2026年中考物理一轮复习突破实验题专练:等效替代法测电阻问题
2026-04-20
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内容正文:
2026年中考物理一轮复习突破实验题专练:
等效替代法测电阻问题
1.同学们利用以下器材探究“电流与电压、电阻的关系”,学生电源(调至6V进行实验)。电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)。定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干。
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙的实物连接成完整电路______(要求连线不得交叉);
(2)该同学将开关闭合后,发现两表均无示数,再将电压表并联到电流表两端,发现两表也无示数,最后将电压表并联到BC两端,发现电压表有示数。电路的故障可能是______;
(3)排除故障后,闭合开关,改变滑片的位置,记录的实验数据如表格所示,请将表格未填写的数据补充完整;
电压U/V
1
2
3
电流I/A
0.1
______
0.3
(4)之后再将另外两个定值电阻分别接入电路中,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,利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。实验中若定值电阻从20Ω换成10Ω时,不进行其它操作就闭合开关,此时滑动变阻器的滑片应向______(A/B)移动,直到电压表的示数为______V;
(5)为完成整个实验,滑动变阻器最大阻值至少为______Ω;
(6)完成上述实验后,又找来了最大阻值未知的滑动变阻器,设计了如图丁所示电路,在没有电压表的情况下,来测量额定电流为的小灯泡正常发光时的电阻.已知电源电压为U,滑动变阻器的最大阻值为R,请你将操作步骤补充完整并写出小灯泡正常发光时电阻的表达式:
①只闭合S和,调节的滑片,使电流表为,此时小灯泡正常发光;
②只闭合S和,______,使电流表的示数与第①步时相同;
③只闭合S和,保持的滑片位置不动,将调至阻值最大,记录电流表的示数;
④小灯泡正常发光时的电阻______(用已知和测量的物理量的符号表示)。
2.小亮用“伏安法”测小灯泡的电阻,小灯泡额定电压为2.5V,电源电压为4.5V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的电路连接完整______;
(2)在闭合开关前,滑动变阻器滑片P应位于______(填“A”或“B”)端;
(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻约为______Ω(保留一位小数);小亮根据多次测量的电流值和电压值绘制成的I-U关系图线是一条曲线,原因是______;
(4)小亮______(填“能”或“不能”)用该实验装置完成探究电流与电压的关系;
(5)小美在进行此实验时,连接完电路闭合开关后,她发现,当移动滑动变阻器滑片,电压表示数增大时,电流表示数却是减小的。其原因是______;
(6)小美还设计了如图丙所示的电路,测出另一只小灯泡正常发光时的电阻。已知滑动变阻器R1的最大阻值为R0,小灯泡的额定电压为U额。请完成下列实验步骤:
①只闭合开关______,调节R1的滑片,使电压表的示数为U额;
②只闭合开关______,保持R1滑片不动,调节R2的滑片,使电压表的示数为U额;
③接下来小美将R1的滑片调至最左端,记下电压表示数为U1;再将R1的滑片调至最右端,记下电压表示数为U2,则小灯泡正常发光时的电阻R=______。(用、、表示)
3.现要测量电阻Rx的阻值,提供的实验器材有:待测电阻Rx(约5Ω)、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向接线柱D移动时接入电路的阻值变小________;
(2)该实验中,若电流表没有示数,电压表示数为电源电压,那么故障可能是:______;
(3)排除故障继续实验,某次测量,电流表的示数为0.50A,电压表的示数如图乙,则本次的Rx=______Ω;
(4)某同学利用电源(电压未知)、电阻箱(0-999.9Ω)和电流表等器材,测电阻Rx的阻值,设计的电路如图丙。完成下列实验步骤:
①正确连接电路,闭合S1、S2,断开S3,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为I1;
②闭合S1、S3,断开S2,保持滑动变阻器的滑片不动,调节电阻箱阻值使电流表示数为I1,此时电阻箱读数为R0;
③电阻Rx=______。(用测得量的符号表示)
4.小明想知道一个标有“2.5V”的小灯泡的电阻是多少,设计了下面这个实验。
(1)按图甲连接电路,闭合开关前,发现电压表的指针向左偏转,原因可能是______;
(2)改正错误后进行实验,闭合开关,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表示数______,电压表的示数______;(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
