2024成都中考物理二轮专题复习 微专题 伏安法测电阻、电功率实验对比复习 （课件）(共57张PPT)

(共57张PPT)
伏安法测电阻、电功率实验对比复习
微专题
成都近年真题及拓展
2
实验突破—科学探究素养提升
1
实验突破—科学探究素养提升
对比法过实验
实验 名称 测量定值电阻的阻值 (10年4考) 测量小灯泡的电阻 测量小灯泡的电功率
实验 原理 ________ ________
P＝UI
实验名称 测量定值电阻的阻值 测量小灯泡的电阻 测量小灯泡的电功率
电路图/ 实物图 请画出电路图 请根据电路图连接实物图 电路连接的注意事项 同【探究电流跟电阻、电压的关系实验对比复习】详见微专题4
实验名称 测量定值电阻的阻值 测量小灯泡的电阻 测量小灯泡的电功率
电路故障分析 详见微专题3：电路故障分析 滑动变阻器在电路中的作用 ________ 改变待测电阻两端的电压 改变小灯泡两端的电压 保护电路
实验名称 测量定值电阻的阻值 测量小灯泡的电阻 测量小灯泡的电功率
实验 操作 闭合开关，通过多次移动滑动变阻器的滑片来改变待测电阻两端的电压，记下相应的电流表示数和电压表示数，并填在表格中 闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，分别使电压表的示数略小于、等于、略大于(不超过额定电压的1.2倍)小灯泡的额定电压，读出每次电压表及对应电流表的示数，并将对应的测量数据记录在表格中 使小灯泡正常发光 的操作 / 移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压(电压表的示数)等于小灯泡的额定电压 实验名称 测量定值电阻的阻值 测量小灯泡的电阻 测量小灯泡的电功率
滑片移动方向的 判断 要增大定值电阻两端的电压，滑动变阻器的滑片要向阻值________的方向移动 要增大小灯泡两端的电压，滑动变阻器的滑片要向阻值_______的方向移动 多次测量的目的 ___________________ 测量小灯泡在不同电压下的电阻 测量小灯泡在不同电压下的实际功率
求平均值，减小误差
减小
减小
实验名称 测量定值电阻的阻值 测量小灯泡的电阻 测量小灯泡的电功率
图像 对图像的分析 U－I图像是一条过原点的直线 U－I图像不是直线的原因：_________________________________ 或
小灯泡的电阻随温度的变化而变化
实验名称 测量定值电阻的阻值 测量小灯泡的电阻 测量小灯泡的电功率
电阻/电功率的 计算 结合实验数据或图像上的点，根据 计算，需求平均值 结合实验数据或图像上的点，计算小灯泡正常发光时的电阻 结合实验数据或图像上的点，计算小灯泡正常发光时的电功率P＝U额I额
特殊方法测电阻、额定功率
设计思路 电路设计 实验步骤及表达式
缺电流表 测电流：用电压表＋已知电阻，代替电流表与待测电阻(小灯泡)串联 　　 (1)将电压表接在a、b两点间，闭合开关S，调节滑片使Rx两端的电压为Ux(使L两端的电压为U额)
(2)将电压表改接在a′、b′两点间，保持滑片位置不变，测得R0两端的
电压为U0，则I＝I0＝
(3)则Rx＝_____；P额＝______
(已知R0)
(已知U额、R0)　
设计思路 电路设计 实验步骤及表达式
缺电流表 测电流：用电压表＋已知电阻，代替电流表与待测电阻(小灯泡)串联 　　　 (1)闭合开关S、S1，调节滑片使电压表示数为U0(I额R0)
(2)断开开关S1，闭合开关S2，保持滑片位置不变，此时电压表示数为U
(3)则Rx＝________；P额＝_____________
(已知R0)
(已知I额、R0)
(U－I额R0)I额
