中考物理必考实验-实验23 伏安法测未知电阻的实验（原卷版）

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用电流表、电压表测出未知电阻（或小灯泡）的阻值
【实验器材】：
电源、开关、电压表、电流表、待测电阻、滑动变阻器、若干导线等。
【实验原理】：R=U/I

【实验步骤】：
= 1 \* GB3 ①按图连好电路，注意连接时开关要断开，开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处；
= 2 \* GB3 ②检查无误后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片 P的位置，改变电阻两端电压分别为U1、U2、U3观察电流表每次对应的数值，I1、I2、I3 分别填入设计的记录表格；
= 3 \* GB3 ③根据每次记录的电压和电流值，求它的对应的电阻值，再求出它们的平均值；
= 4 \* GB3 ④整理器材。
【考点方向】：
1、原理：欧姆定律变形式 。
2、滑动变阻器的作用：① ；② 。
3、电压表量程的选择： 。
4、电流表的量程选择： 。
5、滑动变阻器规格选取：1 2、 。
6、使小灯泡正常发光的操作： 。
7、测定值电阻的阻值，它需要求平均值， 。
8、测小灯泡阻值，它不需求平均值， 。
9、测量结果偏小是因为： 。
10、如果在实验中，无论如何移动滑动变阻器，电压表，或电流表的示数没有任何变化，那么可能的原因是： 。
11、闭合开关后，如果发现灯泡不亮，接下来的操作是： 。
12、通过移动滑动变阻器的滑片P记录了多组数据，并作出了的I﹣U图象，发现其图像并不是一条直线，是因为： 。
【创新母题】：小芳利用图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值，阻值大约为5 Ω.
(1)请你根据电路图，用笔画线代替导线，在图乙中完成实验电路的连接．
(2)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于________(填“A”或“B”)端，这样操作的目的是： 。
(3)闭合开关，发现电压表和电流表均无示数．小芳利用另一个完好的电压表进行检测，把电压表分别接在a、b之间和b、c之间，电压表均有示数；接在a、c之间，电压表无示数．如果电路连接完好，只有一个元件有故障，该故障是____ ________________．
(4)排除故障后，调节滑动变阻器，记录多组数据．画出了待测电阻Rx的I－U图象，如图丙所示．由图象可得Rx＝________Ω.由该图像你还可以得出结论： 。