(3)实验中当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的电阻为______Ω(结果保留一位小数);
(4)小明又将小灯泡换成定值电阻进行多次实验,根据两次实验收集的数据绘制出图象如图丙所示,则图线______(选填“①”或“②”)是小灯泡的图象。图象中A、B两点电阻的大小关系为______(选填“”、“”或“”);
(5)小明利用电流表、已知阻值的定值电阻、两个开关和电压不变的电源设计了如图所示的电路测量出了的电阻,请在虚线框中填入正确的电路元件符号,以完成测量。( )
5.小红用如图所示的电路测量定值电阻Rx的阻值。
(1)在连接如图甲的电路时,开关S应处于______状态;在图甲中连接错误的一根导线上打叉并改正______(要求滑片P左移时,电流表示数变大);
(2)正确连接电路,闭合开关后,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表始终无示数,电压表示数接近电源电压,其原因是定值电阻Rx______;排除故障后,移动滑片P,当电压表示数为1.5V时,电流表示数如图乙所示,则定值电阻Rx=______Ω。小红认为电阻值已经测出,便开始整理实验器材,她的实验不足之处是______;
(3)小红继续测量小灯泡的阻值,但发现电压表已损坏,于是找来一个电阻箱,设计如图丙所示电路操作如下:①将待测的小灯泡接入电路中M、N两点间,闭合开关,电流表示数为I;②取下小灯泡,将电阻箱接入M、N两点间,调节电阻箱,使______,此时电阻箱示数如图丁所示,则小灯泡的阻值约为______Ω。
6.如图甲所示是某物理兴趣小组测量定值电阻的阻值时所连接的实物图。
(1)请你用笔画线代替导线将甲图中的电路连接完整,要求当滑片向右滑动时,电路中的电流变大_______。
(2)闭合开关,发现电流表指针几乎不动,电压表指针有明显偏转,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数没有变化,出现这一现象的原因是______。
(3)排除故障后,在某次测量时,电压表读数为2V,电流表示数如图乙所示,根据测量结果可计算出待测电阻的阻值为______。
(4)在(3)的基础上,同学们通过移动滑动变阻器的滑片P,改变电压表和电流表的示数,进行了多次测量,得到了多组数据,本次实验多次测量的目的是______。请你再举一个多次测量和本实验目的相同的实验______。
(5)该实验结束后兴趣小组又设计了如图丙所示的电路来测量未知电阻的阻值,其中是一个电阻箱,是一个滑动变阻器,实验操作如下:
①闭合开关,将开关S接______,调节至某一位置,读出电流表的示数记为I;
②闭合开关,将开关S接到另一个触点上,保持的滑片位置不动,调节电阻箱直到电流表的示数调为______(用字母表示),读出电阻箱的示数记为R;
③则______(用所给字母表示)。
7.在测定一个未知电阻的阻值时,小明和小亮设计了如图甲所示的实验电路,其中是电阻箱,为单刀双掷开关。
(1)闭合开关S后,把开关接到触点1,调节滑动变阻器R,使电压表有个合适的示数U;把开关接到触点2后,小明和小亮采取了不同的实验操作。
小明的操作:保持滑片P的位置不变,只调节电阻箱,直到电压表示数为U。
小亮的操作:同时调节滑动变阻器R和电阻箱,直到电压表示数为U。
你认为两人的操作中_______的操作是正确的。
(2)选择正确的实验操作后,电阻箱上各旋钮的位置如图乙所示,其读数为_______Ω,则待测电阻的阻值应为_______Ω。
(3)本实验所采用的物理方法可称为_______(选填“控制变量法”或“等效替代法”)。
8.小明同学在“探究通过导体的电流与电阻的关系”时,他用如图甲所示的电路进行实验,电源电压恒为6V,可供选择的定值电阻R分别为10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,每次只能选择一个接入电路.实验中电阻R两端的电压始终保持3V不变,滑动变阻器的规格为“20Ω 0.5A”.
(1)请用笔画线代替导线,将图中实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向B端移动时接入电路的电阻变大;
(2)闭合开关后,小明发现电流表示数为0,电压表示数接近电源电压,故障原因可能是________;
(3)排除故障后,小明记录实验数据如表所示
实验次数
1
2
3
4
电阻R/Ω
10
15
20
25
电流I/A
0.3
0.2
0.15
0.12
其中有一组数据是不可能的,它是第________组(填写实验序号),理由是________
(4)为了保证所有电阻均能正常进行实验,则电源电压最多不超过________V;
(5)通过添加一些器材,小明设计了如图乙所示电路,用来测量额定电流为0.3A小灯泡正常发光的电阻,所用电源电压恒定,R1、R2均为电阻箱(0~999.9Ω)。
①实验步骤如下:
第一步:仅闭合S1,R2调至5Ω,电流表的示数为0.3A;
第二步:仅闭合S2,R1、R分别调至6Ω和9Ω,电流表的示数为0.3A;
则小灯泡正常发光时的电阻为________Ω;
