03特殊方法测电阻(双安法、双伏法)-2026年中考物理二轮电磁学实验专题【难点突破】
2026-05-26
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 电阻的测量 |
| 使用场景 | 中考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 8.54 MB |
| 发布时间 | 2026-05-26 |
| 更新时间 | 2026-05-26 |
| 作者 | 瞌睡虫xmu |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-26 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58061573.html |
| 价格 | 0.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦双安法、双伏法等特殊测电阻方法,通过14道实验题构建从基础操作到创新设计的方法体系,强化科学探究与科学思维
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|基础操作与故障分析|4题|滑动变阻器调节、断路/短路判断|仪器使用→电路状态分析→实验规范|
|特殊方法应用|6题|双伏法分压、电阻箱替代法|串联分压原理→特殊测量方案→误差控制|
|数据处理与图像分析|4题|I-U图像解读、多次测量求平均值|实验数据→规律总结→结果评估|
内容正文:
03 特殊方法测电阻(双安法、双伏法) -2026届中考物理二轮电磁学实验专题【难点突破】
一、实验题
1.小灯泡工作时的电阻会随着温度升高而增大,为测量额定电压为2.0V的小灯泡正常发光时的电阻,某同学用两节干电池、两个电压表、滑动变阻器和阻值为1.0Ω的定值电阻等器材,连接成如图甲所示的电路进行实验。
(1)正确连接电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑到最_______(选填“左”或“右”)端;
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,发现灯泡始终不亮,两个电压表示数相等且不为零,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,调节滑动变阻器,使一个电压表的示数达到2.0V,另一个电压表的示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为________Ω;
(4)将直接与灯泡并联的电压表示数记为U1,另一电压表示数记为U2,当滑动变阻器的滑片从最右端向最左端移动的过程中,以下U2与U1的变化关系图像可能是________。(选填序号)
A. B.
C. D.
2.利用图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值,阻值大约为5Ω.
(])请你根据电路图用笔画线代导线,将图乙的实验电路连接完整.
( )
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于______端(选填“A”或“B”).
(3)闭合开关,发现电压表和电流表均无示数.小芳利用另一只完好的电压表进行检测,把电压表分别接在a、b之间和b、c之间,电压表均有示数;接在a、c之间,电压表无示数.如果电路连接完好,只有一个元件有故障,该故障是______.
(4)排除故障后,调节滑动变阻器,记录多组数据.画出了待测电阻Rx的I-U图象,如图丙所示.由图象可得Rx=______Ω.
(5)如图丁所示的实验电路图,不能够得出定值电阻Rx阻值的电路是______.
3.小明同学在“探究通过导体的电流与电阻的关系”时,他用如图所示的电路进行实验,可供选择的定值电阻R分别为:2.5Ω、5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。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“15Ω 1A”。
(1)图中有一根导线连接错误,请在该导线上画×并在图上改正。(所画的导线用实线且不能交叉)_____;
(2)改正错误后,闭合开关,小明发现电流表示数为0,电压表示数很大,故障原因可能是_______;
(3)实验中,不能被选用的电阻R为_______Ω;
实验次数
1
2
3
4
电阻R/Ω
5
10
15
20
电流I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
(4)小明记录实验数据如表所示:分析实验数据可得实验结论是:_______;
(5)为了保证选用的电阻R均能正常进行实验,电源电压的控制范围是_______V到_______V;
(6)另一组同学用图乙所示的电路可以测出Rx2的阻值。图中有两只阻值已知分别为R1和R2的定值电阻,R0为电阻箱,电源电压恒定但未知。
