初中物理伏安法测电阻的探究实验实验题

某同学测量额定电压为 $2.5V$ 的小灯泡 $L$ 在不同电压下的电阻。

（1）他连接了如图1所示的实验电路，其中有一个元件与导线连接有误，这个元件是： 　     　。

（2）改正（1）中的错误后，闭合开关，调节滑动变阻器，进行多次测量，测量的数据如表所示。

电压     $U/V$	0.9	1.3	1.7	2.1	2.5
电流     $I/A$	0.18	0.22	0.24	0.26	0.28

请完成下列问题：

①小灯泡 $L$ 正常发光时的电阻 $R_L=$ 　　 $\Omega$ ．（结果保一位小数）

②若将与上述小灯泡 $L$ 规格完全相同的两个小灯泡串联接入电路，如图2所示。闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为 $1.8V$ ，则电流表的示数为 　　 $A$ 。

图甲为伏安法测电阻的实验电路图。

（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片 $P$ 应置于 　　（选填" $a$ "或" $b$ " $)$ 端；

（2）小亮同学用完好的器材按图甲正确连接好电路，"试触"时，发现电流表的指针偏转很小；移动滑动变阻器的滑片，发现指针偏转仍然较小。产生该现象的原因可能是： 　　；

（3）电路调试完成后，某次实验中电压表和电流表示数如图乙和丙，则此时被测电阻两端的电压为 　　 $V$ ，该电阻的阻值为 　　 $\Omega$ 。

小明同学在"测量小灯泡的电功率"的实验中，小灯泡的额定电压为 $2.5V$ ，电源为两节新干电池，滑动变阻器标有" $20\Omega 1A$ "字样。

（1）实验电路如图甲所示，但电路连接不完整，请你用笔画线代替导线，完成电路。

（2）小明将电路连好后，闭合开关，发现小灯泡发光很微弱，电流表、电压表均有示数，左右移动滑动变阻器的滑片 $P$ ，小灯泡亮度和两表示数均不变，其原因可能是 　　。

（3）改正电路后，小明同学调节滑动变阻器观察到电压表示数为 $2V$ ，为使小灯泡两端电压达到额定电压，应将滑动变阻器的滑片 $P$ 向 　　（选填"左"或"右" $)$ 调节。当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，该小灯泡的额定电功率为 　　 $W$ 。

（4）小明依次测出了六组实验数据，如表所示。请你根据表中数据在图丙所示的坐标纸上作出小灯泡的 $I-U$ 图象。

电压 $U/V$	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	2.9
电流 $I/A$	0.10	0.16	0.20	0.22		0.26
电功率 $P/W$
亮度变化	暗 $\to$ 亮

（5）通过计算分析以上数据，你还有什么新的发现： 　　。（写出一条即可）

小华做"用电流表、电压表测电阻"实验，现有电源（电压为1.5伏的整数倍保持不变）、待测电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个，以及导线若干。他正确串联电路后，将电压表并联在电路中。闭合开关，移动滑动变阻器滑片，将测得的两组数据记录在表一中。小华观察数据思考后重新连接了电压表，将新测得的两组数据记录在表二中。小华通过数据处理求出了待测电阻的阻值，完成实验。

表一

实验序号	电压表示数（伏）	电流表示数（安）
1	2.6	0.18
2	2.3	0.20

表二

实验序号	电压表示数（伏）	电流表示数（安）
3	2.2	0.20
4	2.6	0.24

①获得表一实验数据的过程中，小华将电压表并联在 　　的两端；

②实验中小华所用的电源电压为 　　伏；

③根据表一中实验序号1的数据，计算此次待测电阻的阻值为 　　欧；（精确到0.1欧）

④根据实验数据，计算并判断所用滑动变阻器的规格能否为"10欧 2安"。 　 　（需写出计算过程）

现有器材：电源（电压有2、4、6、8、10和12伏六档）、电流表、电压表和电键各两个，滑动变阻器（标有"20欧 2安"字样）、待测小灯泡（标有"2.2伏"字样）和待测电阻 $R_x$ 各一个，以及导线若干、小华要做"用电流表、电压表测电阻"实验，小红同时要做"测定小灯泡的电功率"实验，但由于变阻器只有一个，两位同学讨论后，设计实验方案并分配器材，然后使用各自分得的器材进行实验，实验中，小华发现电路中电流表的最小示数为0.2安；小红观察到当小灯泡正常发光时电流表的示数为0.3安

