資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
實驗10　描繪小電珠的伏安特性曲線
題型 選擇題 命題趨勢和備考策略
高考考點 描繪小燈泡的伏安特性曲線的實驗目的、器材和原理； 描述小燈泡伏安特性曲線的實驗步驟和數據處理； 描繪小燈泡伏安特性曲線的實驗創新與改進； 【命題規律】 近3年新高考卷對于運動的描述考查共計1次，主要考查： 描繪小燈泡的伏安特性曲線的實驗目的、器材和原理； 描述小燈泡伏安特性曲線的實驗步驟和數據處理； 描繪小燈泡伏安特性曲線的實驗創新與改進； 【備考策略】 掌握好《考點40 電學實驗基礎》所涉及的到的知識，掌握測量小燈泡電功率或伏安特性曲線的實驗原理、步驟和實驗的數據處理以及誤差分析。 【命題預測】 本實驗在以往的高考中出現的頻率較大，但在近3年出現的概率偏低，2024年考生在復習的時候，本實驗掌握基本的原理，電流表的內外接法、滑動變阻器的分壓和限流接法的選擇以及求解實際功率問題即可。
新高考 2023 全國甲卷22題
2022 無
2021 河北卷11題
【導航窗口】
知識梳理
一、 基本實驗要求 2
二、 規律與方法 3
考點突破
考點一　教材原型實驗 4
考點二　實驗方案的改進 7
考點過關
【素質基礎練】 10
【能力提高練】 13
【高考通關練】 17
基本實驗要求
1．實驗原理
(1)測多組小電珠的U、I的值，并繪出I－U圖象；
(2)由圖線的斜率反映電流與電壓和溫度的關系．
2．實驗器材
小電珠“3.8 V,0.3 A”、電壓表“0～3 V～15 V”、電流表“0～0.6 A～3 A”、滑動變阻器、學生電源、開關、導線若干、坐標紙、鉛筆．
3．實驗步驟
(1)畫出電路圖(如圖甲所示)．
(2)將小電珠、電流表、電壓表、滑動變阻器、學生電源、開關用導線連接成如圖乙所示的電路．
(3)測量與記錄
移動滑動變阻器觸頭位置，測出12組左右不同的電壓值U和電流值I，并將測量數據填入自己設計的表格中．
(4)數據處理
①在坐標紙上以U為橫軸，I為縱軸，建立直角坐標系．
②在坐標紙上描出各組數據所對應的點．
③將描出的點用平滑的曲線連接起來，得到小電珠的伏安特性曲線．
4．實驗器材選取
(1)原則：①安全；②精確；③操作方便．
(2)具體要求
①電源允許的最大電流不小于電路中的實際最大電流．干電池中電流一般不允許超過0.6 A.
②用電器的額定電流不能小于通過該用電器的實際最大電流．
③電壓表或電流表的量程不能小于被測電壓或電流的最大值．
④電壓表或電流表的指針應偏轉到滿刻度的以上．
⑤從便于操作的角度來考慮，限流式接法要選用與待測電阻相近的滑動變阻器，分壓式接法要選用較小阻值的滑動變阻器．
規律與方法
1．滑動變阻器的限流式接法和分壓式接法比較
兩種接法的電路圖
負載R上電壓的調節范圍 ≤U≤E 0≤U≤E
負載R上電流的調節范圍 ≤I≤ 0≤I≤
2.兩種接法的適用條件
(1)限流式接法適合測量阻值較小的電阻(跟滑動變阻器的最大電阻相比相差不多或比滑動變阻器的最大電阻還小)．
(2)分壓式接法適合測量阻值較大的電阻(一般比滑動變阻器的最大電阻要大)．
3．注意事項
(1)電路的連接方式：
①電流表應采用外接法：因為小電珠(3.8 V,0.3 A)的電阻很小，與量程為0.6 A的電流表串聯時，電流表的分壓影響很大．
②滑動變阻器應采用分壓式接法：目的是使小電珠兩端的電壓能從0開始連續變化．
(2)閉合開關S前，滑動變阻器的觸頭應移到使小電珠分得電壓為0的一端，使開關閉合時小電珠的電壓能從0開始變化，同時也是為了防止開關剛閉合時因小電珠兩端電壓過大而燒壞燈絲．
(3)I－U圖線在U0＝1.0 V左右將發生明顯彎曲，故在U＝1.0 V左右繪點要密，以防出現較大誤差．
4．誤差分析
(1)由于電壓表不是理想電表，內阻并非無窮大，會帶來誤差，電流表外接，由于電壓表的分流，使測得的電流值大于真實值．
(2)測量時讀數帶來誤差．
(3)在坐標紙上描點、作圖帶來誤差．
考點一　教材原型實驗
【典例1】（2021·全國·高考真題）某同學用圖（a）所示電路探究小燈泡的伏安特性，所用器材有：
小燈泡（額定電壓2.5V，額定電流0.3A）
電壓表（量程300mV，內阻300）
電流表（量程300mA，內阻0.27）
定值電阻R0
滑動變阻器R1（阻值0-20）
電阻箱R2（最大阻值9999.9）
電源E（電動勢6V，內阻不計）
開關S、導線若干。
完成下列填空：
（1）有3個阻值分別為10、20、30的定值電阻可供選擇，為了描繪小燈泡電流在0~300mA的U-I曲線，R0應選取阻值為 的定值電阻；
（2）閉合開關前，滑動變阻器的滑片應置于變阻器的 （填“a”或“b”）端；
（3）在流過電流表的電流較小時，將電阻箱R2的阻值置零，改變滑動變阻器滑片的位置，讀取電壓表和電流表的示數U、I，結果如圖（b）所示。當流過電流表的電流為10mA時，小燈泡的電阻為 （保留1位有效數字）；
（4）為使得電壓表滿量程時對應于小燈泡兩端的電壓為3V，該同學經計算知，應將R2的阻值調整為 。然后調節滑動變阻器R1，測得數據如下表所示：
U/mV 24.0 46.0 76.0 110.0 128.0 152.0 184.0 216.0 250.0
I/mA 140.0 160.0 180.0 200.0 220.0 240.0 260.0 280.0 300.0
（5）由圖（b）和上表可知，隨流過小燈泡電流的增加，其燈絲的電阻 （填“增大”“減小”或“不變”）；
（6）該同學觀測到小燈泡剛開始發光時流過電流表的電流為160mA，可得此時小燈泡電功率P1= W（保留2位有效數字）；當流過電流表的電流為300mA時，小燈泡的電功率為P2，則= （保留至整數）。
【變式1】（2023·四川南充·統考模擬預測）采用如圖的電路進行實驗：“描繪小燈泡的伏安特性曲線”，可供選擇的實驗儀器如下：

小燈泡L：“、”
電壓表V：量程，內阻
電流表：量程，內阻
電流表：量程，內阻
滑動變阻器：最大阻值，額定電流
滑動變阻器：最大阻值，額定電流
直流電源：電動勢約為，內阻約為
（1）在上述器材中，電流表應選 ，滑動變阻器應選 （選填儀器符號）；
（2）根據電路圖補全實物圖連線。( )

