資源簡介

第 14 講 電學(xué)實(shí)驗(yàn)（二）
一、伏安法測電阻
定義：用電壓表和電流表分別測出電路中某一導(dǎo)體兩端的電壓和通過的電流就可以根據(jù)歐姆定律 算出這個(gè)導(dǎo)體的電阻，這種用電壓表電流表測電阻的方法叫伏安法。
U
原理： R (
I
電路圖：
步驟：
據(jù)電路圖連接實(shí)物。連接電路是開關(guān)應(yīng)斷開，滑動(dòng)變阻器的阻值應(yīng)調(diào)到阻值最大處。
檢查電路無誤后，閉合開關(guān) S，三次改變滑動(dòng)變阻器的阻值，分別讀出電流表、電壓表的示數(shù)，填入表格。
算出三次 Rx 的值，求出平均值。
特別提醒：定值電阻適用，小燈泡不適用，因?yàn)樾襞莸淖柚禃?huì)隨著溫度的升高而變化。
整理器材。
討論：
本實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器的作用：①保護(hù)電路；②調(diào)節(jié)電路電流，改變定值電阻兩端的電壓。
測量結(jié)果偏小是因?yàn)椋河胁糠蛛娏魍ㄟ^電壓表，電流表的示數(shù)大于實(shí)際通過被測電阻的電流。
U
根據(jù) R=
I
二、特殊方法測電阻：
伏阻法：
可得所測得電阻偏小。
用電壓表和已知阻值的定值電阻測未知電阻 Rx 的阻值。電路設(shè)計(jì)舉例：如下圖所示，閉合 S1、S2，
V 表示數(shù)為 U1；再斷開 S2，閉合 S3，V 表示數(shù)為 U2；則 Rx 的表達(dá)式為 Rx＝ U2 ·R0。
1 2
伏滑法：
用電壓表和已知最大阻值為 R0 的滑動(dòng)變阻器測未知電阻 Rx 的阻值。電路設(shè)計(jì)舉例：如下圖所示，
閉合 S，滑片 P 在 A、B 兩端時(shí)，電壓表的示數(shù)分別為 U1、U2，則 Rx 的表達(dá)式為 Rx＝ U2 ·R0。
U1－U2
安阻法：
用電流表和定值電阻 R0 測未知電阻 Rx 的阻值。如下圖所示，斷開開關(guān) S2，閉合開關(guān) S1，測出通過定值電阻 R0 的電流 I0；斷開開關(guān) S1，閉合開關(guān) S2，測出通過待測電阻 Rx 的電流 Ix。待測電阻
Rx 的表達(dá)式為 Rx＝I0·R0。
Ix
安滑法：
用電流表和已知最大阻值為 R0 的滑動(dòng)變阻器測未知電阻 Rx 的阻值。電路設(shè)計(jì)舉例：如下圖所示，
閉合 S，滑片 P 在 B、A 端時(shí)，A 表的示數(shù)分別為 I1、I2，則 Rx 的表達(dá)式為 Rx＝ I1R0
I2－I1
等效替代法：
用電阻箱測未知電阻 Rx 的阻值。電路設(shè)計(jì)舉例：如下圖所示，閉合 S、S1，調(diào)節(jié)滑片 P，讀出 A 表示數(shù)為 I；斷開 S1，閉合 S2，滑片 P 不動(dòng)，調(diào)節(jié)電阻箱，使 A 表示數(shù)仍為 I，讀出電阻箱連入的阻值 R0，則 Rx 的表達(dá)式為 Rx＝R0。

題型一：伏安法測電阻
【例 1】康康進(jìn)行“測定小燈泡的電阻”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，他已連接好了部分電路，如圖所示．已知電源電壓為 3V
且保持不變，小燈泡的額定電壓為 2.5V，請你接著完成下列步驟：
電路中只缺少一根導(dǎo)線，請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中電路連接完整（要求：滑片向右 滑動(dòng)時(shí)，電壓表的示數(shù)變大）；
實(shí)驗(yàn)前，連接電路時(shí)開關(guān) S 應(yīng)當(dāng)處于 狀態(tài)；實(shí)驗(yàn)中，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片 P 到某一位置，電壓表的示數(shù)如圖乙所示，為了測量小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻，應(yīng)將滑片 P 向 （填“左”或“右”）端移動(dòng)；
當(dāng)電壓表的示數(shù)如圖乙所示時(shí)，電流表的示數(shù)如圖丙所示，則通過小燈泡的電流大小為 A， 此時(shí)小燈泡的電阻是 Ω。
馬虎組在實(shí)驗(yàn)時(shí)，連接好電路后閉合開關(guān)，小燈泡閃亮一下就熄滅．檢查發(fā)現(xiàn)小燈泡的燈絲 已燒斷。分析原因是閉合開關(guān)時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻為 （填“最大值”或“最小值”），導(dǎo)致電流過大而形成的。
【答案】
（1）見上圖；（2）斷開；左；（3）0.2；6.5；（4）最小值。
【變式訓(xùn)練】
實(shí)驗(yàn)室購買了一捆長度為 100m 的銅導(dǎo)線，某同學(xué)想通過實(shí)驗(yàn)測其實(shí)際長度。該同學(xué)首先測得導(dǎo)線橫截面積為 1.0mm2，查得銅的電阻率為 1.7×10﹣8Ωm，再利用圖甲所示電路測出銅導(dǎo)線的電阻 Rx，從而確定導(dǎo)線的實(shí)際長度。
可供使用的器材有：電流表：（0～0.6A）、電壓表（0～3V）、滑動(dòng)變阻器 R1（5Ω，1A）、滑動(dòng)變阻器 R2：（20Ω，1A）、電源：（電壓為 6V），開關(guān)、導(dǎo)線若干。回答下列問題：
