1、专题六 测电阻,研题型解易,考情通览,类型一 探究电流与电压、电阻的关系,题型特点 分析山西省中考近五年的命题,对本专题涉及内容探究电流与电压、电阻的 关系没有专门考,但在2015年的实验题中有涉及,另外在2010年的37题专门以 实验探究题形式考查过。主要考查内容包括:连接实物图;电路故障分析;电 表的读数及使用;滑动变阻器的作用;控制变量法的应用;根据实验数据描绘I- U图像以及对数据、图像的分析;多次测量的目的等内容。探究电流与电 压、电阻的关系实验也是电学部分非常重要的实验,其不仅考查电学基础知 识,还考查学生动手能力、分析故障的能力、描绘图像分析数据能力。,解题策略 作为电学部分的重
2、要实验之一,该实验对科学探究的要素考查要求较高,从提 出问题、猜想假设、设计实验、进行实验、分析论证、评估与交流等各个 要素均可以进行考查,应对这个实验的关键是要抓住控制变量法和滑动变阻 器在实验中的作用,这样才能科学准确地得出结论,同时需要具备一定的分析 图表的能力和分析故障能力。,典例1(2018长沙)小明用如图所示的电路做“探究一定电压下,电流与电阻 的关系”实验时,保持定值电阻两端的电压为2 V不变,多次更换定值电阻进 行实验。实验室提供的实验器材有:电源(3节新干电池串联),电流表、电压 表各一个,开关一个,五个定值电阻(5 ,10 ,15 ,20 ,25 ),一个滑动变阻 器(规格
3、为“25 1.5 A”),导线若干。,(1)请你用笔画线代替导线将图中的实物图连接完整。,答案 如图所示,(2)如图,电路连接完整后,小明应将滑动变阻器的滑片移至 A (选填“A”或 “B”)端后,再闭合开关进行实验。,(3)在接入25 的电阻进行实验时,小明发现,不管怎样移动滑片,都不能使电 压表的示数变为2 V。小明通过在原电路中增加或减少实验室提供的原有器 材,解决了上述问题,并完成了实验。他采取的操作可能是: 取下一节电池(或 减小电源电压) (列举一种方法即可)。,答案 答案二:将10 (15 ,20 )的电阻与滑动变阻器串联(说明:将5 的电 阻与滑动变阻器串联,或者再串联一个定值
4、电阻,均不计分),思路点拨 本题探究一定电压下,电流与电阻的关系,考查电路的连接、注意 事项、对器材的要求和控制变量法的运用。 (1)保持定值电阻两端的电压为2 V不变,故电压表选用小量程与定值电阻并 联; (2)为保护电路,电路连接完整后,小明应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大 处; (3)根据串联电路电压的规律求出滑动变阻器分得的电压,由分压原理求出在 接入25 的电阻进行实验时滑动变阻器应连入电路中的电阻与原滑动变阻 器的最大阻值比较,故可得出不能使电压表的示数变为2 V的原因,据此分析。,高分秘籍,1.不同的实验滑动变阻器的作用是不一样的。在“探究电流与电压的 关系”实验中,滑动变阻器的
5、作用是改变定值电阻两端的电压;而在“探究电 流与电阻的关系”实验中,滑动变阻器的作用是保持定值电阻两端电压不变, 起到了控制变量的作用。,2.实验中多次实验的目的:保证实验结论的正确性,寻找普遍规律。,3.滑动变阻器规格的选择:根据串联分压的知识,当定值电阻的阻值最大时所 需的滑动变阻器的阻值也最大,结合欧姆定律的知识计算得出R滑max= ,其中U定是定值电阻的阻值最大时两端的电压。,1.(2018深圳)“探究电流与电阻的关系”实验中,老师提供了2节新干电池、 电流表、电压表、开关、滑动变阻器、阻值为10 、20 和40 的定值电 阻各一个以及导线若干:,(1)请根据图甲,用笔画线将实物图(图
6、乙)连接完整(要求导线不交叉,当滑片 向右移动时,滑动变阻器的阻值变大)。,答案 如图所示,(2)将滑动变阻器调到阻值最大处,闭合开关后,发现电压表有示数且接近电 源电压,电流表示数为0,其原因可能是 定值电阻断路 。 (3)排除故障后,更换不同定值电阻进行实验,测得数据填入下面表格。第一,次电流表的示数如图丙所示,读数为 0.20 A。实验过程中应保持电压表示数 为 2 V不变。,(4)由表中数据得出结论:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的 电阻成 反比 (选填“正比”或“反比”)。 (5)根据表格中的数据判断所选用的滑动变阻器可能是 A (选填“A”或 “B”)。 A.“50 0
