专题15.3 伏安法测电阻【两大题型】（举一反三）-2024-2025学年九年级物理举一反三系列（沪科版）

专题15.3 伏安法测电阻【两大题型】 【沪科版】 【题型1 伏安法测电阻】 3 【题型2 特殊方法测电阻】 8 知识点1：伏安法测电阻 1、实验原理 使用公式：R=U/I 计算出电阻值的大小。 2、实验方法 对一个未知电阻，用电压表测出两端的电压 U，用电流表测出通过它的电流 I，应用欧姆定律变形式 R=U/I，即可以求出电阻值，这种测量电阻的方法称为伏安法。 3、实验器材 电源（学生电源、蓄电池、干电池均可），电压表，电流表，滑动变阻器，开关，待测电阻 Rx，导线等。 伏安法测电阻原理及实验步骤解析 图1：实验电路图及实物图 4、实验步骤 (1) 根据实验原理画出电路图，连好实物电路，在连接电路时（先连接串联的主电路，后连接电压表），开关要处于断开状态。 (2) 设计记录数据的表格。 实验次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 1 2 3 伏安法测电阻原理及实验步骤解析 图2：记录数据的表格 (3) 检查电路无误后，调节滑动变阻器的滑片，使它处于阻值最大处(这样闭合开关时电路中的电流最小）。 (4) 闭合开关后，用滑动变阻器调节电路中的电流，改变待测电阻两端的电压，记下三组对应的电压值与电流值，分别填入表格中。 (5) 根据记录的三组数据分别求出三个对应的电阻值，计算出平均值，可以减小实验误差。 连接电路时的注意事项： 1、连接电路时，接线要有序进行，按照电路图从电源正极出发，把干路上的各元件串联起来，然后把电压表并联在待测电阻的两端。 2、连接实物电路时，需要将开关断开。闭合开关前，将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处。 3、电流表与待测电阻串联，电压表与待测电阻并联。 4、使用试触法选择电表量程。为了减小误差，测量时电表指针的偏转在满刻度的1/3以上。 5、电表的正、负接线柱不能接反。滑动变阻器要采用“一上一下”的连接方法。 二、小灯泡与定值电阻的伏安特性 实验名称 伏安法测电阻 伏安法测定值电阻Rx的阻值 伏安法测小灯泡的电阻 原理 欧姆定律的变形式R＝U/I 电路图 实验步骤 ①根据电路图连接实物。 ②检查电路无误后，闭合开关S，三次改变滑动变阻器的阻值，分别读出电流表、电压表的示数，填入表格。 ③整理器材。 注意事项 ①连接实物时，必须注意开关应断开。 ②连接滑动变阻器时应注意“一上一下”，闭合开关前滑片应调至阻值最大处。 ③连接电压表和电流表时应注意电流要从“＋”接线柱流入，从“－”接线柱流出。 滑动变阻器的 作用 保护电路、改变被测电阻两端的电压。 数据处理 算出三次Rx的值，求出平均值。多次测量的目的是求平均值以减小误差。 在本实验中不能求平均值，多次测量的目的是使实验结论更具普遍性。 实验结论 测得Rx的阻值 小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大。 多次测量 测定值电阻的阻值时，多次测量求平均值，可以减小实验误差。 测量小灯泡在不同电压下的电阻发现，灯泡两端电压越低，通过灯泡的电流越小，灯泡亮度越暗，灯丝电阻越小。从而得出结论：灯丝电阻与温度有关，且灯丝电阻随温度升高而增大。 伏安曲线 三、常见故障分析： 序号 现象 原因 1 电流表（或电压表）的指针反偏 电表的正负接线柱接反 2 闭合开关后发现小灯泡不亮，电流表和电压表都没有示数 电路中除小灯泡外的某处接触不良 3 闭合开关，灯泡不亮，电流表示数是零，电压表示数很大 小灯泡开路 4 闭合开关，灯泡不亮，电压表示数是零，电流表示数很大 小灯泡短路 5 发现小灯泡不亮，同时电流表和电压表有示数，但非常小 电源电压太低或滑动变阻器接入电路中的阻值过大。 6 连接好实验电路后，闭合开关并移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡变亮，电流表示数变大时，电压表示数反而变小；小灯泡变暗，电流表示数变小时，电压表示数反而变大 电压表并联在滑动变阻器两端 7 将实验电路连接好后，闭合开关S，发现小灯泡特别亮，并且无论怎样移动变阻器滑片，灯泡亮度不变 滑动变阻器接入了上面两个接线柱 8 将实验电路连接好后，闭合开关S，发现小灯泡很暗，并且无论怎样移动变阻器滑片，灯泡亮度不变 滑动变阻器接入了下面两个接线柱 【题型1 伏安法测电阻】 【例1】如图甲所示，小聪同学设计了用“伏安法”测电阻的实验。 （1）同组的小丽发现他的连接中有一处错误，而且只需改动一根导线的连接，就可以顺利进行实验。请你在需要改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接线；( ) （2）电路连接正确后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该滑到最______（选填“左”或“右”）端； （3）小聪闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P时，发现两个电表只有一个有示数，初步检查确认，电路接线完好，两个电表均无故障，则发生故障的元件应是______（填字母）； A．