2023年中考物理实验探究题专项训练：伏安法测电阻的探究实验

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 2023年中考物理实验探究题专项训练：伏安法测电阻的探究实验一、实验探究题1．如图甲所示是小明测量小灯泡电功率的实验电路图，已知小灯泡的额定电压为2.5V。（1）该实验的实验原理是　     　；在连接电路时，开关闭合前滑动变阻器的滑片P应滑到　     　（选填“a”或“b”）端；（2）小明确认电路连接无误后，闭合开关，缓慢移动滑动变阻器的滑片，发现电流表示数有变化，电压表没有示数，小灯泡不发光，则电路的故障是　           　；（3）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是　     　W；（4）根据测出的数据，小明画出了小灯泡的电流与电压的关系图象（如图丙所示），发现图象是弯的，其主要原因是灯丝的电阻随温度的升高而　     　（选填“增大”、“减小”或“不变”）；（5）小灯泡两端的电压是1.25V时，它的实际功率　     　0.25W（选填“>”、“<”或“=”）；（6）当这个小灯泡与一个阻值是10Ω的定值电阻并联在某一电路中时，干路电流是0.3A，则此时小灯泡两端电压是　     　V。2．如图所示，某同学做“测量小灯泡电阻”实验，所用电源为两节干电池。（1）该实验的原理是（用公式表示）　     　。   （2）图甲是测量灯泡电阻的电路图，请你在“〇”里填上合适的电表符号。   （3）请根据图甲电路，用笔画线代替导线，将图乙的实物电路连接完整。   （4）该同学连接好电路的最后一根导线时，小灯泡立刻发出微弱的光亮，移动滑动变阻器滑片，灯泡亮度不变。导致上述现象的两个原因是：①　                         　；②　                                 　。   3．如图（甲）所示是测量定值电阻Rx阻值的实验电路。（1）连好电路后闭合开关，发现电流表无示数、电压表有示数，那么电路的故障可能是　     　。（2）排除故障后，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为2.4V时，电流表的示数如图（乙）所示，则通过电阻Rx的电流为　     　A，Rx的阻值为　     　Ω。（3）另有同学们设计了下列二种测量方案，方案中定值电阻的阻值为R0。①方案一的电路中，闭合开关S，如果电压表V1和V2的读数分别为U1和U2，则电阻Rx的阻值表达式为Rx=　     　；②方案二的电路中，将S接到a时，读出电流表的示数I1；再将S接到b，读出电流表的示数I2；由I2Rx=I1R0可得Rx= 。试对方案二做出评价　                                               　。（必须简要说明理由）4．小明用“伏安法”测量未知电阻R的阻值。（1）根据图甲的电路图，用笔画线代替导线，将图乙的实物图补充完整。要求滑动变阻器滑片向右滑动时它的电阻增大、电压表选择合适的量程；（2）闭合开关前要将滑动变阻器的滑片调到　     　端；（3）电压表的示数为1.5V时，电流表的示数如图丙所示为　     　A，可算出电阻R的阻值为　     　Ω；（4）他接着移动滑动变阻器的滑片测出多组电压和电流的值，算出对应的电阻值及电阻的平均值，计算电阻的平均值的目的是　         　；（5）测出电阻R的阻值后，小明还对标有2.5V的小灯泡的电阻进行了测量，他测量了多组数据，如下表所示次数12345电压U/V2.52.11.70.90.1电流I/A0.280.260.240.190.05电阻R/Ω8.938.087.084.742.00小灯泡亮度亮度越来越暗小明发现5次测量的电阻值相差较大，和其他小组交流发现都存在类似情况，且小灯泡的电阻随电压减小而减小，亮度也变暗。同学们认为这种情况不是误差造成的，而是小灯泡电阻受　     　影响；亮度越来越暗，是小灯泡两端电压越来越小，实际功率变　     　的缘故。5．小刚在做“测量小灯泡电功率”的实验中，已知电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V（阻值约为10Ω）（1）请你根据电路图用笔画线代替导线，将图中未连完的电路连接好。要求：电表要选择合适的量程，滑动变阻器的滑片向右移动时，连入电路的阻值变小，导线不能交叉；（2）经检查无误后，闭合开关，滑片到某一位置，电流表、电压表的示数如图所示，则小灯泡的实际功率是　     　W；（3）改变滑动变阻器的阻值，多次测量通过小灯泡的电流和它两端的电压，根据记录的数据，小刚画出了小灯泡的电流随其两端电压的关系图像如图所示，则小灯泡的额定功率为　     　W，小灯泡的电阻随电压增大而　     　（选填“增大”、 “减小”或“不变”）。