专题05 特殊方法测电阻专项突破-【模型与方法】2025年中考物理常见模型与方法强化专训专练
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内容正文:
专题4 特殊方法测电阻专项突破(原卷版)
一、安阻法——缺电压表
类型1.双安法(改接)
类型2.单安法(借助开关)
类型3.电流表+电阻箱
二、安滑法
三、伏阻法——缺电流表
类型1.双伏法(改接)
类型2.单伏法(借助开关)
1.伏伏法
实验电路
步骤
等量关系
Rx的表达式
①将电压表接在Rx两端,电压表的示数为U1;
②再将电压表接在R0两端,电压表的示数为U2。
Ix=I0
Rx与R0串联,经过它们的电流相等
Ix=I0
根据欧姆定律,得
变形,得
2.安安法
实验电路
步骤
等量关系
Rx的表达式
①将电流表串联在Rx所在的去路,电流表的示数为I1;
②将电流表改接到R0所在的支路,电流表的示数为I2。
Ux=U0
Rx与R0并联,它们两端的电压相等
Ux=U0
根据欧姆定律,得:U=IR
I1Rx=I2R0
变形,得
3.单伏法
实验电路
步骤
等量关系
Rx的表达式
①闭合S和S1,电压表的示数为U1;
②闭合S和S2,电压表的示数为U2。
Ix=I0
Ix=I0
4.单安法
实验电路
步骤
等量关系
Rx的表达式
①只闭合开关S,电流表的示数为I1;
②同时闭合S和S1,电流表的示数为I2。
电源电压
只闭合开关S时:
U=I1(Rx+R0)
同时闭合S和S1时:
U=I2Rx
因此
I1(Rx+R0)=I2Rx+
解得
5.伏阻法
实验电路
步骤
等量关系
Rx的表达式
①同时闭合S和S1,电压表的示数为U2;
②只闭合S,电压表的示数为U1。
Ix=I0
Ix=I0
6.伏滑法
实验电路
步骤
等量关系
Rx的表达式
①滑片P滑到最左端,电压表的示数为U1;
②滑片P滑到最右端,电压表的示数为U2。
Ix=I0
Ix=I0
7.等效替代法
条件
实验电路图
测量的物理量及Rx的表达式
利用一只电流表、单刀双掷开关和电阻箱测未知导体的电阻
①将S拨至a,读出电流表示数Ix;
②将S拨至b,调节电阻箱,使电流表示数仍为Ix,读出电阻箱示数R;
③Rx=R
首先了解测电阻实验中电流表的两种接法:
内接法
外接法
电路简图
误差分析
电压表示数:UV=UR+UA>UR
电流表示数:IA=IR
(测量值偏大)
电压表示数:UV=UR
电流表示数:IA=IR+ IV> IR
(测量值偏小)
误差来源
电流表的分压作用
电压表的分流作用
公式计算法:
①当时,用电流表内接法;
②当时,用电流表外接法;
③当时,两种接法效果相同。
一、安阻法——缺电压表
所给器材:电源(电压未知)、开关、电流表、定值电阻R、导线若干、未知电阻Rx
要求:画出实验电路图,写出实验步骤和表达式,尽可能想出多种方法。
1.双安法(改接)
电路图
实验步骤
表达式
方法1
①闭合S,先测出R0的电流I1;
②拆下电流表,接到另一支路上,测出Rx的电流I2。
并联电路电压相等:
I1R0=I2Rx
方法2
①闭合S,先测出干路的电流I1;
②拆下电流表,接到支路上,测出Rx的电流I2。
并联电路电压相等:
(I1-I2)R0=I2Rx
方法3
①闭合S,先测出干路的电流I1;
②拆下电流表,接到支路上,测出R0的电流I2。
并联电路电压相等:
I2R0=(I1-I2)Rx
2.单安法(借助开关)
电路图
实验步骤
表达式
方法4
①断开S,读出电流表示数I1;
②闭合S,读出电流表示数I2。
断开S,电流表测Rx
闭合S,电流表测干路电流
并联电路电压相等:
(I2-I1)R0=I1Rx
方法5
①断开S,读出电流表示数I1;
②闭合S,读出电流表示数I2。
断开S,电流表测R0
闭合S,电流表测干路电流
并联电路电压相等:
(I2-I1)Rx=I1R0
方法6
①断开S,读出电流表示数I1;
②闭合S,读出电流表示数I2。
断开S时,R0和Rx串联
闭合S,R0被短路
根据电源电压不变:
I1(Rx+R0)Rx=I2Rx
方法7
①断开S,读出电流表示数I1;
②闭合S,读出电流表示数I2。
断开S时,R0和Rx串联
闭合S时,电路中只有R0
根据电源电压不变:
I1(Rx+R0)Rx=I2R0
方法8
(单刀双掷开关可以用两个单刀单掷开关代替)
①S接a时,读出电流表示数I1;
②S接b时,读出电流表示数I2。
S接a时,电路中只有Rx
S接b时,电路中只有R0
根据电源电压不变:
I1Rx=I2R0
方法9
(单刀双掷开关可以用两个单刀单掷开关代替)
①S接a时,读出电流表示数I1;
②S接b时,读出电流表示数I2。
S接a时,电路中只有R0
S接b时,电路中只有Rx
根据电源电压不变:
I1R0=I2Rx
3.电流表+变阻箱
所给器材:电源(电压未知)、开关、电流表、变阻箱、导线若干、未知电阻Rx
