）和图（c）所示，则此时尺两端的电压为V,流过&.的电流为mA,

此组数据得到的（的阻值为Q（保留3位有效数字）。

©为电压表，@为电流表，E为电源(电动势约6V),R为滑动变阻器(最大阻值20C),

R)为定值电阻，S为开关。

(1)请用笔画线代替导线，将题图2所示的实物电路连接完整。

(2)调节滑动变阻器，记录电压表和电

“线性”或“非线性”)元件。

(4)在上述测量中，如果用导线代替电路中的定值电阻R),会导致的两个后果是

A.电压和电流的测量误差增大

B.可能因电流过大烧坏待测元件

C.滑动变阻器允许的调节范围变小

D.待测元件两端电压的可调节范围变小

3（2019・全国卷H）某小组利用图（a）所示的电路，研究硅二极管在恒定电流条件下的正

向电压U与温度r的关系，图中⑪和金为理想电压表；R为滑动变阻器，Ro为定值电阻（阻

值100C）；S为开关，E为电源。实验中二极管置于控温炉内，控温炉内的温度/由温度计

（图中未画出）测出。图（b）是该小组在恒定电流为50.0uA时得到的某硅二极管U-f关系曲

线。回答下列问题:

控温炉7一硅需管；

图(a)

（1）实验中，为保证流过二极管的电流为50.0UA,应调节滑动变阻器R,使电压表⑪的

示数为U=mV；根据图（b）可知，当控温炉内的温度，升高时，硅二极管正向电阻

（选填“变大”或“变小”），电压表⑨示数（选填“增大”或“减小”），此

时应将R的滑片向（选填"A”或"8”）端移动，以使⑪示数仍为U”

（2）由图（b）可以看出U与，成线性关系。硅二极管可以作为测温传感器，该硅二极管的

AU

测温灵敏度为—=XlO^vrc（保留2位有效数字）。

4.（2020•全国卷H）某同学要研究一小灯泡L（3.6V0.30A）的伏安特性。所用器材有：

电流表Ai（量程200mA，内阻Rgi=10.0。）、电流表A2（量程500mA,内阻《2=1.0。）、

定值电阻Ro（阻值岛=10.0Q）、滑动变阻器R（最大阻值10。）、电源E（电动势4.5V,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。

⑵若/卜“分别为流过电流表Ai和A2的电流，利用/卜/2、Rgi和Ro写出：小灯泡两

端的电压"=,流过小灯泡的电流/=。为保证小灯泡的安全，人不能超

过mAo

（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

器滑片位置并读取相应的/,和/2。所得实验数据在下表中给出。

A/mA325585125144173

"/mA171229299379424470

根据实验数据可算得，当L=173mA时，灯丝电阻/?=C（保留1位小数）。

（4）如果用另一个电阻替代定值电阻Ro,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Q（保留1位小数）。

第三部分最新模拟题精选

1.（2022河北衡水中学一模）某同学在实验室做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验，实

验室提供了如下器材：

小灯泡（2.5V,0.5A）

电流表A（量程为0.4A,内阻RA=1C）

电压表V（量程为3V,内阻R衿3kC）

滑动变阻器（最大阻值R=10C,允许通过的最大电流2A）

定值电阻R=2C

定值电阻&=10C

电源E（电动势为3V,内阻不计）

开关S一个、导线若干

（1）他设计了如图甲所示的实验电路，尺应选（填或“&”），电流表与Rx并

（2）利用图甲所

乙

示电路进行实验，某次测量时电流表的示数为0.2A,此时电压表的示数如图乙所示，则此

时小灯泡的电阻为Q（结果保留两位有效数字）。

（3）通过实验正确作出小灯泡的/-U图线，如图丙所示。现把实验中使用的两个完全相同

的小灯泡并联后接到如图丁所示的电路中，其中电源的电动势Eo=2V、内阻a=lC,定值电

阻R=1Q,则此时每个小灯泡的实际功率为W（结果保留两位有效数字）。

2.（2022广东潮州二模）某学习小组要描绘一个标有

“2.0V,0.5A”的小灯泡的伏安特性曲线，除导线和开关外，还有下列器材可供选择:

A.电流表A（量程为0.3A,内阻RA=2C）

B.电压表V（量程为3V,内阻Rv=3k。）

C.滑动变阻器吊（最大阻值2C,允许通过的最大电流2A）

D.滑动变阻器凡（最大阻值100。，允诈通过的最大电流2A）

E.定值电阻&=20。

F.定值电阻以=2C

G.电源E（电动势为3V,内阻不计）

（1）学习小组设计了图甲所示的实验电路，滑动变阻器应选________，&应选

（填器材前的代号）电流表与段并联后的量程为A：

（2）利用图甲所示电路进行实验，某次测量时电流表的示数为0.2A,此时电压表的示数如

图乙所示，则此时小灯泡的电阻为C（结果保留两位有效数字）；

（3）根据电压表和电流表读数，正确作出/-U图象，如图

丙所示。由图象可知，小灯泡电压增大时，灯泡灯丝的电阻率________（选填“变大”、“不

变”或“变小”）。

3.（2022湖南长沙明德中学模拟）某同学想要

丙

研究小灯泡的伏安特性，现有的实验器材如下:

A.小灯泡L（额定电压约3.8V,额定功率约1.8W）；

B.电压表Vi（量程3V,内阻为3kC）；

C.电压表V2（量程为15V,内阻为15kC）

D.电流表A（量程为0.6A,内阻约为1。）

E.定值电阻Ri（阻值100C）；

F.定值电阻&（阻值1000Q）

G.滑动变阻器R（阻值070。）；。

H.电源E（电动势5V,内阻不计），开关S,导线若干；

（1）该同学已选定的器材是小灯泡L、滑动变阻器R、电源E、开关S、导线若干，要完成

该实验，还需要的器材是（填写器材前的字母序号）

（2）实验要求能够较准确的画出灯泡的伏安特性曲线，请在虚线框中帮助该同学画出实验

电路原理图。（）

（3）正确设计并连接好电路，实验中测得该灯泡的伏安特性曲线如图

所示，由实验的图线可知，小灯泡在额定电压下工作时的电阻为Qo（结果保

留两位有效数字）

（4）现将两个相同的小灯泡按如图电路图连接到另一

个电路中，图中电源的电动势为6V,内阻为1.0C,电阻Ro的阻值为4.0C,闭合开关S,

每个小灯泡的实际功率为W。（结果保留两位有效数字）

（2022河北邢台重点高中质检）某学习小组探究电学元件的

伏安特性曲线。

（1）甲同学要描绘一个标有“3.6U,L2W"的小灯泡的伏安特性曲线，除导线和开关外，还

有下列器材可供选择：

A：电压表（量程3V,内阻为3000。）

B-.电流表（量程150m4，内阻约为2Q）

C-.电流表（量程350m4，内阻约为1。）

。：滑动变阻器（0-10024）

E-.滑动变阻器（0〜200。,0.24）

F：电阻箱（0〜9999C）

G：直流电源（电动势4.5U,内阻不计）

实验中电流表应选,滑动变阻器应选（填器材前的代号）。虚线框内已画出实

验电路图的部分器材的符号和接线,请将电路补充完整（要求：电路中所用符号必须规范）。

（2）乙同学分别描绘了三个电学元件的伏安特

性曲线如图（a）所示。他用图0）所示的电路给三个元件分别单独供电，测出给元件1和元

(b)

件2供电时的电流和电压值，标在图（a）上，分别是4点和B点，由此可得给元件3单独供

电时，电源总功率P=印（结果取两位有效数字）。5.（2021广东模拟）某学习小

组探究LED灯的伏安特性曲线。

//mA

(1)实验需要灯两端的电压从零开始调

(b)

节，滑动变阻器应采用接法。(选填“限流式”或“分压式”)

(2)某同学已连接部分导线，请在图(a)中完成电路的连接。

(3)检查电路连线正确后，某同学闭合开关，看到灯闪亮一下立即熄灭，造成这一现象的原

因可能是o

(4)描绘出灯的伏安特性曲线如图")所示，当灯两端电压为0.80V时，灯的功率为

。(结果保留2位有效数字)

6.(2020•广西钦州市模拟)某同学想要描绘标有“3.8V0.3A”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5kQ

电流表Ai,量程0〜500mA,内阻约0.5Q

电流表A2,量程0〜10()mA,内阻约4Q

滑动变阻器最大阻值10Q,额定电流2.0A

滑动变阻器最大阻值100Q,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如图甲所示的电路，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两处问题：

①;

②。

7/A

甲⑶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“增大”或“减小”或“不变”）.

