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第5章 第5.2节 测量电阻（课时2 测小灯泡的电阻）
课时作业
三、实验探究题（共6题）
1．在“测量小灯泡的电阻”实验中，小明用电压表和电流表测额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电阻，连接了如图甲所示的电路。
(1)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。闭合开关后，移动滑片，当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，则此时小灯泡的电阻为______Ω。
(2)根据实验数据画出小灯泡的I-U关系图像是一条曲线，说明小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而______。
2．用电流表和电压表测量小灯泡正常发光时的电阻，小灯泡额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线，将实物电路连接完整。要求滑动变阻器的滑片向右移动时，电路中的电流变小，则应将变阻器的______（选填“左下”或“右上”）接线柱接入电路。闭合开关前，滑片应移到最______（选填“左”或“右”）端。
(2)实验完成后，同学们用一个电压表和阻值已知的定值电阻R0等器材，设计了如图丙所示的电路，测出了待测电阻Rx的阻值。实验步骤：①闭合开关S、断开S1，读出电压表示数为U0；②再闭合开关S1，读出电压表示数为U；③则待测电阻Rx=______（用已知量和测量量的符号表示）。
一、选择题（共7题）
3．某实验小组利用如图所示的电路测量标有电压为2.5V的某小灯泡的电阻，电源电压为6V，滑动变阻器R标有“25Ω 2A”字样。第一次测量时的电压等于2.5V，小灯泡正常发光。再调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压逐次减小，灯泡变暗直至完全不发光，同时灯丝温度不断降低。测量的数据如下表所示。下列说法正确的是（　　）
序号 1 2 3 4 5
U/V 2.5 2.0 0 1.5 1.2
I/A 0.25 0.22 0.2 0.18 0.16
A．第3组实验中电压表示数为零，可能出现的电路故障是小灯泡断路
B．实验中多次测量是为了求平均值减小误差
C．第5组实验数据不能通过实验得出
D．分析数据得出结论：小灯泡的电阻随温度的升高而减小
4．下列实验测量的数据中，可以多次测量求平均值的是（　　）
A．观察水沸腾时的温度变化
B．伏安法测定值电阻的阻值
C．伏安法测量小灯泡的电阻
D．伏安法测小灯泡实际功率
5．如图所示是电学中常见的电路图，在A、B两点间分别接入下列选项中加点字的元件，并进行对应实验，对滑动变阻器在此实验中的作用描述正确的是（　　）
A．探究电流与电阻的关系——保证接入的电阻两端电压不变
B．探究电流与电压关系——保证定值电阻两端电压不变
C．测量定值电阻阻值——避免偶然性，寻找普遍规律
D．测量小灯泡的灯丝电阻——多次测量求平均值，减小误差
三、实验探究题（共6题）
6．实验小组用伏安法测量小灯泡正常发光时的电阻，连接了如图甲所示的电路，小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路补充完整（要求滑动变阻器的滑片向右移动时电路中的电流变小）。
(2)闭合开关，发现电流表有示数，电压表无示数，出现的故障可能是小灯泡______。
(3)排除故障后，闭合开关进行实验，移动滑动变阻器滑片P的过程中，组员应注视______（选填“电压表”“电流表”或“滑动变阻器”）的变化情况；移动滑片至某位置时，电压表的示数为2V，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，此时小灯泡的电阻是______Ω（保留1位小数）。
(5)小灯泡的I-U关系如图丙所示为一条曲线，原因是灯丝电阻受______的影响。
(6)实验完成后，同学们用一个电压表和阻值已知的定值电阻R0等器材，设计了如图所示的电路，也测出了待测电阻的阻值。①闭合开关S、断开S1，读出电压表示数为U1；②再闭合开关S1，读出电压表示数为U2；③待测电阻Rx=______（用已知量和测量量的符号表示）。
7．在“用电压表和电流表测电阻”的实验中：
(1)如图甲是小明连接的实物电路，请你指出他在元件使用要求上存在的明显错误是______。
