2026年中考物理复习 实验专题:25、测量定值电阻的阻值
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内容正文:
二十五、测量定值电阻的阻值
· 必考知识点速记
一、电路问题:
(1)Ⓐ=0,Ⓥ=0。除与电压表并联的用电器外某处发生开路
(2)Ⓐ=0,Ⓥ≠0。与电压表并联的用电器发生开路
(3)Ⓐ≠0,Ⓥ=0,且用电器不工作。与电压表并联的用电器发生短路
(4)Ⓐ≠0,Ⓥ≠0,但示数皆很小。变阻器接入电路的阻值太大
二、测量定值电阻的阻值
1.实验原理:
2.滑动变阻器的作用:改变定值电阻两端的电压
3.多次测量的目的:取平均值,减小误差(电学中唯一目的是减小误差的)
4.测量电阻的特殊方法
(1) 伏阻法
(1)闭合S,分别测出和两端的电压、。表达式:
(2)①只闭合,测出两端电压;②闭合和,测出电源电压。表达式:
(3)①闭合S,将滑动变阻器移到阻值最大R处,读出电压表的示数;②将滑动变阻器移到阻值最小0处,读出电压表的示数。表达式:
(2) 安阻法
(1)闭合,分别测出通过和的电流、。表达式:
(2)①闭合,断开,测出通过的电流;②闭合、,测出总电流。表达式:
(3) 利用电源电压不变列方程求阻值
①闭合,将滑动变阻器移到阻值最大R处,读出电流表的示数;②将滑动变阻器移到阻值最小0处,读出电流表的示数;③根据电源电压不变,列出方程。表达式:
三、测量灯泡灯丝电阻的阻值
1.实验原理:
2.滑动变阻器的作用:改变灯丝两端的电压
3.滑动变阻的滑片左右移动时,发现电流表或电压表的示数没有变化,且
(1)灯泡的亮度较暗。原因是:滑动变阻器的两接线柱都接下方接线柱
(2)灯泡的亮度较亮。原因是:滑动变阻器的两接线柱都接上方接线柱
4.多次测量的目的:寻求普遍性规律
5.结论:灯丝电阻与温度有关(或灯丝电阻随温度的变化而变化)
6.Ⓐ≠0,Ⓥ≠0,但灯泡不亮:问
(1)原因:灯泡的实际功率太小;或滑动变阻器接入电路的阻值太大
(2)接下来的操作:移动滑动变阻器,观察小灯泡的发光情况
四、测量灯泡的功率
1.实验原理:
2.滑动变阻器的作用:改变灯丝两端的电压
3.多次测量的目的:寻求普遍性规律
4.结论:灯泡的亮度与实际功率有关
5.如果灯泡的,则滑动变阻器的阻值要变小。
6.如果灯泡的,则滑动变阻器的阻值要变大。
五、电路实验共同问题
1.实验前开关应:断开
2.连接电路时,滑动变阻器的滑片应置于:阻值最大处,目的是:保护电路。
3.电路连接正确后,在不能估计被测电压的大小时,要用“试触法”来选择量程。选用电表的大量程试触,观察指针的偏转情况。
4.电流表与电压表的问题
(1)指针出现反偏:
①开关闭合前,指针出现偏转,是由于:电表未调零
②实验过程中,指针出现反偏,是由于:电表的正、负接线柱接反。
(2)指针偏转的幅度太小:是由于量程选择过大、电源电压太小
(3)指针偏转的幅度超过量程:是由于量程选择过小、电源电压较大。
(4)数值错误的原因(与正确值差5倍):读数时看错了量程
5.选择规格不相同的灯泡。
6.得出的实验结论不正确的原因:没有控制单一变量
7.得出的实验结论正确,但不足之处:
没有多次实验,得出的结论不具有普遍性
8.实验表格的问题:
(1)实验数据没有带单位;
(2)实验表格设计不合理的两种情况:
①没有体现多次实验(对比实验除外);
②不该求平均值的求平均值,如:灯泡的功率、灯泡的电阻等
· 一题搞定常考知识点
在“用电压表和电流表测量未知电阻阻值”的实验中,电源为两节新干电池。
(1)小明连接的实物电路如图甲所示,请用笔画线代替导线把电路连接完整(要求滑片向右移动时,电路中的电流减小)。
(2)闭合开关前,小明发现电流表指针在零刻度线右侧,则他应该对电流表进行________;正确调整后闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电压表和电流表均没有示数,经检查,开关、导线、电源、电表均完好,则电路故障可能是________。
(3)排除故障后,继续进行实验,小明将测量结果记录在表格中。
实验次数
1
2
3
4
电压 U/V
1.0
1.6
2.0
2.4
电流 I/A
0.10
0.16
0.20
0.24
① 根据实验数据可知,未知电阻 ________Ω;
② 根据 1~4 次实验的数据计算可得,滑动变阻器接入电路的阻值范围为________Ω。
