高中物理教科版 (2019)必修 第三册5 实验:描绘I-U特性曲线课堂检测

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2.5实验：描绘I——U特性曲线  同步练习   教科版（          2019）高中物理必修第三册

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

注意：本试卷包含Ⅰ、Ⅱ两卷。第Ⅰ卷为选择题，所有答案必须用2B铅笔涂在答题卡中相应的位置。第Ⅱ卷为非选择题，所有答案必须填在答题卷的相应位置。答案写在试卷上均无效，不予记分。

一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）

1. 某导体中的电流与其两端电压的关系如图所示，下列说法正确的是   

A. 导体两端加电压时，导体的电阻为
B. 随着导体两端电压的增大，导体的电阻不断减小
C. 随着导体两端电压的增大，导体的电功率不断减小
D. 导体两端加电压时，每秒内通过导体横截面的电量为
 

2. 如图所示，图线为某电源的路端电压与电流的关系图线，图线为某定值电阻两端电压与电流的关系图线。当把该电阻直接接在该电源两端组成闭合回路时，下列说法正确的是   

A. 该电源的总功率为 B. 该电源的输出功率为
C. 该电源内阻消耗的功率为 D. 该电源的效率为

3. 如图所示为，两电阻的图线，则关于两电阻的描述正确的是

A. 电阻的阻值随电流的增大而减小，电阻的阻值不变
B. 在两图线交点处，电阻的阻值等于电阻的阻值
C. 在两图线交点处，电阻的阻值大于电阻的阻值
D. 在两图线交点处，电阻的阻值小于电阻的阻值

4. 如图所示，曲线是某导体两端的电压与通过它的电流的关系图线，直线为该曲线上点的切线，且与横轴交于点、点的横坐标为，点的坐标为。下列判断正确的是

A. 导体属于线性元件
B. 导体的电阻随着电流的增大而减小
C. 通过该导体的电流为时，导体的电阻等于
D. 通过该导体的电流为时，导体消耗的电功率等于
 

5. 将阻值为的电阻接在电压为的电源两端，则描述其电压、电阻及流过的电流间的关系图象中正确的

A.  B.
C.  D.

6. 如图所示为甲、乙两灯泡的图象，根据图象计算甲、乙两灯泡串联在电压为的电路中，实际发光的功率分别为

A.  B.  C.  D.

7. 如图所示为某两个电阻的图象，则电阻之比和把两电阻串联后接入电路时消耗功率之比及并联后接入电路时消耗功率之比分别是

A.   ； ；
B. ；；
C. ；；
D. ；；
 

8. 如图所示的图象中，直线为电阻的伏安特性曲线，曲线Ⅱ为电阻的伏安特性曲线，当两电阻并联接上电压时，它们阻值的大小关系是

A.  B.
C.  D. 条件不足，无法判断

9. 如图所示为一个小灯泡的伏安特性曲线，横轴和纵轴分别表示电压和电流。图线上点的坐标为，过点的切线与纵轴交点的纵坐标为，当小灯泡两端的电压为时，电阻等于 

A.  B.  C.  D.

10. 两导体的关系如图所示，图线表示的导体的电阻为，图线表示的导体的电阻为，则下列说法正确的是

A.
B.
C. 将与串联后接于电源上，则电流比
D. 将与并联后接于电源上，则电流比
 

二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）

11. 某导体中的电流随其两端的电压的变化图像如图所示，则下列说法中正确的是

A. 加的电压时，导体的电阻约是
B. 加的电压时，导体的电阻约是
C. 由图可知，随着电压增大，导体的电阻不断减小
D. 由图可知，随着电压增大，导体的电阻不断增大

12. 电阻和的伏安特性曲线如图所示．从图线可判断

A. 两电阻阻值的关系是
B. 电阻一定时，电流随着电压的增大而减小
C. 电压相同时，通过的电流较大
D. 两电阻串联接入电路时，消耗的功率小

13. 某种型号发光二极管的伏安特性曲线如图所示，该二极管的正常工作电压为，允许通过的最大电流为则该二极管

A. 正常工作时阻值为
B. 正常工作时阻值为
C. 电阻随电流的增大而增大
D. 电阻随电流的增大而减小
 

14. 一小灯泡通电后其电流随所加电压变化的图线如图所示，为图线上的一点，为图线的切线，为轴的垂线，为轴的垂线，则下列说法中正确的是

A. 随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大
B. 随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小
C. 对应点，小灯泡的电阻为
D. 对应点，小灯泡的电阻为
 

