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张学远新中考 · 个性化学伴
)中考高频考点专题丨伏安法实验
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中考高频考点专题
伏安法实验(综合能力突破)
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中考高频考点专题丨伏安法实验(综合能力突破)
——2026中考物理考前冲刺
一、滑动变阻器和定值电阻规格的选取 3
● 解题要点 3
● 真题再现 4
● 好题推荐 8
二、特殊方法测电阻、电功率 19
● 解题要点 19
● 真题再现 22
实验1 特殊方法测定值电阻的阻值 22
类型1 缺电压表 22
类型2 缺电流表 24
类型3 电阻箱等效替代 25
实验2 特殊方法测小灯泡电阻、电功率 26
类型1 缺电压表 26
类型2 缺电流表 28
类型3 电阻箱等效替代 32
● 好题推荐 32
选题:宗倩倩
策划:宗倩倩
审校:孔庆荣 张城玮 马欣博
策划团队:张学远新中考·个性化学伴
一、滑动变阻器和定值电阻规格的选取
● 解题要点
1. 解题核心逻辑
如图,在探究电流与电阻关系的实验中,常涉及滑动变阻器和定值电阻规格的选取。解决此类题的核心逻辑如下:
(1)核心原则:此实验电路是串联电路,通过更换定值电阻(更换顺序一般由小到大),调节滑动变阻器使定值电阻两端电压保持不变。
(2)解题关键:根据串联电路电压特点可得:U源=U控+U滑,因为U源不变,且实验要求U控保持不变,所以U滑=U源-U控不变。根据串联分压规律可得: = ,所以该比值为一定值,代入U滑=U源-U控可得解题核心公式: = ,需根据题目已知条件灵活变形求解未知量。另外此类题的临界状态是:接入电路的R定最大时,R滑也需要接入最大阻值,此时 = ,绝大多数考题,都是围绕这个临界状态来设计的。
2. 常考设问分析
(1)判断实验能否正常完成:用核心公式代入已知条件,算出滑动变阻器能支持的最大定值电阻阻值。若计算值≥题目中给定的最大定值电阻,说明实验可完成;反之则无法完成。
(2)选择/求滑动变阻器规格:用变形式求滑动变阻器的最大阻值至少为R滑ma x=×R定max,选择时,需选阻值不小于计算值、且允许通过的最大电流不小于电路最大电流的规格。
(3)确定定值电阻的取值范围:当器材规格固定时,反推“定值电阻能用哪些值”,是滑动变阻器规格问题的逆向应用。
▪ 最大值:由滑动变阻器的最大阻值决定,用公式变形求R定max
▪ 最小值:由电流表量程、滑动变阻器允许的最大电流决定,即R定min =
(4)计算定值电阻两端可控电压范围:当器材规格固定时,反推定值电阻可控电压范围
▪ 最小值:当R定max接入,且R滑最大时,此时U控最小,将R定max、R滑和U源的值代入核心公式可直接算出
▪ 最大值:当R定min接入时,电路总电阻最小,电流最大,此时U控最大,U控max=Imax×R定min(Imax取电流表量程、滑动变阻器允许的最大电流中的较小值,同时该电压不能超过电压表的量程)
● 真题再现
1.(2025·广东节选)探究电流与电阻的关系实验如图,使用的器材如下:电压恒为6V的电源,规格为“50Ω 1.2A”的滑动变阻器,规格为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各1个等。
若计划将定值电阻两端的电压U取1.5V,是否仍能依次用上述4个定值电阻完成实验?请判断并说明理由:________________________________________________。
2.(2025·凉山州节选)为了完成“探究电流与导体两端电压的关系”的实验,小雨和同学们准备了以下器材:电压恒定的电源(6V)、定值电阻(10Ω)、电流表(0~0.6A)、电压表(0~15V)、滑动变阻器(50Ω,1A)等。
做完该实验后,小雨又找来阻值分别为5Ω、15Ω、20Ω、25Ω的四个定值电阻,用来做“探究电流与电阻的关系”的实验,该实验需要控制定值电阻两端的电压不变,为了保证完成该实验,小雨能选取的定值电阻两端的电压范围是______V~3V。
3.(2025·吉林节选)某学习小组在“探究电流与电压的关系”实验中,所用的实验器材有:电源(电压恒为4.5V)、滑动变阻器(20Ω1A)、定值电阻、开关、电流表、电压表各一个,导线若干。经过多次实验,将测得的数据绘制成图像,如图乙所示。
实验后,小组内同学提出两个观点并进行交流与讨论:
观点一:用小灯泡替换定值电阻也可以完成该实验。讨论后认为该观点不可行,原因是_______________________________________________________。
观点二:利用原实验电路和器材,再增加几个不同阻值的定值电阻,还可以进行“探究电流与电阻的关系”实验。讨论后认为该观点可行,并进行实验。小组同学将15Ω的定值电阻接入a、b间,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到适当位置,电流表示数如图丙所示,示数为___________A,记录此时的电阻值和电流值。为了完成实验,a、b间可更换的定值电阻阻值应不超过___________Ω。
4.(2025·泸州节选)小州与小腾利用如图所示电路来探究电流与电压、电阻的关系,电源电压恒为3V。
(1)在探究电流与电阻的关系时,小州先将滑动变阻器调到最大阻值,再把5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,记下此时电压表的示数刚好为1V,电流表示数为0.2A,他由此计算出滑动变阻器的最大阻值为______Ω。接着他把定值电阻换成10Ω,发现无论怎样调节滑动变阻器,都不能使电压表示数为1V。小腾分析后指出,只需将滑动变阻器接入电路的阻值调______(选填“大”或“小”),使定值电阻两端的控制电压由1V调为2V,重做以上实验即可。
(2)小州将定值电阻由10Ω换成30Ω继续实验,又发现无论怎样调节滑动变阻器,都不能使电压表示数回到2V。经过分析,他将滑动变阻器更换为0-_____(选填“5”或“20”)Ω的滑动变阻器后,可完成探究。
5.(2025·遂宁节选)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。
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.(2025·潍坊节选)在“伏安法测电阻”的实验中,某同学准备了下列器材:待测电阻、干电池两节(每节电压为)、滑动变阻器、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线若干。
正确连接好电路后,为了减小实验误差,他调整滑片进行了三次测量,测量的数据如下表所示。根据实验数据,回答下列问题:
次数
电压()
电流
1
1.21
0.12
2
1.52
0.15
3
2.14
0.21
①待测电阻的阻值为___________(结果保留1位小数);
②实验中选择的滑动变阻器应为___________(选填“”或“”);
③第3次测量,滑动变阻器连入电路的阻值为___________(结果保留1位小数)。
● 好题推荐
1.(2026·北京海淀·二模)小明探究通过导体的电流与导体电阻的关系,其实验电路如图所示,电源两端电压为且保持不变,滑动变阻器最大阻值为,实验步骤如下:
①调节电阻箱至某一阻值,移动滑动变阻器的滑片P至适当位置,记录电阻箱的阻值、电压表的示数和电流表的示数;
②改变电阻箱的阻值5次,记录每次实验中电阻箱的阻值、电压表的示数和电流表的示数。
(1)小明的实验操作中存在的主要问题是________________________。
(2)针对发现的问题写出正确的操作方法________________________。
(3)小明改正错误后重新开始实验,他将电阻箱计划调节的阻值列出,并正确记录了第1、2两次实验的数据,如下表所示。老师判断他利用现有器材无法完成所设计的全部实验,表中无法完成的实验共________次。
实验次数
1
2
3
4
5
6
5
10
15
20
25
30
I/A
0.60
0.30
2.(2026·吉林长春·模拟预测)某小组同学用所示电路探究电流与电阻的关系。现有如下器材:标有“30Ω 0.5A”的滑动变阻器,可调电压的学生电源,5Ω、10Ω、20Ω、30Ω四个定值电阻。若某同学将电源电压调为4V,设定电压表示数为2V,为了完成实验且保证电路安全,定值电阻的取值范围是多少?40Ω的定值电阻能否用于本次实验?若不能,有哪些改进的方法?
3.(25-26九下·广东东莞·阶段检测)如图甲所示,在“探究电流与电阻的关系”的实验中,小华使用阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个,规格为“40Ω 1A”的滑动变阻器一个,电压为6V的电源等器材进行探究。
(1)闭合开关,两电表均无示数,电路故障的原因可能是________(选填字母);
A.定值电阻断路 B.定值电阻短路 C.滑动变阻器断路
(2)排除故障后进行实验,当R的电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,应该将滑动变阻器的滑片P向________端(选填“左”或“右”)滑动,眼睛同时观察________(选填“电流表”或“电压表”)示数直至达到实验目的。
(3)根据测得的实验数据绘制出I-R图像,如图乙所示,可以初步得出实验结论:________________________________________________________________。
(4)当他们用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后,发现电压表示数始终不能调到所需的2V电压,为继续完成此次探究,同学们设计了下列两种方案。
方案一:将滑动变阻器更换为“60Ω 1A”的滑动变阻器,其余不变。
方案二:只调节滑动变阻器,使定值电阻R两端电压为2.2V不变。
仍不能完成此次探究的是方案________,理由是:________________________________。
4.(2026·湖北武汉·一模)某同学利用如图甲所示的电路探究电流与电阻的关系。实验中电源电压保持3V不变,选用的定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω,滑动变阻器上标有“0.5A”的字样。
(1)图甲中有一根导线接错了,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线。
(2)改接正确后进行实验,当定值电阻的阻值为5Ω时,电压表的示数为2V,换上10Ω的电阻后,该同学忘记移动滑动变阻器的滑片,此时电流表的示数如图乙所示为______A。
(3)纠正错误操作完成实验探究后,得到的数据如下表所示:
电流/A
0.4
0.2
0.13
0.1
0.08
电阻/Ω
5
10
15
20
25
分析表格数据,可以初步得到的结论是:电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成______。
(4)该同学继续探究发现,若定值电阻两端的电压控制为2.8V不变,则实验过程中可能会损坏__________;多次尝试后还发现,为了确保电路安全,同时保证每个定值电阻都能完成实验,定值电阻两端的电压不能低于1V。根据以上信息,可知滑动变阻器的最大阻值为______Ω。
5.(2026·山东济宁·二模)在“探究电流与电压、电阻的关系”的实验中,物理实验小组选用了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω五个定值电阻,电压为6V的电源,“40Ω,1A”的滑动变阻器等器材,设计了如图甲所示的实验电路。
(1)小明将10Ω的电阻接入电路探究“电流与电压的关系”,实验小组记录的数据见表格,分析数据,可得出结论:______________________________;
实验次序
1
2
3
4
5
电压U/V
1.4
2.0
2.4
2.8
3.0
电流I/A
0.14
0.20
0.24
0.28
0.30
(2)小红同学也在李老师的指导下完成了“电流与电压的关系”的实验探究。根据两个小组的实验数据分别绘制出的图像如图乙所示,两个图像不相同的原因是_____________________;
(3)接着小明打算按照图甲所示的电路,将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω这五个电阻随机单独接入电路,继续探究“电流与电阻的关系”:
①实验中控制电阻两端的电压为2V不变。他用10Ω的电阻完成实验后,保持滑动变阻器的滑片位置不动,断开开关换上另一个电阻,闭合开关时电流表的示数变成了0.15A,为使电阻两端的电压恢复到2V,此时应将滑动变阻器的阻值适当调______(选填“大”或“小”);
②小明通过AI了解到,同量程下,电表的指针偏转幅度在整个表盘刻度的三分之一及以上时,测量误差会更小。于是小明本着严谨的态度,重新设计实验:若电源电压仍为6V,滑动变阻器不变,电压表的量程(0~3V)和电流表的量程(0~0.6A)也保持不变,只选用4Ω、8Ω和10Ω三个定值电阻来探究“电流与电阻的关系”。保证电路安全的前提下,两电表读数时均需满足指针偏转幅度在三分之一及以上,则定值电阻两端控制不变的电压的应不小于______V。
6.(2026·四川遂宁·二模)小丽在探究“电路中电流与电阻的关系”时,可供使用的实验器材:电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,阻值不同的定值电阻四个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物图补充完整,要求滑动变阻器的滑片P向c端滑动时其接入电路中的阻值变大。
(2)当闭合开关前,发现电流表的指针出现了图乙所示的情况,则存在的问题是________。
(3)当电路连接正确后,闭合开关,电压表有示数,电流表无示数,则电路故障为______。
(4)将5Ω的电阻接入a、b间,闭合开关后,移动滑片P使电压表示数为U0,记录相应的电流值;然后将5Ω的电阻换成10Ω、15Ω的电阻接入a、b间,闭合开关后,滑片P应向__________(选填“c”或“d ”)端移动,直至电压表示数为_______,记下相应的电流值。
(5)小丽在换用20Ω的电阻做实验时,发现电阻已经损坏,她灵机一动,利用现有的几个电阻解决了这个问题。请你写出小丽的做法:_______________________________。
(6)小丽完成上述操作后又选了一个2Ω的电阻进行实验,结果发现实验不能正常进行,为完成此实验,电路需要做出调整的是_______________________________________。
(7)小丽根据实验数据得出I﹣R变化的图像,如图丙所示;当定值电阻R用10Ω时,滑动变阻器的阻值为________Ω。为了完成所有定值电阻实验,实验时小丽所用的滑动变阻器的最大阻值不能小于________Ω。
7.(2026·山东德州·二模)小明要测定一个标有“6V”小灯泡正常发光时的电阻和功率,他使用了如下的实验器材,其中电源提供恒为8 V的电压,滑动变阻器标有“20 Ω 1.5 A”。
(1)如图甲所示电路,有一根导线连接错误,请用“×”号标出,再用笔画线代替导线画出正确的连接。
(2)修正连接后,闭合开关,小灯泡微微发光,他移动滑动变阻器的滑片,同时注意观察_______(选填“电流表”“电压表”或“小灯泡”),直到灯泡正常发光;此时电流表的示数如图乙所示,则该小灯泡正常发光时的电阻为_______Ω,小灯泡的额定功率为______W;
(3)完成上述实验后,小明想利用原电路探究“电流与电阻的关系”,他用5 Ω、10 Ω、20 Ω、30 Ω的定值电阻代替小灯泡,进行了如下操作:
①断开开关,取下灯座两端的导线,将5 Ω的定值电阻接在小灯泡所在位置。
②小明想在实验中保持电压表示数为4 V不变,他闭合开关,移动滑片,会发现什么不妥?________。
③他正确测量出通过5 Ω的定值电阻的电流后,又测量通过10 Ω、20 Ω、30 Ω定值电阻的电流,为使实验数据更精确,电流表的量程应选用________。
④小明将电阻更换成30 Ω的定值电阻后,闭合开关,移动滑片,发现电压表的示数无法达到预定的4 V。请你给出一个解决方案:_______________________________________。
8.(2026·山东济南·二模)小明利用图甲所示的电路“探究电流与电压、电阻的关系”。已知电源电压恒为3 V,几个定值电阻的阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω,滑动变阻器上标有“15 Ω 1 A”的字样。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路补充完整,要求滑动变阻器的滑片向右移动时,电路中的电流变大。
(2)正确连接电路,闭合开关后,小明观察到两电表指针情况如图乙所示,他用另一电压表的两端依次连接图甲中的M与N、N与O、O与Q,分别显示0 V、0 V、3 V,由此判断电路故障为___________。
A.开关接触不良 B.导线QM开路 C.滑动变阻器开路 D.电流表开路
(3)排除故障后,缓慢移动滑片P到某位置时,电压表的示数如图丙所示,为________V。
(4)将不同小组的数据汇总后,得到了下表的数据:
R1=5 Ω
R2=10 Ω
R3=15 Ω
实验序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
U/V
0.8
1.0
1.5
1.8
1.2
1.8
2.2
2.6
1.5
1.8
2.1
2.4
I/A
0.16
0.20
0.30
0.36
0.12
0.18
0.22
0.26
0.10
0.12
0.14
0.16
分析数据可以得到电流与电压的关系是_______________________________________。
(5)得到上述结论后,他们想继续探究“电流与电阻的关系”。在用5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω完成测量后,他们将电阻更换为25 Ω的定值电阻,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能使电压表示数达到原来的数值,为了能用25 Ω的定值完成最后这一次实验,下列措施中可行的是_______(填序号)。
A.调高电源电压
B.将电压表改接到滑动变阻器两端
C.在电源和开关之间串联一个电阻
D.更换一个最大阻值更小的滑动变阻器
(6)有同学认为,不必再次进行实验,根据表格中___________(填实验序号)三组数据就可以分析出电流与电阻的关系。
9.(2026·江苏无锡·二模)瑶瑶和小莉同学在做“探究电流与电压、电阻的关系”实验时,准备以下器材:电源电压为6V且保持不变,电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)、滑动变阻器R1(20Ω 1A)、滑动变阻器R2(30Ω 1A),五个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω)、开关、导线若干。根据如图的电路图进行实验。
(1)小莉想要探究电流与电压的关系,她按图甲所示的电路图连接实物图,请你帮她把图乙的实物图连接完整(要求滑片右移时,电流表示数增大);
(2)电路正确连接后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,则电路故障可能是___________;
(3)探究电流与电压的关系时,小莉通过调节滑动变阻器滑片P,测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压如表所示:分析可得到的结论是:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 ___________比;且通过计算可知,小莉选择的滑动变阻器是__________(选填“R1”或“R2”);
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1
1.5
2
2.5
3
电流I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
(4)接着小莉又探究电流与电阻的关系,电源电压仍然为6V,她选择的滑动变阻器是(30Ω 1A),她只更换定值电阻,其余连接均不变。其实验步骤如下:
①在电路中接入阻值为5Ω的定值电阻,移动滑动变阻器的滑片,使得电压表示数为,记录电流表示数;
②断开开关,用10Ω的定值电阻替换5Ω的定值电阻再闭合开关,她应该将滑动变阻器的阻值___________(选填“调大”或“调小”)直到电压表示数为U0,再记录电流表示数;再用15Ω的定值电阻替换10Ω的定值电阻,同样调节滑动变阻器使电压表示数为U0;
③断开开关,用20Ω的定值电阻替换15Ω的定值电阻再闭合开关,她调节滑动变阻器的阻值,发现电压表示数始终不能调为U0。为完成全部五次探究,电源电压的范围应是___________;
(5)同组的瑶瑶用如图丙所示实验电路又做了一个实验。电源电压未知且不变,R3为定值电阻,调节滑动变阻器R2滑片,得出几组数据整理后如下表。发现:可以将电压表改成一个能直接读出电阻的电表,他在5.0V处应该读出的电阻值为___________Ω。
次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
电阻R/Ω
1.0
2.5
5.0
10.0
二、特殊方法测电阻、电功率
● 解题要点
1. 通用解题技巧
(1)看缺什么表
①缺电流表 → 找已知电阻 + 电压关系;②缺电压表 → 找已知电阻 + 电流关系
(2)看电路结构:①串联 → 用电流相等; ②并联 → 用电压相等
(3)小灯泡专用原则:必须使电压表或电流表示数达到额定电压U额或额定电流I额
(4)表达式推导模板:写出基本公式(R= 、P=UI) → 用“已知量”替换“未知量”
2. 常考类型整理
(1)特殊方法测定值电阻
①缺电流表:如图1、图2,待测电阻Rx与已知阻值的定值电阻R0或已知最大阻值的滑动变阻器R串联
图1 图2
测量思路:用电压表分别测出两者电压,利用串联电流相等:
(注意:通常Rx或已知阻值电阻两端的电压只有一个可以直接测得,另一个需要由串联电压特点,通过电源电压间接得到,需根据具体电路判断)
②缺电压表
a. 如图3,Rx与已知电阻R0串联,开关控制R0是否接入
测量思路:利用电源电压不变,
图3 图4
b. 如图4,Rx与已知电阻R0并联,用电流表分别测支路和干路电流
测量思路:利用并联电压相等,(Ix =I总-I0)
③电阻箱等效替代
步骤及表达式:如图5、图6,把开关拨到Rx一侧,记录电表读数;再把开关拨到电阻箱一侧,调节电阻箱使电表读数完全相同,则有Rx=R1
图5 图6
(2)特殊方法测小灯泡电阻、电功率
解题关键:通过调节开关和滑动变阻器,找到灯泡的U额和I额,并用已知量表示未知量带入RL=和写出表达式
①缺电流表
▪ 例 如图7,小灯泡L与已知电阻R0串联,电压表与R0并联(S1闭合、S2断开时),已知小灯泡额定电流为I额