设计思路 电路设计 实验步骤及表达式
缺电流表 测电流：用电压表＋已知电阻，代替电流表与待测电阻(小灯泡)串联 　　　 (1)闭合开关S，调节R2的滑片到最左端，调节R1的滑片使电压表示数为Ux(U额)
(2)保持R1的滑片位置不变，R2的滑片移动到最右端，读出电压表的示数U
(3)则Rx＝__________；P额＝____________
(已知R2最大阻值为R0)
(已知U额、R2最大阻值为R0)
设计思路 电路设计 实验步骤及表达式
缺电流表 用电阻箱等效替代待测电阻(小灯泡) 　　　 (1)只闭合开关S和S1，调节R2的滑片使电压表的示数为U0(I额R0)
(2)保持滑片位置不变，只闭合开关S和S2，调节电阻箱R1的阻值，使电压表的示数仍为U0(I额R0)时，读出电阻箱连入电路中的电阻为R
(3)则Rx＝______；P额＝__________
(已知I额、R0)
I额2R
R
设计思路 电路设计 实验步骤及表达式
缺 电 压 表 测电压：用电流表＋已知电阻，代替电压表与待测电阻(小灯泡)并联 　　　 (1)闭合S、S2，调节滑片使电流表的示数为I0( )
(2)保持滑片位置不变，断开S2，闭合S、S1，读出电流表的示数I1
(3)则Rx＝________；
P额＝___________
(已知R0)
(已知U额、R0)
设计思路 电路设计 实验步骤及表达式
缺 电 压 表 测电压：用电流表＋已知电阻，代替电压表与待测电阻(小灯泡)并联 　　　 (1)只闭合S1，调节滑片使电流表示数为Ix(I额)
(2)保持滑片位置不变，再闭合S2，电流表此时示数为I
(3)则Rx＝________；
P额＝_____________
(已知电源,电压U)
(已知I额、电,源电压U)
设计思路 电路设计 实验步骤及表达式
缺 电 压 表 用电阻箱等效替代待测电阻(小灯泡) 　　　 (1)只闭合S1，调节滑片使电流表示数为Ix(I额)；
(2)断开S1，闭合S2，保持滑片位置不变，调节电阻箱R1的阻值，当电流表示数为Ix(I额)时，读出电阻箱连入电路中的电阻为R
(3)则Rx＝________；
P额＝________
(已知I额)
I额2R
R
一题多设问
设计与进行实验
例1　小明所在的实验小组利用图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值，阻值大约为5 Ω.电源电压保持3 V不变，滑动变阻器的最大阻值为20 Ω.
(1)请根据图甲左侧的电路图用笔画线代替导线，将右侧的实物电路连接完整.
(2)(重点·电路故障分析)完成电路连接后，闭合开关，发现电压表和电流表均无示数．小明将一根导线的一端接电源正极，另一端依次试触a、b、c、d各接线柱，当接触到d时，电压表有示数且为3 V，电流表示数仍为0，进一步检查后发现电流表及各接线处均完好，若电路故障不超过两处，则电路中出现的故障不可能是________.
A. 未知电阻Rx断路
B. 滑动变阻器cd之间断路
C. 开关ab之间断路
C
变式
变式1：(根据现象判断故障)(2021盐城改编)实验时，将滑动变阻器滑片从阻值最大处移到最小处的过程中，发现电流表示数逐渐变大但不超过量程，电压表始终无示数．经检查是电压表出现了故障，故障应是电压表发生了________.
变式2：(根据故障判断现象)(2022绍兴改编)实验时，若不小心将电压表和电流表位置接反，可能出现的现象是电压表________示数，电流表________示数．(均选填“有”或“无”)
无
断路
有
(3)排除故障后，调节滑动变阻器滑片，当向左移动滑片时，电压表示数________(选填“变大”“变小”或“不变”).
