中考物理二轮复习压轴题精练专题18 用伏安法测量导体电阻的实验问题（2份，原卷版+解析版）

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（1）如图甲所示，小涛同学即将连好最后一根导线A，他的同桌制止了他，说小涛连接的电路有两处错误，分别是：________；________。小涛根据同桌的意见进行了改正；
（2）实验过程中某一时刻，电压表指针位置如图乙所示，电压表示数为______V；
（3）小涛将数据记录在下表，数据都正确，请你指出他设计的表格中的错误：_______ 。
【答案】 （1）连接电路时开关未断开 电流表所选量程大了 （3） 1.7 （4）求电阻的平均值了
【解析】（1）连接电路时，为了保护电路，开关应该处于断开状态，所以小涛所连接电路的其中一处错误是连接电路时开关没有断开；已知小灯泡的额定电压为2. 5V，正常工作时阻值大约为8Ω，则灯泡正常工作时的电流大约为
所以为了读数更加精确，电流表应选择小量程，所以另一处错误是电流表所选量程大了。
（2）由图甲可知，电压表选择的是小量程，分度值是0.1V，由图乙可知，此时示数为1.7V。
（3）小灯泡的阻值随灯丝温度的变化而变化，实验中小灯泡两端的电压不同，灯丝的温度不同，灯泡的电阻发生变化，所以求灯泡阻值的平均值没有意义。所以他设计的表格中的错误是求灯泡电阻的平均值了。
2. 在“伏安法测电阻”的实验中，实验器材有干电池3节（电源电压4.5V）、电流表和电压表各一个、规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器一个、待测电阻一个、开关和导线若干。
（1）小亮连接了如图甲所示电路，若闭合开关，电压表的指针将_______（选填“正向偏转”、“反向偏转”或“不动”）。检查电路时发现有一根导线连接错误，请在错误的导线上打“×”，画出正确连线_______；
（2）排除故障后，闭合开关，小亮多次调节滑动变阻器滑片，记录实验数据如下表：
图乙为第2次实验电流表的示数，读数为_______A；
（3）老师看完数据后，发现有一次数据不是实际测量得到的，请你分析它是第_______次的数据，判断的依据是_______；
（4）利用剩余四次实验数据，算出待测电阻的阻值为_______Ω（结果保留整数）；本实验多次测量的目的是_______。
（5）上述实验结束后，小亮和同学们想测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，发现电流表已经损坏，于是利用原有的部分器材，又找来一个阻值为30Ω的定值电阻R0和一个电压表，设计了如图丙所示的电路。实验步骤如下：
①闭合开关S、S1，断开开关S2，调节滑动变阻器的滑片，使电压表V1的示数为_______V，此时小灯泡正常发光；
②闭合开关S、S2，断开开关S1，滑动变阻器滑片_______（选填“向左移动”、“向右移动”或“保持不动”），读出电压表V2的示数为3V；
③小灯泡的额定功率为_______W。
【答案】 （1）不动 （2） 0.16 （3）1 见解析
（4）10 减小误差 （5）2 保持不动 1
【解析】（1）由图甲可知，电压表与电流表并联了，电压表被短路，故电压表指针不动。
电流应从电压表的正接线柱流入，从负接线柱流出，电压表应并联接在定值电阻的两端，如图所示：
（2）由图乙可知，电流表的量程是0~0.6A，分度值是0.02A，电流表的示数是0.16A。
（3）由第一组数据可知，变阻器连入电路的电阻

变阻器的最大阻值是20Ω，此数据不是实际测量得到的。
（4）第2次实验数据得到电阻

第3次实验数据得到电阻
第4次实验数据得到电阻
第5次实验数据得到电阻
电阻的阻值

实验中多次测量，可以求出电阻的平均值，从而减小误差。
（5）①合开关S、S1，断开开关S2，灯泡和变阻器滑片左侧电阻串联，电压表V1测量变阻器两端的电压，调节滑动变阻器的滑片，使电压表V1的示数为
UV1=U-UL=4.5V-2.5V=2V
②闭合开关S、S2，断开开关S1，电阻R0和变阻器滑片右侧电阻串联，滑动变阻器的滑片位置不变，电压表V2测量R0两端的电压，电压表V2的示数为3V。
③闭合开关S、S2，断开开关S1，电阻R0和变阻器滑片右侧电阻串联，由串联分压得到


