15.3 电阻的测量(讲义)物理新教材鲁科版(五四学制)九年级上册
2026-09-07
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摘要:
本讲义聚焦“电阻的测量”核心知识点,以欧姆定律变形公式为基础,系统梳理伏安法测定值电阻(含实验原理、器材、步骤及多次测量求平均值)、测小灯泡电阻(突出电阻随温度变化特点),并延伸电路故障分析(电流与电压表示数判断故障)及特殊方法测电阻(缺表时的替代方案),构建完整学习支架。
该资料通过对比定值电阻与小灯泡电阻测量差异,培养科学思维;实验步骤详尽、故障分析具体,提升科学探究能力。课中辅助教师实验教学,课后借助基础、素养、创新等多层次练习题,帮助学生巩固知识,查漏补缺,强化知识应用与迁移能力。
内容正文:
第十五章
欧姆定律
第3节 电阻的测量
课标要点
1. 用电流表和电压表测量电阻。
学习重难点
重点:会用伏安法测量电阻。
难点:引导学生分析实验,发现规律,加深对欧姆定律的理解。
知识点 测量定值电阻的阻值(重点)
【实验目的】
用电压表、电流表测量定值电阻的阻值
【设计实验】
由欧姆定律变形公式 可知,用电流表测出通过定值电阻的 ,用电压表测出定值电阻两端的 ,把数据代入公式,即可求出定值电阻的阻值大小。
为了减少误差,实际测量中要改变待测电阻两端电压,多次测量电压及电流的值并分别算出相应的电阻,最后求电阻的 。
【实验器材】
电源、开关、定值电阻、滑动变阻器、电流表、电压表、导线等。
(1)滑动变阻器: 和 。
(2)电流表:测量定值电阻中的电流。
(3)电压表:测量定值电阻两端电压。
【实验电路图】
【实验步骤】
(1)按要求设计电路图,并且连接实物电路。连接电路时,开关 ,滑片移到 处。
(2)检查电路连接是否正确,闭合开关移动滑动变阻器的滑片,改变定值电阻两端的 ,读出相应的电压表、电流值示数记入表中。
(3)断开开关,算出待测电阻的阻值及电阻的 。
【实验表格】
计算电阻的平均值: R = 。
【实验结论】
定值电阻的阻值是一个 。因为当定值电阻两端的电压改变时,通过它的电流也随之而改变,但电压与电流的比值不变,即电阻不变。
随学随练
1.(2026•武侯区校级模拟)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.(2026•龙泉驿区校级模拟)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 。
3.(2026•东安县校级二模)小明在“测量定值电阻R的阻值”的实验中,电源使用两节新干电池,滑动变阻器的规格是“10Ω,0.6A”。
(1)用笔画线代替导线,根据图甲所示电路,完成图乙电路的连接;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到最 端(选填“左”或“右”);
(3)小明连接好电路,闭合开关,发现电流表无示数,电压表有示数,原因可能是定值电阻发生了 (选填“短路”或“断路”);
(4)排除故障后,将滑动变阻器的滑片P移至某一位置,电流表的示数为0.24A,电压表的指针如图丙所示,由此得出,被测定值电阻的阻值R= Ω。
知识点 测量小灯泡的阻值(重点)
【实验目的】
用电压表、电流表测小灯泡的电阻
【实验原理】
【实验器材】
电源、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干、小灯泡。
【实验电路图】
【实验步骤】
(1)设计电路图并连接实物电路。
(2)闭合开关,多次移动滑片位置,记录多组 、 的示数。
(3)断开开关,算出灯泡在不同电压下的电阻值。
【实验表格】
【实验结论】
灯泡发光越亮,灯丝电阻 。因为当小灯两端电压越大时,小灯泡发光越亮,灯丝温度升高,所以灯丝的电阻越大。
【交流评估】多次实验的目的是什么?
目的是为了 。
随学随练
1.(2026•江西中考)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.(2026•成都模拟)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
3.(2026•东莞市校级模拟)利用图甲测小灯泡的电阻,小灯泡正常发光时电压为2.5V,电源电压恒定不变。
(1)该实验的实验原理是 ;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑至 (选填“A”或“B”)端;
(3)接通电路后,发现电流表的示数如图丙所示,原因是该同学把电流表的 ;
(4)修正电路后,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示。则小灯泡正常发光时的电流为 A,小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;
(5)某同学根据下面表格记录的部分实验数据,计算出小灯泡的电阻,对于该同学记录表格的设计 (填“合理”或“不合理”),其原因是 。
序号
1
2
3
4
5
U/V
0.1
1.3
1.7
2.1
2.5
I/A
0.05
0.21
0.24
0.26
R/Ω
2
6.2
7.1
8.1
平均电阻/Ω
题型 电路故障分析
故障分析:
1.实验中如果电流表有示数,电压表无示数,则可能是 。
2.实验中如果电压表有示数,电流表无示数,则可能是 。
活学活用
1.(2026•邛崃市二模)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: 。
2.(2026•仪征市二模)小明在测小灯泡电阻的实验时(图中电流表、电压表未画出)发现小灯泡突然不亮了,为寻找原因,他想进行如下操作,并画出思维导图,请将小明的分析过程补充完整。
① 。
② 。
③ 。
题型 特殊方法测电阻
1. 缺电压表:利用 串联已知阻值的定值电阻(或已知最大阻值的滑动变阻器)等效替代 。运动知识:并联电路各支路两端的 相等。
2. 缺电流表:利用 并联已知阻值的定值电阻(或已知最大阻值的滑动变阻器)等效替代 。运动知识:串联电路电流处处 。
活学活用
1.(2026•海淀区模拟)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.
