三轮复习冲刺2020年中考物理重要考点突破专题11伏安法实验含解析

三轮复习冲刺2020年中考物理重要考点突破专题11伏安法实验含解析

专题11 伏安法实验 一、伏安法 ‎1、电路图：‎ ‎2、实验步骤：‎ 闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，此时注意观察电压表的示数，当电压表的示数等于小灯泡的额定电压时，停止滑动，并记下电流表的示数．‎ ‎3、表达式 二、伏阻法（R0为已知定值电阻）‎ 器材特点 已知U额 已知I额 电路图 实验步骤 ‎①闭合S、S1，移动滑动变阻器滑片，使电压表的读数为U额；‎ ‎②断开S1，闭合S2，保持滑片位置不变，读出电压表的示数为U1‎ ‎①闭合S、S1，移动滑动变阻器滑片，使电压表的读数为I额R0；‎ ‎②断开S1，闭合S2，保持滑片位置不变，读出电压表的示数为U1‎ 表达式 21‎ 三、安阻法（R0为已知定值电阻）‎ 器材特点 已知U额 已知I额 电路图 实验步骤 ‎①闭合S、S2，移动滑动变阻器滑片，使电流表的读数为；‎ ‎②断开S2，闭合S1，保持滑片位置不变，读出电流表的示数为I1‎ ‎①闭合S、S2，移动滑动变阻器滑片，使电流表的读数为I额；‎ ‎②断开S2，闭合S1，保持滑片位置不变，读出电流表的示数为I1‎ 表达式 类型一　测量小灯泡的电功率 ‎1. 小华同学在“测量小灯泡的电功率”的实验中，所用电源电压恒为3 V，小灯泡上标有“2.5 V”字样．‎ 第1题图 ‎（1）请用画线代替导线，将图中的实物电路图连接完整．‎ ‎（2）在连接电路时，开关始终是______（选填“断开”或“闭合”）的，在闭合开关前，应将滑片变阻器的滑片移到最______（选填“右”或“左”）端．‎ 21‎ ‎（3）闭合开关后小华进行了4次实验，并将有关数据和现象记录在如下的表格中.‎ ‎　　‎ 次数　‎ 物理量 电压U/V 电流I/A 实际电功率P/W 发光情况 ‎1‎ ‎0.5‎ ‎0.10‎ ‎0.05‎ 不亮 ‎2‎ ‎1.5‎ ‎0.20‎ ‎0.30‎ 偏暗 ‎3‎ ‎2.5‎ ‎0.30‎ 明亮 ‎4‎ ‎2.8‎ ‎0.32‎ ‎0.896‎ 很亮 表中第1次实验小灯泡不亮的原因是灯泡实际功率________（选填“太大”或“太小”）．‎ ‎（4）分析上表中数据可知该小灯泡的额定功率为________W，实验得出的结论是：小灯泡的实际功率________，灯泡越亮．‎ ‎【答案】（1）如答图所示　（2）断开　左　（3）太小　（4）0.75　越大 第1题答图 ‎【解析】（1）滑动变阻器与小灯泡串联，按“一上一下”的方法接线，所以只需要把滑动变阻器上面的任意一个接线柱和小灯泡右端接线柱用导线相连即可．如答图所示；（2）在连接电路时开关要断开，在闭合开关前，要将滑动变阻器的滑片滑到阻值最大处，即最左端；（3）第一次实验中，小灯泡两端的电压和通过它的电流都很小，由P＝UI可知电功率很小，所以不亮；（4）由表格数据可得，当小灯泡两端的电压为额定电压2.5 V时，通过小灯泡的电流是0.30 A，所以小灯泡的额定功率是P＝UI＝2.5 V×0.30 A＝0.75 W．由表格数据可以看出，小灯泡的实际功率越大，灯泡越亮．‎ ‎2. 在伏安法“测定小灯泡的电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材，其中电源电压为6 V，小灯泡额定电压为2.5 V（灯丝电阻约为12 Ω）．‎ 21‎ 第2题图 ‎（1）连接电路时，开关应断开，闭合开关前，应将图甲中所示的滑动变阻器的滑片滑到________端（选填“A”或“B”）．‎ ‎（2）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无示数，则故障原因可能是____________．‎ ‎（3）排除故障后，闭合开关，移动滑片，发现电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑片向________（选填“A”或“B”）端移动．‎ ‎（4）小灯泡的电流随它两端电压变化关系如图丙，分析图像可知：‎ ‎①小灯泡额定功率是________W.‎ ‎②小灯泡灯丝电阻是变化的．灯丝电阻变化的原因是____________________________．