(5) 小芳的同学小华此时在利用该装置，进行测量小灯泡的未知电阻实验，测量几组数据后，发现同一个小灯泡得出的每一组数据，计算得出的阻值都不同，原因是： 。
(6)聪明的小芳说不使用电压表也能完成实验，又设计了一种方案，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)
练习1：（2019•岳阳）利用图甲测小灯泡的电阻，小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压恒定不变。
（1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P置于______端（填“A”或“B”），目的是保护电路。
（2）闭合开关后，发现小灯泡不亮，则接下来合理的操作是______（填字母代号）。
A．断开开关，更换小灯泡 B．移动滑动变阻器，观察小灯泡是否发光
（3）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙，则小灯泡正常发光时的电流为______A，小灯泡正常发光时的电阻为______Ω（计算结果保留一位小数）。
（4）某同学根据记录的部分实验数据，计算出小灯泡的电阻，发现有一组测量数据存在错误。请指出错误数据的序号并说明判断依据__ ____。
练习2：（2019•福建）现要测量电阻RX的阻值，提供的实验器材有：待测电阻RX（约5 Ω）、
两节干电池、电流表、电压表、 滑动变阻器、开关及导线若干°
甲 乙
(1)用笔画线代替导线，将图甲中的实物图连接完整，要求滑动变阻器的滑片P向接线柱D移动时接入电路的阻值变小。
(2)正确连线后，闭合开关，移动滑片P,电流表示数几乎为零，电压表示数接近电源电压且几乎不变。若电路中只有一处故障，可判断该故障是_________ 。
(3)排除故障继续实验，某次测量，电流表的示数为0.50 A,电压表的示数如图乙,该示数为_____V,则RX=__________Ω。
(4)某同学利用电源(电压未知)、电阻箱(0-999.9 Q)和电流表(指针能正常偏转，但刻度盘示数模糊不清)等器材，测电阻RX的阻值，设计的电路如图丙。完成下列实验步骤:
丙
①正确连接电路，断开S1、S2，将电阻箱R阻值调至最大；
②____________________________________________________________;
③____________________________________________________________;
④电阻RX=______________。 (用测得量的符号表示)
练习3：（2019•南充）如图是“测量小灯泡电阻”的实验装置电源电压恒为6V，小灯泡的额定电压为3.8V。
（1）检查无误后，闭合开关滑动变阻器的滑片向左移动，请写出A表、V表的示数变化情况： 。
（2）移动滑片获得了表格中的实验数据：
请计算出第1次实验时灯丝的电阻，R1＝ Ω。
（3）分析数据及实验现象可知：灯越亮，灯丝电阻越大，说明灯丝的电阻与 有关。
（4）现电压表0～15V量程损坏，而0～3V量程完好，在不增减器材的情况下，请设计测量小灯泡额定功率的实验，写出必要的调整步骤：
= 1 \* GB3 ① ；
= 2 \* GB3 ② ；
练习4：（2019•广安）学校科技创新小组用伏安法测量小灯泡的电阻，电源电压为3V，待
测小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）请用笔划线代替导线，完成图甲中实物电路的连接，要求：①滑片P向右移动时，电流表示数变小；②连线不能交又；
（2）检查电路无误后，闭合开关，灯泡不亮，电压表有示数，电流表示数为零，导致这一现象的原因可能是 。
A．电压表短路 B．电压表断路 C．滑动变阻器短路 D．小灯泡断路
（3）故障排除后，闭合开关，当滑动变阻器的滑片P移到某一位置时、电压表示数如图乙所示，要测量小灯泡正常发光时的电阻，应将滑动变阻器的滑片向 移动（选填“左”或“右”）。
（4）通过移动滑动变阻器的滑片P记录了多组数据，并作出了如图丙所示的I﹣U图象，由图可知小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。
练习5：（2019•玉林）如图10所示，图甲是“伏安法测电阻”的实验电路图。
（1）请你根据图10甲的电路图，用笔画线代替导线，将图10乙中的实物图连接完整。
（要求滑动变阻器滑片P向右移动时阻值变大）
（2）在连接电路时，开关必须 。
（3）闭合开关S后，发现电流表无示数，电压表有示数，则出现的故障可能是 。
（4）排除故障后，闭合开关S，当滑片P移动到某一个位置时，电流表的示数为0.2A，电压表的示数如图丙所示，其读数为 V，则待测电阻Rx＝ Ω.
（5）若实验中电流表不慎损坏，现给你一个已知阻值为R0的电阻、一个单刀双掷开关和导线若干，请你用上述器材和原有器材完成图丁的电路图，要求能测量Rx的阻值。
练习6：（2019•衢州）小科按照实验要求，设计测量未知定值电阻Rx阻值（范围为400～600Ω）的实验。器材：干电池两节（总电压为2～3V），电压表（量程0～3V、0～15V）、
电流表（量程0～0.6A、0～3A）、滑动变阻器（500Ω 0.5A）各一个，开关、导线若干。

