描繪小燈泡的伏安特性曲線 測量未知電阻（講義）-2026年高考物理三輪復習原卷版

本講義內容：

描繪小燈泡的伏安特性曲線

測量未知電阻

十三.描繪小燈泡的伏安特性曲線

考法1.白熾燈的伏安特性

核心原理：

燈絲為金屬材料，電流熱效應使溫度升高，電阻率增大、電阻變大；采用分壓式實

現電壓從零連續調節，電流表外接減小系統誤差，□-□圖像呈非線性曲線。

通關專練：

1.有一個小燈泡上標有“4V,2m”的字樣，現在要用伏安法描繪這個燈泡的伏安特性曲線，

有下列器材供選用：

A.電壓表（0?3V,內阻約10k。）

B.電壓表（0?5V,內阻約20kC）

C.電流表（0?0.3A,內阻約1Q）

D.電流表（0?0.6A,內阻約0.4Q）

E.滑動變阻器（5Q,1A）

F.滑動變阻器（500Q,0.2A）

G.學生電源（直流輸出4V）及開關、導線等

(1)實驗中電壓表應選用,電流表應選用..為使實驗誤差盡量減小，要

求電壓表從零開始變化且多取幾組數據，滑動變阻器應選用(用序號字母表示)。

(2)請在方框內畫出滿足實驗要求的電路圖______,并把圖中所示的實驗器材用實線連接成相

應的實物電路圖O

考法2.DIS數字化傳感器

核心原理：

利用電壓、電流傳感器實時采集數據，自動繪制特性曲線；規避人工讀數、描點帶

來的偶然誤差，實驗規律與傳統操作完全一致。

通關專練：

2.某實驗小組通過實驗描繪小燈泡的伏安特性曲線，并研究燈絲的導電特點。

(1)實驗中用電流傳感器代替電流表，請將圖甲的電路圖補充完整

(2)滑動變阻器有兩種規格，本實驗應選_________(填標號)。

A.最大阻值5。B.最大阻值1000Q

（3）某次測得的電流/=1.6A,甩壓U=1.2V,此狀態下小燈泡甩阻的測量值凡=

測量值比真實值偏（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”或“小”）。

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

所示。小燈泡的電流為，實際消耗的功率為o

考法3.發光二極管伏安特性

核心原理：

具備單向導電性，正向存在導通閾值電壓，低壓無電流；反向電壓下完全截止，伏

安特性高度非線性，仍采用分壓外接電路測量。

通關專練：

3.某同學擬利用發光二極管等器材制作一個創意賀卡，需要首先測定發光二極管的伏安特性。

主要實驗器材有：直流電源E（5V,內阻不計），電壓表V（0?3V,內阻約50kQ）,電流

表A（0?30mA,內阻約50C）,滑動變阻器飛,發光二極管D（正常發光時電阻約為幾十

歐姆）。

（1）該同學測定發光二極管D兩端電壓在0?2V范圍內的伏安特性的電路如圖所示，圖中只

連接了部分電路，還需要連接c點與點，c點與點。

（2）測得的伏安特性曲線如圖所示，當工作電流為15.0mA時，發光二極管兩端的電壓約為

________V。

（3）該同學設計的創意賀卡的電路如圖所示。已知電源E的電動勢為5v（內阻不計），音樂

芯片的等效電阻為g.，其陽值為167C,若取該發光二極管的工作電流為15.0mA,則電阻用

的取值應為。（結果保留2位有效數字）。

Ri

凡

一

考法4.直流電動機伏安特性

核心原理:

電動機屬于非純電阻元件，轉動時產生反電動勢阻礙電流增大；電壓升高轉速加快,

反電動勢增強，電流變叱趨于平緩：電能同時轉化為機械能和內能，不適用純電阻

歐姆定律。

通關專練：

4.從玩具車上拆下一個小電動機M,用一節5號干電池為它直接供電，發現電動機并不轉動。

將兩節5號電池串聯起來為該電動機直接供電，這時電動機轉動起來了，但是轉速較低。為較

完整地描繪該電機通電后電流與電壓的關系，某同學設計了圖甲的電路進行實驗，圖中各器材

的規格如下：

A.電壓表V（量程O~1V,內阻LOkQ）；

B.電流表A（量程為O~1A.內阻約0.2。）；

C.滑動變阻器R（最大阻值20。，額定電流2.0A）；

D.電限箱心（最人阻值9999.9Q）

（1）為完成實驗，電阻箱凡的阻值應調為（填“2000.0Q”或“4000.0。”）。

（2）正確選擇凡的值后，調節R的滑片使電動機兩端的電壓逐漸變大，記錄電壓表V的示數U

與電流表A的示數/并描在了圖乙中，請在圖乙中作出該電動機的1-U圖線。

//A

1.0?????????????????[pg

0.8Z：EZE：2：：：：2：ZHZE-

0.6二-二二二二三二二二二二

0.4

0.2三

0.20.40.60.81.0J//v

乙

（3）由圖乙可知該電動機線圈的電阻為Qo（呆留兩位有效數字）

⑷若兩節5號電池串聯的電動勢為3.0V,內阻為0.5。，用它為該電機直接供電時，電動機

輸出的機械功率為黑（保留兩位有效數字）

考法5.光敏電阻的伏安特性

核心原理：

光敏電阻為半導體元件，阻值受光照強度控制；光照越強，載流子濃度越高，阻值越小；固定

光照可測近似線性伏安特性，改變光照可獲得一簇特性曲線。

通關專練：

5.某種花卉喜光，但陽光太強時易受損傷。某興趣小組決定制作簡易光強報警器，以便在光

照過強時提醒花農。該實驗用到的主要器材如下：學生電源、多用電表、數字電壓表（0-20

V）、數字電流表（0-20mA）、滑動變阻器/?（最大阻值50Q,1.5A）、白熾燈、可調電

阻R/（0?50kQ）、發光二極管LED、光敏電阻RG、NPN型三極管VT、開關和若干導線等。

（1）判斷發光二極管的極性

使用多用電表的“X10k”歐姆擋測量二極管的電阻。如圖1所示，當黑表筆與接線端M接

觸、紅表筆與接線端N接觸時，多用電表指針位于表盤中。位置（見圖2）；對調紅、黑表筆

后指針位于表盤中b位置（見圖2）。由此判斷M端為二極管的_（填“正極”或“負極”）o

（2）研究光敏電阻在不同光照條件下的伏安特性

圖3

①采用圖3中的器材進行實驗，部分實物連接已完成。要求閉合開關后電壓表和電流表的讀數

從0開始。導線L、心和刀的另一端應分別連接滑動變阻器的_、_、_接線柱（以上三空

選填接線柱標號“A”“6”或“。”）o

②圖4為不同光照強度下得到的光敏電阻伏安特性曲線，圖中曲線I、II和HI對應光敏電阻受

到的光照由弱到強。由圖像可知，光敏電阻的阻值隨其表面受到光照的增強而一（填“增大”

或“減小”）o

0oo//mA

9oo

8

7oo

6oo

5oo

4oo

3oo

2oo

1oo

oo

圖4

考法6.磁敏電阻的伏安特性

核心原理：

磁敏電阻屬于磁控半導體元件，阻值隨外界磁感應強度變化；磁場越強，內部載流子運動受洛

倫茲力調控，電阻發生明顯變化：控制磁場強弱恒定可測對應伏安特性，改變磁場強度，可繪

制一簇不同的伏安特性曲線。

通關專練：

6.磁阻效應指的是物質在遨場中電阻發生變化的現象。如圖中所示的磁敏電阻就是具有磁阻

效應的電阻元件。為了測量并描繪磁敏電阻RM的阻值隨磁感應強度3的變化的曲線，設計了

如圖乙所示的電路，電路還沒有連接完整。電路中的器材：電源E（6V）、滑動變阻器R（最

大阻值為20Q）,電壓表V（量程13V的內阻為2k。）和亳安表A（選用量程為內

阻忽略），磁敏電阻RM定值電阻AO,開關、導線若干。

（1）請用筆代替導線在乙圖中將電路補充完整，并選擇一個阻值合理的定值電阻

Ro=（選填“2kQ”“200。”或“20。”）。

（2）實驗中得到該磁敏電紅配值心，隨磁感應強度〃變化的曲線如圖丁所示.

