資源簡介

5　實驗：描繪I－U特性曲線
1～4題每題4分，5題8分，6題12分，7題10分，共46分
考點一　導體的I－U特性曲線
1．(多選)如圖所示，圖線a對應導體的電阻為R1，圖線b對應導體的電阻為R2，則下列說法中正確的是(　　)
A．R1∶R2＝1∶3
B．R1∶R2＝3∶1
C．若通過R1與R2的電流相等，則它們兩端的電壓之比U1∶U2＝1∶3
D．若R1與R2兩端的電壓相等，則通過它們的電流之比I1∶I2＝1∶3
2．(多選)如圖是A、B兩個導體的I－U特性曲線，其中圖線A的斜率為k，并且圖線A與橫軸成α角。下列關于這兩個導體的I－U特性曲線的說法正確的是(　　)
A．兩條圖線的交點表示此狀態下兩導體的電阻相等
B．導體A的電阻值不隨電壓變化而變化
C．導體B是非線性元件，曲線上某點切線的斜率為相應狀態的電阻的倒數
D．B的電阻隨電壓的增大而減小
3．(2024·佳木斯市第一中學高二月考)某學習小組描繪了三種電學元件的伏安特性曲線，如圖甲、乙所示，則(　　)
A．圖甲中，電學元件都是金屬導體電阻，則A的電阻率大
B．圖甲中，兩電學元件阻值的關系為RB>RA
C．圖乙中，電學元件為非線性元件
D．圖乙可能是金屬導體的伏安特性曲線
4.(2023·內江市高二期末)如圖所示，為A、B兩電阻的I－U特性曲線，關于兩電阻的相關描述正確的是(　　)
A．在兩圖線交點處，電阻A的阻值大于電阻B的阻值
B．在兩圖線交點處，電阻A的阻值等于電阻B的阻值
C．電阻A的阻值隨電壓的增大而減小
D．電阻B的阻值隨電壓的增大而增大
考點二　實驗：描繪I－U特性曲線
5．(8分)在“描述小燈泡的I－U特性曲線”的實驗中。
(1)(2分)實驗要求小燈泡兩端電壓從零開始調節，請將圖甲實物連線補齊；
(2)(2分)如圖甲，在閉合開關之前應將滑動變阻器的滑片移到最________端(選填“左”或“右”)；
(3)(4分)由實驗得到小燈泡的I－U特性曲線如圖乙，直線是圖線(曲線)在A點切線，則在A點對應的燈泡電阻等于________Ω；隨著電壓的增大，燈泡的電阻________(選填“增大”或“減小”)。
6．(10分)如圖甲為某一熱敏電阻(電阻值隨溫度的改變而改變，且對溫度很敏感)的I－U關系曲線圖。
(1)(6分)為了通過測量得到如圖甲所示的I－U關系的完整曲線，在圖乙和丙兩個電路中應選擇的是圖________；簡要說明理由：____________(電源電壓為9 V，滑動變阻器的阻值為0～100 Ω)。
(2)(4分)在圖丁的電路中，電源電壓恒為9 V，電流表讀數為70 mA，定值電阻R1＝250 Ω，由熱敏電阻的I－U關系曲線可知，熱敏電阻兩端電壓為________ V，電阻R2的阻值為________ Ω。
7．(12分)(2023·內江市資中縣球溪高級中學月考)某實驗小組要描繪小燈泡(2.5 V　0.2 A)的I－U特性曲線，實驗室提供以下器材可供選擇：
A．直流電源3 V
B．電壓表V1(量程為0～3 V，內阻約為3 kΩ)
C．電壓表V2(量程為0～15 V，內阻約為25 kΩ)
D．電壓表A1(量程為0～300 mA，內阻約為5 Ω)
E．電壓表A2(量程為0～600 mA，內阻約為10 Ω)
F．滑動變阻器R1(最大阻值100 Ω，允許通過的最大電流為0.5 A)
G．滑動變阻器R2(最大阻值10 Ω，允許通過的最大電流為2 A)
實驗要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化，并能進行多次測量。
(1)(6分)實驗中電壓表應選用__________，電流表應選用________，滑動變阻器應選用________。(均填器材前的字母標號)
(2)(2分)請在方框中畫出實驗使用的電路圖，儀器用題目中的符號表示。
(3)(4分)根據實驗數據，作出的小燈泡I－U圖線如圖所示，由此可知，當電壓為1.5 V時，小燈泡的電阻為________ Ω(結果保留2位有效數字)，由圖可知，隨著電壓的增大，小燈泡的電阻________(選填“增大”或“減小”)。
8題4分，9題10分，共14分
8.(2023·涼山州寧南中學高二期末)小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖所示，P為圖線上一點，PN為圖線在P點的切線，PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線，則下列說法不正確的是(　　)
A．P點對應的小燈泡的電阻為R＝
B．P點對應的小燈泡的電阻為R＝
