第3节 电阻的测量(大单元分层作业)物理新教材人教版九年级全一册
2025-10-10
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版九年级全一册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第2节 欧姆定律 |
| 类型 | 作业-同步练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 16.77 MB |
| 发布时间 | 2025-10-10 |
| 更新时间 | 2026-01-09 |
| 作者 | 云往烟水 |
| 品牌系列 | 上好课·大单元教学 |
| 审核时间 | 2025-10-10 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54258941.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第3节 电阻的测量
目 录
1
一、伏安法测阻值 1
二、其他方法测电阻 5
11
17
一、伏安法测阻值
1.“伏安法测电阻”的实验中,丹丹分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,处理实验数据时,分别画出了对应的I-U的图像,如图所示。对于图像的分析,下列说法错误的是( )
A.图甲是定值电阻的I-U图像,图乙是小灯泡的I-U图像
B.由图像可知,通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压成正比
C.由图乙及实验现象可知小灯泡的电阻随灯丝温度的升高而增大
D.应该用多次测量的方法,计算小灯泡电阻的平均值,以减小误差
2.伏安法测电阻实验器材: 、 、 、 、滑动变阻器、待测 和导线若干。
3.某同学测量小灯泡正常发光时的电阻,他连接的部分电路如图所示。请用笔画线代替导线,在图中将剩下的两根导线接入电路,完成电路连接。要求:导线不能交叉。
4.伏安法测电阻
(1)实验原理: 。
(2)电路图
(3)实验过程
①根据实验电路图连接实物电路,检查电路无误后,在闭合开关前,将滑动变阻器的滑片移至 。
②闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,改变待测电阻两端的电压,并记下相应的电压表示数和电流表示数(至少三组)。
③分别计算出每组数据对应的电阻值,再计算出它们的 。
(4)滑动变阻器的作用: 。
5.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;
(4)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;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 。
6.在测量标有电压为3V的某小灯泡电阻的实验中,电源电压恒为6V,滑动变阻器的规格分别为“20Ω 0.2A”和“30Ω 1A”。
(1)设计电路如图甲所示,图乙是根据电路图连接的实物图,闭合开关后, 移动滑动变阻器的滑片, 发现小灯泡不亮, 经检查是由于一根导线的一端连接错误, 请在图乙中连接错误的导线上打“×”并用笔将改动后的导线画出, 导线不许交叉。
(2)正确连线后, 开始实验。调节滑片,使电压表的示数为3V,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图丙所示为 A,则小灯泡的电阻为 Ω。
(3)让小灯泡两端电压逐次下调,使灯丝的温度不断降低,灯泡变暗直至完全不发光,计算每次的电阻,发现无法取平均值, 这是因为 。
(4)为了完成实验,应选用规格为 的滑动变阻器。
7.实验小组用伏安法测量小灯泡的电阻,连接了如图甲所示的电路,小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压恒定。
(1)图甲中有一根导线连接错误,请在该导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线 ;
(2)改正错误后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,出现该现象的原因可能是( )(填字母代号)
A.小灯泡短路 B.电流表短路 C.滑动变阻器断路
(3)移动滑片至某位置时,电压表的示数为2V,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动;小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻是 Ω(保留1位小数);
(4)小组同学计划用该装置测量某定值电阻阻值时,发现电压表损坏,于是设计了如图丙所示的电路,测出了的阻值。实验步骤如下:
①将滑片移到a端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为;
②将滑片移到b端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为;
③读出滑动变阻器的最大阻值为R,则 (用、和R表示)
8.在“伏安法测量定值电阻阻值”的实验中,有以下实验器材:两节新干电池,电压表、电流表、滑动变阻器和开关各一个,导线若干。
(1)连接后的电路如图甲所示,实验前为了保护电路,滑动变阻器的滑片P应置于 (选填“A”或“B”)端。
(2)闭合开关,调节滑动变阻器滑片,进行多次实验,并记录数据在表格中。当电压表示数为1.3V时,电流表示数如图乙所示,为 A。把各次测量的数据代入公式,计算出电阻值,然后对多次实验的结果求平均值,得到电阻的平均值为 Ω(计算结果保留1位小数)。
实验序号
1
3
4
电压U/V
0.7
1.3
2.8
电流I/A
0.12
0.54
电阻R/Ω
9.伏安法测量电阻
(1)实验原理: ;
(2)实验器材:学生电源、 、 、 、开关、导线、待测电阻;
(3)实验电路图如图所示。
二、其他方法测电阻
10.如图所示的电路中,电源电压恒定不变,为电阻箱,为待测电阻。连接和调整好实验器材后,断开开关S,闭合开关,适当调节滑片P的位置,记下电流表的示数I;保持滑片P位置不动,断开开关,闭合开关S,调节电阻箱,使电流表的示数仍为 ,记下此时电阻箱连入电路的阻值为,则 。
11.如图所示电路可以测未知电阻Rx的阻值,已知电源电压恒定不变,保护电阻R0=10Ω。当单刀双掷开关S接a时,电流表的示数为0.3A;当开关S接b时,调节电阻箱R的旋盘,使电流表示数为 A。此时电阻箱R阻值如乙图所示,则Rx的阻值为 Ω,这种测电阻方法叫 。
12.某小组同学利用如图所示的实验电路测量待测电阻的阻值。电源电压未知且恒定不变,的阻值已知,实验步骤如下。
(1)断开开关 ,闭合开关 ,测出通过定值电阻的电流。
(2)断开开关 ,闭合开关 ,测出通过待测电阻的电流。
(3)则待测电阻= (用已知量符号表示)。
13.实验小组用伏安法测量小灯泡正常发光时的电阻,连接了如图甲所示的电路,小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压恒定。
(1)连接电路时开关应处于 状态;
(2)连接好电路后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表接近电源电压,故障可能是 ;
(3)小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻是 Ω(结果保留一位小数);
(4)小组同学计划用该装置测量某定值电阻阻值时,发现电压表损坏,于是设计了如图丙所示的电路,测出了Rx的阻值。电源电压不变,滑动变阻器的最大阻值为R0,a、b为滑动变阻器两端点,实验步骤如下:
①将滑片移到a端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为;
②将滑片移到b端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为;
③计算待测电阻Rx。
你认为该方案可行吗?若可行,请用、和R0表示出Rx;若不可行,请提出改进方案 、 。
14.实验小组测量额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电阻的实验电路如图甲所示,电源电压恒为4.5V。
(1)该实验的原理是 (用公式表示);
(2)实验中某时刻发现电压表示数接近4.5V,电流表没有示数,该实验存在的电路故障为 ;
(3)实验中还测量了小灯泡在不同电压下的电流,并根据所测得的数据绘制了小灯泡的电流和电压的关系图像,如图乙所示,小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;
(4)分析如乙所示的图像,在不增加任何器材的情况下,仅利用本实验的器材 (选填“能”或“不能”)探究电流跟电压的关系;
(5)实验小组还设计了一个测量未知电阻Rx阻值的实验电路,如图丙所示,已知滑动变阻器的最大阻值为R0,电源电压未知且恒定不变。请完成下列实验步骤:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移至a端,读出电压表的示数为U1;
②再将滑动变阻器的滑片P移至b端,读出电压表的示数为U2;
③未知电阻Rx阻值的表达式:Rx= (用U1、U2、R0表示)。
15.某物理兴趣小组利用“伏安法”测量未知电阻的阻值,电路如图甲所示。
(1)请根据图甲,用笔画线代替导线将图乙实物电路图连接完整。(要求:向右移动滑动变阻器的滑片P时,电流表示数变小);
(2)闭合开关后,发现无论怎样移动变阻器的滑片,电流表始终没有示数,电压表示数接近电源电压,产生这种现象的原因可能是定值电阻 (选填“短路”或“断路”);
(3)排除故障后,闭合开关S,调节滑片P至某位置时,电压表的示数如图所示,此时的电压值为 V。接着移动滑动变阻器的滑片,利用电压表和电流表测出了多组实验数据,并作出了电压表与电流表示数的关系图像,如图丁所示,则阻值为 Ω;
(4)另一小组在测定待测电阻的阻值时,用实验室所提供的器材设计了如图戊所示电路图。闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应调到 (选填“a”或“b”)端。实验中调节滑动变阻器的滑片到某一位置,记录下此时电流表A1、A2的示数分别是I1和I2,则的表达式为= 。(结果用I1、I2和R0已知量表示)
16.小D利用如图1所示的电路,探究“导体的电流跟电阻的关系”。实验器材:电源(电压恒为4.5V),电流表、电压表各一只,开关一个,定值电阻5个(、、、、),滑动变阻器(“”),导线若干。
(1)用笔画线代替导线完成图1电路的连接 ;
(2)小D先用的电阻做实验,两电表的指针所指位置如图2甲、乙所示,则电路故障可能 ;
(3)排除故障后,当小D用电阻替代继续实验时,应将滑片向 端移动才能使电压表的示数保持不变;改用的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,都无法使电压表的示数保持不变,在不增加器材的情况下请提出一种改进方法: ;
(4)根据实验数据绘制图像如图3所示,可初步得到结论: ;
(5)小L设计了如图4所示的电路,也能测量额定电流为的小灯泡正常发光时的电阻。电源电压未知、定值电阻的阻值为,请你将实验步骤补充完整。
①闭合开关,调节滑片,直到电压表的示数为 ,此时小灯泡正常发光,读取电压表的示数为;
②小灯泡正常发光时电阻的表达式是 。(均用给定的物理量表示)
(6)如果电压表只有一个,增加一个单刀双掷开关,要求实验过程不能再拆接电路,把图4改进后的部分电路图如图5所示,请把此电路图中的三个空位补画完整 。
17.修理电器的师傅急需一个5Ω的电阻,而他手头上只有2Ω、3Ω、4Ω和10Ω的电阻各一个。利用这些电阻,如何获得一个5Ω的电阻,你给师傅的建议是 。
18.在“测量小灯泡的电阻”实验中,有如下器材:电压表、电流表、开关、电压为4.5V的电源、正常发光时电压为2.5V的小灯泡、标有“30Ω 1A”的滑动变阻器、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,按照图甲所示的电路图将图乙的实物电路连接完整;
(2)连接电路时,开关应 (选填“断开”或“闭合”);
(3)甲组同学连接好电路,闭合开关后灯泡发出明亮耀眼的光并很快熄灭,检查后,发现连线正确,请你找出实验中操作不当之处: ;
(4)乙组同学闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表有示数。接下来应进行的操作是______(填字母);
A.检查电路是否断路 B.移动滑片,观察小灯泡是否发光
(5)丙组同学规范操作进行实验,将得到的数据记录在下面的表格中,根据表格中的数据计算出小灯泡正常发光时的电阻为 Ω(保留一位小数)。他们发现小灯泡电阻发生了变化,其原因是灯丝电阻受 的影响。
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.18
0.22
0.24
0.26
电阻R/Ω
5.6
6.8
8.3
19.小华在“探究电流与电阻关系”的实验中,准备了以下器材:电源(电压恒为3V),电流表、电压表各一个,五个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),两个滑动变阻器(规格分别为“10Ω 1A”的和“15Ω 1A”的),导线若干,设计了如图1所示的电路图。
(1)根据图1所示的电路图把图2实物电路连接完整 。
(2)连接电路时,开关应 ,连接好电路后,他检查电路时发现电压表、电流表位置互换了,若此时闭合开关,电流表 (选填“会”或“不会”)被烧坏。
(3)正确连好电路后,闭合开关前要将滑动变阻器的滑片P移到阻值 处,闭合开关发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,移动滑动变阻器的滑片P,电流表、电压表示数均无变化,则故障可能是定值电阻 (选填“短路”或“断路”)。
(4)排除故障后,多次改变R的阻值,当定值电阻由5Ω换为10Ω时,为达到实验要求,需向 (选填“左”或“右”)调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,画出如图3所示的电流随电阻R变化的图像,由图像可以得出结论: 上述实验所选用的滑动变阻器是 (选填“”或“”)。
(5)该实验结束后,同组的小惠想测量标有“2.5V”的小灯泡的电阻,按照图丙正确连接电路后,小惠移动滑片,使小灯泡正常发光,电流表示数为0.3A,则此小灯泡的电阻是 Ω。(保留1位小数)