【變式2】（2023·安徽合肥·合肥市第八中學校考模擬預測）小梁同學想要研究某型號燈泡的伏安特性，所使用的器材有∶
燈泡L（額定電壓6V，額定電流0.5A）；
電壓表V1（量程3V，內阻為3kΩ）；
電壓表V2（量程15V，內阻約15kΩ）
電流表A（量程0.6A，內阻為0.5Ω）；
固定電阻R0（阻值3000Ω）；
滑動變阻器R1（阻值0~10.0Ω）；
滑動變阻器R2（阻值0~1000.0Ω）；
電源E（電動勢6V，內阻不計）；
開關S；導線若干。
（1）實驗要求能夠描繪完整的燈泡的伏安特性曲線，實驗中所用電壓表應選用 （選填“V1”或“V2”），滑動變阻器R應選用 （選填“R1”或“R2”）并補全實驗電路原理圖甲 。

（2）小梁同學通過實驗測得該燈泡U-I線如圖乙。根據U-I線可知，隨著電壓的升高該燈泡的電阻率 （選填“增大”或“減小”）。
（3）現將兩個這樣的燈泡并聯后再與一個4Ω的定值電阻串聯，接在一電動勢為5V、內阻為1Ω的電源兩端，如圖丙所示，則兩個燈泡的總功率為 W（結果保留兩位有效數字）。
考點二　實驗方案的改進
【典例2】（2023·陜西咸陽·武功縣普集高級中學校考模擬預測）太陽能電池板在有光照時，可以將光能轉化為電能，在沒有光照時，可以視為一個電學器件。某實驗小組根據測繪小燈泡伏安特性曲線的實驗方法，探究一個太陽能電池板在沒有光照時（沒有儲存電能）的特性。所用的器材包括：太陽能電池板、電源E、電流表A、電用壓表V、滑動變阻器R、開關S及導線若干。

（1）為了達到上述目的，實驗電路應選用圖甲中的 （選填“a”或“b”）。
（2）該實驗小組根據實驗得到的數據，描點繪出了如圖乙所示的圖像，由圖可知，當電壓小于2.00V時，太陽能電池板的電阻 （選填“很大”或“很小”）；當電壓為2.80V時，太陽能電池板的電阻為 。（結果保留兩位有效數字）
（3）當有光照射時，太陽能電池板作為電源，其路端電壓與總電流的關系如圖丙所示，分析該曲線可知，該電池板作為電源時的電動勢為 V。若把它與阻值為電阻連接構成一個閉合電路，在有光照射情況下，該電池板的效率是 %。（結果均保留三位有效數字）
【變式1】（2023·海南·統考模擬預測）額溫槍又稱“紅外線測溫儀”，因其無接觸，測溫快的特點被廣泛使用。某同學為了研究額溫槍中導電材料的導電規律，于是取出該導電材料，將其接入電路，描繪導電材料的伏安特性曲線。實驗中除了導電材料外，可供選擇的器材如下：
A．電源E（電動勢為，內阻不計）
B．電流表（量程為）
C．電流表（量程為，內阻為）
D．定值電阻，（阻值為）
E．滑動變阻器（最大阻值為）
F．滑動變阻器（最大阻值為）
G．開關S一個，導線若干
回答下列問題：
（1）本實驗中，滑動變阻器應選 （填器材前的字母序號）；因缺少電壓表，則應將電流表與定值電阻 聯，改裝成量程為 的電壓表。
（2）在圖1所示的虛線框中設計完整的實驗電路圖 。（在電路圖中標明所選器材的代號，導電材料可用電阻元件的符號表示）
（3）逐漸移動滑動變阻器滑片的過程中，電流表的示數與電流表的示數的變化情況如圖2所示，分析圖線可知，不斷增大導電材料兩端的電壓，導電材料的阻值不斷 ．（選填“增大”或“減小”）
【變式2】（2022·黑龍江哈爾濱·哈爾濱市第一二二中學校校考一模）某課外興趣小組要描繪一個標有“4.8V，2.4W”的小燈泡的伏安特性曲線，部分實驗器材如下：直流電源E（6V，內阻可不計）、電流表A（0~0.6A，內阻約為0.4Ω）、電壓表V（0~3V，內阻為1kΩ）、開關和導線若干、滑動變阻器R1（0~10Ω，額定電流2A）、滑動變阻器R2（0~150Ω，額定電流2A）
（1）由于電壓表V的量程太小，需將電壓表量程擴大為0~6V，該電壓表應串聯的分壓電阻的阻值為R0= Ω，找到符合要求的電阻R0后，該小組的同學將題給的電壓表（表盤未改動）與分壓電阻R0串聯，改裝成量程為0~6V的電壓表后，設計了圖甲的電路來描繪該小燈泡的伏安特性曲線，為減小測量誤差和便于實驗操作，滑動變阻器應選用 ；
（2）請根據實驗電路原理圖甲連接圖乙中的實物圖 ；
（3）連接好電路后小組成員發現無論如何調節滑動變阻器的阻值，電壓表始終有示數，且電流表的示數無法調到零，可能的原因為 （選填“ab斷路”“ac斷路”“de斷路”或“be短路”）；
（4）排除故障后，通過電壓表和電流表所讀的數據在I—U坐標系中描點連線，得到的I—U曲線如圖丙，當流過電流表的電流為0.2A時，小燈泡的電阻為 Ω（保留兩位有效數字）。
考點過關
【素質基礎練】
1．（2023·安徽滁州·安徽省定遠中學校考模擬預測）某實驗小組描繪規格為“”的小燈泡的特性曲線。實驗室提供下列器材：
A．電流表（量程為，內阻約）
B．電流表（量程為，內阻約）
C．電壓表（量程為，內阻約）
D．電壓表（量程為，內阻約）
E．滑動變阻器（），額定電流）
F．滑動變阻器（），額定電流）
G．直流電源（電動勢，內阻忽略不計）
H．開關一個、導線若干
（1）實驗中所用的電壓表應選C，電流表應選 ，滑動變阻器應選 （只需填器材前面的字母代號）。
（2）若采用如圖甲所示的電路描繪小燈泡的伏安特性曲線，電壓表的右端應與電路中的 點相連（選填“”或“”）。
（3）開關閉合之前，圖甲中滑動變阻器的滑片應該置于 端（選填“”或“”）。
（4）正確操作實驗，測量出多組數據，以燈泡兩端的電壓為橫軸，電流表的示數為縱軸，描點作出燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示。則隨溫度的增加，燈絲電阻 （選填“增大”“減小”或“不變”）。
2．（2023·山東濟南·山東省實驗中學校考一模）某實驗小組用圖甲所示的電路探究某燈泡的電阻和功率隨電壓變化的規律，該燈泡在25℃時的電阻約為2.5Ω，所加電壓為2V時的電阻約為4.0Ω。圖甲中其它部分器材的參數如下：
電源（電動勢為4V，內阻不計）；
電壓表（量程為3V時內阻約為，量程為15V時內阻約為）；
電流表（量程為0.6A時內阻約為，量程為3A時內阻約為）。
（1）將圖甲所示的實驗電路補充完整，要求燈泡兩端的電壓自零開始調節；( )
（2）電壓表示數用U表示，電流表示數用I表示，調整滑動變阻器滑片位置，得到多組U、I數據，根據得到的U、I數據畫出的圖像如圖乙所示，由圖像可得燈泡在時的電阻為 Ω（保留兩位有效數字），由于實驗存在系統誤差，該測量值比真實值 （選填“偏大”“偏小”或“相等”）；
（3）將兩個這樣的小燈泡串聯后接在電動勢為3V，內阻為2Ω的電源上，則每個小燈泡消耗的功率約為 W，電源的效率約為 （保留兩位有效數字）。
3．（2023·河北張家口·張家口市宣化第一中學校考三模）某學習小組探究“小燈泡發光時的電壓與電流的關系”，實驗器材如下：
小燈泡（額定電壓為，額定功率為）
電池組（電動勢E約為，內阻忽略不計）；
電流表（量程，內阻約為）；
電流表（量程，內阻為）；
電阻箱R（阻值）；
滑動變阻器（阻值）；
開關一只，導線若干。
主要實驗步驟如下：
（1）將電流表與電阻箱R （選填“串聯”或“并聯”）改裝為量程的電壓表，此時電阻箱接入電阻的阻值為 ；
（2）在答題紙虛線框內補全實驗電路圖( )。為保護電路，實驗開始前應將滑動變阻器的滑片滑動到 （選填“a端”或者“b端”）；
（3）測得的表的多組數據，作出小燈泡的圖線如圖所示。若將該小燈泡直接接到一個電動勢為、內阻為的舊電池組兩端，小燈泡兩端的電壓 （選填“會”或“不會”）超過額定電壓。
4．（2023·廣東茂名·模擬預測）某同學研究小燈泡的伏安特性．所使用的器材有：小燈泡L(額定電壓3.8 V，額定電流0.32 A)；電壓表(量程 3 V，內阻 3 kΩ)；電流表 (量程0.5 A，內阻 0.5 Ω)；固定電阻R0(阻值1 000 Ω)；滑動變阻器R(阻值0～9.0 Ω)；電源E(電動勢5 V，內阻不計)；開關S；導線若干．
(1)實驗要求能夠實現在0～3.8 V的范圍內對小燈泡的電壓進行測量，畫出實驗電路原理圖 ．
(2)實驗測得該小燈泡伏安特性曲線如圖(a)所示．
由實驗曲線可知，隨著電流的增加小燈泡的電阻　 (填“增大”、“不變”或“減小”)，燈絲的電阻率　 (填“增大”、“不變”或“減小”)．
(3)用另一電源E0(電動勢4 V，內阻1.00 Ω)和題給器材連接成圖(b)所示的電路，調節滑動變阻器R的阻值，可以改變小燈泡的實際功率．閉合開關S，在R的變化范圍內，小燈泡的最小功率為　 W，最大功率為　 W(結果均保留2位小數)
【能力提高練】
1．（2023·海南·統考模擬預測）某實驗小組利用圖1所示的電路來研究小燈泡的電阻與電壓間的關系。連接好電路，使滑動變阻器的滑片置于最左端，閉合，先讓與2相連，向右移動的滑片，使電壓表有一較小的值，并記下電壓表的讀數，再讓與1接通，調節電阻箱使電壓表的示數與原來的相同，并記下電阻箱的阻值，繼續向右移動的滑片，重復上述操作，實驗記錄的數據如下表所示：