2.(2026•李沧区二模)小亮利用阻值为R0的定值电阻和一块电压表测量未知电阻Rx的阻值。他选择了满足实验要求的器材(电源电压恒定),并连接了部分实验电路,如图所示,此时图中最后一根导线未连接,在将其连接好后,进行了如下主要操作:①只闭合开关S1,读出并记录电压表的示数为U1;②闭合开关S1、S2,读出并记录电压表的示数为U2;③用U1、U2和R0表示Rx;请选出最后一根导线的连接方式和Rx的表达式( )
A.连接ac;
B.连接ad;
C.连接bc;
D.连接bd;
3.(2026•芜湖校级二模)小安同学在测量电阻的实验中,发现电压表损坏,他找到了一个定值电阻R0(阻值已知),设计了如图所示的电路进行测量。先闭合开关S,记录下电流表的示数为I1;再闭合开关S1,记录下电流表的示数为I2;则待测电阻Rx的阻值为 (用R0、I1和I2表示)。
基础通关
1.(2025秋•达川区期末)某同学对伏安法“测定值电阻的阻值”和“测小灯泡的电阻”两个实验进行了梳理和对比,下列说法正确的是( )
A.两个实验的原理都是
B.两个实验通过多次测量求平均值都是为了减小实验误差
C.滑动变阻器在两个实验中的主要作用都是为了改变待测电阻两端的电压
D.两个实验都采用了控制变量法
2.(2026•醴陵市期末)在“伏安法测电阻”的实验中,有两名同学分别选用定值电阻和小灯泡作为测量对象,在处理实验数据时,画出了定值电阻和小灯泡的U﹣I图像,分别如图甲、乙所示,则对于图像的分析,以下说法错误的是( )
A.由图甲可知,定值电阻的阻值为1Ω
B.由图甲可知,定值电阻的阻值不随它两端的电压和通过它的电流的改变而改变
C.由图乙可知,小灯泡的电阻会发生变化
D.为了减小误差,应该用多次测量取平均值的方法测定小灯泡的电阻
3.(2026•东营模拟)小明在放学回家的路上想起了之前学习过的如下电路图,下列说法错误的是( )
A.研究“电流与电压的关系”可以用小灯泡代替定值电阻进行实验
B.研究“电流与电阻的关系”时,电路中R由5Ω换为10Ω,需把图中滑动变阻器滑片P向右移动
C.“伏安法”测定值电阻,多次实验的目的是求平均值,减小误差
D.在以上选项的三个实验中,滑动变阻器都有保护电路的作用
4.(2026•博兴县一模)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
5.(2026•东城区校级模拟)小十利用如图所示的电路测量未知电阻Rx的阻值大小,已知电源电压恒为6V,滑动变阻器标有“20Ω,1A”字样,实验中他填写的实验数据如下表所示。下列说法中正确的是( )
1
2
3
4
5
6
U/V
1.5
2.0
3.0
3.5
4.0
5.0
I/A
0.15
0.20
0.30
0.36
0.40
0.49
A.在第2次实验中,滑动变阻器与待测电阻Rx的阻值之比为1:2
B.实验数据1中的数据不是实验测得的真实数据
C.第4次和第6次的实验数据表明待测电阻Rx不是定值电阻
D.仅用图中所用的实验器材可以探究电流与电阻的关系
6.(2026•青羊区校级模拟)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测量范围可用。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.(2026•高新区二模)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。
8.(2026•驻马店一模)在“伏安法测电阻”的实验中,小明设计并连接了如图甲所示的部分电路。
(1)请用笔画线补齐图甲中缺失的一根导线,使电路连接完整(要求:导线不可交叉)。
(2)连接电路时开关应 ,滑动变阻器的滑片应调至最 (选填“左”或“右”)端。刚闭合开关,电压表指针猛然偏向表盘最右侧,电流表示数几乎为0。若电路中只有一处故障,则发生的故障可能是 。
(3)排除故障后,小明继续进行实验,某次测量中电压表和电流表的示数如图乙所示时,则该次测得未知电阻Rx的阻值为 Ω。
(4)同组同学提出,为了减小实验误差,应调节 ,改变电压表、电流表的示数,记录多组电压、电流值,并算出相应的电阻值,取这些阻值的平均值记为电阻Rx的阻值。
(5)小明又在老师的要求下,测量某个小灯泡正常发光时的电阻,在发现缺少电流表的情况下,小明设计了用图丁所示的实验电路来测量小灯泡正常发光时的电阻,已知小灯泡的额定电压为U额,定值电阻的阻值为R,实验步骤如下:
①只闭合开关S、S1,调节滑动变阻器滑片的位置,使电压表示数为U额;
②保持滑片的位置不变,只闭合开关 ,记录电压表示数为U1;
③计算小灯泡正常发光时的电阻,小灯泡正常发光时的电阻为 (用已知量和测量量表示)。
素养提升
9.(2026•丰润区期末)用伏安法测量定值电阻时,电压表和电流表有如图所示的两种接法。下列说法中正确的是( )
A.甲图测量出的电阻值比真实值小
B.乙图测量出的电阻值比真实值大
C.为了减小误差,测量大电阻时宜采用甲图
D.为了减小误差,测量小电阻时宜采用甲图
10.(2026•西丰县模拟)小岩用图甲所示电路测量未知电阻Rx的阻值,并将实验数据通过描点作出其U﹣I图像,如图乙所示,但其延长线不过原点,由此分析电压表未调零,且调零前指针在零刻线的 (选填“左”或“右”)侧。将电压表调零后重做实验,将正确的数据在图乙中描出A、B、C三点,由此可知待测电阻R为 Ω。
11.(2026•安徽模拟)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)。
12.(2026•东平县二模)某小组同学利用图甲所示的电路测量小灯泡正常发光时的电阻,选用的小灯泡标有“2.5V”字样,电源电压恒为4.5V。
(1)图甲电路中存在一处连接错误,只要改接一根导线就可以使电路连接正确,请你把接错的那一根导线找出来打上“×”,再用笔画线代替导线画出正确的连接。