(6)要测量额定电压为的小灯泡正常工作时的电阻,小华设计了以下四种方案,电源电压不变,R为已知电阻,在不改变电路连接的情况下可行的是( )(仅一项正确)。
A. B.
C. D.
20.实验小组利用图甲所示的电路测量未知电阻的阻值。
(1)伏安法测电阻的实验原理是 。
(2)连接好电路后闭合开关,改变电阻两端的电压,进行了三次测量,测量数据如下表所示。在第三次测量中电流表的示数如图乙所示,其示数为 A。
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻/Ω
平均值/Ω
1
1.5
0.31
4.8
2
2
0.4
5
3
2.5
(3)根据实验数据可知,的阻值应为 Ω。(计算过程中若有除不尽的数,保留整数)
(4)实验中滑动变阻器的作用: 。
21.在测量小灯泡电阻的实验中,小亮设计了如图甲所示的电路,电源电压恒为3V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请你用笔画线代替导线将图甲所示的电路连接完整。(要求:滑动变阻器滑片向左移动时小灯泡变亮,且导线不交叉)
(2)连接好电路后,闭合开关,移动滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示,电压表的读数为 V。要测量小灯泡正常发光时的电流,应将图甲中滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移动。
(3)小亮根据测得的数据绘制了小灯泡的I-U图像如图丙所示,小灯泡的I-U图像出现弯曲的原因是 。
22.图甲是小明测量标有“2.5V”小灯泡电阻的电路图。
(1)在检查电路无误后进行实验,当电压表的示数如图乙时,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“左”或“右”)端移动,同时眼睛注意观察 (选填“电压表”或“电流表”),直至小灯泡正常发光。
(2)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。(保留一位小数)
(3)根据图丙可知小灯泡的电阻是 (选填“变化”或“不变”)的,你认为原因是 。
23.小南用如图甲所示电路测量定值电阻R的阻值。
(1)电路中有一根导线连接错误,请你在需改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确接法;
(2)改正错误后,小南闭合开关并移动滑片,发现电压表的示数发生变化,而电流表的示数不变化,则电路中的故障是 ;
(3)上述故障排除后,小南继续实验:
①下表是记录数据的表格,第1次实验中电压表和电流表的示数如图乙所示,请完成表格:
实验次序
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
2
2
0.4
5
3
2.5
2.5
1
②小南发现第3次实验结果和前两次相差太大,可能是某个测量数据有误。他错误的原因可能是 。该错误数据的正确值应为 ;
(4)小南通过改变滑动变阻器滑片的位置,进行了多次测量,目的是______;
A.减小误差
B.寻找实验的普遍规律
(5)实验过程中,电流表不小心被损坏,小南在其余器材基础上增加一个开关和已知阻值的定值电阻又完成一次测量,请在图丙的A、B两点间将小南设计的电路图补充完整。
24.已知滑动变阻器的最大阻值为,小灯泡正常发光时的电压为,利用如图所示的电路,也可测出小灯泡正常发光时的电阻。请完成下列实验步骤。
(1)闭合开关S、,调节的滑片,使电压表的示数为。
(2)接着保持的滑片位置不动,再断开开关,闭合,移动的滑片直到电压表示数也是。
(3)将的滑片调至最左端,记下电压表示数;将的滑片调至最右端,记下电压表示数为,小灯泡正常发光时的电阻表达式= (用、、和表示)。
25.小组同学计划用伏安法测量某定值电阻阻值时,发现电压表损坏,于是设计了如图所示的电路,测出了的阻值(电源电压恒定但未知)。实验步骤如下。
(1)将滑片移到a端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为。
(2)将滑片移到b端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为。
(3)已知滑动变阻器的最大阻值为R,则= (用、和R表示)。
26.小明打算用伏安法测量小灯泡正常发光时的电阻,已知小灯泡正常发光时的电压为U。小明发现电流表损坏,其他元件完好。
(1)小明用已有的器材、电阻和另一块电压表,设计了如图所示电路图。其中虚线框内的元件组合体相当于 表。
(2)小明进行的实验操作如下:
①按电路图连接好电路,并将滑动变阻器连入电路的阻值调到 。
②闭合开关S,移动滑片,使灯泡两端电压为 ,并读出两端的电压为。
③灯泡正常发光时的电阻= 。(用已知量和测量量表示)
27.小新同学学习了电学知识以后,选用三节新的干电池作为电源,并设计了如下的电学实验。
(1)探究导体中电流与导体电阻的关系。选用的定值电阻的阻止分别是。
①按照甲图,把乙实物电路补充完整,当滑动变阻器的滑片向左滑动时,电流表示数增大 :
②闭合开关后,小新发现电流表没有示数,电压表有示数,电路中出现的故障可能是 ;
③小新排除故障后,把的电阻接入电路,闭合开关,适当调节滑片的位置,电流表的示数如图丙所示;
④断开开关S,把的电阻换成的电阻,再次闭合开关后,滑片应向 (选填“左”或“右”)端移动,保持R两端电压不变;
⑤在此实验中,滑动变阻器接入电路的阻值范围是 ;
(2)小新同学利用电源(电压未知)、电阻箱和电流表(指针能正常偏转,但刻度盘示数模糊不清)等器材,测电阻的阻值,设计的电路如图。完成下列实验步骤:
①正确连接电路,断开S1、S2,将滑动变阻器阻值调至最大:
②闭合,断开,调节滑动变阻器滑片到某一位置, ;
③闭合,断开, ;
④未知电阻的阻值 (用字母表示)
28.(2025·山东烟台·中考真题)在“用电流表和电压表测量电阻”的实验中:
(1)第一小组连接了如图甲所示的电路,闭合开关前发现有一根导线连接错误。请在错误的导线上划“×”,并画出这根导线的正确连接位置;
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数。出现这个现象的原因可能是______(选填序号);
A.待测电阻断路 B.待测电阻短路
C.电压表接线柱接触不良 D.滑动变阻器短路
(3)排除电路故障后,小组同学继续实验,并将记录的数据填写在下表;
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1.0
1.2
1.5
1.8
2.0
2.5
电流I/A
0.10
0.12
0.16
0.14
0.20
0.24
①请根据描点法在图乙中描绘出表格中的六组数据,并作出该电阻的图像;
②由图像可得该电阻的阻值为 Ω。
(4)第二小组利用上述器材测量另一电阻时,根据所测数据作出的图像如图丙所示,小组交流发现图像与第一小组不同的原因是电压表连接的位置不同,但利用这个图像也能求出待测电阻的阻值,其阻值为 Ω。
29.(2025·甘肃·中考真题)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 。
30.(2025·四川遂宁·中考真题)某实验小组利用以下器材探究电流与电阻的关系。
器材:学生电源、阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻;标有“30Ω;2A”的滑动变阻器;电压表、电流表;开关及导线。
方法:控制变量法,控制定值电阻R两端电压为2V。
步骤:(1)请根据图甲所示电路图,用笔画线代替导线将图乙中的实物电路图补充完整 。
(2)将学生电源电压调至6V,闭合开关后,发现电流表、电压表均无示数。若故障只出现在或R,则故障是 ;
(3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片直到电压表示数为2V,读出此时电流表的示数0.4A;
(4)断开开关,只将定值电阻由5Ω更换为10Ω。闭合开关,他们应该向 (选填“左”、“右”)端调节滑片,直至电压表示数仍为2V;
(5)当换用20Ω电阻后,发现无论怎样移动滑片,电压表示数始终无法达到2V。请你帮他们解决问题,从下面两种方法中任选一种作答。
方法一:更换一个最大阻值至少为 Ω的滑动变阻器。
方法二:调节电源电压,使其最大不超 V。
(6)根据实验数据得出结论:电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
(7)他们完成探究实验后,想利用电流表和阻值为的电阻,测量未知电阻的阻值。
他们设计的电路如图丙所示,并完成了下列实验步骤:
①闭合开关,,读出电流表示数为;
②断开开关,读出电流表示数为;
③未知电阻 (用和表示)。
31.(2025·安徽·中考真题)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: 。
32.(2025·江苏扬州·中考真题)用电压表和电流表测量定值电阻R的阻值。
(1)如图,请用笔画线代替导线将电路连接完整;
(2)正确连接好电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电压表示数始终为零、电流表示数有变化,则故障是 ;(写出一种可能的情况)
(3)排除故障,闭合开关前,小明观察到电流表示数为0.04A,由于没有螺丝刀,无法调零。继续实验,电流表示数为0.28A时,电压表示数如图,读数为 V,电阻R的阻值为 Ω。多次测量后,为了画出通过电阻R的电流随它两端电压变化的图像,应注意什么? ;
(4)小明画出了如图的图像。发现图线与纵轴交点的纵坐标为0.04A,此数值恰与电流表未调零时的示数相同,他认为这是一种巧合。他的观点是否正确? ,请说明理由: 。
33.(2025·陕西·中考真题)在测量小灯泡电阻的实验中,小明设计了如图-1所示的电路。已知小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压为3V,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
数据序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.14
0.18
0.22
0.24
电阻R/Ω
3.6
5.6
6.8
8.3
(1)该实验的原理是 。
(2)连接电路时,开关应处于 状态,且将滑动变阻器的滑片P移至图-1中所示的 (选填“a”或“b”)端,电压表应选择 (选填“0~3V”或“0~15V”)的量程。
(3)正确连接电路,闭合开关,移动滑片P的过程中,小灯泡不发光,电流表、电压表均无示数;直至移动滑片P到图-1中M点时,小灯泡突然发光,电流表、电压表均有明显示数,小明立即断开开关,查找原因。出现以上现象的原因可能是___________(填选项字母)。
A.滑动变阻器短路
B.滑动变阻器M点右侧附近有断路
C.滑动变阻器M点左侧附近有断路
(4)排除故障后,改变滑片P的位置,记录电压表的示数U和电流表的示数I,并计算出对应的阻值。当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图-2所示,其读数为 A。
(5)请结合表中信息分析,能否用该实验的器材探究电流与电压的关系,并说明理由 。
34.(2025·青海·中考真题)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。
35.(2025·黑龙江大庆·中考真题)小娜同学设计了如图甲所示的电路图,来测量未知电阻的阻值。已知定值电阻的阻值为20Ω,电源电压低于10V。
(1)图甲中闭合开关前,小娜应将滑动变阻器的滑片移到最 (选填“左”或“右”)端,电流表的量程应选 ,电流表的量程应选 (两空均选填“0~0.6A”或“0~3A”);
(2)图甲中闭合开关后,将滑动变阻器的滑片调到适当位置,小娜发现电流表的指针几乎不偏转,电流表的指针有明显偏转,电路可能出现的故障是 (选填“”或“”)断路;
(3)故障排除后进行测量,其中一个电流表的读数为1.2A,另一个电流表指针位置如图乙所示,其示数为 A,则待测电阻的阻值为 Ω;
(4)小娜利用测出的定值电阻设计了天然气浓度检测仪,其电路图如图丙所示,电源电压为6V,气敏电阻阻值随天然气浓度变化规律如图丁所示。当电压表示数低至3V时,启动报警系统,图丙中 (选填“”或“”)是气敏电阻;当电压表示数为4V时,天然气的浓度为 %。若要在天然气浓度更低时启动报警系统,需更换阻值更 (选填“大”或“小”)的定值电阻。
36.(2025·山东济南·中考真题)某学习小组采用“伏安法”探究某热敏电阻(阻值约为几十欧姆)的阻值随温度变化的规律,并利用其制作成一个简易的高温报警装置。主要实验器材如下:学生电源(电压为6V),热敏电阻、滑动变阻器、电阻箱、温控装置、警报器、电压表、电流表、开关、导线若干。测量热敏电阻阻值的实验电路图如图甲所示。主要实验步骤如下:
(1)按照如图甲所示的电路连接实物。请用笔画线代替导线,在相应位置将实物图正确连接;
(2)设定温控装置内的温度为20℃,闭合开关后发现电压表的示数过小;应将图乙中滑动变阻器的滑片向 移动,移动后电压表的指针位置如图丙所示,则电压表的示数为 V,根据电压表和电流表的示数计算出此温度下热敏电阻的阻值;
