2022年中考物理总复习专题系列有关内阻问题（培优部分）

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2021-2022学年度人教版物理中考总复习专题系列有关内阻问题（培优部分）一、实验题1．小明同学通过实验测定一个阻值约为5Ω的电阻Rx的阻值。现有电源（3V，内阻可不计），滑动变阻器（0~50Ω，额定电流2A），开关和导线若干，以及下列电表：A．电流表（0~3A，内阻约0.025Ω）B．电流表（0~0.6A，内阻约0.125Ω）C．电压表（0~3V，内阻约3kΩ）D．电压表（0~15V，内阻约15kΩ）（1）为减小测量误差，在实验中，电流表应选用__________，电压表应选用__________（选填器材前的字母）；实验电路应采用图中的__________（选填“甲”或“乙”）。（2）丙图是测力Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，请根据在（1）问中所选的电路图，补充完成图中实物间的连线__________。       （3）接通开关，发现电流表没有示数，电压表有示数，由此分析，出现这一现象的原因是__________。（4）排队故障后，接通开关，改变滑动变阻器滑片P的位置，并记录对应的电流表示数I、电压表示数U。某次电表示数如图所示，可得该电阻的测量值Rx==__________Ω（保留两位有效数字）。（5）若在（1）问中选用甲电路，产生误差的主要原因是__________；若在（1）问中选用乙电路，产生误差的主要原因是__________。（选填选项前的字母）A．电流表测量值小于流经Rx的电流值 B．电流表测量值小于流经Rx的电流值C．电流表测量值小于Rx两端的电压值 D．电流表测量值大于Rx两端的电压值 2．小开同学在“探究电流与电阻的关系”实验中，老师提供了两节新干电池、电流表、电压表、开关、两个滑动变阻器（规格为“10Ω   1A”和“20Ω   0.5A”），阻值为10Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个，一个标记模糊阻值未知的定值电阻Rx，以及导线若干。     （1）如图甲、乙、丙所示的实验电路图中，正确的是图___________，若按图丙所示电路图连接好电路后，闭合开关可观察到电流表的指针___________（选填“向右”、“向左”或“几乎不”）偏转；（2）正确连接电路后，更换不同电阻进行实验，测得数据填入下面表格，第一次实验时，电流表的示数如图丁所示。当取下10Ω的定值电阻，换接上20Ω的定值电阻时，为控制定值电阻两端电压为_________V不变，闭合开关，应将滑动变阻器的阻值相对于上次的阻值调___________（选填“大”或“小”）。实验序号123电阻R/Ω102025电流I/A 0.100.08（3）由表中数据可知，导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成_________（选填“正比”或“反比”）。（4）根据表格数据判断，实验中选用的滑动变阻器可能是_______（选填“A”或“B”）。A．“10Ω    1A”        B．“20Ω   0.5A″（5）小开同学在完成实验后，想知道标记模糊的定值电阻Rx的阻值（老师告知其阻值大于20Ω）。小开经过思考，设计了如图戊的电路图，其中R0为电阻箱，电源改为电压为10V的旧干电池组，电流表和滑动变阻器没有变化。具体操作如下：①按电路图连接电路，电流表选择合适的量程。闭合开关S和S1，移动滑片到某一适当位置，读出电流表示数为0.4A；②断开S1，闭合S，S2，调节电阻箱的阻值，直到电流表示数为_________A，读出电阻箱的阻值为R1；③则Rx=___________（6）对于小开把电源电压增加到10V，下列说法合理的是__________A．可以用原电压，这个调整没有必要B．可以增大电流，提高读数精度C．可以增大滑动变阻器的调节范围（7）若电源的内阻r不可忽略且不变，则测量结果会_________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）3．小芳利用图甲所示的电路测量未知电阻的阻值，阻值大约为5Ω （1）请你根据电路图，用笔画线代替导线，在图乙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。画出了待测电阻的I-U图象，如图丙所示。