專題07測量未知電阻阻值-2021年中考物理二輪專項復習核心考點必刷題

專題07測量未知電阻阻值1．（2020?葫蘆島）小霞在伏安法測電阻的實驗中，選用器材如下：電壓為6V的電源、規(guī)格為“10Ω1A”的滑動變阻器R1、待測電阻Rx、電流表、電壓表、開關、導線若干。（1）小霞連接的實驗電路如圖甲所示，其中有一條導線連接有誤，若此時閉合開關電壓表所測量的電壓會（填“會”或“不會”）超過它的量程。請將連接錯誤的導線畫“×”，并用筆畫線代替導線將電路連接正確。（2）正確連接電路后，先將滑動變阻器的滑片移到最左（填“左”或“右”）端，閉合開關，電流表的示數(shù)為0.2A，調節(jié)滑片發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)發(fā)生變化，電壓表的示數(shù)始終為零。電路中的故障可能是電壓表斷路（填“短路”或“斷路”）。（3）排除故障后，小霞進行三次實驗測出的電阻值分別為20.1Ω、20Ω、19.9Ω，待測電阻的阻值應為20.0Ω。（4）小霞將待測電阻Rx換成額定電壓為2.5V的小燈泡，測量其額定功率。已知小燈泡正常發(fā)光時的電阻約為10Ω，通過分析發(fā)現(xiàn)實驗無法完成，小霞發(fā)現(xiàn)實驗桌上有三個阻值分別為10Ω、20Ω、30Ω的定值電阻，可將其中10Ω的電阻串聯(lián)在電路中，進行實驗。（5）閉合開關調節(jié)滑動變阻器的滑片，當電壓表的示數(shù)為2.5V時，電流表的示數(shù)如圖乙所示為0.24A，小燈泡的額定功率為0.6W。（6）小霞又設計了如圖丙所示的電路，來測量額定電流為0.4A小燈泡的額定功率。電源電壓未知，定值電阻R0的阻值為10Ω．請你將下面的實驗步驟補充完整。①閉合開關S，調節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為4V，小燈泡正常發(fā)光。②保持滑動變阻器滑片的位置不變，將一根導線連接在電路中b、d兩點之間，電壓表的示數(shù)為6V。③取下b、d間的導線，將其連接在b、c兩點之間，電壓表的示數(shù)為5V。④小燈泡的額定功率為0.48W。解：（1）原電路中，電壓表（選用小量程）測電源電壓（6V），若此時閉合開關電壓表所測量的電壓會超過它的量程；電壓表應與待測電阻并聯(lián)，如下所示：（2）正確連接電路后，先將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處，即最左端，閉合開關，電流表的示數(shù)為0.2A，調節(jié)滑片發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)發(fā)生變化，電路不可能斷路，電壓表的示數(shù)始終為零，則電路中的故障可能是電壓表斷路；（3）小霞進行三次實驗測出的電阻值分別為20.1Ω、20Ω、19.9Ω，為減小誤差，取平均值作為測量結果：待測電阻的阻值應為：R測＝＝20.0Ω；（4）燈在額定電壓2.5V下正常發(fā)光，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓：U滑＝U﹣U燈＝6V﹣2.5V＝3.5V，變阻器分得的電壓為電壓表示數(shù)的1.4倍，根據(jù)分壓原理，變阻器連入電路中的電阻為：R滑＝1.4×10Ω＝14Ω＞10Ω，故為了完成整個實驗，應該選取最大阻值至少14Ω的滑動變阻器，小霞發(fā)現(xiàn)實驗桌上有三個阻值分別為10Ω、20Ω、30Ω的定值電阻，由電阻的串聯(lián)，可將其中10Ω的電阻串聯(lián)在電路中，進行實驗；（5）閉合開關調節(jié)滑動變阻器的滑片，當電壓表的示數(shù)為2.5V時，電流表的示數(shù)如圖乙所示，電流表選用小量程，分度值為0.02A，電流為0.24A，小燈泡的額定功率為：P燈＝U燈I燈＝2.5V×0.24A＝0.6W；（6）①閉合開關S，調節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為4V，小燈泡正常發(fā)光；②保持滑動變阻器滑片的位置不變，將一根導線連接在電路中b、d兩點之間，電壓表的示數(shù)為6V。