初中物理欧姆定律的应用实验题

某实验小组的同学利用如图甲所示的电路进行实验研究：

（1）断开开关S ₃，闭合开关S ₁和S ₂，通过多次调节滑动变阻器，读出相应的电压表和电流表的示数，根据测量数据绘成如图乙所示图象，由图象知定值电阻R＝ 　 　Ω。

（2）断开开关S ₂，闭合开关S ₁和S ₃，通过多次调节滑动变阻器，测量灯L的电压和电流。根据测量数据绘成如图丙所示的图象。若灯L的额定电压为2.0V，则它的额定功率为 　 　W。

（3）由图丙可知，灯丝的U﹣I图象不是一条直线，原因是 　 　。

小华做"用电流表、电压表测电阻"实验，现有电源（电压为1.5伏的整数倍保持不变）、待测电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个，以及导线若干。他正确串联电路后，将电压表并联在电路中。闭合开关，移动滑动变阻器滑片，将测得的两组数据记录在表一中。小华观察数据思考后重新连接了电压表，将新测得的两组数据记录在表二中。小华通过数据处理求出了待测电阻的阻值，完成实验。

表一

实验序号	电压表示数（伏）	电流表示数（安）
1	2.6	0.18
2	2.3	0.20

表二

实验序号	电压表示数（伏）	电流表示数（安）
3	2.2	0.20
4	2.6	0.24

①获得表一实验数据的过程中，小华将电压表并联在 　　的两端；

②实验中小华所用的电源电压为 　　伏；

③根据表一中实验序号1的数据，计算此次待测电阻的阻值为 　　欧；（精确到0.1欧）

④根据实验数据，计算并判断所用滑动变阻器的规格能否为"10欧 2安"。 　 　（需写出计算过程）

小明同学为了探究小灯泡亮度与实际功率的关系，设计了如图甲所示的实验电路，小灯泡标有" $2.5V$ "的字样。

（1）图甲是小明连接的实验电路，同组的小红同学发现图中有一根导线连接错误，请你在这根导线上打" $\times$ "，并在图中改正。

（2）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，而电流表有示数，电压表没有示数，则可能的故障是 　　。

（3）排除故障后继续实验，小明进行了4次测量，并将有关数据及现象记录在如下表格中。当电压表示数为 $1.7V$ 时，电流表示数如图乙所示，请根据电流表的示数把表格补充完整。

实验序号	电压 $U/V$	电流 $I/A$	电阻 $R/\Omega$	电功率 $P/W$	灯泡的亮度
1	0.5	0.16	3.1	0.08	不亮
2	1.7				较暗
3	2.5	0.28	8.9	0.70	正常
4	3.0	0.30	10.0	0.90	很亮

（4）根据实验目的分析实验数据及现象，可得出的结论是 　　。

（5）实验中小灯泡的电阻变化的原因是 　　。

（6）此实验中将小灯泡换成 $5\Omega$ 、 $10\Omega$ 、 $15\Omega$ 的定值电阻还能完成的探究实验是 　　。

用如图所示的电路研究通过导体的电流与电压、电阻的关系。保持电源电压和电阻箱 $R_1$ 的阻值不变，移动滑动变阻器 $R_2$ 的滑片 $P$ ，测得电流、电压如表1所示；然后将滑片移到适当位置保持不变，仅改变电阻箱 $R_1$ 的阻值，测得相应的电流值，如表2所示。

表1

次数	$U_1/V$	$I/A$
①	1.0	0.20
②	1.5	0.30
③	2.0	0.40

表2

次数	$R_1/\Omega$	$I/A$
①	3.0	0.50
②	6.0	0.33
③	9.0	0.25

（1）根据表1中的数据，你得出什么结论？求出 $R_1$ 的阻值。

（2）分析表2中的数据，指出实验操作中存在的问题，并说出判断的理由。

（3）请利用表2中的数据求电源电压。

小明同学在"测量小灯泡电功率"的实验中，已知电源电压是 $\mathbf{6}\mathit{V}$ ，小灯泡的额定电压是 $\mathbf{3}\mathbf{.}\mathbf{8}\mathit{V}$ ，电阻约为 $\mathbf{8}\mathit{\Omega }$ ．