實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選 （填“R1”或“R2”），閉合開關(guān) S 前應(yīng)將滑片移至 端（填“a”或“b”）。
在實(shí)物圖中，已正確連接了部分導(dǎo)線，請根據(jù)圖甲電路完成剩余部分的連接。
調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，當(dāng)電流表的讀數(shù)為 0.50A 時(shí)，電壓表示數(shù)如圖乙所示，讀數(shù)為 V。
導(dǎo)線實(shí)際長度為 m（保留 1 位小數(shù)）。
【答案】
（1）R2，a；（2）如圖；（3）0.8；（4）94.1。
【例 2】小王同學(xué)做“用電流表、電壓表測電阻”實(shí)驗(yàn)，電源電壓為 3 伏且保持不變，所有器材均完好，他移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片到最大阻值處，閉合電鍵，觀察到電壓表示數(shù)如圖所示，且電流表指針偏離零刻度線的角度與電壓表相同。然后他移動(dòng)變阻器的滑片至中點(diǎn)，觀察到電壓表的示數(shù)變小 0.6 伏，接
著他繼續(xù)移動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)電路中的最大電流為 0.28 安。請將下表填寫完整。（計(jì)算電阻時(shí)，
精確 0.1 歐）
物理量
實(shí)驗(yàn)序號(hào)
電壓（伏）
電流（安）
電阻（歐）
電阻平均值（歐）
1
2
3
【答案】
物理量
實(shí)驗(yàn)序號(hào)
電壓
（伏）
電流
（安）
電阻
（歐）
電阻平均值
（歐）
1
2.0
0.2
10.0
10.2
2
2.4
0.24
10.0
3
3.0
0.28
10.7
【變式訓(xùn)練】
小閔在做“伏安法測電阻”實(shí)驗(yàn)中，所用電源電壓為 6 伏、待測電阻 Rx、標(biāo)有“20 歐 1 安”字樣的滑動(dòng)變阻器、電壓表、電流表各一個(gè)（其表盤如圖所示），電鍵及導(dǎo)線若干，所有器材均完好。他先將除電壓表以外的元件串聯(lián)連接，再將電壓表選擇合適的量程并聯(lián)接入電路中。他把變阻器滑片從一端移到另一端的過程中，讀出電流表示數(shù)的變化范圍為 0.14 安～0.26 安。當(dāng)他移動(dòng)滑片至電流表指針位于如圖（甲）所示位置時(shí)，觀察到某電表的指針偏離零刻度線的角度為另一電表的兩倍。
請畫出小閔連接的電路圖；
請完成將表格填空。
物理量
實(shí)驗(yàn)序號(hào)
Ux（伏）
Ix（安）
電阻 Rx（歐）
1
0.14
2
3
0.26
【答案】
如圖所示；（2）如表所示。
實(shí)驗(yàn)序號(hào)
Ux（伏）
Ix（安）
Rx（歐）
1
3.2
2
4.2
0.18
3
6.0
題型二：電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（單表法）
【例 3】小明想利用一塊電流表和阻值已知的阻值 R0 測量未知電阻 Rx 的阻值。小明選擇了滿足這個(gè)實(shí)驗(yàn)要求的實(shí)驗(yàn)器材，并連接了部分實(shí)驗(yàn)電路，如圖所示。
為了測出電阻 Rx 的阻值，請你添加兩根導(dǎo)線完成圖所示的實(shí)驗(yàn)電路的連接。
只閉合開關(guān) S1，電流表的示數(shù)用 I1 表示；開關(guān) S1、S2 都閉合時(shí)，電流表的示數(shù)用 I2 表示。請你用 I1、I2 和 R0 表示 Rx 。Rx= ；

【答案】
（1）如圖；（2） 。
【變式訓(xùn)練】
在測電阻的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)的器材有：干電池 3 節(jié)，電流表、電壓表各 1 個(gè)，開關(guān) 2 個(gè)，測動(dòng)變阻器 1
只，待測電阻 2 個(gè)，導(dǎo)線若干。
小濱按照圖甲的電路圖連接電路。
①閉合開關(guān) S 后，小濱發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表的指針均不動(dòng)。他斷開開關(guān) S，檢查線路連接無誤后，把電壓表與 b 點(diǎn)相連的那根導(dǎo)線改接到 c 點(diǎn)，再次閉合開關(guān) S 時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表的指針仍不動(dòng)，但電壓表的指針有明顯的偏轉(zhuǎn)。若電路中只有一處故障，則故障是 。
②排除故障后，正確連接電路，閉合開關(guān) S，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片 P，當(dāng)電壓表的示數(shù)為 1.6V 時(shí)， 電流表的示數(shù)如圖乙所示，則 Rx＝ Ω。
實(shí)驗(yàn)時(shí)小江同學(xué)想利用一只電流表和最大阻值為 R0 的滑動(dòng)變阻器完成對未知電阻 RY 的測量。如圖丙所示是他按照設(shè)計(jì)想法連接的部分實(shí)驗(yàn)電路。
①請你依據(jù)下面的實(shí)驗(yàn)步驟，用筆畫線代替導(dǎo)線，將實(shí)驗(yàn)電路連接完整。 實(shí)驗(yàn)步驟：
開關(guān) S1 和 S2 都斷開，將變阻器的滑片 P 移動(dòng)阻值最大處，觀察到電流表無示數(shù)；
保持滑片 P 位置不動(dòng)，只閉合開關(guān) S1 時(shí)，讀取電流表的示數(shù)為 I1；
