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．图甲是测量未知电阻 Rx 的实验电路，电源两端电压不变，定值电阻 R0=10Ω。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、S1，读出并记录电压表示数 U1；
② ，读出并记录电压表示数 U2（电压表的示数 U2如图乙所示）；
③计算 Rx 的阻值。
（2）根据实验数据和已知条件，请将表中①②位置的数据补充完整 ； 。
U1/V U2/V Rx/W
3 ① ②
2．小亮用“伏安法”测小灯泡的电阻，小灯泡额定电压2.5V，电源电压4.5V．
（1）小亮同学在连接该处的实物图的时候有一根连接错误，请你帮他找出在错误的连线上面打“×”并画出正确的连线．
（2）在连接电路时，开关应 ，滑动变阻器滑片P应位于 （选填“左”或“右”）端．
（3）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表的示数为2.4V时，电流表示数如图乙所示，此时小灯泡的电阻约为 Ω；他把多次测量的电流值和电压值绘制出I﹣U图像是一条曲线，原因是 ．
3．在做“测量小灯泡的电阻”的实验时，小明选用了电压为6V的电源，额定电压为3.8V的小灯泡和其它合适的器材，并连接了部分实验电路，如图所示：
（1）为了完成实验，请你帮他用笔画线代替导线将电路连接完整（要求导线不能交叉，滑动变阻器的滑片向右移动时电流表示数变小）
（2）电路连接好后，在闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移到 （选填“A端”或“B端”）；
（3）当闭合开关，移动滑动变阻器的滑片时，灯丝突然烧断，此时电压表的示数 （选填“变大”、“变小”或“不变”）．
（4）换相同规格的灯泡，重新实验并记录数据如下表：
电压/V 2.0 2.5 2.8 3.0 3.2 3.5
电流/A 0.40 0.48 0.53 0.56 0.58 0.61
电阻/Ω 5.0 5.2 5.3 5.4 5.5 5.7
平均电阻/Ω 5.4
根据实验数据，小明确定平均电阻就是小灯泡的电阻，你认为这种做法合理吗？ （选填“合理“或“不合理“），你的理由是 ．
（5）小明还想利用现有的实验器材测量小灯泡的额定功率，但此时电压表0﹣15V量程突然损坏，而0﹣3V量程完好．请你在不增减器材的情况下，帮他设计测量小灯泡额定功率的实验．要求写出必要的实验步骤，用字母（或数值）记录所测得的物理量并写出小灯泡额定功率的表达式．
实验步骤：
小灯泡额定功率的表达式： ．
4．小紫在做“测电阻”的实验时，意外发现用电器的电压之和小于电源电压，于是小紫便大胆作出猜想：干电池内部有电阻，分去了部分电压。如虚线框所示，干电池等同于一个无电阻的理想电源与电阻r串联。为了验证自己的猜想是否正确，小紫利用三节干电池、定值电阻（R0=4Ω）、滑动变阻器（4Ω
1A）、电流表，开关、导线若干（忽略导线的电阻），测量干电池的内阻。
（1）根据小紫设计的电路图将实物图连接完整；
（2）闭合开关后，小紫发现无论怎样移动滑片，电流表有示数但示数不变，原因是 ；
（3）解决电路故障后，小紫先后将滑片移至a端和b端，电流表的读数分别如图（a）（b）所示，则干电池的电阻为 Ω；
（4）实际生活中，导线也有电阻，则小紫的测量值比真实值 （“偏大”“不变”或“偏小”）。
5．程新同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电压U和未知电阻Rx的阻值．已知定值电阻的阻值为R0、电源两端电压保持不变．请完成下列问题：
（1）根据甲中电路图，用黑色签字笔画线代替导线，将乙中的实物图补充完整．
（2）电路正确连接后，当开关S、S1闭合，S2断开时，电流表示数为I1；则电源的电压U= ．
（3）当开关S、S2闭合，S1断开时，电流表示数为I2；则待测电阻Rx= ．
（4）不改变甲图所示的电路，若开关S1始终处于断开状态，仅对开关S、S2进行操作 （选填“仍能”或“不能”）测量电源电压和未知电阻Rx的阻值．
