特殊方法测电阻 --2024-2025学年沪科版物理九年级上学期
2024-10-20
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2份
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45页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理沪科版(2012)九年级全一册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第三节 “伏安法”测电阻,第四节 电阻的串联和并联 |
| 类型 | 作业-同步练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.19 MB |
| 发布时间 | 2024-10-20 |
| 更新时间 | 2024-10-20 |
| 作者 | L树犹如此 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-10-20 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/48081160.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
初三电学 特殊方法测电阻实验
一、实验题
1.(2021·广西百色·统考中考真题)在测量未知阻值R的实验中,小明设计了实验电路并进行连接,如图甲所示。
(1)在连接电路时,开关应处于断开状态。
(2)图甲是小明接好的实物连接图,其中有一条导线连接错误,该导线是第2条(从图中选填导线序号);
(3)改正错误后再进行实验,实验前应将滑动变阻器的滑片P移到最左(选填“左”或“右”)端。小明闭合开关S,发现电流表无示数,电压表的示数较大,则电路故障可能是未知电阻R断路。
(4)排除故障后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为2.4V时,电流表示数如图乙所示,则其示数为0.32A,未知电阻R=7.5Ω。
(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再闭合开关S1,记下此时电压表读数为U;
③请写出未知电阻R阻值表达式:Rx=(用U、U1和R0表示)。
【详解】(1)[1]连接电路时,为保护电路,开关应处于断开状态。(2)[2]原电路中,电阻和电压表没有连入电路中,电阻应与电流表串联,电压表与电阻并联,连接错误的导线是第2条,正确连接方式是,把2从定值电阻的左端改接到右端即可。(3)[3]改正错误后进行实验,为了保护电路,实验前应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,即最左端。[4]小明闭合开关S,发现电流表无示数,电路可能断路,电压表的示数较大,电压表串联在电路中,与电源连通,则电路故障可能是未知电阻R断路。(4)[5]纠正错误,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为2.4V,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.32A。[6]未知电阻阻值为 (5)[7]实验步骤:①闭合开关S、断开开关S1,用电压表测出待测电阻Rx端的电压为U1;②再闭合开关S1,用电压表测出电源的电压U;[8]在①中,两电阻串联,电压表测待测电阻的电压;在②中,定值电阻短路,电压表测电源电压,由串联电路电压的规律,在①中,定值电阻的电压为,电路中的电流,未知电阻Rx阻值表达式。
2.(2022·湖北恩施·统考中考真题)小亮用如图甲所示的电路测量定值电阻Rx的阻值。
(1)连接电路时开关应断开,滑动变阻器的滑片应移动到右端(选填“左”或“右”);
(2)闭合开关,移动滑片,使电压表示数为2.4V,电流表示数如图乙所示,其读数为0.24A,待测电阻的阻值约为10Ω;
(3)实验中,改变几次滑动变阻器滑片的位置,并记录相应数据,目的是得到多组数据,以便可以求平均值,达到减小误差的目的;
(4)完成实验后,小亮按照老师的要求,设计在缺少电压表时测量待测电阻Rx阻值的方案。他选用了一个已知阻值的定值电阻R0和一块电流表等器材,用如图丙所示电路进行测量。步骤如下:
①闭合开关,记录电流表的示数为I1;
②断开开关,将电流表改接到图中R0(填写元件名称)的右侧。闭合开关,记录电流表的示数为I2;
③用I1、I2和R0写出Rx表达式:Rx=。
【详解】(1)[1][2]连接电路为了保护电路,开关应断开;滑动变阻器的滑片应移动到阻值最大处,滑片向右移动,接入电路的阻值变大,所以要将滑动变阻器的滑片应移动到最右端。
(2)[3][4]如图乙所示,电流表接入的是0~0.6A的量程,分度值为0.02A,电流表读数为0.24A;电压表测的是Rx的电压,示数为2.4V,所以待测电阻的阻值为
(3)[5]实验中,改变几次滑动变阻器滑片的位置,记录下不同电压时的流过电阻Rx的电流,计算出不同电压下的电阻阻值,得到多组数据,以便可以求平均值,达到减小误差的目的。
(4)[6]如图丙所示,Rx和R0并联,利用并联电路中各用电器两端电压相等,先将电流表改接到图中Rx的右侧,记录电流表的示数为I1,此时Rx两端电压为
断开开关,将电流表改接到图中R0的右侧,闭合开关,记录电流表的示数为I2,此时R0两端电压为
[7]由于Rx和R0并联,所以,即,Rx表达式为
3.(2022·江苏宿迁·统考中考真题)某物理实验小组正在使用“伏安法”测量未知电阻阻值,实验电路如图甲所示(电源电压3V)。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整,导线不得交叉 ;闭合开关S前,应将滑动变阻器滑片P移到最右端(选填“左”或“右”)。
(2)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数且示数接近3V,则电路故障原因可能是Rx断路。
(3)排除故障后,当滑片移到某一位置时,电压表示数为1.6V,电流表示数如图乙所示,其读数为0.16A,则未知电阻10Ω。接下来测量多组实验数据算出平均值,这是为了减小测量带来的误差。
(4)利用图甲实验器材还能完成下列探究实验A(选填“A”或“B”)。
A.探究电流与电压的关系 B.探究电流与电阻的关系。
(5)实验中电流表突然损坏,小组同学经过讨论设计了一种实验方案也可测出阻值。电路如图丙所示,电源电压未知且恒定不变,a、b为滑动变阻器左右两个端点,滑动变阻器最大阻值为,请你把以下测量步骤补充完整。①闭合开关S,滑片p移到a端时,读出电压表示数为;
②闭合开关S,滑片P移到b端时,读出电压表示数为;
③待测电阻(用已知和测量出的物理量符号表示)。
【详解】(1)[1]因为电源电压为3V,所以电压表选择0~3V的量程,使用“伏安法”测量未知电阻 Rx 的阻值时,应将电压表并联与被测电阻并联,如图所示[2]为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大的一端,故应将滑动变阻器滑片P移到阻值最大的右端。(2)[3]电流表无示数,说明电路中出现断路,电压表有示数,且示数接近于电源电压,说明与电压表并联的地方出现断路,则电路故障原因可能是Rx断路。(3)[4][5]由乙图可知,电流表选0~0.6A的量程,分度值为0.02A,示数为0.16A。未知电阻的阻值为[6]多次测量就平均值可以有效的减小误差,所以接下来测量多组实验数据,算出Rx平均值,这是为了减小测量带来的误差。(4)[7]未知电阻是一个定值电阻,利用滑动变阻器可以改变电路中的电流,记录多组电压、电流值,所以还可以探究电阻一定时,电流与电压的关系,故A符合题意,B不符合题意。(5)①闭合开关S,滑片p移到a端时,滑动变阻器接入电路中的阻值为0,即只有Rx接入电路,此时电压表测电源电压,读出电压表示数为U1,即电源电压U′=U1。②[8]闭合开关S,滑片P移到b端时,滑动变阻器与Rx串联,且滑动变阻器接入电路中的阻值最大为Rmax,此时电压表测Rx两端的电压,读出电压表示数为Ux=U2。则此时滑动变阻器两端的电压为U滑=U′-Ux=U1-U2电路中的电流为③[9]则未知电阻的阻值为
4.(2022·广西河池·统考中考真题)某实验小组用伏安法测量待测电阻的阻值,设计的实验电路如图甲所示。
(1)根据图甲用笔画线代替导线将图乙的实物图补充完整 ;
(2)该实验的原理是;
(3)某次测量时,电压表的示数为1.5V,电流表的示数为0.3A,则待测电阻的阻值为5;实验时应多测几组数据,求电阻的平均值,目的是减小误差;
