初中物理伏安法测电阻的探究实验实验题

某兴趣小组要探究电阻的大小与哪些因素有关。他们设计了如图甲所示的实验电路，电源电压不变，保持滑动变阻器滑片位置不变，分别将 $a$、 $b$、 $c$、 $d$四根电阻丝接入电路，得到表格所示的数据。

导体编号	长度 $/m$	横截面积 $/m{m}^2$	材料	电流大小 $/A$
$a$	0.5	0.4	锰铜合金	0.20
$b$	0.5	0.4	镍铬合金	0.16
$c$	0.5	0.2	镍铬合金	0.08
$d$	1.0	0.2	镍铬合金	0.04

（1）在 $\mathit{MN}$间分别接入 $a$、 $b$电阻丝，探究的是电阻跟导体的　     　的关系。 $a$电阻丝的阻值　     　 $b$电阻丝的阻值（填“大于”、“等于”或“小于”）。

（2）要探究电阻与横截面积的关系，可选择　      　（填编号）进行实验。其结论是：其它因素相同时，导体横截面积越大，导体的电阻越　       　。

（3）某同学在 $\mathit{MN}$间接入 $d$电阻丝后，又在其两端并联一块电压表，这样测出了 $d$电阻丝的电阻大小，其测量原理是　　     。画出实验电路图（电阻丝可看成定值电阻）。

（4）另一位同学不用电压表，在已知滑动变阻器最大阻值为 $R_0$的情况下，利用甲图电路测出 $d$电阻丝的电阻大小，操作如下：

①在 $\mathit{MN}$之间接入 $d$电阻丝，闭合开关，将滑片 $P$滑到最左端，读出电流表示数为 $I_1$；

②将滑片 $P$滑到最右端，读出电流表示数为 $I_2$；

③ $d$电阻丝的阻值表达式为 $R_d=$　       　（用 $I_1$、 $I_2$、 $R_0$表示）。

用图所示的电路图测量某电阻丝的电阻，电源电压为 $3V$，滑动变阻器的最大阻值是 $20\Omega$。

次数	第1次	第2次	第3次
$U/V$	0.8	1.0	1.6
$I/A$	0.16	0.20	0.32

（1）连接电路时，开关应处于　　（选填“闭合”或“断开” $)$状态。实验前，应将滑片 $P$移到　　端（选填“ $A$”或“ $B$” $)$。

（2）闭合开关，滑片 $P$向右缓慢移动时，发现电流表示数逐渐增大，电压表示数始终为零，可能是电阻丝处发生了　　（选填“短路”或“断路” $)$故障。

（3）故障排除后，调节滑片 $P$的位置，读取了对应的电压、电流的数值，并记录在表中。由表可知，电阻丝的阻值是　　 $\Omega$。

（4）为了测量“额定电压为 $3.8V$，额定电流小于 $0.6A$的小灯泡”的额定功率，除了将图中的电阻丝更换成小灯泡后外，还必须　　（选填“增大”或“减小” $)$电源电压，并更换　　（选填“电压表”或“电流表” $)$的量程。电路改进并正确操作，当电压表的示数为 $3.8V$时，电流表的示数如图2所示，其示数为　　 $A$，则小灯泡的额定功率是　　 $W$。

如图（甲 $)$所示是测量定值电阻 $R_x$阻值的实验电路，器材可以满足实验要求。

（1）某同学正确连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片 $P$，发现电流表示数为0，电压表有示数，则出现故障的原因可能是　　。

（2）排除故障后，调节滑动变阻器，当电压表的示数为 $4V$时，电流表的示数如图（乙 $)$所示为　　 $A$，电阻 $R_x$的阻值为　　 $\Omega$。

（3）进行了多次实验，测出了 $R_x$的阻值。

（4）后来小明设计了另一种测量电阻的方案，电路如图丙所示，方案中定值电阻的阻值为 $R_0$，步骤如下：

①断开开关 $S_2$，闭合开关 $S$、 $S_1$，电压表示数为 $U_1$；

②断开开关 $S_1$，闭合开关 $S$、 $S_2$，电压表示数为 $U_2$，则电阻 $R_x$的阻值表达式为 $R_x=$　　。

在测量“小灯泡的电阻”的实验中，有如下器材：电压表、电流表、开关、电压为 $3V$的电源、标有“ $2.5V$”的小灯泡、滑动变阻器及导线若干。

（1）请用笔画线代替导线，把图中的实物电路连接完整；（导线不能交叉）

（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片 $P$应处于图中最　　端（填“左”或“右）；

（3）连好电路后，闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，则此故障的原因可能是　　

$A$．小灯泡断路 $B$．小灯泡短路 $C$．滑动变阻器断路

（4）排除故障后，按正确的操作测得实验数据记录如下：

实验次数	第一次	第二次	第三次
电压 $\left(V\right)$	①2.5	③2.0	⑤1.5
电流（A）	②0.30	④0.25	⑥1.0
电阻 $\left(\Omega \right)$

在分析实验数据时，发现了一个数据有明显错误，这个数据是　　（选填上表中数据前面的序号）。这个数据的正确值是　　；

（5）根据实验数可知小灯泡正常发光时的电阻是　　 $\Omega$．（保留一位小数）

如图甲所示是测量未知电阻 $R_x$的实验电路，电源两端电压不变，定值电阻 $R_0=30\Omega$。

请补充完成主要实验步骤，并进行数据处理。

（1）实验步骤

①只闭合开关 $S$、 $S_1$，读出并记录电流表示数 $I_1$。

②　    　读出并记录电流表示数 $I_2$（如图乙所示）。

③计算 $R_x$的阻值。

（2）数据记录与处理（请你补充完整表中①②位置的数据）

实验数据记录表（定值电阻 $R_0=30\Omega )$

$I_1/A$	$I_2/A$	$R_x/\Omega$
0.2	①	②

为了测量一个小灯泡的额定功率和电阻，现提供的器材如下：

$A$ 小灯泡一个（额定电压为 $2.5V$，阻值约几欧）； $B$电流表 $(0~0.6A~3A)$； $C$电压表 $(0~3V~15V)$； $D$滑动变阻器 $\left(20\Omega 1A\right)$； $E$滑动变阻器 $(50\Omega 0.3A)$； $F$滑动变阻器 $(500\Omega 0.1A)$； $G$电源 $\left(3V\right)$， $H$导线若干。

（1）滑动变阻器应选　　（填器材前的序号）。

（2）选出合适的滑动变阻器后，按如图甲所示的电路，将乙图中的实验器材用导线连接起来，其中有一处连接错误，错误的地方是　　。

（3）改正错误后，移动滑片，读取多组电压表的示数 $U$、电流表示数 $I$的值，记录在列表中，然后在坐标纸上描点作出 $I-U$关系图，如图丙所示。

（4）通过丙图可得小灯泡的额定功率为　　 $W$，此时电阻为　　 $\Omega$。

一小灯泡额定电压为 $2.5V$ ，图 $a$ 是测量其电阻的实验电路图。

（1）请按照图 $a$ ，将图 $b$ 中的实物电路连接完整；

（2）闭合开关，调节滑动变阻器，当电压表示数为 $2.50V$ 时，小灯泡正常发光，电流表示数如图 $c$ 所示，则此时通过小灯泡的电流为 　    $A$ ；

（3）调节滑动变阻器，让小灯泡两端的电压逐渐减小，会发现灯泡变暗直至完全不发光。可以猜想此过程中灯丝的温度 　　（选填"升高"、"不变"或"降低" $)$ ；

（4）测量数据如下表所示。

电压     $U/V$	2.50	2.10	1.70	1.30	0.90	0.50
电流     $I/A$		0.26	0.24	0.21	0.19	0.16

分析表中数据，可以发现小灯泡两端的电压越低，其灯丝的电阻越 　　。

小华在“探究电流跟电阻的关系”的实验中，设计了如图甲的电路。

（1）请根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙中的电路连接完整。

（2）闭合开关后发现，电流表示数为零，电压表有明显偏转，则该电路故障是　　处断路。

（3）小华排除电路故障后，先将 $5\Omega$的定值电阻接入电路中，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数如图丙，记下此时的电流值。取下 $5\Omega$的电阻，再分别接入 $10\Omega$、 $15\Omega$的电阻，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数均为　　 $V$，记下对应的电流值。通过实验可得出的结论是：当电压一定时，电流与电阻成　　。

在测量标有电压为 $2.5V$的小灯泡电阻的实验中，第一次测量时的电压等于 $2.5V$，小灯泡正常发光，以后调节滑动变阻器，让小灯泡两端的电压逐次下降，使灯丝温度不断降低，灯泡变暗直至完全不发光，测量数据如表所示。

数据序号	1	2	3	4	5	6	7
电压 $U/V$	2.5	2.1	1.7	1.3	0.9	0.5	0.1
电流 $I/A$	0.28	0.26	0.24	0.21	0.19	0.16	0.05

（1）根据题目要求，请用笔画代替导线将电压表接入电路中。

（2）从数据可以看出，实验中滑动变阻器的滑片逐渐向　　（选填“ $a$”或“ $b$” $)$端滑动。

（3）小灯泡正常发光时电阻为　　 $\Omega$，小灯泡不接入电路时，其电阻最接近　　 $\Omega$。

（4）对比不同电压下的小灯泡电阻值，我们得出结论：随着小灯泡灯丝温度不断降低，小灯泡的电阻逐渐　　。

某实验小组设计了图甲所示的电路，测量一个阻值约为 $100\Omega$的电阻 $R_x$的阻值，实验室中提供的器材有：两节完全相同的旧干电池，两个开关 $S_1$、 $S_2$，导线若干。另外还有可供选择的器材：

$A$．电压表 $V_1$（量程 $0~3V)B$．电压表 $V_2$（量程 $0~15V)$

$C$．定值电阻 $R_1$（阻值 $5\Omega )D$．定值电阻 $R_2$（阻值 $160\Omega )$

（1）为了准确测出 $R_x$的阻值，实验时，在图甲中的电压表应选用　        　，定值电阻 $R$应选用　       　。（均填字母序号）

（2）将实验器材按照电路图连接好电路，先闭合　       　，电压表示数如图乙所示，是　        　 $V$，再闭合　         　，电压表的示数为 $2.8V$。

（3）根据实验的数据，可计算出 $R_x=$　         　 $\Omega$

（4）实验中使用的干电池每节电压是　         　 $V$。

用如图甲所示的实验装置来测量电阻 $R$的电阻值，请你完成下列各题。

（1）用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接成正确的测量电路。

（2）电路中的滑动变阻器对电路起保护作用，因此开关闭合前，其滑片应移到最　   　（选填“左”或“右”），实验过程中滑动变阻器还有另一作用，是　            　。

（3）如果电路中的电流表、电压表的示数如图乙所示，可知电流表的示数为　     　 $A$，电压表的示数为　     　 $V$，则被测量电阻 $R$的阻值为　      　 $\Omega$，电阻 $R$消耗的电功率是　     　 $W$。

小科同学用如图甲电路测导体电阻 $R_x:$

（1）请用笔画线代替两根导线，将电路连接完整（导线不能交叉）；

（2）规范连接电路后闭合开关，调节滑动变阻器进行多次测量，并记录数据如表，请根据图乙把表中所缺数据填写完整。

实验序号	电压 $/V$	电流 $/A$
1	1.5	0.16
2	2.0
3	2.5	0.24

（3）小科同学根据上表求出电压的平均值和电流的平均值，再运用欧姆定律求出电阻的平均值。请判断该方法是否可行，并说明理由。　　。

拓展性学习小组的同学合作进行探究“串联电路的电压特点”，设计了图Ⅰ电路，并连接了图Ⅱ电路。

（1）图Ⅱ的实验电路连接中有一处错误，无法完成试验，连接错误的导线是 　 （填“ $a$”、“ $b$”或“ $c$” $)$。

（2）正确连接后，继续实验，根据测得的实验数据，绘制了如图Ⅲ所示的曲线图。

①图Ⅲ中甲、乙两条曲线是根据图Ⅰ电路测得的实验数据所绘制的曲线，其中与图Ⅰ电路中电压表 $V_1$对应的曲线是　　（填“甲”或“乙” $)$。

②已知电源电压恒为 $6V$，根据探究目的分析图Ⅲ中的曲线，得出的实验结论是　　。

（3）拓展探究：同学们根据串联电路的电压特点，重新设计如图Ⅳ电路（电源电压未知），利用电压表和定值电阻 $R_0$（已知阻值）测量未知定值电阻 $R_x$的阻值，闭合开关 $S$后，接下来的操作是　　（只需写出操作过程和测量的科学量，不需写出表达式）。

小红和小云各自做“测量电阻的阻值”实验，她们使用的实验器材完好无损，各自的读数也很准确，她们测量的三组数据分别记录在下表中。

表一（小红）
实验序号	电压 $U/V$	电流 $I/A$	电阻 $R/\Omega$
1	1.5	0.46
2	2	0.4
3	2.5	0.36

表二（小云）
实验序号	电压 $U/V$	电流 $I/A$	电阻 $R/\Omega$
1	1.5	0.32
2	2	0.4
3	2.5	0.52

老师看了这两个数据表后，指出其中一位同学的实验电路接错了。

（1）分析表一、表二可知，　　同学的电路接错了，理由是　　。

（2）请画出该同学的错误电路图。

（3）实验电路正确的同学测量的电阻平均值是　　 $\Omega$（精确到 $0.1\Omega )$。

图甲是利用电流表、电压表测量电阻的实验原理图。图乙是小红连接的实物实验电路图。

（1）依照小红连接的电路，闭合开关，滑动变阻器的滑片向左端移动，请写出你观察到的实验现象。

（2）请你在图乙中只改动一根导线连接，使电路正常工作（用“ $\times$”标出改动导线，以笔划线代替导线，画出改接导线）。

（3）电路改接正确后，调节滑动变阻器的滑片到某位置时，电压表和电流表的示数如图丙、丁所示，此时被测出 $R_x$的阻值为多少？