第2节 测量电阻与测量电功率 学案 2025年中考物理人教版考点探究（陕西专版）

第2节 测量电阻与测量电功率 真题精粹 —— 陕西中考10年真题精选及拓展 考向1测量定值电阻的阻值　2023.20、2023.19 1.(2023·陕西)小明同学在“测量定值电阻的阻值”实验中,电路图如图-1所示,请回答以下问题。 　 图-1 图-2 图-3　 (1)连接电路时,开关应处于　　　　　状态。闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于　　　　　(选填“A”或“B”)端。  (2)闭合开关S,电压表有示数,电流表指针向零刻度线左侧偏转,该故障的原因可能是　　　　　。  (3)排除故障后,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P,当电压表的示数为2.5 V时,电流表示数如图-2所示,则电阻R的阻值为　　　　　Ω。小明进行了多次测量,计算出R的阻值的平均值,目的是　　　　　(选填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。  (4)小明要进一步测量长度为100 cm的镍铬合金丝MN的阻值,器材如图-3所示。其中导线只有7根,且长度均为30 cm。请根据实际操作需要,用笔画线代替剩余2根导线,在图-3中将实物电路示意图补充完整(实物图中导线及电阻丝长度未按照比例绘制)。要求:导线两端只能接在各电路元件的接线柱上。 2.(2023·陕西)如图-1,这是小明测量未知电阻R1阻值的实物图。 图-1 图-2 (1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到最　　　　　(选填“左”或“右”)端。  (2)某次实验中,移动滑片使电压表示数为2.0 V,此时电流表的指针位置如图-2所示,则电流表的示数为　　　　　A,本次测得R1的阻值为　　　　　Ω。  (3)现有另一个未知电阻R2(阻值约为400 Ω),若仅将图-1中的R1替换为R2,其他器材和电路连接不变,则不能测出R2的值,其原因是实验中　　　　　表无法读数。 闭合开关,发现无论怎样移动滑片,电流表都没有示数,而电压表示数接近3 V,则故障可能是　　　　　。  在测量电阻或电功率的实验中,常考两类电路故障。一是电压表的示数接近电源电压,而电流表无示数,故障的原因一般是与电压表并联的电阻或灯泡断路;二是电流表有示数,电压表无示数,故障的原因一般是与电压表并联的电阻或小灯泡短路。 考向2测量小灯泡电功率　2017.31 3.(2017·陕西)小华观察家中的手电筒,发现里面只有一个LED灯,其额定电压为1.5 V。他想测出该LED灯的额定功率。 　　 图-1 图-2 (1)请在图-1中用笔画线代替导线完成实物电路的连接。 (2)连接电路时,开关应处于　　　　　(选填“断开”或“闭合”)状态,滑动变阻器的滑片应处于最　　　　　(选填“左”或“右”)端。  (3)连好电路后闭合开关,发现LED灯不发光,电流表示数几乎为0,电压表示数约为3 V,则该电路的故障可能是LED灯　　　　　(选填“短路”或“断路”)。  (4)排除故障后,经过多次测量得到实验数据如表: 实验序号 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 1 1.0 0.30 0.30 2 1.2 0.42 0.50 3 1.5 第3次实验时,电流表示数如图-2所示,读数为　　　　　A,则该LED灯的额定功率为　　　　　W,当灯两端的实际电压小于额定电压时,实际功率　　　　　额定功率。  (5)进一步分析发现,当LED灯两端的电压增大时,其电阻将　　　　　。  实验探究——学科核心素养提升 【围绕课标】 实验:测量电阻与测量电功率 知识线：实验导航 实验名称 测定值电阻的阻值 测小灯泡的电阻 伏安法测小灯泡的功率 实验原理 ①　　　　　 ②　　　　　 实验电路 连接电路 (1)开关:应处于断开状态。 (2)滑动变阻器:a.串联接入电路;b.接线柱的连接应“③　　　　　”,补连电路时,应注意最大阻值处的要求。  (3)电表连接:电流从正极流入,负极流出;电流表与被测元件④　　　　　联,电压表与实验对象(R或L)⑤　　　　　联  电流表量 程的选择 根据估测实验对象(R或L)在实验过程中通过的电流判断(具体选择见电流表的使用,一般情况下,初中的实验中,电流表选择的是小量程) 电压表量 程的选择 根据电源电压U判断(一般情况下不会让学生选择) 根据小灯泡的额定电压U额判断(该实验中,让学生连接电路时需要选择电压表量程的情况较多) 滑动变阻 器的作用 (1)保护电路; (2)⑥　　　　　 (1)保护电路; (2)⑦　　　　　 实验操作 闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至阻值最大处(滑片离下端接线柱越远,阻值越大) 闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片来改变待测电阻R两端的电压和通过的电流,记下相应的电流表示数和电压表示数,并需要多次测量 闭合开关后,移动滑片,分别使电压表的示数略小于、等于和略大于(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 滑动变阻器滑片P移动的方向:要使电压表示数变大,滑片P应靠近下端接线柱移动,反之,滑片P应远离下端接线柱移动。移动滑片时,眼睛应观察电压表的示数,当电压表得到想要的示数时,才停止移动滑片 多次测量 的目的 求平均值,⑧　　　　　 测量不同电压下灯丝的电阻(注意:不能求电阻的平均值) 测量小灯泡在不同电压下的实际功率 记录实验 数据的 表格 实验 次数 U/V I/A R/Ω 平均值 1 2 3 实验 次数 U/V I/A R/Ω 1 2 3 实验 次数 U/V I/A P/W 亮度 1 2 3 实验图像 实验结论 \ 小灯泡的电阻随温度的升高而⑨　　　　　 小灯泡的亮暗由实际功率决定,实际功率越大,小灯泡越⑩　　　　　 电表引起 的实验误 差分析 电压表:电压表测量值为实验对象(R或L)的值,所以电压测量值不会偏大或偏小。电流表:由于电流表测量值为干路电流(电压表与实验对象并联),所以电流表测量值与测量对象通过的电流相比,总是偏　　　　　的。这样的误差会导致电阻的测量值偏　　　　　,电功率的测量值偏　　　　　(初中阶段的实验中,测量对象的电阻均比较小,电压表分流的影响可以忽略不计)  考点线：实验母题 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。 　　 甲 乙 　　　 丙 丁 进行实验与收集证据 (1)请按图甲所示的电路图,用笔画线代替导线,将图乙中的电路连接完整。 (2)连接电路时,断开开关,并将滑动变阻器滑片置于阻值　　　　　处。  分析与论证 (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3 V,则故障可能是　　　　　(选填字母)。  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1.3 V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。  评估 (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,设计的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)  在测量小灯泡的电功率实验中,小明设计了如图甲所示的电路图,连接好如图乙所示的实物电路。已知电源电压恒为6 V,灯泡的额定电压为3.8 V,滑动变阻器标有“20 Ω　1 A”字样。 　　 甲 乙 　　 丙 丁 进行实验与收集证据 (1)小明连接好实物电路之后,闭合开关,灯泡不亮,经检查,发现有一根导线连接错误。请你在连接错误的导线上打“×”,并补画出正确的连线。 分析与论证 (2)排除故障后,小明想测量小灯泡的额定功率。他闭合开关,发现电压表的示数只有1.5 V,此时他应向　　　　　(选填“左”或“右”)移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为3.8 V;当电压表示数为3.8 V时,电流表示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为　　　　　W,此时滑动变阻器连入电路中的阻值为　　　　　Ω。  评估 (3)小明测量了小灯泡不同电压下的电功率之后　　　　　(选填“需要”或“不需要”)求电功率的平均值。他又计算了小灯泡不同电压下的电阻,发现不同电压下灯泡的阻值不同,原因是　　　　　。  (4)完成上述实验后,小明又想测量额定电压为U额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R0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(U>U额),请你完成下面的实验步骤。 　　①闭合开关S、S1,断开开关S2,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为　　　　　;  　　②闭合开关S、S2,断开开关S1,保持滑动变阻器的滑片不动,读出电压表示数为U1; 　　③小灯泡额定功率的表达式为P额=　　　　　×(用测量量和已知量的符号表示)。  【参考答案】 真题精粹 1.(1)断开　B　(2)电流表正负接线柱接反了　(3)5　减小误差 (4)如图所示 解析:(1)为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态;闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于最大值B端;(2)开关闭合后,发现电压表有示数,电流表指针在零刻度线左端,其原因是电流表正负接线柱接反了;(3)由图-2可知,电流表量程为0~0.6 A,其分度值为0.02 A,示数为0.5 A,由I=得,R的阻值R===5 Ω;此实验要多次测量电阻值,最后求电阻值的平均值,其目的是减小误差;(4)要测量长度为100 cm的镍铬合金丝MN的阻值,原理是R=,电压表应测MN的电压,则电压表应与MN并联;实验中导线只有7根,且长度均为30 cm,导线已经用去5根,剩余2根,由于导线长度不够,电压表不能直接接MN的两端,所以将电压表与滑动变阻器并联,测出滑动变阻器两端电压,再根据串联分压原理求出MN两端的电压,量程选小量程。 2.(1)右　(2)0.16　12.5　(3)电流 解析:(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大处,即最右端;(2)某次实验中,移动滑片使电压表示数为2.0 V,此时电流表的指针位置如图-2所示,电流表选用小量程,分度值为0.02 A,则电流表的示数为0.16 A,由欧姆定律知R1===12.5 Ω;(3)电源电压为3 V,现有另一个未知电阻R2(阻值约为400 Ω),由欧姆定律,电路的最大电流为I'===0.007 5 A,小于电流表分度值0.02 A,若仅将图-1中的R1替换为R2,其他器材和电路连接不变,则不能测出R2的值,其原因是实验中电流表无法读数。 补充设问　R1断路 3.(1)如图所示 (2)断开　右　(3)断路　(4)0.58　0.87　小于　(5)减小 解析:(1)测LED灯的额定功率时,滑动变阻器、电流表、LED灯应串联在电路中,变阻器“一上一下”下接入电路,LED灯额定电压为1.5 V,所以电压表应使用“0~3 V”量程,由图-2知电流表使用“0~0.6 A”量程;(2)为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态,由实物图知,滑动变阻器的滑片应处于最右端;(3)连好电路后闭合开关,发现LED灯不发光,电流表示数几乎为0,说明电路可能有断路发生,电压表示数等于电源电压3 V,说明电压表到电源间是通路,所以故障的原因可能是LED灯断路了;(4)由图-2可知,电流表量程是0~0.6 A,分度值是0.02 A,所以LED灯两端电压等于额定电压1.5 V时通过的电流为是0.58 A,所以LED灯的额定功率为P=UI=1.5 V×0.58 A=0.87 W;由表中数据知,LED灯的实际电压小于额定电压时,实际功率小于额定功率;(5)根据I=,由表中数据知不同电压下LED灯的电阻:R1==≈3.3 Ω,R2==≈2.9 Ω,R3==≈2.6 Ω,所以当LED灯两端的电压增大时,其电阻将减小。 实验探究 围绕课标 实验:测量电阻与测量电功率 ①R=　②P=UI　③一上一下　④串　⑤并　⑥改变定值电阻R两端的电压和通过R的电流　⑦改变小灯泡L两端的电压　⑧减小误差　⑨增大　⑩亮　大　小　大 母题1　(1)如图所示 (2)最大　(3)B　(4)0.26　5　(5)减小误差 拓展设问　(6)②再闭合开关S1　③ 母题2　(1)如图所示 (2)左　1.672　5　(3)不需要　灯丝电阻受温度的影响 拓展设问　(4)①U-U额　③U额 学科网（北京）股份有限公司 $$