2024中考物理二輪專題9伏安法實(shí)驗(yàn)拓展學(xué)案

二輪專題復(fù)習(xí)專題9伏安法實(shí)驗(yàn)拓展講義專題概述本專題包含電壓表、電流表缺一個(gè)的情況下測電阻和利用電阻箱根據(jù)等效替代法測電阻三種情形。無論哪一種情況，測量電阻的依據(jù)都是R=U/I，即要結(jié)合串并聯(lián)電路的特點(diǎn)得到電阻R兩端的電壓U和通過電阻中的電流I。【方法歸納】類型器材思路分析電路圖操作步驟表達(dá)式雙安法電流表兩個(gè)，開關(guān)S一個(gè)，定值電阻R0，導(dǎo)線據(jù)R=U/IRx兩端的電壓I0R0電流是Ix閉合開關(guān)S，分別讀出電流表A1、A2的示數(shù)I0、Ix；Rx=I0R0/Ix安斷法電流表一個(gè)，開關(guān)S一，定值電阻R0，導(dǎo)線在操作過程中讓某個(gè)支路斷開，電壓Ux=（I-Ix）R0電流是Ix據(jù)R=U/I計(jì)算（1）S斷開時(shí)，讀出電流表的示數(shù)Ix（2）S閉合時(shí)讀出電流表的示數(shù)I安短法電流表一個(gè)，開關(guān)S兩個(gè)，定值電阻R0，導(dǎo)線在操作過程中讓某個(gè)電阻短路，可利用電源電壓不變列方程求解（1）S1閉合，S2斷開，讀出電流表的示數(shù)I1（2）S1，S2閉合時(shí)電流表的示數(shù)I2安變法電流表一個(gè)，開關(guān)S一，已知最大阻值R0的滑動(dòng)變阻器，導(dǎo)線在滑片移動(dòng)到最左端，電路中只有RX，滑片移到最右端，RX，R0串聯(lián)原理同上（1）閉合開關(guān)S，滑片P移到最左端，讀出電流表的示數(shù)I（2）滑片P在最右端，讀出電流表的示數(shù)I0RX=I0R0/(I-I0)雙伏法電壓表兩個(gè)，開關(guān)S一個(gè)，定值電阻R0，導(dǎo)線RX電壓：Ux電流：U0/R0利用R=U/I用電壓表分別測出Rx和R0兩端的電壓Ux和U0伏短法電壓表一個(gè)，開關(guān)S一個(gè)，定值電阻R0，導(dǎo)線S2閉合讓R0短路，可知電源電壓U，S2斷開時(shí)Rx兩端Ux電流I=（U-Ux）/R0（1）S1閉合，S2斷開時(shí)讀出用電壓表的示數(shù)Ux（2）S1、S2閉合時(shí)讀出電壓表的示數(shù)URX=伏變法電壓表一個(gè)，開關(guān)S一個(gè)，最大阻值為R0的滑動(dòng)變阻器，導(dǎo)線P在最左端，可知電源電壓U，滑片p在最右端，可知RX兩端的電壓Ux，電流I=（U-Ux）/R0(1)閉合開關(guān)S，調(diào)滑動(dòng)變阻器R0的滑片在最左端，讀出電壓表的示數(shù)為U，(1)調(diào)滑動(dòng)變阻器R0的滑片在最右端，讀出電壓表的示數(shù)UXRX=UXR0/(U-UX)【例1】在測量未知電阻R的阻值實(shí)驗(yàn)中，小明首先將圖甲所示的器材正確連接；然后閉合開關(guān)并移動(dòng)滑片，獲取多組所需數(shù)據(jù)。圖乙是電壓表為2.5V時(shí)，電流表的示數(shù)。同組小華利用電源（電壓未知且恒定不變）、阻值已知的定值電阻R0、電壓表和開關(guān)等器材，設(shè)計(jì)了圖丙所示的電路，也測出了Rx的阻值。請(qǐng)你解答下列問題：（1）用筆畫線代替導(dǎo)線將圖甲中的電路補(bǔ)充完整；（2）根據(jù)小明實(shí)驗(yàn)中需要測量和計(jì)算的物理量設(shè)計(jì)一個(gè)記錄表格（不填數(shù)據(jù)）；（3）電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)，電流表的示數(shù)為0.5A，此時(shí)測得的定值電阻Rx的阻值是5Ω；（4）根據(jù)小華得出的Rx的表達(dá)式，將實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整：①斷開開關(guān)S2，讀出電壓表的示數(shù)為U1；②閉合開關(guān)S2，讀出電壓表的示數(shù)為U2；③待測電阻的阻值：Rx=U1?【解析】（1）實(shí)驗(yàn)中，定值電阻、電流表、滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路中，電壓表測量定值電阻兩端的電壓，電源電壓為3V，所以電壓表選用小量程，根據(jù)題意可知，電流表選用小量程；如圖所示：；（2）根據(jù)R=U實(shí)驗(yàn)次數(shù)電壓U/V電流I/A電阻Rx/Ω電阻平均值Rxˉ/Ω123（3）圖中電流表選用小量程，分度值為0.02A，示數(shù)為0.5A，此時(shí)測得的定值電阻Rx的阻值是：R=UI=2.5V（4）①斷開開關(guān)S2，此時(shí)電壓表串聯(lián)接入電路中，讀出電壓表的示數(shù)為U1；②閉合開關(guān)S2，讀出電壓表的示數(shù)為U2；③①中的電壓表測量的是電源電壓，②中的電壓表測量定值電阻R0兩端的電壓，電路中的電流為：I'=U根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知，電阻Rx兩端的電壓為：Ux＝U1﹣U2，則待測電阻Rx=UxI′【答案】（1）見解析；（2）見解析；（3）0.5；5；（4）斷開開關(guān)S2，讀出電壓表的示數(shù)為U1；閉合開關(guān)S2，讀出電壓表的示數(shù)為U2。【分析】（1）定值電阻與電流表串聯(lián)，電壓表測量定值電阻兩端的電壓；（2）根據(jù)R=U（3）根據(jù)電流表的量程確定分度值，根據(jù)指針的位置讀出電流表的示數(shù)，根據(jù)R=U（4）電路中沒有電流表，需要用電壓表和定值電阻求出電路中的電流，然后根據(jù)歐姆定律求出電阻值的大小，據(jù)此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?！