初中物理中考复习 专题28 伏安法测小灯泡电阻的实验题（解析版）

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专题28 伏安法测小灯泡电阻的实验题
抓住考点学





伏安法测电阻实验需要学通的基础知识








1．原理：欧姆定律I=U/R
2．滑动变阻器的作用：
①保护电路；
②改变电阻（或灯泡）两端的电压和通过电阻的电流。
3.电压表量程的选择：看电源电压
4.电流表的量程选择：
I=U/R最小值 （定值电阻）
I=P额/U额
5.滑动变阻器规格选取：
（1）看电流；
（2）计算电阻：R滑=（U-U额）/I额。
6.使小灯泡正常发光的操作：移动滑动变阻器使电压表示数等于小灯泡额定电压。
7.注意：此次实验分两类：一是测定值电阻的阻值，它需要求平均值，因为多次多次测量求平均值，减小实验误差。二是测小灯泡阻值，它不需求平均值，因为灯丝电阻随温度变化而变化，求平均值失去意义。
8.测量结果偏小是因为：有部分电流通过电压表，电流表的示数大于实际通过Rx电流。根据Rx=U/I电阻偏小。
根据考点考





【例题1】（2020天津）某同学在“测量小灯泡电阻”的实验中，设计了如图甲所示的电路图．小灯泡上标有“2.5V 0.3A”字样，电源电压为3V．

请完成下列回答．
（1）根据电路图，在图乙中用笔画线代替导线连接实物图．
（2）某次测量，电流表与电压表的示数如图所示，计算此时小灯泡灯丝的电阻值为　　．

【答案】（1）见解析；（2）8Ω．
【解析】（1）灯泡的额定电压为2.5V，电压表选择0～3V量程．
灯泡的额定电流为0.3A，电流表选择0～0.6A量程．
电流从电压表和电流表的正接线柱流入，从负接线柱流出．
滑动变阻器选择一上一下接线柱，实物图和电路图中一样都接左半段．
按照电路图，从电源的正极出发，按照电流方向，依次串联开关、滑动变阻器、灯泡、电流表到电源的负极，电压表并联在灯泡两端．如图．

（2）电流表使用的0～0.6A量程，每一个大格代表0.2A，每一个小格代表0.02A，电流为0.2A．
电压表使用的0～3V量程，每一个大格代表1V，每一个小格代表0.1V，电压为1.6V．
R===8Ω．
【例题2】（2020山东聊城）小明做“测量小灯泡的电阻”实验时，使用的小灯泡额定电压为2.5V，电源电压为3V。小明现已连接了部分电路，如图甲所示。

(1)在已连接的电路中，有一不当之处是______；
(2)请用笔画线代答导线。将图甲中的电路连接完整；______
(3)当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，电流大小为______A。小灯泡正常发光时的电阻为______Ω（电阻的计算结果保留一位小数）；
(4)小明的实验记录和有关计算如下表所示。从表格设计看，小明计划把四次电阻的平均值作为小灯泡的电阻值。他认为这样可以减小误差。你认为小明的做法是______（选填“正确”或“错误”）的。从表中数据看，不同电压下小灯泡的电阻值不同，这是灯丝电阻______影响导致的。
实验序号
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电阻平均值R/Ω
1
2.5



2
2.1
0.26
8.1
3
1.7
0.24
7.1
4
1.3
0.21
6.2
【答案】 (1) 开关闭合 (2) (3) 0.28 8.9 (4) 错误 温度
【解析】(1)连接电路时，为了保护电路，开关要断开，图甲中开关是闭合的，是错误的。
(2)电压表和灯泡并联，如图所示：

(3)电流表的示数如图乙所示，选择小量程，分度值是0.02A，电流大小为0.28A。
灯泡正常发光时的电阻为
R=≈8.9Ω
(4)由表中数据可知，不同电压下小灯泡的电阻值不同，由于灯丝的电阻与温度有关，所以不能将四次电阻的平均值作为小灯泡的电阻值，小明的做法是错误的。
结合考点练





1.（2020安徽）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________。
【答案】 (1) (2) 0.28 (3) 降低 (4) 小
【解析】(1)灯泡电阻约10Ω，灯泡正常发光时的电流是

