17.3电阻的测量专项突破 2021-2022学年人教版九年级物理（含答案）

2021-2022学年九年级欧姆定律专项突破
（3）电阻的测量
1.小明同学用“伏安法”测未知电阻的电阻值。
（1）在他连接的电路（如图甲）中有一根导线连接错误，请在该导线上画“×”，并在图上改正（所画的导线用实线且不能交叉）。
（2）改正电路后，闭合开关，小明在移动滑动变阻器的滑片时发现，电压表示数较大且几乎不变，电流表示数始终为零，造成这一现象的原因可能是________。
（3）排除故障后，正常实验时，小明第1次实验时电流表指针的位置如图乙所示，其示数是________。
（4）第3次实验中求得电阻值是________Ω；最后测得该电阻的阻值约是________Ω（计算结果保留两位小数）。
实验次数
1 1.2
2 0.36 1.8
3 0.50 2.4
2.在“伏安法测电阻”的实验中，电源电压为15 V，电路图如图甲。
（1）电路连接正确后，闭合开关，将滑片P向左移动时，电压表示数_______（选填“变大”“变小”或“不变”）。
（2）实验过程中，某次电流表和电压表的示数如图乙所示，此时测得的_______Ω。
（3）此实验中滑动变阻器的作用是______________。
（4）若实验中只有一个电压表和一个已知电阻，小明设计了如图丙所示的电路，同样可以测量未知电阻，请在空格内将实验步骤补充完整。
①闭合S、断开，用电压表测出待测电阻两端的电压为。
②闭合开关，用电压表测出电源的电压U。
③请写出用测量值及来表示的表达式：_______。
（5）若实验中只有一个电流表和一个已知电阻，开关若干个，请在图丁的虚线框内将电流表和开关接入电路中，从而测出的阻值。
（6）为了测出未知电阻的阻值，某同学利用阻值已知的电阻和一只电流表或电压表分别设计了如图所示的四种电路，其中可行的是（电源电压未知且不变）_________。
3.小芳利用图所示的电路测量未知电阻的阻值，阻值大约为5 Ω.
（1）请你根据电路图，用笔画线代替导线，在图中完成实验电路的连接.
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于_______端（选填“A”或“B”）.
（3）闭合开关，发现电压表和电流表均无示数.小芳利用另一只完好的电压表进行检测，把电压表分别接在之间和之间，电压表均有示数；接在之间，电压表无示数.如果电路连接完好，只有一个元件有故障，该故障是_______.
（4）排除故障后，调节滑动变阻器，记录多组数据.画出了待测电阻的图像，如图所示.由图像可得_______Ω.
（5）小芳又设计了一种方案，也测出了的阻值.电路如图所示，为阻值已知的定值电阻，电源电压未知且恒定不变.测量步骤如下：
①当开关_______时，电流表读数为；
②当开关都闭合时，电流表读数为；
③待测电阻_______.（用已知和测出的物理量符号表示）
4.小明要测量定值电阻的阻值（约十几欧）。现有器材：电源（6 V）、滑动变阻器、电流表、电压表、开关各一个，导线若干。
（1）他设计并连接了如图甲所示电路。请用笔画线代替导线，将该电路连接完整。
（2）电路连好后，闭合开关前，应将滑动变阻器滑片移至最_______端。闭合开关，移动滑片到某一位置，电压表示数如图乙所示，此时两端的电压为_______V。
（3）当小明准备读取电流表示数时，发现两电表示数突然都变为0。他用一根导线检查电路故障，当将该导线两端分别接到接线柱上，发现电流表有示数，电压表示数仍为0；当将该导线两端分别接到接线柱上，发现电压表有示数，电流表示数仍为0；则由此可以判断故障是______________。
（4）排除故障后继续实验，却不慎将电流表损坏。小明发现桌上有一根标有长度刻度、总长为20.0 cm、总阻值为10 Ω的均匀电阻丝，还有一根带有鳄鱼夹的导线（如图丙所示）。查阅资料了解到，均匀电阻丝阻值与长度成正比，经过思考，重新设计了如图丁所示的电路（为电阻丝，C为鳄鱼夹），继续进行实验。