（1）请你用笔画线代替导线帮他将图甲中的实物图连接完整。

（2）正确连接电路后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该置于 　　（选填" $\mathit{A}$ "或" $\mathit{B}$ " $\mathrm{}\mathbf{)}$ 端。

（3）小明同学调节滑动变阻器，进行了几次实验，得到部分 $\mathit{U}$ 和 $\mathit{I}$ 的数据如下表所示：

实验次数	1	2	3	4	5
$\mathit{U}\mathbf{/}\mathit{V}$	1.00	2.00	3.00	3.80	4.20
$\mathit{I}\mathbf{/}\mathit{A}$	0.20	0.40	0.47		0.51
灯泡亮度	不亮	很暗	偏暗	正常	很亮

灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则灯泡的额定功率为 　　 $\mathit{W}$ 。

（4）小明同学在对数据进行分析时发现：小灯泡灯丝电阻随电压的增大而 　　（选填："增大"或"减小"、"不变" $\mathbf{)}$ 。在第1次实验中，小灯泡不亮的原因是 　　。

（5）当小明同学继续调节滑动变阻器测量时，把灯丝烧断了（其余元件完好），则此时电压表示数约为 　　 $\mathit{V}$ 。

（6）小明同学在实验室借了甲：" $\mathbf{10}\mathit{\Omega }$ $\mathbf{1}\mathbf{.}\mathbf{5}\mathit{A}$ "、乙：" $\mathbf{20}\mathit{\Omega }$ $\mathbf{1}\mathbf{.}\mathbf{2}\mathit{A}$ "和丙：" $\mathbf{30}\mathit{\Omega }$ $\mathbf{1}\mathit{A}$ "三个滑动变阻器，你认为他完成上表实验所使用的滑动变阻器是： 　　（选填："甲"或"乙"、"丙" $\mathbf{)}$ ，理由是： 　　。

某校物理社团的学生做"测量小灯泡的电功率"和"探究电流与电压关系"的实验，电源两端电压恒定，小灯泡的额定电压为2.5V，设计的电路如图甲所示，操作如下：

（1）按图甲连接电路，将滑片移到滑动变阻器的阻值最大端，闭合开关，记录两电表示数；移动滑片，观察并记录多组数据，绘制如图乙所示的U﹣I图象，则小灯泡的额定功率为 　 　W．实验中，当电流表示数为I ₀（I ₀＜0.30A）时，小灯泡的电功率为P ₁；

（2）断开开关，用定值电阻替换小灯泡，将滑片移到滑动变阻器的阻值最大端，闭合开关，读出两电表示数，并记录在表格中；移动滑片，测出多组数据，记录在表格中。分析表格中的数据可知：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成 　 　。实验中，当电流表示数仍为I ₀时，定值电阻的电功率为P ₂，则P ₁、P ₂的大小关系为P ₁ 　 　P ₂；

探究电流与电压关系的实验数据表

实验次数	1	2	3	4
电压U/V	0.9	1.5	2.5	3.0
电流I/A	0.18	0.30	0.50	0.60

（3）若把小灯泡和定值电阻串联后直接接到此电源两端，电路的总功率为 　 　W。

小华同学做"用电流表、电压表测电阻"实验，现有电源（电压为2伏的整数倍且保持不变）、待测电阻R、电流表、电压表（只有0～3伏档完好）、滑动变阻器（标有"20Ω2A"字样）、电键以及导线若干。实验中，小华正确连接电路，且使变阻器接入电路中的电阻最大，闭合电键时电表示数如图（a）、（b）所示。