‎ ‎【答案】（1）A　（2）小灯泡断路　（3）B　（4）①0.5　②灯丝的温度发生了改变　‎ ‎【解析】（1）连接电路时，闭合开关前应将滑动变阻器滑片滑到阻值最大处，由题图可以看出滑片在A端时，滑动变阻器连入电路中的电阻最大；（2）电流表无示数，说明电路中断路，电压表有示数，说明从电压表的正负两接线柱到电源的正负两极，不会出现断路，则故障只能出现在小灯泡上，故原因可能是小灯泡断路；（3）由题图可以看出，此时小灯泡两端的电压为2.2 V，因小灯泡的额定电压为2.5 V，故应移动滑片使小灯泡两端的电压变大，由串联电路电压规律可知，滑动变阻器电阻变小，滑动变阻器分得的电压变小，小灯泡的电压才能变大，则应使滑动变阻器电阻变小，应使滑片向B端移动；（4）①小灯泡的额定电压为2.5 V，由丙图可以看出当小灯泡两端电压为2.5 V时，电路中的电流为0.2 A，此时小灯泡的功率为P＝UI＝2.5 V×0.2 A＝0.5 W；②因灯丝的电阻与温度有关，电压增大时灯丝的温度发生了变化，故灯丝电阻变化的原因是灯丝的温度发生了改变．‎ ‎3. 小红做“测量小灯泡电功率”实验，实验室有如下器材：电源（电压恒为6 V）、小灯泡（额定电压为2.5 V，灯丝电阻约为10 Ω）、电流表、电压表、开关各一个、规格分别为R1“10 Ω　1 A”和R2“ 50 Ω　0.5 A”的滑动变阻器各一个、导线若干．‎ 21‎ 第3题图 ‎（1）小红设计了图甲所示的电路，她应选用规格为________（选填“R1”或“R2”）的滑动变阻器，该实验中滑动变阻器的主要作用是____________．‎ ‎（2）正确连接电路后，闭合开关，若小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，原因是________；若小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，原因是________．‎ ‎（3）排除故障后，移动滑动变阻器滑片在不同位置，小灯泡U－I图像如图乙所示，小灯泡的额定功率为________W.‎ ‎（4）由图乙发现灯泡电阻是变化的，影响其变化的主要因素是________．‎ ‎（5）在没有电压表、只有电流表的情况下，小红增加了一只10 Ω的定值电阻R并利用原有器材，也测出了额定电压为2.5 V小灯泡的额定功率．步骤如下：‎ ‎①按照如图丙所示的电路图正确连接实物电路；‎ ‎②闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电流表示数为________A时，灯泡正常发光；‎ ‎③断开开关，保持____________不变，将电流表改接在灯泡所在支路中，再闭合开关，读出电流表示数I1；‎ ‎④小灯泡额定功率的表达式为P额＝________．‎ ‎【答案】（1）R2　改变灯泡两端的电压　（2）灯泡短路或电压表短路　灯泡断路　（3）0.625　（4）灯丝的温度　（5）② 0.25　③滑片的位置　④ 2.5 V·I1‎ ‎【解析】（1）根据串联电路的分压特点＝，可得R＝14 Ω，所以选用变阻器R2，该电路中滑动变阻器的作用是改变灯泡两端的电压；（2）灯泡不亮，但电流表有示数，说明灯泡发生了短路，或电压表发生短路；若电流表无示数，且灯泡不亮，电路一定发生了断路，而电压表有示数，一定是灯泡断路；（3）P＝UI＝2.5 V×0.25 A＝0.625 W；（4）影响导体电阻大小的因素有：材料、长度、横截面积、温度，这里是温度影响灯丝的电阻；（5）②图丙灯泡L和R并联，要想让小灯泡正常发光，它两端的电压为2.5 V，则电流表的示数I＝＝＝0.25 A；③断开开关，保持滑片位置不变，将电流表改接在灯泡所在的支路，闭合开关，读出示数I1，I1为灯泡的额定电流；④小灯泡的额定功率表达式P额 21‎ ‎＝2.5 V·I1‎ ‎4. 实验室购买了一批规格为“2.5 V　0.8 W”的小灯泡，小明同学利用其中一只小灯泡做测量电功率的实验，他设计了如图甲所示的电路图．实验中各元件完好，电源电压保持不变．‎ 第4题图 ‎（1）请你用笔画线代替导线，将图乙所示的实物电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变暗，连接导线不能交叉）．‎ ‎（2）小明调节滑动变阻器的滑片得到了三组电压和电流的数据，填入他自己设计的表格.‎ 次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 平均电功率P′/W ‎1‎ ‎2‎ ‎0.34‎ ‎2‎ ‎2.5‎ ‎0.4‎ ‎3‎ ‎3‎ ‎0.44‎ Ⅰ.请指出这个表格设计不合理的地方____________．‎ Ⅱ.