中考物理二轮复习学案《测电阻》实验专题（一）有解析

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中考复习学案
《测电阻实验专题》（一）

一、基础知识点回顾：用电压表、电流表测量（定值）电阻的阻值
1、预习自学
你能设计出一个用电流表、电压表等器材，测量某定值电阻的电路图吗？
（1）需要哪些实验器材？（2）如何设计电路图？
2、知识点
（1）实验原理；需要测量的物理量；需要的测量仪表有那些。
（2）电路图：
二、题型专练（共6小题）
1．同学们在“测定小灯泡电阻”的实验中，电源用三节新干电池，小灯泡正常工作电压为2.5V，电阻在10Ω左右。
（1）在连接电路时，开关要　 　，滑动变阻器要滑到　 　端（选填A或B）。
（2）请用笔画线代替导线，将如图甲的实物电路未连接完的电路连接完整。
（3）小明同学正确连接电路闭合开关后，发现小灯泡不亮，电压表有示数，电流表指针几乎不动，产生这一现象的原因是　 　。
（4）小明同学在老师的指点下排除故障后，闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数为（如图乙所示）　 　V，若他想小灯泡正常发光，应将图中滑片P向　 　（填“A”或“B”）端移动。
（5）同组同学根据实验数据画出如图丙所示的I﹣U图象，计算出小灯泡正常工作的电阻约是　 　Ω．
2．某小组在做“测量额定电压为2.5V小灯泡的电阻”实验：

（1）图甲是某同学连接的电路，各个元件完好，闭合开关，你将看到　 　。
（2）改正错误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片至某一位置时，电压表和电流表的示数如图乙所示，此时，小灯泡的电阻是　 　Ω。
（3）完成实验后，小明还想测量小灯泡的额定功率，只要将滑动变阻器滑片P向　 　（选填“左”或“右”）移，使电压表示数为2.5V即可。
（4）小明还想利用这个电路“探究电流和电压的关系”，老师说他不能完成实验，原因是：　 　。
3．图甲是用伏安法测未知电阻R的实验图。

（1）请用笔画线代替导线，将图甲中实物电路连接完整。
（2）闭合开关，将滑片P向左滑动时，此时电压表示数为2.4V，电流表示数如图乙所示，其读数为I＝　 　A，则未知电阻R＝　 　Ω。
（3）若实验中只有一个电压表和一个已知电阻R0，小明设计了如图丙所示的电路，同样可以测量未知电阻Rx，请在空格内将实验步骤补充完整。
①闭合S、断开S1，用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1；
②　 　，用电压表测出电源的电压U；
③请写出用测量值U、U1及R0来表示Rx的表达式：Rx＝　 　。
4．如图所示，甲是用“伏安法”测量未知电阻Rx的实物电路图。

（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到　 　处；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Rx　 　。
（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2.4V，电流表示数如图乙所示，其读数为　 　A，则未知电阻Rx＝　 　Ω。
（4）若实验中电压表损坏，利用其它的原有器材也能测出未知电阻Rx的阻值。实验电路如图丙所示（滑动变阻器最大阻值为R0，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I1；
②闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到　 　，记录电流表示数I2；
③写出待测电阻的表达式，Rx＝　 　（用已知量和测量量符号表示）
5．小华同学用“伏安法”来测量一只阻值约为5Ω的定值电阻Rx，实验室有如下器材供选用：
A．两节干电池 B．开关一个和导线若干 C．电压表（0～3V，0～15V）
D．电流表（0～0.6A，0～3A） E．滑动变阻器（0～10Ω） F．滑动变阻器（0～100Ω）
（1）小华同学完成实验电路设计后，为了操作顺利和方便，除了A、B、C和D外，小华同学还需选用
　 　器材（选填“E“或“F”）；
（2）根据设计的实验电路要求，请用笔划线代替导线连接图甲中最后的两根导线；

（3）如图甲所示，连接好电路。在闭合开关前，为保护电路，滑动变阻器的滑片P应该滑至　 　端（选填“G”或“H”）；
（4）小华在闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片P时，发现电流表示数始终为零，而电压表有示数但不发生变化，此时电路中的一处故障是　 　（选填A、B、C或D）；
A．滑动变阻器断路 B．滑动变阻器短路
C．定值电阻Rx断路 D．定值电阻Rx短路
（5）排除故障后，电流表示数为0.40A，电压表示数如乙图所示，则本次实验测得的定值电阻Rx的阻值是　 　Ω。
6．拓展性学习小组的同学合作进行探究“串联电路的电压特点”，设计了图Ⅰ电路，并连接了图Ⅱ电路。