（4）该同学在完成实验后又进行了以下探究：把两只这样的小灯泡并联，直接接在电动

势为4V、内阻为8Q的电源上组成闭合回路。请你根据上述信息估算此时一只小灯泡的

功率约为W（结果保留2位有效数字）。

7.（2020•山西省太原市模拟）连续两年春节，太原市用112.6万件LED点亮了龙城。拆

下一组LED,发现它由三个相同的LED灯珠和一个定值电阻岛串联而成（图甲中虚线框内

部分），供电电压为12V,由理论分析可知，每个小灯珠的工作电压应在3V〜4V之间。

为研究LED灯珠的伏安特性并测量心的值，小亮同学设计了图甲的电路进行实验。图甲

中电源电压恒为12V,电压表的量程为2V、内阻为4.0kC；电流表量程为30mA、内阻

很小可忽略。完成下列操作中的要求或填空:

（1）为使电路能正常工作，a端应接电

源的.（选填“正极”或“负极”）;（2）为完成实验并准确测量，定值电阻及应该

选择的是

A.1.0ka4.0kQ

C.8.0kQD.20.0kQ

（3）正确选择&后接通电源，将/?的滑片从M端向N端滑动，记录多组电压表的示数

U和电流表的示数/,并在图乙中绘出了灯珠D的图线。其中，当R的滑片移动到N

端时，电压表的示数为1.80V、电流表的示数为25.0mA。不考虑电压表和电流表对电路的

影响，则Ro的值为Q;

（4）灯珠D在通过某一电流时的实际功率（选填“大于”“小于”或“等

于”）由图乙得到的测量值；

（5）若将这一组LED灯珠直接接到电动势为12V、内电阻为152.0C的叠层电池两端，

一组LED中三个灯珠的总功率为mW,（计算结果保留2位有效数字）

8.（2020•湖南省怀化市模拟）某一小型电风扇额定电压为5.（）V,额定功率为2.5W。某

实验小组想通过实验描绘出小电风扇的伏安特性曲线。实验中除导线和开关外，还有以下

器材可供选择：

A.电源E（电动势为6.0V）

B.电压表V（量程为（）〜6V,内阻约为8kC）

C.电流表Ai（量程为0〜0.6A,内阻约为0.2Q）

D.电流表A2（量程3A,内阻约0.05Q）；

E.滑动变阻器Ri（最大阻值5kQ,额定电流10（）mA）

F.滑动变阻器丛（最大阻值25Q,额定电流1A）

（1）为了使加在电风扇上的电压在0〜5.0V之间进行测量，并便于调节，减小读数误差

和系统误差，实验中所用电流表应选用,滑动变阻器应选用（填所选仪器

前的字母序号）。

（2）请你为该小组设计实验电路，并把电路图画在甲图中的虚线框内（小电风扇的电路符

号如图甲所示）。

（3）操作过程中发现，小电风扇通电后受阻力作用，电压表读数小于0.5V时电风扇没启动。

该小组测绘出的小电风扇的伏安特性曲线如图乙所示，由此可以判定，小电风扇的电阻为

Q,正常工作时的发热功率为W,机械功率为W。

-@-

甲

2023高考一轮知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练

第十二章恒定电流

专题67描绘小灯泡的伏安特性曲线

第一部分知识点精讲

一'基本原理与操作

原理与电路图操作要领

(1)原理：测量多组U、/值，绘制/-U图象，由图

象反映电流与电压的关系。

(2)电路图与实物图

1-©-

[@------1

Hi_—1

1-------

S

甲

©

匕一磊(1)连线路：电压表、电流表量程合适，

闭合开关前，滑动变阻器滑片位置正确。

『海禺斗“)

