1 下列为某同学在“伏安法测电阻”实验过程中的部分操作,其中正确的是 (
A.连接电路时,应先闭合开关
B.连接电表时,应先选小量程
C.闭合开关时,应先将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处
D.计算电阻时,应先计算电压平均值与电流平均值
C
)A.连接电路时,应先闭合开关
B.连接电表时,应先选小量程
C.闭合开关时,应先将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处
D.计算电阻时,应先计算电压平均值与电流平均值
答案:1. C
解析:
【分析】
这道题考查伏安法测电阻的实验操作规范,我们可以对照实验的安全操作、误差处理的相关要求,逐个判断选项正误:首先回忆电路连接的基本准则,连接电路时开关必须断开,避免接线失误造成短路损坏元件;电表量程要通过试触确定合适范围,不能盲目选用小量程;闭合开关前滑动变阻器要调到最大阻值处,实现保护电路的作用;数据处理时要先根据每组对应的电压、电流计算对应电阻,再对电阻取平均减小误差,不能先对电压、电流取平均再计算电阻,按照这个逻辑逐一排除错误选项即可得到正确答案。
【解析】
我们逐个对选项进行辨析:
A选项:连接电路过程中必须断开开关,若提前闭合开关,接线时很容易出现短路故障,烧坏电路元件,该操作错误。
B选项:连接电表时,需要先通过试触判断被测值的大致范围,再选择适配的量程,若直接选小量程,被测值超过电表量程时会直接损坏电表,该操作错误。
C选项:闭合开关前将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,此时电路总电阻最大,初始电流最小,能够有效保护电路元件,该操作正确。
D选项:伏安法测电阻的误差处理逻辑是,先计算每组电压、电流对应的电阻值,再对电阻取平均值减小误差,不能先计算电压平均值和电流平均值再推导电阻,该操作错误。
综上,正确选项为C。
【答案】
C
【知识点】
伏安法测电阻操作;电路连接规范;滑动变阻器使用
【点评】
本题属于伏安法测电阻实验的基础辨析题,重点考察实验过程中的安全操作细节和数据处理逻辑,易错点是混淆数据处理的先后顺序误选D选项,提醒学生要理解多次测量取平均值的本质是对被测物理量电阻本身取平均来减小误差。
【难度系数】
0.8
这道题考查伏安法测电阻的实验操作规范,我们可以对照实验的安全操作、误差处理的相关要求,逐个判断选项正误:首先回忆电路连接的基本准则,连接电路时开关必须断开,避免接线失误造成短路损坏元件;电表量程要通过试触确定合适范围,不能盲目选用小量程;闭合开关前滑动变阻器要调到最大阻值处,实现保护电路的作用;数据处理时要先根据每组对应的电压、电流计算对应电阻,再对电阻取平均减小误差,不能先对电压、电流取平均再计算电阻,按照这个逻辑逐一排除错误选项即可得到正确答案。
【解析】
我们逐个对选项进行辨析:
A选项:连接电路过程中必须断开开关,若提前闭合开关,接线时很容易出现短路故障,烧坏电路元件,该操作错误。
B选项:连接电表时,需要先通过试触判断被测值的大致范围,再选择适配的量程,若直接选小量程,被测值超过电表量程时会直接损坏电表,该操作错误。
C选项:闭合开关前将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,此时电路总电阻最大,初始电流最小,能够有效保护电路元件,该操作正确。
D选项:伏安法测电阻的误差处理逻辑是,先计算每组电压、电流对应的电阻值,再对电阻取平均值减小误差,不能先计算电压平均值和电流平均值再推导电阻,该操作错误。
综上,正确选项为C。
【答案】
C
【知识点】
伏安法测电阻操作;电路连接规范;滑动变阻器使用