0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50
4.8 7.2 8.8 10.2 11.2 12.1 12.8
（1）在圖2所給的坐標紙中描點作出圖像。

（2）由作出的圖像可知，此燈泡在不工作時，燈絲電阻為 ；當時，燈泡的電阻為 ，燈絲的電阻隨電壓的增大而增大，是因為 。
（3）若某次實驗記錄的數據中，電阻箱相應的讀數如圖3所示，則讀數為 ，此時燈泡的實際功率為 W（保留2位有效數字）。
2．（2023·湖南·模擬預測）某同學想要描繪一個電動剃須刀的伏安特性曲線，剃須刀銘牌上有“2.4V，1.5W”字樣，其內阻不隨溫度變化。實驗室備有如下器材：
A．電源（電動勢為3V，內阻不計）
B．電壓表（量程為3V，內阻約為2k ）
C．電流表A1（量程為0.6A，內阻為0.6 ）
D．電流表A2（量程為3A，內阻約為10 ）
E．滑動變阻器R1（最大阻值為5 ，額定電流為2A）
F．滑動變阻器R2（最大阻值為100 ，額定電流為0.2A）
G．電阻箱（阻值范圍為0~999.9 ，額定電流為0.5A）
H．開關和導線若干
（1）實驗采用的電路圖如圖甲所示，圖中選用的電流表應為 （填“A1”或“A2”），所選滑動變阻器為 （填“R1”或“R2”）。

（2）如果圖甲中電流表最大能測量0.9A電流，則電阻箱調節好后的電阻值為 。
（3）根據圖甲所示電路圖，在圖乙中用筆畫線代替導線將沒連接好的器材連接好。( )

（4）根據實驗數據，描繪的電動剃須刀的伏安特性曲線如圖丙所示，已知電流表示數0~0.25A之間為直線，則電動剃須刀的內阻為 ，正常工作時機械效率為 。

（5）如果將該剃須刀與電動勢為2.0V，內阻2.5 的電源直接相連，則剃須刀消耗的實際功率為 W（保留兩位有效數字）。
3．（2023·山東日照·統考三模）小燈泡的說明書上標明額定電壓為，伏安特性曲線如圖甲所示。某同學通過實驗驗證它的伏安特性，所使用的器材有：電壓表（量程，內阻）；電流表（量程，內阻）；定值電阻（阻值）；滑動變阻器（阻值）；電源（電動勢，內阻不計）；開關；導線若干。
（1）實驗要求能夠實現在的范圍內對小燈泡的電壓進行測量，在答題卡的虛線框內畫出實驗電路原理圖 。
（2）請根據原理圖，用筆畫線代替導線在圖乙實物接線圖中完成導線的連接 。

（3）經驗證，小燈泡的伏安特性曲線與說明書上的一致。現用另一電源（電動勢，內阻）和小燈泡、滑動變阻器、開關以及導線連接成圖丙所示的電路。滑動變阻器的滑片在最左端時閉合開關，穩定后小燈泡的電阻 。調節滑動變阻器的阻值，在可變化范圍內，小燈泡的最大功率 W。（結果均保留2位有效數字）

4．（2023·江蘇南通·海安高級中學校考模擬預測）某同學研究標有額定電壓為3.8V字樣（額定功率字跡不清）的小燈泡的伏安特性，使用實驗室里的電壓表、電流表和滑動變阻器等常規器材進行實驗，測得的數據如表所示。
次數 1 2 3 4 5 6
0 0.10 0.20 0.40 0.60 1.00
0 0.080 0.100 0.118 0.128 0.160
次數 7 8 9 10 11 12
1.60 2.20 2.60 3.00 3.40 3.80
0.200 0.238 0.258 0.278 0.291 0.310
（1）在下圖所示虛線框中畫出實驗電路圖 。
（2）在下圖所示的坐標系中，根據表格中的數據，描出第7、8次的數據點，再畫出小燈泡的伏安特性曲線 ．

（3）實驗中小燈泡兩端的電壓從零變化到額定電壓的過程中，小燈泡的最大電阻約為 Ω（保留三位有效數字）；根據你的電路設計，考慮電流表、電壓表帶來的系統誤差時，小燈泡最大電阻的測量值比此時的真實值偏 。
（4）將本實驗用的小燈泡接入右下圖所示的電路，電源電壓恒為6.0V，定值電阻R1＝30Ω，電流表（內阻不計）讀數為0.45A。根據你描繪出的小燈泡的伏安特性曲線，此時小燈泡消耗的實際功率約為 W（保留兩位有效數字）。

