内容正文:
专题 特殊法测电阻
目录
【A 夯基础】 1
一、单安法测电阻 1
二、单伏法测电阻 3
三、双安法测电阻 6
四、双伏法测电阻 8
五、等效替代法测电阻 11
【B 提能力】 13
【C 链中考】 18
1、 单安法测电阻
1.如图所示的电路中,电源两端的电压未知但保持不变,R0是阻值已知的定值电阻。只闭合开关S1时,电流表的示数为I1,开关S1和S2均闭合时,电流表的示数为I2,则电阻Rx的阻值可以表示为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】根据题意,当开关S1、S2均闭合时,电路为R0的简单电路,由欧姆定律可得电源电压U=I2R0。只闭合开关S1时,两电阻串联,由欧姆定律可得R0两端电压U0=I1R0,此时Rx两端电压为Ux=U−U1,根据串联电路电流处处相等的特点可知,此时通过电阻Rx的电流为I1,则
故ABC不符合题意,D符合题意;
故选D。
2.如图甲所示是小明用“伏安法”测定值电阻阻值的实物图,电源电压为3V。
(1)在图甲中完成实物电路连接,要求滑动变阻器的滑片向右滑动时电流表示数变小;
(2)闭合开关,电压表无示数,电流表有示数,则产生故障的原因可能是 ;
(3)排除故障后,正确连接电路,移动滑动变阻器滑片到某一位置,电压表和电流表示数如图乙、丙所示,则测得的Rx阻值为 Ω;
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.5
1.8
2.1
电流I/A
0.3
0.24
0.18
电阻Rx/Ω
5
7.5
11.7
(4)小明仍用如图甲所示器材,用伏安法测另一未知定值电阻Rx′,得到多组数据如右表所示:
①若小明测得的电压和电流值是准确的,分析表格数据,小明实验电路连接存在的问题可能是 ;
②实验记录表格设计缺少的一项是: ;
(5)实验后小明发现滑动变阻器的最大阻值模糊不清,且电压表已损坏。于是他利用电流表和一个阻值已知的定值电阻R0设计了如图丁所示的电路来测量滑动变阻器的最大阻值,实验步骤如下:
①闭合开关,将滑片移至最左端,读出此时电流表的示数为I1;
② ,读出此时电流表的示数为I2;
③则滑动变阻器的最大阻值Rx= (用I1、I2和R0表示)。
【答案】(1)
(2)Rx短路
(3)8
(4) 电压表并联在滑动变阻器的两端 电阻Rx的平均值
(5) 闭合开关,将滑动变阻器的滑片移至最右端
【详解】(1)滑动变阻器的滑片向右滑动时电流表示数变小,即滑片右移时滑动变阻器接入电路的电阻变大,需接入左下接线柱,电流表串联在电路中,根据电源电压和电阻范围,选0~0.6A量程,如图所示:
(2)电流表有示数:说明电路是通路(无断路)。电压表无示数:可能是Rx两端无电压。若Rx短路,其两端电压为0,电压表无示数,但电流可通过短路部分流通,电流表有示数,符合现象。
(3)图乙电压表:量程0~3V,分度值0.1V,指针指向2.4V处,故电压U=2.4V。图丙电流表:量程0~0.6A,分度值0.02A,指针指向0.3A处,故电流I=0.3A。根据欧姆定律可得
(4)[1]表格数据显示:电压增大时,电流反而减小(如电压1.5V时电流0.3A,2.1V时电流 0.18A),不符合定值电阻“电压与电流成正比”的规律。若电压表并联在滑动变阻器两端,滑动变阻器与Rx串联,当滑动变阻器接入电阻增大时,其两端电压(电压表读数)增大,而电路电流减小,与表格数据一致。
[2]测定值电阻阻值时,为减小误差,需多次测量并计算平均值,但表格中缺少“电阻Rx的平均值”这一项。
(5)[1]利用电源电压恒定,通过开关通断和滑片移动,测量不同状态下的电流,推导滑动变阻器最大阻值。需测量滑动变阻器接入最大阻值时的电流:应将滑片移至最右端。
[2]滑片移至最左端:滑动变阻器接入电阻为0,电路中只有R0,电源电压。
将滑片移至最右端(接入最大电阻Rx),此时R0与Rx串联,总电阻R总= R0+Rx,电源电压U=I2(R0+Rx),所以有
解得
2、 单伏法测电阻
3.有一个铭牌模糊不清的定值电阻估计阻值约为500Ω左右,小明想利用实验室的器材测其阻值。提供的器材有两节干电池、学生电压表(量程为0-3V;0-15V)、学生电流表(量程为0-0.6A;0-3 A)、电阻箱R0(0-9999Ω、5A)和滑动变阻器(10Ω、1 A)各一个,开关、导线若干。下列四个设计方案中,能测出阻值的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】AB.阻值过大,电源电压较小,根据可知电路中电流会过小,电流表可能无法读数或者误差过大,AB选项中都用到电流表,所以不能测出阻值,故AB不符合题意;
C.电压表始终测电源电压,示数不变,所以不能测出阻值,故C不符合题意;
D.将电阻箱阻值调到较大的程度,闭合、时,电压表测电源电压,只闭合时,、串联,电压表测电压,根据串联分压原理列式可以得到阻值,故D符合题意。
故选D。
4.【实验名称】伏安法测电阻
【实验器材】选用的器材有:学生电源、电压表、电流表、定值电阻、滑动变阻器、开关和若干导线。
【证据】
(1)在图甲中,用笔画线代替导线将滑动变阻器连入电路中(要求:滑片P向左移动时电流表的示数变大); 在“伏安法测电阻”的实验中,滑动变阻器的主要作用是 。
(2)连接电路时,小明刚一“试触”就发现电流表指针迅速摆到最大位置,其原因可能是① ;② 。
【解释】
(1)当小明闭合开关后,发现电流表的示数为0,电压表的示数接近电源电压,则电路中存在的故障可能是 。
(2)实验过程中,当电压表的示数如图乙所示,电流表的示数为0.3A,可求得定值电阻R的阻值为 Ω。
【拓展】善于探究的你发现用图丙所示的电路也能测出Rx的阻值(滑动变阻器的最大阻值为RP),测量步骤如下:
①将滑动变阻器滑片P滑到A端,闭合开关S,读出电压表的示数U1;
②将滑动变阻器滑片P滑到B端,闭合开关S,读出电压表的示数U2;
③则定值电阻Rx= (用物理量的符号表示)。
【答案】 改变定值电阻两端的电压 见解析 见解析 定值电阻Rx断路 5
