重难点22电阻的测量-2022年中考物理热点及重难点专练试卷（原卷+解析）

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专项四  电学重难点22  电阻的测量【重点知识梳理】22.1定值电阻的测量1.伏安法测电阻：根据欧姆定律公式I=U/R，变式得：R=U/I。用电压表测出电阻两端的电压，用电流表测出通过电阻的电流，再用公式R=U/I就可以求出这个电阻的阻值。这种测量电阻的方法，叫伏安法测电阻。2.定值电阻的阻值测量的实验电路图                           3.定值电阻在伏安曲线图像中，是一条过原点的直线，如下图的示例：4.本实验中滑动变阻器的作用：保护电路；改变定值电阻两端的电压。5.本实验中多次测量求平均值，是为了减小测量误差。22.2灯泡电阻的测量1.测量小灯泡的电阻的实验电路图                  2.小灯泡电阻的伏安曲线图像如下图的示例：3.这里的滑动变阻器的作用：保护电路；改变小灯泡两端的电压。4.本实验中多次测量，是为了测量小灯泡在不同电压下的电阻。【难点知识突破】22.1灯泡电阻的测量不能对小灯泡在不同电压下的电阻求平均值！因为小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大。电压越高时，电流越大，小灯泡灯丝发热越厉害。【例题分析】【例1】（2021临沂）用图甲所示电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的电阻，根据实验数据绘制的小灯泡的I——U图像如图乙所示。（1）为保证实验顺利进行，应选用___________（选填序号）滑动变阻器。A．“10Ω0.5A”              B．“50Ω0.3A”              C．“100Ω0.2A”（2）用笔画线代替导线，将图甲所示电路补充完整___________。（3）电路连接完整后闭合开关，小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，可能是小灯泡___________。（4）排除故障后进行实验，当滑动变阻器的滑片位于某一位置时，电流表示数如图丙所示，为测量小灯泡正常发光时的电阻，应将滑片向________（选填“左”或“右”）移动。（5）由图像可知，小灯泡正常发光时的电阻为_______Ω；额定功率为_________W。（6）由图像可知，实验过程中小灯泡的电阻是逐渐变大的，滑动变阻器接入电路的电阻是逐渐变小的，则小灯泡电阻的变化量ΔRL_______（选填“大于”“小于”或“等于”）滑动变阻器的变化量ΔR。【答案】（1）A   （2）     （3）短路    （4）右    （5）10    0.625    （6）小于    【解析】（1）由图乙可知：灯泡额定电压为2.5V，灯泡的额定电流为0.25A；由图甲可知电源由三节干电池组成，则电源电压：U=3×1.5V=4.5V。则灯泡正常工作时滑动变阻器的阻值：R滑= = =8Ω。故当灯泡正常发光时，滑动变阻器的电阻为8Ω，电流为0.25A，选用A滑动变阻器更合适。选A。（2）测量小灯泡电阻时，电路为串联电路，电压表测量小灯泡两端的电压，灯泡的额定电压为2.5V，故选择0～3V量程，实物图连接如答案图所示。（3）小灯泡不亮，电流表有示数，说明电路短路，电压表无示数说明与电压表并联的用电器短路，可能原因是小灯泡短路。（4）由图甲可知：电流表选用的量程为0～0.6A。由图丙可知：此时电流表分度值为0.02A，所以电流表示数为0.16A，此时电流没有达到小灯泡额定电流，需要使电路中电流增大，即滑动变阻器阻值需要减小。由图甲可知：滑动变阻器需要向右移动。（5）由图乙可知：灯泡额定电压为2.5V，灯泡的额定电流为0.25A，此时灯泡正常发光，则正常发光时的电阻：R= = =10Ω,正常发光时的额定功率:P=UI=2.5V×0.25A=0.625W。（6）小灯泡的电阻是逐渐变大的，滑动变阻器接入电路的电阻是逐渐变小的，此时电路中的电流变大，而电源电压不变，根据欧姆定律可知，电路中的总电阻变小，所以R总=ΔRL-ΔR，即ΔRL小于ΔR。