14.4专题2 特殊方法测电阻-2024-2025学年九年级物理上册步步为赢·课课练（苏科版）

苏 科 版 物 理 九 年 级 上 册 第十四章《欧姆定律》 14.4专题2 特殊方法测电阻 夯实基础 知识点一 缺少电压表的测量方法 思路一：用电流表和已知阻值的定值电阻串联来间接测量电压 1．基本模型 将已知阻值的定值电阻R0与电流表串联起来并联到待测量电阻Rx的两端，利用U=IR0测出Rx两端的电压。 2．常见形式 （1）只有一个开关，一个电流表，一个已知阻值为的定值电阻 电路图 步骤 数据处理 1．将电流表与串联，闭合，测出通过的电流 2．将电流表与串联，闭合，测出通过的电流 （2）有两个开关，一个电流表，一个已知阻值为的定值电阻 电路图 步骤 数据处理 1．闭合，断开，电流表测出通过的电流 2．闭合，断开，电流表测出通过的电流 1．闭合，断开，电流表测出通过的电流 2．再闭合，电流表测出总电流 1．闭合，断开，电流表测出通过的电流 2．再闭合，电流表测出总电流 （3）有一个开关，两个电流表，一个已知阻值为的定值电阻 电路图 步骤 数据处理 闭合，电流表测出通过的电流，电流表测出通过的电流 闭合，电流表测出通过的电流，电流表测出总电流 闭合，电流表测出通过的电流，电流表测出总电流 （4）有一个开关，一个电流表，一个已知最大阻值为的滑动变阻器 电路图 步骤 数据处理 1．闭合，将滑片移至最右端，电流表测出通过的电流 2．将滑片移至最左端，电流表测出总电流 思路二：分别构造两个电路状态，用电流和电阻表示电源电压，列方程求解。 （1）有两个开关，一个电流表，一个已知阻值为的定值电阻 电路图 步骤 数据处理 1．闭合、，电流表的示数为 2．再断开，电流表的示数为 1．闭合、，电流表的示数为 2．再断开，电流表的示数为 （2）有三个开关，一个电流表，一个已知阻值为的定值电阻 电路图 步骤 数据处理 1．闭合、，断开，电流表的示数为 2．闭合、，断开，电流表的示数为 （3）有一个开关，一个电流表，一个已知最大阻值为的滑动变阻器 电路图 步骤 数据处理 1．闭合，将滑片移至最左端，电流表的示数为 2．闭合，将滑片移至最右端，电流表的示数为 思路三：用电阻箱等效替代被测电阻，直接读数 电路图 步骤 数据处理 1．闭合、，调节滑片P，使电流表的示数为 2．闭合、，保持滑片P位置不变，调节R0，使电流表的示数仍为 ，直接读数。 1．闭合，将接到1，调节滑片P，使电流表的示数为 2．闭合，将接到2，保持滑片P位置不变，调节R0，使电流表的示数仍为 ，直接读数。 趁热打铁： 例1．如图所示是小成测量未知电阻Rx的实验电路，电源两端电压不变，其中R0为阻值已知的定值电阻，当开关S、S1闭合，开关S2断开时，电流表示数为I1；当开关S、S2闭合，S1断开时，电流表示数为I2.则下列四个选项中，Rx的表达式正确的是（　　） A．Rx=R0 B．Rx= C．Rx= D．Rx=R0 例2．在“伏安法测电阻”的实验中，小红选用电源（电压未知且不变）、待测定值直电阻Rx（约10Ω）和符合要求的滑动变阻器（最大阻值R0已知）等器材，连接了图甲的实物电路。 （1）请用笔画线代替导线将实物电路连接完整（要求：滑片向右移时电流变小）； （2）闭合开关，移动滑片P，电流表示数有变化，电压表指针不动。为找出故障，小红断开开关，将滑片P移到最大阻值处，然后拆下电压表，分别换用电压表的不同量程在电源两端试触，电压表均无示数。此故障原因是 （选填“电流表内部短路”、“电压表内部断路”或“定值电阻断路”）； （3）小红发现，不补充器材，利用（2）中已连好的实物电路也能测出Rx阻值，并设计了对应的电路图乙，请将下列实验步骤补充完整。 ①检查电路无误后，闭合开关，不调节滑片P，记录此时电流表示数为I1； ② 记录此时电流表示数为I2； ③则Rx= （用字母I1、I2和R0表示）。 例3．用电阻箱测未知电阻Rx的阻值．电路设计举例：如图所示，闭合开关S、S1，调节滑片P，读出电流表示数为I；断开开关S1，闭合开关S2，滑片P不动，调节电阻箱，使电流表示数仍为I，读出电阻箱连入的阻值为R0，则Rx的表达式为Rx＝________． 知识点二 缺少电流表的测量方法 思路一：用电压表和已知阻值的定值电阻并联与被测量对象串联来间接测量电流 1．基本模型 将已知阻值的定值电阻R0与电压表并联起来与待测量电阻Rx串联，利用测出通过Rx的电流。 2．常见形式 （1）只有一个开关，一个电压表，一个已知阻值为的定值电阻 电路图 步骤 数据处理 1．将电压表与并联，闭合，测出两端的电压 2．将电压表与并联，闭合，测出两端的电压 （2）有两个开关，一个电压表，一个已知阻值为的定值电阻 电路图 步骤 数据处理 1．闭合，断开，电压表测出两端的电压 2．再闭合，电压表测出电源电压U 1．闭合，断开，电压表测出两端的电压 2．再闭合，电压表测出电源电压U 1．闭合，断开，电压表测出电源电压U 2．再闭合，电压表测出两端的电压 （3）有一个开关，一个电压表，一个已知最大阻值为的滑动变阻器 电路图 步骤 数据处理 1．闭合，将滑片移至最左端，电压表测出电源电压U 2．闭合，将滑片移至最右端，电压表测出两端的电压 思路二：用电阻箱等效替代被测电阻，直接读数 电路图 步骤 数据处理 1．闭合、，调节滑片P，使电压表的示数为某一定值U 2．闭合、，保持滑片P位置不变，调节R0，使电压表的示数仍为U ，直接读数。 1．闭合，将接到1，调节滑片P，使电压表的示数为U 2．闭合，将接到2，保持滑片P位置不变，调节R0，使电压表的示数仍为U ，直接读数。 敲黑板：1．下图这种测电阻的方法有问题 看似闭合S1，断开S2，电压表测量R0两端的电压，闭合S2，断开S1，电压表测量Rx两端的电压，但如果测R0两端电压时，正负接线柱接线正确，那么，测Rx两端电压时，正负接线柱会接反。 2．如遇到测小灯泡正常工作时电阻的问题，第一步必须是将小灯泡的电压或电流调节至正常工作状态，然后才能进行测电阻的步骤。 趁热打铁： 例4．某同学在没有电流表的情况下，利用电压表和已知阻值的定值电阻R0，测量未知电阻Rx的阻值，图中不能实现测量Rx阻值的电路图是（　　） A． B． C． D． 例5．在用电阻箱、电压表测定一个未知定位出用几的限值时，小明设计了如图甲所示的实验电路，其中R是电阻箱，R0是定值电阻。 图甲中，为测出Rx的阻值，闭合开关S后，小明应该先把开关S，接到触点 （选填“1”或“2”），记录电压表的示数U，然后把开关S1接到另一触点，并调节电线箱R′，直到电压表示数也为U，读出此时电阻箱RM的示数（各旋纽的位置如图乙所示），则待测电用Rx的所值为 Ω； 融会贯通 ——打基础—— 一、单选题 1．如图所示，几个同学在只有电流表或电压表时，利用一个已知阻值的电阻R设计了四个测未知电阻R的电路，其中不可行的是（　　） A． B． C． D． 2．某同学设计了以下四种电路，其中电源电压不变且未知，是已知阻值的定值电阻。在不拆改电路的情况下，能够测出未知电阻阻值的电路是（　　） A．只有① B．只有②③ C．只有①②③ D．①②③④都可以 3．如图所示是测量电阻Rx的四种方案，在四个电路中电源两端的电压均保持不变，定值电阻R0的阻值已知。在不拆改电路的前提下，不能测量出定值电阻Rx阻值的是（　　） A． B．  C．   D．   4．（多选）如图是小明设计的测量未知电阻Rx阻值的四种电路，电源电压恒定且未知，R0是已知阻值的定值电阻，在不拆改电路的情况下，能够测量出Rx阻值的电路是（　　） A． B． C． D．   5．若R0是已知阻值的定值电阻，滑动变阻器铭牌磨损，导致阻值未知，则利用下列电路图不能够准确测出未知电阻Rx阻值的是（　　） A． B． C． D． 二、实验题 6．在“探究电流与电阻关系”的实验中，依次选用阻值为、、、的定值进行实验，实验中的电源电压为3V. (1)图甲是小明实验的实物连线图，在连接电路时开关应该 ，闭合开关前将滑动变阻器的滑片P调到 端（选填“A”或“B”）； (2)实验中滑动变阻器的作用：①保护电路；② ； (3)小明连接好电路后，闭合开关，发现电流表有示数，电压表无示数，则电路发生的故障是 ；（写出一种情况即可） (4)分析图象乙可以看出：在实验过程中，小明先把的电阻接入电路，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表示数为 V，读出电流表的示数后，断开开关S，把的电阻换成的电阻继续做实验，接下来他应向 （填“A”或“B”）端移动滑动变阻器； (5)为了完成本次实验探究，滑动变阻器的最大值不得小于 ； (6)小明想利用现有的器材测电阻，但发现实验中电压表损坏，小明认为用余下的器材也能完成测量，设计电路如图丙所示，主要操作步骤如下： ①连接电路，闭合开关，电流表示数为； ②再将开关闭合，电流表示数为； ③若电阻为已知电阻，阻值为，则待测电阻 （用字母表示）。 7．如图甲是小明测量标有“2.5V”的小灯泡电阻的电路图。 （1）在连接电路的过程中开关应断开，滑动变阻器的滑片应位于最右端； （2）在实验中，调节滑动变阻器，使小灯泡正常工作，此时电流表的示数如图乙所示，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，小明的想法合理吗，请说明理由： ； （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。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= 。 8．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，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 ，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：Rx＝ （用I1、I2和R表示）。 