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重难题型突破
题型 05 电阻 电功率的测量
在伏安法测电阻或伏安法测电功率中,伏是指电压表,安是指电流表,测出电阻或小灯泡的电压和通
过的电流后,用欧姆定律的推论R=U/I求出电阻或用电功率的计算式P=UI求出电功率,这种用电压表、电
流表测电阻或电功率的方法叫“伏安法”。“伏安法”是最简单的测量方法,基本是必考内容。
特殊方法测电阻是电学实验的一个重点,也是中考的一个重要考点。所谓特殊测量是指题中只给一个
电表,要么是电流表,要么是电压表,解决特殊法测电阻或电功率问题主要运用等效替代的思想。
►考向一 测电阻
类型1 测定值电阻阻值
1.(2024·山西)实验室里有一个标识不清的定值电阻,小亮设计实验进行测量(电源为两节干电
池)。
(1)根据公式 可知,通过对电流和电压的测量来间接测出导体的电阻。请用笔画线代替导线
将图甲的电路连接完整(导线不得交叉);
(2)连接电路时,开关应 ,滑动变阻器的滑片P应放在 (选填“A”或“B”)
端。闭合开关,电压表示数接近电源电压,电流表无示数。经检查电流表及各接线处均完好,则电路的故
障可能是 ;
(3)排除故障后闭合开关,移动滑片使电压表示数为2.4V,电流表示数如图乙所示为 A,则
电阻为 Ω。小亮把该数据作为本实验的最终结果,请你做出评价或建议: 。
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【答案】 断开 B 定值电阻断路
0.30 8 只测量一次数据就得出了未知电阻的阻值,误差较大
【解析】(1)[1]测量未知电阻的阻值,需要测量未知电阻两端的电压和通过的电流,然后通过公式
计算电阻的阻值。
[2]测量电阻的阻值时,电源、开关、滑动变阻器、待测电阻、电流表串联,电压表与待测电阻并联
(2)[3][4]为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态;闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于
最大阻值处,由图可知,滑片应置于B端。
[5]闭合开关,电流表无示数,说明电路可能断路,电压表示数接近电源电压,说明与电压表并联的定值
电阻断路。
(3)[6]由图乙可知,电流表的量程为0~0.6A;分度值为0.02A,因此示数为0.3A。
[7]因此定值电阻的阻值为
[8]只测量一次数据就得出了未知电阻的阻值,误差较大,因此应改变电阻两端的电压,测量多组数据,
对测得的阻值求平均值,减小误差。
2.(2024·黑龙江齐齐哈尔)在“伏安法测电阻”实验中,老师准备了阻值未知的定值电阻R、电压表、
电流表、两节新干电池、开关、导线若干、滑动变阻器(铭牌上标有“20Ω 1A”)等器材。所有器材
均完好。
(1)小夏按照实验操作要求,在检查实验器材时,发现电流表指针的位置如图1所示,出现这一现象的原
因是: 。
(2)解决问题后,小夏设计并连接了如图2所示的部分电路,请用笔画线代替导线将图2的电路连接完整
(要求:导线不可交叉)。
(3)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至最 (选填“左”或“右”)端。此时,滑动变阻器
的作用是: 。
(4)检查电路连接无误,闭合开关。在实验的过程中,电压表示数突然接近最大值,电流表示数几乎为
0。若电路中只有一处故障,则发生的故障可能是定值电阻R 。
(5)排除故障后,小夏继续进行实验,当电压表示数为1.2V时,读出如图3所示的电流表示数,并计算
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定值电阻的阻值 。小夏认为实验已经完成,小民则认为仅这样就得出定值电阻的阻值不够可
靠,原因是: 。
【答案】 电流表指针未调到零刻度线处 右 保
护电路 断路 10 没有多次测量取平均值,减小误差
【解析】(1)[1]电流表指针没有指在零刻度线上,说明电流表在使用前没有校零。
(2)[2]电源电压为3V,所以电压表接小量程,为0~3V,电压表与电阻并联
(3)[3][4]闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处,即最右端,此时滑动变阻器的作用是
保护电路。
(4)[5]电压表示数突然接近最大值,电流表示数几乎为0,说明电压表与电源两极相连,电压表并联电
路之外电路不存在断路,则与电压表并联的电阻断路。
(5)[6]由图3可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.12A,定值电阻的阻值
[7]一次测量存在较大的误差,为了减小误差,应多次测量求平均值,所以小夏认为实验已经完成,小民
则认为仅这样就得出定值电阻的阻值不够可靠。
3.(2024·山东德州)探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:学生电源、电流表、电压表、滑动
变阻器(标有“20Ω 2A”字样)、定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω)、开关一个、导线
若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整,要求:滑片P向右移动时电压表示数变大,导线不交
叉。
(2)连接好电路,将电源电压调至4.5V,滑动变阻器阻值调到最大,闭合开关S,移动滑片P,发现电流表
无示数,电压表示数始终接近电源电压,导致这一现象的原因可能是_________(填序号)。
A.滑动变阻器断路 B.定值电阻R断路 C.定值电阻R短路
(3)排除故障后利用前四个定值电阻进行实验,图乙是根据实验数据得到的I-R图像:
①其中阴影部分面积表示的物理量是 ,其值为 ;
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②由实验图像可得出结论:在电压一定时, 。
(4)实验时更换为50Ω的定值电阻后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能使电压表示数达到原来的数
值,为了能完成这次实验,下列措施可行的是_________(填序号)。
A.调高电源电压
B.将电压表改接到滑动变阻器两端
C.在电源和开关之间串联一个15Ω的电阻
(5)实验结束后,该小组用电压表和一个已知最大阻值为R的滑动变阻器,测量未知电阻R的阻值。他们
0 x
设计了如图丙所示电路图,实验操作如下:
①将滑动变阻器滑片P移到最右端,闭合开关S,此时电压表的示数为U;
1
②将滑动变阻器滑片P移到最左端,此时电压表的示数为U;
2
③则R= (用R、U、U表示)。
x 0 1 2
【答案】(1) (2)B (3) 电压 通过
导体的电流与导体的电阻成反比 (4)C (5)
【解析】(1)由图甲可知,电压表测定值电阻两端电压,滑片P向右移动时电压表示数变大,根据欧姆定
律可知,通过定值电阻的电流变大,则滑动变阻器与定值电阻串联,滑片P向右移动时其连入电路的阻值
变小,因此将滑动变阻器的右下接线柱与定值电阻的右接线柱连接
(2)电流表无示数,说明电路中某处断路,电压表示数始终接近电源电压,说明电压表两接线柱到电源
