初中物理伏安法测电阻的探究实验解答题

用"伏安法"测量电阻 $\mathit{Rx}$ 的阻值，提供的实验器材有：待测电阻 $\mathit{Rx}$ 、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及若干导线

（1）根据图甲的电路图，用笔断线代替导线将图乙中的实物图连接完整。

（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数较大且几乎不变，电流表示数始终为零，电路故障可能是 　    　。

（3）排除故障后，测得多组实验数据。各组数据对应的点已描在图丙中，请在图中画出 $\mathit{Rx}$ 的 $I-U$ 图线。由图可得 $R_x=$ 　　 $\Omega$ ．（结果保留一位小数）

（4）电流表的电阻虽然很小，但也会影响本实验中 $R$ 的测量结果。用图丁的电路进行测量可消除这个影响，

$R_0$ 为定值电阻。实验步骤如下：

①按照图丁的电路图连接电路，将滑动变阻器的滑片置于最大阻值处；

②闭合开关 $S_1$ ， $S_2$ ，移动滑动变阻器滑片，读出电压表的示数 $U_1$ 和电流表的示数 $I_1$ ，

③ 　　，移动滑动变阻器滑片，读出电压表的示数 $U_2$ 和电流表的示数 $I_2$ ；

④可得待测电阻 $R_x=$ 　　（用 $U_1$ 、 $I_1$ 、 $U_2$ 和 $I_2$ 表示）

如图所示，图甲是“伏安法测电阻”的实验电路图。

（1）请你根据图甲的电路图，用笔画线代替导线，将图乙中的实物图连接完整。（要求滑动变阻器滑片 $P$向右移动时阻值变大）

（2）在连接电路时，开关必须　　。

（3）闭合开关 $S$后，发现电流表无示数，电压表有示数，则出现的故障可能是　　。

（4）排除故障后，闭合开关 $S$，当滑片 $P$移动到某一个位置时，电流表的示数为 $0.2A$，电压表的示数如图丙所示，其读数为　　 $V$，则待测电阻 $R_x=$　　 $\Omega$。

（5）若实验中电流表不慎损坏，现给你一个已知阻值为 $R_0$的电阻、一个单刀双掷开关和导线若干，请你用上述器材和原有器材完成图丁的电路图，要求能测量 $R_x$的阻值。

小明用如图1的实验装置测量小灯泡电阻，小灯泡的额定电压为 $4.5V$。

（1）连接电路时，开关应　 　。

（2）请在图1中用笔画线代替导线，完战剩余部分的电路连接（要求：滑片向左移动时，灯变亮）

（3）正确完成电路连接后，闭合开关时，电流表没有示数，小灯泡不亮，电压表示数接近电源电压，则电路故障可能是小灯泡　　（选填“短路”或“断路” $)$

（4）排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡正常发光，电流表示数如图2所示，此时电路中的电流为　　 $A$，小灯泡的电阻为　　 $\Omega$

（5）小明还设计了如图3所示的电路，测出了另一小灯泡的额定功率，已知滑动变阻器的最大阻值均为 $R_0$，小灯泡的额定电流为 $I_{额}$，请将以下实验步骤补充完整

①只闭合开关 $S$、 $S_1$，移动 $R_1$的滑片，使电流表示数为 $I_{额}$。

②接着　　。

③再将 $R_1$的滑片调至最左端，记下电流表的示数 $I_1$；将 $R_1$的滑片调至最右端，记下电流表的示数 $I_2$。

④写出小灯泡额定功率的表达式： $P=$　　。（用 $R_0$、 $I_{额}$、 $I_1$、 $I_2$表示）

用“伏安法”测未知电阻的阻值。

（1）请用笔画线表示导线，将图甲所示的实物连接成完整电路。要求：滑动变阻器的滑片 $P$向右移动时，电流表示数变小（请勿更改原有导线，导线不能交叉）。

（2）连接电路前，开关必须　 　。电路接通前，滑动变阻器的滑片 $P$应该移至图中　　处（选填“ $A$”或“ $B$” $)$。

（3）小林闭合开关后，发现电流表示数为零，但电压表有示数，此时电路中的一处故障是待测电阻 $R_x$　　（选填“短路”或“断路” $)$。

（4）小林排除故障后，用滑动变阻器调节接入电路中的电阻，对应每次变化各测一次电流值和相应的电压值并记录到表格中。有一次测量电流表的指针如图乙所示，其示数为　　 $A$；另一次测量电压表的指针如图丙所示，其示数为　　 $V$．小林根据几组实验数据计算出 $R_x$的值，为了进一步减小误差，绘制了 $R_x$的 $U-I$图象。

（5）另一组的小宇用相同的器材进行实验，并根据自己所记录的实验数据绘制了如图丁所示的 $U-I$图象。小林发现小宇绘制的 $U-I$图象和自己绘制的 $U-I$图象不同，你认为其原因是小宇　　；小林根据小宇的 $U-I$图象也可计算出待测电阻 $R_x=$　　 $\Omega$（实验过程中电源电压保持不变）。

