初中物理伏安法测电阻的探究实验试题

小敏用图甲所示电路来测定某定值电阻的阻值：

实验次数	$U/v$	$I/A$	$R/\Omega$
1	2.0	0.20	10.0
2	2.5
3	2.9	0.28	10.4

（1）闭合开关前，要将滑动变阻器滑片滑到　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$端

（2）闭合开关后，发现只有一只电表的指针发生偏转，请结合图甲电路分析产生此现象的原因是　　。

（3）排除故障后，进行三次实验，测得数据如上表。表中第二次实验的电流可从图乙中读取，根据这三次测得的数据求得此电阻的阻值为　　欧（保留一位小数）

（4）下列实验电路图丙中，也能够得出定值电阻 $R_x$阻值的电路有　　。

“测量小灯泡电阻”的电路连接情况如图，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为 $2.5V$

（1）闭合开关后，当滑片 $P$向右移动时，电压表示数　　（填“变大”、“变小”或“不变” $)$

（2）实验中测得的小灯泡相关数据记录在表中。

科学量	实验次数	1	2	3
电压 $U/V$		1.5	2.0	2.5
电流 $I/A$		0.22	0.26	0.30
电阻 $R/\Omega$

则小灯泡正常发光时的电阻为　　 $\Omega$（结果保留一位小数）

实验室购买了一卷标有长度为 $100m$的铜芯漆包线，小科想通过实验测定其实际长度。他首先测得导线横截面积 $S$为 $1m{m}^2$，查阅资料得知现温度下这种导线每米的电阻值为 $0.017\Omega$。

（1）利用图甲所示的实物图测出铜导线的电阻。

①实验中，小科在闭合开关前应将滑片 $P$置于最　　端。（填“左”或“右” $)$。

②小科通过移动滑片 $P$，测得多组数据，绘制成 $U-I$图象如图乙，据此可以判定这卷导线的实际长度　　 $100m$。（填“大于”、“等于”或“小于” $)$

（2）小思认为用电子秤测出这卷导线的质量 $m$，利用铜的密度 $\rho$也可以算出实际长度。请你写出这卷导线实际长度 $L$的计算式： $L=$　　（用字母表示）。

小敏用图甲所示电路来测定某定值电阻的阻值：

实验次数	$U/v$	$I/A$	$R/\Omega$
1	2.0	0.20	10.0
2	2.5
3	2.9	0.28	10.4

（1）闭合开关前，要将滑动变阻器滑片滑到　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$端

（2）闭合开关后，发现只有一只电表的指针发生偏转，请结合图甲电路分析产生此现象的原因是　　。

（3）排除故障后，进行三次实验，测得数据如上表。表中第二次实验的电流可从图乙中读取，根据这三次测得的数据求得此电阻的阻值为　　欧（保留一位小数）

（4）下列实验电路图丙中，也能够得出定值电阻 $R_x$阻值的电路有　　。

小科按照实验要求，设计测量未知定值电阻 $R_x$阻值（范围为 $400~600\Omega )$的实验。

器材：干电池两节（总电压为 $2~3V)$，电压表（量程 $0~3V$、 $0~15V)$、电流表（量程 $0~0.6A$、 $0~3A)$、滑动变阻器 $(500\Omega 0.5A)$各一个，开关、导线若干。

（1）要求一：测算出 $R_x$，且实验过程中不能拆接电路。

小科设计实验电路如图甲。请分析：

①     小科在设计实验前通过估算发现，用所提供的电流表无法测量出电路中的电流，其原因是　               

②实验时，先将变阻器滑片 $P$移到某一位置 $a$处，读出电压表示数为 $U_1$， $U_1$即为电源电压；再将变阻器滑片 $P$移到另一位置 $b$处，读出电压表示数为 $U_2$，则 $U_1-U_2$就是此时滑动变阻器两端的电压。根据相关数据计算 $R_x$的阻值。实验中滑片 $P$所在的 $a$、 $b$处分别对应的位置是：　　。

