初中物理伏安法测电阻的探究实验实验题

小明制作氧气浓度探测器，过程如下：
（一）小明找来氧敏电阻R_x，其电阻值与空气中氧气浓度的关系如表格所示．其中，氧气浓度为0时，氧敏电阻的阻值模糊不清，他对该电阻值进行测量．

氧气浓度/%	0	5	10	15	20	25	30
Rx/Ω		10	16	21	25	28	30

在集气瓶内，小明通过木炭燃烧制得氧气浓度为零的空气，再将R_x置于瓶内．甲图中电源电压恒为6V，①、②号导线已经连好．
（1）请用笔画线代替导线，在甲图中完成测量电路连接．

（2）开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应移至________（A/B）端．
（3）闭合开关S，发现电流表、电压表示数均为0．小明取下电压表，将电压表分别与导线①的两端、导线②的两端并联，示数都为0；将电压表与滑动变阻器B、D两端并联，示数也为0；将电压表与开关两端的接线柱并联，示数为6V．若电路只有一处故障，则电路故障为________．
A．导线①断路  B．导线②断路  C．滑动变阻器内部断路  D．开关S内部断路
（4）排除故障后，移动滑动变阻器的滑片P，电压表、电流表示数如图乙所示，则氧气浓度为0时，R_x阻值为________Ω．
（5）请在丙图中作出氧敏电阻R_x的阻值与空气中氧气浓度的关系图象．

（二）小明制作氧气浓度探测器的电路如图丁所示，其中，电源电压恒为6V，定值电阻R₀阻值为5Ω．
（6）小明将氧敏电阻包裹在塑料袋中，先用嘴吸尽其中的空气，在对塑料袋儿呼气，闭合开关S，电流表的示数为0.24A．他呼出气体中氧气浓度为________%；可见人呼吸时，________（能/不能）将吸入肺中的氧气完全转化为二氧化碳．
（7）小明制作的探测器工作时，氧气浓度越高，电流表示数越________ ．要想实现“氧气浓度越高，电表示数越大”，应选用电压表与上述电路中的________并联．

小强利用如图甲所示电路测定小灯泡的电阻，被测小灯泡的正常发光的电压为2.5V。实验室有如下器材：电源（电压为6V）、电流表（0～0.6A  0～3A）、电压表（0～3V  0～15V）、开关各一个、导线若干、滑动变阻器三只：R₁（20Ω 0.5A）、R₂（50Ω 0.5A）、R₃（500Ω 1A）。

（1）实验前在检查仪器时，发现电流表指针如图乙所示，则接下来的操作是__________________。正确连接电路，闭合开关，发现无论怎样移动滑片，灯泡都不亮，电压表的示数接近6V，而电流表的示数几乎为0，则电路可能出现的故障是                      。
（2）排除电路故障后，闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，多次测量，小明画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像（如图丙），则小灯泡正常发光的电阻为_______Ω。在多次测量中，小明还发现：当电压表的示数减小时，电压表与电流表的示数之比             。（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（3）灯泡的电阻测量完毕，小强用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻更换电路中的灯泡，探究电流跟电阻的关系，得到如图丁所示的电流I随电阻R变化的图像，则小明应选用滑动变阻器____（选填“R₁”、“R₂”或“R₃”）。若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为21Ω， 则所选定值电阻的阻值为      Ω。

用伏安法测电阻，实验电路图如图1所示，电源电压保持U₀不变。

图1                             图2           图3
（1）该实验的原理是       。
（2）闭合开关S前，滑动变阻器滑片P应置于    端。
（3）假如小珍同学用完好的器材按如图17所示实验电路图正确连接电路，实验时正确操作，刚一“试触”，就发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度，其原因可能是：①        ；②          。
（4）小珍在张芳同学已连好的电路上操作，当闭合开关S，把P向a端移动时，发现电流表示数增大，电压表示数减小。发生此现象的原因是张芳同学把                           。
（5）小珍同学按图1所示的实验电路图正确连接电路，进行实验，某次实验中电压表示数如图2所示，电流表示数如图3所示，则此时被测电阻R_x两端电压为  V，通过R_x的电流为    A，被测电阻R_x＝    Ω。
（6）若滑动变阻器的最大阻值为R，被测电阻的阻值为R_x，实验过程中电流表突然烧坏，请你用剩下的器材测出R_x。先在右边方框内画出此时的实验电路图；再简要写出实验步骤和计算R_x的表达式。
a．实验步骤：                                                   。
b．R_x的表达式：R_x＝         。