小明操作规范读数正确，根据表中数据，当小灯泡两端电压为2.5 V时，求得小灯泡的电功率为 ________ W，故小明认为该小灯泡不合格，他判断的理由是___________________________．‎ Ⅲ.假如生产这种小灯泡钨丝的粗细是一定的，则这个小灯泡不合格的原因是钨丝的长度________（选填“大于”或“小于”）合格产品小灯泡钨丝的长度．‎ ‎（3）小明还想探究电流与电阻的关系，于是将甲图中的小灯泡换成电阻，当电阻阻值是2 Ω时，电流表示数为1 A；要使电流表示数是0.5 A，应将2 Ω的电阻更换为①________ Ω的电阻；多次测量后作出的I－R图像是下图中的②________．‎ 21‎ ‎【答案】（1）如答图所示　（2）Ⅰ.表中设计了平均电功率　Ⅱ. 1　额定电压下小灯泡消耗的实际功率大于额定功率0.8 W　Ⅲ. 小于　（3）4　D 第4题答图 ‎【解析】（1）滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变暗，滑动变阻器阻值要变大，左边应选下面的接线柱；（2）Ⅰ.测功率，额定功率是在额定电压下的功率，只有一个，实际电压下的功率是实际功率，不能求功率的平均值；Ⅱ.额定电压下小灯泡消耗的功率P＝UI＝2.5 V×0.4 A＝1 W，大于灯泡标的额定功率0.8 W；Ⅲ.由P＝知，电压相等时，功率越大，电阻越小，钨丝粗细一定时，钨丝越短，电阻越小；（3）①R＝＝＝4 Ω②在电压一定时，电流跟电阻成反比，所以是D.‎ 类型二　特殊方法测电功率 ‎5. 如图甲所示是“测定小灯泡电功率”实验的装置图，电源电压为4 V且保持不变，小灯泡额定电压为2.5 V，阻值约为9 Ω，滑动变阻器标有“20 Ω　1 A”字样．‎ ‎（1）请用笔画线代替导线把图甲中的实物电路连接完整；‎ 第5题图 ‎（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片应调至________（选填“A”或“B”）端；‎ ‎（3）正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表、电压表指针均有偏转，则小灯泡不发光的原因是__________________________________；‎ ‎（4）实验中，电压表示数如图乙所示，要使小灯泡正常发光，应将滑片向________（选 21‎ 填“左”或“右”）移；‎ ‎（5）一实验小组的数据如下表所示：‎ 实验序号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ U/V ‎0.3‎ ‎1.5‎ ‎2.0‎ ‎2.5‎ ‎2.9‎ I/A ‎0.06‎ ‎0.20‎ ‎0.24‎ ‎0.28‎ ‎0.30‎ 老师在检查时，指出第________次实验的数据无法从实验中测得，理由是________________．该小灯泡的额定功率是________W.‎ ‎（6）另一实验小组在原有器材的基础上，不使用电流表，增加一个阻值已知、大小合适的定值电阻R0和若干开关、导线也能测出小灯泡的额定功率．请你在图丙的方框内画出该小组的实验电路图（要求：电路只连接一次并考虑灯丝电阻受温度变化的影响）．‎ ‎【答案】（1）如答图（1）所示　（2） B　（3）灯泡实际功率太小，滑动变阻器接入电路的阻值过大　（4）左　（5）1　滑动变阻器的阻值过小　0.7　（6）如答图（2）所示 第5题答图（1）‎ 第5题答图（2）‎ ‎【解析】（1）滑动变阻器要一上一下接线，则滑动变阻器的D端应与灯泡相连；（2）闭合开关前，滑动变阻器接入电路的阻值需要最大，所以滑片应该在B端；（3）电流表有示数，说明电路中有电流通过，即电路中无短路情况，电压表有示数，说明灯泡没有发生短路情况，此时灯泡不亮的原因就是滑动变阻器接入电路的阻值过大，电路中的电流过小，此时小灯泡的实际功率过小，小灯泡不发光；（4）图乙中电压表的示数小于灯泡的额定电压2.5 V，根据串联电路分压的原理，需将滑动变阻器的滑片向左移动，减小滑动变阻器接入电路的阻值；（5）小灯泡的电阻约为9 Ω，当滑动变阻器全部接入电路后阻值为20 Ω，此时电路的总阻值为29 Ω，根据欧姆定律可知电路中最小的电流为：I＝＝≈0.138 A，所以滑动变阻器的阻值过小，不能达到1数据中的电流；由表格数据可知，小灯泡在额定电压2.5 V时，通过小灯泡的电流为0.28 A，所以小灯泡的额定功率P额＝U额I额＝2.5 V×0.28 A＝0.7 W；（6）如答图（2）所示．‎ 21‎ ‎6. 在“测量小灯泡的功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5 V.