河南省2024年物理中考热点备考重难专题：伏安法测电阻、电功率实验对比复习（课后练习）

这是一份河南省2024年物理中考热点备考重难专题：伏安法测电阻、电功率实验对比复习（课后练习），共5页。试卷主要包含了1 V，示数为U＝2等内容，欢迎下载使用。

例 在测量额定电压为2.5 V的小灯泡在不同电压下的电阻实验中，电源是三节新干电池．
图1
[实验操作]
(1)请用笔画线代替导线，将图1的电路连接完整．
(2)连接电路时，开关应处于________状态，滑动变阻器的滑片应置于最________(选填“左”或“右”)端．
(3)闭合开关，移动滑片，当电压表的示数为________V时，小灯泡正常发光，读出电流表示数，可测得其电阻．
[故障分析]
(4)连好电路闭合开关，移动滑片，发现小灯泡始终不亮，电流表无示数，但电压表示数接近电源电压，则故障的原因可能是_________________________．
变式1 小明接好电路后，闭合开关，移动滑片，发现小灯泡始终不亮，两电表均无示数，为判断原因，将电压表与滑动变阻器并联，电压表有示数，则故障的原因是_________________________．
变式2 小丽接好电路后，闭合开关，发现电流表有示数、电压表无示数，小灯泡正常发光，则故障的原因可能是________________.
变式3 小红接好电路后，闭合开关，小灯泡亮度很暗，移动滑片小灯泡亮度不变，则故障的原因可能是________________________.
[数据收集与分析]
(5)排除故障后，闭合开关，移动滑片，将实验数据记录在下表中：
①图2是第2次实验时电压表的示数，为________V，此时小灯泡的电阻为______Ω.(保留两位小数)
图2
②多次改变滑动变阻器滑片的位置，记录了多组电压U、电流I的对应数据，然后画出小灯泡的I－U曲线如图乙所示，符合实际的是______．
[交流与合作]
(6)为了测量小灯泡的电阻，小组间讨论表格中需不需要设计一栏“平均电阻/Ω”？_______为什么？_________________________________________.
(7)完成上述实验后，某小组设计了图3所示的电路(电源电压为4.5 V)，来测量小灯泡的额定功率．方案如下：
①把定值电阻R0接入电路，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光；
②保持滑片位置不变，将电压表改接在R0两端，读出电压表示数；
③算出小灯泡的额定功率．
现有阻值为5 Ω、10 Ω、20 Ω的定值电阻，为了能测出小灯泡的额定功率，结合题中的数据分析，定值电阻R0应选________Ω的．
图3
实战演练
1.(2022中考物理压轴题)某小组同学采用“伏安法”测量某定值电阻Rx的阻值.
甲 乙 丙
(1)小明设计并连接的电路如图甲所示．请用笔画线代替导线，将该电路连接完整.
(2)此实验中滑动变阻器的作用一是改变定值电阻两端的电压，二是________．若不用滑动变阻器，也同样可以“改变定值电阻两端的电压”，请你写出一种合理的方法：______________________________________
____________________．
(3)同组的小刚发现，他连接的电路，闭合开关后，向左移动滑动变阻器的滑片时，电流表的示数变小、 电压表的示数变大，你认为小刚电路连接中存在的错误是____________________________________________．
(4)小明检查电路连接无误后，闭合开关，观察和记录每次实验中电压表和电流表的读数，记入以下表格．其中第4组数据中，两表的读数如图乙所示．请你将表格补充完整．
①实验进行了多次测量，其目的是_______________________________．
②根据表格内相关数据计算可知：待测电阻Rx的阻值是________Ω.
(5)测量Rx阻值的过程中，老师提醒他们要尽量缩短通电时间，并用较小的电流来测量，这样做的理由是：_________________________________________________.
(6)在测量过程中，电压表突然损坏，小刚找老师又借了2个开关、已知阻值的定值电阻R0，也测量出了待测电阻Rx的阻值，他设计的电路如图丙所示，请将实验步骤补充完整：
①________________，读出电流表读数为I1；
②保持滑片位置不变，只闭合开关S、S2，读出电流表读数为I2；
③待测电阻Rx＝________(用已知量和测量量表示，电源电压用U电表示).
