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文檔簡介
秘籍14電阻測量的不同方法(解析版)概率預測☆☆☆☆題型預測實驗探究題☆☆☆☆☆考向預測①伏安法測電阻☆☆☆☆☆;②其他方法測電阻☆☆☆電阻測量是電學實驗探究題中的常考內容,是常考熱點,考題概率很高,在中考試卷實驗題中占據非常重要的地位。此考題的典型考試類型有:一、伏安法測定值電阻;二、伏安法測小燈泡的電阻;三、其他測電阻方法。考題分值一般在3分-9分之間,具體考向和解答策略見下面概括:一、伏安法測電阻【實驗目的】測量未知電阻【實驗器材】電池組、電壓表、電流表、滑動變阻器、待測電阻、開關各一個,導線若干。【實驗原理】根據歐姆定律:,可知:,只要能測出電阻R兩端電壓和通過R的電流,根據公式即可計算出待測電阻R。【實驗步驟】一、根據給出的電路圖,連接實物電路。二、閉合開關,變阻器在較大位置時測量電流和電壓,數據計入表格。三、繼續調節滑動變阻器,重復上述試驗三次,數據計入表格。四、根據公式,求出每次試驗電阻值,并計入表格。五、計算待求電阻平均值。六、試驗表格試驗次數電壓/V電流/A待求電阻Rx/?平均值Rx/?123七、整理器材。【考向點撥】1.補充電路:以某一電器為起點,觀察一周,先連主電器,后連測量電器,注意連線不能交叉;2.測量前變阻器的位置、目的:處于最大位置、為了保護電路;3.變阻器連接要求:一上一下;4.實驗前開關狀態:斷開狀態;5.補充測量數據:根據實驗原理和測量數據規律補齊表格中空格;6.小燈泡電阻測量結果相差較大原因:小燈泡的電阻隨溫度的升高而變大;7.電路故障分析:電流表無示數,某處斷路;電壓表無示數,被測電器短路或電壓表連線未接好;8.電流表、電壓表反偏:正負極接反;9.分析測量數據求電阻:根據歐姆定律進行計算;10.測量結果誤差較大原因:電流表或電壓表有內阻;11.電流表對測量誤差的影響:內接時測量結果偏大、外接時測量結果偏小。二、其他方法測電阻1.伏阻法測電阻電路設計實驗電路待測物理量和待測電阻RX利用串聯電路中電流處處相等求阻值(已知R0阻值)(1)閉合開關S,分別測出R0、RX兩端第一章U0、UX;(2)利用串聯電路中各電阻兩端電壓之和等于電源電壓列方程求電阻(已知R0阻值)閉合開關S,讀出變阻器接入定值最大時的電壓表讀數U1;讀出變阻器接入阻值最小(等于0)時電壓表的讀數U2;被測電阻:只閉合開關S,測出R0兩端電壓U0,閉合S、S1,測出電源電壓U;閉合S,將S1置于a,R0與Rx串聯,讀出電壓表示數U;閉合S,將S1置于b,R0與Rx串聯,讀出電壓表示數U0則Ux=U-U0;2.安阻法測電阻電路設計實驗電路待測物理量和待測電阻RX利用并聯電路各支路兩端電壓相等求阻值(已知R0阻值)閉合S,分別測出通過R0、RX的電流I0、IX;(1)閉合S、斷開S1,此時只有R0連入電路,讀出A的示數I0(2)閉合S、S1,R0與Rx并聯,讀出A的示數I;(3)利用電源電壓不變列方程求阻值(已知R0阻值)(1)閉合S,將S1置于a時,讀出A的示數I0(2)閉合S,將S1置于b時,讀出A的示數Ix,(3)(1)閉合S、斷開S1,Rx與R0串聯,讀出A的示數為I1,則U=(2)閉合S、S1,只有Rx接入電路,讀出A的示數為I2,(3)(1)閉合S,將滑動變阻器滑片移至a端時,此時R0=0,讀出A的示數I1,(2)閉合S,將滑動變阻器的滑片移至b端時,此時滑動變阻器連入電路的阻值為R,讀出此時A表示數I2,(3)3.等效替代法電路設計實驗電路待測物理量和待測電阻RX利用等效思想測量電阻(1)閉合S,將S1置于a,調節R0,讀出A的示數I1(2)閉合S,將S1置于b,保持滑片P位置不變,調節電阻箱R′,使A的示數仍為I,讀出此時R′連入電路的阻值R′。Rx=R'。題型一:伏安法測定值電阻【例1】圖甲是實驗小組用伏安法測未知電阻Rx
的實物電路,電源電壓未知但恒定,已知滑動變阻器的最大阻值為R。(
電阻均不受溫度影響
)
(1)在甲圖中找出連接錯誤的一根導線,并在導線上畫“×”,用筆畫線代替導線將實物圖連接正確______。(所畫的導線要用實線,不可用虛線,導線不能交叉)(2)連接電路時開關應_______,滑動變阻器的滑片應位于最_______(填“左”或“右”)端;(3)該實驗的原理是________;(4)在實驗操作中,發現電流表已損壞,電壓表完好,于是小組的同學設計了如圖乙所示的電路圖也完成了實驗.請你幫助他們把以下實驗步驟填寫完整:①閉合開關S,調節滑動變阻器的滑片,當滑片位于最左端時,讀出此時電壓表的示數,記為U1
;②再________,讀出此時電壓表的示數,記為U2
;③則未知電阻Rx
=________。【例2】小致同學在做“用伏安法測量定值電阻R1
的阻值”的實驗中,按如圖甲所示設計的電路進行實驗,已知滑動變阻器的最大阻值為R2
。(1)閉合開關,移動滑動變阻器滑片,改變R1
兩端電壓及通過電流,實現多次測量,其目的是_________;(2)當電壓表示數為2.5V時,電流表示數為0.5A,利用此數據計算出R1
的阻值是_____Ω;(3)小華在沒有電流表的情況下也測量出了此電阻的阻值,其電路如圖乙,他的操作如下:①開關閉合,將滑動變阻器滑片調到最左端,記錄電壓表示數為3V;②將滑動變阻器的滑片調到最右端,記錄電壓表的示數為1V。則R1
的阻值為_____(用含有R2
的代數式表示)。(4)小峰同學在小華同學的電路基礎上進行了調整,設計了如圖丙所示的電路,他的操作如下:①將滑動變阻器滑片調到中央位置,記錄電壓表示數為U1
;②將滑動變阻器滑片調到阻值最大處,記錄電壓表示數為U2
。則U1
_____(選填“>”、“<”或“=”),R1
的阻值為_____(用含有U1
、U2
、R2
