内容正文:
第一章
机械运动
第3节 测量:用电流表和电压表测量电阻
课标要点
1.通过经历科学探究的全过程,学会用“伏安法”测量电阻。
2.通过实验探究,巩固和加深对欧姆定律的理解。
3.在实验探究过程中,进一步掌握使用电压表和电流表的方法。
4.在实验操作的过程中,养成认真严谨、实事求是做好实验的科学态度。
5.通过实验和推导理解串联电路的等效电阻和计算公式。
6.通过实验和推导理解并联电路的等效电阻和计算公式。
7.会利用串、并联电路特点的知识,解答和计算简单的电路问题。
8.通过实验探究,经历从猜想与假设到实验验证的过程,在实验中认识总电阻与原串联或并联的电阻之间的“等效替代”关系。
学习重难点
重点:1.对实验原理的理解及实验过程的把握。
2.串联、并联电路总电阻的计算公式及运用公式进行简单的计算。
难点:1.实验电路的设计。
2.用“等效替代”的观点分析串联和并联电路。
知识点 “伏安法”测电阻
1.“伏安法”
根据欧姆定律<m>I=U/R的变形式R=U/I,测出待测电阻两端的电压和通过的电流,就可算出电阻,这种测量电阻的方法称为“伏安法”.
2.实验:用“伏安法”测电阻
实验原理R=U/I。
3. 电路图与实物图
4. 实验具体步骤
(1)根据实验原理设计出电路图。
(2)根据设计的电路图连接电路,注意开关应断开,滑动变阻器的滑片在阻值最大处。
(3)检查无误后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数为2.0 V 时,观察并记录电流表的示数。
(4)再次移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数分别为2.5 V、2.8 V 时,观察并记录电流表的示数。
(5)断开开关,整理实验器材。
5. 实验分析
在测量定值电阻的实验中,测量多组电压与电流的值,计算出每次的阻值,最后以多次测量电阻的平均值作为测量结果,这样可以减小实验误差。
6. 操作注意事项
(1)连接实物要规范,开关一定要断开;滑动变阻器要采取“一上一下”的接法;电流从电表的正接线柱流进,负接线柱流出;电流表与被测电阻串联,电压表与被测电阻并联等。
(2)开关闭合前,应将滑动变阻器的阻值调到最大。
(3)电流表、电压表的量程选择要合适,在不超过量程的前提下,应尽可能使电表指针偏转角度大一些,以便减小误差。
(4)对实验数据的处理,仅凭一次测量数据得出的结论是不准确的,也是不可靠的,应采取多次测量求平均值的方法,尽可能减小误差。
(5)每次读完示数后,应立即断开开关,避免因通电时间过长,电阻温度升高使电阻增大,造成测量值不准确。
拓展:用电流表和电压表测定值电阻和小灯泡电阻的辨析
项目
定值电阻
小灯泡的电阻
原理
R=U/I
电路图
图像法处理实验数据
图线为过坐标原点的直线,随着电压增大,电阻不变
图线为过坐标原点的曲线,随小灯泡两端电压增大, 小灯泡的电阻增大
多次测量的目的
多次测量取平均值,减小测量误差
多次测量寻找不同电压下小灯泡电阻的变化规律
实验结论
平均值为所求的电阻值
小灯泡发光越亮时,灯丝的温度越高,灯丝的电阻越大
特别提醒
1.滑动变阻器的作用:
实验名称
不同作用
共同作用
探究电流与电压的关系
改变定值电阻两端电压,多次实验找出普遍规律
保
护
电
路
探究电流与电阻的关系
保证定值电阻两端电压不变,多次实验找出普遍规律
测定值电阻阻值
多次测量取平均值以减小误差
2.电路的连接小技巧:
(1)连接实物图时,先去掉电压表,将剩余元件顺次连接成串联电路,然后将电压表并联在被测对象两端。
(2) 电流表的量程要大于电路中的最大电流;电压表的量程要根据测量对象选择,在不超过量程的情况下,尽量选用小量程。
3.利用电流表和电压表也可以测量小灯泡的电阻。由于不同电压下小灯泡的亮度不同,灯丝的温度也不同,所以计算出的电阻值相差较大,因此,不能求灯丝电阻的平均值。
随学随练
1.小明同学做“伏安法测定值电阻的阻值”实验,实验电路如图所示,实验数据如下表所示。
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻
1
0.12
2
2.0
0.20
3
2.5
0.26
(1)该实验的测量原理是____________。
(2)闭合开关后,移动滑片P到某位置,第1次实验时电压表的示数如图所示,示数为______V。则此时测得待测电阻的阻值为______。(计算结果保留一位小数)
(3)表格第一行最后一列缺失相应的物理量,请补充完整______。实验中进行多次测量的目的是________________________。
(4)小明完成实验后,同组的小红提出:我们在后续实验中测量“小灯泡发光时的电阻”时,也可以用多次测量求平均值的方法来作为小灯泡的电阻。你认为小红的观点是______(选填“A正确”或“B错误”)的,请简要阐明理由:________________________。
【答案】(1)
(2) 1 8.3
(3) 电阻平均值R/Ω 求平均值,减小实验误差
(4) B 灯丝电阻随温度升高而增大,小灯泡不同电压下灯丝温度不同,电阻不同,求平均值没有物理意义
【详解】(1)本实验用电流表测量通过定值电阻的电流I,用电压表测量定值电阻两端的电压U,由公式可得出定值电阻的阻值。
(2)由表格中数据分析可知,电压表选择的是小量程,分度值为0.1V,读数为1V;
待测电阻的阻值
(3)测定值电阻实验,计算出每次的电阻后,还要计算电阻平均值,用来减小误差,因此最后一列物理量是“电阻平均值R/Ω”;
定值电阻阻值基本不变,多次测量得到多组电阻值,取平均值,减小偶然误差。
(4)灯丝电阻会随温度升高而变大, 不同电压下灯丝电阻本身就不一样,不是测量误差导致,不能求平均值当作灯泡电阻,所以小红观点错误;
错误的理由是灯丝电阻随温度升高而增大,小灯泡不同电压下灯丝温度不同,电阻不同,求平均值没有物理意义。
知识点 电阻的串联与并联
1. 电阻的串联
设两个串联着的电阻分别为R1、R2,串联电路两端的电压为U,通过的电流为I,而串联电阻R1、R2 的总电阻为R,
当其两端电压为U 时,所通过的电流就是流过R1、R2 的电流I,由欧姆定律可知:U1=IR1,U2=IR2,U=IR。由U=U1+U2 可得,IR=IR1+IR2,即R=R1+R2。
结论:串联电路的总电阻等于各串联电路电阻之和。
说明:串联电路总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都大。
2. 电阻的并联
设电阻R1、R2 并联后接入电路,并联电路两端的电压为U,通过R1、R2 的电流分别为I1、I2,干路上的电流为I,并联电路的总电阻为R,当其两端电压为U时,所通过的电流就是通过R1、R2 的总电流(干路电流),为I。
在并联电路中:I=I1+I2。由欧姆定律得:I1=U/R1,I2=U/R2,干路中的电流I=U/R。则U/R=U/R1+U/R2,所以1/R=1/R1+1/R2。
结论: 并联电路总电阻的倒数等于各分电阻的倒数之和。
说明:电阻并联后总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都小。
知识拓展:
串联电阻的实质:把几个导体串联起来,相当于增加了导体的长度,其总电阻一定比任何一个导体的电阻都大。
并联电阻的实质:两电阻并联后相当于增大了导体的横截面积,所以总电阻变小。
随学随练
1.现将两个电阻 R1=4Ω, R2=6Ω 串联在同一电路中,则电路的等效电阻是_____ Ω 。一个5欧的电阻与一个1欧的电阻并联后,其等效电阻_____ (最后一空选填“小于1欧”、“大于5欧”、“大于1欧小于5欧”)。
【答案】 10 小于1欧
【详解】串联电路中,总电阻等于各串联电阻的阻值之和,则总电阻是
并联电路的等效电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和,由此推导可知,并联后的等效电阻会比任意一个参与并联的分电阻阻值都小。这里两个电阻分别是5Ω和1Ω,因此并联后的等效电阻会比更小的1Ω分电阻还要小,所以选“小于1欧”。
2.如图所示,电源电压不变,电阻,闭合开关S,电流表的示数为0.6A,若要使电流表的示数变为1.2A,请判断以下操作中可行的是( )
A.在电阻R两端并联一个5Ω的电阻 B.在电阻R两端并联一个10Ω的电阻
C.在电路中串联一个5Ω的电阻 D.在电路中串联一个10Ω的电阻
【答案】B
【详解】电源电压
目标总电阻
CD. 串联电阻总电阻增大,电流减小,故CD不符合题意;
AB. 给R并联电阻时,R的支路不受影响,通过R的电流仍为0.6A,干路总电流等于各支路电流之和,因此新增支路的电流需要为
并联电路各支路电压等于电源电压6V,因此新增电阻的阻值应为
故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
题型 伏安法测电阻
判断电路故障是实验题中的一个难点,解题时可以从以下几个方面考虑:(1)电流表有示数,电压表无示数,可能是被测电阻短路;(2)电流表无示数,电压表有示数,可能是被测电阻开路或电流表与电压表位置接反;(3)电压表或电流表指针反向偏转,原因是两电表的接线柱接反了;(4)电压表和电流表指针偏转角度很小,原因是两电表的量程选择过大;(5)滑动变阻器滑片移动时,电表示数无变化,原因是滑动变阻器没有遵循"一上一下"的接线原则,使滑动变阻器作为定值电阻或导线接入电路中;(6)滑动变阻器滑片移动时,电流表的示数变大(变小)时,电压表的示数变小(变大),原因是电压表与滑动变阻器并联,测的是滑动变阻器两端的电压;(7)滑动变阻器滑片移动时,电流表的示数变化,电压表的示数不变,原因是电压表没有与待测电阻并联,而是测量电路中的总电压。
活学活用
1.(25-26九年级上·广东惠州·期中)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____________(用公式表示);
(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______(选填“左”或“右”)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,小灯泡正常发光时的电流为______A,电阻为______Ω。
(4)分析实验数据可知,小灯泡的电阻随温度升高而______(选填“增大”或“减小”)。
(5)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) 0.25 10
(4)增大
(5)不能