要求:画出实验电路图,写出实验步骤和表达式,尽可能想出多种方法。
说明:变阻箱调到某个阻值不变时,可以当定值电阻使用,也可以当滑动变阻器来使用,当然要更关注用等效替代法来解此题(见面面三种方法)。
电路图
实验步骤
表达式
方法11
①S接a时,读出电流表的示数I;
②S接b时,调节变阻箱,使电流表的示数仍为I。
①、②两个步骤电压相同,电流也相同,故电阻相同。Rx的值就是变阻箱的值。
方法12
①闭合S1,读出电流表示数I;
②闭合S2,调变阻箱,使电流表示数仍为I。
①、②两个步骤电压相同,电流也相同,故电阻相同。Rx的值就是变阻箱的值。
方法13
①把变阻箱调到0时,闭合S,读出电流表示数I;
②闭合S,调变阻箱,使电流表示数为I。
电源电压不变,电流表示数变为一半,说明总电阻变为Rx的2倍,所以Rx的值是变阻箱的值。
二、安滑法
所给器材:电源(电压未知)、开关、电流表、最大阻值为R的滑变、导线若干、未知电阻Rx
要求:画出实验电路图,写出实验步骤和表达式,尽可能想出多种方法。
说明:把滑动变阻器滑片滑到阻值最大端不变时,可以把它当一个定值电阻来使用,方法如前。
电路图
实验步骤
表达式
方法10
①滑动变阻器滑片滑到a端时,读出电流表的示数I1;
②滑动变阻器滑片滑到b端时,读出电流表的示数I2。
在a端时,电路中只有Rx
在b端时,Rx和R串联
根据电源电压不变:
I1Rx=I2(Rx+R0)
三、伏阻法——缺电流表
所给器材:电源(电压未知)、开关、电压表、定值电阻R、导线若干、未知电阻Rx
要求:画出实验电路图,写出实验步骤和表达式,尽可能想出多种方法。
1.双伏法(改接)
电路图
实验步骤
表达式
方法14
①闭合S,先测出Rx的电压U1;
②拆下电压表,接到R0和Rx两端测出总电压U2。
串联电路中,R0两端的电压为U2-U1,根据串联电路中电流相等:
⇒
方法15
①闭合S,先测出R0的电压U1;
②拆下电压表,接到R0和Rx两端测出总电压U2。
串联电路中,Rx两端的电压为U2-U1,根据串联电路中电流相等:
⇒
方法16
①闭合S,先测出Rx的电压U1;
②拆下电压表,接到R0两端测出它的电压U2。
根据串联电路中电流相等:
⇒
2.单伏法(借助开关)
电路图
实验步骤
表达式
方法17
①断开S,读出电压表示数U1;
②闭合S,读出电压表示数U2。
①断开S时,R0和Rx串联,电压表测Rx电压
②闭合S,电路中只有Rx,其电压为电源电压。在①中,R0两端电压为U2-U1。根据串联电路中电流相等:
⇒
方法18
①断开S,读出电压表示数U1;
②闭合S,读出电压表示数U2。
①断开S时,R0和Rx串联,电压表测R0电压
②闭合S,电路中只有R0,其电压为电源电压。在①中,Rx两端电压为U2-U1。根据串联电路中电流相等:
⇒
方法19
①断开S,读出电压表示数U1;
②闭合S,读出电压表示数U2。
①断开S时,电压表测电源电压
②闭合S,R0和Rx串联,Rx两端电压为U1-U2。根据串联电路中电流相等:
⇒
方法20
①断开S,读出电压表示数U1;
②闭合S,读出电压表示数U2。
①断开S时,电压表测电源电压
②闭合S,R0和Rx串联,R0两端电压为U1-U2。根据串联电路中电流相等:
⇒
方法21
①S接a时,读出电压表示数U1
②S接b时,读出电压表示数U2
S接a时,R0和Rx串联,电压表测Rx电压;S接b时,R0和Rx串联,电压表测电源电压,则R0两端电压为U2-U1。根据串联电路中电流相等:
⇒
方法22
①只闭合S1,读出电压表示数U1
②只闭合S2,读出电压示数U2
只闭合S1时,R0和Rx串联,电压表测Rx电压;只闭合S2时,电压表测总电压,则R0两端电压为U2-U1。根据串联电路中电流相等:
⇒
1.(2024年四川省内江市中考题)24.在“测量定值电阻阻值”的实验中,提供的实验器材有:
A.两节新干电池;
B.电压表(量程0~3V,0~15V);
C.电流表(量程0~0.6A,0~3A);
D滑动变阻器R(20Ω,1A);
E.待测电阻Rx(阻值约为几欧);
F.开关一个,导线若干。
(1)图甲是实验中设计的电路图,请在图中圆圈内正确填写表示电表的字母符号;
(2)连接电路前,发现电流表指针位置如图乙所示,此时需要进行的操作是________。连接电路时,开关应该_______(选填“断开”或“闭合”);
(3)根据图甲的电路图,请用笔画线代替导线,把图丙中的实物图连接成完整电路(有两条导线未连接),要求开关闭合时电流表示数最小,测量时电表示数尽可能精确;
(4)测得的部分数据已记录在表格中,表格中第一行的最后空格栏内应填写的内容是____________。在第3次测量时,电压表的示数如图丁所示,根据这三次测得的数据,Rx阻值的平均值为_______Ω。
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻Rx/Ω
1
1.6
0.20
8.0
2
2.0
0.24
8.3
3
0.30
2.(2024年四川省南充市初中学业水平考题)23.小红想测量标有“1.5V”字样小灯泡正常发光时的电阻,从实验室找来了电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和导线若干,进行了如下实验;
(1)用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整;
(2)检查无误后,闭合开关,发现电流表无示数,小灯泡不亮,电压表示数接近电源电压;造成这一故障的原因可能是小灯泡_______(选填“断路”或“短路”);
(3)排除电路故障后,闭合开关,移动滑片,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为_______Ω;接下来她又测量了几组对应的电压值和电流值,并绘制了小灯泡的I-U图象,如图丙所示;
(4)小红认为不能利用图甲的装置探究电流与电压的关系,理由是______________________;
(5)小红还想测出另一个额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻,在保证电路安全的前提下,设计了如图丁所示的电路(电源电压恒定大于U额且未知,滑动变阻器R最大阻值未知,定值电阻阻值为R0);请将实验步骤补充完整:
①闭合S、S2,断开S1,移动滑片P,使电流表示数为________时,小灯泡正常发光;
②闭合S、S1,断开S2,保持滑片P位置不变,读出电流表的示数为I;
③小灯泡正常发光时的电阻RL=______。(用U额、I、R0表示)
3.(2024年四川省泸州市中考题)23.某校物理兴趣小组在课后拓展活动中对一未知电阻进行探究;选用了3V的电源、待测电阻Rx、电阻箱、电压表、开关和导线若干。
(1)连接好如图甲所示的电路后,闭合开关,电压表示数约为3V,无论怎样调节电阻箱,电压表示数几乎不变,其原因可能是________;
(2)排除故障后,调节电阻箱,电压表示数如图乙所示,则电阻箱两端的电压为_______V;此时,电阻箱示数如图丙所示,则电阻箱接入电路的阻值为_______Ω,Rx的阻值为________Ω;
(3)同学们交流中发现,电阻箱接入电路的阻值不同,电压表示数不同。当电阻箱接入电路的阻值增大时,电压表示数将________(选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)同学们进行了深入探究,闭合开关,多次调节电阻箱,记录电阻箱接入电路的阻值R和与之对应的电压表示数U,分别算出待测电阻Rx的阻值,求其平均值是为了________;利用测得的多组数据,描绘出电压U随电阻R的变化关系图像如下图,其中正确的是________。
4.(2024年山东省烟台市初中学业水平考题)25.在“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验中,器材如下:电源(电压恒为6V)、小灯泡(额定电压3.8V,正常发光时的电阻约10Ω)、电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、滑动变阻器(50Ω 0.2A)滑动变阻器(20Ω 1A),开关和导线若干。
(1)请在答题卡的相应位置画出该实验的电路图。(各元件不必标注字母)
(2)为了完成实验,电流表应选择________量程,电压表应选择________量程,滑动变阻器应选择______(选填“R1”或“R2”)。
(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为3.8V,此时电流表的示数如图所示,则小灯泡正常发光时的电阻为_______Ω。
(4)完成上述实验之后,老师提出:如果没有电压表,用一个电流表和一个定值电阻R0,仍可完成本实验。兴趣小组经过讨论设计了如图所示的电路,并进行了如下操作:
①闭合开关S、S2,移动滑动变阻器滑片P,使电流表示数为I1,此时小灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器滑片P的位置不变,断开S2,闭合S1,电流表示数为I2,则小灯泡正常发光时的电阻R=_________(用R0、I1、I2表示)。
5.(2023年北京市中考题)小京利用图甲所示电路获取了额定电压为2.5V的小灯泡L在不同电压下的电流,并利用所测的数据绘制出电流I随其两端电压U变化的图像,如图乙所示。
(1)画出实物电路所对应的电路图;
(2)求小灯泡两端电压为1.0V时的电阻;
(3)求小灯泡正常发光时的电功率。
6.(2023年上海市中考题)如图所示电路,电源电压为6V,滑动变阻器R1为“20Ω 2A”,闭合开关后:
(1)若此时R1=15Ω,求通过R1电流大小;
(2)若在电路中再接入一个电流表A1,调节滑动变阻器使得两个电流表的示数为如图所示(电流表量程可调节),求R2的阻值。
7.(2023年重庆中考题A卷)在测量小灯泡电阻的实验中,小会选用标有“2.5V”字样的小灯泡进行实验。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示电路补充完整;
(2)连接电路时,开关应处于_______状态。连接好电路,将滑片P移至最右端,接通电路后,发现小灯泡不发光,电压表示数约为3V,其原因可能是小灯泡_______________;
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,电压表示数如图乙所示为_______V,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片P向______端滑动;
(4)下表是记录的实验数据,则小灯泡正常发光时的电阻约为________(结果保留保留小数点后1位);实验中发现灯泡越亮,温度越高,结合数据可知:灯丝温度越高,电阻越_______;
次数
1
2
3
4
U/V
1
2
2.5
2.8
I/A
0.18
0.28
0.30
0.31
(5)小会在实验过程中发现用力捏滑片与电阻丝接触处,灯泡发光明显变亮。请结合影响导体电阻大小的因素,分析产生这一现象可能的原因是______________________。
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专题4 特殊方法测电阻专项突破(解析版)
一、安阻法——缺电压表
类型1.双安法(改接)
类型2.单安法(借助开关)
类型3.电流表+电阻箱
二、安滑法
三、伏阻法——缺电流表
类型1.双伏法(改接)
类型2.单伏法(借助开关)
1.伏伏法
实验电路
步骤
等量关系
Rx的表达式
①将电压表接在Rx两端,电压表的示数为U1;
②再将电压表接在R0两端,电压表的示数为U2。
Ix=I0
Rx与R0串联,经过它们的电流相等
Ix=I0
根据欧姆定律,得
变形,得
2.安安法
实验电路
步骤
等量关系
Rx的表达式
①将电流表串联在Rx所在的去路,电流表的示数为I1;
②将电流表改接到R0所在的支路,电流表的示数为I2。
Ux=U0
Rx与R0并联,它们两端的电压相等
Ux=U0
根据欧姆定律,得:U=IR
I1Rx=I2R0
变形,得
3.单伏法
实验电路
步骤
等量关系
Rx的表达式
①闭合S和S1,电压表的示数为U1;
②闭合S和S2,电压表的示数为U2。
Ix=I0
Ix=I0
4.单安法
实验电路
步骤
等量关系
Rx的表达式
①只闭合开关S,电流表的示数为I1;
②同时闭合S和S1,电流表的示数为I2。
电源电压
只闭合开关S时:
U=I1(Rx+R0)
同时闭合S和S1时:
U=I2Rx
因此
I1(Rx+R0)=I2Rx+
解得
5.伏阻法
实验电路
步骤
等量关系
Rx的表达式
①同时闭合S和S1,电压表的示数为U2;
②只闭合S,电压表的示数为U1。
Ix=I0
Ix=I0
6.伏滑法
实验电路
步骤
等量关系
Rx的表达式
①滑片P滑到最左端,电压表的示数为U1;
②滑片P滑到最右端,电压表的示数为U2。
Ix=I0
Ix=I0
7.等效替代法
条件
实验电路图
测量的物理量及Rx的表达式
利用一只电流表、单刀双掷开关和电阻箱测未知导体的电阻
①将S拨至a,读出电流表示数Ix;
②将S拨至b,调节电阻箱,使电流表示数仍为Ix,读出电阻箱示数R;
③Rx=R
首先了解测电阻实验中电流表的两种接法:
内接法
外接法
电路简图
误差分析
电压表示数:UV=UR+UA>UR
电流表示数:IA=IR
(测量值偏大)
电压表示数:UV=UR
电流表示数:IA=IR+ IV> IR
(测量值偏小)
误差来源
电流表的分压作用
电压表的分流作用
公式计算法:
①当时,用电流表内接法;
②当时,用电流表外接法;
③当时,两种接法效果相同。
一、安阻法——缺电压表
所给器材:电源(电压未知)、开关、电流表、定值电阻R、导线若干、未知电阻Rx
要求:画出实验电路图,写出实验步骤和表达式,尽可能想出多种方法。
1.双安法(改接)
电路图
实验步骤
表达式
方法1
①闭合S,先测出R0的电流I1;
②拆下电流表,接到另一支路上,测出Rx的电流I2。
并联电路电压相等:
I1R0=I2Rx
方法2
①闭合S,先测出干路的电流I1;
②拆下电流表,接到支路上,测出Rx的电流I2。
并联电路电压相等:
(I1-I2)R0=I2Rx
方法3
①闭合S,先测出干路的电流I1;
②拆下电流表,接到支路上,测出R0的电流I2。
并联电路电压相等:
I2R0=(I1-I2)Rx
2.单安法(借助开关)
电路图
实验步骤
表达式
