17.3电阻的测量暑假专项练习 -2026-2027学年人教版九年级全一册
2026-07-20
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2份
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33页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版九年级全一册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第3节 电阻的测量 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 寒暑假-暑假 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 天津市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.90 MB |
| 发布时间 | 2026-07-20 |
| 更新时间 | 2026-07-20 |
| 作者 | 哥是个传说 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-20 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58897202.html |
| 价格 | 0.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦电阻测量全场景,构建"基础伏安法-特殊测量法"递进体系,融合实验操作与科学思维,实现方法迁移与误差分析的系统训练。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|伏安法测定值电阻|8题(含电路连接/故障分析)|R=U/I原理应用,多次测量取平均值减小误差|从实验原理到操作规范,建立"测量-数据处理-误差分析"完整链条|
|伏安法测小灯泡电阻|9题(含温度影响分析)|电阻随温度变化特性,图像法呈现规律|对比定值电阻,突出灯丝电阻特殊性,培养科学论证能力|
|特殊方法测电阻|8题(含等效替代/电阻箱应用)|无电表测量策略,串联分压/并联分流规律迁移|基于欧姆定律拓展,训练模型建构与创新思维,提升问题解决能力|
内容正文:
►第十七章 欧姆定律
第3节电阻的测量
■知识点01 伏安法测量定值电阻
■知识点02 伏安法测量小灯泡的电阻
■知识点03 特殊方法测量电阻
知识点01 伏安法测量定值电阻
一.单项选择题
1.如图是“伏安法测电阻”的实验电路图。关于该实验,下列说法正确的是( )
A.实验原理是I=U/R
B.滑动变阻器的作用是改变电源电压
C.多次测量取平均值是为了减小误差
D.实验结束,断开开关即可离开实验室
2.利用如图甲所示的电路来测量Rx的阻值,电源电压为3V,Rx的阻值约为10Ω,闭合开关后,电压表指针的位置如图乙所示。对于该实验,下列说法正确的是( )
A.电流表的测量范围应该选择0~0.6A
B.闭合开关前,变阻器的滑片应移至a端
C.图乙中电压表的读数为2.6V
D.多次测量求平均值是为了让结论更具普遍性
3.如图所示,这是一个常见的电路图,在A、B两点间分别接入下列选项中加点字的元件,并进行对应实验。对滑动变阻器在此实验中的主要作用,下列描述正确的是( )
A.测量定值电阻的阻值——多次测量的目的是避免实验的偶然性
B.探究电流与电阻的关系——改变定值电阻两端的电压
C.探究电流与电压的关系——改变定值电阻两端的电压
D.测量小灯泡的电功率——改变小灯泡两端的电压,求平均电功率
二.填空题
4.小方在“伏安法测量未知电阻”实验时设计了如图所示的电路图,小辉看到后觉得实验还有不足之处,还应该在电路中增加一个 ,这样改进的目的是 。
5.如图所示是小李同学为测量未知电阻Rx设计的电路图,按电路图连接好电路,闭合开关S发现电流表有示数,而电压表指针几乎不动,电路中可能存在的故障是: 。本实验需要读取多组数据,目的是: 。
6.如图甲,在“伏安法测电阻”的实验中,闭合开关后发现电流表示数太小,不能准确读数,应将滑动变阻器的滑片向 端移动。他们多次实验,前两次测得的电阻分别为5.2Ω和5.1Ω,第三次测量时,电压表和电流表的示数如图乙、丙所示。则该待测电阻的阻值为 Ω。
三.综合题
7.在测量定值电阻Rx的阻值的实验中,某小组连接了如图甲所示的实物电路。
(1)连接电路时,由于粗心,甲同学将电流表和电压表的位置接反了,现只需改动一根导线就可使电路连接正确,请你帮甲同学在需要改动的导线上画“×”,并将正确的连接方式画出;
(2)改正错误后,甲同学调节滑动变阻器滑片的位置,当电压表的示数为2.0V时,电流表的示数如图乙所示,于是得到定值电阻Rx= Ω;
(3)同组的乙同学认为,这样测出的阻值不准确,并提出了改进方案,他的改进方案是 。
(4)该小组利用此实验器材继续探究了“电流与电压的关系”,并得出结论: 。
8.小明从废旧玩具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,图甲实验电路所用电源的电压恒为3V。
(1)请用笔画线表示导线,补全图甲实物电路的连接。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑到 (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关后,发现电流表有示数,电压表无示数,由此可判断产生的故障可能是 。
(4)排除故障后,正确连接电路。移动滑动变阻器滑片到某一位置时,发现电流表示数为0.2A,电压表示数如图乙所示,为 V,则定值电阻R的阻值为 Ω。
(5)小明觉得一次实验测量结果不规范,想要多次测量求平均值减小误差,现在想要增大定值电阻R两端的电压,滑动变阻器滑片应当向 滑动。
知识点02 伏安法测量小灯泡的电阻
一.单项选择题
1.某同学做“伏安法测灯泡电阻”的实验,实验电路如图甲所示,所用小灯泡标有“2.4V”字样。下列说法错误的是( )
A.该实验的原理是
B.可以多次实验求平均值以减小误差
C.闭合开关前,滑动变阻器滑片应该移至最右端
D.若灯泡正常工作时测得的电流如图乙所示,则此时电阻为8Ω
2.如图是“用电流表和电压表测量小灯泡电阻”的4个实验电路,其中连接正确的是( )
A.
