测量类学生必做实验（一）用电流表和电压表测量电阻 2026年中考物理二轮复习 专项练习

测量类学生必做实验（一）用电流表和电压表测量电阻 参考答案与试题解析 一．实验探究题（共26小题） 1．某学习小组要测量一个定值电阻的阻值，进行了下列实验。 （1）根据如图1所示的电路图用笔画线代替导线，将如图2所示的实物图补充完整（导线不允许交叉）。 （2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应滑到最　右　 （选填“左”或“右”）端，其目的是　保护电路　 。 （3）闭合开关S后，发现电流表几乎没有示数，电压表示数接近电源电压，若电路中仅有一个元件存在故障，则发生故障的元件及故障原因是　Rx断路　 。 （4）排除故障后继续实验，多次改变滑片P的位置，将电压表和电流表对应的示数记录在表格中。 次数 1 2 3 4 5 6 …… 电压/V 2.7 2.5 2.2 2.0 ① 1.1 电流/A 0.54 0.50 0.44 0.40 0.32 0.22 表格中①对应的电压表指针位置如图3所示，电压值为　1.6　 V。若将Rx直接接在3V电源两端，接通电源后，10s内产生的热量为　18　 J。 【拓展】在接下来的实验中，小组连接的电路如图4所示。R0是阻值为10Ω的定值电阻，滑动变阻器R1标有“40Ω，0.5A”，电压表接0～15V测量范围，电流表接0～0.6A测量范围，电源电压在8～12.5V范围内可以连续调节。当电源电压在可调范围内调到任意电压值时，移动滑动变阻器的滑片P，在保证电路安全的条件下，要求电压表和电流表的示数都不小于所接测量范围最大值的三分之一。则满足要求的滑动变阻器接入电路阻值的最大范围为　25～40　 Ω。 【分析】（1）根据甲图连接实物图； （2）为保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处； （3）根据电流表几乎没有示数分析故障，结合电压表示数确定故障位置； （4）根据电压表量程和分度值都是，结合欧姆定律计算电阻，根据焦耳定律计算热量； （5）由图可知，R0与R1串联，电流表测量电路电流，电压表测量R1两端的电压。已知电流表的量程为0～0.6A，滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A，为了保护电路安全，电路中的最大电流为I大＝0.5A，又因为要求电流表的示数不小于所接测量范围最大值的三分之一，根据电压表量程确定示数范围，根据欧姆定律计算电阻范围。 【解答】解：（1）根据电路图知，电压表应与待测电阻Rx并联，与变阻器串联，如图所示： ； （2）为了保护电路，开关闭合前，应将滑片P滑到最大电阻处，即最右端。 （3）闭合开关后，根据电流表几乎没有示数，说明电路中断路，电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源相通，故电压表并联的部分断路，故障可能是待测电阻Rx断路。 （4）由图3可知，电压表连接的量程是“0～3V”，分度值为0.1V，示数为1.6V。 由表格数据可知，待测电阻Rx的阻值为； 将Rx直接接在3V电源两端，10 s内产生的热量为 （5）由图可知，R0与R1串联，电流表测量电路电流，电压表测量R1两端的电压。已知电流表的量程为0～0.6A，滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A，为了保护电路安全，电路中的最大电流为I大＝0.5A，又因为要求电流表的示数不小于所接测量范围最大值的三分之一，即； 已知电压表测量范围是0～15V，要求电压表的示数不小于所接测量范围最大值的三分之一，则电压表最小示数为； 当电路电流最小为I小＝0.2A，且电压表示数最小为U1小＝5V时，由欧姆定律可知，滑动变阻器接入电路的最小电阻为； 当电源电压最大为U＝12.5V，电路中电流最小为I小＝0.2A时，由欧姆定律可知，电路的总电阻为； 由串联电路电阻特点可知，滑动变阻器接入电路的最大阻值为R1大＝R总﹣R0＝62.5Ω﹣10Ω＝52.5Ω； 由于滑动变阻器的最大阻值为40Ω，综上所述，滑动变阻器接入电路阻值的范围是25～40Ω。 故答案为：（1）； （2）右；保护电路； （3）Rx断路； （4）1.6；18； （5）25～40。 【点评】本题探究“电流与电阻的关系”实验，考查电路连接、故障分析和欧姆定律的应用与串联电路电路的特点，属于中档题。 2．小霖为了用“伏安法”测量未知电阻阻值，利用滑动变阻器（50Ω 1A）、定值电阻约15Ω、电压表、电源（电压保持不变）等器材，设计了如图甲所示的电路图。 （1）根据电路图，请你在图乙中用笔画线代替导线将实物电路连接完整。 （2）按电路图连接电路后闭合开关，发现无论怎样移动滑片P，电流表都没有示数，而电压表示数接近电源电压，则电路故障可能是定值电阻　断路　 。 （3）排除故障后，小霖多次测量并记录数据，描绘出如图丙所示的U﹣I图像。老师检查后确定小霖在电流表的使用中存在疏漏，这个疏漏可能是　电流表在使用前未调零　 。 （4）解决疏漏后，小霖继续实验，当电压表示数为3V时，电流表示数如图丁所示，为　0.2　 A，则此次测得R的阻值是　15　 Ω。 （5）利用图甲中的器材，还可以完成的实验是　探究电阻一定时电流与电压关系　 （写出一个即可）。 【分析】（1）根据电路是串联电路连接电流表与电阻；； （2）闭合开关，无论怎样移动滑片P，电流表都没有示数，而电压表示数接近电源电压，说明电压表串联接入电路，据此分析电路故障； （3）根据电压为0时，电路中没有电流分析； （4）根据电流表的量程和分度值读数；根据欧姆定律计算电阻； （5）根据电路图分析。 【解答】解：（1）“伏安法”测量未知电阻阻值，电流表应该与电阻串联，如图所示： （2）闭合开关，无论怎样移动滑片P，电流表都没有示数，而电压表示数接近电源电压，说明电压表串联接入电路，则电路故障为待测电阻断路； （3）根据图像知，电压为0时，电路中没有电流，但电流表有示数，说明电流表在使用前未调零； （4）电流表接入电路的是小量程，分度值为0.02A，示数为0.2A，根据欧姆定律可得未知电阻R15Ω； （5）由于图中的电阻是不变的，故可以探究电阻一定时电流与电压关系。 故答案为： （1）； （2）断路； （3）电流表在使用前未调零； （4）0.2；15； （5）探究电阻一定时电流与电压关系。 【点评】本题主要涉及的是用“伏安法”测量未知电阻Rx的实验，考查电路连接、电流表读数、电阻计算等。 3．某小组测量标有“2.5V，0.3A”的小灯泡在不同工作状态下的电阻，设计了如图甲所示实验电路，电源两端的电压保持不变。 （1）请用笔画线表示导线将图甲中实物电路连接完整。 （2）移动滑动变阻器的滑片至最　左　 （选填“左”或“右”）端后，闭合开关，使电路中的电流在开始测量时最小。向另一端移动滑片，观察到小灯泡在电压达到0.42V时开始发光，电流表示数如图乙，此时电阻为　3.5　 Ω。 （3）根据实验数据绘制的小灯泡U﹣I图像如图丙所示，由此推断小灯泡未发光时电阻可能为　B　 。 A.0Ω B.3.1Ω C.3.5Ω D.8.3Ω （4）实验中小灯泡两端的电压从1V升高到2.5V的过程中，变阻器的阻值变化量为10Ω，则电源两端的电压为　4　 V。 【分析】（1）根据灯泡额定电压确定电压表测量范围，将电压表并联在灯泡两端； （2）为了保护电路，闭合开关前，移动滑动变阻器的滑片至阻值最大处；根据电流表选用的测量范围确定分度值读数，利用R求出此时电阻； （3）灯丝的电阻随温度的升高而增大； （4）根据图丙中的数据结合串联电路电压规律和欧姆定律列等式求出电源电压。 【解答】解：（1）小灯泡额定电压为2.5V，故电压表选用小测量范围并联在灯泡两端，如下图所示： ； （2）为了保护电路，闭合开关前，移动滑动变阻器的滑片至阻值最大处，即最左端； 由图乙可得，电流表选用小测量范围，分度值为0.02A，其示数为0.12A，此时电阻为： ； （3）根据实验数据绘制的小灯泡U﹣I图像如图丙所示，当灯泡两端电压增大，通过灯泡的电流也增大，根据P＝UI可知，灯泡实际功率的变大，温度升高，灯丝的电阻随温度的升高而增大，因此小灯泡未发光时电阻小于发光时的电阻，但大于0，可能为3.1Ω，故ACD不符合题意，B符合题意，故选：B； （4）由图得，灯泡的电压为1V时，电路电流为0.2A；灯泡的电压为2.5V时，电路电流为0.3A；灯泡的电压变大，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，设灯泡的电压为1V时，滑动变阻器接入电路中的电阻为RP，电源电压不变，则有UL1+UP1＝UL2+UP2，即1V+0.2A×RP＝2.5V+0.3A×（RP﹣10Ω）， 解得：RP＝15Ω， 则电源两端的电压为： U＝UL1+UP1＝1V+0.2A×15Ω＝4V。 故答案为：（1）；（2）左；3.5；（3）B；（4）4。 【点评】本题测小灯泡在不同工作状态下的电阻实验，考查了电路连接、注意事项、电阻的计算、影响电阻大小因素和欧姆定律的应用等知识。 4．某实验小组连接了图甲所示的电路，测量定值电阻Rx的阻值，电源电压恒为3V。 （1）图甲电路的连接有一处错误，请把接错的那一根导线找出来打“×”，用笔画线代替导线画出正确的连接。 （2）闭合开关前，为保护电路，应将滑动变阻器的滑片调至最　右　 端（选填“左”或“右”）。 （3）正确连接电路后，闭合开关，电压表指针有明显偏转，电流表示数几乎为0。若电路中只有一处故障，则发生的故障可能是　待测电阻断路　 。 （4）排除故障后，滑片P移至某处，此时电压表示数为1.5V，电流表示数如图乙所示，本次测得Rx的阻值为　5　 Ω；为减小实验误差，请写出接下来的操作过程和数据处理方法：　移动变阻器的滑片，多次测量取平均值作为测量结果　 。 （5）该探究小组对实验进一步拓展，在缺少电流表的情况下，设计了图丙实验电路来测量Rx的阻值，已知滑动变阻器的最大阻值为R0，电源电压恒定不变。