2022年浙江中考科学复习重难点精练 精练15 伏安法测电阻实验

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1．在“伏安法测电阻”的实验中，关于滑动变阻器作用的下列说法中正确的是（ ）
A．控制电源的电压，以免损坏电压表
B．改变电阻两端的电压和电路中的电流，实现多次测量
C．使电压表和电流表的读数更加准确
D．只能使电阻两端的电压升高，电阻中的电流变大
2．以下为某同学在“伏安法测导体电阻”实验过程中的部分操作，其中正确的是（ ）
A．连接电路时，应先闭合开关
B．连接电表时，应先选小量程
C．闭合开关时，应先将变阻器滑片移到阻值最大处
D．计算电阻时，应先计算电压平均值与电流平均值
二．多选题（共1小题）
（多选）3．（双选）关于“探究电流跟电阻的关系和伏安法测量电阻”两个实验，下列说法中正确的是（ ）
A．两个实验都采用了控制变量法
B．两个实验多次测量的目的是不同的
C．两个实验的电路是相同的
D．两个实验中使用滑动变阻器的目的都是为了控制电阻两端电压不变
三．实验探究题（共15小题）
4．某些固体材料受到外力后除了产生形变，其电阻也会发生变化，这种由于外力的作用而使材料电阻发生变化的现象称为“压阻效应”。现用如图所示的电路研究某长薄板电阻Rx的压阻效应，实验室中有下列符合要求的器材：
A.电源（3V）
B.电流表A1和A2（量程均为0～0.6A，分度值均为0.02A，内阻1Ω，表示为r1＝r2＝1Ω）
C.开关S
D.保护电阻R（阻值未知）
E.定值电阻R0（阻值已知）
（1）为了测量电阻Rx的阻值，请在图甲中虚线框内补全电路图。（2）在电阻Rx上加一个竖直向下的力F，闭合开关S，记下电流表A1的示数I1、电流表A2的示数I2，则：Rx＝ （用字母表示）。
（3）如表记录了在施加不同压力F时所测得的Rx：
请根据表中数据在图乙中用描点法绘制出Rx与F的关系图像，写出Rx与F的关系式为Rx＝ 。
（4）为了保证实验中电路安全，保护电阻R的阻值应该选用 。
A.1Ω
B.2Ω
C.4Ω
D.5Ω
（5）平时我们忽略了电流表自身也有一定阻值这个事实，其实电流表相当于一个能显示流过自身电流的定值电阻，若考虑电流表A2自身电阻对实验的影响，上述操作所测得Rx的值比真实值 （偏大/偏小/无影响）。
5．某兴趣小组用如图乙所示的方法测量热敏电阻的阻值，若热敏电阻阻值随温度变化的图像如图甲所示，为了准确测出室温为32℃时热敏电阻Rx的阻值，兴趣小组找到如下一些实验器材：A.两节旧干电池串联（电压恒定）；B.电压表V（量程0～3V，0～15V）；C.定值电阻R1（阻值5Ω）；D.定值电阻R2（阻值150Ω）；E.两个开关S1、S2，导线若干．并设计了如图乙所示的电路，请根据要求完成下列问题：
（1）电压表的量程应选择 ，定值电阻应选择 （选填“R1”或“R2”）．
（2）请帮他们完成实验步骤：
①断开开关S2，闭合开关S1，读出电压表的示数为U1；F/N
0
1
2
3
4
Rx/Ω
10
8
6
4
2
② ，读出电压表示数为U2；
③待测电阻大小为Rx＝ （用U1、U2和R1或R2表示）。
6．小华做“用电流表、电压表测电阻”实验，现有两节新干电池、待测电阻Rx、电流表、电压表、滑动变阻器有两种规格（分别标有“10Ω 2A”和“20Ω 1A”字样）开关以及导线若干。
表一：
（1）连接的电路如图1所示，图中尚有一根导线未连接，请笔画线代替导线在图中连接，连接后要求：滑片P向左移动，电压表示数变大。（用2B铅笔在答题纸的相应位置连线）
（2）完成电路连接后，闭合开关发现电压表、电流表示数均为0，为排除故障，小华打算用电压表进行检测。将电压表接在不同元件两端，闭合开关后电压表示数如表一所示，由此可以判断故障为 ；连接位置
电压表示数
滑动变阻器两端
0
开关两端
3.0V
电流表两端
0
（3）排除故障后，小华按照正确操作步骤重新实验，闭合开关，发现电压表、电流表指针偏离零刻度线角度相同，移动滑片到某一位置，电压表、电流表示数如图2所示，滑片从一端移动到另一端，电流表示数变化范围为0.20～0.58安。