15. 多选如图所示，、分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝的图象，下列说法正确的是

A. 代表的电阻丝较粗
B. 代表的电阻丝较粗
C. 代表的电阻丝阻值小于代表的电阻丝阻值
D. 图线表示两个电阻丝的电阻随电压的增大而增大
 

三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）

16. 李华同学借助实验测量后，描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图所示。为了检验李华同学测量数据的准确性，孙蕾同学决定借助实验室器材重新测绘该小灯泡的伏安特性曲线，实验室有如下器材可供选择：
    
    

A.小灯泡；

B.电流表，量程为内阻约为；

C.电流表，量程为内阻约为；

D.电压表，量程为内阻约为；

E.电压表，量程为内阻约为；

F.滑动变阻器；

G.滑动变阻器；

H.电源内阻很小，可忽略不计；

J.电键一个，导线若干；

实验中要求加在小灯泡两端的电压可以从零开始连续的调节。

孙蕾为了完成该实验，需要选择合适的器材，电流表她应该选择_______选填“”或“”，电压表她应该选择_________选填“”或“”，滑动变阻器她应该选择_______选填“”或“”；

接下来，孙蕾需要选择合适的接线方式，对于电流表，她应该采用_______选填“内接法”或“外接法”，对于滑动变阻器，她应该采用_______选填“分压接法”或“限流接法”；

请在空白线框中为孙蕾画出她所需要的实验电路图；


经过检验，李华的测量数据是相当准确的，由李华所画小灯泡的图象，我们可以知晓，在小灯泡两端所加电压为时，小灯泡电阻为_______计算结果保留一位有效数字，随着小灯泡两端电压的增大，小灯泡的电阻_______选填“逐渐增大”、“逐渐减小”或“保持不变”。

17. 要测绘一个标有，小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加，并便于操作已选用的器材有：

A.电池组电动势为，内阻约       

B.电压表量程内阻约为；

C.电流表量程，内阻；

D.电流表量程，内阻约为；

E.定值电阻；

F.电键个、导线若干．

为了比较准确测量，除上述器材中的外还应选用__________填字母代号

实验中所用的滑动变阻器应选下列中的__________填字母代号

A.滑动变阻器最大阻值，额定电流

B.滑动变阻器最大阻值，额定电流

实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示。如果将这个小灯泡接到电动势为，内阻为的电源两端，小灯泡消耗的功率是__________．

四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）

18. 如图所示，图象中的两条直线对应两个导体、，求：
     

两个导体的电阻之比．

两个导体电流相等时，两端的电压之比．

两个导体电压相等时，通过导体的电流之比．






 

19. 如图甲所示的电路中，、均为定值电阻，且，阻值未知，为一滑动变阻器。当其滑片从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示，其中、两点是滑片在变阻器的两个不同端点得到的。求：

电源的电动势和内阻；

定值电阻的阻值；

滑动变阻器的最大阻值






 

20.  如图所示电路，当变阻器的滑动片从一端滑到另一端的过程中两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图中的，两直线所示，不考虑电表对电路的影响。
     

电压表、的示数随电流表示数的变化图象应分别为图象中的哪一条直线？

定值电阻、变阻器的总电阻分别为多少？

试求出电源的电动势和内电阻；

变阻器滑动片从一端滑到另一端的过程中，变阻器消耗的最大电功率为多少？

答案和解析

1.【答案】
 

【解析】

【分析】
本题主要考查对图像的理解，以及欧姆定律、电流和电功率定义的理解，能够根据图像求解各个状态的电阻和功率。
【解答】
A.当电压为时，电流值为，根据欧姆定律可知：，故A正确；
B.图像上某点与原点连线的斜率倒数表示导体的电阻，由图像可知，随电压的增大，图线斜率减小，则电阻增大，故B错误；
C.由图像可知，随着导体两端电压的增大，通过导体的电流也逐渐增大，根据功率公式可知，导体的电功率不断增大，故C错误；
D.当电压为时，电流值为，根据电流的定义式可知，每秒内通过导体横截面的电量为，故D错误．
故选A．  

