2026年高考物理（福建專用）實(shí)驗(yàn)：描繪小燈泡的伏安特性曲線（復(fù)習(xí)講義）學(xué)生版+解析

該心：畫嗷攝小燈泡用端電i（U間電流⑴，端（M）圖像

朝朝

依據(jù)：姻定律（R=U/I）,圖郵表示電由（毛線住,因燈絲電阻隨溫防m(xù)而增大）

實(shí)■材0--電源'開關(guān)、酸、小隗、電減、電壓表、滑動(dòng)翅囂、坐藏

電流表接法:夕檄（小燈神阻較小,（R.X\IIR.V），制'系統(tǒng)誤差）

轆解

滑動(dòng)變阻器觸：分盅去（茶電斷雪碟S續(xù)變生覆蓋額定梃）

廠連接電%m駿電雒接,朕融,滑片置秒睡點(diǎn)（使燈泡兩觸s為o）

實(shí)物展0^—O：胎開關(guān),W,從低播顧趣5涯內(nèi)服氮u、I廨.：記錄靛電肝的罪）

,,圖：磴翩薊（U-I座標(biāo)氯解麟（平滑曲線,相成折線）

滑動(dòng)變阻器分壓接法是否正瑜，電流動(dòng)隈法是否合理

桃段浩連接

斯圖連股誤判斷（蛔負(fù)徽在、滑州始踵）

實(shí)繳蜿o---------電壓膂遑否從0開始點(diǎn)否測(cè)量多組睡，是否通懶額定電壓

圖雌叔：斯斜氯匕U/I=R）,醺（U）堂熔圉歆（蜩增大）

能處理與圖像邠fY2異常點(diǎn)分析：偏軸哪點(diǎn)可解讀教段腺壞當(dāng)（如帆毅）

系統(tǒng)誤差:電糯摘去題（1」洲>UK）,?1?B（R.0II<RJMI）

誤差與誤差分析Y2雕誤套讖?麟塞作圖誤差何通過多嬲8副'

Fi

核心突破?靶向攻堅(jiān)

■j

考點(diǎn)一基礎(chǔ)實(shí)瞼方案重?.

知識(shí)點(diǎn)i實(shí)驗(yàn)原理與操作

知識(shí)點(diǎn)2數(shù)據(jù)處理

1.在坐標(biāo)紙上以U為橫軸，以I為縱軸，建立坐標(biāo)系.

2.在坐標(biāo)紙上描出各組數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn).（坐標(biāo)系縱軸和橫軸的標(biāo)度要適中，以使所描圖線充分占據(jù)整個(gè)坐

標(biāo)紙為宜）

3.將描出的點(diǎn)用平滑的曲線連接起來，就得到小電珠的伏安特性曲線

知識(shí)點(diǎn)3誤差分析與注意事項(xiàng)

1.電路的連接方式：（1）電流表應(yīng)采用外接法：因?yàn)樾‰娭椋?.8V0.3A）的電阻很小，

與0?0.6A的電流表串聯(lián)時(shí)，電流表的分壓影響很大：（2）滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式

連接：目的是使小電珠兩端的也壓能從零開始連續(xù)變化.

2.閉合開關(guān)S前，滑動(dòng)變阻器的觸頭應(yīng)移到使小電珠分得電壓為零的一端，使開關(guān)閉

合時(shí)小電珠的電壓從零開始變化，同時(shí)也是為了防止開關(guān)剛閉合時(shí)因小電珠兩端電

注意事項(xiàng)

壓過大而燒壞燈絲

3/U圖線在Uo=l.OV左右將發(fā)生明顯彎曲，故在U=L0V左右繪點(diǎn)要密，以防出

現(xiàn)較大誤差

4.當(dāng)小電珠的電壓接近額定值時(shí)要緩慢增加，到領(lǐng)定值記錄/后馬上斷開開關(guān)

5.誤差較大的點(diǎn)要舍去，/-U圖線應(yīng)是平滑曲線而非折線

1.由于電壓表、電流表不是理想電表，電表內(nèi)阻對(duì)電路的影響會(huì)帶來誤差

誤差分析2.電流表、電壓表的讀數(shù)帶來誤差，要嚴(yán)格按照讀數(shù)規(guī)則讀數(shù)

3.在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)、作圖帶來操作誤差

Q命Q?

考向1實(shí)驗(yàn)原理與操作

畫（2024.福建.模擬預(yù)測(cè)）實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室利用伏安法測(cè)量小燈泡的功率，實(shí)驗(yàn)室提供的器材

如下：

小燈泡（額定電壓2.5V）

直流電源（電動(dòng)勢(shì)3.0V,內(nèi)阻不計(jì)）

電流表A（量程0?60（）mA,內(nèi)阻約5c）

電壓表V（量程0~3V,內(nèi)阻約3kC）

滑動(dòng)變阻器與（最大阻值為10C,額定電流1A）

滑動(dòng)變阻器小（最大阻值為IkQ,額定電流300mA）

（1）在該實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇（填""”或。

（2）根據(jù)電路圖，將圖甲中的實(shí)驗(yàn)儀器連成完整的實(shí)驗(yàn)電路。

0甲w

（3）實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中測(cè)出的6組數(shù)據(jù)如表，某同學(xué)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在方格紙上已畫出了5個(gè)數(shù)

據(jù)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，請(qǐng)你畫出第4組數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，并作出該小燈泡的伏安特性曲線。

U(V)I(A)

100

20.50.17

31.00.30

41.50.39

52.00.45

62.50.49

乙

丙

（4）根據(jù)/-U圖線，可確定小燈泡的額定功率為（保留兩位有效數(shù)字）。根據(jù)圖丙可知當(dāng)小燈泡的

電壓為U。時(shí)，功率為玲，當(dāng)電壓為2U。時(shí)（小于額定電壓），實(shí)際功率（填“大于”“等于”或“小于”）

44。

【變式訓(xùn)練1】（2023?福建福州?一模）某小組通過實(shí)驗(yàn)測(cè)繪一個(gè)標(biāo)有“5.0V7.5W”某元件的伏安特性曲線,