【高考通關練】
1．（2021·河北·高考真題）某同學研究小燈泡的伏安特性，實驗室提供的器材有；小燈泡（，），直流電源（），滑動變阻器，量程合適的電壓表和電流表，開關和導線若干，設計的電路如圖1所示。
（1）根據圖1，完成圖2中的實物連線 ；
（2）按照圖1連線后，閉合開關，小燈泡閃亮一下后熄滅，觀察發現燈絲被燒斷，原因可能是 （單項選擇，填正確答案標號）；
A．電流表短路
B．滑動變阻器的滑片接觸不良
C．滑動變阻器滑片的初始位置在b端
（3）更換小燈泡后，該同學正確完成了實驗操作，將實驗數據描點作圖，得到圖像，其中一部分如圖3所示，根據圖像計算出P點對應狀態下小燈泡的電阻為 （保留三位有效數字）。
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實驗10　描繪小電珠的伏安特性曲線
題型 選擇題 命題趨勢和備考策略
高考考點 描繪小燈泡的伏安特性曲線的實驗目的、器材和原理； 描述小燈泡伏安特性曲線的實驗步驟和數據處理； 描繪小燈泡伏安特性曲線的實驗創新與改進； 【命題規律】 近3年新高考卷對于運動的描述考查共計1次，主要考查： 描繪小燈泡的伏安特性曲線的實驗目的、器材和原理； 描述小燈泡伏安特性曲線的實驗步驟和數據處理； 描繪小燈泡伏安特性曲線的實驗創新與改進； 【備考策略】 掌握好《考點40 電學實驗基礎》所涉及的到的知識，掌握測量小燈泡電功率或伏安特性曲線的實驗原理、步驟和實驗的數據處理以及誤差分析。 【命題預測】 本實驗在以往的高考中出現的頻率較大，但在近3年出現的概率偏低，2024年考生在復習的時候，本實驗掌握基本的原理，電流表的內外接法、滑動變阻器的分壓和限流接法的選擇以及求解實際功率問題即可。
新高考 2023 全國甲卷22題
2022 無
2021 河北卷11題
【導航窗口】
知識梳理
一、 基本實驗要求 2
二、 規律與方法 3
考點突破
考點一　教材原型實驗 4
考點二　實驗方案的改進 9
考點過關
【素質基礎練】 14
【能力提高練】 21
【高考通關練】 32
基本實驗要求
1．實驗原理
(1)測多組小電珠的U、I的值，并繪出I－U圖象；
(2)由圖線的斜率反映電流與電壓和溫度的關系．
2．實驗器材
小電珠“3.8 V,0.3 A”、電壓表“0～3 V～15 V”、電流表“0～0.6 A～3 A”、滑動變阻器、學生電源、開關、導線若干、坐標紙、鉛筆．
3．實驗步驟
(1)畫出電路圖(如圖甲所示)．
(2)將小電珠、電流表、電壓表、滑動變阻器、學生電源、開關用導線連接成如圖乙所示的電路．
(3)測量與記錄
移動滑動變阻器觸頭位置，測出12組左右不同的電壓值U和電流值I，并將測量數據填入自己設計的表格中．
(4)數據處理
①在坐標紙上以U為橫軸，I為縱軸，建立直角坐標系．
②在坐標紙上描出各組數據所對應的點．
③將描出的點用平滑的曲線連接起來，得到小電珠的伏安特性曲線．
4．實驗器材選取
(1)原則：①安全；②精確；③操作方便．
(2)具體要求
①電源允許的最大電流不小于電路中的實際最大電流．干電池中電流一般不允許超過0.6 A.
②用電器的額定電流不能小于通過該用電器的實際最大電流．
③電壓表或電流表的量程不能小于被測電壓或電流的最大值．
④電壓表或電流表的指針應偏轉到滿刻度的以上．
⑤從便于操作的角度來考慮，限流式接法要選用與待測電阻相近的滑動變阻器，分壓式接法要選用較小阻值的滑動變阻器．
規律與方法
1．滑動變阻器的限流式接法和分壓式接法比較
兩種接法的電路圖
負載R上電壓的調節范圍 ≤U≤E 0≤U≤E
負載R上電流的調節范圍 ≤I≤ 0≤I≤
2.兩種接法的適用條件
(1)限流式接法適合測量阻值較小的電阻(跟滑動變阻器的最大電阻相比相差不多或比滑動變阻器的最大電阻還小)．
(2)分壓式接法適合測量阻值較大的電阻(一般比滑動變阻器的最大電阻要大)．
3．注意事項
(1)電路的連接方式：
①電流表應采用外接法：因為小電珠(3.8 V,0.3 A)的電阻很小，與量程為0.6 A的電流表串聯時，電流表的分壓影響很大．
②滑動變阻器應采用分壓式接法：目的是使小電珠兩端的電壓能從0開始連續變化．
(2)閉合開關S前，滑動變阻器的觸頭應移到使小電珠分得電壓為0的一端，使開關閉合時小電珠的電壓能從0開始變化，同時也是為了防止開關剛閉合時因小電珠兩端電壓過大而燒壞燈絲．
(3)I－U圖線在U0＝1.0 V左右將發生明顯彎曲，故在U＝1.0 V左右繪點要密，以防出現較大誤差．
4．誤差分析
(1)由于電壓表不是理想電表，內阻并非無窮大，會帶來誤差，電流表外接，由于電壓表的分流，使測得的電流值大于真實值．
(2)測量時讀數帶來誤差．
(3)在坐標紙上描點、作圖帶來誤差．
考點一　教材原型實驗
【典例1】（2021·全國·高考真題）某同學用圖（a）所示電路探究小燈泡的伏安特性，所用器材有：
小燈泡（額定電壓2.5V，額定電流0.3A）
電壓表（量程300mV，內阻300）
電流表（量程300mA，內阻0.27）
定值電阻R0
滑動變阻器R1（阻值0-20）
電阻箱R2（最大阻值9999.9）
電源E（電動勢6V，內阻不計）
開關S、導線若干。
完成下列填空：
（1）有3個阻值分別為10、20、30的定值電阻可供選擇，為了描繪小燈泡電流在0~300mA的U-I曲線，R0應選取阻值為 的定值電阻；
（2）閉合開關前，滑動變阻器的滑片應置于變阻器的 （填“a”或“b”）端；
（3）在流過電流表的電流較小時，將電阻箱R2的阻值置零，改變滑動變阻器滑片的位置，讀取電壓表和電流表的示數U、I，結果如圖（b）所示。當流過電流表的電流為10mA時，小燈泡的電阻為 （保留1位有效數字）；
（4）為使得電壓表滿量程時對應于小燈泡兩端的電壓為3V，該同學經計算知，應將R2的阻值調整為 。然后調節滑動變阻器R1，測得數據如下表所示：
U/mV 24.0 46.0 76.0 110.0 128.0 152.0 184.0 216.0 250.0
I/mA 140.0 160.0 180.0 200.0 220.0 240.0 260.0 280.0 300.0
（5）由圖（b）和上表可知，隨流過小燈泡電流的增加，其燈絲的電阻 （填“增大”“減小”或“不變”）；
（6）該同學觀測到小燈泡剛開始發光時流過電流表的電流為160mA，可得此時小燈泡電功率P1= W（保留2位有效數字）；當流過電流表的電流為300mA時，小燈泡的電功率為P2，則= （保留至整數）。
【答案】 10 a 0.7 2700 增大 0.074 10
【詳解】（1）[1]因為小燈泡額定電壓2.5V，電動勢6V，則滑動滑動變阻器時，為了保證電路安全，需要定值電阻分擔的電壓
則有
則需要描繪小燈泡在0~300mA的伏安特性曲線，即R0應選取阻值為10；
（2）[2]為了保護電路，滑動變阻器的滑片應置于變阻器的a端；
（3）[3]由圖可知當流過電流表的電流為10mA時，電壓為7mV，則小燈泡的電阻為
（4）[4]由題知電壓表滿量程時對應于小燈泡兩端的電壓為3V時，有
解得
（5）[5]由圖（b）和表格可知流過小燈泡電流增加，圖像中變大，則燈絲的電阻增大；
（6）[6]根據表格可知當電流為160mA時，電壓表的示數為46mV，根據（4）的分析可知此時小燈泡兩端電壓為0.46V，則此時小燈泡電功率P1=0.46V×0.16A≈0.074W
[7]同理可知當流過電流表的電流為300mA時，小燈泡兩端電壓為2.5V，此時小燈泡電功率
P2=2.5V×0.3A=0.75W，故有
【變式1】（2023·四川南充·統考模擬預測）采用如圖的電路進行實驗：“描繪小燈泡的伏安特性曲線”，可供選擇的實驗儀器如下：

