重难点06 特殊方法测电阻原理-2025年中考科学【热点·重点·难点】专练(浙江专用)
2025-03-17
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2份
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40页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 科学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 中考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 浙江省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.24 MB |
| 发布时间 | 2025-03-17 |
| 更新时间 | 2025-03-17 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | 上好课·二轮讲练测 |
| 审核时间 | 2025-03-17 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/51062413.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
重难点06 特殊方法测电阻原理
考点
三年考情分析
2025考向预测
1、伏安法的变形测电阻:安阻法,伏阻法
2、等效替代法
3、串并联电路特点测电阻
在近三年浙江中考科学试卷中,特殊方法测电阻考查题型丰富。选择题常考查基本原理的理解,如判断某种测量方法的可行性、根据电路状态选择合适的测量方法等;填空题多涉及电阻表达式的推导、实验数据的处理与计算;实验探究题可能围绕特殊方法测电阻的实验设计、实验步骤的完善、实验误差分析等展开;计算题则将特殊方法测电阻与电路中的其他知识(如电功率、欧姆定律综合应用等)相结合,考查学生的综合分析能力。
预计 2025 年浙江中考科学仍会通过选择题、填空题、实验探究题和计算题考查特殊方法测电阻。选择题可能会深化对原理的考查,如分析复杂电路中多种特殊方法测电阻的适用性、不同测量方法误差来源的比较等;实验探究题可能会对特殊方法测电阻的实验进行改进创新,如利用新的电子元件或测量工具设计实验,考查学生的创新思维和实践能力
【体系构建】
【重难诠释】
知识点一、缺表模型
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基本思路
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常见类型
a.只有一个开关,一个电流表,一个已知阻值为R0的定值电阻。
电路图
步骤
数据处理
①闭合S,将电流表与R0串联,测出通过R0的电流I0;
②闭合S,将电流表与Rx串联,测出通过Rx的电流Ix。
抓住电源电压不变:
I0R0=IxRx
b.有两个开关,一个电流表,一个已知阻值为R0的定值电阻。
电路图
步骤
数据处理
①闭合S1,断开S2,电流表测出通过R0的电流I0;
②闭合S2,断开S1,电流表测出通过Rx的电流Ix。
抓住电源电压不变:
I0R0=IxRx
①闭合S,断开S1,电流表测出通过R0的电流I0;
②再闭合S1,电流表测出总电流I。
抓住电源电压不变:
I0R0=(I-I0)Rx
①闭合S,断开S1,电流表测出通过Rx的电流Ix;
②再闭合S1,电流表测出总电流I。
抓住电源电压不变:
(I-Ix)R0= IxRx
c.有一个开关,两个电流表,一个已知阻值为R0的定值电阻。
电路图
步骤
数据处理
闭合S,电流表A1测出通过R0的电流I0,电流表A2测出通过Rx的电流Ix。
抓住并联电压相等:
I0R0=IxRx
闭合S,电流表A1测出通过Rx的电流Ix,电流表A测出总电流I。
抓住并联电压相等:
(I-Ix)R0= IxRx
闭合S,电流表A1测出通过R0的电流I0;电流表A测出总电流I。
抓住并联电压相等:
I0R0=(I-I0)Rx
d.有一个开关,一个电流表,一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器。
电路图
步骤
数据处理
①闭合S,将滑片P移至最右端,电流表测出通过R0的电流I0;
②将滑片移至最左端,电流表测出总电流I。
抓住电源电压不变:
I0R0=(I-I0)Rx
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。
a.有两个开关,一个电流表,一个已知阻值为R0的定值电阻。
电路图
步骤
数据处理
①闭合S、S1,电流表的示数为I1;
②再断开S1,电流表的示数为I2。
抓住电源电压不变:
I1Rx= I2(R0+Rx)
①闭合S、S1,电流表的示数为I1;
②再断开S1,电流表的示数为I2。
抓住电源电压不变:
I1R0= I2(R0+Rx)
b.有三个开关,一个电流表,一个已知阻值为R0的定值电阻。
电路图
步骤
数据处理
①闭合S、S1,断开S2,电流表的示数为I1;
②闭合S、S2,断开S1,电流表的示数为I2。
抓住电源电压不变:
I1Rx= I2R0
c.有一个开关,一个电流表,一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器。
电路图
步骤
数据处理
①闭合S,将滑片P移至最左端,电流表的示数为I1;
②闭合S,将滑片P移至最右端,电流表的示数为I2。
抓住电源电压不变:
I1Rx= I2(R0+Rx)
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S、S1,调节滑片P,使电流表的示数为I;
②闭合S、S2,保持滑片P位置不变,调节R0,使电流表的示数仍为I。
电流I不变
电压U不变
∴ Rx=R0连入部分
①闭合S,将S1接到1,调节滑片P,使电流表的示数为I;
②闭合S,将S1接到2,保持滑片P位置不变,调节R0,使电流表的示数仍为I。
电流I不变
电压U不变
∴ Rx=R0连入部分
知识点二、缺表模型
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基本思路
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常见类型
a.只有一个开关,一个电压表,一个已知阻值为R0的定值电阻
电路图
步骤