的代數式表示)。題型二:伏安法測小燈泡的電阻【例3】用伏安法測量標有電壓為2.5V的某小燈泡正常工作時電阻的實驗時,電路圖如圖甲所示.(1)根據電路圖完成圖乙中實物連接__________;(2)連接電路時開關應處于_______狀態,滑動變阻器滑片應位于(選填“最左”或“最右”)端;(3)開關閉合后,小華發現,無論怎樣移動滑片P,燈都不亮,電流表示數始終為0,電壓表示數約為電源電壓.則電路中出現的故障可能是____;(4)如圖丙所示,小燈泡正常工作時電流表的讀數為A,此時小燈泡的電阻約為Ω;(5)本小組完成實驗后,討論該電路還能完成的實驗有_____________。【例4】小張在“伏安法”測小燈泡的電阻實驗中,連接了如圖甲所示的實物圖。(1)閉合開關前,應向________端(選填“A”或“B”)調整滑動變阻器的滑片,使電路中的電流在開始測量時最小。(2)測量過程中,某一次的電流值如圖乙所示,則電流值是________A。這時,燈絲突然燒斷,則電壓表的示數________(選填“變大”“變小”或“不變”)。換相同規格的燈泡,重測的數據如表所示,并繪出I﹣U圖象如圖丙的A所示。(3)依據表格中的數據,小張求出小燈泡電阻的平均值,你同意這種做法嗎?說出你的理由_______(作出判斷并說出理由)(4)另外一組同學用相同的器材和電路圖也做這實驗時,由于接線不正確,根據測量的數據繪出的I﹣U圖象如圖丙的B所示。你認為不正確的原因可能是________。(5)“伏安法”測小燈泡電阻的實驗裝置還可以用來測量________的實驗。題型三:其他方法測電阻【例5】小峰想利用一塊電流表和阻值已知的電阻R0測量電阻RX的阻值。小峰選擇了滿足實驗要求的電源(電壓保持不變)、電流表,并連接了實驗電路,如圖所示。小峰的實驗步驟沒有寫完整,請你幫助小峰完成實驗步驟,并寫出電阻RX的表達式。(1)閉合開關S2,斷開S1,讀出電流表的示數I1;(2),讀出電流表的示數I2;則待測電阻的表達式為:RX=。【例6】如圖所示電路用的是等效替代法測量未知電阻阻值。其中Rx是待測電阻(阻值大約幾百歐),R是滑動變阻器,R0是電阻箱(電阻箱的最大電阻值大于Rx),請根據實驗電路圖把下列主要實驗步驟中的空白填齊。(1)按電路圖連好電路,并將電阻箱R0的阻值調至最大。(2)只閉合開關S1和,調節滑片P,使電流表指針指在適當的位置,記下此時電流表的示數為I。(3)只閉合開關S1和,同時調節(選填“滑動變阻器”或“電阻箱”),使電流表的示數為。(4)讀出,即可知道Rx的阻值。【例7】某同學設計了如圖所示的電路測量未知電阻RX
的阻值。已知R0
為定值電阻,R為滑動變阻器。(1)開關S閉合前,應將滑動變阻器的滑片P置于__________端(填“a”或“b”),目的是__________。(2)閉合開關S,調節滑動變阻器,得到電壓表V1
的示數為U1
,電壓表V2
的示數為U2
,則被測的阻值Rx=___________。(3)該同學測量一次后,就計算出了該電阻的阻值,你認為該實驗結論的得出_______(選填“妥當”或“不妥當”),理由是__________________。【例8】“測量未知電阻阻值”實驗中,提供了學生電源、電流表、電壓表、滑動變阻器,一個阻值未知的定值電阻Rx
,一個額定電壓為2.5V,阻值約為8Ω的小燈泡,開關、導線若干。(1)如圖甲,“測量定值電阻Rx
阻值
”的實驗電路中,接錯了一根導線,請在錯誤的線上打“×”,并用筆畫線代替導線改接到正確位置上______。(2)改正錯誤后,閉合開關前,滑片應滑至最______(選填“左”或“右”)端。(3)試觸后,選擇合適量程。閉合開關,調節滑動變阻器,電流表、電壓表示數如圖乙,則Rx
的阻值為______Ω(結果保留1位小數)。一次實驗數據存在誤差,接下來應通過______的方法來減小誤差。(4)完成實驗后,進行誤差分析:考慮到電壓表中也有電流通過,該電路測得的Rx
的測量值與真實值相比______(選填“偏大”或“偏小”)。(5)同學們發現只用一只電表及已有其他器材(忽略定值電阻Rx
的實驗誤差),也能測量小燈泡正常發光時的電阻。下列電路設計最合理的一項是______。A.
B.
C.
D.【例9】小明同學在伏安法測電阻Rx
的實驗中,連接了如圖1所示的電路:(1)本實驗的原理是____________________。小明同學閉合圖1中的開關,電流表______示數,電壓表______示數;(兩空均選填“有”或“無”)(2)他仔細檢查電路,發現有一根導線連接錯誤,請你在圖1中錯誤的導線上畫“×”,并用筆畫線代替導線畫出正確的那根連接導線;(__________)(3)正確連接電路后,閉合開關,調節滑動變阻器滑片P,觀察到電壓表和電流表示數如圖2所示,他記下數據并算出待測電阻R的阻值為______Ω。先測得三組對應的電壓值和電流值,最后算出電阻的平均值,這樣做的目的是__________________;(4)將電阻Rx
換成小燈泡,重復上述實驗,發現幾次實驗測得的小燈泡的電阻相差比較大,原因可能是______________;(5)某實驗小組進行實驗時不慎將電壓表損壞,他們利用一個阻值已知的定值電阻R0
、一個電流表和開關若干個,設計了如圖丙所示的電路,也測出了待測電阻Rx
的阻值(電流表量程符合要求,電源電壓未知)。他們的實驗步驟如下:①
正確連接電路,只閉合開關S、S1
,記錄電流表的示數為I1
;②
只閉合開關S、S2
,記錄電流表的示數為I2
;③
待測電阻阻值的表達式為Rx
=______(用測得量和已知量的字母表示)。1.(2022·安徽省合肥市瑤海區中考一模物理試題)小明在“測小燈泡正常發光時的電阻”的實驗中,實驗室有以下器材:電源(電壓恒為4.5V)、標有2.5V的小燈泡、電流表、電壓表、滑動變阻器“20Ω1A”、開關各一個,定值電阻、導線若干。(1)請你用筆畫線代替導線,將圖甲中的電路連接完整。要求:滑動變阻器的滑片P向右移動時,小燈泡變暗;()(2)按圖連接好電路后,閉合開關,發現小燈泡不亮,電壓表有示數,電流表無示數。若用一根導線連接燈泡兩端接線柱后,則電流表有示數,電壓無示數,電路故障可能的原因是:___________(3)電路連接好后,閉合開關,移動滑動變阻器的滑片進行多次實驗,并將其中三次數據記錄在表格中,當燈泡正常發光時,電流表示數如圖乙所示,正常發光時的電阻為___________Ω(計算結果保留一位小數)。實驗次數123電壓表示數U/V2.02.53.0電流表示數I/A0.260.32(4)完成上述實驗后,小華想利用圖丙所示電路,在MN間接入適當的元件,完成以下物理實驗①接入一個未知電阻Rx,測出它的阻值;②接入一個定值電阻R,探究電流和電阻的關系;③接入一個燈泡,探究電流和電壓的關系;④接入一個已知額定電流的小燈泡,測出燈泡的額定功率;其中能夠完成的實驗有___________(填序號)2.(2021·安徽第一學期九年級期末質量調研綜合測試樣卷物理部)小嘉同學做“用電流表、電壓表測電阻”的實驗。實驗桌上有電源(電壓保持不變)、待測電阻、電流表、電壓表和開關各一個,滑動變阻器A、B兩個(A標有“”字樣、B標有“”字樣)及導線若干,所有器材均完好。小嘉選取其中一個變阻器進行實驗,他正確串聯實驗器材,并將滑動變阻器的滑片置于一端,然后將電壓表并聯在電路中。閉合開關,觀察到電壓表示數為0;接著他將滑片移至另一端,觀察到兩電表示數如圖(a)、(b)所示。小嘉對所觀察到的實驗現象思考后,重新正確連接電路,且操作步驟正確。再次閉合開關后,觀察到電壓表示數為2伏;移動滑片至另一端,觀察到電流表示數為0.58安;滑片移至某位置,觀察到兩電表示數分別為3伏和0.28安。然后他整理器材,完成了實驗數據收集。(1)小嘉調整電路前的實驗操作過程存在什么問題?