初中物理人教版九年级全册第3节 电阻精品达标测试

课时17.3 电阻的测量（帮课堂）（原卷版）

【学习目标】

1.知道伏安法测电阻的工作原理；

2.会利用伏安法测量导体电阻；

3.通过电阻的测量加强对欧姆定律的理解及应用；

4.进一步理解电阻的概念以及影响导体电阻大小的因素。

【知识导图】

【基础知识】

知识点一、伏安法测电阻

1.伏安法测电阻

（1）实验目的：用电流表和电压表测未知电阻的阻值

（2）实验原理：。对于一个未知电阻，用电压表测其两端电压U，用电流表测出通过未知电阻的电流I，应用欧姆定律，就可以求出其电阻值。这种测量方法称为“伏安法”。

（3）实验器材：电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、待测电阻和导线。

（4）设计实验：实验电路图和实物图如图甲、乙所示，其中滑动变阻器用来改变待测电阻两端电压和通过待测电阻的电流，多次测量电压和电流，求出每次的电阻值，最后求平均值。

甲                            乙

（5）实验步骤：

①按图甲所示电路图连接图乙中的实物电路；

②检查所连接的电路，确定无误后，将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处，以保护电路；

③利用试触法电流表和电压表的量程；

④闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，改变待测电阻两端的电压，并记下相应的电流值和电压值，填入实验表格中；

⑤断开开关，整理器材。

（6）实验数据处理：将每次测量的数据代入公式，分别求出每次的电阻值，最后计算其平均值。如下表所示：

2.实验注意事项

（1）在连接电路的过程中，接线应有序进行，按照电路图从电源正极出发，把干路上的各元件串联起来，然后把电压表并联在待测电阻的两端；

（2）连接实物图时，要将开关断开；

（3）实验前，要将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处，以保证电路安全，防止开关突然闭合时，产生瞬间电流过大而损坏电源或电表；

（4）可采用试触法确定电表的路程；

（5）电表的正、负接线柱不能接反；

（6）滑动变阻器应采用“一上一下”的连接方式；

（7）进行多次测量并计算电阻的平均值，可以减小误差。

3.器材选择原则

（1）滑动变阻器：所选滑动变阻器的最大阻值应接近待测电阻的阻值；

（2）电流表、电压表量程：在不超过量程的前提下，选用小量程测得的值要比选用大量程测得值准确，这是因为小量程的分度值小，准确的高。因此测量时，能用小量程就不要大量程。

4.滑动变阻器在实验中的作用

（1）保护电路；

（2）改变待测电阻两端电压，实现多次测量。

5.常见故障分析

在实验中出现故障后要先断开开关，再分析查找故障原因，常见的故障及其现象如下表所示：

【典例1】小明利用图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。

（1）实验原理是：___________；

（2）连接电路时，开关应处于___________（选填“断开”或“闭合”）状态；

（3）如图甲所示是小明连接的电路，其中有一根导线连接有误，请在该导线上打“×”，并在原图上画出正确的连线（导线不能交叉）；(      )

（4）改正错误后进行实验，实验前应将滑片P移到________端（选填“A”或“B”）；

（5）闭合开关，无论怎样移动滑片P，发现电流表有示数，电压表无示数，其原因可能是________。（填选项字母）

A．滑动变阻器断路       B．Rx断路       C．电压表连接处断路

（6）排除故障后，当电压表示数为2.1V时，电流表示数如图乙所示，则通过Rx的电流大小为_________A，它的阻值是______Ω；

（7）本实验要多次测量电阻值，最后求电阻的平均值，其目的是为了____________。

知识点二、测量电阻的其他方法

用伏安法测电阻时，需要同时使用电压表和电流表，如果只有电流表或电压表，则可借助一已知电阻的定值电阻、滑动变阻器或电阻箱，巧妙利用串、并联电路的电流、电压规律测出未知电阻的阻值。