R滑右=15Ω
滑动变阻器滑片左侧连入电路的电阻
R滑左=R滑大-R滑右=20Ω-15Ω=5Ω
闭合开关S、S1，断开开关S2，灯泡和变阻器滑片左侧电阻串联，电压表V1测量变阻器两端的电压，电压表V1的示数为2V，通过电路的电流

小灯泡的额定功率为
PL=ULI′=2.5V×0.4A=1W
4. 小明利用图甲所示电路测量未知电阻RX阻值，电源电压保持不变，滑动变阻器铭牌标有“30Ω 2A”字样，RX的阻值约为。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整________（要求滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电流表示数变大）；
（2）闭合开关，两电表均无示数；将电压表改接在变阻器两端时，两电表均无示数；将电压表改接在开关两端时，电压表有示数，电流表无示数。则电路故障是_______；
（3）排除故障后，闭合开关，移动变阻器的滑片P至某一位置，此时电压表示数为，电流表示数如图乙所示，则未知电阻RX=__________Ω；
（4）小明利用图甲电路测量另一未知电阻RX′，将RX′正确接入电路，但发现无论如何移动滑片P，电流表示数几乎为0，电压表示数接近，经判断得知RX′阻值较大，利用该电路无法测出RX′阻值。小明查阅资料获知，电压表相当于一个能显示自身两端电压的定值电阻，且阻值较大，于是他找了一个2kΩ的定值电阻，设计了如图丙所示电路，电源电压恒为3V。闭合开关，并进行了如下操作：
①S1接1时，记录电压表示数为2.5V；
②S2接2时，记录电压表示数为2V；
③计算待测电阻RX′=__________Ω。
【答案】 （1） （2）开关断路或接触不良 （3）9 （4）5000
【解析】（1）电源电压为3V，则电路中的电流
由电路图知，电流要串联在电路中，选用小量程。滑动变阻器应一上一下与电流表串联，滑片向左滑动时，电流表示数变大，电源电压不变，据欧姆定律知，电路中的总电阻变小，变阻器接入电路的阻值变小，所以变阻器下端应接在左端。作图如下：
（2）由电路图知，电压表测未知电阻两端的电压，电流表测电路中的电流，闭合开关，两电表无示数，则电路中出现断路。则电压表并联之外的电路出现断路。将电压表并联在变阻器两端，现电表仍无示数，则未知电阻及变阻器之外的电路有断开。将电压表并联在开关端，电压表有示数，说明此时电压表并联之外的电路是接通的，所以出现断路的是开关。
（3）实验中，电流表选用小量程，对应的分度值为0.02A，由图乙知，电流表的示数为0.3A。未知电阻的阻值
（4）由图丙知，开关S1接1时，电压表与R0串联连接，R0两端的电压
U0=U-UV=3V-2.5V=0.5V
电路中的电流
电压表电阻
开关拉2时，电压表与RX串联连接，此时电路中的电流
RX两端的电压
UX=U-UV′=3V-2V=1V
RX的阻值
5. 某实验小组用“伏安法”测未知电阻的阻值，实验过程如下：
（1）在接图1甲所示的电路时，少连了一根导线，请用笔画线代替导线将电路连接完整；___________
（2）闭合开关进行实验前，滑动变阻器的滑片P应位于___________（选填“A”或“B”）端；
（3）测量数据如表1，在第三次测量中，电流表示数如图乙所示，示数是___________A，则第三次测出电阻的阻值是___________Ω；
表1
（4）根据表1记录的实验数据，在图丙中用描点法绘出定值电阻的电流随电压变化的图像。___________
【答案】（1）
（2）A （3）0.42 5 （4）
【解析】（1）电压表测量电阻两端的电压，电压表和电阻并联，如图所示：
（2）为了保护电路，滑动变阻器的阻值处于最大处，即滑动变阻器的滑片P应位于A端。
（3）由图可知，电流表的量程是0~0.6A，分度值是0.02A，电流表的示数是0.42A。
第三次测出电阻的阻值

