题型05 电阻 电功率的测量实验（原卷版）

重难题型突破 题型05 电阻 电功率的测量 在伏安法测电阻或伏安法测电功率中，伏是指电压表，安是指电流表，测出电阻或小灯泡的电压和通 过的电流后，用欧姆定律的推论R=U/求出电阻或用电功率的计算式P=U 求出电功率，这种用电压表、 电流表测电阻或电功率的方法叫“伏安法”。“伏安法”是最简单的测量方法，基本是必考内容。 特殊方法测电阻是电学实验的一个重点，也是中考的一个重要考点。所谓特殊测量是指题中只给一个 电表，要么是电流表，要么是电压表，解决特殊法测电阻或电功率问题主要运用等效替代的思想。 ►考向一 测电阻 类型1 测定值电阻阻值 1．（2023·淄博）用如甲图所示电路测量小灯泡的电阻，其中电源电压为3V 恒定不变，小灯泡的 额定电压为25V，滑动变阻器规格为“20Ω；1”，导线若干（导线电阻忽略不计）。 （1）请用笔画线代替导线，将电路连接完整（导线不能交叉），要求滑片P 向左滑动时，滑动变阻 器接入电路的电阻变大； （2）小明连好电路，一闭合开关，小灯泡就发出耀眼的光。他在操作中的问题是 ； （3）问题解决后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，观察小灯泡的亮度，多次测量并记录数据 （如下表所示）。当电压表的示数为25Ⅴ时，小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示为 ，计 算此时小灯泡的阻值为 （精确到01Ω）； 实验 次数 1 2 3 4 5 发光 不 微 暗 明 耀 情况 亮 光 亮 眼 电压 U/V 0 5 0 9 1 5 2 5 2 8 电流 / 0 16 0 20 0 22 0 30 电阻 R/Ω （4）对比小灯泡在不同亮度下的电阻，你的发现是 。实际生活中，在闭合开关的瞬间白炽灯 灯丝容易烧坏，是因为此时灯丝的电阻 ，实际电功率较大，灯丝容易熔断； （5）小明想用本实验器材探究电流和电压的关系，你认为是否可行并说明理由： 。 2．（2023·宜宾）为测量某待测电阻 的阻值，实验探究小组设计了如图甲所示的电路图，并进行 了实验。 （1）在连接如图乙的电路时，开关S 应处于 状态，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片置于 （选填“”或“B”）端； （2）在如图乙所示的电路中，闭合开关，移动滑片，发现电压表示数为零，电流表有示数，经分析 电路连接不完整，具体原因是 ，请在图乙中用笔画线代替导线将电路连接完整；( ) （3）正确连接电路后，某次测量时，电压表的示数为15V，电流表的示数为03，则待测电阻 的 阻值为 Ω；实验时应多测几组数据，求电阻的平均值，目的是 ； （4）某实验小组实验时发现电压表已损坏，为测量 的阻值，他们经过讨论设计了如图丙的电路图。 已知电源电压不变，定值电阻的阻值为R，闭合开关 、断开 时电流表读数为 ；同时闭合开关 和 时电流表读数为 ，则 （用R、 、 表示）； （5）实验小组完成实验后，他们经过讨论，认为用图甲的电路图还可以完成 实验。（至少填写 一个实验名称） 3．（2023·扬州）小红用如图1 所示的电路测量定值电阻Rx的阻值。 （1）在图1 中连接错误的一根导线上打叉并改正 （要求滑片P 左移时，电流表示数变大）； （2）正确连接电路，闭合开关后，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，电流表始终无示数，电 压表示数接近电源电压，其原因是 ；排除故障后，移动滑片P，当电压表示数为15V 时，电流表示数 如图2 所示，则定值电阻Rx= Ω。小红认为电阻值已经测出，便开始整理实验器材，她的实验不足之 处是 ； （3）小红继续测量小灯泡的阻值，但发现电压表已损坏，于是找来一个电阻箱，设计如图3 所示电 路操作如下：①将待测的小灯泡接入电路中M、两点间，闭合开关，电流表示数为；②取下小灯泡，将电 阻箱接入M、两点间，调节电阻箱，使 ，此时电阻箱示数如图4 所示，则小灯泡的阻值约为 Ω。 4．（2023·青岛）（1）有一个阻值未知的定值电阻，小兰用伏安法测量其阻值， 过程如下。 ①用笔画出导线， 将图甲中的电路连接完整。