第17.3讲 电阻的测量【教材为纲·探题源】-2024年中考物理一轮复习讲义

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知识点1：电阻的测量
本章第2 节图17.2-1 所示的电路就可以测量电阻，对于这样测量电阻的方法，有时又简称为“伏安法”测电阻。
为了减小误差，实际测量中要改变待测电阻两端的电压，多次测量电压及电流的值，根据每次电压及电流的值算出电阻，最后求出电阻的平均值。在伏安法测电阻中，用滑动变阻器来改变待测电阻两端的电压。

实验中要注意以下两点。
1. 滑动变阻器常用来改变电流及电压的值。调整变阻器之前要先想好，朝哪个方向移动滑片时电路中的电流变大，闭合开关之前应该先调整变阻器的滑片，使电路中的电流在开始测量时最小。
2. 电压表和电流表要注意选择适当的量程。
【典例探究1】用“伏安法测电阻”的实验中，丹丹分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象，处理实验数据时，分别画出了U﹣I的图像，如图所示。对于图像的分析，以下说法错误的是（ ）
A．图甲是定值电阻的U﹣I图像，图乙是小灯泡的U﹣I图像
B．由图像可知，通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压成正比
C．由图乙及实验现象可知小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大
D．应该用多次测量的方法，计算小灯泡电阻的平均值，以减小误差
【答案】D
【解析】A．根据图甲可知，电压与电流成正比，因此该电阻为定值电阻，所以图甲是定值电阻的U﹣I图像，则图乙是灯泡的U﹣I图像，故A正确；
B．由图像甲可知，通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压成正比，故B正确；
C．由乙图可知，电流与电压不成正比，如下所示，且电压变化比电流变化快，
由欧姆定律可知灯泡电阻逐渐增大，灯泡电压和电流越大，根据P＝UI可知灯的实际功率越大，灯丝的温度越高，由此可知，小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大，故C正确；
D．灯泡的电阻随温度的变化而变化，不能取多次测量的平均值减小误差，故D错误。
故选D。
【典例探究2】在“测量小灯泡电阻”的实验中，小亮设计了如图甲所示的电路，电源电压恒为3V，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）请你用笔画线代替导线将图甲所示的电路连接完整。（要求：滑动变阻器滑片向左移动时小灯泡变亮，且导线不交叉）
（2）连接好电路后，闭合开关，小亮移动滑片，发现小灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数，则故障原因可能是 小灯泡短路 （选填“小灯泡短路”或“小灯泡断路”）。
（3）排除故障后，移动滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示，是 1.8 V，要测量小灯泡正常发光时的电流，应将图甲中滑动变阻器的滑片向 左 （选填“左”或“右”）移动。
（4）小亮根据测得的数据绘制了小灯泡的I﹣U图象如图丙所示，小灯泡正常发光时的电阻是 5Ω 。
【解题思路】（1）电压表应与灯泡并联，同时滑动变阻器应串联入电路中，滑片P向左移动时灯泡变亮，由此确定其接线情况；
（2）逐一分析可能的故障情况，找出符合题意的答案；
（3）根据电压表选用小量程确定分度值读数；灯在额定电压下正常发光，比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路电压的规律及分压原理确滑片移动的方向；
（4）根据绘制的图丙所示图像可知灯在额定电压下的电流，由欧姆定律求出小灯泡正常发光时的电阻。
【答案】（1）见上图；（2）小灯泡短路；（3）1.8；左；（4）5Ω
【解析】（1）测量小灯泡电阻的实验中，电压表应与灯泡并联；滑动变阻器应“一上一下”串联接入电路中，由题知，滑片向左移动时灯泡变亮，说明电路中电流变大，变阻器连入阻值变小，故应将其左下接线柱接入电路中，如图所示：
；
（2）若小灯泡短路，灯泡不亮，电压表没有示数，电路为通路，电流表有示数，符合题意；若小灯泡断路，电流表没有示数，电压表串联在电路中测电源电压，电压表有示数，不符合题意，因此故障原因可能是小灯泡短路；
（3）按照要求正确组装电路，闭合开关。移动滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值为0.1V，读数为1.8V；灯在额定电压下正常发光，1.8V小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，应将图甲中滑动变阻器的滑片向左端移动，使电压表的示数为2.5V；
（4）根据绘制的图丙所示图像知，灯在额定电压下的电流为0.5A，由欧姆定律可知小灯泡正常发光时的电阻为：
【典例探究3】小伟在做“用伏安法测量某定值电阻R阻值”的实验中，根据电路图连接了如图甲所示电路。
（1）本实验的原理是 。
（2）连接电路过程中，开关必须 断开 。
（3）连接好电路进行实验，当电压表的示数为2.4V，电流表的示数如图乙所示，则通过定值电阻R的电流大小为 0.3 A，定值电阻R的阻值是 8 Ω。
（4）请你为本次实验需要记录和测量的物理量设计一个数据记录表格。
【解题思路】（1）本实验的原理是；
（2）为了保护电路，连接电路过程中，开关必须断开；
（3）根据电流表选用量程确定分度值读数，利用求出定值电阻R的阻值；
（4）根据实验原理，要测量电阻的电压和电流，为减小误差，要多次测量取平均值作为测量结果，据此设计记录表格。
【答案】（1）；（2）断开；（3）0.3；8；（4）见解答内容
【解析】（1）在伏安法测量某定值电阻R阻值的实验中，用电压表测定值电阻两端的电压，用电流表测通过定值电阻的电流，利用求出定值电阻的阻值，故本实验的原理是；
（2）为了保护电路，连接电路过程中，开关必须断开；
（3）连接好电路进行实验，当电压表的示数为2.4V，电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.3A，则定值电阻R的阻值为
（4）根据实验原理，要测量电阻的电压和电流，为减小误差，要多次测量取平均值作为测量结果，实验数据记录表格如下所示
【归纳总结】1．对比测定值电阻和小灯泡电阻的异同
2．特殊法测电阻
一、多选题
1．（2023·山东济南·统考中考真题）在“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验中，关于四位同学遇到的一些问题，下列说法正确的是（ ）
A．小刚连接完电路的最后一根导线小灯泡就亮了，是因为他连接电路时开关是闭合的
B．小强连接完电路闭合开关后小灯泡不亮，可能是因为滑动变阻器的阻值调到了最大
C．小梅要判断小灯泡是否正常发光，应在调节滑动变阻器的同时仔细观察小灯泡亮度
D．小丽发现小灯泡在不同电压下测得的电阻值均不相同，有可能是由测量误差导致的
2．（2023·天津·统考中考真题）如图所示的“电阻测量盒”，内有电源（电压不变且未知）、阻值已知的定值电阻、开关和电流表，并引出两根导线到盒外。将盒外的两根导线分别与待测电阻的两端相连，根据开关闭合、断开时电流表的示数，可以算出的阻值。设计的盒内电路图，其中符合要求的是（ ）

