初中物理伏安法测电阻的探究实验试题

小明学习知道：导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积有关．他想进一步研究电阻与长度和横截面积的定量关系，于是他利用镍铬合金丝进行实验，得到数据填入表格：

（1）在长度一定时，图线     （选填“a”或“b”）能够正确的表示镍铬合金丝的电阻与横截面积关系．
（2）由数据推断：导体电阻与长度、横截面积的关系为：R＝k       （k为常数），对于镍铬合金丝来说，k＝         （写上数值和单位）．
（3）请将空格填上．

某实验小组探究金属丝电阻大小与长度的关系，他们取一段粗细均匀的金属丝拉直连接在A、B接线柱上，在金属丝上安装一个可滑动的金属夹P．实验室还提供了下列器材：电压表、电流表、电池组（电压3 V）、滑动变阻器（20 Ω  2 A）、刻度尺、开关和导线若干．

（1）为了测量AP段的电阻R，他们连接了如图甲所示的电路，连接电路时，开关应_______．
（2）某次实验中测得电压表的读数为2.1V，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的读数为I= _______A，此时金属丝的电阻R= _______Ω．
（3）实验中移动金属夹P，分别测出AP段的长度和对应的电压电流值，并计算出电阻值R，其中l和R的数据如下表：

/cm	30	40	50	60	70	80
R/Ω	2.1	2.8	3.5	4.2	4.9	5.6

分析表中数据，可知_______．
（4）小军同学认为，由于电源电压没有超过电压表所选量程的最大值，因此在闭合开关前，可以将变阻器的滑片置于任意位置．你认为他的想法是_______（填“正确”或“错误”）的，理由是：_______．

当水的质量一定时，加入食盐的质量越多，溶液的浓度就越高。某小组同学想探究食盐水溶液的导电性能与什么因素有关。同学们的猜想是：
a．食盐水溶液的导电性能与溶液的浓度有关。
b．食盐水溶液的导电性能与金属片之间的距离有关。
c．食盐水溶液的导电性能与溶液的温度有关。
小组同学利用水、食盐、烧杯、小勺子、电源、刻度尺、小灯泡、金属片、酒精灯等器材，设计了如图14的装置，进行了探究实验。他记录的实验表格如下：

实验次数	加入食 盐量	两金属片AB间 距离/ 厘米	灯泡 亮度
1	1/4 勺	2	微亮
2	1/2 勺	2	较亮
3	1/4 勺	1	较亮
4	1/2 勺	1	很亮

① 你认为该小组同学通过比较__________________来判断食盐水溶液的导电性能。
② 为了验证猜想a，应该分析比较实验次数_____________________________。
③ 利用现有的装置和器材，请你对猜想c进行探究验证，请你写出简要实验步骤及判断方法 __________________________________。

在“测量未知电阻R的阻值”实验中：
（1）请你用笔画线代替导线把图中的器材连接成实验电路，并在右边虚线框内画出相应的电路图。要求：电流表用量程为0～0.6A，电压表用量程为0～3V，滑动变阻器滑片P向左移动时电流表示数增大。

（2）在连接电路时，开关应        ，滑动变阻器的金属滑片P放在         （选填“左”或“右”端）。
（3）请您把第二次测量时，图所示的电压表和电流表示数填入下表中相应的空格。

（4）处理表2中所记录的各次实验数据，得出待测电阻R的阻值为         Ω。
（5）实验中使用滑动变阻器的作用是                。

阅读短文，回答问题：
巨磁电阻效应
1988年阿尔贝·费尔和彼得·格林贝格尔发现，在铁、铬相间的三层复合膜电阻中，微弱的磁场可以导致电阻大小的急剧变化，这种现象被命名为“巨磁电阻效应”．
更多的实验发现，并非任意两种不同种金属相间的三层膜都具有“巨磁电阻效应”．组成三层膜的两种金属中，有一种是铁、钴、镍这三种容易被磁化的金属中的一种，另一种是不易被磁化的其他金属，才可能产生“巨磁电阻效应”．进一步研究表明，“巨磁电阻效应”只发生在膜层的厚度为特定值时．用R₀表示未加磁场时的电阻，R表示加入磁场后的电阻，科学家测得铁、铬组成的复合膜R与R₀之比与膜层厚度d（三层膜厚度均相同）的关系如乙图所示．1994年IBM公司根据“巨磁电阻效应”原理，研制出“新型读出磁头”，将磁场对复合膜阻值的影响转换成电流的变化来读取信息．

