初中物理伏安法测电阻的探究实验实验题

小明用如图1所示的电路测量额定电压为 $2.5V$小灯泡的电功率。

（1）电源电压为 $6V$，小灯泡的电阻约为 $10\Omega$，有两个不同规格的滑动变阻器：甲标有“ $10\Omega 1A$”乙标有“ $50\Omega 2A$”，实验时应该选择滑动变阻器　     　（选填“甲”或“乙”）。

（2）小明将实验数据和现象填写在下表中。

次数	灯泡两端电压 $U/V$	通过灯丝电流 $I/A$	灯泡电功率 $P/W$	灯泡亮度
1	2.20	0.28		比正常发光暗
2	2.50	0.30		正常发光
3	2.80	0.32		比正常发光亮

①可得出的实验结论：　                                    　（写出一条即可）；

②小灯泡的额定功率为　       　 $W$。

（3）小明用上面的实验器材测量电阻 $R_x$阻值时，发现电压表已损坏，重新设计电路，选了一个阻值已知的 $R_1$，连接电路如图2所示。他先将导线 $C$端接到电流表“ $-$”接线柱上，电流表读数为 $I_1$，后将导线 $C$端接到电流表“3”接线柱上，电流表读数为 $I_2$，则 $R_x$的阻值为　       　（用已知字母表示）。

某实验小组用图甲所示电路进行“探究电流与电阻的关系”实验。

（1）请将图甲连接完整，要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大。

（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片 $P$应该位于　      　端（选填“ $A$”或“ $B$”）。

（3）闭合开关后，同学们发现，无论怎样调节滑动变阻器的滑片，电流表始终没有示数，电压表示数接近电源电压，原因可能是　      　。

（4）排除故障后，先将 $5\Omega$定值电阻接入电路，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所示，为　     　 $A$。

（5）接下来断开开关，取下 $5\Omega$的定值电阻，换成 $10\Omega$的定值电阻，闭合开关，应向　　（选填“ $A$”或“ $B$”）端移动滑片，直至电压表示数为　    　 $V$时，读出电流表的示数。再更换 $20\Omega$定值电阻继续实验，实验数据记录在表格中。由实验数据可知：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　      　。

实验次数	1	2	3
$R/\Omega$	5	10	20
$I/A$		0.2	0.1

（6）该小组想用一块电流表和一个定值电阻 $R_0$，测未知电阻 $R_x$的阻值。于是他们设计了如图丙所示的电路图，并进行如下实验操作：

①闭合 $S$和 $S_1$，此时电流表的示数为 $I_1$。

②闭合 $S$断开 $S_1$，此时电流表的示数为 $I_2$。

③请用已知量 $R_0$和测出量 $I_1$、 $I_2$表示出未知电阻 $R_x$的表达式，则 $R_x=$　       　。

图甲为测量电阻阻值的电路图。实验仪器如下：两节干电池、阻值约为 $5\Omega$的待测电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线等。

（1）请根据电路图，将图乙中实物连接完整。

（2）如果要求当滑动变阻器的滑片自左向右滑动时，加在待测电阻两端的电压增大，在实物图中需将滑动变阻器的两个端点连在电路中，这两个端点是　 （从 $A$、 $B$、 $C$、 $D$中选取）。

（3）实验过程中获得的数据如下表：

序号	1	2	3	4	5
电压 $U/V$	0.6	1.2	1.8	2.4	3.0
电流 $I/A$	0.12	0.22	1.8	0.50	0.60

第三组的电流数据有误，应为 $0.36A$，出现这一错误最可能的原因是：　　。

（4）表格中第1组和第5组数据分别是滑片位于滑动变阻器的两个端点时获得的。根据这两组数据可以求得滑动变阻器的总阻值为　　 $\Omega$。

（5）根据串联电路电流和电压的特点，再加一把刻度尺，利用该电路可以探究“滑动变阻器接入电路部分的电阻阻值与接入电路部分的长度的关系”。这种观点是否可行？为什么？

答：　　，　　。

在“伏安法测电阻”的实验中，小明同学连接了如图甲所示的电路（电路元件完好，接线柱接线牢固）。

（1）在未检查电路连接是否正确的情况下，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，电流表的示数将　　，电压表的示数将　　。（选填“发生变化”或“保持不变” $)$