(4)若撤去电压表和滑动变阻器,新增一个阻值为的定值电阻,利用如图丙所示的实验电路,也可以测量待测电阻的阻值。实验步骤如下:
①首先,闭合开关、,记录电流表的示数;
②接着,断开开关,记录电流表的示数;则待测电阻的阻值(用、、表示)。
【详解】(1)[1]由电路图可知,待测电阻与滑动变阻器串联,电压表测待测电阻两端的电压,电流表测通过待测电阻的电流,滑动变阻器选用左下接线柱与开关串联接入电路中,实物图如图所示:
(2)[2]用伏安法测量待测电阻的阻值实验中,用电压表测待测电阻两端的电压,用电流表测通过的电流,根据计算电阻,故该实验的原理是。
(3)[3]由可知,待测电阻的阻值为
[4]为了提高测量的准确程度,要多次测量求平均值减小误差。
(4)[5][6]实验步骤:①首先,闭合开关、,记录电流表的示数,此时电路为的简单电路,被短路,电流表测通过的电流,电源电压为
②接着,断开开关,记录电流表的示数,此时与串联,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律可知,两端的电压为两端的电压为
由欧姆定律可知,待测电阻的阻值为
5.(2022·广西贵港·统考中考真题)小华做测量定值电阻Rx阻值的实验,现有器材: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,并将滑动变阻器滑片置于阻值最大处;
(3)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B(选填标号);A.滑动变阻器断路 B.Rx断路 C.Rx短路
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(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,则通过Rx的电流大小为0.26A,它的阻值是5Ω;(5)本实验要多次测量取平均值,目的是减小误差;
(6)小华对实验进行进一步拓展,利用电源(电压未知但恒定不变)、阻值为R0的定值电阻、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,请你完成下列实验步骤:
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;③根据实验数据,计算出待测电阻Rx=。(用R0、I1、I2表示)
【详解】(1)[1]滑动变阻器要采取“一上一下”的连接方式,与待测电阻串联,如图。(2)[2]为保护电路,连接电路时,开关断开,并将滑动变阻器滑片置于阻值最大处。(3)[3] A.若滑动变阻器断路,电路断路,电流表、电压表都无示数,故A不符合题意;B.电流表示数没有,说明电路断开,电压表示数接近电源电压,说明电压表、电流表、滑动变阻器、开关与电源两极连通,所以电路故障可能是定值电阻断路,故B符合题意;C.若Rx短路,电压表与Rx并联,电压表无示数,电流表有示数,故C不符合题意。(4)[4]由图知,电流表量程为,分度值为0.02A,读数为0.26A。[5]则待测电阻
(5)[6]为了使结果更加准确,应多测几组电流、电压值,计算出多组Rx的值,然后求平均值,这样可以减小误差。(6)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,此时电阻R0两端的电压即为电源电压。②[7]再闭合开关S1,电阻R0、Rx并联,读出电流表示数为电路总电流,因为电源电压不变,所以流过电阻R0电流不变,根据并联电路电流特点,流过电阻Rx的电流,③[8]电阻Rx的值。
6.(2023·湖南邵阳·统考中考真题)欢欢与乐乐同学利用图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。
(1)请你根据甲电路图,用笔画线代替导线,帮助欢欢同学在图乙中完成实验电路的连接,要求滑片P向右移动时,电流表示数小;
(2)将滑片P置于阻值最大位置 ,闭合开关S,欢欢同学发现,无论怎样移动滑片P电流表的示数始终为零,电压表示数接近电源电压,则电路中存在的故障可能是Rx断路(选填“Rx短路”或“Rx断路”);
(3)排除故障后,移动滑片P,记录多组数据,画出了待测电阻的R的I-U图像,如图丙所示,由图像可得Rx=5Ω;
(4)乐乐风水宝地觉得不使用电压表也能测出Rx的阻值,于是设计了另一种方案,电路如图丁所示。定值电阻R0,电源电压未知且恒定不变。测量步骤如下:
①只闭合开关S1时,电流表读数为I1;
② 当开关S1、S2都闭合时,电流表读数为I2;
③待测电阻Rx=(用已知和测出的物理量R0、I1、I2表示)。
【详解】(1)[1]如图甲所示的电路图,滑动变阻器串联接入电路,要求滑片P向右移动时,电流表示数小,滑动变阻器接入电路的阻值变大,应该将滑动变阻器左下端的接线柱接入电路,如图所示:
(2)[2]将滑片P置于阻值最大位置 ,闭合开关S,欢欢同学发现,无论怎样移动滑片P电流表的示数始终为零,说明电路发生了断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表两接线柱之间的电路元件发生了断路,电压表测量的是电阻Rx两端的电压,则电路中存在的故障可能是Rx断路。
(3)[3]由图丙可知,电阻Rx两端的电压为2.5V时,对应的电流值为0.5A,根据欧姆定律公式可知,电阻Rx的阻值为
(4)[4]只闭合开关S1时,电流表读数为I1,电源电压为U=(R0+Rx) I1……①
当开关S1、S2都闭合时,Rx被短路,由于电流表读数为I2,此时电源电压可以表示为U= R0 I2……②
由①②两式联立可得(R0+Rx) I1=R0 I2,则待测电阻为
7.(2023·山西·统考中考真题)小伟在“测量定值电阻的阻值”的实验中(电源电压U保持不变,滑动变阻器的最大阻值为R0)。
(1)如图甲所示是他连接的实验电路,其中有一根导线连接错误。请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的导线;
(2)电路连接正确后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则被测电阻的阻值是5Ω;
(3)完成测电阻实验后,小伟想,假如没有电流表,应该也能测出电阻的阻值,于是他设计了如图丙所示的电路,请你帮助他将实验步骤补充完整。
①将滑片置于阻值最大处,闭合开关,读出此时电压表示数;
②未知电阻阻值的表达式 (用已知量和所测物理量的符号表示);
【详解】(1)[1]在“测量定值电阻的阻值”的实验中,待测电阻,滑动变阻器和电流表要串联,电压表要并联在待测电阻两端,故正确电路如图所示:
(2)[2]由图乙可知,电流表的所选量程为0~0.6A,分度值为0.02A,则读数为0.5A,则被测电阻的阻值
(3)[3]利用图丙测未知电阻的阻值,需要借助滑动变阻器的最大值和最小值,当滑动变阻器的滑片置于阻值最小处时,只有未知电阻接入电路,此时电压表的示数为电源电压U,故需要补充实验步骤为:
①将滑动变阻器的滑片阻值最大处,闭合开关,读出此时电压表的示数Ux。
[4]当滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,滑动变阻器两端的电压为
通过Rx的电流等于滑动变阻器的电流
则未知电阻阻值
8.(2023·四川内江·统考中考真题)某中学的物理课外实验小组,用如图所示的电路来测量待测电阻Rx的阻值。其中,R0为定值电阻(R0=10Ω),V为电压表,S1为单刀开关,S2为单刀双掷开关,R为滑动变阻器,E为电源,采用如下步骤完成该实验:
(1)按照实验电路图,用笔画线表示导线将实物进行连线,组成完整电路(部分导线已连接)。
(2)在连线时开关S1应断开(选填“断开”或“闭合”),滑动变阻器的滑片P应移到B(选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关S1,将开关S2掷于1端,改变滑动变阻器滑片P的位置,记下此时电压表V的示数U1;然后,将开关S2掷于2端,记下此时电压表V的示数U2。待测电阻阻值的表达式Rx=(用R、U1、U2表示)。
(4)重复步骤(3)的实验操作,得到数据记录表。利用表中5次测量的数据,可得的平均值为3,待测电阻的阻值Rx=20Ω。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U1/V
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
电压U2/V
1.8
2.1
2.5
2.7
2.9
3
3
3.1
3
2.9