方法4
①断开S,读出电流表示数I1;
②闭合S,读出电流表示数I2。
断开S,电流表测Rx
闭合S,电流表测干路电流
并联电路电压相等:
(I2-I1)R0=I1Rx
方法5
①断开S,读出电流表示数I1;
②闭合S,读出电流表示数I2。
断开S,电流表测R0
闭合S,电流表测干路电流
并联电路电压相等:
(I2-I1)Rx=I1R0
方法6
①断开S,读出电流表示数I1;
②闭合S,读出电流表示数I2。
断开S时,R0和Rx串联
闭合S,R0被短路
根据电源电压不变:
I1(Rx+R0)Rx=I2Rx
方法7
①断开S,读出电流表示数I1;
②闭合S,读出电流表示数I2。
断开S时,R0和Rx串联
闭合S时,电路中只有R0
根据电源电压不变:
I1(Rx+R0)Rx=I2R0
方法8
(单刀双掷开关可以用两个单刀单掷开关代替)
①S接a时,读出电流表示数I1;
②S接b时,读出电流表示数I2。
S接a时,电路中只有Rx
S接b时,电路中只有R0
根据电源电压不变:
I1Rx=I2R0
方法9
(单刀双掷开关可以用两个单刀单掷开关代替)
①S接a时,读出电流表示数I1;
②S接b时,读出电流表示数I2。
S接a时,电路中只有R0
S接b时,电路中只有Rx
根据电源电压不变:
I1R0=I2Rx
3.电流表+变阻箱
所给器材:电源(电压未知)、开关、电流表、变阻箱、导线若干、未知电阻Rx
要求:画出实验电路图,写出实验步骤和表达式,尽可能想出多种方法。
说明:变阻箱调到某个阻值不变时,可以当定值电阻使用,也可以当滑动变阻器来使用,当然要更关注用等效替代法来解此题(见面面三种方法)。
电路图
实验步骤
表达式
方法11
①S接a时,读出电流表的示数I;
②S接b时,调节变阻箱,使电流表的示数仍为I。
①、②两个步骤电压相同,电流也相同,故电阻相同。Rx的值就是变阻箱的值。
方法12
①闭合S1,读出电流表示数I;
②闭合S2,调变阻箱,使电流表示数仍为I。
①、②两个步骤电压相同,电流也相同,故电阻相同。Rx的值就是变阻箱的值。
方法13
①把变阻箱调到0时,闭合S,读出电流表示数I;
②闭合S,调变阻箱,使电流表示数为I。
电源电压不变,电流表示数变为一半,说明总电阻变为Rx的2倍,所以Rx的值是变阻箱的值。
二、安滑法
所给器材:电源(电压未知)、开关、电流表、最大阻值为R的滑变、导线若干、未知电阻Rx
要求:画出实验电路图,写出实验步骤和表达式,尽可能想出多种方法。
说明:把滑动变阻器滑片滑到阻值最大端不变时,可以把它当一个定值电阻来使用,方法如前。
电路图
实验步骤
表达式
方法10
①滑动变阻器滑片滑到a端时,读出电流表的示数I1;
②滑动变阻器滑片滑到b端时,读出电流表的示数I2。
在a端时,电路中只有Rx
在b端时,Rx和R串联
根据电源电压不变:
I1Rx=I2(Rx+R0)
三、伏阻法——缺电流表
所给器材:电源(电压未知)、开关、电压表、定值电阻R、导线若干、未知电阻Rx
要求:画出实验电路图,写出实验步骤和表达式,尽可能想出多种方法。
1.双伏法(改接)
电路图
实验步骤
表达式
方法14
①闭合S,先测出Rx的电压U1;
②拆下电压表,接到R0和Rx两端测出总电压U2。
串联电路中,R0两端的电压为U2-U1,根据串联电路中电流相等:
⇒
方法15
①闭合S,先测出R0的电压U1;
②拆下电压表,接到R0和Rx两端测出总电压U2。
串联电路中,Rx两端的电压为U2-U1,根据串联电路中电流相等:
⇒
方法16
①闭合S,先测出Rx的电压U1;
②拆下电压表,接到R0两端测出它的电压U2。
根据串联电路中电流相等:
⇒
2.单伏法(借助开关)
电路图
实验步骤
表达式
方法17
①断开S,读出电压表示数U1;
②闭合S,读出电压表示数U2。
①断开S时,R0和Rx串联,电压表测Rx电压
②闭合S,电路中只有Rx,其电压为电源电压。在①中,R0两端电压为U2-U1。根据串联电路中电流相等:
⇒
方法18
①断开S,读出电压表示数U1;
②闭合S,读出电压表示数U2。
①断开S时,R0和Rx串联,电压表测R0电压
②闭合S,电路中只有R0,其电压为电源电压。在①中,Rx两端电压为U2-U1。根据串联电路中电流相等:
⇒
方法19
①断开S,读出电压表示数U1;
②闭合S,读出电压表示数U2。
①断开S时,电压表测电源电压
②闭合S,R0和Rx串联,Rx两端电压为U1-U2。根据串联电路中电流相等:
⇒
方法20
①断开S,读出电压表示数U1;
②闭合S,读出电压表示数U2。
①断开S时,电压表测电源电压
②闭合S,R0和Rx串联,R0两端电压为U1-U2。根据串联电路中电流相等:
⇒
方法21
①S接a时,读出电压表示数U1
②S接b时,读出电压表示数U2
S接a时,R0和Rx串联,电压表测Rx电压;S接b时,R0和Rx串联,电压表测电源电压,则R0两端电压为U2-U1。根据串联电路中电流相等:
⇒
方法22
①只闭合S1,读出电压表示数U1
②只闭合S2,读出电压示数U2
只闭合S1时,R0和Rx串联,电压表测Rx电压;只闭合S2时,电压表测总电压,则R0两端电压为U2-U1。根据串联电路中电流相等:
⇒
1.(2024年四川省内江市中考题)24.在“测量定值电阻阻值”的实验中,提供的实验器材有:
A.两节新干电池;
B.电压表(量程0~3V,0~15V);
C.电流表(量程0~0.6A,0~3A);
D滑动变阻器R(20Ω,1A);
E.待测电阻Rx(阻值约为几欧);
F.开关一个,导线若干。
(1)图甲是实验中设计的电路图,请在图中圆圈内正确填写表示电表的字母符号;
(2)连接电路前,发现电流表指针位置如图乙所示,此时需要进行的操作是________。连接电路时,开关应该_______(选填“断开”或“闭合”);
(3)根据图甲的电路图,请用笔画线代替导线,把图丙中的实物图连接成完整电路(有两条导线未连接),要求开关闭合时电流表示数最小,测量时电表示数尽可能精确;
(4)测得的部分数据已记录在表格中,表格中第一行的最后空格栏内应填写的内容是____________。在第3次测量时,电压表的示数如图丁所示,根据这三次测得的数据,Rx阻值的平均值为_______Ω。
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻Rx/Ω
1
1.6
0.20
8.0
2
2.0
0.24
8.3
3
0.30
【答案】(1) (2)调零;断开;(3)
(4)Rx阻值的平均值;8.1
【解析】
【详解】(1)根据电路图可知,上面圈内的电表串联在电路中,为电流表;下面圈内的电表与Rx并联,为电压表,如下图所示:
(2)连接电路前,电流表的指针左偏,需要进行的操作是调零,使指针指在零刻线处;连接电路时,开关应该断开。
(3)滑动变阻器要“一上一下”接入电路,要求开关闭合时电流表示数最小,需要将滑动变阻器的左下接线柱与Rx的右接线柱连接;为了使测量时电表示数尽可能精确,电压表选用0~3V 量程,将电压表的“3”接线柱与Rx的左接线柱连接,如下图所示:
(4)在伏安法测电阻的实验中,采用多次测量取平均值的方法减小误差,故表格中第一行的最后空格栏内应填写的内容是Rx阻值的平均值;电压表选用的量程是0~3V,分度值为0.1V,示数为2.4V,则第三次Rx的阻值
则Rx阻值的平均值
2.(2024年四川省南充市初中学业水平考题)23.小红想测量标有“1.5V”字样小灯泡正常发光时的电阻,从实验室找来了电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和导线若干,进行了如下实验;
(1)用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整;
(2)检查无误后,闭合开关,发现电流表无示数,小灯泡不亮,电压表示数接近电源电压;造成这一故障的原因可能是小灯泡_______(选填“断路”或“短路”);
(3)排除电路故障后,闭合开关,移动滑片,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为_______Ω;接下来她又测量了几组对应的电压值和电流值,并绘制了小灯泡的I-U图象,如图丙所示;
(4)小红认为不能利用图甲的装置探究电流与电压的关系,理由是______________________;
(5)小红还想测出另一个额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻,在保证电路安全的前提下,设计了如图丁所示的电路(电源电压恒定大于U额且未知,滑动变阻器R最大阻值未知,定值电阻阻值为R0);请将实验步骤补充完整:
①闭合S、S2,断开S1,移动滑片P,使电流表示数为________时,小灯泡正常发光;
②闭合S、S1,断开S2,保持滑片P位置不变,读出电流表的示数为I;
③小灯泡正常发光时的电阻RL=______。(用U额、I、R0表示)
【答案】(1) (2)断路;(3)5;(4)灯泡的电阻随温度的增大而增大,不能保持一定;(5);
【解析】
【详解】(1)实验中通过调节滑动变阻器的阻值,改变灯泡两端的电压,所以滑动变阻器与灯泡串联,滑动变阻器连接时,按照一上一下连接,如下图所示:
(2)电流表无示数,灯泡不亮,说明电路是断路,电压表示数接近电源电压,说明与电压表并联部分以外的电路是通路,与电压表并联的部分断路,故造成这一现象的原因可能是小灯泡断路。
(3)图乙中电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,则通过小灯泡的电流为0.3A,则小灯泡正常发光时的电阻
(4)探究电流与电压的关系时,需要控制与电压表并联的电阻的阻值不变,根据图丙可知,小灯泡灯丝的电阻是变化的,所以不能完成实验探究。
