初中物理伏安法测电阻的探究实验试题

学校科技创新小组用伏安法测量小灯泡的电阻，电源电压为 $3V$，待测小灯泡的额定电压为 $2.5V$。

（1）请用笔画线代替导线，完成图甲中实物电路的连接，要求：①滑片 $P$向右移动时，电流表示数变小；②连线不能交叉；

（2）检查电路无误后，闭合开关，灯泡不亮，电压表有示数，电流表示数为零，导致这一现象的原因可能是　　。

$A$．电压表短路   $B$．电压表断路   $C$．滑动变阻器短路   $D$．小灯泡断路

（3）故障排除后，闭合开关，当滑动变阻器的滑片 $P$移到某一位置时、电压表示数如图乙所示，要测量小灯泡正常发光时的电阻，应将滑动变阻器的滑片向　　移动（选填“左”或“右” $)$。

（4）通过移动滑动变阻器的滑片 $P$记录了多组数据，并作出了如图丙所示的 $I-U$图象，由图可知小灯泡正常发光时的电阻为　　 $\Omega$。

在“测量小灯泡的电阻”实验中，小明所用的实验原理图如图甲所示。已知小灯泡的额定电压为 $2.5V$。

（1）请你按照图甲电路图，用笔画线代替导线完成图乙中实验电路的连接。

（2）小明将电路连接正确后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片 $P$，使小灯泡刚好正常发光，此时电流表示数如图丙所示，则通过小灯泡的电流 $I=$　　 $A$，小灯泡的额定功率 $P=$　　 $W$。

（3）小明测得小灯泡正常发光时的阻值 $R=$　　 $\Omega$（保留两位小数）。

在测量标准电压为 $3.8V$的小灯泡电阻的实验中，电源电压恒为 $6V$。

（1）小明连接如图甲所示的电路，准备闭合开关时，发现有接线错误。请你按要求在图将需改错的导线画“ $\times$ “，并补画出正确的导线。

要求：闭合开关后，当滑动变阻器滑片向左移动时，电流表示数增大。

（2）电路完善后，调节滑动变阻器的滑片 $P$，当电压表的示数为 $3.8V$时，电流表示数如图乙所示，其示数为　　 $A$，此时小灯泡的电阻为　　 $\Omega$．额定功率为　　 $W$．（保留小数点后两位）

（3）在提供的滑动变阻器中，分别有规格为 $A\left(5\Omega 2A\right)$、 $B\left(20\Omega 1A\right)$、 $C(100\Omega 0.1A)$，则应选择　　（选填“ $A$ “ $B$”或“ $C$ “ $)$。

（4）小明同学多次移动滑动变阻器的滑片 $P$，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图丙所示的图象，通过图象可以发现灯丝的电阻是变化的，这一现象表明：灯丝的电阻随温度的升高而　　（选填：“增大”、“不变”、“减小” $)$。

某科技小组同学发现实验室有一只标有“ $\mathit{Xk\Omega }$”的电阻 $(X$为模糊不清的一个数字），为了测出这只电阻的阻值，他们进行了如下探究：

（1）首先设计的实验电路如图1所示，使用的器材有：两节新干电池、待测电阻 $R_X$、电压表 $V(0?3V$、 $0?15V$量程）、电流表 $A(0?0.6A$、 $0?3A$量程）、滑动变阻器（标有“ $50\Omega 1A$” $)$、开关、导线若干。实验后发现，该方案无法测出电阻 $R_x$的值，其主要原因是　　。

（2）经讨论后他们利用原有器材并补充适当的器材，重新设计测量电阻 $R_x$的实验方案。小李设计的电路图如图2所示，其中定值电阻 $R_0=2\mathit{k\Omega }$．他连接电路后，闭合 $S_1$，断开 $S_2$，想先测出电源电压，但读出电压表示数 $U=2V$，与两节干电池能提供的电压相差很大。请教老师后才知道，电压表相当于一个能显示自身两端电压的定值电阻。则根据小李的测量数据和电源电压（取 $3V)$，可估算出电压表自身的电阻为　　 $\mathit{k\Omega }$。