数据处理
①将电压表与R0并联,闭合S,测出R0两端的电压U0;
②将电压表与Rx并联,闭合S,测出Rx两端的电压Ux。
抓住电流相等
⇒
b.有两个开关,一个电压表,一个已知阻值为R0的定值电阻。
电路图
步骤
数据处理
①闭合S,断开S1,电压表测出R0两端的电压U0;
②再闭合S1,电压表测出电源电压U。
抓住电流相等
⇒
①闭合S,断开S1,电压表测出Rx两端的电压Ux;
②再闭合S1,电压表测出电源电压U。
抓住电流相等
⇒
①闭合S,断开S1,电压表测出电源电压U;
②再闭合S1,电压表测出R0两端的电压U0。
抓住电流相等
⇒
c.有一个开关,一个电压表,一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器。
电路图
步骤
数据处理
①闭合S,将滑片移至最左端,用电压表测出电源电压U;
②闭合S,将滑片P移至最右端,用电压表测出Rx两端的电压Ux。
抓住电流相等
⇒
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S、S1,调节滑片P,使电压表的示数为某一定值U;
②闭合S,保持滑片P位置不变,调节R0,使电压表的示数仍为U。
电压表示数不变
电源电压不变
∴ Rx=R0连入部分
①闭合S,将S1接到1,调节滑片P,使电压表的示数为U;
②闭合S,将S1接到2,保持滑片P位置不变,调节R0,使电压表的示数仍为某U。
电压表示数不变
电源电压不变
∴ Rx=R0连入部分
(建议用时:40分钟)
1.如图甲是物理小组的同学测量标有“2.5V”的小灯泡电阻的电路图。
(1)把电路补充完整,使滑片向左移动时小灯泡变暗。
(2)在实验过程中,调节滑动变阻器,使电压表的示数为2.5V时,小灯泡正常工作,此时电流表的示数如图乙所示,为 A,则小灯泡此时的电阻是 Ω(结果保留一位小数)。
(3)甲同学认为,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)实验小组的同学利用已知阻值为R0的定值电阻、一块电压表、三个开关和电压恒定不变的电源及滑动变阻器,设计了如图丙所示的电路,也测出了额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电阻,实验步骤如下:
① ,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2.5V;
②保持滑片位置不变,然后闭合开关S和S2,断开开关S1,记下电压表示数为U;
③则可计算出小灯泡正常发光时的电阻为RL= (用已知量和测量量表示)。
【解答】解:(1)要求滑动变阻器的滑片向左滑动时灯泡变暗,即接入电路的电阻变大,所以应选择变阻器的右下接线柱B与开关右侧接线相连,如图:
(2)由图乙可知,电流表选用的是0~0.6A的量程,分度值为0.02A,电流表的示数为0.3A,小灯泡正常发光时的电压为2.5V,电阻为
(3)小灯泡的电阻会随着温度的变化而变化。当通过小灯泡的电流增大,灯丝温度升高,电阻也会随之增大。因此,在不同的电压下,小灯泡的电阻值是不同的,故求不同电压下灯泡电阻的平均值不合理。
(4)①闭合开关S和S1,断开开关S2,此时电压表测灯泡两端电压,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2.5V,故灯泡正常发光;
②保持滑片位置不变,然后闭合开关S和S2,断开开关S1,记下电压表示数为U,电压表测量灯泡和R0的总电压,此时电路的连接方式没有发生改变,所以灯泡仍然正常发光,由串联电路特点和欧姆定律可得,通过电路的电流为
小灯泡正常发光时灯泡的电阻为。
2.小初要测量定值电阻Rx的阻值(约十几欧)现有器材:电源(6V)、滑动变阻器、电流表、电压表、开关各一个、导线若干。
(1)电路连好后,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移至最 ;闭合开关,移动滑片到某一位置,电压表示数如图乙所示,此时Rx两端的电压为 V。
(2)当小初准备读取电流表示数时,发现两电表示数突然都变为0。他用一条导线检查电路故障,当将该导线两端分别接到a、d接线柱上,发现电流表有示数,电压表示数仍为0;当将该导线两端分别接到c、f接线柱上,发现电压表有示数,电流表示数仍为0;则由此可以判断故障是: ;
(3)排除故障后继续实验,却不慎将电流表损坏。小初发现桌上有一根标有长度刻度、总长为20.0cm、总阻值为10Ω的均匀电阻丝,还有一根带有鳄鱼夹的导线(如图丙所示)。查阅资料了解到,均匀电阻丝阻值与长度成正比,经过思考,重新设计了如图丁所示的电路(AB为电阻丝,C为鳄鱼夹),继续进行实验。
①根据已知条件判断,电压表量程应选用 V;
②按照图丁所示电路连接好器材,多次实验测得数据如表所示
次数
1
2
3
AC长度(cm)
4.0
14.0
20.0
电压表示数(V)
0.8
2.0
2.4
求出第1次实验时电路中的电流I1= A;利用表中所有数据求出待测电阻Rx= Ω。
【解答】解:(1)电路连好后,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移至阻值最大处,即最左端;
图乙中,电压表选用小量程,分度值为0.1V,此时Rx两端的电压为 1.2V;
(2)两电表示数突然都变为0,说明电路断路,他用一条导线检查电路故障,当将该导线两端分别接到a、d接线柱上,发现电流表有示数,则说明电流表、变阻器、开关和电源之间是通路;
当将该导线两端分别接到c、f接线柱上,发现电压表有示数,说明电源、待测电阻是连通的,电流表示数仍为0,则由此可以判断故障是:cd间断路;
(3)①根据表中电压大小,电压表量程应选用0~3 V;
②AC电阻丝与待测电阻串联,电压表则AC的电压,电流表测电路中的电流,
AC部分的电阻:RAC10Ω=2Ω,
由欧姆定律,第1次实验时电路中的电流:I10.4A;
根据串联电路电压的规律和欧姆定律,待测电阻:
Rx113Ω;
第2次测量,RAC10Ω=7Ω,由欧姆定律,第2次实验时电路中的电流:
I2,根据串联电路电压的规律和欧姆定律,待测电阻:
Rx214Ω;
同理,Rx3=15Ω;
为减小误差,取平均值作为测量结果:R测14Ω。
故答案为:(1)左;1.2;
(2)cd间断路;
(3)①0~3V;②0.4;14。
3.小明用图甲所示装置来测量未知电阻R的阻值。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲所示电路连接完整。要求滑片P向左移动时,电路中的电流变大。
