初中物理伏安法测电阻的探究实验试题

小华同学试图探究不同的方法测量电阻．如图是他设计的实验电路，他用一个电源（两端电压恒定）、一只电流表、一个阻值为R₀的已知电阻、几个开关以及一些导线测量未知电阻R_x．他的实验步骤如下：①按照图示电路图连接电路，闭合开关S；②闭合开关S₁，读出电流表示数I₁；③再闭合开关S₂，读出电流表示数I₂；④拆除电路，整理仪器．根据所测量的和已知的物理量得出计算电阻R_x的表达式为R_x= ．

用如图甲所示的电路可以测量一个未知电阻的阻值，其中R_x为待测电阻，R为电阻箱，S为单刀双掷开关，R₀为定值电阻．某同学用该电路进行实验，主要步骤有：

A．把开关S接b点，调节电阻箱，使电流表的示数为I；

B．读出电阻箱的示数R；

C．把开关S接a点，读出电流表的示数为I；

D．根据电路图，连接实物，将电阻箱的阻值调至最大．

（1）上述步骤的合理顺序是： （只填写序号）．
（2）步骤A中电阻箱调节好后示数如图乙所示，则它的示数为 Ω．若已知R₀的阻值为10Ω，则待测电阻的阻值为 Ω．
（3）本实验所采用的物理思想方法可称为 （选填“控制变量法”或“等效替代法”）．

晓璐同学要测量一只定值电阻，实验室可以提供给她的仪器和元件如图所示．
（1）请帮助晓璐同学用这些元件根据实验要求连接成实验电路（电流表量程使用0.6A，电压表量程使用3V）．
（2）她连接完电路闭合开关以后发现：移动滑动变阻器的滑片，电流表的示数会随之发生变化，电压表的示数却始终不变（示数不为零），这可能是在连接电路时将电压表接在了 两端．
（3）正确连接电路后，晓璐同学设计了如下的表格记录测量的数据．她将三次测量的电压和电流分别求平均值，根据R=计算出电阻值为11.3Ω．老师看完她的结果后认为她的做法和结果是错误的，请帮助她计算出正确的结果并填入下表的空格内．

实验次数	1	2	3	电阻平均值/Ω
电压/V	3.0	2.7	2.0
电流/A	0.30	0.22	0.18

要测量一个阻值约为600Ω的电阻Rx，提供的器材有：干电池两节、学生用电压表（量程为0—3V、0—15V）、学生用电流表（量程为0—0.6A、0—3A）、滑动变阻器（10Ω 2A）和电阻箱R₀（0—9999Ω 5A）各一个，开关、导线若干.下列四个设计方案中，能测出Rx阻值的最合理的方案是（）

要测量一个阻值约为600Ω的电阻R_x，提供的器材有：干电池两节、学生用电压表（量程为0﹣3V、0﹣15V）、学生用电流表（量程为0﹣0.6A、0﹣3A）、滑动变阻器（10Ω 2A）和电阻箱R₀（0﹣9999Ω 5A）各一个，开关、导线若干．下列四个设计方案中，能测出Rx阻值的最合理的方案是（）
A． B． C． D．

有一电源和电阻连接组成的装置，只有M、N两个接线柱可供使用，如图所示，装置内电源的电压和电阻的阻值均未知，现要求测定此装置内电阻的阻值R．

(1)请你利用下列器材：
一个已知阻值为R₀的定值电阻；
一个量程合适的电流表；
一个单刀双掷开关：“ ”
简要说明测量方法，并写出需要测量的物理量(用字母表示)，并画出电路图（要求电路只能接一次，不得拆开重接）．
________________________________________________________________________．
(2)写出计算电阻阻值的表达式：R＝ ．

小明要分别测量如图甲所示的三个定值电阻和规格为“3.8V”小灯泡的阻值，电源电压均为4.5N．

（1）请参照测定值电阻阻值的电路图原理（图乙），用笔画线代替导线，在图丙中连接测量小灯泡电阻的实物电路．
（2）正确连接电路后，则测量过程汇总，灯丝熔断，此时电流表示数，电压表示数．（均填“有”或“无”）．
（3）小明根据实验数据分布作出了a、b、c、d四条I﹣U图象，如图丁所示．
①表示5Ω电阻I﹣U图象的是，表示10Ω电阻I﹣U图象的是（选填字母序号）；
②表示小灯泡灯丝电阻的I﹣U图象的是（选填字母序号），你判断的依据是．
（4）观察、比较图甲汇总三个定值电阻上标注的物理量参数，说出标注电流随标称电阻的变化关系．