参考答案
典例精讲
例 (1)如答图所示
(2)断开 左 (3)2.5
(4)小灯泡断路
变式1 滑动变阻器断路
变式2 电压表断路
变式3 滑动变阻器接了下面的两个接线柱
(5)①2.2 9.17 ②A
(6)不需要 因为灯丝电阻温度随温度的升高而增大，求平均值没有意义
(7)5
【解析】(1)根据题意，滑动变阻器应“一上一下”串联接入电路，电压表与小灯泡并联，小灯泡的额定电压为2.5 V，所以电压表选0～3 V的量程，电路连接如答图所示；
(2)连接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器的滑片应置于阻值最大的一端，即左端；
(3)闭合开关前，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数等于小灯泡的额定电压2.5 V时，小灯泡正常发光，读出电流表的示数，根据R＝eq \f(U,I)、P＝UI就可计算出小灯泡的电阻、额定功率；
(4)闭合开关，移动滑片，发现小灯泡始终不亮，电流表无示数，但电压表示数接近电源电压，说明电压表测量的是电源电压，则故障的原因可能是小灯泡断路；
变式1 闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发现小灯泡始终不亮，两电表均无示数，说明干路某处断路；将电压表与滑动变阻器并联，电压表有示数，说明此时电路接通，电压表测量的是电源电压，则故障的原因是滑动变阻器断路；
变式2 闭合开关，发现电流表有示数、电压表无示数，小灯泡正常发光，说明电路接通，干路无故障，则故障的原因可能是电压表断路；
变式3 闭合开关，小灯泡亮度很暗，说明电路中的电流很小，接入的电阻太大；移动滑片小灯泡亮度不变，则故障的原因可能是滑动变阻器接了下面的两个接线柱；
(5)①图中电压表的分度值为0.1 V，示数为U＝2.2 V，小灯泡的电阻R＝eq \f(U,I)＝eq \f(2.2 V,0.24 A)≈9.17 Ω；
②由于小灯泡的电阻随温度的升高而变大，因此其曲线在图像中靠近U轴，故选A；
(6)因为灯丝电阻随温度的升高而增大，求平均值没有意义，所以表格中不需要设计“平均电阻”一栏；
(7)当小灯泡正常发光时U额＝2.5 V，电流I＝0.26 A，定值电阻R0两端的电压最大为U0＝U－U额＝4.5 V－2.5 V＝2 V，所以R0的最大阻值R0＝eq \f(U0,I)＝eq \f(2 V,0.26 A)≈7.7 Ω，故应选5 Ω的定值电阻．
实战演练
1. (1)如答图所示
(2)保护电路 改变电源电压 (3)电压表并联在了滑动变阻器的两端 (4)2.5 0.5 ①求平均值减小误差 ②5
(5)避免温度对电阻的阻值产生影响 (6)①只闭合开关S、S1 ③ eq \f(U电,I2) － eq \f(U电,I1) ＋R0
【解析】(2)一般滑动变阻器的作用有两个：a.保护电路；b.改变电路中的电流，调节待测电阻两端的电压；要改变定值电阻两端电压，除了调节滑动变阻器，还可以从电源入手，改变电源电压；
(4)由图乙可知，电压表的读数是2.5 V，电流表的读数是0.5 A; ①测量性实验多次测量，是为了求平均值减小误差；而探究性实验多次测量，是为了找出一个普遍性的规律；②根据表格内的相关数据，运用欧姆定律算出Rx并求平均值，可得出待测电阻Rx的阻值是5 Ω；
(5)导体通电会产生热量，温度会对导体电阻大小产生影响，因此需要避免长时间通电
(6)在如图乙所示电路中，①只闭合开关S、S1，读出电流表读数为I1，则 eq \f(U电,I1) =R0+RP ；②保持滑片的位置不变，只闭合开关S、S2，读出电流表读数为I2，可得 eq \f(U电,I2) =Rx+RP ；③两式联系化简可得Rx＝ eq \f(U电,I2) － eq \f(U电,I1) ＋R0.
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
2.5
0.26
2
0.24
3
2.8
0.28
实验序号
1
2
3
4
电压/V
0.6
1.2
1.8
______
电流/A
0.12
0.24
0.36
______