專題9 測電阻、電功率的方法 電路設(shè)計問題

專題9測電阻、電功率的方法電路設(shè)計問題命題趨勢備考方向常見題型突出實驗操作物理實驗是物理學的重要組成部分，因此在中考命題中，將會注重考查學生的實驗操作能力和實驗數(shù)據(jù)處理能力。例如，對于電功率和焦耳定律"的實驗，可能會要求學生自己設(shè)計實驗方案、進行實驗操作記錄實驗數(shù)據(jù)并分析實驗結(jié)果等。在2024年中考科學命題中，測電阻或測電功率這一部分內(nèi)容的命題趨勢將注重基礎(chǔ)知識的掌握、強調(diào)實際應用的能力以及突出實驗操作的能力。因此，學生在備考時應該注重對基礎(chǔ)知識的掌握，同時也要注重培養(yǎng)自己的實際應用能力和實驗操作能力。實驗探究題知識點一其他類型測電阻類型一、等效替代法測電阻電路設(shè)計實驗步驟及表達式如圖，（1）S至a，記下電流表（或電壓表）的示數(shù)為I（或U）；（2）S至b，調(diào)節(jié)電阻箱R，使電流表（或電壓表）的示數(shù)仍為I（或U）；讀出電阻箱的阻值為R，即Rx的阻值。（其中R0起保護電路的作用）類型二、缺表測電阻（一）缺電壓表，利用并聯(lián)分流，串聯(lián)電壓相等測電阻電路設(shè)計實驗步驟及表達式如圖，將R1和Rx并聯(lián)，先測出R1的電流，再測出Rx的電流為I2，根據(jù)兩次電壓相等U1=U2，所以，I1?R1（二）缺電流表，利用串聯(lián)分壓，電流相等測電阻電路設(shè)計實驗步驟及表達式如圖，電壓表測出R1兩端的電壓U1；再測出Rx兩端的電壓U2；根據(jù)兩電阻中的電流相等I1=（三）缺電流表或電壓表，利用滑動變阻器的最大阻值測電阻（1）缺電流表電路設(shè)計實驗步驟及表達式將滑片P滑到左端測出Rx兩端的電壓U1；②將滑片P滑到右端時可測出Rx和R′兩端的總電壓U2．由RU2R（2）缺電壓表電路設(shè)計實驗步驟及表達式如圖。①將滑片P滑到a點，可測Rx的電流I1；②再滑到b端測Rx和R′的電流I2．由于電源電壓相等．①U=I1Rx；②（四）缺電壓表或電流表，利用短路電路測電阻電路設(shè)計實驗步驟及表達式如圖，①閉合開關(guān)S1，Rx和R串聯(lián)，電流表示數(shù)為I1；②閉合開關(guān)S1和S2，R被短路，只有Rx接入電路，電流表示數(shù)為I2；所以：①U=I1（R+Rx如圖，①閉合開關(guān)S1，Rx和R串聯(lián)，電壓表示數(shù)為U1；②閉合開關(guān)S1和S2，R被短路，只有Rx接入電路，電壓表示數(shù)為U2；所以：閉合開關(guān)S1和S2時，電源電壓為U2，當只閉合開關(guān)S1時，Rx兩端的電壓為U1，R兩端的電壓為U2—U1，根據(jù)Rx和R中的電流相等Ix知識點二、伏阻法測電功率知識點三、安阻法測電功率重難通關(guān)練（建議用時：40分鐘）1．在體檢時，我們往往要測量身高和體重。（1）小榕同學學習了電學后，設(shè)計了體重計的原理圖，如圖所示。則體重增加時，電流表的示數(shù)怎么變化？。（2）小園同學想設(shè)計一個測量身高的儀器，請你一起參與。提供的器材有電源開關(guān)、導線、定值電阻、電流表、電壓表、滑動變阻器R（滑片在滑動變阻器R上滑動的距離為50cm）。要求：①測量身高范圍是1.4米～1.9米；②電表隨身高的增大而增大且刻度是均勻的。③將身高值表示在電表的表盤中。請寫出設(shè)計步驟并搭配設(shè)計圖。2．兩位同學在實驗室中利用如圖（a）所示的電路測定值電阻R0，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動觸頭P向某一方向移動時，一個同學記錄的是電流表A和電壓表V1的測量數(shù)據(jù)，另一位同學記錄的是電流表A和電壓表V2的測量數(shù)據(jù).并根據(jù)數(shù)據(jù)描繪了如圖（b）所示的兩條U﹣I圖線。回答下列問題。（1）根據(jù)兩位同學描繪的直線，可知圖線（填“甲”或“乙”）是根據(jù)電壓表V1和電流表A的數(shù)據(jù)所描繪的。