初中物理欧姆定律实验题

在如图所示的电路中，闭合开关S灯L不亮，电压表V的示数接近电源电压。已知电路中各处均接触良好，除灯 L 和电阻 R 两者中的某个元件故障外，其余元件均完好。

(1）请判断该电路中存在的故障可能是          或           。
(2）为进一步确定故障，小明同学将一个电流表正确串联在如图所示的电路中，闭合开关S，观察电流表的示数情况。若电流表有示数，说明故障是          ；若电流表无示数，说明故障是                  。
(3）为进一步确定故障，小华同学将图中的电压表V正确并联在灯L两端，请判断他能否查找出电路的故障，并说明理由。(2分）
                                                                            

小明和小红各自进行“测定小灯泡正常发光时的功率和电阻”的实验。实验中使用的小灯泡均标有“2.5V”字样，所用电源和滑动变阻器相同。
（1）小明按图（a）正确连接电路，并将变阻器的滑片移至最右端。闭合开关后，三个电表的示数如图（b）、（c）、（d）所示，则他们所用的电源电压为        V。滑动变阻器的最大阻值是        Ω。

（2）接着小明移动变阻器的滑片，当小灯泡正常发光时，观察到滑片恰好在变阻器的中点上，则小灯泡额定功率为多少？，正常发光时的电阻约为多少？（写出计算过程，保留一位小数）
（3）小红连接电路时只用了图（a）中的V₁，没有使用V₂，连接的实物图如右图所示。闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡      ；经检查，是由于一根导线连接错误。请你在实物图中将连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线。

用如图1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。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）电路中接入电阻R₀的目的是__________；
（3）在步骤A中，若电阻箱调节好后示数如图2所示，则待测电阻的阻值为____Ω。
（4）本实验所采用的物理方法可称为__________（选填“控制变量法”或“等效替代法”）。
（5）小亮设计了图3的电路测R_X的阻值。与图1的方法比较，你觉得图3最显著的优点是：______________________________。

瑞瑞同学在探究串联电路电压的规律时连接了如图所示的电路，

（1）连接电路时，开关必须            。
（2）瑞瑞同学正确连接电路后，闭合开关测出了L₁两端电压。在测量L₂两端电压时，为节省时间，他采用以下方法：
电压表所接的b点不动，只断开a接点，并改接到c接点上。则他        （能／不能）测出L₂两端的电压，原因是                       。
（3）方法改进后，所测ab、bc、ac间的电压记录在下面的表格中。
在测量误差允许的范围内，分析瑞瑞同学的实验数据可以得出
的结论是：串联电路两端的总电压           （等于／不等于）
各用电器两端电压之和。

（4）这个实验在设计方案上还存在的不足之处是                                  。
（5）瑞瑞同学在实验时还发现闭合开关后灯Ｌ_２较亮，灯Ｌ_１较暗，他认为是“电流从电源的正极出发，依次经过Ｌ_２、Ｌ_１，电流逐渐变小，所以Ｌ_２较亮”。请你利用图中的Ｌ_１、Ｌ_２、电源、开关、导线在虚线框内设计一个电路，探究说明瑞瑞的说法是否正确。

在“测定小灯泡电阻”的实验中，小林设计了如图所示的电路。
（1）请在下面左图的“”内填入合适的“灯泡”和“电表”符号。
（2）小林按电路图连接电路，进行实验，测得数据如右表所示，灯泡两端的电压是      V，灯泡的电阻是      Ω。
（3）接着小红在连接电路时发现，无论怎么调节滑动变阻器的滑片，灯泡不亮，电流表几乎没有示数。电压表有示数，小林一下子就发现了问题                         。

小明用图甲所示的电路测量额定电压为 $2.5V$的小灯泡的额定功率。

（1）请你用笔画线代替导线，帮小明把图甲电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片向左滑动时灯泡变亮。

（2）正确连接电路后，闭合开关，小灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数约等于电源电压，则故障原因可能是　         　。