(2)连接好电路后闭合开关,发现电流表有示数,电压表没有示数。若电路中只存在一处故障,则故障的原因可能是 。
(3)排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数如图乙所示,为 V,此时电流表示数如图丙所示,为 A,此时未知电阻R的阻值为 Ω。
(4)如果实验到此结束,你认为 (选填“可行”或“不可行”),原因是 。
(5)小明想用一个电流表和一个定值电阻R0测未知电阻Rx的阻值,于是设计了如图丁所示的电路图,并进行如下的实验操作:
①闭合开关S、S1,读出电流表示数I1;
②闭合开关S、断开S1,读出电流表示数I2;
③未知电阻Rx的表达式:Rx= (用R0、I1、I2表示)。
【解答】解:(1)要求滑片P向左移动时,电路中的电流变大,可知变阻器连入电路的电阻变小,故变阻器左下接线柱连入电路中与电阻串联,电压表与电阻并联,如下所示:
(2)连接好电路后闭合开关,发现电流表有示数,电路为通路,电压表没有示数,若电路中只存在一处故障,则故障的原因可能是电阻R短路;
(3)排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为 1.8V,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,示数为0.3A,此时未知电阻R的阻值为
R
(4)如果实验到此结束,不可行,原因是根据一组数据得出的阻值误差较大;
(5)在步骤②中,电路为只有R0的简单电路,电流表测通过R0的电流为I1,R0两端电压为U0=I2R0;
在步骤①中,两电阻并联,电流表测干路电流为I1,根据并联电路各支路可独立工作、互不影响,通过R0的电流不变,根据并联电路电流规律,通过Rx的电流为
Ix=I1﹣I2
则Rx两端电压为
Ux=IxRx=(I1﹣I2)Rx
根据并联电路电压特点可知,U0=Ux
即I2R0=(I1﹣I2)Rx
解得:Rx
故答案为:(1)见解析中的图;(2)电阻R短路;(3)1.8;0.3;6;(4)不可行;根据一组数据得出的阻值误差较大; (5)。
4.定值电阻Rx的阻值未知,为了测量其电阻值,请完成以下内容:
(1)用伏安法测量Rx的阻值,电路图如图1所示。实验中,要改变电阻R两端的电压进行多次(至少三次)的测量,测量结果需要记录在表格里,请你在虚框内设计出实验记录表格;
(2)同学们又设计了图2中的两种测量方案,方案中使用了阻值为R0的定值电阻,且R0≠Rx;
①方案一:如图,闭合开关S,如果电压表V1和V2的读数分别为U1和U2,则电阻Rx的阻值表达式Rx= ;
②方案二:如图,将S接a接线柱,读出电流表的示数I1;再将s接b接线柱,读出电流表的示数I2;由I1R0=I2Rx可得Rx。
请判断:上述得到的结果 (选填“正确”或“错误”);
理由是: 。
【解答】解:(1)伏安法测量电阻需要测量电压和电流,且计算电阻,表格如下:
次数
U/V
I/A
R/Ω
R的平均值/Ω
1
2
3
(2)①方案一:如图,闭合开关S,如果电压表V1和V2的读数分别为U1和U2,根据串联电流相等,电压之比等于电阻之比,即U1:U2=R0:Rx,则电阻Rx的阻值表达式RxR0。
②方案二:如图,将S接a接线柱,读出电流表的示数I1;再将s接b接线柱,读出电流表的示数I2;由于电流不等,R0≠Rx;分得的电压不等,I1R0≠I2Rx;故结果错误;
理由是:两次R0与Rx分得的电压不等。
故答案为:(1)见解答;
(2)①R0。
②错误;两次R0与Rx分得的电压不等。
5.小云和小南利用如图所示的电路分别测量标有“3.8V”字样的小灯泡的灯丝电阻和未知电阻Rx的阻值,电源为三节新的干电池,滑动变阻器的最大阻值为RP。
(1)图甲是小云正在连接的电路,其中一处错误是: ;请你用笔画线代替导线将电路连接完整。
(2)正确连接电路闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到最 端;闭合开关后,小灯泡突然熄灭,电流表无示数,电压表有示数,请你分析电路的故障可能是 。
(3)某次实验时,电压表的指针位置如图乙所示,此时小灯泡两端的电压为 V,要使小灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片向 移。小灯泡正常发光时,电流表的指针指在0.3A处,此时小灯泡的电阻为 Ω。
(4)小南将灯泡换成待测电阻进行实验时,发现电流表的接线柱松脱,影响使用。思考后,他们绘制了如图丙所示电路,并操作如下,完成了测量活动:
①闭合开关,滑片P移至A端,电压表示数为U1;
②再将滑片P移至B端,电压表示数为U2;
③则Rx= (用U1、U2、RP表示)。
【解答】解:(1)图甲是小云正在连接的电路,其中一处错误是电压表没有连入电路中;因灯的额定电压为3.8V,故电压表选用大量程与灯并联,如下所示:
(2)为保护电路,正确连接电路闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,即最右端;闭合开关后,小灯泡突然熄灭,电流表无示数,电路可能断路,电压表有示数,电压表与电源连通,请你分析电路的故障可能是灯泡开路;
(3)某次实验时,电压表的指针位置如图乙所示,电压表选用大量程,分度值为0.5V,此时小灯泡两端的电压为2.5V,要使小灯泡正常发光,灯的电压应增大到3.8V,应将滑动变阻器的滑片向左移,减小变阻器连入电路的电阻,从而减小变阻器的电压,增大灯的电压,小灯泡正常发光时,电流表的指针指在0.3A处,此时小灯泡的电阻为
R12.7Ω
(4)在①中,电路中只有待测电阻,电压表示数为U1,即电源电压;在②中,变阻器的最大电阻与待测电阻串联,电压表测待测电阻的电压,根据串联电路电压的规律,变阻器的电压为
U滑=U1﹣U2
由分压原理有:
则Rx
6.小华在“伏安法测电阻”的实验中,用到的器材有:电源(两节新干电池),电流表、电压表和滑动变阻器各一只、待测电阻Rx(阻值约为10Ω)、导线若干、开关一个。
(1)连接电路前,开关应处于 状态。
(2)该实验的原理是 (用公式表示),若要使图甲中滑动变阻器的滑片P向B端移动时电流表示数变大,则导线a应该接在 (选填“A”或“B”)端。
(3)正确连接电路后,实验时发现电压表有示数,电流表无示数,则电路中故障原因可能是Rx (选填“短路”或“断路”)。
(4)排除故障后,闭合开关,当滑片P移动到某位置时,电压表、电流表示数如图乙所示,则未知电阻Rx为 Ω。
