第三节 测量：用电流表和电压表测量电阻 （培优考点练）物理沪科版2024九年级全一册

第三节 测量：用电流表和电压表测量电阻 目录 题型分组练 2 题型01 伏安法测电阻的实验原理和电路 2 题型02 伏安法测电阻的实验步骤和数据处理 2 题型03 伏安法测小灯泡的电阻 4 题型04 定值电阻或小灯泡的伏安特性曲线 5 题型05 利用串联电路电阻关系的相关分析计算 7 题型06 利用并联电路电阻关系的相关分析计算 8 创新拓展练 8 新题快递 10 题型分组练 题型01 伏安法测电阻的实验原理和电路图 1．如图是“伏安法测电阻”的实验电路图。关于该实验，下列说法正确的是（　　） A．多次测量取平均值是为了寻找普遍规律 B．滑动变阻器的作用是改变电源电压 C．“伏安法”测电阻的实验原理是：由I=U/R得到R=U/I D．在闭合开关前，应将变阻器滑片调至左端 2. 小南在“伏安法测电阻”的实验中，使用了两节新的干电池，被测电阻约为10Ω左右，则在实验中电流表的量程选用 。实验中小南多次改变了滑动变阻器滑片的位置，其目的是为了 。 3．某同学用伏安法测电阻，实验电路图如图甲所示。 （1）该实验的原理是 。 （2）闭合开关S前，滑动变阻器滑片P应置于 端（选填“A”或“B”）。 （3）该同学按如图甲所示实验电路图连接好电路后进行“试触”，发现电流表的指针向左偏转到零刻度以外，则其错误原因是： 。 （4）纠正错误后进行实验，当电压表示数如图乙所示时，电流表的示数如图丙所示，则被测电阻的阻值Rx= Ω。 题型02 伏安法测电阻的实验步骤和数据处理 4. 某实验小组用“伏安法”测未知电阻的阻值，实验过程如下： （1）在接图1甲所示的电路时，少连了一根导线，请用笔画线代替导线将电路连接完整； （2）闭合开关进行实验前，滑动变阻器的滑片P应位于_____（选填“A”或“B”）端； （3）测量数据如表1，在第三次测量中，电流表示数如图乙所示，示数是______A，则第三次测出电阻的阻值是______Ω； 表1 次数 1 2 3 4 5 电压U/V 1.4 1.8 2.1 2.4 2.6 电流I/A 0.26 0.36 0.48 0.54 （4）根据表1记录的实验数据，在图丙中用描点法绘出定值电阻的电流随电压变化的图像。___________ 5. 某同学利用如图所示的电路测量一待测电阻RX的阻值，图中电源电压恒为6V，滑动变阻器的最大阻值为50Ω。    （1）正确连接电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移至 端（选填“A”或“B”）； （2）实验过程中向左移动滑片P，电压表的示数 （选填“变大”“变小”或“不变”）； （3）实验中测量多组电压和电流值的目的是 ； （4）若RX为10Ω，在保证电路安全的情况下，滑动变阻器连入电路的阻值范围是 。 6. 物理实验小组的同学利用如图甲所示的电路测量定值电阻R的阻值。 （1）连接电路时，发现电压表的指针如图乙所示，原因是 ； （2）纠正错误后闭合开关S，发现两电表指针均只有微小偏转，接下来应当进行的操作是 ； A．断开开关，再次检查电路是否有故障 B．换用最大阻值更小的滑动变阻器 C．移动滑动变阻器的滑片，并观察两电表的示数变化情况 （3）正确进行实验，实验中得到的实验数据如下表所示，第3次实验时，电流表的示数如图丙所示，则待测电阻的阻值为 Ω（结果保留1位小数）。 实验次数 1 2 3 电压U/V 1.5 2.0 2.7 电流I/A 0.3 0.4 题型03 伏安法测小灯泡的电阻 7. 用如图所示的方案测量小灯泡的电阻。实验中需要收集的信息是（　　）   A．电压表示数和电流表示数 B．电源电压和变阻器的最大阻值 C．电流表示数和变阻器的最大阻值 D．电压表示数和变阻器的最大阻值 8．小明和小红为了测量灯泡电阻设计了如图甲所示的电路图并进行实验。 （1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至其阻值最 处。 （2）闭合开关，观察不到灯泡发光，但电流表指针正常偏转，小明认为灯丝断了。小红说：“灯泡和电流表是 联的，若灯丝断了，电流表指针不会偏转。” （3）移动变阻器的滑片至灯泡发光，当电压表示数为1V时，电流表示数如图乙所示，此时灯泡电阻为 。 （4）他们发现：多次正确实验得出的灯泡电阻差距较大。为找到灯泡电阻变化的原因，你认为实验中还需关注灯泡 的变化。 9. 伏安法测额定电压为2.5V小灯泡正常发光时的电阻 【实验器材】电源、开关、导线、小灯泡（定值电阻）、电流表、电压表、滑动变阻器；其中滑动变阻器的作用：除了保护电路之外还可以改变灯泡两端的 ； 【实验原理】 ； 【实验电路图和实物图】请同学们根据图甲电路图，用笔画线代替导线将图乙实物图补充完整； 【实验步骤】 ①检查无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，测出多组电流表和电压表示数。 ②在移动滑片P的过程中，应该观察 表的示数，使小灯泡正常发光。 ③断开开关，算出小灯泡正常发光时的电阻值； 【实验表格】 实验序号 电压表示数 电流表示数 小灯泡的电阻 1 2 3 由表中数据，计算可得小灯泡正常发光时的电阻为 。 【实验延伸】由表中数据，绘制出小灯泡的图像，如图丙所示，分析图像可知：小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而 。 题型04 定值电阻或小灯泡的伏安特性曲线 10. 如图所示为测量小灯泡电阻的实验电路图，多次测量并记录电压表示数U和对应的电流表示数I，则绘出的I-U图像正确的是（　　） A B C D 11. 