实验08 伏安法测小灯泡（定值电阻电阻）-【实验课试题】2023-2024学年九年级物理全一册教材实验大盘点

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1．【实验目的】
学会用电压表和电流表测量小灯泡（定值电阻）电阻
2．【实验器材】
（1）电源、开关、导线、小灯泡（定值电阻）、电流表、电压表、滑动变阻器。
（2）主要器材作用： ①电压表：测灯泡两端电压。
②电流表：测灯泡的电流。
③滑动变阻器的作用：A保护电路。B改变灯泡两端的电压。
【实验原理】
R=U/I。
【实验电路图和实物图】
5. 【实验步骤】（以测量定值电阻为例）
（1）设计电路图并连接实物电路。
（2）检查无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，测出多组电流表和电压表示数。
（3）断开开关，算出每次电阻值，最后求出电阻的平均值。
6. 【实验表格】
7．【实验结论】
（1）测定值电阻：结果是一个数值（平均值）。
（2）测小灯泡电阻的结论：灯丝电阻随温度的升高而变大。
8．【注意事项】
（1）开关要断开。
（2）电流表串联，电压表并联，选择合适的量程，“正进负出”。
（3） A.滑动变阻器按“上下各一”的原则接入电路。
B.闭合开关前，滑片移到阻值最大处。
1.电路故障分析：
（1）闭合开关，如果电压表无示数，电流表有示数，可能为灯泡（定值电阻）短路。
（2）闭合开关，如果电压表有示数，电流表无示数，可能为灯泡（定值电阻）开路。
2.如何设计实验数据表格：
（1）需要记录至少3次数据。
（2）物理量要带单位。
（3）需设置电阻平均值项目。
3.测量灯泡电阻和测量定值电阻多次测量的目的不同：：
（1）测定值电阻：为了求平均值，减小误差。
（2）测小灯泡电阻：为了得到普遍规律。
4.测量灯泡电阻和测量定值电阻的I-U图像不相同：
（1）定值电阻I-U图像
（1）小灯泡I-U图像
【典例1】在测量标有2.5 V小灯泡电阻的实验中，如图是甲同学连接好的电路.
（1）乙同学发现电路连接有错误，只需更改一根导线即可.请你把接错的那一根导线找出来，并画上“×”，再用笔画线把它改接到正确的位置上.
（2）闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数较大，则电路故障可能是_______.（写出一种可能即可）
（3）排除故障后，甲同学先闭合开关，调节滑动变阻器，使小灯泡正常发光，再调节滑动变阻器使小灯泡两端的电压逐次降低，实验中观察到的现象和测量的数据记录如下表：
当电压表的示数为1.5 V时，电流表的示数如图所示为_______A，则此时小灯泡的电阻约为_______Ω.
（4）最后甲同学用表格中的电阻取平均值作为小灯泡的电阻，乙同学认为这样处理不正确.请你说明理由：______________.
答案：（1）如图所示.
（2）小灯泡断路
（3）0.18；8.3
（4）因为灯丝电阻随温度变化而变化，取平均值没有物理意义
解析：（1）利用“伏安法”测电阻时，电压表应与小灯泡并联，电流表应串联在电路中.
（2）灯泡不亮，电流表无示数，说明电路中某处发生断路；电压表示数较大，说明电压表与电源正、负极之间是通路，则故障原因可能是小灯泡断路.
（3）由题图可知电流表使用的是0~0.6 A量程，分度值为0.02 A，则其示数为0.18 A；此时灯泡的电阻.
（4）由于灯丝电阻随温度变化而变化，即灯泡在不同电压下，灯丝温度不同，灯丝的电阻不同，故求平均值没有物理意义.
【典例2】测量定值电阻阻值的实验如下.
（1）图甲是刚刚接好的实物电路，请指出其中的两处错误或不妥之处：①________，②________.
（2）闭合开关后发现电流表无示数.为查找问题，先将导线1从a点断开，然后依次去接触e点、d点、c点及b点，发现当接触e点、d点时，电流表有示数，则电路故障不可能是________（填符合要求的选项前字母）.
A.开关S断路B.滑动变阻器断路C.电阻R断路
（3）排除电路故障后进行实验，得到如下数据，其中表格内空缺的电流值如图乙所示，则这个电流值为________A.
（4）表格填写完整后，根据表中数据，在图丙中描点并画出这个电阻R的图像.
（5）根据表中数据，测得该定值电阻的阻值约为________Ω（保留两位有效数字）.
答案：（1）①开关未断开；②滑动变阻器阻值未调至最大
（2）C
（3）0.38
（4）如图所示.
（5）4.0
解析：（1）①为了保护电路，连接电路时，开关要断开，题图甲中的开关未断开；②滑动变阻器阻值应调至最大，而题图甲中滑动变阻器的滑片未置于最大阻值处.