（2）要求二：增加一个电学器材实现 $R_x$阻值的直接读取，且电路只能连接一次。

小科增加了一个阻值可连续调节且可读数的变阻器 $Y$，重新设计了图乙电路。实验步骤如下：

①先闭合开关 $S$、 $S_1$，调节滑动变阻器使电压表示数为 $2V$；

②再断开开关 $S_1$，闭合开关 $S_2$，　　，读取此时 $Y$的数值。 $Y$的示数即为 $R_x$的阻值。

科学兴趣小组的同学利用学过的知识，测量定值电阻 $R_x$的阻值。

（1）同学们利用电路甲测量 $R_x$的阻值，测量数据和结果如下表一：

实验次数	电压 $U$（伏 $)$	电流 $I$（毫安）	电阻 $R$（欧 $)$
1	2.0	2.30	870
2	2.5	2.90	862
3	4.0	4.70	851

根据表格中的数据可求得该电阻的阻值是　。

（2）同学们发现该电阻的标定阻值为1000欧，为什么测量值与标定值之间有较大偏差？他们查资料寻找原因，发现平时认为电阻为零的电流表和电阻无穷大的电压表实际上都有一定的内阻，只是电压表的内阻比较大，电流表的内阻比较小，但都会对测量结果产生影响。然后，同学们找来他们使用的电流表和电压表的说明书，说明书显示：

电压表：量程 $0~6$伏，内阻6000欧

电流表：量程 $0~10$毫安，内阻40欧

根据这些信息，可判断甲电路中由于　　 $($ “电流表”或“电压表” $)$内阻的影响，使测量结果产生较大偏差。

（3）小组同学经过思考，改成电路乙进行实验，测量数据和结果如下表：

实验次数	电压 $U$（伏 $)$	电流 $I$（毫安）	电阻 $R$（欧 $)$
1	2.0	1.92	1042
2	2.5	2.45	1020
3	4.0	3.75	1067

比较两次测量结果，同学们做出了以下分析，你认为正确的是　　。

$A$．测量该定值电阻选择电路乙更合适

$B$．用电压表和电流表测量得到的电阻阻值都会偏大或偏小

$C$．选择合适的电路，测得的电阻值偏差会减小，更接近真实值

（4）拓展应用根据以上的探究，如果需要测量阻值约20欧的小阻值电阻时，选用了合适量程的电压表和电流表后，为了使测量结果更精确，应选择甲和乙中的哪一电路？并说明理由。　　

小明测量未知电阻R_x的阻值，已知电源电压为6V且保持不变。

（1）请用笔画线代替导线，将图中实物图补充完整（导线不允许交叉），要求滑动变阻器的滑片P向右移动时电流表的示数变大；

（2）正确连接电路后，小明闭合开关，发现电压表无示数，电流表有示数，故障的原因可能是电阻R_x　     　（填“短路”或“断路”）。

（3）排除故障后，小明闭合开关，调节滑动变阻器，测量了三组电压值和对应的电流值，根据每组电压及电流的值，算出每组电阻R_x的阻值，要想得到最终的测量结果，他接下来的做法是　                         　。

（4）实验结束后，小明和同组的小刚想测量小灯泡的额定功率，他们将定值电阻换成额定电压为3.8V，电阻大约为10Ω的小灯泡，实验中他们发现电压表0～15V量程损坏，他们关于实验方案展开了讨论。

小刚：将图中的电阻R_x换成小灯泡后，调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压为2V，读出电流表的示数，计算出小灯泡的电阻后，利用公式 $P=\frac{U_{额}{}^{\text{2}}}{R}$计算出小灯泡的额定功率。

小明：应该将电压表并联在滑动变阻器的两端，调节滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为　    　V时，小灯泡两端的电压为额定电压，读出此时电流表的示数，计算出小灯泡的额定功率。