小华的实验记录

实验序号	电压表示数（伏）	电流表示数（安）
1	1.4	0.30
2	…	…
3	…	…

①通过计算说明实验所用电源的电压。

②小华移动变阻器的滑片，观察到电表示数变化范围较小。然后他调整了电表的接入位置重新实验：

（a）根据图中电表的示数等信息判断，在闭合电键时能否使变阻器接入电路中的电阻最大，并简述理由。

（b）根据小华重新实验中所记录的一组数据（见表），计算待测电阻R _x的阻值（精确到0.1欧）。

某小组在探究电流与电阻关系的实验中，设计了如图所示的电路：

（1）请你用笔画线代替导线将如图所示电路连接完整；

（2）电源由两节电压为的电池串联组成，则电源电压为　　；

（3）若分别将、、的电阻接入电路进行实验时，调节滑动变阻器，保持电压表示数为不变，那么选取的滑动变阻器的最大阻值应该不小于　　，由此得到结论：电压一定时，电流与电阻成　　；

（4）保持电压表示数为的条件下重复进行上述实验，其目的是：　　。

为测量阻值在5～10Ω之间的定值电阻R_x，小明从实验室找来如下器材：电源一只（电压3V不变），电流表一只（0～0.6A、0～3A），电压表一只（0～3V、0～15V），滑动变阻器三只（规格分别为“100Ω  0.2A”、“1kΩ  0.1A”和“50Ω  1A”），开关一只，导线若干．

（1）你认为小明应该选用规格为      的滑动变阻器；
（2）请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整；
（3）连接好电路后，小明进行了实验，根据所测的数据绘制出了电阻R_x的I﹣U图象，由图象可知，通过R_x的电流与其两端电压的关系是      ，R_x的阻值是      Ω．

小明同学想“探究电流跟电阻的关系”。于是他找来了一些器材，开始了科学探究。已知电源电压为6V且保持不变，实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。

（1）他首先连接了如图（甲）所示的电路图。为保证电路安全，连接电路时，开关应          。
（2）他的实验步骤为：
①先让5Ω电阻接入电路，闭合开关,调节滑动变阻器，使电压表的示数为1.5V，记录电流表示数；
②将5Ω电阻换成10Ω电阻，闭合开关后发现电压表示数大于1.5V，应将滑动变阻器的滑片向______（填“左”或“右”）移动，当观察到电压表示数为_________ V时，记录电流表示数；
③将10Ω电阻换成15Ω电阻,闭合开关后发现： 当滑动变阻器的滑片移动到最右端时，电流表和电压表的示数如图（乙）所示。出现上述情况的原因可能是（     ）

A．滑动变阻器最大阻值太大

B．滑动变阻器最大阻值太小

C．滑动变阻器断路

D．定阻电阻短路

（3）更换部分实验器材，继续完成整个探究实验后，用测得的数据绘制了如图（丙）的图象，根据该图象可以得出的结论是：                          。

（4）为完成整个实验，应该选取最大阻值不小于          Ω的滑动变阻器。

小亮为测量电阻R_x的阻值，选择了以下器材：待测电阻R_x、阻值已知的定值电阻R₀、电压不变（电压值未知）的电源一个、电流表一只、开关两个、导线若干。如图所示，小亮连接了实验电路，但实验步骤没有写完整，请你帮助完成实验步骤，并写出电阻R_x的表达式。

（1）闭合开关S₁、S₂，读出此时电流表的示数I₁。
（2）               ，读出此时电流表的示数I₂。
（3）根据所测数据计算得出R_x=               。

探究“通过导体的电流跟电阻关系”的实验电路图如图1所示．

（1）在图1所示的实物电路中，连接的错误是      ．
（2）将电路连接的错误改正后开始实验，在闭合开关S前，应使滑动变阻器的滑片P置于      （选填“A”或“B”）端．
（3）在此实验中，每次应更换      ．并移动滑动变阻器的滑片P，目的是      ．
（4）在实验过程中，当滑动变阻器的滑片P移到某点时，发现两电表的示数如图2甲、乙所示，则此时所使用的定值电阻R的电阻为      Ω．