①根据已知条件判断，电压表量程应选用________V。
②按照图丁所示电路连接好器材，多次实验测得数据如下表所示，求出第1次实验时电路中的电流________A；利用表中所有数据求出待测电阻________Ω。
次数 1 2 3
长度/cm 4.0 14.0 20.0
电压表示数/V 0.8 2.0 2.4
5.某同学采用“伏安法”测量某定值电阻的阻值。
实验次数 1 2 3
电压 1.5 2.0 2.5
电流 0.31 0.40
电阻 4.8 5.0
的平均值/Ω
（1）按图甲连接电路时，应先_______开关，并将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处。
（2）闭合开关后，发现向左移动滑动变阻器的滑片P时，电流表的示数变大、电压表的示数变小，你认为电路连接中存在的错误是_______。
（3）排除故障后，闭合开关，改变电阻两端的电压，进行了三次测量。在第三次测量中电流表的示数如图乙所示，其示数为_______A。
（4）根据三次实验数据可得，定值电阻的阻值为_______Ω。（结果保留一位小数）
（5）将电阻换成小灯泡，重复上述实验，发现几次实验中，所测小灯泡的电阻值相差较大，原因可能是_______。
6.现要测量电阻的阻值，提供的实验器材有：待测电阻（约5 Ω）、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。
（1）用笔画线代替导线，将图甲中的实物图连接完整，要求滑动变阻器的滑片P向接线柱D移动时滑动变阻器接入电路的阻值变小。
（2）正确连线后，闭合开关，移动滑片P，电流表示数几乎为零，电压表示数接近电源电压且几乎不变。若电路中只有一处故障，可判断该故障是______。
（3）排除故障继续实验，某次测量，电流表的示数为0.50 A，电压表的示数如图乙，该示数为______V，则______Ω。
（4）某同学利用电源（电压未知）、电阻箱（0~999.9 Ω）和电流表（指针能正常偏转，但刻度盘示数模糊不清）等器材，测电阻的阻值，设计的电路如图丙。完成下列实验步骤：
①正确连接电路，断开，将电阻箱R阻值调至最大；
②______，标记电流表指针所指的位置；
③______，记下电阻箱阻值；
④电阻______。（用测得量的符号表示）
7.在利用“伏安法”测量未知电阻实验中：
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整，使滑片右移时电流表示数变大。
（2）闭合开关，发现电流表几乎无示数，电压表指针明显偏转，则出现的故障可能是________。
（3）排除故障后，闭合开关，当滑片移动到某位置时，电压表示数为2.4 V，电流表示数如图乙所示，其读数是________A，则未知电阻________Ω。
（4）若实验中电压表损坏，利用其他的原有器材也能测出未知电阻的阻值。实验电路如图丙所示（滑动变阻器最大阻值为，电源电压未知且不变），请将下列相关实验步骤补充完整：
①闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到a端，记录电流表示数为；
②闭合开关S，_______，记录电流表示数为；
③写出待测电阻的表达式，________（用测量的物理量和已知量的符号表示）。
答案以及解析
1.答案：（1）如图所示
（2）电阻断路
（3）0.24 A
（4）4.8；4.93
解析：（1）原电路中，电流表与变阻器串联后再与电阻并联，电压表串联在电路中是错误的，电流表应与电阻串联，电压表与电阻并联，如图所示。