B.
C.
D.
3.小然同学用图方案进行了“测定值电阻的阻值”和“测小灯泡的电阻”两个实验,下列说法正确的是( )
A.两个实验的原理是不同的
B.两个实验进行多次测量的目的不同
C.滑动变阻器在两个实验中的主要作用不同
D.两个实验都采用了控制变量法
4.测量小灯泡电阻时,通过实验数据绘制的图象正确的是( )
A. B.
C. D.
二.填空题
5.小聪同学在“测量小灯泡的电阻”的实验中,按照如图甲所示的电路图连接电路,开关闭合前滑动变阻器的滑片应置于最 端;当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,小灯泡的额定电压为2.5V,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。(结果保留一位小数)
6.用图甲所示的电路测量灯泡正常发光时的电阻。灯泡标有“3.8V”字样,电源电压恒为4.5V,电压表仅有0~3V小量程可用。若要完成实验,则电压表应并联在 两端(填电路元件名称),在测量时,某时刻电压表的示数如图乙所示,应将滑片向 端移动,才能让灯泡正常发光。
7.如图所示是测量灯泡L正常发光时电阻大小的实验电路图,闭合开关,滑动变阻器的滑片P向右滑动,变阻器接入电路的电阻 (选填“变大”“变小”或“不变”);实验中 (选填“能”或“不能”)通过移动滑动变阻器滑片多次实验求平均值来减小测量误差。
三.综合题
8.如图,小亮用“伏安法”测量额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电阻。
(1)请你用笔画线代替导线,帮助小亮完成图甲所示电路的连接。要求:开关闭合后,滑动变阻器接入电路的阻值最大。
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现灯泡很亮,电流表和电压表均有示数,移动滑动变阻器的滑片,不能改变小灯泡的亮度,说明电路中 (填“滑动变阻器”或“小灯泡”)处有 (填“断路”或“短路”)故障。
(3)排除故障后,重新连接电路,闭合开关,发现电压表的示数小于小灯泡的额定电压,为达到实验目的,此时应该将滑动变阻器的滑片向 (填“左”或“右”)移动。当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻为 Ω。
(4)小亮认为使用现有的实验器材,也能探究电流与电压的关系。你认为他的想法 (填“正确”或“不正确”),原因是 。
9.小明用伏安法测量额定电压为2.5V小灯泡的电阻,实验装置如图甲所示。
(1)图甲中有一根导线连接错误,请在该导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线(导线不得交叉)。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到最 (填“左”或“右”)端。闭合开关前小明发现电流表指针的位置如图乙所示,接下来的操作应是 。
(3)闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表有示数,电流表无示数,若只有小灯泡出现故障,产生这一现象的原因可能是小灯泡 。
(4)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,依次测得数据如表所示,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图丙所示,电流表的读数为 A,此时小灯泡的电阻是 Ω(保留1位小数)。
序号
1
2
3
4
5
U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
I/A
0.10
0.14
0.16
0.20
R/Ω
5.0
7.1
9.4
10.0
(5)从实验数据可知,当电压表的示数增大时,小灯泡的电阻 (填“变大”“变小”或“不变”),这是因为 。
知识点03 特殊方法测量电阻
一.单项选择题
1.小兴用一个电压表和阻值为R1的电阻器测量另一个电阻器的阻值R2,设计了如图所示的电路。闭合开关S、断开开关S1时电压表的示数为U1,S和S1均闭合时电压表的示数为U2。假定电源两端电压保持不变,则待测电阻器的阻值R₂为(用R₁、U₁和U₂表示)( )
A. B.
C. D.
2.如图所示是小兴测量未知电阻Rx的实验电路,图中电源两端的电压保持不变,R为电阻箱。他的操作步骤如下:闭合开关S1、S2,记录此时电流表的示数I1;保持开关S1闭合,断开开关S2,调节电阻箱的旋钮使电阻箱接入电路中的电阻为一个合适的值,记录此时电流表示数I2和电阻箱的示数R。则下列选项中,Rx的表达式正确的是( )
