初中物理伏安法测电阻的探究实验实验题

铅笔芯主要成分是石墨，笔芯软硬程度不同的铅笔其用途不同，例如作图用6B软铅笔，写字用软硬适中的HB铅笔，制图用6H硬铅笔。铅笔芯是导体，小张同学猜想铅笔芯电阻大小可能与其软硬程度有关。小张选择干电池、软硬程度不同的铅笔芯、小灯泡、开关、导线，设计实验对这个问题进行了探究。
(1)小张同学选取软硬程度不同的铅笔芯进行研究时，应考虑到它们的             
和        因素是相同的；
(2)若图乙中铅笔芯的硬度比图甲中大，开关闭合后，小张根据观察到的小灯泡的亮度情况，可确定乙图中铅笔芯的电阻     （选填“大”或“小”）；
(3)小张想借助电阻箱，用“替代法”较准确的测出铅笔芯的电阻。除了上述器材和电阻箱外，只需          就可以用替代法测出铅笔芯的电阻了。请你简要写出用替代法测铅笔芯电阻的方法：

小明利用如图（a）所示的实验器材测电阻Rx的阻值，电源是由两节新干电池组合而成，有一根导线没有连接．
 
（1）请你用笔画线代替导线把电路连接正确；闭合电键前，应将滑动变阻器的滑片移到图中的        （选填“A”或“B”）．
（2）当闭合电键后，电流表与电压表的示数如图（b）所示，则电流表的示数为     安，
电压表的示数为     伏．
（3）小华更换了电阻Rx，然后重新实验，发现电流表的示数始终为0，于是他用一只完好的灯泡L替换Rx后，发现灯能发光，若电路中只有一处故障，且只发生在Rx或滑动变阻器上，可以判断发生故障的原因是     ．小明认为不需要灯泡L，只要观察到      现象，也能判断这一故障．

为了研究“电阻的大小与哪些因素有关”，某小组同学选用长度、横截面积不同的若干镍铬合金导体，接在同一恒压电源两端，在常温下进行实验，用电流表测得通过合金导体的电流，并将实验数据记录在下表中。

实验序号	1	2	3	4	5	6	7	8	9
材料	镍铬合金
长度（米）	0.1	0.2	0.3	0.2	0.4	0.6	0.3	0.6	0.9
横截面积 (×10^-4米^3)	2	2	2	4	4	4	6	6	6
电流（安）	0.3	0.15	0.1	0.3	0.15	0.1	0.3	0.15	0.1

① 分析比较实验序号1、2与3（或4、5与6或7、8、9）的数据及相关条件，可得出的初步结论是：常温下，     （13）          。
② 分析比较实验序号      （14）              的数据及相关条件，可得出的初步结论是：常温下，同种材料制成的长度相同的导体，横截面积越小，电阻越大。
③进一步分析比较实验序号1、4与7或2、5与8或3、6与9的数据及相关条件，可得出的初步结论是：常温下，      （15）            。
④进一步分析比较实验序号1、4与7和2、5与8和3、6与9的数据及相关条件，可得出的初步结论是：常温下，             （16）        。
⑤在得到上述初步结论后，另一组同学还想继续研究电阻的大小与导体材料的关系，他们选用长度和横截面积不同的若干锰铜合金导体在常温下进行实验，记录的电流如图表表示。该小组同学  （17）   （选填“能”或“不能”）得到想要的结论，理由是    （18）        。

实验序号	10	11	12
材料	锰铜合金
长度（米）	0.1	0.2	0.3
横截面积 (×10^-4米^3)	3	3	3
电流（安）	0.6	0.3	0.2

 

小李同学在做“探究电阻大小与哪些因素有关”的实验中，设计的电路图如图所示，需按要求完成下列任务。

⑴图所示的实物电路中，有一根导线尚未连接，请按图所示的连接情况用笔画线代替导线在图中正确连接。________（用2B铅笔在答题纸的相应位置连接）
⑵为了探究电阻的大小是否与材料有关，必须选用长度和_________都相同、_______不同的导线（Ri）分别接入电路中MN两点间，进行实验。
⑶为了探究电阻的大小是否与长度有关，小李同学选用符合要求的导线进行实验，并将第一次实验测得的数据记录在下表内；接着选择较短的导线接入电路中MN两点间，闭合电键做第二次时，发现电流表的指针所指位置如图所示的现象，这表明____________;若要继续正确探究这一关系，这时需要小李同学做出的调整是_________________________。

探究电阻大小与长度的关系

物理量 序号	电流 （安）	电压 （伏）	材料	横截面积	长度	电阻 （欧）
1	0.42	5.8	甲	S	L	13.8
2		5.2	甲	S

 

在“用电流表、电压表测电阻”的实验中：
⑴ 实验原理：____________。
⑵ 实验器材：待测电阻、2节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、_______和导线若干。
⑶ 某同学设计记录表格如下，请在表格的空格处填上栏目_______ 、 _______。
（注意：用笔在答题纸上的表格空格处填上栏目）

实验序号	电压（伏）	电流（安）
1	/	/	/	/
2	/	/	/
3	/	/	/

 

小明在做“用电流表、电压表测电阻”实验时，选用了如图所示器材，电源用两节新干电池。

(1)他连接电路时电键应       。
(2) 小明想把滑片向左移时，电流表示数变大，请您帮他用笔画线代替导线，将图13的实物连接成实验电路（用2B铅笔在答题纸的相应位置连线）         。
(3)某次实验中，移动滑动变阻器的滑片P，测得电流表的示数为0.2A，电压表的示数如图，则电压表的示数为        V，待测电阻R的阻值约为 　    欧姆。