（4）由表中数据，利用描点法画出图像，如图所示
6. 物理创新实验小组连接了如甲图所示的电路，测量定值电阻Rx的阻值。电源电压有和两档可选，Rx的阻值约为，滑动变阻器有（a：“”和b：“”）两种规格。
（1）李华同学发现甲图连接的电路有一处错误，请把接错的那一根导线找出来打“×”，用笔画线代替导线画出正确的连接（只改接一根导线）；___________
（2）李华正确连接导线后，将滑动变阻器的滑片移至最右端，闭合开关后，电压表示数为，电流表示数为。由此判断电源电压选择的是___________（选填“”或“”）档，滑动变阻器选择的是___________（选填“a”或“b”）规格；
（3）继续移动滑动变阻器的滑片完成后续测量，第3次实验时，电流表的示数如乙图所示，请根据实验过程将表格填写完整，并将①②两处的数据填写在答题卡上（的平均值精确到）。
（4）该实验小组进行了实验创新，利用阻值为的定值电阻和电流表、等器材，测出了额定电压为的小灯泡正常发光时的电阻，小组成员共同设计了如丙图所示的电路，经检查无误后进行实验。请你帮助他们将实验过程补充完整：
①闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电流表___________（选填“”或“”）的示数为，同时记下另一个电流表的示数，记为；
②用已知物理量和测量量的符号表示出小灯泡正常发光时的电阻___________。
【答案】（1） （2）6 b （3）10.1 0.28
（4）
【解析】（1）图中电压表被导线短路，电压表应该和被测电阻Rx并联，如图所示：
（2）将滑动变阻器的滑片移至最右端，变阻器连入电路的电阻最大，如果电源电压是4V，变阻器连入电路的最大电阻为

两个变阻器的最大阻值分别是15Ω和50Ω，不符合题意；如果电源电压是6V，变阻器连入电路的最大电阻为

所以变阻器b符合题意。
（3）由图乙可知，电流表的量程是0~0.6A，分度值是0.02A，电流表的示数是0.28A。第三次电阻值

电阻的平均值

（4）①图丙中，电阻R0和灯泡L并联，电流表A2和电阻R0串联在一条支路，电流表A1测量干路中的电流，由并联电路电压的规律可知灯泡两端的电压等于电阻R0两端的电压，当电阻R0两端的电压是U额时，灯泡正常发光，通过电阻R0的电流为，所以闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为，同时记下另一个电流表的示数，记为。
②由并联电路电流的规律可知通过灯泡的电流