②小明对图乙电路及操作进行了下列调整,其中不能完成测量的是________;
A.将R1换成导线
B.将R2换成导线;
C.将R2换成适当规格的滑动变阻器;
D.在实验操作时,先闭合的开关是S2。
9.小刚进行实验,他要测量一个约为数百欧的电阻的阻值。实验器材有:干电池两节、电压表(量程为、)、滑动变阻器一个和电阻箱一个,开关、导线若干。测量电路如图甲所示。
(1)在连接实物电路过程中,开关应处于_________状态。当接通电路前,小刚发现电压表的指针是指在0刻度线的左侧,其原因是_________,他将进行的操作是_________。
(2)在接通电路前,应将滑动变阻器的滑片P移到_________端。
(3)小刚进行的本次实验测量,与通常使用的“伏安法”不同,这次实验没有选用电流表。请你简要说明没有选用电流表的原因_________。
(4)连接好电路,闭合开关,移动滑动变阻器滑片使电压表示数如图乙所示为_________V。
(5)接下来把电路中的待测电阻替换为电阻箱,然后要进行的操作是_________。
10.测量小灯泡正常发光时电阻的实验如图甲所示。小灯泡的额定电压U额=3.8V,滑动变阻器的规格是“50Ω,2A”,电源电压U恒为9V。
(1)将电路补充完整,需连接图中______(选填“A、B、C、D”)两个接线柱,闭合开关前,应将开关滑至最______侧;
(2)闭合开关,电流表和电压表均无示数,仅将b导线从灯泡右侧接线柱改接到电流表的“-”接线柱上,发现只有电压表的示数变大,若电路中只有一处故障,则故障可能是______;
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片P直至小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为______Ω(保留一位小数),小灯泡工作1min消耗的电能为______J;
(4)小明利用图甲的实验器材,添加电阻箱R0和单刀双掷开关S1也测出了该灯正常发光时的电阻,电路如图丙所示。将电阻箱R0调为10Ω后,进行了如下操作:
①闭合开关S,S1接______,调节滑动变阻器的滑片P使电压表示数为U额;
②仅将S1改接另一端,记录电压表示数U1;
则小灯泡正常发光时的电阻RL=______(用物理量的符号表示)。
(5)在小明实验的基础上,若要通过多次测量来减小误差,下列操作不可行的是( )
A.仅将电阻箱的阻值调为5Ω,重复步骤①②
B.仅将电阻箱的阻值调为20Ω,重复步骤①②
C.仅将滑动变阻器和电阻箱位置互换,重复步骤①②
11.小明在爷爷坏了的收音机里找到一个电阻,于是用“伏安法测电阻”的原理测量出了这个电阻的阻值。选用的器材有:电源、电压表、电流表、定值电阻、滑动变阻器、开关和若干导线。
(1)在图甲中,以笔画线代替导线将滑动变阻器连入电路中______;
(2)连接电路时,小明刚一“试触”就发现电流表指针偏转角度很小几乎没有,其原因可能是______;
(3)进行实验:小明闭合开关S,发现电流表、电压表均有示数,移动滑动变阻器滑片,两表示数也不改变,则电路故障可能是______(故障只发生在滑动变阻器或定值电阻上);
(4)用滑动变阻器调节接入电路中的电阻,记录每次对应电流值和电压值,多次测量的目的是______(选填“①”或“②”);
①寻找普遍规律
②求平均值减小误差
(5)善于探究的你发现用图丙所示方法也能测出的阻值(滑动变阻器的最大阻值为),测量步骤如下:
①______;
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;
③被测电阻______(用物理量符号表示)。
12.第一小组利用如图甲所示电路测量未知电阻Rx的阻值。
(1)开关闭合前,小亮发现电流表的指针在零刻度线左侧如图乙,这是因为______,改正错误后,开关闭合前,滑动变阻器滑片应滑至阻值______处,闭合开关,电流表示数为0.5A,电压表示数如图丙所示,计算出待测电阻Rx的阻值为______Ω;
(2)第二小组利用如图丁的电路测量定值电阻Rₓ的阻值,电阻箱R1与R2的阻值可以读取,闭合开关S;
①小明将R1调至0Ω,适当调整R2,读得电流表A1和A2的示数分别为I1、I2,则Rx=______;(用I1、I2与R2表示)
②小华将R1调至______,调整R2,直至______,则Rx=R2;
③小红将电阻箱R1和R2进行了两次调整,电流表A1和A2的读数为I1和I2,但均忘记记录R1的阻值,只知道其中一次的R1阻值是另一次的2倍,请根据表格中的数据计算出Rx的阻值为______Ω。
序号
I1/A
I2/A
R1/Ω
R2/Ω
①
0.2
0.8
15
②
0.3
1.2
10
13.有一个标有“2.5V”字样的小灯泡L1和一个阻值未知的定值电阻Rx,要求测出小灯泡L1正常发光时的电阻和Rx的阻值,电源电压恒定:
(1)如图甲是小明测量小灯泡L1正常发光时电阻的实物图:
①图甲中有一根导线连接错误,请在该导线上画“×”(表示不要),并重新画一根正确连接的导线;( )
②改正电路后,正确操作,当电压表示数是2.5V,电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻是________Ω;
