初中物理欧姆定律实验题

如图所示，现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过 ${60}^{°}\text{C}$ 时，系统报警。提供的器材有：热敏电阻（其阻值随温度的升高而减小，在 ${60}^{°}\text{C}$ 时阻值为 $650.0\Omega )$ ，报警器（内阻很小，通过的电流 $I_g$ 超过 $10\mathit{mA}$ 时就会报警，超过 $20\mathit{mA}$ 时可能被损坏），电阻箱（最大阻值为 $999.9\Omega )$ ，在此范围内可调节出阻值准确可读的电阻值），电源（输出电压 $U$ 约为 $18V$ ，内阻不计），滑动变阻器 $R$ （最大阻值为 $2000\Omega )$ ，单刀双掷开关 $S$ ，导线若干。

（1）根据系统工作要求，电路接通前，应先将滑动变阻器滑片置于 　 　（选填" $a$ "或" $b$ " $)$ 端，再将电阻箱调到一定的阻值，这一阻值为 　　 $\Omega$ 。

（2）将开关 $S$ 向 　　（选填" $c$ "或" $d$ " $)$ 端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至 　　；

（3）保持滑动变阻器的滑片位置不变，将开关 $S$ 向另一端闭合，报警系统即可正常使用。

某实验小组的同学利用如图甲所示的电路进行实验研究：

（1）断开开关S ₃，闭合开关S ₁和S ₂，通过多次调节滑动变阻器，读出相应的电压表和电流表的示数，根据测量数据绘成如图乙所示图象，由图象知定值电阻R＝ 　 　Ω。

（2）断开开关S ₂，闭合开关S ₁和S ₃，通过多次调节滑动变阻器，测量灯L的电压和电流。根据测量数据绘成如图丙所示的图象。若灯L的额定电压为2.0V，则它的额定功率为 　 　W。

（3）由图丙可知，灯丝的U﹣I图象不是一条直线，原因是 　 　。

通过阅读，小明知道了1791年意大利物理学家伏特发明了最早的电池 $--$ 伏打电池。在老师的帮助下，小明自制了一个如图所示的伏打电池，但是不能确定哪个金属片是正极。请你帮他设计实验并进行判断。

（1）写出你选用的实验仪器： 　　。

（2）简述操作方法、实验现象和结论： 　　。

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）

小华做"用电流表、电压表测电阻"实验，现有电源（电压为3伏保持不变）、电流表、电压表、电键和待测电阻 $R_x$ 各一个，三个滑动变阻器（分别标有"5欧2安"字样、"10欧2安"字样、"50欧1安"字样），以及导线若干。小华选择其中一个滑动变阻器，正确连接电路，进行实验。实验中，当滑动变阻器滑片 $P$ 在中间区域某位置时，电压表和电流表的指针位置如图（a）、（b）所示，小华记录第一组数据；然后移动滑动变阻器滑片 $P$ ，在电压表指针自图（a）位置转过两小格时记录第二组数据，此时电流表、电压表指针偏转角度相同；接着继续操作完成实验。

①实验中电压表所选的量程为 　　伏。

②判断实验中电流表所选的量程。 　　（需要写出计算过程）

③小华的第二组数据中，电压、电流及计算出的待测电阻 $R_x$ 的阻值是 　　。

在"探究电流与电阻的关系"实验中：

（1）如图甲所示，请你用笔画线代替导线，将图中电路连接完整（请勿更改原有导线，导线不得交叉），

要求：当滑动变阻器的滑片 $P$ 向左移动时，电路中的电流变大。连接电路时，开关必须 　　。

（2）闭合开关后，发现电压表有示数且接近电源电压，电流表无示数，其原因是 　　。

（3）实验过程中，将 $5\Omega$ 的电阻接入电路中，闭合开关，调节滑动变阻器滑片 $P$ 至适当位置，此时电流表示数如图乙所示，则电流表示数为 　　 $A$ ．将 $5\Omega$ 的电阻更换为 $10\Omega$ 的电阻，闭合开关，应将滑动变阻器的滑片 $P$ 向 　　（选填"左"或"右" $)$ 端移动，使电压表示数为 　　 $V$ 。

小韩用如图1甲所示的电路测量小灯泡的电功率，电源电压恒为 $3V$ ，小灯泡的额定电压为 $2.5V$ ，正常发光时电阻约为 $10\Omega$ 。

（1）用笔画线表示导线，选好电流表量程，将图甲电路连接完整

（2）闭合开关前，为了保护电路，滑动变阻器的滑片 $P$ 应置于 　　（选填" $C$ "或" $D$ " $)$ 端。

（3）闭合开关后，小灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数为 $3V$ ，产生该现象的原因可能是小灯泡 　　（选填"短路"或"断路" $)$ 。

（4）排除故障后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片 $P$ 到某一点，电压表示数如图1乙所示，此时小灯泡两端的电压为 　　 $V$ ，若要测量小灯泡的额定功率，此时应将滑动变阻器的滑片 $P$ 向 　　（选填" $C$ "或" $D$ " $)$ 端移动，根据该同学实验得到的如图2所示的 $I-U$ 图象，小灯泡的额定功率为 　　 $W$ 。