電路圖如圖甲所示，備有下列器材：

A.電池組（電動(dòng)勢(shì)為6.0V,內(nèi)阻約為1Q）

B.電壓表（量程為0~3V,內(nèi)阻Rv=3kQ）

C.電流表（量程為0-L5A,內(nèi)阻約為0.5C）

D.滑動(dòng)變阻器R（最大阻值10C,額定電流1A）

E.定值電阻Q（電阻值為3kQ）

F.定值電阻&（電阻值為l.5kQ）

G.開關(guān)和導(dǎo)線若干

甲

（1）實(shí)驗(yàn)中所用定值電阻應(yīng)選_（填“E”或"F”）；

（2）根據(jù)圖甲電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙中的實(shí)物電路連接完整

（3）某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，電壓表示數(shù)指針位置如圖丙所示，則電壓表瀆數(shù)是_V；元件兩端電壓是_V；

（4）通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪出元件的伏安特性曲線如圖丁所示，若把該元件與電動(dòng)勢(shì)為4.5V,內(nèi)亞為1.5C的

電源相連接，則此時(shí)該元件的電阻值約為_。。（計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

T

思維建模

儀器選擇的一般順序是先易后難.首先確定出必須使用而又不必選擇的儀器，然后以其為突破口，根

據(jù)電路要求和電路計(jì)算，選擇出電源、滑動(dòng)變阻器、電流表、電壓表以及合理的量程.待測(cè)電阻的額定電

流、額定包壓（估算值）是選擇合適量程的電流表和電壓表的重要依據(jù).如滑動(dòng)變阻器的選擇，既要考慮它

的額定電流，又要考慮它的阻值范圍，在二者都能滿足實(shí)瞼要求的情況下，還要考慮阻值大小對(duì)實(shí)瞼操作

中是否調(diào)節(jié)方便的影響，一般來說如果是限流法選定比待測(cè)電阻大幾倍的滑動(dòng)變阻器，如果是分壓法選定

阻值小的滑動(dòng)變阻器.

【交式訓(xùn)練2】甲實(shí)驗(yàn)小組要探究一個(gè)規(guī)格為5.0V、0.20W的小燈泡的伏安特性曲線。有下列器材可供選用:

A.電壓表Vi（量程0-6V,內(nèi)阻值約1.5kC）

B.電壓表V2（量程0-20V,內(nèi)阻20kC）

C.電流表Ai（量程0-3A,內(nèi)阻0.2C）

D.電流表A2（量程0-50mA,內(nèi)阻2.0Q）

E.滑動(dòng)變阻器&（最大電阻約200）

F.滑動(dòng)變阻器&（最大電阻約lkQ）

G.電源（電動(dòng)勢(shì)6V,內(nèi)阻不計(jì)），開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干

（1）要求小燈泡電壓從零開始調(diào)節(jié)，為了調(diào)節(jié)方便，測(cè)量盡可能準(zhǔn)確，電壓表應(yīng)選用,電流表應(yīng)選

用，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用（填器材前面序號(hào)）。

（2）艱據(jù)所選器材和要求在虛線框中并畫出實(shí)瞼電路圖

⑶乙實(shí)驗(yàn)小組正按正確操作得到另外一個(gè)元件伏安特性曲線（/-U圖象如圖），如果將這個(gè)元件直接接到

電動(dòng)勢(shì)為3.0V、內(nèi)阻值為7.5。的電源兩端，則該元件電阻值是。（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

考向2數(shù)據(jù)處理與誤差分析

@（2024?福建三明?模擬預(yù)測(cè)）LED燈具有，亮度高，使用壽命長、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。一實(shí)驗(yàn)小組探究某LED

燈的伏安特性，其電路設(shè)計(jì)如圖中所示（虛線框內(nèi)待確定），提供的器材有：

A.LED燈（額定電壓為3.0V,額定功率為0.6W）

B.電池組（電動(dòng)勢(shì)約為4.5V,內(nèi)阻約為1C）

C.電壓表V（量程為3V,內(nèi)阻約為IkQ）

D.電流表A（量程為50mA,內(nèi)亞％=15.0C）

E.定值電阻飛（阻值尺=5.0。）

E.定值電阻&（阻值&=20.0。）

G.滑動(dòng)變阻器與（最大阻值為10C,額定電流為2A）

H.浮動(dòng)變阻器/（最大阻值為IkQ,額定電流為20mA）

G.開關(guān)和導(dǎo)線若干。

⑴為了便于調(diào)節(jié)且能夠在0~3V的范圍內(nèi)對(duì)LED燈的電壓進(jìn)行測(cè)量，滑動(dòng)變阻器選_____（選填或

“RJ）：

（2）因提供的電流表量程太小需擴(kuò)大量程，則應(yīng)選用定值電阻_____（選填“凡”或“&”）進(jìn)行改裝；

（3）各元件均無故障，但閉合開關(guān)后，無論如何調(diào)節(jié)滑動(dòng)變動(dòng)器，兩電流表的示數(shù)總是調(diào)不到零，其可能的

原因是（選填t、6”或"c、/）之間斷路;