纠?】用電壓表測電壓時(shí)，通常并不考慮儀表本身電阻對(duì)待測電路的影響，而將其視為“理想電表”，即認(rèn)為電壓標(biāo)的內(nèi)阻為無限大。實(shí)際上，電壓表都有一定的電阻值，因而我們可以把電壓表看成一個(gè)能顯示自身兩端電壓大小的阻值很大的電阻?，F(xiàn)有一量程為3V的電壓表，內(nèi)阻約為3kΩ。為了較準(zhǔn)確地測量其內(nèi)電阻，在沒有電流表的情況下，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路，其中R1是能顯示連入電路阻值的滑動(dòng)變阻器，最大阻值為9999Ω，R0是1000Ω定值電阻。實(shí)驗(yàn)室提供的電源有：A.電壓為3.6V的電源B.電壓為6.0V的電源請(qǐng)補(bǔ)充完成實(shí)驗(yàn)：（1）電源應(yīng)該選用的是A（選填序號(hào)）；（2）根據(jù)電路圖，連接電路，電路連接過程中，開關(guān)S1和S2應(yīng)處于斷開，滑動(dòng)變阻器應(yīng)該位于最b端（選填“a”或“b”）；（3）閉合開關(guān)S1和S2，記錄此時(shí)電壓表的示數(shù)U1；（4）斷開S2，發(fā)現(xiàn)無論如何調(diào)節(jié)電阻箱R，電壓表的示數(shù)始終穩(wěn)定為U1，則可能的故障是R1短路。故障排除后，再調(diào)節(jié)電阻箱R1，使電壓表的示數(shù)為U2=U12，此時(shí)R1＝3850（5）斷開S1，拆除電路，復(fù)原實(shí)驗(yàn)器材；（6）測得電壓表的內(nèi)阻RV＝2850Ω?！窘馕觥浚?）電壓表內(nèi)阻約為3kΩ，R0是1000Ω定值電阻，兩開關(guān)同時(shí)閉合，滑動(dòng)變阻器被短路，電壓表和定值電阻串聯(lián)接入電路，根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知電壓表和定值電阻兩端的電壓之比等于其阻值之比，為3：1，為保證電路安全，此時(shí)電壓表示數(shù)若為3V，則定值電阻兩端的電壓為1V，串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和，所以電源的最大電壓為4V，故選A；（2）根據(jù)電路圖，連接電路，電路連接過程中，開關(guān)S1和S2應(yīng)處于斷開，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)位于阻值最大處，即應(yīng)該位于b端；（4）斷開S2，發(fā)現(xiàn)無論如何調(diào)節(jié)電阻箱R，電壓表的示數(shù)始終穩(wěn)定為U1，說明滑動(dòng)變阻器起不到變阻的作用，則可能的故障是R1短路；（6）閉合開關(guān)S1和S2，滑動(dòng)變阻器被短路，電壓表和定值電阻串聯(lián)接入電路，記錄此時(shí)電壓表的示數(shù)U1，根據(jù)歐姆定律可得此時(shí)通過電路的電流：I=U串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和，根據(jù)歐姆定律可得電源電壓：U＝IR0+U1＝I×1000Ω+U1﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，故障排除后，電壓表、定值電阻和電阻箱串聯(lián)接入電路，再調(diào)節(jié)電阻箱R1，使電壓表的示數(shù)為U2=U12，此時(shí)R1＝3850根據(jù)歐姆定律可得此時(shí)通過電路的電流為：I′=U2RV=U12RV=U12RV=I2①②聯(lián)立可得U1＝2850Ω×I，則RV=U1I=【答案】（1）A；（2）b；（4）短路；（6）2850?！痉治觥浚?）兩開關(guān)同時(shí)閉合，滑動(dòng)變阻器被短路，電壓表和定值電阻串聯(lián)接入電路，根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知電壓表和定值電阻兩端的電壓之比等于其阻值之比，此時(shí)電壓表示數(shù)達(dá)到最大，進(jìn)一步計(jì)算定值電阻兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律計(jì)算電源電壓；（2）連接電路時(shí)需斷開開關(guān)，同時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)位于阻值最大處；（4）斷開S2，發(fā)現(xiàn)無論如何調(diào)節(jié)電阻箱R，電壓表的示數(shù)始終穩(wěn)定為U1，說明滑動(dòng)變阻器起不到變阻的作用，據(jù)此分析電路故障；（6）閉合開關(guān)S1和S2，滑動(dòng)變阻器被短路，電壓表和定值電阻串聯(lián)接入電路，根據(jù)歐姆定律表示通過電路的電流，根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律表示電源電壓，故障排除后，電壓表、定值電阻和電阻箱串聯(lián)接入電路，根據(jù)歐姆定律表示通過電路的電流，進(jìn)一步明確兩次電流的關(guān)系，根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律表示電源電壓，聯(lián)立解方程可得電壓表的內(nèi)阻。【例3】小明同學(xué)進(jìn)行“伏安法測電阻”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)物圖如圖甲所示。