（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，电流表示数始终为零，说明电路中可能有断路故障；电压表示数较大且几乎不变，说明电压表与电源连通，则电路故障可能是电阻断路。
（3）根据图乙可知，电流表量程为0~0.6 A，分度值为0.02 A，示数为0.24 A。
（4）由可得，；为提高测量的准确程度，将三次测量的平均值作为测量结果：。
2.答案：（1）变大
（2）5
（3）保护电路和改变待测电阻两端的电压
（4）
（5）如图所示
（6）B、D
解析：（1）闭合开关，将滑片P向左移动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，由可知，两端电压变大，即电压表示数变大。
（2）由题图乙可知，电压表的量程为0~3 V，分度值为0.1 V，示数为2.5 V，电流表的量程为0~0.6 A，分度值为0.02 A，示数为0.5 A，根据欧姆定律可得，。
（3）在测量定值电阻阻值时，滑动变阻器起保护电路的作用，并且移动滑动变阻器滑片可以改变待测电阻两端的电压，以便多次测量求平均值，减小误差。
（4）①闭合开关S、断开，用电压表测出待测电阻两端的电压为；②闭合开关S、，用电压表测出电源的电压U；③因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以两端的电压，因串联电路中各处的电流相等，所以，即，解得：。
（5）实验中没有电压表，所以需要电流表与定值电阻串联，根据欧姆定律可以求出定值电阻两端的电压，当定值电阻与待测电阻并联时，可以得出待测电阻两端的电压，通过开关的闭合和断开，用电流表测量干路中的电流，根据并联电路的电流关系可以求出通过待测电阻的电流，从而根据欧姆定律求出待测电阻的阻值，如答案图所示。
（6）A中，开关闭合，断开时，和串联，电流表可以测出通过的电流；、均闭合时为的简单电路，不能直接或间接测量出两端的电压，所以不能求出的电阻，故A不可行；B中，开关闭合，接1时电路为的简单电路，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出电源的电压；当接2时电路为未知电阻的简单电路，电流表测通过的电流，根据求出电阻，故B可行；C中，开关和都闭合时，被短路，电压表测量电源电压U；只闭合时，和串联，电压表仍测电源电压，无法测出两端的电压，所以不能求出的电阻，故C不可行；D中，开关和都闭合时，被短路，电压表测量电源电压U；只闭合时，和串联，电压表直接测量两端的电压，根据串联电路总电压等于各串联导体两端电压之和，求出定值电阻两端的电压，根据，求出通过定值电阻的电流。根据串联电路电流处处相等，通过电流等于通过定值电阻电流，，根据求出电阻，故D可行。
3.答案：（1）如图所示.
（2）B
（3）滑动变阻器断路
（4）4.0
（5）①闭合、断开；③
解析：（1）依题意，电路中最大电流约为，故电流表应选择0~0.6 A量程.
（2）在开关闭合前，应把滑动变阻器的滑片置于阻值最大端，以免开关闭合时，电流过大，烧毁元件；由题图可知滑片置于B端时滑动变阻器连入电路的电阻最大.
（3）闭合开关，电路中电压表、电流表均无示数，可初步判断电路的故障为断路；当电压表接在两点时，电压表有示数，说明a点到电源负极与b点到电源正极连接正常；当电压表接在两点时，电压表有示数，说明c点到a点的连接也正常，因此故障是滑动变阻器断路.
（4）由题图可知，当两端电压为2.0 V时，通过的电流为0.5 A，故电阻.
（5）由题图可知，该电路中没有电压表，由题意可知，电源电压未知，的阻值已知，因此可考虑利用和电流表测量电源电压和未知电阻两端的电压.①闭合、断开，两电阻串联，读出电流表的示数；②两个开关都闭合，电路为只有的简单电路，读出电流表的示数，故电源电压；③.