①请你将小明的方案补充完整；

②小刚和小明用各自的方法进行了测量和计算，发现测量结果相差较大，这是什么原因呢？

求助老师后，老师提醒他们，导体的电阻受温度的影响，于是他们利用小刚的实验电路，让小灯泡两端的电压逐次下调，使灯丝的温度不断降低，灯泡变暗直至完全不发光，测得小灯泡的电阻逐渐变小，于是他们明白了，由于灯丝的电阻随温度降低发生变化，导致小刚的测量结果比小明的测量结果　     　（填“大”或“小”）。

在“探究电流与电阻的关系”的实验中：

（1）如图所示是小明连接的实物图，经仔细检查后发现电路中有一根导线连接错误，请在途中连接错误的那根导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确（导线不可交叉）

（2）解决以上问题后，小明在开关闭合前，先将变阻器的滑片P置于　      　（选填“A”或“B”）端，再闭合开关，此时发现电流表有示数，电压表无示数。随后在将滑片P向终点移动的过程中，发现电流表示数变大，电压表无示数，则发生此现象的原因可能是　         　（填字母）

A．电阻R短路       B．电流表短路

C．电压表断路      D．滑动变阻器断路

（3）电路连接正确后，小明闭合开关调节变阻器的滑片P，直到电压表的示数为3V，记录电流表示数。接下来断开开关，只取下阻值为5Ω的电阻R，把它依次更换成阻值为10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻，并在实验中分别读取相应的电流表的示数，记录在表中。

试验次数	1	2	3	4	5
电流I/A	0.6	0.4	0.3	0.24	0.2
电阻R/Ω	5	10	15	20	25

（4）在评估交流环节中，小明通过分析表中数据发现上述实验过程并不科学，因为在改变电阻的同时，没有控制　              　不变。

在伏安法测电阻中（　　）

A．实验原理是焦耳定律

B．实验需要多测几组数据，目的是为了寻找普遍规律

C．继续分析实验数据也能得出：电阻一定时，导体中的电流跟导体两端电压成正比

D．若把电阻换成小灯泡，测得不同电压下小灯泡的阻值几乎相同

用"伏安法"测量一只小灯泡的电阻。

实验数据表

实验序号	电压U/V	电流I/A	电阻R/Ω
1	1.00	0.14	7.1
2	1.70	0.22	7.7
3	2.50

（1）如图所示是实验电路图，图上的圆圈表示电表，其中a是 　     　，b是 　    　。

（2）某实验小组通过改变小灯泡两端的电压，进行了三次测量部分记录见实验数据表。若电压表的示数为2.50V时，电流表的示数如图乙所示，请你填写实验数据表中的两个空格（小数点后位数与已有的物理量位数相同）。

甲图是实验小组用伏安法测未知电阻R _x的实物电路，电源电压未知但恒定，已知滑动变阻器的最大阻值为R．（电阻均不受温度影响）

（1）在甲图中找出连接错误的一根导线，并在导线上画"×"，用笔画线代替导线将实物图连接正确。（所画的导线要用实线，不可用虚线，导线不能交叉）

（2）连接电路时开关应 　    　，滑动变阻器的滑片应位于 　    　（选填"左"或"右"）端；

（3）该实验的原理是 　        　。

（4）在实验操作中，发现电流表已损坏，电压表完好，于是小组的同学设计了如乙图所示的电路图也完成了实验。请你帮助他们把以下实验步骤填写完整：

①闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，当滑片位于最左端时，读出此时电压表的示数，记为U ₁；

②再 　               　，读出此时电压表的示数，记为U ₂；

③则未知电阻R _x＝ 　        。

阅读下列材料，并回答问题。

在伏安法测电阻的实验中，可以有以下两种测量方法，分别叫内接法和外接法。如图所示，分别为实验电路的一部分。电流表与电压表都有电阻，它们的电阻叫内阻，电流表的内阻非常小，约为R _A＝0.05Ω，所以在电学实验中，它的内阻常常忽略不计；电压表的内阻非常大，约为R _V＝10kΩ，连入电路中通过的电流很小，所以在电学实验中通过它的电流常常忽略不计。但在实际测量中这些忽略不计的物理量却使测量结果产生误差。