（3）故障排除后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为 $2.5V$．此时电流表的示数如图乙所示，则通过小灯泡的电流是　           　 $A$，小灯泡的额定功率是　            　 $W$。

（4）完成实验后，小明又设计了如图丙所示的电路图，只用电压表就测量出额定电压为 $U_{额}$的小灯泡的额定功率。已知电源电压恒为 $U$，定值电阻的阻值为 $R_0$．请将实验步骤补充完整。

①　        　（填三个开关闭合与断开情况），调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为　         　，小灯泡正常发光。

②保持滑动变阻器滑片位置不动，　          　（填三个开关闭合与断开情况），记录电压表示数为 $U_{滑}$。

③小灯泡额定功率的表达式 $P_{额}=$　        　（用已知量和所测物理量符号表示）。

小明和同学们探究“电流与电阻的关系”的实验：

（1）小明选择了如下器材：电源（电压恒为 $4.5V)$、滑动变阻器“ $20\Omega 2A$“、电流表、电压表、开关、定值电阻 $(5\Omega$、 $10\Omega$、 $15\Omega$、 $20\Omega$的各一个）、导线若干。

①小明在检查实验仪器时，发现电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧，小明应　       　；

②请用笔画线代替导线帮助小明完成图甲电路的连接；

③开关闭合前，小明应将滑动变阻器的滑片置于　      　（选填“ $A$”或“ $B$“） 端；闭合开关后，发现电流表有示数，电压表示数为零。经检查，电流表、电压表正常且连接完好，则电路存在的故障可能是　      　。

④排除故障后，小明先将 $5\Omega$电阻接入电路，调节滑动变阻器滑片使电阻两端的电压为 $2V$，再将 $5\Omega$电阻换成 $10\Omega$电阻后，小明接下来的操作是　        　；当把 $10\Omega$的电阻换成 $20\Omega$的电阻后，无论怎样调节滑动变阻器滑片都无法使电压表示数达到控制值，说明　        　。

⑤更换器材后重新实验，小明得出的结论是：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成　          　比。

（2）上述实验结束后，小明和同学们想要测量额定电流为 $0.3A$小灯泡的额定功率，却发现电压表已经损坏，

于是他们利用“ $20\Omega 2A$”的滑动变阻器以及原有器材，又设计了如图乙所示电路，测量过程如下：

①　         　（填开关通断情况），移动滑动变阻器的滑片，当电流表的示数为 $0.3A$时，小灯泡正常发光；

②保持滑动变阻器的滑片位置不动，　        　（填开关通断情况），记下电流表的示数为 $0.3A$；

③则小灯泡的额定电功率为　      　 $W$。

为探究导体电阻大小的影响因素，某同学利用同种合金材料制成的 $a$ 、 $b$ 、 $c$ 三条电阻丝（不考虑温度对电阻的影响）进行实验， $a$ 、 $b$ 长度相同， $b$ 、 $c$ 粗细相同，如图1所示。连接电路，分别接入电阻丝 $a$ 、 $b$ 、 $c$ ，闭合开关后电流表的三次示数如图2所示。

（1）根据示数可以得出以下结论：

①电阻大小不仅跟导体横截面积有关，还跟导体 　　有关。

② 　　电阻丝的阻值最小（选填" $a$ "" $b$ "" $c$ " $)$ 。

（2）该同学更换了电源和电流表，添加了电压表和滑动变阻器，设计了图3（甲 $)$ 所示的电路来测量电阻丝的电阻。

①图3（乙 $)$ 是根据图3（甲 $)$ 连接的实物图，请在错误的导线上打" $\times$ "并连接正确。

②闭合开关后，当滑片 $P$ 向右移动时，电压表示数 　　（选填"变大""变小""不变" $)$ ；当滑片 $P$ 移到某一位置时，电压表的示数为 $1.2V$ ，电流表的示数如图丙所示，则 $R_a=$ 　　 $\Omega$ ；接着他多次改变滑片位置测量 $a$ 电阻丝的电阻值，并求出平均值 $R_a\text{'}$ ，其目的是 　　；