实验步骤如下： ①闭合开关S，将滑动变阻器的滑片移至b端，读出电压表的示数为U1； ②再将滑动变阻器的滑片移至a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）。 【分析】（1）原电路中，电压表短路了，电压表应与电阻并联，据此改正； （2）闭合开关前，为保护电路，应将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处； （3）正确连接电路后，闭合开关，电流表示数几乎为0，电路可能断路，根据电压表指针有明显偏转分析； （4）读出电流大小，由欧姆定律得出电阻大小；为减小误差，多次测量取平均值作为测量结果。 （5）①分析闭合开关S，将滑动变阻器的滑片移至b端和a端，电压表测量的电压，根据串联电路电压的规律得出定值电阻的电压，根据分压原理得出未知电阻Rx阻值的表达式。 【解答】解：（1）原电路中，电压表短路了，电压表应与电阻并联，如下所示： ； （2）闭合开关前，为保护电路，应将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处，即最右端； （3）正确连接电路后，闭合开关，电流表示数几乎为0，电压表指针有明显偏转，电压表与电源连通，若电路中只有一处故障，则发生的故障可能是待测电阻断路。 （4）排除故障后，滑片P移至某处，此时电压表示数为1.5V，电流表示数如图乙所示，电流为0.3A，Rx5Ω； 为减小实验误差，接下来的操作过程和数据处理方法：移动变阻器的滑片，多次测量取平均值作为测量结果。 （5）①闭合开关S，将滑动变阻器的滑片移至b端，读出电压表的示数为U1；测量总电压为U1； ②再将滑动变阻器的滑片移至a端，电压表测待测电阻的电压，读出电压表的示数为U2； ③根据串联电路电压的规律，定值电阻的电压为 U0＝U1﹣U2； 根据分压原理有 未知电阻Rx阻值的表达式：Rx。 故答案为：（1）； （2）右； （3）待测电阻断路； （4）5；移动变阻器的滑片，多次测量取平均值作为测量结果； （5）。 【点评】本题测量定值电阻Rx的阻值，考查电路连接、注意事项、故障和数据分析及测量电阻的特殊方法。 5．利用如图甲所示的电路“测量小灯泡的电阻”，其中电源电压为3V且保持不变，小灯泡铭牌上标有2.5V的字样。 （1）按照图甲所示的电路图连接好实物电路，闭合开关S，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，其电路的故障可能是：　小灯泡短路　 。（正确写出一种故障情况即可得分） （2）改正电路故障后，通过移动滑动变阻器的滑片P，进行多次实验测量同时正确记录数据，并根据实验数据绘制出小灯泡的U﹣I关系图像如图乙所示。请根据图像分析：如果某次实验中测得该小灯泡的电阻为9Ω，则此时电路中滑动变阻器两端的电压　大于　 （选填“大于”“等于”或“小于”）0.5V。 （3）在缺少电流表且电源电压未知时，某同学选用阻值为R0的定值电阻（阻值已知）设计了如图丙所示电路并完成实验。实验过程如下： ①闭合S和S1，电压表的示数为U1； ②再闭合S2，电压表的示数为U2； ③则未知电阻Rx＝　　 （用字母U1、U2和R0表示）。 【分析】（1）正确连接电路后闭合开关，发现电流表有示数，说明电路是通路；电压表无示数，说明电压表并联的电路短路或电压表断路； （2）从图乙可知，小灯泡两端的电压增大时，小灯泡的电阻增大，利用欧姆定律求小灯泡正常发光时的电阻，据此确定测定小灯泡的电阻9Ω时小灯泡两端的电压与额定电压的关系，电源电压为3V，进而得出滑动变阻器两端电压； （3）闭合开关S1，断开开关S2，两电阻串联接入电路，电压表测定值电阻Rx两端的电压，闭合开关S1、S2，电阻R0被短路，电路为Rx的简单电路，电压表测电源的电压， 根据串联电路电压规律计算R0两端的电压，根据串联电路电流特点结合欧姆定律计算电路电流，根据欧姆定律计算待测电阻阻值。 【解答】解：（1）正确连接电路后闭合开关，发现小灯泡不亮，发现电流表有示数，说明电路是通路；电压表无示数，说明电压表并联的灯泡短路； （2）从图丙可知，小灯泡两端的电压增大时，小灯泡的电阻增大，小灯泡正常发光时的电阻为RL10Ω，所以测定小灯泡的电阻9Ω时，小灯泡两端的电压小于2.5V，电源电压为3V，此时滑动变阻器两端电压大于0.5V； （3）①闭合S和S1，电压表的示数为U1，待测电阻与定值电阻R0串联，电压表测量待测电阻的两端的电压； ②再闭合S2，定值电阻被短路，电压表的示数为U2，电压表测量电源电压，即电源电压为U2，回到①电路，待测电阻与定值电阻串联，定值电阻两端的电压为U0＝U2﹣U1， 则通过定值电阻的电流为I0， 根据串联电路电流处处相等，则通过待测电阻的电流为， 待测电阻的阻值为 Rx。 故答案为：（1）小灯泡短路；（2）大于；（3）。 【点评】本题考查伏安法测电阻，能根据要求利用特殊法测未知电阻阻值，熟练应用串联电路的特点和欧姆定律是解决本题的关键。 6．跨学科实践中，同学们需逐一检测一批电热丝R是否合格（完好的标准电热丝的电阻值R0＝5Ω，合格的标准为R0±10%，即0.9R0～1.1R0范围内合格）。