【实战中考】2024重难典题型综合突破子专题2实验重难典突破一、教材重点实验类型三 (2)

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（1）缺电流表
设计思路：利用电压表并联定值电阻（或已知最大阻值的滑动变阻器）等效代替电流表，如图所示。
（2）缺电压表
设计思路：利用电流表串联定值电阻（或已知最大阻值的滑动变阻器）等效代替电压表，如图所示。
（3）电阻箱等效替代
设计思路：利用电阻箱（或阻值已知的电阻）巧妙替代待测电阻的方法（这里要使电表的示数相同），如图所示。
1．在“伏安法”测电阻的实验中，小明发现电流表已损坏，而电压表完好，于是他设计了如图所示的电路，最终也完成了实验，请你将下列实验步骤填写完整（滑动变阻器最大阻值为）：
①闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，当滑片位于最左端时，读出此时电压表的示数，记为；
② ，读出此时电压表的示数，记为；
③未知电阻 （用已知量和测量量表示）。
2．某科技小组同学发现实验室里有一只标有“xΩ”的电阻（x为模糊不清的一个数字），于是为了测出这只电阻的阻值，小明通过一个电压表和一个已知电阻R0，设计了如图所示的电路。请在空格内将实验步骤补充完整。
① ，读出电压表的示数为U1；
②断开S2，电压表的示数为U2，此时通过Rx的电流为 ；
③由此可得Rx的阻值为 。（第一空填具体的操作步骤，后两空用已知量和测量量表示）。
（设问源自2021湘潭中考）
3．伏安法测电阻实验中电压表已损坏，电流表完好，设计了如图所示的电路，也完成了实验，请将下列实验步骤填写完整（滑动变阻器最大阻值为）：
①闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，当滑片位于最左端时，读出此时电流表的示数，记为；
② ，读出此时电流表的示数，记为；
③未知电阻 （用已知量和测量量表示）。
（设问源自2022江西四模）
4．某小组同学选择合适的材料，利用一只电流表和最大阻值为R0的滑动变阻器完成对未知电阻Rx的测量，如图所示，是他们设计连接的实验电路。请你完成下列实验步骤：
①开关S1和S2都断开，将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处；
② ，只闭合开关S1时，读取电流表的示数为I1；再闭合开关S2时，读取电流表的示数为I2（I2>I1）；
③请你用I1、I2和R0表示Rx，则Rx= 。
5．小明选择合适的器材、电阻箱（规格）、若干开关及导线，连成如图所示的电路来测量未知电阻的阻值，请帮助小明完成下列实验步骤：
①小明先将开关S拨至1，调节变阻器的滑片至某一位置记下此时电压表的示数；
②再将开关S拨至2，调节 ，使电压表的示数为 ，记下电阻箱的示数为；
③未知电阻的阻值为 。
6．某小组同学采用“伏安法”测量某定值电阻的阻值。
（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P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：待测电阻的阻值是 。
（5）测量阻值的过程中，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）（补全特殊方法测量电路）若实验中电流表不慎损坏，现有一个单刀双掷开关和导线若干，请你用上述器材完成图丙的电路图，要求能测量的阻值（阻值已知）___________。。
（7）小组同学发现还有一待测电阻没有测量，他们在已连接好的图甲的基础上，用替换接入电路．测量过程中，发现电流表示数始终小于分度值．于是他们按照如图丁所示的电路图，重新连接了电路，闭合开关后，改变电阻箱接入的阻值进行多次测量．记录下电阻箱的阻值及对应的电压表示数，并根据记录的数据绘制出图像，如图戊所示，则所测电阻的阻值为___________。
