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专题 8.3 实验：描绘小灯泡伏安特性曲线和测定金属电阻率【练】
1．（2022·广西柳州·模拟预测）发光二极管具有耗能少、体积小、亮度高等优点，现已逐步取代传统光源。
某同学研究某发光二极管的伏安特性。经正确实验操作后，绘制的 U—I图像如图乙所示，下列为实验备
选器材：
A．电压表V（量程0—3V，内阻约20kΩ）
1
B．电压表V（量程0—15V，内阻约100kΩ）
2
C．电流表A（量程0—50mA，内阻约40Ω）
1
D．电流表A（量程0—6A，内阻约2Ω）
2
E．滑动变阻器R（0—10Ω，额定电流2A）
1
F．滑动变阻器R（0—1000Ω，额定电流0.1A）
2
G．电源E（电动势6V，内阻不计）
H．开关S，导线若干
（1）实验时，电压表应选用___________，电流表选用___________，滑动电阻器选用___________（填选
项字母）；
（2）图甲为实验时的部分电路实物图，请用连线代替导线将电路补充完整；___________
（3）已知该发光二极管的最佳工作电流为15mA。现将它与电动势为3V、内阻不计的电池组相连，根据
乙图，还需串联一个阻值R = ___________Ω的电阻才能使它工作在最佳状态（结果保留两位有效数字）。
2．（2022·广东·模拟预测）（1）某同学用螺旋测微器测量一物体的直径，读出图中读数为
___________mm（2）在测量电源电动势和内电阻的实验中，有电压表 V（量程为3V，内阻约3kΩ）；电流表A（量程为
0.6A，内阻约为0.70Ω）；滑动变阻器R（10Ω，2A）。为了更准确地测出电源电动势和内阻设计了如图所
示的电路图。
①如图所示在闭合开关之前为防止电表过载而滑动变阻器的滑动头 P应放在___________（选填“a”或
“b”）处；
②在实验中测得多组电压和电流值，得到如图所示的U-I图线，由图可得该电源电动势E=___________V，
内阻r=___________Ω。
（3）某同学在设计电压表改装时，将一个内阻为60Ω，满偏电流为0.5mA的电流表表头改成量程为3V的
电压表，需要___________（选填“串”或“并”）联一个阻值___________Ω的电阻。
3．（2022·新疆·模拟预测）一个学习小组要用伏安法描绘一个标有“3V，1.5W”的小灯泡的 图线，现
有下列器材供选用：
A．电源（电动势3V，内阻不计）
B．电流表（0~0.6A，内阻约为0.5Ω）
C．电流表（0~3A，内阻约为0.1Ω）
D．电压表（0~3V，内阻约为3kΩ）
E.电压表（0~15V，内阻约15kΩ）
F.滑动变阻器（0~5Ω，额定电流为2A）
G.滑动变阻器（0~1000Ω，额定电流为2A）
H.开关一个、导线若干
（1）请在图（a）中将电路实物连线补充完整；___________（2）实验中电流表应选___________，电压表应选___________，滑动变阻器应选___________（用字母序
号表示）；
（3）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（b）所示，若将该小灯泡直接接在电动势 、内阻
的电源两端，则小灯泡此时的电阻为___________Ω。（结果保留3位有效数字）
4．（2022·贵州贵阳·高三开学考试）（1）某同学用多用电表粗测一未知电阻 的阻值，选用倍率为“
”的欧姆挡测 的阻值时，多用电表的刻度盘的示数如图所示，则该示数为______ 。（2）为了精确测量末知电阻 的阻值，某同学采用了伏安法，要求实验中得到尽可能多的实验数据。除
了开关、导线、待测电阻 外，还有以下实验器材可供选择：
A．电压表V（量程 ，内阻约为 ）；
B．电流表A，（量程 ，内阻 约为 ）；
1
C．电流表A，（量程 ，内阻 约为 ）；
2
D．滑动变阻器 ，允许通过的最大电流为 ；
E．滑动变阻器 ，允许通过的最大电流为 ；
F．电源（电动势为 ，内阻不计）。
（1）为了尽可能测量多组数据，电流表应选______，滑动变阻器应选______（均填写器材前面的字母）
（2）在答题卡上将虚线框中所示的器材符号连线，电流表和滑动变阻器均为①中正确选用的，画出实验
电路的原理图_________。
5．（2022·贵州遵义·高三开学考试）某探究小组学习了多用电表的工作原理和使用方法后，为测量一种新
型材料制成的圆柱形电阻的电阻率，进行了如下实验探究。（1）该小组用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D，再用游标卡尺测得其长度L。
（2）该小组用如图乙所示的电路测量该圆柱形电阻 的阻值。图中电流表量程为0.6A、内阻为1.0Ω，定
值电阻 的阻值为10.0Ω，电阻箱R的最大阻值为999.9Ω。首先将 置于位置1，闭合 ，多次改变电阻