电流表选量程，把开关、滑动变阻器、电流表串联接入电路，所求画图如下

(2)如图C，电流表分度值是0.02A，电流表读数0.28A。
(3)小灯泡两端实际电压减小，实际功率降低，亮度变暗，温度降低。
(4)由表格数据可知，小灯泡两端实际电压减小，实际功率降低，亮度变暗，温度降低。灯丝电阻受温度影响，温度降低，电阻减小。
2.（2020新疆兵团）在测量小灯泡的电阻实验中，有两个规格相同的小灯泡，将其中一个小灯泡接入测量电路，通过实验得到的实验数据如下列表格所示。将另一个小灯泡的玻璃罩敲碎，把保存完好的灯丝接入测量电路，并将灯丝浸没在常温纯净水中，通过实验得到灯丝的I-U图像如图所示：
U / V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
I / A
0.10
0.18
0.23
0.26
0.28
0.30


(1)请画出测量小灯泡的电阻的电路图；
(2)在测量灯丝的电阻时，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应调到阻值_________（填“最大”或“最小”）处；将灯丝浸没在常温纯净水中，且每次测量时，电表指针稳定后立即读数并断开开关，目的是为了控制灯丝的_________不变；
(3)小灯泡两端的电压为3V时的电阻是常温时小灯泡电阻的_______倍；某一手电筒的小灯泡与上述实验中的小灯泡相同，手电筒的开关闭合后小灯泡的电功率_______（填字母代号）。
A.一直增大 B.一直减小 C.先增大后不变 D.先减小后不变
【答案】 (1) (2) 最大 温度 (3) 10 C
【解析】(1)采用伏安法测小灯泡电阻，滑动变阻器与待测灯泡串联在电路，电压表测量小灯泡两端电压，电路图如图所示：
。
(2)在测量灯丝的电阻时，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应调到阻值最大处，保障实验安全。
由于温度对灯丝电阻有较大影响，故每次测量时，电表指针稳定后立即读数并断开开关，目的是为了控制灯丝的温度不变。
(3)根据灯丝I-U图像可知，常温时小灯泡电阻为

而由表中数据可知，小灯泡两端的电压为3V时的电阻是10W，故是常温时小灯泡电阻的10倍。
由图表可知，若某一手电筒的小灯泡与上述实验中的小灯泡相同，手电筒的开关闭合后小灯泡的电功率先增大，之后再保持不变。故选C。

3.（2020海南）用如图甲所示的电路测量定值电阻Rx的阻值，测量数据记录如下∶
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.16

0.24
电阻R/Ω
9.4

104


(1)第2次测量时，电流表示数如图乙所示，为____A，对应的电阻值为____Ω｡
(2)根据三次实验数据可得定值电阻Rx=____Ω（结果保留一位小数）｡
(3)实验时，闭合开关，发现电流表和电压表指针都不偏转｡用一根导线在图甲中先后连接接线柱B与C､C与D时，电压表和电流表示数都为0，连接接线柱D与E时，电压表和电流表指针明显偏转，则电路的故障是____｡
(4)如果没有电压表，电源电压未知，可以用最大阻值为R的滑动变阻器，和如图丙所示电路，来测量电阻Rx的阻值｡闭合开关后，滑动变阻器滑片在最左端时，电流表示数为I1；滑动变阻器滑片在最右端时，电流表示数为I2，则电阻Rx=____｡（用相关物理量的符号表示）
【答案】 (1) 0.2 10 (2)9.9 (3)滑动变阻器断路 (4)
【解析】(1)由图乙知道，电流表选用小量程，分度值为0.02A，其示数为0.20A。
由欧姆定律知道，第2次测量时对应的电阻值
(2)为减小误差，取平均值作为测量结果，根据三次实验数据知道，定值电阻Rx的阻值为

(3)闭合开关，发现电流表和电压表指针都不偏转,即示数均为零，可以判断电路是断路，由于电压表示数也为零，说明断路部分在电压表并联以外地方，又因为连接接线柱B与C､C与D时，电压表和电流表示数都为0，而连接接线柱D与E时，电压表和电流表指针明显偏转，说明电路的故障是滑动变阻器断路。
(4)P移至最左端，滑动变阻器全连入，R和Rx串联，根据欧姆定律知道
U=I1（R+Rx）----①
P移至最右端，滑动变阻器连入电阻为0，电路中只有Rx，根据欧姆定律知道
U=I2Rx-----②
电源电压不变，由①②得

4.（2020湖北荆门）学习了“电阻的测量”后，小华同学设想将电流表改装成可直接测量电阻的仪表，并设计了如图甲所示的电路，M、N是连接待测电阻的接线柱。电流表选定量程为0.6A，电源电压为6V。

