文档文本内容
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
方法08 非线性元件U--I 图像分析
本将内容的非线性元件主要是指小灯泡，主要考察描绘小灯泡及其他的非线性元件的伏安特性曲线的
图像分析，在高考题中，经常利用U—I 图像（或I-U 图像）求小灯泡的实际功率问题。
问题类型
电路图
图像
电路分析及物理量求解
非线性
元件的
伏安特
性曲线
X 为未知元器件
图线上某一点的纵坐标与横坐标的比值
表示电流表和未知元器件X 的电阻之
和，0~0.04A 之间图线为直线，该电流区
间内X 可视为线性元件0.04~0.10A 之间
图线为曲线，X 为非线性R 元件，则：
(1)X 的电阻
；(2)X 的功率
P=(U-IRA)I
电源的
伏安特
性去向
与灯泡
的伏安
特性曲
线的综
合分析
小灯泡直接接入电路中
小灯泡的U-I 图线与电源的U-I 图线的交
点(I0，U0)表示小灯泡接入电路的电流和
电压，则：（1）小灯泡的电阻R = U 0
I 0
（2）小灯泡的功率P =U 0 I 0
（3）电源的效率η= U 0
E ×100 %
小灯泡与定值电阻串联接入
电路
将定值电阻和电源等效为电动势为E、
内阻为R+r 的电源，再进行图像分析及
相关物理量求解
小灯泡与定值电阻并联接入
电路中
将定值电阻和电源等效为电动势为E、
内阻为
的电源，再进行图像
分析及相关物理量求解
1．（2023·全国·统考高考真题）某同学用伏安法测绘一额定电压为6V、额定功率为3W 的小灯泡的伏
1
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
安特性曲线，实验所用电压表内阻约为
，电流表内阻约为
。实验中有图（a）和（b）两个电路图
供选择。
（1）实验中得到的电流I 和电压U 的关系曲线如图（c）所示，该同学选择的电路图是图 （填
“a”或“b”）
（2）若选择另一个电路图进行实验，在答题卡所给图上用实线画出实验中应得到的关系曲线的示意图
。
【答案】 a
【详解】（1）[1] 灯泡的额定电流为
灯泡正常发光时的电阻为
图(a)中电流表外接，则电压表读数为6V 时，电压表和灯泡并联，两者阻值为
则小灯泡正常发光时，流过小灯泡的电流非常接近电流表示数，电流表的读数略大于500mA；
图(b)中电流表内接，则电压表读数为6V 时，电流表读数小于500mA。电流表读数为500mA 时，对应的电
压表读数为
故根据图(c)的数据可得，该同学选择的电路图是图(a)。
2
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
[2]若选用另一个电路图即图（b）实验，会有U = U 灯＋IRA
根据图(c)曲线可得，电流分别为200mA、300mA、500mA 时，U 灯为1.0V、2.0V、6.0V，可知对应的电压
应为1.3V、2.45V、6.75V，描点连线有
2．（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R0
滑动变阻器R1（阻值0-20
）
电阻箱R2（最大阻值9999.9
）
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，R0应选取阻值为
的定值电阻；
3
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（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R2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（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R2的阻值调整为
。然后调节滑动变阻器R1，测得数据如下表所示：
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P1=
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P2，则
= （保
留至整数）。
【答案】 10 a 0.7 2700 增大 0.074 10
【详解】（1）[1]因为小灯泡额定电压2.5V，电动势6V，则滑动滑动变阻器时，为了保证电路安全，需要
定值电阻分担的电压
4
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
则有
则需要描绘小灯泡在0~300mA 的伏安特性曲线，即R0应选取阻值为10
；
（2）[2]为了保护电路，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的a 端；
（3）[3]由图可知当流过电流表的电流为10mA 时，电压为7mV，则小灯泡的电阻为
（4）[4]由题知电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3V 时，有
解得
（5）[5]由图（b）和表格可知流过小灯泡电流增加，图像中
变大，则灯丝的电阻增大；
（6）[6]根据表格可知当电流为160mA 时，电压表的示数为46mV，根据（4）的分析可知此时小灯泡两端
电压为0.46V，则此时小灯泡电功率P1=0.46V×0.16A≈0.074W
