初中物理欧姆定律实验题

小明利用图甲电路研究电流与电压的关系，其中滑动变阻器最大阻值为500欧，定值电阻 $R_0$阻值为10欧，闭合开关，当滑片从最右端慢慢向左移动，发现最初电压表指针几乎不动，直到接近左端时电压表指针才开始有所偏转，继续左移，指针偏转角度迅速变大，即该滑动变阻器引起电压表示数发生明显变化的调节区域很小。本实验中，要使滑片每移动一段距离，都能引起电压表示数较为明显的变化，应选择怎样的滑动变阻器？小明用不同的电阻丝代替滑动变阻器，利用图乙进行如下实验：

①取3条长度都为100厘米的粗细均匀电阻丝 $A$、 $B$、 $C$，阻值分别为1欧、20欧、400欧。

②将电阻丝 $A$接入图乙电路，闭合开关，滑片 $P$从最右端移到最左端，记录电压表示数 $U$随滑片移动长度 $x$变化的相关数据，多次测量。

③分别用电阻丝 $B$、 $C$代替 $A$，重复步骤②。

④处理相关数据，获得“电压表示数 $U$随移动长度 $x$变化的关系”如图丙。

（1）图甲实验中，闭合开关，当滑动变阻器滑片处于最左端时，导线 $a$与接线柱 $M$处的连接意外断开，此时

示数为零的电表是　　。

（2）分析图丙，实验过程中电压表示数变化范围与电阻丝阻值的关系是　　。

（3）若利用图乙研究通过 $R_0$的电流与其两端电压的关系，在 $A$、 $B$、 $C$三条电阻丝中，你认为选择哪一条电

阻丝最合适并说明理由。　　

电加热眼罩对缓解眼疲劳有一定效果，如图甲是一款市场上的产品，小敏查阅使用说明书，其相关参数如下

表乙。

乙

型号	$***$
额定充电电压	$4.8V$
充电电流	$500\mathit{mA}$
电池容量	$800\mathit{mAh}$

（1）当该款眼罩还剩 $10\%$的电池容量时，在额定电压下充电，充满电至少需要多少时间？

（2）图丙是小敏设计的可以手动调节高、中、低三档加热的电热眼罩原理图。电源电压 $U$恒为4.8伏，已

知电热丝 $R_1$阻值为4欧，电热丝 $R_2$阻值为6欧，开关 $S_3$只接 $a$或 $b$。

①丙图电路中 $S_1$闭合， $S_2$断开， $S_3$接 $a$时，加热电路为　　（选填“高”、“中”或“低” $)$温挡。

②中温挡功率为多少瓦？

③高温挡工作20分钟，眼罩消耗的电能为多少焦？

小科按照实验要求，设计测量未知定值电阻 $R_x$阻值（范围为 $400~600\Omega )$的实验。

器材：干电池两节（总电压为 $2~3V)$，电压表（量程 $0~3V$、 $0~15V)$、电流表（量程 $0~0.6A$、 $0~3A)$、滑动变阻器 $(500\Omega 0.5A)$各一个，开关、导线若干。

（1）要求一：测算出 $R_x$，且实验过程中不能拆接电路。

小科设计实验电路如图甲。请分析：

①     小科在设计实验前通过估算发现，用所提供的电流表无法测量出电路中的电流，其原因是　               

②实验时，先将变阻器滑片 $P$移到某一位置 $a$处，读出电压表示数为 $U_1$， $U_1$即为电源电压；再将变阻器滑片 $P$移到另一位置 $b$处，读出电压表示数为 $U_2$，则 $U_1-U_2$就是此时滑动变阻器两端的电压。根据相关数据计算 $R_x$的阻值。实验中滑片 $P$所在的 $a$、 $b$处分别对应的位置是：　　。

（2）要求二：增加一个电学器材实现 $R_x$阻值的直接读取，且电路只能连接一次。

小科增加了一个阻值可连续调节且可读数的变阻器 $Y$，重新设计了图乙电路。实验步骤如下：

①先闭合开关 $S$、 $S_1$，调节滑动变阻器使电压表示数为 $2V$；

②再断开开关 $S_1$，闭合开关 $S_2$，　　，读取此时 $Y$的数值。 $Y$的示数即为 $R_x$的阻值。

小科利用仅有的一个规格为“ $10\Omega 1.0A$”的滑动变阻器和其他器材来“检验欧姆定律”，该变阻器的电阻丝上有一处断点。实验电路如图所示，电源电压恒为 $3V$．实验步骤如下：