小灯泡正常发光时的电阻
7. 在“测量电阻的阻值”实验中：
（1）请用笔画线代替导线，将图甲所示实验电路补充完整，要求滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表示数变大______；
（2）连接完电路后，闭合开关，发现电流表、电压表有示数均很小，但无论怎样移动滑片P都不能改变两只电表示数。出现这个问题的原因是什么______；
（3）解决问题后，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，进行多次测量并记录数据。当电压表示数为2V时，电流表示数如图乙所示为______A，则电阻R的阻值为______Ω；
（4）把图甲的电阻R换成小灯泡L，重复上述实验，测量小灯泡的电阻。图丙是根据两次实验数据绘制的I−U图像，其中表示小灯泡电阻的图像是______（选填“a”或“b”），判断的依据是______。
【答案】 （1） （2）将变阻器的下面两个接线柱同时连入了电路中
（3）0.2A 10Ω （4） a 小灯泡的电阻受温度的影响
【解析】（1）滑动变阻器接入电路的要求是一上一下接入电路，又因为滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表示数变大，说明变阻器接入电路的阻值变小，故变阻器应选右下接线柱与右上接线柱接入电路中，并且与电阻串联，如下图所示：
（2）该组同学连接完电路后，闭合开关，电流表、电压表示数均很小，说明电路为通路且电阻两端的电压和通过电阻的电流很小，电路中的电阻较大，怎样移动滑片都不起作用，导致该故障的原因是：将变阻器的下面两个接线柱同时连入了电路中。
（3）小灯两端电压为2V，电流表选用的量程为小量程，分度值0.02A，所以电流表的示数为0.2A，根据公式
可知，电阻的阻值为
（4）小灯泡的电阻受温度的影响，随着温度的升高而增大，不是一个定值，如图丙所示，表示小灯泡的I−U图像是图像a，产生这种现象的原因是小灯泡的电阻受温度的影响。
8. 小明用“伏安法”测量未知电阻R的阻值。
（1）根据图甲的电路图，用笔画线代替导线，将图乙的实物图补充完整。要求滑动变阻器滑片向右滑动时它的电阻增大、电压表选择合适的量程；（ ）
（2）闭合开关前要将滑动变阻器的滑片调到___________端；
（3）电压表的示数为1.5V时，电流表的示数如图丙所示为___________A，可算出电阻R的阻值为___________Ω；
（4）他接着移动滑动变阻器的滑片测出多组电压和电流的值，算出对应的电阻值及电阻的平均值，计算电阻的平均值的目的是___________；
（5）测出电阻R的阻值后，小明还对标有2.5V的小灯泡的电阻进行了测量，他测量了多组数据，如下表所示
小明发现5次测量的电阻值相差较大，和其他小组交流发现都存在类似情况，且小灯泡的电阻随电压减小而减小，亮度也变暗。同学们认为这种情况不是误差造成的，而是小灯泡电阻受__________影响；亮度越来越暗，是小灯泡两端电压越来越小，实际功率变_________的缘故。
【答案】 （1）
（2）B （3） 0.3 5 （4）减小误差 （5）温度 小
【解析】（1）滑动变阻器串联接入电路，且导线应连接一上一下接线柱，要求滑动变阻器滑片向右滑动时它的电阻增大，故接入的是左下端接线柱，由于电源电压是两节干电池，电源电压为3V，故电压表的量程选择小量程，如图所示。
（2）闭合开关前，为了保护电路，需要将滑动变阻器移到最大阻值处，故需要将滑片移动B端。
（3）电流表的示数如图丙所示，选择小量程，分度值为0.02A，故读数为0.3A；电阻R的阻值为
（4）由于测量时存在误差，故需要多测测量，取平均值，以减小误差。
（5）电灯泡的电阻受温度影响，温度越高，电阻越大。
亮度越来越暗，是因为小灯泡两端电压越来越小，实际功率变小，电流做功变慢，电能转化为光能和内能也变慢，故灯泡的亮度变暗。
9. 利用如图甲所示电路测量小灯泡正常发光时的电阻，己知电源电压为6V，R0的阻值为10Ω，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的电路正确连接，导线不要交叉_______，闭合开关前，需将滑片移至_______端；