【详解】(1)通过测量待测电阻两端的电压和通过它的电流,代入就可以计算出电阻,故实验原理是。
(2)当前电压表示数2.2V,小于小灯泡的正常工作电压2.5V,要让灯泡电压升高到正常工作电压,根据串联分压规律,需要减小滑动变阻器两端的电压,也就是减小滑动变阻器的接入电阻。结合甲图电路,滑片向左移动时滑动变阻器接入电阻变小,直到电压表示数等于灯泡的正常工作电压2.5V,灯泡正常发光。
(3)由乙图的图像可知,当灯泡正常发光,即电压为2.5V时的电流为0.25A;此时灯泡的电阻为
(4)小灯泡的电压越高、通过的电流越大,灯丝的温度就越高;从图像可以看出电压升高时,电压与电流的比值(即灯丝电阻)逐渐变大,说明小灯泡的电阻随温度升高而增大。
(5)探究电流跟电压的关系时,需要控制电阻的大小不变,但小灯泡的灯丝电阻会随温度变化而改变,无法保持电阻恒定,因此仅用现有器材不能完成该实验。
题型 特殊法测电阻
1.按照“缺谁求谁”的思路计算待测电阻的阻值
特殊法测电阻一般思路(1)缺少电流表时:根据串联电路电流处处相等求出通过未知电阻的电流
再测出未知电阻两端的电压利用欧姆定律求出Rx。
(2)缺少电压表时:根据并联电路中各支路电压相等求出未知电阻两端的电压再测出通过
未知电阻的电流利用欧姆定律求出Rx。
活学活用
1.(25-26九年级上·北京朝阳·期中)为了测量电阻的阻值,小石选择了两块已经调好的电流表(标有“-”、“0.6”、“3”三个接线柱),一个阻值已知的定值电阻,一个符合要求的电源以及开关S,连接了部分实验电路(导线a未完成连接),如图所示。将电路连接完毕后,闭合开关S,读出电流表、的示数分别为、,下列说法正确的是( )
A.若导线a的右端与的“0.6”接线柱连接,则
B.若导线a的右端与的“0.6”接线柱连接,则
C.若导线a的右端与的“-”接线柱连接,则
D.若导线a的右端与的“-”接线柱连接,则
【答案】C
【详解】AB.若导线的右端与的“0.6”接线柱连接,与并联,电流表测量通过的电流,电流表测量通过的电流,根据并联电路电压规律可知,与两端电压相等,即,根据可得,解得,故AB错误;
CD.若导线a的右端与的“-”接线柱连接,与并联,电流表测量通过干路的电流,电流表测量通过的电流,根据并联电路电压规律可知,与两端电压相等,即,根据可得,根据并联电路电流规律可得,解得,故C正确,D错误。
故选C。
2.(2025·江苏泰州·中考真题)在“测量定值电阻的阻值”实验中,提供的器材有:三个阻值相差很大的待测电阻(的阻值约为几欧、的阻值约为几百欧、的阻值约为几千欧),两节干电池,电压表、电流表、电阻箱(0~~9999Ω 5A)各一个,滑动变阻器(10Ω 2A)和(100Ω 1A),开关、导线若干。
(1)小明按图甲连接电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到_________(选填“A”或“B”)端;闭合开关,移动滑片的过程中,发现电压表示数变化,电流表始终无示数,故障可能是_________。
(2)排除故障后,闭合开关,当滑片移至某一位置时,电流表示数为0.56A,电压表示数如图乙所示,为_________V,则的阻值为_________。
(3)同组的小华测量另一个待测电阻的阻值,设计了如图丙所示的电路。
①断开开关,闭合、,移动滑动变阻器的滑片至适当位置,读出电压表示数为。
②断开开关,闭合S、,只改变_________(选填“滑动变阻器”或“电阻箱”)的阻值,使电压表示数仍为。
③读出电阻箱的阻值为,则_________(用所测物理量的符号表示)。
④继续移动滑片,重复以上步骤,多次测量的阻值并求平均值,目的是_________。
(4)小明尝试测量剩下的待测电阻的阻值,发现用以上两种方法时,无论如何移动滑片,电压表示数几乎不变,接近电源电压,无法准确测出的阻值。请教老师后获知,电压表相当于一个能显示自身两端电压的定值电阻,且阻值很大。于是小明用老师提供的定值电阻R(阻值为),设计了如图丁所示的电路(电源电压为3V),进行如下操作。
①断开开关,闭合S、,读出电压表示数为2V。
②断开开关,闭合S、,读出电压表示数为0.9V。
③待测电阻的阻值为_________。
【答案】(1) B 电流表短路
(2) 2.8 5
(3) 电阻箱 减小测量误差
(4)7000
【详解】(1)闭合开关前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片应移至阻值最大处,即B端;电压表示数变化,说明电路是通路,电流表始终无示数,说明故障可能是电流表短路。
(2)由题图乙可知,电压表选用量程,分度值为0.1V,示数为,电阻
(3)②由题图丙可知,断开开关,闭合S、、与串联,电压表测两端的电压,示数为;断开开关,闭合开关,与电阻箱串联,电压表测电阻箱两端的电压,只改变电阻箱的阻值,使电压表示数仍为。
③根据等效替代法可知,。
④多次测量求平均值的目的是减小测量误差。
(4)由题图丁可知,电压表串联在干路中,设电压表的内阻为,电压表的示数即为电压表两端的电压,断开开关,闭合开关、,与电压表串联,电压表示数,则R两端的电压
根据串联电路的电流特点可得,即,解得电阻
断开开关,闭合开关S、,与电压表串联,电压表示数,则两端的电压
根据串联电路的电流特点可得,即,解得电阻
题型 图像问题
图像能表示两个物理量之间的关系,在物理学中经常用图像表示电流与电压、电阻的关系。解决此类问题,首先确认横轴、纵轴各表示的是哪个物理量,然后根据图像的特点,结合电路图,找出对应点的物理量的数值,根据欧姆定律,结合串、并联电路的特点来求解。
活学活用
1.利用如图甲所示的电路,可以研究通过小灯泡的电流跟加在它两端电压的关系。实验中使用小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请将图乙中的实物电路连接完整。要求:滑片向右移动灯泡变暗:
(2)连接电路时开关应处于断开状态,闭合开关前,滑动变阻器应处于______端(左或右);实验中,滑动变阻器的作用________________________。
(3)连接电路,闭合开关后,不论怎样移动滑片,灯泡都不亮,电压表无示数,但电流表有示数,电路故障可能是______;
(4)闭合开关S,滑片移动,测量了多组电压表和电流表的数值U、I,根据测量值画出小灯泡的图像如图丙所示。小华认为图像不是一条过原点的直线,违背了欧姆定律,他的观点不对,原因是______。
【答案】(1)
(2) 右 改变小灯泡两端电压
(3)小灯泡短路
(4)小灯泡的电阻受温度的影响
【详解】(1)要求滑片向右移动灯泡变暗,电路中的电流变小,总电阻变大,即滑动变阻器接入电路的阻值变大,可知滑动变阻器左下接线柱连入电路中,已知小灯泡的额定电压为2.5V,则电压表选用小量程与小灯泡并联,由图丙可知,所测电流值均小于0.6A,则电流表选用小量程与小灯泡串联,如图所示:
(2)[1]为了保护电路,闭合开关前滑片应该移到最大阻值处,即滑动变阻器的右端。
[2]实验中移动滑动变阻器的滑片,改变滑动变阻器接入电路的阻值,改变灯泡的电压和电流,能完成多次实验,更有效研究通过小灯泡的电流跟加在它两端电压的关系。
(3)连接电路,闭合开关后,电流表有示数,则电路为通路,不论怎样移动滑片,灯泡都不亮,电压表无示数,说明电路故障可能是小灯泡被短路。
(4)I-U图像不是一条过原点的直线,说明小灯泡的电阻不是一个定值,原因是小灯泡的电阻受温度的影响。
2.(25-26九年级上·辽宁鞍山·期中)小楠同学想测量一个定值电阻的阻值。
(1)a.如图甲是小楠设计的实验电路。
b.小楠同学将电压表示数分别调到、、和,并记下电流表对应的数值,因实验前没有设计好记录表格,她把测量的电流值都写在草稿纸上(如图乙)。
①请你帮她在下面表格的空白处中填上合适的项目和数据______。
实验序号
1
2
3
4
②由表格内容得出结论:待测电阻的阻值为______Ω。
(2)此实验要多次测量电阻值,其目的是______。
(3)另一组同学在实验中,不小心将滑动变阻器损坏,此时该同学将滑动变阻器从电路中撤下后,还能测出待测电阻的阻值,那么,滑动变阻器损坏对实验结果的影响是____________。为了克服上述缺点,除了换用新的滑动变阻器外,还可以采用的办法是:___________(写一个方法)。
(4)若在实验中,电压表不能使用,电源电压保持不变,滑动变阻器最大阻值为,当滑片P置于阻值最小处时,电流表示数为,滑片P置于阻值最大处时,电流表示数为,则未知电阻的表达式:______。
(5)完成上述实验后,小楠同学想用原电路测量一个标有电压为的小灯泡的电阻。她用灯泡替换了电阻R,闭合开关后,调节滑动变阻器,测得五组实验数据如下表所示:
实验次数
电压表读数/V
电流表读数/A
小灯泡的电阻/Ω
1
2
3
4
5
根据上述实验数据,小楠画出小灯泡的电流随其两端电压变化的关系图像。由图丙可知小灯泡的电阻是变化的,你认为出现这种现象的原因是____________,小灯泡正常发光时的电阻是______。
【答案】(1)
实验序号
1
2
3
4
电压
电流
电阻
6
6.1
(2)求平均值减小测量误差
(3) 会造成较大误差/不能多次测量求平均值,减小误差 改变电池的节数来改变待测电阻两端的电压
(4)
(5) 小灯泡的电阻随温度的升高而增大
【详解】(1)对同一电阻,通过的电流随电阻两端电压的升高而增大,表格中电压分别为、、和,所以电流从小到大依次是:、、和;然后算出对应电阻值。
则待测电阻的阻值
(2)测量定值电阻的阻值属于测量类实验,多次测量取平均值可以减小误差。
(3)滑动变阻器从电路中撤下后,无法进行多次测量,实验误差会变大;
改进方法:可以通过改变电池的节数(更换不同的电源),改变电阻两端的电压和通过的电流,完成多次测量,求电阻的平均值来减小误差。
(4)当滑片在阻值最小处时,电源电压
滑片在最大处时,与串联,电源电压
联立两式消去U,解得
(5)由图像可知,电流与电压不成正比,原因是灯丝的电阻随温度的变化而变化;
灯泡正常发光时两端电压为,所以此时小灯泡的电阻为。
基础通关
1.(25-26九年级上·上海金山·期中)物理兴趣小组的同学们设计了电路盲盒,如图所示。电路中电源电压保持不变,闭合开关后,电压表示数为,电流表示数为,则虚线框内的电阻连接情况可能是_________
A.和的电阻串联
B.和的电阻并联
C.和的电阻并联
【答案】
C
【详解】由欧姆定律得虚线框内总电阻
A.两电阻串联,总电阻 ,与总电阻不符。
B.两电阻并联,总电阻 ,与总电阻不符。
C.两电阻并联,总电阻 ,与总电阻相符。
故选C。
2.小红测量标有“3.8 V,0.3 A”的小灯泡在正常工作时的电阻。实验室提供了如下器材:
A.电池组(电压6 V)、开关、导线;
B.电流表(0-3 A);
C.电流表(0-0.6 A);
D.电压表(0-3 V);
E.电压表(0-15 V);
F.滑动变阻器(0-10Ω,允许通过的最大电流2 A);
G.滑动变阻器(0-50Ω,允许通过的最大电流1.5 A);
(1)为了使测量过程安全且结果准确,在选择了A组器材后,电流表应选用___________,电压表应选用___________,滑动变阻器应选用___________。(填写所选器材的字母代号)
(2)请根据要求在如图虚线框内画出实验电路图。
(3)闭合开关后把滑动变阻器的滑片从某一位置移动到另一位置的过程中,测量数据如下表所示,当电压表示数为3.0 V时,电流表的示数如图1所示。请你在图2所示的坐标系中画出电压为3 V时的数据点,并描绘出小灯泡的关系图像。
【提示:在依据实验数据绘制图线时不要把数据点逐点连接成折线,而应依据数据点的整体分布趋势,描绘出一条直线或平滑曲线,让尽可能多的点在图线上,或让数据点比较均匀地分布在图线两旁,这样绘制出的图线比图上的任何一个数据点更适合作为进行分析预测的依据。】
U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.8
I/A
0.12
0.16
0.18
0.21
0.22
0.25
(4)根据图2绘制的图像可知,该小灯泡的电阻随电压的增大,电流增大,温度升高而___________。
【答案】(1) C E G
(2)
(3)
(4)增大
【详解】(1)小灯泡额定电流,电流表选C(0~0.6A);
灯泡额定电压,电压表选E(0~15V);
灯泡正常工作时,滑动变阻器分压
滑动变阻器应接入阻值
若要测量灯泡电压低至0.5V的实验数据,滑动变阻器需要分担电压5.5V,对应所需最大阻值约为,大于F的最大阻值10Ω,因此滑动变阻器应选G。
(2)原理:伏安法测小灯泡电阻;电路组成:电源、开关、滑动变阻器、小灯泡、电流表串联;电压表并联在小灯泡两端,滑动变阻器采用一上一下接法,如图所示。
(3)电流表接,分度值,电压时电流读数。描点:、、、、、、。注意:不要连成折线,画一条平滑曲线,点均匀分布在线两侧,如图所示。
(4)根据图像,电阻 ,随着电压增大,电流增大但增速放缓,导致增大,即电阻增大。
3.小明用如图甲所示的电路测量定值电阻Rx的阻值。
(1)连接电路时开关应______,滑动变阻器的滑片应移到最_____端;
(2)闭合开关,移动滑片,当电压表示数为1.2V时,电流表示数如图乙所示,其读数为______A,则待测电阻的阻值为_____Ω;
(3)实验中通过移动滑片位置得到多组实验数据计算出Rx的平均值,这样做的目的是 (填字母);
A.寻找普遍规律
B.减小误差
(4)上述实验完成后,他们想测量铭牌模糊不清的滑动变阻器R滑的最大阻值,在保证电路安全的情况下,设计了如图丙所示的电路(电源电压恒定但未知,定值电阻的阻值为R0),请将他们的实验步骤补充完整:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片移至最左端,读出电流表的示数为;
②闭合开关S,_______,读出电流表的示数为;
③滑动变阻器最大阻值=_________(用、和表示)。
【答案】(1) 断开 右
(2) 0.24 5
(3)B
(4) 将滑动变阻器的滑片移至最右端
【详解】(1)为了保护电路,在连接电路时,开关要断开,滑动变阻器的滑片要移到阻值最大处,即移到最右端。
(2)由图乙可知,电流表接小量程,分度值为0.02A,其读数为0.24A;
已知此时电压表示数为1.2V,则待测电阻的阻值
(3)实验中通过移动滑片位置得到多组实验数据计算出Rx的平均值,目的是减小测量误差,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
(4)将滑动变阻器的滑片移至最左端时,其连入电路的阻值为0,电路中只有,则电源电压
将滑动变阻器的滑片移至最右端时,其连入电路的阻值最大,为,且与串联,则电源电压
联立两式,可得滑动变阻器最大阻值
4.利用如图所示的电路来测量未知电阻Rx的阻值,定值电阻R0=20Ω。
(1)将实验过程补充完整:
①对照电路图连接电路,闭合开关S1,记下电流表A1的示数为0.3A,则电源电压U=___ V;
②断开开关S1,再闭合开关S2,记下电流表A2的示数为0.2A;
③断开开关,整理器材。
(2)根据上述数据可计算出Rx= ___Ω。
【答案】(1)6
(2)30
【详解】(1)闭合开关,此时只有电阻接入电路,电源电压
(2)断开开关S1,再闭合开关S2,此时为Rx的简单电路,电流表A2的示数为0.2A,即
两次操作中,电源电压保持不变,则的电压为电源电压为
根据欧姆定律可得,待测电阻的阻值
5.(2026·内蒙古赤峰·一模)小杨在没有电流表的情况下利用如图甲所示电路,测量小灯泡正常发光时的电阻。已知电源电压为6V,R0的阻值为10Ω,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路正确连接,导线不要交叉______。连接电路时开关应该______,闭合开关前需将滑片移至______端。
(2)闭合开关移动滑片,发现小灯泡不发光,电压表V1示数接近电源电压,电压表V2无示数(接线均完好,导线无断路),故障原因可能是___________。
(3)排除故障后,闭合开关移动滑片,电压表V2示数如图乙所示为_______V,此时通过小灯泡的电流为_______A。
(4)继续移动滑片,当电压表V1示数为5V时,小灯泡正常发光,此时小灯泡的电阻为______Ω。
【答案】(1) 断开 左
(2)小灯泡断路
(3) 1.5 0.15
(4)10
【详解】(1)依整个题意,电路为与小灯泡 L 和滑动变阻器串联,电压表测与小灯泡电压,当电压表示数为5V时,小灯泡正常发光,故选大量程;测两端电压,因灯泡额定电压为2.5V,所以此时示数应为2.5V,故选小量程;滑动变阻器“一上一下”接线,开关控制整个电路,据此作图。
连接电路时,开关应断开,防止电路短路损坏元件。
闭合开关前,滑片应移至最左端,使滑动变阻器接入电阻最大,保护电路。
(2)闭合开关后,小灯泡不发光,示数接近电源电压,说明两端能与电源连通,可能是与小灯泡 L 其中一个断路;无示数,说明故障可能为小灯泡断路。
(3)电压表量程为0~3V,分度值0.1V,示数为1.5V。
因为串联电路电流处处相等,此时通过小灯泡的电流为
(4)因为小灯泡额定电压为,此时电压表 示数为5V,即两端电压(示数)为
所以电路电流为
因此小灯泡电阻为
6.(25-26九年级上·山东日照·期中)如图所示是一种自动测定油箱内油量的装置示意图,滑动变阻器的金属滑片跟滑杆(杠杆)相连,观察图示,以下分析错误的是( )
A.油量增加,的阻值增大,电流表示数变小
B.在电路中起到保护电路的作用
C.电流表可以改装成油量表,电流表示数越大,油量越多
D.此图中在两端并联一个电压表,也可以改装成油量表
【答案】A
【详解】AC.当油量增加时,油面升高,浮子位置升高,在杠杆作用下,滑片下移,变阻器连入电路的阻值减小,电路中的总电阻减小,由知,电路中的电流增大,即电流表示数增大,所以电流表可以改装成油量表,电流表示数越大,油量越多,故A错误,C正确;
B.当油面增加到一定程度时,滑片下移到最下端,此时变阻器连入电路的电阻为0,此时若没有,则会造成电源短路,故在电路中起到保护电路的作用,故B正确;
D.若图中在两端并联一个电压表,当油量增加时,电路中的电流变大,由知两端的电压变大,电压表示数变大,故电压表可以改装成油量表,故D正确。
本题选择描述错误的,故选A。
7.如图所示,甲、乙两根材料和长度相同的导体,乙的横截面积较大。若把它们并联在电路中,下列说法正确的是( )
A.甲的电阻小于乙的电阻 B.总电阻小于甲的电阻
C.两导体两端电压 D.通过两导体的电流
【答案】B
【详解】A.导体的电阻与横截面积有关,材料和长度相同时,横截面积越大电阻越小,乙的横截面积较大,故,故A错误;
B.并联电路的总电阻小于任一分电阻,故总电阻小于甲的电阻,故B正确;
C.并联电路各支路两端电压相等,故,故C错误;
D.由可知,电压相等且,则,故D错误。
故选B。
8.(23-24九年级上·新疆乌鲁木齐·期中)如图甲是某电子秤的原理图,已知定值电阻R0=15Ω,电源电压为9V恒定不变,压力传感器R的阻值随所受压力变化的图像如图乙所示,托盘的质量忽略不计。该电子秤表是由_______表改装而成的,当托盘内物体的质量是15kg时,通过电路的电流是_____A。
【答案】 电压 0.12
【详解】该电路中,电阻与R串联连接,电子秤表与电阻并联连接,根据电流表和电压表的正确连接方法可知,电子秤是由电压表改装而成的。
托盘内该物体的重力为
故物体对电子称的压力大小为。根据图乙可知,此时,故电路总电阻为
电路中的电流为
9.在“测量定值电阻的阻值”的实验中:
(1)本实验的原理为________;
(2)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整:(要求:滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表的示数变大)
(3)连接电路时,当接好最后一根导线时,电流表就有了示数,造成这一现象的原因可能是:________
(4)开始实验时,闭合开关,发现电流表无示数,电压表有示数,电路故障可能是电阻________。
(5)实验过程中得到的部分数据如表所示。第3次测量时,电压表的示数如图乙所示,请将读数填入表格中________。多次测量的目的是________;
次序
电压U/V
电流I/A
电阻/Ω
电阻平均值/Ω
1
0.8
0.16
5
2
1.6
0.32
5
3
_______
0.5
(6)本实验所测得未知电阻的阻值为________Ω。
(7)测完定值电阻阻值后,他准备把电阻换成小灯泡继续测量小灯泡的电阻,并绘制出如图所示的甲、乙两条图线。根据图线可知,________(选填“甲”或“乙”)是小灯泡的图线。
【答案】(1)
(2)
(3)连接电路时开关没有断开
(4)断路/开路
(5) 2.5 减小实验误差
(6)5
(7)甲
【详解】(1)测量定值电阻阻值的核心思路是测出电阻两端的电压和通过电阻的电流,再根据欧姆定律的变形公式计算电阻,这就是伏安法测电阻的原理。