【巩固练习】1.（2021成都）小毅同学用如图所示电路测未知电阻Rx的阻值，闭合开关前，他应将滑动变阻器的滑片移到 　 　端。实验时，他移动滑片，多次测量求Rx的平均值是为了 　      　。【答案】b      减小误差【解析】为了避免连线错误而烧坏电路元件，在连接电路时，开关应处于断开状态；为了保护电路，电路连好后，闭合开关前，应将滑动变阻器滑片移至阻值最大处，即最左端。由于一次实验测量的结果误差较大，故本实验进行了多次测量的目的是求平均值减小误差。2.（2021嘉兴）某科学兴趣小组在测量额定电压为2.5V的小灯泡灯丝电阻时发现，小灯泡两端的电压越大，测得电阻的阻值也越大。针对上述现象，同学们进行如下研究：（建立假设）①灯丝两端的电压增大导致电阻增大；②灯丝的温度升高导致电阻增大。（实验器材）干电池2节，额定电压为2.5V的小灯泡1只，电流表1个，电压表1个，滑动变阻器1个，开关1个，装满水的塑料瓶，导线若于。（实验方案）次数12345电压/V     电流/A     电阻/Ω     ①按图连接好电路，将灯丝插入瓶口浸入水中，使灯丝的温度保持不变；②闭合开关S，读出电压表和电流表示数，记录在表格中；③多次改变滑动变阻器的阻值，重复步骤②。连接电路时，电压表量程选择0~3V而不是0~15V的目的是________。（得出结论）若假设①被否定，则实验中得到的结果是________。（交流反思）进一步探究发现，灯丝电阻改变的本质原因是灯丝温度的变化。自然界在呈现真相的同时，也常会带有一定假象，同学们要善于透过现象看本质。例如，用吸管吸饮料表面上看是依靠嘴的吸力，而本质是依靠_________。【答案】读数更精确    所测得的灯丝电阻阻值基本相等    大气压强    【解析】测量额定电压为2.5V的小灯泡，选0~3V即可，精确度更高。若假设①被否定，现象即灯丝两端的电压增大，但电阻没有发生变化，所测得的灯丝电阻阻值基本相等。用吸管吸饮料表面上看是依靠嘴的吸力，而本质是依靠：大气压强。3.（2021遂宁）在中考物理实验操作考试中，小红完成了伏安法测电阻实验，用到的器材有：电源（电压低于3V且不变），电流表、电压表各1只、滑动变阻器1只、待测电阻1只（约10Ω）、导线若干、开关1个。请完成以下问题：（1）图甲是老师预接的部份实验电路，请将电路连接完整（要求滑动变阻器滑片右移时电流表示数变小）。（2）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移到  （选填“A”或“B”）端的位置。（3）闭合开关，发现电流表指针如图乙所示，造成这一现象的原因可能是    。A．滑动变阻器阻值过小         B．电阻R短路     C．电池电压过低               D．电流表正负接线柱接反­­­（4）排除故障，闭合开关，调节滑动变阻器滑片到适当位置时，两表示数如图丙所示，则该次测得阻值为    Ω。为了测量结果更准确，应改变电流电压多次测量求平均值。（5）如果实验中电压表损坏，小红观察了滑动变阻器铭牌后，认为用余下的器材也能完成测量，设计电路如图丁，主要操作步骤如下：①连接电路，将滑片移到B端，闭合开关，电流表示数为I1；②再将滑片移到A端，电流表示数为I2；③若滑动变阻器最大阻值为R0，则待测电阻R=    （用字母表示）。【答案】（1）（2）B     （3）D        （4）8        （5）【解析】（1）连接电路时，滑动变阻器串联在电路中，电压表并联在电阻两端；滑动变阻器滑片右移时电流表示数变小，变阻器接入电路中的电阻变大，所以应把滑动变阻器的A接线柱接入电路。（2）闭合开关前，为保护电路，滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处，即B处。（3）闭合开关，发现电流表指针反偏，造成这一现象的原因可能是电流表正负接线柱接反，D正确。（4）结合电路图，由图丙示数知，电流表选择0~0.6A量程，电流为0.3A，电压表选择0~3V量程，电压为2.4V，该次测得阻值为: R= = =8Ω。（5）①连接电路，将滑片移到B端，闭合开关，电流表示数为I1，电流表测量串联电路的电流，则电源电压为U=I1（R+R0)；②     再将滑片移到A端，电流表示数为I2，此时电流表测量电阻R的电流，则电源电压为U=I2R；因电源电压不变，有I1（R+R0)=I2R，则待测电阻R= 。4．   （2021黑龙江）小芳利用如图所示的电路测量未知电阻Rx的阻值，阻值大约为5Ω．