乙

(2)采用分压电路：电流、电压能从零开始测量。

(3)逐渐增大电压，测量对应电流，测量多组。

(4)作图象：描点准确，用平滑曲线连接。

二'数据处理

1.在坐标纸上以。为横轴，/为纵轴，建立直角坐标系。

2.在坐标纸上描出各组数据所对应的点。

3.将描出的点用平滑的曲线连接起来，得到小电珠的伏安特性曲线。

三、误差分析

1.由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，对电路的影响会带来误差，电流表外

接，由于电压表的分流，使测得的电流值大于真实值。2.测量时读数带来误差。

3.在坐标纸上描点、作图带来误差。

四、注意事项

1.电流表外接法：本实验中被测小电珠灯丝的电阻值较小，因此测量电路必须采用电

流表外接法。

2.滑动变阻器应采用分压式连接：本实验要作出/-U图象，要求测出一组包括零在内

的电流、电压值，故控制电路必须采用分压接法。

3.保护元件安全：为保护元件不被烧毁，开关闭合前变阻器滑片应置于使接入电路的

电阻最大位置处。加在小电珠两端的电压不要超过其额定电压。

第二部分最新高考题精选

1.（2022•全国理综乙卷•23）一同学探究阻值约为550。的待测电阻号在O~5mA范围

内的伏安特性。可用器材有：电压表V（量程为3V,内阻很大），电流表A（量程为1mA，

内阻为300Q）,电源E（电动势约为4V,内阻不计），滑动变阻器R（最大阻值可选1（）。

或1.5kQ）,定值电阻（阻值可选75c或150Q），开关S,导线若干。

（1）要求通过&的电流可在0~5mA范围内连续可调,

图（a）

在答题卡上将图（a）所示的器材符号连线，画出实验电路的原理图.

（2）实验时，图（a）中的R应选最大阻值为（填“100”或“1.5kQ”）的滑动

变阻器，凡应选阻值为（填“75C”或“150。”）的定值电阻;

（3）测量多组数据可得尺的伏安特性曲线。若在某次测量中，电压表、电流麦的示数分别

如图（b）和图（c）所示，则此时尺两端的电压为V,流过&.的电流为mA,

此组数据得到的（的阻值为Q（保留3位有效数字）。

【参考

②.10Q③.75。2.30⑤.4.20⑥.548

【名师解析】

(1)"］电流表内阻已知，电流表与R。并联扩大电流表量程，进而准确测量通过R、的电流,

电压表单独测量尺的电压；滑动变阻器采用分压式接法，电表从0开始测量，满足题中通

过凡的电流从0~5mA连续可调，电路图如下

(2)⑵电路中R应选最大阻值为10Q的滑动变阻器，方便电

路的调节，测量效率高、实验误差小;

［3］通过R、.电流最大为5mA,需要将电流衣量程扩大为原来的5倍，根据并联分流的规律

5mA4mAR()