7、.5 A” B.“10 1 A”,类型二 伏安法测电阻,题型特点 分析山西省中考近五年的命题,对本专题涉及内容伏安法测电阻五年二考,题 型的考查形式主要以实验探究题形式出现。主要考查内容多见于:连接实物 图;电路故障分析;电表的读数及电阻的计算(包含表达式书写);实验操作及注 意事项;实验记录表格的设计;图像的分析;特殊测量实验方案的设计与评估 等内容。多数考查定值电阻的测量,有时还会涉及小灯泡的电阻的测量。伏 安法测量电阻实验是电学部分重要实验之一,其不仅考查电学基础知识,还考 查学生动手能力、分析故障的能力、方案和表格设计的能力。,解题策略 伏安法测电阻是山西中考的重点实验,其基本原理是R
8、= 。 下面说说实验记录表格设计的方法:表格的设计既要能够将每一次测量的数 据包含进去,还要体现不同的次数,即多测几组。在此实验中,要明确需要测 量哪几个物理量,这是设计表格的关键。 电阻的测量是一种间接测量方法,要用到欧姆定律,测量出导体两端的电压与 此时对应的电流,然后求出导体的电阻及平均值。根据一个物理量占据一列, 每一次实验占据一行的原则去设计表格。,对于定值电阻的测量,为了减小误差采用多次测量求平均值的方法。而对于 小灯泡的电阻由于灯丝的电阻是变化的,所以不能求平均值。 对于定值电阻,直接测量的物理量有:电压、电流,需要计算的物理量有电 阻、平均值,所以共四个物理量。做三次实验。故设
9、计表格见下表:,典例2(2018襄阳)在“伏安法测电阻”的实验中,电源电压U恒定不变。某同 学连接了如图所示部分电路。(1)用笔画线代替导线完成图甲电路连接;,(2)电路连接后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该滑到最 左 (选填“左”或 “右”)端; (3)某次测量时,电压表的示数为1.5 V,电流表的示数如图乙所示,此时小灯泡 灯丝的电阻值为 5 ;,答案 如图所示,(4)某小组的同学分别读取电压表和电流表的示数为U1、I1,结果发现他们实 验时误将电压表与滑动变阻器并联,但也能算出小灯泡灯丝的阻值,其表达式 为 RL= 。,思路点拨 (1)伏安法测电阻,电压表并联在小灯泡两端测小灯泡的电压
10、,电 流表与小灯泡串联测小灯泡电流。根据题目中电流表的表盘确定电流表的 量程。注意电流从电压表和电流表的正接线柱流入,从负接线柱流出。 (2)连接电路时,开关应断开;闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该滑到阻值最 大处。 (3)确定电流表的量程和分度值,读出电流值,并根据欧姆定律计算出RL的阻 值。 (4)根据串联电路的电压特点,UL=U-U1,根据欧姆定律可求小灯泡灯丝的阻 值。,高分秘籍 电表量程的选取: (1)根据电源电压选择电压表量程,如果电源是两节干电池,则电压表的量程 为03 V,再根据其他条件估算电路中的最大电流,确定电流表的量程。 (2)根据小灯泡的额定电压、额定电流进行选择(注意
11、:电表量程要稍大于小 灯泡的额定电压、额定电流)。 (3)根据所给电表读数判断量程:电学实验中常会涉及电表读数,这时要看清 刻度盘下的接线柱接哪个量程,它既是读数的依据,又是连接实物电路时电表 量程选取的依据。,(4)根据实验数据表格判断量程,由表格中记录的数据可明确看出电流、电压 的大致范围,可根据这些数据选取量程。,2.(2018海南)在“测量小灯泡电阻”实验中,小灯泡的额定电压U=2.5 V。 (1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。,答案 如图所示,(2)闭合开关后,发现电流表指针如图乙所示,其原因是 电流表的正负接线柱接反了。,(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片P使电