阅读短文，回答问题：
漏电保护器
根据安全用电要求，住户家里除了要安装防止电流过大的自动空气开关外，还必须安装如图所示的漏电保护器．其示意图如图甲所示，其内部结构相当于一个自动开关，正常情况下，住户家中没有电流流向地面，即图中I₃为零，进户线中流入的电流I₁和流出的电流I₂相等，漏电保护器内部自动开关处于闭合状态．如果电路中某处发生漏电（漏电是指电流从墙体、人体、接地线或其他路径流向地面），即图中的I₃不为零，就会造成I₁和I₂不相等，当I₁和I₂的差异达到一定值，保护器内部自动开关就会立即断开．排除漏电故障后，重新合闸即可恢复供电．为确保使用安全，漏电保护器上设置了试验按钮，需要每月试按一次，如果试验按钮按下漏电保护器无动作，说明漏电保护器需要更换．

（1）关于漏电保护器，下列说法正确的是     

A．当电路发生短路时，漏电保护器会自动切断电路

B．人站在绝缘物上双手分别触摸火线与零线，漏电保护器不会切断电路

C．正常情况下家庭电路中火线中的电流大于零线中的电流

D．漏电保护器跳闸后按下试验按钮即可恢复供电

（2）如果电路中发生漏电，漏电电流为I₃，则I₁、I₂、I₃大小关系的表达式为      ．
（3）站在地面上的人体不小心接触了火线，如图乙所示，该人体的电阻为2000Ω，人与地面、电线等的接触电阻为3500Ω，电路中安装了规格为如图丙所示的漏电保护器，该漏电保护器      （能/不能）及时断开电路．
（4）由于安装人员的疏忽，在安装三孔插座时，误将连接零线和地线的孔接反，此时如果将洗衣机的三脚插头插入该插座，漏电保护器      （会/不会）断开，理由是        ．

阅读短文，回答问题：
力传感器在电子秤中的应用
电子秤所使用的测力装置是力传感器，常见的一种力传感器由弹簧钢和应变片组成，其结构示意图如图甲所示，弹簧钢右端固定，在其上、下表面各贴一个相同的应变片，若在弹簧钢的自由端施加向下的作用力F，则弹簧钢发生弯曲，上应变片被拉伸，下应变片被压缩，力越大，弹簧钢的弯曲程度越大．应变片结构如图乙所示，其中金属电阻丝的阻值对长度变化很敏感，给上、下金属电阻丝提供相等且大小不变的电流，上应变片两引线间电压为U₁，下应变片两引线间电压为U₂，传感器把这两个电压的差值U（U＝U₁－U₂）输出，用来反映力F的大小．金属电阻丝的阻值随温度会发生变化，其变化情况如图丙所示．为消除气温变化对测量精度的影响，需分别在上、下应变片金属电阻丝与引线之间串联一只合适的电阻，进行温度补偿，串联合适的电阻后，使测量结果不再受温度影响．

（1）这种力传感器是将力的大小转换为    （电流／电压）的装置．
（2）外力F增大时，下列说法正确的是    ．

A．上、下应变片金属电阻丝电阻都增大

B．上、下应变片金属电阻丝电阻都减小

C．上应变片金属电阻丝电阻减小，下应变片金属电阻丝电阻增大

D．上应变片金属电阻丝电阻增大，下应变片金属电阻丝电阻减小

（3）传感器输出的电压U随外力F增大而   
（4）进行温度补偿时，应给上金属电阻丝串联阻值随温度升高而    的电阻，下金属电阻丝串联阻值随温度升高而    的电阻．
（5）如果未进行温度补偿，自由端受到相同的力F作用，该传感器下应变片两端的电压U₂冬天比夏天    （大／小）．

有一电源和电阻连接组成的装置，只有M、N两个接线柱可供使用，如图所示，装置内电源的电压和电阻的阻值均未知，现要求测定此装置内电阻的阻值R．

(1)请你利用下列器材：
一个已知阻值为R₀的定值电阻；
一个量程合适的电流表；
一个单刀双掷开关：“        ”
简要说明测量方法，并写出需要测量的物理量(用字母表示)，并画出电路图（要求电路只能接一次，不得拆开重接）．
________________________________________________________________________．
(2)写出计算电阻阻值的表达式：R＝           ．