【详解】【证据】(1)[1]滑片P向左移动时电流表的示数变大,可知电路的电阻变小,故变阻器左下接线柱连入电路中,如下所示:
[2]在“伏安法测电阻”的实验中,要多次测量取平均值,滑动变阻器的主要作用是改变定值电阻两端的电压。
(2)[3][4]“试触”时,指针摆到电流表的最大刻度,说明电路中的电流较大,原因可能是①电流表量程太小,即实验时电流表量程选择了小量程;②电源电压太大;③滑动变阻器阻值没有调到最大值;④滑动变阻器和定值电阻同时短路。
【解释】(1)[5]当小明闭合开关后,发现电流表的示数为0,电路可能断路,电压表的示数接近电源电压,电压表与电源连通,则电路中存在的故障可能是定值电阻Rx断路。
(2)[6]实验过程中,当电压表的示数如图乙所示,电压表选0~3V的量程,分度值是0.1V,电压表示数为1.5V,电流表的示数为0.3A,由欧姆定律可求得定值电阻R的阻值
【拓展】 ①将滑动变阻器滑片P滑到A端,闭合开关S,电路为待测电阻的简单电路,读出电压表的示数U1;即电源电压;
②将滑动变阻器滑片P滑到B端,两电阻串联,闭合开关S,读出电压表的示数U2;即待测电阻两端的电压,根据串联电路电压的规律及欧姆定律和串联电路电流的规律有
③[7]则定值电阻
3、 双安法测电阻
5.小琳设想如果没有电压表,能否再找一只电流表和一个定值电阻来代替电压表,于是她设计了如图所示的电路原理图(定值电阻的阻值为R0),连接电路并检查无误后闭合开关S,调节滑动变阻器R使小灯泡正常发光,此时电流表A1、A2示数分别为I1、I2时,灯丝电阻RL= (用R0、I1、I2表示测量结果)。
【答案】
【详解】由图可知灯泡和定值电阻并联后与滑动变阻器串联接入电路,电流表A1测干路电流,电流表A2测通过定值电阻R0的电流,闭合开关S,调节滑动变阻器R,当电流表A1、A2示数分别为I1,I2时,因为R0与L并联,并联电路干路电流等于各支路电流之和,则通过灯泡的电流
IL=I1-I2
并联电路各支路两端电压相等,根据欧姆定律可得灯泡两端的电压
UL=U0=I2R0
灯丝电阻
6.在“探究电流与电压关系”的实验中,“问天”兴趣小组连接了如图甲所示的电路,其中定值电阻R=20Ω。
(1)用笔画线代替导线将图甲电路连接完整。
(2)闭合开关后,发现电流表有示数,电压表无示数,电路中出现的故障可能是电阻 (选填“短路”或“断路”);排除故障后,测量并记录了如下几组电压表和电流表的示数,第二次实验中电流表的示数如图乙所示,此时电流为 A;
(3)请根据表3数据,在图丙中作出I-U图象;
表3
第一次
第二次
第三次
第四次
第五次
电压U/V
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
电流I/A
0.10
0.32
0.44
0.54
(4)分析得出实验结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 比。
(5)“问天”兴趣小组在实验室发现一个未知电阻,想要测量其阻值。发现电压表坏了,但有两个电流表。经小组讨论,设计了如图的电路图,两个电流表的示数分别为0.3A和0.9A,根据以上信息,可知通过的电流为 A,的电阻为 Ω。
【答案】(1)
(2) 短路 0.22
(3)
(4)正
(5) 0.6 10
【详解】(1)电压表和电阻并联,将电压表的负接线和电阻左端连接,如图所示:
(2)[1]闭合开关后,发现电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,故障可能是与电压表并联的电阻短路。
[2]由图乙可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.22A。
(3)根据表中数据,利用描点法画出电流和电压的关系图像,如图所示:
(4)由图像可知,电压增大几倍,对应的电流也增大几倍,可以得到当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(5)[1]由图可知,两个电阻并联,电流表A2测量干路中的电流,电流表A1测量通过R的电流,由并联电路电流的规律可知电流表A2的示数是0.9A,电流表A1的示数是0.3A,通过的电流为Ix=I-I1=0.9A-0.3A=0.6A
[2]由并联电路电压的规律和欧姆定律可知Rx两端的电压Ux=U=I1R=0.3A×20Ω=6V
Rx的阻值
4、 双伏法测电阻
7.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S闭合后,电压表V1的示数用U1表示,电压表V2的示数用U2表示。则下列四个选项中,Rx的表达式正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】由电路图可知,定值电阻R0和未知电阻Rx串联,电压表V1测量定值电阻R0两端电压,电压表V2测量未知电阻Rx两端电压。根据串联电路电流规律可知,通过两电阻的电流相等,即
根据欧姆定律可得
变形得
故ABC错误,D正确。
故选D。
8.如图甲所示是测量未知定值电阻的实验电路,同学们又设计了两种测电阻的方案,R0为定值电阻阻值。
(1)甲图中,当闭合开关时,电流表有示数,电压表没有示数,调节滑动变阻器电流表示数发生变化,但是电压表仍没有示数,若故障只有一个,则故障可能为: ;排除故障后,调节滑动变阻器,若电压表、电流表示数都为小量程的一半,则Rx= Ω;
(2)方案一:闭合开关S,读出电压表V1和V2的示数分别为U1和U2,则电阻Rx的阻值表达式为Rx= (用U1、U2、R0表示);
(3)方案二:如图,当把导线M的右端接到电流表“﹣”接线柱上,合上开关S后,电流表示数为;当把导线M的右端接到电流表“0.6”接线柱上,合上开关S后,电流表示数为,也能求出Rx的阻值 ;
(4)若电源电压为3V且恒定,若想测量一个阻值大约为300欧的未知电阻,你选择方案 (选填“一”或“二”),且定值电阻R0的阻值应该选择下列三个选项中的 。