-AI»1

示意图如下

1mA

根据并联分流，即并联电路中电流之比等于电阻的反比，可知

4mA300Q

k丁解得

&)=75Q(3)[4]电压表每小格表示0.1V,向后估读一位，即。=2.30V：

⑶电流表每小格表示0.02mA,本位估读，即0.84mA，电流走量程扩大5倍，所以通过七

的电流为/=4.20mA；

⑹根据欧姆定律可知

IJ230

&=2=——fl«548c

*I4.20x10-3

2,(2020・江苏高考)某同学描绘一种电子元件的I-

U关系图象，采用的实验电路图如题图1所示，⑰为电压表，@为电流表，E为电源(电

动势约6V),R为滑动变阻器(最大阻值20Q),Ro为定值电阻，S为开关。

(1)请用笔画线代替导线，将题图2所示的实物电路连接完整。

电压表

7-----------------待测元件

-O--------电流表

待测元件Ro

R

E

图1图2(2)调节滑动变阻器，记录电压表和电

(3)根据作出的I-U图线可知，该元件是..(选填“线性”或“非线性”沅件。

(4)在上述测量中，如果用导线代替电路中的定值电阻R”会导致的两个后果是

A.电压和电流的测量误差增大

B.可能因电流过大烧坏待测元件

C.滑动变阻器允许的调节范围变小

D.待测元件两端电压的可调节范围变小

【名师解析】

(1)根据电路原理图，按着电流的方向进行实物电路图的连线，如图甲所示。

(2)由表格中的数据在题图上按着标度描出对应的各点，然后用平滑的曲线连接，使尽

可能多的点位于曲线上，如图乙所示。

(3)根据作出的/-U图线可知，待测元件为非线性元件。

(4)根据电路的原理图可知，若用导线代替电路中的定值电阻Ro,在调节滑动变阻器滑

片时所允许的调节范围会变小，此时若调节滑动变阻器滑片，稍有不慎就会使通过待测元件

的电流过大，烧坏待测元件或电流表，B、C正确；电压测量值与待测元件两端电压一致，

即测量值误差不变，A错误；去掉导线不分电压，待测元件两端电压可调节范围变大，

D错误。

【参考答案】(1)见解析图(2)

见解析图(3)非线性(4)BC

3(2019・全国卷H)某小组利用图(a)所示的电路，研究硅二极管在恒定电流条件下的正

向电压U与温度f的关系，图中⑪和金为理想电压表；R为滑动变阻器，Ro为定值电阻(阻

值100C)；S为开关，E为电源。实验中二极管置于控温炉内，控温炉内的温度，由温度计

(图中未画出)测出。图(b)是该小组在恒定电流为50.0uA时得到的某硅二极管U-t关系曲

线。回答下列问题:

控温炉硅请管

Ro

A图(a)

（1）实验中，为保证流过二极管的电流为50.0UA,应调节滑动变阻器R,使电压表⑪的

示数为Ui=mV；根据图（b）可知，当控温炉内的温度f升高时，硅二极管正向电阻

（选填“变大”或“变小”）,电压表位示数（选填“增大”或“减小”），此

时应将R的滑片向（选填"A”或"B”）端移动，以使⑪示数仍为Ui.

（2）由图（b）可以看出U与，成线性关系。硅二极管可以作为测温传感器，该硅二极管的

测温灵敏度为|书|=XIO-v/c（保留2位有效数字）。

【审题指导］

1.分析实验目的：研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U与温度1的关系。

2.确定实验原理：实验中二极管置于控温炉内，控温炉内的温度，由温度计（图中未画

出）测出。

3.制定数据处理方案：在恒定电流为50.0HA时得到的某硅二极管U-/关系曲线。若

U与r成线性关系，硅二极管可以作为测温传感器。

【名师解析】（1）⑪、0是理想电压表，则心与硅二极管串联，电流相等，岛两端电

压Ui=/Ro=5O.OX10-6x100V=5.00X10-3v=5.00mV。由U-f图象知：控温炉内温度升

高，S变小，又/=50.0UA不变，故硅二极管正向电阻变小；由闭合电路欧姆定律知，电

路中电流增大，⑪示数增大；要保持⑪示数不变，需增大滑动变阻器的阻值，即滑片向B

端移动。

」a*-XU0.44-0.30。y。

（2）由U-f图象的斜率可知：=-。，、，二V/C=2.8X103V/C»

△IoU-3U

【参考答案】（1）5.00变小增大B（2）2.8

4.（2020・全国卷H）某同学要研究一小灯泡L（3.6V0.30A）的伏安特性。所用器材有:

电流表Ai（量程200mA，内阻Rsi=10.0Q）、电流表A2（量程500mA,内阻《2=1.0Q）、

定值电阻Ro（阻值R）=10.0Q）、滑动变阻器R（最大阻值10。）、电源E（电动势4.5V,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。