A. B.
C. D.
3.小欣利用已知阻值为R0的定值电阻和两块电流表测量未知电阻Rx的阻值。他选择了满足这个实验要求的器材,并连接了实验电路,如图所示。当闭合开关S时,电流表A1的示数为I1;电流表A2的示数为I2.在用I1、I2和R0表示Rx时,下列表达式正确的是( )
A.RxR0 B.RxR0
C.RxR0 D.RxR0
故选:D。
二.填空题
4.小红设计了如图所示的实验电路测电阻Rx的阻值,图中R为电阻箱,实验操作:
①开关接a,调节电阻箱和滑动变阻器滑片至适当位置,使电流表示数为I,记下电阻箱示数R1;
②开关接b,保持滑动变阻器滑片位置不变,调节电阻箱使电流表示数仍为I,记下电阻箱示数R2;
则Rx= (用所测物理量符号表示)。
5.小明同学在测量未知电阻的阻值时,电压表损坏,于是他利用原有器材设计如图所示电路也顺利测出未知电阻Rx的阻值。(滑动变阻器最大阻值为R0,电源电压未知但不变)请将下列实验步骤补充完整:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,记录电流表示数为I1;
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到 ,记录电流表示数为I2;
③写出待测电阻的表达式:Rx= 。(用R0、I1、I2表示)
三.综合题
6.现利用一块电流表和阻值已知的定值电阻R0测量电阻Rx的阻值。选择了满足实验要求的电源(电压保持不变),并连接了实验电路,如图所示。
(1)请将下列实验步骤补充完整。
①闭合开关S1、断开开关S2,记录电流表的示数I1,断开开关。
② ,记录电流表的示数I2断开开关。
(2)用I1、I2和R0表示Rx,则Rx= 。
7.某同学利用电压恒定的电源、电压表、最大阻值为R0的滑动变阻器、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,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移至a端,读出电压表的示数为U1,断开开关。
② ,读出电压表的示数为U2,断开开关。
(2)待测电阻的阻值Rx= 。(用U1、U2、R0表示)
8.小红在测量未知电阻的阻值实验过程中电压表已损坏,老师从实验室拿来一只最大阻值为R0的滑动变阻器,并设计了如图所示的实验电路,分别按如下步骤进行实验:①闭合开关S,调节滑片位于最左端时,读出电流表的示数为I1;②闭合开关S, ,读出电流表的示数为I2;③未知电阻的阻值:Rx= 。(用字母表示)
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►第十七章 欧姆定律
第3节电阻的测量
■知识点01 伏安法测量定值电阻
■知识点02 伏安法测量小灯泡的电阻
■知识点03 特殊方法测量电阻
知识点01 伏安法测量定值电阻
一.单项选择题
1.如图是“伏安法测电阻”的实验电路图。关于该实验,下列说法正确的是( )
A.实验原理是I=U/R
B.滑动变阻器的作用是改变电源电压
C.多次测量取平均值是为了减小误差
D.实验结束,断开开关即可离开实验室
【答案】C
【解答】解:A、在伏安法测电阻的实验中,用电压表测电阻两端的电压,用电流表测通过电阻的电流,故伏安法测电阻的实验原理是R,故A错误;
B、在伏安法测电阻的实验中,滑动变阻器一方面可以保护电路,另一方面可以改变电路中的电流与电阻两端电压,故B错误;
C、在伏安法测电阻的实验中,为了减小误差应多次测量取平均值,故C正确;
D、实验结束,应断开开关,拆除电路连接,整理完器材方可离开实验室,故D错误。
故选:C。
2.利用如图甲所示的电路来测量Rx的阻值,电源电压为3V,Rx的阻值约为10Ω,闭合开关后,电压表指针的位置如图乙所示。对于该实验,下列说法正确的是( )
A.电流表的测量范围应该选择0~0.6A
B.闭合开关前,变阻器的滑片应移至a端
C.图乙中电压表的读数为2.6V
D.多次测量求平均值是为了让结论更具普遍性
【答案】A
【解答】解:分析电路图,电路为串联电路,电流表测量电路中电流,电压表测量电阻Rx两端电压:
A、根据串联电路电阻规律和欧姆定律知:电路中最大电流为I0.3A,故电流表应选0~0.6A,故A正确。
B、为了保护电路,在连接电路时,开关应该处于断开状态,滑动变阻器应放在阻值最大处,结合题目中图即远离下接线柱,移至b端,故B错误。
C、电源电压为3V,故电压表所选量程为0~3V,分度值为0.1V,故此时电压表示数为:2.3V,故C错误。
D、伏安法测电阻多次测量求平均值的目的是减小误差,故D错误。
故选:A。
3.如图所示,这是一个常见的电路图,在A、B两点间分别接入下列选项中加点字的元件,并进行对应实验。对滑动变阻器在此实验中的主要作用,下列描述正确的是( )
A.测量定值电阻的阻值——多次测量的目的是避免实验的偶然性
B.探究电流与电阻的关系——改变定值电阻两端的电压
C.探究电流与电压的关系——改变定值电阻两端的电压
D.测量小灯泡的电功率——改变小灯泡两端的电压,求平均电功率