【详解】(1)[1]按照电路图,电压表的负接线柱接单刀双掷开关中间的接线柱,定值电阻的右端接单刀双掷开关的1接线柱,如图所示:(2)[2][3]连接电路时,开关要断开;滑动变阻器要移到阻值最大处,即滑片P移动到B端。(3)[4] 和串联,单刀双掷开关的选择不影响电阻的串联关系。闭合开关S1,将开关S2掷于1端,此时电压表测R0两端的电压,两端的电压为;然后,将开关S2掷于2端,此时电压表测和两端的总电压,和两端的总电压为,根据串联电阻的电压关系可知,
Rx两端的电压,因为两电阻串联,所以通过的电流等于通过的电流
由欧姆定律可得,的阻值。(4)[5]由表中数据可得的平均值为
[6]由于和串联,两端的电压为,和两端的总电压为,由串联电路的电压关系可得
又因为的平均值为3,且,所以,待测电阻的阻值
实验次数
①
②
电阻R/Ω
1
2
3
9.(2021·河南·统考中考真题)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R、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 。
(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。①电压U/V②电流I/A
(3)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0.5A,本次测得Rx的阻值为5Ω。(4)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A(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
(5)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S,断开S2,读出电压表的示数U1;②闭合开关S和 S2,读出电压表的示数U2;
③待测电阻的阻值Rx= 。(用已知量和测得量的字母表示)
【详解】(1)[1]滑动变阻器的接入的方法是一上一下,故用一根导线将滑动变阻器的下方的接线柱接好,另外一侧与待测电阻的左侧相连,电压表并联,故用一根导线将电压表的负接线柱和待测电阻的左侧相连,故如下图所示。(2)[2][3]需要测量定值电阻的阻值,其原理是,则需要测量的物理量有电压;电流。
(3)[4][5]电流表选择小量程,故电流表示数为0.5A;本次测得Rx的阻值为,故测得Rx的阻值为。(4)[6] 本实验进行了多次测量,为了减小误差,而在测量长度时,需要多次测量取平均值,而小灯泡的电阻和电功率都是变化的,故多次实验是为了探寻普遍规律,故选A。(5)[7][8] 闭合开关S,断开S2,读出电压表的示数U1,此时电压表的示数为电源电压,闭合开关S、S2,此时电压表测量定值电阻两端的电压,此时为U2;则此时电路中的电流为,则待测电阻两端的电压为,则待测电阻的阻值为,则待测电阻的阻值为。
10.(2021·黑龙江齐齐哈尔·统考中考真题)小君在做“测量定值电阻的阻值”的实验时,老师为他提供的器材有:电源、未知阻值的定值电阻、符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线,图乙是没有连接完整的实物电路图。
(1)请根据图甲用笔画线代替导线将实物电路图(图乙)连接完整(要求:向右移动滑动变阻器的滑片P使电流表示数变小;导线不交叉) ;
(2)在连接电路时,开关必须断开;实验前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片P应置于B端(选填“A”或“B”);
(3)闭合开关后,无论怎样移动滑片P,发现电流表始终无示数,电压表有示数,其原因可能是B
A.滑动变阻器断路 B.定值电阻断路 C.定值电阻短路
(4)排除故障后,当电压表示数为时,电流表示数如图丙所示,则定值电阻的阻值为8,定值电阻的电功率为0.72;
(5)完成上述实验后,小君同学又想测量额定电压为的小灯泡的额定功率,但发现电流表已经损坏,于是他又找来了两个开关和一个阻值为的定值电阻,设计了如图丁所示的电路。已知电源电压恒为U(),请你完成下面的实验步骤。
①闭合开关S、,断开开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为;
②闭合开关S、,断开开关(填写S、、),保持滑动变阻器的滑片不动,读出电压表示数为;
③小灯泡额定功率的表达式为。
【详解】(1)[1]向右移动滑动变阻器的滑片P使电流表示数变小,即向右移动,滑动变阻器的阻值变大,故接A接线柱,故用一根导线连接电阻的右端和滑动变阻器A接线柱,故如下图所示:
(2)[2][3]在连接电路时,为了保护电路,需要断开开关;实验前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片P应置于最右端,即阻值最大处,即B端。
(3)[4]无论怎样移动滑片P,发现电流表始终无示数,电压表有示数,说明电压表测量的电阻断路,故选B。
(4)[5][6]当电压表示数为时,电流表示数如图丙所示,电流表选择小量程,故为0.3A,故电阻的大小为,故电阻的大小为;定值电阻的电功率为
故定值电阻的电功率为。
(5)[7][8][9][10]闭合开关S、,断开开关,调节滑动变阻器的滑片,电压表测量的是电阻R0,滑动变阻器,使灯泡正常发光,使电压表示数为;闭合开关S、;断开,此时电压表测量的是定值电阻,故电流为,则小灯泡额定功率的表达式为,故小灯泡的额定功率为。
实验
次数
电压
电流
电阻
平均值/
1
1
0.1
10
②
2
2.5
0.24
10.4
3
2.8
①
11.(2022·山东泰安·统考中考真题)物理创新实验小组连接了如甲图所示的电路,测量定值电阻Rx的阻值。电源电压有和两档可选,Rx的阻值约为,滑动变阻器有(a:“”和b:“”)两种规格。
(1)李华同学发现甲图连接的电路有一处错误,请把接错的那一根导线找出来打“×”,用笔画线代替导线画出正确的连接(只改接一根导线);
(2)李华正确连接导线后,将滑动变阻器的滑片移至最右端,闭合开关后,电压表示数为,电流表示数为。由此判断电源电压选择的是6(选填“”或“”)档,滑动变阻器选择的是b(选填“a”或“b”)规格;
(3)继续移动滑动变阻器的滑片完成后续测量,第3次实验时,电流表的示数如乙图所示,请根据实验过程将表格填写完整,并将①10.1②0.28两处的数据填写在答题卡上(的平均值精确到)。
(4)该实验小组进行了实验创新,利用阻值为的定值电阻和电流表、等器材,测出了额定电压为的小灯泡正常发光时的电阻,小组成员共同设计了如丙图所示的电路,经检查无误后进行实验。请你帮助他们将实验过程补充完整:
①闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电流表(选填“”或“”)的示数为,同时记下另一个电流表的示数,记为;
②用已知物理量和测量量的符号表示出小灯泡正常发光时的电阻 。
【详解】(1)[1]图中电压表被导线短路,电压表应该和被测电阻Rx并联,如图所示:
(2)[2][3]将滑动变阻器的滑片移至最右端,变阻器连入电路的电阻最大,如果电源电压是4V,变阻器连入电路的最大电阻为 ,两个变阻器的最大阻值分别是15Ω和50Ω,不符合题意;如果电源电压是6V,变阻器连入电路的最大电阻为 ,所以变阻器b符合题意。
(3)[4][5]由图乙可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.28A。第三次电阻值 ,电阻的平均值
(4)①[6]图丙中,电阻R0和灯泡L并联,电流表A2和电阻R0串联在一条支路,电流表A1测量干路中的电流,由并联电路电压的规律可知灯泡两端的电压等于电阻R0两端的电压,当电阻R0两端的电压是U额时,灯泡正常发光,通过电阻R0的电流为,所以闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为,同时记下另一个电流表的示数,记为。
②[7]由并联电路电流的规律可知通过灯泡的电流
小灯泡正常发光时的电阻
12.(2021·湖北荆州·统考中考真题)用如图甲所示的电路测量定值电阻Rx的阻值。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物连接完整 (要求滑片P向左移动的过程中电流表示数变小)
(2)正确连接电路后,闭合开关之前,应将滑动变阻器的滑片P置于A(选填“A”或“B”)端:
(3)实验时,闭合开关,发现电流表和电压表示数都为0。用一根导线在图甲中先后连接接线柱G与F、F与E时,电压表和电流表示数仍为0,连接接线柱E与D时。电压表和电流表指针明显偏转,则电路的故障是滑动变阻器断路。
(4)排除故障后继续实验,当电压表示数为2V时,电流表示数如图乙所示,则定值电阻Rx=10。
(5)如果没有电压表,电源电压未知,可以用最大阻值为R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)