(2)测量定值电阻阻值时,电压表应与定值电阻并联,由第5小问表格中的数据可知,电压表的分度值应为0.1V,不是0.5V,所以电压表应选择0~3V的测量范围,将电压表的“3”接线柱与定值电阻的右接线柱相连,而滑动变阻器应与定值电阻串联,要求滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表的示数变大,则滑动变阻器接入电路的阻值变小,所以应将滑动变阻器的右下接线柱与电流表的“-”接线柱相连。
(3)连接电路时开关必须断开,若开关未断开,当接好最后一根导线时,电路会处于通路状态,电表立刻有示数。
(4)电流表无示数说明电路可能发生断路,电压表有示数说明电压表两端可以连通到电源两极,因此故障可能是与电压表并联的待测电阻Rx本身断路。
(5)由图乙和题意可知,电压表选择0~3V的测量范围,分度值为0.1V,示数为2.5V;定值电阻的阻值受温度影响很小,阻值几乎不变,多次测量取平均值可以减小实验误差。
(6)第3次测得的电阻值为
则未知电阻的阻值为
(7)小灯泡的灯丝电阻会随温度升高而增大,当电压升高时,灯丝温度上升、电阻变大,根据,电流的增长速度会逐渐变慢,I-U图线会向电压轴弯曲;而定值电阻的I-U图线是过原点的直线,因此曲线甲是小灯泡的I-U图线。
10.小明同学做“伏安法测定值电阻的阻值”实验,实验电路如图所示,实验数据如下表所示。
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻
1
0.12
2
2.0
0.20
3
2.5
0.26
(1)该实验的测量原理是____________。
(2)闭合开关后,移动滑片P到某位置,第1次实验时电压表的示数如图所示,示数为______V。则此时测得待测电阻的阻值为______。(计算结果保留一位小数)
(3)表格第一行最后一列缺失相应的物理量,请补充完整______。实验中进行多次测量的目的是________________________。
(4)小明完成实验后,同组的小红提出:我们在后续实验中测量“小灯泡发光时的电阻”时,也可以用多次测量求平均值的方法来作为小灯泡的电阻。你认为小红的观点是______(选填“A正确”或“B错误”)的,请简要阐明理由:________________________。
【答案】(1)
(2) 1 8.3
(3) 电阻平均值R/Ω 求平均值,减小实验误差
(4) B 灯丝电阻随温度升高而增大,小灯泡不同电压下灯丝温度不同,电阻不同,求平均值没有物理意义
【详解】(1)本实验用电流表测量通过定值电阻的电流I,用电压表测量定值电阻两端的电压U,由公式可得出定值电阻的阻值。
(2)由表格中数据分析可知,电压表选择的是小量程,分度值为0.1V,读数为1V;
待测电阻的阻值
(3)测定值电阻实验,计算出每次的电阻后,还要计算电阻平均值,用来减小误差,因此最后一列物理量是“电阻平均值R/Ω”;
定值电阻阻值基本不变,多次测量得到多组电阻值,取平均值,减小偶然误差。
(4)灯丝电阻会随温度升高而变大, 不同电压下灯丝电阻本身就不一样,不是测量误差导致,不能求平均值当作灯泡电阻,所以小红观点错误;
错误的理由是灯丝电阻随温度升高而增大,小灯泡不同电压下灯丝温度不同,电阻不同,求平均值没有物理意义。
11.(25-26九年级上·福建厦门·期中)如图所示,这是自制调光台灯及其简化电路图,电源电压3 V不变。闭合开关S,电压表示数为2 V,电流表示数为0.2 A.求:(不考虑灯泡灯丝的电阻变化)
(1)灯泡L的电阻;
(2)调节滑片至灯泡最暗时,电流表示数为0.1 A, 求滑动变阻器的最大值。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由电路图可知,滑动变阻器R与灯泡L串联,电流表测电路中的电流,电压表测灯泡L两端的电压,已知此时电压表示数,电路电流,根据欧姆定律可得灯泡的电阻
(2)滑片调至灯泡最暗时,滑动变阻器接入最大阻值,此时电流,总电阻为
由串联电路电阻规律可知,滑动变阻器最大阻值为
素养提升
1.(2026·青海西宁·中考真题)小西所在的实验小组做“用电流表和电压表测量电阻”的实验过程如下:
(1)请按照图甲将图乙连接完整,要求滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表示数变小。
(2)连接电路时发现,当他们接好最后一根导线后,电流表的指针立刻发生了偏转,由此可知他们在连接电路时没有_______。
(3)正确连接电路后,闭合开关发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,则原因可能是_______。
(4)排除故障后继续进行实验,将数据记录到下表中,请根据数据计算得出该定值电阻的电阻R=_______Ω(结果保留一位小数)。
实验次数
1
2
3
4
5
电压/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流/A
0.10
0.20
0.28
0.40
0.50
(5)交流讨论后,实验小组的同学们发现不用电压表也能测出未知定值电阻的电阻R,于是设计了如图丙所示的电路,已知定值电阻的电阻为R0,电源电压不变,步骤如下:
①当只闭合开关S1时,电流表的示数为I1;
②当闭合_______时,电流表的示数为I2;
③未知定值电阻的电阻R=_______(用已知物理量R0和测出的物理量I1、I2的符号表示)。
【答案】(1)
(2)断开开关
(3)定值电阻断路
(4)5.1
(5) S1和S2
【详解】(1)滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表示数变小,则变阻器接入电路的阻值增大,则变阻器左下接线柱与定值电阻右接线柱用导线相连。据此作图。
(2)他们接好最后一根导线后,电流表的指针立刻发生了偏转,则说明连电路时,开关没有断开。
(3)发现电流表无示数,电路可能有断路发生,而电压表有示数,说明电压表到电源两极间是通路,所以故障原因可能是定值电阻断路。
(4)根据公式分别求出5次实验的电阻,然后取平均值。
定值电阻阻值为
(5)当只闭合开关S1时,与串联,电流表示数为,则电源电压为
当闭合开关、时,R被短路,此时电流表示数为,则电源电压为
电源电压不变,则
未知定值电阻的阻值
2.学校“水培种植小屋”的蔬菜适宜生长的温度在之间,项目式学习小组利用热敏电阻和电阻箱设计温度报警电路,电阻箱是可以调节并显示阻值的变阻器。
(1)利用图1甲所示电路探究热敏电阻阻值随环境温度变化的规律。
①连接电路的过程中,应将开关_______;将电阻箱的阻值调至最大,起到______________的作用。
②将热敏电阻置于的环境中,闭合、断开,记录电流表示数;
③___________________(描述开关状态),调节电阻箱直至电流表示数为_______,此时。
④将热敏电阻置于不同温度的环境中,重复步骤②③,测得的数据如表:
温度/℃
0
10
20
30
40
阻值/Ω
2800
1800
1200
800
600
分析数据可得:热敏电阻的阻值随温度的升高而_______。
(2)根据上述探究结果,设计报警电路。实验器材:电源(恒为)、热敏电阻、电阻箱()、数字电压表V(时报警)、数字电流表mA(时报警)、开关一个、导线若干。
设计要求:小屋温度或时都有一个电表报警。
①虚线框中的电路图(图2)是学习小组设计的报警电路,但它不能完全满足要求,请你根据设计要求将电路图补画完整_______。
②设计的电路中,电阻箱应调为_______Ω。当温度降低到时电路报警,此时电流表的示数为_______mA。
【答案】(1) 断开 保护电路 断开、闭合 减小
(2) 1200 4
【详解】(1)[1]连接电路时开关必须断开,避免接线过程中误触导通,导致元件损坏;将可调变阻器阻值调至最大,此时电路总电阻最大,电流最小,起到保护电路的作用。
[2]先让热敏电阻接入电路,记录电流为;之后保持电源电压不变,换用电阻箱单独接入电路,调节电阻箱使电流仍为,说明此时电阻箱的阻值和热敏电阻阻值完全相等,因此开关状态为闭合、断开,电流表示数为。
[3]温度从升高到时,热敏电阻阻值从2800Ω逐步降到600Ω,因此热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。
(2)[1]由图2可知,热敏电阻与电阻箱串联,由于电源电压恒定,当热敏电阻的阻值随着温度的升高而减小时,电路的总电阻变小,由可知,电路中的电流变大,要求电流时报警,所以当温度为30℃时,电流表的示数应为6mA;当温度达到下限10℃时,由于串联电路中的电阻阻值越大,电阻分压越大,且热敏电阻的阻值随着温度的降低而变大,热敏电阻分得的电压就会随着温度的降低而变大,为了使得电压表在电压时报警,电压表应并联在热敏电阻两端,据此可设计电路图;
[2]温度为30℃时,热敏电阻的阻值为800Ω,电流表的示数应为6mA,电阻箱的阻值
当温度达到下限10℃时,电压表的示数为7.2V,此时电流表的示数
3.如图所示是测量未知电阻的实验电路,电源两端电压不变,定值电阻。请补充完成主要实验步骤,并进行数据处理。
(1)实验步骤:
①只闭合开关S、S2,读出并记录电压表示数;
②______,读出并记录电压表示数;
③计算的阻值;
(2)数据记录与处理。请你用、、表示______。
【答案】(1)只闭合开关、
(2)
【详解】(1)第一步只闭合开关、,读出并记录电压表示数,此时电压表测电源电压。
第二步需要测其中一个电阻两端的电压,故只闭合开关、,读出并记录电压表示数,此时电压表测未知电阻两端电压。
(2)根据上述分析可知,定值电阻两端电压为
根据串联分压规律有
即
化简得
4.课外兴趣小组要测量一个未知电阻的阻值,现有下列器材:电源,两个量程均为的电流表A1、A2,一个已知阻值的定值电阻,一个滑动变阻器,开关,导线若干。兴趣小组的同学们开动脑筋,积极思考,设计出了一个测量阻值的方法。
(1)连接好电路,闭合开关S之前,滑动变阻器的滑片P应滑到_________(选填“a”或“b”)端。
(2)调节滑动变阻器,使两个电流表有一个恰当的读数,如图所示,电流表A1的读数为__________,电流表A2的读数为__________。根据两电流表读数可得出被测电阻__________。
(3)考虑到电流表有内阻,该方法测出的阻值与的真实值相比偏_________(选填“大”或“小”)。
【答案】(1)b
(2) 0.3A 0.5A 6
(3)大
【详解】(1)为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑到阻值最大处,即b端。
(2)两电流表的量程均为,分度值为,所以电流表A1、A2的示数分别为,,电流表A1测通过电阻的电流,电流表A2测干路电流,所以通过电阻的电流为