（3）某次測量時電壓表的示數如圖丙所示，電流表讀數為1.0mA,對應的磁感應強度大不為

T（保留2位小數）。

（4）現利用該磁敏電阻制任了一種報警器，電路如圖戊所示。圖中￡為直流電源（電動勢為

6.0V,內阻不計），R”和&中有一個是磁敏電阻。電壓輸出部分電路可以等效為電阻片與阻

值為8kQ的電阻并聯，報警器的工作電壓等于&兩端的電壓，報警器的工作電壓達到或超過

3V時，報警器報瞥。要求當磁感應強度等于或小于0.32/報警器報警，則圖中

（填“RJ或“心”）是磁敏電阻，另一固定電阻的阻值應為kQ（保留3位有效

數字）。

十四.測量未知電阻

考法1.伏安法

核心原理：

依據歐姆定律□=「電流表外接，適合測小電阻；減小電壓表分流誤差，多次測

量取平均值減小偶然誤差。或電流表內接，適合測大電阻；減小電流表分壓誤差，

利用串聯電壓規律完成測量。

通關專練：

1.利用如圖甲所示的電路探究電流表的不同接法對電阻測量誤差大小的影響，實驗器材如下:

電壓表V（測量范圍0、3V,內阻R\，約為3000C）；

電流表A（測量范圍0、0.6A,內阻&約為L2。）：

電阻箱R（0-9999Q）：

滑動變阻器（最大阻值5Q,額定電流2A）:

學生電源（輸出電壓3V）

開關S,單刀雙擲開關K,導線若干

（1）請用連線代替導線把圖乙所示的電路連接補充完整______:

⑵按照甲圖正確連接電路后，將滑動變阻器的滑片調到（填“左”或“右”）端，閉

合開關S,將單刀雙擲開關K與a、〃中的某一端相連接，將電阻箱的阻值調為凡=3。，改變

滑動變阻器的觸片位置.，測得多組U、/值，擬合出U-/圖像，如圖丙中的直線①（直線方

程如圖）；保持單刀雙擲開美K的連接不變，再將電阻箱的阻值調為6=30。，改變滑初變阻

器的觸片位置.，測得多組U、/值，擬合出U-/圖像，如圖丙中的直線②（直線方程如圖）；

根據圖丙中的信息，判斷此實驗過程中單刀雙擲開關K與（選填或“〃”）端相

連：

⑶已知測量電阻的相對誤差〃="%一""次xlOO%

①保持單刀雙擲開關K與。端相連接，電阻箱的阻值調整為人，測出對應的U、/值，并計算

出所測電阻箱電阻的相對誤差/，改變電阻箱的阻值，重復以上測量，并描繪出％-%圖像。

下列Z-%的關系圖像可能正確的是：

②實驗中將電阻箱的阻值調為及，當單刀雙擲開關K分別與"、〃連接時，兩種情況下所測電

阻的相對誤差相等，則電流表內阻以、電壓表內阻凡和9之間的關系為8=（用人、

&表示）。

考法2.安安法

核心原理：

待測電阻與定值電阻并聯，并聯電壓相等；利用兩支路電流與電阻成反比，由分流

規律間接計算未知電阻。

通關專練：

2.某同學利用熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性，制作了一個簡易的汽車低油位報警裝置。

~I報警器I-

（1）該同學首先利用多用電表電阻“X100”擋粗測該熱敏電阻在常溫下的阻值。示數如圖甲所

示，則此時熱敏電阻的阻值R7=kQ.

（2）該同學為了進一步探究此熱敏電阻阻值隨溫度變化的關系，設計了如圖乙所示的實驗電路,

定值電阻凡=3.09,則在閉合開關前，滑動變阻器的滑片P應置于最（選填“左”

或“右”）端。在某次測量中，若亳安表A1的示數為2.5mA,A?的示數為1.50mA,兩電表可

視為理想電表，則熱敏電阻的阻值為kQ（結果保留兩位有效數字）。

（3）經過多次測量，該同學得到熱敏電阻阻值隨溫度變化的關系圖像如圖丙所示，可知該熱敏

電阻的阻值隨溫度降低越來越________（選填“大”或“小”）°

⑷該同學利用此熱敏電阻設計的汽車低油位報警裝置如圖丁所示，其中電源電動勢E=6.0V,

定值電阻R=L8kC,長度！=50cm的熱敏電阻下端緊靠在油箱底部，不計報警器和電源的內

阻。已知流過報警器的電流/之2.5mA時報警器開始報警，若測得報警器報警時油液（熱敏電

阻）的溫度為30C,油液外熱敏電阻的溫度為70℃,由此可知油液的警戒液面到油箱底部的

距離約為cm（結果保留一位有效數字）.