(2)小红利用图丙所示电路测出了Rx的阻值,已知灯泡L2的额定电压为UL、额定功率为PL,R0为电阻箱,请在空白处填上适当内容:
①将Rx接入图丙虚线框________________位置中,另一虚线框中接入导线,R0调至适当阻值后,闭合开关S1;
②将开关S2接“1”接线柱,仅调节滑动变阻器R的滑片P,直至电流表的示数I=________(用已知量或测量量的符号表示),读出电阻箱的示数为R1;
③将开关S2按“2”接线柱,仅调节________,可使电流表的示数仍与上一次相同,读出此时电阻箱的示数为R2;
④则Rx = ________;(用已知量或测量量的符号表示)
⑤若实际测量过程中,步骤②③中电流表的示数相等但均小于I,则所测电阻Rx将比真实值偏________。
14.小艾同学在学校用伏安法测电阻的阻值,所用的电路图如图甲所示,已知电源由两节新干电池供电,滑动变阻器规格为“50Ω,1A”;
(1)在图甲中完成电路连接,要求导线不要交叉,滑片向右移动时能使电源的输出功率变小_________;
(2)小艾闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片P时,发现电流表无示数,电压表有示数,初步检查确认,电路接线完好,两个电表均无故障,则发生故障的元件应是______(填字母);
A.滑动变阻器断路 B.定值电阻R断路 C.开关断路
(3)排除故障后,小艾同学正常进行实验并将实验数据记录在表中。若第2次测量时电流表示数如图乙所示为______A,根据三次实验数据可得定值电阻R=______Ω;
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
1.5
0.16
9.4
2
1.8
3
2.4
0.22
10.9
(4)接着小艾同学准备用以上实验器材测量另一只几千欧的电阻,小艺同学觉得不妥,不能直接用伏安法测量电阻,原因是______;
(5)小艺取来了一只阻值为8Ω的定值电阻,但是把阻值标记用胶条粘贴了,请同学们帮她测量出电阻的阻值。小华同学说不用电流表也能测出该定值电阻的阻值,于是他用4.5V的稳压电源,设计了如图丙所示的电路,是电阻箱(0~999.9Ω),可直接显示连入阻值大小。操作步骤如下:
①将单刀双掷开关拨至a位置,闭合开关S;
②移动滑动变阻器滑片,使电压表的示数为1.5V;
③滑片位置不变,将开关拨至b位置,调节电阻箱,使电压表的示数等于1.5V;
④读出电阻箱的示数,就能得出的阻值;
测量结束,小艺公布了电阻的值,小华同学发现自己的测量结果比真实值大了10Ω,经分析发现,连接电路时,不小心把电压表接到了滑动变阻器两端,而且在步骤②结束后另一位同组的同学移动了滑动变阻器的滑片。请通过数据分析,帮小华推算,移动滑动变阻器的滑片导致接入电路的阻值变化了______Ω。
15.小华利用如图甲所示的电路测量未知电阻的阻值,电源选用两节新干电池。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑到最________(选填“左”或“右”)端。
(2)正确连接电路,闭合开关后,无论怎样移动滑片,电压表的示数都保持3V不变,你认为发生故障的原因可能是滑动变阻器短路或未知电阻________。
(3)排除故障后,当滑片P滑到某一位置时,两电表读数如图乙、丙所示,由此可知,所测电阻的阻值为________Ω。
(4)本实验进行了多次测量,其目的与下列实验中多次测量的目的相同的是________(选填字母)。
A.用刻度尺测量铅笔的长度
B.探究串、并联电路中电流的特点
C.探究杠杆平衡的条件
(5)小亮又设计了一种方案,也测出了未知电阻的阻值,电路图如图丁所示,为阻值已知的定值电阻,电源电压恒定但大小未知,测量步骤如下:
①当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为I1;
②当开关S1闭合,S2断开时,电流表的示数为I2;
③未知电阻________(用已知量和测出的物理量符号表示)。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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《2026年中考物理一轮复习突破实验题专练:等效替代法测电阻问题》参考答案
1.(1)
(2)定值电阻和电流表同时断路
(3)0.2
(4) A 2
(5)40
(6) 保持滑动变阻器R1的滑片位置不变,调节滑动变阻器R0的滑片
【详解】(1)电流从电池的正极出发,经过开关、电流表、电阻、滑动变阻器回到负极,电压表并联在定值电阻两端,故如图所示:
(2)同学将开关闭合后,发现两表均无示数,说明发生断路,且电压表两端没有与电源相通,说明定值电阻以外的电路部分有断点。将电压表并联到BC两端,发现电压表有示数,说明此时电压表两端与电源相通,则断点在BC之间。所以电流表断路。将电压表并联到电流表两端,发现两表也无示数,说明此时电压表两端没有与电源相通,则电流表以外的电路存在断点,所以定值电阻也断路。所以电路的故障可能是定值电阻和电流表同时断路。
(3)电阻的大小为
所以电压为2V时,电流的大小为