再閉合開關(guān) S2 時(shí)，讀取電流表的示數(shù)為 I2（I2＞I1）。
②請你用 I1、I2 和 R0 表示 Rγ，則 Rγ＝ 。
【答案】
（1）①bc 間斷路；②5.3；（2）①見上圖；② 。
【例 4】圖甲是用伏安法測未知電阻 R 的實(shí)驗(yàn)圖：
請用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中實(shí)物電路連接完整。
閉合開關(guān)，將測算 P 向左滑動(dòng)時(shí)，此時(shí)電壓表示數(shù)為 2.4V，電流表示數(shù)如圖乙所示，則未知電阻 R＝ Ω。
若實(shí)驗(yàn)中只有一個(gè)電壓表和一個(gè)已知電阻 R0，小明設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路，同樣可以測量未知電阻 RX，請?jiān)诳崭駜?nèi)將實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整。
①閉合 S、斷開 S1，用電壓表測出特測電阻 RX 兩端的電壓為 U1；
② ，用電壓表測出電源的電壓 U；
③請寫出用測量值 U、U1 及 R0 來表示 RX 的表達(dá)式：RX 。
【答案】
（1）如上所示；（2）8；（3）②閉合開關(guān) S、S1；③ ×R0。
【變式訓(xùn)練】
在“在伏安法測電阻”的實(shí)驗(yàn)中：
若待測電阻約為 10Ω，請用筆畫線代替導(dǎo)線，將實(shí)物電路連接完整（要求：滑片向左移動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)變小）．
開關(guān)閉合前，發(fā)現(xiàn)電流表的指針在零刻度線左側(cè)，接下來，該同學(xué)必須進(jìn)行的操作是 ．
測量時(shí)，當(dāng)電壓表的示數(shù)為 2.4V 時(shí)，電流表的示數(shù)如圖乙所示，則 I= A，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得Rx= Ω．完成一次試驗(yàn)后，小李又調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片 P 到不同位置再進(jìn)行測量，這樣做可以達(dá)到 的目的．
若待測電阻約為數(shù)百歐，電源電壓約 3V，要想測出此待測電阻，
①上述方法是否可行？ ，原因是 ．
②小虎利用現(xiàn)有器材和電阻箱 R0（0～9999Ω，5A），設(shè)計(jì)了如圖丙所示的實(shí)驗(yàn)電路，實(shí)驗(yàn)過程如下：
電路連接正確后，閉合 S1，將 S2 撥到觸點(diǎn) 1 時(shí)，電壓表的讀數(shù)為 U1．
閉合 S1，將 S2 撥到觸點(diǎn) 2，當(dāng)電阻箱的阻值調(diào)為 R0 時(shí)，電壓表的示數(shù)為 U2，則待測電阻的阻值 Rx= （用字母：U1；、U2、R0 表示）．
【答案】（1）如圖所示；（2）調(diào)節(jié)指針歸零；（3）0.24；10；多次測量求平均值，減小誤差的目的；
①不可行；電路中的最大電流小于電流表小量程的分度值，無法測出電流的大小；
② ×R0
【例 5】物理實(shí)驗(yàn)課上，老師讓同學(xué)們測一只未知電阻 Rx 的阻值，Rx 的阻值約為 5Ω．除待測電阻外，老師提供的器材有：兩節(jié)干電池（電壓約為 3V）、一塊電壓表（量程 0～3V，分度值 0.1V）、一個(gè)阻值為 200Ω的定值電阻、一個(gè)最大阻值為 20Ω的滑動(dòng)變阻器、若干開關(guān)和導(dǎo)線。請你合理選用器材設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，測出未知電阻 Rx 的阻值。要求：
在虛線框內(nèi)畫出你所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖；（電路不可重組）
根據(jù)你所設(shè)計(jì)的電路，寫出主要實(shí)驗(yàn)步驟；
寫出 Rx 的數(shù)學(xué)表達(dá)式（用已知量和測得量表示）。

【答案】
如圖所示；
①按照電路圖連好電路，將滑動(dòng)變阻器滑片調(diào)到阻值最大處（最右端） 閉合開關(guān)，記下電壓表的示數(shù)為 U1；
②斷開開關(guān)，將滑動(dòng)變阻器滑片 P 移至最左端，閉合開關(guān)，記下電壓表的示數(shù)為 U0；
③Rx= ×20Ω。
【變式訓(xùn)練】
物理實(shí)驗(yàn)課上，老師讓同學(xué)們測一只未知電阻 Rx 的阻值，Rx 的阻值約為 5Ω．除待測電阻外，老師提供的器材有：兩節(jié)干電池（電壓約為 3V）、一塊電壓表（量程 0～3V，分度值 0.1V）、一個(gè)阻值為200Ω的定值電阻、一個(gè)最大阻值為 20Ω的滑動(dòng)變阻器、若干開關(guān)和導(dǎo)線。請你合理選用器材設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，測出未知電阻 Rx
的阻值。要求：
在虛線框內(nèi)畫出你所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖；（電路不可重組）
根據(jù)你所設(shè)計(jì)的電路，寫出主要實(shí)驗(yàn)步驟；
寫出 Rx 的數(shù)學(xué)表達(dá)式（用已知量和測得量表示）。
【答案】
如右圖所示；