（2）闭合开关后发现电流表无示数，电路中可能出现了断路，也可能是电流表被短路.当导线1接触e点、d点时，电流表有示数，说明电路是d到a之间某处发生了断路，则故障可能是滑动变阻器断路或开关S断路；若电阻R断路，导线1接触e点、d点时，电流表依然无示数.故最不可能的是C.
（3）由题图乙可知电流表选用0~0.6 A量程，分度值为0.02 A，则其示数为0.38 A.
（5）由电路图可知，U为电阻两端的电压，电流表示数为通过R的电流，由（4）中作图可知电压表示数与电流表示数成正比，则可知定值电阻的阻值为.
【对点1】实验小组用伏安法测量小灯泡的电阻，连接了如图甲所示的电路，小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压恒定。
（1）实验的原理是_________；
（2）图甲中有一根导线连接错误，请在该导线上打“×”，并用笔重新画一根正确连接的导线__________（导线不得交叉）；
（3）改正错误后，闭合开关，移动滑片至某位置时，电压表的示数为2V，为测量小灯泡正常发光时的电阻，应将滑片P向_________（选填“A”或“B”）端移动；
（4）小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示为__________A。此时小灯泡的电阻是_________Ω（保留1位小数）；
（5）小灯泡的关系如图丙，当小灯泡的两端电压增大时，它的电阻__________（选填“增大”“减小”或“不变”），其原因是灯丝电阻受__________的影响；
（6）小组同学计划用该装置测量某定值电阻阻值时，发现电压表损坏，于是设计了如图丁所示的电路，测出了的阻值。实验步骤如下：
①将滑片移到a端，闭合开关S，读出电流表的示数，记为；
②将滑片移到b端，闭合开关S，读出电流表的示数，记为；
③读出滑动变阻器的最大阻值为R，则=__________（用和R表示）
答案：（1）
（2）
（3）B
（4）0.26；9.6
（5）增大；温度
（6）
解析：（1）实验的原理是；
（2）电压表负接线柱与滑动变阻器左端接线柱这根连线错误，将电压表并联在灯泡两端，如图所示：
（3）改正错误后，闭合开关，移动滑片至某位置时，电压表示数为2V，小于灯泡额定电压2.5V，为测量小灯泡正常发光时电阻，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压规律，应减小变阻器两端的电压，根据分压原理，应减小变阻器接入电路的阻值，故应将滑片向B端移动；
（4）当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.26A，则此时小灯泡的电阻为：；
（5）分析图像丙可知，当小灯泡两端电压增大时，小灯泡的电阻也在增大；当小灯泡两端电压增大时，其实际功率增大，温度也会升高，故导体的电阻与温度有关；
（6）①将滑片移到a端，此电路为的简单电路，闭合开关S，读出电流表的示数，记为，由可得电源电压：（a）；
②将滑片移到b端，此时与R串联，读出电流表的示数，记为；则（b）；
③读出滑动变阻器的最大阻值为R，由（a）（b）两式联立可得，待测电阻的阻值：。
【对点2】小明要测量定值电阻的阻值（约十几欧）.现有器材：电源（6 V）、滑动变阻器、电流表、电压表、开关各一个，导线若干.
（1）他设计并连接了如图甲所示电路，请用笔画线代替导线，将该电路连接完整
（2）电路连好后，闭合开关前，应将滑动变阻器滑片移至最_______端.闭合开关，移动滑片到某一位置，电压表示数如图乙所示，此时两端的电压为_______V.
（3）当小明准备读取电流表示数时，发现两电表示数突然都变为0.他用一根导线检查电路故障，当将该导线两端分别接到接线柱上，发现电流表有示数，电压表示数仍为0；当将该导线两端分别接到接线柱上，发现电压表有示数，电流表示数为0.则由此可以判断故障是_____________________.
（4）小明排除故障后继续实验，却不慎将电流表损坏.小明发现桌上有一根标有长度刻度、总长为20.0 cm、总阻值为10 Ω的均匀电阻丝，还有一根带有鳄鱼夹的导线（如图丙所示）.他查阅资料了解到，均匀电阻丝阻值与长度成正比，经过思考，小明重新设计了如图丁所示的电路（AB为电阻丝，C为鳄鱼夹），继续进行实验.
①根据已知条件判断，电压表量程应选用_____V；
②按照图丁所示电路连接好器材，多次实验测得数据如下表所示：
求出第1次实验时电路中的电流_______A；利用表中所有数据求出待测电阻_______Ω.
答案：如图所示.
