5.3 电阻的测量（举一反三·讲义）物理新教材教科版九年级上册

本讲义聚焦“测量电阻”核心知识点，以情景导入（坏收音机换电阻）引出问题，系统梳理伏安法测电阻原理、实验方法及器材，通过电压-电流图像分析电阻特性，对比定值电阻与灯泡电阻测量差异，拓展伏阻法、安阻法等特殊测量方法，构建完整知识支架。 该资料以真实问题驱动科学探究，实验设计注重对比（如定值电阻多次测量取平均值与灯泡电阻不取值的差异），培养科学思维，图像分析助力建立电阻与电压电流关系的物理观念。课中辅助教师实验教学，课后作业分层设计，帮助学生巩固知识、查漏补缺。

5.3 测量电阻 模块一 知识框架 模块二 知识精讲 情景导入 展示一个坏的收音机（或电路板），经过检查，发现一只模糊不清的电阻线断了，需要更换。 提出问题：“怎样才能知道这个电阻的阻值呢？我们能不能利用学过的知识进行测量？ 【知识点1 用电压表和电流表测量电阻】知识归纳 1．原理：通过电压表测电压，电流表测电流，利用公式 计算得出电阻的阻值。 2．实验方法： 法。 3．实验器材（七种）及电路图： 电流用电流表测量，电压用电压表测量， 还必须有电源、开关、导线，另外还有电阻、滑动变阻器，共七种。电路图如右图： 4．实验设计及记录表格： 移动滑动变阻器的滑片，改变电阻两端的电压，从而改变通过电阻的电流，测出不同电压下的电阻的阻值。实验表格如下： 实验次数 电压/V 电流/A 电阻/Ω 电阻的平均值/Ω 1 2 3 5．计算定值电阻的阻值：测定值电阻的阻值的实验中，通过移动滑动变阻器的滑片，从而改变电阻两端的电压、改变电路中的电流，然后计算出三个电阻值，再取三次电阻的 作为待测电阻的阻值，这样做的目的是 。 【例1】（多选）下列关于电阻的测量的说法正确的是 （　　）        A. 连接电路前先要对电流表、电压表调零 B.滑动变阻器的作用是改变电源电压 C.测定值电阻阻值时，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 E.连接电路时，应先闭合开关 F.在无法估测被测电压和电流时，电压表和电流表应选择大量程进行试触 G.电压表应与待测电阻串联，电流表应与待测电阻并联 H.计算电阻时，应先计算电压与电流的平均值，再求平均值的比值即可 【变式1-1】实验小组利用图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。 （1）用图甲的电路测量Rx的阻值，该实验的原理是___________； （2）连接好电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P置于___________（选填“A”或“B”）端；闭合开关，调节滑动变阻器滑片，发现电流表示数变大，电压表示数变小。造成这种现象的原因是___________； （3）排除故障后，正确操作并闭合开关、调节滑动变阻器，当电压表示数为2.4V时，电流表示数如图乙所示，此次测得Rx的阻值为___________Ω； （4）实验小组改变滑动变阻器滑片P的位置，多次测量了电压及电流的值，根据每次电压及电流的值算出电阻，最后求出Rx的平均值，目的是___________； 【变式1-2】某物理实验小组正在使用“伏安法”测量未知电阻阻值，实验电路如图所示（电源电压3V）。 （1）闭合开关S前，应将滑动变阻器滑片移到最________端（选填“左”或“右”）； （2）闭合开关后，发现电流表无示数，电压表有示数且示数接近3V，则电路故障原因可能是________； （3）排除故障后，闭合开关S，当滑片移到某一位置时，电流表、电压表的示数分别如图甲、乙所示，则电阻的阻值为________Ω。 （4）在实验前，小丽为实验设计了一个记录实验数据的表格，如下表，同组的小宏认为表格少一项内容，则可以增加的项目是________。 实验次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 1 2 3 【知识点2 电压——电流图像】 在坐标图上， 横坐标表示电流I， 纵坐标表示电压U。 将测量的数据在图中描点， 用直线或光滑的曲线连接各点， 就可以得到电流随电压变化的关系曲线。 （1）在导体电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成 比，图像是过原点的一条倾斜的 线。 （2）直线越陡，电阻越 。 【例2】在“伏安法测电阻”的实验中，丹丹分别选用定值电阻R和小灯泡L为测量对象，处理实验数据时，分别画出了对应的的图像，对于图像的分析，下列说法错误的是（　　） A.甲是小灯泡的图像，可知小灯泡的电阻随灯丝温度的升高而增大 B.乙是定值电阻的图像，定值电阻的阻值为10Ω C.定值电阻R和小灯泡L串联接在5V的电源上，电路中的电流是0.4A 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 【变式2-1】在“伏安法测电阻”的实验中，小明分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象，在处理实验数据时，分别画出了图像，如图甲、乙所示。对于图像的分析；以下说法错误的是（　　） A.图甲是定值电阻的图像，图乙是小灯泡的图像 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.由乙图及实验现象可知小灯泡的电阻随灯丝温度的升高而增大 D.为了减小误差，应该用多次测量求平均值的方法，计算小灯泡的电阻 【变式2-2】用“伏安法测电阻”的实验中，小雪和晓彤分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象，在处理实验数据时，分别画出了的图像，如图甲、乙所示。对于图像的分析，以下说法错误的是（　　） A.由甲图可知，定值电阻的阻值为1Ω B.由甲图可知，电阻不随其两端的电压和导体中的电流而改变 C.为了减小误差，应该用多次测量的方法，计算小灯泡的电阻 D.由乙图及实验现象可知：小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大 【知识点3 实验：测量灯泡的电阻】 1．原理：通过电压表测电压，电流表测电流，利用公式 计算得出灯泡的阻值。 2．实验方法： 法。 3．实验器材（七种）及电路图： 电流用电流表测量，电压用电压表测量， 还必须有电源、开关、导线，另外还有小灯泡、滑动变阻器，共七种。电路图如右图： 4．实验设计及记录表格： 移动滑动变阻器的滑片，改变电阻两端的电压，从而改变通过电阻的电流，测出不同电压下的电阻的阻值。实验表格如下： 实验次数 电压/V 电流/A 电阻/Ω 1 2 3 5．计算灯泡电阻的阻值：测灯泡电阻的阻值的实验中，通过移动滑动变阻器的滑片，从而改变电阻两端的电压、改变电路中的电流，然后计算出三个电阻值， （选填“需要”或“不需要”）求平均值，因为 。 6．测定值电阻与小灯泡电阻的实验不同点∶ 测定值电阻 测小灯泡的电阻 滑动变阻器的作用不同 改变电阻两端的电压，从而改变电路中的电流，以达到多次测量取平均值，减小误差的目的 改变电阻两端的电压，从而改变电路中的电流，以达到多次测量，找到小灯泡电阻变化的规律 U—I图像不同 图像是过原点的一条直线，U—I成正比 是一条曲线，U与I不成正比 处理方法不同 计算三次电阻的平均值，以减小误差 不计算三次电阻的平均值，目的是找灯泡电阻随温度变化的规律 【例3】在用“伏安法”测量小灯泡的电阻实验中，如图甲是小明所画的电路图。 （1）请按照电路图甲用笔画线代替导线将实物图乙连接完整，要求导线不能交叉。闭合开关前，为了保护电路，滑动变阻器滑片向___________端滑动（选填“左”或“右”）； （2）测量过程中，某一次的电流值如图丙所示，则电流值是___________A；这时，灯丝突然烧断，则电压表的示数___________（选填“变大”“变小”或“不变”），换用相同规格的灯泡，小明重做实验，测得的数据绘出了I-U图像如图丁A所示； （3）另外一组同学用相同的器材和电路图也做这个实验时，由于接线错误，根据测量的数据绘出的I-U图像如图丁的B所示，你认为原因可能是___________。 【变式3-1】小明连接了如图甲所示的电路“测量小灯泡的电阻”，小灯泡正常发光时的电压为。 （1）在电路连接过程中应将滑动变阻器的滑片调至____________（选填“A”或“B”）端。 （2）闭合开关S，移动滑片，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图乙所示的图像，根据图像可得出小灯泡正常发光时的电阻为____________。（结果保留一位小数） （3）小明认为用如图甲的电路还能“探究电流与电压的关系”，小明的想法是否合理？____________（选填“合理”或“不合理”）。理由是：_______________________________________。 【变式3-2】利用图1所示的实验器材测量小灯泡正常发光时的电阻，电源为3节新干电池串联，小灯泡额定电压为。 （1）小明同学连接了如图1所示的电路，检查后发现接错了一根导线，请在这根导线上打“×”，并补画出正确的那根导线； （2）连接电路时开关应处于___________状态；闭合开关前，滑动变阻器的滑片移到最________边（选填“左”或“右”）；闭合开关，电压表、电流表的示数分别为、。他继续移动变阻器的滑片，观察到当灯泡正常发光时，滑动变阻器的滑片恰好在中点上，则小灯泡正常发光时的电阻是______； （3）他继续向右移动滑动变阻器的滑片，观察到灯泡亮度越来越______，经分析可得出，小灯泡的亮度是由_____________决定的；图2中能合理反映小灯泡灯丝电阻变化曲线的图像是________（选填“A”、“B”或“C”），选择该图像的原因是由于灯丝电阻随________的升高而________。（选填“增大”或“减小”） 【知识点4 特殊方法测定值】 1．伏阻法——缺电流表 只有电压表时，无法直接测出电流，因此想办法测电流是实验的关键。为了测电流，往往是构造 联电路，多次运用电压表测电压，运用串联电路分压原理或开关的断开、闭合（或滑动变阻器滑片的移动）引起电路结构发生变化，使通过待测电阻的电流与通过定值电阻的电流 ，间接测出电流。 2．安阻法——缺电压表 只有电流表时，无法直接测出电压，因此想办法测电压是实验的关键。为了测电压，往往是构造 联电路，多次运用电流表测电流，运用并联电路分流原理或开关的断开、闭合（或滑动变阻器滑片的移动）引起电路结构发生变化，使待测电阻的电压与定值电阻的电压 ，间接测出电压。 【例4】一小组的同学利用已知电阻，设计并连接了如图所示的电路来测量未知定值电阻的阻值。主要步骤如下： ①闭合开关和，电压表的示数为 ②只断开开关，电压表的示数为 由此可得的阻值为_________（用字母、、表示）。 【变式4-1】小明发现滑动变阻器的最大阻值模糊不清，于是他利用电流表和一个阻值已知的定值电阻R0设计了如图所示的电路来测量滑动变阻器的最大阻值，实验步骤如下： ①闭合开关，将滑片移至最左端，读出此时电流表的示数为I1； ②___________________________，读出此时电流表的示数为I2； ③则滑动变阻器的最大阻值R1=_________（用I1、I2和R0表示） 【变式4-2】如图，甲所示是小明用“伏安法”测定值电阻阻值的实物图，电源电压为3V。 小明同学设计了如图所示的电路测的电阻，电源电压恒定，定值电阻已知。实验步骤如下： ①只闭合开关、，读出并记录电流表示数为； ②只闭合开关、，读出并记录电流表示数为； 处理实验数据，可求___________。（用已知和测量的物理量表示） 模块三 课后作业 一、单选题 1．在“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验中，关于四名同学遇到的一些问题，下列说法正确的是（　　） A.小刚连接完电路的最后一根导线小灯泡就亮了，是因为他连接电路时开关是断开的 B.小强连接完电路闭合开关后小灯泡不亮，可能是因为滑动变阻器的阻值调到了最大 C.小梅要判断小灯泡是否正常发光，应在调节滑动变阻器的同时仔细观察小灯泡亮度 D.小丽发现小灯泡在不同电压下测得的电阻值均不相同，有可能是由测量误差导致的 2．以下探究中多次实验的目的与其它三个明显不同的是（　　） A.电流与电压的关系 B.电流与电阻的关系 C.伏安法测电阻 D.研究小灯泡电阻 3．老师在做“测量小灯泡正常发光时电阻”的实验时，针对实验中遇到的问题，让同学们自己解释了相关现象，下列解释正确的是（　　） A.规范连接电路，闭合开关，灯泡不发光，电路可能是正常的 B.电压表、电流表的量程选大了将导致灯泡不发光 C.若灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，说明灯泡的灯座短路了 D.闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最右端 4．小明利用如图所示的电路来测量R的阻值，电源为两节新的干电池，R的阻值约为10Ω。对于该实验，下列说法正确的是（　　） A.闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移至a端 B.多次测量求平均值是为了让结论更具普遍性 C.电压表的测量范围应该选择0~3V D.电流表的测量范围应该选择0~3A 5．如图所示，电源电压保持不变，电流表内阻不计，电压表内阻无穷大。闭合开关，在滑动变阻器的滑片向右移动的过程中，下列说法正确的是（　　） A.电压表示数变大，电流表示数变小；此电路可以测量电阻 B.电压表示数变小，电流表示数变小；此电路可以测量电阻 C.电压表示数变大，电流表示数变大；此电路可以探究电流跟电压的关系 D.电压表示数变小，电流表示数变小；此电路可以探究电流跟电阻的关系 6．在“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。对于图像的分析，以下说法正确的是（　　） A.定值电阻的阻值比小灯泡的阻值大 B.A是小灯泡，B是定值电阻 C.由图像可知，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 7．小致只用一只电表和一个已知阻值为的定值电阻或已知最大阻值为的滑动变阻器接在未知电源上，也能测出未知电阻的阻值，下列电路不能实现测量要求的是（ ） A．B．C． D． 二、填空题 8．在“用电压表、电流表测电阻”的实验中，某一次测量时，小华同学观察到接在待测电阻、两端电压表的示数如图所示，则电阻两端的电压为________V。若此时电流表示数为0.22A，则电阻的阻值为________Ω。 9．电学实验小组的同学利用电压传感器和电流传感器采集数据并传送给计算机，作出定值电阻和小灯泡的U—I图像，如图所示。图线_______为小灯泡的U—I图像，结合该图像，计算出小灯泡的电阻并分析产生这一结果的原因可能是什么？_____________________。将定值电阻和小灯泡并联后接在电压为1.5V的电源两端，通过它们的电流之比为_________。 10．物理兴趣小组用如图甲所示的电路来测量未知电阻的阻值，电源两端的电压恒定，实验得到多组电压表和电流表示数，绘制成如图乙中的图像，则未知电阻的阻值为______；继续向左移动滑动变阻器的滑片，滑动变阻器两端的电压______（选填“变大”“变小”或“不变”）。若将一个小灯泡接入电路，其工作时在图像中的位置处于图线下方的II区，当通过小灯泡的电流为时，根据图像推测，小灯泡的实际电阻______（选填“大于”“小于”或“等于”）。 11．小华设计了如图测量电阻的电路，在MN之间接入待测电阻，可以在电流表表盘上直接读出电阻阻值。如图在电表表盘上已经标出了部分电阻值，由这些数据可知：电源电压Ua=_____V，电阻R0为_____Ω，该电表测量的电阻R与对应电流I的关系式是_________（所有物理量不用标注单位），该电表测量电阻的最小值为_____Ω。 三、实验题 12．如图甲所示，小明想测量正常工作电压为2.5V小灯泡的电阻，电源电压恒为4.5V。 （1）测量小灯泡电阻的原理是________；请用笔画线代替导线将图甲中的实物电路连接完整（要求：向左移动滑动变阻器滑片P时，电路中电流变大，且导线不能交叉）_____； （2）实验中某时刻电压表示数为2.2V，为使小灯泡正常发光，应将滑动变阻器的滑片P向________端移动，直到电压表示数为________V； （3）小明还测量了小灯泡在不同电压下的电流，并根据所测得的数据绘制了小灯泡的电流与电压的关系图像如图乙所示，则小灯泡正常工作时的电阻为________。 （4）根据图像乙反映的信息，在不增加任何器材的情况下，仅利用本实验的器材________（选填“能”或“不能”）探究电流跟电压的关系。 13．小华做“用电流表、电压表测电阻”实验，现有两节新干电池、待测电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关以及导线若干。 （1）连接的电路如图1所示，图中有一根导线未连接，请用笔线代替导线在图中连接。连接后要求：滑片P向左移动，电压表示数变大。（用铅笔在答题纸的相应位置连线） （2）完成电路连接后，闭合开关发现电压表、电流表示数均为0，为排除故障，小华打算用电压表进行检测。将电压表接在不同元件两端，闭合开关后电压表示数如表所示，由此可以判断故障为________________ 连接位置 电压表示数 滑动变阻器两端 3.0V 待测电阻两端 0 开关两端 0 （3）排除故障后，小华按照正确操作步骤重新实验，闭合开关，发现电压表、电流表指针偏离零刻度线角度相同；移动滑片到某一位置，电压表、电流表示数如图2所示；滑片从一端移动到另一端，电流表示数变化范围为安。 序号 电压/伏 电流/安 电阻/欧 电阻平均值/欧 1 ③ 0.20 …… …… 2 ① ② …… 3 ④ 0.58 …… （Ⅰ）根据以上信息，上表序号2中①处电压为________伏，②处电流为________安； （Ⅱ）请根据以上信息，通过计算推导序号③和序号④处的电压________，________。 14．小高同学用伏安法测量“小灯泡正常发光时的电阻”，电源电压为4.5V，小灯泡正常发光时的电压为2.5V，图甲是未连接完整的实验电路。 （1）请你将实物图甲中的电路元件连接补充完整，要求滑动变阻器的滑片P向左移动时电流表的示数变大，在连接电路中，导线不能交叉。 （2）他在电路连接完整后，闭合开关，若滑动变阻器的滑片P滑动到某一位置时，发现电流表指针如图乙所示，出现此现象的原因是________________________。 （3）纠正错误后闭合开关，缓慢移动滑动变阻器的滑片P，同时观察电压表示数的变化，当电压表的示数如图丙所示时，其读数为______V。 （4）若要让小灯泡正常发光，滑片P应向______（选填“A”或“B”）端移动。 （5）通过移动滑动变阻器，多次测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流，画出了通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图像，如图丁所示，观察图像发现图像是一条曲线，原因是__________________。小高最后测出了小灯泡正常发光时的电阻是____________Ω。 （6）如果还想测量额定电压为3.8V的小灯泡正常发光时的电阻，但是电压表的15V量程已经损坏，在不改变原器材的情况下，你的办法是________________________。 15．小宇用图①的电路图测量“小灯泡发光时的电阻”，选用的电源电压为3.0V，小灯泡正常发光时的电压为2.5V。 （1）检查仪器时，发现电流表指针如图③所示，这是因为电流表________________； （2）小宇按正确操作步骤完成操作后闭合开关，发现灯不亮，接下来应该_________。 A．立即检查线路 B.立即更换灯泡 C.立即移动滑动变阻器滑片 D.迅速观察两电表示数情况后再针对性处理 （3）电路正确连接后，闭合开关，小宇缓慢移动滑动变阻器的滑片P，同时观察_________（选填“电压表”或“电流表”）示数的变化，当电压表的示数如图④所示时，若要使小灯泡正常发光，滑片P应向_________（选填“A”或“B”）端移动； （4）通过移动滑动变阻器的滑片，改变小灯泡两端的电压，记录小灯泡的电流，画出了小灯泡电流随电压变化的图像，如图⑤所示，发现电流与电压不成正比，原因是：________________________________； （5）由图⑤可知，小灯泡正常发光时的电阻是：_______________Ω； 16．测量未知电阻的阻值”实验中，小南设计了如图1所示的实验电路： 实验次数 电压 电流 电阻 1 1.0 0.21 2 1.5 3 2.5 0.5 （1）本实验的原理是_____________； （2）连接电路时开关应该_________，滑动变阻器的滑片必须调至如图1的___________端（选填“左”或“右”）； （3）小南按电路图连接好电路后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表指针发生明显偏转，则电路中存在的故障可能是___________； （4）排除故障后，小南进行了三次测量，第二次电流表的示数如图2所示是___________A，根据3次实验记录数据，待测电阻的阻值应记为___________Ω； （5）利用本次实验器材还可以做___________的实验。 A．探究电流与电压关系 B.探究电流与电阻的关系 （6）小南设计了如图甲所示“测量小灯泡电阻”的实验电路图，其中电源电压恒定，小灯泡正常工作时电压为2.5V。根据电路图连接好电路后，检查电路时发现电流表的指针如图乙所示，接下来的操作是___________；该同学发现小灯泡的图像并不是一条直线，说明流过小灯泡的电流与小灯泡两端的电压不是正比关系，其原因是___________。 17．如图1甲是小鹭测电阻的电路图。 (1)小鹭测电阻的原理为__________ (2)闭合开关前，滑片应置于滑动变阻器的最__________端 (3)电路调试完成后，某次实验中电压表和电流表示数如图乙和丙所示，则电压表的读数是__________，该电阻的阻值___________。 (4)保持电路不变，将换为，继续测量时，发现电流表的示数比较小，为减小误差，小鹭设计了如图2所示的电路进行测量，步骤如下： ①将电压表接在、两点间，将滑动变阻器滑片移到端，闭合开关，调节电阻箱为某一个阻值，使电压表和电流表示数为合适的值： ②断开开关，将电压表右端由点改接到点； ③闭合开关，反复调节电阻箱和滑动变阻器，使两表的示数与步骤①中相同，此时电阻箱的阻值为； ④待测电阻的阻值=_________； ⑤若操作无误，反复调节始终无法实现两表的示数与步骤①中相同，原因可能有：_________________。 第 12 页 共 12 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 5.3 测量电阻 模块一 知识框架 模块二 知识精讲 情景导入 展示一个坏的收音机（或电路板），经过检查，发现一只模糊不清的电阻线断了，需要更换。 提出问题：“怎样才能知道这个电阻的阻值呢？我们能不能利用学过的知识进行测量？ 【知识点1 用电压表和电流表测量电阻】知识归纳 1．原理：通过电压表测电压，电流表测电流，利用公式计算得出电阻的阻值。 2．实验方法：伏安法。 3．实验器材（七种）及电路图： 电流用电流表测量，电压用电压表测量， 还必须有电源、开关、导线，另外还有电阻、滑动变阻器，共七种。电路图如右图： 4．实验设计及记录表格： 移动滑动变阻器的滑片，改变电阻两端的电压，从而改变通过电阻的电流，测出不同电压下的电阻的阻值。实验表格如下： 实验次数 电压/V 电流/A 电阻/Ω 电阻的平均值/Ω 1 2 3 5．计算定值电阻的阻值：测定值电阻的阻值的实验中，通过移动滑动变阻器的滑片，从而改变电阻两端的电压、改变电路中的电流，然后计算出三个电阻值，再取三次电阻的平均值作为待测电阻的阻值，这样做的目的是减小实验误差。 【例1】（多选）下列关于电阻的测量的说法正确的是 （　　）        A. 连接电路前先要对电流表、电压表调零 B.滑动变阻器的作用是改变电源电压 C.测定值电阻阻值时，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 E.连接电路时，应先闭合开关 F.在无法估测被测电压和电流时，电压表和电流表应选择大量程进行试触 G.电压表应与待测电阻串联，电流表应与待测电阻并联 H.计算电阻时，应先计算电压与电流的平均值，再求平均值的比值即可 【答案】ACF 【解析】 A．连接电路前需对电流表、电压表调零，保证测量准确，故A正确； B．滑动变阻器通过改变自身接入电路的电阻，改变电路电流和待测电阻两端电压，不能改变电源电压，故B错误； C．定值电阻阻值恒定，多次测量取平均值可减小偶然误差，故C正确； D．实验结束断开开关后，还需整理实验器材，不能直接离开，故D错误； E．