（1）图Ⅱ的实验电路连接中有一处错误，无法完成试验，连接错误的导线是　 　（填“a”、“b”或“c”）。
（2）正确连接后，继续实验，根据测得的实验数据，绘制了如图Ⅲ所示的曲线图。
①图Ⅲ中甲、乙两条曲线是根据图Ⅰ电路测得的实验数据所绘制的曲线，其中与图Ⅰ电路中电压表V1对应的曲线是　 　（填“甲”或“乙”）。
②已知电源电压恒为6V，根据探究目的分析图Ⅲ中的曲线，得出的实验结论是　 　。
拓展探究：同学们根据串联电路的电压特点，重新设计如图Ⅳ电路（电源电压未知），利用电压表和定值电阻R0（已知阻值）测量未知定值电阻Rx的阻值，闭合开关S后，接下来的操作是　 　（只需写出操作过程和测量的科学量，不需写出表达式）。

《测电阻实验专题》（一）答案及解析
1．同学们在“测定小灯泡电阻”的实验中，电源用三节新干电池，小灯泡正常工作电压为2.5V，电阻在10Ω左右。
（1）在连接电路时，开关要　断开　，滑动变阻器要滑到　A　端（选填A或B）。
（2）请用笔画线代替导线，将如图甲的实物电路未连接完的电路连接完整。
（3）小明同学正确连接电路闭合开关后，发现小灯泡不亮，电压表有示数，电流表指针几乎不动，产生这一现象的原因是　灯泡断路　。
（4）小明同学在老师的指点下排除故障后，闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数为（如图乙所示）　0.5　V，若他想小灯泡正常发光，应将图中滑片P向　B　（填“A”或“B”）端移动。
（5）同组同学根据实验数据画出如图丙所示的I﹣U图象，计算出小灯泡正常工作的电阻约是　10　Ω．
【分析】（1）在连接电路时，为保护电路，开关要断开，滑动变阻器要滑到阻值最大处；
（2）根据小灯泡正常工作电压为2.5V确定电压表选用小量程与灯并联，电阻在10Ω左右，由欧姆定律求出灯的额定电流确定电流表选用小量程与灯串联；
（3）若电流表示数为0，灯不发光，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；
（4）灯在额定电压下正常发光，根据图中电压表小量程读数，比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路电压的规律及分压原理确滑片移动的方向；
（5）根据实验数据画出的I﹣U图象知灯在额定电压下的电流，由欧姆定律得出小灯泡正常工作的电阻。
【解答】（1）在连接电路时，开关要断开，滑动变阻器要滑到阻值最大处A端；
（2）小灯泡正常工作电压为2.5V，电压表选用小量程与灯并联，电阻在10Ω左右，由欧姆定律，灯的额定电流为：
I＝＝＝0.25A，故电流表选用小量程与灯串联，如下所示：

（3）经分析，小明同学正确连接电路闭合开关后，发现小灯泡不亮，电压表有示数，电流表指针几乎不动，产生这一现象的原因是灯泡断路；
（4）灯在额定电压下正常发光，图中电压选用小量程，分度值为0.1V，示数为0.5V，小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向B端移动，直到电压表示数为额定电压；
（5）根据实验数据画出如图丙所示的I﹣U图象知，灯在额定电压下的电流约为0.25A，由欧姆定律，小灯泡正常工作的电阻约是：
RL＝＝＝10Ω。
故答案为：（1）断开；A；
（2）如上所示；
（3）灯泡断路；
（4）0.5；B；
（5）10。
【点评】本题“测定小灯泡电阻”，考查注意事项、电路连接、故障分析、电流表读数、操作过程及电阻计算。
2．某小组在做“测量额定电压为2.5V小灯泡的电阻”实验：

