人教版九年级全册物理“举一反三”变式练习——17.3电阻的测量

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名称 人教版九年级全册物理“举一反三”变式练习——17.3电阻的测量
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文件大小 22.8MB
资源类型 试卷
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科目 物理
更新时间 2023-06-20 14:45:38

文档简介

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人教版九年级全册物理“举一反三”变式练习——17.3电阻的测量
一、伏安法测电阻
1.(2023·南关模拟)某学习小组在做“测量定值电阻阻值大小”的实验。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示实验电路补充完整(要求:滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表示数变大)
(2)闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P,进行多次测量并记录数据,当电压表示数为2V时,电流表示数如图乙所示,读数为    A,则本次测得电阻R的阻值为    Ω;
(3)把图甲的定值电阻R换成小灯泡,重复上述实验,测量小灯泡的电阻,图丙是根据多次实验数据绘制的I﹣U图像,其中表示小灯泡电阻的图像应是    (选填“a”或“b”)。
【答案】(1)
(2)0.2;10
(3)a
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)滑动变阻器应该与开关和定值电阻串联。当滑片向右移动时,电流表示数变大,则变阻器的阻值变小,那么应该将变阻器的右下角接线柱接入,如下图所示:
(2)根据乙图可知,电流表选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,则电流表的示数为0.2A,那么待测电阻为:;
(3)随着电压的增大,灯泡的电流增大,灯丝的温度升高,则灯丝的电阻变大,故选a。
【分析】(1)根据题目要求确定变阻器的接线情况即可;
(2)根据乙图确定电流表的量程和分度值,然后根据指针位置读出示数,根据公式计算阻值。
(3)根据灯丝电阻随温度的变化规律分析判断。
2.(2023·梅州模拟)某班学生在实验课上进行分组实验,用如图1所示的电路来测量定值电阻的阻值,电源电压为3V。
表1
次数 1 2 3 4
U/V 0.5 1.0 1.5 2.0
I/A 0.1 0.2 0.3 0.4
(1)该实验的原理是:   (用公式表示),实验方法是    法.
(2)表1是第一小组同学的实验数据,则该电阻的阻值为    Ω,实验中移动滑动变阻器的滑片获得多组电压值和电流值,此操作的目的是    。
(3)第二小组同学按照图1连接好电路后,闭合开关进行实验时,发现无论如何移动滑片P,电压表和电流表都有较大的示数,但始终没有变化,他们连接的电路(部分)如图2所示,则该同学把滑动变阻器接入电路中的方式可能是 (填写代号)。
A.G与C相连,F与H相连 B.G与C相连,D与H相连
C.G与E相连,F与H相连 D.G与E相连,D与H相连
(4)第三小组在完成规定实验后,又进行了“探究电流和电阻的关系”的实验。他们更换了一批实验器材,其中电源电压为24V,再按照图1连接好电路,获得实验数据如表2所示,则滑动变阻器的最大阻值理论上应不小于    Ω。
表2
次数 1 2 3 4
R/Ω 3 6 9 12
I/A 3.00 1.50 1.00 0.75
【答案】(1)R= ;伏安
(2)5;求平均值,减小误差
(3)B
(4)20
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)该实验的原理为 。因为实验中用到伏特表和安培表,所以叫伏安法。
(2)根据表格中第1组数据可知,电阻为:。实验中移动滑动变阻器的滑片获得多组电压值和电流值,此操作的目的是:求平均值,减小误差。
(3)闭合开关后,移动滑片时,电压表和电流表的示数不变,这说明变阻器并没有改变接入的阻值。此时电流表有较大的示数,则说明变阻器接入的阻值很小,即将上面的两个接线柱接入电路所致,故选B。
(4)根据表格可知,通过电路的最小电流为0.75A,则总电阻为:;
那么变阻器接入的阻值为:R变=R总-R=32Ω-12Ω=20Ω。
【分析】(1)根据伏安法测电阻的实验原理解答。
(2)根据公式计算出电阻的阻值。在实验中,多次测量的目的主要有:①求平均值减小测量误差;②寻找普遍规律,根据对这个实验的理解解答。
(3)根据滑动变阻器的使用方法分析解答;
(4)根据表格确定电路的最小电流,根据公式计算出总电阻,最后根据R变=R总-R计算即可。
3.(2023·深圳模拟)在一次测量标有“2.5V”字样的小灯泡电阻的实验中(电源由三节新干电池串联组成),小明连接了如图甲所示的电路,同组的小红发现电路连接有错,请问:
(1)如果立即闭合开关,可能会损坏的是    (选用“电压表”或“电流表”);
(2)小明主张拆了以后重新连接,可是时间来不及了,小红眼珠一转,在图示电路中只改变了某根导线一端的接点位置,电路就能测量小灯泡的电阻了,请在图甲中找出那条导线打“×”,并用笔画线表示该导线在图甲中画出来;
(3)排除故障后正确操作实验,测量数据如表所示:
序号 1 2 3 4 5 6
电压/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流/A 0.10 0.16 0.22 0.28   0.34
亮度 不发光 逐渐变亮
分析实验数据可知:
①第5次实验时,电流表的示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻为    Ω;(保留一位小数即可)
②随着电压的不断升高,小灯泡的电阻    ,产生这种现象的原因是    ;
③小灯泡在断电很长一段时间后,它的电阻可能是    ;(选填“0Ω”、“2Ω”或“8.3Ω”)
④实验中有两只滑动变阻器可供选择,它们的规格分别为R1(20Ω 0.5A),R2(50Ω 0.5A),为了满足测量要求,实验中选用的滑动变阻器是    (选填“R1”或“R2”);
【答案】(1)电压表
(2)
(3)8.3;变大;金属导体的电阻随温度的升高而变大;2Ω;R2
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)根据甲图可知,电流表与灯并联,电压表串联在电路中,此时电压表测电源电压,它的示数应该为:3×1.5V=4.5V。因电压表选用小量程0~3V,故如果立即闭合开关,可能会损坏的是电压表;
(2)在测小灯泡电阻的实验中,灯泡、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在灯泡两端。根据图甲可知,只需将灯泡与变阻器连接的导线从变阻器端拆下,然后改接在电压表的“-”接线柱上即可,如下图所示:

(3)①第5次实验时,电流表的示数如图乙所示,电流表的量程为0~0.6A,分度值0.02A,其示数为0.3A,此时小灯泡的电阻为:;
②由表中数据可知,当灯泡两端电压变大,通过灯泡的电流也变大,根据P=UI可知,灯泡功率变大,温度升高,灯丝的电阻随温度的升高而增大;
③由表中第1组实验数据,根据欧姆定律,此时灯泡电阻。
断电一段时间后,灯丝的温度降低,则电阻会更小,但是不能为零,因此可能是2Ω;
④根据表中第1次实验数据可知,通过电路的最小电流为0.1A,此时灯泡的电压为0.5V,
滑动变阻器连入电路中电阻:,
故实验中选用的滑动变阻器是R2。
【分析】(1)根据甲图分析电压表和电流表的示数,确定哪个超过量程即可;
(2)根据实验目的确定电器元件的串并联关系,再与甲图进行比较,找到错误导线和改造方法;
(3)①根据图甲确定电流表选用的量程,由图乙确定分度值读数,利用求出小灯泡的电阻;
②灯丝的电阻随温度的升高而增大;
③由表中第1组实验数据结合欧姆定律得出此时灯泡的电阻,灯泡的电阻随温度降低而减小,但灯的电阻不会为0;
④根据表中第1次实验数据,由串联电路的规律及欧姆定律得出滑动变阻器连入电路中电阻,然后确定实验中选用的滑动变阻器。
4.(2023·东阿模拟)小华利用如图甲所示电路,测量标有“2.5V”字样的灯泡L正常发光时的电阻。请按要求完成下列问题:
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的实物图连接完整;
(2)连接电路后,闭合开关S,发现灯泡不亮,电压表有示数且接近电源电压,电流表示数为零,产生这种现象的原因可能是 ___________;
A.电流表的正负接线柱接反了 B.电压表的量程选小了
C.灯泡L发生了断路 D.灯泡L发生了短路
(3)排除故障后进行实验,闭合开关S,发现电压表的示数为0.5V,为使灯泡L两端电压达到额定电压,应向    (填“A”或“B”)端调节滑动变阻器的滑片P,直到观察到电压表示数为2.5V,此时,电流表示数如图乙所示,电流表示数是    A,则灯泡L正常发光时的电阻值为    Ω。
【答案】(1)
(2)C
(3)A;0.5;5
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)在使用滑动变阻器时,接线柱选择“一上一下”,即将左上角的C接线柱与开关的右端相连即可,如下图所示:
(2)连接电路后,闭合开关S,发现灯泡不亮,电压表有示数且接近电源电压,电流表示数为零,产生这种现象的原因可能是 灯泡L发生了断路,故选C。
(3)为了使灯泡正常发光,则灯泡两端的电压需要增大,根据U总=UL+U变可知,滑动变阻器的电压要减小。根据串联电路的分压规律可知,此时变阻器的阻值要减小,即滑片向A端移动。
根据图乙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,那么灯泡的额定电流为0.5A,
那么灯泡正常发光时的电阻为:。
【分析】(1)根据滑动变阻器的使用方法分析解答;
(2)在测量灯泡电阻的实验中,如果灯泡发生断路,那么电压表串联在电路中。由于电压表的内阻很大,因此通过电流表的示数很小。由于电压的分配与电阻成正比,因此电压表几乎分得全部电源电压,则示数较大。
(3)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,据此确定变阻器的阻值变化即可。根据图乙确定灯泡的额定电流,然后根据计算灯泡正常发光的电阻。
5.(2023·南海模拟)综合实践课上小薇同学用“伏安法”测量小灯泡正常发光时的电阻,选用的小灯泡L标有“2.5V”字样、电源电压恒为4.5V、滑动变阻器规格为“30Ω;1A”。
序号 U/V I/A R/Ω
1 1.0 0.18 5.6
2 1.5 0.22 6.8
3 2.0 0.24 8.3
4 2.5    
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整   ;(导线不得交叉)
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应处于最   (选填“左”或“右”)点;
(3)正确连接电路,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表无示数,电压表示数较大,则电路故障可能是   ;
(4)排除故障后继续实验,她将得到的数据记录在表格中,当电压表示数为2.5V时,由流表的示数如图乙所示为   A,则小灯泡正常发光时的电阻为   Ω(保留一位小数);
(5)实验结束后,她看见桌面上还有一个阻值为15Ω的定值电阻,想按照表格给定的四组电压值,验证“导体中电流与电压的关系”,但使用目前已有器材无法完成,若想完成实验,她只需更换哪一个元件,并说明新元件的规格要求   。
【答案】(1)
(2)右
(3)小灯泡断路
(4)0.26;9.6
(5)更换一个最大阻值不小于35Ω的滑动变阻器
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)在伏安法测电阻中,电流表应该与开关串联,且选择量程0~0.6A,如下图所示:
(2)根据图片可知,滑片在最右端时阻值最大,因此:闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应处于最右点;
(3)正确连接电路,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表无示数,电压表示数较大,则电路故障可能是小灯泡断路;
(4)根据乙图可知,电流表选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,则灯泡的额定电流为0.26A,那么灯泡正常发光的电阻为:。
(5)根据表格可知,电压表的最小电压为1V,
此时变阻器两端的电压:U变=U总-U=4.5V-1V=35V;
在串联电路中,电压与电阻成正比,即:;

解得:R变=35Ω;
即更换一个最大阻值不小于35Ω的滑动变阻器。
【分析】(1)根据电流表的连接方法解答;
(2)闭合开关前,为了避免电流过大而烧毁用电器,要求变阻器的滑片要调到阻值最大的位置;
(3)在伏安法测电阻的电路中。如果灯泡发生断路,那么电压表串联在电路中。由于电压表的内阻很大,因此通过电路的电流很小。在串联电路中,电压与电阻成正比,因此电压表几乎分得全部电压,即示数较大。
(4)根据图乙确定电流表的量程和分度值,然后根据指针位置读出示数,最后根据计算灯泡的电阻。
(5)根据表格确定通过电路的最小电流,再根据公式计算出总电阻,再根据R变=R总-R计算出变阻器的最大阻值即可。
二、缺电流表,用电压求电阻
6.(2023·广东模拟)图甲为小明测量某未知电阻的阻值的实验电路.
(1)某次测量时电压表示 数如图乙所示,若此时电流表示数为0.2 A,则本次测得的待测电阻Rx=   Ω.
(2)某次实验过程中,电流表的示数突然变为零,电压表示数增大,电路中可能出现的故障是:   
(3)小明移动滑动变阻器的滑片进行多次测量,主要是为了能 (填字母代号) .
A.检查电路是否正常 B.求平均值减小误差 C.寻找普遍规律
(4)完成实验后,进行误差分析:考虑到电压表中也有电流通过,则该电路测得的Rx比真实值    (选填 “大”或“小”) .
(5)若实验中不慎将电流表损坏,小明添加一个已知阻值的定值电阻R0和-0一个开关,设计了如图丙所示的电路对Rx进行测量.请将实验步骤补充完整.
①闭合开关S,读出电压表的示数为U1;
②   ,读出电压表的示数为U2;
③则Rx=    (用U1、U2和R0表示) .
