初中物理伏安法测电阻的探究实验试题

小聪同学用伏安法测电阻，实验电路图如图甲所示。

（1）该实验的原理是　   。

（2）闭合开关 $S$前，滑动变阻器滑片 $P$应置于　　端（选填“ $a$”或“ $b$” $)$。

（3）假如小聪同学用完好的器材按如图甲所示实验电路图正确连接电路，实验时正确操作，刚一“试触”，就发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度，其原因可能是：

①　　；②　　。

（4）调整后，小聪同学重新按图甲所示的实验电路图正确连接电路，进行实验，某次实验中电压表示数如图乙所示，电流表示数如图丙所示，被测电阻 $R_x=$　　 $\Omega$。

（5）若滑动变阻器的最大阻值为 $R$，被测电阻的阻值为 $R_x$，实验过程中电流表突然损坏，不能正常使用了，他想出一个方法，在撤掉电流表的情况下，利用现有的器材，也能测出电阻 $R_x$的阻值。

实验步骤如下：

①将滑动变阻器滑到 $a$端，闭合开关 $S$，读出电压表的读数，记为 $U$；

②　　；

③读出滑动变阻器的最大值 $R$；

④则被测电阻 $R_x$的阻值为： $R_x=$　　（写出表达式）。

某学习小组的同学为测量小灯泡在不同电压下的电阻，设计了实验电路并进行了部分连接，如图甲所示。

（1）请将图甲中的实物电路补充完整；

（2）为了保护电路，闭合开关 $S$前，应将滑片 $P$移到滑动变阻器的　　（填“左”或“右” $)$端；

（3）闭合开关 $S$，该小灯泡正常发光，调节滑动变阻器，让电压逐次降低，测量的数据如下表：

数据序号	1	2	3	4	5	6	7
发光情况	明亮	不很亮	不亮	较暗	微光	熄灭	熄灭
电压 $U/V$	2.5	2.1	1.7	1.3	0.9	0.5	0.1
电流 $I/A$	0.28		0.24	0.21	0.19	0.16	0.05
计算的电阻 $R/\Omega$	8.9		7.1	6.2	4.7	3.1	2.0

当电压表的示数为 $2.1V$时，电流表的示数如图乙所示为　　 $A$，此时小灯泡的电阻为　　 $\Omega$；

（4）分析表中数据，可以发现小灯泡的电阻随电压的减小而　　。

如图是“测量小灯泡电阻”的实验装置，电源电压恒为 $6V$，小灯泡的额定电压为 $3.8V$。

（1）检查无误后，闭合开关，滑动变阻器的滑片向左移动，请写出 $A$表、 $V$表的示数变化情况：　　。

（2）移动滑片获得了表格中的实验数据：

实验次数	发光情况	电压 $U/V$	电流 $I/A$	灯丝电阻
1	刚发光	1.5	0.2
2	暗	2.5	0.30	8.3
3	亮	3.8	0.42	9.0

请计算出第1次实验时灯丝的电阻， $R_1=$　　 $\Omega$。

（3）分析数据及实验现象可知：灯越亮，灯丝电阻越大，说明灯丝的电阻与　　有关。

（4）现电压表 $0~15V$量程损坏，而 $0~3V$量程完好，在不增减器材的情况下，请设计测量小灯泡额定功率的实验，写出必要的调整步骤：　　。

测量标有“ $2.5V$”字样的小灯泡在额定电压下工作时的电阻，小灯泡的额定功率估计在 $0.8W$左右。实验室提供的器材有：两节干电池、电压表 $V$（量程 $0~3V)$、滑动变阻器、导线若干、开关、待测小灯泡。供选择的电流表： $A_1$（量程 $0~0.6A)$、 $A_2$（量程 $0~3A)$。回答下列问题：

（1）电流表应选用　　 $($ “ $A_1$”或“ $A_2$” $)$。

（2）连接好如图甲所示的实验电路，闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有较大的示数。电路的故障可能是　　（选填序号）

$A$．电压表断路

$B$．小灯泡断路

$C$．电压表短路，且小灯泡断路

$D$．电流表短路，且小灯泡断路

（3）排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器使电压表示数为 $2.5V$，电流表示数如图乙所示，小灯泡正常发光时的电阻是　　 $\Omega$（小数点后保留一位数字）。

程新同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电压 $U$和未知电阻 $R_x$的阻值。已知定值电阻的阻值为 $R_0$、电源两端电压保持不变。请完成下列问题：

（1）根据甲中电路图，用黑色签字笔画线代替导线，将乙中的实物图补充完整。

（2）电路正确连接后，当开关 $S$、 $S_1$闭合， $S_2$断开时，电流表示数为 $I_1$；则电源的电压 $U=$　　。

（3）当开关 $S$、 $S_2$闭合， $S_1$断开时，电流表示数为 $I_2$；则待测电阻 $R_x=$　　。

（4）不改变甲图所示的电路，若开关 $S_1$始终处于断开状态，仅对开关 $S$、 $S_2$进行操作　　（选填“仍能”或“不能” $)$测量电源电压和未知电阻 $R_x$的阻值。