小燈泡L：“、”
電壓表V：量程，內阻
電流表：量程，內阻
電流表：量程，內阻
滑動變阻器：最大阻值，額定電流
滑動變阻器：最大阻值，額定電流
直流電源：電動勢約為，內阻約為
（1）在上述器材中，電流表應選 ，滑動變阻器應選 （選填儀器符號）；
（2）根據電路圖補全實物圖連線。( )

【答案】
【詳解】（1）[1]燈泡的額定電流為0.3A，所以電流表應選擇量程為500mA的。
[2]本實驗電路中，滑動變阻器采用的是分壓式接法，為方便調節，應選擇阻值較小的滑動變阻器，故選。
（2）[3]根據實驗電路圖連接實物圖如圖所示

【變式2】（2023·安徽合肥·合肥市第八中學校考模擬預測）小梁同學想要研究某型號燈泡的伏安特性，所使用的器材有∶
燈泡L（額定電壓6V，額定電流0.5A）；
電壓表V1（量程3V，內阻為3kΩ）；
電壓表V2（量程15V，內阻約15kΩ）
電流表A（量程0.6A，內阻為0.5Ω）；
固定電阻R0（阻值3000Ω）；
滑動變阻器R1（阻值0~10.0Ω）；
滑動變阻器R2（阻值0~1000.0Ω）；
電源E（電動勢6V，內阻不計）；
開關S；導線若干。
（1）實驗要求能夠描繪完整的燈泡的伏安特性曲線，實驗中所用電壓表應選用 （選填“V1”或“V2”），滑動變阻器R應選用 （選填“R1”或“R2”）并補全實驗電路原理圖甲 。

（2）小梁同學通過實驗測得該燈泡U-I線如圖乙。根據U-I線可知，隨著電壓的升高該燈泡的電阻率 （選填“增大”或“減小”）。
（3）現將兩個這樣的燈泡并聯后再與一個4Ω的定值電阻串聯，接在一電動勢為5V、內阻為1Ω的電源兩端，如圖丙所示，則兩個燈泡的總功率為 W（結果保留兩位有效數字）。
【答案】 增大 1.2
【詳解】（1）因為小燈泡的額定電壓為，所以電壓選擇，與R0串聯后與燈泡并聯。實驗是為了描繪完整的伏安特性曲線，電壓要從零開始測量，滑動變阻器采用分壓式電路，故滑動變阻器選擇，電流表內阻已知，根據
得出電流表外接，電路圖如下；

（2）根據圖乙可知隨著電壓的升高該燈泡的電阻增大，因此電阻率增大。
（3）根據閉合電路歐姆定律可知，，整理得
在坐標系中做出圖像

交點為由，可知兩燈泡的總功率為。
考點二　實驗方案的改進
【典例2】（2023·陜西咸陽·武功縣普集高級中學校考模擬預測）太陽能電池板在有光照時，可以將光能轉化為電能，在沒有光照時，可以視為一個電學器件。某實驗小組根據測繪小燈泡伏安特性曲線的實驗方法，探究一個太陽能電池板在沒有光照時（沒有儲存電能）的特性。所用的器材包括：太陽能電池板、電源E、電流表A、電用壓表V、滑動變阻器R、開關S及導線若干。

（1）為了達到上述目的，實驗電路應選用圖甲中的 （選填“a”或“b”）。
（2）該實驗小組根據實驗得到的數據，描點繪出了如圖乙所示的圖像，由圖可知，當電壓小于2.00V時，太陽能電池板的電阻 （選填“很大”或“很小”）；當電壓為2.80V時，太陽能電池板的電阻為 。（結果保留兩位有效數字）
（3）當有光照射時，太陽能電池板作為電源，其路端電壓與總電流的關系如圖丙所示，分析該曲線可知，該電池板作為電源時的電動勢為 V。若把它與阻值為電阻連接構成一個閉合電路，在有光照射情況下，該電池板的效率是 %。（結果均保留三位有效數字）
【答案】 a 很大 2.80
【詳解】（1）[1]測繪伏安特性曲線，電壓與電流需從零開始測起，滑動變阻器應采用分壓式解法，實驗電路應選用圖甲中的a；
（2）[2] 由圖可知，當電壓小于2.00V時，流過太陽能電池板的電流很小，根據歐姆定律可知，太陽能電池板的電阻很大；
[3] 當電壓為2.80V時，太陽能電池板的電阻為
（3）[4]由圖可知，圖像與縱坐標的交點為電源的電動勢，故電動勢為2.80V；
[5] 把它與阻值為電阻連接構成一個閉合電路，在圖中做出對應電阻的伏安特性曲線，如圖所示

