17.3 电阻的测量 同步练习 2026-2027学年人教版物理九年级全一册
2026-08-22
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摘要:
**基本信息**
以伏安法测电阻为核心,通过“知识理解与运用”“能力提升与素养”分层设计,实现从基础原理到综合探究的知识巩固,融合科学思维与科学探究素养。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|知识理解与运用|伏安法原理、仪器使用、电路连接|基础选择(1-4题)结合易错题(5题),通过实验填空(6题)巩固操作规范|
|能力提升与素养|误差分析、故障判断、创新测量|综合实验题(8题)、黑箱探究(9题)及特殊方法测电阻(11-12题),培养科学推理与探究能力|
内容正文:
第3节 电阻的测量
【知识理解与运用】
知识点 伏安法测定值电阻的阻值
1.在“伏安法”测电阻的实验中,下列说法正确的是( )
A.连接电表时,若无法估测电压、电流大小,应先选大量程
B.“伏安法”测电阻的实验原理是欧姆定律
C.闭合开关前,应先将变阻器滑片移到阻值最大处
D.滑动变阻器的作用是控制未知电阻两端的电压保持不变
2.(2026•江西)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.(2026•哈尔滨香坊区模拟)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
4.(2026•成都锦江区模拟)实验小组利用图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。则下列说法中正确的是( )
A.闭合开关前,应将滑片P置于A端
B.改变滑片P的位置多次测量,是为了寻找规律
C.当电压表示数为2V时,电流表示数如图乙所示,则Rx为10Ω
D.若将图中的Rx换成小灯泡,多次测量求平均值可得到小灯泡的准确电阻
5.【易错题】用“伏安法测电阻”的实验中,丹丹分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,处理实验数据时,分别画出了U-I的图像,如图所示。对于图像的分析,以下说法错误的是( )
A.图甲是定值电阻的U-I图像,图乙是小灯泡的U-I图像
B.由图像可知,通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压成正比
C.由图乙及实验现象可知小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大
D.应该用多次测量的方法,计算小灯泡电阻的平均值,以减小误差
6.如图甲所示,小聪同学设计了用“伏安法”测电阻的实验。
(1)同组的小丽发现他的连接中有一处错误,而且只需改动一根导线的连接,就可以顺利进行实验。请你在需要改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接线。
(2)电路连接正确后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该滑到最______(选填“左”或“右”)端。
(3)小聪闭合开关,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,电路接线完好,两个电表均无故障,则发生故障的元件应是______(填字母)。
A.电源 B.滑动变阻器
C.定值电阻R D.开关
(4)排除故障后,小聪正常进行实验并将实验数据记录在表中。若第2次测量时电流表的示数如图乙所示,为_____A,根据三次实验数据可得定值电阻R=_____Ω(结果保留一位小数)。
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1.5
0.16
9.4
2.0
2.5
0.24
10.4
(5)在物理实验中,经常要对物理量进行多次测量,下列实验与本次实验进行多次测量的目的相同的是________(填字母)。
A.用刻度尺测量作业本的长度
B.探究同种物质的质量与体积的关系
C.测量滑轮组机械效率
【能力提升与素养】
7.(2026•泉州丰泽区期末)在如图电路图A、B两点间分别接入不同元件,可进行不同的实验。下列描述正确的是( )
A.探究电流与电阻的关系——改变接入AB间电阻和电压的大小
B.探究电流与电压的关系——保持AB间的电阻和电压大小不变