(2)为了安全,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于 (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关时,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,则电路故障可能是 。
(4)排除故障后进行实验,调节滑动变阻器的滑片,当电压表示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,为 A,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω(保留一位小数)。
(5)本实验装置 (选填“能”或“不能”)用来探究电流与电压的关系,原因是 。
(6)实验结束后,老师布置了一个设计性作业,如果在上面的实验过程中电流表损坏不能使用,要求利用电压表和一个阻值已知为R2的定值电阻测量小灯泡正常发光时的电阻。小丽设计了如图丙所示的电路,请将以下实验步骤补充完整:
①闭合开关S1,将开关S2拨到“2”,调节滑动变阻器,使电压表示数为 V;
②保持滑片位置不变,将开关S2拨到“1”,电压表示数为U;
③则小灯泡正常发光时的电阻R= (用已知量和测量量表示)。
迁移创新
13.(2026•石景山区期末)小石同学设计了几种单表测量灯泡L(额定电压为2.5V)正常发光时的电阻的电路图,如图所示,R是电阻箱、R0是定值电阻、R1是滑动变阻器,S是一个单刀双掷开关,电路不可拆分。其中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
14.(2026•安庆模拟)某实验小组同学计划用伏安法测量某定值电阻阻值时,发现电压表损坏,于是进行了如下操作,测出了Rx的阻值。实验步骤如下:将变阻器的滑片移到a端,闭合开关S,读出电流表示数为0.6A。将滑片移到b端,闭合开关S,读出电流表示数为0.1A。已知滑动变阻器的最大阻值为50Ω,则Rx= Ω。
15.(2026•巢湖市一模)如图所示是伏安法测电阻的局部电路,电路中开关闭合后电压表的读数为3V,已知使用的电压表内阻为3kΩ,电流表读数为4mA。待测电阻R的真实值等于 Ω。
16.(2026•扶沟县二模)实验室有两个阻值未知的定值电阻,小雨设计了图甲所示的电路来比较它们的电阻大小。电源电压保持不变,定值电阻的阻值分别为R1、R2。
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙中的电路连接完整。
(2)滑动变阻器的作用是保护电路和 。
(3)闭合开关后,她发现无论怎样移动滑片P,电压表V1的示数始终为0,电压表V2的示数始终接近电源电压,若故障元件为定值电阻中的一个,则故障原因是 。
(4)排除故障后,小雨多次实验并分别记录两电压表的示数如下表:
实验序号
1
2
3
电压表V1的示数/V
0.6
0.7
电压表V2的示数/V
1.8
2.1
2.7
①第3次实验电压表V1的示数如图丙所示,此时定值电阻R2两端的电压为 V。
②分析实验数据可知:R1 (填“>”“<”或“=”)R2。
(5)小雨想用图甲所示的电路测出两个定值电阻的具体阻值,只需在电路中加装一个 。实验需要多次测量的目的是 。
(6)小雨又设计了一个测量未知电阻Rx的电路,如图丁所示。已知滑动变阻器R0的最大阻值为20Ω,电源电压恒定但未知,实验步骤如下:
①闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P在a端时,电压表的示数为1.5V;
②闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P在b端时,电压表的示数为4.5V;
③根据实验测得的数据可知Rx= Ω。
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第十五章
欧姆定律
第3节 电阻的测量
课标要点
1. 用电流表和电压表测量电阻。
学习重难点
重点:会用伏安法测量电阻。
难点:引导学生分析实验,发现规律,加深对欧姆定律的理解。
知识点 测量定值电阻的阻值(重点)
【实验目的】
用电压表、电流表测量定值电阻的阻值
【设计实验】
由欧姆定律变形公式 可知,用电流表测出通过定值电阻的电流I,用电压表测出定值电阻两端的电压U,把数据代入公式,即可求出定值电阻的阻值大小。
为了减少误差,实际测量中要改变待测电阻两端电压,多次测量电压及电流的值并分别算出相应的电阻,最后求电阻的平均值。
【实验器材】
电源、开关、定值电阻、滑动变阻器、电流表、电压表、导线等。
(1)滑动变阻器:改变电阻两端电压和保护电路。
(2)电流表:测量定值电阻中的电流。
(3)电压表:测量定值电阻两端电压。
【实验电路图】
【实验步骤】
(1)按要求设计电路图,并且连接实物电路。连接电路时,开关断开,滑片移到阻值最大处。
(2)检查电路连接是否正确,闭合开关移动滑动变阻器的滑片,改变定值电阻两端的电压,读出相应的电压表、电流值示数记入表中。
(3)断开开关,算出待测电阻的阻值及电阻的平均值。
【实验表格】
计算电阻的平均值: R =(R1+R2+R3+R4)/4 。
【实验结论】
定值电阻的阻值是一个定值。因为当定值电阻两端的电压改变时,通过它的电流也随之而改变,但电压与电流的比值不变,即电阻不变。
随学随练
1.(2026•武侯区校级模拟)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