两极之间是通路,则可能的原因是定值电阻R断路,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(3)[1][2]由图乙可知,图中阴影部分的面积为I×R,则表示的物理量是电压,其值为
I×R=0.2A×15Ω=3V
[3]由图乙可知,图像上各点电流与电阻的乘积
0.6A×5Ω=3V
0.3A×10Ω=3V
0.2A×15Ω=3V
乘积为一定值,可得出结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)A.根据串联电路电流、电压特点和欧姆定律可得
则 。实验时更换为 的定值电阻,即 变大,则 变大,下一步应减小 至原来的数值,
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可减小 或增大 ,调高电源电压,即增大 ,则 增大,故A错误;
B.将电压表改接到滑动变阻器两端,不能改变定值电阻两端电压,故B错误;
C.在电源和开关之间串联一个 的电阻,相当于增大了 ,则 减小,故C正确。
故选C。
(5)步骤②,滑动变阻器连入电路的阻值为0,则电源电压等于此时电压表的示数 ;步骤①,根据串
联电路的电压特点可知, 两端电压
根据欧母定律可知,电路中的电流
则
4.(2024·山东泰安)某同学利用有关器材测量定值电阻 的阻值。可选用的器材有电源(电压恒为
)、三个滑动变阻器(规格分别为a:“ ”、b:“ ”和c:“ ”)、电流表(有
, 两个量程)、电压表(有 , 两个量程)、开关、导线等。该同学根据甲电
路图,进行了正确的实验操作,当滑动变阻器滑片P处于中间位置附近时,电表示数如乙图所示。请你根
据以上信息回答问题:
(1)实验中选择的滑动变阻器是 (选填“a”“b”或“c”);
(2)乙图中电压表的示数为 ,电流表的示数为 A,本次测量的 阻值为 (精确到
);
(3)请根据甲电路图,正确选择电表量程,用笔画线代替导线,完成图丙所示实物图的连接 ;
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(4)该同学进行了实验创新,利用阻值为 的定值电阻和电压表等器材,测量 的阻值。设计了如丁图所
示的电路,经检查无误后进行实验。请将实验过程补充完整:
①闭合开关 、 ,断开开关 ,读出电压表的示数,记为 ;
②保持 处于闭合状态,断开开关 ,闭合开关 ,使电压表测 (选填“ ”或“ ”)两端电
压,记为 ;
③用已知物理量和测量量的符号表示出 的电阻, 。
【答案】(1)c (2) 1.9 0.16 11.9 (3)
(4)
【解析】(1)电源电压为6V,所以电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为1.9V;电流表选用小量
程,分度值为0.02A,示数为0.16A,则此时变阻器阻值为
则变阻器最大阻值约为
所以实验中选择的滑动变阻器是c。
(2)[1][2][3]电源电压为6V,所以电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为1.9V;电流表选用小量
程,分度值为0.02A,示数为0.16A,则本次测量的 阻值为
(3)分析甲电路图可知, 和变阻器串联,电流表测电路电流,选用小量程,电压表测 电压,选用小
量程
(4)[1][2]①闭合开关 、 ,断开开关 , 和 串联,电压表测电源电压,读出电压表的示数,记
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为 ;
②保持 处于闭合状态,断开开关 ,闭合开关 ,连接方式不变,电压表测 电压,记为 ;
③根据串联分压原理则有
解得 。
5.(2024·四川眉山)小龙同学用伏安法测量一个定值电阻 的阻值,进行了如下实验。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整。要求滑片P向右移动时,电路中的电流变大。
(2)连接电路过程中,开关处于 状态。
(3)闭合开关后,发现电压表的示数约为电源电压,移动滑片P电压表示数无明显变化,电流表示数为
零。造成该故障的原因是 。
(4)排除故障后闭合开关,移动滑片P,电压表示数为2.4V时,电流表示数如图乙所示、待测电阻的阻
值为 。
(5)实验中,改变滑片P的位置,并记录相应数据、多次测量求 的平均值是为了 。
(6)在缺少电流表时,小龙选用阻值为 的定值电阻设计了如图丙所示电路,并完成实验。过程如下:
①闭合S和 ,电压表的示数为 ;
②再闭合 ,电压表的示数为 ;
③ (用字母 、 和 表示)。
【答案】 断开 Rx断路 10 减小实验误差
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【解析】(1)[1]测量定值电阻的阻值,定值电阻与变阻器串联,电压表测量定值电阻电压,电流表测量
电路电流,滑片向右端移动时,电流表示数变大,说明此时变阻器接入电路中电阻变小
(2)[2]在连接电路时,为了保护电路,开关应处于断开状态。
(3)[3]闭合开关,无论怎样移动滑片,发现电流表始终无示数,电压表的示数约为电源电压,其原因可
能是与电压表并联的定值电阻断路。
(4)[4]由图乙得,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.24A。由欧姆定律得,R的阻值为
(5)[5]实验中改变电阻两端电压,多次测量求平均值的目的平均值,减小误差。
(6)[6]由图丙得,①闭合开关S和S,定值电阻Rx、R串联,电压表测量Rx两端的电压;②再闭合S,
1 0 2
定值电阻Rx单独工作,电压表测量电源电压,由欧姆定律得Rx的阻值为
6.(2024·山东烟台)在“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验中,器材如下:电源(电压恒为6V)、
小灯泡(额定电压3.8V,正常发光时的电阻约10Ω)、电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,
0~15V)、滑动变阻器 (50Ω 0.2A)滑动变阻器 (20Ω 1A),开关和导线若干。
(1)请在答题卡的相应位置画出该实验的电路图。(各元件不必标注字母)
(2)为了完成实验,电流表应选择 量程,电压表应选择 量程,滑动变阻器应选择
(选填“ ”或“ ”)。
(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为3.8V,此时电流表的示数如图所示,则小灯泡
正常发光时的电阻为 Ω。
(4)完成上述实验之后,老师提出:如果没有电压表,用一个电流表和一个定值电阻 ,仍可完成本实
验。兴趣小组经过讨论设计了如图所示的电路,并进行了如下操作:
①闭合开关S、 ,移动滑动变阻器滑片P,使电流表示数为 ,此时小灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器滑片P的位置不变,断开 ,闭合 ,电流表示数为 ,则小灯泡正常发光时的电阻
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(用 , 、 表示)。
【答案】 0~0.6A 0~15V R 9.5
2
【解析】(1)[1] 实验电路图如图所示:
(2)[2] [3] [4] 小灯泡额定电压3.8V,正常发光时的电阻约10Ω,额定电流约为0.38A,故电流表应
选择0~0.6A量程,电压表应选择0~15V量程,因额定电流约为0.38A,超过R允许通过的最大电流,故滑
1
动变阻器应选择R。
2
(3)[5] 闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为3.8V,此时电流表的示数如图所示为
0.4A,则小灯泡正常发光时的电阻为
(4)[6]开关变化前后均是R与灯泡并联,电压相等,则有
0
解得
7.(2024·四川内江)在“测量定值电阻阻值”的实验中,提供的实验器材有:
A.两节新干电池;
B.电压表(量程0~3V,0~15V);
C.电流表(量程0~0.6A,0~3A);
D.滑动变阻器R(20Ω,1A);
E.待测电阻R(阻值约为几欧);
x
F.开关一个,导线若干。
(1)图甲是实验中设计的电路图,请在图中圆圈内正确填写表示电表的字母符号 ;
(2)连接电路前,发现电流表指针位置如图乙所示,此时需要进行的操作是 。连接电路时,开
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关应该 (选填“断开”或“闭合”);
(3)根据图甲的电路图,请用笔画线代替导线,把图丙中的实物图连接成完整电路(有两条导线未连
接),要求开关闭合时电流表示数最小,测量时电表示数尽可能精确 ;
(4)测得的部分数据已记录在表格中,表格中第一行的最后空格栏内应填写的内容是 。在第3次
测量时,电压表的示数如图丁所示,根据这三次测得的数据,R阻值的平均值为 Ω。
x
实验次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω
x
1 1.6 0.20 8.0
2 2.0 0.24 8.3
3 0.30
【答案】 调零 断开 R阻
x
值的平均值 8.1
【解析】(1)[1]根据电路图可知,上面圈内的电表串联在电路中,为电流表;下面圈内的电表与R并
x
联,为电压表
(2)[2][3]连接电路前,电流表的指针左偏,需要进行的操作是调零,使指针指在零刻线处;连接电路
时,开关应该断开。
(3)[4]滑动变阻器要“一上一下”接入电路,要求开关闭合时电流表示数最小,需要将滑动变阻器的左
下接线柱与R的右接线柱连接;为了使测量时电表示数尽可能精确,电压表选用0~3V 量程,将电压表的
x
“3”接线柱与R的左接线柱连接
x
(4)[5][6]在伏安法测电阻的实验中,采用多次测量取平均值的方法减小误差,故表格中第一行的最后
空格栏内应填写的内容是R阻值的平均值;电压表选用的量程是0~3V,分度值为0.1V,示数为2.4V,则
x
第三次R的阻值
x
则R阻值的平均值
x
8.(2024·江苏苏州)用如图所示电路测电阻 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 ,使
电压表和电流表示数为合适的值;
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(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 使两表的示数与步骤(1)中相同,此时电阻箱的阻值为 ;
(4)待测电阻的阻值 ;
(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】 电阻箱和滑动变阻器 或 的阻值太小 滑动变阻器最大阻值小
于 或滑动变阻器最大阻值不够大
【解析】(3)[1]闭合开关,反复调节电阻箱和滑动变阻器滑片,使两表的示数与步骤(1)中相同,此
时电阻箱的阻值为R。
2
(4)[2]由题意可知,步骤(1)与步骤(3)中,电路电流与R与R两端总电压相等,由欧姆定律可知
x
解得
R=R-R
x 1 2
(5)[3][4]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,滑动变阻器最大阻值太
小,滑动变阻器分压太小或小于R,使电阻R和R两端的电压过大造成的。故原因可能有:滑动变阻器最
x x
大阻值小于R或滑动变阻器最大阻值不够大。
x
9.(2024·四川遂宁)老师带领芳芳所在的班到实验室进行分组实验,利用两节干电池、电流表、电压
表、滑动变阻器(最大阻值为 )等器材测量未知电阻 的阻值,实验所用的电路如甲图。
(1)根据甲图,用笔画线代替导线,在乙图中完成实物电路的连接(要求滑片P向右移动时,滑动变阻器
阻值变小);
(2)芳移动滑片P到最大阻值处,闭合开关后发现电压表无示数,电流表有示数,电路故障可能是 出
现了 (选填“开路”或“短路”);
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(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,直到电压表、电流表示数如丙图所示,则 的阻值为
Ω;
(4)改变待测电阻两端电压进行多次测量,目的是 (选填序号);
A.避免偶然性,寻找普遍规律 B.求平均值减少误差
(5)另一实验小组的电流表损坏不能使用,小组成员找老师更换电流表。老师向他们指出:不用电流
表,利用现有器材也能进行测量。测量电路如丁图,操作步骤如下:
①闭合开关,滑片P移至A端,电压表示数为 ;
②再将滑片P移至B端,电压表示数为 ;
③则 (用 、 、 表示)。
【答案】 短路 10 B
【解析】(1)[1]滑动变阻器的滑片P向右移动时,滑动变阻器阻值变小,所以,滑动变阻器接右下接线
柱,电压表并联在R两端
x
(2)[2]闭合开关S后,滑片P到最大阻值处时,电流表有示数,则电路为通路,发现电压表无示数,则
说明电路故障可能是定值电阻R发生了短路。
x
(3)[3]由图丙知道,电压表的量程应为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.0V,电流表的量程应为0~
0.6A,分度值为0.02A,示数为0.20A,由欧姆定律知道, 的阻值为
(4)[4]在测电阻的实验中,为了减小误差,应多次测量取平均值,所以本实验中多次测量的目的是求平
均值减小误差,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
(5)[5]①闭合开关,R与滑动变阻器串联,将滑动变阻器滑片移到A端时,电压表示数为U,为R两端
x 1 x
的电压;
②将滑动变阻器滑片移到B端时,只有R接入,此时电压表示数为U,即为电源电压;
x 2
③根据串联电路电流规律有
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10.(2024·江苏扬州)在“探究通过导体的电流与电阻的关系”实验中,电路图如图1所示。
(1)小明在实验前发现还缺少一个实验器材,请将所缺器材的电路元件符号正确连入图1所示的电路中
。实验时,先将电阻箱的阻值调为5Ω,然后将滑片P调至 (填“A”或“B”)端,闭合开
关,再调节滑片P至某一位置,电流表示数如图2所示,读数为 A。断开开关,将电阻箱的阻
值调为10Ω,再闭合开关, (填“能”或“不能”)立即记录电流表的示数;
(2)小华在实验过程中保持滑片P位置不变,多次改变电阻箱的阻值R,读出电流表的示数I,将多组数