（2）圖象中兩直線的交點表示的相關(guān)情況正確的是。A.滑動變阻器的滑動頭P滑到了最右端 B.此時導線，開關(guān)等消耗的功率為0.5WC.定值電阻R0上消耗的功率為1W D.該電源的電壓為3V（3）根據(jù)數(shù)據(jù)求出定值電阻R0＝。3．為了研究小燈泡電流與電壓的關(guān)系，小葉選擇額定電壓為2.5伏的小燈泡、電壓恒為4伏的電源以及其它相關(guān)器材連接了圖甲電路，進行實驗。（1）請在答卷上用筆畫線將圖甲電路連接完整。（2）實驗過程中，小葉將滑動變阻器的滑片從B端開始移動，直到燈泡正常發(fā)光，在此過程中測得小燈泡電流和電壓的各組數(shù)據(jù)，并正確畫出曲線a，如圖乙所示。由此可以得出結(jié)論為，另外可知小燈泡的額定功率為W。（3）由圖可知該實驗中小葉選擇的滑動變阻器可能是。A．滑動變阻器R1（20歐，3安）B．滑動變阻器R2（50歐，2安）C．滑動變阻器R3（2000歐，0.25安）4．如圖甲所示是某實驗小組“探究電流與電阻的關(guān)系”的實物圖。選用的實驗器材是電源（電壓恒為3V）、電流表、電壓表，定值電阻有4個阻值（5歐、10歐、20歐、30歐）供選用，滑動變阻器（“20歐1安”），開關(guān)、導線若干。該小組用電流表和一個定值電阻R0，測量未知電阻Rx的阻值。他們設(shè)計了如圖丙所示的電路圖，并進行如下實驗操作：①閉合S、斷開S1，此時電流表的示數(shù)為I1。②閉合S和S1，此時電流表的示數(shù)為I2。③則Rx＝（用R0、I1、I2表示）。5．小金用圖甲所示的電路探究串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，實驗時意外發(fā)現(xiàn)：“當變阻器滑片P向左移時，兩電壓表的讀數(shù)之和減小?！彼a(chǎn)生了疑惑，在老師的引導下，知道了用久的普通干電池內(nèi)部有不可忽略的電阻，可將它看作一個理想電源（電壓U恒定，電阻為0）與一個電阻r的串聯(lián)（圖乙所示），為了測量干電池電阻r，他選擇了適當器材，設(shè)計出如下的實驗方案。（1）選用的器材：一個電壓表，符合實驗要求的已知阻值的定值電阻R1，導線和開關(guān)若干，一節(jié)舊干電池。（2）設(shè)計出了如圖丙的實驗電路圖。（3）請你根據(jù)他所設(shè)計的電路圖，幫他寫出主要的實驗步驟和需測量的物理量。。（4）請你幫他寫出干電池電阻r的數(shù)學表達式（用已知量和測量量表示）：。6．某同學為了探究“電流與電阻的關(guān)系”，按圖甲所示電路進行實驗，將實驗數(shù)據(jù)描繪在圖乙中。已知電源電壓恒為6伏，實驗中有5個定值電阻，阻值分別為5Ω、10Ω、20Ω、30Ω、40Ω。（1）圖乙中陰影部分“面積”表示的物理量是。（2）閉合開關(guān)前，滑動變阻器滑片的位置以及滑動變阻器在本實驗中除了保護電路外的作用為（填字母編號）。A．A位置，改變R兩端的電壓 B．A位置，保持R兩端的電壓不變C．B位置，改變R兩端的電壓 D．B位置，保持R兩端的電壓不變（3）當把阻值為40歐的定值電阻接入電路時，發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動滑片P，電壓表示數(shù)都不能達到所控制的電壓值，為了完成整個實驗，應另選最大阻值不小于Ω的滑動變阻器接入電路重新實驗。（4）為測定未知電阻Rx阻值，某同學設(shè)計了四種電路，電源電壓恒定且未知，R0是已知阻值的定值電阻，其中不能測量出Rx阻值的電路是（填字母編號）。7．在“測小燈泡額定功率”的實驗中，提供的器材有：電壓恒為4.5V的電源額定電壓為2.5V的待測小燈泡（電阻約為8Ω），電流表（0﹣0.6A、0～3A），電壓表（0～3V、0～15V），開關(guān)和導線若干，另有標有“30Ω2A”的滑動變阻器R2和標有“5Ω1A”的滑動變阻器R2。（1）實驗電路如圖甲所示，請選擇合適的量程，并用筆畫線代替導線在圖甲中將電路連接完整。（2）本實驗選擇的滑動變阻器是（填“R1”或“R2”）。（3）若增加一個阻值為10Ω的定值電阻R，且利用一只電表，通過簡單操作（開關(guān)S接“a”、“b”各一次）來測量小燈泡的額定功率，如圖乙、丙是兩種不同方案的電路圖，則下列判斷正確的是。