变大
分析论证
(4)当电压表示数为2.5 V时，电流表示数如图乙所示，则该未知电阻的阻值为________Ω.你认为这个实验结果可靠吗？________，理由是__________________________.为了使得出的结果更
准确，小明接下来应该________________________
__________________________________.
移动滑片，多测几组电流与电压值，求出电阻的平均值
5
不可靠
只进行一次实验，误差太大
(5)(难点·数据分析)小明最终测得的数据如下表所示，老师看了后，认为有一组数据不是本实验中测得的，它是第______组(填实验序号)，你判断的依据是_______________________________________________________
______________________________________.
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 0.5 1 1.5 2 2.5
电流I/A 0.1 0.2 0.3 0.4
当电流为0.1 A时，滑动变阻器需要接入电路中的电阻为25 Ω，而滑动变阻器的最大阻值只有20 Ω
1
变式
变式3：(图像数据分析)(2023贵港改编)用“伏安法”测未知电阻的阻值实验中，同组的小华同学根据自己所记录的实验数据绘制了如图所示的U－I图像．他发现绘制的U－I图像与其他同学绘制的图像不同，你认为其原因是______________________________(实验过程中电
源电压保持不变)．根据该U－I图像也可计算出待测电
阻Rx＝______Ω.阴影部分的面积，表示的物理意义是____________________.
滑动变阻器的电功率
将电压表并联在滑动变阻器两端
10
交流与评估
(6)排除错误的数据后，小明根据上表求出电压的平均值和电流的平均值，再运用欧姆定律求出电阻的平均值，请判断该方法是否可行，并说明理由：___________________________________________________________
___________________________.
(7)(2021河南改编)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_____(填字母编号).
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
不可行，运用欧姆定律时，公式中的I、U、R必须是同一时刻、同一导体所对应的数值
A
(8)(难点·特殊方法测电阻)(2021荆州改编)如果没有电压表，电源电压未知，可以用最大阻值为R0的滑动变阻器和如图丙所示电路，来测量电阻Rx的阻值．闭合开关后，滑动变阻器滑片在最左端时，电流表示数为I1；滑动
变阻器滑片在最右端时，电流表示数为I2，则电阻Rx＝______(用题中所
给物理量的符号表示).
变式
变式4：(电路设计)(2020南京改编)学习了伏安法实验后，某同学想要测量定值电阻R(约500 Ω)的阻值，已知电源电压为3 V，其余可供选择的器材：电压表、电流表、定值电阻(5 Ω)、电阻箱(符号 ，规格“0～
9 999 Ω　5 A”)各一个，开关及导线若干．选择合适的器材，连成如图所示的电路，测出R的阻值，请将所选元件填入虚线框内.
(9)(2020绥化改编)实验后，小明又取来阻值是600 Ω的定值电阻R0、一个开关和阻值约5 Ω的未知电阻Rx，利用原有器材和如图丁所示的电路来测量Rx的阻值，小明的实验方案如下：
a. 闭合S1，断开S2，读出电压表的示数是U1；
b. 闭合S1和S2，读出电压表的示数是U2；
则电阻Rx＝________(U1、U2和R0表示)；小明的实验方案________(选填“能”或“不能”)准确测得电阻Rx的阻值，理由是______________________
_________.
U1过小，小于电压表的分度值
不能
设计与进行实验
例2　小明和同学们分别用“伏安法”测量小灯泡的电阻，小灯泡的额定电压为2.5 V.
(1)请你用笔画线代替导线，帮小明将图甲实验电路连接完整(导线不能交叉).
(2)实验开始时，滑动变阻器连入电路的阻值为最大值的作用是_________，实验过程中滑动变阻器的另一个作用是________________________.
(3)闭合开关，移动滑动变阻器的滑片时，小灯泡灯丝烧断，此时电压表的示数______(选填“变大”“变小”或“不变”)，此后移动滑动变阻器滑片，电压表指针________(选填“几乎不动”或“明显偏转”).
(4)处理好电路故障后，当滑动变阻器移到某一位置时，电压表示数如图乙所示，此时小灯泡两端电压为_____V，要测量小灯泡正常发光时的电阻，应进行的操作是_____________，同时眼睛观察________的示数，直到________________________.
电压表示数为2.5 V
保护电路
改变小灯泡两端的电压
变大
几乎不动
2.1
向右移动滑片
电压表
分析论证
(5)小明按正确操作测得实验数据记录如下：
次数 1 2 3 4 5
电压(V) 0.3 0.5 1 2 2.5
电流(A) 0.06 0.08 0.14 0.90 0.20
①在分析实验数据时，发现一个数据有明显错误，这个数据是________；若此错误是由于看错电表量程导致的，则该数据的正确值应是________.