（2）闭合开关移动滑片，发现小灯泡不发光，电压表Vl示数接近电源电压，电压表V2无示数（接线均完好，导线无断路），故障原因可能是_______；
（3）排除故障后，闭合开关移动滑片，电压表V2示数如图乙所示为_______V，此时通过小灯泡的电流为_______A；
（4）继续移动滑片，当电压表Vl示数为5V时，小灯泡正常发光，此时小灯泡的电阻为_______Ω。
【答案】 （1） 左 （2）小灯泡断路
（3）1.5 0.15 （4）10
【解析】（1）滑动变阻器要串联在被测电路中，接线柱要“一上一下连接”，如图所示
闭合开关前，需将滑动变阻器置于阻值最大端，也就滑动变阻器的最左端。
（2）由实物图可知，定值电阻R0、灯泡、滑动变阻器三者串联，电压表Vl测R0与灯泡两端的电压，电压表V2测R0两端的电压，闭合开关移动滑片，发现小灯泡不发光，电压表Vl示数接近电源电压，电压表V2无示数，说明电路出现了断路故障，若R0断路，则电压表Vl与电压表V2示数都接近电源电压，不符合题意；若灯泡断路，则电压表Vl串联在电路中测电源电压，电压表V2测导线，导线电压为0，满足题意；若滑动变阻器断路，则电压表Vl与电压表V2示数都为0，不满足题意。综上所述，电路故障是灯泡断路。
（3）由乙图可知，电压表接的是0~3V的量程，分度值为0.1V，指针所指位置的示数为1.5V，所以电压表V2示数为1.5V；由欧姆定律可知，此时通过小灯泡的电流为
（4）由实物图可知，电压表Vl测R0与灯泡两端的电压，当电压表Vl示数为5V时，小灯泡正常发光，依题意可知，小灯泡正常发光时，额定电压为2.5V，则R0两端的电压为
由串联分压原理可知，灯泡正常发光时的阻值为
10. 某物理兴趣小组利用“伏安法”测量一个阻值较小的定值电阻Rx的阻值，电路如图甲所示。已知电源电压为6V，R0=10Ω，滑动变阻器规格为“50Ω 0.6A”。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整，要求滑片向右移动连入电路中的阻值变小，导线不能交叉______；
（2）实验时，闭合开关，发现电流表和电压表示数都为0。现用一根导线在图甲中先后连接接线柱A与B、C与H时，电流表和电压表示数仍为0，连接接线柱H与G时，电流表和电压表指针有明显偏转，则电路的故障是______；
（3）排除故障后，闭合开关调节滑片，利用电压表和电流表测出了多组实验数据，并作出了电压表与电流表示数的关系图像，如图乙所示，则Rx阻值为______Ω；
（4）调节滑动变阻器，当电压表的示数为3V时，Rx消耗的电功率是______W；
（5）电路中串联R0的作用是______（填正确答案标号）
A.增大串联电阻，增大分压，电压表易于读数
B.增大串联电阻，增大分流，电流表易于读数
【答案】 （1） （2）开关断路（或开关接触不良）
（3）2 （4）0.125 （5） A
【解析】（1）滑动变阻器的接线柱要“一上一下”串联接入电路，因为要求滑片向右移动连入电路中的阻值变小，连接电路如图所示：
（2）连接电路后，闭合开关，发现电流表示数为0，说明电路发生了断路，电压表示数为了0，说明与电压表并联以外的电路断路。用一根导线在图甲中先后连接接线柱A与B、C与H时，电流表和电压表示数仍为0，说明R0、Rx和滑动变阻器都没有故障，连接接线柱H与G时，电流表和电压表指针有明显偏转，则说明开关断路。
（3）排除故障后，闭合开关调节滑片，测出多组数据，如图乙所示。则电路中的总阻值为
Rx阻值为
Rx=R总-R0=12Ω-10Ω=2Ω
（4）由乙图可知，当R0和Rx阻值一定时，电流表示数与电压表示数成正比，所以当电压表的示数为3V时，通过Rx的电流为0.25A，所以Rx消耗的电功率为
（5）为了增大串联电阻，增大分压，使电压表易于读数，在该电路中串联R0，故A符合题意，B不符合题意。
故选A
11. 小明同学利用伏安法测电阻。
（1）请你根据小明设计的图甲所示电路图，用笔画线代替导线将图乙的电路连接完整______；
（2）小明进行第二次测量时，电表示数如图丙所示，请你将下表补充完整。
【答案】 （1）
（2）10.2 2.4 0.24 10
【解析】（1）因电源为两节干电池，故可知电源电压为3V，则电压表选择小量程，由图甲可知，滑动变阻器的滑片向右移动时，接入电路中的阻值变大，故可知滑动变阻器应接入左下接线柱，电路连接如下图所示