①只闭合S1,记录电压表V1的示数U;
②只闭合S2,调整电阻箱的阻值,使电压表V2的示数_______,记录此时电阻箱的阻值R;
③则Rx2=_______。(用题中已知的物理量字母表示)
4.小明在“探究通过导体的电流和导体电阻的关系”实验中,准备了下列器材:电源(电压恒定但未知),电压表,电流表,滑动变阻器(规格未知),阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、25Ω的定值电阻,导线,开关等。
(1)小明按图(a)连接好电路,发现其中有一处错误,请你在接错的导线上画“×”,并补画出正确的连线;___________
(2)接下来,小明用正确的电路进行实验,闭合开关后,发现电流表、电压表都没有示数,如果两表均完好,则故障可能是___________。排除故障后,按照正确的操作步骤完成了实验,实验数据记录如下表;
R/Ω
5
10
20
25
I/A
0.4
0.2
0.1
0.08
根据以上数据可知,实验中电压表的示数控制为___________V不变,得到的实验结论是:___________;
(3)图(b)甲、乙是小明在探究过程中根据实验数据绘制的图像,其中表示电压一定时,电流随电阻变化的图像是___________(选填“甲”或“乙”);
(4)小明做实验时发现更换25Ω的电阻后,刚闭合开关就能读取数据,在不改变电流表量程的情况下,为了确保电路安全且用以上四个定值电阻都能完成实验,实验时应控制电压表示数在___________范围内且保持不变;
(5)在使用5Ω和25Ω的定值电阻进行实验过程中,读取数据时,滑动变阻器的电功率之比为___________。
(6)小明继续进行了实验创新,利用阻值为R0的定值电阻和电流表A1、A2等器材,测出了额定电压为U额的小灯泡L正常发光时的电阻,小组成员共同设计了如c图所示的电路。经检查无误后进行实验。请你帮助他们将实验过程补充完整:
①闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电流表___________(选填“A1”或“A2”)的示数为,同时记下另一个电流表的示数,记为I2;
②用已知物理量和测量量的符号表示出小灯泡L正常发光时的电阻RL=___________。
5.在“伏安法测电阻”的实验中,小梦同学连接了如图甲所示的电路(电路元件完好,电源电压恒定,滑动变阻器最大阻值为R,接线柱接线牢固)。
(1)连接电路过程中开关应该_____,开关闭合前滑片滑到_____处;
(2)检查电路,发现有一处连接错误,请指出连接错误的导线是_____(填“a”“b”“e”或“d”);
(3)纠正错误后,闭合开关,测得几组数据如表;
实验序号
1
2
3
电压U/V
1.5
2.1
2.8
电流I/A
1.10
0.14
电阻R/Ω
15.0
15.0
第3次实验时电流表示数如图乙所示,电流表的示数为_____A。第3次实验后,算出的电阻值是_____,待测电阻值为_____Ω;
(4)实验结束后老师组织大家做延伸实验,他把A组的电流表给了B组,把B组的电压表给了A组,让A、B组利用现有器材完成测量电阻的实验设计,如果你在其中一个组,请把设计的电路图画在图丙的虚线框内_____。
6.小组一利用如图所示甲测量未知电阻Rx的阻值。
(1)在甲图中,请用导线连接电阻的a接线柱与滑动变阻器的______(选填“b”、“c”或“d”)接线柱,要求滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表示数变大;
(2)开关闭合前,小亮发现电流表的指针在零刻度线左侧,如图乙所示,若不调零,改变滑动变阻器阻值,测得电压表、电流表示数分别为U1、U2、I1、I2,若用作为Rx的测量结果与真实值比较,Rx的测量值______,若用作为测量结果,Rx的测量值______(均选填“偏大”、“偏小”或“无影响”);电流表调零后,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;
小组二利用如图丁的电路测量定值电阻Rₓ的阻值,电阻箱Ra与Rb的阻值可以读取;
(3)小明将Ra调至0,适当调整Rb,读得电压表示数为Ua、Ub,则Rx=______;
(4)小华将Ra调至______,调整Rb,直至______,则Rx=Rb;
(5)小红将电阻箱Ra和Rb进行了两次调整,电压表Va和Vb的读数为Ua和Ub,但均忘记记录Ra的阻值,只知道其中一次的Ra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
Ua/V
Ub/V
Ra/Ω
Rb/Ω
①
1
8
40
②
3
6
16
7.各小组用如图所示的电路测量定值电阻的阻值,所用器材规格不完全相同。
(1)第一小组将调至0,调至,电压表示数,,则_________;
(2)第二小组将调至__________,调整,直至________,则;