【答案】(1)9
(2)待测电阻断路(或Rx断路)
(3)B
(4)小
(5)闭合开关S、S1 (或再闭合S1);
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)根据乙图可知,电压表选择量程0~3V,分度值为0.1V,则待测电阻的电压Ux=1.8V,那么待测电阻的阻值;
(2)某次实验过程中,电流表的示数突然变为零,电压表示数增大,电路中可能出现的故障是:待测电阻断路(或Rx断路)。
(3)明移动滑动变阻器的滑片进行多次测量,是为了测量多组电压和电流值,然后计算出电阻并计算电阻的平均值,从而减小测量误差,故选B。
(4)根据甲图可知,通过电流表的电流等于待测电阻的电流与电压表的电流之和,即电流表的示数偏大。根据可知,计算出的阻值偏小。
(5)①闭合开关S,此时定值电阻R0与待测电阻Rx串联,电压表测Rx的电压,读出电压表的示数为U1;
②闭合开关S、S1 (或再闭合S1),此时R0被短路,只有Rx,电压表的示数为电源电压,读出电压表的示数为U2;
③此时定值电阻R0两端的电压:U0=U2-U1;
在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,即;

解得: 。
【分析】(1)根据乙图确定待测电阻两端的电压,根据公式计算待测电阻的阻值;
(2)在测电阻的实验中,如果待测电阻发生断路,那么电压表串联在电路中。由于它的内阻很大,因此通过电路的电流很小,因此电流表的示数几乎为零。在串联电路中,电压与电阻成正比,因此电压表几乎分得全部电源电压,即示数很大。
(3)根据实验的设计思想判断;
(4)根据I总=I1+I2分析通过电流表的电流变化,再根据公式分析电阻的变化。
(5)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,即。只要用电压表分别测出待测电阻和已知电阻两端的电压,就可以计算出待测电阻的阻值。
7.(2023·南昌一模)如图甲所示是小明用干电池做电源,测量未知定值电阻Rx阻值的实验图:
(1)【实验原理】   
(2)【实验过程】闭合开关前,小明发现已连接的电路有一根导线连接错误,请在图甲的错误的连线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确;
(3)电路连接正确后,闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P到某位置时,此时电压表的示数是2V,电流表的示数如图乙所示,则此时的电流是   A,此次测得Rx的阻值为   Ω。接着小明又测了两次Rx的阻值,分别为3.9Ω和3.8Ω,则Rx的阻值应为   Ω;
(4)【拓展】完成上述实验后,他们又找来了两个开关和一个最大阻值为R的滑动变阻器R1,设计了不用电流表测量额定电压为2.5V小灯泡正常发光时电阻的电路,如图丙所示,请你将操作步骤补充完整并写出小灯泡正常发光时电阻的表达式。
①只闭合S和S1,调节滑动变阻器R1的滑片,使电压表示数为2.5V,此时小灯泡正常发光。
②只闭合S和S2,保持R1的滑片位置不动,   ,使电压表的示数仍为2.5V。
③保持R0的滑片位置不动,将R1的滑片调至最右端,记录电压表的示数U'。
④已知电源电压为U,则小灯泡正常发光时的电阻RL=   (用已知和测量的物理量的符号表示)
【答案】(1)
(2)
(3)0.5;4;3.9
(4)调节R0的滑片;
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)测量未知定值电阻Rx阻值的实验中,用电压表测RX两端电压,用电流表测流过RX的电流,根据公式计算出RX的阻值,这种测量电阻的方法叫伏安法。
(2)连接电路时,滑动变阻器应“一上一下”接入电路,电压表并联在待测电阻两端测待测电阻两端电压,如图所示:
(3)由图乙可知,电流表所选量程为0~0.6A,分度值为0.02A,此时电流表示数为0.5A。则Rx的阻值,接着小明又测了两次Rx的阻值,分别为3.9Ω和3.8Ω,为了减小实验误差,应将多次测量的结果取平均值,故Rx的阻值
(4)②只闭合S和S1,灯泡L和滑动变阻器R1串联接入电路,电压表测L两端电压,调节滑动变阻器R1的滑片,使电压表示数为2.5V,此时小灯泡正常发光。只闭合S和S2,滑动变阻器R0和滑动变阻器R1串联接入电路,电压表测R0两端电压,此时电路相当于用R0替代了原电路中的小灯泡L,应保持R1的滑片位置不动,调节R0的滑片,使电压表的示数仍为2.5V。保持R0的滑片位置不动,将R1的滑片调至最右端,记录电压表的示数U',已知电源电压为U,则R1两端电压,此时该电路电流,则R0接入电路的电阻,即小灯泡正常发光时的电阻
【分析】(1)该实验的原理为;
(2)滑动变阻器应“一上一下”接入电路,电压表并联在待测电阻两端测待测电阻两端电压;
(3)看清电流表的分度值,结合对应刻度读数;根据公式,求出电阻;
(4)根据公式及,补充实验步骤,求出电阻表达式。
8.(2023·中山模拟)小林和小光在“测定小灯泡电阻”的实验中,所用小灯泡正常发光电压为2.5V,电阻约为10Ω。
(1)小林的实验过程如下;
①如图甲,电路连接正确后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最   (选填“左”或“右”)端;
②闭合开关时,发现小灯泡不亮,但电流表和电压表均有示数,接下来他应进行的操作是   ;
③实验中当滑动变阻器滑片移到某一位置时,电流表指针如图乙所示,这时通过小灯泡的电流是   A;
④小林又根据实验数据绘制成了U-I图象如图丙,根据图象提供的信息,可计算出小灯泡正常发光的电阻是   Ω;
(2)小光想利用如图丁所示的电路测量未知电阻Rx的大小(R0阻值已知)。下面是他的实验过程,请你帮他完成实验。
①闭合开关S和S2,断开S1,读出此时电压表的示数为U1;
②   ,读出此时电压表的示数为U2;
③未知电阻阻值的表达式为:Rx=   。
【答案】(1)右;向左调节滑动变阻器,观察灯泡是否发光;0.16;12.5
(2)闭合开关S和S1,断开S2;
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)如图甲,电路连接正确后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,即最右端。闭合开关时,但电流表和电压表均有示数,电路为通路,发现小灯泡不亮,可能是电路的电流过小,接下来他应进行的操作是:向左调节滑动变阻器,观察灯泡是否发光。电流表指针如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.16A。根据绘制成的U-I图象知,灯在2.5V的电压下的电流为0.2A,可计算出小灯泡正常发光的电阻是
(2)根据设计电路图,应闭合开关S和S1,断开S2,读出此时电压表的示数为U2;在步骤①中电压表测电源电压,在②中电压表测定值电阻的电压,根据串联电路电压的规律,待测电阻的电压为Ux=U1-U2,由分压原理有,未知电阻阻值的表达式为
【分析】(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处;电流表和电压表均有示数,小灯泡不亮,可能是电路的电流过小;看清电流表的分度值,结合对应刻度读数;根据,求出电阻;
(2)根据,补充实验步骤,求出表达式。
9.(2023·西华模拟)在测量未知阻值Rx的实验中,小明设计了实验电路并进行连接,如图甲所示。
(1)如图甲所示是小明连接的电路,其中有一根导线连接有误,请在该导线上打“×”,并在原图上画出正确的连线(导线不能交叉)。
(2)改正错误后再进行实验,实验前应将滑动变阻器的滑片P移到最   (选填“左”或“右”)端。小明闭合开关,发现电流表无示数,电压表的示数较大,则电路故障可能是   。
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,当电流表示数为0.3A时,电压表示数如图乙所示,则其示数为   V,未知电阻Rx=   Ω。
(4)小明多次移动滑动变阻器的滑片,记下每次对应的电流和电压值并求出对应的电阻值,其目的是   。
(5)若实验中只有一个电压表和一个已知阻值为R0的定值电阻,小明设计了如图丙所示的电路,同样可以测量未知电阻Rx的阻值,请将以下实验步骤补充完整:
①闭合开关S,断开开关S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
②   ,记下此时电压表读数为U;
③请写出未知电阻Rx阻值表达式:Rx=   (用U、U1和R0的关系式表示)。
【答案】(1)
(2)右;电阻Rx断路
(3)2.4;8
(4)多次测量求平均值减小误差
(5)闭合开关S、S1;
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)实验中,定值电阻应用滑动变阻器串联,且电压表并联在定值电阻两端,故定值电阻与滑动变阻器相连的导线错误,应将定值电阻的右接线柱与滑动变阻器的左下接线柱相连,如图
(2)为保护电路,实验前应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,即最右端;电流表无示数,电压表的示数较大,说明电压表串联在电路中,即电阻Rx断路。
(3)电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为2.4V,根据欧姆定律可知未知电阻
(4)小明多次移动滑动变阻器的滑片,记下每次对应的电流和电压值并求出对应的电阻值,其目的是多次测量求平均值减小误差。
(5)①闭合开关S,断开开关S1,两电阻串联,电压表测量Rx两端的电压,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
②闭合开关S、S1,R0被短路,电路为Rx的简单电路,记下此时电压表读数为U,则电源电压为U;
③闭合开关S,断开开关S1时,根据串联电路的电压特点可知R0两端的电压U0=U-U1
电路中的电流,未知电阻Rx阻值表达式为
【分析】(1)测量未知电阻时,滑动变阻器和电阻串联;
(2)闭合开关前,滑片在电阻最大处;在串联电路中,电流表无示数,电压表有示数,电压表测量的位置断路;
(3)根据电压表的量程和指针位置,测量电压;根据电压和电流的比值,计算电阻;
(4)测量电阻时,多次实验计算平均值可以减小误差;
(5)利用电压表测量未知电阻时,电压表分别测量总电压和部分分压,根据电压和电阻的比值, 计算电流,根据未知电阻的分压和电流的比值, 计算电阻。
10.(2023·罗湖模拟)用如图所示的电路测量小灯泡的电阻,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)用笔画线代替导线,将图1中的器材连接成完整电路   ;
(2)连接电路后,闭合开关,灯泡不亮,电流表和电压表都有较小的示数,无论怎样移动滑片,灯泡都不发光,两表示数均无变化,其原因可能是:____;
A.灯泡短路
B.灯泡断路
C.滑动变阻器接的是下端两接线柱
(3)故障排除后,移动滑片到某一位置,电压表的示数如图2所示,此时灯泡两端的电压为   V。要测量灯泡的额定电流,应将图1中滑动变阻器的滑片向   (选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为   V;
(4)移动滑片,记下多组数据,并绘制成图3所示图像,则灯泡正常发光时电阻为   Ω(结果保留一位小数)。
(5)用该灯泡和电压表,测未知电阻Rx的阻值,电路图如图4。步骤如下:
①只闭合S0、S1,移动滑片,使电压表示数为1V,由图3可知灯泡的电流为   A,即为Rx的电流;
②保持滑片位置不变,只闭合S0、S2,电压表示数为2.6V,则此时Rx的两端的电压为   V;
③Rx的阻值为   Ω。
【答案】(1)
(2)C
(3)1.8;B;2.5
(4)8.3
(5)0.2;1.6;8
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)伏安法测小灯泡电阻时,需要调节小灯泡两端的电压,应将滑动变阻器采用一上一下的连接方式,与灯泡串联在电路中,所以将滑动变阻器上端任意一个接线柱与小灯泡的右端接线柱相连,如下图所示:
(2)连接电路后,闭合开关,小灯泡不亮,电流表、电压表都有示数,电路为通路,电路的电流较小,电路的电阻较大,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,灯泡都不发光,两电表示数均无变化,则变阻器不能起到变阻的作用,产生这一现象的原因是连接变阻器时,同上同下连入了电路中,C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C。
(3)灯在额定电压下的电流等于额定电流,图2中电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为1.8V,小于灯泡的额定电压2.5V,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压的规律,应减小滑动变阻器两端的电压,由分压原理可知,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向B移动,直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V。
(4)根据图丙所示的小灯泡电流随电压变化的关系图象知,灯在额定电压2.5V时的电流为0.3A,此时灯泡的电阻
(5)①只闭合S0、S1,小灯泡与未知电阻Rx串联,电压表测小灯泡两端的电压,移动滑片,使电压表示数为1V,由图3可知灯泡的电流为0.2A,由串联电路的电流特点可知,此时通过Rx的电流
②保持滑片位置不变,只闭合S0、S2,小灯泡与未知电阻Rx串联,电压表测小灯泡和未知电阻Rx两端的总电压,电压表示数为2.6V,由串联电路的电压特点可知,此时Rx的两端的电压为
③因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小不变,通过未知电阻Rx的电流也不变,由欧姆定律可知Rx的阻值
【分析】(1)测量灯泡电阻时,电阻和滑动变阻器串联,接线柱一上一下;
(2)在串联电路中,同时接下面的接线柱,电阻最大时,且电流、电压都不变;
(3)电压表的量程和指针的位置,测量电压;减小滑动变阻器的电阻,分压减小,其他位置分压变大;
(4)根据电压和电流的比值, 计算电阻;
(5)根据灯泡的电流、电压图像,判断电流大小;根据电压表测量的电阻电压和电流的比值, 计算电阻。
三、等效替代法测电阻
11.(2023·射洪模拟)实验名称:测量定值电阻的阻值。
实验器材:待测电阻Rx、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。设计与进行实验:
设计与进行实验:
(1)闭合开关前闭合滑动变阻器滑片向   (选填“左”或“右”)移到阻值最大处;
(2)某次测量时,电压表示数为2.5V,电流表示数如图乙所示,则本次测得Rx的阻值为   Ω。
(3)本实验进行了多次测量,其目的与夏磊实验中也进行了多彩测量的目的相同的是_______(填字母代号);
A.探究电流与电阻的关系
B.测量小灯泡的电阻
C.用刻度尺测量铅笔的长度
(4)他们又对实验进行了拓展,利用电源(电压未知且恒定不变)、阻值已知为R0的定值电阻、电压表、开关等器材,设计了如图丙所示的电路,也可以测出了未知电阻R1的阻值,请你完成下列实验步骤:
①闭合开关S1,断开S2,读出电压表的示数U1;
②   ,读出电压表示数U2;
③待测电阻的阻值R1=   (用已知量和测得量的字母表示)。
【答案】(1)左
(2)5
(3)C
(4)再闭合开关;S2
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】测量定值电阻的阻值。
(1)闭合开关前滑动变阻器滑片向左移到阻值最大处;
(2)某次测量时,电压表示数为2.5V,电流表示数如图乙,根据量程0-0.6A,指针位置在0.5处,电流为0.5A,则本次测得Rx的阻值为;
(3)本实验进行了多次测量,其目的是减小误差,
A.在探究电流与电阻的关系,多次实验探究规律的普遍性,A不符合题意;
B:测量小灯泡的电阻,多次实验不计算平均值,B不符合题意;
C: 用刻度尺测量铅笔的长度,需要多次测量减小误差,C符合题意;
(4)①闭合开关S1,断开S2,读出电压表的示数U1,此时电压表测量的是电源电压;
②再闭合开关S2,读出电压表示数U2,可以计算R1的分压为U1-U2;
③待测电阻的阻值。
【分析】(1)闭合开关前,滑片在电阻最大处;
(2)根据电流表的量程和指针位置,测量电流;根据电压和电流的比值, 计算电阻;
(3)测量数据时,多次实验可以减小误差;
(4)电压表和电阻测量未知电阻时,电压表分别测量总电压和部分分压,根据电压和电阻的比值, 计算电流;利用电压和电流的比值, 计算电阻。
12.(2023·南关模拟)在测进定值电阻Rx阻值的实验中,所选器材:待测电阻Rx、两节干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。
(1)请按图甲所示的电路图,以笔画线代替导线,将图乙中的电路连接完整。
(2)连接电路时,开关断开,并将滑动变阻器的滑片置于    端。
(3)连完电路,闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电压表、电流表都没有示数,如果故障只有一处,那么故障可能是    。
(4)排除故障后,当电压表示数为1.3V时,电流表示数如图丙所示,则Rx的阻值是    Ω。
(5)实验小组对实验进一步拓展,不用电压表,利用电源(电压未知但恒定不变)、定值电阻R0、电流表、开关等器材,设计了如图丁所示的电路也能测出Rx的阻值,实验步骤如下:
①按电路图正确连接电路。闭合开关S,断开开关S1,读出电流表示数I1;
②再闭合开关S1,读出电流表示数I2;
⑧根据实验数据,计算出待测电阻Rx=   。(用R0、I1、I2表示)
【答案】(1)
(2)右
(3)滑动变阻器断路(或电流表断路)
(4)5
(5)
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)根据甲图可知,电压表应该与待测电阻并联,因为电源为两节干电池,所以最大电压为3V,那么选择0~3V的量程。变阻器接线一上一下,与待测电阻串联,如下图所示:
(2)根据图片可知,滑片在最右端时阻值最大,因此将变阻器的滑片置于最右端。
(3)连完电路,闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电压表、电流表都没有示数,如果故障只有一处,那么故障可能是:滑动变阻器断路(或电流表断路)。
(4)根据丙图可知,电流表选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,则电流表的示数为0.26A,那么电阻:。
(5)①按电路图正确连接电路。闭合开关S,断开开关S1,读出电流表示数I1;
此时电流表的示数为通过R0的电流;
②再闭合开关S1,读出电流表示数I2;
此时电流表测总电流,那么通过Rx的电流为:Ix=I2-I1;
在并联电路中,电流与电阻成反比,
即:;
解得:。
【分析】(1)根据图甲确定电器元件的串并联关系,确定电表的量程和接线柱的选择,还要注意变阻器接线一上一下。
(2)在闭合开关前,要求变阻器的滑片要调到阻值最大的地方;
(3)电压表和电流表都没有示数,说明整个电路发生断路,据此分析解答;
(4)根据丙图确定电流表的量程和分度值,根据指针位置读出示数 ,根据公式计算阻值。
(5)在并联电路中,电流与电阻成反比,只要测出两个电阻的电流,即可计算待测电阻的阻值。
13.(2023·封开模拟)在测量小灯泡电阻的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)为了测量更精确,电压表应选择的量程是0~   (选填“A.3”或“B.15”)V;
(2)小明按图甲连接好电路后,闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡都不亮,电流表有示数,电压表无示数,则故障原因可能是小灯泡   (选填“A.短路”或“B.断路”);
(3)排除故障后,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2.5V,此时电流表的示数如图乙所示,为    A;
(4)接着调节滑动变阻器滑片,让电压逐次下调,使灯丝温度不断降低,小灯泡变暗直至完全不发光,测量数据如下表所示
实验次数 1 2 3 4 5 6 7
电压U/V 2.5 2.1 1.7 1.3 0.9 0.5 0.1
电流1/A   0.26 0.24 0.21 0.19 0.16 0.05
综合分析可知,实验中滑动变阻器的滑片逐渐向    (选填“A.左”或“B.右”)端滑动,随着灯丝温度降低,小灯泡的电阻值变    (选填“A.大”或“B.小”);
(5)完成上述实验后,另有同学设计了如图丙所示的电路,测出了额定电流为I额的小灯泡正常工作时的电阻R0。电源电压不变,滑动变阻器R1的最大阻值为R,实验方案如下:
①按电路图连接电路;
②只闭合开关S1,移动R1的滑片,使电流表的示数为I额,灯泡正常发光;
③断开S1,闭合开关S2,移动    (选填“A.R1”或“B.R2”)的滑片,使电流表的示数为I额;
④保持R2的滑片位置不动,将R1的滑片移到最左端,电流表的示数为I1,再将R1的滑片移到最右端,电流表的示数为I2;
⑤小灯泡正常工作时的电阻表达式为R0=   (用I1、I2、R表示)。
【答案】(1)A
(2)A
(3)0.3
(4)A;B
(5)B;I额2 。
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】在测量小灯泡电阻的实验中,
(1)由于灯泡的额定电压为2.5V,电压表应选择的量程是0~3V,A符合题意;
(2)根据电路图,闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡都不亮,电流表有示数,说明电路中有短路,电压表无示数,故障是小灯泡短路,A符合题意;
(3)排除故障后,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2.5V,电流表示数如图乙,根据电流表的量程和指针位置,判断电流0.3A;
(4)接着调节滑动变阻器滑片,进行多次实验,分析可知,灯泡分压在减小,说明滑动变阻器的电阻在变大,滑片逐渐向左端滑动,A符合题意;随着灯丝温度降低,小灯泡的电阻值在变小,B符合题意;
(5)根据图丙电路,测出了额定电流为I额的小灯泡正常工作时的电阻R0。电源电压不变,滑动变阻器R1的最大阻值为R,实验方案如下:
①按电路图连接电路;
②只闭合开关S1,移动R1的滑片,使电流表的示数为I额,灯泡正常发光;
③断开S1,闭合开关S2,移动R2的滑片,使电流表的示数为I额,用电阻R2代替灯泡,B符合题意;
④保持R2的滑片位置不动,将R1的滑片移到最左端,电流表的示数为I1,再将R1的滑片移到最右端,电流表的示数为I2;
⑤根据电源电压不变,列式为I1R1=I2(R1+R2)得,小灯泡正常工作时的电阻为。
【分析】(1)根据用电器的电压,判断电压表量程;
(2)在串联电路中,电流表有示数,电压表无示数,电压表测量的位置短路;
(3)根据电流表的量程和指针位置,测量电流;
(4)滑动变阻器的电阻变大,分压变大,其它位置分压减小;
(5)根据电流和电阻的乘积计算电压,结合电源电压一定,计算未知电阻大小。
14.(2023·福田模拟)在“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验中,小灯泡的铭牌上标有“***V,0.3A” 的字样”,图甲是小明设计的实验电路。
(1)该电路中有一根导线连接错误,请在接错的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画 出正确的电路连接;
(2)正确连接电路后,闭合开关后,调节滑动变阻器,电流表的示数如图乙所示,为使小 灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片向   (选填“左”或“右”)移动;
(3)移动滑片,当小灯泡正常发光时,电压表的示数如图丙所示,则小灯泡正常发光时的 电阻为   Ω;
(4)小红同学的电流表损坏了,于是她设计了如图丁所示的电路,也测出了铭牌上标有“***V,0.3A”小灯泡正常发光时的电阻,其中 R0 是已知阻值的定值电阻,请把实验步骤补充完整。
①闭合开关 S,S’拨至 a,调节滑动变阻器的滑片,当电压表的示数与定值电阻 R0 的比
值为   时,灯泡正常发光;
②闭合开关 S,S'拨至 b,保持滑动变阻器的滑片位置不变,读出电压表的示数为 U;
③小灯泡正常发光时的电阻R=   (用R0、U 和已知的物理量表示)。
【答案】(1)
(2)右
(3)5
(4)0.3A;
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)测量灯泡正常发光的电阻时,电压表和灯泡并联,如图

(2)正确连接电路后,电流表的示数如图乙,电流为0.26A,为使小灯泡正常发光,电流需变大,应将滑动变阻器的电阻减小,滑片向右移动;
(3)根据电压表,判断电压为1.5V,电阻为;
(4)利用电压表和定值电阻测量灯泡电阻时,电压表先测量定值电阻的分压,利用电压和电阻的比值, 计算电流,为灯泡的额定电流0.3A;电压表测量电阻和灯泡的总电压,则灯泡的电阻为。
【分析】(1)测量电阻时,电压表和未知电阻并联,电流表和电阻串联;
(2)减小串联电路的电阻,电流变大;
(3)根据电压和电流的比值, 计算电阻;
(4)根据电压表和定值电阻测量电流;利用电压和电流的比值, 计算电阻。
15.(2023·内江模拟)用“伏安法”测量电阻Rx的阻值,提供的实验器材有:待测电阻Rx、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及若干导线.
