2023届高三物理一轮复习63描绘小灯泡的伏安特性曲线 电阻的测量(一)（原卷版）

专题63描绘小灯泡的伏安特性曲线电阻的测量（一）

考点一描绘小灯泡的伏安特性曲线（1-6T）

考点二电阻的测量（一）（7-20T）

考点一描绘小灯泡的伏安特性曲线

电路如图

1.因为小灯泡的电阻很小，电流表的分压影响很大，所以电流表应采用外接法.

2.因为要求小灯泡的电压能从0开始连续变化，所以滑动变阻器应采用分压式连接.

3.因为采用分压式接法，所以选择总电阻较小的滑动变阻器.

4.因为小灯泡两端的最大电压为灯泡的额定电压，最大电流为灯泡的额定电流，所以电压表的量程根

据小灯泡的额定电压选择，电流表的量程根据小灯泡的额定流选择，若所给电流表或电压表量程太小可以

对电表进行改装。

5.开关闭合前，滑动变阻器的滑片要移动到使小灯泡两端电压为零的位置。

1.某同学做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验，已知小灯泡标称值为“2.5V1.25W”，实验室中除导

线和开关外，还有以下器材可供选择：

电压表明（量程为3V,内阻为3kQ）；

电流表儿（量程为IOomA,内阻为10Q）；电流表M（量程为3A,内阻为0.1Q）；

滑动变阻器A（O〜10Q,额定电流为2A）；滑动变阻器用（0-1kQ,额定电流为0.5A）；

定值电阻尼（阻值为2.5Q）；定值电阻尼（阻值为IOC）；定值电阻尼（阻值为IkC）；

电源£（«=3V,内阻不计）。

实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量。

（1）实验中滑动变阻器应选用,电流表应选用（均填器材的符号），并（填“串联”

或“并联”）定值电阻。

(2)在图1中的虚线框内画出电路图。(图中标出选用的器材的符号)

(3)实验中得到的该灯泡的伏安特性曲线如图2所示，如果将小灯泡与另一个电动势为2V,内阻为4Q的

电源直接相连，则小灯泡的实际功率为Wo(结果保留两位有效数字)

图I

2.(2021•河北)某同学研究小灯泡的伏安特性，实验室提供的器材有：小灯泡(6.3V,0.15A),直流

电源(9V),滑动变阻器，量程合适的电压表和电流表，开关和导线若干，设计的电路如图1所示。

(1)根据图1,完成图2中的实物连线i

(2)按照图1连线后，闭合开关，小灯泡闪亮一下后熄灭，观察发现灯丝被烧断，原因可能是(单

项选择，填正确答案标号)；

A.电流表短路

B.滑动变阻器的滑片接触不良

C.滑动变阻器滑片的初始位置在。端

(3)更换小灯泡后，该同学正确完成了实验操作，将实验数据描点作图，得到/-。图像，其中一部分如图

3所示，根据图像计算出。点对应状态下小灯泡的电阻为Ω(保留三位有效数字)。

图3

3.（2021•全国）某同学用图（a）所示电路探究小灯泡的伏安特性，所用器材有:

小灯泡（额定电压2.5V,额定电流0.3A）

电压表（量程300mV,内阻300C）

电流表（量程300mA,内阻0.27。）

定值电阻是

滑动变阻器R,（阻值0-20Ω）

电阻箱位，（最大阻值9999.9Ω）

电源少（电动势6V,内阻不计）

开关S、导线若干。

完成下列填空:

（1）有一3个阻值分别为10。、20。、30。的定值电阻可供选择，为了描绘小灯泡电流在0-300mA的必/曲

线，吊应选取阻值为。的定值电阻；

（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的（填“a”或"b”）端；

（3）在流过电流表的电流较小时，将电阻箱是的阻值置零，改变滑动变阻器滑片的位置，读取电压表和电

流表的示数U、I,结果如图Qb）所示。当流过电流表的电流为IOmA时，小灯泡的电阻为Ω（保

留1位有效数字）；

一■

一

一

一:■:■=:

霖

一

一

■一

一

二

■一

//mA

O20406080IOOI

图(b)

（4）为使得电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3V,该同学经计算知，应将总的阻值调整为

Ωo然后调节滑动变阻器吊，测得数据如下表所示：

必nV24.046.076.0110.0128.0152.0184.0216.0250.0

7/mA140.0160.0180.0200.0220.0240.0260.0280.0300.0

（5）由图（力和上表可知，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”）；

（6）该同学观测到小灯泡刚开始发光时流过电流表的电流为160mΛ,可得此时小灯泡电功率％W

（保留2位有效数字）：当流过电流表的电流为300InA时，小灯泡的电功率为8,则JI=（保留至

ɪl

整数）。

4.（2020•江苏）某同学描绘一种电子元件的/-U关系图象，采用的实验电路图如题图1所示，V为电压

表，M为电流表，E为电源（电动势约6V）,斤为滑动变阻器（最大阻值20Ω）,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

（2）调节滑动变阻器，记录电压表和电流表的示数如下表：

电压U/V0.0000.2500.5000.6500.7000.7250.750

电流//mA0.000.100.250.601.704.307.50

请根据表中的数据，在方格纸上作出该元件的/-U图线

（3）根据作出的/-U图线可知，该元件是（选填“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凡，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

5.（2020•全国）某同学要研究一小灯泡L（3.6V,0.30A）的伏安特性。所用器材有：电流表Al（量程

200mA,内阻凡产10.0Q）,电流表A2（量程500mA,内阻尤所1.0Q）、定值电阻吊（阻值q=10.0Q）、

滑动变阻器吊（最大阻值10Q）、电源£（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o

（2）若乙、八分别为流过电流表Al和船的电流，利用L、I2.凡,和此写出：小灯泡两端的电压火

流过小灯泡的电流上。为保证小灯泡的安全，，不能超过_______mA。

（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I2,所得实验数据在下表中给出。

Λ∕mA325585125144173

Λ∕mA171229299379424470

根据实验数据可算得，当Λ=173mA时，灯丝电阻庐Q（保留1位小数）。

（4）如果用另一个电阻替代定值电阻自，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）。

6.（2022•全国）一同学探究阻值约为550C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ImA,内阻为300。），电源6（电动势约为4V,

内阻不计），滑动变阻器以最大阻值可选10Ω或l.5kΩ）,定值电阻凡（阻值可选75。或150Ω）,开关S,

导线若干。

R,4

-i—I——I—►-

—®——

图（a）

（1）要求通过R,的电流可在O~5mA范围内连续可调，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）中的不应选最大阻值为（填“10C”或“1.5kC"）的滑动变阻器，凡应选阻