连接电路时开关应断开，防止连接过程中出现短路损坏电路元件，故E错误； F.无法估测被测电压、电流大小时，选用电表大量程试触可避免电表损坏，故F正确； G.电压表应与待测电阻并联，电流表应与待测电阻串联，故G错误； H.需用每组对应的电压、电流计算单次电阻值，再对电阻值取平均值，不能先对电压、电流取平均值再计算电阻，故H错误。 故选ACF。 【变式1-1】实验小组利用图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。 （1）用图甲的电路测量Rx的阻值，该实验的原理是___________； （2）连接好电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P置于___________（选填“A”或“B”）端；闭合开关，调节滑动变阻器滑片，发现电流表示数变大，电压表示数变小。造成这种现象的原因是___________； （3）排除故障后，正确操作并闭合开关、调节滑动变阻器，当电压表示数为2.4V时，电流表示数如图乙所示，此次测得Rx的阻值为___________Ω； （4）实验小组改变滑动变阻器滑片P的位置，多次测量了电压及电流的值，根据每次电压及电流的值算出电阻，最后求出Rx的平均值，目的是___________； 【答案】（1） （2） B 电压表测量的是滑动变阻器两端的电压 （3）10 （4）减小误差 【解析】（1）用图甲的电路测量Rx的阻值，需要用电压表测量电阻两端的电压，电流表测量电路中的电流，由得到电阻的阻值，实验原理是。 （2）闭合开关前，为了保护电路，应将滑动变阻器的滑片P置于阻值最大的B端。 闭合开关，调节滑动变阻器滑片，电流表示数变大，电压表示数变小，说明电压表测量的不是待测电阻Rx的电压，因为滑动变阻器阻值减小，分到的电压减小，可知电压表测量的是滑动变阻器两端的电压， （3）由图乙可知，电流表的量程是0~0.6A，分度值是0.02A，电流表的示数是0.24A。 此次测得Rx的阻值 （4）实验中多次测量电压与电流的值，求电阻的平均值，是为了减小误差。 【变式1-2】某物理实验小组正在使用“伏安法”测量未知电阻阻值，实验电路如图所示（电源电压3V）。 （1）闭合开关S前，应将滑动变阻器滑片移到最________端（选填“左”或“右”）； （2）闭合开关后，发现电流表无示数，电压表有示数且示数接近3V，则电路故障原因可能是________； （3）排除故障后，闭合开关S，当滑片移到某一位置时，电流表、电压表的示数分别如图甲、乙所示，则电阻的阻值为________Ω。 （4）在实验前，小丽为实验设计了一个记录实验数据的表格，如下表，同组的小宏认为表格少一项内容，则可以增加的项目是________。 实验次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 1 2 3 【答案】（1）右 （2）Rx断路 （3）5 （4）电阻平均值R平均/Ω 【解析】（1）闭合开关前，滑动变阻器要调到最大阻值处保护电路，图中滑动变阻器接了左下接线柱，滑片移到最右端时接入电路的电阻丝最长，阻值最大。 （2）电流表无示数说明电路大概率断路，电压表接近电源3V，说明电压表两端能连通电源两极，故障可能是和电压表并联的Rx发生断路，此时电压表相当于直接接在电源两端，显示接近电源电压。 （3）电流表选0~0.6A量程，分度值0.02A，示数为0.5A；电压表选0~3V量程，分度值0.1V，示数为2.5V；根据欧姆定律 （4）本实验需要通过多次测量的电阻值计算平均值来减小误差，现有表格缺少记录最终平均电阻的项目。 【知识点2 电压——电流图像】 在坐标图上， 横坐标表示电流I， 纵坐标表示电压U。 将测量的数据在图中描点， 用直线或光滑的曲线连接各点， 就可以得到电流随电压变化的关系曲线。 （1）在导体电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比，图像是过原点的一条倾斜的直线。 （2）直线越陡，电阻越大。 【例2】在“伏安法测电阻”的实验中，丹丹分别选用定值电阻R和小灯泡L为测量对象，处理实验数据时，分别画出了对应的的图像，对于图像的分析，下列说法错误的是（　　） A.甲是小灯泡的图像，可知小灯泡的电阻随灯丝温度的升高而增大 B.乙是定值电阻的图像，定值电阻的阻值为10Ω C.定值电阻R和小灯泡L串联接在5V的电源上，电路中的电流是0.4A 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 【答案】D 【解析】AB。灯泡的电阻不是定值，随电压的增大，灯丝的温度升高，电阻逐渐增大，故灯泡的I-U图像是过原点的曲线，定值电阻的阻值是定值，其I-U图像是过原点的直线，故甲是小灯泡的I-U图像，乙是定值电阻的I-U图像，定值电阻的阻值为，故AB正确，不符合题意； C．定值电阻R和小灯泡L串联时，通过它们的电流相等，由图像可知，当电流为0.4A时，定值电阻R和小灯泡L两端的电压分别为、，由串联电路电压特点可知，电源电压为，故C正确，不符合题意； D．小灯泡的电阻随温度的升高而增大，不是定值，不能用多次测量的方法求小灯泡电阻的平均值，故D错误，符合题意。 故选D。 【变式2-1】在“伏安法测电阻”的实验中，小明分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象，在处理实验数据时，分别画出了图像，如图甲、乙所示。对于图像的分析；以下说法错误的是（　　） A.图甲是定值电阻的图像，图乙是小灯泡的图像 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.由乙图及实验现象可知小灯泡的电阻随灯丝温度的升高而增大 D.为了减小误差，应该用多次测量求平均值的方法，计算小灯泡的电阻 【答案】D 【解析】 A． 图甲中U与I图像为过原点的直线，由可知电阻不变，为定值电阻图像；图乙为曲线，电阻变化，为小灯泡图像，故A正确； B. 图甲为过原点直线，由可知，电阻一定时，通过定值电阻的电流与其两端电压成正比，故B正确； C. 图乙中，随电压增大，电流增大，灯泡变亮，灯丝温度升高。比较图像上任意两点，电压的变化量较大，电流的变化量较小，由可知电压与电流比值增大，即电阻随温度升高而增大，故C正确； D. 小灯泡电阻随温度变化，不同电压下电阻不同，不能用多次测量求平均值的方法计算灯泡的电阻，故D错误。 故选D。 【变式2-2】用“伏安法测电阻”的实验中，小雪和晓彤分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象，在处理实验数据时，分别画出了的图像，如图甲、乙所示。对于图像的分析，以下说法错误的是（　　） A.由甲图可知，定值电阻的阻值为1Ω B.由甲图可知，电阻不随其两端的电压和导体中的电流而改变 C.为了减小误差，应该用多次测量的方法，计算小灯泡的电阻 D.由乙图及实验现象可知：小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大 【答案】C 【解析】 A．定值电阻的阻值，故A正确； B．甲图的图像是过原点的倾斜直线，说明定值电阻两端电压和电流的比值（电阻）是定值，电阻是导体本身的性质，不随其两端电压、通过电流的改变而改变，故B正确； C．小灯泡的电阻随灯丝温度变化而改变，不同电压下小灯泡的电阻不同，这是温度带来的影响，不是实验误差。因此多次测量小灯泡电阻的目的是探究电阻随温度的变化规律，不能通过多次测量取平均值减小误差，故C错误； D．观察乙图，电压增大时，电流增大，小灯泡功率变大，灯丝温度升高，逐渐增大，说明小灯泡电阻随灯丝温度升高而增大，D正确。 故选 C。 【知识点3 实验：测量灯泡的电阻】 1．原理：通过电压表测电压，电流表测电流，利用公式计算得出灯泡的阻值。 2．实验方法：伏安法。 3．实验器材（七种）及电路图： 电流用电流表测量，电压用电压表测量， 还必须有电源、开关、导线，另外还有小灯泡、滑动变阻器，共七种。电路图如右图： 4．实验设计及记录表格： 移动滑动变阻器的滑片，改变电阻两端的电压，从而改变通过电阻的电流，测出不同电压下的电阻的阻值。实验表格如下： 实验次数 电压/V 电流/A 电阻/Ω 1 2 3 5．计算灯泡电阻的阻值：测灯泡电阻的阻值的实验中，通过移动滑动变阻器的滑片，从而改变电阻两端的电压、改变电路中的电流，然后计算出三个电阻值，不需要（选填“需要”或“不需要”）求平均值，因为小灯泡的电阻随着温度的变化而变化，求平均值没有意义。 