[7]同理可知当流过电流表的电流为300mA 时，小灯泡两端电压为2.5V，此时小灯泡电功率
P2=2.5V×0.3A=0.75W
故有
3．（2021·河北·高考真题）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（
，
），直流电源（
），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 ；
（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
5
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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b 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P 点对应状态下小灯泡的电阻为
（保留三位有效数字）。
【答案】
C
【详解】（1）[1]电流表负极与滑动变阻器的右端的
位置连接，如图
6
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（2）[2]开关闭合，小灯泡闪亮一下后灯丝烧断，说明通过小灯泡的电流过大。
A．电流表内阻非常小，短路几乎不影响通过小灯泡的电流，与灯丝烧断无关，A 错误；
B．滑动变阻器滑片接触不良，无电流通过小灯泡，B 错误；
C．滑动变阻器的滑片开始时置于
端，小灯泡部分分压达到最大，通过电流最大，可能会烧断小灯泡灯
丝，C 正确；
故选C。
（3）根据小灯泡的伏安特性曲线可知在
点时的电压和电流分别为
，
根据欧姆定律
可知小灯泡的电阻为
4．（2024·福建漳州·统考二模）为测定一硅光电池的电动势和内电阻，某兴趣小组设计了如图甲所示
的实验电路，图中R 为滑动变阻器，电压表的量程为0~3V，内阻约为
，电流表的量程为0~300mA，
内阻为
。在光照强度保持不变的条件下进行下述实验：
（1）根据所选实验电路图连接好电路，使滑动变阻器滑片位于适当位置，闭合开关，记录电流表和电压
表对应的读数I 和U；改变滑动变阻器滑片位置，记录多组电表读数；
（2）根据数据作出
图像，如图乙所示。可求得该硅光电池的电动势
V；
（3）当
，此时硅光电池的内阻为
（结果保留2 位有效数字）；根据图像可知，电池
的内阻 （填“是”或“不是”）常数；
（4）若将阻值为
的定值电阻接在该电池两端，则电阻的实际功率是 W。
【答案】
不是
【详解】（2）[1]由题图乙可知电流为零时所对应的电压为电池电动势
。
（3）[2]电压为
时，由题图乙可知电流为210mA，由闭合电路欧姆定律可得，
代入数据解得
[3]根据题图乙可知电池的内阻不是常量。
7
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（4）[4]在
图像中做一条过原点的直线表示
的定值电阻的伏安特性，如图所示，由图线可知该直
线与该电源的伏安特性曲线的交点坐标为
，其横、纵坐标的乘积表示电阻的实际功率
5．（2024·广东佛山·统考一模）某实验小组为了测量某发光二极管的
特性曲线，设计了如图所示
的电路：从实验室找到了如下器材：锂电池（
，内阻不计），滑动变阻器（最大阻值
），保护电
阻
，电压表（量程
内阻很大），电流表
（量程
，内阻为
），电流表
（量程
，
内阻为
）。
连接好电路，闭合开关，将滑片从滑动变阻器的一端尽头逐渐滑至另一端的尽头，测得的实验数据如下表
电压
0
0.40
0.75
1.10
1.45
1.75
1.80
1.85
1.90
1.95
2.00
电流
0
0
0.04
0.12
0.18
0.70
0.70
3.84
6.70
12.60
18.51
根据实验数据可知：
（1）滑动变阻器的滑动片置于 （填“a 端”或“b 端”）时，电压表读数为2.00V。
（2）实验时选用的电流表为 （填“
”或“
”），选用的保护电阻
（保
留三位有效数字）。
8
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（3）根据实验数据描绘出此发光二极管的
特性曲线如下图所示。若将该二极管与
的定值
电阻、内阻不计的
锂电池串联成如下图所示的电路，则流经该二极管的电流
。（结
果保留一位小数）
【答案】 b A2 100
【详解】（1）[1]电压表读数为2.00V，达到了最大电压值，此时滑动变阻器应滑到
处。
（2）[2]通过观察表中数据可知最大的电流为
，所以电流表应该选择
；
[3]此发光二极管的工作电流为
，对应的电压是
，串联电阻的分压
，选
用的保护电阻
（3）[4]设二极管两端电压为U，流过电流为I，由闭合电路欧姆定律知，
在发光二极管的
特性曲线中做出
的图线
由两线交点可读出
。
6．（2023·浙江宁波·校考模拟预测）某实验小组描绘一个标有“10V 0.5A”的电学元件L 的伏安特性曲
线，可供选择的实验器材如下：
9
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
A．电源E（电动势为50V，内阻为
）
B．电压表
（量程为0~50V，内阻约为
）
C． 电压表
（量程为0~40V，内阻约为
）
D．定值电阻
E. 滑动变阻器
（最大阻值为
，允许通过的最大电流为2A）
F. 滑动变阻器
（最大阻值为
