14特殊方法测电阻实验题-单伏法（培优15题）---2023-2024学年上学期九年级期末物理重难点知识突破（通用版）

这是一份14特殊方法测电阻实验题-单伏法（培优15题）---2023-2024学年上学期九年级期末物理重难点知识突破（通用版），共24页。试卷主要包含了实验题等内容，欢迎下载使用。
一、实验题
1．某物理实验小组正在使用“伏安法”测量未知电阻 Rx阻值，实验电路如图甲所示（电源电压 3V）。
（1）闭合开关 S 前，应将滑动变阻器滑片移到最 端（选填“左”或“右”）；
（2）闭合开关后，发现电流表无示数，电压表有示数且示数接近 3V，则电路故障原因可能是 ；
（3）排除故障后，当滑片移到某一位置时，电压表示数为 1.6V，电流表示数如图乙所示，其读数为 A，则未知电阻 Rx= Ω；
（4）实验中电流表突然损坏，小组同学经过讨论设计了一种实验方案，也可测出 Rx阻值。电路如图丙所示，电源电压未知且恒定不变，a、b 为滑动变阻器左右两个端点， 滑动变阻器最大阻值为 Rmax，请你把以下测量步骤补充完整。
①闭合开关 S，滑片 P 移到 a 端时，读出电压表示数为 U1；
②闭合开关 S， ，读出电压表示数为 U2；
③待测电阻 Rx= 。（用已知和测量出的物理量符号表示）
2．小王想测Rx的阻值，但身边只有一个电压表，一个电压未知的电源，一个阻值为R0的定值电阻，一个开关及若干导线，于是他设计了如图所示的电路。请将下列实验步骤填写完整：
（1）断开开关，读出电压表示数U；
（2） ；
（3）表达式Rx＝ 。（用已知量和所测物理量符号表示）
3．小明在伏安法测电阻Rx的实验中，连接了如图甲所示的电路。
（1）在连接电路的过程中，开关必须 ，且将滑动变阻器的滑片P移到最 （选填“左”或“右”端），连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，观察到电压表和电流表示数如图乙所示，他记下数据并算出待测电阻Rx的阻值为 。测得三组对应的电压值和电流值，最后算出电阻的 ，这种方法的优点 ；
（2）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 ，用电压表测出电源电压为U；
③则未知电阻Rx阻值的表达式：Rx= （用U、U1和R0表示）。
4．小东按照如图所示的电路，利用一块已经调好的电压表和阻值已知的电阻R0等符合实要求的器材，测量未知电阻Rx的电阻值。他设计的实验步骤如下：
①闭合开关S，记录电压表示数U1；
②断开开关S，将电压表接在a点处的导线取下并改接到c点处，闭合开关S，记录电压表示数U2；
（1）小东设计的实验步骤②有错，其错误是 ；
（2）步骤②应改为： ， ，闭合开关S，记录电压表示数U2；
（3）请你依据正确的实验过程，写出未知电阻Rx的表达式：Rx= 。
5．如图甲是用测量未知电阻Rx的实物电路图。
（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调节至最 端；
（2）闭合开关S后，发现电压表指针反向偏转，出现这种现象的原因是 ；
（3）正确连接后，闭合开关，当滑片移动到某位置时，电流表示数为0.5A，电压表示数如图乙所示则未知电阻Rx= Ω；
（4）用一个已知阻值为R0的定值电阻，和一个单刀双掷开关S0，设计了如图丙所示的电路图。闭合开关S后，当S0接通触头1时，电压表示数为U1，当S0和接通触头2时，电压表示数为U2，则Rx= 。
6．现利用一块电压表和阻值已知的电阻测量电阻的阻值。选择了满足实验要求的器材，电源两端电压保持不变，并按照图所示连接好实验电路。
（1）闭合开关，断开开关，电压表的示数为；
（2） ，电压表的示数为；
（3）电源电压 ， 。（用、、表示）
7．在“伏安法测电阻”的实验中：
（1）图甲的实物电路用笔画线连接完整，要求滑片往左移电流表示数变大；
（2）在连接电路中，开关应该处于 （选填“闭合”或“断开”）状态；
（3）排除故障后进行实验。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；
（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）
8．小亮同学在“伏安法”测电阻的实验中，实验电路图如图甲所示。
（1）在连接实物电路的过程中开关必须 ；