甲 乙
（1）要求一：测算出Rx，且实验过程中不能拆接电路。小科设计实验电路如图甲。请分析：
①小科在设计实验前通过估算发现，用所提供的电流表无法测量出电路中的电流，其原因是___ _。
②实验时，先将变阻器滑片P移到某一位置a处，读出电压表示数为U1，U1即为电源电压；再将变阻器滑片P移到另一位置b处，读出电压表示数为U2，则U1﹣U2就是此时滑动变阻器两端的电压。根据相关数据计算Rx的阻值。实验中滑片P所在的a、b处分别对应的位置是：___ _。
（2）要求二：增加一个电学器材实现Rx阻值的直接读取，且电路只能连接一次
小科増加了一个阻值可连续调节且可读数的变阻器Y，重新设计了图乙电路。实验步骤如下：
①先闭合开关S、S1，调节滑动变阻器使电压表示数为2V；
②再断开开关S1，闭合开关S2，__ __，读取此时Y的数值。Y的示数即为Rx的阻值。
练习7：（2019•湖州）科学兴趣小组的同学利用学过的知识，测量定值电阻Rx的阻值。
（1）同学们利用电路甲测量Rx的阻值，测量数据和结果如下表：
根据表格中的数据可求得该电阻的阻值是________。
（2）同学们发现该电阻的标定阻值为1000欧、为什么测量值与标定值之间有较大偏差?他们查资料寻找原因，发现平时认为电阻为零的电流表和电阻无穷大的电压表实际上都有一定的内阻，只是电压表的内阻比较大，电流表的内阻比较小，但都会对测量结果产生影响。然后，同学们找来他们使用的电流表和电压表的说明书，说明书显示：
电压表：量程0~6伏，内阻6000欧
电流表：量程0~10毫安，内阻40欧
根据这些信息，可判断甲电路中由于________（“电流表”或“电压表”）内阻的影响，使测量结果产生较大偏差。
（3）小组同学经过思考，改成电路乙进行实验，测量数据和结果如下表：
比较两次测量结果，同学们做出了以下分析，你认为正确的是_______。
A．测量该定值电阻选择电路乙更合适
B．用电压表和电流表测量得到的电阻阻值都会偏大或偏小
C．选择合适的电路，测得的电阻值偏差会减小，更接近真实值
（4）拓展应用：根据以上的探究，如果需要测量阻值约20欧小阻值电阻时，选用了合适量程的电压表和电流表后，为了使测量结果更精确，应选择甲和乙中的哪一电路?并说明理由。答：________、理由： 。
练习8：（2019•自贡）小聪同学用伏安法测电阻，实验电路图如图甲所示。
（1）该实验的原理是 。
（2）闭合开关S前，滑动变阻器滑片P应置于 端（选填“a”或“b”）。
（3）假如小聪同学用完好的器材按如图甲所示实验电路图正确连接电路，实验时正确操作，刚一“试触”，就发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度，其原因可能是：
① ；② 。
（4）小聪同学重新按图甲所示的实验电路图正确连接电路，进行实验，某次实验中电压表示数如图乙所示，电流表示数如图丙所示，被测电阻Rx＝ Ω。
（5）若滑动变阻器的最大阻值为R，被测电阻的阻值为Rx，实验过程中电流表突然烧坏，不能正常使用了，他想出一个方法，应用现有的器材，也能测出电阻Rx的阻值。
实验步骤如下：
①将滑动变阻器滑到a端，闭合开关S，读出电压表的读数，记为U；
② ；
③读出滑动变阻器的最大值R；
④则被测电阻Rx的阻值为：Rx＝ （写出表达式）。
练习9：（2019•苏州）小明要测量定值电阻Rx的阻值（约十几欧）现有器材：电源（6V）、滑动变阻器、电流表、电压表、开关各一个，导线若干。
（1）他设计并连接了如图甲所示电路。请用笔画线代替导线，将该电路连接完整；
（2）电路连好后，闭合开关前，应将滑动变阻器滑片移至最______端闭合开关，移动滑片到某一位置，电压表示数如图乙所示，此时Rx两端的电压为______V。
（3）当小明准备读取电流表示数时，发现两电表示数突然都变为0．他用一条导线检查电路故障，当将该导线两端分别接到a、d接线柱上，发现电流表有示数，电压表示数仍为0；当将该导线两端分别接到c、f接线柱上，发现电压表有示数，电流表示数仍为0；则由此可以判断故障是：___ ；
（4）排除故障后继续实验，却不慎将电流表损坏。小明发现桌上有一根标有长度刻度、总长为20.0cm、总阻值为10Ω的均匀电阻丝，还有一根带有鳄鱼夹的导线（如图丙所示）。查阅资料了解到，均匀电阻丝阻值与长度成正比，经过思考，重新设计了如图丁所示的电路（AB为电阻丝，C为鳄鱼夹），继续进行实验。
①根据已知条件判断，电压表量程应选用___ ___V；
②按照图丁所示电路连接好器材，多次实验测得数据如下表所示
求出第1次实验时电路中的电流I1=______A；利用表中所有数据求出待测电阻Rx=______Q。
练习10：小亮在做“测量小灯泡的电阻”实验中，所用小灯泡上标有2.5V"字样。
（1）如图是小亮未连接好的电路，请你用笔画线代替导线，将实物图补充完整：
（2）电路连好后，小亮分别测出了小灯泡的几组电压和电流值．记录在表格中。
①小灯泡正常工作时的电阻为 Ω。
②小亮从数据中发现，灯泡的电阻是变化的，你认为影响电阻变化的主要因素是 。
（3）完成上述实验后，小亮看到滑动动变阻器的铭牌模糊不清，于是想测量变阻器的最大阻值Rx。他从实验室找来一个阻值已知为R0的定值电阻替换了灯泡．同时撤去了发生故障的电流表，并利用余下器材(电压未知的电源、量程合适的电压表、滑动变阻器、开关各—个。导线),在不改动电压表位置及其连线的情况下，很快测出了Rx的大小。
①请把你设计的电路电路图在虚线框内。
②简述实验过程中要测量的物理量并用相应字母表示：
(1) ；
(2) ；
= 3 \* GB3 ③Rx= (用已知量和测量量表示)。
次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1




2




3




序号
1
2
3
4
U/V
0.1
1.3
2.1
3.0
I/A
0.05
0.11
0.26
0.3
R/Ω
2
11.8
8.1
10
实验次数
发光情况
电压
U/V
电流
I/A
灯丝电阻
1
刚发光
1.5
0.2
2
暗
2.5
0.30
8.3
3
亮
3.8
0.42
9.0
次数
1
2
3
AC长度（cm）
4.0
14.0
20.0
电压表示数（V）
0.8
2.0
2.4
实验次数
1
2
3
U/N
2.0
2.5
2.8
I/A
0.22
0.25
0.26
R/Ω