（4）將改裝后的電流表分別接入圖甲中位置P和Q,并測(cè)出兩個(gè)位置時(shí)的多組數(shù)據(jù)，描繪出41—U圖像如圖

乙所示，則曲線（選填“1”或“2”）對(duì)應(yīng)的是接在位置?描繪的圖像；若實(shí)驗(yàn)中考慮電表內(nèi)阻的影響，

為消除系統(tǒng)誤差，改裝后的電流表應(yīng)接在位置（選填或Q'）,并經(jīng)修正后重新繪制圖像；

⑸某同學(xué)描繪出41—U圖像為圖乙中的曲線1,并將此LED燈接在一個(gè)電動(dòng)勢(shì)E0=3V,內(nèi)阻否=15C電源

上，如圖丙所示，則LED燈的實(shí)際功率約為W（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。

0

L

丙

【變式訓(xùn)練1】在描繪熱敏電阻（TC）伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)中，某小組采用如圖甲所示的器材和電路連接,

其中電源的電動(dòng)勢(shì)E=3.0V,內(nèi)阻尸0.5Q,Ro是阻值為7.5C的定值電阻，電壓表Vi、V2內(nèi)阻未知。

（1）為了使熱敏電阻兩端的電壓可從零開始調(diào)節(jié)，請(qǐng)?jiān)趫D甲中添加一根導(dǎo)線改進(jìn)該實(shí)驗(yàn)。

⑵也路改進(jìn)完成后，若要使電壓表的讀數(shù)增大，則滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)該向（填“左”或“右”）端滑動(dòng)。

（3）若兩電壓表5、V2的讀數(shù)分別為必、叨，則熱敏電阻的阻值R尸（用實(shí)驗(yàn)中測(cè)得數(shù)據(jù)的字母表示）,

該測(cè)量值與真實(shí)值相比（填正確答案標(biāo)號(hào)）。

A.偏大B.偏小C.相等D.不確定

（4）實(shí)驗(yàn)測(cè)得熱敏電阻的伏安特性由線如圖乙所示，將該熱敏電阻幻、定值電阻用由電源構(gòu)成簡單閉合回路,

則此時(shí)熱敏電阻的實(shí)際電功率為W（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

思維建模

在描點(diǎn)時(shí)，一是不要忘了(OZ)這個(gè)點(diǎn)，二是連線時(shí)用平滑的曲線連接，使盡量多的點(diǎn)落在曲線上，不

在線上的點(diǎn)均勺分布在線的兩伽1,較遠(yuǎn)的點(diǎn)舍夫，三是理解好曲線斜率的意義，如果是U-I圖線，斜率袤

示電阻，如果是I-U圖線，斜率表示電阻的倒數(shù).

【變式訓(xùn)練2】某同學(xué)想通過測(cè)繪小燈泡的/-U圖像來研究小燈泡的電阻隨電壓變化的規(guī)律.所用器材如下:

待測(cè)小燈泡一只，額定電壓為2.5%電阻約為幾歐：

電壓表一個(gè)，量程0~3V,內(nèi)阻約為3kC；

電流表一個(gè)，量程0?0.6A,內(nèi)隹約為0.1Q；

滑動(dòng)變阻器一個(gè)；

干電池兩節(jié)；

開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干。

(1)請(qǐng)?jiān)趫D甲中補(bǔ)全實(shí)驗(yàn)的電路圖。

甲乙

(2)圖甲中開關(guān)S閉合之前，應(yīng)把浮動(dòng)變阻器的滑片置于(選填“A"或端。

(3)某次測(cè)量時(shí)電流表示數(shù)如圖乙所示，該示數(shù)為Ao

(4)咳同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)作出小燈泡的/-U圖像如圖丙所示，則小燈泡正常工作時(shí)的電阻約為Q(結(jié)果

保留兩位有效數(shù)字)。

丙

(5)i-U圖像穹曲的原因是.

?考點(diǎn)二創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方案?

知識(shí)點(diǎn)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方案

1.創(chuàng)新點(diǎn)分析

以本實(shí)臉為背景，通過改變實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)置題目，不脫離教材而又不拘泥教材，體現(xiàn)開放性、

探究性等特點(diǎn).

2.命題視角

視角1以實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)方法為基礎(chǔ)，探究小燈泡功率與電壓的關(guān)系

視角2圖象法處理數(shù)據(jù)及實(shí)物連線

視角3實(shí)驗(yàn)儀器的選擇及控制電路的選擇

視角4數(shù)據(jù)處理方式的改進(jìn)

采用“DIS”數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的米集和處理.

Q命Q?

考向創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)新考法

甌我國清潔能源設(shè)備生產(chǎn)規(guī)模居世界首位。太陽能電池板在有光照時(shí)，可以將光能轉(zhuǎn)化為電能，在沒有

光照時(shí)，可以視為一個(gè)電學(xué)器件。某實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)測(cè)繪小燈泡伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)方法，探究一個(gè)太陽能

電池板在沒有光照時(shí)（沒有儲(chǔ)存電能）的/—U特性。所用的器材包括：太陽能電池板，電源E、電流表A、

電壓表V、滑動(dòng)變阻器R、開關(guān)S及導(dǎo)線若干。該實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，描點(diǎn)繪出了如圖乙的/一U

圖像。

（1）為了達(dá)到上述目的，實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)選用圖甲中的圖―（填%”或*。

（2）已知電壓表V的量程為。?1EV,內(nèi)阻為21k。，若要將該電壓表改裝成量程為。?4V的電壓表，該電表

需串聯(lián)一個(gè)—kQ的電阻。

⑶太陽能電池板作為電源，在一定光照強(qiáng)度下其路端電壓與總電流的關(guān)系如圖丙所示，把它與阻值為IkQ的

電阻連接構(gòu)成一個(gè)閉合電路，該電源的效率是—％。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

（4）太陽能電池板在沒有光照時(shí)（沒有儲(chǔ)存電能）的伏安特性曲線如圖乙所示。太陽能電池板沒有光照時(shí)（沒

有儲(chǔ)存電能）其電阻用符號(hào)&表示，將同規(guī)格的電池板接入電路如丁圖所示，已知電源電動(dòng)勢(shì)E=3V,內(nèi)

