内容正文:
九年级物理17.3《电阻的测量》同步专题练习
分考点精练 - 基础巩固 - 培优提高
目 录
第一部分 分考点精练(共24题)
考点一 伏安法测定值电阻的阻值(3题)
考点二 伏安法测小灯泡的电阻(3题)
考点三 电阻伏安特性曲线的理解和应用(3题)
考点四 单安法测电阻(3题)
考点五 单伏法测电阻(3题)
考点六 双安法测电阻(3题)
考点七 双伏法测电阻(3题)
考点八 等效替代法测电阻(3题)
第二部分 基础巩固(共12题)
第三部分 培优提高(共12题)
第一部分 分考点精练
考点一 伏安法测定值电阻的阻值
1.(2024九年级上云南昭通期末)在测量定值电阻阻值的实验中:
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移至 (选填“A”或“B”)端。小亮闭合开关后,移动滑片P到某一点时,电流表示数为0.2A,如图乙,电压表的示数为 V,计算出的电阻值为 Ω。
(3)小亮仅把这一次实验测量所得的阻值作为最后的结果,你认为 (选填“合适”或“不合适”),理由是 。
(4)如图丙所示是其他两组同学根据测得的数据作的U﹣I图像,分析图像可知Ra Rb(选填“>”、“<”或“=”)。
2.(2024西藏日喀则一模)如图甲所示是旦增在伏安法测电阻的电路图。
(1)旦增正确连接电路,刚准备闭合开关时,旁边的拉姆同学提醒他滑动变阻器的滑片应放在 处。检查无误后,他闭合开关,调节滑片,电压表、电流表示数如图乙所示,则的阻值为 ;旦增又多次改变了滑片的位置,获得了多组测量数据。
(2)第二小组采用了如图所示的器材测量电阻的阻值,其中阻值已知。①将开关S和S1闭合,用电流表测出通过电阻的电流;②只闭合开关S和S2,用电流表测出通过电阻的电流;的表达式: ;
3.(2025湖北武汉二模)某同学用如图甲所示的电路测量定值电阻的阻值,电源电压保持不变。
(1)该同学接错了一根导线,请你在这根导线上打“”,并补画出正确的那根导线 ;
(2)正确连接电路,移动滑动变阻器的滑片至最 端后闭合开关,使电路中的电流在开始测量时最小。此时电流表的示数如图乙所示,该电流为 A;
(3)该同学将实验中的数据填入下表。
电压
电流
表中有 次实验的数据不是利用现有的器材完成的,剔除掉这些数据,该定值电阻的阻值为 。
考点二 伏安法测小灯泡的电阻
1.(2024九年级上山东青岛期末)某同学利用图甲所示电路测量标有“2.5V”字样的小灯泡电阻。关于该实验,下列说法错误的是( )
A.该实验的原理是
B.若灯泡正常工作时测得的电流如图乙所示,则此时电阻约为
C.闭合开关前滑动变阻器滑片应移至最右端
D.可以多次实验求平均值减小误差
2.(2024吉林长春三模)“测量小灯泡的电阻”实验时,电源电压恒为3V,待测小灯泡的额定电压为2.5V,连接的部分电路如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线将电路连接完整,要求滑动变阻器滑片P向右滑动时灯泡变亮 ;
(2)正确连接电路闭合开关后,为了测小灯泡正常发光时的电阻,多次移动滑动变阻器的滑片P,并绘制了这个过程中小灯泡的I-U图像,如图乙所示:
①滑动变阻器阻值增大时,电压表与电流表示数之比将 ;
②由图可知小灯泡正常工作时的电阻为 ;
(3)本实验需要测得多组实验数据,其目的是 ;
(4)仅用本实验提供的器材, (选填“能”或“不能”)探究电流与电压的关系。
3.(2025江苏徐州三模)小红想测量标有“1.5V”字样小灯泡正常发光时的电阻,从实验室找来了电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和导线若干,进行了如下实验:
(1)用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整 ;
(2)检查无误后,闭合开关,发现电流表无示数,小灯泡不亮,电压表示数接近电源电压;造成这一故障的原因可能是小灯泡 (选填“断路”或“短路”);
(3)排除电路故障后,闭合开关,移动滑片,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阻为 Ω;
(4)接下来她又测量了几组对应的电压值和电流值,并绘制了小灯泡的I﹣U图象,如图丙所示;小红认为不能利用图甲的装置探究电流与电压的关系,理由是 。
考点三 电阻伏安特性曲线的理解和应用
1.(2025青海中考真题)在“探究电流与电压关系”的实验中,“问天”兴趣小组连接了如图甲所示的电路,其中定值电阻R=20Ω。
(1)用笔画线代替导线将图甲电路连接完整。
(2)闭合开关后,发现电流表有示数,电压表无示数,电路中出现的故障可能是电阻 (选填“短路”或“断路”);排除故障后,测量并记录了如下几组电压表和电流表的示数,第二次实验中电流表的示数如图乙所示,此时电流为 A;
(3)请根据表3数据,在图丙中作出I-U图象;
表3
第一次
第二次
第三次
第四次
第五次
电压U/V
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
电流I/A
0.10
0.32
0.44
0.54
(4)分析得出实验结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 比。
(5)“问天”兴趣小组在实验室发现一个未知电阻,想要测量其阻值。发现电压表坏了,但有两个电流表。经小组讨论,设计了如图的电路图,两个电流表的示数分别为0.3A和0.9A,根据以上信息,可知通过的电流为 A,的电阻为 Ω。
2.(2025九年级上课后作业)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为测量对象,在处理实验数据时,分别画出了它们的关系图像,如图甲、乙所示,对于图像的分析,以下说法中错误的是( )
A.由图甲可知,定值电阻的阻值为1Ω
B.由图甲可知,电阻是导体本身的一种性质,它不随导体两端的电压和通过导体电流的改变而改变
C.由图乙可知,小灯泡的电阻跟灯丝的温度有关
D.为了减小误差,应该用多次测量取平均值的方法求小灯泡的电阻
3.某一温度下,两个电路元件甲和乙中的电流与电压的关系如图所示。由图可知,元件甲的电阻是 ,若将元件甲、乙并联后接在电压为2V的电源两端,则干路的电流是 A;将元件甲、乙串联后接在电压为3V的电源两端,则元件乙两端的电压是 V。
考点四 单安法测电阻
1.(2024安徽蚌埠一模)如图所示,测量电阻的阻值。现选择了满足实验要求的电源、阻值已知的电阻、电流表和,并连接了实验电路。当只闭合开关时,电流表的示数用示,当再闭合开关时,电流表的示数用表示, (用、和表示)。
2.(2024湖北黄冈一模)某同学在没有电压表的情况下,利用一只电流表和已知阻值的定值电阻R0,测量未知电阻Rx的阻值,图中不能测量出Rx阻值的电路图是( )
A. B.
C. D.
3.(2024广东清远模拟预测)小鹏想用电压表、电流表测量R2的阻值,接好电路后才发现电压表坏了,于是他从电学实验箱找来一个已知阻值的R1和另一个开关,设计了如图的电路图。他只闭合S,测出流经 的电流为I1; ,测出干路的电流为I2;整个实验过程电池电压不变,则 R2的阻值为 。
考点五 单伏法测电阻
1.(2024九年级上四川达州期中)小明设计了如图所示的单伏法测定未知电阻的电路图,其中的阻值已知,电源电压未知但不变,他 (选填“能”或“不能”)测出的阻值,理由是 。
2.(2024北京大兴二模)如图所示为测量未知电阻Rx的实验电路图,电源两端的电压保持不变,其中R0为阻值已知的定值电阻。当开关S1闭合、S2断开时,电压表示数为U1;当开关S1、S2均闭合时,电压表示数为U2,则下列判断中正确的是( )
A.电源两端的电压为U1
B.开关S1、S2均闭合时,电阻Rx与R0是串联关系
C.开关S1、S2均闭合时,通过电阻Rx的电流为
D.未知电阻的阻值
3.如何用一个电压表和一个已知电阻来测量某未知电阻?小红设计了如图所示的电路。电源电压不变,已知R1阻值为R0,在闭合S的情况下,断开S1时电压表的读数是U1,闭合S1时电压表的示数是U2,则电源电压为 ,被测电阻R2= 。
考点六 双安法测电阻
1.(2024九年级上北京期中)小乐想利用两块电流表和阻值已知的电阻R0测量电阻Rx的阻值。小乐选择了满足实验要求的电源、电流表A1和A2,并连接好了实验电路,如图所示,闭合开关S1、S2读出电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2。
(1)电源电压表达式 ;(用题中已知量和所测物理量符号表示)
(2)Rx的表达式 。(用题中已知量和所测物理量符号表示)
2.(2024九年级下湖北省直辖县级单位期中)实验小组利用如图甲所示电路测量小灯泡正常发光时的电阻,已知的阻值为,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整。要求:滑片向左移,连入电路的阻值增大,导线不要交叉 ;
(2)正确连接电路,闭合开关后,发现小灯泡不发光,且两个电流表的示数相同(接线均完好,导线无断路),则故障原因可能是 ;
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片,当电流表示数为 A时,说明小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,为 A,则小灯泡此时的电阻为 (保留一位小数)。
3.小宸利用一个电池组,两只电流表(A1和A2),一个开关,一个阻值为R0=15Ω的定值电阻和若干导线,来测量未知电阻Rx的阻值,他设计好电路并正确操作,发现A1、A2的示数如图所示。
(1)A1、A2的示数I1、I2分别是多少?
(2)在你不确定电路设计的情况下,请判断电阻Rx可能的阻值为多少?
考点七 双伏法测电阻
1.如图所示是小成测量未知电阻Rx的实验电路,电源两端电压不变,其中R0为阻值已知的定值电阻。当S闭合后,电压表V1的示数用U1表示,电压表V2的示数用U2表示。则下列四个选项中,Rx的表达式正确的是( )
A. B. C. D.
2.(2024九年级上广东江门期中)小明设计了两种测量定值电阻R1阻值的方案,方案中定值电阻的阻值R0已知:
(1)方案一:如图1所示,闭合开关S,如果电压表V1和V2的读数分别为U1和U2,则电阻Rx的阻值表达式为Rx= ;
(2)方案二:如图2所示,电路中Rx≠R0,将S接到a,读出电流表的示数I1,再将S接到b,读出电流表的示数I2,由I1R0=I2Rx可得,Rx= ,则该结果 (选填“正确”或“错误”),理由是 。
3.利用如图甲所示电路测量小灯泡正常发光时的电阻,己知电源电压为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 ,闭合开关前,需将滑片移至左端;
(2)闭合开关移动滑片,发现小灯泡不发光,电压表Vl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,此时通过小灯泡的电流为 A;
(4)继续移动滑片,当电压表Vl示数为5V时,小灯泡正常发光,此时小灯泡的电阻为 Ω。
考点八 等效替代法测电阻
1.(2024九年级上河北石家庄期中)小文用等效思想测电阻Rx的阻值,电路如图,其中R2是可调节且可直接读数的电阻箱。测量步骤如下,其中有错误的步骤是( )
A.闭合S1和S2前,为保护电路,把R1和R2的阻值都调到最大
B.闭合S1,将S2接到a点,适当调节滑片P的位置,记下电流表示数I
C.闭合S1,将S2接到b点,适当调节滑片P和电阻箱R2的阻值,使电流表示数仍为I
D.记录此时电阻箱连入电路的阻值R2,则未知电阻Rx的阻值Rx=R2
2.(2024九年级上北京月考)“等效替换”法是一种非常有用的科学研究方法,我们曾利用该方法探究了“同一直线上二力合成”的规律。我们也可以利用该方法实现对未知电阻阻值的测量,具体原理如图甲所示,其中Rₓ为待测电阻,R为电阻箱,S为单刀双掷开关。
实验步骤如下:
①断开开关,根据电路图,连接实物,将电阻箱的阻值调至最大;
②把开关S接a点,读出电流表的示数为I;
③把开关S接b点,调节电阻箱,____________;
④根据乙图,读出电阻箱的示数R,此即为Rₓ阻值。
(1)请把步骤③补充完整: 。
(2)待测电阻阻值Rₓ=
3.(2025江苏扬州三模)如图所示电路测电阻Rx的阻值。实验步骤如下:
①将电压表接在B、C两点间,闭合开关,将滑动变阻器滑片移到b端、电阻箱R调为某一阻值R1,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C点改接到D点;
③闭合开关,反复调节R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R2;
④待测电阻的阻值Rx= ;
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: 、 。
第二部分 基础巩固
1.(2024四川成都三模)在“伏安法测电阻”的实验中,常采用如图所示的电路图,实验中用滑动变阻器来改变 以便多次测量,这样做的目的是通过求电阻的平均值以 。
2.(23-24九年级上四川泸州)关于测小灯泡的电阻,下列说法不正确的是( )
A.在不同亮度时小灯泡的电阻发生变化,是因为温度影响了电阻
B.在不同电压下,小灯泡的电阻不同,因此需多次测出电阻取平均值
C.实验时要增大小灯泡的亮度,需将滑动变阻器的电阻变小
D.实验中也可以给小灯泡串联不同的定值电阻,来改变小灯泡两端的电压
3.如图所示,是“伏安法测电阻”的实验电路图。下列说法正确的是( )
A.实验原理是P=UI
B.滑动变阻器的作用是改变电源电压
C.多次测量求平均值是为了减小误差
D.开关在连接电路时很麻烦,实验中可以不用开关
4.(2025九年级上课后作业)三个电阻,当把它们并联时总电阻为R,则R与三个电阻之间的大小关系是( )
A. B. C. D.
5.(2024八年级上吉林松原)小南用如图甲所示的电路测量电阻Rx的阻值。
(1)实验原理: ;
(2)连接电路时开关应 ,滑动变阻器的滑片应移到最 端;
(3)闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2.4V时,电流表示数如图乙所示,其示数为 A,则待测电阻的阻值为 Ω;
(4)改变滑片的位置,记录几组相应数据,多次测量的目的是 ;
(5)如图丙所示,小南按照老师的要求,设计了在缺少电压表时,测量待测电阻Rx阻值的方案,R0为已知阻值的电阻。闭合开关,记录电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2,请写出待测电阻Rx的表达式:Rx= (用R0、I1和I2表示)。
6.(2024西藏中考真题)实验小组利用图(甲)所示的电路测量未知电阻的阻值。
(1)连接电路时,开关应处于 状态;
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于 端;
(3)当电压表示数为2.4V时,电流表示数如图(乙)所示,则通过的电流为 A,此次测得的阻值为 Ω。
(4)为了减小误差,改变滑动变阻器滑片P的位置,多次测量电压及电流的值,根据每次电压及电流的值算出电阻,最后求出的平均值。
7.在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时,利用实验数据作出了如图所示的图像。根据图像,下列说法正确的是( )
A.导体甲的电阻大于导体乙的电阻
B.导体乙的电压与通过它的电流成正比
C.当导体甲两端的电压为2V时,通过导体甲的电流为0.2A
D.将两导体并联后接在3V的电源上时,干路中的电流为0.9A
8.(23-24九年级上广东广州期末)如图是电阻甲和乙的图像,小明对图像信息作出的判断,正确的是( )
A.甲导体两端的电压与电流成正比
B.当乙两端电压为1V时,其电阻值为
C.将甲和乙串联,若电流为0.4A,则电路两端的总电压为3V
D.若甲和乙并联,若电压为2.5V,则电路中干路电流为0.5A
9.(23-24九年级上湖北武汉)某学生实验小组在做“伏安法测小灯泡电阻”的实验时连接了如下图所示的电路,闭合开关后发现电流表指针无偏转,电压表有偏转,则电路中出现上述现象的原因可能是( )
A.小灯泡处发生了短路
B.电流表处发生了断路
C.电流表两个接线柱被短接
D.滑动变阻器同时接入两下接线柱造成电流太小
10.(23-24九年级上湖北武汉)如图是小明同学为了检验小灯泡标称电阻是否准确而连接的实验电路。小灯泡标“2.2V;0.25A”,他的连接有三处错误,改正三根导线就可以完成实验。以下指出的错误不是上面三处错误的是( )
A.电流表的量程选大了
B.电流表的正、负接线柱接反了
C.电压表的正、负接线柱接反了
D.滑动变阻器接在由金属杆相连的两个接线柱上了,变阻器不起作用
11.如图所示,电路中R0为已知电阻,图中不能测量出电阻R的电阻值的电路是( )
A. B.
C. D.
12.(2024九年级上四川绵阳期末)某实验小组用图甲所示的电路测未知电阻的阻值,电源电压不变。
(1)检查电路时发现有一处导线连接错误,请你在甲图中连接错误的导线上打“×”,用笔画线代替导线正确连接电路(注意导线不要交叉);
(2)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到某处时,电压表的示数为3V,电流表的示数如图乙所示,则被测电阻R的阻值为 Ω;
(3)小明在测量未知电阻的阻值实验过程中电压表已损坏,老师从实验室拿来一只最大阻值为的滑动变阻器,并设计了如图丙所示的实验电路,按如下步骤进行实验:
①闭合开关,调节滑片位于最左端,读出电流表的示数为;
②闭合开关,调节滑片位于最右端,读出电流表的示数为;
③未知电阻的阻值: (用表示)。
第三部分 培优提高
1.(2025九年级上单元测试)如图所示的电路中,电源两端的电压未知但保持不变,R0是阻值已知的定值电阻。只闭合开关S1时,电流表的示数为I1,开关S1和S2均闭合时,电流表的示数为I2,则电阻Rx的阻值可以表示为( )
A. B.
C. D.
2.(2024广东湛江二模)小明利用一个电流表和已知阻值的定值电阻测量未知电阻的阻值,连接的实验电路如图所示。闭合开关、,读出电流表的示数;闭合开关,断开开关,读出电流表的示数。则未知电阻的阻值为( )
A.5Ω B.10Ω C.15Ω D.20Ω
3.(2025湖北武汉二模)某小组用如图所示的电路测量标有“,”的小灯泡在不同工作状态下的电阻,电源电压不变,闭合开关后,将滑动变阻器的滑片由最右端向左移至合适位置的过程中,下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器的阻值变大
B.电路中的电流变小
C.电压表与电流表的示数之比变小
D.滑动变阻器阻值的变化量大于小灯泡阻值的变化量
4.(多选)如图所示是测量电阻Rx的四种方案,在四个电路中电源两端的电压均保持不变,定值电阻R0的阻值已知。在不拆改电路的前提下,能够测量出定值电阻Rx阻值的是( )
A. B. C. D.
5.(2024九年级上湖北武汉期末)某同学利用如图所示的电路测量小灯泡的电阻,已知电源电压恒为4.5V不变,小灯泡标有“2.5V”字样,关于以下结论:
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
0.14
0.16
0.23
0.25
①第1次实验滑动变阻器接入的阻值为40Ω
②第3次实验记录的数据是错误的
③5次实验中小灯泡正常发光时的电阻最小
④第2次和第4次实验中滑动变阻器两端的电压之比为5∶7
说法正确的是( )
A.①② B.③④ C.①②③ D.①②④
6.小明同学在测量未知电阻的阻值时,电压表损坏,于是他利用原有器材设计如图所示电路也顺利测出未知电阻的阻值。(滑动变阻器最大阻值为,电源电压未知但不变)请将下列实验步骤补充完整:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,记录电流表示数为;
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到 ,记录电流表示数为;
③写出待测电阻的表达式:= 。(用、、表示)
7.(2024江苏淮安二模)蕾蕾利用图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值,电源电压3V。
(1)调节滑动变阻器,记录多组数据,画出了待测电阻R的I-U图像,如图丙所示。由图像可得Rx= Ω;
(2)蕾蕾又设计了一种方案,也测出了Rx的阻值。电路如图丁所示,R0为阻值已知的定值电阻,电源电压未知且恒定不变。测量步骤如下:
①当开关 时,电流表读数为I1;
②当开关S1、S2都闭合时,电流表读数为I2;
③待测电阻Rx= 。(用已知和测出的物理量符号表示)
8.(2025北京门头沟二模)小明用电阻箱替代滑动变阻器,对伏安法测电阻实验进行了改进,按照图所示电路图连接实验电路。当电阻箱Rp阻值调节为10Ω时,电流表示数为0.2A;当电阻箱Rp阻值调节为30Ω时,电压表示数为1V。请根据以上数据计算:
(1)R0的阻值;
(2)电源电压U。
9.(2025天津蓟州三模)小明同学听老师说,电压表也有电阻,且它的电阻值很大。小明问老师能否用实验方法测电压表的内阻,老师赞扬了小明同学的想法,并为小明提供了如图所示的器材:待测电压表、开关、符合实验要求的电阻箱和电源(电源电压恒定且不超过电压表量程)、导线若干。小明经过认真思考,应用这些器材,终于测出了电压表的电阻。请你
(1)用笔画线代替导线将实物图连成测量电压表电阻的实验电路。
(2)写出实验步骤以及电压表内阻的表达式。
10.下列电路图中电源电压不变但未知,定值电阻R的阻值已知,为滑动变阻器的最大阻值。下面能测出未知电阻的阻值的电路图有几个( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
11.(2024山东潍坊二模)要测量额定电压为的小灯泡正常工作时的电阻,设计了以下四种方案,电源电压不变,R为已知电阻,在不改变电路连接的情况下可行的是( )
B.
C. D.
12.(2024九年级上黑龙江大庆)如图是小科利用实验室常用仪器,设计测量未知电阻Rx阻值的四种电路,电源电压恒定且未知,R0是已知阻值的定值电阻,滑动变阻器R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Rx阻值的电路( )
A.只有② B.只有②③
C.只有②③④ D.①②③④均可以
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九年级物理17.3《电阻的测量》同步专题练习
分考点精练 - 基础巩固 - 培优提高
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第一部分 分考点精练(共24题)
考点一 伏安法测定值电阻的阻值(3题)
考点二 伏安法测小灯泡的电阻(3题)
考点三 电阻伏安特性曲线的理解和应用(3题)
考点四 单安法测电阻(3题)
考点五 单伏法测电阻(3题)
考点六 双安法测电阻(3题)
考点七 双伏法测电阻(3题)
考点八 等效替代法测电阻(3题)
第二部分 基础巩固(共12题)
第三部分 培优提高(共12题)
第一部分 分考点精练
考点一 伏安法测定值电阻的阻值
1.(2024九年级上云南昭通期末)在测量定值电阻阻值的实验中:
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移至 (选填“A”或“B”)端。小亮闭合开关后,移动滑片P到某一点时,电流表示数为0.2A,如图乙,电压表的示数为 V,计算出的电阻值为 Ω。
(3)小亮仅把这一次实验测量所得的阻值作为最后的结果,你认为 (选填“合适”或“不合适”),理由是 。
(4)如图丙所示是其他两组同学根据测得的数据作的U﹣I图像,分析图像可知Ra Rb(选填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1)
(2) B 1.8 9
(3) 不合适 实验次数太少,结论具有偶然性,应多次测量取平均值,减小误差
(4)>
【详解】(1)在测量定值电阻阻值的实验中,滑动变阻器与电阻串联,滑动变阻器按一上一下接入电路,滑动变阻器接右上接线柱,如图
(2)[1][2][3]闭合开关前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片应处在阻值最大的位置,即滑片P应移至B端;如图乙,电压表选用量程,分度值0.1V,所以电压表示数为1.8V,电阻值
(3)[1][2]仅把一次实验测量所得的阻值作为最后的结果,不合适,理由是:实验次数太少,结论具有偶然性,应进行多次测量求平均值,以减小误差。
(4)根据作出的图像知,a、b两端的电压相等时,通过电阻b的电流较大,由欧姆定律知,
2.(2024西藏日喀则一模)如图甲所示是旦增在伏安法测电阻的电路图。
(1)旦增正确连接电路,刚准备闭合开关时,旁边的拉姆同学提醒他滑动变阻器的滑片应放在 处。检查无误后,他闭合开关,调节滑片,电压表、电流表示数如图乙所示,则的阻值为 ;旦增又多次改变了滑片的位置,获得了多组测量数据。
(2)第二小组采用了如图所示的器材测量电阻的阻值,其中阻值已知。①将开关S和S1闭合,用电流表测出通过电阻的电流;②只闭合开关S和S2,用电流表测出通过电阻的电流;的表达式: ;
【答案】(1) 阻值最大 8 (2)
【解析】(1)[1]旦增正确连接电路,为了保护电路,刚准备闭合开关时,旁边的拉姆同学提醒他滑动变阻器的滑片应放在阻值最大处。
[2]由图甲得,定值电阻Rx、变阻器R串联,电压表测量定值电阻Rx的电压,电流表测量电路电流。由图乙得,电压表的分度值为0.1V,示数为2.4V,电流表的分度值为0.02A,示数为0.3A,由欧姆定律得,的阻值为
(2)由图得,将开关S和S1闭合,电路为R0的简单电路,用电流表测出通过电阻的电流,由欧姆定律得,电源电压为
只闭合开关S和S2,电路为Rx的简单电路,用电流表测出通过电阻的电流,由欧姆定律得
3.(2025湖北武汉二模)某同学用如图甲所示的电路测量定值电阻的阻值,电源电压保持不变。
(1)该同学接错了一根导线,请你在这根导线上打“”,并补画出正确的那根导线 ;
(2)正确连接电路,移动滑动变阻器的滑片至最 端后闭合开关,使电路中的电流在开始测量时最小。此时电流表的示数如图乙所示,该电流为 A;
(3)该同学将实验中的数据填入下表。
电压
电流
表中有 次实验的数据不是利用现有的器材完成的,剔除掉这些数据,该定值电阻的阻值为 。
【答案】(1)
(2) 左 0.20
(3) 1、2 10
【规范解答】(1)图中,电压表串联在电路中,定值电阻和滑动变阻器并联。利用伏安法测量定值电阻的阻值时,电压表应并联在定值电阻两端,测它两端的电压,其它器材串联在电路中,由此改正电路:
;
(2)[1]实验前,为了防止电路中的电流过大,从而保护电路,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,由图可知应移动滑动变阻器的滑片至最左端后闭合开关,使电路中的电流在开始测量时最小。
[2]根据图乙可知,电流表所选用的量程为、分度值为,此时的最小电流为。
(3)[1]由(2)可知,电路中的最小电流为,结合表中数据可知,第、次数据不是利用现有的器材进行实验得出的数据。
[2]根据欧姆定律可得,各次实验中定值电阻的测量值
故该定值电阻的阻值
考点二 伏安法测小灯泡的电阻
1.(2024九年级上山东青岛期末)某同学利用图甲所示电路测量标有“2.5V”字样的小灯泡电阻。关于该实验,下列说法错误的是( )
A.该实验的原理是
B.若灯泡正常工作时测得的电流如图乙所示,则此时电阻约为
C.闭合开关前滑动变阻器滑片应移至最右端
D.可以多次实验求平均值减小误差
【答案】D
【详解】A.测量小灯泡的电阻,需要测灯泡两端的电压和流过小灯泡的电流,由欧姆定律的变形公式求出小灯泡的电阻,故该实验的原理是,故A正确,不符合题意;
B.由乙图可知,电流表选择小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,则此时灯泡的电阻为
故B正确,不符合题意;
C.为了保护电路,闭合开关前滑动变阻器滑片应移至阻值最大的一端,即最右端,故C正确,不符合题意;
D.灯泡的电阻与温度有关,是变化的,求平均值无意义,故D错误,符合题意。
故选D。
2.(2024吉林长春三模)“测量小灯泡的电阻”实验时,电源电压恒为3V,待测小灯泡的额定电压为2.5V,连接的部分电路如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线将电路连接完整,要求滑动变阻器滑片P向右滑动时灯泡变亮 ;
(2)正确连接电路闭合开关后,为了测小灯泡正常发光时的电阻,多次移动滑动变阻器的滑片P,并绘制了这个过程中小灯泡的I-U图像,如图乙所示:
①滑动变阻器阻值增大时,电压表与电流表示数之比将 ;
②由图可知小灯泡正常工作时的电阻为 ;
(3)本实验需要测得多组实验数据,其目的是 ;
(4)仅用本实验提供的器材, (选填“能”或“不能”)探究电流与电压的关系。
【答案】(1)见解析 (2)变小 12.5 (3)寻找普遍规律 (4) 不能
【解析】(1)[1]滑动变阻器滑片P向右移动,小灯泡变亮,即电流变大电阻变小,故变阻器右下接线柱连入电路中与灯串联,如下图所示
(2)[2]当滑动变阻器阻值增大时,由于电路为串联电路,所以电路总电阻增大,电路总电流减小,由图乙可知,当电流减小时,曲线上每一点与原点连线的斜率在增大,而图像中每点与原点连线的斜率代表电流表示数与电压表示数的比值,所以电压表与电流表示数比值变小。
[3]小灯泡额定电压2.5V,由图可知电流为0.2A,所以小灯泡正常发光电阻为
(3)[4]由于灯泡的电阻是不断变化的,所以本实验主要探究灯泡电阻变化规律,所以多次实验的目的是寻找灯泡电阻变化的普遍规律。
(4)[5]探究电流与电压的关系需要保持电阻不变,而该实验中所用灯泡电阻在变化,不符合实验条件,所以不能。
3.(2025江苏徐州三模)小红想测量标有“1.5V”字样小灯泡正常发光时的电阻,从实验室找来了电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和导线若干,进行了如下实验:
(1)用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整 ;
(2)检查无误后,闭合开关,发现电流表无示数,小灯泡不亮,电压表示数接近电源电压;造成这一故障的原因可能是小灯泡 (选填“断路”或“短路”);
(3)排除电路故障后,闭合开关,移动滑片,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阻为 Ω;
(4)接下来她又测量了几组对应的电压值和电流值,并绘制了小灯泡的I﹣U图象,如图丙所示;小红认为不能利用图甲的装置探究电流与电压的关系,理由是 。
【答案】(1)
(2)断路
(3)5
(4)灯丝的电阻随温度的变化而变化
【规范解答】(1)
根据电压表和电流表的特点可知,电压表与灯泡并联,电流表与灯泡串联,如图所示:
(2)检查无误后,闭合开关,发现电流表无示数,小灯泡不亮,说明电路发生了断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表两接线柱与电源两端相连,即电压表两接点内发生断路,由图可知,造成这一故障的原因可能是小灯泡断路;
(3)
由图乙可知,电流表所用的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,由指针位置可知,此时电流表的示数为0.3A,即通过灯泡的电流为0.3A,由欧姆定律可知,小灯泡正常发光时的电阻
(4)由图丙可知,灯丝的电阻受温度影响,即灯丝的电阻是变化的,而探究电流与电压的关系,根据控制变量法可知,应该控制导体的电阻不变,所以不能利用图甲的装置探究电流与电压的关系。
考点三 电阻伏安特性曲线的理解和应用
1.(2025青海中考真题)在“探究电流与电压关系”的实验中,“问天”兴趣小组连接了如图甲所示的电路,其中定值电阻R=20Ω。
(1)用笔画线代替导线将图甲电路连接完整。
(2)闭合开关后,发现电流表有示数,电压表无示数,电路中出现的故障可能是电阻 (选填“短路”或“断路”);排除故障后,测量并记录了如下几组电压表和电流表的示数,第二次实验中电流表的示数如图乙所示,此时电流为 A;
(3)请根据表3数据,在图丙中作出I-U图象;
表3
第一次
第二次
第三次
第四次
第五次
电压U/V
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
电流I/A
0.10
0.32
0.44
0.54
(4)分析得出实验结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 比。
(5)“问天”兴趣小组在实验室发现一个未知电阻,想要测量其阻值。发现电压表坏了,但有两个电流表。经小组讨论,设计了如图的电路图,两个电流表的示数分别为0.3A和0.9A,根据以上信息,可知通过的电流为 A,的电阻为 Ω。
【答案】(1)
(2) 短路 0.22
(3)
(4)正
(5) 0.6 10
【规范解答】(1)电压表和电阻并联,将电压表的负接线和电阻左端连接,如图所示:
(2)[1]闭合开关后,发现电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,故障可能是与电压表并联的电阻短路。
[2]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0.22A。
(3)根据表中数据,利用描点法画出电流和电压的关系图像,如图所示:
(4)由图像可知,电压增大几倍,对应的电流也增大几倍,可以得到当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(5)[1]由图可知,两个电阻并联,电流表A2测量干路中的电流,电流表A1测量通过R的电流,由并联电路电流的规律可知电流表A2的示数是0.9A,电流表A1的示数是0.3A,通过的电流为Ix=I-I1=0.9A-0.3A=0.6A
[2]由并联电路电压的规律和欧姆定律可知Rx两端的电压Ux=U=I1R=0.3A×20Ω=6V
Rx的阻值
2.(2025九年级上课后作业)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为测量对象,在处理实验数据时,分别画出了它们的关系图像,如图甲、乙所示,对于图像的分析,以下说法中错误的是( )
A.由图甲可知,定值电阻的阻值为1Ω
B.由图甲可知,电阻是导体本身的一种性质,它不随导体两端的电压和通过导体电流的改变而改变
C.由图乙可知,小灯泡的电阻跟灯丝的温度有关
D.为了减小误差,应该用多次测量取平均值的方法求小灯泡的电阻
【答案】D
【规范解答】A.根据图甲可知,电流与电压成正比,因此该电阻为定值电阻阻值为,故A正确,不符合题意;
B.根据图甲可知,电流与电压成正比,说明电阻是导体自身的性质,它不随导体两端的电压和导体中电流的改变而改变,故B正确,不符合题意;
C.由图乙可知,电流与电压不成正比,即当小灯泡两端电压发生改变时,小灯泡的阻值也随之发生变化,因此小灯泡的电阻跟灯丝的温度有关,故C正确,不符合题意;
D.测定小灯泡的电阻时,小灯泡的电阻会随温度的变化而变化,因此不可多次测量取平均值的方法求小灯泡的电阻,故D错误,符合题意。
故选D。
3.某一温度下,两个电路元件甲和乙中的电流与电压的关系如图所示。由图可知,元件甲的电阻是 ,若将元件甲、乙并联后接在电压为2V的电源两端,则干路的电流是 A;将元件甲、乙串联后接在电压为3V的电源两端,则元件乙两端的电压是 V。
【答案】 5 2
【详解】[1]由图象可知,元件甲为定值电阻,当U甲=2V时,I甲=0.4A,则元件甲的电阻
[2]因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,将元件甲、乙并联后接在电压为2V的电源两端时,两元件两端的电压均为2V,由图象可知,I甲=0.4A ,I乙=0.2A ,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路的电流
I=I甲+I乙=0.4A+0.2A=0.6A
[3]将元件甲、乙串联后接在电压为3V的电源两端时,因串联电路中各处的电流相等,且总电压等于各分电压之和,所以,由图象可知,当时,符合,则元件乙两端的电压是2V。
考点四 单安法测电阻
1.(2024安徽蚌埠一模)如图所示,测量电阻的阻值。现选择了满足实验要求的电源、阻值已知的电阻、电流表和,并连接了实验电路。当只闭合开关时,电流表的示数用示,当再闭合开关时,电流表的示数用表示, (用、和表示)。
答案:
规范解答:当开关和都闭合时,电流表的示数用表示,电流表的示数用表示,电流表测的电流,测待测电阻的电流,即通过的电流为,通过待测电阻的电流为,根据并联电路各支路电压都相等和欧姆定律有
故待测电阻
2.(2024湖北黄冈一模)某同学在没有电压表的情况下,利用一只电流表和已知阻值的定值电阻R0,测量未知电阻Rx的阻值,图中不能测量出Rx阻值的电路图是( )
A. B.
C. D.
答案:D
规范解答:A.开关S2断开,S1闭合,Rx、R0串联,电流表测量电路中的电流,读出电流表示数I,则根据串联的特点和欧姆定律可得电源电压
---①
闭合开关S1、S2,只有电阻R0,接入电路,读出电流表示数I',则电源电压
------②
由①②解得,故A不符合题意;
B. 开关S2断开,S1闭合,Rx、R0串联,电流表测量电路中的电流,读出电流表示数I,则根据串联的特点和欧姆定律可得
-----①
闭合开关S1、S2,只有电阻Rx,接入电路,读出电流表示数I',则电源电压
----②
由①②解得,故B不符合题意;
C.开关S2断开,S1闭合,电阻Rx接入电路,电流表测量Rx的电流,读出电流表示数Ix',闭合开关S1、S2,电路为R0、Rx 并联,电流表测量干路的电流,读出电流表示数I,根据并联电路各支路上的用电器互不影响可知通过Rx的电流不变,根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可得,通过R0的电流
根据欧姆定律可得电源电压
则 ,故C不符合题意;
D.开关S1闭合,两电阻并联,电流表测量干路的电流,不能测量出通过R0的电流,无法通过R0的推导出Rx的电流和Rx的两端的电压,故D符合题意。
故选D。
3.(2024广东清远模拟预测)小鹏想用电压表、电流表测量R2的阻值,接好电路后才发现电压表坏了,于是他从电学实验箱找来一个已知阻值的R1和另一个开关,设计了如图的电路图。他只闭合S,测出流经 的电流为I1; ,测出干路的电流为I2;整个实验过程电池电压不变,则 R2的阻值为 。
【答案】 R1 闭合开关S、S1
【规范解答】[1][2]只闭合开关S时,只有R1接入电路,电流表测通过R1的电流。闭合S、S1时,R1与R2并联,电流表测干路电流。
[3]通过R2的电流
R2的电压
R2的阻值
考点五 单伏法测电阻
1.(2024九年级上四川达州期中)小明设计了如图所示的单伏法测定未知电阻的电路图,其中的阻值已知,电源电压未知但不变,他 (选填“能”或“不能”)测出的阻值,理由是 。
【答案】 不能 其中一个测量电压时,电压表+、-接线柱反了
【详解】[1][2]由电路图可知,开关接2时,若电压表正负接线柱接法正确,此时电压表可以测出R0两端电压,但接下来把开关接到1时,电压表的正负接线柱此时就变得相反了,测不出Rx两端的电压,所以也就无法利用串联电路的分压规律求出Rx的阻值了。
2.(2024北京大兴二模)如图所示为测量未知电阻Rx的实验电路图,电源两端的电压保持不变,其中R0为阻值已知的定值电阻。当开关S1闭合、S2断开时,电压表示数为U1;当开关S1、S2均闭合时,电压表示数为U2,则下列判断中正确的是( )
A.电源两端的电压为U1
B.开关S1、S2均闭合时,电阻Rx与R0是串联关系
C.开关S1、S2均闭合时,通过电阻Rx的电流为
D.未知电阻的阻值
答案:D
规范解答:AB.由电路图可知,当S1、S2闭合时,定值电阻R0短路,电压表测量电阻Rx的电压,也是测量电源电压,因此电源两端的电压为U2,故AB错误;
C.当开关S1、S2闭合时,只有电阻Rx接入电路,通过电阻Rx的电流为
故C错误;
D.当开关S1闭合、S2断开时,R0与Rx串联,电压表测Rx两端的电压,即Ux=U1,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R0两端的电压
U0=U-Ux=U2-U1
因串联电路中各处的电流相等,所以
解得
故D正确。
故选D。
3.如何用一个电压表和一个已知电阻来测量某未知电阻?小红设计了如图所示的电路。电源电压不变,已知R1阻值为R0,在闭合S的情况下,断开S1时电压表的读数是U1,闭合S1时电压表的示数是U2,则电源电压为 ,被测电阻R2= 。
【答案】 U2
【详解】[1][2]由电路图知,两电阻串联在电路中,S一直闭合,断开S1时,电压表测R1两端的电压,则电路中的电流
闭合S1时,电压表测源电压,所以电源电压为U2。此时,R2两端的电压
UR=U2-U1
那么,被测电阻
考点六 双安法测电阻
1.(2024九年级上北京期中)小乐想利用两块电流表和阻值已知的电阻R0测量电阻Rx的阻值。小乐选择了满足实验要求的电源、电流表A1和A2,并连接好了实验电路,如图所示,闭合开关S1、S2读出电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2。
(1)电源电压表达式 ;(用题中已知量和所测物理量符号表示)
(2)Rx的表达式 。(用题中已知量和所测物理量符号表示)
【答案】(1)I2R0
(2)
【详解】(1)由图可知,闭合开关S1、S2,电阻R0与电阻Rx并联,电流表A1测干路中电流,则干路电流为I1,电流表A2测电阻R0的电流,则电阻R0的电流为I2,则电阻R0的电压
U0=I2R0
根据并联电路电压的特点可知,电源电压等于电阻R0的电压,即
U=U0=I2R0
(2)由图可知,闭合开关S1、S2,电阻R0与电阻Rx并联,电流表A1测干路中电流,则干路电流为I1,电流表A2测电阻R0的电流,则电阻R0的电流为I2,则电阻Rx的电流
Ix=I1-I2
电阻R0与电阻Rx并联,则电阻Rx的电压等于电阻R0的电压,则电阻Rx的阻值
2.(2024九年级下湖北省直辖县级单位期中)实验小组利用如图甲所示电路测量小灯泡正常发光时的电阻,已知的阻值为,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整。要求:滑片向左移,连入电路的阻值增大,导线不要交叉 ;
(2)正确连接电路,闭合开关后,发现小灯泡不发光,且两个电流表的示数相同(接线均完好,导线无断路),则故障原因可能是 ;
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片,当电流表示数为 A时,说明小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,为 A,则小灯泡此时的电阻为 (保留一位小数)。
【答案】(1)
(2)灯泡断路
(3) 0.5 0.8 8.3
【规范解答】(1)滑片向左移,连入电路的阻值增大,故变阻器右下接线柱连入电路中,如下所示:
(2)正确连接电路,闭合开关后,灯与定值电阻并联后再与变阻器串联,A1测干路的电流,A2定值电阻的电流,根据并联电路电流的规律,A1示数应大于A2示数,发现小灯泡不发光,且两个电流表的示数相同(接线均完好,导线无断路),则故障原因可能是灯泡断路。
(3)[1][2][3]闭合开关,移动滑片,并联电路各支路电压相等,灯的电压为2.5V时,灯正常发光,故当观察到电流表A2示数为
说明小灯泡正常发光;此时电流表A1示数(大于0.5A)如图乙所示,故这个电流表选用大量程,分度值为0.1A,电流表的示数为 0.8A,由并联电路电流的规律,通过灯的电流为IL=I-I2=0.8A-0.5A=0.3A
则小灯泡的电阻为
3.小宸利用一个电池组,两只电流表(A1和A2),一个开关,一个阻值为R0=15Ω的定值电阻和若干导线,来测量未知电阻Rx的阻值,他设计好电路并正确操作,发现A1、A2的示数如图所示。
(1)A1、A2的示数I1、I2分别是多少?
(2)在你不确定电路设计的情况下,请判断电阻Rx可能的阻值为多少?
【答案】(1)0.3A;0.9A;(2)45Ω或5Ω或30Ω或7.5Ω。
【详解】解:(1)由图可知,电流表A1选的是“0-0.6A”的量程,A1的读数I1=0.3A;电流表A1选的是“0-3A”的量程,A2的读数I2=0.9A。
(2)由题意可知,本题是利用“安阻法”来测量未知电阻Rx的阻值,Rx和R0应并联连接,因不确定电路设计,即不确定电流表所接的位置,综合分析,电流表所接位置可能有四种情况:
①A1接在Rx的支路上,A2接在R0的支路上,则并联电路两端的电压为
Rx的阻值为
②A1接在R0的支路上,A2接在Rx的支路上,则并联电路两端的电压为
Rx的阻值为
③A1接在Rx的支路上,A2接在干路上,则并联电路两端的电压为
Rx的阻值为
④A1接在R0的支路上,A2接在干路上,则并联电路两端的电压为
Rx的阻值为
答:(1)A1、A2的示数I1、I2分别是0.3A、0.9A;
(2)在不确定电路设计的情况下,电阻Rx可能的阻值为45Ω或5Ω或30Ω或7.5Ω。
考点七 双伏法测电阻
1.如图所示是小成测量未知电阻Rx的实验电路,电源两端电压不变,其中R0为阻值已知的定值电阻。当S闭合后,电压表V1的示数用U1表示,电压表V2的示数用U2表示。则下列四个选项中,Rx的表达式正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由电路图可知,定值电阻R0和未知电阻Rx串联,电压表V1测量定值电阻R0两端电压,电压表V2测量未知电阻Rx两端电压。根据串联电路电流规律可知,通过两电阻的电流相等,即
根据欧姆定律可得
变形得
故ABC错误,D正确。
故选D。
2.(2024九年级上广东江门期中)小明设计了两种测量定值电阻R1阻值的方案,方案中定值电阻的阻值R0已知:
(1)方案一:如图1所示,闭合开关S,如果电压表V1和V2的读数分别为U1和U2,则电阻Rx的阻值表达式为Rx= ;
(2)方案二:如图2所示,电路中Rx≠R0,将S接到a,读出电流表的示数I1,再将S接到b,读出电流表的示数I2,由I1R0=I2Rx可得,Rx= ,则该结果 (选填“正确”或“错误”),理由是 。
【答案】 错误 两种情况下Rx和R0两端的电压不等
【规范解答】(1)[1]由欧姆定律,电路的电流
由串联电路电流的规律和欧姆定律得,电阻Rx的阻值
(2)[2]由I1R0=I2Rx可得
[3][4]则该结果错误,因为在串联电路中,根据分压原理,用电器两端电压与其阻值成正比,当开关S由a拨到b时,电阻R0和Rx两端的电压不相等,即实验中没有保持阻R0和Rx两端的电压相等。
3.利用如图甲所示电路测量小灯泡正常发光时的电阻,己知电源电压为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 ,闭合开关前,需将滑片移至左端;
