沪科版（2013版）培优课堂节节练系列——15.3“伏安法”测电阻

培优课堂节节练系列——15.3“伏安法”测电阻
一、选择题
1. （2013·雅安）如图所示的电路中, 电源电压不变， R1 为定值电阻，开关S 闭合后，滑动变阻器滑片P 向右移动时，下列说法正确的是（ ）
A. 电流表示数变小，电压表与电流表示数之比变大
B. 电流表示数变大，电压表与电流表示数之比不变
C. 电流表示数变小，电压表与电流表示数之比不变
D. 电压表示数变大，电压表与电流表示数之比变大
2. （2012内江）如图所示，电源的电压为U，A为理想电流表，V1和V2为理想电压表，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，那么，当闭合开关S后，下列说法中正确的是（ ）
A．当滑动变阻器R2的阻值不变时，V1的示数与A的示数之比等于R2
B．当滑动变阻器R2的阻值不变时，V2的示数与A的示数之比等于R1
C．当滑动变阻器R2的阻值增大时，V2示数变化量与A示数的变化量的绝对值之比等于R2
D．当滑动变阻器R2的阻值减小时，V1示数变化量与A示数的变化量的绝对值之比等于R1
3.（2012·成都中考）小丽设计了如图所示的简易电子距离测量仪，R是一根粗细均匀的电阻丝，其每厘米长的电阻为0.5 Ω，电路各部分均接触良好。物体M只能在导轨上做直线运动，并带动与之相连的金属滑片P移动，电压表示数可反映物体M移动的距离。开始测量前，将金属滑片P置于电阻丝中点，此时电压表和电流表示数分别为1.5 V和0.2 A。由此可知（ ）
A. 电阻丝的总电阻为7.5 Ω
B. 当电压表示数为2 V时，物体M向右移动了5 cm
C. 当电压表示数为1 V时，物体M向右移动了5 cm
D. 若开始测量前，将金属滑片P置于电阻丝某端点，可测量的最大距离30 cm
4.（2012·眉山）如图所示的电路中，电源电压不变，R1为定值电阻，开关S闭合后，滑片向右移动时( )
A.电流表示数变大，电压表与电流表示数之比变大
B.电流表示数变小，电压表与电流表示数之比不变
C.电流表示数变大，电压表与电流表示数之比不变
D.电压表示数变大，电压表与电流表示数之比变大
5.（2012绵阳）如图是李江同学为测量小灯泡电阻而连的电路，有关该实验的以下说法错误的是（ ）
A．闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片滑到最左端
B．实验过程中两电表都有可能需要换接较小的量程
C．所测小灯泡的电阻可能随电压表的示数的不同而不同
D．在如图位置闭合开关后，向左移动滑动变阻器的滑片小灯泡变亮
6.（2012·包头）下图所示的四个电路中，R0为已知阻值的定值电阻，可以测出未知电阻Rx的电路是（ ）
二、实验探究题
1. （2013·自贡）如图所示的电路中，电源电压保持不变。当开关S由断开到闭合时，电流表的示数将 ，电压表与电流表示数的比值将 (以上两空均填“变大”、“变小”或“不变”)
2.（2013·呼和浩特）伏安法测电阻RX的实验中，我们用如图所示电路进行测量。测量结果是用电压表读数除以电流表读数来表示，而作为用电器，电压表和电流表是有电阻的，会造成实验误差。
（1）电源接通前，滑动变阻器的滑片应在_____________（选填“左端”、“右端”或“任意位置”）；
（2）测量值比真实值________（选填“偏大”、“偏小”或“相同”）
（3）如果电压表和电流表的读数分别为U和I，而它们自身电阻分别为RV和RA，则RX更准确的表达式为_______________（数学表达式用已知字母表示）。
3.根据要求完成测小灯泡电阻的实验
器材：电池组、电流表、电压表、滑动变阻器、小灯泡、开关各一个、导线若干。
（1）请在虚线框内画出电路图，用笔画线代替导线完成下图电路连接。
