2019年中考物理实验专题复习——探究伏安法测电阻的实验(答案解析)

第1页（共18页）2019年中考物理实验专题复习——探究伏安法测电阻的实验答案解析1．（2018•河南）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5Ω（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B端（选填“A”或“B”）。（3）闭合开关，发现电压表和电流表均无示数。小芳利用另一只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，该故障是滑动变阻器断路。（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=4Ω。（5）小芳又设计了一种方案，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S1闭合、S2断开时，电流表读数为Il；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）【分析】（1）由表中数据，电流表选用小量程与电阻串联在电路中，变阻器按一上一下接入电路中；第2页（共18页）（2）为保护电路，连接电路时开关应断开，闭合开关之前滑动变阻器的滑片应处于阻值最大处；（3）如图两电阻串联，电路中只有一处故障，且只发生在一电阻上，同时电压表、电流表无示数，说明电路故障不可能是短路，如果是短路，则电流表有示数。因此是断路故障；（4）从图象上找到额定电压对应的点，读出对应的电流，利用欧姆定律可求电阻；（5）根据电源电压不变利用欧姆定律计算出Rx阻值。【解答】解：（1）电流表选用小量程与电阻串联在电路中，如下左图所示：；（2）连接电路时开关应断开，闭合开关之前滑动变阻器的滑片应处于阻值最大处即B端。（3）闭合开关，发现电压表和电流表均无示数。小芳利用另一只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，说明与a、b之间和b、c之间并联部分是通路；接在a、c之间，电压表无示数，说明b、c之间断路。如果电路连接完好，只有一个元件有故障，该故障是滑动变阻器断路；（4）由图象知，当灯的电压是1.0V时，对应的电流值为0.25A，由I=可得Rx===4Ω；（5）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S1闭合、S2断开时，电流表读数为Il；②当开关S1、S2都闭合时，电流表读数为I2；③待测电阻Rx====。故答案为：（1）如上图；（2）B；（3）滑动变阻器断路；（4）4；（5）①S1闭合、S2断开；③。【点评】①没有电压表，利用已知电阻和电流表以及其他元件测量电阻的阻值时，一般设计成并联电路，找电压相等列等式求出被测电阻；②没有电流表，利用电压表和已知电阻以及其他元件测量电阻的阻值时，一般设计成串联电第3页（共18页）路，找电流相等列等式求出被测电阻。2．（2018•荆州）小金在实验室做测量电阻实验时，设计了如图所示的电路，用来测量接入1、2两点间导体的电阻，已知电源电压为6V。（1）用导线连接1、2两点，电流表示数刚好达到最大测量值，则电阻R为10Ω（2）把待测电阻Rx接入1、2两点之间，此时电流表读数为0.2A，则Rx的阻值是20Ω。（3）小金实验时，发现电流表损坏，于是找来另外一块表盘模糊不清但其他均完好的电流表做实验在实验过程中，先将电阻R1接在1、2两点之间，再将阻值为30Ω的电阻R2并联在R1两端，前后两次电流表指针偏转角度之比为20：21，则R1=5Ω。【分析】（1）用导线直接连接1、2两点，则电路中只接有R一个电阻，其两端电压为电源电压，电流为0.6A，求出电阻；（2）在（1）中，电流表量程为0﹣0.6A，因达到最大值，由欧姆定律求出R，由欧姆定律和电阻的串联求Rx；（3）根据电路的连接和电阻串、并联规律和欧姆定律，得出两次电流的表达式，电流为：由前后两次电流表指针偏转角度之比为20：21，求出R1。