1.伏阻法

只用电压表和已知阻值的电阻测量未知电阻。

2.安阻法

只用电流表和已知阻值的电阻测量未知电阻。

3.等效替代法

利用电流表（或电压表）和电阻箱测量未知电阻的方法。

【典例2】某同学设计了如图所示的电路测量未知电阻RX 的阻值。已知R0 为定值电阻，R为滑动变阻器。

（1）开关S闭合前，应将滑动变阻器的滑片P置于__________端（填“a”或“b”），目的是__________。

（2）闭合开关S，调节滑动变阻器，得到电压表V1 的示数为U1 ，电压表V2 的示数为U2 ，则被测的阻值Rx=___________。

（3）该同学测量一次后，就计算出了该电阻的阻值，你认为该实验结论的得出_______（选填“妥当”或“不妥当”），理由是__________________。

【方法帮】

题型一：伏安法测定值电阻的阻值

【典例】如图甲所示为“伏安法”测电阻的电路，实验过程中电源电压保持不变。

（1）请用笔画线表示导线，将图甲所示的实物连接成完整电路。要求：滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表示数变小（不要更改原有导线，导线不能交叉）______；

（2）连接电路前，开关必须断开，电路接通前，滑动变阻器的滑片应该移至图中______处（选填“A”或“B”）；

（3）闭合开关后，发现电流表示数为零，但电压表有示数，查明电路中的故障只有一处，是待测电阻Rx______（选填“短路“或“断路”）；

（4）排除故障后，调节滑动变阻器连入电路中的阻值，记录每次对应的电流值和电压值，其中一次电流表和电压表的指针如图乙所示，请计算出电阻Rx为______Ω；

（5）另一小组用相同的器材连接电路并进行实验，并根据所记录的实验数据绘制了如图丙所示的U﹣I图像。根据图像发现实验操作中出现的问题是电压表测量的是______（选填“待测电阻”或“滑动变阻器”）两端电压，根据该图像计算出被测电阻Rx为______；

（6）在完成上述实验后，还想测另一未知电阻Rx1的阻值，但是电流表突然坏了，于是设计了如图所示的电路（R0为已知阻值的定值电阻），请把缺少的步骤补全，并写Rx1的表达式。实验步骤：

①按照设计的电路图连接电路；

②只闭合开关______，记下电压表的示数U0；

③再闭合开关______，记下电压表的示数U；

④Rx1＝______（用已知量和测量量的符号表示）。

题型二：伏安法测小灯泡的电阻

【典例】小强同学在“测定小灯泡正常发光时的电阻”的实验中，设计了如图甲所示的电路图，已知电源电压为，小灯泡额定电压为。

（1）图乙为小强同学连接的部分电路，请用笔画线代替导线按图甲电路图将其连接完整，导线不许交叉；（或用文字说明导线具体连接方式）(        )

（2）闭合开关，缓慢移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为时，电流表示数如图丙所示为 _____A，小灯泡正常工作时的阻值为___________（保留两位小数）；

（3）小强根据测得的实验数据作出了如图丁所示的图像，分析图像可知随着电压的增大，小灯泡的阻值___________（选填“变大”“变小”或“不变”）；

（4）实验结束后，小强同学假设：若一个电表发生故障，但在有阻值已知的定值电阻、若干开关可供使用的情况下，设计了如图所示的电路，其中能测出小灯泡正常发光时的电阻的是___________（选填字母）。

题型三：测量电阻的其他方法

【角度1】安阻法测电阻

【典例】课外兴趣小组要测量一个未知电阻Rx的阻值，现有下列器材：电源、两个量程均为0~0.6A的相同电流表A1，A2、一个已知阻值的定值电阻R0=9Ω、开关、导线若干。兴趣小组同学们开动脑筋，积极思考，设计出了一个测量Rx的方法。