【详解】 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.(2026•龙泉驿区校级模拟)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。
【详解】 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,可以得到多组数据,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。
3.(2026•东安县校级二模)小明在“测量定值电阻R的阻值”的实验中,电源使用两节新干电池,滑动变阻器的规格是“10Ω,0.6A”。
(1)用笔画线代替导线,根据图甲所示电路,完成图乙电路的连接;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到最 端(选填“左”或“右”);
(3)小明连接好电路,闭合开关,发现电流表无示数,电压表有示数,原因可能是定值电阻发生了 (选填“短路”或“断路”);
(4)排除故障后,将滑动变阻器的滑片P移至某一位置,电流表的示数为0.24A,电压表的指针如图丙所示,由此得出,被测定值电阻的阻值R= Ω。
【答案】(1);(2)右;(3)断路;(4)10。
【详解】解:(1)由图甲可知,滑动变阻器的左下接线柱与电源的负极相连,电路连接如图所示。
(2)为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至阻值最大处,当滑片与所接的下接线柱最远时,电阻丝接入电路的长度最长,阻值最大,故闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到最右端;
(3)由图甲可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测定值电阻两端的电压。闭合开关,电流表无示数,说明电路断路,电压表有示数,说明电压表两端到电源两极是通路,因此故障原因是定值电阻断路。
(4)电源为两节新干电池,总电压为3V,图丙中电压表接 0~3V量程,分度值为 0.1V,示数为2.4V,
根据欧姆定律可得,被测定值电阻的阻值:。
知识点 测量小灯泡的阻值(重点)
【实验目的】
用电压表、电流表测小灯泡的电阻
【实验原理】
【实验器材】
电源、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干、小灯泡。
【实验电路图】
【实验步骤】
(1)设计电路图并连接实物电路。
(2)闭合开关,多次移动滑片位置,记录多组电压表、电流表的示数。
(3)断开开关,算出灯泡在不同电压下的电阻值。
【实验表格】
【实验结论】
灯泡发光越亮,灯丝电阻越大。因为当小灯两端电压越大时,小灯泡发光越亮,灯丝温度升高,所以灯丝的电阻越大。
【交流评估】多次实验的目的是什么?
目的是为了寻求普遍规律,避免偶然性。
随学随练
1.(2026•江西中考)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
【详解】 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。
2.(2026•成都模拟)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
【详解】 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。
3.(2026•东莞市校级模拟)利用图甲测小灯泡的电阻,小灯泡正常发光时电压为2.5V,电源电压恒定不变。
(1)该实验的实验原理是 ;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑至 (选填“A”或“B”)端;
(3)接通电路后,发现电流表的示数如图丙所示,原因是该同学把电流表的 ;
(4)修正电路后,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示。则小灯泡正常发光时的电流为 A,小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;
(5)某同学根据下面表格记录的部分实验数据,计算出小灯泡的电阻,对于该同学记录表格的设计 (填“合理”或“不合理”),其原因是 。
序号
1
2
3
4
5
U/V
0.1
1.3
1.7
2.1
2.5
I/A
0.05
0.21
0.24
0.26
R/Ω
2
6.2
7.1
8.1
平均电阻/Ω
【答案】(1);
(2)B;
(3)正负接线柱反接;
(4)0.5;5;
(5)不合理;小灯泡灯丝电阻不是一个定值,不能求平均值。
【详解】 解:(1)实验的实验原理是欧姆定律R;
(2)闭合开关前,为了保证电路安全,滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处,即B端;
(3)接通电路后,图丙电流表的指针位于0刻度线左侧,说明在连接电路时,电流表的正负接线柱反接;
(4)结合图甲,图乙电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,读数为0.5A;小灯泡正常发光时的电阻为;
(5)表格设计不合理,由表格可以看出,小灯泡灯丝电阻不是一个定值,灯丝电阻随两端电压的增大而增大,因此求灯泡电阻的平均值没有意义。
题型 电路故障分析
故障分析:
1.实验中如果电流表有示数,电压表无示数,则可能是 定值电阻短路。
2.实验中如果电压表有示数,电流表无示数,则可能是 定值电阻开路。
活学活用
1.(2026•邛崃市二模)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: 。