圖像的交點為電源的工作點，由圖可知電源的工作電壓為1.80V，該電池板的效率是
【變式1】（2023·海南·統考模擬預測）額溫槍又稱“紅外線測溫儀”，因其無接觸，測溫快的特點被廣泛使用。某同學為了研究額溫槍中導電材料的導電規律，于是取出該導電材料，將其接入電路，描繪導電材料的伏安特性曲線。實驗中除了導電材料外，可供選擇的器材如下：
A．電源E（電動勢為，內阻不計）
B．電流表（量程為）
C．電流表（量程為，內阻為）
D．定值電阻，（阻值為）
E．滑動變阻器（最大阻值為）
F．滑動變阻器（最大阻值為）
G．開關S一個，導線若干
回答下列問題：
（1）本實驗中，滑動變阻器應選 （填器材前的字母序號）；因缺少電壓表，則應將電流表與定值電阻 聯，改裝成量程為 的電壓表。
（2）在圖1所示的虛線框中設計完整的實驗電路圖 。（在電路圖中標明所選器材的代號，導電材料可用電阻元件的符號表示）
（3）逐漸移動滑動變阻器滑片的過程中，電流表的示數與電流表的示數的變化情況如圖2所示，分析圖線可知，不斷增大導電材料兩端的電壓，導電材料的阻值不斷 ．（選填“增大”或“減小”）
【答案】 E 串 3 減小
【詳解】（1）[1]為了調節方便，使電表示數變化明顯，本實驗中，滑動變阻器應選擇阻值較小，即選擇E；
[2][3]因缺少電壓表，則應將電流表與定值電阻串聯，改裝成大量程的電壓表，改裝后的量程為
（2）[4]描繪導電材料的伏安特性曲線，需要從電壓、電流為零開始調節，故滑動變阻器應采用分壓接法，用電流表與定值電阻串聯，改裝成的電壓表測導電材料的電壓，用電流表測導電材料的電流，電路圖如圖所示
（3）[5]由于的示數遠小于的示數，根據歐姆定律可得
可得
由于圖像可知，不斷增大導電材料兩端的電壓，圖線上點與原點連線的斜率逐漸增大，則導電材料的阻值不斷減小。
【變式2】（2022·黑龍江哈爾濱·哈爾濱市第一二二中學校校考一模）某課外興趣小組要描繪一個標有“4.8V，2.4W”的小燈泡的伏安特性曲線，部分實驗器材如下：直流電源E（6V，內阻可不計）、電流表A（0~0.6A，內阻約為0.4Ω）、電壓表V（0~3V，內阻為1kΩ）、開關和導線若干、滑動變阻器R1（0~10Ω，額定電流2A）、滑動變阻器R2（0~150Ω，額定電流2A）
（1）由于電壓表V的量程太小，需將電壓表量程擴大為0~6V，該電壓表應串聯的分壓電阻的阻值為R0= Ω，找到符合要求的電阻R0后，該小組的同學將題給的電壓表（表盤未改動）與分壓電阻R0串聯，改裝成量程為0~6V的電壓表后，設計了圖甲的電路來描繪該小燈泡的伏安特性曲線，為減小測量誤差和便于實驗操作，滑動變阻器應選用 ；
（2）請根據實驗電路原理圖甲連接圖乙中的實物圖 ；
（3）連接好電路后小組成員發現無論如何調節滑動變阻器的阻值，電壓表始終有示數，且電流表的示數無法調到零，可能的原因為 （選填“ab斷路”“ac斷路”“de斷路”或“be短路”）；
（4）排除故障后，通過電壓表和電流表所讀的數據在I—U坐標系中描點連線，得到的I—U曲線如圖丙，當流過電流表的電流為0.2A時，小燈泡的電阻為 Ω（保留兩位有效數字）。
【答案】 1000 ac斷路 4.0
【詳解】（1）[1]將3V量程的電壓表擴大為6V，應該串聯一個定值電阻，該電阻值為
[2]電路中控制電路采用了分壓式，為了調節方便，使得測量的數據連續性強，滑動變阻器選擇總阻值小的，即選擇。
（2）[3]請根據實驗電路原理圖甲連接圖乙中的實物圖，如圖所示
（3）[4]若ab斷路，電壓表與電流表的示數始終為0，若de斷路”或be短路，電壓表的示數始終為0，當ac斷路時，連接好電路后小組成員發現無論如何調節滑動變阻器的阻值，電壓表始終有示數，且電流表的示數無法調到零，可能的原因為ac斷路。
（4）[5]根據圖像可知，當流過電流表的電流為0.2A時，電壓表示數為0.4V，則燈泡兩端電壓值為0.8V，則
考點過關
【素質基礎練】
1．（2023·安徽滁州·安徽省定遠中學校考模擬預測）某實驗小組描繪規格為“”的小燈泡的特性曲線。實驗室提供下列器材：
A．電流表（量程為，內阻約）
B．電流表（量程為，內阻約）
C．電壓表（量程為，內阻約）
D．電壓表（量程為，內阻約）
E．滑動變阻器（），額定電流）
F．滑動變阻器（），額定電流）
G．直流電源（電動勢，內阻忽略不計）
H．開關一個、導線若干
（1）實驗中所用的電壓表應選C，電流表應選 ，滑動變阻器應選 （只需填器材前面的字母代號）。
（2）若采用如圖甲所示的電路描繪小燈泡的伏安特性曲線，電壓表的右端應與電路中的 點相連（選填“”或“”）。
（3）開關閉合之前，圖甲中滑動變阻器的滑片應該置于 端（選填“”或“”）。
（4）正確操作實驗，測量出多組數據，以燈泡兩端的電壓為橫軸，電流表的示數為縱軸，描點作出燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示。則隨溫度的增加，燈絲電阻 （選填“增大”“減小”或“不變”）。
【答案】 B E 增大
【詳解】（1）[1]小燈泡額定電流為，，電流表應選B。
[2]采用分壓式接法，滑動變阻器應選最大阻值較小的E。
（2）[3]小燈泡正常發光時的電阻為
燈泡電阻為，電流表內阻約，電壓表內阻約為，由于
即電流表分壓作用比較明顯，故電流表應采用外接法，由圖甲所示電路圖可知，電壓表的右端應與電路中的點相連。
（3）[4]由圖甲所示電路圖可知，滑動變阻器采用分壓接法，開關閉合前，滑動變阻器的滑片應置于最左端端。
（4）[5]由圖乙所示圖線可知，隨電壓增大電流增大，燈泡實際功率增大，燈泡溫度升高，圖線上的點與原點連線的斜率倒數表示電阻，可知斜率減小，燈泡阻值增大。
2．（2023·山東濟南·山東省實驗中學校考一模）某實驗小組用圖甲所示的電路探究某燈泡的電阻和功率隨電壓變化的規律，該燈泡在25℃時的電阻約為2.5Ω，所加電壓為2V時的電阻約為4.0Ω。圖甲中其它部分器材的參數如下：
電源（電動勢為4V，內阻不計）；
電壓表（量程為3V時內阻約為，量程為15V時內阻約為）；
電流表（量程為0.6A時內阻約為，量程為3A時內阻約為）。
（1）將圖甲所示的實驗電路補充完整，要求燈泡兩端的電壓自零開始調節；( )
（2）電壓表示數用U表示，電流表示數用I表示，調整滑動變阻器滑片位置，得到多組U、I數據，根據得到的U、I數據畫出的圖像如圖乙所示，由圖像可得燈泡在時的電阻為 Ω（保留兩位有效數字），由于實驗存在系統誤差，該測量值比真實值 （選填“偏大”“偏小”或“相等”）；
（3）將兩個這樣的小燈泡串聯后接在電動勢為3V，內阻為2Ω的電源上，則每個小燈泡消耗的功率約為 W，電源的效率約為 （保留兩位有效數字）。
【答案】 2.0 偏小 0.50 67%
【詳解】（1）[1]要求燈泡兩端的電壓自零開始調節，滑動變阻器應采用分壓接法；電動勢為，則電壓表量程選擇，由于燈泡的電阻遠小于電壓表內阻，則電流表應采用外接法，則實物連線如圖所示

