初中物理伏安法测电阻的探究实验试题

人类在探索自然规律的过程中，总结出了许多科学研究方法，如：“控制变量法”、“等效替代法”、“类比法”、“转换法”、“理想模型法”、“科学推理法”等。
（1）下面是初中物理中的几个研究实例：①研究通过导体电流与导体的电阻的关系时，让导体两端的电压保持不变；②研究磁场时，引入“磁感线”；③研究动能与速度的关系时，让物体的质量保持不变；④研究电流时，把电流比作水流。其中，采用了相同研究方法的是（    ）
A．①和②                            B．①和③
C．②和④                            D．③和④
（2）下面的几幅图运用了          的方法说明分子也具有动能和势能。

（3）在“探究导体的电阻跟哪些因素有关”的实验中。同学们提出了下列几种猜想：
猜想1：电阻可能与导体的长度有关；
猜想2：电阻可能与导体的横截面积有关；
①根据你掌握的电学知识，你认为猜想3：电阻还与                            有关。

序号	材料	长度	横截面积
1	锰铜合金丝	L	S
2	镍铬合金丝	L	S
3	镍铬合金丝	L	2S
4	镍铬合金丝	2L	S

②小明设计了如图所示的电路图，在A、B间接入下表中待研究的电阻丝（电阻丝用电阻符号表示），电源电压U恒定。
   
若电阻受温度的影响可以忽略，要探究猜想1，应该控制          和           不变；要探究猜想2，应该选用电阻丝       和电阻丝       （填电阻丝的序号）进行对比实验。
③甲同学也利用以上的电路和电阻丝对猜想2进行了探究。甲同学的实验探究如下：
实验：先在A、B间接入电阻丝2，闭合开关S，记录电流表的示数为I₁；然后在A、B间接入电阻丝4，闭合开关S，记录电流表的示数为I₂；发现：I₁≠I₂。
分析：由于电阻丝2和4的横截面积不变，而两种情况下电路中电流的大小不等，所以电阻与导体的横截面积无关。
结论：猜想2是错误的。
对甲同学的实验探究，你认为他的实验方法是        （正确/错误）的，请具体指出他的错误是：                                           ，根据他的实验和他的分析思路还可得出：                                     的结论，这个结论是      （正确/错误）的。

用一只电压表(无电流表)测量电阻R_x阻值的实验
【方案一】
器材：一只电压表、一个已知最大阻值为R₀的滑动变阻器，电源、开关和导线若干。
实验步骤：
步骤一：请你在答题卡的虚线框中画出实验时所需的电路图；
步骤二：将滑动变阻器调到阻值最大时，闭合开关，读出电压表的示数U₁；
步骤三：再将滑动变阻器                   时，读出电压表的示数U₂。
步骤四：根据已知量和实验所测得的物理量，写出R_x的表达式       (用符号表示)。
【方案二】
器材：一只电压表，一个阻值为R₀的定值电阻、电源、开关和导线若干。
实验要求：
请你在答题卡的虚线框中画出你设计的实验电路图。
评估交流：
(1)从实验操作角度看，以上两个方案中，方案     （一/二）更好．
(2)好在                        (只要求写出一条)。

小明要测量额定电压为2.5V的小灯泡的电阻，连接的电路如图所示。
 
（1）请在图中添加一根导线，把滑动变阻器正确连入电路，要求滑片P向右移动时，电阻变大。

实验次数	1	2	3
电压U/V	2.0	2.5	2.8
电流I/A	0.20	0.24	0.25

（2）连接好电路后，测得的数据如上表，根据表中的测量数据，可知该小灯泡正常发光时的电阻约为
       Ω（结果保留一位小数）。
（3）仔细分析三次测量得到的电阻值，发现电阻值逐渐变大，这是因为                           
                               。

实验室要测量一只阻值约为数百欧的电阻R_X.能提供的器材有:干电池两节、学生用电压表（量程为0～3V、0～15V）、学生用电流表（量程为0～0.6A、0～3A）、滑动变阻器R（100Ω  2A）和电阻箱R₀（0～9999Ω、5A）各一只、开关和导线若干.各组同学都提出了自己的设计方案,下面是其中三组同学的设计方案(电路图):
 
甲组:              乙组:             丙组:
(1)你认为三种设计方案中不可行的是_______，原因是:________________________.
(2)在可行的方案中,你认为_______组的设计方案可以让测量结果更准确。理由是:________。