9．小林利用“伏安法”测量未知电阻Rx的阻值，电源电压恒定，Rx的阻值约为10 Ω。 (1)请用笔画线代替导线，完成图甲实物电路的连接。要求：滑动变阻器的滑片P 向左滑动 时，电流表示数变小； (2)按要求正确连接好电路，闭合开关前，滑片P 应移至   （选填“A”或 “B”）端； (3)闭合开关，两电表均无示数，于是小林只将与电压表正接线柱连接的导线a 端先后连接在 开关的b、c接线柱上，发现接在c接线柱上时电压表有示数，接在b接线柱上时电压表无示数（各导线完好且只有一处存在故障），则可确定电路故障是 ； (4)排除故障后闭合开关，移动滑片P 至某一位置，此时电压表示数为2.7 V，电流表示数如图乙所示，为 A， 则可计算出电阻 Rx=   Ω； (5)若实验中电压表损坏，利用其他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）。 10．如图甲所示为“伏安法”测电阻的电路，实验过程中电源电压保持不变。 （1）图甲所示的实物连接成完整电路，滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表示数 ；（选填“变大”或“变小”“不变”） （2）连接电路前，开关必须断开，电路接通前，滑动变阻器的滑片应该移至图中 处（选填“A”或“B”）； （3）闭合开关后，发现电流表示数为零，但电压表有示数，查明电路中的故障只有一处，是待测电阻 （选填“短路”或“断路”）； （4）排除故障后，调节滑动变阻器连入电路中的阻值，记录每次对应的电流值和电压值，其中一次电流表和电压表的指针如图乙所示，请计算出电阻为 Ω； （5）另一小组用相同的器材连接电路并进行实验，并根据所记录的实验数据绘制了如图丙所示的图像。根据图像发现实验操作中出现的问题是电压表测量的是 （选填“待测电阻”或“滑动变阻器”）两端电压，根据该图像计算出被测电阻为 ； （6）图丁是能巧测阻值的实验电路，图中R为电阻箱。请在空白处填上适当内容： ① ，调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置，记下电流表的示数I和电阻箱R的阻值； ②将开关接a，调节 ，保持 不变，记下电流表的示数仍为I和电阻箱R的阻值； ③则 （用已知量和测量量表示）。 11．某同学采用“伏安法”测量某定值电阻Rx的阻值。 (1)实验中小明将电阻接入电路中，连接的电路如图甲所示，经检查发现有一根导线。连接错误，并用笔画线代替导线画出正确的接法。 (2)正确连接完电路后，闭合开关，移动变阻器的滑片P至某一位置，电压表的示数为2.7V，电流表示数如图乙所示，电流表示数为 A；则此次可计算出电阻Rx= Ω；继续进行多次测量，其目的是 。 (3)实验结束后小明想利用原实验器材进行其他实验，可以做的实验是 。 (4)若实验中只有一个电压表和一个已知电阻R0，该同学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= 。 12．如图所示是小红测量未知电阻阻值的实验过程。 (1)实验原理是 ；连接电路时，开关应处于 状态，图甲是她连接的电路，其中有一根导线接错了，请在这根导线止打“×”，并画上正确的连线，使滑片右移时，电流表示数变大 。 (2)正确连接后，闭合开关，移动滑片，小红发现电流表无示数，电压表示数始终接近电源电压，其故障原因可能是电阻 。 (3)排除故障后，小红移动滑片，两个电表的示数如图乙、丙所示，电压表的读数为 V，则未知电阻的测量值为 Ω，为了使测量结果更为准确，接下来她的操作方案是： 。 (4)完成测电阻实验后，电流表发生故障不能使用，同学小红设计了如图丁所示的电路也测出了电阻的阻值，请你帮助她将实验步骤补充完整。（滑动变阻器的最大阻值为） ①将滑动变阻器滑片移至A端，闭合开关，记录此时电压表的示数为U； ②将滑动变阻器滑片移至B端，记录此时电压表的示数为； ③未知电阻阻值的表达式 （用已知和测出的物理量符号表示）。 13．某探究小组要测量一个标有“2.5V”字样的小灯泡在正常发光时的电阻，连接了如图甲所示的部分电路，已知电源电压恒定，滑动变阻器规格为“50Ω 2A”。 (1)该实验的原理是 ； (2)请用笔画线代替导线，将图中的电路补充完整； (3)若连接电路后，闭合开关S，发现无论怎样调节滑动变阻器，电流表和电压表的示数都不变且较小，出现这种现象的原因是 ； (4)若将滑动变阻器的下接线柱A端接入电路，正确连接电路后，闭合开关S，滑片P向 （选填“左”或“右”）滑动时，小灯泡L变亮； (5)在移动滑片P的过程中，应该观察 表的示数，使小灯泡L正常发光； (6)当小灯泡正常发光时，电流表示数为0.25A，则小灯泡正常发光时的电阻是 Ω； (7)完成实验后，小组又设计了如图乙所示的电路图，测量该小灯泡L正常发光时的电阻，为定值电阻，为单刀双掷开关，实验步骤如下： ①闭合开关，将开关拨到触点2，移动滑片P，使电压表的示数 V； ②保持滑片P的位置不变，再将开关拨到触点1，读出电压表的示数并记为； ③该小灯泡正常发光时的电阻 （用、、表示）； 补充设问 (8)实验中发现，当电压表示数为0.9V时，小灯泡刚好微微发光，你认为此时小灯泡的电阻比它正常发光时的电阻要 （选填“大”或“小”）； (9)经过多次实验，测出并记录多组电压和电流的值，得到小灯泡的I-U图像如图丙所示，通过分析图像，发现小灯泡的电阻随电压的增大而 （选填“增大”“变小”或“不变”），小灯泡电阻发生了变化，其原因是灯丝电阻受 的影响。 14．实验小组在“测量小灯泡的电阻”实验中，实验器材：两节新干电池、额定电压为2.5V的小灯泡（正常发光时的电阻约为8Ω）、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和若干导线。 (1)连接好电路，开关闭合前，应先将滑动变阻器的滑片P移至最 （选填“左”或“右”）端。 (2)排除故障继续实验，调节滑片P使电压表示数为2.5V，此时电流表的示数如图丙所示 A，待测小灯泡正常发光时的电阻是 Ω；（结果保留一位小数） 实验次数 小灯泡两端的电压U/V 通过小灯泡的电流I/A 小灯泡的电功率P/W 小灯泡的亮度 1 2 0.26 0.52 较暗 2 2.5 正常 3 3 0.32 0.96 较亮 (3)同学们记录的实验数据如表所示，分析表格数据可知： ①小灯泡的实际功率越大，发光越 ；（选填“亮”或“暗”） ②小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而 ；（选填“增大”、“减小”或“不变”） (4)实验后，同学们在交流讨论时，利用一个阻值已知的定值电阻R代替电压表，如图丁所示，也测出了该小灯泡正常发光时的电阻（假设电源电压保持不变） ①只闭合开关S和S2，调节滑动变阻器滑片P使电流表示数为 ； ②保持滑动变阻器滑片位置不动， ，读出电流表示数为I； ③小灯泡正常发光时电阻的表达式：R额= （用U额、R0表示）。 ——提能力—— 1．小宁用如图甲所示电路测量小灯泡的电阻，已知小灯泡的额定电压为2.5V。 （1）请用笔画线代替导线，在图甲中将实物电路连接完整，要求滑动变阻器滑片向右移动，小灯泡变暗； （2）闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P使电压表示数为2.2V，记下对应电流表的示数；调节滑动变阻器滑片P，使电压表示数为2.5V，此时电流表示数如图乙所示： （3）分析表格中实验数据，得出小灯泡正常发光时的电阻为 Ω（结果保留一位小数三次计算电阻结果 （选填“能”或“不能”）求平均值； 实验次数 1 2 3 电压/V 2.2 2.5 2.8 电流/A 0.22 0.26 电阻/Ω 10.0 10.8 （4）另外一名同学在没有电流表的情况下，利用图丙所示的电路也测出了额定电压是U0的灯泡正常发光时的电阻，已知电源电压为U，定值电阻为R0，请完成以下步骤： ①按图丙所示电路图连接好电路，闭合开关S1、S2，断开开关S3，调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为 ②保持滑动变阻器滑片位置不变，闭合开关S1、S3，断开开关S2，记下此时电压表示数为U1； ③小灯泡正常发光时的电阻为R1= 。（用U、U0、U1、R0表示） 2．小亮选用三节新干电池，用如图所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电阻。 （1）用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整（要求滑动变阻器的滑片向右滑时灯变亮）； （2）测量灯泡电阻的实验原理是 ； （3）开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片移动到变阻器的 （选填“最左端”或“最右端”）；实验中滑动变阻器除了保护电路，还有 作用； （4）连接电路后，闭合开关S，发现灯泡不亮，电压表有示数且接近电源电压，电流表示数为零，产生这种现象的原因可能是： ； （5）排除故障后，移动滑动变阻器的滑片P，直到观察到电压表示数为2.5V，此时，电流表示数如图乙所示，电流表示数为 A，则灯泡L正常发光时的电阻为 Ω； （6）小亮做完实验后，发现不用电流表，再选一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器也能测出额定电压为U0的小灯泡的正常发光时的电阻，他设计的电路图如图丙所示，请完成下列步骤： ①闭合开关，先将滑动变阻器R0的滑片调到最左端，再调节另一滑动变阻器R的滑片，直到电压表示数为U0； ②保持滑动变阻器R的滑片位置不动，将滑动变阻器R0的滑片调到最右端，读出此时电压表的示数U1； ③小灯泡正常发光时的电阻表达式Rx= （用U0、U1、R0字母表示）。 