(1)根据如图甲的电路图,用笔画线代替导线将如图乙中的实物图连接完整.
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数较大且几乎不变,电流表示数始终为零,电路故障可能是   .
(3)排除故障后,测得多组实验数据.各组数据对应的点已描在如图丙中,请在图中画出Rx的I-U图线   .由图可得Rx=   Ω.(结果保留一位小数)
(4)电流表的示数虽然很小,但也会影响本实验中Rx的测量结果.用如图丁的电路进行测量可消除这个影响,R0为定值电阻.实验步骤如下:
①按照如图丁的电路图连接电路,将滑动变阻器的滑片置于最大阻值处;
②闭合开关S1、S2,移动滑动变阻器滑片,读出电压表的示数U1和电流表的示数I1;
③   ,移动滑动变阻器滑片,读出电压表的示数U2和电流表的示数I2;
④可得待测电阻Rx=   .(用U1、I1、U2、I2表示)
【答案】(1)
(2)电流表断路
(3);5.5
(4)断开S2;
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:(1)根据图甲的电路图,电压表并联在Rx和电流表两端,实物图连接如下:
(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,电路可能发生断路,电压表示数较大且几乎不变,说明电压表和电源是连通的,所以电路故障可能是电流表断路(电阻Rx断路).
(3)根据坐标系内描出的点,画出Rx的I-U图线如下:
由图可知,当U=2.0V时,通过Rx的电流I=0.36A,所以Rx的阻值
(4)②闭合开关S1、S2,Rx被短路,电压表测R0和电流表两端的电压,电流表测通过R0的电流,读出电压表的示数U1和电流表的示数I1,则 ;
③断开S2,电压表测Rx、R0和电流表两端的电压,电流表测通过Rx、R0的电流,读出电压表的示数U2和电流表的示数I2,则Rx+ ;
④由②③可得,待测电阻 ;
【分析】(1)根据电路图,确定电阻的连接方式;电流表的测量范围,开关的控制部分,按照不交叉的原则,连接实物图;
(2)在串联电路中,电流表无示数,电压表有示数,电压表测量的位置断路;
(3)根据公式,可求出电阻;
(4)根据、Rx+ ,可求出待测电阻表达式。
四、综合训练
16.(2023·芜湖模拟)下列四个实验电路图,不能够得出定值电阻Rx阻值的电路是(  )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】A.如图所示,R与Rx串联,电压表测电源两端电压,电流表测电流,总电阻为 ,Rx值为 ,A不符合题意;
B.如图所示,R与Rx并联,电压表测电源两端电压,电流表测R电流,Rx电流未知,不可求Rx值,B符合题意;
C.如图所示,R与Rx并联,两个电流表测R电流I1和干路电流I,Rx的电流为 ,电源电压为 ,Rx值为 ,C不符合题意;
D.如图所示,滑动变阻器R1与Rx串联,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电流,当滑片在最右端时,滑动变阻器接入电路阻值为0,电源电压可表示为 ,当滑片在最左端时,滑动变阻器接入电路阻值为最大值R1,电源电压可表示为 ,联立二式可解得Rx值为 ,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据公式,在确定待测电阻的电压和电流的情况下,可以求出电阻。
17.(2023·昆明模拟)小明用如图甲所示的电路测量未知电阻的阻值:
(1)请你帮小明用笔画线代替导线将甲图连接完整(要求滑片P向左移动时,电流表的示数变小);   
(2)此实验的原理是   ,在连接电路时,开关应   ,闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应移到最   (选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关,发现电流表示数为零,但电压表指针发生明显偏转且示数接近电源电压,则电路发生的故障可能是   ;
(4)排除故障后,闭合开关S,当滑片P移动到某一个位置时,电流表的示数为0.2A,电压表的示数如图乙所示,其读数为   ,则待测电阻的阻值为   ;
(5)完成上述实验后,小明又设计了如图丙所示的电路图,其中电源电压未知且不变,另一定值电阻的阻值为R0;
①闭合S1,断开S2时,电压表的示数为U1;
②闭合S1、S2时,电压表的示数为U2;
③电阻Rx=   (用U1、U2、R0表示)。
【答案】(1)
(2);断开;左
(3)待测电阻断路
(4)2V;10Ω
(5)
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)该实验电路中,滑动变阻器与未知电阻串联,滑动变阻器连接时,应采取一上一下的连接方式,滑片P向左移动时,电流表的示数变小,说明滑动变阻器接入电路的阻值变大,故滑动变阻器选用右下接线柱与开关串联在电路中,如下图所示:
(2)实验中,用电压表测未知电阻两端的电压,用电流表测电流,根据求出未知电阻的阻值,故该实验原理为;为了保护电路,在连接电路时,开关应断开,闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处,即最左端;
(3)闭合开关,发现电流表示数为零,说明电路可能断路;电压表指针发生明显偏转且示数接近电源电压,则与电压表并联的部分断路了,故电路发生的故障可能是待测电阻断路;
(4)如乙图所示,电压表的分度值0.1V,其示数为2V,则待测电阻的阻值为:;
(5) 闭合S1,断开S2时,电压表串联在电路中,电压表测电源电压,即电源电源为U1; 闭合S1、S2时, 待测电阻与定值电阻串联,电压表测待测电阻两端的电压,由串联电路电压的规律,定值电阻两端的电压为:U0=U1-U2,通过定值电阻的电流为:;由欧姆定律和串联电路各处的电流都相等有:。
【分析】(1)滑片远离下端连接导线的接线柱时,滑动变阻器接入电路中的阻值变大;
(2)此实验的原理是;为了保护电路,在连接电路时,开关应断开,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处;
(3)串联电路中,电流无示数,电压表有示数,与电压表并联的部分断路;
(4)看清电压表的分度值,结合对应刻度读数,利用求出待测电阻的阻值;
(5)根据欧姆定律和串联电路电压、电流关系,求出待测电阻的表达式。
18.(2023·汝阳模拟)为测量一定值电阻的阻值,某实验小组选用的实验器材有:待测电阻Rx、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整,并在虚线框内画出该实验的电路图   ;
(2)小组设计了一个记录与处理数据的表格,请将下表中①②处的内容填写完整;
实验次数 ①    ②    电阻R/Ω
1      
2      
3      
(3)闭合开关试触时,发现电流表无示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,造成这一现象的原因可能是    ;
(4)排除故障后,某次测量时,电压表示数为2.5V,电流表指针位置如图乙所示,则电流表示数为    A,本次测得Rx的阻值为    Ω;
(5)本实验进行了多次测量,其目的与下列实验中多次测量的目的相同的是 _____;(填字母代号)
A.用刻度尺测量铅笔的长度
B.测量小灯泡的电阻
C.测量小灯泡的电功率
(6)他们又对实验进行了拓展,利用电源(电压未知且恒定不变)、阻值已知为R0的定值电阻、电压表、开关等器材,设计了如图丙所示的电路,也测出了Rx的阻值。请你完成下列实验步骤:
①闭合开关S1,断开S2,读出电压表的示数为U1;
②闭合开关S1和S2,读出电压表的示数为U2;
③待测电阻的阻值Rx=   。(用已知量和测得量的字母表示)
【答案】(1)
(2)电压U/V;电流I/A
(3)电阻R 断路
(4)0.5;5
(5)A
(6)
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)根据甲图可知,除了电压表与定值电阻并联,其它的都是串联。此时只需将电压表的“-”接线柱与定值电阻左端相连,再将变阻器右下角的接线柱与定值电阻左端相连即可,如下图所示:
(2)在实验过程中,要记录电压表的示数和电流表的示数,如下图所示:
实验次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω
1      
2      
3      
(3)闭合开关试触时,发现电流表无示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,造成这一现象的原因可能是电阻R 断路;
(4)根据乙图可知,电流表选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,则示数为0.5A,那么此时的阻值:;
(5)在本实验中,多次测量的目的是求平均值减小测量误差。
A.用刻度尺测量铅笔的长度,多次测量求平均值减小误差,故A符合题意;
B.测量小灯泡的电阻,多次测量寻找普遍规律,故B不合题意;
C.测量小灯泡的电功率,读出测量寻找普遍规律,故C不合题意。
故选A。
(6)①闭合开关S1,断开S2,读出电压表的示数为U1;
此时电压表测电源电压,即电源电压为U1;
②闭合开关S1和S2,读出电压表的示数为U2;
此时电压表测定值电阻R0的电压,因此Rx两端的电压为:Ux=U1-U2;
③在串联电路中,电压与电阻成正比,得到:;

解得: 。
【分析】(1)根据甲图确定电器元件的串并联关系,还要注意电表的量程和接线柱的选择,以及变阻器接线“一上一下”。
(2)根据实验过程确定需要测量的物理量即可;
(3)在伏安法测电阻的实验中,如果定值电阻发生断路,那么电压表串联在电路中。由于它的内阻很大,因此通过电流表的电流很小。在串联电路中,电压与电阻成正比,因此电压表几乎分得全部电源电压。
(4)根据图乙确定电流表的量程和分度值,然后根据指针位置读出电流表的示数,最后根据公式计算Rx的值。
(5)分析各个选项中多次测量的实验目的即可.