③取下b、d間的導線，將其連接在b、c兩點之間，電壓表的示數(shù)為5V。④在①中，定值電阻、燈和變阻器串聯(lián)，在②中，電壓表測電源電壓U＝6V；在③中，定值電阻與變阻器串聯(lián)，電壓表測定值電阻的電壓，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器的電壓為：U滑＝6V﹣5V＝1V，由分壓原理，變阻器連入電路的電阻：R滑＝×10Ω＝2Ω，在①中，由歐姆定律和串聯(lián)電路的規(guī)律，燈的額定電壓為：U額＝U﹣U0﹣U滑＝U﹣ILR0﹣ILR滑＝6V﹣0.4A×10Ω﹣0.4A×2Ω＝1.2V小燈泡的額定功率為：P額＝U額IL＝1.2V×0.4A＝0.48W。答案：（1）會；如上所示；（2）左；斷路；（3）20；（4）10；（5）0.24；0.6；（6）①4；③b、c；④0.48。2．（2020?北海）用伏安法測R的電阻實驗中：（1）圖甲中，有一根導線未連接，請用筆畫線代替導線將電路連接完整。（2）實驗前，滑動變阻器的滑片P應置于最左（選填“左”或“右”）端。（3）閉合開關后，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)為零，電壓表示數(shù)接近電源電壓，則故障原因可能是電阻R斷路（選填“斷路”或“短路”）。（4）排除故障后，當電流表的示數(shù)為1A時，電壓表的示數(shù)如圖乙所示，待測電阻R的阻值為5歐。（5）電流表的電阻雖然很小，但也會影響本實驗中R的測量結果。用圖丙的電路進行測量可消除這個影響，R0為定值電阻。實驗步驟如下：①按照圖丙的電路圖連接電路，將滑動變阻器的滑片置于最大阻值處；②閉合開關S1，S2，移動滑動變阻器滑片，讀出電壓表的示數(shù)U1和電流表的示數(shù)I1，③斷開S2移動滑動變阻器滑片，讀出電壓表的示數(shù)U2和電流表的示數(shù)I2；④可得待測電阻R＝﹣。解：（1）電壓表與燈并聯(lián)，如下所示：（2）實驗前，滑動變阻器的滑片P應置于阻值最大處，即最左端；（3）閉合開關后，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)為零，電路可能斷路，電壓表示數(shù)接近電源電壓，電壓表與電源連通，則故障原因可能是電阻R斷路；（4）排除故障后，當電流表的示數(shù)為1A時，電壓表的示數(shù)如圖乙，電壓表選用大量程，分度值為0.5V，電壓為5V，由歐姆定律，待測電阻：R＝＝＝5Ω；（5）②閉合開關S1，S2，讀出電壓表的示數(shù)U1和電流表的示數(shù)I1，③斷開S2，移動滑動變阻器滑片，讀出電壓表的示數(shù)U2和電流表的示數(shù)I2；在②中，此時待測電阻短路，電流表測定值電阻的電流，電壓表測電流表和定值電阻的總電壓；移動滑動變阻器滑片，由歐姆定律，定值電阻和電流表的總電阻：R0A＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣①；在③中，電流表測待測電阻和定值電阻串聯(lián)后的電流，電壓表測待測電阻和定值電阻及電流表的總電壓，由歐姆定律，測待測電阻和定值電阻及電流表的串聯(lián)的總電阻：Rx0a＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，②﹣①得：故待測電阻：R＝﹣。答案：（1）如上所示；（2）左；（3）斷路；（4）5；（5）斷開S2；﹣。3．（2020?宜賓）小馬同學利用圖甲所示的電路測量未知電阻Rx的阻值，阻值大約為5Ω。（1）請根據(jù)圖甲所示的電路圖，用筆畫線代替導線，在圖乙中完成實驗電路的連接。（2）閉合開關前，應將滑動變阻器的滑片置于B（選填“A”或“B”）端。