2.【答案】
 

【解析】

【分析】
图象的斜率等于电阻；图象的纵轴截距等于电源的电动势，斜率的大小等于电源的内电阻，由数学知识求解即可。
根据图象正确读出电源的电动势和短路电流，根据图象正确读出外电路两端的电压和流过电阻的电流，是解决此类问题的关键。

【解答】
A.电源的总功率，故A错误；
B.电源的输出功率为：，故B正确；
C.图象的纵轴截距等于电源的电动势，斜率的大小等于电源的内电阻，电阻，故电源内阻消耗的功率为：，故C错误；
D.电源的效率，故D错误。
故选B。  

3.【答案】
 

【解析】

【分析】
在图象中，某点与原点连线的斜率等于导体的电阻；两线相交时电流和电压相等，则由欧姆定律可求得电阻相等。
本题考查伏安特性曲线的应用。
【解答】
A.图象上某点与原点连线的斜率等于导体的电阻，故A的电阻随电流的增大而增大，电阻阻值不变，故A错误；
两图象的交点处，电流和电压均相同，则由欧姆定律可知，两电阻的阻值大小相等，故B正确，CD错误。
故选B。  

4.【答案】
 

【解析】

【分析】
本题的关键是明确知道图象的斜率所代表的意义且要熟记欧姆定律；

【解答】
A.图象上的点与坐标原点连线的斜率表示电阻，可知随着电流的增大，电阻也不断增大，该导体不是线性元件。故AB错误；
C.当通过导体的电流为时，由欧姆定律得，此时的电阻为：，故 C错误；
D.由图可知当通过导体的电流为时，导体两端得电压为，则导体消耗的电功率：，故D正确；
故选D。

5.【答案】
 

【解析】

【分析】
电阻的阻值与及电流无关，是导体本身的性质；但电流由电压及电阻决定。

本题考查学生对欧姆定律的理解，要明确电流与电压成正比，与电阻成反比；而电阻是导体本身的性质，不会随电压或电流的变化而变化。
【解答】

A.由欧姆定律可知，电流随电压的增大而增大，不会出现电压随电流的增大而减小的情况；故A错误；
B.电阻为导体本身的性质，与电流无关；故B错误；
C.电流随电压的增大而增大，电阻保持不变；故电流与电压成正比；故C正确；
D.电阻为导体本身的性质，不会随电压的增大而变化，故应为水平直线；故D错误；
故选：。

6.【答案】
 

【解析】

【分析】
本题是关于伏安特性曲线和电功率的综合题目的考查，简单题目。由图分别读出两灯的电流，根据公式求出两灯实际发光的功率．
【解答】
两灯泡串联，故两灯泡中电流相等，且两灯泡两端的电压之和为，

则由图可知，两灯泡的电流均为 时，甲的电压为，而乙的电压为，满足条件，故甲的电功率为 ，乙的电功率为 ．
故选A。  

7.【答案】
 

【解析】

【分析】
由图可知电阻的电压和电流值，根据欧姆定律可知即可求出电阻之比；根据串联电路电流相等和并联电路电压相等利用电功率即可比较功率之比。
本题主要考查欧姆定律及电功率。
【解答】
有图象可知：，，；根据欧姆定律可知，：：：：；把两电阻串联后接入电路，电流相等，根据公式，功率与电阻成正比，故：：：；并联后接入电路，电压相等，根据公式可知，功率与电阻成反比，故：：，故A正确，BCD错误。
故选A。  

8.【答案】
 

【解析】

【分析】
根据欧姆定求解即可。
本题考查了欧姆定律的直接应用，难度不大，属于基础题．
【解答】
当两电阻并联接上电压时，它们的电流相等，根据可知，此时电阻相等，故B正确，ACD错误。
故选B。  

9.【答案】
 

【解析】

【分析】
小灯泡是纯电阻，根据欧姆定律即可解题。
本题主要考查了欧姆定律的直接应用，难度不大，属于基础题。
【解答】
小灯泡两端电压为时，通过小灯泡的电流为，根据欧姆定律得：
故选：。  