C.测量小灯泡的阻值——需多次测量,求平均值,减小误差
D.测量电阻阻值——滑动变阻器可改变电阻两端电压和通过的电流
8.某同学利用如图所示的电路做“伏安法测电阻”的实验,已知小灯泡的额定电压为2.5V。实验中该同学按正确的操作闭合开关记录了第一组数据,然后通过实验依次填写的其他实验数据如表所示。
序号
1
2
3
4
5
U/V
1.0
2.0
2.5
3.0
6.0
I/A
0.2
0.22
0.25
0.26
0
灯泡亮度
不亮
微亮
亮
很亮
不亮
R/Ω
平均R/Ω
①实验前,小灯泡的阻值小于5Ω。
②滑动变阻器的最大阻值为25Ω。
③小灯泡的平均电阻约为8.9Ω。
④仅用该同学的实验器材就能探究电流与电压的关系。
上述关于实验的几种说法中正确的是( )
A.①② B.②③④
C.①③④ D.①②③
9.(2026•成都)(多选)马老师自制了一个电学黑箱,内部有两只定值电阻,箱盖外表面有两个接线柱和一个开关K,小张同学利用如图所示电路来探究该黑箱内电路结构,电源电压恒为3V。他把黑箱的两个接线柱分别接入电路中的M、N两点,只闭合开关S,将滑动变阻器的滑片从最右端缓慢移动到最左端,电流表示数从0.12A逐渐增大到0.2A;保持滑片在最左端不动,再闭合开关K,电流表示数变为0.3A。下列判断正确的是( )
A.滑动变阻器最大阻值一定为10Ω
B.黑箱内两电阻一定是并联关系
C.黑箱内一定有一个阻值为10Ω的电阻
D.黑箱内两电阻阻值一定存在2倍关系
10.利用如图所示的电路测量某未知电阻Rx阻值大小。由于电压表相当于可显示自身电压的一个较大的定值电阻,则分析实验误差可知Rx的实际值______测量值。(选填“大于”、“等于”或“小于”)
11.(2026•内江)如图甲所示是用伏安法测量未知电阻Rx阻值的实物电路。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。(要求:滑片P向B端移动时电流表的示数变大)
(2)图甲中,连线时开关应该 断开 (选填“断开”或“闭合”);为了安全,在连接好电路后闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于 A端 (选填“A端”“B端”或“AB正中间”);闭合开关,将滑片P移动到某位置时,电压表的示数为2.4V,电流表示数如图乙所示,则未知电阻Rx= 8 Ω。
(3)某实验小组没有电压表,于是同学们设计了用如图丙所示的电路来完成实验。
①实验步骤如下:
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;
将滑动变阻器的滑片P移到b端,记录电流表示数为I2。
则,待测电阻阻值的表达式Rx= R0 。(用已知量和测得的物理量表示;已知滑动变阻器的最大阻值为R0)
②已知电源电压为12V,滑动变阻器规格为“5Ω,1A”,电流表量程为0~0.6A。某同学查阅相关资料发现,当电流表的指针指在满刻度的区域时,测量结果较为准确。若从此角度分析,丙图中待测电阻Rx的阻值应在 B Ω(选填字母代号)范围时,测量结果更为准确。
A.20≤Rx≤35
B.25≤Rx≤35
C.25≤Rx≤40
D.20≤Rx≤40
12.【核心素养·科学探究】用如图所示的电路测量小灯泡的电阻,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)用笔画线代替导线,将图1中的器材连接成完整电路;
(2)连接电路后,闭合开关,灯泡不亮,电流表和电压表都有较小的示数,无论怎样移动滑片,灯泡都不发光,两表示数均无变化,其原因可能是:______;
A.灯泡短路
B.灯泡断路
C.滑动变阻器接的是下端两接线柱
(3)故障排除后,移动滑片到某一位置,电压表的示数如图2所示,此时灯泡两端的电压为_______V。要测量灯泡的额定电流,应将图1中滑动变阻器的滑片向______(选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为______V;
(4)移动滑片,记下多组数据,并绘制成图3所示图像,则灯泡正常发光时电阻为_____Ω(结果保留一位小数)。
(5)用该灯泡和电压表,测未知电阻Rx的阻值,电路图如图4。步骤如下:
①只闭合S0、S1,移动滑片,使电压表示数为1V,由图3可知灯泡的电流为_____A,即为Rx的电流;
②保持滑片位置不变,只闭合S0、S2,电压表示数为2.6V,则此时Rx的两端的电压为_____V;
③Rx的阻值为____Ω。
【答案与解析】
第3节 电阻的测量
【知识理解与运用】
