专题伏安法测电阻共44题详解解析版

专题伏安法测电阻1．（2019上海中考题）小华同学做“用电流表、电压表测电阻”实验，现有电源（电压为3伏且保持不变）、待测电阻Rx、电流表、电压表、电健各一个，滑动变阻器有A、B、C三个（分别标有“5Ω2A”字样、“10Ω2A”字样、“50Ω1A”字样），以及导线若干。小华实验时选取其中一个滑动变阻器，正确连接电路，且使滑动变阻器的滑片在中点附近，闭合电键时各电表示数如图10（a）、（b）所示，并记录第一组数据。继续移动滑片，当电压表示数在如图（a）的基础上偏转两格后，记录第二组数据，此时小华发现电压表、电流表偏转角度相同。求：①电压表的量程是伏。②计算说明实验中电流表的量程。③根据记录的第二组数据，计算出此时待测电阻Rx的阻值。【答案】①0﹣3V；②0﹣0.6A；③5Ω，5Ω。【解析】①正确连接电路，即待测电阻与变阻器串联，电流表串联在电路中，电压表与待测电阻并联，因电源电压为3V，故电压表选用小量程0﹣3V；②（a）图中，电压表选用小量程，分度值为0.1V，电压表示数为1.4V；（b）图中，若电流表选用大量程，电流为1.4A；若选用小量程，电流为0.28A；根据串联电路电压的规律，变阻器的电压为：UR=U-UX=3V﹣1.4V＝1.6V，若电流表选用大量程，变阻器连入电路的电阻：R滑中＝U滑/I大=1.6伏/1.4安≈1.14Ω，变阻器最大电阻为2×1.14Ω＝2.28Ω，与题中所给的变阻器的规格差别较大，所以不可能是大量程；若电流表选用小量程，变阻器连入电路的电阻：R滑中＝U滑/I小=1.6伏/0.28安≈5.71Ω，变阻器最大电阻为2×5.71Ω＝11.4Ω，与题中所给的“10Ω2A”变阻器的相吻合，故电流表选用小量程0﹣0.6A；③电流表示数为0.28A，继续移动滑片，当电压表示数在如图（a）的基础上偏转两格后，电压表示数可能为1.6V或1.2V；若电压表示数为1.4V+2×0.1V＝1.6V，即电压表示数变大，根据U＝IR，则电路中电流也应变大，电流为：0.28A+2×0.02A＝0.32A；由欧姆定律得：Rx＝Ux/Ix=1.6伏/0.32安＝5Ω；若电压表示数为1.4V﹣2×0.1V＝1.2V，即电压表示数变小，根据U＝IR，则电路中的电流也应变小，电流为：0.28A﹣2×0.02A＝0.24A；由欧姆定律得：Rx＇＝U＇x/I＇x=1.2伏/0.24安＝5Ω。“正确连接电路”指待测电阻与变阻器串联，电流表串联在电路中，电压表与待测电阻并联。移动变阻器的滑片时，电压表与电流表示数的变化相反（即“一大一小”）。2．（2016上海中考题）小华同学做“用电流表、电压表测电阻”实验，现有电源（电压为2伏的整数倍且保持不变）、待测电阻R、电流表、电压表（只有0-3伏档完好）、滑动变阻器（标有“20Ω2A”字样）、电键以及导线若干。实验中，小华正确连接电路，且使变阻器接入电路中的电阻最大，闭合电键时电表示数如图12（a）、（b）所示。①通过计算说明实验所用电源的电压。②小华移动变阻器的滑片，观察到电表示数变化范围较小。然后他调整了电表的接入位置重新实验：（a）根据图12中电表的示数等信息判断，在闭合电键时能否使变阻器接入电路中的电阻最大，并简述理由。（b）根据小华重新实验中所记录的一组数据（见上表），计算待测电阻Rx的阻值（精确到0.1欧）。【答案】①6伏；②（a）不能，（b）15.3欧。【解析】①小华正确连接电路，电压表与待测电阻并联，由图12可知：电压表示数约为2.5伏，即Ux=2.5伏；变阻器接入电路中的电阻最大，电流表示数约为0.16安，变阻器两端的电压约为UR=IR=0.16安×20欧=3.2伏，电源电压U=Ux+UR=2.5伏+3.2伏=5.7伏，由题意知，电源电压为2伏的整数倍，所以电源电压为6伏。②（a）当变阻器接入电路中的电阻最大时，U2=IR2=0.16安×20欧=3.2伏＞3伏，超出电压表的量程，所以不能使变阻器接入电路中的电阻最大；（b）待测电阻两端的电压UX=U-UR=6伏-1.4伏=4.6伏RX=UX/IX=4.6伏/0.3安=15.3欧。