（1） 请你根据电路图，用笔画线代替导线，在如图中完成实验电路的连接______。（2） 闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于___________端（选填“A”或“B”）。（3） 闭合开关，发现电压表和电流表均无示数．小芳利用另一只完好的电压表进行检测，把电压表分别接在a、b之间和b、c之间，电压表均有示数；接在a、c之间，电压表无示数．如果电路连接完好，只有一个元件有故障，该故障是__________。（4） 排除故障后，调节滑动变阻器，记录多组数据．画出了待测电阻Rx的I-U图像，如图所示．由图像可得Rx=__________Ω。（5）小芳又设计了一种方案，也测出了Rx的阻值．电路如图所示，R0为阻值已知的定值电阻，电源电压未知且恒定不变．测量步骤如下：①当开关__________时，电流表读书为I1;②当开关S1、S2都闭合时，电流表读书为I2；③待测电阻Rx=__________．（用已知和测出的物理量符号表示）【答案】（1）   (2) B    （3）滑动变阻器断路   （4）4    （5）①S1闭合、S2断开   ③ R0【解析】（1）电源为两节干电池，最大电压3V，所以电压表应选0—3V，根据图像可以看出电路中的最大电流为0.6A，所以电流表应选0—0.6A量程；如答案图所示。（2）连接电路时，应断开开关，闭合开关前滑片应置于阻值最大处．根据滑动变阻器的接法，滑片滑到B端阻值最大。（3）闭合开关，发现电压表和电流表均无示数．说明电路开路；小芳利用另一只完好的电压表进行检测，把电压表分别接在a、b之间和b、c之间，电压表均有示数，接在a、c之间，电压表无示数．说明根据上述现象，就可以判断出滑动变阻器断路。（4）从图像取一个点（2.0,0.5），根据欧姆定律就可以算出R= = =4Ω。（5）由图可知，闭合开关S1，断开开关S2，则两个电阻串联，此时R0两端的电压U0=I1R0，当两个开关均闭合时，电阻Rx被短路，则电源电压U=I2R0，则Rx两端的电压Ux=U-U0=I2RO-I1RO；则：Rx= = = 。5.（2021宁夏）在测量标有2.5V小灯泡电阻的实验中，下图是甲同学连接好的电路。     （1）乙同学发现电路连接错误，只需更改一根导线即可。请你把接错的那一根导线找出来，并画上“×”，再用笔画线把它改接到正确的位置上。（2）闭合开关前，应将滑片P移到滑动变阻器的最__________（选填“左”或“右”）端。（3）闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数较大，则电路故障可能是________。（写出一种可能即可）（4）排除故障后，甲同学先闭合开关，调节滑动变阻器，使小灯泡正常发光，再调节滑动变阻器使小灯泡两端的电压逐次降低，实验中观察到的现象和测量的数据记录如下表：序号12345发光情况明亮较亮较暗暗不发光电压U/V2.52.01.51.00.5电流I/A0.220.20 0.140.12电阻R/ῼ11.410.0 7.04.7当电压表的示数为时，电流表的示数如图所示为__________A，则此时小灯泡的电阻约为__________ῼ。（5）最后甲同学用表格中的电阻取平均值做小灯泡的电阻，乙同学认为这样处理不正确。请你说明理由：______________。【答案】（1）   （2）左    （3）灯泡灯丝断了    （4）0.18    8.3    （5）小灯泡的电阻随温度的变化而变化    【解析】（1）用伏安法测小灯泡的电阻，需要用电压表与小灯泡并联测其两端电压，用电流表与之串联测其电流，所以原图需要改正，如答案图所示。（2）闭合开关前，应将滑片P移到滑动变阻器的最大阻值处，图中滑动变阻器连接的是右下接线柱，则需将滑片置于最左端。