【答案】待测电阻短路(或电压表短路)。
【详解】 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)。
2.(2026•仪征市二模)小明在测小灯泡电阻的实验时(图中电流表、电压表未画出)发现小灯泡突然不亮了,为寻找原因,他想进行如下操作,并画出思维导图,请将小明的分析过程补充完整。
① 。
② 。
③ 。
【答案】①小灯泡短路;②滑动变阻器断路或开关断开;③小灯泡断路。
【详解】 解:①电流表的使用方法:串联在电路中,电流正接线柱流入负接线柱流出电流表,电流表有示数,说明电路通路,小灯泡亮突然不亮了,可以判断小灯泡短路;
②电流表无示数,说明电路可能断路,当把电压表并联在小灯泡两灯时,若电路只有一处断路,小灯泡以外的电路发生断路,故可能是滑动变阻器断路或开关断开;
③电流表无示数,电路可能断路,当把电压表并联在小灯泡两灯时,电压表两端电压等于电源电压,说明小灯泡两端到电压通路,故小灯泡断路;
故答案为:①小灯泡短路;②滑动变阻器断路或开关断开;③小灯泡断路。
题型 特殊方法测电阻
1. 缺电压表:利用电流表串联已知阻值的定值电阻(或已知最大阻值的滑动变阻器)等效替代电压表。运动知识:并联电路各支路两端的电压相等。
2. 缺电流表:利用电压表并联已知阻值的定值电阻(或已知最大阻值的滑动变阻器)等效替代电流表。运动知识:串联电路电流处处相等。
活学活用
1.(2026•海淀区模拟)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
【详解】 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。
2.(2026•李沧区二模)小亮利用阻值为R0的定值电阻和一块电压表测量未知电阻Rx的阻值。他选择了满足实验要求的器材(电源电压恒定),并连接了部分实验电路,如图所示,此时图中最后一根导线未连接,在将其连接好后,进行了如下主要操作:①只闭合开关S1,读出并记录电压表的示数为U1;②闭合开关S1、S2,读出并记录电压表的示数为U2;③用U1、U2和R0表示Rx;请选出最后一根导线的连接方式和Rx的表达式( )
A.连接ac;
B.连接ad;
C.连接bc;
D.连接bd;
【答案】C
【详解】 解:①连接bc,只闭合开关S1,两电阻串联接入电路,电压表测待测电阻两端的电压为U1;
②闭合开关S1、S2,电路为只有待测电阻的简单电路,电压表测电源电压为U2;
③串联电路总电压等于各部分电压之和,所以定值电阻两端的电压:U0=U2﹣U1,
串联电路各处电流相等,根据欧姆定律可得通过电路的电流:
I,
根据欧姆定律可得待测电阻的阻值:
Rx。
故选:C。
3.(2026•芜湖校级二模)小安同学在测量电阻的实验中,发现电压表损坏,他找到了一个定值电阻R0(阻值已知),设计了如图所示的电路进行测量。先闭合开关S,记录下电流表的示数为I1;再闭合开关S1,记录下电流表的示数为I2;则待测电阻Rx的阻值为 (用R0、I1和I2表示)。
【答案】
【详解】 解:只闭合开关S时,电路中只有定值电阻R0接入电路,电流表测通过R0的电流,示数为I1,则电源电压U=I1R0;再闭合开关S1时,定值电阻R0与待测电阻Rx并联,电流表测干路总电流,示数为I2,根据并联电路电流规律,通过待测电阻Rx的电流Ix=I2﹣I1,根据并联电路电压规律,待测电阻Rx两端电压等于电源电压,由欧姆定律可求出待测电阻Rx的阻值。
故答案为:。
基础通关
1.(2025秋•达川区期末)某同学对伏安法“测定值电阻的阻值”和“测小灯泡的电阻”两个实验进行了梳理和对比,下列说法正确的是( )
A.两个实验的原理都是
B.两个实验通过多次测量求平均值都是为了减小实验误差
C.滑动变阻器在两个实验中的主要作用都是为了改变待测电阻两端的电压
D.两个实验都采用了控制变量法
【答案】C
【详解】 解:A、伏安法测电阻的原理是,故A错误;
B、“测定值电阻的阻值”进行多次测量是为了通过求平均值减小误差;而灯的电阻不是定值,不能取平均值,“测小灯泡的电阻”多次测量是为了探究灯丝电阻随温度的变化规律,故B错误;C.滑动变阻器在两个实验中的主要作用都是改变电阻或灯泡的电压与电流,实现多次测量,故滑动变阻器在两个实验中的主要作用相同,故C正确;D.两个实验都不需要控制变量,没有采用控制变量法,故D错误。故选:C。
2.(2026•醴陵市期末)在“伏安法测电阻”的实验中,有两名同学分别选用定值电阻和小灯泡作为测量对象,在处理实验数据时,画出了定值电阻和小灯泡的U﹣I图像,分别如图甲、乙所示,则对于图像的分析,以下说法错误的是( )
A.由图甲可知,定值电阻的阻值为1Ω
B.由图甲可知,定值电阻的阻值不随它两端的电压和通过它的电流的改变而改变
C.由图乙可知,小灯泡的电阻会发生变化
D.为了减小误差,应该用多次测量取平均值的方法测定小灯泡的电阻
【答案】D
【详解】 解:AB.由图甲可知,定值电阻的U﹣I图像是一条过原点的斜线,说明定值电阻阻值是一个定值,与其两端电压和通过其电流大小无关;
当定值电阻两端电压为3V时,通过它的电流为3A,由I可知定值的电阻
故AB正确,不符合题意;
C.由图乙可知,电流与电压不成正比,即当灯泡两端电压发生改变时,灯泡的电阻也随之发生变化,故C正确,不符合题意;
D.测定小灯泡的电阻时,多次测量是为了寻找灯丝电阻与温度的关系,不能用多次测量取平均值的方法测定小灯泡的电阻,故D错误,符合题意。
故选D。
3.(2026•东营模拟)小明在放学回家的路上想起了之前学习过的如下电路图,下列说法错误的是( )
A.研究“电流与电压的关系”可以用小灯泡代替定值电阻进行实验
B.研究“电流与电阻的关系”时,电路中R由5Ω换为10Ω,需把图中滑动变阻器滑片P向右移动
C.“伏安法”测定值电阻,多次实验的目的是求平均值,减小误差