(6)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,通过开关的切换,用电压表分别测出总电压和R0两端的电压,据此计算出Rx的阻值即可。
19.(2023·瑶海模拟)测量小灯泡L和待测电阻Rx阻值的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)按图甲连接电路后,闭合开关,发现电流表示数为零,电压表的示数接近电源电压。小明接下来的合理操作是____ ;(填字母)
A.将灯泡往灯座里拧紧些
B.拧紧开关两端的接线柱
C.检查滑动变阻器是否短路
(2)当移动滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示,要使灯泡正常发光,应将图甲中滑动变阻器的滑片向   (选填“A”或“B”)端移动;
(3)继续移动滑片,记下多组数据,并绘制成图丙所示图像。则灯泡正常发光时电阻为   Ω;
(4)再用该灯泡和电压表按图丁所示连接,测未知电阻Rx的阻值。步骤如下:
①只闭合S0、S1,移动滑片,使电压表示数为1.5V;
②保持滑动变阻器阻值不变,只闭合S0、S2,电压表示数为2.7V;
③Rx的阻值为   Ω。
【答案】(1)A
(2)B
(3)10
(4)6
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)闭合开关,发现电流表示数为零,说明电路断路,电压表的示数接近电源电压,说明电压表串联接入电路,所以电路故障是与电压表并联的灯泡断路,所以应将灯泡往灯座里拧紧些。
故答案为:A。
(2)闭合开关,移动滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为1.8V,小于灯泡额定电压2.5V,要使灯泡正常发光,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端的电压,根据串联分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应将图甲中滑动变阻器的滑片向B端移动。
(3)由图丙可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.25A,则灯泡正常发光时电阻为
(4)在步骤①中,灯泡、待测电阻、滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端的电压;移动滑片,使电压表示数为1.5V,由图丙可知灯泡的电流为0.2A;在步骤②中,灯泡、待测电阻、滑动变阻器仍串联,电压表测L与待测电阻两端的电压,因此电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和电压不变,根据串联电路电压的规律,待测电阻两端的电压为Ux=2.7V﹣1.5V=1.2V
因两次操作中电路的电流保持不变,根据串联电路电流特点结合欧姆定律可知,Rx的阻值为
【分析】(1)在串联电路中,电流表无示数,电压表有示数,电压表测量的位置断路;
(2)减小滑动变阻器的取值,分压减小,其他位置分压变大;
(3)根据电压表的量程和指针位置, 测量电压,根据电压和电流的比值,计算电阻;
(4)利用电压表和定值电阻测量电阻时,先测量部分电阻分压,再测量总电压,根据电阻的分压和电阻的比值, 计算电流,利用未知电阻的分压和电流的比值,计算电阻。
20.(2023·子长模拟)科技小组用如图1所示电路测量定值电阻的阻值。
(1)请用笔画线代替导线,将图1中的器材连接成完整电路;要求:①滑片P向B端移动时,电流表示数变小;②连线不能交叉
(2)正确连接电路,闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电流表都没有示数,而电压表示数接近3V,则故障可能是____(选填标号);
A.滑动变阻器断路 B.R断路 C.R短路
(3)排除故障后,闭合开关,滑片P移动到某一位置时,电压表的示数为2.5V,电流表的示数如图2所示,为   A,则R的阻值是   Ω;
(4)另一小组的同学利用已知电阻R0,设计并连接了如图3所示的电路来测量未知定值电阻Rx的阻值。主要步骤如下:
①闭合开关S1和S2,电压表的示数为U1;
②只断开开关S2,电压表的示数为U2,此时通过Rx的电流为   ;由此可得Rx的阻值为   (以上两空均用字母U1、U2、R0表示)。
【答案】(1)
(2)B
(3)0.5;5
(4);
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)滑片P向B端移动时,电流表示数变小,说明滑动变阻器阻值变大,故滑动变阻器选用A端接线柱与定值电阻串联在电路中,如下图所示:
(2)闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表无示数,说明电路可能断路;电压表有示数,接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即原因可能是定值电阻R断路,故答案为:B。
(3)当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图2所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.5A,电阻R的阻值为
(4)只断开开关S2,电压表的示数为U2,待测电阻和R串联接入电路,电压表测待测电阻两端的电压,串联电路总电压等于各部分电压之和,由串联电路的电压特点可知,R0两端的电压U0=U1﹣U2
串联电路各处电流相等,通过Rx的电流
由欧姆定律可得Rx的阻值为
【分析】(1)滑动变阻器遵循”一上一下“的连接方法;滑片远离下触点时,电阻变大;
(2)在串联电路中,电流表无示数,电压表有示数,电压表测量的位置断路;
(3)看清电流表的分度值,结合对应刻度读数;根据公式,求出电阻;
(4)串联电路总电压等于各部分电压之和,根据公式,求出电阻表达式。
五、缺电压表,然后用电流求电阻
21.(2023·高邮模拟)如图1是伏安法测电阻的电路图,还有一个没有连接完的实物图2。
(1)请根据电路图1把实物图2连接完整;
(2)实验时,闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表的示数随之改变,而电压表的示数始终为零,电路故障除了电压表坏了以外,还有可能是   ;
(3)经检查确定是电压表坏了,于是同学们设计了如图3所示的电路图,也完成了电阻的测量:
A.按电路图连接电路;
B.闭合开关S和S1,记下电流表的示数为I;
C.   ,记下电流表的示数为I0;
D.被测电阻的表达式:R=   。
(4)有同学认为此实验进行多次测量会更加准确,于是他在图中的干路增加一个滑动变阻器,改变滑动变阻器的阻值,重复上述操作,可实现多次测量。该同学的做法是   (选填“正确”或“错误”)的,理由是   。若采用这一做法,按照上述ABC的步骤测量,当滑动变阻器在某一阻值时,测量的电阻   (选填“变大”“变小“或“不变”)。
【答案】(1)
(2)R短路
(3)再断开S1;
(4)错误;R0、R两端的电压不再相等;变大
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)由电路图知,电阻R与滑动变阻器串联在电路,滑片向左移动时,变阻器接入电路的阻值变小。电压表测电阻R电压,电流表测电路中的电流。那么图2中,变阻器按一下一上接入电路中,电源电压为3V,故电压表选用小量程与电阻并联,电流表可选用小量程与电阻串联,注意电流从电表正接线柱流入,如下所示:
(2)电压表与电阻R并联,实验时,闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表的示数随之改变,则电路为通路,而电压表的示数始终为零,电路故障除了电压表坏了以外,还有可能是R短路。
(3) 实验步骤:
A.按电路图连接电路;
B.闭合S和S1,记录电流表示数为I;
C.再断开S1,记录电流表示数为I0。
在B中,两电阻并联,电流表测干路的总电流;在C中,电流表测R0的电流,由欧姆定律,电源电压U=U0=I0R0,根据并联电路各支路互不影响,故在B中R0的电流仍I0,根据并联电路电流的规律,通过待测电阻的电流为I=I-I0,由欧姆定律和并联电路电压的规律知
(4)在图3的基础上,在干路增加了一个滑动变阻器,当两开关都闭合时,两电阻并联后与变阻器串联,再断开S1,R0与变阻器串联,由并联电阻小于其中任一电阻,结合分压原理,R0与变阻器串联时,R0的电压变大,小明同学的做法是错误的,理由是R0、RX两端的电压不再相等。由①知,若采用这一方法,按照A、B、C的步骤测量,当滑动变阻器在某一阻值时,由分压原理,在C操作中,R0的电压即I0′R0变大,由欧姆定律通过R0的电流也变大了,故通过电阻R的电流I′=I-I0′,变小了,综上可知,变大了。
【分析】(1)变阻器按一下一上接入电路中,根据电源电压为3V确定电压表选用小量程与电阻并联,电流表可选用小量程与电阻串联;
(2)电压表与电阻R并联,实验时,闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表的示数随之改变,则电路为通路,根据电压表的示数始终为零分析;
(3)分析两次操作中电路连接及电流表测量的电流,由欧姆定律得出电源电压,根据并联电路各支路互不影响和并联电路电流的规律求出通过待测电阻的电流,由欧姆定律和并联电路电压的规律得出Rx表达式;
(4)分析开关转换时电路的连接,由并联电阻小于其中任一电阻结合分压原理确定R与变阻器串联时电压变化;根据待测电路的表达式,若采用这一方法,按照A、B、C的步骤测量,当滑动变阻器在某一阻值时,由分压原理,确定在C操作中R0的电压变化,由欧姆定律可确定通过电流变化,从而得出得出待测电阻的变化。
22.(2023·昭通模拟)某实验小组用图甲所示电路探究电流与电阻的关系。
(1)请将图甲所示的电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向右移动时电阻变大   ;
(2)先将5Ω定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2V,此时电流表的示数如图乙所示,为   A,将实验数据记录在表格中;
(3)接下来断开开关,取下5Ω的定值电阻,换成10Ω的定值电阻,闭合开关,应该向   调节滑动变阻器,直至电压表的示数为   V,读出电流表的示数,将实验数据记录在表格中;再更换不同阻值的定值电阻重复4次上述操作,分别将数据记录在表格中;
(4)通过实验可以得出结论:当电压一定时,电流与电阻   ;
(5)该小组同学想用一块电流表和一个定值电阻R0测电阻Rx的阻值,于是他们设计了如图丙所示的电路图,并进行如下实验操作:
①闭合S和S1,记录电流表的示数为I1;
②   ;
③用R0和测量出来的物理量表示Rx,则Rx=   。
【答案】(1)
(2)0.4
(3)右;2
(4)成反比
(5)闭合S断开S1,记录电流表的示数为I2;
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)由图甲可知滑动变阻器已接入上接线柱,需要将下接线柱接入电路,要求向右滑动电阻增大,故应接入左下端,如下图所示:
(2)电流表选择量程0~0.6A量程,分度值为0.02A,故电流表读数为0.4A。
(3)探究电流与电阻关系实验中,控制电阻两端电压不变,故自变量为电阻,当更换阻值大的电阻时,滑动变阻器的阻值也要增大,才能保持电阻两端的电压不变,故当滑片向右移动,调节滑动变阻器的滑片使电压表示数始终为2V。
(4)研究电流与电阻的关系时,控制电压保持不变,要次多实验,才能找到普遍规律,实验发现电压不变时,电流随电阻的增大而减小,得出结论:当电压一定时,电流与电阻成反比。
(5)②由于①中,电流表测量干路中电流,所以应闭合S断开S1,电流表测量通过Rx电流,记录电流表的示数为I2。
③闭合S和S1,电流表测量R0和Rx并联的总电流的示数为I1;闭合S断开S1,电流表测量通过Rx的电流为I2,根据U=IR求出并联电路各支路两端的电压U=(I1-I2)R0
电阻Rx的阻值
【分析】(1)探究电流和电阻关系时,滑动变阻器一上一下和电阻串联,接线柱远离下面的接线柱,电阻变大;
(2)根据电流表的量程和指针位置,测量电流;
(3)当电压表处电阻变大,为了保持电压表一定,滑动变阻器的电阻变大;
(4)当电压一定时,通过导体的电流和电阻成反比;
(5)根据电流表和电阻的乘积计算电压;结合并联电路电流规律,计算支路电流,利用电压和电流的比值, 计算电阻。
23.(2023·朝阳模拟)物理学习小组的同学在进行“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验中,选用电压恒为6V的电源、小灯泡(额定电压为2.5V)、电流表、电压表、开关、滑动变阻器各一个,导线若干。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于   (选填“A”或“B”)端;
(2)实验时,移动滑动变阻器的滑片,得到小灯泡的U﹣I图象如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为   Ω,为了完成本实验,滑动变阻器的最大阻值至少为   Ω;
(3)小年认为不可以利用上述器材和电路来探究“电流与电压成正比”的实验,理由是   ;
(4)实验后小华发现滑动变阻器的最大阻值模糊不清,但电压表已损坏,小华找了一个阻值已知的定值电阻R0代替灯泡,用电流表和定值电阻R0测出了滑动变阻器的最大阻值Rx,设计电路如图丙所示,实验步骤如下:
①滑片处于最左端时,读出此时电流表的示数为I1;
②滑片处于最右端时,读出此时电流表的示数为I2;
则滑动变阻器的最大阻值Rx=   (用I1、I2和R0表示)。
【答案】(1)B
(2)10;14
(3)灯丝电阻随温度的升高而增大
(4)
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于阻值最大处,即B端。
(2)由图乙可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.25A,则小灯泡正常发光时的电阻为
根据串联电路电压的规律可知,小灯泡正常发光时,滑动变阻器两端电压为
则滑动变阻器的最大阻值至少为
(3)在探究“电流与电压成正比”的实验中,应控制导体的阻值不变,而灯丝电阻随温度的升高而增大,故不可以利用上述器材和电路来探究“电流与电压成正比”的实验。
(4)由电路图可知,定值电阻R0与滑动变阻器Rx串联,电流表测电路中的电流;闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,当滑片位于最左端时,滑动变阻器接入电路中的电阻为零,此时电流表示数为I1,则电源的电压可以表示为
再将滑片移到最右端端时,滑动变阻器接入电路中的电阻值最大,此时电流表示数为I2,则电源的电压可以表示为
由以上两个式子可得
【分析】(1)闭合开关前,滑片在电阻最大处;
(2)根据电压和电流的比值, 计算电阻;根据滑动变阻器的分压和电流的比值, 计算电阻;
(3)灯丝电阻随温度改变而改变;
(4)根据电源电压不变,根据电流和电阻的乘积计算电压,计算未知电阻。
24.(2023·龙马潭模拟)以下是小宇和小韩完成的三个电学实验。
(1)小宇在“探究电流与电压的关系”实验中,运用了控制变量的科学方法。他和实验小组成员经过相互讨论,完成了该实验方案的三次设计如图1:从A、B、C三幅电路图可以看出他们对实验不断改进的设计过程。
①由图1A到图1B,改进的主要理由是    (只填序号);
②由图1B到图1C,改进的主要理由是    (只填序号);
以上两空均从下列选项中选填:
A.为了防止灯泡烧坏
B.可方便改变定值电阻两端电压,从而多次测量,得出普遍性的规律
C.为了让电路更完整
D.为了保证电阻大小保持不变
(2)图2甲所示是小宇测小灯泡电阻的实验电路图,小灯泡标有“2V”字样。
①闭合开关前,小宇应将滑动变阻器的滑片移到    端(选填“a”或“b”);
②小灯泡正常发光时,电流表示数如图2丙所示,此时灯丝电阻为    Ω,为了验证前面实验的一个改进理由,他特意通过多次测量数据绘制了乙图图线,使改进理由得以验证;
(3)图2丁是同桌小韩设计的测量电阻Rx的特殊测量方法电路。
①小韩在测量一个定值电阻的阻值时,他发现电压表已经损坏而无法使用,于是他设计并进行了如下实验:(电源电压恒定,定值电阻R0的阻值已知)
a.按图2丁电路图连接好实物电路;
b.闭合开关S1,断开S2,读出电流表的示数I1;
c.闭合开关S2,断开S1,读出电流表的示数I2;
d.写出Rx的表达式:Rx=   ;
②小宇认为小韩测得的定值电阻Rx的阻值还不够精确,因为他没有进行多次测量求平均值;小韩也认为小宇的实验结果一样不可靠,因为小宇也没有求小灯泡电阻的平均值你认为他们的看法中    。
A.都正确
B.小宇正确
C.小韩正确
D.无法确定
【答案】(1)D;B
(2)b;4
(3);B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)研究电流与电压的关系,必须保持电阻值一定;小灯泡灯丝电阻受温度影响较大,如果两端电压发生改变,不仅电流发生变化,灯丝阻值也会改变,要保持电阻不变,应该使用定值电阻,所以电路图应由1改到2,故答案为:D。
为了使实验结论具有普遍性,一般要进行多次测量,滑动变阻器能改变电路中的电流和定值电阻两端的电压,从而达到多次测量的目的,所以电路图应由2改到3,故答案为:B。
(2)为了保护电路,闭合开关前,小宇应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,即b端。
小灯泡正常发光时,电流表示数如图2丙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.5A,则此时灯丝电阻为
(3)闭合开关S1,断开S2,电路为R0串联的简单电路,读出电流表的示数I1,由欧姆定律,电源电压为
闭合开关S2,断开S1,电路为Rx串联额简单电路,读出电流表的示数I2,因电源电压不变,可求Rx得电阻为
测量定值电阻的大小,为减小误差,要多次测量取平均值,故小宇认为小韩测得的定值电阻Rx的阻值还不够精确,因为他没有进行多次测量求平均值;由图乙知,灯泡电流随电压的变化关系为曲线,故灯的电阻随温度的变化而变化,不能取平均值,所以小宇正确,故答案为:B。
【分析】(1)研究电流与电压的关系,必须保持电阻值一定;小灯泡灯丝电阻受温度影响较大;滑动变阻器能改变电路中的电流和定值电阻两端的电压,从而达到多次测量的目的;
(2)看清电流表的分度值,结合对应刻度读数;根据公式,可求出电阻;
(3)根据公式,求出电阻表达式;灯的电阻随温度的变化而变化,不能取平均值。
25.(2023·禅城模拟)如图(甲)所示是测量定值电阻Rx阻值的实验电路,器材可以满足实验要求。
(1)某同学正确连接电路后,闭合开关前发现电流表指针偏向零刻度线左侧,则出现故障的原因可能是     。
(2)排除故障后,调节滑动变阻器,当电压表的示数为4V时,电流表的示数如图(乙)所示为     A,电阻Rx的阻值为     Ω。
(3)进行了多次实验,测出了Rx的阻值。
图丙是能巧测R2阻值的实验电路图。图中R为电阻箱,R0为定值电阻(阻值未知)。要求利用电阻箱读数表达R2的阻值请在空白处填上适当内容。
①将开关接a,调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置,记下     ;
②将开关接b,调节     ,保持     不变,记下     ;
③则R2=     。
【答案】(1)电流表没有调零
(2)0.5;8
(3)电流表的示数I和电阻箱的阻值RA;电阻箱;电流表示数I;电阻箱R的阻值RB;R2=RA RB
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)闭合开关前发现电流表指针偏向零刻度线左侧,说明电流表没有调零。
(2)图乙知,电流表的量程为0 0.6A,分度值为0.2A,示数为0.5A,则 = =8Ω
(3)①将开关接a,调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置,记下电流表的示数I和电阻箱的阻值RA。
②将开关接b,调节电阻箱,保持电流表示数I不变,记下电阻箱R的阻值RB。
③根据等效替代法,则RA=R2+RB,故R2=RA RB。
【分析】(1)闭合开关前发现电流表指针偏向零刻度线左侧,说明电流表没有调零;
(2)看清电流表的分度值,结合对应刻读数;根据公式,可求出电阻;
(3)电阻不变时,电路中的电压与电流的比值不变。
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人教版九年级全册物理“举一反三”变式练习——17.3电阻的测量
一、伏安法测电阻
1.(2023·南关模拟)某学习小组在做“测量定值电阻阻值大小”的实验。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示实验电路补充完整(要求:滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表示数变大)
(2)闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P,进行多次测量并记录数据,当电压表示数为2V时,电流表示数如图乙所示,读数为    A,则本次测得电阻R的阻值为    Ω;
(3)把图甲的定值电阻R换成小灯泡,重复上述实验,测量小灯泡的电阻,图丙是根据多次实验数据绘制的I﹣U图像,其中表示小灯泡电阻的图像应是    (选填“a”或“b”)。
2.(2023·梅州模拟)某班学生在实验课上进行分组实验,用如图1所示的电路来测量定值电阻的阻值,电源电压为3V。
表1
次数 1 2 3 4
U/V 0.5 1.0 1.5 2.0
I/A 0.1 0.2 0.3 0.4
(1)该实验的原理是:   (用公式表示),实验方法是    法.