(5)完成上述实验后,小华利用图甲电路想探究“导体中的电流与电压的关系”;通过4次测量后,绘制的I﹣U图像如图丙所示,小华要完成该实验,滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω。
(6)实验中,由于同组的其他同学操作失误使得电流表被烧坏,于是小华设计了如图丁所示的电路对Rx的阻值进行测量,已知滑动变阻器的最大阻值为R,实验步骤如下:
①将滑动变阻器的滑片移至最左端时,电压表的读数为U;
②将滑动变阻器的滑片移至最右端时,读出电压表示数为U1;
③待测电阻的阻值表达式为Rx= (用已知量R和测量值U、U1表示)。
【解答】解:(1)为了保护电路,连接电路前,开关处于断开状态;
(2)该实验的原理是电阻R;要是滑动变阻器滑片P向B端移动时电流表示数变大,滑动变阻器接入的电阻变小,故a解B端;
(3)正确连接电路后,实验时发现电压表有示数,说明电压表两个接线柱到电源两端通路,电流表无示数,说明电路可能断路,由此可知电路可能的故障原因是待测电阻Rx断路;
(4)图乙中电压表是0﹣3V、电流表选量程是0﹣0.6A,电压表、电流表的分度值分别为0.1V和0.02A,电压表示数是2.4V,电流表示数是0.24A,所以Rx;
(5)从丙图可知,实验电路中电流最小I小=0.05A,此时滑动变阻器接入的电阻最大R滑大40Ω;
(6)当滑动变阻器滑片至最左端时,电压表示数为电源电压U,当滑动变阻器滑片移至最右端时,电压表测量的待测电阻两端电压U1,由串联电路中电压的分配规律得:,
。
故答案为:(1)断开;(2);B;(3)断路;(4)10;(5)40Ω;(6)。
7.小松学习小组的同学进行了“测量定值电阻阻值”的实验,连接了如图甲所示的电路图。
(1)该实验的实验原理是 ;
(2)连接电路时,开关应 ;
(3)小松学习小组测量数据如下表:
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.15
0.24
电阻RX/Ω
10.0
10.4
第2次测量时,根据乙图电流表示数算出对应的电阻值为 Ω;
(4)小颖设计了一种方案,也测出了电阻RX阻值。如图丙所示电路,实验器材:电阻RX、电源(电压恒定但未知)、滑动变阻器(已知最大阻值为R0),电流表、开关、导线若干。
实验步骤如下:
①闭合开关后,滑动变阻器的滑片P在最左端时,电流表示数为I1;
②移动滑片P至滑动变阻器 端时,电流表示数为I2(I2未超过电流表的量程);
③则待测电阻的表达式RX= (用字母R0、I1、I2表示);
(5)如图是小明利用实验室常用仪器,设计出测量未知电阻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,滑动变阻器R最大阻值未知,实验中只能闭合或断开开关及移动滑动变阻器滑片,其中能够测量出RX阻值的电路 (多选);
(6)接着他们测定额定电压为“2.5V”小灯泡正常发光时电阻,如图1。
①开关闭合前发现电流表A的指针在如图2所示的位置处,可能的原因是 ;
②图3是该小灯泡两端电压U和通过它的电流I的关系图像,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;
③小明根据所测数据计算出小灯泡的电阻不是一个定值,原因可能是 。
【解答】解:(1)物理实验室中无直接测量电阻的工具,需要利用电压表测量电压,电流表测量电流,结合得出未知电阻的阻值,因此测量电阻的实验原理是。
(2)连接电路时,为了保护电路,开关要断开。
(3)乙图中电流表的量程是0﹣0.6A,分度值是0.02A,读数为0.2A,第2次测量的电阻值为
;
(4)滑动变阻器的滑片P在最左端时,电路为未知电阻和变阻器串联,且变阻器接入电路中的阻值最大,电流表示数为I1,此时电源电压可表示为
U=I1(Rx+R0)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①接下来需要移动滑片P至滑动变阻器最右端,电路为未知电阻单独串联,电流表示数为I2,电源电压可表示为
U=I2Rx﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②联立①②,解得。
(5)A.图中当开关S1保持闭合,无论开关S接“1”或接“2”,电路始终是两电阻串联,但电压表分别测量两电阻电压时,有一次测量电压表的正极接线柱会接反,因此无法求出未知电阻的阻值,故A不测量出RX阻值;
B.当开关S1保持闭合,开关S2闭合时,电路为未知电阻单独串联,电压表测电源电压,当开关S2断开时,电路为两电阻串联,电压表测未知电阻两端电压,利用串联电压规律可得R0两端电压,利用R0得出电路中的电流,即可得出未知电阻的阻值,故B能测量出RX阻值;
C.当开关S1保持闭合,开关S2闭合时,电路为Rx单独串联,电流表测电路中电流,可表示出电源电压;当开关S2断开时,电路为两电阻串联,电流表测此时电路中的电流,可表示出电源电压,两公式联立可得出未知电阻的阻值,故C能测量出RX阻值;
D.当开关S1保持闭合,开关S接“1”,将变阻器R阻值调至0,电路为R0单独串联,电流表测电路中的电流,可得出电源电压,开关S接“2”,将变阻器R阻值调至0,电路为Rx单独串联,电流表测电路中的电流,此时R0、Rx两端电压相等,则可得未知电阻的阻值,故D能测量出RX阻值,
故选:BCD。
(6)开关闭合前电流表的指针未指在零刻线处,说明电流表没有调零。
已知灯泡正常发光时的电压为2.5V,据图3可得灯泡正常发光时的电流为0.5A,则小灯泡正常发光时的电阻为
由于灯泡的电阻受温度的影响会发生改变,因此计算出小灯泡的电阻不是一个定值。
8.小桂同学在学习伏安法测电阻时,设计了如图甲所示的电路。
(1)本实验的原理是 ,连接实物电路时,滑动变阻器的滑片P应置于最 端。
(2)移动滑片P至某位置,电压表示数为2.6V,电流表示数如图乙所示,对应电流值是 A,则R的阻值为 Ω。
(3)调节滑片P,多次测量电压及电流值,算出对应的电阻,求出电阻平均值,这样做的目的是 。
(4)小桂在实验中发现无论怎么调节滑动变阻器,电压表最多只能到达2.6V,这与两节干电池可提供3V电压的理论值不相符。请教老师后了解到旧干电池本身会有一定的电阻,如图丙所示,可将干电池等效为一个没有阻值的理想电池和定值电阻R串联。为测定干电池的阻值,他设计了如图丁所示的电路。已知滑动变阻器最大值为R0,请完成下列的实验步骤:
①只闭合开关S,断开开关S1,此时电压表测量 (选填“电源”或“R0”)两端的电压值,记录示数为U;
②接着将滑片调至B端,闭合开关S和S1,记录电压表示数为U1。