(4)[1]实验中若定值电阻从20Ω换成10Ω时,不进行其它操作就闭合开关,根据串联分压可知,定值电阻变小,定值电阻两端的电压变小,为了保证定值电阻两端的电压不变,应减小滑动变阻器两端的电压,则滑动变阻器的阻值变小,此时滑动变阻器的滑片应向A端移动。
[2]电压表的示数为
(5)定值电阻两端的电压为2V,滑动变阻器两端的电压为
当定值电阻最大为20Ω时,根据串联分压原理,则有
解得。所以为完成整个实验,滑动变阻器最大阻值至少为40Ω。
(6)[1]只闭合S和,调节的滑片,只有小灯泡与滑动变阻器串联,使电流表为,此时小灯泡正常发光;只闭合S和,两滑动变阻器串联,保持滑动变阻器R1的滑片位置不变,调节滑动变阻器R0的滑片,直至电流表的示数与①步时相同,此时滑动变阻器R0可以等效替代小灯泡。
[2]只闭合S和,保持的滑片位置不动,将调至阻值最大,记录电流表的示数,则滑动变阻器R0接入的阻值即小灯泡正常发光时的电阻为
2. A 10.4 灯丝电阻随温度的升高而增大(合理即可) 不能 电压表与滑动变阻器并联 S、S1 S、S2
【详解】(1)[1]小灯泡额定电压是2.5V,电压表使用小量程,将电压表并联在小灯泡的两端,如图所示:
(2)[2]在连接电路时,滑动变阻器应当把全部电阻接入电路,所以滑动变阻器滑片P应位于A端。
(3)[3]电流表使用小量程,分度值为0.02A,示数为0.24A,由欧姆定律
[4]发现I-U图线是一条曲线,电压与电流不是一次函数的关系,原因小灯泡的电阻不是定值,而是随温度的变化而变化。
(4)[5]不能用该实验装置完成探究电流与电压的关系,因为该实验要求控制电阻不变,要选用阻值不变的定值电阻,而小灯泡的电阻不是定值,所以不能。
(5)[6]因为电压表与滑动变阻器并联,所以当移动滑动变阻器滑片,电压表示数增大时,电流表示数却是减小的。
(6)①②③[7][8][9]①闭合开关S、S1,调节R1的滑片,使电压表的示数为U额;②只闭合开关S、S2,保持R1滑片不动,调节R2的滑片,使电压表的示数为U额,根据等效替代的方法,此时
③接下来小美将R1的滑片调至最左端,记下电压表示数为U1,R1连入电路中的电阻为0,此时电路只有电阻R2工作,电压表的示数为U1即为电源电压;再将R1的滑片调至最右端,记下电压表示数为U2,R1连入电路的电阻为R0,此时两滑动变阻器串联,电压表的示数为,即为R2的电压,根据串联电路电压的规律和欧姆定律有
解得
3.(1)
(2)待测电阻Rx断路
(3)5.2
(4)R0
【详解】(1)电流表与待测电阻Rx串联,电压表并联在待测电阻Rx两端,滑动变阻器要连接“一上一下”两个接线柱,且当滑片P向D接线柱滑动时接入阻值变小,则需接B接线柱,电源由两节干电池组成,电压约为3V,电阻阻值约为5Ω,则在滑动变阻器接入阻值为零时,电路电流约为
则电流表应选择0~0.6A的量程,电路连接如下:
(2)电流表没有示数,说明电路可能为断路,电压表示数为电源电压,则电压表与电源连通,则故障为待测电阻Rx断路。
(3)由图乙可知,电压表所选量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.6V,则待测电阻阻值
(4)闭合S1、S2,断开S3时,滑动变阻器与Rx串联,闭合S1、S3,断开S2时,滑动变阻器与R0串联,两次电流表示数相同,即两次电流相等,根据可知,两次电路的电阻相等,由于滑动变阻器的电阻不变,则待测电阻Rx的电阻与电阻箱的阻值相等,即。
4. 电压表未调零 变小 变小 9.6 ①
【详解】(1)[1]闭合开关前,电压表没有调零,电压表的指针会向左偏转。
(2)[2][3]滑动变阻器的滑片向右滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据欧姆定律可知通过电路的电流变小,根据串联分压原理可知,滑动变阻器两端的电压变大,串联电路总电压等于各部分电压之和,则灯泡两端的电压变小,即电压表示数变小。
(3)[4]实验中当电压表的示数为2.5V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,则小灯泡的电阻为
(4)[5]在不同电压下,灯泡的实际功率不同,温度不同,灯丝的电阻随温度的变化而变化,②图线是正比例图线,电阻不变,而灯丝的电阻随温度的变化而变化,故图线①是小灯泡的图象;
[6]因②图线是正比例图线,所以A点电阻与①②相交处电阻相等,由图线①可知,灯泡两端的电压变大时,电流变大,灯泡的实际功率变大,温度升高,灯丝的电阻增大,所以
即
(5)[7]如图
只闭合S1电路为定值电阻的简单电路,电流表测通过定值电阻的电流,根据计算电源电压;只闭合S2,电路为待测电阻的简单电路,电流表测通过待测电阻的电流,根据计算待测电阻的阻值。
5. 断开 断路 5 实验次数太少,误差较大 电流表示数为I 8.2
【详解】(1)[1]为了保护电路,在连接如图甲的电路时,开关S应处于断开状态。
[2]把B点与E点连接的导线去掉,改接在E与A点 ,滑片P左移时,滑动变阻器阻值变小,电流表示数变大,如图所示
(2)[3]电流表始终无示数,可能是电路断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表到电源两极没有断路,可能是与电压表并联的那部分电路断路,因此原因是Rx断路。
