17.3电阻的测量 讲义及考点精讲练 2026-2027学年人教版九年级全一册物理
2026-10-15
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内容正文:
17.3电阻的测量
一、知识要点
1. 伏安法测电阻的原理与电路
用电压表测出电阻两端电压 ,用电流表测出通过电阻的电流 ,由 算出电阻,这就是伏安法。电路中串联滑动变阻器:一是保护电路,二是改变电阻两端电压进行多次测量。
2. 多次测量的目的
测定值电阻时多次测量取平均值以减小误差;测小灯泡电阻时,灯丝温度随电压升高而升高,电阻明显变化,多次测量是为了"研究电阻随温度的变化",不能取平均值。
二、主要题型
题型1 实验步骤与数据处理
例1 测某定值电阻得三组数据:2.0 V、0.20 A;2.5 V、0.26 A;3.0 V、0.30 A。求该电阻的阻值。
图1 伏安法测电阻的实验电路
解:三次算得 ,,,取平均值 。
点拨:定值电阻取平均减小偶然误差;滑动变阻器提供多组数据的同时还负责闭合开关前保护电路。
题型2 电路故障分析
例2 实验中闭合开关后发现:电流表几乎无示数,电压表示数接近电源电压。故障可能在哪里?
答:待测电阻 R 断路。R 断路后电压表串联接入电路,因其内阻极大,电路电流极小(电流表几乎无示数),电压表分得几乎全部电源电压,示数接近电源电压。若电流表有示数而电压表无示数,则是 R 被短路或电压表断路。
点拨:故障分析口诀——"电压表并有示数、电流表无示数,故障在并联的那段(断路)";电压表相当于开路的特性是解题关键。
三、易错警示
1. 测小灯泡电阻取平均值
灯丝电阻随温度显著变化,不同电压下测得的阻值本来就不同,取平均值没有物理意义,应分析电阻随温度变化的规律。
2. 电流表内接外接不分
初中阶段按图示接法:电流表串联在电阻支路、电压表直接并在电阻两端,读取的是电阻两端电压,不必引入系统误差讨论。
【考点精讲练】
考点一 伏安法测电阻的原理与电路
【例题精讲】
【例1】(25-26九年级上·湖北荆门·阶段检测)如图所示是伏安法测定小灯泡电阻、功率的实验电路图。小灯泡正常发光时,两电表的示数如图所示,则下列说法错误的是( )
A.在连接电路时,应将开关断开,并将滑动变阻器阻值调至最大值
B.小灯泡的额定电压为2.4 V,此时的电阻为8Ω
C.如果将滑片P向a端滑动,则电压表的示数将变大
D.如果将滑片P向b端滑动,则小灯泡两端的实际电压大于额定电压
【例2】(25-26九年级上·内蒙古巴彦淖尔·阶段检测)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
【例3】(26-27九年级上·全国·课后作业)如图为“伏安法测量定值电阻的阻值”实验,连接电路时开关应处于___________状态,闭合开关前滑片移动到阻值最大处是为了___________,此实验中进行多次实验的目的是___________。
【基础巩固练】
【变式训练1】(25-26九年级上·甘肃白银·期中)我们要想知道一根电阻丝的阻值,可以将其接入电路,用一个电压表、一个电流表分别测出其电压和电流,然后利用欧姆定律就可实现。在这个实验中连接电路时,以下哪项要求是没有必要的( )
A.连接滑动变阻器的时候,应该使滑片位于变阻器阻值最大的位置
B.连接开关时,应该先将开关断开
C.开关应该在靠近电源、电流流出的一端,即接在电源的正极上
D.电压表应与待测电阻并联,电流表应与待测电阻串联
【变式训练2】(2026·黑龙江哈尔滨·一模)利用如图甲所示的电路来测量的阻值,电源电压为3V,的阻值约为10,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
【变式训练3】(26-27九年级·全国·暑假作业)某小组同学完成“用电流表、电压表测电阻”这个实验,这个实验的实验原理是________,多次测量的目的是________。该小组同学分别用图所示的两种方法完成该实验,则(b)图所示方法的优点在于________(写出一点即可)
【能力提升练】
1.(2026·四川成都·二模)实验小组利用图甲所示的电路测量未知电阻的阻值。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,则为
D.若将图中的换成小灯泡,多次测量求平均值可得到小灯泡的准确电阻
2.(25-26九年级上·福建莆田·期中)如图所示,电压表测电阻两端电压,电流表测通过电阻的电流,请用笔画线代替导线将电路连接完整(导线不得交叉)。
3.(25-26九年级上·广东茂名·期中)小明在“测量小灯泡电阻”的实验中,准备的器材有干电池、小灯泡(正常工作电压为2.5V)、滑动变阻器、电流表、电压表、开关及导线若干。
(1)连接好如图甲所示电路后,检查发现电路中有一根导线连接错误。请你在错误的导线上画“×”,并补画出正确的导线(导线之间不能交叉)。
(2)正确连接电路后,闭合开关,调节滑片,电压表的示数如图乙所示为 ___________V,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片向 ___________(填“左”或“右”)端移动;
(3)通过移动滑动变阻器的滑片,进行多次测量记录数据,并绘制I﹣U图像如图丙所示,由此可得小灯泡正常发光时的电阻为 ___________Ω;
(4)图甲的装置___________ (选填“能”或“不能”)探究电流与电压的关系。理由是 ___________;
考点二 滑动变阻器的作用
【例题精讲】
【例1】(25-26九年级上·福建泉州·期末)在电路图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
【例2】(25-26九年级上·江苏南京·阶段检测)如图所示,是电学中常见的电路图,在A、B两点间分别接入下列选项中加点字的元件并进行以下对应实验,对滑动变阻器在此实验中的作用描述正确的是( )
A.探究电流与电阻的关系时——调节电阻两端电压成倍数变化
B.用伏安法测电阻时——改变定值电阻两端电压,测量对应电流,求平均值,减小误差
C.研究影响电阻大小因素时——更换不同电阻丝,保持电流不变,测量对应电压值
D.测量小灯泡的电阻——改变小灯泡两端电压,求平均值,减小误差
【例3】(2026·四川成都·模拟预测)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______。
【基础巩固练】
【变式训练1】(26-27九年级上·全国·课后作业)在“用电流表、电压表测量电阻”的实验中,滑动变阻器不能起到的作用是( )
A.改变电路中的电流 B.改变被测电阻的阻值
C.改变被测电阻两端的电压 D.保护电路
【变式训练2】(25-26九年级上·四川成都·期末)小明连接了如图所示的电路来测量未知电阻的阻值,连接好最后一根导线时,电流表指针立即发生偏转,则小明在连接电路时存在的问题是______;通路状态下他将滑动变阻器的滑片向A端移动,电路中电流表的示数会______。
【变式训练3】(25-26九年级上·云南昭通·期末)如图所示是测量灯泡正常发光时电阻大小的实验电路图,闭合开关,滑动变阻器的滑片向右滑动,变阻器接入电路的电阻_____(选填“变大”“变小”或“不变”);实验中_____(选填“能”或“不能”)通过移动滑动变阻器滑片多次实验求平均值来减小测量误差。
【能力提升练】
1.(2026·四川成都·二模)利用“伏安法”测额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电阻,实验电路如图所示。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移动到如图所示的位置时,电压表示数为2.3V,这时应将滑动变阻器的滑片P向______(选填“左”或“右”)适当移动,直到电压表的示数为2.5V时,再观察和记录______,便能通过计算得到小灯泡正常发光时的电阻。
2.(2026·北京朝阳·一模)实验课上用如图所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的正常发光时的电阻,电源两端电压保持不变。测量完成后,同组同学想比较另一个额定电压为2.5V的小灯泡的正常发光时的电阻,他断开开关,保持滑动变阻器滑片位置不变,将替换为,闭合开关后,发现电压表示数为2.3V。依据上述现象,请分析并说明与阻值的大小关系。(可画图辅助说明)
考点三 实验步骤与数据处理
【例题精讲】
【例1】(2026·四川成都·模拟预测)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“2.4 V”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8 Ω
【例2】(25-26九年级上·江苏南通·阶段检测)某实验小组利用如图所示的电路测量标有电压为2.5V的某小灯泡的电阻,电源电压为6V, 滑动变阻器R标有“25Ω.2A”字样。第一次测量时的电压等于2.5V, 小灯泡正常发光,以后调节滑动变阻器,让电压逐次下调,使灯丝温度不断降低,灯泡变暗直至完全不发光,测量的数据如下表所示。下列说法正确的是( )
序号
1
2
3
4
5
U/V
2.5
2.0
0
1.5
1.2
I/A
0.25
0.22
0.2
0.18
0.16
R/
A.第3组实验中电压表示数为零,可能出现的电路故障是小灯泡断路
B.实验中多次测量是为了求平均值减小误差
C.第5组实验数据不能通过实验得出
D.分析数据得出结论:小灯泡的电阻随电压的减小而增大
【例3】(2026·安徽合肥·二模)小明在用“伏安法”测电阻时,电路图如图甲所示,电流表、电压表的接线情况及指针指示情况分别如图乙、丙所示,则待测电阻Rx的阻值是___________Ω。
【基础巩固练】
【变式训练1】(2026·北京·三模)小十利用如图所示的电路测量未知电阻的阻值大小,已知电源电压恒为6 V,滑动变阻器标有“20 Ω,1 A”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
1.5
2.0
3.0
3.5
4.0
5.0
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不是定值电阻
D.仅用小十上图中所用的实验器材可以探究电流与电阻的关系
【变式训练2】(25-26九年级上·安徽六安·期末)某同学利用如图所示的电路来测量标有电压为“”的小灯泡电阻,电源为两节新干电池串联,滑动变阻器的规格有“,”、“,”、“,”。第一次测量时的电压等于,小灯泡正常发光,以后调节滑动变阻器,让电压逐次下调,灯泡变暗。第七次测量电压等于时,小灯泡完全不发光。将数据记录如表。下列有关说法正确的是( )
数据序号
电压
电流
电阻
A.第七次实验小灯泡完全不发光,可能是电路发生了断路
B.从数据分析可知滑动变阻器选择的规格应该是“,”
C.多次测量小灯泡在不同电压下的电阻值是为了减小误差
D.对比不同电压下小灯泡的电阻值,可得到结论:小灯泡的电阻跟电压有关
【变式训练3】(2026·安徽安庆·一模)“测量小灯泡的电阻”实验电路图如图所示,电源电压不变。当电流表示数为0.25A时,小灯泡正常发光;调节滑动变阻器滑片P后,电流表示数为0.30A,则调节滑片后,小灯泡的电阻_________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【能力提升练】
1.(25-26九年级上·山东东营·期中)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
2.(2026·山东济宁·二模)小明利用实验室提供的器材测电阻时,设计并连接好电路后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,测得数据如下表所示。请你通过分析表格中的实验数据,推断小明在实验中所用的电路图是( )