实验器材有：电压恒为3V的电源、标准电热丝R0、待检测电热丝R、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线。 （1）某小组设计的检测电路如图﹣1所示，用笔画线表示导线，将实物图连接完整。要求：滑片P向右移动时，电路中的电流变大。 （2）该实验的测量原理是　　 。 （3）小组同学将R0接入电路试测，闭合开关，移动滑片P，电流表指针几乎不动，电压表示数约为电源电压。为排除故障，小龙检查了开关并拧紧两端接线柱，小娜则检查了R0并拧紧两端接线柱，若电路中只有一处故障，　小娜　 （选填“小龙”或“小娜”）排除故障的操作是相对科学的。 （4）试测结束，小组成员重新正确连接好电路，在某次检测时电流表和电压表的示数分别如图﹣2、图﹣3所示，则被检测的电热丝电阻值为　6　 Ω，检测结果为：该电热丝　不合格　 （选填“合格”或“不合格”）。 （5）评估实验时，有成员提出：待测电热丝数量多，每次检测都需要调节、读数和计算，太烦琐。建议用老师提供的标准电热丝R0、电源、开关和一只电表重新设计检测电路，将待检测电热丝R接入，无须任何调节，观察到指针在标示的范围内即为合格（如图﹣5中M、N间），范围外为不合格。图﹣4中电表为　电流　 表，若M、N处分别标示+10%或﹣10%，则N处应标示　﹣　 （选填“+”或“﹣”）10%。 【分析】（1）保证电路安全，在闭合开关前，应使滑动变阻器接入电路的阻值最大； （2）闭合开关，移动滑片 PP，电流表几乎没有示数，说明电路中存在断路；电压表有示数，约为电源电压，说明电压表与电源之间是连通的； （3）（4）结合电流表、电压表选用的测量范围确定分度值读数，根据欧姆定律得出被检测的电热丝电阻值，据此判断该电热丝是否合格； （5）由于图丁中电表与电阻组成串联电路，所以此处应是电流表；由于电流表盘左侧示数较小，右侧示数较大，说明 MM 处电路总电阻较大，NN 处电路总电阻较小，据此分析。 【解答】解：（1）滑动变阻器的滑片向右移动时，电路中的电流变大，说明滑动变阻器阻值是变小的，根据滑动变阻器的连接规则“一上一下”，所以必须选择右下接线柱接入电路，同时任选一个上接线柱（左上或右上均可），与待测电热丝R串联。据此作图或。 （2）在电路中测电阻实验中，在电路中用电压表测电阻两端电压，在电路中用电流表测通过电阻的电流，利用公式求出电阻的阻值，故该原理为。 （3）在电路中闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，电流表几乎没有显示示数，说明该电路是断路；电压表有示数，且数值等于电源电压，说明电压表与电源之间是连通的，所以，与电压表并联的部分断路，即定值电阻断路，所以小娜的操作可能会排除故障。 （4）由图﹣2可知，电流表选用小量程，其示数为0.3A，由图﹣3知道，电压表选用小量程，其示数为1.8V，则被检测的电热丝电阻值为 因R0＝5Ω，合格的标准为R0±10%，即4.5Ω～5.5Ω范围内合格，故该电热丝不合格。 （5）由于图﹣4中电表与电阻组成串联电路，所以此处应是电流表。 由于电流表盘左侧示数较小，右侧示数较大，说明M处电路总电阻较大，N处电路总电阻较小，所以，N处应标示﹣10%。 故答案为：（1）或 （2） （3）小娜 （4）6；不合格 （5）电流；﹣ 【点评】本题为测电阻的实验，考查了注意事项、故障分析、电流表读数、电阻的计算以及电表的使用等知识。 7．小李利用两节新干电池、电流表、电压表、定值电阻R（阻值未知）、规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器R'等器材，开展如下探究活动。 （1）请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整，要求当滑片P向右滑动时滑动变阻器接入电路的阻值变大； （2）在开关闭合前，必须将滑动变阻器滑片P移到　B　 （选填“A”或“B”）端； （3）闭合开关，发现电压表的示数为0，电流表有示数，则电路的故障可能是　C　 ； A.电阻R断路 B.滑动变阻器断路 C.电阻R短路 （4）小李通过调节滑动变阻器，获取了几组电压和电流值，如下表所示。第3次实验中电流表的示数如图乙所示，为　0.3　 A。 次数 1 2 3 4 5 电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 电流I/A 0.10 0.20 0.38 0.50 （5）分析数据可以得到结论：电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成　正　 。 （6）同组的小颖同学仔细分析数据后，认为上表中有一次数据是通过实验无法得到的，你认为是第　1　 次数据，理由是：　电流最小值不会小于0.12A　 。 （7）小李利用上表中剩下的数据计算出了电阻R的阻值为　5.1　 Ω（保留1位小数）。 