（2）实验过程中，突然电流、电压表均无示数则电路故障可能是 ；
（3）排除故障后，继续实验，观察到某次实验中电流表示数为0.3A，电压表示数如图乙所示，则被测电阻Rx= Ω；
（4）若滑动变阻器的最大阻值为R被测电阻的阻值为Rx，实验过程中电流表突然烧坏，不能正常使用了，小亮灵机一动，想出一个方法，应用现有的器材，也测出电阻Rx的阻值。实验步骤如下：
①将滑动变阻器滑到A端，闭合开关S读出电压表的读数记为U；
② ；
③则被测电阻Rx的阻值为：Rx= （写出表达式）。
9．为测量某未知电阻Rx（阻值约为6Ω）的阻值，实验小组选择的实验器材有：两节新干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关，已知阻值的定值电阻R、导线若干。
（1）小明设计的电路图如图1所示，请用笔画线代替导线将图2所示实物电路连接完整 ；
（2）小明进行实验时，发现电流表无示数，电压表示数接近3V，移动滑动变阻器的滑片P，现象不发生变化，则电路故障可能是 ；
（3）排除故障后继续实验，移动滑片P当电压表示数为1.3V时，电流表的指针位置如图3所示，则电流表的示数为 A，本次测得未知电阻Rx的阻值为 Ω；
（4）爱思考的小丽设计了另外一种测未知电阻Rx的阻值的方法，电路图如图4所示，电源电压恒定。实验步骤如下，请将实验步骤补充完整。
①闭合开关S、S1，断开开关S2，读出电压表的示数为U1；
② ，读出电压表的示数为U2；
③未知电阻Rx的阻值的表达式：Rx＝ （用U1、U2、R0表示）。
10．某同学想探究“电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压的关系”，实验器材有：两节干电池，滑动变阻器、电流表、电压表、定值电阻R0及开关各一个，导线若干。
（1）如图甲是该同学连接好的电路图，闭合开关后，将滑动变阻器的滑片缓慢向阻值最小端滑动，观察到电流表示数逐渐变大。当滑片滑到阻值最小端时，电流表示数如图乙所示，接下来的操作是： ；
（2）该同学记录的实验数据如下表，请在方格纸上画出电流与电压的关系图象；( )
（3）分析图象得出的探究结论是 ；
（4）该同学学习了欧姆定律后想继续利用上述器材测量一个定值电阻Rx的阻值。但是他发现电流表已经损坏，于是又找来两个开关，利用剩下的器材组成图丙的电路图进行测量，请你帮他完善实验步骤，并用已知量和测量量表示Rx的阻值（注：原器材中的定值电阻R0为已知量）；
①闭合S1和S2，断开S3，将滑动变阻器的滑片滑到合适的位置，记录此时电压表的示数U1；
②保持滑片的位置不动， ，记录此时电压表的示数U2；
③Rx= 。
11．小虎利用图甲的装置“探究电流和电阻、电压的关系”，其中的电源电压为4.5V，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，选用的定值电阻的阻值分别是：5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。
（1）如图甲，闭合开关后，小虎无论怎样移动滑动变阻器的滑片，两电表的指针始终处于图乙所示的状态，则电路故障可能是 ；
（2）小虎排除故障后，将5Ω的电阻接入电路，闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片，记录对应的几组电压表和电流表的示数，此过程小虎探究的是电流与 的关系；
（3）要完成预定的实验任务，小虎把5Ω的电阻接入电路后，闭合开关，适当调节滑片的位置，电流表的示数如图丙所示，示数为 A；
①实验中，把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，滑动变阻器应向 （选填“左”或“右”）端移动，使电压表示数为 V；
②为了完成4次实验，在实验开始前，可以分别采取的措施有 （填选项前的字母，多选）；
A．换用“10Ω 2A”的滑动变阻器
B．在甲图中串联一个6Ω的定值电阻
C．在甲图中串联一个10Ω的定值电阻
D．适当减小电源电压
（4）上述实验完成后，小虎设计了如图丁所示的电路图（图中电源电压未知，R0阻值已知），来测量未知电阻Rx的阻值；
①闭合S、S1，断开S2，适当调节滑片的位置，电压表示数为U1；
②接着 ，滑动变阻器滑片的位置保持不变，电压表示数为U2；
