【备考2023】浙教版科学中考第三轮冲刺讲义（四）：伏安法实验【word，含答案】

例1、在“探究电阻一定时电流与电压关系”的实验中，小强和小红设计的电路如图甲所示，电源电压3 V保持不变．
(1)闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应该置于______(选填 “a”或“b”)端．
(2)小强同学按图甲正确连接电路，闭合开关S，调节滑片P，得到的实验数据如下表：
实验序号 1 2 3 4 5
电压U/V 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8
电流I/A 0.15 0.32 0.30 0.38 0.45
分析数据可知，应该将实验序号________的一组数据剔除，进而得出结论：
电阻一定时，____________________________．
为了能够顺利完成上述实验，所用滑动变阻器的最大阻值不小于______Ω.
(3)小红同学连接的电路如图乙所示，小强同学发现接错了一根导线. 请在这根导线上打“?”，并补画出正确的那根导线．
例2、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_________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所示的电路，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2 V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．
例3、实践小组的同学们进行“伏安法测定小灯泡电阻”的实验，小灯泡的额定电压为2.5 V(阻值约为 10 Ω)，滑动变阻器规格为 “20 Ω　1 A”．
(1)请你用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整(导线不得交叉)．
(2)滑动变阻器在实验中除保护电路外，还有______________________的作用．同学们把电路元件接入电路，刚接好最后一根导线， 灯泡就立即发光，发生这种现象的原因可能是____________________________________．
(3)经检查无误后，接通电路，向左移动滑动变阻器的滑片P，观察到________________，表明小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的阻值为__________Ω，继续向左移动滑片，则可能出现的现象有____________(写出一条即可)．
(4)实验结束后，小组同学根据实验数据，绘制了如图丙所示的图像，分析图像可得出结论：______________________________________________．
1.在“探究电流与电压关系”实验中，小明所用电路如图所示．
实验序号 U/V I/A
① 1.0 0.20
② 2.0 0.40
③ 3.0 0.58
(1)请用笔画线代替导线，将实物电路连接完整．要求：开关闭合前无需移动滑片．
(2)闭合开关，电流表有示数，电压表无示数，小明检查发现仅导线有故障，则故障为(　　)
A. 导线④断路　　B. 导线③断路　　C. 导线②断路　　D. 导线①断路
(3)排除故障后，闭合开关，移动滑片，当电压表示数为1 V时，读出电流表示数并记录在上表中；继续移动滑片，分别读出电阻两端电压为2 V和3 V时电流表的示数，并依次记录在表格中．
(4)分析表中数据，可得出的结论是：________________________________．
(5)实验结束，小明整理器材时发现定值电阻很热，他联想到：处理数据时，第三组数据之间的关系与前两组数据之间的关系存在差异，他和同组小华就此展开讨论，认为数据差异可能是由于__________________造成的．由此反思实验过程：实验时每次读取数据后要____________(写具体操作)，再记录数据，减小此因素对测量结果的影响．
2.小明在学校实验室用伏安法测量电阻的阻值， 设计并连接电路如图所示，经实验得到如下表格数据(电源电压U源＝3 V)．
实验数据记录表
序号 电压表示数U/V 电流表示数I/A 待测电阻Rx/Ω
1 2.0 0.08 25.0
2 1.5 0.13 11.5
3 1.0 0.15 6.7
4 0.5 0.22 2.3
(1)实验中电压表应选取________V的量程．
(2)分析数据发现，根据实验原理Rx＝测得Rx的阻值(如记录表中第四列所示)远超过误差允许范围，产生这一错误的原因是小明在连接电路时__________________．
(3)小明认真分析后，认为利用以上数据也可求得待测电阻的阻值，则正确计算待测电阻阻值的表达式为Rx′＝________(用U源、U、I表示)，代入数据可得Rx′＝________Ω (计算结果保留1位小数)．
3.如图甲所示是测量未知电阻Rx的实验电路，电源两端电压不变，定值电阻R0＝30 Ω.请补充完成主要实验步骤，并进行数据处理．
　
甲 乙
(1)实验步骤
①只闭合开关S、S1，读出并记录电流表示数I1.
