初中物理伏安法测电阻的探究实验实验题

小琳想知道一只标明“ $220V40W$”白炽灯不发光时的灯丝电阻有多大，她设计了图甲所示电路原理图，并招来器材动手实验。

（1）按照如图甲所示连接电路，检查无误后闭合开关 $S$，调节滑动变阻器 $R$，电压表和电流表的示数分别如图乙、丙所示，此时灯丝电阻为　　 $\Omega$。

（2）小琳设想如果没有电压表，能否再找一只电流表和一个定值电阻来代替电压表，于是她设计了如图丁所示电路原理图 $(R_0$为阻值已知的定值电阻），连接电路并检查无误后闭合开关 $S$，调节滑动变阻器 $R$，当电流表示数分别为 $I_1$， $I_2$时，灯丝电阻 $R_L=$　　（用 $R_0$， $I_1$， $I_2$表示测量结果）。

（3）小琳用公式 $R=\frac{U^2}{P}$计算出灯泡正常发光时的电阻为 $1210\Omega$，比（1）中测量的电阻大得多，请你帮助小琳给出合理的解释　　。

（4）小琳根据图乙和丙的示数，计算了此时灯泡实际消耗的电功率与灯泡额定功率相差　　 $W$。

王小军同学用如图1所示实物电路研究小灯泡的电阻，已知小灯泡的额定电压是 $3V$。

（1）图中部分导线已连好，请用笔画线代替导线将电路连接完整。

（2）根据实物图在虚线方框内画出实验电路图。

（3）将滑动变阻器的滑片移到某位置时，电路中电流表示数为 $0.2A$，电压表的示数如图3所示，则电压表示数为　　 $V$，此时灯丝的电阻为　　 $\Omega$。

（4）改变滑动变阻器的电阻，经多次实验，测得多组电压、电流值如表所示，请根据表中数据，在图4中作出小灯泡的 $U-I$图象。

次数	1	2	3	4	5
电流 $/A$	0.06	0.1	0.15	0.18	0.2
电压 $/V$	0.3	0.5	1	2	2.5

如图所示，小强和小冬设计了用“伏安法”测量未知电阻 $R_x$的实验。

（1）图甲是实物电路图，请用笔画线代替导线将其连接完整。（要求滑片向右滑，电压表示数减小）

（2）闭合开关前应将滑动变阻器的滑片移到　 端（填“ $A$”或“ $B$” $)$。

（3）闭合开关，当滑片移动到某位置时；电压表、电流表示数如图乙所示，则未知电阻 $R_x=$　　 $\Omega$．实验中，为了减小误差，还需进行的操作是　　。

（4）小强和小冬还设计了如图丙所示的测量电路：图（a）所示电路中电源电压为 $1.5V$，将 $M$、 $N$两个线头相接，调节滑动变阻器，使电流表指针指在 $0.6A$处；保持滑动变阻器滑片位置不变，若在 $M$、 $N$之间接入另一未知电阻 $R_y$，电流表示数如图（b）所示，则未知电阻 $R_y=$　　 $\Omega$．若把此电流表 $A$上各电流值改成对应的电阻值，你就可以把它改装成能测　　的仪表。

小明欲测量一个阻值标识模糊的定值电阻，图甲所示是他设计的测量电路，图乙是未完成连接的实验电路。

（1）请你按照电路图，用笔画线代替导线，帮助小明把滑动变阻器和电压表正确连入图乙所示的实验电路。

（2）小明将电路连接正确后，闭合开关，调节变阻器的滑片，按照正确的操作测得数据如表所示。根据表中数据，第5次测量的电阻值 $R_5=$　　 $\Omega$

实验序号	电压 $U\left(V\right)$	电流 $I$（A）	电阻 $R\left(\Omega \right)$
1	1.0	0.10	10.0
2	1.5	0.15	10.0
3	2.0	0.20	10.0
4	2.5	0.25	10.0
5	2.8	0.28

（3）图丙中已经把前4次测得的电压 $U$和电流 $I$的值对应点描出，请你在图丙中补描出第5次测量的电压 $U$和电流 $I$值对应的点 $A$，并依据所描的点在图丙中作出该定值电阻的 $U-I$图象。