③未知电阻的阻值Rx= （用字母表示）。
12．小谢同学利用三个定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω）、规格为“10Ω 1A”的滑动变阻器、电源、电压表、电流表、导线和开关等器材，进行了“探究电流与电阻关系”的实验。
（1）如图甲是小谢连接的实验电路，检查发现电路中有一根导线连接错误，请在图中连接错误的那根导线上打“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确；
（2）排除故障后，把5Ω的电阻接入电路，闭合开关，调节滑片到适当位置，电流表示数如图乙所示，其示数为 A；
（3）滑片位置不动，把5Ω的电阻换成10Ω的电阻，闭合开关，应向 （选填“左”或“右”）调节滑片，使电压表的示数保持 V不变，读取电流表的示数为0.2A；
（4）使三个电阻单独接入电路都能完成实验，选取电源电压最大值不能超过 V；
（5）另一小组的小滕同学在只有一只电压表的情况下，连接了如图丙所示的电路，测出了额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻。（已知滑动变阻器R2的最大阻值为R0，U额小于电源电压）
①闭合开关S、S1，断开S2，将R1的滑片滑到最右端，R2的滑片滑到最 端（选填“上”或“下”），读出此时电压表的示数U，即为电源电压；
②闭合开关S、S2，断开S1，将R1的滑片滑到最右端，调节R2的滑片，使电压表的示数为 ，此时小灯泡正常发光；
③同时闭合三个开关，保持R2的滑片不动，然后调节R1的滑片，使电压表的示数为 。保持R1的滑片不动，将R2的滑片滑到最上端，读出此时电压表的示数为U1；
④小灯泡正常发光时的电阻RL＝ （用字母表示）。
13．小刚和小强欲测未知电阻Rx和Ry的阻值，如图甲是小刚测量电阻Rx阻值实验用到的实物连接图（部分电路未连接），如图丙是小强测量电阻Ry阻值实验用到的电路图，请你完成：
（1）将甲图电路连接完整，要求滑片P向右移动时，滑动变阻器的阻值变大；
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移到最 （选填“左”或“右”）端；
（3）某次实验时，当电压表的示数为2.4V时，电流表的示数如图乙所示，则通过Rx的电流为 A，电阻Rx的阻值为 Ω；
（4）小强根据丙图的电路图，连接好电路，闭合开关，改变电阻箱连入电路中的电阻值，多次测量，记录下电阻箱的阻值R和对应的电压表的示数U，并根据记录的数据作出了﹣R图像，如图丁所示，根据图像可得，电阻Ry的阻值为 Ω。
14．在探究“影响电阻大小的因素”的实验中，采用如图所示实验装置，其中a、b、c、d导体的材料、规格及实验记录如下表：
（1）实验中电流表的示数越小，对应的导体电阻越 ；
（2）选导体a、b比较是为了探究导体电阻的大小与 的关系；探究导体电阻的大小与材料的关系，应选用的两根导体是 （填写导体序号）；
（3）若想进一步用“伏安法”测量导体a的电阻，除了如图所示的器材外，至少还需要在此电路接入一个 和滑动变阻器，连接好电路后，经多次测量，绘得导体a的U-I图像，如题图所示，则其电阻为 Ω；
（4）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，小明设计了如图所示的电路，同样可以测量未知电阻Rx的阻值：
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闭合开关S、S1，用电压表测出电压为U；
③请写出未知电阻Rx阻值的表达式：Rx= （用U、U1和R0表示）。
15．某物理实验小组正在使用“伏安法”测量未知电阻阻值，实验电路如图甲所示（电源电压3V）。
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中电路连接完整，导线不得交叉 ；闭合开关S前，应将滑动变阻器滑片P移到最 端（选填“左”或“右”）。
（2）闭合开关后，发现电流表无示数，电压表有示数且示数接近3V，则电路故障原因可能是 。
（3）排除故障后，当滑片移到某一位置时，电压表示数为1.6V，电流表示数如图乙所示，其读数为 A，则未知电阻 Ω。接下来测量多组实验数据算出平均值，这是为了减小测量带来的 。