①按電路圖連接電路，當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，記下電流表示數(shù)為 I1，
②當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，記下電流表示數(shù)為 I2，
R0。
題型三：伏安法測電阻的問題分析
【例 5】用電壓表和電流表可以測未知導(dǎo)體 R 的電阻值（即伏安法測電阻），如圖 a 為一種測量方案的原理圖。
某次實(shí)驗(yàn)時(shí)電壓表和電流表的讀數(shù)如圖 b 所示，電壓表的讀數(shù)為 V，電流表的讀數(shù)為
A，則電阻的測量值 R= Ω；
考慮到電壓表的電阻對電路的影響，必然會(huì)給測量結(jié)果帶來誤差，那么用這種方案測量出來的電阻值 （選填“大于”、“小于”或“等于”）電阻的真實(shí)值，其原因是：
。
【答案】（1）1.6；0.5；3.2；（2）小于；電流表實(shí)際測量的是通過待測電阻和電壓表的總電流， 即電流偏大，而電壓是準(zhǔn)確的，由 R=可知，電阻的測量值小于真實(shí)值。
【變式訓(xùn)練】
用“伏安法”測量電阻 Rx 的阻值，提供的實(shí)驗(yàn)器材有：待測電阻 Rx、兩節(jié)于電池、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)及若干導(dǎo)線。
根據(jù)圖甲的電路圖，用筆斷線代替導(dǎo)線將圖乙中的實(shí)物圖連接完整。
閉合開關(guān)后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電壓表示數(shù)較大且?guī)缀醪蛔儯娏鞅硎緮?shù)始終為零，電路 故障可能是 。
排除故障后，測得多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。各組數(shù)據(jù)對應(yīng)的點(diǎn)已描在圖丙中，請?jiān)趫D中畫出 Rx 的 l﹣U 圖線。由圖可得 Rx= Ω．（結(jié)果保留一位小數(shù)）
電流表的電阻雖然很小，但也會(huì)影響本實(shí)驗(yàn)中 R 的測量結(jié)果。用圖丁的電路進(jìn)行測量可消除這個(gè)影響，R0 為定值電阻。實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①按照圖丁的電路圖連接電路，將滑動(dòng)變阻器的滑片置于最大阻值處；
②閉合開關(guān) S1，S2，移動(dòng)滑動(dòng)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 ，移動(dòng)滑動(dòng)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 Rx= （用 U1、I1、U2 和 I2 表示）
【答案】
（1）如上所示；（2）電阻斷路；（3）如上右所示；5.6；（4）③斷開 S2；④﹣。
小明做“伏安法”測電阻的實(shí)驗(yàn)，所用的器材有兩節(jié)舊干電池串聯(lián)成的電池組，阻值為 0～20Ω的滑動(dòng)變阻器 R，待測電阻 Rx 及如圖甲所示的其他器材。
經(jīng)檢查無誤后，閉合開關(guān)，小明調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器進(jìn)行了多次測量。當(dāng)小明將滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)到接 入電路的阻值等于零時(shí)，對應(yīng)的電壓表、電流表示數(shù)如圖乙所示，則該待測電阻 Rx= Ω
細(xì)心的小明發(fā)現(xiàn)，滑動(dòng)變阻器滑到接入電路的阻值等于零時(shí)，待測電阻兩端電壓達(dá)不到兩節(jié)新干 電池串聯(lián)后的總電壓。小明請教物理老師，老師告訴他，干電池的內(nèi)部都是存在電阻的，簡稱內(nèi)阻，干電池用久后內(nèi)阻會(huì)變大。干電池可以看成是一個(gè)電壓穩(wěn)定的電源與一個(gè)內(nèi)阻串聯(lián)而成。小明想測出本實(shí)驗(yàn)電源的內(nèi)阻和電壓，于是向老師要來一只 5Ω的定值電阻替換掉甲圖中的 Rx，閉合開關(guān)，仍將滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)到接入電路的阻值等于零，測出此時(shí)電流為 0.40A，結(jié)合上一步的測量值。可算出本實(shí)驗(yàn)干電池組的內(nèi)阻為 Ω。
某同學(xué)在做實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)接近電源電壓，電流表示數(shù)為零，則故障可能是 。
有同學(xué)設(shè)計(jì)了下列兩種測量方案測量未知電阻阻值，方案中定值電阻 R0 阻值已知。
①方案一的電路中，閉合開關(guān) S，如果電壓表 V1 和 V2 的讀數(shù)分別為 U1 和 U2，則電阻 Rx 的阻值表
達(dá)式為 Rx= ；
②方案二的電路中，閉合開關(guān) S，如果電流表 A1 和 A2 的讀數(shù)分別為 I1 和 I2，則電阻 Rx 的阻值表達(dá)式為 Rx= 。
【答案】（1）12；（2）2；（3）電阻 Rx 斷路；（4）×R0， 。
用電壓表和電流表可以測未知導(dǎo)體 R 的電阻值（即伏安法測電阻），圖 a 為一種測量方案的原理圖。