（1）根据小华实验的相关信息

（a）画出小华实验的电路图； （在答题纸的相应位置作图）

（b）电流最小时测得的电阻值 $R_x$ 为 　　欧

（2）根据小红实验的相关信息

（a）计算小灯泡的额定功率 $P_{额}=$ 　　

（b）计算说明实验中小红选择的电源电压档位 　　

小亮同学用伏安法测量一个定值电阻 $R_0$ 的阻值。实验器材有：待测定值电阻 $R_0$ （约 $10\Omega )$ 、电压表、电流表、滑动变阻器 $\left(20\Omega 1A\right)$ 、开关、电源（电压恒定）各一个，导线若干。

（1）该实验的原理是 　　

（2）如图甲所示，是小亮连接的部分电路，请用笔画线代替导线，在图中将电路连接完整。要求：当滑动变阻器滑片向右移动时，电路中的电流变大。

（3）请你为实验需要测量和计算的物理量，设计一个实验数据记录表格。

（4）闭合开关后，发现电压表的示数约为电源电压，调节滑动变阻器的滑片，电压表示数无明显变化，电流表示数为零，造成该故障的可能原因是 　　。

（5）排除故障，通过实验测出了两组数据后，电压表突然坏了。请你利用现有器材，帮助他设计电路，再测一次该定值电阻的阻值，并在图乙虚线框内画出你设计的电路图。

如图所示，小明进行"伏安法测量电阻"的实验：

（1）请帮助小明根据电路图甲将实物电路乙连接完整（导线不能交叉）

（2）电路连接好后，当小明准备闭合开关开始实验时，滑动变阻器的滑片应该滑到 　　（选填" $\mathit{A}$ "或" $\mathit{B}$ "）端。

（3）小明闭合开关，并调节滑动变阻器，发现电流表没有示数，但电压表有示数且无变化，则电路原因可能是 　　。

（4）小明排除故障后，调节滑动变阻器，当电压表读数为 $\mathbf{2}\mathbf{.}\mathbf{6}\mathit{V}$ 时，电流表的示数如图丙所示，则该定值电阻的阻值是 　　。

（5）小明还想探究电流与电阻的关系，请你帮助小明设计数据记录表格。

小军利用图1电路探究电流与电阻的关系，所用器材规格已在图中标明。

（1）请用笔画线代替导线将电路连接完整，使滑片 $P$ 向左移动时，滑动图变阻器接入电路的阻值增大；

（2）完成连接后进行实验。闭合开关前，滑片 $P$ 应置于最 　　（选填"左"或"右" $)$ 端；

（3）实验中，若无论如何调节滑动变阻器，电流表的示数为零，电压表示数始终为 $3V$ ．经检查发现是某根导线出现了断路，该导线是 　　（选填导线编号）；

（4）测量结束后，应先 　　，拆除 　　两端导线后，再拆除其他导线并整理好器材；

（5）将电流表示数记为 $I$ ，电阻箱和滑动变阻器接入电路的阻值分别记为 $R_1$ 和 $R_2$ ．小军根据实验数据绘制的 $I$ 与 $\frac{1}{R_1}$ 之间关系的图线如图2所示。

①根据图2可得出"在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 　　"的实验结论；

②在图3的选项中，能正确反映 $I$ 与 $\frac{1}{R_2}$ 之间关系的是 　　，你的理由是： 　　。

小华同学做"用电流表、电压表测电阻"实验，现有电源（电压为2伏的整数倍且保持不变）、待测电阻R、电流表、电压表（只有0～3伏档完好）、滑动变阻器（标有"20Ω2A"字样）、电键以及导线若干。实验中，小华正确连接电路，且使变阻器接入电路中的电阻最大，闭合电键时电表示数如图（a）、（b）所示。

小华的实验记录

实验序号	电压表示数（伏）	电流表示数（安）
1	1.4	0.30
2	…	…
3	…	…

①通过计算说明实验所用电源的电压。

②小华移动变阻器的滑片，观察到电表示数变化范围较小。然后他调整了电表的接入位置重新实验：

（a）根据图中电表的示数等信息判断，在闭合电键时能否使变阻器接入电路中的电阻最大，并简述理由。

（b）根据小华重新实验中所记录的一组数据（见表），计算待测电阻R _x的阻值（精确到0.1欧）。

在探究影响导体电阻大小的因素时，小明作出了如下猜想：导体的电阻可能与①导体的长度有关；②导体的横截面积有关；③导体的材料有关．实验室提供发4根电阻丝，其规格、材料如表所示．