（1）以下两种金属组成的三层复合膜可能发生“巨磁电阻效应”的是      ．

A．铜、银

B．铁、铜

C．铜、铝

D．铁、镍

（2）对铁、铬组成的复合膜，当膜层厚度是1.7nm时，这种复合膜电阻      （选填“具
有”或“不具有”）“巨磁电阻效应”．
（3）“新型读出磁头”可将微弱的        信息转化为电信息．
（4）铁、铬组成的复合膜，发生“巨磁电阻效应”时，其电阻R比未加磁场时的电阻R₀         （选填
“大”或“小”）得多．
（5）丙图是硬盘某区域磁记录的分布情况，其中1表示有磁区域，0表示无磁区域．将“新型读出磁头”组成如图所示电路，当磁头从左向右匀速经过该区域过程中，电流表读数变化情况应是丁图中的       ．

小萱想利用一块电流表和阻值已知的电阻R₀测量未知电阻R_X的阻值。小萱选择了满足实验要求的实验器材，并连接了部分实验电路，如图所示。

（1）为了测量未知电阻R_X的阻值，请你只添加两根导线将实物电路图补充完整。
（2）请你将正确的操作步骤补充完整：连接好电路后，只闭合开关S₂，读出电流表的示数I₁；       ，读出电流表的示数I₂，并记录I₁、I₂的数据；
（3）请你用I₁、I₂和R₀表示未知电阻R_X。R_X =       ，并记录。

小明设计了如右图所示的电路，利用它可完成电学的两个重要实验（小灯泡的额定电压是2.5V，电阻约5Ω，电源电压用二节干电池组成）

（1）利用这电路图可完成本学期的两个重要的测量实验是：
①           ；实验原理是：              ；
②           ；实验原理是：              。
（2）在完成上两个实验时，为了使测量更准确，你认为电压表的量程用     ；电流表的量程用           。
（3） 实验开始时，变阻器滑片P应放在       处。其目的是           。
（4）实验电路接好后，合上开关时，一些小组的同学发现了电路故障，主要是有下表列的几种情况，请你根据现象和检测结果批出故障的可能原因：

	故障现象	故障原因
①	灯较暗，两表示数较小，移动变阻器滑片，现象不变
②	灯不亮，电流表有示数，电压表无示数
③	电流表指针向左边偏转
④	调节变阻器，发现灯变亮时，电流表示数增大，电压表示数减小

（5）小组同学在实验中共得到下表中的ABC三组数据：

实验次数	1	2	3
U/N	2.0	2.5	2.8
I/A	0.22	0.25	0.26
R/Ω
P/W

 
①小施同学分析表中实验数据后，发现还能求得小灯泡的电阻，于是他分别算出了所给的三种情况下小灯泡的电阻并取平均值。你认为小施同学的做法对吗？请说明理由                  。
②小电灯的额定功率为________Ｗ。

小明同学做测量小灯泡电阻的实验，所用小灯泡的额定电压为 $2.5V$实验电路连接如图甲所示。

（1）正确连接电路后，闭合开关，发现小灯不亮，电流表、电压表均有示数。接下来他应该进行的操作是　     　（只填字母）。

$A$．检查电路是否通路 $B$．更换小灯泡 $C$．移动滑动变阻器的滑片

（2）某次测量时，滑动变阻器的滑片移动到某一位置，电压表的示数为 $2.2V$，想得到小灯泡在额定电压下的电阻值，应将滑片向　     　（填“左”或“右”）移动。

（3）小灯泡在额定电压下的电流，如图乙所示，此时小灯泡的灯丝电阻为　     　 $\Omega$。（结果保留一位小数）

（4）他第一次测量时，电压等于 $2.5V$，小灯泡正常发光，以后调节滑动变阻器，让电压逐次下调，使灯丝温度不断降低，灯泡变暗直至完全不发光，测量数据及计算出每次的电阻如表。

数据序号	1	2	3	4	5	6	7
电压 $U/N$	2.5	2.1	1.7	1.3	0.9	0.5	0.1
电流 $I/A$	$/$	0.26	0.24	0.21	0.15	0.16	0.05
电阻 $R/\Omega$	$/$	8.1	7.1	6.2	4.7	3.1	2.0

