专项三 测量电阻-5年（2017-2021）中考1年模拟物理分项汇编（天津专用）

专项三 测量电阻 1．（2021·天津）现准备自制一个最大阻值为Rm的滑动变阻器，要购买涂有绝缘层的电阻丝，需提前借助实验得知所用电阻丝的长度。可供选择的器材有：一段长为l0的电阻丝样品（阻值在2～3Ω之间，两端留有接线头），电压约为12V的电源（电源电压不变），阻值为5Ω的定值电阻R0，一个量程为00.6A的电流表，一个量程为015V的电压表，开关和导线若干。请你合理选择器材设计实验方案，确定出制作变阻器的电阻丝长度L。要求： （1）画出实验电路图（电阻丝用“”表示）； （2）写出主要的实验步骤和需要测量的物理量； （3）写出电阻丝长度L的数学表达式（用己知量和测量量表示）。 【答案】（1）；（2）①按照电路图连接电路；②只闭合开关S1，该出电压表的示数U1；③再闭合开关S2，读出电压表的示数U2；（3）电阻丝长度 【解析】 （1）想要知道最大阻值为Rm的电阻丝的长度。可供选择的器材是一段长为l0的电阻丝样品（阻值在2～3Ω之间），我们需要测出这段长为l0的电阻丝的具体阻值是多大，电流表量程为00.6A，将定值电阻R0和电阻丝串联接入电路时电阻最大，此时电路中电流 此电流已超过电流表最大测量值，基于此考虑，设计如下电路： （2）①按照电路图连接电路； ②闭合开关S1，R0和电阻丝串联接入电路，电压表测R0两端电压，该出电压表的示数U1，此时电路电流 ③再闭合开关S2，只有R0接入电路，电压表测电源电压，读出电压表的示数U2。故R0和电阻丝串联接入电路时电阻丝两端电压 电阻丝的电阻 该电阻丝的长度为l0，假设阻值为Rm的电阻丝长度为L，则 即 解得 （3）由（2）分析可知电阻丝长度 2．（2018·天津）现有一个电压约为 12V的电源（电压保持不变），一个量程为0~0.6A的电流表，一个量程为0~3V的电压表，阻值为20Ω的定值电阻，最大阻值约为5Ω的滑动变阻器各一个， 开关和导线若干。请合理选择器材设计实验，比较精确地测出约为10Ω的未知电阻Rx的阻值。要求： （1）画出实验电路图； （2）写出主要的实验步骤和需要测量的物理量； （3）写出待测电阻Rx的数学表达式（用已知量和测量量表示）。 【答案】（1）；（2）见解析；（3） 【解析】 （1） 实验中将两个电阻及滑动变阻器串联在电路中，若待测电阻的阻值为10Ω，当变阻器接入电路的阻值为0时，电路中的电流为 则最大电流没超过电流表的量程。 据串联电路的分压特点知 10Ω:(10Ω+20Ω)=Ux:12V 则待测电阻两端的最大电压 Ux=4V>3V 超过电压表量程，所以不能将电压表直接接在待测电阻两端，应接在滑动变阻器两端。所以电路图如下所示： （2）实验步骤及所需测量的物理如下： ①按照电路图连好电路，将滑动变阻器滑片调到阻值最大处； ②闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的指针偏转幅度较大，记下电压表的示数为U1，电流表的示数为I1，此时R0、Rx两端的总电压为 (R0+Rx)I1=U-U1 ③适当调节滑动变阻器，记下电压表的示数为U2，电流表的示数为I2，同理，R0、Rx两端的总电压为 (R0+Rx)I2=U-U2 结合以上两式得 （3）所以待测电阻的数学表达式为 3．（2017·天津）现有一个阻值为20Ω的定值电阻R0，一个电压约为15V的电源，一个量程为0~1A 的电流表，一个单刀双掷开关及导线若干；请你利用上述器材设计实验，测出约为10Ω的未知电阻Rx的阻值，要求： (1)画出实验电路图； (2)写出主要的实验步骤和需要测量的物理量； (3)写出待测电阻Rx的数学表达式（用已知量和测量量表示）。 【答案】(1)(2)详见解析；(3) 【解析】 (1)根据题中所给的器材和实验设计要求，所设计的电路图如图所示： (2)根据所设计的电路图，拟定的实验步骤为： ① 按照电路图连接电路； ② 将开关的“刀”掷于触点“1”，记下电流表的示数 I1； ③ 将开关的“刀”掷于触点“2”，记下电流表的示数 I2。 (3)在②中，由欧姆定律的变形公式，电源电压 在③中，两电阻串联，电流表测电路中的电流，由欧姆定律的变形公式，电路的总电阻 根据电阻的串联，待测电阻的电阻 4．（2020·天津）为了比较方便地测量出未知电阻的阻值，物理兴趣小组的同学设计了一个“电阻测量盒”：将一个电源（电压不变）､一个阻值为的定值电阻､一个开关和一个电流表用导线连接起来装入一个盒内，并引出两根导线到盒外，如图所示｡未使用时，盒内开关断开，电流表无示数｡使用时，将盒外的两根导线分别与待测电阻的两端相连，读取开关闭合时电流表的示数､开关断开时电流表的示数，经计算得知的阻值｡ 请你解答如下问题： (1)在下图的虚线框内画出测量盒中符合上述设计要求的两种可能的电路图（______）； (2)在你所设计的电路中