【详解】(1)[1] 滑片P向左移动的过程中电流表示数变小,即向左滑动时,滑动变阻器接入的阻值变大,故接B端,故用一根导线将滑动变阻器的下端B和待测电阻的右端相连,故如下图所示。
(2)[2]为保护电路,滑片需要位于阻值最大处,故位于A端。
(3)[3]连接接线柱E与D时,电压表和电流表指针明显偏转,说明ED之间存在断路,故是滑动变阻器的断路。
(4)[4]小量程,故电流表的示数为0.2A,则电阻的阻值为
,故待测电阻的阻值为10Ω。
(5)[5] 闭合开关后,滑动变阻器滑片在最左端时,滑动变阻器全部接入,电流表示数为I2,此时可以列等式,当滑片在最右端时,滑动变阻器的阻值为零,故可以列等式,联立两式,则电阻的大小为,故待测电阻的阻值为。
13.(2023·黑龙江绥化·统考中考真题)用如图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值(阻值约为10Ω),电源电压为3V。
(1)请用笔画线代替导线,将电路连接完整。要求:滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表的示数变小;(导线不允许交叉)
(2)电路连接完成后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,出现此现象的原因可能是定值电阻短路;(写出一种原因即可)
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至某一位置,电压表示数为2.7V,电流表示数如图乙是0.3A,则测得未知电阻Rx=9Ω。实验中通过移动滑片位置得到多组实验数据计算出Rx的平均值,这样做的目的是为了减小误差;
(4)另一组同学利用图丙所示电路也完成了该实验。电源电压不变,滑动变阻器的最大阻值为R0,a、b为滑动变阻器两端点,请把实验步骤补充完整:
①闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P至a端,读出电压表示数U1;
②闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P至b端,读出电压表示数U2,则待测电阻的表达式Rx= 。(用R0、U1、U2表示)
【详解】(1)[1]滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表的示数变小,说明滑动变阻器连入电路的阻值变大,所以应把滑动变阻器左下接线柱接入电路,与待测电阻串联,如图所示:
(2)[2]闭合开关,发现电流表有示数,则电路是通路;电压表无示数,可能是定值电阻被短路;或者电压表发生了断路。
(3)[3]由图乙可知,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A。
[4]根据公式可得,未知电阻的阻值为
[5]实验中通过移动滑片位置得到多组实验数据计算出Rx的平均值,可以减小实验误差,测量结果更准确。
(4)[6][7]①闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P至a端,此时电压表测量电源电压,电压表示数U1,即电源电压为U1;
②闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P至b端,此时电压表测量Rx两端的电压,读出电压表示数U2,根据串联电路电压特点可知,滑动变阻器两端电压为U1-U2,由欧姆定律可得,电路中的电流为
则待测电阻的表达式
14.(2021·辽宁阜新·统考中考真题)小亮在“探究电流与电阻的关系”实验中,使用的实验器材有:电池组、电流表、电压表、开关、5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻、滑动变阻器各一个、导线若干。
(1)先将5Ω的电阻接入如图甲所示电路中,将滑动变阻器的滑片放到左端;小亮在检查电路时,发现错接了一根导线,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线 。
(2)电路正确后,闭合开关,同时调节滑动变阻器,当电压表示数如图乙所示时,此时记下的电流表示数应为0.44A。
(3)断开开关,将电阻由5Ω换成10Ω;再闭合开关,同时调节滑动变阻器,保持电压表示数不变,记下电流表示数(将实验过程补充完整);更换不同阻值电阻重复实验。
(4)小亮用如图丙所示电路,测量额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻,(U额小于电源电压),电阻R0已知,将下面实验步骤补充完整。
①只闭合开关S、S2,移动滑动变阻器滑片使电压表示数为U额;
②只闭合开关S、S1,保持滑动变阻器滑片位置不变,读出电压表示数为U1;
③小灯泡电阻RL = 。(用物理量符号表示)
【详解】(1)[1][2]在连接电路时,应将滑动变阻器的滑片移动到阻值最大处以保护电路,即将滑动变阻器的滑片放到左端,由图甲的电路可知,电流表并联接入而电压表串联接入,改正如下图所示:
(2)[3]由图乙可知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,故此时电压表示数应为2.2V,故由欧姆定律可知,此时电流表的示数应为。(3)[4]因探究的是电流与电阻的关系,故应控制电阻两端电压不变,将电阻由5换成10后,应调节滑动变阻器,保持电压表示数不变,记下电流表示数,更换不同阻值电阻重复实验。(4)[5]只闭合开关S、S2,此时电压表测小灯泡两端电压,移动滑动变阻器滑片使电压表示数为U额,则由欧姆定律可得,此时电路中的电流为;[6]只闭合开关S、S1,此时电压表测小灯泡与电阻R0两端电压之和,此时电路中的电流为;[7]因电路中的电流不变,故有,解得小灯泡电阻
15.(2022·辽宁营口·统考中考真题)在“探究电流与电阻关系”的实验中,可供使用的实验器材有:电源(电压恒为3V)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,三个阻值不同的定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω)和导线若干。
(1)用笔画线表示导线,把图甲实物图连接完整(要求:向左移动滑片电流表示数变大) ;
(2)连接电路前,开关应处于断开状态;
(3)正确连接电路后,闭合开关,发现电压表和电流表均无示数,用一根导线分别与定值电阻和电流表并联,两表仍无示数,当导线与滑动变阻器并联时,发现两表指针有明显偏转,故障原因是滑动变阻器断路;
(4)排除故障后,闭合开关,电压表的示数为0.6V,电流表的示数如图乙所示,则电流为0.12A,使用的定值电阻阻值为5Ω;
(5)图丙是根据测量的数据绘制的电流与电阻关系的图像,分析图像可得出结论:导体两端电压一定时,通过导体中的电流与导体的电阻成反比;
(6)小明利用电源(电压恒定)、电流表、阻值为R0的定值电阻、铭牌磨损的滑动变阻器、开关和单刀双掷开关各一个,设计了下图所示的电路,测量未知电阻Rx的阻值,请将实验步骤补充完整:
①开关S闭合,开关S1接a时,移动变阻器的滑片到某一位置,此时电流表的示数为I1;
②开关S闭合,开关S1接b时,变阻器的滑片保持不动(选填“移到最左端”“移到最右端”或“保持不动”),此时电流表的示数为I2;
③电阻Rx= (用I1、I2和R0表示)。
【详解】(1)[1]滑动变阻器应该按“一上一下”的原则接入电路中,图中已经将滑动变阻器的右上接线柱接入电路中,为了使滑片向左移动时电流表示数变大,即向左移动时滑动变阻器接入电路中的阻值变小,所以应将左下接线柱与电源负极相连,如图所示:
(2)[2]为了保护电路,连接电路前,开关应处于断开状态。
(3)[3]电压表和电流表均无示数可能是电路发生断路;用一根导线分别与定值电阻和电流表并联,两表仍无示数,说明可能是除定值电阻和电流表以外的电路出现断路;当导线与滑动变阻器并联时,发现两表指针有明显偏转,说明故障原因是与该导线并联的滑动变阻器断路。
(4)[4]从图甲可知电流表选用的量程是0~0.6A,分度值为0.02A,图乙中电流表的示数为0.12A。
[5]定值电阻阻值
(5)[6]由图丙,可以发现
所以可得出结论:导体两端电压一定时,通过导体中的电流与导体的电阻成反比。
(6)②[7]在①中,开关S闭合,开关S1接a时,R0、Rx并联,电流表测通过Rx的电流,移动变阻器的滑片到某一位置,此时电流表的示数为I1,即通过Rx的电流为I1;在②中,开关S闭合,开关S1接b时,R0、Rx依旧并联,电流表测通过干路中的电流,为了保持通过Rx的电流不变,所以变阻器的滑片应保持不动,根据并联电路电流特点,便可得通过R0的电流为