10.【答案】
 

【解析】

【分析】
通过图象得出两电阻的关系；串联电路电流相等，电压比等于电阻之比，并联电路电压相等，电流比等于电阻之反比。
解决本题的关键知道图线的斜率表示电阻的倒数以及知道串并联电路的特点。
【解答】
A、根据图象知，图线的斜率表示电阻的倒数，所以：：故A正确，B错误；
C.将与串联后接于电源上，则电流比，故C错误；
D.将与并联后接于电源上，则电流比，故 D错误。
故选A。  

11.【答案】
 

【解析】解：、加的电压时，电流为，则由欧姆定律可知，，故A正确，B错误；
C、由图可知，随电压的增大，图象的点与坐标原点连线的斜率减小，面图线上的点与坐标原点的连线的斜率表示电阻的倒数，则可知导体的电阻越来越大，故C错误，D正确；
故选：。
本题考查欧姆定律的应用；注意伏安特性曲线的性质，能从图象中得出电阻的变化．
 

12.【答案】
 

【解析】

【分析】在图象中，图象的斜率表示电阻的倒数，由此分析解答。
明确图象的物理意义时解题的关键。
【解答】图象的斜率，即图象的斜率越大，电阻越小，故有，A错误；
B.根据图象可得电阻一定时，电流随电压的增大而增大，B错误；
C.从图象中可得电压相同时，通过电阻的电流较大，C正确；
D.两电阻串联接入电路时，通过两电阻的电流相同，根据公式可得电阻越大，消耗的电功率越大，故D正确．  

13.【答案】
 

【解析】解：、由图可知，二极管的正常工作电压为时，流过二极管的电流为则二极管正常工作时的电阻为：；故A正确，B错误；
、图线的斜率表示二极管的电阻，由图可知，电流增大时图线的斜率减小，所以二极管的电阻值减小，故C错误，D正确
故选：。
应用欧姆定律求出二极管的电阻。结合图线的意义分析电阻值的变化。
该题结合二极管的伏安特性曲线考查对欧姆定律的理解，解答的关键是理解电阻的伏安特性曲线的意义。
 

14.【答案】
 

【解析】

【分析】
根据电阻的定义，电阻等于图线上的点与原点连线的斜率的倒数，斜率逐渐减小，电阻逐渐增大。
本题中灯泡是非线性元件，其电阻，但。

【解答】

图线上的点与原点连线的斜率逐渐减小，说明电阻逐渐增大，故A正确，B错误；

对应点，小灯泡的电阻为故D错误，C正确；

故选AC。

 

15.【答案】
 

【解析】【解析】
由图像得出两者电阻关系，在根据电阻定律可判断电阻丝的粗细；根据图线的特点直接判断电阻情况。
知道图像斜率的含义，熟悉电阻定律是解题的关键。
【答案】
图像的斜率表示导体的电阻，由图知，两个电阻丝的电阻不变，且的斜率较大，即代表的电阻丝阻值小于代表的电阻丝阻值，故C正确，D错误；
由电阻定律可得横截面积，由于、分别表示由相同材料制成的两条长度相同，故电阻较小的较粗，即代表的电阻丝较粗，故A正确，B错误。
 

16.【答案】   ，
外接法，分压接法；
电路图如右图所示
；
  ，逐渐增大。
 

【解析】

【分析】
本题主要考查描绘小电珠的伏安特性曲线，
根据伏安特性曲线选择电流表，电压表，为方便实验操作，应选择最大阻值较小的滑动变阻器．
根据灯泡电阻与电表内阻的关系确定电流表接法，然后答题．
采用电流表外接的分压接法，画出电路图；
根据伏安特性曲线的特点及物理意义求解。
【解答】
根据李华描绘出小灯泡的伏安特性曲线可知，电流表选A为方便实验操作，滑动变阻器应选最大阻值较小的
根据李华绘制的小灯泡伏安特性曲线，小灯泡的电阻大约为，电流表，量程为内阻约为；电压表，量程为内阻约为；电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，因要绘制小灯泡伏安特性曲线，故电压变化范围要求较大，故选用分压接法。
采用电流表外接的分压接法，故电路图如图所示：

根据伏安特性曲线，小灯泡两端所加电压为时，小灯泡电阻为。
伏安特性曲线的斜率代表电阻的倒数，根据图像可得，随着小灯泡两端电压的增大，小灯泡的电阻逐渐增大。
故答案为
   ，
外接法，分压接法；
电路图见上；
  ，逐渐增大。  

17.【答案】，；
；
。
 

【解析】

【分析】
该题主要考查测绘小灯泡伏安特性曲线实验。解决该题关键在于熟悉实验器材选择和实验操作过程。同时要掌握应用图像法处理实验数据。
灯泡的额定电流为：，电流表量程，内阻约为的量程太大，因此需要将电流表量程，内阻与定值电阻进行扩程，由此分析即可；
实验中应采用分压接法，根据要求确定滑动变阻器；
在灯泡的伏安特性曲线中作出电源的伏安特性曲线，两图象的交点为灯泡的工作点，则由可求得灯泡的实际功率。
【解答】
灯泡的额定电流为：，电流表量程，内阻约为的量程太大，因此需要将电流表量程，内阻与定值电阻进行扩程，扩程后的量程为：可以满足需求，因此还应选用，。
本实验中应采用分压接法，故滑动变阻器应选择小电阻，故A正确，B错误；
故选A。
在图中做出电源的伏安特性曲线，交点为灯泡的工作点，由图可知，电流为；电压为；则灯泡的功率为：。

故答案为：；；。  

18.【答案】解：因，由图象可知，
 ，
  ，
故：；
两个导体电流相等时，根据知，导体两端的电压之比为：
：：；
两个导体电压相等时，根据知，通过导体的电流之比
：：：：。
 

【解析】本题主要考查欧姆定律的应用，要注意明确图象为图象，电阻等于斜率的倒数。
由图象的斜率可求得电阻，则可求得电阻之比；
由欧姆定律可求得电流相等时的电压之比；
同理由欧姆定律可求得电压相等时的电流之比。
 

19.【答案】解：题中图乙中延长线，交轴于处，交轴于处
所以电源的电动势为
内阻。    
当滑到的右端时，电路参数对应图乙中的点，即、
得。
当滑到的左端时，由图乙知此时， 
所以   
因为  
所以滑动变阻器的最大阻值为：。
 

【解析】根据图象的截距和斜率的含义求解；
根据图象结合欧姆定律求解；
滑动变阻器阻值最大时，外电阻最大，电流最小，由图读出电压和电流，由欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值。
本题是对闭合电路欧姆定律的考查，同时考查了电源的路端电压随电流变化图线的特点，即纵轴上的截距表电源电动势，图线斜率绝对值表电源内阻。
 

20.【答案】解：当变阻器的滑动片向左移动时，变阻器接入电路的电阻减小，电路中电流增大，定值电阻的电压增大，路端电压减小，所以电压表的示数随电流表示数的变化图象应为；电压表的示数随电流表示数的变化图象应为；
定值电阻；
当时；
则；
根据闭合电路欧姆定律得：
可得：，   
当时，变阻器消耗的电功率最大。  
     
答：电压表对应图象、对应图象；
定值电阻、变阻器的总电阻分别为和；
电源的电动势为，内电阻为；
变阻器滑动片从一端滑到另一端的过程中，变阻器消耗的最大电功率为。
 

【解析】当变阻器的滑动片向左移动时，变阻器接入电路的电阻减小，电路中电流增大，定值电阻的电压增大，路端电压减小，来判断两个电压表的示数对应的图线；
定值电阻等于图线的斜率大小．由数学知识求出图线的斜率求解。当滑动变阻器取最大值时，电流最小，由图读出电流的最小值，由欧姆定律求出变阻器的总电阻；
图线反映路端电压与电流的关系，其斜率大小等于电源的内阻，由数学知识求出电源的内阻。再由闭合电路欧姆定律求出电源的电动势；
将滑动变阻器和电源当作一个等效电源，当等效电源的内电阻和变阻器电阻相等时，等效电源输出功率最大。
本题考查对物理图象的理解能力，可以把本题看成动态分析问题，来选择两电表示对应的图线。