电压表示数U/V
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
电流表示数I/A
0.18
0.24
0.30
0.36
0.42
A. B.
C. D.
3.(26-27九年级上·全国·课后作业)在测量定值电阻阻值的实验中,移动滑片,进行多次实验,记录实验数据如表所示。未知电阻Rx=___________Ω。
实验次数
电压表示数/V
电流表示数/A
未知电阻Rx/Ω
Rx平均值/Ω
1
1.2
0.24
5.0
2
1.8
0.36
5.0
3
2.5
0.5
5.0
4.(2026·四川成都·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______。
5.(2026·陕西咸阳·一模)项目式学习小组依据标准电热丝,制作了一批相同规格的电热丝,现需逐一检测这批电热丝是否合格,合格的标准为(即范围内合格)。可用实验器材有:电源(电压3V恒定)、标准电热丝、待检测电热丝、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线。
(1)小组成员设计的检测电路如图1所示,连接电路时,开关应处于___________状态。连接好电路、闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至最___________(选填“左”或“右”)端。
(2)闭合开关,电流表示数为零,电压表示数等于电源电压,经检查电表完好,则电路故障可能是___________。
(3)排除故障后闭合开关,电流表和电压表的示数如图2、图3所示,电流表示数为___________A,检测结果为:该电热丝___________(选填“合格”或“不合格”)。
(4)在评估实验时,有成员提出:待检测电热丝数量多,每次检测都需要调节、读数和计算,太繁琐。建议用标准电热丝和一只电表重新设计检测电路,在电表的表头上标示合格范围,如图所示。将待检测电热丝接入,无须任何调节,观察到指针在标示的范围内即为合格,范围外为不合格。还可以检测其它批次阻值不同的电热丝,只需更换对应批次的标准电热丝,无需其它调节,表头标示依旧可用。
①该检测电路应使用___________(选填“电流表”或“电压表”);
②将设计的电路图画在下图的虚线框内___________。
考点四 特殊方法测电阻
【例题精讲】
【例1】(25-26九年级上·天津·阶段检测)待测电阻的阻值约为500 Ω。提供的器材有:三节新干电池;电压表(量程为)、电流表(量程为)、滑动变阻器(10 Ω 1 A)、电阻箱( 5 A)各一个;开关、导线若干。小华设计的四个电路如图所示,其中能准确测出阻值的有几个?( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【例2】(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
【例3】(25-26九年级上·安徽淮南·阶段检测)如图所示,甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线,输电线每千米的电阻是R。现输电导线某处发生了短路,为确定短路位置,检修员在甲地根据伏安法用最简单的方案进行了检测,电压表并联在BD间。若得到电压表示数为U,电流表示数为I,根据检测数据确定了短路位置距甲地的距离s=____千米。(用已知量、检测量表示,检测电路导线的电阻忽略不计)
【基础巩固练】
【变式训练1】(25-26九年级上·甘肃兰州·阶段检测)在用“伏安法”测电阻的实验中,如果缺少电压表或电流表,可以通过增加一个已知阻值的定值电阻和开关来解决,电源电压未知但恒定。下列电路图中不能测出未知电阻阻值的是( )
A. B.
C. D.
【变式训练2】(25-26九年级上·辽宁鞍山·阶段检测)小明在实验室所提供的器材中选择合适的器材,设计如下电路,为已知阻值的定值电阻,其中能测出未知电阻的电路是( )
A. B.
C. D.
【变式训练3】(25-26九年级下·广东深圳·期中)物理社团的同学们发现实验室里有一卷剩余的导线,查阅说明书得知,该导线每米的电阻为0.02 Ω。为了粗略估算导线的长度,他们用电压表、电流表、小灯泡和电源连接成如图所示的电路进行测量。闭合开关S后,电压表示数为8 V,电流表示数为0.4 A,则导线的电阻为________Ω,这卷导线的长度为________m。
【能力提升练】
1.(25-26九年级上·江苏泰州·阶段检测)如图是小科利用实验室常用仪器,设计测量未知电阻阻值的四种电路,电源电压恒定且未知,是已知阻值的定值电阻,滑动变阻器最大阻值未知,实验中只能闭合或断开开关及移动滑动变阻器滑片,其中能够测量出阻值的电路( )
A.只有② B.只有②③ C.只有②③④ D.①②③④均可以
2.(25-26九年级上·江苏泰州·阶段检测)某同学设计了以下四种电路,其中电源电压不变且未知,是已知阻值的定值电阻。在不拆改电路的情况下,能够测出未知电阻阻值的电路是( )
A.只有① B.只有②③
C.只有①②③ D.①②③④都可以
3.(25-26九年级上·内蒙古赤峰·期末)如图所示,可以用一个电表和已知电阻的电阻器,测量未知电阻器电阻的电路是( )
A.甲和乙 B.乙和丙 C.甲和丙 D.甲、乙、丙
4.(25-26九年级上·安徽滁州·期末)小宇想利用如图电路测量未知电阻Rx的阻值,已知,他先闭合开关S、S1,记下电压表的示数为12V;接着他再________(填开关的状态),记下电压表的示数为3V,则_________。
5.(25-26九年级上·江苏南京·阶段检测)小李设计了如图所示的电路测出了额定电压为2.5V的小灯泡正常发光的电阻,请完成下列填空(电源电压不变,和为滑动变阻器,的最大电阻为)。
(1)只闭合开关_______,调节,使电压表的示数为2.5V;
(2)只闭合开关________,调节___________,使电压表的示数仍为2.5V;
(3)接着将的滑片P调至最左端,记下电压表的示数为;再将的滑片P调至最右端,记下电压表的示数为。则小灯泡正常发光时的电阻表达式______________(用、、表示)。
6.(25-26九年级上·天津静海·期中)小明想测量一个阻值未知的电阻Rx的阻值。老师给他提供了电源,一块电压表,和一个阻值已知的电阻R0,两个开关。于是小明设计了如图所示的电路图。
(1)请你根据图所示的电路图写出实验步骤及所需测量的物理量_______;
(2)请你推导出电阻Rx的表达式:Rx=_______。
考点五 实验故障与误差分析
【例题精讲】
【例1】(25-26九年级上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)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
【例2】(25-26九年级上·湖南永州·阶段检测)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
【例3】(2026·辽宁鞍山·二模)小岩用图甲所示电路测量未知电阻的阻值,并将实验数据通过描点作出其图像,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________。
【基础巩固练】
【变式训练1】(2026·江苏扬州·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______。
【变式训练2】(2026·四川成都·二模)如图所示是小李同学为测量未知电阻设计的电路图,按电路图连接好电路,闭合开关S发现电流表有示数,而电压表指针几乎不动,电路中可能存在的故障是:_______。本实验需要读取多组数据,目的是:_______。
【变式训练3】(25-26九年级上·安徽淮南·阶段检测)在“测小灯泡的电阻”实验中,小红同学根据测出的数据画出了小灯泡的图像如图所示。则由图可知,当小灯泡两端的电压升高时,其阻值__________(填“增大”“不变”或“减小”)。当电压为时,小灯泡的电阻为__________。
【能力提升练】
1.(2026·山西阳泉·二模)酒驾、醉驾会给交通安全带来巨大隐患。小华设计了如图甲所示的电路图,模拟酒精浓度测试仪内部电路,用滑动变阻器模拟酒精气体传感器,电压表示数反映酒精气体浓度。其中酒精气体传感器的电阻会随酒精气体浓度的增大而减小。电源电压恒为3V,R为定值电阻,滑动变阻器的最大电阻为25Ω。
(1)请你用笔画线代替导线,把图乙实物图连接完整。
(2)连接电路时,开关应______。连接好电路,为模拟酒精气体传感器在酒精气体浓度变大时的电阻变化,滑动变阻器的滑片P应向______移动。