(4)实验时应改变定值电阻两端电压多测几组数据,从而求得电阻的平均值,这样做的目的是________。
(5)若实验中电源的实际电压比 3 V 略低,则算出的电阻值________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(6)同学小刚用“伏安法”测未知电阻的阻值实验中,根据所记录的实验数据绘制了如图乙的 图像,对比发现绘制的 图像与小明绘制的图像不同(未画出),已知电表读数正确,你认为两位同学绘制的图像不同的原因是________(电源电压保持不变)。
(7)新考法·方案评估 同学小华提出:“把小明连接的电路中的滑动变阻器去掉,在不损坏待测电阻 的前提下,通过更改电源电压来获取三组数据,再求出待测电阻 的阻值”,请你对小华的方案作出科学性评价:________。
(8)同学小红设计了如图丙所示的电路,也完成了未知电阻阻值的测量。已知滑动变阻器 的最大阻值为 ,请你将实验步骤补充完整:
① 闭合开关 ,调节 的滑片到最左端,调节 的滑片使电压表示数为 ;
② 保持 的滑片位置不变,________,读出并记录电压表的示数为 ;
③ 未知电阻 的阻值 ________(用已知量和测量量表示)。
【特殊方法测电阻】
变式 1 缺电流表
实验过程中电流表突然损坏,小明利用电压表并将滑动变阻器换为一个阻值为 的定值电阻,设计了如图所示的电路图,也测出了待测电阻 的阻值。请将实验步骤补充完整:
① 闭合开关 ,断开 ,用电压表测出待测电阻 两端的电压为 ;
② 闭合开关 ,断开 ,________,电压表示数为 ;
③ 则待测电阻 ________(用已知量和测量量表示)。
变式 2 缺电压表
小明还设计了另外一种不用电压表测电阻的方法,电路图如图所示。 为待测电阻,电源电压恒定,定值电阻 的阻值已知,实验步骤如下:
① 闭合开关 、,断开开关 ,读出电流表的示数为 ;
② ________,读出电流表的示数为 ;
③ 待测电阻 ________(用已知量和测量量表示)。
【参考答案】
(1)如答图所示(2)调零 滑动变阻器断路
(3)① 10 ② 2.5~20(4)减小实验误差(5)不变
(6)小刚将电压表并联在了滑动变阻器两端
(7)方案可行,改变电源电压相当于调节滑动变阻器接入电路的阻值,都可以实现改变待测电阻两端的电压和通过的电流的目的
(8)② 将 的滑片移动到最右端 ③
变式 1 ② 闭合开关 、 ③
变式 2 ② 断开开关 ,闭合开关 、 ③
【解析】
(3)① 根据欧姆定律可知,未知电阻:
每组数据测出的阻值均为 ,则平均值也为 ,则未知电阻 ;
② 电源为两节新干电池,电源电压为 ,根据表中的数据可知,第 1 次实验中,滑动变阻器两端的电压 ,电流为 ,滑动变阻器接入电路中的阻值:
第 4 次实验中,滑动变阻器两端的电压 ,电流为 ,滑动变阻器接入电路中的阻值 ,故滑动变阻器接入电路的阻值范围为 ;
(4)为了减小实验误差,实验时应多测几组数据求平均值;
(5)由于计算电阻阻值的电流、电压为同一时刻所对应的数值,与电源电压无关,因此电源电压小于 不会对结果造成影响;
(6)定值电阻与滑动变阻器串联,当电路电流变小时,根据 可知,定值电阻两端的电压变小,由串联电路的分压原理可知,滑动变阻器两端的电压变大,由图乙所示的 图像知,电流越小,电压表示数越大,故两位同学绘制的图像不同的原因是小刚将电压表并联在了滑动变阻器两端;
(8)①闭合开关 ,调节 的滑片到最左端,滑动变阻器 、滑动变阻器 的最大阻值和未知电阻 串联,电压表测未知电阻 两端的电压,调节 的滑片使电压表示数为 ;
②保持 的滑片位置不变,将 的滑片移动到最右端,电路连接方式不变,电压表测未知电阻 和滑动变阻器 的最大阻值两端的总电压,读出并记录电压表的示数为 ;
③由串联电路的电压规律可得,滑动变阻器 的最大阻值两端的电压 ,电路中的电流 ,则未知电阻 的阻值 。
· 习题速练
【例1】
小明在做“用伏安法测量某定值电阻R的阻值”的实验中:
(1)请你按照图甲所示的电路图,将图乙小明未连接好的电路连接完整;
(2)实验前,为保护电路,滑动变阻器的滑片应置于 (选填“A”或“B”)端;
(3)闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现电压表始终无示数,电流表有示数,其原因可能是 (填符号);
A.滑动变阻器断路 B.R断路 C.R短路
(4)排除故障后,当电压表的示数如图丙所示,电流表的示数如图丁所示,则定值电阻阻值是 Ω;