A． B．
C． D．
二、单选题
3．（2023·宁夏·统考中考真题）如图是“测量小灯泡电阻”的实验电路图，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，下列选项正确的是（ ）

A．电压表示数变小，电流表示数变大，灯丝的电阻变小
B．电压表示数变大，电流表示数变小，灯丝的电阻不变
C．电压表示数变大，电流表示数变大，灯丝的电阻变大
D．电压表示数变小，电流表示数变小，灯丝的电阻变大
三、实验题
4．（2023·河北·统考中考真题）在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中，小明把电源、定值电阻、滑动变阻器、电压表、电流表和开关连成电路进行实验。
（1）图甲是小明连接的部分电路，请你用笔画线代替导线将电路补充完整 ；

表一
（2）连接好电路后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，电压表和电流表的指针都不偏转。图中a为电源的正极，b、c分别为滑动变阻器上电阻丝右侧的接线柱和金属杆右端的接线柱，用一条导线的两端分别连接a和b、a和c进行检测，结果如表一所示。发生故障的元件是 ；
（3）排除故障后进行实验。某次实验时，电压表的示数如图乙所示，示数为 V。移动滑动变阻器的滑片，记录多组数据填入表二；
（4）小明根据表二中的数据画出图像，如图丙所示。从图像可以看出，第 （选填数据序号）组数据明显是错误的，分析时需要把它剔除掉；

表二
根据以上数据，小明得出结论：电阻两端的电压与通过电阻的电流之比为定值；
（5）小红按图丁连接电路，测量并记录几组电压和电流值，如表三所示，其中R1=10Ω、R2=5Ω，U1、U2、I分别表示电压表V1、V2和电流表A的示数。

表三
小红在与小明的交流中，发现用图像法处理数据可以更直观地看出两个量之间的变化关系，于是她也利用表三中的数据在坐标系中画出了三条直线①②③，如图戊所示，其中 是由表三中的I和U2的数据画出的。小明认为小红的实验相当于探究了三个定值电阻的电流与电压的关系，证据更充分。交流评估后得出结论：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
【拓展】某小灯泡L的额定电流是I0，但额定电压的标识模糊不清，为测定L正常发光时的电阻，小明设计了如图所示的电路，其中定值电阻R0和滑动变阻器的最大阻值R已知，但电源电压未知。为保证电路安全，滑动变阻器均不能调到最小阻值。实验时各电路中的小灯泡L都能调至正常发光。以下电路中，能够达到目的的有 。

5．（2023·辽宁抚顺·统考中考真题）小硕同学使用可调电压的电源，四个定值电阻（阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、25Ω）、电压表、电流表、标有“20Ω 1A”的滑动变阻器、开关、导线等器材探究“电流和电阻的关系”。

（1）小硕连接如图甲所示电路，检查电路发现有一条导线连接错误，请在图甲中错误导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确。( )
（2）改正电路，闭合开关前将滑动变阻器滑片滑至最 （填“左”或“右”）端。闭合开关，发现电流表有示数，电压表无示数，可能是定值电阻发生 （填“断路”或“短路”）。
（3）排除故障后，当接入5Ω定值电阻时，调节滑动变阻器的滑片到某位置，电流表的示数如图乙所示为 A．依次更换定值电阻进行实验，当接入20Ω电阻时，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持 V不变，滑动变阻器恰好达到最大阻值，则可知电源电压为 V。
（4）将20Ω的电阻更换成25Ω的电阻时，为完成实验，应该将电源电压调 （填“大”或“小”），使电压表示数恢复到控制电压。通过分析实验数据得出结论：在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 比。
（5）小硕在完成上述实验后，想测量小灯泡两端电压为U0(U0