在用“伏安法测电阻”的实验中，有两位同学分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象，在处理实验数据时，画出定值电阻和小灯泡的U﹣I图像，分别如图甲、乙所示，则对于图像的分析，以下说法错误的是（　　） A．由甲图可知，定值电阻的阻值为1Ω B．由甲图可知，该实验还可以探究电流与电压关系的实验 C．由乙图可知，小灯泡的电阻跟灯丝的温度有关 D．为了减小误差，应该用多次测量取平均值的方法测定小灯泡的电阻 12. 如图甲所示为小明设计的“用伏安法测小灯泡电阻”的实验电路图，已知小灯泡的额定电压为 2.5V。 （1）小明正确操作，记录多组小灯泡两端不同的电压及对应的通过小灯泡的电流值，并通过坐标纸绘制出了小灯泡的I-U图像，如图所示.分析图像可知，小灯泡正常发光时的灯丝电阻为 Ω； （2）小明计划用此电路探究“电流与电压的关系”，你认为可行么？ （选填“ 可行”或“不可行”），原因是 ； （3）若将此灯泡与15Ω的定值电阻串联在电源电压为 4.5V的电源两端，则电路中电流为 A。 13. 伏安法测电阻： （1）实验原理： 。 （2）电路如图甲所示，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于b端，这样做的目的是 。 （3）电路调试完成后，某次实验中电压表和电流表示数如图乙和丙，该电阻的阻值为 。 （4）测完定值电阻阻值后，小明利用这一装置又测量小灯泡的电阻，重复上述实验，绘制出灯泡和定值电阻的关系图像如图丁中所示。通过分析可知，图像中 表示灯泡的图像。 题型05 利用串联电路电阻关系的相关分析计算 14．已知R1=20Ω，R2=30Ω，将它们串联在电路中，则总电阻R串= Ω，通过两个电阻的电流之比是 ，加在它们两端的电压之比是 。 15．如图所示，电阻R的阻值为10Ω，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P移到a端时，电流表的示数为0.6A。当滑动变阻器的滑片P移到b端时，电流表的示数为0.2A。下列说法不正确的是（　） A．电源电压为6V B．滑动变阻器的最大阻值为20Ω C．当滑片P移到中点时，电流表的示数为0.3A D．当滑片P移到b端时，电压表的示数为4V 16．如图甲所示，电源电压保持不变，R1＝10Ω。当闭合开关S，滑动变阻器滑片P从a端移到b端，两电表示数变化关系用图乙中的线段AB表示。求： （1）电源电压？ （2）滑动变阻器R2的最大阻值？   题型06 利用并联电路电阻关系的相关分析计算 17. 已知两电阻的阻值大小关系为。下图所示的四个电路中，电源电压U相同，电路中通过电流最大的是（　　） A B C D 18．电阻R1为，允许通过的最大电流为0.4A；电阻R2为，允许通过的最大电流为；把它们串联后，允许加在两端的最大电压为 V的电路里；若将两电阻并联。则干路中允许通过的最大电流为 A。 19．如图所示的电路中电源电压保持不变，，当、都断开，电流表示数是0.2A，求： （1）电源电压； （2）、都闭合时，电流表示数是多少？ 创新拓展练 20. 关于“伏安法测定值电阻”和“伏安法测小灯泡的电阻”下列说法不正确的是（    ） A．两个实验的原理相同 B．滑动变阻器在两个实验中的作用除了保护电路还有改变电压 C．两个实验进行多次测量都是为了减小误差，使测量数据更加精确 D．两个实验都没有用到控制变量法 21. 小丽选择合适的器材，设计了如图所示的电路，R0为已知阻值的定值电阻，Rx阻值未知，电源电压未知但保持不变，S1一直处于闭合状态。以下说法中正确的是（　　） A．当S2闭合时，R0和Rx是串联连接 B．当S2断开时，电压表测的是Rx两端的电压 C．该电路能测出未知电阻Rx的阻值 D．S2无论是断开还是闭合，电压表的示数都不变 22. 如图所示，在、两点间分别接入电阻和灯泡，可完成多个电学实验，实验中对应的滑动变阻器作用，下列描述正确的是（    ） A．探究电流与电压的关系——控制A、B间阻值不变 B．探究电流与电阻关系——改变A、B间电阻大小 C．测量定值电阻阻值——改变A、B间电压大小 D．测量小灯泡的电阻——控制A、B间电压不变 23. 某同学利用如图所示的电路测量小灯泡的电阻，已知电源电压恒为4.5V不变，小灯泡标有“2.5V”字样，关于以下结论： 次数 1 2 3 4 5 电压/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 电流/A 0.10 0.14 0.16 0.23 0.25 ①第1次实验滑动变阻器接入的阻值为40Ω ②第3次实验记录的数据是错误的 ③5次实验中小灯泡正常发光时的电阻最小 ④第2次和第4次实验中滑动变阻器两端的电压之比为5∶7 说法正确的是（　　） A．①② B．③④ C．①②③ D．①②④ 24. 小明和小红为了测量灯泡电阻设计了如图甲所示的电路图并进行实验。 （1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至其阻值最 处。 （2）闭合开关，观察不到灯泡发光，但电流表指针正常偏转，小明认为灯丝断了。小红说：“灯泡和电流表是 联的，若灯丝断了，电流表指针不会偏转。” （3）移动变阻器的滑片至灯泡发光，当电压表示数为1V时，电流表示数如图乙所示，此时灯泡的电阻为 。 （4）他们发现：多次正确实验得出的灯泡电阻差距较大。为找到灯泡电阻变化的原因，你认为实验中还需关注灯泡 的变化。 新题快递 25. “天和”学习小组在实验室探究一个热敏电阻阻值随温度变化的关系，设计了如图甲所示的电路图，电源两端电压恒为12V，R0是定值电阻，R是热敏电阻，电流表的量程是0~0.6A，电压表的量程是0~15V。 （1）同学们按电路图连接实物后，闭合开关，发现电压表示数接近电源电压，电流表无示数，则故障可能是热敏电阻R处发生 （选填“短路”或“断路”）； （2）排除故障后，闭合开关S，他们测量了该热敏电阻不同温度下的电阻值，并绘制成如图乙所示的图像。