某次實(shí)驗(yàn)時(shí)電壓表和電流表的讀數(shù)如圖 b 所示，電流表的讀數(shù)為 A，電壓表的讀數(shù)為
V；
如果考慮到電流表的電阻不為零，則用該測量方案測出的結(jié)果必然存在誤差，那么用這種實(shí)驗(yàn)方 案測量出來的電阻值 電阻的真實(shí)值（選填“大于”、“小于”或“等于”）。已知電流表 的內(nèi)阻為 1Ω，要求用此方案測出的電阻值與真實(shí)值間的差異不大于真實(shí)值的 1%，則對待測電阻的阻值要求為 。
【答案】（1）0.28；1.2．（2）大于；待測電阻阻值應(yīng)大于等于 100Ω。
【解析】（2）由實(shí)驗(yàn)電路圖知，所測電壓 U 偏大、電流 I 為真實(shí)值，由 R＝知：測量值大于真實(shí)值。
由題意知：電流表內(nèi)阻為 1Ω，要求測量誤差不大于 1%，設(shè)待測電阻阻值為 R，則： ≤1%，所以 R≥100Ω。


如圖所示，幾個(gè)同學(xué)在只有電流表或電壓表時(shí)，利用一個(gè)已知阻值的電阻 R0 設(shè)計(jì)了四個(gè)測未知電阻 Rx
的電路，其中不可行的是（ C ）
A． B． C D．
利用伏安法測電阻的部分電路如圖，關(guān)于測量誤差和產(chǎn)生原因，說法正確的是（ A ）
A．測量值偏大，是由于電流表有內(nèi)阻B．測量值偏大，是由于電壓表有內(nèi)阻C．測量值偏小，是由于電流表有內(nèi)阻D．測量值偏小，是由于電壓表有內(nèi)阻
在“伏安法測電阻”的實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器不能起到的作用是（ C ）
A．改變電路中的電流 B．改變被測電阻兩端的電壓
C．改變被測電阻的阻值 D．保護(hù)電路
現(xiàn)有兩個(gè)阻值不等的未知電阻 R1 和 R2，為了分辨它們的阻值大小，幾個(gè)同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如圖所示的四種電路，其中不可行的是（電源電壓未知）（ D ）
A． B． C． D．
若 R0 是已知阻值的定值電阻，滑動(dòng)變阻器銘牌磨損，導(dǎo)致阻值未知，則利用下列電路圖不能夠準(zhǔn)確測出未知電阻 Rx 阻值的是（ D ）
A． B．
C． D．
小麗同學(xué)要測量額定電壓為 3.8V 小燈泡正常工作時(shí)的電阻，她設(shè)計(jì)了如圖 1 所示的電路圖。
她設(shè)計(jì)此實(shí)驗(yàn)的原理是
閉合開關(guān)前應(yīng)把滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到 （選填“左”或“右”）端。
小麗合理地連接好電路，閉合開關(guān)，無論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器燈泡都不亮。于是小麗提出以下猜 想：A．可能是燈絲斷了 B．可能是小燈泡短路 C．可能是變阻器開路。 究竟哪個(gè)猜想正確，可根據(jù)電流表和電壓表的示數(shù)進(jìn)行判斷（電流表、電壓表均無故障）．下表給出了電流表、電壓表可能出現(xiàn)的幾種情況，
請判斷每種情況下哪個(gè)猜想是正確的，并把其序號(hào)填寫在上表中對應(yīng)的空格里。
小麗排除故障后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使小燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電流表示數(shù)如圖 2 所示，則通過小燈泡的電流為 A，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為 Ω
用此電路是否能研究電流與電壓的關(guān)系 （填能或不能）。
答案：（1）R= ； （2）右；（3）B； A； （4）0.34； 11.2；（5） 不能。
一只標(biāo)有“3.8V”字樣的小燈泡，燈絲電阻約為 15Ω，小明想測它正常發(fā)光時(shí)的電阻，選用了以下器材： 電流表、電壓表、開關(guān)、變阻器各一個(gè)，導(dǎo)線和新干電池若干。
如圖甲，小明所選的器材及連接的電路圖中有兩處錯(cuò)誤，請指出：
① ，
② 。
小明糾正錯(cuò)誤后開始實(shí)驗(yàn)，閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)電壓表沒有示數(shù)，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)電壓表 15V 量程已經(jīng)損壞，3V 量程完好，現(xiàn)根據(jù)已有器材完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。
①請?jiān)O(shè)計(jì)電路圖，并畫在乙圖方框中。
②在實(shí)驗(yàn)過程中，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，直到電壓表的示數(shù)為 V 時(shí)，記下電流表示數(shù)
如圖丙，算出燈絲電阻為 Ω．（計(jì)算結(jié)果保留整數(shù)）
【答案】（1）①電源電壓小于燈泡的額定電壓；②將滑動(dòng)變阻器兩個(gè)上接 線柱同時(shí)接入電路；
（2）①如右圖；②0.7V（或 2.2V）；
（3）16。
小剛同學(xué)利用如圖所示的器材測量小燈泡的電阻，已知小燈泡的額定電壓為 2.5V。
請用筆畫線代替導(dǎo)線將如圖所示的電路連接完整。