（1）图甲是某同学连接的电路，各个元件完好，闭合开关，你将看到　电压表有示数，灯不发光，电流表无示数　。
（2）改正错误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片至某一位置时，电压表和电流表的示数如图乙所示，此时，小灯泡的电阻是　9　Ω。
（3）完成实验后，小明还想测量小灯泡的额定功率，只要将滑动变阻器滑片P向　右　（选填“左”或“右”）移，使电压表示数为2.5V即可。
（4）小明还想利用这个电路“探究电流和电压的关系”，老师说他不能完成实验，原因是：　灯的电阻随温度的变化而变化　。
【分析】（1）原电路中，电流表与灯并联，电压表串联在电路中测电源电压，故电压表有示数，因电压表内阻很大，分析灯发光情况和电流表示数；
（2）根据电表选用小量程确定分度值读数，由欧姆定律得出小灯泡的电阻；
（3）灯在额定电压下正常发光，比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路电压的规律及分压原理确滑片移动的方向；
（4）“探究电流和电压的关系”要控制电阻大小不变。
【解答】（1）原电路中，电流表与灯并联，电压表串联在电路中测电源电压，故电压表有示数，因电压表内阻很大，故灯不发光，电流表没有示数；
（2）改正错误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片至某一位置时，电压表和电流表的示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值为0.1V，电压为1.8V，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.2A，由欧姆定律，小灯泡的电阻是：
R＝＝＝9Ω；
（3）灯在额定电压下正常发光，图中电压选用小量程，示数为1.8V，小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向右移动，直到电压表示数为额定电压；
（4）“探究电流和电压的关系”要控制电阻大小不变，而灯的电阻随温度的变化而变化，故不能完成实验。
故答案为：（1）电压表有示数，灯不发光，电流表无示数；（2）9；（3）右；（4）灯的电阻随温度的变化而变化。
【点评】本题测量额定电压为2.5V小灯泡的电阻和测灯的额定功率，考查电路分析、电表读数、电阻和功率的计算和控制变量法的运用。
3．图甲是用伏安法测未知电阻R的实验图。

（1）请用笔画线代替导线，将图甲中实物电路连接完整。
（2）闭合开关，将滑片P向左滑动时，此时电压表示数为2.4V，电流表示数如图乙所示，其读数为I＝　0.3　A，则未知电阻R＝　8　Ω。
（3）若实验中只有一个电压表和一个已知电阻R0，小明设计了如图丙所示的电路，同样可以测量未知电阻Rx，请在空格内将实验步骤补充完整。
①闭合S、断开S1，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　，用电压表测出电源的电压U；
③请写出用测量值U、U1及R0来表示Rx的表达式：Rx＝　　。
【分析】（1）变阻器应串联在电路中，且要一上一下接线柱进行连接；
（2）明确电流表的量程和分度值，读出示数，再利用欧姆定律的变形公式计算电阻的大小；
（3）由电路图可知，当开关S、S1均闭合时电路为Rx的简单电路，电压表测电源的电压；当开关S闭合、S1断开时，R0、Rx串联，电压表测Rx两端的电压；根据串联电路的分压特点和定值电阻的阻值求出Rx的阻值，据此设计实验步骤得出结果。
【解答】（1）变阻器应串联在电路中，可将导线一端接在变阻器上端，另一端接在电阻R右端，如图所示。

（2）读图可知，电流表的量程为0～0.6A，其分度值为0.02A，则电流表的示数为0.3A。
由公式I＝得，
R＝＝＝8Ω；
（3）实验步骤：
①闭合开关S、断开S1，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，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，R0两端的电压：
U0＝U﹣Ux＝U﹣U1，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，I＝＝，即＝，
解得：Rx＝。
故答案为：
（1）如上图所示；
（2）0.3；8；
（3）②闭合开关S、S1；③。
【点评】本题考查了实物图的连接和电流表的读数、欧姆定律的应用、串联电路的特点等，关键是知道有电压表、无电流表时可根据串联电路的电流、电压特点进行设计实验。
4．如图所示，甲是用“伏安法”测量未知电阻Rx的实物电路图。

