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第35 讲 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线
目录
01 课标达标
练.................................................................................................................................................................................2
题型01 实验原理与操作..........................................................................................................................................2
题型02 数据处理与误差分析.................................................................................................................................3
题型03 创新实验新考法.......................................................................................................................................3
02 核心突破练.......................................................................................................................................................9
03 真题溯源练.....................................................................................................................................................11
01 实验原理与操作
1．某同学研究一款新型灯泡工作时电流随电压变化的规律。所用器材如下：
A．干电池两节（每节电动势
，内阻很小）
B．灯泡L（额定电压2.5V，内阻约几欧）
C．电流表A（量程0~0.6A，内阻不计）
D．电压表V（量程0~3V）
E.滑动变阻器R（最大阻值为5Ω）
F.开关一个及导线若干
1
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(1)为了使灯泡两端的电压可以从零开始变化，请在图甲中补全电路图。
(2)该同学通过实验绘制了通过灯泡的电流随其两端电压变化的图像如图乙所示，则灯泡的额定功率
W。（保留两位有效数字）
(3)如果将该灯泡直接接到电动势
、内阻
的电源两端，则该灯泡此时的阻值
Ω。
（保留三位有效数字）
【答案】(1)见解析图
(2)1.2
(3)3.03（2.94~3.13）
【详解】（1）为了使灯泡两端的电压可以从零开始变化，滑动变阻器需要采用分压式接法；因电流表内
阻不计，故电流表采用内接法，电路图如图所示。
（2）由图乙可知，灯泡两端电压为额定电压时的电流
则灯泡的额定功率
（3）在灯泡的伏安特性曲线中作出电源的伏安特性曲线，如图所示
由图可知，此时灯泡两端的电压
电流
则此时灯泡的电阻
2．）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。
2
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（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）。
3
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【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
（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
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02 数据处理与误差分析
3．（2023·福建·一模）如图所示，为两个小灯泡
、
的伏安特性曲线，将这两个小灯泡并联后，接在电
动势为3V，内阻
的电源上，则（ ）
A．
中的电流约为0.3A
B．电源的效率约为50%
C．
的电功率约为0.2W
D．电源输出功率约为0.75W
【答案】BD
【详解】
电源电动势为3V，内阻
，作出电源路端电压和电流图像，两个小灯泡并联，故接入电路时两小灯泡的
电压和电路的路端电压均相等，根据闭合电路欧姆定律得
，且两灯泡电流之和等于干路电流。
综上分析，图中路端电压等于1.5V 时满足条件。
AC．根据图像得当电压为1.5V 时，
、
中的电流约为0.2A、0.3A，
的电功率约为
故AC 错误；
B．电源的效率约为
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B 正确；
D．电源输出功率约为
D 正确。