A.20Ω B .500Ω B.9000Ω
【答案】(1) 电阻Rx短路 5
(2)
(3)
(4) 一 B
【详解】(1)[1]甲图中,当闭合开关时,电流表有示数,电路是通路,电压表没有示数,说明电压表被短路,调节滑动变阻器电流表示数发生变化,但是电压表仍没有示数,若故障只有一个,则故障可能为:电阻Rx短路。
[2]排除故障后,调节滑动变阻器,若电压表、电流表示数都为小量程的一半,则有,,Rx的阻值
(2)方案一:闭合开关S,读出电压表V1和V2的示数分别为U1和U2,根据串联分压规律知可得
解得
(3)方案二:如图,当把导线M的右端接到电流表“﹣”接线柱上,合上开关S后,电流表测量干路的电流,干路电流为I1;当把导线M的右端接到电流表“0.6”接线柱上,合上开关S后,电流表测量R0的电流,示数为I2,则Rx的电流为;根并联电路电压相等,故有
解得
(4)[1]若电源电压为3V且恒定,若想测量一个阻值大约为300欧的未知电阻,根据欧姆定律知,电路中的最大电流
小于电流表的分度值,无法测量电路中的电流,故方案二不可行,而方案一采用串联分压,不用测量电流的大小,是可行的。
[2]为了分得的电压可测量,定值电阻R0的阻值与300欧的未知电阻相差不大,使得二者电压都在可测量范围内,故选B。
5、 等效替代法测电阻
9.小文用等效思想测电阻Rx的阻值,电路如图,其中R2是可调节且可直接读数的电阻箱。测量步骤如下,其中有错误的步骤是( )
A.闭合S1和S2前,为保护电路,把R1和R2的阻值都调到最大
B.闭合S1,将S2接到a点,适当调节滑片P的位置,记下电流表示数I
C.闭合S1,将S2接到b点,适当调节滑片P和电阻箱R2的阻值,使电流表示数仍为I
D.记录此时电阻箱连入电路的阻值R2,则未知电阻Rx的阻值Rx=R2
【答案】C
【详解】实验的主要步骤有:(1)闭合S1和S2前,为保护电路,把R1和R2的阻值都调到最大; (2)闭合S1,将S2接到a点,适当调节滑片P的位置,记下电流表示数I; (3)闭合S1,将S2接到b点,调节电阻箱R2的阻值,使电流表示数仍为I,此步骤不能调节滑动变阻器的阻值; (4)记录此时电阻箱连入电路的阻值R2,则未知电阻Rx的阻值Rx=R2,故C错误,符合题意,ABD正确,不符合题意。
故选C。
10.小明要测量一个标有“2.5V”的小灯泡正常发光时的电阻,连接了如图甲所示的部分电路。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整。(要求:滑动变阻器的滑片向右移时灯泡变亮)
(2)连接好电路后闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数接近电源电压,故障可能是小灯泡 (选填“短路”或“断路”),更换小灯泡后,进行实验,调节滑片至某位置时电压表的示数如图乙所示,是 V,为了测量小灯泡正常发光的电阻,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,直至灯泡正常发光。
(3)通过移动滑动变阻器的滑片P,进行多次测量记录数据,并绘制U-I图像如图丙所示,由此可得小灯泡正常发光时的电阻是 Ω;
(4)小明认为不用电流表也能测出小灯泡正常工作时的电阻,他又找来一个电阻箱和一个单刀双掷开关,设计了如图丁所示的电路,两虚线框中一处接入电阻箱,另一处接入滑动变阻器,连接好实物电路后进行了下列操作:
①闭合开关S,将单刀双掷开关掷于位置1,调整b处电阻,使电压表示数为2.5V。
②将单刀双掷开关掷于位置2,保持b处电阻不变,调整a处电阻,使电压表示数为 V,此时电阻箱的示数为小灯泡正常工作时的电阻。电阻箱应接在丁图中的 (填“a”或“b”)。
【答案】(1)
(2) 断路 1.8 B
(3)10
(4) 2.5 a
【详解】(1)根据要求滑动变阻器的滑片向右移动时,灯泡亮度变亮,电阻变小,应该把滑动变阻器接右下方接线柱接入电路,如图所示:
(2)[1]闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路处于断路状态,又电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源之间不能断路,则故障可能是小灯泡断路。
[2][3]由图乙可知,电压表的量程是0~3V,分度值是,电压表的示数是;此时小灯泡电压小于额定电压,若她想测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器电阻减小,因此应将滑片向B端移动。
(3)由图丙可知,小灯泡的额定电压和额定电流,小灯泡正常发光时的电阻
(4)[1][2]单刀双掷开关掷于位置1,小灯泡和b处电阻串联,由于小灯泡的额定电压为,调节b处电阻,使电压表的示数为,灯正常发光,同时也说明b处电阻是滑动变阻器,则a处是电阻箱;将单刀双掷开关掷于位置2,电阻箱和滑动变阻器串联,保持b处电阻不变,即滑动变阻器阻值不变,调整a处电阻箱,使电压表示数为,此时电阻箱的示数为小灯泡正常发光时的电阻,利用了等效替代法。
11.小安在探究“电流与电阻的关系”的实验中,设计的电路如图甲所示。
(1)小安连接好电路,闭合开关后,发现电流表没有示数。移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是 (填选项);
A.电流表断路 B.滑动变阻器短路 C.定值电阻断路 D.定值电阻短路
(2)小安排除故障,正确连接好电路后,多次改变电阻R的阻值,调节滑动变阻器,并记录对应的电流表示数,绘制出的I-R图像如乙图中的A曲线。在实验过程中,将定值电阻由低电阻更换为高电阻,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片P向左移至适合位置,这样做的目的是 ;
(3)同组的小徽在同一坐标系中绘制出的I-R图像如乙图中的B曲线。善于思考的小徽发现在同一坐标系中绘制出的I-R图像不重合,其原因是: 。