（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到　阻值最大　处；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Rx　断路　。
（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2.4V，电流表示数如图乙所示，其读数为　0.24　A，则未知电阻Rx＝　10　Ω。
（4）若实验中电压表损坏，利用其它的原有器材也能测出未知电阻Rx的阻值。实验电路如图丙所示（滑动变阻器最大阻值为R0，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I1；
②闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到　b端　，记录电流表示数I2；
③写出待测电阻的表达式，Rx＝　R0　（用已知量和测量量符号表示）
【分析】（1）滑动变阻器应和电流表串联，接线柱应该一上一下接入电路；
（2）为了保护电路，滑动变阻器的滑片应滑到电阻最大位置；
当电压表示数较大（或等于电源电压）时，电压表所测范围之外出现短路，或者所测范围之内出现断路；
（3）弄清电流的量程和分度值，再读数；根据I＝求出电阻值；
（4）闭合开关S，将滑片滑倒a端，两电阻并联；将滑片滑倒b端，Rx被短路，只有R0工作，根据并联电路的电流和电压特点求出待测电阻的阻值。
【解答】（1）滑动变阻器应和电流表串联，接线柱应该“一上一下”接入电路，如下图：

（2）为了保护电路，滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大处；
由题意可知，电流表指针几乎未动，说明电路中没有电流（或电流很小），则电路中可能出现了断路；
又因为电压表指针有明显偏转，说明电压表两接线柱到电源两极间的电路是连通的，则出现的故障可能是Rx断路；
（3）如图乙所示，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，读数为0.24A；
由I＝得未知电阻的阻值：Rx＝＝＝10Ω；
（4）②根据题意可知，应将滑片移到b端，记录电流表示数I2。
Rx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，Rx被短路，只有R0工作，电流表示数为I2；
所以电源电压：U＝I2R0，
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I1；
两次实验中，R0两端电压均等于电源电压，R0阻值不变，所以通过R0的电流均为I2，
根据并联电路的电流特点可得，通过待测电阻的电流Ix＝I1﹣I2，
并联电路电压相等，则待测电阻两端的电压：Ux＝U＝I2R0，
所以待测电阻Rx＝＝R0。
故答案为：
（1）如上图；（2）阻值最大；断路；（3）0.24；10；（4）②b端；③R0。
【点评】此题主要是对学生电路图连接、电路故障分析、电流表读数、欧姆定律应用和设计实验能力的考查，中考常见题型。
5．小华同学用“伏安法”来测量一只阻值约为5Ω的定值电阻Rx，实验室有如下器材供选用：
A．两节干电池 B．开关一个和导线若干 C．电压表（0～3V，0～15V）
D．电流表（0～0.6A，0～3A） E．滑动变阻器（0～10Ω） F．滑动变阻器（0～100Ω）
（1）小华同学完成实验电路设计后，为了操作顺利和方便，除了A、B、C和D外，小华同学还需选用
　E　器材（选填“E“或“F”）；
（2）根据设计的实验电路要求，请用笔划线代替导线连接图甲中最后的两根导线；

（3）如图甲所示，连接好电路。在闭合开关前，为保护电路，滑动变阻器的滑片P应该滑至　G　端（选填“G”或“H”）；
（4）小华在闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片P时，发现电流表示数始终为零，而电压表有示数但不发生变化，此时电路中的一处故障是　C　（选填A、B、C或D）；
A．滑动变阻器断路 B．滑动变阻器短路
C．定值电阻Rx断路 D．定值电阻Rx短路
（5）排除故障后，电流表示数为0.40A，电压表示数如乙图所示，则本次实验测得的定值电阻Rx的阻值是　5.5　Ω。
【分析】（1）根据滑动变阻器的作用分析；
（2）根据电源电压和滑动变阻器的接法画图；
（3）闭合开关前，滑动变阻器阻值调至最大；
（4）根据灯泡发光情况、电流表和电压表是否有示数确定电路的故障；注意灯泡不亮，说明电路存在断路或灯泡发生短路；电流表示数为零说明电路断路；根据各选项的故障进行逐一分析。
（5）根据欧姆定律求出电阻。
【解答】（1）滑动变阻器在电路中是为了改变电流表和电压表的示数，实现多次测量；滑动变阻器的阻值较大，则其两端分担的电压较大，定值电阻两端分担的电压较小，当滑片移动时，电压表的示数变化较小，不利于实验的结果的测量；故应选用滑动变阻器（0～10Ω）；
（2）电源电压为2节干电池，为3V，故电压表量程为0﹣3V；滑动变阻器采用一上一下的接法，如图：
；
（3）闭合开关前，滑动变阻器阻值调至最大，即滑片移到G端；
（4）闭合开关后电流表没有示数，而电压表有示数，说明电压表并联部分断路，即定值电阻Rx断路；故选C；
（5）电压表的示数为2.2V，电流表示数为0.40A，由I＝得测得的定值电阻Rx为
Rx＝＝＝5.5Ω。
故答案为：（1）E；（2）如图；（3）G；（4）C；（5）5.5。
【点评】本题考查了实物电路图的连接和电路故障的判断、电压表的读数以及电阻的计算，是一道基础题。
6．拓展性学习小组的同学合作进行探究“串联电路的电压特点”，设计了图Ⅰ电路，并连接了图Ⅱ电路。

