初中物理伏安法测电阻的探究实验试题

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 　　

材料的导电能力介于导体和绝缘体之间称做半导体。有一种半导体其电阻大小随温度的变化而明显改变，利用这种半导体材料制成的电阻叫热敏电阻。热敏电阻可以用来测量温度的变化，且反应快，精度高。李明同学为了检测他家蔬菜大棚内的温度变化，他用热敏电阻设计了一个如图所示的电路，其中电源电压是3V，热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图所示，电流表的量程是0－100mA。为了能从电流表直接读出大棚内的气温，他将电流表的刻度盘改画成温度的刻度，这样改造后的电流表就成了气温表。

(1)请你帮他计算,改造成的气温表能测量的最高温度是多少？(写出计算过程。)
(2)结合图像分析，你认为李明设计的电路有什么不妥之处?
(3)在保持现有元件不变的条件下，再         (串联/并联)一个电阻，使该气温表的量程扩大到60℃，求新增电阻的阻值。
(4)根据你设计的电路，通过计算说明，此气温表的0℃时电流表读数多少？

用如图甲所示的电路可以测量一个未知电阻的阻值，其中Rx为待测电阻，R为电阻箱，s为单刀双掷开关，R₀为定值电阻．小明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_____        _____ (只需填写序号)。
(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_______         _______(控制变量法/转换法/等效替代法)。
(4)测某未知电阻R_x的阻值，小明又设计了如图丙所示电路（R₀为已知阻值的定值电阻，电源电压恒定），并设计了如下实验步骤，请帮他把缺少的步骤补全，并写出R_x的表达式。
实验步骤：
A．按照设计的电路图连接电路
B．断开S₂、闭合S₁记录电流表示数为I₁
C．_______________________________                       
（5）表达式：R_x=_____________               （用已知和测量的物理量的符号表示）

小红家有一支电子体温计，查阅说明书得知，电子体温计的探测器是热敏电阻，其阻值随着温度的变化而变化。小红买来一个热敏电阻，准备设计和制作一支模拟电子体温计。她计划先测出此热敏电阻在不同温度时的阻值，按照图甲所示连接了实验电路。 $R_T$为热敏电阻，实验时， $R_T$置于温控箱（图中虚线区域）中电源电压保持不变， $R_1$为定值电阻， $R_2$为电阻箱 $(0~9999\Omega )$， $S_2$单刀双掷开关，开关 $S_1$和 $S_2$闭合前，小红将电阻箱 $R_2$的阻值调到最大。

（1）小红首先调节温控箱的温度，使 $R_T$温度为 ${42.0}^{°}\text{C}$，闭合 $S_1$，将 $S_2$接2，读出电压表的示数为 $3V$。

①为测量此时 $R_T$的阻值，接下来的操作是：将 $S_2$接　　（选填“1”或“2” $)$，调节电阻箱 $R_2$的阻值，使电压表示数为　　 $V$，读出此时 $R_2$的阻值即为 ${42.0}^{°}\text{C}$时 $R_T$的阻值。

②逐渐降低温控箱的温度，根据上述方法测量出 $R_T$在不同温度时的阻值，若依据小红所测数据画出的 $R_T$阻值随温度变化的图象如图乙所示，且当 $R_T$的温度降至 ${32.0}^{°}\text{C}$时，闭合 $S_1$，将 $S_2$接2，电压表示数为 $2.4V$．求电阻 $R_1$的阻值。

（2）在获得如图乙所示的 $R_T$阻值随温度变化的关系后，为了自制模拟电子体温计，小红将 $S_2$始终接2，闭合 $S_1$后，通过电压表的示数大小来显示温度高低，如果将 $R_T$用绝缘布包好后置于正常人腋窝中央，保持腋窝合拢，闭合 $S_1$，当电压表示数稳定后，电压表示数最接近　　。

$A.2.25\mathit{VB}.2.45\mathit{VC}.2.65\mathit{VD}.2.85V$

给你两根长度相同但横截面积不同的镍铬合金线、一个电源、一只电流表、一只滑动变阻器、一个开关、若干根导线，现需要研究的课题有：
①导体的电阻跟它的横截面积的关系；
②导体的电阻跟它的长度的关系；
③导体的电阻跟它的材料的关系。
可以完成的研究课题是（    ）

A．只有①

B．只有②

C．①和②

D．①、②和③

小明在欣赏圣诞树上的小彩灯时发现，各小彩灯的连接方式为串联，当其中一只灯丝熔断，其他彩灯却仍能发光，如图甲，这是为什么呢？他仔细观察灯泡的构造如图乙，查阅得知细金属丝表面涂有绝缘物质；取一只完好的彩灯，按图丙电路进行实验，电源电压为7.5V，数据及现象记录如下表：

实验次数	1	2	3	4	5	6
电压（V）	0.3	1	2	4	6	7.5
电流（A）	0.06	0.10	0.12		0.20	0
彩灯亮度	不发红	弱光	较亮	亮	很亮	灯丝烧断

 
请依据上述信息完成以下问题：
（1）第4次实验，电流表示数如图丁，其读数为         A；
（2）从数据中发现，通过彩灯的电流与电压不成正比，其原因是                
                      ；
（3）能证实灯丝支架与细金属丝之间有绝缘物质的实验现象是                 
                      ；
（4）请依据彩灯结构及实验现象，推测串联的彩灯中一只灯丝熔断其他彩灯却仍能发光的原因是                                      。

小明要测量定值电阻 $\mathit{Rx}$的阻值（约十几欧）现有器材：电源 $\left(6V\right)$、滑动变阻器、电流表、电压表、开关各一个，导线若干。

（1）他设计并连接了如图甲所示电路。请用笔画线代替导线，将该电路连接完整；

（2）电路连好后，闭合开关前，应将滑动变阻器滑片移至最　　端闭合开关，移动滑片到某一位置，电压表示数如图乙所示，此时 $R_x$两端的电压为　　 $V$。

（3）当小明准备读取电流表示数时，发现两电表示数突然都变为0．他用一条导线检查电路故障，当将该导线两端分别接到 $a$、 $d$接线柱上，发现电流表有示数，电压表示数仍为0；当将该导线两端分别接到 $c$、 $f$接线柱上，发现电压表有示数，电流表示数仍为0；则由此可以判断故障是：　　；

（4）排除故障后继续实验，却不慎将电流表损坏。小明发现桌上有一根标有长度刻度、总长为 $20.0\mathit{cm}$、总阻值为 $10\Omega$的均匀电阻丝，还有一根带有鳄鱼夹的导线（如图丙所示）。查阅资料了解到，均匀电阻丝阻值与长度成正比，经过思考，重新设计了如图丁所示的电路 $(\mathit{AB}$为电阻丝， $C$为鳄鱼夹），继续进行实验。

①根据已知条件判断，电压表量程应选用　　 $V$；

②按照图丁所示电路连接好器材，多次实验测得数据如下表所示

次数	1	2	3
$\mathit{AC}$长度 $\left(\mathit{cm}\right)$	4.0	14.0	20.0
电压表示数 $\left(V\right)$	0.8	2.0	2.4

求出第1次实验时电路中的电流 $I_1=$　　 $A$；利用表中所有数据求出待测电阻 $R_x=$　　 $\Omega$。

在“用电压表和电流表测电阻”的实验中。

（1）左图中甲表应是__________表，乙表应是___________表。
（2）右图中是电流表、电压表的读数，由此可知被测电阻的阻值为___________Ω。

在物理实验中，经常要进行多次测量，其目的有两个：①为了减小误差；②是为了寻找规律。在“测量小灯泡不同电压下的电功率”的实验中，多次测量的目的是_______________（选填“①”或“②”）；在“用电压表和电流表测量导体的电阻”的实验中，多次测量的目的是_____________（选填“①”或“②”）。

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）。

现给你：电源（电压不变），定值电阻R₀，电流表，单刀双掷开关各一个，导线若干。（1）请设计一个测量未知电阻R_x的电路图，并画在虚线框内。

（2）将实验过程补充完整：
A.对照电路图连接好电路，将开关S与a接触，观察并记录电流表的示数为I₁；
B.将开关S与b接触，                           ；
C.断开开关，整理器材。
(3)用测量所得的物理量和已知量符号表示出待测电阻R_x=             。