（2）实验中，电流表和电压表的示数如下图所示，电流表的示数为_________A，灯泡的电阻为________________Ω。

4.（2012·咸宁中考）小雨同学实验时遇到了一个难题：他想测量一个电压约为15V的电源的电压，可是手边只有：量程为3V的电压表一只，开关一个，阻值为R1=1Ω、R2=5Ω、R3=1000Ω的电阻各一个以及导线若干。思考了一会儿之后，他利用所学过的知识和手边现有的器材，顺利地完成了测量。
⑴请在下边的虚线框内完成小雨测量时的电路图。（在图中电阻符号旁必须标明R或R或R ）
⑵如果用U＇表示电压表的读数，请写出电源电压U的表达式：U=____。
5. （2013·南充）某负温度系数（NTC）的温敏电阻R，其阻值与温度的关系如图丙。现用该电阻测量环境的温度，实验电路如图甲：
（1）据图甲，将图乙连接完整，且使滑片向右滑动时，电流表的示数增大；
（2）该温敏电阻的阻值随温度的降低而
（3）当温敏电阻在某环境中放置足够长时间后。电压表凑数为2V，电流表读数为0.5mA，此时温敏电阻的阻值是 Ω，该环境温度是 ℃。
6.（2013·泰安中考）某同学在课外研究性学习中发现，一些不能当做电源使用的旧干电池仍然存在较大的电压。他从网上查询得知，是因为旧干电池的内部本身存在较大的电阻（简称内阻），其状况相当于1节干电池与一个电阻R1串联，电池符号可用如图所示的方式进行表示。
现有以下实验器材，要想测出一节旧干电池的内阻，请你根据实验需要选择合适的实验器材，完成实验任务。
实验器材：旧干电池1节（电压大约在1.0V～1.2V之间，内阻大约在2Ω～3Ω之间）；电流表1只（量程0～0.6A，0～3A）；电阻4个，分别为R1 =2Ω、R2 =3Ω、R3 =100Ω、R4 = 150Ω；开关2个，导线若干。
（1）电流表的量程应选 ，选用的2个电阻为 、 。
（2）请在答题卡虚线方框中画出实验电路图（电池组的符号用
表示）。
（3）根据画出的电路图，写出实验步骤，用字母表示出实验过程中测量的物理量。
①
②
③用测量的物理量和已知量符号表示出1节旧干电池的内阻RX的计算表达式：RX =
7.（2013·泰州）如图（甲）所示是测量定值电阻Rx阻值的实验电路。
（1）请将实验电路用笔划线代替导线连接完整。
（2）连好电路后闭合开关，发现电流表无示数，电压表有示数，电路的故障可能是_______断路。排除故障后，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为2.4V时，电流表的示数如图（乙）所示，则通过电阻的电流为___________A，阻值为__________Ω。
（3）实验结束后，老师向同学们提出：“如果不适用电压表，再提供一只已知阻值的定值电阻R0，能否设计一个也能测量Rx阻值的实验”。如图是小明设计的实验电路图，他的做法是：将S接到a时，读出电流表的示数I1；再将接到b，读出电流表的示数I2；I2Rx= I1R0由可得Rx= 。试对小明的方案做出评价
（必须简要说明理由）
8.（2013·自贡）同学利用电压表和电流表测量电阻R1的阻值(约9Ω左右)，电源选用两节干电池。
(1)按图甲电路，将图乙中电流表正确连入电路
(2)该同学检查电路连接正确，合上开关，可是无论怎样移动滑片，电压表示数总为3v不变，你认为发生故障的原因可能是________或_______________。
(3)清除故障后，小明将滑片P向左滑动时，电压表示数将________(填“增大”、“减小”、“不变”)，当P滑到某一位置时，两表读数如图丙所示，由此可知R=____Ω。你认为这个结果可靠吗?理由是_____________________________________________
9.（2013·丽水）某实验小组做“测定一组电阻R1、R2、R3的阻值”的实验，电路图如图甲所示，已知电阻R1约为2Ω，电阻R2约为5Ω，电阻R3约为20Ω，该实验供选用的器材有：