【答案】C
【解答】解:A.在测量定值电阻的阻值实验中,滑动变阻器的主要作用是调节电路中电流大小,从而改变定值电阻两端的电压,以获得多组电流与电压的数据,利用计算出电阻值,多次测量的目的是减小误差,故A错误;
B.探究“电流与电阻的关系”,由控制变量法,要保持电阻的电压不变,更换不同阻值的电阻来比较电流大小,故B错误;
C.探究“电流与电压的关系”时,需要在电阻R不变的条件下,通过滑动变阻器改变R两端电压,然后测量电流,观察电流随电压的变化规律,故C正确;
D.测量小灯泡的电功率可以用滑动变阻器改变灯泡两端的电压,从而达到其额定电压,并测出相应电流,求出其额定功率,灯在不同电压下功率不同,“求小灯泡平均电功率”无实际意义,故D错误。
故选:C。
二.填空题
4.小方在“伏安法测量未知电阻”实验时设计了如图所示的电路图,小辉看到后觉得实验还有不足之处,还应该在电路中增加一个 ,这样改进的目的是 。
【答案】滑动变阻器;多次测量求平均值减小误差。
【解答】解:在“伏安法测量未知电阻”实验中,滑动变阻器起保护电路的作用,并且滑动变阻器可以改变待测电阻两端的电压及电路中的电流,得到多组数据,以便多次测量求平均值减小误差。
故答案为:滑动变阻器;多次测量求平均值减小误差。
5.如图所示是小李同学为测量未知电阻Rx设计的电路图,按电路图连接好电路,闭合开关S发现电流表有示数,而电压表指针几乎不动,电路中可能存在的故障是: 。本实验需要读取多组数据,目的是: 。
【答案】待测电阻短路(或电压表短路);取平均值减小误差。
【解答】解:如图连接好电路,电压表测待测电阻的电压,电流表测电路的电流,闭合开关S发现电流表有示数,电路为通路,而电压表指针几乎不动,电路中可能存在的故障是:待测电阻短路(或电压表短路)。
根据一组数据测量出的阻值误差较大,本实验需要读取多组数据,目的是:取平均值减小误差。
故答案为:待测电阻短路(或电压表短路);取平均值减小误差。
6.如图甲,在“伏安法测电阻”的实验中,闭合开关后发现电流表示数太小,不能准确读数,应将滑动变阻器的滑片向 端移动。他们多次实验,前两次测得的电阻分别为5.2Ω和5.1Ω,第三次测量时,电压表和电流表的示数如图乙、丙所示。则该待测电阻的阻值为 Ω。
【答案】左;5.1。
【解答】解:闭合开关后发现电流表示数太小,不能准确读数,要增大电流表示数,应减小电路的电阻,故应将滑动变阻器的滑片向左端移动。
第三次测量时,电压表和电流表的示数如图乙、丙所示,电表选用小量程,分度值分别为0.1V和0.02A,大小分别为2V和0.4A,由欧姆定律可知
R35.0Ω
前两次测得的电阻分别为5.2Ω和5.1Ω,为减小误差,取平均值作为该待测电阻的阻值
R5.1Ω。
故答案为:左;5.1。
三.综合题
7.在测量定值电阻Rx的阻值的实验中,某小组连接了如图甲所示的实物电路。
(1)连接电路时,由于粗心,甲同学将电流表和电压表的位置接反了,现只需改动一根导线就可使电路连接正确,请你帮甲同学在需要改动的导线上画“×”,并将正确的连接方式画出;
(2)改正错误后,甲同学调节滑动变阻器滑片的位置,当电压表的示数为2.0V时,电流表的示数如图乙所示,于是得到定值电阻Rx= Ω;
(3)同组的乙同学认为,这样测出的阻值不准确,并提出了改进方案,他的改进方案是 。
(4)该小组利用此实验器材继续探究了“电流与电压的关系”,并得出结论: 。
【答案】(1);(2)10;(3)移动滑动变阻器滑片,多次测量几组电压、电流值,计算电阻后取平均值减小误差;(4)导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
【解答】解:(1)原电路中电流表和电压表位置接反,电流表应串联在电路中,电压表应与定值电阻Rx并联,改后的电路如图所示:
(2)由图乙可知,电流表量程为0﹣0.6A,分度值为0.02A,示数为0.2A。根据欧姆定律可知。
(3)改进方案:移动滑动变阻器滑片,多次测量几组电压、电流值,计算电阻后取平均值减小误差。
(4)在探究电流与电压的关系时,保持电阻不变,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的电压成正比。
故答案为:(1);(2)10;(3)移动滑动变阻器滑片,多次测量几组电压、电流值,计算电阻后取平均值减小误差;(4)导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
8.小明从废旧玩具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,图甲实验电路所用电源的电压恒为3V。
(1)请用笔画线表示导线,补全图甲实物电路的连接。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑到 (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关后,发现电流表有示数,电压表无示数,由此可判断产生的故障可能是 。