(5)通常情况下要进行多次测量并取平均值,其目的是为了 。
【答案】图见解析 B C 9 减小误差
【解析】(1)[1]变阻器按一下一上接入电路中与电阻串联,如图所示:
(2)[2]实验前,为保护电路,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处的B端。
(3)[3]A.若滑动变阻器断路,整个电路断路,则两表都没有示数,故A不符合题意;
B.若R断路,电流表没有示数,电压表串联在电路中测电源电压,电压表有示数,故B不符合题意;
C.若R短路,电压表没有示数,电路为通路,电流表有示数,故C符合题意。
故选C。
(4)[4]排除故障后,当电压表的示数如图丙所示时,电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压表2.7V;电流表选用小量程,分度值为0.02A,则通过定值电阻的电流大小为0.3A,由欧姆定律,它的阻值是
(5)[5]测量定值电阻时,定值电阻的阻值保持不变,多次测量并取平均值,其目的是为了减小误差。
【例2】
小静用如图甲做“伏安法测量小灯泡电阻”的实验,小灯泡标有“2.5V”
(1)图甲中有一根导线连接错误,请在该导线上打“×”,并用笔画线代替导线补画出正确的连线(所画导线不能交叉);
(2)电路连接正确后,闭合开关前应先将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处,目的是防止电路中 过大而损坏电路;
(3)闭合开关S后,发现小灯泡不亮,接下来首先应该的操作是 (填序号);
A.检查导线连接是否良好
B.移动滑动变阻器的滑片观察小灯泡是否发光
C.更换小灯泡
(4)闭合开关,移动滑片,直至电压表的示数为 V,小灯泡正常发光,电流表的示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻为 Ω;
(5)接着,小静同学又测量了2V和1V电压下该小灯泡的电阻,并将以上三次电阻取平均值作为小灯泡的电阻。他的这种做法是 的(选填“正确”或“错误”),理由是 。
(6)图丙中的图线A是小静同学根据测量的数据绘出的图像,图线B是小明同学用相同的器材和电路图做这个实验时根据测量的数据绘出的图像,根据图线B的特点分析小明连接电路时出现的错误 。
【答案】(1)图见解析 (2)电流 (3)B (4) 2.5 5 (5)错误 见解析 (6)见解析
【解析】(1)根据题意可知,电压表串联了,所以,连接灯泡右侧的导线错误,应改接到电压表的最左边接线柱,如图所示:
(2)为了防止电路中电流过大而损坏电路,闭合开关前,应先将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处。
(3)闭合开关S后,发现小灯泡不亮,可能是电路中电阻太大,导致电路中电流过小,接下来首先应该的操作是移动滑动变阻器的滑片观察小灯泡是否发光,如果小灯泡还不发光,再检查导线连接是否良好,如果还在不发光,可能是小灯泡坏了,再更换小灯泡。
故选B。
(4)[1]根据题意可知,小灯泡正常发光,电压表的示数为2.5V。
[2]如图乙所示,电流表选择0~0.6A的量程,分度值0.02A,读数是0.5A,根据可知,此时小灯泡的电阻为
(5)[1][2]小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大,不需要求平值均,这种做法是错误的。
(6)图线B电压增大时电流变小,当滑动变阻器接入电路的阻值变大时,滑动变阻器的分压变大,而电路的电流变小,由此可知电压表与滑动变阻器并联。
特殊法测电阻
【例1】
在测量未知电阻阻值的实验中,小明设计并且连接了如图甲所示的实验电路。
(1)小明在连接电路的过程中,开关必须 ;
(2)小明连接好电路进行检查时,发现其中有一根导线连接有误,请在该导线上画“”,并在原图上画出正确的连线(导线不能交叉);
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,当电流表示数为0.3A时,电压表示数如图乙所示,则其示数为 V,未知电阻 ;
(4)若实验中只有一个电压表和一个已知阻值为的定值电阻,小明设计了如图丙所示的电路,同样可以测量未知电阻的阻值,请将实验步骤补充完整:
①闭合开关S,断开开关S1,用电压表测出待测电阻两端的电压为;