(2)表1是第一小组同学的实验数据,则该电阻的阻值为    Ω,实验中移动滑动变阻器的滑片获得多组电压值和电流值,此操作的目的是    。
(3)第二小组同学按照图1连接好电路后,闭合开关进行实验时,发现无论如何移动滑片P,电压表和电流表都有较大的示数,但始终没有变化,他们连接的电路(部分)如图2所示,则该同学把滑动变阻器接入电路中的方式可能是 (填写代号)。
A.G与C相连,F与H相连 B.G与C相连,D与H相连
C.G与E相连,F与H相连 D.G与E相连,D与H相连
(4)第三小组在完成规定实验后,又进行了“探究电流和电阻的关系”的实验。他们更换了一批实验器材,其中电源电压为24V,再按照图1连接好电路,获得实验数据如表2所示,则滑动变阻器的最大阻值理论上应不小于    Ω。
表2
次数 1 2 3 4
R/Ω 3 6 9 12
I/A 3.00 1.50 1.00 0.75
3.(2023·深圳模拟)在一次测量标有“2.5V”字样的小灯泡电阻的实验中(电源由三节新干电池串联组成),小明连接了如图甲所示的电路,同组的小红发现电路连接有错,请问:
(1)如果立即闭合开关,可能会损坏的是    (选用“电压表”或“电流表”);
(2)小明主张拆了以后重新连接,可是时间来不及了,小红眼珠一转,在图示电路中只改变了某根导线一端的接点位置,电路就能测量小灯泡的电阻了,请在图甲中找出那条导线打“×”,并用笔画线表示该导线在图甲中画出来;
(3)排除故障后正确操作实验,测量数据如表所示:
序号 1 2 3 4 5 6
电压/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流/A 0.10 0.16 0.22 0.28   0.34
亮度 不发光 逐渐变亮
分析实验数据可知:
①第5次实验时,电流表的示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻为    Ω;(保留一位小数即可)
②随着电压的不断升高,小灯泡的电阻    ,产生这种现象的原因是    ;
③小灯泡在断电很长一段时间后,它的电阻可能是    ;(选填“0Ω”、“2Ω”或“8.3Ω”)
④实验中有两只滑动变阻器可供选择,它们的规格分别为R1(20Ω 0.5A),R2(50Ω 0.5A),为了满足测量要求,实验中选用的滑动变阻器是    (选填“R1”或“R2”);
4.(2023·东阿模拟)小华利用如图甲所示电路,测量标有“2.5V”字样的灯泡L正常发光时的电阻。请按要求完成下列问题:
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的实物图连接完整;
(2)连接电路后,闭合开关S,发现灯泡不亮,电压表有示数且接近电源电压,电流表示数为零,产生这种现象的原因可能是 ___________;
A.电流表的正负接线柱接反了 B.电压表的量程选小了
C.灯泡L发生了断路 D.灯泡L发生了短路
(3)排除故障后进行实验,闭合开关S,发现电压表的示数为0.5V,为使灯泡L两端电压达到额定电压,应向    (填“A”或“B”)端调节滑动变阻器的滑片P,直到观察到电压表示数为2.5V,此时,电流表示数如图乙所示,电流表示数是    A,则灯泡L正常发光时的电阻值为    Ω。
5.(2023·南海模拟)综合实践课上小薇同学用“伏安法”测量小灯泡正常发光时的电阻,选用的小灯泡L标有“2.5V”字样、电源电压恒为4.5V、滑动变阻器规格为“30Ω;1A”。
序号 U/V I/A R/Ω
1 1.0 0.18 5.6
2 1.5 0.22 6.8
3 2.0 0.24 8.3
4 2.5    
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整   ;(导线不得交叉)
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应处于最   (选填“左”或“右”)点;
(3)正确连接电路,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表无示数,电压表示数较大,则电路故障可能是   ;
(4)排除故障后继续实验,她将得到的数据记录在表格中,当电压表示数为2.5V时,由流表的示数如图乙所示为   A,则小灯泡正常发光时的电阻为   Ω(保留一位小数);
(5)实验结束后,她看见桌面上还有一个阻值为15Ω的定值电阻,想按照表格给定的四组电压值,验证“导体中电流与电压的关系”,但使用目前已有器材无法完成,若想完成实验,她只需更换哪一个元件,并说明新元件的规格要求   。
二、缺电流表,用电压求电阻
6.(2023·广东模拟)图甲为小明测量某未知电阻的阻值的实验电路.
(1)某次测量时电压表示 数如图乙所示,若此时电流表示数为0.2 A,则本次测得的待测电阻Rx=   Ω.
(2)某次实验过程中,电流表的示数突然变为零,电压表示数增大,电路中可能出现的故障是:   
(3)小明移动滑动变阻器的滑片进行多次测量,主要是为了能 (填字母代号) .
A.检查电路是否正常 B.求平均值减小误差 C.寻找普遍规律
(4)完成实验后,进行误差分析:考虑到电压表中也有电流通过,则该电路测得的Rx比真实值    (选填 “大”或“小”) .
(5)若实验中不慎将电流表损坏,小明添加一个已知阻值的定值电阻R0和-0一个开关,设计了如图丙所示的电路对Rx进行测量.请将实验步骤补充完整.
①闭合开关S,读出电压表的示数为U1;
②   ,读出电压表的示数为U2;
③则Rx=    (用U1、U2和R0表示) .
7.(2023·南昌一模)如图甲所示是小明用干电池做电源,测量未知定值电阻Rx阻值的实验图:
(1)【实验原理】   
(2)【实验过程】闭合开关前,小明发现已连接的电路有一根导线连接错误,请在图甲的错误的连线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确;
(3)电路连接正确后,闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P到某位置时,此时电压表的示数是2V,电流表的示数如图乙所示,则此时的电流是   A,此次测得Rx的阻值为   Ω。接着小明又测了两次Rx的阻值,分别为3.9Ω和3.8Ω,则Rx的阻值应为   Ω;
(4)【拓展】完成上述实验后,他们又找来了两个开关和一个最大阻值为R的滑动变阻器R1,设计了不用电流表测量额定电压为2.5V小灯泡正常发光时电阻的电路,如图丙所示,请你将操作步骤补充完整并写出小灯泡正常发光时电阻的表达式。
①只闭合S和S1,调节滑动变阻器R1的滑片,使电压表示数为2.5V,此时小灯泡正常发光。
②只闭合S和S2,保持R1的滑片位置不动,   ,使电压表的示数仍为2.5V。
③保持R0的滑片位置不动,将R1的滑片调至最右端,记录电压表的示数U'。
④已知电源电压为U,则小灯泡正常发光时的电阻RL=   (用已知和测量的物理量的符号表示)
8.(2023·中山模拟)小林和小光在“测定小灯泡电阻”的实验中,所用小灯泡正常发光电压为2.5V,电阻约为10Ω。
(1)小林的实验过程如下;
①如图甲,电路连接正确后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最   (选填“左”或“右”)端;
②闭合开关时,发现小灯泡不亮,但电流表和电压表均有示数,接下来他应进行的操作是   ;
③实验中当滑动变阻器滑片移到某一位置时,电流表指针如图乙所示,这时通过小灯泡的电流是   A;
④小林又根据实验数据绘制成了U-I图象如图丙,根据图象提供的信息,可计算出小灯泡正常发光的电阻是   Ω;
(2)小光想利用如图丁所示的电路测量未知电阻Rx的大小(R0阻值已知)。下面是他的实验过程,请你帮他完成实验。
①闭合开关S和S2,断开S1,读出此时电压表的示数为U1;
②   ,读出此时电压表的示数为U2;
③未知电阻阻值的表达式为:Rx=   。
9.(2023·西华模拟)在测量未知阻值Rx的实验中,小明设计了实验电路并进行连接,如图甲所示。
(1)如图甲所示是小明连接的电路,其中有一根导线连接有误,请在该导线上打“×”,并在原图上画出正确的连线(导线不能交叉)。
(2)改正错误后再进行实验,实验前应将滑动变阻器的滑片P移到最   (选填“左”或“右”)端。小明闭合开关,发现电流表无示数,电压表的示数较大,则电路故障可能是   。
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,当电流表示数为0.3A时,电压表示数如图乙所示,则其示数为   V,未知电阻Rx=   Ω。
(4)小明多次移动滑动变阻器的滑片,记下每次对应的电流和电压值并求出对应的电阻值,其目的是   。
(5)若实验中只有一个电压表和一个已知阻值为R0的定值电阻,小明设计了如图丙所示的电路,同样可以测量未知电阻Rx的阻值,请将以下实验步骤补充完整:
①闭合开关S,断开开关S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
②   ,记下此时电压表读数为U;
③请写出未知电阻Rx阻值表达式:Rx=   (用U、U1和R0的关系式表示)。
10.(2023·罗湖模拟)用如图所示的电路测量小灯泡的电阻,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)用笔画线代替导线,将图1中的器材连接成完整电路   ;
(2)连接电路后,闭合开关,灯泡不亮,电流表和电压表都有较小的示数,无论怎样移动滑片,灯泡都不发光,两表示数均无变化,其原因可能是:____;
A.灯泡短路
B.灯泡断路
C.滑动变阻器接的是下端两接线柱
(3)故障排除后,移动滑片到某一位置,电压表的示数如图2所示,此时灯泡两端的电压为   V。要测量灯泡的额定电流,应将图1中滑动变阻器的滑片向   (选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为   V;
(4)移动滑片,记下多组数据,并绘制成图3所示图像,则灯泡正常发光时电阻为   Ω(结果保留一位小数)。
(5)用该灯泡和电压表,测未知电阻Rx的阻值,电路图如图4。步骤如下:
①只闭合S0、S1,移动滑片,使电压表示数为1V,由图3可知灯泡的电流为   A,即为Rx的电流;
②保持滑片位置不变,只闭合S0、S2,电压表示数为2.6V,则此时Rx的两端的电压为   V;
③Rx的阻值为   Ω。
三、等效替代法测电阻
11.(2023·射洪模拟)实验名称:测量定值电阻的阻值。
实验器材:待测电阻Rx、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。设计与进行实验:
设计与进行实验:
(1)闭合开关前闭合滑动变阻器滑片向   (选填“左”或“右”)移到阻值最大处;
(2)某次测量时,电压表示数为2.5V,电流表示数如图乙所示,则本次测得Rx的阻值为   Ω。
(3)本实验进行了多次测量,其目的与夏磊实验中也进行了多彩测量的目的相同的是_______(填字母代号);
A.探究电流与电阻的关系
B.测量小灯泡的电阻
C.用刻度尺测量铅笔的长度
(4)他们又对实验进行了拓展,利用电源(电压未知且恒定不变)、阻值已知为R0的定值电阻、电压表、开关等器材,设计了如图丙所示的电路,也可以测出了未知电阻R1的阻值,请你完成下列实验步骤:
①闭合开关S1,断开S2,读出电压表的示数U1;
②   ,读出电压表示数U2;
③待测电阻的阻值R1=   (用已知量和测得量的字母表示)。
12.(2023·南关模拟)在测进定值电阻Rx阻值的实验中,所选器材:待测电阻Rx、两节干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。
(1)请按图甲所示的电路图,以笔画线代替导线,将图乙中的电路连接完整。
(2)连接电路时,开关断开,并将滑动变阻器的滑片置于    端。
(3)连完电路,闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电压表、电流表都没有示数,如果故障只有一处,那么故障可能是    。
(4)排除故障后,当电压表示数为1.3V时,电流表示数如图丙所示,则Rx的阻值是    Ω。
(5)实验小组对实验进一步拓展,不用电压表,利用电源(电压未知但恒定不变)、定值电阻R0、电流表、开关等器材,设计了如图丁所示的电路也能测出Rx的阻值,实验步骤如下:
①按电路图正确连接电路。闭合开关S,断开开关S1,读出电流表示数I1;
②再闭合开关S1,读出电流表示数I2;
⑧根据实验数据,计算出待测电阻Rx=   。(用R0、I1、I2表示)
13.(2023·封开模拟)在测量小灯泡电阻的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)为了测量更精确,电压表应选择的量程是0~   (选填“A.3”或“B.15”)V;
(2)小明按图甲连接好电路后,闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡都不亮,电流表有示数,电压表无示数,则故障原因可能是小灯泡   (选填“A.短路”或“B.断路”);
(3)排除故障后,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2.5V,此时电流表的示数如图乙所示,为    A;
(4)接着调节滑动变阻器滑片,让电压逐次下调,使灯丝温度不断降低,小灯泡变暗直至完全不发光,测量数据如下表所示
实验次数 1 2 3 4 5 6 7
电压U/V 2.5 2.1 1.7 1.3 0.9 0.5 0.1
电流1/A   0.26 0.24 0.21 0.19 0.16 0.05
综合分析可知,实验中滑动变阻器的滑片逐渐向    (选填“A.左”或“B.右”)端滑动,随着灯丝温度降低,小灯泡的电阻值变    (选填“A.大”或“B.小”);
(5)完成上述实验后,另有同学设计了如图丙所示的电路,测出了额定电流为I额的小灯泡正常工作时的电阻R0。电源电压不变,滑动变阻器R1的最大阻值为R,实验方案如下:
①按电路图连接电路;
②只闭合开关S1,移动R1的滑片,使电流表的示数为I额,灯泡正常发光;
③断开S1,闭合开关S2,移动    (选填“A.R1”或“B.R2”)的滑片,使电流表的示数为I额;
④保持R2的滑片位置不动,将R1的滑片移到最左端,电流表的示数为I1,再将R1的滑片移到最右端,电流表的示数为I2;
⑤小灯泡正常工作时的电阻表达式为R0=   (用I1、I2、R表示)。
14.(2023·福田模拟)在“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验中,小灯泡的铭牌上标有“***V,0.3A” 的字样”,图甲是小明设计的实验电路。
(1)该电路中有一根导线连接错误,请在接错的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画 出正确的电路连接;
(2)正确连接电路后,闭合开关后,调节滑动变阻器,电流表的示数如图乙所示,为使小 灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片向   (选填“左”或“右”)移动;
(3)移动滑片,当小灯泡正常发光时,电压表的示数如图丙所示,则小灯泡正常发光时的 电阻为   Ω;
(4)小红同学的电流表损坏了,于是她设计了如图丁所示的电路,也测出了铭牌上标有“***V,0.3A”小灯泡正常发光时的电阻,其中 R0 是已知阻值的定值电阻,请把实验步骤补充完整。
①闭合开关 S,S’拨至 a,调节滑动变阻器的滑片,当电压表的示数与定值电阻 R0 的比
值为   时,灯泡正常发光;
②闭合开关 S,S'拨至 b,保持滑动变阻器的滑片位置不变,读出电压表的示数为 U;
③小灯泡正常发光时的电阻R=   (用R0、U 和已知的物理量表示)。
15.(2023·内江模拟)用“伏安法”测量电阻Rx的阻值,提供的实验器材有:待测电阻Rx、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及若干导线.
(1)根据如图甲的电路图,用笔画线代替导线将如图乙中的实物图连接完整.
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数较大且几乎不变,电流表示数始终为零,电路故障可能是   .