（4）利用图甲实验器材还能完成下列探究实验 （选填“A”或“B”）。
A．探究电流与电压的关系 B．探究电流与电阻的关系。
（5）实验中电流表突然损坏，小组同学经过讨论设计了一种实验方案也可测出阻值。电路如图丙所示，电源电压未知且恒定不变，a、b为滑动变阻器左右两个端点，滑动变阻器最大阻值为，请你把以下测量步骤补充完整。
①闭合开关S，滑片p移到a端时，读出电压表示数为；
②闭合开关S， ，读出电压表示数为；
③待测电阻 （用已知和测量出的物理量符号表示）。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电阻R
一定
电压U/V
0.6
1.0
1.4
1.8
2.2
2.6
电流I/A
0.06
0.10
0.14
0.18
0.22
0.26
序号
材料
长度/m
横截面积/mm2
电流表读数/A
a
镍铬合金
1.0
0.2
0.5
b
镍铬合金
1.0
0.4
0.9
c
镍铬合金
0.5
0.2
1.0
d
锰铜合金
1.0
0.4
2.4
参考答案：
1． 右 定值电阻Rx断路 0.16 10 滑片P移到b端时
【详解】（1）[1]为保护电路，实验前应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处，即最右端。
（2）[2]电流表无示数可能是电路断路，电压表示数接近3V，等于电源电压，说明电压表、电流表、滑动变阻器、开关与电源两端相连，所以故障为定值电阻Rx断路。
（3）[3][4]由图乙可知，电流表的量程为0 ~ 0.6A，分度值为0.02A，电流为0.16A，由欧姆定律得未知电阻
（4）①闭合开关S，滑片P移到a端时，读出电压表示数为U1；
②[5]闭合开关S，滑片P移到b端时，读出电压表示数为U2；
③[6]在①中，电压表测电源电压U1；在②中，变阻器的最大电阻与定值电阻串联，由串联电路电压的规律，变阻器的电压为
U滑=U1 - U2
由欧姆定律，电路中的电流
根据串联电路的规律和欧姆定律得待测电阻
2． 闭合开关，读出电压表示数为U0
【详解】[1][2]由图可知：断开开关，电压表的正负接线柱通过电阻Rx与电源的两极相连，测量电源电压；闭合开关，两电阻串联，电压表测量定值电阻R0两端的电压，所以，实验步骤：
（1）断开开关，读出电压表示数U，即电源电压为U；
（2）闭合开关，读出电压表示数为U0，此时两电阻串联，电压表测量定值电阻R0两端的电压；
（3）根据串联电路电压的规律，闭合开关时未知电阻Rx的电压为
根据串联电路的电流处处相等和欧姆定律可得此时流过未知电阻Rx的电流为
则Rx的表达式为
3． 断开 右 6.25 平均值 减小实验误差 闭合开关S和S1
【详解】（1）[1][2]在连接电路的过程中，为了保护电路，开关必须断开，且滑动变阻器接入电路中的电阻应该最大，滑片移到阻值最大处，由图得，应将滑动变阻器的滑片P移到最右端。
[3]由图甲得，电压表测量电阻的电压，电流表测量电阻的电流，由图乙得，电流表的量程选择0~0.6A，分度值为0.02A，示数为0.4A；电压表的量程选择0~3V，分度值为0.1V，示数为2.5V，由欧姆定律得，待测电阻Rx的阻值为
[4][5]实验中为了减小误差，应测得三组对应的电压值和电流值，最后算出电阻的平均值。
（2）[6][7]①由图得，闭合开关S、断开开关S1，定值电阻R0与未知电阻Rx串联，用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1；②闭合开关S和开关S1，用电压表测出电源电压为U；定值电阻R0与未知电阻Rx串联时，电路中的电流为
由欧姆定律得
4． 电压表正负接线柱接反 断开开关S 见详解

【详解】（1）[1]小东设计的实验步骤②有错，因为将电压表接在a点处的导线取下并改接到c点处，相当于将电压表正接线柱改变接到负接线柱上，会导致正负接线柱接反。
（2）[2][3]为了能完成测量，应断开开关，将电压表接在b点处的导线取下并改接到c点处，这样电压表由原来测Rx的电压变为测总电压，所以闭合开关S，此时电压表记录电压为总电压U2。
（3）[4]则R0两端电压为
U0=U2-U1
根据串联电路电流的规律及欧姆定律可得Rx的电流为
电阻Rx的表达式为
5． 右 电压表正负接线柱接反 5
【详解】（1）[1]闭合开关前，为防止电流过大损坏电路，滑动变阻器的滑片应置于最大阻值处，即调节至最右端。