(5)干电池的阻值R的表达式: (用测量的物理量、已知量的符号表示)。
【解答】解:(1)测量电阻的原理是;为了电路安全,连接电路时要把滑片P移到最右端;
(2)电流表的量程使0﹣0.6A、分度值是0.02A,电流表示数是0.26A,
电阻的阻值R;
(3)为了减少测量误差,测量定值电阻的方法是多次测量定值电阻两端的电压和通过的电流,求测量电阻的平均值作为定值电阻的阻值;
(4)①只闭合开关S,断开开关S1,电压表的示数U为电源电压;
②接着将滑片调至B端,此时滑动变阻器接入最大电阻R0,闭合开关S和S1,电压表示数U1为滑动变阻器两端电压;
(5)由串联电路中电压的分配规律得:,
所以干电池的阻值R表达式为:。
故答案为:(1)R;右;(2)0.26;10;(3)减小测量误差;(4)①电源;
(5)。
9.在“测量小灯泡电阻”的实验中,所用小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)如图甲是某同学连接的部分实物图,要求滑片向右移动时小灯泡变亮,请你用笔画线代替导线,将图中实物连接完整。
(2)测量过程中,某一次的电流值如图乙所示,为 A,这时灯丝突然烧断。则电压表的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”)。换相同规格的灯泡,重测数据,并绘出I﹣U图像如图丙所示,则小灯泡正常工作的电阻是 Ω(结果保留一位小数)。
(3)另一组的同学在连线时,不小心将线接错了,当开关闭合后,移动滑动变阻器的滑片P,发现电流表示数变大时,电压表示数却变小,请分析产生这个现象的原因是 。
(4)完成上述实验后,该同学在只有电流表的情况下测量未知电阻Rx的阻值,如图丁所示,其中电源电压未知,滑动变阻器的最大阻值已知为R0,他把滑动变阻器的阻值调到最小,用电流表测出电路中的电流为I1;把滑动变阻器的阻值调到最大(已知),用电流表测出电路中的电流为I2,则Rx= (用已知量和测量量表示)。下列电路中电源电压未知,在定值电阻R0阻值已知的情况下,可以测出Rx阻值的是 。
【解答】解:(1)滑片向右移动时小灯泡变亮,电路的电流变大,变阻器连入电路的电阻变小,故变阻器右下接线柱连入电路中与电流表串联,灯的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程并联在灯两端,如下所示:
(2)测量过程中,某一次的电流值如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,为0.26A,这时灯丝突然烧断,电压表与电源连通测电源电压,则电压表的示数变大;换相同规格的灯泡,根据绘出I﹣U图像可知,正常发光时灯的电流为0.3A,则小灯泡正常工作的电阻是
R
(3)另一组的同学在连线时,不小心将线接错了,当开关闭合后,移动滑动变阻器的滑片P,电流表示数变大时,灯的电压变大,根据串联电路电压的规律,变阻器的电压变小,电压表示数却变小,产生这个现象的原因是电压表并联在变阻器的两端了。
(4)将滑动变阻器滑片调到最左端时,滑动变阻器接入电路的阻值为0,通过测量电阻Rx的电流为I1,根据欧姆定律可得电源电压为:U=I1Rx;滑片调到最右端时,滑动变阻器接入电路的阻值为最大电阻R0,此时电路中的电流为I2,根据串联电路中电压规律和欧姆定律可得电源电压为:U=I2(Rx+R0),由电源电压相等可以得出
Rx。
A图中,可测量出变阻器阻值最大时,变阻器的电压,因电源电压不知,故不能得出待测电阻的电压,故A不符合题意;
B中,只闭合S,两电阻串联,电流表测电路的电流I11,可得出电源电压为U=I11(Rx+R0),再闭合S1,电路R0的简单电路,电流表测电路的电流I22;
电源电压为U=I22R0
两式联立可可以测出Rx阻值,故B符合题意;
C中,S2打到1若能测量出待测电阻的电压,则S2打到2不能能测量出定值电阻的电压,因为电流从电压表负接线柱流入了,故C不符合题意;
故选:B。
10.在测量电阻的实验中:
(1)小华设计的测量电路如图1所示,待测电阻Rx约10Ω。
①在开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于最 端;
②导线A、B、C、D中有一根连接错误,这根导线是 ;
③改正连接错误并闭合开关后,小华发现无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数不为零且保持不变,而电流表示数始终为零,已知导线及各处连接完好,则故障原因可能是 。
(2)小清设计的测量另一待测电阻Rx阻值的电路如图2所示。他的测量步骤如下:
第1步:将Rx接在电路中A、B两点间,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P至适当位置,此时电压表的示数如图3所示,示数为 V;
第2步:断开开关S,移走Rx再将电阻箱R接在A、B两点间,闭合开关S,保持滑动变阻器的滑片P位置不变,调节 ,使电压表的示数仍如图3所示,此时电阻箱接入电路中阻值R=48Ω,则小清测得Rx的阻值为 Ω
【解答】解:(1)①为保护电路,在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑至最大阻值处即最左端;
②由图可知,D导线使Rx短路,即Rx并未接入电路,因此D导线连接错误;
③发现无论怎样调节滑动变阻器,而电流表示数始终为零,电路可能断路,电压表示数不为零且保持不变,电压表与电源连通,已知导线及各处连接完好,则故障原因可能是待测电阻断路;
(2)第1步:将Rx接在电路中A、B两点间,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P至适当位置,此时电压表的示数如图3所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为2V;
第2步:断开开关S,移走Rx再将电阻箱R接在A、B两点间,闭合开关S,保持滑动变阻器的滑片P位置不变,调节电阻箱的旋钮,使电压表的示数仍如图3所示,U箱=U=2V不变,根据串联电路的分压规律可知,变阻箱此时接入电路中的阻值与Rx值相等,即Rx=48Ω。
11.实验室有下列器材:电流表一只(0~0.6A,0~3A),电压表一只(0~6V,0~15V),滑动变阻器一个(0~10Ω),电源一个(6V),开关一个,导线若干。用上述规格的器材测量阻值约为8Ω的一个待测电阻Rx的阻值,要求实验中的电表不超过其量程,且电表的指针能偏过刻度盘的中线(或靠近中线)。
(1)电流表和电压表应选用哪一个量程?