6．实验室提供了如下的器材：一个待测的阻值未知的定值电阻Rx（阻值在5Ω~10Ω之间），两端输出电压恒为3V的电源一个，量程为0~0.6A和0~3A的电流表一块，量程为0~3V和0~15V的电压表一块，阻值为0~10Ω的滑动变阻器一个，开关一个，导线若干。
（1）要求实验中能进行多次测量取平均值，以减小测量的误差。请在虚线框内画出用所给器材测量Rx电阻值的实验电路图
（2）实验中电压表应选择0~ V的量程。
7．小东用伏安法测定值电阻R的阻值。
（1）图甲所示，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于最 （选填“左”或“右”）端；
（2）闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，当电流表的示数为1A时，电压表的示数如图乙所示，则待测电阻R两端的电压为 V，阻值为 Ω；
（3）接下来，小东又多次改变电阻R两端的电压，并测量了电压及相应的电流值，其目的是为了 ；
（4）请你画出本实验所需的数据记录表。
8．小徐做“用电流表、电压表测电阻”实验，现有电源（电压为6伏且保持不变）、待测电阻Rx、电流表、电压表、滑动变阻器、电键及导线若干，所有元件均完好．他连接电路进行实验，闭合电键后，在移动变阻器滑片的过程中，发现电流表示数的变化范围为0.10～0.56安，电压表示数的变化范围为0伏～5伏；当移动变阻器滑片到某个位置时，电压表、电流表的示数分别如图1（a）、（b）所示．
（1）请在方框内画出该同学的实验电路图（图请画到答题卡上的图2方框中）．
（2）请将表填写完整．（计算电阻时，精确到0.1欧）（请填到答题卡上的表格中）．
物理量 实验序号 电压UX （伏） 电流IX （安） 电阻RX （欧）
1
2
3
9．同学们要测量电阻Rx的阻值（其阻值约为1kΩ），实验室能提供的器材有：电压保持不变的电源（约为9V），滑动变阻器R（100Ω 2A），电流表（量程为0～0.6A，分度值为0.02A）、电压表（量程为0～3V，分度值为0.1V）各一块，开关S1、S2 两只，导线若干．请你用上述器材设计方案测出未知电阻RX的阻值．要求：
（1）在虚线框内画出实验电路图（在一个电路中完成测量，不许重组电路）；
（2）写出实验步骤；
（3）写出计算RX的表达式（用已知量和测量量来表示）．
10．实验室提供如下器材：学生电源、电流表、电压表各一只，阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个，未知电阻Rx一个，标有“50Ω1A”的滑动变阻器一个，开关、导线若干。
（1）请根据图甲的电路图将乙中实物图连接完整，要求滑片P向D端移动时电流变大。
（2）在连接电路过程中，开关应处于 状态（填“断开”或“闭合”）。
（3）闭合开关S后，移动滑片P，发现电压表有示数，电流表无示数，故障可能是定值电阻R （填“开路”或“短路”）。
（4）故障排除后，小南在“保持电压不变时，研究电流随电阻的变化”实验中，测5Ω电阻中的电流后，将其更换为10Ω电阻，闭合开关，接下来他应向 （选填“左” 或“右”）移动滑动变阻器的滑片。
（5）小南分别将五个已知阻值的定值电阻接入电路，并利用收集的数据，作出图丙的I-R图象。图中阴影部分面积表示的是 表测量的物理量。
（6）小南测未知电阻Rx的阻值时，发现电流表已损坏。他用一根导线替换电路中的电流表后，也测出Rx的阻值。请将实验步骤补充完整：
①按照电路图连接好电路。
②将滑片P移至阻值最大处，闭合开关S，读出电压表的示数U1。
③ ，读出电压表的示数U2。
④请根据滑动变阻器最大阻值R'和所测量的物理量，写出该电阻Rx的表达式Rx=
11．如图甲，是小凯连接的测量标有电压为2.5V 的某小灯泡电阻的实验电路，图中的①～⑤是部分导线的序号，A～N是部分接线柱的编号．
（1）只改接图中的一根导线，就能改正电路中的连接错误．请简述你的改正方法：
（2）检查电路无误后，闭合开关，移动滑片，使电压表的示数为2.5V，电流表读数如图乙，示数是 A，小灯泡正常发光，此时灯丝的电阻为 Ω．向 （选填“左”或“右”）移动滑动变阻器滑片，灯泡两端电压逐次下降，灯丝温度也不断降低，测量数据如表．
实验次数 1 2 3 4 5 6
发光情况 明亮 较亮 不很亮 较暗 微光 熄灭
电压U/V 2.5 2.1 1.7 1.3 0.9 0.5