D.在以上选项的三个实验中,滑动变阻器都有保护电路的作用
【答案】A
【详解】 解:A、在研究电流与电压关系时,应控制电阻阻值不变,因此本实验选用的是定值电阻,而小灯泡的电阻会受温度的变化而变化,所以本实验不能用小灯泡,故A错误;
B、实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,根据分压原理,电阻两端的电压变大,研究电流与电阻关系时要控制电压不变,根据串联电路电压的规律,要增大滑动变阻器两端的电压,由分压原理,要增大滑动变阻器电阻阻值,因此应把滑动变阻器滑片向右滑动,故B正确;
C、“伏安法”测定值电阻,可以多次试验,求平均值,减小误差,故C正确;
D、在题述的三个实验中,连接好电路后,闭合开关前,通常都要求将滑动变阻器的滑片P调到其阻值最大处;这样做的目的是使电路中的初始电流最小,从而保护电流表、电源等电路元件不因电流过大而损坏;因此,滑动变阻器在这些实验中都具有保护电路的作用,故D正确;
故选:A。
4.(2026•博兴县一模)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
【详解】 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。
5.(2026•东城区校级模拟)小十利用如图所示的电路测量未知电阻Rx的阻值大小,已知电源电压恒为6V,滑动变阻器标有“20Ω,1A”字样,实验中他填写的实验数据如下表所示。下列说法中正确的是( )
1
2
3
4
5
6
U/V
1.5
2.0
3.0
3.5
4.0
5.0
I/A
0.15
0.20
0.30
0.36
0.40
0.49
A.在第2次实验中,滑动变阻器与待测电阻Rx的阻值之比为1:2
B.实验数据1中的数据不是实验测得的真实数据
C.第4次和第6次的实验数据表明待测电阻Rx不是定值电阻
D.仅用图中所用的实验器材可以探究电流与电阻的关系
【答案】B
【详解】 解:先求待测电阻标准阻值,取第2组正常数据:
A、第2次实验,Ux=2.0V,电源6V,滑动变阻器分压:UR=6V﹣2.0V=4.0V串联电流相等,,滑变与Rx阻值比为2:1,故A错误。
B、滑动变阻器最大Rmax=20Ω,Rx=10Ω,
电路总最大电阻:R总max=10Ω+20Ω=30Ω电路最小电流:第1组电流0.15A<0.2A,滑动变阻器调到最大阻值都无法达到0.15A,该组数据不可能实测得到,故B正确。
C、第4组:;
第6组:,两组阻值接近,微小差异为实验读数误差,Rx是定值电阻,故C错误。
D、探究电流与电阻的关系,需要更换多个不同阻值定值电阻,本器材只有一个固定Rx,无法改变电阻,不能完成该实验,故D错误。
故选:B。
6.(2026•青羊区校级模拟)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测量范围可用。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。
【详解】 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;
电压表选用小测量范围,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.(2026•高新区二模)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。
【详解】 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,电表先用小量程,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。
8.(2026•驻马店一模)在“伏安法测电阻”的实验中,小明设计并连接了如图甲所示的部分电路。
(1)请用笔画线补齐图甲中缺失的一根导线,使电路连接完整(要求:导线不可交叉)。
(2)连接电路时开关应 ,滑动变阻器的滑片应调至最 (选填“左”或“右”)端。刚闭合开关,电压表指针猛然偏向表盘最右侧,电流表示数几乎为0。若电路中只有一处故障,则发生的故障可能是 。
(3)排除故障后,小明继续进行实验,某次测量中电压表和电流表的示数如图乙所示时,则该次测得未知电阻Rx的阻值为 Ω。
(4)同组同学提出,为了减小实验误差,应调节 ,改变电压表、电流表的示数,记录多组电压、电流值,并算出相应的电阻值,取这些阻值的平均值记为电阻Rx的阻值。
(5)小明又在老师的要求下,测量某个小灯泡正常发光时的电阻,在发现缺少电流表的情况下,小明设计了用图丁所示的实验电路来测量小灯泡正常发光时的电阻,已知小灯泡的额定电压为U额,定值电阻的阻值为R,实验步骤如下:
①只闭合开关S、S1,调节滑动变阻器滑片的位置,使电压表示数为U额;
②保持滑片的位置不变,只闭合开关 ,记录电压表示数为U1;
③计算小灯泡正常发光时的电阻,小灯泡正常发光时的电阻为 (用已知量和测量量表示)。
【答案】(1)或;
(2)断开;右;Rx断路;
(3)10;
(4)滑动变阻器滑片;
(5)S、S2;。
【详解】 解:(1)在“伏安法测电阻”的实验中,滑动变阻器与定值电阻串联,电压表并联在待测电阻Rx两端,故将Rx的右接线柱与电压表的“3”接线柱或滑动变阻器的左下接线柱连接即可,据此作图。
(2)为保护电路,连接电路时,开关必须断开;且滑动变阻器需要调至最大阻值处,即滑动变阻器的滑片应调至最右端;
闭合开关,电流表示数几乎为0,说明电路断路,电压表指针偏到表盘最右侧,说明电压表直接接在电源两端,因此故障可能为Rx断路。
(3)由图乙可知,电压表选0~3V的量程,分度值0.1V,则定值电阻两端电压为1.2V;电流表选0~0.6A量程,分度值0.02A,则定值电阻的电流为0.12A,