②__________________，读出并记录电流表示数I2(如图乙所示)．
③计算Rx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R0＝30 Ω)
I1/A I2/A Rx/Ω
0.2 ①________ ②________
1.在“探究电流与电阻的关系”的实验中，提供的器材如下：电源电压恒为4.5 V，五个定值电阻R1(5 Ω)、R2(10 Ω)、R3(15 Ω)、R4(20 Ω)、R5(25 Ω)，标有“50 Ω　1 A”的滑动变阻器R、电压表(可用量程：0～3 V、0～15 V)、电流表(0～0.6 A)、开关各1只，导线若干．
(1)小赵同学设计了如图甲所示的实验电路，电路连接完毕，闭合开关S，发现电流表有示数，电压表无示数．若电路故障只出现在R1和R上，则电路故障是________________．
(2)排除电路故障后，将滑动变阻器的滑片P移到最________端，闭合开关，调节滑片P，使电压表的示数为2.5 V时，电流表的示数应为________A.
(3)分别用定值电阻R2、R3、R4、R5依次替换R1，重复(2)的实验步骤．根据实验所得的五组数据绘制出I－R图像，如图乙所示，由图像可得出的结论是：_________________________．
(4)完成步骤(2)后，若保持滑片P位置不变，断开开关，用R2替换R1，闭合开关，发现电压表示数________2.5 V (选填“大于”或“小于”)，应向______(选填“左”或“右”)移动滑片P才能达到实验要求．
(5)为完成该实验探究，滑动变阻器允许连入电路的最小阻值为________Ω.
(6)在使用电阻R1、R5完成实验的过程中，当电压表示数为2.5 V时，滑动变阻器R消耗的电功率分别为P1、P5，则P1∶P5＝________．
2.某同学测量额定电压为2.5 V的灯泡L在不同电压下的电阻．
(1)他连接了如图甲所示的实验电路，其中有一个元件与导线连接有误，这个元件是：____________．
　　　
(2)改正(1)中的错误后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，进行多次测量，测量的数据如下表所示.
电压U/V 0.9 1.3 1.7 2.1 2.5
电流I/A 0.18 0.22 0.24 0.26 0.28
请完成下列问题．
①小灯泡L正常发光时的电阻RL＝________Ω.(结果保留一位小数)
②若将与上述小灯泡L规格完全相同的两个小灯泡串联接入电路，如图乙所示．闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为1.8 V，则电流表的示数应为________A.
3.小明和小华在进行“测量定值电阻的阻值”实验，器材有：干电池两节，开关、电压表、电流表、滑动变阻器(20 Ω　1.5 A)、电阻箱(0～9 999 Ω　5 A)各一个 ，待测电阻R1、R2，导线若干．
(1)连接电路前，小明发现电流表指针如图甲所示，于是他将电流表指针调至____________．
(2)①图乙是他们连接的测量R1阻值的部分电路．请用笔画线代替导线，将电路连接完整．
②闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P置于最________(选填“左”或“右”)端．
③在正确完成上述操作后，闭合开关，移动滑片P，当电流表示数为0.2 A时，电压表示数如图丙所示，则电阻两端的电压为________V．多次实验所测量的结果如下表所示，则R1的阻值为________Ω.
实验序号 电压表示数U/V 电流表示数I/A 电阻R1/Ω
① 0.2
② 0.6 0.3
③ 0.8 0.4
④测量R1阻值的过程中，老师提醒他们要尽量缩短通电时间，并用较小的电流来测量，这样做的理由是：______________________________．
(3)为测量电阻R2的阻值，他们在已连接好的图乙的电路中，用R2替换R1接入电路．测量过程中，发现电流表示数始终小于分度值．于是，他们按照如图丁所示的电路图，重新连接了电路，闭合开关后，改变电阻箱接入的阻值进行多次测量，记录下电阻箱的阻值R及对应的电压表示数U.并根据记录的数据绘制出－图像，如图戊所示，则所测电阻R2的阻值为________Ω.
4.一个物理课外实验小组用如图甲所示的电路来测量某待测电阻Rx的阻值，其中定值电阻R0＝20 Ω.请你帮实验小组完成：
(1)按照甲图的实验电路图，用笔画线代替导线将乙图连接完整(部分导线已连好)；
(2)在连接电路时，开关应________，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于________(选填“左”或“右”)端；
(3)闭合开关S1，将开关S2掷于“1”时，调节滑动变阻器的滑片到适当位置，记下此时电压表的示数为U1；保持滑片位置不变，将开关S2掷于“2”时，记下此时电压表的示数为U2，则待测电阻Rx阻值的表达式Rx＝______(用R0、U1、U2表示)；
(4)重复步骤(3)，共得到5组U1、U2的数据，并计算出的值，如下表所示，则5组数据的平均值为________；利用的平均值，求出待测电阻Rx为________Ω.