，允许通过的最大电流为2A）
G. 滑动变阻器
（最大阻值为
，允许通过的最大电流为0.5A）
H. 开关一个，导线若干
回答下列问题：
（1）为了便于取得多个数据，实验中滑动变阻器应选用 。（填器材前的字母）
（2）为使两电压表指针的偏转超过量程的三分之一，请选择最合适的电路图为 。（填选项的字
母）
A．
B．
C．
D．
（3）按（2）中选好的合适的电路图，连接好实物图进行实验，闭合开关K，当滑动变阻器的滑片移至某
一合适位置时，若两电压表
、
的示数分别为
、
，则元件L 两端电压为 ，通过元件L 的电
流为 。（均用
、
和R 表示）
10
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（4）如图为通过实验描绘的该元件的
图像，现将5 个这样的电学元件串联后再接到本实验所提供的
电源两端，则每个电学元件的电功率约为 W。（保留2 位有效数字）
【答案】 F A
3.7
【详解】（1）[1]为了便于获取多个数据，滑动变阻器采用分压式接法，而当滑动变阻器完全接入电路时，
待测元件两端的电压从0 开始，此时电路中电流的最小值为
则可得选用
、
、
所对应的电流的最小值分别约为3.3A、0.91A、0.48A，显然，若用
则超过了其
额定电流2A，若选用
虽未超过其额定电流0.5A，但其所能允许的调节范围很小，因此应选用滑动变阻
器
，故选F。
（2）[2]为使两电压表指针的偏转超过量程的三分之一，则电压表不能用来直接测量待测元件，因为待测
元件的额定电压为10V，而两电压表的量程分别为40V 和50V，若直接测量待测元件两端的电压，则不满
足超过其量程的三分之一的要求。
故选A。
（3）[3]根据电路图，结合其原理可知，元件L 两端的电压为
[4]根据元件L 的规格，可得其在未接入电路时的电阻
由于两电压表内阻极大，远大于元件L 的电阻，则可不考虑分流电压表的作用，而元件L 与定值电阻
串
联，则可得通过元件L 的电流为
11
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（4）[5]将5 个这样的元件串联接入电路，根据闭合电路的欧姆定律有
整理可得
代入数据可得
将该直线做入图中，如图所示
根据图像可知，该直线与原曲线的交点坐标为（9.6V，0.38A），表示将5 个相同的元件接入到电动势为
50V，内阻为
的电源中，其每个元件两端的电压为9.6V，通过的电流为0.38A，则可得每个元件的功率
为
7．（2023·贵州六盘水·统考模拟预测）某实验小组用以下器材研究流过小灯泡的电流与其两端电压的
关系。
小灯泡L（额定电压为3.8V）
电压表V1（量程为
，内阻
约为
）
电压表V2（量程为
，内阻
约为
）
电流表A（量程为
或
）
滑动变阻器（最大阻值为
）
电源
（电动势为
，内阻
）
开关S，导线若干。
12
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（1）该实验中，电压表应选 （选填“V1”或“V2”），电流表选择接入电路的量程为0~0.6A。
（2）图甲为尚未完成的实物电路连线图，请用笔画线代替导线，将电路连线图补充完整 。
（3）经正确操作后，该小组绘制出小灯泡的电流与其两端电压的关系图像如图乙所示，由图像可知流过
该小灯泡的电流随电压的变化而变化，但并非正比关系。
（4）如图丙所示的电路中，电源电动势
、内阻
，定值电阻
，
，则该
电路中流过小灯泡
的实际电流为
（保留2 位有效数字）。
【答案】 V1
0.20
【详解】（1）[1] 小灯泡L 额定电压为3.8V，则电压表选择5V 量程的V1；
（2）[2]电源电动势大于灯泡的额定电压，为保护用电器的安全同时使灯泡电压变化从零开始，应采用分
压接法，如图：
（4）[3]将定值电阻
也看作电源内阻，根据
在图乙中作出电源的
图，如图
13
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
图像的交点为灯泡和
并联部分的工作状态，此时
，
根据并联规律，通过
的电流为
则通过小灯泡的电流为
8．（2023·云南·校联考模拟预测）某同学做描绘小灯泡
图像的实验，并要求小灯泡电压从零开始
调节。所用器材如下：
待测小灯泡一只，额定电压为
，电阻约为几欧；
电压表V 一只，量程
，内阻约为
；
电流表A 一只，量程
，内阻约为
；
干电池两节，开关一个，导线若干
实验室能够提供两种规格的滑动变阻器
A．滑动变阻器
（阻值范围
，额定电流
）
B．滑动变阻器
（阻值范围
，额定电流
）
（1）滑动变阻器应该选择 （填“
”或“
”）。
（2）在图甲所示方框中画出该实验电路图 。
（3）该同学通过实验作出小灯泡的
图像如图乙所示，把该小灯泡和一节电动势为
，内阻为
14
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
的电池串联，则小灯泡的功率为 W。（结果保留两位有效数字）
【答案】
0.32/0.33/0.34/0.35/0.36
【详解】（1）[1]因为灯泡电阻较小，为了获得较好的调节效果应该选用阻值范围小的滑动变阻器。
（2）[2]要求小灯泡电压从零开始调节，滑动变阻器应采用分压式接法，由于
大于小灯泡的电阻，所以电流表采用外接法。电路图如图
（3）[3]在灯泡的I-U 图像坐标系内，作出电动势为E=1.5V，内阻为
的电源I-U 图像如图所示
