专题06 (一模)用电流表、电压表测电阻【考题猜想】(26题七大题型)-2024-2025学年九年级物理上学期期末考点大串讲(沪教版(上海))
2024-11-29
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内容正文:
专题06 (一模)用电流表、电压表测电阻
【题型1 电压表在Rx两端、直接分析】 1
【题型2 根据R滑情况、电表示数综合分析】 2
【题型3 电压表在R滑两端、综合分析】 8
【题型4 综合分析电源电压】 10
【题型5 选R滑规格;综合分析操作不规范问题】 18
【题型6 难点分析】 20
【题型7 其他问题】 29
【题型1 电压表在Rx两端、直接分析】
1.(2023·上海长宁·一模)小明同学做“用电流表、电压表测电阻”的实验,他将电源(电源电压不变)、待测电阻Rx、标有“20Ω 2A”字样的滑动变阻器、电流表和开关用导线串联,再将电压表并联接入电路。实验时,他将滑片分别置于滑动变阻器的两端及中间某一位置,并将每一次的电压表示数UV、电流表示数IA记录在表格中,表格中为部分数据。
序号
UV(V)
IA(A)
1
2
0.2
2
4
0.4
3
0.58
(1)根据表中的实验数据可知:电压表并联在 两端(选填“待测电阻”或“滑动变阻器”);
(2)根据实验序号2中的数据可知:待测电阻的阻值Rx2为 Ω;
(3)求电源电压U。 (需写出主要计算过程)
【答案】 待测电阻 10 见解析
【详解】(1)[1]由表格中数据可知,电压表示数随着电流的增大而增大,所以电压表并联在待测电阻两端,否则电压表示数随着电流的增大而减小。
(2)[2]由第2组数据可知,待测电阻两端的电压为4V,通过的电流为0.4A,所以待测电阻为
(3)[3]有题意可知,实验序号1中对应滑动变阻器阻值最大为20Ω,所以滑动变阻器两端的电压为
Up=IRp=0.2A×20Ω=4V
所以电源电压为
U=Ux+Up=2V+4V=6V
【题型2 根据R滑情况、电表示数综合分析】
2.(2023·上海崇明·一模)某同学利用如图所示的电路测定值电阻Rx的阻值,他所选用的电源电压是6伏。该同学电路连接正确,闭合电键后,移动滑动变阻器的滑片P到A点时,电压表、电流表的示数分别是3.8伏、0.26安。接着他移动滑片使电路中电流达到最大,电流表的示数为0.40安。他再次移动滑片到B点,电流表和电压表的示数如图所示。
(1)这种方法叫做 测电阻。通过分析可知,B点在A点的 (选填“左”或“右”)侧;
(2)请在下列表格中填入各对应的数据,并计算出电阻值。(计算电阻时,精确到0.1欧)( )
物理量
实验次数
电压(伏)
电流(安)
电阻(欧)
电阻平均值(欧)
1
2
3
【答案】 伏安法 右侧 见解析
【详解】(1)[1]实验中用电压表测量定值电阻两端的电压,用电流表测量定值电阻的电流,由得到定值电阻的阻值,用到伏安法测量电阻。
[2]滑动变阻器的滑片P到A点时,电压表的示数是3.8V,电流表的示数是0.26A,电源的电压为6V,由图可知,如果电压表的量程为0~15V,分度值是0.5A,电压表的示数是11.5V,超过电源电压,不符合题意,所以电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,电压表的示数是2.3V,电路中的最大电流为0.4A,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,电流表的示数是0.16A,此时电流小于滑片P在A点时的电流,根据欧姆定律可得,滑片位于A点时接入电路中的电阻小于滑片位于B点时接入电路中的电阻,B点在A点的右侧。
(2)[3]电压表的示数是3.8V,电流表的示数是0.26A,电阻Rx的阻值
当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,即电压表的示数U=6V时,电路中的电流I=0.4A最大,电阻Rx的阻值
电压表的示数是2.3V,电流表的示数是0.16A,电阻Rx的阻值
电阻的平均值
如下表所示
物理量
实验次数
电压(伏)
电流(安)
电阻(欧)
电阻平均值(欧)
1
3.8
0.26
14.6
14.7
2
6.0
0.40
15.0
3
2.3
0.16
14.4
3.(22-23九年级上·上海·期末)甲、乙两位同学做“用电流表、电压表测电阻”实验。两位同学所用器材完全相同,电源电压为6伏,待测电阻的阻值约为10欧,滑动变阻器标有“20Ω 1.5A”。
(1)甲同学按照图(a)所示电路图正确连接电路,在闭合开关前,他应将滑动变阻器的滑片P移到 (选填“A”或“B”)端;
(2)甲同学闭合开关,将滑动变阻器的滑片P移到某一位置时,两电表示数如图(b)所示,由此可知:电压表示数为 伏,电流表示数为 安;
(3)甲同学继续移动滑片获取多组数据,其目的是 ;
(4)乙同学将测得的三组数据记录在表中,甲同学发现乙同学的实验数据存在问题,请你判断甲同学说的是否正确: (选填“是”或“否”),并简述你的理由: 。
实验序号
电压(伏)
电流(安)
电阻(欧)
电阻平均值(欧)
1
1.5
0.15
/
2
3.5
0.34
/
3
4.0
0.42
/
【答案】 B 2.2 0.24 求平均值,减小误差 是 待测电阻两端的电压最小为2V,所以第一组数据错误
【详解】(1)[1]为了电路安全,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到最大阻值处,故将滑动变阻器的滑片P移到B端。
(2)[2]由图(b)可知,由于电源电压为6伏,若电压表选择0~15V量程,分度值为0.5V,电压表示数为11V舍去,所以电压表选择0~3V量程,分度值为0.1V,电压表示数为2.2V。
[3]待测电阻的阻值约为10欧,电压表示数为2.2V,所以定值电阻的电流约
所以电流表的量程选择0~0.6A,分度值为0.02A,故电流表示数为0.24A。
(3)[4]为了减小测量电阻的误差,所以移动滑片获取多组数据,为了求平均值,减小误差。
(4)[5]电源电压为6V,待测电阻的阻值约为10Ω,滑动变阻器的最大阻值为20Ω,由串联分压可得
解得待测电阻两端的电压最小为2V,所以第一组数据错误,甲同学说的是正确的。
4.(2022·上海松江·一模)小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压保持不变)、待测电阻Rx、电流表、电压表(只有0~3V完好)、滑动变阻器A标有“10欧 2安”字样、滑动变阻器B标有“20欧 2安”字样、开关以及导线若干。他选择一个滑动变阻器正确连接电路,实验步骤正确,刚闭合开关时,电流表示数为0.44安,电压表示数如图(a)所示。于是他经过思考后换用另一个滑动变阻器,重新正确连接电路,实验步骤正确,闭合开关,发现两电表示数如图(b)(c)所示。
①第一次实验小华同学选用的滑动变阻器为 (选填“A”或“B”);根据第二次实验数据,计算待测电阻阻值为 欧(计算电阻时,精确到0.1欧);
②实验中电源电压为 伏;
③计算第一次实验待测电阻的阻值 (本小题需写出计算过程,计算电阻时,精确到0.1欧)。
【答案】 A 6.8 7.5 7.0
【详解】①[1]他选择一个滑动变阻器正确连接电路,实验步骤正确,刚闭合开关时,滑动变阻器处于最大阻值处,电压表仍超过量程,表明滑动变阻器最大阻值过小,未起到保护作用,故选择滑动变阻器是A。
[2]根据题意,第二次实验中,电压表和电流表测定值电阻两端电压和电流,电压表只有0~3V完好,分度值是0.1V,故读数为1.9V,电流表选择0~0.6A,分度值为0.02A,读数为0.28A,由欧姆定律可得定值电阻的阻值为
②[3]根据题意,第二次实验中,滑动变阻器选择了B,闭合开关时处于最大阻值处,为,其两电压为
由串联电路电压的规律可得电源总电压为
③[4]第一次实验中选择滑动变阻器A,闭合开关时,处于最大阻值处,为,电流表示数为0.44安,则滑动变阻器A两端电压为
由串联电路电压的规律可得第一次实验定值电阻两端电压为
由欧姆定律可得此次实验中定值电阻的阻值为
5.(23-24九年级上·上海嘉定·期末)小嘉做“用电流表、电压表测电阻”实验。现有电源、待测电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干,所有元件均完好。他正确连接电路,并将滑动变阻器滑片置于一端。刚闭合开关时,观察到电流表示数为0.58安、电压表示数如图(a)所示;接着他移动滑片至某位置,发现电流表示数为0.28安,电压表示数为2.8伏;他继续移动滑片至另一端,发现电压表、电流表示数分别如图(b)、(c)所示。
(1)该实验原理是 ;
(2)请通过计算说明滑动变阻器的最大阻值 ;
(3)根据题目中给出的三组数据,可以得出待测电阻的阻值为 欧(结果精确到小数点后一位);
(4)你认为小嘉的实验步骤中存在问题吗?如果有,这个问题是 。
【答案】 20Ω 10.1 闭合开关前,没有将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处
【详解】(1)[1]实验中用电流表测量通过待测电阻的电流,用电压表测量待测电阻两端的电压,用待测电阻两端的电压与通过待测电阻的电流的比值测电阻,所以该实验原理是。
(2)[2]刚闭合开关时,观察到电流表示数为0.58安,移动滑片至某位置,发现电流表示数为0.28安,电路中电流变小,说明电路中阻值增大,则滑动变阻器阻值增大,所以闭合开关前,滑动变阻器滑片在阻值最小处;移动滑片至某位置,电压表示数为2.8伏,则闭合开关前电压表示数大于2.8伏,所以图(a)选择0~15V量程,分度值为0.5V,示数为6V,由于滑动变阻器滑片在阻值最小处,所以电源电压为6V;移动滑片至另一端,则滑动变阻器滑片在阻值最大处,电路中电流小于0.28安,电压表示数小于2.8伏,所以图(b)选择0~3V量程,分度值为0.1V,示数为2V,图(c)选择0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.2A,则滑动变阻器滑片在阻值最大处时,电路中电流为0.2A,滑动变阻器两端电压
U滑=U电源-UR=6V-2V=4V
滑动变阻器最大阻值
(3)[3]由(2)可知,滑动变阻器滑片在阻值最小处时,电压表示数为6V,电流表示数为0.58安,则待测电阻阻值
移动滑动变阻器滑片至某位置,电压表示数为2.8伏,电流表示数为0.28安,则待测电阻阻值