据描点,画出 图像,如图3所示。根据小华的实验数据, (填“能”或“不能”)得出
导体中的电流与电阻成反比的结论;
(3)小明发现利用小华所画 图像可以测量未知电阻阻值,在小华的实验电路中,保持滑片P位置不
变,将未知电阻元件替换电阻箱接入电路,闭合开关,电流表示数为0.32A,该元件的电阻为
Ω。若不慎将滑片P向右移动了少许,则电阻测量值 真实值。(填“大于”、“小于”或“等
于”)
【答案】 B 0.48 不能 不能 9 大于
【解析】(1)[1]探究通过导体的电流与电阻的关系,需要控制定值电阻两端电压不变,所以缺少的器材
为电压表,需要把电压表并联在定值电阻两端
[2]闭合开关前,滑动变阻器的滑片要放在阻值最大的位置,由图1可知为B端。
[3]由图2可知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,则电流表示数为0.48A。
[4]断开开关,将电阻箱的阻值调为10Ω,再闭合开关,根据串联分压的规律,可知定值电阻两端电压发
生改变,因为需要控制电阻两端电压不变,所以需要移动滑动变阻器保证定值电阻两端电压不变,故不能
立即记录电流表的示数。
(2)[5]小华在实验过程中保持滑片P位置不变,多次改变电阻箱的阻值R,当电阻箱的阻值发生改变
时,根据串联分压规律,可知电阻箱两端的电压也发生改变,所以实验中没有控制定值电阻两端电压相
等,故根据小华的实验数据,不能得出导体中的电流与电阻成反比的结论。
[6]由图3可知,当电路中电流为0.32A时,对应的电阻的阻值为9Ω。
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[7]若不慎将滑片P向右移动了少许,滑动变阻器接入电阻阻值变大,电路总电阻变大,根据 可知电
路中电流变小,由图3可知,电路中电流越小,对应的电阻值越大,所以测量值大于真实值。
11.(2024·江苏盐城)实验小组选择电源(电压恒为4.5V)、开关、电流表、电阻箱( )、滑动变
阻器等器材,测量铅笔芯的电阻。
次
数
1 8 4.0
2 10 4.4
3 20 6.7
4 30 8.9
(1)图甲是他们设计的实验电路图,请对照电路图用笔画线代替导线将实物电路连接完整;
(2)在ab处接入待测铅笔芯,闭合开关,将变阻器的滑片调到适当位置,电流表示数如丙图所示,其值
为 A;
(3)断开开关,取下铅笔芯,将电阻箱接入ab间,此时应保持 不变。闭合开关,调节电阻箱的阻
值,想使电流表的示数仍为 ,但却发现无论怎样调节电阻箱的阻值,都不能使电流表的示数达到所需
值;
(4)由于电阻箱的阻值是不连续的,但可以绘制电流和电阻箱阻值的数据图像,用图像法去解决这个问
题。小组同学继续实验,又测出多组数据如表所示。请在丁图中画出电流的倒数随电阻箱阻值变化关系图
像。 根据图像 (能/不能)得到铅笔芯精确的电阻值,判断的理由是 。
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【答案】 0.2 变阻器滑片位置
不能 见解析
【解析】(1)[1] 由甲图可知,滑动变阻器应按照“一上一下”原则选择接线柱串联到电路中
(2)[2] 如丙图所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.2A。
(3)[3] 断开开关,取下铅笔芯,将电阻箱接入ab间,此时应保持变阻器滑片位置不变。闭合开关,调
节电阻箱的阻值,使电流表的示数仍为 ,此时电阻箱阻值即等于铅笔芯电阻。
(4)[4] 根据表格数据描点连线
[5][6] 由表格数据和图像可知,电流的倒数与电阻箱阻值不完全成正比,所以不能得到铅笔芯精确的电
阻值。
12.(2024·四川达州)小明在老师的指导下对“电流与电阻的关系”进行探究,现提供如下器材:电压
恒定为4.5V的电源;阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的五个定值电阻;标有“15Ω 2A”的
滑动变阻器 和“30Ω 1A”的滑动变阻器 ;电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)、开关各1只,导
线若干。
(1)小明同学设计了如图甲所示的实验电路图,请根据电路图帮助他将图乙中的实物图连接完整。
(2)若电路连接正确,小明在闭合开关前,发现电流表指针如图丙所示,那么他接下来的操作应该是
。
(3)排除电路故障后,将滑动变阻器的滑片P移动到最右端,闭合开关,调节滑片P,使电压表的示数为
2.5V时,电流表的指针如图丁所示,此时电路中电流为 A,他此时接入电路的定值电阻R的阻值
为 Ω。
(4)完成步骤(3)后,若保持滑片P位置不变,断开开关,将定值电阻替换成10Ω,闭合开关,向
(选填“左”或“右”)移动滑片P直到电压表示数再次变为2.5V为止,并读出此时电流表的示数。
(5)多次改变接入电路的定值电阻R,并重复步骤(4)。最终得出电流与电阻的关系。
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(6)为确保后续所有定值电阻接入电路后都能完成该探究内容,应选择滑动变阻器 (选填“
”或“ ”)接入电路。
(7)在完成上述探究内容后,小明将电路中的定值电阻替换成未知电阻 ,并利用伏安法成功测量出了
的阻值。在他兴奋地向老师汇报成果后,老师告诉他还有其他的方法也能够测出未知电阻的阻值,下列
电路不能成功测出未知电阻 阻值的是 ( 阻值已知,电源电压不变)
【答案】 将电流表指针调零 0.5 5 右 R
2
B
【解析】(1)[1]探究“电流与电阻的关系”时,采用电压表测量定值电阻两端电压,故电压表并联在定
值电阻两端,电流表测量电路电流,电流表串联进电路中,故将定值电阻右端接线柱与电压表的负接线柱
连接
(2)[2]如图丙所示,在闭合开关前,电流表指针在零刻度线的左侧,说明此时电流表没有调零,故他接
下来的操作应该是将电流表指针调零。
(3)[3]如图丁所示,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.5A,故此时电路中电流为
0.5A。
[4]接入电路的定值电阻R的阻值为
(4)[5]由(3)可知,原定值电阻阻值为5Ω,替换成10Ω后,根据串联分压知识可知,阻值越大,分
压越多,即定值电阻两端的分压会变大,在本实验中需要保持定值电阻两端的电压不变,故可以增大变阻
器的分压来减小定值电阻两端的电压,即减小变阻器的阻值,故可以向右移动滑片P直到电压表示数再次
变为2.5V为止。
(6)[6]根据串联分压知识可知,定值电阻与变阻器两端电压和电阻的关系可表示为
则当定值电阻的阻值最大时,变阻器的阻值也最大,电源电压为4.5V,定值电阻最大阻值为25Ω,故可得
解得 ,故选择应选择滑动变阻器 接入电路。
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(7)[7]A.当开关S、S 闭合时,电压表测量电源电压U,当开关S 闭合、S 断开时,电压表测量未知电
1 2 1 2
阻两端电压U,根据串联分压知识可知
1
则未知电阻的阻值为
故A不符合题意;
B.当S、S 闭合时,电压表测量电源电压,当S 闭合、S 断开时,电压表仍然测量电源电压,无法得到其
1 2 1 2
他信息,无法测量未知电阻的阻值,故B符合题意;
C.当S 闭合,S 接上接线柱时,电流表测量通过R的电流I,则电源电压可表示为