(2)闭合开关移动滑片,发现小灯泡不发光,电压表Vl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,此时通过小灯泡的电流为 A;
(4)继续移动滑片,当电压表Vl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) (2)小灯泡断路 (3)0.15 (4)10
【详解】(1)滑动变阻器要串联在被测电路中,接线柱要“一上一下连接”,闭合开关前,需将滑动变阻器置于阻值最大端,此时滑动变阻器滑片移至最左端,说明连接的是变阻器的右下接线柱,连接的电路如下图所示:
(2)由实物图可知,定值电阻R0、灯泡、滑动变阻器三者串联,电压表Vl测R0与灯泡两端的电压,电压表V2测R0两端的电压,闭合开关移动滑片,发现小灯泡不发光,电压表Vl示数接近电源电压,电压表V2无示数,说明电路出现了断路故障,若R0断路,则电压表Vl与电压表V2示数都接近电源电压,不符合题意;若灯泡断路,则电压表Vl串联在电路中测电源电压,电压表V2测导线,导线电压为0,满足题意;若滑动变阻器断路,则电压表Vl与电压表V2示数都为0,不满足题意。综上所述,电路故障是灯泡断路。
(3)由乙图可知,电压表接的是0~3V的量程,分度值为0.1V,指针所指位置的示数为1.5V,所以电压表V2示数为1.5V;由欧姆定律可知,此时通过小灯泡的电流为
(4)由实物图可知,电压表Vl测R0与灯泡两端的电压,当电压表Vl示数为5V时,小灯泡正常发光,依题意可知,小灯泡正常发光时额定电压为2.5V,则R0两端的电压为
由串联分压原理可知,灯泡正常发光时的阻值为
考点八 等效替代法测电阻
1.(2024九年级上河北石家庄期中)小文用等效思想测电阻Rx的阻值,电路如图,其中R2是可调节且可直接读数的电阻箱。测量步骤如下,其中有错误的步骤是( )
A.闭合S1和S2前,为保护电路,把R1和R2的阻值都调到最大
B.闭合S1,将S2接到a点,适当调节滑片P的位置,记下电流表示数I
C.闭合S1,将S2接到b点,适当调节滑片P和电阻箱R2的阻值,使电流表示数仍为I
D.记录此时电阻箱连入电路的阻值R2,则未知电阻Rx的阻值Rx=R2
【答案】C
【详解】实验的主要步骤有:(1)闭合S1和S2前,为保护电路,把R1和R2的阻值都调到最大; (2)闭合S1,将S2接到a点,适当调节滑片P的位置,记下电流表示数I; (3)闭合S1,将S2接到b点,调节电阻箱R2的阻值,使电流表示数仍为I,此步骤不能调节滑动变阻器的阻值; (4)记录此时电阻箱连入电路的阻值R2,则未知电阻Rx的阻值Rx=R2,故C错误,符合题意,ABD正确,不符合题意。
故选C。
2.(2024九年级上北京月考)“等效替换”法是一种非常有用的科学研究方法,我们曾利用该方法探究了“同一直线上二力合成”的规律。我们也可以利用该方法实现对未知电阻阻值的测量,具体原理如图甲所示,其中Rₓ为待测电阻,R为电阻箱,S为单刀双掷开关。
实验步骤如下:
①断开开关,根据电路图,连接实物,将电阻箱的阻值调至最大;
②把开关S接a点,读出电流表的示数为I;
③把开关S接b点,调节电阻箱,____________;
④根据乙图,读出电阻箱的示数R,此即为Rₓ阻值。
(1)请把步骤③补充完整: 。
(2)待测电阻阻值Rₓ=
【答案】(1)使电流表的示数为I (2)60Ω
【解析】(1)应用“等效替代”法测电阻阻值时,先把开关S接a点,读出电流表的示数I;然后再把开关S接b点,调节电阻箱,使电流表示数仍为原来的数值I;电路电流相等,电源电压不变,由欧姆定律可知电路中电阻相等,即Rₓ作用的效果与R作用的效果相同,Rₓ=R。
(2)电阻箱的读数方法:各旋盘对应的指示点(图中的小三角)的示数乘以面板上标记的倍数,然后加在一起,就是接入电路的阻值;由图乙所示电阻箱可知,其电阻阻值
R=0×1000Ω+0×100Ω+6×10Ω+0×1Ω=60ΩRₓ作用的效果与R作用的效果相同,即
Rₓ=R=60Ω
3.(2025江苏扬州三模)如图所示电路测电阻Rx的阻值。实验步骤如下:
①将电压表接在B、C两点间,闭合开关,将滑动变阻器滑片移到b端、电阻箱R调为某一阻值R1,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C点改接到D点;
③闭合开关,反复调节R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R2;
④待测电阻的阻值Rx= ;
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】 R1-R2 Rx>R1 Rx>Rp
【规范解答】[1]步骤③中,闭合开关,电阻箱、电阻Rx与滑动变阻器串联,电压表测电阻箱、待测电阻两端的总电压,电流表测电路中的电流:要使两表的示数与①中相同,即电流表和电压表示数均与①中相同,而电源电压不变,由欧姆定律可知此时总电阻与①中相同,根据题意可知一定要调节电阻箱的阻值,且仍然是串联电路,所以还需要调节滑动变阻器才能使总电阻不变,才能使电流表示数不变,记录此时电阻箱的阻值R2;步骤③中电流表和电压表示数与①中相同,根据欧姆定律可知
则可知
即电阻箱减少的电阻等于待测电阻Rx的阻值。
[2][3]根据上面分析可知,当R1=R2+Rx
电流表和电压表示数才与①中相同,若实验时R1<Rx(或R1的阻值太小)
则R1<R+Rx
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Rp<Rx(或滑动变阻器的最大阻值太小)
则会造成调节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。
第二部分 基础巩固
1.(2024四川成都三模)在“伏安法测电阻”的实验中,常采用如图所示的电路图,实验中用滑动变阻器来改变 以便多次测量,这样做的目的是通过求电阻的平均值以 。
【答案】 待测电阻两端电压和电路中电流 减小误差
【规范解答】[1][2]“伏安法测电阻”中通过调节变阻器接入电路的阻值来改变定值电阻两端电压和电路中电流,实现多次测量,通过求平均值来减小误差。
2.(23-24九年级上四川泸州)关于测小灯泡的电阻,下列说法不正确的是( )
A.在不同亮度时小灯泡的电阻发生变化,是因为温度影响了电阻
B.在不同电压下,小灯泡的电阻不同,因此需多次测出电阻取平均值
C.实验时要增大小灯泡的亮度,需将滑动变阻器的电阻变小
D.实验中也可以给小灯泡串联不同的定值电阻,来改变小灯泡两端的电压
答案:B
规范解答:A.小灯泡的电阻和温度有关系,在不同亮度时,灯泡的温度也不同,从而电阻也不同,温度影响了电阻,故A正确,不符合题意;
B.在不同电压下,小灯泡的温度不同,导致电阻不同,电阻阻值在变化,多次测出电阻取平均值没有实际意义,故B错误,符合题意;
C.实验时要增大小灯泡的亮度,需要增大灯泡的电压,根据串联电路的分压特点可知,变阻器的电压需要减小,需将滑动变阻器的电阻变小,故C正确,不符合题意;
D.由串联分压的规律可知,实验时可以改变变阻器的阻值,也可以给小灯泡串联不同的定值电阻,两种方法都可以改变灯泡两端的电压,故D正确,不符合题意。
故选B。
3.如图所示,是“伏安法测电阻”的实验电路图。下列说法正确的是( )
A.实验原理是P=UI
B.滑动变阻器的作用是改变电源电压
C.多次测量求平均值是为了减小误差
D.开关在连接电路时很麻烦,实验中可以不用开关
【答案】C
【详解】A.“伏安法”测电阻的实验原理为,是欧姆定律的变形式,实验中需要用电压表测量电阻两端的电压,电流表测量电路的电流,故A错误;
BC.此实验中通过移动滑动变阻器来改变电阻两端的电压和通过电阻的电流,多次测量求平均值就是用来减小误差,故B错误,C正确;
D.实验中没有开关,直接通路,是比较危险,需要用开关控制电路的通断,故D错误。
故选C。
4.(2025九年级上课后作业)三个电阻,当把它们并联时总电阻为R,则R与三个电阻之间的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【规范解答】因为并联电路电阻的关系为,所以并联电路的总电阻小于任一支路电阻,即小于最小的电阻,故总电阻小于,即,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选 D。
5.(2024八年级上吉林松原)小南用如图甲所示的电路测量电阻Rx的阻值。
(1)实验原理: ;
(2)连接电路时开关应 ,滑动变阻器的滑片应移到最 端;
(3)闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2.4V时,电流表示数如图乙所示,其示数为 A,则待测电阻的阻值为 Ω;
(4)改变滑片的位置,记录几组相应数据,多次测量的目的是 ;
(5)如图丙所示,小南按照老师的要求,设计了在缺少电压表时,测量待测电阻Rx阻值的方案,R0为已知阻值的电阻。闭合开关,记录电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2,请写出待测电阻Rx的表达式:Rx= (用R0、I1和I2表示)。
【答案】(1)
(2) 断开 右
(3) 0.24 10
(4)求平均值减小误差
(5)
【详解】(1)在测量电阻Rx的阻值实验中,用电压表测电阻Rx两端的电压,用电流表测通过电阻Rx的电流,根据求出电阻Rx的阻值,故本实验的原理为。
(2)[1][2]连接电路时,为了保护电路安全,开关应处于断开状态,且闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处,即最右端的位置。
(3)[1]电流表的示数如图乙,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.24A。
[2]由欧姆定律,则待测电阻的阻值为
(4)改变几次滑动变阻器滑片的位置,并记录相应数据,从而得到多组数据,通过取平均值来减小测量误差。
(5)由图并可知,R0和Rx并联,电流表A1测量通过Rx的电流,电流表A2测量通过R0的电流,由并联电路各支路两端电压相等可得
所以待测电阻Rx表达式为
6.(2024西藏中考真题)实验小组利用图(甲)所示的电路测量未知电阻的阻值。