【分析】（1）滑动变阻器一上一下接且滑片P向右端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，接左下接线柱； （2）闭合开关前，滑动变阻器的阻值调至最大； （3）闭合开关，电流表有示数，说明电路是通路，电压表的示数为0，可知电路故障； （4）由图示电流表确定其量程与分度值，然后读出其示数； （5）电阻一定时，导体中的电流与其两端的电压成正比； （6）求出电路中的最大电流和最小电流，据此分析； （7）将表中正确数据计算出电阻，然后求出平均值即为电阻R的阻值。 【解答】解：（1）滑片P向B端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大即远离下接线柱，故接左下接线柱，如下图所示： ； （2）闭合开关前，为了保护电路，滑动变阻器的阻值调至最大，即调至B端； （3）闭合开关，电流表有示数，说明电路是通路，电压表的示数为0，可知电压表所测部分短路，则电路故障可能是电阻R短路，故AB错误，C正确，故选C； （4）图中电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A； （5）由表中的数据可知，定值电阻的阻值为：结论是：电阻一定时，导体中的电流与其两端的电压成正比。 （6）当滑片移到阻值最小端时，电路中的电流最大为：， 当滑片移到阻值最大端时，电路中的电流最小为：， 则电路中电流范围为0.12A～0.6A，因此第1次数据不是真实测量结果，原因是电流最小值不会小于0.12A； （7）去掉第1次错误的数据，将表中正确数据计算出电阻： 5.3Ω 电阻R的阻值：5.1Ω。 故答案为：（1）； （2）B； （3）C； （4）0.3； （5）正； （6）1；电流最小值不会小于0.12A； （7）5.1。 【点评】本题考查伏安法测电阻，电路的连接、电路故障分析、实验数据分析与处理，难度适中。 8．晓华做“测定小灯泡正常发光时的电阻”实验，他将电源、待测小灯泡L（标有“2.5V”字样）、滑动变阻器R（标有“10Ω 1A”字样）、电流表、开关串联。 （1）接着他将电压表并联在小灯泡两端，闭合开关S，发现小灯泡不亮，经初步排查，发现电路中有一处开路故障，且只发生在小灯泡L或滑动变阻器R上。晓华认为，闭合开关S后，不需要移动滑片，直接观察电压表的示数可以判断具体故障。你 　A　 （选填“A支持”或“B不支持”）他的观点，请结合电压表的示数说明理由。 　若电压表电压表有示数，电路故障是灯泡L断路；若电压表无示数，电路故障是滑动变阻器断路　 。 （2）更换成完好的相同规格器材后，他将滑动变阻器滑片移至一端，使滑动变阻器接入电路的阻值最大，闭合开关，观察到电压表示数、电流表示数如图所示，此时小灯泡两端的电压为 　3　 V。 （3）为测出待测小灯泡正常发光时的电阻，晓华拆除电路，改变电源电压，更换滑动变阻器，重新连接电路进行实验，实验过程中电源电压保持不变。实验数据见表。根据晓华实验的相关信息，求小灯泡正常发光时的电阻。（需写出解答过程，计算结果精确到0.1Ω） 　8.9Ω　 。 序号 电压表示数（V） 电流表示数（A） 1 3.0 0.22 2 2.0 0.28 3 1.5 0.30 【分析】（1）小灯泡不亮，说明灯泡断路或滑动变阻器断路，据此分析； （2）根据电压表选用测量范围确定分度值读数； （3）根据表中数据判断滑动变阻器并联的位置，据此求出电源电压；根据串联电路电压规律和欧姆定律求出灯泡正常发光时的电阻。 【解答】解：（1）电压表与灯泡并联，由题意可知，小灯泡不亮，电路中有一处开路故障，且只发生在小灯泡L或滑动变阻器R上；若小灯泡开路，此时电压表与电源连通，电压表被串联在电路中，测电源电压，即电压表有示数； 若滑动变阻器开路，此时电压表与电源没有连通，电压表无示数，故可以通过观察电压表示数来判断电路故障； （2）由图可知，电压表选用小测量范围，分度值为0.1V，其示数为3V；电压表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.3A； （3）由图可知，当灯泡两端电压为3V时，通过灯泡的电流为0.3A；当更换电源和滑动变阻器，重新连接电路后，由表格数据可知，电路电流变大时，电压表示数变小，说明电压表与滑动变阻器并联，且当电路电流为0.3A时，滑动变阻器两端的电压为U滑＝1.5V，则电源电压为U＝U滑+U′L＝1.5V+3V＝4.5V； 由串联电路电压特点可知，当滑动变阻器两端的电压为U′滑＝U﹣UL＝4.5V﹣2.5V＝2V时，灯泡正常发光，由表格数据可知，此时电路电流，即灯泡的正常发光时电流为I＝IL＝0.28A， 则灯泡正常发光时的电阻为： 。 故答案为：（1）A；若电压表电压表有示数，电路故障是灯泡L断路；若电压表无示数，电路故障是滑动变阻器断路；（2）3；（3）8.9Ω。 【点评】本题测小灯泡正常发光时的电阻实验，考查了故障分析、电表读数、电阻的计算和欧姆定律的应用等知识。 9．