电源    B．滑动变阻器    C．定值电阻R    D．开关 （4）排除故障后，小聪正常进行实验并将实验数据记录在下表中。若第2次测量时电流表的示数如图乙所示，为______，根据三次实验数据可得定值电阻______（结果保留一位小数）； 实验次数 电压 电流 电阻 1 1.5 0.16 9.4 2 2.0 3 2.5 0.24 10.4 （5）在物理实验中，经常要对物理量进行多次测量，下列实验与本次实验进行多次测量的目的相同的是______（填字母）。 A． 用刻度尺测量作业本的长度 B． 探究同种物质的质量与体积的关系 如图甲所示，小聪同学设计了用“伏安法”测电阻的实验。 （1）同组的小丽发现他的连接中有一处错误，而且只需改动一根导线的连接，就可以顺利进行实验。请你在需要改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接线；( ) （2）电路连接正确后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该滑到最______（选填“左”或“右”）端； （3）小聪闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P时，发现两个电表只有一个有示数，初步检查确认，电路接线完好，两个电表均无故障，则发生故障的元件应是______（填字母）； A．电源    B．滑动变阻器    C．定值电阻R    D．开关 （4）排除故障后，小聪正常进行实验并将实验数据记录在下表中。若第2次测量时电流表的示数如图乙所示，为______，根据三次实验数据可得定值电阻______（结果保留一位小数）； 实验次数 电压 电流 电阻 1 1.5 0.16 9.4 2 2.0 3 2.5 0.24 10.4 （5）在物理实验中，经常要对物理量进行多次测量，下列实验与本次实验进行多次测量的目的相同的是______（填字母）。 A． 用刻度尺测量作业本的长度 B． 探究同种物质的质量与体积的关系 【变式1-1】如图是“伏安法测电阻”的实验电路图。关于该实验下列说法正确的是（　　） A．实验原理是P=UI B．滑动变阻器的作用是改变电源电压 C．多次测量取平均值是为了减小误差 D．实验结束，断开开关即可离开实验室 【变式1-2】在“测量电阻的阻值”实验中： （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）连接完电路后，闭合开关，发现电流表、电压表有示数均很小，但无论怎样移动滑片P都不能改变两只电表的示数。出现这个问题的原因是什么______； （3）解决问题后，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片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为______A，则电阻R的阻值为______Ω； （4）把图甲的电阻R换成小灯泡L，重复上述实验，测量小灯泡的电阻。图丙是根据两次实验数据绘制的I−U图像，其中表示小灯泡电阻的图像是______（选填“a”或“b”），判断的依据是______。 【变式1-3】在“测量小灯泡电阻”的实验中，已知小灯泡的额定电压为2. 5V，正常工作时阻值大约为8Ω。 （1）如图甲所示，小涛同学即将连好最后一根导线A，他的同桌制止了他，说小涛连接的电路有两处错误，分别是：________；________。小涛根据同桌的意见进行了改正； （2）实验过程中某一时刻，电压表指针位置如图乙所示，电压表示数为______V； （3）小涛将数据记录在下表，数据都正确，请你指出他设计的表格中的错误：_______ 。 实验次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 电阻平均值R/Ω 1 0.5 0.16 3.1 6.1 2 1.3 0.21 6.2 3 2.5 0.28 8.9 【变式1-4】小明测量某电阻R的阻值，收集实验数据绘制成如图所示的图像。 （1）分析图像信息，可得：R=______Ω。 （2）请用笔画线表示导线，在图2中完成小明的实验电路连接。（导线不得交叉）______ （3）小华也连接了图2中的实验电路。闭合开关后，发现电压表和电流表都有示数，但移动滑动变阻器的滑片时，两表的示数均保持不变，经判断是连线有误，其错误可能是 ______。（写出一种即可） （4）小华依据欧姆定律得出一个与电阻有关的推论：一段导体的电阻和这段导体两端的电压成正比，与通过它的电流成反比。请解释这一推论为什么是错误的：______。 【变式1-4】图甲是测量小灯泡在不同电压下电阻的实验电路图（小灯泡额定电压为1.5V）。 （1）小明按电路图连接实物，刚接上最后根导线，看到电流表指针立刻有偏转。若电路连线正确，造成这种异常现象的原因是___________。 （2）实验中，调节滑动变阻器，分别记录电压表和电流表的示数如下： 测量次序 1 2 3 4 5 电压U/V 1.8 1.5 1.0 ___________ 0.3 电流I/A 0.32 0.30 0.26 ___________ 0.18 ①第4次测量对应的电压表和电流表示数如图乙所示，此时小灯泡两端的电压是___________V，通过它的电流是___________A。 ②小灯泡正常发光时的电阻是___________Ω。 ③第5次测量中，小灯泡不发光。小明断定是灯丝断了。这个判断是___________（选填“正确”或“错误”）的，理由是___________。 【题型2 特殊方法测电阻】 【例2】小华同学想用“伏安法”来测量定值电阻的阻值，于是他从学校实验室借了一些器材，连接了如图1所示的电路，电源电压恒定不变。 （1）请用笔画线代替导线连接实物图（图1），要求电压表接小量程，闭合开关，向“A”端移动滑动变阻器的滑片能使电流表的示数变大；___________ （2）操作中，小华发现电流表无示数，电压表接近电源电压，电路接线完好，两个电表均无故障，则发生的故障是 ___________； （3）排除故障后闭合开关，当电压表示数为2.6V时，电流表示数如图2甲所示，则Rx的阻值为 ___________Ω； （4）按照上面的操作步骤，小华又测量了一个正常工作电压为3V的小灯泡的电阻，并绘制了其电流随电压变化的图像（即I﹣U图像），小华根据小灯泡的I﹣U图像，认为电阻的平均值就是小灯泡的电阻。老师指出他的想法是错误的，原因是 ___________； （5）小华想利用如图2丙所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。下面是他的实验过程，请你帮他完成实验（R0阻值已知）： ①闭合开关S和S1，断开S2，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：Rx=___________。 【变式2-1】如图甲是小明测量标有“2.5V”的小灯泡电阻的电路图。 （1）测小灯泡电阻的实验原理是______，连接电路的过程中开关应______，滑动变阻器的滑片应位于最______端； （2）在实验过程中，调节滑动变阻器，使电压表的示数为______V时，小灯泡正常工作，此时电流表的示数如图乙，则小灯泡此时的电阻是______Ω（结果保留一位小数）； （3）小明认为，应该多次测量不同电压下小灯泡的电阻，求出平均值才更精确，你认为他的观点是否合理______，原因是______； （4）小明又想测某未知电阻Rx的阻值，设计了如图丙所示的电路（R0为已知阻值的定值电阻），并设计了如下实验步骤，请帮他把缺少的步骤补全，并写出Rx的表达式。实验步骤如下： A．按照丙图连接电路； B．闭合S、S1，记录电流表示数为I1； C．______，记录电流表示数为I2； D．利用测得数据写出待测电阻Rx的表达式Rx＝______。  【变式2-2】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）。 【变式2-3】小华同学想探究“导体中的电流与电阻的关系”，设计了图甲所示的电路图。 　 （1）根据小明设计的甲图，请用笔画线将乙图实物图连接完整；( ) （2）小明将第一次实验得到的数据填入了下面的表格中，然后将 E、F 两点的电阻由 10Ω更换为 20Ω，之后他调节变阻器滑片向___________（填“A”或“B”）移动，直到电压表示数为__________V 为止，此时电流表示数如图丙所示，示数为___________A； 实验序号 电压/V 电阻/Ω 电流/A 1 4 10 0.4 2 20 （3）小明利用以上器材想测出一个未知电阻Rx的阻值，但是电压表已损坏，不过他经过思考，设计了利用一个已知阻值为R0的定值电阻的实验电路，如图丁所示（电源电压未知且恒定），请根据以下实验步骤完成实验： ①闭合开关 S1，断开开关 S2，记录电流表示数 I1； ②同时闭合开关 S1、S2，记录电流表示数 I2； ③则待测电阻的表达式为Rx=___________（用已知量和测量量符号表示） 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题15.3 伏安法测电阻【两大题型】 【沪科版】 【题型1 伏安法测电阻】 3 【题型2 特殊方法测电阻】 14 知识点1：伏安法测电阻 1、实验原理 使用公式：R=U/I 计算出电阻值的大小。 2、实验方法 对一个未知电阻，用电压表测出两端的电压 U，用电流表测出通过它的电流 I，应用欧姆定律变形式 R=U/I，即可以求出电阻值，这种测量电阻的方法称为伏安法。 3、实验器材 电源（学生电源、蓄电池、干电池均可），电压表，电流表，滑动变阻器，开关，待测电阻 Rx，导线等。 伏安法测电阻原理及实验步骤解析 图1：实验电路图及实物图 4、实验步骤 (1) 根据实验原理画出电路图，连好实物电路，在连接电路时（先连接串联的主电路，后连接电压表），开关要处于断开状态。 (2) 设计记录数据的表格。 实验次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 1 2 3 伏安法测电阻原理及实验步骤解析 图2：记录数据的表格 (3) 检查电路无误后，调节滑动变阻器的滑片，使它处于阻值最大处(这样闭合开关时电路中的电流最小）。 (4) 闭合开关后，用滑动变阻器调节电路中的电流，改变待测电阻两端的电压，记下三组对应的电压值与电流值，分别填入表格中。 (5) 根据记录的三组数据分别求出三个对应的电阻值，计算出平均值，可以减小实验误差。 连接电路时的注意事项： 1、连接电路时，接线要有序进行，按照电路图从电源正极出发，把干路上的各元件串联起来，然后把电压表并联在待测电阻的两端。 2、连接实物电路时，需要将开关断开。闭合开关前，将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处。 3、电流表与待测电阻串联，电压表与待测电阻并联。 4、使用试触法选择电表量程。为了减小误差，测量时电表指针的偏转在满刻度的1/3以上。 5、电表的正、负接线柱不能接反。滑动变阻器要采用“一上一下”的连接方法。 二、小灯泡与定值电阻的伏安特性 实验名称 伏安法测电阻 伏安法测定值电阻Rx的阻值 伏安法测小灯泡的电阻 原理 欧姆定律的变形式R＝U/I 电路图 实验步骤 ①根据电路图连接实物。 ②检查电路无误后，闭合开关S，三次改变滑动变阻器的阻值，分别读出电流表、电压表的示数，填入表格。 ③整理器材。 注意事项 ①连接实物时，必须注意开关应断开。 ②连接滑动变阻器时应注意“一上一下”，闭合开关前滑片应调至阻值最大处。 ③连接电压表和电流表时应注意电流要从“＋”接线柱流入，从“－”接线柱流出。 滑动变阻器的 作用 保护电路、改变被测电阻两端的电压。 数据处理 算出三次Rx的值，求出平均值。多次测量的目的是求平均值以减小误差。 在本实验中不能求平均值，多次测量的目的是使实验结论更具普遍性。 实验结论 测得Rx的阻值 小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大。 多次测量 测定值电阻的阻值时，多次测量求平均值，可以减小实验误差。 测量小灯泡在不同电压下的电阻发现，灯泡两端电压越低，通过灯泡的电流越小，灯泡亮度越暗，灯丝电阻越小。从而得出结论：灯丝电阻与温度有关，且灯丝电阻随温度升高而增大。 伏安曲线 三、常见故障分析： 序号 现象 原因 1 电流表（或电压表）的指针反偏 电表的正负接线柱接反 2 闭合开关后发现小灯泡不亮，电流表和电压表都没有示数 电路中除小灯泡外的某处接触不良 3 闭合开关，灯泡不亮，电流表示数是零，电压表示数很大 小灯泡开路 4 闭合开关，灯泡不亮，电压表示数是零，电流表示数很大 小灯泡短路 5 发现小灯泡不亮，同时电流表和电压表有示数，但非常小 电源电压太低或滑动变阻器接入电路中的阻值过大。 6 连接好实验电路后，闭合开关并移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡变亮，电流表示数变大时，电压表示数反而变小；小灯泡变暗，电流表示数变小时，电压表示数反而变大 电压表并联在滑动变阻器两端 7 将实验电路连接好后，闭合开关S，发现小灯泡特别亮，并且无论怎样移动变阻器滑片，灯泡亮度不变 滑动变阻器接入了上面两个接线柱 8 将实验电路连接好后，闭合开关S，发现小灯泡很暗，并且无论怎样移动变阻器滑片，灯泡亮度不变 滑动变阻器接入了下面两个接线柱 【题型1 伏安法测电阻】 【例1】如图甲所示，小聪同学设计了用“伏安法”测电阻的实验。 （1）同组的小丽发现他的连接中有一处错误，而且只需改动一根导线的连接，就可以顺利进行实验。请你在需要改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接线；( ) （2）电路连接正确后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该滑到最______（选填“左”或“右”）端； （3）小聪闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P时，发现两个电表只有一个有示数，初步检查确认，电路接线完好，两个电表均无故障，则发生故障的元件应是______（填字母）； A．电源    B．滑动变阻器    C．定值电阻R    D．开关 （4）排除故障后，小聪正常进行实验并将实验数据记录在下表中。若第2次测量时电流表的示数如图乙所示，为______，根据三次实验数据可得定值电阻______（结果保留一位小数）； 实验次数 电压 电流 电阻 1 1.5 0.16 9.4 2 2.0 3 2.5 0.24 10.4 （5）在物理实验中，经常要对物理量进行多次测量，下列实验与本次实验进行多次测量的目的相同的是______（填字母）。 A． 用刻度尺测量作业本的长度 B． 探究同种物质的质量与体积的关系 【答案】          右     C     0.20     9.9     A 【解析】（1）[1] 用“伏安法”测电阻时，电压表应与定值电阻并联，由图甲可知，电压表接在定值电阻与滑动变阻器两端，测定值电阻与滑动变阻器串联电压，即电源电压，电压表连接错误，电压表应并联在定值电阻两端，电路图如图所示 （2）[2]为保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调到最大值，即右端。 （3）[3]A．