由图像可知，热敏电阻的阻值R随温度t增大而 ；（选填“增大”“不变”或“减小”） （3）某次测量中，电压表示数如图丙所示，电流表示数为0.2A，则此时热敏电阻R的温度为 ℃； （4）探究过程中，热敏电阻的温度变化范围为0~100℃，则电压表示数的变化范围为 。 26．测量电阻实践活动，实验器材：恒流电源（输出电流恒为），电流表(0~0.6A)，定值电阻，待测电阻（约100Ω）、开关一个，请你完成设计。 （1）请在方框内完成电路设计； （2）根据设计的电路，测得电流表示数为时，则待测电阻Rx= ； （3）用该电路对不同电阻进行测量时，电路总功率不会超过 W； （4）推算该电路可测电阻的最小值为 ； （5）如果要降低可测电阻的最小值，你的改进方法是 。（写出一种即可） 27．菲菲和祥祥两个实验小组，分别利用电压恒为6V的电源、“”的滑动变阻器、电流表、电压表和足量导线，测量标有“2.5V”字样的小灯泡的电阻。 （1）老师要求菲菲小组：电路中滑动变阻器的滑片P向右滑动时，灯泡变亮。请你用笔画线代替导线，帮助小明在图甲中完成符合老师要求的实验电路。 （2）实验前，滑动变阻器的滑片P要调至最 （选填“左”或“右”）端； （3）某次测量的电流表示数如图乙所示，此时通过灯泡的电流为 ； （4）根据实验数据绘出灯泡的I-U图象如图丙中图线A所示，A不是正比例图象原因是 ； （5）祥祥小组绘出的图象如图丙的图线B所示，出现错误的原因是 ； （6）如图所示是机械指针式万用表，它可以直接测量电压、电流或电阻。小明用该万用表测量某定值电阻阻值时指针如图所示，该电阻的阻值为 。 28．在一次物理实验活动中，老师拿了一个密封盒，告诉同学们：里面有一个电源和一个定值电阻Rx串联（电源电压和Rx的阻值均未知），在电源和电阻两端各引出一根线置于密封盒外，如图所示。老师要求同学们在不损坏密封盒的前提下，只连一次电路就能测出密封盒内的定值电阻Rx的大小。 实验桌上有如下器材：一块量程合适的电流表、一个已知阻值为R0的定值电阻、一个开关和导线若干。 （1）根据给出的器材，在下图中画出完整的实验电路图   （2）请把实验步骤补充完整，并写出需要测量的物理量。 ①按电路连接好实验电路；   ② ；   ③ 。 （3）写出由上述步骤测得的物理量和已知量导出的定值电阻Rx的表达式。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第三节 测量：用电流表和电压表测量电阻 目录 题型分组练 2 题型01 伏安法测电阻的实验原理和电路 2 题型02 伏安法测电阻的实验步骤和数据处理 3 题型03 伏安法测小灯泡的电阻 6 题型04 定值电阻或小灯泡的伏安特性曲线 8 题型05 利用串联电路电阻关系的相关分析计算 11 题型06 利用并联电路电阻关系的相关分析计算 13 创新拓展练 15 新题快递 18 题型分组练 题型01 伏安法测电阻的实验原理和电路图 1．如图是“伏安法测电阻”的实验电路图。关于该实验，下列说法正确的是（　　） A．多次测量取平均值是为了寻找普遍规律 B．滑动变阻器的作用是改变电源电压 C．“伏安法”测电阻的实验原理是：由I=U/R得到R=U/I D．在闭合开关前，应将变阻器滑片调至左端 【答案】C 【详解】A．在伏安法测电阻的实验中，为了减小误差，应多次测量取平均值，故A错误； B．在伏安法测电阻的实验中，滑动变阻器一方面可以保护电路，另一方面可以改变电路中的电流与电阻两端的电压，故B错误； C．在伏安法测电阻的实验中，用电压表测电阻两端的电压，用电流表测通过电阻的电流，所以伏安法测电阻的实验原理是R=U/I，故C正确； D．为了保护电路，在闭合开关前，应将变阻器滑片调至阻值最大处，即右端，故D错误。 故选C。 2. 小南在“伏安法测电阻”的实验中，使用了两节新的干电池，被测电阻约为10Ω左右，则在实验中电流表的量程选用 。实验中小南多次改变了滑动变阻器滑片的位置，其目的是为了 。 【答案】 0～0.6A 测量电阻时取平均值，以减小误差 【详解】由实验中使用了两节新的干电池，每节干电池的电压1.5V，可知电源电压U＝3V。 根据欧姆定律得，电路最大电流 由此确定电流表选择小量程。 实验中多次改变了滑动变阻器滑片的位置，获得多组电压和电流数据，用以求平均值减小误差。 3．某同学用伏安法测电阻，实验电路图如图甲所示。 （1）该实验的原理是 。 （2）闭合开关S前，滑动变阻器滑片P应置于 端（选填“A”或“B”）。 （3）该同学按如图甲所示实验电路图连接好电路后进行“试触”，发现电流表的指针向左偏转到零刻度以外，则其错误原因是： 。 （4）纠正错误后进行实验，当电压表示数如图乙所示时，电流表的示数如图丙所示，则被测电阻的阻值Rx= Ω。 【答案】 R=U/I B 电流表的正负接线柱接反了 8 【详解】（1）测量电阻的原理是R=U/I。 （2）由图知，滑动变阻器的下面接了左边的接线柱，为保护电路，闭合开关前，应将滑片移至右边，即B端，使其阻值最大。 （3）刚一“试触”，就发现电流表的指针向左偏转到零刻度以外，说明电流表指针反偏，是电流表的正负接线柱的导线接反了。 （4）由图乙知，电压表的量程为0~3V，分度值为0.1V，示数为2.4V；由图丙知，电流表的量程为0~0.6A， 分度值为0.02A，示数为0.3A；则 题型02 伏安法测电阻的实验步骤和数据处理 4. 某实验小组用“伏安法”测未知电阻的阻值，实验过程如下： （1）在接图1甲所示的电路时，少连了一根导线，请用笔画线代替导线将电路连接完整； （2）闭合开关进行实验前，滑动变阻器的滑片P应位于_____（选填“A”或“B”）端； （3）测量数据如表1，在第三次测量中，电流表示数如图乙所示，示数是______A，则第三次测出电阻的阻值是______Ω； 表1 次数 1 2 3 4 5 电压U/V 1.4 1.8 2.1 2.4 2.6 电流I/A 0.26 0.36 0.48 0.54 （4）根据表1记录的实验数据，在图丙中用描点法绘出定值电阻的电流随电压变化的图像。