（2）[2]电压表要从正接线柱接入，负接线柱接出，闭合开关S后，发现电压表指针反向偏转，出现这种现象的原因是正负接线柱接反了。
（3）[3]电压表示数如图乙所示，电压表接入量程为0~3V，分度值为0.1V，读数为2.5V，根据欧姆定律，则未知电阻Rx的阻值为
（4）[4]闭合开关S后，当S0接通触头1时，电压表示数为U1，此为R0与Rx总电压，当S0和接通触头2时，电压表示数为U2，此时为R0两端电压，则Rx两端电压为
根据串联电路电流的规律及欧姆定律可得
则Rx两端电阻为
6． 再闭合开关
【详解】在（1）中，两电阻串联，电压表测定值电阻的电压；通过开关的转换，用电压表测出电源电压，根据串联电路电压的规律可得出在（1）中待测电阻的电压，根据串联电路各处的电流相等和欧姆定律可得出待测电阻的表达式。
（2）[1]再闭合开关，电压表的示数为。
（3）[2][3]在（1）中，两电阻串联，电压表测定值电阻的电压；在（2）中，待测电阻短路，电路为定值电阻的简单电路，电压表测电源电压，电源电压为；在（1）中，根据串联电路电压的规律，待测电阻的电压为
根据串联电路各处的电流相等，由欧姆定律有
即
故待测电阻
7． 断开 0.26 5 闭合开关S和S1
【详解】（1）[1]滑片往左移电流表示数变大，说明变阻器连入电路的电阻变小，连接变阻器左下方的接线柱。如图所示
（2）[2]在连接电路中，为保护电路，开关应该处于断开状态。
（3）[3]由图乙可知，电流表的量程是0~0.6A，分度值是0.02A，电流表的示数是0.26A。
[4]待测电阻的阻值
（4）②[5]闭合开关S和S1，用电压表测出电源的电压U。
③[6]在①中，两电阻串联，测得电阻Rx两端的电压为U1；在②中，定值电阻R0短路，电路为电阻Rx的简单电路，电源电压为U，根据串联电路电压规律，两电阻串联时，定值电阻R0的电压为
U0=U-U1
由欧姆定律可得，电路中的电流为
则待测电阻的表达式
8． 断开 电流表或变阻器断路 8 将滑动变阻器滑片移动到B端，闭合开关S，读出电压表的读数记为U′
【详解】（1）[1]在连接实物电路的过程中，为了保护电路，开关必须断开。
（2）[2]实验过程中，突然电流、电压表均无示数，则整个电路断路，电路故障可能是电流表或变阻器断路。
（3）[3]排除故障后，继续实验，观察到某次实验中电流表示数为0.3A，电压表示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值为0.1V，电压为2.4V，由欧姆定律，则被测电阻
（4）②[4]在①中测出了电源电源，接下来需要测量Rx两端的电压，所以需要将滑动变阻器滑片移动到B端，闭合开关S，读出电压表的读数记为U′。
③[5]在①中，变阻器连入电路的电阻为0，电压表测电源电压U；
在②中，R与待测电阻串联，电压表测待测电阻的电压U′，由串联电路电压的规律及分压原理
可得，被测电阻Rx的阻值
9． 见解析 定值电阻断路 0.26 5 开关S、S2闭合、S1断开
【详解】（1）[1]电流表、定值电阻、滑动变阻器、开关、电源串联在电路中，电压表与电阻并联，电源为两节新干电池，电源电压为3V，所以电压表的量程为0～3V，根据图1知滑动变阻器接左下接线柱；电路中的电流为
所以电流表选用0～0.6A，见下图
（2）[2]闭合开关发现电流表几乎无示数，说明电路可能断路发生，电压表示数接近电源电压，说明电压表、电流表、滑动变阻器、开关与电源连通，所以故障为定值电阻断路。
（3）[3][4]由图2知，电流表选用小量程，分度值为0.02A，读数是0.26A；本次测得未知电阻Rx的阻值为
（4）①闭合开关S、S1，断开开关S2，电路为串联电路，电压表测量电源电压，电压表示数为U1，即电源电压为U1；
②[5]开关S闭合、S1断开、S2闭合时，电路仍为串联电路，电压表测量R0两端电压，电压表示数为U2，即R0两端电压为U2；
③[6]根据串联电路两端的电压等于各分电压之和可知：Rx两端的电压
Ux＝U1﹣U2
由于串联电路各处的电流相等，则电路电流
由可得待测电阻的阻值
10． 断开开关，将电流表换用0～0.6A的小量程 在电阻一定，通过导体的电流与导体两端的电压成正比 闭合S1和S3，断开S2
【详解】（1）[1]图甲知电流表选用0～3A的量程，由乙图知电流表的分度值为0.1A，示数为0.3A