( )； ②正确连接电路后，将滑动变阻器的滑片P 移至阻值 处，再闭合开关，小兰发现移动滑动变阻 器滑片P 的过程中，电压表有示数且几乎不变，电流表没有示数，则电路中存在的故障可能是： 两个接线 柱 （选填“与b”或“与d”）间发生了断路； ③解决故障后， 通过调节滑动变阻器滑片 P 的位置，进行多次实验，得到实验数据如表， 其中有一 组数据是错误的。小兰和小海根据实验数据分别画出了电阻的-U 图象，如图乙、丙所示， 其中图象 是正确的； 实验 次数 电 压U/V 电 流/ 1 11 02 2 2 15 03 0 3 19 02 8 4 23 04 5 5 25 05 0 ④所测电阻的阻值为 Ω； （2）小兰和小海共同设计了图丁所示的电路，探究金属丝电阻的大小跟导线长度的关系。 ①电路中的 R1、R2、R3均是由材料、粗细相同的金属丝制成， 长度分别为 04m、12m、16m。闭 合开关S， 将滑动变阻器的滑片P 置于合适位置，电压表V1、V2、V3 的示数之比为 1 3 4 ∶∶，则三个 电阻的阻值之比为 R1 R ∶ 2 R ∶ 3= ； ②通过分析，可以得出结论： 材料、粗细相同的金属丝， 其电阻大小与长度成 ； ③通过查阅资料， 该金属丝的电阻与导线长度的比例系数k=5Ω/m，则长 10m 的这种金属丝的电 阻是 Ω。 5．（2023·泸州）小明与小军用两节干电池作为电源，测量未知电阻Rx的阻值。 （1）小明设计如图甲所示电路进行测量，请用笔画线代替导线，在图乙中替小明完成实验电路的连 接 ； （2）闭合开关前，小明应将滑动变阻器的滑片置于 端（选填“”或“B”）。 （3）设计电路时，使用了滑动变阻器（0～20Ω），其作用除了保护电路之外，还有 ； （4）闭合开关，小明发现电压表和电流表均无示数。经检测，出现故障的元件为Rx或滑动变阻器中 的一个，则故障原因是 ； （5）排除故障后，闭合开关，观察到电流表的示数很小，电压表的示数接近3V，移动滑动变阻器的 滑片，两表示数无明显变化，这是因为未知电阻Rx的阻值 ； （6）小明用电阻箱（0～9999Ω）代替待测电阻Rx，用等效替代法测量其阻值。他调节电阻箱的阻 值为1000Ω 时，电压表的示数接近3V，电流表示数很小，于是他得出Rx＝1000Ω。小军指出他的测量 不正确，理由是 ； （7）小军用电阻箱（0～9999Ω）代替滑动变阻器，他将电阻箱的阻值调为1000Ω 时，电压表的示 数为2V，电流表的示数仍很小，小军通过计算得出待测电阻Rx＝ Ω。 6．（2023·内江）某中学的物理课外实验小组，用如图所示的电路来测量待测电阻Rx的阻值。其中， R0为定值电阻（R0=10Ω），V 为电压表，S1为单刀开关，S2为单刀双掷开关，R 为滑动交阻器，E 为电 源，采用如下步骤完成该实验： （1）按照实验电路图，用笔画线表示导线将实物进行连线，组成完整电路（部分导线已连接）。 （2）在连线时开关S1应 （选填“断开”或“闭合”），滑动变阻器的滑片P 应移到 （选 填“”或“B”）端。 （3）闭合开关S1，将开关S2掷于1 端，改变滑动变阻器滑片P 的位置，记下此时电压表V 的示数 U1；然后，将开关S2掷于2 端，记下此时电压表V 的示数U2。待测电阻阻值的表达式Rx= （用 R、U1、U2表示）。 （4）重复步骤（3）的实验操作，得到数据记录表。利用表中5 次测量的数据，可得 的平均值为 ，待测电阻的阻值Rx= Ω。 实验 次数 1 2 3 4 5 电压 U1/V 0 6 0 7 0 8 0 9 1 0 电压 U2/V 1 8 2 1 2 5 2 7 2 9 3 3 3 1 3 2 9 类型2 测小灯泡阻值 7．（2023·江西）【实验名称】测量小灯泡正常发光时的电阻 【实验器材】额定电压为 的小灯泡（正常发光时电阻约 ）、两节新干电池、电流表、电压表、 滑动变阻器（ ）、开关、导线若干。 【实验原理】 【实验步骤】 （1）如图甲所示，是某同学连接的电路。他检查电路连接完好后，正准备闭合开关，同组的另一同 学及时提醒他，这样操作存在不足，其不足之处是 ； （2）正确操作后，闭合开关，发现灯泡不亮，电流表和电压表均无示数：断开开关，将电压表接在 接线柱上的导线改接到B 接线柱上，闭合开关，电压表指针有明显偏转而电流表仍无示数，则故障是 ； （3）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 时，电流表示数如图 乙所示，则小灯泡正常发光时的电流为 ，小灯泡正常发光时的电阻为 （计算结果保留一位小 数）； 【拓展】该同学实验兴致正浓，他又分别测出了 和 电压下小灯泡的电阻，然后用这三次电阻的 平均值作为小灯泡正常发光时的电阻值。