(2)判斷小嘉所選取的滑動變阻器規格,并說明理由。(3)請分析和計算待測電阻的平均值。(精確到0.1歐)3.(2021·安徽阜陽實驗中學年第一學期初三綜合教學質量檢測試卷)現有電壓可調節的電源甲(2伏、4伏、6伏、8伏、10伏和12伏六檔)和電壓恒為4.5伏的電源乙各一個,電流表、電壓表和開關各2個,標有“10Ω2A”字樣的滑動變阻器、約為10歐的待測電阻A和約為50歐的待測電阻B各一個,導線若干。在進行測電阻的實驗中,小華選用了電阻A,而小明選用了電阻B,由于只有一個滑動變阻器,兩人討論后開始設計實驗方案,并分配了實驗器材。①在設計實驗方案的過程中,(a)小華和小明先選用電源乙,并按照正確連接電路的要求設計電路。如圖甲所示,是小華粗略估算的電流表指針偏轉的大致范圍。根據小華的標識方法,請在圖乙中畫出小明實驗過程中電流表指針偏轉的大致范圍______;(b)根據上述電流表指針偏轉的范圍,小明應選擇圖______進行實驗,理由是______;②經過思考,他們重新合理分配了實驗器材。在實驗中,小華正確連接電路,實驗步驟規范,閉合開關后,發現電流表的指針恰好指在0.22安刻度處,此時小華測得電阻A的阻值為______歐。小明在實驗中發現電流表的最大示數為0.22安,則小明測得電阻B的阻值為______歐。(計算結果均保留1位小數)4.(2022·福建省福州市中考物理模擬試卷)小亮和小雨在“探究小燈泡電阻”的實驗中,要用小燈泡的額定電壓為3V,電阻約為10Ω(1)小亮的實驗過程如下:①電路按圖甲連接正確后,閉合開關,發現小燈泡不亮,電壓表的示數為0V,電流表有示數,產生這種現象的原因是:。②以上故障排除后,再閉合開關,發現小燈泡仍不亮,但電流表和電壓表均有示數,接下來他應進行的操作是:。③實驗中小亮設計的實驗記錄表格如下表。請你找出表格中的問題:;小亮又根據實驗數據繪制成了U﹣I圖象如圖乙。根據該圖象提供的信息,可計算出小燈泡正常發光時的電阻是Ω.某同學在做該實驗時,觀察到電流表的示數變大時,電壓表的示數減小,其原因可能是。實驗次數電壓/V電流/A電阻/Ω電阻平均值/Ω1////2///3///(2)小雨想利用如圖丙所示的電路測量未知電阻Rx的大小(R0阻值已知)。下面是他的實驗過程,請你幫他完成實驗。①閉合開關S和S1,斷開S2,讀出此時電壓表的示數為U1。②只閉合,讀出此時電壓表的示數為U2。③未知電阻阻值的表達式為:Rx=。④實驗后小雨又將開關S1換成了一個電壓表,當閉合開關S和S2時,發現電路中兩個電壓表的指針偏轉角度相同。如果R0=100Ω且Rx<R0,則Rx=Ω。(3)如果在家里做測白熾燈功率的實驗,因家里一般沒有電壓表和電流表,所以可以利用家庭中都有的和測量更方便。5.(2022·廣東省汕頭市中考物理模擬試卷)小明同學在“測量定值電阻阻值”的實驗中,設計了如圖甲所示的電路圖。電源電壓為4.5V。請完成下列問題。(1)甲圖中有一條導線連接錯誤,請在連接錯誤的導線上畫上“×”,并用筆畫線將錯誤改正過來。(2)在此實驗中,滑動變阻器除了可以保護電路還具有的作用。(3)調節滑動變阻器進行多次測量,某次測量時電壓表示數如圖所示,此時電流表示數為0.2A,則本次測得的待測電阻Rx=Ω。小明把這一次的測量所得的阻值作為最后的結果;你認為不合適的原因是:。(4)小明做完以上實驗之后,利用圖丙所示電路圖測量未知電阻Rx的阻值。①當只閉合S1時,電流表的示數為I1;②當閉合S1、S2時,電流表的示數為I2;③未知電阻Rx的表達式為:Rx=。6.(2022·廣西玉林市玉州區中考物理模擬試卷)小峰同學在做“用伏安法測量定值電阻R的阻值”的實驗中:(1)請你按照圖甲所示的電路圖,以筆畫線代替導線,將圖乙未連接好的電路連接完整。(2)閉合開關,移動滑動變阻器滑片P,發現電壓表始終無示數,電流表有示數,其原因可能是(填字母)。A.滑動變阻器斷路B.定值電阻R斷路C.定值電阻R短路(3)排除故障后,當電壓表示數為2.5V時,電流表示數如圖丙所示,則通過定值電阻R的電流是A,它的阻值是Ω。(4)實驗中需要移動變阻器的滑片多次測量,其目的是。7.(2022·山東省青島市中考物理模擬試卷)小明想利用一只電壓表和一個已知阻值為R0的定值電阻測量未知電阻Rx的阻值。他選擇了滿足實驗要求的學生電源(電源兩端電壓不變且未知)、一只電壓表、三只開關、導線若干,連接了如圖所示的實驗電路。小明的實驗步驟沒有寫全,請你幫助他將實驗步驟補充完整。(1)閉合開關S、閉合開關S1、斷開開關S2時,讀出電壓表的示數為U1;(2)閉合開關S、(選填“閉合”或“斷開“)開關S1、(選填“閉合”或“斷開”)開關S2時,讀出電壓表的示數為U2;(3)用已知量R0和測量量U1、U2表示Rx,則Rx=。8.(2021·江蘇省無錫市中考物理一模試卷)小明同學在伏安法測電阻的實驗中。(1)在連接電路時,開關S應處于狀態,滑動變阻器的滑片P應放在的位置。(選填“A”或“B”)。(2)小明同學連接了如圖甲所示的電路,閉合開關,電流表示數,電壓表示數。(兩空均選填“有”或“無”)(3)他仔細檢查電路,發現有一根導線連接錯誤,請你在答圖甲中錯誤的導線上畫“×”,并用筆畫線代替導線畫出正確的一根連接導線。(4)正確連接電路后,閉合開關,調節滑動變阻器滑片P,當電壓表的示數為2V時,觀察到電流表示數如圖乙所示,他記下數據并算出電阻R的阻值為。(5)同組小斌同學繼續向(選填“A”或“B”)端移動滑片P,適當增大電阻R兩端的電壓,并進行了多次測量,目的是選擇下列選項。①計算電阻的平均值從而減小實驗誤差;②避免實驗出現偶然性和片面性的結果。(6)完成上述實驗后,小明還想測量一段電爐絲的電阻Rx,為測量電阻Rx的阻值,老師提供了以下器材:待測電阻Rx、已知阻值的定值電阻R0一個、電壓不變但電壓值未知的電源一個、電流表一只、開關兩個、導線若干。小明設計了如圖所示電路。①閉合開關S1,斷開開關S2,讀出此時電流表的示數I1;②閉合S2,斷開S1,讀出此時電流表示數I2;③得出表達式:Rx=。秘籍14電阻測量的不同方法(解析版)概率預測☆☆☆☆題型預測實驗探究題☆☆☆☆☆考向預測①伏安法測電阻☆☆☆☆☆;②其他方法測電阻☆☆☆電阻測量是電學實驗探究題中的常考內容,是常考熱點,考題概率很高,在中考試卷實驗題中占據非常重要的地位。此考題的典型考試類型有:一、伏安法測定值電阻;二、伏安法測小燈泡的電阻;三、其他測電阻方法。考題分值一般在3分-9分之間,具體考向和解答策略見下面概括:一、伏安法測電阻【實驗目的】測量未知電阻【實驗器材】電池組、電壓表、電流表、滑動變阻器、待測電阻、開關各一個,導線若干。【實驗原理】根據歐姆定律:,可知:,只要能測出電阻R兩端電壓和通過R的電流,根據公式即可計算出待測電阻R。【實驗步驟】一、根據給出的電路圖,連接實物電路。