实验次数 1 2 3 4 5
3.44 3.43 3.39 3.40 3.39
(5)实验中，采用了多次测出U1和U2的值，并由的平均值，求待测电阻Rx阻值的方法，目的是为了____________．
参考答案
例1、 (1)a　(2)2　电流与电压成正比　16　(3)如答图所示
例2、(1)断开　大　(2)无　有　(3)如答图所示　(4)10　(5)A
【解析】(1)连接电路时，开关应断开；闭合开关前，为了保护电路，滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处；(2)如题图甲所示，电流表和电压表串联后并联在了定值电阻两端，由于电压表的内阻很大，可以看作断路，电流表内阻很小，可以看作导线，则电压表正常工作，电流表无示数；(3)如答图所示； (4)由图乙可知，电流表选用的是0～0.6 A量程，分度值为0.02 A，示数为0.2 A，电阻R的阻值为R＝＝＝10 Ω；(5)由于滑动变阻器与定值电阻R串联，根据串联电路电压规律可知，要想适当增大电阻R两端的电压，应减小滑动变阻器分得的电压，即减小滑动变阻器接入电路中的电阻，将滑片向A端移动．
例3、(1)如答图所示　(2)改变小灯泡两端电压　电路连接过程中开关未断开　(3)电压表示数为2.5 V　 8.3　小灯泡亮度变亮(答案合理即可)　(4)小灯泡两端电压与通过它的电流之比不是定值(答案合理即可)
【解析】(1)测量小灯泡电阻的实验中，滑动变阻器应“一上一下”串联接入电路中，电流表要与小灯泡串联，电压表要与小灯泡并联，因小灯泡的额定电压为2.5 V(阻值约为10 Ω)，则电流约为0.25 A，所以电流表选择小量程，如答图所示；(2)滑动变阻器在电路中的作用是保护电路和改变小灯泡两端电压；连接完导线后灯泡立即发光，原因可能是连接电路时开关没有断开；(3)小灯泡正常发光时电压为2.5 V，由图乙可知电流表的示数是0.3 A，小灯泡正常发光时的电阻为R＝＝≈8.3 Ω，继续向左移动滑片，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，电流表示数变大，电压表示数变大，小灯泡的亮度变亮；(4)由图丙可得出的结论是小灯泡两端电压与通过它的电流之比不是定值(或小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大)．
1.(1)如答图所示　(2)B　(4)当电阻一定时，电阻两端的电压与通过电阻的电流成正比　(5)温度变化导致R变大　断开开关
【解析】(1)由题意可知，开关闭合前无需移动滑片，即闭合开关前，滑动变阻器滑片在阻值最大处，则电路连接如答图所示；(2)若导线④断路，则电流表没有示数，故A不符合题意；若导线③断路，则电流表有示数，电压表无示数，故B符合题意；若导线①或②断路，则电流表没有示数，故C、D不符合题意．故选B；(4)分析表中数据可知，当电阻的阻值一定时，电流随着电压的增大而增大，且电阻两端的电压与通过电阻的电流成正比；(5)由欧姆定律，第一组数据计算出的电阻的阻值是R1＝＝＝5 Ω；第二组数据计算出电阻的阻值是R2＝＝＝5 Ω，第三组数据计算出电阻的阻值是R3＝＝≈5.2 Ω，由于电阻受温度的影响，所以数据差异可能是由于电阻温度变化导致R变大造成的；每次读取数据后要及时断开开关，避免长时间通电导致电阻温度过高而对实验结果造成影响．
2.(1)0～3　(2)将电压表接在滑动变阻器的两端
(3)　12.2
【解析】(1)因电源电压U源＝3 V，所以电压表选用0～3 V的量程；(2)根据实物电路发现，小明在连接电路时，将电压表接在滑动变阻器的两端，利用R＝计算出来的是滑动变阻器的阻值，而并非Rx的阻值；所以四次实验计算所得的电阻值变化很大；(3)由I＝可得，利用此电路可测出Rx的阻值，表达式为：Rx′＝＝；可计算出Rx的阻值：R1＝＝＝12.5 Ω，同理：R2＝＝≈11.5 Ω，R3＝＝≈13.3 Ω，R4＝＝≈11.4 Ω，则Rx′的阻值为：Rx′＝＝≈12.2 Ω.
3.(1)②只闭合开关S、S2　(2)① 0.5　② 20
【解析】(1)②在图甲中，由①可知两电阻并联时，流过R0的电流为I1，即电源电压为U＝I1R0；只闭合开关S、S2，电流表测干路电流为I2，则流过Rx的电流为Ix＝I2－I1，Rx的阻值为Rx＝＝；(2)①在图乙中，电流表连接小量程，故电流表示数I2为0.5 A；②未知电阻Rx＝＝＝20 Ω.