(2)纠正错误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当两只电表示数如图乙所示时，可计算出待测电阻的阻值是______Ω。
(3)小明在设计实验时，计划测量三组数据，他设计三次实验的目的是______。
(4)另一组的小丽实际操作时，按照自己连接的电路，得到如表数据（U/V：2、1.5、1；I/A：0.1、0.14、0.18）。分析表格中的数据，可判断出她在连接实物电路时出现的问题是______。
(5)实验后，小明将定值电阻换成额定电压为2.5V的小灯泡，调节滑动变阻器，测得多组对应的电压值和电流值，根据实验数据绘制了如图丙所示的I-U图像。由图像可知：小灯泡正常发光时的电阻是______Ω，小灯泡灯丝电阻随着温度升高而______。
8．利用如图所示电路测量待测电阻R的阻值。
(1)在连接电路时，开关S应处于______状态；
(2)正确连接电路后，闭合开关，移动滑片，发现电压表示数和电流表示数为零，经分析是因为滑动变阻器______（选填“短路”或“断路”）；
(3)正确连接电路后，某次测量时，电压表的示数为2.0V，电流表的示数如图乙所示，则待测电阻R的阻值为______Ω；实验时应改变定值电阻两端电压大小多测几组数据，求电阻的平均值，这样做的目的是______；
(4)利用该电路测量额定电压为2.5V小灯泡电阻，多次测量的电压表和电流表的示数绘制成图丙的I-U图像，小灯泡正常发光时的电阻为______Ω。小灯泡电阻不是定值，原因是灯丝电阻随温度的升高而______。
9．用电流表和电压表测小灯泡正常发光时的电阻，如图所示为可调光小灯内部简化电路，其中电源电压为U0且保持不变。
(1)闭合开关S，无论怎么移动滑片P，灯L始终不发光。若电路中仅有一处故障且只发生在滑动变阻器R或灯L上。请判断该电路中存在的故障可能是（　　）
A．R断路 B．R短路 C．L断路 D．L短路
(2)为进一步判断故障情况，小明在电路中MN之间接入一个电压表，请写出开关S闭合前后电压表示数及对应的故障。______
(3)排除故障后，小明用电流表和电压表测小灯泡正常发光时的电阻，已知小灯泡额定电压为2.5V。①实验原理是______。②小灯泡正常发光时的电阻RL=______Ω（小数点后保留1位小数）。③小灯泡的电流随电压变化的I-U图像最接近图中的哪一个______。④灯丝温度越高小灯泡越亮，试分析小灯泡灯丝电阻随温度变化的关系：______。
二、填空题（共3题）
10．用定值电阻完成“探究电流和电压的关系”实验（如下图），正确绘制的I-U图像应该类似于下图______，如果用小灯泡代替定值电阻来做实验，则I-U图像如图乙，可看出灯丝电阻随温度的升高而______。
11．如图为小灯泡的I-U图像，当实际电压为1.5V时，小灯泡的阻值为______Ω；小灯泡的I-U图像为曲线是由于小灯泡的电阻受______的影响发生变化。
12．在“测小灯泡的电阻”实验中，小红同学根据测出的数据画出了小灯泡的I-U图像如图所示。则由图可知，当小灯泡两端的电压升高时，其阻值______（填“增大”“不变”或“减小”）。当电压为2.4V时，小灯泡的电阻为______Ω。
一、选择题（共7题）
13．小华同学利用图示的电路做“伏安法测灯泡电阻”的实验，已知小灯泡的额定电压为2.5V，实验中该同学按正确的操作闭合开关记录了第一组数据，然后通过实验依次填写的其他实验数据如下表所示（U/V：1.0、2.0、2.5、3.0、6.0；I/A：0.2、0.22、0.25、0.26、灯泡突然熄灭电流表无示数）。实验中正确的说法有（　　）
①实验前，小灯泡的阻值小于5Ω；
②滑动变阻器的最大阻值为25Ω；
③多次测量的目的是为了求小灯泡电阻的平均值来减小误差；
④实验发现小灯泡的亮度是由灯泡的额定功率决定的。
A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
14．如图所示，在A、B两点间分别接入下列选项中加横线的元件，这些实验设计合理且滑动变阻器相应作用描述正确的是（　　）
A．接入小灯泡来探究电流与电压的关系——改变小灯泡两端的电压和电流
B．接入不同电阻探究电流与电阻的关系——控制不同电阻两端电压不变
C．接入定值电阻，测量其阻值——改变定值电阻两端电压，多次测量寻找普遍规律
D．接入小灯泡，测量其电阻——改变小灯泡两端电压，求小灯泡平均电阻
15．小明在实验室用伏安法测量小灯泡的电阻，发现灯泡发光较暗时和发光较亮时测出来小灯泡的电阻不同，对这个问题的解释合理的是（　　）
A．小灯泡两端的电压不同，所以电阻不同