【解答】解：（1）用导线连接1、2两点，电流表示数刚好达到最大测量值，则电阻R为10Ω；（2）在（1）中，电流表量程为0﹣0.6A，因达到最大值即为0.6A，由欧姆定律，R===10Ω，把待测电阻Rx接入1、2两点之间，此时电流表读数为0.2A，由欧姆定律和电阻的串联，则Rx=﹣R=﹣10Ω=20Ω；（3）先将电阻R1接在1、2两点之间，根据电阻串联和欧姆定律，电流为：I1==﹣﹣﹣﹣﹣①，再将阻值为30Ω的电阻R2并联在R1两端，根据电阻的并联和串联规律，总电阻为：R总=R+=10Ω+﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，电路中的电流为：第4页（共18页）I2==﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③，因前后两次电流表指针偏转角度之比为20：21，即=﹣﹣﹣﹣﹣④，由①②③④，则R1=5Ω，或﹣3Ω（舍去）。故答案：（1）0；（2）20；（3）5。【点评】本题考查串联、并联电路的规律及欧姆定律的运用。3．（2018•绍兴）小敏用图甲所示电路来测定某定值电阻的阻值实验次数U/vI/AR/Ω12.00.2010.022.532.90.2810.4（1）闭合开关前，要将滑动变阻器滑片滑到A（选填“A”或“B”）端（2）闭合开关后，发现只有一只电表的指针发生偏转，请结合图甲电路分析产生此现象的原因是电压表和电流表的位置互换了。（3）排除故障后，进行三次实验，测得数据如上表。表中第二次实验的电流可从图乙中读取，根据这三次测得的数据求得此电阻的阻值为10.3欧（保留一位小数）（4）下列实验电路图丙中，也能够得出定值电阻Rx阻值的电路有ACD。第5页（共18页）【分析】（1）为了保护电路，闭合开关前滑片在阻值最大处；（2）电压表的特点是电阻很大，串联在电路中相当于断路，电流表无示数，电压表有示数；（3）根据电流表的量程和分度值读出电流，再根据R=算出第二次电阻，最后求出平均电阻；（4）要测量电阻阻值，需要测出电阻两端电压与通过电阻的电流，然后应用欧姆定律求出电阻阻值；分析图示电路图，应用串并联电路特点与欧姆定律分析答题。【解答】解：（1）为了保护电路，闭合开关前滑片在阻值最大处即A端；（2）由电路图知：电压表串联在电路中，电流表并联在电路中，由于电压表的电阻很大串联在电路中相当于断路，电路中没有电流，电流表示数为零电压表与电源两端相连，有示数；（3）图乙中电流表的量程为0﹣0.6A，分度值为0.02A，示数为0.22A，此时的电阻R2==≈10.4Ω；三次的平均电阻为：R==≈10.3Ω；（4）A．两电阻串联，电压表测电源电压示数为U，电流表测量总电流示数为I，总电阻为，第6页（共18页）Rx的阻值为Rx=﹣R0，故A可以测出Rx的阻值，故不A正确；B、两电阻并联，电压表测电源电压示数为U，电流表测量R的电流示数为I，已知R的电阻，根据U=IR算出R两端的电压也就是电源电压，无法知电流，不能测出电阻，故B错误；C、两电阻并联，上面的电流表测量干路的总电流示数I，下面的电流表测量电阻R的电流示数为I1，已知R的电阻和电流，根据欧姆定律求出R的电压U=I1R，Rx的电流Ix=I﹣I1，则Rx==，故C正确；D、两电阻串联，分别利用电流表测出滑片位于最大阻值处和0Ω时电路中的电流分别为I1和I2，根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可求出Rx的阻值，故D正确。故选ACD。故答案为：（1）A；（2）电压表和电流表的位置互换了；（3）10.3；（4）ACD。【点评】本题难点是特殊方法测电阻阻值问题，要测电阻阻值，需要测出待测电阻两端电压与通过电阻电流，分析清楚图示电路结构、应用串并联电路特点与欧姆定律即可正确解题。4．（2018•赤峰）图甲是测量标有“2.5V”小灯泡电阻的实验。（1）用笔画线代替导线，把实物图连接完整。（2）电路图连接完整后，闭合开关，发现小灯泡不发光，电压表有示数，电流表无示数，原因是小灯泡断路（选填“短路”、“断路”）。（3）更换小灯泡后，调节滑动变阻器，让小灯泡两端电压逐次下调，测得数据如下表，第2次电压表的示数，如图乙所示，读出数据填入表中相应空白处。