某同学要用伏安法测定一只未知电阻的阻值，现有器材：电池组（6V）、电流表、电压表、待测电阻、开关各一只及导线若干．
（1）为使测量结果更准确，还需要一只　       　，用于改变待测电阻两端的　  　，读取几组电压值和电流值．
（2）本实验的原理是　      　
（3）在如图1圆圈中填上两表符号，并标出正负接线柱．
（4）根据实验电路图（图1）连接实物图（图2）．

（5）实验中记录的部分数据如下表：

实验次数	电压U/V	电流I/A
1	4.0	0.42
2	4.5	0.46
3	5.5	0.52

根据表格中数据可知：实验中电压表选用了　0～15V　量程；待测电阻的阻值为　10.0Ω　
（6）若某同学连完电路后，用开关试触时发现电流表、电压表分别出现如图3所示情况，则电流表产生此现象的原因是　                       　，电压表产生此现象的原因是　                     　．
（7）若将待测电阻换成小灯泡，实验中测量电流、电压值后，通过计算得出三次小灯泡的电阻不相等，你认为可能的原因是：　                                　．

为了研究导体的电阻大小跟哪些因素有关，需要通过实验来探索，现有下表所示的五种电阻线供实验时选用．

电阻线	材料	长度（米）	横截面积（毫米2）	电流（A）
1	铜	1	0.2	0.2
2	铁	1	0.2	0.15
3	镍铬合金	1	0.06	0.03
4	镍铬合金	1	0.2	0.1
5	镍铬合金	0.5	0.06	0.06

（1）如果研究导体的电阻跟长度的关系应选导线　       　；
（2）如果比较1和2两次实验结果，可得结论　                       　；
（3）本次实验采用的物理实验方法是　           　．

有一根镍铬合金线，两端电压为6V时，通过合金线的电流为0.3A，则镍铬合金线的电阻是　 　Ω；若两端电压减小一半，则镍铬合金线的电流是　 　A；如果镍铬合金线两端不加电压，则镍铬合金线的电流为　 　A，镍铬合金线的电阻是　 　Ω．

阅读下列一段文字，回答问题：
我们已经知道导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小与导体的长度、横截面积和材料有关，进一步研究表明，在温度不变时，导体的电阻跟导体的长度成正比，跟导体的横截面积成反比，这个规律叫做电阻定律，用公式表示为R=ρL/S，其中R、L、S分别表示导体的电阻、导体的长度和横截面积。而ρ是反映材料导电性能的物理量，我们把它叫做材料的电阻率。材料电阻率的大小与什么有关？小红提出如下猜想： 
猜想1：电阻率与材料的长度有关；猜想2：电阻率与材料的横截面积有关；
猜想3：电阻率与材料的种类有关。于是小红找来不同规格的导线进行测量，实验数据见下表：

实验序号	材料	长度L/m	横截面积S/m^2	电阻R/Ω	电阻率ρ
1	铜	1.0	1.0×10^-7	0.17	1.7×10^-8
2	铜	2.0	1.0×10^-7	0.34	1.7×10^-8
3	铜	1.0	0.5×10^-7	0.34	1.7×10^-8
4	铁	1.0	1.0×10^-7	1.0	1.0×10^-7
	镍铬合金	1.0	1.0×10^-7	11.0	1.1×10^-6

（1）写出电阻率ρ在国际单位制中的单位是              。
（2）分析比较实验序号1、2的数据，可以初步确定猜想1是       （正确/错误）的。
（3）分析比较实验序号         的数据，可以初步确定猜想2是错误的。
（4）分析比较实验序号1、4、5的数据，可得到的初步结论是            。
（5）根据表中的数据，如果要制作一个滑动变阻器，应选用           材料作为电阻线圈，这是因为相同规格的这种材料电阻较          （大/小）。
（6）根据表中的数据求出一段长10m，横截面积2mm²的铁导线的电阻   Ω。

如图甲所示是探究小灯泡电阻时连接的实验电路图，选用的小灯泡的额定电压为2.5V。

（1）某同学连接的电路如图所示，请指出其中的两处错误或不妥：
①___________   __________；②____________   ________________。
（2）将上述错误或不妥改正后，闭合开关，如果发现灯泡发出特别耀眼的光，且此时电流表、电压表都有示数，则出现该现象的原因可能是____   _。
（3）某同学在实验过程中，在电流表、电压表均有示数的情况下，将小灯泡从灯座中取走，则此时电压表  _     示数（选填“有”或“没有”）。
（4）该同学将测得的数据及计算结果填在下面的表格中：