1 2 0 2
当S 闭合,S 接下接线柱时,电流表测量通过未知电阻的电流I,则未知电阻的阻值为
1 2 3
故C不符合题意;
D.当S、S 闭合时,未知电阻单独工作,电流表测量通过未知电阻的电流I,电源电压可表示为
1 2 4
①
当S 闭合,S 断开时,R和未知电阻串联,电流表测量串联电路电流I,则电源电压可表示为
1 2 0 5
②
联立①②式可得,未知电阻的阻值为
故D不符合题意。
故选B。
类型2 测小灯泡阻值
13.(2024·山东威海)小明在“测量小灯泡电阻”的实验中,准备的器材有电源(电压恒为6V)、小灯
泡(额定电压为2.5V)、滑动变阻器 、 、电流表、电压表、开关及导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的电路补充完整 (要求滑片向右移动时电流表示数变大);
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(2)电路连接后,闭合开关发现小灯泡不亮,观察电流表和电压表,发现两表指针偏转角度均较小,原因
可能是 ;
(3)实验中,调节滑片使电压表示数为 V,此时小灯泡正常发光,电流表的示数如图乙所示,则小灯
泡的电阻为 Ω(结果保留一位小数),实验中选择的滑动变阻器应为 (选填“ ”“
”)。
(4)图甲实验装置能否探究“电流与电压的关系” ?(选填“能”“否”)。
【答案】(1) (2)滑动变阻器接入电路的电阻过大 (3)
2.5 8.3Ω (4)否
【解析】(1)滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变亮,说明电路中电流变大,滑动变阻器阻值变小,
故滑动变阻器应选右下接线柱与开关串联在电路中
(2)闭合开关,发现小灯泡仍不亮,电流表和电压表均有示数,指针偏转角度均较小,则说明电路为通
路,但电路中的电流过小,滑动变阻器接入电路的电阻过大。
(3)[1][2]根据题意知道,小灯泡的额定电压为2.5V,所以,实验中,调节滑片使电压表示数为2.5V,
此时小灯泡正常发光,根据图甲知道,电流表量程为0~0.6A,分度值0.02A,所以电流表的示数为
0.3A,由欧姆定律知道,此时小灯泡的电阻为
滑动变阻器接入电路的电阻
所以,实验中选择的滑动变阻器应为 。
(4)探究电流与电压的关系时,需要保持电阻不变,而小灯泡的电阻随着温度的变化而变化,故此装置
无法探究电流与电压的关系。
14.(2024·内蒙古呼和浩特)为了测量一个标有“3V”字样的小灯泡的电阻,小伟同学用两节干电池、
标有“20Ω,2A”字样的滑动变阻器,以及开关、电压表和电流表设计了如图1所示的电路。
(1)小伟连接好电路后,检查发现电路中有一根导线连接错误。请你在错误的导线上画“×”,并用笔
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画线代替导线画出正确的导线;
(2)再次连接电路时,小伟又发现电压表无法正常使用。无奈、思考、创新,小伟用剩余实验仪器,重
新设计了如图2所示的电路。并按照如下步骤操作:
①将滑动变阻器调到最右端,闭合开关,读出此时电流表示数为0.12A;
②再将滑动变阻器调到最左端,闭合开关,读出此时电流表示数为0.30A;
(3)如果认为灯丝电阻不变,根据以上数据,小伟顺利地计算出了灯泡的电阻值为 ;
(4)小伟操作后反思,认为灯丝的电阻受到温度的影响,电阻值会发生变化,因此测出的灯泡的电阻值
并不准确,与真实值相比,应该比真实值 (选填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
【答案】 13.3Ω 偏小
【解析】(1)[1]“测量小灯泡的电阻”的实验电路,小灯泡与滑动变阻器串联,滑动变阻器要连接“一
上一下”两个接线柱,电压表与小灯泡并联,电流表与小灯泡串联
(3)[2]当滑动变阻器的滑片调到最左端时,滑动变阻器接入电路的阻值为零,此时电源电压为
当滑动变阻器的滑片调到最右端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,此时电源电压为
由①②式解得:R=13.3Ω,U=3.99V。
x
(4)[3]当灯泡两端电压增大时,灯丝的温度升高,电阻变大,则由①式算出的电源电压偏小,因此测出
的灯泡的电阻值与真实值相比偏小。
15.(2024·甘肃临夏)科技兴趣小组测量额定电压为2.5V的灯泡L正常发光时的电阻,实验装置如图甲
所示。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的实物图连接完整;( )
(2)正确连接电路后,滑动变阻器的滑片从一端移到另一端的过程中(实验过程中曾改变电压表的量
程),测得了如表所示的实验数据,根据第 次数据可知,电路出现故障,故障原因是
,由此也可知电源电压是 V;
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实验次
电压表示数/V 电流表示数/A 灯泡亮度
数
1 1 0.2 较暗
2 2.5 正常发光
3 2.8 0.32 强烈发光
4 6 0 不发光
(3)实验中滑动变阻器的作用: 、 。小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,
则灯泡L正常发光时的电阻约为 (结果保留一位小数);
(4)兴趣小组的其中一位同学对灯泡的电阻提出了不同看法,他认为应将所测电阻取平均值以减小实验
误差,你同意该同学的看法吗? ;说说自己的理由: ;
(5)实验装置中有“ ”“ ”两种规格的滑动变阻器,此实验中选用的滑动变阻器规
格应为 。
【答案】 4 灯泡L断路 6 限制电
流,保护电路 改变灯泡两端的电压 8.3 不同意 见解析 “ ”
【解析】(1)[1]图甲所示,滑动变阻器采用一上一下的方式串联接入电路。
(2)[2]由表格中第4组数据可知,电压表示数为6V,电流表示数为0,灯泡不发光,所以根据第4次数
据可知,电路出现故障。
[3]电压表有示数,说明电压表与电源接通,电流表无示数,说明电路存在断路,此时灯泡不发光,故障
原因是灯泡L断路。
[4]由于灯泡L断路,使得电压表串联在电路中,此时电压表示数等于电源电压,所以由此也可知电源电压
是6V。
(3)[5]滑动变阻器可以起到限制电流,保护电路的作用。
[6]本实验是为了测量额定电压为2.5V的灯泡L正常发光时的电阻,所以滑动变阻器的另一个作用是:改
变灯泡两端的电压。
[7]小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,由图甲可知,电流表所选量程为小量程,分度值为
0.02A,读出图乙电流表示数为0.3A,已知灯泡L的额定电压为2.5V,由欧姆定律变形公式 可得,
灯泡L正常发光时的电阻约为
(4)[8]由表格中前三次实验数据可求得每一次实验灯泡L的电阻,发现灯泡L的电阻并不是固定值,将
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所测电阻取平均值没有意义,所以不同意该同学的看法。
[9]小灯泡的电阻受灯丝温度的影响,所以不同意将所测电阻取平均值的理由是:灯泡的电阻不是一个固
定值,受灯丝温度的影响,灯丝温度越高,灯泡的电阻越大。
(5)[10]由表格中第1组数据可知,电压表的示数为1V,即灯泡L两端的电压为1V,已知电源电压为