(3)第三小组将电阻箱和分别调至和,电压表和的电压分别为和,用表示的阻值为_________,为了多次测量减小误差_________;
A.必须同时改变和
B.只能改变电阻大小
C.只能改变电阻大小
D.改变和其中一个,或两个同时改变
(4)第四小组用第三小组的方案进行了两次测量,但均忘记记录的阻值,只知道其中一次的阻值是另一次的2倍,请根据表格中的数据计算出的阻值为_________。
序号
①
1
8
40
②
3
6
16
8.探究电流与电压的关系。用到的实验器材有:电压表、电流表、三种不同规格的滑动变阻器(A:“10Ω 1.5A”、 B:“20Ω 1A”、 C:“50Ω 1A”)、开关、新干电池三节、定值电阻的阻值是10Ω、导线若干。
(1)小明连接成的电路如图甲所示,他连接的电路中存在连线错误,只需改动一根导线,即可使连线正确。请在接错的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法______;
(2)排除故障后实验时,闭合开关前,小红发现电压表示数如图乙所示,接下来他要对电压表进行的操作是:______;
(3)小明在实验中通过调节滑动变阻器滑片,测出通过电阻R的不同电流和对应的电压值,如表所示:要测出表格中的实验数据,实验时所用的滑动变阻器规格为______(选填规格的编号即可),通过上表中的数据,我们可以得出的结论是:______;
U/V
1.0
2.0
3.0
I/A
0.1
0.2
0.3
(4)实验小组的张同学只用了其中的电源、电压表和定值电阻(可用R0表示)及导线和开关测出了实验室中的一个标牌糢糊的滑动变阻器的最大值Rx,
①请你画出他测量时的电路图,并请把你设计的电路图在虚线框内______;
②简述实验过程中要测量的物理量并用相应字母表示:______;______;
③Rx=______(用已知量和测量量的字母表示表示)。
9.现有下列器材:学生电源(6V),电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω、25Ω各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干,利用这些器材探究“电压不变时,电流与电阻的关系”。
(1)如图所示,有一组同学接错了一根导线,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线______;
(2)正确连接电路后进行实验,依次接入四个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数。利用描点法,得到如图所示的电流随电阻R变化的图像,由图像可以得出结论:______;
(3)上述实验中,小明用5Ω的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换为10Ω的电阻接入电路,闭合开关,应该向______(选填“A”或“B”)端移动滑片,使电压表示数为______V时,读出电流表的示数;
(4)小明同学在实验室借了甲:“10Ω;1.5A”、乙:“20Ω;1.2A”、丙:“50Ω;1A”三个滑动变阻器,你认为他完成上述实验所使用的滑动变阻器是:______(选填“甲”或“乙”、“丙”)理由是______;
(5)实验完毕,小明又用一节干电池和已知电阻R0,设计了如图所示的电路测出了未知电阻Rx的阻值。请你补全如下步骤:
①先闭合开关S1,读出电压表的示数为U1;
②再闭合开关S2,读出电压表的示数为U2;
③Rx的表达式是______。
10.用如图所示的电路来测量未知电阻Rx的阻值,R0阻值已知。
(1)将实验过程补充完整:
a.对照电路图连接好电路,并将滑动变阻器的滑片滑至阻值最大处;
b.闭合开关,______;
c.断开开关,整理器材。
(2)用测量所得的物理量和已知量符号表示出待测电阻Rx=______。
11.某同学为了探究“电流与电压、电阻的关系”,设计了如图甲的实验电路,她在实验室找到如下实验器材:电压恒为3V的电源,电流表、电压表各一只,一个开关,阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、30Ω、60Ω的定值电阻各一个,“10Ω 1A”“20Ω 1.5A”“30Ω 2A”三种规格的滑动变阻器,导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图乙中的实物连接完整。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器滑片滑到最_____端(选填“左”或“右);
(3)闭合开关,同学发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转,原因可能是_____;