(4)小安又设计了如图丙所示的电路,测量小灯泡正常发光时的电阻,是阻值已知的定值电阻。正确连接好电路后的测量步骤如下:
①闭合开关S,将拨到触点A,移动滑片,使电压表的示数为,小灯泡正常发光;
②保持滑片的位置不动,再将开关拨到另一触点B,读出电压表示数;
③小灯泡正常发光时电阻的表达式R= 。(用表示)
【答案】(1)C
(2)保持定值电阻两端的电压不变
(3)没有控制电阻两端的电压相同
(4)
【详解】(1)A.若电流表断路,整个电路断开,电压表也不会有示数,不符合电压表示数始终接近电源电压的现象,故A不符合题意;
B.若滑动变阻器短路,电路中电阻变小,电流会变大,电流表会有示数, 故B不符合题意;
C.若定值电阻断路,电路处于断路状态,电流表没有示数,而电压表并联在电源两端,所以电压表示数始终接近电源电压,故C符合题意;
D.若定值电阻短路,电路中有电流,电流表有示数,电压表被短路,示数为0,故D不符合题意。
故选C。
(2)在探究“电流与电阻的关系”实验中,要控制定值电阻两端的电压不变。根据串联电路的分压原理,当把定值电阻由低电阻更换为高电阻时,定值电阻两端的电压会变大。为了使定值电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器接入电路的电阻,即将滑动变阻器的滑片P向左移,这样做的目的是控制定值电阻两端的电压不变。
(3)在探究“电流与电阻的关系”实验中,要控制电阻两端的电压不变。根据欧姆定律,若图像不重合,说明在改变电阻时,电阻两端的电压不同。因为不同的图像对应的是不同的电阻两端电压值,所以其原因是:没有控制电阻两端的电压相同。
(4)当闭合开关,将拨到触点,移动滑片,使电压表的示数为,此时小灯泡正常发光,电压表测小灯泡两端电压。保持滑片的位置不动,再将开关拨到另一触点,读出电压表示数,此时电压表测小灯泡和定值电阻两端的总电压。那么定值电阻两端的电压,根据欧姆定律,此时电路中的电流
因为串联电路电流处处相等,这个电流也是小灯泡正常发光时的电流。已知小灯泡正常发光时的电压为,根据欧姆定律,则小灯泡正常发光时电阻
12.如图所示,小融在探究“电流与电阻的关系”中,电源电压保持9V不变,滑动变阻器的规格为“”,选用的定值电阻R分别为、、、。
(1)请你根据图甲电路图用笔画线代替导线,将图乙中未完成的电路连接好 ;
(2)开关闭合前,滑动变阻器滑片应调到最 端(选填“左”或“右”);闭合开关,发现只有电流表有示数,电压表无示数,此时出现的故障可能是 ;
(3)排除故障后,先将5Ω的定值电阻接入电路,调节滑动变阻器的滑片至电流表示数如图丙所示,读数为 A。小融未移动滑片,用定值电阻R替换的电阻接入电路,闭合开关后发现电压表的示数等于6V,则定值电阻R的阻值为 Ω,应 (选填“增大”或“减小”)滑动变阻器阻值,才能把电压表调为原来的示数。
(4)接着同组的小渝设计了如图丁所示的电路测量小灯泡正常发光时的电阻,电源电压未知,已知小灯泡的额定电压为2.5V,定值电阻R0阻值为,滑动变阻器R最大阻值为,其测量过程如下:
①闭合开关S1、S2、S3,电压表示数为4.5V;
②闭合开关S1、S3,断开S2,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 V,这时小灯泡正常发光;
③保持滑片的位置不变,闭合开关S1、S2,断开S3,此时电压表示数;
④小灯泡正常发光时的电阻 Ω。
【答案】(1)
(2) 右 定值电阻短路
(3) 0.9 10 增大
(4) 2 12.5
【详解】(1)由图甲可知,两电阻串联,电压表测的是定值电阻的两端电压,电流表测的是电路电流,且滑片向右移动时,变阻器接入电路的电阻越大,因此在图乙中,用导线把变阻器的A接线柱与开关的右接线柱相连,如图所示:
(2)[1]为保护电路,开关闭合前,滑动变阻器滑片应调到阻值最大处,即最右端。
[2]闭合开关,发现只有电流表有示数,说明电路是连通的,电压表无示数,说明电压表可能被短路,此时出现的故障可能是定值电阻短路。
(3)[1]如图丙所示,电流表选用大量程接入电路中,分度值为0.1A,示数为0.9A。
[2][3]当5Ω的电阻接入电路中时,此时电压表示数为
此时变阻器的两端电压为9V-4.5V=4.5V
根据串联分压原理可得,此时变阻器接入电路的电阻等于定值电阻的阻值,为R滑=5Ω。小融未移动滑片,变阻器连入电路的电阻不变,用定值电阻R替换的电阻接入电路,闭合开关后发现电压表的示数等于6V,根据串联电路特点和欧姆定律,此时电路电流为
则定值电阻R的阻值为
此时电压表的示数增大,由于在探究“电流与电阻的关系”中,需控制定值电阻的两端不变(即控制为4.5V不变),因此需增大变阻器的两端电压,根据串联分压,需增大变阻器连入电路的电阻,所以,应增大滑动变阻器阻值,才能把电压表调为原来的示数。
(4)①闭合开关S1、S2、S3,此时R0和R串联在电路中,电压表测的是电源电压,电压表示数为4.5V,则U电=4.5V。
②[1]闭合开关S1、S3,断开S2,此时小灯泡和两电阻串联在电路中,电压表测的是变阻器滑片左侧部分与定值电阻的两端总电压。由于小灯泡的额定电压为2.5V,移动滑动变阻器的滑片,此时小灯泡正常发光,变阻器滑片左侧部分与定值电阻的两端总电压为
即使电压表示数为2V,这时小灯泡正常发光。
③[2]保持滑片的位置不变,闭合开关S1、S2,断开S3,此时两电阻串联,滑动变阻器相当 于定值电阻,即变阻器连入电路的阻值最大,电压表测的是变阻器滑片左侧部分与定值电阻的两端总电压。此时电压表示数。根据欧姆定律,此时电路电流为
则此时变阻器滑片左侧部分与定值电阻的总电阻为
小灯泡正常发光时,电路电流为
小灯泡正常发光时的电阻为
13.如图甲是某小组探究电流与电阻关系的实验电路图,所用器材有:电源电压恒定6V、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线、阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的电阻各一个。