③[8]根据并联电路各支路两端电压相等,可得Rx两端电压为
所以电阻Rx为
16.(2022·辽宁朝阳·统考中考真题)小明利用两节干电池、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、阻值为、和的定值电阻各一个以及导线若干等器材,进行了“探究电流与电阻的关系”的实验:
次数
电阻R/Ω
电流I/A
1
5
2
10
0.2
3
20
0.1
(1)请用笔画线代替导线将图甲实物图连接完整,要求滑动变阻器的滑片向左移动时电流表示数变大;
(2)先把的电阻接入电路中,将滑片移至阻值最大端,闭合开关后,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,其原因可能是定值电阻断路;
(3)排除故障后继续实验,电流表示数如图乙,为0.4A;接下来换上的电阻进行实验,闭合开关后,滑片应该向右端移动,使电压表的示数保持不变;
(4)通过表中实验数据可以得出的结论是:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
(5)上述实验完成后,他想测量另一个铭牌模糊不清的滑动变阻器Rx的最大阻值,在保证电路安全的情况下,设计了如图丙所示的电路(电源电压恒定但未知,定值电阻的阻值为R0),请将他的实验步骤补充完整:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片移至最左端,读出电压表的示数为U1;
②将滑动变阻器的滑片移至最右端,读出电压表的示数为U2;
③滑动变阻器最大阻值Rx= (用已知量和测量量的符号表示)。
【详解】(1)[1]根据要求:滑动变阻器的滑片向左移动时电流表示数变大,所以在接线时要考虑当滑片向左滑动时,接入电路的电阻变小,故接线应该如上图所示。
(2)[2]电流表示数为0,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,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,其原因可能是定值电阻断路。
(3)[3][4]电流表示数如图乙,接线柱在0.6A的位置,表上的示数指在0.4的位置,故此时电流为0.4A。根据电阻分压原理,当定值电阻增大,如果滑动变阻器滑片位置不动,此时定值电阻两端电压要增大,故如果想让电阻两端电压保持不变,需要增大滑动变阻器的电阻,即将滑片向右移动。
(4)[5]从表中实验数据可以得出的结论是:电阻两端电压保持不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。(5)[6][7]本实验的目的是要测滑动变阻器的最大电阻,故第二个步骤时应该使滑动变阻器整个接入电路中,故应将滑片移至最右端。移到最右端时,此时的定值电阻R0两端的电压为,电阻Rx两端电压为,根据通过两个电阻的电流相等可得,解上式可得
17.(2023·四川遂宁·统考中考真题)小刚同学在探究电流与电阻的关系时,设计了如图甲所示的电路,部分实物连接情况如图乙所示。其中电源电压恒为4.5V,滑动变阻器R0最大阻值为80Ω,定值电阻R备有阻值分别为5Ω、10Ω、25Ω、50Ω各一个。
(1)请根据甲图电路图,在乙图中用笔画线代替导线将实物电路连接完整 (要求滑片P右移时接入阻值变大);
(2)正确连好电路,移动滑片P到最大阻值处,闭合开关后发现电流表示数为零,电压表示数接近电源电压。故障原因是定值电阻R 断路;
(3)故障排除后,小刚先用5Ω电阻实验,闭合开关,调节滑片P,使电压表示数为2V,并记录此时电流表的示数,断开开关;
(4)将5Ω电阻换成10Ω,闭合开关,将滑片P向B(选填“A”或“B”)端适当移动,使电压表示数为2V,记录此时电流表的示数;
(5)更换其余电阻继续实验,根据4组数据作出图像如图丙所示;
(6)分析图像可得出:在电压一定时,电流与电阻成反比;
(7)小刚学习了伏安法测电阻后,用刻度尺、电流表和已知最大阻值为R1的滑动变阻器来测量未知电阻Rx的阻值。他设计了如图丁所示电路,请你帮他完成下列步骤:
①用刻度尺找出滑动变阻器电阻丝中点,并标记;
②连接电路并将滑片P移到最大阻值处,检查无误后,闭合开关,读出电流表示数I1;
③再将滑片P移到标记处,读出电流表示数I2;
④则未知电阻Rx= (用R1、I1、I2表示)。
【详解】(1)[1]如电路图所示,电压表测定值电阻两端电压,所以电压表和定值电阻并联,按照“正”进“负”出原则,将定值电阻左接线柱和电压表中间接线柱相连;题目要求滑片P右移时接入阻值变大,故把变阻器左下接线柱和电源负极相连。实物电路连接如下图所示:
(2)[2] 闭合开关后发现电流表示数为零,说明电路有断路的可能,电压表示数接近电源电压,说明电压表和电源之间形成了通路。则故障原因可能是与电压表并联的定值电阻R断路。
(4)[3]由题可知,探究电流与电阻的关系时,要控制定值电阻两端电压不变,根据串联电路中分压特点,电阻越大电压越大。将5Ω电阻换成10Ω,定值电阻两端的电压变大,闭合开关,为了使定值电阻两端电压保持2V不变,应该将滑片P向B端适当移动,通过增大电阻而增大变阻器两端电压,从而实现定值电阻两端电压不变。
(6)[4]如图丙所示,的图像是过原点的直线,说明通过的电流和电阻倒数成正比,即在电压一定时,通过的电流和电阻成反比。
(7)[5]如图丁所示,未知电阻与变阻器并联,变阻器阻值改变时不影响未知电阻支路的电流;当变阻器阻值从最大变为最小时,干路电流差就等于变阻器支路电流差,即
则电源电压为,根据并联电路特点可知,当变阻器电阻最大时,通过未知电阻的电流为
,则未知电阻的阻值为
18.(2023·湖北省直辖县级单位·统考中考真题)实验小组用伏安法测量小灯泡的电阻,连接了如图甲所示的电路,小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压恒定。
(1)实验的原理是;
(2)图甲中有一根导线连接错误,请在该导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线 (导线不得交叉);
(3)改正错误后,闭合开关,移动滑片至某位置时,电压表的示数为2V,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片P向B(选填“A”或“B”)端移动;
(4)小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示为0.26A。此时小灯泡的电阻是9.6Ω(保留1位小数);
(5)小灯泡的I-U关系如图丙,当小灯泡的两端电压增大时,它的电阻增大(选填“增大”“减小”或“不变”),其原因是灯丝电阻受温度的影响;
(6)小组同学计划用该装置测量某定值电阻阻值时,发现电压表损坏,于是设计了如图丁所示的电路,测出了RX的阻值。实验步骤如下:
①将滑片移到a端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为I1;
②将滑片移到b端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为I2;
③读出滑动变阻器的最大阻值为R,则=(用I1、I2和R表示)
【详解】(1)[1]用伏安法测量小灯泡的电阻,测出灯泡两端的电压和小灯泡的电流,用计算灯泡的电阻,实验的原理是。
(2)如图,测量小灯泡电阻的实验中,电压表应接在灯泡两端,图中滑动变阻器接在灯泡与滑动变阻器两端,改正后的电路如图
(3)[3]闭合开关,移动滑片至某位置时,电压表的示数为2V,小灯泡的额定电压为2.5V,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应增大灯泡两端的电压,即减小电路中的电阻,应将滑片P向B端移动,直到电压表的示数为2.5V。
(4)[4][5]如图,电流表接量程,分度值为0.02A,读数为0.26A,此时小灯泡的电阻是
(5)[6][7]小灯泡的I-U关系如图丙,当小灯泡的两端电压增大时,电压的变化速度大于电流的变化速度,由可这,它的电阻增大;其原因是灯丝电阻受温度的影响,温度越高,灯丝的电阻越大。
(6)①将滑片移到a端,闭合开关S,电路为Rx的简单电路,读出电流表的示数,记为I1,电源电压为
②将滑片移到b端,闭合开关S,电阻Rx与滑动变阻器串联,变阻器的最大阻值为R,读出电流表的示数,记为I2,电源电压为
③[8]联立以上两式解得
19.(2023·甘肃兰州·统考中考真题)学习了欧姆定律的知识后,老师给同学们布置了设计不同方案测量未知电阻的任务,三位同学的设计方案如下:
(1)小明的设计方案如图甲所示,闭合开关S,调节滑动变阻器R的滑片P至适当位置,电压表、电流表的示数分别如图乙、丙所示,则电压表的示数为2.7V,未知电阻的阻值为9Ω;