(3)依次升高温控装置内的温度,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,根据电流表和电压表的示数,依次计算出热敏电阻的阻值,作出热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图丁所示,由图像可知,该热敏电阻的阻值随温度变化的规律是 ;
(4)学习小组利用热敏电阻,设计的高温报警装置的电路图如图戊所示,已知图中电源电压为6V,警报器两端的电压超过4V就发出声音报警。要想让该高温报警装置在温度超过30℃时报警,须将警报器并联到图戊中 (选填“”“”或“”)两端,并设置电阻箱接入电路的阻值为 。
37.(2025·江苏南通·中考真题)灯泡标有“2.5V 0.3A”字样,在测量其电阻大小的实验中,小军设计了如图甲所示的电路,电源电压3V保持不变,滑动变阻器的最大阻值为20Ω。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整;
(2)闭合开关前,滑片应位于最 端。闭合开关,电压表示数为0.3V,电流表指针有偏转,灯泡不发光,这是因为 ;
(3)移动滑片,灯泡发出微弱的光,此时电压表示数为0.6V,电流表示数如图乙,灯泡电阻为 Ω。继续移动滑片使灯泡正常发光,此时灯泡电阻约为 Ω;(均保留一位小数)
(4)小军分析实验数据,发现灯泡电阻是变化的。他想较准确估测灯泡未通电时的电阻,设计了以下三个方案。
方案一:闭合开关,移动滑片至灯泡即将发光,测出此时灯泡电阻R1;
方案二:闭合开关,移动滑片至阻值最大端,测出此时灯泡电阻R2;
方案三:完成方案一和方案二中的测量,算出R1、R2的平均值。
你认为最合理的是方案 理由是 。
38.(2025·江苏宿迁·中考真题)在“测量定值电阻的阻值”实验中,某学习小组用如图甲所示的器材进行实验。
实验序号
U/V
I/A
1
1.0
0.10
2
2.0
0.20
3
2.5
0.24
(1)在图甲中,请用笔画线代替导线将电路补充完善,要求滑动变阻器接入电路阻值最大。
(2)该实验的原理是 。
(3)闭合开关,电流表无示数,电压表有示数,则发生的故障是 。
(4)某小组实验数据如上表所示,则该电阻值是 Ω(结果保留1位小数),接着,换用不同阻值的电阻继续实验,画出a、b电阻的I-U图像如图乙,则其中 (选填“a”或“b”)阻值更大。
39.(2025·四川成都·中考真题)小明利用如图甲所示的电路来测量R的阻值,电源电压为3V,R的阻值约为10Ω,闭合开关后,电压表指针的位置如图乙所示。对于该实验,下列说法正确的是( )
A.闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至a端
B.电流表的量程应该选择0~3A
C.图乙中电压表的读数为2.3V
D.多次测量求平均值是为了让结论更具普遍性
40.(2025·四川宜宾·中考真题)某学习小组在探究压敏电阻阻值随压力变化的关系时,设计了如图甲所示的电路图,电源电压恒为12V,R是滑动变阻器。回答下列问题:
(1)小组成员选择合适的测量范围,按电路图连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 (填“a”或“b”)端。
(2)滑动变阻器的滑片置于正确的位置后,闭合开关S发现电压表示数接近电源电压,电流表无示数,则故障可能是压敏电阻处发生 (选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后,闭合开关S,该压敏电阻在无压力情况下,调节滑动变阻器,电流表与电压表的指针稳定后如图乙所示,电流表的读数为 A,电压表的读数为 V,此时压敏电阻的阻值为 Ω。
(4)闭合开关S,改变压力F的大小,调节滑动变阻器,直到电流表的示数与图乙中电流表示数相同,记录下此时电压表测得的电压U,描绘出不同压力下的U-F图,如图丙,结合图像可知,该压敏电阻的阻值随压力的增大而 (填“增大”或“减小”),其中压力F较小时的敏感程度更 (填“高”或“低”)。
(5)实验后,学习小组将该压敏电阻与电阻丝熔断器、电源构成串联电路,如图丁,电源电压恒为12V,电阻丝熔断器的熔断电流为0.8A。若要该压敏电阻受到的压力增加到10N时熔断器的电阻丝熔断,则熔断器的阻值应设计为 Ω。
41.(2025·江苏镇江·中考真题)小华在实验室中测量铅笔芯的电阻大小。测量电路如图1所示,电源电压为4.5V。
(1)闭合开关前,图1中的滑动变阻器滑片应置于最 端;
(2)请按照图1的电路图将图2的实物图连接完整 ;
(3)将滑动变阻器滑片从初始位置移动到另一端,逐次记录电压表示数U和电流表示数I,完成后作出图像,如图3所示,由图可知,铅笔芯的阻值为 Ω,滑动变阻器的最大阻值为 Ω;
(4)小华想用实验室一只刻度线清晰,但所标数字模糊不清的电流表,制作一个可直接测定电阻的仪器,他设计的电路如图4所示,电路中电源电压恒定且未知,操作如下。
①在a、b接线柱间接入导线,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,直到电流表指针指到最大刻度;
②保持滑片位置不变,ab间改接入10Ω的定值电阻,此时电流表指针偏转到最大刻度的处;
③取下ab间的定值电阻,接入待测电阻,电流表指针偏转到最大刻度的处,可知待测电阻的大小为 Ω;
④在电流表表盘刻度线处标相应的电阻值,则电阻值分布是 (选填“均匀”或“不均匀”)的。
42.(2025·江苏南京·中考真题)现要测量两个小灯泡L1、L2正常发光时的电阻。
(1)图甲是用“伏安法”测量L1(U额=2.5V)正常发光时电阻的实物电路。
①用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整(导线不允许交叉) ;
②闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表指针几乎不动,电压表指针明显偏转,故障原因可能是小灯泡 (选填“断路”或“短路”);
③排除故障后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2.5V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(精确到0.1)。
(2)为了测量额定电流为I0的小灯泡L2正常发光时的电阻,小明和小华设计了图丙所示的电路,定值电阻的阻值为R0,电源电压恒为U。(I0、R0、U已知,且满足测量要求)
①将滑动变阻器R的滑片移至阻值最大端;
②闭合S、S1,断开S2,调节滑片P,使电压表示数为 时,小灯泡正常发光;
③共同完成上述操作后,小明和小华分别只进行了以下一步操作。
小明:保持滑片不动,断开S1,闭合S、S2,读出电压表的示数。
小华:保持滑片不动,闭合S、S1、S2,读出电压表的示数。
综合以上信息,对小明、小华的方案能否测量出小灯泡正常发光时的电阻进行评价 (填字母)。
A.只有小明的方案可行
B.只有小华的方案可行
C.两人的方案都可行
D.两人的方案都不可行
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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第3节 电阻的测量
目 录
1
一、伏安法测阻值 1
二、其他方法测电阻 10
20
36
一、伏安法测阻值
1.“伏安法测电阻”的实验中,丹丹分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,处理实验数据时,分别画出了对应的I-U的图像,如图所示。对于图像的分析,下列说法错误的是( )
A.图甲是定值电阻的I-U图像,图乙是小灯泡的I-U图像
B.由图像可知,通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压成正比
C.由图乙及实验现象可知小灯泡的电阻随灯丝温度的升高而增大
D.应该用多次测量的方法,计算小灯泡电阻的平均值,以减小误差
【答案】D
【详解】A.定值电阻的阻值不变,其电流与电压成正比,二者关系图像是一条直线;小灯泡的电阻是变化的,其电流电压关系图像不是直线。图甲是定值电阻的I-U图像,图乙是小灯泡的I-U图像,故A正确,不符合题意;
B.甲中定值电阻的电压电流关系是一条经过坐标系原点的直线,说明通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压成正比,故B正确,不符合题意;
C.分析小灯泡的电压电流关系图像可以知道,它的电压电流越大时,功率越大,灯丝温度越高,它的电阻就越大,故C正确,不符合题意;
D.因为小灯泡的电阻是变化的,多次测量求其平均值是没有意义的,故D错误,符合题意。
故选D。
2.伏安法测电阻实验器材: 、 、 、 、滑动变阻器、待测 和导线若干。
【答案】 电源 开关 电流表 电压表 电阻
【详解】[1][2][3][4][5]通过伏安法测电阻的阻值,需要准备待测的电阻、用来测量待测电阻两端电压的电压表、测量电路电流的电流表、为电路提供电能的电源、控制电路通断的开关。
3.某同学测量小灯泡正常发光时的电阻,他连接的部分电路如图所示。请用笔画线代替导线,在图中将剩下的两根导线接入电路,完成电路连接。要求:导线不能交叉。
【答案】
【详解】测量小灯泡正常发光时的电阻时,小灯泡需要与滑动变阻器串联,变阻器接线柱采用“一上一下”接入电路,电压表负接线柱接滑动变阻器上接线柱。电压表需要测量小灯泡两端的电压,需要将电压表与小灯泡并联。电路连接如图所示:
4.伏安法测电阻
(1)实验原理: 。
(2)电路图
(3)实验过程
①根据实验电路图连接实物电路,检查电路无误后,在闭合开关前,将滑动变阻器的滑片移至 。
②闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,改变待测电阻两端的电压,并记下相应的电压表示数和电流表示数(至少三组)。
③分别计算出每组数据对应的电阻值,再计算出它们的 。
(4)滑动变阻器的作用: 。
【答案】 阻值最大处 平均值 改变待测电阻两端的电压和通过的电流;保护电路
【详解】[1]用电压表测定值电阻两端的电压为,用电流表测定值电阻的电流为,则未知电阻的阻值为
[2]为保护电路安全,在开关闭合前,将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处。
[3]为减小实验误差,采用多次实验取平均值的方法减小误差。
[4]为了得到多次实验数据,移动滑动变阻器的滑片改变待测电阻两端的电压和通过的电流,同时利用滑动变阻器分压限流的作用,保护电路安全。
5.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;
(4)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;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 。
【答案】(1)
(2)断路
(3)5
(4)灯丝的电阻随温度的变化而变化
【详解】(1)
根据电压表和电流表的特点可知,电压表与灯泡并联,电流表与灯泡串联,如图所示:
(2)检查无误后,闭合开关,发现电流表无示数,小灯泡不亮,说明电路发生了断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表两接线柱与电源两端相连,即电压表两接点内发生断路,由图可知,造成这一故障的原因可能是小灯泡断路;
(3)
由图乙可知,电流表所用的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,由指针位置可知,此时电流表的示数为0.3A,即通过灯泡的电流为0.3A,由欧姆定律可知,小灯泡正常发光时的电阻
(4)由图丙可知,灯丝的电阻受温度影响,即灯丝的电阻是变化的,而探究电流与电压的关系,根据控制变量法可知,应该控制导体的电阻不变,所以不能利用图甲的装置探究电流与电压的关系。
6.在测量标有电压为3V的某小灯泡电阻的实验中,电源电压恒为6V,滑动变阻器的规格分别为“20Ω 0.2A”和“30Ω 1A”。
(1)设计电路如图甲所示,图乙是根据电路图连接的实物图,闭合开关后, 移动滑动变阻器的滑片, 发现小灯泡不亮, 经检查是由于一根导线的一端连接错误, 请在图乙中连接错误的导线上打“×”并用笔将改动后的导线画出, 导线不许交叉。
(2)正确连线后, 开始实验。调节滑片,使电压表的示数为3V,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图丙所示为 A,则小灯泡的电阻为 Ω。
(3)让小灯泡两端电压逐次下调,使灯丝的温度不断降低,灯泡变暗直至完全不发光,计算每次的电阻,发现无法取平均值, 这是因为 。
(4)为了完成实验,应选用规格为 的滑动变阻器。
【答案】(1)
(2) 0.3 10
(3)灯泡电阻受温度影响,一直在变化,不是定值
(4)30Ω 1A
【详解】(1)由图乙所示电路图知道,电压表串联在电路中,小灯泡与滑动变阻器并联,电压表应并联在小灯泡两端,滑动变阻器与小灯泡串联,如下图所示:
(2)[1]由图丙知道,电流表使用0~0.6A的小量程,分度值为0.02A,电流表的示数为0.3A。
[2]根据公式可知,小灯泡的电阻为
(3)小灯泡电阻受温度影响,一直在变化,不是定值,所以求平均值没有意义。
(4)小灯泡的额定电压是3V,正常工作时的电阻为10Ω,则小灯泡正常发光时,通过小灯泡的电流是0.3A,大于0.2A,故不能选择“20Ω 0.2A”的,再由串联电路的电压特点知道,此时滑动变阻器两端的电压为3V,由欧姆定律可得,此时滑动变阻器接入电路的电阻为10Ω,所以应选择“30Ω 1A”的滑动变阻器。