(1)同学们设计出的测量电路图如图，请根据电路图把未完成的实物图连接线补充完整（）；

(2)连接好电路，闭合S之前，滑动变阻器的滑片P应滑到______（选填“a”“b”）端；

(3)调节滑动变阻器，使两个电流表有一个恰当的读数，如图，两表A1、A2的读数分别为I1=______A，I2=______A；

(4)根据两电流表读数可得出被测电阻Rx=______Ω；

(5)调节滑动变阻器，使A1和A2表的读数都变大，为保证A2表不被烧坏，则A1表的读数不能超过______A；

(6)有同学认为，改用下面电路图也可以测出Rx的值，你认为是否可行？

答：______（选填“是”“否”）。

【角度2】伏阻法测电阻

【典例】在测量未知阻值R的实验中，小明设计了实验电路并进行连接，如图甲所示。

（1）在连接电路时，开关应处于___________状态。

（2）图甲是小明接好的实物连接图，其中有一条导线连接错误，该导线是第________条（从图中选填导线序号）；

（3）改正错误后再进行实验，实验前应将滑动变阻器的滑片P移到最________（选填“左”或“右”）端。小明闭合开关S，发现电流表无示数，电压表的示数较大，则电路故障可能是_________。

（4）排除故障后，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为2.4V时，电流表示数如图乙所示，则其示数为___________A，未知电阻R=___________Ω。

（5）若实验中只有一个电压表和一个已知阻值为R0的定值电阻，小明设计了如图丙所示的电路，同样可以测量未知电阻Rx的阻值，请将以下实验步骤补充完整：

①闭合开关S、断开开关S1，用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1；

②___________，记下此时电压表读数为U；

③请写出未知电阻R阻值表达式：Rx=___________（用U、U1和R0表示）。

【角度3】等效替代法测电阻

【典例】小京依据图所示电路测量未知电阻Rx（阻值约为20 Ω）的阻值时，找到如下实验器材：稳压学生电源（电源电压约6 V且保持不变）、电流表（量程“0~0.6 A”，“0~3 A”）、电阻箱R1（0~999.9 Ω）各1个，开关两个，导线若干。

（1）实验过程中，为了实验数据尽可能精确，电流表应选用的量程为_____（选填“0~0.6 A”或“0~3 A”）。

（2）请将实验步骤补充完整：

①电流表调零，断开开关S1、S2，将电阻箱调节到最大阻值，按图连接实验电路；

②闭合开关S1、S2，此时电流表示数为I；

③保持开关____闭合，断开开关_____，调节电阻箱，使得电流表示数为I，此时电阻箱的示数为R；

④待测电阻Rx=______。

【中考帮】

考点一：测量定值电阻的阻值

【典例】（2022·泰州） 在“测量定值电阻阻值”的实验中，小明所用电源的电压保持不变，滑动变阻器标有“10Ω 2A”的字样。

（1）粗心的小明连好最后一根导线时的电路如图甲所示，请你指出其中存在的问题。一是______；二是______；

（2）小明解决上述问题后，闭合开关发现：电压表指针有明显偏转，而电流表指针几乎不动经检查；电路中电表完好且只有一处故障，他初步判断可能是导线______（选导线编号）断路或______断路；

（3）排除上述电路故障后，小明开始实验：

①闭合开关，读出电表示数后立即断开开关，并将读数填在表中其中电流表指针位置如图乙所示，则电流表读数为______A，利用该组数据算出的Rx阻值为______Ω（保留一位小数）；

②闭合开关，将滑动变阻器的滑片向______移至适当位置，读出两电表示数后立即断开开关，并将读数填在表中；

③闭合开关，继续移动滑片，直至移到了滑动变阻器的一端，读出两电表示数，断开开关，并将读数填在表中；

（4）分析表中数据，小明发现：随着待测电阻两端电压的增大，计算得出的待测电阻阻值变化情况是______，他感到困惑：为何会出现这样的结果呢？

小华帮他检查后指出：小明所测出的电压数据是错误的，于是小明想重新实验，小华提醒他：无需重新实验，利用已知信息和电流表的读数，不但可计算出待测电阻的阻值，还能求出电源电压。小明经过认真思考后，计算得出：待测电阻Rx=______Ω，电源电压U总=______V

