精练22 测电阻的方法——浙江中考科学专项突破限时精练

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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：R=UI。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R=UI，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。
知识点二、其他方法测电阻
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。
考向一 伏安法测电阻
（2023•金东区二模）用“伏安法”测量电阻Rx的阻值，提供的实验器材有：待测电阻Rx、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及若干导线。
（1）根据图甲，用笔画线代替导线将图乙中的实物图连接完整。
（2）正确连接电路后，在某次测量过程中，电流表示数如图丙所示，则此时电流为 。
（3）为使实验测得Rx的阻值与实际更相符，需要多次测量。在完成前一次实验后，进行下一次实验的操作是： 电压表、电流表读数。
（4）上表是实验组同学在实验中记录和计算所得到的数据，请你分析表中数据，计算Rx的阻值为 （结果保留至小数点后一位）。
考向二 其他方法测电阻
（2023•杭州模拟）某实验小组用电源（电压恒为3V）、电阻（5Ω、10Ω、20Ω各一个）、小灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线进行探究电流与电压的关系实验。
（1）小明设计了图中甲、乙、丙三个电路图，经小组讨论，最终确定用图丙电路进行实验，原因是该电路不仅能保持 不变，还能很容易改变 。
（2）小明先将5Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，得到如表三组数据。小明准备分析数据归纳结论，小丽认为还不能归纳结论，他们接下来的实验操作是 。
（3）该小组用电流表和一个定值电阻R0，测量未知电阻Rx的阻值。他们设计了如图丁所示的电路图，并进行如下实验操作：
①闭合S、断开S1，此时电流表的示数为I1。
②闭合S和S1，此时电流表的示数为I2。
③则Rx＝ （用R0、I1、I2表示）。
难度：★★★ 建议时间：25分钟
（2023•丽水一模）小庆同学利用电压表和电流表测量电阻R的阻值，电路设计如图甲，电源电压恒定3V不变，滑动变阻器的规格为“1A15Ω”。请一起完成以下探究：
（1）请用笔画线代替导线将图乙中电路连接完整。
（2）小庆同学正确连接电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑片，电压表示数为零，电流表有示数，原因可能是 ；
（3）清除故障后，小庆将滑片P滑到某一位置时，两表读数如图丙所示，由此可知：R＝ Ω；
（4）做完以上实验后，小庆还用该实验装置来探究电流与电阻的关系，又选用了阻值分别为5Ω和20Ω的定值电阻，实验过程中只要控制定值电阻两端的电压不变即可，则完成该实验定值电阻两端电压可以是 。
A．1.0伏 B．1.2伏 C．1.5伏 D．1.8伏
（2023•温州模拟）力敏电阻的阻值会随着其表面受到的压力大小的改变发生变化，科技节小明想制作电子秤参加比赛，网购了一款力敏电阻，在说明书上查阅到该力敏电阻阻值与压力变化的关系如图所示。
（1）从图中得到的初步结论是 。
（2）小明读图时发现，在压力F为15牛，图中无法准确读出该力敏电阻Rx的阻值，小明利用下列器材进行测量：该型号力敏电阻、15牛的重物、电压恒为3V的电源、电压表（量程0～3V）、最大阻值为25Ω的滑动变阻器R1、开关各一个，定值电阻3个，分别为R2（60Ω）、R3（30Ω）、R4（10Ω），导线若干。
请合理选择器材完成任务。
要求：①画出实验电路图。
②写出主要实验步骤和需测量的值（用字母表示）。
③为精确测量，电表指针偏转要达到最大量程的23以上。
（2023•宁波模拟）科学实验小组同学做“伏安法测电阻”的实验，连成如图1所示电路，请你完成下列内容。
（1）正准备实验时，同学检查发现电路连接有错误。若在错误的电路中，闭合开关后，电流表的指针将 （填“正向偏转”“反向偏转”或“不动”）。
（2）排除故障后，当滑片P移动到某一位置时，电压表示数为1.6V，电流表示数如图2所示，其读数为 ，则可计算得出未知电阻R的阻值，接下来测量多组实验数据后算出R的平均值。
（3）用“伏安法测电阻”的实验中，同组的小蒋和小赵同学分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象，在处理实验数据时，分别画出了U﹣Ⅰ的图象，如图3、4所示。对于图像的分析，正确的是 。
A.图4是定值电阻的U﹣I图象，图3是小灯泡的U﹣I图象