编号	材料	长度/m	横截面积/mm^2
A	镍铬合金	0.5	0.5
B	镍铬合金	1.0	0.5
C	镍铬合金	0.5	1.0
D	锰铜合金	0.5	0.5

（1）按照图1所示“探究影响导体电阻大小因素”的实验电路，在M、N之间分别接上不同的导体，则通过观察      来比较导体电阻的大小．
（2）为了验证猜想①，应该选用编号      两根电阻丝分别接入电路进行实验；
（3）分别将A和D两电阻丝接入图1电路中M、N两点间．电流表示数不相同．由此初步得到的结论是：当长度和横截面积相同时，导体电阻跟      有关．
（4）要进一步研究导体材料的导电性能，就需要测量导体的电阻．小明的实验方案的操作过程均正确，两表的连接的示数如图2所示．但通过观察发现电流表指针偏转角度过      ．这样会导致实验误差较大，解决这一问题的措施是      ．

小芳同学在探究“决定导体电阻大小的因素”时，做出了如下猜想：
猜想①：在温度不变时，导体的电阻与导体的材料有关；
猜想②：在温度不变时，导体的电阻与导体的长度有关；
猜想③：在温度不变时，导体的电阻与导体的横被面积有关．
供她选择的导体如下表所示：

序号	材料	长度（m）	横截面积（mm^2）
A	镍铬合金	0.8	0.5
B	锰铜	0.8	1
C	锰铜	0.8	0.5
D	锰铜	1.2	0.5

她画出了实验电路图，并按要求正确地连接了电路．请完成下列填空（只填序号）：
（1）选择两段导体A和C；是为了要验证猜想      ．
（2）选择两段导体B和C；是为了要验证猜想      ．
（3）选择两段导体C和D；是为了要验证猜想      ．
（4）这种物理研究方法，通常叫做      ．

在探究影响导体电阻大小的因素时，小明作出了如下猜想：
导体的电阻可能与①导体的长度有关、②导体的横截面积有关、③导体的材料有关．实验室提供了4根电阻丝，其规格、材料如表所示．

编号	材料	长度/m	横截面积/mm^2
A	镍铬合金	0.5	0.5
B	镍铬合金	1.0	0.5
C	镍铬合金	0.5	1.0
D	锰铜合金	0.5	0.5

（1）按照如图1所示“探究影响导体电阻大小因素”的实验电路，在M、N之间分别接上不同的导体，则通过观察      来比较导体电阻的大小．
（2）为了验证上述猜想①，应该选用编号      两根电阻丝分别接入电路进行实验．
（3）分别将A和D两电阻丝接入如图1电路中M、N两点间，电流表示数不相同，由此，初步得到的结论是：
当      相同时，导体电阻跟      有关．
（4）要进一步研究导体材料的导电性能，就需要测量导体的电阻，小明的实验方案和操作过程均正确，两表的连接和示数如图2所示．但通过观察发现电流表指针偏转过小，这样会导致实验误差      ，解决这一问题的措施是      ．

探究导体的电阻大小跟哪些因素有关．

装 置 图
过 程 方 法	（1）在A、B两点之间依次接入不同型号的合金丝，观察小灯泡的亮度和电流表示数．灯泡越暗，电流表示数越      ，说明接入电路中合金丝的电阻越      ．
问 题	（2）探究导体电阻大小与横截面积的关系，应选择序号为 的两根电阻丝来探究，结论是：在      和      一定时，横截面积越大，导体的电阻越 （3）选择序号为2、4的两根电阻丝可以研究导体电阻大小与      的关系．

 

小刚想利用一块电流表和阻值已知的电阻R₀测量电阻R_x的阻值．他选择了满足实验要求的器材，并连接了部分实验电路，如图所示．

（1）请你添加两根导线完成图所示的实验电路的连接；
（2）只闭合开关S时，电流表的示数为I₁；闭合开关S和S₁时，电流表的示数为I₂．请你用I₁、I₂和R₀表示未知电阻R_X．R_X=     ．

同学们要测量电阻Rx的阻值（其阻值约为1kΩ），实验室能提供的器材有：电压保持不变的电源（约为9V），滑动变阻器R（100Ω 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）各一块，开关S₁、S₂两只，导线若干．请你用上述器材设计方案测出未知电阻R_X的阻值．要求：
（1）在虚线框内画出实验电路图（在一个电路中完成测量，不许重组电路）；

（2）写出实验步骤；
（3）写出计算R_X的表达式（用已知量和测量量来表示）．