___________ 【答案】（1）见下图；（2） A；（3）0.42，5；（4）见下图。 【详解】（1）电压表测量电阻两端的电压，电压表和电阻并联，如图所示。 （2）为了保护电路，滑动变阻器的阻值处于最大处，即滑动变阻器的滑片P应位于A端。 （3）由图可知，电流表的量程是0~0.6A，分度值是0.02A，电流表的示数是0.42A。 第三次测出电阻的阻值 R＝==5Ω （4）由表中数据，利用描点法画出图像，如图所示。 5. 某同学利用如图所示的电路测量一待测电阻RX的阻值，图中电源电压恒为6V，滑动变阻器的最大阻值为50Ω。    （1）正确连接电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移至 端（选填“A”或“B”）； （2）实验过程中向左移动滑片P，电压表的示数 （选填“变大”“变小”或“不变”）； （3）实验中测量多组电压和电流值的目的是 ； （4）若RX为10Ω，在保证电路安全的情况下，滑动变阻器连入电路的阻值范围是 。 【答案】 A 变大 多次测量取平均值减小误差 10Ω~50Ω 【详解】（1）为了保护电路，闭合开关前，应将变阻器的滑片移至阻值最大处，即A端。 （2）实验过程中向左移动滑片P，变阻器接入电路的电阻变小，所以变阻器分压变小，由串联电路电压的规律可知定值电阻两端的电压变大，电压表示数变大。 （3）该实验进行多次测量，求出多组电压与电流值，由欧姆定律求出电阻值，然后求平均值，可以减小误差。 （4）电压表的量程是0~3V，当电压表的示数为3V时，通过电路的电流最大，变阻器连入电路的电阻最小，电路中的电流 由串联电路电压的规律和欧姆定律得到变阻器的最小阻值 滑动变阻器的最大阻值为50Ω，滑动变阻器连入电路的最大阻值是50Ω，在保证电路安全的情况下，滑动变阻器连入电路的阻值范围是10~50Ω。 6. 物理实验小组的同学利用如图甲所示的电路测量定值电阻R的阻值。 （1）连接电路时，发现电压表的指针如图乙所示，原因是 ； （2）纠正错误后闭合开关S，发现两电表指针均只有微小偏转，接下来应当进行的操作是 ； A．断开开关，再次检查电路是否有故障 B．换用最大阻值更小的滑动变阻器 C．移动滑动变阻器的滑片，并观察两电表的示数变化情况 （3）正确进行实验，实验中得到的实验数据如下表所示，第3次实验时，电流表的示数如图丙所示，则待测电阻的阻值为 Ω（结果保留1位小数）。 实验次数 1 2 3 电压U/V 1.5 2.0 2.7 电流I/A 0.3 0.4 【答案】（1）电压表未调零；（2）C；（3）5.1 【详解】（1）连接电路时，电压表的指针如图乙，指针没有指在零刻度线，说明电压表未调零。 （2）纠正错误后闭合开关，若两电表指针均有微小偏转，说明两电表都有示数，但示数较小，可能是电路中的电阻太大，电流太小，则接下来应移动滑动变阻器的滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值变小，并观察两电表的示数变化情况。故AB不符合题意，C符合题意。故选C。 （3）第3次实验时，电流表的示数如图丙所示，选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.5A，则第3次实验测得待测电阻的阻值为 第1次实验测得待测电阻的阻值为 第2次实验测得待测电阻的阻值为 为减小误差，应求平均值，则待测电阻的阻值为 题型03 伏安法测小灯泡的电阻 7. 用如图所示的方案测量小灯泡的电阻。实验中需要收集的信息是（　　）   A．电压表示数和电流表示数 B．电源电压和变阻器的最大阻值 C．电流表示数和变阻器的最大阻值 D．电压表示数和变阻器的最大阻值 【答案】A 【详解】闭合开关，灯泡和滑动变阻器串联接入电路，电流表测通过灯泡的电流，电压表测灯泡两端的电压，根据欧姆定律计算灯泡的电阻，所以，实验中需要收集的信息是电压表示数和电流表示数，故BCD不符合题意，A符合题意。故选A。 8．小明和小红为了测量灯泡电阻设计了如图甲所示的电路图并进行实验。 （1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至其阻值最 处。 （2）闭合开关，观察不到灯泡发光，但电流表指针正常偏转，小明认为灯丝断了。小红说：“灯泡和电流表是 联的，若灯丝断了，电流表指针不会偏转。” （3）移动变阻器的滑片至灯泡发光，当电压表示数为1V时，电流表示数如图乙所示，此时灯泡电阻为 。 （4）他们发现：多次正确实验得出的灯泡电阻差距较大。为找到灯泡电阻变化的原因，你认为实验中还需关注灯泡 的变化。 【答案】 大 串 5 温度 【详解】（1）闭合开关前，为了保护电路的安全，应将滑动变阻器的滑片移动到阻值最大处。 （2）灯泡和电流表是串联关系，串联电路电流只有一条路径，若灯丝断了，则电流表也没有电流通过，电流表指针不会偏转。 （3）如图乙所示，电流表选择小量程，分度值为0.02A，示数为0.2A，此时灯泡电阻 此时灯泡电阻5Ω。 （4）为找到灯泡电阻变化的原因，实验中还需关注灯泡灯丝温度的变化。 9. 伏安法测额定电压为2.5V小灯泡正常发光时的电阻 【实验器材】电源、开关、导线、小灯泡（定值电阻）、电流表、电压表、滑动变阻器；其中滑动变阻器的作用：除了保护电路之外还可以改变灯泡两端的 ； 【实验原理】 ； 【实验电路图和实物图】请同学们根据图甲电路图，用笔画线代替导线将图乙实物图补充完整； 【实验步骤】 ①检查无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，测出多组电流表和电压表示数。 ②在移动滑片P的过程中，应该观察 表的示数，使小灯泡正常发光。 ③断开开关，算出小灯泡正常发光时的电阻值； 【实验表格】 实验序号 电压表示数 电流表示数 小灯泡的电阻 1 2 3 由表中数据，计算可得小灯泡正常发光时的电阻为 。 【实验延伸】由表中数据，绘制出小灯泡的图像，如图丙所示，分析图像可知：小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而 。 【答案】电压；R=U/I；见下图；电压；5；增大 【详解】（1）滑动变阻器所起的作用除了保护电路外，还能通过移动滑片的位置，改变定值电阻两端的电压和通过定值电阻的电流，得出多组数据。 （2）伏安法的实验原理是R=U/I （3）滑动变阻器右上接线柱与灯泡的右接线柱相连，用笔画线代替导线将图乙实物图连接如下图 （4）由于实验目的是“用伏安法测额定电压为2.5V小灯泡正常发光时的电阻”，所以实验中需要观察电压表表的示数，通过移动滑片的位置，改变定值电阻两端的电压。 （5）由表中数据，小灯泡正常发光时的电阻为 （6）由表中数据，绘制出小灯泡的I-U图象，由图丙知道，图中的图像是曲线，由此可知，通过小灯泡的电流与它两端电压不成比例，其原因是灯丝的电阻不是固定的，它随着温度的升高而增大，即小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大。 题型04 定值电阻或小灯泡的伏安特性曲线 10. 如图所示为测量小灯泡电阻的实验电路图，多次测量并记录电压表示数U和对应的电流表示数I，则绘出的I-U图像正确的是（　　） A B C D 【答案】C 【详解】小灯泡电阻的测量原理是R=U/I，因小灯泡的电阻随温度的升高而增大，故随着电压的增大，灯丝温度升高，小灯泡的电阻受温度影响增大，图像应是曲线，且当电压为0时，电流也为0；当灯泡电阻R变大，是越来越小的，即图像的倾斜程度越来越小，故ABD错误，C正确。故选C。 11. 在用“伏安法测电阻”的实验中，有两位同学分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象，在处理实验数据时，画出定值电阻和小灯泡的U﹣I图像，分别如图甲、乙所示，则对于图像的分析，以下说法错误的是（　　） A．由甲图可知，定值电阻的阻值为1Ω B．由甲图可知，该实验还可以探究电流与电压关系的实验 C．由乙图可知，小灯泡的电阻跟灯丝的温度有关 D．为了减小误差，应该用多次测量取平均值的方法测定小灯泡的电阻 【答案】D 【详解】AB．根据图甲可知，电压与电流成正比，因此该电阻为定值电阻，所以该实验还可以探究电流与电压关系；电阻是导体自身的性质，它不随导体两端的电压和导体中的电流改变而改变；根据图示可知，当电阻两端电压为3V时，通过的电流为3A，由I=U/R可知定值电阻的大小为 故A、B正确，不符合题意； C．由乙图可知，电压与电流不成正比，即当灯泡两端电压变化，发光改变时，灯泡的阻值也随之发生变化，因此小灯泡的电阻跟灯丝的温度有关，故C正确，不符合题意； D．测定小灯泡的电阻时，多次测量是为了寻找灯丝电阻与温度的关系，不能求平均值减小误差，故D错误，符合题意。 故选D。 12. 如图甲所示为小明设计的“用伏安法测小灯泡电阻”的实验电路图，已知小灯泡的额定电压为 2.5V。 （1）小明正确操作，记录多组小灯泡两端不同的电压及对应的通过小灯泡的电流值，并通过坐标纸绘制出了小灯泡的I-U图像，如图所示.分析图像可知，小灯泡正常发光时的灯丝电阻为 Ω； （2）小明计划用此电路探究“电流与电压的关系”，你认为可行么？ （选填“ 可行”或“不可行”），原因是 ； （3）若将此灯泡与15Ω的定值电阻串联在电源电压为 4.5V的电源两端，则电路中电流为 A。 【答案】10 不可行 小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而增大，不能保持电阻一定 0.2 【详解】（1）小灯泡的额定电压为 2.5V，分析图像可知，当小灯两端电压为U=2.5V时，通过小灯泡的电流为I=0.25A，则灯丝的电阻为 （2）要探究“电流与电压的关系”，必须控制电阻的阻值不变，改变电阻两端的电压。因为小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大，不能保持电阻一定，所以此电路不能探究电流与电压的关系。 （3）由图像可知，当通过小灯泡的电流为I'=0.2A时，小灯泡两端的电压U'=1.5V，根据公式R=U/I，定值电阻两端的电压为 此时电源电压为 与实际电源电压相符，故此时电流为0.2A。 13. 伏安法测电阻： （1）实验原理： 。 （2）电路如图甲所示，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于b端，这样做的目的是 。 （3）电路调试完成后，某次实验中电压表和电流表示数如图乙和丙，该电阻的阻值为 。 （4）测完定值电阻阻值后，小明利用这一装置又测量小灯泡的电阻，重复上述实验，绘制出灯泡和定值电阻的关系图像如图丁中所示。通过分析可知，图像中 表示灯泡的图像。 【答案】 R=U/I 保护电路 7.5 A 【详解】（1）伏安法测电阻的实验原理是R=U/I。 （2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处，以保护电路。 （3）由乙可知，电压表接入电路的量程为0~3V，分度值为0.1V，电压表数值为2.1V。电流表接入电路的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，电流表数值为0.28A。