③若电源电压为 $6V$ ， $R_a\text{'}=R_a$ 且保持不变，要使图3（乙 $)$ 连接方式中各电路元件安全，则滑动变阻器的最大值应不小于 　　 $\Omega$ 。

现在实验室中有以下实验器材：一个输出电压恒定的稳压电源，一只电流表，两个开关，导线若干和一个已知阻值的定值电阻R₀。工人利用这些器材设计了如图所示的实验电路来测定R_X的电阻值。
请你帮助工人完成以下实验步骤，并写出纯电阻元件R_X的表达式。

Ⅰ、闭合开关S₁，断开S₂，读出电流表的示 数为I₁；
Ⅱ、____________，读出电流表的示数为I₂；请用I₁、I₂和R₀表示R_X。R_X =          。

请你利用如图所示的实验器材，电阻R₀的阻值已知，满足实验要求的电源，测量电阻R_X的阻值。

（1）请你用笔画线表示导线，完成如图所示的实验电路的连接。（导线不得交叉）
（2）两只开关都闭合时电压表的示数为U₁，只有开关S闭合时电压表的示数为U₂请用U₁、U₂和R₀表示R_X。R_X＝       。

如图是小红同学探究“通过电阻上的电流跟其两端电压和电阻的关系”的电路，所用器材有：电压恒为4.5V的电源，阻值为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一只，“25Ω lA”的滑动变阻器一只，学生用电流表、电压表各一只，开关和导线若干。

U（V）	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
I（A）	0.1	0.2		0.4	0.5	0.6

 
⑴在探究“电流与电压关系”的实验过程中
①请在实物图中用笔画线代替导线完成实验电路的连接．（要求滑片在最大阻值位置）
②调节滑动变阻器,测出通过电阻R的电流和对应的电压值如表中所示，试分析：
表格中所缺的数据应为__  _A，得出的结论是                             。
⑵在探究“电流与电阻关系”的实验过程中，小红先将5Ω的电阻连入电路中，检查无误后闭合开关，移动滑片，使电压表的示数为2.5V，并记下相应的电流值．再用10Ω的电阻替代5Ω的电阻，此时滑片应向＿＿＿＿（选填“左”或“右”）端移动，移动滑动变阻器的目的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

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．

小明家新买了一台多功能LED台灯，其结构如图甲所示。S₁是控制LED灯的开关，USB接口可以给手机充电。小明发现即使S₁断开，USB接口也能正常使用。安全开关S₂位于台灯底部的前端，当台灯倾斜，S₂离开桌面时，它会自动断开，切断台灯的电源。

（1）根据以上信息，请用笔画线代替导线，将图乙中的电路元件接入电路。

（2）晓明对开关S₂很感兴趣，并开始研究其功能。它将台灯点亮，并保持支架和灯头的夹角不变，试着向后调整支架的位置，当达到图丙所示的位置时，台灯虽未倾倒但底座前端刚好翘起，此时S₂断开，台灯熄火。如果把台灯看做是杠杆，此时恰好平衡，则动力臂　      　（填“大于”、“等于”或“小于”）阻力臂。

接下来，小明向固定在底座上的笔筒中放入一支铅笔，这时台灯底座重新落回桌面，S₂闭合，台灯亮起。当他再从笔筒中取出这只笔时，台灯底座前端翘起，再次熄灭。

（3）小明设想：如果利用安全开关S₂，制作一个在手机充电时可以自动断电的控制装置，这样就可以避免因夜间手机充电时间过长而带来的安全隐患。

经过思考小明只借助了湿巾和少量的水，结合学过的蒸发知识便设计出了一个简易的装置。以下是小明给的设计方案，请将其补充完整。

①抽取一张湿巾放进空笔筒中，并把手机数据线插入台灯底座的USB接口，手机开始充电。

②慢慢向后调节支架，同时观察手机充电的情况，直至手机刚好　               　。

③保持支架和灯头的位置不变，　                                       　，使开关S₂闭合。

④一段时间后，台灯底座前端自动翘起，开关S₂切断电路。在不改变支架和灯头位置的前提下，若要缩短充电时间，可采用的方法是　                               　。