阻，二500。，可得電池板消耗的功率_mW（保留三位有效數(shù)字）。

【變式訓(xùn)練】某實(shí)驗(yàn)小組通過實(shí)驗(yàn)描繪小燈泡的伏安特性曲線，井研究燈絲的導(dǎo)電特點(diǎn)。

（I）實(shí)驗(yàn)中用電流傳感器代替電流表，請(qǐng)將圖甲的電路圖補(bǔ)充完整

（2）滑動(dòng)變阻器有兩種規(guī)格，本實(shí)驗(yàn)應(yīng)選_______（填標(biāo)號(hào)）。

A.最大阻值5QB.最大阻值1000Q

（3）某次測(cè)得的電流/=1.6A,電壓U=L2V,此狀態(tài)下小燈泡電阻的測(cè)量值&=，測(cè)曷值比真實(shí)值

偏（填“大”或“小。

（4）璜繪出小燈泡的U-/曲線如圖乙所示，可以得出燈絲材料的電阻率隨溫度的升高而變._______（填"大”

或“小”）。

（5）若小燈泡與R=1.5C的定值電阻并聯(lián)，連接在E=3.0V、尸1.5。的電源正負(fù)極間，如圖丙所示。小燈泡的

電流為，實(shí)際消耗的功率為

04

真題溯源?考向感知

（2023?全國甲卷?高考真題）某同學(xué)用伏安法測(cè)繪一額定電壓為6V、額定功率為3W的小燈泡的伏安特性

曲線，實(shí)驗(yàn)所用電壓表內(nèi)阻約為6kC,電流表內(nèi)阻約為1.5C。實(shí)驗(yàn)中有圖（a）和（b）兩個(gè)電路圖供選擇。

（1）實(shí)驗(yàn)中得到的電流/和電壓U的關(guān)系曲線如圖（c）所示，該同學(xué)選擇的電路圖是圖（填“a”或

"b”）

（2）若選擇另?個(gè)電路圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在答題卡所給圖上用實(shí)線畫出實(shí)驗(yàn)中應(yīng)得到的關(guān)系曲線的示意

圖。

該心：畫嗷攝小燈泡用端電i（U間電流⑴，端（M）圖像

朝朝

依據(jù)：姻定律（R=U/I）,圖郵表示電由（毛線住,因燈絲電阻隨溫防m(xù)而增大）

實(shí)■材0--電源'開關(guān)、酸、小隗、電減、電壓表、滑動(dòng)翅囂、坐藏

電流表接法:夕檄（小燈神阻較小,（R.X\IIR.V），制'系統(tǒng)誤差）

轆解

滑動(dòng)變阻器觸：分盅去（茶電斷雪碟S續(xù)變生覆蓋額定梃）

廠連接電%m駿電雒接,朕融,滑片置秒睡點(diǎn)（使燈泡兩觸s為o）

實(shí)物展0^—O：胎開關(guān),W,從低播顧趣5涯內(nèi)服氮u、I廨.：記錄靛電肝的罪）

,,圖：磴翩薊（U-I座標(biāo)氯解麟（平滑曲線,相成折線）

滑動(dòng)變阻器分壓接法是否正瑜，電流動(dòng)隈法是否合理

桃段浩連接

斯圖連股誤判斷（蛔負(fù)徽在、滑州始踵）

實(shí)繳蜿o---------電壓膂遑否從0開始點(diǎn)否測(cè)量多組睡，是否通懶額定電壓

圖雌叔：斯斜氯匕U/I=R）,醺（U）堂熔圉歆（蜩增大）

能處理與圖像邠fY2異常點(diǎn)分析：偏軸哪點(diǎn)可解讀教段腺壞當(dāng)（如帆毅）

系統(tǒng)誤差:電糯摘去題（1」洲>UK）,?1?B（R.0II<RJMI）

誤差與誤差分析Y2雕誤套讖?麟塞作圖誤差何通過多嬲8副'

Fi

核心突破?靶向攻堅(jiān)

■j

考點(diǎn)一基礎(chǔ)實(shí)瞼方案重?.

知識(shí)點(diǎn)i實(shí)驗(yàn)原理與操作

知識(shí)點(diǎn)2數(shù)據(jù)處理

1.在坐標(biāo)紙上以U為橫軸，以I為縱軸，建立坐標(biāo)系.

2.在坐標(biāo)紙上描出各組數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn).（坐標(biāo)系縱軸和橫軸的標(biāo)度要適中，以使所描圖線充分占據(jù)整個(gè)坐

標(biāo)紙為宜）

3.將描出的點(diǎn)用平滑的曲線連接起來，就得到小電珠的伏安特性曲線

知識(shí)點(diǎn)3誤差分析與注意事項(xiàng)

1.電路的連接方式：（1）電流表應(yīng)采用外接法：因?yàn)樾‰娭椋?.8V0.3A）的電阻很小，

與0?0.6A的電流表串聯(lián)時(shí)，電流表的分壓影響很大：（2）滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式

連接：目的是使小電珠兩端的也壓能從零開始連續(xù)變化.

2.閉合開關(guān)S前，滑動(dòng)變阻器的觸頭應(yīng)移到使小電珠分得電壓為零的一端，使開關(guān)閉

合時(shí)小電珠的電壓從零開始變化，同時(shí)也是為了防止開關(guān)剛閉合時(shí)因小電珠兩端電

注意事項(xiàng)

壓過大而燒壞燈絲

3/U圖線在Uo=l.OV左右將發(fā)生明顯彎曲，故在U=L0V左右繪點(diǎn)要密，以防出

現(xiàn)較大誤差

4.當(dāng)小電珠的電壓接近額定值時(shí)要緩慢增加，到領(lǐng)定值記錄/后馬上斷開開關(guān)

5.誤差較大的點(diǎn)要舍去，/-U圖線應(yīng)是平滑曲線而非折線

1.由于電壓表、電流表不是理想電表，電表內(nèi)阻對(duì)電路的影響會(huì)帶來誤差

誤差分析2.電流表、電壓表的讀數(shù)帶來誤差，要嚴(yán)格按照讀數(shù)規(guī)則讀數(shù)

3.在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)、作圖帶來操作誤差

Q命Q?

