精编九年级全一册物理同步备课系列（人教版）精编九年级全一册物理同步备课系列（人教版）第17.3节 电阻的测量（分层作业）（解析版）

第17.3节电阻的测量（备作业）（解析版）（作业量：30分钟）【题型基础练习】※题型一、伏安法测定值电阻的阻值1.若R0是已知阻值的定值电阻，滑动变阻器铭牌磨损，导致阻值未知，则利用下列电路图不能够准确测出未知电阻Rx阻值的是（）。A．B．C． D．【答案】C。【解析】A．电压表直接测Rx的电压，电流表直接测Rx的电流，根据可以求出Rx的电阻值，故A正确，不符合题意；B．电压表V1可以直接测量R0的电压，R0是定值电阻，根据求出电流，电压表V2可以直接测量Rx的电压，根据串联电路电流处处相等，Ix=I0，根据可以求出Rx的电阻值。故B正确，不符合题意；C．电流表只能直接测出Rx的电流，电压不能直接测量和间接测量，无法计算出电阻，故C错误，符合题意；D．电流表A1可以直接测量R0的电流，R0是定值电阻，根据U0=I0R0求出电压，电流表A2可以直接测出Rx的电流，根据并联电路各支路的电压相等得Ux=U0，根据可以求出Rx的电阻值。故D正确，不符合题意。故选C。2.小明用“伏安法”来测量一只阻值约为5Ω的定值电阻Rx，实验室有如下器材供选用：A．两节干电池B．开关一个和导线若干C．电压表（0~3~15V）D．电流表（0~0.6~3A）E．滑动变阻器（0~10Ω）F．滑动变阻器（0~100Ω）（1）小明完成实验电路设计后，为了操作顺利和方便，除了A、B、C和D外，还需选用______器材（选填“E”或“F”），原因是：若滑动变阻器的阻值，______，分担的电压较大，当滑片移动时，电压表的示数变化______，不利于实验的结果的测量（以上两空选填“较大”或“较小”）。（2）如图甲所示，连接好电路。在闭合开关前，为保护电路，滑动变阻器的滑片P应该滑至______端（选填“左”或“右”）；（3）调节滑动变阻器进行多次实验，某次实验中电流表示数为0.40A，电压表示数如图乙所示，则本次实验测得的定值电阻Rx是______Ω。（4）理想化情况下电压表在电路中相当于断路，实际上电压表也有微弱电流流过，若考虑电压表的分流作用，则实际通过电阻的电流______电流表的示数（选填“大于”或“小于”）【答案】E；较大；较小；右；5.5；小于。【解析】（1）[1][2][3]如图，用“伏安法”来测量一只阻值约为5Ω的定值电阻Rx，为了多次实验取平均值，减小误差，需要一个滑动变阻器与未知电阻串联。实验中，选用两节干电池串联做为电源，电源电压为3V，电阻阻值约为5Ω，因此电路的最大电流约因此滑动变阻器选用的阻值不管是多大，都能使电路安全。但是滑动变阻器的阻值选用过大时，滑动变阻器分担的电压较大，使未知电阻两端的电压较小。由图得，电压表测量未知电阻的电压，因此移动滑片时，电压表示数改变不明显，不利于实验结果的测量，因此选用滑动变阻器（0~10Ω）即可。（2）[4]如图甲所示，连接好电路。在闭合开关前，为保护电路，滑动变阻器的滑片P应该滑至阻值最大处，即图中的右端。（3）[5]调节滑动变阻器进行多次实验，某次实验中电流表示数为0.40A，电压表示数如图乙所示，由图得，电压表的量程为0~3V，分度值为0.1V，示数为2.2V，由欧姆定律得，本次实验测得的定值电阻Rx是；（4）[6]当考虑电压表的分流作用时，由图得，电压表与未知电阻并联，电流表测量未知电阻与电压表的总电流，因此实际通过电阻的电流小于电流表的示数。※题型二、伏安法测小灯泡的电阻3.在“测量小灯泡的电阻”的实验中，电源电压恒为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时灯丝的电阻约为10Ω左右，所用滑动变阻器的最大阻值40Ω。（1）请用笔画线代替导线在图甲中完成实物电路的连接。()（2）张允同学连接好电路，在闭合开关时发现小灯泡不亮，电流表无示数，但电压表有示数，出现这种故障的原因是_____。（3）排除故障后继续实验，实验中张允看到电压表示数为1.8V，要使灯泡L正常发光应向_____（选填“A”或“B“）端移动滑片，同时视线应注意观察_____（填“电流表”或“电压表”）示数，当灯正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电阻是_____Ω（结果保留1位小数）。