(5)①闭合S、S2,断开S1,此时定值电阻与灯泡并联,电流表测量通过定值电阻的电流,为了使灯泡正常发光,则灯泡两端电压达到U额,由于定值电阻与灯泡并联,定值电阻两端电压等于灯泡两端电压,所以通过定值电阻的电流为时,灯泡正常发光,所以移动滑片P使电流表示数为,此时灯泡正常发光。
③闭合S、S1,断开S2,此时定值电阻与灯泡并联,电流表测量干路中的电流,保持滑片P位置不变,灯泡仍正常发光,读出电流表的示数为I,则通过在灯泡的电流
则小灯泡正常发光时的电阻
3.(2024年四川省泸州市中考题)23.某校物理兴趣小组在课后拓展活动中对一未知电阻进行探究;选用了3V的电源、待测电阻Rx、电阻箱、电压表、开关和导线若干。
(1)连接好如图甲所示的电路后,闭合开关,电压表示数约为3V,无论怎样调节电阻箱,电压表示数几乎不变,其原因可能是________;
(2)排除故障后,调节电阻箱,电压表示数如图乙所示,则电阻箱两端的电压为_______V;此时,电阻箱示数如图丙所示,则电阻箱接入电路的阻值为_______Ω,Rx的阻值为________Ω;
(3)同学们交流中发现,电阻箱接入电路的阻值不同,电压表示数不同。当电阻箱接入电路的阻值增大时,电压表示数将________(选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)同学们进行了深入探究,闭合开关,多次调节电阻箱,记录电阻箱接入电路的阻值R和与之对应的电压表示数U,分别算出待测电阻Rx的阻值,求其平均值是为了________;利用测得的多组数据,描绘出电压U随电阻R的变化关系图像如下图,其中正确的是________。
【答案】(1)电阻Rx断路;(2)0.5;5;25;(3)变小(4)减小误差;B
【解析】
【详解】(1)电源电压是3V,闭合开关,电压表示数约为3V,说明电压表和电源的两极连接,无论怎样调节电阻箱,电压表示数几乎不变,可能电阻Rx断路。
(2)图甲中电压表测量电阻Rx两端的电压,由图乙可知电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,电压表的示数是2.5V,由串联电路电压的规律可知电阻箱两端的电压
UR=U-Ux=3V-2.5V=0.5V
由图丙可知,电阻箱的阻值
R=0×100Ω+0×10Ω+5×1Ω+0×0.1Ω=5Ω
通过电路的电流
Rx的阻值为
(3)当电阻箱接入电路的阻值增大时,由串联分压可知电阻箱两端的电压增大,由串联电路电压的规律可知电阻Rx两端的电压变小,即电压表的示数变小。
(4)实验中,测量多组数据,求平均值,是为了减小误差。
电压表的示数为
电压表的示数随R的增大而减小,图像不是直线,是曲线,电压表的示数不为零,故选B。
4.(2024年山东省烟台市初中学业水平考题)25.在“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验中,器材如下:电源(电压恒为6V)、小灯泡(额定电压3.8V,正常发光时的电阻约10Ω)、电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、滑动变阻器(50Ω 0.2A)滑动变阻器(20Ω 1A),开关和导线若干。
(1)请在答题卡的相应位置画出该实验的电路图。(各元件不必标注字母)
(2)为了完成实验,电流表应选择________量程,电压表应选择________量程,滑动变阻器应选择______(选填“R1”或“R2”)。
(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为3.8V,此时电流表的示数如图所示,则小灯泡正常发光时的电阻为_______Ω。
(4)完成上述实验之后,老师提出:如果没有电压表,用一个电流表和一个定值电阻R0,仍可完成本实验。兴趣小组经过讨论设计了如图所示的电路,并进行了如下操作:
①闭合开关S、S2,移动滑动变阻器滑片P,使电流表示数为I1,此时小灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器滑片P的位置不变,断开S2,闭合S1,电流表示数为I2,则小灯泡正常发光时的电阻R=_________(用R0、I1、I2表示)。
【答案】(1) (2)0~0.6A;0~15V; R2;(3)9.5;(4)
【解析】
【详解】(1)实验电路图如图所示:
(2)小灯泡额定电压3.8V,正常发光时的电阻约10Ω,额定电流约为0.38A,故电流表应选择0~0.6A量程,电压表应选择0~15V量程,因额定电流约为0.38A,超过R1允许通过的最大电流,故滑动变阻器应选择R2。
(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为3.8V,此时电流表的示数如图所示为0.4A,则小灯泡正常发光时的电阻为