(4)排除故障后,正确连接电路。移动滑动变阻器滑片到某一位置时,发现电流表示数为0.2A,电压表示数如图乙所示,为 V,则定值电阻R的阻值为 Ω。
(5)小明觉得一次实验测量结果不规范,想要多次测量求平均值减小误差,现在想要增大定值电阻R两端的电压,滑动变阻器滑片应当向 滑动。
【答案】(1);(2)B;(3)电阻R短路;(4)2.4;12;(5)左。
【解答】解:(1)实物连接:电压表选用0~3V量程并联在定值电阻两端;开关右端导线接滑动变阻器右上接线柱,实现滑动变阻器一上一下串联。如下图所示:
(2)滑动变阻器下端接A,滑片滑到B端接入电阻丝最长,阻值最大,填B。
(3)电路通路但电压表无示数,故障为电阻R短路。
(4)电压表0~3V分度值0.1V,读数2.4V;代入欧姆定律:;
(5)减小滑动变阻器接入电阻可增大定值电阻两端电压,滑片向A(左)滑动,填左。
故答案为:(1);(2)B;(3)电阻R短路;(4)2.4;12;(5)左。
知识点02 伏安法测量小灯泡的电阻
一.单项选择题
1.某同学做“伏安法测灯泡电阻”的实验,实验电路如图甲所示,所用小灯泡标有“2.4V”字样。下列说法错误的是( )
A.该实验的原理是
B.可以多次实验求平均值以减小误差
C.闭合开关前,滑动变阻器滑片应该移至最右端
D.若灯泡正常工作时测得的电流如图乙所示,则此时电阻为8Ω
【答案】B
【解答】答:A.伏安法测电阻的原理为欧姆定律推导式,通过测量小灯泡两端电压与通过灯泡的电流,计算得出电阻,A正确。
B.小灯泡灯丝电阻随温度升高而增大,灯泡在不同电压下工作温度不同,对应电阻值存在差异,多次测量求取平均值没有物理意义,不能减小实验误差,B错误。
C.闭合开关前,滑动变阻器需调至最大阻值处,起到保护电路的作用。观察图甲,滑片移到最右端时滑动变阻器接入阻值最大,C正确。
D.小灯泡正常发光时两端电压U=2.4V,电流表选用0~0.6A量程,分度值0.02A,结合图乙读出电流I=0.3A,此时灯泡电阻,D正确。
故选:B。
2.如图是“用电流表和电压表测量小灯泡电阻”的4个实验电路,其中连接正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解答】解:A、伏安法测量小灯泡电阻,滑动变阻器应该“一上一下”连接,故A错误;
B、电路中,电流表、电压表的正负接线柱接反了,故B错误;
C、电压表应该并联在小灯泡两端,电流表串联在电路中,图中电压表串联在电路中,电流表并联在小灯泡两端,故C错误;
D、电压表并联在小灯泡两端,电流表串联在电路中,滑动变阻器“一上一下”连接,故D正确。
故选:D。
3.小然同学用图方案进行了“测定值电阻的阻值”和“测小灯泡的电阻”两个实验,下列说法正确的是( )
A.两个实验的原理是不同的
B.两个实验进行多次测量的目的不同
C.滑动变阻器在两个实验中的主要作用不同
D.两个实验都采用了控制变量法
【答案】B
【解答】解:A.“伏安法测电阻的阻值”和“伏安法测小灯泡的电阻”是通过测量电阻或灯泡两端电压与电流,实验原理均是,故A错误;
B.“伏安法测电阻的阻值”时多次测量是为了求取电阻的平均值减小误差,“伏安法测小灯泡的电阻”时多次测量是为了比较灯泡在不同电压下电阻的关系,两个实验多次测量的目的不同,故B正确;
C.滑动变阻器在两个实验的基本作用是保护电路,起到的主要作用是改变电压和电流方便测量多组数据的作用,故C错误;
D.两个实验的目的都是为了测量而不是探究,两实验均没有用到控制变量法,故D错误。
故选:B。
4.测量小灯泡电阻时,通过实验数据绘制的图象正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解答】解:小灯泡的电阻随温度的升高而增大,由P=UI可知,电压和电流都增大时,电功率增大,温度升高,则小灯泡的电阻随电压增大而增大;由欧姆定律可知,当灯泡两端的电压增加比通过灯泡的电流增加得更快时小灯泡的电阻随电压增大而增大,即图线偏向U轴,故ABC错误,D正确。
故选:D。
二.填空题
5.小聪同学在“测量小灯泡的电阻”的实验中,按照如图甲所示的电路图连接电路,开关闭合前滑动变阻器的滑片应置于最 端;当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,小灯泡的额定电压为2.5V,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。(结果保留一位小数)
【答案】右;8.3。
【解答】解:为了保护电路,开关闭合前滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处,即最右端;
当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.3A,则小灯泡正常发光时的电阻为:
R8.3Ω。
故答案为:右;8.3。
6.用图甲所示的电路测量灯泡正常发光时的电阻。灯泡标有“3.8V”字样,电源电压恒为4.5V,电压表仅有0~3V小量程可用。若要完成实验,则电压表应并联在 两端(填电路元件名称),在测量时,某时刻电压表的示数如图乙所示,应将滑片向 端移动,才能让灯泡正常发光。