箱R的阻值，记下电流表的对应读数I，实验数据见下表。
R/Ω I/A
5.0 0.414 2.42
10.0 0.352 2.84
15.0 0.308 3.25
20.0 0.272 3.68
25.0 0.244 4.10
30.0 2.222 4.50
根据表中数据，在图丙中绘制出 图像。再将 置于位置2，此时电流表读数为0.400A．根据图丙中
的图像可得 ___________Ω（结果保留2位有效数字）。最后可由表达式 ___________得到该材料
的电阻率（用D、L、 表示）。（3）该小组根据图乙电路和图丙的 图像，还可以求得电源电动势 E=___________V，内阻
r=___________Ω。（结果均保留2位有效数字）
（4）持续使用后，电源电动势降低、内阻变大。若该小组再次将此圆柱形电阻连入此装置，测得电路的
电流，仍根据原来描绘的图丙的图像得到该电阻的测量值会___________（选填“偏大”、“偏小”或
“不变”）。
6．（2022·全国·高三开学考试）某同学设计了如图甲所示电路，测电池的电动势和内阻，电路中的器材待
测电池、毫安表（内阻为 ）、阻值为 的定值电阻、粗细均匀的电阻丝（总阻值明显大于 ，P为可
在电阻丝上移动的金属夹）、开关两个、导线若干。
（1）将金属夹夹在电阻丝a端，闭合开关 ，再闭合开关 ，移动金属夹的位置，使电流表的指针发生
较大偏转，记录电流表的示数 ，电阻丝接入电路的长度 ，断开开关 ，再移动金属夹的位置，使电流表的示数仍为 ，记录电阻丝接入电路的长度 ，再断开开关 ，则电阻丝单位长度的电阻
___________；
（2）将金属夹夹在电阻丝a端，保持开关 断开，闭合开关 ，多次调节金属夹的位置，记录多组电阻
丝接入电路的长度L和电流表的示数I；作出 图像，测得图像与纵轴的截距为a，图像的斜率为k，则
电源的电动势为 ___________， ___________（用 、 、k、a、 表示）；
（3）用20分度的游标卡尺测量电阻丝的直径d，示数如图乙所示，则电阻丝的直径 ___________cm；
则电阻丝的电阻率 ___________（用 、d表示）。
7．（2022·全国·高三开学考试）从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表 的内阻 ，要
求方法简捷，尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。
器材（代号） 规格
电流表 量程：20mA 内阻待测 （约为50Ω）
电流表 量程：100μA 内阻
电压表（V） 量程：3V 内阻
定值电阻
最大阻值为
滑动变阻器
电池（E） 电动势为3V，内阻不计
开关、导线若干
（1）在图所示虚线框中画出电路图，并标明所用器材代号______。（2）若选测量数据中的一组来计算 ，则所用的表达式为 ________，式中各符号的意义是________。
8．（2022·辽宁·模拟预测）2020年，新冠肺炎蔓延全球，额温枪测量体温成为小区、商场常态。测温枪中
常用的测温元器件是热敏电阻。
（1）若由实验测得该热敏电阻两端的电压U与通过它的电流I的关系如图乙所示，可知该热敏电阻的阻值
随温度的升高______（选填“逐渐增大”“逐渐减小”或“恒定不变”）。
（2）该小组设计了如图丙所示的电路验证额温枪测量温度的准确性，已知电源电动势 ，内阻忽略
不计， ，热敏电阻的阻值与温度的关系如图丁所示。由此可知温度越高，电压表示数______（选
填“越大”或“越小”）；闭合开关后，发现电压表示数为 ，则热敏电阻的温度为______℃
（保留一位小数）。9．（2022·辽宁实验中学模拟预测）某学习小组想自己动手通过实验精确测量电阻 的阻值，有下列器材
供选用：
A．待测电阻 （约为100Ω）
B．电压表V（3V，内阻约为3kΩ）
C．电流表 （10mA，内阻约为5Ω）
D．电流表 （30mA，内阻约为2Ω）
E．滑动变阻器 （0~20Ω，额定电流3A）
F．滑动变阻器 （0~2000Ω，额定电流0.5A）
G．直流电源E（3V，内阻约为1Ω）
H．开关、导线若干
（1）甲同学根据以上器材设计了用伏安法测量电阻的电路，能满足 两端电压从零开始在尽可能大的范
围内变化，并进行多次测量。请在图1的虚线框中帮甲同学画出实验电路原理图________；（标明所选器
材的符号）（2）乙同学经过反复思考，利用所给器材设计出了如图2所示的测量电路，具体操作如下①按图连接好实
验电路，闭合开关S 前调节滑动变阻器 、 的滑片至适当位置；
1
②闭合开关 ，断开开关 ，调节滑动变阻器 、 的滑片，使电流表 的示数恰好为电流表 的示数
的一半；
③闭合开关 并保持滑动变阻器 的滑片位置不变，读出电压表V和电流表 的示数，分别记为U、I；