他的这种做法是 （选填“正确”或“错误”）的，理由是 。 8．（2023·河南）在“测量小灯泡电阻”实验中，选用的器材有：两节新干电池，额定电压为 的待测小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表，开关和若干导线。 （1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整 ； （2）正确连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于 （选填“”或“B”）端； （3）闭合开关，发现小灯泡不发光，电压表无示数，电流表有示数，造成这一现象的原因可能是 （选填字母代号）； ．电流表短路 B．小灯泡短路 ．滑动变阻器断路 （4）排除故障后，移动滑片P，某次实验时，电压表的示数为 ，电流表的示数如图乙所示，则 通过小灯泡的电流为 ，小灯泡正常发光时的电阻约为 （结果保留一位小数）； （5）经过多次实验，测出并记录多组电压和电流的值，得到小灯泡的 图像如图丙所示，通过分 析图像，写出一条你发现的结论： 。 9．（2023·衡阳）在“测量小灯泡的电阻”实验中，有如下器材：电压表、电流表、开关、电压为 45V 电源、额定电压为25V 的小灯泡、标有“30Ω 1”的滑动变阻器、导线若干。 （1）请用笔画线代替导线，按照图甲所示的电路图将图乙的实物电路连接完整 ； （2）连接电路时，开关应 （选填“断开”或“闭合”）； （3）甲组同学连接好电路，闭合开关后灯泡发出明亮耀眼的光并很快熄灭。检查后，发现连线正确， 请你找出实验中操作不当之处： ； （4）乙组同学闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表有示数。接下来应进行的操作是 （选 填字母）； ．检查电路是否断路 B．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光 （5）丙组同学规范操作进行实验，将得到的数据记录在下面的表格中，根据表格中的数据计算出小 灯泡正常发光时的电阻为 Ω（保留一位小数）。他们发现小灯泡电阻发生了变化，其原因是灯丝电 阻受 的影响。 实验 次数 1 2 3 4 电压 U/V 1 0 1 5 2 0 2 5 电流 / 0 18 0 22 0 24 0 26 电阻 R/Ω 5 6 6 8 8 3 10．（2023·黄冈、孝感、咸宁）如图甲是小明测量小灯泡电阻的电路，电源电压 ，小灯泡 L 额定电压为25V。 （1）请用笔画线代替导线，将该电路补充完整，要求导线不交叉；( ) （2）实验测量数据如下表，他选用的滑动变阻器规格是 （选填“0~20Ω”或“0~50Ω”）； 序 号 1 2 3 4 5 6 电 压U/V 0 5 0 9 1 3 1 7 2 1 2 5 电 流/ 0 16 0 19 0 21 0 24 0 26 （3）小明完成第5 组数据测量后，要测量小灯泡正常发光时的电阻，滑动变阻器滑片应向 （选填“左”或“右”）滑动； （4）在测量第6 组数据时，发现电流表损坏，小明利用图乙电路测量出了小灯泡正常发光时的电阻， 已知定值电阻 阻值为5Ω。实验步骤如下； ①闭合开关 ，单刀双掷开关S 接1，移动滑动变阻器滑片P，使电压表示数 V： ②保持滑片P 的位置不变，将单刀双掷开关S 接2，电压表示数如图丙所示，则小灯泡L 正常发光时 电阻 （结果保留一位小数）。 11．（2023·潜江、天门、仙桃、江汉）实验小组用伏安法测量小灯泡的电阻，连接了如图甲所示 的电路，小灯泡的额定电压为25V，电源电压恒定。 （1）实验的原理是 ； （2）图甲中有一根导线连接错误，请在该导线上打“×”，并用笔重新画一根正确连接的导线 （导线不得交叉）； （3）改正错误后，闭合开关，移动滑片至某位置时，电压表的示数为2V，为测量小灯泡正常发光时 的电阻，应将滑片P 向 （选填“”或“B”）端移动； （4）小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示为 。此时小灯泡的电阻是 Ω（保留1 位小数）； （5）小灯泡的-U 关系如图丙，当小灯泡的两端电压增大时，它的电阻 （选填“增大”“减 小”或“不变”），其原因是灯丝电阻受 的影响； （6）小组同学计划用该装置测量某定值电阻阻值时，发现电压表损坏，于是设计了如图丁所示的电 路，测出了RX的阻值。