该题要求同学们能对电表正确读数、利用欧姆定律进行简单计算、分析电路故障、使用基本实验器材获得数据、制订科学探究方案、选用合适的器材获得数据，这是物理核心素养的科学探究的体现。

考点二：测量小灯泡的电阻

【典例】（2022·牡丹江、鸡西地区朝鲜族学校联合体）在“用伏安法测小灯泡电阻”的实验中，待测小灯泡额定电压为2.5V。

（1）请用笔画线代替导线，将图甲的实物图未连接部分补充完整（连线不得交叉）________；

（2）当开关闭合后，发现小灯泡不亮，电压表示数接近电源电压，电流表无示数，可能是因为________；

（3）根据I-U图像，如图乙所示，分析图像可知，小灯泡正常工作时电阻为________Ω；

（4）分析图像，小灯泡灯丝两端的电压增大时，其电阻________（变化/不变）。

该题要求同学们能选用合适器材获得数据，能分析数据发现其中的规律并形成合理的结论，这是物理核心素养的科学探究的体现。【作业帮】

一、基础练（知识巩固）

1.如图所示的各图中，能正确描述电阻一定时，电流随电压变化的图象是（   ）。

A．B．C．D．

2.在“测量电阻”的实验中，下列说法正确的是（　　）。

A．实验原理是欧姆定律；

B．滑动变阻器的作用是保持用电器两端电压不变；

C．定值电阻的电压、电流关系图象是一条曲线；

D．实验必须测量三组数据

3.在“伏安法测电阻”的实验中，关于滑动变阻器的作用，下列说法中正确的是（   ）。

A．控制电源的电压，以免损坏电压表；

B．改变电阻两端的电压和电路中的电流，实现多次测量；

C．使电压表和电流表的读数更加准确；

D．只能使电阻两端的电压升高，电阻中的电流变大

4.如图所示，是电学中常见的电路图，在A、B两点间分别接入下列选项中的元件，并进行对应实验，对滑动变阻器在此实验中的作用描述不正确的是（　　）。

A．电阻——探究电流与电压的关系——改变定值电阻两端电压；

B．电阻——探究电流与电阻的关系——调节电阻两端电压成倍数变化；

C．电阻——测量定值电阻的阻值——多次测量求平均值，减小误差；

D．灯泡——测量小灯泡的电阻——改变小灯泡两端电压

5.如图是小科利用实验室常用仪器，设计测量未知电阻Rx阻值的四种电路，电源电压恒定且未知，R0是已知阻值的定值电阻，滑动变阻器R最大阻值未知，实验中只能闭合或断开开关及移动滑动变阻器滑片，其中能够测量出Rx阻值的电路（　　）。

A．只有① B．只有②

C．只有②③ D．只有②③④

6.关于“探究电流跟电阻的关系和伏安法测量电阻”两个实验，下列说法中正确的是（　　）。

A．两个实验都采用了控制变量法；

B．两个实验多次测量的目的是不同的；

C．两个实验的电路是相同的；

D．两个实验中使用滑动变阻器的目的都是为了控制电阻两端电压不变

7.在“伏安法测电阻”实验中，测得导体两端的电压为2V时，导体中的电流为0.2A，该导体的电阻是___________Ω；改变滑动变阻器滑片的位置，使导体两端的电压增加到4V，电路中的电流是________A；当开关断开时，电路中没有电流，导体的电阻是___________Ω。

8.小毅同学用图所示电路测未知电阻的阻值，闭合开关前，他应将滑动变阻器的滑片移到______端。实验时，他移动滑片，多次测量求的平均值是为了______。

9.如图所示是测量电阻阻值的一种方法，我们称之为电流表“外接法”，用这种方法测得的阻值偏______（选填“大”或“小”），原因是_______，这种方法适宜于测量阻值较_____（选填“大”或“小”）的电阻。