（2）检查电路，发现有一处连接错误，请指出连接错误的导线是　　（选填“ $a$”“ $b$”“ $c$”或“ $d$” $)$。

（3）纠正错误后，闭合开关，测得几组数据如下表。

实验次数	1	2	3
电压 $U/V$	1.5	2.1	2.8
电流 $I/A$	0.10	0.14
电阻 $R/\Omega$	15.0

第3次实验时电流表示数如图乙所示，电流表的示数为　　 $A$．第2次实验后，算出的电阻值是　　 $\Omega$，第3次实验后，算出的电阻值是　　 $\Omega$，待测电阻值为　　 $\Omega$。

小希在测额定电压为 $2.5V$的小灯泡电阻时，设计了如图甲所示的电路图。

（1）实验时，小希按电路图连接了电路，闭合开关，在调节滑动变阻器的过程中，发现电压表示数突然变大，电流表无示数，其可能的原因是：　　。排除故障后，小希通过实验测量了多组实验数据并画出了 $I-U$图象，如图乙所示。

（2）小灯泡正常发光时的电阻为　　 $\Omega$。

（3）选取图象中的三组数据，通过计算后发现电阻值相差较大，你对这一现象的解释是　　。

小军为完成“伏安法”测电阻的实验，选定了如图甲所示的实验器材，并将其中的部分器材进行了连接。

（1）请你用笔画线代替导线，把图中的器材连接成完整的电路。

（2）小军连接好电路，检查无误后，闭合开关，调节滑动变阻器依次进行了第1至4次测量，所得测量数据记录如表。

实验序号	电压 $U/V$	电流 $I/A$	电阻 $R/\Omega$
1	1.0	0.14	7.1
2	1.4	0.19	7.4
3	1.7	0.22	7.7
4	2.0	0.25	8.0
5	2.5

接下来进行第5次测量时，①他需要将滑动变阻器的滑片缓缓向　　（选填“左”或“右” $)$移动，直到电压表的示数恰为 $2.5V$；②此时，电流表的示数如图乙所示，请你把电流表的示数填表格中

（3）小军顺利完成了五次测量后，注意到用五次测量数据算出的电阻值并不相同，他认为这是由于读数误差造成的。小民则认为，虽然读数会有误差，但小军的实验结果并不能单纯用误差来解释。因为由读数误差造成的结果会有的偏大有的偏小，而小军测得的电阻值　　。

用如图甲所示的电路测量定值电阻 $R_x$的阻值，测量数据记录如下表：

实验次数	1	2	3
电压 $U/V$	1.5	2.0	2.5
电流 $I/A$	0.16		0.24
电阻 $R/\Omega$	9.4		10.4

（1）第2次测量时，电流表示数如图乙所示，为　 $A$，对应的电阻值为　　 $\Omega$。

（2）根据三次实验数据可得定值电阻 $R_x=$　　 $\Omega$（结果保留一位小数）。

（3）实验时，闭合开关，发现电流表和电压表指针都不偏转。用一根导线在图甲中先后连接接线柱 $B$与 $C$、 $C$与 $D$时，电压表和电流表示数都为0，连接接线柱 $D$与 $E$时，电压表和电流表指针明显偏转，则电路的故障是　　

（4）如果没有电压表，电源电压未知，可以用最大阻值为 $R$的滑动变阻器，和如图丙所示电路，来测量电阻 $R_x$的阻值。闭合开关后，滑动变阻器滑片在最左端时，电流表示数为 $I_1$；滑动变阻器滑片在最右端时，电流表示数为 $I_2$，则电阻 $R_x=$　　。（用相关物理量的符号表示）

小明做“测量小灯泡的电阻”实验时，使用的小灯泡额定电压为 $2.5V$，电源电压为 $3V$．小明现已连接了部分电路，如图甲所示。

（1）在已连接的电路中，有一不当之处是　             　。

（2）请用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整。

（3）当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，电流大小为　　        $A$，小灯泡正常发光时的电阻为　           　 $\Omega$（电阻的计算结果保留一位小数）。

（4）小明的实验记录和有关计算如表所示。从表格设计看，小明计划把四次电阻的平均值作为小灯泡的电阻值，他认为这样可以减小误差，你认为小明的做法是　        　（选填“正确”或“错误”）的。从表中数据看，不同电压下小灯泡的电阻值不同，这是灯丝电阻受　        　影响导致的。

实验序号	电压 $U/V$	电流 $I/A$	电阻 $R/\Omega$	电阻平均值 $\bar{R}/\Omega$
1	2.5
2	2.1	0.26	8.1
3	1.7	0.24	7.1
4	1.3	0.21	6.2

