2024-2025学年教科版（2019）必修第三册 2.5实验：描绘IU特性曲线 课时过关练（含解析）
一、单选题
1．如图所示是三种元件的特性曲线，下列说法正确的是( )
A.3代表小灯泡的特性曲线，电阻率随温度的变化而保持不变
B.三条线代表的元件都是线性元件
C.1代表标准电阻，温度升高，电阻不变，其斜率等于电阻
D.2代表某些半导体元件，随着电压、电流的升高，电阻减小
2．两个电阻、的伏安特性曲线如图中实线所示。下列说法正确的是( )
A.的阻值恒定，的阻值随电压增大而减小
B.电压为时，电阻的阻值为
C.电压为时，的电阻小于的电阻
D.电压为时，两电阻消耗的电功率相等
3．一非线性元件的伏安特性曲线如图所示，则该元件两端的电压为2V时，该元件的电阻为( )
A.1Ω B.0.5Ω C.2Ω D.4Ω
4．两电阻的伏安特性曲线如图所示，从图线可知( )
A. B. C. D.不能确定
二、多选题
5．如图所示为导体a、b的伏安特性曲线，下列说法正确的是( )
A.导体a的电阻为 B.导体b的电阻为
C.将导体a和b串联，其总电阻为 D.将导体a和b并联，其总电阻为
6．如图甲所示为a、b两电学元件的伏安特性曲线，若把元件a、b串联，在其两端加上电压，如图乙所示，则( )
A.元件a两端的电压 B.元件a两端的电压
C.流过元件a的电流 D.流过元件a的电流
7．如图所示为某线性元件甲和非线性元件乙的伏安特性曲线，两图线交于A点，A点坐标为（12V，1.5A），甲的图线与U轴所成夹角θ为。下列说法正确的是( )
A.随电压的增大，元件乙的电阻变大
B.在A点对应的状态时，甲、乙两元件的电阻相等
C.元件甲的电阻为
D.若将甲、乙两元件并联后直接接在电压恒为5V的电源上，则每秒通过干路某一横截面的电荷量为1.5C
三、实验题
8．小刘同学在家找到一个老旧的白炽灯泡，他对这个灯泡进行研究，先用欧姆表挡进行测量，正确操作后发现指针如图甲所示，小刘同学为了更准确的测量灯泡的电阻，找到了下列器材：
A.量程为3V的电压表，内阻约为3kΩ
B.量程为10mA的电流表，内阻为6Ω
C.滑动变阻器（0-10Ω）
D.滑动变阻器（0-100Ω）
E.电阻箱R（999.9Ω）
F.电源3V
开关及导线若干
（1）小刘同学发现电流表的量程太小，想改装成量程为40mA的电流表，则电流表与电阻箱________（填并联或串联），阻值为________Ω。
（2）若要求电压从0开始测量，滑动变阻器选________（填器材前的字母）。
（3）根据所选器材，把实物连接图乙补充完整。
（4）根据所测量的数据，画出图线如图丙所示，若已知图线的斜率为k，则灯泡的电阻为________Ω。
9．（1）用螺旋测微器测量某金属丝的直径如图甲所示，该金属丝的直径为______mm。
（2）某次实验过程中，电阻箱旋钮位置如图乙所示，电阻箱接入电路的阻值为______kΩ。
（3）某同学想通过测绘小灯泡的图像来研究小灯泡的电阻随电压变化的规律。所用器材如下：
待测小灯泡一只，额定电压为2.5V，电阻约为几欧；
电压表一个，量程0~3V，内阻约为3kΩ；
电流表一个，量程0~0.6A，内阻约为0.1Ω；
滑动变阻器一个，干电池两节，开关一个，导线若干。
①图丙中开关S闭合之前，应把滑动变阻器的滑片置于______处（填“a”或“b”）。
②为减小实验误差，图丙中P点应与______点连接（填“M”或“N”）。
③由于电压表分流导致测量小灯泡电阻的误差属于______（填“系统误差”或“偶然误差”）。
④该同学通过实验作出小灯泡的图像如图丁所示，则小灯泡正常工作时的电阻为______Ω（计算结果保留两位有效数字）。
⑤图丁中图像弯曲的主要原因是：______。
10．某兴趣小组欲利用伏安法测量一未知电阻（阻值在0.4～0.6Ω之间），实验室提供如下器材：
A.电压表（量程3V，内阻3kΩ）；
B.电压表（量程3V，内阻3kΩ）；
C.定值电阻（阻值4.5Ω）；
D.电阻箱R（调节范围0～999.9Ω）；
E.滑动变阻器（最大阻值10Ω）；
F.电源E（电动势5V，内阻约1Ω）；
G.开关一个；
H.导线若干。
（1）欲将电压表改装成量程为0.6A的电流表，需将电阻箱R调节至_______Ω后与表并联（结果保留2位有效数字）。