电阻两端的电压为
电阻两端的电压
所以电阻的阻值为
(3)考虑电流表的内阻时,电阻两端的电压等于待测电阻两端的电压与电流表A1两端的电压之和,因此计算时所取用的两端电压的测量值大于其真实值,而电流值准确,由可知此时测出的电阻与真实值相比偏大。
5.(25-26九年级上·吉林长春·期末)小磊打算用“伏安法”测量小灯泡正常发光时的电阻,已知小灯泡正常发光时的电压为,小磊发现电流表损坏,其他元件完好。
(1)“伏安法”测电阻的原理是___________。
(2)小磊用已有的器材、已知阻值的定值电阻和另一块电压表,设计了如图所示的电路图。其中虚线框内的元件组合体相当于___________表。
(3)小磊进行的实验操作如下:
①按电路图连接好电路,并将滑动变阻器连入电路的阻值调到___________。
②闭合开关,移动滑片,使小灯泡两端电压为___________,并读出两端的电压为。
③小灯泡正常发光时的电阻___________。(用已知量和测量量字母表示)
【答案】(1)
(2)电流
(3) 最大
【详解】(1)“伏安法”测电阻的原理是欧姆定律的变形公式,即通过测量电阻两端的电压U和通过电阻的电流I,来计算电阻R的值。
(2)由图可知,定值电阻与电压表V2并联,根据欧姆定律,只要知道两端的电压,就可以算出通过的电流
因为在串联电路中,电流处处相等,所以通过小灯泡的电流也等于,所以虚线框内的元件组合体相当于电流表。
(3)[1]按电路图连接好电路,并将滑动变阻器连入电路的阻值调到最大,这样可以起到保护电路的作用。
[2]闭合开关S,移动滑片,使灯泡两端电压等于小灯泡的额定电压U(小灯泡正常发光时的电压),并读出两端电压为。
[3]串联电路电流相等,根据欧姆定律计算出电流
则小灯泡的电阻
6.(2026·江苏镇江·中考真题)某兴趣小组进行“测量光敏电阻的阻值”实验。
(1)请按如图1所示的电路将图2中的实物电路连接完整。
(2)实验步骤如下:
①闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应滑到最________端。
②用光源照射光敏电阻,断开开关,闭合开关、,调节滑动变阻器的滑片,记录电流表的示数为0.1 A,断开、。
③________(选填“需要”或“不需要”)移动滑动变阻器的滑片,闭合开关、,调节电阻箱的阻值,使电流表的示数为________A,记录电阻箱的阻值为40 Ω,断开、。
(3)该情况下光敏电阻的阻值=________Ω.整理实验仪器时,应先拆除________两端的导线。
【答案】(1)
(2) 右 不需要 0.1
(3) 40 电源
【详解】(1)对照图1的电路图可知,和并联,再与滑动变阻器串联,滑动变阻器接入电路时,应遵循“一上一下”的原则,因此可将滑动变阻器上端任一接线柱与开关右端接线柱相连即可。据此连接实物图。
(2)闭合开关S前,滑动变阻器需要调到最大阻值处,起保护电路的作用,结合电路图1可知,此时应将滑动变阻器滑片滑到最右端。
本实验用的是等效替代法:第一步用接入电路,调节滑动变阻器得到0.1A的电流后,必须保持滑动变阻器滑片不动,保证电路中除待测电阻外的总电阻不变,再换用电阻箱接入电路,调节电阻箱让电流仍为0.1A,此时电阻箱的阻值就和光敏电阻完全等效。
(3)由(2)可知,由于两次实验中滑动变阻器的阻值不变、电路电流相同,说明两次电路的总电阻完全相等,因此光敏电阻的阻值和此时电阻箱的阻值相等,即。
实验整理器材时,为了避免误操作造成电源短路等安全问题,要先拆除电源两端的导线,再整理其余器材。
7.(2026·内蒙古通辽·模拟预测)如图甲是某电子秤的原理图,已知R0是阻值为30Ω的定值电阻,电源电压为9V恒定不变,压力传感器R的阻值随所受压力变化的图像如图乙所示,托盘的质量忽略不计,求:
(1)该电子秤表是由______表改装而成的;
(2)当托盘内受到的压力是150N时,通过电路的电流;
(3)若R0两端的电压最大只能为8V,则该电子秤受到的压力。
【答案】(1)电压
(2)0.25A
(3)
【详解】(1)电子秤表与R0并联,是由电压表改装而成的。
(2)由乙图可知,当时,压敏电阻的阻值,电路中的总电阻
通过电路中的电流
(3)当电压表示数为8V时,根据串联电路中电流处处相等,由欧姆定律可得
代入数据,可得
解得,由图乙可知。
8.(25-26九年级上·福建南平·期中)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
【详解】(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。
迁移创新
1.(25-26九年级上·四川成都·期中)小明用伏安法测某一阻值约为几百欧的定值电阻实验。
(1)小明发现,逐渐减小滑动变阻器的接入电阻,电压表示数逐渐变大,但电流表的指针几乎不偏转,经检查电路完好。电流表的指针几乎不偏转的原因是________,所以不能用伏安法测出该电阻的阻值。
(2)同组的小红设计了另一种测量电阻的方案,电路图如图所示,电路中定值电阻的阻值已知,电源电压未知。
①她先断开,闭合S、,读出电压表示数为;
②再________(填各开关的状态),读出电压表示数为;
③电阻的阻值表达式为________(用、、表示)。
(3)小明在实验室选择合适的实验器材,又设计如图所示的四个电路测量的阻值,其中为已知阻值的定值电阻、R为电阻箱,则能测出未知电阻的两个电路是________。
【答案】(1)待测电阻阻值太大
(2) 断开,闭合S、
(3)甲、丁
【详解】(1)实验室中电源电压一般不大,由于待测电阻阻值太大,根据计算,电路中的电流值太小,电流值变化量不易测量,所以不能用伏安法测出该电阻的阻值。
(2)同组的小红设计了另一种测量电阻的方案,电路图如右图所示,只用到一个电压表,电路中定值电阻的阻值已知,电源电压未知;先断开,闭合、,此时两电阻串联,电压表测量电源电压,电压表示数为,即①
再断开,闭合、,此时两电阻仍串联,但电压表测量待测电阻两端电压,读出电压表示数为,此时②
联立①②可得电阻的阻值表达式为
(3)甲图中,开关断开时两电阻串联,电压表测量未知电阻两端电压,此时
开关闭合后定值电阻被短路,电压表测量电源电压,代入上式可解得未知电阻阻值。
乙图中,开关断开时电压表测量电源电压,闭合后定值电阻短路,电压表仍测量电源电压,无法计算出未知电阻的阻值。
丙图中两电阻串联,电路中电流处处相同,根据欧姆定律,只闭合开关时,可得到未知电阻两端的电压;再只闭合开关时,电压表正负接线柱接反,不可计算出未知电阻的阻值。
丁图中可采用等效替代法,先将开关接1,调节变阻器得到电压表示数,再改接2调整电阻箱使电压表示数保持不变,即可得到未知电阻的阻值。
故甲、丁能测出未知电阻阻值。
2.(25-26九年级上·福建莆田·期中)学校“水培种植小屋”的蔬菜适宜生长的温度在10-30℃之间,项目式学习小组利用热敏电阻和电阻箱设计温度报警电路,电阻箱是可以调节并显示阻值的变阻器。
(1)利用图甲所示电路探究热敏电阻Rt阻值随环境温度t变化的规律:
①连接电路的过程中,应将开关_________;
②将热敏电阻置于0℃的环境中,闭合S1、断开 记录电流表示数I0;
③然后________________(描述开关状态),调节电阻箱R0直至电流表示数为__________,此时 ;
④将热敏电阻Rt置于不同温度的环境中,重复步骤③,测得的数据如表:
温度t/℃
0
10
20
30
40
阻值Rt/Ω
2800
1800
1200
800
600
分析数据可得:热敏电阻的阻值随温度的升高而__________;
(2)根据上述探究结果,设计报警电路。实验器材:电源(恒为12V)、热敏电阻Rt,电阻箱(0-9999Ω)、数字电流表mA(I≥6mA时报警)、开关一个、导线若干;
①按照图乙设计一个温度超过30℃电流表就会报警的电路,电阻箱R0应调为________Ω;
②在不改变R0情况下,增加一个电压表(电压表在电压大于一定数值时会报警),使电路能在温度低于10℃时报警,请在图乙中画出电压表的位置。________
【答案】(1) 断开 断开S1,闭合S2 I0 减小
(2) 1200
【详解】(1)在连接电路过程中,开关应处于断开状态,以保护电路。
测量热敏电阻的原理是:在电源电压不变情况下,分别将热敏电阻与电阻箱接入电路,如果电路中电流相等,则热敏电阻阻值与电阻箱连入电路阻值相等。故实验未完成操作应是:断开开关S1,闭合S2,将电阻箱单独接入电路,调节电阻箱,使电流表示数与热敏电阻单独接入电路时相等,则热敏电阻阻值与电阻箱连入电路阻值相等。
读数据记录表格可知,当热敏电阻所处环境温度升高时,其阻值也逐渐减小。
(2)温度为30℃时,热敏电阻阻值为800Ω,此时电路报警,电路中电流为I=6mA=0.006A,此时热敏电阻两端电压为
电阻箱两端电压为
电阻箱连入电路阻值为
该报警电路在工作过程中,如果待测温度降低,则热敏电阻两端电压增大。因此,若要“在电压示数大于一定数值时电压表报警”,电压表应与热敏电阻并联,电路如下:
3.如图所示,一块电阻均匀的矩形薄片,长是宽的两倍。以长边的中点为圆心,挖一个半圆形的孔。若ab间电阻为R,则cd间电阻为________。
【答案】
【详解】把薄片沿着半圆形孔的对称轴分成完全相同的两部分,如图所示:
ab 方向:上半部分和下半部分是串联关系,总电阻 R ,所以每一半的电阻是 。
cd 方向:上半部分和下半部分变成并联关系, 则cd间电阻
学科网(北京)股份有限公司1 / 10
学科网(北京)股份有限公司
$
第一章
机械运动
第3节 测量:用电流表和电压表测量电阻
课标要点
1.通过经历科学探究的全过程,学会用“伏安法”测量电阻。
2.通过实验探究,巩固和加深对欧姆定律的理解。
3.在实验探究过程中,进一步掌握使用电压表和电流表的方法。
4.在实验操作的过程中,养成认真严谨、实事求是做好实验的科学态度。
5.通过实验和推导理解串联电路的等效电阻和计算公式。
6.通过实验和推导理解并联电路的等效电阻和计算公式。
7.会利用串、并联电路特点的知识,解答和计算简单的电路问题。
8.通过实验探究,经历从猜想与假设到实验验证的过程,在实验中认识总电阻与原串联或并联的电阻之间的“等效替代”关系。
学习重难点
重点:1.对实验原理的理解及实验过程的把握。
2.串联、并联电路总电阻的计算公式及运用公式进行简单的计算。
难点:1.实验电路的设计。
2.用“等效替代”的观点分析串联和并联电路。
知识点 “伏安法”测电阻
1.“伏安法”
根据欧姆定律<m>I=U/R的变形式R=U/I,测出待测电阻两端的电压和通过的电流,就可算出电阻,这种测量电阻的方法称为“伏安法”.