实验次数 物理量	1	2	3	4
电压U/V	2.5	2.0	1.5	1.0
电流I/A	0.30	0.26	0.22	0.20
电阻R/Ω		7.7	6.8	5.0

 小灯泡正常发光时的电阻为___   ____Ω(保留一位小数)。
(5)分析表中的数据发现灯丝的电阻是变化的，这说明____       __。这种现象在生活中也有体现，例如家里的白炽灯在刚开灯的瞬间，灯丝_   烧断(选填“容易”或“不容易”)。

在用“伏安法测小灯泡的电阻”实验中。

（1）在图甲中，请你将电压表正确连入电路，完成电路的连接。
（2）在闭合开关之前，图中滑动变阻器的滑片应放在最   端。（填“左”或“右”）
（3）若某次测量时电压表和电流表的示数如图乙所示，则电压表的示数为          _________V，灯泡的电阻R_L=        Ω
（4）小明同学在做实验时，电路连接无误。闭合开关后，发现电流表的指针明显偏转，而电压表的示数为零。该故障的原因可能是         ____________。
（5）这个电路除了可以测小灯泡的电阻外，还可以用来测量小灯泡的功率。由图乙两表示数可求出小灯泡的功率P=         W。

小明和小红各自进行“测定小灯泡正常发光时的电阻”的实验。实验中使用的小灯泡均标有“2.5V”字样，所用电源和滑动变阻器相同。

(1)小明按图 （a）正确连接电路，并将变阻器的滑片移至最右端。闭合开关后，三个电表的示数如图18（b）、（c）、（d）所示，则他们所用的电源电压为        V。接着他移动变阻器的滑片，当小灯泡正常发光时，观察到滑片恰好在变阻器的中点上，小灯泡正常发光时的电阻约为     Ω。（保留一位小数）
(2)小红连接电路时只用了上图 中的V₁，没有使用V₂，连接的实物图如图 所示。闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡        ；经检查，是由于一根导线连接错误。请你在实物图中连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线。

小英按图甲所示的电路图连接实验电路，测量电阻R的阻值。闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P后，观察到电压表和电流表的示数分别如图乙、丙所示，则电流表的示数为    A，电阻R的阻值为       Ω。

小明在做“测量小灯泡的电功率”的实验中，所用小灯泡上标有“2.5V”字样。
（1）下图是小明未连接好的电路，请你用笔画线代替导线，将实物图补充完整。
（2）电路连好后，小亮分别测出了小灯泡的几组电压和电流值，记录在表格中。
①小灯泡正常工作时的电阻为    Ω。
②小亮从数据中发现，小灯泡的电阻是变化的，你认为影响电阻变化的主要因素是
                  。
（3）完成上述实验后，小亮看到滑动变阻器的铭牌模糊不清，于是想测量变阻器的最大电阻R_X。他找来一个已知阻值为R₀的定值电阻替换了灯泡，同时撤去了电流表，并利用余下的器材（电压未知的电源、量程合适的电压表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干），在不改动电压表位置及连线的情况下，很快测出了R_X的大小。
①请你把设计的电路图画在虚线框内。

②简述实验过程中要测量的物理量并用相应的字母表示。   
（a）_                                          
（b）_                             
③R_X=_                             （用已知量和测量量表示）

如下图所示的四个电路中，R₀为已知阻值的定值电阻，不能测出未知电阻Rx的电路是

在“用伏安法测量小灯泡的电阻”实验中，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为2.5V．
(1)电路接通后，小明发现移动滑动变阻器的滑片使其接入电路的电阻减小，电压表的示数也变小了．你认为该电路连接中存在的错误是______________．而小辉连接好电路，刚闭合开关时，结果发现小灯泡发光较暗，电流表与电压表都有示数，并且无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表与电压表的示数都不发生变化．这是因为______________________．

(2)如上图所示，小华在连接电路时，想使滑动变阻器的滑片向右移动时变阻器的阻值变小，请你帮助她将这一电路的实物图，以笔代线连接完整．
(3)小华将测量得到的数据及计算结果填入下面的表格中：

实验次数 物理量	1	2	3	4
电压U/V	2．5	2．0	1．5	1．0
电流I/A	0．30	0．26	0．22	0．20
电阻R/Ω		7．7	6．8	5．0

可以得出小灯泡正常发光时的电阻为________Ω(保留一位小数)．
(4)进一步分析上表中的数据发现，灯丝的阻值是变化的，其原因是_________________．这种现象在生活中也有体现．例如家里的白炽灯在刚开灯的瞬间，灯丝________烧掉．(选填“容易”或“不容易”)