初中物理伏安法测电阻的探究实验实验题

小安同学想用“伏安法”测量未知电阻 $R_x$的阻值，所用器材如下：电源（电压恒为 $3V)$、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。连接电路图如图甲所示，闭合开关后发现电流表无示数，电压表示数为 $3V$，则可能是由于 $R_x$所在支路发生　　故障造成。故障排除后，调节滑动变阻器滑片，当向右移动滑片时，观察发现电压表示数　　（选填“变大”、“变小”或“不变” $)$，停止移动滑片，发现电压表、电流表示数如图乙所示，则 $R_x$的阻值是　　 $\Omega$。

（伏安法）某实验小组用电压表、电流表、电键、电源（电压保持不变）、标有“10Ω  2A”字样的滑动变阻器、待测电阻和若干导线做“电压表、电流表测电阻”的实验。实验过程中各实验元件均完好，且连接时各个接点的接触都良好。
①连接电路后，闭合电键S，他们发现电流表A无示数，电压表V有示数，且无论怎样移动滑片P，电压表示数始终都不变为6伏，发生这一现象的可能原因是           。

②经讨论，该小组同学重新连接，并按照正确步骤实验，在滑片P移动的过程中，电流表A的最小示数如图所示，读数是          ，此时电压表的示数是          伏，这时候测得的待测电阻的阻值是            欧。
③ 为了减小实验误差，该实验小组的同学可以采用的方法是            。

小明、小红和小亮在做“探究影响导体的电阻大小因素”实验时，做出了如下猜想。
猜想一：导体的电阻可能与导体的长度有关。
猜想二：导体的电阻可能与导体的横截面积有关。
猜想三：导体的电阻可能与导体的材料有关。
实验室提供了4根电阻丝，其规格、材料如下表所示


⑴如图所示电路，闭合开关后，在M、N之间分别接上不同导体，通过观察相关现象来比较导体电阻大小，小明、小红和小亮对图中的电路设计提出了自己的观点：
小明认为：电流表是多余的，观察灯泡的亮度就可以判断导体电阻的大小。
小红认为：灯泡是多余的，根据电流表示数的变化就可以判断导体电阻的大小。
小亮认为：灯泡和电流表同时使用更好，因为灯泡可以保护电路，从而防止烧坏电流表。
你赞同_______(选填“小明”、“小红”或“小亮”)的观点。
⑵为了验证猜想二，可依次把M、N跟________（选填“A、B、C、D”）的两端相连，闭合开关，记下电流表的示数，分析比较这两根电阻丝电阻的大小。
⑶依次把M、N跟电阻丝A、B的两端连接，闭合开关，电流表的示数不同，分析比较A、B两根电阻丝电阻的大小，可探究电阻跟_________的关系，其结论是_________________________________。
⑷小丽在探究同样的课题时，手边只有一根电阻丝，那么，她利用这根电阻丝和上述电路，不能够完成猜想______（选填“一”、“二”或“三”）的实验验证。

小明用如图所示电路测量某电路元件盒中未知电阻Rx的阻值，已知未知电阻R_x的阻值不小于5Ω，电源由两节干电池组成，除了开关、导线外，可供使用的实验器材有：电压表（量程0﹣15V，0﹣3V），电流表（量程0﹣3A，0﹣0.6A），滑动变阻器R（20Ω，1A），阻值已知且大小不等的定值电阻R1和R2．

（1）为完成此实验，电压表的量程应选择           V，电流表的量程应选择         A．
（2）实验中移动滑动变阻器的滑片，当电流表的示数是0.14A时，电压表的示数是2.1V，当电流表的示数是0.2A时，电压表的示数是1.8V，电路元件盒中电源电压是           V，未知电阻Rx的阻值是       Ω．
（3）小明的同学利用上述器材，还设计了测量位置电阻Rx的四种实验电路，其中无法测出未知电阻Rx的是             ．

物理兴趣小组在做“测量小灯泡的电阻”实验时，准备了以下器材：小灯泡（额定电压为 $2.5V)$、电流表 $(0~0.6A,0~3A)$、电压表 $(0~3V,0~15V)$、开关、两节干电池、滑动变阻器、导线若干。如图甲为该小组连接的实物图。

（1）请指出实物图连接的两处错误。

①　　②　　

（2）正确连接电路后，闭合开关，当滑动变阻器的滑片置于某位置时，电流表和电压表的示数如图乙、丙所示，电流表示数为　　 $A$，则小灯泡电阻为　　 $\Omega$．（计算结果保留一位小数）

（3）改变滑动变阻器滑片的位置，记录下不同时刻的电压值和电流值，并计算出小灯泡在不同电压下的电阻值，数据处理表格如下所示，其中有一处是不恰当的，这一处是　　，原因是　　。

实验次数	电压 $/V$	电流 $/A$	电阻 $/\Omega$	平均电阻 $/\Omega$
1	1.0	0.17	5.9	7.7
2	1.4	0.18	7.8
3	1.8	0.22	8.2
4	2.0	0.23	8.7

（4）该小组又利用这个电路测量小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器滑片使电压表示数为　　 $V$，若此时电流表示数为 $0.25A$，则小灯泡的额定功率为　　 $W$。