4.答案：解：（1）如图所示。
（2）左；1.2
（3）间电路不通
（4）①0~3；②0.4；14
解析：（1）滑动变阻器应“一下一上”连入电路中。
（2）电路连好后，闭合开关前，应将滑动变阻器滑片移至阻值最大处，即最左端；闭合开关，移动滑到某一位置，电压表示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值为0.1 V，此时两端的电压为1.2 V。
（3）当小明准备读取电流表示数时，发现两电表示数突然都变为0，说明电路断路，他用一根导线检查电路故障，当将该导线两端分别接到接线柱上，发现电流表有示数，则说明电流表、滑动变阻器、开关和电源之间是通路；当将该导线两端分别接到接线柱上，发现电压表有示数，说明电源、待测电阻是连通的，电流表示数仍为0，则由此可以判断故障是间断路。
（4）①根据表中电压大小，电压表量程应选用0~3 V；②电阻丝与待测电阻串联，电压表测两端的电压，第1次实验时部分的电阻：。电路中的电流：；待测电阻：；第2次测量，，第2次实验时电路中的电流：，待测电阻：；同理可求出，；为减小误差，取平均值作为测量结果：。
5.答案：（1）断开
（2）电压表并联在滑动变阻器的两端了
（3）0.48
（4）5.0
（5）小灯泡的电阻受温度的影响
解析：（1）为保护电路，按图甲连接电路时，应先断开开关，并将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处。
（2）闭合开关后，发现向左移动滑动变阻器的滑片P时，电流表的示数变大，由公式知，待测电阻的电压变大，由串联电路电压的规律知，滑动变阻器两端的电压变小，故电路连接中存在的错误是电压表并联在滑动变阻器的两端了。
（3）电流表选用小量程，分度值为0.02 A，其示数为0.48 A。
（4）第3次实验测得的电阻值：，定值电阻的阻值：。
（5）因小灯泡的电阻受温度的影响，故将电阻换成小灯泡进行实验，会发现所测小灯泡的电阻值相差较大。
6.答案：（1）如图所示
（2）电阻断路
（3）2.6；5.2
（4）②断开开关，闭合开关；③断开开关，闭合开关，调节电阻箱R的阻值，使电流表指针对准②的标记；④
解析：（1）题图中两节干电池电压为3 V，待测电阻约5 Ω，电路中最大电流约0.6 A，所以电流表的正接线柱选择“0.6”；要求滑动变阻器的滑片P向接线柱D移动时接入电路的阻值变小，因而，滑动变阻器下接线柱选择“B”；电流从电压表的正接线柱流入。
（2）若电流表示数几乎为零，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的支路断路了，故断路。
（3）读图电压表选用小量程，分度值为0.1 V，待测电阻两端电压，待测电阻中的电流，则。
（4）电源电压不变，断开开关，闭合开关，标记电流表指针所指的位置（设为I）；断开开关，闭合开关，调节电阻箱R的阻值，使电流表的示数仍为I，根据可知，。
7.答案：（1）如解析图所示
（2）断路
（3）0.24；10
（4）②将滑片移到b端；③
解析：（1）变阻器滑片右移，电流表示数变大，即电阻变小，应将滑动变阻器滑片以右电阻丝连入电路中，滑动变阻器和电流表串联，如图所示：
（2）实验中，闭合开关，发现电流表几乎无示数，说明电路可能断路；电压表指针有明显偏转，说明电压表与电源的两极连通，则与电压表并联的电阻之外的电路是连通的，说明出现的故障可能是与电压表并联的电阻断路；
（3）如图乙所示，电流表选取的量程为0~0.6 A，分度值为0.02 A，读数为0.24 A；由得，未知电阻的阻值；
（4）②根据题意可知，应将滑片移到b端，记录电流表示数。
表达式的推导：
步骤②，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到b端，被短路，只有滑动变阻器工作，电流表示数为；
所以电源电压，
步骤①，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到a端，两电阻并联，总电流为；两次实验中，滑动变阻器两端电压均等于电源电压，滑动变阻器阻值不变，所以通过滑动变阻器的电流均为，根据并联电路的电流特点可得，通过待测电阻的电流，
并联电路各支路两端电压相等，则待测电阻两端的电压，
所以待测电阻。