现提供下列器材：定值电阻、学生电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干．请画出利用这些器材测量定值电阻阻值的电路图．

小明同学做测量小灯泡电阻的实验，所用小灯泡的额定电压为 $2.5V$实验电路连接如图甲所示。

（1）正确连接电路后，闭合开关，发现小灯不亮，电流表、电压表均有示数。接下来他应该进行的操作是　 　（只填字母）。

$A$．检查电路是否通路 $B$．更换小灯泡 $C$．移动滑动变阻器的滑片

（2）某次测量时，滑动变阻器的滑片移动到某一位置，电压表的示数为 $2.2V$，想得到小灯泡在额定电压下的电阻值，应将滑片向　 　（填“左”或“右”）移动。

（3）小灯泡在额定电压下的电流，如图乙所示，此时小灯泡的灯丝电阻为　 　 $\Omega$。（结果保留一位小数）

（4）他第一次测量时，电压等于 $2.5V$，小灯泡正常发光，以后调节滑动变阻器，让电压逐次下调，使灯丝温度不断降低，灯泡变暗直至完全不发光，测量数据及计算出每次的电阻如表。

数据序号	1	2	3	4	5	6	7
电压 $U/N$	2.5	2.1	1.7	1.3	0.9	0.5	0.1
电流 $I/A$	$/$	0.26	0.24	0.21	0.15	0.16	0.05
电阻 $R/\Omega$	$/$	8.1	7.1	6.2	4.7	3.1	2.0

由表格中的数据得出概括性的结论是：不同电压下，小灯泡的电阻值不同，灯丝的电阻随　 　。

（5）整理器材时，小明发现滑动变阻器的滑片左侧部分比滑片右侧部分热，其原因是　 　。

（6）小明做完实验后，又设计了一个利用已知最大阻值为 $R_0$的滑动变阻器，来测额定电流为 $I_{额}$的小灯泡（灯丝电阻随温度变化）额定功率的方案，电路图如图丙所示。

①只闭合开关　 　，调节 $R_1$滑片，使小灯泡正常发光，电流表示数为 $I_{额}$。

②只闭合开关 $S$、 $S_2$，保持 $R_1$滑片不动，调节 $R_0$的滑片到最右端，电流表的示数为 $I$。

③只闭合开关 $S$， $S_2$，将　 　的滑片滑到最右端，将　 　的滑片滑到最左端，电流表的示数为 $I\text{'}$。

④小灯泡额定功率的表达式为 $P_{额}=$　　 。（用 $R_0$、 $I_{额}$、 $I$、 $I\text{'}$表示）

小明做了“伏安法测电阻”的实验。实验电路如图甲所示，电源电压6V不变，测量的数据如表1所示。

实验次数	1	2	3	4	5	6
电压表示数（V）	1	2	3	4	5	6
电流表示数（A）	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6

（1）为了保护电路，开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片滑至　 　（填“A”或“B”）端。

（2）有三个滑动变阻器，它们的规格如下：R₁（10Ω 1A）、R₂（50Ω 1A）和R₃（100Ω 0.5A），实验应选用　 　（填“R₁“、“R₂”或“R₃”）。

（3）实验中需要移动滑动变阻器的滑片进行多次测量，其目的是　 　。

（4）由表1知，所测电阻的阻值为　 　Ω。

（5）小明想利用该装置测额定电压为2.5V的小灯泡的功率，他用小灯泡替换了定值电阻，正确连接电路：

①闭合开关，发现电流表、电压表的示数都很小，小灯泡不亮，其原因是滑动变阻器连入电路中的　 　很大，小灯泡的　 　很小。

②移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为　 　W。

③小明进行了多次实验，观察现象并记录数据如表2所示，发现在不同电压下，小灯泡的亮度　 　（填“有明显变化”或“无明显变化”）。

实验次数	1	2	3
电压表示数（V）	1	2.2	3
电流表示数（A）	0.2	0.27	0.32

④通过实验小明还发现灯丝电阻是变化的、其原因可能是灯丝的电阻受　 　影响。

在“伏安法测电阻”的实验中，小亮连成如图所示电路，正准备实验时，同组的小明检查发现电路连接有错误。

（1）若在错误的电路中，闭合开关后，电压表的指针将　 　（选填“正向偏转”、“反向偏转”、“不动”）。

（2）请你将接错的那根导线打“ $\times$”，画出正确连线。

（3）电路连接正确后，要使定值电阻两端的电压从小到大变化，滑动变阻器的滑片应该向　 　侧调整。

（4）选用规格为“ $50\Omega 1A$”的滑动变阻器进行实验，记录数据如表：

实验次数	1	2	3	4	5	6
$U/V$	1	2	3	1	2	3
$I/A$	0.2	0.4	0.6	0.1	0.2	0.3
$R/\Omega$	5			10