由图象可得______Ω。（5）实验中，小芳不小心把电压表摔坏了，聪明的小芳利用小量程的电流计—G—和一个定值电阻改装了一个电压表。电流计本身也有电阻，并遵从欧姆定律。请将电流计和电阻的组装方式画在方框中______。若电流计的内阻r为100Ω，满偏电流mA，则要把电流计改装成量程为0~3V的电压表，电阻的阻值应为______Ω。4．在“测量小灯泡额定功率”的实验中，已知小灯泡的额定电压为2.5V，额定功率约为0.7W。所提供的器材有：电流表、电压表、电源（电压恒为6V）、开关各一个，滑动变阻器（“10Ω 2A”、“20Ω 0.5A”）两个，导线若干。 （1）用笔画线代替导线将图甲中滑动变阻器连入电路，要求向左移动变阻器滑片小灯泡变亮；（2）为了完成实验，选用的滑动变阻器规格为___________；（3）闭合开关后，调节滑动变阻器，发现两电表指针始终处于图乙所示位置，则电路中可能发生的故障是___________；（4）排除故障后，调节滑动变阻器，使电压表示数为2.5V，电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为_________W；（5）由于灯丝电阻随温度的变化而改变，据此判断：当小灯泡两端电压为额定电压的一半时，其实际电流I实_______I额；（选填“>”、“<”或“=”）（拓展）将待测电阻Rx替换原小灯泡，用数字电流表替换原电流表，本实验可测量Rx阻值。但是考虑到电压表内阻分流的影响，Rx的测量值会偏______（选填“大”或“小”）。若电压表示数为3V，内阻为3000Ω，电流表示数为11mA，内阻为0.1Ω，则电阻Rx的实际阻值为_______Ω。5．小明利用“伏安法”测量定值的阻值，已知未知电阻的阻值不小于，电源由两节干电池组成，除了开关、导线外，可供使用的实验器材有：电压表（量程，），电流表（量程，），滑动变阻器（10 ），阻值已知且大小不等的定值电阻和。(1)电流表、电压表均选择合适的量程，滑动变阻器滑到最大阻值处，按图甲连好电路，闭合开关，电压表示数为；(2)在移动滑动变阻器滑片P的过程中，发现电压表和电流表指针的偏转角度始终相同，则未知电阻的阻值为__；(3)实验中，小明发现滑动变阻器滑片P滑到最小阻值处时，电压表的示数只有，他猜想可能是干电池使用时间长了，电源的内阻变大。电源的内阻可以看作是一个电阻与理想电源串联，如图乙所示，通过前面的测量数据，可以初步算出电源内阻的阻值为__；这两节干电池能给外部电路提供的电压为__；(4)小明的同学利用上述器材，还设计了四种测量未知电源内阻的实验电路，如图所示，其中无法测出电源内阻的是__。A．  B．  C．D。 6．在“测小灯泡额定电功率”的实验中，提供的器材有：电压恒为4.5V的电源，额定电压为2.5V的待测小灯泡，电阻约为8Ω，电流表（0~0.6A，0~3A），电压表（0~3V，0~15V），开关和导线若干，另有标有“30Ω，2A”的滑动变阻器R1和标有“5Ω，1A”的滑动变阻器R2。 （1）小明检查仪器时，发现电流表指针如图甲所示，接下来应进行的操作：______；（2）若小明设计的电路如图乙所示，请选择合适的量程，并用笔画线代替导线将图乙的实物图连接完整；（3）本实验选择的滑动变阻器是______（选填“R1”或“R2”）；（4）小明把滑片移到最左端，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表示数为零，电压表的示数接近电源电压。为了排除故障，小明接下来的操作合理的是______（选填字母符号）；A．拧紧小灯泡和它两端的接线柱B．拧紧开关两端的接线柱C．检查滑动变阻器是否短路（5）小明根据实验数据绘制出I-U图像，如图丙所示，图中阴影部分面积的物理含义是______；（6）老师说：虽然电压表的内阻很大，但电路接通后仍有微小电流流过电压表；虽然电流表的内阻很小，但是电路接通后电流表的两端仍有微小的电压，请你根据这一事实并结合电路图分析判断，该电路引起测量的小灯泡电功率偏______（选填“大”或“小”）；（7）当加在灯泡两端的电压为额定电压的一半时，灯泡的实际功率P实______P额（选填“>”“<”或“=”）；（8）小明增加一个阻值为10Ω的定值电阻R0，只利用一只电表，通过简单操作（开关S接“a”、“b”各一次）来测量小灯泡的额定功率，如图A、B是他设计的两种不同方案的电路图，则以下判断正确的是______（填序号）。A．两种方案都能B．两种方案都不能C．A方案能，B方案不能D．