小明与小青想利用实验室所提供的器材测量未知电阻R (阻值约为1k)。实验室所提供的器材有：电源(电压约为9V)、滑动变阻器R(100 2A)、电流表(量程为0～0.6A、分度值为0.02A)、电压表(量程为0～3V、分度值为0.1V)各一个，开关S₁、S₂两只，导线若干。

⑴小明设计了如图甲所示的电路进行测量，通过改变R的阻值改 变电路中电流，但小青同学觉得他不能准确测出未知电阻R，其主要理由是因为   。
⑵小青又设计了如图乙所示的电路进行测量。具体方案是：
①将滑动变阻器调到最大值；②闭合S₁、S₂，测得电流I₁；
③断开S₂，再用电压表测得  两端的电压U；④求出未知电阻R，其表达式为：R=   (用已知量和测得量表示)。
⑶小明觉得小青在第③步中没必要把电压表接入测电压，而是直接再次测得电流I₂，求得未知电阻R=（－1）R即可，你觉得小明与小青的方案中，是   方案更科学合理。

在“测定小灯泡电阻”的实验中，提供如下实验器材：
A．待测小灯泡（2.5V  0.7W）      B．电源（电压恒为3V） 
C．电流表（量程0~0.6A或0~3A）  D．电压表（量程0~3V或0~15V）  
E．滑动变阻器（20Ω 1A）          F．开关、导线
（1）小明同学连接线路后闭合开关，将变阻器滑片向右滑动时灯泡变暗，而电压表的示数增大。请你用笔画线代替导线，把下图甲中的实物电路按小明的连接方式连接完整。

（2）电路连接好后，当电压表的示数为     V时，小灯泡将正常发光。
（3）小灯泡正常发光时，电流表和电压表均有示数。突然，电路发生故障，小灯泡熄灭，而电流表和电压表的示数均变大，则故障的原因是                          。
(4）利用上述实验器材，不能完成下述实验中的               （选填选项前的字母）B
A．测量小灯泡的额定功率                   B．探究电流与电压的关系
C．探究小灯泡的亮度与消耗功率的关系    D．探究串联电路电压的特点
（５）小红同学想利用上述器材测量一未知电阻R（定值）的阻值，但实验过程中不慎将电流表损坏，在不另外添加器材的情况下：
①为了测出R的阻值，请你在图乙的虚线框中画出你所设计的实验电路图。
②闭合开关后，测得你所设计的电路图中电压表的示数为U，则R=               。

小红准备测一只未知电阻（R_x=5～10Ω）的阻值，手边有以下器材：电池组、电压表、电流表、开关、R₀=15Ω的定值电阻、最大阻值为20Ω的滑动变阻器和几根导线．当她准备实验时，发现电流表已经损坏，但一时又找不到新的电流表替代，小红顿时犯了愁，请你利用现有器材设计一个实验方案，帮他完成实验．
（1）在方框内画出你设计的实验电路图．

（2）简述实验主要步骤，要求写出需要测量或记录的物理量．
（3）R_x的表达式是　　．

小明和学习小组利用电源（电压未知）、滑动变阻器（）、电流表、电压表、开关各一，导线若干来测量电阻R_x的阻值（其阻值约几百欧）。
在图甲中完成实验电路的连接。
 
（2）设计的实验表格为右上表，表格中
①处应填写         。
（3）正确连接电路后，当滑动变阻器的滑片移至某一位置时，电压表的示数如图乙所示，为      V。
（4）实验中，器材完好，当移动滑动变阻器的滑片—，电压表指针偏转正常，但电流表指针都几乎不偏转，无法读数，原因可能是                                          。
（5）勤于思考的小明在不改动原来实验电路的情况下，也能求出待测电阻R_x的阻值。请你写出小明的主要实验步骤（用相应的字母表示测出的物理量）。
①                                                                    ；
②                                                                    ；
③写出待测电阻的表达是R_x=                   。