【答案】滑动变阻器;左。
【解答】解:灯泡标有“3.8V”字样,电源电压恒为4.5V;当灯泡正常发光时,滑动变阻器两端电压为U=4.5V﹣3.8V=0.7V,小于3V,若要完成实验,则电压表应并联在滑动变阻器两端;
电压表选用小量程,在测量时,某时刻电压表的示数如图乙所示,电压表分度值0.1V,其示数为2.5V,根据串联电路电压规律可知,灯泡两端电压为U'=4.5V﹣2.5V=2V,小于灯泡额定电压3.8V,为了测量灯泡正常发光时的电阻,应增大灯泡两端电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应将滑片向左端移动,才能让灯泡正常发光。
故答案为:滑动变阻器;左。
7.如图所示是测量灯泡L正常发光时电阻大小的实验电路图,闭合开关,滑动变阻器的滑片P向右滑动,变阻器接入电路的电阻 (选填“变大”“变小”或“不变”);实验中 (选填“能”或“不能”)通过移动滑动变阻器滑片多次实验求平均值来减小测量误差。
【答案】变大;不能。
【解答】解:由图可知,滑动变阻器通过左下、右上接线柱接入电路,所以滑片P向右滑动,变阻器接入电路的电阻变大。
因为灯泡L仅在固定的额定电压下才正常发光,灯泡的电阻受温度影响,不同电压下,温度不同,电阻也不同,不是一个定值。所以不能通过移动滑动变阻器滑片多次实验求平均值来减小测量误差。
故答案为:变大;不能。
三.综合题
8.如图,小亮用“伏安法”测量额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电阻。
(1)请你用笔画线代替导线,帮助小亮完成图甲所示电路的连接。要求:开关闭合后,滑动变阻器接入电路的阻值最大。
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现灯泡很亮,电流表和电压表均有示数,移动滑动变阻器的滑片,不能改变小灯泡的亮度,说明电路中 (填“滑动变阻器”或“小灯泡”)处有 (填“断路”或“短路”)故障。
(3)排除故障后,重新连接电路,闭合开关,发现电压表的示数小于小灯泡的额定电压,为达到实验目的,此时应该将滑动变阻器的滑片向 (填“左”或“右”)移动。当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻为 Ω。
(4)小亮认为使用现有的实验器材,也能探究电流与电压的关系。你认为他的想法 (填“正确”或“不正确”),原因是 。
【答案】(1);(2)滑动变阻器;短路;(3)右;12.5;(4)不正确;探究电流与电压的关系实验要求保持电阻不变(控制变量法),而小灯泡灯丝的电阻会随温度变化而改变(温度越高,电阻越大)。当改变灯泡两端电压时,灯丝温度随之改变,电阻也在变化,无法保持电阻恒定,因此不能得出“电流与电压成正比“的结论。
【解答】解:(1)要求“开关闭合后,滑动变阻器接入电路的阻值最大”,即滑片应置于远离下接线柱的右端。如图所示:
。
(2)灯泡很亮→电路中电流较大,说明滑动变阻器没有起到限流作用,移动滑片不能改变亮度→滑动变阻器的阻值没有随滑片移动而变化,根据常见故障规律,滑动变阻器接了上面两个接线柱(相当于导线),导致滑动变阻器被短路,失去调节作用。
(3)电压表示数小于额定电压2.5V,要使灯泡正常发光,需要增大灯泡两端的电压。根据串联分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,使滑动变阻器分得的电压减小,灯泡分得的电压增大。滑片应向电阻减小的方向移动,即滑片向右移动。
小灯泡正常发光时电压U=2.5V。从图乙电流表读数(题中电流表选0~0.6A量程,分度值0.02A),示数为I=0.2A,则:R12.5Ω。
(4)不正确;原因:探究电流与电压的关系实验要求保持电阻不变(控制变量法),而小灯泡灯丝的电阻会随温度变化而改变(温度越高,电阻越大)。当改变灯泡两端电压时,灯丝温度随之改变,电阻也在变化,无法保持电阻恒定,因此不能得出“电流与电压成正比”的结论。
故答案为:(1);(2)滑动变阻器;短路;(3)右;12.5;(4)不正确;探究电流与电压的关系实验要求保持电阻不变(控制变量法),而小灯泡灯丝的电阻会随温度变化而改变(温度越高,电阻越大)。当改变灯泡两端电压时,灯丝温度随之改变,电阻也在变化,无法保持电阻恒定,因此不能得出“电流与电压成正比“的结论。
9.小明用伏安法测量额定电压为2.5V小灯泡的电阻,实验装置如图甲所示。
(1)图甲中有一根导线连接错误,请在该导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线(导线不得交叉)。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到最 (填“左”或“右”)端。闭合开关前小明发现电流表指针的位置如图乙所示,接下来的操作应是 。