1. (1)R1短路　(2)右　0.5　(3)当导体两端电压保持不变时，导体中的电流与导体的电阻成反比　(4)大于　右 (5)4　(6)5∶1
【解析】(1)电流表有示数说明串联电路是通路，不可能是断路，而电压表无示数，则可能是和电压表并联的R1短路或电压表断路，由于故障只出现在R与R1上，所以故障为R1短路；(2)闭合开关前，要把滑动变阻器的滑片移到阻值最大端，即最右端；当电压表示数为2.5 V，电流表的示数应该是I＝＝＝0.5 A；(3)探究电流与电阻关系时，要保持电压不变，而由图像数据可得电流与电阻成反比，故可得结论：当导体两端电压保持不变时，导体中的电流与导体的电阻成反比；(4)用10 Ω电阻代替5 Ω电阻，定值电阻阻值增大，而滑动变阻器阻值不变，根据串联电路电压规律可得，定值电阻分得的电压增大，所以电压表示数变大，大于2.5 V；要使电压表示数保持不变，就需要同时增大滑动变阻器接入电路中的电阻，所以滑片应该向右滑动；(5)根据串联电路分压原理，要保持电压表示数不变，滑动变阻器接入电路中的电阻和定值电阻的比值始终不变，所以当定值电阻最小时，滑动变阻器接入电路中电阻最小，当定值电阻为5 Ω时，电路中电流是0.5 A，滑动变阻器两端电压是4.5 V－2.5 V＝2 V，所以滑动变阻器接入电路中的最小电阻是RPmin＝＝＝4 Ω；(6)因为滑动变阻器两端电压始终不变，根据公式P＝可得其电功率与其接入电路中的电阻成反比，而滑动变阻器接入电路中的电阻又与接入的定值电阻的阻值成正比，所以滑动变阻器消耗的电功率与接入的定值电阻的阻值成反比，R1∶R5＝1∶5，所以P1∶P5＝5∶1.
2. (1)滑动变阻器　(2)①8.9　②0.18
【解析】(1)由实物电路图可知，滑动变阻器应按照“一上一下”接入电路；故滑动变阻器与导线连接有误；(2)①改正错误后，闭合开关，移动滑片，当小灯泡两端的电压为2.5 V时，小灯泡正常发光，由表格中数据知，此时通过小灯泡的电流为0.28 A，所以此时小灯泡的电阻为RL＝＝≈8.9 Ω；②若将两个规格相同的小灯泡串联接在电路中时，电压表测两灯泡的总电压U＝1.8 V，根据串联电路的分压原理可得，每个小灯泡两端的电压UL1＝UL2＝＝0.9 V，由表格中数据知，此时通过小灯泡的电流为0.18 A，即电流表的示数为0.18 A.
3.(1)零刻度线处　(2)①如答图所示　②右　③0.4　2 ④防止R1因明显发热导致阻值发生较大变化　(3)160
【解析】(1)开关闭合前应将电流表指针调到零刻度线处；(2)①两节干电池的电压为3 V，电压表应选0～3 V小量程，并联在R1两端，如答图所示；②开关闭合前滑动变阻器的滑片必须滑到阻值最大处，即最右端；③由图丙可知，电压表示数为0.4 V，根据欧姆定律求出三次电阻均为2 Ω，三次电阻相加求平均值，电阻R1的阻值为2 Ω；④在实验过程中，电阻温度会对电阻大小产生影响，因此需要避免温度对电阻的阻值产生影响；(3)由题图戊可知，电源电压U＝ V，电阻箱和R2串联，当电阻箱的阻值是R＝ Ω时，电阻箱两端的电压U1＝ V，电路中的电流I＝＝ A，R2＝＝＝＝160 Ω
4. (1)如答图所示　(2)断开　右　(3)(－1)R0 (4)3.41　48.2　(5)减小误差
【解析】(1)根据电路图可知，滑动变阻器串联在电路中，它的接法是“一上一下”，如答图所示；(2)为了保护电路，连接电路时，开关要断开，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处，即右端；(3)S2接1时，电压表测R0的电压U1，滑动变阻器的滑片位置不变，S2接2时，电压表测R0和Rx的总电压为U2，变化前后电路电阻的阻值没有变化，则电路中的电流不变，电流为I＝，Rx的电阻为Rx＝＝＝(－1)R0；(4)的平均值为＝3.41，利用这个平均值求出的待测电阻阻值为Rx＝(－1)R0＝(3.41－1)×20 Ω＝48.2 Ω；(5)多次测量求平均值是为了减小误差．
【备考2023】浙教版科学中考第三轮冲刺讲义（四）
伏安法实验