考向1實(shí)驗(yàn)原理與操作

畫（2024.福建.模擬預(yù)測(cè)）實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室利用伏安法測(cè)量小燈泡的功率，實(shí)驗(yàn)室提供的器材

如下：

小燈泡（額定電壓2.5V）

直流電源（電動(dòng)勢(shì)3.0V,內(nèi)阻不計(jì)）

電流表A（量程0?60（）mA,內(nèi)阻約5c）

電壓表V（量程0~3V,內(nèi)阻約3kC）

滑動(dòng)變阻器與（最大阻值為10C,額定電流1A）

滑動(dòng)變阻器小（最大阻值為IkQ,額定電流300mA）

（1）在該實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇（填""”或。

（2）根據(jù)電路圖，將圖甲中的實(shí)驗(yàn)儀器連成完整的實(shí)驗(yàn)電路。

甲

（3）實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中測(cè)出的6組數(shù)據(jù)如表，某同學(xué)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在方格紙上已畫出了5個(gè)數(shù)

據(jù)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，請(qǐng)你畫出第4組數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，并作出該小燈泡的伏安特性曲線

U(V)I(A)

100

20.50.17

31.00.30

41.50.39

52.00.45

62.50.49

乙

（4）根據(jù)/-U圖線，可確定小燈泡的額定功率為（保留兩位有效數(shù)字）。根據(jù)圖丙可知當(dāng)小燈泡的

電壓為U。時(shí)，功率為玲，當(dāng)電壓為2U。時(shí)（小于額定電壓），實(shí)際功率（填“大于”“等于”或“小于”）

44。

【答案】Ri1.2

小于

【詳解】(1)[1]測(cè)量小燈泡的伏安特性曲線時(shí)，由于小燈泡的電阻比較小，故電流表應(yīng)選用外接法，滑動(dòng)

變阻滯應(yīng)選用分壓接法，為使電壓表示數(shù)變化明顯，則滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇最大阻值較小的，即滑動(dòng)變阻器"。

電流表采用外接法，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，如圖甲所示。

(3)[3]先用題表乙中數(shù)據(jù)在題圖丙中描點(diǎn)，再使用平滑的曲線連接，如圖乙所示。

乙

(4)[4]小燈泡的額定功率

P=L//=2.5x0.49W=1.2W

⑸由圖乙可知，隨著電壓的升高，小燈泡電阻增大，由

可知，電壓變?yōu)樵瓉淼?倍，功率小于原來的4倍。

【變式訓(xùn)練1】（2023?福建福州?一模）某小組通過實(shí)驗(yàn)測(cè)繪一個(gè)標(biāo)有“5.0V7.5W”某元件的伏安特性曲線,

電路圖如圖中所示，備有下列器材：

A.電池組（電動(dòng)勢(shì)為6.0V,內(nèi)阻約為1Q）

B.電壓表（量程為0~3V,內(nèi)阻R『3kQ）

C.電流表（量程為0-1.5A,內(nèi)阻約為0.5Q）

D.滑動(dòng)變阻器〃（最大阻值10C,額定電流1A）

E.定值電阻Q（電阻值為3kQ）

F.定值電阻R2（電阻值為l.5kQ）

G.開關(guān)和導(dǎo)線若干

甲

（1）實(shí)驗(yàn)中所用定值電阻應(yīng)選_（填“E”或"F”）；

（2）根據(jù)圖甲電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙中的實(shí)物電路連接完整

（3）某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，電壓表示數(shù)指針位置如圖丙所示，則電壓表讀數(shù)是_V；元件兩端電壓是_V；

12

0

V/

丙

（4）通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪出元件的伏安特性曲線如圖丁所示，若把該元件與電動(dòng)勢(shì)為4.5V,內(nèi)狙為1.5C的

電源相連接，則此時(shí)該元件的電阻值約為（計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

T

【詳解】（1）[1]電源電動(dòng)勢(shì)6V,電壓表最程為3V,內(nèi)阻為3kQ,則可將電壓表擴(kuò)大景程，呂聯(lián)一個(gè)大小

同樣為3kQ分壓電阻后，量程擴(kuò)大2倍到6V,則定值電阻應(yīng)該選擇E。

（2）⑵實(shí)物電路連接如圖

（3）［3］某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，電壓表示數(shù)指針位置如圖丙所示，則電壓表讀數(shù)是2.20V。

［4］元件兩端電壓是電壓表示數(shù)的兩倍即為4.40Vo

（4）15］若把該元件與電動(dòng)勢(shì)為4.5V,內(nèi)阻為1.5。的電源相連接，設(shè)通過干路的電流為/,根據(jù)閉合電路

歐姆定律應(yīng)有

E=U+Ir

變形為

（7=4.5-1.5/

在表示小燈泡的伏安特性曲線圖像中同時(shí)作出表示電源的U-/圖像，如圖所示，讀出兩圖線的交點(diǎn)坐標(biāo)為

t/=2.60V

Z=1.23A

所以元件的電阻為

R=，2.IA

I

思維建模

儀器選擇的一般順序是先易后難.首先確定出必須使用而又不必選擇的儀器，然后以其為突破口，根

據(jù)電路要求和電路計(jì)算，選擇出電源、滑動(dòng)變阻器、電流表、電壓表以及合理的量程.待測(cè)電阻的額定電

流、額定業(yè)壓（估算值）是選擇合適量程的電流表和電壓表的重要依據(jù).如滑動(dòng)變阻器的選擇，既要考慮它

的額定電流，又要考慮它的阻值范圍，在二者都能滿足實(shí)驗(yàn)要求的情況下，還要考慮阻值大小對(duì)實(shí)驗(yàn)操作

中能否調(diào)節(jié)方便的影響，一般來說如果是限流法選定比特測(cè)電阻大幾倍的滑動(dòng)變阻器，如果是分壓法選定

阻值小的滑動(dòng)變阻器.