【一题多设问】答案：（5）避免温度对电阻的阻值产生影响 （6）（7）160
（3）在测电阻实验中，电压表一般是与待测电阻并联的．由串联电路分压原理可知，电压表示数的大小与滑动变阻器的阻值变化趋势相反
（5）结合实验要求（阻值不变）和焦耳定律，思考若电流较大或时间较长对于测量会有什么影响，然后想到的是电阻大小的影响因素，材料、长度、横截面积、温度等
（6）设计思路：求电阻，要知道电阻两端的电压以及电流．那么如何设计电路可以使待测电阻的电压容易计算呢？可以根据这个原则去进行设计
（7）①判断和的连接方式
②判断、两个坐标，点的含义
③根据电压规律和欧姆定律去进行求解
7．某实验小组测量定值电阻的阻值，电源电压保持不变，滑动变阻器的最大阻值已知。
（1）该小组连接了如图所示的电路，其中有一根线连接错误，请在这根线上打“×”，用笔画线代替导线在图中改正 ；
（2）正确连接电路后，刚一“试触”，发现电流表的指针摆动的幅度很小，其原因可能是： ；
（3）请你帮助小组同学设计一个实验表格，来记录实验数据 ；
（4）为减小实验误差，小明移动滑片测出多组数据，并分别求出电压、电流的平均值，然后再用计算未知电阻的阻值，他的做法是否正确？ ；理由是： 。
8．用图甲所示的电路图测量某电阻丝的电阻，电源电压为3V，滑动变阻器的最大阻值是20Ω。
（1）根据图甲电路图，请你用笔画线代替导线，将图乙中的器材连接成完整的电路 ；
（2）连接电路时，开关应处于 （选填“闭合”或“断开”）状态。实验前，应将滑片P移到 端（选填“A”或“B”）；
（3）闭合开关，滑片P向右缓慢移动时，发现电流表示数逐渐增大，电压表示数始终为零，可能是电阻丝处发生了 （选填“短路”或“断路”）故障；
（4）如图丙所示是设计的测量另一待测电阻Rx阻值的电路。
①测量步骤如下：
第1步：将Rx接在电路中A、B两点间，闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P至适当位置，此时电压表的示数如图丁所示，示数为 V；断开开关S，移走Rx；
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丁所示，此时电阻箱接入电路中阻值R=48Ω，则测得Rx的阻值为 Ω；
②在第2步中，若无意中将滑动变阻器的滑片P向右移了少许，则测得Rx的阻值将偏 ，设滑片P的右移使滑动变阻器接入电路的阻值增大了2Ω，则测得Rx的阻值为 Ω。
9．小敏用图甲所示电路来测量某定值电阻的阻值，电源电压为。
（1）闭合开关后，发现只有一只电表的指针发生偏转，请结合图甲电路分析产生此现象的原因是 ；
（2）排除故障后，小敏闭合开关，调节滑动变阻器，测量了三组电压值和对应的电流值，根据每组电压及电流的值，算出每组电阻的阻值，要想得到最终的测量结果，他接下来的做法是： ；
（3）在此实验的基础上，老师又拿出阻值约为数百欧的电阻，提问小敏能否用上述方法测量其阻值．小敏分析得出上述方案不行，原因是： ；
（4）创新题·方案对比 带着这个问题，小敏与其他同学经过讨论，通过增加一电阻箱（ ）、定值电阻R（ ）、单刀双掷开关等器材，设计出了A、B两种不同方案，其电路图如图乙所示：你认为方案 的设计可以让测量结果更准确，理由是： 。
10．小刚在做“测量导体电阻”的实验，电源使用2节新干电池，滑动变阻器的规格是“20Ω 1.5A”，测量的电阻Rx阻值约为5Ω。
（1）图甲是实验电路，请指出实物图连接的2处错误；
① ；
② ；
（2）电路连接正确之后，小刚测得的数据如上表所示，老师看了小刚的数据后，发现有一组数据不是本实验中测得的，它是第 组（填实验序号），你判断的依据是 ；
（3）实际中电流表和电压表都有内阻，若考虑电表的内阻，利用该电路测量电阻时，测出的Rx阻值与真实值相比 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）；
（4）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，他设计的电路如图乙所示，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）。