图7
▪ 测量思路:调节开关,使电压表先测R0两端的电压,调节滑动变阻器,使R0两端的电压满足U0=I额R0,保持滑片不动,再调节开关,使电压表测R0和灯泡L两端的总电压U总,则U额 =U总-U0
▪ 变式 如图8,小灯泡L与已知电阻R0串联,电压表与灯L并联(S1闭合、S2断开时),已知小灯泡额定电压为U额
图8
▪ 测量思路:____________________________________________________________________
②缺电压表
▪ 例 如图9,小灯泡L与已知电阻R0并联,电流表与R0串联(S1闭合、S2断开时),已知小灯泡额定电压为U额
图9
▪ 测量思路:调节开关,使电流表先测R0支路的电流,调节滑动变阻器,使通过R0的电流I0满足U0=I0R0 =U额,即满足,此时小灯泡两端电压也为U额,保持滑片不动,再调节开关,读出干路电流I总,则I额 =I总-I0
▪ 变式 如图10,小灯泡L与已知电阻R0并联,电流表与L串联(S2闭合、S1断开时),已知小灯泡额定电流为I额
图10
▪ 测量思路:____________________________________________________________________
________________________________________________________________________
③电阻箱等效替代
(将图5、图6中待测电阻Rx换成已知额定电压或额定电流的小灯泡)
步骤及表达式:a.拨动开关到小灯泡一侧,调节滑动变阻器,使电表示数为U额或I额;
b.保持滑动变阻器滑片不动,拨动开关到电阻箱一侧,调节电阻箱阻值,使电表示数仍为U额或I额;
c.小灯泡正常发光时的电阻RL=R1,小灯泡的额定功率或
● 真题再现
实验1 特殊方法测定值电阻的阻值
类型1 缺电压表
1.(2025·遂宁节选)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)。
2.(2024·滨州节选)小滨用电流表和一个已知最大阻值为的滑动变阻器测量未知电阻的阻值,设计了如图所示的电路图,电源电压未知且保持不变。实验操作如下:
①将滑动变阻器的滑片P移动到最右端b点,记录此时电流表示数为;
②将滑动变阻器的滑片P移动到最左端a点,记录此时电流表示数为;
③则___________(用已知和测出的物理量、、表示)。
3.(2025·甘肃节选)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,实验所用电源电压为3V。
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______________________________________。
4.(2025·天津)小明从废弃的电热锅中拆下了一个加热盘,其阻值在28~32Ω之间。为测量其电阻,他找来了一个电源(电压为35V),一个电流表(量程为0~0.6A),两个滑动变阻器(最大阻值约为50Ω)和(最大阻值约为100Ω),开关和导线若干。请你合理选择上述器材设计实验,测出加热盘电阻的阻值。要求:
(1)画出实验电路图;
(2)写出实验步骤及所需测量的物理量;
(3)写出加热盘电阻的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
类型2 缺电流表
5.(2025·达州节选) 实验中电流表损坏,组员们利用现有器材设计了如图所示电路,测量定值电阻Rx,步骤如下:
①闭合开关,滑片P移至A端,电压表示数为;
②再将滑片P移至B端,电压表示数为;
待测定值电阻的阻值______(用表示)。
6.(2024·眉山节选)小龙同学用伏安法测量一个定值电阻的阻值,进行了如下实验。
在缺少电流表时,小龙选用阻值为的定值电阻设计了如图所示电路,并完成实验。过程如下:
①闭合S和,电压表的示数为;
②再闭合,电压表的示数为;
③______(用字母、和表示)。
类型3 电阻箱等效替代
7.(2025·北京)某同学利用滑动变阻器、电阻箱、电压表、电压恒定的电源、开关等器材设计了测量电阻Rx的实验电路,如图所示。
(1)请补充主要实验步骤:
①按电路图连接电路,将滑动变阻器的阻值调到最大端;
②闭合,________,记录电压表的示数;
③闭合,________,使电压表的示数仍为;
④记录电阻箱的阻值;
(2)待测电阻的阻值Rx________。(用测量量表示)
实验2 特殊方法测小灯泡电阻、电功率
类型1 缺电压表
1.(2024·烟台节选)完成“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验之后,老师提出:如果没有电压表,用一个电流表和一个定值电阻,仍可完成本实验。兴趣小组经过讨论设计了如图所示的电路,并进行了如下操作:
①闭合开关S、,移动滑动变阻器滑片P,使电流表示数为,此时小灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器滑片P的位置不变,断开,闭合,电流表示数为,则小灯泡正常发光时的电阻______(用,、表示)。
2.(2024·南充节选)小红还想测出另一个额定电压为的小灯泡正常发光时的电阻,在保证电路安全的前提下,设计了如图丁所示的电路(电源电压恒定大于且未知,滑动变阻器R最大阻值未知,定值电阻阻值为R0);请将实验步骤补充完整:
①闭合、,断开,移动滑片,使电流表示数为______时,小灯泡正常发光;
②闭合、,断开,保持滑片位置不变,读出电流表的示数为;
③小灯泡正常发光时的电阻RL=______。(用、、R0表示)
3.(2025·巴中节选)实验室里有一小灯泡的铭牌模糊不清,只能看清小灯泡的额定电流,为了测出该小灯泡的额定功率,小明和小王分别设计了两种不同的测量方案,请你帮助完善。
方案二:小王同学设计了如图所示的电路图,电源电压不变,和为滑动变阻器,的最大电阻为,实验步骤如下:
①闭合开关S和,断开,调节,使电流表的示数为0.3A;
②保持不变,闭合开关S和,断开,调节,使电流表的示数仍为0.3A;
③保持不变,接着将的滑片P调至最左端,记下电流表的示数为,再将的滑片P调至最右端,记下电流表的示数为,则小灯泡额定功率的表达式________(用、、、表示)。
类型2 缺电流表
4.(2025·德阳节选)完成上述实验后,实验小组的同学利用阻值已知的定值电阻和另一个电压表,设计了如图所示的电路来测量额定电压为的小灯泡正常发光时的阻值。
①闭合开关,调节滑片的位置,使电压表的示数为___________;
②保持滑片位置不变,读出电压表的示数为;
③计算出小灯泡正常发光时的阻值___________。
5.(2025·安徽)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:_______________________________。
6.(2025·南京节选)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
7.(2025·齐齐哈尔节选)完成实验后,小明设计了如图所示的电路,想要用原有的实验器材和定值电阻,在不使用电流表的情况下,测量该小灯泡的额定功率。请你帮助他完成实验方案:
①检查电路无误后,闭合开关S,将开关接,调节滑动变阻器的滑片直至电压表示数为______;
②保持滑片不动,再将开关接,读出电压表示数为;
③小灯泡L的额定功率______(用、、表示);
小明找来了阻值为的定值电阻,按照该方案进行测量。你认为小明能否测出该小灯泡的额定功率?请说明你的判断依据:____________________________________。
8.(2025·眉山节选)另一组同学在没有电流表的情况下,测量另一只额定电压为的小灯泡的额定功率,设计了如图丁所示的电路,电源电压恒为,滑动变阻器最大阻值为。实验步骤如下:
①闭合开关和,断开,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为___________V,这时小灯泡正常发光;
②闭合开关和,断开,保持①步骤中滑动变阻器滑片的位置不变,此时电压表示数为;
③小灯泡的额定功率___________。
类型3 电阻箱等效替代
9.(2024·通辽节选)完成实验后该组同学又想到了用“等效替代法”测量一个额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻,设计了图所示的电路,其中为电阻箱;请把下面步骤②中未完成的操作补充完整。
①将开关S与a连接,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为U额;
②________________________________________,使电压表示数仍为U额,读出电阻箱阻值即为小灯泡正常发光时的电阻。
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1.(2026·陕西咸阳·二模)小阳从旧电器上拆下一个标识不清的定值电阻,如图甲,为了测出它的阻值,他选择了电压恒为3V的电源、滑动变阻器、电表、开关、导线等器材,实验电路如图乙所示。
(1)电流表应接在图乙中的________(选填“a”或“b”)处。
(2)正确连接电路,闭合开关后发现电流表示数较大,电压表示数接近3V,则小阳的操作中存在的不足是________________________。
(3)正确实验,第③次实验时的电压表示数如图丙,此时两端电压为________V。
(4)通过四次实验绘制出的图像如图丁所示,其中第________次实验数据有误,最终测得的阻值为________Ω。
(5)小阳想到如果没有电流表如何测量电阻的阻值呢?他利用电源(电压未知且恒定不变)、阻值为的定值电阻、电压表、开关等器材,设计了如图戊所示的电路,也测出了的阻值,请你完成下列实验步骤:
①闭合开关,断开,读出电压表的示数;
②________,读出电压表的示数;
③待测电阻阻值的表达式________。
2.(2026·江苏南京·二模)现有两个阻值未知的定值电阻R1和R2。
(1)图甲为测R1电阻的实物图。
①图中有一根线连接错误,请在这根线上打“×”,并在图中改正;
②改正电路后,将滑动变阻器的滑片移至____端,闭合开关,移动滑片,当电压表的示数为1.3V时,电流表的示数如图乙所示,为____A,则本次实验测得R1的阻值为____Ω。
(2)图丙为测R2电阻的实物图,实验步骤如下:
①只闭合开关S1,移动滑动变阻器的滑片,调节电阻箱R0的阻值为R01,读出此时电流表的示数为I;
②断开S1,闭合开关S2,调节______,直至____________________________,记录此时电阻箱的阻值R02,断开开关;
③R2的阻值为____。
3.(2026·河北唐山·二模)在测量未知定值电阻的实验中,小明设计了如图所示电路,请完成下列问题。
(1)小明连成如图甲所示的电路,图中有一根导线未连接,请用笔画线代替导线将电路连接完整,注意导线不能交叉。
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P时,发现两个电表只有一个有示数,初步检查确认电路连接无误,两个电表均无故障,则发生故障的元件应是_____________(选填“滑动变阻器”或“定值电阻”)。
(3)排除故障后,移动滑片使电压表示数为2.0 V,此时电流表指针位置如图乙所示,电流是_____A,她根据该数据最终计算出了电阻值,请你作出评价或建议:______________________________________________。
(4)小明接着选取了两根长度相等材料不同的合金丝和替换电阻,连接成图丙电路。为合金丝的左端点,为合金丝的右端点,为在合金丝上可移动的触点。闭合开关,将滑动变阻器滑片移至适当位置后,移动,发现电流表示数一直为0.4 A,电压表读数随之间的距离的变化如图丁所示,则合金丝的阻值为__________。
(5)小明再利用合金丝(合金丝的电阻用表示)和其他器材继续测量未知电阻的阻值,电路如图所示;先闭合开关S和S1,移动滑动变阻器滑片至适当位置,读出电压表示数;再断开S1,闭合S2,读出此时电压表示数,则待测电阻阻值为_____________(用字母、、表示)。
4.(2026·江苏苏州·二模)探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”,电源电压恒定,滑动变阻器规格为“15Ω 1A”,5个定值电阻 (5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω)。
(1)请在图甲连接错误的导线上打上“×”,并用笔画线代替将电路连接正确;
(2)若某次闭合开关后,发现电流表示数为零,电压表有示数,则电阻 R 的故障为_____;
(3)完成第1次实验后,断开开关,拆下定值电阻,改接另一个电阻,进行如下实验操作:
①闭合开关 ②将滑动变阻器的滑片移到最左端 ③记录电流表示数 ④将滑动变阻器的滑片移到适当位置。
正确的顺序是__________,上述操作④中判断滑片已处于适当位置依据是_____________;
(4)用电源(电压已知且恒定)、滑动变阻器和已知阻值的定值阻测量灯L(已知)正常工作时的电阻,图乙中________(选填A/B/A和B/都不)可以完成测量。
5.(2026·广东深圳·二模)在“测量小灯泡的电阻”实验中,小明选用的器材有:三节新干电池、额定电压为2.5V的待测小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表、开关和若干导线。
(1)如图甲,小明连接的电路中有一根导线连接错了,请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的连接方式。
(2)正确连接电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于______(选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,原因可能是______(填序号)。
A.小灯泡断路 B.小灯泡短路
C.开关接触不良 D.通过小灯泡的电流太小
(4)经过多次实验,测量并记录多组数据,得到小灯泡的图像如图乙,该图像不是一条直线,小明认为温度对灯泡的电阻值有影响,并另取一个小灯泡,敲掉其玻璃泡(灯丝完好),浸没在不导电的温度不变的冷水中,按上述实验测量灯丝的电阻,部分实验数据如表所示。这些数据______(选填“能”或“不能”)支持小明的观点,请说明理由:____________。
电压U/V
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
……
电流I/A
0.2
0.29
0.4
0.5
0.59
……
(5)另一小组由于电压表损坏,于是利用两个相同的电流表(测量范围均为0~0.6A)、定值电阻、额定电压为2.5V的待测小灯泡等器材设计了如图丙的电路。连接好电路后,调节滑动变阻器,读出多组两个电流表的示数,然后以与的示数之差为纵坐标,的示数为横坐标,做出图像如图丁所示,根据图丁可得:小灯泡正常发光时的电阻为______。
6.(2026·广西崇左·二模)实验小组在“探究电流与电阻的关系”的实验中,实验器材有:两节新干电池组成的电池组、电压表、电流表、3个定值电阻R(阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω)、滑动变阻器(20Ω1A)、开关和若干导线。
(1)用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整。
(2)正确连接电路后闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电流表几乎没有示数,电压表指针有明显偏转且示数不变,造成这一现象的原因可能是定值电阻R_____(选填“断路”或“短路”)。
(3)排除故障后继续实验,实验过程中同学们先把5Ω的定值电阻接入了电路,调节滑片P至某一位置,电流表示数如图乙所示读数为_______A,记录数据后同学们用10Ω的定值电阻替换5Ω的定值电阻进行实验,此时为了保证电压表示数不变,应将滑片向_______(选填“A”或“B”)端调节,并记录数据。
(4)最后根据实验数据绘制了如图丙所示的图像,分析图像可得出结论:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成_______。
(5)生活中很多小型电子产品的充电器都带有LED指示灯,用来反映充电器的工作状态。实验小组的同学拆了一个旧的手机充电器发现,其电路板上用于驱动红色指示灯的元件非常简单:一个发光二极管(LED)与一个有限流作用的色环电阻串联后,接入经内部电路降压后电压为5V的直流电源上。经调查了解到该款式的手机充电器的限流电阻阻值约为200Ω,实验小组的同学想用伏安法测量该电阻的阻值,所以选用两节新干电池(3V)、滑动变阻器(20Ω1A)、电流表(测量范围为0~0.6A)、电压表(测量范围为0~3V)、开关及导线若干设计了如图丁中的方案1。实验时发现方案1无法进行,原因是_________。
(6)接着同学们又找来电阻箱(0~999.9Ω),设计了方案2和方案3。经分析发现方案_______测量结果更准确。
7.(2026·江苏泰州·二模)在“探究电流与电阻的关系”实验中,小军准备的实验器材有:三节新的干电池、电流表、电压表、规格为“30 Ω 1 A”的滑动变阻器,五个定值电阻(、、、、),开关、导线若干,实验电路如图甲所示:
(1)用笔画线代替导线将图甲电路连接完整,要求开关闭合前滑动变阻器的滑片位置如图所示。
(2)小军依次将、、、、的定值电阻接入电路,多次实验收集的数据如下表,分析比较发现实验序号_______的数据是不真实的。
实验序号
1
2
3
4
5
电阻
5
10
15
20
25
电流
0.40
0.20
0.14
0.10
0.08
(3)分析表中正确的数据可得到“在电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比”的结论。请写出你的分析方法:____________________________。
(4)图乙中的、两条曲线是另外两小组根据各自的实验数据绘制的图像,分析图像,你认为曲线_______(选填“A”或“B”)对应的实验操作是错误的,原因是______________。
(5)接着小军利用所学电学知识测量额定电流为灯泡正常发光时的电阻,设计电路如图丙所示,其中电源电压未知,电阻箱的最小倍率为1。实验步骤如下:
①闭合开关,开关连接_______,调节滑动变阻器滑片,使电流表示数为;
②闭合开关,开关连接另一位置,保持滑动变阻器滑片位置不变,调节电阻箱,当电阻箱阻值调为时,电流表示数略小于,当电阻箱阻值调为时,电流表示数略大于0.25 A:
于是他调整思路,在步骤②的基础上,保持滑动变阻器滑片位置不变,将电阻箱阻值调为,读出对应电流表示数为,再将电阻箱阻值调为,读出对应电流表的示数为。则实验中所用的电源电压为_____V(小数点后保留一位小数),灯泡正常发光时电阻为_______Ω。
8.(2026·安徽淮北·模拟预测)如图甲所示是小刚测量小灯泡电功率的实验电路图,电源电压为4.5V不变,小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω。
(1)实验中应根据__________(选填“灯泡亮度”“电压表示数”或“电流表示数”)来确定灯泡是否正常发光;
(2)小刚移动滑动变阻器的滑片,根据测量数据描点绘制小灯泡的I-U图像如图乙所示,小灯泡的额定功率是__________W;
(3)同组的小华认为小刚绘制的I-U图像标出的五个点中,__________点可能不是实验直接测得的数据;
(4)小华打算只利用电流表测量小灯泡(额定电压已知)的额定功率,他增加了一个阻值为10Ω的定值电阻和两个开关,设计如图丙所示电路,请你将电阻、电流表A和灯泡L填入虚线框中使其能完成实验。
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——2026中考物理考前冲刺
一、滑动变阻器和定值电阻规格的选取 3
● 解题要点 3
● 真题再现 4
● 好题推荐 8
二、特殊方法测电阻、电功率 19
● 解题要点 19
● 真题再现 22
实验1 特殊方法测定值电阻的阻值 22
类型1 缺电压表 22
类型2 缺电流表 24
类型3 电阻箱等效替代 25
实验2 特殊方法测小灯泡电阻、电功率 26
类型1 缺电压表 26
类型2 缺电流表 28
类型3 电阻箱等效替代 32
● 好题推荐 32
选题:宗倩倩
策划:宗倩倩
审校:孔庆荣 张城玮 马欣博
策划团队:张学远新中考·个性化学伴
一、滑动变阻器和定值电阻规格的选取
● 解题要点
1. 解题核心逻辑
如图,在探究电流与电阻关系的实验中,常涉及滑动变阻器和定值电阻规格的选取。解决此类题的核心逻辑如下:
(1)核心原则:此实验电路是串联电路,通过更换定值电阻(更换顺序一般由小到大),调节滑动变阻器使定值电阻两端电压保持不变。
(2)解题关键:根据串联电路电压特点可得:U源=U控+U滑,因为U源不变,且实验要求U控保持不变,所以U滑=U源-U控不变。根据串联分压规律可得: = ,所以该比值为一定值,代入U滑=U源-U控可得解题核心公式: = ,需根据题目已知条件灵活变形求解未知量。另外此类题的临界状态是:接入电路的R定最大时,R滑也需要接入最大阻值,此时 = ,绝大多数考题,都是围绕这个临界状态来设计的。
2. 常考设问分析
(1)判断实验能否正常完成:用核心公式代入已知条件,算出滑动变阻器能支持的最大定值电阻阻值。若计算值≥题目中给定的最大定值电阻,说明实验可完成;反之则无法完成。
(2)选择/求滑动变阻器规格:用变形式求滑动变阻器的最大阻值至少为R滑ma x=×R定max,选择时,需选阻值不小于计算值、且允许通过的最大电流不小于电路最大电流的规格。
(3)确定定值电阻的取值范围:当器材规格固定时,反推“定值电阻能用哪些值”,是滑动变阻器规格问题的逆向应用。
▪ 最大值:由滑动变阻器的最大阻值决定,用公式变形求R定max
▪ 最小值:由电流表量程、滑动变阻器允许的最大电流决定,即R定min =
(4)计算定值电阻两端可控电压范围:当器材规格固定时,反推定值电阻可控电压范围
▪ 最小值:当R定max接入,且R滑最大时,此时U控最小,将R定max、R滑和U源的值代入核心公式可直接算出
▪ 最大值:当R定min接入时,电路总电阻最小,电流最大,此时U控最大,U控max=Imax×R定min(Imax取电流表量程、滑动变阻器允许的最大电流中的较小值,同时该电压不能超过电压表的量程)
● 真题再现
1.(2025·广东节选)探究电流与电阻的关系实验如图,使用的器材如下:电压恒为6V的电源,规格为“50Ω 1.2A”的滑动变阻器,规格为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各1个等。
若计划将定值电阻两端的电压U取1.5V,是否仍能依次用上述4个定值电阻完成实验?请判断并说明理由:________________________________________________。