[4]如图乙,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,读数为0.30A,则定值电阻为
[5]小红的实验次数太少,测出的电阻值误差较大,为减小误差,应多次测量求平均值。
(3)[6][7]①将待测的小灯泡接入电路中M、N两点间,闭合开关,电流表示数为I。
②取下小灯泡,将电阻箱接入M、N两点间,调节电阻箱,使电流表示数为I,根据等效替代法,小灯泡电阻等于此时电阻箱接入电路的电阻,由图丁可知,电阻箱读数为
则小灯泡的阻值约为8.2Ω。
6.(1)
(2)待测电阻断路
(3)5
(4) 减小误差 测量物体的长度
(5) 1
【详解】(1)根据电路图题意要求滑动变阻器滑片向右移动时,电路中电流变大,则滑动变阻器的阻值变小,因此滑动变阻器的右下接线柱接入电路,如图所示:
(2)闭合开关,发现电流表指针几乎不动,说明电路断路,而电压表指针有明显偏转,与电源正负极相通,故是电压表并联部分断路,即待测电阻断路。
(3)由图乙可知,电流表选用的是小量程,分度值为,电流表的示数为。电阻
(4)[1][2]在实验过程中要进行多次实验,获得多组实验数据,计算电阻后取平均值,可以减小误差,比如测量物体的长度时也是多次测量减小误差。
(5)[1][2][3]为了采用等效替代测电阻,应先接入待测电阻,①闭合开关,将开关S接1,调节至某一位置,读出电流表的示数记为;
②闭合开关,将开关S接到另一个触点上,保持的滑片位置不动,为了使得电阻箱与待测电阻相同,故调节电阻箱直到电流表的示数调为,读出电阻箱的示数记为;
③则。
7.(1)小明
(2) 3603 3603
(3)等效替代法
【详解】(1)本实验的原理是等效替代,即通过电阻箱𝑅1等效替代未知电阻Rx。当开关S1接触1时,Rx与滑动变阻器R串联,电压表测量Rx两端电压U;S1接触点2时,𝑅1与滑动变阻器R串联,要使电压表的示数仍为U,需保证电路中的总电阻不变、滑动变阻器的阻值不变,此时𝑅1的阻值才等于Rx的阻值。小明保持滑片位置不变(即滑动变阻器阻值不变),只调节电阻箱,符合等效替代的要求;而小亮同时调节滑动变阻器和电阻箱,会改变电路总电阻,无法保证R1与Rx的等效,因此小明的操作正确。
(2)[1]电阻箱的读数方法是各旋钮对应的数字乘以倍率后相加。如图乙所示,R1的阻值
[2]因为𝑅1与Rx的等效,故待测电阻的阻值
(3)实验中用可直接读数的电阻箱R1等效替代未知电阻Rx,使电压表的示数相同,这种方法称为等效替代法。
8.(1)
(2)R断路
(3) 4 见解析
(4)5.4
(5) ①10 ②B
【详解】(1)因要求滑片P向B端移动时接入电路的电阻变大,故滑片以左电阻丝连入电路中,如下图所示:
(2)闭合开关后,发现电流表示数为0,可能电路中出现断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表和电源的两极是通路,可能与电压表并联的电阻断路。
(3)[[1][2]由表中数据可知,电压表的示数为UV=I1R1=0.3A×10Ω=3V
变阻器的最大阻值是20Ω,第4次实验中,变阻器连入电路的阻值
所以该组数据不可能。
(4)根据串联电路分压规律可知,当定值电阻为25Ω,滑动变阻器移到最大阻值端时,由串联分压得到U定∶U滑=R定∶R滑
即3V∶U滑=25Ω∶20Ω
解得U滑=2.4V,所以电源电压U=U定+U滑=3V+2.4V=5.4V
(5)[1]在第1步实验中,仅闭合S1,R2调至5Ω时,R2与L串联,电路中的电流为0.3A,即通过小灯泡的电流IL1=I额=0.3A
小灯泡正常发光,电路中的总电阻为R总=R2+RL
在第2步实验中,仅闭合S2、R1与R2串联,当电路中的电流仍为0.3A时,电路中的总电阻为R总′=R2′+R1
由欧姆定律可知,在电源电压恒定时,两次电路中的电流相等,则两次电路的总电阻相等,即R总=R总′
由此可得5Ω+RL=9Ω+6Ω
则小灯泡正常发光的电阻为RL=10Ω。
[2]A.将R1换成导线。当只闭合S1时,L与R2串联,调节R2,使电流表的示数为0.3A,则小灯泡正常发光,读出电阻箱的阻值为R2;当只闭合S2时,L被短路,调节R2,使电流表的示数仍为0.3A,读出电阻箱R2的阻值为R2′,则小灯泡正常发光的电阻为RL=R2′-R2
故A不符合题意;
B.将R2换成导线。当只闭合S1时,只有L连入电路,电路中的电流大小不一定刚好为0.3A,故不能确保小灯泡是否正常发光;若同时闭合S1、S2,L与R1并联,两者互不影响,也不能确保L是否正常发光,故B调整不能小灯泡正常发光的电阻,故B符合题意;
C.将R2换成适当规格的滑动变阻器。当只闭合S1时,L与滑动变阻器串联,调节滑动变阻器,使电流表的示数为0.3A,则小灯泡正常发光;当只闭合S2时,保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节R1,使电流表的示数仍为0.3A,读出电阻箱的阻值为R1,则小灯泡正常发光的电阻为RL=R1,故C不符合题意;
D.在实验操作时,先闭合的开关是S2。如图丙所示,当仅闭合S2时,R1与R2串联,分别调节两个电阻箱,使电流表的示数为0.3A,读出两电箱的示数分别为R1和R2;当仅闭合S1时,L与R2串联,调节R2,使电流表的示数为0.3A,则小灯泡正常发光,读出电阻箱R2的阻值为R2′,则小灯泡正常发光的电阻为RL=R1+R2-R2′,故D不符合题意。