在“用电流表、电压表测电阻”的实验中，小明同学按图（a）连接电路进行实验。电源电压保持不变，所用滑动变阻器上标有“20W  2A”字样。
在闭合电键S前，他应将滑动变阻器的滑片置于________端。（选填“A”或“B”）

② 他实验步骤正确，闭合电键S，读出电流表的示数为0.2安，并将其记录在序号1中，此时电压表的示数如图（b）所示。接着，他移动变阻器滑片，将电压表、电流表的示数记录在序号2中，并计算出电阻值。他继续实验，发现电流表的最大示数为0.56安，将其记录在序号3中。请将上表填写完整，并计算出电阻值。（计算时，精确到0.1欧）

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                                   。

小明同学在做“用电流表、电压表测电阻”的实验中，器材均完好，所用电源电压为6伏，滑动变阻器上标有“20W 2A”字样。
（1）在图所示的电路中，有一根导线尚未连接，请用笔画线代替导线在图中正确连接。       （用2B铅笔在答题纸的相应位置连接）

（2）小明同学正确连接好电路，闭合电键后，电流表、电压表示数如下表所示。请你根据表中电流表、电压表示数可能出现的几种情况，帮助小明判断故障原因（均选填“待测电阻断路”、“待测电阻短路”、“滑动变阻器断路”或“滑动变阻器短路”）。

电流表示数（A）	电压表示数（V）	故障原因
0.3	0
0	6

 
（3）经讨论，该小组同学重新连接，并按照正确步骤实验，在滑片P移到中点位置时，电流表A的示数如图所示，读数是      安，这时候测得的待测电阻的阻值是      欧。

（4）为了减小实验误差，必须多次改变待测电阻两端的电压，可采用的操作方法是            。

“探究电流与电压关系”实验和“伏安法测电阻”实验相比较：需要测量的物理量
      （选填“相同”或“不同”），实验目的      （选填“相同”或“不同”）。“探究电流与电压关系”实验中，进行多次实验，是为了                          ；“伏安法测电阻”实验中，进行多次实验，是为了                              。

．小王同学现有如下器材：一个电源（电压保持不变但数值未知），一个定值电阻R₀，一个待测电阻R_x，一个电压表（最大量程大于电源电压），二个开关，导线若干，他用这些器材测R_x的阻值，方法如下：
（a）按图的电路图连接好实物；

（b）只将S₁闭合时，测出R₀两端的电压为U₀，则I_x=I₀=U₀/R₀；
(c) 只将S₂闭合时，测出R_x两端的电压为U_x，则R_x=U_xR₀/U₀；
（1）请你根据电路图分析小王的实验步骤，说出他的实验方法
（对/不对），理由是                         。
（2）按照下列实验步骤，使用原有器材重新设计实验，请把你的
电路图画在方框内，并写出实验结果。

（a）只将S₁闭合时，读出电压表的示数为U₁；
(b)只将S₂闭合时，读出电压表的示数为U₂，则R_x="         " 。

如图所示是研究导体的电阻跟哪些因素有关的实验装置。木板上有两条长度与横截面积均相等的金属丝。AB是镍铬合金丝，CD是锰铜丝。这个实验装置可以探究导体的电阻与　     　是否有关。如果将金属丝CD换为镍铬合金丝，其长度等于金属丝AB的二分之一，横截面积与金属丝AB相等，那么这个实验装置可探究导体电阻与　  　　是否有关。

．图电流表的示数是    A；图电压表的示数是     V；图电阻箱的示数是     Ω。

、小明想测额定电压为2.5V，正常工作电流小于0.3A的小灯泡的电阻。
（1）下图是小明没有连接完的实物电路，请你用笔画线代替导线将实物图补充完整。（要求滑动变阻器连入电路的阻值最大）

（2）连接好电路后，小明进行了实验，记录的数据如下表所示。请仔细分析分析实验数据，回答以下问题：
①表中有一个明显的错误数据，请指出错误数据并分析产生的原因。________        。
②小灯泡正常发光时的电阻为       Ω。
（3）完成上述实验后，小明想用原电路测量一段电阻丝R_x的阻值（约10Ω）。他用电阻丝替换了灯泡，闭合开关，发现电压表已损坏，将其拆除，不改变其他电路元件的连接方式，小明也完成了实验。请简述实验步骤并写出计算R_x的最后表达式。（已知滑动变阻器的最大阻值为R₀）。
实验步骤：闭合开关，使滑动变阻器连入电路的阻值最小（为零），记下电流表的示数I₁；将滑动变阻器连入电路的阻值最大，记下电流表示数I₂。请写出表达式：R_x=              。

小刚同学用如图所示的实验电路，探究导体的电阻由哪些因素决定。图中：1号电阻丝是猛铜丝，2号电阻丝是镍铬合金丝，3号电阻丝也是镍铬合金丝。3条电阻丝长度相等，1号、2号电阻丝横截面积相等，3号电阻丝的横截面积是2号电阻丝横截面积的2倍。实验中，保持电源两端电压不变。
（1）当把1号电阻丝接入电路并闭合开关时，电流表示数为I₁。当把2号电阻丝接入电路并闭合开关时，电流表示数为I₂。通过比较发现，I₁大于I₂，由此可知，1号电阻丝的电阻           2号电阻丝的电阻（选填“大”、“等于”或“小于”）。若要探究导体的电阻跟导体的横截面积的关系，应选择的电阻丝是：               。