【答案】不能 若计划将定值电阻两端的电压取1.5V,变阻器两端的电压U滑=U-UV=6V-1.5V=4.5V,由串联分压可知,电阻为20Ω时,,变阻器的阻值R滑=60Ω>50Ω,所以不能依次用上述4个定值电阻完成实验
2.(2025·凉山州节选)为了完成“探究电流与导体两端电压的关系”的实验,小雨和同学们准备了以下器材:电压恒定的电源(6V)、定值电阻(10Ω)、电流表(0~0.6A)、电压表(0~15V)、滑动变阻器(50Ω,1A)等。
做完该实验后,小雨又找来阻值分别为5Ω、15Ω、20Ω、25Ω的四个定值电阻,用来做“探究电流与电阻的关系”的实验,该实验需要控制定值电阻两端的电压不变,为了保证完成该实验,小雨能选取的定值电阻两端的电压范围是______V~3V。
【答案】2
【详解】将25Ω的定值电阻接入电路,并将滑动变阻器(50Ω,1A)的滑片移到阻值最大处,根据串联分压原理则有,解得,所以小雨能选取的定值电阻两端的电压至少为2V,选取的定值电阻两端的电压范围是2~3V。
3.(2025·吉林节选)某学习小组在“探究电流与电压的关系”实验中,所用的实验器材有:电源(电压恒为4.5V)、滑动变阻器(20Ω1A)、定值电阻、开关、电流表、电压表各一个,导线若干。经过多次实验,将测得的数据绘制成图像,如图乙所示。
实验后,小组内同学提出两个观点并进行交流与讨论:
观点一:用小灯泡替换定值电阻也可以完成该实验。讨论后认为该观点不可行,原因是_______________________________________________________。
观点二:利用原实验电路和器材,再增加几个不同阻值的定值电阻,还可以进行“探究电流与电阻的关系”实验。讨论后认为该观点可行,并进行实验。小组同学将15Ω的定值电阻接入a、b间,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到适当位置,电流表示数如图丙所示,示数为___________A,记录此时的电阻值和电流值。为了完成实验,a、b间可更换的定值电阻阻值应不超过___________Ω。
【答案】观点一:灯丝电阻随温度的变化而变化 观点二:0.2 40
【详解】将15Ω的定值电阻接入a、b间,电流表的示数为0.2A,则定值电阻两端电压为,由于保持定值电阻两端电压不变,则滑动变阻器两端电压为,滑动变阻器接入电阻最大时,根据串联分压原理可知定值电阻阻值最大,滑动变阻器最大电阻为,此时电路中电流为,定值电阻最大阻值为。
4.(2025·泸州节选)小州与小腾利用如图所示电路来探究电流与电压、电阻的关系,电源电压恒为3V。
(1)在探究电流与电阻的关系时,小州先将滑动变阻器调到最大阻值,再把5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,记下此时电压表的示数刚好为1V,电流表示数为0.2A,他由此计算出滑动变阻器的最大阻值为______Ω。接着他把定值电阻换成10Ω,发现无论怎样调节滑动变阻器,都不能使电压表示数为1V。小腾分析后指出,只需将滑动变阻器接入电路的阻值调______(选填“大”或“小”),使定值电阻两端的控制电压由1V调为2V,重做以上实验即可。
(2)小州将定值电阻由10Ω换成30Ω继续实验,又发现无论怎样调节滑动变阻器,都不能使电压表示数回到2V。经过分析,他将滑动变阻器更换为0-_____(选填“5”或“20”)Ω的滑动变阻器后,可完成探究。
【答案】(1)10 小 (2)20
【详解】(1)当接入5Ω电阻时,电压表示数为1V,电流表示数为0.2A,此时滑动变阻器分压为3V−1V=2V,由欧姆定律可得滑动变阻器接入的阻值为,因闭合开关前滑片已调至最大阻值处,故滑动变阻器的最大阻值为10Ω;换用10Ω电阻后,若仍控制电压为1V,则电路电流应为0.1A,此时滑动变阻器需分担2V电压,其阻值需达到20Ω,但原滑动变阻器最大阻值仅为10Ω,无法满足要求。因此需提高定值电阻两端电压至2V,此时滑动变阻器只需分担1V电压,阻值可减小至5Ω,故应将滑动变阻器阻值调小;(2)当定值电阻增至30Ω时,若控制电压为2V,滑动变阻器需分担1V电压,其阻值需为15Ω。原滑动变阻器最大阻值10Ω,故阻值不足,故需更换为0~20Ω的滑动变阻器。
5.(2025·遂宁节选)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。
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。
【答案】40 5
【详解】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;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.(2025·潍坊节选)在“伏安法测电阻”的实验中,某同学准备了下列器材:待测电阻、干电池两节(每节电压为)、滑动变阻器、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线若干。
正确连接好电路后,为了减小实验误差,他调整滑片进行了三次测量,测量的数据如下表所示。根据实验数据,回答下列问题:
次数
电压()
电流
1
1.21
0.12
2
1.52
0.15
3
2.14
0.21
①待测电阻的阻值为___________(结果保留1位小数);
②实验中选择的滑动变阻器应为___________(选填“”或“”);
③第3次测量,滑动变阻器连入电路的阻值为___________(结果保留1位小数)。
【答案】①10.1 ② R2 ③ 4.1
【详解】②电源总电压为3V,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压U滑=U-UR,当待测电阻两端电压最小时(第1次实验UR =1.21V),滑动变阻器两端电压最大,此时滑动变阻器接入的电阻也最大;第一次实验中,电路电流 I1=0.12A,滑动变阻器两端电压U滑=3V-1.21V=1.79V,根据解得,滑动变阻器R1最大阻值为10Ω,无法满足此次实验中需要接入约14.9Ω电阻的要求;而滑动变阻器R2最大阻值为20Ω,既能满足阻值需求,且此次实验电流 0.12A小于R2的最大允许电流 0.5A,因此实验中选择的滑动变阻器应为R2;③第3次测量时,电源电压U=3V,待测电阻两端电压U3=2.14V,电路电流 I3=0.21A。根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压U滑3=U-U3=3V-2.14V=0.86V,滑动变阻器连入电路的阻值。
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1.(2026·北京海淀·二模)小明探究通过导体的电流与导体电阻的关系,其实验电路如图所示,电源两端电压为且保持不变,滑动变阻器最大阻值为,实验步骤如下:
①调节电阻箱至某一阻值,移动滑动变阻器的滑片P至适当位置,记录电阻箱的阻值、电压表的示数和电流表的示数;
②改变电阻箱的阻值5次,记录每次实验中电阻箱的阻值、电压表的示数和电流表的示数。
(1)小明的实验操作中存在的主要问题是________________________。
(2)针对发现的问题写出正确的操作方法________________________。
(3)小明改正错误后重新开始实验,他将电阻箱计划调节的阻值列出,并正确记录了第1、2两次实验的数据,如下表所示。老师判断他利用现有器材无法完成所设计的全部实验,表中无法完成的实验共________次。
实验次数
1
2
3
4
5
6
5
10
15
20
25
30
I/A
0.60
0.30
【答案】(1)没有控制电阻箱两端电压不变 (2)改变电阻箱的阻值,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数不变 (3)2
【详解】(3)当电路中的电流为0.3A时,电阻箱接入电路中的阻值为10Ω,则实验时控制电阻箱两端的电压,则滑动变阻器两端的电压,电阻箱接入电路中的电阻变大,其两端电压变大,要控制其两端电压不变,根据串联电路分压原理和欧姆定律可知,要使滑动变阻器接入电路中的电阻也变大;当滑动变阻器接入电路中的阻值最大时,电路中的电流最小,最小电流,此时电阻箱接入电路中的电阻最大,最大电阻,所以电阻箱接入电路的阻值大于20Ω时,实验无法完成,由表中数据可知,第5、6次实验无法完成,共2次实验无法完成。
2.(2026·吉林长春·模拟预测)某小组同学用所示电路探究电流与电阻的关系。现有如下器材:标有“30Ω 0.5A”的滑动变阻器,可调电压的学生电源,5Ω、10Ω、20Ω、30Ω四个定值电阻。若某同学将电源电压调为4V,设定电压表示数为2V,为了完成实验且保证电路安全,定值电阻的取值范围是多少?40Ω的定值电阻能否用于本次实验?若不能,有哪些改进的方法?
【答案】4Ω﹣30Ω,不能,改进的方法是将电源电压调整2V~3.5V。
【详解】探究电流与电阻的关系控制电压不变,将电源电压调为4V,设定电压表示数为2V,根据串联电路的特点知,滑动变阻器的电压为,根据串联电路的电压之比等于电阻之比,由于电压相等,故电阻相等,标有“30Ω 0.5A”的滑动变阻器最大为30Ω,定值电阻最大也是30Ω;而电流允许的最大值为0.5A,根据设定电压表示数为2V,则电阻的最小值为,故定值电阻的取值范围是4Ω﹣30Ω;40Ω的定值电阻超过了范围,不能进行,可以改变电源电压大小,假如电源电压为U;则滑动变阻器的电压为;根据串联电路的电压之比等于电阻之比,有,解得,定值电阻两端电压为2V,则调整电源电压为3.5V~2V。
3.(25-26九下·广东东莞·阶段检测)如图甲所示,在“探究电流与电阻的关系”的实验中,小华使用阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个,规格为“40Ω 1A”的滑动变阻器一个,电压为6V的电源等器材进行探究。
(1)闭合开关,两电表均无示数,电路故障的原因可能是________(选填字母);
A.定值电阻断路 B.定值电阻短路 C.滑动变阻器断路
(2)排除故障后进行实验,当R的电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,应该将滑动变阻器的滑片P向________端(选填“左”或“右”)滑动,眼睛同时观察________(选填“电流表”或“电压表”)示数直至达到实验目的。
(3)根据测得的实验数据绘制出I-R图像,如图乙所示,可以初步得出实验结论:________________________________________________________________。
(4)当他们用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后,发现电压表示数始终不能调到所需的2V电压,为继续完成此次探究,同学们设计了下列两种方案。
方案一:将滑动变阻器更换为“60Ω 1A”的滑动变阻器,其余不变。
方案二:只调节滑动变阻器,使定值电阻R两端电压为2.2V不变。
仍不能完成此次探究的是方案________,理由是:________________________________。
【答案】(1)C (2)右 电压表 (3)电压一定时,电流与电阻成反比 (4)二 电压表示数无法调至2V
【详解】(4)方案一:更换为25Ω的电阻后,根据串联分压规律,即,解得,因此,滑动变阻器更换为“60Ω 1A”方案可行;方案二:控制R两端的电压为2.2V不变,则滑动变阻器两端的电压为,根据串联分压规律,此时滑动变阻器的阻值应为,而原滑动变阻器最大阻值为40Ω,无法满足分压要求,因此方案二不可行。
4.(2026·湖北武汉·一模)某同学利用如图甲所示的电路探究电流与电阻的关系。实验中电源电压保持3V不变,选用的定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω,滑动变阻器上标有“0.5A”的字样。
(1)图甲中有一根导线接错了,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线。
(2)改接正确后进行实验,当定值电阻的阻值为5Ω时,电压表的示数为2V,换上10Ω的电阻后,该同学忘记移动滑动变阻器的滑片,此时电流表的示数如图乙所示为______A。
(3)纠正错误操作完成实验探究后,得到的数据如下表所示:
电流/A
0.4
0.2
0.13
0.1
0.08
电阻/Ω
5
10
15
20
25
分析表格数据,可以初步得到的结论是:电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成______。
(4)该同学继续探究发现,若定值电阻两端的电压控制为2.8V不变,则实验过程中可能会损坏__________;多次尝试后还发现,为了确保电路安全,同时保证每个定值电阻都能完成实验,定值电阻两端的电压不能低于1V。根据以上信息,可知滑动变阻器的最大阻值为______Ω。
【答案】(1)见下图 (2)0.24 (3)反比 (4)滑动变阻器 50
【详解】(4)若定值电阻两端的电压控制为2.8V不变,当选用的电阻实验时,电路电流,允许通过滑动变阻器的电流最大为0.5A,则实验过程中可能会损坏滑动变阻器;为了确保电路安全,同时保证每个定值电阻都能完成实验,定值电阻两端的电压不能低于1V。根据串联分压特点可知,可知滑动变阻器的最大阻值为。
5.(2026·山东济宁·二模)在“探究电流与电压、电阻的关系”的实验中,物理实验小组选用了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω五个定值电阻,电压为6V的电源,“40Ω,1A”的滑动变阻器等器材,设计了如图甲所示的实验电路。
(1)小明将10Ω的电阻接入电路探究“电流与电压的关系”,实验小组记录的数据见表格,分析数据,可得出结论:______________________________;
实验次序
1
2
3
4
5
电压U/V
1.4
2.0
2.4
2.8
3.0
电流I/A
0.14
0.20
0.24
0.28
0.30
(2)小红同学也在李老师的指导下完成了“电流与电压的关系”的实验探究。根据两个小组的实验数据分别绘制出的图像如图乙所示,两个图像不相同的原因是_____________________;
(3)接着小明打算按照图甲所示的电路,将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω这五个电阻随机单独接入电路,继续探究“电流与电阻的关系”:
①实验中控制电阻两端的电压为2V不变。他用10Ω的电阻完成实验后,保持滑动变阻器的滑片位置不动,断开开关换上另一个电阻,闭合开关时电流表的示数变成了0.15A,为使电阻两端的电压恢复到2V,此时应将滑动变阻器的阻值适当调______(选填“大”或“小”);
②小明通过AI了解到,同量程下,电表的指针偏转幅度在整个表盘刻度的三分之一及以上时,测量误差会更小。于是小明本着严谨的态度,重新设计实验:若电源电压仍为6V,滑动变阻器不变,电压表的量程(0~3V)和电流表的量程(0~0.6A)也保持不变,只选用4Ω、8Ω和10Ω三个定值电阻来探究“电流与电阻的关系”。保证电路安全的前提下,两电表读数时均需满足指针偏转幅度在三分之一及以上,则定值电阻两端控制不变的电压的应不小于______V。
【答案】(1)在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 (2)两组实验所用定值电阻的阻值不同 (3)大 2
【详解】(3)实验中控制电阻两端的电压为2V不变。接入10Ω的电阻时,电路中电流为,换电阻后定值电阻后,电流变为0.15A,表明更换的电阻阻值变大了,两端电压变大,为控制电阻两端的电压为2V不变,需增大滑动变阻器分压,故应将滑动变阻器阻值调大;电流表量程为,指针偏转不小于刻度盘的,则最小电流,为保证最大定值电阻10Ω接入时电流不小于0.2A,则定值电阻两端控制不变的电压的应不小于。
6.(2026·四川遂宁·二模)小丽在探究“电路中电流与电阻的关系”时,可供使用的实验器材:电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,阻值不同的定值电阻四个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物图补充完整,要求滑动变阻器的滑片P向c端滑动时其接入电路中的阻值变大。
(2)当闭合开关前,发现电流表的指针出现了图乙所示的情况,则存在的问题是________。
(3)当电路连接正确后,闭合开关,电压表有示数,电流表无示数,则电路故障为______。
(4)将5Ω的电阻接入a、b间,闭合开关后,移动滑片P使电压表示数为U0,记录相应的电流值;然后将5Ω的电阻换成10Ω、15Ω的电阻接入a、b间,闭合开关后,滑片P应向__________(选填“c”或“d ”)端移动,直至电压表示数为_______,记下相应的电流值。
(5)小丽在换用20Ω的电阻做实验时,发现电阻已经损坏,她灵机一动,利用现有的几个电阻解决了这个问题。请你写出小丽的做法:_______________________________。
(6)小丽完成上述操作后又选了一个2Ω的电阻进行实验,结果发现实验不能正常进行,为完成此实验,电路需要做出调整的是_______________________________________。
(7)小丽根据实验数据得出I﹣R变化的图像,如图丙所示;当定值电阻R用10Ω时,滑动变阻器的阻值为________Ω。为了完成所有定值电阻实验,实验时小丽所用的滑动变阻器的最大阻值不能小于________Ω。
【答案】(1)见下图 (2)电流表没有调零 (3)定值电阻断路 (4)c U0 (5)将5Ω和15Ω的电阻串联接入a、b间 (6)换用电流表的大量程(0~3A) (7)15 30
【详解】(6)当接入2Ω电阻时,若保持U0不变,电路电流会超过电流表0~0.6A的量程(),因此需要换用电流表的大量程(0~3A),或降低定值电阻两端的控制电压U0;(7)由图丙可知,当时,电流,则定值电阻两端电压,电源电压为6V,滑动变阻器两端电压,滑动变阻器阻值,当接入最大电阻时,电流,滑动变阻器阻值,因此滑动变阻器的最大阻值不能小于30Ω。
7.(2026·山东德州·二模)小明要测定一个标有“6V”小灯泡正常发光时的电阻和功率,他使用了如下的实验器材,其中电源提供恒为8 V的电压,滑动变阻器标有“20 Ω 1.5 A”。
(1)如图甲所示电路,有一根导线连接错误,请用“×”号标出,再用笔画线代替导线画出正确的连接。
(2)修正连接后,闭合开关,小灯泡微微发光,他移动滑动变阻器的滑片,同时注意观察_______(选填“电流表”“电压表”或“小灯泡”),直到灯泡正常发光;此时电流表的示数如图乙所示,则该小灯泡正常发光时的电阻为_______Ω,小灯泡的额定功率为______W;
(3)完成上述实验后,小明想利用原电路探究“电流与电阻的关系”,他用5 Ω、10 Ω、20 Ω、30 Ω的定值电阻代替小灯泡,进行了如下操作:
①断开开关,取下灯座两端的导线,将5 Ω的定值电阻接在小灯泡所在位置。
②小明想在实验中保持电压表示数为4 V不变,他闭合开关,移动滑片,会发现什么不妥?________。
③他正确测量出通过5 Ω的定值电阻的电流后,又测量通过10 Ω、20 Ω、30 Ω定值电阻的电流,为使实验数据更精确,电流表的量程应选用________。
④小明将电阻更换成30 Ω的定值电阻后,闭合开关,移动滑片,发现电压表的示数无法达到预定的4 V。请你给出一个解决方案:_______________________________________。
【答案】(1)见下图 (2)电压表 12 3 (3)电流表选的量程太小 0~0.6A 更换最大阻值不小于30Ω的滑动变阻器
【详解】(3)电源总电压8V,要求定值电阻两端电压保持4V,当定值电阻为5Ω时,电路电流,超过电流表0~0.6A量程,因此会损坏电流表;由题意可知,当接入10Ω定值电阻时,此时电路电流为,在电压不变时,当接入20Ω、30Ω时,电路电流一定小于0.4A,故为了提高精确度,应选择0~0.6A量程;接入30Ω定值电阻后,要保持电阻两端电压4V,由串联电路电压特点可知,滑动变阻器两端的电压为,因为,根据串联分压原理,滑动变阻器的电阻为,即滑动变阻器需要接入30Ω才能满足分压要求,现有滑动变阻器最大只有20Ω,因此换用最大阻值不小于30Ω的滑动变阻器即可。
8.(2026·山东济南·二模)小明利用图甲所示的电路“探究电流与电压、电阻的关系”。已知电源电压恒为3 V,几个定值电阻的阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω,滑动变阻器上标有“15 Ω 1 A”的字样。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路补充完整,要求滑动变阻器的滑片向右移动时,电路中的电流变大。
(2)正确连接电路,闭合开关后,小明观察到两电表指针情况如图乙所示,他用另一电压表的两端依次连接图甲中的M与N、N与O、O与Q,分别显示0 V、0 V、3 V,由此判断电路故障为___________。
A.开关接触不良 B.导线QM开路 C.滑动变阻器开路 D.电流表开路
(3)排除故障后,缓慢移动滑片P到某位置时,电压表的示数如图丙所示,为________V。
(4)将不同小组的数据汇总后,得到了下表的数据:
R1=5 Ω
R2=10 Ω
R3=15 Ω
实验序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
U/V
0.8
1.0
1.5
1.8
1.2
1.8
2.2
2.6
1.5
1.8
2.1
2.4
I/A
0.16
0.20
0.30
0.36
0.12
0.18
0.22
0.26
0.10
0.12
0.14
0.16
分析数据可以得到电流与电压的关系是_______________________________________。
(5)得到上述结论后,他们想继续探究“电流与电阻的关系”。在用5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω完成测量后,他们将电阻更换为25 Ω的定值电阻,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能使电压表示数达到原来的数值,为了能用25 Ω的定值完成最后这一次实验,下列措施中可行的是___________(填序号)。
A.调高电源电压
B.将电压表改接到滑动变阻器两端
C.在电源和开关之间串联一个电阻
D.更换一个最大阻值更小的滑动变阻器
(6)有同学认为,不必再次进行实验,根据表格中___________(填实验序号)三组数据就可以分析出电流与电阻的关系。
【答案】(1)见下图 (2)B (3)1.8 (4)电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比 (5)C (6)4、6、10