(3)闭合开关后发现电压表示数较小,且无论如何移动滑片P,两电表示数均不发生改变,其原因可能是______。
(4)排除所有故障后,闭合开关,将滑片P调节到最左端,电流表示数如图丙所示,为______A,则小华所用定值电阻的电阻为______Ω。
(5)当检测酒驾、醉驾人员时测试仪示数会增大,请从该角度评估小华设计的电路图是否合理?并解释原因:______。
【真题回顾】
1.(2026·江西·中考真题)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·广东·中考真题)小明利用如图所示的电路测量小灯泡的电阻。闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于______(选填“A”或“B”)端。滑动变阻器用于改变灯泡两端的______,其接入电路的阻值变小,小灯泡的亮度变______。
3.(2026·四川眉山·中考真题)如图是一款智能压力秤的电路结构图,电源电压为3V且保持不变,定值电阻,秤盘下方的电阻R为压敏电阻,其阻值随物体对秤盘压力F的变化如表格所示。压力秤放置在水平地面,当秤盘为空盘时,闭合开关,电路中的电流为________A;当秤盘中放置物体时,电压表示数为2V,物体对秤盘的压力为________N。
R/Ω
40
30
20
10
0
F/N
0
30
60
90
120
4.(2026·山东·中考真题)图甲为某智能机器人的机械手,为了使它能精准地抓取易碎物品,工程师研发了一种柔性触觉传感器,核心元件是压敏电阻,图乙为压敏电阻阻值随压力F变化的图像。科技小组利用该压敏电阻制作了一个触觉测试仪,其部分简化电路图如图丙。已知电源电压恒为6V,为定值电阻。
(1)闭合开关,对压敏电阻施加压力,随着压力的增大,压敏电阻的阻值__________,电路中的电流__________。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
(2)将质量为200g的砝码放在水平放置的压敏电阻上进行测试,此时电流表的示数为0.04A,g取10。求:
①压敏电阻受到的压力;
②压敏电阻两端的电压。
③的阻值。
(3)触觉测试仪显示的压力大小用电压表指针偏转角度表示,为了使压力越大,指针偏转角度越大,电压表应并联在__________的两端。
5.(2026·天津·中考真题)如图甲所示电路,电源电压不变,为。只闭合开关,电流表的示数如图乙所示;再闭合,电流表的示数为。
(1)图乙中电流表的示数为_____;
(2)求电阻。
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17.3电阻的测量
一、知识要点
1. 伏安法测电阻的原理与电路
用电压表测出电阻两端电压 ,用电流表测出通过电阻的电流 ,由 算出电阻,这就是伏安法。电路中串联滑动变阻器:一是保护电路,二是改变电阻两端电压进行多次测量。
2. 多次测量的目的
测定值电阻时多次测量取平均值以减小误差;测小灯泡电阻时,灯丝温度随电压升高而升高,电阻明显变化,多次测量是为了"研究电阻随温度的变化",不能取平均值。
二、主要题型
题型1 实验步骤与数据处理
例1 测某定值电阻得三组数据:2.0 V、0.20 A;2.5 V、0.26 A;3.0 V、0.30 A。求该电阻的阻值。
图1 伏安法测电阻的实验电路
解:三次算得 ,,,取平均值 。
点拨:定值电阻取平均减小偶然误差;滑动变阻器提供多组数据的同时还负责闭合开关前保护电路。
题型2 电路故障分析
例2 实验中闭合开关后发现:电流表几乎无示数,电压表示数接近电源电压。故障可能在哪里?
答:待测电阻 R 断路。R 断路后电压表串联接入电路,因其内阻极大,电路电流极小(电流表几乎无示数),电压表分得几乎全部电源电压,示数接近电源电压。若电流表有示数而电压表无示数,则是 R 被短路或电压表断路。
点拨:故障分析口诀——"电压表并有示数、电流表无示数,故障在并联的那段(断路)";电压表相当于开路的特性是解题关键。
三、易错警示
1. 测小灯泡电阻取平均值
灯丝电阻随温度显著变化,不同电压下测得的阻值本来就不同,取平均值没有物理意义,应分析电阻随温度变化的规律。
2. 电流表内接外接不分
初中阶段按图示接法:电流表串联在电阻支路、电压表直接并在电阻两端,读取的是电阻两端电压,不必引入系统误差讨论。
【考点精讲练】
考点一 伏安法测电阻的原理与电路
【例题精讲】
【例1】(25-26九年级上·湖北荆门·阶段检测)如图所示是伏安法测定小灯泡电阻、功率的实验电路图。小灯泡正常发光时,两电表的示数如图所示,则下列说法错误的是( )
A.在连接电路时,应将开关断开,并将滑动变阻器阻值调至最大值
B.小灯泡的额定电压为2.4 V,此时的电阻为8Ω
C.如果将滑片P向a端滑动,则电压表的示数将变大
D.如果将滑片P向b端滑动,则小灯泡两端的实际电压大于额定电压
【答案】D
【详解】A.连接电路时,为保护电路,应将开关断开,并将滑动变阻器阻值调至最大值,故A正确;
B.由图可知,电流表接量程,分度值为0.02A,电流表示数
电压表接量程,分度值为0.1V,电压表示数,则小灯泡实际电压为2.4V,此时小灯泡正常发光,小灯泡实际电压等于额定电压,则小灯泡额定电压为,此时小灯泡电阻,故B正确;
C.滑片P向a端滑动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,由串联电路分压原理,滑动变阻器两端的电压变小,由串联电路电压规律,小灯泡两端的电压变大,则电压表示数变大,故C正确;
D.滑片P向端滑动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,由串联电路分压原理,滑动变阻器两端的电压变大,由串联电路电压规律,小灯泡两端的电压变小,小灯泡两端的实际电压小于额定电压,故D错误。
本题选择错误的,故选D。
【例2】(25-26九年级上·内蒙古巴彦淖尔·阶段检测)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
【详解】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。
【例3】(26-27九年级上·全国·课后作业)如图为“伏安法测量定值电阻的阻值”实验,连接电路时开关应处于___________状态,闭合开关前滑片移动到阻值最大处是为了___________,此实验中进行多次实验的目的是___________。
【答案】 断开 保护电路 为了减小实验误差
【详解】连接电路时,为了保护电路,开关应处于断开状态。
为了保护电路,闭合开关前滑片移动到阻值最大处。
实验测量多组数据,进行多次实验可以取电阻的平均值,减小误差。
【基础巩固练】
【变式训练1】(25-26九年级上·甘肃白银·期中)我们要想知道一根电阻丝的阻值,可以将其接入电路,用一个电压表、一个电流表分别测出其电压和电流,然后利用欧姆定律就可实现。在这个实验中连接电路时,以下哪项要求是没有必要的( )
A.连接滑动变阻器的时候,应该使滑片位于变阻器阻值最大的位置
B.连接开关时,应该先将开关断开
C.开关应该在靠近电源、电流流出的一端,即接在电源的正极上
D.电压表应与待测电阻并联,电流表应与待测电阻串联
【答案】C
【详解】A.滑动变阻器滑片调至最大阻值可减小电路中电流,保护电路,为必要要求,故A不符合题意;
B.连接电路时开关断开可避免短路损坏元件,为必要要求,故B不符合题意;
C.开关只需串联在电路中即可控制通断,无需必须接电源正极一侧,该要求无必要,故C符合题意;
D.电压表必须与待测电阻并联、电流表必须与待测电阻串联,为电表正确使用的必要要求,故D不符合题意。
故选C。
【变式训练2】(2026·黑龙江哈尔滨·一模)利用如图甲所示的电路来测量的阻值,电源电压为3V,的阻值约为10,闭合开关后,电压表指针的位置如图乙所示。对于该实验,下列说法正确的是( )
A.电流表的测量范围应该选择0~0.6A
B.闭合开关前,变阻器的滑片应移至a端
C.图乙中电压表的读数为2.6V
D.多次测量求平均值是为了让结论更具普遍性
【答案】A
【详解】A.电源电压为3V,,当滑动变阻器接入电阻为0时,电路最大电流
因此电流表选择量程测量更准确,故A正确;
B.闭合开关前,滑动变阻器需要调至最大阻值处。由图甲可知,滑片移到b端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,故B错误;
C.电源电压仅为3V,因此电压表一定选择量程,该量程分度值为0.1V,图乙指针读数为2.3V,不是2.6V,故C错误;