(1)用笔画线代替导线将甲图所示的实物电路图连接完整(要求当滑片P向右移动时电流表示数变大)
(2)图甲实验中多次改变R阻值的大小,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持 V不变,记下电流表的示数,得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图像;
(3)完成上述实验后,实验小组的同学借助阻值已知的定值电阻R0和另一个电压表,设计了如图丙所示的电路来测量未知电阻的阻值。
①电路图中虚线框内的元件组合相当于一个 表;
②闭合开关,调节滑片,读出电压表V和V0的示数分别为U和U0;
③未知电阻Rx= (用测量量和已知量符号表示)。
(4)小明又利用原有的器材和一只电阻箱,设计如图丁所示的实验电路测未知电阻Rx。
①闭合开关S,开关S1接到触点 (选填写“1”或“2”),调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为2V;
②将S1的位置更换,保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱,使电压表示数为 V,得出未知电阻Rx的值;
③小华也利用图丁进行了测量,发现自己的测量结果比小明测量结果大了2Ω,检查分析后发现第①步测量结束后,不小心碰到了滑动变阻器滑片,导致滑动变阻器接入电路的阻值变化了 Ω。
【答案】(1)
(2)2.5
(3) 电流
(4) 1 2 1
【详解】(1)滑片P向右移动时电流表示数变大,则滑动变阻器接入电路的阻值变小,故滑动变阻器下方接线柱接B,电压表应并联在定值电阻两端,故实物图连接如图所示:
(2)由乙图可知,当电阻变化时,定值电阻两端的电压,故定值电阻两端的电压保持2.5V。
(3)[1]虚线框内电压表可以测量出已知电阻的两端电压,则可以计算出电路中的电流,故虚线框内相当于电流表。
[2]此时电阻串联,电路中的电流,则未知电阻
(4)[1] 开关S1接到触点1,此时电压表测量未知电阻两端的电压,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2V,要先确定未知电阻两端的目标电压,为后续等效替代做准备,故应接到1。
[2]根据等效替代法,当的位置更换到2时,保持滑动变阻器的位置不变,调节电阻箱,使电压表示数为2V,此时电阻箱的阻值就等于未知电阻的阻值。
[3]第一次测量时,滑动变阻器两端电压;第二次测量时,电阻箱两端电压,滑动变阻器两端电压;因为电源电压不变,两次电路中的电流不变,故,而测量结果,又因为,所以,第一次总电阻,第二次电路总电阻为,由于,即,滑动变阻器接入电路电阻变化量,故滑动变阻器接入电路的阻值变化了。
14.(2025年北京市中考物理试题)某同学利用滑动变阻器、电阻箱、电压表、电压恒定的电源、开关等器材设计了测量电阻的实验电路,如图所示。
(1)请补充主要实验步骤:
①按电路图连接电路,将滑动变阻器的阻值调到最大端。
②闭合, ,记录电压表的示数。
③闭合, ,使电压表的示数仍为。
④记录电阻箱的阻值。
(2)待测电阻的阻值 。(用测量量表示)
【答案】(1) 开关S2与触点2闭合 开关S2与触点1闭合,调节电阻箱
(2)
【详解】(1)[1][2]由电路图可知,将滑动变阻器的阻值调到最大端,闭合S1,开关S2与触点2闭合,此时滑动变阻器与待测电阻串联,电压表测滑动变阻器两端电压,记录电压表的示数U;闭合S1,开关S2与触点1闭合,此时滑动变阻器与电阻箱串联,电压表测滑动变阻器两端电压,此时根据串联分压,调节电阻箱,使电压表的示数仍为U,则待测电阻的值与电阻箱的阻值相同。
(2)由实验步骤可知,当待测电阻与滑动变阻器串联时,电压表测滑动变阻器两端电压,当电阻箱与滑动变阻器串联时,电压表仍测滑动变阻器两端电压,且示数不变,根据串联分压可知,待测电阻的阻值等于电阻箱的阻值,即。
15.(2025年天津市中考物理真题)小明从废弃的电热锅中拆下了一个加热盘,其阻值在28~32Ω之间。为测量其电阻,他找来了一个电源(电压为35V),一个电流表(量程为0~0.6A),两个滑动变阻器(最大阻值约为50Ω)和(最大阻值约为100Ω),开关和导线若干。请你合理选择上述器材设计实验,测出加热盘电阻的阻值。要求:
(1)画出实验电路图;
(2)写出实验步骤及所需测量的物理量;
(3)写出加热盘电阻的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
【答案】(1)
(2)见解析
(3)
【详解】(1)电流表量程为0~0.6A,则电路总电阻最小为
所以为确保电路安全,变阻器使用,设计电路图如下:
(2)实验步骤:①按照电路图连接电路;
②闭合开关S1、S2,调节滑动变阻器滑片到适当位置,读出电流表的示数I1;
③断开开关S2,保持滑片位置不动,读出电流表的示数I2。
(3)闭合开关S1、S2,变阻器单独接入电路,电流表测电路电流,调节滑动变阻器滑片到适当位置,读出电流表的示数I1,则变阻器接入电路阻值为
断开开关S2,和变阻器串联,电流表测电路电流,保持滑片位置不动,读出电流表的示数I2,则总电阻为
则阻值为
16.(2025年安徽省中考物理试题)为了测量一额定电压为的小灯泡正常发光时的电阻,小华同学根据现有的一只待测小灯泡、两节新干电池(总电压为)、一个电压表、一个滑动变阻器、三只开关、若干阻值不同的定值电阻(阻值已知)和导线,设计出如图甲所示的实验电路图。
(1)请按照图甲,将图乙中的实物图电路连接完整 ;
(2)正确连接电路后,将滑动变阻器的滑片移至电阻值最大处,闭合开关S和,断开开关,调节滑片,使电压表的示数为;
(3)保持滑片的位置不变,断开开关,闭合开关,电压表的示数如图丙所示,该示数为 ;
(4)已知定值电阻,则小灯泡正常发光时的电阻为 ;
(5)若在以上(2)中,无论怎样调节滑片,电压表的示数始终小于,为了顺利进行实验,请你根据现有的器材提出一条解决措施: 。
【答案】 2.8 10 更换一个阻值较小的定值电阻