滑动变阻器滑片在阻值最大处时,电压表示数示数为2V,电路中电流为0.2A,则待测电阻阻值
则待测电阻平均阻值
(4)[4]实验中,闭合开关前,滑动变阻器滑片在阻值最小处,可能会使电路元件烧毁,所以实验中存在问题是闭合开关前,没有将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,保护电路安全。
6.(2023·上海普陀·一模)小明做“用电流表、电压表测电阻”实验,可选用的器材有:电源(有两种规格,6伏和4.5伏)、待测电阻Rx、电流表、电压表(只有 0~3伏档完好)、滑动变阻器(有两种规格,分别标有“5欧 2安”和“50欧 1安”字样)、开关以及导线若干。他选择一个滑动变阻器按图所示电路图连接器材,并按正确步骤操作。闭合开关S,观察到电压表和电流表示数如图(a)(b)所示。他思考后换用另一个滑动变阻器重新按图连接电路,并进行实验。当滑片P从一端向另一端移动时,观察到电压表指针每偏转两小格时,对应电流表指针偏转一小格。
①通过计算判断小明选用的电源,以及第一次使用的滑动变阻器规格;( )
②根据实验中获得的信息计算待测电阻的阻值Rx;( )
③电压表指针满偏时,滑动变阻器接入电路的阻值R滑′= 欧。
【答案】 6伏;“5欧 2安” 10欧 10
【详解】①[1]由题意可知,第一次使用滑动变阻器时,定值电阻的两端电压即电压表示数大于3V,超出了电压表的量程,根据串联分压原理可知,此时滑动变阻器选用“5欧 2安”,如果选用“50欧 1安”,电压表示数不会超出量程;此时如果电流表选用大量程,那么示数为2.0A,即为电路中的电流,根据题意可知,正确操作后闭合开关后,滑动变阻器接入电路的电阻是最大的,根据欧姆定律可得,此时滑动变阻器的两端电压为10V,大于6V,故电流表选用小量程,示数为0.40A,根据欧姆定律可得,此时滑动变阻器的两端电压为
又定值电阻的两端电压大于3V,因此电源电压为6V。
②[2]因为电压表选择的量程为0~3V,对应的分度值为0.1V;电流表选择的量程为0~0.6A,对应的分度值为0.02A,则待测电阻的阻值为
③[3]电压表指针满偏时,待测电阻的两端电压为3V,此时电路的电流为
则滑动变阻器接入电路的阻值为
【题型3 电压表在R滑两端、综合分析】
7.(2022·上海青浦·一模)小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压保持不变)、待测也阻Rx、电流表、电压表(只有0~3伏档完好)、滑动变阻器、开关以及导线若干。他正确连接电路,实验步骤正确,刚闭合开关时电压表、电流表示数如图(a)、(b)所示。他移动沿片P,发现电表的示数变化范围太小,可能会影响测量的精确程度。于是他经过思考后重新连接电路进行实验,重新实验的数据记录如表所示,并在移动变阻器滑片过程中,发现电压表示数的最大变化量为1.8伏。
实验序号
电压表示数(伏)
电流示数(安)
1
1.5
0.20
2
0.5
0.26
(1)实验所用电源的电压。 (需写出简要的计算过程或理由)
(2)根据相关信息,实验序号1时所测得电阻Rx的阻值为 欧。
【答案】 4.5V 15
【详解】(1)[1]他正确连接电路,实验步骤正确,说明电压表与电阻并联,如图(a)电压表,选择0~3V,分度值为0.1V,读数为2.7V;重新连接电路,而电压表(只有0~3伏档完好),故将电压表并联在滑动变阻器两端,根据串联分压,滑动变阻器接入的阻值越大,电压表的示数最大,当滑动变阻器的阻值为零,电压表的示数为0,故当滑动变阻器全接入时,此时电压表的示数最大,根据电压表示数的最大变化量为1.8伏,故滑动变阻器的最大值为1.8V,而第一次连接电路时,滑动变阻器也是全部接入,那么此时滑动变阻器的电压也为1.8V,故电源电压为
(2)[2]实验序号1时所测得电阻Rx的阻值为
8.(2024·上海嘉定·一模)小嘉做“用电流表、电压表测电阻”实验,他将电源(电压为1.5伏整数倍且保持不变)、待测电阻、滑动变阻器(标有“20欧1安”字样)、电流表、开关串联,然后将电压表并联在电路中。小嘉闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,将测量的2组数据记录在下表中。经思考,小嘉重新调整电路,并将变阻器滑片移至一端。闭合开关,两电表指针所指的位置如图所示。
实验序号
电压(伏)
电流(安)
1
3.5
0.34
2
2.5
0.48
(1)调整电路前,电压表并联在 (“电源”、“待测电阻”或“滑动变阻器”)两端,理由是 ;
(2)读出图中两电表的示数,并说明理由;
(3)计算实验序号1中待测电阻的阻值。(精确到0.1欧)
【答案】 滑动变阻器 见解析 见解析 7.1
【详解】(1)[1][2]用电流表、电压表测电阻时,当滑动变阻器接入电路中的电阻变小,电路的总电阻变小,由欧姆定律可知,电路中的电流变大,由U=IR知,定值电阻两端的电压变大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以滑动变阻器两端的电压变小,由表一数据可知,电流表的示数变大时,电压表的示数变小,则电压表应并联在滑动变阻器两端。
(2)[3]小嘉重新调整电路,即电压表并联在待测电阻两端。由表格数据和串联电路电压特点可知,电源电压
①
②
由①②可得
,
因电源电压为1.5伏整数倍,故电源电压。小嘉重新调整电路,并将变阻器滑片移至一端,即阻值最大处,则电路中总电阻为
电路中电流为
因此图b中电流表使用的小量程,分度值为0.02A,示数为0.22A。待测电阻两端电压为
故图a中电压表使用的小量程,分度值为0.1V,示数为1.6V。
(3)[4]由(2)可知,待测电阻
【题型4 综合分析电源电压】
9.(22-23九年级上·上海杨浦·期末)小明做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压为2伏的整数倍且保持不变)、待测电阻、电流表、电压表和开关各一个,滑动变阻器(分别标有“10欧 2安”、“20欧 1安”字样)、以及导线若干。小明选择其中一个滑动变阻器,正确串联电路后,将电压表并联在电路中。闭合开关,移动滑动变阻器滑片,将测得的两组数据记录在表一中。小明观察数据思考后改变了电压表的接入位置,将测得的一组数据记录在表二中。
表一
实验序号
电压表示数(伏)
电流表示数(安)
1
3.4
0.24
2
2.0
0.38
表二
实验序号
电压表示数(伏)
电流表示数(安)
3
3.4
0.34
(1)画出小明最初的实验电路图 ;
(2)判断所用滑动变阻器的规格,并说明理由 ;
(3)通过计算说明所用电源的电压 (需写出过程);
(4)待测电阻的阻值为 欧。(精确到0.1欧)
【答案】 见解析
6V,过程见解析 10.4
【详解】(1)[1]用电流表、电压表测电阻时,当滑动变阻器接入电路中的电阻变小,电路的总电阻变小,由欧姆定律可知,电路中的电流变大,由U=IR知,定值电阻两端的电压变大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以滑动变阻器两端的电压变小,由表一数据可知,电流表的示数变大时,电压表的示数变小,则电压表应并联在滑动变阻器两端,如下图所示:
(2)[2]由表一可知,当滑动变阻器两端的电压U滑=3.4V时,电路中的电流I=0.24A,由欧姆定律可得,滑动变阻器接入电路中的电阻
由R滑>10Ω可知,滑动变阻器的规格为“20欧 1安”。
(3)[3]小明观察数据思考后改变了电压表的接入位置,即电压表并联在待测电阻两端,根据表二中的数据可知,电压表示数为3.4V,电路的电流为0.34A;根据表一中数据可知,当电流为0.24A时,变阻器对应的电压为3.4V;当电流为0.38A时,变阻器对应的电压为2.0V;由于
0.24A<0.34A<0.38A
电源电压不变,待测电阻为一定值,电路的电流越小,根据欧姆定律的变形公式及串联电阻的规律,变阻器连入电路的电阻越大,故可知表二中对应的滑动变阻器连入电路的电阻大于表一中第2次实验变阻器连入电路的电阻,小于表一中第1次实验变阻器连入电路的电阻,根据分压原理可知,表二中对应的滑动变阻器的电压大于表一中第2次实验变阻器的电压,小于表一中第1次实验变阻器的电压,根据串联电路电压的规律,故可知电源电压的大小满足
3.4V+2.0V<U<3.4V+3.4V
即
5.4V<U<6.8V
由于U为2V整数倍,所以电源电压
U=6V
(4)[4]由表一数据可知,当U滑1=3.4V时,待测电阻两端的电压
U待测1=U-U滑1=6V-3.4V=2.6V
由欧姆定律,则待测电阻
当U滑2=2.0V时,待测电阻两端的电压
U待测2=U-U滑2=6V-2.0V=4.0V
则
改变电压表的接入位置后,电压表并联在待测电阻两端的电压,由表二数据可知
为减小误差,取电阻的平均值为测量的结果,则待测电阻的阻值
10.(2024·上海金山·一模)小红和小华同学分别做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压为1.5伏的整数倍且保持不变)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和待测电阻各两个,导线若干。小红选用的待测电阻的阻值大于小华选用的待测电阻的阻值,其余器材均相同。小红正确连接电路,闭合开关,移动滑片至某位置,两电表的示数如图(a)和(b)所示。小华将变阻器滑片P移至阻值最大处,闭合开关,电压表示数为3伏、电流表示数为0.3安,移动滑片,发现电压表示数变小。
(1)本实验的原理是 ;
(2) 在小红实验中,待测电阻的阻值为 欧;
(3)在小华实验中:电压表并联在 两端(选填“待测电阻”或“滑动变阻器”);
(4)通过计算说明实验时所用的电源电压 。
【答案】 10 滑动变阻器 4.5伏
【详解】(1)[1]实验中,通过测量未知电阻两端的电压与通过未知电阻的电流之比,间接测量未知电阻的阻值,所以本实验的原理为。
(2)[2]由图(a)可知,电压表选择0~15V量程,分度值为0.5V,则电压表示数为3伏,所以未知电阻两端的电压为3伏;电流表选择0~0.6A量程,分度值为0.02A,则电流表示数为0.3安,所以通过未知电阻的电流为0.3A,则待测电阻的阻值
(3)[3]将变阻器滑片P移至阻值最大处,闭合开关,电压表示数为3伏,移动滑片,则变阻器的电阻变小,发现电压表示数变小,则电压表示数随滑动变阻器的阻值减小而减小,由串联分压特点可知,电压表测量滑动变阻器两端电压,所以电压表并联在滑动变阻器两端。