6．测定值电阻与小灯泡电阻的实验不同点∶ 测定值电阻 测小灯泡的电阻 滑动变阻器的作用不同 改变电阻两端的电压，从而改变电路中的电流，以达到多次测量取平均值，减小误差的目的 改变电阻两端的电压，从而改变电路中的电流，以达到多次测量，找到小灯泡电阻变化的规律 U—I图像不同 图像是过原点的一条直线，U—I成正比 是一条曲线，U与I不成正比 处理方法不同 计算三次电阻的平均值，以减小误差 不计算三次电阻的平均值，目的是找灯泡电阻随温度变化的规律 【例3】在用“伏安法”测量小灯泡的电阻实验中，如图甲是小明所画的电路图。 （1）请按照电路图甲用笔画线代替导线将实物图乙连接完整，要求导线不能交叉。闭合开关前，为了保护电路，滑动变阻器滑片向___________端滑动（选填“左”或“右”）； （2）测量过程中，某一次的电流值如图丙所示，则电流值是___________A；这时，灯丝突然烧断，则电压表的示数___________（选填“变大”“变小”或“不变”），换用相同规格的灯泡，小明重做实验，测得的数据绘出了I-U图像如图丁A所示； （3）另外一组同学用相同的器材和电路图也做这个实验时，由于接线错误，根据测量的数据绘出的I-U图像如图丁的B所示，你认为原因可能是___________； 【答案】（1） 左 （2） 0.26 变大 （3）电压表并联在滑动变阻器两端 【解析】（1）在利用“伏安法”测灯泡电阻时，电压表应与灯泡并联，电流表与灯泡串联。电源是2节干电池组成，故电压表选用“0~3V”的测量范围，电流表一般连接“0~0.6A”的测量范围，同时要使电流从两电表的正接线柱流入，负接线柱流出。 闭合开关前为了保护电路。滑动变阻器要调到最大阻值处，本图中滑片移到最左端时，接入电路的电阻丝长度最长，阻值最大。 （2）图丙电流表选用0~0.6A量程，分度值为0.02A，指针指向0.2A后第3小格，读数为0.26A； 原本电压表只测灯泡两端的电压，灯丝烧断后，电压表串联在电路中，直接测量电源电压，因此示数变大。 （3）小明在实验时，电压表与灯泡并联，且当电压表示数增大时，电流表示数也增大（即图线A），丁图中B图像，电流随着电压的减小而增大，正好与A图像变化特征相反，因滑动变阻器和灯泡串联在电路中，由串联电压的特点有：，当灯泡两端电压增大时，滑动变阻器两端的电压减小，故B图线符合滑动变阻器两端电压与电流变化的规律，原因是另一组同学实验时将电压表与滑动变阻器并联了。 【变式3-1】小明连接了如图甲所示的电路“测量小灯泡的电阻”，小灯泡正常发光时的电压为。 （1）在电路连接过程中应将滑动变阻器的滑片调至____________（选填“A”或“B”）端。 （2）闭合开关S，移动滑片，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图乙所示的图像，根据图像可得出小灯泡正常发光时的电阻为____________。（结果保留一位小数） （3）小明认为用如图甲的电路还能“探究电流与电压的关系”，小明的想法是否合理？____________（选填“合理”或“不合理”）。理由是：_______________________________________。 【答案】（1）B （2）8.3 （3）不合理 灯泡电阻随温度变化而变化 【解析】（1）为保护电路安全，滑动变阻器应置于最大阻值处，即B端。 （2）小灯泡额定电压为2.5V，从乙图I-U图像中可读出，当电压为2.5V时，对应的电流为0.3A。根据欧姆定律可得，小灯泡正常发光时的电阻为 （3）探究电流与电压的关系的实验要求控制电阻阻值不变，改变电压得到多组数据。但小灯泡的灯丝电阻会随温度升高而增大，实验过程中灯丝温度随电压、电流变化明显，无法保持电阻恒定，因此小明的想法不合理。 【变式3-2】利用图1所示的实验器材测量小灯泡正常发光时的电阻，电源为3节新干电池串联，小灯泡额定电压为。 （1）小明同学连接了如图1所示的电路，检查后发现接错了一根导线，请在这根导线上打“×”，并补画出正确的那根导线； （2）连接电路时开关应处于___________状态；闭合开关前，滑动变阻器的滑片移到最________边（选填“左”或“右”）；闭合开关，电压表、电流表的示数分别为、。他继续移动变阻器的滑片，观察到当灯泡正常发光时，滑动变阻器的滑片恰好在中点上，则小灯泡正常发光时的电阻是______； （3）他继续向右移动滑动变阻器的滑片，观察到灯泡亮度越来越______，经分析可得出，小灯泡的亮度是由_____________决定的；图2中能合理反映小灯泡灯丝电阻变化曲线的图像是________（选填“A”、“B”或“C”），选择该图像的原因是由于灯丝电阻随________的升高而________。（选填“增大”或“减小”） 【答案】（1）（2）断开 左 6.25（3）亮 实际功率 B 温度 增大 【解析】（1）原电路图中的错误是电流表和滑动变阻器串联后与灯泡并联，电压表串联在电路中，在测量小灯泡正常发光时的电阻实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在灯泡两端，电路改正见答案。 （2）为了保护电路，连接电路时，要断开开关，闭合开关前，滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，即最左边。滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电压表、电流表的示数分别为1.5V、0.3A，根据串联电路电压规律可知，滑动变阻器两端电压为，则滑动变阻器最大阻值为，当灯泡正常发光时时，滑动变阻器的滑片P恰好在中点上，即 此时滑动变阻器两端电压为，电路中的电流为，则小灯泡正常发光时的电阻为。 （3）继续向右移动滑动变阻器的滑片，变阻器连入电路的电阻变小，电路的电流变大，灯的实际功率变大，观察到灯泡亮度越来越亮，经分析可得出，小灯泡的亮度是由小灯泡的实际功率决定的。因为灯丝电阻随温度的升高而增大，当灯丝两端电压越大，灯丝的温度越高，灯丝的电阻越大，电流变化的越来越小，故B能合理反映小灯泡灯丝电阻变化；所以选择B图像的原因是由于灯丝电阻随温度的升高而增大。 【知识点4 特殊方法测定值】 1．伏阻法——缺电流表 只有电压表时，无法直接测出电流，因此想办法测电流是实验的关键。为了测电流，往往是构造串联电路，多次运用电压表测电压，运用串联电路分压原理或开关的断开、闭合（或滑动变阻器滑片的移动）引起电路结构发生变化，使通过待测电阻的电流与通过定值电阻的电流相等，间接测出电流。 2．安阻法——缺电压表 只有电流表时，无法直接测出电压，因此想办法测电压是实验的关键。为了测电压，往往是构造并联电路，多次运用电流表测电流，运用并联电路分流原理或开关的断开、闭合（或滑动变阻器滑片的移动）引起电路结构发生变化，使待测电阻的电压与定值电阻的电压相等，间接测出电压。 【例4】一小组的同学利用已知电阻，设计并连接了如图所示的电路来测量未知定值电阻的阻值。主要步骤如下： ①闭合开关和，电压表的示数为 ②只断开开关，电压表的示数为 由此可得的阻值为_________（用字母、、表示）。 【答案】 【详解】①闭合和时，定值电阻被短路，电路为Rx的简单电路，电压表直接测量电源电压，因此电源电压为； ②只断开时，和串联，电压表此时测量两端的电压，根据串联电路电压规律，两端的电压为；串联电路电流处处相等，电路中的电流，因此待测电阻 【变式4-1】小明发现滑动变阻器的最大阻值模糊不清，于是他利用电流表和一个阻值已知的定值电阻R0设计了如图所示的电路来测量滑动变阻器的最大阻值，实验步骤如下： ①闭合开关，将滑片移至最左端，读出此时电流表的示数为I1； ②___________________________，读出此时电流表的示数为I2； ③则滑动变阻器的最大阻值R1=_________（用I1、I2和R0表示） 【答案】保持开关闭合，将滑片移至最右端 【详解】滑片在最左端时，滑动变阻器接入电阻为0，电路只有，电源电压；将滑片移至最右端，R0与滑动变阻器最大电阻R1串联，读出此时电流表的示数为，总电阻 滑动变阻器最大阻值 【变式4-2】如图，甲所示是小明用“伏安法”测定值电阻阻值的实物图，电源电压为3V。 小明同学设计了如图所示的电路测的电阻，电源电压恒定，定值电阻已知。