值为（填“75。”或“150Q”）的定值电阻；

（3）测量多组数据可得R、的伏安特性曲线。若在某次测量中，电压表、电流表的示数分别如图（b）和图

（C）所示，则此时R,两端的电压为V,流过段的电流为mA,此组数据得到的R、的阻值为—

Ω（保留3位有效数字）。

考点二电阻的测量（一）

7.（2022•广东高考模拟）用伏安法测定一个待测电阻凡的阻值（约为60Q）,实验室可提供如下器材。

电源以电动势4V,内阻忽略不计）

电流表A∣（量程0〜15mA,内阻为50Q）

电流表AK量程0〜200mA,内阻约为0.5Q）

电压表片（量程0〜3V,内阻约3kQ）

电压表V2（量程0〜15V,内阻约15kQ）

滑动变阻器A（阻值范围。〜10Q）

定值电阻A（阻值为5Q）

定值电阻尼（阻值为20Q）

开关S、导线若干

（1）某同学直接选择了器材电压表V1和电流表A21并用伏安法测电阻，他采用如图甲所示的电路将电压表接

在伊之间和。。之间分别读出了两组不同的〃和/的示数，则该同学应将电压表连在________（选填W

或“OQ”）之间，测量的结果更接近待测电阻的真实值，且测量值比真实值略（选填“大"或'‘小”）。

（2）另一同学根据实验室提供的器材设计了能比较精确地测量该电阻尼的实验方案，电表读数尽量在量程的

；以上，则他选的电流表是,该电流表（选填“需要"或''不需要”）改装，选的电压表是

ɔ

（填器材的字母代号）。

（3）在图乙虚线框中画出测量兄阻值的完整电路图，并在图中标明器材的字母代号.

（4）调节滑动变阻器R,当电压表的示数为2.00V时，电流表的指针所指刻度如图丙所示，可读出电流表的

示数是mA,则待测电阻凡的阻值为Q（结果保留1位小数）。

8.（2021•海南）在伏安法测电阻的实验中，提供以下实验器材：电源《（电动势约6V,内阻约1Ω）,

待测电阻凡（阻值小于IOC）,电压表V（量程3V,内阻约3kΩ）,电流表A（量程O.6A,内阻约1Ω）,

滑动变阻器（最大阻值20Ω）,单刀开关S∣,单刀双掷开关S?,导线若干。某同学利用上述实验器材设计

如图所示的测量电路。

回答下列问题：

（1）闭合开关Sl前，滑动变阻器的滑片P应滑到（填"a”或"b”）端；

（2）实验时，为使待测电阻的测量值更接近真实值，应将之拨向（填“c”或“产）；在上

述操作正确的情况下，引起实验误差的主要原因是（填正确选项前的标号）；

A.电流表分压B.电压表分流C.电源内阻分压

（3）实验时，若已知电流表的内阻为1.2Ω,在此情况下，为使待测电阻的测量值更接近真实值，应将工拨

向（填“c"或读得电压表的示数为2.37V,电流表的示数为O.33A,则R,=

Ω（结果保留两位有效数字）。

9.（2022•沈阳•三模）某校物理兴趣小组准备测量一个定值电阻的阻值，已知待测电阻的阻值约为5kQ,

指导教师提供的器材如下：

A.两节干电池（每节电动势1.5V）；

B.电压表V（量程1V,内阻"=20kQ）：

C.电流表A（量程。〜0.6mA,内阻约为50Q）；

1）.滑动变阻器（最大阻值为20Q）；

E.开关一个，导线若干。

（1）小明同学认为电压表的量程偏小，想把电压表的量程扩大为0〜3V,那么他需要向指导教师申请一个阻

值为的定值电阻Rw

（2）该小组的同学将器材用导线连接起来，现在电压表还差一根导线没有连接，如图所示，则这根导线应该

接到电流表的（选填“正”或“负”）接线柱上。

⑶实验中某次测量时电压表的读数为U,电流表的示数为I,则待测电阻的阻值R的表达式为Rx=

（用所测物理量和已知物理量的符号表示）。

10.（2021•广东）某小组研究热敏电阻阻值随温度的变化规律。根据实验需要已选用了规格和量程合适

的器材。

（1）先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度的变化趋势。选择适当倍率的欧姆挡，将两表笔,调节