由图像可得灯泡两端电压为1.3V，通过灯泡的电流为0.26A，则灯泡实际功率
9．（2024·广西贵港·统考模拟预测）有一个小电珠
上标有“
、
”的字样，现在要用伏安法描
绘这个电珠的
图线，小电珠两端的电压需要由零逐渐增加到
，并便于操作。现有下列器材供选用：
A．电流表
：量程为
，内阻约为
；
B．电压表
：量程为
，内阻为
；
C．滑动变阻器
（
，额定电流
）
D．滑动变阻器
（
，额定电流
）
15
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
E.定值电阻
；
F.定值电阻
；
G.电源
：电动势为
，内阻约为
；
H.开关一个，导线若干。
（1）实验中，应该选用的滑动变阻器是 ，定值电阻是 （用选项前序号字母表示）；
（2）根据所给的器材，在线框中画出实验电路图；（标出器材对应的物理符号）
（3）若不考虑电表内阻的影响，得到的是如图a 的
关系图线。但由于电表存在内阻，实际测得的伏
安特性曲线比图a 中的
关系图线位置偏 （选填“高”或“低”）。
（4）若将两个完全相同规格的小电珠
按如图所示电路连接，电源电动势
，内阻
，欲使
滑动变阻器
的功率是每个小电珠的两倍，此时每个小电珠消耗的电功率为
，此时滑动变阻器
接入电路的电阻
（结果均保留2 位小数）。
16
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
【答案】 C F
高 0.93 2.56
【详解】（1）[1]小电珠两端的电压需要由零逐渐增加到
，由于变阻器要采用分压式接法，滑动变阻
器应选C；
[2]由于电压表的量程较小，需串联定值电阻扩大量程，故定值电阻应选
；
（2）[3]实验电路如图所示
（3）[4]因为采用电流表外接法，由于电压表的分流，使电流表示数偏大，则测量值的
图线中电流应
偏大，故图线偏高；
（4）[5]假设通过灯泡的电流为
，灯泡两端的电压为
，通过滑动变阻器的电流为
，当滑动变阻器
的功率是小灯泡的两倍时，滑动变阻器两端的电压也为
，由闭合电路欧姆定律可得
代入数据整理得
把该函数关系画在图a 中，如图所示
17
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
与小灯泡伏安特性曲线的交点即为电路工作点，该点横、纵坐标值的乘积等于小灯泡的实际功率，可得
[6]此时滑动变阻器接入电路的电阻为
10．（2024·河南·校联考模拟预测）某实验小组为描绘一只标有“2.2V；1.1W”字样小灯泡的U-I 图像，
设计了如图甲所示的电路。实验室提供了以下器材：
A．电源E：电动势为3V，内阻不计
B．电压表V：量程为3V，内阻约为1kΩ
C．电流表A1：量程为3A，内阻约为0.1Ω
D．电流表A2：量程为0.6A，内阻约为0.6Ω
E.滑动变阻器R1：最大阻值为10Ω，额定电流为0.6A
F.滑动变阻器R2：最大阻值为15kΩ，额定电流为1A
G.开关S，导线若干
（1）实验中电流表应选 （填“C”或“D”），滑动变阻器应选 （填“E”或“F”）。
（2）请根据图甲的电路图将图乙的实物图连接完整 。
（3）连接好电路后，在闭合开关前，应将图乙中滑动变阻器的滑片移到 （填“M”或“N”）端。
18
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（4）根据实验数据得到了如图丙所示的小灯泡的U-I 图像。电压从0.4V 增至1.2V 的过程中小灯泡的阻值
增加了 Ω。
（5）根据作出的图像判断：小灯泡的电阻随温度升高而 （填“增大”或“减小”）。
【答案】 D E
M 1 增大
【详解】（1）[1][2]由题可知，灯泡的额定电流为
，则电流表选D；为方便实验操作，滑动变阻器应
选E。
（2）[3]对照电路图，实物连接如图所示
（3）[4]闭合开关前，应将滑片移到
端，使输出电压为零，保护电路元件。
（4）[5]根据小灯泡的
图像和欧姆定律得电压为
时灯泡电阻为
电压为
时灯泡电阻为
所以电压从
增至
的过程中小灯泡的阻值增加了
。
（5）[6]图像的图线的斜率表示电阻，由此可知，图线的斜率逐渐增大，则小灯泡的电阻随温度升高而增
大。
11．（2023·贵州遵义·统考模拟预测）某同学想通过测绘小灯泡完整的伏安特性曲线来研究小灯泡的特
性。所用器材如下：
待测小灯泡一只（额定电压为3.8V，额定电流为0.32A）；
电压表一个（量程0~2V， 内阻为2kΩ） ；
电流表一个（量程0~0.4A， 内阻约为3Ω）；
19
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
定值电阻R1（阻值为1kΩ）；
定值电阻R2（阻值为2kΩ）；
滑动变阻器（阻值0~10Ω）；
电源（电动势5.0V，内阻很小）；
开关一个， 导线若千。
（1）为测量小灯泡两端的电压，需要将电压表与定值电阻 （填“R1”或“R2”） （填“串”
或“并”）联。
（2）根据实验目的和提供的器材，在图甲方框中将电路图补充完整 。
（3）完善图甲中电路图后，进行实验。关于该实验下列说法正确的是( )
A．实验前应将滑动变阻器滑片滑到b 端
B．通过调节滑动变阻器滑片位置可使电流表的示数为零
C． 当滑动变阻器滑片位于 ab 中间位置时，小灯泡两端电压为2.5V
（4）实验描绘出的小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，由图可知，随着小灯泡两端电压增大，灯丝的电