电源（电压恒定9V） E.滑动变阻器（最大电阻10Ω，额定电流1.5A）
电流表（量程0~0.6A）F. 滑动变阻器（最大电阻20Ω，额定电流1.5A）
电压表（量程0~3V） G. 滑动变阻器（最大电阻60Ω，额定电流0.6A）
（1）为了测定R1、R2、R3的阻值，实验中应选用的滑动变阻器是 （选字母编号）
（2）根据实验电路图，请在答题纸上用划线当导线完成实物图乙的连接。
（3）某次实验中，实验操作正确，电流表的示数和电压表的示数如图丙所示，则电阻两端的电压为 V ,电阻的阻值为 欧。
10.（2013·安徽）小明利用图甲所示的电路图测小灯泡的电阻。
（1）请你根据电路图用笔画线代替导线，将图乙中的实验装置图连接完整。
（2）实验中，用U、I分别表示电压表、电流表的读数，则小灯泡的电阻R＝_______。
（3）若实验室只提供较小量程的电流表与一个电阻箱R′（能读出电阻值的变阻器）并联，减小通过电流表的电流，如图丙所示。老师肯定了他的想法，并指出电流表的内阻RA不为零，可以看成一个小电阻。为了保护电流表，在接入电路前，电阻箱的阻值应该调到最________（选填“大”或“小”）
11.（2013·武汉）图甲是测量小灯泡（U额=2.5V）电阻的电路。电源电压恒为4V。
（1）请将图甲中的电路连接完整。（要求滑片P向右滑动时电灯变亮，导线不允许交叉）
（2）实验中，滑动变阻器除了保护电路外，还可以 。
（3）下表是记录的部分实验数据，图乙是第1次实验中电流表的示数，该示数为 A。这5次实验中，灯泡电阻的最大值为 Ω（结果保留两位小数）。为了完成这5次实验，应该选取最大阻值不小于 Ω的滑动变阻器。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
电流I/A
0.22
0.19
0.16
0.10
12.（2013·荆州）有一个额定电压为2.5V、用欧姆表测得阻值约为5Ω的小灯泡，小红同学为了知道其在各种电压下的阻值情况，选用了下列器材：电压为6V的电源、量程为0～3V的电压表、量程为0～0.6A的电流表、若干根导线、开关，还有两只滑动变阻器（A：10Ω、1A；B：20Ω、1A）供选用。???
（1）小红应选用滑动变阻器　　 。（选填“A”或“B”）
（2）画出小红进行实验的电路图。
（3）测量多组数据后，小红通过计算电阻值，发现各阻值相差较大，其中最大的是12.?5Ω，最小的是5.?8Ω，请你分析一下，产生这种情况的原因是??? ?????。
（4）小红最后用算出的这几次电阻值的平均值作为小灯泡的电阻值，你认为这是????? ???的。（选填“合理”或“不合理”）
13.（2012·温州）科学兴趣小组为了探究导电液体在体积相同时，其电阻与长度的关系。于是选取一段可拉伸的乳胶管（乳胶管是绝缘体），灌满某种导电液体，两端用金属塞堵住管口，形成一段长为10cm的封闭液柱。选择合适的电压表、电流表、滑动变阻器、电源等器材连接电路如图，电源电压保持12V不变。
(1)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处在 端。
实验次数
1
2
3
4
液柱长度L/cm
10
15
20
25
液柱电阻R/Ω
300
670
1204
1870
(2)闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数为9V时，记录第1次电流表示数并计算出液柱的电阻。将乳胶管均匀拉长，重复上述实验，数据记录如右表。实验中第1次电流表的示数应是 A。
(3)查阅资料得知：当材料和横截面积一定时，导体的电阻与其长度成正比。但是通过多次实验发现，当液柱长度变为原来2倍时，其电阻大大超过原来的2倍。请对此作出合理的解释： 。
参考答案
一、选择题