④比较甲、乙两同学测量电阻 的方法，若仅考虑实验的系统误差，则甲同学 的测量值_______真实值，
乙同学 的测量值_______真实值（以上两空均选填大于、小于或等于）。
10．（2022·广东·模拟预测）某同学利用图（a）电路测量量程为10mA的电流表内阻（内阻大约为几十
欧），可供选择的器材有：滑动变阻器 R （最大值50Ω），滑动变阻器R （最大阻值5kΩ），电阻箱R
1 2
（最大值999.9Ω），电源E （电动势6V，有内阻），电源E （电动势30V，有内阻），开关1个，导线
1 2
若干。实验步骤如下：
①按照（a）电路原理图连接电路；将图（a）中电阻箱阻值调为最大，将滑动变阻器的滑片移到最大阻值
位置，闭合开关S；
1
②调节滑动变阻器，使电流表A指针偏转到满刻度；
③闭合开关S，保持滑动变阻器的滑片位置不动，调节电阻箱，使电流表的示数为 8mA，记录电阻箱的阻
2
值；
回答下列问题：（1）根据根据图（a）所示电路将图（b）中实物图连线_______；
（2）实验步骤③中记录电阻箱的阻值为240Ω，若认为调节电阻箱时滑动变阻器中的电流不变，则电流表
内阻的测量值为________Ω；（3）要求得到较高的实验精度，认为闭合开关S 调节电阻箱时滑动变阻器中的电流10mA基本不变，以
2
上备选器材中，滑动变阻器应选用________（填“R”或“R”），电源应选用________（填“E”或
1 2 1
“E”）；
2
（4）如果此电流表是由一个表头和电阻并联构成的，可推断该表头的满刻度电压约为________（填正确
答案标号）。
A．2.4V B．240mV C．0.6V D．60mV
11．（2022·辽宁·大连市一0三中学模拟预测）某同学要研究一小灯泡L（3.6 V，0.30 A）的伏安特性。所
用器材有：电流表A（量程200 mA，内阻Rg=10.0 Ω），电流表A（量程500 mA，内阻Rg=1.0 Ω）、定
1 1 2 2
值电阻R （阻值R=10.0 Ω）、滑动变阻器R （最大阻值10 Ω）、电源E（电动势4.5 V，内阻很小）、开
0 0 1
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______。
（2）若 I 、I 分别为流过电流表 A 和 A 的电流，利用 I 、I 、Rg 和 R 写出：小灯泡两端的电压
1 2 1 2 1 2 1 0
U=_______，流过小灯泡的电流I=_______。
（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I 和I。所得实验数据在下表中给出。
1 2I/mA 32 55 85 125 144 173
1
I/mA 171 229 299 379 424 470
2
根据实验数据可算得，当I=173 mA时，灯丝电阻R=_______Ω（保留1位小数）。
1
（4）如果用另一个电阻替代定值电阻 R ，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
0
值不能小于_______Ω（保留1位小数）。
12．（2022·山东日照·三模）某实验小组计划利用压敏电阻测量压力的大小。
（1）由于不知道处于压力F 时压敏电阻的阻值，该小组采用试触法确定电路的连接，如图甲所示，将电
1
压表的不固定接头分别与b、c接触，观察电压表和电流表指针偏转情况，发现电压表的指针示数变化明显，
电流表指针示数几乎不变，则应将电压表接头接在__（选填“b”或“c”）点。同时根据电表示数粗略估算
压力F 时压敏电阻的阻值约为150Ω。
1
（2）利用以下器材设计一个可以测量处于压力F 时的压敏电阻阻值的电路，要求测量数据范围较大，提
1
供的器材如下∶
A．压敏电阻 ，无压力时阻值 =720Ω
B．滑动变阻器 ，最大阻值约为20Ω
C．电流表 ，量程 0~0.6A，内阻未知
D．电流表 ，量程0~30mA，内阻未知
E.电压表V，量程0~3V，内阻约为3kΩ
F.直流电源 E，电动势为3V，内阻很小
G.开关S，导线若干
电流表应选择_____（选填“C”或“D”），请根据你设计的电路，在图乙中的实物图中画出连线。( )。
（3）测得处于压力F 时压敏电阻的阻值为160Ω，如图丙所示为该压敏电阻的 图线，其中 表示
1
压力为F时压敏电阻的阻值， 表示无压力时压敏电阻的阻值，由以上数据综合可得，此时的压力
F=__N。
113．（2022·全国·高考真题）一同学探究阻值约为 的待测电阻 在 范围内的伏安特性。可用
器材有：电压表V（量程为 ，内阻很大），电流表A（量程为 ，内阻为 ），电源E（电动势
约为 ，内阻不计），滑动变阻器R（最大阻值可选 或 ），定值电阻 （阻值可选 或
），开关S，导线若干。