（2）由于待测电阻阻值过小，为保证电表读数总能在量程的以上，需将定值电阻接入电路。图（a）所示电路图中合理的是_______（选填“A”、“B”或“C”）；闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调到变阻器的最_______（选填“左”或“右”）端。
（3）按合理的电路图完成实验，绘制出两电压表示数的关系如图（b）所示。由此可计算出待测电阻_______Ω（结果保留1位有效数字）。
（4）电源内阻不是准确值，这对的测量结果_______（选填“有”或“无”）影响。
11．某同学为研究小灯泡L（额定电压2.8V，额定电流0.40A）的伏安特性，所使用的器材有：
A.电压表（0~3V，内阻约为3kΩ）；
B.电压表（0~15V，内阻约为30kΩ）；
C.电流表（0~3A，内阻约为0.1Ω）；
D.电流表（0~500mA，内阻约为0.6Ω）；
E.滑动变阻器（200Ω，0.5A）；
F.滑动变阻器（10Ω，2A）；
G.直流电源（电动势3V，内阻不计）；
H.开关S，导线若干。
（1）实验要求能够在0~2.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量，并尽可能减小误差。根据要求在图1虚线框中画出实验电路图。
（2）电路中电压表应选用_______，电流表应选用_______，滑动变阻器应选用_______。（用序号字母表示）
（3）测得此灯泡的伏安特性曲线如图2所示，当工作电压是1.6V时，此灯泡的电阻为________。（结果保留3位有效数字）
（4）若将此灯泡与电动势为3V，内阻为10Ω的电源相连，则灯泡两端的实际电压为________V（结果保留1位有效数字）。
12．某同学在探究规格为“6 V 3 W”的小灯泡特性曲线的实验中：
（1）在小灯泡接入电路前，使用多用电表直接测量小灯泡的电阻，则应将选择开关旋至哪个挡进行测量？( )
A.直流电压10 V B.直流电流5 mA C.电阻×100 D.电阻×1
（2）该同学采用如图甲所示的电路进行测量。图中R为滑动变阻器（阻值范围，额定电流1.0 A），L为待测小灯泡，为电压表（量程6 V，内阻），为电流表（量程0.6 A，内阻），E为电源（两极间电压8 V），S为开关。
①在实验过程中，开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于哪一端？
②在实验过程中，已知各元器件均无故障，但闭合开关S后，无论如何调节滑片P，电压表和电流表的示数总是调不到零，其原因可能是哪一条导线没有连接好？（图甲中的绿色小圆点表示接线点，并用数字标记，请用图甲中的数字说明存在断路的导线，如“2点至3点的导线”）
③排除故障后进行实验，该同学描绘出的小灯泡的特性曲线如图乙所示，则可以看出小灯泡的阻值随着两端电压的增大而怎样变化？原因是什么？
参考答案
1．答案：D
解析：A.在图像中，图线上的点与原点连线斜率的倒数等于电阻，曲线3中反应的特征是，随着电压、电流的增大，电阻逐渐增大，这符合小灯泡的伏安特性曲线，其电阻率随温度的升高而增大，故A错误；
B.三条线中的2、3是曲线，说明其代表的元件不是线性元件，故B错误；
C.元件1的伏安特性曲线是直线，说明其电阻不随电压、电流、温度的变化而变化，是标准电阻，在图像中，其斜率的倒数等于电阻，故C错误；
D.曲线2中反应的特征是，随着电压、电流的增大，电阻逐渐减小，说明该元件是半导体元件，故D正确。
故选D。
2．答案：D
解析：A.因为图像上的点与坐标原点连线的斜率表示电阻的倒数，则的阻值恒定，的阻值随电压增大而增大，故A错误；
BC.电压为时，电阻的阻值为
则此时的电阻等于的电阻，故BC错误；
D.电压为时，两电阻消耗的电功率相等，均等于
故D正确。
故选D。
3．答案：A
解析：由图可知，该元件两端的电压为2V时电流为2A，该元件的电阻为
故选A。
4．答案：B
解析：图像的斜率表示电阻的大小，图线1的斜率大于图线2的斜率。因此故选B。
5．答案：AC
解析：AB.根据欧姆定律，结合图像可知
A正确，B错误；
CD.导体a和b串联时，其总阻值
导体a和b并联时，其总阻值
C正确，D错误。故选AC。
6．答案：AD
解析：CD.根据串联电路规律可得
如图所示
若电路电流为，则总电压大于，可知回路电流，即流过元件a的电流
C错误，D正确；
AB.元件b中电流小于，由图像可知，电压小于，可知元件a两端的电压