欧姆调零旋钮，使指针指向右边“OΩ”处。测量时观察到热敏电阻温度越高，相同倍率下多用电表指针向

右偏转角度越大，由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而。

（2）再按图连接好电路进行测量。

①闭合开关S前，将滑动变阻器RI的滑片滑到端（选填"a”或"b”）。

将温控室的温度设置为7,电阻箱凡调为某一阻值人“。闭合开关S,调节滑动变阻器R-使电压表和电流

表的指针偏转到某一位置。记录此时电压表和电流表的示数、7和断开开关$。

再将电压表与热敏电阻C端间的导线改接到D端，闭合开关S。反复调节凡和用，使电压表和电流表的示

数与上述记录的示数相同。记录此时电阻箱的阻值断开开关S。

②实验中记录的阻值Rs（选填“大于”、“小于”或“等于”）。此时热敏电阻阻值Rr=_____。

11.（2023•全国•高三专题练习）某实验小组设计实验测量电流表A的内阻并将其改装成量程为3.OV的

电压表并校准。可选用的器材有：

A.待测电流表A（量程ImA,内阻北约IoOQ）

B.电压表V（量程3V,内阻约为300OQ）

C.电阻箱R1（最大阻值为999.9Ω）

D.滑动变阻器人（最大阻值为20Q）

E.电源小（电动势约为3V）

F.电键、导线若干

（1）某同学设计了如图甲所示的电路测量电流表内阻，发现测结果的实验误差太大，请推断原因

（2）后经小组研究并设计了如图乙所示电路，闭合开关S,调节儿和〃使电流表和电压表有合适的示数；

（3）调节吊和必使电压表示数保持不变，并记录电流表示数/和电阻箱的接入电阻R；

（4）重复步骤（3）,记录多组实验数据；

（5）以亍为纵坐标，以斤为横坐标，建立坐标系，并将实验数据描点、连线，得到一条倾斜的直线，若直线

的斜率为衣，纵截距为4则电流表的内阻为一实验中电压表的示数为

（6）若求得电流表的内阻为120Q,要将该电流表改装成量程为3∙OV的电压表，与其连接的电阻阻值为

Q,为校准该电压表，用笔画线替代导线在图丙中完成校准电路的实物图连接

12.（2020•海南）在测量定值电阻阻值的实验中，提供的实验器材如下：电压表V∣（量程3V,内阻4=3.0kΩ）,

电压表Vz（量程5V,内阻a=5.0kQ）,滑动变阻器次额定电流L5A,最大阻值IOOC）,待测定值电阻人,

电源2（电动势6.0V,内阻不计），单刀开关S,导线若干:

回答下列问题:

（I）实验中滑动变阻器应采用接法（填“限流”或“分压”）;

（2）将虚线框中的电路原理图补充完整_____________；

（3）根据下表中的实验数据（Q、3分别为电压表V-V?的示数），在图%）给出的坐标纸上补齐数

据点，并绘制S-G图像—

测量次数12345

U∖N1.001.502.002.503.00

UJN1.612.413.214.024.82

图（b）

（4）由S-G图像得到待测定值电阻的阻值&=Ω（结果保留三位有效数字）；

（5）完成上述实验后，若要继续采用该实验原理测定另一个定值电阻4（阻值约为700C）的阻值，在不

额外增加器材的前提下，要求实验精度尽可能高，请在图（b）的虚线框内画出你改进的电路图。

13.（2022•全国）某同学要测量微安表内阻，可利用的实验器材有：电源《（电动势1∙5V,内阻很小），

电流表（量程IOmA,内阻约IoC）,微安表（量程100μA,内阻叫待测，约lkΩ）,滑动变阻器7?（最大

阻值IOC）,定值电阻凡（阻值IOC）,开关S,导线若干。

（1）在答题卡上将图中所示的器材符号连线，画出实验电路原理图

（2）某次测量中，微安表的示数为90∙0μA,电流表的示数为9.0OmA,由此计算出微安表内阻&=夏。

14.（2022•北京海淀•高三阶段练习）图1为测量电阻的电路，放为待测电阻，的阻值已知，R'为保

护电阻，阻值未知，电源"的电动势未知，络、L均为单刀双掷开关，A为电流表，其内阻不计;

（1）按图1所示的电路，在图2的实物图上连线

（2）测量厩的步骤为：将⑹向d闭合，Kl向闭合（填"a"或"b"）,记下电流表读数再将

心向C闭合，Kl向闭合（填"a"或"b”）,记电流表读数乙，计算厩的公式是航一

I

Ry

15.在测量定值电阻阻值的实验中，提供的实验器材如下：电压表Vl（量程3V,内阻6=3.0k。），电压表

V2（量程5V,内阻T2=5.0kQ）,滑动变阻器R（额定电流1.5A,最大阻值IoOQ）,待测定值电阻Rχ,电源

E（电动势6.0V,内阻不计），单刀开关S,导线若干:

回答下列问题：

（1）根据本实验采用的滑动变阻器的合理接法，将虚线框中的电路原理图补充完整，根据原理图,

在开关S闭合前，滑动变阻器R的滑片应滑至_____端（选填"左"或"右"）；

（2）实验中，得到电压表VQV2,的示数分别为Ui、U2,则待测定值电阻RX=（请选用"UJ、"U2"、

%"、％"表示）；

（3）为减小误差，实验测得多组数据，根据下表中的实验数据，在给出的坐标纸上补齐数据点，绘制/-%

图像，并由％图像得到待测定值电阻的阻值RX=∩（结果保留三位有效数字）

测量次数12345

U1/V1.001.502.002.503.00

//V1.612.413.214.024.82

16.某实验小组为了测量一个量程为3V的电压表的内电阻隔设计了以下实验方案，甲图为实验电路图,

图中电压表为待测电压表，为电阻箱。

甲乙丙

（1）小明实验步骤如下：先将电阻箱电阻调至0,闭合开关S,电压表读数如图乙所示，读出此时电压M=

V；然后调节电阻箱的阻值至适当值，读出电阻箱阻值A和此时电压表的电压场忽略电源内阻,

则电压表电阻的测量结果A=（用符号〃、4和斤表示）：如果考虑电源内阻，则测量结果吊与真

实值比较一（选填“偏大”或“偏小”）。

（2）小李实验步骤如下：闭合开关S,多次调节电阻箱，读出电阻箱阻值Al及对应电压表的电压〃，作出:一

"图像如图丙所示，不考虑电源内阻，从图像可知电压表内阻的测量值为Q：如果已知电源内电阻

为r（Q）,则电压表内阻的真实值为Q。

17.某兴趣小组想测量电阻RX的阻值（约为1千欧）

（1）该小组设计了如图所示的电路图，其中电流表满偏电流为1°,内阻RA。在该实验中，认为当变阻器的

滑片P不动时，无论电阻箱的阻值如何增减，αP两点间的电压保持不变；请从下列滑动变阻器中选择最恰

当的是：（填"A"、"B"或者"C"）；

A.变阻器A（O-2000。）B.变阻器B（O-200。）C.变阻器C（O-5。）

（2）连接好线路后,先将变阻器滑片P调到最左端,并将电阻箱R的阻值调到（填"0"或"最大"），

然后闭合电键S,调节P,使电流表满偏，此后滑片P保持不动；

（3）在保证滑动变阻器滑片不动的前提下，调节电阻箱火的阻值，记录多组电阻箱R的阻值和对应的电流

值，以R为横坐标、亍为纵坐标进行描点、连线得到一条倾斜直线，已知该直线的斜率为4,则待测电阻

Rx=（用题中给出的字母表示）。

18.（2022•山东）某同学利用实验室现有器材，设计了一个测量电阻阻值的实验。实验器材：

干电池E（电动势1.5V,内阻未知）；

电流表AI（量程IomA,内阻为90Q）；

电流表A2（量程30mA,内阻为30C）；

定值电阻Ro（阻值为150Q）；

滑动变阻器R（最大阻值为100Ω）；

待测电阻RX；

开关S,导线若干。

测量电路如图所不。

（I）断开开关，连接电路，将滑动变阻器火的滑片调到阻值最大一端。将定值电阻般接入电路；闭合开关,

调节滑片位置。使电流表指针指在满刻度的g处。该同学选用的电流表为（填"AJ或"A2"）;若不考

虑电池内阻。此时滑动变阻器接入电路的电阻值应为Ω