故选B。
9. 断开 电压表未调零 将电压表调零 b 电路中的电流很小,不能用电流表准确地测出电流 2.5 保持滑动变阻器滑片P的位置不变,调节电阻箱,使电压表的示数仍为2.5V
【详解】(1)[1][2][3]为了保护电路,在连接实物电路过程中,开关应处于断开状态,当接通电路前,电压表的指针偏向零刻度线左侧,其原因是电压表未调零,所以需要对电压表调零。
(2)[4]为了保护电路,滑动变阻器应以最大阻值接入电路,即滑片P滑到b端。
(3)[5]图甲,滑动变阻器和被测电阻串联,电压表测被测电阻电压,因电源是干电池两节,即3V,被测电阻的阻值约为数百欧,根据欧姆定律可知电路中的电流很小,不能用电流表准确地测出电流,所以没有选用电流表进行实验。
(4)[6]图乙,电压表是小量程接入,分度值是0.1V,示数是2.5V。
(5)[7] 本实验方案是利用等效法来测得Rx的阻值大小,当电阻箱与Rx分别与滑动变阻器串联在同一电源两端,且保持滑动变阻器接入电路的阻值不变时,调节电阻箱接入电路的阻值,使其两端的电压仍为2.5V,则根据串联电路分压规律可知,滑动变阻器两端的电压为
即不变,且
由此可得Rx的阻值等于电阻箱接入电路的阻值大小。所以,接下来的操作为保持滑动变阻器滑片P的位置不变,调节电阻箱,使电压表的示数仍为2.5V。
10.(1) A、C 右
(2)导线c断路
(3) 12.7 68.4
(4) b
(5)B
【详解】(1)[1]由图甲可知,已将滑动变阻器的左下接线柱接入电路中,滑动变阻器接入电路中要“一上一下”,因此应将滑动变阻器的A接线柱与C相连。
[2]为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到至阻值最大处,即最右侧。
(2)闭合开关,电流表和电压表均无示数,说明与电压表并联的电路以外的电路断路;仅将b导线从灯泡右侧接线柱改接到电流表的“-”接线柱上,发现只有电压表的示数变大,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,与电压表并联的电路断路了,若电路中只有一处故障,则故障可能是导线c断路。
(3)[1]电流表的示数如图乙所示,电流表所选量程为0~0.6A,分度值0.02A,其示数为0.3A,则小灯泡正常发光时的电阻为
[2]小灯泡工作1min消耗的电能为
(4)①[1]图丙中,开关S闭合,S1接到b,则电压表测小灯泡两端的电压,调节滑片可使电压表的示数为小灯泡的额定电压U额。
②[2]仅将S1改接到另一端,即S1接a,则小灯泡仍正常发光。此时电压表测电阻箱R0及小灯泡两端的总电压,则R0两端的电压
U0=U1-U额
电路中的电流
小灯泡正常发光时的电阻
(5)AB.灯泡额定电流为0.3A,电源电压U恒为9V;当灯泡正常发光时,电路的总电阻为
小灯泡正常发光时的电阻为12.7Ω,则电阻箱和滑动变阻器接入电路在阻值为
若将电阻箱的阻值调为5Ω,滑动变阻器接入电路的阻值为12.3Ω,此时灯泡可以正常发光;若将电阻箱的阻值调为20Ω,根据串联分压原理可知,灯泡两端电压小于3.8V,灯泡不能正常发光,故A正确,不符合题意,B错误,符合题意;
C.将滑动变阻器和电阻箱位置互换,通过调节滑动变阻器使灯泡正常发光,通过开关的转换,电压表测灯泡和滑动变阻器两端的电压,灯泡仍正常发光;根据串联电路电压规律可求出电阻箱两端电压,根据欧姆定律求出串联电路的电流,利用求出小灯泡正常发光时的电阻,故C正确,不符合题意。
故选B。
11. 电流表量程太大或滑动变阻器最大阻值太大 滑动变阻器短路 ② 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
【详解】(1)[1]滑动变阻器上下各选一个接线柱串联在电路中,如图所示:
(2)[2]因为电流表量程太大或滑动变阻器最大阻值太大,所以电流表指针偏转角度很小几乎没有。
(3)[3]根据题意可知,电流表、电压表均有示数,说明电路为通路,移动滑动变阻器滑片,两表示数也不改变,则故障是滑动变阻器短路。
(4)[4]伏安法测电阻的多次测量实验目的是求平均值减小误差,故②符合题意。
(5)①[5]根据实验步骤可知,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。
③[6]在步骤①中,电路为只有的简单电路,电压表测电源电压为;在步骤②中,与滑动变阻器最大阻值串联,电压表测两端的电压,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压为
根据分压原理有
即
解得
12. 电流表没有调零 最大 5 0 I2=I1 20
【详解】(1)[1]开关闭合关,如图乙所示,电流表的指针反向偏转,则是电流表在使用前未调零。
[2]为了保护电路,在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处。
[3]由图甲知,电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为2..5V。待测电阻的阻值
(2)①[4]图丁中,电阻R1与待测电阻Rx串联后,再R2并联,电流表A1测R1支路的电流,A2测R2支路的电流。当R1调到0,则电路中只有Rx与R2并联。电源电压