利用欧姆定律求得Rx的阻值为。
(4)测定值电阻的阻值时,为减小误差,需要调节滑动变阻器滑片,改变电压和电流,多次测量取平均值。
(5)步骤①中闭合开关S、S1,定值电阻R和灯泡L串联,调节滑动变阻器滑片的位置,让小灯泡正常发光,电压表测小灯泡两端电压为U额;保持滑片不动,只闭合开关S、S2,电路连接方式不变,电压表测小灯泡和定值电阻R的总电压U1,因此定值电阻两端电压UR=U1﹣U额
电路中的电流为
则小灯泡正常发光的电阻为。
素养提升
9.(2026•丰润区期末)用伏安法测量定值电阻时,电压表和电流表有如图所示的两种接法。下列说法中正确的是( )
A.甲图测量出的电阻值比真实值小
B.乙图测量出的电阻值比真实值大
C.为了减小误差,测量大电阻时宜采用甲图
D.为了减小误差,测量小电阻时宜采用甲图
【答案】C
【详解】 解:A、甲图为电流表内接法,测量时误差来源于电流表的分压作用,故电流表读数准确,电压表读数偏大,由公式可得,电阻的测量值偏大,故A错误;
B、乙图为电流表外接法,测量时误差来源于电压表的分流作用,故电压表读数准确,电流表读数偏大,由公式可得,电阻的测量值偏小,故B错误;
C、测量大电阻时,电流表的分压作用较小,可以采用甲图的接法,故C正确;
D、测量小电阻时,电流表的分压比较严重,可以采用乙图的接法,故D错误。
故选:C。
10.(2026•西丰县模拟)小岩用图甲所示电路测量未知电阻Rx的阻值,并将实验数据通过描点作出其U﹣I图像,如图乙所示,但其延长线不过原点,由此分析电压表未调零,且调零前指针在零刻线的 (选填“左”或“右”)侧。将电压表调零后重做实验,将正确的数据在图乙中描出A、B、C三点,由此可知待测电阻R为 Ω。
【答案】左;10。
【详解】 解:由图乙知电压表调零后,描出的A、B、C三点连线应过原点,而调零前的直线与之平行且在其右侧,但图像不是过原点的直线,说明不能满足电流与电压成正比,说明当0.2A时,所测的电压偏小,电压表调零前指针在零刻线左侧;
根据欧姆定律计算A、B、C三点对应的电阻值:
待测电阻R为。
故答案为:左;10。
11.(2026•安徽模拟)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。
【详解】 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。
12.(2026•东平县二模)某小组同学利用图甲所示的电路测量小灯泡正常发光时的电阻,选用的小灯泡标有“2.5V”字样,电源电压恒为4.5V。
(1)图甲电路中存在一处连接错误,只要改接一根导线就可以使电路连接正确,请你把接错的那一根导线找出来打上“×”,再用笔画线代替导线画出正确的连接。
(2)为了安全,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于 (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关时,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,则电路故障可能是 。
(4)排除故障后进行实验,调节滑动变阻器的滑片,当电压表示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,为 A,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω(保留一位小数)。
(5)本实验装置 (选填“能”或“不能”)用来探究电流与电压的关系,原因是 。
(6)实验结束后,老师布置了一个设计性作业,如果在上面的实验过程中电流表损坏不能使用,要求利用电压表和一个阻值已知为R2的定值电阻测量小灯泡正常发光时的电阻。小丽设计了如图丙所示的电路,请将以下实验步骤补充完整:
①闭合开关S1,将开关S2拨到“2”,调节滑动变阻器,使电压表示数为 V;
②保持滑片位置不变,将开关S2拨到“1”,电压表示数为U;
③则小灯泡正常发光时的电阻R= (用已知量和测量量表示)。
【答案】(1);
(2)A;
(3)灯泡断路;
(4)0.32;7.8;
(5)不能;灯丝电阻随着温度的变化;
(6)2.5;R2。
【详解】 解:(1)根据电压表与灯泡并联,电流表与灯泡串联,图中灯泡与电流表并联错误,改正如图所示;
(2)为了保护电路,闭合开关前,需将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,即左侧的A端;
(3)闭合开关,发现电流表无示数,说明电路断路,而电压表示数接近电源电压,与电源相通,故电压表并联的部分断路,即灯泡断路;
(4)电流表量程的0﹣0.6A。分度值为0.02A,读数为0.32A,根据欧姆定律知,小灯泡正常发光时的电阻为R7.8Ω;
(5)灯丝电阻随着温度的变化,不能保持不变,而探究电流与电压的关系,根据控制变量法,必须控制电阻不变,故不能完成实验;
(6)测量小灯泡正常发光时的电阻必须灯泡的电压为额定电压,故
①闭合开关S1,将开关S2拨到“2”,调节滑动变阻器,使电压表示数为2.5V;
②保持滑片位置不变,将开关S2拨到“1”,电压表示数为U;
③此时电阻R2的电压为U﹣2.5V;小灯泡正常发光时的电流I
小灯泡正常发光时的电阻RR2。
迁移创新
13.(2026•石景山区期末)小石同学设计了几种单表测量灯泡L(额定电压为2.5V)正常发光时的电阻的电路图,如图所示,R是电阻箱、R0是定值电阻、R1是滑动变阻器,S是一个单刀双掷开关,电路不可拆分。其中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】 解:A、闭合开关S1,无论怎样移动滑动变阻器R1都无法确定灯泡是否正常发光,此方案不能测量小灯泡正常发光时的电阻,故A不符合要求;