（a）请根据图及相关信息，将表二填写完整。（电阻值精确到0.1欧）；
表二：
（b）小华选用的滑动变阻器规格是： 。（通过计算说明）
7．小明同学在伏安法测电阻Rx的实验中，连接了如图甲所示的电路。
（1）正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，观察到电压表和电流表示数如图乙所示，他记下数据并算出待测电阻Rx的阻值为 Ω。测得三组对应的电压值和电流值，最后算出电阻的平均值。
（2）若实验中只有一个电压表和一个已知阻值为R0定值电阻，小明设计了如图丙所示的电路，同样可以测量未知电阻Rx的阻值，请将实验步骤补充完整。
①闭合开关S、断开开关S1，用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1；
② ，用电压表测出电源电压为U；
③则未知电阻Rx阻值的表达式：Rx＝ （用U、U1和R0表示）。
8．小超和同学们用“伏安法”测小灯泡正常发光时的电阻，小灯泡额定电压为3.8V，电源电压保持9V不变，滑动变阻器规格为“40Ω 1A”，连接电路如图甲所示。序号
电压Ux（伏）
电流Ix（安）
电阻Rx（欧）
电阻Rx平均值（欧）
1




2



3



（1）如图甲是小红同学连接的实物电路图。图中只有一处连接错误，请在错误处画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确（注意不能与其它导线交叉）。
（2）改正错误后，闭合开关，过了一段时间，灯突然熄灭，电流表无示数，电压表有示数，则产生的故障可能是 。（只有灯泡或滑动变阻器发生故障）
（3）排除故障后，调节滑动变阻器滑片，并绘制出了小灯泡的电流随电压变化的图象如图乙所示，则灯泡正常发光时的电阻为 Ω（保留一位小数）。向右调节滑动变阻器滑片的过程中，小灯泡变化的电压ΔU1 滑动变阻器变化的电压ΔU滑（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
（4）实验结束后，小超还想知道所用的滑动变阻器的最大值与铭牌标注是否一致，但是发现电源意外损坏了，于是他找来另一个未知电压的电源（电压恒定不变），并设计了如图丙所示的电路，请你将他的实验步骤补充完整（已知定值电阻的阻值为R0）。
①将滑动变阻器滑片P移到最右端闭合开关，记录此时电流表示数为I1；
②再将滑动变阻器滑片P移到 ，记录此时电流表示数为I2；
③滑动变阻器的最大阻值R滑动＝ （用测出的物理量和已知量的字母表示）。
9．在测量未知电阻Rx阻值的实验中：
（1）用笔画线代替导线，将图中的实物图连接完整。要求：滑动变阻器的滑片P向右移动时接入电路的阻值变小。（2）连接电路时，开关应处于 状态。正确连接电路后闭合开关，发现无论怎样移动滑片P，电流表都没有示数，电压表示数接近电源电压。若电路中只有一处故障，可判断该故障是 。
（3）排除故障继续实验，某次测量电压表的示数为1.3V，电流表的示数为 A（如图），该次实验测得Rx＝ Ω。
（4）本实验需通过多次测量求平均值测得电阻值，这样做的目的是为了 。
（5）创新实验小组利用“电池组、一个开关、一个已知阻值的定值电阻R0、一个电流表和若干导线”器材，也测出了未知电阻Rx的阻值，小组设计的电路如图，实验步骤如下：
①正确连接电路，断开开关S，读出电流表示数I1。
②闭合开关S，读出电流表示数I2。
③电阻Rx＝ 。（用R0、I1、I2表示）
（6）请你利用（5）中创新小组使用的器材，设计另一种测量未知电阻Rx阻值的电路并将电路图画在右边的虚线框内。
10．小凯同学现有如下器材：一个电源（两极间电压保持不变，但电压数值未知），一个定值电阻R0，一个待测电阻Rx，一个电压表（最大量程大于电源电压），一个单刀双掷开关，导线若干，他用这些器材测Rx的阻值，方法如下：
A.按如图电路连接好了实物图。
B.将开关接触点1时，测出R0两端的电压为U0，则Ix＝I0＝ ：