D.本实验是测量定值电阻的阻值,多次测量求平均值的目的是减小误差;只有探究性实验中,多次实验才是为了让结论更具普遍性,故D错误。
故选A。
【变式训练3】(26-27九年级·全国·暑假作业)某小组同学完成“用电流表、电压表测电阻”这个实验,这个实验的实验原理是________,多次测量的目的是________。该小组同学分别用图所示的两种方法完成该实验,则(b)图所示方法的优点在于________(写出一点即可)
【答案】 取平均值减小误差 可以连续改变电阻两端的电压,操作更简便
【详解】通过测量电阻两端的电压和通过电阻的电流,根据计算出电阻阻值,所以“用电流表、电压表测电阻”这个实验的原理是;因为一次测量可能存在误差,多次测量取平均能让结果更准确,所以多次测量的目的是求平均值,减小实验误差;(b)图所示方法,通过改变滑动变阻器接入电路的电阻,能方便地调节电路中的电流和电阻两端的电压,无需像(a)图那样改变干电池个数,故(b)图所示方法的优点在于可以连续改变电阻两端的电压,操作更简便。
【能力提升练】
1.(2026·四川成都·二模)实验小组利用图甲所示的电路测量未知电阻的阻值。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,则为
D.若将图中的换成小灯泡,多次测量求平均值可得到小灯泡的准确电阻
【答案】C
【详解】由图甲可知,未知电阻与变阻器串联,电流表测量的是电路中的电流,电压表测量的是未知电阻的两端电压。
A.闭合开关前,滑动变阻器需要调至最大阻值处来保护电路。由图甲可知,滑片P在B端时滑动变阻器接入电路的电阻最大,因此滑片应置于B端,故A错误;
B.本实验测量定值电阻的阻值,多次移动滑片测量是为了通过求平均值减小实验误差,故B错误;
C.电流表选用量程,分度值为0.02A,读数为0.2A,根据欧姆定律可得,,故C正确;
D.小灯泡的电阻随温度升高而增大,不同电压下小灯泡温度不同,电阻不同,不能通过多次测量求平均值得到小灯泡的准确电阻,故D错误。
故选C。
2.(25-26九年级上·福建莆田·期中)如图所示,电压表测电阻两端电压,电流表测通过电阻的电流,请用笔画线代替导线将电路连接完整(导线不得交叉)。
【答案】
【详解】电流表串联在电路中,测通过电阻的电流;电压表并联在电阻两端,测两端的电压;由图可知,电源电压为3V,所以电压表接3V接线柱;电表正进负出,据此作图。
3.(25-26九年级上·广东茂名·期中)小明在“测量小灯泡电阻”的实验中,准备的器材有干电池、小灯泡(正常工作电压为2.5V)、滑动变阻器、电流表、电压表、开关及导线若干。
(1)连接好如图甲所示电路后,检查发现电路中有一根导线连接错误。请你在错误的导线上画“×”,并补画出正确的导线(导线之间不能交叉)。
(2)正确连接电路后,闭合开关,调节滑片,电压表的示数如图乙所示为 ___________V,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片向 ___________(填“左”或“右”)端移动;
(3)通过移动滑动变阻器的滑片,进行多次测量记录数据,并绘制I﹣U图像如图丙所示,由此可得小灯泡正常发光时的电阻为 ___________Ω;
(4)图甲的装置___________ (选填“能”或“不能”)探究电流与电压的关系。理由是 ___________;
【答案】(1)
(2) 2.0 右
(3)10
(4) 不能 灯泡的电阻随温度的升高而增大
【详解】(1)原电路中电流表并联在小灯泡两端,电压表串联入电路,连接错误。 改法:在连接小灯泡右接线柱和电流表正接线柱的导线上画×,将小灯泡右接线柱改接至电压表的负接线柱,使电压表并联在小灯泡两端,电流表与小灯泡串联,导线不交叉即可。
(2)[1]电压表选择0~3V量程,分度值0.1V,读数为2.0V。
[2]小灯泡额定电压为2.5V,当前电压小于额定电压,需要增大灯泡两端电压,根据串联分压规律,应减小滑动变阻器接入电阻,滑动变阻器接右下接线柱,因此滑片向右端移动。
(3)小灯泡正常发光时电压为2.5V,由丙图I-U图像可知,电压为2.5V时,电流为0.25A,根据得
(4)[1][2]探究电流与电压关系的实验要求控制导体电阻不变,而小灯泡的电阻会随温度变化而改变,不符合实验要求,因此不能完成探究。
考点二 滑动变阻器的作用
【例题精讲】
【例1】(25-26九年级上·福建泉州·期末)在电路图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
【答案】D
【详解】A.探究电流与电阻的关系需控制电压不变,改变电阻,故A错误;
B.探究电流与电压的关系需控制电阻不变,改变电压,故B错误;
C.小灯泡电阻随温度变化,求平均值无意义,故C错误;
D.测量电阻阻值时,滑动变阻器可改变电阻两端电压和电流,实现多次测量,故D正确。
故选D。
【例2】(25-26九年级上·江苏南京·阶段检测)如图所示,是电学中常见的电路图,在A、B两点间分别接入下列选项中加点字的元件并进行以下对应实验,对滑动变阻器在此实验中的作用描述正确的是( )
A.探究电流与电阻的关系时——调节电阻两端电压成倍数变化
B.用伏安法测电阻时——改变定值电阻两端电压,测量对应电流,求平均值,减小误差
C.研究影响电阻大小因素时——更换不同电阻丝,保持电流不变,测量对应电压值
D.测量小灯泡的电阻——改变小灯泡两端电压,求平均值,减小误差
【答案】B
【详解】A.研究导体中的电流与电阻的关系时,要保持导体两端的电压不变,而电路中换用阻值不同的电阻时,电阻两端的电压会发生变化,为了保持电阻两端的电压不变,就需要改变滑动变阻器接入电路的阻值,故A错误;
B.用“伏安法”测电阻时,通过改变滑动变阻器接入电路的阻值,从而改变待测电阻两端的电压和通过的电流,可以多测几组数据,通过求平均值来减小误差,故B正确;
C.在探究“研究影响电阻大小因素时”时,保持电压不变,多次更换电阻丝,测量对应电流,通过电流的大小比较电阻值的大小。滑动变阻器起到保护电路和控制电阻丝两端电压不变的作用,故C错误;
D.在“伏安法”测量小灯泡的电阻的实验中,滑动变阻器的作用是:通过改变小灯泡两端的实际电压与通过小灯泡的电流,根据欧姆定律求出小灯泡的电阻,得出温度对电阻的影响,不是为了求平均值,故D错误。
故选B。
【例3】(2026·四川成都·模拟预测)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 改变未知电阻两端电压,多次测量求平均值,减小实验误差
【详解】测量未知定值电阻的阻值时,为了减小误差,应改变未知电阻两端的电压,多次测量求平均值,所以电路中应串联一个滑动变阻器,用来调节未知电阻两端的电压,同时滑动变阻器还能起到保护电路的作用。
【基础巩固练】
【变式训练1】(26-27九年级上·全国·课后作业)在“用电流表、电压表测量电阻”的实验中,滑动变阻器不能起到的作用是( )
A.改变电路中的电流 B.改变被测电阻的阻值
C.改变被测电阻两端的电压 D.保护电路
【答案】B
【详解】ACD.在伏安法测电阻的实验里,滑动变阻器可以通过改变自身接入电路的电阻,改变电路中的电流,由串联电路分压原理可知,同时也能调整被测电阻两端的电压,完成多次测量;连接电路时将滑动变阻器调到最大阻值处,能限制电路电流,避免元件损坏,起到保护电路的作用,故ACD不符合题意;
B.被测电阻的阻值是自身的固有特性,只和它的材料、长度、横截面积、温度有关,因此滑动变阻器无法改变被测电阻的阻值,故B符合题意。
故选B。
【变式训练2】(25-26九年级上·四川成都·期末)小明连接了如图所示的电路来测量未知电阻的阻值,连接好最后一根导线时,电流表指针立即发生偏转,则小明在连接电路时存在的问题是______;通路状态下他将滑动变阻器的滑片向A端移动,电路中电流表的示数会______。
【答案】 没有断开开关 变大
【详解】[1]连接电路时,为了保护电路,开关应断开;小明连接好最后一根导线时,电流表指针立即发生偏转,说明电路已接通,则小明存在的问题是在连接电路时没有断开开关。
[2]如图,滑动变阻器与定值电阻串联,通路状态下他将滑动变阻器的滑片向A端移动,变阻器接入电路的电阻减小,电路的总电阻减小,由可知,电路中电流变大,电流表测电路中的电流,电路中电流表的示数变大。
【变式训练3】(25-26九年级上·云南昭通·期末)如图所示是测量灯泡正常发光时电阻大小的实验电路图,闭合开关,滑动变阻器的滑片向右滑动,变阻器接入电路的电阻_____(选填“变大”“变小”或“不变”);实验中_____(选填“能”或“不能”)通过移动滑动变阻器滑片多次实验求平均值来减小测量误差。
【答案】 变大 不能