实验步骤如下： ①只闭合开关、，读出并记录电流表示数为； ②只闭合开关、，读出并记录电流表示数为； 处理实验数据，可求___________。（用已知和测量的物理量表示） 【答案】 【详解】只闭合开关、时，、并联，电流表测量通过定值电阻的电流，根据并联电路的电压规律可得电源电压；只闭合开关、时，、并联，电流表测量干路电流，通过待测电阻的电流；则待测电阻的阻值。 模块三 课后作业 一、单选题 1．在“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验中，关于四名同学遇到的一些问题，下列说法正确的是（　　） A.小刚连接完电路的最后一根导线小灯泡就亮了，是因为他连接电路时开关是断开的 B.小强连接完电路闭合开关后小灯泡不亮，可能是因为滑动变阻器的阻值调到了最大 C.小梅要判断小灯泡是否正常发光，应在调节滑动变阻器的同时仔细观察小灯泡亮度 D.小丽发现小灯泡在不同电压下测得的电阻值均不相同，有可能是由测量误差导致的 【答案】B 【解析】 A．连接电路时要求开关保持断开，若连接完最后一根导线灯泡就发光，说明连接电路时开关未断开，故A错误； B．滑动变阻器阻值调到最大时，电路总电阻很大，电流很小，因此小灯泡不发光，这种情况是可能的，故B正确； C．判断小灯泡是否正常发光，需要观察电压表示数是否等于小灯泡的额定电压，仅靠观察亮度无法准确判断，故C错误； D．小灯泡的电阻随温度升高而增大，不同电压下小灯泡工作温度不同，因此电阻不同，不是测量误差导致的，故D错误。 故选B。 2．以下探究中多次实验的目的与其它三个明显不同的是（　　） A.电流与电压的关系 B.电流与电阻的关系 C.伏安法测电阻 D.研究小灯泡电阻 【答案】C 【解析】探究电流与电压的关系、电流与电阻的关系、研究小灯泡电阻的实验中，多次实验的目的均是寻找普遍规律，避免实验偶然性，故三者目的相同；伏安法测定值电阻的实验中，多次测量电压、电流计算电阻后取平均值，目的是减小实验误差，与另外三个实验的目的明显不同。故选C。 3．老师在做“测量小灯泡正常发光时电阻”的实验时，针对实验中遇到的问题，让同学们自己解释了相关现象，下列解释正确的是（　　） A.规范连接电路，闭合开关，灯泡不发光，电路可能是正常的 B.电压表、电流表的量程选大了将导致灯泡不发光 C.若灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，说明灯泡的灯座短路了 D.闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最右端 【答案】A 【解析】 A．规范连接电路时滑动变阻器接入阻值最大，由可知电路电流很小，灯泡实际功率太小，不足以发光，电路可能是正常的，故A正确； B．电表量程选大只会导致指针偏转角度小、读数不精确，不影响电路中的电流和电压分配，不会导致灯泡不发光，故B错误； C．灯泡不亮且电流表无示数说明电路断路，电压表有示数说明电压表与电源连通，故障为灯泡断路，故C错误； D．由图可知滑动变阻器接入右下接线柱，闭合开关前滑片应置于最左端，故D错误。 故选A。 4．小明利用如图所示的电路来测量R的阻值，电源为两节新的干电池，R的阻值约为10Ω。对于该实验，下列说法正确的是（　　） A.闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移至a端 B.多次测量求平均值是为了让结论更具普遍性 C.电压表的测量范围应该选择0~3V D.电流表的测量范围应该选择0~3A 【答案】C 【解析】 A．为保护电路，闭合开关前滑动变阻器滑片应移至阻值最大处，由图可知接入电路的是段，故滑片应移至端，故A错误； B．测量定值电阻阻值时，多次测量求平均值是为了减小误差，故B错误； C．一节新干电池的电压是1.5V，电源为两节新的干电池，电源电压 所以电压表测量范围选，故C正确； D．电路中的最大电流 所以电流表测量范围选，故D错误。 故选C。 5．如图所示，电源电压保持不变，电流表内阻不计，电压表内阻无穷大。闭合开关，在滑动变阻器的滑片向右移动的过程中，下列说法正确的是（　　） A.电压表示数变大，电流表示数变小；此电路可以测量电阻 B.电压表示数变小，电流表示数变小；此电路可以测量电阻 C.电压表示数变大，电流表示数变大；此电路可以探究电流跟电压的关系 D.电压表示数变小，电流表示数变小；此电路可以探究电流跟电阻的关系 【答案】B 【解析】由实物图可知，定值电阻R与滑动变阻器串联，电压表测R两端电压，电流表测电路电流I。滑动变阻器接入左下接线柱，滑片P向右移动，接入电路的电阻丝变长，电阻变大，总电阻变大。 AC．电流，因电源电压U和R不变，变大，故I变小，电流表示数变小。 电压，因R不变，I变小，故变小，电压表示数变小，故A、C错误； B．由可知，利用电压表和电流表示数可测量电阻，故B正确； D．探究电流与电阻的关系，需控制电压不变并更换不同阻值的电阻，滑片移动过程中R不变且变小，无法探究电流与电阻的关系，故D错误。 故选B。 6．在“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。对于图像的分析，以下说法正确的是（　　） A.定值电阻的阻值比小灯泡的阻值大 B.A是小灯泡，B是定值电阻 C.由图像可知，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 【答案】C 【解析】 A．电阻大小和电压电流取值有关，没有指定相同电流或电压的前提，无法直接比较定值电阻和小灯泡的阻值大小，故A错误； B．定值电阻的阻值恒定，根据，其图像是过原点的倾斜直线，因此图中A是定值电阻的图像；小灯泡灯丝电阻随温度升高而增大，图像的斜率（等于电阻）会随电流、电压增大而变大，曲线向上弯折，因此B是小灯泡的图像，故B错误； C．小灯泡的图像斜率随电压升高不断变大，说明不断增大；电压越高，灯丝实际功率越大、温度越高，因此小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大，故C正确； D．小灯泡的电阻随温度变化而改变，不是定值，多次测量求平均值没有实际意义，实验中多次测量是为了探究不同电压下小灯泡电阻随温度的变化规律，故D错误。 故选C。 7．小致只用一只电表和一个已知阻值为的定值电阻或已知最大阻值为的滑动变阻器接在未知电源上，也能测出未知电阻的阻值，下列电路不能实现测量要求的是（ ） A．B．C． D． 【答案】ABD 【解析】A．假设闭合开关，电流表示数为I，电压表示数为U，则未知电阻电压为 未知电阻阻值为，A选项虽能实现测出未知电阻阻值，但题中要求只用一只电表测量，故A不符合题意； B．如图，电压表测电源电压；开关闭合后，与并联，电流表测支路的电流，由并联电路电压规律，只能求得两端的电压，电流不能测得，所以无法测量未知电阻的阻值，故B不符合题意； C．如图，与并联，闭合开关，用同一只电流表分别测得干路电流和支路电流，则未知电阻的电流为，两端电压与两端电压相等为，因此未知电阻阻值为，故C符合题意； D．当滑片位于最左端时，电压表示数为0，电流表示数为，滑片位于最右端时，电流表示数为，电压表示数为，根据两次操作电源电压不变得，解得，D选项虽能实现测出未知电阻阻值，但题中要求只用一只电表测量，故D不符合题意； 故选ABD。 二、填空题 8．在“用电压表、电流表测电阻”的实验中，某一次测量时，小华同学观察到接在待测电阻、两端电压表的示数如图所示，则电阻两端的电压为________V。若此时电流表示数为0.22A，则电阻的阻值为________Ω。 【答案】 2.2 10 【解析】电压表使用的量程为0~3V，每一个大格表示1V，每一个小格表示0.1V，则电压表的示数是2.2V。电阻的阻值 9．电学实验小组的同学利用电压传感器和电流传感器采集数据并传送给计算机，作出定值电阻和小灯泡的U—I图像，如图所示。图线_______为小灯泡的U—I图像，结合该图像，计算出小灯泡的电阻并分析产生这一结果的原因可能是什么？_____________________。将定值电阻和小灯泡并联后接在电压为1.5V的电源两端，通过它们的电流之比为_________。 【答案】 A 不同电压下小灯泡电阻不同，如电压为1.5V时电阻为7.5Ω，电压为2.5V时电阻约为8.3Ω；小灯泡灯丝的电阻随温度升高而增大。 3∶2 【解析】定值电阻的阻值不变，其U-I图像为过原点的直线，即图线B。小灯泡的电阻随温度变化，其U-I图像为曲线，即图线A。 