A方案不能，B方案能7．有一只阻值未知的定值电阻Rx。图甲是用伏安法测Rx阻值的实物电路，电源电压恒为3V，滑动变阻器最大阻值为10Ω： U/VI/AR/Ω10.80.2 21.60.4 32.00.5  (1)甲图中有一根导线连接错误，请在该导线上画“×”并在图上改正（所画的导线用实线且不能交叉）；(2)改正电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，两电表均无示数，其原因可能是______（填字母）；A．滑动变阻器断路    B．Rx断路    C．Rx短路(3)故障排除后，正确操作实验器材，移动滑片，当电压表示数为1.2V时，电流表示数如图乙所示，则待测电阻Rx=____________Ω；(4)实验小组测了三组数据（如上表），进行多次实验的目的是____________；分析表中数据可知，不可能通过以上实验获得的数据是____________（填序号）。原因是________________；[拓展]小明认为，实际中电流表和电压表都有内阻，若考虑电表的内阻，利用甲图改正后的电路测量电阻时，如果电压表和电流表的读数分别为U和I，而它们自身电阻分别为Rv和RA，则Rx更准确的表达式为__________。          参考答案1．B    C    甲        电阻Rx断路    5.2    B    D    【解析】为减小测量误差，在实验中，在符合条件的情况下应该选择内阻较小的表，因电源的电压为3V,因此电压表选择3V量程即C;由于阻值约为5Ω的电阻Rx的，根据欧姆定律可知，电流的最大值为0.6A，即B，从精确角来说，所以电流表选择0.6A的量程；根据待测电阻的阻值与电压表及电流表的阻值，可知，待测电阻的阻值偏小，因此选择电流表外接法，故选择甲图。(2)根据电路图来连接实物图原则，注意电表的正负极，并分几个回路来连接，如图所示；（3）电流表没有示数,说明电路中存在断路，电压表有示数，说明电压表两接线柱与电源的正负极相同，由此分析，出现这一现象的原因是电阻Rx断路  。(4)电压表量程为3V，最小分度为0.1V；故其读数为U＝2.60V；电流表最小分度为0.02；其读数为I＝0.50A；电阻阻值：R＝＝5.20Ω；（5）若在（1）问中选用甲电路，产生误差的主要原因是电流表测量值小于流经Rx的电流值；若在（1）问中选用乙电路，产生误差的主要原因是电流表测量值大于Rx两端的电压值。2．甲    几乎不    2    大    反比    B    0.4    R1    B    不变    【详解】（1）[1]甲电路中，电压表与定值电阻并联，电流表与定值电阻串联，电流从电表的正接线柱流入、负接线柱流出，故甲正确；乙电路中电流表串联在电路中，电压表与定值电阻并联，但电压表的正负接线柱接反了，故乙错误；丙电路中，电压表与定值电阻串联，电流表与定值电阻并联，故丙错误。[2]若按图丙所示电路图连接好电路后，闭合开关，电压表的内阻很大、在电路中相当于断路，可知电路中几乎无电流，所以可观察到电流表的指针几乎不偏转。（2）[3][4]探究电流与电阻的关系，应控制电阻两端电压不变，第一次实验时，电流表的示数如图丁所示，电流表接入电路的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，所以电流表的示数为0.2A，电阻两端电压U定=I1R1=0.2A×10Ω=2V所以当取下10Ω的定值电阻，换接上20Ω的定值电阻时，应控制定值电阻两端电压为2V不变；根据串联电路分压规律可知此时电阻两端电压大于2V，故应使滑动变阻器接入电路的电阻变大，即应将滑动变阻器的阻值相对于上次的阻值调大。（3）[5]由表中数据可知，导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。（4）[6]因串联电路中各处的电流相等，且总电压等于各分电压之和，所以，电路中的电流一节新干电池的电压是1.5V，两节新干电池组成电源，电源电压是3V，由电压表的量程0～3V可知，定值电阻两端的最大电压UR=2V，当R=25Ω时，滑动变阻器接入电路中的电阻所以，应选用最大阻值为20Ω的滑动变阻器，故选B。（5）[7][8]断开S1，闭合S，S2，R0和滑动变阻器R串联接入电路，保持滑片位置不变，调节电阻箱的阻值，直到电流表示数为0.4A，则R0为Rx的等效电阻，所以R0的阻值即Rx的阻值。