若电源有故障，电流表和电压表都无示数，故A不符合题意； B．若滑动变阻器有故障，两表同时有示数或无示数，故B不符合题意； C．若定值电阻R有故障，若断路，电压表有示数，电流表无示数；若短路，电压表无示数，电流表有示数，故C符合题意； D．若开关有故障，两表同时有示数或无示数，故D不符合题意。 故选C。 （4）[4]由图乙知，电流表的量程为0-0.6A，分度值为0.02A，示数为0.2A。 [5]由表中数据可计算第2次实验电阻的阻值 则定值电阻R的阻值 即三次实验数据可得定值电阻的阻值为9.9Ω。 （5）[6]本实验多次测量是为了取平均值是为了提高测量的准确度，减小误差； A．用刻度尺测量物理课本的长与宽，需要多次测量，是为了取平均值减小误差，故A符合题意； B．探究同种物质的质量与体积的关系时，也需要多次测量得到多组数据，分析数据从而得到一个普遍规律，故B不符合题意； 故选A。 如图甲所示，小聪同学设计了用“伏安法”测电阻的实验。 （1）同组的小丽发现他的连接中有一处错误，而且只需改动一根导线的连接，就可以顺利进行实验。请你在需要改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接线；( ) （2）电路连接正确后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该滑到最______（选填“左”或“右”）端； （3）小聪闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P时，发现两个电表只有一个有示数，初步检查确认，电路接线完好，两个电表均无故障，则发生故障的元件应是______（填字母）； A．电源    B．滑动变阻器    C．定值电阻R    D．开关 （4）排除故障后，小聪正常进行实验并将实验数据记录在下表中。若第2次测量时电流表的示数如图乙所示，为______，根据三次实验数据可得定值电阻______（结果保留一位小数）； 实验次数 电压 电流 电阻 1 1.5 0.16 9.4 2 2.0 3 2.5 0.24 10.4 （5）在物理实验中，经常要对物理量进行多次测量，下列实验与本次实验进行多次测量的目的相同的是______（填字母）。 A． 用刻度尺测量作业本的长度 B． 探究同种物质的质量与体积的关系 【答案】          右     C     0.20     9.9     A 【解析】（1）[1] 用“伏安法”测电阻时，电压表应与定值电阻并联，由图甲可知，电压表接在定值电阻与滑动变阻器两端，测定值电阻与滑动变阻器串联电压，即电源电压，电压表连接错误，电压表应并联在定值电阻两端，电路图如图所示 （2）[2]为保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调到最大值，即右端。 （3）[3]A．若电源有故障，电流表和电压表都无示数，故A不符合题意； B．若滑动变阻器有故障，两表同时有示数或无示数，故B不符合题意； C．若定值电阻R有故障，若断路，电压表有示数，电流表无示数；若短路，电压表无示数，电流表有示数，故C符合题意； D．若开关有故障，两表同时有示数或无示数，故D不符合题意。 故选C。 （4）[4]由图乙知，电流表的量程为0-0.6A，分度值为0.02A，示数为0.2A。 [5]由表中数据可计算第2次实验电阻的阻值 则定值电阻R的阻值 即三次实验数据可得定值电阻的阻值为9.9Ω。 （5）[6]本实验多次测量是为了取平均值是为了提高测量的准确度，减小误差； A．用刻度尺测量物理课本的长与宽，需要多次测量，是为了取平均值减小误差，故A符合题意； B．探究同种物质的质量与体积的关系时，也需要多次测量得到多组数据，分析数据从而得到一个普遍规律，故B不符合题意； 故选A。 【变式1-1】如图是“伏安法测电阻”的实验电路图。关于该实验下列说法正确的是（　　） A．实验原理是P=UI B．滑动变阻器的作用是改变电源电压 C．多次测量取平均值是为了减小误差 D．实验结束，断开开关即可离开实验室 【答案】C 【解析】 A．测电阻的实验原理是，故A错误； BC．滑动变阻器的作用是改变定值电阻的电压和通过的电流，从多次测量取平均值减小误差，故B错误，C正确； D．实验结束，断开开关，整理好实验器材后才可离开实验室，故D错误。 故选C。 【变式1-2】在“测量电阻的阻值”实验中： （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）连接完电路后，闭合开关，发现电流表、电压表有示数均很小，但无论怎样移动滑片P都不能改变两只电表的示数。出现这个问题的原因是什么______； （3）解决问题后，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片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为______A，则电阻R的阻值为______Ω； （4）把图甲的电阻R换成小灯泡L，重复上述实验，测量小灯泡的电阻。图丙是根据两次实验数据绘制的I−U图像，其中表示小灯泡电阻的图像是______（选填“a”或“b”），判断的依据是______。 