3．同学们利用以下器材探究“电流与电压、电阻的关系”，学生电源（调至6V进行实验），电流表（0~0.6A）、电压表（0~3V），定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω各一个）、开关、滑动变阻器和导线若干。 （1）请根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线将图乙的实物连接成完整电路（要求连线不得交叉）； （2）开关闭合后，发现电压表无示数，电流表有示数，故障可能是 ； （3）排除故障后，闭合开关，改变滑片的位置，记录的实验数据如表格所示： 电压U/V 1.0 1.5 2.0 电流I/A 0.2 0.3 0.4 （4）之后再将另外两个定值电阻分别接入电路中，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻变化的图像。实验中若定值电阻从20Ω换成10Ω时，不进行其它操作院闭合开关，此时滑动变阻器的滑片应向 （选填“A”或“B”）移动，直到电压表的示数为 V； （5）为完成整个实验，滑动变阻器最大阻值至少为 ； （6）他将上述实验中的定值电阻换成额定电压为2.5V的小灯泡，用同样的方法测定小灯泡的电阻。当电压表的示数为0.2V时，电流表的示数为0.10A；当电压表的示数为2.4V时，电流表的示数为0.30A；则电压表的示数为2.0V时，电流表的示数可能为 （选填“0.20A”、“0.25A”、“0.28A”或“0.30A”）； （7）完成上述实验后，又找来了最大阻值未知的滑动变阻器，设计了如图所示电路，在没有电流表的情况下，来测量这个小灯泡正常发光时的电阻，已知电源电压为U，滑动变阻器的最大阻值为R，请你将操作步骤补充完整并写出小灯泡正常发光时电阻的表达式： ①只闭合S和，调节的滑片，使电压表示数为2.5V，此时小灯泡正常发光； ②只闭合S和，保持的滑片位置不动，调节的滑片，使电压表的示数与第①步时相同； ③只闭合S和，保持的滑片位置不动， ，记录电压表的示数； ④小灯泡正常发光时的电阻 （用已知和测量的物理量的符号表示）。 4．小明在“测小灯泡正常发光时的电阻”的实验中，实验室有以下器材：电源（电压恒为4.5V）、标有2.5V的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器“20Ω 1A”、开关各一个，定值电阻三个（10Ω、20Ω、30Ω）导线若干。 (1)如图甲所示是小明同学连接的电路，请你在只改变一根导线连接的情况下，使电路成为能正确完成测量任务的电路（用“×”标出改动之处，画出改接导线）； (2)电路连接好后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片进行多次实验，并将其中三次数据记录在表格中，根据数据求出小灯泡正常发光时的电阻为 Ω；（保留一位小数） 实验次序 1 2 3 电压表示数U/V 2.0 2.5 2.8 电流表示数I/A 0.20 0.24 026 (3)上述实验结束后，小明同学想进一步“探究电流与电阻的关系”，他将小灯泡取下后，按图乙电路在R的位置依次换成已有的定值电阻10Ω、20Ω、30Ω先后接入电路，为保证每次都能将接入的定值电阻两端电压调为2.5V，应在电路中再串联一个阻值范围为 Ω至 Ω的电阻R′； (4)小明同学想利用如图丙实验电路图测量Rx的阻值。图中R为电阻箱，请在以下空白处填上适当内容； ①将开关接a，调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置，记下电流表示数I和电阻箱阻值RA； ②将开关改接b， ，记下电阻箱阻值RB； ③则Rx= （要求仅利用电阻箱读数表达Rx的阻值）。 (5)为测量某小灯泡两端电压为3V时的电阻，小明又设计了图丁所示实验电路，所用电源电压恒定，R1、R2均为电阻箱（0~999.9Ω），实验步骤如下： ①仅闭合S1，R2调至9Ω时，电压表的示数为3V； ②仅闭合S2，R1、R2分别调至10Ω和5Ω时，电压表的示数为3V；则小灯泡在3V电压下发光时的电阻为_______Ω。 (6)小华思考后，设计了图戊的电路，也测量出了小灯泡两端电压为3V时的电阻，所用电源电压恒定不变（电压大小未知），已知滑动变阻器R2的最大阻值为R0，R1的最大阻值未知，实验过程中，各元件安全。 ①仅闭合开关S、S1，调节R2的滑片位置，使电压表的示数为3V； ②仅闭合开关S、S2，调节R1的滑片位置，使电压表的示数仍为3V； ③接着将R2的滑片调至最左端，记下电压表的示数为U1；再将R2的滑片调至最右端，记下电压表的示数为U2； ④小灯泡两端电压为3V时的电阻的表达式为RL= （用R0、U1、U2表示）。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！15 学科网（北京）股份有限公司 $$ 苏 科 版 物 理 九 年 级 上 册 第十四章《欧姆定律》 14.4专题2 特殊方法测电阻 夯实基础 知识点一 缺少电压表的测量方法 思路一：用电流表和已知阻值的定值电阻串联来间接测量电压 1．基本模型 将已知阻值的定值电阻R0与电流表串联起来并联到待测量电阻Rx的两端，利用U=IR0测出Rx两端的电压。 2．常见形式 （1）只有一个开关，一个电流表，一个已知阻值为的定值电阻 电路图 步骤 数据处理 1．将电流表与串联，闭合，测出通过的电流 2．将电流表与串联，闭合，测出通过的电流 （2）有两个开关，一个电流表，一个已知阻值为的定值电阻 电路图 步骤 数据处理 1．闭合，断开，电流表测出通过的电流 2．闭合，断开，电流表测出通过的电流 1．闭合，断开，电流表测出通过的电流 2．再闭合，电流表测出总电流 1．闭合，断开，电流表测出通过的电流 2．再闭合，电流表测出总电流 （3）有一个开关，两个电流表，一个已知阻值为的定值电阻 电路图 步骤 数据处理 闭合，电流表测出通过的电流，电流表测出通过的电流 闭合，电流表测出通过的电流，电流表测出总电流 闭合，电流表测出通过的电流，电流表测出总电流 （4）有一个开关，一个电流表，一个已知最大阻值为的滑动变阻器 电路图 步骤 数据处理 1．闭合，将滑片移至最右端，电流表测出通过的电流 2．将滑片移至最左端，电流表测出总电流 思路二：分别构造两个电路状态，用电流和电阻表示电源电压，列方程求解。 （1）有两个开关，一个电流表，一个已知阻值为的定值电阻 电路图 步骤 数据处理 1．闭合、，电流表的示数为 2．再断开，电流表的示数为 1．闭合、，电流表的示数为 2．再断开，电流表的示数为 （2）有三个开关，一个电流表，一个已知阻值为的定值电阻 电路图 步骤 数据处理 1．闭合、，断开，电流表的示数为 2．闭合、，断开，电流表的示数为 （3）有一个开关，一个电流表，一个已知最大阻值为的滑动变阻器 电路图 步骤 数据处理 1．闭合，将滑片移至最左端，电流表的示数为 2．闭合，将滑片移至最右端，电流表的示数为 思路三：用电阻箱等效替代被测电阻，直接读数 电路图 步骤 数据处理 1．闭合、，调节滑片P，使电流表的示数为 2．闭合、，保持滑片P位置不变，调节R0，使电流表的示数仍为 ，直接读数。 1．闭合，将接到1，调节滑片P，使电流表的示数为 2．闭合，将接到2，保持滑片P位置不变，调节R0，使电流表的示数仍为 ，直接读数。 趁热打铁： 例1．如图所示是小成测量未知电阻Rx的实验电路，电源两端电压不变，其中R0为阻值已知的定值电阻，当开关S、S1闭合，开关S2断开时，电流表示数为I1；当开关S、S2闭合，S1断开时，电流表示数为I2.则下列四个选项中，Rx的表达式正确的是（　　） A．Rx=R0 B．Rx= C．Rx= D．Rx=R0 【答案】D 【详解】由图可知，当开关S、S1闭合，开关S2断开时，R0与Rx并联，电流表测R0支路的电流，示数为I1，当开关S、S2闭合，开关S1断开时，R0与Rx并联，电流表测干路的电流，示数为I2，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过Rx的电流 Ix=I2-I1 因并联电路中各支路两端的电压相等，电源的电压 U=I1R0Rx的阻值 故选D。 例2．在“伏安法测电阻”的实验中，小红选用电源（电压未知且不变）、待测定值直电阻Rx（约10Ω）和符合要求的滑动变阻器（最大阻值R0已知）等器材，连接了图甲的实物电路。 （1）请用笔画线代替导线将实物电路连接完整（要求：滑片向右移时电流变小）； （2）闭合开关，移动滑片P，电流表示数有变化，电压表指针不动。为找出故障，小红断开开关，将滑片P移到最大阻值处，然后拆下电压表，分别换用电压表的不同量程在电源两端试触，电压表均无示数。此故障原因是 （选填“电流表内部短路”、“电压表内部断路”或“定值电阻断路”）； （3）小红发现，不补充器材，利用（2）中已连好的实物电路也能测出Rx阻值，并设计了对应的电路图乙，请将下列实验步骤补充完整。 ①检查电路无误后，闭合开关，不调节滑片P，记录此时电流表示数为I1； ② 记录此时电流表示数为I2； ③则Rx= （用字母I1、I2和R0表示）。 【答案】    电压表内部断路 调节滑片P至A处 【详解】（1）[1]滑动变阻器按一上一下的原则与Rx串联，当滑片向右移动时，电路中电流变小说明接入电路的电阻变大，应将变阻器左下接线柱接入电路，如答案所示。 （2）[2]闭合开关，移动滑片P，电流表示数有变化，说明电流表完好，电路为通路，不可能是电流表内部短路、定值电阻断路，电压表指针不动，可能是定值电阻短路或电压表断路，拆下电压表，分别换用电压表的不同量程在电源两端试触，电压表均无示数，说明电压表断路，选填电压表内部断路。 （3）②③[3][4]检查电路无误后，闭合开关，滑动变阻器和Rx串联接入电路，不调节滑片P，为保护电路，此时滑片P处于变阻器最大值B处，由欧姆定律可得：电源电压 U=I1Rx+I1R0 再调节滑片P至变阻器最小值A处，只有Rx接入电路，由欧姆定律可得Rx阻值为 解得 例3．用电阻箱测未知电阻Rx的阻值．电路设计举例：如图所示，闭合开关S、S1，调节滑片P，读出电流表示数为I；断开开关S1，闭合开关S2，滑片P不动，调节电阻箱，使电流表示数仍为I，读出电阻箱连入的阻值为R0，则Rx的表达式为Rx＝________． 【答案】R0 【详解】设电源电压为U，闭合S、S1，调节滑片P，读出A表示数I，则Rx两端的电压为IRx，滑动变阻器两端的电压为U-IRx；断开S1，闭合S2，滑片P不动，滑动变阻器接入电路的电阻不变，调节电阻箱，使A表示数仍为I，则滑动变阻器两端的电压不变，仍为U-IRx，根据串联电路的电压特点可知，变阻箱两端的电压为U-(U-IRx)=IRx，读出电阻箱连入的阻值R0，由欧姆定律可知Rx=R0． 知识点二 缺少电流表的测量方法 思路一：用电压表和已知阻值的定值电阻并联与被测量对象串联来间接测量电流 1．基本模型 将已知阻值的定值电阻R0与电压表并联起来与待测量电阻Rx串联，利用测出通过Rx的电流。 2．常见形式 （1）只有一个开关，一个电压表，一个已知阻值为的定值电阻 电路图 步骤 数据处理 1．将电压表与并联，闭合，测出两端的电压 2．将电压表与并联，闭合，测出两端的电压 （2）有两个开关，一个电压表，一个已知阻值为的定值电阻 电路图 步骤 数据处理 1．闭合，断开，电压表测出两端的电压 2．再闭合，电压表测出电源电压U 1．闭合，断开，电压表测出两端的电压 2．再闭合，电压表测出电源电压U 1．闭合，断开，电压表测出电源电压U 2．再闭合，电压表测出两端的电压 （3）有一个开关，一个电压表，一个已知最大阻值为的滑动变阻器 电路图 步骤 数据处理 1．闭合，将滑片移至最左端，电压表测出电源电压U 2．闭合，将滑片移至最右端，电压表测出两端的电压 思路二：用电阻箱等效替代被测电阻，直接读数 电路图 步骤 数据处理 1．闭合、，调节滑片P，使电压表的示数为某一定值U 2．闭合、，保持滑片P位置不变，调节R0，使电压表的示数仍为U ，直接读数。 1．闭合，将接到1，调节滑片P，使电压表的示数为U 2．闭合，将接到2，保持滑片P位置不变，调节R0，使电压表的示数仍为U ，直接读数。 敲黑板：1．下图这种测电阻的方法有问题 看似闭合S1，断开S2，电压表测量R0两端的电压，闭合S2，断开S1，电压表测量Rx两端的电压，但如果测R0两端电压时，正负接线柱接线正确，那么，测Rx两端电压时，正负接线柱会接反。 2．如遇到测小灯泡正常工作时电阻的问题，第一步必须是将小灯泡的电压或电流调节至正常工作状态，然后才能进行测电阻的步骤。 趁热打铁： 例4．某同学在没有电流表的情况下，利用电压表和已知阻值的定值电阻R0，测量未知电阻Rx的阻值，图中不能实现测量Rx阻值的电路图是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．由A图知，当开关闭合时，R0短路，电压表测电源电压，设此时示数为U1；当开关断开时，R0与Rx串联，电压表测Rx的电压，设此时示数为U2，则此时R0两端的电压为U1﹣U2；根据串联电路电流处处相等可列出等式 推导得出 所以此电路可以测出Rx的阻值,故A不符合题意； B．由B图知，当开关闭合时，Rx被短路，电压表测电源电压；当开关断开时，Rx与R0串联，电压表仍测电源电压，无法推导出通过Rx的电流，所以此电路不能测出Rx的阻值，故B符合题意； C．由C图知，当开关掷到1挡时，只有Rx接入电路，电压表测电源电压，设此时示数为U1，当开关掷到2挡时，Rx与R0串联，电压表测Rx的电压，设此时示数为U2，则此时R0两端电压为U1﹣U2；根据串联电路电流处处相等可列出等式 推导得出 所以此电路可以测出Rx的阻值，故C不符合题意； D．由D图知，当开关掷到1挡时，只有R0接入电路，电压表测电源电压，设此时示数为U1；当开关掷到2挡时，Rx与R0串联，电压表测R0的电压，设此时示数为U2，则此时Rx两端电压为U1-U2；根据串联电路电流处处相等可列出等式 推导得出 所以此电路可以测出Rx的阻值，故D不符合题意； 故选B。 例5．在用电阻箱、电压表测定一个未知定位出用几的限值时，小明设计了如图甲所示的实验电路，其中R是电阻箱，R0是定值电阻。 图甲中，为测出Rx的阻值，闭合开关S后，小明应该先把开关S，接到触点 （选填“1”或“2”），记录电压表的示数U，然后把开关S1接到另一触点，并调节电线箱R′，直到电压表示数也为U，读出此时电阻箱RM的示数（各旋纽的位置如图乙所示），则待测电用Rx的所值为 Ω； 【答案】 1 18 【详解】[1]小明应该先把开关S1接到触点1，待测电阻RX与定值电阻R0串联，电压表测量待测电阻两端RX的电压，示数为U；然后把开关S1接到另一触点，此时电阻箱R'与定值电阻R0串联，电压表测R'两端的电压，调节电阻箱R'，当电压表示数仍为U时，电阻RX与电阻R'阻值相同，这用到了等效替代法。 [2]由电阻箱图示可知，电阻为 RX=R'=0×1000Ω+0×100Ω+1×10Ω+8×1Ω=18Ω 融会贯通 ——打基础—— 一、单选题 1．如图所示，几个同学在只有电流表或电压表时，利用一个已知阻值的电阻R设计了四个测未知电阻R的电路，其中不可行的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．Rx和定值电阻串联，电压表V1测量定值电阻两端的电压，根据，求出通过定值电阻的电流；根据串联电路电流处处相等，通过Rx的电流等于通过定值电阻电流，即Ix=I0。电压表V2测量Rx两端的电压Ux，根据即求出电阻，故A不符合题意； B．Rx和定值电阻并联，电流表A1测量定值电阻的电流，根据U=IR，求出定值电阻两端的电压U0；根据并联电路各支路电压相等，Rx两端电压等于定值电阻两端的电压Ux=U0，电流表A2测量Rx的电流Ix，根据即求出电阻，故B不符合题意； C．Rx和定值电阻串联，电流表测量串联电路的电流，不能直接或间接测量Rx两端的电压，不能求出Rx电阻，故C符合题意； D．开关S和S1都闭合时，电压表测量电源电压U，开关S闭合、S1断开时，电压表直接测量Rx两端的电压，根据串联电路总电压等于各串联导体电压之和，求出定值电阻两端的电压U0，根据，求出通过定值电阻的电流I0，根据串联电路电流处处相等，通过Rx电流等于通过定值电阻电流Ix=I0，根据即求出电阻，故D不符合题意。 故选C。 2．某同学设计了以下四种电路，其中电源电压不变且未知，是已知阻值的定值电阻。在不拆改电路的情况下，能够测出未知电阻阻值的电路是（　　） A．只有① B．只有②③ C．只有①②③ D．①②③④都可以 【答案】C 【详解】由图知，①只闭合 S1时，电路是只有 R0的基本电路，电流表测量通过R0的电流I0；再闭合S2，两只电阻并联，电流表测量干路电流I，根据电源电压不变，列式 I0R0=（I−I0）Rx 可求出 Rx的阻值； ②只闭合S2时，两电阻串联，电流表测电路中电流I1；两开关都闭合时只有R0接入电路中，电流表测此时电路中电流I0，根据电源电压不变，列式 I1（R0+Rx）=I0R0 可求出Rx的阻值； ③闭合开关S、S2，两只电阻串联，电压表测量电源电压为 U；闭合S，断开S2，闭合S1，电压表测量电阻R0两端电压U0，根据电路电流相等列式 可求出Rx的阻值； ④闭合开关S1、S2，两只电阻并联，电压表测量并联电路两端电压等于电源为U；不能得到通过未知电阻Rx阻值的电流，故不能测出Rx阻值； 综上所述，够测出未知电阻Rx阻值的电路有①②③，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 3．如图所示是测量电阻Rx的四种方案，在四个电路中电源两端的电压均保持不变，定值电阻R0的阻值已知。在不拆改电路的前提下，不能测量出定值电阻Rx阻值的是（　　） A． B．  C．   D．   【答案】D 【详解】A．如图，两个电阻串联，电压表V1测量电阻R0两端电压，电压表V2测量电阻RX两端电压，根据可算出通过电路的电流，因为串联电路电流处处相等，根据可算出定值电阻Rx阻值；故A不符合题意； B．如图，开关S2断开时，两个电阻串联，电压表V测量电阻RX两端电压；当开关闭合时，电阻R0短路，电压表测电源电压。先闭合开关测出电源电压U，再断开开关测出电阻RX两端电压UX，根据串联电路电压特点，算出电阻R0两端电压为，然后算出通过电路的电流为，最后根据定值电阻Rx两端的电压和通过的电流可算出电阻值；故B不符合题意； C．如图，先同时闭合两个开关，电阻RX短路，此时可根据算出电阻R0两端电压即为电源电压；当闭合S1断开S2时，两个电阻串联，根据可算出总电阻，最后根据串联电路电压特点用总电阻减去电阻R0的阻值即可算出电阻Rx的阻值；故C不符合题意； D．如图，两个电阻并联，根据电流表示数和已知电阻R0的阻值，只能算出电阻两端的电压，不能算出电阻Rx的阻值；故D符合题意。 故选D。 4．（多选）如图是小明设计的测量未知电阻Rx阻值的四种电路，电源电压恒定且未知，R0是已知阻值的定值电阻，在不拆改电路的情况下，能够测量出Rx阻值的电路是（　　） A． B． C． D．   