7.实验小组用伏安法测量小灯泡的电阻,连接了如图甲所示的电路,小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压恒定。
(1)图甲中有一根导线连接错误,请在该导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线 ;
(2)改正错误后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,出现该现象的原因可能是( )(填字母代号)
A.小灯泡短路 B.电流表短路 C.滑动变阻器断路
(3)移动滑片至某位置时,电压表的示数为2V,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动;小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻是 Ω(保留1位小数);
(4)小组同学计划用该装置测量某定值电阻阻值时,发现电压表损坏,于是设计了如图丙所示的电路,测出了的阻值。实验步骤如下:
①将滑片移到a端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为;
②将滑片移到b端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为;
③读出滑动变阻器的最大阻值为R,则 (用、和R表示)
【答案】(1)
(2)A
(3) B 9.6
(4)
【详解】(1)伏安法测量小灯泡的电阻,电压表应测小灯泡两端电压,所以原电路中电压表测电源电压错误;将电压表“”接线柱与滑动变阻器左上接线柱连接的导线打“×”,再将电压表“”接线柱与小灯泡左侧接线柱用导线连接。如图所示:
(2)A.由题意,电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,说明可能是电压表被短路或电压表测量的对象被短路或电压表断路等。电路改正后,电压表测量小灯泡两端的电压,所以小灯泡短路,电压表被短路无示数。故A符合题意;
B.若电流表短路,电流表无示数,电压表有示数,故B不符合题意;
C.若滑动变阻器断路,电路中无电流,电流表无示数,电压表无示数,故C不符合题意。
故选A。
(3)[1]闭合开关,移动滑片至某位置电压表示数为2V,小于小灯泡额定电压2.5V,为测量小灯泡正常发光时电阻,应增大小灯泡两端的电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端的电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,由电路图知,滑动变阻器接入右下接线柱,故应将滑片向B端移动。
[2]当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.26A,则此时小灯泡的电阻
(4)电源电压恒定,当滑片在端,此时为只有定值电阻的简单电路,电流表测电路电流为,则电源电压
当滑片在端,定值电阻和滑动变阻器的最大阻值串联,电流表测此时电路电流为,则电源电压
则
则定值电阻
8.在“伏安法测量定值电阻阻值”的实验中,有以下实验器材:两节新干电池,电压表、电流表、滑动变阻器和开关各一个,导线若干。
(1)连接后的电路如图甲所示,实验前为了保护电路,滑动变阻器的滑片P应置于 (选填“A”或“B”)端。
(2)闭合开关,调节滑动变阻器滑片,进行多次实验,并记录数据在表格中。当电压表示数为1.3V时,电流表示数如图乙所示,为 A。把各次测量的数据代入公式,计算出电阻值,然后对多次实验的结果求平均值,得到电阻的平均值为 Ω(计算结果保留1位小数)。
实验序号
1
3
4
电压U/V
0.7
1.3
2.8
电流I/A
0.12
0.54
电阻R/Ω
【答案】(1)B
(2) 0.24 5.5
【详解】(1)为了保证电路安全,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应在最大阻值处,应远离下面接线柱,即滑片应移到B端。
(2)[1]电流表串联接入电路中,选用的是0—0.6A的量程,分度值为0.02A,故读数为0.24A。
[2]根据表格中的数据,分别计算出各次测量的阻值,然后计算平均值。
9.伏安法测量电阻
(1)实验原理: ;
(2)实验器材:学生电源、 、 、 、开关、导线、待测电阻;
(3)实验电路图如图所示。
【答案】(1)
(2) 电压表 电流表 滑动变阻器
(3)
【详解】(1)测量电阻时需要利用电压表测量待测电阻两端电压,电流表测量待测电阻的电流,结合计算得出待测电阻的阻值,因此测量电阻的实验原理是。
(2)[1][2][3]由于实验中需要测量电流和电压,因此需要用到电流表和电压表,且实验需要进行多次,需要改变待测电阻两端电压,能够起到改变电压和电流作用的是滑动变阻器,实验中还需要滑动变阻器,因此该实验中还需要的电学元件有电流表、电压表、滑动变阻器。
(3)(2)问中的实验器材中,电压表需要并联,剩余其他元件串联,且电压表测待测电阻两端电压,设计的实验电路如下图所示:
二、其他方法测电阻
10.如图所示的电路中,电源电压恒定不变,为电阻箱,为待测电阻。连接和调整好实验器材后,断开开关S,闭合开关,适当调节滑片P的位置,记下电流表的示数I;保持滑片P位置不动,断开开关,闭合开关S,调节电阻箱,使电流表的示数仍为 ,记下此时电阻箱连入电路的阻值为,则 。
【答案】 I
【详解】[1][2]断开开关S,闭合开关,此时电路为滑动变阻器与串联的电流,此时电路中电流为I。保持滑片P位置不动,断开开关,闭合开关S,此时电路为滑动变阻器与电阻箱串联的电路,调节电阻箱,使电流表的示数仍为I,采用了等效替代法,此时电阻箱的阻值与阻值相等,即阻值为。
11.如图所示电路可以测未知电阻Rx的阻值,已知电源电压恒定不变,保护电阻R0=10Ω。当单刀双掷开关S接a时,电流表的示数为0.3A;当开关S接b时,调节电阻箱R的旋盘,使电流表示数为 A。此时电阻箱R阻值如乙图所示,则Rx的阻值为 Ω,这种测电阻方法叫 。
【答案】 0.3 20 等效替代法
【详解】[1]由题可知,电源电压恒定不变,如图所示,开关S接a时,电流表、电源、保护电阻、未知电阻串联,当开关S接b时,电流表、电源、保护电阻、变阻箱串联,调节变阻箱的阻值,当电流表的示数为0.3A时,电阻箱的阻值即未知电阻的阻值。
[2]由图可知,电阻箱的阻值
R=2×10Ω=20Ω
[3]这种测电阻的方法叫等效替代法,控制电路中其他元件不变,用已知电阻代替未知电阻,当电路中的状态相同时,已知电阻的阻值即未知电阻的阻值。
12.某小组同学利用如图所示的实验电路测量待测电阻的阻值。电源电压未知且恒定不变,的阻值已知,实验步骤如下。
(1)断开开关 ,闭合开关 ,测出通过定值电阻的电流。
(2)断开开关 ,闭合开关 ,测出通过待测电阻的电流。
(3)则待测电阻= (用已知量符号表示)。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)[1][2]断开开关S2,闭合开关S1,电路为定值电阻的简单电路,电流表测量电路电流,测出通过定值电阻的电流。根据欧姆定律可知电源电压
(2)[1][2]断开开关S1,闭合开关S2,电路为待测电阻的简单电路,电流表测量电路电流,测出通过待测电阻的电流。
(3)根据欧姆定律可知待测电阻
13.实验小组用伏安法测量小灯泡正常发光时的电阻,连接了如图甲所示的电路,小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压恒定。
(1)连接电路时开关应处于 状态;
(2)连接好电路后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表接近电源电压,故障可能是 ;
(3)小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻是 Ω(结果保留一位小数);
(4)小组同学计划用该装置测量某定值电阻阻值时,发现电压表损坏,于是设计了如图丙所示的电路,测出了Rx的阻值。电源电压不变,滑动变阻器的最大阻值为R0,a、b为滑动变阻器两端点,实验步骤如下:
①将滑片移到a端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为;
②将滑片移到b端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为;
③计算待测电阻Rx。
你认为该方案可行吗?若可行,请用、和R0表示出Rx;若不可行,请提出改进方案 、 。
【答案】(1)断开
(2)小灯泡断路
(3)9.6
(4) 该方案可行 新增答案空
【详解】(1)连接电路时,为保护电路,开关应处于断开状态。
(2)闭合开关后,电流表无示数,说明电路可能断路;电压表接近电源电压,说明电压表与电源两端连通,即电压表所测部分断路,即小灯泡断路。因此,故障可能是小灯泡断路。
(3)小灯泡正常发光时电压为2.5V。由图乙可知,电流表选用0~0.6A量程,分度值0.02A,示数为0.26A。此时电阻为
(4)[1][2]该方案可行:
当滑片移到a端,此电路为的简单电路,闭合开关S,读出电流表的示数,记为,由可得电源电压为
将滑片移到b端,此时与串联,读出电流表的示数,记为,则
联立可得,待测电阻的阻值为
14.实验小组测量额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电阻的实验电路如图甲所示,电源电压恒为4.5V。
(1)该实验的原理是 (用公式表示);
(2)实验中某时刻发现电压表示数接近4.5V,电流表没有示数,该实验存在的电路故障为 ;
(3)实验中还测量了小灯泡在不同电压下的电流,并根据所测得的数据绘制了小灯泡的电流和电压的关系图像,如图乙所示,小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;
(4)分析如乙所示的图像,在不增加任何器材的情况下,仅利用本实验的器材 (选填“能”或“不能”)探究电流跟电压的关系;
(5)实验小组还设计了一个测量未知电阻Rx阻值的实验电路,如图丙所示,已知滑动变阻器的最大阻值为R0,电源电压未知且恒定不变。请完成下列实验步骤:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移至a端,读出电压表的示数为U1;
②再将滑动变阻器的滑片P移至b端,读出电压表的示数为U2;
③未知电阻Rx阻值的表达式:Rx= (用U1、U2、R0表示)。
【答案】(1)
(2)灯泡断路
(3)10
(4)不能
(5)
【详解】(1)在测量小灯泡正常发光时的电阻的实验中,应用电压表测出灯泡正常发光时两端的电压,用电流表测出正常发光时通过灯泡的电流,再根据求出灯泡的电阻,故测量小灯泡电阻的实验原理是。
(2)电流表没有示数,说明电路是断路,而电压表示数接近4.5V,接近电源电压,说明电压表与电源正负极相通,所以故障原因是灯泡断路。
(3)由图乙可知,当灯泡两端电压为额定电压2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.25A,则小灯泡正常发光的电阻为
(4)在探究电流跟电压的关系实验中,需控制电阻阻值不变,由图乙可知,灯丝电阻随温度的变化而变化,故仅利用本实验的器材不能探究电流跟电压的关系。
(5)由图丙可知,闭合开关S,移动滑片P至a端时,Rx与滑动变阻器串联,且滑动变阻器以最大阻值R0接入电路,电压表测量Rx两端的电压,此时电压表的示数为U1,即Rx两端电压为U1;移动滑片P至b端时,电路的连接方式不变,但此时电压表测电源电压,此时电压表的示数为U2,即电源电压为U2,根据串联电路电压规律可知,R0两端电压为
根据串联电路中电流规律可知,通过R0的电流,即电路中的电流为
待测电阻的阻值为
15.某物理兴趣小组利用“伏安法”测量未知电阻的阻值,电路如图甲所示。
(1)请根据图甲,用笔画线代替导线将图乙实物电路图连接完整。(要求:向右移动滑动变阻器的滑片P时,电流表示数变小);
(2)闭合开关后,发现无论怎样移动变阻器的滑片,电流表始终没有示数,电压表示数接近电源电压,产生这种现象的原因可能是定值电阻 (选填“短路”或“断路”);
(3)排除故障后,闭合开关S,调节滑片P至某位置时,电压表的示数如图所示,此时的电压值为 V。接着移动滑动变阻器的滑片,利用电压表和电流表测出了多组实验数据,并作出了电压表与电流表示数的关系图像,如图丁所示,则阻值为 Ω;
(4)另一小组在测定待测电阻的阻值时,用实验室所提供的器材设计了如图戊所示电路图。闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应调到 (选填“a”或“b”)端。实验中调节滑动变阻器的滑片到某一位置,记录下此时电流表A1、A2的示数分别是I1和I2,则的表达式为= 。(结果用I1、I2和R0已知量表示)
【答案】(1)
(2)断路
(3) 2.4 6
(4) b
【详解】(1)向右移动滑动变阻器的滑片P使电流表示数变小,由欧姆定律可知,电路中的电阻变大,变阻器连入电路的电阻变大,故应接A接线柱,如图所示:
(2)闭合开关后,发现无论怎样移动变阻器的滑片,电流表始终没有示数,可能发生断路故障,电压表示数接近电源电压,说明此时电压表、电流表、滑动变阻器、开关与电源连通,故障为定值电阻断路。