在测量小灯泡的电阻的实验中，小灯泡的额定电压为 $2.5V$。

（1）为了测量更精确。电压表应选择的量程是 $0~$　 （选填“3”或“15” $)V$。

（2）小明按图甲连接好电路后，闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡都不亮，电流表有示数，电压表无示数。则故障原因可能是小灯泡　　（选填“短路”或“断路” $)$

（3）排除故障后，调节滑动变阻器滑片使电压表示数为 $2.5V$，此时电流表的示数如图乙所示，为　　 $A$。

（4）接着调节滑动变阻器滑片，让电压逐次下调，使灯丝温度不断降低，小灯泡变暗直至完全不发光，测量数据如下表所示。

实验次数	1	2	3	4	5	6	7
电压 $U/V$	2.5	2.1	1.7	1.3	0.9	0.5	0.1
电流 $I/A$		0.26	0.24	0.21	0.19	0.16	0.05

综合分析可知，实验中滑动变阻器的滑片逐渐向　　（选填“左”或“右“ $)$端滑动：随着灯丝温度降低，小灯泡的电阻值变　　（选填“大”或“小” $)$。

（5）小明还设计了如图丙所示的电路，测出另一小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器 $R_1$的最大阻值为 $R_0$，小灯泡的额定电压为 $U_{额}$．请完成下列实验步骤：

①闭合开关 $S$， $S_1$，调节 $R_1$的滑片，使电压表的示数为 $U_{额}$；

②接着　　；

③调节 $R_1$的滑片调至最左端，记下电压表示数 $U_1$；将 $R_1$的滑片调至最右端，记下电压表示数为 $U_2$，小灯泡额定功率的表达式： $P=$　　（用 $R_0$、 $U_{额}$， $U_1$、 $U_2$表示）

小梅测量额定电压为 $2.5V$的小灯泡在不同电压下工作时的电阻，所用电源电压恒为 $4.5V$，她设计的电路如图甲所示。

（1）小梅记录了小灯泡在不同电压下工作时的电流，当小灯泡两端电压为　 　 $V$时，小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，读出电流为　　 $A$，此时小灯泡电阻为　　 $\Omega$（结果保留一位小数）。

（2）实验中小梅发现，不管怎么样移动滑动变阻器的滑片，都无法使小灯泡两端电压足够小。于是她向老师请教，老师告诉她在原来的电路图上增加一条导线即可，如图丙中 $a$所示。请你用笔在图丁中将增加的导线 $a$补画上去。

（3）小梅发现用图丙的电路可以使小灯泡两端电压的变化范围为　　 $V$到 $4.5V$，为保证电路安全，闭合开关前要将滑动变阻器的滑片置于　　端（选填“左”或“右” $)$。

（4）小梅用丙的电路测出了不同电压下小灯泡的工作电流，并作出小灯泡的 $U-I$图线如图戊所示，由图可知小灯泡的电阻是　　（选填“变化”或“不变化” $)$。小刚注意到电压在 $0.5V~2.5V$变化时， $U-I$图线几乎是一条直线，他认为在这个电压范围内小灯泡的电阻是不变的。你赞同谁的观点？（请回答并说明理由）　　。

小明和小华分别用"伏安法"测量定值电阻的阻值。

（1）小明实验的电路如图甲所示，请用笔画线代替导线把电路连接完整。

（2）小明第1次测量时，电压表示数如图乙所示，则电压为 　　 $V$ 。

（3）小明测量的数据如表一所示，则定值电阻的阻值为 　　 $\Omega$ 。

表一

实验次数	1	2	3
电压 $U/V$		2.0	2.5
电流 $I/A$	0.30	0.41	0.52

表二

实验次数	1	2	3
电压 $U/V$	1.5	2.0	2.5
电流 $I/A$	0.30	0.20	0.10

（4）小华测量的数据如表二所示，则小华实验中存在的问题可能是： 　　。

小亮用"伏安法"测小灯泡的电阻，小灯泡额定电压是 $2.5V$ ，电源电压 $4.5V$ 。

（1）请用笔画线代替导线，将图甲所示的实物电路连接完整。

（2）在连接电路时，开关应 　　，滑动变阻器滑片 $P$ 应位于 　　（选填" $A$ "或" $B$ " $)$ 端。

（3）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片 $P$ ，当电压表的示数为 $2.5V$ 时，电流表示数如图乙所示，此时小灯泡的电阻约为 　　 $\Omega$ （保留一位小数）；他把多次测量的电流值和电压绘制成 $I-U$ 图象，发现 $I-U$ 图线是一条曲线，原因是 　　。

（4）如果还想测量额定电压为 $3.8V$ 的小灯泡正常发光时的电阻，但是电压表的 $15V$ 量程已经损坏，在不改变原器材的情况下，你的办法是 　　。