课外活动小组的同学一起做“测量小灯泡电阻”的实验，实验器材有：电源、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、导线若干，待测小灯泡的额定电压为 $2.5V$，正常发光时电阻约为 $8\Omega$。

（1）为使实验数据精确，电流表应选择　         　（选填“ $0~0.6A$”或“ $0~3A$”）的量程，

（2）甲图中的电路尚未连接完整，请用笔画线代替导线，将电流表和滑动变阻器正确接入电路，要求滑动触头向左移动时接入电路的电阻逐渐减小。

（3）正确进行实验，根据记录的实验数据，画出小灯泡的 $U-I$图象，如图乙所示，分析图象可知，小灯泡电阻的变化情况是：　                 　。

（4）由图象还可得，通过小灯泡的电流为 $0.2A$时，小灯泡的实际功率为　       　 $W$。

小明想测量标有“ $2.5V$”小灯泡的电阻，请解答下列问题：

（1）请用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整。（导线不能交叉）

（2）连好电路后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处于最　　端。（选填“左”或“右” $)$

（3）闭合开关后，发现电流表、电压表均有示数。但灯泡不亮，原因可能是　　。

$A$．小灯泡断路 $B$．小灯泡短路

$C$．滑动变阻器断路 $D$．滑动变阻器接入电路的阻值过大

（4）调节滑动变阻器，测得实验数据如表所示：

实验次数	第1次	第2次	第3次	第4次
电压 $\left(V\right)$	1.0	1.5	2.0	2.5
电流（A）	0.14	1.00	0.25	0.30
电阻 $\left(\Omega \right)$

在分析实验数据时，发现一个数据有明显的错误，这个数据是　　；若此错误是看错电表量程导致的，则该数据的正确值应是　　。

（5）根据实验数据可知，小灯泡正常发光时的电阻是　　 $\Omega$。

（6）实验完成后，分析数据发现，小灯泡电阻呈逐渐增大趋势，其原因可能是　　。

小霞在伏安法测电阻的实验中，选用器材如下：电压为 $6V$的电源、规格为“ $10\Omega 1A$”的滑动变阻器 $R_1$、待测电阻 $R_x$、电流表、电压表、开关、导线若干。

（1）小霞连接的实验电路如图甲所示，其中有一条导线连接有误，若此时闭合开关电压表所测量的电压　　（填“会”或“不会” $)$超过它的量程。请将连接错误的导线画“ $\times$”，并用笔画线代替导线将电路连接正确。

（2）正确连接电路后，先将滑动变阻器的滑片移到最　　（填“左”或“右” $)$端，闭合开关，电流表的示数为 $0.2A$，调节滑片发现电流表的示数发生变化，电压表的示数始终为零。电路中的故障可能是电压表　　（填“短路”或“断路” $)$。

（3）排除故障后，小霞进行三次实验测出的电阻值分别为 $20.1\Omega$、 $20\Omega$、 $19.9\Omega$，待测电阻的阻值应为　　 $\Omega$。

（4）小霞将待测电阻 $R_x$换成额定电压为 $2.5V$的小灯泡，测量其额定功率。已知小灯泡正常发光时的电阻约为 $10\Omega$，通过分析发现实验无法完成，小霞发现实验桌上有三个阻值分别为 $10\Omega$、 $20\Omega$、 $30\Omega$的定值电阻，可将其中　　 $\Omega$的电阻串联在电路中，进行实验。

（5）闭合开关调节滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为 $2.5V$时，电流表的示数如图乙所示为　　 $A$，小灯泡的额定功率为　　 $W$。

（6）小霞又设计了如图丙所示的电路，来测量额定电流为 $0.4A$小灯泡的额定功率。电源电压未知，定值电阻 $R_0$的阻值为 $10\Omega$．请你将下面的实验步骤补充完整。

①闭合开关 $S$，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为　　 $V$，小灯泡正常发光。

②保持滑动变阻器滑片的位置不变，将一根导线连接在电路中 $b$、 $d$两点之间，电压表的示数为 $6V$。

③取下 $b$、 $d$间的导线，将其连接在　　两点之间，电压表的示数为 $5V$。

④小灯泡的额定功率为　　 $W$。

小明用图甲所示的电路，做伏安法测定值电阻实验。

（1）按图甲连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器滑片后，电流表示数为 $0.3A$，此时电压表的示数如图乙所示，则定值电阻 $R_x$的阻值为　　 $\Omega$；