(3)[1]由图丙可知,电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,电压表的示数是2.4V。
[2]由图可知,当电压表示数为3.0V时,电流表示数为0.5A,则阻值为
(4)[1]为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应处于阻值最大处,即滑动变阻器的滑片P应调到b端。
[2]由图可知,电阻R0和R′x并联,电流表A2测量通过电阻R0的电流,电流表A1测量干路中的电流,由并联电路电压的规律和欧姆定律可知R′x两端的电压U′x=U0=I2R0
由并联电路电流的规律和欧姆定律可知R′x的阻值
16.小D利用如图1所示的电路,探究“导体的电流跟电阻的关系”。实验器材:电源(电压恒为4.5V),电流表、电压表各一只,开关一个,定值电阻5个(、、、、),滑动变阻器(“”),导线若干。
(1)用笔画线代替导线完成图1电路的连接 ;
(2)小D先用的电阻做实验,两电表的指针所指位置如图2甲、乙所示,则电路故障可能 ;
(3)排除故障后,当小D用电阻替代继续实验时,应将滑片向 端移动才能使电压表的示数保持不变;改用的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,都无法使电压表的示数保持不变,在不增加器材的情况下请提出一种改进方法: ;
(4)根据实验数据绘制图像如图3所示,可初步得到结论: ;
(5)小L设计了如图4所示的电路,也能测量额定电流为的小灯泡正常发光时的电阻。电源电压未知、定值电阻的阻值为,请你将实验步骤补充完整。
①闭合开关,调节滑片,直到电压表的示数为 ,此时小灯泡正常发光,读取电压表的示数为;
②小灯泡正常发光时电阻的表达式是 。(均用给定的物理量表示)
(6)如果电压表只有一个,增加一个单刀双掷开关,要求实验过程不能再拆接电路,把图4改进后的部分电路图如图5所示,请把此电路图中的三个空位补画完整 。
【答案】(1)
(2)R断路
(3) 左 减小电源电压
(4)导体两端的电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比
(5)
(6)
【详解】(1)实验需要定值电阻和滑动变阻器串联,由图3中的数据可知,电路接入5Ω的电阻时,电路中的最大电流为0.5A,电流表接入小量程,电压表测量定值电阻两端的电压,如图所示:
(2)乙图中,电流表示数为0,说明电路存在断路,电压表有示数,且等于电源电压,说明电压表与电源接通,由此可知,故障可能是与电压表并联的定值电阻断路。
(3)[1]由图3可知,定值电阻两端的电压
在探究导体的电流跟电阻的关系时,需要保持电阻两端的电压2.5V不变,当用10Ω的电阻替换5Ω的电阻时,闭合开关,电压表的示数变大,为保持电阻的电压不变,应增加变阻器分得的电压,根据分压原理可知,应增大变阻器连入电路中的电阻,即应该将滑动变阻器的滑片向左端移动,使电压表示数为2.5V。
[2]改用30Ω的电阻继续实验时,滑动变阻器的阻值应为
实验中,滑动变阻器的最大值为,滑动变阻器的最大阻值太小,把滑动变阻器阻值全部接入电路时,滑动变阻器分得的电压还是较小,不能使定值电阻两端达到要求的值,在不增加器材的情况下,可以减小电源电压(或去掉一节干电池)。
(4)由图丁所示图象可知,通过电阻的电流与电阻值的乘积是一个定值,这说明:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比。
(5)①[1]闭合开关,灯泡、滑动变阻器R、电阻R0串联,电压表V1测R0两端的电压,V2测灯泡两端的电压;调节滑片,为使灯泡正常发光,电路中的电流应为I额,电压表的示数为,此时小灯泡正常发光,读取电压表的示数为。
②[2]小灯泡正常发光时电阻的表达式是。
(6)如果电压表只有一个,增加一个单刀双掷开关,要求实验过程不能再拆接电路,可以在开关闭合到a使电压表测量R0两端的电压,通过调节滑动变阻器R使电压表的示数为,此时灯泡正常发光,保持滑片位置不动,把开关S从a断开闭合到b,电压表测出灯泡和R0的总电压U1,灯泡的电阻
电路图如下图所示:
17.修理电器的师傅急需一个5Ω的电阻,而他手头上只有2Ω、3Ω、4Ω和10Ω的电阻各一个。利用这些电阻,如何获得一个5Ω的电阻,你给师傅的建议是 。
【答案】将2Ω、3Ω两个电阻串联
【详解】根据串联电路电阻的特点
可知,可以将2Ω、3Ω两个电阻串联,总电阻
就可获得一个5Ω的电阻。
18.在“测量小灯泡的电阻”实验中,有如下器材:电压表、电流表、开关、电压为4.5V的电源、正常发光时电压为2.5V的小灯泡、标有“30Ω 1A”的滑动变阻器、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,按照图甲所示的电路图将图乙的实物电路连接完整;
(2)连接电路时,开关应 (选填“断开”或“闭合”);
(3)甲组同学连接好电路,闭合开关后灯泡发出明亮耀眼的光并很快熄灭,检查后,发现连线正确,请你找出实验中操作不当之处: ;
(4)乙组同学闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表有示数。接下来应进行的操作是______(填字母);
A.检查电路是否断路 B.移动滑片,观察小灯泡是否发光
(5)丙组同学规范操作进行实验,将得到的数据记录在下面的表格中,根据表格中的数据计算出小灯泡正常发光时的电阻为 Ω(保留一位小数)。他们发现小灯泡电阻发生了变化,其原因是灯丝电阻受 的影响。
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.18
0.22
0.24
0.26
电阻R/Ω
5.6
6.8
8.3
【答案】(1)
(2)断开
(3)闭合开关前,滑动变阻器滑片没有移到阻值最大处
(4)B
(5) 9.6 温度
【详解】(1)由图甲可知滑动变阻器滑片向左移动时接入电路阻值变大,所以滑动变阻器接右下接线柱,如下图所示:
(2)为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。
(3)闭合开关后灯泡发出明亮耀眼的光并很快熄灭,说明电路的电流太大,电路的电阻太小,滑动变阻器的滑片没有置于阻值最大处。
(4)闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表有示数。由于电流表是串联在电路中的,说明电路是通路,因此可能是因为变阻器连入电路的电阻过大,电路中电流过小导致的,因此接下来应进行的操作是移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
(5)[1]由表格数据可知,当小灯泡的两端电压等于额定电压,即2.5V时,通过小灯泡的电流为0.26A,根据欧姆定律可得,小灯泡正常发光时的电阻为
[2]由表中数据可知,通过小灯泡的电流随电压的增大而增大,此时灯丝的温度升高,灯丝的电阻发生变化,由此说明灯丝的电阻随温度的变化而变化。
19.小华在“探究电流与电阻关系”的实验中,准备了以下器材:电源(电压恒为3V),电流表、电压表各一个,五个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),两个滑动变阻器(规格分别为“10Ω 1A”的和“15Ω 1A”的),导线若干,设计了如图1所示的电路图。
(1)根据图1所示的电路图把图2实物电路连接完整 。
(2)连接电路时,开关应 ,连接好电路后,他检查电路时发现电压表、电流表位置互换了,若此时闭合开关,电流表 (选填“会”或“不会”)被烧坏。
(3)正确连好电路后,闭合开关前要将滑动变阻器的滑片P移到阻值 处,闭合开关发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,移动滑动变阻器的滑片P,电流表、电压表示数均无变化,则故障可能是定值电阻 (选填“短路”或“断路”)。
(4)排除故障后,多次改变R的阻值,当定值电阻由5Ω换为10Ω时,为达到实验要求,需向 (选填“左”或“右”)调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,画出如图3所示的电流随电阻R变化的图像,由图像可以得出结论: 上述实验所选用的滑动变阻器是 (选填“”或“”)。
(5)该实验结束后,同组的小惠想测量标有“2.5V”的小灯泡的电阻,按照图丙正确连接电路后,小惠移动滑片,使小灯泡正常发光,电流表示数为0.3A,则此小灯泡的电阻是 Ω。(保留1位小数)
(6)要测量额定电压为的小灯泡正常工作时的电阻,小华设计了以下四种方案,电源电压不变,R为已知电阻,在不改变电路连接的情况下可行的是( )(仅一项正确)。
A. B.
C. D.
【答案】(1)
(2) 断开 不会
(3) 最大 断路
(4) 右 电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 R2
(5)8.3
(6)D
【详解】(1)按照电路图,滑动变阻器采用 “一上一下” 的接法,左下接线柱接入电路,完成实物电路连接,如右图所示:
(2)[1]连接电路时,开关断开是为了防止电路连接过程中出现短路等故障,保护电路元件。
[2]电压表内阻很大,当电压表和电流表位置互换后,电路相当于开路(电流极小),所以电流表不会被烧坏。
(3)[1]闭合开关前,滑动变阻器滑片移到阻值最大处,能使电路中初始电流最小,保护电路。
[2]电流表无示数,说明电路断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源之间是通路,所以故障是定值电阻断路(若短路,电压表示数为0)。
(4)[1]定值电阻由5Ω换为10Ω,根据串联分压规律,定值电阻两端电压会增大,在“探究电流与电阻关系”的实验中,要保持定值电阻两端电压不变,需增大滑动变阻器接入电路的电阻,所以滑片向右移动。
[2]从图3的I−R图像可以看出,电流与电阻的乘积(即定值电阻两端电压)近似不变,因此得出此结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
[3]电源电压3V,由实验可知定值电阻两端需保持的电压
则滑动变阻器两端电压
当定值电阻为25Ω时,电路中电流
此时滑动变阻器需要接入的电阻
R1最大阻值为10Ω,无法满足,所以应选R2(最大阻值15Ω)。
(5)小灯泡正常发光时电压2.5V,电流0.3A,则电阻
(6)A.无论开关S0在什么位置,小灯泡都被短路,不能计算其电阻,故A不符合题意;
B.改变开关S2,S3的闭合情况,会导致电流表正负接线柱接反,不能计算其电阻,故B不符合题意;
C.改变开关S2,S3的闭合情况,会导致电压表正负接线柱接反,不能计算其电阻,故C不符合题意;
D.闭合S1,开关S0在2位置,电压表测量灯泡电压,调节滑动变阻器,使灯泡正常发光。保持滑片位置不变,开关S0在1位置,电压表测量灯泡和电阻的总电压,故可以利用电压差(定值电阻的电压)和定值电阻计算灯泡正常发光的电流,从而求出小灯泡正常工作时的电阻,故D符合题意。
故选D。
20.实验小组利用图甲所示的电路测量未知电阻的阻值。
(1)伏安法测电阻的实验原理是 。
(2)连接好电路后闭合开关,改变电阻两端的电压,进行了三次测量,测量数据如下表所示。在第三次测量中电流表的示数如图乙所示,其示数为 A。
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻/Ω
平均值/Ω
1
1.5
0.31
4.8
2
2
0.4
5
3
2.5
(3)根据实验数据可知,的阻值应为 Ω。(计算过程中若有除不尽的数,保留整数)
(4)实验中滑动变阻器的作用: 。
【答案】(1)
(2)0.48
(3)5
(4)保护电路;改变待测电阻两端的电压和通过的电流
【详解】(1)根据可计算出电阻,可以利用伏安法测量未知电阻的阻值。
(2)如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.48A。
(3)第三次测量中阻值为
为减小误差,应求平均值,所以的阻值应为
(4)开始实验前都要将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,目的是为了保护电路;同时实验中要多次测量取平均值,所以滑动变阻器还可以改变待测电阻两端的电压和通过的电流,从而得到多组数据。
21.在测量小灯泡电阻的实验中,小亮设计了如图甲所示的电路,电源电压恒为3V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请你用笔画线代替导线将图甲所示的电路连接完整。(要求:滑动变阻器滑片向左移动时小灯泡变亮,且导线不交叉)
(2)连接好电路后,闭合开关,移动滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示,电压表的读数为 V。要测量小灯泡正常发光时的电流,应将图甲中滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移动。
(3)小亮根据测得的数据绘制了小灯泡的I-U图像如图丙所示,小灯泡的I-U图像出现弯曲的原因是 。
【答案】(1)
(2) 1.8 左
(3)灯丝的电阻随温度的升高而增大
【详解】(1)测量小灯泡电阻的实验中,电压表应与灯泡并联;滑动变阻器应“一上一下”串联接入电路中,由题知,滑片向左移动时灯泡变亮,说明电路中电流变大,变阻器连入阻值变小,故应将其左下接线柱接入电路中,如图所示:
(2)[1]按照要求正确组装电路,闭合开关,移动滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,读数为1.8V。
[2]要测量小灯泡正常发光时的电流,则小灯泡应在额定电压下正常工作,故应增大灯泡的电压至2.5V。根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故应将图甲中滑动变阻器的滑片向左端移动,使电压表的示数为2.5V。
(3)小灯泡的图像出现弯曲,且电压的变化量大于电流的变化量,说明灯泡的电阻变大,故小灯泡的I-U图像出现弯曲的原因是灯丝的电阻随温度的升高而增大。
22.图甲是小明测量标有“2.5V”小灯泡电阻的电路图。
(1)在检查电路无误后进行实验,当电压表的示数如图乙时,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“左”或“右”)端移动,同时眼睛注意观察 (选填“电压表”或“电流表”),直至小灯泡正常发光。
(2)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。(保留一位小数)
(3)根据图丙可知小灯泡的电阻是 (选填“变化”或“不变”)的,你认为原因是 。
【答案】(1) 左 电压表
(2)8.3
(3) 变化 灯丝电阻受温度的影响
【详解】(1)[1][2]电压表的示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为1.8V,小于灯泡额定电压2.5V,要测量小灯泡正常发光时的电流,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端的电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应将图甲中滑动变阻器的滑片向左端移动,直至电压表示数为2.5V,所以眼睛一直观察电压表。
(2)由图丙可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过的电流为0.3A,则小灯泡正常发光时的电阻为
(3)[1][2]由图丙可知,灯泡的U-I图像不是一条直线,因此灯泡的电阻是变化的,变化的原因是灯丝电阻受温度的影响。
23.小南用如图甲所示电路测量定值电阻R的阻值。
(1)电路中有一根导线连接错误,请你在需改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确接法;
(2)改正错误后,小南闭合开关并移动滑片,发现电压表的示数发生变化,而电流表的示数不变化,则电路中的故障是 ;
(3)上述故障排除后,小南继续实验:
①下表是记录数据的表格,第1次实验中电压表和电流表的示数如图乙所示,请完成表格:
实验次序
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
2
2
0.4
5
3
2.5
2.5
1
②小南发现第3次实验结果和前两次相差太大,可能是某个测量数据有误。他错误的原因可能是 。该错误数据的正确值应为 ;
(4)小南通过改变滑动变阻器滑片的位置,进行了多次测量,目的是______;
A.减小误差
B.寻找实验的普遍规律
(5)实验过程中,电流表不小心被损坏,小南在其余器材基础上增加一个开关和已知阻值的定值电阻又完成一次测量,请在图丙的A、B两点间将小南设计的电路图补充完整。
【答案】(1)
(2)电流表短路
(3) 1 0.2 5 电流表选用小量程,却按大量程读数了 0.5
(4)A
(5)
【详解】(1)实验中,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻的电压,电流表测量电路电流,如图所示:
(2)改正错误后,小南闭合开关并移动滑片,发现电压表的示数发生变化,而电流表的示数不变化,说明电路处于接通状态,没有出现断路现象,且变阻器正常,滑片移动过程中,变阻器电阻会发生改变;滑片移动过程中,定值电阻的电压会改变,说明定值电阻不存在故障问题;滑片移动过程中,变阻器电阻会发生改变,电路电阻改变,电源电压不变,由欧姆定律得,电路电流改变,而电流表的示数不变化,说明电流表可能被短路。
(3)[1]由图乙所示,电压表的量程为0~3V,电压表的分度值为0.1V,示数为1V。
[2]由图乙所示,电流表的量程为0~0.6A,电流表的分度值为0.02A,示数为0.2A。
[3]由欧姆定律得,电阻
[4]电流表选用小量程,示数应小于0.6A,第3次实验中记录的电流为2.5A,说明读数时,电流表按大量程读数了。
[5]指针在同一位置,大量程的示数为小量程的示数的5倍,则该错误数据的正确值应为
(4)小南通过改变滑动变阻器滑片的位置,进行了多次测量,目的是求平均值,减小误差,故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
(5)电流表不小心被损坏,可以利用串联电路电流处处相等得出R的电流大小,故R应与R0串联;电压表只有一个,则利用电压表应既能得出R的电压,也能得出R0的电压,则电压表应并联在R的两端,再在R0两端并联一个开关,通过调整开关,使电压表分别测量电源电压、R的电压,通过串联电路电压特点得出R0的电压,再通过串联电流特点与欧姆定律得出R的阻值,电路设计如图所示:
24.已知滑动变阻器的最大阻值为,小灯泡正常发光时的电压为,利用如图所示的电路,也可测出小灯泡正常发光时的电阻。请完成下列实验步骤。
(1)闭合开关S、,调节的滑片,使电压表的示数为。
(2)接着保持的滑片位置不动,再断开开关,闭合,移动的滑片直到电压表示数也是。
(3)将的滑片调至最左端,记下电压表示数;将的滑片调至最右端,记下电压表示数为,小灯泡正常发光时的电阻表达式= (用、、和表示)。
【答案】
【详解】在(1)中,灯泡与变阻器R1串联,电压表测灯泡L两端的电压,调节R1的滑片使灯泡正常发光,
在(2)中,变阻器 R1与变阻器R2串联,电压表测变阻器R2两端的电压,移动变阻器R1,使电压表不变,根据等效替代的方法,此时 R2=R灯,
在(3)中,将R1的滑片P调至最左端,R1连入电路中的电阻为0,电压表的示数为U1,即为电源电压;再将 R1的滑片P调至最右端,其阻值为R0,此时两变阻器串联,电压表的示数为U2,即为R2的电压,根据串联电路电压的规律
解得
根据等效替代的方法,此时 R2=R灯,小灯泡正常发光时的电阻
25.小组同学计划用伏安法测量某定值电阻阻值时,发现电压表损坏,于是设计了如图所示的电路,测出了的阻值(电源电压恒定但未知)。实验步骤如下。
(1)将滑片移到a端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为。
(2)将滑片移到b端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为。
(3)已知滑动变阻器的最大阻值为R,则= (用、和R表示)。
【答案】
【详解】当滑片移到a端时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,此时电路中只有Rx,根据欧姆定律可知,电源电压,当滑片移到b端时,滑动变阻器接入电路的电阻为最大阻值R,此时R与Rx串联,电路中的总电阻为
电源电压为
因为电源电压恒定,则有
解得。
26.小明打算用伏安法测量小灯泡正常发光时的电阻,已知小灯泡正常发光时的电压为U。小明发现电流表损坏,其他元件完好。
(1)小明用已有的器材、电阻和另一块电压表,设计了如图所示电路图。其中虚线框内的元件组合体相当于 表。
(2)小明进行的实验操作如下:
①按电路图连接好电路,并将滑动变阻器连入电路的阻值调到 。
②闭合开关S,移动滑片,使灯泡两端电压为 ,并读出两端的电压为。
③灯泡正常发光时的电阻= 。(用已知量和测量量表示)
【答案】(1)电流
(2) 最大 U
【详解】(1)虚线框内是 和电压表V2,因为是定值电阻,根据,可以通过V2测量 两端的电压,从而计算出电路中的电流,所以这个元件组合体相当于电流表。
(2)[1]按电路图连接好电路,并将滑动变阻器连入电路的阻值调到最大,这样可以起到保护电路的作用。
[2] 闭合开关 S ,移动滑片,使灯泡两端电压等于小灯泡的额定电压U(小灯泡正常发光时的电压),并读出两端电压为U0。
[3]串联电路电流相等,根据欧姆定律计算出电流,则小灯泡的电阻
27.小新同学学习了电学知识以后,选用三节新的干电池作为电源,并设计了如下的电学实验。
(1)探究导体中电流与导体电阻的关系。选用的定值电阻的阻止分别是。
①按照甲图,把乙实物电路补充完整,当滑动变阻器的滑片向左滑动时,电流表示数增大 :
②闭合开关后,小新发现电流表没有示数,电压表有示数,电路中出现的故障可能是 ;
③小新排除故障后,把的电阻接入电路,闭合开关,适当调节滑片的位置,电流表的示数如图丙所示;
④断开开关S,把的电阻换成的电阻,再次闭合开关后,滑片应向 (选填“左”或“右”)端移动,保持R两端电压不变;
⑤在此实验中,滑动变阻器接入电路的阻值范围是 ;
(2)小新同学利用电源(电压未知)、电阻箱和电流表(指针能正常偏转,但刻度盘示数模糊不清)等器材,测电阻的阻值,设计的电路如图。完成下列实验步骤:
①正确连接电路,断开S1、S2,将滑动变阻器阻值调至最大:
②闭合,断开,调节滑动变阻器滑片到某一位置, ;
③闭合,断开, ;
④未知电阻的阻值 (用字母表示)
【答案】(1) 定值电阻断路(合理即可) 右
(2) 读出电流表的示数为I 保持滑动变阻器位置不变,调节电阻箱,使电流表的示数为I,记下电阻箱阻值
【详解】(1)[1]若要满足滑动变阻器的滑片向左滑动时,电流表示数增大,则滑动变阻器滑片向左滑动时,接入电路中的电阻变小,所以滑动变阻器左下接线柱与定值电阻右接线柱相连。如图所示:
[2]当电流表没有示数时,电路可能断路,当电压表有示数时,说明与电压表与电源是连通的,故电路中的故障可能是电压表的测量对象定值电阻断路。
[3]根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理知,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动。
[4]根据串联分压可知,实验时,要保持定值电阻两端电压不变,当定值电阻的阻值越大时,滑动变阻器接入电路中的电阻就越大,故当定值电阻阻值为时,滑动变阻器接入电路中的阻值最小,当定值电阻阻值为时,滑动变阻器接入电路中的阻值最大。
如图丙所示,电流表的测量范围是0~0.6A,分度值是0.02A,其示数为0.4A,故当定值电阻阻值为时,电路中的电流为0.4A。
当定值电阻阻值为时:
定值电阻两端电压
由题可知,电源的电压
滑动变阻器两端电压
滑动变阻器此时接入电路的电阻
当定值电阻阻值为时:
由于实验中需保持定值电阻两端电压不变,即此时电压
此时通过它的电流
滑动变阻器此时接入电路的电阻
综上所示,滑动变阻器接入电路的阻值范围是。
(2)[1][2][3]如图丁所示,是采用等效法测量电阻的阻值,其原理是通过不同开关的闭合与断开,保持未知电阻两端的电压与电阻箱两端的电压相等,通过未知电阻的电流与通过电阻箱的电流相等,此时未知电阻的阻值就等于电阻箱的阻值,可以直接从电阻箱中读出电阻的大小,故其实验操作如下:
①正确连接电路,断开S1、S2,将滑动变阻器阻值调至最大;
②闭合,断开,滑动变阻器与Rx串联,调节滑动变阻器滑片到某一位置,读出电流表的示数为I;
③闭合,断开,滑动变阻器与电阻箱串联,保持滑动变阻器位置不变,调节电阻箱,使电流表示数为I,记下电阻箱阻值;
④未知电阻的阻值 。
28.(2025·山东烟台·中考真题)在“用电流表和电压表测量电阻”的实验中:
(1)第一小组连接了如图甲所示的电路,闭合开关前发现有一根导线连接错误。请在错误的导线上划“×”,并画出这根导线的正确连接位置;
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数。出现这个现象的原因可能是______(选填序号);
A.待测电阻断路 B.待测电阻短路
C.电压表接线柱接触不良 D.滑动变阻器短路
(3)排除电路故障后,小组同学继续实验,并将记录的数据填写在下表;
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1.0
1.2
1.5
1.8
2.0
2.5
电流I/A
0.10
0.12
0.16
0.14
0.20
0.24
①请根据描点法在图乙中描绘出表格中的六组数据,并作出该电阻的图像;
②由图像可得该电阻的阻值为 Ω。
(4)第二小组利用上述器材测量另一电阻时,根据所测数据作出的图像如图丙所示,小组交流发现图像与第一小组不同的原因是电压表连接的位置不同,但利用这个图像也能求出待测电阻的阻值,其阻值为 Ω。
【答案】(1)
(2)B
(3) 10
(4)4
【详解】(1)在该实验中,滑动变阻器与定值电阻串联,滑动变阻器按照一上一下的原则接入电路,电压表并联在定值电阻两端,正确的电路图如图所示:
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表有示数,则电路不存在断路,电压表无示数,说明与电压表并联的定值电阻短路了。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(3)[1]根据表格数据在图乙中描点并连线,如图所示:
[2]由图像可知,该电阻的阻值为
(4)当滑动变阻器接入电路的阻值增大时,根据串联分压原理可知,其两端的电压增大,此时电路中的总电阻增大,电流减小,由图丙可知,电压表并联在了滑动变阻器两端。当电路中电流为0.5A时,滑动变阻器两端的电压为1V,定值电阻两端的电压为