【详解】[1]由图可知,滑动变阻器通过左下、右上接线柱接入电路,所以滑片向右滑动,变阻器接入电路的电阻变大。
[2]因为灯泡仅在固定的额定电压下才正常发光,灯泡的电阻受温度影响,不同电压下,温度不同,电阻也不同,不是一个定值。所以不能通过移动滑动变阻器滑片多次实验求平均值来减小测量误差。
【能力提升练】
1.(2026·四川成都·二模)利用“伏安法”测额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电阻,实验电路如图所示。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移动到如图所示的位置时,电压表示数为2.3V,这时应将滑动变阻器的滑片P向______(选填“左”或“右”)适当移动,直到电压表的示数为2.5V时,再观察和记录______,便能通过计算得到小灯泡正常发光时的电阻。
【答案】 左 电流表示数
【详解】由题意可知,并联在灯泡两端的电压表示数需要增大,根据串联电路中电压规律可得滑动变阻器两端电压要变小,则滑动变阻器阻值减小,即滑片向左运动;计算小灯泡的阻值,需要测量电压和电流的值,即电流表示数。
2.(2026·北京朝阳·一模)实验课上用如图所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的正常发光时的电阻,电源两端电压保持不变。测量完成后,同组同学想比较另一个额定电压为2.5V的小灯泡的正常发光时的电阻,他断开开关,保持滑动变阻器滑片位置不变,将替换为,闭合开关后,发现电压表示数为2.3V。依据上述现象,请分析并说明与阻值的大小关系。(可画图辅助说明)
【答案】灯泡与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端电压;第一次测量时,L1正常发光,此时电压表读数为,滑动变阻器两端电压
电路电流
将替换为后,滑动变阻器滑片位置不变,即滑动变阻器接入电阻R滑不变。闭合开关后,电压表读数为,滑动变阻器两端电压
电路电流
则,又因为,
总电压相同,总电阻越大,电流越小,所以。
【详解】见答案
考点三 实验步骤与数据处理
【例题精讲】
【例1】(2026·四川成都·模拟预测)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“2.4 V”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8 Ω
【答案】B
【详解】A.伏安法测量电阻的原理是欧姆定律的变形公式,通过测量灯泡两端电压和通过灯泡的电流计算电阻,故A正确;
B.小灯泡的电阻随温度升高而改变,不同电压下小灯泡温度不同,电阻不同,因此多次实验求平均值没有物理意义,无法减小误差,故B错误;
C.为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器应调到阻值最大处。由图甲可知,滑片移至最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,故C正确;
D.小灯泡正常发光时,灯泡两端电压,电流表选用0∼0.6 A量程,分度值为0.02A,由图乙可知电流表示数,此时灯泡电阻
故D正确。
本题选择描述错误的,故选B。
【例2】(25-26九年级上·江苏南通·阶段检测)某实验小组利用如图所示的电路测量标有电压为2.5V的某小灯泡的电阻,电源电压为6V, 滑动变阻器R标有“25Ω.2A”字样。第一次测量时的电压等于2.5V, 小灯泡正常发光,以后调节滑动变阻器,让电压逐次下调,使灯丝温度不断降低,灯泡变暗直至完全不发光,测量的数据如下表所示。下列说法正确的是( )
序号
1
2
3
4
5
U/V
2.5
2.0
0
1.5
1.2
I/A
0.25
0.22
0.2
0.18
0.16
R/
A.第3组实验中电压表示数为零,可能出现的电路故障是小灯泡断路
B.实验中多次测量是为了求平均值减小误差
C.第5组实验数据不能通过实验得出
D.分析数据得出结论:小灯泡的电阻随电压的减小而增大
【答案】C
【详解】A.若小灯泡断路,电路断开,电流表没有示数,且电压表串联接入电路,电压表示数接近电源电压,不会为0,与表格中电流表示数为0.2A的条件矛盾,故A错误;
B.小灯泡的电阻随温度变化而改变,不是定值,本实验多次测量的目的是探究小灯泡电阻随温度的变化规律,不能通过求平均值减小误差,故B错误;
C.根据第5组实验数据,灯泡电压,电流,电源电压,由串联电路电压规律,滑动变阻器的电压
滑动变阻器需要接入的电阻为
已知滑动变阻器最大阻值为,无法满足该要求,因此第5组实验数据不能通过实验得出,故C正确;
D.计算不同电压下的小灯泡电阻,,,可得电压减小时,小灯泡电阻减小,因此小灯泡电阻随电压减小而减小,故D错误。
故选C。
【例3】(2026·安徽合肥·二模)小明在用“伏安法”测电阻时,电路图如图甲所示,电流表、电压表的接线情况及指针指示情况分别如图乙、丙所示,则待测电阻Rx的阻值是___________Ω。
【答案】8
【详解】由图甲可知,电压表测量待测电阻两端电压,电流表测量通过待测电阻的电流。由图乙可知,电流表所选测量范围为0~0.6A,分度值为0.02A,则示数为0.3A。由图丙可知,电压表所选测量范围为0~3V,分度值为0.1V,则示数为2.4V。由欧姆定律得,待测电阻的阻值
【基础巩固练】
【变式训练1】(2026·北京·三模)小十利用如图所示的电路测量未知电阻的阻值大小,已知电源电压恒为6 V,滑动变阻器标有“20 Ω,1 A”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
1.5
2.0
3.0
3.5
4.0
5.0
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不是定值电阻
D.仅用小十上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】A.由图可知,与滑动变阻器串联,电压表测两端电压,电流表测电路电流,电源电压,滑动变阻器最大阻值为20Ω,在第2次实验中,,电流,滑动变阻器两端电压
串联电路电流相等,电阻之比等于电压之比,即,故A错误;
B.由多组数据可得,,当滑动变阻器接入最大阻值20 Ω时,电路总电阻
最小电流
此时两端最小电压,不可能得到1.5 V、0.15 A的数据,因此第1组不是真实测得的数据,故B正确;
C.第4次和第6次的阻值差异是实验误差导致(电阻受温度影响有微小变化),在误差范围内仍为定值电阻,故C错误;
D.探究电流与电阻的关系,需要控制电压不变,更换多个不同阻值的定值电阻,本题只有1个待测电阻,无法完成探究,故D错误。
故选B。
【变式训练2】(25-26九年级上·安徽六安·期末)某同学利用如图所示的电路来测量标有电压为“”的小灯泡电阻,电源为两节新干电池串联,滑动变阻器的规格有“,”、“,”、“,”。第一次测量时的电压等于,小灯泡正常发光,以后调节滑动变阻器,让电压逐次下调,灯泡变暗。第七次测量电压等于时,小灯泡完全不发光。将数据记录如表。下列有关说法正确的是( )
数据序号
电压
电流
电阻
A.第七次实验小灯泡完全不发光,可能是电路发生了断路
B.从数据分析可知滑动变阻器选择的规格应该是“,”
C.多次测量小灯泡在不同电压下的电阻值是为了减小误差
D.对比不同电压下小灯泡的电阻值,可得到结论:小灯泡的电阻跟电压有关
【答案】B
【详解】A.第七次实验通过小灯泡的电流,故电路为通路,第七次实验小灯泡的实际功率
灯泡完全不发光,是因为灯的实际功率太小,故A错误;
B.由于小灯泡与滑动变阻器串联并且电源电压不变,故小灯泡分压越小,滑动变阻器的阻值就需越大,根据表中第7次实验数据,变阻器连入电路的最大电阻
因此滑动变阻器最大阻值需要大于58 Ω,只有规格“60Ω,0.5A”符合;且实验中最大电流0.28A<0.5A,满足电流要求,故B正确;
C.小灯泡的电阻随温度变化,不是定值,多次测量不同电压下的电阻是为了探究灯泡电阻随温度的变化规律,不是为了减小误差,故C错误;
D.电阻是导体本身的一种性质,与电压、电流无关,灯泡电压升高时,灯丝温度升高,电阻变大,本质是小灯泡电阻随温度变化,故D错误。
故选B。
【变式训练3】(2026·安徽安庆·一模)“测量小灯泡的电阻”实验电路图如图所示,电源电压不变。当电流表示数为0.25A时,小灯泡正常发光;调节滑动变阻器滑片P后,电流表示数为0.30A,则调节滑片后,小灯泡的电阻_________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】变大