6V,所以滑动变阻器两端的电压为5V,此时电路中的电流为电流表的示数0.2A,所以由欧姆定律变形公式
可得,滑动变阻器接入电路中的阻值为
所以此实验中选用的滑动变阻器规格应为“ ”。
16.(2024·青海)为测量小灯泡正常发光时的电阻,“飞天”兴趣小组利用图甲所示的实验器材进行了
如下实验(小灯泡额定电压为2.5V):
(1)用笔画线代替导线将图甲的实验电路连接完整 ;
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片应滑到 端(选填“A”或“B”);闭合开关后发现小灯泡不
亮,电流表无示数,电压表有示数,电路中出现的故障可能是小灯泡 (选填“短路”或“断
路”);
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片,测量得出了如下数据:
实验次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω
1 1.0 0.20 5.00
2 1.5 0.24 6.25
3 2.0 0.26 7.70
4 2.5
5 3.0 0.30 10.00
当电压表示数为2.5V时,电流示数如图乙所示,示数是 A,此时小灯泡的电阻值为 Ω(结果
保留两位小数);
(4)根据实验数据绘制了如图丙所示小灯泡的I-U图像,结合数据和图像分析小灯泡的电阻值发生变化的
原因: 。
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【答案】 B 断路 0.28 8.93 灯泡的电阻随温度
升高而变大
【解析】(1)[1] 电流表应与灯泡串联,由乙图可知选用小量程
(2)[2] 闭合开关前,滑动变阻器滑片应滑到阻值最大处,即B端。
[3] 闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数则说明可能是电路断路,但电压表有示数,则说明电压表
两端与电源相通,则可能是小灯泡断路。
(3)[4][5] 当电压表示数为2.5V时,电流示数如图乙所示,选用小量程,分度值为0.02A,示数是
0.28A,则此时小灯泡的电阻值为
(4)[6] 灯泡的电阻随温度升高而变大,是变化的。
17.(2024·山东潍坊)为测定一只标有“2.5V”字样的小灯泡正常工作时的电阻,某同学准备了下列器
材:待测小灯泡、干电池3节、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的电路补充完整 ;
(2)闭合开关后,滑片P位于某一位置时,电压表示数如图乙所示,为了让小灯泡正常发光,应将滑动变阻
器的滑片P向 (填“左”或“右”)移动;
(3)滑片P调整到适当位置,电压表示数为2.5V,此时电流表示数如图丙所示,则该小灯泡正常工作时的
电阻为 ,此时滑动变阻器接入电路的电阻为 ;
(4)小华认为不用电流表也能测出小灯泡正常工作时的电阻,他又找来一个电阻箱和一个单刀双掷开关,
设计了如图丁所示的电路,两虚线框中一处接入电阻箱,另一处接入滑动变阻器,然后进行了下列操作:
①闭合开关S,将单刀双掷开关掷于位置1,调整b处电阻,使电压表示数为2.5V;
②将单刀双掷开关掷于位置2,保持b处电阻不变,调整a处电阻,使电压表示数为 V,此时电阻箱
的示数即为小灯泡正常工作时的电阻。电阻箱应接在丁图中的 (填“a”或“b”)位置。
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【答案】(1) (2)左 (3) 6.25 5 (4) 2.5
a
【解析】(1)实验中,电压表并联在灯泡两端,测灯泡两端电压,滑动变阻器按照一上一下的原则接入
电路
(2)由图甲可知,电压表使用的小量程,由图乙可知,电压表的分度值为0.1V,示数为2.4V,小于灯泡
的额定电压2.5V,因此应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压特点可知,应减小滑动变阻器两端电
压,根据串联分压原理可知,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,因此应将滑片向左移动。
(3)[1]图甲中电流表使用的小量程,分度值为0.02A,由图丙可知,电流表示数为0.4A,则该小灯泡正
常工作时的电阻为
[2]由题意可知,电源电压为
由串联电路电压特点可知,此时滑动变阻器两端电压为
由欧姆定律可知,此时滑动变阻器接入电路的电阻为
(4)[1][2]图丁中,电压表与灯泡或a处电阻并联,测量灯泡或a处电阻两端电压。闭合开关S,将单刀
双掷开关掷于位置1,则灯泡与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端电压,调整滑动变阻器电阻,使电压
表示数为2.5V,此时灯泡正常发光;将单刀双挪开关掷于位置2时,若a处为电阻箱,b处为滑动变阻
器,此时变阻箱与滑动变阻器串联,电压表测电阻箱两端电压,保持b处电阻不变,调节变阻箱,使电压
表示数为2.5V,则电阻箱的示数即为小灯泡正常工作时的电阻,使用了等效替代法。若a处为滑动变阻
器,b处为电阻箱,则调节a处的滑动变阻器,电阻箱阻值不变,无法得到灯泡灯泡正常发光时的电阻,
不合适,因此a处为电阻箱。
18.(2024·四川宜宾)某探究小组要测量一个标有“2.5V”字样的小灯泡在正常发光时的电阻,连接了
如图所示的部分电路,已知电源电压恒定,滑动变阻器规格为“50Ω 2A”。
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(1)该实验的原理是 ;
(2)请用笔画线代替导线,将图中的电路补充完整;
(3)若连接电路后,闭合开关S,发现无论怎样调节滑动变阻器,电流表和电压表的示数都不变且较小,
出现这种现象的原因是 ;
(4)若将滑动变阻器的下接线柱A端接入电路,正确连接电路后,闭合开关S,滑片P向 (选
填“左”或“右”)滑动时,小灯泡L变亮;
(5)在移动滑片P的过程中,应该观察 表的示数,使小灯泡L正常发光;
(6)当小灯泡正常发光时,电流表示数为0.25A,则小灯泡正常发光时的电阻是 Ω;
(7)完成实验后,小组又设计了如下图所示的电路图,测量该小灯泡L正常发光时的电阻, 为定值电
阻, 为单刀双掷开关,实验步骤如下:
①闭合开关 ,将开关 拨到触点2,移动滑片P,使电压表的示数 V;
②保持滑片P的位置不变,再将开关 拨到触点1,读出电压表的示数并记为 ;
③该小灯泡正常发光时的电阻 (用 、 、 表示)。
【答案】 滑动变阻器下方两个接线柱接入了电
路 右 电压 10 2.5
【解析】(1)[1]实验中,用电压表测灯泡两端的电压,用电流表测灯泡在额定电压下的电流,根据
求出灯泡的电阻,因此该实验的原理是 。
(2)[2]实验中,滑动变阻器与灯泡串联,电压表并联在灯泡两端,电源电压为1节干电池,因此电压表
选择小量程;滑动变阻器按照一上一下的原则接入电路
(3)[3]连接电路后,闭合开关S,发现无论怎样调节滑动变阻器,电流表和电压表的示数都不变且较
小,说明滑动变阻器的滑片没有起到调节电阻大小的作用,可能是将滑动变阻器的下方两个接线柱接入了
电路,此时滑动变阻器的最大值接入电路,移动滑片,滑动变阻器阻值不变。
(4)[4]若将滑动变阻器的下接线柱A端接入电路,要想移动滑片时小灯泡变亮,则应增大灯泡两端的电