阻 （填“增大”“不变”或“减小”）。把实验中的待测小灯泡接入另一电路如图丙所示， 已知
该电源电动势E=6V，内阻r=20Ω，定值电阻R=20Ω，可得小灯泡消耗的功率为 W（结果保留两位
有效数字）。
20
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
【答案】 R2 串
B 增大 0.21/0.20/0.22/0.23
【详解】（1）[1][2]小灯泡的额定电压为3.8V，则电压表需要与定值电阻R2串联。串联后量程为4V。
（2）[3]待测灯泡电阻
由于
因此选择电流表外接法。电路图如图
（3）[4]A．实验前灯泡电压应该最小，滑动变阻器滑片应该在a 端，A 错误；
B．当滑动变阻器滑片在a 端时，灯泡两端电压为0，则电流表的示数为零，B 正确；
C．当滑动变阻器滑片位于 ab 中间位置时，小灯泡与左侧电阻并联，并联后总阻值比右侧电阻小，因此两
端电压小于2.5V，C 错误。
故选B。
（4）[5]由图可知，图象与原点连线斜率为电阻的倒数，因此随着小灯泡两端电压增大灯丝的电阻增大。
[6]此电路中，灯泡两端电压满足
得
代入数据
做出图象，图象与电阻的伏安特性曲线交点表示此时电压和电流。由图像可知
21
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
交点电压1.18V，电流180mA。此时灯泡功率
12．（2023·江苏南京·南京市大厂高级中学校考一模）某探究性兴趣小组在描绘小灯泡伏安特性曲线的
实验。有以下的实验器材供选择：
A．待测小灯泡：额定电压2.0V，额定电流0.5A
B．电源E：电动势为3.0V，内阻不计
C．电压表V：量程为0~3V，内阻约为1kΩ
D．电流表A：量程为0~0.6A，内阻约为0.6Ω
E.滑动变阻器R1：最大阻值为5Ω，额定电流为2.0A
F.滑动变阻器R2：最大阻值为20Ω，额定电流为1.0A
G.开关S 一个及导线若干
（1）实验中滑动变阻器应选用 （选填“R1”或“R2”），电流表采用 （选填“内接法”或“外
接法”）。
（2）请你不要改动已连接导线，在图甲中把还需要连接的导线补上 ；在闭合开关前，应使滑动变
阻器滑片滑到最 （选填“左”或“右”）端。
（3）实验得到了通过小灯泡的电流I 和加在小灯泡两端的电压U，如下表所示：
I/A
0.00
0.12
0.21
0.29
0.34
0.38
0.42
0.45
0.47
0.49
0.50
U/V
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
2.00
根据数据作出了小灯泡的U—I 图像，如图乙所示。
（4）若将本题中的小灯泡接在电动势是2.0V，内阻是4.0Ω 的电池两端，则小灯泡的实际功率约为
W（保留两位有效数字）。
22
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
【答案】 R1 外接法 见解析 左 0.23
【详解】（1）[1]在描绘小灯泡伏安特性曲线的实验，为了减小误差，电压与电流表的示数范围需要广泛
一些，且测量数据需要出现0，可知，滑动变阻器采用分压式接法，为了使滑动变阻器调节数据的连续性
强一些，滑动变阻器应选择总阻值小一些，即选择最大阻值为5Ω，则滑动变阻器选择R1；
[2]待测小灯泡的电阻近似为
由于
可知，电流表的分压影响较大，实验中，为了减小误差，应排除电流表的分压影响，采用电流表外接法。
（2）[3]根据上述，滑动变阻器采用分压式，电流表采用外接法，在电路图中补充需要连接的导线如图所
示
[4]为了确保安全，闭合开关之前，应3 滑动变阻器输出电压为0，根据上述电路图可知，在闭合开关前，
应使滑动变阻器滑片滑到最左端。
（3）[5]由于电源电动势是2.0V，内阻是4.0Ω，则该电源的路端电压与干路电流的关系为
23
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
在图乙中作出上述函数的图像如图所示
两图像的交点坐标为（0.32A，0.72V），则小灯泡的实际功率约为
13．（2023·湖南株洲·统考一模）现要描绘一小灯泡的伏安特性曲线，使用的实验器材如下：
小灯泡L（额定电压3V，额定功率1.5W）
电压表V（量程1V，内阻1kΩ）
电流表A（量程0.6A，内阻约1Ω）
定值电阻R1（阻值3kΩ）
定值电阻R2（阻值6kΩ）
滑动变阻器R3（阻值0
10Ω
﹣
）
滑动变阻器R4（阻值0
1kΩ
﹣
）
直流电源E（电动势5V，内阻不计）
开关S，导线若干。
实验要求：
①小灯泡两端的电压能从0 调节到额定电压；
②电压表满量程时小灯泡两端的电压为3V。
24
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（1）滑动变阻器选择 （填“R3”或“R4”）；
（2）在图1 方框中将电路图补充完整，并标明实验器材的符号。
（3）实验中，通过移动滑动变阻器，读取多组I、U 值，描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图2 所示。据图
可知，当通过小灯泡的电流为0.40A 时，小灯泡的电阻为 Ω。（结果保留两位有效数字）
（4）若将一电源（电动势2.0V，内阻1.0Ω）与该灯泡串联接在电路中，则根据小灯泡的伏安特性曲线可