故选BD。
4．（2022·福建泉州·模拟预测）（1）热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中。图甲为某种热敏电阻
和金属热电阻的阻值R 随温度t 变化的示意图。由图可知，这种热敏电阻在温度上升时电阻 （选填
“变大”或“变小”）。相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的响应更敏感。
（2）利用传感器可以探测、感受外界的信号、物理条件等。图乙所示为某同学用传感器做实验得到的小
灯泡的U−I 系图线。
实验室提供的器材有：电流传感器、电压传感器、滑动变阻器A（阻值范围0~10Ω、滑动变阻器B（阻值
范围0~100Ω）、电动势为6V 电源（不计内阻）、小灯泡、电键、导线若干。该同学做实验时，滑动变阻
器选用的是 （选填“A”或“B”）；请在图丙的方框中完成该实验的电路图。
【答案】 变小 A
【详解】（1）[1]由图甲可知，这种热敏电阻在温度上升时电阻减小。
（2）[2][3]电路采用分压式，则滑动变阻器选着小的，即A。
电路图如下
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5.（2022·福建三明·三模）兴趣小组同学通过实验研究某电子元件的伏安特性曲线，使用的器材如下∶电源、
滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线。
（1）该同学将此电子元件连接成如图甲所示的实验电路。开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于
（填“左”或“右”）端。用此实验电路测得不同型号的该电子元件的多组电流和电压值，并由此分别绘
出其I-U 图像如图乙所示，根据图像可求得型号②元件在电压为0.8V 时的电阻值为 Ω。
（2）若导线6 断路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，示数会发生明显变化的电表是 。
（3）拆去导线2，将滑动变阻器调至适当阻值保持不变，接型号①元件时读得电流表的示数为140mA，改
接型号②元件时电流表的示数为160mA。若该电子元件被短路，则通过电源的电流为 mA。
（结果保留3 位有效数字）
【答案】 左 5 电压表 222
【详解】(1)[1]滑动变阻器为分压式接法，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于左端，使该元件上电压为
零。
[2]根据图像可求得型号②元件在电压为U2=0.8V 时电流为I2=0.16A，故电阻值为
(2)[3]若导线6 断路，电压表与该元件串联，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电流很小，电流表示数几
乎不变，电压表测的是滑动变阻器左半端分出的电压，故示数会发生明显变化。
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(3)[4]设电路其余部分电阻为r，电动势为E，拆去导线2，滑动变阻器变为限流式接法，接型号①元件时读
得电流表的示数I1=140mA，由乙图可知，电压为U1=1.06V，由闭合电路欧姆定律可得
改接型号②元件时电流表的示数I2=160mA，电压为U2=0.8V，由闭合电路欧姆定律可得
联立解得
，
若该电子元件被短路，则通过电源的电流为
03 创新实验新考法
6．（2023·福建泉州·二模）一热敏电阻的说明资料上给出其阻值Rt随温度t 变化的特性曲线，如图甲中曲
线I 所示。为了验证这条曲线，某实验小组采用“伏安法”测量该热敏电阻在不同温度下的阻值，然后绘
出其Rt－t 图线。所设计的部分电路如图乙所示，其中电压表V 的量程为0~3V、内阻约3kΩ；电流表A 的
量程为0~250μA、内阻约300Ω；滑动变阻器的最大阻值为100Ω：
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(1)用图乙电路测Rt的低温区阻值时，请根据实验原理，用笔画线代替导线将电路连接完整；( )
在开关闭合之前滑动变阻器的滑片应滑到 （选填“a”或“b”）端；
(2)该小组在测Rt的各个温度区阻值时，都采用(1)所设计的电路，绘出的Rt－t 图线如图甲中曲线II 所示，
它与曲线I 在高温区部分存在明显偏差，是因为高温时(1)所设计的电路中 （选填“电流表”或“电压
表”）的测量值偏差过大；
(3)为了提高精度，该小组改用“电桥法”测量Rt的阻值，电路如图丙所示，其中定值电阻阻值为R0，粗细
均匀的电阻丝AB 总长为L。实验时闭合开关S，不断调节线夹P 所夹的位置，直到电流表G 示数为零，测
出此时PB 段电阻丝长度x，则Rt的阻值计算式为Rt= （用R0、L、x 表示）。已知L=60.00cm，
R0=3.6kΩ，当电流表G 示数为零时x=15.00cm，则此时热敏电阻所处环境的温度为
（结果保留两
位有效数字）。
【答案】
a 电压表
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【详解】(1)[1]Rt的低温区阻值时阻值较大，则电流表应用内接法，由于滑动变阻器总阻值较小，则滑动变
阻器用分压式，如图所示
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[2]为了保护用电器，在开关闭合之前滑动变阻器的滑片应滑到a 端