【详解】(2)由图可知,电压表、电流表示数均为0,说明电路为断路,且问题不在定值电阻上,题目中测M与N、N与O电压都为0,说明断路不在这两段之间;测O与Q电压为3V等于电源电压,说明断路在O与Q之间,则只有导线QM开路,故选B;(5)换用25Ω的大电阻后,滑动变阻器最大阻值偏小,无法分走足够的电压,不能让定值电阻两端电压降到原来的控制值;A.调高电源电压,需要滑动变阻器分更多电压,更无法满足,故A不符合题意;B.将电压表改接滑动变阻器,不能改变滑动变阻器最大阻值不足的问题,仍然无法达到要求电压,故B不符合题意;C.在电源和开关之间串联一个电阻,串联电阻可以额外分压,分担需要滑动变阻器分走的电压,使定值电阻电压达到原来的数值,故C符合题意;D.换最大阻值更小的滑动变阻器,更无法满足分压要求,故D不符合题意,故选C;(6)探究电流与电阻的关系需要控制电压不变,改变电阻。表格中实验4(5Ω,1.8V)、实验6(10Ω,1.8V)、实验10(15Ω,1.8V)三组数据电压相同,电阻不同,因此可以直接用来分析电流与电阻的关系,不需要重新实验。
9.(2026·江苏无锡·二模)瑶瑶和小莉同学在做“探究电流与电压、电阻的关系”实验时,准备以下器材:电源电压为6V且保持不变,电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)、滑动变阻器R1(20Ω 1A)、滑动变阻器R2(30Ω 1A),五个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω)、开关、导线若干。根据如图的电路图进行实验。
(1)小莉想要探究电流与电压的关系,她按图甲所示的电路图连接实物图,请你帮她把图乙的实物图连接完整(要求滑片右移时,电流表示数增大);
(2)电路正确连接后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,则电路故障可能是___________;
(3)探究电流与电压的关系时,小莉通过调节滑动变阻器滑片P,测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压如表所示:分析可得到的结论是:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 ___________比;且通过计算可知,小莉选择的滑动变阻器是__________(选填“R1”或“R2”);
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1
1.5
2
2.5
3
电流I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
(4)接着小莉又探究电流与电阻的关系,电源电压仍然为6V,她选择的滑动变阻器是(30Ω 1A),她只更换定值电阻,其余连接均不变。其实验步骤如下:
①在电路中接入阻值为5Ω的定值电阻,移动滑动变阻器的滑片,使得电压表示数为,记录电流表示数;
②断开开关,用10Ω的定值电阻替换5Ω的定值电阻再闭合开关,她应该将滑动变阻器的阻值___________(选填“调大”或“调小”)直到电压表示数为U0,再记录电流表示数;再用15Ω的定值电阻替换10Ω的定值电阻,同样调节滑动变阻器使电压表示数为U0;
③断开开关,用20Ω的定值电阻替换15Ω的定值电阻再闭合开关,她调节滑动变阻器的阻值,发现电压表示数始终不能调为U0。为完成全部五次探究,电源电压的范围应是___________;
(5)同组的瑶瑶用如图丙所示实验电路又做了一个实验。电源电压未知且不变,R3为定值电阻,调节滑动变阻器R2滑片,得出几组数据整理后如下表。发现:可以将电压表改成一个能直接读出电阻的电表,他在5.0V处应该读出的电阻值为___________Ω。
次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
电阻R/Ω
1.0
2.5
5.0
10.0
【答案】(1)见下图 (2)R短路 (3)正 R2 (4)调大 (5)25
【详解】(3)电阻一定时,电压表变为原来的多少倍,电流也会变为原来的多少倍,因此结论是:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比,由表格数据得定值电阻,当电流最小为0.2A时,滑动变阻器分压,滑动变阻器需要的阻值,因此选择规格为(30Ω 1A)的R2;(4)更换更大的定值电阻后,根据串联分压,定值电阻两端电压变大,要保持定值电阻电压为2V不变,需要增大滑动变阻器分得的电压,因此需调大滑动变阻器的阻值;要完成五次实验,最大定值电阻为30Ω,滑动变阻器最大阻值为30Ω,控制定值电阻电压为2V,根据串联分压得,当滑动变阻器阻值最大时,滑动变阻器分压也为2V,最大电源电压为,电源电压最小不低于需要控制的定值电阻电压2V,因此电源电压范围为;(5)丙图中R3与R2串联,电压表测R2两端电压,电源电压满足,代入表格中前两组数据①,②,联立①②解得,电源电压;当,代入得,解得。
二、特殊方法测电阻、电功率
● 解题要点
1. 通用解题技巧
(1)看缺什么表
①缺电流表 → 找已知电阻 + 电压关系;②缺电压表 → 找已知电阻 + 电流关系
(2)看电路结构:①串联 → 用电流相等; ②并联 → 用电压相等
(3)小灯泡专用原则:必须使电压表或电流表示数达到额定电压U额或额定电流I额
(4)表达式推导模板:写出基本公式(R= 、P=UI) → 用“已知量”替换“未知量”
2. 常考类型整理
(1)特殊方法测定值电阻
①缺电流表:如图1、图2,待测电阻Rx与已知阻值的定值电阻R0或已知最大阻值的滑动变阻器R串联
图1 图2
测量思路:用电压表分别测出两者电压,利用串联电流相等:
(注意:通常Rx或已知阻值电阻两端的电压只有一个可以直接测得,另一个需要由串联电压特点,通过电源电压间接得到,需根据具体电路判断)
②缺电压表
a. 如图3,Rx与已知电阻R0串联,开关控制R0是否接入
测量思路:利用电源电压不变,
图3 图4
b. 如图4,Rx与已知电阻R0并联,用电流表分别测支路和干路电流
测量思路:利用并联电压相等,(Ix =I总-I0)
③电阻箱等效替代
步骤及表达式:如图5、图6,把开关拨到Rx一侧,记录电表读数;再把开关拨到电阻箱一侧,调节电阻箱使电表读数完全相同,则有Rx=R1
图5 图6
(2)特殊方法测小灯泡电阻、电功率
解题关键:通过调节开关和滑动变阻器,找到灯泡的U额和I额,并用已知量表示未知量带入RL=和写出表达式
①缺电流表
▪ 例 如图7,小灯泡L与已知电阻R0串联,电压表与R0并联(S1闭合、S2断开时),已知小灯泡额定电流为I额
图7
▪ 测量思路:调节开关,使电压表先测R0两端的电压,调节滑动变阻器,使R0两端的电压满足U0=I额R0,保持滑片不动,再调节开关,使电压表测R0和灯泡L两端的总电压U总,则U额 =U总-U0
▪ 变式 如图8,小灯泡L与已知电阻R0串联,电压表与灯L并联(S1闭合、S2断开时),已知小灯泡额定电压为U额
图8
▪ 测量思路:____________________________________________________________________
②缺电压表
▪ 例 如图9,小灯泡L与已知电阻R0并联,电流表与R0串联(S1闭合、S2断开时),已知小灯泡额定电压为U额
图9
▪ 测量思路:调节开关,使电流表先测R0支路的电流,调节滑动变阻器,使通过R0的电流I0满足U0=I0R0 =U额,即满足,此时小灯泡两端电压也为U额,保持滑片不动,再调节开关,读出干路电流I总,则I额 =I总-I0
▪ 变式 如图10,小灯泡L与已知电阻R0并联,电流表与L串联(S2闭合、S1断开时),已知小灯泡额定电流为I额
图10
▪ 测量思路:____________________________________________________________________
________________________________________________________________________
③电阻箱等效替代
(将图5、图6中待测电阻Rx换成已知额定电压或额定电流的小灯泡)
步骤及表达式:a.拨动开关到小灯泡一侧,调节滑动变阻器,使电表示数为U额或I额;
b.保持滑动变阻器滑片不动,拨动开关到电阻箱一侧,调节电阻箱阻值,使电表示数仍为U额或I额;
c.小灯泡正常发光时的电阻RL=R1,小灯泡的额定功率或
● 真题再现
实验1 特殊方法测定值电阻的阻值
类型1 缺电压表
1.(2025·遂宁节选)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】
【详解】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。
2.(2024·滨州节选)小滨用电流表和一个已知最大阻值为的滑动变阻器测量未知电阻的阻值,设计了如图所示的电路图,电源电压未知且保持不变。实验操作如下:
①将滑动变阻器的滑片P移动到最右端b点,记录此时电流表示数为;
②将滑动变阻器的滑片P移动到最左端a点,记录此时电流表示数为;
③则___________(用已知和测出的物理量、、表示)。
【答案】
【详解】③在②中为Rx的简单电路,由欧姆定律得电源电压,在①中,两电阻串联,由电阻的串联和欧姆定律得电源电压,因电源电压不变,故,解得Rx的表达式为。
3.(2025·甘肃节选)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,实验所用电源电压为3V。
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闭合开关S1、S2 ②40 ③20 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】①a.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.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待测电阻Rx的阻值为;③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。
4.(2025·天津)小明从废弃的电热锅中拆下了一个加热盘,其阻值在28~32Ω之间。为测量其电阻,他找来了一个电源(电压为35V),一个电流表(量程为0~0.6A),两个滑动变阻器(最大阻值约为50Ω)和(最大阻值约为100Ω),开关和导线若干。请你合理选择上述器材设计实验,测出加热盘电阻的阻值。要求:
(1)画出实验电路图;
(2)写出实验步骤及所需测量的物理量;
(3)写出加热盘电阻的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
【答案】(1)实验电路图:
(2)实验步骤:①按照电路图连接电路;②闭合开关S1、S2,调节滑动变阻器滑片到适当位置,读出电流表的示数I1;③断开开关S2,保持滑片位置不动,读出电流表的示数I2。
(3)
【详解】(1)电流表量程为0~0.6A,则电路总电阻最小为,所以为确保电路安全,变阻器使用,设计电路图如上图;(3)闭合开关S1、S2,变阻器单独接入电路,电流表测电路电流,调节滑动变阻器滑片到适当位置,读出电流表的示数I1,则变阻器接入电路阻值为,断开开关S2,和变阻器串联,电流表测电路电流,保持滑片位置不动,读出电流表的示数I2,则总电阻为,则阻值为。
类型2 缺电流表
5.(2025·达州节选) 实验中电流表损坏,组员们利用现有器材设计了如图所示电路,测量定值电阻Rx,步骤如下:
①闭合开关,滑片P移至A端,电压表示数为;
②再将滑片P移至B端,电压表示数为;
待测定值电阻的阻值______(用表示)。
【答案】
【详解】①闭合开关,滑片P移至A端,和变阻器最大阻值串联,电压表测电压,电压表示数为;②再将滑片P移至B端,变阻器连入电路阻值为零,单独接入电路,电压表测电源电压,示数为;根据串联电压规律,①中电压为,根据分压原理则有,解待测定值电阻的阻值。
6.(2024·眉山节选)小龙同学用伏安法测量一个定值电阻的阻值,进行了如下实验。
在缺少电流表时,小龙选用阻值为的定值电阻设计了如图所示电路,并完成实验。过程如下:
①闭合S和,电压表的示数为;
②再闭合,电压表的示数为;
③______(用字母、和表示)。
【答案】
【详解】由图得,①闭合开关S和S1,定值电阻Rx、R0串联,电压表测量Rx两端的电压;②再闭合S2,定值电阻Rx单独工作,电压表测量电源电压,由欧姆定律得Rx的阻值为。
类型3 电阻箱等效替代
7.(2025·北京)某同学利用滑动变阻器、电阻箱、电压表、电压恒定的电源、开关等器材设计了测量电阻Rx的实验电路,如图所示。
(1)请补充主要实验步骤:
①按电路图连接电路,将滑动变阻器的阻值调到最大端;
②闭合,________,记录电压表的示数;
③闭合,________,使电压表的示数仍为;
④记录电阻箱的阻值;
(2)待测电阻的阻值Rx________。(用测量量表示)
【答案】(1)开关S2与触点2闭合 开关S2与触点1闭合,调节电阻箱 (2)
【详解】(1)由电路图可知,将滑动变阻器的阻值调到最大端,闭合S1,开关S2与触点2闭合,此时滑动变阻器与待测电阻串联,电压表测滑动变阻器两端电压,记录电压表的示数U;闭合S1,开关S2与触点1闭合,此时滑动变阻器与电阻箱串联,电压表测滑动变阻器两端电压,此时根据串联分压,调节电阻箱,使电压表的示数仍为U,则待测电阻的值与电阻箱的阻值相同;(2)由实验步骤可知,当待测电阻与滑动变阻器串联时,电压表测滑动变阻器两端电压,当电阻箱与滑动变阻器串联时,电压表仍测滑动变阻器两端电压,且示数不变,根据串联分压可知,待测电阻的阻值等于电阻箱的阻值,即。
实验2 特殊方法测小灯泡电阻、电功率
类型1 缺电压表
1.(2024·烟台节选)完成“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验之后,老师提出:如果没有电压表,用一个电流表和一个定值电阻,仍可完成本实验。兴趣小组经过讨论设计了如图所示的电路,并进行了如下操作:
①闭合开关S、,移动滑动变阻器滑片P,使电流表示数为,此时小灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器滑片P的位置不变,断开,闭合,电流表示数为,则小灯泡正常发光时的电阻______(用,、表示)。
【答案】
【详解】开关变化前后均是R0与灯泡并联,电压相等,则有,解得
。
2.(2024·南充节选)小红还想测出另一个额定电压为的小灯泡正常发光时的电阻,在保证电路安全的前提下,设计了如图丁所示的电路(电源电压恒定大于且未知,滑动变阻器R最大阻值未知,定值电阻阻值为R0);请将实验步骤补充完整:
①闭合、,断开,移动滑片,使电流表示数为______时,小灯泡正常发光;
②闭合、,断开,保持滑片位置不变,读出电流表的示数为;
③小灯泡正常发光时的电阻RL=______。(用、、R0表示)
【答案】
【详解】①闭合S、S2,断开S1,此时定值电阻与灯泡并联,电流表测量通过定值电阻的电流,为了使灯泡正常发光,则灯泡两端电压达到U额,由于定值电阻与灯泡并联,定值电阻两端电压等于灯泡两端电压,所以通过定值电阻的电流为时,灯泡正常发光,所以移动滑片P使电流表示数为,此时灯泡正常发光;③闭合S、S1,断开S2,此时定值电阻与灯泡并联,电流表测量干路中的电流,保持滑片P位置不变,灯泡仍正常发光,读出电流表的示数为I,则通过在灯泡的电流,则小灯泡正常发光时的电阻。
3.(2025·巴中节选)实验室里有一小灯泡的铭牌模糊不清,只能看清小灯泡的额定电流,为了测出该小灯泡的额定功率,小明和小王分别设计了两种不同的测量方案,请你帮助完善。
方案二:小王同学设计了如图所示的电路图,电源电压不变,和为滑动变阻器,的最大电阻为,实验步骤如下:
①闭合开关S和,断开,调节,使电流表的示数为0.3A;
②保持不变,闭合开关S和,断开,调节,使电流表的示数仍为0.3A;
③保持不变,接着将的滑片P调至最左端,记下电流表的示数为,再将的滑片P调至最右端,记下电流表的示数为,则小灯泡额定功率的表达式________(用、、、表示)。
【答案】
【详解】在①中,R2与灯串联,灯正常发光;在②中,R1与R2串联,因为电路中电流仍为I额,所以;在③中,将R2的滑片移到最左端时,只有电阻R1连入电路,此时的电源电压为,将R2滑片的移到最右端,连入电路中的阻值最大,此时R2的阻值为R0,此时的电源电压为,电源电压不变,则解得,则额定功率为。
类型2 缺电流表
4.(2025·德阳节选)完成上述实验后,实验小组的同学利用阻值已知的定值电阻和另一个电压表,设计了如图所示的电路来测量额定电压为的小灯泡正常发光时的阻值。
①闭合开关,调节滑片的位置,使电压表的示数为___________;
②保持滑片位置不变,读出电压表的示数为;
③计算出小灯泡正常发光时的阻值___________。
【答案】2.5
【详解】①由图丙可知,灯泡和电阻R0串联,电压表V测量灯泡两端的电压,电压表V0测量R0两端的电压,闭合开关,调节滑片的位置,使电压表的示数为2.5V,此时灯泡正常发光;③保持滑片位置不变,读出电压表的示数为,通过电路的电流,小灯泡正常发光时的阻值。
5.(2025·安徽)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】(1)见下图 (3)2.8 (4)10 (5)更换一个阻值较小的定值电阻
【详解】(4)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,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)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。
6.(2025·南京节选)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】U-I0R0 C
【详解】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。
7.(2025·齐齐哈尔节选)完成实验后,小明设计了如图所示的电路,想要用原有的实验器材和定值电阻,在不使用电流表的情况下,测量该小灯泡的额定功率。请你帮助他完成实验方案:
①检查电路无误后,闭合开关S,将开关接,调节滑动变阻器的滑片直至电压表示数为______;
②保持滑片不动,再将开关接,读出电压表示数为;
③小灯泡L的额定功率______(用、、表示);
小明找来了阻值为的定值电阻,按照该方案进行测量。你认为小明能否测出该小灯泡的额定功率?请说明你的判断依据:____________________________________。
【答案】0.5 由前面实验可知,若小灯泡正常发光时,额定电流为0.3A,若定值电阻阻值为,则灯泡正常发光时,两端的电压,两端的电压大于电源电压,电源实际电压为,不能满足实验要求,所以不可行
【详解】①检查电路无误后,闭合开关S,将开关接,灯泡、和变阻器串联,电压表测和变阻器总电压,调节滑动变阻器的滑片直至灯泡正常发光(2.5V),根据串联电压规律,电压表示数为;②保持滑片不动,再将开关接,连接方式不变,电压表改测电压,读出电压表示数为,则电路中电流为;③小灯泡L的额定功率;由前面实验可知,若小灯泡正常发光时,额定电流为0.3A。若定值电阻阻值为,则灯泡正常发光时,两端的电压,两端的电压大于电源电压,电源实际电压为,不能满足实验要求,所以不可行。
8.(2025·眉山节选)另一组同学在没有电流表的情况下,测量另一只额定电压为的小灯泡的额定功率,设计了如图丁所示的电路,电源电压恒为,滑动变阻器最大阻值为。实验步骤如下:
①闭合开关和,断开,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为___________V,这时小灯泡正常发光;
②闭合开关和,断开,保持①步骤中滑动变阻器滑片的位置不变,此时电压表示数为;
③小灯泡的额定功率___________。
【答案】1.5 0.75
【详解】要使小灯泡正常发光,则小灯泡两端的电压应等于其额定电压2.5V。闭合开关S1和S3,断开S2,R与L串联,电压表测滑动变阻器两端电压。由串联电路电压规律可知,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为4V-2.5V=1.5V时,小灯泡正常发光;闭合开关和,断开,灯泡L短路,电路中只有R全部接入电路中,电压表测滑动变阻器滑片以左部分电阻两端的电压,示数为1V。保持①步骤中滑动变阻器滑片的位置不变,由串联分压规律可得,代入数据解得,小灯泡正常工作时电路中的电流,小灯泡的额定功率。
类型3 电阻箱等效替代
9.(2024·通辽节选)完成实验后该组同学又想到了用“等效替代法”测量一个额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻,设计了图所示的电路,其中为电阻箱;请把下面步骤②中未完成的操作补充完整。
①将开关S与a连接,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为U额;
②________________________________________,使电压表示数仍为U额,读出电阻箱阻值即为小灯泡正常发光时的电阻。
【答案】将开关S与b连接,保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节变阻箱的电阻
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1.(2026·陕西咸阳·二模)小阳从旧电器上拆下一个标识不清的定值电阻,如图甲,为了测出它的阻值,他选择了电压恒为3V的电源、滑动变阻器、电表、开关、导线等器材,实验电路如图乙所示。
(1)电流表应接在图乙中的________(选填“a”或“b”)处。
(2)正确连接电路,闭合开关后发现电流表示数较大,电压表示数接近3V,则小阳的操作中存在的不足是________________________。
(3)正确实验,第③次实验时的电压表示数如图丙,此时两端电压为________V。
(4)通过四次实验绘制出的图像如图丁所示,其中第________次实验数据有误,最终测得的阻值为________Ω。
(5)小阳想到如果没有电流表如何测量电阻的阻值呢?他利用电源(电压未知且恒定不变)、阻值为的定值电阻、电压表、开关等器材,设计了如图戊所示的电路,也测出了的阻值,请你完成下列实验步骤:
①闭合开关,断开,读出电压表的示数;
②________,读出电压表的示数;
③待测电阻阻值的表达式________。
【答案】(1)a (2)闭合开关前,滑动变阻器没有调至阻值最大 (3)2.4 (4)① 5 (5)闭合、
【详解】(4)由丁图可知,后三次用描点法测量的定值电阻的几个I−U值和其对应的三点连线基本在一条直线上,符合定值电阻的I−U规律,而第①点偏离该直线较远,应为实验数据有误造成的,最终由后三次测得的R1阻值的平均值为;(5)据图可知,闭合开关S1,断开S2,电压表串联接在电路中,测电源电压,此时电压表的示数为U1,即电源电压是U1;闭合开关S1、S2,此时电路为两电阻串联,电压表测R0两端电压,电压表的示数U2,则Rx两端电压为,待测电阻的阻值为。
2.(2026·江苏南京·二模)现有两个阻值未知的定值电阻R1和R2。
(1)图甲为测R1电阻的实物图。
①图中有一根线连接错误,请在这根线上打“×”,并在图中改正;