二、閉合開關,變阻器在較大位置時測量電流和電壓,數據計入表格。三、繼續調節滑動變阻器,重復上述試驗三次,數據計入表格。四、根據公式,求出每次試驗電阻值,并計入表格。五、計算待求電阻平均值。六、試驗表格試驗次數電壓/V電流/A待求電阻Rx/?平均值Rx/?123七、整理器材。【考向點撥】1.補充電路:以某一電器為起點,觀察一周,先連主電器,后連測量電器,注意連線不能交叉;2.測量前變阻器的位置、目的:處于最大位置、為了保護電路;3.變阻器連接要求:一上一下;4.實驗前開關狀態:斷開狀態;5.補充測量數據:根據實驗原理和測量數據規律補齊表格中空格;6.小燈泡電阻測量結果相差較大原因:小燈泡的電阻隨溫度的升高而變大;7.電路故障分析:電流表無示數,某處斷路;電壓表無示數,被測電器短路或電壓表連線未接好;8.電流表、電壓表反偏:正負極接反;9.分析測量數據求電阻:根據歐姆定律進行計算;10.測量結果誤差較大原因:電流表或電壓表有內阻;11.電流表對測量誤差的影響:內接時測量結果偏大、外接時測量結果偏小。二、其他方法測電阻1.伏阻法測電阻電路設計實驗電路待測物理量和待測電阻RX利用串聯電路中電流處處相等求阻值(已知R0阻值)(1)閉合開關S,分別測出R0、RX兩端第一章U0、UX;(2)利用串聯電路中各電阻兩端電壓之和等于電源電壓列方程求電阻(已知R0阻值)閉合開關S,讀出變阻器接入定值最大時的電壓表讀數U1;讀出變阻器接入阻值最小(等于0)時電壓表的讀數U2;被測電阻:只閉合開關S,測出R0兩端電壓U0,閉合S、S1,測出電源電壓U;閉合S,將S1置于a,R0與Rx串聯,讀出電壓表示數U;閉合S,將S1置于b,R0與Rx串聯,讀出電壓表示數U0則Ux=U-U0;2.安阻法測電阻電路設計實驗電路待測物理量和待測電阻RX利用并聯電路各支路兩端電壓相等求阻值(已知R0阻值)閉合S,分別測出通過R0、RX的電流I0、IX;(1)閉合S、斷開S1,此時只有R0連入電路,讀出A的示數I0(2)閉合S、S1,R0與Rx并聯,讀出A的示數I;(3)利用電源電壓不變列方程求阻值(已知R0阻值)(1)閉合S,將S1置于a時,讀出A的示數I0(2)閉合S,將S1置于b時,讀出A的示數Ix,(3)(1)閉合S、斷開S1,Rx與R0串聯,讀出A的示數為I1,則U=(2)閉合S、S1,只有Rx接入電路,讀出A的示數為I2,(3)(1)閉合S,將滑動變阻器滑片移至a端時,此時R0=0,讀出A的示數I1,(2)閉合S,將滑動變阻器的滑片移至b端時,此時滑動變阻器連入電路的阻值為R,讀出此時A表示數I2,(3)3.等效替代法電路設計實驗電路待測物理量和待測電阻RX利用等效思想測量電阻(1)閉合S,將S1置于a,調節R0,讀出A的示數I1(2)閉合S,將S1置于b,保持滑片P位置不變,調節電阻箱R′,使A的示數仍為I,讀出此時R′連入電路的阻值R′。Rx=R'。題型一:伏安法測定值電阻【例1】圖甲是實驗小組用伏安法測未知電阻Rx
的實物電路,電源電壓未知但恒定,已知滑動變阻器的最大阻值為R。(
電阻均不受溫度影響
)
(1)在甲圖中找出連接錯誤的一根導線,并在導線上畫“×”,用筆畫線代替導線將實物圖連接正確______。(所畫的導線要用實線,不可用虛線,導線不能交叉)(2)連接電路時開關應_______,滑動變阻器的滑片應位于最_______(填“左”或“右”)端;(3)該實驗的原理是________;(4)在實驗操作中,發現電流表已損壞,電壓表完好,于是小組的同學設計了如圖乙所示的電路圖也完成了實驗.請你幫助他們把以下實驗步驟填寫完整:①閉合開關S,調節滑動變阻器的滑片,當滑片位于最左端時,讀出此時電壓表的示數,記為U1
;②再________,讀出此時電壓表的示數,記為U2
;③則未知電阻Rx
=________。【答案】如圖;斷開;右;R=;將滑片移動到最右端;;R。【解析】(1)如圖電路,電壓表串聯、電流表并聯在了電路中,是錯誤的,正確的電路,電流表應串聯,電壓表與未知電阻并聯,所以將未知電阻右端的導線拆掉,將未知電阻右端連接到電源負極即可,如圖:(2)根據保護電路的原則,連接電路時開關應斷開,滑動變阻器的滑片應位于最最大,如圖應置于右端;(3)該實驗的原理是;(4)只有電壓表的實驗步驟:①閉合開關S,調節滑動變阻器的滑片,當滑片位于最左端時,讀出此時電壓表的示數,記為U1
,即電源電壓;②再將滑片移動到最右端,讀出此時電壓表的示數,記為U2
,則滑動變阻器兩端的電壓為:③滑片移動到最右端,電路中的電流為:;所以未知電阻為:。【點睛】重點是測量未知電阻的實驗,難點是缺少電流表時,結合滑動變阻器的最大阻值,根據兩次電壓表的示數差可知滑動變阻器的的電壓,再結合歐姆定律可得未知電阻的表達式。【例2】小致同學在做“用伏安法測量定值電阻R1
的阻值”的實驗中,按如圖甲所示設計的電路進行實驗,已知滑動變阻器的最大阻值為R2
。(1)閉合開關,移動滑動變阻器滑片,改變R1
兩端電壓及通過電流,實現多次測量,其目的是_________;(2)當電壓表示數為2.5V時,電流表示數為0.5A,利用此數據計算出R1
的阻值是_____Ω;(3)小華在沒有電流表的情況下也測量出了此電阻的阻值,其電路如圖乙,他的操作如下:①開關閉合,將滑動變阻器滑片調到最左端,記錄電壓表示數為3V;②將滑動變阻器的滑片調到最右端,記錄電壓表的示數為1V。則R1
的阻值為_____(用含有R2
的代數式表示)。(4)小峰同學在小華同學的電路基礎上進行了調整,設計了如圖丙所示的電路,他的操作如下:①將滑動變阻器滑片調到中央位置,記錄電壓表示數為U1
;②將滑動變阻器滑片調到阻值最大處,記錄電壓表示數為U2
。則U1
_____(選填“>”、“<”或“=”),R1
的阻值為_____(用含有U1
、U2
、R2
的代數式表示)。【答案】減小誤差;5;;>;。【解析】(1)為提高測量的準確程度,通常情況下要進行多次測量并取平均值,其目的是為了減小誤差;(2)當電壓表示數為2.5V時,電流表示數為0.5A,則的阻值為;(3)①開關閉合,將滑動變阻器滑片調到最左端,電路中只有電阻,記錄電壓表示數為3V,即電源電壓為3V;②將滑動變阻器的滑片調到最右端,兩電阻串聯,記錄電壓表的示數為1V,即此時電阻兩端的電壓為1V,則滑動變阻器兩端的電壓為3V-1V=2V,根據串聯電路的電流和電壓特點有,故;(4)①將滑動變阻器滑片調到中央位置,記錄電壓表示數為
U
1
,根據串聯電路的電流和電壓特點有
------①則,②將滑動變阻器滑片調到阻值最大處,記錄電壓表示數為U2
,根據串聯電路的電流和電壓特點有
------②則
,故;聯立以上