（3）闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数较大，说明与电压表并联的小灯泡断路导致电压表与电流表串联接入电路，所以故障原因可能是灯泡灯丝断了。（4）由图可知，电流表选用的是0~0.6A量程，分度值为0.02A，读出其示数为0.18A。此时小灯泡电阻：R= = ≈8.3ῼ。（5）由表中数据可知：小灯泡的电阻随温度的变化而变化，所以取平均值做小灯泡的电阻时毫无意义的。6.（2021河南）为测量一定值电阻的阻值，某实验小组选用的实验器材有：待测电阻R、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。（2）小组设计了一个记录与处理数据的表格，请将下表中①②处的内容填写完整。实验次数①______②______电阻R/Ω1   2   3   （3）某次测量时，电压表示数为2.5V，电流表指针位置如图乙所示，则电流表示数为______A，本次测得Rx的阻值为______Ω。（4）本实验进行了多次测量，其目的与下列实验中多次测量的目的相同的是______（填字母代号）A．用刻度尺测量铅笔的长度      B．测量小灯泡的电阻     C．测量小灯泡的电功率（5）他们又对实验进行了拓展，利用电源（电压未知且恒定不变）、阻值已知为R0的定值电阻、电压表、开关等器材，设计了如图所示的电路，也测出了Rx的阻值，请你完成下列实验步骤：①闭合开关S，断开S2，读出电压表的示数U1；②______，读出电压表的示数U2；③待测电阻的阻值RX=______。（用已知量和测得量的字母表示）【答案】（1）    （2）①电压    ②电流   （3） 0.5    5   （4） A    （5）②闭合开关S和 S2   ③ R0    【解析】（1）滑动变阻器的接入的方法是一上一下，故用一根导线将滑动变阻器的下方的接线柱接好，另外一侧与待测电阻的左侧相连，电压表并联，故用一根导线将电压表的负接线柱和待测电阻的左侧相连，如答案图所示。（2）需要测量定值电阻的阻值，其原理是R=U/I，则需要测量的物理量有电压；电流。（3）电流表选择小量程，故电流表示数为0.5A；本次测得Rx的阻值为：RX= = =5ῼ。（4）本实验进行了多次测量，为了减小误差，而在测量长度时，需要多次测量取平均值，而小灯泡的电阻和电功率都是变化的，故多次实验是为了探寻普遍规律，故选A。（5）闭合开关S，断开S2，读出电压表的示数U1，此时电压表的示数为电源电压，闭合开关S、S2，此时电压表测量定值电阻两端的电压，此时为U2；则此时电路中的电流为：I= = ，则待测电阻两端的电压为：UX=U1-U2，则待测电阻的阻值为：RX= = = R0。7.（2021福建）用两节干电池、两个开关、一个电压表、一只阻值为20 Ω的定值电阻R0，导线若干，测量未知电阻Rx的阻值，电路实物图如图甲所示。（1）用笔画线代替导线将图甲中的电压表接在R0两端；（2）正确连接电路，闭合开关S1和S。电压表示数如图乙，为______V；（3）断开S1，闭合S，电压表示数为1.4 V，则Rx=______Ω；（4）若没有电压表，只有一个电流表，其余元件不变，设计并在方框内丽出测量Rx阻值的电路图______（要求电路连接后不能再拆接）。【答案】（1）   （2） 2.8   （3） 20   （4）     【解析】（1）电压表接入电路使用时，应并联在被测用电器两端，且电流要从电压表的“+”接线柱流进，“—”接线柱流出。该电源由两节干电池组成，所以电压表选0~3V量程接入电路，如答案图所示。（2）电压表所选量程为0~3V，分度值为0.1V，读出其读数为2.8V。（3）闭合开关S1和S，电路中只有R0接入电路，电压表测电源电压U=2.8V；断开S1，闭合S，R0和Rx串联接入电路，电压表测R0两端电压U0=1.4V，此时电路中电流：I0= = = 0.07A，Rx两端电压：UX=U-U0=2.8V-1.4V=1.4V,Rx的电阻：RX= = =20ῼ。（4）用电流表测流过R0的电流，计算出R0两端电压，将未知电阻Rx与R0并联，因为并联电路各支路两端电压都相等。设计如答案图所示。