【變式訓(xùn)練2】甲實(shí)驗(yàn)小組要探究一個(gè)規(guī)格為5.0V、0.20W的小燈泡的伏安特性曲線。有下列器材可供選用:

A.電壓表片（量程0-6V,內(nèi)阻值約1.5kC）

B.電壓表V2（量程0-20V,內(nèi)阻20kC）

C.電流表A1（量程0?3A,內(nèi)阻0.2Q）

D.電流表A2（量程0-50mA,內(nèi)阻2.0Q）

E.滑動(dòng)變阻器％（最大電阻約20C）

F.滑動(dòng)變阻器/?2（最大電阻約1k。）

G.電源（電動(dòng)勢(shì)6V,內(nèi)阻不計(jì)），開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干

（1）要求小燈泡電壓從零開始調(diào)節(jié)，為了調(diào)節(jié)方便，測(cè)量盡可能準(zhǔn)確，電壓表應(yīng)選用,電流表應(yīng)選

用，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用（填器材前面序號(hào)）。

（2）艱據(jù)所選器材和要求在虛線框中并畫出實(shí)驗(yàn)電路圖

⑶乙實(shí)驗(yàn)小組正按正確操作得到另外一個(gè)元件伏安特性曲線（1-U圖象如圖），如果將這個(gè)元件直接接到

電動(dòng)勢(shì)為3.0V、內(nèi)阻值為7.5C的電源兩端，則該元件電阻值是。（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

【答案】（1）ADE

—0-^~?

（3）15

【詳解】（1）［1］燈泡額定電壓為5.0V,因此電壓表應(yīng)選擇6V量程的電壓表，故選A；

⑵燈泡的額定電流

P0.2

/=—=--=40mA

故電流表只能選擇D；

［3］本實(shí)驗(yàn)中采用滑動(dòng)變阻器分壓接法，所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇總阻值較小的E。

（2）本實(shí)驗(yàn)中電流從零開始調(diào)節(jié)，故滑動(dòng)變阻器采用分壓接法；同時(shí)因燈泡內(nèi)阻較小，故電流表采用外接

法：故原理圖如圖所示

（3）在燈泡的伏安特性曲線中作出電源的伏安特性曲線，如圖所示

兩圖的交點(diǎn)表示燈泡的工作點(diǎn)，則由圖可知，燈泡電壓為1.98V,電流為0.13A,故電阻

U1.98

R=-=——=15H

/0.13

考向2數(shù)據(jù)處理與誤差分析

例H（2024.福建三明.模擬預(yù)測(cè)）LED燈具有亮度高，使用壽命長、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。一實(shí)驗(yàn)小組探究某LED

燈的伏安特性，其電路設(shè)計(jì)如圖甲所示（虛線框內(nèi)待確定），提供的器材有：

A.LED燈（額定電壓為3.0V,額定功率為0.6W）

B.電池組（電動(dòng)勢(shì)約為4.5V,內(nèi)阻約為1Q）

C.電壓表V（量程為3V,內(nèi)阻約為IkC）

D.電流表A（量程為50mA,內(nèi)殂&=15.0。）

E.定值電阻與（阻值q=5.0。）

E.定值電阻&（阻值&=20.0。）

G.滑動(dòng)變阻器與（最大阻值為10。，額定電流為2A）

H.滑動(dòng)變阻器％（最大阻值為IkQ,額定電流為20mA）

G.開關(guān)和導(dǎo)線若干。

（1）為了便于調(diào)節(jié)且能夠在0~3V的范圍內(nèi)對(duì)LED燈的電壓進(jìn)行測(cè)量，滑動(dòng)變阻器選_____（選填或

；

⑵因提供的電流表量程太小需擴(kuò)大量程，則應(yīng)選用定值電阻（選填“凡”或“&”）進(jìn)行改裝;

（3）各元件均無故障，但閉合開關(guān)后，無論如何調(diào)節(jié)滑動(dòng)變動(dòng)器，兩電流表的示數(shù)總是調(diào)不到零，其可能的

原因是（選填L或氣、小）之間斷路；

（4）將改裝后的電流表分別接入圖甲中位置P和Q,并測(cè)出兩個(gè)位置時(shí)的多組數(shù)據(jù)，描繪出4/—U圖像如圖

乙所示，則曲線（選填力”或“2”）對(duì)應(yīng)的是接在位置尸描繪的圖像；若實(shí)驗(yàn)中考慮電表內(nèi)阻的影響，

（5）某同學(xué)描繪出4/-U圖像為圖乙中的曲線I,并將此LED燈接在一個(gè)電動(dòng)勢(shì)力=3V,內(nèi)阻G=15C電源

上，如圖丙所示，則LED燈的實(shí)際功率約為W（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。

0

E。

丙

【答案】⑴R.3

⑵《

⑶“、b

(4)2P

(5)0.10(0.096-0.11)

【詳解】（1）電壓在0~3V的范圍內(nèi)，滑動(dòng)變阻器采用分壓式，為了確保測(cè)量數(shù)據(jù)的連續(xù)性，滑動(dòng)變阻器