(2)小林的设计方案如图丁所示,闭合开关S,电流表和的示数分别为和。已知定值电阻的阻值为,则未知电阻= (用、和表示);
(3)小刚的设计方案如图戊所示,闭合开关S后,先将开关S1拨至触点b,移动滑动变阻器R的滑片P至适当位置,此时电压表的示数为U;保持滑片P的位置不变,再将开关S1拨至另一触点,调节电阻箱的阻值,使电压表示数恰为U,此时电阻箱的读数为,则未知电阻=R0。
【详解】(1)[1][2]由乙图可知,电压表使用的是0~3V的量程,分度值为0.1V,电压表的示数是2.7V;由丙图可知,电流表使用的是0~0.6A的量程,分度值为0.02A,电流表的示数是0.3A,电阻的阻值为
(2)[3]由图可知,两个电阻并联,电流表A1测量干路中的电流,电流表A2测量通过R0的电流,在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,所以Rx这条支路的电流为Ix=I1-I2,电源电压U=I2R0
未知电阻
(3)[4][5][6]闭合开关S后,先将开关S1拨至触点b,移动滑动变阻器R的滑片P至适当位置,此时电压表的示数为U;保持滑片P的位置不变,再将开关S1拨至另一触点,调节电阻箱的阻值,使电压表的示数仍为U;此时电阻箱的读数为,根据欧姆定律可知,Rx与R0相等,即Rx=R0。
20.(2023·辽宁阜新·统考中考真题)请你和小新一起完成“伏安法测电阻”的实验。选用的器材有:电源、电压表、电流表、定值电阻、滑动变阻器、开关和若干导线。
(1)在图甲中,以画线代替导线将滑动变阻器连入电路中。滑动变阻器的作用是保护电路和改变电阻两端的电压和通过电阻的电流;
(2)连接电路时,小新刚一“试触”就发现电流表指针迅速摆到最大位置,其原因可能是①电流表选择了小量程②电源电压太高;
(3)实验过程中,当电压表的示数如图乙所示,电流表的示数为0.3A,此时待测电阻的阻值为5Ω;
(4)善于探究的你发现用图丙所示方法也能测出Rx的阻值(滑动变阻器的最大阻值为RP),测量步骤如下:
①将滑动变阻器滑片P滑到A端,闭合开关S,读出电压表的示数U1;
②将滑动变阻器的滑片移到B端,闭合开关S,读出电压表的示数U2;
③被测电阻Rx= (用物理量符号表示)。
【详解】(1)[1]滑动变阻器上下各选一个接线柱串联在电路中,如下图所示:[2]“伏安法测电阻”的实验中,为了减小实验误差,应多次测量取平均值,故滑动变阻器的作用是保护电路和改变电阻两端的电压和通过电阻的电流。(2)[3][4]“试触”时,指针摆到电流表的最大刻度,说明电路中的电流较大,可能是电流表量程太小,可能是电源电压太大。
(3)[5]实验过程中,当电压表的示数如图乙所示,电压表选用0~3V的量程,分度值0.1V,其示数为1.5V,电流表的示数为0.3A,则此时待测电阻的阻值为。(4)②[6]将滑动变阻器的滑片移到B端,闭合开关S,读出电压表的示数U2。③[7]在步骤①中,电路为只有Rx的简单电路,电压表测电源电压为U1;在步骤②中,Rx与滑动变阻器最大阻值RP串联,电压表测Rx两端的电压,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压为U滑=U1-U2
根据分压原理得到
$$
初三电学 特殊方法测电阻实验
一、实验题
1.(2021·广西百色·统考中考真题)在测量未知阻值R的实验中,小明设计了实验电路并进行连接,如图甲所示。
(1)在连接电路时,开关应处于 状态。
(2)图甲是小明接好的实物连接图,其中有一条导线连接错误,该导线是第 条(从图中选填导线序号);
(3)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S,发现电流表无示数,电压表的示数较大,则电路故障可能是 。
(4)排除故障后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为2.4V时,电流表示数如图乙所示,则其示数为 A,未知电阻R= Ω。
(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R阻值表达式:Rx= (用U、U1和R0表示)。
2.(2022·湖北恩施·统考中考真题)小亮用如图甲所示的电路测量定值电阻Rx的阻值。
(1)连接电路时开关应 ,滑动变阻器的滑片应移动到 端(选填“左”或“右”);
(2)闭合开关,移动滑片,使电压表示数为2.4V,电流表示数如图乙所示,其读数为 A,待测电阻的阻值约为 Ω;
(3)实验中,改变几次滑动变阻器滑片的位置,并记录相应数据,目的是 ;
(4)完成实验后,小亮按照老师的要求,设计在缺少电压表时测量待测电阻Rx阻值的方案。他选用了一个已知阻值的定值电阻R0和一块电流表等器材,用如图丙所示电路进行测量。步骤如下:
①闭合开关,记录电流表的示数为I1;
②断开开关,将电流表改接到图中 (填写元件名称)的右侧。闭合开关,记录电流表的示数为I2;
③用I1、I2和R0写出Rx表达式:Rx= 。
3.(2022·江苏宿迁·统考中考真题)某物理实验小组正在使用“伏安法”测量未知电阻阻值,实验电路如图甲所示(电源电压3V)。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整,导线不得交叉 ;闭合开关S前,应将滑动变阻器滑片P移到最 端(选填“左”或“右”)。
(2)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数且示数接近3V,则电路故障原因可能是 。
(3)排除故障后,当滑片移到某一位置时,电压表示数为1.6V,电流表示数如图乙所示,其读数为 A,则未知电阻 Ω。接下来测量多组实验数据算出平均值,这是为了减小测量带来的 。
(4)利用图甲实验器材还能完成下列探究实验 (选填“A”或“B”)。
A.探究电流与电压的关系 B.探究电流与电阻的关系。
(5)实验中电流表突然损坏,小组同学经过讨论设计了一种实验方案也可测出阻值。电路如图丙所示,电源电压未知且恒定不变,a、b为滑动变阻器左右两个端点,滑动变阻器最大阻值为,请你把以下测量步骤补充完整。
①闭合开关S,滑片p移到a端时,读出电压表示数为;
②闭合开关S, ,读出电压表示数为;
③待测电阻 (用已知和测量出的物理量符号表示)。
4.(2022·广西河池·统考中考真题)某实验小组用伏安法测量待测电阻的阻值,设计的实验电路如图甲所示。
(1)根据图甲用笔画线代替导线将图乙的实物图补充完整 ;
(2)该实验的原理是 ;
(3)某次测量时,电压表的示数为1.5V,电流表的示数为0.3A,则待测电阻的阻值为 ;实验时应多测几组数据,求电阻的平均值,目的是 ;
(4)若撤去电压表和滑动变阻器,新增一个阻值为的定值电阻,利用如图丙所示的实验电路,也可以测量待测电阻的阻值。实验步骤如下:
①首先,闭合开关、,记录电流表的示数;
②接着,断开开关 ,记录电流表的示数;则待测电阻的阻值 (用、、表示)。
5.(2022·广西贵港·统考中考真题)小华做测量定值电阻Rx阻值的实验,现有器材: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,并将滑动变阻器滑片置于阻值 处;
(3)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.Rx断路
C.Rx短路
(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,则通过Rx的电流大小为 A,它的阻值是 Ω;
(5)本实验要多次测量取平均值,目的是 ;
(6)小华对实验进行进一步拓展,利用电源(电压未知但恒定不变)、阻值为R0的定值电阻、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,请你完成下列实验步骤:
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 ,读出电流表示数I2;
③根据实验数据,计算出待测电阻Rx= 。(用R0、I1、I2表示)
6.(2023·湖南邵阳·统考中考真题)欢欢与乐乐同学利用图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。
(1)请你根据甲电路图,用笔画线代替导线,帮助欢欢同学在图乙中完成实验电路的连接,要求滑片P向右移动时,电流表示数小;
(2)将滑片P置于阻值最大位置 ,闭合开关S,欢欢同学发现,无论怎样移动滑片P电流表的示数始终为零,电压表示数接近电源电压,则电路中存在的故障可能是 (选填“Rx短路”或“Rx断路”);
(3)排除故障后,移动滑片P,记录多组数据,画出了待测电阻的R的I-U图像,如图丙所示,由图像可得Rx= Ω;