②闭合开关S、S1,记下此时电压表读数为U;
③请写出未知电阻阻值的表达式: (用U、和表示)。
【答案】(1)断开 (2)图见解析 (3)2.4 8 (4)
【解析】(1)为保护电路,连接电路过程中,开关必须断开。
(2)伏安法测电阻实验,定值电阻与变阻器串联,电压表并联在定值电阻两端,电流表测电路中电流,改正如图所示
(3)[1]由图可知,电压表用的小量程,分度值为0.1V,则示数为2.4V。
[2]由得,未知电阻为
(4)此题是利用电压表测电阻,原理是串联电路,电压与电阻成正比,即
则未知电阻表达式为
【例2】小南用如图甲所示的电路测量电阻Rx的阻值。
(1)实验原理: ;
(2)连接电路时开关应 ,滑动变阻器的滑片应移到最 端;
(3)闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2.4V时,电流表示数如图乙所示,其示数为 A,则待测电阻的阻值为 Ω;
(4)改变滑片的位置,记录几组相应数据,多次测量的目的是 ;
(5)如图丙所示,小南按照老师的要求,设计了在缺少电压表时,测量待测电阻Rx阻值的方案,R0为已知阻值的电阻。闭合开关,记录电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2,请写出待测电阻Rx的表达式:Rx= (用R0、I1和I2表示)。
【答案】(1) (2)断开 右 (3)0.24 10 (4)求平均值减小误差
(5)
【解析】(1)在测量电阻Rx的阻值实验中,用电压表测电阻Rx两端的电压,用电流表测通过电阻Rx的电流,根据求出电阻Rx的阻值,故本实验的原理为。
(2)[1][2]连接电路时,为了保护电路安全,开关应处于断开状态,且闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处,即最右端的位置。
(3)[1]电流表的示数如图乙,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.24A。
[2]由欧姆定律,则待测电阻的阻值为
(4)改变几次滑动变阻器滑片的位置,并记录相应数据,从而得到多组数据,通过取平均值来减小测量误差。
(5)由图并可知,R0和Rx并联,电流表A1测量通过Rx的电流,电流表A2测量通过R0的电流,由并联电路各支路两端电压相等可得
所以待测电阻Rx表达式为
【例3】小陈同学用伏安法测量一个定值电阻的阻值,进行了如下实验。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应调到________(选填“最左”或“最右”)端;闭合开关,移动滑片P,电压表示数为2.4V时,电流表示数如图乙所示,此时待测电阻的阻值为________。
(2)实验中,改变滑片P的位置,并记录相应数据,多次测量求的平均值是为了________。
(3)在缺少电流表时,小陈同学选用阻值为的定值电阻设计了如图丙所示电路,并完成实验。过程如下:①闭合开关S,电压表的示数为;②再闭合开关,电压表的示数为;③________(用字母、和表示)。
【答案】(1) 最左 10
(2)减小误差
(3)
【详解】(1)为了保护电路,滑动变阻器的滑片P应调到阻值最大处,即滑动变阻器的滑片P应调到最左端。
电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.24A;此时待测电阻的阻值为
(2)实验中只进行一次测量会存在较大误差,因此改变滑片P的位置,并记录相应数据,多次测量求平均值,减小误差。
(3)①闭合S,两个电阻串联,电压表测的是待测电阻Rx的两端电压;
②再闭合S1,R0被短路,电路中只有Rx,电压表测量电源电压。
③在步骤①中,R0的两端电压
在串联电路中电流处处相等,结合欧姆定律可得
解得
【例4】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)连接电路时,开关应______;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和电流表示数,完成后作出图像,如图3所示,由图可知,铅笔芯的阻值为______,滑动变阻器的最大阻值为______Ω;