(4)故障排除后,同学首先“探究电流与电阻关系”,先把10Ω的电阻接入电路,移动滑变阻器滑片,使电压表示数为2V,读出电流表示数后,断开开关,她拆下10Ω的电阻,改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验,接下来她应将变阻器滑片向_____端(选填“左”或“右”)移动。使用所有定值电阻完成这次探究实验,应选择滑动变阻器的规格为_____;
(5)实验结束后,某同学向老师提出可以用小灯泡来代替定值电阻,进行“电流与电压关系”的实验探究,老师指出这个实验操作是不可行的,原因是_____;
(6)同组同学利用上述实验电路,又完成了“测未知电阻Rx的阻值”实验
(A)将待测电阻Rx接入电路,移动滑动变阻器滑片。记录电流表、电压表的示数。
(B)把第三次测量时,图丙所示的电压表示数填入表中相应的位置。
实验次数
电压/V
电流/A
1
1.2
0.24
2
1.8
0.36
3
_____
0.48
(C)处理表中记录的各次实验数据,得出未知电阻Rx的阻值为_____Ω;
(D)另有同学设计了下列二种测量方案,方案中定值电阻的阻值为R0;
①方案一的电路中,闭合开关S,如果电压V1、V2的读数分别为U1、U2,则电Rx的阻值表达式Rx=_____;
②方案二的电路中,闭合开关S,如果电流A1、A2的读数分别I1和I2,则电Rx的阻值表达式Rx=_____。
12.小明在探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:三节新的干电池(总电压为4.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样)、定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω),开关一个,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整,要求:滑片P向B端移动时电流表示数变小______;
(2)正确连接电路,将滑动变阻器阻值调至最大后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,则电路的故障可能是______(写出一种即可);
(3)排除故障后,将定值电阻由5Ω更换为10Ω时,应向______(选填“A”或“B”)端适当调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数保持3V不变;
(4)图乙是根据实验数据画出的定值电阻的I-R图像,由此可得结论:当电压一定时,______;
(5)小明同学继续探究,再次换接50Ω的定值电阻后,发现无论怎样移动滑片P,都不能使电压表示数达到3V,为了完成这次实验,他采取的措施可行的是______(填字母);
A.调高电源电压 B.再串联一个10Ω的电阻
(6)完成上述实验后,小明又设计了如图丙所示的电路测量未知电阻的阻值,定值电阻的阻值已知。
①图丙电路中虚线框内的元件组合相当于一个______表;
②闭合开关S,调节滑片P的位置,读出此时电压表V和的示数分别为和;
③未知电阻______(用测量和已知量符号表示)。
13.小青小组利用如图甲所示电路进行电学实验,选用的电源电压为4.5V,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。
(1)小青按图甲所示电路图正确连接电路,闭合开关,电压表示数为1.6V,电流表示数如图乙所示为______A,则被测电阻R为______Ω。然后她移动滑动变阻器的滑片进行多次实验,这是为了______;
(2)若考虑电压表的内阻影响,所测阻值会偏______;
(3)将定值电阻R换成额定电压为2.5V的小灯泡进行实验,根据实验数据绘制的图象如图丙所示。分析图象可知:小灯泡的额定功率为______W;通过小灯泡的电流与其两端电压不成正比,其原因是______;
(4)小凌想利用图甲的实验方案测量阻值约为200Ω的未知电阻,小青说不可行,你认为理由是______。若再给你一个电阻箱,请在方框内设计一个可行的实验方案的电路图______。
14.利用如图甲所示电路测量小灯泡正常发光时的电阻。已知电源电压为6V,R0的阻值为10Ω,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)若闭合开关,滑片向左移动,小灯泡变暗,请用笔画线代替导线,将图甲中的电路正确连接______,导线不要交叉。闭合开关前,需将滑片移至______(填“A”或“B”)端;
(2)闭合开关,移动滑片,发现小灯泡不发光,电压表V1示数接近电源电压,电压表V2无示数(接线均完好,导线无断路),故障原因可能是______;
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片,电压表V2示数如图乙所示为______Ⅴ,此时通过小灯泡的电流为______A;
(4)继续移动滑片,当电压表V1示数为5V时,小灯泡正常发光,此时小灯泡的电阻为______Ω。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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《03 特殊方法测电阻(双安法、双伏法) -2026届中考物理二轮电磁学实验专题【难点突破】》参考答案