(3)排除故障后,测得多组实验数据.各组数据对应的点已描在如图丙中,请在图中画出Rx的I-U图线   .由图可得Rx=   Ω.(结果保留一位小数)
(4)电流表的示数虽然很小,但也会影响本实验中Rx的测量结果.用如图丁的电路进行测量可消除这个影响,R0为定值电阻.实验步骤如下:
①按照如图丁的电路图连接电路,将滑动变阻器的滑片置于最大阻值处;
②闭合开关S1、S2,移动滑动变阻器滑片,读出电压表的示数U1和电流表的示数I1;
③   ,移动滑动变阻器滑片,读出电压表的示数U2和电流表的示数I2;
④可得待测电阻Rx=   .(用U1、I1、U2、I2表示)
四、综合训练
16.(2023·芜湖模拟)下列四个实验电路图,不能够得出定值电阻Rx阻值的电路是(  )
A. B.
C. D.
17.(2023·昆明模拟)小明用如图甲所示的电路测量未知电阻的阻值:
(1)请你帮小明用笔画线代替导线将甲图连接完整(要求滑片P向左移动时,电流表的示数变小);   
(2)此实验的原理是   ,在连接电路时,开关应   ,闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应移到最   (选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关,发现电流表示数为零,但电压表指针发生明显偏转且示数接近电源电压,则电路发生的故障可能是   ;
(4)排除故障后,闭合开关S,当滑片P移动到某一个位置时,电流表的示数为0.2A,电压表的示数如图乙所示,其读数为   ,则待测电阻的阻值为   ;
(5)完成上述实验后,小明又设计了如图丙所示的电路图,其中电源电压未知且不变,另一定值电阻的阻值为R0;
①闭合S1,断开S2时,电压表的示数为U1;
②闭合S1、S2时,电压表的示数为U2;
③电阻Rx=   (用U1、U2、R0表示)。
18.(2023·汝阳模拟)为测量一定值电阻的阻值,某实验小组选用的实验器材有:待测电阻Rx、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整,并在虚线框内画出该实验的电路图   ;
(2)小组设计了一个记录与处理数据的表格,请将下表中①②处的内容填写完整;
实验次数 ①    ②    电阻R/Ω
1      
2      
3      
(3)闭合开关试触时,发现电流表无示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,造成这一现象的原因可能是    ;
(4)排除故障后,某次测量时,电压表示数为2.5V,电流表指针位置如图乙所示,则电流表示数为    A,本次测得Rx的阻值为    Ω;
(5)本实验进行了多次测量,其目的与下列实验中多次测量的目的相同的是 _____;(填字母代号)
A.用刻度尺测量铅笔的长度
B.测量小灯泡的电阻
C.测量小灯泡的电功率
(6)他们又对实验进行了拓展,利用电源(电压未知且恒定不变)、阻值已知为R0的定值电阻、电压表、开关等器材,设计了如图丙所示的电路,也测出了Rx的阻值。请你完成下列实验步骤:
①闭合开关S1,断开S2,读出电压表的示数为U1;
②闭合开关S1和S2,读出电压表的示数为U2;
③待测电阻的阻值Rx=   。(用已知量和测得量的字母表示)
19.(2023·瑶海模拟)测量小灯泡L和待测电阻Rx阻值的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)按图甲连接电路后,闭合开关,发现电流表示数为零,电压表的示数接近电源电压。小明接下来的合理操作是____ ;(填字母)
A.将灯泡往灯座里拧紧些
B.拧紧开关两端的接线柱
C.检查滑动变阻器是否短路
(2)当移动滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示,要使灯泡正常发光,应将图甲中滑动变阻器的滑片向   (选填“A”或“B”)端移动;
(3)继续移动滑片,记下多组数据,并绘制成图丙所示图像。则灯泡正常发光时电阻为   Ω;
(4)再用该灯泡和电压表按图丁所示连接,测未知电阻Rx的阻值。步骤如下:
①只闭合S0、S1,移动滑片,使电压表示数为1.5V;
②保持滑动变阻器阻值不变,只闭合S0、S2,电压表示数为2.7V;
③Rx的阻值为   Ω。
20.(2023·子长模拟)科技小组用如图1所示电路测量定值电阻的阻值。
(1)请用笔画线代替导线,将图1中的器材连接成完整电路;要求:①滑片P向B端移动时,电流表示数变小;②连线不能交叉
(2)正确连接电路,闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电流表都没有示数,而电压表示数接近3V,则故障可能是____(选填标号);
A.滑动变阻器断路 B.R断路 C.R短路
(3)排除故障后,闭合开关,滑片P移动到某一位置时,电压表的示数为2.5V,电流表的示数如图2所示,为   A,则R的阻值是   Ω;
(4)另一小组的同学利用已知电阻R0,设计并连接了如图3所示的电路来测量未知定值电阻Rx的阻值。主要步骤如下:
①闭合开关S1和S2,电压表的示数为U1;
②只断开开关S2,电压表的示数为U2,此时通过Rx的电流为   ;由此可得Rx的阻值为   (以上两空均用字母U1、U2、R0表示)。
五、缺电压表,然后用电流求电阻
21.(2023·高邮模拟)如图1是伏安法测电阻的电路图,还有一个没有连接完的实物图2。
(1)请根据电路图1把实物图2连接完整;
(2)实验时,闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表的示数随之改变,而电压表的示数始终为零,电路故障除了电压表坏了以外,还有可能是   ;
(3)经检查确定是电压表坏了,于是同学们设计了如图3所示的电路图,也完成了电阻的测量:
A.按电路图连接电路;
B.闭合开关S和S1,记下电流表的示数为I;
C.   ,记下电流表的示数为I0;
D.被测电阻的表达式:R=   。
(4)有同学认为此实验进行多次测量会更加准确,于是他在图中的干路增加一个滑动变阻器,改变滑动变阻器的阻值,重复上述操作,可实现多次测量。该同学的做法是   (选填“正确”或“错误”)的,理由是   。若采用这一做法,按照上述ABC的步骤测量,当滑动变阻器在某一阻值时,测量的电阻   (选填“变大”“变小“或“不变”)。
22.(2023·昭通模拟)某实验小组用图甲所示电路探究电流与电阻的关系。
(1)请将图甲所示的电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向右移动时电阻变大   ;
(2)先将5Ω定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2V,此时电流表的示数如图乙所示,为   A,将实验数据记录在表格中;
(3)接下来断开开关,取下5Ω的定值电阻,换成10Ω的定值电阻,闭合开关,应该向   调节滑动变阻器,直至电压表的示数为   V,读出电流表的示数,将实验数据记录在表格中;再更换不同阻值的定值电阻重复4次上述操作,分别将数据记录在表格中;
(4)通过实验可以得出结论:当电压一定时,电流与电阻   ;
(5)该小组同学想用一块电流表和一个定值电阻R0测电阻Rx的阻值,于是他们设计了如图丙所示的电路图,并进行如下实验操作:
①闭合S和S1,记录电流表的示数为I1;
②   ;
③用R0和测量出来的物理量表示Rx,则Rx=   。
23.(2023·朝阳模拟)物理学习小组的同学在进行“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验中,选用电压恒为6V的电源、小灯泡(额定电压为2.5V)、电流表、电压表、开关、滑动变阻器各一个,导线若干。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于   (选填“A”或“B”)端;
(2)实验时,移动滑动变阻器的滑片,得到小灯泡的U﹣I图象如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为   Ω,为了完成本实验,滑动变阻器的最大阻值至少为   Ω;
(3)小年认为不可以利用上述器材和电路来探究“电流与电压成正比”的实验,理由是   ;
(4)实验后小华发现滑动变阻器的最大阻值模糊不清,但电压表已损坏,小华找了一个阻值已知的定值电阻R0代替灯泡,用电流表和定值电阻R0测出了滑动变阻器的最大阻值Rx,设计电路如图丙所示,实验步骤如下:
①滑片处于最左端时,读出此时电流表的示数为I1;
②滑片处于最右端时,读出此时电流表的示数为I2;
则滑动变阻器的最大阻值Rx=   (用I1、I2和R0表示)。
24.(2023·龙马潭模拟)以下是小宇和小韩完成的三个电学实验。
(1)小宇在“探究电流与电压的关系”实验中,运用了控制变量的科学方法。他和实验小组成员经过相互讨论,完成了该实验方案的三次设计如图1:从A、B、C三幅电路图可以看出他们对实验不断改进的设计过程。
①由图1A到图1B,改进的主要理由是    (只填序号);
②由图1B到图1C,改进的主要理由是    (只填序号);
以上两空均从下列选项中选填:
A.为了防止灯泡烧坏
B.可方便改变定值电阻两端电压,从而多次测量,得出普遍性的规律
C.为了让电路更完整
D.为了保证电阻大小保持不变
(2)图2甲所示是小宇测小灯泡电阻的实验电路图,小灯泡标有“2V”字样。
①闭合开关前,小宇应将滑动变阻器的滑片移到    端(选填“a”或“b”);
②小灯泡正常发光时,电流表示数如图2丙所示,此时灯丝电阻为    Ω,为了验证前面实验的一个改进理由,他特意通过多次测量数据绘制了乙图图线,使改进理由得以验证;
(3)图2丁是同桌小韩设计的测量电阻Rx的特殊测量方法电路。
①小韩在测量一个定值电阻的阻值时,他发现电压表已经损坏而无法使用,于是他设计并进行了如下实验:(电源电压恒定,定值电阻R0的阻值已知)
a.按图2丁电路图连接好实物电路;
b.闭合开关S1,断开S2,读出电流表的示数I1;
c.闭合开关S2,断开S1,读出电流表的示数I2;
d.写出Rx的表达式:Rx=   ;
②小宇认为小韩测得的定值电阻Rx的阻值还不够精确,因为他没有进行多次测量求平均值;小韩也认为小宇的实验结果一样不可靠,因为小宇也没有求小灯泡电阻的平均值你认为他们的看法中    。
A.都正确
B.小宇正确
C.小韩正确
D.无法确定
25.(2023·禅城模拟)如图(甲)所示是测量定值电阻Rx阻值的实验电路,器材可以满足实验要求。
(1)某同学正确连接电路后,闭合开关前发现电流表指针偏向零刻度线左侧,则出现故障的原因可能是     。
(2)排除故障后,调节滑动变阻器,当电压表的示数为4V时,电流表的示数如图(乙)所示为     A,电阻Rx的阻值为     Ω。
(3)进行了多次实验,测出了Rx的阻值。
图丙是能巧测R2阻值的实验电路图。图中R为电阻箱,R0为定值电阻(阻值未知)。要求利用电阻箱读数表达R2的阻值请在空白处填上适当内容。
①将开关接a,调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置,记下     ;
②将开关接b,调节     ,保持     不变,记下     ;
③则R2=     。
答案解析部分
1.【答案】(1)
(2)0.2;10
(3)a
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)滑动变阻器应该与开关和定值电阻串联。当滑片向右移动时,电流表示数变大,则变阻器的阻值变小,那么应该将变阻器的右下角接线柱接入,如下图所示:
(2)根据乙图可知,电流表选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,则电流表的示数为0.2A,那么待测电阻为:;
(3)随着电压的增大,灯泡的电流增大,灯丝的温度升高,则灯丝的电阻变大,故选a。
【分析】(1)根据题目要求确定变阻器的接线情况即可;
(2)根据乙图确定电流表的量程和分度值,然后根据指针位置读出示数,根据公式计算阻值。
(3)根据灯丝电阻随温度的变化规律分析判断。
2.【答案】(1)R= ;伏安
(2)5;求平均值,减小误差
(3)B
(4)20
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)该实验的原理为 。因为实验中用到伏特表和安培表,所以叫伏安法。
(2)根据表格中第1组数据可知,电阻为:。实验中移动滑动变阻器的滑片获得多组电压值和电流值,此操作的目的是:求平均值,减小误差。
(3)闭合开关后,移动滑片时,电压表和电流表的示数不变,这说明变阻器并没有改变接入的阻值。此时电流表有较大的示数,则说明变阻器接入的阻值很小,即将上面的两个接线柱接入电路所致,故选B。
(4)根据表格可知,通过电路的最小电流为0.75A,则总电阻为:;
那么变阻器接入的阻值为:R变=R总-R=32Ω-12Ω=20Ω。
【分析】(1)根据伏安法测电阻的实验原理解答。
(2)根据公式计算出电阻的阻值。在实验中,多次测量的目的主要有:①求平均值减小测量误差;②寻找普遍规律,根据对这个实验的理解解答。
(3)根据滑动变阻器的使用方法分析解答;
(4)根据表格确定电路的最小电流,根据公式计算出总电阻,最后根据R变=R总-R计算即可。
3.【答案】(1)电压表
(2)
(3)8.3;变大;金属导体的电阻随温度的升高而变大;2Ω;R2
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)根据甲图可知,电流表与灯并联,电压表串联在电路中,此时电压表测电源电压,它的示数应该为:3×1.5V=4.5V。因电压表选用小量程0~3V,故如果立即闭合开关,可能会损坏的是电压表;
(2)在测小灯泡电阻的实验中,灯泡、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在灯泡两端。根据图甲可知,只需将灯泡与变阻器连接的导线从变阻器端拆下,然后改接在电压表的“-”接线柱上即可,如下图所示:

(3)①第5次实验时,电流表的示数如图乙所示,电流表的量程为0~0.6A,分度值0.02A,其示数为0.3A,此时小灯泡的电阻为:;
②由表中数据可知,当灯泡两端电压变大,通过灯泡的电流也变大,根据P=UI可知,灯泡功率变大,温度升高,灯丝的电阻随温度的升高而增大;
③由表中第1组实验数据,根据欧姆定律,此时灯泡电阻。
断电一段时间后,灯丝的温度降低,则电阻会更小,但是不能为零,因此可能是2Ω;
④根据表中第1次实验数据可知,通过电路的最小电流为0.1A,此时灯泡的电压为0.5V,
滑动变阻器连入电路中电阻:,
故实验中选用的滑动变阻器是R2。
【分析】(1)根据甲图分析电压表和电流表的示数,确定哪个超过量程即可;
(2)根据实验目的确定电器元件的串并联关系,再与甲图进行比较,找到错误导线和改造方法;
(3)①根据图甲确定电流表选用的量程,由图乙确定分度值读数,利用求出小灯泡的电阻;
②灯丝的电阻随温度的升高而增大;
③由表中第1组实验数据结合欧姆定律得出此时灯泡的电阻,灯泡的电阻随温度降低而减小,但灯的电阻不会为0;
④根据表中第1次实验数据,由串联电路的规律及欧姆定律得出滑动变阻器连入电路中电阻,然后确定实验中选用的滑动变阻器。
4.【答案】(1)
(2)C
(3)A;0.5;5
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)在使用滑动变阻器时,接线柱选择“一上一下”,即将左上角的C接线柱与开关的右端相连即可,如下图所示:
(2)连接电路后,闭合开关S,发现灯泡不亮,电压表有示数且接近电源电压,电流表示数为零,产生这种现象的原因可能是 灯泡L发生了断路,故选C。
(3)为了使灯泡正常发光,则灯泡两端的电压需要增大,根据U总=UL+U变可知,滑动变阻器的电压要减小。根据串联电路的分压规律可知,此时变阻器的阻值要减小,即滑片向A端移动。
根据图乙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,那么灯泡的额定电流为0.5A,
那么灯泡正常发光时的电阻为:。
【分析】(1)根据滑动变阻器的使用方法分析解答;
(2)在测量灯泡电阻的实验中,如果灯泡发生断路,那么电压表串联在电路中。由于电压表的内阻很大,因此通过电流表的示数很小。由于电压的分配与电阻成正比,因此电压表几乎分得全部电源电压,则示数较大。
(3)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,据此确定变阻器的阻值变化即可。根据图乙确定灯泡的额定电流,然后根据计算灯泡正常发光的电阻。
5.【答案】(1)
(2)右
(3)小灯泡断路
(4)0.26;9.6
(5)更换一个最大阻值不小于35Ω的滑动变阻器
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)在伏安法测电阻中,电流表应该与开关串联,且选择量程0~0.6A,如下图所示:
(2)根据图片可知,滑片在最右端时阻值最大,因此:闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应处于最右点;
(3)正确连接电路,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表无示数,电压表示数较大,则电路故障可能是小灯泡断路;