②改正电路后,将滑动变阻器的滑片移至____端,闭合开关,移动滑片,当电压表的示数为1.3V时,电流表的示数如图乙所示,为____A,则本次实验测得R1的阻值为____Ω。
(2)图丙为测R2电阻的实物图,实验步骤如下:
①只闭合开关S1,移动滑动变阻器的滑片,调节电阻箱R0的阻值为R01,读出此时电流表的示数为I;
②断开S1,闭合开关S2,调节______,直至____________________________,记录此时电阻箱的阻值R02,断开开关;
③R2的阻值为____。
【答案】(1)见下图 左/A 0.26 5 (2)R0的阻值 电流表示数再次为I
【详解】(2)只闭合开关S1,R与R0串联,电源电压①,断开S1,闭合开关S2,R、R0与R2串联,滑动变阻器的滑片不动,只调节电阻箱的阻值,直至电流表的示数仍为I,记录此时电阻箱的阻值R02,则电源电压②,联立①②两式得。
3.(2026·河北唐山·二模)在测量未知定值电阻的实验中,小明设计了如图所示电路,请完成下列问题。
(1)小明连成如图甲所示的电路,图中有一根导线未连接,请用笔画线代替导线将电路连接完整,注意导线不能交叉。
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P时,发现两个电表只有一个有示数,初步检查确认电路连接无误,两个电表均无故障,则发生故障的元件应是_____________(选填“滑动变阻器”或“定值电阻”)。
(3)排除故障后,移动滑片使电压表示数为2.0 V,此时电流表指针位置如图乙所示,电流是_____A,她根据该数据最终计算出了电阻值,请你作出评价或建议:_____________________。
(4)小明接着选取了两根长度相等材料不同的合金丝和替换电阻,连接成图丙电路。为合金丝的左端点,为合金丝的右端点,为在合金丝上可移动的触点。闭合开关,将滑动变阻器滑片移至适当位置后,移动,发现电流表示数一直为0.4 A,电压表读数随之间的距离的变化如图丁所示,则合金丝的阻值为__________。
(5)小明再利用合金丝(合金丝的电阻用表示)和其他器材继续测量未知电阻的阻值,电路如图所示;先闭合开关S和S1,移动滑动变阻器滑片至适当位置,读出电压表示数;再断开S1,闭合S2,读出此时电压表示数,则待测电阻阻值为_____________(用字母、、表示)。
【答案】(1)见下图 (2)定值电阻 (3)0.4 她根据一次测量数据计算出的电阻值,存在偶然误差。为减小误差,应移动滑动变阻器滑片,改变两端的电压和通过的电流,进行多次测量,然后计算电阻的平均值 (4)20 (5)
【详解】(4)由丙图可见,U随QN之间的距离在10cm处发生明显变化,故可以判断合金丝a的长度和b的长度为10cm,此时电压表示数为8V,根据得,合金丝a的阻值为;(5)先闭合开关S和S1,滑动变阻器、合金丝a、串联接入电路,电压表测和合金丝a两端电压,移动滑动变阻器滑片至适当位置,读出电压表示数,即和合金丝a两端电压,再断开S1,闭合S2,滑动变阻器、合金丝a、串联接入电路,电压表测两端电压为,由串联电路的电压规律可知,合金丝a两端电压,由串联电路的分压原理可得,即,则待测电阻阻值为。
4.(2026·江苏苏州·二模)探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”,电源电压恒定,滑动变阻器规格为“15Ω 1A”,5个定值电阻 (5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω)。
(1)请在图甲连接错误的导线上打上“×”,并用笔画线代替将电路连接正确;
(2)若某次闭合开关后,发现电流表示数为零,电压表有示数,则电阻 R 的故障为_____;
(3)完成第1次实验后,断开开关,拆下定值电阻,改接另一个电阻,进行如下实验操作:
①闭合开关 ②将滑动变阻器的滑片移到最左端 ③记录电流表示数 ④将滑动变阻器的滑片移到适当位置。
正确的顺序是__________,上述操作④中判断滑片已处于适当位置依据是_____________;
(4)用电源(电压已知且恒定)、滑动变阻器和已知阻值的定值阻测量灯L(已知)正常工作时的电阻,图乙中________(选填A/B/A和B/都不)可以完成测量。
【答案】(1)见下图 (2)断路 (3)②①④③ 定值电阻的电压控制不变 (4)B
【详解】(4)图乙中的A电路:当S1连接下面的触点时,灯泡与滑动变阻器串联,电流表串联电路电流,由于灯泡的额定电流未知,故无法得知电路中的灯泡是否正常工作,故无法测量灯泡正常工作时的电阻,故A不可以完成测量;图乙中的B电路:灯泡L、滑动变阻器、定值电阻R0串联,当S1连接下面的触点时,电压表测量滑动变阻器、定值电阻R0的总电压,电源电压与灯泡的额定电压已知,移动滑片到电压表的示数等于电源电压与灯泡的额定电压的差时,灯泡正常发光,再将S1连接上面的触点,电路连接方式不变,灯泡仍正常发光,电压表测量定值电阻R0的电压,定值电阻R0的阻值已知,串联电路中电流处处相等,由欧姆定律可得,灯泡的额定电流,则由欧姆定律可得,灯L正常工作时的电阻,故B可以完成测量。
5.(2026·广东深圳·二模)在“测量小灯泡的电阻”实验中,小明选用的器材有:三节新干电池、额定电压为2.5V的待测小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表、开关和若干导线。
(1)如图甲,小明连接的电路中有一根导线连接错了,请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的连接方式。
(2)正确连接电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于______(选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,原因可能是______(填序号)。
A.小灯泡断路 B.小灯泡短路
C.开关接触不良 D.通过小灯泡的电流太小
(4)经过多次实验,测量并记录多组数据,得到小灯泡的图像如图乙,该图像不是一条直线,小明认为温度对灯泡的电阻值有影响,并另取一个小灯泡,敲掉其玻璃泡(灯丝完好),浸没在不导电的温度不变的冷水中,按上述实验测量灯丝的电阻,部分实验数据如表所示。这些数据______(选填“能”或“不能”)支持小明的观点,请说明理由:____________。
电压U/V
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
……
电流I/A
0.2
0.29
0.4
0.5
0.59
……
(5)另一小组由于电压表损坏,于是利用两个相同的电流表(测量范围均为0~0.6A)、定值电阻、额定电压为2.5V的待测小灯泡等器材设计了如图丙的电路。连接好电路后,调节滑动变阻器,读出多组两个电流表的示数,然后以与的示数之差为纵坐标,的示数为横坐标,做出图像如图丁所示,根据图丁可得:小灯泡正常发光时的电阻为______。
【答案】(1)见下图 (2)A (3)D (4)能 温度不变时,不同电压下的灯丝电阻近似相等,说明灯丝电阻的变化是由于温度的变化 (5)12.5
/
【详解】(4)计算表格中数据,灯泡电阻,根据实验数据代入计算得分别约为1Ω、1.03Ω、1Ω、1Ω、1.02Ω,温度不变时灯丝电阻几乎不变,说明原本电阻随电压变化是温度升高影响电阻,因此可以支持小明的观点;(5)图丙中与小灯泡L并联,测的电流,测干路电流,因此就是小灯泡的电流。 小灯泡额定电压为2.5V,并联电压相等,因此两端电压也为2.5V,可得,从图丁可知,时,,即小灯泡额定电流,因此小灯泡正常发光电阻。
6.(2026·广西崇左·二模)实验小组在“探究电流与电阻的关系”的实验中,实验器材有:两节新干电池组成的电池组、电压表、电流表、3个定值电阻R(阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω)、滑动变阻器(20Ω1A)、开关和若干导线。
(1)用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整。
(2)正确连接电路后闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电流表几乎没有示数,电压表指针有明显偏转且示数不变,造成这一现象的原因可能是定值电阻R_____(选填“断路”或“短路”)。
(3)排除故障后继续实验,实验过程中同学们先把5Ω的定值电阻接入了电路,调节滑片P至某一位置,电流表示数如图乙所示读数为_______A,记录数据后同学们用10Ω的定值电阻替换5Ω的定值电阻进行实验,此时为了保证电压表示数不变,应将滑片向_______(选填“A”或“B”)端调节,并记录数据。
(4)最后根据实验数据绘制了如图丙所示的图像,分析图像可得出结论:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成_______。
(5)生活中很多小型电子产品的充电器都带有LED指示灯,用来反映充电器的工作状态。实验小组的同学拆了一个旧的手机充电器发现,其电路板上用于驱动红色指示灯的元件非常简单:一个发光二极管(LED)与一个有限流作用的色环电阻串联后,接入经内部电路降压后电压为5V的直流电源上。经调查了解到该款式的手机充电器的限流电阻阻值约为200Ω,实验小组的同学想用伏安法测量该电阻的阻值,所以选用两节新干电池(3V)、滑动变阻器(20Ω1A)、电流表(测量范围为0~0.6A)、电压表(测量范围为0~3V)、开关及导线若干设计了如图丁中的方案1。实验时发现方案1无法进行,原因是_________。
(6)接着同学们又找来电阻箱(0~999.9Ω),设计了方案2和方案3。经分析发现方案_______测量结果更准确。
【答案】(1)见下图 (2)断路 (3)0.4 A (4)反比 (5)电路中最大电流小于电流表的分度值 (6)2
【详解】(5)电源电压3V,待测电阻约200Ω,滑动变阻器最大20Ω,可计算出电路最小电流,小于电流表0~0.6A量程的分度值(0.02A),电流表无法准确读数,因此方案1无法进行;(6)方案2通过同时测量两个电压,利用串联电路的电流关系进行计算,逻辑严密,操作简便,且不受电源电压波动的影响,测量结果更可靠;方案3由于开关切换会改变电路状态,导致测量条件不一致,从而引入较大的系统误差。因此,方案2的测量结果更精确。
7.(2026·江苏泰州·二模)在“探究电流与电阻的关系”实验中,小军准备的实验器材有:三节新的干电池、电流表、电压表、规格为“30 Ω 1 A”的滑动变阻器,五个定值电阻(、、、、),开关、导线若干,实验电路如图甲所示:
(1)用笔画线代替导线将图甲电路连接完整,要求开关闭合前滑动变阻器的滑片位置如图所示。
(2)小军依次将、、、、的定值电阻接入电路,多次实验收集的数据如下表,分析比较发现实验序号_______的数据是不真实的。
实验序号
1
2
3
4
5
电阻
5
10
15
20
25
电流
0.40
0.20
0.14
0.10
0.08
(3)分析表中正确的数据可得到“在电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比”的结论。请写出你的分析方法:____________________________。
(4)图乙中的、两条曲线是另外两小组根据各自的实验数据绘制的图像,分析图像,你认为曲线_______(选填“A”或“B”)对应的实验操作是错误的,原因是______________。
(5)接着小军利用所学电学知识测量额定电流为灯泡正常发光时的电阻,设计电路如图丙所示,其中电源电压未知,电阻箱的最小倍率为1。实验步骤如下:
①闭合开关,开关连接_______,调节滑动变阻器滑片,使电流表示数为;
②闭合开关,开关连接另一位置,保持滑动变阻器滑片位置不变,调节电阻箱,当电阻箱阻值调为时,电流表示数略小于,当电阻箱阻值调为时,电流表示数略大于0.25 A:
于是他调整思路,在步骤②的基础上,保持滑动变阻器滑片位置不变,将电阻箱阻值调为,读出对应电流表示数为,再将电阻箱阻值调为,读出对应电流表的示数为。
则实验中所用的电源电压为_______V(小数点后保留一位小数),灯泡正常发光时电阻为_______Ω。
【答案】(1)见下图 (2)5 (3)电流与电阻的乘积是一个定值 (4)A 没有控制定值电阻两端电压相同 (5)b 4.0 9.2
【详解】(2)由表格数据可得,电阻与对应电流的乘积为2V不变,当定值电阻取25Ω时,滑动变阻器两端为,此时滑动变阻器接入电路中电阻为,滑动变阻器接入电路的阻值已超过其最大阻值,因此实验5的数据不真实,为了能让5个定值电阻都能完成实验,则滑动变阻器的最大阻值至少为31.25Ω;(5)步骤①中,开关应连接b,使灯泡接入电路,调节滑片使电流为额定电流0.25 A,设滑动变阻器接入电路的阻值为,电源电压为U。根据两次实验数据:①,②,联立①②可解得,电源电压,灯泡正常发光时,电流,滑动变阻器两端电压,灯泡两端电压,灯泡正常发光的电阻。
8.(2026·安徽淮北·模拟预测)如图甲所示是小刚测量小灯泡电功率的实验电路图,电源电压为4.5V不变,小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω。
(1)实验中应根据__________(选填“灯泡亮度”“电压表示数”或“电流表示数”)来确定灯泡是否正常发光;
(2)小刚移动滑动变阻器的滑片,根据测量数据描点绘制小灯泡的I-U图像如图乙所示,小灯泡的额定功率是__________W;
(3)同组的小华认为小刚绘制的I-U图像标出的五个点中,__________点可能不是实验直接测得的数据;
(4)小华打算只利用电流表测量小灯泡(额定电压已知)的额定功率,他增加了一个阻值为10Ω的定值电阻和两个开关,设计如图丙所示电路,请你将电阻、电流表A和灯泡L填入虚线框中使其能完成实验。
【答案】(1)电压表示数 (2)0.625 (3)a (4)见下图
【详解】(3)电源电压为4.5V ,滑动变阻器与灯泡串联。当灯泡两端电压最小时,滑动变阻器两端电压最大,此时滑动变阻器接入电阻最大,灯泡电阻约为,图乙的a点灯泡的电压时,电流,滑动变阻器两端电压 ,此时滑动变阻器需要的电阻,a点的滑动变阻器电阻过大,可能不是实验直接测得的数据;(4)只利用电流表测量小灯泡的额定功率,需要让灯泡和定值电阻的电压都等于额定电压,通过电流表分别测两者的电流。原理:闭合、,断开时,电流表测的电流,调节滑动变阻器使电流 ,此时两端电压为,灯泡也正常发光;再闭合、,断开,电流表测灯泡和 的总电流,进而求出灯泡的额定电流,计算出额定功率。
(
0
1
)老师备课、家长伴学、学生提高
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$2026
中考物理
即列
中考高频考点专题
伏安法实验(综合能力突破)
张学远新中考·个性化学伴
张学远新中考·个性化学伴
中考高频考点专题丨伏安法实验
中考高频考点专题丨伏安法实验(综合能力突破)
2026中考物理考前冲刺
一、滑动变阻器和定值电阻规格的选取
003
●解变点3
●真题再现
·好题推荐
…6
二、特殊方法测电阻、电功率
●解题要点
.14
。真题再现:
.17
实验1特殊方法测定值电阻的阻值
.17
类型1缺电压表.17
类型2缺电流表…
.18
类型3电阻箱等效替代…。
.19
实验2特殊方法测小灯泡电阻、电功率
.19
类型1缺电压表,
.19
类型2缺电流表
.21
类型3电阻箱等效替代
23
●好题推荐…
23
选题:宗倩倩
策划:宗倩倩
审校:孔庆荣张城玮马欣博
策划团队:张学远新中考·个性化学伴
老师备课、家长伴学、学生提高
张学远新中考·个性化学伴
中考高频考点专题丨伏安法实验
一、
滑动变阻器和定值电阻规格的选取
解題要点
1.解题核心逻辑
如图,在探究电流与电阻关系的实验中,常涉及滑动变阻器和定值电阻规格的选取。解决
此类题的核心逻辑如下:
(1)核心原则:此实验电路是串联电路,通过更换定值电阻(更换顺序一般由小到大),
调节滑动变阻器使定值电阻两端电压保持不变。
(2)解题关键:根据串联电路电压特点可得:U=U+U,因为U不变,且实验要求
U保持不变,所以UUU不麦。根据串联分压规律可得:”兰=二,所以该比值为
UR沿
直,代人U=U一U可得解题校心公式:。,需根据题日巴知条件灵话变形
解未知量。另外此类题的临界状态是:接入电路的R定最大时,R也需要接入最大阻值,
此时=巴,绝大多数考题,都是国绕这个临界状态来设计的。
U接一U控R滑mas
2.常考设问分析
(1)判断实验能否正常完成:用核心公式代入已知条件,算出滑动变阻器能支持的最大定
值电阻阻值。若计算值≥题目中给定的最大定值电阻,说明实验可完成;反之则无法完成。
(2)选择求滑动变阻器规格:用变形式求滑动变阻器的最大阻值至少为R滑m
U×R定,
U控
选择时,需选阻值不小于计算值、且允许通过的最大电流不小于电路最大电流的规格。
(3)确定定值电阻的取值范围:当器材规格固定时,反推“定值电阻能用哪些值”,是
滑动变阻器规格问题的逆向应用。
,最大值:由滑动变阻器的最大阻值决定,用公式变形求R定max
最小值:由电流表量程、滑动变阻器允许的最大电流决定,即Rm
(4)计算定值电阻两端可控电压范围:当器材规格固定时,反推定值电阻可控电压范围
·最小值:当R定mx接入,且R沿最大时,此时U控最小,将R定、R滑和U的值代入核
心公式可直接算出
·最大值:当R定min接入时,电路总电阻最小,电流最大,此时U拉最大,U控m×R定mn
(I取电流表量程、滑动变阻器允许的最大电流中的较小值,同时该电压不能超过电压
表的量程)
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03
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中考高频考点专题丨伏安法实验
0
真题再现
1.(2025广东节选)探究电流与电阻的关系实验如图,使用的器材如下:电压恒为6V的
电源,规格为5021.2A”的滑动变阻器,规格为52、102、152、202的定值电阻各1个
等。
若计划将定值电阻两端的电压U取1.5V,是否仍能依次用上述4个定值电阻完成实验?请
判断并说明理由:
2.(2025凉山州洲节选)为了完成探究电流与导体两端电压的关系”的实验,小雨和同学们
准备了以下器材:电压恒定的电源(6V)、定值电阻(102)、电流表(0~0.6A)、电压
表(0~15V)、滑动变阻器(502,1A)等。
做完该实验后,小雨又找来阻值分别为52、152、202、252的四个定值电阻,用来做“探
究电流与电阻的关系”的实验,该实验需要控制定值电阻两端的电压不变,为了保证完成该
实验,小雨能选取的定值电阻两端的电压范围是V~3V。
3.(2025吉林节选)某学习小组在“探究电流与电压的关系”实验中,所用的实验器材有:
电源(电压恒为4.5V)、滑动变阻器(2021A)、定值电阻、开关、电流表、电压表各一
个,导线若干。经过多次实验,将测得的数据绘制成图像,如图乙所示。
个IA
0.5
0.4
0.3
22>3
020.4
0.2
0
A
0.6
A
0
0.63
123456
乙
丙
实验后,小组内同学提出两个观点并进行交流与讨论:
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观点一:用小灯泡替换定值电阻也可以完成该实验。讨论后认为该观点不可行,原因是
观点二:利用原实验电路和器材,再增加几个不同阻值的定值电阻,还可以进行探究电流
与电阻的关系”实验。讨论后认为该观点可行,并进行实验。小组同学将152的定值电阻接
入α、b间,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到适当位置,电流表示数如图丙所示,示数
为
A,记录此时的电阻值和电流值。为了完成实验,α、b间可更换的定值电阻
阻值应不超过
2。
4.(2025泸州节选)小州与小腾利用如图所示电路来探究电流与电压、电阻的关系,电源
电压恒为3V。
R。
(1)在探究电流与电阻的关系时,小州先将滑动变阻器调到最大阻值,再把52的定值电阻
接入电路,闭合开关,记下此时电压表的示数刚好为1V,电流表示数为0.2A,他由此计
算出滑动变阻器的最大阻值为2。接着他把定值电阻换成102,发现无论怎样调节
滑动变阻器,都不能使电压表示数为1V。小腾分析后指出,只需将滑动变阻器接入电路的
阻值调
(选填“大”或“小”),使定值电阻两端的控制电压由1V调为2V,重做以上
实验即可。
(2)小州将定值电阻由102换成302继续实验,又发现无论怎样调节滑动变阻器,都不能使
电压表示数回到2V。经过分析,他将滑动变阻器更换为0-(选填“5”或“20')2的滑
动变阻器后,可完成探究。
5.(2025遂宁节选)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52、102、202的定值电阻;标有3022A”的滑动变阻
器;电压表、电流表:开关及导线。
当换用202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
2的滑动变阻器。
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方法二:调节电源电压,使其最大不超
V。
6.(2025潍坊节选)在“伏安法测电阻”的实验中,某同学准备了下列器材:待测电阻R、干
电池两节(每节电压为1.5V)、滑动变阻器R1(102-1A)、滑动变阻器R2(202-0.5A)、
电流表、电压表、开关、导线若干。
正确连接好电路后,为了减小实验误差,他调整滑片进行了三次测量,测量的数据如下表
所示。根据实验数据,回答下列问题:
次数
电压(U/N)
电流(I/A)
1
1.21
0.12
2
1.52
0.15
3
2.14
0.21
①待测电阻R的阻值为
(结果保留1位小数):
②实验中选择的滑动变阻器应为
(选填“R1”或“R2”);
③第3次测量,滑动变阻器连入电路的阻值为
2(结果保留1位小数)。
○好题推荐
1.(2026·北京海淀·二模)小明探究通过导体的电流与导体电阻的关系,其实验电路如图所
示,电源两端电压为4.5V且保持不变,滑动变阻器最大阻值为100,实验步骤如下:
①调节电阻箱至某一阻值,移动滑动变阻器的滑片P至适当位置,记录电阻箱的阻值R、
电压表的示数U和电流表的示数I:
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②改变电阻箱的阻值5次,记录每次实验中电阻箱的阻值R、电压表的示数U和电流表的示
数I。
(1)小明的实验操作中存在的主要问题是
(2)针对发现的问题写出正确的操作方法
(3)小明改正错误后重新开始实验,他将电阻箱计划调节的阻值列出,并正确记录了第1、2
两次实验的数据,如下表所示。老师判断他利用现有器材无法完成所设计的全部实验,表
中无法完成的实验共
次。
实验次数
1
2
3
4
5
6
R/Q
5
10
15
20
25
30
IA
0.60
0.30
2.(2026·吉林长春模拟预测)某小组同学用所示电路探究电流与电阻的关系。现有如下器
材:标有3020.5A”的滑动变阻器,可调电压的学生电源,52、102、203、302四个定值
电阻。若某同学将电源电压调为4V,设定电压表示数为2V,为了完成实验且保证电路安
全,定值电阻的取值范围是多少?402的定值电阻能否用于本次实验?若不能,有哪些改
进的方法?