B.由图象可知，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4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.为了减小误差，应该用多次测量的方法，计算小灯泡的电阻
（2023•椒江区一模）小科设计并完成了“测量定值电阻阻值”的实验，请帮忙完善其实验报告。
（1）实验原理： 。
（2）实验器材：干电池（两节）、一个“15欧、1安”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。
（3）实验电路：如图电路中，还有一根导线未连接，请以笔划线代替导线将其连上，要求将滑动变阻器滑片往右移时电流表示数变大。
（4）实验步骤：
①按图连接各元件。
②闭合开关，依次移动滑动变阻器的滑片，读出多组电压值和电流值并记录在数据表格中。
③断开开关，拆除电路，整理器材。
（5）数据分析与处理：
下表是小科在实验过程中记录的数据：
如果记录的数据中只有一组有明显错误，那么有错误的是第 组数据。
（6）本实验的结论是： 。
（2023•嵊州市模拟）小敏在“测小灯泡正常发光时的电阻”的实验中，实验室有以下器材：电源、标有2.5V的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器“20Ω 1A”、开关，导线若干。
（1）如图甲是小敏同学连接的电路，请你在只改变一根导线连接的情况下，使电路能正确完成测量任务（用“×”标出改动之处，画出改接导线）。
（2）电路连接好后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片进行多次实验，并将其中三次数据记录在表中，根据数据求出小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。（保留一位小数）
（3）小敏同学认为没有电流表，再添加一个电阻箱也能测量小灯泡正常发光时的阻值。小敏又设计了图乙所示实验电路，所用电源电压恒定，R1、R2为电阻箱（0～999.9Ω），实验步骤如下。
①仅闭合S1，调节R2直到使电压表示数为2.5V，此时R2为15Ω。
②仅闭合S2，调节R1和R2，当电压表的示数为 V时，读出R1为16Ω，R2为24Ω。
③则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。
（2023•镇海区模拟）小华在进行“测量小彩灯的电阻”的实验时，实验台上给他提供的器材有：6伏的蓄电池、电流表（0～0.6安，0～3安）、电压表（0～3伏、0～15伏）、滑动变阻器标有“50Ω 1.5A”、正常发光时电压为3.8伏的小彩灯（估计正常发光时电阻约为12欧）、开关各一个，导线若干。
（1）在实验中电流表应选择 安的量程。
（2）他连接的实物电路如图甲所示，但还有两根导线没接好，同组的小聪同学补接后又画出该电路的电路图（如图乙所示），请用笔画线代替导线将这两根导线连接好。
（3）闭合开关后，小华发现小彩灯不发光、电流表示数为零，电压表的示数为6伏，产生故障的原因可能是下列情况中的 （填字母）。
A.小彩灯短路B.电压表的正、负接线柱接反了C.小彩灯的灯座接触不良D.小彩灯的灯丝断了
（4）排除故障后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为3.8伏时，小彩灯正常发光，此时电流表的示数如图丙所示，则小彩灯正常发光时的电阻为 欧。（计算结果保留一位小数）。
（2023•常山县模拟）小科根据伏安法利用图甲所示的电路来测量定值电阻R1的阻值。电源电压恒定为3伏，滑动变阻器的规格为“10Ω 2A”
（1）小科在表中记录了三组被测电阻两端的电压和通过电阻的电流值，为获得被测电阻的阻值，小科将如何处理实验数据 。
（2）为了更准确地测量待测电阻的阻值，老师要求电压表的指针偏转要在满刻度的13到23之间。当待测电阻的阻值约为20欧时，小科发现用现有的器材无法顺利完成实验，其原因是 。
（3）小科将定值电阻R1替换为额定电压为2.5V的小灯泡，测量灯丝电阻。根据获得的实验数据，分别绘制出定值电阻和小灯泡的U﹣I关系图（如图乙），试判断哪条曲线代表的是小灯泡电阻，并说出它的变化情况 。
（2022•嵊州市校级模拟）小明同学设计了如图1所示的电路测电源电压及电阻R1和R2的阻值。实验器材有：待测电源E，待测电阻R1，待测电阻R2，电压表V（量程为3V，内阻很大），电阻箱R（0﹣99.99Ω），单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干。
（1）先测电阻R1的阻值。闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数r和对应的电压表示数U1，保持电阻箱示数不变，将S2切换到b，读出电压表的示数U2。则电阻R1＝ 。（用上述测得的字母表示）