（1）用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的電路連接完整，使滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)變大。（2）某次實(shí)驗(yàn)中，移動(dòng)滑片使電壓表示數(shù)為2.0V，此時(shí)電流表的指針位置如圖乙所示，則本次測得R1的阻值為12.5Ω。（3）若實(shí)驗(yàn)中電壓表損壞，但是有一個(gè)已知阻值為R0的定值電阻，小明利用以上器材想測出未知電阻Rx值，實(shí)驗(yàn)電路如圖丙所示（電源電壓未知且恒定），請(qǐng)根據(jù)以下實(shí)驗(yàn)步驟完成實(shí)驗(yàn)：①閉合開關(guān)S1，斷開開關(guān)S2，記錄電流表示數(shù)I1；②同時(shí)閉合開關(guān)S1、S2，記錄電流表示數(shù)I2；③則待測電阻的表達(dá)式為Rx=I1【解析】（1）由圖甲可知，電源為兩節(jié)干電池串聯(lián)，電源電壓為3V，故電壓表應(yīng)選用小量程與電阻并聯(lián)；滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)變大，說明變阻器接入電路的阻值變小，故變阻器選用右下接線柱與電阻串聯(lián)接入電路中，如下圖所示：；（2）某次實(shí)驗(yàn)中，移動(dòng)滑片使電壓表示數(shù)為2.0V，此時(shí)電流表的指針位置如圖乙所示，電流表選用小量程，分度值0.02A，其示數(shù)為0.16A，R1的阻值為：R=UI=2.0V（3）實(shí)驗(yàn)步驟：①閉合開關(guān)S1，斷開開關(guān)S2，記錄電流表示數(shù)I1；②同時(shí)閉合開關(guān)S1、S2，記錄電流表示數(shù)I2；③在①中，電路為只有R0的簡單電路，電流表測R0的電流，R0兩端電壓為U0＝I1R0；在②中，兩電阻并聯(lián)，電流表測干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可得，通過待測電阻的電流：Ix＝I2﹣I1，待測電阻兩端的電壓為Ux＝IxRx＝（I2﹣I1）Rx；因并聯(lián)電路各支路電壓相等，即Ux＝U0＝I1R0＝（I2﹣I1）Rx，所以待測電阻：Rx=I【答案】（1）如上圖所示；（2）12.5；（3）Rx=I【分析】（1）根據(jù)圖甲電源確定電壓表量程；滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)變大，說明變阻器接入電路的阻值變小，據(jù)此確定變阻器的連接方式；（2）根據(jù)電流表選用量程確定分度值讀數(shù)；根據(jù)R=UI算出R（3）根據(jù)并聯(lián)電路的電流規(guī)律和電壓特點(diǎn)結(jié)合歐姆定律求出待測電阻的阻值?！纠?】小梅用如圖甲所示的電路測量標(biāo)有“2.5V”字樣的小燈泡的電阻，電源電壓為3V，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻約為5Ω。（1）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，完成圖甲中電路的連接。（2）小梅剛連好最后一根導(dǎo)線，小燈泡就發(fā)出了明亮的光，她在連接電路過程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤可能是：①連接電路時(shí)，開關(guān)沒有斷開；②閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器滑片沒有置于阻值最大處。（3）排除故障后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻是5Ω；小燈泡的額定功率為1.25W。（4）小梅用小燈泡正常發(fā)光時(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上作出了如圖丙所示的I﹣U圖象，請(qǐng)指出作圖過程中存在的問題：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)太少，無法準(zhǔn)確描述小燈泡電流與電壓關(guān)系。（5）小梅用了一個(gè)已知阻值為R0的定值電阻和一個(gè)單刀雙擲開關(guān)，借助部分現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)了如圖丁所示的電路，也測出了小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻，請(qǐng)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟：①閉合開關(guān)S1，將開關(guān)S2撥至觸點(diǎn)“1”，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電流表的讀數(shù)為I0＝2.5VR0②將開關(guān)S2撥至觸點(diǎn)“2”，保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不動(dòng)，電流表的讀數(shù)為I；③則小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻R1＝I0R0I?I0（用R0【解析】（1）小燈泡額定電壓為2.5V，故電壓表選用小量程并聯(lián)在燈泡兩端；小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻約為5Ω，由歐姆定律可知，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流約為I=UR=；（2）小梅剛連好最后一根導(dǎo)線，小燈泡就發(fā)出了明亮的光，則他在連接電路中出現(xiàn)的錯(cuò)誤可能是：①連接電路時(shí)，開關(guān)沒有斷開；②閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器滑片沒有置于阻值最大處；（3）排除故障后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示，由（1）可知，電流表選用小量程，分度值0.02A，其示數(shù)為0.5A，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為：RL=ULIL小燈泡的額定功率為：P＝ULIL＝2.5V×0.5A＝1.25W；（4）燈的電阻隨溫度的變化而變化，故I﹣U圖像為一曲線；小梅用小燈泡正常發(fā)光時(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)就在坐標(biāo)紙上作出了如圖丙所示的I﹣U圖象，作圖過程中存在的問題是：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)太少，無法準(zhǔn)確描述小燈泡電流與電壓關(guān)系；（5）①閉合開關(guān)S1，將開關(guān)S2撥至觸點(diǎn)“1”，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電流表的讀數(shù)為I0=2.5V②將開關(guān)S2撥至觸點(diǎn)“2”，保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不動(dòng)，電流表的讀數(shù)為I；③在①中，閉合開關(guān)S1，將S2撥到觸點(diǎn)“1”，燈泡與定值電阻并聯(lián)，此時(shí)電流表測定值電阻電流，要使燈泡正常發(fā)光，燈泡兩端電壓應(yīng)為額定電壓2.5V，此時(shí)定值電阻兩端電壓也是2.5V，所以移動(dòng)滑片，使電流表的示數(shù)為I0；在②中，開關(guān)S2撥至觸點(diǎn)“2”，燈泡與定值電阻并聯(lián)，此時(shí)電流表測燈泡和定值電阻的總電流，因電路的連接關(guān)系沒有改變，各電阻的電壓不變，燈仍正常發(fā)光，通過定值電阻的電流保持不變，根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律，通過燈的電流：I額＝I﹣I0；小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為：R1=U【答案】（1）如上圖所示；（2）①連接電路時(shí)，開關(guān)沒有斷開；②閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器滑片沒有置于阻值最大處；（3）5；1.25；（4）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)太少，無法準(zhǔn)確描述小燈泡電流與電壓關(guān)系；（5）①2.5VR0；③【分析】（1）根據(jù)燈泡額定電壓確定電壓表量程，根據(jù)燈泡額定電壓和電阻由歐姆定律算出電流確定電流表量程；（2）連接電路時(shí)，開關(guān)要斷開；閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)置于阻值最大處；（3）根據(jù)（1）確定電流表選用量程，根據(jù)圖乙確定電流表分度值讀數(shù)；根據(jù)R=UI算出小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻；根據(jù)P＝（4）燈的電阻隨溫度的變化而變化，故I﹣U圖像為一曲線；（5）在沒有電壓表的情況下，測小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻，電流表和定值電阻應(yīng)起到電壓表測量的作用，根據(jù)并聯(lián)電路電壓的規(guī)律，先使燈正常發(fā)光；再通過開關(guān)的轉(zhuǎn)換，使電流表測干路電流，因電路的連接關(guān)系沒有改變，各電阻的電壓不變，燈仍正常發(fā)光，通過定值電阻的電流保持不變，根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律，得到通過燈的電流，根據(jù)P額＝U額I額寫出燈泡額定功率的表達(dá)式?！纠?】小吳同學(xué)想測量某一未知定值電阻的阻值，用到的器材有：待測電阻R（約為10Ω）、電源（電壓恒為4.5V），電流表，電壓表，滑動(dòng)變阻器R1（20Ω1A）、開關(guān)各1個(gè)，導(dǎo)線若干。第一組第二組第三組第四組電壓/V1.01.82.02.6電流/A0.10.180.200.26（1）用筆畫線代替導(dǎo)線將圖甲中的實(shí)驗(yàn)電路連接完整（要求：滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí)，電流表的示數(shù)變大）。（2）閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流表的指針如圖乙所示，造成這一現(xiàn)象的原因可能是電流表正負(fù)接線柱接反了。（3）排除故障后，小吳開始實(shí)驗(yàn)，并記錄了四組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如表中所示。