初中物理伏安法测电阻的探究实验实验题

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

 

我们知道导体都能导电，那么导体对电流是否有阻碍作用呢？不同导体导电本领一样吗?怎样衡量导体的导电本领呢?小明设计了如图所示的电路来回答上面的问题。

（1）小明先后将a、b两根不同的合金丝接入电路中，这样做的目的是改变电路中的__________。实验中，将a换成b后，应调节滑动变阻器，使电压表的示数与接a时的示数__________，分别观察先后接a和b后电流表的示数，结果发现其示数__________，说明导体对电流__________阻碍作用；把不同的合金丝接入电路后，观察到__________不同，还说明不同导体导电的本领是__________的。
（2）为进一步研究导体的导电本领，小明又先后将a、b两根不同的合金丝接入电路，并改变合金丝两端的电压，分别获得多组电压和对应的电流如下表所示：

合金丝a	电压／V	1	2	3	4	5	6
电流／A 电流／A	0.1 0.1	0.2 0.2	0.3 0.3	0.4 0.4	0.5 0.5	0.6 0.6
合金丝b	电压／V	l	2	3	4	5 -	6
电流／A	0.2	0.4	0.6	0.8	1,0	1.2

根据表中数据分析可知：对同一根合金丝，其两端的电压与电流的比是__________的；对不同合金丝，其两端的电压与电流的比是__________的。于是，我们就用电压与电流的比来衡量导体的导电本领。
（3）一根合金丝，加在它两端的电压是9V时，通过它的电流是3A，则该合金丝的阻值是__________Ω；当加在它两端的电压为零时，它的阻值是__________Ω。

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．

如图所示为“探究影响导体电阻大小的因素”的实验电路图，A、B之间接电阻．

（1）本实验通过观察　     　比较电阻的大小．
（2）小明发现手边只有一根较长的电阻丝，他可以探究导体的电阻是否与导体的　 　和　  　有关．

如图所示的电路，AB和CD均为长度相等粗细不同的镍铬合金线。闭合开关后，通过观察      ，可以比较出两条合金线电阻的大小，这个实验装置是研究导体的电阻大小与导体________是否有关。

某物理兴趣小组学习了导体电阻的知识后，对食盐水溶液的导电性能与什么因素有关提出了以下猜想：
①食盐水溶液的导电性能与溶液的浓度有关。
②食盐水溶液的导电性能与溶液的质量有关。
③食盐水溶液的导电性能与溶液中两点间的距离有关。
为了验证猜想，他们设计了如图所示的装置，将电路中的a，b两金属片分别插为甲、乙、丙、丁溶液中所示的位置（金属片a，b每次插入溶液中的深度都相同）进行探究：

（1）食盐水溶液的导电性能可以由     来判断；
（2）将金属片a，b分别插为甲、乙所示位置可探究猜想     （选填序号），为了探究猜想②应将金属片a，b分别插为     两图所示位置；
（3）将金属片a，b分别插为乙、丁所示位置，若I乙≠I丁，由此可得到的结论是：     ，
（4）这个实验用到了初中物理学中最常用的探究方法是     。

晓彤和小雪学过电学知识后，做探究“导体电阻大小与什么因素关系”的实验。他们准备在图中的A、B两点间接入待研究的电阻丝，电源电压恒定，忽略灯丝电阻随温度变化的影响，待用电阻丝的规格如下：


（1）他们想探究“电阻大小跟导体长度的关系”时，应选择序号为　　 　 　 的三根电阻丝来探究；所得到的实验结论　　 　 　                              。
（2）正确选择后，他们将所选电阻丝分别接入A、B两点间，闭合开关，通过观察灯泡的亮暗或电流表的示数来比较电阻丝电阻的大小。实验中，三次电流表指针均有偏转，且示数依次减小，同时小华发现第一次实验中灯泡发光，第三次实验中灯泡不亮，原因是：　　 　                                    。
（3）晓彤和小雪想：能否在原有器材的基础上，再增加适当的测量工具，探究电阻大小跟长度的定量关系呢？请你帮助他们写出实验思路。