C.将开关接触点2时，若能测出Rx两端的电压为Ux，则Rx＝ ；
（1）请将BC步骤的空用已知量填写完整。
（2）请你观察电路图和分析小凯的实验步骤，你认为小凯的设计 （填有或没有）缺陷，若有，请你帮他指出： 。
（3）用原有器材，请把你设计的实验电路图画在方框内，并写出你的实验步骤。
步骤：
（a）按照电路图连接实物图。
（b） 。
（c） 。
（d）Rx＝ 。
11．如图甲所示是小明利用“伏安法”测量未知电阻Rx阻值的实验电路图。
（1）闭合开关前，小明发现已连接的电路有一根导线连接错误，请你在错误的连线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确。
（2）电路连接正确后，闭合开关S，移动滑动变阻器滑片，发现电压表、电流表有较大示数且示数不发生变化，其故障可能是滑动变阻器 （选填“断路”或“短路”）。
（3）排除故障后，闭合开关S，移动滑动变阻器滑片P到某一位置时，电压表的示数如图乙所示，电流表的示数如图丙所示，则此次测得电阻Rx的阻值为 Ω；之后小明又调节滑动变阻器，测出了多组对应的电压值和电流值，并将其描在了图丁中，请你将图乙、丙中的示数在图丁的对应位置描出，并作出完整的U﹣I图线。
（4）小明还想测量一个阻值约为300Ω的定值电阻R1的阻值，老师说用如图甲所示的电路无法完成该实验，原因是 ，于是给小明换了一个阻值较大的滑动变阻器，其最大阻值为R0，小明设计了如图戊所示的电路，请你根据他的步骤写出定值电阻的表达式。
①闭合开关S，移动滑片P至a端，记下电压表示数为U1；
②移动滑片P至b端，记下电压表示数为U2；
③定值电阻R1的阻值表达式为R1＝ （用测量量和已知量表示）。12．用如图1所示的装置做“伏安法测电阻”实验，电源为两节新的干电池，待测电阻的阻值不小于10Ω，完成以下问题：
（1）请将实验电路补充完整，要求滑动变阻器滑片右移时电流表示数变小；
（2）测量时电流表示数为0.2A，电压表示数如图2，则待测电阻阻值为 Ω，若两个电表的内阻影响不能忽略，利用你所连接的实验电路所测的阻值与定值电阻准确值相比会 。（偏大/准确/偏小）
（3）如果电路连接正确，闭合开关，发现电流表示数为零，电压表示数接近电源电压，那么该电路中出现的故障可能是 ；
（4）将上述实验中的电阻换成小灯泡，用同样的方法测小灯泡的电阻，通过调节滑动变阻器的滑片，多次测量，画出了小灯泡的U﹣I关系图像，发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比 （“变大”、“变小”或“不变”），这是因为 ；
（5）在只有电流表的情况下想用如图4所示的电路测量电阻Rx的阻值，其中电源电压未知，滑动变阻器的最大阻值为R0，将滑动变阻器滑片调到最左端时电流表示数为I1，滑片调到最右端时电流表示数为I2，可以测出Rx阻值的表达式是 。13．某物理兴趣小组要测定Rx（约为10Ω）的阻值，通过讨论决定采用下列两种方法。
方法一：用伏安法测量
已知电压表V（0～3V，内阻约3kΩ）；电流表A（0～0.6A，内阻约6Ω）。
（1）他们设置了如图甲、乙所示的两种电路图，由于电流表分压，电压表分流，两种实验方案均存在系统误差。其中甲电路图产生的误差原因是由于Rx的 （选填“电压”或“电流”）测量不准造成的；
（2）为减小实验误差应选用 （选填“图甲”或“图乙”）作为测量电路；
（3）他们正确选择电路后，根据测量得到的实验数据作出了如图丙所示的U﹣I图像，根据图像可得Rx＝ Ω
方法二：等效替代法
（4）某同学设计了图丁所示的测量电路，电流表量程符合测量要求，实验步骤如下：
A.按图丁连接好实验电路；
B.保持开关S2断开，将开关S1闭合，记录电流表读数为I；
C.闭合开关S2，然后调节电阻箱R的电阻，使电流表的读数为2I，此时电阻箱的读数R＝12Ω，由以上实验测得Rx＝ Ω
14．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Rx阻值的实验中：