同桌在分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)這四組數(shù)據(jù)中有一組數(shù)據(jù)是小吳編造出來的，并不科學(xué)，請(qǐng)你判斷編造的數(shù)據(jù)是第一組，你判斷的依據(jù)是電路中的最小電流大于0.1A。（4）修正錯(cuò)誤數(shù)據(jù)后，小吳測得的待測電阻R的阻值為10Ω。（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小吳去掉電流表，又多用了一個(gè)滑動(dòng)變阻器R2（R2的最大阻值用R0表示），設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路，準(zhǔn)備測量額定電壓為2.5V的小燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電阻，請(qǐng)你幫助小吳補(bǔ)全下列步驟；①閉合開關(guān)S，先調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R2的滑片到最左端，接著調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1的滑片，直到電壓表示數(shù)為2.5V；②保持滑動(dòng)變阻器R1的滑片不動(dòng)，接著調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R2的滑片到最右端，讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為U；③小燈泡正常發(fā)光時(shí)電阻的表達(dá)式RL＝2.5V×R0【解析】（1）電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端；滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí)，電流表的示數(shù)變大，說明變阻器接入電路的阻值變小，故變阻器應(yīng)選左下接線柱與定值電阻串聯(lián)接入電路，如下圖所示：；（2）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表指針如圖乙所示，電流表指針向左偏，造成這一現(xiàn)象的原因可能是電流表正負(fù)接線柱接反了；（3）待測電阻R約為10Ω，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的的電阻為最大值20Ω時(shí)，根據(jù)電阻的串聯(lián)特點(diǎn)和歐姆定律可知，電路中的最小電流為：I最小=UR+R滑大=（4）除第一組數(shù)據(jù)外，其它各組的電壓與電流之比為：R=UI=1.8V（5）實(shí)驗(yàn)步驟：①閉合開關(guān)，先調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R2的滑片到最左端，此時(shí)電壓表只測燈泡的電壓，再調(diào)節(jié)另一滑動(dòng)變阻器的滑片，直到電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)為止，此時(shí)燈泡正常發(fā)光；②保持變阻器R1的滑片不動(dòng)，接著調(diào)節(jié)變阻器R2的滑片到最右端，此時(shí)電壓表測燈泡與變阻器R2串聯(lián)的總電壓，讀出這時(shí)電壓表的示數(shù)為U；③燈泡正常發(fā)光后，由于保持變阻器R1的滑片不動(dòng)，則電路中電流不變、燈泡兩端的電壓保持不變；因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，當(dāng)變阻器R2的滑片到最右端時(shí)，R2兩端的電壓：UR2＝U﹣2.5V，由歐姆定律，此時(shí)電路中的電流：I=U串聯(lián)電路中各處的電流相等，即燈正常發(fā)光時(shí)的電流：IL＝I=U?2.5V小燈泡正常發(fā)光的電阻為：RL=U【答案】（1）如上圖所示；（2）電流表正負(fù)接線柱接反了；（3）一；電路中的最小電流大于0.1A；（4）10；（5）②保持滑動(dòng)變阻器R1的滑片不動(dòng)，接著調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R2的滑片到最右端；③2.5V×R【分析】（1）電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端；滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí)，電流表的示數(shù)變大，說明變阻器接入電路的阻值變小，據(jù)此確定變阻器連接方式；（2）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表指針向左偏，說明電流表正負(fù)接線柱接反了；（3）根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律得出電路中的最小電流分析回答；（4）電壓與電流之比即為待測電阻R的值；（5）根據(jù)電壓表接在滑片上分析電路電流的流向，確定電路的連接。