知，小灯泡实际消耗的功率为 W。（结果保留两位有效数字）
【答案】 R3 见解析 3.0 0.69
【详解】（1）[1]本实验小灯泡两端的电压能从0 调节到额定电压，要选择分压式外接法，选择R3；
（2）[2]实验要求电压表满量程时小灯泡两端的电压为3V，故需将电压表量程改为3V，已知电压表V 的
量程是1V，内阻是1kΩ，可得电压表V 需要串联2kΩ 的定值电阻才能将量程改为3V 定值电阻R1的阻值
3kΩ，定值电阻R2的阻值6kΩ，两者并联后的等效电阻为2kΩ，故将定值电阻R1、R2并联后再与电压表V
串联，可改装成3V 量程的电压表，电压表电阻已知，用电流表外接法，消除系统误差，电路图如图
（3）[3]据图可知，当通过小灯泡的电流为0.40A 时，小灯泡的电压为1.20V，电阻
（4）[4]对于电动势为2V、内阻为1Ω 的电源，根据闭合电路欧姆定律有：U=E﹣Ir
代入数据可知I=2﹣U
画出该电源的I﹣U 图线如图
25
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
灯泡的伏安特性曲线的交点表示单独将小灯泡串联在电源两端时的电压和电流，则有U′=1.56V，I′=0.44A
灯泡的电功率为P′=U′I′=1.56×0.44W=0.69W
14．（2023·湖北武汉·华中师大一附中校考模拟预测）五一期间，武汉市在长江两岸进行了“2023 建设
英雄城劳模风采主题灯光秀”，两江沿岸7 座桥体、2 座山体、近千栋建设以光影为载体，致敬城市追梦
的奋斗者与建设者。小武同学观看后对其中的发光单元产生了兴趣，他查找相关资料，发现一个发光单元
是由三个相同的发光二极管和一个定值电阻
串联而成（如图甲中虚线框内的结构），供电电压为12V，
通过查找相关资料可知，每个发光二极管的工作电压应在3~4V 之间，允许流过的最大电流不超过30mA。
为研究发光二极管的伏安特性并测量
的值，小武同学设计了图甲的电路进行实验。图中电源电压恒为
12V，电压表的量程为0~2V、内阻为
，电流表量程为0~30mA、内阻很小可忽略。完成下列操作中
的要求或填空：
（1）为完成实验并准确测量，定值电阻
应该选择( )
A．
B．
C．
D．
（2）正确选择
后接通电源，将R 的滑动触头从M 端向N 端滑动，记录多组电压表的示数U 和电流表的
示数I，并在图乙中绘出了
图线。当R 的滑动触头移动到最右端N 时，电压表的示数为1.75V，电流
表的示数为25.0mA，不考虑电表内阻的影响，则
的阻值为
；
（3）如果考虑电表内阻的影响，发光二极管D 在通过某一电流时的实际功率 （选填“大于、
“小于”或“等于）由图乙得到的测量值；
（4）若将一个发光单元直接接到电动势为12V、内阻为
的电源两端，在发光单元中，一个发光二极
管的功率约为 mW。（计算结果保留2 位有效数字）
【答案】 B 60 大于 54
26
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
【详解】（1）[1]电压表的量程为0~2V、内阻为
，每个发光二极管的工作电压应在3~4V 之间，电
压表需改装成大量程电压表，量程为4V，根据
，
解得
故选B。
（2）[2]电压表的示数为1.75V，根据电压表改装可知发光二极管两端电压为3.5V，根据欧姆定律，
的
阻值为
（3）[3]根据电压表改装可知发光二极管两端电压为图乙测得电压值的两倍，故发光二极管D 在通过某一
电流时的实际功率大于由图乙得到的测量值；
（4）[4]设电压表示数为
，则
如图所示
其工作点（17mA，1.6V)，一个发光二极管的功率约为
15．（2022·湖北恩施·恩施市第一中学校考模拟预测）电子体温计（图1）正在逐渐替代水银温度计。
电子体温计中常用的测温元器件是热敏电阻。某物理兴趣小组制作一简易电子体温计，其原理图如图2 所
示。
（1）兴趣小组测出某种热敏电阻的
图像如图3 所示，那么他们选用的应该是图 电路（填
27
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
“甲”或“乙”）；
（2）现将上述测量的两个相同的热敏电阻（伏安特性曲线如图3 所示）和定值电阻、恒压电源组成如图4
所示的电路，电源电动势为6V，内阻不计，定值电阻
，热敏电阻消耗的电功率为 W
（结果保留3 位有效数字）；
（3）热敏电阻的阻值随温度的变化如图5 所示，在设计的电路中（如图2 所示），已知电源电动势为
（内阻不计），电路中二极管为红色发光二极管，红色发光二极管的启动（导通）电压为
，即
发光二极管两端电压
时点亮，同时电铃发声，红色发光二极管启动后对电路电阻的影响不计。实
验要求当热敏电阻的温度高于38.5℃时红灯亮且铃响发出警报，其中电阻 （填“
”或“
”）
为定值电阻，其阻值应调为
（结果保留2 位有效数字）。
【答案】 乙
60
【详解】（1）[1]由图3 可知电压从0 变化起，所以应选滑动变阻器分压式接法，则选用图乙的电路图；
（2）[2] 设热敏电阻两端电压为U,通过热敏电阻的电流为I,根据闭合电路欧姆定律有E=2U+IR
代人数据得
作出图线如图所示
28
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
图线交点表示此时热敏电阻的电压为2.4V、电流为0.60mA,故电功率为
（3）[3][4] 由于热敏电阻阻值随温度的升高而降低，要使发光二极管电压U≥3. 0V 时点亮，则有R2分压