U总=I2R2
待测电阻
②[5][6]将R1调至0,调整R2,直到两个电流表的示数相同,即I1=I2,据并联电路的特点知,Rx=R2。
③[7]由表格数据知,电源电压
U电源=I2R2=1.2A×10Ω=12V
第一次实验中I1为0.2A,第二次为0.3A,则第一次R1的阻值比第二次的大,据欧姆定律知
0.2A×(2R1+Rx)=12V,0.3A×(R1+Rx)=12V
解以上两式得,Rx=20Ω。
13. 12.5 a 电阻箱R0 小
【详解】(1)①[1]原电路图中,电流表与灯泡并联,电压表串联在电路中是错误的;电流表应与灯泡串联,电压表应并联在灯泡两端,如下图所示
②[2]由图甲可知,电流表选用小量程;改正电路后,正确操作,当电压表示数是2.5V,电流表示数如图乙所示,电流表分度值0.02A,其示数为0.2A,小灯泡正常发光时的电阻为
(2)①[3]将Rx接入图丙虚线框a位置中,另一虚线框中接入导线,R0调至适当阻值后,闭合开关S1;
②[4]将开关S2接“1”接线柱,仅调节滑动变阻器R的滑片P,直至电流表的示数读出电阻箱的示数为R1;
③[5]将开关S2接“2”接线柱,仅调节电阻箱R0,可使电流表的示数仍与上一次相同,读出此时电阻箱的示数为R2;
④[6]在①中,Rx与灯泡串联;在②中,R0与变阻器R串联,R0调至适当阻值后,仅调节滑动变阻器R的滑片P,使电流表的示数读出电阻箱的示数为R1;在③中,Rx、灯泡、R0和R串联,仅调节电阻箱R0,使电流表的示数仍为,读出此时电阻箱的示数为R2;此时灯泡正常发光,由
可知,灯泡的电阻为可知,灯泡的电阻为,由于电流前后不变,变阻器R阻值不变,根据等效替代法结合电阻的串联可知,在②中电阻箱的示数R1与③中Rx、灯泡和此时电阻箱的示数R2之和相等,即
解得
⑤[7]灯泡的电阻受温度的影响,温度越高灯泡电阻越大;若实际测量过程中,步骤②③中电流表的示数相等但均小于I,灯泡的功率变小,温度降低,灯泡的电阻变小,由④可知,小灯泡实际电阻比计算的小,则所测电阻Rx将比真实值偏小。
14.(1)
(2)B
(3) 0.18 10.1
(4)电路中的电流特别小,小于电流表的分度值,电流表无法读出电路中的电流
(5)5
【详解】(1)要求滑片向右移动时能使电源的输出功率变小,根据可知,电源电压不变,输出的总功率变小,则电路中的电流需要变小,则滑动变阻器的左下方接线柱接入电路,滑动变阻器需要串联在电路中,故用一根导线一端接入滑动变阻器的左下方接线柱,另外一端接入R的左端接线柱,故如图所示:
(2)移动滑动变阻器的滑片P时,发现电流表无示数,说明电路中存在断路,电压表有示数,说明电压所在的电路是通路,那么只能是与电压表并联的定值电阻R断路,故B符合题意;AC不符合题意。
故选B。
(3)[1]第2次测量时电流表示数如图乙所示,选择小量程,分度值为0.02A,故读数为0.18A。
[2]第2次实验,小灯泡的电阻为
根据三次实验数据可得定值电阻
(4)所测量的电阻阻值太大了,电路中的电流特别小,小于电流表的分度值,电流表无法读出电路中的电流。
(5)当单刀双掷开关拨至a位置,闭合开关S,待测电阻与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,则待测电阻两端的电压为
待测电阻的阻值与滑动变阻器接入的阻值之比为
此时滑动变阻器接入的阻值为
当开关拨至b位置,电阻箱与滑动变阻器串联,滑动变阻器两端的电压仍然为1.5V,则电阻箱两端的电压仍然为3V,则电阻箱的阻值与滑动变阻器接入的阻值之比为,由自己的测量结果比真实值大了10Ω可知,电阻箱此时接入的阻值为18Ω,则此时滑动变阻器接入的阻值为
移动滑动变阻器的滑片导致接入电路的阻值变化了
15.(1)右
(2)断路
(3)12
(4)A
(5)
【详解】(1)为保护电路,连接电路时,开关断开,并将滑动变阻器滑片置于阻值最大处,即最右端。
(2)检查电路连接正确,闭合开关,可是无论怎样移动滑片,电压表示数总为3V不变,如果发生故障的原因是滑动变阻器短路,电压表既是测电阻两端电压,也是测电源电压;如果是电阻Rx断路,则电压表仍能连通电源的两极,测电源电压。所以发生故障的原因可能是滑动变阻器短路或电阻Rx断路。
(3)由图乙可知,电流表使用的是0~0.6A的量程,分度值为0.02A,读数为0.2A,电压表使用的是0~3V的量程,分度值为0.1V,读数为2.4V,则Rx的阻值是
(4)本实验进行多次测量的目的是求平均值减小误差。
A.用刻度尺测量铅笔的长度,多次测量是为了求平均值减小误差,与本实验目的相同,故A符合题意;
B.探究串、并联电路中电流的特点,多次测量是为了寻找普遍规律,与本实验目的不同,故B不符合题意;
C.探究杠杆平衡的条件,多次测量是为了寻找普遍规律,与本实验目的不同,故C不符合题意。
故选A。
(5)由电路图丙可知,当开关S1、S2都闭合时,Rx与R0并联,电流表在干路上测量干路电流I1;当开关S1闭合S2断开时,电路为Rx的简单电路,电流表示数为通过Rx的电流I2,根据并联电路电压和电流的特点可知,电源电压为
则待测电阻阻值为
答案第1页,共2页
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