由欧姆定律可得此次测得该电阻的阻值 （4）通过定值电阻的电流与其两端的电压与成正比，其图像为一条直线，灯泡的电阻受温度影响很大，其电阻随温度的升高而增大，图像为曲线，通过分析可知图像中A表示灯泡的图像。 题型05 利用串联电路电阻关系的相关分析计算 14．已知R1=20Ω，R2=30Ω，将它们串联在电路中，则总电阻R串= Ω，通过两个电阻的电流之比是 ，加在它们两端的电压之比是 。 【答案】 50 1∶1 2∶3 【详解】已知R1=20Ω，R2=30Ω，将它们串联在电路中，由串联电路电阻特点知，总电阻 串联电路中各处的电流相等，故通过两电阻的电流相等，即通过两个电阻的电流之比为1：1。 根据U=IR可得，加在它们两端的电压之比 15．如图所示，电阻R的阻值为10Ω，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P移到a端时，电流表的示数为0.6A。当滑动变阻器的滑片P移到b端时，电流表的示数为0.2A。下列说法不正确的是（　） A．电源电压为6V B．滑动变阻器的最大阻值为20Ω C．当滑片P移到中点时，电流表的示数为0.3A D．当滑片P移到b端时，电压表的示数为4V 【答案】D 【详解】A．闭合开关S，当滑片P移到a端时，滑动变阻器连入电阻为0，只有R连入电路，根据欧姆定律可得，电源的电压 故A正确，不符合题意； B．当滑动变阻器的滑片P移到b端时，R与R滑串联在电路中，电流表测电路中的电流，由欧姆定律可得，电路中的总电阻 串联电路中总电阻等于各分电阻之和，滑动变阻器的最大阻值 故B正确，不符合题意； C．当滑片P移到中点时，R与滑动变阻器阻值的一半串联，则电路中的总电阻 电流表的示数 故C正确，不符合题意； D．当滑动变阻器的滑片P移到b端时，R与R滑串联在电路中I'=0.2A 由欧姆定律得，R两端的电压 即电压表的示数是2V，故D错误，符合题意。故选D。 16．如图甲所示，电源电压保持不变，R1＝10Ω。当闭合开关S，滑动变阻器滑片P从a端移到b端，两电表示数变化关系用图乙中的线段AB表示。求： （1）电源电压？ （2）滑动变阻器R2的最大阻值？   【答案】（1）6V；（2）20Ω 【详解】（1）由电路图可知，电阻R1和滑动变阻器R2的有效部分串联接入电路，电流表测量电路中的电流，电压表测量R2两端的电压；当滑片位于b端时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，此时电路中的电流最大。由图2可知I大＝0.6A，由I=U/R可得，电源电压 U＝I大R1＝0.6A×10Ω＝6V （2）当滑片位于a端时，接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，由图3可知，电路中的最小电流I小＝0.2A，此时电路中的总电阻 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以R2的最大阻值 R2max＝R﹣R1＝30Ω﹣10Ω＝20Ω 答：（1）电源电压为6V；（2）R2的最大阻值是20Ω。 题型06 利用并联电路电阻关系的相关分析计算 17. 已知两电阻的阻值大小关系为。下图所示的四个电路中，电源电压U相同，电路中通过电流最大的是（　　） A B C D 【答案】D 【详解】串联电路的总电阻等于各串联电阻之和，所以串联电路的总电阻大于任何一个分电阻；并联电路的总电阻的倒数等于各并联支路电阻的倒数之和，所以并联电路的总电阻小于其中任何一个支路的电阻；故四个电路中电阻大小关系为 电源电压相同，根据欧姆定律I=U/R可知，电路中总电阻最小时电流最大，即两电阻并联时电路中通过的电流最大。故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。 18．电阻R1为，允许通过的最大电流为0.4A；电阻R2为，允许通过的最大电流为；把它们串联后，允许加在两端的最大电压为 V的电路里；若将两电阻并联。则干路中允许通过的最大电流为 A。 【答案】 14.4 0.75 【详解】由题意知，电阻R1允许的最大电流为0.4A，R2允许通过的最大电流为0.5A，两电阻串联后，电路允许通过的最大电流为0.4A。电路中此时的总电阻 允许加在两端的最大电压 R1两端的最大电压 R2两端允许的最大电压 两电阻并联，两端的最大电压为6V，通过R1的电流 干路中允许通过的最大电流 19．如图所示的电路中电源电压保持不变，，当、都断开，电流表示数是0.2A，求： （1）电源电压； （2）、都闭合时，电流表示数是多少？ 【答案】（1）12V；（2）0.8A 【详解】（1）当S1、S2都断开时，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，由I=U/R可得，电源的电压U=I(R1+R2)=0.2A×(30Ω+30Ω)=12V （2）当S1、S2都闭合时，R1与R3并联，电流表测干路电流，电路中的总电阻 则干路电流表的示数      答：（1）电源电压为12V； （2）S1、S2都闭合时，电流表示数是0.8A。 创新拓展练 20. 关于“伏安法测定值电阻”和“伏安法测小灯泡的电阻”下列说法不正确的是（    ） A．两个实验的原理相同 B．滑动变阻器在两个实验中的作用除了保护电路还有改变电压 C．两个实验进行多次测量都是为了减小误差，使测量数据更加精确 D．两个实验都没有用到控制变量法 【答案】C 【详解】A．测电阻的原理均是R=U/I，故A正确，不符合题意； B．实验中滑动变阻器的作用是：保护电路和改变定值电阻或灯泡两端电压进行多次实验，故B正确，不符合题意； C．由于灯泡的电阻受温度影响会发生改变，因此测量灯泡电阻进行数据处理时，不能求平均值，因此不是为了减小误差，故C错误，符合题意； D．