随总电阻的减小而增大，由串联电路中的电压之比等于电阻之比，所以R1为热敏电阻，R2为定值电阻，由
图5 可知，当温度为38.5℃时，热敏电阻阻值R1=40.0Ω
由闭合电路欧姆定律列出表达式，有
，解得
16．（2023·安徽合肥·合肥市第八中学校考模拟预测）小梁同学想要研究某型号灯泡的伏安特性，所使
用的器材有∶
灯泡L（额定电压6V，额定电流0.5A）；
电压表V1（量程3V，内阻为3kΩ）；
电压表V2（量程15V，内阻约15kΩ）
电流表A（量程0.6A，内阻为0.5Ω）；
固定电阻R0（阻值3000Ω）；
滑动变阻器R1（阻值0~10.0Ω）；
滑动变阻器R2（阻值0~1000.0Ω）；
电源E（电动势6V，内阻不计）；
开关S；导线若干。
（1）实验要求能够描绘完整的灯泡的伏安特性曲线，实验中所用电压表应选用 （选填“V1”
或“V2”），滑动变阻器R 应选用 （选填“R1”或“R2”）并补全实验电路原理图甲 。
（2）小梁同学通过实验测得该灯泡U-I 线如图乙。根据U-I 线可知，随着电压的升高该灯泡的电阻率
29
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（选填“增大”或“减小”）。
（3）现将两个这样的灯泡并联后再与一个4Ω 的定值电阻串联，接在一电动势为5V、内阻为1Ω 的电源两
端，如图丙所示，则两个灯泡的总功率为 W（结果保留两位有效数字）。
【答案】
增大 1.2
【详解】（1）因为小灯泡的额定电压为
，所以电压选择
，与R0串联后与灯泡并联。实验是为了描
绘完整的伏安特性曲线，电压要从零开始测量，滑动变阻器采用分压式电路，故滑动变阻器选择
，电流
表和电压表内阻已知，则电流表应选用内、外接法均可电路图如下；
（2）根据图乙可知随着电压的升高该灯泡的电阻增大，因此电阻率增大。
（3）根据闭合电路欧姆定律可知
整理得
在坐标系中做出
图像
30
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
交点为
由
可知两灯泡的总功率为
。
17．（2023·湖南·模拟预测）某同学想要描绘一个电动剃须刀的伏安特性曲线，剃须刀铭牌上有
“2.4V，1.5W”字样，其内阻不随温度变化。实验室备有如下器材：
A．电源（电动势为3V，内阻不计）
B．电压表（量程为3V，内阻约为2kΩ）
C．电流表A1（量程为0.6A，内阻为0.6Ω）
D．电流表A2（量程为3A，内阻约为10Ω）
E．滑动变阻器R1（最大阻值为5Ω，额定电流为2A）
F．滑动变阻器R2（最大阻值为100Ω，额定电流为0.2A）
G．电阻箱（阻值范围为0~999.9Ω，额定电流为0.5A）
H．开关和导线若干
（1）实验采用的电路图如图甲所示，图中选用的电流表应为 （填“A1”或“A2”），所选滑动
变阻器为 （填“R1”或“R2”）。
（2）如果图甲中电流表最大能测量0.9A 电流，则电阻箱调节好后的电阻值为 Ω。
（3）根据图甲所示电路图，在图乙中用笔画线代替导线将没连接好的器材连接好。( )
31
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（4）根据实验数据，描绘的电动剃须刀的伏安特性曲线如图丙所示，已知电流表示数0~0.25A 之间为直线，
则电动剃须刀的内阻为 Ω，正常工作时机械效率为 。
（5）如果将该剃须刀与电动势为2.0V，内阻2.5Ω的电源直接相连，则剃须刀消耗的实际功率为
W（保留两位有效数字）。
【答案】 A1 R1 1.2
32
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
1.6 58.3% 0.40（0.38~0.41）
【详解】（1）[1]本实验中电动剃须刀的额定电流为0.625A，电流表A2量程太大，电流表A1量程太小，
但其内阻已知，可以利用电阻箱改装，故选A1；
[2]滑动变阻器用分压电路，则所选滑动变阻器为阻值较小的R1。
（2）[3]要将电流表A1改装为量程0.9A 的电流表，需要并联的电阻为
（3）[4]实物连接图如图所示
（4）[5]电流表示数0~0.25A 之间为直线，说明此时剃须刀没有工作，根据欧姆定律可知电动剃须刀的内
阻为
[6]电动剃须刀正常工作时功率1.5W，电流为0.625A，则效率为
（5）[7]电源电动势为2.0V，内阻2.5Ω，则其短路电流为0.8A，在剃须刀的伏安特性曲线图中画出该电源
的伏安特性曲线如图所示
33
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
从图中读出此时剃须刀电压为0.9V，电流为0.44A，所以如果将该剃须刀与该电源直接相连，剃须刀消耗
的实际功率约为
18．（2023·山东日照·统考三模）小灯泡
的说明书上标明额定电压为
，伏安特性曲线如图甲所示。
某同学通过实验验证它的伏安特性，所使用的器材有：电压表
（量程
，内阻
）；电流表
（量
程
，内阻
）；定值电阻
（阻值
）；滑动变阻器
（阻值
）；电源
（电动势
，
内阻不计）；开关
；导线若干。
（1）实验要求能够实现在
的范围内对小灯泡的电压进行测量，在答题卡的虚线框内画出实验电路
原理图 。
（2）请根据原理图，用笔画线代替导线在图乙实物接线图中完成导线的连接 。
（3）经验证，小灯泡
的伏安特性曲线与说明书上的一致。现用另一电源
（电动势