(2)[3]由电路图可知，误差来源于电流表的分压，所以曲线I 在高温区部分存在明显偏差，是因为高温时(1)
所设计的电路中电压表的测量值偏差过大
(3)[4]设电阻丝总电阻为R，通过电阻丝的电流I1，流过热敏电阻的电流为I2，由于电流表G 示数为0，则有
解得
[5]代入数据得
由图甲可知，此时热敏电阻所处环境的温度为
7.（福建漳州·三模）类太阳光的LED （ 发光二极管）光源照明具有稳定节能、绿色环保等优势，近年来
广泛应用于人们的日常生活中。某实验小组要描绘一个标有“4.0 V， 1.0 W”全光谱系列LED 灯珠正向导电
的伏安特性曲线，要求测量数据尽量精确、绘制曲线完整。选用的器材有∶
A．电池组（电动势为6.0 V，内阻约1Ω）；
B．电流表（量程为0~300 mA，内阻约5Ω）；
C．电压表（量程为0~3 V，内阻3 kΩ）；
D．滑动变阻器（最大阻值10Ω，额定电流2 A）；
E．定值电阻（阻值1 kΩ）
F.定值电阻（阻值10kΩ）
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G.开关一个、导线若干。
（1）实验电路如图甲。请用笔画线代替导线，补画一条导线连接成完整的电路。( )
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（2）定值电阻应选 （选填“E”或“F”）；
（3）实验得到LED 灯珠的伏安特性曲线如图乙。对本实验理解正确的是 。（ 填正确答案标号）
A．LED 灯珠正向电阻阻值随两端电压的增大而增大
B．若滑动变阻器采用限流接法，也能绘制出完整的曲线
C．当LED 灯珠两端的电压小于3 V 时；电流表示数变化不明显，误差大
D．当LED 灯珠两端的电压为3 V 左右时，应多测几组数据，描绘的曲线更精确
【答案】
E CD
【详解】（1）[1]根据题意，该电路滑动变阻器应采用分压式接法，开关要控制总电路，LED 的电阻比较小，
采用电流表外接法测量误差较小，电路如图所示
（2）[2]电压表的量程为3V，可以串联一个电阻，改装成4V 的电压表，串联的阻值为
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故选E。
（3）[3]A．由图可知当正向电阻随接入两端电压的增大导通时，LED 的电阻随接入两端电压的增大而减小，
A 错误；
B．若滑动变阻器采用限流接法，电压不能从零开始调节，则绘制不出完整的曲线，B 错误；
C．根据图像可知，当LED 灯珠两端的电压小于3 V 时；电流表示数变化不明显，误差大，C 正确；
D．当LED 灯珠两端的电压为3 V 左右时，电流变化明显，图线变化明显，应多测几组数据，描绘的曲线更
精确，D 正确。
故选CD。
1．为了描绘小灯泡
的伏安特性曲线，并想同时较准确测其在额定电流下的功率，可供选用的器材如下：
待测小灯泡L（规格“额定电流为
，额定功率约为
”）；
电流表
（量程
，内阻约为
）；
电流表
（量程
，内阻
）；
电压表
（量程
，内阻
）；
标准电阻
（阻值
）；
标准电阻
（阻值
）；
学生电源
（电动势约为
，内阻不计）；
开关S 及导线若干。
(1)实验时有两个滑动变阻器可供选择：
A．阻值0 到
，额定电流
B．阻值0 到
，额定电流
本实验应选的滑动变阻器是 （选填“A”或“B”）。
(2)要求要完整地描绘出小灯泡L 的伏安特性曲线，电压需从零开始，并在安全前提下较准确测出其在额定
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电流下的功率，在虚线框内画出满足要求的实验电路图，并在图上标明所选器材代号 。
(3)某次实验时，若电流表满偏时，电压表的读数如图所示，则电压表的读数为 V，灯泡额定功
率为 W（计算结果保留两位有效数字）。
【答案】(1)B
(2)
(3) 2.60 4.6
【详解】（1）由于灯泡电阻
故滑动变阻器应采用分压式接法，为了方别调节，因选用最大阻值与之相近的滑动变阻器B。
（2）电压需从零开始，滑动变阻器应采用分压式接法，且灯泡额定电流为0.5A，
量程太大不适用，故
需要电流表
与
并联改装成大量程电流表；由于灯泡额定电压
故需电压表
与
串联改装大量程电压表，综合以上可知电路图如下
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（3）[1]题图可知电压表最小分度值为0.1V，故读数保留到百分位，即读数为2.60V，此时
电压
；
[2]此时灯泡电流为
灯泡功率
联立解得
2．某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小，实验器材如图甲所示，现已完成部分导线的连
接．
(1)实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，请按此要求用笔画
线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接 ：
(2)某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为 A；
(3)该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所示，根据图线判断，将 只相同的小电珠并联后，直
接与电动势为3V、内阻为1Ω 的电源组成闭合回路，可使小电珠的总功率最大，其总功率的值约为
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W（保留小数点后两位）.