閉合開關(guān)，小剛移動(dòng)滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電壓表無示數(shù)，電流表有示數(shù)，則故障原因可能是 小燈泡 。
排除故障后，小剛根據(jù)測得的數(shù)據(jù)繪制了小燈泡的電流隨電壓變化的圖象（如圖乙所示），由圖 象可知，小燈泡正常工作時(shí)的電阻是 Ω，進(jìn)一步分析圖象可以發(fā)現(xiàn)小燈泡的電阻不斷變化，這是因?yàn)闊艚z的電阻隨溫度的升高而 （選填“增大”或“減小”）。
完成上述實(shí)驗(yàn)后，小剛想用原電路測某未知電阻 Rx 的阻值，他用該電阻替換燈泡后，發(fā)現(xiàn)電流表損壞了，便將其拆除。請你在不改變其他元件連接方式的情況下，幫他完成實(shí)驗(yàn)（滑動(dòng)變阻器的最大阻值為 R 變）。
實(shí)驗(yàn)步驟：
A．閉合開關(guān)，將滑動(dòng)變阻器的滑片滑到阻值最大處，記下電壓表的示數(shù) U1。B． 。
則未知電阻 Rx 的阻值 Rx= （用測量量和已知量表示）。
答案：（1）如右圖；（2）被短路；（3）8.3；增大；
（4）將滑動(dòng)變阻器的滑片移到阻值最小處，記下電壓表的示數(shù)為 U2． 。
如圖是小明設(shè)計(jì)的測量未知電阻 Rx 阻值（約為 200Ω）的電路圖．他從實(shí)驗(yàn)室選取了如下器材：電源（電壓恒為 3V）、滑動(dòng)變阻器 R（標(biāo)有“200Ω 1.5A”的字樣），電流表（量程為 0～0.6A，分度值 0.02A） 和電壓表（量程為 0～3V，分度值 0.1V）各一塊、開關(guān) 1 個(gè)，導(dǎo)線若干。則
測量未知電阻 Rx 的原理是 ；
小明發(fā)現(xiàn)采用原理方法和器材并不能測出 Rx 的阻值．請你分析其中的原因是： ．
答案：（1）R= ；（2）電流太小，所用電流表無法測量。
用甲圖測小燈泡電阻。燈泡正常發(fā)光的電壓為 2.5V。
當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表的示數(shù)如圖乙所示，此時(shí)電流表的示數(shù)為 A，小燈泡的電阻為
Ω；
若閉合開關(guān)，電流表和電壓表的指針都發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而小燈泡不亮。其可能原因是 （說出一種即可）；
若一個(gè)電表發(fā)生故障，但有已知的定值電阻 R0 可提供的情況下，下列電路中不能測出小燈泡電阻的是 。
答案：（1）0.2；12.5；（2）滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值太大或電源電壓太低；（3）D。
有一個(gè)燈泡 L，上面只標(biāo)有“2.5V”的字樣，如圖甲所示，是小明所在實(shí)驗(yàn)小組測量小燈泡 L 電阻的實(shí)物圖，電源電壓約為 3V．則：
為了比較準(zhǔn)確的測量小燈泡 L 的電阻，請將圖甲中的電路連接完整（要求滑片 P 向左移動(dòng)時(shí)，燈泡 L 變暗）。
電路正常后，他們分別測出了小燈泡 L 的幾組電壓 U 和電流 I 值。其中，當(dāng)小燈泡 L 正常發(fā)光時(shí)，電流表的示數(shù)如圖乙所示，那么，小燈泡 L 正常工作時(shí)的電阻大小為 Ω。
完成該實(shí)驗(yàn)后，小明想用原來電路來測量某一定值電阻 Rx 的阻值，但他操作有誤；在未斷開開關(guān)
S 的情況下，直接將小燈泡 L 從燈座上取下，那么，取下燈后，電壓表的示數(shù)將約為 V。
小明實(shí)驗(yàn)小組的小聰同學(xué)認(rèn)為：在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，往往認(rèn)為電壓表對測量的電路沒有影響，事實(shí)上 電壓表有較大的電阻（簡稱內(nèi)阻 Rv），在電路中有很小電流通過電壓表，電壓表的示數(shù)等于這個(gè)很小的電流與其內(nèi)阻 Rv 的乘積，小聰現(xiàn)在想測量一個(gè)未知電阻 Rx（大約 2KΩ～3KΩ）的阻值，身邊的器材有：2 節(jié)干電池（電壓接近 3V）、未知電阻 Rx、開關(guān) S 兩個(gè)、導(dǎo)線若干，另外，提供可選擇的器材還有 3 個(gè)：
a、電流表 A1（0～0.6A，內(nèi)阻約為 0.02Ω）； b、電流表 A2（0～5mA，內(nèi)阻約為 0.10Ω）； c、電壓表 V（0～3V，內(nèi)阻 Rv=3KΩ）。
小聰利用已有的器材并在可選器材中選擇了一個(gè)，準(zhǔn)確地測量了未知電阻 Rx 的阻值。那么，
①請你在虛線方框中，畫出小聰設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖。
②完成實(shí)驗(yàn)步驟：A、按照電路圖連接電路， ；B、 。
③用測量的物理量和已知物理量的字母表示 Rx= 。
【答案】（1）如郵圖所示；（2）12.5；（3）3；（4）①設(shè)計(jì)的電路圖如 右圖所示；②a、閉合開關(guān) S1、斷開開關(guān) S2 記下電壓表的示數(shù) U1；b、同時(shí)
閉合開關(guān) S1、S2 記下電壓表的示數(shù) U2。③ 。
用伏安法測電阻，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖 1 所示，電源電壓保持 U0 不變。
該實(shí)驗(yàn)的原理是 。
閉合開關(guān) S 前，滑動(dòng)變阻器滑片 P 應(yīng)置于 端。