(4)小华想用实验室一个刻度线清晰,但所标数字模糊不清的电流表A1,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U1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间改为接入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) 断开 右
(2)
(3) 5 10
(4) 5 不均匀
【详解】(1)[1][2]为保护电路,连接电路时,开关应断开,图1中的滑动变阻器滑片应置于阻值最大处,即最右端。
(2)由图1可知,滑动变阻器应选择左下接线柱串联到电路中,作图如下:
(3)[1]由图3可知,铅笔芯的电压为4V时,电流为0.8A,则铅笔芯的阻值为
[2]由图3可知,电路中电流最小为0.3A,此时电压表示数为1.5V,则总电阻最大为
则滑动变阻器的最大阻值为
(4)[1]①如图4所示,待测电阻和滑动变阻器串联,电流表测电路中电流。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,设滑动变阻器接入电路的阻值为,设电流表此时示数为,则电源电压 ①
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,则电流表此时示数为,则电源电压 ②
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,则电流表此时示数为,则电源电压 ③
联立①②③,解得,待测电阻。
[2]电流表示数为,电流表示数与待测电阻的阻值不成一次函数关系,所以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。
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二十五、测量定值电阻的阻值
· 必考知识点速记
一、电路问题:
(1)Ⓐ=0,Ⓥ=0。除与电压表并联的用电器外某处发生开路
(2)Ⓐ=0,Ⓥ≠0。与电压表并联的用电器发生开路
(3)Ⓐ≠0,Ⓥ=0,且用电器不工作。与电压表并联的用电器发生短路
(4)Ⓐ≠0,Ⓥ≠0,但示数皆很小。变阻器接入电路的阻值太大
二、测量定值电阻的阻值
1.实验原理:
2.滑动变阻器的作用:改变定值电阻两端的电压
3.多次测量的目的:取平均值,减小误差(电学中唯一目的是减小误差的)
4.测量电阻的特殊方法
(1) 伏阻法
(1)闭合S,分别测出和两端的电压、。表达式:
(2)①只闭合,测出两端电压;②闭合和,测出电源电压。表达式:
(3)①闭合S,将滑动变阻器移到阻值最大R处,读出电压表的示数;②将滑动变阻器移到阻值最小0处,读出电压表的示数。表达式:
(2) 安阻法
(1)闭合,分别测出通过和的电流、。表达式:
(2)①闭合,断开,测出通过的电流;②闭合、,测出总电流。表达式:
(3) 利用电源电压不变列方程求阻值
①闭合,将滑动变阻器移到阻值最大R处,读出电流表的示数;②将滑动变阻器移到阻值最小0处,读出电流表的示数;③根据电源电压不变,列出方程。表达式:
三、测量灯泡灯丝电阻的阻值
1.实验原理:
2.滑动变阻器的作用:改变灯丝两端的电压
3.滑动变阻的滑片左右移动时,发现电流表或电压表的示数没有变化,且
(1)灯泡的亮度较暗。原因是:滑动变阻器的两接线柱都接下方接线柱
(2)灯泡的亮度较亮。原因是:滑动变阻器的两接线柱都接上方接线柱
4.多次测量的目的:寻求普遍性规律
5.结论:灯丝电阻与温度有关(或灯丝电阻随温度的变化而变化)
6.Ⓐ≠0,Ⓥ≠0,但灯泡不亮:问
(1)原因:灯泡的实际功率太小;或滑动变阻器接入电路的阻值太大
(2)接下来的操作:移动滑动变阻器,观察小灯泡的发光情况
四、测量灯泡的功率
1.实验原理:
2.滑动变阻器的作用:改变灯丝两端的电压
3.多次测量的目的:寻求普遍性规律
4.结论:灯泡的亮度与实际功率有关
5.如果灯泡的,则滑动变阻器的阻值要变小。
6.如果灯泡的,则滑动变阻器的阻值要变大。
五、电路实验共同问题
1.实验前开关应:断开
2.连接电路时,滑动变阻器的滑片应置于:阻值最大处,目的是:保护电路。
3.电路连接正确后,在不能估计被测电压的大小时,要用“试触法”来选择量程。选用电表的大量程试触,观察指针的偏转情况。
4.电流表与电压表的问题
(1)指针出现反偏:
①开关闭合前,指针出现偏转,是由于:电表未调零
②实验过程中,指针出现反偏,是由于:电表的正、负接线柱接反。
(2)指针偏转的幅度太小:是由于量程选择过大、电源电压太小