解析：滑动变阻器应“一下一上”连入电路中。
（2）答案：左；1.2
解析：电路连好后，闭合开关前，应将滑动变阻器滑片移至阻值最大处，即最左端；闭合开关，移动滑到某一位置，电压表示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值为0.1 V，此时两端的电压为1.2 V。
（3）答案：间断路
解析：当小明准备读取电流表示数时，发现两电表示数突然都变为0，说明电路断路，他用一根导线检查电路故障，当将该导线两端分别接到接线柱上，发现电流表有示数，则说明电流表、滑动变阻器、开关和电源之间是通路；当将该导线两端分别接到接线柱上，发现电压表有示数，说明电源、待测电阻是连通的，电流表示数仍为0，则由此可以判断故障是间断路。
（4）答案：①0~3；②0.4；14
解析：①根据表中电压大小，电压表量程应选用0~3 V；②AC电阻丝与待测电阻串联，电压表测AC两端的电压，第1次实验时AC部分的电阻：。电路中的电流：；待测电阻：；第2次测量，，第2次实验时电路中的电流：，待测电阻：；同理可求出，；为减小误差，取平均值作为测量结果：。
1．（2023江苏连云港）某同学利用如图所示的电路测量一待测电阻的阻值，图中电源电压恒为6V，滑动变阻器的最大阻值为。
（1）正确连接电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移至_______端（选填“A”或“B”）；
（2）实验过程中向左移动滑片P，电压表的示数_______（选填“变大”“变小”或“不变”）；
（3）实验中测量多组电压和电流值的目的是_________；
（4）若为，在保证电路安全的情况下，滑动变阻器连入电路的阻值范围是________。
【答案】（1）A （2）变大 （3）多次测量取平均值减小误差 （4）10~50Ω
【解析】（1）为了保护电路，闭合开关前，应将变阻器的滑片移至阻值最大处，即A端。
（2）实验过程中向左移动滑片P，变阻器接入电路的电阻变小，所以变阻器分压变小，由串联电路电压的规律可知定值电阻两端的电压变大，电压表示数变大。
（3）该实验进行多次测量，求出多组电压与电流值，由欧姆定律求出电阻值，然后求平均值，可以减小误差。
（4）电压表的量程是0~3V，当电压表的示数为3V时，通过电路的电流最大，变阻器连入电路的电阻最小，电路中的电流，由串联电路电压的规律和欧姆定律得到变阻器的最小阻值，滑动变阻器的最大阻值为，滑动变阻器连入电路的最大阻值是50Ω，在保证电路安全的情况下，滑动变阻器连入电路的阻值范围是10~50Ω。
2．（2023湖南衡阳）在“测量小灯泡的电阻”实验中，有如下器材：电压表、电流表、开关、电压为4.5V电源、额定电压为2.5V的小灯泡、标有“30Ω 1A”的滑动变阻器、导线若干。

（1）请用笔画线代替导线，按照图甲所示的电路图将图乙的实物电路连接完整；
（2）连接电路时，开关应___________（选填“断开”或“闭合”）；
（3）甲组同学连接好电路，闭合开关后灯泡发出明亮耀眼的光并很快熄灭。检查后，发现连线正确，请你找出实验中操作不当之处：___________；
（4）乙组同学闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表有示数。接下来应进行的操作是___________（选填字母）；
A．检查电路是否断路 B．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
（5）丙组同学规范操作进行实验，将得到的数据记录在下面的表格中，根据表格中的数据计算出小灯泡正常发光时的电阻为___________Ω（保留一位小数）。他们发现小灯泡电阻发生了变化，其原因是灯丝电阻受___________的影响。
【答案】（1） （2）断开 （3）滑动变阻器的滑片并没有置于阻值最大处 （4）B （5）9.6 温度
【解析】（1）由于滑动变阻器的规格为“30Ω 1A”，即允许通过变阻器的最大电流为1A，因此为了电路安全，电路电流不超过1A，因此电流表应选择小量程与小灯泡串联在电路中
（2）为了保护电路，连接电路时，开关应处于断开状态。
（3）闭合开关后灯泡发出明亮耀眼的光并很快熄灭，说明电路的电流太大，电路的电阻太小，滑动变阻器的滑片并没有置于阻值最大处。
（4）闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表有示数。由于电流表是串联在电路中的，说明电路是通路，因此可能是因为变阻器连入电路的电阻过大，电路中电流过小导致的，因此接下来应进行的操作是移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光，故B符合题意，A不符合题意。
故选B。
（5）由表格数据可知，当小灯泡的两端电压等于额定电压，即2.5V时，通过其的电流为0.26A，根据欧姆定律可得，小灯泡正常发光时的电阻为
由表中数据可知，通过小灯泡的电流随电压的增大而增大，根据P= UI可知，灯泡的实际功率增大，灯丝的温度升高，由此说明灯丝的电阻随温度的变化而变化。
实验序号
电压表示数
电流表示数
电阻
1
2
3
序号
1
2
3
4
5
发光情况
明亮
较亮
较暗
暗
不发光
电压
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
电流
0.22
0.20
0.14
0.12
电阻
11.4
10.0
7.0
4.7
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
0.15
0.23
0.30
0.45
次数
1
2
3
AC长度/cm
4.0
14.0
20.0
电压表示数/V
0.8
2.0
2.4
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.18
0.22
0.24
0.26
电阻R/Ω
5.6
6.8
8.3