知识点 伏安法测定值电阻的阻值
1.在“伏安法”测电阻的实验中,下列说法正确的是( )
A.连接电表时,若无法估测电压、电流大小,应先选大量程
B.“伏安法”测电阻的实验原理是欧姆定律
C.闭合开关前,应先将变阻器滑片移到阻值最大处
D.滑动变阻器的作用是控制未知电阻两端的电压保持不变
1.C 【解析】连接电表时,应先选用大量程试触,再确定合适的量程,故A错误;“伏安法”测电阻的实验原理是R=,故B错误;为了保护电路,闭合开关前,应先将变阻器滑片移到阻值最大处,故C正确;此实验中通过移动滑动变阻器来改变电阻两端的电压和通过电阻的电流,多次测量求平均值来减小误差,故D错误。
2.(2026•江西)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
2.D 【解析】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;电路中,电流表、电压表的正负接线柱接反了,故B错误;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;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。
3.(2026•哈尔滨香坊区模拟)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.A 【解析】分析电路图,电路为串联电路,电流表测量电路中电流,电压表测量电路两端电压:
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I==0.3A,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。
4.(2026•成都锦江区模拟)实验小组利用图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。则下列说法中正确的是( )
A.闭合开关前,应将滑片P置于A端
B.改变滑片P的位置多次测量,是为了寻找规律
C.当电压表示数为2V时,电流表示数如图乙所示,则Rx为10Ω
D.若将图中的Rx换成小灯泡,多次测量求平均值可得到小灯泡的准确电阻
4.C 【解析】闭合开关前,应将滑片P置于阻值最大处,即B端,故A错误;改变滑片P的位置多次测量,是为了多次实验,取平均值减小误差,故B错误;当电压表示数为2V时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,电流为0.2A,由欧姆定律Rx==10Ω,故C正确;灯泡的电阻随温度的变化而变化,若将图中的Rx换成小灯泡,多次测量求平均值没有意义,故D错误。
5.【易错题】用“伏安法测电阻”的实验中,丹丹分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,处理实验数据时,分别画出了U-I的图像,如图所示。对于图像的分析,以下说法错误的是( )
A.图甲是定值电阻的U-I图像,图乙是小灯泡的U-I图像
B.由图像可知,通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压成正比
C.由图乙及实验现象可知小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大
D.应该用多次测量的方法,计算小灯泡电阻的平均值,以减小误差
5.D 【解析】根据图甲可知,电压与电流成正比,因此该电阻为定值电阻,所以图甲是定值电阻的U-I图像,则图乙是灯泡的U-I图像,故A、B正确;由乙图可知,电流与电压不成正比,如图所示,且电压变化比电流变化快,由欧姆定律R=可知灯泡电阻电流逐渐增大,通过灯泡的电流越大,灯泡越亮,灯丝温度越高,由此可知,小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大,故C正确;灯泡的电阻随温度的变化而变化,不能取多次测量的平均值减小误差,故D错误。
【易错提示】定值电阻阻值的变化是由实验误差引起的,可以利用多次测量取平均值的方法来减小误差;小灯泡的电阻变化并不是由实验误差引起的,测小灯泡电阻的实验中进行多次测量的目的是寻找灯丝电阻与温度之间的关系,所以不能取平均值作为灯丝的电阻。
6.如图甲所示,小聪同学设计了用“伏安法”测电阻的实验。
(1)同组的小丽发现他的连接中有一处错误,而且只需改动一根导线的连接,就可以顺利进行实验。请你在需要改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接线。