（2）[2]根據圖像可知，時，電流為，此時燈泡電阻為
[3]由于電流表采用外接法，誤差來源于電壓表的分流，使得電流表的示數大于通過燈泡的實際電流，則燈泡電阻的測量值比真實值偏小。
（3）[4]將兩個這樣的小燈泡串聯后接在電動勢為3V，內阻為2Ω的電源上，設每個燈泡的電壓為，電流為，根據閉合電路歐姆定律可得，
可得，
在燈泡的圖像畫出對應關系圖像，如圖所示
由圖像交點可知，每個小燈泡消耗的功率約為
[5]電源的效率約為
3．（2023·河北張家口·張家口市宣化第一中學校考三模）某學習小組探究“小燈泡發光時的電壓與電流的關系”，實驗器材如下：
小燈泡（額定電壓為，額定功率為）
電池組（電動勢E約為，內阻忽略不計）；
電流表（量程，內阻約為）；
電流表（量程，內阻為）；
電阻箱R（阻值）；
滑動變阻器（阻值）；
開關一只，導線若干。
主要實驗步驟如下：
（1）將電流表與電阻箱R （選填“串聯”或“并聯”）改裝為量程的電壓表，此時電阻箱接入電阻的阻值為 ；
（2）在答題紙虛線框內補全實驗電路圖( )。為保護電路，實驗開始前應將滑動變阻器的滑片滑動到 （選填“a端”或者“b端”）；
（3）測得的表的多組數據，作出小燈泡的圖線如圖所示。若將該小燈泡直接接到一個電動勢為、內阻為的舊電池組兩端，小燈泡兩端的電壓 （選填“會”或“不會”）超過額定電壓。
【答案】 串聯 950/950.0 a 會
【詳解】（1）[1][2]要改裝成量程為3V的電壓表，應串聯一個分壓電阻，其阻值為
（2）[3]小燈泡的電阻遠小于電壓表的內阻，屬于小電阻，電流表采用外接法。電路圖如圖所示
[4]開關S閉合之前，滑動變阻器的滑片應置于a端使待測支路電壓為零。
（3）[5]舊電池阻與小燈泡組成閉合電路，路端電壓
路端電壓，則有，
圖像如圖所示
圖象交點應該在坐標軸描點最后一點的上方，此時電流I2>2.5mA燈泡兩端電壓，因此小燈泡兩端的電壓會超過額定電壓
4．（2023·廣東茂名·模擬預測）某同學研究小燈泡的伏安特性．所使用的器材有：小燈泡L(額定電壓3.8 V，額定電流0.32 A)；電壓表(量程 3 V，內阻 3 kΩ)；電流表 (量程0.5 A，內阻 0.5 Ω)；固定電阻R0(阻值1 000 Ω)；滑動變阻器R(阻值0～9.0 Ω)；電源E(電動勢5 V，內阻不計)；開關S；導線若干．
(1)實驗要求能夠實現在0～3.8 V的范圍內對小燈泡的電壓進行測量，畫出實驗電路原理圖 ．
(2)實驗測得該小燈泡伏安特性曲線如圖(a)所示．
由實驗曲線可知，隨著電流的增加小燈泡的電阻　 (填“增大”、“不變”或“減小”)，燈絲的電阻率　 (填“增大”、“不變”或“減小”)．
(3)用另一電源E0(電動勢4 V，內阻1.00 Ω)和題給器材連接成圖(b)所示的電路，調節滑動變阻器R的阻值，可以改變小燈泡的實際功率．閉合開關S，在R的變化范圍內，小燈泡的最小功率為　 W，最大功率為　 W(結果均保留2位小數)
【答案】 實驗電路原理如圖所示． 增大 增大 0.39 1.17
【詳解】(1)[1]小燈泡的電壓要求從0開始調節，滑動變阻器采用分壓式接法，小燈泡的額定電壓超出電壓表的量程，需與R0串聯后接入電路．電路圖如圖所示：
(2)[2][3]I-U圖象中隨著電流的增大，圖線的斜率變小，小燈泡的電阻增大．根據電阻定律：，得燈絲的電阻率增大．
(3)[4][5]當R＝0時，電源路端電壓與電流的關系圖象如圖線甲所示．此時小燈泡功率有最大值；當R＝9 Ω時，將R看作電源內阻，則等效電源內阻為10 Ω，其路端電壓與電流的關系圖象如圖線乙所示：
此時小燈泡功率有最小值．取圖線甲與小燈泡伏安特性曲線交點：U1＝3.66 V，I1＝0.319 A，小燈泡的最大功率：P1＝U1I1≈1.17 W；
取圖線乙與小燈泡伏安特性曲線交點：U2＝1.77 V，I2＝0.222 A，
小燈泡的最小功率：P2＝U2I2≈0.39W。
【能力提高練】
1．（2023·海南·統考模擬預測）某實驗小組利用圖1所示的電路來研究小燈泡的電阻與電壓間的關系。連接好電路，使滑動變阻器的滑片置于最左端，閉合，先讓與2相連，向右移動的滑片，使電壓表有一較小的值，并記下電壓表的讀數，再讓與1接通，調節電阻箱使電壓表的示數與原來的相同，并記下電阻箱的阻值，繼續向右移動的滑片，重復上述操作，實驗記錄的數據如下表所示：

0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50
4.8 7.2 8.8 10.2 11.2 12.1 12.8
（1）在圖2所給的坐標紙中描點作出圖像。

（2）由作出的圖像可知，此燈泡在不工作時，燈絲電阻為 ；當時，燈泡的電阻為 ，燈絲的電阻隨電壓的增大而增大，是因為 。
（3）若某次實驗記錄的數據中，電阻箱相應的讀數如圖3所示，則讀數為 ，此時燈泡的實際功率為 W（保留2位有效數字）。
【答案】 1.5/1.4/1.6/1.7 13.0/13.1/13.2/13.3 燈泡的兩段電壓升高、電流增大，根據可知燈泡工作的實際功率增加，溫度升高，導致燈絲材料的電阻率增大，所以電阻也增大 10.0 0.37/0.36
【詳解】（1）[1]根據表格數據作圖，如圖所示：

（2）[2] [3]由圖可知燈泡在不工作時，燈絲電阻為1.5，當U=3.80V時，燈泡的電阻為。
[4] 燈絲的電阻隨電壓的增大而增大，是因為燈泡的兩段電壓升高、電流增大，根據可知燈泡工作的實際功率增加，溫度升高，導致燈絲材料的電阻率增大，所以電阻也增大。
（3）[5] [6]電阻箱相應的讀數為，由圖可知此時電壓為，根據實驗原理可知此時燈泡的實際功率為
2．（2023·湖南·模擬預測）某同學想要描繪一個電動剃須刀的伏安特性曲線，剃須刀銘牌上有“2.4V，1.5W”字樣，其內阻不隨溫度變化。實驗室備有如下器材：
A．電源（電動勢為3V，內阻不計）
B．電壓表（量程為3V，內阻約為2k ）
C．電流表A1（量程為0.6A，內阻為0.6 ）
D．電流表A2（量程為3A，內阻約為10 ）
E．滑動變阻器R1（最大阻值為5 ，額定電流為2A）
F．滑動變阻器R2（最大阻值為100 ，額定電流為0.2A）
G．電阻箱（阻值范圍為0~999.9 ，額定電流為0.5A）
H．開關和導線若干
（1）實驗采用的電路圖如圖甲所示，圖中選用的電流表應為 （填“A1”或“A2”），所選滑動變阻器為 （填“R1”或“R2”）。