C．隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大
D．常溫下的小燈泡的電阻小于
9．(10分)(2021·全國甲卷改編)某同學用圖甲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2.5 V，額定電流0.3 A)
電壓表(量程300 mV，內阻300 Ω)
電流表(量程300 mA，內阻0.27 Ω)
定值電阻R0
滑動變阻器R1(阻值0～20 Ω)
電阻箱R2(最大阻值9999.9 Ω)
電源E(電壓6 V，內阻不計)
開關S、導線若干。
完成下列填空：
(1)(2分)有3個阻值分別為10 Ω、20 Ω、30 Ω的定值電阻可供選擇，為了描繪小燈泡電流在0～300 mA的U－I曲線，R0應選取阻值為________ Ω的定值電阻；
(2)(2分)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)(2分)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，結果如圖乙所示。當流過電流表的電流為10 mA時，小燈泡的電阻為________ Ω(保留1位有效數字)；
(4)(2分)為使得電壓表滿量程時對應小燈泡兩端的電壓為3 V，該同學經計算知，應將R2的阻值調整為________ Ω。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)(2分)由圖乙和上表可知，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”)。
5　實驗：描繪I－U特性曲線
1．AC　[因為該圖線是I－U圖線，則圖線的斜率的倒數表示電阻，所以電阻之比為R1∶R2＝1∶3，故A正確，B錯誤；若通過R1與R2的電流相等，電壓之比等于電阻之比，則它們兩端的電壓之比U1∶U2＝1∶3，故C正確；若R1與R2兩端的電壓相等，電流之比等于電阻的反比，則通過它們的電流之比I1∶I2＝3∶1，故D錯誤。]
2．ABD　[兩條圖線的交點表示兩導體的U和I相等，此時電阻R＝，則電阻也相等，故A正確；I－U圖像中圖線上的點與原點的連線的斜率表示電阻的倒數，根據題圖圖像可知，導體A的電阻值不隨電壓變化而變化，導體B的電阻隨電壓的增大而減小，故C錯誤，B、D正確。]
3．C　[I－U圖像斜率為k＝，由圖可知kARB，故B錯誤；由于金屬導體電阻的長度、橫截面積不知，故無法判斷金屬導體電阻的電阻率大小，故A錯誤；圖乙中，電學元件的電壓與電流不成正比，電學元件為非線性元件，故C正確；金屬導體是線性元件，圖乙不可能是金屬導體的伏安特性曲線，故D錯誤。]
4．B　[在兩圖線交點處，兩電阻的電壓、電流均相同，根據歐姆定律可知，電阻相同，故A錯誤，B正確；I－U圖像中圖線上點與原點連線的斜率表示電阻的倒數，由題圖知，電阻A的阻值隨電壓的增大而增大，故C錯誤；電阻B的阻值不變，故D錯誤。]
5．(1)見解析圖　(2)左　(3)10　增大
解析　(1)實驗要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化。故滑動變阻器應該采用分壓接法，故實物圖如圖所示。
(2)實驗前應將滑動變阻器的滑片移到最左端；
(3)I－U圖線上的點與原點連線的斜率的倒數表示電阻，由題圖乙可知，在A點時小燈泡的電阻
R＝＝ Ω＝10 Ω
由題圖乙可知，斜率減小，燈泡電阻增大。
6．(1)乙　電壓要從零開始連續變化且電壓取值范圍廣
(2)4.4　135.3
解析　(1)要描繪I－U特性曲線，電壓要從零開始連續變化且電壓取值范圍廣，滑動變阻器應采用分壓式接法，故選擇的是題圖乙。
(2)熱敏電阻和R2串聯后與R1并聯，電流表測量干路電流，已知電源電壓和R1的電阻可求出流經它的電流I1＝＝ A＝36 mA，又因為電流表示數為70 mA，所以通過熱敏電阻的電流為I2＝70 mA－36 mA＝34 mA，從題圖甲中可以看出當通過熱敏電阻的電流為34 mA時，熱敏電阻兩端的電壓為4.4 V，故R2的阻值為R2＝＝ Ω≈135.3 Ω。
7．(1)B　D　G　(2)見解析圖　(3)8.6　增大
解析　(1)小燈泡的額定電壓為2.5 V，電壓表選量程為0～3 V的，故電壓表選B。
小燈泡的額定電流為0.2 A
為了保證電流表讀數的準確性，電流表選D。
實驗要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化，并能進行多次測量，滑動變阻器采用分壓接法，滑動變阻器最大阻值較小時，采用分壓接法能使小燈泡兩端電壓變化更加均勻，作出的圖像更加準確，所以滑動變阻器選G。