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，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，丙设计了如图甲所示的电路．

（1）正确连接好电路后，闭合开关前滑动变阻器的滑片应置于　  （选填“a”或“b”端）；
（2）请你根据电路图，用笔划线代替导线，把乙图所示电路中未连接部分连接好（请勿更改现有导线）；
（3）闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为2.0V，此时电流表的示数如图丙所示，其大小
为　  　A，此时金属丝的阻值大小为A，此时金属丝的阻值大小为　　  　Ω（结果保留小数点后两位）；
（4）经过测量他们得到了下表所示的数据

表一
序号 物理量	1	2	3	4
长度L/cm	20.00	40.00	60.00	80.00
横截面积S/mm^2	1.0	1.0	1.0	1.0
电阻R/Ω	2.0	4.0	6.0	8.0

 

表二
序号 物理量	1	2	3	4
长度L/cm	30.00	20.00	20.00	20.00
横截面积S/mm^2	1.0	2.0	3.0	4.0
电阻R/Ω	2.0	2.0	0.0	0.5

比较表一中数据，保持其他物理量不变时，电阻与长度成　  　关系；比较表2中数据保持其他物理量不变时，电阻跟横截面积成　　  　关系．

电流通过导体时导体会发热，这种现象叫做电流的热效应．常见的白炽灯就是利用这一原理工作的．图甲所示为小丽、小军、小梅三位同学与老师讨论这一现象时的情景．

（1）图甲中，小军发表的观点应用到的物理知识是________________ ．
根据小梅同学的猜想，他们讨论形成了一个问题：电流一定时，导体在一定时间内产生的热量与它的电阻有什么关系？
于是，小丽和小梅从实验室找来了煤油、两只规格相同（有密封塞）的烧瓶、两根两端开口的细玻璃管、两根阻值不同的镍铬金丝等器材，并组装出图乙所示的实验装置．
（2）在小丽和小梅的实验装置中，是通过________________ 来反映电流在一定时间内产生热量的多少的．
（3）在物理学中，有些物理量的大小不易直接观察或测量，但它变化时引起的其他物理量的变化却易于直接观察或测量，就可以像小丽和小梅这样用易于观测的量来反映不易直接观测的量．在下列问题的研究中，也用到这一物理学方法的是________________ ．

A．在研究平面镜成像时，通过等大的蜡烛与虚像重合来确定虚像的位置和大小

B．在研究影响动能的因素时，通过木块被撞后运动的远近说明钢球动能大小

C．在研究电压作用时，通过水压是水流形成的原因类比电压是电流形成的原因

D．在研究电磁铁磁性时，通过吸引大头针数目的多少来判断电磁铁磁性的强弱

（4）小军看了小丽和小梅的实验装置后认为，用温度计代替两端开口的细玻璃管，实验效果会更好．于是，他们拆除了密封塞和玻璃管，将合适的温度计悬挂在适当的位置，然后开始实验．在上述改进中，他们遗漏的一个重要操作是：________________ ．

在“探究金属丝电阻大小的因素”的实验中，需要：
（1）测量金属丝的长度：把金属丝拉直，用米尺测量金属丝的长度三次，然后求出平均值，这样做的目的是：         。
（2）测量金属丝的直径：将金属丝紧密的并排绕制成一个线圈，由图可知，该刻度尺的分度值为
    m，金属丝的直径为     m，进而算出它的横截面积。
（3）测量金属丝的电阻：在实验室提供了一下器材：
A.待测金属丝阻值约20Ω)；
B.电流表A₁（量程0~150mA，内阻为10Ω）；
C.电流表A₂ (量程0~20mA，内阻30Ω )；
D.电压表V（量程0~3V，内阻10kΩ）；
E.定值电阻R₀，阻值100Ω；
F.滑动变阻器R₁，（阻值0~100Ω，额定电流0.2A）；
G.滑动变阻器R₂（阻值0~5Ω，额定电流1.0A）；
H.学生电源的电压U=6V；
I.单刀单掷开关S一个，导线若干。
①为了尽可能使测量结果精确，测量时电表的示数不得小于其量程的1/3。那么，实验中应选用的电流表是     ，滑动变阻器是    。
②根据所选择的实验器材，在虚线方框内，画出该实验的最佳电路图，并标明元件符号。
③根据所画的电路图，将实物图连接起来（没有选用的器材就不要连接）。