6．问题解决：请利用下列器材，测出未知电阻Rx的阻值（电路组装好后不得拆卸重新组装）．器材：一个已知阻值为R0的定值电阻、电压未知的电源、量程合适的电流表、待测电阻、开关一个，导线若干．要求：（1）测量步骤（配图说明）．（2）利用上述已知量和测量值算出该电阻的阻值Rx=　           　．（不写推导过程）7．在伏安法测电阻的实验中，小明选取了两节干电池、一个开关、一个阻值约为10的定值电阻、一个滑动变阻器、一个电压表和一个电流表进行实验．  （1）小明连接的电路如图1所示，请你帮他用笔画线代替导线将电压表正确接入电路中；  （2）闭合开关前，小明应将滑动变阻器的滑片P滑到　     　端（选填“A”或“B”）；  （3）闭合开关后，若发现电压表指针向左偏转，说明电压表的　                 　；  （4）正确连接电路后，电流表示数为0.2A，电压表示数如图2所示，待测电阻的阻值为　     　Ω．  8．如图甲是测量灯泡（U额=2.5V）电阻的电路，电源电压为4V．  （1）请将图甲电路连接完整（导线不能交叉）　     　．连接电路时开关应处于　     　状态．  （2）实验中滑动变阻器除了保护电路外，还可以　                 　．  （3）下表是记录部分实验数据，图乙是第一次实验中电流表示数，该示数为　     　A，这5次实验中灯泡电阻的最大值大约为　     　Ω（结果保留2位小数）．  实验次数12345电压2.52.01.51.00.5电流  ▲     　0.220.190.160.109．小明在进行“测量小灯泡的电阻”的实验时，实验室提供的器材有：6V蓄电池、电流表(0～0.6A，0～3A)，电压表(0～3V，0～15V)、滑动变阻器(50Ω、1.5A)、小灯泡正常工作时的电压为2.5V、开关各一个，导线若干。（1）该实验的原理是　     　。   （2）请在下图中把相应的实物电路连接完整，要求：滑片向右移动时灯泡变亮。（3）若闭合开关后，发现灯泡不发光，电流表的示数为零，电压表的示数为6V，产生此故障的原因可能是下列情况中的__________   A．小电灯短路 B．小电灯的灯丝断了    C．电压表的正、负接线柱反接 D．变阻器滑片放在了最小阻值处（4）排除故障后，调节滑动变阻器测得如表中所示的三组数据，则小电灯正常工作时的电阻为　     　Ω。实验次数123电压U/V2.02.52.8电流I/A0.300.360.38（5）小明发现，由表中数据计算可知：小电灯亮度不同时灯丝的电阻不相等。你认为造成这种结果的原因是　                     　10．现有一个电压约为15 V的电源（电压保持不变），一个量程为0~3 V的电压表，四个阻值已知的电阻R1（10 kΩ）、R2（30 Ω）、R3（20 Ω）、R4（10 Ω），两个滑动变阻器RA（0~100 Ω）和RB（0~200 Ω），开关和导线若干。请你帮助小明合理选择器材设计实验，精确测量（见小贴士）约为30 Ω的未知电阻Rx的阻值。要求：故答案为：（1）画出实验电路图；（电路不可重新组合）（2）写出主要的实验步骤和需要测量的物理量；（3）写出待测电阻Rx的数学表达式（用已知量和测量量的字母表示）。11．用“伏安法”测2.5V小灯泡正常发光时的电阻。（1）闭合开关，滑动变阻器的滑片P滑到如图甲所示的位置，电压表的示数如图乙所示，电压表的示数为　     　V。为使小灯泡正常发光，滑片P应向　     　端移动（选填“A”或“B”）。（2）如果滑片P滑到端点位置时，电压表示数仍大于2.5V，应更换滑动变阻器，则更换的滑动变阻器的最大阻值应比原来的滑动变阻器的最大阻值要　     　些（选填“大”或“小”）。12．某中学初三年级课外兴趣小组的同学，按照图甲所示的实物连接图做“测定小灯泡的电阻”实验（小灯泡标有“2.5伏”字样），在实验过程中得到了如表所示的一组U和I数据；实验次序123456灯泡两端的电压U（伏）0.51.01.52.02.53.0通过灯泡的电流I（安）0.180.220.260.30      　0.34灯泡的电阻R（欧姆）2.784.555.766.67      　8.82灯泡发光情况微亮→逐渐变亮（1）在连接电路时开关应处于　     　（选填“闭合”或“断开”）状态。（2）灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，为　     　A。（3）分析比较表格中的数据可以看出，在灯丝中电流逐渐增大的过程中，灯丝的电阻　     　（选填“变大”、“变小”或“不变”），进一步分析表明灯丝的电阻与　     　有关。13．实验过程中，不仅仅要求我们知道如何做实验，更重要的是能够自主的解决实验中的各种问题，在实验中培养学生分析问题和解决问题的能力才是实验教学的主旨所在。