因要測燈的額定功率，所以，首先應(yīng)使燈正常發(fā)光，故R2的滑片應(yīng)位于左端，使電壓表測燈泡兩端的電壓，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1使電壓表的示數(shù)為2.5V；然后保持R1接入電路中的電阻不變，調(diào)節(jié)R2的滑片使其接入電路中的電阻最大，電壓表測燈泡和R2兩端的電壓之和，因各用電器的電壓不變，燈仍正常發(fā)光，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R2兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流，根據(jù)歐姆定律表示出小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻。【例6】小明同學(xué)進(jìn)行“伏安法測電阻”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)物圖如圖甲所示。（1）請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中電路連接完整，導(dǎo)線不得交叉。（2）閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)滑到最右端。閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電壓表無示數(shù)，電流表有示數(shù)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí)，電流表的示數(shù)發(fā)生變化，則故障原因可能是電阻Rx短路（或電壓表短路，或電壓表斷路）。（3）排除故障后，某次實(shí)驗(yàn)中，移動(dòng)滑片使電壓表示數(shù)為2.4V，此時(shí)電流表的指針位置如圖乙所示，則電流表的示數(shù)為0.16A，本次測得Rx的阻值為15Ω。（4）上述實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小明同學(xué)又設(shè)計(jì)了圖丙所示的電路，只用一個(gè)電流表測量額定電流I額＝0.2A小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻。已知滑動(dòng)變阻器的最大阻值R＝50Ω，電源電壓未知，測量過程如下：①移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片使其連入阻值為最大，閉合開關(guān)S2，斷開開關(guān)S1，并記下電流表的示數(shù)為I1＝0.12A；②閉合開關(guān)S1，斷開開關(guān)S2，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片使電流表的示數(shù)為0.2A；③閉合開關(guān)S2，斷開開關(guān)S1，滑片位置不變，記下電流表的示數(shù)為I2＝0.5A；④小燈泡正常發(fā)光時(shí)的阻值為18Ω。【解析】（1）由實(shí)物圖如圖甲所示，電源由兩節(jié)干電池串聯(lián)，電源電壓為3V，故電壓表選用小量程并聯(lián)在電阻Rx兩端，如下圖所示：；（2）為了保護(hù)電路，閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)滑到阻值最大處，即最右端；電流表有示數(shù)，且移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí)，電流表的示數(shù)發(fā)生變化，說明電路是通路，電壓表無示數(shù)，說明電壓表并聯(lián)的支路可能短路，即電阻Rx短路，或電壓表短路，或電壓表斷路；（3）排除故障后，某次實(shí)驗(yàn)中，移動(dòng)滑片使電壓表示數(shù)為2.4V，此時(shí)電流表的指針位置如圖乙所示，電流表選用小量程，分度值0.02A，其示數(shù)為0.16A，Rx的阻值為：Rx=UxIx（4）①閉合開關(guān)S2，斷開開關(guān)S1，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片使其連入阻值為最大，此時(shí)電路為滑動(dòng)變阻器的簡單電路，此時(shí)R＝50Ω，并記下電流表的示數(shù)為I1＝0.12A，根據(jù)歐姆定律可得電源電壓為U＝I1R＝0.12A×50Ω＝6V；②閉合開關(guān)S1，斷開開關(guān)S2，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片使電流表的示效為0.2A，燈泡正常發(fā)光；③閉合開關(guān)S2，斷開開關(guān)S1，保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變，記下電流表的示效為I2＝0.5A；④在②中，此時(shí)變阻器左邊電阻絲與燈串聯(lián)，電流表測電路中的電流，根據(jù)電阻的串聯(lián)及歐姆定律有：R左+RL=UIL，即R左+RL=6V0.2A=在③中，此時(shí)電路為滑動(dòng)變阻器左邊電阻絲的簡單電路，根據(jù)歐姆定律有：R左=UI2，即R左=6V0.5A=將②代入①得燈正常發(fā)光時(shí)的電阻為RL＝18Ω?！敬鸢浮浚?）如上圖所示；（2）右；電阻Rx短路（或電壓表短路，或電壓表斷路）；（3）0.16；15；（4）②閉合開關(guān)S1，斷開開關(guān)S2；③不變；④18?！痉治觥浚?）根據(jù)實(shí)物圖電源電壓確定電壓表量程，將電壓表并聯(lián)在電阻Rx兩端；（2）為了保護(hù)電路，閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)滑到阻值最大處；電流表有示數(shù)，且移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí)，電流表的示數(shù)發(fā)生變化，說明電路是通路，根據(jù)電壓表無示數(shù)，分析故障可能的原因；（3）根據(jù)電流表選用量程確定分度值讀數(shù)；根據(jù)R=UI算出R（4）在沒有電壓表的情況下，根據(jù)電阻的串聯(lián)及歐姆定律求出電路總電阻和變阻器接入電路的電阻大小，再求出燈正常發(fā)光時(shí)的電阻大小?！