阅读下面短文，回答问题：
PTC是一种新型的半导体陶瓷材料，它以钛酸钡为主，渗入多种物质后加工而成，目前家用的陶瓷暖风器、陶瓷电热水壶等就是用这种材料做成的。PTC有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其电阻随温度的升高而减小，高于这个温度时，电阻值则随温度的升高而增大，我们把这个设定的温度叫“居里点温度”，用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功能，应用十分广泛。
①家用固体电热灭蚊器就使用PTC陶瓷电热元件，如图为其电阻随温度变化的图像，由图可知，该PTC材料的“居里点温度”为     ℃。
②家用固体电热灭蚊器工作时的温度基本恒定在165℃左右，若它的温度高于165℃，电阻    ，功率    ，使其温度    （均选填“增大”、“不变”或“减小”）。反之，也能自动调节。因此用PTC材料制成的电热器具有自动调节功能。

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    。

某实验小组的同学用额定电压是2.5V的灯泡做“测定小灯泡电阻”的实验，在实验过程中得到了如下表所示的一组U和I的数据：

实验次序	1	2	3	4	5	6
灯泡电压U（V）	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
灯泡电流I（A）	0.18	0.22	0.26	0.30	0.32	0.34
灯泡发光情况	微亮逐渐变亮

 
分析比较表格中的数据可以看出：
（1）该灯泡正常发光时的电阻是        Ω
（2）实验时通过                 来改变灯泡两端的电压。
（3）在灯丝中电流逐渐增大的过程中，灯丝的电阻    （选填“变大”“变小”或“不变”），其原因是：
                                                 。

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．

在测量电阻约为10Ω的定值电阻Rx的实验中，小明和小亮用如图15所示的器材进行实验。

（1）用笔画线代替导线在甲图中完成实物电路连接，要求滑动变阻器的滑片向右滑动时连入电路的电阻变小。
（2）小明把最后一根导线连接完毕后，看到电压表和电流表立即有较大示数。小亮认为在实验操作中有两处错误，其中一处是滑动变阻器的滑片没有滑到电阻最大的位置，还有一处是：                    。
（3）改正错误后，小明改变Rx两端的电压和电流，两次测得的电阻值分别为R₁=10.1Ω，R₂=10.2Ω，第三次测量时，电流表的示数为0.26A，电压表的示数如图乙所示．根据以上三次实验数据，小明最后得出Rx=        Ω．
（4）测量结束后，小亮提出利用这个电路还可以测量小灯泡的电功率，于是小明把定值电阻换成额定电压为2.5V、电阻约为10Ω的小灯泡进行实验。闭合开关，改变滑动变阻器滑片P的位置，使电压表的示数为2.5V时，此时灯泡的电功率       （填“大于”、“小于”或“等于”）它的额定功率。
（5）在测量小灯泡电功率时，小明还发现灯泡的电阻变化较大，这是因为                 。

在测量定值电阻R_x阻值的实验中．

（1）连接电路时开关应           ．
（2）请你将图甲中的实物电路用笔划线代替导线连接完整,要求滑片向左滑电流表示数变小．
（3）实验时，若只有R_x断路，开关闭合后，电路中可能出现的一种现象是        ．
（4）在实验过程中，发现电压表不能使用。小明将滑动变阻器调到最大值作为定值电阻R₀使用（R₀值已知），设计了如图乙所示的电路测量R_x阻值．测量时，只闭合S ₁电流表示数为I ₁，只闭合S ₂电流表示数为I ₂，则电阻R_x两端的电压为       ，电阻R_x=       （以上两空都用I ₁、I ₂ 和R₀表示）．
（5）因图乙的方案未能进行多次测量减小实验误差，于是小明向老师借了一只定值电阻R₀（R₀值已知），设计了如图丙所示的实验电路，仍按照（4）中的测量和计算方法，移动滑动变阻器的滑片，多次测量求出了电阻R_x的阻值．请你分析小明测得R_x阻值的方法是否正确，并说出判断理由            ．

小磊同学学习了电阻的知识后，知道电阻大小决定于导体的长度、横截面积和材料，他想探究电阻大小和导体的长度是什么关系，为此，他选择了材料和横截面积都相同，而长度不同的一些金属丝，测出了这些金属丝的电阻，记录在表2中，分析表二数据，可以得出电阻大小与长度的关系式为：R＝ ___________ 。