(4)乐乐风水宝地觉得不使用电压表也能测出Rx的阻值,于是设计了另一种方案,电路如图丁所示。定值电阻R0,电源电压未知且恒定不变。测量步骤如下:
①只闭合开关S1时,电流表读数为I1;
② 当开关S1、S2都闭合时,电流表读数为I2;
③待测电阻Rx= (用已知和测出的物理量R0、I1、I2表示)。
7.(2023·山西·统考中考真题)小伟在“测量定值电阻的阻值”的实验中(电源电压U保持不变,滑动变阻器的最大阻值为R0)。
(1)如图甲所示是他连接的实验电路,其中有一根导线连接错误。请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的导线 ;
(2)电路连接正确后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则被测电阻的阻值是 Ω;
(3)完成测电阻实验后,小伟想,假如没有电流表,应该也能测出电阻的阻值,于是他设计了如图丙所示的电路,请你帮助他将实验步骤补充完整。
① ;
②未知电阻阻值的表达式 (用已知量和所测物理量的符号表示);
8.(2023·四川内江·统考中考真题)某中学的物理课外实验小组,用如图所示的电路来测量待测电阻Rx的阻值。其中,R0为定值电阻(R0=10Ω),V为电压表,S1为单刀开关,S2为单刀双掷开关,R为滑动变阻器,E为电源,采用如下步骤完成该实验:
实验次数
1
2
3
4
5
电压U1/V
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
电压U2/V
1.8
2.1
2.5
2.7
2.9
3
3
3.1
3
2.9
(1)按照实验电路图,用笔画线表示导线将实物进行连线,组成完整电路(部分导线已连接)。
(2)在连线时开关S1应 (选填“断开”或“闭合”),滑动变阻器的滑片P应移到 (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关S1,将开关S2掷于1端,改变滑动变阻器滑片P的位置,记下此时电压表V的示数U1;然后,将开关S2掷于2端,记下此时电压表V的示数U2。待测电阻阻值的表达式Rx= (用R、U1、U2表示)。
(4)重复步骤(3)的实验操作,得到数据记录表。利用表中5次测量的数据,可得的平均值为 ,待测电阻的阻值Rx= Ω。
实验次数
①
②
电阻R/Ω
1
2
3
9.(2021·河南·统考中考真题)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R、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 。
(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。
(3)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。
(4)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
(5)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S,断开S2,读出电压表的示数U1;
② ,读出电压表的示数U2;
③待测电阻的阻值Rx= 。(用已知量和测得量的字母表示)
10.(2021·黑龙江齐齐哈尔·统考中考真题)小君在做“测量定值电阻的阻值”的实验时,老师为他提供的器材有:电源、未知阻值的定值电阻、符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线,图乙是没有连接完整的实物电路图。
(1)请根据图甲用笔画线代替导线将实物电路图(图乙)连接完整(要求:向右移动滑动变阻器的滑片P使电流表示数变小;导线不交叉) ;
(2)在连接电路时,开关必须 ;实验前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片P应置于 端(选填“A”或“B”);
(3)闭合开关后,无论怎样移动滑片P,发现电流表始终无示数,电压表有示数,其原因可能是
A.滑动变阻器断路 B.定值电阻断路 C.定值电阻短路
(4)排除故障后,当电压表示数为时,电流表示数如图丙所示,则定值电阻的阻值为 ,定值电阻的电功率为 ;
(5)完成上述实验后,小君同学又想测量额定电压为的小灯泡的额定功率,但发现电流表已经损坏,于是他又找来了两个开关和一个阻值为的定值电阻,设计了如图丁所示的电路。已知电源电压恒为U(),请你完成下面的实验步骤。
①闭合开关S、,断开开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 ;
②闭合开关 ,断开开关 (填写S、、),保持滑动变阻器的滑片不动,读出电压表示数为;
③小灯泡额定功率的表达式为 。
实验
次数
电压
电流
电阻
平均值/
1
1
0.1
10
②
2
2.5
0.24
10.4
3
2.8
①
11.(2022·山东泰安·统考中考真题)物理创新实验小组连接了如甲图所示的电路,测量定值电阻Rx的阻值。电源电压有和两档可选,Rx的阻值约为,滑动变阻器有(a:“”和b:“”)两种规格。
(1)李华同学发现甲图连接的电路有一处错误,请把接错的那一根导线找出来打“×”,用笔画线代替导线画出正确的连接(只改接一根导线);
(2)李华正确连接导线后,将滑动变阻器的滑片移至最右端,闭合开关后,电压表示数为,电流表示数为。由此判断电源电压选择的是 (选填“”或“”)档,滑动变阻器选择的是 (选填“a”或“b”)规格;
(3)继续移动滑动变阻器的滑片完成后续测量,第3次实验时,电流表的示数如乙图所示,请根据实验过程将表格填写完整,并将①②两处的数据填写在答题卡上(的平均值精确到)。
(4)该实验小组进行了实验创新,利用阻值为的定值电阻和电流表、等器材,测出了额定电压为的小灯泡正常发光时的电阻,小组成员共同设计了如丙图所示的电路,经检查无误后进行实验。请你帮助他们将实验过程补充完整:
①闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电流表 (选填“”或“”)的示数为,同时记下另一个电流表的示数,记为;
②用已知物理量和测量量的符号表示出小灯泡正常发光时的电阻 。
12.(2021·湖北荆州·统考中考真题)用如图甲所示的电路测量定值电阻Rx的阻值。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物连接完整 (要求滑片P向左移动的过程中电流表示数变小)
(2)正确连接电路后,闭合开关之前,应将滑动变阻器的滑片P置于 (选填“A”或“B”)端:
(3)实验时,闭合开关,发现电流表和电压表示数都为0。用一根导线在图甲中先后连接接线柱G与F、F与E时,电压表和电流表示数仍为0,连接接线柱E与D时。电压表和电流表指针明显偏转,则电路的故障是 。
(4)排除故障后继续实验,当电压表示数为2V时,电流表示数如图乙所示,则定值电阻Rx= 。
(5)如果没有电压表,电源电压未知,可以用最大阻值为R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)
13.(2023·黑龙江绥化·统考中考真题)用如图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值(阻值约为10Ω),电源电压为3V。
(1)请用笔画线代替导线,将电路连接完整。要求:滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表的示数变小;(导线不允许交叉)
(2)电路连接完成后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,出现此现象的原因可能是 ;(写出一种原因即可)
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至某一位置,电压表示数为2.7V,电流表示数如图乙是 A,则测得未知电阻Rx= Ω。实验中通过移动滑片位置得到多组实验数据计算出Rx的平均值,这样做的目的是为了 ;
(4)另一组同学利用图丙所示电路也完成了该实验。电源电压不变,滑动变阻器的最大阻值为R0,a、b为滑动变阻器两端点,请把实验步骤补充完整:
①闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P至a端,读出电压表示数U1;
②闭合开关S, ,读出电压表示数U2,则待测电阻的表达式Rx= 。(用R0、U1、U2表示)