3.(25-26九下·广东东莞·阶段检测)如图甲所示,在“探究电流与电阻的关系”的实验中,
小华使用阻值为52、102、152、202、252的定值电阻各一个,规格为4021A的滑动
变阻器一个,电压为6V的电源等器材进行探究。
个I/A
0.4h
0.3
0.2
0.1日
05101520R/2
电源
乙
()闭合开关,两电表均无示数,电路故障的原因可能是
(选填字母):
A.定值电阻断路
B.定值电阻短路
C.滑动变阻器断路
(2)排除故障后进行实验,当R的电阻由52更换为102时,闭合开关后,应该将滑动变阻
器的滑片P向
端(选填“左”或“右”)滑动,眼睛同时观察
(选填“电流
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表”或“电压表)示数直至达到实验目的。
(3)根据测得的实验数据绘制出1R图像,如图乙所示,可以初步得出实验结论:
(4)当他们用252的电阻替换202的电阻后,发现电压表示数始终不能调到所需的2V电
压,为继续完成此次探究,同学们设计了下列两种方案。
方案一:将滑动变阻器更换为6021A”的滑动变阻器,其余不变。
方案二:只调节滑动变阻器,使定值电阻R两端电压为2.2V不变。
仍不能完成此次探究的是方案
,理由是:
4.(2026湖北武汉一模)某同学利用如图甲所示的电路探究电流与电阻的关系。实验中电
源电压保持3V不变,选用的定值电阻的阻值分别为52、102、152、202和252,滑动变
阻器上标有“0.5A的字样。
0.6
0.6
甲
乙
(1)图甲中有一根导线接错了,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线。
(2)改接正确后进行实验,当定值电阻的阻值为52时,电压表的示数为2V,换上102的电
阻后,该同学忘记移动滑动变阻器的滑片,此时电流表的示数如图乙所示为A。
(3)纠正错误操作完成实验探究后,得到的数据如下表所示:
电流/A
0.4
0.2
0.13
0.1
0.08
电阻/2
5
10
15
20
25
分析表格数据,可以初步得到的结论是:电压一定时,
导体中的电流与导体的电阻成
(4)该同学继续探究发现,若定值电阻两端的电压控制为2.8V不变,则实验过程中可能会
损坏
多次尝试后还发现,为了确保电路安全,同时保证每个定值电阻都能完
成实验,定值电阻两端的电压不能低于1V。根据以上信息,可知滑动变阻器的最大阻值为
2。
5.(2026山东济宁·二模)在“探究电流与电压、电阻的关系的实验中,物理实验小组选用
了52、102、152、202和252五个定值电阻,电压为6V的电源,402,1A”的滑动变阻
器等器材,设计了如图甲所示的实验电路。
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↑U/V
3.0
B
2.0
1.0
0.20.40.617A
(1)小明将102的电阻接入电路探究“电流与电压的关系”,实验小组记录的数据见表格,分
析数据,可得出结论:
实验次序
1
2
3
电压V
1.4
2.0
2.4
2.8
3.0
电流IA
0.14
0.20
0.24
0.28
0.30
(2)小红同学也在李老师的指导下完成了“电流与电压的关系”的实验探究。根据两个小组的
实验数据分别绘制出的图像如图乙所示,两个图像不相同的原因是
(3)接着小明打算按照图甲所示的电路,将52、102、152、202和252这五个电阻随机单
独接入电路,继续探究“电流与电阻的关系”:
①实验中控制电阻两端的电压为2V不变。他用102的电阻完成实验后,保持滑动变阻器的
滑片位置不动,断开开关换上另一个电阻,闭合开关时电流表的示数变成了0.15A,为使电
阻两端的电压恢复到2V,此时应将滑动变阻器的阻值适当调
(选填“大或“小”);
②小明通过A1了解到,同量程下,电表的指针偏转幅度在整个表盘刻度的三分之一及以上
时,测量误差会更小。于是小明本着严谨的态度,重新设计实验:若电源电压仍为6V,滑
动变阻器不变,电压表的量程(0~3V)和电流表的量程(0~0.6A)也保持不变,只选用
4、82和102三个定值电阻来探究“电流与电阻的关系”。保证电路安全的前提下,两电表
读数时均需满足指针偏转幅度在三分之一及以上,则定值电阻两端控制不变的电压的应不
小于V。
6.(2026四川遂宁·二模)小丽在探究“电路中电流与电阻的关系时,可供使用的实验器
材:电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,阻值不同的定值
电阻四个(52、102、152、202),导线若千。
0.60
/DUT
0.20.4
0.48
A
0.36
0.6
0.24
0.6
0.12
0
10
20R/
丙
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(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物图补充完整,要求滑动变阻器的滑片P向c端滑动
时其接入电路中的阻值变大。
(2)当闭合开关前,发现电流表的指针出现了图乙所示的情况,则存在的问题是
(3)当电路连接正确后,闭合开关,电压表有示数,电流表无示数,则电路故障为
(4)将52的电阻接入α、b间,闭合开关后,移动滑片P使电压表示数为U0,记录相应的电
流值;然后将52的电阻换成102、152的电阻接入、b间,闭合开关后,滑片P应向
(选填“c或“d)端移动,直至电压表示数为
,记下相应的电流值。
(⑤)小丽在换用202的电阻做实验时,发现电阻已经损坏,她灵机一动,利用现有的几个电
阻解决了这个问题。请你写出小丽的做法:
(⑥)小丽完成上述操作后又选了一个22的电阻进行实验,结果发现实验不能正常进行,为
完成此实验,电路需要做出调整的是
(7)小丽根据实验数据得出I-R变化的图像,如图丙所示;当定值电阻R用102时,滑动
变阻器的阻值为
2。为了完成所有定值电阻实验,实验时小丽所用的滑动变阻器
的最大阻值不能小于
2。
7.(2026山东德州·二模)小明要测定一个标有“6V'小灯泡正常发光时的电阻和功率,他
使用了如下的实验器材,其中电源提供恒为8V的电压,滑动变阻器标有2021.5A”。
no0公
0.
0
A
/0.6
°8a9
8V电源
甲
乙
(1)如图甲所示电路,有一根导线连接错误,请用×”号标出,再用笔画线代替导线画出正
确的连接。
(2)修正连接后,闭合开关,小灯泡微微发光,他移动滑动变阻器的滑片,同时注意观察
(选填“电流表“电压表”或“小灯泡”),直到灯泡正常发光;此时电流表的示数如
图乙所示,则该小灯泡正常发光时的电阻为
2,小灯泡的额定功率为W:
(3)完成上述实验后,小明想利用原电路探究“电流与电阻的关系”,他用52、102、20
2、302的定值电阻代替小灯泡,进行了如下操作:
①断开开关,取下灯座两端的导线,将5的定值电阻接在小灯泡所在位置。
②小明想在实验中保持电压表示数为4V不变,他闭合开关,移动滑片,会发现什么不
妥?
③他正确测量出通过52的定值电阻的电流后,又测量通过102、202、302定值电阻的
电流,为使实验数据更精确,电流表的量程应选用
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④小明将电阻更换成302的定值电阻后,闭合开关,移动滑片,发现电压表的示数无法达
到预定的4V。请你给出一个解决方案:
8.(2026山东济南·二模)小明利用图甲所示的电路“探究电流与电压、电阻的关系”。已知
电源电压恒为3V,几个定值电阻的阻值分别为52、102、152、202、252,滑动变阻
器上标有“1521A”的字样。
M”N
10
0
0.2
1
两电表表盘局部放大图
甲
乙
丙
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路补充完整,要求滑动变阻器的滑片向右移动
时,电路中的电流变大。
(2)正确连接电路,闭合开关后,小明观察到两电表指针情况如图乙所示,他用另一电压表
的两端依次连接图甲中的M与N、N与O、O与Q,分别显示0V、0V、3V,由此判断
电路故障为
A.开关接触不良B.导线QM开路C.滑动变阻器开路D.电流表开路
(3)排除故障后,缓慢移动滑片P到某位置时,电压表的示数如图丙所示,为
V。
(4)将不同小组的数据汇总后,得到了下表的数据:
R1=52
R3=102
R3=152
实验序号
1
2
6
6
10
1)
12
U/V
0.8
1.0
1.5
1.8
1.2
1.8
2.2
2.6
1.5
1.8
2.1
2.4
IlA
0.16
0.20
0.30
0.36
0.12
0.18
0.22
0.26
0.10
0.12
0.14
0.16
分析数据可以得到电流与电压的关系是
(5)得到上述结论后,他们想继续探究“电流与电阻的关系”。在用52、102、152、202
完成测量后,他们将电阻更换为252的定值电阻,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片都
不能使电压表示数达到原来的数值,为了能用252的定值完成最后这一次实验,下列措施
中可行的是
(填序号)。
A.调高电源电压
B.将电压表改接到滑动变阻器两端
C.在电源和开关之间串联一个电阻
D.更换一个最大阻值更小的滑动变阻器
(⑥)有同学认为,不必再次进行实验,根据表格中
(填实验序号)三组数据就
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可以分析出电流与电阻的关系。
9.(2026江苏无锡·二模)瑶瑶和小莉同学在做“探究电流与电压、电阻的关系”实验时,准
备以下器材:电源电压为6V且保持不变,电流表(0~0.6A)、电压表(0一3V)、滑动
变阻器R1(2021A)、滑动变阻器R2(3021A),五个定值电阻(52、102、152、
202、302)、开关、导线若干。根据如图的电路图进行实验。
B
甲
乙
丙
()小莉想要探究电流与电压的关系,她按图甲所示的电路图连接实物图,请你帮她把图乙
的实物图连接完整(要求滑片右移时,电流表示数增大);
(2)电路正确连接后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,则电路故障可能是
(3)探究电流与电压的关系时,小莉通过调节滑动变阻器滑片P,测出通过定值电阻R的不
同电流和对应的电压如表所示:分析可得到的结论是:当电阻一定时,通过导体的电流与
导体两端的电压成
比:且通过计算可知,小莉选择的滑动变阻器是
(选填“R1”或“R”);
实验次数
2
4
电压V
1.5
2
2.5
3
电流IA
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
(4)接着小莉又探究电流与电阻的关系,电源电压仍然为6V,她选择的滑动变阻器是(302
1A),她只更换定值电阻,其余连接均不变。其实验步骤如下:
①在电路中接入阻值为52的定值电阻,移动滑动变阻器的滑片,使得电压表示数为U。=
2V,记录电流表示数:
②断开开关,用102的定值电阻替换52的定值电阻再闭合开关,她应该将滑动变阻器的阻
值
(选填“调大”或“调小”)直到电压表示数为,再记录电流表示数;再用
152的定值电阻替换102的定值电阻,同样调节滑动变阻器使电压表示数为U0:
③断开开关,用202的定值电阻替换152的定值电阻再闭合开关,她调节滑动变阻器的阻
值,发现电压表示数始终不能调为。为完成全部五次探究,电源电压的范围应是
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(⑤)同组的瑶瑶用如图丙所示实验电路又做了一个实验。电源电压未知且不变,R3为定值电
阻,调节滑动变阻器R滑片,得出几组数据整理后如下表。发现:可以将电压表改成一个
能直接读出电阻的电表,他在5.0V处应该读出的电阻值为
2。
次数
1
2
3
5
电压八V
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
电阻R/2
1.0
2.5
5.0
10.0
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二、特殊方法测电阻、电功率
●解题要点
1.通用解题技巧
(1)看缺什么表
①缺电流表→+找已知电阻+电压关系;:②缺电压表→找已知电阻+电流关系
(2)看电路结构:①串联→用电流相等:②并联→用电压相等
(3)小灯泡专用原则:必须使电压表或电流表示数达到额定电压U或额定电流1朝
(4)表达式推导模板:写出基本公式(欣只P0→用“已知量”替换“未知量”
2.常考类型整理
(1)特殊方法测定值电阻
①缺电流表:如图1、图2,待测电阻R与己知阻值的定值电阻R或已知最大阻值的滑
动变阻器R串联
R
R
ARB
图1
图2
测量思路:用电压表分别测出两者电压,利用串联电流相等:
Ueo→R-0
R,Ro
(注意:通常R或已知阻值电阻两端的电压只有一个可以直接测得,另一个需要由串联电
压特点,通过电源电压间接得到,需根据具体电路判断)
②缺电压表
a.如图3,Rx与已知电阻Ro串联,开关控制R是否接入
测量思路:利用电源电压不变,IR=I(R,+R)→R=
I,-I
A
R
图3
图4
b.如图4,R与已知电阻R0并联,用电流表分别测支路和千路电流
测量思路:到月先医电压起学。1R=6风一足-孕风么:
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③电阻箱等效替代
步骤及表达式:如图5、图6,把开关拨到R一侧,记录电表读数;再把开关拔到电阻
箱一侧,调节电阻箱使电表读数完全相同,则有R=R1
R
R
R
S
R2
图5
图6
(2)特殊方法测小灯泡电阻、电功率
解题关键:通过调节开关和滑动变阻器,找到灯泡的U和1,并用已知量表示未知量带
入RL=
显和P=Ul写出表达式
①缺电流表
·例如图7,小灯泡L与已知电阻R串联,电压表与Ro并联(S1闭合、S2断开时),已
知小灯泡额定电流为I颜
S,
R
图7
·测量思路:调节开关,使电压表先测R两端的电压,调节滑动变阻器,使0两端的电压
满足U1R,保持滑片不动,再调节开关,使电压表测R和灯泡L两端的总电压U意,
则U颜=U-U0
·变式如图8,小灯泡L与已知电阻R串联,电压表与灯L并联(S1闭合、S2断开
时),已知小灯泡额定电压为U额
R
图8
·测量思路:
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②缺电压表
·例如图9,小灯泡L与已知电阻R并联,电流表与Ro串联(S1闭合、S2断开时),已知
小灯泡额定电压为U额
图9
·测量思路:调节开关,使电流表先测R支路的电流,调节滑动变阻器,使通过的电
流h满足U=R=U,即满足1。=
题,此时小灯泡两端电压也为U,保持滑片不
R
动,再调节开关,读出干路电流I总,则I懒1。b
·变式如图10,小灯泡L与已知电阻R并联,电流表与L串联(S2闭合、S1断开时),
已知小灯泡额定电流为I颜
S,
④
L
图10
·测量思路:
③电阻箱等效替代
(将图5、图6中待测电阻R换成已知额定电压或额定电流的小灯泡)
步骤及表达式:拨动开关到小灯泡一侧,调节滑动变阻器,使电表示数为U或I颜:
b.保持滑动变阻器滑片不动,拨动开关到电阻箱一侧,调节电阻箱阻值,使电表示数仍
为U缬或I颜;
C小灯泡正常发光时的电阻R=R,小灯泡的额定功率P题=
或P=1R
R
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真题再现
实验1
特殊方法测定值电阻的阻值
类型1缺电压表
1.(2025遂宁节选)他们完成探究实验后,想利用电流表和阻值为R,的电阻,测量未知电
阻Rx的阻值。
他们设计的电路如图所示,并完成了下列实验步骤:
①闭合开关S1,S2,读出电流表示数为I1:
②断开开关S2,读出电流表示数为12:
③未知电阻Rx=(用R0、I1和2表示)。
2.(2024滨州节选)小滨用电流表和一个已知最大阻值为的滑动变阻器测量未知电阻R的
阻值,设计了如图所示的电路图,电源电压未知且保持不变。实验操作如下:
①将滑动变阻器的滑片P移动到最右端b点,记录此时电流表示数为11:
②将滑动变阻器的滑片P移动到最左端α点,记录此时电流表示数为l2:
③则Rx=
(用己知和测出的物理量R、I1、I2表示)。
3.(2025·甘肃节选)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,实验所用电源电压为3V。
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。小勤设计了图所示的电路(电源电压未知)来测量另一个待测电阻R的阻值,电流
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表选0~0.6A的量程,定值电阻Ro的阻值为102。
①具体操作如下:
ā.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R的阻值为
2:
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
2,原因是
4.(2025天津)小明从废弃的电热锅中拆下了一个加热盘,其阻值在28~322之间。为测
量其电阻,他找来了一个电源(电压U0为35V),一个电流表(量程为00.6A),两个滑
动变阻器R1(最大阻值约为502)和R2(最大阻值约为1002),开关和导线若干。请你
合理选择上述器材设计实验,测出加热盘电阻R的阻值。要求:
(1)画出实验电路图;
(2)写出实验步骤及所需测量的物理量;
(3)写出加热盘电阻Rx的数学表达式(用己知量和测量量表示)。
类型2缺电流表
5.(2025达州节选)实验中电流表损坏,组员们利用现有器材设计了如图所示电路,测量
定值电阻Rx,步骤如下:
①闭合开关,滑片P移至A端,电压表示数为U1:
②再将滑片P移至B端,电压表示数为U2;
待测定值电阻的阻值Rx=(用U1、U2、Ro表示)。
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6.(2024眉山节选)小龙同学用伏安法测量一个定值电阻R的阻值,进行了如下实验。
在缺少电流表时,小龙选用阻值为,的定值电阻设计了如图所示电路,并完成实验。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:
③Rx=
(用字母U1、U2和R表示)。
类型3电阻箱等效替代
7.(2025北京)某同学利用滑动变阻器R、电阻箱R、电压表、电压恒定的电源、开关等
器材设计了测量电阻R的实验电路,如图所示。
(1)请补充主要实验步骤:
①按电路图连接电路,将滑动变阻器的阻值调到最大端:
②闭合S1,
记录电压表的示数U:
③闭合S1,
使电压表的示数仍为U;
④记录电阻箱的阻值Ro:
(2)待测电阻的阻值Rx=
(用测量量表示)
实验2特殊方法测小灯泡电阻、电功率
类型1缺电压表
1.(2024烟台节选)完成“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验之后,老师提出:如果没
有电压表,用一个电流表和一个定值电阻o,仍可完成本实验。兴趣小组经过讨论设计了
如图所示的电路,并进行了如下操作:
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Ro
①闭合开关S、S2,移动滑动变阻器滑片P,使电流表示数为11,此时小灯泡正常发光:
②保持滑动变阻器滑片P的位置不变,断开S2,闭合S1,电流表示数为12,则小灯泡正常
发光时的电阻R=
(用R0,I1、12表示)。
2.(2024·南充节选)小红还想测出另一个额定电压为U领的小灯泡正常发光时的电阻,在保
证电路安全的前提下,设计了如图丁所示的电路(电源电压恒定大于U领且未知,滑动变阻
器R最大阻值未知,定值电阻阻值为R);请将实验步骤补充完整:
①闭合S、S2,断开S1,移动滑片P,使电流表示数为时,小灯泡正常发光:
②闭合S、S1,断开S2,保持滑片P位置不变,读出电流表的示数为1:
③小灯泡正常发光时的电阻R=一。(用U额人、R表示)
3.(2025巴中节选)实验室里有一小灯泡的铭牌模糊不清,只能看清小灯泡的额定电流,
为了测出该小灯泡的额定功率,小明和小王分别设计了两种不同的测量方案,请你帮助完
善。
方案二:小王同学设计了如图所示的电路图,电源电压不变,R1和R2为滑动变阻器,R2的
最大电阻为Ro,实验步骤如下:
A
R
①闭合开关S和S1,断开S2,调节R2,使电流表的示数为0.3A:
②保持R2不变,闭合开关S和S2,断开S1,调节R1,使电流表的示数仍为0.3A:
③保持R1不变,接着将R2的滑片P调至最左端,记下电流表的示数为l1,再将R2的滑片P
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调至最右端,记下电流表的示数为12,则小灯泡额定功率的表达式P额=
(用1额
R0、11、12表示)。
类型2缺电流表
4.(2025·德阳节选)完成上述实验后,实验小组的同学利用阻值己知的定值电阻R和另一
个电压表Vo,设计了如图所示的电路来测量额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的阻值。
R
①闭合开关,调节滑片的位置,使电压表V的示数为
V:
②保持滑片位置不变,读出电压表V,的示数为2.0V:
③计算出小灯泡正常发光时的阻值R,=
Ro
5.(2025·安徽)为了测量一额定电压为2.0V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3V)、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。
丙
(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P移至电阻值最大处,闭合开关S和S1,断
开开关S2,调节滑片P,使电压表的示数为2.00V:
(3)保持滑片P的位置不变,断开开关S1,闭合开关S2,电压表的示数如图丙所示,该示
数为
V;
(4)己知定值电阻R0=42,则小灯泡正常发光时的电阻为2:
(5)若在以上(2)中,无论怎样调节滑片P,电压表的示数始终小于2.00V,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:
0
6.(2025南京节选)为了测量额定电流为0的小灯泡L2正常发光时的电阻,小明和小华设
计了图所示的电路,定值电阻的阻值为Ro,电源电压恒为U。(0、R、U已知,且满足
测量要求)
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R。
U
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
7.(2025齐齐哈尔节选)完成实验后,小明设计了如图所示的电路,想要用原有的实验器
材和定值电阻,在不使用电流表的情况下,测量该小灯泡L的额定功率。请你帮助他完
成实验方案:
①检查电路无误后,闭合开关S,将开关S1接a,调节滑动变阻器的滑片直至电压表示数为
V;
②保持滑片不动,再将开关S1接b,读出电压表示数为Uo:
③小灯泡L的额定功率P额=—(用U额U0、R表示):
小明找来了阻值为202的定值电阻R。,按照该方案进行测量。你认为小明能否测出该小灯
泡L的额定功率?请说明你的判断依据:
9
8.(2025眉山节选)另一组同学在没有电流表的情况下,测量另一只额定电压为2.5V的
小灯泡的额定功率,设计了如图丁所示的电路,电源电压恒为4V,滑动变阻器最大阻值
为202。实验步骤如下:
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L☒sa
R
①闭合开关S1和S3,断开S2,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为
V,这
时小灯泡正常发光:
②闭合开关S1和S2,断开S3,保持①步骤中滑动变阻器滑片的位置不变,此时电压表示数
为1V:
③小灯泡的额定功率P=
W。
类型3电阻箱等效替代
9.(2024通辽节选)完成实验后该组同学又想到了用“等效替代法”测量一个额定电压为U颜
的小灯泡正常发光时的电阻,设计了图所示的电路,其中R为电阻箱;请把下面步骤②中
未完成的操作补充完整。
a
P
①将开关S与α连接,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为U缬:
②
使电压表示数仍为U籁,读出电阻箱阻
值即为小灯泡正常发光时的电阻。
●好题推荐
1.(2026陕西咸阳·二模)小阳从旧电器上拆下一个标识不清的定值电阻R1,如图甲,为了
测出它的阻值,他选择了电压恒为3V的电源、滑动变阻器R2、电表、开关、导线等器
材,实验电路如图乙所示。
+IIA
10
0.56
4n
0
12不
150.48
②
3
0.40
0
0.32
R
°
01.62.02.8U六N
甲
乙
丙
戊
(1)电流表应接在图乙中的
(选填“d”或b)处。
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(2)正确连接电路,闭合开关后发现电流表示数较大,电压表示数接近3V,则小阳的操作
中存在的不足是
(3)正确实验,第③次实验时的电压表示数如图丙,此时R1两端电压为
V。
(4)通过四次实验绘制出的1-U图像如图丁所示,其中第
次实验数据有误,最终测
得R1的阻值为
。
(⑤)小阳想到如果没有电流表如何测量电阻的阻值呢?他利用电源(电压未知且恒定不
变)、阻值为R的定值电阻、电压表、开关等器材,设计了如图戊所示的电路,也测出了
Rx的阻值,请你完成下列实验步骤:
①闭合开关S1,断开S2,读出电压表的示数U1:
②
,读出电压表的示数U2:
③待测电阻阻值的表达式R,=
2.(2026·江苏南京·二模)现有两个阻值未知的定值电阻R1和R2。
0.20.4
0.6
3
乙
丙
(1)图甲为测R1电阻的实物图。
①图中有一根线连接错误,请在这根线上打×”,并在图中改正:
②改正电路后,将滑动变阻器的滑片移至端,闭合开关,移动滑片,当电压表的示数
为1.3V时,电流表的示数如图乙所示,为A,则本次实验测得R1的阻值为2。
(2)图丙为测R电阻的实物图,实验步骤如下:
①只闭合开关S1,移动滑动变阻器的滑片,调节电阻箱R的阻值为Ro1,读出此时电流表
的示数为:
②断开S1,闭合开关S2,调节
直至
记录此时电
阻箱的阻值Ro2,断开开关:
③R2的阻值为一。
3.(2026河北唐山二模)在测量未知定值电阻Rx的实验中,小明设计了如图所示电路,请
完成下列问题。
↑UV
o
0.2G4
A
0.