②由表格数据可知小灯泡正常发光时的电阻为______Ω，小灯泡正常发光时的功率是________W，小灯泡不接入电路时，其电阻最接近_____Ω.
③若再选一个与此灯泡规格相同的灯泡，只将这两只灯泡串联接入电源电压为4 V的电路中，这两只灯泡________(选填“能”或“不能”)正常发光.
不能
0.90
0.18
12.5
0.5
5
(6)(2022随州改编)小明根据实验数据，画出小灯泡灯丝的 I－U 曲线，下列符合实际的是(　　)
A
交流与评估
(7)(2020聊城改编)小华同学在处理数据时，计算出电阻的平均值作为小灯泡的电阻，同学们对他的做法进行评估，你认为下列说法合理的是______.
A. 他的做法不合理，因为只有小灯泡两端电压为2.5 V时测量结果才准确
B. 他的做法不合理，因为小灯泡的电阻受温度影响较大
C. 他的做法合理，因为取平均值能减小误差
D. 他的做法合理，因为取平均值能避免误差
B
(8)(2023南充改编)实验完成后小明又用电源电压为6 V的“伏安法”电路测量额定电压为3.8 V小灯泡正常发光时的电阻，实验时发现电压表0～15 V量程损坏，而0～3 V量程完好，在不增加器材的情况下，请设计测量小灯泡正常发光时电阻的实验，写出必要的调整步骤：_______________________________________________________________
_________________________.
将电压表并联在滑动变阻器的两端，闭合开关后移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为2.2 V
(9)(2021常德改编)课后同学们设计了下面A、B两种电路图，试图测量另一个小灯泡正常发光时的电阻(额定电压已知)，其中R0为10 Ω的定值电阻，S为单刀双掷开关(S可以连接“a”或“b”)，则以下两种测量方案中，方案可行的是________.
AB
例3　小明在“测量小灯泡电功率”的实验中，老师提供的器材有：电源(三节新干电池)，额定电压为 2.5 V的待测小灯泡，电流表(0～0.6 A，0～3 A)，电压表(0～3 V，0～15 V)，开关和导线若干．另有标有“25 Ω　2 A”的滑动变阻器R1和标有“10 Ω　1 A”的滑动变阻器R2.
设计与进行实验
(1)请根据实物电路图甲在右边的虚线框中画出相应的电路图.
(2)小明确定电路中的所有元件都完好且连接无误，闭合开关后，发现小灯泡不亮，电流表和电压表的示数都很小．要使小灯泡发光，接下来他应该进行的操作是________．(选填字母编号)
A. 用导线代替开关
B. 换用标有“3.8 V”的小灯泡
C. 向右移动滑动变阻器的滑片
D. 换用量程更小的电流表和电压表
C
(3)解决上述问题后进行实验，当滑动变阻器的滑片移到某一位置时，观察到电压表示数如图乙所示，根据所选量程，其示数为____．为使小灯泡两端电压达到额定电压，应将滑动变阻器滑片向_____(选填“A”或“B”)端移动.
B
2 V
分析论证
(4)(难点·数据分析)小明设计数据记录表格并记录数据如下：
实验序号 1 2 3 4 5
电压U/V 0.5 1.3 2.0 2.5 3.0
电流I/A 0.16 0.22 0.26 0.30
电功率P/W 0.08 0.286 0.52 0.9
发光情况 不发光 较暗 较亮 亮 很亮
平均电功率 /W ①小明设计的实验表格有没有问题？如果有，请指出具体问题__________________________________；
有问题，表格中有平均电功率一栏
②第一次实验中，发现小灯泡不发光，原因是_______________________；
③小灯泡正常发光时，电流表示数如图丙所示，
则小灯泡的额定功率为________W;
④小明根据实验数据描绘出的小灯泡的U－I图像是
一条曲线不是直线的原因：____________________________.