由图线A可知，当 时 ，根据欧姆定律可得此时小灯泡电阻 当 时 ，同理可得此时小灯泡电阻 产生这一结果的原因是小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大。当灯泡两端电压和通过的电流增大时，灯丝温度升高，电阻变大。 当定值电阻和小灯泡并联在1.5V电源两端时，它们两端的电压均为1.5V。由图线B可知，当 时，通过定值电阻的电流 。由图线A可知，当 时，通过小灯泡的电流 。通过它们的电流之比 10．物理兴趣小组用如图甲所示的电路来测量未知电阻的阻值，电源两端的电压恒定，实验得到多组电压表和电流表示数，绘制成如图乙中的图像，则未知电阻的阻值为______；继续向左移动滑动变阻器的滑片，滑动变阻器两端的电压______（选填“变大”“变小”或“不变”）。若将一个小灯泡接入电路，其工作时在图像中的位置处于图线下方的II区，当通过小灯泡的电流为时，根据图像推测，小灯泡的实际电阻______（选填“大于”“小于”或“等于”）。 【答案】 10 变小 小于 【解析】由电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测两端的电压，电流表测电路中的电流。由图乙可知，两端的电压时，通过的电流，由欧姆定律可得电阻的阻值 当滑片向左移动过程中，变阻器接入电路的电阻变小，根据串联分压原理可知滑动变阻器两端的电压变小；根据已知的图线，当电流时，在这条图线上对应的电压。但因为小灯泡工作时处于图线下方的Ⅱ区，这意味着在相同电流情况下，小灯泡两端的实际电压比图线上的电压要小，此时小灯泡两端的电压小于。由于电流不变，根据可知，小灯泡的实际电阻小于10Ω。 11．小华设计了如图测量电阻的电路，在MN之间接入待测电阻，可以在电流表表盘上直接读出电阻阻值。如图在电表表盘上已经标出了部分电阻值，由这些数据可知：电源电压Ua=_____V，电阻R0为_____Ω，该电表测量的电阻R与对应电流I的关系式是_________（所有物理量不用标注单位），该电表测量电阻的最小值为_____Ω。 【答案】6 2 8 【解析】由图知，当电流为0.2A时，对应的电阻值为，则 当电流为0.4A时，对应的电阻值是，则 因电源电压不变，故 解得 电源电压 由得 所以 电路中电流最大时，待测电阻的阻值最小，即当电流为0.6A时，待测电阻阻值最小，此时电路中的总电阻 待测电阻的最小阻值 三、实验题 12．如图甲所示，小明想测量正常工作电压为2.5V小灯泡的电阻，电源电压恒为4.5V。 （1）测量小灯泡电阻的原理是________；请用笔画线代替导线将图甲中的实物电路连接完整（要求：向左移动滑动变阻器滑片P时，电路中电流变大，且导线不能交叉）_____； （2）实验中某时刻电压表示数为2.2V，为使小灯泡正常发光，应将滑动变阻器的滑片P向________端移动，直到电压表示数为________V； （3）小明还测量了小灯泡在不同电压下的电流，并根据所测得的数据绘制了小灯泡的电流与电压的关系图像如图乙所示，则小灯泡正常工作时的电阻为________。 （4）根据图像乙反映的信息，在不增加任何器材的情况下，仅利用本实验的器材________（选填“能”或“不能”）探究电流跟电压的关系。 【答案】（1） （2）左 2.5 （3）10 （4）不能 【解析】（1）测量小灯泡电阻是利用伏安法，也就是通过测小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流来计算小灯泡的电阻，即原理为 要求滑动变阻器滑片向左滑电流变大，也就是滑动变阻器的阻值变小，说明滑动变阻器接入电路的是左下端接线柱。用导线将开关的右端接线柱和滑动变阻器左下端接线柱连接起来。 （2）已知灯泡正常发光时两端电压为2.5V，当前电压表示数为2.2V，为使小灯泡正常发光，应使灯泡两端电压变大，滑动变阻器两端电压变小，由串联分压原理可知，滑动变阻器接入电路中的电阻应变小，即滑片向左端移动，直到电压表示数为2.5V。 （3）小灯泡额定电压2.5V时，由图乙可知，对应的电流为0.25A，小灯泡正常工作时的电阻为 （4）探究电流与电压的关系需控制电阻阻值不变，而小灯泡的电阻随温度升高而变化，无法保证电阻恒定，因此不能完成该实验。 13．小华做“用电流表、电压表测电阻”实验，现有两节新干电池、待测电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关以及导线若干。 （1）连接的电路如图1所示，图中有一根导线未连接，请用笔线代替导线在图中连接。连接后要求：滑片P向左移动，电压表示数变大。（用铅笔在答题纸的相应位置连线） （2）完成电路连接后，闭合开关发现电压表、电流表示数均为0，为排除故障，小华打算用电压表进行检测。将电压表接在不同元件两端，闭合开关后电压表示数如表所示，由此可以判断故障为________________ 连接位置 电压表示数 滑动变阻器两端 3.0V 待测电阻两端 0 开关两端 0 （3）排除故障后，小华按照正确操作步骤重新实验，闭合开关，发现电压表、电流表指针偏离零刻度线角度相同；移动滑片到某一位置，电压表、电流表示数如图2所示；滑片从一端移动到另一端，电流表示数变化范围为安。 序号 电压/伏 电流/安 电阻/欧 电阻平均值/欧 1 ③ 0.20 …… …… 2 ① ② …… 3 ④ 0.58 …… （Ⅰ）根据以上信息，上表序号2中①处电压为________伏，②处电流为________安； （Ⅱ）请根据以上信息，通过计算推导序号③和序号④处的电压________，________。 【答案】（1）（2）滑动变阻器断路 （3）2.1 0.4 1.0 3.0 【解析】（1）滑动变阻器需串联在电路中，来改变通过定值电阻的电流和其两端电压。如图，电压表测量待测电阻两端电压，滑片P向左移动，电压表示数变大，由串联分压原理知，滑动变阻器连入电路的阻值变小，所以应将滑动变阻器左下接线柱与待测电阻右接线柱相连。 （2）两节新干电池总电源电压为3V。闭合开关后电流表示数为0，说明电路可能出现了断路，电压表只有测量滑动变阻器两端电压时，示数不为0，说明此时电压表与电源两极连通；其余检测位置电压为0，说明电压表测量对象之外部分可能出现了断路，因此故障可能是滑动变阻器断路。 （3）电源总电压为3V，因此电压表选用0~3V量程，分度值0.1V，图2中电压表示数为2.1V；电路最大电流为0.58A，因此电流表选用0~0.6A量程，分度值0.02A，图2中电流表示数为0.4A。 即①为2.1V，②为0.4A。 闭合开关时，滑动变阻器接入的阻值最大，电压表、电流表指针偏离零刻度线角度相同，电流表示数为0.2A，偏转10小格，所以电压表也偏转10小格，所以电压表示数为1V。 当电流最大为0.58A时，滑动变阻器接入电阻为0，待测电阻两端电压等于电源总电压，因此④为3.0V。 14．小高同学用伏安法测量“小灯泡正常发光时的电阻”，电源电压为4.5V，小灯泡正常发光时的电压为2.5V，图甲是未连接完整的实验电路。 （1）请你将实物图甲中的电路元件连接补充完整，要求滑动变阻器的滑片P向左移动时电流表的示数变大，在连接电路中，导线不能交叉。 （2）他在电路连接完整后，闭合开关，若滑动变阻器的滑片P滑动到某一位置时，发现电流表指针如图乙所示，出现此现象的原因是________________________。 （3）纠正错误后闭合开关，缓慢移动滑动变阻器的滑片P，同时观察电压表示数的变化，当电压表的示数如图丙所示时，其读数为______V。 （4）若要让小灯泡正常发光，滑片P应向______（选填“A”或“B”）端移动。 （5）通过移动滑动变阻器，多次测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流，画出了通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图像，如图丁所示，观察图像发现图像是一条曲线，原因是__________________。小高最后测出了小灯泡正常发光时的电阻是____________Ω。 （6）如果还想测量额定电压为3.8V的小灯泡正常发光时的电阻，但是电压表的15V量程已经损坏，在不改变原器材的情况下，你的办法是________________________。 