0
06d
1015202530xkm
丙
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024
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(1)小明连成如图甲所示的电路,图中有一根导线未连接,请用笔画线代替导线将电路连接
完整,注意导线不能交叉。
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P时,发现两个电表只有一个有示数,初步检查确认
电路连接无误,两个电表均无故障,则发生故障的元件应是
(选填“滑动变
阻器”或“定值电阻Rx”)。
(3)排除故障后,移动滑片使电压表示数为2.0V,此时电流表指针位置如图乙所示,电流
是A,她根据该数据最终计算出了电阻值,请你作出评价或建议:
(4)小明接着选取了两根长度相等材料不同的合金丝α和b替换电阻Rx,连接成图丙电路。M
为合金丝b的左端点,N为合金丝α的右端点,Q为在合金丝上可移动的触点。闭合开关,将
滑动变阻器滑片移至适当位置后,移动Q,发现电流表示数一直为0.4A,电压表读数U随
QN之间的距离x的变化如图丁所示,则合金丝a的阻值为
(⑤)小明再利用合金丝a(合金丝a的电阻用Ra表示)和其他器材继续测量未知电阻Rx的阻
值,电路如图所示;先闭合开关S和S1,移动滑动变阻器滑片至适当位置,读出电压表示
数U1:再断开S1,闭合S2,读出此时电压表示数U2,则待测电阻Rx阻值为
(用字母U1、U2、Ra表示)。
Q
4.(2026江苏苏州·二模)探究通过导体的电流与导体电阻的关系”,电源电压恒定,滑动
变阻器规格为1521A”,5个定值电阻(52、102、152、202和252)。
甲
乙
(1)请在图甲连接错误的导线上打上“×”,并用笔画线代替将电路连接正确:
(2)若某次闭合开关后,发现电流表示数为零,电压表有示数,则电阻R的故障为:
(3)完成第1次实验后,断开开关,拆下定值电阻,改接另一个电阻,进行如下实验操作:
①闭合开关②将滑动变阻器的滑片移到最左端③记录电流表示数④将滑动变阻器的滑片
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025
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移到适当位置。
正确的顺序是
上述操作④中判断滑片已处于适当位置依据是
(4)用电源(电压已知且恒定)、滑动变阻器和已知阻值的定值阻R,测量灯L(U领己知)正
常工作时的电阻,图乙中
(选填AB/A和B/都不)可以完成测量。
5.(2026·广东深圳·二模)在测量小灯泡的电阻实验中,小明选用的器材有:三节新干电
池、额定电压为2.5V的待测小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表、开关和若干导线。
A△IA
0.2
丙
(1)如图甲,小明连接的电路中有一根导线连接错了,请你在错误的导线上画“×”,并用笔
画线代替导线画出正确的连接方式。
(2)正确连接电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于
(选填“A”或B)端。
(3)闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,原因可能是(填序
号)
A.小灯泡断路
B.小灯泡短路
C.开关接触不良
D.通过小灯泡的电流太小
(4)经过多次实验,测量并记录多组数据,得到小灯泡的1-U图像如图乙,该图像不是一条
直线,小明认为温度对灯泡的电阻值有影响,并另取一个小灯泡,敲掉其玻璃泡(灯丝完
好),浸没在不导电的温度不变的冷水中,按上述实验测量灯丝的电阻,部分实验数据如
表所示。这些数据
(选填“能”或“不能”)支持小明的观点,请说明理由:
电压V
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
电流IA
0.2
0.29
0.4
0.5
0.59
。。。
(⑤)另一小组由于电压表损坏,于是利用两个相同的电流表A1、A2(测量范围均为
00.6A)、定值电阻R。=102、额定电压为2.5V的待测小灯泡等器材设计了如图丙的电
路。连接好电路后,调节滑动变阻器,读出多组A1、A2两个电流表的示数,然后以A1与A2
的示数之差△1为纵坐标,A2的示数12为横坐标,做出△1-12图像如图丁所示,根据图丁可
得:小灯泡正常发光时的电阻为2。
6.(2026广西崇左·二模)实验小组在“探究电流与电阻的关系”的实验中,实验器材有:两
节新干电池组成的电池组、电压表、电流表、3个定值电阻R(阻值分别为5、102、
202)、滑动变阻器(2021A)、开关和若干导线。
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026
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0.4
lllillnl//93
0.20.4
A
0.6
0.2
0.1
0
0.603
0510152025R/2
方案1
方案2
方案3
丁
(1)用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整。
(2)正确连接电路后闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电流表几乎没有示数,电压表指
针有明显偏转且示数不变,造成这一现象的原因可能是定值电阻R(选填“断路”或
“短路”)。
(3)排除故障后继续实验,实验过程中同学们先把52的定值电阻接入了电路,调节滑片P
至某一位置,电流表示数如图乙所示读数为A,记录数据后同学们用102的定值电
阻替换52的定值电阻进行实验,此时为了保证电压表示数不变,应将滑片向
(选
填“A或“B)端调节,并记录数据。
(4)最后根据实验数据绘制了如图丙所示的图像,分析图像可得出结论:导体两端的电压一
定时,通过导体的电流与导体的电阻成
(⑤)生活中很多小型电子产品的充电器都带有LED指示灯,用来反映充电器的工作状态。
实验小组的同学拆了一个旧的手机充电器发现,其电路板上用于驱动红色指示灯的元件非
常简单:一个发光二极管(LD)与一个有限流作用的色环电阻串联后,接入经内部电路
降压后电压为5V的直流电源上。经调查了解到该款式的手机充电器的限流电阻阻值约为
2002,实验小组的同学想用伏安法测量该电阻的阻值,所以选用两节新干电池(3V)、滑
动变阻器(2021A)、电流表(测量范围为00.6A)、电压表(测量范围为03V)、开
关及导线若干设计了如图丁中的方案1。实验时发现方案1无法进行,原因是
(6)接着同学们又找来电阻箱(0~999.92),设计了方案2和方案3。经分析发现方案
测量结果更准确。
7.(2026江苏泰州二模)在“探究电流与电阻的关系”实验中,小军准备的实验器材有:三
节新的千电池、电流表、电压表、规格为3021A的滑动变阻器,五个定值电阻(52、
102、152、202、250),开关、导线若千,实验电路如图甲所示:
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0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
B
0
510152025R/2
乙
丙
(①)用笔画线代替导线将图甲电路连接完整,要求开关闭合前滑动变阻器的滑片位置如图所示。
(2)小军依次将52、102、152、200、252的定值电阻接入电路,多次实验收集的数据如
下表,分析比较发现实验序号
的数据是不真实的。
实验序号
2
J
4
5
电阻R/
5
10
15
20
25
电流I/A
0.40
0.20
0.14
0.10
0.08
(3)分析表中正确的数据可得到“在电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比的结论。请
写出你的分析方法:
(4)图乙中的A、B两条曲线是另外两小组根据各自的实验数据绘制的图像,分析图像,你认
为曲线
(选填“A”或“B”)对应的实验操作是错误的,原因是
0
(⑤)接着小军利用所学电学知识测量额定电流为025A灯泡正常发光时的电阻,设计电路如
图丙所示,其中电源电压未知,电阻箱的最小倍率为×1。实验步骤如下:
①闭合开关S1,开关S2连接
,调节滑动变阻器滑片,使电流表示数为0.25A:
②闭合开关$1,开关S2连接另一位置,保持滑动变阻器滑片位置不变,调节电阻箱,当电
阻箱阻值调为10时,电流表示数略小于0.25A,当电阻箱阻值调为92时,电流表示数略
大于0.25A:
于是他调整思路,在步骤②的基础上,保持滑动变阻器滑片位置不变,将电阻箱阻值调为
82,读出对应电流表示数为0.27A,再将电阻箱阻值调为42,读出对应电流表的示数为
0.37A。则实验中所用的电源电压为V(小数点后保留一位小数),灯泡正常发光时
电阻为
2.
8.(2026·安徽淮北模拟预测)如图甲所示是小刚测量小灯泡电功率的实验电路图,电源电
压为4.5V不变,小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为102。
个I/A
0.
0.2
0.1
甲
丙
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028
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(1)实验中应根据
(选填“灯泡亮度“电压表示数或“电流表示数”)来确定灯泡
是否正常发光:
(2)小刚移动滑动变阻器的滑片,根据测量数据描点绘制小灯泡的-U图像如图乙所示,小
灯泡的额定功率是
W:
(3)同组的小华认为小刚绘制的IU图像标出的五个点中,
点可能不是实验直接
测得的数据:
(4)小华打算只利用电流表测量小灯泡(额定电压已知)的额定功率,他增加了一个阻值为
102的定值电阻Ro和两个开关,设计如图丙所示电路,请你将电阻Ro、电流表A和灯泡L
填入虚线框中使其能完成实验。
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答案与解析
一、滑动变阻器和定值电阻规格的选取
●真题再现
1.【答案】不能若计划将定值电阻两端的电压取1.5V,变阻器两端的电压U滑=-=6V-
V=-4.5V,由串联分压可知”=,电阻为202时,45v二R,变阻器的阻值
UR沿
=60>502,所以不能依次用上述4个定值电阻完成实验
2.【答案】2
【详解】将252的定值电阻接入电路,并将滑动变阻器(502,1A)的滑片移到阻值最大
处,根据串联分压原理则有器-解得U,=2V,所以小雨能选取的定值电阻两端的
电压至少为2V,选取的定值电阻两端的电压范围是2~3V。
3.【答案】观点一:灯丝电阻随温度的变化而变化观点二:0.240
【详解】将152的定值电阻接入α、b间,电流表的示数为0.2A,则定值电阻两端电压为
U=1R=0.2A×15Ω=3V,由于保持定值电阻两端电压不变,则滑动变阻器两端电压为
U1=4.5V-3V=1.5V,滑动变阻器接入电阻最大时,根据串联分压原理可知定值电阻阻
值最大,滑动变阻器最大电阻为202,此时电路中电流为1R:-200=0.075A,定值
电阻最大阻值为R失-片-器=40n,
4.【答案】(1)10小(2)20
【详解】(1)当接入52电阻时,电压表示数为1V,电流表示数为0.2A,此时滑动变阻
器分压为3V-1V=2V,由欧姆定律可得滑动变阻器接入的阻值为R-号=兴=10n,因闭
合开关前滑片己调至最大阻值处,故滑动变阻器的最大阻值为102;换用102电阻后,若
仍控制电压为1V,则电路电流应为0.1A,此时滑动变阻器需分担2V电压,其阻值需达到
202,但原滑动变阻器最大阻值仅为102,无法满足要求。因此需提高定值电阻两端电压至
2V,此时滑动变阻器只需分担1V电压,阻值可减小至52,故应将滑动变阻器阻值调小:
(2)当定值电阻增至302时,若控制电压为2V,滑动变阻器需分担1V电压,其阻值需为
152。原滑动变阻器最大阻值102,故阻值不足,故需更换为0~202的滑动变阻器。
5.【答案】405
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【详解】根据串联分压原理,当R=20Q,滑动变阻器接入阻值最大,=Y
=R
U播6V-2VR滑大
202
R滑大
解得R滑=400,所以需要更换一个最大阻值至少为402的滑动变阻器;根据串联分
压原理,当R=20n,滑动变阻器接入阻值最大,滑动变阻器最大阻值为302,故,=
文U滑大
号一器解得U=5,所以词节电源电压,使其最大不超5V。
2V
6.【答案】①10.1②R2③4.1
【详解】②电源总电压为3V,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压U滑=U一U,
当待测电阻两端电压最小时(第1次实验UR=1.21V),滑动变阻器两端电压最大,此时
滑动变阻器接入的电阻也最大;第一次实验中,电路电流11=0.12A,滑动变阻器两端电压
U,=3v121V10心,根器-号涨得R-是-贸01490,滑对变阻器风最大阻值为
102,无法满足此次实验中需要接入约14.92电阻的要求:而滑动变阻器R2最大阻值为
202,既能满足阻值需求,且此次实验电流0.12A小于R2的最大允许电流0.5A,因此实验
中选择的滑动变阻器应为R2;③第3次测量时,电源电压=3V,待测电阻两端电压
U=2.14V,电路电流I3=0.21A。根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压U滑3=
3V-2,14V=0.86Y,滑动变阻器连入电路的阻值R3=:=021A心4,10
●好题推荐
1.【答案】(1)没有控制电阻箱两端电压不变(2)改变电阻箱的阻值,调节滑动变阻器的
滑片P,使电压表的示数不变(3)2
【详解】(3)当电路中的电流为0.3A时,电阻箱接入电路中的阻值为102,则实验时控
制电阻箱两端的电压Ug=1RR=0.3A×102=3V,则滑动变阻器两端的电压U滑=U-
U=4.5V-3V=1.5V,电阻箱接入电路中的电阻变大,其两端电压变大,要控制其两端
电压不变,根据串联电路分压原理和欧姆定律可知,要使滑动变阻器接入电路中的电阻也
变大:当滑动变阻器接入电路中的阻值最大时,电路中的电流最小,最小电流1,-
R浴
品-015A,此时电阻箱接入电路中的电阻最大,最大电阻R大=号=品=20n,所以
电阻箱接入电路的阻值大于202时,实验无法完成,由表中数据可知,第5、6次实验无法
完成,共2次实验无法完成。
2.【答案】42-302,不能,改进的方法是将电源电压调整2V~3.5V。
【详解】探究电流与电阻的关系控制电压不变,将电源电压调为4V,设定电压表示数为
2V,根据串联电路的特点知,滑动变阻器的电压为4V-2V=2V,根据串联电路的电压之
比等于电阻之比,由于电压相等,故电阻相等,标有3020.5A”的滑动变阻器最大为
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302,定值电阻最大也是302:而电流允许的最大值为0.5A,根据设定电压表示数为2V,
则电阻的最小值为R=号==4n,故定值电阻的取值范围是40-302:402的定值电
阻超过了范围,不能进行,可以改变电源电压大小,假如电源电压为U:则滑动变阻器的
电压为0-2V,根据串联电路的电压之比等于电阻之比,有,兴=
,解得U=3.5V,定
值电阻两端电压为2V,则调整电源电压为3.5V~2V。
3.【答案】(1)C(2)右电压表(3)电压一定时,电流与电阻成反比(④)二
电压表示
数无法调至2V
【详解】(4)方案一:更换为252的电阻后,根据串联分压规律R=”2,即250=2
R滑U-UR'
R沿
6V-2V
解得R滑=502,因此,滑动变阻器更换为6021A”方案可行;方案二:控制R两端的电
压为2.2V不变,则滑动变阻器两端的电压为U滑=U-UR=6V-2.2V=3.8V,根据串联
分压规律,此时滑动变阻器的阻值应为R-R=×25n≈4318n,而原滑动变阻
2.2V
器最大阻值为402,无法满足分压要求,因此方案二不可行。
4.【答案】(1)见下图(2)0.24(3)反比(4)滑动变阻器50
【详解】(4)若定值电阻两端的电压控制为2.8V不变,当选用5Q的电阻实验时,电路电
流11=”=2y=0.56A>0.5A,允许通过滑动变阻器的电流最大为05A,则实验过程中
R15
可能会损坏滑动变阻器;为了确保电路安全,同时保证每个定值电阻都能完成实验,定值
电阳两端的电乐不能低于1心。根场串联分压特点可加吃一学点专可研动安阻
器的最大阻值为R滑=2R定=2×252=502。
5.【答案】(①)在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比(2)两组实验所用
定值电阻的阻值不同(3)大2
【详解】(3)实验中控制电阻两端的电压为2V不变。接入102的电阻时,电路中电流为
1=瓷-品=0,2A,换电阻后定值电阻后,电流变为015A,表明更换的电阻阻值变大
了,两端电压变大,为控制电阻两端的电压为2V不变,需增大滑动变阻器分压,故应将
滑动变阻器阻值调大;电流表量程为00.6A,指针偏转不小于刻度盘的;,则最小电流
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I最小=0.2A,为保证最大定值电阻102接入时电流不小于0.2A,则定值电阻两端控制不变
的电压的应不小于U=1最小R=0.2A×102=2V。
6.【答案】(1)见下图(2)电流表没有调零(3)定值电阻断路
(4)cU0(5)将52和
152的电阻串联接入a、b间(6换用电流表的大量程(0~3A)
(7)1530
a
b
【详解】(6)当接入22电阻时,若保持U0不变,电路电流会超过电流表0~0.6A的量程
(1=尝),因此需要换用电流表的大量程(0~3A),或降低定值电阻两端的控制电压6:
(7)由图丙可知,当R=102时,电流1=0.24A,则定值电阻两端电压U0=1R=
0.24A×102=2.4V,电源电压为6V,滑动变阻器两端电压U滑=6V-2.4V=3.6V,滑动
变阻器阻值R--3-150,当接入最大电阻R大=20n时,电流r==2
10.24A
R大
200
0.12A,滑动变阻器阻值R滑大=
滑=3.6
7-0.12A
=302,因此滑动变阻器的最大阻值不能小于
302。
7.【答案】(1)见下图(2)电压表123(3)电流表选的量程太小0~0.6A更换最大
阻值不小于302的滑动变阻器
8V电源
【详解】(3)电源总电压8V,要求定值电阻两端电压保持4V,当定值电阻为52时,电
路电流-号-贵=08A,超过电流表0-06A量程,因此会损坏电流表:由恩意可知,当
接入103定值电阻时,此时电路电流为”=号=品=04h,在电压不变时,当接入202、
302时,电路电流一定小于0.4A,故为了提高精确度,应选择00.6A量程;接入302定值
电阻后,要保持电阻两端电压4V,由串联电路电压特点可知,滑动变阻器两端的电压为
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U滑=U-UR=8V-4V=4V,因为U滑=UR=4V,根据串联分压原理,滑动变阻器的电
阻为R滑=R=302,即滑动变阻器需要接入302才能满足分压要求,现有滑动变阻器最大
只有202,因此换用最大阻值不小于302的滑动变阻器即可。
8.【答案】(1)见下图(2)B(3)1.8(4)电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压
成正比(5)C(6)4、6、10
M·N
【详解】(2)由图可知,电压表、电流表示数均为0,说明电路为断路,且问题不在定值