10.小英按图甲所示的电路图连接实验电路，测量电阻Rx的阻值．闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P后，观察到电压表和电流表的示数分别如图乙、丙所示，则电压表的示数为　　　　　　V，电流表的示数为　　　　　　A，待测电阻Rx的阻值为　　　　　　Ω。

二、综合练（能力提升）

11.如图所示，电源电压为6V且保持不变。关于该电路说法正确的是（　　）。

A．闭合开关后，电流表指针会向0刻线左侧偏转；

B．闭合开关后，电压表指针会向0刻线左侧偏转；

C．电压表测量的是定值电阻R两端的电压；

D．将导线①的左端由定值电阻的右接线柱A改接到滑动变阻器的左下接线柱B，电压表测量对象不变

12.某同学设计了以下四种电路，其中电源电压不变且未知，R0是已知阻值的定值电阻．在实验中不拆改电路的情况下，能够测量出未知电阻Rx阻值的电路是（   ）。

A．只有① B．只有②③ C．只有①②③ D．①②③④都可以

13.在“伏安法测电阻”的实验中：

（1）将图甲的实物电路用笔画线连接完整：_____；

（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片Р应置于最 _____端（选填“左”或“右”）；

（3）移动滑片P，当电压表的示数为1.3V时，电流表的示数如图乙，其示数为____A，待测电阻Rx=____Ω。若要将电压表的示数调到2.0V，需将滑片P向 _____移动；（选填“左”或“右”）

（4）某同学利用一个电压表和一个已知阻值的电阻R0，设计如图丙的电路，同样测出待测电阻Rx的阻值。

实验步骤如下：

①闭合S、断开S1，用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1；

②_____，用电压表测出电源的电压U；

③可得待测电阻Rx=_____。（用U、U1和R0表示）

三、培优练（挑战自我）

14.用伏安法测量一热敏电阻的阻值随温度的变化关系。将热敏电阻置于温度控制室中，记录不同温度下电压表和电流表的示数，计算出相应的热敏电阻阻值。

（1）某一温度下，两电表的示数如图甲所示，则电压表的读数为_____ V，电流表的读数为 _____mA，该温度下热敏电阻阻值为 _____kΩ。

（2）实验得到该热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线如图乙所示，据图可知，在温控室内温度由10℃升高到60℃的过程中，热敏电阻的阻值_____（填“增大”、“减小”或“不变”）；将热敏电阻从温控室中取出后握在手心，达到热平衡后测得热敏电阻为1.4kΩ，由图乙可知此时手心温度为_____℃。

（3）利用该热敏电阻制作火灾报警器，其电路的一部分如图丙所示。E为10V的电源；当R2两端的输出电压达到或超过6V时，便触发报警器（未画出）报警。若要求开始报警时环境温度为50℃，则 _____（填“R1”或“R2”）是热敏电阻，另一定值电阻的阻值为_____ kΩ。

15.用如图甲所示电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的电阻，根据实验数据绘制的小灯泡的I一U图象如图乙所示。

（1）连接电路时，开关应______；

（2）用笔画线代替导线，将图甲所示电路补充完整；______

（3）开关闭合前，滑动变阻器的涓片应在滑动变阻器的______端；（选填“左”或“右”）

（4）电路连接完整后闭合开关，小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，可能是小灯泡______；

（5）排除故障后进行实验，当滑动变阻器的滑片位于某一位置时，电流表示数如图丙所示，为测量小灯泡正常发光时的电阻，应将滑片向______（选填“左”或“右”）移动：

（6）由图象可知，小灯泡正常发光时的电阻为______；

（7）实验还发现，通过小灯泡的电流与小灯泡两端的电压不是成正比的、造成这种情况的主要原因是小灯泡的电阻会随着温度的升高而______。（选填“增大”、“减小”或“不变”）