12、压表示数为2.5 V,电流表示数如图 丙所示I= 0.5 A,则小灯泡的电阻R= 5 。 (4)如图丁所示,是小华同学利用图甲电路做实验时,测绘出的小灯泡的电流 随电压变化的关系图像。在图甲电路中,电源电压U电源=4.5 V保持不变,当 滑动变阻器取值RP=10 时,小灯泡电阻值为RL= 2.86 (保留两位小数)。,类型三 特殊方法测电阻,题型特点 分析山西省中考近五年的命题,本专题所涉及的内容特殊方法测电阻的考查 往往是融于伏安法测电阻的考查中,在五年二考伏安法测电阻的实验中,考查 特殊方法测电阻一次。特殊方法测电阻主要考查缺少电流表或电压表的情 况下对实验方案设计。,解题策略 测电阻的特
13、殊方法,1.有电压表、定值电阻、缺电流表 有电压表、无电流表,设计此类实验的主导思想是:由于不能利用电流表测出 电流,所以利用串联电路中电流处处相等的特点,使定值电阻和滑动变阻器与 待测电阻串联,利用电压表多次测量电压,根据欧姆定律来确定通过待测电阻 的电流(或者运用电压表多次测电压,运用串联电路分压原理进行设计)。具 体的实验方法及实验步骤如下表所示:,注明:测小灯泡电阻时只需要将图中待测定值电阻换为小灯泡即可(伏 滑法除外)。,2.有电流表、定值电阻,缺电压表 有电流表、无电压表,设计此类实验的主导思想是:由于不能利用电压表测出 电压,所以必须运用电流表多次测电流,运用并联电路分流原理或开
14、关的断 开、闭合引起电路结构的改变,进行等效实验方案设计(或利用并联电路中各 支路两端电压相等的特点,使定值电阻与待测电阻并联,利用电流表多次测量 电流,根据欧姆定律来确定通过待测电阻的电压)。具体实验方法及实验步骤 如下表所示:,注明:测小灯泡电阻时只需要将图中待测定值电阻换为小灯泡即可。,典例3(2018绥化)图甲是实验小组用伏安法测未知电阻Rx的实物电路,电源电 压未知但恒定,已知滑动变阻器的最大阻值为R,(电阻均不受温度影响)(1)在图甲中找出连接错误的一根导线,并在导线上画“”,用笔画线代,替导线将实物图连接正确。(所画的导线要用实线,不可用虚线,导线不能交 叉),答案 如图所示,(
15、3)该实验的原理是 R= 。 (4)在实验操作中,发现电流表已损坏,电压表完好,于是小组的同学设计了如 图乙所示的电路图也完成了实验。请你帮助他们把以下实验步骤填写完整。 闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,当滑片位于最左端时,读出此时电压表 的示数,记为U1; 再 将滑片移动到最右端 ,读出此时电压表的示数,记为U2;,(2)连接电路时开关应断开,滑动变阻器的滑片应位于最 右 (选填“左”或 “右”)端。,则未知电阻Rx= R 。,思路点拨 (1)电压表与电阻并联,电流表与电阻串联,滑动变阻器要接一上 一下,这是经常考查的问题; (2)为了保护电路,在连接电路时开关应该处于断开状态;在闭合开关
16、前,应将 滑片移至阻值最大处,否则电路中的电流和电阻两端的电压会很大; (3)伏安法测未知电阻Rx的实验原理是R= ; (4)根据电源电压不变的特点,结合串联电路电流、电压的规律进行分析。,高分秘籍 有电压表、无电流表,已知滑动变阻器的最大阻值,可以采用伏滑法,利用串 联电路中电流处处相等的特点,使滑动变阻器与待测电阻串联,利用电压表两 次测量电压,根据欧姆定律和串联电路电压规律列等式即可。,3.(2019改编预测)如图所示,图甲是“用伏安法测量未知电阻Rx”的实物电 路图。(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。,答案 如图所示,(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到 阻值
17、最大 处;闭合开关,发现电流 表有示数,电压表指针不动,则出现的故障可能是Rx 短路 。,(3)排除故障后,闭合开关,当滑片移动到某位置时,电压表示数为2.4 V,电流表 示数如图乙所示,其读数为 0.24 A,则未知电阻Rx= 10 。 (4)若实验中电压表损坏,利用其他的原有器材也能测出未知电阻Rx的阻值。 实验电路如图丙所示(滑动变阻器最大阻值为R0,电源电压未知且不变),请将 下列相关实验步骤补充完整: 闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,记录电流表示数为I1; 闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到b端,记录电流表示数I2; 写出待测电阻的表达式,Rx= R0 (用已知量和测量量符号表示)。,