(4)[4]小华将变阻器滑片P至阻值最大处,电压表示数为3伏,说明U>U2,即U>3伏;在小红实验中,当电流为0.3安时,待测电阻两端电压为3伏,且小红用的待测电阻的阻值大于小华的待测电阻阻值,说明在小华实验中“当电流为0.3安时”,待测电阻两端电压小于3伏。即
U=U1+U2˂6伏
所以
3伏˂U˂6伏
又因为电源电压为1.5伏的整数倍,所以U=4.5伏。
11.(2024·上海静安·一模)小华同学做“用电流表、电压表测电阻”实验。现有电源(电压为2伏的整数倍且保持不变)、待测电阻、电流表、电压表、待用滑动变阻器有两种规格(分别标有“;、“;”的字样)、开关以及导线若干。他选用了其中一个变阻器,连接电路,闭合开关,移动变阻器滑片,进行了三次实验,并将实验中得到的部分数据记录在下表中,其中一组数据为变阻器连入电路的阻值最大时记录的。
实验序号
电压表示数(伏)
电流表示数(安)
待测电阻(欧)
待测电阻阻值(欧)
1
5.0
_______
2
3.0
0.18
_______
3
2.6
0.26
_______
①实验中,电压表并联在 两端(选填“待测电阻”或“变阻器”);
②说明实验中变阻器的规格及哪组数据为变阻器连入电路的阻值最大时记录的;(需写出解答过程)
③小华在实验中所用的电源电压为 伏;
④请将上表中的空格填写完整 、 、 。(保留一位小数)
【答案】 变阻器 见解析 4.0 5.6 5.4 5.3
【详解】①[1]在测量电阻的实验中,待测电阻与滑动变阻器串联,电流表测电路电流,当电流变大时,根据可知,待测电阻的电压变大,由串联电路分压定律可知,滑动变阻器电阻变小,分析表中数据可知,电压表示数随电流表示数的增大而减小,如果电压表测量的是待测电阻两端的电压,由可知,待测电阻两端的电压会随着电流的增大而增大,所以电压表是滑动变阻器两端的电压,即电压表并联在滑动变阻器的两端。
②[2]分析实验数据,根据可得,第二组实验中,滑动变阻接入电路的阻值为
由此可知,滑动变阻器选用的是规格为“20Ω;1A”的滑动变阻器。
第三组实验中,滑动变阻接入电路的阻值为
由于电压表的量程为“0~3V”和“0~15V”,结合实验数据可知,电压表选择的量程应为小量程,而第二次实验数据中,电压表的示数为3.0V,说明此时电压表的示数为最大值,由串联电路分压原理可知,此时滑动变阻器接入电路的值最大,即第2次实验时接入电路的阻值最大。
③[3]由数据可知,当电流表示数为0.26A时,滑动变阻器两端为2.6V,根据串联电路电压规律可得,电源电压为
同理,当电流表示数为0.18A时,滑动变阻器两端为3.0V,则
由①②得,电源电压为(电压为2伏的整数倍且保持不变)
U=4V
④[4][5][6]分析第二组数据,根据串联电路电压特点,可知待测电阻两端电压为
由可得,待测电阻的阻值为
同理由第三组数据可得,待测电阻的阻值为
为了减小误差,取三次电阻的值求为平均值,即为待测电阻的阻值,即
12.(2024·上海闵行·一模)小张做“用电流表、电压表测电阻”实验,电源电压保持不变,实验器材齐全且完好。他先正确串联电路,然后把电压表并联在某位置,接着闭合开关,移动滑片,将测得实验数据记录在表格中。
老师观察数据后,指出他连接的电路存在问题。于是小张重新正确连接电路,闭合开关,移动滑片,此时两电表示数如图所示。
实验序号
电压表示数(伏)
电流表示数(安)
1
3.5
0.24
2
2.5
0.34
3
2.2
0.38
①请指出小张连接电路时存在的问题并说明理由 。
②通过计算确定所用电源电压的范围 。
③实验中小张所用电源为学生电源,该电源只能提供2伏整数倍的电压值,则实验序号3中待测电阻Rx的阻值为 欧。
【答案】 电压表并联在滑动变阻器两端 6V~6.14V 10
【详解】①[1]根据实验序号1、2、3可以看出,当电压表的示数减小的时候电流表的示数变大了,说明电压表并联在滑动变阻器两端。
②[2]由题可知,纠正后电压表并联在了电阻两端,电压表读数为2.9V,电流表读数为0.28A;则定值电阻阻值为
R=
设电源电压为U,根据串联电路电压规律,结合表中数据可得
故电源电压的范围应为6V~6.14V。
③[3]实验中小张所用电源为学生电源,该电源只能提供2伏整数倍的电压值,所以电源电压为,所以电阻两端的电压为
待测电阻Rx的阻值为
13.(2024·上海奉贤·一模)小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,他用导线将电源(电压为1.5伏的整数倍且保持不变)、待测电阻、滑动变阻器、电流表、开关串联,然后将电压表并联在电路中。闭合开关,移动变阻器滑片,将测得的两组数据记录在下表的实验序号1和2中。小华思考后仅改变了电压表的接入位置再次实验,移动滑片到某一位置,将此时观察到的电压表和电流表的示数(如图所示)记录在实验序号3中。
实验序号
电压表示数(伏)
电流表示数(安)
1
2.4
0.22
2
2.0
0.26
3
①“用电流表、电压表测电阻”的实验原理是 ;
②小华可选用的变阻器有A 、B两个,分别标有“10Ω 2A”、“20Ω 1A”字样。本次实验中他用的变阻器是 (选填“A”或“B”);
③求实验所用电源的电压。(需写出解题过程) ;
④根据相关信息,计算实验序号1中待测电阻的阻值为 欧。(精确到0.1欧)
【答案】 B 4.5V 9.5
【详解】①[1]“用电流表、电压表测电阻”的实验称为伏安法,是通过测量电压与电流,利用欧姆定律计算电阻的,原理是。
②[2]由序号1、2可知,电压表示数变小,电流表示数变大,电压表并联在滑动变阻器两端。则在序号1中滑动变阻器接入的阻值为
小华本次实验中他用的变阻器是B。
③[3]电压表原来并联在滑动变阻器两端,后仅改变了电压表的接入位置再次实验,则此时测量的电压为定值电阻的电压,如图所示,序号3的电压表接入量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.4V,待测电阻两端电压为Ux3=2.4V,不是1.5V的整数倍。序号3的电流表接入量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为I3=0.24A,比较三次实验数据, I1<I3<I2 ,根据欧姆定律可知
R滑2 <R滑3<R滑1
则
U滑2 <U滑3<U滑1
即2.0V<U滑3<2.4V,因为U=Ux+U滑,可得
Ux3+2.0V<U<Ux3+2.4V
即
2.4V+2.0V<U<2.4V+2.4V
解得4.4V<U<4.8V,因为电源电压是1.5V的整数倍,所以U=4.5V。
④[4]序号1中待测电阻两端电压为
阻值为
14.(2022·上海杨浦·一模)现有器材:电源(电压为1.5伏的整数倍),待测电阻、电流表、电压表、开关各一个,滑动变阻器两个(分别标有“10Ω 1A”“20Ω 1A”字样),以及导线若干。小华要做“用电流表、电压表测电阻”实验,他选择其中一个滑动变阻器,先正确串联电路,再将电压表并联在电路中。移动滑动变阻器滑片至最大阻值处,再闭合开关,观察到电流表与电压表示数如图所示。 继续移动滑片至a处,观察到电流表与电压表的指针均偏转了3小格。
① 小华将电压表并联在 两端(选填“电源”“待测电阻”或“变阻器”);
② 写出图中电流表与电压表示数并说明理由;
③ 请计算出滑片在a处时待测电阻阻值。 (电阻精确到0.1欧)
【答案】 待测电阻 见解析 5.0Ω
【详解】①[1]要探究待测电阻的阻值,需要测得待测电阻两端的电压及通过的电流,所以电压表应并联在待测电阻两端。
②[2]因为能通过变阻器的最大电流为1A,则电路中的电流不能超过1A,所以电流表所用为小量程,对应分度值为0.02A,由图示知,其示数为0.24A。
若电压表选用大量程,对应的分度值为0.5V,其示数为6V。根据
滑动变阻器选用“10Ω 1A”规格时
U总1=6V+0.24A×10Ω=8.4V
选用“20Ω1A”规格时
U总2=6V+0.24A×20Ω=10.8V
由于电源电压为1.5的整数倍,所以以上两种情况电源电压都不符合题意。
若电压表所用为小量程,对应的分度值为0.1V,示数为1.2V。根据
滑动变阻器选用“10Ω1A”规格时
U总3=1.2V+0.24A×10Ω=3.6V
选用“20Ω1A”规格时
U总4=1.2V+0.24A×20Ω=6V
由于电源电压为1.5伏整数倍,所以电源电压为6V。即电压表示数为1.2V。
③[3]滑片在a处时变阻器接入电路的阻值变小了,则两表的示数都变大,那么电压表示数为1.5V,电流表示数为0.3A,则
【题型5 选R滑规格;综合分析操作不规范问题】
15.(2023·上海金山·一模)小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,他用导线将电源(电压保持不变且为1.5V的整数倍)、滑动变阻器(“10Ω 2A”、“20Ω 2A”中的一个)、电流表、待测电阻、开关串联后,把电压表并联在电路中,并把滑片置于滑动变阻器阻值最大一端。闭合开关,电压表示数如图(a)所示,移动滑动变阻器滑片时,小华发现电压表示数没有发生变化。
经过思考,小华在不更换器材的情况下重新实验,正确连接电路,实验步骤正确。闭合开关后,电压表示数如图(b)所示,记录第一组数据。移动滑片到某位置,两电表示数分别为2.4V、0.32A,记录第二组数据;接着继续操作完成实验。
(1)调整电路之前,电压表并联在 两端,电源电压为 伏;
(2)判断实验中所选的变阻器 (需写出计算过程)
(3)第二组数据中,待测电阻的阻值为 欧。(计算电阻时,精确到0.1欧)
【答案】 电源 6 “20Ω 2A” 7.5
【详解】(1)[1][2]把电压表并联在电路中,并把滑片置于滑动变阻器阻值最大一端,闭合开关,电压表示数如图(a)所示,如果电压表选择0~3V的量程,分度值是0.1V,电压表的示数是1.2V,如果电压表选择0~15V的量程,分度值是0.5V,电压表的示数是6V,移动滑动变阻器滑片时,电压表示数没有发生变化,电压表不可能并联在变阻器或电阻的两端,因为电源电压不变,所以电压表并联在电源两端,电源电压是1.5V的整数倍,如果电压表的示数是1.2V,不是1.5V的整数倍,电压表的示数是6V,是1.5V的整数倍,所以电源电压是6V。