①用 $4\Omega$的定值电阻进行实验，连接电路。

②闭合开关，调节滑动变阻器，使定值电阻两端电压为 $2V$，读出电流表的示数并记录。断开开关，把滑片 $P$移到 $A$端。

③依次用阻值为 $6\Omega$、 $8\Omega$和 $10\Omega$的定值电阻替换原来的电阻，重复步骤②。

（1）小科设计上述实验步骤，是要研究通过导体的电流与　　之间的关系。

（2）小科发现，滑片 $P$向右移动过程中，每次实验开始时电压表都没有示数，移到某一点（该点记为 $C)$时突然有了示数。但在完成 $8\Omega$电阻的实验后，再做 $10\Omega$电阻的实验时，当电压表有示数后，示数一直大于 $2V$．分析可得，电阻丝 $\mathit{BC}$的阻值 $R_{\mathit{BC}}$的范围是　　。

（3）为了完成 $10\Omega$电阻实验，将滑片 $P$移到 $C$点，只要在原来电路的接线柱上再接上一根导线，就能继续完成实验。请你在答题卷的图中用笔画线补上这根导线。

利用如图电路研究“电流与电阻的关系”，其中电流表量程为“ $0~0.6A$”，电压表量程为“ $0~3V$”，滑动变阻器的规格为“ $50\Omega$， $1A$”，依次将阻值为5欧、10欧、20欧的定值电阻接入 $\mathit{AB}$之间完成实验，获得数据如下表。

实验组别	1	2	3
电阻 $R$（欧 $)$	5	10	20
电流 $I$（安 $)$	0.4	0.2	0.1

请回答：

（1）完成第一组实验，断开开关，拆下5欧的电阻，改接10欧的电阻。继续操作有以下四步：①闭合开关；②将滑动变阻器的滑片移到最右端；③记录电流表示数；④将滑动变阻器的滑片移到适当位置。从安全和规范角度考虑，正确的顺序是　　；

（2）上述操作④中判断滑片已处于适当位置的依据是　　；

（3）依据表中数据作出了下列图象，其中正确的是　　；

（4）要完成本次实验，电源最多只能将　　节干电池串联。

小金制作了一个利用电压表测物体重力的小作品，它能在电压表盘上读出所放物体重力的大小，如图所示。

（1）当秤盘不放任何重物时，滑片 $P$恰好处于 $a$点。闭合开关，当秤盘上所放钩码个数增多时，电压表示数将　　（填“增大”、“减小”或“不变” $)$；

（2）一段时间后，在秤盘放2牛重的钩码时，表盘读数比2牛大，换不同重的钩码反复试验，每次读数都不同且大于钩码的重力。产生这一现象是由于　　引起的（填字母）。

$A$． $R_1$短路 $B$． $R_1$断路 $C$． $R_2$短路 $D$． $R_2$断路

利用如图电路研究“电流与电阻的关系”，其中电流表量程为“ $0~0.6A$”，电压表量程为“ $0~3V$”，滑动变阻器的规格为“ $50\Omega$， $1A$”，依次将阻值为5欧、10欧、20欧的定值电阻接入 $\mathit{AB}$之间完成实验，获得数据如下表。

实验组别	1	2	3
电阻 $R$（欧 $)$	5	10	20
电流 $I$（安 $)$	0.4	0.2	0.1

请回答：

（1）完成第一组实验，断开开关，拆下5欧的电阻，改接10欧的电阻。继续操作有以下四步：①闭合开关；②将滑动变阻器的滑片移到最右端；③记录电流表示数；④将滑动变阻器的滑片移到适当位置。从安全和规范角度考虑，正确的顺序是　　；

（2）上述操作④中判断滑片已处于适当位置的依据是　　；

（3）依据表中数据作出了下列图象，其中正确的是　　；

（4）要完成本次实验，电源最多只能将　　节干电池串联。

小金制作了一个利用电压表测物体重力的小作品，它能在电压表盘上读出所放物体重力的大小，如图所示。

（1）当秤盘不放任何重物时，滑片 $P$恰好处于 $a$点。闭合开关，当秤盘上所放钩码个数增多时，电压表示数将　　（填“增大”、“减小”或“不变” $)$；

（2）一段时间后，在秤盘放2牛重的钩码时，表盘读数比2牛大，换不同重的钩码反复试验，每次读数都不同且大于钩码的重力。产生这一现象是由于　　引起的（填字母）。

$A$． $R_1$短路 $B$． $R_1$断路 $C$． $R_2$短路 $D$． $R_2$断路

科学兴趣小组的同学利用学过的知识，测量定值电阻 $R_x$的阻值。

（1）同学们利用电路甲测量 $R_x$的阻值，测量数据和结果如下表一：

实验次数	电压 $U$（伏 $)$	电流 $I$（毫安）	电阻 $R$（欧 $)$
1	2.0	2.30	870
2	2.5	2.90	862
3	4.0	4.70	851

根据表格中的数据可求得该电阻的阻值是　。

（2）同学们发现该电阻的标定阻值为1000欧，为什么测量值与标定值之间有较大偏差？他们查资料寻找原因，发现平时认为电阻为零的电流表和电阻无穷大的电压表实际上都有一定的内阻，只是电压表的内阻比较大，电流表的内阻比较小，但都会对测量结果产生影响。然后，同学们找来他们使用的电流表和电压表的说明书，说明书显示：

电压表：量程 $0~6$伏，内阻6000欧

电流表：量程 $0~10$毫安，内阻40欧

根据这些信息，可判断甲电路中由于　　 $($ “电流表”或“电压表” $)$内阻的影响，使测量结果产生较大偏差。

（3）小组同学经过思考，改成电路乙进行实验，测量数据和结果如下表：

实验次数	电压 $U$（伏 $)$	电流 $I$（毫安）	电阻 $R$（欧 $)$
1	2.0	1.92	1042
2	2.5	2.45	1020
3	4.0	3.75	1067

比较两次测量结果，同学们做出了以下分析，你认为正确的是　　。

$A$．测量该定值电阻选择电路乙更合适

$B$．用电压表和电流表测量得到的电阻阻值都会偏大或偏小

$C$．选择合适的电路，测得的电阻值偏差会减小，更接近真实值

（4）拓展应用根据以上的探究，如果需要测量阻值约20欧的小阻值电阻时，选用了合适量程的电压表和电流表后，为了使测量结果更精确，应选择甲和乙中的哪一电路？并说明理由。　　

小金尝试将电流表改装成可直接测电阻的表，并设计了如图所示电路，在 $M$、 $N$中可接待测电阻。已知电流表量程为 $0~0.6$安，电源电压为12伏，请回答：

（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片 $P$应处于　　（选填“ $A$端”或“ $B$端” $)$

（2）先将 $M$， $N$直接用导线连接，并移动滑动变阻器的滑片使电流表满偏，电流表0.6安的刻度上标定的电阻值为　　欧，此时滑动变阻器的阻值为　　欧。若在 $M$、 $N$间接入一个与此时滑动变阻器阻值相同的电阻，电流表示数为　　安。

（3）电流表0.2安刻度处，标定的电阻值为　　欧。

（4）改装后可直接测电阻的表，其表盘刻度　　（选填“均匀”或“不均匀” $)$，理由是　　。

在“探究电流与电压的关系”的实验中，小明设计了如图甲所示的电路图。

（1）小明探究通过定值电阻的电流与其两端电压的关系。①在连接实验电路时，开关应　        　；

②实验过程中，小明调节滑动变阻器使电压表的示数为 $1V$，记录此时电流表的示数；接着他向　       　（选填“ $A$”或“ $B$”）端移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数增大为 $2V$，记录此时电流表的示数；继续移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为 $3V$，记录此时电流表的示数。小明分析所测数据，得出结论：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比：

③此实验中多次测量的目的与下面的　      　（选填“ $A$”或“ $B$”）实验中多次测量的目的相同。

$A$．探究串联电路的电压规律

$B$．测量定值电阻的阻值

（2）如图乙所示，小明将定值电阻换成额定电压为 $2.5V$的小灯泡，探究通过小灯泡的电流与其两端电压的关系。

①小明闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡发光，但是电压表的示数始终为 $0V$．经检查后发现是电路中一根导线断路，则发生断路的导线是 $a$、 $b$、 $c$、 $d$中的　 　（填字母）；