(2)请画出实验电路图。
(3)若待测电阻Rx的阻值为8Ω,请通过计算指出实验中滑动变阻器连入的阻值范围,待测电阻Rx消耗的最大功率为多少?(电表都能正常工作)
【解答】解:(1))电流表选择(0~0.6A)量程,因为电源电压为6V,被测电阻上的电压最高只能达到6V,电压表选择 (0~6V)量程电源电压U=6V,当RP全部接入电路时,电路的总电阻最大,电流最小,I小=0.33A;
当RP接入电路中的电阻为零时,电路的总电阻为RX最小,电流最大,I大=0.75A;
若电流表选用0~3A量程,因为1.5A远大于I大=0.75A,而题目要求电表指针能偏过刻度盘中线,所以0~3A量程不合要求。故电流表只能选用0~0.6A的量程。理由是0.3A小于I小=0.33A,符合题意。而I大=0.75A>0.6A,题目要求电表不超过其量程,可以通过调节滑动变阻器连入电路的阻值来限制电流不超过0.6A;
(2;实验电路图如图所示:
;
(3)为了使电路中电流不超过已选定电流表的量程(0~0.6A),设滑动变阻器接入电路的电阻的最小值为R1,则:
R总10Ω;
R1=10Ω﹣8Ω=2Ω。
即为了使电流表能正常工作,不至于被烧坏,滑动变阻器接入电路的电阻不小于2Ω;
当滑动变阻器接入电路的电阻为最小值2Ω时,电流表和电压表都能正常工作,Rx消耗的功率最大,P大Rx=(0.6A)2×8Ω=2.88W。
12.若实验器材只有电源一个(电压未知)、电压表一个,开关两个、已知电阻R0一个、未知电阻Rx一个,导线若干。请利用这些器材设计方案测出未知电阻Rx的阻值:
(1)在右边方框内画出实验的电路图;
(2)简要写出实验步骤: ;(测量的物理量用字母表示)
(3)写出求Rx阻值的表达式: 。(用字母表示)
【解答】解:(1)实验的电路图如下所示:
(2)实验步骤:①按电路图,连接好电路;②只闭合开关S1,读出电压表示数U1;③闭合开关S1、S2,读出电压表示数U2;④断开开关,整理好实验器材;⑤根据测量得到的电压值和电流值,计算出待测电阻的阻值;(②③⑤步必须有,①④没有不扣分)
(3)闭合开关S1,断开开关S2时,电压表电源电压U1,
闭合开关S1和S2时,电压表测Rx的电压U2,则电阻R0的电压U0=U1﹣U2,
电路电流Ix=I0,由欧姆定律得:,解之可得Rx。
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重难点06 特殊方法测电阻原理
考点
三年考情分析
2025考向预测
1、伏安法的变形测电阻:安阻法,伏阻法
2、等效替代法
3、串并联电路特点测电阻
在近三年浙江中考科学试卷中,特殊方法测电阻考查题型丰富。选择题常考查基本原理的理解,如判断某种测量方法的可行性、根据电路状态选择合适的测量方法等;填空题多涉及电阻表达式的推导、实验数据的处理与计算;实验探究题可能围绕特殊方法测电阻的实验设计、实验步骤的完善、实验误差分析等展开;计算题则将特殊方法测电阻与电路中的其他知识(如电功率、欧姆定律综合应用等)相结合,考查学生的综合分析能力。
预计 2025 年浙江中考科学仍会通过选择题、填空题、实验探究题和计算题考查特殊方法测电阻。选择题可能会深化对原理的考查,如分析复杂电路中多种特殊方法测电阻的适用性、不同测量方法误差来源的比较等;实验探究题可能会对特殊方法测电阻的实验进行改进创新,如利用新的电子元件或测量工具设计实验,考查学生的创新思维和实践能力
【体系构建】
【重难诠释】
知识点一、缺表模型
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基本思路
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常见类型
a.只有一个开关,一个电流表,一个已知阻值为R0的定值电阻。
电路图
步骤
数据处理
①闭合S,将电流表与R0串联,测出通过R0的电流I0;
②闭合S,将电流表与Rx串联,测出通过Rx的电流Ix。
抓住电源电压不变:
I0R0=IxRx
b.有两个开关,一个电流表,一个已知阻值为R0的定值电阻。
电路图
步骤
数据处理
①闭合S1,断开S2,电流表测出通过R0的电流I0;
②闭合S2,断开S1,电流表测出通过Rx的电流Ix。
抓住电源电压不变:
I0R0=IxRx
①闭合S,断开S1,电流表测出通过R0的电流I0;
②再闭合S1,电流表测出总电流I。
抓住电源电压不变:
I0R0=(I-I0)Rx
①闭合S,断开S1,电流表测出通过Rx的电流Ix;
②再闭合S1,电流表测出总电流I。
抓住电源电压不变:
(I-Ix)R0= IxRx
c.有一个开关,两个电流表,一个已知阻值为R0的定值电阻。
电路图
步骤
数据处理
闭合S,电流表A1测出通过R0的电流I0,电流表A2测出通过Rx的电流Ix。
抓住并联电压相等:
I0R0=IxRx
闭合S,电流表A1测出通过Rx的电流Ix,电流表A测出总电流I。
抓住并联电压相等:
(I-Ix)R0= IxRx
闭合S,电流表A1测出通过R0的电流I0;电流表A测出总电流I。
抓住并联电压相等:
I0R0=(I-I0)Rx
d.有一个开关,一个电流表,一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器。
电路图
步骤
数据处理
①闭合S,将滑片P移至最右端,电流表测出通过R0的电流I0;
②将滑片移至最左端,电流表测出总电流I。
抓住电源电压不变:
I0R0=(I-I0)Rx
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。
a.有两个开关,一个电流表,一个已知阻值为R0的定值电阻。
电路图
步骤
数据处理
①闭合S、S1,电流表的示数为I1;
②再断开S1,电流表的示数为I2。
抓住电源电压不变:
I1Rx= I2(R0+Rx)
①闭合S、S1,电流表的示数为I1;
②再断开S1,电流表的示数为I2。
抓住电源电压不变:
I1R0= I2(R0+Rx)
b.有三个开关,一个电流表,一个已知阻值为R0的定值电阻。
电路图
步骤
数据处理
①闭合S、S1,断开S2,电流表的示数为I1;
②闭合S、S2,断开S1,电流表的示数为I2。
抓住电源电压不变:
I1Rx= I2R0
c.有一个开关,一个电流表,一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器。
电路图
步骤
数据处理
①闭合S,将滑片P移至最左端,电流表的示数为I1;
②闭合S,将滑片P移至最右端,电流表的示数为I2。
抓住电源电压不变:
I1Rx= I2(R0+Rx)
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S、S1,调节滑片P,使电流表的示数为I;
②闭合S、S2,保持滑片P位置不变,调节R0,使电流表的示数仍为I。
电流I不变
电压U不变
∴ Rx=R0连入部分
①闭合S,将S1接到1,调节滑片P,使电流表的示数为I;
②闭合S,将S1接到2,保持滑片P位置不变,调节R0,使电流表的示数仍为I。
电流I不变
电压U不变
∴ Rx=R0连入部分
知识点二、缺表模型
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基本思路