（等效替代法）如图示意在物理实验中常用等效替代法。其中R_x是待测电阻，R是滑动变阻器，R₀是电阻箱。根据实验电路图把下列主要步骤中的空白填齐。

①按电路图连接好电路，并将电阻箱R₀的阻值调到最大;
②闭合开关S₁前，滑动变阻器滑片P置于________端；
③闭合开关S₁；
④闭合开关_______，调节滑片P，使电压表指针指在适当位置，记下此时电压表示数U；
⑤先断开开关________，再闭合开关________，保持_____的电阻不变，调节________，使电压表的示数仍为U；

如图是小军做“探究影响导体电阻大小的因素”实验所采用的电路，是四根合金丝，用一个电压表分别测出它们两端的电压，得到一次实验部分数据如表所示．


（1）四根金属丝串联在电路中，它们两端的电压之比等于它们的      之比；为探究电阻大小与横截面积的关系，应比较合金丝a和  两端的电压；合金丝d两端的电压如图乙所示，示数为   V．
（2）在得到上表数据的过程中，      （选填“能”或“不能”） 改变滑动变阻器滑片的位置；为得到更可靠的实验结论，应多次实验，每次测量合金丝两端电压之前，需进行一项实验操作
（3）关于导体电阻与长度的关系，小军还进行了理论探究：某金属丝电阻为R，长度为L，若把n根这样的电阻丝串联在电路中，则总长度为nL，总电阻为   ，从而得到导体电阻与长度的关系；则上表中b合金丝两端的电压应该为   V．

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）。

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）

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：　　。

某课外科技小组设计了如图所示的电路来测量电源 $U$和待测电阻 $R_x$的值，已知滑动变阻器的最大阻值为 $20\Omega$，其实验步骤如下：

（1）这个小组的同学按电路图连接好电路后，将滑动变阻器滑片 $P$滑到最右端 $b$点，闭合开关 $S_1$，断开开关 $S_2$，无论怎样移动滑片 $P$发现电压表有示数但始终保持不变。电路故障的原因可能是　　（写出一种原因即可）

（2）排除故障后，将滑动变阻器的滑片 $P$滑到最右端的 $b$点，闭合开关 $S_1$和 $S_2$．电压表的示数为 $3V$；再断开开关 $S_2$，此时电压表的示数为 $2.4V$，则电源电压 $U=$　　 $V$，待测电阻 $R_x=$　　 $\Omega$

（3）保持 $S_1$闭合， $S_2$断开，当滑片 $P$恰好滑到滑动变阻器的中点时，电压表的示数应为　　 $V$，待测电阻 $R_x$的电功率为　　 $W$。

小科同学用如图甲电路测导体电阻 $R_x:$

（1）请用笔画线代替两根导线，将电路连接完整（导线不能交叉）；

（2）规范连接电路后闭合开关，调节滑动变阻器进行多次测量，并记录数据如表，请根据图乙把表中所缺数据填写完整。

实验序号	电压 $/V$	电流 $/A$
1	1.5	0.16
2	2.0
3	2.5	0.24

（3）小科同学根据上表求出电压的平均值和电流的平均值，再运用欧姆定律求出电阻的平均值。请判断该方法是否可行，并说明理由。　　。

张扬同学在“测量小灯泡的电阻”的实验中，电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，阻值为10Ω左右，滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样．

（1）请你帮他把电路连接完整．
（2）开关闭合时，滑动变阻器的滑片P应移到      （选填“最左”或“最右”）端．
（3）调节滑片P，使电压表示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时通过的电流为      A，电阻为      Ω．
（4）在完成以上实验后，小明进一步测量并描绘出小灯泡的电流随电压变化的曲线如图丙所示，通过分析图象发现灯丝的电阻是变化的，这是因为导体的电阻随         的变化而变化．

（2014·泰安）在电学实验中，往往认为电压表对测量的电路没有影响，事实上电压表有大的电阻值（简称内阻R_V），在电路中有很小的电流通过电压表，电压表的示数就是这很小的电流与其内阻R_V的乘积。现在要测量一个未知电阻R_x（大约2kΩ～3kΩ）的阻值，物理实验室中已有实验器材：2节干电池（电压未知）、未知电阻R_x、开关多个、导线若干。
另外，提供可选择的实验器材有3个：
A.电流表A₁（0～0.6A，分度值0.02 A）
B.电流表A₂（0～5mA，分度值0.1 mA）
C.电压表V（0～3V，R_V=3kΩ）
请你利用已有实验器材，参考题目中给出的信息，再从提供可选择的的3个实验器材中选择2个或者1个器材设计两个实验方案，准确测量未知电阻R_x的阻值。
Ⅰ.方案一：
（1）选择的2个实验器材：              （填器材的序号）。
（2）在方框中画出实验电路图（实验中不拆接仪器）。

（3）按照电路图连接电路，写出实验步骤并用字母表示出测量的物理量
（4）用测量的物理量和已知物理量表示Rx=                    。
II.方案二：
（1）选择的1个实验器材：           （填器材的序号）。
（2）在方框中画出实验电路图（实验中不拆接仪器）

（3）按照电路图连接电路，写出实验步骤并用字母表示出测量的物理量。
（4）用测量的物理量和已知物理量表示R_x=                        。