①②兩式,解得。【點睛】本題以伏安法測電阻的探究實驗為基礎,進行了多層次的拓展,既要掌握好重點實驗伏安法測電阻,又要靈活運用歐姆定律進行深度探究,非常經典的一道探究實驗綜合題。(1)定值電阻多次測量求平均值是為了減小誤差;(2)根據算出電阻;(3)閉合開關S,將滑動變阻器滑片調到最左端,電路中只有電阻;將滑片滑到最右端,兩電阻串聯,根據串聯電路的電流和電壓特點求出待測電阻的阻值;(4)要測量的阻值,根據可知,需知道被測電阻兩端電壓和通過的電流,據此分析。題型二:伏安法測小燈泡的電阻【例3】用伏安法測量標有電壓為2.5V的某小燈泡正常工作時電阻的實驗時,電路圖如圖甲所示.(1)根據電路圖完成圖乙中實物連接__________;(2)連接電路時開關應處于_______狀態,滑動變阻器滑片應位于(選填“最左”或“最右”)端;(3)開關閉合后,小華發現,無論怎樣移動滑片P,燈都不亮,電流表示數始終為0,電壓表示數約為電源電壓.則電路中出現的故障可能是____;(4)如圖丙所示,小燈泡正常工作時電流表的讀數為A,此時小燈泡的電阻約為Ω;(5)本小組完成實驗后,討論該電路還能完成的實驗有_____________。【答案】如圖;斷開;最右;燈泡斷路;0.28;8.9;測量小燈泡的電功率。【解析】(1)電壓表與燈泡并聯,小燈泡的額定電壓為2.5V,故電壓表的量程選0~3V。電流表串聯,滑動變阻器選擇上端任一接線柱;如圖所示。(2)為保護電路,連接電路時,開關必須處于斷開狀態;閉合開關前,滑片應置于滑動變阻器最大阻值處,即滑片在最右端;(3)無論怎樣移動滑片P,電流表示數幾乎為零,電表完好,說明電路斷路或電路的總電阻很大;燈泡兩端電壓表示數始終為3V,說明電壓表與電源連通,則電路故障可能是小燈泡斷路了,而導致電壓表串聯在電路中;(4)電流表的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,其示數為0.28A。此時的電壓為額定電壓2.5V,由歐姆定律得,小燈泡的電阻;(5)本實驗采用的方法是控制變量法,因電壓表可測量出電阻的電壓,電流表可測量出電阻的電流,利用該電路還能完成的實驗有測量小燈泡的電功率實驗。故答案為:(1)如圖;(2)斷開;(3)最右;(4)燈泡斷路;(5)0.28;(6)8.9;(7)測量小燈泡的電功率。【點睛】能正確連接實物電路,會讀取電流表的值,能靈活運用歐姆定律進行計算,知道串聯電壓的規律,能從圖像中讀出正確信息,并能利用公式進行計算,是此題中考查的主要內容。(1)電壓表與燈泡并聯,根據小燈泡的額定電壓確定電壓表的量程.根據題中提示,電流表選用小量程串聯在電路中,滑動變阻器選擇一上一下接線柱;(2)為保護電路,閉合開關前,滑片應置于滑動變阻器最大阻值處;(3)電流表示數幾乎為零,電表完好,說明電路斷路或電路的總電阻很大;燈泡兩端電壓表示數始終為3V,說明電壓表與電源連通,據此判斷;(4)讀取電流表量程時,先確定量程與分度值,再觀察指針讀數.利用歐姆定律求小燈泡的電阻;(5)分析實驗的操作方法進行解答。【例4】小張在“伏安法”測小燈泡的電阻實驗中,連接了如圖甲所示的實物圖。(1)閉合開關前,應向________端(選填“A”或“B”)調整滑動變阻器的滑片,使電路中的電流在開始測量時最小。(2)測量過程中,某一次的電流值如圖乙所示,則電流值是________A。這時,燈絲突然燒斷,則電壓表的示數________(選填“變大”“變小”或“不變”)。換相同規格的燈泡,重測的數據如表所示,并繪出I﹣U圖象如圖丙的A所示。(3)依據表格中的數據,小張求出小燈泡電阻的平均值,你同意這種做法嗎?說出你的理由_______(作出判斷并說出理由)(4)另外一組同學用相同的器材和電路圖也做這實驗時,由于接線不正確,根據測量的數據繪出的I﹣U圖象如圖丙的B所示。你認為不正確的原因可能是________。(5)“伏安法”測小燈泡電阻的實驗裝置還可以用來測量________的實驗。【答案】A;0.26;變大;不同意,燈絲的電阻受溫度影響,并非一個定值電壓表接在了滑動變阻器兩端燈泡功率。【解析】(1)根據保護電路的原則,閉合開關前,應向阻值最大端即A端調整滑動變阻器的滑片,使電路中的電流在開始測量時最小。(2)測量過程中,某一次的電流值如圖乙所示,電流表使用小量程,分度值為0.02A,讀數即電流值是0.26A;若燈絲突然燒斷,此時電壓表串聯在電路中,通過滑動變阻器測量電源電壓,所以電壓表的示數變大。(3)小燈泡亮度變化時,溫度變化很大,而電阻受溫度變化的影響,所以小燈泡的電阻是變化的,不是一個定值,即求平均值的方案是不正確的。(4)如圖丙的B所示,電壓增大時,電流是變小的,不符合歐姆定律,故此電壓與電流值一定不是同一個導體的,分析電路圖容易想到,出現此不正確的原因是:電壓表接在了滑動變阻器的兩端了,此時電流增大時,說明滑動變阻器接入電路變小了,滑動變阻器兩端的電壓降低,符合圖像特點。(5)“伏安法”測小燈泡電阻的實驗裝置與測量小燈泡的電功率的實驗裝置相同,兩實驗的步驟也基本相同,所以此實驗裝置還可以測量小燈泡的電功率。【點睛】測量燈泡電功率時,為了保護電路,滑片要調到阻值最大處,根據電流表量程和分度值讀數,利用電壓和電流的乘積計算電功率,另外要理解當與電壓表并聯的燈泡斷路時,電壓表實際串聯在電路中,由于電壓表的電阻很大,所以電流表無示數,而電壓表有示數且接近電源電壓。題型三:其他方法測電阻【例5】小峰想利用一塊電流表和阻值已知的電阻R0測量電阻RX的阻值。小峰選擇了滿足實驗要求的電源(電壓保持不變)、電流表,并連接了實驗電路,如圖所示。小峰的實驗步驟沒有寫完整,請你幫助小峰完成實驗步驟,并寫出電阻RX的表達式。(1)閉合開關S2,斷開S1,讀出電流表的示數I1;(2),讀出電流表的示數I2;則待測電阻的表達式為:RX=。【答案】閉合開關S1、S2;R0。【解析】(1)閉合開關S2,斷開S1,讀出電流表的示數I1,則電源的電壓U=I1(Rx+R0);(2)閉合開關S1、S2,讀出電流表的示數I2,則電源的電壓U=I2R0;因電源的電壓不變,所以I1(Rx+R0)=I2R0,解得:Rx=R0。故答案為:閉合開關S1、S2;R0。【點睛】伏安法測電阻的探究實驗;歐姆定律的應用。實驗中沒有電壓表,電阻R0、Rx已經串聯在電路中,通過開關閉合與斷開,使電路處于兩種狀態,利用電源電壓保持不變,測出兩種狀態下電路中的電流,再利用歐姆定律求出電源的電源,求出電路中的總電阻,再根據電阻的串聯特點求出電阻Rx的阻值。【例6】如圖所示電路用的是等效替代法測量未知電阻阻值。其中Rx是待測電阻(阻值大約幾百歐),R是滑動變阻器,R0是電阻箱(電阻箱的最大電阻值大于Rx),請根據實驗電路圖把下列主要實驗步驟中的空白填齊。(1)按電路圖連好電路,并將電阻箱R0的阻值調至最大。(2)只閉合開關S1和,調節滑片P,使電流表指針指在適當的位置,記下此時電流表的示數為I。