(2)电路连接正确后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该滑到最______(选填“左”或“右”)端。
(3)小聪闭合开关,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,电路接线完好,两个电表均无故障,则发生故障的元件应是______(填字母)。
A.电源 B.滑动变阻器
C.定值电阻R D.开关
(4)排除故障后,小聪正常进行实验并将实验数据记录在表中。若第2次测量时电流表的示数如图乙所示,为_____A,根据三次实验数据可得定值电阻R=_____Ω(结果保留一位小数)。
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1.5
0.16
9.4
2.0
2.5
0.24
10.4
(5)在物理实验中,经常要对物理量进行多次测量,下列实验与本次实验进行多次测量的目的相同的是________(填字母)。
A.用刻度尺测量作业本的长度
B.探究同种物质的质量与体积的关系
C.测量滑轮组机械效率
6(1)如图所示:
(2)右;(3)C;(4)0.2;9.9;(5)A。
【解析】(1)在“伏安法”测电阻的实验中,电压表应并联在待测电阻两端;
(2)为了保护电路,电路连接正确后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该滑到阻值最大处,即最右端;
(3)若电源或开关有故障,电路中没有电流通过,电流表和电压表都没有示数,故A、D不符合题意;若滑动变阻器有故障,两表同时有示数或者无示数,故B不符合题意;若定值电阻R有故障,若短路,电压表无示数,电流表有示数,若断路,电流表无示数,电压表有示数,故C符合题意;
(4)若第2次测量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0.2A;第二次实验电阻阻值为:
R2==10.0Ω,
则定值电阻R=≈9.9Ω;
(5)本实验多次测量是为了取平均值减小误差;用刻度尺测量作业本的长度,需要多次测量,是为了取平均值减小误差,故A符合题意;探究同种物质的质量与体积的关系,多次测量是寻找普遍规律,故B不符合题意;测量滑轮组机械效率时,也需要多次测量,是为了探究影响滑轮组机械效率大小的因素,故C不符合题意。
【能力提升与素养】
7.(2026•泉州丰泽区期末)在如图电路图A、B两点间分别接入不同元件,可进行不同的实验。下列描述正确的是( )
A.探究电流与电阻的关系——改变接入AB间电阻和电压的大小
B.探究电流与电压的关系——保持AB间的电阻和电压大小不变
C.测量小灯泡的阻值——需多次测量,求平均值,减小误差
D.测量电阻阻值——滑动变阻器可改变电阻两端电压和通过的电流
7.D 【解析】探究电流与电阻的关系,需要改变电阻大小,但需要控制电阻两端电压不变,故A错误;探究电流与电压关系,需要改变电阻两端的电压,但电阻不能改变,故B错误;测量小灯泡的阻值时,小灯泡电阻会随着温度的变化而变化,故一般只要一组正常发光的数据即可,不能多次测量求平均值,故C错误;测量电阻的阻值,应该多次改变电阻的电压和通过的电流,多次测量求平均值,故D正确。
8.某同学利用如图所示的电路做“伏安法测电阻”的实验,已知小灯泡的额定电压为2.5V。实验中该同学按正确的操作闭合开关记录了第一组数据,然后通过实验依次填写的其他实验数据如表所示。
序号
1
2
3
4
5
U/V
1.0
2.0
2.5
3.0
6.0
I/A
0.2
0.22
0.25
0.26
0
灯泡亮度
不亮
微亮
亮
很亮
不亮
R/Ω
平均R/Ω
①实验前,小灯泡的阻值小于5Ω。
②滑动变阻器的最大阻值为25Ω。
③小灯泡的平均电阻约为8.9Ω。
④仅用该同学的实验器材就能探究电流与电压的关系。
上述关于实验的几种说法中正确的是( )
A.①② B.②③④
C.①③④ D.①②③
8.A 【解析】①当U=1.0V,I=0.2A时,小灯泡的电阻R==5Ω,灯丝的电阻随温度的升高而增大,故实验前小灯泡的电阻低于此时的电阻,故①正确;
②当滑动变阻器接入最大电阻时,电路电流最小,由表可知,电路最小电流为I=0.2A,此时小灯泡两端电压为U=1.0V;
当电流表无示数,电压表有示数时,灯泡断路,电压表测电源电压,由表可知U源=6.0V,滑动变阻器最大电阻R最大==25Ω,故②正确;
③小灯泡的电阻随温度的升高而增大,不能求平均电阻,故③错误;