，内阻
）
和小灯泡
、滑动变阻器
、开关
以及导线连接成图丙所示的电路。滑动变阻器的滑片在最左端时闭合
34
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
开关
，稳定后小灯泡的电阻
。调节滑动变阻器
的阻值，在可变化范围内，小灯泡的最
大功率
W。（结果均保留2 位有效数字）
【答案】
9.0 0.94
【详解】（1）[1]实验要求能够实现在
的范围内对小灯泡的电压进行测量，应采取分压法，电流
35
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
表量程太小，应并联定值电阻
增大量程，如图
（2）[2]如图
（3）[3][4]根据闭合电路欧姆定律
整理得
在小灯泡
的伏安特性曲线上作图
36
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
交点对应电压U=1.9V
电流I=0.21A，
当滑动变阻器接入电路中电阻为零时，灯泡功率最大，此时电源内阻
，作出电源的伏安特性曲线（虚
线）如图交点对应电压U1=3.48V
电流I1=0.27A
小灯泡的最大功率
0.94W
19．（2023·江西宜春·校联考二模）要描绘一个标有“
”的小灯泡的伏安特性曲线，有如下
一些器材
A．待测小灯泡
B．电流表A：量程为
，内阻约为
C．电压表V：量程为
，内阻约为
D．定值电阻
：阻值为
E．定值电阻
：阻值为
F．滑动变阻器
：阻值范围为
，额定电流
G．滑动变阻器
：阻值范围为
，额定电流
H．干电池
：电动势约为
，内阻很小
I．电键
及导线若干
（1）根据以上所给器材，最佳实验电路图应该选择 。
（2）定值电阻
应选 ，（填
或
）滑动变阻器
应选 。（填
或
）
（3）如图所示是实验中描绘出的小灯泡的伏安特性曲线，该实验小组将2 个这样伏安特性相同的小灯泡，
并联后接在电动势为
、内阻为
的电源上，则每个小灯泡实际工作的功率为 W（结果
保留1 位有效数字）。不考虑偶然误差，这个实验得到的灯泡的电阻值和实际值相比 （选填
37
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
“偏大”“偏小”或“相等”）
【答案】 丙 R1 R3 0.3 偏小
【详解】（1）[1]小灯泡电阻
根据
应采用安培表外接法，定值电阻
起保护电路作用，所以最佳实验电路图应该选择丙。
（2）[2][3]为方便实验操作，滑动变阻器
应选
，由于电动势约为
，电压表量程为
，定值电
阻
应选
。
（3）[4]设流过其中一个灯泡的电流为I，则干路电流为2I，每个灯泡的电压与电源路端电压相等，设为
U。电源的路端电压与干路电流的关系为U=E-2Ir
代入数据变形为
在小灯泡I-U 图像中画出此关系式的图像，如下图所示
38
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
两图线交点(1.0V，0.3A)就是每个小灯泡的实际电压与电流，则灯泡的实际功率P=UI=0.3W
[5]由于电压表的分流作用，电流表测量值偏大，这个实验得到的灯泡的电阻值和实际值相比偏小。
20．（2023·江苏·模拟预测）物理兴趣小组的同学想利用所学知识测量新进的一批额定电压为3 V 的小
灯泡在不同电压下的功率，现有如下器材：
A．直流电源
（内阻不计）；
B．直流电流表：量程0~0.3 A，内阻不计；
C．直流电压表：量程0~3 V，内阻约为5 kΩ；
D．滑动变阻器
：最大阻值为10 Ω，允许通过的最大电流为1 A；
E．滑动变阻器
：最大阻值为1 kΩ，允许通过的最大电流为300 mA；
F.开关，导线若干。
（1）本实验中，滑动变阻器应选用 （填“D”或“E”）。
（2）请在方框中画出实验电路图。
（3）根据所画的电路图，小灯泡功率的测量值将真实值 （填“大于”“小于”或“等于”）。
（4）某同学根据测量数据，绘出小灯泡的
图像如图甲所示。若用题目所给电源和滑动变阻器
，把
两个该规格小灯泡连接成如图乙所示的电路，调节滑动变阻器接入电路的阻值，可以改变小灯泡的实际功
率，闭合开关S，在滑动变阻器的变化范围内，一个小灯泡的最小功率为 W，最大功率为
W。（结果均保留两位有效数字）
【答案】 D 见解析 等于 0.10 0.65
【详解】（1）[1]描绘小灯泡的伏安特性曲线要求电压从零开始变化，则滑动变阻器应采用分压式接法，
最大阻值越小越好。
39
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
故选D。
（2）[2]因为电流表内阻不计，所以电流表采用内接法，由（1）分析可知滑动变阻器采用分压式接法，电
路图如图1 所示。
（3）[3]因为电流表内阻不计，所以小灯泡两端电压、流过小灯泡电流的测量值均为真实值，没有系统误
差存在，故小灯泡功率的测量值等于真实值。
（4）[4] [5]滑动变阻器接入电路的阻值为零时，小灯泡两端的电压最大为3 V，此时功率最大，根据图像
有最大功率
滑动变阻器全部阻值接入电路时，小灯泡功率最小，设任意一个小灯泡两端的电压为U，流过其的电流为
I，由闭合电路欧姆定律有
代入数据有
在题图甲中面出它表示的
图线，如图2 所示，交点表示小灯泡的实际电压、电流，故最小功率
40
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
41