(2)[3]闭合开关后,变阻器处于阻值最大处,电路的总电阻最大,由欧姆定律可知电路中的电流最小,由图(b)可知,如果电压表选择0~15V的量程,分度值是0.5V,电压表的示数是10V,电源电压是6V,不符合实际,所以电压表选择0~3V的量程,电压表的示数是2V,变阻器两端的电压
U滑=U-U1=6V-2V=4V
移动滑片到某位置,两电表示数分别为2.4V、0.32A,此时电路中的电流比刚闭合开关时电流大,所以变阻器的最大阻值
变阻器选择“20Ω 2A”。
(3)[4]第二组数据中,两电表示数分别为2.4V、0.32A,待测电阻的阻值为
16.(2022·上海浦东新·一模)小王、小张分别做“用电流表、电压表测电阻”的实验,实验器材齐全并完好,电源电压相等且保持不变,待用滑动变阻器有两种规格(分别标有“10;2A”、“20;2A”的字样),待测电阻Rx规格相同。实验中,两位同学所用的变阻器不同,但他们在连接电路时都将滑片置于变阻器的一端。闭合电键,他们所观察到电流表、电压表的示数均为图(a)、(b)所示,接着在向变阻器另一端移动滑片的过程中,小王发现电路中两电表的示数均变小,而小张却发现电路中两电表的示数均变大。在思考并解决实验问题后,两位同学均完成实验。
(1)在连接电路及实验操作过程中,存在不规范情况的是: (选填“小王”、“小张”或“小王和小张”)
(2)请写出你的判断依据: ;
(3)实验所用的电源电压为 伏;
(4)小张选用的滑动变阻器规格为 ;请说明理由(写出分析过程): 。
【答案】 小王和小张 见解析 6 20Ω;2A 见解析
【详解】(1)[1]在连接电路及实验操作过程中小王和小张都不规范。
(2)[2]他们在连接电路时都将滑片置于变阻器的一端,即滑动变阻器接入电路中的电阻可能是最小为零,或者是最大。闭合开关,电表的指针偏转角度相同,接着在向变阻器另一端移动滑片的过程中,根据小王发现电路中两电表的示数均变小,可判断出闭合开关时,小王的滑动变阻器阻值为零;而小张却发现电路中两电表的示数均变大,可判断出闭合开关时,小张滑动变阻器的阻值最大。所以小王不规范的地方在于:在闭合开关前,滑动变阻器滑片位于阻值最小处。从以上还可以分析出小王电流表用0~3A量程,示数为1.2A,电压表用0~15V量程,示数为6V;小张电流表用0~0.6A量程,示数为0.24A,电压表所用0~3V量程,示数为1.2V。所以小张不规范的地方在于:在连接电路时,在无法估计电流、电压大小情况下两电表直接选择了较小量程。
(3)[3]由以上可知,闭合开关时,变阻器电阻为零,只有待测电阻Rx接入电路,电压表测电源电压,此时电压表示数为6V,则电源电压等于6V。
(4)[4][5]因为电源电压为6V,待测电阻Rx规格相同。根据小张、小王电路中两电表的示数变化情况。刚开始小张电路中滑动变阻器阻值最大,此时
Ix=I滑=0.24A
小张电路中待测电阻Rx的电压
Ux=1.2V
滑动变阻器两端电压
U滑=U-Ux=6V-1.2V=4.8V
滑动变阻器的最大电阻
小张选用的滑动变阻器规格为20;2A。
【题型6 难点综合分析】
17.(2024·上海黄浦·一模)小明做“用电流表、电压表测电阻”的实验,他将电源(电压保持不变且为2V的整数倍)、滑动变阻器(标有“5Ω 2A”“20Ω 2A”字样中的一个)、电流表、待测电阻、开关、导线组成串联电路,然后将电压表并联在电路中,并把滑片置于滑动变阻器的一端。闭合开关,电路正常工作,电流表示数如图(a)所示。当滑片向另一端移动到某位置时,电压表示数增大为1.8V,电流表示数为0.40A。经思考,他仅改变了电压表的位置,继续将滑片移到另一端,此时电流表示数如图(b)所示,电压表示数如图(c)所示。
①请判断图(a)中电流表的示数,并写出理由。
②刚闭合开关时电压表并联在 两端。
③请通过计算说明所用滑动变阻器的规格及电源电压U。 、 (需写出计算过程)
④待测电阻的阻值为 Ω。(精确到0.1Ω)
【答案】 0.58A,理由见解析 滑动变阻器 20Ω 2A 6V 10.3
【详解】(1)[1] 图(a)中电流表示数为0.58A,因为闭合开关,电路正常工作,因此电路中电流不超过变阻器允许通过的最大电流2A,所以电流表所选量程是0~0.6A。
(2)[2]当向另一端移动滑片时,电流表示数减小为0.4A,说明滑动变阻器的阻值在增大,假设电压表并联在定值电阻两端,则电压表的示数会减小,但电压表的示数在增大,说明电压表并联在滑动变阻器的两端。
(3)[3][4]将电压表并联在定值电阻两端时,根据电流表的示数在减小,可以判断滑片移到了滑动变阻器的阻值最大处,且电压表仅改变位置,量程没有改变。若滑动变阻器选择“5Ω 2A”,则滑动变阻器所分到的电压是
根据串联电路的电压规律,可知电源电压是
因为3V不是2V的整数倍,所以不符合题意。
若滑动变阻器选择“20Ω 2A”,则滑动变阻器所分到的电压是
根据串联电路的电压规律,可知电源电压是
因为6V是2V的整数倍,所以符合题意,滑动变阻器的规格应选“20Ω 2A”,电源电压是6V。
(4)[5]为减小实验误差,定值电阻需多次测量求平均值,第1次实验时,电路中只接入定值电阻,且电流大小是0.58A,则电阻大小是
第2次实验时,电流大小是0.4A,滑动变阻器两端的电压是1.8V,根据串联分压的特点,定值电阻两端的电压是4.2V,则定值电阻的大小是
第3次实验时,定值电阻的阻值大小是
则定值电阻的大小是
所以定值电阻的大小是10.3Ω。
18.(2023·上海青浦·一模)小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压保持不变)、待测电阻Rx、电流表、电压表(只有0~3V档完好)、滑动变阻器、开关以及导线若干。他正确连接电路,实验步骤正确,刚闭合开关时电表示数如图(a)(b)所示。他发现无法继续实验。于是他经过思考后重新连接电路,闭合开关后发现,电表示数仍然如图(a)(b)所示。然后他移动变阻器滑片,滑片至某一位置后,发现与原电表指针位置相比,电压表指针偏转了10小格,电流表指针偏转了5小格。小华继续移动变阻器滑片,发现电流表示数最大为0.58A。
①请画出小华重新连接的实验电路图 ;
②计算电源电压U ;
③计算待测电阻Rx的阻值(精确到0.1Ω) 。
【答案】 6V 10.1Ω
【详解】①[1]正确连接电路,实验步骤正确,闭合开关时,滑动变阻器接电路的电阻为最大值,电压表示数为3V,I=0.3A,移动滑片P,电流表示数变大,电压表示数变大,超出电压表的量程,故无法继续实验;要想继续实验可将电压表并联在滑动变阻器两端,重新连接的实验电路图如图所示:
②[2]正确连接电路,电压表接在定值电阻两端,示数为3V,电流表的示数I=0.3A;重新连接的实验电路后,I=0.3A,此时滑动变阻器阻值最大,两端的电压为3V,根据串联电路电压特点,则电源电压
③[3] 正确连接电路时,定值电阻两端的电压为3V,通过的电流为0.3A,则定值电阻的阻值
移动变阻器滑片,滑片至某一位置后,发现与原电表指针位置相比,电压表指针偏转了10小格,此时电压表的示数为2V;电流表指针偏转了5小格,电流表的示数为0.4A;可得关系式
解得
小华继续移动变阻器滑片,发现电流表示数最大为0.58A,此时滑动变阻器接入电路的电阻为0,定值电阻的阻值
电阻Rx的平均值
19.(2023·上海松江·一模)小松做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压为2伏的整数倍且保持不变)、待测电阻Rx、电流表、电压表、标有“20欧2安”字样的滑动变阻器、开关以及导线若干。他正确连接电路,实验步骤正确,刚闭合开关时,电流表示数为0.22安,电压表示数如图(a)所示。移动滑动变阻器的滑片后,电流表指针偏转了4小格,电压表示数如图(b)所示。移动滑动变阻器的滑片至另一端后,电流表示数如图(c)所示。
(1)求实验中所用电源的电压U。 (需写出主要计算过程)。
(2)请根据相关信息将下表填写完整。(计算电阻时,精确到0.1欧) 。
电压Ux(伏)
电流Ix(安)
电阻Rx(欧)
待测电阻Rx阻值(欧)
1
0.22
2
3
【答案】 见解析 见解析
【详解】(1)[1]刚闭合开关时,若电压表量程为0~3V,则Ux=1.6V,电源的电压
符合题意;
若电压表量程为0~15V,则Ux=8V,电源的电压
不是2伏的整数倍,不符合题意。
(2)[2]根据第一次实验电流值为0.22A可知,电流表所接量程为0~0.6A,每小格为0.02A,第2次实验中电流表指针在原来基础上又偏转了4小格,故此时电流为
根据(1)可知,电压表量程为0~3V,所以对应电压表示数如(b)为2.2V。对应电阻为
移动滑动变阻器的滑片至另一端后,此时滑动变阻器短路,电路中只有待测电阻Rx接入,电路中电流最大,电流表如图(c)所示,应该按大量程读数,其示数为0.8A,电压表示数为电源电压6.0V,对应电阻为
为了减小测量误差,求三次电阻的平均值,故待测电阻Rx阻值
将数据填入下表:
物理量实验序号
电压Ux
(伏)
电流Ix
(安)
电阻Rx
(欧)
待测电阻Rx阻值(欧)
1
1.6
0.22
7.3
7.4
2
2.2
0.30
7.3
3
6.0
0.8
7.5
20.(22-23九年级上·上海徐汇·期末)小徐同学做“电流表、电压表测电阻”实验,现有电源、电压表、电流表、待测电阻、两个滑动变阻器(分别标有“20Ω 3A”、“10Ω 2A”)、开关及导线若干,实验器材齐全且完好,所用电源电压不变。小徐选择其中一个变阻器正确串联,并将滑片置于变阻器的一端,然后将电压表并联在电路中。闭合开关后,两电表的示数如图(a)、(b)所示。继续移动滑片,观察到电压表的示数逐渐变小为零,此时电流表示数为0.58A。
(1)小徐连接电路时出现的问题是: 。小徐经过思考重新连接电路并规范操作,闭合开关后,发现电压表的示数为1V。接着,他移动滑片,当观察到电流表指针偏转10小格时,电压表的指针又到了如图(b)所示的位置。
(2)根据以上信息,通过计算判断滑动变阻器的最大阻值。
(3)请将实验表格填写完整 ,并计算出待测电阻的阻值。 (精确到0.10Ω)
实验序号
电压(V)
电流(A)
电阻(Ω)
1
2
3
【答案】 电压表并联在滑动变阻器两端了 10Ω 见解析 5.1Ω
【详解】(1)[1]闭合开关时,滑动变阻器应在电阻最大处;继续移动滑片,滑动变阻器电阻变小,电路中电流增大,此时电流表示数为0.58A,定值电阻两端的电压增大;电源电压不变,观察到电压表的示数逐渐变小为零,说明电压表并联在滑动变阻器两端了。
(2)[2]若电压表的示数为10V ,滑动变阻器的最大值
