初中物理伏安法测电阻的探究实验试题

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。

小明在“探究电流与电阻关系”的实验中，准备了如下实验器材：干电池，标有“ $15\Omega 1A$”字样的滑动变阻器，阻值分别为 $5\Omega$、 $10\Omega$、 $20\Omega$的定值电阻。

（1）小明连接了下面的电路，其中有一条导线连接有误，请将连接错误的导线打“ $\times$”并画出正确连线。

（2）排除故障后，小明将 $5\Omega$定值电阻连入电路，将滑动变阻器的滑片移动到　     　（选填 $a$”或“ $b$”）端，再闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为某一定值，此时电流表的示数如图乙，示数为　     　 $A$。

（3）接下来断开开关，取下 $5\Omega$的定值电阻，分别把它换成 $10\Omega$、 $20\Omega$的定值电阻，闭合开关，调节滑动变阻器，控制　      　（选填“电流表”或“电压表”）示数不变，分别读取相应的电流表示数，记录在表中：

实验次数	1	2	3
电阻 $R/\Omega$	5	10	20
电流 $I/A$		0.2	0.1

（4）由数据可知：当导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成　       　。

（5）小明想用一个电流表和一个定值电阻 $R_0$测未知电阻 $R_x$的阻值，于是他和同组同学设计了如图丙所示的电路图，并进行如下实验操作：

①闭合 $S$、 $S_1$，此时电流表的示数为 $I$；

②闭合 $S$、断开 $S_1$，此时电流表的示数为 $I_1$；

③求未知电阻 $R_x$的表达式为： $R_x=$　      　。（用 $R_0$、 $I$、 $I_1$表示）

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　　 $\Omega$。

现准备自制一个最大阻值为 $R_m$的滑动变阻器，要购买涂有绝缘层的电阻丝，需提前借助实验得知所用电阻丝的长度。可供选择的器材有：一段长为 $l_0$的电阻丝样品（阻值在 $2~3\Omega$之间，两端留有接线头），电压约为 $12V$的电源（电源电压不变），阻值为 $5\Omega$的定值电阻 $R_0$，一个量程为 $0~0.6A$的电流表，一个量程为 $0~15V$的电压表，开关和导线若干。

请你合理选择器材设计实验方案，确定出制作变阻器的电阻丝长度 $L$。要求：

（1）画出实验电路图（电阻丝用“”表示）；

（2）写出主要的实验步骤和需要测量的物理量；

（3）写出电阻丝长度 $L$的数学表达式（用已知量和测量量表示）。

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” $)$。

小明同学在“伏安法测电阻”的实验中：

（1）在连接电路时，开关 $S$应处于　　的状态，滑动变阻器的滑片 $P$应放在电阻最　　的位置。

（2）小明同学连接了如图甲的电路，闭合开关，电流表　　示数，电压表　　示数。（两空均选填“有”或“无” $)$

（3）他仔细检查电路，发现有一根导线连接错误，请你在答图甲中错误的导线上画“ $\times$”，并用笔画线代替导线画出正确的一根连接导线。

（4）正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片 $P$，当电压表的示数为 $2V$时，观察到电流表示数如图乙所示，他记下数据并算出电阻 $R$的阻值为　　 $\Omega$。

（5）同组小斌同学继续向　　（选填“ $A$ “或“ $B$” $)$端移动滑片 $P$，适当增大电阻 $R$两端的电压，并进行了多次测量计算电阻的平均值从而减小实验误差。

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）

小芳利用图甲所示的电路测量未知电阻R _x的阻值，阻值大约为5Ω

（1）请你根据电路图，用笔画线代替导线，在图乙中完成实验电路的连接。

（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于 　 　端（选填"A"或"B"）。

（3）闭合开关，发现电压表和电流表均无示数。小芳利用另一只完好的电压表进行检测，把电压表分别接在a、b之间和b、c之间，电压表均有示数；接在a、c之间，电压表无示数。如果电路连接完好，只有一个元件有故障，该故障是 　 　。

（4）排除故障后，调节滑动变阻器，记录多组数据。画出了待测电阻R _x的I﹣U图象，如图丙所示。由图象可得R _x＝ 　 　Ω。

（5）小芳又设计了一种方案，也测出了R _x的阻值。电路如图丁所示，R ₀为阻值已知的定值电阻，电源电压未知且恒定不变。测量步骤如下：

①当开关 　 　时，电流表读数为I _l；

②当开关S ₁、S ₂都闭合时，电流表读数为I ₂；

③待测电阻R _x＝ 　 　。（用已知和测出的物理量符号表示）

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　　 $J$。

小柯利用如图甲所示的电路探究电流与电阻的关系，已知电源电压为 $6V$且保持不变，实验所用电阻 $R$的阻值分别为 $5\Omega$、 $10\Omega$、 $20\Omega$，滑动变阻器的规格为“ $30\Omega 2A$”。

（1）请设计实验数据记录表，画在虚线框内。

（2）小柯将5欧的电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器使电压表示数为2伏，读出相应的电流值记录在表格中；然后更换电阻重复上述实验。当接入20欧的电阻时，发现无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数都无法达到2伏，其原因是　　。