14.(2021·辽宁阜新·统考中考真题)小亮在“探究电流与电阻的关系”实验中,使用的实验器材有:电池组、电流表、电压表、开关、5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻、滑动变阻器各一个、导线若干。
(1)先将5Ω的电阻接入如图甲所示电路中,将滑动变阻器的滑片放到 端;小亮在检查电路时,发现错接了一根导线,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线 。
(2)电路正确后,闭合开关,同时调节滑动变阻器,当电压表示数如图乙所示时,此时记下的电流表示数应为 A。
(3)断开开关,将电阻由5Ω换成10Ω;再闭合开关,同时调节滑动变阻器, ,记下电流表示数(将实验过程补充完整);更换不同阻值电阻重复实验。
(4)小亮用如图丙所示电路,测量额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻,(U额小于电源电压),电阻R0已知,将下面实验步骤补充完整。
①只闭合开关 ,移动滑动变阻器滑片使电压表示数为U额;
②只闭合开关 ,保持滑动变阻器滑片位置不变,读出电压表示数为U1;
③小灯泡电阻RL = 。(用物理量符号表示)
15.(2022·辽宁营口·统考中考真题)在“探究电流与电阻关系”的实验中,可供使用的实验器材有:电源(电压恒为3V)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,三个阻值不同的定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω)和导线若干。
(1)用笔画线表示导线,把图甲实物图连接完整(要求:向左移动滑片电流表示数变大) ;
(2)连接电路前,开关应处于 状态;
(3)正确连接电路后,闭合开关,发现电压表和电流表均无示数,用一根导线分别与定值电阻和电流表并联,两表仍无示数,当导线与滑动变阻器并联时,发现两表指针有明显偏转,故障原因是 ;
(4)排除故障后,闭合开关,电压表的示数为0.6V,电流表的示数如图乙所示,则电流为 A,使用的定值电阻阻值为 Ω;
(5)图丙是根据测量的数据绘制的电流与电阻关系的图像,分析图像可得出结论:导体两端电压一定时, ;
(6)小明利用电源(电压恒定)、电流表、阻值为R0的定值电阻、铭牌磨损的滑动变阻器、开关和单刀双掷开关各一个,设计了下图所示的电路,测量未知电阻Rx的阻值,请将实验步骤补充完整:
①开关S闭合,开关S1接a时,移动变阻器的滑片到某一位置,此时电流表的示数为I1;
②开关S闭合,开关S1接b时,变阻器的滑片 (选填“移到最左端”“移到最右端”或“保持不动”),此时电流表的示数为I2;
③电阻Rx= (用I1、I2和R0表示)。
16.(2022·辽宁朝阳·统考中考真题)小明利用两节干电池、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、阻值为、和的定值电阻各一个以及导线若干等器材,进行了“探究电流与电阻的关系”的实验:
次数
电阻R/Ω
电流I/A
1
5
2
10
0.2
3
20
0.1
(1)请用笔画线代替导线将图甲实物图连接完整,要求滑动变阻器的滑片向左移动时电流表示数变大;
(2)先把的电阻接入电路中,将滑片移至阻值最大端,闭合开关后,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,其原因可能是 ;
(3)排除故障后继续实验,电流表示数如图乙,为 A;接下来换上的电阻进行实验,闭合开关后,滑片应该向 端移动,使电压表的示数保持不变;
(4)通过表中实验数据可以得出的结论是: ;
(5)上述实验完成后,他想测量另一个铭牌模糊不清的滑动变阻器Rx的最大阻值,在保证电路安全的情况下,设计了如图丙所示的电路(电源电压恒定但未知,定值电阻的阻值为R0),请将他的实验步骤补充完整:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片移至最左端,读出电压表的示数为U1;
② ,读出电压表的示数为U2;
③滑动变阻器最大阻值Rx= (用已知量和测量量的符号表示)。
17.(2023·四川遂宁·统考中考真题)小刚同学在探究电流与电阻的关系时,设计了如图甲所示的电路,部分实物连接情况如图乙所示。其中电源电压恒为4.5V,滑动变阻器R0最大阻值为80Ω,定值电阻R备有阻值分别为5Ω、10Ω、25Ω、50Ω各一个。
(1)请根据甲图电路图,在乙图中用笔画线代替导线将实物电路连接完整 (要求滑片P右移时接入阻值变大);
(2)正确连好电路,移动滑片P到最大阻值处,闭合开关后发现电流表示数为零,电压表示数接近电源电压。故障原因是定值电阻R ;
(3)故障排除后,小刚先用5Ω电阻实验,闭合开关,调节滑片P,使电压表示数为2V,并记录此时电流表的示数,断开开关;
(4)将5Ω电阻换成10Ω,闭合开关,将滑片P向 (选填“A”或“B”)端适当移动,使电压表示数为2V,记录此时电流表的示数;
(5)更换其余电阻继续实验,根据4组数据作出图像如图丙所示;
(6)分析图像可得出:在电压一定时,电流与电阻成 ;
(7)小刚学习了伏安法测电阻后,用刻度尺、电流表和已知最大阻值为R1的滑动变阻器来测量未知电阻Rx的阻值。他设计了如图丁所示电路,请你帮他完成下列步骤:
①用刻度尺找出滑动变阻器电阻丝中点,并标记;
②连接电路并将滑片P移到最大阻值处,检查无误后,闭合开关,读出电流表示数I1;
③再将滑片P移到标记处,读出电流表示数I2;
④则未知电阻Rx= (用R1、I1、I2表示)。
18.(2023·湖北省直辖县级单位·统考中考真题)实验小组用伏安法测量小灯泡的电阻,连接了如图甲所示的电路,小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压恒定。
(1)实验的原理是 ;
(2)图甲中有一根导线连接错误,请在该导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线 (导线不得交叉);
(3)改正错误后,闭合开关,移动滑片至某位置时,电压表的示数为2V,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动;
(4)小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示为 A。此时小灯泡的电阻是 Ω(保留1位小数);
(5)小灯泡的I-U关系如图丙,当小灯泡的两端电压增大时,它的电阻 (选填“增大”“减小”或“不变”),其原因是灯丝电阻受 的影响;
(6)小组同学计划用该装置测量某定值电阻阻值时,发现电压表损坏,于是设计了如图丁所示的电路,测出了RX的阻值。实验步骤如下:
①将滑片移到a端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为I1;
②将滑片移到b端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为I2;
③读出滑动变阻器的最大阻值为R,则= (用I1、I2和R表示)
19.(2023·甘肃兰州·统考中考真题)学习了欧姆定律的知识后,老师给同学们布置了设计不同方案测量未知电阻的任务,三位同学的设计方案如下:
(1)小明的设计方案如图甲所示,闭合开关S,调节滑动变阻器R的滑片P至适当位置,电压表、电流表的示数分别如图乙、丙所示,则电压表的示数为 V,未知电阻的阻值为 Ω;
(2)小林的设计方案如图丁所示,闭合开关S,电流表和的示数分别为和。已知定值电阻的阻值为,则未知电阻= (用、和表示);
(3)小刚的设计方案如图戊所示,闭合开关S后,先将开关S1拨至触点 ,移动滑动变阻器R的滑片P至适当位置,此时电压表的示数为U;保持滑片P的位置不变,再将开关S1拨至另一触点,调节电阻箱的阻值,使 ,此时电阻箱的读数为,则未知电阻= 。
20.(2023·辽宁阜新·统考中考真题)请你和小新一起完成“伏安法测电阻”的实验。选用的器材有:电源、电压表、电流表、定值电阻、滑动变阻器、开关和若干导线。
(1)在图甲中,以画线代替导线将滑动变阻器连入电路中 。滑动变阻器的作用是 ;
(2)连接电路时,小新刚一“试触”就发现电流表指针迅速摆到最大位置,其原因可能是① ② ;
(3)实验过程中,当电压表的示数如图乙所示,电流表的示数为0.3A,此时待测电阻的阻值为 Ω;
(4)善于探究的你发现用图丙所示方法也能测出Rx的阻值(滑动变阻器的最大阻值为RP),测量步骤如下:
①将滑动变阻器滑片P滑到A端,闭合开关S,读出电压表的示数U1;
② ;
③被测电阻Rx= (用物理量符号表示)。
试卷第1页,共3页
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