【答案】
0.44 4 2.22~2.28
【详解】（1）滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，则滑动变阻器
采用分压接法，实物图如图所示；
（2）由图知电流表量程为0.6A，所以读数为0.44A；
（3）电源内阻为1 欧，所以当外电路总电阻等于电源内阻时，消耗电功率最大，此时外电路电压等于内
电压等于1.5V，由图知当小电珠电压等于1.5V 时电流约为0.38A，此时电阻约为
，并联后的
总电阻为1 欧，所以需要4 个小电珠，小电珠消耗的总功率约为
（2.22-2.28W 均
可）．
3．（2024·福建漳州·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；
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（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。
（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
4．（2025·福建宁德·三模）小宁同学将新、旧电池混搭使用，发现混搭后电池组的电能似乎消耗得很快，
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不宜混用。为了弄清新、旧电池不宜混用的原因，小宁利用新、旧电池进行如下实验。实验器材与实验步
骤如下：
A．新、旧电池各一个
B．电压表（量程
，内阻约为
）
C．电流表（量程
，内阻约为
）
D．电流表（量程
，内阻约为
）
E．滑动变阻器（阻值范围
，额定电流2A）
F．开关与导线若干
(1)小宁设计了图甲所示的电路，在测量新电池时选择量程
的电流表进行实验，图乙为某次测量的
电流表示数，读数为 A；改变滑动变阻器的阻值测量出多组电流与电压的值，并在丙图中描绘了新
电池的
图像。
(2)仅将电路中的新电池换成旧电池，重新实验，发现无论怎么改变滑动变阻器的阻值，电流表的指针偏角
都很小，无法准确读数，小宁推测可能是电流表量程太大，于是换上量程
的电流表，重复（1）
操作，顺利完成实验，也在丙图中描绘了旧电池的
图像，则旧电池的
图线是图丙中的
（选填“A”或“B”），其电动势为 V，内阻为
。（结果均保留三位有效数字）。
(3)若将上述新、旧电池串联后，直接给伏安特性曲线如图丙中C 所示小灯泡（额定电压2.8V）供电，试推
断该电池组工作效率约为 （结果保留两位有效数字）；由此可推测新旧电池不宜混用的主要原因是
。
【答案】(1)0.16
(2) A
(3)
（
） 混用后电池组工作效率低或混用后电池组内阻消耗的功率很大或旧
电池内阻很大
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【详解】（1）电流表最小刻度为0.02A，则此时的读数为0.16A；
（2）[1]根据U=E-Ir，旧电池的电动势偏小，内阻较大，即图像的斜率较大，可知
图线是图丙中的
A；
[2]由图像可知电动势为E1=1.40V
[3]内阻为
（3）[1]由图可知新电池的电动势E2=1.50V
内阻
新旧电池串联后的等效电动势和内阻分别为
，
与灯泡串联时
即
将此函数关系画在灯泡的U-I 图中，则
可知交点坐标I=0.16A，U=0.5V
则电源工作效率
[2]此可推测新旧电池不宜混用的主要原因是混用后电池组工作效率低或混用后电池组内阻消耗的功率很大
或旧电池内阻很大。
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（浙江·高考真题）（1）小明同学用多用电表测量一未知电阻器的阻值。经过规范操作后，所选欧姆挡倍
率及指针位置分别如图甲、乙所示，则此电阻器的阻值为 Ω
（2）在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中：
①如图丙所示，已经连接了一部分电路，请在答题纸上对应位置将电路连接完整 。
②合上开关后，测出9 组Ⅰ、U 值，在
坐标系中描出各对应点，如图丁所示。请在答题纸对应位置的
图中画出此小灯泡的伏安特性曲线 。
③与图丁中P 点对应的状态，小灯泡灯丝阻值最接近 。
A．16.7Ω B．12.4Ω C．6.2Ω
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【答案】 1750（1700～1800）
C
【详解】（1）[1]阻值为欧姆表盘读数乘以倍率：
（2）①[2]根据图丁可知电压表选择0 到3V 量程即可，数据从0 开始测量，滑动变阻器采用分压接法：
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②[3]用平滑曲线画出伏安特性曲线：
③[4]根据图像结合欧姆定律：
所以C 选项的电阻较为接近。
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