⑵若/|、/2分别为流过电流表A|和A2的电流，利用八、/2、和描写出：小灯泡两

端的电压"=,流过小灯泡的电流/=。为保证小灯泡的安全，八不能超

过mAo

(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

器滑片位置并读取相应的/1和/2o所得实验数据在下表中给出。

/i/mA325585125144173

/2/mA171229299379424470

根据实验数据可算得，当/i=173mA时，灯丝电阻R=。(保留1位小数)。

(4)如果用另一个电阻替代定值电阻品，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Q(保留1位小数)。

【名师解析】：(2)根据串、并联知识可得小灯泡两端的电压U=/i(/?gi+/?o),流过小灯

泡的电流小灯泡的额定电压U*=3.6V,由Ug=4(Rgi+Ro)可得力=180mA,

即为了保证小灯泡的安全,/|不能超过180mA。

(3)灯丝的电阻/?=*=/1_牛匚？设_，当/|=i73mA时,/2=470mA,解得R=11.6。。

(4)小灯泡的额定电压U能=3.6V,由&(Rg]+R)2U领可得R28.0Q。

【参考答案】：(1)如图所示

(2)/i(/?gI+/?0)h-I\180(3)11.6(4)8.0

第三部分最新模拟题精选

1.（2022河北衡水中学一模）某同学在实验室做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验，实

验室提供了如下器材：

小灯泡（2.5V,0.5A）

电流表A（量程为0.4A,内阻RA=1C）

电压表V（量程为3V,内阻RvMkC）

滑动变阻器（最大阻值R=10C,允许通过的最大电流2A）

定值电阻Ri=2C

定值电阻&=10C

电源E（电动势为3V,内阻不计）

开关S一个、导线若干

（1）他设计了如图甲所示的实验电路，&应选（填“R”或火”），电流表与Rx并

甲

（2）利用图甲所示电路进行实验，某次测量时电流表的示数为0.2A,此时电压表的示数如

图乙所示，则此时小灯泡的电阻为C（结果保留两位有效数字）。

（3）通过实验正确作出小灯泡的/-U图线，如图丙所示。现把实验中使用的两个完全相同

的小灯泡并联后接到如图丁所示的电路中，其中电源的电动势Eo=2V、内阻/*0=10定值电

阻R=1C,则此时每个小灯泡的实际功率为W（结果保留两位有效数字）。

①.《②.0.6(3).1.7

④.0.22##0.21##0.23##0.24##0.25

【名师解析】

（1）小灯泡的额定电流为0.5A,电流表的量程为0.4A,可以通过将电流表与定值电

2

阻飞并联的方式来扩大电流表的量程，并联后新电流表的工程为0.6A,内阻为一C，

13

（2）[3]电流表的示数为0.2A时流过小灯泡的电流

4=右+^^=0-3人此时电压表的示数为0.7丫，所以此时小灯泡的电阻

R=U”"7Q（3）[4]设此时流过小灯泡的电流为/,小灯泡两端电压为U,由闭

合电路欧姆定律有

。=6一2/（而+£）解得

/=1-4将此函数的图线画在小灯泡的伏安特性曲线中，如图所示.