‎ 第6题图 ‎（1）如图甲是小明测量小灯泡额定功率的实物电路图（不完整），请用笔画线代替导线将实物电路图连接完整．‎ ‎（2）闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片P应位于________（选填“A”或“B”）端．‎ ‎（3）连接好电路后，闭合开关，小明发现移动滑动变阻器滑片P，小灯泡不发光，电压表的示数为零．进一步观察并检查电路，发现电压表、电流表、导线及其连接均完好，针对电路中出现的小灯泡不发光的故障现象，他提出了如下猜想：①小灯泡短路；②小灯泡的灯丝断了；③滑动变阻器断路．根据故障现象，猜想________（填序号，下同）是错误的，如果观察到电流表有示数，则猜想________是正确的．‎ ‎（4）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P到某一位置，电压表示数如图乙所示，此时应将滑片P向________（选填“A”或“B”）端移到合适位置，读出电流表示数，即可算出小灯泡的额定功率．‎ ‎（5）小华打算增加一个阻值为10 Ω的定值电阻R0，只利用一只电表，通过简单操作（开并S接“a”、“b”各一次）来测量小灯泡的额定功率，图丙、丁是她设计的两种不同方案的电路图，则以下判断正确的是________（填字母）．　　　　　　　　　　　　　　　‎ 第6题图 A. 两种方案都能 B. 两种方案都不能 C. 丙方案能，丁方案不能 D. 丙方案不能，丁方案能 ‎【答案】（1）如答图所示 21‎ 第6题答图 ‎（2）B　　（3）②　①　　（4）A　　（5）B ‎【解析】（1）滑动变阻器上面一个接线柱与电流表负接线柱相连，灯泡的右接线柱与电源的负极相连；（2）滑动变阻器在闭合开关前应该位于最大值，B端是最大值位置；（3）闭合开关，移动滑动变阻器，小灯泡不亮，电压表示数为零，电压表、电流表、导线连接完好，那只能是开关或者滑动变阻器断路，或者小灯泡短路，如果小灯泡断路，电压表测电源电压，有示数，所以猜想②错误；如果电流表有示数，则说明电路是通路，而电压表无示数、灯泡不亮，只能说明灯泡短路；（4）此时电压表读数为1.4 V，而额定电压等于2.5 V，根据串联电路电压分配规律可知，要减小滑动变阻器的阻值，因此应将滑动变阻器滑片向A端移动；（5）要想测量出小灯泡的额定功率，必须知道小灯泡的额定电压和额定电流，丙图中无论开关在a还是b，都无法测出小灯泡的额定电流，所以不能完成实验；丁图中无论开关在a还是b，都无法测出小灯泡的额定电压，所以也不能完成实验，故选B.‎ ‎7. 在“测量小灯泡电功率”的实验中，小柳同学连接的电路如图甲所示，所用小灯泡额定电压为2.5 V，电源电压保持不变．‎ ‎　　　　丙 第7题图 ‎（1）连接电路时，开关应________（选填“闭合”或“断开”），应将滑片P放在变阻器的______（选填“A”或“B”）端，电压表应选用的量程是________（选填“0～3 V”或“0～15 V”）．‎ ‎（2）连接电路后，闭合开关，小柳发现电流表有示数，但小灯泡不亮，‎ 21‎ 电压表示数为零，故障的原因可能是____________________．（写出一种）‎ ‎（3）故障排除后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，当电流表示数如图乙所示时，小灯泡正常发光，此时电流表示数为________A，该灯泡的额定功率是________W.‎ ‎（4）小龙同学在测同样规格的小灯泡电功率时，发现电流表3 A的量程已损坏，只有0.6 A的量程可用．小龙查资料，知道电流表内部有电阻，电阻阻值很小，0.6 A量程所对应的内部电阻阻值约为0.1 Ω.为顺利完成实验，他设计了如图丙所示电路，想把电流表的量程临时改为1.2 A．图中ab是一根长20 cm的锰铜电阻丝，总阻值约为0.2 Ω，a端用一个夹子固定，另一个夹子可在ab间移动．‎ 实验室提供下列器材：‎ A. 锰铜电阻丝ab长20 cm，总阻值约为0.2 Ω B. 滑动变阻器（0～10 Ω）‎ C. 滑动变阻器（0～50 Ω）‎ D. 蓄电池电压24 V E. 开关一个，夹子两个，导线若干 ‎①小龙实验时应选择的滑动变阻器是________（填字母代号）．‎ ‎②小龙实验操作步骤如下：‎ Ⅰ.按照图丙连接电路，滑动变阻器的滑片放在电阻最大的位置，开关处于断开状态，同时断开锰铜电阻丝b端的夹子；‎ Ⅱ.闭合开关，__________________________，使电流表的示数为0.6 A；‎ Ⅲ.