1.(1)右
(2)灯泡断路
(3)4
(4)C
【详解】(1)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑到阻值最大处,即最右端。
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,发现灯泡始终不亮,说明电路可能断路,两个电压表示数相等且不为零,说明电压表与电源连通,电压表被串联在电路中,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即故障可能是灯泡断路。
(3)由图甲可知,灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联,其中一个电压表测灯泡两端电压,另一个电压表测灯泡和定值电阻两端电压,由图乙可知,另一个电压表选用小测量范围,分度值0.1V,其示数为2.5V,说明此时灯泡两端电压为2.0V,灯泡正常发光,根据串联电路电压规律,定值电阻两端电压为
根据串联电路电流特点,灯泡额定电流为
则小灯泡正常发光时的电阻为
(4)将直接与灯泡并联的电压表示数记为U1,另一电压表示数记为U2,根据串联电路电压规律,,当滑动变阻器的滑片从最右端向最左端移动的过程中,滑动变阻器阻值变小,电路中电流变大,由得
当电流变大时,灯泡电阻会变大,会变小,则的值也会变小,所以U2与U1的变化关系图像为向U1轴靠近的曲线,故ABD错误,C正确。
故选C。
2. 见解析所示 B 滑动变阻器断路 4 B
【详解】第一空.由甲图可知电流表与电阻Rx串联,由图丙可知电路最大电流为0.6A,因此应选择0~0.6A量程接线柱连接,则实物图如下:
;
第二空.闭合开关前为保证电路用电器安全应将滑动变阻器调至最大阻值,即应将滑动变阻器的滑片置于B端;
第三空.闭合开关,电压表和电流表均无示数,说明电路故障为断路,把电压表分别接在a、b之间,电压表与电源串联,有示数说明a、b之间无故障;接在a、c之间,电压表无示数,说明a、c段被断路,b、c之间,电压表有示数,说明不是a、c段断路,因此,故障出现在b、c之间的滑动变阻器上,即滑动变阻器断路;
第四空.由图丙可知电压为2V时,电流为0.5A,则Rx阻值为:
;
第五空.由欧姆定律 知要得到Rx阻值需要知道其两端的电压和电流,A图R与Rx串联,电压表测电源电压,电流表测电路电流,由电流表示数乘以R阻值,即可得R两端电压,由串联分压可得,电源电压减R两端电压,即可得Rx两端电压,Rx两端电压除以电路电流即可得Rx阻值;B图R与Rx并联,电压表测电源电压,电流表测R支路电流,由并联电路各支路电压等于总电压可得Rx两端电压,但不知道电流,因此不可得Rx阻值;C图R与Rx并联,电流表分测R支路电流和干路电流,由并联分流可知用干路电流减R支路电流可得Rx支路电流,用R支路电流乘以R电阻,即可得R支路电压,因为并联电路各支路电压等于总电压,所以Rx支路电压等于R支路电压,即可得Rx阻值;D图滑动变阻器与Rx串联,电压表测滑动变阻器电压,电流表测电路电流,将变阻器滑片移动到任意位置此时记录电压表示数为U1,电流表示数为I1,由串联分压可知:
即
①
改变变阻器滑片位置,记录电压表示数为U2,电流表示数为I2,由串联分压可知:
即
②
联立①②两式,即可得Rx阻值.
3.(1)
(2)R断路
(3)2.5
(4)电压一定时,电流和电阻成反比
(5) 3 4.8
(6) 为U
【详解】(1)电流表和滑动变阻器和电阻应该串联,电压表应并联在定值电阻的两端,如图所示:
(2)闭合开关后,小明发现电流表示数为0,电路可能断路,电压表示数很大,则电压表与电源连通,故障原因可能R断路。
(3)当电压表示数U1=3V,若用R1=2.5Ω电阻,由欧姆定律可知,电路中的电流为
滑动变阻器的规格为“15Ω 1A”,表示变阻器允许通过的最大电流为1A,故2.5Ω电阻不能用。
(4)横向分析实验数据知,电阻增大为原来的几倍,通过的电流减小为原来的几分之一,故可得实验结论是:电阻两端的电压一定时,导体的电流与电阻成反比。
(5)[1][2]实验中电阻R两端的电压始终保持3V不变,故电源电压最小为3V;由题意知,滑动变阻器的最大阻值为15Ω,定值电阻的最大电阻为25Ω,由串联电路的规律及分压原理有
方程左边为一定值,故右边也为一定值,当变阻器连入电路的电阻最大时,对应的定值电阻应最大,此时电源电压最大,即
代入数据解得
U=4.8V
所以电源的电压只能在3V到4.8V之间。
(6)[1][2]由电路图可知,只闭合S1,此时未知电阻Rx2与R1串联,电压表V1测Rx2两端电压,此时电压表V1的示数U;只闭合S2,此时R2与电阻箱串联,电压表V2测电阻箱两端电压,若调整电阻箱的阻值,使电压表V2的示数也为U,记录此时电阻箱的阻值R;根据串联电路电压的特点可知,则两种情况下R1和R2两端的电压相同,则