【答案】          将变阻器的下面两个接线柱同时连入了电路中     0.2A     10Ω     a     小灯泡的电阻受温度的影响 【解析】（1）[1]滑动变阻器接入电路的要求是一上一下接入电路，又因为滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表示数变大，说明变阻器接入电路的阻值变小，故变阻器应选右下接线柱与右上接线柱接入电路中，并且与电阻串联，如下图所示： （2）[2]该组同学连接完电路后，闭合开关，电流表、电压表示数均很小，说明电路为通路且电阻两端的电压和通过电阻的电流很小，电路中的电阻较大，怎样移动滑片都不起作用，导致该故障的原因是：将变阻器的下面两个接线柱同时连入了电路中。 （3）[3][4]小灯两端电压为2V，电流表选用的量程为小量程，分度值0.02A，所以电流表的示数为0.2A，根据公式 可知，电阻的阻值为 （4）[5][6]小灯泡的电阻受温度的影响，随着温度的升高而增大，不是一个定值，如图丙所示，表示小灯泡的I−U图像是图像a，产生这种现象的原因是小灯泡的电阻受温度的影响。 【变式1-3】在“测量小灯泡电阻”的实验中，已知小灯泡的额定电压为2. 5V，正常工作时阻值大约为8Ω。 （1）如图甲所示，小涛同学即将连好最后一根导线A，他的同桌制止了他，说小涛连接的电路有两处错误，分别是：________；________。小涛根据同桌的意见进行了改正； （2）实验过程中某一时刻，电压表指针位置如图乙所示，电压表示数为______V； （3）小涛将数据记录在下表，数据都正确，请你指出他设计的表格中的错误：_______ 。 实验次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 电阻平均值R/Ω 1 0.5 0.16 3.1 6.1 2 1.3 0.21 6.2 3 2.5 0.28 8.9 【答案】     连接电路时开关未断开     电流表所选量程大了     1.7     求电阻的平均值了 【解析】（1）[1][2]连接电路时，为了保护电路，开关应该处于断开状态，所以小涛所连接电路的其中一处错误是连接电路时开关没有断开；已知小灯泡的额定电压为2. 5V，正常工作时阻值大约为8Ω，则灯泡正常工作时的电流大约为 所以为了读数更加精确，电流表应选择小量程，所以另一处错误是电流表所选量程大了。 （2）[3]由图甲可知，电压表选择的是小量程，分度值是0.1V，由图乙可知，此时示数为1.7V。 （3）[4]小灯泡的阻值随灯丝温度的变化而变化，实验中小灯泡两端的电压不同，灯丝的温度不同，灯泡的电阻发生变化，所以求灯泡阻值的平均值没有意义。所以他设计的表格中的错误是求灯泡电阻的平均值了。 【变式1-4】小明测量某电阻R的阻值，收集实验数据绘制成如图所示的图像。 （1）分析图像信息，可得：R=______Ω。 （2）请用笔画线表示导线，在图2中完成小明的实验电路连接。（导线不得交叉）______ （3）小华也连接了图2中的实验电路。闭合开关后，发现电压表和电流表都有示数，但移动滑动变阻器的滑片时，两表的示数均保持不变，经判断是连线有误，其错误可能是 ______。（写出一种即可） （4）小华依据欧姆定律得出一个与电阻有关的推论：一段导体的电阻和这段导体两端的电压成正比，与通过它的电流成反比。请解释这一推论为什么是错误的：______。 【答案】     10          滑动变阻器同时选用下面两个接线柱接入电路     见解析 【解析】（1）[1]由图像可知，通过R的电流与R两端的电压成正比，即R为定值电阻，由图像可知，当通过R的电流为0.5A时，R两端的电压为5V，则R的阻值为 （2）[2]根据测量电阻的原理 可知，应利用电流表测量通过R的电流，利用电压表测量R两端的电压，利用滑动变阻器改变R两端的电压和电路中的电流，进行多次测量，即将电压表与R并联，将电源、开关、电流表、定值电阻R和滑动变阻器串联，电流表选用0~0.6A的量程，电压表选用0~15V的量程，电路连接如下图所示： （3）[3]移动滑动变阻器的滑片时，发现两表均有示数且不变，根据欧姆定律可知，滑动变阻器接入电路的阻值不变，则接线错误的原因可能是滑动变阻器同时选用上面或下面两个接线柱接入电路，使得滑动变阻器相当于一根导线或一个定值电阻接入电路。 （4）[4]电阻是导体本身的一种性质，与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，与通过它的电流和它两端的电压无关，所以不能由得出这样的错误推论。 【变式1-4】图甲是测量小灯泡在不同电压下电阻的实验电路图（小灯泡额定电压为1.5V）。 （1）小明按电路图连接实物，刚接上最后根导线，看到电流表指针立刻有偏转。若电路连线正确，造成这种异常现象的原因是___________。 （2）实验中，调节滑动变阻器，分别记录电压表和电流表的示数如下： 测量次序 1 2 3 4 5 电压U/V 1.8 1.5 1.0 ___________ 0.3 电流I/A 0.32 0.30 0.26 ___________ 0.18 ①第4次测量对应的电压表和电流表示数如图乙所示，此时小灯泡两端的电压是___________V，通过它的电流是___________A。 ②小灯泡正常发光时的电阻是___________Ω。 ③第5次测量中，小灯泡不发光。小明断定是灯丝断了。这个判断是___________（选填“正确”或“错误”）的，理由是___________。 【答案】     连接电路时，开关没有断开     0.6     0.22     5     错误     见解析 【解析】（1）[1]由题意可知，刚接上最后根导线，看到电流表指针立刻有偏转，说明电路是一个通路，所以造成这种异常现象的原因是连接电路时，开关没有断开。 （2）[2]由图乙中的电压表图可知，电压表选择的量程为0~3V，根据指针所在的位置可得，该电压表的示数为0.6V。 [3]由图乙中的电流表图可知，电流表选择的量程为0~0.6A，根据指针所在的位置可得，该电流表的示数为0.22A。 [4]由题意可知，小灯泡额定电压为1.5V，再由表格可知，当小灯泡两端电压为额定电压时，通过小灯泡的电流为0.3A，根据欧姆定律可得小灯泡正常发光时的电阻是 [5][6]小灯泡不发光，小明断定是灯丝断了，这个判断是错误的，因为若是小灯泡灯丝断了，那么电压表将串联在电路之中，此时电压表的示数将接近于电源电压，电流表的示数接近于0，根据表格中的数据可知，与实际情况不符，所以不是小灯泡灯丝断了，故小明的判断是错误的。 【题型2 特殊方法测电阻】 【例2】小华同学想用“伏安法”来测量定值电阻的阻值，于是他从学校实验室借了一些器材，连接了如图1所示的电路，电源电压恒定不变。 （1）请用笔画线代替导线连接实物图（图1），要求电压表接小量程，闭合开关，向“A”端移动滑动变阻器的滑片能使电流表的示数变大；___________ （2）操作中，小华发现电流表无示数，电压表接近电源电压，电路接线完好，两个电表均无故障，则发生的故障是 ___________； （3）排除故障后闭合开关，当电压表示数为2.6V时，电流表示数如图2甲所示，则Rx的阻值为 ___________Ω； （4）按照上面的操作步骤，小华又测量了一个正常工作电压为3V的小灯泡的电阻，并绘制了其电流随电压变化的图像（即I﹣U图像），小华根据小灯泡的I﹣U图像，认为电阻的平均值就是小灯泡的电阻。老师指出他的想法是错误的，原因是 ___________； （5）小华想利用如图2丙所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。下面是他的实验过程，请你帮他完成实验（R0阻值已知）： ①闭合开关S和S1，断开S2，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：Rx=___________。  【答案】        Rx断路     10     灯泡电阻随温度变化而变化，不是定值     闭合开关S和S2，断开S1     【解析】（1）[1]滑动变阻器的滑片P向A端移动时，电流表示数变大，此时滑动变阻器接入电路的电阻变小，因此滑动变阻器的A接线柱接入电路，电压表应该与被测电路并联，电路连接如下图所示 （2）[2]电流表无示数，说明电路断路，电压表接近电源电压，说明电压表串联接入电路，则与电压表并联部分电路断路，所以电路故障是电阻Rx断路； （3）[3]电流表的量程为0﹣0.6A，分度值为0.02A，示数为0.26A，由欧姆定律，灯泡的电阻 （4）[4]由于灯泡电阻随温度变化而变化，不是定值，因此灯泡的I﹣U变化图像不是一条直线，计算灯泡电阻的平均值无意义，故这种观点不正确。 （5）[5][6]①闭合开关S和S1，断开S2，两电阻串联，电压表测电源电压，读出此时电压表示数为U1； ②闭合开关S和S2，断开S1，两电阻串联，电压表测定值电阻的电压，读出此时电压表示数为U2；串联电路总电压等于各部分电压之和，由串联电路电压的规律可得待测电阻的电压为 根据串联分压原理可得 则待测电阻的表达式 【变式2-1】如图甲是小明测量标有“2.5V”的小灯泡电阻的电路图。 （1）测小灯泡电阻的实验原理是______，连接电路的过程中开关应______，滑动变阻器的滑片应位于最______端； （2）在实验过程中，调节滑动变阻器，使电压表的示数为______V时，小灯泡正常工作，此时电流表的示数如图乙，则小灯泡此时的电阻是______Ω（结果保留一位小数）； （3）小明认为，应该多次测量不同电压下小灯泡的电阻，求出平均值才更精确，你认为他的观点是否合理______，原因是______； （4）小明又想测某未知电阻Rx的阻值，设计了如图丙所示的电路（R0为已知阻值的定值电阻），并设计了如下实验步骤，请帮他把缺少的步骤补全，并写出Rx的表达式。实验步骤如下： A．按照丙图连接电路； B．闭合S、S1，记录电流表示数为I1； C．______，记录电流表示数为I2； D．利用测得数据写出待测电阻Rx的表达式Rx＝______。  【答案】      断开     右     2.5     8.3     不合理     灯丝电阻随温度的变化而变化，取平均值没有意义     闭合S，断开S1     【解析】（1）[1]在图甲中，用电压表和电流表分别测量灯泡两端电压和通过灯泡的电流，然后利用计算电阻，故测小灯泡电阻的实验原理是。 [2][3]为保护电路，连接电路时，开关应断开，由电路图可知，滑片P应置于最右端，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大。 （2）[4]小灯泡的额定电压为2.5V，要使小灯泡正常工作，应调节滑动变阻器，使电压表的示数为2.5V。 [5]此时电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.3A，则小灯泡此时的电阻为 （3）[6][7]由于灯泡的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值，取平均值没有意义，故多次测量不同电压下灯泡的电阻求出平均值是不合理的。 （4）[8]用图丙所示的电路（R0为已知阻值的定值电阻）测某未知电阻Rx的阻值，实验步骤： A.按照丙图连接电路； B.闭合S、S1，记录电流表示数为I1； C.闭合开关S，断开S1，读出此时电流表的示数为I2；（因断开开关S整个电路处于断路状态，所以应是闭合开关S，断开S1） D.在步骤B中，电阻R0被短路，只有Rx的简单电路，电流表示数为I1，则电源电压U＝I1Rx； [9]在步骤C中，Rx与R0串联，记录电流表示数I2，则电源电压为 U＝I2（R0+Rx） 根据电源电压不变可知 I1Rx＝I2（R0+Rx） 解得 【变式2-2】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】            断开     左     待测电阻断路     2V     10Ω     【解析】（1）[1]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）[2]在测量未知电阻的阻值实验中，用电压表测未知电阻两端的电压，用电流表测通过未知电阻的电流，根据求出未知电阻的阻值，故该实验原理为。 [3][4]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）[5]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，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，即电路发生的故障可能是待测电阻断路。 （4）[6][7]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，电压表选用小量程，分度值0.1V，其示数为2V，则待测电阻的阻值为 （5）[8]闭合S1，断开S2时，定值电阻与电压表串联在电路中，电压表通过定值电阻与电源连通，电压表测电源电压为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可知，定值电阻两端的电压 由欧姆定律和串联电路各处的电流都相等有 解得 【变式2-3】小华同学想探究“导体中的电流与电阻的关系”，设计了图甲所示的电路图。 　 （1）根据小明设计的甲图，请用笔画线将乙图实物图连接完整；( ) （2）小明将第一次实验得到的数据填入了下面的表格中，然后将 E、F 两点的电阻由 10Ω更换为 20Ω，之后他调节变阻器滑片向___________（填“A”或“B”）移动，直到电压表示数为__________V 为止，此时电流表示数如图丙所示，示数为___________A； 实验序号 电压/V 电阻/Ω 电流/A 1 4 10 0.4 2 20 （3）小明利用以上器材想测出一个未知电阻Rx的阻值，但是电压表已损坏，不过他经过思考，设计了利用一个已知阻值为R0的定值电阻的实验电路，如图丁所示（电源电压未知且恒定），请根据以下实验步骤完成实验： ①闭合开关 S1，断开开关 S2，记录电流表示数 I1； ②同时闭合开关 S1、S2，记录电流表示数 I2； ③则待测电阻的表达式为Rx=___________（用已知量和测量量符号表示） 【答案】        B     4     0.2     【解析】（1）[1]变阻器按一下一上接入电路中，根据上表中数据，因电压为4V，故电压表选用大量程与电阻并联，如下所示： （2）[2][3]根据串联分压原理可知，将电阻由10Ω更换为20Ω，电阻将增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向B端移动，直到电压表示数为4V为止。 [4]此时电流表示数如图丙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.2A。 （3）③[5]在①中，电路为定值电阻的简单电路，电流表测电路的电流I1；在②中，两电阻并联，电流表测干路的电流I2；因并联电路各支路可独立工作、互不影响，根据并联电路的电流特点可得，通过待测电阻的电流 Ix=I2-I1 在①中，R0两端电压等于电源电压，由欧姆定律可知电源电压为 U=U0=I1R0 因并联电路各支路电压相等，由欧姆定律，所以待测电阻 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$