24

两图线交点的横、纵坐标的乘积为小灯泡消耗的实际功率，即

P=0.35x0.625W»0.22W2.（2022广东潮州二模）某学习小组

要描绘一个标有“2.0V,0.5A”的小灯泡的伏安特性曲线，除导线和开关外，还有下列器材

可供选择：

A.电流表A（量程为0.3A,内阻RA=2C）

B.电压表V（量程为3V,内阻RvMkC）

C.滑动变阻器Ri（最大阻值2C,允许通过的最大电流2A）

D.滑动变阻器R2（最大阻值100。，允诈通过的最大电流2A）

E.定值电阻&=20。

F.定值电阻

G.电源E（电动势为3V,内阻不计）

（1）学习小组设计了图甲所示的实验电路，滑动变阻器应选

,4应选。（填器材前的代号）电流表与并联后的量程为A；

（2）利用图中所示电路进行实验，某次测量时电流表的示数为0.2A,此时电压表的示数如

图乙所示，则此时小灯泡的电阻为C（结果保留两位有效数字）；

（3）根据电压表和电流表读数，正确作出/-U图象，如图

丙所示。由图象可知，小灯泡电压增大时，灯泡灯丝的电阻率（选填“变大”、“不

变”或“变小”）。

♦//A

0.25-

0.20-

0.15

【参考答案】①.C②.F③,0.6

0.10-

0.05-

UN

00.5.0.52.02.5

丙

④.3.3⑤.变大

【名师解析】

（1）UJ为方便实验操作，滑动变阻器应选阻值小的4，故选C；

⑵[3]灯泡的电流为0.5A,电流表的量程过小，需要将电流表扩大量程，即给电流表并联一

JD八々G

阻值较小的定值电阻小，故选F,并联后的量程为/=/A+E=0-3A+W-A=0.6A

R42

（2）[4]电流表的示数为0.2A,则通过灯泡的电流为，L=04A

电压表的量程为3V,电压表的示数为U=1.70V所以灯泡两端的电压为

UL=C/-?7A=1.70V-0.2x2V=1.3V

„U.1.30c°,八

此时小灯泡的电阻为凡=—==

（3）[5]由图丙所示图象可知，随电压增大，通过灯泡的电流增大，电压与电流的比值增大，

即灯泡电阻增大，原因是温度升高，灯泡灯丝的电阻率在变大。

3.（2022湖南长沙明德中学模拟）某同学想要研究小灯泡的伏安特性，现有的实验器材如

下：

A.小灯泡Z,（额定电压约3.8V,额定功率约1.8W）；

B.电压表Vi（量程3V,内阻为3kC）：

C.电压表V2（量程为15V,内阻为15kC）

D.电流表A（量程为0.6A,内阻约为1。）

E.定值电阻R（阻值100。）；

F.定值电阻&（阻值1000。）

G.滑动变阻器R（阻值0~10C）；。

H.电源E（电动势5V,内阻不计），开关S,导线若干；

（I）该同学已选定的器材是小灯泡L、滑动变阻器R、电源从开关S、导线若干，要完成

该实验，还需要的器材是（填写器材前的字母序号）

（2）实验要求能够较准确的画出灯泡的伏安特性曲线，请在虚线框中帮助该同学画出实验

电路原理图。（）

（3）正确设计并连接好电路，实验中测得该灯泡的伏安特性曲线如图

所示，由实验的图线可知，小灯泡在额定电压下工作时的电阻为（结果保

（4）现将两个相同的小灯泡按如图电路图连接到另一个电路中，图中电源的电动势为6V,

内阻为1.0Q,电阻Ro的阻值为4.0C,闭合开关S,每个小灯泡的实际功率为W。

（结果保留两位有效数字）

③.8.4（8.2-8.6均可）0.82（0.80-0.85均可）

【名师解析】

（1）［1］要研究小灯泡的伏安特性，需要用到电流表和电压表。灯泡额定电流为

/=$=圣人"0.474故电流表选择口；

U额3占

灯泡额定电压为3.8V,若采用电压表V2则测量误差较大，因此电压表应选择必，即选择B；

同时将电压表Vi的量程进行扩大，要大于3.8V。若扩大后的量程为3.8V,则需要串联电阻

38-3

R=^^Q=800C

3000

则定值电阻应选择心，即选择F；

故还需要的器材是BDF。

(2)[2]灯泡正常发光时电阻为

U2o82

R=-^=--Qx8。远小于电压表w的内阻，故电流表应采用外接法；

4L8

实验中要求小灯泡两端的电压从零开始变化以便测量多组数据，滑动变阻器应采用分压接法:

定值电阻冷与电压表Vi串联测量小灯泡的电压，实验电路图如图所示：

⑥凶—，(3)[3]由实验的图线可知，小灯泡在额定电压3.8V下工作时的电流

为0.45A,故电阻为

rj38

/?=—==-A=8.4A(828.6均可)