⑤分析实验数据可知，小灯泡的实际功率________，灯泡越亮.
⑥本实验选择的滑动变阻器是_____(选填“R1”或“R2”)．
R1
小灯泡实际功率太小
0.7
灯丝电阻随温度的升高而增大
越大
丙
变式
变式1：(2020云南省卷改编)同学小海用伏安法测量小灯泡的电功率，已知小灯泡的额定电压为2.5 V．小海选择合适的量程，移动滑片，读出了三组实验数据．粗心的小海把三次数据随手写在草稿纸上(如图)而没有填写在对应的表格中．请你帮助小海计算出小灯泡的额定功率为_______W.
0.75
交流与评估
(5)分析实验数据可知，当加在灯泡两端的电压为额定电压的一半时，灯泡的实际功率P实______(选填“大于”“小于”或“等于”) P额．
(6)(2020柳州改编)小明还作出了小灯泡的功率与电压二次方、电流二次方的关系图像，如下图所示，其中表示功率与电压二次方关系的是_____，表示功率与电流二次方关系的是______.
C
大于
B
(7)(2023遂宁改编)若在实验中，小明移动滑动变阻器的滑片到某一位置时，电压表、电流表的示数分别为2 V、0.26 A，计算出灯泡的电阻RL，再根据P＝ 计算出灯泡的额定功率．按此方案算出灯泡的额定功率比真实值________(选填“偏大”或“偏小”).
(8)(2021绍兴改编)实验结束后，小明对测量结果进行误差分析，考虑到电压表中也有电流通过，该电路所测的小灯泡的额定功率与真实值相比________(选填“偏大”或“偏小”).
偏大
偏大
(9)(难点·特殊方法测量小灯泡电功率)(2023海南改编)完成上述测量后，小明不用电压表，用图丁所示的电路也可测量已知额定电流为I额的小灯泡的额定功率，已知定值电阻的阻值为R0，实验步骤如下，请补充完整：
①_____________________________________________________________；
②保持滑动变阻器滑片的位置不变，闭合S、S1，
断开S2，记录下此时电流表的示数为I；
③小灯泡的额定功率的表达式为P额＝____________.
闭合开关S、S2，断开S1，调节滑动变阻器滑片，使电流表的示数为I额
(I－I额 )R0I额
变式
变式2：(2021齐齐哈尔改编)利用电源(电压恒为U)，小灯泡(额定电压为
U额)，一个阻值已知的定值电阻R0等器材，设计了如图所示的电路测量小灯泡额定功率．检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1拨至“1”，接下来的操作是__________________________________________；保持滑片不动，再将开关S1拨至“2”，读出电压表示数为U0；则小灯泡的额定功率
P额＝__________(用U额、U0、R0表示).
调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为U－U额
成都近年真题及拓展
命题点
1
测量定值电阻的阻值(10年4考)
1. (2021成都A卷20题4分)小毅同学用如图所示电路测未知电阻Rx的阻值，闭合开关前，他应将滑动变阻器的滑片移到____端．实验时，他移动滑片，多次测量求Rx的平均值是为了____________．
减小误差
b
2. (2022成都B卷6题4分)某科技小组同学发现实验室有一只标有“x kΩ”的电阻(x为模糊不清的一个数字)，为了测出这只电阻的阻值，他们进行了如下探究：
(1)首先设计的实验电路如图甲所示，使用的器材有：两节新干电池、待测电阻Rx、电压表 (0～3 V、0～15 V量程)、电流表 (0～0.6 A、0～3 A量程)、滑动变阻器(标有“50 Ω　1 A”)、开关、导线若干．实验后发现，该方案无法测出电阻Rx的阻值，其主
要原因是___________________________．
电流太小，电流表无法读数
(2)经讨论后他们利用原有器材并补充适当的器材，重新设计了测量电阻Rx的实验方案．小李设计的电路图如图乙所示，其中定值电阻R0＝2 kΩ.他连接电路后，闭合S1，断开S2，想先测出电源电压，并读出电压表示数U＝2 V，与两节干电池能提供的电压相差很大．请教老师后才知道，电压表相当于一个能显示自身两端电压的定值电阻．则根据小李的测量数据和电源电压(取3 V)，可估算出电压表自身的电阻为________kΩ.