（6）[9]老师告知电阻阻值大于20Ω，若用原来的电源，即使电路只有RX，通过电路的电流会小于换用10V的电源，通过电路的电流会小于所以把电源电压增加到10V，可以增大电流，提高读数精度，故选B。（7）[10]无论电源的内阻r是否可忽略，R0为Rx的等效电阻都不会改变，所以测量结果会不变。3．    B    滑动变阻器开路    4    见解析    2900    【详解】（1）[1]根据图像中的数据，电流表选用小量程与电阻串联在电路中，电压表并联在待测电阻两端，变阻器按一上一下接入电路中，电路连接如下（2）[2]连接电路时开关应断开，闭合开关之前滑动变阻器的滑片应处于阻值最大处即B端。（3）[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，说明与a、b之间和b、c之间并联部分是通路；接在a、c之间，电压表无示数，说明b、c之间断路。如果电路连接完好，只有一个元件有故障，该故障是滑动变阻器断路。（4）[4] 根据图象中各点坐标求出每次测得的电阻值     故待测电阻的阻值为 （5）[5]由于小量程的电流计电阻较小，分担的电压也小，不便于测量电压，故可以串联一个定值电阻，扩大电压测量范围，改装为一个电压表使用，电路如下 [6]根据题意知道，电流计改装为量程3V的电压表时，电路的总电阻因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电阻R0的阻值R0=R-r=3000Ω-100Ω=2900Ω4．    20Ω 0.5A    小灯泡断路    0.75    >    小    300    【详解】（1）[1]向左移动滑片小灯泡变亮，即向左移时滑动变阻器接入电路的阻值变小，电流变大，那么变阻器下面的接线柱应接在左端。所以实物连接如下：（2）[2]小灯泡额定电流约为此时滑动变阻器接入电路的阻值所以变阻器的规格为20Ω 0.5A的。（3）[3]由图乙知，电压表示数超过最大量程，电流表的示数为0，可能发生的故障是小灯泡断路了，电压表测电源电压。（4）[4]由图丙知，小灯泡的额定电流为0.3A，所以小灯泡的额定功率P0=U0I0=2.5V×0.3A=0.75W（5）[5]小灯泡灯丝的电阻随温度升高而增大，当U=U时，灯泡实际电阻R实<R0=由知I实>I额（6）[6]在实验中，电压表先与小灯泡并联再与电流表串联，将小灯泡换成电阻Rx，由于电压表的分流，造成电流表所测的电流比实际电流大，据得，所测的电阻比实际电阻小。[7]由题意知，电压表分去的电流为 则通过小灯泡的电流Ix=0.011A-0.001A=0.01A那么电阻Rx的实际阻值5．5    5.7    1.4    A    【详解】(2)[1]因为电源由两节干电池组成，所以电源电压约为，未知电阻的阻值不小于，所以电路的最大电流为所以电流表选用小量程即可；闭合开关在移动滑动变阻器滑片的过程中，发现理想电压表和电流表指针偏转的小格数始终相同，当电压表示数为时，电压表偏转7个格，此时电流表也应该是7个格，因为电流表的量程为，分度值为，示数为，未知电阻的阻值为(3)[2][3]小明发现滑动变阻器滑片滑到最小阻值处时，因电源的内阻可以看作是一个电阻与理想电源串联，如图乙所示，原电路等效于待测电阻与电源内阻串联，由串联电路电压的规律，电源内阻分得的电压为由分压原理，电源内阻的阻值为这两节干电池能给外部电路提供的电压为。(4)[4]小明的同学利用上述器材进行实验，显然他不知道电源电压：A．使滑动变阻器接入电路的阻值最大，读出电压表的示数，并根据欧姆定律求出电路中的电流，由于不知道电源电压，所以不能求出两端的电压，不能求出的阻值，故A符合题意；B．使滑动变阻器接入电路的阻值为零，电路为的简单电路，读出电流表的示数，则电源电压；使滑动变阻器接入电路的阻值最大，与变阻器的最大阻值串联，读出此时电流表的示数，则电源电压因电源电压不变，所以且已知变阻器的最大阻值，所以能测出的阻值，故B不符合题意；C．当开关拨至1时，与串联，读出电流表的示数为，则电源电压当开关拨至2时，与串联，读出电流表的示数为，则电源电压因电源电压不变，所以已知和的阻值，所以能测出的阻值，故C不符合题意；D．先断开开关，此时电压表串联在电路中测电源电压；再闭合开关，两电阻串联，电压表测两端电压，读出电压表的示数为，然后根据欧姆定律求出电路中的电流；再利用串联电路电压的特点和欧姆定律可求出的阻值，即所以能测出的阻值，故D不符合题意。故选A。6．