【答案】（1） （2）电流表的正负接线柱接反了 （3）1.8 （4）A （5）灯丝的电阻随温度的升高而增大 12.5 （6）将电压表并联在滑动变阻器两端，调节滑片使电压表示数为0.7V 【解析】（1）根据题意，滑片P向左移动时电流表示数变大，说明滑动变阻器接入电路的电阻变小，故应将滑动变阻器的A接线柱接入电路。将小灯泡的右接线柱与滑动变阻器的A接线柱相连。 （2）闭合开关后，如图乙，电流表指针反向偏转，原因是电流表的正负接线柱接反了。 （3）图丙中电压表选用的是0~3V量程，其分度值为0.1V，读数为1.8V。 （4）小灯泡的额定电压为2.5V，当前电压为1.8V，小于额定电压。为使小灯泡正常发光，需增大其两端电压。根据串联电路分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的电阻，故滑片P应向A端移动。 （5）小灯泡的I-U图像是一条曲线，原因是灯丝的电阻随温度的升高而增大，不是定值。 根据图丁可知，当小灯泡两端电压为额定电压 时，通过小灯泡的电流为 ，小灯泡正常发光时的电阻 （6）将电压表并联在滑动变阻器两端。当电压表示数为 此时小灯泡正常发光。 15．小宇用图①的电路图测量“小灯泡发光时的电阻”，选用的电源电压为3.0V，小灯泡正常发光时的电压为2.5V。 （1）检查仪器时，发现电流表指针如图③所示，这是因为电流表________________； （2）小宇按正确操作步骤完成操作后闭合开关，发现灯不亮，接下来应该_________。 A．立即检查线路 B.立即更换灯泡 C.立即移动滑动变阻器滑片 D.迅速观察两电表示数情况后再针对性处理 （3）电路正确连接后，闭合开关，小宇缓慢移动滑动变阻器的滑片P，同时观察_________（选填“电压表”或“电流表”）示数的变化，当电压表的示数如图④所示时，若要使小灯泡正常发光，滑片P应向_________（选填“A”或“B”）端移动； （4）通过移动滑动变阻器的滑片，改变小灯泡两端的电压，记录小灯泡的电流，画出了小灯泡电流随电压变化的图像，如图⑤所示，发现电流与电压不成正比，原因是：________________________________； （5）由图⑤可知，小灯泡正常发光时的电阻是：_______________Ω； 【答案】（1）没有进行调零 （2）D （3）电压表 A （4） 小灯泡的灯丝电阻随温度升高而增大，不是定值，因此电流与电压不成正比 12.5 【解析】（1）图③中电流表未接入电路时指针就偏向零刻度线右侧，属于使用前的常见问题，是电流表没有调零，指针未对准零刻度线导致的。 （2）按正确操作连接电路后闭合开关，此时滑动变阻器处于最大阻值处，灯不亮的原因可能是电流过小、灯泡断路/短路等多种情况，不能直接就检查线路、换灯泡或移动滑片，应该先观察两电表示数，根据电表情况判断故障类型后再针对性处理，故选D。 （3）实验要让小灯泡在2.5V下正常发光，所以移动滑片时要观察电压表的示数变化； 由图②可知，图④电压表接0~3V量程，分度值0.1V，示数为1.8V，小于灯泡额定电压2.5V，根据串联分压规律，需要减小滑动变阻器接入的电阻来分压，让灯泡两端电压升高到2.5V，结合图②可知，滑片向A端移动时滑动变阻器接入电阻变小。 （4）欧姆定律中电流与电压成正比的前提是电阻为定值，而小灯泡发光时灯丝温度会随电压、电流升高而显著升高，灯丝电阻随温度升高而增大，不是定值，因此电流与电压不成正比，I-U图像不是直线。 （5）由图⑤可知，小灯泡额定电压2.5V时对应的电流为0.2A，根据欧姆定律 16．测量未知电阻的阻值”实验中，小南设计了如图1所示的实验电路： 实验次数 电压 电流 电阻 1 1.0 0.21 2 1.5 3 2.5 0.5 （1）本实验的原理是_____________； （2）连接电路时开关应该_________，滑动变阻器的滑片必须调至如图1的___________端（选填“左”或“右”）； （3）小南按电路图连接好电路后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表指针发生明显偏转，则电路中存在的故障可能是___________； （4）排除故障后，小南进行了三次测量，第二次电流表的示数如图2所示是___________A，根据3次实验记录数据，待测电阻的阻值应记为___________Ω； （5）利用本次实验器材还可以做___________的实验。 A．探究电流与电压关系 B.探究电流与电阻的关系 （6）小南设计了如图甲所示“测量小灯泡电阻”的实验电路图，其中电源电压恒定，小灯泡正常工作时电压为2.5V。根据电路图连接好电路后，检查电路时发现电流表的指针如图乙所示，接下来的操作是___________；该同学发现小灯泡的图像并不是一条直线，说明流过小灯泡的电流与小灯泡两端的电压不是正比关系，其原因是___________。 【答案】（1） 断开 左（3）待测电阻断路 ） 0.3 （5）A （6）对电流表进行调零 灯丝电阻随温度的升高而变大 【解析】（1）伏安法测电阻的核心原理是利用电流表测出通过待测电阻的电流、电压表测出待测电阻两端的电压，再通过欧姆定律的变形公式计算出电阻值。故实验原理为。 （2）连接电路时开关必须断开，是为了防止接线过程中短路损坏元件； 闭合开关前滑动变阻器滑片要调到最大阻值处，图1中滑动变阻器接入的是右下接线柱，因此滑片移到最左端时接入电阻最大，起到保护电路的作用。 （3）电流表无示数说明电路大概率是断路故障，电压表明显偏转，说明电压表两端可以连通到电源两极，因此故障是和电压表并联的待测电阻发生断路。 （4）图2电流表选用0~0.6A量程，分度值为0.02A，则指针示数为0.3A； 根据3次实验记录数据，分别计算三次电阻，， 由于多次测量求平均值，可以减小误差，故最终待测电阻约为 （5）A。探究电流与电压的关系时，需要控制定值电阻阻值不变，改变电阻两端电压，本实验的定值电阻、滑动变阻器、电表都可以满足该要求； B．探究电流与电阻的关系需要更换多个不同阻值的定值电阻，本次实验只有一个待测定值电阻，无法完成该实验。 故选A。 （6）图乙中开关闭合前电流表指针没有指在零刻度线，属于使用前的指针未归零，需要先调零； 小灯泡的灯丝电阻会随温度的升高而变大，灯泡两端电压越高，灯丝温度越高，电阻越大，因此图像不是过原点的直线，电流和电压不成正比。 17．如图1甲是小鹭测电阻的电路图。 (1)小鹭测电阻的原理为__________ (2)闭合开关前，滑片应置于滑动变阻器的最__________端 (3)电路调试完成后，某次实验中电压表和电流表示数如图乙和丙所示，则电压表的读数是__________，该电阻的阻值___________。 (4)保持电路不变，将换为，继续测量时，发现电流表的示数比较小，为减小误差，小鹭设计了如图2所示的电路进行测量，步骤如下： ①将电压表接在、两点间，将滑动变阻器滑片移到端，闭合开关，调节电阻箱为某一个阻值，使电压表和电流表示数为合适的值： ②断开开关，将电压表右端由点改接到点； ③闭合开关，反复调节电阻箱和滑动变阻器，使两表的示数与步骤①中相同，此时电阻箱的阻值为； ④待测电阻的阻值=_________； ⑤若操作无误，反复调节始终无法实现两表的示数与步骤①中相同，原因可能有：_________________。 【答案】（1） （2）右 （3） 8 （4） 的阻值太小/滑动变阻器的最大阻值太小 【详解】（1）伏安法测电阻原理：（欧姆定律）。通过测量出导体两端电压和通过导体的电流，即可计算出导体电阻的大小。 （2）闭合开关前滑动变阻器调到最大阻值处，图甲滑动变阻器接入左端，滑片 P 移到右端，接入电阻最大。 （3）电压表用0∼3V量程，分度值0.1V，示数2.4V； 电流表用0∼0.6A量程，分度值0.02A，示数0.3A；电阻的阻值 （4）步骤①电压表测电阻箱R1两端电压； 步骤②电压表改接 B、D两点，测电阻箱与待测电阻总电压；两次电流、电压表示数相同，说明两次与电压表并联的总电阻相等，即R1是R2和Rx的等效电阻，可得，得到 根据上面分析可知，当等于时，电流表和电压表示数才与 （1）中相同，若实验时（或的阻值太小），则，所以此时会造成反复调节始终无法实现两表的示数与步骤 （1）中相同； 若实验器材中（或滑动变阻器的最大阻值不够大），则会造成调节变阻器时变阻器分得的电压较小，而电阻箱、待测电阻分得的总电压较大，使得电压表的示数也不能与步骤（1）中相同。 第 12 页 共 12 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $