17.3 电阻的测量（考点解读）（原卷版）

173 电阻的测量（考点解读）（原卷版） 1、伏安法测未知电阻的探究实验 （1）实验目的、原理、方法 ①实验目的：用电流表、电压表测出未知电阻（或小灯泡）的阻值； ②实验原理： ； ③实验方法：伏安法。 （2）实验器材 干电池、开关、电压表、电流表、待测电阻、滑动变阻器、若干导线。 （3）器材作用 ①干电池：提供电压； ②开关：控制电路通断； ③电流表：测量电流大小； ④导线：连接电路； ⑤电压表：测量电压大小； ⑥滑动变阻器：、保护电路；b、改变电路中的电流大小（或者改变电阻两端电压）； ⑦待测电阻：测量对象。 （4）实验步骤 步骤①根据电路图连接实物图，注意连接时开关要断开，开关闭合之前要把滑动变阻器调 到阻值最大处； 步骤②检查无误后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片 P 的位置，改变电阻两端电压分别为 U1、U2、U3观察电流表每次对应的数值，1、2、3 分别填入设计的记录表格； 步骤③根据每次记录的电压和电流值，求它的对应的电阻值，再求出它们的平均值 1 2 3 3 R R R R    ； 步骤④整理实验器材。 （5）实验补充 ①伏安法：分别用电压表、电流表测出待测电阻两端的电压和通过它的电流，求导体的电 阻的办法叫“伏安法”。 ②滑动变阻器的作用：①保护电路；②改变定值电阻两端的电压；③改变通过定值电阻的 电流。 【考点1 伏安法测定值电阻的探究实验】 【典例1-1】（2023•普兰店区一模）如图所示，是“伏安法测电阻”的实验电路图。下列 说法正确的是（ ） ．实验原理是P＝U B．滑动变阻器的作用是改变电源电压 ．多次测量求平均值是为了减小误差 D．开关在连接电路时很麻烦，实验中可以不用开关 【典例1-2】（2023•青羊区模拟）如图是小华测量未知电阻RX的实验电路，已知电源电压 恒定不变，为了 （选填“寻找规律”或“减小误差”），她调节滑动变阻器 的滑片测得了多组数据。当她得到了多组电流、电压值，并求出了对应的电阻值之后， 应该将其中的多个 值再求平均值。 【典例1-3】（2023•濮阳二模）小刚和同学们利用图甲所示的装置，使用“伏安法”测量 定值电阻R 的阻值： （1）连接电路时，应断开开关S，将滑动变阻器的滑片P 放在最 （选填“左” 或“右”）端。 （2）小刚同学连接了如图甲所示的电路，当闭合开关时，电流表 示数，电压表 示数。（两空均选填“有”或“无”） （3）他仔细检查电路，发现有一根导线连接错误，请你在图甲中错误的导线上画“×”， 并用笔画线代替导线画出正确的一根连接导线。 （4）正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，当电压表的示数为3V 时， 观察到电流表示数如图乙所示，他记下数据并算出电阻R 的阻值为 Ω。 （5）同组的小华同学继续向 （选填“”或“B”）端移动滑片P，适当增大电阻R 两端的电压，并进行了多次测量，计算出电阻的平均值从而减小实验误差。 （6）实验完成后，他们又利用如图丙所示的电路测量另一个未知电阻Rx的阻值（R0阻 值已知）。实验过程如下，请你帮他们完成实验。 ①仅闭合开关S、S1，读出此时电压表的示数为U1； ② ，读出此时电压表的示数为U2； ③未知电阻阻值Rx＝ （用U1、U2和R0表示）。 【变式1-1】（2022 秋•南宁期末）如图是“伏安法测电阻”的实验电路图。关于该实验， 下列说法正确的是（ ） ．实验原理是 R＝ B．滑动变阻器的作用是改变电源电压 ．多次测量取平均值是为了寻找普遍规律 D．实验结束，断开开关即可离开实验室 【变式1-2】（2022•科右前旗二模）小明利用如图所示电路测量未知电阻，闭合开关后， 电流表指针反向偏转，原因是 ；正确连接电路后，移动滑动变阻器滑片， 多次测量求Rx的目的是 。 【变式1-3】（2023•新宁县模拟）实验名称：测量定值电阻的阻值。实验器材：待测电阻 Rx、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。设计与进行实验： （1）为了保护电路，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应该移到最 端（选填 “左”或者“右”），某次测量时，电压表示数为25V，电流如图乙电流表所示，则本 次测得Rx的阻值为 Ω； （2）本实验进行了多次测量，多次实验的目的是 （填字母代号）； ．多次测量求平均值，减小误差 B．寻找实验的普遍规律，避免偶然性 （3）他们又对实验进行了拓展，利用电源（电压未知且恒定不变）、阻值已知为R0的 定值电阻、电压表、开关等器材，设计了如图丙所示的电路，也可以测出了未知电阻R1 的阻值，请你完成下列实验步骤： ①闭合开关S1，断开S2，读出电压表的示数U1； ②闭合开关S2，读出电压表示数U2； ③待测电阻的阻值Rx＝ （用已知量和测得量的字母表示）。 【变式1-4】（2023•山西模拟）如图所示为实验小组测量未知定值电阻Rx的实验。 （1）图甲是小组同学连接的部分电路，请你用笔画线代替导线将电路连接完整。要求： 当滑动变阻器的滑片向左移动时，电流表示数变大。 （2）闭合开关前应将滑动变阻器的滑片置于 （选填“”或“B”）端。移动滑片， 当电压表的示数为2V 时，电流表示数（如图乙所示）为 ，则该未知电阻的阻值是 Ω，接着小组同学移动滑片进行了多次测量，并记录数据。 （3）实验结束后，小华又利用已知阻值为Rx的定值电阻和电流表，设计了如图丙所示 的电路图，测量未知电阻Rx的阻值。（电源电压保持不变） ①闭合开关S1，断开开关S2时，电流表的示数为1； ②闭合开关S1、S2时，电流表的示数为2； ③未知电阻Rx的表达式：Rx＝ 。 【考点2 伏安法测小灯泡电阻的探究实验】 【典例2-1】（2023•曲靖一模）某同学利用如图所示的电路测量小灯泡的电阻，小灯泡标 有“25V”的字样，他记录的实验数据如下表所示，其中有一次记录的电流表示数是错误 的。关于该实验，下列说法正确的是（ ） 试验次数 1 2 3 4 5 电压/V 05 10 15 20 25 电流/ 010 014 016 024 028 电阻/Ω ．第1 次实验记录的电流表示数是错误的 B．多次实验的目的是为了减小误差 ．5 次实验中小灯泡正常发光时的电阻最小 D．从第1 次到第5 次的实验过程中，滑动变阻器的滑片逐渐向左滑动 【典例2-2】（2022 秋•承德县期中）用图甲电路测量小灯泡发光时的电阻，电压表应该接 在 （选填“1”或“2”）处。当闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为 27V 时，电流表的示数如图乙，则此时通过灯泡的电流是 ，灯泡的电阻是 Ω。 【典例2-3】（2023•十堰三模）小明用电流表、电压表测量小灯泡正常工作的电阻，所用 小灯泡的额定电压为25V。 （1）按要求连接实物图甲，要求滑片向右滑动时灯泡变暗。 （2）闭合开关S 后，发现小灯泡不亮，接下来首先应该操作的是 （填序号）。 检查导线连接是否良好 B 移动滑动变阻器的滑片观察小灯泡是否发光 断开开关 D 观察电流表和电压表是否有示数 （3）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表指针明显偏 转，电流表指针无偏转，则故障可能是 （填序号）。 小灯泡短路 B 小灯泡断路 滑动变阻器短路 D 滑动变阻器断路 （4）小明发现用电流表和一个已知阻值的电阻也能测额定电压为U0的小灯泡正常工作 时的电阻，他设计的电路如图乙所示（R0的阻值已知，电源电压未知且不变），实验步 骤如下： ①将开关S 拨到触点1，调节滑片P，使电流表的示数为 。 ②再将开关S 拨到触点2，读出电流表的示数。 ③小灯泡正常工作时的电阻R＝ （用U0、R0和表示）。 【变式2-1】（2022 秋•临清市期末）用“伏安法测电阻”的实验中，小雪和晓彤分别选用 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﹣图象，如图甲、乙 所示。对于图象的分析，以下说法错误的是（ ） ．由图甲可知，定值电阻的阻值为1Ω B．由图甲可知，定值电阻的阻值不随其两端的电压和通过的电流而改变 ．为了减小误差，应该用多次测量取平均值的方法，计算小灯泡的电阻 D．由图乙及实验现象可知：小灯泡的电阻随灯丝温度的升高而增大 【变式2-2】（2022•金水区校级模拟）小明用如图甲所示的电路测量额定电压为25V 的小 灯泡电阻，如图乙是小明未完成连接的实验电路。 （1）请你按照电路图，用笔画线代替导线，完成图乙中实验电路的连接； （2）小明将电路正确连接后，闭合开关，调节变阻器的滑片，使小灯泡刚好正常发光， 此时电流表的示数如图丙所示，电流表的读数是 ，小灯泡的阻值是 Ω（小 数点后保留一位）； （3）当电压值改变的时候，小灯泡的阻值 （选填“变化”或“不变”）； （4）小明又想测某未知电阻Rx的阻值，设计了如图丁所示电路（R0为已知阻值的定值 电阻），并设计了如下实验步骤，请帮他把缺少的步骤补全，并写出Rx的表达式。 实验步骤： ．按照设计的电路图连接电路； B．闭合S1、S2记录电流表示数为1； ． ； D．利用测得数据写出待测电阻Rx的表达式：Rx＝ 。 【变式2-3】（2023•广饶县二模）用如图所示的电路测量小灯泡的电阻，小灯泡的额定电 压为25V。 （1）连接电路后，闭合开关，灯泡不亮，电流表和电压表都有较小的示数，无论怎样 移动滑片，灯泡都不发光，两表示数均无变化，其原因可能是： ； 灯泡短路 B 灯泡断路 滑动变阻器接的是下端两接线柱 （2）故障排除后，移动滑片到某一位置，电压表的示数如图2 所示，灯泡两端的电压 为 V。要测量灯泡正常发光时的电流，应将图1 中滑动变阻器的滑片向 （选填 “”或“B”）端移动，使电压表的示数为25V； （3）移动滑片，记下多组数据，并绘制成图3 所示图像，则灯泡正常发光时电阻为 Ω（结果保留一位小数）； （4）用该灯泡和电压表，测未知电阻Rx的阻值，电路图如图4。步骤如下： ①只闭合S0、S1，移动滑片，使电压表示数为1V，由图3 可知灯泡的电流为 ，即 为Rx的电流； ②保持滑片位置不变，只闭合S0、S2，电压表示数为26V，则此时的两端的电压为 V； ③Rx的阻值为 Ω。 【变式2-4】（2023•沂水县二模）在“测量小灯泡的电阻”的实验中，电源电压6V 恒定不 变，小灯泡的额定电压为25V。 （1）请用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整（滑片向左移动时电压表示数变 大）。 （2）闭合开关前，应将滑片移到 端（选填“”或“B”）。 （3）闭合开关，发现灯泡不亮，电流表没有示数，电压表示数超量程，出现这种故障 的原因是 。 开关短路 B 灯泡短路 电压表断路 D 灯泡断路 （4）小灯泡正常发光时的电流如图乙所示，现有规格为“10Ω 2”“20Ω 1”和“50Ω 02” 的、B、三个滑动变阻器，为了实验的顺利进行，小明应在其中选择 （选填“” “B”或“”）滑动变阻器接入电路。 （5）小明利用图甲装置 （选填“能”或“不能”）做“探究通过定值电阻的电 流与电压的关系”的实验。 一、选择题。 1．（2022 秋•白云区期末）同学们最近学习的电学实验中，其中三个实验都用到如图的电 路图，下列说法正确的是（ ） ．研究“电流与电压的关系”可以用小灯泡代替定值电阻进行实验 B．研究“电流与电阻的关系”每次更换电阻后，都要移动滑动变阻器使电流表示数不 变 ．“伏安法”测定值电阻，多次实验的目的是求平均值，减小误差 D．在以上选项的三个实验中，都要调整变阻器使电压表示数发生变化 2．（2022 秋•金牛区期末）如图是小唐同学进行“伏安法测电阻”的实验电路图。关于该 实验下列说法正确的是（ ） ．滑动变阻器的作用是多次改变电源电压 B．多次测量取平均值是为了寻找普遍规律 ．测小灯泡电阻也需要多次测量求平均值 D．该电路图还能探究“电流与电压的关 系” 3．（2022 秋•兴隆县期末）如图是“伏安法测电阻”的实验电路图。关于该实验，下列说 法正确的是（ ） ．实验原理是P＝U B．滑动变阻器的作用是改变电源电压 ．在闭合开关前，应将变阻器滑片调至右端 D．多次测量取平均值是为了寻找普遍规律 4．（2022 秋•安庆期末）如图所示，这是“伏安法”测电阻的实验电路图，下列说法错误 的是（ ） ．“伏安法”测电阻的实验原理是欧姆定律 B．滑动变阻器的作用是控制未知电阻两端的电压保持不变 ．实验中多次测量的目的是减小误差 D．该电路还可以探究电流与电压的关系 二、填空题。 5．（2023•门头沟区一模）如图甲是小刚测电阻的电路图，他进行了下列操作，请按要求 完成下列问题： （1）闭合开关前，滑片P 应置于滑动变阻器的最 端（选填“右”或“左”）。 （2）用完好的器材按图甲正确连接好电路，试触时，发现电流表的指针偏转角很小， 移动滑动变阻器的滑片时，指针偏转角度仍然较小，产生该现象的原因可能是： 。 （3）电路调试完成后，某次实验中电压表和电流表示数如图乙和丙所示，则电压表的 读数是 V，该电阻的阻值R＝ Ω。 6．（2022•江宁区二模）如图所示，已知小灯泡额定电流为额，电源电压为U 总，定值电阻 R0，用该电路能测出小灯正常发光时的电阻，测量步骤如下： （1）只闭合S、S1，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为 ； （2）断开S1，闭合S、S2，滑动变阻器滑片 （选填“移动”或“不动”）， ； （3）小灯泡正常发光时的电阻为 （用已知量和测量的量表示）。 三、实验探究题。 7．（2023•无为市三模）某学习小组测量未知电阻Rx的阻值，该组小明同学设计的电路图 如图甲所示。 （1）在开关S 闭合之前，滑动变阻器的滑片P 应滑至最 （选填“左”或“右”） 端； （2）闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P 滑至某一位置后，电压表的示数为24V，电流 表的示数如图乙所示，待测电阻Rx＝ Ω； （3）若把电阻Rx 换成小灯泡进行实验，并绘制出电阻Rx 与小灯泡的U 图像，如图丙 所示，分析图像中、B、三点电阻R、RB、R，电阻最大的点是 点。 8．（2023•槐荫区三模）小南想测量台灯里的小灯泡正常发光时的电阻，设计了如图甲所 示的实验图。其中电源电压为3V，小灯泡额定电压为25V。 （1）请用笔画线代替导线将图甲实物图连接完整。要求：滑动变阻器滑片P 向右移动， 电流表示数变大。 （2）连接完成后，闭合开关，发现电流表指针明显偏转，电压表指针几乎不动，则电 路故障原因可能是灯泡 （选填“短路”或“断路”）。 （3）排除故障后，移动滑片至某一位置，电压表示数如图乙所示为 V，要想得到 小灯泡正常发光时的电阻，则应将滑片向 （选填“左”或“右”）移，直至小灯 泡正常发光。 （4）根据丙图的图像信息可知，小灯泡正常发光时的电阻是 。 （5）利用已有数据，小南算出了灯泡在各电压下电阻的平均值。你认为小南这样处理 实验数据是否正确， ，理由是 。 9．（2023•明水县二模）某学习小组在“测量小灯泡的电阻”的实验中，按照如图甲所示 的电路进行实验。 （1）请用笔画线代替导线将图甲所示的实物电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片 向左移动时小灯变亮）。 （2）实验前电压表的指针如图乙所示，可能的原因是 。 （3）正确连接电路后，进行实验，电流表的示数如图丙所示，为 ，完成所有实 验记录的数据如图丁所示，灯泡两端电压为25V 时灯泡的电阻为 Ω。 （4）根据图丁所示，可以得出的结论是 ，灯泡的电阻越大。 （5）完成实验后，小组又设计出一种测量未知电阻Rx的方法，如图戊所示的电路，电 源电压未知且不变，另一定值电阻的阻值为R0；请将以下实验步骤补充完整。 ①闭合S1，断开S2时，电压表的示数为U1； ②闭合S1、S2时，电压表的示数为U2； ③电阻Rx＝ （用U1、U2、R0表示）。 10．（2023•福田区模拟）在“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验中，小灯泡的铭牌上标 有“***V，03”的字样”，图甲是小明设计的实验电路。 （1）该电路中有一根导线连接错误，请在接错的导线上画“×”，并用笔画线代替导线 画出正确的电路连接； （2）正确连接电路后，闭合开关后，调节滑动变阻器，电流表的示数如图乙所示，为 使小灯泡正常发光，应将滑动变阻器的滑片向 （选填“左”或“右”）移动。 （3）移动滑片，当小灯泡正常发光时，电压表的示数如图丙所示，则小灯泡正常发光 时的电阻为 Ω。 （4）小红同学的电流表损坏了，于是她设计了如图丁所示的电路，也测出了铭牌上标 有“***V，03”小灯泡正常发光时的电阻，其中R0是已知阻值的定值电阻，请把实验步 骤补充完整。 ①闭合开关S，S′拨至，调节滑动变阻器的滑片，当电压表的示数与定值电阻R0的比值 为 时，灯泡正常发光。 ②闭合开关S，S'拨至b，保持滑动变阻器的滑片位置不变，读出电压表的示数为U。 ③小灯泡正常发光时的电阻R＝ （用R0、U 和已知的物理量表示）。 11．（2023•海南二模）实验小组在“用电流表和电压表测量电阻”的实验中。 （1）同学们连接了如图甲所示的电路，检查时发现接错了一根导线，请在这根错误导 线上画“×”，并补画出正确的那根导线。 （2）在连接电路时，开关应处于 （选填“断开”或“闭合”）状态。 （3）电路连接正确后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压，则 电路故障可能是未知电阻R （选填“短路”或“断路”）。 （4）请设计实验数据记录表格。（把表格画在答题卡相应的虚线框里） （5）爱恩考的小海不用电压表，用电压保持不变且未知的电源及最大阻值为R0的滑动 变阻器，设计了如图乙所示的电路也测出该电阻的阻值。其实验方如下：①闭合开关 S，将滑片移至最左端，读出电流表示数1；②将滑片移至最右端，读出电流表示数2； ③未知电阻Rx＝ （用相关物理量符号表示）。 12