所以
4. 滑动变阻器断路 2 当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 甲 2V~3V 5︰1 A2
【详解】(1)[1]原电路图中,滑动变阻器没有接入电路中是错误的,滑动变阻器应上下各选一个接线柱串联在电路中,如图所示:
(2)[2]闭合开关后,发现电流表没有示数,说明电路可能断路;电压表没有示数,说明电压表没有与电源连通,即电压表与电源之间存在断路,若两表均完好,则故障可能是滑动变阻器断路。
[3][4]由表中数据可知,电流与电阻的乘积为
Uv=IR=0.4A×5Ω=0.2A×10Ω=0.1A×20Ω=0.08A×25Ω=2V
为一定值,故得到的实验结论是:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(3)[5]由(2)可知,当电压一-定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,其I -R图像 应该是一条反比例图像,故选甲。
(4)[6]因为25Ω电阻的阻值最大,因此当25Ω接入电路时,电压表示数刚好为2V,说明25Ω两端的最小电压为2V,因此为了用以上四个定值电阻完成实验且确保电路安全,应控制电压表示数大于2V范围内,由图(a)可知,电流表的量程为0~0.6A,因此定值电阻两端允许的最大电压
U最大=I最大R1=0.6A×5Ω=3V
故实验时应控制电压表示数在2V~3V范围内且保持不变。
(5)[7]根据表中数据可知,当5Ω接入电路时,电路电流为0.4A;当25Ω接入电路时,电路电流为0.08A;因为定值电阻两端电压相等。电源电压不变,因此滑动变阻器两端电压也相等,由P=UI可得,滑动变阻器消耗的电功率之比
P1︰P4=I1︰I4=0.4A︰0.08A=5︰1
(6)[8][9]由图可知小灯泡和R0的定值电阻并联,小灯泡L正常发光时,R0的定值电阻两端电压也为U额,电流为,即为A2所测的R0的电流;A1所测的是干路电流为I2,根据并联电路电路分流的特点,小灯泡L正常发光时的电流
小灯泡L正常发光时的电阻
5. 断开 电阻最大 d 0.18 15.6Ω 15.2 见解析
【详解】(1)[1][2]连接电路时,为了防止电路元件损坏,开关应处于断开状态,为了保护电路,滑动变阻器滑到最大阻值处。
(2)[3]由实物图知,电压表测量的是电源电压,应该测量定值电阻两端电压,所以错误的是导线d,下端应该连接定值电阻左端的接线柱。
(3)[4][5][6]如图乙,电流表接在0~0.6A量程上,所以示数为0.18A,此时电压为2.8V,根据欧姆定律可算出此时的电阻为
将三次测量数据取平均值可知待测电阻阻值约为
(4)[7]根据题意可知,A组有两个电压表,B组有两个电流表;要测量电阻Rx,要根据串并联电路特点设计电路A组上图,B组下图,则其设计如图所示:
6. c 偏大 无影响 5 0 Ua=Ub 2
【详解】(1)[1]要求滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表示数变大,说明滑动变阻器阻值变小,故滑动变阻器选用右下接线柱,即电阻a的接线柱与滑动变阻器c的接线柱连接。
(2)[2]开关闭合前,小亮发现电流表的指针在零刻度线左侧,若不调零,电压表读数是准确的,电流表读数偏小,若用作为Rx的测量结果与真实值比较,Rx的测量值偏大。[3]若用作为测量结果,U1、U2读数是准确的,I1、I2的读数都偏小,但两者的差值是准确的,则Rx的测量值无影响。
[4]由图甲可知,电压表选用小量程,电流表调零后,闭合开关,电流表示数为0.5A,电压表示数如图丙所示,电压表分度值0.1V,其示数为2.5V,则待测电阻Rx的阻值为
(3)[5]小明将Ra调至0,由图丁可知,Rx与Rb串联,电压表分别测Rx和Rb两端的电压,根据串联分压原理可知,
解得
(4)[6][7]小华将Ra调至0,此时Rx与Rb串联,电压表分别测Rx和Rb两端的电压,调整Rb,使Ua=Ub,根据串联分压规律可知,Rx=Rb。
(5)[8]在第一次测量中,Vb的示数为Va的8倍,根据分压原理有
故有
Rx+Ra1=5Ω ……①
在第二次测量中,Vb的示数为Va的2倍,根据分压原理有:
故有
Rx+Ra2=8Ω……②
已知其中一次的Ra阻值是另一次的2倍,①②可知
Ra2=2Ra1……③
由①②③可得出Ra1=3Ω,代入①可得出Rx的阻值为
Rx=5Ω﹣3Ω=2Ω
7. 20 0 两电压表示数相同 D 2
【详解】(1)[1]第一小组将调至0,调至,待测电阻与串联,电压表Va测待测电阻的电压,Vb测的电压,已知电压表示数,,根据分压原理有
则
(2)[2][3]第二小组将调至0,调整,直至两电压表示数相同,根据分压原理,则有。
(3)[4]第三小组将电阻箱和分别调至和,电压表和的电压分别为和,电压表表和分别测与的电压和及的电压,由欧姆定律可知,电路的电流为
根据串联电阻的规律及欧姆定律,的阻值为
[5]的阻值测量过程中,两个电阻箱同时改变连入电路的电阻;若只改变其中一个电阻箱连入电路的电阻,也可类似得出待测电阻的大小,从而多次测量取平均值减小误差,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
(4)[6]在第一次测量中, Vb的示数为Va的8倍,根据分压原理有
故有
①
在第二次测量中, Vb的示数为Va的2倍,根据分压原理有
故有
②
已知其中一次的阻值是另一次的2倍,①②可知
Ra2=2Ra1 ③
由①②③可得出
Ra1=3Ω
代入①可得出的阻值为
Rx4=5Ω-3Ω=2Ω
8. 对电压表进行调零,使指针指在零刻度线上 C 导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比 当滑片滑到左端时,电压表测量电源电压 当滑动变阻器的滑片滑到右端时,电压表测量两端的电压 。
【详解】(1)[1]由实物图可知,电流表与定值电阻并联了,电压表却串联在电路中,所以应该让电流表与定值电阻串联,电压表与定值电阻并联,修改的电路连接如图所示:
(2)[2]闭合开关前,发现电压表指针没有指在零刻度线上,则应对电压表进行调零,使指针指在零刻度线上。
(3)[3]由题可知,电源是新干电池三节,则电源电压为
定值电阻的阻值是10Ω;电路中电流最小为0.1A时,由表格数据可知,定值电阻两端的电压:UR=1V;滑动变阻器两端的电压为
滑动变阻器接入电路中的阻值为
即规格应为“50Ω 1A”,故选C。
[4]根据表中数据可得出的结论是:导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比。
(4)[5][6][7]实验中只能使用电压表测量电压,使滑动变阻器Rx与R0串联,电压表并联在R0两端,当滑片滑到左端,电压表测量电源电压U;滑动变阻器的滑片滑到右端,电压表测量R0两端的电压U0,如下图所示:
[8]根据电流相等得
所以
9. 当电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 A 2 丙 实验中滑动变阻器所需接入最大电阻为50Ω
【详解】(1)[1] 探究“电压不变时,电流与电阻的关系”,电流表用来测量电阻的电流;滑动变阻器与电阻串联,用来控制电阻的电压不变。图中明显可以看出电阻这样连与电流表并联,开关闭合时,会发生短路。只需将电阻左端的导线改接在滑动变阻器的A端,电路就满足要求。如图
(2)[2]由图像可以看出,电阻的电压恒为2V不变,电阻的电流随电阻的增大而减小,且电阻扩大2倍时,电流缩小2倍。所以可以得到结论:当电压不变时,电流与电阻成反比。
(3)[3][4]电源电压为6V,电阻的电压恒为2V,滑动变阻器的电压恒为4V。串联电路中,电流相等
电阻由5Ω变为10Ω,电阻增大,要使Rx、R滑的比值不变,滑动变阻器应该向A端移动,使接入的电阻增大,同时要注意观察电压表的示数,移动到电压表示数为2V,保持电阻电压不变。
(4)[5][6]当接入阻值为25Ω的定值电阻时,由
得,此时的
所以要选用滑动变阻器丙。
(5)[7]先闭合开关S1,R0、Rx串联,此时电压表测Rx的电压,即Rx的电压为U1;再闭合开关S2,此时只有Rx在工作,电压表测电源电压,即电源电压为U2。在串联电路中
未知电阻的电阻
10. 调节滑动变阻器滑片到适当位置,分别读出电压表V1、V2的示数U1、U2,并将其记录在表格中
【详解】(1)[1]实验时,闭合开关后,要调节滑动变阻器滑片到适当位置,使两个电压表示数尽量大一些,指针尽量指在某刻度线处,以减小测量误差,分别读出电压表V1、V2的示数U1、U2,并将其记录在表格中,用于计算R0的阻值。
(2)[2]通过电阻R0的电流为
串联电路电流处处相等,所以通过RX的电流为
RX的阻值为
11.(1)
(2)右
(3)R断路
(4) 右 30Ω 2A
(5)见解析
(6) 2.4 5
【详解】(1)因为电源电压为3V,所以电压表选用0~3V的量程并联在定值电阻R两端,滑动变阻器采用“一上一下”的原则串联在电路中,如图所示:
(2)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,由图可知,滑片左侧电阻丝接入电路,所以滑片应移到阻值最大的右端。
(3)闭合开关,同学发现电流表无示数,电路可能断路,电压表指针有明显偏转,则电压表与电源连通,原因可能是R断路。
(4)[1]根据串联电路的分压原理可知,将定值电阻由10Ω改接成20Ω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,根据串联电路电压的规律可知,为了保持定值电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器分得的电压,由串联分压的分压原理可知,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,使电压表的示数不变。
[2]定值电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压U滑=U-UV=3V-2V=1V