【详解】小灯泡灯丝的电阻随温度升高而增大,本题中,调节滑片后,电路中电流从0.25A增大到0.30A,小灯泡的实际功率变大,灯丝温度升高,因此小灯泡的电阻变大。
【能力提升练】
1.(25-26九年级上·山东东营·期中)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
【详解】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。
2.(2026·山东济宁·二模)小明利用实验室提供的器材测电阻时,设计并连接好电路后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,测得数据如下表所示。请你通过分析表格中的实验数据,推断小明在实验中所用的电路图是( )
电压表示数U/V
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
电流表示数I/A
0.18
0.24
0.30
0.36
0.42
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】表格中,电压表示数U和电流表示数I的比值恒定,大小为
这说明电压表测量的是定值电阻两端的电压,且随着电流增大,电压也成正比增大。
A .电压表并联在电流表两端,测量的是电流表的电压,示数为 0,故A不符合题意;
B.电压表并联在定值电阻两端,电流表串联在电路中。移动滑片时,电流增大,定值电阻两端电压 也随之增大,与表格数据规律完全一致。故B符合题意;
C.电压表并联在滑动变阻器两端,电流增大时,定值电阻分压增大,电源电压不变,滑动变阻器两端电压会减小。故C不符合题意;
D.电压表并联在电源两端,示数不变,故D不符合题意。
故选B。
3.(26-27九年级上·全国·课后作业)在测量定值电阻阻值的实验中,移动滑片,进行多次实验,记录实验数据如表所示。未知电阻Rx=___________Ω。
实验次数
电压表示数/V
电流表示数/A
未知电阻Rx/Ω
Rx平均值/Ω
1
1.2
0.24
5.0
2
1.8
0.36
5.0
3
2.5
0.5
5.0
【答案】5.0
【详解】三次测得电阻均为5.0Ω,未知电阻
4.(2026·四川成都·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______。
【答案】 左 5.1
【详解】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左端移动,减小变阻器的阻值,从而增大电路中电流;
如图乙、丙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为2V,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.4A,则第三次实验测得该待测电阻的阻值为
为减小误差,应求平均值,则该待测电阻的阻值为
5.(2026·陕西咸阳·一模)项目式学习小组依据标准电热丝,制作了一批相同规格的电热丝,现需逐一检测这批电热丝是否合格,合格的标准为(即范围内合格)。可用实验器材有:电源(电压3V恒定)、标准电热丝、待检测电热丝、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线。
(1)小组成员设计的检测电路如图1所示,连接电路时,开关应处于___________状态。连接好电路、闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至最___________(选填“左”或“右”)端。
(2)闭合开关,电流表示数为零,电压表示数等于电源电压,经检查电表完好,则电路故障可能是___________。
(3)排除故障后闭合开关,电流表和电压表的示数如图2、图3所示,电流表示数为___________A,检测结果为:该电热丝___________(选填“合格”或“不合格”)。
(4)在评估实验时,有成员提出:待检测电热丝数量多,每次检测都需要调节、读数和计算,太繁琐。建议用标准电热丝和一只电表重新设计检测电路,在电表的表头上标示合格范围,如图所示。将待检测电热丝接入,无须任何调节,观察到指针在标示的范围内即为合格,范围外为不合格。还可以检测其它批次阻值不同的电热丝,只需更换对应批次的标准电热丝,无需其它调节,表头标示依旧可用。
①该检测电路应使用___________(选填“电流表”或“电压表”);
②将设计的电路图画在下图的虚线框内___________。
【答案】(1) 断开 右
(2)待检测电热丝断路
(3) 0.44 不合格
(4) 电压表
【详解】(1)[1]连接电路时,为了保护电路,开关应处于断开的状态,待电路连接完成,检查无误后方可闭合开关。
[2]闭合开关前,为了保护电路,防止电流过大烧毁电路,滑动变阻器滑片应移到接入阻值最大处;由图1可知滑动变阻器接左下接线柱,因此滑片移到最右端时接入电阻最大。
(2)由图1可知,当待检测电热丝断路时,电压表、电流表、滑动变阻器串联接入电路,因为电压表的电阻非常大,导致整个电路的电流非常小,所以电流表无示数;此时电压表相当于测电源电压,所以电压表有示数,并且示数等于电源电压。
(3)[1]由图2可知,电流表的量程为,分度值为,读数为。
[2]由图3可知,电压表的量程为,分度值为,读数为。由可得,待检测电热丝的阻值为
合格范围为
超出范围,因此不合格。
(4)[1]更换标准后,原有表头标示仍可用,说明电表示数范围仅由与的比值决定,与的绝对阻值无关。当与串联时,待测电阻两端电压为
仅和与的比例有关,符合要求;若使用电流表,电流大小和的绝对阻值有关,更换后标示失效,因此选择电压表。
[2]电源电压一定,将标准电热丝与待测电热丝串联接入电路,根据电源电压、标准电热丝电阻、待测电热丝电阻合格范围,即可计算出待测电热丝两端的电压范围,测量待测电热丝两端的电压,即可直接判定待测电热丝是否合格,电路图如下:
考点四 特殊方法测电阻
【例题精讲】
【例1】(25-26九年级上·天津·阶段检测)待测电阻的阻值约为500 Ω。提供的器材有:三节新干电池;电压表(量程为)、电流表(量程为)、滑动变阻器(10 Ω 1 A)、电阻箱( 5 A)各一个;开关、导线若干。小华设计的四个电路如图所示,其中能准确测出阻值的有几个?( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】A
【详解】电源电压
待测电阻,电流表量程,分度值为。若电路中串联,电流,远小于电流表分度值,无法准确读数,故依赖电流表测电流的图②、图③不可行。
图④中滑动变阻器最大阻值仅,远小于,电压表量程,与滑动变阻器串联时,电压表测两端的电压,待测电阻的阻值约为500 Ω,远大于滑动变阻器阻值10 Ω,由串联电路分压原理,两端的电压接近电源电压,超过电压表量程,无法测量,故图④不可行。
图①中,与电阻箱串联,电压表测两端电压。调节阻值较大(如),可使电压表示数(不超量程)。已知电源电压,由串联电路分压原理
可得,能准确测出阻值。
故选 A。
【例2】(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。
【例3】(25-26九年级上·安徽淮南·阶段检测)如图所示,甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线,输电线每千米的电阻是R。现输电导线某处发生了短路,为确定短路位置,检修员在甲地根据伏安法用最简单的方案进行了检测,电压表并联在BD间。若得到电压表示数为U,电流表示数为I,根据检测数据确定了短路位置距甲地的距离s=____千米。(用已知量、检测量表示,检测电路导线的电阻忽略不计)
【答案】
【详解】由欧姆定律可知,BD间输电线的总电阻为,设短路位置距甲地的距离为s,因为电流从甲地流出到短路点再流回甲地,经过的是两条输电线,所以输电线总长度为,输电线每千米电阻为,故短路位置距甲地的距离为
【基础巩固练】
【变式训练1】(25-26九年级上·甘肃兰州·阶段检测)在用“伏安法”测电阻的实验中,如果缺少电压表或电流表,可以通过增加一个已知阻值的定值电阻和开关来解决,电源电压未知但恒定。下列电路图中不能测出未知电阻阻值的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.闭合、,短路,电压表测电源电压U;闭合、断开,与串联,电压表测电压,则两端电压
由串联电路中电流相等可得
解得未知电阻,故A不符合题意;
B.电压表串联在电路中,其示数始终等于电源电压,不知被测电阻的电压和电流,不能测出其阻值,故B符合题意;
C.只闭合,只有接入,电流表测的电流,电源电压