(3)闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表有示数,电流表无示数,若只有小灯泡出现故障,产生这一现象的原因可能是小灯泡 。
(4)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,依次测得数据如表所示,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图丙所示,电流表的读数为 A,此时小灯泡的电阻是 Ω(保留1位小数)。
序号
1
2
3
4
5
U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
I/A
0.10
0.14
0.16
0.20
R/Ω
5.0
7.1
9.4
10.0
(5)从实验数据可知,当电压表的示数增大时,小灯泡的电阻 (填“变大”“变小”或“不变”),这是因为 。
【答案】(1);
(2)右;将电流表指针调零;
(3)断路;
(4)0.24;10.4;
(5)变大;灯丝的电阻随温度升高而增大。
【解答】解:(1)用伏安法测小灯泡的电阻,需要用电压表与小灯泡并联测其两端电压,用电流表与之串联测其电流,所以原图需要改正,如图所示:
(2)为了电路安全,开关闭合前,滑动变阻器阻值应调到最大值,由图甲可知滑片应滑到最右端。
为了实验数据准确性,应将电流表指针调零。
(3)串联电路中,电流表无示数,说明电路发生断路,电压表有示数,则故障可能是灯泡断路导致电压表串联接入电路,测电源电压。
(4)接入电路的电流表的量程为“0~0.6”,分度值为0.02A,故电流表的示数I=0.24A。
此时小灯泡的电阻,
(5)由图中数据可知,当灯泡两端电压增大,通过灯泡的电流也增大,根据R可知,灯泡电阻变大,温度升高,灯丝的电阻随温度的升高而增大。
故答案为:(1);
(2)右;将电流表指针调零;
(3)断路;
(4)0.24;10.4;
(5)变大;灯丝的电阻随温度升高而增大。
知识点03 特殊方法测量电阻
一.单项选择题
1.小兴用一个电压表和阻值为R1的电阻器测量另一个电阻器的阻值R2,设计了如图所示的电路。闭合开关S、断开开关S1时电压表的示数为U1,S和S1均闭合时电压表的示数为U2。假定电源两端电压保持不变,则待测电阻器的阻值R₂为(用R₁、U₁和U₂表示)( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解答】解:由电路图可知,闭合开关S、断开开关S1时,两电阻串联,电压表与R1并联,电压表的示数为U1,
由欧姆定律可得,电路中的电流为I;
开关S和S1均闭合时,R2被短路,电压表的示数为U2,也就是电源电压为U2,
则两电阻串联时R2两端的电压为:U′2=U2﹣U1,
所以R2,故C正确,ABD错误。
故选:C。
2.如图所示是小兴测量未知电阻Rx的实验电路,图中电源两端的电压保持不变,R为电阻箱。他的操作步骤如下:闭合开关S1、S2,记录此时电流表的示数I1;保持开关S1闭合,断开开关S2,调节电阻箱的旋钮使电阻箱接入电路中的电阻为一个合适的值,记录此时电流表示数I2和电阻箱的示数R。则下列选项中,Rx的表达式正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解答】解:当闭合开关S1、S2,电阻R被短路,只有Rx接入电路,此时电流表的示数I1;根据欧姆定律可得电源电压U=I1Rx;
保持开关S1闭合,断开开关S2,R与Rx串联,此时电流表的示数I2。电源电压U=I2(Rx+R),即U=I1Rx=I2(Rx+R),
解得:Rx。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选:C。
3.小欣利用已知阻值为R0的定值电阻和两块电流表测量未知电阻Rx的阻值。他选择了满足这个实验要求的器材,并连接了实验电路,如图所示。当闭合开关S时,电流表A1的示数为I1;电流表A2的示数为I2.在用I1、I2和R0表示Rx时,下列表达式正确的是( )
A.RxR0 B.RxR0
C.RxR0 D.RxR0
【答案】D
【解答】解:由电路图可知,当闭合开关S时,R0与Rx并联,电流表A1测Rx支路的电流,电流表A2测干路电流,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过R0的电流:
I0=I﹣Ix=I2﹣I1,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由I可得,电源的电压:
U=I0R0=IxRx,即(I2﹣I1)R0=I1Rx,
解得:RxR0。
故选:D。
二.填空题
4.小红设计了如图所示的实验电路测电阻Rx的阻值,图中R为电阻箱,实验操作:
①开关接a,调节电阻箱和滑动变阻器滑片至适当位置,使电流表示数为I,记下电阻箱示数R1;
②开关接b,保持滑动变阻器滑片位置不变,调节电阻箱使电流表示数仍为I,记下电阻箱示数R2;
则Rx= (用所测物理量符号表示)。
【答案】R2﹣R1。