实验步骤如下： ①将滑片移到端，闭合开关S，读出电流表的示数，记为1； ②将滑片移到b 端，闭合开关S，读出电流表的示数，记为2； ③读出滑动变阻器的最大阻值为R，则 = （用1、2和R 表示） ►考向一 测电功率 12．（2023·自贡）小周利用如图甲所示电路，测量标有“25V”字样的灯泡L 正常发光时的电阻和 电功率。请按要求完成下列问题： （1）请用笔画线代替导线，将图甲所示的实物图连接完整 ； （2）连接电路后，闭合开关S，发现灯泡不亮，电压表有示数且接近电源电压，电流表示数为零， 产生这种现象的原因可能是： ； （3）排除故障后进行实验，闭合开关S，发现电压表的示数为05V，为使灯泡L 两端电压达到额定 电压，应向 端（选填“”或“B”）移动滑动变阻器的滑片P，直到观察到电压表示数为25V。此 时，电流表示数如图乙所示，电流表示数为 ，则灯泡L 正常发光时的电阻为 Ω，电功率为 。 13．（2023·重庆）在“测量小灯泡的电功率”实验中，小华准备了以下器材：电源、标有“ ”的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。请完成下列问题： （1）如图甲，请用笔画线代替导线，正确连接电路 ； （2）在开关S 闭合前，应将滑片P 移到 端（选填“”或“B”）； （3）闭合开关S，发现灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，该电路故障可能是小灯泡 ； （4）排除故障后，闭合开关S，移动滑片P，同时眼睛要观察 表的示数，直到示数为 V 时， 小灯泡正常发光，记录电压表和电流表示数； （5）继续移动滑片 ，让电压表示数低于 ，某时刻电流表示数如图乙为 ，观察灯泡亮度并 记录电表示数：继续缓慢移动滑片 ，让电压表示数高出 少许，观察灯泡亮度并记录电表示数。小华 根据所有实验数据作出了小灯泡的 图像，如图丙，则小灯泡额定功率为 ； （6）根据小灯泡 图像和亮度变化，还可以发现 。 14．（2023·荆州）课后服务社团活动中，“创新”兴趣小组在“测定小灯泡的电功率”的实验中 先用如图甲所示的器材进行实验，其中电源电压为6V，小灯泡额定电压为25V（正常发光时电阻约为 12Ω）。 （1）为能顺利完成该实验，下列不同规格的滑动变阻器应选用 （选填字母）； ．“10Ω 05”的滑动变阻器 B．“20Ω 2”的滑动变阻器 ．“5Ω 1”的滑动变阻器 （2）电路连接完成后，闭合开关，发现电压表示数接近电源电压，电流表无示数，小灯泡不亮。那 么出现该故障的原因是 ； （3）故障排除后重新连接电路，闭合开关，移动滑片，电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡 的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向 端移动（选填“左”或“右”）； （4）通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 ； （5）实验结束后，某同学设计了如图丁所示的电路来测量额定电压为6V 的小灯泡的额定功率。已知 电源电压为18V，定值电阻R 的阻值为20Ω。实验步骤如下： ①开关S、S1闭合，S2断开，调节滑动变阻器R'的滑片，使小灯泡正常发光； ②保持滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，此时电压表的示数为8V； ③再将滑动变阻器的滑片移至最右端，此时电压表的示数为14V； ④小灯泡的额定功率P 额 = 。 15．（2023·泰安）物理实验小组连接了如图甲所示的电路，做“测量小灯泡的电功率”实验。可 供选择的器材有：电源（可选电压为45V、6V），规格为“20Ω 2”的滑动变阻器一个，小灯泡（额定电 压为25V，额定功率小于075）一个，电压表、电流表各一个，开关、导线若干。 （1）甲图连接的电路有一处错误，请把接错的那一根导线找出来打“×”，用笔画线代替导线画出正 确的连接（只改接一根导线）； （2）正确连接电路后，当变阻器的滑片P 在中点时小灯泡正常发光。该实验所用的电源电压为 V，小灯泡的额定功率为 ； （3）变阻器的滑片P 移至某处时，电流表示数为018，电压表示数如图乙所示为 V，此时小灯 泡的电阻为 Ω； （4）该实验小组的同学又设计了如图丙所示的电路，利用阻值为 的