实验中是用测量工具直接测量电压和电流，未用到控制变量的实验方法，故D正确，不符题意。 故选C。 21. 小丽选择合适的器材，设计了如图所示的电路，R0为已知阻值的定值电阻，Rx阻值未知，电源电压未知但保持不变，S1一直处于闭合状态。以下说法中正确的是（　　） A．当S2闭合时，R0和Rx是串联连接 B．当S2断开时，电压表测的是Rx两端的电压 C．该电路能测出未知电阻Rx的阻值 D．S2无论是断开还是闭合，电压表的示数都不变 【答案】D 【详解】由电路图可知，当S2、S2闭合，只有Rx接入电路，电压表测定值电阻Rx两端电压，也是测量电源的电压；当S2断开时，R0和Rx串联，电压表测的是电源两端的电压；所以S2无论是断开还是闭合，电压表都是测量电源电压，则示数都不变，因此该电路不能测出未知电阻Rx的阻值，故ABC错误，D正确。故选D。 22. 如图所示，在、两点间分别接入电阻和灯泡，可完成多个电学实验，实验中对应的滑动变阻器作用，下列描述正确的是（    ） A．探究电流与电压的关系——控制A、B间阻值不变 B．探究电流与电阻关系——改变A、B间电阻大小 C．测量定值电阻阻值——改变A、B间电压大小 D．测量小灯泡的电阻——控制A、B间电压不变 【答案】C 【详解】A．探究电流与电压的关系，需要改变定值电阻两端电压，因此滑动变阻器的作用是改变A、B间电阻两端电压，故A错误； B．探究电流与电阻关系，需要保持定值电阻两端电压不变，因此滑动变阻器的作用是保持A、B间电阻两端电压不变，故B错误； C．测量定值电阻阻值，需要进行多次实验，即改变定值电阻两端电压，因此滑动变阻器的作用是改变A、B间电压大小，故C正确； D．测量小灯泡的电阻，需要改变灯泡两端电压，得到不同电压下灯泡的电阻，因此滑动变阻器的作用是改变A、B间电压大小，故D错误。 故选C。 23. 某同学利用如图所示的电路测量小灯泡的电阻，已知电源电压恒为4.5V不变，小灯泡标有“2.5V”字样，关于以下结论： 次数 1 2 3 4 5 电压/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 电流/A 0.10 0.14 0.16 0.23 0.25 ①第1次实验滑动变阻器接入的阻值为40Ω ②第3次实验记录的数据是错误的 ③5次实验中小灯泡正常发光时的电阻最小 ④第2次和第4次实验中滑动变阻器两端的电压之比为5∶7 说法正确的是（　　） A．①② B．③④ C．①②③ D．①②④ 【答案】A 【详解】①第1次实验中已知电源电压恒为4.5V不变，灯泡电压为0.5V，滑动变阻器电压为 U滑＝U﹣U灯＝4.5V﹣0.5V＝4V 已知第1次实验中，电流为0.1A，此时滑动变阻器接入的阻值为 ②由表格数据，根据欧姆定律分别计算5次实验灯泡的电阻 电压越大，电流越大，灯泡实际功率越大，温度越高，电阻也越大，但第3次实验中电阻比第4次电阻大，所以第3次实验测得的电流是错误的； ③由②可知，5次实验中小灯泡正常发光时的电阻最大； ④由串联电路电压规律可知，第2次和第4次实验中滑动变阻器两端的电压分别为 U滑2＝4.5V﹣1.0V＝3.5V，U滑4＝4.5V﹣2.0V＝2.5V 两次电压之比为 综上所述，①②正确，③④错误，故A正确，BCD错误。故选A。 24. 小明和小红为了测量灯泡电阻设计了如图甲所示的电路图并进行实验。 （1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至其阻值最 处。 （2）闭合开关，观察不到灯泡发光，但电流表指针正常偏转，小明认为灯丝断了。小红说：“灯泡和电流表是 联的，若灯丝断了，电流表指针不会偏转。” （3）移动变阻器的滑片至灯泡发光，当电压表示数为1V时，电流表示数如图乙所示，此时灯泡的电阻为 。 （4）他们发现：多次正确实验得出的灯泡电阻差距较大。为找到灯泡电阻变化的原因，你认为实验中还需关注灯泡 的变化。 【答案】 大 串 5 温度 【详解】（1）闭合开关前，为了保护电路的安全，应将滑动变阻器的滑片移动到阻值最大处。 （2）灯泡和电流表是串联关系，串联电路电流只有一条路径，若灯丝断了，则电流表也没有电流通过，电流表指针不会偏转。 （3）如图乙所示，电流表选择小量程，分度值为0.02A，示数为0.2A，此时灯泡电阻 此时灯泡电阻5Ω。 （4）灯丝电阻随温度的升高而变大，为找到灯泡电阻变化的原因，实验中还需关注灯泡灯丝温度的变化。 新题快递 25. “天和”学习小组在实验室探究一个热敏电阻阻值随温度变化的关系，设计了如图甲所示的电路图，电源两端电压恒为12V，R0是定值电阻，R是热敏电阻，电流表的量程是0~0.6A，电压表的量程是0~15V。 （1）同学们按电路图连接实物后，闭合开关，发现电压表示数接近电源电压，电流表无示数，则故障可能是热敏电阻R处发生 （选填“短路”或“断路”）； （2）排除故障后，闭合开关S，他们测量了该热敏电阻不同温度下的电阻值，并绘制成如图乙所示的图像。由图像可知，热敏电阻的阻值R随温度t增大而 ；（选填“增大”“不变”或“减小”） （3）某次测量中，电压表示数如图丙所示，电流表示数为0.2A，则此时热敏电阻R的温度为 ℃； （4）探究过程中，热敏电阻的温度变化范围为0~100℃，则电压表示数的变化范围为 。 【答案】 断路 减小 20 6V∼11V 【详解】（1）在电路连接正确的情况下，闭合开关后，如果电压表示数接近电源电压，而电流表无示数，这通常意味着电路中存在断路。由于电压表测量的是热敏电阻R两端的电压，且示数接近电源电压，因此可以判断断路发生在热敏电阻R处，即热敏电阻R处发生断路。 （2）观察图乙所示的图像，我们可以看到随着温度的升高，热敏电阻的阻值在逐渐减小。因此，我们可以得出结论：热敏电阻的阻值R随温度t的增大而减小。 （3）在图丙中，电压表的示数为10V，电流表的示数为0.2A。由于热敏电阻R与定值电阻R0​是串联的，根据串联电路的电压分配原则，我们可以得到定值电阻R0两端的电压为 U0=U−UR=12V−10V=2V然后，我们可以利用欧姆定律求出定值电阻R0​的阻值 接着，我们可以求出此时热敏电阻R的阻值 最后，我们根据图乙所示的图像，可以找出对应阻值为50Ω时的温度为20℃。 （4）当热敏电阻的温度为0℃时，为110Ω。此时，电路中的电流最小，定值电阻分担的电压最小，电压表的示数最大。根据欧姆定律和串联电路的电压分配原则，我们可以求出此时电压表的示数 当热敏电阻的温度为100℃时，为10Ω。此时，电路中的电流最大，电流最大为0.6A，未超过电流表量程，此时电压表的示数为 所以，电压表示数的变化范围为6V∼11V。 26．测量电阻实践活动，实验器材：恒流电源（输出电流恒为），电流表(0~0.6A)，定值电阻，待测电阻（约100Ω）、开关一个，请你完成设计。 （1）请在方框内完成电路设计； （2）根据设计的电路，测得电流表示数为时，则待测电阻Rx= ； （3）用该电路对不同电阻进行测量时，电路总功率不会超过 W； （4）推算该电路可测电阻的最小值为 ； （5）如果要降低可测电阻的最小值，你的改进方法是 。（写出一种即可） 【答案】（1）见下图；（2）115；（3）90；（4）40；（5）增大电流表量程 【详解】（1）根据并联分流原理结合电流表设计电路图如下： （2）由设计的电路图可知，闭合开关S后，Rx和R0并联，电流表测Rx电流。恒流电源输出电流恒为3A，测得电流表示数为0.24A时，根据并联分流原理则有 解得待测电阻。 （3）Rx和R0并联，Rx阻值越大，则总电阻越大，在恒流电源输出电流恒为3A不变的情况下，根据P=I2R，电路总功率最大。 总电阻最大为 所以电路总功率最大为 （4）根据并联分流原理则有 可得 所以电流表示数IA越大，Rx阻值越小。电流表量程为0~0.6A，则当电流表示数最大为0.6A时，Rx阻值最小，此时将IA=0.6A代入上式，即可得该电路可测电阻的最小值 （5）根据可知，电流表示数IA越大，Rx阻值越小，所以要降低可测电阻的最小值，可以增大电流表量程，或者减小R0阻值，也可以减小恒流电源输出电流的大小。 27．菲菲和祥祥两个实验小组，分别利用电压恒为6V的电源、“”的滑动变阻器、电流表、电压表和足量导线，测量标有“2.5V”字样的小灯泡的电阻。 （1）老师要求菲菲小组：电路中滑动变阻器的滑片P向右滑动时，灯泡变亮。请你用笔画线代替导线，帮助小明在图甲中完成符合老师要求的实验电路。 （2）实验前，滑动变阻器的滑片P要调至最 （选填“左”或“右”）端； （3）某次测量的电流表示数如图乙所示，此时通过灯泡的电流为 ； （4）根据实验数据绘出灯泡的I-U图象如图丙中图线A所示，A不是正比例图象原因是 ； （5）祥祥小组绘出的图象如图丙的图线B所示，出现错误的原因是 ； （6）如图所示是机械指针式万用表，它可以直接测量电压、电流或电阻。小明用该万用表测量某定值电阻阻值时指针如图所示，该电阻的阻值为 。 【答案】（1）见下图；（2）左；（3）0.26A；（4）灯泡电阻是变化的；（5）电压表测量的是滑动变阻器两端的电压；（6）13Ω 【详解】（1）在该实验中，电压表测量灯泡两端电压；要求滑动变阻器滑片P向右端移动时，灯泡变亮，则滑动变阻器接入电路阻值减小，所以应将滑动变阻器的右下接线柱连入电路，如下图所示： （2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片要放在阻值最大的位置，即最左端。 （3）由图乙可知电流表接小量程，分度值为0.02A，示数为0.26A。 （4）灯泡的电阻受温度的影响而发生改变，所以其电流与电压不成正比关系，则I-U图象是一条曲线。 （5）当电流变大时，根据U=IR，灯两端的电压应变大，由串联电路电压的规律，滑动变阻器两端的电压变小，根据丙图中的B图象可知，随着电流的增大，电压减小，说明出现错误的原因是电压表并联在滑动变阻器两端。 （6）由图可知，刻度10和刻度15之间有5格，说明在这个范围内分度值为1Ω，则该电阻的阻值为13Ω。 28．在一次物理实验活动中，老师拿了一个密封盒，告诉同学们：里面有一个电源和一个定值电阻Rx串联（电源电压和Rx的阻值均未知），在电源和电阻两端各引出一根线置于密封盒外，如图所示。老师要求同学们在不损坏密封盒的前提下，只连一次电路就能测出密封盒内的定值电阻Rx的大小。 实验桌上有如下器材：一块量程合适的电流表、一个已知阻值为R0的定值电阻、一个开关和导线若干。 （1）根据给出的器材，在下图中画出完整的实验电路图   （2）请把实验步骤补充完整，并写出需要测量的物理量。 ①按电路连接好实验电路；   ② ；   ③ 。 （3）写出由上述步骤测得的物理量和已知量导出的定值电阻Rx的表达式。 【答案】（1）见下图；（2）闭合开关S，记录此时电流表的示数为I1，断开开关S，记录此时电流表的示数为I2；（3） 【详解】（1）要测量未知电阻Rx的阻值，利用已知阻值的R0，可以采用串联电路的特点来设计电路，将R0与Rx串联，电流表接在电路，开关与R0并联，这样通过控制开关的通断可以测量不同的电流，从而求出Rx，如图所示： （2）闭合开关S，记录电流表的示数I1，此时R0被短路，只有Rx接入电路，I1是通过Rx的电流。 断开开关S，记录电流表的示数I2，此时R0与Rx串联，I2是通过R0与Rx的电流。 （3）当闭合开关S时，只有Rx接入电路，根据欧姆定律可得电源电压； 当断开开关S时，R0与Rx串联，根据欧姆定律可得电源电压，因为电源电压不变，所以，则 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$