（5）小韩还想用标有" $600\mathit{res}/(\mathit{kW}·h)$ "的电能表测出一个电灶的电功率。测量时关闭其他用电器，只让电灶单独工作，发现 $6\mathit{min}$ 电能表的转盘转过 $120r$ ，则这段时间电灶消耗的电能是 　　 $J$ ，电灶的功率为 　　 $W$ 。

小明同学为了探究小灯泡亮度与实际功率的关系，设计了如图甲所示的实验电路，小灯泡标有" $2.5V$ "的字样。

（1）图甲是小明连接的实验电路，同组的小红同学发现图中有一根导线连接错误，请你在这根导线上打" $\times$ "，并在图中改正。

（2）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，而电流表有示数，电压表没有示数，则可能的故障是 　　。

（3）排除故障后继续实验，小明进行了4次测量，并将有关数据及现象记录在如下表格中。当电压表示数为 $1.7V$ 时，电流表示数如图乙所示，请根据电流表的示数把表格补充完整。

实验序号	电压 $U/V$	电流 $I/A$	电阻 $R/\Omega$	电功率 $P/W$	灯泡的亮度
1	0.5	0.16	3.1	0.08	不亮
2	1.7				较暗
3	2.5	0.28	8.9	0.70	正常
4	3.0	0.30	10.0	0.90	很亮

（4）根据实验目的分析实验数据及现象，可得出的结论是 　　。

（5）实验中小灯泡的电阻变化的原因是 　　。

（6）此实验中将小灯泡换成 $5\Omega$ 、 $10\Omega$ 、 $15\Omega$ 的定值电阻还能完成的探究实验是 　　。

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。

在测量额定电压为 $\mathbf{3}\mathbf{.}\mathbf{8}\mathit{V}$ 的小灯泡电功率实验中，小明同学连接了如图甲所示的电路（电源电压 $\mathbf{4}\mathbf{.}\mathbf{5}\mathit{V}$ 保持不变，电路元件完好，接线柱接线牢固）。

（1）在未检查电路连接是否正确的情况下，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，电流表的示数将 　 　，电压表的示数将 　　（两空均选填"变化"或"不变"）。

（2）检查电路发现一处错误，指出连接错误的导线是 　　（填" $\mathit{a}$ "、" $\mathit{b}$ "、" $\mathit{c}$ "或" $\mathit{d}$ "）。

（3）排除故障后，继续实验，分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制了如图乙所示的 $\mathit{I}\mathbf{-}\mathit{U}$ 图象。某次实验时电流表示数如图丙所示，电流表的示数为 　　 $\mathit{A}$ ，此时小灯泡的电阻是 　　 $\mathit{\Omega }$ ；当小灯泡正常发光时，它的额定功率是 　　 $\mathit{W}$ 。

（4）若实验过程中电压表的大量程损坏，在不添加任何器材的情况下，请你在答题卡中的方框内设计能测量小灯泡额定功率的实验电路图。

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： 　　。

某同学用如图甲电路测定小灯泡的电功率，电源电压为 $6V$ ，小灯泡标有" $2.5V$ "字样（灯丝电阻约为 $10\Omega )$ ，有以下两种规格的滑动变阻器可选用： $A$ ．" $50\Omega 2A$ " $B$ ．" $10\Omega 1A$ "。

（1）应选用滑动变阻器 　　 $(A/B)$ 。

（2）连接好电路，闭合开关后发现小灯泡比正常工作时亮，他想到自己在开关闭合前遗漏了一个步骤，立即断开开关。遗漏的步骤是 　　。

（3）改正错误后，闭合开关小灯泡不亮，电流表和电压表指针都有较小的偏转，则小灯泡不亮的原因是 　　。

$A$ ．小灯泡烧坏    $B$ ．小灯泡短路 $C$ ．小灯泡的实际功率太小

（4）排除故障后，闭合开关，移动滑片，发现电压表的示数如图乙所示，其读数是 　　 $V$ ；为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向 　　端移动（左 $/$ 右）。

（5）调节滑动变阻器，当小灯泡正常发光时，电流表的示数为 $0.25A$ ，小灯泡的额定功率是 　　 $W$ 。

用如图所示的电路研究通过导体的电流与电压、电阻的关系。保持电源电压和电阻箱 $R_1$ 的阻值不变，移动滑动变阻器 $R_2$ 的滑片 $P$ ，测得电流、电压如表1所示；然后将滑片移到适当位置保持不变，仅改变电阻箱 $R_1$ 的阻值，测得相应的电流值，如表2所示。

表1

次数	$U_1/V$	$I/A$
①	1.0	0.20
②	1.5	0.30
③	2.0	0.40

表2

次数	$R_1/\Omega$	$I/A$
①	3.0	0.50
②	6.0	0.33
③	9.0	0.25

（1）根据表1中的数据，你得出什么结论？求出 $R_1$ 的阻值。

（2）分析表2中的数据，指出实验操作中存在的问题，并说出判断的理由。

（3）请利用表2中的数据求电源电压。