小聪在“探究电流和电阻关系”的实验中，连接电路，如图甲所示。可用的定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω。

（1）请你用笔画线代替导线，把图甲所示的电路补充完整，并且使滑动变阻器的滑片向右移动时连入电路中的阻值变大。

（2）他把5Ω的电阻连入电路后，闭合开关，发现电流表有示数，电压表无示数，电路中的故障可能是　                       　（写出一种即可）。故障排除后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，达到实验要求，电流表的示数如图乙所示，则电路中的电流为　      　A。

（3）将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，闭合开关，应将滑动变阻器的滑片向　    　（选填“左”或“右”）端移动，直到电压表的示数为　     　V止，记录电流表的示数。

（4）完成上述实验之后，小聪想测量一个小灯泡的额定功率，已知小灯泡的额定电压为U_额．他又找来一个阻值为R₀的定值电阻，设计了电路图丙。请补全实验步骤并写出表达式

①只闭合开关S和　     　（选填“S₁”或“S₂”），移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为        　，此时小灯泡正常发光。

②只闭合开关S和　     　（选填“S₁”或“S₂”），保持滑动变阻器滑片的位置不动，记下电流表的示数I。

③小灯泡额定功率的表达式是P_额＝　             　。（用已知量和所测物理量符号表示）

聪聪在实验室中找到学生电源、四个定值电阻 $(5\Omega$、 $10\Omega$、 $20\Omega$、 $25\Omega )$、“ $25\Omega 1A$”的滑动变阻器 $R_1$、最大阻值未知的滑动变阻器 $R_2$、电流表、电压表、开关及导线若千。完成了下列电学实验。

（一）探究“电流与电阻的关系”。

（1）如图甲是聪聪连接的电路，还有一根导线没有接上，请你用笔画线代替导线将电路连接完整，并保证连接这根导线后滑动变阻器的滑片位于阻值最大处。

（2）正确连接后，闭合开关，聪聪发现电流表无示数，电压表示数较大，可能是定值电阻发生了　       　（填“短路”或“断路”）。

（3）实验中保持电压表的示数为 $2V$不变，为保证四个定值电阻单独接入电路都能成实验，电源的电压值不应超过　      　 $V$。

（4）正确完成四次实验后，可以得出结论：电压一定时，电流与电阻成　        　。

（5）聪聪又在实验室中找到一个标有“ $0.3A$”字样的灯泡，他想用这个灯泡探究“电流与电压的关系”，老师告诉他不可以，原因是　       　。

（二）测量滑动变阻器 $R_2$的最大阻值。

（1）聪聪连接了如图乙所示的电路，将滑动变阻器 $R_2$的滑片调至最右端。闭合开关，适当调节 $R_1$的阻值，电流表和电压表的示数如图丙所示，电流表的示数为　      　 $A$， $R_2$的最大阻值为　      　 $\Omega$。

（2）实验中至少需要测量三组数据，目的是　      　（填“寻找普遍规律”或“减小误差”）。

（三）聪聪又找来最大阻值为 $30\Omega$的滑动变阻器 $R_3$和最大阻值为 $20\Omega$的滑动变阻器 $R_4$，利用学生电源（电压调为 $12V$不变），设计了如图丁所示电路，测量标有 $0.3A$”字样灯泡的额定功率，请将他的实验过程补充完整：

（1）只闭合开关 $S$、 $S_2$，将滑动变阻器　    　的滑片调到阻值最大处，移动另一个滑动变阻器的滑片直至电压表的示数为　      　 $V$，此时灯泡正常发光。

（2）保持两个滑动变阻器的滑片位置不动，只闭合开关 $S$、 $S_1$，读出电压表的示数为 $7V$。

（3）灯泡的额定功率 $P_{额}=$　       　 $W$。