初中物理伏安法测电阻的探究实验实验题

小梅想利用一块电压表和阻值已知的电阻R₀测量电阻R_x的阻值。小梅选择了满足实验要求的器材，并连接了部分实验电路，如图所示。小梅设计的实验电路的要求是：闭合开关S₁断开开关S₂,电压表的示数为U₁；闭合开关S₁、 S₂,电压表的示数为为U₂。

（1）请你根据要求完成图20所示的实验电路的连接；
（2）请你用U₁、U₂和R₀表示出R_x，R_x=     。

（单安法）用图中所示的电路测量一定值电阻R_x的阻值，其中R₀是阻值已知的定值电阻，电源及电流表的量程均能满足实验要求。请根据实验电路图补充完成下面的主要测量步骤：
（1）闭合开关S和S₂，断开开关S₁，读出并记录此时电流表的示数为I₁；
（2）                            ，读出并记录此时电流表的示数为I₂；
（3）待测电阻R_x的电阻值R_x＝_______。（用字母I₁、I₂和R₀表示）

如图是小明学习小组在用“伏安法测小灯泡电阻”实验中的实物连接图。

（1）小灯泡的额定电压是3.8V，正常发光时的灯丝电阻大约12Ω左右。请你指出连接图中的三处错误。
A                                   
 
B                                   
C                                   
（2）小明发现邻近的小芳一组，接入最后一根线后，灯马上特别亮，急忙指出她们的两处错误，你认为错误是：
①                                                   、
②                                                  。
（3）实验小组排除故障后进行实验，得到了下面5组数据：    

次数	1	2	3	4	5
U/V	3.0	3.5	3.8	4.0	4.5
I/A	0.28	0.30	0.31	0.32	0.34
R/Ω	10.7	11.7	12.3	12.5	13.2

小明发现小灯泡的灯丝电阻值相差很大，你认为可能的                                    因是                                             。

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。

某中学物理课外兴趣小组的同学想探究影响导体电阻大小的因素，他们想到出电影院时门越窄，通道越长则人流越难通过，由此猜想导体电阻的大小可能与导体的长度和横截面积有关，于是他们找来了同种材料制成的各种长度和横截面积的金属丝，并设计了图甲所示的电路。

(1)请你根据电路图，在图乙中用笔画线代替导线连接好实物电路。
(2)连接电路时，开关S应处于_________状态(选填“断开”或“闭合”)。闭合开关前滑动变阻器的滑片P应置于_________。
(3)经过测量，他们得到了下表所示的数据：

序号 物理量	1	2	3	4	5	6	7	8	9	……
长度L／m	2.0	4.0	6.0	2.0	4.0	6.0	2.0	4.0	6.0	……
横截面积S/mm^2	1.0	1.0	1.0	2.0	2.0	2.0	4.0	4.0	4.0	……
电阻R/Ω	2.0	4.0	6.0	1.0	2.0	3.0	0.5	1.0	1.5	……

（a）比较表中的第l、2、3组数据，你能得到的结论是：__________________ ；（b）分析表中数据如1、4、7或2、5、8或3、6、9，你还能得到的结论是__________。

（单安法）小乐想用电源、一个电流表、两只开关和阻值己知的电阻R₀测量电阻Rx的阻值。并连接了如图甲所示电路进行实验。只闭合开关S₁时测得电流表的示数为I₁；闭合开关S₁和S₂时测得电流表的示数为I₂，则电阻Rx中的电流为          ，Rx＝       （用I₁、I₂和R₀表示）。小明认为此电路不妥，缺少了滑动变阻器，他设计了另外一种电路，如图乙所示，他认为只闭合开关S₁电流表测得的是R₀中的电流，只闭合开关S₂电流表测得的是Rx中的电流，这样也可以测量电阻Rx的阻值。请你帮助说明一下，在测量电阻的电路中加了滑动变阻器的好处是                                                 ，但是小明的这种测法         （选填“正确”或“不正确”），理由是                                    。

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=                        。

如图甲所示是探究小灯泡电阻时连接的实验电路图，选用的小灯泡的额定电压为2.5V。

（1）某同学连接的电路如图所示，请指出其中的两处错误或不妥：
①___________   __________；②____________   ________________。
（2）将上述错误或不妥改正后，闭合开关，如果发现灯泡发出特别耀眼的光，且此时电流表、电压表都有示数，则出现该现象的原因可能是____   _。
（3）某同学在实验过程中，在电流表、电压表均有示数的情况下，将小灯泡从灯座中取走，则此时电压表  _     示数（选填“有”或“没有”）。
（4）该同学将测得的数据及计算结果填在下面的表格中：

实验次数 物理量	1	2	3	4
电压U/V	2.5	2.0	1.5	1.0
电流I/A	0.30	0.26	0.22	0.20
电阻R/Ω		7.7	6.8	5.0

 小灯泡正常发光时的电阻为___   ____Ω(保留一位小数)。
(5)分析表中的数据发现灯丝的电阻是变化的，这说明____       __。这种现象在生活中也有体现，例如家里的白炽灯在刚开灯的瞬间，灯丝_   烧断(选填“容易”或“不容易”)。