B、无论S接a还是接b都无法得知小灯泡是否正常发光,此方案不能测量小灯泡正常发光时的电阻,故B不符合要求;
C、S先接b,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5V时,灯泡正常发光;S再接a,调节变阻箱的阻值,使电压表的示数仍为2.5V时,由等效替代法,此时电阻箱的电阻等于灯泡的电阻,故C符合要求;
D、闭合开关S1,灯泡、R和滑动变阻器R1串联,电压表测灯泡两端电压;移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5V时,灯泡正常发光;再闭合开关S2,电阻R被短路,电路的总电阻减小,电流变大,灯泡两端电压变大,灯泡可能被烧毁,此方案不能测量小灯泡正常发光时的电阻,故D不符合要求。
故选:C。
14.(2026•安庆模拟)某实验小组同学计划用伏安法测量某定值电阻阻值时,发现电压表损坏,于是进行了如下操作,测出了Rx的阻值。实验步骤如下:将变阻器的滑片移到a端,闭合开关S,读出电流表示数为0.6A。将滑片移到b端,闭合开关S,读出电流表示数为0.1A。已知滑动变阻器的最大阻值为50Ω,则Rx= Ω。
【答案】10。
【详解】 解:当滑片移到a端时,电路为Rx的简单电路,此时电流表的示数记为I1=0.6A
电源电压:U=I1Rx=0.6A•Rx⋯⋯①
当滑片移到b端时,电阻Rx与滑动变阻器R串联,滑动变阻器的最大阻值R=50Ω,此时电流表的示数记为I2=0.1A
电源电压为:U=I2(Rx+R)=0.1A×(Rx+50Ω)⋯⋯②
由①②得Rx=10Ω。
故答案为:10。
15.(2026•巢湖市一模)如图所示是伏安法测电阻的局部电路,电路中开关闭合后电压表的读数为3V,已知使用的电压表内阻为3kΩ,电流表读数为4mA。待测电阻R的真实值等于 Ω。
【答案】1000。
【详解】 解:电压表与R并联,电压表示数U=3V(等于R两端真实电压),电流表示数I=4mA=0.004 A(总电流),电压表内阻RV=3kΩ=3000Ω,
流过电压表的电流IV0.001A=1mA,流过待测电阻R的真实电流IR=I−IV=0.004A−0.001A=0.003A,待测电阻真实值R1000Ω。
故答案为:1000。
16.(2026•扶沟县二模)实验室有两个阻值未知的定值电阻,小雨设计了图甲所示的电路来比较它们的电阻大小。电源电压保持不变,定值电阻的阻值分别为R1、R2。
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙中的电路连接完整。
(2)滑动变阻器的作用是保护电路和 。
(3)闭合开关后,她发现无论怎样移动滑片P,电压表V1的示数始终为0,电压表V2的示数始终接近电源电压,若故障元件为定值电阻中的一个,则故障原因是 。
(4)排除故障后,小雨多次实验并分别记录两电压表的示数如下表:
实验序号
1
2
3
电压表V1的示数/V
0.6
0.7
电压表V2的示数/V
1.8
2.1
2.7
①第3次实验电压表V1的示数如图丙所示,此时定值电阻R2两端的电压为 V。
②分析实验数据可知:R1 (填“>”“<”或“=”)R2。
(5)小雨想用图甲所示的电路测出两个定值电阻的具体阻值,只需在电路中加装一个 。实验需要多次测量的目的是 。
(6)小雨又设计了一个测量未知电阻Rx的电路,如图丁所示。已知滑动变阻器R0的最大阻值为20Ω,电源电压恒定但未知,实验步骤如下:
①闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P在a端时,电压表的示数为1.5V;
②闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P在b端时,电压表的示数为4.5V;
③根据实验测得的数据可知Rx= Ω。
【答案】(1);(2)改变定值电阻R1和R2两端的电压;(3)R2断路;(4)①1.8;②<;(5)电流表;多次测量求平均值,减小实验误差;(6)10。
【详解】 解:(1)由图甲可知,两定值电阻与滑动变阻器串联,V1并联在R1两端,电压表V2并联在两电阻两端,测其总电阻,如图所示。
(2)此实验中滑动变阻器的作用是保护电路和改变定值电阻R1和R2两端的电压;
(3)电压表V1的示数始终为0,说明电阻R1两端没有电压,可能R1短路或电路中无电流。电压表 V2的示数始终接近电源电压,说明V2所测量的R1和R2部分相当于直接接在了电源两端,这通常是由于该部分电路发生断路,使得内阻极大的电压表V2串联在电路中,测得电源电压,因此故障很可能是电阻R2断路。
(4)①图丙,电压表V1选用的是0~3V量程,其分度值为0.1V,读数为0.9V。
电压表 V2测量的是R1和R2的总电压U1+2。根据表格,第1次实验中 U1+2=2.7V,根据串联电路的电压规律,电阻 R2两端的电压 U2=U1+2﹣U1=2.7V﹣0.9V=1.8V;
②根据串联分压规律;每次实验R1两端的电压小于R2两端的电压,因此R1<R2;
(5)要用图甲所示电路测出两个定值电阻的具体阻值,根据欧姆定律变形有R,我们不仅需要知道电阻两端的电压,还需要知道通过电阻的电流。因此,只需在电路中串联一个电流表即可。
此实验要多次测量电阻值,目的是求电阻值的平均值,减小测量误差;
(6)当滑片P在b端时,滑动变阻器接入电阻为0,电压表测电源电压,因此电源电压U=4.5V
当滑片P在a端,滑动变阻器以最大阻值R0=20Ω和Rx串联,电压表测Rx电压Ux=1.5V,此时滑动变阻器两端电压U0=U﹣Ux=4.5V﹣1.5V=3V,
电路电流I0.15A,
则Rx10Ω。
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