2.实验:用“伏安法”测电阻
实验原理R=U/I。
3. 电路图与实物图
4. 实验具体步骤
(1)根据实验原理设计出电路图。
(2)根据设计的电路图连接电路,注意开关应断开,滑动变阻器的滑片在阻值最大处。
(3)检查无误后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数为2.0 V 时,观察并记录电流表的示数。
(4)再次移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数分别为2.5 V、2.8 V 时,观察并记录电流表的示数。
(5)断开开关,整理实验器材。
5. 实验分析
在测量定值电阻的实验中,测量多组电压与电流的值,计算出每次的阻值,最后以多次测量电阻的平均值作为测量结果,这样可以减小实验误差。
6. 操作注意事项
(1)连接实物要规范,开关一定要断开;滑动变阻器要采取“一上一下”的接法;电流从电表的正接线柱流进,负接线柱流出;电流表与被测电阻串联,电压表与被测电阻并联等。
(2)开关闭合前,应将滑动变阻器的阻值调到最大。
(3)电流表、电压表的量程选择要合适,在不超过量程的前提下,应尽可能使电表指针偏转角度大一些,以便减小误差。
(4)对实验数据的处理,仅凭一次测量数据得出的结论是不准确的,也是不可靠的,应采取多次测量求平均值的方法,尽可能减小误差。
(5)每次读完示数后,应立即断开开关,避免因通电时间过长,电阻温度升高使电阻增大,造成测量值不准确。
拓展:用电流表和电压表测定值电阻和小灯泡电阻的辨析
项目
定值电阻
小灯泡的电阻
原理
R=U/I
电路图
图像法处理实验数据
图线为过坐标原点的直线,随着电压增大,电阻不变
图线为过坐标原点的曲线,随小灯泡两端电压增大, 小灯泡的电阻增大
多次测量的目的
多次测量取平均值,减小测量误差
多次测量寻找不同电压下小灯泡电阻的变化规律
实验结论
平均值为所求的电阻值
小灯泡发光越亮时,灯丝的温度越高,灯丝的电阻越大
特别提醒
1.滑动变阻器的作用:
实验名称
不同作用
共同作用
探究电流与电压的关系
改变定值电阻两端电压,多次实验找出普遍规律
保
护
电
路
探究电流与电阻的关系
保证定值电阻两端电压不变,多次实验找出普遍规律
测定值电阻阻值
多次测量取平均值以减小误差
2.电路的连接小技巧:
(1)连接实物图时,先去掉电压表,将剩余元件顺次连接成串联电路,然后将电压表并联在被测对象两端。
(2) 电流表的量程要大于电路中的最大电流;电压表的量程要根据测量对象选择,在不超过量程的情况下,尽量选用小量程。
3.利用电流表和电压表也可以测量小灯泡的电阻。由于不同电压下小灯泡的亮度不同,灯丝的温度也不同,所以计算出的电阻值相差较大,因此,不能求灯丝电阻的平均值。
随学随练
1.小明同学做“伏安法测定值电阻的阻值”实验,实验电路如图所示,实验数据如下表所示。
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻
1
0.12
2
2.0
0.20
3
2.5
0.26
(1)该实验的测量原理是____________。
(2)闭合开关后,移动滑片P到某位置,第1次实验时电压表的示数如图所示,示数为______V。则此时测得待测电阻的阻值为______。(计算结果保留一位小数)
(3)表格第一行最后一列缺失相应的物理量,请补充完整______。实验中进行多次测量的目的是________________________。
(4)小明完成实验后,同组的小红提出:我们在后续实验中测量“小灯泡发光时的电阻”时,也可以用多次测量求平均值的方法来作为小灯泡的电阻。你认为小红的观点是______(选填“A正确”或“B错误”)的,请简要阐明理由:________________________。
知识点 电阻的串联与并联
1. 电阻的串联
设两个串联着的电阻分别为R1、R2,串联电路两端的电压为U,通过的电流为I,而串联电阻R1、R2 的总电阻为R,
当其两端电压为U 时,所通过的电流就是流过R1、R2 的电流I,由欧姆定律可知:U1=IR1,U2=IR2,U=IR。由U=U1+U2 可得,IR=IR1+IR2,即R=R1+R2。
结论:串联电路的总电阻等于各串联电路电阻之和。
说明:串联电路总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都大。
2. 电阻的并联
设电阻R1、R2 并联后接入电路,并联电路两端的电压为U,通过R1、R2 的电流分别为I1、I2,干路上的电流为I,并联电路的总电阻为R,当其两端电压为U时,所通过的电流就是通过R1、R2 的总电流(干路电流),为I。
在并联电路中:I=I1+I2。由欧姆定律得:I1=U/R1,I2=U/R2,干路中的电流I=U/R。则U/R=U/R1+U/R2,所以1/R=1/R1+1/R2。
结论: 并联电路总电阻的倒数等于各分电阻的倒数之和。
说明:电阻并联后总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都小。
知识拓展:
串联电阻的实质:把几个导体串联起来,相当于增加了导体的长度,其总电阻一定比任何一个导体的电阻都大。
并联电阻的实质:两电阻并联后相当于增大了导体的横截面积,所以总电阻变小。
随学随练
1.现将两个电阻 R1=4Ω, R2=6Ω 串联在同一电路中,则电路的等效电阻是_____ Ω 。一个5欧的电阻与一个1欧的电阻并联后,其等效电阻_____ (最后一空选填“小于1欧”、“大于5欧”、“大于1欧小于5欧”)。
2.如图所示,电源电压不变,电阻,闭合开关S,电流表的示数为0.6A,若要使电流表的示数变为1.2A,请判断以下操作中可行的是( )
A.在电阻R两端并联一个5Ω的电阻 B.在电阻R两端并联一个10Ω的电阻
C.在电路中串联一个5Ω的电阻 D.在电路中串联一个10Ω的电阻
题型 伏安法测电阻
判断电路故障是实验题中的一个难点,解题时可以从以下几个方面考虑:(1)电流表有示数,电压表无示数,可能是被测电阻短路;(2)电流表无示数,电压表有示数,可能是被测电阻开路或电流表与电压表位置接反;(3)电压表或电流表指针反向偏转,原因是两电表的接线柱接反了;(4)电压表和电流表指针偏转角度很小,原因是两电表的量程选择过大;(5)滑动变阻器滑片移动时,电表示数无变化,原因是滑动变阻器没有遵循"一上一下"的接线原则,使滑动变阻器作为定值电阻或导线接入电路中;(6)滑动变阻器滑片移动时,电流表的示数变大(变小)时,电压表的示数变小(变大),原因是电压表与滑动变阻器并联,测的是滑动变阻器两端的电压;(7)滑动变阻器滑片移动时,电流表的示数变化,电压表的示数不变,原因是电压表没有与待测电阻并联,而是测量电路中的总电压。
活学活用
1.(25-26九年级上·广东惠州·期中)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____________(用公式表示);
(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______(选填“左”或“右”)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,小灯泡正常发光时的电流为______A,电阻为______Ω。
(4)分析实验数据可知,小灯泡的电阻随温度升高而______(选填“增大”或“减小”)。
(5)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。
题型 特殊法测电阻
1.按照“缺谁求谁”的思路计算待测电阻的阻值
特殊法测电阻一般思路(1)缺少电流表时:根据串联电路电流处处相等求出通过未知电阻的电流
再测出未知电阻两端的电压利用欧姆定律求出Rx。
(2)缺少电压表时:根据并联电路中各支路电压相等求出未知电阻两端的电压再测出通过
未知电阻的电流利用欧姆定律求出Rx。
活学活用
1.(25-26九年级上·北京朝阳·期中)为了测量电阻的阻值,小石选择了两块已经调好的电流表(标有“-”、“0.6”、“3”三个接线柱),一个阻值已知的定值电阻,一个符合要求的电源以及开关S,连接了部分实验电路(导线a未完成连接),如图所示。将电路连接完毕后,闭合开关S,读出电流表、的示数分别为、,下列说法正确的是( )
A.若导线a的右端与的“0.6”接线柱连接,则
B.若导线a的右端与的“0.6”接线柱连接,则
C.若导线a的右端与的“-”接线柱连接,则
D.若导线a的右端与的“-”接线柱连接,则
2.(2025·江苏泰州·中考真题)在“测量定值电阻的阻值”实验中,提供的器材有:三个阻值相差很大的待测电阻(的阻值约为几欧、的阻值约为几百欧、的阻值约为几千欧),两节干电池,电压表、电流表、电阻箱(0~~9999Ω 5A)各一个,滑动变阻器(10Ω 2A)和(100Ω 1A),开关、导线若干。
(1)小明按图甲连接电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到_________(选填“A”或“B”)端;闭合开关,移动滑片的过程中,发现电压表示数变化,电流表始终无示数,故障可能是_________。
(2)排除故障后,闭合开关,当滑片移至某一位置时,电流表示数为0.56A,电压表示数如图乙所示,为_________V,则的阻值为_________。
(3)同组的小华测量另一个待测电阻的阻值,设计了如图丙所示的电路。
①断开开关,闭合、,移动滑动变阻器的滑片至适当位置,读出电压表示数为。
②断开开关,闭合S、,只改变_________(选填“滑动变阻器”或“电阻箱”)的阻值,使电压表示数仍为。