②更换导线后，小明完成了三次实验测量，并把数据填写在表格中。其中第一次测量时，电流表的示数如图丙所示，此时的电流为　        　 $A$；

次数	电压 $U/V$	电流 $I/A$
1	1.5
2	2.0	0.28
3	2.5	0.30

③又进行了几次实验后，小明根据实验测得的数据，绘制出小灯泡的 $I-U$图象应与图丁中图象　          　（选填“ $a$”或“ $b$” $)$相似。

东东同学学习了电学知识以后，选用三节新的干电池作为电源，并设计了如下的电学实验。

（1）探究导体中电流与导体电阻的关系。选用的定值电阻的阻值分别是 $5\Omega$、 $10\Omega$、 $15\Omega$、 $20\Omega$。

①按照甲图所示的电路图，把乙实物电路补充完整，当滑动变阻器的滑片向左滑动时，电流表示数增大。

②闭合开关后，东东发现电流表没有示数，电压表有示数，电路中出现的故障可能是　                　。

③东东排除故障后，把 $5\Omega$的电阻接入电路，闭合开关，适当调节滑片的位置，电流表的示数如图丙所示，其示数为　   　 $A$。

④断开开关 $S$，把 $5\Omega$的电阻换成 $10\Omega$的电阻，再次闭合开关后，滑片应向　     　（填“左”或“右”）端移动。

⑤在此实验中，滑动变阻器接入电路的阻值范围是　              　。

（2）东东同学在电源电压未知，缺少电流表的情况下，设计了如图丁所示的电路图（ $R_0$阻值已知），来测量未知电阻 $R_x$的阻值。

①闭合 $S$、 $S_1$，断开 $S_2$，适当调节滑片的位置，电压表示数为 $U_1$。

②闭合 $S$、 $S_2$，断开 $S_1$，滑动变阻器滑片的位置保持不变，电压表示数为 $U_2$。

③未知电阻的阻值 $\mathit{Rx}=$　           　（用字母表示）。

利用所学知识完成下面的电学实验。

探究电流与电阻关系

（1）用四个定值电阻 $(5\Omega$、 $10\Omega$、 $15\Omega$、 $20\Omega )$、电压恒为 $8V$的电源、“ $40\Omega 1A$”的滑动变阻器、量程为 $0~0.6A$的电流表和量程合适的电压表连接了如图甲所示电路。闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片调至最　     　（填“左”或“右”）端。实验中分别将四个定值电阻单独接入电路，并调节滑动变阻器的滑片，控制定值电阻两端电压保持不变并记录对应的电流值，为了完成四次实验，实验中定值电阻两端控制不变的电压最高不应超过　   　 $V$。

（2）根据实验数据绘制了如图乙所示的图象，通过分析图象得出结论：当　     　一定时，通过导体的电流与导体的电阻成　     　。

小明同学用如图所示电路测量小灯泡的电功率，实验中电源电压保持不变，小灯泡的额定电压是 $2.5V$ 。

（1）请用笔画线代替导线，将图1中的实物电路连接完整，要求滑动变阻器滑片向右滑时电流表示数变大。

（2）连接电路时，开关应 　 　。

（3）正确连接好电路，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数。经检查，电压表完好，则故障可能是小灯泡 　　。

（4）排除故障后，在实验中，小明观察到电压表的示数如图2甲所示，此时小灯泡的电压是 　　 $V$ ；为了测出小灯泡的额定功率，小明应向 　　调节滑动变阻器的滑片。

（5）当电压表示数为 $2.5V$ 时。电流表的示数如图2乙所示，则小灯泡的额定功率是 　　 $W$ 。

小明设计的电路图如图1，小灯泡 $L_1$ 、 $L_2$ 的额定电压分别为 $2.5V$ 、 $1.5V$ 。

（1）根据电路图，用笔画线表示导线，把图2中的实物连接起来。

（2）电路正确连接后，闭合开关，两灯发光，如图3电压表 $V_1$ 的示数为 　　， $V_2$ 的示数为 $2.8V$ ， $L_2$ 是否正常发光？ 　　。

（3）小明将 $L_1$ 换成额定电压为 $2.5V$ 的 $\mathit{LED}$ ，闭合开关后发现 $\mathit{LED}$ 亮，而 $L_2$ 不亮。

①小明认为此时 $L_2$ 烧断，他判断是否正确？

　 　，依据是 　　。

②小芳认为 $L_2$ 两端电压不够，将图2中的电池增至三节。闭合开关，两灯不亮，此时 $V_1$ 、 $V_2$ 的示数均为 $4.4V$ ，这可能是 　　烧断（选填" $\mathit{LED}$ "" $L_2$ " $)$ 。