④探究电流与电压的关系,选使电阻保持不变,而灯丝的电阻随温度发生改变,故不能用该同学的实验器材探究电流与电压的关系,故④错误。
【关键点拨】本题考查了伏安法测小灯泡的电阻实验,其中理解灯丝的电阻随温度的升高而增大、求解出电源电压是解题的关键
9.(2026•成都)(多选)马老师自制了一个电学黑箱,内部有两只定值电阻,箱盖外表面有两个接线柱和一个开关K,小张同学利用如图所示电路来探究该黑箱内电路结构,电源电压恒为3V。他把黑箱的两个接线柱分别接入电路中的M、N两点,只闭合开关S,将滑动变阻器的滑片从最右端缓慢移动到最左端,电流表示数从0.12A逐渐增大到0.2A;保持滑片在最左端不动,再闭合开关K,电流表示数变为0.3A。下列判断正确的是( )
A.滑动变阻器最大阻值一定为10Ω
B.黑箱内两电阻一定是并联关系
C.黑箱内一定有一个阻值为10Ω的电阻
D.黑箱内两电阻阻值一定存在2倍关系
9.AD 【解析】把黑箱的两个接线柱分别接入电路中的M、N两点,只闭合开关S,黑箱与变阻器串联,根据串联电路的特点和欧姆定律知;
电源电压U=I(R+Rp);
电流表示数从0.12A逐渐增大到0.2A;有3V=0.12A×(R+Rp);
3V=0.2A×R;
解得R=15Ω,变阻器最大值Rp=10Ω;故A正确;
保持滑片在最左端不动,再闭合开关K,电流表示数变为0.3A,电流变大了,说明电阻变小了,可能黑箱是两个电阻并联,也可能闭合开关时串联的一部分短路;
如果是并联,一个电阻是15Ω,此时的电流为0.2A,
当电流为0.3A时,电流增大了0.3A﹣0.2A=0.1A;
根据欧姆定律知,R''30Ω;此时不存在10Ω的电阻,故C错误;
如果是串联,总电阻是15Ω,局部短路后,箱内的电阻R'10Ω;即其中的一个电阻是10Ω,根据串联电路的特点知,另一个是15Ω﹣10Ω=5Ω,故B错误;
根据以上分析,两个电阻总是存在2倍关系,故D正确。
10.利用如图所示的电路测量某未知电阻Rx阻值大小。由于电压表相当于可显示自身电压的一个较大的定值电阻,则分析实验误差可知Rx的实际值______测量值。(选填“大于”、“等于”或“小于”)
10.大于 【解析】电压表和电阻并联接入电路,读取的电流值是通过电压表和电阻的电流之和,所以读取的电流值比实际电流偏大,根据欧姆定律的推导式R=可得,所以Rx的实际值大于测量值。
11.(2026•内江)如图甲所示是用伏安法测量未知电阻Rx阻值的实物电路。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。(要求:滑片P向B端移动时电流表的示数变大)
(2)图甲中,连线时开关应该 断开 (选填“断开”或“闭合”);为了安全,在连接好电路后闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于 A端 (选填“A端”“B端”或“AB正中间”);闭合开关,将滑片P移动到某位置时,电压表的示数为2.4V,电流表示数如图乙所示,则未知电阻Rx= 8 Ω。
(3)某实验小组没有电压表,于是同学们设计了用如图丙所示的电路来完成实验。
①实验步骤如下:
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;
将滑动变阻器的滑片P移到b端,记录电流表示数为I2。
则,待测电阻阻值的表达式Rx= R0 。(用已知量和测得的物理量表示;已知滑动变阻器的最大阻值为R0)
②已知电源电压为12V,滑动变阻器规格为“5Ω,1A”,电流表量程为0~0.6A。某同学查阅相关资料发现,当电流表的指针指在满刻度的区域时,测量结果较为准确。若从此角度分析,丙图中待测电阻Rx的阻值应在 B Ω(选填字母代号)范围时,测量结果更为准确。
A.20≤Rx≤35
B.25≤Rx≤35
C.25≤Rx≤40
D.20≤Rx≤40
11.(1)如图所示:
;
(2)断开;A端;8;
(3)R0;B。
【解析】(1)滑片P向B端移动时电流表的示数变大,说明电阻变小,故下方选择B接线柱,如图所示:
(2)连接电路时,为了保护电路,开关必须断开;闭合开关前,需将滑动变阻器的滑片滑到阻值最大的位置,即将滑片P需位于A端;
图中电流表是小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,电阻Rx8Ω;
(3)将滑动变阻器的滑片P移到a端,记录电流表示数为I1;此时只有Rx接入电路,根据欧姆定律知,电源电压U=I1Rx;