【详解】(1)[1]由图甲可知,灯泡和开关串联后与电压表并联,电源电压为3V,所以电压表选用小量程,作图如下:
(3)[2]由乙图可知,电压表选用小量程,分度值为0.1V,如图丙所示,电压表的示数为2.8V。
(4)[3]将滑动变阻器的滑片移至电阻值最大处,闭合开关S和,断开开关,此时灯泡、与变阻器串联,电压表测灯泡电压,调节滑片,使电压表的示数为,则灯泡正常发光;保持滑片的位置不变,断开开关,闭合开关,此时连接方式不变,电压表改测灯泡、总电压,电压表的示数如图丙所示,为2.8V,根据串联电压规律,电压为
已知定值电阻,根据串联分压原理则有
解得小灯泡正常发光时的电阻。
(5)[4]若在以上(2)中,无论怎样调节滑片,电压表的示数始终小于,则电路中电流小于灯泡的额定电流,根据,可以通过减小定值电阻阻值来增大电路中的电流,所以解决措施是更换一个阻值较小的定值电阻。
17.(2025年甘肃省武威市、嘉峪关市、临夏州中考物理真题)小勤从废旧收音机上拆下一个完好的定值电阻R,他想知道该电阻的阻值,采用“伏安法”进行测量,图甲实验所用电源电压为3V。
(1)请用笔画线表示导线,补全图甲实物电路的连接;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应位于 端(选填“A”或“B”);
(3)闭合开关后,发现电压表有示数,电流表无示数,由此可判断产生的故障是 ;
(4)排除故障后,正确连接电路。移动滑动变阻器滑片到某一位置时,发现电流表示数为0.24A,电压表示数如图乙所示,为 V,则定值电阻R的阻值为 Ω;
(5)为了减小实验误差,小勤应采取的措施是: ;
(6)小勤不小心将电压表损坏,爸爸告诉小勤,仅利用电流表和已知阻值的定值电阻也可以测电阻。小勤设计了图丙所示的电路(电源电压未知)来测量另一个待测电阻Rx的阻值,电流表选0~0.6A的量程,定值电阻R0的阻值为10Ω。
①具体操作如下:
a.闭合开关S1,断开开关S2,读出电流表示数为0.40A;
b. ,读出电流表示数为0.50A(请将实验操作补充完整);
②由以上数据可得,待测电阻Rx的阻值为 Ω;
③小勤研究发现,在电源电压和电流表量程不变的情况下,利用该电路能测出的最小阻值为 Ω,原因是 。
【答案】(1)
(2)A
(3)电阻R处断路
(4) 2.4 10
(5)多次测量求平均值
(6) 闭合开关S1、S2 40 20 当待测电阻阻值为20Ω时,电流表中的电流已达到0.6A最大量程
【详解】(1)如图,伏安法测电阻的实验中,电压表接在电阻R两端,电源电压为3V,电压表选用小量程,电路如图:
(2)闭合开关前,为了电路安全,滑动变阻器的电阻应接入最大值,滑片应位于A端。
(3)闭合开关后,电流表无示数,电路可能断路,电压表有示数,说明电压表与电源接通,由此可判断产生的故障可能是与电压表并联的电阻断路。
(4)[1][2]如图乙,电压表接入小量程,分度值为0.1V,读数为2.4V,电阻的值
(5)为了减小实验误差,小勤应采取的措施是:改变电路中的电流,多次测量电阻两端的电压和通过电阻的电流,求出电阻的平均值。
(6)a.闭合开关S1,断开开关S2,电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流,读出电流表示数为0.40A,电源电压
b.[1]闭合开关S1、S2,两个电阻并联,电流表测干路电流,读出电流表示数为0.50A;电阻R0两端的电压不变,通过电阻R0的电流不变,通过Rx的电流
②[2]待测电阻Rx的阻值为
③[3][4]在电源电压和电流表量程不变的情况下,电路中电流为0.6A最大时,电路中的电阻最小,通过电阻R0的最大电流
利用该电路能测出的最小阻值
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专题 特殊法测电阻
目录
【A 夯基础】 1
一、单安法测电阻 1
二、单伏法测电阻 2
三、双安法测电阻 4
四、双伏法测电阻 5
五、等效替代法测电阻 6
【B 提能力】 7
【C 链中考】 9
1、 单安法测电阻
1.如图所示的电路中,电源两端的电压未知但保持不变,R0是阻值已知的定值电阻。只闭合开关S1时,电流表的示数为I1,开关S1和S2均闭合时,电流表的示数为I2,则电阻Rx的阻值可以表示为( )
A. B.
C. D.
2.如图甲所示是小明用“伏安法”测定值电阻阻值的实物图,电源电压为3V。
(1)在图甲中完成实物电路连接,要求滑动变阻器的滑片向右滑动时电流表示数变小;
(2)闭合开关,电压表无示数,电流表有示数,则产生故障的原因可能是 ;
(3)排除故障后,正确连接电路,移动滑动变阻器滑片到某一位置,电压表和电流表示数如图乙、丙所示,则测得的Rx阻值为 Ω;
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.5
1.8
2.1
电流I/A
0.3
0.24
0.18
电阻Rx/Ω
5
7.5
11.7
(4)小明仍用如图甲所示器材,用伏安法测另一未知定值电阻Rx′,得到多组数据如右表所示:
①若小明测得的电压和电流值是准确的,分析表格数据,小明实验电路连接存在的问题可能是 ;
②实验记录表格设计缺少的一项是: ;
(5)实验后小明发现滑动变阻器的最大阻值模糊不清,且电压表已损坏。于是他利用电流表和一个阻值已知的定值电阻R0设计了如图丁所示的电路来测量滑动变阻器的最大阻值,实验步骤如下:
①闭合开关,将滑片移至最左端,读出此时电流表的示数为I1;
② ,读出此时电流表的示数为I2;
③则滑动变阻器的最大阻值Rx= (用I1、I2和R0表示)。
2、 单伏法测电阻
3.有一个铭牌模糊不清的定值电阻估计阻值约为500Ω左右,小明想利用实验室的器材测其阻值。提供的器材有两节干电池、学生电压表(量程为0-3V;0-15V)、学生电流表(量程为0-0.6A;0-3 A)、电阻箱R0(0-9999Ω、5A)和滑动变阻器(10Ω、1 A)各一个,开关、导线若干。下列四个设计方案中,能测出阻值的是( )