电流I/A 0.26 0.24 0.21 0.19 0.16
电阻R/Ω 8.1 7.1 6.2 4.7 3.1
（3）对比不同电压下小灯泡的阻值，把你的发现写成具有概括性的一句话：
12．小明同学用“伏安法”测额定电压为2.5V的小灯泡的电阻.实验电路如图甲所示。
（1）请用笔画线代替导线，在图甲中完成实物电路的连接（要求：滑动变阻器的滑片P向右移动时，小灯泡变暗）；
（2）连接好电路，闭合开关S，小明发现电压表有示数，电流表无示数，移动滑片P，两电表示数均无变化，则电路故障可能为 ；
（3）小明排除故障后继续实验，闭合开关S。移动滑动变阻器的滑片P。当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，为 A，此时小灯泡的电阻约为 Ω（计算结果保留一位小数）；
（4）小明 （选填“能”或“不能”）用本次实验的器材探究电流与电压的关系。
13．小明同学在“伏安法测电阻”的实验中：
（1）在连接电路时，开关S应处于 的状态，滑动变阻器的滑片P应放在电阻最 的位置。
（2）小明同学连接了如图甲的电路，闭合开关，电流表 示数，电压表 示数。（两空均选填“有”或“无”）
（3）他仔细检查电路，发现有一根导线连接错误，请你在答图甲中错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的一根连接导线。
（4）正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，当电压表的示数为2V时，观察到电流表示数如图乙所示，他记下数据并算出电阻R的阻值为 Ω。
（5）同组小斌同学继续向 （选填“A“或“B”）端移动滑片P，适当增大电阻R两端的电压，并进行了多次测量计算电阻的平均值从而减小实验误差。
14．在测量小灯泡的电阻的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）小明按图甲连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不发光，但电流表有示数，接下来的操作应该是_________；
A．更换小灯泡
B．检查开关是否有接触不良
C．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
（2）小明调节滑动变阻器滑片使电压表示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，则灯泡的额定功率为 W；
（3）接着调节滑动变阻器滑片，让电压逐次下调，使灯丝温度不断降低，小灯泡变暗直至完全不发光，测量数据如下表所示。
实验次数 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
0.26 0.24 0.21 0.19 0.16 0.05
综合分析可知，实验中滑动变阻器的滑片逐渐向 （选填“左”或“右”）端滑动，随着灯丝温度降低，小灯泡的电阻值变 （选填“大”或“小”）。实验结束后 （选题“应该”或“不能”）求出灯泡电阻的平均值。
（4）小明还设计了如图丙所示的电路，测出另一小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器R1的最大阻值为R0，小灯泡的额定电压为U额。请完成下列实验步骤：
①闭合开关S，S1，调节R1的滑片，使电压表的示数为U额；
②接着保持变阻器 的滑片位置不动，断开 闭合 ，移动变阻器 使电压表示数不变；
③调节R1的滑片调至最左端，记下电压表示数U1；将R1的滑片调至最右端，记下电压表示数为U2，小灯泡额定功率的表达式：P= （用R0、U额、U1、U2表示）。
15．在测量阻值约为5Ω的定值电阻Rx的实验中，电源电压保持3V不变，小明和小亮用图甲所示的器材进行实验。
乙
甲
（1）用笔画线代替导线完成图甲的实物电路连接。
（2）小明把最后一根导线连接完毕后，看到电压表和电流表立即都有较大示数，他在实验操作中的两处错误是 和 。
（3）改正错误后，小明改变Rx两端的电压和电流，三次测得的电阻值分别为R1＝5.1Ω，R2＝5.3Ω，R3＝5.2Ω，则实验测得值应为Rx＝ Ω。