A正确，B错误。
故选AD。
7．答案：AB
解析：A.由题图可知，随电压的增大，元件乙的图线上的点与原点连线的斜率变小，根据
可知，其电阻变大，A正确；
B.在A点对应的状态时，甲、乙两元件的电压、电流相等，则电阻相等，B正确；
C.图线上的点与原点连线的斜率表示电阻的倒数，则元件甲的电阻
C错误；
D.将甲、乙两元件并联后直接接在电压恒为5V的电源上，因并联电路电压相等，所以两元件两端的电压均为5V，由图线可知通过两元件的电流分别为
并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以总电流
由电流定义式可得
可知每秒通过干路某一横截面的电荷量为1.625C，D错误。
故选AB。
8．答案：（1）并联；2（2）C（3）见解析（4）
解析：（1）并联可以分流，要扩大电流表的量程，需并联一个定值电阻；
根据并联电路的特点及欧姆定律可得
代入数据解得，并联电阻的阻值为
（2）实验要求电压从0开始变化，故滑动变阻器采用分压接法，为了便于实验调节，应选用规格较小的滑动变阻器，故选，即选C。
（3）由于电流表的内阻已知，故电流表采用内接法，结合上述分析可知，滑动变阻器采用分压式接法，电路连接情况如下
（4）根据欧姆定律可得
其中，
整理可得
故在图像中，其斜率为
解得
9．答案：（1）1.198~1.200
（2）35
（3）①a②M③系统误差④⑤电流（电压）变大，温度升高，电阻变大
解析：（1）螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和，所以金属丝的直径为。
（2）电阻箱接入电路的阻值为。
（3）①为了保护电路，所以开关闭合之前，待测电路应处于短路状态，即滑动变阻器的滑片应置于a端；
②由于
则电流表应采用外接法，所以为减小实验误差，图丙中P点应与M点连接；
③由于电压表分流导致测量小灯泡电阻的误差属于系统误差；
④由图可知，当电压为2.5V时，流过灯泡的电流约为0.43A，所以此时小灯泡的电阻为
⑤图丁中图像弯曲的主要原因是电流（电压）变大，温度升高，电阻率变大，从而电阻变大。
10．答案：（1）5.0（2）A；左（3）0.5（4）无
解析：（1）根据电流表改装原理
解得电阻箱电阻为
（2）由于待测电阻阻值过小，为保证电表读数总能在量程的以上，需将定值电阻与待测电阻串联，并通过电压表测量定值电阻与待测电阻两端的电压。
故选A。
为防止烧坏电表，待测电阻两端的电压应从零开始，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调到变阻器的最左端。
（3）根据电流关系可得
整理得
图象斜率为
解得待测电阻为
（4）实验处理数据时，考虑了电表内阻的影响，的测量结果为准确值，且图象斜率与电源内阻无关，故电源内阻不是准确值，这对的测量结果无影响。
11．答案：（1）见解析（2）A；D；F（3）5.33（4）1
解析：（1）因灯泡额定电压2.8V，额定电流0.40A，可知电压表选择A，电流表选择D；则由于电压表内阻远大于灯泡电阻，可知应该采用电流表外接。为减小误差，应连接成分压式电路，如图所示
（2）因灯泡额定电压2.8V，额定电流0.40A，可知电压表选择A，电流表选择D；则由于电压表内阻远大于灯泡电阻，可知应该采用电流表外接；滑动变阻器选择阻值较小的F。
（3）根据灯泡的伏安特性曲线，当工作电压是时，灯泡的电流为300mA=0.3A，则此灯泡的电阻为
（4）在灯泡的伏安特性曲线中做出电动势为3V、内阻为的电源的图像，如图所示
则图像的交点的坐标即为小灯泡接入电路中时灯泡的电压和电流，所以灯泡两端的实际电压为
12．答案：（1）D；
（2）①左；
②1点至5点的导线；
③增大；随电压电流的增加，温度升高，电阻值变大
解析：（1）小灯泡正常发光时电阻为，使用多用电表测电阻时，选择开关旋至欧姆×1挡进行测量。故选D。
（2）①由电路图可知，开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于最左端；
②闭合开关S后，无论如何调节滑片P，电压表和电流表的示数总是调不到零，可能是1点到5点间的导线没有接好，滑动变阻器实际上被接成了限流接法；
③由图乙所示，根据欧姆定律可知，其电阻随工作电压的增大而增大；原因是随电压、电流的增加，温度升高，灯泡阻值变大。