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小明正准备接入最后一根导线（图中的虚线），请指出小明在连接电路时存在的不妥之处是　开关未断开　 ； ②电路改正正确后，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　12.5　 Ω； （2）小明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a位置中，b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，下同），读出电阻箱的示数为R1； ③将开关S2按“2”接线柱，仅调节电阻箱，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＝　　 ； 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，则所测的电阻Rx阻值　小于　 （选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。 （3）小明用10Ω定值电阻R0和另一个额定电压为5V的灯泡L串联接在电源电压未知的电路中，电路图及灯泡的I﹣U关系图像如图丁所示。闭合开关S，灯泡的实际功率为其额定功率的1/2，则电源电压为　8　 V。 【分析】（1）①为保护电路，连接电路时，开关要断开； ②根据电流表选用小量程确定分度值读数，由欧姆定律得出灯泡正常发光时的电阻； （2）要测Rx的阻值，首先要使Rx与灯泡串联；调节变阻器R，使电流表示数为I，通过开关的转换，调节电阻箱R0，保持电流不变，根据等效替代法结合电阻的串联进行分析回答；灯泡的电阻受温度的影响； （3）由灯泡的I﹣U关系图像可知灯在额定电压下的电流为0.6A，得出灯的额定功率；由图知，当灯的实际电压为3V时，对应的电流为0.5A，易知灯的实际功率为1.5W，确定此时电路的电流大小，由欧姆定律及串联电路电压的规律得出电源电压。 【解答】解：（1）①为保护电路，连接电路时，开关要断开，小明在连接电路时存在的不妥之处是开关未断开； ②电路改正正确后，正确操作，当电压表示数是2.5V，电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程分度值0.02A，其示数为0.2A，小灯泡正常发光时的电阻为： R12.5Ω； （2）①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，读出电阻箱的示数为R1； ③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I，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I，读出此时电阻箱的示数为R2；此时灯泡正常发光，由P＝UI可知，灯泡的电阻为： RL， 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： R1＝Rx+RL+R2，解得：Rx＝R1﹣R2； ⑤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，即所测的电阻Rx阻值小于真实值。 （3）小明用10Ω定值电阻R0和另一个额定电压为5V的灯泡L串联接在电源电压未知的电路中，由灯泡的I﹣U关系图像可知，灯在额定电压下的电流为0.6A，故灯的额定功率为 P灯＝U灯I灯＝5V×0.6A＝3W 由图知，当灯的实际电压为3V时，对应的电流为0.5A，易知灯的实际功率为1.5W，为额定功率的二分之一，故此时电路的电流为0.5A，由欧姆定律及串联电路电压的规律可知电源电压为U总＝U0+U实＝I0R0+U实＝0.5A×10Ω+3V＝8V； 故答案为：（1）①开关未断开； ②12.5； （2）； ；小于； （3）8。 【点评】本题测小灯泡L1的额定功率和Rx的阻值，考查了电路连接、电流表读数、欧姆定律和功率公式的应用及等效替代法和欧姆定律的运用等知识，综合性较强，有一定难度。 10.（5）若要测一个小灯泡正常工作时（两端电压为UL）的电阻，电源电压U不变，定值电阻R的阻值已知。在不改变电路连接的情况下，下列电路能实现的是　C　 。 （6）实验结束后，应先 　断开开关　 ，拆除 　电源　 两端导线，再拆除其他导线并整理器材。 （7）同桌小红找来另一只小灯泡进行实验，电路连接正确且各元件均可正常使用，在实验中闭合开关，无论怎样移动滑片，电压表示数始终达不到小灯泡的额定电压，可能的原因是　电源电压太低　 ，改变这种现象可以采取的措施是　更换电压更大的电源　 。 11.小辉用如下器材测量小灯泡的电阻：待测小灯泡（额定电压为2.5V）、稳压电源3V。电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。实验电路如图甲所示，根据实验数据描点连线绘制的小灯泡的I﹣U图像如图乙所示。 （2）为保证实验顺利进行，应选用规格为　B　 （填选项字母）的滑动变阻器。 A.“10Ω 0.5A” B.“50Ω 0.5A” C.“10Ω 0.2A” （3）例如家里的白炽灯在刚开灯的瞬间，灯丝　容易　 （选填“容易”或“不容易”）烧断。 