如图甲所示，是利用伏安法测量小灯泡 $L$的电阻的实验线路，已知 $L$的额定电压为 $2.5V$，滑动变阻器的最大阻值为 $20\Omega$。

（1）请你用笔画线代替导线，把图甲的实物电路连接完整（要求导线不交叉、闭合开关后，变阻器滑片向左滑动时灯泡变亮）；

（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于　　（选填“ $A$端”、“ $B$端”或“ $\mathit{AB}$正中间” $)$；

（3）移动滑片 $P$，当小灯泡 $L$正常发光时，发现电流表示数如图乙所示，则此时电流表的读数为　　 $A$，小灯泡的电阻为　　 $\Omega$（保留一位小数）；

（4）实验操作时，因小灯泡 $L$不慎损坏而出现断路，无论怎样移动滑片 $P$，电压表指针　　（选填“几乎不动”或“明显偏转” $)$。

现用“伏安法”测量一个未知电阻 $\mathit{Rx}$的阻值 $(\mathit{Rx}$约为 $20\Omega )$。在实验室中，配有的实验器材如下：

$A$．电源 $E$（电压 $U=3V$恒定）；     $B$．电流表 $A_1$（量程 $0~50\mathit{mA})$；

$C$．电流表 $A_2$（量程 $0~3A)$；       $D$．电压表 $V_1$（量程 $0~3V)$；

$E$．电压表 $V_2$（量程 $0~15V)$； $F$．滑动变阻器 $R(0~80\Omega )$；

$G$．定值电阻 $R_0=40\Omega$； $H$．开关一个，导线若干。则：

为了测量多组数据使结果尽量准确，在滑动变阻器的整个滑动过程中，要使两电表的测量值范围尽可能大一些，并且两电表的读数均大于其量程的 $\frac{1}{3}$．则：

（1）根据实验要求，电压表选用　　，电流表选用　　。（选填器材前的字母代号）

（2）请在虚线方框内画出实验电路图（其中，部分电路已画出，并标出所选器材的字母）。

（3）根据所画的电路图，用笔画线代替导线，将实物图连接起来。

（4）若在某次实验中，电压表的示数为 $U$，电流表的示数为 $I$，那么，待测电阻阻值的表达式为 $R_x=$　　。

小凯和小明为了弄清一个未知电阻的阻值，小凯将未知电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和电源连接成了如图甲所示的电路，小凯正准备闭合开关时，旁边的小明急忙拦住他，说线接错了。

①小是发现只要改接一根导线就可以连接正确，请你检查一下电路，指出改接的是　　（选填： $a$、 $b$、 $c$、 $d$、 $e$、 $f$、 $g)$

②故障排除后，电阻两端的电压表示数如图乙所示，其读数为　　 $V$．（保留两位小数）

③小凯在实验中通过调节滑动变阻器滑片，测出通过电阻 $R$的不同电流和对应的电压值，如下表所示：

$U/V$	0.5	1.0	1.6	1.9	2.5
$I/A$	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5

根据表中的数据在图丙中画出电阻 $R$的 $I-U$关系图象。

④由③中图象求出该电阻的阻值为　　 $\Omega$．（保留一位小数）

⑤将图甲所示电路改成如图丁所示电路，电源电压保持不变，已知 $R_1:R_2:R_3=2:1:1$，测得开关 $S$断开时 $R_2$中的电流为 $I$，消耗功率为 $P$；则开关 $S$闭合后， $R_1$中的电流值为　　 $I$， $R_3$消耗的功率为　　。

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　　 $W$。

用电流表、电压表测电阻的实验：

（1）该实验的原理为　　；在连接电路的过程中，开关始终是　　（选填“断开”、“闭合” $)$的；

（2）根据如图1所示实物连接情况，闭合开关前滑片 $P$若在 $B$端，导线的 $M$端应接滑动变阻器的　　端（选填“ $A$”、“ $B$” $)$

（3）根据实物连接图在虚线框内画出电路图；

（4）滑片 $P$移动到某一位置时，电流表、电压表读数如图2所示， $I=$　　 $A$， $U=$　　 $V$，电阻 $R=$　　 $\Omega$。

小芳在测量标有电压为 $2.5V$的小灯泡电阻的实验中，已知电源电压为 $4.5V$，电路图如图1所示：

（1）请根据电路图，将图2实物图连线补充完整。

（2）小芳闭合开关，发现小灯泡很暗，电压表和电流表均有示数，但无论如何移动滑动变阻器滑片，小灯泡亮度、电压表和电流表示数均不发生变化，请分析其原因：　　。

（3）故障排除后，小芳移动滑动变阻器，分别记录电压表、电流表示数，并描绘出灯泡 $L$的 $I-U$图象，如图3中甲所示，则小灯泡正常发光时的电阻为　　 $\Omega$．小芳还发现灯丝的电阻随温度的升高而　　 $($ “增大”、“减小”或“不变” $)$。