纠?】小明在測量未知電阻R的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)電路并進(jìn)行了連接，如圖甲所示。（1）連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)，圖甲是小明連接的電路，其中有一條導(dǎo)線連接錯(cuò)誤，請(qǐng)?jiān)谠搶?dǎo)線上打“×”并畫出正確連線；（2）改正錯(cuò)誤后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到最左（選填“左”或“右”）端。小明閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)幾乎為0，電壓表的示數(shù)接近3V，則電路故障可能是電阻R斷路；（3）排除故障后，閉合開關(guān)S，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，當(dāng)電壓表示數(shù)為2.4V，電流表示數(shù)如圖乙所示為0.3A，則未知電阻R＝8Ω；（4）小明直接把圖甲的電阻R，換成小燈泡L，測量小燈泡的電阻；圖丙是小明兩次實(shí)驗(yàn)繪制的I﹣U圖像，其中表示小燈泡的是圖像a（選填“a”或“b”）；分析圖像可知隨著電壓的增大，小燈泡L的阻值變大（選填“變大”、“變小”或“不變”）?！窘馕觥浚?）為了保護(hù)電路，連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)；圖甲中，R和電壓表被短路了，R應(yīng)與變阻器串聯(lián)，電壓表與電阻R并聯(lián)，如下圖所示：；（2）為了保護(hù)電路，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到阻值最大處，即最左端；小明閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)幾乎為0，說明電路可能斷路；電壓表的示數(shù)接近3V，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯(lián)的支路斷路了，即可能是電阻R斷路；（3）排除故障后，閉合開關(guān)S，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，當(dāng)電壓表示數(shù)為2.4V，電流表示數(shù)如圖乙所示，電流表選用小量程，分度值0.02A，其示數(shù)為0.3A，未知電阻R的阻值為：R=UI=2.4V（4）小燈泡的電阻受溫度的影響，隨著溫度的升高而增大，不是一個(gè)定值，如圖丙所示，表示小燈泡的I﹣U圖象是圖象a；由U﹣I圖象可知，隨電壓U的增大，通過燈泡的電流I增大，但ΔU＞ΔI，根據(jù)R=U【答案】（1）斷開；如上圖所示；（2）左；電阻R斷路；（3）0.3；8；（4）a；變大?！痉治觥浚?）為了保護(hù)電路，連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)；圖甲中，R和電壓表被短路了，R應(yīng)與變阻器串聯(lián)，電壓表與電阻R并聯(lián)；（2）為了保護(hù)電路，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到阻值最大處；電流表示數(shù)幾乎為0，說明電路可能斷路；電壓表的示數(shù)接近3V，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯(lián)的支路斷路了；（3）根據(jù)電流表選用量程確定分度值讀數(shù)；根據(jù)R=UI算出未知電阻（4）小燈泡的電阻受溫度的影響，隨著溫度的升高而增大，不是一個(gè)定值，據(jù)此判斷小燈泡的I﹣U圖象；接著根據(jù)燈絲的電阻隨溫度的升高而增大的特點(diǎn)進(jìn)行分析?！纠?】小亮想利用一塊電壓表和阻值已知的電阻R0測量電阻Rx的阻值。他選擇了滿足實(shí)驗(yàn)要求的器材，連接了如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路，但小亮檢查發(fā)現(xiàn)，此電路無法達(dá)成實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，只要改接一條導(dǎo)線就可以順利進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（1）請(qǐng)你在連接有問題的導(dǎo)線上打“×”，并用筆畫線代替導(dǎo)線，只改接一條導(dǎo)線，使電路連接正確；（2）小亮利用改接好的電路，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：①閉合開關(guān)S和S1，斷開開關(guān)S2，記錄電壓表的示數(shù)U1；②斷開開關(guān)S1，閉合開關(guān)S和S2，記錄電壓表的示數(shù)U2。