（4）某同学还想探究电流与电阻的关系，于是将图甲中的小灯泡换成定值电阻，并使电压表的示数始终保持2V不变，多次更换阻值不同的定值电阻，记录各次电流表的示数，然后分析数据得出结论。在不更换其他器材的情况下，为了能够完成实验，他更换的定值电阻的阻值不能大于_____Ω。【答案】如图；与电压表并联的电路断路了；A；电压表；10.4；20。【解析】（1）小灯泡的额定电压为2.5V，电压表选用小量程与灯并联，正常发光时灯丝的电阻约为10Ω左右，由欧姆定律，灯的额定电流约为：；故电流表选用小量程与灯串联，变阻器按一下一上接入电路，如下所示：（2）张允同学连接好电路，在闭合开关时发现小灯泡不亮，电流表无示数，但电压表有示数，出现这种故障的原因是与电压表并联的电路断路了；（3）灯在额定电压下正常发光，示数为1.8V小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向A移动，同时视线应注意观察电压表示数；当灯正常发光时，电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流表示数为0.24A，由欧姆定律，则小灯泡正常发光时的电阻是：（4）电压表的示数始终保持2V不变，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：，电阻分得的电压为变阻器分得的电压的倍，根据分压原理，当变阻器的最大电阻连入电路中时，对应的定值电阻的最大值为：，即在不更换其他器材的情况下，为了能够完成实验，他更换的定值电阻的阻值不能大于20Ω．故答案为（1）如上所示；（2）与电压表并联的电路断路了；（3）A；电压表；10.4；（4）20。4.图甲是测量小灯泡（U额=2.5V）电阻的电路．电源电压恒为4V。（1）请将图甲中的电路连接完整。（要求滑片P向右滑动时电灯变亮，导线不允许交叉）____（2）实验中，滑动变阻器除了保护电路外，还可以_____________________________。（3）下表是记录的部分实验数据，图乙是第1次实验中电流表的示数，该示数为________A。这5次实验中，灯泡电阻的最大值为_______Ω（结果保留两位小数）。为了完成这5次实验，应该选取最大阻值不小于_______Ω的滑动变阻器。实验次数12345电压U/V2.52.01.51.00.5电流I/A0.220.190.160.10【答案】如图；改变电路的电流，多测几组数据；0.24；10.42；35。【解析】（1）[1]由图甲可知，应先将滑动变阻器接入电路，题中要求滑片P向右滑动时电灯变亮，则说明此时电路电流变大，电路电阻减小，故可推测当滑动变阻器滑片P向右滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，所以应将变阻器的右下端接线柱接到灯泡的左侧。该实验的目的是为了测量小灯泡的电阻，电压表应并联在灯泡的两端，由题意可知，灯泡的额定电压为2.5V，为了提高电压测量的精确度，电压表应选用0~3V的量程，故完整的电路图为：（2）[2]滑动变阻器的作用有2个，一是保护电路，所以闭合开关前要将其阻值调到最大；二是改变电路中的电流，多测几组数据，观察小灯泡电阻的变化情况。（3）[3]由图甲可知，电流表选择的量程是0~0.6A，由图乙可知，电流表的分度值为0.02A，故电流表的示数为0.24A。[4]根据可知，第1次实验中，灯泡的阻值依次类推，第2、3、4、5次试验中灯泡的电阻分别约为、、、，故这5次实验中，灯泡电阻的最大值为。[5]当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电路电流最小，灯泡两端电压最小，即0.5V，此时滑动变阻器两端电压由表格数据可知，此时的电流为0.10A，故此时滑动变阻器接入电路的电阻故为了完成这5次实验，应该选取最大阻值不小于35Ω的滑动变阻器。※题型三、安阻法测定值5.利用电源（电压未知）、电阻箱（0~999.9Ω）和电流表（指针能正常偏转，但刻度盘示数模糊不清）等器材，测电阻Rx的阻值，设计的电路如图完成下列实验步骤：（1）正确连接电路，断开S1、S2，将电阻箱R阻值调至最大；（2）___________；（3）___________；（4）电阻Rx=___________；（用测得量的符号表示）【答案】只闭合S1，标记电流表指针所指的位置；断开S1，闭合S2，调节电阻箱，使电流表指针指在标记的位置，记下电阻箱阻值R0；R0。【解析】（2）[1]闭合开关S1，断开S2，电路中只有Rx工作，电流表所测电流是通过电阻Rx的电流，因为电流表的示数模糊不清，所以需要标记此时电流表指针所指位置。（3）[2]只闭合开关S2，电路中只有电阻箱工作，调节电阻箱，使电流表指针所指位置与步骤（2）所指位置相同，记下此时电阻箱的阻值R0。（4）[3]因为两次操作中，电流表的示数相同，而电源电压保持不变，那么两次的电阻阻值相等，所以电阻Rx=R0。6.小明同学做测量小灯泡电阻的实验，所用小灯泡的额定电压为2.5V实验电路连接如图甲所示。(1)正确连接电路后，闭合开关，发现小灯不亮，电流表、电压表均有示数。接下来他应该进行的操作是_____(只填字母)。A．检查电路是否通路B．更换小灯泡C．移动滑动变阻器的滑片(2)某次测量时，滑动变阻器的滑片移动到某一位置，电压表的示数为2.2V，想得到小灯泡在额定电压下的电阻值，应将滑片向_____(填“左”或“右”)移动。(3)小灯泡在额定电压下的电流，如图乙所示，此时小灯泡的灯丝电阻为_____Ω(结果保留一位小数)。(4)他第一次测量时，电压等于2.5V，小灯泡正常发光，以后调节滑动变阻器，让电压逐次下调，使灯丝温度不断降低，灯泡变暗直至完全不发光，测量数据及计算出每次的电阻如表。数据序号1234567电压U/N2.52.13.72.30.90.50.1电流I/A/0.260.240.210.150.160.05电阻R/Ω/8.17.16.24.73.12.0由表格中的数据得出概括性的结论是：不同电压下，小灯泡的电阻值不同，灯丝的电阻随_____。(5)整理器材时，小明发现滑动变阻器的滑片左侧部分比滑片右侧部分热，其原因是_____。(6)小明做完实验后，又设计了一个利用已知最大阻值为R0的滑动变阻器，来测额定电流为I额的小灯泡(灯丝电阻随温度变化)额定功率的方案，电路图如图丙所示。①只闭合开关_____，调节R1滑片，使小灯泡正常发光，电流表示数为I额。②只闭合开关S、S2，保持R1滑片不动，调节R0的滑片到最右端，电流表的示数为I。③只闭合开关S、S2，将_____的滑片滑到最右端，将_____的滑片滑到最左端，电流表的示数为I′。④小灯泡额定功率的表达式为P额＝_____(用R0、I额、I、I′表示)。【答案】C；左；8.3；温度的降低而变小滑片左侧部分连入电路中，有电流通过，电流的热效应使这部分电阻丝的温度升高S、S1；R0；R1；。【解析】(1)正确连接电路后，闭合开关，电流表、电压表均有示数，则电路为通路，发现小灯不亮，说明电路的电流过小，故接下来他应该进行的操作是移动滑动变阻器的滑片，C符合题意；(2)某次测量时，滑动变阻器的滑片移动到某一位置，电压表的示数为2.2V，想得到小灯泡在额定电压下的电阻值，即电压为2.5V，应增大灯的电压减小变阻器的电压，由分压原理，应将滑片向左移动；(3)小灯泡在额定电压下的电流，如图乙所示，电流表分度值为0.02A，电流为0.3A，由欧姆定律，此时小灯泡的灯丝电阻为：(4)由表格中的数据得出概括性的结论是：不同电压下，小灯泡的电阻值不同；由知，灯的电压越低，通过的电流越小，灯的功率越小（由表中数据知灯的电阻越小），灯的温度越低，即灯丝的电阻随温度的降低而变小；(5)整理器材时，小明发现滑动变阻器的滑片左侧部分比滑片右侧部分热，其原因是：滑片左侧部分连入电路中，有电流通过，电流的热效应使这部分电阻丝的温度升高；(6)①只闭合开关S、S1，调节R1滑片，使小灯泡正常发光，电流表示数为I额。③只闭合开关S，S2，将R0的滑片滑到最右端，将R1的滑片滑到最左端，电流表的示数为I′。④在①中，灯与变阻器串联，灯正常发光；在②中，R0的最大电阻与变阻器R1串联，在③中，为R0的简单电路，由欧姆定律，电源电压为：；在②中，由电阻的串联和欧姆定律，变阻器R1串连入电路的电阻：；在①中，由欧姆定律和串联电路的规律，灯的额定电压为：；小灯泡额定功率的表达式为：。7.用如图甲所示的电路测量定值电阻Rx的阻值。（1）请用笔画线代替导线将图甲中的实物连接完整_______（要求滑片P向左移动的过程中电流表示数变小）（2）正确连接电路后，闭合开关之前，应将滑动变阻器的滑片P置于_______（选填“A”或“B”）端：（3）实验时，闭合开关，发现电流表和电压表示数都为0。