假如小珍同學(xué)用完好的器材按如圖 1 所示實(shí)驗(yàn)電路圖正確連接電路，實(shí)驗(yàn)時(shí)正確操作，剛一“試觸”，就發(fā)現(xiàn)電流表的指針迅速擺動(dòng)到最大刻度，其原因可能是：① ；② 。
小珍在張芳同學(xué)已連好的電路上操作，當(dāng)閉合開關(guān) S，把 P 向 a 端移動(dòng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)增大， 電壓表示數(shù)減小。發(fā)生此現(xiàn)象的原因是張芳同學(xué)把 。
小珍同學(xué)按圖 1 所示的實(shí)驗(yàn)電路圖正確連接電路，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，某次實(shí)驗(yàn)中電壓表示數(shù)如圖 2 所示， 電流表示數(shù)如圖 3 所示，則此時(shí)被測電阻 Rx 兩端電壓為 V，通過 Rx 的電流為 A，被測電阻 Rx＝ Ω。
若滑動(dòng)變阻器的最大阻值為 R，被測電阻的阻值為 Rx，實(shí)驗(yàn)過程中電流表突然燒壞，請你用剩下的器材測出 Rx．先在方框內(nèi)畫出此時(shí)的實(shí)驗(yàn)電路圖 4；再簡要寫出實(shí)驗(yàn)步驟和計(jì)算 Rx 的表達(dá)式。a．實(shí)驗(yàn)步驟： 。
b．Rx 的表達(dá)式：Rx＝ 。
【答案】（1）R＝ 或歐姆定律；（2）b；（3）①電源電壓偏高；②電流表的量程選擇偏小或滑動(dòng)變 阻器的最大阻值偏小；（4）電壓表接在滑動(dòng)變阻器的兩端；（5）2.4；0.3；8；（6）如上圖，a．實(shí)驗(yàn)
步驟：P 位于 b 端，閉合開關(guān) S，測出這時(shí) RX 兩端的電壓為 U1；Rx＝ 。
如圖是用“伏安法”測量未知電阻 Rx 的實(shí)物電路圖 1。
請用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖中的實(shí)物電路連接完整，要求滑片向左移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路 的阻值減小；
閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到最 端（選填“左”或“右”）；
若實(shí)驗(yàn)中電壓表損壞，利用原有剩余器材連接成如圖 2 所示電路，也能測出未知電阻 Rx 的阻值。已知滑動(dòng)變阻器的最大阻值為 R0，電源電壓未知但保持不變。請將下列相關(guān)實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整。
①閉合開關(guān) S，將滑動(dòng)變阻器的滑片 P 移到 b 端，記錄電流表示數(shù) I1；
②閉合開關(guān) S， ，記錄電流表示數(shù) I2；
③待測電阻的表達(dá)式 Rx= 。
【答案】（1）如上所示；（2）右；（3）②將滑片移到 b 端；③ 。
圖甲是用伏安法測未知電阻 R 的實(shí)驗(yàn)圖：
請用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中實(shí)物電路連接完整。
閉合開關(guān)，將測算 P 向左滑動(dòng)時(shí)，此時(shí)電壓表示數(shù)為 2.4V，電流表示數(shù)如圖乙所示，則未知電阻R= Ω。
若實(shí)驗(yàn)中只有一個(gè)電壓表和一個(gè)已知電阻 R0，小明設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路，同樣可以測量未知電阻 RX，請?jiān)诳崭駜?nèi)將實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整。
①閉合 S、斷開 S1，用電壓表測出特測電阻 RX 兩端的電壓為 U1；
② ，用電壓表測出電源的電壓 U；
③請寫出用測量值 U、U1 及 R0 來表示 RX 的表達(dá)式：RX 。

【答案】（1）如上所示；（2）8；（3）②閉合開關(guān) S、S1；③ ×R0。
在“伏安法測電阻”實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)將電路連成如圖甲電路。
請你用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物電路連接完整。（要求：滑動(dòng)變阻器滑片 P 向右滑動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)變大。）
實(shí)驗(yàn)中，閉合開關(guān)后，移動(dòng)滑片，電流表無示數(shù)，電壓表有較大示數(shù)，經(jīng)檢查，導(dǎo)線連接 完好， 則故障可能是 。
排除故障后，小明進(jìn)行實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)繪制出圖象（如圖乙），由圖乙可知，該定值 電阻阻值是 Ω。
小華設(shè)計(jì)了另一個(gè)測量電阻的電路（如圖丙），在 MN 之間接入待測電阻，可以在電流表表盤上直接讀出電阻阻值，小華已經(jīng)標(biāo)出了部分電阻值（如圖丁），由電表表盤數(shù)據(jù)可知：該電路中 R0=
Ω。
。
【答案】（1）見上圖；（2）電阻斷路；（3）5；（4）2。