电流表进行调零        R1    A    电压为1V，电流为0.1A时小灯泡的电功率    大    >    B    【详解】（1）[1]小明检查仪器时，即连接电路前，电流表指针位置如图甲所示，指针在零刻度左边，说明电流表未进行调零，接下来应当进行的操作是电流表进行调零。（2）[2]额定电压为2.5V的待测小灯泡，电阻约为8Ω，所以小灯泡处于额定电压时的电流为流过小灯泡的电流是0.3125A，即电路的电流是0.3125A，故电流表选择的量程为0~0.6A即可，电压表的电压不会超过2.5V，电压表选择的量程为0~3V即可，电压表与灯泡并联，电流表与灯泡串联，均采用“正进负出”的连接方式，连接电路如图所示。（3）[3]电源电压恒为4.5V，额定电压为2.5V的待测小灯泡，根据串联电路的电压规律可得滑动变阻器两端的电压为2V，再根据串联电路的分压原理可得、、，代入上式可得解得，即此时滑动变阻器接入电路的电阻，所以滑动变阻器的最大电阻必须大于6.4Ω，滑动变阻器R1的最大电阻是30Ω，滑动变阻器R2的最大电阻是5Ω，故选择最大电阻是30Ω的R1滑动变阻器。（4）[4]把滑片移到最左端，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表示数为零，电压表的示数接近电源电压，电路故障为小灯泡断路，电压表串联在电路中，此时应拧紧小灯泡和它两端的接线柱，确保小灯泡与灯座接触良好，它两端的接线柱与导线接触良好，那么电路有故障，就是小灯泡断路了，不是小灯泡之外的其他问题了。故选A。（5）[5]如图丙所示，图中阴影部分是横轴示数为1V，纵轴示数为0.1A的长方形面积，其大小是1V乘以0.1A的积，即，而，所以该面积的物理含义是电压为1V，电流为0.1A时小灯泡的电功率。（6）[6]测量功率时，应该测量电阻两端的实际电压和通过电阻的实际电流，而电流表实际测量的是通过待测电阻和电压表的总电流，即电流偏大，而电压表是与电阻并联连接，测量的电压是准确的，根据电功率公式可知灯泡额定功率的测量值大于真实值，故灯泡额定功率的测量值偏大。（7）[7]当加在灯泡两端的电压为额定电压的一半时，根据公式可知，若灯泡电阻不变，则灯泡的实际功率，但是随着功率减小，灯泡电阻随温度的降低而减小，故灯泡的实际功率。（8）[8]图A中，无论开关接“a”还是接“b”都无法得知小灯泡是否正常发光，此方案不能测定小灯泡的额定电功率；图B中，R0、小灯泡和滑动变阻器三者串联，开关S接“a”时，电压表测量定值电阻的电压，当开关接“b”时测量灯泡和定值电阻的总电压，由于开关S接“a”、“b”各一次，只能一次，假设调节滑动变阻器滑片在某一位置，开关S接“a”、“b”各一次，然后得到的电压表示数，相减，不是2.5V，那么次数用完了，不能继续实验，则不能测出小灯泡的额定功率，所以此方案不能测出小灯泡的额定功率；综上所述，两种方案都不能。故选B。7．    A    4    取平均值减小误差    1    电压表示数为0.8V时，滑动变阻器连入的电阻大于滑动变阻器的最大阻值        【详解】(1)[1]用伏安法测Rx阻值的大小，需要知道Rx两端的电压大小，流过Rx的电流大小；从图甲可以看到，可以把电阻Rx左端与电流表的接线改成电阻Rx左端与开关S右端相连，这时电流从电源正极流出，流过电流表、滑动变阻器、电阻Rx，再流过开关S，最后回负极，电压表并联在电阻Rx的两端；根据上述修改实物图，如下图所示。(2)[2]A．假设滑动变阻器断路，那么整个电路都没有电流，电流表没有示数，电压表也没有示数，这与题中的条件相符合，所以可能是滑动变阻器断路，选项A符合题意；B．假设Rx断路，那么电路中没有电流，电流表没有示数，电压表测的是电源电压，有示数，这与题中的条件不符合，所以不可能是Rx断路，B项不合题意；C．假设Rx短路，那么电路中有电流流过，电流表会有示数，电压表没有示数，这与题中的条件不符合，所以不可能是Rx短路，C项不合题意。故选A。(3)[3]从图乙可以看到，电流表的量程是0~0.6A，分度值是0.02A，它的读数是0.3A，根据可知，待测电阻Rx的大小是待测电阻Rx的大小是。(4)[4]因为实验过程中会存在误差，进行多次实验的目的是取平均值减小误差。[5][6]不可能通过以上实验获得的数据是实验序号1；因为当电压表的示数是0.8V时，这时变阻器两端的电压是流过变阻器的电流大小是，这时变阻器的电阻大小是而变阻器的最大阻值是10Ω，与实际不符合，所以电压表的示数不可能是0.8V，不可能通过以上实验获得的数据是实验序号1。[7]根据欧姆定律可知，流过电压表的电流是，根据并联电路的电流规律可知，流过Rx的电流大小是根据可知，Rx的阻值是Rx的阻值是。