I0.45

图把电源与电阻Ro整体看作等效电源，设流过每个灯泡的电流为/，其电压为U,根据闭合

电路欧姆定律可得：

t/=£-2/(r+/?)=6-10/

当路端电压U=0时，电流

/=0.6A

当电流/=0时，路端电压

U=E=6V

//A

由图示图线可知，灯泡两端电压

U=2.1V

电流

/=0.39A

灯泡实际功率：

p=Ux/=2.1x0.39W®0.82W（0.80-0.85均可）

4.（2022河北邢台重点高中质检）某学习小组探究电学元件的伏安特性曲线。

（1）甲同学要描绘一个标有“3.6U,L2W”的小灯泡的伏安特性曲线，除导线和开关外,

还有下列器材可供选择：

A：电压表（量程3V,内阻为3000。）

B-.电流表（量程1507n4，内阻约为2。）

C：电流表（量程350m4,内阻约为1。）

D：滑动变阻器（0〜10Q2A）

E：滑动变阻器（。〜200C,0.2⑷

F：电阻箱（0〜9999C）

G：直流电源（电动势4.5U,内阻不计）

实验中电流表应选,滑动变阻器应选（填器材前的代号）。虚线框内已画

出实验电路图的部分器材的符号和接线，请将电路补充完整（要求：电路中所用符号必

须规范）•

（2）乙同学分别描绘了三个电学元件的伏

安特性曲线如图（a）所示。他用图⑹所示的电路给三个元件分别单独供电，测出给元

件1和元件2供电时的电流和电压值，标在图（a）上，分别是4点和B点，由此可得给

(b)

元件3单独供电时.，电源总功率P=W（结果取两位有效数字）。

【参考答案】（1）。；D-,电路图见图1；（2）0.20。

P1Q

［名师解析】Q）灯泡的额定电流7===--A«0.33A=330mA，则电流表应选C；

U3.6

为方便实验操作，滑动变阻器应选D

描绘灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器采用分压式接法;

灯泡的电阻兄=§=需。土10.9。，电流表内阻约为1。，电压表内阻约为3A;Q,电压表

内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，因此该实验电路图如图1所示:

图1

②将电阻Ro等效到电源的内部，连接4、B两点并交于横轴和纵轴，该图线为电源外【】

电压与电流的关系图线如图2,

此时元件3的电流和电压分别为:

图2

D=0.24,Ui=1.0V，则P>=U/If=1.0x0.2W=0.20W。

故答案为：（1）C；D-,电路图见图1；（2）0.20.

【名师点拨】（1）求出灯泡的额定电流，由此分析电流表应的选取；根据“操作方便”选取

滑动变阻器；根据该实验的实验原理画出实验电路图；

（2）将电阻Ro等效到电源的内部，连接4、B两点并交于横轴和纵轴，根据与元件3图象

的交点得到电流和电压，再根据电功率的计算公式进行解答。

对于实验题，要弄清楚实验目的、实验原理以及数据处理、误差分析等问题，一般的实验设

计、实验方法都是根据教材上给出的实验方法进行拓展，延伸，所以一定要熟练掌握教材中

的重要实验。对于实验仪器的选取•般要求满足安全性原则、准确性原则和操作方便原则。

5.（2021广东模拟）某学习小组探究LED灯的伏安特性曲线。

（b）

（i）实验需要灯两端的电压从零开始调节，滑动变阻器应采用接法。（选填“限

流式”或“分压式”）

（2）某同学已连接部分导线，请在图（a）中完成电路的连接。

（3）检查电路连线正确后，某同学闭合开关，看到灯闪亮一下立即熄灭，造成这一现象的原

因可能是.

（4）描绘出灯的伏安特性曲线如图（b）所示，当灯两端电压为0.80V时，灯的功率为

。（结果保留2位有效数字）【参考答案】（1）.分压式（2）.

(3).可能是滑动变阻器调节不合适，导致流过灯泡电流过大，导致灯泡被烧坏了

(4).9.6x10%

【名师解析】

(1)[1]题中要求电压从零开始，所以滑动变阻器应该按分压接法接在电路中。

(2)[2]电路图如图所示：

(3)[3]闭合开关，看到灯闪亮一下立

即熄灭，造成这一现象的原因可能是