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常见类型
a.只有一个开关,一个电压表,一个已知阻值为R0的定值电阻
电路图
步骤
数据处理
①将电压表与R0并联,闭合S,测出R0两端的电压U0;
②将电压表与Rx并联,闭合S,测出Rx两端的电压Ux。
抓住电流相等
⇒
b.有两个开关,一个电压表,一个已知阻值为R0的定值电阻。
电路图
步骤
数据处理
①闭合S,断开S1,电压表测出R0两端的电压U0;
②再闭合S1,电压表测出电源电压U。
抓住电流相等
⇒
①闭合S,断开S1,电压表测出Rx两端的电压Ux;
②再闭合S1,电压表测出电源电压U。
抓住电流相等
⇒
①闭合S,断开S1,电压表测出电源电压U;
②再闭合S1,电压表测出R0两端的电压U0。
抓住电流相等
⇒
c.有一个开关,一个电压表,一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器。
电路图
步骤
数据处理
①闭合S,将滑片移至最左端,用电压表测出电源电压U;
②闭合S,将滑片P移至最右端,用电压表测出Rx两端的电压Ux。
抓住电流相等
⇒
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S、S1,调节滑片P,使电压表的示数为某一定值U;
②闭合S,保持滑片P位置不变,调节R0,使电压表的示数仍为U。
电压表示数不变
电源电压不变
∴ Rx=R0连入部分
①闭合S,将S1接到1,调节滑片P,使电压表的示数为U;
②闭合S,将S1接到2,保持滑片P位置不变,调节R0,使电压表的示数仍为某U。
电压表示数不变
电源电压不变
∴ Rx=R0连入部分
(建议用时:40分钟)
1.如图甲是物理小组的同学测量标有“2.5V”的小灯泡电阻的电路图。
(1)把电路补充完整,使滑片向左移动时小灯泡变暗。
(2)在实验过程中,调节滑动变阻器,使电压表的示数为2.5V时,小灯泡正常工作,此时电流表的示数如图乙所示,为 A,则小灯泡此时的电阻是 Ω(结果保留一位小数)。
(3)甲同学认为,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)实验小组的同学利用已知阻值为R0的定值电阻、一块电压表、三个开关和电压恒定不变的电源及滑动变阻器,设计了如图丙所示的电路,也测出了额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电阻,实验步骤如下:
① ,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2.5V;
②保持滑片位置不变,然后闭合开关S和S2,断开开关S1,记下电压表示数为U;
③则可计算出小灯泡正常发光时的电阻为RL= (用已知量和测量量表示)。
2.小初要测量定值电阻Rx的阻值(约十几欧)现有器材:电源(6V)、滑动变阻器、电流表、电压表、开关各一个、导线若干。
(1)电路连好后,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移至最 ;闭合开关,移动滑片到某一位置,电压表示数如图乙所示,此时Rx两端的电压为 V。
(2)当小初准备读取电流表示数时,发现两电表示数突然都变为0。他用一条导线检查电路故障,当将该导线两端分别接到a、d接线柱上,发现电流表有示数,电压表示数仍为0;当将该导线两端分别接到c、f接线柱上,发现电压表有示数,电流表示数仍为0;则由此可以判断故障是: ;
(3)排除故障后继续实验,却不慎将电流表损坏。小初发现桌上有一根标有长度刻度、总长为20.0cm、总阻值为10Ω的均匀电阻丝,还有一根带有鳄鱼夹的导线(如图丙所示)。查阅资料了解到,均匀电阻丝阻值与长度成正比,经过思考,重新设计了如图丁所示的电路(AB为电阻丝,C为鳄鱼夹),继续进行实验。
①根据已知条件判断,电压表量程应选用 V;
②按照图丁所示电路连接好器材,多次实验测得数据如表所示
次数
1
2
3
AC长度(cm)
4.0
14.0
20.0
电压表示数(V)
0.8
2.0
2.4
求出第1次实验时电路中的电流I1= A;利用表中所有数据求出待测电阻Rx= Ω。
3.小明用图甲所示装置来测量未知电阻R的阻值。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲所示电路连接完整。要求滑片P向左移动时,电路中的电流变大。
(2)连接好电路后闭合开关,发现电流表有示数,电压表没有示数。若电路中只存在一处故障,则故障的原因可能是 。
(3)排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数如图乙所示,为 V,此时电流表示数如图丙所示,为 A,此时未知电阻R的阻值为 Ω。
(4)如果实验到此结束,你认为 (选填“可行”或“不可行”),原因是 。
(5)小明想用一个电流表和一个定值电阻R0测未知电阻Rx的阻值,于是设计了如图丁所示的电路图,并进行如下的实验操作:
①闭合开关S、S1,读出电流表示数I1;
②闭合开关S、断开S1,读出电流表示数I2;
③未知电阻Rx的表达式:Rx= (用R0、I1、I2表示)。
4.定值电阻Rx的阻值未知,为了测量其电阻值,请完成以下内容:
(1)用伏安法测量Rx的阻值,电路图如图1所示。实验中,要改变电阻R两端的电压进行多次(至少三次)的测量,测量结果需要记录在表格里,请你在虚框内设计出实验记录表格;
(2)同学们又设计了图2中的两种测量方案,方案中使用了阻值为R0的定值电阻,且R0≠Rx;
①方案一:如图,闭合开关S,如果电压表V1和V2的读数分别为U1和U2,则电阻Rx的阻值表达式Rx= ;
②方案二:如图,将S接a接线柱,读出电流表的示数I1;再将s接b接线柱,读出电流表的示数I2;由I1R0=I2Rx可得Rx。
请判断:上述得到的结果 (选填“正确”或“错误”);
理由是: 。
5.小云和小南利用如图所示的电路分别测量标有“3.8V”字样的小灯泡的灯丝电阻和未知电阻Rx的阻值,电源为三节新的干电池,滑动变阻器的最大阻值为RP。
(1)图甲是小云正在连接的电路,其中一处错误是: ;请你用笔画线代替导线将电路连接完整。
(2)正确连接电路闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到最 端;闭合开关后,小灯泡突然熄灭,电流表无示数,电压表有示数,请你分析电路的故障可能是 。
(3)某次实验时,电压表的指针位置如图乙所示,此时小灯泡两端的电压为 V,要使小灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片向 移。小灯泡正常发光时,电流表的指针指在0.3A处,此时小灯泡的电阻为 Ω。
(4)小南将灯泡换成待测电阻进行实验时,发现电流表的接线柱松脱,影响使用。思考后,他们绘制了如图丙所示电路,并操作如下,完成了测量活动:
①闭合开关,滑片P移至A端,电压表示数为U1;
②再将滑片P移至B端,电压表示数为U2;
③则Rx= (用U1、U2、RP表示)。
6.小华在“伏安法测电阻”的实验中,用到的器材有:电源(两节新干电池),电流表、电压表和滑动变阻器各一只、待测电阻Rx(阻值约为10Ω)、导线若干、开关一个。