1.【解析】选C.本题考查欧姆定律的应用.R1与R2串联，电压表测的是R1两端的电压，当开关S 闭合后, 滑动变阻器滑片P 向右移动时,总电阻增大，电源电压保持不变，由可知：电流表示数变小, R1两端的电压减小，即电压表示数变小，R1 为定值电阻，所以电压表与电流表示数之比不变，故C正确。
2.【解析】选D。I由题意可知，电阻R1、R2串联，电流表测量串联电路电流，电压表V1、V2分别测量R1、R2两端电压。由题意可知，滑动变阻器阻值不变时，电压表V1、V2与A的示数之比分别为R1、R2，故A、B选项错；当滑动变阻器R2阻值减小时，U1=I1R1与U2=I2R1,当两式相减时，U1－U2=I1R1－I2R1,即,故D选项正确。
3.【解析】选C、D. 金属滑片P置于电阻丝中点时，电压表和电流表示数分别为1.5 V和0.2 A。根据公式知，此时的电阻丝的电阻为，则电阻丝的总电阻为15 Ω；滑片在移动过程中，电路中的总电阻不变，则电路中的电流不变，当电压表示数为2 V时，滑片右侧电阻为，说明滑片右侧电阻增加了2.5Ω，即滑片左移了5cm；当电压表示数为1 V时，滑片右侧电阻为，说明滑片右侧电阻减小了2.5Ω，即滑片右移了5cm；金属滑片P从电阻丝一端点移动到另一端点，电阻的变化为15Ω，滑块移动的最大距离为30cm。
4. 【解析】选B。由题意分析电路连接方式可知R1与滑动变阻器串联，电流表测量串联电路中电流大小，电压表测量R1两端电压。滑片向右滑动时，串联电路电阻增大，电流减小，R1两端电压减小。故电流表示数减小、电压表示数减小，电压表与电流表示数之比为定值电阻R1。B选项正确。
5.【解析】选D.本题考查测小灯泡电阻的实验探究.由图可知，滑动变阻器连入电路的部分是滑片右端电阻丝连入电路，在实验时，为了保护电路，开关闭合前应将滑片滑到最左端，A正确；实验过程中在不超出电表量程的前提下，量程选择越小测量结果越精确，同时由于灯泡电阻随温度升高而增大，故B、C正确；向左滑动滑片，连入的电阻丝变长，电阻变大，小灯泡变暗，D错.
6.解析:选ABC.本题考查了测量电阻的方法.开关S闭合时，R0被短路，电压表测量电源电压U；开关S断开时，R0和Rx串联，电压表直接测量Rx两端的电压Ux．定值电阻两端的电压U0=U-Ux，通过定值电阻的电流,则,故A正确;当开关断开时电流表测量通过R0的电流，则电源电压为,当开关闭合时，RX与R0并联，电流表测量电路中的总电流，,则,故B正确；当开关闭合时电流表测量通过R0的电流，则电源电压为，当开关断开时，Rx与R0串联，,所以,故C正确，由电路图可知，当开关闭合时，电路中Rx被短路，电压表测电源的电压；当断开时两电阻串联，电压表测量电源电压，无法得到电路中的电流，无法测出Rx阻值，故D错误故选ABC.
二、实验探究题
1.解析：本题考查电路变化.开关S闭合时，灯泡L短路，电路中总电阻变小，电源电压不变所以电流变大，电流表与电压表的比值为电阻R的阻值，影响电阻的因素为材料、长度、横截面积、温度，电阻的大小不会随电压电流的变化而变化
答案：变大??不变
2.【解析】（1）在伏安法测电阻的实验电路中，为了保护电路，在闭合开关前，滑动变阻器的阻值应调到最大阻值处，即本题图中的右端；（2）若考虑电压表和电流表自身的电阻时，本题电路中，电压表测的是电阻Rx两端的真实电压值Ux，而电流表则是测的电阻Rx与电压表的总电流，故实验中所测的电流值Ix是偏大的，由Rx＝可得，所测电阻值比真实值偏小；（3）设电流表的示数为I，电压表的示数为U，则通过电阻Rx的真实电流Ix′＝I－IV＝I－代入公式Rx＝可得Rx＝。
答案：（1）右端　（2）偏小　（3）
3.【解析】⑴要测小灯泡电阻，需测出它两端的电压和通过它的电流，因此电压表与小灯泡并联，电流表与小灯泡串联，量程根据电压表和电流表的示数即图16选择，滑动变阻器采用“一上一下”的接法.