综合实验--两个验证试验（可以配图说明）
（1）请设计一个小实验，验证“在液体中，流速越大的位置压强越小”．
（2）小雨要验证“电阻大小与横截面积大小的关系”，请完成实验设计方案

器材	电源、开关、导线、电流表、3根长度相同横截面积均为0.5mm^2的镍络合金丝
实验步骤	分析数据，得出结论	数据记录表格

 

小杨想要测量一个未知电阻的阻值，现有下列器材可用：待测电阻R_x；1个电阻箱R₁，（用表示）；1个滑动变阻器R₂；1个电流表；2个开关，S₁和S₂；电源一个（其电压略大于R_x允许的最大电压）；导线若干．
（1）请根据下面的操作情况，在虚线框中替小杨画出正确的实验电路图；
（2）小杨按正确的电路图连接好实物后，进行了以下主要实验操作：

A．S1断开S2闭合，调节电阻箱，使电流表的示数为Im

B．读出电阻箱R1的示数

C．S1闭合S2断开，读出电流表的示数为Ik

D．将滑动变阻器和电阻箱的阻值均调至最大

E．改变R₂的滑片P的位置，再测两组I_m、I_k和R₁的数值
上述步骤的合理顺序是　         　．（只需填写序号）
（3）小杨认为当滑动变阻器滑片P在同一位置时，只要保证I_m　    I_k（选填“＞”、“＜”或“=”），R₁的示数即为待测电阻R_x的阻值．

在“测量定值电阻阻值”和“测量小灯泡电功率”的实验中：

（1）婷婷要测量定值电阻的阻值，请你将如图乙的电路用笔画出的线连接正确（要求：滑片P向右移动时，通过电阻R的电流变大，导线不得交叉）实验开始前，要将变阻器的滑片P移至    端。婷婷闭合开关，发现电流表有示数，电压表无示数，则出现该故障的原因是                     （写出一种即可）；
（2）她排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某一位置时，观察到电流表的示数为0.2A，电压表示数如图甲所示，则定值电阻阻值为   Ω。她仅把这一次实验测得的阻值作为最后的结果，同组的小明认为这种做法不合适，其不合适的理由是    。
（3）测出电阻后，同组的小明将电路中的定值电阻换成了一个额定电压为2.5V的小灯泡，来测量小灯泡的电功率，闭合开关后，调节滑动变阻器滑片P，使电压表示数为    V时，小灯泡正常发光，如果此时电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是       W。
（4）另一实验小组同学，按正确方法完成实验后，分别绘制了“定值电阻”和“小灯泡”的U—I图像如图所示，则表示“定值电阻”的U—I图像的是         (填“甲”或“乙”），这样判断的依据是    。

小刚要测量一个电阻R_x的阻值，现只找到如下器材：假设电源电压不变．三个阻值已知的定值电阻（R₁=10Ω、R₂=20Ω、R₃=40Ω），一个表盘数字已经模糊（但刻度清晰）的电压表，两个开关S₁、S₂，导线若干。小刚要用这些器材测量R_x的阻值。
小刚先将定值电阻R_l接入设计的图（甲）所示电路中进行实验，闭合开关S₁、S₂时电压表的指针偏转情况如图（乙）所示；闭合开关S₁、断开S₂时电压表指针偏转情况如图（丙1）所示。再用R₂、R₃分别替换R_l接入电路进行实验，当闭合开关S₁、断开S₂时电压表对应的指针偏转情况如图（丙2）、（丙3）所示。

（1）R_l接入电路时R_x的的测量值R_x1，R₂接入电路时R_x的的测量值R_x2=    Ω， 同理可以得出R₃接入电路时R_x的的测量值R_x3。
（2）多次实验测量R_x的目的是                                 。

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．