3．（2019浦东新区一模）在“用电流表、电压表测电阻”的实验中，元件均完好，电源电压为1.5伏的整数倍。他们正确串联实验器材，将滑片置于变阻器的一端，并将电压表并联在电路中。闭合电键后，观察到电压表如图9(a)所示；然后移动滑片，当滑片恰好在中点时，电压表示数增大了0.4伏，电流表的示数如图9(b)所示；当滑片移到另一端时，电压表示数变为3.0伏，电流表示数变为0.36安。根据以上信息，请证明滑动变阻器的最大阻值为5欧；。待测电阻的阻值为欧。(计算电阻时，精确到0.1欧)【答案】滑片在中点时，U滑=U-Ux=3伏-2.3伏=0.7伏，R滑=U滑/I=0.7伏/0.28安=2.5欧；8.4欧。【解析】①变阻器的滑片从一端移到另一端时，电流表与电压表示数均在增大（或电压表示数均不为零），因此电压表并联在待测电阻两端；且当滑片移到另一端时，电压表示数变为3.0伏，因此电压表选用0~3伏量程，刚闭合电键时电压表示数为1.9伏，滑片在中点时电压表示数为2.3伏；电源电压等于滑片在另一端时电压表的示数为3伏，即U=3伏。②滑片到另一端时电流表示数为0.36安，因此电流表选用0~0.6安量程，在中点时电流表示数为0.28安；③滑片在中点时，U滑=U-Ux=3伏-2.3伏=0.7伏R滑=U滑/I=0.7伏/0.28安=2.5欧，所以滑动变阻器的最大阻值为5欧；④计算三个待测电阻的阻值：刚闭合电键时，电路中电流I1=UR/R大=（3伏-1.9伏）/5欧=0.22安Rx1=U1/I1=1.9伏/0.22安=8.6欧；Rx2=U2/I2=2.3伏/0.28安=8.2欧；Rx3=U3/I3=3伏/0.36安=8.3欧；电阻的平均值为R¯x=（Rx1+Rx2+Rx3）/3=8.4欧4．（2019徐汇一模）小佳同学做“用电流表、电压表测电阻”实验，现有电源（电压为2伏的整数倍且保持不变）、电流表、电压表、滑动变阻器、待测电阻Rx、电键及导线若干，所有元件均完好。他连接电路进行实验，闭合电键后，将变阻器滑片从一端移动到另一端的过程中，发现电流表示数的变化范围为0.2安～0.58安，电压表示数相应的变化范围为4.0伏～0伏。他思考分析后重新正确连接电路，且实验步骤正确。当变阻器滑片移动到中点附近位置时，电流表示数0.28安，电压表的示数如图14所示。①小佳同学在实验中使用的滑动变阻器的最大电阻为欧，电源电压为伏。图9(a)(b)V315A0.63②请将下面表格填写完整。（计算电阻时，精确到0.1欧）。【答案】①20；6；②【解析】①将变阻器滑片从一端移动到另一端的过程中，发现电流表示数的变化范围为0.2安～0.58安，电压表示数相应的变化范围为4.0伏～0伏，根据电流表的示数变大，电压表的示数变小且为0可以判断：电压表是与变阻器并联，R大=U/I=4伏/0.2安=20欧。②重新正确连接电路，电压表是与待测电阻并联，当变阻器滑片移动到中点附近位置时，电流表示数0.28安，UR=IR=0.28安╳10欧=2.8伏。电源电压U=UR+UX=2.8伏+2.9伏=5.7伏，取6伏。③Rx1=U1/I1=2伏/0.2安=10欧；Rx2=U2/I2=2.9伏/0.28安=10.4欧；Rx3=U3/I3=6伏/0.58安=10.3欧；电阻的平均值为R¯x=（Rx1+Rx2+Rx3）/3=10.2欧将变阻器滑片从一端移动到另一端的过程中，发现电流表示数的变化范围为0.2安～0.58安，电压表示数相应的变化范围为4.0伏～0伏，根据“电流表的示数变大，电压表的示数变小且为0”可以判断：电压表是与变阻器并联。5．（2019黄浦一模）小明同学在做“用电流表、电压表测电阻”实验，现有电压不变的电源，待测电阻Rx，电流表、电压表，滑动变阻器（标有“20Ω2A”字样），电键及导线若干。小明正确连接电路，实验步骤正确。