（3）請(qǐng)你用U1、U2和R0寫出RX的表達(dá)式，Rx＝U1R【解析】（1）由電路圖可知，兩電阻串聯(lián)接入電路，通過開關(guān)的斷開和閉合電壓表需測出電源電壓和待測電阻兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律計(jì)算定值電阻電路電壓，根據(jù)歐姆定律計(jì)算通過電路的電流，進(jìn)一步計(jì)算待測電阻的阻值，所以電壓表的負(fù)極接線柱應(yīng)改接開關(guān)S1的右端，如圖；（3）①閉合開關(guān)S和S1，斷開開關(guān)S2，電壓表測待測電阻兩端的電壓，記錄電壓表的示數(shù)U1，②斷開開關(guān)S1，閉合開關(guān)S和S2，電壓表測電源電壓，記錄電壓表的示數(shù)U2，串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和，所以定值電阻兩端的電壓：U0＝U2﹣U1，根據(jù)歐姆定律可得通過電路的電流：I=U則待測電阻的阻值：Rx=U【答案】（1）如圖；（3）U1【分析】（1）由電路圖可知，兩電阻串聯(lián)接入電路，通過開關(guān)的斷開和閉合電壓表需測出電源電壓和待測電阻兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律計(jì)算定值電阻電路電壓，根據(jù)歐姆定律計(jì)算通過電路的電流，進(jìn)一步計(jì)算待測電阻的阻值，所以電壓表的負(fù)極接線柱應(yīng)改接開關(guān)S1的右端；（3）閉合開關(guān)S和S1，斷開開關(guān)S2，電壓表測待測電阻兩端的電壓，斷開開關(guān)S1，閉合開關(guān)S和S2，電壓表測電源電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律計(jì)算定值電阻兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律計(jì)算通過電路的電流，進(jìn)一步計(jì)算待測電阻的阻值?！纠?】實(shí)驗(yàn)室要測量一只未知阻值Rx的阻值，提供的器材有：由兩節(jié)干電池串聯(lián)成的電源，學(xué)生用電流表（0～0.6A，0～3A）一只，學(xué)生用電壓表（0～3V，0～15V）一只，阻值變化范圍合適的滑動(dòng)變阻器R一只，電阻箱R0（0﹣9999Ω5A）一只，開關(guān)和導(dǎo)線若干。小明、小華、小虎、小芳分別設(shè)計(jì)了如圖中甲、乙、丙、丁4種電路。（1）小明設(shè)計(jì)如圖甲所示的方案，依據(jù)的原理是R=UI（2）若Rx的阻值約為400Ω，甲、乙、丙、丁4種電路能測出Rx的實(shí)驗(yàn)方案是C；A.甲和乙B.乙和丙C.丙和丁D.甲、乙、丙、丁均可（3）如圖丙所示為小虎設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，請(qǐng)你幫他補(bǔ)完實(shí)驗(yàn)操作步驟：①按照電路圖連接好電路后，閉合開關(guān)，將電阻箱阻值調(diào)至某一值，記下此時(shí)電阻箱連入電路中的電阻R0和電壓表示數(shù)U1；②將電阻箱阻值調(diào)為0Ω，記下此時(shí)電壓表示數(shù)U；③待測電阻Rx的表達(dá)式為：Rx＝U1U?U1【解析】（1）如圖甲所示的方案，電壓表測電阻的電壓，電流表測電阻的電流，依據(jù)的原理為：R=U（2）電源由兩節(jié)干電池串聯(lián)，故電源電壓為3V，因Rx的阻值約為400Ω，由歐姆定律，故電路中的最大電流：I大=UR小=3V丙中，使電阻箱連入電路中的電阻為350Ω，記下電壓表的示數(shù)UV，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的可得出待測電阻的電壓，根據(jù)分壓原理，由歐姆定律可求出待測電阻的大小，丙可行；丁中，由題意，阻值變化范圍合適的滑動(dòng)變阻器R一只，將S擲于1，移動(dòng)變阻器使電壓表示數(shù)為1V，再將S擲于2，保持變阻器滑片位置不動(dòng)，調(diào)節(jié)電阻箱連入電路中的電阻，使電壓表示數(shù)不變，根據(jù)等效替代法，則此時(shí)電阻箱連入電路中的電阻大小即為待測電阻的大小，丁可行；故選C；（3）①按照電路圖連接好電路后，閉合開關(guān)，將電阻箱阻值調(diào)至某一值，記下此時(shí)電阻箱連入電路中的電阻R0和電壓表示數(shù)U1；②將電阻箱阻值調(diào)為0Ω，記下電壓表示數(shù)U；③在②中，電壓表測電源電壓U；在①中電阻箱與待測電阻串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，電阻箱的電壓為：U0＝U﹣U1，由歐姆定律，電路的電流：I=U由串聯(lián)電路電流的規(guī)律和歐姆定律，待測電阻Rx的表達(dá)式為：Rx=U1I【答案】（1）R=UI；（2）C；（3）②電阻箱阻值調(diào)為0Ω；③U1【分析】（1）伏安法測電阻的原理為：R=U（2）由電源由兩節(jié)干電池串聯(lián)可知電源電壓為3V，因Rx的阻值約為400Ω，由歐姆定律可求出故電路中的最大電流，確定電路中的電流表不能測量電流；丙中，根據(jù)分壓原理，當(dāng)兩電阻大小相近時(shí)，兩電阻的電壓也相近，可使電阻箱連入電路中的電阻為350Ω，記下電壓表的示數(shù)UV，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的可得出待測電阻的電壓，根據(jù)分壓原理可求出待測電阻的大?。欢≈锌筛鶕?jù)等效替代法求出待測電阻的大??；（3）通過開關(guān)的轉(zhuǎn)換分別測量出將電阻箱阻值調(diào)至某一值時(shí)電壓表示數(shù)和將電阻箱阻值調(diào)為0Ω電壓表示數(shù)U（即電源電壓），根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和歐姆定律，可得出待測電阻Rx的表達(dá)式?！?/p>