（4）在某次实验时，电压表因出现故障而不能使用，小亮用原有的电流表、滑动变阻器，增添一个定值电阻R0和一个单刀双掷开关，设计了如图乙所示的电路。测量时，闭合S1，将S2拨到1，电流表的示数为I1；将S2拨到2，电流表的示数为I2，小亮说待测电阻Rx＝ ，小明认真分析电路后发现小亮的设计不合理，原因是：开关由1拨到2后， 。
（5）实验前，老师提醒同学们，加在电阻上的电压不宜过大而且时间不宜过长，这样做的目的是 。
16．如下图所示是测量小灯泡的电阻所用的器材，已知小灯泡的额定电压是3.8V。
（1）请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整，要求导线不能交叉。
（2）连接电路时，开关应 ，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移动到 端（填“左”或“右”）。
（3）进行实验时，闭合开关后，发现小灯泡不亮，电压表的示数接近4.5V，然后反复移动滑动变阻器的滑片P，电压表的示数不变。由此可见，发生故障的原因可能是 。
（4）排除故障后，先后让滑动变阻器的滑片P在不同位置上做了三次实验，前两组数据如表格中所示，最后一组数据如图所示，电流表示数为 A，电压表示数为 V，此时小灯泡电阻为 Ω。
（5）得出三组数据后，并根据每组数据正确计算出三个相应的电阻值，比较发现它们之间有较大差异，你认为产生这种差异的原因是 。
答案解析部分
1．【答案】（1）只闭合开关 S、S2
（2）2；20
2．【答案】（1）解：由图可知，滑动变阻器与灯泡并联了，电压表串联在电路中了，应将滑动变阻器与灯泡串联，电压表应并联在小灯泡两端；将电流表负接线柱的导线与灯泡右端相连的导线去掉，将灯泡右端接线柱与电压表的负接线柱相连；如下图所示：
（2）断开；左
（3）10；灯丝电阻受温度影响
3．【答案】（1）解：如图所示:
（2）B
（3）变大
（4）不合理；灯丝的电阻受温度影响，小灯泡的灯丝温度不同，电阻也不相同；
（5）将电压表并联在变阻器的两端，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为2.2V，记下此时电流表的示数I；P额=3.8V×I
4．【答案】（1）
（2）滑动变阻器接了上面或下面两个接线柱
（3）2
（4）偏大
5．【答案】（1）
（2）I1R0
（3）
（4）仍能
6．【答案】（1）
（2）3
7．【答案】（1）左
（2）5；5
（3）多次测量求平均值从而减小误差
（4）
U/V
I/A
R/Ω
R'/Ω
8．【答案】（1）
（2）
物理量 实验序号 电压Ux （伏） 电流Ix （安） 电阻Rx （欧） 电阻平均值（欧）
1 1 0.1 10.0 9.9
2 2 0.22 10.7
3 6 0.56 9.1
9．【答案】（1）解：电路图如图所示
（2）解：a、将滑动变阻器调到最大值；
b、闭合S1，S2，测得电流I；
c、断开S2，用电压表测出滑动变阻器两端的电压U
（3）解：当S1、S2同时闭合时，Rx被短路，只有R接入电路，则电源电压为：U总=IR；
当S1闭合时，S2断开时，R、Rx串联接入电路，根据串联分压的原理知：
干路电流 I= = ，即： = ，解得：
Rx= R（R为滑动变阻器的最大值100Ω）（其他方法只要符合题意即可）
10．【答案】（1）
（2）断开
（3）开路
（4）左
（5）电压
（6）将滑片P移至阻值最小处，闭合开关S；
11．【答案】（1）将导线④的N端改接到接线柱E（或C端）
（2）0.28；8.9；左
（3）丝温度越高，灯丝电阻越大．
12．【答案】（1）
（2）小灯泡断路
（3）0.3；8.3
（4）不能
13．【答案】（1）断开；大
（2）无；有
（3）解：如图所示：
（4）10
（5）A
14．【答案】（1）C
（2）0.75
（3）左；小；不能
（4）R1；S1；S2；R2；
15．【答案】（1）解：如图所示；
（2）连接电路时开关没有断开；没有把滑动变阻器的滑片置于阻值最大的位置
（3）5.2
（4）Rx与R0阻值并不相等，故其两端电压也发生了改变
（5）减小温度对电阻大小的影响/省电/防止超过电阻的额定电压/防止电阻烧坏
16．【答案】（1）
（2）断开；右
（3）小灯泡处开路
（4）0.3；3；10
（5）灯泡的电阻受温度的影响