【答案】BC 【详解】A．闭合开关S1，S2接1，两只电阻串联，电压表测量R0两端电压为U0；S2接2，电流从电压表负接线柱流入，造成电压表指针向左偏转，不能测出Rx的电压，故不能测出Rx阻值，故A不符合题意； B．闭合开关S1，两只电阻串联，电压表测Rx电压为Ux；闭合S1、S2，电压表测量电源两端电压U，根据串联电路的电压特点知R0的电压为 U0＝U﹣Ux 根据欧姆定律，可知电路中的电流为 根据欧姆定律计算电路中的电流和Rx阻值为 故B符合题意； C．只闭合S1时，两电阻串联，电流表测电路中电流I1；两开关都闭合时，只有R0接入电路中，电流表测此时电路中电流I0，根据电源电压不变列式 I1(R0+Rx)＝I0R0 可求出Rx的阻值为 故C符合题意； D．只闭合S1时，两电阻并联，电流表测量干路的电流，两个开关都闭合，电流表被短路，不能测量电流，故D不符合题意。 故选BC。 5．若R0是已知阻值的定值电阻，滑动变阻器铭牌磨损，导致阻值未知，则利用下列电路图不能够准确测出未知电阻Rx阻值的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．电压表直接测Rx的电压，电流表直接测Rx的电流，根据可以求出Rx的电阻值，故A正确，不符合题意； B．电压表V1可以直接测量R0的电压，R0是定值电阻，根据求出电流，电压表V2可以直接测量Rx的电压，根据串联电路电流处处相等，Ix=I0，根据可以求出Rx的电阻值。故B正确，不符合题意； C．电流表只能直接测出Rx的电流，电压不能直接测量和间接测量，无法计算出电阻，故C错误，符合题意； D．电流表A1可以直接测量R0的电流，R0是定值电阻，根据U0=I0R0求出电压，电流表A2可以直接测出Rx的电流，根据并联电路各支路的电压相等得Ux=U0，根据 可以求出Rx的电阻值。故D正确，不符合题意。 故选C。 二、实验题 6．在“探究电流与电阻关系”的实验中，依次选用阻值为、、、的定值进行实验，实验中的电源电压为3V. (1)图甲是小明实验的实物连线图，在连接电路时开关应该 ，闭合开关前将滑动变阻器的滑片P调到 端（选填“A”或“B”）； (2)实验中滑动变阻器的作用：①保护电路；② ； (3)小明连接好电路后，闭合开关，发现电流表有示数，电压表无示数，则电路发生的故障是 ；（写出一种情况即可） (4)分析图象乙可以看出：在实验过程中，小明先把的电阻接入电路，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表示数为 V，读出电流表的示数后，断开开关S，把的电阻换成的电阻继续做实验，接下来他应向 （填“A”或“B”）端移动滑动变阻器； (5)为了完成本次实验探究，滑动变阻器的最大值不得小于 ； (6)小明想利用现有的器材测电阻，但发现实验中电压表损坏，小明认为用余下的器材也能完成测量，设计电路如图丙所示，主要操作步骤如下： ①连接电路，闭合开关，电流表示数为； ②再将开关闭合，电流表示数为； ③若电阻为已知电阻，阻值为，则待测电阻 （用字母表示）。 【答案】(1) 断开 (2)调节定值电阻两端的电压 (3)定值电阻短路 (4) 2.5 A (5)5 (6) 【详解】（1）[1][2]在连接电路时，为了保护电路元件，开关应该断开。闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P调到最大阻值处，即A端，这样可以使电路中的电流最小，防止电流过大损坏电路元件。 （2）实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外，还可以调节定值电阻两端的电压，使其保持不变，从而探究电流与电阻的关系。 （3）小明连接好电路后，闭合开关，发现电流表有示数，说明电路是通路，但电压表无示数，则电路发生的故障可能是定值电阻短路，或者电压表断路。 （4）[1]由图乙可知，定值电阻为5Ω时，定值电阻两端的电压为 小明先把5Ω的电阻接入电路，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表示数为2.5V。 [2]将5Ω的电阻换成10Ω，根据串联电路分压特点可知，电压表的示数会变大，要保持定值电阻两端电压不变，应增大滑动变阻器的阻值，使滑动变阻器两端电压增大，则应将滑动变阻器滑片向A端移动，同时观察电压表，使电压表示数为2.5V。 （5）为了完成本次实验探究，需要保证在更换电阻后，能够通过调节滑动变阻器使定值电阻两端的电压保持不变。当定值电阻为25Ω时，滑动变阻器的阻值需要最大。根据欧姆定律和串联电路的电压分配原则，可以计算出滑动变阻器的最大值不得小于 （6）连接电路，闭合开关S1，电流表示数为I1。此时，电路为R1的简单电路，根据欧姆定律，有 再将开关S2闭合，电流表示数为I2。此时，电路为R1和R2的并联电路，根据并联电路的电流分配原则，通过R2的电流为 若电阻R1为已知电阻，阻值为R0，则待测电阻 7．如图甲是小明测量标有“2.5V”的小灯泡电阻的电路图。 （1）在连接电路的过程中开关应断开，滑动变阻器的滑片应位于最右端； （2）在实验中，调节滑动变阻器，使小灯泡正常工作，此时电流表的示数如图乙所示，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，小明的想法合理吗，请说明理由： ； （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。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】 8.3 不合理，灯泡的电阻随温度的变化而变化 闭合S，断开S1 【详解】（2）[1]由题意知，小灯泡的额定电压为2.5V，要使小灯泡正常工作，使电压表的示数为2.5V；此时电流表的示数如图乙所示，电流表选用0~0.6A量程，分度值为0.02A，其示数为0.3A，则小灯泡此时的电阻为 （3）[2]由于灯泡的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值，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）[3][4]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：按照丙图连接电路；闭合S、S1，此时电阻R0被短路，只有Rx的简单电路，记录电流表示数为I1，则电源电压 U=I1Rx 闭合开关S，断开S1，此时Rx与R0串联，读出此时电流表的示数为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 8．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，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 ，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：Rx＝ （用I1、I2和R表示）。 【答案】(1) (2) (3)B (4)9.6 (5) 增大 温度 (6) 断开开关S，将滑片移到b端 【详解】（1）用伏安法测量小灯泡的电阻，要先测量出灯泡两端的电压和经过灯泡的电流，再根据计算得到灯泡的电阻，故原理为。 （2）电压表测量的是灯两侧的电压，所以错误导线是连接滑动变阻器和电压表的那根导线，将错误导线去除后，再用导线将电压表负接线柱与灯泡左侧接线柱相连，如答案所示。 （3）电压表的示数为2V，小于灯泡的额定电压，由串联分压的特点可知，需要减小滑动变阻器连入电路的阻值，故应将滑片向B端移动。 （4）电流表连接的是小量程，分度值为0.02A，示数为0.26A，灯泡的电阻为 （5）[1][2]由图可知，当电压为1V时，电流为0.15A，电阻为 当电压为2V时，电流为0.25A，电阻为 可知，当小灯泡的两端电压增大时，它的电阻增大，原因是灯泡灯丝的阻值随着温度的升高而增大。 （6）[1]将滑片移到a端，此时滑动变阻器连入电路的阻值为0，闭合开关S，读出电流表的示数，记为I1，则电源电压为 断开开关S，将滑片移到b端，此时滑动变阻器连入电路的阻值为其最大阻值，闭合开关S，读出电流表的示数，记为I2，则电源电压为 [2]联立两式，可得 则待测电阻的阻值为 9．小林利用“伏安法”测量未知电阻Rx的阻值，电源电压恒定，Rx的阻值约为10 Ω。 (1)请用笔画线代替导线，完成图甲实物电路的连接。要求：滑动变阻器的滑片P 向左滑动 时，电流表示数变小； (2)按要求正确连接好电路，闭合开关前，滑片P 应移至   （选填“A”或 “B”）端； (3)闭合开关，两电表均无示数，于是小林只将与电压表正接线柱连接的导线a 端先后连接在 开关的b、c接线柱上，发现接在c接线柱上时电压表有示数，接在b接线柱上时电压表无示数（各导线完好且只有一处存在故障），则可确定电路故障是 ； (4)排除故障后闭合开关，移动滑片P 至某一位置，此时电压表示数为2.7 V，电流表示数如图乙所示，为 A， 则可计算出电阻 Rx=   Ω； (5)若实验中电压表损坏，利用其他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）。 【答案】(1)(2)A (3)开关断路 (4) 0.3 9 (5) b端 【详解】（1）滑动变阻器的滑片P 向左滑动 时，电流表示数变小，则滑动变阻器右下接线柱与开关b接线柱相连，如答案所示。 （2）为保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于阻值最大值处，即A端。 （3）两表均无示数，说明出现了断路，将与电压表正接线柱连接的导线a 端接在b接线柱上时电压表无示数，说明从a经滑动变阻器到b之间无断路；将与电压表正接线柱连接的导线a 端接在c接线柱上时电压表有示数，说明a经滑动变阻器到c之间有断路；故bc间，即开关出现了断路。 （4）[1][2]闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P 移到b端时，Rx被短路，由欧姆定律知 U＝I2R0闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P 移到a 端时，Rx与R0并联，由欧姆定律知 U＝(I1－I2)Rx 由以上两式可得 10．如图甲所示为“伏安法”测电阻的电路，实验过程中电源电压保持不变。 （1）图甲所示的实物连接成完整电路，滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表示数 ；（选填“变大”或“变小”“不变”） （2）连接电路前，开关必须断开，电路接通前，滑动变阻器的滑片应该移至图中 处（选填“A”或“B”）； （3）闭合开关后，发现电流表示数为零，但电压表有示数，查明电路中的故障只有一处，是待测电阻 （选填“短路”或“断路”）； （4）排除故障后，调节滑动变阻器连入电路中的阻值，记录每次对应的电流值和电压值，其中一次电流表和电压表的指针如图乙所示，请计算出电阻为 Ω； （5）另一小组用相同的器材连接电路并进行实验，并根据所记录的实验数据绘制了如图丙所示的图像。根据图像发现实验操作中出现的问题是电压表测量的是 （选填“待测电阻”或“滑动变阻器”）两端电压，根据该图像计算出被测电阻为 ； （6）图丁是能巧测阻值的实验电路，图中R为电阻箱。请在空白处填上适当内容： ① ，调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置，记下电流表的示数I和电阻箱R的阻值； ②将开关接a，调节 ，保持 不变，记下电流表的示数仍为I和电阻箱R的阻值； ③则 （用已知量和测量量表示）。 【答案】 变小 B 断路 10 滑动变阻器 10Ω 将开关接b 电阻箱 滑动变阻器滑片P位置 【详解】（1）[1]电流表测电路的电流，滑动变阻器与电阻串联，滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，电流表示数变小。 （2）[2]为保护电路，连接电路前，开关必须断开，电路接通前，滑动变阻器的滑片应该移至阻值最大处，即图中B处。 （3）[3]闭合开关后，发现电流表示数为零，说明电路存在断路，但电压表有示数，说明电压表与电源两极相连，电压表并联电路之外电路不存在断路，则与电压表并联的电阻断路。 （4）[4]根据图甲知，电流表和电压表都接小量程，电压表和电流表的示数分别为2.6V和0.26A，因此电阻Rx的阻值为 （5）[5]通过定值电阻的电流和电压成正比，从图中可知电路中的电流越大，电压表的示数越小，据此可知电压表测量的是滑动变阻器两端电压。 [6]从图中可知，当电压表的示数为0时，电路中的电流为0.3A，根据欧姆定律可知电源电压 U=I1Rx=0.3A×Rx.......① 当电压表的示数为2V时，根据欧姆定律和串联电路的电压特点可知电源电压 U=U滑+U定=2V+0.1A×Rx.......② 联立①②得 Rx=10Ω，U=3V （6）[7]①将开关接b，调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置，记下电流表的示数I和电阻箱R的阻值R1。 [8][9]②将开关接a，调节电阻箱，保持滑动变阻器滑片P位置不变，记下电流表的示数仍为I和电阻箱R的阻值R2。 [10]③根据欧姆定律可知，电源电压一定，两次电路中的电流相等，则两次电路中的总电阻相等，则Rx的阻值的大小为 Rx=R2−R1 11．某同学采用“伏安法”测量某定值电阻Rx的阻值。 (1)实验中小明将电阻接入电路中，连接的电路如图甲所示，经检查发现有一根导线。连接错误，并用笔画线代替导线画出正确的接法。 (2)正确连接完电路后，闭合开关，移动变阻器的滑片P至某一位置，电压表的示数为2.7V，电流表示数如图乙所示，电流表示数为 A；则此次可计算出电阻Rx= Ω；继续进行多次测量，其目的是 。 (3)实验结束后小明想利用原实验器材进行其他实验，可以做的实验是 。 (4)若实验中只有一个电压表和一个已知电阻R0，该同学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= 。 【答案】(1) (2) 0.3 9 求平均值减小误差 (3)探究电流与电压的关系 (4) 闭合开关S、S1 【详解】（1）原电路图中，电流表和滑动变阻器串联后与定值电阻并联，电压表应该并联的电阻两端，滑动变阻器应与定值电阻串联，故应把定值电阻右端接线柱的导线接到电源的负极，如答案所示。 （2）[1]电流表示数如图乙所示，电流表是0﹣0.6A量程，分度值为0.02A，故示数为0.3A。 [2]此次可计算出电阻 [3]多次测量求平均值可减小测量误差。 （3）利用原实验器材进行其他实验，由于电阻不变，故可以探究电流与电压关系。 （4）[1]闭合S、S1，此时电压表测量的是电源电压U。 [2]当开关S闭合、S1断开时，R0、Rx串联，电压表测Rx两端的电压；串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R0两端的电压 串联电路中各处的电流相等，所以 得Rx的表达式为 12．如图所示是小红测量未知电阻阻值的实验过程。 (1)实验原理是 ；连接电路时，开关应处于 状态，图甲是她连接的电路，其中有一根导线接错了，请在这根导线止打“×”，并画上正确的连线，使滑片右移时，电流表示数变大 。 (2)正确连接后，闭合开关，移动滑片，小红发现电流表无示数，电压表示数始终接近电源电压，其故障原因可能是电阻 。 (3)排除故障后，小红移动滑片，两个电表的示数如图乙、丙所示，电压表的读数为 V，则未知电阻的测量值为 Ω，为了使测量结果更为准确，接下来她的操作方案是： 。 (4)完成测电阻实验后，电流表发生故障不能使用，同学小红设计了如图丁所示的电路也测出了电阻的阻值，请你帮助她将实验步骤补充完整。（滑动变阻器的最大阻值为） ①将滑动变阻器滑片移至A端，闭合开关，记录此时电压表的示数为U； ②将滑动变阻器滑片移至B端，记录此时电压表的示数为； ③未知电阻阻值的表达式 （用已知和测出的物理量符号表示）。 【答案】(1) 断开 (2)断路 (3) 2.5 6.25 见解析 (4) 【详解】（1）[1]测量未知电阻的实验中，其实验原理为。 [2]为了保护电路，在连接电路时，开关要处于断开状态。 [3]由图甲可知滑动变阻器同时接上边两端的接线柱，根据题目要求，滑片右移时，电流表示数变大，说明滑动变阻器接入电路阻值变小，故滑动变阻器应接右下的接线柱，即将滑动变阻器接右上的接线柱改接右下，如答案所示。 （2）闭合开关，电流表无示数，说明电路断路，电压表指针明显偏转且接近电源电压，说明与电压表并联部分的电路断路，即断路。 （3）[1]由图丙可知电压表接小量程，其示数为2.5V。 [2]由图乙可知电流表接小量程，其示数为0.4A，未知电阻的测量值为 [3]为了减小实验误差，使测量结果更为准确，接下来应该移动滑动变阻器的滑片，多测几组电压、电流值，分别算出电阻，最后求几个电阻值的平均值。 （4）根据题意可得未知电阻的表达式为 13．某探究小组要测量一个标有“2.5V”字样的小灯泡在正常发光时的电阻，连接了如图甲所示的部分电路，已知电源电压恒定，滑动变阻器规格为“50Ω 2A”。 (1)该实验的原理是 ； (2)请用笔画线代替导线，将图中的电路补充完整； (3)若连接电路后，闭合开关S，发现无论怎样调节滑动变阻器，电流表和电压表的示数都不变且较小，出现这种现象的原因是 ； (4)若将滑动变阻器的下接线柱A端接入电路，正确连接电路后，闭合开关S，滑片P向 （选填“左”或“右”）滑动时，小灯泡L变亮； (5)在移动滑片P的过程中，应该观察 表的示数，使小灯泡L正常发光； (6)当小灯泡正常发光时，电流表示数为0.25A，则小灯泡正常发光时的电阻是 Ω； (7)完成实验后，小组又设计了如图乙所示的电路图，测量该小灯泡L正常发光时的电阻，为定值电阻，为单刀双掷开关，实验步骤如下： ①闭合开关，将开关拨到触点2，移动滑片P，使电压表的示数 V； ②保持滑片P的位置不变，再将开关拨到触点1，读出电压表的示数并记为； ③该小灯泡正常发光时的电阻 （用、、表示）； 补充设问 (8)实验中发现，当电压表示数为0.9V时，小灯泡刚好微微发光，你认为此时小灯泡的电阻比它正常发光时的电阻要 （选填“大”或“小”）； (9)经过多次实验，测出并记录多组电压和电流的值，得到小灯泡的I-U图像如图丙所示，通过分析图像，发现小灯泡的电阻随电压的增大而 （选填“增大”“变小”或“不变”），小灯泡电阻发生了变化，其原因是灯丝电阻受 的影响。 【答案】(1) (2) (3)滑动变阻器下方两个接线柱接入了电路 (4)右 (5)电压 (6)10 (7) 2.5 (8)小 (9) 增大 温度 【详解】（1）实验中，用电压表测灯泡两端的电压，用电流表测灯泡在额定电压下的电流，根据求出灯泡的电阻，因此该实验的原理是。 （2）实验中，滑动变阻器与灯泡串联，电压表并联在灯泡两端，电源电压为2节干电池，因此电压表选择小量程；滑动变阻器按照一上一下的原则接入电路，如答案所示。 （3）连接电路后，闭合开关S，发现无论怎样调节滑动变阻器，电流表和电压表的示数都不变且较小，说明滑动变阻器的滑片没有起到调节电阻大小的作用，可能是将滑动变阻器的下方两个接线柱接入了电路，此时滑动变阻器的最大值接入电路，移动滑片，滑动变阻器阻值不变。 （4）若将滑动变阻器的下接线柱A端接入电路，要想移动滑片时小灯泡变亮，则应增大灯泡两端的电压，减小滑动变阻器两端的电压，根据串联分压原理可知，应减小滑动变阻器接入电路的电阻，因此应将滑片向右移动。 （5）在移动滑片P的过程中，应该观察电压表的示数，使电压表示数等于灯泡的额定电压，即2.5V，此时灯泡正常发光。 （6）当小灯泡正常发光时，电流表示数为0.25A，则小灯泡正常发光时的电阻是 （7）①③[1][2]闭合开关，将开关拨到触点2，此时R0、滑动变阻器和灯泡串联，电压表测灯泡电压，移动滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压2.5V，灯泡正常发光；保持滑片P的位置不变，再将开关拨到触点1，此时电压表测R0和灯泡总电压，灯泡仍正常发光，读出电压表的示数并记为；则R0两端电压为 灯泡正常发光时的电流为 该小灯泡正常发光时的电阻为 （8）当小灯泡两端的电压为0.9V时，此时实际电压小于额定电压时，小灯泡发光较暗，由于灯丝的电阻随温度的升高而增大，所以此时小灯泡的电阻比正常发光时的电阻要小。 （9）[1][2]根据小灯泡的I-U图像，随着灯泡的两端电压增大，通过灯泡电流增大，电压与电流的比值增大，灯泡电阻变大，即小灯泡的电阻随电压的增大而增大；这是由于灯泡电阻受温度影响，灯丝电阻随温度升高而增大造成的。 14．实验小组在“测量小灯泡的电阻”实验中，实验器材：两节新干电池、额定电压为2.5V的小灯泡（正常发光时的电阻约为8Ω）、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和若干导线。 (1)连接好电路，开关闭合前，应先将滑动变阻器的滑片P移至最 （选填“左”或“右”）端。 (2)排除故障继续实验，调节滑片P使电压表示数为2.5V，此时电流表的示数如图丙所示 A，待测小灯泡正常发光时的电阻是 Ω；（结果保留一位小数） 实验次数 小灯泡两端的电压U/V 通过小灯泡的电流I/A 小灯泡的电功率P/W 小灯泡的亮度 1 2 0.26 0.52 较暗 2 2.5 正常 3 3 0.32 0.96 较亮 (3)同学们记录的实验数据如表所示，分析表格数据可知： ①小灯泡的实际功率越大，发光越 ；（选填“亮”或“暗”） ②小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而 ；（选填“增大”、“减小”或“不变”） (4)实验后，同学们在交流讨论时，利用一个阻值已知的定值电阻R代替电压表，如图丁所示，也测出了该小灯泡正常发光时的电阻（假设电源电压保持不变） ①只闭合开关S和S2，调节滑动变阻器滑片P使电流表示数为 ； ②保持滑动变阻器滑片位置不动， ，读出电流表示数为I； ③小灯泡正常发光时电阻的表达式：R额= （用U额、R0表示）。 【答案】(1)右 (2) 0.3 8.3 (3) 亮 增大 (4) 闭合开关S、S1，断开开关S2 【详解】（1）连接好电路，闭合开关前，应先将滑动变阻器调到阻值最大，如图所示，应将滑片P移至最右端。 （2）[1][2]如图所示，电流表接0~0.6A的量程，电流表示数为0.3A，电压表示数为2.5V，所以可知小灯泡电阻为 （3）[1]分析表格数据可知：小灯泡的实际功率越大，小灯泡的亮度越亮； [2]根据表格中数据可求得第一次实验小灯泡的电阻为 第三次实验小灯泡的电阻为 由此发现小灯泡灯丝亮度越亮，温度越高，电阻越大。 （4）[1][2][3]利用一个阻值已知的定值电阻R代替电压表，设计如图电路。 ①只闭合开关S和S2，定值电阻R与小灯泡并联，所以它们的电压相等，调节滑动变阻器滑片P使小灯泡正常发光，所以小灯泡两端电压为U额，电流表示数为； ②保持滑动变阻器滑片位置不动，闭合开关S和S1，断开开关S2，读出电流表示数为I；此时电流表测量的是干路中的电流，小灯泡仍然正常发光，所以小灯泡的电流为 ③根据，可得小灯泡正常发光时的电阻表达式为 ——提能力—— 1．小宁用如图甲所示电路测量小灯泡的电阻，已知小灯泡的额定电压为2.5V。 （1）请用笔画线代替导线，在图甲中将实物电路连接完整，要求滑动变阻器滑片向右移动，小灯泡变暗； （2）闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P使电压表示数为2.2V，记下对应电流表的示数；调节滑动变阻器滑片P，使电压表示数为2.5V，此时电流表示数如图乙所示： （3）分析表格中实验数据，得出小灯泡正常发光时的电阻为 Ω（结果保留一位小数三次计算电阻结果 （选填“能”或“不能”）求平均值； 实验次数 1 2 3 电压/V 2.2 2.5 2.8 电流/A 0.22 0.26 电阻/Ω 10.0 10.8 （4）另外一名同学在没有电流表的情况下，利用图丙所示的电路也测出了额定电压是U0的灯泡正常发光时的电阻，已知电源电压为U，定值电阻为R0，请完成以下步骤： ①按图丙所示电路图连接好电路，闭合开关S1、S2，断开开关S3，调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为 ②保持滑动变阻器滑片位置不变，闭合开关S1、S3，断开开关S2，记下此时电压表示数为U1； ③小灯泡正常发光时的电阻为R1= 。（用U、U0、U1、R0表示） 【答案】 10.4 不能 U-U0 【详解】（1）[1]由于小灯泡的额定电压为2.5V，且电源为两节干电池，所以电压表选择小量程并联在小灯泡两端；滑动变阻器滑片向右移动，小灯泡变暗，电路中的电流变小，根据欧姆定律可知，电路的总电阻变大，因此变阻器的A接线柱连入电路中，如答案所示。 （3）[2]如图所示，电流表接入量程为0~0.6A，分度值为0.02A，读数为0.24A，故灯泡在正常发光的电阻为 [3]根据表格中数据可知，灯泡实际功率越大，亮度越大，温度越高，电阻也随之变大，即在不同情况下电阻大小不同，故不能求平均值。 （4）[4]①按图丙所示，闭合开关S1、S2，断开开关S3，灯泡、滑动变阻器、定值电阻串联，电压表测定值电阻及滑动变阻器的总电压，如果灯泡正常发光，根据串联电路电压的规律，调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为U-U0。 ②保持滑动变阻器滑片位置不变，闭合开关S1、S3，断开开关S2，此时电压表测滑动变阻器两端电压，记下此时电压表示数为U1；则定值电阻两端电压为U-U0-U1。此时电路中电流为 ③小灯泡正常发光时的电阻为 2．小亮选用三节新干电池，用如图所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电阻。 （1）用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整（要求滑动变阻器的滑片向右滑时灯变亮）； （2）测量灯泡电阻的实验原理是 ； （3）开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片移动到变阻器的 （选填“最左端”或“最右端”）；实验中滑动变阻器除了保护电路，还有 作用； （4）连接电路后，闭合开关S，发现灯泡不亮，电压表有示数且接近电源电压，电流表示数为零，产生这种现象的原因可能是： ； （5）排除故障后，移动滑动变阻器的滑片P，直到观察到电压表示数为2.5V，此时，电流表示数如图乙所示，电流表示数为 A，则灯泡L正常发光时的电阻为 Ω； （6）小亮做完实验后，发现不用电流表，再选一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器也能测出额定电压为U0的小灯泡的正常发光时的电阻，他设计的电路图如图丙所示，请完成下列步骤： ①闭合开关，先将滑动变阻器R0的滑片调到最左端，再调节另一滑动变阻器R的滑片，直到电压表示数为U0； ②保持滑动变阻器R的滑片位置不动，将滑动变阻器R0的滑片调到最右端，读出此时电压表的示数U1； ③小灯泡正常发光时的电阻表达式Rx= （用U0、U1、R0字母表示）。 【答案】 最左端 调节灯泡两端电压 灯泡断路 0.2 12.5 【详解】（1）[1]实验中，滑动变阻器应按照“一上一下”的原则与灯泡串联，滑动变阻器滑片向右移动时，灯泡变亮，说明滑动变阻器向右移动阻值变小，所以应该连B接线柱，如答案所示。 （2）[2]实验中，用电压表测灯泡的额定电压，用电流测测出灯泡在额定电压下的额定电流，由得到小灯泡正常发光时的电阻。 （3）[3]为保护电路，开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片移动到变阻器的最大阻值处，即最左端。 [4]实验中要测量小灯泡在正常发光时的电阻，可以通过改变接入电路部分的电阻来改变电路中的电流，从而改变与之串联的小灯泡两端的电压，因此实验中滑动变阻器除了保护电路，还有改变灯泡两端电压的作用。 （4）[5]连接电路后，闭合开关S，发现灯泡不亮，电流表示数为零，则电路中存在断路，电压表有示数且接近电源电压，说明电压表、电流表、滑动变阻器、开关与电源是通路，故电路故障可能是灯泡断路。 （5）[6][7]由图乙可知，电流表使用的小量程，分度值为0.02A，示数为0.2A。，则灯泡L正常发光时的电阻为 （6）③[8]闭合开关S，先调节滑动变阻器的滑片到最左端，此时灯泡、滑动变阻器R0、滑动变阻器R串联，电压表测灯泡两端的电压，再调节滑动变阻器R，直到电压表的示数为U0，则灯泡正常发光；接着调节滑动变阻器R0的滑片到最右端，此时连接方式不变，电压表测灯泡、滑动变阻器R0的总电压，读出此时电压表的示数为U1，则滑动变阻器R0两端的电压为 通过R0的电流为 ③串联电流相等，小灯泡正常发光时电流为 所以小灯泡正常发光时电阻为 3．