（2）小明同学已经测得电阻R1＝4.8Ω，继续测电源电压和电阻R2的阻值。小明的做法是：闭合S1，将S2切换到a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图2所示的图线，则电源电压为 伏，电阻R2＝ 欧。
（2021•衢州模拟）实际的电源都有一定的电阻，如干电池，我们需要用它的电压U和电阻r两个物理量来描述它。实际计算过程中，可以把它看成是由一个电压为U、电阻为0的理想电源与一个电阻值为r的电阻串联而成，如图甲所示。实验室有一电源，电源电压约为3V、电阻不到1Ω。为了测量该电源的电压和电阻，现有两个电阻R1＝15Ω，R2＝5Ω，一量程为0.3A的电流表，并设计了如下的两种测量电路：乙和丙。
（1）请选择可行的测量电路 ，理由是 。
（2）简要叙述实验步骤：
a： ；
b： 。
（3）根据测量数据和已知量，得到电源电压U＝ ，电源内阻r＝ 。（用R1、R2的值及所测物理量的符号表示）
（2023•婺城区校级模拟）拓展性学习小组的同学合作进行“探究串联电路的电压特点”实验，设计了如图1所示电路，并按图1连接了如图2所示电路。
（1）图2的实验电路连接中有一处错误，使实验无法完成，连接错误的导线是 （填“a”“b”或“c”）；
（2）按图1所示电路图正确连接电路后，继续实验，根据实验测得的数据绘制了如图3所示的电流与电压关系图；已知电源电压恒为6V，根据探究目的分析图3所示的关系图，得出的实验结论是 ；
（3）拓展探究：同学们根据串联电路的特点，重新设计了如图4所示电路（电源电压未知），利用电压表和定值电阻R0（已知阻值）测量未知定值电阻Rx的阻值，闭合开关S后，接下来的操作可行的是 （填序号）。
①先闭合S1，断开S2，读出电压表示数U1；后闭合S2，断开S1，读出电压表示数U2
②先闭合S1，断开S2，读出电压表示数U1；后闭合S1、S2，读出电压表示数U2
实验序号
电压/V
电流/A
电阻/Ω
电阻的平均值R/Ω
1
1.5
0.10
15.0
15.2
2
2.1
0.14
15.0
3
2.8
0.18
15.6
设计思路
实验电路图
需要测量的物理量及RX的表达式
利用串联电路中电流处处相同求电阻值
（1）闭合开关S，分别测出R0、RX两端第一章U0、UX；
（2）RX=UXU0R0
利用串联电路中各电阻两端电压之和等于电源电压列方程求电阻值
闭合开关S，读出变阻器接入定值最大时的电压表读数U1;
读出变阻器接入阻值最小（等于0）时电压表的读数U2；
被测电阻：RX=U1U2-U1Rmax
只闭合开关S，测出R0两端电压U0，闭合S、S1，测出电源电压U；
（2）RX=U-U0U0R0
闭合S，将S1置于a，R0与Rx串联，读出电压表示数U；
闭合S，将S1置于b，R0与Rx串联，读出电压表示数U0则Ux＝U-U0；
（3）RX=U-U0U0R0
设计思路
实验电路图
需要测量的物理量及RX的表达式
利用并联电路各支路两端电压相等求阻值
闭合S，分别测出通过R0、RX的电流I0、IX；
（2）RX=I0IXR0
(1)闭合S、断开S1，此时只有R0连入电路，读出A的示数I0
(2)闭合S、S1，R0与Rx并联，读出A的示数I；
(3) RX=I0I-I0R0
利用电源电压不变列方程求阻值（已知R0阻值）
(1)闭合S，将S1置于a时，读出A的示数I0
(2)闭合S，将S1置于b时，读出A的示数Ix，
（3）RX=I0IxR0
(1)闭合S，将S1置于a时，读出A的示数I0
(2)闭合S，将S1置于b时，读出A的示数Ix，
（3）RX=I0IxR0
(1)闭合S，将滑动变阻器滑片移至a端时，此时R0＝0 ，读出A的示数I1，
(2)闭合S，将滑动变阻器的滑片移至b端时，此时滑动变阻器连入电路的阻值为R，读出此时A表示数I2，
（3）RX=I2I1-I2R
设计思路
实验电路图
需要测量的物理量及RX的表达式
利用等效思想测电阻
(1)闭合S，将S1置于a，调节R0，读出A的示数I1
(2)闭合S，将S1置于b，保持滑片P位置不变，调节电阻箱R′，使A的示数仍为I，读出此时R′连入电路的阻值R′。Rx＝R'。
实验序号
1
2
3
4
5
电压（V）
0.7
1
2
2.6
2.8
电流（A）
0.16
0.18
0.36
0.46
0.52
电阻（Ω）
4.4
5.6
5.6
5.7
5.4
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.2
0.3
0.4
实验组别
电压/伏
电流/安
电阻/欧
电阻平均值/欧
1
1.0
0.10
2
1.6
0.16
3
2.0
0.20
4
2.4
0.24
实验次序
1
2
3
电压表示数U/V
2.0
2.5
2.8
电流表示数I/A
0.22
0.24
0.26
实验序号
电压/N
电流/A
1
20
0.20
2
24
0.25
3
2.8
0.27