(4)开关变化前后均是R0与灯泡并联,电压相等,则有
I1R0=(I2-I1)RL
解得
5.(2023年北京市中考题)小京利用图甲所示电路获取了额定电压为2.5V的小灯泡L在不同电压下的电流,并利用所测的数据绘制出电流I随其两端电压U变化的图像,如图乙所示。
(1)画出实物电路所对应的电路图;
(2)求小灯泡两端电压为1.0V时的电阻;
(3)求小灯泡正常发光时的电功率。
答案:提示:首先看串联还是并联。
(1)如图所示:
(2)5Ω;(3)0.7W
解析:(1)由实物图可知,灯泡与滑动变阻器串联,滑动变阻器滑片向右移动时,接入电路的阻值变小,电压表测灯泡两端电压,电流表测电路中,如图所示:
(2)由图像可知小灯泡两端电压U=1.0V时,通过小灯泡的电流I=0.2A,此时小灯泡的电阻:
(3)小灯泡正常发光时,两端电压由图像可知此时通过小灯泡的电流,则小灯泡正常发光时的电功率为:
PL=ULIL=2.5V×0.28A=0.7W
6.(2023年上海市中考题)如图所示电路,电源电压为6V,滑动变阻器R1为“20Ω 2A”,闭合开关后:
(1)若此时R1=15Ω,求通过R1电流大小;
(2)若在电路中再接入一个电流表A1,调节滑动变阻器使得两个电流表的示数为如图所示(电流表量程可调节),求R2的阻值。
答案:(1)0.4A;(2)见解析
解析:(1)由电路图可知,闭合开关后,R1和R2并联,则R1两端的电压:
U1=U=6V
通过R1的电流:
(2)由图可知,电流表A的示数为0.3A或者1.5A,电流表A1的示数为0.24A或1.2A;当R1的最大值时,通过R1的电流:
当电流表A的示数应为1.5A,电流表A1的示数为1.2A,若A1接在R2所在支路,则通过R2的电流为1.2A,故R2的阻值为:
若A1接在R1所在支路,则通过R2的电流为:
I2′=I-I1=1.5A-1.2A=0.3A
则R2的阻值为:
当电流表A1的示数为0.24A,若A1接在R2所在支路,则通过R2的电流为0.24A,故R2的阻值为:
若A1接在R1所在支路,则通过R2的电流为:
I2′=I-I1=1.5A-0.24A=1.26A
则R2的阻值为:
7.(2023年重庆中考题A卷)在测量小灯泡电阻的实验中,小会选用标有“2.5V”字样的小灯泡进行实验。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示电路补充完整;
(2)连接电路时,开关应处于_______状态。连接好电路,将滑片P移至最右端,接通电路后,发现小灯泡不发光,电压表示数约为3V,其原因可能是小灯泡_______________;
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,电压表示数如图乙所示为_______V,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片P向______端滑动;
(4)下表是记录的实验数据,则小灯泡正常发光时的电阻约为________(结果保留保留小数点后1位);实验中发现灯泡越亮,温度越高,结合数据可知:灯丝温度越高,电阻越_______;
次数
1
2
3
4
U/V
1
2
2.5
2.8
I/A
0.18
0.28
0.30
0.31
(5)小会在实验过程中发现用力捏滑片与电阻丝接触处,灯泡发光明显变亮。请结合影响导体电阻大小的因素,分析产生这一现象可能的原因是______________________。
答案:(1)如图所示:
(2)断开;断路(开路);(3)2.2;左;(4)8.3;大;(5)见解析
解析:(1)根据测电阻实验的要求,电路为串联电路,电压表测灯泡电压,电流表测灯泡电流,因此需要把灯泡的右接线柱,电流表的左接线柱连接在一起,如图所示:
(2)为确保电路安全,连接电路时开关需要断开。
闭合开关后,灯泡不亮说明电路出现断路,此时电压表有示数且等于电源电压,则确定为小灯泡断路,电压表此时串联接入电路,测电源电压。
(3)根据图乙可知,电压表使用的是小量程,分度值为0.1V,因此示数为2.2V。
为使灯泡正常发光,需要把灯泡电压调至2.5V,即滑动变阻器的电压需要减小,根据串联分压原理可知,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,故而滑片P向左调节。
(4)由表中数据可知,灯泡电压为2.5V时,电流为0.3A,则电阻为:
根据表中数据计算可知,随温度的升高,灯泡电阻逐渐变大。
(5)用力捏滑片与电阻丝接触处,增大了滑片与电阻丝接触的面积,即增大了横截面积而减小了电阻;或捏滑片减小了滑动变阻器接入电路中电阻丝的长度,从而减小了电阻。
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