(1)连接电路时,开关应处于 状态;
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于 端;
(3)当电压表示数为2.4V时,电流表示数如图(乙)所示,则通过的电流为 A,此次测得的阻值为 Ω。
(4)为了减小误差,改变滑动变阻器滑片P的位置,多次测量电压及电流的值,根据每次电压及电流的值算出电阻,最后求出的平均值。
【答案】(1)断开 (2)B (3)0.24 10
【解析】(1)连接电路时,为保护电路,开关应处于断开状态。
(2)闭合开关前,由滑动变阻器的使用可知,应将滑动变阻器的滑片P置于最大阻值处,即B端。
(3)[1][2]根据图乙可知,电流表的量程为0∼0.6A,分度值为0.02A,示数为0.24A;由题意可知,此时Rx两端的电压Ux=2.4V,由欧姆定律可得,Rx的阻值
7.在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时,利用实验数据作出了如图所示的图像。根据图像,下列说法正确的是( )
A.导体甲的电阻大于导体乙的电阻
B.导体乙的电压与通过它的电流成正比
C.当导体甲两端的电压为2V时,通过导体甲的电流为0.2A
D.将两导体并联后接在3V的电源上时,干路中的电流为0.9A
【答案】D
【详解】B.由题可知,导体乙的U-I图像是一条过原点的直线,所以通过乙的电流与它两端的电压成正比,电压是形成电流的原因,不能说电压与电流成正比,故B错误;
A.由图像可知,甲、乙两端的电压相等时,通过甲的电流总大于通过乙的电流,根据可知,甲的电阻小于乙的电阻,故A错误;
C.由图像可知,当导体甲两端的电压为2V时,通过甲的电流为0.4A,故C错误;
D.由于并联电路各支路两端的电压相等,所以两导体并联时,甲、乙两端的电压相等,由图像可知甲、乙两端的电压为3V时,通过甲、乙的电流分别为0.6A、0.3A;由于并联电路干路中电流等于各支路中的电流之和,所以干路中的电流为
I=I1+I2=0.6A+0.3A=0.9A
故D正确。
故选D。
8.(23-24九年级上广东广州期末)如图是电阻甲和乙的图像,小明对图像信息作出的判断,正确的是( )
A.甲导体两端的电压与电流成正比
B.当乙两端电压为1V时,其电阻值为
C.将甲和乙串联,若电流为0.4A,则电路两端的总电压为3V
D.若甲和乙并联,若电压为2.5V,则电路中干路电流为0.5A
答案:C
规范解答:A.因为电压是产生电流的原因,有电压才会有电流,所以不能说甲导体两端的电压与电流成正比,故A错误;
BC.由图像可知,当乙两端电压为1V时,此时流经乙的电流为0.4A,则此时乙的电阻为
将甲和乙串联,若电流为0.4A,则通过两电阻的电流均为0.4A,由图像可得此时甲两端的电压为2V,由串联电路中总电压等于各分电压之和可得,此时电路两端的总电压为
故B错误,C正确;
D.若甲和乙并联,若电压为2.5V,由图像可得此时流经甲、乙的电流均为0.5A,由并联电路中干路电流等于各支路电流之和,可得此时电路中干路电流为
故D错误。
故选C。
9.(23-24九年级上湖北武汉)某学生实验小组在做“伏安法测小灯泡电阻”的实验时连接了如下图所示的电路,闭合开关后发现电流表指针无偏转,电压表有偏转,则电路中出现上述现象的原因可能是( )
A.小灯泡处发生了短路
B.电流表处发生了断路
C.电流表两个接线柱被短接
D.滑动变阻器同时接入两下接线柱造成电流太小
答案:C
规范解答:A.如果小灯泡被短路,电路是通路,电流表有示数,电压表被短路,电压表没有示数,故A不符合题意;
B.如果电流表处发生了断路,电路断路,电流表和电压表都没有示数,故B不符合题意;
C.如果电流表两个接线柱被短接,电流表没有示数,电路是通路,电压表有示数,故C符合题意;
D.如果滑动变阻器同时接入两下接线柱,电路中的电流较小,电流表和电压表的指针会发生偏转,偏转角度较小,故D不符合题意。
故选C。
10.(23-24九年级上湖北武汉)如图是小明同学为了检验小灯泡标称电阻是否准确而连接的实验电路。小灯泡标“2.2V;0.25A”,他的连接有三处错误,改正三根导线就可以完成实验。以下指出的错误不是上面三处错误的是( )
A.电流表的量程选大了
B.电流表的正、负接线柱接反了
C.电压表的正、负接线柱接反了
D.滑动变阻器接在由金属杆相连的两个接线柱上了,变阻器不起作用
答案:C
规范解答:A.根据小灯泡的额定电流可知,电流表应该选择小量程,故A正确,不符合题意;
B.电流表串联在电路中,电流从正接线柱流入,负接线柱流出,而图中电流表的正、负接线柱接反了。故B正确,不符合题意;
C.如图,电压表的正接线柱靠近电源正极,负接线柱靠近电源负极,没有接反。故C错误,符合题意;
D.滑动变阻器串联在电路中,接线“一上一下”,电路中滑动变阻器全接了上方两接线柱,滑动变阻器接入电路的电阻为0,不起作用。故D正确,不符合题意。
故选C。
11.如图所示,电路中R0为已知电阻,图中不能测量出电阻R的电阻值的电路是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.由图可知,电路中R0与R串联,电流相等,电压表可以分别测出电路中R0与R两端的电压,先根据欧姆定律计算R0的电流,R的电流与R0的电流相等,再根据欧姆定律可计算出R的电阻值,故A不符合题意;
B.由图可知,电路中R0与R并联,电压相等,电流表可以分别测出电路中R0与R的电流,先根据欧姆定律计算R0的电压,R的电流与R0的电压相等,再根据欧姆定律可计算出R的电阻值,故B不符合题意;
C.由图可知,可知直接测出R两端的电压和电流,可直接利用欧姆定律可计算出R的电阻值,故C不符合题意;
D.由图可知,电路中R0与R并联,电流表测量两个电阻的总电流,无法测量或计算出R的电流和电压,所以无法测量R的电阻值,故D符合题意。
故选D。
12.(2024九年级上四川绵阳期末)某实验小组用图甲所示的电路测未知电阻的阻值,电源电压不变。
(1)检查电路时发现有一处导线连接错误,请你在甲图中连接错误的导线上打“×”,用笔画线代替导线正确连接电路(注意导线不要交叉);
(2)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到某处时,电压表的示数为3V,电流表的示数如图乙所示,则被测电阻R的阻值为 Ω;
(3)小明在测量未知电阻的阻值实验过程中电压表已损坏,老师从实验室拿来一只最大阻值为的滑动变阻器,并设计了如图丙所示的实验电路,按如下步骤进行实验:
①闭合开关,调节滑片位于最左端,读出电流表的示数为;
②闭合开关,调节滑片位于最右端,读出电流表的示数为;
③未知电阻的阻值: (用表示)。
【答案】(1)
(2)10
(3)
【详解】(1)由图甲可知,电流表并联在电路中,电压表串联在电路中,因此是不规范的。电压表应并联在被测电阻的两端,电流表串联在电路中,如图:
(2)由电路图可知,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A。根据欧姆定律可得,被测电阻R的阻值为。
(3)丙图中,第一次将滑动变阻器移至最左端,此时电路为定值电阻的简单电路,根据欧姆定律可得,电源电压为,接下来需要将滑动变阻器移至最右端,电路为定值电阻与滑动变阻器串联,根据串联电路的特点和欧姆定律可得,电源电压可表示为,联立以上两式,未知电阻的阻值为。
第三部分 培优提高
1.(2025九年级上单元测试)如图所示的电路中,电源两端的电压未知但保持不变,R0是阻值已知的定值电阻。只闭合开关S1时,电流表的示数为I1,开关S1和S2均闭合时,电流表的示数为I2,则电阻Rx的阻值可以表示为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【规范解答】根据题意,当开关S1、S2均闭合时,电路为R0的简单电路,由欧姆定律可得电源电压U=I2R0。只闭合开关S1时,两电阻串联,由欧姆定律可得R0两端电压U0=I1R0,此时Rx两端电压为Ux=U−U1,根据串联电路电流处处相等的特点可知,此时通过电阻Rx的电流为I1,则
故ABC不符合题意,D符合题意;
故选D。
2.(2024广东湛江二模)小明利用一个电流表和已知阻值的定值电阻测量未知电阻的阻值,连接的实验电路如图所示。闭合开关、,读出电流表的示数;闭合开关,断开开关,读出电流表的示数。则未知电阻的阻值为( )
A.5Ω B.10Ω C.15Ω D.20Ω
答案:C
规范解答:由电路图可知,闭合开关、,R0、Rx并联,电流表测电流,由并联电路电流特点可知
闭合开关,断开开关,则只有R0接入电路,电流表测通过R0的电流,则通过Rx的电流为
由欧姆定律可知,R0两端的电压
由并联电路电压特点可知
则未知电阻的阻值为
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
3.(2025湖北武汉二模)某小组用如图所示的电路测量标有“,”的小灯泡在不同工作状态下的电阻,电源电压不变,闭合开关后,将滑动变阻器的滑片由最右端向左移至合适位置的过程中,下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器的阻值变大
B.电路中的电流变小
C.电压表与电流表的示数之比变小
D.滑动变阻器阻值的变化量大于小灯泡阻值的变化量
【答案】D
【规范解答】ABD.由图知小灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量小灯泡两端的电压,闭合开关后,将滑动变阻器的滑片由最右端向左移至合适位置的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,小灯泡会变亮,电路中的电流会变大,小灯泡的灯丝温度升高,电阻变大,由知电路的总电阻变小,滑动变阻器阻值的变化量大于小灯泡阻值的变化量,故AB错误,D正确;
C.电压表与电流表的示数之比等于小灯泡的电阻,由于小灯泡的电阻变大,所以电压表与电流表的示数之比变大,故C错误。
故选D。
4.(多选)如图所示是测量电阻Rx的四种方案,在四个电路中电源两端的电压均保持不变,定值电阻R0的阻值已知。在不拆改电路的前提下,能够测量出定值电阻Rx阻值的是( )