③读出电阻箱的阻值为,则_________(用所测物理量的符号表示)。
④继续移动滑片,重复以上步骤,多次测量的阻值并求平均值,目的是_________。
(4)小明尝试测量剩下的待测电阻的阻值,发现用以上两种方法时,无论如何移动滑片,电压表示数几乎不变,接近电源电压,无法准确测出的阻值。请教老师后获知,电压表相当于一个能显示自身两端电压的定值电阻,且阻值很大。于是小明用老师提供的定值电阻R(阻值为),设计了如图丁所示的电路(电源电压为3V),进行如下操作。
①断开开关,闭合S、,读出电压表示数为2V。
②断开开关,闭合S、,读出电压表示数为0.9V。
③待测电阻的阻值为_________。
题型 图像问题
图像能表示两个物理量之间的关系,在物理学中经常用图像表示电流与电压、电阻的关系。解决此类问题,首先确认横轴、纵轴各表示的是哪个物理量,然后根据图像的特点,结合电路图,找出对应点的物理量的数值,根据欧姆定律,结合串、并联电路的特点来求解。
活学活用
1.利用如图甲所示的电路,可以研究通过小灯泡的电流跟加在它两端电压的关系。实验中使用小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请将图乙中的实物电路连接完整。要求:滑片向右移动灯泡变暗:
(2)连接电路时开关应处于断开状态,闭合开关前,滑动变阻器应处于______端(左或右);实验中,滑动变阻器的作用________________________。
(3)连接电路,闭合开关后,不论怎样移动滑片,灯泡都不亮,电压表无示数,但电流表有示数,电路故障可能是______;
(4)闭合开关S,滑片移动,测量了多组电压表和电流表的数值U、I,根据测量值画出小灯泡的图像如图丙所示。小华认为图像不是一条过原点的直线,违背了欧姆定律,他的观点不对,原因是______。
2.(25-26九年级上·辽宁鞍山·期中)小楠同学想测量一个定值电阻的阻值。
(1)a.如图甲是小楠设计的实验电路。
b.小楠同学将电压表示数分别调到、、和,并记下电流表对应的数值,因实验前没有设计好记录表格,她把测量的电流值都写在草稿纸上(如图乙)。
①请你帮她在下面表格的空白处中填上合适的项目和数据______。
实验序号
1
2
3
4
②由表格内容得出结论:待测电阻的阻值为______Ω。
(2)此实验要多次测量电阻值,其目的是______。
(3)另一组同学在实验中,不小心将滑动变阻器损坏,此时该同学将滑动变阻器从电路中撤下后,还能测出待测电阻的阻值,那么,滑动变阻器损坏对实验结果的影响是____________。为了克服上述缺点,除了换用新的滑动变阻器外,还可以采用的办法是:___________(写一个方法)。
(4)若在实验中,电压表不能使用,电源电压保持不变,滑动变阻器最大阻值为,当滑片P置于阻值最小处时,电流表示数为,滑片P置于阻值最大处时,电流表示数为,则未知电阻的表达式:______。
(5)完成上述实验后,小楠同学想用原电路测量一个标有电压为的小灯泡的电阻。她用灯泡替换了电阻R,闭合开关后,调节滑动变阻器,测得五组实验数据如下表所示:
实验次数
电压表读数/V
电流表读数/A
小灯泡的电阻/Ω
1
2
3
4
5
根据上述实验数据,小楠画出小灯泡的电流随其两端电压变化的关系图像。由图丙可知小灯泡的电阻是变化的,你认为出现这种现象的原因是____________,小灯泡正常发光时的电阻是______。
基础通关
1.(25-26九年级上·上海金山·期中)物理兴趣小组的同学们设计了电路盲盒,如图所示。电路中电源电压保持不变,闭合开关后,电压表示数为,电流表示数为,则虚线框内的电阻连接情况可能是_________
A.和的电阻串联
B.和的电阻并联
C.和的电阻并联
2.小红测量标有“3.8 V,0.3 A”的小灯泡在正常工作时的电阻。实验室提供了如下器材:
A.电池组(电压6 V)、开关、导线;
B.电流表(0-3 A);
C.电流表(0-0.6 A);
D.电压表(0-3 V);
E.电压表(0-15 V);
F.滑动变阻器(0-10Ω,允许通过的最大电流2 A);
G.滑动变阻器(0-50Ω,允许通过的最大电流1.5 A);
(1)为了使测量过程安全且结果准确,在选择了A组器材后,电流表应选用___________,电压表应选用___________,滑动变阻器应选用___________。(填写所选器材的字母代号)
(2)请根据要求在如图虚线框内画出实验电路图。
(3)闭合开关后把滑动变阻器的滑片从某一位置移动到另一位置的过程中,测量数据如下表所示,当电压表示数为3.0 V时,电流表的示数如图1所示。请你在图2所示的坐标系中画出电压为3 V时的数据点,并描绘出小灯泡的关系图像。
【提示:在依据实验数据绘制图线时不要把数据点逐点连接成折线,而应依据数据点的整体分布趋势,描绘出一条直线或平滑曲线,让尽可能多的点在图线上,或让数据点比较均匀地分布在图线两旁,这样绘制出的图线比图上的任何一个数据点更适合作为进行分析预测的依据。】
U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.8
I/A
0.12
0.16
0.18
0.21
0.22
0.25
(4)根据图2绘制的图像可知,该小灯泡的电阻随电压的增大,电流增大,温度升高而___________。
3.小明用如图甲所示的电路测量定值电阻Rx的阻值。
(1)连接电路时开关应______,滑动变阻器的滑片应移到最_____端;
(2)闭合开关,移动滑片,当电压表示数为1.2V时,电流表示数如图乙所示,其读数为______A,则待测电阻的阻值为_____Ω;
(3)实验中通过移动滑片位置得到多组实验数据计算出Rx的平均值,这样做的目的是 (填字母);
A.寻找普遍规律
B.减小误差
(4)上述实验完成后,他们想测量铭牌模糊不清的滑动变阻器R滑的最大阻值,在保证电路安全的情况下,设计了如图丙所示的电路(电源电压恒定但未知,定值电阻的阻值为R0),请将他们的实验步骤补充完整:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片移至最左端,读出电流表的示数为;
②闭合开关S,_______,读出电流表的示数为;
③滑动变阻器最大阻值=_________(用、和表示)。
4.利用如图所示的电路来测量未知电阻Rx的阻值,定值电阻R0=20Ω。
(1)将实验过程补充完整:
①对照电路图连接电路,闭合开关S1,记下电流表A1的示数为0.3A,则电源电压U=___ V;
②断开开关S1,再闭合开关S2,记下电流表A2的示数为0.2A;
③断开开关,整理器材。
(2)根据上述数据可计算出Rx= ___Ω。
5.(2026·内蒙古赤峰·一模)小杨在没有电流表的情况下利用如图甲所示电路,测量小灯泡正常发光时的电阻。已知电源电压为6V,R0的阻值为10Ω,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路正确连接,导线不要交叉______。连接电路时开关应该______,闭合开关前需将滑片移至______端。
(2)闭合开关移动滑片,发现小灯泡不发光,电压表V1示数接近电源电压,电压表V2无示数(接线均完好,导线无断路),故障原因可能是___________。
(3)排除故障后,闭合开关移动滑片,电压表V2示数如图乙所示为_______V,此时通过小灯泡的电流为_______A。
(4)继续移动滑片,当电压表V1示数为5V时,小灯泡正常发光,此时小灯泡的电阻为______Ω。
6.(25-26九年级上·山东日照·期中)如图所示是一种自动测定油箱内油量的装置示意图,滑动变阻器的金属滑片跟滑杆(杠杆)相连,观察图示,以下分析错误的是( )
A.油量增加,的阻值增大,电流表示数变小
B.在电路中起到保护电路的作用
C.电流表可以改装成油量表,电流表示数越大,油量越多
D.此图中在两端并联一个电压表,也可以改装成油量表
7.如图所示,甲、乙两根材料和长度相同的导体,乙的横截面积较大。若把它们并联在电路中,下列说法正确的是( )
A.甲的电阻小于乙的电阻 B.总电阻小于甲的电阻
C.两导体两端电压 D.通过两导体的电流
8.(23-24九年级上·新疆乌鲁木齐·期中)如图甲是某电子秤的原理图,已知定值电阻R0=15Ω,电源电压为9V恒定不变,压力传感器R的阻值随所受压力变化的图像如图乙所示,托盘的质量忽略不计。该电子秤表是由_______表改装而成的,当托盘内物体的质量是15kg时,通过电路的电流是_____A。
9.在“测量定值电阻的阻值”的实验中:
(1)本实验的原理为________;
(2)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整:(要求:滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表的示数变大)
(3)连接电路时,当接好最后一根导线时,电流表就有了示数,造成这一现象的原因可能是:________
(4)开始实验时,闭合开关,发现电流表无示数,电压表有示数,电路故障可能是电阻________。
(5)实验过程中得到的部分数据如表所示。第3次测量时,电压表的示数如图乙所示,请将读数填入表格中________。多次测量的目的是________;
次序
电压U/V
电流I/A
电阻/Ω
电阻平均值/Ω
1
0.8
0.16
5
2
1.6
0.32
5
3
_______
0.5
(6)本实验所测得未知电阻的阻值为________Ω。
(7)测完定值电阻阻值后,他准备把电阻换成小灯泡继续测量小灯泡的电阻,并绘制出如图所示的甲、乙两条图线。根据图线可知,________(选填“甲”或“乙”)是小灯泡的图线。