(1)闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于______（选填“A”或“B”）端；
(2)将M、N直接用导线相连，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表满偏（示数为0.6A），此时滑动变阻器接入电路的阻值为______Ω， 此后保持滑片P的位置不变；
(3)在M、N之间接入一个电阻，电流表的指针位置如图乙所示，则电流的大小为______A，接入电阻的阻值为______Ω；
(4) 综上可知，若通过电流表的电流为I，M、N之间接入电阻的阻值表达式为R=______（用题目给定量、计算已得量表示，不标注单位）。依据R与I的对应关系，将电流表表盘上的刻度对应改为M、N之间所接电阻的阻值，从而完成将电流表改装成直接测量电阻的仪表。将电流表改装成直接测量电阻的仪表后，仪表盘上的刻度是______（选填 “均匀”或“不均匀”）的。
【答案】 (1) B (2) 10 (3) 0.1 50 (4) 不均匀
【解析】
(1)为了保护电路，闭合开关前，滑片P应置于滑动变阻器阻值最大处，由图甲可知，滑片P应置于B端。
(2)电源电压6V，将M、N直接用导线相连，电流表示数0.6A，根据欧姆定律可得，此时滑动变阻器阻值

(3)如乙图，电流表接小量程，分度值是0.02A，此时电流表读数0.1A。
在M、N之间接入一个电阻，此时滑动变阻器和这个电阻串联，电流表测电路电流，根据串联电路电流规律，滑动变阻器和电阻电流相等，即
则此时滑动变阻器分压，由得

根据串联电路电压规律，电阻两端的电压
则电阻的阻值，由得

(4)若通过电流表的电流为I，则此时电路总电阻

根据串联电路电阻特点，可得
则电阻阻值

因为电流表指针的偏转角度与电流成正比，将电流表改装成直接测量电阻的仪表后，根据，电压U恒定，电流I与测量电阻R成反比，也就是指针偏转角度大小与所测电阻成反比，所以仪表盘上的刻度是不均匀的。
5.图甲为伏安法测电阻的实验电路图。

（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于________（选填“a”或“b”）端；
（2）小亮同学用完好的器材按图甲正确连接好电路，“试触”时，发现电流表的指针偏转很小；移动滑动变阻器的滑片，发现指针偏转仍然较小。产生该现象的原因可能是：________；
（3）电路调试完成后，某次实验中电压表和电流表示数如图乙和丙，则此时被测电阻两端的电压为________V，该电阻的阻值为________Ω。
【答案】 （1）a（2）电流表量程过大（3）2.4；10
【解析】（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处的a端；（2）小亮同学用完好的器材按图甲正确连接好电路，“试触”时，发现电流表的指针偏转很小；移动滑动变阻器的滑片，发现指针偏转仍然较小，故排除了电路中电阻过大的可能，故产生该现象的原因可能是：电流表量程过大；（3）电路调试完成后，某次实验中电压表和电流表示数如图乙和丙，电压表选用小量程，分度值为则0.1V，此时被测电阻两端的电压为2.4V，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.24A，由欧姆定律，该电阻的阻值为：
R＝U/I＝2.4V/0.24A＝10Ω。
6.在做“伏安法测量定值电阻”的实验中，小明同学设计了如图甲所示的电路，请你完成下列问题.

（1）该实验的原理是 .
（2）连接电路时，应将开关断开；闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑到最 端（填“左”或“右”）.
（3）连接完电路后，闭合开关，无论怎样移动滑片，电流表指针均无偏转，电压表的指针有明显的偏转，这可能是由于 断路造成的.
（4）调节滑动变阻器，把测量的几组数据描成如图乙的图象，则该电阻的阻值R=____Ω.
（5）完成上述实验后，小明还想测量一段电炉丝的电阻Rx，可是在连接电路时，发现电流表和滑动变阻器都已损坏，于是小明就利用刚才已测得的定值电阻R，重新设计并连接了如图所示的电路。电源电压未知且恒定不变。