（2）如果圖甲中電流表最大能測量0.9A電流，則電阻箱調節好后的電阻值為 。
（3）根據圖甲所示電路圖，在圖乙中用筆畫線代替導線將沒連接好的器材連接好。( )

（4）根據實驗數據，描繪的電動剃須刀的伏安特性曲線如圖丙所示，已知電流表示數0~0.25A之間為直線，則電動剃須刀的內阻為 ，正常工作時機械效率為 。

（5）如果將該剃須刀與電動勢為2.0V，內阻2.5 的電源直接相連，則剃須刀消耗的實際功率為 W（保留兩位有效數字）。
【答案】 A1 R1 1.2 1.6 58.3% 0.40（0.38~0.41）
【詳解】（1）[1]本實驗中電動剃須刀的額定電流為0.625A，電流表A2量程太大，電流表A1量程太小，但其內阻已知，可以利用電阻箱改裝，故選A1；
[2]滑動變阻器用分壓電路，則所選滑動變阻器為阻值較小的R1。
（2）[3]要將電流表A1改裝為量程0.9A的電流表，需要并聯的電阻為
（3）[4]實物連接圖如圖所示

（4）[5]電流表示數0~0.25A之間為直線，說明此時剃須刀沒有工作，根據歐姆定律可知電動剃須刀的內阻為
[6]電動剃須刀正常工作時功率1.5W，電流為0.625A，則效率為
（5）[7]電源電動勢為2.0V，內阻2.5 ，則其短路電流為0.8A，在剃須刀的伏安特性曲線圖中畫出該電源的伏安特性曲線如圖所示

從圖中讀出此時剃須刀電壓為0.9V，電流為0.44A，所以如果將該剃須刀與該電源直接相連，剃須刀消耗的實際功率約為
3．（2023·山東日照·統考三模）小燈泡的說明書上標明額定電壓為，伏安特性曲線如圖甲所示。某同學通過實驗驗證它的伏安特性，所使用的器材有：電壓表（量程，內阻）；電流表（量程，內阻）；定值電阻（阻值）；滑動變阻器（阻值）；電源（電動勢，內阻不計）；開關；導線若干。
（1）實驗要求能夠實現在的范圍內對小燈泡的電壓進行測量，在答題卡的虛線框內畫出實驗電路原理圖 。
（2）請根據原理圖，用筆畫線代替導線在圖乙實物接線圖中完成導線的連接 。

（3）經驗證，小燈泡的伏安特性曲線與說明書上的一致。現用另一電源（電動勢，內阻）和小燈泡、滑動變阻器、開關以及導線連接成圖丙所示的電路。滑動變阻器的滑片在最左端時閉合開關，穩定后小燈泡的電阻 。調節滑動變阻器的阻值，在可變化范圍內，小燈泡的最大功率 W。（結果均保留2位有效數字）

【答案】 9.0 0.94
【詳解】（1）[1]實驗要求能夠實現在的范圍內對小燈泡的電壓進行測量，應采取分壓法，電流表量程太小，應并聯定值電阻增大量程，如圖

（2）[2]如圖

（3）[3][4]根據閉合電路歐姆定律
整理得
在小燈泡的伏安特性曲線上作圖

交點對應電壓
U=1.9V
電流
I=0.21A
當滑動變阻器接入電路中電阻為零時，燈泡功率最大，此時電源內阻，作出電源的伏安特性曲線（虛線）如圖交點對應電壓
U1=3.48V
電流
I1=0.27A
小燈泡的最大功率
0.94W
4．（2023·江蘇南通·海安高級中學校考模擬預測）某同學研究標有額定電壓為3.8V字樣（額定功率字跡不清）的小燈泡的伏安特性，使用實驗室里的電壓表、電流表和滑動變阻器等常規器材進行實驗，測得的數據如表所示。
次數 1 2 3 4 5 6
0 0.10 0.20 0.40 0.60 1.00
0 0.080 0.100 0.118 0.128 0.160
次數 7 8 9 10 11 12
1.60 2.20 2.60 3.00 3.40 3.80
0.200 0.238 0.258 0.278 0.291 0.310
（1）在下圖所示虛線框中畫出實驗電路圖 。
（2）在下圖所示的坐標系中，根據表格中的數據，描出第7、8次的數據點，再畫出小燈泡的伏安特性曲線 ．

（3）實驗中小燈泡兩端的電壓從零變化到額定電壓的過程中，小燈泡的最大電阻約為 Ω（保留三位有效數字）；根據你的電路設計，考慮電流表、電壓表帶來的系統誤差時，小燈泡最大電阻的測量值比此時的真實值偏 。
（4）將本實驗用的小燈泡接入右下圖所示的電路，電源電壓恒為6.0V，定值電阻R1＝30Ω，電流表（內阻不計）讀數為0.45A。根據你描繪出的小燈泡的伏安特性曲線，此時小燈泡消耗的實際功率約為 W（保留兩位有效數字）。

【答案】 12.3 小 0.63
【詳解】（1）[1]該實驗中需要測量較多數據，滑動變阻器應采用分壓式接法，小燈泡電阻較小，電流表采用外接法，實驗電路圖如圖所示

（2）[2]在坐標系中描出第7、8次的數據點，用平滑曲線連接各點，使各點落在曲線上，或均勻分布在兩側，遠離的點舍去，伏安特性曲線如圖所示

（3）[3]當電流最大時，溫度最高，此時對應的電阻最大，則有
[4]電壓表與電阻并聯有分流作用，電流表的測量值大于通過電阻電流的真實值，根據歐姆定律可知小燈泡最大電阻的測量值比此時的真實值偏小；
（4）[5]通過R1的電流為
通過小燈泡的電流為
由伏安特性曲線可知，小燈泡兩端的電壓為
故燈泡的功率為
【高考通關練】
1．（2021·河北·高考真題）某同學研究小燈泡的伏安特性，實驗室提供的器材有；小燈泡（，），直流電源（），滑動變阻器，量程合適的電壓表和電流表，開關和導線若干，設計的電路如圖1所示。
（1）根據圖1，完成圖2中的實物連線 ；
（2）按照圖1連線后，閉合開關，小燈泡閃亮一下后熄滅，觀察發現燈絲被燒斷，原因可能是 （單項選擇，填正確答案標號）；
A．電流表短路
B．滑動變阻器的滑片接觸不良
C．滑動變阻器滑片的初始位置在b端
（3）更換小燈泡后，該同學正確完成了實驗操作，將實驗數據描點作圖，得到圖像，其中一部分如圖3所示，根據圖像計算出P點對應狀態下小燈泡的電阻為 （保留三位有效數字）。
【答案】 C
【詳解】（1）[1]電流表負極與滑動變阻器的右端的位置連接，如圖
（2）[2]開關閉合，小燈泡閃亮一下后燈絲燒斷，說明通過小燈泡的電流過大。
A．電流表內阻非常小，短路幾乎不影響通過小燈泡的電流，與燈絲燒斷無關，A錯誤；
B．滑動變阻器滑片接觸不良，無電流通過小燈泡，B錯誤；
C．滑動變阻器的滑片開始時置于端，小燈泡部分分壓達到最大，通過電流最大，可能會燒斷小燈泡燈絲，C正確；
故選C。
（3）根據小燈泡的伏安特性曲線可知在點時的電壓和電流分別為，
根據歐姆定律可知小燈泡的電阻為
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