(3)指针偏转的幅度超过量程:是由于量程选择过小、电源电压较大。
(4)数值错误的原因(与正确值差5倍):读数时看错了量程
5.选择规格不相同的灯泡。
6.得出的实验结论不正确的原因:没有控制单一变量
7.得出的实验结论正确,但不足之处:
没有多次实验,得出的结论不具有普遍性
8.实验表格的问题:
(1)实验数据没有带单位;
(2)实验表格设计不合理的两种情况:
①没有体现多次实验(对比实验除外);
②不该求平均值的求平均值,如:灯泡的功率、灯泡的电阻等
· 一题搞定常考知识点
在“用电压表和电流表测量未知电阻阻值”的实验中,电源为两节新干电池。
(1)小明连接的实物电路如图甲所示,请用笔画线代替导线把电路连接完整(要求滑片向右移动时,电路中的电流减小)。
(2)闭合开关前,小明发现电流表指针在零刻度线右侧,则他应该对电流表进行________;正确调整后闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电压表和电流表均没有示数,经检查,开关、导线、电源、电表均完好,则电路故障可能是________。
(3)排除故障后,继续进行实验,小明将测量结果记录在表格中。
实验次数
1
2
3
4
电压 U/V
1.0
1.6
2.0
2.4
电流 I/A
0.10
0.16
0.20
0.24
① 根据实验数据可知,未知电阻 ________Ω;
② 根据 1~4 次实验的数据计算可得,滑动变阻器接入电路的阻值范围为________Ω。
(4)实验时应改变定值电阻两端电压多测几组数据,从而求得电阻的平均值,这样做的目的是________。
(5)若实验中电源的实际电压比 3 V 略低,则算出的电阻值________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(6)同学小刚用“伏安法”测未知电阻的阻值实验中,根据所记录的实验数据绘制了如图乙的 图像,对比发现绘制的 图像与小明绘制的图像不同(未画出),已知电表读数正确,你认为两位同学绘制的图像不同的原因是________(电源电压保持不变)。
(7)新考法·方案评估 同学小华提出:“把小明连接的电路中的滑动变阻器去掉,在不损坏待测电阻 的前提下,通过更改电源电压来获取三组数据,再求出待测电阻 的阻值”,请你对小华的方案作出科学性评价:________。
(8)同学小红设计了如图丙所示的电路,也完成了未知电阻阻值的测量。已知滑动变阻器 的最大阻值为 ,请你将实验步骤补充完整:
① 闭合开关 ,调节 的滑片到最左端,调节 的滑片使电压表示数为 ;
② 保持 的滑片位置不变,________,读出并记录电压表的示数为 ;
③ 未知电阻 的阻值 ________(用已知量和测量量表示)。
【特殊方法测电阻】
变式 1 缺电流表
实验过程中电流表突然损坏,小明利用电压表并将滑动变阻器换为一个阻值为 的定值电阻,设计了如图所示的电路图,也测出了待测电阻 的阻值。请将实验步骤补充完整:
① 闭合开关 ,断开 ,用电压表测出待测电阻 两端的电压为 ;
② 闭合开关 ,断开 ,________,电压表示数为 ;
③ 则待测电阻 ________(用已知量和测量量表示)。
变式 2 缺电压表
小明还设计了另外一种不用电压表测电阻的方法,电路图如图所示。 为待测电阻,电源电压恒定,定值电阻 的阻值已知,实验步骤如下:
① 闭合开关 、,断开开关 ,读出电流表的示数为 ;
② ________,读出电流表的示数为 ;
③ 待测电阻 ________(用已知量和测量量表示)。
· 习题速练
【例1】
小明在做“用伏安法测量某定值电阻R的阻值”的实验中:
(1)请你按照图甲所示的电路图,将图乙小明未连接好的电路连接完整;
(2)实验前,为保护电路,滑动变阻器的滑片应置于 (选填“A”或“B”)端;
(3)闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现电压表始终无示数,电流表有示数,其原因可能是 (填符号);
A.滑动变阻器断路 B.R断路 C.R短路
(4)排除故障后,当电压表的示数如图丙所示,电流表的示数如图丁所示,则定值电阻阻值是 Ω;
(5)通常情况下要进行多次测量并取平均值,其目的是为了 。
【例2】
小静用如图甲做“伏安法测量小灯泡电阻”的实验,小灯泡标有“2.5V”
(1)图甲中有一根导线连接错误,请在该导线上打“×”,并用笔画线代替导线补画出正确的连线(所画导线不能交叉);