__________________________________________________________．这样电流表的量程就临时改为了1.2 A.‎ ‎【答案】（1）断开　B　0～3 V　（2）小灯泡短路（或电压表短路）‎ ‎（3）1　2.5　（4）①C　②Ⅱ调节滑动变阻器　　Ⅲ保持滑动变阻器阻值不变，在ab上移动b端的夹子，使电流表的示数为0.3 A（后两个要素缺一不可）‎ ‎【解析】（1）第一空：连接和改接电路时，为了防止因电路连接错误而损坏设备，要断开开关；第二空：闭合开关前，要把滑动变阻器的滑片滑到阻值最大端，滑片要滑到B端；第三空：小灯泡的额定电压是2.5 V，所以电压表的量程要选择0～3 V，测量精度更高；（2）电流表有示数说明不可能断路，但是小灯泡不亮而且电压表无示数说明和电压表并联的小灯泡短路；（3）电流表使用的是0～3 A量程，分度值0.1 A，读数为1 A；第二空：小灯泡在额定电压2.5 V时正常发光，此时电流为1 A，所以其额定功率是P＝UI＝2.5 V×1 A 21‎ ‎＝2.5 W；（4）把量程为0～0.6 A的电流表改装成量程为1.2 A的电流表，应该给电流表并联一根电阻丝，使电流表的指针满偏（读数为0.6 A）时通过电流表和电阻丝的总电流是1.2 A，也就是通过并联电阻丝的电流也是0.6 A，据此可得通过并联电阻丝的电流应该总和通过表头的电流相等．①经过电流表的最大电流为0.6 A，则电路中的总电阻不应小于R＝＝＝40 Ω，而电流表表头的电阻只有0.1 Ω，几乎可以忽略不计，因此所选的滑动变阻器电阻至少要40 Ω，所以应该选择阻值范围为0～50 Ω的变阻器；②实验时，先按照题图丙连接电路，接着闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为0.6 A；然后保持滑动变阻器滑片的位置不变，连上锰铜电阻丝的b端的夹子，并将夹子缓慢向左移动，直到电流表的示数变成0.3 A，此时并联的电阻丝刚好通过和表头相同的电流，所以通过它们的总电流刚好是通过表头电流的2倍，因此电流表量程可以提高到原来的2倍．‎ 类型三　测量定值电阻的阻值 ‎8. 小科同学用如图甲电路测导体电阻Rx；‎ ‎（1）请用笔画线代替两根导线，将电路连接完整（导线不能交叉）；‎ 第8题图 ‎（2）规范连接电路后闭合开关，调节滑动变阻器进行多次测量，并记录数据如下表，请根据图乙把表中所缺数据填写完整.‎ 实验序号 电压/V 电流/A ‎1‎ ‎1.5‎ ‎0.16‎ ‎2‎ ‎2.0‎ ‎________‎ ‎3‎ ‎2.5‎ ‎0.24‎ ‎（3）小科同学根据上表求出电压的平均值和电流的平均值，再运用欧姆定律求出电阻的平均值．请判断该方法是否可行，并说明理由．____________________．‎ ‎【答案】（1）如答图所示　（2）0.2　（3）不可行　运用欧姆定律时，公式中的U和I是指同一导体，同一时刻的电压和电流值 21‎ 第8题答图 ‎【解析】（1）电压表与电阻并联，电流表与电阻串联，滑动变阻器选择“一上一下”串联在电路中，开关串联在电路中．根据各元件连接方式，连接实物图，如答图所示．（2）由图可知电流表量程选取的是0～0.6 A，分度值为0.02 A，指针偏转的格数为10，所以此时电流表示数为I＝10×0.02 A＝0.2 A．（3）不可行，导体电阻在大小上等于其两端电压与通过其自身的电流的比值，导体电压、电流、电阻具有同时性．若三次测量的电压和电流求平均值后再计算电阻，这不符合电压、电流、电阻所具有的同时性．‎ ‎9. 利用图甲进行“测量未知电阻”的实验．‎ 第9题图 ‎　实验次数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ 电压U/V ‎1.5‎ ‎2.0‎ 电流I/A ‎0.30‎ ‎0.42‎ ‎0.50‎ 电阻Rx/Ω ‎5.0‎ ‎4.8‎ 电阻Rx的平均值/Ω ‎（1）连接电路时，应将开关________．‎ ‎（2）连接电路后，闭合开关，移动变阻器的滑片，电压表有示数，电流无示数，造成这一现象的原因可能是________（只填序号）．‎ A. Rx断路　　　B. Rx短路　　　C. 电流表断路 ‎（3）排除故障后，闭合开关，改变电阻Rx两端的电压，进行了三次测量．第三次实验中电压表示数如图乙所示，电压表读数为________V.‎ ‎（4）将实验数据填入下表并进行处理，三次所测电阻Rx的平均值为________Ω.