【解答】解:在①中,待测电阻、电阻箱和滑动变阻器串联,电流表测电路的电流;在②中,电阻箱与滑动变阻器串联,因保持滑动变阻器滑片位置不变,即滑动变阻器连入的电阻不变,且电流表示数不变,由等效替代法可得R2=R1+Rx,
则未知电阻Rx=R2﹣R1。
故答案为:R2﹣R1。
5.小明同学在测量未知电阻的阻值时,电压表损坏,于是他利用原有器材设计如图所示电路也顺利测出未知电阻Rx的阻值。(滑动变阻器最大阻值为R0,电源电压未知但不变)请将下列实验步骤补充完整:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,记录电流表示数为I1;
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到 ,记录电流表示数为I2;
③写出待测电阻的表达式:Rx= 。(用R0、I1、I2表示)
【答案】②b端;③•R0。
【解答】解:实验步骤:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,记录电流表示数为I1;
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到b端,记录电流表示数为I2;
③在步骤②中,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到b端,Rx被短路,只有滑动变阻器工作,此时滑动变阻器的阻值最大为R0,电流表示数为I2,所以电源电压:U=I2R0;
在步骤①中,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,滑动变阻器最大阻值与Rx并联,总电流为I1;
两次实验中,滑动变阻器两端电压均等于电源电压,且阻值不变,所以通过滑动变阻器的电流均为I2,
根据并联电路的电流特点可得,通过待测电阻的电流Ix=I1﹣I2,
并联电路电压相等,则待测电阻两端的电压:Ux=U=I2R0,
所以待测电阻Rx•R0。
故答案为:②b端;③•R0。
三.综合题
6.现利用一块电流表和阻值已知的定值电阻R0测量电阻Rx的阻值。选择了满足实验要求的电源(电压保持不变),并连接了实验电路,如图所示。
(1)请将下列实验步骤补充完整。
①闭合开关S1、断开开关S2,记录电流表的示数I1,断开开关。
② ,记录电流表的示数I2断开开关。
(2)用I1、I2和R0表示Rx,则Rx= 。
【答案】(1)闭合开关S1、S2;
(2)R0。
【解答】解:(1)闭合开关S1、断开开关S2,两个电阻串联,由于没有电压表,需要测量电源电压,故闭合开关S1、S2,待测电阻短路,记录电流表的示数I2;
(2)根据串联电路的特点和欧姆定律可知,电源电压U=I1(R0+Rx)=I2R0;
解得RxR0。
故答案为:(1)闭合开关S1、S2;
(2)R0。
7.某同学利用电压恒定的电源、电压表、最大阻值为R0的滑动变阻器、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,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移至a端,读出电压表的示数为U1,断开开关。
② ,读出电压表的示数为U2,断开开关。
(2)待测电阻的阻值Rx= 。(用U1、U2、R0表示)
【答案】(1)②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移至b端;(2)。
【解答】解:(1)①按电路图连接电路,滑动变阻器R0与电阻Rx串联,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移至a端,读出电压表的示数为U1,此时电压表测Rx两端的电压;
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移至b端时,读出电压表的示数为U2,此时电压表测电源两端的电压;
(2)根据串联电路各处电流相等:,可得待测电阻的阻值Rx。
故答案为:(1)②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移至b端;(2)。
8.小红在测量未知电阻的阻值实验过程中电压表已损坏,老师从实验室拿来一只最大阻值为R0的滑动变阻器,并设计了如图所示的实验电路,分别按如下步骤进行实验:①闭合开关S,调节滑片位于最左端时,读出电流表的示数为I1;②闭合开关S, ,读出电流表的示数为I2;③未知电阻的阻值:Rx= 。(用字母表示)
【答案】调节滑片位于最右端时;。
【解答】解:①滑片在最左端
滑动变阻器接入阻值为0,电路只有待测电阻Rx,电源电压:
U=I1Rx
②滑片在最右端
滑动变阻器接入最大阻值R0,Rx与R0串联,总电阻R总=Rx+R0,电源电压:
U=I2(Rx+R0)
③联立等式推导Rx
电源电压不变,联立两式,省略计算过程,整理得到:。
故答案为:调节滑片位于最右端时;。
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