若换用规格为“ $20\Omega 1A$”的滑动变阻器，不能完成表格中第　 　次实验。

（5）在本次实验中滑动变阻器的主要作用　 　。

（6）多次测量的目的是　 　。

某同学用下列器材测量定值电阻的阻值：

干电池2节，电流表A，电压表V，滑动变阻器（规格"30Ω，2A"），开关及导线。

（1）他连接了如图所示的电路，接错了一根导线，请你在这根导线上打"×"，并补画出正确的那根导线。

（2）正确连接电路后，闭合开关前，应将滑动变阻器 　 　。

（3）他按正确步骤进行了3次实验，记录数据如表所示，此定值电阻的阻值为 　 　Ω（结果保留一位小数）。

数据序号	1	2	3
电压U/V	1.2	1.8	2.5
电流I/A	0.10	0.15	0.20

（4）为了使并联在定值电阻两端的电压表的示数为0.5V，在不增加器材的情况下，可以采取的措施是 　 　。

（5）他将上述实验中的定值电阻换成额定电压为2.5V的小灯泡，用同样的方法测定小灯泡的电阻。当电压表的示数为0.2V时，电流表的示数为0.10A；当电压表的示数为2.4V时，电流表的示数为0.30A；则电压表的示数为2.0V时，电流表的示数可能为 　 　（填"0.20A""0.25A""0.28A"或"0.30A"）。

小红准备测一只未知电阻（R_x=5～10Ω）的阻值，手边有以下器材：电池组、电压表、电流表、开关、R₀=15Ω的定值电阻、最大阻值为20Ω的滑动变阻器和几根导线．当她准备实验时，发现电流表已经损坏，但一时又找不到新的电流表替代，小红顿时犯了愁，请你利用现有器材设计一个实验方案，帮他完成实验．
（1）在方框内画出你设计的实验电路图．

（2）简述实验主要步骤，要求写出需要测量或记录的物理量．
（3）R_x的表达式是　　．

在“测定小灯泡电阻”的实验中，提供如下实验器材：
A．待测小灯泡（2.5V0.7W）B．电源（电压恒为3V）
C．电流表（量程0~0.6A或0~3A） D．电压表（量程0~3V或0~15V）
E．滑动变阻器（20Ω1A） F．开关、导线
（1）小明同学连接线路后闭合开关，将变阻器滑片向右滑动时灯泡变暗，而电压表的示数增大。请你用笔画线代替导线，把下图甲中的实物电路按小明的连接方式连接完整。

（2）电路连接好后，当电压表的示数为V时，小灯泡将正常发光。
（3）小灯泡正常发光时，电流表和电压表均有示数。突然，电路发生故障，小灯泡熄灭，而电流表和电压表的示数均变大，则故障的原因是 。
(4）利用上述实验器材，不能完成下述实验中的（选填选项前的字母）B
A．测量小灯泡的额定功率 B．探究电流与电压的关系
C．探究小灯泡的亮度与消耗功率的关系 D．探究串联电路电压的特点
（５）小红同学想利用上述器材测量一未知电阻R（定值）的阻值，但实验过程中不慎将电流表损坏，在不另外添加器材的情况下：
①为了测出R的阻值，请你在图乙的虚线框中画出你所设计的实验电路图。
②闭合开关后，测得你所设计的电路图中电压表的示数为U，则R= 。

问题解决——测量电阻：
小雨想要知道未知电阻Rx的阻值，现有—个电压恒定的电源（电压值未知）、—个单刀双掷开关、一个量程较小的电流表、两个阻值分别为R₁和R₂的定值电阻与若干导线，其中R₁和R₂的阻值都较小，均不能单独与电流表串联接在电源两端，否则会损坏电流表。
（1）请在方框内画出实验电路圈（电路连接好后实验中不能拆卸），并完成测量步骤：
①按照电路图连接实物电路；

②………… ……………………
………………………………
（2）推导出测量电阻R_x的数学表达式。