第1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 测量类学生必做实验（一）用电流表和电压表测量电阻 一．实验探究题 1．某学习小组要测量一个定值电阻的阻值，进行了下列实验。 （1）根据如图1所示的电路图用笔画线代替导线，将如图2所示的实物图补充完整（导线不允许交叉）。 （2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应滑到最　 　 （选填“左”或“右”）端，其目的是　 　 。 （3）闭合开关S后，发现电流表几乎没有示数，电压表示数接近电源电压，若电路中仅有一个元件存在故障，则发生故障的元件及故障原因是　 　 。 （4）排除故障后继续实验，多次改变滑片P的位置，将电压表和电流表对应的示数记录在表格中。 次数 1 2 3 4 5 6 …… 电压/V 2.7 2.5 2.2 2.0 ① 1.1 电流/A 0.54 0.50 0.44 0.40 0.32 0.22 表格中①对应的电压表指针位置如图3所示，电压值为　 　 V。若将Rx直接接在3V电源两端，接通电源后，10s内产生的热量为　 　 J。 【拓展】在接下来的实验中，小组连接的电路如图4所示。R0是阻值为10Ω的定值电阻，滑动变阻器R1标有“40Ω，0.5A”，电压表接0～15V测量范围，电流表接0～0.6A测量范围，电源电压在8～12.5V范围内可以连续调节。当电源电压在可调范围内调到任意电压值时，移动滑动变阻器的滑片P，在保证电路安全的条件下，要求电压表和电流表的示数都不小于所接测量范围最大值的三分之一。则满足要求的滑动变阻器接入电路阻值的最大范围为　 　 Ω。 2．小霖为了用“伏安法”测量未知电阻阻值，利用滑动变阻器（50Ω 1A）、定值电阻约15Ω、电压表、电源（电压保持不变）等器材，设计了如图甲所示的电路图。 （3）排除故障后，小霖多次测量并记录数据，描绘出如图丙所示的U﹣I图像。老师检查后确定小霖在电流表的使用中存在疏漏，这个疏漏可能是　 　 。 3．某小组测量标有“2.5V，0.3A”的小灯泡在不同工作状态下的电阻，设计了如图甲所示实验电路，电源两端的电压保持不变。 （1）请用笔画线表示导线将图甲中实物电路连接完整。 （3）根据实验数据绘制的小灯泡U﹣I图像如图丙所示，由此推断小灯泡未发光时电阻可能为　 　 。 A.0Ω B.3.1Ω C.3.5Ω D.8.3Ω （4） 实验中小灯泡两端的电压从1V升高到2.5V的过程中，变阻器的阻值变化量为10Ω，则电源两端的电压为　 　 V。 4．某实验小组连接了图甲所示的电路，测量定值电阻Rx的阻值，电源电压恒为3V。 （1）图甲电路的连接有一处错误，请把接错的那一根导线找出来打“×”，用笔画线代替导线画出正确的连接。 （4）为减小实验误差，请写出接下来的操作过程和数据处理方法：　 　 。 （5）该探究小组对实验进一步拓展，在缺少电流表的情况下，设计了图丙实验电路来测量Rx的阻值，已知滑动变阻器的最大阻值为R0，电源电压恒定不变。实验步骤如下： ①闭合开关S，将滑动变阻器的滑片移至b端，读出电压表的示数为U1； ②再将滑动变阻器的滑片移至a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）。 第 4题图 第5题图 5．利用如图甲所示的电路“测量小灯泡的电阻”，其中电源电压为3V且保持不变，小灯泡铭牌上标有2.5V的字样。 （1）按照图甲所示的电路图连接好实物电路，闭合开关S，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，其电路的故障可能是：　 　 。（正确写出一种故障情况即可得分） （2）改正故障后，移动滑片P，进行多次实验测量同时正确记录数据，根据实验数据绘制出小灯泡的U﹣I关系图像如图乙。根据图像分析：如果某次实验中测得该小灯泡的电阻为9Ω，则此时电路中滑动变阻器两端的电压　 　 （选填“大于”“等于”或“小于”）0.5V。 （3）在缺少电流表且电源电压未知时，某同学选用阻值为R0的定值电阻（阻值已知）设计了如图丙所示电路并完成实验。实验过程如下： ①闭合S和S1，电压表的示数为U1； ②再闭合S2，电压表的示数为U2； ③则未知电阻Rx＝　 　 （用字母U1、U2和R0表示）。 6．跨学科实践中，同学们需逐一检测一批电热丝R是否合格（完好的标准电热丝的电阻值R0＝5Ω，合格的标准为R0±10%，即0.9R0～1.1R0范围内合格）。实验器材有：电压恒为3V的电源、标准电热丝R0、待检测电热丝R、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线。 （2）该实验的测量原理是　 　 。 （3）小组同学将R0接入电路试测，闭合开关，移动滑片P，电流表指针几乎不动，电压表示数约为电源电压。为排除故障，小龙检查了开关并拧紧两端接线柱，小娜则检查了R0并拧紧两端接线柱，若电路中只有一处故障，　 　（选填“小龙”或“小娜”）排除故障的操作是相对科学的。 （4）试测结束，小组成员重新正确连接好电路，在某次检测时电流表和电压表的示数分别如图﹣2、图﹣3所示，则被检测的电热丝电阻值为　 Ω，检测结果为：该电热丝　 　（选填“合格”或“不合格”）。 （5）评估实验时，有成员提出：待测电热丝数量多，每次检测都需要调节、读数和计算，太烦琐。建议用老师提供的标准电热丝R0、电源、开关和一只电表重新设计检测电路，将待检测电热丝R接入，无须任何调节，观察到指针在标示的范围内即为合格（如图﹣5中M、N间），范围外为不合格。图﹣4中电表为　 　表，若M、N处分别标示+10%或﹣10%，则N处应标示　 　（选填“+”或“﹣”）10%。 7．小李利用两节新干电池、电流表、电压表、定值电阻R（阻值未知）、规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器R'等器材，开展如下探究活动。 （4）小李通过调节滑动变阻器，获取了几组电压和电流值，如下表所示。 次数 1 2 3 4 5 电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 电流I/A 0.10 0.20 0.38 0.50 （6）同组的小颖同学仔细分析数据后，认为上表中有一次数据是通过实验无法得到的，你认为是第　 　 次数据，理由是：　 　 。 （7）小李利用上表中剩下的数据计算出了电阻R的阻值为　 　 Ω（保留1位小数）。 8．晓华做“测定小灯泡正常发光时的电阻”实验，他将电源、待测小灯泡L（标有“2.5V”字样）、滑动变阻器R（标有“10Ω 1A”字样）、电流表、开关串联。 （1）接着他将电压表并联在小灯泡两端，闭合开关S，发现小灯泡不亮，经初步排查，发现电路中有一处开路故障，且只发生在小灯泡L或滑动变阻器R上。晓华认为，闭合开关S后，不需要移动滑片，直接观察电压表的示数可以判断具体故障。你 　 　 （选填“A支持”或“B不支持”）他的观点，请结合电压表的示数说明理由。 　 　 。 （2）更换成完好的相同规格器材后，他将滑动变阻器滑片移至一端，使滑动变阻器接入电路的阻值最大，闭合开关，观察到电压表示数、电流表示数如图所示，此时小灯泡两端的电压为 　 　 V。 （3）为测出待测小灯泡正常发光时的电阻，晓华拆除电路，改变电源电压，更换滑动变阻器，重新连接电路进行实验，实验过程中电源电压保持不变。实验数据见表。根据晓华实验的相关信息，求小灯泡正常发光时的电阻。（需写出解答过程，计算结果精确到0.1Ω） 　 　 。 序号 电压表示数（V） 电流表示数（A） 1 3.0 0.22 2 2.0 0.28 3 1.5 0.30 9．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）①小明正准备接入最后一根导线（图中的虚线），请指出小明在连接电路时存在的不妥之处是　 　 ； （2）小明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a位置中，b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，下同），读出电阻箱的示数为R1； ③将开关S2按“2”接线柱，仅调节电阻箱，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＝　 　； 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，则所测的电阻Rx阻值　 （选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。 （3）小明用10Ω定值电阻R0和另一个额定电压为5V的灯泡L串联接在电源电压未知的电路中，电路图及灯泡的I﹣U关系图像如图丁所示。闭合开关S，灯泡的实际功率为其额定功率的1/2，则电源电压为　 　 V。 10．（5）若要测一个小灯泡正常工作时（两端电压为UL）的电阻，电源电压U不变，定值电阻R的阻值已知。在不改变电路连接的情况下，下列电路能实现的是　 　。 （6）实验结束后，应先 　 　 ，拆除 　 　 两端导线，再拆除其他导线并整理器材。 （7）同桌小红找来另一只小灯泡进行实验，电路连接正确且各元件均可正常使用，在实验中闭合开关，无论怎样移动滑片，电压表示数始终达不到小灯泡的额定电压，可能的原因是　 　 ，改变这种现象可以采取的措施是　 　 。 11.测量小灯泡的电阻：待测小灯泡（额定电压为2.5V）、稳压电源3V。电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。实验电路如图甲，根据数据描点连线绘制的小灯泡的I﹣U图像如图乙。 （2）为保证实验顺利进行，应选用规格为　 　 （填选项字母）的滑动变阻器。 A.“10Ω 0.5A” B.“50Ω 0.5A” C.“10Ω 0.2A” （3）家里的白炽灯在刚开灯的瞬间，灯丝　 　 （选填“容易”或“不容易”）烧断。 第1页 学科网（北京）股份有限公司 $