（1）要求通过 的电流可在 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R应选最大阻值为______（填“ ”或“ ”）的滑动变阻器， 应选
阻值为______（填“ ”或“ ”）的定值电阻；
（3）测量多组数据可得 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 两端的电压为______V，流过 的电流为_____ ，此组数据得到的 的阻值为
______ （保留3位有效数字）。
14．（2022·湖北·高考真题）某探究小组学习了多用电表的工作原理和使用方法后，为测量一种新型材料
制成的圆柱形电阻的电阻率，进行了如下实验探究。
（1）该小组用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径 D，示数如图甲所示，其读数为_____mm。再用游标
卡尺测得其长度L。
（2）该小组用如图乙所示的电路测量该圆柱形电阻Rx的阻值。图中电流表量程为0.6A、内阻为1.0Ω，定
值电阻R 的阻值为20.0Ω，电阻箱R的最大阻值为999.9 Ω。首先将S 置于位置1，闭合S ，多次改变电阻
0 2 1
箱R的阻值，记下电流表的对应读数I，实验数据见下表。
R/Ω I/A
/A-1
0.41
5.0 2.42
4
0.35
10.0 2.84
2
0.30
15.0 3.25
8
0.27
20.0 3.68
2
25.0 0.24 4.104
0.22
30.0 4.50
2
根据表中数据，在图丙中绘制出 图像。再将S 置于位置2，此时电流表读数为0.400A。根据图丙中
2
的图像可得 _____Ω（结果保留2位有效数字）。最后可由表达式 ____得到该材料的电阻率（用
D、L、 表示）。
（3）该小组根据图乙的电路和图丙的 图像，还可以求得电源电动势 _________V，内阻
_______Ω。（结果均保留2位有效数字）
（4）持续使用后，电源电动势降低、内阻变大。若该小组再次将此圆柱形电阻连入此装置，测得电路的
电流，仍根据原来描绘的图丙的图像得到该电阻的测量值会_____（选填“偏大”、“偏小”或“不
变”）。
15．（2021·全国·高考真题）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300 ）
电流表（量程300mA，内阻0.27 ）
定值电阻R
0
滑动变阻器R（阻值0-20 ）
1
电阻箱R（最大阻值9999.9 ）
2
电源E（电动势6V，内阻不计）开关S、导线若干。
完成下列填空：
（1）有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U-I
曲线，R 应选取阻值为___________ 的定值电阻；
0
（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R 的阻值置零，改变滑动变阻器滑片的位置，读取电压表和
2
电流表的示数U、I，结果如图（b）所示。当流过电流表的电流为10mA时，小灯泡的电阻为___________
（保留1位有效数字）；
（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R 的阻值调整为
2
_______ 。然后调节滑动变阻器R，测得数据如下表所示：
1
U/mV 24.0 46.0 76.0 110.0 128.0 152.0 184.0 216.0 250.0I/mA 140.0 160.0 180.0 200.0 220.0 240.0 260.0 280.0 300.0
（5）由图（b）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 160mA，可得此时小灯泡电功率
P=_______W（保留2位有效数字）；当流过电流表的电流为 300mA时，小灯泡的电功率为P ，则
1 2
=_______（保留至整数）。
16．（2020·江苏·高考真题）某同学描绘一种电子元件的 关系图象，采用的实验电路图如题图1所示，
V为电压表，
mA为电流表，E为电源（电动势约 ），R为滑动变阻器（最大阻值 ）， 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：
0.25
电压 0.000 0.500 0.650 0.700 0.725 0.750
0
电流 0.00 0.10 0.25 0.60 1.70 4.30 7.50
请根据表中的数据，在方格纸上作出该元件的 图线____________。(3)根据作出的 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 ，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