‎ ‎（5）将电阻Rx换成小灯泡，重复上述实验，‎ 21‎ 发现几次实验测得的小灯泡的电阻相差比较大，原因可能是______________________．‎ ‎【答案】（1）断开　（2）A　（3）2.5　（4）4.93　（5）灯丝电阻会随温度的变化而变化　【解析】（1）连接电路时，可能出现连接错误，为了保护电路，开关应该是断开的；（2）闭合开关后，电流表无示数，说明电路中没有电流，电路中出现了断路，电压表有示数可以证明原因是待测电阻处出现了断路，使得电压表串联在电路中了；（3）从图乙中可知，电压表所用量程为0～3 V，每小格表示0.1 V，指针指在第25个刻度处，故电压表的示数为2.5 V；（4）由R＝计算出第三次测出的电阻为R1＝＝＝5 Ω，求出三次电阻的平均值为4.93 Ω；（5）由于灯丝的电阻会随温度的升高而增大，故所测得的几次电阻值相差也会比较大．‎ ‎10. 用电流表、电压表测电阻的实验：‎ ‎（1）该实验的原理为________；在连接电路的过程中，开关始终是________（选填“断开”或“闭合”）的；‎ ‎（2）根据下图所示实物连接情况，闭合开关，滑片P若在B端，导线的M端应接滑动变阻器的________（选填“A”或“B”）端；‎ ‎　‎ ‎　　　　第10题图 ‎（3）根据实物连接图在虚线框内画出电路图；‎ ‎（4）滑片P移动到某一位置时，电流表、电压表读数如图乙、丙所示，I＝________A，U＝________V，电阻R＝________Ω.‎ 第10题图 ‎【答案】（1）R＝　断开　（2）A 　（3）如答图所示　（4）0.5　 4　8‎ 21‎ 第10题答图 ‎【解析】（1）伏安法测电阻的原理为欧姆定律或R＝，利用电压表和电流表分别测出电压和电流，由上述公式计算出被测电阻的阻值；电路连接时，为了保护电路，开关应始终是断开的；（2）闭合开关前滑动变阻器接入电路的阻值应最大，说明滑片滑到B端时，变阻器连入电路的阻值最大，根据“远大近小”的原则，滑动变阻器的下接线柱应接在A端；（3）根据实物图的连接情况可以画出对应的电路图，注意可以先不画电压表，先按电路元件的顺序依次画出元件符号，组成串联电路，最后再将电压表并联在被测电阻两端；（4）从题图中可以看出，电流表的示数为0.5 A，电压表的示数为4 V，则电阻R＝＝＝8 Ω.‎ 类型四　测量小灯泡的电阻 ‎11. 在小明同学探究小灯泡的电阻是否固定不变的实验中，电路图如图所示，灯丝的电阻约为10 Ω，小灯泡的额定电压为2.5 V，电源电压恒为4 V.‎ 第11题图 ‎（1）请你用笔画线代替导线，按乙图的电路图把甲图中的实物图电路连接完整，使滑片P向右端移动时灯的亮度变暗．‎ ‎（2）闭合开关前，滑动变阻器连入电路的阻值为最大值的作用是________．‎ ‎（3）当电压表的示数为2.5 V时，电流表的示数如图丙所示，灯的额定电流为________A，此时灯丝的电阻为________ Ω（保留一位小数）．‎ 第11题图 21‎ ‎（4）调节滑片，记录电压表和电流表一系列读数，在丁图中绘制了小灯泡的U－I图像后，小明用一个定值电阻更换小灯泡，进行正确操作，记录电流表和电压表的一系列读数，在图丁中绘制定值电阻的U－I图像．在丁图中，能反映小灯泡电阻的图像是________（选填“a”或者“b”），由此可知，小灯泡的电阻与灯丝的________有关．‎ ‎【答案】（1）如答图所示　（2）保护电路　（3）0.26　 9.6　（4）b　温度 第11题答图 ‎【解析】（1）由于小灯泡的额定电压为2.5 V，所以电压表选用0～3 V的量程；由于滑动变阻器的接法遵循“一上一下”的接线原则，所以连接电源“－”接线柱的那端只能是A接线柱或B接线柱，要求滑片向右移动时灯泡变暗，说明滑动变阻器接入电路的电阻变大，所以只能接B端，连接的电路如答图所示；（2）闭合开关前，滑动变阻器连入电路的阻值为最大值，目的是起到保护电路的作用；（3）由图丙可知，灯泡的额定电流为0.26 A，此时灯泡的电阻为：R灯＝＝≈9.6 Ω；（4）由图丁可知，a图像中，电流与电压成正比，电阻阻值不变，是定值电阻图像，而b图像中，电流与电压不成正比，由于小灯泡的电阻受温度的影响，电阻值和温度有关，随温度的升高而增大，所以b图像是反映小灯泡电阻的图像．‎ ‎12. 小张在“伏安法”测小灯泡的电阻实验中，连接了如图甲所示的实物图．‎ ‎　　‎ 第12题图 ‎（1）闭合开关前，应向________端（选填“A”或“B”）调整滑动变阻器的滑片，使电路中的电流在开始测量时最小．‎ ‎（2）测量过程中，某一次的电流值如图乙所示，则电流值是________A．