(1)连接电路前,开关应处于 状态。
(2)该实验的原理是 (用公式表示),若要使图甲中滑动变阻器的滑片P向B端移动时电流表示数变大,则导线a应该接在 (选填“A”或“B”)端。
(3)正确连接电路后,实验时发现电压表有示数,电流表无示数,则电路中故障原因可能是Rx (选填“短路”或“断路”)。
(4)排除故障后,闭合开关,当滑片P移动到某位置时,电压表、电流表示数如图乙所示,则未知电阻Rx为 Ω。
(5)完成上述实验后,小华利用图甲电路想探究“导体中的电流与电压的关系”;通过4次测量后,绘制的I﹣U图像如图丙所示,小华要完成该实验,滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω。
(6)实验中,由于同组的其他同学操作失误使得电流表被烧坏,于是小华设计了如图丁所示的电路对Rx的阻值进行测量,已知滑动变阻器的最大阻值为R,实验步骤如下:
①将滑动变阻器的滑片移至最左端时,电压表的读数为U;
②将滑动变阻器的滑片移至最右端时,读出电压表示数为U1;
③待测电阻的阻值表达式为Rx= (用已知量R和测量值U、U1表示)。
7.小松学习小组的同学进行了“测量定值电阻阻值”的实验,连接了如图甲所示的电路图。
(1)该实验的实验原理是 ;
(2)连接电路时,开关应 ;
(3)小松学习小组测量数据如下表:
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.15
0.24
电阻RX/Ω
10.0
10.4
第2次测量时,根据乙图电流表示数算出对应的电阻值为 Ω;
(4)小颖设计了一种方案,也测出了电阻RX阻值。如图丙所示电路,实验器材:电阻RX、电源(电压恒定但未知)、滑动变阻器(已知最大阻值为R0),电流表、开关、导线若干。
实验步骤如下:
①闭合开关后,滑动变阻器的滑片P在最左端时,电流表示数为I1;
②移动滑片P至滑动变阻器 端时,电流表示数为I2(I2未超过电流表的量程);
③则待测电阻的表达式RX= (用字母R0、I1、I2表示);
(5)如图是小明利用实验室常用仪器,设计出测量未知电阻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,滑动变阻器R最大阻值未知,实验中只能闭合或断开开关及移动滑动变阻器滑片,其中能够测量出RX阻值的电路 (多选);
(6)接着他们测定额定电压为“2.5V”小灯泡正常发光时电阻,如图1。
①开关闭合前发现电流表A的指针在如图2所示的位置处,可能的原因是 ;
②图3是该小灯泡两端电压U和通过它的电流I的关系图像,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;
③小明根据所测数据计算出小灯泡的电阻不是一个定值,原因可能是 。
8.小桂同学在学习伏安法测电阻时,设计了如图甲所示的电路。
(1)本实验的原理是 ,连接实物电路时,滑动变阻器的滑片P应置于最 端。
(2)移动滑片P至某位置,电压表示数为2.6V,电流表示数如图乙所示,对应电流值是 A,则R的阻值为 Ω。
(3)调节滑片P,多次测量电压及电流值,算出对应的电阻,求出电阻平均值,这样做的目的是 。
(4)小桂在实验中发现无论怎么调节滑动变阻器,电压表最多只能到达2.6V,这与两节干电池可提供3V电压的理论值不相符。请教老师后了解到旧干电池本身会有一定的电阻,如图丙所示,可将干电池等效为一个没有阻值的理想电池和定值电阻R串联。为测定干电池的阻值,他设计了如图丁所示的电路。已知滑动变阻器最大值为R0,请完成下列的实验步骤:
①只闭合开关S,断开开关S1,此时电压表测量 (选填“电源”或“R0”)两端的电压值,记录示数为U;
②接着将滑片调至B端,闭合开关S和S1,记录电压表示数为U1。
(5)干电池的阻值R的表达式: (用测量的物理量、已知量的符号表示)。
9.在“测量小灯泡电阻”的实验中,所用小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)如图甲是某同学连接的部分实物图,要求滑片向右移动时小灯泡变亮,请你用笔画线代替导线,将图中实物连接完整。
(2)测量过程中,某一次的电流值如图乙所示,为 A,这时灯丝突然烧断。则电压表的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”)。换相同规格的灯泡,重测数据,并绘出I﹣U图像如图丙所示,则小灯泡正常工作的电阻是 Ω(结果保留一位小数)。
(3)另一组的同学在连线时,不小心将线接错了,当开关闭合后,移动滑动变阻器的滑片P,发现电流表示数变大时,电压表示数却变小,请分析产生这个现象的原因是 。
(4)完成上述实验后,该同学在只有电流表的情况下测量未知电阻Rx的阻值,如图丁所示,其中电源电压未知,滑动变阻器的最大阻值已知为R0,他把滑动变阻器的阻值调到最小,用电流表测出电路中的电流为I1;把滑动变阻器的阻值调到最大(已知),用电流表测出电路中的电流为I2,则Rx= (用已知量和测量量表示)。下列电路中电源电压未知,在定值电阻R0阻值已知的情况下,可以测出Rx阻值的是 。
10.在测量电阻的实验中:
(1)小华设计的测量电路如图1所示,待测电阻Rx约10Ω。
①在开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于最 端;
②导线A、B、C、D中有一根连接错误,这根导线是 ;
③改正连接错误并闭合开关后,小华发现无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数不为零且保持不变,而电流表示数始终为零,已知导线及各处连接完好,则故障原因可能是 。
(2)小清设计的测量另一待测电阻Rx阻值的电路如图2所示。他的测量步骤如下:
第1步:将Rx接在电路中A、B两点间,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P至适当位置,此时电压表的示数如图3所示,示数为 V;
第2步:断开开关S,移走Rx再将电阻箱R接在A、B两点间,闭合开关S,保持滑动变阻器的滑片P位置不变,调节 ,使电压表的示数仍如图3所示,此时电阻箱接入电路中阻值R=48Ω,则小清测得Rx的阻值为 Ω
11.实验室有下列器材:电流表一只(0~0.6A,0~3A),电压表一只(0~6V,0~15V),滑动变阻器一个(0~10Ω),电源一个(6V),开关一个,导线若干。用上述规格的器材测量阻值约为8Ω的一个待测电阻Rx的阻值,要求实验中的电表不超过其量程,且电表的指针能偏过刻度盘的中线(或靠近中线)。
(1)电流表和电压表应选用哪一个量程?
(2)请画出实验电路图。
(3)若待测电阻Rx的阻值为8Ω,请通过计算指出实验中滑动变阻器连入的阻值范围,待测电阻Rx消耗的最大功率为多少?(电表都能正常工作)
12.若实验器材只有电源一个(电压未知)、电压表一个,开关两个、已知电阻R0一个、未知电阻Rx一个,导线若干。请利用这些器材设计方案测出未知电阻Rx的阻值:
(1)在右边方框内画出实验的电路图;
(2)简要写出实验步骤: ;(测量的物理量用字母表示)
(3)写出求Rx阻值的表达式: 。(用字母表示)
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