4
(3)小组其他同学设计的实验电路如图丙所示，在电源电压恒定且已测出的条件下，能先测出电压表自身电阻后，再测出Rx阻值的电路是_____．
C
(4)他们选择正确方案测出Rx的阻值后，又有同学提出，应该通过多次测量求平均值来减小误差．在正确方案的基础上，通过下列操作，能实现多次测量Rx阻值的是________．
A. 改变电源电压
B. 将R0换成50 Ω的定值电阻
C. 将电压表换成“0～0.6 A”的电流表
A
3. (缺电流表)(2022成都B卷6题4分)实验室备有下列器材：
A. 待测定值电阻Rx：阻值在49～52 Ω之间
B. 滑动变阻器：最大阻值见图甲
C. 滑动变阻器：最大阻值见图乙
D. 定值电阻R0：阻值20 Ω
E. 电压表 ：测量范围0～3 V
F. 电源E：电源电压恒为4.5 V
G. 单刀双掷开关(双向开关)S及导线若干
一题多设问
为了较精确地测出待测电阻Rx的电阻，小明设计了图丙所示的电路．
(1)在小明设计的电路中，滑动变阻器应选____．(填器材前面的序号字母)
C
丙
(2)小明在实验中的主要操作步骤及记录的数据是：
Ⅰ. 将开关S掷向1，由________(选填“a至b”或“b至a”)移动滑动变阻器的滑片P至某一位置，读出 表的示数为2.5 V；
Ⅱ. 保持滑动变阻器滑片P的位置不变，将开关S掷向2，读出 表的示数为1.5 V.
根据小明的测量数据可以得到待测电阻的阻值Rx＝ _____Ω.
50
b至a
拓展设问
小明想要测量一个阻值约为几百欧的电阻Rx，实验室提供的器材有电压恒为3 V的电源、电压表(量程0～15 V，0～3 V)，电流表(量程0～3 A，0～0.6 A)，阻值约为500 Ω的滑动变阻器R1和电阻箱R2(0～9 999 Ω　5 A)各一个，开关、导线若干．小明设计了如下图所示的几种方案来测Rx的电阻，其中可行的有________．
AC
命题点
2
测量小灯泡的电功率(2023.A卷27)
4. (2023成都A卷27题8分)两个小组在实验室分别做两个电学实验，可选器材有：干电池两节、开关、滑动变阻器(标有20 Ω字样)、电流表(0～0.6 A，0～3 A 两个量程)、电压表(0～3 V，0～15 V两个量程)、导线若干．
小组一用图甲所示的实验电路，测量一个标有“2.5 V”字样的小灯泡的额定功率．
(1)闭合开关后，发现电流表和电压表的
示数都较小，小灯泡不发光，其原因可
能是(　　)
A. 灯泡L短路　　
B. 灯泡L断路
C. 变阻器断路
D. 变阻器接入电路的阻值过大
D
(2)调节滑片P的位置，当电压表示数为2.5 V时，电流表示数如图乙所示，则该灯泡的额定功率是_______W.
0.7
(3)小组二连接了与小组一相似的电路，但用一个约为5～15 Ω的电阻替换了灯泡，实验目的是用伏安法测该电阻的阻值R.请在图丙中用笔画线将电路连接完整．
(4)小组二在完成实验后，组员小宇想尝试测量从家里带来的一只电阻的阻值Rx(约300 Ω左右)．他们使用现有器材，仍用伏安法进行测量，发现电流表示数太小，无法准确读出电流大小，没能测出Rx.他们经过讨论后，向老师借了一只最大阻值为R0的滑动变阻器(标有200 Ω字样)，用以下方案测出了Rx；
①按图丁连接电路，闭合开关，移动滑片P至a端，记下电压表示数为U1；
②移动滑片P至b端，记下电压表示数为U2；
③计算出：Rx＝________(用字母R0、U1、U2表示)．