（1）图Ⅱ的实验电路连接中有一处错误，无法完成试验，连接错误的导线是　b　（填“a”、“b”或“c”）。
（2）正确连接后，继续实验，根据测得的实验数据，绘制了如图Ⅲ所示的曲线图。
①图Ⅲ中甲、乙两条曲线是根据图Ⅰ电路测得的实验数据所绘制的曲线，其中与图Ⅰ电路中电压表V1对应的曲线是　甲　（填“甲”或“乙”）。
②已知电源电压恒为6V，根据探究目的分析图Ⅲ中的曲线，得出的实验结论是　串联电路中总电压等于各分电压之和　。
（3）拓展探究：同学们根据串联电路的电压特点，重新设计如图Ⅳ电路（电源电压未知），利用电压表和定值电阻R0（已知阻值）测量未知定值电阻Rx的阻值，闭合开关S后，接下来的操作是　闭合开关S、S1，断开S2时，测得电压表的示数U1；闭合开关S2、断开开关S1（或同时闭合S1、S2）时，测得电压表的示数U2。　（只需写出操作过程和测量的科学量，不需写出表达式）。
【分析】（1）由图I可知，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压，据此进行判断；
（2）①当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路中的电流最大，电压表V2的示数最小，据此判断V2对应的图线，然后得出V1对应的图线；
②分析两电阻两端的电压关系然后得出结论；
（3）根据欧姆定律可知，要测未知电阻的阻值，就是想法设法测出电阻两端的电压和通过的电流；由图可知：闭合开关S后，当闭合开关S1，断开S2时，R0与Rx串联，电压表测Rx两端的电压，读出电流表的示数；当开关S1闭合、S2断开（或同时闭合S1、S2）时，电压表测电源的电压，读出电流表的示数，然后根据串联电路的特点和欧姆定律求出Rx的阻值。
【解答】（1）由图I可知，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压，
由图Ⅱ可知，电压表V2被短路，连接错误的导线是b，b导线应与滑动变阻器的左下方接线柱相连；
（2）①当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路中的电流最大，电压表V2的示数最小，据此可知乙是V2对应的图线，则甲是V1对应的图线；
②由图象可知，两电压表的示数之和均为6V即电源的电压，故可得结论：串联电路中总电压等于各分电压之和；
（3）根据欧姆定律可知，要测未知电阻的阻值，就是想法设法测出电阻两端的电压和通过的电流；
由Ⅳ电路图可知，闭合开关S后，再闭合开关S1，断开S2时，Rx和R0串联，电压表测Rx两端的电压，电压表示数为U1；
闭合开关S2、断开开关S1时，Rx和R0串联，电压表测电源的电压，电压表示数为U2（或同时闭合S1、S2，电路为Rx的简单电路，电压表也测电源的电压U2），
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R0两端的电压U0＝U2﹣U1，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，电路中的电流I＝＝，即＝，
解得：Rx＝。
故实验步骤为：闭合开关S、S1，断开S2时，测得电压表的示数U1；闭合开关S2、断开开关S1（或同时闭合S1、S2）时，测得电压表的示数U2。
故答案为：
（1）b；
（2）①甲；②串联电路中总电压等于各分电压之和；
（3）闭合开关S、S1，断开S2时，测得电压表的示数U1；闭合开关S2、断开开关S1（或同时闭合S1、S2）时，测得电压表的示数U2。
【点评】本题考查了实物电路图连接错误的判断和串联电路特点应用以及测电阻电路的设计，明确各设计电路的特点和图线的特点是关键。
























































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