与所给的滑动变阻器都不相符,所以舍去;
若电压表的示数为2V,滑动变阻器的最大值
所以选择的是滑动变阻器10Ω 2A。
(3)[3]重新连接电路,电压表接在定值电阻两端,闭合开关后,发现电压表的示数为1V,因此第一组数据为1V、0.2A,由题意可知,此时滑动变阻器两端的电压为2V,电源电压为3V;移动滑片,当观察到电流表指针偏转10小格时,电流表的示数为0.4A,电压表的示数为2V,这是第二组数据;继续移动滑片,观察到电压表的示数逐渐变小为零,此时电流表示数为0.58A,此时电压表的示数为0,电路中只有定值电阻,它两端的电压为电源电压3V;表格数据如下
实验序号
电压(V)
电流(A)
电阻(Ω)
电阻平均值
(Ω)
1
1
0.2
5.0
5.1
2
2
0.4
5.0
3
3
0.58
5.2
[4]根据计算每组数据的电阻值
然后计算电阻平均值
21.(2022·上海金山·一模)小华同学做“电流表、电压表测电阻”实验,现有电源、电压表、电流表、待测电阻、两个滑动变阻器(分别标有“”、“”)、开关及导线若干,实验器材齐全且完好,所用电源电压不变;小华选择其中一个变阻器正确串联,并将滑片置于变阻器的一端,然后将电压表并联在电路中,闭合开关后,两电表的示数如图(a)、(b)所示,继续移动滑片,观察到电压表的示数逐渐变小为零,此时电流表示数为0.6安。
(1)小华连接电路时出现的问题是: ;小华经过思考重新连接电路并规范操作,闭合开关后,发现电压表的示数为1伏,接着,他移动滑片,当观察到电流表指针偏转9小格时,电压表的指针又到了如图(b)所示的位置;
(2)根据以上信息,通过计算判断滑动变阻器的最大阻值为 ;
(3)计算待测电阻的阻值为 。(精确到0.1欧)
【答案】 电压表并联在滑动变阻器的两端了
【详解】(1)[1]小华选择其中一个变阻器正确串联,并将滑片置于变阻器的一端,然后将电压表并联在电路中(为第一次操作),闭合开关后,两电表的示数如图(a)、(b)所示,左图中,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.2A;右图中,电压表若选用小量程,分度值为0.1V,电压为2V,若选用大量程,分度值为0.5V,电压为10V。电压表可能并联在电源两端、滑动变阻器两端或待测电阻的两端,继续移动滑片,观察到电压表的示数逐渐变小为零,故电压表只能测量变阻器的电压,小华连接电路时出现的问题是:电压表并联在滑动变阻器的两端了。
(2)[2]根据题意可知,在第一次操作中,变阻器连入电路的电阻最大,此时电流表示数为0.2A,若电压表示数取2V,根据欧姆定律,此时变阻器连入电路的电阻
若电压表示数取10V,根据欧姆定律可知滑动变阻器连入电路的电阻为
与给出的器材不相符,故变阻器连入电路的最大电阻为。
(3)[3]继续移动滑片,观察到电压表的示数逐渐变小为零,此时电流表示数为0.6安,此时变阻器连入电路的电阻为0(为第二次操作)。重新连接电路并规范操作,则电压表并联在待测电阻的两端,且变阻器连入电路的电阻最大为,闭合开关后,发现电压表的示数为1伏(为第三次操作),与第一操作相比,滑动变阻器连入电路的电阻也最大,则第三次操作中,滑动变阻器的电压为2V,电路的电流与第一次操作时相同,即为0.2A,根据串联电路电压的规律,则电源电压为
U=2V+1V=3V
接着,他移动滑片(滑动变阻器连入电路的电阻变小,为第四次操作),当观察到电流表指针偏转9小格时,即电流表示数增大了
故第四次操作中电路的电流为
此时电压表的指针又到了如图(b)所示的位置,即电压表示数为2V,在第四次操作中,根据欧姆定律,待测电阻为
在第三次操作中,待测电阻为
在第二次操作中,待测电阻为
为减小误差取平均值作为测量结果,则待测电阻大小为
22.(2022·上海崇明·一模)某同学做“用电流表、电压表测电阻”的实验,可供选择的器材有:电源2个(电压分别为6伏、4.5伏),滑动变阻器2个(分别标有“10Ω 3A”和“20Ω 1A”的字样),待测电阻Rx(估计阻值约为19欧左右),电压表、电流表、电键各l个和导线若干。他选用器材,按图连接电路,且步骤正确。
(1)此实验的原理是 ,闭合电键前变阻器的滑片P应在图中变阻器的 (选填“左端”、“中间”或“右端”)。
(2)闭合电键,发现电流表的示数为0.2安。则该同学在实验中所选用的电源电压为 伏,所选用的滑动变阻器的最大电阻为 欧。
(3)当该同学移动滑动变阻器的滑片到中点时(即连入电路中的电阻为变阻器最大值的一半),电流表的示数为0.25安,他继续移动滑动变阻器的滑片,发现电路中的最大电流为0.3安,此时电压表V的示数为 伏,由以上信息可测得Rx的阻值为 (精确到0.1欧)欧。
【答案】 右端 6 10 6
【详解】(1)[1][2]用电流表和电压表测量电阻的原理是;为了保护电路,滑动变阻器的滑片需要位于阻值最大处,故滑片需要位于最右端。
(2)[3][4]闭合电键,此时滑动的位置没有移动,故滑动变阻器是最大值,发现电流表的示数为0.2安,若该同学在实验中所选用的电源电压为4.5V,则电路中的总电阻为
而待测电阻约为19Ω,那么滑动变阻器的电压为
而滑动变阻器的最大阻值不是3.5Ω,故舍弃,故当电源电压为6V时,电路中的电阻为
而待测电阻约为19Ω,那么滑动变阻器的电压为
滑动变阻器的阻值与10Ω最接近,故电源电压为6V符合题意,所选的滑动变阻器的最大阻值为10Ω。
(3)[5][6]他继续移动滑动变阻器的滑片,发现电路中的最大电流为0.3安,此时滑动变阻器的阻值为零,总电阻最小,电流最大,而此时只有待测电阻接入电路,故电压表也测量电源电压,故此时电压表V的示数为6V;当滑动变阻器接入的阻值为一半时,滑动变阻器的阻值为5Ω,电流表的示数为0.25A,则滑动变阻器的电压为
则待测电阻的电压为
待测电阻的阻值为
而根据最大电流为0.3A,此时电压表的示数为6V,计算出待测电阻的阻值为
当电源电压为6V,滑动变阻器的最大值为10Ω,此时的电流为0.2A,则滑动变阻器的分担的电压为2V,而待测电阻分担的电压为为4V,则待测电阻的阻值为
则待测电阻的阻值为
【题型7 其他问题】
23.(2022·上海普陀·一模)小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,可选用器材有:电源(有两种规格,有6伏和4.5伏)、待测电阻Rx、电流表、电压表、滑动变阻器(有两种规格,分别标有“10欧 2安”和“20欧 1安”字样)、开关以及导线若干。他选用实验器材,按照图1所示示电路连接。
①连接的电路如图1所示,图中尚有一根导线未连接,请用笔线代替导线在图中连接。连接后要求:滑片P向右移动,电压表示数变大 (用2B铅笔在答题纸的相应位置连线)。
②当滑片P在滑动变阻器一端时,闭合开关S,电压表和电流表示数如图2所示,滑片P移动到某一位置时,电压表和电流表指针都自原来位置转动了一小格,继续移动滑片P到另一端时,电流表示数为0.3A。
(a)请根据图1、2及相关信息,将表一填写完整(电阻值精确到0.1欧) 。
(b)小华选用的滑动变阻器规格是: 。
表一
序号/物理量
电压Ux(伏)
电流Ix(安)
电阻Rx(欧)
电阻Rx平均值(欧)
1
2
3
【答案】
序号/物理量
电压Ux(伏)
电流Ix(安)
电阻Rx(欧)
电阻Rx平均值(欧)
1
4
0.2
20
20.2
2
4.5
0.22
20.5
3
6
0.3
20
“10欧 2安”
【详解】[1]由图1可知,电压表测量待测电阻两端的电压,由欧姆定律可得,电压表的示数为,为了让电压表的示数会变大,需增大通过电路的电流。串联电路电流处处相等, 根据可知,电路电流
为了增大电路电流,需要调节滑动变阻器的滑片P使其接入电路的阻值减小。由题意可知,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电压表示数会变大,故用一根导线将待测电阻的右端接线柱和滑动变阻器的右下接线柱连接,此时滑片P向右滑动,滑动变阻器接入电路的阻值会减小,电路电流增大,电压表示数也会增大,连接实物图如下:
。
[2]当滑片P在滑动变阻器一端时,闭合开关S,电压表和电流表示数如图2所示,根据图1可知,电流表选用的是“0~0.6A”的量程,分度值为0.02A,读出图2电流表示数为0.2A;根据图1可知,电压表选用的是“0~15V”的量程,分度值为0.5V,读出图2电压表示数为4V。根据可知,待测电阻的阻值
当把滑动变阻器的滑片移到另一端时,电流表示数为0.3A,电流增大了,由可知,滑动变阻器接入电路的阻值在减小,滑片P由一端移动到另一端,故在第一次读数时,滑动变阻器的最大阻值接入了电路,在第三次读数时,滑动变阻器接入电路的阻值为0。在第二次读数时,滑片P移动到某一位置,电压表和电流表指针都自原来位置转动了一小格,根据以上分析可知,滑动变阻器接入电路的阻值在调小,则根据可知,电流表的示数会增大,电压表的示数也会增大,故此时电流表的示数
电压表的示数
计算待测电阻的阻值
题干中描述有两种可用电源,一种是4.5V,一种是6V,在第二次读数时,待测电阻两端的电压已经达到了4.5V,由串联电路中,电源电压等于各部分电压之和可知,电源电压大于4.5V,故实验选用的是6V的电源。由于第三次读数时,滑动变阻器接入电路的阻值为0,电流表示数为0.3A,故计算待测电阻阻值
故待测电阻的平均阻值
最后将数据依次填入表格。
[3]在第一次读数时,滑动变阻器的最大阻值接入电路,根据可知,滑动变阻器的最大阻值
故该实验选择的是“10欧 2安”的滑动变阻器。
24.(24-25九年级上·上海徐汇·阶段练习)小南同学做“用电流表,电压表测电阻”的实验,现只有电源(电压大于6 V且保持不变)、待测电阻Rx、电流表(03A量程挡已损坏)、定值电阻R1=10 Ω、R2=30 Ω、开关、若干导线等器材。他想到了两种直接测定的方法:外接法(如图甲所示)和内接法(如图乙所示)。由于电表存在电阻(内阻),所以这两种测量方法都会导致测出的电阻与真实值存在误差。小南同学采用“外接法”测量定值电阻R2的阻值时,电压表示数为4.4 V。如图所示的电源电压由几节新干电池串联而成,且电压表的电阻为440 Ω。
(1)小南起初使用了 节新干电池
(2)计算说明此时采用哪个测量方法误差较小,小南为了避免电压表产生的误差,经过思考,改变电源电压(之后保持不变),进行了三次实验,实验电路图及闭合开关S后对应的电流表的示数分别如图(a)、(b)、(c)所示。
(3)求待测电阻Rx的阻值。
【答案】(1)3
(2)乙误差小
(3)Rx=20Ω