(3)只閉合開關S1和,同時調節(選填“滑動變阻器”或“電阻箱”),使電流表的示數為。(4)讀出,即可知道Rx的阻值。【答案】(2)S3;(3)S2;電阻箱;I;(4)電阻箱接入電路的阻值R0。【解析】由等效替代法可知,當閉合開關S1,只閉合開關S2或S3時,保持滑動變阻器接入電路的阻值保持不變,調節電阻箱的阻值,使電流表的示數相同,故實驗步驟如下:(1)在圖示電路中,按電路圖連好電路,并將電阻箱R0的阻值調至最大;(2)只閉合開關S1和S3,調節滑片P,使電流表指針指在適當的位置,記下此時電流表的示數I;(3)只閉合開關S1和S2,保持R的電阻不變,同時調節電阻箱R0,使電流表的示數仍為I;(4)讀出電阻箱接入電路的阻值R0;由于兩次電流表示數相同,則兩次的總電阻相同,即Rx+R滑=R0+R滑,所以Rx=R0。故答案為:(2)S3;(3)S2;電阻箱;I;(4)電阻箱接入電路的阻值R0。【點睛】伏安法測電阻的探究實驗。由等效替代法可知,當閉合開關S1,只閉合開關S2或S3時,保持滑動變阻器接入電路的阻值保持不變,調節電阻箱的阻值,使電流表的示數相同,說明待測電阻Rx和電阻箱R0的阻值是等效電阻,即可得到待測電阻的大小。【例7】某同學設計了如圖所示的電路測量未知電阻RX
的阻值。已知R0
為定值電阻,R為滑動變阻器。(1)開關S閉合前,應將滑動變阻器的滑片P置于__________端(填“a”或“b”),目的是__________。(2)閉合開關S,調節滑動變阻器,得到電壓表V1
的示數為U1
,電壓表V2
的示數為U2
,則被測的阻值Rx=___________。(3)該同學測量一次后,就計算出了該電阻的阻值,你認為該實驗結論的得出_______(選填“妥當”或“不妥當”),理由是__________________。【答案】b;保護電路;;不妥當;應該多次測量求平均值,減小誤差。【解析】(1)[1][2]在連接電路時,為了保護電路,避免電路中電流過大燒壞用電器,應該將滑動變阻器調至最大阻值處,即將滑片P調至b端。(2)[3]圖中電阻Rx
和R0
串聯,串聯電路各處電流相同,故化簡得(3)[4][5]應該進行多次測量求平均值,減小誤差,所以這位同學只進行一次實驗就計算出未知電阻的阻值是不妥當的。【例8】“測量未知電阻阻值”實驗中,提供了學生電源、電流表、電壓表、滑動變阻器,一個阻值未知的定值電阻Rx
,一個額定電壓為2.5V,阻值約為8Ω的小燈泡,開關、導線若干。(1)如圖甲,“測量定值電阻Rx
阻值
”的實驗電路中,接錯了一根導線,請在錯誤的線上打“×”,并用筆畫線代替導線改接到正確位置上______。(2)改正錯誤后,閉合開關前,滑片應滑至最______(選填“左”或“右”)端。(3)試觸后,選擇合適量程。閉合開關,調節滑動變阻器,電流表、電壓表示數如圖乙,則Rx
的阻值為______Ω(結果保留1位小數)。一次實驗數據存在誤差,接下來應通過______的方法來減小誤差。(4)完成實驗后,進行誤差分析:考慮到電壓表中也有電流通過,該電路測得的Rx
的測量值與真實值相比______(選填“偏大”或“偏小”)。(5)同學們發現只用一只電表及已有其他器材(忽略定值電阻Rx
的實驗誤差),也能測量小燈泡正常發光時的電阻。下列電路設計最合理的一項是______。A.
B.
C.
D.【答案】RT;左;20.8;多次測量求平均值;偏小;C。【解析】(1)圖甲中,電壓表和變阻器串聯,是錯誤的,電壓表和電阻并聯,如圖所示:
或
(2)閉合開關前,為了保護電路,滑片應滑至阻值最大處,即最左端。(3)由圖乙可知,電流表選擇小量程,分度值是0.02A,電流表的示數是0.12A,電壓表選擇小量程,分度值是0.1V,電壓表的示數是2.5V,電阻的阻值為了減小誤差,需要多次測量電阻的阻值求平均值。(4)考慮到電壓表中也有電流通過,電壓表和電阻并聯,由并聯電路電流的規律可知電流表的示數變大,電壓表的示數準確,由可知測得的Rx
的測量值與真實值偏小。(5)A.閉合開關S1
,滑動變阻器的滑片使電流表的示數為燈泡的額定電流,閉合開關S2
,電阻Rx
與燈泡并聯,電阻Rx
與燈泡兩端的電壓相等,但不能得到電阻Rx
的電壓值,不能得到燈泡正常發光時的電阻,故A不符合題意;B.閉合開關S1
,滑動變阻器的滑片使電流表的示數為燈泡的額定電流,閉合開關S2
,電阻Rx
與燈泡并聯,電阻Rx
與燈泡兩端的電壓相等,但不能得到電阻Rx
的電壓值,不能得到燈泡正常發光時的電阻,故B不符合題意;C.只閉合S1
,移動變阻器的滑片,使電壓表示數為2.5V,則燈正常發光;保持滑片位置不動,閉合S2
,斷開S1
,記下電壓表的示數U1
,此時電壓表測Rx
與燈的電壓,因電路的連接沒有改變,各電阻的大小和電壓沒有改變,燈仍正常發光,由串聯電路電壓的規律,Rx
的電壓Ux
=U1
-2.5V通過Rx
的電流,即燈的額定電流燈泡正常發光時的電阻;故C符合題意;D.定值電阻與燈串聯,電路中只有電壓表,只閉合S1
,電表測定值電阻的電壓;當只閉合S2
時,電壓表測燈與定值電阻的電壓,無法確定燈是否正常發光,故D不符合題意。故選C。【例9】小明同學在伏安法測電阻Rx
的實驗中,連接了如圖1所示的電路:(1)本實驗的原理是____________________。小明同學閉合圖1中的開關,電流表______示數,電壓表______示數;(兩空均選填“有”或“無”)(2)他仔細檢查電路,發現有一根導線連接錯誤,請你在圖1中錯誤的導線上畫“×”,并用筆畫線代替導線畫出正確的那根連接導線;(__________)(3)正確連接電路后,閉合開關,調節滑動變阻器滑片P,觀察到電壓表和電流表示數如圖2所示,他記下數據并算出待測電阻R的阻值為______Ω。先測得三組對應的電壓值和電流值,最后算出電阻的平均值,這樣做的目的是__________________;(4)將電阻Rx
換成小燈泡,重復上述實驗,發現幾次實驗測得的小燈泡的電阻相差比較大,原因可能是______________;(5)某實驗小組進行實驗時不慎將電壓表損壞,他們利用一個阻值已知的定值電阻R0
、一個電流表和開關若干個,設計了如圖丙所示的電路,也測出了待測電阻Rx
的阻值(電流表量程符合要求,電源電壓未知)。他們的實驗步驟如下:①
正確連接電路,只閉合開關S、S1
,記錄電流表的示數為I1
;②
只閉合開關S、S2
,記錄電流表的示數為I2
;③
待測電阻阻值的表達式為Rx
=______(用測得量和已知量的字母表示)。【答案】;無;有;如圖;6.25;減小誤差;小燈泡的電阻受溫度影響;。【解析】(1)伏安法測電阻Rx