（4）如果将该小灯泡与图中乙所示电阻串联起来，接在 $4.5V$的电路中，则它们的总功率为　　 $W$。

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　　 $\Omega$。

小明同学探究小灯泡的电阻是否固定不变的实验中，电路图如图所示，灯丝的电阻约为 $10\Omega$，小灯泡的额定电压为 $2.5V$，电源电压恒为 $4V$

（1）请你用笔画线代替导线，按乙图的电路图把甲图中的实物图电路连接完整，使滑片 $P$向右端移动时灯的亮度变暗。

（2）闭合开关前，滑动变阻器连入电路的阻值为最大值的作用是　　。

（3）当电压表的示数为 $2.5V$时，电流表的示数如图丙所示，灯的额定电流为　　 $A$，此时灯丝的电阻为　　 $\Omega$（保留一位小数）。

（4）调节滑片，记录电压表和电流表一系列读数，在丁图中绘制了小灯泡的 $U-I$图线后，小明用一个定值电阻更换小灯泡，进行正确操作，记录电流表和电压表的一系列读数，在图丁中绘制定值电阻的 $U-I$图象。在丁图中，能反映小灯泡电阻的图象是　　（选填“ $a$”或者“ $b$” $)$，由此可见，小灯泡的电阻与灯丝的　　有关。

如图所示：电源电压为 $3V$，甲图为伏安法测某未知电阻的电路图；乙图为连接不完整的实物图。

（1）对照电路图甲，用笔画线代替导线将乙图中的电压表连入电路。

（2）闭合开关　　（填“前”或“后” $)$，滑动变阻器的滑片应调到　　（填“右端”“左端”或“中间” $)$位置。

（3）实验过程中，电压表的示数为 $1.5V$，电流表的示数如图丙所示，此时，电路中的电流是　　 $A$，测得未知电阻的阻值 $R_x=$　　 $\Omega$。

（4）该实验电路还能测出电阻消耗的　　，实验原理是 $P=$　　。

利用图所示的电路图，既可以测小灯泡的电阻（下称前者），又可以测小灯泡的电功率（下称后者）。

（1）两个实验都需要移动变阻器的滑片。前者的作用是　              　；后者的作用是　                  　。

（2）两个实验都需要测出三组电压值和电流值。前者的目的是　              　；后者的目的是　                      　。

（3）某同学按该电路图连接好实验电路闭合开关时，发现灯泡不亮，电流表指针几乎不偏转，而电压表指针有明显偏转，分析指出故障的原因。

（4）排除故障后，闭合开关时，发现小灯泡特别亮分析指出产生这种现象的原因。

图甲是测量定值电阻 $R$阻值的实验电路图。

（1）闭合开关 $S$，当电压表的示数为 $2.4V$时，电流表示数如图乙所示，则 $R$的阻值为　    　 $\Omega$；调节滑片 $P$的位置，进行多次测量，其目的是　       　。

（2）实验过程中，发现电流表示数突然变大，电压表示数几乎为零，则电路故障可能是　      　。

（3）实验结束后，小明想探究“什么情况下磁能生电”，于是他在蹄形磁铁的磁场中悬挂一根导线，导线的两端跟电流计连接，组成闭合电路，如图丙所示。

①保持导线在磁场中静止，观察到电流计的指针没有偏转，小明认为可能是电流太小，于是换成更加灵敏的电流计，观察到指针仍没有偏转。他认为也有可能是由于磁铁磁性不够强，没有电流产生，于是更换了磁性更强的磁铁进行探究，在更换磁铁的同时，发现电流计的指针动了一下后又静止了。你认为电流计指针“动了一下”的原因是什么？

②当导线水平向右运动时，电流计指针反向偏转，为使电流计指针正向偏转，可以如何操作？请说出两种方法：　            　；　             　。

③根据图丙装置原理人们制成了　         　机。