这时，灯丝突然烧断，则电压表的示数________（选填“变大”、“变小”或“不变”）．换相同规格的灯泡，重测的数据如下表，并给I－U图像如图丙的A所示．‎ 21‎ ‎（3）依据表格中的数据，小张求出小灯泡电阻的平均值，你同意这种做法吗？说出你的理由__________________________（作出判断并说出理由）．‎ 电压/V ‎0.5‎ ‎1.0‎ ‎1.5‎ ‎2.0‎ ‎2.5‎ ‎3.0‎ 电流/A ‎0.10‎ ‎0.16‎ ‎0.20‎ ‎0.23‎ ‎0.25‎ ‎0.27‎ 电阻/Ω ‎5.0‎ ‎6.3‎ ‎7.5‎ ‎8.7‎ ‎10.0‎ ‎11.1‎ 平均电阻/Ω ‎8.1‎ ‎（4）另外一组同学用相同的器材和电路图也做这实验时，由于接线错误，根据测量的数据绘出的I－U图像如图丙的B所示．你认为错误的原因可能是________________________．‎ ‎（5）“伏安法”测小灯泡电阻的实验装置还可以用来测量________的实验．‎ ‎【答案】（1）A　（2）0.26　变大　（3）不同意　　灯丝的电阻受温度影响，并非一个定值　（4）电压表接在了滑动变阻器两端　（5）小灯泡功率　【解析】（1）连接电路时，开关应断开，滑动变阻器滑片应放在A端，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大．（2）图乙中电流表选择的是0～0.6 A量程，分度值是0.02 A，因此读数为0.26 A；因为小灯泡的灯丝烧断后，电压表测量电源电压，所以电压表的示数变大．（3）因为灯丝的电阻与温度有关，而灯泡两端的电压越大，灯丝的温度越高，因此小灯泡在不同电压下工作时，小灯泡的灯丝温度不同，电阻也不相同，所以不能求灯泡电阻的平均值．（4）丙图中的B图像，随着电流的增大，电压减小，正好与A图像相反，符合滑动变阻器两端电压的变化规律，因此电压表接在了滑动变阻器两端．（5）利用本装置能测量电压和电流，还能求出电功率，所以还能完成测小灯泡功率实验．‎ 类型五　特殊方法测电阻 ‎13. 某课外科技小组设计了如图所示的电路来测量电源电压U和待测电阻Rx的值，已知滑动变阻器的最大阻值为20 Ω，其实验步骤如下：‎ 第13题图 ‎（1）这个小组的同学按电路图连接好电路后，将滑动变阻器的滑片P滑到最右端b点，闭合开关S1，断开开关S2，无论怎样移动滑片P，发现电压表有示数但始终保持不变，‎ 21‎ 电路故障的原因可能是____________________；（写出一种原因即可）‎ ‎（2）排除故障后，将滑动变阻器的滑片P滑到最右端的b点，闭合开关S1和S2，电压表的示数为3 V；再断开开关S2，此时电压表的示数为2.4 V，则电源电压U＝______V，待测电阻Rx＝______Ω；‎ ‎（3）保持S1闭合，S2断开，当滑片P恰好滑到滑动变阻器的中点时，电压表的示数应为________V，待测电阻Rx的电功率为________W.‎ ‎【答案】（1）滑动变阻器全接在下面两个接线柱（或滑动变阻器断路）‎ ‎（2）3　5　（3）2　0.2　【解析】（1）无论怎样移动滑片P，电压表的示数不变，说明滑动变阻器起不到改变电路中电阻的作用，即滑动变阻器全接在下面两个接线柱或滑动变阻器断路（电压表的示数近似于电源的电压）；（2）滑片P在最右端，滑动变阻器接入电路中的电阻达到最大，即20 Ω；闭合开关S1、S2，Rx被短路，只有滑动变阻器连入电路，电源的电压U＝UP＝3 V；再断开开关S2，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，UP′＝2.4 V，滑动变阻器和Rx串联，Rx两端的电压Ux＝U－UP′＝3 V－2.4 V＝0.6 V，电路中的电流I＝＝＝0.12 A，Rx＝＝＝5 Ω；（3）保持S1闭合，S2断开，滑动变阻器和Rx串联，当滑片P滑到滑动变阻器的中点，滑动变阻器接入电路中的电阻为R2＝＝10 Ω，电路中的电流I2＝＝＝0.2 A，电压表的示数U2＝I2R2＝0.2 A×10 Ω＝2 V，待测电阻Rx的电功率Px＝UxI2＝（U－U2）I2＝（3 V－2 V）×0.2 A＝0.2 W.‎ ‎14. 如图甲是用“伏安法”测量未知电阻Rx的实物电路图．‎ 第14题图 ‎（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整．‎ ‎（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到________处；闭合开关，发现电流表几乎无示数，电压表指针明显偏转，则出现的故障可能是Rx______．