只闭合,只有接入,电流表测的电流,则可得未知电阻,故C不符合题意;
D.闭合、断开,只有接入,电流表测的电流,电源电压
闭合、,与并联,电流表测干路电流,则通过的电流
所以未知电阻,故D不符合题意;
故选B。
【变式训练2】(25-26九年级上·辽宁鞍山·阶段检测)小明在实验室所提供的器材中选择合适的器材,设计如下电路,为已知阻值的定值电阻,其中能测出未知电阻的电路是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A.S闭合时,被短路,电压表测电源电压;S断开时,与串联,电压表测两端电压。此时两端电压,电路电流,则,故A正确;
B.无论S闭合还是断开,电压表示数均为电源电压,无法测出阻值,故B错误;
C.闭合 ,断开时,若电流从电压表上端流入,电压表测电压;闭合,断开时,电压表测电压,电流从电压表下端流入,正负接线柱反接,无法读数,故C错误;
D.滑片在最左端时,电压表短路,无示数;在最右端时,电压表测电压,可求电流,但无法测出电源电压或电压,无法求,故D错误。
故选A。
【变式训练3】(25-26九年级下·广东深圳·期中)物理社团的同学们发现实验室里有一卷剩余的导线,查阅说明书得知,该导线每米的电阻为0.02 Ω。为了粗略估算导线的长度,他们用电压表、电流表、小灯泡和电源连接成如图所示的电路进行测量。闭合开关S后,电压表示数为8 V,电流表示数为0.4 A,则导线的电阻为________Ω,这卷导线的长度为________m。
【答案】 20 1000
【详解】该电路为串联电路,电压表测量这一卷导线两端的电压,电流表测量电路中的电流,则这一卷导线的电阻
已知该导线每米的电阻为0.02 Ω,这卷导线的长度
【能力提升练】
1.(25-26九年级上·江苏泰州·阶段检测)如图是小科利用实验室常用仪器,设计测量未知电阻阻值的四种电路,电源电压恒定且未知,是已知阻值的定值电阻,滑动变阻器最大阻值未知,实验中只能闭合或断开开关及移动滑动变阻器滑片,其中能够测量出阻值的电路( )
A.只有② B.只有②③ C.只有②③④ D.①②③④均可以
【答案】C
【详解】①开关S接1时,电压表测两端电压,正负接线柱连接正确;S接2时,电压表并联在两端,但正负接线柱接反,指针反偏无法读数,故①不可行。
②闭合S1、S2,被短路,电路为Rx的简单电路,电压表测电源电压;闭合S1,断开S2,两个电阻串联,电压表测两端电压为。两端电压
电路电流
则,故②可行。
③闭合S1、S2,被短路,只有接入,电路中的电流为①
闭合S1,断开S2,两个电阻串联,电路中的电流②
由①②解得,故③可行。
④S接2,R0和R串联接入电路中,滑片移至阻值最小处,只有R0的简单电路,电流表的示数是I0,电源电压;S接1,Rx和R串联接入电路中,滑片移至阻值最小处,只有Rx的简单电路,电路中的电流,则,故④可行。
故选C。
2.(25-26九年级上·江苏泰州·阶段检测)某同学设计了以下四种电路,其中电源电压不变且未知,是已知阻值的定值电阻。在不拆改电路的情况下,能够测出未知电阻阻值的电路是( )
A.只有① B.只有②③
C.只有①②③ D.①②③④都可以
【答案】C
【详解】①只闭合干路开关 ,电流表示数为 ,电源电压 ,闭合所有开关,电流表示数为 ,通过 的电流
则 ,故①可行;
②闭合、,电流表示数,电源电压
闭合断开,电流表示数,电路总电阻
则未知电阻阻值 ,故②可行;
③闭合、断开,电压表测两端电压,电路电流
闭合、断开,电压表测电源电压,则 两端电压
未知电阻阻值,故③可行;
④无论开关如何闭合,电压表始终测电源电压,无法测出通过的电流,无法计算阻值,故④不可行。
只有①②③能够测出未知电阻阻值,故选C。
3.(25-26九年级上·内蒙古赤峰·期末)如图所示,可以用一个电表和已知电阻的电阻器,测量未知电阻器电阻的电路是( )
A.甲和乙 B.乙和丙 C.甲和丙 D.甲、乙、丙
【答案】D
【详解】甲电路(可以测量):闭合开关、,被短路,电压表测量电源电压,得到电源总电压;
闭合、断开,与串联,电压表测量两端电压。
串联电流相等,电路电流,两端电压,因此
乙电路(可以测量):闭合、断开,只有接入电路,电流表测得的电流,电源电压
、都闭合,与并联,电流表测得干路总电流,的电流,并联电压相等,因此
丙电路(可以测量):、都闭合,只有接入电路,电流表测得的电流,电源电压
闭合、断开,两电阻串联,电流表示数,电源电压
可解得
故三种方法都可以求出。
故选D。
4.(25-26九年级上·安徽滁州·期末)小宇想利用如图电路测量未知电阻Rx的阻值,已知,他先闭合开关S、S1,记下电压表的示数为12V;接着他再________(填开关的状态),记下电压表的示数为3V,则_________。
【答案】 断开开关S1 30
【详解】当闭合、时,被短路,电压表直接测电源电压,因此电源电压
断开、保持闭合,此时与串联,电压表测两端电压,即。
串联电路电流处处相等,电路电流
两端电压
未知电阻
5.(25-26九年级上·江苏南京·阶段检测)小李设计了如图所示的电路测出了额定电压为2.5V的小灯泡正常发光的电阻,请完成下列填空(电源电压不变,和为滑动变阻器,的最大电阻为)。
(1)只闭合开关_______,调节,使电压表的示数为2.5V;
(2)只闭合开关________,调节___________,使电压表的示数仍为2.5V;
(3)接着将的滑片P调至最左端,记下电压表的示数为;再将的滑片P调至最右端,记下电压表的示数为。则小灯泡正常发光时的电阻表达式______________(用、、表示)。
【答案】(1)、
(2) 、 滑动变阻器
(3)
【详解】(1)只闭合开关、,此时灯泡与串联,电压表测灯泡两端电压,调节,使电压表示数为2.5V,让小灯泡正常发光。
(2)只闭合、,保持的滑片位置不变,调节滑动变阻器,使电压表的示数仍为2.5V,根据等效替代法,此时接入电路的电阻等于小灯泡正常发光时的电阻,即。
(3)接着将的滑片P调至最左端,接入电阻为0,电压表测电源电压,示数为;再将的滑片P调至最右端,接入最大电阻,此时与串联,电压表测两端电压,示数为,根据串联电路电压规律,两端电压为,根据串联分压原理得,结合,解得,小灯泡正常发光时的电阻为。
6.(25-26九年级上·天津静海·期中)小明想测量一个阻值未知的电阻Rx的阻值。老师给他提供了电源,一块电压表,和一个阻值已知的电阻R0,两个开关。于是小明设计了如图所示的电路图。
(1)请你根据图所示的电路图写出实验步骤及所需测量的物理量_______;
(2)请你推导出电阻Rx的表达式:Rx=_______。
【答案】(1)①闭合S1,断开S2,电压表示数为U1;②闭合S2,断开S1,电压表示数为U2
(2)
【详解】(1)略。
(2)闭合S1,断开S2,R0与Rx串联,电压表测定值电阻R0的电压,记作U1;闭合S2,断开S1,R0与Rx仍串联,电压表测电源电压,即为U2,根据串联电路电压的规律, Rx两端的电压
因串联电路电流处处相等,因此
则
考点五 实验故障与误差分析
【例题精讲】
【例1】(25-26九年级上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)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
【详解】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。
【例2】(25-26九年级上·湖南永州·阶段检测)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
【详解】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。
【例3】(2026·辽宁鞍山·二模)小岩用图甲所示电路测量未知电阻的阻值,并将实验数据通过描点作出其图像,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________。
【答案】 左 10
【详解】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,根据一次函数图线知道,延长后交U轴负半轴,即电流为0时电压为负值,所以电压表调零前指针在零刻线的左侧。
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
【基础巩固练】
【变式训练1】(2026·江苏扬州·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】 小灯泡短路 滑动变阻器R断路/开关断路 小灯泡断路