A. B. C. D.
【答案】ABC
【详解】A.如图,两个电阻串联,电压表V1测量电阻R0两端电压,电压表V2测量电阻RX两端电压,根据可算出通过电路的电流,因为串联电路电流处处相等,根据可算出定值电阻Rx阻值;故A符合题意;
B.如图,开关S2断开时,两个电阻串联,电压表V测量电阻RX两端电压;当开关闭合时,电阻R0短路,电压表测电源电压。先闭合开关测出电源电压U,再断开开关测出电阻RX两端电压UX,根据串联电路电压特点,算出电阻R0两端电压为,然后算出通过电路的电流为,最后根据定值电阻Rx两端的电压和通过的电流可算出电阻值;故B符合题意;
C.如图,先同时闭合两个开关,电阻RX短路,此时可根据算出电阻R0两端电压即为电源电压;当闭合S1断开S2时,两个电阻串联,根据可算出总电阻,最后根据串联电路电压特点用总电阻减去电阻R0的阻值即可算出电阻Rx的阻值;故C符合题意;
D.如图,两个电阻并联,根据电流表示数和已知电阻R0的阻值,只能算出电阻两端的电压,不能算出电阻Rx的阻值;故D不符合题意。
故选ABC。
5.(2024九年级上湖北武汉期末)某同学利用如图所示的电路测量小灯泡的电阻,已知电源电压恒为4.5V不变,小灯泡标有“2.5V”字样,关于以下结论:
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
0.14
0.16
0.23
0.25
①第1次实验滑动变阻器接入的阻值为40Ω
②第3次实验记录的数据是错误的
③5次实验中小灯泡正常发光时的电阻最小
④第2次和第4次实验中滑动变阻器两端的电压之比为5∶7
说法正确的是( )
A.①② B.③④ C.①②③ D.①②④
【答案】A
【详解】①第1次实验中已知电源电压恒为4.5V不变,灯泡电压为0.5V,滑动变阻器电压为U滑=U﹣U灯=4.5V﹣0.5V=4V
已知第1次实验中,电流为0.1A,此时滑动变阻器接入的阻值为
②由表格数据,根据欧姆定律分别计算5次实验灯泡的电阻
电压越大,电流越大,灯泡实际功率越大,温度越高,电阻也越大,但第3次实验中电阻比第4次电阻大,所以第3次实验测得的电流是错误的;
③由②可知,5次实验中小灯泡正常发光时的电阻最大;
④由串联电路电压规律可知,第2次和第4次实验中滑动变阻器两端的电压分别为U滑2=4.5V﹣1.0V=3.5V,U滑4=4.5V﹣2.0V=2.5V
两次电压之比为
综上所述,①②正确,③④错误,故A正确,BCD错误。
故选A。
6.小明同学在测量未知电阻的阻值时,电压表损坏,于是他利用原有器材设计如图所示电路也顺利测出未知电阻的阻值。(滑动变阻器最大阻值为,电源电压未知但不变)请将下列实验步骤补充完整:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,记录电流表示数为;
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到 ,记录电流表示数为;
③写出待测电阻的表达式:= 。(用、、表示)
【答案】 b端
【详解】[1][2]闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,此时滑动变阻器(连入电路的阻值为其最大值)与并联,此时干路电流为;将滑动变阻器的滑片P移到b端,此时被短路,只有滑动变阻器连入电路(阻值为),记录电流表示数为,所以电源电压为。、并联时通过的电流为,则未知电阻的阻值为。
7.(2024江苏淮安二模)蕾蕾利用图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值,电源电压3V。
(1)调节滑动变阻器,记录多组数据,画出了待测电阻R的I-U图像,如图丙所示。由图像可得Rx= Ω;
(2)蕾蕾又设计了一种方案,也测出了Rx的阻值。电路如图丁所示,R0为阻值已知的定值电阻,电源电压未知且恒定不变。测量步骤如下:
①当开关 时,电流表读数为I1;
②当开关S1、S2都闭合时,电流表读数为I2;
③待测电阻Rx= 。(用已知和测出的物理量符号表示)
【答案】(1) 4 (2)S1闭合、S2断开
【解析】(1)由图像知,当定值电阻的电压是2.0V时,对应的电流值为0.5A,可得Rx的阻值
(2)电路如图丁所示,R0为阻值已知的定值电阻,电源电压未知且恒定不变。①当开关S1闭合、S2断开时,Rx与R0串联,电流表测串联电路电流,电流表读数为I1,电源电压为
U=I1(Rx+R0)
②当开关S1、S2都闭合时,只有R0的简单电路,电流表读数为I2,电源电压为
U=I2R0
根据电源电压不变得
I2R0=I1(Rx+R0)
解得
8.(2025北京门头沟二模)小明用电阻箱替代滑动变阻器,对伏安法测电阻实验进行了改进,按照图所示电路图连接实验电路。当电阻箱Rp阻值调节为10Ω时,电流表示数为0.2A;当电阻箱Rp阻值调节为30Ω时,电压表示数为1V。请根据以上数据计算:
(1)R0的阻值;
(2)电源电压U。
【答案】(1)10
(2)4V
【规范解答】(1)由电路图知,电阻R0与电阻箱RP串联在电路中,电流表测电路中的电流,电压表测R0两端的电压。当电阻箱接入电路的阻值为10欧,电流表示数为0.2A,则有
当电阻箱接入电路的阻值为30欧,则有
解以上两式得,电源电压U=4V,R0的阻值为10欧。
(2)由第(1)小题的分析知,电源电压为4V。
9.(2025天津蓟州三模)小明同学听老师说,电压表也有电阻,且它的电阻值很大。小明问老师能否用实验方法测电压表的内阻,老师赞扬了小明同学的想法,并为小明提供了如图所示的器材:待测电压表、开关、符合实验要求的电阻箱和电源(电源电压恒定且不超过电压表量程)、导线若干。小明经过认真思考,应用这些器材,终于测出了电压表的电阻。请你
(1)用笔画线代替导线将实物图连成测量电压表电阻的实验电路。
(2)写出实验步骤以及电压表内阻的表达式。
【答案】(1)
(2)见解析
【规范解答】(1)因为串联电路起分压作用,因此让电压表和电阻箱串联,根据分压关系求得电压表内阻值,电路图如下:
(2)步骤如下:
①将电阻箱的电阻调至0;
②闭合开关,记录电压表的示数U ;
③将电阻箱的阻值调到R,读出此时电压表的示数U1;
表达式的推导:电阻箱的电阻为0时,电压表的示数U为电源电压的值;电阻箱的阻值为R时,电压表的示数为U1,电阻箱分得的电压为U-U1,根据串联分压关系
解得
10.下列电路图中电源电压不变但未知,定值电阻R的阻值已知,为滑动变阻器的最大阻值。下面能测出未知电阻的阻值的电路图有几个( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【详解】在第一幅图中,闭合开关S2,电压表上端为正接线柱,下端为负接线柱;只闭合开关S3,电压表上端为负接线柱,下端为正接线柱,又不能更改电路,所以其中有一次电压表接线柱一定接反,不能读出电压表示数,不能测出待测电阻阻值;
在第二幅图中,由电路图可知,闭合开关S,滑片位于左右两端时,电压表示数分别为U1、U,滑片位于左端时,则R1两端电压为
U′=U-U1
由串联电路分压原理可得
解得
故能测出待测电阻阻值;
在第3幅图中,由电路图可知,闭合开关S1、S2,定值电阻R0被短路,只有待测电阻有电流通过,电压表测量电源电压,示数为U;闭合S1、断开S2,待测电阻与定值电阻串联,电压表测量待测电阻两端电压,示数为Ux,根据串联电路电压特点知,定值电阻两端电压为
所以此时电路电流为
由知道,待测电阻阻值
此电路可以得到待测电阻Rx的阻值;
第四幅图中,定值电阻R与未知电阻Rx串联流过它们的电流相等,单刀双掷开关打到1时,测出串联R与Rx的串联电压U1,开关打到2时测出电阻Rx的电压Ux,由串联电路特点求出定值电阻R两端电压,由欧姆定律求出流过Rx的电流,则该电路能测出电阻Rx的阻值。
由以上分析知道,C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
11.(2024山东潍坊二模)要测量额定电压为的小灯泡正常工作时的电阻,设计了以下四种方案,电源电压不变,R为已知电阻,在不改变电路连接的情况下可行的是( )
B.
C. D.
答案:A
规范解答:A、此方案可先将开关置于2,移动滑动变阻器,使小灯泡正常发光,再将开关置于1,测出此时灯泡与R的总电压U,则R两端电压为
UR=U-U0
此时灯泡正常发光时的电流为
故灯泡正常发光时的电阻为
故A符合题意;
B.此方案中都存在电流表与灯泡或定值电阻并联,会导致其短路,故B不符合题意;
C.此方案电压表测小灯泡或定值电阻时,存在正负接线柱接反的情况,无法正常测量电压,故C不符合题意;
D.此方案中都存在电流表与灯泡或定值电阻并联,会导致其短路,故D不符合题意。
故选A。
12.(2024九年级上黑龙江大庆)如图是小科利用实验室常用仪器,设计测量未知电阻Rx阻值的四种电路,电源电压恒定且未知,R0是已知阻值的定值电阻,滑动变阻器R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Rx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由电路图可知,S接1或2时,通过电压表的电流的方向会发生变化,电压表的指针会反向偏转,无法读取电压表的示数,故①不可行;
②根据图可知,闭合S1、S2,电路为Rx的简单电路,电压表测量电源的电压U;只闭合开关S1,两只电阻串联,电压表测量Rx两端电压为Ux;根据串联电路的电压关系可知,定值电阻两端的电压为
此时电路中的电流为
根据串联电路的电流关系可知,通过Rx的电流为,则根据Rx两端的电压和电流可以求出Rx阻值,故②可行;
③闭合S1、S2时,电路是只有Rx的基本电路,电流表测量通过Rx的电流Ix;闭合S1、断开S2,两电阻串联,电流表测电路中电流I;根据电源电压不变列式
可求出Rx的阻值,故③可行;
④断开开关S时,电路为只有定值电阻R0接入电路的简单电路,此时电路的电流为I,可得电源电压为
当闭合开关S时,定值电阻R0和待测电阻Rx与电源并联,它们两端的电压为电源电压,电流表测干路的电流,通过待测电阻Rx的电流为
可得待测电阻的阻值为
可求出Rx的阻值,故④可行,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
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