（3）小组其他同学设计的实验电路如图所示，在电源电压恒定且已测出的条件下，能先测出电压表自身电阻后，再测出 $R_x$阻值的电路是　　。

（4）他们选择正确方案测出 $R_x$的阻值后，又有同学提出，应该通过多次测量求平均值来减小误差。在正确方案的基础上，通过下列操作，能实现多次测量 $R_x$阻值的是　　。

$A$．改变电源电压   $B$．将 $R_0$换成 $50\Omega$的定值电阻   $C$．将电压表换成“ $0?0.6A$”的电流表

小洋用“伏安法”测未知电阻 $R$的电阻值，他设计的电路图如图甲所示。

实验次数	1	2	3
电压 $/V$	1.2	1.8	2.4
电流 $/A$		0.36	0.5

（1）请用笔画线代替导线，将图乙中未完成的电路补充完整。（要求变阻器滑片向左移动时电流表示数变大）

（2）连接电路时，开关应处于　　（选填“断开”或“闭合” $)$状态。闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到最　　（选填“左”或“右” $)$端的位置。

（3）连接好电路，闭合开关，发现电流表和电压表都有较小的示数，且无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表和电压表的示数都不变。造成这一现象的原因可能是　　。（选填字母）

$A$．电阻 $R$断路                  $B$．电阻 $R$短路

$C$．滑动变阻器短路          $D$．滑动变阻器接了下面的两个接线柱

（4）小洋排除故障后，重新连接好电路进行实验，表格是他记录的实验数据，第一次实验中电流表的示数如图丙所示，其示数是　　 $A$．通过计算，该定值电阻的阻值约是　　 $\Omega$．（计算结果保留一位小数）

某实验小组的同学用如图所示的电路测大约几十欧的电阻的阻值。

实验室提供的器材：待测电阻 $R_X$，电压约 $3V$的电源，电压表 $V$（量程为 $3V)$，开关 $S$，导线若干。

供选择的器材：滑动变阻器 $R_1(500\Omega ,0.5A)$，滑动变阻器 $R_2(30\Omega ,0.5A)$，电流表 $A_1$（量程 $0.6A)$，电流表 $A_2$（量程 $60\mathit{mA})$。

实验过程：

$\left(i\right)$选择合适的器材，断开开关，按电路图连接电路；

$\left(\mathit{ii}\right)$调节滑动变阻器滑片，让接入电路的阻值最大，闭合开关；

$\left(\mathit{iii}\right)$缓慢调节滑动变阻器滑片到不同位置，稳定后，读取电流表和电压表示数 $I$和 $U$，下表是该组同学按正确操作测得的六组数据：

数据序号	1	2	3	4	5	6
电压 $U/V$	2.40	2.00	1.60	1.20	0.80	0.40
电流 $I/\mathit{mA}$	7	14	21	28	35	42

$\left(\mathit{iv}\right)$断开开关，拆除电路，复原实验器材。

回答下列问题：

①电流表应该选　　，滑动变阻器应该选　　。

②滑动变阻器接入电路的阻值减小，电压表的示数　　（选填“减小”、“不变”或“增大” $)$。

③利用表中数据，可算得待测电阻 $R_X=$　　 $\Omega$．（结果保留整数）

某同学在做“用电压表和电流表测量小灯泡电阻”实验过程中，某次电表的示数如图所示，则电流表的示数为　　 $A$，此时所测小灯泡的电阻是　　。此时小灯泡工作 $2\mathit{min}$，消耗的电能为　　 $J$。

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。

如图是小松同学做电学实验时所画电路图的一部分，其中小灯泡的铭牌不清，根据此图中所提供器材，可以直接研究的问题是 $($　　 $)$

A．测小灯泡正常发光的电阻B．测小灯泡的实际电功率

C．测小灯泡消耗的电能D．测小灯泡产生的热量

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　　。