将滑动变阻器的滑片P移到b端,记录电流表示数为I2;此时变阻器与 Rx串联接入电路,根据欧姆定律知,电源电压U=I2(R0+Rx);
则待测电阻阻值的表达式RxR0;
当电流表的指针指在满刻度的区域时,最小电流为0.3A,根据欧姆定律知,电源电压U=I2(R0+Rx),即12V=0.3A×(5Ω+Rx);
解得Rx=35Ω;
最大电流为0.48A,根据欧姆定律知,电源电压U=I1Rx;即12V=0.48A×R'x;
解得R'x=25Ω;故范围是25Ω≤Rx≤35Ω,故选:B。
12.【核心素养·科学探究】用如图所示的电路测量小灯泡的电阻,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)用笔画线代替导线,将图1中的器材连接成完整电路;
(2)连接电路后,闭合开关,灯泡不亮,电流表和电压表都有较小的示数,无论怎样移动滑片,灯泡都不发光,两表示数均无变化,其原因可能是:______;
A.灯泡短路
B.灯泡断路
C.滑动变阻器接的是下端两接线柱
(3)故障排除后,移动滑片到某一位置,电压表的示数如图2所示,此时灯泡两端的电压为_______V。要测量灯泡的额定电流,应将图1中滑动变阻器的滑片向______(选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为______V;
(4)移动滑片,记下多组数据,并绘制成图3所示图像,则灯泡正常发光时电阻为_____Ω(结果保留一位小数)。
(5)用该灯泡和电压表,测未知电阻Rx的阻值,电路图如图4。步骤如下:
①只闭合S0、S1,移动滑片,使电压表示数为1V,由图3可知灯泡的电流为_____A,即为Rx的电流;
②保持滑片位置不变,只闭合S0、S2,电压表示数为2.6V,则此时Rx的两端的电压为_____V;
③Rx的阻值为____Ω。
12.(1)如图所示;(2)C;(3)1.8;B;2.5;(4)8.3;(5)①0.2;②1.6;③8
【解析】(1)伏安法测小灯泡电阻时需要调节小灯泡两端的电压,应将滑动变阻器采用一上一下的连接方式,与灯泡串联在电路中,故将滑动变阻器上端任意一个接线柱与小灯泡的右端接线柱相连,如图所示:
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(2)连接电路后,闭合开关,小灯泡不亮,电流表、电压表都有示数,电路为通路,电路的电流较小,电路的电阻较大,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,灯泡都不发光,两电表示数均无变化,则变阻器不能起到变阻的作用,产生这一现象的原因是将变阻器下面两个接线柱连入了电路中,故选C;
(3)灯在额定电压下的电流等于额定电流,图2中电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为1.8V,小于灯泡的额定电压2.5V,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压的规律,应减小滑动变阻器两端的电压,由分压原理可知,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向B移动,直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V;
(4)根据图3所示的小灯泡电流随电压变化的关系图象知,灯在额定电压2.5V时的电流为0.3A,此时灯泡的电阻:R=≈8.3Ω;
(5)①只闭合S0、S1,小灯泡与未知电阻Rx串联,电压表测小灯泡两端的电压,移动滑片,使电压表示数为1V,由图3可知灯泡的电流为0.2A,由串联电路的电流特点可知,此时通过Rx的电流Ix=IL=0.2A;
②保持滑片位置不变,只闭合S0、S2,小灯泡与未知电阻Rx串联,电压表测小灯泡和未知电阻Rx两端的总电压,电压表示数为2.6V,由串联电路的电压特点可知,此时Rx的两端的电压为Ux=U-UL=2.6V-1V=1.6V;
③因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小不变,通过未知电阻Rx的电流也不变,由欧姆定律可知Rx的阻值:Rx==8Ω。
【核心素养体现】本题测量小灯泡的电阻,考查电路连接、故障分析、实验操作、欧姆定律的应用及特殊方法测未知电阻。体现了科学探究中的设计实验与制订方案、获取与处理信息、基于证据得出结论并作出解释等能力。
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