實驗序號123……電壓U/V0.81.62.4……電流I/A0.160.320.48……（3）實驗過程中得到的部分數(shù)據(jù)如下表所示。第3次測量時，電流表的示數(shù)如圖丙所示，請將讀數(shù)填入表格中。（4）在圖丁中，把上表中的數(shù)據(jù)在I﹣U坐標系上描點并連線。（5）本實驗所測得未知電阻的阻值為5Ω。（6）小馬又設計了如圖戊所示的另一個電路，也測出了Rx的阻值。圖中電源（電壓未知）。R0是滑動變阻器，R是電阻箱（可連續(xù)調節(jié)電阻值大小，且能讀數(shù)的變阻器），其調節(jié)范圍0﹣999.9Ω，是電流表（刻度有些模糊），S和S1分別是單刀雙擲開關和單刀開關。完成下列實驗步驟中的填空：①先斷開S、S1將電阻箱R阻值調至最大；②將S撥向接點1，閉合S1，調節(jié)R0（選填“R”或“R0”），使電流表指針偏轉到適當位置，標記電流表指針的位置；③然后將S撥向接點2，調節(jié)R（選填“R”或“R0”），使電流表指針在標記處，記下電阻箱R的阻值；④多次重復上述過程，計算電阻箱R讀數(shù)的平均值，此即為被測電阻Rx的阻值。解：（1）根據(jù)電流表選用0～0.6A量程，電阻值約為5Ω，確定電壓表選用小量程與電阻并聯(lián)，根據(jù)電路圖確定滑動變阻器使用A接線柱，連接實物圖，如下圖所示；（2）根據(jù)電路圖，為了使滑動變阻器在開關閉合時能起到保護電路的作用，要使變阻器的接入電阻最大，應將滑動變阻器的滑片置于B端；（3）圖丙中電流表的量程是0～0.6A，分度值是0.02A，所以電流表的讀數(shù)：I＝0.48A；（4）根據(jù)表格數(shù)據(jù)，描點法作圖如下：（5）由R＝得：R1＝＝＝5Ω，R2＝＝＝5Ω，R3＝＝＝5Ω，R＝＝＝5Ω；（6）①先斷開S、S1將電阻箱R阻值調至最大；②將S撥向接點1，閉合S1，調節(jié)R0，使電流表指針偏轉到適當位置，標記電流表指針的位置；③然后將S撥向接點2，調節(jié)R，使電流表指針在標記處，記下電阻箱R的阻值；電源電壓不變，兩次電流值相等，由歐姆定律可知R0+Rx＝＝R0+R，所以Rx＝R；④多次重復上述過程，計算電阻箱R讀數(shù)的平均值，此即為被測電阻Rx的阻值；多次測量取平均值可以減小誤差。答案：（1）如圖所示；（2）B；（3）0.48；（4）如圖；（5）5；（6）②R0；③R；標記處；④平均值。4．（2020?巴中）某學習小組測量未知電阻Rx的阻值，他們分成A、B兩組用不同方法進行實驗。（1）A組設計了如圖甲所示的電路圖。①請用筆畫線代替導線將實物電路圖乙連接完整，要求滑動變阻器的滑片P向左滑動時電路中的電流變大。②在開關閉合之前，滑動變阻器的滑片P應滑至最右端（選填“左”或“右”），這樣做的目的是保護電路。③閉合開關S，將滑動變阻器的滑片P滑至某一位置后，電壓表的示數(shù)為2.4V，電流表的示數(shù)I如圖丙所示，則I＝0.24A，待測電阻Rx＝10Ω。（2）B組設計了如圖丁所示的電路圖，其中電源電壓未知且不變，另一定值電阻的阻值為R0。①閉合S1，斷開S2時，電壓表的示數(shù)為U1；②閉合S1、S2時，電壓表的示數(shù)為U2；③電阻Rx＝×R0（用U1、U2、R0表示）。（3）評估A、B兩組實驗，使用A組實驗的優(yōu)點是A組實驗，通過移動變阻器的滑片可多次測量取平均值，達到減小誤差的目的，而B卻不可以。解：（1）①要求滑動變阻器的滑片P向左滑動時電路中的電流變大，即電阻變小，故變阻器左下接線柱連入電路中，如下所示：②在開關閉合之前，滑動變阻器的滑片P應滑至阻值最大處，即最右端，這樣做的目的是保護電路；③閉合開關S，將滑動變阻器的滑片P滑至某一位置后，電壓表的示數(shù)為2.4V，電流表的示數(shù)I如圖丙所示，電流表選用小量程，分度值為0.02A，則I＝0.24A，由歐姆定律I＝，待測電阻：Rx＝＝＝10Ω；（2）①閉合S1，斷開S2時，電壓表的示數(shù)為U1；②閉合S1、S2時，電壓表的示數(shù)為U2；③在①中，定值電阻與電壓表串聯(lián)在電路中，電壓表通過定值電阻與電源連通，電壓表測電源電壓U1；在②中，待測電阻與定值電阻串聯(lián)，電壓表測待測電阻的電壓，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，定值電阻的電壓為：U0＝U1﹣U2，由分壓原理：＝，電阻Rx＝×R0；（3）A組實驗，通過移動變阻器的滑片可多次測量取平均值，達到減小誤差的目的，而B卻不可以。