定值电阻的阻值为
29.(2025·甘肃·中考真题)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
30.(2025·四川遂宁·中考真题)某实验小组利用以下器材探究电流与电阻的关系。
器材:学生电源、阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻;标有“30Ω;2A”的滑动变阻器;电压表、电流表;开关及导线。
方法:控制变量法,控制定值电阻R两端电压为2V。
步骤:(1)请根据图甲所示电路图,用笔画线代替导线将图乙中的实物电路图补充完整 。
(2)将学生电源电压调至6V,闭合开关后,发现电流表、电压表均无示数。若故障只出现在或R,则故障是 ;
(3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片直到电压表示数为2V,读出此时电流表的示数0.4A;
(4)断开开关,只将定值电阻由5Ω更换为10Ω。闭合开关,他们应该向 (选填“左”、“右”)端调节滑片,直至电压表示数仍为2V;
(5)当换用20Ω电阻后,发现无论怎样移动滑片,电压表示数始终无法达到2V。请你帮他们解决问题,从下面两种方法中任选一种作答。
方法一:更换一个最大阻值至少为 Ω的滑动变阻器。
方法二:调节电源电压,使其最大不超 V。
(6)根据实验数据得出结论:电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
(7)他们完成探究实验后,想利用电流表和阻值为的电阻,测量未知电阻的阻值。
他们设计的电路如图丙所示,并完成了下列实验步骤:
①闭合开关,,读出电流表示数为;
②断开开关,读出电流表示数为;
③未知电阻 (用和表示)。
【答案】 滑动变阻器断路 右 40 5
【详解】[1]根据图甲电路图,电压表应与定值电阻并联,实验中控制定值电阻R两端电压为2V,故电压表选择0~3V量程,如图所示
[2]闭合开关后,电流表、电压表均无示数,电路可能出现断路。若故障只出现在或R,则可能是滑动变阻器断路,因为如果R断路,电压表会有示数(测电源电压),而现在两表均无示数,所以是滑动变阻器断路导致整个电路不通。
[3]将定值电阻由5Ω更换为10Ω,根据串联分压原理,定值电阻增大,其两端电压会增大。要使定值电阻两端电压仍为2V,应增大滑动变阻器接入电路的电阻,即向右端调节滑片(因为滑动变阻器左下接线柱接入电路,向右滑电阻变大)。
[4]根据串联分压原理,当,滑动变阻器接入阻值最大,
解得,所以需要更换一个最大阻值至少为40Ω的滑动变阻器。
[5]根据串联分压原理,当,滑动变阻器接入阻值最大,滑动变阻器最大阻值为30Ω,故
解得,所以调节电源电压,使其最大不超5V。
[6]①闭合开关,,此时被短路,只有接入电路,读出电流表示数为,则电源电压
②断开开关 与串联,读出电流表示数为,则电源电压
即
解得。
31.(2025·安徽·中考真题)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。
32.(2025·江苏扬州·中考真题)用电压表和电流表测量定值电阻R的阻值。
(1)如图,请用笔画线代替导线将电路连接完整;
(2)正确连接好电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电压表示数始终为零、电流表示数有变化,则故障是 ;(写出一种可能的情况)
(3)排除故障,闭合开关前,小明观察到电流表示数为0.04A,由于没有螺丝刀,无法调零。继续实验,电流表示数为0.28A时,电压表示数如图,读数为 V,电阻R的阻值为 Ω。多次测量后,为了画出通过电阻R的电流随它两端电压变化的图像,应注意什么? ;
(4)小明画出了如图的图像。发现图线与纵轴交点的纵坐标为0.04A,此数值恰与电流表未调零时的示数相同,他认为这是一种巧合。他的观点是否正确? ,请说明理由: 。
【答案】(1)
(2)R短路
(3) 2.4 10 应注意在坐标纸上正确标注横、纵坐标的物理量及单位、合理设置单位值,使图像能准确反映数据变化规律
(4) 不正确 见解析
【详解】(1)电压表并联在R两端,电源电压为3V,电压表选用小量程,如图所示:
(2)正确连接好电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电流表示数有变化,说明电路可能某处短路,电压表示数始终为零,则故障可能是R短路。
(3)[1][2]当电流表示数为0.28A时,实际电流为0.28A-0.04A=0.24A
电压表用的小量程,分度值为0.1V,读数为2.4V,电阻R的阻值为
[3]多次测量后,为了画出通过电阻R的电流随它两端电压变化的图像,应注意在坐标纸上正确标注横、纵坐标的物理量及单位、合理设置单位值,使图像能准确反映数据变化规律。
(4)[1][2]他的观点不正确。因为电流表未调零,其示数比实际通过R的电流大0.04A,在U-I图像中,当U=0时,对应的电流表示数为0.04A,即图线与纵轴交点的纵坐标为0.04A,这是电流表未调零导致的,不是巧合。
33.(2025·陕西·中考真题)在测量小灯泡电阻的实验中,小明设计了如图-1所示的电路。已知小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压为3V,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
数据序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.14
0.18
0.22
0.24
电阻R/Ω
3.6
5.6
6.8
8.3
(1)该实验的原理是 。
(2)连接电路时,开关应处于 状态,且将滑动变阻器的滑片P移至图-1中所示的 (选填“a”或“b”)端,电压表应选择 (选填“0~3V”或“0~15V”)的量程。
(3)正确连接电路,闭合开关,移动滑片P的过程中,小灯泡不发光,电流表、电压表均无示数;直至移动滑片P到图-1中M点时,小灯泡突然发光,电流表、电压表均有明显示数,小明立即断开开关,查找原因。出现以上现象的原因可能是___________(填选项字母)。
A.滑动变阻器短路
B.滑动变阻器M点右侧附近有断路
C.滑动变阻器M点左侧附近有断路
(4)排除故障后,改变滑片P的位置,记录电压表的示数U和电流表的示数I,并计算出对应的阻值。当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图-2所示,其读数为 A。
(5)请结合表中信息分析,能否用该实验的器材探究电流与电压的关系,并说明理由 。
【答案】(1)
(2) 断开 b 0~3V
(3)B
(4)0.28
(5)见解析
【详解】(1)测量小灯泡电阻的实验中,通过测量通过小灯泡的电流和小灯泡两端的电压,根据即可算出小灯泡的电阻,所以该实验的实验原理是。
(2)[1]为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。
[2]闭合开关前,滑动变阻器滑片要移到阻值最大的位置,由图1可知为b端。
[3]电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,电压表测量小灯泡两端电压,则电压表应选择小量程,即“0~3V”的量程。
(3)闭合开关前滑片处于阻值最大位置,即最右端;闭合开关,移动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电流表、电压表均无示数,说明电路发生断路;直至移动滑片P到图-1中M点时,小灯泡突然发光,电流表、电压表均有明显示数,此时电路为通路,说明滑动变阻器M点左侧部分没有断路,则发生断路的是滑动变阻器M点右侧附近,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(4)由图2可知,电流表接小量程,分度值为0.02A,示数为0.28A。
(5)探究电流与电压的关系,需要控制电阻不变,分析表格数据可知灯泡电阻是变化的,所以用该实验器材不能探究电流与电压的关系。
34.(2025·青海·中考真题)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
35.(2025·黑龙江大庆·中考真题)小娜同学设计了如图甲所示的电路图,来测量未知电阻的阻值。已知定值电阻的阻值为20Ω,电源电压低于10V。
(1)图甲中闭合开关前,小娜应将滑动变阻器的滑片移到最 (选填“左”或“右”)端,电流表的量程应选 ,电流表的量程应选 (两空均选填“0~0.6A”或“0~3A”);
(2)图甲中闭合开关后,将滑动变阻器的滑片调到适当位置,小娜发现电流表的指针几乎不偏转,电流表的指针有明显偏转,电路可能出现的故障是 (选填“”或“”)断路;
(3)故障排除后进行测量,其中一个电流表的读数为1.2A,另一个电流表指针位置如图乙所示,其示数为 A,则待测电阻的阻值为 Ω;
(4)小娜利用测出的定值电阻设计了天然气浓度检测仪,其电路图如图丙所示,电源电压为6V,气敏电阻阻值随天然气浓度变化规律如图丁所示。当电压表示数低至3V时,启动报警系统,图丙中 (选填“”或“”)是气敏电阻;当电压表示数为4V时,天然气的浓度为 %。若要在天然气浓度更低时启动报警系统,需更换阻值更 (选填“大”或“小”)的定值电阻。
【答案】(1) 右 0~0.6A 0~3A
(2)
(3) 0.4 10
(4) 0.5 大
【详解】(1)[1]为保护电路,闭合开关前,小娜应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,即最右端。
[2][3]分析图甲电路可知,、并联后与滑动变阻器串联,电流表测电流,则电流表示数最大为
所以电流表选用0~0.6A的量程,电流表测干路电流,则电流表的量程应选0~3A。
(2)电流表的指针几乎不偏转,电流表的指针有明显偏转,说明干路部分为通路,若发生的故障为断路,则是断路。
(3)[1]电流表选用0~0.6A的量程,所以电流表示数为1.2A,则图乙中是电流表,分度值为0.02A,示数为0.4A。
[2]根据并联电流规律,的电流为
并联部分两端的电压为
则待测电阻的阻值为
(4)[1]图丙电路中,、串联,电压表测电压。当电压表示数低至3V时,启动报警系统。说明当天然气浓度增大时,电压表示数减小,根据串联分压原理,则是阻值减小,由图丁可知,气敏电阻阻值随天然气浓度增大而减小,所以是气敏电阻。
[2]电源电压为6V,当电压表示数低至3V时,启动报警系统,此时、电压相同,均为3V,根据串联分压原理,则此时、阻值相同,均为。当电压表示数为4V时,根据串联分压原理则有,解得此时气敏电阻阻值为,由图丁可知,此时天然气的浓度为。
[3]报警时,、电压相同,均为3V,根据串联分压原理,则此时、阻值相同。若要在天然气浓度更低时启动报警系统,此时气敏电阻阻值变大,则定值电阻阻值也要变大。
36.(2025·山东济南·中考真题)某学习小组采用“伏安法”探究某热敏电阻(阻值约为几十欧姆)的阻值随温度变化的规律,并利用其制作成一个简易的高温报警装置。主要实验器材如下:学生电源(电压为6V),热敏电阻、滑动变阻器、电阻箱、温控装置、警报器、电压表、电流表、开关、导线若干。测量热敏电阻阻值的实验电路图如图甲所示。主要实验步骤如下:
(1)按照如图甲所示的电路连接实物。请用笔画线代替导线,在相应位置将实物图正确连接;
(2)设定温控装置内的温度为20℃,闭合开关后发现电压表的示数过小;应将图乙中滑动变阻器的滑片向 移动,移动后电压表的指针位置如图丙所示,则电压表的示数为 V,根据电压表和电流表的示数计算出此温度下热敏电阻的阻值;
(3)依次升高温控装置内的温度,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,根据电流表和电压表的示数,依次计算出热敏电阻的阻值,作出热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图丁所示,由图像可知,该热敏电阻的阻值随温度变化的规律是 ;
(4)学习小组利用热敏电阻,设计的高温报警装置的电路图如图戊所示,已知图中电源电压为6V,警报器两端的电压超过4V就发出声音报警。要想让该高温报警装置在温度超过30℃时报警,须将警报器并联到图戊中 (选填“”“”或“”)两端,并设置电阻箱接入电路的阻值为 。
【答案】(1)
(2) 右 1.7
(3)热敏电阻的阻值随温度升高而减小
(4) 50
【详解】(1)电流表应与定值电阻串联,电压表与热敏电阻并联,连接实物图如下:
(2)[1]闭合开关后发现电压表的示数过小,根据串联电压规律可知滑动变阻器的电压过大,根据串联分压原理可知变阻器阻值过大,所以应向右移动滑动变阻器的滑片,减小变阻器的阻值。
[2]由图乙可知,电压表选用小量程,分度值为0.1V,则图丙所示电压表的示数为1.7V。
(3)由图丁可知,温度越高,热敏电阻的阻值越小,则该热敏电阻的阻值随温度变化的规律是:热敏电阻的阻值随温度升高而减小。
(4)[1][2]图戊中,热敏电阻和电阻箱串联。温度越高,热敏电阻的阻值越小,根据串联分压原理可知热敏电阻两端电压越小,则电阻箱两端电压越大。所以要想让该高温报警装置在温度超过30℃时报警,须将警报器并联到图戊中两端。温度30℃时,热敏电阻阻值为,两端即电阻箱两端电压为4V,根据串联分压原理则有
解得此时电阻箱接入电路的阻值。