‎ ‎（3）排除故障后，闭合开关，当滑片移动到某位置时，电压表示数为2.4 V，电流表 21‎ 示数如图乙所示，其读数为______A，则未知电阻Rx＝______Ω.‎ ‎（4）若实验中电压表损坏，利用其他的原有器材也能测出未知电阻Rx的阻值，实验电路如图丙所示（滑动变阻器最大阻值为R0，电源电压未知且不变）．请将下列相关实验步骤补充完整：‎ ‎①闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到a端，记录电流表示数I1；‎ ‎②闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到______端，记录电流表示数I2；‎ ‎③写出待测电阻的表达式：Rx＝________（用已知量和测量量符号表示）．‎ ‎【答案】（1）如答图所示　（2）最大阻值　断路　（3）0.24　10　（4）b　 第14题答图 ‎【解析】（1）在利用“伏安法”测电阻的实验中，电流表应和滑动变阻器串联；根据“一上一下”的原则，应将滑动变阻器下面任意一个接线柱与电流表的“－”接线柱连接，如答图所示；（2）第一空：为保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处；第二空：电流表几乎无示数，说明电路中电流很小，电阻很大；电压表指针明显偏转，说明电压表两接线柱到电源两极间的电路是通路，故出现的故障为Rx断路；（3）电流表所选的量程为0～0.6 A，分度值为0.02 A，故其示数为0.24 A；第二空：未知电阻Rx＝＝＝10 Ω.（4）因缺少电压表，所以需利用两电阻并联时电压相等，间接求电压；步骤一：当滑动变阻器的滑片P移到a端时，Rx和滑动变阻器并联，此时滑动变阻器接入电路的阻值为其最大阻值R0，电流表测干路电流为I1；步骤二：当滑动变阻器的滑片P移到b端时，待测电阻被短路，电路为只有滑动变阻器的简单电路，且此时滑动变阻器接入电路的阻值为其最大阻值R0，电流表示数即为通过变阻器的电流I2，则电源电压U＝I2R0；‎ 分析计算：当滑动变阻器的滑片P在a端时，根据并联电路的电流特点可得：通过Rx的电流Ix＝I1－I2；Rx两端的电压Ux＝U＝I2R0；所以得Rx＝＝.‎ ‎【难点突破】：本题的难点在于第（4）问，用特殊方法测电阻．不管是“安阻法”，还 21‎ 是“伏阻法”，都是“伏安法”衍生出来的方法，其基本原理都是R＝.比如：在缺少电流表时，我们就无法直接测出通过待测电阻的电流，此时，我们就需要利用实验所给的其他器材，想办法得到待测电阻的电流．因此，该难点的突破方法为：抓住实验原理“不变”去解决变化莫测的此类问题．‎ 类型六　综合类伏安法实验 ‎15. 在“测定小灯泡正常发光时的电阻”的实验中，琪琪和航航设计的电路如图甲所示，电源电压恒为4.5 V，小灯泡的额定电压为2.5 V．琪琪的实验过程如下：‎ 第15题图 ‎（1）她调节滑动变阻器，发现当电压表的示数为2.5 V时，小灯泡不能正常发光，而航航发现了问题，于是继续向______（选填“左”或“右”）端调节滑动变阻器，使电压表的示数为______V时，小灯泡才正常发光．若此时通过小灯泡的电流如图乙所示，电流为______A，小灯泡正常发光的电阻为______Ω.‎ ‎（2）琪琪将导线cd的d端改接到小灯泡a端，重新测量小灯泡正常发光的电阻，闭合开关她发现电压表的指针________，原因是____________________．‎ ‎（3）她俩重新选择实验器材，不用电压表就测出了I额＝0.3 A的小灯泡的额定功率，设计的电路图如图丙所示，请你将下列实验步骤补充完整，并计算出小灯泡的额定功率（电源电压恒定且未知，滑动变阻器的最大阻值为30 Ω）．‎ ‎①将滑动变阻器的电阻调到最大，开关S闭合，S1________（选填“闭合”或“断开”），读出电流表的示数为0.2 A，则电源电压为________V；‎ ‎②开关S闭合，S1________（选填“闭合”或“断开”），调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数为________A时，小灯泡正常发光；‎ ‎③开关S、S1均闭合，滑动变阻器的滑片________，读出电流表的示数为0.4 A；‎ ‎④小灯泡额定功率P额＝________ W.‎ ‎【答案】（1）左　2　0.4　6.25　（2）反向偏转　电压表正负接线柱接反　（3）①闭合　6　②断开　0.3　③保持不动　④ 0.45‎ 21‎ 21‎