(4)根据乙图可知,电流表选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,则灯泡的额定电流为0.26A,那么灯泡正常发光的电阻为:。
(5)根据表格可知,电压表的最小电压为1V,
此时变阻器两端的电压:U变=U总-U=4.5V-1V=35V;
在串联电路中,电压与电阻成正比,即:;

解得:R变=35Ω;
即更换一个最大阻值不小于35Ω的滑动变阻器。
【分析】(1)根据电流表的连接方法解答;
(2)闭合开关前,为了避免电流过大而烧毁用电器,要求变阻器的滑片要调到阻值最大的位置;
(3)在伏安法测电阻的电路中。如果灯泡发生断路,那么电压表串联在电路中。由于电压表的内阻很大,因此通过电路的电流很小。在串联电路中,电压与电阻成正比,因此电压表几乎分得全部电压,即示数较大。
(4)根据图乙确定电流表的量程和分度值,然后根据指针位置读出示数,最后根据计算灯泡的电阻。
(5)根据表格确定通过电路的最小电流,再根据公式计算出总电阻,再根据R变=R总-R计算出变阻器的最大阻值即可。
6.【答案】(1)9
(2)待测电阻断路(或Rx断路)
(3)B
(4)小
(5)闭合开关S、S1 (或再闭合S1);
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)根据乙图可知,电压表选择量程0~3V,分度值为0.1V,则待测电阻的电压Ux=1.8V,那么待测电阻的阻值;
(2)某次实验过程中,电流表的示数突然变为零,电压表示数增大,电路中可能出现的故障是:待测电阻断路(或Rx断路)。
(3)明移动滑动变阻器的滑片进行多次测量,是为了测量多组电压和电流值,然后计算出电阻并计算电阻的平均值,从而减小测量误差,故选B。
(4)根据甲图可知,通过电流表的电流等于待测电阻的电流与电压表的电流之和,即电流表的示数偏大。根据可知,计算出的阻值偏小。
(5)①闭合开关S,此时定值电阻R0与待测电阻Rx串联,电压表测Rx的电压,读出电压表的示数为U1;
②闭合开关S、S1 (或再闭合S1),此时R0被短路,只有Rx,电压表的示数为电源电压,读出电压表的示数为U2;
③此时定值电阻R0两端的电压:U0=U2-U1;
在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,即;

解得: 。
【分析】(1)根据乙图确定待测电阻两端的电压,根据公式计算待测电阻的阻值;
(2)在测电阻的实验中,如果待测电阻发生断路,那么电压表串联在电路中。由于它的内阻很大,因此通过电路的电流很小,因此电流表的示数几乎为零。在串联电路中,电压与电阻成正比,因此电压表几乎分得全部电源电压,即示数很大。
(3)根据实验的设计思想判断;
(4)根据I总=I1+I2分析通过电流表的电流变化,再根据公式分析电阻的变化。
(5)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,即。只要用电压表分别测出待测电阻和已知电阻两端的电压,就可以计算出待测电阻的阻值。
7.【答案】(1)
(2)
(3)0.5;4;3.9
(4)调节R0的滑片;
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)测量未知定值电阻Rx阻值的实验中,用电压表测RX两端电压,用电流表测流过RX的电流,根据公式计算出RX的阻值,这种测量电阻的方法叫伏安法。
(2)连接电路时,滑动变阻器应“一上一下”接入电路,电压表并联在待测电阻两端测待测电阻两端电压,如图所示:
(3)由图乙可知,电流表所选量程为0~0.6A,分度值为0.02A,此时电流表示数为0.5A。则Rx的阻值,接着小明又测了两次Rx的阻值,分别为3.9Ω和3.8Ω,为了减小实验误差,应将多次测量的结果取平均值,故Rx的阻值
(4)②只闭合S和S1,灯泡L和滑动变阻器R1串联接入电路,电压表测L两端电压,调节滑动变阻器R1的滑片,使电压表示数为2.5V,此时小灯泡正常发光。只闭合S和S2,滑动变阻器R0和滑动变阻器R1串联接入电路,电压表测R0两端电压,此时电路相当于用R0替代了原电路中的小灯泡L,应保持R1的滑片位置不动,调节R0的滑片,使电压表的示数仍为2.5V。保持R0的滑片位置不动,将R1的滑片调至最右端,记录电压表的示数U',已知电源电压为U,则R1两端电压,此时该电路电流,则R0接入电路的电阻,即小灯泡正常发光时的电阻
【分析】(1)该实验的原理为;
(2)滑动变阻器应“一上一下”接入电路,电压表并联在待测电阻两端测待测电阻两端电压;
(3)看清电流表的分度值,结合对应刻度读数;根据公式,求出电阻;
(4)根据公式及,补充实验步骤,求出电阻表达式。
8.【答案】(1)右;向左调节滑动变阻器,观察灯泡是否发光;0.16;12.5
(2)闭合开关S和S1,断开S2;
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)如图甲,电路连接正确后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,即最右端。闭合开关时,但电流表和电压表均有示数,电路为通路,发现小灯泡不亮,可能是电路的电流过小,接下来他应进行的操作是:向左调节滑动变阻器,观察灯泡是否发光。电流表指针如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.16A。根据绘制成的U-I图象知,灯在2.5V的电压下的电流为0.2A,可计算出小灯泡正常发光的电阻是
(2)根据设计电路图,应闭合开关S和S1,断开S2,读出此时电压表的示数为U2;在步骤①中电压表测电源电压,在②中电压表测定值电阻的电压,根据串联电路电压的规律,待测电阻的电压为Ux=U1-U2,由分压原理有,未知电阻阻值的表达式为
【分析】(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处;电流表和电压表均有示数,小灯泡不亮,可能是电路的电流过小;看清电流表的分度值,结合对应刻度读数;根据,求出电阻;
(2)根据,补充实验步骤,求出表达式。
9.【答案】(1)
(2)右;电阻Rx断路
(3)2.4;8
(4)多次测量求平均值减小误差
(5)闭合开关S、S1;
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)实验中,定值电阻应用滑动变阻器串联,且电压表并联在定值电阻两端,故定值电阻与滑动变阻器相连的导线错误,应将定值电阻的右接线柱与滑动变阻器的左下接线柱相连,如图
(2)为保护电路,实验前应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,即最右端;电流表无示数,电压表的示数较大,说明电压表串联在电路中,即电阻Rx断路。
(3)电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为2.4V,根据欧姆定律可知未知电阻
(4)小明多次移动滑动变阻器的滑片,记下每次对应的电流和电压值并求出对应的电阻值,其目的是多次测量求平均值减小误差。
(5)①闭合开关S,断开开关S1,两电阻串联,电压表测量Rx两端的电压,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
②闭合开关S、S1,R0被短路,电路为Rx的简单电路,记下此时电压表读数为U,则电源电压为U;
③闭合开关S,断开开关S1时,根据串联电路的电压特点可知R0两端的电压U0=U-U1
电路中的电流,未知电阻Rx阻值表达式为
【分析】(1)测量未知电阻时,滑动变阻器和电阻串联;
(2)闭合开关前,滑片在电阻最大处;在串联电路中,电流表无示数,电压表有示数,电压表测量的位置断路;
(3)根据电压表的量程和指针位置,测量电压;根据电压和电流的比值,计算电阻;
(4)测量电阻时,多次实验计算平均值可以减小误差;
(5)利用电压表测量未知电阻时,电压表分别测量总电压和部分分压,根据电压和电阻的比值, 计算电流,根据未知电阻的分压和电流的比值, 计算电阻。
10.【答案】(1)
(2)C
(3)1.8;B;2.5
(4)8.3
(5)0.2;1.6;8
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)伏安法测小灯泡电阻时,需要调节小灯泡两端的电压,应将滑动变阻器采用一上一下的连接方式,与灯泡串联在电路中,所以将滑动变阻器上端任意一个接线柱与小灯泡的右端接线柱相连,如下图所示:
(2)连接电路后,闭合开关,小灯泡不亮,电流表、电压表都有示数,电路为通路,电路的电流较小,电路的电阻较大,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,灯泡都不发光,两电表示数均无变化,则变阻器不能起到变阻的作用,产生这一现象的原因是连接变阻器时,同上同下连入了电路中,C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C。
(3)灯在额定电压下的电流等于额定电流,图2中电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为1.8V,小于灯泡的额定电压2.5V,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压的规律,应减小滑动变阻器两端的电压,由分压原理可知,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向B移动,直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V。
(4)根据图丙所示的小灯泡电流随电压变化的关系图象知,灯在额定电压2.5V时的电流为0.3A,此时灯泡的电阻
(5)①只闭合S0、S1,小灯泡与未知电阻Rx串联,电压表测小灯泡两端的电压,移动滑片,使电压表示数为1V,由图3可知灯泡的电流为0.2A,由串联电路的电流特点可知,此时通过Rx的电流
②保持滑片位置不变,只闭合S0、S2,小灯泡与未知电阻Rx串联,电压表测小灯泡和未知电阻Rx两端的总电压,电压表示数为2.6V,由串联电路的电压特点可知,此时Rx的两端的电压为
③因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小不变,通过未知电阻Rx的电流也不变,由欧姆定律可知Rx的阻值
【分析】(1)测量灯泡电阻时,电阻和滑动变阻器串联,接线柱一上一下;
(2)在串联电路中,同时接下面的接线柱,电阻最大时,且电流、电压都不变;
(3)电压表的量程和指针的位置,测量电压;减小滑动变阻器的电阻,分压减小,其他位置分压变大;
(4)根据电压和电流的比值, 计算电阻;
(5)根据灯泡的电流、电压图像,判断电流大小;根据电压表测量的电阻电压和电流的比值, 计算电阻。
11.【答案】(1)左
(2)5
(3)C
(4)再闭合开关;S2
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】测量定值电阻的阻值。
(1)闭合开关前滑动变阻器滑片向左移到阻值最大处;
(2)某次测量时,电压表示数为2.5V,电流表示数如图乙,根据量程0-0.6A,指针位置在0.5处,电流为0.5A,则本次测得Rx的阻值为;
(3)本实验进行了多次测量,其目的是减小误差,
A.在探究电流与电阻的关系,多次实验探究规律的普遍性,A不符合题意;
B:测量小灯泡的电阻,多次实验不计算平均值,B不符合题意;
C: 用刻度尺测量铅笔的长度,需要多次测量减小误差,C符合题意;
(4)①闭合开关S1,断开S2,读出电压表的示数U1,此时电压表测量的是电源电压;
②再闭合开关S2,读出电压表示数U2,可以计算R1的分压为U1-U2;
③待测电阻的阻值。
【分析】(1)闭合开关前,滑片在电阻最大处;
(2)根据电流表的量程和指针位置,测量电流;根据电压和电流的比值, 计算电阻;
(3)测量数据时,多次实验可以减小误差;
(4)电压表和电阻测量未知电阻时,电压表分别测量总电压和部分分压,根据电压和电阻的比值, 计算电流;利用电压和电流的比值, 计算电阻。
12.【答案】(1)
(2)右
(3)滑动变阻器断路(或电流表断路)
(4)5
(5)
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)根据甲图可知,电压表应该与待测电阻并联,因为电源为两节干电池,所以最大电压为3V,那么选择0~3V的量程。变阻器接线一上一下,与待测电阻串联,如下图所示:
(2)根据图片可知,滑片在最右端时阻值最大,因此将变阻器的滑片置于最右端。
(3)连完电路,闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电压表、电流表都没有示数,如果故障只有一处,那么故障可能是:滑动变阻器断路(或电流表断路)。
(4)根据丙图可知,电流表选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,则电流表的示数为0.26A,那么电阻:。
(5)①按电路图正确连接电路。闭合开关S,断开开关S1,读出电流表示数I1;
此时电流表的示数为通过R0的电流;
②再闭合开关S1,读出电流表示数I2;
此时电流表测总电流,那么通过Rx的电流为:Ix=I2-I1;
在并联电路中,电流与电阻成反比,
即:;
解得:。
【分析】(1)根据图甲确定电器元件的串并联关系,确定电表的量程和接线柱的选择,还要注意变阻器接线一上一下。
(2)在闭合开关前,要求变阻器的滑片要调到阻值最大的地方;
(3)电压表和电流表都没有示数,说明整个电路发生断路,据此分析解答;
(4)根据丙图确定电流表的量程和分度值,根据指针位置读出示数 ,根据公式计算阻值。
(5)在并联电路中,电流与电阻成反比,只要测出两个电阻的电流,即可计算待测电阻的阻值。
13.【答案】(1)A
(2)A
(3)0.3
(4)A;B
(5)B;I额2 。
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】在测量小灯泡电阻的实验中,
(1)由于灯泡的额定电压为2.5V,电压表应选择的量程是0~3V,A符合题意;
(2)根据电路图,闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡都不亮,电流表有示数,说明电路中有短路,电压表无示数,故障是小灯泡短路,A符合题意;
(3)排除故障后,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2.5V,电流表示数如图乙,根据电流表的量程和指针位置,判断电流0.3A;
(4)接着调节滑动变阻器滑片,进行多次实验,分析可知,灯泡分压在减小,说明滑动变阻器的电阻在变大,滑片逐渐向左端滑动,A符合题意;随着灯丝温度降低,小灯泡的电阻值在变小,B符合题意;
(5)根据图丙电路,测出了额定电流为I额的小灯泡正常工作时的电阻R0。电源电压不变,滑动变阻器R1的最大阻值为R,实验方案如下:
①按电路图连接电路;
②只闭合开关S1,移动R1的滑片,使电流表的示数为I额,灯泡正常发光;
③断开S1,闭合开关S2,移动R2的滑片,使电流表的示数为I额,用电阻R2代替灯泡,B符合题意;
④保持R2的滑片位置不动,将R1的滑片移到最左端,电流表的示数为I1,再将R1的滑片移到最右端,电流表的示数为I2;
⑤根据电源电压不变,列式为I1R1=I2(R1+R2)得,小灯泡正常工作时的电阻为。
【分析】(1)根据用电器的电压,判断电压表量程;
(2)在串联电路中,电流表有示数,电压表无示数,电压表测量的位置短路;
(3)根据电流表的量程和指针位置,测量电流;
(4)滑动变阻器的电阻变大,分压变大,其它位置分压减小;
(5)根据电流和电阻的乘积计算电压,结合电源电压一定,计算未知电阻大小。
14.【答案】(1)
(2)右
(3)5
(4)0.3A;
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)测量灯泡正常发光的电阻时,电压表和灯泡并联,如图

(2)正确连接电路后,电流表的示数如图乙,电流为0.26A,为使小灯泡正常发光,电流需变大,应将滑动变阻器的电阻减小,滑片向右移动;
(3)根据电压表,判断电压为1.5V,电阻为;
(4)利用电压表和定值电阻测量灯泡电阻时,电压表先测量定值电阻的分压,利用电压和电阻的比值, 计算电流,为灯泡的额定电流0.3A;电压表测量电阻和灯泡的总电压,则灯泡的电阻为。
【分析】(1)测量电阻时,电压表和未知电阻并联,电流表和电阻串联;
(2)减小串联电路的电阻,电流变大;
(3)根据电压和电流的比值, 计算电阻;
(4)根据电压表和定值电阻测量电流;利用电压和电流的比值, 计算电阻。
15.【答案】(1)
(2)电流表断路
(3);5.5
(4)断开S2;
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:(1)根据图甲的电路图,电压表并联在Rx和电流表两端,实物图连接如下:
(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,电路可能发生断路,电压表示数较大且几乎不变,说明电压表和电源是连通的,所以电路故障可能是电流表断路(电阻Rx断路).