闭合电键后，电压表示数为1.6伏，电流表示数为0.22安；接着他将滑片P向左移至中点时，电压表示数为2.5伏。物理量实验序号电压(伏)电流(安)电阻(欧)电阻平均值(欧)12.01010.222.910.43610.3V图140123015105-315物理量实验序号电压(伏)电流(安)电阻(欧)10.220.2830.58①请在图13（a）中将小明的实验电路图补充完整，使之正确。②要使待测电阻两端电压大于3伏，继续完成实验，小明要进行的操作是。③小明实验时发现电压表0～15V档已损坏，要使待测电阻两端电压大于3伏，继续完成实验，小明同学接着要进行的操作是。④当他操作完成后，发现电流表示数为0.52安时，电压表示数如图13（b）所示。请将上述测得的三组数据填写在下表中，并计算出电阻。（计算电阻时，精确到0.1欧。）【答案】①电压表与待测电阻并联；②将电压表量程改接到0～15V档；③将电压表与滑动变阻器并联。【解析】①正确连接电路，指电压表与待测电阻并联；实验步骤正确，指闭合电键后，滑动变阻器接入电路的电阻为20Ω，此时电源电压为U=Ux+UR=1.6伏+（0.22安×20欧）=6伏，待测电阻Rx1=U1/I1=1.6伏/0.22安=7.3欧；将滑片P向左移至中点时，R＇=10欧Ux＇=2.5伏电流I＇=Ux＇/R＇=（6伏-2.5伏）/10欧=0.35安待测电阻Rx2=U2/I2=2.5伏/0.35安=7.1欧；②要使待测电阻两端电压大于3伏，继续完成实验，要进行的操作是将电压表量程改为0～15V档；③小明实验时发现电压表0～15V档已损坏，要使待测电阻两端电压大于3伏，继续完成实验，小明同学接物理量实验序号电压Ux（伏）电流Ix（安）电阻Rx（欧）电阻Rx平均值（欧）17.37.320.357.133.97.5物理量实验序号电压Ux（伏）电流Ix（安）电阻Rx（欧）电阻Rx平均值（欧）11.60.2222.530.52图13PA(a)RxRS(b)0510150123V着要进行的操作是把电压表与滑动变阻器并联；此时电压表的示数为变阻器两端的电压2.1伏，所以Ux＇＇=6伏-2.1伏=3.9伏待测电阻Rx3=U3/I3=3.9伏/0.52安=7.5欧；电阻的平均值为R¯x=（Rx1+Rx2+Rx3）/3=7.3欧该题一开始“正确连接电路”，指电压表与滑动变阻器并联，“实验步骤正确”指变阻器连入电路中的电阻最大。后来小明的操作是将电压表与滑动变阻器并联。6．（2019崇明一模）某小组同学做“用电流表、电压表测电阻”实验时，实验器材有：有电源（电压为1.5伏整数倍且保持不变）、待测电阻Rx、电流表、电压表、电键及导线若干．但发现电流表已坏，电压表的0～15伏量程档损坏．现只能用非常规方法测量电阻．给予阻值为10欧的定值电阻R1、阻值为20欧的定值电阻R2．他经过思考，进行了两次实验，电路图及闭合电键S后对应的电压表的示数分别如图16（a）、（b）所示．请根据相关信息完成下列问题：（1）图16（a）中电表示数是V；（2）该小组同学所用电源的电压是V；（3）待测电阻Rx的阻值是Ω（计算电阻时，精确到0.1Ω）；（4）你认为该实验中不足之处主要是。【答案】（1）1.5；（2）4.5；（3）9.6；（4）实验只对被测电阻进行了一次测量，结果不够准确。【解析】做“用电流表、电压表测电阻”实验时，由于没有电流表，故采取特殊的方法进行测量也可以，本题用已知阻值的电阻与待测电阻串联即可。（1）电压表的0～15伏量程档损坏．所以图16（a）中电表示数是1.5V。（2）由图16（a）定值电阻R1与阻值为20欧的定值电阻R2串联，可以计算电源电压：I1=U1/R1=1.5伏/10欧=0.15安U2＝I1×R2＝0.15安×20欧＝3伏电源电压U=U1+U2=1.5伏+3伏=4.5伏（3）由图16（b）可知：定值电阻R1与待测电阻Rx串联，Ux＝2.2伏U1=U-U2=4.5伏-2.2伏=2.3伏(a)图16(b)I