的實驗的原理是歐姆定律表達式的變形公式。圖1中的電路中,電壓表串聯在電路中,電流表無示數,電壓表與電源連通,電壓表有示數。(2)原電路中,電流表與電阻并聯,電壓表串聯在電路中是錯誤的,電壓表應與電阻并聯,電流表應與電阻串聯,修改后如圖所示:(3)正確連接電路后,閉合開關,調節滑動變阻器滑片P,觀察到電壓表和電流表示數如圖2所示,電壓表選用小量程,分度值為0.1V,電壓表示數為2.5V,電流表選用小量程,分度值為0.02A,電流為0.4A;由可得待測電阻R的阻值這里的待測電阻的阻值是一個定值電阻,先測得其三組對應的電壓值和電流值,最后算出電阻的平均值,是為了減小誤差。(4)由于小燈泡的電阻受溫度影響,將待測電阻Rx
換成小燈泡,測得的小燈泡電阻會隨著通電時間受熱而發生變化,不再是一個定值。(5)在①中,閉合開關S、S1
,兩電阻并聯,電流表測干路電流;在②中,閉合開關S、S2
,兩電阻依然并聯,但電流表測Rx
的電流;因通過待測電阻的電流不變,由并聯電路電流的規律可得通過定值電阻的電流為I0
=I1
?I2由歐姆定律可知電源電壓為U=I0
R0
=(I1
?I2
)R0由歐姆定律可推出待測電阻阻值的表達式為。1.(2022·安徽省合肥市瑤海區中考一模物理試題)小明在“測小燈泡正常發光時的電阻”的實驗中,實驗室有以下器材:電源(電壓恒為4.5V)、標有2.5V的小燈泡、電流表、電壓表、滑動變阻器“20Ω1A”、開關各一個,定值電阻、導線若干。(1)請你用筆畫線代替導線,將圖甲中的電路連接完整。要求:滑動變阻器的滑片P向右移動時,小燈泡變暗;()(2)按圖連接好電路后,閉合開關,發現小燈泡不亮,電壓表有示數,電流表無示數。若用一根導線連接燈泡兩端接線柱后,則電流表有示數,電壓無示數,電路故障可能的原因是:___________(3)電路連接好后,閉合開關,移動滑動變阻器的滑片進行多次實驗,并將其中三次數據記錄在表格中,當燈泡正常發光時,電流表示數如圖乙所示,正常發光時的電阻為___________Ω(計算結果保留一位小數)。實驗次數123電壓表示數U/V2.02.53.0電流表示數I/A0.260.32(4)完成上述實驗后,小華想利用圖丙所示電路,在MN間接入適當的元件,完成以下物理實驗①接入一個未知電阻Rx,測出它的阻值;②接入一個定值電阻R,探究電流和電阻的關系;③接入一個燈泡,探究電流和電壓的關系;④接入一個已知額定電流的小燈泡,測出燈泡的額定功率;其中能夠完成的實驗有___________(填序號)【答案】①如圖;②小燈泡斷路;③8.3;④①④。【解析】(1)[1]變阻器的滑片P向右移動時,小燈泡變暗,說明電路中的電流變小,變阻器連入電路的電阻變大,連接變阻器的A接線柱,小燈泡的額定電壓是2.5V,電壓表選擇0~3V的量程,電壓表和燈泡并聯,如圖所示:(2)[2]小燈泡不亮,電壓表有示數,電壓表和電源的兩極連接,電流表無示數,可能出現斷路,用一根導線連接燈泡兩端接線柱后,則電流表有示數,電壓無示數,說明燈泡斷路。(3)[3]由圖乙可知,電流表量程是0~0.6A,電流表的分度值是0.02A,示數是0.3A,正常發光時的電阻為(4)[4]圖中電壓表可測MN間的電壓,電流表可測電路中的電流。①接入一個未知電阻Rx,可測未知電阻Rx兩端的電壓和通過它的電流,利用可求它的阻值,故該實驗能完成;②為得出普遍性的規律,探究電流和電阻的關系,要換用不同的定值電阻多次測量,故不能完成;③探究電流和電壓的關系,要控制電阻的大小不變,而燈的電阻隨溫度的變化而變化,不是一個定值,故不能完成;④通過燈的電流為額定電流時,燈正常發光,讀出燈的電壓,根據P=UI可測出燈泡的額定功率,故該實驗能完成;故能完成的實驗為①④。2.(2021·安徽第一學期九年級期末質量調研綜合測試樣卷物理部)小嘉同學做“用電流表、電壓表測電阻”的實驗。實驗桌上有電源(電壓保持不變)、待測電阻、電流表、電壓表和開關各一個,滑動變阻器A、B兩個(A標有“”字樣、B標有“”字樣)及導線若干,所有器材均完好。小嘉選取其中一個變阻器進行實驗,他正確串聯實驗器材,并將滑動變阻器的滑片置于一端,然后將電壓表并聯在電路中。閉合開關,觀察到電壓表示數為0;接著他將滑片移至另一端,觀察到兩電表示數如圖(a)、(b)所示。小嘉對所觀察到的實驗現象思考后,重新正確連接電路,且操作步驟正確。再次閉合開關后,觀察到電壓表示數為2伏;移動滑片至另一端,觀察到電流表示數為0.58安;滑片移至某位置,觀察到兩電表示數分別為3伏和0.28安。然后他整理器材,完成了實驗數據收集。(1)小嘉調整電路前的實驗操作過程存在什么問題?(2)判斷小嘉所選取的滑動變阻器規格,并說明理由。(3)請分析和計算待測電阻的平均值。(精確到0.1歐)【答案】(1)電壓表與變阻器并聯;(2)滑動變阻器B,見解析。(3)10.3Ω。【解析】(1)正確串聯實驗器材,將滑動變阻器的滑片置于一端,然后將電壓表并聯在電路中,閉合開關,觀察到電壓表示數為0,說明電壓表被短路了,接著他將滑片移至另一端,由圖(a)、(b)可知電壓表和電流表有示數,所以電壓表與變阻器并聯了,將滑動變阻器的滑片置于一端,變阻器連入電路的電阻為零,電壓表的示數為0,將滑片移至另一端,此時變阻器連入電路的電阻最大。(2)重新正確連接電路,且操作步驟正確,電壓表與電阻并聯,電壓表示數為2V,說明電阻兩端的電壓是2V,滑片移至某位置,電壓表的示數是3V,由串聯分壓可知,變阻器連入電路的電阻最大時,變阻器兩端的電壓大于3V,所以實驗開始時,電壓表與變阻器并聯,電壓表的示數大于3V,由圖(a)可知,電壓表的選擇量程是0~15V,電壓表的示數是4V,由串聯電路的電壓的規律可知電源電壓U=Ux+U滑=2V+4V=6V由圖(b)可知,電流表的量程是0~0.6A,電流表的示數是0.2A,變阻器的最大值所以選擇滑動變阻器B,由串聯電路電流的規律可知通過電阻的電流是0.2A,電阻的阻值(3)移動滑片至另一端,此時變阻器連入電路的電阻為零,只有待測電阻的簡單電路,電流表示數為0.58A,電阻的阻值滑片移至某位置,觀察到兩電表示數分別為3伏和0.28安,此時電阻的阻值待測電阻的平均值答:(1)小嘉調整電路前電壓表與變阻器并聯;(2)小嘉所選取的滑動變阻器B,見解析。(3)待測電阻的平均值是10.3Ω。3.(2021·安徽阜陽實驗中學年第一學期初三綜合教學質量檢測試卷)現有電壓可調節的電源甲(2伏、4伏、6伏、8伏、10伏和12伏六檔)和電壓恒為4.5伏的電源乙各一個,電流表、電壓表和開關各2個,標有“10Ω2A”字樣的滑動變阻器、約為10歐的待測電阻A和約為50歐的待測電阻B各一個,導線若干。在進行測電阻的實驗中,小華選用了電阻A,而小明選用了電阻B,由于只有一個滑動變阻器,兩人討論后開始設計實驗方案,并分配了實驗器材。①在設計實驗方案的過程中,(a)小華和小明先選用電源乙,并按照正確連接電路的要求設計電路。如圖甲所示,是小華粗略估算的電流表指針偏轉的大致范圍。