37.(2025·江苏南通·中考真题)灯泡标有“2.5V 0.3A”字样,在测量其电阻大小的实验中,小军设计了如图甲所示的电路,电源电压3V保持不变,滑动变阻器的最大阻值为20Ω。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整;
(2)闭合开关前,滑片应位于最 端。闭合开关,电压表示数为0.3V,电流表指针有偏转,灯泡不发光,这是因为 ;
(3)移动滑片,灯泡发出微弱的光,此时电压表示数为0.6V,电流表示数如图乙,灯泡电阻为 Ω。继续移动滑片使灯泡正常发光,此时灯泡电阻约为 Ω;(均保留一位小数)
(4)小军分析实验数据,发现灯泡电阻是变化的。他想较准确估测灯泡未通电时的电阻,设计了以下三个方案。
方案一:闭合开关,移动滑片至灯泡即将发光,测出此时灯泡电阻R1;
方案二:闭合开关,移动滑片至阻值最大端,测出此时灯泡电阻R2;
方案三:完成方案一和方案二中的测量,算出R1、R2的平均值。
你认为最合理的是方案 理由是 。
【答案】(1)
(2) 右 滑动变阻器接入电路阻值过大
(3) 3.3 8.3
(4) 二 见详解
【详解】(1)电流表应串联接入电路,由于灯泡标有“2.5V 0.3A”字样,电路最大电流小于0.6A,则电流表选择0~0.6A量程,如图所示:
(2)[1]为了保护电路,闭合开关前,滑片应位于阻值最大处,即最右端。
[2]闭合开关,由于滑动变阻器最大阻值接入电路,电路电阻很大,则电路电流很小,灯泡两端电压很小,灯泡不能发光。
(3)[1]如图乙,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,电流表示数为0.18A,灯泡电阻
[2]灯泡标有“2.5V 0.3A”字样,灯泡正常发光时电阻
(4)[1][2]由于灯丝电阻随温度的升高而变大,想较准确估测灯泡未通电时的电阻,应使通过灯泡的电流尽量小一些,闭合开关,移动滑片至阻值最大端时通过灯泡的电流最小,故应选择方案二。
38.(2025·江苏宿迁·中考真题)在“测量定值电阻的阻值”实验中,某学习小组用如图甲所示的器材进行实验。
实验序号
U/V
I/A
1
1.0
0.10
2
2.0
0.20
3
2.5
0.24
(1)在图甲中,请用笔画线代替导线将电路补充完善,要求滑动变阻器接入电路阻值最大。
(2)该实验的原理是 。
(3)闭合开关,电流表无示数,电压表有示数,则发生的故障是 。
(4)某小组实验数据如上表所示,则该电阻值是 Ω(结果保留1位小数),接着,换用不同阻值的电阻继续实验,画出a、b电阻的I-U图像如图乙,则其中 (选填“a”或“b”)阻值更大。
【答案】(1)
(2)
(3)电阻断路
(4) 10.1 b
【详解】(1)滑动变阻器连入电路的阻值最大,图甲中变阻器的滑片中最左端,故变阻器右下接线柱连入电路中,如下所示:
(2)测量定值电阻的阻值,需要用电压表测量电阻两端的电压,电流表测量电路中的电流,根据得到定值电阻的阻值,实验原理是。
(3)闭合开关,电流表无示数,说明电路中出现断路,电压表有示数,说明电压表和电源两极是连通的,与电压表并联的电路断路,可能电阻断路。
(4)[1]由第1次实验数据可知电阻的阻值
由第2次实验数据可知电阻的阻值
由第3次实验数据可知电阻的阻值
该电阻值
[2]由图乙可知,当电压一定时,通过b的电流较小,由,可知b电阻的阻值较大。
39.(2025·四川成都·中考真题)小明利用如图甲所示的电路来测量R的阻值,电源电压为3V,R的阻值约为10Ω,闭合开关后,电压表指针的位置如图乙所示。对于该实验,下列说法正确的是( )
A.闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至a端
B.电流表的量程应该选择0~3A
C.图乙中电压表的读数为2.3V
D.多次测量求平均值是为了让结论更具普遍性
【答案】C
【详解】A.闭合开关前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片应移至阻值最大端,由图甲可知,滑动变阻器的滑片应移至b端,故A错误;
B.电源电压为3V,R的阻值约为10Ω,则滑动变阻器阻值为0时,电路中的增大电流
由于电路中的最大电流小于0.6A,所以电流表的量程应该选择0~0.6A,故B错误;
C.由于电源电压为3V,所以R两端电压不会超过3V,故图乙中电压表选择0~3V量程,分度值为0.1V,示数为2.3V,故C正确;
D.测量R的阻值实验中,多次测量求平均值是为了减小测量误差,故D错误。
故选C。
40.(2025·四川宜宾·中考真题)某学习小组在探究压敏电阻阻值随压力变化的关系时,设计了如图甲所示的电路图,电源电压恒为12V,R是滑动变阻器。回答下列问题:
(1)小组成员选择合适的测量范围,按电路图连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 (填“a”或“b”)端。
(2)滑动变阻器的滑片置于正确的位置后,闭合开关S发现电压表示数接近电源电压,电流表无示数,则故障可能是压敏电阻处发生 (选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后,闭合开关S,该压敏电阻在无压力情况下,调节滑动变阻器,电流表与电压表的指针稳定后如图乙所示,电流表的读数为 A,电压表的读数为 V,此时压敏电阻的阻值为 Ω。
(4)闭合开关S,改变压力F的大小,调节滑动变阻器,直到电流表的示数与图乙中电流表示数相同,记录下此时电压表测得的电压U,描绘出不同压力下的U-F图,如图丙,结合图像可知,该压敏电阻的阻值随压力的增大而 (填“增大”或“减小”),其中压力F较小时的敏感程度更 (填“高”或“低”)。
(5)实验后,学习小组将该压敏电阻与电阻丝熔断器、电源构成串联电路,如图丁,电源电压恒为12V,电阻丝熔断器的熔断电流为0.8A。若要该压敏电阻受到的压力增加到10N时熔断器的电阻丝熔断,则熔断器的阻值应设计为 Ω。
【答案】(1)b
(2)断路
(3) 0.3 10.5 35
(4) 减小 高
(5)5
【详解】(1)为保护电路,开关闭合前滑动变阻器的滑片应滑阻值最大处,则应处于最右端,b端。
(2)若压敏电阻短路,则电压表也被短路,没有示数,电路是通路,电流表有示数,这与题目中电流表无示数不符;若压敏电阻断路,此时电路断开,电流无法通过,电流表无示数,而电压表与滑动变阻器串联在电路中,电压表测量电源电压,电压表示数接近电源电压。所以故障可能是压敏电阻处发生断路。
(3)[1]观察中电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,其示数为0.3A。
[2]电压表的量程为0~15V,分度值为0.5V,其示数为10.5V。
[3]压敏电阻的阻值
(4)[1]由丙图可知,当压力增大时,电压表的示数减小,即压敏电阻两端电压减小,因为电源电压不变,根据串联电路的电压特点,滑动变阻器两端电压增大;滑动变阻器阻值不变,则电路中电流增大,由欧姆定律可知,压敏电阻的阻值减小。
[2]从图线的倾斜程度可以看出,压力F较小时,图线的倾斜程度较大,即压敏电阻两端电压变化更明显,根据串联分压规律可知,压敏电阻阻值随压力变化更明显,即灵敏度更高。
(5)由图丙可知,当压力为10N时,电压表示数为3V,电流表示数同图乙,为0.3A,则当压力为10N时,压敏电阻为
由图丁可知,当电流为0.8A时,总电阻为
由串联电路电阻特点知
41.(2025·江苏镇江·中考真题)小华在实验室中测量铅笔芯的电阻大小。测量电路如图1所示,电源电压为4.5V。
(1)闭合开关前,图1中的滑动变阻器滑片应置于最 端;
(2)请按照图1的电路图将图2的实物图连接完整 ;
(3)将滑动变阻器滑片从初始位置移动到另一端,逐次记录电压表示数U和电流表示数I,完成后作出图像,如图3所示,由图可知,铅笔芯的阻值为 Ω,滑动变阻器的最大阻值为 Ω;
(4)小华想用实验室一只刻度线清晰,但所标数字模糊不清的电流表,制作一个可直接测定电阻的仪器,他设计的电路如图4所示,电路中电源电压恒定且未知,操作如下。
①在a、b接线柱间接入导线,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,直到电流表指针指到最大刻度;
②保持滑片位置不变,ab间改接入10Ω的定值电阻,此时电流表指针偏转到最大刻度的处;
③取下ab间的定值电阻,接入待测电阻,电流表指针偏转到最大刻度的处,可知待测电阻的大小为 Ω;
④在电流表表盘刻度线处标相应的电阻值,则电阻值分布是 (选填“均匀”或“不均匀”)的。
【答案】(1)右
(2)
(3) 5 10
(4) 15 不均匀
【详解】(1)为了电路安全,开关闭合前滑片应滑到阻值最大处,则闭合开关前,图1中的滑动变阻器滑片应置于最右端。
(2)由图1得,滑动变阻器滑片置于最右端时滑动变阻器的阻值最大,说明滑动变阻器接的是左下接线柱,将电源的正极与滑动变阻器的左下接线柱相连,如图所示:
(3)[1]由图1得,电压表测量铅笔芯的电压,电流表测量铅笔芯的电流;由图3得,铅笔芯的电阻为定值,且当其电压为4V时,电流为0.8A,由欧姆定律得,铅笔芯的阻值为
[2]滑动变阻器与铅笔芯串联,当变阻器接入电路中电阻最大,电路电阻最大,由欧姆定律得,此时电路电流最小,串联电路电流处处相等,由图3得,电路电流最小为0.3A,此时铅笔芯的电压为1.5V,由串联电路电压特点得,此时滑动变阻器的电压为
由欧姆定律得,滑动变阻器的最大阻值为
(4)[1]①在a、b接线柱间接入导线,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,直到电流表指针指到最大刻度,此时电路为滑动变阻器的简单电路,由欧姆定律得,电源电压为┄┄①
②保持滑片位置不变,ab间改接入10Ω的定值电阻,滑动变阻器与定值电阻串联,且滑动变阻器接入电路中电阻不变,此时电流表指针偏转到最大刻度的处,由欧姆定律得,电源电压为┄┄②
③取下ab间的定值电阻,接入待测电阻,滑动变阻器与待测电阻串联,且滑动变阻器接入电路中电阻不变,此时电流表指针偏转到最大刻度的处,,由欧姆定律得,电源电压为┄┄③
由①②得,滑动变阻器接入电路中电阻为
则待测电阻的阻值大小为
[2]由第一小问得,当电流表的偏转角度由最大变为时,电路电阻增大
当电流表的偏转角度由最大变为时,电路电阻增大
由于
即电流表指针偏转角度的改变量的比值与电阻改变量的比值不相等,说明在电流表表盘刻度线处标相应的电阻值,则电阻值分布是不均匀的。
42.(2025·江苏南京·中考真题)现要测量两个小灯泡L1、L2正常发光时的电阻。
(1)图甲是用“伏安法”测量L1(U额=2.5V)正常发光时电阻的实物电路。
①用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整(导线不允许交叉) ;
②闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表指针几乎不动,电压表指针明显偏转,故障原因可能是小灯泡 (选填“断路”或“短路”);
③排除故障后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2.5V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(精确到0.1)。
(2)为了测量额定电流为I0的小灯泡L2正常发光时的电阻,小明和小华设计了图丙所示的电路,定值电阻的阻值为R0,电源电压恒为U。(I0、R0、U已知,且满足测量要求)
①将滑动变阻器R的滑片移至阻值最大端;
②闭合S、S1,断开S2,调节滑片P,使电压表示数为 时,小灯泡正常发光;
③共同完成上述操作后,小明和小华分别只进行了以下一步操作。
小明:保持滑片不动,断开S1,闭合S、S2,读出电压表的示数。
小华:保持滑片不动,闭合S、S1、S2,读出电压表的示数。
综合以上信息,对小明、小华的方案能否测量出小灯泡正常发光时的电阻进行评价 (填字母)。
A.只有小明的方案可行
B.只有小华的方案可行
C.两人的方案都可行
D.两人的方案都不可行
【答案】(1) 断路 8.3
(2) U-I0R0 C
【详解】(1)[1]伏安法测小灯泡正常发光时的电阻,电压表并联在小灯泡两端测电压,电流表串联在电路中测电流,且两表都要使电流从正接线柱流入,负接线柱流出,如图所示;
[2]闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表指针几乎不动,电路中出现断路,电压表指针明显偏转,故障原因可能是小灯泡断路。
[3]电流表的量程0~0.6A,分度值为0.02A,电流为I=0.3A,电阻为
(2)闭合S、S1,断开S2,小灯泡、滑动变阻器和定值电阻R0串联;小灯泡正常发光时,电路中的电流为I0,因此调节滑动变阻器滑片P使电压表的示数为U1=U﹣I0R0
①小明:保持滑片不动,断开S1,闭合S、S2,电压表测滑动变阻器两端的电压U2。
小灯泡正常发光时的电压为UL=U1﹣U2=U﹣I0R0﹣U2
小灯泡正常发光时的电阻为
小明的方案可行;
②小华:保持滑片不动,闭合S、S1、S2,读出电压表的示数U3。此时小灯泡被短路,电路由滑动变阻器和定值电阻R0串联;
定值电阻R0两端的电压为U0=U﹣U3
通过定值电阻R0电流为
串联电路各处电流相等,则
滑动变阻器现在的阻值为RP
当闭合S、S1,断开S2,小灯泡、滑动变阻器和定值电阻R0串联时,电压表的示数为U1=U﹣I0R0
电路中的电流为I0,滑动变阻器两端的电压为UP
小灯泡正常发光时的电阻为
小华的方案可行;
故选C。
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