请把下列实验步骤补充完整：
①只闭合开关S1，________________________；
②________________________________________．
电阻表达式：Rx=______________．
【答案】（1）R=U/I或欧姆定律（2）右（3）电阻R （4）3 （5）实验步骤：①读出电压表的示数为U1；②再闭合开关S2，读出电压表的示数为U2；电阻Rx表达式：
Rx=（U2-U1）R/U1或者Rx= 3（U2-U1）/U1
【解析】（1）该实验的原理是R=U/I；
（2）在连接电路时，开关必须断开；在开关闭合前，保护电路的滑动变阻器处于最大阻值的右端；
（3）连接完电路后，闭合开关，无论怎样移动滑片，电流表指针均无偏转，电压表的指针有明显的偏转，这可能是由于定值电阻断路造成的；
（4）由图乙可知：当电压为U=1.8V时，电流为I=0.6A，
所以定值电阻的阻值为R=U/I=1.8V/0.6A=3Ω；
（5） 实验步骤：①只闭合开关S1，读出电压表的示数U1；②只闭合开关S2，读出电压表的示数U2．
电路电流为I= U1/R
7.某物理兴趣小组利用图甲所示实验电路图同时测量电源电压U0的大小和电阻Rx的阻值，电源电压U0约为2V～3V，Rx的阻值约为6Ω～7Ω．实验室提供如下器材：导线若干、开关、电流表（量程0～0.6A，0～3A）、电压表（量程0～3V，0～15V）、滑动变阻器R（最大阻值为30Ω）。请你思考完成下列问题：

（1）按照图甲用笔画线代替导线，连接好图乙中的实物图。
（2）用物理量U0、Rx、电流表的示数I写出表示电压表示数U大小的关系式：U= 。
（3）①正确连接电路后，闭合开关前应使滑动变阻器连入电路的阻值为 （选填“最大”或“零”）；
②移动滑动变阻器的滑片，读出4组电流表和电压表示数，分别以电流表的示数I和电压表的示数U为横坐标和纵坐标，在坐标纸上描点，把这4个点连接起来大致为一条直线（并虚线延长到纵轴），如图丙所示。从图丙中信息可求得：电源电压U0= V，电阻Rx= Ω。
【答案】（1）如图所示。

（2）U0﹣IRx； （3）①最大； ②3； 6。
【解析】（1）连接实物图时，需要注意和电路图一一对应，另外是电压表和电流表的连接一定要注意正负接线柱；
（2）已知电源电压U0，电阻Rx和滑动变阻器串联，电路中电流为I，
电压表测量滑动变阻器的电压，由串联电路的电压特点和欧姆定律；
电压表的示数：U=U0﹣Ux=U0﹣IRx；
（3）①为了保护电路，闭合开关前应使滑动变阻器连入电路的阻值为最大值；
②电阻Rx和滑动变阻器串联，根据欧姆定律可得，
U0=U+IRx； U0=2.4V+0.1A×Rx；Ⅰ
U0=1.8V+0.2A×Rx；Ⅱ
由Ⅰ、Ⅱ可得，U0=3V；Rx=6Ω。
8.现有两节新的干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。在利用“伏安法”测量定值电阻R1阻值的实验中：

（1）请你按图甲所示的电路图，以笔画划线代替导线，将图乙中的电路连接完整。
（2）实验前为了保护电路，滑动变阻器的滑片应置于 端（选填“A”或“B“）；
（3）闭合开关，无论怎样栘动滑片P，发现电流表始终无示数，电压表有示数，其原因可能是 （填符号）
A．滑动变阻器断路 B．Rx断路 C．Rx短路
（4）排除故障后，当电压表示数为2.7V时，电流表示数如图丙所示，则通过Rx的电流大小为 。它的阻值是 Ω。
（5）本实验要多次测量取平均值，是为了 。
【答案】（1）见解析；（2）B；（3）B；（4）0.3A；9；（5）减小误差
【解析】（1）滑动变阻器下面的接线柱已经选择，上面选择哪一个都行，如下图；
；
（2）实验前，为保护电路，应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处，结合实物图可知，滑片应滑到B端；
（3）闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现电流表无示数，说明电路有地方发生断路；
电压表有示数，说明电阻Rx断路；故B 正确。
（4）电流表量程为0～0.6A，指针指在0.3A，故电流为0.3A，
则定值电阻的阻值：Rx=U/I=2.7V/0.3A=9Ω；
（5）本实验要多次测量取平均值，是为了减小误差。
9.现有一个电压约为36V的电源（电压保持不变），一个量程为0-1A的电流表，三个阻值已知的电阻R1（20Ω）、R2（30Ω）、R3（10kΩ），开关和导线若干。请合理选择器材设计实验，比较精确地测出约为10Ω的未知电阻Rx的阻值。要求：
（1）画出实验电路图；
（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（用已知量和测量量表示）。
【答案】见解析。
【解析】（1）将R1、R2和待测电阻串联起来，S控制整个电路，开关S1与R1并联，开关S2与RX并联，如下所示：