在“测量定值电阻阻值”和“测量小灯泡电功率”的实验中：

（1）小玉正确连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某一位置时，观察到电流表示数为0.2A，电压表示数如图甲所示，则定值电阻阻值为          Ω。
（2）小玉仅把这一次实验测得的阻值作为最后的结果，你认为合适吗?        ，理由是         。
（3）测出电阻后，小玉将电路中的定值电阻换成了一个额定电压为2.5V的小灯泡，测量小灯泡的电功率，图乙是小玉重新连接的不完整的电路，请你用笔代替导线将实物电路连接完整。（要求：滑片P向右移动时，小灯泡变亮）
（4）闭合开关后，调节滑动变阻器滑片P，使电压表示数为       V时，小灯泡正常发光，如果此时电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是       W。
（5）另一实验小组同学，按正确方法完成实验后，分别绘制了“定值电阻”和“小灯泡”的U—I图像如丁图所示，则表示“定值电阻”的U—I图像的是         (填“甲”或“乙”)，这样判断的依据是                     。

如图甲所示是探究小灯泡电阻时连接的实验电路图，选用的小灯泡的额定电压为2.5V。

（1）某同学连接的电路如图所示，请指出其中的两处错误或不妥：
①_________________________________；
②_________________________________。
（2）将上述错误或不妥改正后，闭合开关，如果发现灯泡发出特别耀眼的光，且此时电流表、电压表都有示数，则出现该现象的原因可能是____________________________。
（3）某同学在实验过程中，在电流表、电压表均有示数的情况下，将小灯泡从灯座中取走，则此时电压表    示数（选填“有”或“没有”）。
（4）该同学将测得的数据及计算结果填在下面的表格中：

实验次数 物理量	1	2	3	4
电压U/V	2.5	2.0	1.5	1.0
电流I/A	0.30	0.26	0.22	0.20
电阻R/Ω		7.7	6.8	5.0

 小灯泡正常发光时的电阻为_____________Ω(保留一位小数)。
(5)分析表中的数据发现灯丝的电阻是变化的，这说明_________________________。这种现象在生活中也有体现，例如家里的白炽灯在刚开灯的瞬间，灯丝____________烧断(选填“容易”或“不容易”)。
(6)小明还想测出一段电炉丝的电阻值，可是在连接电路时发现电流表已被烧坏；请你利用现有器材(电压未知的电源、量程合适的电压表、最大阻值为20Ω的滑动变阻器、开关各一个，导线若干)，帮助小明设计一个不移动电压表就能测出这段电炉丝阻值的电路。把你
设计的实验电路图画在虚线框内(电炉丝的符号为“”)。

人类在探索自然规律的过程中，总结出了许多科学研究方法，如：“控制变量法”、“等效替代法”、“类比法”、“转换法”、“理想模型法”、“科学推理法”等。
（1）下面是初中物理中的几个研究实例：①研究通过导体电流与导体的电阻的关系时，让导体两端的电压保持不变；②研究磁场时，引入“磁感线”；③研究动能与速度的关系时，让物体的质量保持不变；④研究电流时，把电流比作水流。其中，采用了相同研究方法的是（    ）
A．①和②                            B．①和③
C．②和④                            D．③和④
（2）下面的几幅图运用了          的方法说明分子也具有动能和势能。

（3）在“探究导体的电阻跟哪些因素有关”的实验中。同学们提出了下列几种猜想：
猜想1：电阻可能与导体的长度有关；
猜想2：电阻可能与导体的横截面积有关；
①根据你掌握的电学知识，你认为猜想3：电阻还与                            有关。
②小明设计了如图所示的电路图，在A、B间接入下表中待研究的电阻丝（电阻丝用电阻符号表示），电源电压U恒定。

序号	材料	长度	横截面积
1	锰铜合金丝	L	S
2	镍铬合金丝	L	S
3	镍铬合金丝	L	2S
4	镍铬合金丝	2L	S

 

若电阻受温度的影响可以忽略，要探究猜想1，应该控制          和           不变；要探究猜想2，应该选用电阻丝       和电阻丝       （填电阻丝的序号）进行对比实验。
③甲同学也利用以上的电路和电阻丝对猜想2进行了探究。甲同学的实验探究如下：
实验：先在A、B间接入电阻丝2，闭合开关S，记录电流表的示数为I₁；然后在A、B间接入电阻丝4，闭合开关S，记录电流表的示数为I₂；发现：I₁≠I₂。
分析：由于电阻丝2和4的横截面积不变，而两种情况下电路中电流的大小不等，所以电阻与导体的横截面积无关。
结论：猜想2是错误的。
对甲同学的实验探究，你认为他的实验方法是        （正确/错误）的，请具体指出他的错误是：                                           ，根据他的实验和他的分析思路还可得出：                              的结论，这个结论是      （正确/错误）的。

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．