【点评】
本题属于伏安法测电阻实验的基础辨析题,重点考察实验过程中的安全操作细节和数据处理逻辑,易错点是混淆数据处理的先后顺序误选D选项,提醒学生要理解多次测量取平均值的本质是对被测物理量电阻本身取平均来减小误差。
【难度系数】
0.8
2 在下列实验中:① 伏安法测小灯泡的电阻;② 伏安法测定值电阻的阻值;③ 用刻度尺测量物体的长度;④ 研究杠杆的平衡条件。其中用多次测量求平均值的方法来减小测量误差的是 (
A.①②
B.②③
C.②④
D.③④
B
)A.①②
B.②③
C.②④
D.③④
答案:2. B
解析:
【分析】
我们首先要明确物理实验中多次测量的两类不同目的:第一类是被测物理量为固定值时,多次测量取平均值来减小误差;第二类是探究普遍规律的实验,多次测量是为了避免实验偶然性,得到普遍适用的结论。接下来逐个分析四个实验:
1. 实验①伏安法测小灯泡电阻:小灯泡的灯丝电阻会随温度升高而增大,不同电压下小灯泡温度不同,电阻本身就不一样,多次测量不是为了求平均值减小误差,而是为了探究灯丝电阻随温度变化的规律。
2. 实验②伏安法测定值电阻的阻值:定值电阻的阻值几乎不随温度变化,是固定值,多次测量不同电压、电流下的电阻值,取平均值就可以减小测量带来的误差。
3. 实验③用刻度尺测量物体的长度:被测物体的长度是固定值,多次测量不同操作下的长度取平均值,能够减小刻度尺读数、操作带来的误差。
4. 实验④研究杠杆的平衡条件:本实验是探究杠杆平衡时力和力臂的普遍关系,多次更换不同的力、不同的力臂组合进行实验,是为了避免单次实验的偶然性,得到普遍适用的杠杆平衡规律,不是为了减小误差。
最后筛选出符合“多次测量求平均值减小误差”的实验是②③,即可选出对应选项。
【解析】
逐一分析每个实验的多次测量目的:
实验①:小灯泡灯丝电阻随温度变化,不同工作状态下电阻不同,多次测量是为了探究电阻与温度的关系,不能通过求平均值减小误差,不符合要求。
实验②:定值电阻阻值恒定,多次测量不同电压下的电阻值取平均值,可减小测量误差,符合要求。
实验③:测量固定物体的长度,多次测量取平均值,能够减小读数、操作带来的误差,符合要求。
实验④:研究杠杆平衡条件属于探究规律类实验,多次测量是为了得到普遍规律,避免结论的偶然性,不符合要求。
因此符合条件的是②③,答案选B。
【答案】B
【知识点】
减小误差的方法
多次测量的实验目的
【点评】
本题的核心易错点是混淆物理实验中多次测量的两类作用,很多同学会误将测小灯泡电阻的实验当成求平均减小误差,忽略了小灯泡电阻随温度变化的特性。解题时可以先判断实验属于“测量定值类”还是“探究规律类”,测量定值类实验的多次测量大多是为了减小误差,探究规律类实验的多次测量大多是为了得到普遍结论,就能快速做出判断。
【难度系数】0.65
我们首先要明确物理实验中多次测量的两类不同目的:第一类是被测物理量为固定值时,多次测量取平均值来减小误差;第二类是探究普遍规律的实验,多次测量是为了避免实验偶然性,得到普遍适用的结论。接下来逐个分析四个实验:
1. 实验①伏安法测小灯泡电阻:小灯泡的灯丝电阻会随温度升高而增大,不同电压下小灯泡温度不同,电阻本身就不一样,多次测量不是为了求平均值减小误差,而是为了探究灯丝电阻随温度变化的规律。
2. 实验②伏安法测定值电阻的阻值:定值电阻的阻值几乎不随温度变化,是固定值,多次测量不同电压、电流下的电阻值,取平均值就可以减小测量带来的误差。
3. 实验③用刻度尺测量物体的长度:被测物体的长度是固定值,多次测量不同操作下的长度取平均值,能够减小刻度尺读数、操作带来的误差。
4. 实验④研究杠杆的平衡条件:本实验是探究杠杆平衡时力和力臂的普遍关系,多次更换不同的力、不同的力臂组合进行实验,是为了避免单次实验的偶然性,得到普遍适用的杠杆平衡规律,不是为了减小误差。