采用總阻值小一些的，即滑動(dòng)變阻器選R3。

（2）LED燈的額定電流為

P0.6入

—=—A=0.2A

U3.0

可知，需要將電流表量程改裝為0.2A,則并聯(lián)電阻為

Ir50x10-3x15.0

AQ=5.0Q

/涵一人0.2-50x103

可知，應(yīng)選用定值電阻&,，

（3）根據(jù)圖甲可知，閉合開關(guān)后，無論如何調(diào)節(jié)滑動(dòng)變動(dòng)器，兩電流表的示數(shù)總是調(diào)不到零，其可能的原

因是。、〃之間斷路。

（4）[1]結(jié)合上述可知，電流表示數(shù)為/,則改裝表通過的電流為4/,4/-U圖像中圖像上的點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)

連線的斜率表示電阻的倒數(shù)，根據(jù)圖乙可知，在相等電壓之下，圖像1對(duì)應(yīng)的斜率大于圖像2對(duì)應(yīng)的斜率,

即在相等電壓之下，圖像1對(duì)應(yīng)狀態(tài)的電阻小于圖像2對(duì)應(yīng)狀態(tài)的電阻，根據(jù)圖甲可知，改裝表置于，時(shí),

所測(cè)電阻為LED燈與改裝表的串聯(lián)電阻，改裝表置于Q時(shí)，所測(cè)電阻為LED燈與電壓表的并聯(lián)電阻，即

改裝表置于P時(shí)，所測(cè)電阻大一些，可知，曲線2對(duì)應(yīng)的是接在位置P描繪的圖像。

⑵結(jié)合上述，改裝表的內(nèi)阻精確可知，則實(shí)驗(yàn)中若考慮電表內(nèi)阻的影響，為消除系統(tǒng)誤差，改裝后的電流

表應(yīng)接在位置P。

（5）在圖乙中作出電源的干路電流與路端電壓圖像如圖所示

可知，LED的工作狀態(tài)的坐標(biāo)值約為2.35V,0.042A,則LED燈的實(shí)際功率約為

P=2.35x0,()42W?0.10W

【變式訓(xùn)練1】在描繪熱敏電阻（TC）伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)中，某小組采用如圖甲所示的器材和電路連接,

其中電源的電動(dòng)勢(shì)屬3.0V,內(nèi)阻尸0.5C,凡是阻值為7.5C的定值電阻，電壓表Vi、V2內(nèi)阻未知。

（1）為了使熱敏電阻兩端的電壓可從零開始調(diào)節(jié)，請(qǐng)?jiān)趫D甲中添加一根導(dǎo)線改進(jìn)該實(shí)驗(yàn)。

⑵電路改進(jìn)完成后，若要使電壓表的讀數(shù)增大，則滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)該向（填“左”或“右”）端滑動(dòng)。

（3）若兩電壓表VKV2的讀數(shù)分別為5、U2,則熱敏電阻的阻值R尸（用實(shí)驗(yàn)中測(cè)得數(shù)據(jù)的字母表示），

該測(cè)最值與真實(shí)值相比（填正確答案標(biāo)號(hào)）。

A.偏大B.偏小C.相等D.不確定

⑷實(shí)驗(yàn)測(cè)得熱敏電阻的伏安特性曲線如圖乙所示，將該熱敏電阻RT■、定值電阻R”和電源構(gòu)成簡單閉合回路,

則此時(shí)熱敏電阻的實(shí)際電功率為W（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

⑵左

⑶UT口

（4）0.28/0.27

【詳解】（1）為了使熱敏電阻兩端的電壓可從零開始調(diào)節(jié)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，如圖所示

（2）電路改進(jìn)完成后，若要使電壓表的讀數(shù)增大，由實(shí)物圖可斯，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)該向左端滑動(dòng)。

（3）[1]若兩電壓表V1、V?的讀數(shù)分別為q、U2t由于凡與叫串聯(lián)，則有/=￡■=￡

可■得熱敏電阻的阻值為&=宇

⑵由于電壓表V1、V?的內(nèi)阻大小關(guān)系未知，則片中電流的真實(shí)值與測(cè)量值的大小關(guān)系無法判斷，則不能

確定此的測(cè)量值與真實(shí)值的大小關(guān)系。

故選Do

（4）[2]將該熱敏電阻仆、定值電阻4和電源構(gòu)成簡單閉合回路，設(shè)以兩端電壓為U,電流為/,根據(jù)閉

合電路歐姆定律可得E=U+I（R°+r）

可得3=U+8/

在熱敏電阻的伏安特性曲線中畫出對(duì)應(yīng)的圖線，如圖所示

由圖中交點(diǎn)可知U=1.62V,/=0.17A,則熱敏電阻的實(shí)際電功率為夕=U/=1.62x0.I7WPO.28W

思維建模

在描點(diǎn)時(shí)，一是不要忘了（0Z）這個(gè)點(diǎn)，二是連線時(shí)用平滑的曲線連接，使盡量多的點(diǎn)落在曲線上，不

在線上的點(diǎn)均勻分布在線的兩側(cè)，較遠(yuǎn)的點(diǎn)舍去，三是理解好曲線斜率的意義，如果是U-I圖線，斜率表

示電阻，如果是I-U圖線，斜率表示電阻的倒數(shù).