(2)电路连接正确后,闭合开关前应先将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处,目的是防止电路中 过大而损坏电路;
(3)闭合开关S后,发现小灯泡不亮,接下来首先应该的操作是 (填序号);
A.检查导线连接是否良好
B.移动滑动变阻器的滑片观察小灯泡是否发光
C.更换小灯泡
(4)闭合开关,移动滑片,直至电压表的示数为 V,小灯泡正常发光,电流表的示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻为 Ω;
(5)接着,小静同学又测量了2V和1V电压下该小灯泡的电阻,并将以上三次电阻取平均值作为小灯泡的电阻。他的这种做法是 的(选填“正确”或“错误”),理由是 。
(6)图丙中的图线A是小静同学根据测量的数据绘出的图像,图线B是小明同学用相同的器材和电路图做这个实验时根据测量的数据绘出的图像,根据图线B的特点分析小明连接电路时出现的错误 。
特殊法测电阻
【例1】
在测量未知电阻阻值的实验中,小明设计并且连接了如图甲所示的实验电路。
(1)小明在连接电路的过程中,开关必须 ;
(2)小明连接好电路进行检查时,发现其中有一根导线连接有误,请在该导线上画“”,并在原图上画出正确的连线(导线不能交叉);
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,当电流表示数为0.3A时,电压表示数如图乙所示,则其示数为 V,未知电阻 ;
(4)若实验中只有一个电压表和一个已知阻值为的定值电阻,小明设计了如图丙所示的电路,同样可以测量未知电阻的阻值,请将实验步骤补充完整:
①闭合开关S,断开开关S1,用电压表测出待测电阻两端的电压为;
②闭合开关S、S1,记下此时电压表读数为U;
③请写出未知电阻阻值的表达式: (用U、和表示)。
【例2】小南用如图甲所示的电路测量电阻Rx的阻值。
(1)实验原理: ;
(2)连接电路时开关应 ,滑动变阻器的滑片应移到最 端;
(3)闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2.4V时,电流表示数如图乙所示,其示数为 A,则待测电阻的阻值为 Ω;
(4)改变滑片的位置,记录几组相应数据,多次测量的目的是 ;
(5)如图丙所示,小南按照老师的要求,设计了在缺少电压表时,测量待测电阻Rx阻值的方案,R0为已知阻值的电阻。闭合开关,记录电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2,请写出待测电阻Rx的表达式:Rx= (用R0、I1和I2表示)。
【例3】小陈同学用伏安法测量一个定值电阻的阻值,进行了如下实验。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应调到________(选填“最左”或“最右”)端;闭合开关,移动滑片P,电压表示数为2.4V时,电流表示数如图乙所示,此时待测电阻的阻值为________。
(2)实验中,改变滑片P的位置,并记录相应数据,多次测量求的平均值是为了________。
(3)在缺少电流表时,小陈同学选用阻值为的定值电阻设计了如图丙所示电路,并完成实验。过程如下:①闭合开关S,电压表的示数为;②再闭合开关,电压表的示数为;③________(用字母、和表示)。
【例4】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)连接电路时,开关应______;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和电流表示数,完成后作出图像,如图3所示,由图可知,铅笔芯的阻值为______,滑动变阻器的最大阻值为______Ω;
(4)小华想用实验室一个刻度线清晰,但所标数字模糊不清的电流表A1,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U1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间改为接入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。
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