最后筛选出符合“多次测量求平均值减小误差”的实验是②③,即可选出对应选项。
【解析】
逐一分析每个实验的多次测量目的:
实验①:小灯泡灯丝电阻随温度变化,不同工作状态下电阻不同,多次测量是为了探究电阻与温度的关系,不能通过求平均值减小误差,不符合要求。
实验②:定值电阻阻值恒定,多次测量不同电压下的电阻值取平均值,可减小测量误差,符合要求。
实验③:测量固定物体的长度,多次测量取平均值,能够减小读数、操作带来的误差,符合要求。
实验④:研究杠杆平衡条件属于探究规律类实验,多次测量是为了得到普遍规律,避免结论的偶然性,不符合要求。
因此符合条件的是②③,答案选B。
【答案】B
【知识点】
减小误差的方法
多次测量的实验目的
【点评】
本题的核心易错点是混淆物理实验中多次测量的两类作用,很多同学会误将测小灯泡电阻的实验当成求平均减小误差,忽略了小灯泡电阻随温度变化的特性。解题时可以先判断实验属于“测量定值类”还是“探究规律类”,测量定值类实验的多次测量大多是为了减小误差,探究规律类实验的多次测量大多是为了得到普遍结论,就能快速做出判断。
【难度系数】0.65
3 在“伏安法测电阻”实验中:
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲实物电路图连接完整。


(2)连接好电路后,将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,两电表均无示数,其原因可能是
A. 滑动变阻器断路
B. $R_{x}$ 断路
C. $R_{x}$ 短路
D. 电流表短路
(3)排除故障后,测得表中的几组数据,如图乙所示为第3次实验时电流表的示数,为
(4)三次所测电阻的平均值为
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲实物电路图连接完整。
(2)连接好电路后,将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,两电表均无示数,其原因可能是
A
。A. 滑动变阻器断路
B. $R_{x}$ 断路
C. $R_{x}$ 短路
D. 电流表短路
(3)排除故障后,测得表中的几组数据,如图乙所示为第3次实验时电流表的示数,为
0.18
A。(4)三次所测电阻的平均值为
15.2
$\Omega$(结果保留一位小数)。答案:
3. (1) 如图所示 (2) A (3) 0.18 (4) 15.2

3. (1) 如图所示 (2) A (3) 0.18 (4) 15.2
解析:
【分析】
我们按照题目小问依次梳理思路:
1. 第(1)问连接实物图:伏安法测电阻的核心是用电压表测待测电阻两端电压、电流表测通过待测电阻的电流,因此只需将电压表并联在待测电阻两端,滑动变阻器按照“一上一下”的接线原则补全串联线路即可。
2. 第(2)问电路故障分析:题目给出“两电表均无示数”的条件,我们逐个代入选项验证:若滑动变阻器断路,全电路断开则两表都无示数;若待测电阻断路,电压表会串联接入电路,示数接近电源电压,不符合条件,逐一排除错误选项即可得到答案。
3. 第(3)问电流表读数:先确定电流表选用的量程,再明确对应分度值,根据指针位置读出电流数值。
4. 第(4)问电阻平均值计算:根据欧姆定律R=U/I分别算出三次实验对应的电阻值,再求三者的平均值,按要求保留一位小数即可。
【解析】
(1) 实物电路补全:将电压表并联在待测电阻Rx两端,根据电源电压选择对应量程(通常两节干电池选0~3V量程),滑动变阻器选择一个上接线柱接入电路,完成串联线路连接,最终连线效果见参考答案配图。
(2) 故障判断:
选项A:滑动变阻器断路时,整个电路处于断开状态,电路中无电流,电流表无示数,电压表两端无法连通电源两极,也无示数,符合题意;
选项B:Rx断路时,电流表无电流通过无示数,但电压表两端可通过滑动变阻器、电流表连通电源两极,电压表示数接近电源电压,不符合两表均无示数的条件;
选项C:Rx短路时,电压表被短路无示数,但电路为通路,移动滑动变阻器滑片时电流表示数会发生变化,不符合题意;
选项D:电流表短路时,电流表无示数,但电路仍为通路,移动滑片时电压表示数会随之改变,不符合题意。因此选A。
(3) 电流表选用0~0.6A量程,该量程下分度值为0.02A,指针对应示数为0.18A。
(4) 分别计算三次实验的电阻:R₁=U₁/I₁≈15.0Ω,R₂=U₂/I₂≈15.0Ω,R₃=U₃/0.18A≈15.6Ω,三次电阻平均值为(15.0Ω+15.0Ω+15.6Ω)/3≈15.2Ω。
【答案】
(1)
(2) A
(3) 0.18
(4) 15.2
【知识点】
伏安法测电阻,电路故障分析,欧姆定律应用
【点评】
本题是伏安法测电阻实验的经典题型,覆盖了实验连线、故障排查、电表读数、数据处理多个核心考点,重点考查学生对实验原理的理解和故障逐一排查的逻辑能力,易错点是容易误将Rx断路判定为两表均无示数,需要牢记电压表串联在断路电路中的示数特点。
【难度系数】
0.6
我们按照题目小问依次梳理思路:
1. 第(1)问连接实物图:伏安法测电阻的核心是用电压表测待测电阻两端电压、电流表测通过待测电阻的电流,因此只需将电压表并联在待测电阻两端,滑动变阻器按照“一上一下”的接线原则补全串联线路即可。
2. 第(2)问电路故障分析:题目给出“两电表均无示数”的条件,我们逐个代入选项验证:若滑动变阻器断路,全电路断开则两表都无示数;若待测电阻断路,电压表会串联接入电路,示数接近电源电压,不符合条件,逐一排除错误选项即可得到答案。
3. 第(3)问电流表读数:先确定电流表选用的量程,再明确对应分度值,根据指针位置读出电流数值。
4. 第(4)问电阻平均值计算:根据欧姆定律R=U/I分别算出三次实验对应的电阻值,再求三者的平均值,按要求保留一位小数即可。
【解析】
(1) 实物电路补全:将电压表并联在待测电阻Rx两端,根据电源电压选择对应量程(通常两节干电池选0~3V量程),滑动变阻器选择一个上接线柱接入电路,完成串联线路连接,最终连线效果见参考答案配图。
(2) 故障判断:
选项A:滑动变阻器断路时,整个电路处于断开状态,电路中无电流,电流表无示数,电压表两端无法连通电源两极,也无示数,符合题意;
选项B:Rx断路时,电流表无电流通过无示数,但电压表两端可通过滑动变阻器、电流表连通电源两极,电压表示数接近电源电压,不符合两表均无示数的条件;
选项C:Rx短路时,电压表被短路无示数,但电路为通路,移动滑动变阻器滑片时电流表示数会发生变化,不符合题意;
选项D:电流表短路时,电流表无示数,但电路仍为通路,移动滑片时电压表示数会随之改变,不符合题意。因此选A。
(3) 电流表选用0~0.6A量程,该量程下分度值为0.02A,指针对应示数为0.18A。
(4) 分别计算三次实验的电阻:R₁=U₁/I₁≈15.0Ω,R₂=U₂/I₂≈15.0Ω,R₃=U₃/0.18A≈15.6Ω,三次电阻平均值为(15.0Ω+15.0Ω+15.6Ω)/3≈15.2Ω。
【答案】
(1)
(2) A
(3) 0.18
(4) 15.2
【知识点】
伏安法测电阻,电路故障分析,欧姆定律应用
【点评】
本题是伏安法测电阻实验的经典题型,覆盖了实验连线、故障排查、电表读数、数据处理多个核心考点,重点考查学生对实验原理的理解和故障逐一排查的逻辑能力,易错点是容易误将Rx断路判定为两表均无示数,需要牢记电压表串联在断路电路中的示数特点。
【难度系数】