小明利用如图甲电路图来测量电源电压 $U$和电阻 $R_1$的阻值

（1）请按照图甲的电路图，用笔画线表示导线，在图乙中完成实物连接。要求：闭合开关后，当滑动变阻器滑片 $P$向右移动时，电流表示数增大；

（2）小明调节滑动变阻器的滑片 $P$，当电流表如图丙时，其读数为　　 $A$；并将在移动滑片 $P$的过程中得到的多组电压表、电流表读数，绘成图丁的图象。由图象得出电源的电压 $U=$　　 $V$和电阻 $R_1$的阻值 $R_1=$　　 $\Omega$；

（3）小明继续探究，移动滑片 $P$的过程中，电流表的最小示数为 $0.25A$，则滑动变阻器的最大阻值为　　 $\Omega$。

学校科技创新小组用伏安法测量小灯泡的电阻，电源电压为 $3V$，待测小灯泡的额定电压为 $2.5V$。

（1）请用笔画线代替导线，完成图甲中实物电路的连接，要求：①滑片 $P$向右移动时，电流表示数变小；②连线不能交叉；

（2）检查电路无误后，闭合开关，灯泡不亮，电压表有示数，电流表示数为零，导致这一现象的原因可能是　　。

$A$．电压表短路   $B$．电压表断路   $C$．滑动变阻器短路   $D$．小灯泡断路

（3）故障排除后，闭合开关，当滑动变阻器的滑片 $P$移到某一位置时、电压表示数如图乙所示，要测量小灯泡正常发光时的电阻，应将滑动变阻器的滑片向　　移动（选填“左”或“右” $)$。

（4）通过移动滑动变阻器的滑片 $P$记录了多组数据，并作出了如图丙所示的 $I-U$图象，由图可知小灯泡正常发光时的电阻为　　 $\Omega$。

在“测量小灯泡的电阻”实验中，小明所用的实验原理图如图甲所示。已知小灯泡的额定电压为 $2.5V$。

（1）请你按照图甲电路图，用笔画线代替导线完成图乙中实验电路的连接。

（2）小明将电路连接正确后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片 $P$，使小灯泡刚好正常发光，此时电流表示数如图丙所示，则通过小灯泡的电流 $I=$　　 $A$，小灯泡的额定功率 $P=$　　 $W$。

（3）小明测得小灯泡正常发光时的阻值 $R=$　　 $\Omega$（保留两位小数）。

在测量标准电压为 $3.8V$的小灯泡电阻的实验中，电源电压恒为 $6V$。

（1）小明连接如图甲所示的电路，准备闭合开关时，发现有接线错误。请你按要求在图将需改错的导线画“ $\times$ “，并补画出正确的导线。

要求：闭合开关后，当滑动变阻器滑片向左移动时，电流表示数增大。

（2）电路完善后，调节滑动变阻器的滑片 $P$，当电压表的示数为 $3.8V$时，电流表示数如图乙所示，其示数为　　 $A$，此时小灯泡的电阻为　　 $\Omega$．额定功率为　　 $W$．（保留小数点后两位）

（3）在提供的滑动变阻器中，分别有规格为 $A\left(5\Omega 2A\right)$、 $B\left(20\Omega 1A\right)$、 $C(100\Omega 0.1A)$，则应选择　　（选填“ $A$ “ $B$”或“ $C$ “ $)$。

（4）小明同学多次移动滑动变阻器的滑片 $P$，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图丙所示的图象，通过图象可以发现灯丝的电阻是变化的，这一现象表明：灯丝的电阻随温度的升高而　　（选填：“增大”、“不变”、“减小” $)$。

某科技小组同学发现实验室有一只标有“ $\mathit{Xk\Omega }$”的电阻 $(X$为模糊不清的一个数字），为了测出这只电阻的阻值，他们进行了如下探究：

（1）首先设计的实验电路如图1所示，使用的器材有：两节新干电池、待测电阻 $R_X$、电压表 $V(0?3V$、 $0?15V$量程）、电流表 $A(0?0.6A$、 $0?3A$量程）、滑动变阻器（标有“ $50\Omega 1A$” $)$、开关、导线若干。实验后发现，该方案无法测出电阻 $R_x$的值，其主要原因是　　。

（2）经讨论后他们利用原有器材并补充适当的器材，重新设计测量电阻 $R_x$的实验方案。小李设计的电路图如图2所示，其中定值电阻 $R_0=2\mathit{k\Omega }$．他连接电路后，闭合 $S_1$，断开 $S_2$，想先测出电源电压，但读出电压表示数 $U=2V$，与两节干电池能提供的电压相差很大。请教老师后才知道，电压表相当于一个能显示自身两端电压的定值电阻。则根据小李的测量数据和电源电压（取 $3V)$，可估算出电压表自身的电阻为　　 $\mathit{k\Omega }$。

（3）小组其他同学设计的实验电路如图所示，在电源电压恒定且已测出的条件下，能先测出电压表自身电阻后，再测出 $R_x$阻值的电路是　　。

（4）他们选择正确方案测出 $R_x$的阻值后，又有同学提出，应该通过多次测量求平均值来减小误差。在正确方案的基础上，通过下列操作，能实现多次测量 $R_x$阻值的是　　。