小天同學(xué)在做“用伏安法測電阻”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，除了滑動(dòng)變阻器的銘牌不清楚之外其他實(shí)驗(yàn)器材齊全且完好，電源電壓不變，電流表和電壓表對電路的影響均忽略不計(jì)。以下是他的實(shí)驗(yàn)過程，請回答下列問題：
小天連接了如果圖甲所示的電路測量待測電阻 Rx 的阻值，請指出電路連接的錯(cuò)誤之處： （ 寫出一種即可）
更正電路之前，小天發(fā)現(xiàn)可以利用甲圖所示的電路來測量滑動(dòng)變阻器的最大阻值；他閉合開關(guān)，讀 出電壓表的示數(shù)為 10V，電流表的示數(shù)為 0.2A，則可計(jì)算出滑動(dòng)變阻器的最大阻值為 Ω
小天按照圖乙所示電路圖正確連接好電路后，為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，他選用了合適的量程進(jìn)行了多次 測量，以下是他的實(shí)驗(yàn)記錄。第一次：當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片位于最左端時(shí)，電壓表的指針位置如圖丙所示；第二次：當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片位于某位置時(shí)，電流表的示數(shù)為 0.58A，電壓表的指針位置如圖丁所示；第三次：當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片位于最右端時(shí)，電流表的示數(shù)為 1.1A，則 Rx 的平均阻值為 Ω（精確到 0.1Ω）
【答案】（1）電壓表并聯(lián)在變阻器的兩端了（或滑動(dòng)變阻器下面兩個(gè)接線柱接入了電路）；（2）50；
（3）10.4。
如圖甲是小明用“伏安法”測量未知電阻 Rx 的電路，已知電源電壓為 3V。
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
電壓/V
1
1.5
2.0
電流/A
0.20
0.28
0.36
請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的實(shí)物電路連接完整。
閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，故障原因可能是 。
檢查電路無誤后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如表是實(shí)驗(yàn)時(shí)記錄的數(shù)據(jù)。由此可知，該未知電阻的阻值約是 Ω
（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)），本實(shí)驗(yàn)多次測量的目的是 。
同桌小紅利用一個(gè)已知阻值的定值電阻 R0、一個(gè)電壓不變且電壓值未知的電源、一個(gè)電流表、兩個(gè)開關(guān)、若干導(dǎo)線，設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路圖，也測出了未知電阻 Rx 的阻值。請幫她把缺少的步驟補(bǔ)全，并寫出 Rx 的表達(dá)式。
①閉合開關(guān) S1，斷開開關(guān) S2，讀出此時(shí)電流表的示數(shù) I1。
② 。
則未知電阻阻值的表達(dá)式：Rx＝ （用已知和測量的物理量表示）。
；
【答案】（1）如圖；（2）Rx 處斷路；（3）5.3； 減小誤差；（4）
②閉合開關(guān) S2，斷開開關(guān) S1，讀出此時(shí)電流表的示數(shù) I2； 。
小邦和小冊在學(xué)校科技社團(tuán)活動(dòng)中了解到：電源是持續(xù)供電的裝置，電源內(nèi)部也是一段電路，也有電阻，它被稱為電源的內(nèi)電阻，簡稱內(nèi)阻；可以把電源看成由一個(gè)電壓為 E 的理想電源與一個(gè)阻值為 r 的電阻串聯(lián)而成，如圖甲所示。
為了測量 E 和 r，小邦同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖乙所示電路。已知 R1=1.5Ω，R2=2Ω，當(dāng)閉合開關(guān) S、S1，斷開開關(guān) S2 時(shí)，電壓表的示數(shù)為 4.5V；當(dāng)閉合開關(guān) S、S2，斷開開關(guān) S1 時(shí)，電壓表的示數(shù)為 4.8V。
理想電源電壓 E= V。
電源的內(nèi)電阻 r= Ω。
小冊想到用圖象反映物理量間的變化關(guān)系是物理學(xué)研究的常用方法，于是他設(shè)計(jì)了如圖丙所示電路， 通過改變電阻箱的阻值，測出多組電壓、電流的數(shù)據(jù)，作出電壓與電流的關(guān)系圖象，如圖丁所示，電壓與電流的關(guān)系圖象是一條傾斜直線。
利用歐姆定律，可以得出理想電源電壓 E、電源的內(nèi)電阻 r、電壓表示數(shù) U、電流表示數(shù) I 四個(gè)物理量之間的關(guān)系：U= 。
分析圖丁所畫圖象，下列說法正確的兩項(xiàng)是 。A．該直線與縱軸交點(diǎn)的值表示電源短路時(shí)的電流值B．該直線與橫軸交點(diǎn)的值表示理想電源電壓 E
該直線的斜率反映電源的內(nèi)阻 r 的大小
該直線斜率越大，所測電源的內(nèi)電阻越大
【答案】（1）6；（2）0.5；（3）E﹣Ir；（4）CD。

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