压,减小滑动变阻器承担的电压,根据串联分压原理可知,应减小滑动变阻器接入电路的电阻,因此应将
滑片向右移动。
(5)[5]在移动滑片P的过程中,应该观察电压表的示数,使电压表示数等于灯泡的额定电压,即2.5V,
此时灯泡正常发光。
(6)[6]当小灯泡正常发光时,电流表示数为0.25A,则小灯泡正常发光时的电阻是
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(7)①③[7][8]闭合开关 ,将开关 拨到触点2,此时R、滑动变阻器和灯泡串联,电压表测灯泡电
0
压,移动滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压2.5V,灯泡正常发光;
保持滑片P的位置不变,再将开关 拨到触点1,此时电压表测R和灯泡总电压,灯泡仍正常发光,读出
0
电压表的示数并记为 ;则R两端电压为
0
灯泡正常发光时的电流
该小灯泡正常发光时的电阻
19.(2024·四川南充)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 ;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
图象,如图丙所示;
(4)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 ;
(5)小红还想测出另一个额定电压为 的小灯泡正常发光时的电阻,在保证电路安全的前提下,设计了
如图丁所示的电路(电源电压恒定大于 且未知,滑动变阻器R最大阻值未知,定值电阻阻值为R);
0
请将实验步骤补充完整:
①闭合 、 ,断开 ,移动滑片 ,使电流表示数为 时,小灯泡正常发光;
②闭合 、 ,断开 ,保持滑片 位置不变,读出电流表的示数为 ;
③小灯泡正常发光时的电阻R= 。(用 、 、R表示)
L 0
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【答案】 断路 5 灯泡的电阻随温度的增大而增
大,不能保持一定
【解析】(1)[1]实验中通过调节滑动变阻器的阻值,改变灯泡两端的电压,所以滑动变阻器与灯泡串
联,滑动变阻器连接时,按照一上一下连接
(2)[2]电流表无示数,灯泡不亮,说明电路是断路,电压表示数接近电源电压,说明与电压表并联部分
以外的电路是通路,与电压表并联的部分断路,故造成这一现象的原因可能是小灯泡断路。
(3)[3]图乙中电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,则通过小灯泡的电流为0.3A,
则小灯泡正常发光时的电阻
(4)[4]探究电流与电压的关系时,需要控制与电压表并联的电阻的阻值不变,根据图丙可知,小灯泡灯
丝的电阻是变化的,所以不能完成实验探究。
(5)①[5]闭合S、S,断开S,此时定值电阻与灯泡并联,电流表测量通过定值电阻的电流,为了使灯
2 1
泡正常发光,则灯泡两端电压达到U ,由于定值电阻与灯泡并联,定值电阻两端电压等于灯泡两端电
额
压,所以通过定值电阻的电流为 时,灯泡正常发光,所以移动滑片P使电流表示数为 ,此时灯泡
正常发光。
③[6]闭合S、S,断开S,此时定值电阻与灯泡并联,电流表测量干路中的电流,保持滑片P位置不变,
1 2
灯泡仍正常发光,读出电流表的示数为I,则通过在灯泡的电流
则小灯泡正常发光时的电阻
►考向二 测电功率
20.(2024·四川自贡)在“测量小灯泡额定功率”的实验中,小刚同学用一个电压表、一个电流表、一
个开关、一个滑动变阻器、电压为4.5V的电源和额定电压为2.5V的小灯泡,设计了如图甲所示的电路。
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(1)实验中需要依据图甲所示的电路图,将图乙所示器材进行连线,请用笔画线代替导线,将图乙所示
电路连接完整。
(2)正确连接好电路后,闭合开关,当滑动变阻器的滑片向左移动时,电流表示数 (选填“变
大”“变小”或“不变”)。当电压表的示数为 V时小灯泡正常发光,此时电流表指针如图丙所
示,其示数为 A,小灯泡的额定功率为 W。若小灯泡两端的实际电压为2.3V,则小灯泡的
实际功率 (选填“大于”“等于”或“小于”)额定功率。
(3)小王同学也按图甲所示电路图连接电路,当连接最后一根导线时,灯泡立即发出明亮耀眼的光并很
快熄灭。请你指出导致此现象可能的原因: 。
【答案】 变大 2.5V 0.28 0.7 小于 连
线时,开关没有断开;且闭合开关前,滑动变阻器的滑片没有移到阻值最大位置
【解析】(1)[1]灯泡正常发光时的电压为2.5V,所以电压表的量程为0~3V,且与灯泡并联,滑动变阻
器按“一上一下”接入即可
(2)[2]由图甲知道,闭合开关,当滑动变阻器的滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电
路总电阻减小,由欧姆定律知道,电路电流增大,故测量电路电流的电流表示数变大。
[3][4][5]由于小灯泡的额定电压为2.5V ,故测量灯泡两端电压的电压表示数2.5V时,小灯泡正常发
光。此时由图丙所示电流表知道,量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.28A,由 知道,小灯
泡的额定功率为
[6]因为灯泡的额定电压为2.5V,所以当灯泡两端电压为2.3V时,其实际功率小于额定功率。
(3)[7]连接完最后一根导线,灯泡立即发光,说明实验前开关未处于断开状态;灯泡发出明亮耀眼的
光,很快熄灭,说明电路电流太大,电路中总电阻太小,即滑动变阻器接入电路电阻未达到阻值最大处。
21.(2024·北京)某同学进行了如下实验:
(1)用图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡 的额定功率,电源两端电压保持不变;
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①闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应放置在 端;
②闭合开关,应 以确定小灯泡 正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则 的额定功率
W。
(2)该同学想比较另一个额定电压为2.5V的小灯泡 的额定功率 与 的大小关系,他断开开关,保持滑
动变阻器滑片位置不变,将 替换为 ,闭合开关后,发现电压表示数为2.3V。依据上述现象,可推断
出 (选填“>”“=”或“<”),他继续完成了 的测量后,验证了推断。
【答案】(1) A 移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2.5V 0.75 (2)<
【解析】(1)①[1]为了保护电路,开关闭合前,滑动变阻器的滑片必须位于阻值最大处,故滑片需要位
于A端。
②[2]L 的额定电压为2.5V,为了使灯泡正常发光,闭合开关后,应移动滑动变阻器滑片,使电压表示数
1
为2.5V。
[3]由图乙可知,电流表使用的小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,因此L 的额定功率为
1