用一根导线在图甲中先后连接接线柱G与F、F与E时，电压表和电流表示数仍为0，连接接线柱E与D时。电压表和电流表指针明显偏转，则电路的故障是_______。（4）排除故障后继续实验，当电压表示数为2V时，电流表示数如图乙所示，则定值电阻Rx=_______。（5）如果没有电压表，电源电压未知，可以用最大阻值为R的滑动变阻器，和如图丙所示电路，来测量电阻Rx的阻值。闭合开关后，滑动变阻器滑片在最左端时。电流表示数为I1：滑动变阻器滑片在最右端时，电流表示数为I2，则电阻Rx=_______。（用题中所给物理量的符号表示）【答案】如图；A；滑动变阻器断路；10；。【解析】（1）[1]滑片P向左移动的过程中电流表示数变小，即向左滑动时，滑动变阻器接入的阻值变大，故接B端，故用一根导线将滑动变阻器的下端B和待测电阻的右端相连，故如下图所示：（2）[2]为保护电路，滑片需要位于阻值最大处，故位于A端。（3）[3]连接接线柱E与D时，电压表和电流表指针明显偏转，说明ED之间存在断路，故是滑动变阻器的断路。（4）[4]小量程，故电流表的示数为0.2A，则电阻的阻值为故待测电阻的阻值为10Ω。（5）[5]闭合开关后，滑动变阻器滑片在最左端时，滑动变阻器全部接入，电流表示数为I2，此时可以列等式当滑片在最右端时，滑动变阻器的阻值为零，故可以列等式联立两式，则电阻的大小为故待测电阻的阻值为。※题型四、伏阻法测定值8.小海设计如图所示电路测量待测电阻的阻值。为已知阻值的定值电阻。步骤如下：①闭合S、断开S1，用电压表测出_____（选填“”、“”或“电源电压”）两端的电压为U1；②再闭合S1，电压表示数为U2，则待测电阻两端的电压为_____，阻值＝_____。（后两空均用U1、U2和R0表示）【答案】；；。【解析】[1]由图可知，当闭合S、断开S1时，定值电阻和待测电阻串联在电路中，此时电压表测量定值电阻的电压为U1。[2][3]再闭合S1时，待测电阻被短路，此时电压表测量的是电源电压为U2。当闭合S、断开S1时，定值电阻和待测电阻串联在电路中，根据分压原理可知，待测电阻的电压为此时通过定值电阻的电流为定值电阻和待测电阻串联，通过待测电阻的电流和相等，即，由可知。9.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）。【答案】断开；2；左；未知电阻R断路；0.3；27.5；再闭合开关S1；。【解析】（1）[1]连接电路时，为保护电路，开关应处于断开状态。（2）[2]原电路中，电阻和电压表没有连入电路中，电阻应与电流表串联，电压表与电阻并联，连接错误的导线是第2条，正确连接方式是，把2从定值电阻的左端改接到右端即可。（3）[3]改正错误后进行实验，为了保护电路，实验前应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处，即最左端。[4]小明闭合开关S，发现电流表无示数，电路可能断路，电压表的示数较大，电压表串联在电路中，与电源连通，则电路故障可能是未知电阻R断路。（4）[5]纠正错误，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，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.32A。[6]未知电阻阻值为（5）[7]实验步骤：①闭合开关S、断开开关S1，用电压表测出待测电阻Rx端的电压为U1；②再闭合开关S1，用电压表测出电源的电压U；[8]在①中，两电阻串联，电压表测待测电阻的电压；在②中，定值电阻短路，电压表测电源电压，由串联电路电压的规律，在①中，定值电阻的电压为电路中的电流未知电阻Rx阻值表达式。【巩固提高练习】10.如图所示，开关闭合后。当滑动变阻器滑片向右滑动时，观察到灯泡亮度变___________，灯丝的电阻会变___________，该过程中电压表示数和电流表示数的比值___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。【答案】暗；小；变大。【解析】[1]由图可知，灯泡与滑动变阻器串联，滑动变阻器左端接入电路，电压表测滑动变阻器两端电压，电流表测电流，当滑片向右滑动时，滑动变阻器接入电路阻值增大，电流变小，灯泡变暗。