（3）小柯用图乙所示的电路测未知电阻 $R_X$的阻值，图中 $R_0$为定值电阻，他先将导线 $a$端接到电流表“ $-$”接线柱上，电流表示数为 $I_1$，然后将导线 $a$端接到电流表“3”接线柱上，电流表示数为 $I_2$，则 $R_X$的阻值为　　（用 $I_1$、 $I_2$、 $R_0$表示）

某科学兴趣小组在测量额定电压为 $2.5V$ 的小灯泡灯丝电阻时发现，小灯泡两端的电压越大，测得电阻的阻值也越大。针对上述现象，同学们进行如下研究：

【建立假设】①灯丝两端的电压增大导致电阻增大；

②灯丝的温度升高导致电阻增大。

【实验器材】干电池2节，额定电压为 $2.5V$ 的小灯泡1只，电流表1个，电压表1个，滑动变阻器1个，开关1个，装满水的塑料瓶，导线若干。

【实验方案】

次数	1	2	3	4	5
电压     $/V$
电流     $/A$
电阻     $/\Omega$

①按图连接好电路，将灯丝插入瓶口浸入水中，使灯丝的温度保持不变；

②闭合开关 $S$ ，读出电压表和电流表示数，记录在表格中；

③多次改变滑动变阻器的阻值，重复步骤②。

连接电路时，电压表量程选择 $0~3V$ 而不是 $0~15V$ 的目的是 　　。

【得出结论】若假设①被否定，则实验中得到的结果是 　　。

【交流反思】进一步探究发现，灯丝电阻改变的本质原因是灯丝温度的变化。自然界在呈现真相的同时，也常会带有一定假象，同学们要善于透过现象看本质。例如，用吸管吸饮料表面上看是依靠嘴的吸力，而本质是依靠 　　。

在中考物理实验操作考试中，小红完成了伏安法测电阻实验，用到的器材有：电源（电压低于 $3V$ 且不变），电流表和电压表各1只、滑动变阻器1只、待测电阻1只（约 $10\Omega )$ 、导线若干、开关1个。请完成以下问题：

（1）图甲是老师预接的部分实验电路，请将电路连接完整（要求滑动变阻器滑片右移时电流表示数变小）。

（2）连接电路时，开关应处于断开状态，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到 　　（选填" $A$ "或" $B$ " $)$ 端的位置；

（3）闭合开关，发现电流表指针如图乙所示，造成这一现象的原因可能是 　　。

A．	$A$ ．滑动变阻器阻值过小
B．	$B$ ．电阻 $R$ 短路
C．	$C$ ．电池电压过低
D．	$D$ ．电流表正负接线柱接反

（4）排除故障，闭合开关，调节滑动变阻器滑片到适当位置时，两表示数如图丙所示，则该次测得阻值为 　　 $\Omega$ 。为了测量结果更准确，应改变电流电压多次测量求平均值。

（5）如果实验中电压表损坏，小红观察了滑动变阻器铭牌后，认为用余下的器材也能完成测量，设计电路如图丁，主要操作步骤如下：

①连接电路，将滑片移到 $B$ 端，闭合开关，电流表示数为 $I_1$ ；

②再将滑片移到 $A$ 端，电流表示数为 $I_2$ ；

③若滑动变阻器最大阻值为 $R_0$ ，则待测电阻 $R=$ 　　（用字母表示）。

某电学实验小组设计了以下几组实验：

（1）实验一：利用图1电路来探究电流与电阻的关系，实验中控制电压表示数为U ₀不变。

①开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于图中最 　 　（选填"左"或"右"）端；将电阻箱调至某阻值，闭合开关，调节滑动变阻器时，发现电压表示数始终为零而电流表示数有明显变化，经检查是由于 　 　被短路而造成的；

②排除故障后，调节电阻箱阻值R，进行多次实验，得到 $I$ 与 $\frac{1}{R}$ 关系如图2所示，U ₀＝ 　 　V。

（2）实验二：将图1中电阻箱换成标有"2.5V"字样的小灯泡，实验得到图3所示I﹣U图象，则小灯泡的额定功率为 　 　W；当通过小灯泡的电流为0.4A时，小灯泡的电阻为 　 　Ω。

（3）实验三：利用图4所示电路再次测量实验二所测小灯泡的额定功率，已知电源电压恒为10V，定值电阻R ₀＝5Ω。调节变阻器滑片，使电流表A ₂的示数为 　 　A时，读出电流表A ₁的示数，即可算出小灯泡的额定功率。为了确保实验安全，滑动变阻器应选R ₁"10Ω 1.2A"和R ₂"50Ω 0.8A"两种规格中的 　 　（选填"R ₁"或"R ₂"）。

小科连接好如图1所示电路，闭合开关，按一定操作来测量“小灯泡的电阻”，获得实验数据如表：

实验次数	1	2	3	4
电压 $U/$伏	2.5	2.0	1.5	1.0
电流 $I/$安	0.22	0.20	0.17	0.13
电阻 $R/$欧	11.36	？	8.82	7.69

（1）表中第2次实验时，小灯泡电阻为　　欧；

（2）将表中电流、电压数据转换为 $I-U$图象（图 $2)$，正确的是　　；

（3）小科发现第3、4两次实验小灯泡不发光，出现这种现象的原因是　　；

（4）小君按小科的方法连接好电路，闭合开关后发现小灯泡不发光，电流表指针不偏转，电压表指针偏转。若此电路只有一处故障，你认为该故障是　　。

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