0.6
4 [2025 河南]某小组用图甲中的器材测量小灯泡的电阻,所用电源电压恒为3 V,小灯泡的额定电压为2.5 V。

第4题图
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整。
(2)正确连接好电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于
(3)排除故障后进行实验,当滑动变阻器的滑片移至某一位置时,电压表的示数为2.1 V,电流表的示数如图乙所示,为
(4)经过多次实验,测量并记录多组数据,得到小灯泡的$I$-$U$图像如图丙所示,该图像不是一条直线,其原因是
第4题图
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整。
(2)正确连接好电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于
B
(A/B)端。闭合开关后,发现小灯泡不发光,电压表有示数,电流表无示数。已知导线、电表均完好且接触良好,造成这一现象的原因可能是灯泡断路
。(3)排除故障后进行实验,当滑动变阻器的滑片移至某一位置时,电压表的示数为2.1 V,电流表的示数如图乙所示,为
0.26
A,此时小灯泡的电阻为8.1
$\Omega$(计算结果保留一位小数)。(4)经过多次实验,测量并记录多组数据,得到小灯泡的$I$-$U$图像如图丙所示,该图像不是一条直线,其原因是
灯泡的电阻随温度的变化而变化
。接下来,小组成员又对实验过程中通过滑动变阻器的电流与其两端的电压的关系进行了思考,根据图丙大致画出了滑动变阻器的$I$-$U$图像。图丁为三位同学画出的图像,其中正确的是C
(A/B/C),你判断的理由是灯泡的电压与滑动变阻器的电压之和等于电源电压,保持不变,通过灯泡与滑动变阻器的电流相等
。答案:
4. (1) 如图所示 (2) B 灯泡断路 (3) 0.26 8.1 (4) 灯泡的电阻随温度的变化而变化 C 灯泡的电压与滑动变阻器的电压之和等于电源电压,保持不变,通过灯泡与滑动变阻器的电流相等

4. (1) 如图所示 (2) B 灯泡断路 (3) 0.26 8.1 (4) 灯泡的电阻随温度的变化而变化 C 灯泡的电压与滑动变阻器的电压之和等于电源电压,保持不变,通过灯泡与滑动变阻器的电流相等
解析:
【分析】
这是一道测量小灯泡电阻的实验题,我们可以逐问梳理思路:
1. 第一问连接电路:伏安法测小灯泡电阻的电路要求滑动变阻器与灯泡串联,电压表并联在灯泡两端,电源电压为3V、灯泡额定电压2.5V,因此电压表选0~3V量程,滑动变阻器按“一上一下”规则补全连线即可。
2. 第二问:闭合开关前滑动变阻器要调到最大阻值处,观察滑动变阻器接入的下接线柱是A端,滑片移到B端时接入电阻丝最长,阻值最大。故障现象是电流表无示数说明电路断路,电压表有示数说明电压表两端连通电源,因此可判断故障位置。
3. 第三问:电流表选0~0.6A量程,分度值0.02A,读出对应电流,再用R=U/I计算灯泡电阻,按要求保留一位小数即可。
4. 第四问:小灯泡灯丝的电阻随温度升高而增大,因此I-U图像不是直线。分析滑动变阻器的I-U关系时,利用串联电路电压规律:电源电压恒定,灯泡和滑动变阻器的电压之和等于电源电压,且二者电流相等,结合灯泡的I-U图像特征就能判断出滑动变阻器的I-U曲线形状。
【解析】
(1)补全电路:电压表选择0~3V量程并联在小灯泡两端,滑动变阻器采用一上一下的方式接入电路,完成串联电路连接,连线如参考答案所示。
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片要置于最大阻值处,本题滑动变阻器下接线柱接A端,因此滑片移到B端时接入电阻最大;电流表无示数说明电路断路,电压表有示数说明电压表两端到电源通路,因此故障为小灯泡断路。