(2)滑動變阻器采用分壓接法，由于小燈泡的電阻比較小，電流表采用外接法，實驗電路如圖所示。
(3)根據題I－U圖線可知，當電壓為1.5 V時，電流為0.175 A，根據歐姆定律可知小燈泡的電阻為R＝≈8.6 Ω
根據歐姆定律可知，在I－U圖線上的點與原點連線的斜率表示電阻的倒數，故隨著電壓的增大，小燈泡電阻增大。
8．A　[此電阻是非線性元件，其電阻不等于圖像切線斜率的倒數，據電阻的定義式可知，對應P點，小燈泡的電阻為R＝，故A錯誤，符合題意，B正確，不符合題意；圖線上的點與原點連線的斜率倒數等于電阻大小，由數學知識可知，隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大，故C正確，不符合題意；由于R＝即為P點的電阻，由于隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大，常溫下的小燈泡的電阻小于，故D正確，不符合題意。]
9．(1)10　(2)a　(3)0.7　(4)2 700　(5)增大
解析　(1)小燈泡額定電壓2.5 V，電源電壓6 V，則滑動滑動變阻器的滑片時，為了保證電路安全，需要定值電阻分擔的電壓U＝6 V－2.5 V＝3.5 V
則有R0＝≈11.7 Ω
則為了描繪小燈泡在0～300 mA的U－I曲線，R0應選取阻值為10 Ω的定值電阻；
(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)由題圖可知當流過電流表的電流為10 mA時，小燈泡兩端電壓為7 mV，此時R2＝0，RV R，則電壓表分流可忽略不計，小燈泡的電阻為
R＝ Ω＝0.7 Ω
(4)由題知電壓表滿量程時小燈泡兩端的電壓為3 V，有＝
解得R2＝2 700 Ω
(5)由題圖和表格可知隨流過小燈泡的電流增加，電壓與電流的比值逐漸增大，則燈絲的電阻增大。5　實驗：描繪I－U特性曲線
[學習目標]　1.知道I－U特性曲線及其特點，知道線性元件與非線性元件的區別(難點)。
2.掌握描繪小燈泡的I－U特性曲線的原理和方法，會用圖像法處理實驗數據(重點)。
一、導體的I－U特性曲線
1．I－U特性曲線：以____________為縱軸，以________為橫軸，這樣畫出的電學元件的I－U圖像叫作電學元件的I－U特性曲線。
2．線性元件和非線性元件
(1)線性元件：I－U特性曲線是一條過原點的________，如金屬導體、電解質溶液。
(2)非線性元件：I－U特性曲線是一條________，如氣態導體和半導體元件。
3．I－U圖像與U－I圖像
圖線 比較內容 I－U圖線 U－I圖線
坐標軸 橫坐標表示電壓U、縱坐標表示電流I 橫坐標表示電流I、縱坐標表示電壓U
斜率 圖線上的點與坐標原點連線的斜率表示導體________________ 圖線上的點與坐標原點連線的斜率表示導體的________
線性元件圖線的形狀 R1________R2 R1________R2
非線性元件圖線的形狀(其中一種) 電阻隨U的增大而________ 電阻隨I的增大而________
例1　(2023·綿陽市科學城第一中學高二期中)如圖所示是某導體的I－U圖線，圖中α＝45°，下列說法不正確的是(　　)
A．通過該導體的電流與其兩端的電壓成正比
B．此導體的電阻R不變
C．I－U圖線的斜率表示電阻的倒數，所以R＝ Ω＝1 Ω
D．在該導體兩端加6 V電壓時，每秒通過導體截面的電荷量是3 C
例2　(2023·宜賓市敘州區第一中學高二開學考試)導體的I－U特性曲線是研究導體電流和電壓關系的重要工具。一燈泡的I－U特性曲線如圖中的AB(曲線)所示，AC為圖線在A點的切線，C點的坐標為(1,0)。下列說法正確的是(　　)
A．當燈泡兩端的電壓升高時，小燈泡的電阻不變
B．當燈泡兩端的電壓升高時，小燈泡的電阻減小
C．當燈泡兩端的電壓為2 V時，小燈泡的電阻為1 Ω
D．在燈泡兩端的電壓由2 V變化到4 V的過程中，燈泡的電阻改變了1 Ω
二、實驗：描繪I－U特性曲線
1．實驗設計
(1)測量電路：用電流表測量通過小燈泡的電流，用電壓表測量小燈泡兩端的電壓。由于小燈泡的電阻遠小于電壓表的內阻，實驗時采用電流表________接法。
(2)控制電路：利用兩節干電池作為電源，使用滑動變阻器改變通過小燈泡的電流和它兩端的電壓。實驗時，我們希望小燈泡兩端的電壓在零至額定電壓之間變化，因此控制電路中滑動變阻器采用________接法。
(3)實驗電路圖
2．實驗操作
(1)按電路圖連接電路。