（2）为了使测量结果更准确，小明进行了多次测量，记录了每次测量中电压表和电流表的数值，计算出每次测量所对应的 $R_x$的阻值，再求 $R_x$的　　；

（3）小明又设计了另一种测量电阻 $R_x$的方案，电路图如图丙所示，电路中定值电阻 $R_0$的阻值已知，电源电压未知。请你完善下列相关操作步骤，并写出电阻 $R_x$的表达式；

①断开 $S_1$，闭合 $S$、 $S_2$，用电压表测　　两端电压，读出电压表示数为 $U_1$；

②　　（填各开关的状态），用电压表测 $R_x$两端电压，读出电压表示数为 $U_2$；

③电阻 $R_x$的阻值表达式为 $R_x$　　（用 $U_1$、 $U_2$、 $R_0$表示）。

（4）小明在完成实验后，利用图丁所示的电路，测出了额定电流为 $I_{额}$的小灯泡 $L$的额定功率。电路中定值电阻 $R_0$的阻值已知，电源电压和滑动变阻器的最大阻值未知。请你完善下列相关操作步骤，并写出小灯泡 $L$的额定功率的表达式。

①断开 $S_2$，闭合 $S$、 $S_1$，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为　　，小灯泡 $L$正常发光；

②断开 $S_1$，闭合 $S$、 $S_2$，　　，读出电流表示数为 $I_1$；

③断开 $S_1$，闭合 $S$、 $S_2$，调节滑片至最左端，读出电流表示数为 $I_2$；

④小灯泡的额定功率的表达式为 $P_{额}=$　　（用 $I_{额}$、 $I_1$、 $I_2$、 $R_0$表示）。

可以用图示电路测量电阻的阻值，电源两端电压为 $4.0V$， $R=90\Omega$， $R_x$为待测电阻，电压表的量程为 $3V$。

（1）请将电压表接入电路，要求电压表测量 $R$两端的电压。

（2）闭合开关后，电压表读数为 $1.0V$．由此可求出 $R_x=$　　 $\Omega$。

（3）该电路可测量的 $R_x$的最小值为　　 $\Omega$。

（4）为了实现多次测量以减小实验误差，有同学提出了以下四条建议，其中可行的一条是　　（填序号）

①用一根导线短接 $R$或 $R_x$

②将 $R$和 $R_x$由串联改为并联

③用滑动变阻器替代 $R$

④用阻值可调可读的电阻箱替代 $R$。

小天同学在做“用伏安法测电阻”的实验时，除了滑动变阻器的铭牌不清楚之外其他实验器材齐全且完好，电源电压不变，电流表和电压表对电路的影响均忽略不计。以下是他的实验过程，请回答下列问题：

（1）小天连接了如果图甲所示的电路测量待测电阻 $R_x$的阻值，请指出电路连接的错误之处：　　（写出一种即可）

（2）更正电路之前，小天发现可以利用甲图所示的电路来测量滑动变阻器的最大阻值；他闭合开关，读出电压表的示数为 $10V$，电流表的示数为 $0.2A$，则可计算出滑动变阻器的最大阻值为　　 $\Omega$

（3）小天按照图乙所示电路图正确连接好电路后，为了减小实验误差，他选用了合适的量程进行了多次测量，以下是他的实验记录。第一次：当滑动变阻器的滑片位于最左端时，电压表的指针位置如图丙所示；第二次：当滑动变阻器的滑片位于某位置时，电流表的示数为 $0.58A$，电压表的指针位置如图丁所示；第三次：当滑动变阻器的滑片位于最右端时，电流表的示数为 $1.1A$，则 $R_x$的平均阻值为　　 $\Omega$（精确到 $0.1\Omega )$

图甲是测量标有“ $2.5V$”小灯泡电阻的实验。

（1）用笔画线代替导线，把实物图连接完整。

（2）电路图连接完整后，闭合开关，发现小灯泡不发光，电压表有示数，电流表无示数，原因是小灯泡　     　（选填“短路”、“断路”）。

（3）更换小灯泡后，调节滑动变阻器，让小灯泡两端电压逐次下调，测得数据如下表，第2次电压表的示数，如图乙所示，读出数据填入表中相应空白处。

实验序号	1	2	3	4	5
电压 $U/V$	2.5		1.7	1.3	0.9
电流 $I/A$	0.28	0.25	0.24	0.21	0.19
算出的电阻 $R/\Omega$

（4）根据表中电压和电流数据计算出第2次的电阻值填入表中。

（5）分析表中数据，得出结论：灯丝电阻值随　         　降低而减小。