【详解】电流表有示数,说明整个电路是通路,没有整体断路,小灯泡不亮,说明灯泡本身被短路,电流绕过灯泡直接导通,灯泡不发光,因此①填小灯泡短路。
电流表无示数,说明电路整体断路;电压表接灯泡两端示数为0,代表电压表两端无法接到电源正负极,故障在小灯泡以外的位置,也就是滑动变阻器R或者开关处断路,整个电路彻底断开,因此②填滑动变阻器R(或开关)断路。
电流表无示数说明电路断路;电压表测出电源3V电压,说明电压表的两个接线柱通过滑动变阻器、开关完美接通电源两极,断路点就在小灯泡自身,即小灯泡灯丝断路,所以③处填小灯泡断路。
【变式训练2】(2026·四川成都·二模)如图所示是小李同学为测量未知电阻设计的电路图,按电路图连接好电路,闭合开关S发现电流表有示数,而电压表指针几乎不动,电路中可能存在的故障是:_______。本实验需要读取多组数据,目的是:_______。
【答案】 短路 减小实验误差
【详解】[1]电流表有示数,说明电路是通路,电压表指针几乎不动,说明电压表所测部分的电压几乎为零。 结合电路图,电压表测量未知电阻两端电压,因此故障可能是短路。
[2]本实验是伏安法测电阻,读取多组电压、电流数据,计算每次的电阻值,再取平均值,目的是减小实验误差。
【变式训练3】(25-26九年级上·安徽淮南·阶段检测)在“测小灯泡的电阻”实验中,小红同学根据测出的数据画出了小灯泡的图像如图所示。则由图可知,当小灯泡两端的电压升高时,其阻值__________(填“增大”“不变”或“减小”)。当电压为时,小灯泡的电阻为__________。
【答案】 增大
【详解】小红同学根据测出的数据画出了小灯泡的I-U图像,如图所示,可从图中从左到右选取若干容易读取的数值,根据欧姆定律,分别计算出小灯泡的电阻,例如当、,此时;当、,此时,可以得出结论:当小灯泡两端的电压升高时,其阻值增大。
【能力提升练】
1.(2026·山西阳泉·二模)酒驾、醉驾会给交通安全带来巨大隐患。小华设计了如图甲所示的电路图,模拟酒精浓度测试仪内部电路,用滑动变阻器模拟酒精气体传感器,电压表示数反映酒精气体浓度。其中酒精气体传感器的电阻会随酒精气体浓度的增大而减小。电源电压恒为3V,R为定值电阻,滑动变阻器的最大电阻为25Ω。
(1)请你用笔画线代替导线,把图乙实物图连接完整。
(2)连接电路时,开关应______。连接好电路,为模拟酒精气体传感器在酒精气体浓度变大时的电阻变化,滑动变阻器的滑片P应向______移动。
(3)闭合开关后发现电压表示数较小,且无论如何移动滑片P,两电表示数均不发生改变,其原因可能是______。
(4)排除所有故障后,闭合开关,将滑片P调节到最左端,电流表示数如图丙所示,为______A,则小华所用定值电阻的电阻为______Ω。
(5)当检测酒驾、醉驾人员时测试仪示数会增大,请从该角度评估小华设计的电路图是否合理?并解释原因:______。
【答案】(1)
(2) 断开 右
(3)滑动变阻器的两个下接线柱接入电路
(4) 0.1 5
(5)合理,当酒精气体浓度增大时,滑动变阻器连入电路的电阻减小,其两端电压变小,相应的定值电阻两端电压变大,电压表示数变大
【详解】(1)根据甲图,定值电阻和滑动变阻器串联,电压表并联在两端,电流表串联在电路中。将电压表的负接线柱与定值电阻的右端连接即可。
(2)连接电路时,为保护电路,开关必须断开;酒精浓度增大时,传感器电阻减小,要模拟该变化,需要滑动变阻器接入电阻变小。滑动变阻器接的是左上接线柱和右下接线柱,滑片向右移动时,接入电路的电阻丝长度变短,电阻减小,因此滑片向右移动。
(3)移动滑片电表示数不变,说明滑动变阻器接入电阻始终不变;电压表示数较小,说明电路总电阻较大,因此故障是滑动变阻器同时接了两个下接线柱,始终以最大阻值接入电路。
(4)电流表选用量程,分度值为,指针读数为; 滑片调到最左端时,滑动变阻器接入电阻为,电路总电阻为
则定值电阻为
(5)略
【真题回顾】
1.(2026·江西·中考真题)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】逐图细致分析(伏安法测电阻四条硬性规则) 电流表串联、正接线柱进,负接线柱出; 电压表并联小灯泡两端、正接线柱进,负接线柱出; 滑动变阻器一上一下接线; 电表不能接反、不能串并联混用。
A .图中滑动变阻器同时接入了下面两根接线柱,滑动变阻器在电路中没有起作用,故A错误;
B .电流从电源正极流出,先到电流表负接线柱,从正接线柱流出,再进入电压表负接线柱,从正接线柱流出,因此电流表、正负接线柱接反,指针反向偏转,损坏电表,故B错误;
C. 电流表并联在灯泡两端,电压表串联在电路中,电压表内阻极大,电路近乎断路,灯泡不发光,无法测量,故C错误;
D .电流表串联整条电路,电流从正接线柱流入、负接线柱流出; 电压表并联小灯泡两端,正负接线柱对应灯泡两端电位,接线正确; 滑动变阻器一上一下接入,可调节电路电流; 所有规则全部满足,故D正确。
故选D。
2.(2026·广东·中考真题)小明利用如图所示的电路测量小灯泡的电阻。闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于______(选填“A”或“B”)端。滑动变阻器用于改变灯泡两端的______,其接入电路的阻值变小,小灯泡的亮度变______。
【答案】 B 电压 亮
【详解】为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处,即B端;
利用如图所示的电路测量小灯泡的电阻时,滑动变阻器通过改变自身接入电路的阻值,从而改变灯泡两端的电压,从而得到多组测量数据;
当滑动变阻器接入阻值变小时,电路总电阻变小,电路中电流变大,小灯泡的亮度变亮。
3.(2026·四川眉山·中考真题)如图是一款智能压力秤的电路结构图,电源电压为3V且保持不变,定值电阻,秤盘下方的电阻R为压敏电阻,其阻值随物体对秤盘压力F的变化如表格所示。压力秤放置在水平地面,当秤盘为空盘时,闭合开关,电路中的电流为________A;当秤盘中放置物体时,电压表示数为2V,物体对秤盘的压力为________N。
R/Ω
40
30
20
10
0
F/N
0
30
60
90
120
【答案】 0.06 60
【详解】由图可知,压敏电阻R与定值电阻串联,电压表测量压敏电阻R两端的电压。空盘时压力,从表格得此时压敏电阻阻值, 电路总电阻
根据欧姆定律电路中的电流
电压表示数,则定值电阻两端电压
串联电路电流相等,电路电流
此时压敏电阻的阻值
查表可知,当压敏电阻阻值为20Ω时,对应的压力。
4.(2026·山东·中考真题)图甲为某智能机器人的机械手,为了使它能精准地抓取易碎物品,工程师研发了一种柔性触觉传感器,核心元件是压敏电阻,图乙为压敏电阻阻值随压力F变化的图像。科技小组利用该压敏电阻制作了一个触觉测试仪,其部分简化电路图如图丙。已知电源电压恒为6V,为定值电阻。
(1)闭合开关,对压敏电阻施加压力,随着压力的增大,压敏电阻的阻值__________,电路中的电流__________。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
(2)将质量为200g的砝码放在水平放置的压敏电阻上进行测试,此时电流表的示数为0.04A,g取10。求:
①压敏电阻受到的压力;
②压敏电阻两端的电压。
③的阻值。
(3)触觉测试仪显示的压力大小用电压表指针偏转角度表示,为了使压力越大,指针偏转角度越大,电压表应并联在__________的两端。
【答案】(1) 减小 增大
(2)①2N,②4V,③50Ω
(3)R0
【详解】(1)闭合开关,与串联;由图乙可知,压力增大时,阻值减小;因总电阻,压力增大,总电阻减小;由可知,电源电压不变,总电阻减小,则电路电流增大。
(2)砝码放在水平压敏电阻上,与串联,电流。
① 水平放置时压力等于砝码重力
② 由图乙可知,时,,串联电路电流处处相等,压敏电阻两端电压
③ 电路总电阻
的阻值
(3)压力越大,阻值越小,串联电路中电阻越小分得的电压越小,故两端电压随压力增大而增大,因此电压表应并联在两端。
5.(2026·天津·中考真题)如图甲所示电路,电源电压不变,为。只闭合开关,电流表的示数如图乙所示;再闭合,电流表的示数为。
(1)图乙中电流表的示数为_____;
(2)求电阻。
【答案】(1)0.3
(2)30Ω
【详解】(1)图乙电流表选用的是0∼0.6A量程,分度值为0.02A,指针指向0.3A刻度处,所以示数为0.3A。
(2)只闭合S时,只有接入电路,电流 , ,根据欧姆定律,电源电压
闭合,与并联,电流表测干路电流 。并联电路各支路电压相等,干路电流等于各支路电流之和,结合欧姆定律可知
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