⑵图中电流表的示数为0.24A，电压表的示数为2.4V，灯泡的电阻为
答案：
4.解析：（1）由题中的条件可知，电压表的量程小于电源电压的值，根据串联电路的电阻分压特点可知可以采用几个电阻串联；
（2）先用电压表测出最小电阻两端的电压，根据欧姆定律求出电路中的电流，再根据电阻的串联特点和欧姆定律得出电源电压的表达式．
甲图：闭合开关，读出电压表的示数U/，
电路中的电流I=U// 1= U/ ，电源电压U=I(R1+R2)= U/×(1+5)=6 U/
乙图：闭合开关，读出电压表的示数U/，
电路中的电流I=U// 1= U/ ，R2和R3并联后的总电阻R并= R2 R3/ （R2+R3）=5000/1005=4.98，电源电压U=I(R1+R并)= U/×(1+4.98)=5.98U/
丙图：R1和R3并联后的总电阻R并= R2 R3/ （R2+R3）=1000/1001，电源电压U=I(R1+R并)= U/×(5+1000/1001)=6.005U/
答案：⑴（3分）
⑵ （2分）表达式甲图为6U′、乙图为5.98U′或 1201U′/201、丙图为 6.005U′或1201U′/200
说明：⑴中三种图任意画出一种得3分；⑵中表达式必须与图对应才能得分。
5.【解析】本题结合温敏电阻综合考查电学知识。(1)因滑动变阻器已接入了上面的一个接线柱，所以应再接入下面一个接线柱。根据“滑片向右滑动时，电流表的示数增大”可知，应接入变阻器下面的右边的接线柱，使滑片向右滑动时，变阻器连入的电阻变小；(2)由题图可知，当温度降低时，该温敏电阻的阻变大；(3)此时温敏电阻的阻值：，由丙图可查得此时环境温度为40℃。
答案：(1)如图所示：
(2)变大 (3)4000 40
6.解析：本题考查应用欧姆定律测量电阻的方法。由于电源电压在1.0V～1.2V之间，内阻大约在2Ω～3Ω之间，因此电流不会大于0.6A，故电流表选0～0.6A 的量程；电阻R3 和R4 阻值太大，会造成电路中电流太小，不便于测量，故选R1和R2阻值较小的两个电阻；分别将电阻R1和R2与电源、开关组成电路，就可以测出旧干电池的内阻RX，如图所示。①闭合开关S1，记下电流表的示数I1，则U=I1R1+I1RX
②闭合开关S2，记下电流表的示数I2，则U=I2R2+I2RX
则I1R1+I1RX=I2R2+I2RX 即。
答案：(1）0～0.6A ；R1；R2。
（2）电路图如图所示
（3）①闭合开关S1，记下电流表的示数I1
②闭合开关S2，记下电流表的示数I2
③
7.【解析】本题考查伏安法测电阻。（1）观察实物图，滑动变阻器没有连入电路，滑动变阻器的连接要求是，应串联入电路中，接线柱要“一上一下”，因此应把滑动变阻器的下接线柱与电源的负极相连即可。（2）电流表无示数，说明电路中发生断路，电压表有示数，说明电压表以外的电路没有断路，因此是被测电阻发生了断路，观察电流表，量程是0—0.6A，对应的分度值是0.02A，所以示数是0.24A，因此被测电阻阻值（3）这个方案在操作中，因为有滑动变阻器一直串联在电路中，所以接入不同的电阻时，电阻R0与RX两端的电压不相同，因此利用电压相等来求解被测电阻，是错误的。
答案：（1）
（2）断 0.24 10（3）方案中，因为有滑动变阻器一直串联在电路中，所以接入不同的电阻时，电阻R0与RX两端的电压不相同，因此利用电压相等来求解被测电阻，是错误的
8.解析： 本题考查导体电阻的测量（1）由题意知，电源电压U=1.5V×2=3V，电路最大电流约为I=U/ R =3V/ 9Ω ≈0.33A，因此电流表应选0～0.6A量程，把电流表串连接入电路
（2）电压表示数为电源电压有两种可能电压表所测元件断路，即R1断路；或电压表直接接在电源两端即R2短路