博涵同学带领创新实验小组，仔细阅读上述材料后，购买了两个定值电阻并向物理老师借来所需器材进行了测量，两个定值电阻的阻值分别为R ₁＝5Ω，R ₂＝20kΩ，小组同学们为了减小实验误差，选择恰当的方法进行了合作探究，分别测出了两个电阻的阻值。

若你也做为博涵创新实验小组的一员，在测量R ₁＝5Ω的阻值时，请你回答：

（1）此实验中你们选择的恰当方法是 　     　（选填字母）

A．	内接法
B．	外接法

（2）用你们选择的方法测得的电阻值比真实值 　     　（选填"偏大"或"偏小"）

（3）请根据欧姆定律解释测量结果偏大或偏小的原因。

小明在测定小灯泡的电阻和额定功率的实验中，可用器材：相同规格的小灯泡（其电阻约为10欧，额定电压为2.5V）若干，量程为0～3V的电压表一个，开关一个，滑动变阻器一个，电源电压3V，导线若干。另可供选择的电流表有：A．量程为0﹣100mA的电流表；B．量程为0﹣0.6A的电流表；C．量程为0﹣3A的电流表。

（1）为保证测量准确，电流表应选 　    　（填序号"A"，"B"或"C"）

（2）实验电路如图1所示，图中甲是 　     　（选填"电流表"、"电压表"和"小灯泡"），连接电路时，开关应 　    　（选填"断开"或"闭合"），滑动变阻器的滑片应处于最 　    　端（选填"左"或"右"）。

（3）根据电路选好实物，闭合开关，发现灯不亮。电流表无示数，电压表示数接近3V．取下灯泡，两表的示数不变。出现故障的原因可能是 　      　（选填"灯泡短路"或"灯泡断路"）。

（4）故障排除后，开始进行实验，根据测出的数据，我画出了小灯泡的电流、电压关系图象，如图2，由此可以判断小灯泡的电阻随温度的增大而 　 　（选填"增大"，"减小"或"不变"）。

（5）小明还做出了小灯泡的功率与电压二次方、电流二次方的关系图，如图3所示，其中正确的图象是 　      　。

小宇在测电阻R _x阻值的实验中，设计出了如图甲所示的电路图，图乙是未连接完整的实物图。

（1）根据图甲所示的电路图，用笔划线代替导线，将图乙所示的实物图连接完整。

（2）连接完整后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应向 　     　（填"a"或"b"）端移动。

（3）将滑片P移动到某一位置时，分别读出两表的示数为U和I，写出R _x的数学表达式：R _x＝       　。

（4）实验中进行多次测量并求平均值的目的是： 　      　。

（5）该实验装置还可以测量R _x的 　      　。

小刚同学在做"用伏安法测量某定值电阻R阻值"的实验中将电路图连接成如图甲所示电路。

（1）连接电路时，开关必须是 　 　，滑动变阻器滑片置于 　    　端（选填"C"或"D"）。

（2）实验中，移动滑片，电流表无示数，电压表有较大示数且无明显变化，经检查是导线连接问题，请你用笔画线代替导线将图甲电路连接完整。

（3）电路连接正确后，当电压表的示数如图乙所示，电流表的示数如图丙所示，则通过定值电阻的电流大小为 　 　A．它的阻值是 　 　Ω，通常情况下要进行多次测量，其目的是为了 　            　。

（4）另一位同学选择了一个标准的电阻箱（元件符号 ），若干开关、干电池及导线和一个电流表（电流表量程足够大）来测量定值电阻R的阻值，请你帮他在方框内设计完整的电路图（画出一种即可）。