由表格中的数据得出概括性的结论是：不同电压下，小灯泡的电阻值不同，灯丝的电阻随　    　。

（5）整理器材时，小明发现滑动变阻器的滑片左侧部分比滑片右侧部分热，其原因是　                            　。

（6）小明做完实验后，又设计了一个利用已知最大阻值为 $R_0$的滑动变阻器，来测额定电流为 $I_{额}$的小灯泡（灯丝电阻随温度变化）额定功率的方案，电路图如图丙所示。

①只闭合开关　     　，调节 $R_1$滑片，使小灯泡正常发光，电流表示数为 $I_{额}$。

②只闭合开关 $S$、 $S_2$，保持 $R_1$滑片不动，调节 $R_0$的滑片到最右端，电流表的示数为 $I$。

③只闭合开关 $S$， $S_2$，将　      　的滑片滑到最右端，将　    　的滑片滑到最左端，电流表的示数为 $I\text{'}$。

④小灯泡额定功率的表达式为 $P_{额}=$　　    。（用 $R_0$、 $I_{额}$、 $I$、 $I\text{'}$表示）

小名在做“伏安法测电阻”的实验时，设计的电路如图所示．

（1）在按照电路连接实物时，开关应当处于____________状态，滑片P移到_______位置。（选填“A”或“B”）
（2）如果在实验中，发现移动滑片P时，电流表示数不变而且很小，电压表示数也不变，则原因可能是   ______________________________________________．
（3）改正电路正确无误后开始实验．前两次的实验数据已填在下面的表格内，第三次实验时电流表的示数如右图所示，为_______A，这时的电阻为_____Ω。

第26题图

第25题图

第24题图

（4）本实验中做了三次实验，目的是为了________________；最后求得未知电阻R=_______Ω。（保留一位小数）

科技小组用如图1所示电路测量定值电阻的阻值。

（1）请用笔画线代替导线，将图中的器材连接成完整电路。要求：

①滑片 $P$ 向 $B$ 端移动时，电流表示数变小；

②连线不能交叉；

（2）在连接电路时，开关应处于 　　（选填"断开"或"闭合" $)$ 状态，滑动变阻器滑片 $P$ 应位于 　　（选填" $A$ "或" $B$ " $)$ 端；

（3）闭合开关前，发现电流表指针在零刻度线右端，其原因可能是 　　（选填" $A$ "或" $B$ " $)$ ；

A．	$A.$ 电流表没调零
B．	$B.$ 电流表正负接线柱接反了

（4）问题解决后，闭合开关，滑片 $P$ 移动到某一位置时，电压表的示数为 $2.5V$ ，电流表的示数如图2所示，为 　　 $A$ ，则 $R$ 的阻值是 　　 $\Omega$ ；

（5）改变电阻两端电压，多次测量求平均值，分析数据，还可得出：导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成 　　（选填"正"或"反" $)$ 比；

（6）另一小组的同学利用已知电阻 $R_0$ ，设计并连接了如图3所示的电路来测量未知定值电阻 $R_x$ 的阻值。主要步骤如下：

①闭合开关 $S_1$ 和 $S_2$ ，电压表的示数为 $U_1$ ；

②只断开开关 $S_2$ ，电压表的示数为 $U_2$ ，此时通过 $R_x$ 的电流为 　　；

由此可得 $R_x$ 的阻值为 　　（以上两空均用字母 $U_1$ 、 $U_2$ 、 $R_0$ 表示）。

小君在做“测量定值电阻R_x的阻值”的实验时，老师为他提供的器材有：电源、未知阻值的定值电阻R_x、符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线，图乙是没有连接完整的实物电路图。

（1）请根据图甲用笔画线代替导线将实物电路图（图乙）连接完整（要求：向右移动滑动变阻器的滑片P使电流表示数变小；导线不交叉）。

（2）在连接电路时，开关必须 　   　；实验前，为了保护电路，滑动变阻器的滑片P应置于 　   　端（选填“A”或“B”）。

（3）闭合开关后，无论怎样移动滑片P，发现电流表始终无示数，电压表有示数，其原因可能是 　   　。

A.滑动变阻器断路

B.定值电阻断路

C.定值电阻短路

（4）排除故障后，当电压表示数为2.4V时，电流表示数如图丙所示，则定值电阻的阻值为 　   　Ω，定值电阻的电功率为 　   　W。

（5）完成上述实验后，小君同学又想测量额定电压为U_额的小灯泡的额定功率，但发现电流表已经损坏，于是他又找来了两个开关和一个阻值为R₀的定值电阻，设计了如图丁所示的电路。已知电源电压恒为U（U＞U_额），请你完成下面的实验步骤。