10.小明同学做“伏安法测定值电阻的阻值”实验,实验电路如图所示,实验数据如下表所示。
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻
1
0.12
2
2.0
0.20
3
2.5
0.26
(1)该实验的测量原理是____________。
(2)闭合开关后,移动滑片P到某位置,第1次实验时电压表的示数如图所示,示数为______V。则此时测得待测电阻的阻值为______。(计算结果保留一位小数)
(3)表格第一行最后一列缺失相应的物理量,请补充完整______。实验中进行多次测量的目的是________________________。
(4)小明完成实验后,同组的小红提出:我们在后续实验中测量“小灯泡发光时的电阻”时,也可以用多次测量求平均值的方法来作为小灯泡的电阻。你认为小红的观点是______(选填“A正确”或“B错误”)的,请简要阐明理由:________________________。
11.(25-26九年级上·福建厦门·期中)如图所示,这是自制调光台灯及其简化电路图,电源电压3 V不变。闭合开关S,电压表示数为2 V,电流表示数为0.2 A.求:(不考虑灯泡灯丝的电阻变化)
(1)灯泡L的电阻;
(2)调节滑片至灯泡最暗时,电流表示数为0.1 A, 求滑动变阻器的最大值。
素养提升
1.(2026·青海西宁·中考真题)小西所在的实验小组做“用电流表和电压表测量电阻”的实验过程如下:
(1)请按照图甲将图乙连接完整,要求滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表示数变小。
(2)连接电路时发现,当他们接好最后一根导线后,电流表的指针立刻发生了偏转,由此可知他们在连接电路时没有_______。
(3)正确连接电路后,闭合开关发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,则原因可能是_______。
(4)排除故障后继续进行实验,将数据记录到下表中,请根据数据计算得出该定值电阻的电阻R=_______Ω(结果保留一位小数)。
实验次数
1
2
3
4
5
电压/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流/A
0.10
0.20
0.28
0.40
0.50
(5)交流讨论后,实验小组的同学们发现不用电压表也能测出未知定值电阻的电阻R,于是设计了如图丙所示的电路,已知定值电阻的电阻为R0,电源电压不变,步骤如下:
①当只闭合开关S1时,电流表的示数为I1;
②当闭合_______时,电流表的示数为I2;
③未知定值电阻的电阻R=_______(用已知物理量R0和测出的物理量I1、I2的符号表示)。
2.学校“水培种植小屋”的蔬菜适宜生长的温度在之间,项目式学习小组利用热敏电阻和电阻箱设计温度报警电路,电阻箱是可以调节并显示阻值的变阻器。
(1)利用图1甲所示电路探究热敏电阻阻值随环境温度变化的规律。
①连接电路的过程中,应将开关_______;将电阻箱的阻值调至最大,起到______________的作用。
②将热敏电阻置于的环境中,闭合、断开,记录电流表示数;
③___________________(描述开关状态),调节电阻箱直至电流表示数为_______,此时。
④将热敏电阻置于不同温度的环境中,重复步骤②③,测得的数据如表:
温度/℃
0
10
20
30
40
阻值/Ω
2800
1800
1200
800
600
分析数据可得:热敏电阻的阻值随温度的升高而_______。
(2)根据上述探究结果,设计报警电路。实验器材:电源(恒为)、热敏电阻、电阻箱()、数字电压表V(时报警)、数字电流表mA(时报警)、开关一个、导线若干。
设计要求:小屋温度或时都有一个电表报警。
①虚线框中的电路图(图2)是学习小组设计的报警电路,但它不能完全满足要求,请你根据设计要求将电路图补画完整_______。
②设计的电路中,电阻箱应调为_______Ω。当温度降低到时电路报警,此时电流表的示数为_______mA。
3.如图所示是测量未知电阻的实验电路,电源两端电压不变,定值电阻。请补充完成主要实验步骤,并进行数据处理。
(1)实验步骤:
①只闭合开关S、S2,读出并记录电压表示数;
②______,读出并记录电压表示数;
③计算的阻值;
(2)数据记录与处理。请你用、、表示______。
4.课外兴趣小组要测量一个未知电阻的阻值,现有下列器材:电源,两个量程均为的电流表A1、A2,一个已知阻值的定值电阻,一个滑动变阻器,开关,导线若干。兴趣小组的同学们开动脑筋,积极思考,设计出了一个测量阻值的方法。
(1)连接好电路,闭合开关S之前,滑动变阻器的滑片P应滑到_________(选填“a”或“b”)端。
(2)调节滑动变阻器,使两个电流表有一个恰当的读数,如图所示,电流表A1的读数为__________,电流表A2的读数为__________。根据两电流表读数可得出被测电阻__________。
(3)考虑到电流表有内阻,该方法测出的阻值与的真实值相比偏_________(选填“大”或“小”)。
5.(25-26九年级上·吉林长春·期末)小磊打算用“伏安法”测量小灯泡正常发光时的电阻,已知小灯泡正常发光时的电压为,小磊发现电流表损坏,其他元件完好。
(1)“伏安法”测电阻的原理是___________。
(2)小磊用已有的器材、已知阻值的定值电阻和另一块电压表,设计了如图所示的电路图。其中虚线框内的元件组合体相当于___________表。
(3)小磊进行的实验操作如下:
①按电路图连接好电路,并将滑动变阻器连入电路的阻值调到___________。
②闭合开关,移动滑片,使小灯泡两端电压为___________,并读出两端的电压为。
③小灯泡正常发光时的电阻___________。(用已知量和测量量字母表示)
6.(2026·江苏镇江·中考真题)某兴趣小组进行“测量光敏电阻的阻值”实验。
(1)请按如图1所示的电路将图2中的实物电路连接完整。
(2)实验步骤如下:
①闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应滑到最________端。
②用光源照射光敏电阻,断开开关,闭合开关、,调节滑动变阻器的滑片,记录电流表的示数为0.1 A,断开、。
③________(选填“需要”或“不需要”)移动滑动变阻器的滑片,闭合开关、,调节电阻箱的阻值,使电流表的示数为________A,记录电阻箱的阻值为40 Ω,断开、。
(3)该情况下光敏电阻的阻值=________Ω.整理实验仪器时,应先拆除________两端的导线。
7.(2026·内蒙古通辽·模拟预测)如图甲是某电子秤的原理图,已知R0是阻值为30Ω的定值电阻,电源电压为9V恒定不变,压力传感器R的阻值随所受压力变化的图像如图乙所示,托盘的质量忽略不计,求:
(1)该电子秤表是由______表改装而成的;
(2)当托盘内受到的压力是150N时,通过电路的电流;
(3)若R0两端的电压最大只能为8V,则该电子秤受到的压力。
8.(25-26九年级上·福建南平·期中)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___________;
迁移创新
1.(25-26九年级上·四川成都·期中)小明用伏安法测某一阻值约为几百欧的定值电阻实验。
(1)小明发现,逐渐减小滑动变阻器的接入电阻,电压表示数逐渐变大,但电流表的指针几乎不偏转,经检查电路完好。电流表的指针几乎不偏转的原因是________,所以不能用伏安法测出该电阻的阻值。
(2)同组的小红设计了另一种测量电阻的方案,电路图如图所示,电路中定值电阻的阻值已知,电源电压未知。
①她先断开,闭合S、,读出电压表示数为;
②再________(填各开关的状态),读出电压表示数为;
③电阻的阻值表达式为________(用、、表示)。
(3)小明在实验室选择合适的实验器材,又设计如图所示的四个电路测量的阻值,其中为已知阻值的定值电阻、R为电阻箱,则能测出未知电阻的两个电路是________。
2.(25-26九年级上·福建莆田·期中)学校“水培种植小屋”的蔬菜适宜生长的温度在10-30℃之间,项目式学习小组利用热敏电阻和电阻箱设计温度报警电路,电阻箱是可以调节并显示阻值的变阻器。
(1)利用图甲所示电路探究热敏电阻Rt阻值随环境温度t变化的规律:
①连接电路的过程中,应将开关_________;
②将热敏电阻置于0℃的环境中,闭合S1、断开 记录电流表示数I0;
③然后________________(描述开关状态),调节电阻箱R0直至电流表示数为__________,此时 ;
④将热敏电阻Rt置于不同温度的环境中,重复步骤③,测得的数据如表:
温度t/℃
0
10
20
30
40
阻值Rt/Ω
2800
1800
1200
800
600
分析数据可得:热敏电阻的阻值随温度的升高而__________;
(2)根据上述探究结果,设计报警电路。实验器材:电源(恒为12V)、热敏电阻Rt,电阻箱(0-9999Ω)、数字电流表mA(I≥6mA时报警)、开关一个、导线若干;
①按照图乙设计一个温度超过30℃电流表就会报警的电路,电阻箱R0应调为________Ω;
②在不改变R0情况下,增加一个电压表(电压表在电压大于一定数值时会报警),使电路能在温度低于10℃时报警,请在图乙中画出电压表的位置。________
3.如图所示,一块电阻均匀的矩形薄片,长是宽的两倍。以长边的中点为圆心,挖一个半圆形的孔。若ab间电阻为R,则cd间电阻为________。
学科网(北京)股份有限公司1 / 10
学科网(北京)股份有限公司
$