10 描绘小灯泡的伏安特性曲线试题精选

10 电学实验 - 专题练习

描绘小灯泡的伏安特性曲线习题精选

例1 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V1：量程为0～3V，内阻约为1KΩ C．电压表V2：量程为0～15V，内阻约为4KΩ D．电流表A1：量程为0～3A，内阻约为0.1Ω； E．电流表A2：量程为0～0.6A，内阻约为0.6Ω； F．滑动变阻器R1：最大阻值为l0Ω，额定电流为0.6A； G．滑动变阻器R2：最大阻值为l5Ω，额定电流为1.0A； H．滑动变阻器R3：最大阻值为l50Ω，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 U/V 0.00 0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0.49 0.50 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1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）在图2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2.0Ω的电池两端，则小灯泡的实际功率约为 （保留两位有效数字）．

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例2 （2013?嘉定区三模）如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流的变化的特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是（ ）（多选）

A．电源1与电源2的内阻之比是11：7 B．电源1与电源2的电动势之比是1：1 C．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是1：2 D．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1：2

参考答案 例1

分析：（1）根据灯泡额定电压选择电压表，根据灯泡正常发光时的电流选择电流表，在保证安全的前提下，为方便实验操作，应选择最大阻值较小的滑动变阻器．

（2）电压与电流从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，根据灯泡电阻与电表内阻关系确定电流表接法，然后连接实物电路图；闭合开关前，分压电路分得的电压应为零． （3）根据表中实验数据在坐标系中描出对应的点，然后作出U-I图象．

（4）在同一坐标系中作出电池的U-I图象，两图象的交点坐标值是灯泡的电压与电流值，由P=UI求出灯泡的实际功率．

解：（1）灯泡额定电压是2V，则电压表选B；灯泡额定电流为0.5A，则电流表选E；为方便实验操作，滑动变阻器应选F．

（2）灯泡正常发光时电阻R===4Ω，=≈6.67，==250，，则电流表采

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10 电学实验 - 专题练习 用外接法，

由表中实验数据可知，电压与电流从零开始变化，则滑动变阻器应采用分压接法，电路图如图所示；闭合开关前，滑片应置于左端．

（3）根据表中实验数据，在坐标系中描出对应的点，然后作出灯泡的U-I图象如图所示． （4）电源的电动势为1.5V，短路电流为

=0.75A，电流与路段电压的关系式为：U=E-Ir=1.5-2r

在上图中作出电流与路段电压的图线，如图所示；交点坐标即为小灯泡的实际电压和电流， 故功率为：P=UI=0.8×0.35=0.28W．

故答案为：（1）B、E、F；（2）电路图如图所示；左；（3）图象如图所示；（4）0.28．

点评：本题关键要先画出小灯泡的伏安特性曲线和电源的路端电压与电流关系图线，根据交点得到电源的实际输出电压，再计算电功率． 例2 ABC

相关练习

1、 (2009·天津理综) 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(0～10Ω) C．电压表V1(0～3V) D．电压表V2(0～15V) E．电流表A1(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______________，电压表____________． (2)在图虚线框内按要求设计实验电路图．

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(3) 如图甲所示，在实验中，同组同学已经完成部分导线的连接，请你在实物接线图中完成余下的导线的连接．

(4) 连好图示的电路后闭合开关，通过移动变阻器的滑片，使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大，直到小灯泡正常发光，由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的U－I图象应是( )

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“－”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2.0V.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________Ω的定值电阻．

(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4.5V，内阻可以忽略不计) 滑动变阻器R(最大阻值为200Ω) 电压表V1(量程10V，内阻约50kΩ) 电压表V2(量程5V，内阻约20kΩ) 电流表A1(量程100mA，内阻约50Ω) 电流表A2(量程60mA，内阻约100Ω) 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．

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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2Ω)；电压表V(量程5V，内阻约15kΩ)；滑动变阻器R(最大阻值15Ω)；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： Ⅰ________________________________________； Ⅱ________________________________________.

(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________Ω.

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1kΩ，用于限流；电流表?量程为10mA，内阻约为5Ω；电压表(未画出)量程为10V.内阻约为10kΩ；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；

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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5Ω，电压表内阻约为10kΩ，所以电流表应采用内接法，即电压表并联在M和P之间． 5.（1）甲；（2）很大；1.0×10（965～1040）（3）减小、0.3。

根据伏安特性曲线可知随着电压的升高此电阻的阻值减小，可把此电池看成电动势1.5V，内阻1.875Ω，在图3画出路端电压随电流变化的关系曲线，跟伏安特性曲线的交点即表示接此电源后加在它两端的电压值和通过的电流值，电压值大概为0.7V，电流值大概为0.4A根据P=UI可知此电阻的实际功率为0.3W 6. 解：

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7. 答案：(1)A2 V1 R1 E2 (2)1.5 11.5 0.78 (3)A

解析：由于灯泡额定电压只有3.8V而额定电流为0.3A，所以为了读数更准确，电压表应选V1(5V)，电流表应选A2(0.6A)，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(0～10Ω)．

8. 解：描绘电阻R0伏安特性曲线的电路，需要设计成分压电路；因电阻R0阻值大于电压表内阻，必须设计成电流表内接电路测量．实验电路实物连线图如图所示.

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