【详解】(1)由题图甲、乙可知电源电压为4.5V,因一节新干电池的电压为1.5V,故小南起初使用了3节新干电池。
(2)图甲中,R与电表并联,电流表测干路中的电流,定值电阻R==30Ω,电表示数为4.4V,由欧姆定律,通过R的电流
通过电压表的电流
根据并联电路电流的规律,电路中的电流即电流表示数
根据电压表示数与电流表示数之比测量出的电阻值
比真实值小
由串联电路的规律和欧姆定律得电流表的内阻
在乙图中,由串联电路电压的规律和欧姆定律,根据电压表示数与电流表示数之比测量出的电阻值即R与电流表内阻的电阻和,比真实值大
故可知,内接(如图乙所示)测量方法误差较小。
(3)由图(a)得,电源电压为
由图(b)得
由图(c)得
待测电阻Rx的阻值
25.(2021·上海普陀·一模)小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有两节新干电池、待测电阻Rx、电流表、电压表、滑动变阻器有两种规格(分别标有“10Ω 2A”和“20Ω 1 A”字样)开关以及导线若干。
表一:
连接位置
电压表示数
滑动变阻器两端
0
开关两端
3.0V
电流表两端
0
(1)连接的电路如图所示,图中尚有一根导线未连接,请笔画线代替导线在图中连接,连接后要求:滑片P向左移动,电压表示数变大。 (用2B铅笔在答题纸的相应位置连线)
(2)完成电路连接后,闭合开关发现电压表、电流表示数均为0,为排除故障,小华打算用电压表进行检测。将电压表接在不同元件两端,闭合开关后电压表示数如表一所示,由此可以判断故障为 ;
(3)排除故障后,小华按照正确操作步骤重新实验,闭合开关,发现电压表、电流表指针偏离零刻度线角度相同,移动滑片到某一位置,电压表、电流表示数如图所示,滑片从一端移动到另一端,电流表示数变化范围为0.20~0.58安。
(a)请根据图及相关信息,将表二填写完整。(电阻值精确到0.1欧) ;
表二:
序号
电压Ux(伏)
电流Ix(安)
电阻Rx(欧)
电阻Rx平均值(欧)
1
______
______
______
______
2
______
______
______
3
______
______
______
(b)小华选用的滑动变阻器规格是: 。(通过计算说明)
【答案】 开关位置发生断路
序号
电压Ux(伏)
电流Ix(安)
电阻Rx(欧)
电阻Rx平均值(欧)
1
1
0.20
5
5.2
2
2.1
0.40
5.3
3
3
0.58
5.2
“10Ω 2A”
【详解】(1)[1]由图可知,电压表测量的是待测电阻Rx两端的电压,要求当滑片P向左移动,电压表示数变大,说明滑动变阻器的电压变小,根据串联分压的原理,滑动变阻器应接入左下方满足要求,电路连接如图所示
(2)[2]完成电路连接后,闭合开关发现电压表、电流表示数均为0,将电压表接在不同元件两端,由表一知,接在滑动变阻器和电流表两端示数都为零,而接在开关两端电压示数为3V,且等于电源电压,由此判断电流表和滑动变阻器连接正常,而电压表此时串联在电路中,所以故障为开关位置发生断路。
(3)[3]序号1的数据分析:排除故障后,小华按照正确操作步骤重新实验,闭合开关,发现电压表、电流表指针偏离零刻度线角度相同。因保护电路,连接电路时滑动变阻器的阻值最大,电路中电阻最大,电流最小,电流表示数变化范围为0.20~0.58A,因此,电流表的示数为0.2A,而电压表、电流表指针偏离零刻度线角度相同,电压表量程0~3V,电流表量程0~0.6A,电压值是电流值的5倍,由此得出电压为1V,根据欧姆定律得出此时电阻阻值为5Ω。序号2的数据分析:由图可知,电压表示数为2.1V,电流表示数为0.4A,根据欧姆定律得出电阻阻值为5.3Ω;序号3的数据分析:当滑动变阻器连入电路的阻值为零时,电路是一个只有待定电阻的简单电路,此时电压为电源电压,电流最大,因此电压表的示数是电源电压3V,电流表示数为0.58A,根据欧姆定律得出电阻阻值为5.2Ω。为了减小误差,通过多次测量取平均值,电阻 Rx的平均值为
[4]实验中滑动变阻器滑片从一端移动到另一端,电流表示数变化范围为0.20~0.58安,表示电路中,,待测电阻阻值 ,当电流最小时与滑动变阻器最大阻值串联,根据欧姆定律可知,电路中总电阻为
滑动变阻器的最大阻值为
由此可知,选择的滑动变阻器规格为“10Ω 2A”。
26.(2023·上海徐汇·一模)徐做“用电流表、电压表测电阻”实验,实验器材齐全且电表完好。他利用这些器材设计了如图(a)所示电路。
① 小徐按照电路图连接的实验器材如图(b)所示,他有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上画“×”并用笔画线代替导线完成电路的正确连接 ;
② 他重新正确连接电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片位置应放在 端(选填“A”或“B”),这样操作的目的是 ;
③ 闭合开关后,移动滑动变阻器滑片,记录数据如表、其中第四组数据的电压表、电流表示数分别如图16(c)(d)所示,电压表的示数为 伏,电流表的示数为 安;
④ 小徐在坐标纸中画出了待测电阻Rx的U-I图像,请帮他把第四组数据对应的点在坐标纸中描出;
⑤ 由待测电阻Rx的U-I 图像可知,有问题的一组实验数据是第 组数据(填实验序号),需要剔除或重测。则待测电阻Rx的阻值为 欧(精确到0.1欧)。
物理量实验序号
电压Ux (伏)
电流Ix (安)
1
1.0
0.10
2
1.5
0.16
3
2.0
0.20
4
5
2.7
0.30
6
3.0
0.30
【答案】 A 保护电路 2.3 0.22 5 10.0
【详解】①[1] 在测量小灯泡的电阻的实验中,电压表测小灯泡两端电压,电压表需与小灯泡并联,如图所示:
②[2] [3] 为了保护电路,在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑至最大阻值处,故应将滑片滑至A端。
③[4] [5] 由电路实物图可知,电源电压为两节干电池,故电压表和电流表接入电路的量程均为小量程,电压表接入电路的量程为0~3V,由图(c)可知,电压表的分度值为0.1V,电压表示数为2.3V,电流表接入电路的量程为0~0.6A,由图(d)可知,电流表的分度值为0.02A,电流表的示数为0.22A。
④[6] 第四组数据,电流为0.22A,电压为2.3V,则横坐标为0.22A,纵坐标为2.3V,故如图所示:
⑤[7] [8] 由U-I图像可知,第5组数据落在了直线下方较远处,不合理,需要剔除或重测。由表中数据可知
为减小误差,取电阻的平均值为测量的结果,则待测电阻Rx的阻值
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专题06 (一模)用电流表、电压表测电阻
【题型1 电压表在Rx两端、直接分析】 1
【题型2 根据R滑情况、电表示数综合分析】 1
【题型3 电压表在R滑两端、综合分析】 4
【题型4 综合分析电源电压】 5
【题型5 选R滑规格;综合分析操作不规范问题】 8
【题型6 难点分析】 9
【题型7 其他问题】 12
【题型1 电压表在Rx两端、直接分析】
1.(2023·上海长宁·一模)小明同学做“用电流表、电压表测电阻”的实验,他将电源(电源电压不变)、待测电阻Rx、标有“20Ω 2A”字样的滑动变阻器、电流表和开关用导线串联,再将电压表并联接入电路。实验时,他将滑片分别置于滑动变阻器的两端及中间某一位置,并将每一次的电压表示数UV、电流表示数IA记录在表格中,表格中为部分数据。
序号
UV(V)
IA(A)
1
2
0.2
2
4
0.4
3
0.58
(1)根据表中的实验数据可知:电压表并联在 两端(选填“待测电阻”或“滑动变阻器”);
(2)根据实验序号2中的数据可知:待测电阻的阻值Rx2为 Ω;
(3)求电源电压U。 (需写出主要计算过程)
【题型2 根据R滑情况、电表示数综合分析】
2.(2023·上海崇明·一模)某同学利用如图所示的电路测定值电阻Rx的阻值,他所选用的电源电压是6伏。该同学电路连接正确,闭合电键后,移动滑动变阻器的滑片P到A点时,电压表、电流表的示数分别是3.8伏、0.26安。接着他移动滑片使电路中电流达到最大,电流表的示数为0.40安。他再次移动滑片到B点,电流表和电压表的示数如图所示。
(1)这种方法叫做 测电阻。通过分析可知,B点在A点的 (选填“左”或“右”)侧;
(2)请在下列表格中填入各对应的数据,并计算出电阻值。(计算电阻时,精确到0.1欧)( )
物理量
实验次数
电压(伏)
电流(安)
电阻(欧)
电阻平均值(欧)
1
2
3
3.(22-23九年级上·上海·期末)甲、乙两位同学做“用电流表、电压表测电阻”实验。两位同学所用器材完全相同,电源电压为6伏,待测电阻的阻值约为10欧,滑动变阻器标有“20Ω 1.5A”。
(1)甲同学按照图(a)所示电路图正确连接电路,在闭合开关前,他应将滑动变阻器的滑片P移到 (选填“A”或“B”)端;
(2)甲同学闭合开关,将滑动变阻器的滑片P移到某一位置时,两电表示数如图(b)所示,由此可知:电压表示数为 伏,电流表示数为 安;
(3)甲同学继续移动滑片获取多组数据,其目的是 ;
(4)乙同学将测得的三组数据记录在表中,甲同学发现乙同学的实验数据存在问题,请你判断甲同学说的是否正确: (选填“是”或“否”),并简述你的理由: 。
实验序号
电压(伏)
电流(安)
电阻(欧)
电阻平均值(欧)
1
1.5
0.15
/
2
3.5
0.34
/
3
4.0
0.42
/
4.(2022·上海松江·一模)小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压保持不变)、待测电阻Rx、电流表、电压表(只有0~3V完好)、滑动变阻器A标有“10欧 2安”字样、滑动变阻器B标有“20欧 2安”字样、开关以及导线若干。他选择一个滑动变阻器正确连接电路,实验步骤正确,刚闭合开关时,电流表示数为0.44安,电压表示数如图(a)所示。于是他经过思考后换用另一个滑动变阻器,重新正确连接电路,实验步骤正确,闭合开关,发现两电表示数如图(b)(c)所示。
①第一次实验小华同学选用的滑动变阻器为 (选填“A”或“B”);根据第二次实验数据,计算待测电阻阻值为 欧(计算电阻时,精确到0.1欧);
②实验中电源电压为 伏;
③计算第一次实验待测电阻的阻值 (本小题需写出计算过程,计算电阻时,精确到0.1欧)。