答案：（1）①如上所示；②右；保護電路；③0.24；10；（2）×R0；（3）A組實驗，通過移動變阻器的滑片可多次測量取平均值，達到減小誤差的目的，而B卻不可以。5．（2020?大慶）在“伏安法測電阻的實驗”中。電路如圖甲所示。電源電壓保持不變，閉合S，調節(jié)滑動變阻器，兩電壓表示數(shù)隨電路中電流表示數(shù)變化的圖象如圖乙所示。（1）為保證電路安全，在未閉合S之前滑動變阻器的滑片應處于a（選填“a”或“b”）端。（2）根據(jù)U﹣I圖象信息可知，圖線①（選填“①”或“②”）是電壓表V1的變化圖象。（3）電源電壓U＝8V，電阻R1＝20Ω，滑動變阻器連入電路的最大阻值為60Ω。（4）當圖線①和②相交時，滑動變阻器消耗的功率為0.8W。（5）為了測量未知電阻Rx的阻值，小明又設計了如圖丙所示的電路。電源電壓保持不變，R0為定值電阻。實驗步驟如下：閉合S、S1，斷開S2，電壓表讀數(shù)為U1，閉合S、S2，斷開S1，電壓表讀數(shù)為U2，則Rx＝（用U1、U2、R0來表示）。解：（1）為保證電路安全，在未閉合S之前滑動變阻器的滑片應處于阻值最大處的a端；（2）兩電阻串聯(lián)，電壓表V1測R1的電壓，電壓表V2測R2的電壓，電流表測電路的電流，當變阻器的滑片P移動到最右端時，變阻器連入電路的電阻為0，電壓表V2示數(shù)為0，故②是電壓表V2的變化圖象，①是電壓表V1的變化圖象；（3）當變阻器的滑片P移動到最右端時，變阻器連入電路的電阻為0，電路為R1的簡單電路，電壓表V1示數(shù)即電源電壓，U＝8V；由圖乙知，此時電路的電流為I1＝0.4A，由歐姆定律，R1＝＝＝20Ω；當電路的電阻最大時，電路的電流最小為：I2＝0.1A，根據(jù)串聯(lián)電阻的規(guī)律及歐姆定律，滑動變阻器連入電路的最大阻值為：R滑＝﹣R1＝﹣20Ω＝60Ω；（4）因串聯(lián)電路各處的都相等，故當圖線①和②相交時，兩電阻的電壓也相等，由歐姆定律，兩電阻相等，即滑動變阻器連入電路的電阻：R滑＝R1＝20Ω，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和分壓原理，變阻器的電壓為＝4V，滑動變阻器消耗的功率為：P滑＝＝＝0.8W；（5）閉合S、S1，斷開S2，兩電阻串聯(lián)，電壓表測待測電阻的電壓，電壓表讀數(shù)為U1；閉合S、S2，斷開S1，電壓表測電源電壓，電壓表讀數(shù)為U2，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，定值電阻的電壓為：U0＝U2﹣U1，由分壓原理：＝Rx＝。答案：（1）a；（2）①；（3）8；20；60；（4）0.8；（5）。6．（2020?鄂爾多斯）小明同學用“伏安法”測額定電壓為2.5V的小燈泡的電阻，實驗電路如圖甲。（1）請用筆畫線代替導線，在圖甲完成實物電路連接（要求：滑動變阻器滑片P向右移動，小燈泡變暗）。（2）連接好電路，閉合開關，小明發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，移動滑片P，兩表示數(shù)均無變化，則故障為小燈泡斷路。小明排除故障后按要求完成實驗，并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制成U﹣I圖象，如圖乙，則小燈泡正常發(fā)光時的電阻為10Ω。（3）細心的小明發(fā)現(xiàn)實驗所得U﹣I圖象不是一條直線，其原因是燈絲電阻隨