变阻器分得的电压为电压表示数的
根据分压原理,当接入60Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
即所选择的变阻器的最大阻值不能小于30Ω,故应选择滑动变阻器的规格为“30Ω 2A”。
(5)探究电流与电压的关系,需要保持电阻不变,而灯丝的电阻随温度的变化而变化,所以不能用小灯泡做此实验。
(6)[1]由图丙可知,把第三次测量时,电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压为2.4V。
[2]由欧姆定律,第1次测量的电阻
第2次测量的电阻
第3次测量的电阻
为减小误差,取平均值作为测量结果,故得出未知电阻Rx的阻值为
[3]方案一的电路中,闭合开关S,两电阻串联,V1、V2分别测已知电阻和待测电阻的电压,如果电压V1、V2的读数分别为U1、U2,由欧姆定律,电路中的电流为,电阻Rx的阻值表达式
[4]方案二的电路中,闭合开关S,两电阻并联,电流表A1测干路电流,A2测R0的电流,由欧姆定律和并联电路的电压特点可知,定值电阻的电压即电源电压为U=I2R0,由并联电路电流的规律,通过待电阻的电流为Ix=I1-I2
则电阻Rx的阻值表达式
12.(1)
(2)定值电阻短路
(3)B
(4)通过导体的电流与导体电阻成反比
(5)B
(6) 电流
【详解】(1)要求滑片P向B端移动时电流表示数变小,则变阻器阻值变大,所以变阻器应选择A接线柱串联到电路中,作图如下:
(2)闭合开关,发现电流表有示数,说明电路为通路,电压表无示数,则电路的故障可能是定值电阻短路。
(3)由图乙可知,电流与电阻的乘积为
实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,根据分压原理,电阻两端的电压变大,研究电流与电阻关系时要控制电压不变,根据串联电路电压的规律,要增大滑动变阻器两端的电压,由分压原理,要增大滑动变阻器接入电路的电阻阻值,故应向B端适当调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数保持3V不变。
(4)由图乙可知,电流与电阻的乘积为
乘积为一个定值,可得:当电压一定时,通过导体的电流与导体电阻成反比。
(5)A.再次换接50Ω的定值电阻后,将变阻器阻值调到最大,根据串联分压原理则有
解得电源电压,所以降低电源电压可以完成这次实验,故A不符合题意;
B.再次换接50Ω的定值电阻后,根据串联分压原理则有
解得,原来滑动变阻器的最大电阻为20Ω,所以可以再串联一个10Ω的电阻,故B符合题意。
故选B。
(6)[1][2]闭合开关S,和串联,电压表测电压,图丙电路中虚线框内的元件组合相当于一个电流表,根据可以得到通过的电流。调节滑片P的位置,读出此时电压表V和的示数分别为和,则电路中电流为,则阻值为
13. 0.32 5 求电阻的平均值以减小实验误差 小 0.575 灯丝的电阻随温度升高而增大 电流太小,导致电流表无法准确测量
【详解】(1)[1]如图乙所示,电流表选用的是0~0.6A的量程,分度值为0.02A,则示数为0.32A。
[2]则根据欧姆定律可得,被测电阻阻值为
[3]移动滑动变阻器的滑片进行多次实验,可以得到多组实验数据,再求平均值,以减小误差。
(2)[4]若考虑电压表的内阻影响,即电压表会分走一部分电流。则电流表测得的电流为流过电阻与电压表的电流之和,即导致电流的测量值大于真实值,所以测得的阻值会偏小。
(3)[5]由图可知,当小灯泡的额定电流为0.23A,则小灯泡的额定功率为
[6]通过小灯泡的电流与其两端电压不成正比,其原因是灯丝的电阻随温度升高而增大。
(4)[7]若利用图甲的实验方案测量阻值约为200Ω的未知电阻,由于阻值太大,则电流太小,导致电流表无法准确测量,所以不可行。
[8]由于阻值太大,则电流太小,不好测量,所以可以考虑使用电压表测量电压,待测电阻再与电阻箱串联,调节电阻箱的阻值,使电阻箱的电压与待测电阻的电压相等,电阻箱的阻值等于待测电阻的阻值,电路如下图所示
14. A 灯泡断路 1.5 0.15 10
【详解】(1)[1]若闭合开关,滑片向左移动,小灯泡变暗,电路的电流变小,电阻变大,故变阻器B接线柱连入电路中,如下所示:
[2]闭合开关前,为保护电路,需将滑片移至阻值最大处的A端。
(2)[3]闭合开关,移动滑片,发现小灯泡不发光,电压表V1示数接近电源电压,V1与电源连通,电压表V2无示数,V2与电源没有连通,故障原因可能是灯泡断路。
(3)[4][5]电压表量程为03V,分度值为0.1V,读数为1.5V;串联电路电流处处相等,通过小灯泡的电流等于通过R0的电流
(4)[6]电压表V1测灯和定值电阻的总电压,V2测定值电阻的电压,当电压表V1示数为5V时,小灯泡正常发光,小灯泡两端电压为2.5V,则R0两端电压
通过小灯泡的电流
小灯泡电阻
答案第1页,共2页
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