5.(23-24九年级上·上海嘉定·期末)小嘉做“用电流表、电压表测电阻”实验。现有电源、待测电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干,所有元件均完好。他正确连接电路,并将滑动变阻器滑片置于一端。刚闭合开关时,观察到电流表示数为0.58安、电压表示数如图(a)所示;接着他移动滑片至某位置,发现电流表示数为0.28安,电压表示数为2.8伏;他继续移动滑片至另一端,发现电压表、电流表示数分别如图(b)、(c)所示。
(1)该实验原理是 ;
(2)请通过计算说明滑动变阻器的最大阻值 ;
(3)根据题目中给出的三组数据,可以得出待测电阻的阻值为 欧(结果精确到小数点后一位);
(4)你认为小嘉的实验步骤中存在问题吗?如果有,这个问题是 。
6.(2023·上海普陀·一模)小明做“用电流表、电压表测电阻”实验,可选用的器材有:电源(有两种规格,6伏和4.5伏)、待测电阻Rx、电流表、电压表(只有 0~3伏档完好)、滑动变阻器(有两种规格,分别标有“5欧 2安”和“50欧 1安”字样)、开关以及导线若干。他选择一个滑动变阻器按图所示电路图连接器材,并按正确步骤操作。闭合开关S,观察到电压表和电流表示数如图(a)(b)所示。他思考后换用另一个滑动变阻器重新按图连接电路,并进行实验。当滑片P从一端向另一端移动时,观察到电压表指针每偏转两小格时,对应电流表指针偏转一小格。
①通过计算判断小明选用的电源,以及第一次使用的滑动变阻器规格;( )
②根据实验中获得的信息计算待测电阻的阻值Rx;( )
③电压表指针满偏时,滑动变阻器接入电路的阻值R滑′= 欧。
【题型3 电压表在R滑两端、综合分析】
7.(2022·上海青浦·一模)小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压保持不变)、待测也阻Rx、电流表、电压表(只有0~3伏档完好)、滑动变阻器、开关以及导线若干。他正确连接电路,实验步骤正确,刚闭合开关时电压表、电流表示数如图(a)、(b)所示。他移动沿片P,发现电表的示数变化范围太小,可能会影响测量的精确程度。于是他经过思考后重新连接电路进行实验,重新实验的数据记录如表所示,并在移动变阻器滑片过程中,发现电压表示数的最大变化量为1.8伏。
实验序号
电压表示数(伏)
电流示数(安)
1
1.5
0.20
2
0.5
0.26
(1)实验所用电源的电压。 (需写出简要的计算过程或理由)
(2)根据相关信息,实验序号1时所测得电阻Rx的阻值为 欧。
8.(2024·上海嘉定·一模)小嘉做“用电流表、电压表测电阻”实验,他将电源(电压为1.5伏整数倍且保持不变)、待测电阻、滑动变阻器(标有“20欧1安”字样)、电流表、开关串联,然后将电压表并联在电路中。小嘉闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,将测量的2组数据记录在下表中。经思考,小嘉重新调整电路,并将变阻器滑片移至一端。闭合开关,两电表指针所指的位置如图所示。
实验序号
电压(伏)
电流(安)
1
3.5
0.34
2
2.5
0.48
(1)调整电路前,电压表并联在 (“电源”、“待测电阻”或“滑动变阻器”)两端,理由是 ;
(2)读出图中两电表的示数,并说明理由;
(3)计算实验序号1中待测电阻的阻值。(精确到0.1欧)
【题型4 综合分析电源电压】
9.(22-23九年级上·上海杨浦·期末)小明做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压为2伏的整数倍且保持不变)、待测电阻、电流表、电压表和开关各一个,滑动变阻器(分别标有“10欧 2安”、“20欧 1安”字样)、以及导线若干。小明选择其中一个滑动变阻器,正确串联电路后,将电压表并联在电路中。闭合开关,移动滑动变阻器滑片,将测得的两组数据记录在表一中。小明观察数据思考后改变了电压表的接入位置,将测得的一组数据记录在表二中。
表一
实验序号
电压表示数(伏)
电流表示数(安)
1
3.4
0.24
2
2.0
0.38
表二
实验序号
电压表示数(伏)
电流表示数(安)
3
3.4
0.34
(1)画出小明最初的实验电路图 ;
(2)判断所用滑动变阻器的规格,并说明理由 ;
(3)通过计算说明所用电源的电压 (需写出过程);
(4)待测电阻的阻值为 欧。(精确到0.1欧)
10.(2024·上海金山·一模)小红和小华同学分别做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压为1.5伏的整数倍且保持不变)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和待测电阻各两个,导线若干。小红选用的待测电阻的阻值大于小华选用的待测电阻的阻值,其余器材均相同。小红正确连接电路,闭合开关,移动滑片至某位置,两电表的示数如图(a)和(b)所示。小华将变阻器滑片P移至阻值最大处,闭合开关,电压表示数为3伏、电流表示数为0.3安,移动滑片,发现电压表示数变小。
(1)本实验的原理是 ;
(2) 在小红实验中,待测电阻的阻值为 欧;
(3)在小华实验中:电压表并联在 两端(选填“待测电阻”或“滑动变阻器”);
(4)通过计算说明实验时所用的电源电压 。
11.(2024·上海静安·一模)小华同学做“用电流表、电压表测电阻”实验。现有电源(电压为2伏的整数倍且保持不变)、待测电阻、电流表、电压表、待用滑动变阻器有两种规格(分别标有“;、“;”的字样)、开关以及导线若干。他选用了其中一个变阻器,连接电路,闭合开关,移动变阻器滑片,进行了三次实验,并将实验中得到的部分数据记录在下表中,其中一组数据为变阻器连入电路的阻值最大时记录的。
实验序号
电压表示数(伏)
电流表示数(安)
待测电阻(欧)
待测电阻阻值(欧)
1
5.0
_______
2
3.0
0.18
_______
3
2.6
0.26
_______
①实验中,电压表并联在 两端(选填“待测电阻”或“变阻器”);
②说明实验中变阻器的规格及哪组数据为变阻器连入电路的阻值最大时记录的;(需写出解答过程)
③小华在实验中所用的电源电压为 伏;
④请将上表中的空格填写完整 、 、 。(保留一位小数)
12.(2024·上海闵行·一模)小张做“用电流表、电压表测电阻”实验,电源电压保持不变,实验器材齐全且完好。他先正确串联电路,然后把电压表并联在某位置,接着闭合开关,移动滑片,将测得实验数据记录在表格中。
老师观察数据后,指出他连接的电路存在问题。于是小张重新正确连接电路,闭合开关,移动滑片,此时两电表示数如图所示。
实验序号
电压表示数(伏)
电流表示数(安)
1
3.5
0.24
2
2.5
0.34
3
2.2
0.38
①请指出小张连接电路时存在的问题并说明理由 。
②通过计算确定所用电源电压的范围 。
③实验中小张所用电源为学生电源,该电源只能提供2伏整数倍的电压值,则实验序号3中待测电阻Rx的阻值为 欧。
13.(2024·上海奉贤·一模)小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,他用导线将电源(电压为1.5伏的整数倍且保持不变)、待测电阻、滑动变阻器、电流表、开关串联,然后将电压表并联在电路中。闭合开关,移动变阻器滑片,将测得的两组数据记录在下表的实验序号1和2中。小华思考后仅改变了电压表的接入位置再次实验,移动滑片到某一位置,将此时观察到的电压表和电流表的示数(如图所示)记录在实验序号3中。
实验序号
电压表示数(伏)
电流表示数(安)
1
2.4
0.22
2
2.0
0.26
3
①“用电流表、电压表测电阻”的实验原理是 ;
②小华可选用的变阻器有A 、B两个,分别标有“10Ω 2A”、“20Ω 1A”字样。本次实验中他用的变阻器是 (选填“A”或“B”);
③求实验所用电源的电压。(需写出解题过程) ;
④根据相关信息,计算实验序号1中待测电阻的阻值为 欧。(精确到0.1欧)
14.(2022·上海杨浦·一模)现有器材:电源(电压为1.5伏的整数倍),待测电阻、电流表、电压表、开关各一个,滑动变阻器两个(分别标有“10Ω 1A”“20Ω 1A”字样),以及导线若干。小华要做“用电流表、电压表测电阻”实验,他选择其中一个滑动变阻器,先正确串联电路,再将电压表并联在电路中。移动滑动变阻器滑片至最大阻值处,再闭合开关,观察到电流表与电压表示数如图所示。 继续移动滑片至a处,观察到电流表与电压表的指针均偏转了3小格。
① 小华将电压表并联在 两端(选填“电源”“待测电阻”或“变阻器”);
② 写出图中电流表与电压表示数并说明理由;
③ 请计算出滑片在a处时待测电阻阻值。 (电阻精确到0.1欧)
【题型5 选R滑规格;综合分析操作不规范问题】
15.(2023·上海金山·一模)小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,他用导线将电源(电压保持不变且为1.5V的整数倍)、滑动变阻器(“10Ω 2A”、“20Ω 2A”中的一个)、电流表、待测电阻、开关串联后,把电压表并联在电路中,并把滑片置于滑动变阻器阻值最大一端。闭合开关,电压表示数如图(a)所示,移动滑动变阻器滑片时,小华发现电压表示数没有发生变化。
经过思考,小华在不更换器材的情况下重新实验,正确连接电路,实验步骤正确。闭合开关后,电压表示数如图(b)所示,记录第一组数据。移动滑片到某位置,两电表示数分别为2.4V、0.32A,记录第二组数据;接着继续操作完成实验。
(1)调整电路之前,电压表并联在 两端,电源电压为 伏;
(2)判断实验中所选的变阻器 (需写出计算过程)
(3)第二组数据中,待测电阻的阻值为 欧。(计算电阻时,精确到0.1欧)
16.(2022·上海浦东新·一模)小王、小张分别做“用电流表、电压表测电阻”的实验,实验器材齐全并完好,电源电压相等且保持不变,待用滑动变阻器有两种规格(分别标有“10;2A”、“20;2A”的字样),待测电阻Rx规格相同。实验中,两位同学所用的变阻器不同,但他们在连接电路时都将滑片置于变阻器的一端。闭合电键,他们所观察到电流表、电压表的示数均为图(a)、(b)所示,接着在向变阻器另一端移动滑片的过程中,小王发现电路中两电表的示数均变小,而小张却发现电路中两电表的示数均变大。在思考并解决实验问题后,两位同学均完成实验。