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

实验次数
1
2
3
4
电压U/V
0.5
1.5
2
2.5
电流I/A
0.1
0.3
0.4
参考答案：
1． 调节滑动变阻器的滑片，当滑片位于最右端时
【详解】[1]闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，当滑片位于最左端时，读出此时电压表的示数，记为；②调节滑动变阻器的滑片，当滑片位于最右端时，读出此时电压表的示数，记为；
[2]在①中，电路为未知电阻的简单电路，此时电压表的示数等于电源电压；在②中，未知电阻与R串联，此时电压表的示数等于两端电压，由串联电路电压的规律，滑动变阻器两端的电压
由欧姆定律可得，通过未知电阻的电流
则未知电阻
2． 开关S1和S2都闭合
【详解】①由电路图可知，开关S1和S2都闭合，电阻R0被短路，电压表测电源电压，读出电压表的示数为U1，即电源电压为U1；
②断开S2，；两电阻串联，电压表测Rx两端的电压，电压表的示数为U2，即Rx两端的电压为U2，则定值电阻两端的电压为
U0=U1-U2
由欧姆定律和串联电路电流特点可得，通过未知电阻的电流为
③未知电阻为
3． 调节滑动变阻器的滑片，当滑片位于最右端时
【详解】②[1]闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，当滑片位于最左端时，读出此时电流表的示数，记为，此时电源电压为；
调节滑动变阻器的滑片，当滑片位于最右端时，读出此时电流表的示数，记为，则此时的电源电压为
③[2]由电源电压不变，解得
4． 保持滑片P位置不动
【详解】②[1]保持滑片P位置不动，只闭合开关S1时，读取电流表的示数为I1，此时电路当中只接入滑动变阻器，所以电源电压为
再闭合开关S2时，读取电流表的示数为I2，此时电路当中，滑动变阻器与未知电阻Rx是并联关系，则通过未知电阻Rx的电流为
③[2]由欧姆定律可知
5． 电阻箱
【详解】[1][2][3]①由图得，当开关S拨至1，电阻Rx与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器电压；调节变阻器的滑片至某一位置记下此时电压表的示数；②再将开关S拨至2，调节电阻箱，电阻箱与滑动变阻器串联，使电压表的示数为，此时滑动变阻器接电路中的电阻不变，电压不变，说明电路中电流不变，电电压不变，则两次实验中待测电阻与电阻箱的电压相同，由欧姆定律得，待测电阻的阻值与电阻箱接入电路中的电阻相同，记下电阻箱的示数为，则未知电阻的阻值为。
6． 保护电路 改变电源电压 电压表并联在了滑动变阻器的两端 2.5 0.5 求平均值减小误差 5
【详解】（1）[1]如图甲所示，电阻Rx与滑动变阻器串联，电压表测Rx两端电压，滑动变阻器接线柱应一上一下接，如图所示：
（2）[2]滑动变阻一般有二个作用，保护电路和改变定值电阻两端电压。
[3]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。
（3）[4]闭合开关后，向左移动滑动变阻器的滑片P时，滑动变阻器接入阻值增大，电流表的示数变小，Rx两端电压减小，滑动变阻器两端电压变大，而电压表的示数变大，则电压表并联在了滑动变阻器的两端，则滑动变阻器两端电压。
（4）[5]如图乙，电压表接小量程，分度值0.1V，示数为2.5V。
[6]如图乙，电流表接小量程，分度值0.02A，示数为0.5A。
①[7]测量性实验多次测量，是为了求平均值减小误差。
②[8]由表中数据，可分别计算电阻值为
所测电阻值为
7． 见解析 电流表的量程选大了 见解析 不正确 欧姆定律的物理量应为同一电路的同一时刻