【變式訓(xùn)練2】某同學(xué)想通過測(cè)繪小燈泡的/-U圖像來研究小燈泡的電阻隨電壓變化的規(guī)律.所用器材如下:

待測(cè)小燈泡一只，額定電壓為2.5V,電阻約為幾歐；

電壓表一個(gè)，量程。?3V,內(nèi)阻約為3kC；

電流表一個(gè)，量程。?0.6A,內(nèi)住約為0.1C：

滑動(dòng)變阻器一個(gè)；

干電池兩節(jié)；

開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干。

(1)請(qǐng)?jiān)趫D甲中補(bǔ)全實(shí)驗(yàn)的電路圖。

(2)留甲中開關(guān)S閉合之前，應(yīng)把滑動(dòng)變阻器的滑片置于(選填“4”或9”)端。

(3)某次測(cè)量時(shí)電流表示數(shù)如圖乙所示，該示數(shù)為A。

(4)咳同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)作出小燈泡的/-U圖像如圖丙所示，則小燈泡正常工作時(shí)的電阻約為Q(結(jié)果

保留兩位有效數(shù)字)。

(5)1-U圖像彎曲的原因是

(2)B

(3)0.23

(4)596.0

(5)隨著電流(電壓)增大，燈絲溫度升高，電阻變大。

【詳解】(1)為了測(cè)繪小燈泡的/-U圖像來研究小燈泡的電阻隨電壓變化的規(guī)律，所以還應(yīng)有也流表，由于

小燈泡電阻較小，所以電流表應(yīng)外接，故電路圖如答圖所示。

弋

AB

----1J

R。

ES(2)開關(guān)S閉合之前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于B處，使在剛好閉合S時(shí)，測(cè)量電路

部分處于短路狀態(tài)電流表和電壓表的示數(shù)均為零，起保護(hù)作用。

(3)電流表量程為0.6A,由題圖乙可知電流表讀數(shù)為0.23A。

(4)由于小燈泡的額定電壓為2.5V,由圖題圖內(nèi)知，電流為0.42A,由歐姆定律得

R="6.0C(5)隨著電流(電壓)增大，燈絲溫度升高，電阻變大。

?考點(diǎn)二創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方案?

知識(shí)點(diǎn)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方案

i.創(chuàng)新點(diǎn)分析

以本實(shí)驗(yàn)為背景，通過改變實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)置題目，不脫離教材而又不拘泥教材，體現(xiàn)開放性、

探究性等特點(diǎn).

2.命題視角

視角1以實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)方法為基礎(chǔ)，探究小燈泡功率與電壓的關(guān)系

視角2圖象法處理數(shù)據(jù)及實(shí)物連線

視角3實(shí)驗(yàn)儀器的選擇及控制電路的選擇

視角4數(shù)據(jù)處理方式的改進(jìn)

采用“DIS”數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集和處理.

考向創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)新考法

甌我國清潔能源設(shè)備生產(chǎn)規(guī)模居世界首位。太陽能電池板在有光照時(shí)，可以將光能轉(zhuǎn)化為電能，在沒有

光照時(shí)，可以視為一個(gè)電學(xué)器件。某實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)測(cè)繪小燈泡伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)方法，探究一個(gè)太陽能

電池板在沒有光照時(shí)（沒有儲(chǔ)存電能）的/—U特性。所用的器材包括：太陽能電池板，電源樂電流表A、

電壓表V、滑動(dòng)變阻器R、開關(guān)S及導(dǎo)線若干。該實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，描點(diǎn)繪出了如圖乙的/-U

圖像。

（1）為了達(dá)到上述目的，實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)選用圖甲中的圖―（填%”或*。

（2）已知電壓表V的量程為0?1.5V,內(nèi)阻為21kC,若要將該電壓表改裝成量程為0?4V的電壓表，該電表

需串聯(lián)一個(gè)—kC的電阻。

（3）太陽能電池板作為電源，在一定光照強(qiáng)度下其路端電壓與總電流的關(guān)系如圖丙所示，把它與阻值為1k。的

電阻連接構(gòu)成一個(gè)閉合電路，該電源的效率是—％。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

⑷太陽能電池板在沒有光照時(shí)（沒有儲(chǔ)存電能）的伏安特性曲線如圖乙所示。太陽能電池板沒有光照時(shí)（沒

有儲(chǔ)存電能）其電阻用符號(hào)人表示，將同規(guī)格的電池板接入電路如丁圖所示，己知電源電動(dòng)勢(shì)E=3V,內(nèi)

阻，=500。，可得電池板消耗的功率_mW（保留三位有效數(shù)字）。

【答案】⑴。

⑵35

（3）64.3%

(4)2.58mW

【詳解】(1)根據(jù)特性曲線可知，電流需要從零開始，因此滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，可知，實(shí)驗(yàn)電路

應(yīng)選用圖甲中的圖入

(2)將小量程電壓表改裝成大量程電壓表，需要串聯(lián)一個(gè)分壓電阻，則有

1.5V4V

21k。―21kQ+Rx

代人得

U11.80

^=—=x100%=64.3%

(4)設(shè)&兩端的電壓為U,電流為由閉合電路歐姆定律可得

U=E—中

則有

U=3-5004

作出電源的圖像U—/,如圖所示

可得，電池板消耗的功率約為

P=1x2.58mW=2.58mW

【變式訓(xùn)練】某實(shí)驗(yàn)小組通過實(shí)驗(yàn)描繪小燈泡的伏安特性曲線，并研究燈絲的導(dǎo)電特點(diǎn)。

(1)實(shí)驗(yàn)中用電流傳感器代替電流表，請(qǐng)將圖甲的電路圖補(bǔ)充完整。

(2)滑動(dòng)變阻器有兩種規(guī)格，本實(shí)驗(yàn)應(yīng)選_______(填標(biāo)號(hào))。

A.最大阻值5QB.最大阻值1000Q

(3)某次測(cè)得的電流/=1.6A,電壓U=1.2V,此狀態(tài)下小燈泡電阻的測(cè)量值8=,測(cè)量值比真實(shí)值

偏(填“大”或“小”)。

(4)描繪出小燈泡的U-/曲線如圖乙所示，可以得出燈絲材料的電阻率隨溫度的升高而變(填“大”

(5)若小燈泡與R=1.5。