B．通过小灯泡的电流不同，所以电阻不同
C．两次灯丝的长度不同，所以电阻不同
D．两次灯丝的温度不同，所以电阻不同
16．在“伏安法”测电阻的实验中，下列相关操作或方法正确的是（　　）
A．为了使定值电阻阻值测得更准确些，在可能的情况下，加在电阻两端的电压要尽量大一些
B．在无法估计被测电压、电流的大小时，可用试触法选取合适的量程
C．将滑动变阻器连入电路时，滑片应放到使电路中电流最大的位置
D．在用伏安法测小灯泡灯丝的电阻时，为了减小误差，取不同状态下测得的电阻平均值作为小灯泡灯丝电阻的阻值
参考答案与解析
1．【答案】(1)10Ω (2)增大
【解析】(1)由图乙，电流表选用0~0.6A量程，分度值0.02A，示数为0.25A；由欧姆定律 R=U/I=2.5V/0.25A=10Ω。
(2)小灯泡的I-U图像为曲线而非直线，是因为灯丝的电阻随温度升高而增大，电压越高、电流越大，灯丝温度越高，电阻越大。
2．【答案】(1)右下；左；(2)①UL ②断开S2闭合S、S1 ③RL=ULR0/(U U0)
【解析】(1)滑片右移电流变小，说明接入电阻变大，应将变阻器右下接线柱接入；闭合开关前滑片移到最左端（阻值最大处）。
(2)图丙中，闭合S、断开S1时，电压表测R0两端电压U0，电路电流 I=U0/R0；再闭合S1时，Rx被短路，电压表测电源电压U；故Rx两端电压为 U U0，Rx=(U U0)/I=(U U0)R0/U0。
3．【答案】C
【解析】A错：第3组电压表示数为零但电流表有示数，说明电路是通路，不可能是小灯泡断路。
B错：小灯泡电阻随温度变化，多次测量的目的是探究灯丝电阻随温度的变化规律，不能求平均值。
C对：第5组数据中，由串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压 U滑=6V 1.2V=4.8V，所需接入电阻 R滑=U滑/I5=4.8V/0.16A=30Ω，而滑动变阻器最大阻值为25Ω，无法达到，故该组数据不能通过实验得出。
D错：各组电阻 R1=10Ω、R2≈9.1Ω、R4≈8.3Ω、R5=7.5Ω，电压越高灯丝温度越高电阻越大，故小灯泡电阻随温度升高而增大。
4．【答案】B
【解析】A错：观察水沸腾时温度变化是为了找出温度随时间变化的规律，不需要求平均值。
B对：伏安法测定值电阻的阻值可以多次测量求平均值，目的是减小误差。
C错：小灯泡电阻随温度变化，不能求平均值。
D错：测小灯泡实际功率要测不同电压下的实际功率，求平均值没有意义。
5．【答案】A
【解析】A对：探究电流与电阻的关系需控制变量，通过调节变阻器滑片保证接入电阻两端电压不变。
B错：探究电流与电压关系时，变阻器的作用是改变定值电阻两端电压。
C错：测量定值电阻阻值时，变阻器改变定值电阻两端电压，多次测量求平均值减小误差。
D错：小灯泡灯丝电阻随温度变化，不能多次测量求平均值。
6．【答案】(1)变阻器左下接线柱接入 (2)短路 (3)电压表；A (4)9.6 (5)温度 (6)U1R0/(U2 U1)
【解析】(1)滑片右移电流变小，说明接入电阻变大，应将变阻器左下接线柱接入。
(2)电流表有示数说明电路通路，电压表无示数，说明电压表被短路，推断小灯泡短路。
(3)实验目的是测小灯泡正常工作时电阻（额定电压2.5V），应注视电压表示数；电压为2V时小于2.5V，应将滑片向A端移动，减小变阻器接入电阻，使灯泡两端电压增大。
(4)电流表0~0.6A量程，示数0.26A，R=U/I=2.5V/0.26A≈9.6Ω。
(5)灯丝电阻受温度影响，温度越高电阻越大，故I-U图像为曲线。
(6)闭合S、断开S1时R1与R0串联，电压表测R1两端电压U1；再闭合S1时电压表测电源电压U2；R0两端电压 U0=U2 U1，电路电流 I=U0/R0，Rx=U1/I=U1R0/(U2 U1)。
7．【答案】(1)电流表的正负接线柱接反了 (2)5 (3)求平均值，减小误差 (4)电压表并联在滑动变阻器两端了 (5)10；增大
【解析】(1)图甲中电流从电流表负接线柱流入、正接线柱流出，电流表正负接线柱接反。
(2)电压表分度值0.1V，示数2.2V；电流表分度值0.02A，示数0.44A；R=U/I=2.2V/0.44A=5Ω。
(3)本实验属于测量类实验，多次测量求平均值可减小误差。
(4)表格中电流不断增大，滑动变阻器接入电阻减小，由串联分压，定值电阻应增大、变阻器两端电压减小，说明电压表并联在滑动变阻器两端了。
(5)灯泡正常发光时电流为0.25A，RL=UL/IL=2.5V/0.25A=10Ω；小灯泡电压越高电流越大，温度越高，灯丝电阻随温度升高而增大。