根據小華的標識方法,請在圖乙中畫出小明實驗過程中電流表指針偏轉的大致范圍______;(b)根據上述電流表指針偏轉的范圍,小明應選擇圖______進行實驗,理由是______;②經過思考,他們重新合理分配了實驗器材。在實驗中,小華正確連接電路,實驗步驟規范,閉合開關后,發現電流表的指針恰好指在0.22安刻度處,此時小華測得電阻A的阻值為______歐。小明在實驗中發現電流表的最大示數為0.22安,則小明測得電阻B的阻值為______歐。(計算結果均保留1位小數)【答案】①如圖;②a;③若選擇4.5伏的電源乙和滑動變阻器,電流表指針偏轉范圍過小,很難讀出滑片在不同位置情況下三組明顯差異的電流值(或只有選擇電源甲,才能讀出三組較明顯差異的電流值);④10.5;⑤54.5。【解析】①(a)[1]小華粗略估算的電流表指針偏轉的大致范圍為,電源電壓為4.5V,因此電路中的電阻范圍約為,故小華選擇了10Ω的待測電阻A和“10Ω2A”字樣的滑動變阻器;小明只能選擇的待測電阻B和滑動變阻器,小明實驗過程中電流表指針偏轉的大致范圍在圖上畫出兩個電流值,如圖(b)[2][3]根據上述電流表指針偏轉的范圍,小明應選擇圖a進行實驗,理由是:若選擇4.5V的電源乙和滑動變阻器,電流表指針偏轉范圍過小,很難讀出滑片在不同位置情況下三組明顯差異的電流值;只有選擇電源甲,改變電源的電壓,才能讀出三組較明顯差異的電流值。②[4]在實驗中,小華正確連接電路,實驗步驟規范,閉合開關后,發現電流表的指針恰好指在0.22安刻度處,此時電路中的電流最小,電阻最大,電路的總電阻為[5]小明采用圖a,在實驗中發現電流表的最大示數為0.22安,此時電路中電壓最大為12V,則小明測得電阻B的阻值為。4.(2022·福建省福州市中考物理模擬試卷)小亮和小雨在“探究小燈泡電阻”的實驗中,要用小燈泡的額定電壓為3V,電阻約為10Ω(1)小亮的實驗過程如下:①電路按圖甲連接正確后,閉合開關,發現小燈泡不亮,電壓表的示數為0V,電流表有示數,產生這種現象的原因是:。②以上故障排除后,再閉合開關,發現小燈泡仍不亮,但電流表和電壓表均有示數,接下來他應進行的操作是:。③實驗中小亮設計的實驗記錄表格如下表。請你找出表格中的問題:;小亮又根據實驗數據繪制成了U﹣I圖象如圖乙。根據該圖象提供的信息,可計算出小燈泡正常發光時的電阻是Ω.某同學在做該實驗時,觀察到電流表的示數變大時,電壓表的示數減小,其原因可能是。實驗次數電壓/V電流/A電阻/Ω電阻平均值/Ω1////2///3///(2)小雨想利用如圖丙所示的電路測量未知電阻Rx的大小(R0阻值已知)。下面是他的實驗過程,請你幫他完成實驗。①閉合開關S和S1,斷開S2,讀出此時電壓表的示數為U1。②只閉合,讀出此時電壓表的示數為U2。③未知電阻阻值的表達式為:Rx=。④實驗后小雨又將開關S1換成了一個電壓表,當閉合開關S和S2時,發現電路中兩個電壓表的指針偏轉角度相同。如果R0=100Ω且Rx<R0,則Rx=Ω。(3)如果在家里做測白熾燈功率的實驗,因家里一般沒有電壓表和電流表,所以可以利用家庭中都有的和測量更方便。【答案】(1)①小燈泡短路(或電壓表短路);②向右移動滑片,觀察小燈泡是否發光;③電阻平均值一欄多余;7.5Ω;電壓表并聯在變阻器兩端;(2)②S、S2;③R0;④20;(3)電能表;停表(或鐘表)。【解析】(1)①電路按圖甲連接正確后,閉合開關,電流表有示數,則電路為通路,發現小燈泡不亮,電壓表的示數為0V,產生這種現象的原因是:小燈泡短路(或電壓表短路)。②以上故障排除后,再閉合開關,但電流表和電壓表均有示數,則電路為通路,發現小燈泡仍不亮,說明電路中的電流過小,電路的電阻過大,故接下來他應進行的操作是:向右移動滑片,小燈泡是否發光。③由于燈泡的電阻隨溫度的變化而變化,求平均值沒有意義,故表格中的問題:求電阻平均值一欄多余。燈在額定電壓下正常發光,根據實驗數據繪制成了U﹣I圖象知,3V電壓下的電流為0.4A,由歐姆定律,小燈泡正常發光時的電阻是:R===7.5Ω;電流表的示數變大時,由歐姆定律,燈的電壓變大,由串聯電路電壓的規律,變阻器的電壓變小,故某同學在做該實驗時,觀察到電流表的示數變大時,電壓表的示數減小,其原因可能是電壓表并聯在變阻器兩端。(2)①閉合開關S和S1,斷開S2,讀出此時電壓表的示數為U1。②只閉合S和S2,讀出此時電壓表的示數為U2。③在①中,電壓表測電源電壓U1,在②中,兩電阻串聯,電壓表測定值電阻的電壓,由串聯電路的電壓的規律:待則電阻的電壓為:U1﹣U2,由歐姆定律和串聯電路各處的電流相等,則有:=,解得:Rx=R0。④若將S1換成電壓表,當閉合開關S和S2時,兩塊電壓表分別測量R0和Rx的電壓,已知兩個電壓表的指針偏轉角度相同,但因Rx<R0,由分壓原理,測R0的電壓表(選用大量程)示數為測Rx的電壓表(選用小量程)示數的5倍,即:U0=5Ux,根據串聯分壓的知識可知,R0:Rx=U0:Ux=5:1,所以Rx=R0=×100Ω=20Ω。(3)雖然家庭里一般沒有電壓表和電流表,但我們可以將家中除白熾燈外的其它用電器全部切斷,只讓這個燈工作,利用電能表和秒表(或鐘表)測量白熾燈消耗的電能及消耗電能所用的時間,根據P=計算其電功率。故答案為:(1)①小燈泡短路(或電壓表短路);②向右移動滑片,觀察小燈泡是否發光;③電阻平均值一欄多余;7.5Ω;電壓表并聯在變阻器兩端;(2)②S、S2;③R0;④20;(3)電能表;停表(或鐘表)。5.(2022·廣東省汕頭市中考物理模擬試卷)小明同學在“測量定值電阻阻值”的實驗中,設計了如圖甲所示的電路圖。電源電壓為4.5V。請完成下列問題。(1)甲圖中有一條導線連接錯誤,請在連接錯誤的導線上畫上“×”,并用筆畫線將錯誤改正過來。(2)在此實驗中,滑動變阻器除了可以保護電路還具有的作用。(3)調節滑動變阻器進行多次測量,某次測量時電壓表示數如圖所示,此時電流表示數為0.2A,則本次測得的待測電阻Rx=Ω。小明把這一次的測量所得的阻值作為最后的結果;你認為不合適的原因是:。(4)小明做完以上實驗之后,利用圖丙所示電路圖測量未知電阻Rx的阻值。①當只閉合S1時,電流表的示數為I1;②當閉合S1、S2時,電流表的示數為I2;③未知電阻Rx的表達式為:Rx=。【答案】(1)如圖;(2)改變定值電阻兩端電壓;(3)9;實驗次數少,結果不準確;(4)③。【解析】(1)由電路圖知,電流表與燈泡并聯,電壓表串聯在電路中,電流表與電壓表連接錯誤,電壓表應與燈泡并聯,電流表應串聯在電路中,電路如圖所示:(2)在此實驗中,滑動變阻器除了可以保護電路外,還可以改變定值電阻兩端電壓和通過電阻的電流,得出多組數據,進行多次測量求平均值減小誤差;(3)閉合開關,移動滑片P到某一點
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