（3）电压表为R1两端示数U1 ；R1和R2串联，串联电流处处相等，U=U1+U2 =IR1+IR2;向左滑动变阻器，当R2阻值变小,总电阻变小，I变大，即U1 =IR1变大电流表量程是0～0.6A，由图丙可知，电流表分度值是0.02A，电流表示数是0.2A；电压表量程是0～3V，由图丙知电压表分度值是0.1V，电压表示数是2V，∵I=U/ R ，∴电阻阻值R1=U/I =2V /0.2A =10Ω；
实验只进行了一次测量，具有偶然性，实验结果不可靠，应进行多次测量，求平均值．
答案：（1）如图所示
（2）R1处断路 R2处短路
（3）增大 10 不可靠，没有多次测量求平均值
9.解析：本题考查的是伏安法测电阻及滑动变阻器的连接和选用。（1）当电路上接R1时，如果选E，电路总电阻是12欧，电路中的电流超量程，故不能选E。当选用F时，电路上接R3，F位于最大值时，R3两端的电压超电压表的量程。选用G时，电阻的电流和电压的值都不超电压表和电流表的量程，故选G。（2）电压表测电阻两端的电压，故应把电压表的接线柱与电阻的两接线柱相连，注意让电流从电压表的正接线柱进，从负接线柱出，接滑动变阻器时注意要“一上一下”，也就是接在上面。（3）先看清量程和分度值然后读数。
答案：（1）G。
（2）
（3）2 5
10.解析：本题考查测小灯泡的电阻实验。
（1）实验电路中电源是右端为正极，滑动变阻器连接时要一上一下，电表要使电流从正极流入，据此连接电路。（2）电流表测量通过灯泡电流、电压表测量的是小灯泡两端电压，所以小灯泡的电阻（3）为了保护电流表，电阻箱的阻值应该调到使接入电路的电阻为最小，以使通过电流表头上的分流最小。
答案：（1）如图所示：
（2）（3）小
11.解析：本题考查欧姆定律的运用；（1）灯泡与变阻器串联，滑片左移时，灯泡变亮，说明电路中的电流变大，即变阻器接入电路中的电阻变小；
（2）灯泡的额定电压为2.5v，实验时要测量不同电压下灯泡的电阻，为了改变灯泡两端的电压，需要用变阻器改变电路中的电流，以达到改变灯泡两端电压的目的；
（3）电流表在接入电路中时，选择的是0—0.6A的量程，分度值是0.02A，则电流表的示数是0.24A，根据计算五次实验的电阻可得，第一次时灯泡的电阻最大是10.42；电源电压固定不变，当灯泡两端电压为0.5v时，变阻器两端的电压最大为3.5v，变阻器接入电路中的电阻最大是
答案：（1）
（2）改变电路中的电流
（3）0.24A 10.42 35
12.【解析】本题考查测量小灯泡电阻值的实验探究。（1）在允许通过的最大电流相同的情况下，选择电阻值变化较大的滑动变阻器，可以使小灯泡两端的电压值变化范围大，实验效果明显；（2）本实验探究的是小灯泡在各种电压下的阻值情况，所以需要用伏安法测量小灯泡的电阻值，滑动变阻器的作用是调节电压在电路中的分配，改变小灯泡两端的电压，所以滑动变阻器应串联在电路中，电压表并联在小灯泡的两端。实验电路图如图所示。
（3）产生这种情况的原因是因为小灯泡灯丝电阻受温度的影响大，电压越大，小灯泡越亮，温度越高，小灯泡的电阻值越大；（4）只有在温度对电阻值几乎无影响的情况下，可以采用多次测量取平均值的方法来减小误差，小灯泡的电阻值随温度的变化很大，所以用算出的这几次电阻值的平均值作为小灯泡的电阻值是不合理的。
答案：（1）B （2）电路图见解析 （3）小灯泡灯丝电阻受温度的影响大 （4）不合理
13.【解析】（1）为了防止电路中电流过大烧坏电路元件，在闭合开关前应使滑动变阻器的滑片处于最大阻值处，即图中的A端；
（2）电压表并联在液体柱两端，示数U=9V，从表中查出此时液体的电阻为R=300Ω，所以第一次电流表的示数；
（3）当液柱长度变为原来2倍时，其电阻大大超过原来的2倍的原因是导体的电阻与长度有关与横截面积也有关。乳胶管被拉长的过程中液柱的横截面积变小，从而导致液柱长度变为原来2倍时，电阻大大超过原来的2倍。
答案：(1)A（或左） (2)0. 03 (3)乳胶管被拉长的过程中液柱的横截面积变小，而横截面积变小也会导致液柱电阻变大。