实验序号12345电压U/V2.51.71.30.9电流I/A0.280.250.240.210.19算出的电阻R/Ω（4）根据表中电压和电流数据计算出第2次的电阻值填入表中。（5）分析表中数据，得出结论：灯丝电阻值随电压的降低而减小。第7页（共18页）【分析】（1）根据灯的额定电压为2.5V确定电压表选用小量程与灯并联，变阻器按一下一上接入电路中与电流表串联，（2）若电流表示数为0，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了；（3）（4）根据电压表选用小量程确定分度值读数，由欧姆定律求电阻大小；（5）同理，分别求出第1、3、4、5次实验的电阻值得出结论。【解答】解：（1）灯的额定电压为2.5V，则电压表选用小量程与灯并联，变阻器按“一下一上”串联接入电路中，电流表可选用小量程串联在电路中，如下图所示：（2）闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表无示数，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则故障为小灯泡断路。（3）（4）图乙中，电压表选用小量程，分度值为0.1V，故电压表示数为2V；由表格数据可知，第2次电流表的示数为0.25A，由欧姆定律可得，第2次灯泡的电阻值：RL===8Ω；（5）同理可得，第1、3、4、5次实验灯泡的电阻值分别为：8.9Ω；7.1Ω、6.2Ω、4.7Ω，由表格数据可知，灯泡的电压是逐渐减小的，故得出结论：灯丝电阻值随电压的降低而减小。故答案为：（1）如上图所示；（2）断路；（3）2；（4）8；（5）电压的。第8页（共18页）【点评】本题测小灯泡电阻，考查电路连接、故障分析、电阻计算和欧姆定律的及数据分析能力。5．（2018•荆门）现有两节新的干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。在利用“伏安法”测量定值电阻R1阻值的实验中：（1）请你按图甲所示的电路图，以笔画划线代替导线，将图乙中的电路连接完整。（2）实验前为了保护电路，滑动变阻器的滑片应置于B端（选填“A”或“B“）；（3）闭合开关，无论怎样移动滑片P，发现电流表始终无示数，电压表有示数，其原因可能是B（填符号）A．滑动变阻器断路B．Rx断路C．Rx短路（4）排除故障后，当电压表示数为2.7V时，电流表示数如图丙所示，则通过Rx的电流大小为0.3A。它的阻值是9Ω。（5）本实验要多次测量取平均值，是为了减小误差。【分析】（1）滑动变阻器连接时“一上一下”选择接线柱；（2）为保护电路，滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处；（3）根据电流表和电压表来判断故障；（4）正确读数利用欧姆定律求值；（5）实验要多次测量取平均值减小误差。【解答】解：（1）滑动变阻器下面的接线柱已经选择，上面选择哪一个都行，如下图；第9页（共18页）；（2）实验前，为保护电路，应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处，结合实物图可知，滑片应滑到B端；（3）闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现电流表无示数，说明电路有地方发生断路；电压表有示数，说明电阻Rx断路；故B正确。（4）电流表量程为0～0.6A，指针指在0.3A，故电流为0.3A，则定值电阻的阻值：Rx===9Ω；（5）本实验要多次测量取平均值，是为了减小误差。故答案为：（1）如上图所示；（2）B；（3）B；（4）0.3A；9；（5）减小误差。【点评】用伏安法测电阻的实验，是初中物理非常重要的一个实验，也是中考常考的内容，学生要熟练掌握。6．（2018•衢州）“测量小灯泡电阻”的电路连接情况如图，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为2.5V（1）闭合开关后，当滑片P向右移动时，电压表示数变大（填“变大”、“变小”或“不变”）（2）实验中测得的小灯泡相关数据记录在表中。科学量实验次数123电压U/V1.52.02.5电流I/A0.220.