$A$．改变电源电压   $B$．将 $R_0$换成 $50\Omega$的定值电阻   $C$．将电压表换成“ $0?0.6A$”的电流表

小洋用“伏安法”测未知电阻 $R$的电阻值，他设计的电路图如图甲所示。

实验次数	1	2	3
电压 $/V$	1.2	1.8	2.4
电流 $/A$		0.36	0.5

（1）请用笔画线代替导线，将图乙中未完成的电路补充完整。（要求变阻器滑片向左移动时电流表示数变大）

（2）连接电路时，开关应处于　　（选填“断开”或“闭合” $)$状态。闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到最　　（选填“左”或“右” $)$端的位置。

（3）连接好电路，闭合开关，发现电流表和电压表都有较小的示数，且无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表和电压表的示数都不变。造成这一现象的原因可能是　　。（选填字母）

$A$．电阻 $R$断路                  $B$．电阻 $R$短路

$C$．滑动变阻器短路          $D$．滑动变阻器接了下面的两个接线柱

（4）小洋排除故障后，重新连接好电路进行实验，表格是他记录的实验数据，第一次实验中电流表的示数如图丙所示，其示数是　　 $A$．通过计算，该定值电阻的阻值约是　　 $\Omega$．（计算结果保留一位小数）

某实验小组的同学用如图所示的电路测大约几十欧的电阻的阻值。

实验室提供的器材：待测电阻 $R_X$，电压约 $3V$的电源，电压表 $V$（量程为 $3V)$，开关 $S$，导线若干。

供选择的器材：滑动变阻器 $R_1(500\Omega ,0.5A)$，滑动变阻器 $R_2(30\Omega ,0.5A)$，电流表 $A_1$（量程 $0.6A)$，电流表 $A_2$（量程 $60\mathit{mA})$。

实验过程：

$\left(i\right)$选择合适的器材，断开开关，按电路图连接电路；

$\left(\mathit{ii}\right)$调节滑动变阻器滑片，让接入电路的阻值最大，闭合开关；

$\left(\mathit{iii}\right)$缓慢调节滑动变阻器滑片到不同位置，稳定后，读取电流表和电压表示数 $I$和 $U$，下表是该组同学按正确操作测得的六组数据：

数据序号	1	2	3	4	5	6
电压 $U/V$	2.40	2.00	1.60	1.20	0.80	0.40
电流 $I/\mathit{mA}$	7	14	21	28	35	42

$\left(\mathit{iv}\right)$断开开关，拆除电路，复原实验器材。

回答下列问题：

①电流表应该选　　，滑动变阻器应该选　　。

②滑动变阻器接入电路的阻值减小，电压表的示数　　（选填“减小”、“不变”或“增大” $)$。

③利用表中数据，可算得待测电阻 $R_X=$　　 $\Omega$．（结果保留整数）

某同学在做“用电压表和电流表测量小灯泡电阻”实验过程中，某次电表的示数如图所示，则电流表的示数为　　 $A$，此时所测小灯泡的电阻是　　。此时小灯泡工作 $2\mathit{min}$，消耗的电能为　　 $J$。

小琳想知道一只标明“ $220V40W$”白炽灯不发光时的灯丝电阻有多大，她设计了图甲所示电路原理图，并招来器材动手实验。

（1）按照如图甲所示连接电路，检查无误后闭合开关 $S$，调节滑动变阻器 $R$，电压表和电流表的示数分别如图乙、丙所示，此时灯丝电阻为　　 $\Omega$。

（2）小琳设想如果没有电压表，能否再找一只电流表和一个定值电阻来代替电压表，于是她设计了如图丁所示电路原理图 $(R_0$为阻值已知的定值电阻），连接电路并检查无误后闭合开关 $S$，调节滑动变阻器 $R$，当电流表示数分别为 $I_1$， $I_2$时，灯丝电阻 $R_L=$　　（用 $R_0$， $I_1$， $I_2$表示测量结果）。

（3）小琳用公式 $R=\frac{U^2}{P}$计算出灯泡正常发光时的电阻为 $1210\Omega$，比（1）中测量的电阻大得多，请你帮助小琳给出合理的解释　　。

（4）小琳根据图乙和丙的示数，计算了此时灯泡实际消耗的电功率与灯泡额定功率相差　　 $W$。

王小军同学用如图1所示实物电路研究小灯泡的电阻，已知小灯泡的额定电压是 $3V$。

（1）图中部分导线已连好，请用笔画线代替导线将电路连接完整。

（2）根据实物图在虚线方框内画出实验电路图。

（3）将滑动变阻器的滑片移到某位置时，电路中电流表示数为 $0.2A$，电压表的示数如图3所示，则电压表示数为　　 $V$，此时灯丝的电阻为　　 $\Omega$。

（4）改变滑动变阻器的电阻，经多次实验，测得多组电压、电流值如表所示，请根据表中数据，在图4中作出小灯泡的 $U-I$图象。

次数	1	2	3	4	5
电流 $/A$	0.06	0.1	0.15	0.18	0.2
电压 $/V$	0.3	0.5	1	2	2.5