（1）请你按图甲所示的电路图，以笔划线代替导线，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 端（选填“A”或“B”）；
（3）当电压表示数为2.7V时，电流表示数如图丙所示，则通过Rx的电流大小为它的阻值是 Ω。
（4）本实验要多次测量取平均值，是为了 。
15．小丽要测量未知电阻Rx的阻值，她利用符合实验要求的电源一个、已调零的电压表一块、滑动变阻器、电阻箱（）各一个、开关两个、导线若干，小丽设计了如图所示的实验电路图，并写出了如下的实验步骤。请你将小丽的实验步骤补充完整。
①开关S1和S2均断开，按电路图连接电路，将滑动变阻器滑片P移到阻值最大端。
②只闭合开关 ，调节滑动变阻器的滑片P到适当位置，记录电压表的示数U1；
③断开开关 ，闭合 ，保持 不变，调节 ，使电压表的示数仍为U1；
④记录此时电阻箱的示数R0，则待测电阻的阻值Rx＝R0。
16．某校两个物理课外活动小组完成了以下两项任务：
（1）笫一小组采用如图甲所示的电路测量其中一个电阻Rx的阻值。
①电源电压约为2V～3V且保持不变，Rx的阻值约为10Ω，滑动变阻器最大阻值为Rm＝10Ω。在连接完电路后发现导线A、B、C、D中有一根连接错误，这根导线是 ；
②改正连接错误并闭合开关后，第一小组的小云同学发现电压表始终无示数，经检查确定电压表已损坏，她灵机一动，在未添加其它器材的条件下，利用如图甲所示的原有电路，移动滑动变阻器的滑片P到两个端点，分别测量了两次电流值，并依次记录为I1和I2（I1＜I2），则被测电阻Rx的阻值的表达式为Rx＝ （用Rm、I1、I2表示）。
（2）第二小组采用如图乙所示的电路测量另一个电阻R′x的阻值，其中电源电压恒定不变。
①他们的测量步骤如下：
第1步：将R′x接在电路中A、B两点间，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P至适当位置，此时电压表的示数如图丙所示；断开开关S，移走R′x；
第2步：再将电阻箱R接在A、B两点间，闭合开关S，保持滑动变阻器的滑片P位置不变，调节电阻箱使电压表的示数仍如图丙所示，此时电阻箱接入电路中的阻值为R＝40Ω，则第二小组测得的R′x的阻值为 。
②在第2步中，若第二小组的同学无意中将滑动变阻器的滑片P向右移了少许，设滑片P的右移使滑动变阻器接入电路的阻值增大了4Ω，则他们测得的R′x的阻值 。
A.将保持不变
B.将偏小4Ω
C.将偏大4Ω
D.将偏大8Ω
17．小张在“伏安法”测小灯泡的电阻实验中，连接了如图甲所示的实物图。
（1）请用笔画线代替导线，完成图甲实物电路的连接。（要求：滑动变阻器的滑片P向右滑动时，灯变暗，连线不得交叉）；电路确认无误后，闭合开关，发现灯泡不亮，电压表和电流表均有示数，接下来测量过程中，某一次的电流值如图乙所示，应进行的操作是 。测量过程中，某一次的电流值如图乙所示，则电流值为 A。
（2）小张记录多组测量数据，绘制出I﹣U图象如图丙中的A所示，并求出小灯泡电阻的平均值，你同意这种做法吗？ ，说出你的理由 。
（3）利用该装置能否探究“电流与电压的关系”？答： 。
（4）另外一组同学用相同的器材和电路图也做这个实验时，由于接线错误，根据测量的数据绘出的I﹣U图象如图丙的B所示。你认为错误的原因可能是 。
（5）实验结束后，小张又根据串联电路的电压特点，重新设计如图丁所示的电路（电源电压未知），利用电压表和定值电阻R0（已知阻值）测量未知定值电阻Rx的阻值，闭合开关S后，接下来的操作是：
①闭合开关S1，断开开关S2时，测得电压表的示数为U1。
② ，测得电压表的示数为U2。
③表达式：Rx＝ （用U1、U2、R0表达）。
18．小明同学利用阻值为R0的定值电阻和一块电流表测量未知电阻Rx的阻值。他选择了符合实验要求的器材，并连接了实验电路，如图所示。
（1）请按要求帮助小明完成下列实验步骤：
①当 （填写S1、S2闭合、断开情况）时，电流表的示数为I1；
②当 （填写S1、S2闭合、断开情况）时，电流表的示数为I2，且小明注意到I1＞I2；
（2）请用I1、I2和R0表示Rx，则Rx＝ 。