(2)保持滑动变阻器滑片位置不变,将 替换为 ,闭合开关后,发现电压表示数为2.3V。由串联电路
电压特点可知,滑动变阻器两端电压增大,而滑动变阻器接入电路的阻值不变,由 可知,电路中电
流增大,总电阻减小,因
因此 ,由 可知,灯泡正常发光时, 。
22.(2024·黑龙江牡丹江)小江发现家里不同房间的灯亮度不同,猜想可能是与灯泡的电功率有关。他
找来若干节新干电池、开关、滑动变阻器、电流表、电压表、同一规格的导线若干,测量额定电压为2.5V
小灯泡的功率。
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(1)小江选择两节新干电池进行实验,连接的实物电路如图甲所示,请在方框内画出对应的电路图。
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2V,读出电流表示数,将数据记入表格。
继续移动滑片,即使将滑片移动到阻值最小的位置,小灯泡两端电压也无法达到2.5V,解决的办法是
。
(3)问题解决后,移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端电压达到2.5V。如图乙所示,此时电流表的示
数为 A,小灯泡的额定功率为 W。
(4)继续移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端电压为2.9V,读出电流表示数,将数据记入表格。如表
所示,小江设计的表格不足之处是 。
灯泡两端电压 通过灯泡的电流 灯泡的电功率
实验次数 发光情况
U I P
1 2 0.26 0.52 较暗
2 2.5 正常发光
3 2.9 0.32 0.93 较亮
(5)实验表明小灯泡的亮度由 决定。
【答案】 增加一节新的干电池 0.3 0.75 测量的物理量没有单
位 实际功率
【解析】(1)[1]根据实物图画电路图,电路图与实物图须一一对应
(2)[2]将滑片移动到阻值最小的位置,滑动变阻器两端电压最小,此时小灯泡两端电压也无法达到
2.5V,说明电源电压偏低,则可以增大电源电压,即增加一节新的干电池。
(3)[3]由图乙可知电流表接小量程,所以电流表示数为0.3A。
[4]小灯泡的额定功率为
(4)[5]根据小江设计的表格可知不足之处为:所测量的物理量没有带单位。
(5)[6]根据表格数据,小灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮,故小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决
定。
23.(2024·黑龙江绥化)在“测量小灯泡的电功率”实验中,选用的小灯泡上标有“2.5V”字样,额定
电流约为0.3A,电源电压恒为6V,实验电路如图甲所示。
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(1)请用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整 ;(导线不允许交叉)
(2)现有规格为A“ ”、B“ ”和C“ ”的三个滑动变阻器可供选择,应选择
(选填字母)滑动变阻器接入电路才能顺利进行实验。实验中滑动变阻器的作用是 和调节小灯
泡两端的电压及通过的电流;
(3)电路连接完成后,闭合开关,发现小灯泡发光很暗,这时眼睛应该看着 (选填“电流
表”或“电压表”)移动滑动变阻器的滑片,当小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的
额定功率为 W;
(4)实验中改变小灯泡两端的电压,多次测量的目的是 ;
(5)测得小灯泡的额定功率后,把小灯泡两端的电压调为额定电压的一半,发现测得的功率大于其额定
功率的四分之一,请对其加以分析: 。
【答案】 或 B 保护电路 电
压表 0.65 见解析 见解析
【解析】(1)[1]要测量小灯泡的电功率,小灯泡与滑动变阻器应串联连接,电压表测小灯泡两端的电
压,电流表测电路中的电流,电压表应并联在小灯泡的两端,小灯泡的额定电压为2.5V,电压表选用小量
程
(2)[2]小灯泡的额定电流约为0.3A>0.2A,C变阻器不符合题意;小灯泡正常发光时的电阻约为
此时变阻器两端的电压
U =U -U=6V-2.5V=3.5V
变 总
据串联电路的分压特点有
解得,变阻器应接入电路的阻值 ,R 大于10欧,而小于20欧,所以应选择B变阻器。
大
[3]实验中,为了保护电路,在闭合开关前,滑片应置于变阻器阻值最大位置处。
(3)[4]小灯泡发光较暗时,说明未正常发光,移动滑片时,应观察电压表,直到其示数为2.5V。
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[5]由图书知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.26A。小灯泡的额定功率
(4)[6]实验中需要测量不同电压下小灯泡的实际功率,所以改变小灯泡两端的电压,多次测量。
(5)[7]根据 可知,若灯丝电阻不变,实际电压为额定电压一半时,实际功率恰好等于额定功率
的四分之一;当实际电压低于额定电压时,灯丝温度降低。电阻减小,所以此时实际功率大于额定功率的
四分之一。
24.(2024·广西)小明用标有“2.5V”字样的小灯泡做“测量小灯泡的电功率”实验,设计了如图甲所
示的电路图。
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于 (选填“a”或“b”)端,闭合开关后,发现小
灯泡不亮,则电路故障可能是滑动变阻器 (选填“短路”或“断路”);
(2)排除故障后,某次实验电压表的示数如图乙所示,为 V;小明测得多组数据,并画出如图
丙所示的图像,由图像可知小灯泡正常发光时的电阻为 ,小灯泡的额定功率为 W;
(3)图丙的图像是一条曲线的原因是小灯泡的电阻随温度升高而 (选填“增大”或“减
小”)。
(4)受到上述实验的启发,为测量高温物体的温度,小明将图甲电路改装成一个简易的温度传感器。思
路如下:将图甲中的小灯泡换成与灯丝同种材料的电阻丝,选择图中一个电表改装为温度显示仪。你建议
他选哪个电表?请说明理由(从电表的示数随待测物体的温度变化关系进行阐述)。
答:
【答案】 b 断路 1.2 6.25 1 增大 见解析
【解析】(1)[1]为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片应移到阻值最大处,即b端。
[2]闭合开关,灯泡不亮,电路可能断路,则电路故障可能是滑动变阻器断路。
(2)[3]电压表选择小量程,分度值为0.1V,所以电压表示数为1.2V。
[4]由图丙可知,小灯泡正常发光时的电流为0.4A,则小灯泡正常发光时的电阻为
[5]根据 可知,小灯泡的额定功率为
(3)[6]图丙中,当灯泡电压变大时,通过灯泡的电流也增大,灯泡的功率变大,灯丝温度变高,灯泡的
电阻随温度的升高而增大。
(4)[7]温度越高,电阻丝的电阻越大,根据串联电路分压原理可知,电阻丝两端的电压越大,因此选择
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电压变改装为温度显示仪。
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