A. B.
C. D.
4.【实验名称】伏安法测电阻
【实验器材】选用的器材有:学生电源、电压表、电流表、定值电阻、滑动变阻器、开关和若干导线。
【证据】
(1)在图甲中,用笔画线代替导线将滑动变阻器连入电路中(要求:滑片P向左移动时电流表的示数变大); 在“伏安法测电阻”的实验中,滑动变阻器的主要作用是 。
(2)连接电路时,小明刚一“试触”就发现电流表指针迅速摆到最大位置,其原因可能是① ;② 。
【解释】
(1)当小明闭合开关后,发现电流表的示数为0,电压表的示数接近电源电压,则电路中存在的故障可能是 。
(2)实验过程中,当电压表的示数如图乙所示,电流表的示数为0.3A,可求得定值电阻R的阻值为 Ω。
【拓展】善于探究的你发现用图丙所示的电路也能测出Rx的阻值(滑动变阻器的最大阻值为RP),测量步骤如下:
①将滑动变阻器滑片P滑到A端,闭合开关S,读出电压表的示数U1;
②将滑动变阻器滑片P滑到B端,闭合开关S,读出电压表的示数U2;
③则定值电阻Rx= (用物理量的符号表示)。
3、 双安法测电阻
5.小琳设想如果没有电压表,能否再找一只电流表和一个定值电阻来代替电压表,于是她设计了如图所示的电路原理图(定值电阻的阻值为R0),连接电路并检查无误后闭合开关S,调节滑动变阻器R使小灯泡正常发光,此时电流表A1、A2示数分别为I1、I2时,灯丝电阻RL= (用R0、I1、I2表示测量结果)。
6.在“探究电流与电压关系”的实验中,“问天”兴趣小组连接了如图甲所示的电路,其中定值电阻R=20Ω。
(1)用笔画线代替导线将图甲电路连接完整。
(2)闭合开关后,发现电流表有示数,电压表无示数,电路中出现的故障可能是电阻 (选填“短路”或“断路”);排除故障后,测量并记录了如下几组电压表和电流表的示数,第二次实验中电流表的示数如图乙所示,此时电流为 A;
(3)请根据表3数据,在图丙中作出I-U图象;
表3
第一次
第二次
第三次
第四次
第五次
电压U/V
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
电流I/A
0.10
0.32
0.44
0.54
(4)分析得出实验结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 比。
(5)“问天”兴趣小组在实验室发现一个未知电阻,想要测量其阻值。发现电压表坏了,但有两个电流表。经小组讨论,设计了如图的电路图,两个电流表的示数分别为0.3A和0.9A,根据以上信息,可知通过的电流为 A,的电阻为 Ω。
4、 双伏法测电阻
7.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S闭合后,电压表V1的示数用U1表示,电压表V2的示数用U2表示。则下列四个选项中,Rx的表达式正确的是( )
A. B.
C. D.
8.如图甲所示是测量未知定值电阻的实验电路,同学们又设计了两种测电阻的方案,R0为定值电阻阻值。
(1)甲图中,当闭合开关时,电流表有示数,电压表没有示数,调节滑动变阻器电流表示数发生变化,但是电压表仍没有示数,若故障只有一个,则故障可能为: ;排除故障后,调节滑动变阻器,若电压表、电流表示数都为小量程的一半,则Rx= Ω;
(2)方案一:闭合开关S,读出电压表V1和V2的示数分别为U1和U2,则电阻Rx的阻值表达式为Rx= (用U1、U2、R0表示);
(3)方案二:如图,当把导线M的右端接到电流表“﹣”接线柱上,合上开关S后,电流表示数为;当把导线M的右端接到电流表“0.6”接线柱上,合上开关S后,电流表示数为,也能求出Rx的阻值 ;
(4)若电源电压为3V且恒定,若想测量一个阻值大约为300欧的未知电阻,你选择方案 (选填“一”或“二”),且定值电阻R0的阻值应该选择下列三个选项中的 。
A.20Ω B .500Ω B.9000Ω
5、 等效替代法测电阻
9.小文用等效思想测电阻Rx的阻值,电路如图,其中R2是可调节且可直接读数的电阻箱。测量步骤如下,其中有错误的步骤是( )
A.闭合S1和S2前,为保护电路,把R1和R2的阻值都调到最大
B.闭合S1,将S2接到a点,适当调节滑片P的位置,记下电流表示数I
C.闭合S1,将S2接到b点,适当调节滑片P和电阻箱R2的阻值,使电流表示数仍为I
D.记录此时电阻箱连入电路的阻值R2,则未知电阻Rx的阻值Rx=R2
10.小明要测量一个标有“2.5V”的小灯泡正常发光时的电阻,连接了如图甲所示的部分电路。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整。(要求:滑动变阻器的滑片向右移时灯泡变亮)
(2)连接好电路后闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数接近电源电压,故障可能是小灯泡 (选填“短路”或“断路”),更换小灯泡后,进行实验,调节滑片至某位置时电压表的示数如图乙所示,是 V,为了测量小灯泡正常发光的电阻,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,直至灯泡正常发光。
(3)通过移动滑动变阻器的滑片P,进行多次测量记录数据,并绘制U-I图像如图丙所示,由此可得小灯泡正常发光时的电阻是 Ω;
(4)小明认为不用电流表也能测出小灯泡正常工作时的电阻,他又找来一个电阻箱和一个单刀双掷开关,设计了如图丁所示的电路,两虚线框中一处接入电阻箱,另一处接入滑动变阻器,连接好实物电路后进行了下列操作:
①闭合开关S,将单刀双掷开关掷于位置1,调整b处电阻,使电压表示数为2.5V。
②将单刀双掷开关掷于位置2,保持b处电阻不变,调整a处电阻,使电压表示数为 V,此时电阻箱的示数为小灯泡正常工作时的电阻。电阻箱应接在丁图中的 (填“a”或“b”)。
11.小安在探究“电流与电阻的关系”的实验中,设计的电路如图甲所示。
(1)小安连接好电路,闭合开关后,发现电流表没有示数。移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是 (填选项);
A.电流表断路 B.滑动变阻器短路 C.定值电阻断路 D.定值电阻短路
(2)小安排除故障,正确连接好电路后,多次改变电阻R的阻值,调节滑动变阻器,并记录对应的电流表示数,绘制出的I-R图像如乙图中的A曲线。在实验过程中,将定值电阻由低电阻更换为高电阻,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片P向左移至适合位置,这样做的目的是 ;
(3)同组的小徽在同一坐标系中绘制出的I-R图像如乙图中的B曲线。善于思考的小徽发现在同一坐标系中绘制出的I-R图像不重合,其原因是: 。