(2)將滑動變阻器的滑片P置于________，使小燈泡L兩端的電壓為________，檢查電路無誤后，________開關S。
(3)將滑片P逐漸向B端移動，讓電壓表每次讀數的變化量相等，直到達到小燈泡的額定電壓。讀出若干組電壓表的示數U及相應的電流表的示數I，記錄在下面的表格中。
U/V
I/A
(4)斷開開關S，拆除電路，整理器材。
(5)如圖所示，在坐標紙上建立平面直角坐標系。以縱坐標表示電流I，橫坐標表示電壓U，根據實驗得到的數據在坐標系上描點，并用________曲線連接起來，便得到小燈泡的I－U特性曲線。
3．注意事項
(1)電路的連接方式
①電流表應采用外接法：因為小燈泡的電阻很小，與量程為0.6 V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________接法：目的是使小燈泡兩端的電壓能從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燈泡分得電壓為0的一端，使開關閉合時小燈泡的電壓能從0開始變化，同時也是為了防止開關剛閉合時因小燈泡兩端電壓過大而燒壞燈絲。
(3)I－U圖線在U0左右將發生明顯彎曲，故在U＝U0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________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。
例3　為了描繪標有“3 V　0.15 A”的小燈泡的I－U特性曲線，要求小燈泡的電壓能從零開始變化。所給器材如下：
①電流表(0～200 mA，內阻約1 Ω)；②電壓表(0～3 V，內阻約5 kΩ)；③滑動變阻器(0～10 Ω，0.5 A)；④電源(3 V)；⑤開關一個，導線若干
為了準確描繪小燈泡的I－U特性曲線，實驗電路圖應選擇選項圖中的(　　)
例4　(2023·成都市高二期中)有一個小燈泡上標有“3 V　0.5 A”的字樣，現在要用伏安法描繪這個燈泡的伏安特性曲線，有下列器材供選用：
A．電壓表(0～5 V，內阻約10 kΩ)
B．電壓表(0～10 V，內阻約20 kΩ)
C．電流表(0～0.3 V，內阻約1 Ω)
D．電流表(0～0.6 V，內阻約0.4 Ω)
E．滑動變阻器(5 Ω，1 A)
F．滑動變阻器(500 Ω，0.2 A)
G．學生電源(直流輸出4 V)及開關、導線等
(1)實驗中電壓表應選用________，電流表應選用________，為使實驗誤差盡量減小，要求電壓表從零開始變化且多取幾組數據，滑動變阻器應選用________(均用序號字母表示)。
(2)請在方框內畫出滿足實驗要求的電路圖，并把圖中所示的實驗器材用實線連接成相應的實物電路圖。
5　實驗：描繪I－U特性曲線
一、
1．電流I　電壓U
2．(1)直線　(2)曲線
3．電阻的倒數　電阻　>　<　增大　減小
二、
1．(1)外　(2)分壓
2．(2)A端　零　閉合　(5)平滑
3．(1)②分壓
4．(1)大
一、
例1　C　[由題圖可知，通過該導體的電流與其兩端的電壓成正比，故A說法正確，不符合題意；由I＝，可知，圖像的斜率表示電阻的倒數，則由圖像可知電阻R＝ Ω＝2 Ω，故B說法正確，不符合題意，C說法錯誤，符合題意；在R兩端加6 V的電壓時，電路中電流I＝＝3 A，則每秒通過導體截面的電荷量為q＝It＝3×1 C＝3 C，故D說法正確，不符合題意。]
例2　C　[I－U圖像中，圖線上的某一點與坐標原點連線的斜率表示電阻的倒數，根據圖像可知，隨燈泡兩端的電壓升高，圖線上的點與坐標原點連線的斜率逐漸變小，表明小燈泡的電阻逐漸變大，A、B錯誤；當燈泡兩端的電壓為2 V時，根據上述可知，小燈泡的電阻為R1＝ Ω＝1 Ω，C正確；當燈泡兩端的電壓為4 V時，根據上述可知，小燈泡的電阻為R2＝ Ω，可知，在燈泡兩端的電壓由2 V變化到4 V的過程中，燈泡的電阻改變了 Ω－1 Ω＝ Ω，D錯誤。]
二、
例3　A　[為使小燈泡電壓能從零開始變化，滑動變阻器應采用分壓式接法，小燈泡正常工作時的電阻R＝＝20 Ω，＞，所以采用電流表外接法，故選A。]
例4　(1)A　D　E　(2)見解析圖　見解析圖
解析　(1)小燈泡額定電壓為3 V，故電壓表應選擇0～5 V的量程，故電壓表選A。
小燈泡的額定電流為0.5 A，故電流表應選擇D。
由于本實驗要求電壓表從零開始調節，故滑動變阻器應采用分壓接法，為了方便調節，使電表示數變化明顯，滑動變阻器應選擇阻值較小的，故選擇E。
(2)小燈泡正常工作時的電阻為RL＝＝ Ω＝6 Ω，可知RL<，故電流表應采用外接法，滑動變阻器采用分壓接法，電路圖如圖所示。
根據電路圖可得出對應的實物圖如圖所示。(共59張PPT)
DIERZHANG
第二章
5　實驗：描繪I－U特性曲線
1.知道I－U特性曲線及其特點，知道線性元件與非線性元件的區別(難點)。
2.掌握描繪小燈泡的I－U特性曲線的原理和方法，會用圖像法處理實驗數據(重點)。
學習目標
一、導體的I－U特性曲線
二、實驗：描繪I－U特性曲線
課時對點練
內容索引
導體的I－U特性曲線
一
1.I－U特性曲線：以 為縱軸，以 為橫軸，這樣畫出的電學元件的I－U圖像叫作電學元件的I－U特性曲線。
2.線性元件和非線性元件
(1)線性元件：I－U特性曲線是一條過原點的 ，如金屬導體、電解質溶液。
(2)非線性元件：I－U特性曲線是一條 ，如氣態導體和半導體元件。
電流I
電壓U
直線
曲線
3.I－U圖像與U－I圖像
圖線 比較內容 I－U圖線 U－I圖線
坐標軸 橫坐標表示電壓U、縱坐標表示電流I 橫坐標表示電流I、縱坐標表示電壓U
斜率 圖線上的點與坐標原點連線的斜率表示導體_______ ______ 圖線上的點與坐標原點連線的斜率表示導體的_____
電阻的
倒數
電阻
線性元件圖線的形狀 R1 R2
R1 R2
非線性元件圖線的形狀(其中一種) 電阻隨U的增大而_____
電阻隨I的增大而_____
>
<
增大
減小
　 (2023·綿陽市科學城第一中學高二期中)如圖所示是某導體的I－U圖線，圖中α＝45°，下列說法不正確的是
A.通過該導體的電流與其兩端的電壓成正比
B.此導體的電阻R不變
C.I－U圖線的斜率表示電阻的倒數，所以R＝
　　　　Ω＝1 Ω
D.在該導體兩端加6 V電壓時，每秒通過導體截面的電荷量是3 C
例1
√
由題圖可知，通過該導體的電流與其兩端的電壓成正比，故A說法正確，不符合題意；
　 (2023·宜賓市敘州區第一中學高二開學考試)導體的I－U特性曲線是研究導體電流和電壓關系的重要工具。一燈泡的I－U特性曲線如圖中的AB(曲線)所示，AC為圖線在A點的切線，C點的坐標為(1,0)。下列說法正確的是
A.當燈泡兩端的電壓升高時，小燈泡的電阻不變
B.當燈泡兩端的電壓升高時，小燈泡的電阻減小
C.當燈泡兩端的電壓為2 V時，小燈泡的電阻為1 Ω
D.在燈泡兩端的電壓由2 V變化到4 V的過程中，燈泡的電阻改變了1 Ω
例2
√
I－U圖像中，圖線上的某一點與坐標原點連線的斜率表示電阻的倒數，根據圖像可知，隨燈泡兩端的電壓升高，圖線上的點與坐標原點連線的斜率逐漸變小，表明小燈泡的電阻逐漸變大，A、B錯誤；
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實驗：描繪I－U特性曲線
二
1.實驗設計
(1)測量電路：用電流表測量通過小燈泡的電流，用電壓表測量小燈泡兩端的電壓。由于小燈泡的電阻遠小于電壓表的內阻，實驗時采用電流表____接法。
外
(2)控制電路：利用兩節干電池作為電源，使用滑動變阻器改變通過小燈泡的電流和它兩端的電壓。實驗時，我們希望小燈泡兩端的電壓在零至額定電壓之間變化，因此控制電路中滑動變阻器采用　　　接法。
(3)實驗電路圖
分壓
2.實驗操作
(1)按電路圖連接電路。
(2)將滑動變阻器的滑片P置于　　　，使小燈泡L兩端的電壓為　　，檢查電路無誤后，　　　開關S。
(3)將滑片P逐漸向B端移動，讓電壓表每次讀數的變化量相等，直到達到小燈泡的額定電壓。讀出若干組電壓表的示數U及相應的電流表的示數I，記錄在下面的表格中。
A端
零
閉合
U/V
I/A
(4)斷開開關S，拆除電路，整理器材。
(5)如圖所示，在坐標紙上建立平面直角坐標系。以縱坐標表示電流I，橫坐標表示電壓U，根據實驗得到的數據在坐標系上描點，并用　　　曲線連接起來，便得到小燈泡的I－U特性曲線。
平滑
3.注意事項
(1)電路的連接方式
①電流表應采用外接法：因為小燈泡的電阻很小，與量程為0.6 V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　　　接法：目的是使小燈泡兩端的電壓能從0開始連續變化。
分壓
(2)閉合開關S前，滑動變阻器的觸頭應移到使小燈泡分得電壓為0的一端，使開關閉合時小燈泡的電壓能從0開始變化，同時也是為了防止開關剛閉合時因小燈泡兩端電壓過大而燒壞燈絲。
(3)I－U圖線在U0左右將發生明顯彎曲，故在U＝U0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　　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。
大
　為了描繪標有“3 V　0.15 A”的小燈泡的I－U特性曲線，要求小燈泡的電壓能從零開始變化。所給器材如下：
①電流表(0～200 mA，內阻約1 Ω)；②電壓表(0～3 V，內阻約5 kΩ)；
③滑動變阻器(0～10 Ω，0.5 A)；④電源(3 V)；⑤開關一個，導線若干
為了準確描繪小燈泡的I－U特性曲線，實驗電路圖應選擇選項圖中的
例3
√
　(2023·成都市高二期中)有一個小燈泡上標有“3 V　0.5 A”的字樣，現在要用伏安法描繪這個燈泡的伏安特性曲線，有下列器材供選用：
A.電壓表(0～5 V，內阻約10 kΩ)
B.電壓表(0～10 V，內阻約20 kΩ)
C.電流表(0～0.3 V，內阻約1 Ω)
D.電流表(0～0.6 V，內阻約0.4 Ω)
E.滑動變阻器(5 Ω，1 A)
F.滑動變阻器(500 Ω，0.2 A)
G.學生電源(直流輸出4 V)及開關、導線等
例4
(1)實驗中電壓表應選用____，電流表應選用____，為使實驗誤差盡量減小，要求電壓表從零開始變化且多取幾組數據，滑動變阻器應選用____(均用序號字母表示)。
A
D
E
小燈泡額定電壓為3 V，故電壓表應選擇0～5 V的量程，故電壓表選A。
小燈泡的額定電流為0.5 A，故電流表應選擇D。
由于本實驗要求電壓表從零開始調節，故滑動變阻器應采用分壓接法，為了方便調節，使電表示數變化明顯，滑動變阻器應選擇阻值較小的，故選擇E。
(2)請在方框內畫出滿足實驗要求的電路圖，并把圖中所示的實驗器材用實線連接成相應的實物電路圖。
答案　見解析圖
根據電路圖可得出對應的實物圖如圖所示。
返回
課時對點練
三
考點一　導體的I－U特性曲線
1.(多選)如圖所示，圖線a對應導體的電阻為R1，圖線b對應導體的電阻為R2，則下列說法中正確的是
A.R1∶R2＝1∶3
B.R1∶R2＝3∶1
C.若通過R1與R2的電流相等，則它們兩端的
　電壓之比U1∶U2＝1∶3
D.若R1與R2兩端的電壓相等，則通過它們的電流之比I1∶I2＝1∶3
1
2
3
4
5
6
√
√
基礎對點練
7
8
9
1
2
3
4
5
6
因為該圖線是I－U圖線，則圖線的斜率的倒數表示電阻，所以電阻之比為R1∶R2＝1∶3，故A正確，B錯誤；
若通過R1與R2的電流相等，電壓之比等于電阻
之比，則它們兩端的電壓之比U1∶U2＝1∶3，故C正確；
若R1與R2兩端的電壓相等，電流之比等于電阻的反比，則通過它們的電流之比I1∶I2＝3∶1，故D錯誤。
7
8
9
2.(多選)如圖是A、B兩個導體的I－U特性曲線，其中圖線A的斜率為k，并且圖線A與橫軸成α角。下列關于這兩個導體的I－U特性曲線的說法正確的是
A.兩條圖線的交點表示此狀態下兩導體的電阻相等
B.導體A的電阻值不隨電壓變化而變化
C.導體B是非線性元件，曲線上某點切線的斜率為
　相應狀態的電阻的倒數
D.B的電阻隨電壓的增大而減小
1
2
3
4
5
6
√
√
√
7
8
9
1
2
3
4
5
6
兩條圖線的交點表示兩導體的U和I相等，此時電阻R＝ ，則電阻也相等，故A正確；
I－U圖像中圖線上的點與原點的連線的斜率表
示電阻的倒數，根據題圖圖像可知，導體A的電阻值不隨電壓變化而變化，導體B的電阻隨電壓的增大而減小，故C錯誤，B、D正確。
7
8
9
3.(2024·佳木斯市第一中學高二月考)某學習小組描繪了三種電學元件的伏安特性曲線，如圖甲、乙所示，則
A.圖甲中，電學元件都是金屬導體電
　阻，則A的電阻率大
B.圖甲中，兩電學元件阻值的關系為
　RB>RA
C.圖乙中，電學元件為非線性元件
D.圖乙可能是金屬導體的伏安特性曲線
1
2
3
4
5
6
√
7
8
9
1
2
3
4
5
6
由于金屬導體電阻的長度、橫截面積不知，故無法判斷金屬導體電阻的電阻率大小，故A錯誤；
圖乙中，電學元件的電壓與電流
不成正比，電學元件為非線性元件，故C正確；
金屬導體是線性元件，圖乙不可能是金屬導體的伏安特性曲線，故D錯誤。
7
8
9
4.(2023·內江市高二期末)如圖所示，為A、B兩電阻的I－U特性曲線，關于兩電阻的相關描述正確的是
A.在兩圖線交點處，電阻A的阻值大于電阻B的阻值
B.在兩圖線交點處，電阻A的阻值等于電阻B的阻值
C.電阻A的阻值隨電壓的增大而減小
D.電阻B的阻值隨電壓的增大而增大
1
2
3
4
5
6
√
7
8
9
1
2
3
4
5
6
在兩圖線交點處，兩電阻的電壓、電流均相同，根據歐姆定律可知，電阻相同，故A錯誤，B正確；
I－U圖像中圖線上點與原點連線的斜率表示電阻
的倒數，由題圖知，電阻A的阻值隨電壓的增大
而增大，故C錯誤；
電阻B的阻值不變，故D錯誤。
7
8
9
考點二　實驗：描繪I－U特性曲線
5.在“描述小燈泡的I－U特性曲線”的實驗中。
(1)實驗要求小燈泡兩端電壓從零開始調節，請將圖甲實物連線補齊；
1
2
3
4
5
6
答案　見解析圖
7
8
9
1
2
3
4
5
6
實驗要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化。故滑動變阻器應該采用分壓接法，故實物圖如圖所示。
7
8
9
(2)如圖甲，在閉合開關之前應將滑動變阻器的滑片移到最_____端(選填“左”或“右”)；
1
2
3
4
5
6
左
實驗前應將滑動變阻器的滑片移到最左端；
7
8
9
(3)由實驗得到小燈泡的I－U特性曲線如圖乙，直線是圖線(曲線)在A點切線，則在A點對應的燈泡電阻等于______Ω；隨著電壓的增大，燈泡的電阻______(選填“增大”或“減小”)。
10
增大
I－U圖線上的點與原點連線的斜率的倒數表示電阻，由題圖乙可知，在A點時小燈泡的電阻
由題圖乙可知，斜率減小，燈泡電阻增大。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
6.如圖甲為某一熱敏電阻(電阻值隨溫度的改變而改變，且對溫度很敏感)的I－U關系曲線圖。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
(1)為了通過測量得到如圖甲所示的I－U關系的完整曲線，在圖乙和丙兩個電路中應選擇的是圖____；簡要說明理由：______________________
___________________(電源電壓為9 V，滑動變阻器的阻值為0～100 Ω)。
1
2
3
4
5
6
乙
電壓要從零開始連續變
化且電壓取值范圍廣
7
8
9
1
2
3
4
5
6
要描繪I－U特性曲線，電壓要從零開始連續變化且電壓取值范圍廣，滑動變阻器應采用分壓式接法，故選擇的是題圖乙。
7
8
9
(2)在圖丁的電路中，電源電壓恒為9 V，電流表讀數為70 mA，定值電阻R1＝250 Ω，由熱敏電阻的I－U關系曲線可知，熱敏電阻兩端電壓為____ V，電阻R2的阻值為_______ Ω。
1
2
3
4
5
6
4.4
135.3
7
8
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1
2
3
4
5
6
7
8
9
7.(2023·內江市資中縣球溪高級中學月考)某實驗小組要描繪小燈泡(2.5 V　0.2 A)的I－U特性曲線，實驗室提供以下器材可供選擇：
A.直流電源3 V
B.電壓表V1(量程為0～3 V，內阻約為3 kΩ)
C.電壓表V2(量程為0～15 V，內阻約為25 kΩ)
D.電壓表A1(量程為0～300 mA，內阻約為5 Ω)
E.電壓表A2(量程為0～600 mA，內阻約為10 Ω)
F.滑動變阻器R1(最大阻值100 Ω，允許通過的最大電流為0.5 A)
G.滑動變阻器R2(最大阻值10 Ω，允許通過的最大電流為2 A)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
實驗要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化，并能進行多次測量。
(1)實驗中電壓表應選用_____，電流表應選用_____，滑動變阻器應選用_____。(均填器材前的字母標號)
1
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4
5
6
B
D
G
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1
2
3
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5
6
小燈泡的額定電壓為2.5 V，電壓表選量程為0～3 V的，故電壓表選B。
小燈泡的額定電流為0.2 A
為了保證電流表讀數的準確性，電流表選D。
實驗要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化，并能進行多次測量，滑動變阻器采用分壓接法，滑動變阻器最大阻值較小時，采用分壓接法能使小燈泡兩端電壓變化更加均勻，作出的圖像更加準確，所以滑動變阻器選G。
7
8
9
(2)請在方框中畫出實驗使用的電路圖，儀器用題目中的符號表示。
1
2
3
4
5
6
答案　見解析圖
滑動變阻器采用分壓接法，由于小燈泡的電阻比較小，電流表采用外接法，實驗電路如圖所示。
7
8
9
(3)根據實驗數據，作出的小燈泡I－U圖線如圖所示，由此可知，當電壓為1.5 V時，小燈泡的電阻為_____ Ω(結果保留2位有效數字)，由圖可知，隨著電壓的增大，小燈泡的電阻_______(選填“增大”或“減小”)。
1
2
3
4
5
6
8.6
增大
7
8
9
1
2
3
4
5
6
根據歐姆定律可知，在I－U圖線上的點與原點連線的斜率表示電阻的倒數，故隨著電壓的增大，小燈泡電阻增大。
7
8
9
8.(2023·涼山州寧南中學高二期末)小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖所示，P為圖線上一點，PN為圖線在P點的切線，PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線，則下列說法不正確的是
1
2
3
4
5
6
能力綜合練
√
7
8
9
1
2
3
4
5
6
此電阻是非線性元件，其電阻不等于圖像切線斜率的倒數，據電阻的定義式可知，對應P點，小燈泡的電阻為R＝　，故A錯誤，符合題意，B正確，不符合題意；
圖線上的點與原點連線的斜率倒數等于電阻大小，由數學知識可知，隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大，故C正確，不符合題意；
7
8
9
9.(2021·全國甲卷改編)某同學用圖甲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2.5 V，額定電流0.3 A)
電壓表(量程300 mV，內阻300 Ω)
電流表(量程300 mA，內阻0.27 Ω)
定值電阻R0
滑動變阻器R1(阻值0～20 Ω)
電阻箱R2(最大阻值9999.9 Ω)
電源E(電壓6 V，內阻不計)
開關S、導線若干。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
完成下列填空：
(1)有3個阻值分別為10 Ω、20 Ω、30 Ω的定值電阻可供選擇，為了描繪小燈泡電流在0～300 mA的U－I曲線，R0應選取阻值為_____ Ω的定值電阻；
1
2
3
4
5
6
10
7
8
9
1
2
3
4
5
6
小燈泡額定電壓2.5 V，電源電壓6 V，則滑動滑動變阻器的滑片時，為了保證電路安全，需要定值電阻分擔的電壓U＝6 V－2.5 V＝3.5 V
則為了描繪小燈泡在0～300 mA的U－I曲線，R0應選取阻值為10 Ω的定值電阻；
7
8
9
(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；
1
2
3
4
5
6
a
為了保護電路，滑動變阻器的滑片應置于變阻器的a端；
7
8
9
(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，結果如圖乙所示。當流過電流表的電流為10 mA時，小燈泡的電阻為______ Ω(保留1位有效數字)；
1
2
3
4
5
6
0.7
7
8
9
1
2
3
4
5
6
由題圖可知當流過電流表的電流為10 mA時，小燈泡兩端電壓為7 mV，此時R2＝0，RV R，則電壓表分流可忽略不計，小燈泡的電阻為
7
8
9
(4)為使得電壓表滿量程時對應小燈泡兩端的電壓為3 V，該同學經計算知，應將R2的阻值調整為_______ Ω。然后調節滑動變阻器R1，測得數據如下表所示：
1
2
3
4
5
6
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
2 700
解得R2＝2 700 Ω
7
8
9
(5)由圖乙和上表可知，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”)。
1
2
3
4
5
6
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
增大
7
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1
2
3
4
5
6
由題圖和表格可知隨流過小燈泡的電流增加，電壓與電流的比值逐漸增大，則燈絲的電阻增大。
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
7
8
9
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