【详解】（1）[1]测量定值电阻的阻值，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测量电阻电压，与电阻并联；电流表测量电阻电流，与电阻串联，由电路图可以知道，此时电压表测量的是电源电压，故应把电压表改成测量待测电阻两端电压的装置，如图所示：
（2）[2]电流表指针偏转不大的原因主要有两点：①电源电压过小，使电路中电流太小；②电流表的量程选大了，分度值较大，偏转角度较小。
（3）[3]实验中多次测量多组电阻的电压、电流，并记录；在此题当中，要注意应算出所计算出的电阻的平均值，用来减小误差，故设计的表格如表所示：
（4）[4][5]滑动变阻器接入电路中电阻不同时，滑动变阻器分到电压不同，电阻的电压不同，且会使电路中电流不同，将不同电压和电流进行求平均值，得到的平均电压和平均电流不是同一电路同一时刻的电压、电流。
8． 断开 A 短路 2 48 大 52
【详解】（1）[1]图甲电路图中开关、滑动变阻器和定值电阻电流表串联，电压表测定值电阻两端电压，故图乙中的器材连接如下
（2）[2][3]连接电路时，开关应处于断开状态，实验前为保护电路，应将滑片P移到最大阻值处，即A端。
（3）[4]电流表示数逐渐增大，说明电路是通路的情况，而电压表的示数为零，说明可能是在电阻丝处发生了短路故障。
（4）①[5][6]由图丁可知，电压表选用0~3V量程，示数为2V；保持滑动变阻器接入电路的电阻和电压表示数不变，则滑动变阻器两端电压
仍不变，根据串联电路的分压规律可知，变阻箱此时接入电路中的阻值与Rx阻值相等，即Rx=48Ω。
②[7][8]如果向右移动滑片，则此时滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据串联电路分压特点可知
当R滑变大时，测得Rx的阻值将变大；滑动变阻器未移动时接入电路的阻值
滑片P的右移使滑动变阻器接入电路的阻值增大了2Ω，即
即
9． 电压表和电流表的位置接反了 多次实验，求电阻的平均值 阻值太大，电路中的电流太小，电流表无法准确读数 B 能多次测量取平均值，减小误差
【详解】（1）[1]由图甲可知，电压表串联在电路中，电流表并联在待测电阻两端，所以此时只有电压表指针偏转，所以产生此现象的原因是电压表和电流表的位置接反了。
（2）[2]为了减小误差，接下来应多次实验测量数据，求平均值。
（3）[3]电源电压为，的电阻约为数百欧，电流太小，电流表难以准确读数。
（4）[4][5]方案A：S接a，记下电压表示数，然后S连接b，调节电阻箱阻值使电压表示数不变，根据等效替换法，电阻箱的阻值等于待测电阻的阻值，虽能得出待测电阻的阻值，但只能得到一组数据，测量次数太少，误差较大；方案B：可以根据需要改变电阻箱的阻值，从而得到多组实验数据，然后取平均值，误差更小；故采用B方案。
10． 开关闭合前滑动变阻器的滑片未移至阻值最大端 电流表的正负接线柱接反 1 见解析
偏小 只闭合开关S、S1
【详解】（1）[1]由图甲可知，电流从电流表的负接线柱流入，从正接线柱流出，故错误是：电流表的正负接线柱接反了。
[2]为了保护电路，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片要移到阻值最大位置，由图甲可知，滑动变阻器的滑片在中间，故错误是：开关闭合前，滑动变阻器的滑片没有移到阻值最大位置。
（2）[3][4]由表格可得，实验中所能达到的最小电流为0.1A，则此时电路总阻值
则可以求得此时滑动变阻器电阻
R滑=R-Rx=30Ω-5Ω=25Ω
而滑动变阻器的最大阻值为20Ω，所以这组数据无法得出。
（3）[5]根据实物图，电压表测Rx两端的电压，电流表测流过Rx和电压表的总电流，电流表示数偏大，根据欧姆定律可得测出的Rx偏小。
（4）[6][7]在如图乙所示的电路中，只闭合开关S、S1，读出电流表读数为I1，滑动变阻器两端的电压
U滑=U电-I1R0
则滑动变阻器的电阻
②保持滑动变阻器滑片的位置不变，只闭合开关S、S2，读出电流表读数为I2，根据串联电路的分压规律可得
③待测电阻
实验次数
1
2
3
电流表示数/A
电压表示数/V
定值电阻阻值/
定值电阻阻值平均值/