在“测量小灯泡电阻”的实验中，聪聪和明明实验小组的同学选用的是2.5V的小灯泡。（1）请用笔画线代替导线将甲图中的未连接部分补充完整。（要求：闭合开关前，将滑动变阻器的滑片置于A端）；（2）聪聪连接电路后，闭合开关发现灯泡不亮且电压表示数为零，于是举手要求更换灯泡。这时同组的明明利用电压表判断出了开路的元件（所有导线均完好），其方法是：拆下电压表，剩余电路如图乙所示，然后将电压表的“+”接线柱接在电源的正极，闭合开关后，将电压表的“-”接线柱依次与图中的C、D、E、F相接，电压表示数如下表所示。电压表“-”接线柱的接点CDEF电压表示数/V0033则电路中发生开路的元件是　           　（选填“开关”、“电流表”、“滑动变阻器”和“灯泡”）。（3）排除故障后，聪聪同学继续进行实验，当灯泡正常发光时电流表示数如图丙所示，则灯泡正常发光时的电阻为　     　Ω。14．小浩同学想测出一学生电源的电压（电源电压不变）和一个定值电阻Rx的阻值．除了待测的电源和电阻，老师还给他提供了如下器材：一小块电流表，一个已知阻值为R0的定值电阻、两个开关、导线若干，请你仅用上述器材帮他设计一个测量电源电压和电阻Rx阻值的实验方案，要求：（1）画出实验电路图（电路组成后不可再拆装、重组）；（2）写出主要实验步骤及所需测量的物理量　                                                                         　；（3）写出电源电压和电阻Rx阻值的数学表达式（用已知量和测量量表示）　                       　。15．如图是“用伏安法测小灯泡电阻”的实验电路，电源电压为3V。（1）在图甲中，请你用笔画线将电压表正确连入电路。（2）某次实验时电压表的示数如图乙所示，读数为 　     　V。（3）小全同学在做实验时发现当电压值改变时，测得小灯泡的阻值也发生变化，这是由于灯丝的 　     　变化造成的。（4）小海在完成和小全同学一样的实验时发现，当他移动滑动变阻器滑片时，电压表示数增大，电流表示数却是减小的。他依据这个现象判断，可能是在连接电路时，他把电压表并联在了　           　的两端。16．                  （1）如图1是伏安法测电阻的电路图，在图中○内填写适当的电表符号，在表旁标“＋”“－”接线柱；（2）上题中电压表、电流表的读数分别如图2甲、乙所示，则导体两端的电压是　     　 V，通过导体的电流是　     　A，此灯泡的电阻是　     　；   （3）在“伏安法测电阻”的实验中：①如图3是某同学连接的实验电路，但电路中有一根导线连接错误，请你在连错的线上打叉并改正过来　     　；②若滑动变阻器滑片向右滑动，则电流表示数将　     　，电压表示数将　     　，待测电阻大小　     　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
答案解析部分1．【答案】（1）P=UI；b（2）小灯泡短路（3）0.75（4）增大（5）>（6）12．【答案】（1）R＝ （2）解：如图所示：  （3）解：如图所示：  （4）连接电路时，开关没有断开；滑动变阻器同时接了下面两个接线柱3．【答案】（1）Rx断路（2）0.24；10（3）；该方案不正确，两种情况下Rx和R0两端的电压不相等4．【答案】（1）（2）B（3）0.3；5（4）减小误差（5）温度；小5．【答案】（1）（2）0.408（3）0.625；增大6．【答案】（1）由分析可知，阻值为R0的定值电阻和开关S串联，然后和未知电阻Rx再组成并联电路，电流表连接在干路中，电路图如图所示：（2）7．【答案】（1）如图所示：  （2）A（3）正负接线柱接反了（4）118．【答案】（1）；断开（2）改变灯泡两端电压（3））0.24；10.429．【答案】（1）R= （2）（3）B（4）6.9（5）灯丝的电阻与温度有关10．【答案】（1）解： （2）解：①断开开关，按电路图连接电路，将滑动变阻器的阻值调到最大值； ②只闭合开关S和S2，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数接近满偏，读出电压表的示数为U1；③保持滑片的位置不动，只闭合开关S和S1，读出电压表的示数为U2。（3）解： 11．【答案】（1）2.7；A（2）大12．【答案】（1）断开（2）0.32（3）变大；温度13．【答案】（1）（2）滑动变阻器（3）8.314．【答案】（1）（2）①闭合S，断开S1，读出此时电流表示数I1；②闭合S及S1，读出此时电流表示数I2（3）U＝I1R0；Rx= 15．【答案】（1）（2）2.4（3）温度（4）滑动变阻器16．【答案】（1）（2）8.5；0.26；32.7Ω（3）；变小；变小；不变