考法3.伏伏法

核心原理：

待測電阻與定值電阻串聯，串聯電流相等；利用兩用電器電壓與電阻成正比，由分

壓規律推導求解未知電阻。

通關專練：

3.實驗小組準備測量電壓表V的內電阻。可選用的器材有：

多用電表；

電源E（電動勢5V）：

待測電壓表V（量程3V）:

電壓表V1（量程5V；內阻約3kC）；

定值電阻凡（阻值為780Q）;

滑動變阻器"（最大阻值50Q）；

滑動變阻器&（最大阻值5kQ）；

開關S,導線若干。

（1）首先使用多用也表的歐姆擋測量電壓表V的內電阻。將歐姆表的選擇開關置于電阻擋

“xlOO”位置，（填“紅”或“黑”）表筆與電壓表正接線柱相連，指針位置如

圖甲所示，測得該電壓表的內電阻為kQo

甲

（2）為提高測量的精度，實臉小組設計如圖乙所示的電路，滑動變阻器應選___________（填

"RJ’或“號"）；

（3）閉合開關S,滑動變阻器的滑片P滑到某一位置時，電壓表V1、待測電壓表V的示數分別

為a=4.20V,U=2.80V,待測電壓表V的內電阻為kfl（結果保留3位有效數

字）。

考法4.電阻箱替代法

核心原理：

保持電路結構與滑片位置不變，用電阻箱替換待測電阻；調節電阻箱使電表示數相

同，電阻箱讀數即為未知電阻阻值。

通關專練：

4.某同學設計了如圖甲所示的電路來測量電源電動勢E和內阻「及電阻飛的阻值。實驗器材

有：待測電源，待測電阻4，電壓表V（量程0~3V,內阻很大可視為理想表），電阻箱A

（0~99.99。），單刀單擲開關勒，單刀雙擲開關S2,導線若干。

甲

（1）先測電阻飛的阻值。請將該同學的操作補充完整:

A.閉合S.將邑切換到小調節電阻箱，讀出其示數凡和對應的電壓表示數以；

B.保持電阻箱示數不變，,讀出電壓表的示數力；

C.電阻&的表達式為R尸o

（2）該同學已經測得電阻與=3.2。，繼續測電源電動勢￡和內阻r,具做法是：閉合擊，將S?

切換到m多次調節電阻箱，讀出多組電阻箱示數R和對應的電壓表示數U,由測得的數據，

繪出了如圖乙所示的圖線，則電源電動勢砍_________V,內阻廠________Q。（結果

UR

保留兩位有效數字）

考法5.半偏法

核心原理：

利用并聯分流原理，控制總電路不變；電表半偏時，并聯輔助電阻與電表內阻相等,

類比遷移可間接測量未知電阻。

通關專練：

5.某同學為了測量一微安表G的內阻并擴大其量程，實驗室提供如下器材：數字式多用電表

A（電壓擋內阻視為無窮大），滑動變阻器&,電阻箱&,兩節干電池E,開關與導線若干。

（1）該同學使用數字式多用電表檢測干電池，以下操作正確的是

A.用直流電壓擋測量電池兩極間的電壓得到電動勢

B.用歐姆擋測量電池兩極間的電阻得到電池內阻

（2）如圖甲為數字多用電表的插孔面板，該同學設計了圖乙所示的電路，將數字多用電表A

調至直流電流擋，黑表筆插在圖甲中的公共端D孔，則紅表筆應插在圖甲中孔（填

“A，，“B”或“C”）；

（3）用筆畫線代替導線，根據圖乙將圖丙中的實物圖連接完整；

（4）將凡的阻值調至最大，合上開關加，調節與使G的指針偏轉到滿刻度，記下此時A的示

數4,合上開關S2，反復調節與和&的陽值，使A的示數仍為《，使