（2）①只闭合S、S2，记下电流表示数I1，②只闭合S、S1，记下电流表示数I2；
（3）在①中，R1、R2串联，由电阻的串联和欧姆定律，电源电压：
U=I1（R1+R2）=I1×50Ω；
在②中R2与待测电阻串联，因电源电压不变，由电阻的串联和欧姆定律：
RX=UI2-R2=I1×50ΩI2-30Ω。
10．现有一个阻值为20Ω的定值电阻R0，一个电压约为15V的电源，一个量程为0～1A的电流表，一个单刀双掷开关及导线若干．请你利用上述器材设计实验，测出约为10Ω的未知电阻Rx的阻值．要求：
（1）画出实验电路图；
（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（用已知量和测量量表示）．

【答案】（1）见解析；
（2）①按上图连接电路；
②将开关的刀掷向1，记下电流表的示数I1；
③将开关的刀掷向2，记下电流表的示数I2；
（3） RX=R0．
【解析】（1）将电流表和已知电阻串联在干路上，将待测电路接在一个支路上，如下所示：

（2）①按上图连接电路；
②将开关的刀掷向1，记下电流表的示数I1；
③将开关的刀掷向2，记下电流表的示数I2；
（3）在②中，由欧姆定律的变形公式，电源电压U=I1R0；
在③中，两电阻串联，电流表测电路中的电流，由欧姆定律的变形公式，电路的总电阻：
R==，根据电阻的串联，待测电阻的电阻：
RX=R﹣R0=﹣R0=R0．
11.小敏用图甲所示电路来测定某定值电阻的阻值
实验次数
U/v
I/A
R/Ω
1
2.0
0.20
10.0
2
2.5


3
2.9
0.28
10.4
（1）闭合开关前，要将滑动变阻器滑片滑到　　（选填“A”或“B”）端
（2）闭合开关后，发现只有一只电表的指针发生偏转，请结合图甲电路分析产生此现象的原因是　 　。
（3）排除故障后，进行三次实验，测得数据如上表。表中第二次实验的电流可从图乙中读取，根据这三次测得的数据求得此电阻的阻值为　 　欧（保留一位小数）
（4）下列实验电路图丙中，也能够得出定值电阻Rx阻值的电路有　 　。

【答案】（1）A；（2）电压表和电流表的位置互换了；（3）10.3；（4）ACD。
【解析】（1）为了保护电路，闭合开关前滑片在阻值最大处即A端；
（2）由电路图知：电压表串联在电路中，电流表并联在电路中，由于电压表的电阻很大串联在电路中相当于断路，电路中没有电流，电流表示数为零
电压表与电源两端相连，有示数；
（3）图乙中电流表的量程为0﹣0.6A，分度值为0.02A，示数为0.22A，
此时的电阻R2==≈10.4Ω；
三次的平均电阻为：R==≈10.3Ω；
（4）A．两电阻串联，电压表测电源电压示数为U，电流表测量总电流示数为I，总电阻为U/I，Rx的阻值为Rx=U/I﹣R0，故A可以测出Rx的阻值，故不A正确；
B、两电阻并联，电压表测电源电压示数为U，电流表测量R的电流示数为I，
已知R的电阻，根据U=IR算出R两端的电压也就是电源电压，无法知电流，不能测出电阻，故B错误；
C、两电阻并联，上面的电流表测量干路的总电流示数I，下面的电流表测量电阻R的电流示数为I1，
已知R的电阻和电流，根据欧姆定律求出R的电压U=I1R，Rx的电流Ix=I﹣I1，则Rx==，故C正确；
D、 两电阻串联，分别利用电流表测出滑片位于最大阻值处和0Ω时电路中的电流分别为I1和I2，根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可求出Rx的阻值，故D正确。故选ACD。
12.（2020上海）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）
【答案】(1)滑动变阻器 (2)4.5 (3)10.6 (4)不能；由实验序号1中数据可得，

因此，所用滑动变阻器的规格不能为“10欧 2安"。
【解析】①待测电阻与滑动变阻器串联，电流表测电路电流，当电流变大时，根据可知，待测电阻的电压变大，由串联电路分压定律可知，滑动变阻器电阻变小，根据表一中数据可知电压表并联在滑动变阻器两端了。
②由实验序号3可算出待测电阻为

由实验序号2可算出此时滑动变阻器接入电阻为

此时电路总电阻为
根据欧姆定律可得电源电压约为
③电源电压为4.5V，滑动变阻器电压为2.6V，因此待测电阻电压为

待测电阻

④由实验序号1中数据可得

因此，所用滑动变阻器的规格不能为“10欧 2安"。