(4)小安又设计了如图丙所示的电路,测量小灯泡正常发光时的电阻,是阻值已知的定值电阻。正确连接好电路后的测量步骤如下:
①闭合开关S,将拨到触点A,移动滑片,使电压表的示数为,小灯泡正常发光;
②保持滑片的位置不动,再将开关拨到另一触点B,读出电压表示数;
③小灯泡正常发光时电阻的表达式R= 。(用表示)
12.如图所示,小融在探究“电流与电阻的关系”中,电源电压保持9V不变,滑动变阻器的规格为“”,选用的定值电阻R分别为、、、。
(1)请你根据图甲电路图用笔画线代替导线,将图乙中未完成的电路连接好 ;
(2)开关闭合前,滑动变阻器滑片应调到最 端(选填“左”或“右”);闭合开关,发现只有电流表有示数,电压表无示数,此时出现的故障可能是 ;
(3)排除故障后,先将5Ω的定值电阻接入电路,调节滑动变阻器的滑片至电流表示数如图丙所示,读数为 A。小融未移动滑片,用定值电阻R替换的电阻接入电路,闭合开关后发现电压表的示数等于6V,则定值电阻R的阻值为 Ω,应 (选填“增大”或“减小”)滑动变阻器阻值,才能把电压表调为原来的示数。
(4)接着同组的小渝设计了如图丁所示的电路测量小灯泡正常发光时的电阻,电源电压未知,已知小灯泡的额定电压为2.5V,定值电阻R0阻值为,滑动变阻器R最大阻值为,其测量过程如下:
①闭合开关S1、S2、S3,电压表示数为4.5V;
②闭合开关S1、S3,断开S2,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 V,这时小灯泡正常发光;
③保持滑片的位置不变,闭合开关S1、S2,断开S3,此时电压表示数;
④小灯泡正常发光时的电阻 Ω。
13.如图甲是某小组探究电流与电阻关系的实验电路图,所用器材有:电源电压恒定6V、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线、阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的电阻各一个。
(1)用笔画线代替导线将甲图所示的实物电路图连接完整(要求当滑片P向右移动时电流表示数变大)
(2)图甲实验中多次改变R阻值的大小,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持 V不变,记下电流表的示数,得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图像;
(3)完成上述实验后,实验小组的同学借助阻值已知的定值电阻R0和另一个电压表,设计了如图丙所示的电路来测量未知电阻的阻值。
①电路图中虚线框内的元件组合相当于一个 表;
②闭合开关,调节滑片,读出电压表V和V0的示数分别为U和U0;
③未知电阻Rx= (用测量量和已知量符号表示)。
(4)小明又利用原有的器材和一只电阻箱,设计如图丁所示的实验电路测未知电阻Rx。
①闭合开关S,开关S1接到触点 (选填写“1”或“2”),调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为2V;
②将S1的位置更换,保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱,使电压表示数为 V,得出未知电阻Rx的值;
③小华也利用图丁进行了测量,发现自己的测量结果比小明测量结果大了2Ω,检查分析后发现第①步测量结束后,不小心碰到了滑动变阻器滑片,导致滑动变阻器接入电路的阻值变化了 Ω。
14.(2025年北京市中考物理试题)某同学利用滑动变阻器、电阻箱、电压表、电压恒定的电源、开关等器材设计了测量电阻的实验电路,如图所示。
(1)请补充主要实验步骤:
①按电路图连接电路,将滑动变阻器的阻值调到最大端。
②闭合, ,记录电压表的示数。
③闭合, ,使电压表的示数仍为。
④记录电阻箱的阻值。
(2)待测电阻的阻值 。(用测量量表示)
15.(2025年天津市中考物理真题)小明从废弃的电热锅中拆下了一个加热盘,其阻值在28~32Ω之间。为测量其电阻,他找来了一个电源(电压为35V),一个电流表(量程为0~0.6A),两个滑动变阻器(最大阻值约为50Ω)和(最大阻值约为100Ω),开关和导线若干。请你合理选择上述器材设计实验,测出加热盘电阻的阻值。要求:
(1)画出实验电路图;
(2)写出实验步骤及所需测量的物理量;
(3)写出加热盘电阻的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
16.(2025年安徽省中考物理试题)为了测量一额定电压为的小灯泡正常发光时的电阻,小华同学根据现有的一只待测小灯泡、两节新干电池(总电压为)、一个电压表、一个滑动变阻器、三只开关、若干阻值不同的定值电阻(阻值已知)和导线,设计出如图甲所示的实验电路图。
(1)请按照图甲,将图乙中的实物图电路连接完整 ;
(2)正确连接电路后,将滑动变阻器的滑片移至电阻值最大处,闭合开关S和,断开开关,调节滑片,使电压表的示数为;
(3)保持滑片的位置不变,断开开关,闭合开关,电压表的示数如图丙所示,该示数为 ;
(4)已知定值电阻,则小灯泡正常发光时的电阻为 ;
(5)若在以上(2)中,无论怎样调节滑片,电压表的示数始终小于,为了顺利进行实验,请你根据现有的器材提出一条解决措施: 。
17.(2025年甘肃省武威市、嘉峪关市、临夏州中考物理真题)小勤从废旧收音机上拆下一个完好的定值电阻R,他想知道该电阻的阻值,采用“伏安法”进行测量,图甲实验所用电源电压为3V。
(1)请用笔画线表示导线,补全图甲实物电路的连接;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应位于 端(选填“A”或“B”);
(3)闭合开关后,发现电压表有示数,电流表无示数,由此可判断产生的故障是 ;
(4)排除故障后,正确连接电路。移动滑动变阻器滑片到某一位置时,发现电流表示数为0.24A,电压表示数如图乙所示,为 V,则定值电阻R的阻值为 Ω;
(5)为了减小实验误差,小勤应采取的措施是: ;
(6)小勤不小心将电压表损坏,爸爸告诉小勤,仅利用电流表和已知阻值的定值电阻也可以测电阻。小勤设计了图丙所示的电路(电源电压未知)来测量另一个待测电阻Rx的阻值,电流表选0~0.6A的量程,定值电阻R0的阻值为10Ω。
①具体操作如下:
a.闭合开关S1,断开开关S2,读出电流表示数为0.40A;
b. ,读出电流表示数为0.50A(请将实验操作补充完整);
②由以上数据可得,待测电阻Rx的阻值为 Ω;
③小勤研究发现,在电源电压和电流表量程不变的情况下,利用该电路能测出的最小阻值为 Ω,原因是 。
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