同学们利用以下器材探究“电流与电压、电阻的关系”，学生电源（调至6V进行实验），电流表（0~0.6A）、电压表（0~3V），定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω各一个）、开关、滑动变阻器和导线若干。 （1）请根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线将图乙的实物连接成完整电路（要求连线不得交叉）； （2）开关闭合后，发现电压表无示数，电流表有示数，故障可能是 ； （3）排除故障后，闭合开关，改变滑片的位置，记录的实验数据如表格所示： 电压U/V 1.0 1.5 2.0 电流I/A 0.2 0.3 0.4 （4）之后再将另外两个定值电阻分别接入电路中，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻变化的图像。实验中若定值电阻从20Ω换成10Ω时，不进行其它操作院闭合开关，此时滑动变阻器的滑片应向 （选填“A”或“B”）移动，直到电压表的示数为 V； （5）为完成整个实验，滑动变阻器最大阻值至少为 ； （6）他将上述实验中的定值电阻换成额定电压为2.5V的小灯泡，用同样的方法测定小灯泡的电阻。当电压表的示数为0.2V时，电流表的示数为0.10A；当电压表的示数为2.4V时，电流表的示数为0.30A；则电压表的示数为2.0V时，电流表的示数可能为 （选填“0.20A”、“0.25A”、“0.28A”或“0.30A”）； （7）完成上述实验后，又找来了最大阻值未知的滑动变阻器，设计了如图所示电路，在没有电流表的情况下，来测量这个小灯泡正常发光时的电阻，已知电源电压为U，滑动变阻器的最大阻值为R，请你将操作步骤补充完整并写出小灯泡正常发光时电阻的表达式： ①只闭合S和，调节的滑片，使电压表示数为2.5V，此时小灯泡正常发光； ②只闭合S和，保持的滑片位置不动，调节的滑片，使电压表的示数与第①步时相同； ③只闭合S和，保持的滑片位置不动， ，记录电压表的示数； ④小灯泡正常发光时的电阻 （用已知和测量的物理量的符号表示）。 【答案】 定值电阻R短路 A 2 40 0.28A 将R1的滑片移到最右端 【详解】（1）[1] 由图甲可知，滑动变阻器和定值电阻串联，电压表并联在定值电阻两端，则连接的实物图如答案所示。 （2）[2] 开关闭合后，电流表有示数，则说明为通路，发现电压表无示数，则故障可能是定值电阻R短路。 （4）[3][4] 由图丙可知，定值电阻两端的电压即电压表的电压为 实验中把20Ω换成10Ω时，根据分压原理，电阻两端的电压变小，而本实验中需要控制电压不变，根据串联电路电压的规律，要减小滑动变阻器两端的电压，由分压原理，要减小滑动变阻器的阻值，故应把滑动变阻器的滑片应向A移动，直到电压表示数为2V。 （5）[5] 实验中最大阻值是20Ω，将20Ω电阻接入电路后根据串联分压原理可得 解得，所以为完成整个实验，滑动变阻器最大阻值至少为40Ω。 （6）[6] 由于灯的亮度随灯两端电压的增大而增大，灯丝的温度不断升高，灯丝的电阻随温度的升高而增大，所以当灯两端电压为2.0V，其电阻应小于2.4V时灯丝的电阻值；当电压表的示数为2.4V，电流表的示数为0.30A时，灯丝的电阻值为 当电压表的示数为2.0V时，若电流表的示数为0.25A，灯泡的电阻为 故当灯两端电压为2.0V时，通过它的电流可能为0.28A。 （7）[7][8] ①只闭合S和S1，灯泡和R1串联，电压表测灯泡电压，调节R1的滑片，使电压表示数为2.5V，此时小灯泡正常发光； ②只闭合S和S2，R0和R1串联，电压表测R0电压，保持R1的滑片位置不动，调节R0的滑片，使电压表的示数与第①步时相同，根据等效替代法，则R0此时的阻值等于灯泡正常发光时的电阻； ③只闭合S和S2，保持R0的滑片位置不动，将R1的滑片移到最右端，则，记录电压表的示数，则此时R1的电压为，根据串联分压原理则有 解得； ④根据等效替代法，小灯泡正常发光时的电阻为 4．小明在“测小灯泡正常发光时的电阻”的实验中，实验室有以下器材：电源（电压恒为4.5V）、标有2.5V的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器“20Ω 1A”、开关各一个，定值电阻三个（10Ω、20Ω、30Ω）导线若干。 (1)如图甲所示是小明同学连接的电路，请你在只改变一根导线连接的情况下，使电路成为能正确完成测量任务的电路（用“×”标出改动之处，画出改接导线）； (2)电路连接好后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片进行多次实验，并将其中三次数据记录在表格中，根据数据求出小灯泡正常发光时的电阻为 Ω；（保留一位小数） 实验次序 1 2 3 电压表示数U/V 2.0 2.5 2.8 电流表示数I/A 0.20 0.24 026 (3)上述实验结束后，小明同学想进一步“探究电流与电阻的关系”，他将小灯泡取下后，按图乙电路在R的位置依次换成已有的定值电阻10Ω、20Ω、30Ω先后接入电路，为保证每次都能将接入的定值电阻两端电压调为2.5V，应在电路中再串联一个阻值范围为 Ω至 Ω的电阻R′； (4)小明同学想利用如图丙实验电路图测量Rx的阻值。图中R为电阻箱，请在以下空白处填上适当内容； ①将开关接a，调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置，记下电流表示数I和电阻箱阻值RA； ②将开关改接b， ，记下电阻箱阻值RB； ③则Rx= （要求仅利用电阻箱读数表达Rx的阻值）。 (5)为测量某小灯泡两端电压为3V时的电阻，小明又设计了图丁所示实验电路，所用电源电压恒定，R1、R2均为电阻箱（0~999.9Ω），实验步骤如下： ①仅闭合S1，R2调至9Ω时，电压表的示数为3V； ②仅闭合S2，R1、R2分别调至10Ω和5Ω时，电压表的示数为3V；则小灯泡在3V电压下发光时的电阻为_______Ω。 (6)小华思考后，设计了图戊的电路，也测量出了小灯泡两端电压为3V时的电阻，所用电源电压恒定不变（电压大小未知），已知滑动变阻器R2的最大阻值为R0，R1的最大阻值未知，实验过程中，各元件安全。 ①仅闭合开关S、S1，调节R2的滑片位置，使电压表的示数为3V； ②仅闭合开关S、S2，调节R1的滑片位置，使电压表的示数仍为3V； ③接着将R2的滑片调至最左端，记下电压表的示数为U1；再将R2的滑片调至最右端，记下电压表的示数为U2； ④小灯泡两端电压为3V时的电阻的表达式为RL= （用R0、U1、U2表示）。 【答案】(1) (2)10.4 (3) 4 8 (4) 调节电阻箱，使电流表示数不变 RB-RA (5)18 (6) 【详解】（1）原电路图中，电流表和滑动变阻器串联后与灯泡并联，电压表串联在电路中是错误的；在“测小灯泡正常发光时的电阻”的实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在灯泡两端，如答案所示。 （2）由表中数据可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的额定电流为0.24A，则小灯泡正常发光时的电阻为 （3）[1][2]图乙实验电路中，定值电阻R、滑动变阻器、需接入定值电阻R′三者串联，根据题意，定值电阻R两端电压 UR=2.5V 则滑动变阻器与需接入定值电阻R'共同分得的电压为 当接入电阻为R1=10Ω时，根据串联电路分压原理可得 即 解得 即当滑动变阻器接入阻值为0时，R'的阻值为8Ω即可； 同理，当接入电阻为R3=30Ω时，根据串联电路分压原理可得 即 解得 滑动变阻器最大阻值为20Ω，根据串联电路电阻规律，故 R'= 24Ω-20Ω=4Ω 所以为了保证定值电阻两端电压为2.5V，应在电路中再串联一个阻值范围为4Ω至8Ω的电阻。 （4）[1][2]②电源电压不变，为保证两次电路中总电阻相同，故应调节电阻箱，使电流表示数不变；③根据欧姆定律，两次的电压与电流不变，所以总电阻也不变，即 RA+Rx+R滑=RB+R滑 所以 Rx=RB-RA （5）该方案是利用等效法求得小灯泡正常发光的电阻； 在步骤①中，仅闭合S1，R2调至9Ω时，R2与L串联，电压表示数为3V，即小灯泡两端的电压3V，小灯泡正常发光，根据串联电路电压规律和分压原理有 即 ……① 在步骤②中，仅闭合S2，R1、R2分别调至10Ω和5Ω时，R1与R2串联，当电路中电压表仍为3V时，即R1两端的电压3V，根据串联电路电压规律和分压原理有 即 ……② 联立①②可得 （6）①只闭合小灯泡所在支路，即闭合S、S1，通过调节滑动变阻器R2使灯泡两端电压为3V；②利用等效替代的方法，只闭合R 所在支路，即闭合S、S2，通过调节滑动变阻器R 使其 两端电压为3V，此时R =RL； ③将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U1；再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2，在③中，将R2的滑片P调至最左端，R2连入电路中的电阻为0，电压表的示数为U1即为电源电压；再将R2的滑片P调至最右端，此时两滑动变阻器串联，电压表的示数为U2，即为R1两端的电压，根据串联电路电压的规律和分压原理有 解得 故 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！15 学科网（北京）股份有限公司 $$