(1)在连接电路及实验操作过程中,存在不规范情况的是: (选填“小王”、“小张”或“小王和小张”)
(2)请写出你的判断依据: ;
(3)实验所用的电源电压为 伏;
(4)小张选用的滑动变阻器规格为 ;请说明理由(写出分析过程): 。
【题型6 难点综合分析】
17.(2024·上海黄浦·一模)小明做“用电流表、电压表测电阻”的实验,他将电源(电压保持不变且为2V的整数倍)、滑动变阻器(标有“5Ω 2A”“20Ω 2A”字样中的一个)、电流表、待测电阻、开关、导线组成串联电路,然后将电压表并联在电路中,并把滑片置于滑动变阻器的一端。闭合开关,电路正常工作,电流表示数如图(a)所示。当滑片向另一端移动到某位置时,电压表示数增大为1.8V,电流表示数为0.40A。经思考,他仅改变了电压表的位置,继续将滑片移到另一端,此时电流表示数如图(b)所示,电压表示数如图(c)所示。
①请判断图(a)中电流表的示数,并写出理由。
②刚闭合开关时电压表并联在 两端。
③请通过计算说明所用滑动变阻器的规格及电源电压U。 、 (需写出计算过程)
④待测电阻的阻值为 Ω。(精确到0.1Ω)
18.(2023·上海青浦·一模)小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压保持不变)、待测电阻Rx、电流表、电压表(只有0~3V档完好)、滑动变阻器、开关以及导线若干。他正确连接电路,实验步骤正确,刚闭合开关时电表示数如图(a)(b)所示。他发现无法继续实验。于是他经过思考后重新连接电路,闭合开关后发现,电表示数仍然如图(a)(b)所示。然后他移动变阻器滑片,滑片至某一位置后,发现与原电表指针位置相比,电压表指针偏转了10小格,电流表指针偏转了5小格。小华继续移动变阻器滑片,发现电流表示数最大为0.58A。
①请画出小华重新连接的实验电路图 ;
②计算电源电压U ;
③计算待测电阻Rx的阻值(精确到0.1Ω) 。
19.(2023·上海松江·一模)小松做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压为2伏的整数倍且保持不变)、待测电阻Rx、电流表、电压表、标有“20欧2安”字样的滑动变阻器、开关以及导线若干。他正确连接电路,实验步骤正确,刚闭合开关时,电流表示数为0.22安,电压表示数如图(a)所示。移动滑动变阻器的滑片后,电流表指针偏转了4小格,电压表示数如图(b)所示。移动滑动变阻器的滑片至另一端后,电流表示数如图(c)所示。
(1)求实验中所用电源的电压U。 (需写出主要计算过程)。
(2)请根据相关信息将下表填写完整。(计算电阻时,精确到0.1欧) 。
电压Ux(伏)
电流Ix(安)
电阻Rx(欧)
待测电阻Rx阻值(欧)
1
0.22
2
3
20.(22-23九年级上·上海徐汇·期末)小徐同学做“电流表、电压表测电阻”实验,现有电源、电压表、电流表、待测电阻、两个滑动变阻器(分别标有“20Ω 3A”、“10Ω 2A”)、开关及导线若干,实验器材齐全且完好,所用电源电压不变。小徐选择其中一个变阻器正确串联,并将滑片置于变阻器的一端,然后将电压表并联在电路中。闭合开关后,两电表的示数如图(a)、(b)所示。继续移动滑片,观察到电压表的示数逐渐变小为零,此时电流表示数为0.58A。
(1)小徐连接电路时出现的问题是: 。小徐经过思考重新连接电路并规范操作,闭合开关后,发现电压表的示数为1V。接着,他移动滑片,当观察到电流表指针偏转10小格时,电压表的指针又到了如图(b)所示的位置。
(2)根据以上信息,通过计算判断滑动变阻器的最大阻值。
(3)请将实验表格填写完整 ,并计算出待测电阻的阻值。 (精确到0.10Ω)
实验序号
电压(V)
电流(A)
电阻(Ω)
1
2
3
21.(2022·上海金山·一模)小华同学做“电流表、电压表测电阻”实验,现有电源、电压表、电流表、待测电阻、两个滑动变阻器(分别标有“”、“”)、开关及导线若干,实验器材齐全且完好,所用电源电压不变;小华选择其中一个变阻器正确串联,并将滑片置于变阻器的一端,然后将电压表并联在电路中,闭合开关后,两电表的示数如图(a)、(b)所示,继续移动滑片,观察到电压表的示数逐渐变小为零,此时电流表示数为0.6安。
(1)小华连接电路时出现的问题是: ;小华经过思考重新连接电路并规范操作,闭合开关后,发现电压表的示数为1伏,接着,他移动滑片,当观察到电流表指针偏转9小格时,电压表的指针又到了如图(b)所示的位置;
(2)根据以上信息,通过计算判断滑动变阻器的最大阻值为 ;
(3)计算待测电阻的阻值为 。(精确到0.1欧)
22.(2022·上海崇明·一模)某同学做“用电流表、电压表测电阻”的实验,可供选择的器材有:电源2个(电压分别为6伏、4.5伏),滑动变阻器2个(分别标有“10Ω 3A”和“20Ω 1A”的字样),待测电阻Rx(估计阻值约为19欧左右),电压表、电流表、电键各l个和导线若干。他选用器材,按图连接电路,且步骤正确。
(1)此实验的原理是 ,闭合电键前变阻器的滑片P应在图中变阻器的 (选填“左端”、“中间”或“右端”)。
(2)闭合电键,发现电流表的示数为0.2安。则该同学在实验中所选用的电源电压为 伏,所选用的滑动变阻器的最大电阻为 欧。
(3)当该同学移动滑动变阻器的滑片到中点时(即连入电路中的电阻为变阻器最大值的一半),电流表的示数为0.25安,他继续移动滑动变阻器的滑片,发现电路中的最大电流为0.3安,此时电压表V的示数为 伏,由以上信息可测得Rx的阻值为 (精确到0.1欧)欧。
【题型7 其他问题】
23.(2022·上海普陀·一模)小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,可选用器材有:电源(有两种规格,有6伏和4.5伏)、待测电阻Rx、电流表、电压表、滑动变阻器(有两种规格,分别标有“10欧 2安”和“20欧 1安”字样)、开关以及导线若干。他选用实验器材,按照图1所示示电路连接。
①连接的电路如图1所示,图中尚有一根导线未连接,请用笔线代替导线在图中连接。连接后要求:滑片P向右移动,电压表示数变大 (用2B铅笔在答题纸的相应位置连线)。
②当滑片P在滑动变阻器一端时,闭合开关S,电压表和电流表示数如图2所示,滑片P移动到某一位置时,电压表和电流表指针都自原来位置转动了一小格,继续移动滑片P到另一端时,电流表示数为0.3A。
(a)请根据图1、2及相关信息,将表一填写完整(电阻值精确到0.1欧) 。
(b)小华选用的滑动变阻器规格是: 。
表一
序号/物理量
电压Ux(伏)
电流Ix(安)
电阻Rx(欧)
电阻Rx平均值(欧)
1
2
3
24.(24-25九年级上·上海徐汇·阶段练习)小南同学做“用电流表,电压表测电阻”的实验,现只有电源(电压大于6 V且保持不变)、待测电阻Rx、电流表(03A量程挡已损坏)、定值电阻R1=10 Ω、R2=30 Ω、开关、若干导线等器材。他想到了两种直接测定的方法:外接法(如图甲所示)和内接法(如图乙所示)。由于电表存在电阻(内阻),所以这两种测量方法都会导致测出的电阻与真实值存在误差。小南同学采用“外接法”测量定值电阻R2的阻值时,电压表示数为4.4 V。如图所示的电源电压由几节新干电池串联而成,且电压表的电阻为440 Ω。
(1)小南起初使用了 节新干电池
(2)计算说明此时采用哪个测量方法误差较小,小南为了避免电压表产生的误差,经过思考,改变电源电压(之后保持不变),进行了三次实验,实验电路图及闭合开关S后对应的电流表的示数分别如图(a)、(b)、(c)所示。
(3)求待测电阻Rx的阻值。
25.(2021·上海普陀·一模)小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有两节新干电池、待测电阻Rx、电流表、电压表、滑动变阻器有两种规格(分别标有“10Ω 2A”和“20Ω 1 A”字样)开关以及导线若干。
表一:
连接位置
电压表示数
滑动变阻器两端
0
开关两端
3.0V
电流表两端
0
(1)连接的电路如图所示,图中尚有一根导线未连接,请笔画线代替导线在图中连接,连接后要求:滑片P向左移动,电压表示数变大。 (用2B铅笔在答题纸的相应位置连线)
(2)完成电路连接后,闭合开关发现电压表、电流表示数均为0,为排除故障,小华打算用电压表进行检测。将电压表接在不同元件两端,闭合开关后电压表示数如表一所示,由此可以判断故障为 ;
(3)排除故障后,小华按照正确操作步骤重新实验,闭合开关,发现电压表、电流表指针偏离零刻度线角度相同,移动滑片到某一位置,电压表、电流表示数如图所示,滑片从一端移动到另一端,电流表示数变化范围为0.20~0.58安。
(a)请根据图及相关信息,将表二填写完整。(电阻值精确到0.1欧) ;
表二:
序号
电压Ux(伏)
电流Ix(安)
电阻Rx(欧)
电阻Rx平均值(欧)
1
______
______
______
______
2
______
______
______
3
______
______
______
(b)小华选用的滑动变阻器规格是: 。(通过计算说明)
26.(2023·上海徐汇·一模)徐做“用电流表、电压表测电阻”实验,实验器材齐全且电表完好。他利用这些器材设计了如图(a)所示电路。
① 小徐按照电路图连接的实验器材如图(b)所示,他有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上画“×”并用笔画线代替导线完成电路的正确连接 ;
② 他重新正确连接电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片位置应放在 端(选填“A”或“B”),这样操作的目的是 ;
③ 闭合开关后,移动滑动变阻器滑片,记录数据如表、其中第四组数据的电压表、电流表示数分别如图16(c)(d)所示,电压表的示数为 伏,电流表的示数为 安;
④ 小徐在坐标纸中画出了待测电阻Rx的U-I图像,请帮他把第四组数据对应的点在坐标纸中描出;
⑤ 由待测电阻Rx的U-I 图像可知,有问题的一组实验数据是第 组数据(填实验序号),需要剔除或重测。则待测电阻Rx的阻值为 欧(精确到0.1欧)。
物理量实验序号
电压Ux (伏)
电流Ix (安)
1
1.0
0.10
2
1.5
0.16
3
2.0
0.20
4
5
2.7
0.30
6
3.0
0.30
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