8．【答案】断开；断路；10；减小误差；12.5；变大
【解析】(1)为保护电路，连接电路时开关S应处于断开状态。
(2)电压表和电流表示数均为0，说明电压表以外的电路断路，原因是滑动变阻器断路。
(3)电流表0~0.6A量程，分度值0.02A，示数0.2A；R=U/I=2.0V/0.2A=10Ω；多次测量求平均值是为了减小误差。
(4)由图丙，灯泡两端电压2.5V时电流为0.2A，RL=UL/IL=2.5V/0.2A=12.5Ω；灯泡两端电压越大电流越大，灯丝电阻随温度升高而变大。
9．【答案】(1)ACD (2)闭合前电压表示数为U0、闭合后为0=L短路；闭合前为U0、闭合后为U0=L断路；闭合前为0、闭合后为0=R断路 (3)R=U/I；9.6；B；小灯泡电阻随电压、电流增大而增大
【解析】(1)电路为L与R串联。A.R断路：整个电路断开无电流，灯不发光。B.R短路：电路总电阻小电流大，灯发光。C.L断路：整个电路断开无电流，灯不发光。D.L短路：电路通路，电流通过R，灯不发光。故选ACD。
(2)L短路：开关断开时电压表串联测电源电压示数U0，闭合后灯泡被短接电压表导线电压示数0。L断路：开关断开时电压表串联电源电压示数U0，闭合后电压表仍测电源电压示数U0。R断路：无论开关状态电路始终断开，电压表均测不到电压示数0。
(3)①伏安法测电阻原理 R=U/I。②U=2.5V时I=0.26A，R=2.5V/0.26A≈9.6Ω。③各组电阻 R1=6.875Ω、R2=7.0Ω、R3=7.08Ω、R4=8.8Ω、R5=9.6Ω，小灯泡电阻随电压电流增大而增大，I-U图像斜率 k=I/U=1/R 逐渐减小，选B。
10．【答案】甲（过原点直线）；增大
【解析】“探究电流和电压的关系”实验结论：电阻不变时，电流与电压成正比，故I-U图像为一段过原点的直线，类似于图甲。用小灯泡代替定值电阻时，由于灯丝电阻随温度变化，电流与电压不成正比，图像为曲线，且随电压升高电流增大变慢，说明灯丝电阻随温度升高而增大。
11．【答案】6；温度
【解析】由图可知灯泡两端电压为1.5V时，通过灯泡的电流为0.25A，根据欧姆定律 R=U/I=1.5V/0.25A=6Ω。小灯泡的I-U图像为曲线，是由于小灯泡的电阻受温度的影响发生变化，灯泡的电阻随温度升高而增大。
12．【答案】增大；6
【解析】由I-U图像，从左到右选取若干容易读取的数值，根据欧姆定律 R=U/I 计算小灯泡电阻。例如当 U=0.8V、I=0.2A 时 R=4Ω；当 U=2.4V、I=0.4A 时 R=6Ω。可以得出结论：当小灯泡两端电压升高时，其阻值增大。
13．【答案】C
【解析】①当 U=1.0V、I=0.2A 时，小灯泡电阻 R=U/I=1.0V/0.2A=5Ω；灯丝电阻随温度升高而增大，故实验前小灯泡电阻低于此时电阻，①正确。
②滑动变阻器接入最大电阻时电路电流最小，最小电流 I=0.2A，此时小灯泡两端电压 U=1.0V；灯泡断路时电压表测电源电压 U源=6.0V；由欧姆定律 R滑max=(U源 U)/I=(6.0V 1.0V)/0.2A=25Ω，②正确。
③小灯泡电阻随温度升高而增大，不能求平均电阻，③错误。
④小灯泡亮度由实际功率决定，而非额定功率，④错误。
14．【答案】B
【解析】A错：探究电流与电压关系应控制电阻大小不变，而小灯泡电阻是变化的，不能达到实验目的。
B对：探究电流与电阻关系时，通过滑动变阻器控制电阻两端电压不变，再接入不同电阻进行探究，可达到实验目的。
C错：接入定值电阻时，通过变阻器改变定值电阻两端电压，多次测量求平均值减小误差。
D错：小灯泡电阻是变化的，改变其两端电压求平均电阻无意义。
15．【答案】D
【解析】A、B错：电阻是导体本身的一种性质，只与导体的材料、长度、横截面积、温度有关，与两端的电压和通过的电流无关。
C错：灯丝的材料、长度、横截面积不变。
D对：灯泡发光较暗时和发光较亮时，灯泡两端的电压和通过的电流不同，实际灯丝的温度不同，灯丝电阻与温度有关，故选D。
16．【答案】B
【解析】A错：电阻两端电压加大，电路电流也变大，但电阻不变，不能使定值电阻阻值测得更准确；求平均值才能减小误差。
B对：为保护电表安全，在无法估计被测电压、电流大小时，可用试触法选取合适的量程。
C错：为保护电路，变阻器连入电路时滑片应放到使电路中电流最小的位置，即阻值最大位置。
D错：灯丝电阻随温度变化，在不同电压下灯丝电阻不同，取不同状态下测得的电阻平均值作为灯丝电阻是错误的。

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