（2）由图丙可知，电压表选择小量程，分度值为0.1V，故可知此时定值电阻两端电压为U=2.4V。
电流表选择小量程，分度值为0.02A，故可知此时流过定值电阻的电流为I=0.24A。
由欧姆定律可得，此时测得的定值电阻的阻值为
由表中数据可得，测得的电阻的平均值为
12. 在“伏安法测电阻”的实验中：
（1）如图甲，闭合开关前，滑片P应置于滑动变阻器的________（填“左”或“右”）端；
（2）闭合开关后，发现电压表无示数，而电流表有示数。经检查，导线连接完好，则可能是待测电阻R_______（填“断路”或“短路”）；
（3）排除故障后，测得几组数据如上表，第三次实验时电流表示数如图乙，为________A；
（4）三次所测电阻的平均值为_______Ω；（结果保留一位小数）
（5）若要测一个额定电压为U0的小灯泡正常工作时的电阻，电源电压U不变，定值电阻R的阻值已知。在不改变电路连接的情况下，下列电路能实现的是_______（仅一项正确）。
A. B. C. D.
【答案】（1）右 （2）短路 （3）0.18 （4） 15.2 （5）C
【解析】（1）为保证电路安全，闭合开关前，滑片P应位于阻值最大处，滑动变阻器接左下方接线柱，则闭合开关前，滑片P应置于滑动变阻器的右端。
（2）闭合开关后，而电流表有示数，则电路中没有出现断路，而电压表无示数，电压表并联在待测电阻R两端，则故障原因可能是待测电阻R短路。
（3）如图甲所示，电流表接的是小量程，在图乙中，电流表每一小格表示0.02A，即分度值为0.02A，故电流表示数为0.18A。
（4）在这三次实验中，所测电阻分别为
为减小误差，取三次测量的平均值作为测量结果，待测电阻值为
（5）A．S2闭合、S3断开时，电流表把灯泡短路，灯泡不发光；S2断开、S3闭合时，电流表把电阻短路；两个开关都闭合或断开时，电流表均无示数，测不出灯泡的正常工作时电流，故A不符合题意；
B．S2闭合、S3断开，电压表测电灯两端的电压，其上端为正极、下端为负极；S3闭合、S2断开，电压表测定值电阻R两端的电压，其上端为负极，下端为正极；电压表的两次接线方法相反，在不改变电路连接方式的情况下，无法进行测量，故B不符合题意；
C．通过调节滑动变阻器滑片位置，开关处于2的位置时，电压表测量的是灯泡正常发光时两端电压U0；保持滑动变阻器滑片位置不变，开关处于1的位置时，电压表测量的是灯泡和电阻串联后的两端电压U；则小灯泡的电流为
则小灯泡正常工作时的电阻为
故C符合题意；
D．开关处于1的位置，电流表把灯泡和电阻短路，电流表测量滑动电阻的电流；开关处于2的位置，电流表把小灯泡短路，测量的是通过电阻和滑动变阻器的电流，测不出灯泡正常发光时的电流，故D不符合题意。故选C。
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电阻平均值R/Ω
1
0.5
0.16
3.1
6.1
2
1.3
0.21
6.2
3
2.5
0.28
8.9
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.0
1.6
2.0
2.4
3.0
电流I/A
0.10
0.18
0.26
0.30
次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.4
18
2.1
2.4
2.6
电流I/A
0.26
0.36
048
0.54
实验次数
电压
电流
电阻
平均值/
1
1
0.1
10
②_________
2
2.5
0.24
10.4
3
2.8
①___________
次数
1
2
3
4
5
电压U/V
2.5
2.1
1.7
0.9
0.1
电流I/A
0.28
0.26
0.24
0.19
0.05
电阻R/Ω
8.93
8.08
7.08
4.74
2.00
小灯泡亮度
亮度越来越暗
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电阻平均值
R/Ω
1
1.7
0.16
10.6
______
2
______
______
______
3
2.8
0.28
10.0
实验次数
1
2
3
电压/V
1.5
2.1
2.8
电流/A
0.1
0.14