电阻上,题目中测M与N、N与O电压都为0,说明断路不在这两段之间;测O与Q电压
为3V等于电源电压,说明断路在O与Q之间,则只有导线QM开路,故选B;(5)换用
252的大电阻后,滑动变阻器最大阻值偏小,无法分走足够的电压,不能让定值电阻两端
电压降到原来的控制值;A.调高电源电压,需要滑动变阻器分更多电压,更无法满足,
故A不符合题意;B.将电压表改接滑动变阻器,不能改变滑动变阻器最大阻值不足的问
题,仍然无法达到要求电压,故B不符合题意;C.在电源和开关之间串联一个电阻,串
联电阻可以额外分压,分担需要滑动变阻器分走的电压,使定值电阻电压达到原来的数
值,故C符合题意:D.换最大阻值更小的滑动变阻器,更无法满足分压要求,故D不符
合题意,故选C;(6)探究电流与电阻的关系需要控制电压不变,改变电阻。表格中实验
4(52,1.8V)、实验6(102,1.8V)、实验10(152,1.8V)三组数据电压相同,电阻
不同,因此可以直接用来分析电流与电阻的关系,不需要重新实验。
9.【答案】(1)见下图(2)R短路(3)正R2
(④调大2~4V(⑤)25
生电源0
【详解】(3)电阻一定时,电压表变为原来的多少倍,电流也会变为原来的多少倍,因此
结论是:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比,由表格数据得定值电阻
R=号==50,当电流最小为0.2A时,滑动变阻器分压U滑=6V-1V=5V,滑动变
7-0.2A
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阻器需要的阻值R滑=品o2A
5V
=250>202,因此选择规格为(3021A)的R2;(4)
更换更大的定值电阻后,根据串联分压,定值电阻两端电压变大,要保持定值电阻电压为
2V不变,需要增大滑动变阻器分得的电压,因此需调大滑动变阻器的阻值;要完成五次实
验,最大定值电阻为302,滑动变阻器最大阻值为302,控制定值电阻电压为2V,根据串
联分压得,当滑动变阻器阻值最大时,滑动变阻器分压也为2V,最大电源电压为2V+
2V=4V,电源电压最小不低于需要控制的定值电阻电压2V,因此电源电压范围为2~4V;
(5)丙图中与R串联,电压表测R:两端电压,电源电压满足U台=,+兴R,代入
表格中前两组数据U。=1V+兴×R,①,U。=2V+器×R,②,联立①2解得R,=5,
电源电压Ua=6V:当,=5.0V,代入得6V=5V+y×5,解得R2=25n。
二、特殊方法测电阻、电功率
●真题再现
实验1特殊方法测定值电阻的阻值
1.【答案】
【详解】①闭合开关S1,S2,此时Ro被短路,只有R接入电路,读出电流表示数为l1,则
电源电压U=I1Rx,②断开开关S2R与Rx串联,读出电流表示数为I2,则电源电压U=
2R+12R,即lR=R+2R,解得R,-器
2.【答案】
【详解】③在②中为R的简单电路,由欧姆定律得电源电压U=12Rx,在①中,两电阻串
联,由电阻的串联和欧姆定律得电源电压U=11(Rx+R),因电源电压不变,故U=
14(R:+R)=R,解得R的表达式为R,-
3.【答案】①闭合开关S1、S2②40③20当待测电阻阻值为20S2时,电流表中的电流
己达到0.6A最大量程
【详解】①a.闭合开关S1,断开开关S2,电路为Ro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U=1oR=0.4A×102=4V;b.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Ro的电流不变,通过R的电流lx=I-lo=0.5A-0.4A=0.1A;②待测电阻Rx的
阻值为一兰-器=40n:@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Ro的最大电流1x=I-Io=0.6A-0.4A=
0.2A,利用该电路能测出的最小阻值R小三=立三200。
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06
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4.【答案】(1)实验电路图:
(2)实验步骤:①按照电路图连接电路:②闭合开关S1、S2,调节滑动变阻器滑片到适当位
置,读出电流表的示数;③断开开关S2,保持滑片位置不动,读出电流表的示数2。
3R,=器U,
【详解】(1D电流表量程为0-06A、则电路总电阻最小为。=号-器58n,所以为
确保电路安全,变阻器使用R2,设计电路图如上图;(3)闭合开关S1、S2,变阻器R2单
独接入电路,电流表测电路电流,调节滑动变阻器滑片到适当位置,读出电流表的示数
,则变阻器R2接入电路阻值为R2=,断开开关S2,R和变阻器R2串联,电流表测电路
11
电流,保持滑片位置不动,读出电流表的示数,则总电阻为R急=,则R阻值为R
121
Ra-R2=-№-4U0。
12111l2
5【答案】
【详解】①闭合开关,滑片P移至A端,R和变阻器最大阻值Ro串联,电压表测Rx电压,
电压表示数为U1;②再将滑片P移至B端,变阻器连入电路阻值为零,Rx单独接入电路,
电压表测电源电压,示数为U2:根据串联电压规律,①中Ro电压为U2一U1,根据分压原
理则有亮-”解待测定值电阻的阻直R,一兴
6【答案】
【详解】由图得,①闭合开关S和S1,定值电阻Rx、Ro串联,电压表测量Rx两端的电
压;②再闭合S2,定值电阻Rx单独工作,电压表测量电源电压,由欧姆定律得Rx的阻值
为R,4-受
RO
7.【答案】(1)开关S2与触点2闭合开关S2与触点1闭合,调节电阻箱(2)Ro
【详解】(1)由电路图可知,将滑动变阻器的阻值调到最大端,闭合S1,开关S2与触点
2闭合,此时滑动变阻器与待测电阻串联,电压表测滑动变阻器两端电压,记录电压表的
示数U:闭合S1,开关S2与触点1闭合,此时滑动变阻器与电阻箱串联,电压表测滑动变
阻器两端电压,此时根据串联分压,调节电阻箱,使电压表的示数仍为U,则待测电阻的
值与电阻箱的阻值相同;(2)由实验步骤可知,当待测电阻与滑动变阻器串联时,电压表
测滑动变阻器两端电压,当电阻箱与滑动变阻器串联时,电压表仍测滑动变阻器两端电
压,且示数不变,根据串联分压可知,待测电阻的阻值等于电阻箱的阻值,即Rx=R,。
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实验2特殊方法测小灯泡电阻、电功率
1.【答案】
【详解】开关变化前后均是Ro与灯泡并联,电压相等,则有11R。=R,(12一I1),解得
R=互R
12-11
额U额Ro
2.【答案】R
IR0-U额
【详解】①闭合S、S2,断开S1,此时定值电阻与灯泡并联,电流表测量通过定值电阻的
电流,为了使灯泡正常发光,则灯泡两端电压达到U缬,由于定值电阻与灯泡并联,定值
电阴两端电压等于灯道两端电压。所以通过定值电阻的电流为时,灯浪正常发光,所以
移动滑片P使电流表示数为是此时灯泡正常发光:⑧闭合S、S,断开S,此时定值电
阻与灯泡并联,电流表测量干路中的电流,保持滑片P位置不变,灯泡仍正常发光,读出
电流表的示数为,则通过在泡的电流,=1。,则小泡正常发光时的电阻R。
U额R0
1灯I-R0
IR0-U额
【信1
【详解】在①中,R2与灯串联,灯正常发光;在②中,R1与R2串联,因为电路中电流仍为
I颜,所以R1=RL:在③中,将R的滑片移到最左端时,只有电阻R1连入电路,此时的电
源电压为U=I1R1,将R2滑片的移到最右端,连入电路中的阻值最大,此时R2的阻值为
Ro,此时的电源电压为U=I2(R,+R1),电源电压不变,则U=I1R1=I2(R+R1)解得
品兴则定动车为一警
4.【答案】25号
【详解】①由图丙可知,灯泡和电阻R串联,电压表V测量灯泡两端的电压,电压表V0
测量R两端的电压,闭合开关,调节滑片的位置,使电压表V的示数为2.5V,此时灯泡
正常发光:③保持滑片位置不变,读出电压表V,的示数为2.0V,通过电路的电流1=10=
光-2C,小灯泡正常发光时的阻值RL=兰=-R
RoRo
5.【答案】(1)见下图(3)2.8(4)10(5)更换一个阻值较小的定值电阻
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【详解】(4)将滑动变阻器的滑片P移至电阻值最大处,闭合开关S和S1,断开开关S2,
此时灯泡、与变阻器串联,电压表测灯泡电压,调节滑片P,使电压表的示数为
2.00V,则灯泡正常发光;保持滑片P的位置不变,断开开关S1,闭合开关S2,此时连接方
式不变,电压表改测灯泡、R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,Ro电压为U。=U2-U1=2.8V-2V=0.8V,定值电阻R。=42,根据串联分压原理
则有器-兴解得小灯泡正常发光时的电阻R=10n:(5)若在以上(2)中,无论怎
样调节滑片P,电压表的示数始终小于2.00V,则电路中电流小于灯泡的额定电流,根据
R=马,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。
6.【答案】U-IRC
【详解】闭合S、S1,断开S2,小灯泡、滑动变阻器和定值电阻R串联;小灯泡正常发光
时,电路中的电流为0,因此调节滑动变阻器滑片P使电压表的示数为U=U-IRo,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2,小灯泡正
常发光时的电压为无-U1:-U--,小灯泡正常发光时的电阻为RL一告
”-0-业,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
U,此时小灯泡被短路,电路由滑动变阻器和定值电阻R串联,定值电阻Ro两端的电压
为-U,通过定值电阻风电流为=尝=",串联电路各处电流相等,则1=1
,滑动变阻器现在的阻值为R=器=当闭合S、$1,断开8,小灯泡、滑动
Ro
Ro
变阻器和定值电阻R串联时,电压表的示数为U=U-IR,电路中的电流为0,滑动变阻
器两端的电压为Up=lpRp=U-g
IoU3Ro
小灯泡正常发光时的电阻为R,=匹=0-6o--三,小
华的方案可行。故选C。
7.【答案】0.5
V额Uo
由前面实验可知,若小灯泡L正常发光时,额定电流为0.3A,若定
Ro
值电阻R,阻值为202,则灯泡正常发光时,R,两端的电压U0=1额R,=0.3A×20Q=6V>
3V,R,两端的电压大于电源电压,电源实际电压为3V,不能满足实验要求,所以不可行
【详解】①检查电路无误后,闭合开关S,将开关S1接a,灯泡、Ro和变阻器串联,电压表
测Ro和变阻器总电压,调节滑动变阻器的滑片直至灯泡正常发光(2.5V),根据串联电压
规律,电压表示数为Uv=U-U额=3V-2.5V=0.5V;②保持滑片不动,再将开关S1接b,
连接方式不变,电压表改测R电压,读出电压表示数为U。,则电路中电流为器③小灯泡
L的额定功率P颜=U额l领=U额R
Uo
由前面实验可知,若小灯泡L正常发光时,额定电流
为0.3A。若定值电阻R阻值为202,则灯泡正常发光时,R,两端的电压U0=1额R0=
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0.3A×202=6V>3V,Ro两端的电压大于电源电压,电源实际电压为3V,不能满足实验
要求,所以不可行。
8.【答案】1.50.75
【详解】要使小灯泡正常发光,则小灯泡两端的电压应等于其额定电压2.5V。闭合开关
S1和S3,断开S2,R与L串联,电压表测滑动变阻器两端电压。由串联电路电压规
律可知,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为4V-2.5V=1.5V时,小灯泡正常发光:闭
合开关S1和S2,断开S3,灯泡L短路,电路中只有R全部接入电路中,电压表测滑动变阻
器滑片以左部分电阻两端的电压,示数为1V。保持①步骤中滑动变阻器滑片的位置不变,
由串联分压提律可得号-告,代入数据解得R发一若R一兴×20n=5,小灯泡正常工
作时电路中的电流,左二=0.3A,小灯泡的额定功率P=ULL=2.5V×
0.3A=0.75W。
9.【答案】将开关S与b连接,保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节变阻箱的电阻
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1.【答案】(1)a(2)闭合开关前,滑动变阻器没有调至阻值最大(3)2.4(4①5(5)闭
合S1、S2
U1-U2Ro
U2
【详解】(4)由丁图可知,后三次用描点法测量的定值电阻的几个一U值和其对应的三
点连线基本在一条直线上,符合定值电阻的一U规律,而第①点偏离该直线较远,应为实
2.0V2.4W2.8V
验数据有误造成的,最终由后三次测得的R1阻值的平均值为R=40ao4Ao56A=5Q:
3
(5)据图可知,闭合开关S1,断开S2,电压表串联接在电路中,测电源电压,此时电压
表的示数为U,即电源电压是U1:闭合开关S1、S2,此时电路为两电阻串联,电压表测
R两端电压,电压表的示数U2,则Rx两端电压为Ux=U1-U2,待测电阻的阻值为Rx=
4=U1-U2=U1-U2Ro
U2
2.【答案】(1)见下图左/A0.265(2)R0的阻值
电流表示数再次为IRo1-R2
学生电源
【详解】(2)只闭合开关S1,R与R串联,电源电压U=I(R+Ro1)①,断开S1,闭合开
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010
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关S2,R、R与R2串联,滑动变阻器的滑片不动,只调节电阻箱Ro的阻值,直至电流表的
示数仍为I,记录此时电阻箱的阻值R2,则电源电压U=I(R+R2+R2)②,联立①②两
式得R2=Ro1-Ro2
3.【答案】(1)见下图(②)定值电阻Rx(3)0.4她根据一次测量数据计算出的电阻值Rx=
号-器=5D,存在偶然误羞。为减小识差,应移动滑动变阻器滑片,改变R,两端的电压
和通过的电流,进行多次测量,然后计算电阻的平均值④20(⑤”号
【详解】(4)由丙图可见,U随QN之间的距离x在10cm处发生明显变化,故可以判断合
金丝a的长度和b的长度为10cm,此时电压表示数为8V,根据1-得,合金丝a的阻值
为R:-号-器-20n:《5)先闭合开关S和S1,滑动变阻器、合金丝a、R,率联接入电
路,电压表测Rx和合金丝α两端电压,移动滑动变阻器滑片至适当位置,读出电压表示数
U1,即Rx和合金丝a两端电压,再断开S1,闭合S2,滑动变阻器、合金丝a、Rx串联接入
电路,电压表测Rx两端电压为U1,由串联电路的电压规律可知,合金丝a两端电压Ua=
U1一U2,由串联电路的分压原理可得=,即-=,则待测电阻R阻值为Rx=
UR,Rx
U2
Rx
U2Ra
U1-U2
4.【答案】(1)见下图(2)断路
(3)②①④③定值电阻的电压控制不变(4)B
【详解】(4)图乙中的A电路:当S1连接下面的触点时,灯泡与滑动变阻器串联,电流
表串联电路电流,由于灯泡的额定电流未知,故无法得知电路中的灯泡是否正常工作,故
无法测量灯泡正常工作时的电阻,故A不可以完成测量;图乙中的B电路:灯泡L、滑动
变阻器、定值电阻Ro串联,当S1连接下面的触点时,电压表测量滑动变阻器、定值电阻
的总电压,电源电压与灯泡的额定电压已知,移动滑片到电压表的示数等于电源电压与
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灯泡的额定电压的差时,灯泡正常发光,再将$1连接上面的触点,电路连接方式不变,灯
泡仍正常发光,电压表测量定值电阻R的电压,定值电阻R的阻值已知,串联电路中电
流处处相等,由欧姆定律可得,灯泡的额定电流,则由欧姆定律可得,灯L正常工作时的
电阻,故B可以完成测量。
5.【答案】(1)见下图(2)A(3)D(4)能温度不变时,不同电压下的灯丝电阻近似相
等,说明灯丝电阻的变化是由于温度的变化(5)12.5
【详解】(4)计算表格中数据,灯泡电阻R-”,根据实验数据代入计算得分别约为1、
1.032、12、12、1.022,温度不变时灯丝电阻几乎不变,说明原本电阻随电压变化是温度
升高影响电阻,因此可以支持小明的观点:(5)图丙中Ro与小灯泡L并联,A2测Ro的电
流,A1测干路电流,因此△1=11-12就是小灯泡的电流。小灯泡额定电压为2.5V,并联
电压相等,因此R两端电压也为2.5V,可得l2=R
器-器=025a,从图丁可知,h
0.25A时,AM=0.2A,即小灯泡额定电流I额=0.2A,因此小灯泡正常发光电阻R=)题=
x-125n.
6.【答案】(1)见下图(2)断路(3)0.4A(4)反比(5)电路中最大电流小于电流表的
分度值(6)2
【详解】(5)电源电压3V,待测电阻约2002,滑动变阻器最大202,可计算出电路最小
电流1=
U
3V
Rx+Rpmax
200n+20m≈0.014A,小于电流表0-0.6A量程的分度值(0.02A),电流
表无法准确读数,因此方案1无法进行:(6)方案2通过同时测量两个电压,利用串联电
路的电流关系进行计算,逻辑严密,操作简便,且不受电源电压波动的影响,测量结果更
可靠;方案3由于开关切换会改变电路状态,导致测量条件不一致,从而引入较大的系统
误差。因此,方案2的测量结果更精确。
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7.【答案】(1)见下图(2)5(3)电流与电阻的乘积是一个定值4)A没有控制定值电
阻两端电压相同(5)b4.09.2
【详解】(2)由表格数据可得,电阻与对应电流的乘积为2V不变,当定值电阻取252
时,滑动变阻器两端为U滑=U-U5=45V-2V=2.5V,此时滑动变阻器接入电路中电阻
伪R:二=3125D,沿动变阻器接入电路的阻值己超过其最大阻值,因此实验
的数据不真实,为了能让5个定值电阻都能完成实验,则滑动变阻器的最大阻值至少为
31.252;(5)步骤①中,开关S2应连接b,使灯泡接入电路,调节滑片使电流为额定电流
0.25A,设滑动变阻器接入电路的阻值为R滑,电源电压为U。根据两次实验数据:U=
0.27A×(82+R滑)D,U=0.37A×(42+R滑)2,联立①②可解得R滑=6.8n,电源电
压U=3.996V≈4.0V,灯泡正常发光时,电流I=0.25A,滑动变阻器两端电压U滑=
1R滑=0.25A×6.82=1.7V,灯泡两端电压UL=U-U滑=4.0V-1.7N=2.3V,灯泡正常
发光的电阻RL=华=
=9.20。
8.【答案】(1)电压表示数
(2)0.625
(3)a
(4)见下图
【详解】(3)电源电压为4.5V,滑动变阻器与灯泡串联。当灯泡两端电压最小时,滑动
变阻器两端电压最大,此时滑动变阻器接入电阻最大,灯泡电阻约为102,图乙的ā点灯
泡的电压U灯=0.5V时,电流1=0.05A,滑动变阻器两端电压U滑=U-U灯=4.5V-
05v=4W,此时滑动变阻器需要的电阻R%=兰=总=80n,a点的滑动变阻器电阻过
大,可能不是实验直接测得的数据:(4)只利用电流表测量小灯泡的额定功率,需要让灯
泡和定值电阻R,的电压都等于额定电压,通过电流表分别测两者的电流。原理:闭合S、
S2,断开S,时,电流表测Ro的电流,调节滑动变阻器使电流I=,此时R,两端电压为
Ro
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U额,灯泡也正常发光;再闭合S、S1,断开S2,电流表测灯泡和Ro的总电流,进而求出灯
泡的额定电流,计算出额定功率。
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