(3)根据坐标系内描出的点,画出Rx的I-U图线如下:
由图可知,当U=2.0V时,通过Rx的电流I=0.36A,所以Rx的阻值
(4)②闭合开关S1、S2,Rx被短路,电压表测R0和电流表两端的电压,电流表测通过R0的电流,读出电压表的示数U1和电流表的示数I1,则 ;
③断开S2,电压表测Rx、R0和电流表两端的电压,电流表测通过Rx、R0的电流,读出电压表的示数U2和电流表的示数I2,则Rx+ ;
④由②③可得,待测电阻 ;
【分析】(1)根据电路图,确定电阻的连接方式;电流表的测量范围,开关的控制部分,按照不交叉的原则,连接实物图;
(2)在串联电路中,电流表无示数,电压表有示数,电压表测量的位置断路;
(3)根据公式,可求出电阻;
(4)根据、Rx+ ,可求出待测电阻表达式。
16.【答案】B
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】A.如图所示,R与Rx串联,电压表测电源两端电压,电流表测电流,总电阻为 ,Rx值为 ,A不符合题意;
B.如图所示,R与Rx并联,电压表测电源两端电压,电流表测R电流,Rx电流未知,不可求Rx值,B符合题意;
C.如图所示,R与Rx并联,两个电流表测R电流I1和干路电流I,Rx的电流为 ,电源电压为 ,Rx值为 ,C不符合题意;
D.如图所示,滑动变阻器R1与Rx串联,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电流,当滑片在最右端时,滑动变阻器接入电路阻值为0,电源电压可表示为 ,当滑片在最左端时,滑动变阻器接入电路阻值为最大值R1,电源电压可表示为 ,联立二式可解得Rx值为 ,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据公式,在确定待测电阻的电压和电流的情况下,可以求出电阻。
17.【答案】(1)
(2);断开;左
(3)待测电阻断路
(4)2V;10Ω
(5)
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)该实验电路中,滑动变阻器与未知电阻串联,滑动变阻器连接时,应采取一上一下的连接方式,滑片P向左移动时,电流表的示数变小,说明滑动变阻器接入电路的阻值变大,故滑动变阻器选用右下接线柱与开关串联在电路中,如下图所示:
(2)实验中,用电压表测未知电阻两端的电压,用电流表测电流,根据求出未知电阻的阻值,故该实验原理为;为了保护电路,在连接电路时,开关应断开,闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处,即最左端;
(3)闭合开关,发现电流表示数为零,说明电路可能断路;电压表指针发生明显偏转且示数接近电源电压,则与电压表并联的部分断路了,故电路发生的故障可能是待测电阻断路;
(4)如乙图所示,电压表的分度值0.1V,其示数为2V,则待测电阻的阻值为:;
(5) 闭合S1,断开S2时,电压表串联在电路中,电压表测电源电压,即电源电源为U1; 闭合S1、S2时, 待测电阻与定值电阻串联,电压表测待测电阻两端的电压,由串联电路电压的规律,定值电阻两端的电压为:U0=U1-U2,通过定值电阻的电流为:;由欧姆定律和串联电路各处的电流都相等有:。
【分析】(1)滑片远离下端连接导线的接线柱时,滑动变阻器接入电路中的阻值变大;
(2)此实验的原理是;为了保护电路,在连接电路时,开关应断开,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处;
(3)串联电路中,电流无示数,电压表有示数,与电压表并联的部分断路;
(4)看清电压表的分度值,结合对应刻度读数,利用求出待测电阻的阻值;
(5)根据欧姆定律和串联电路电压、电流关系,求出待测电阻的表达式。
18.【答案】(1)
(2)电压U/V;电流I/A
(3)电阻R 断路
(4)0.5;5
(5)A
(6)
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)根据甲图可知,除了电压表与定值电阻并联,其它的都是串联。此时只需将电压表的“-”接线柱与定值电阻左端相连,再将变阻器右下角的接线柱与定值电阻左端相连即可,如下图所示:
(2)在实验过程中,要记录电压表的示数和电流表的示数,如下图所示:
实验次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω
1      
2      
3      
(3)闭合开关试触时,发现电流表无示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,造成这一现象的原因可能是电阻R 断路;
(4)根据乙图可知,电流表选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,则示数为0.5A,那么此时的阻值:;
(5)在本实验中,多次测量的目的是求平均值减小测量误差。
A.用刻度尺测量铅笔的长度,多次测量求平均值减小误差,故A符合题意;
B.测量小灯泡的电阻,多次测量寻找普遍规律,故B不合题意;
C.测量小灯泡的电功率,读出测量寻找普遍规律,故C不合题意。
故选A。
(6)①闭合开关S1,断开S2,读出电压表的示数为U1;
此时电压表测电源电压,即电源电压为U1;
②闭合开关S1和S2,读出电压表的示数为U2;
此时电压表测定值电阻R0的电压,因此Rx两端的电压为:Ux=U1-U2;
③在串联电路中,电压与电阻成正比,得到:;

解得: 。
【分析】(1)根据甲图确定电器元件的串并联关系,还要注意电表的量程和接线柱的选择,以及变阻器接线“一上一下”。
(2)根据实验过程确定需要测量的物理量即可;
(3)在伏安法测电阻的实验中,如果定值电阻发生断路,那么电压表串联在电路中。由于它的内阻很大,因此通过电流表的电流很小。在串联电路中,电压与电阻成正比,因此电压表几乎分得全部电源电压。
(4)根据图乙确定电流表的量程和分度值,然后根据指针位置读出电流表的示数,最后根据公式计算Rx的值。
(5)分析各个选项中多次测量的实验目的即可.
(6)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,通过开关的切换,用电压表分别测出总电压和R0两端的电压,据此计算出Rx的阻值即可。
19.【答案】(1)A
(2)B
(3)10
(4)6
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)闭合开关,发现电流表示数为零,说明电路断路,电压表的示数接近电源电压,说明电压表串联接入电路,所以电路故障是与电压表并联的灯泡断路,所以应将灯泡往灯座里拧紧些。
故答案为:A。
(2)闭合开关,移动滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为1.8V,小于灯泡额定电压2.5V,要使灯泡正常发光,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端的电压,根据串联分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应将图甲中滑动变阻器的滑片向B端移动。
(3)由图丙可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.25A,则灯泡正常发光时电阻为
(4)在步骤①中,灯泡、待测电阻、滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端的电压;移动滑片,使电压表示数为1.5V,由图丙可知灯泡的电流为0.2A;在步骤②中,灯泡、待测电阻、滑动变阻器仍串联,电压表测L与待测电阻两端的电压,因此电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和电压不变,根据串联电路电压的规律,待测电阻两端的电压为Ux=2.7V﹣1.5V=1.2V
因两次操作中电路的电流保持不变,根据串联电路电流特点结合欧姆定律可知,Rx的阻值为
【分析】(1)在串联电路中,电流表无示数,电压表有示数,电压表测量的位置断路;
(2)减小滑动变阻器的取值,分压减小,其他位置分压变大;
(3)根据电压表的量程和指针位置, 测量电压,根据电压和电流的比值,计算电阻;
(4)利用电压表和定值电阻测量电阻时,先测量部分电阻分压,再测量总电压,根据电阻的分压和电阻的比值, 计算电流,利用未知电阻的分压和电流的比值,计算电阻。
20.【答案】(1)
(2)B
(3)0.5;5
(4);
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)滑片P向B端移动时,电流表示数变小,说明滑动变阻器阻值变大,故滑动变阻器选用A端接线柱与定值电阻串联在电路中,如下图所示:
(2)闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表无示数,说明电路可能断路;电压表有示数,接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即原因可能是定值电阻R断路,故答案为:B。
(3)当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图2所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.5A,电阻R的阻值为
(4)只断开开关S2,电压表的示数为U2,待测电阻和R串联接入电路,电压表测待测电阻两端的电压,串联电路总电压等于各部分电压之和,由串联电路的电压特点可知,R0两端的电压U0=U1﹣U2
串联电路各处电流相等,通过Rx的电流
由欧姆定律可得Rx的阻值为
【分析】(1)滑动变阻器遵循”一上一下“的连接方法;滑片远离下触点时,电阻变大;
(2)在串联电路中,电流表无示数,电压表有示数,电压表测量的位置断路;
(3)看清电流表的分度值,结合对应刻度读数;根据公式,求出电阻;
(4)串联电路总电压等于各部分电压之和,根据公式,求出电阻表达式。
21.【答案】(1)
(2)R短路
(3)再断开S1;
(4)错误;R0、R两端的电压不再相等;变大
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)由电路图知,电阻R与滑动变阻器串联在电路,滑片向左移动时,变阻器接入电路的阻值变小。电压表测电阻R电压,电流表测电路中的电流。那么图2中,变阻器按一下一上接入电路中,电源电压为3V,故电压表选用小量程与电阻并联,电流表可选用小量程与电阻串联,注意电流从电表正接线柱流入,如下所示:
(2)电压表与电阻R并联,实验时,闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表的示数随之改变,则电路为通路,而电压表的示数始终为零,电路故障除了电压表坏了以外,还有可能是R短路。
(3) 实验步骤:
A.按电路图连接电路;
B.闭合S和S1,记录电流表示数为I;
C.再断开S1,记录电流表示数为I0。
在B中,两电阻并联,电流表测干路的总电流;在C中,电流表测R0的电流,由欧姆定律,电源电压U=U0=I0R0,根据并联电路各支路互不影响,故在B中R0的电流仍I0,根据并联电路电流的规律,通过待测电阻的电流为I=I-I0,由欧姆定律和并联电路电压的规律知
(4)在图3的基础上,在干路增加了一个滑动变阻器,当两开关都闭合时,两电阻并联后与变阻器串联,再断开S1,R0与变阻器串联,由并联电阻小于其中任一电阻,结合分压原理,R0与变阻器串联时,R0的电压变大,小明同学的做法是错误的,理由是R0、RX两端的电压不再相等。由①知,若采用这一方法,按照A、B、C的步骤测量,当滑动变阻器在某一阻值时,由分压原理,在C操作中,R0的电压即I0′R0变大,由欧姆定律通过R0的电流也变大了,故通过电阻R的电流I′=I-I0′,变小了,综上可知,变大了。
【分析】(1)变阻器按一下一上接入电路中,根据电源电压为3V确定电压表选用小量程与电阻并联,电流表可选用小量程与电阻串联;
(2)电压表与电阻R并联,实验时,闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表的示数随之改变,则电路为通路,根据电压表的示数始终为零分析;
(3)分析两次操作中电路连接及电流表测量的电流,由欧姆定律得出电源电压,根据并联电路各支路互不影响和并联电路电流的规律求出通过待测电阻的电流,由欧姆定律和并联电路电压的规律得出Rx表达式;
(4)分析开关转换时电路的连接,由并联电阻小于其中任一电阻结合分压原理确定R与变阻器串联时电压变化;根据待测电路的表达式,若采用这一方法,按照A、B、C的步骤测量,当滑动变阻器在某一阻值时,由分压原理,确定在C操作中R0的电压变化,由欧姆定律可确定通过电流变化,从而得出得出待测电阻的变化。
22.【答案】(1)
(2)0.4
(3)右;2
(4)成反比
(5)闭合S断开S1,记录电流表的示数为I2;
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)由图甲可知滑动变阻器已接入上接线柱,需要将下接线柱接入电路,要求向右滑动电阻增大,故应接入左下端,如下图所示:
(2)电流表选择量程0~0.6A量程,分度值为0.02A,故电流表读数为0.4A。
(3)探究电流与电阻关系实验中,控制电阻两端电压不变,故自变量为电阻,当更换阻值大的电阻时,滑动变阻器的阻值也要增大,才能保持电阻两端的电压不变,故当滑片向右移动,调节滑动变阻器的滑片使电压表示数始终为2V。
(4)研究电流与电阻的关系时,控制电压保持不变,要次多实验,才能找到普遍规律,实验发现电压不变时,电流随电阻的增大而减小,得出结论:当电压一定时,电流与电阻成反比。
(5)②由于①中,电流表测量干路中电流,所以应闭合S断开S1,电流表测量通过Rx电流,记录电流表的示数为I2。
③闭合S和S1,电流表测量R0和Rx并联的总电流的示数为I1;闭合S断开S1,电流表测量通过Rx的电流为I2,根据U=IR求出并联电路各支路两端的电压U=(I1-I2)R0
电阻Rx的阻值
【分析】(1)探究电流和电阻关系时,滑动变阻器一上一下和电阻串联,接线柱远离下面的接线柱,电阻变大;
(2)根据电流表的量程和指针位置,测量电流;
(3)当电压表处电阻变大,为了保持电压表一定,滑动变阻器的电阻变大;
(4)当电压一定时,通过导体的电流和电阻成反比;
(5)根据电流表和电阻的乘积计算电压;结合并联电路电流规律,计算支路电流,利用电压和电流的比值, 计算电阻。
23.【答案】(1)B
(2)10;14
(3)灯丝电阻随温度的升高而增大
(4)
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于阻值最大处,即B端。
(2)由图乙可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.25A,则小灯泡正常发光时的电阻为
根据串联电路电压的规律可知,小灯泡正常发光时,滑动变阻器两端电压为
则滑动变阻器的最大阻值至少为
(3)在探究“电流与电压成正比”的实验中,应控制导体的阻值不变,而灯丝电阻随温度的升高而增大,故不可以利用上述器材和电路来探究“电流与电压成正比”的实验。
(4)由电路图可知,定值电阻R0与滑动变阻器Rx串联,电流表测电路中的电流;闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,当滑片位于最左端时,滑动变阻器接入电路中的电阻为零,此时电流表示数为I1,则电源的电压可以表示为
再将滑片移到最右端端时,滑动变阻器接入电路中的电阻值最大,此时电流表示数为I2,则电源的电压可以表示为
由以上两个式子可得
【分析】(1)闭合开关前,滑片在电阻最大处;
(2)根据电压和电流的比值, 计算电阻;根据滑动变阻器的分压和电流的比值, 计算电阻;
(3)灯丝电阻随温度改变而改变;
(4)根据电源电压不变,根据电流和电阻的乘积计算电压,计算未知电阻。
24.【答案】(1)D;B
(2)b;4
(3);B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)研究电流与电压的关系,必须保持电阻值一定;小灯泡灯丝电阻受温度影响较大,如果两端电压发生改变,不仅电流发生变化,灯丝阻值也会改变,要保持电阻不变,应该使用定值电阻,所以电路图应由1改到2,故答案为:D。
为了使实验结论具有普遍性,一般要进行多次测量,滑动变阻器能改变电路中的电流和定值电阻两端的电压,从而达到多次测量的目的,所以电路图应由2改到3,故答案为:B。
(2)为了保护电路,闭合开关前,小宇应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,即b端。
小灯泡正常发光时,电流表示数如图2丙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.5A,则此时灯丝电阻为
(3)闭合开关S1,断开S2,电路为R0串联的简单电路,读出电流表的示数I1,由欧姆定律,电源电压为
闭合开关S2,断开S1,电路为Rx串联额简单电路,读出电流表的示数I2,因电源电压不变,可求Rx得电阻为
测量定值电阻的大小,为减小误差,要多次测量取平均值,故小宇认为小韩测得的定值电阻Rx的阻值还不够精确,因为他没有进行多次测量求平均值;由图乙知,灯泡电流随电压的变化关系为曲线,故灯的电阻随温度的变化而变化,不能取平均值,所以小宇正确,故答案为:B。
【分析】(1)研究电流与电压的关系,必须保持电阻值一定;小灯泡灯丝电阻受温度影响较大;滑动变阻器能改变电路中的电流和定值电阻两端的电压,从而达到多次测量的目的;
(2)看清电流表的分度值,结合对应刻度读数;根据公式,可求出电阻;
(3)根据公式,求出电阻表达式;灯的电阻随温度的变化而变化,不能取平均值。
25.【答案】(1)电流表没有调零
(2)0.5;8
(3)电流表的示数I和电阻箱的阻值RA;电阻箱;电流表示数I;电阻箱R的阻值RB;R2=RA RB
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)闭合开关前发现电流表指针偏向零刻度线左侧,说明电流表没有调零。
(2)图乙知,电流表的量程为0 0.6A,分度值为0.2A,示数为0.5A,则 = =8Ω
(3)①将开关接a,调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置,记下电流表的示数I和电阻箱的阻值RA。
②将开关接b,调节电阻箱,保持电流表示数I不变,记下电阻箱R的阻值RB。
③根据等效替代法,则RA=R2+RB,故R2=RA RB。
【分析】(1)闭合开关前发现电流表指针偏向零刻度线左侧,说明电流表没有调零;
(2)看清电流表的分度值,结合对应刻读数;根据公式,可求出电阻;
(3)电阻不变时,电路中的电压与电流的比值不变。
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