①闭合开关S、S₁，断开开关S₂，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为 　   　；

②闭合开关 　   　，断开开关 　   　（填写S、S₁、S₂），保持滑动变阻器的滑片不动，读出电压表示数为U₁；

③小灯泡额定功率的表达式为P_额＝　   　。

有一个阻值未知的定值电阻 $R_x$ （阻值 $6\Omega ~10\Omega )$ 和一个标有" $0.3A$ "字样的小灯泡（阻值约为 $10\Omega )$ ，要求测出 $R_x$ 的阻值和小灯泡的额定功率。

（1）图甲是小明用伏安法测量 $R_x$ 阻值的实物电路，电源电压恒为 $3V$ ，滑动变阻器规格是" $10\Omega 2A$ "。

①甲图中有一根导线连接错误，请在该导线上画" $\times$ "，并在图上改正（所画的导线不能交叉）。

②改正电路后，正确操作，当电压表示数为 $1.8V$ 时，电流表的示数如图乙所示，则 $R_x$ 阻值为 　　 $\Omega$ 。

（2）小华利用图丙所示实物电路测出了小灯泡的额定功率。电阻箱 $R_0$ 的规格是" $0~999.9\Omega$ "，电源电压约为 $6V$ 。请在空白处填上适当内容。

①断开 $S_2$ ，闭合 $S_1$ ，调节电阻箱和滑动变阻器，直到 　　，记下此时电阻箱的阻值。

②断开 $S_1$ ，在 $M$ 、 $N$ 间接入一个元件后，正确操作可以完成测量任务。以下四个元件：

$a.$ 一根导线；

$b.5\Omega$ 电阻；

$c.30\Omega$ 电阻；

$d.$ 电阻箱。

其中符合要求的有 　　（填字母），操作过程中， 　　（选填"需要"或"不需要" $)$ 调节滑动变阻器。

小明做了“伏安法测电阻”的实验。实验电路如图甲所示，电源电压6V不变，测量的数据如表1所示。

实验次数	1	2	3	4	5	6
电压表示数（V）	1	2	3	4	5	6
电流表示数（A）	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6

（1）为了保护电路，开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片滑至　      　（填“A”或“B”）端。

（2）有三个滑动变阻器，它们的规格如下：R₁（10Ω 1A）、R₂（50Ω 1A）和R₃（100Ω 0.5A），实验应选用　       　（填“R₁“、“R₂”或“R₃”）。

（3）实验中需要移动滑动变阻器的滑片进行多次测量，其目的是　                                                    　。

（4）由表1知，所测电阻的阻值为　       　Ω。

（5）小明想利用该装置测额定电压为2.5V的小灯泡的功率，他用小灯泡替换了定值电阻，正确连接电路：

①闭合开关，发现电流表、电压表的示数都很小，小灯泡不亮，其原因是滑动变阻器连入电路中的　     　很大，小灯泡的　       　很小。

②移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为　     　W。

③小明进行了多次实验，观察现象并记录数据如表2所示，发现在不同电压下，小灯泡的亮度　              　（填“有明显变化”或“无明显变化”）。

实验次数	1	2	3
电压表示数（V）	1	2.2	3
电流表示数（A）	0.2	0.27	0.32

④通过实验小明还发现灯丝电阻是变化的、其原因可能是灯丝的电阻受　     　影响。

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＝           ．

如图是伏安法测电阻的实验器材，其中电池组电压为6V，R_X的阻值约10Ω左右．

（1）老师提醒同学们，电压表选用0～3V的量程．那么，电流表应选用________的量程．这样做的优点是：
①____________________；
②以免实验时间过长因________而影响阻值．
（2）将图中器材连接成测定R_X阻值的实验电路.
（3）小明同学已将前两次实验的数据记入了表中，第3次实验的电表指示如图所示．请将读数填入表中，并完成表中的有关计算．