[2]灯丝电阻受温度影响，温度越高，电阻越大，当灯泡变暗时，温度会降低，因此电阻变小。[3]电压表示数与电流表示数的比值为滑动变阻器的阻值，当滑片右移时，滑动变阻器接入电路阻值增大，即电压表示数与电流表示数的比值变大。11.如图所示，小明同学进行“伏安法”测定小灯泡电阻的实验，请你用笔画线代替导线，将图中的电路连接完整（导线不得交叉）。【解析】该同学进行“伏安法”测定小灯泡电阻的实验，电压表应该并联在小灯泡两侧，测量小灯泡两端电压（左侧为负接线柱，右侧为正接线柱），电流表串联在电路中测通过小灯泡的电流，所以电流表正接线柱应该与滑动变阻器上面的两个接线柱中任意一个连接，作图如下：12.小明同学在伏安法测电阻Rx的实验中，连接了如图甲所示的电路：（1）正确连接电路后，闭合开关，当滑片移动到某位置时，电流表示数为0.4A，电压表示数如图乙所示，其读数为______V，则未知电阻Rx=______Ω；（2）将电阻Rx换成小灯泡，重复上述实验，发现几次实验测得的小灯泡的电阻相差比较大，原因是_______；（3）某实验小组进行实验时不慎将电压表损坏，他们利用一个阻值已知的定值电阻R0、一个电流表和开关若干个，设计了如图丙所示的电路，也测出了待测电阻Rx的阻值（电流表量程符合要求，电源电压未知）。他们的实验步骤如下：①正确连接电路，只闭合开关S、S1，记录电流表的示数为I1；②只闭合开关S、S2，________；③待测电阻阻值的表达式为Rx＝______（用测得量和已知量的字母表示）。【答案】2.5；6.25；灯丝温度升高，灯丝的电阻增大；记录电流表的示数为I2；。【解析】（1）[1]如图所示，电压表接入的量程为0~3V，分度值为0.1V，故读数为2.5V。[2]由欧姆定律，未知电阻Rx的阻值为（2）[3]多次实验时，灯泡两端电压越高，通过它的电流越大，灯泡越亮，则灯丝的温度越高，灯丝的电阻也越大，所以，几次实验测得的小灯泡的电阻相差比较大。（3）[4]测量待测电阻的阻值，需要测量它两端的电压和通过它的电流，只闭合开关S、S2时，两电阻仍然并联，此时电流表测量通过Rx的电流，故此时要记录电流表的示数I2。[5]通过R0的电流为由欧姆定律及并联电路电压的规律可知，待测电阻两端电压为待测电阻阻值的表达式为。13.“测量未知电阻阻值”实验中，提供了学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器，一个阻值未知的定值电阻Rx，一个额定电压为2.5V，阻值约为8Ω的小灯泡，开关、导线若干。（1）如图甲，“测量定值电阻Rx阻值”的实验电路中，接错了一根导线，请在错误的线上打“×”，并用笔画线代替导线改接到正确位置上______。（2）改正错误后，闭合开关前，滑片应滑至最______（选填“左”或“右”）端。（3）试触后，选择合适量程。闭合开关，调节滑动变阻器，电流表、电压表示数如图乙，则Rx的阻值为______Ω（结果保留1位小数）。一次实验数据存在误差，接下来应通过______的方法来减小误差。（4）完成实验后，进行误差分析：考虑到电压表中也有电流通过，该电路测得的Rx的测量值与真实值相比______（选填“偏大”或“偏小”）。（5）同学们发现只用一只电表及已有其他器材（忽略定值电阻Rx的实验误差），也能测量小灯泡正常发光时的电阻。下列电路设计最合理的一项是______。A、B、C、D、【答案】如图；左；20.8；多次测量求平均值；偏小；C。【解析】（1）[1]图甲中，电压表和变阻器串联，是错误的，电压表和电阻并联，如图所示：或（2）[2]闭合开关前，为了保护电路，滑片应滑至阻值最大处，即最左端。（3）[3]由图乙可知，电流表选择小量程，分度值是0.02A，电流表的示数是0.12A，电压表选择小量程，分度值是0.1V，电压表的示数是2.5V，电阻的阻值[4]为了减小误差，需要多次测量电阻的阻值求平均值。（4）[5]考虑到电压表中也有电流通过，电压表和电阻并联，由并联电路电流的规律可知电流表的示数变大，电压表的示数准确，由可知测得的Rx的测量值与真实值偏小。（5）[6]A．闭合开关S1，滑动变阻器的滑片使电流表的示数为灯泡的额定电流，闭合开关S2，电阻Rx与灯泡并联，电阻Rx与灯泡两端的电压相等，但不能得到电阻Rx的电压值，不能得到灯泡正常发光时的电阻，故A不符合题意；B．闭合开关S1，滑动变阻