(3)电流表量程0~0.6A,分度值0.02A,指针指向0.26A;此时灯泡两端电压为2.1V,由R=U/I得R=2.1V/0.26A≈8.1Ω。
(4)小灯泡的灯丝电阻随温度的升高而增大,因此电流与电压不成正比,I-U图像不是直线;串联电路中电源电压恒定,U滑=U总-U灯,且I滑=I灯,当电流增大时,灯泡两端电压增大,滑动变阻器两端电压减小,结合灯泡电阻随电压增大而增大的特性,可判断滑动变阻器的I-U图像为C。
【答案】
(1)
(2)B;灯泡断路
(3)0.26;8.1
(4)灯泡的电阻随温度的变化而变化;C;灯泡的电压与滑动变阻器的电压之和等于电源电压,保持不变,通过灯泡与滑动变阻器的电流相等
【知识点】
伏安法测电阻,串联电路规律,灯丝电阻特性
【点评】
本题围绕测量小灯泡电阻的常规实验展开,既考查了电路连接、故障判断、电表读数等基础实验技能,又延伸考查了串联电路中滑动变阻器的I-U图像推导,需要学生结合串联电路规律灵活分析,对知识迁移能力有一定要求。
【难度系数】
0.6
这是一道测量小灯泡电阻的实验题,我们可以逐问梳理思路:
1. 第一问连接电路:伏安法测小灯泡电阻的电路要求滑动变阻器与灯泡串联,电压表并联在灯泡两端,电源电压为3V、灯泡额定电压2.5V,因此电压表选0~3V量程,滑动变阻器按“一上一下”规则补全连线即可。
2. 第二问:闭合开关前滑动变阻器要调到最大阻值处,观察滑动变阻器接入的下接线柱是A端,滑片移到B端时接入电阻丝最长,阻值最大。故障现象是电流表无示数说明电路断路,电压表有示数说明电压表两端连通电源,因此可判断故障位置。
3. 第三问:电流表选0~0.6A量程,分度值0.02A,读出对应电流,再用R=U/I计算灯泡电阻,按要求保留一位小数即可。
4. 第四问:小灯泡灯丝的电阻随温度升高而增大,因此I-U图像不是直线。分析滑动变阻器的I-U关系时,利用串联电路电压规律:电源电压恒定,灯泡和滑动变阻器的电压之和等于电源电压,且二者电流相等,结合灯泡的I-U图像特征就能判断出滑动变阻器的I-U曲线形状。
【解析】
(1)补全电路:电压表选择0~3V量程并联在小灯泡两端,滑动变阻器采用一上一下的方式接入电路,完成串联电路连接,连线如参考答案所示。
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片要置于最大阻值处,本题滑动变阻器下接线柱接A端,因此滑片移到B端时接入电阻最大;电流表无示数说明电路断路,电压表有示数说明电压表两端到电源通路,因此故障为小灯泡断路。
(3)电流表量程0~0.6A,分度值0.02A,指针指向0.26A;此时灯泡两端电压为2.1V,由R=U/I得R=2.1V/0.26A≈8.1Ω。
(4)小灯泡的灯丝电阻随温度的升高而增大,因此电流与电压不成正比,I-U图像不是直线;串联电路中电源电压恒定,U滑=U总-U灯,且I滑=I灯,当电流增大时,灯泡两端电压增大,滑动变阻器两端电压减小,结合灯泡电阻随电压增大而增大的特性,可判断滑动变阻器的I-U图像为C。
【答案】
(1)
(2)B;灯泡断路
(3)0.26;8.1
(4)灯泡的电阻随温度的变化而变化;C;灯泡的电压与滑动变阻器的电压之和等于电源电压,保持不变,通过灯泡与滑动变阻器的电流相等
【知识点】
伏安法测电阻,串联电路规律,灯丝电阻特性
【点评】
本题围绕测量小灯泡电阻的常规实验展开,既考查了电路连接、故障判断、电表读数等基础实验技能,又延伸考查了串联电路中滑动变阻器的I-U图像推导,需要学生结合串联电路规律灵活分析,对知识迁移能力有一定要求。
【难度系数】
0.6