（填字母代號）A.兩種方案都能 B.兩種方案都不能C.乙方案能，丙方案不能 D.乙方案不能，丙方案能8．小明利用如圖甲所示電路測量小燈泡的功率，被測小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω左右，實驗室有如下器材：電源（U＝6V），電流表（0～0.6A，0～3A），電壓表（0～3V，0～15V），滑動變阻器、電阻箱各一只，單刀單擲、單刀雙擲開關(guān)各一個，導線若干。（1）圖甲是小明剛連好的實物圖，實驗前小華幫他檢查了一遍，發(fā)現(xiàn)有兩處不合實驗規(guī)范。請你指出來：。（2）完善電路后，閉合開關(guān)，小明改變滑動變阻器的阻值測量出了5組數(shù)據(jù)，并描點畫出了小燈泡中電流隨其兩端電壓變化的關(guān)系圖像，如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為W。（3）實驗中所使用的滑動變阻器的規(guī)格可能為。A．10Ω3A B．30Ω1A C．60Ω1A（4）現(xiàn)要測量另一個額定電流已知的小燈泡L2的額定電功率，在實驗過程中，電壓表發(fā)生故障，小明和小華增加一只電阻箱和一個單刀雙擲開關(guān)設(shè)計出了丙、丁兩種電路圖，則能測出小燈泡額定電功率的是。9．某同學利用如圖1所示的電路來測量小燈泡的電功率（電源電壓3V，小燈泡的額定電壓2.5V）。（1）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)兩電表指針處于圖2所示位置，此時燈泡（選填“不發(fā)光”“微弱發(fā)光”或“比正常亮”）（2）故障排除后，從滑動變阻器接入電路阻值最大時開始記錄數(shù)據(jù)，得到小燈泡U﹣I圖象如圖3所示，則小燈泡的額定功率是W。（3）他做完以上實驗后，又想測出一個未知電阻Rx的阻值，連接電路時發(fā)現(xiàn)電壓表已損壞，于是他又設(shè)計了如圖4所示的電路，也測出了電阻的阻值（R0是已知阻值的定值電阻）。請你幫他完成下列步驟。①只閉合開關(guān)S1，電流表的示數(shù)為I1；②開關(guān)S1、S2閉合后，電流表的示數(shù)為I2；③請寫出未知電阻Rx的阻值表達式：Rx＝（用I1、I2和R0表示）。10．為了測定額定電壓為“2.5V”的小燈泡的額定電功率，小明按圖甲連接電路。閉合開關(guān)S后，移動滑動變阻器的滑片P，發(fā)現(xiàn)燈泡L始終不亮。（1）為了排除電路故障，他將電壓表的“﹣”接線柱與電池組的負極A端連接，并電壓表的接線柱“3”依次與其他接線柱連接，對應出現(xiàn)的電壓表示數(shù)如下表所示。根據(jù)以上信息，可判斷電路故障為。電壓表“3”接線柱與其他接線柱連接情況電壓表示數(shù)/V與B接線柱連接3.0與C接線柱連接3.0與D接線柱連接3.0與E接線柱連接3.0與F接線柱連接0（2）排除故障，把電壓表接在燈泡兩端，閉合開關(guān)，將滑動變阻器滑片P移到某一位置，電壓表示數(shù)如圖乙所示，此時為測定小燈泡額定功率，小明接下來應該如何操作？。（3）小明現(xiàn)有一個阻值為10歐的定值電阻R0，打算不用電壓表，只用電流表來測定小燈泡的額定功率。他設(shè)計電路如圖丙，想通過讓開關(guān)S接“a”、“b”各一次來測量小燈泡的額定功率。你認為他的方案是否可行？并說明理由：。11．在“測量小燈泡的電功率”實驗中，提供器材：2節(jié)干電池，電流表1個，電壓表1個，小燈泡額定電壓為2.5V（電阻值約為5Ω）。（1）連接好電路后閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，則出現(xiàn)故障的原因是（選填“小燈泡斷路”或“小燈泡短路”）。（2）故障排除后，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片P到某處時，電壓表示數(shù)為2V。為了測量小燈泡的額定功率，應將滑片P向（選填“左”或“右”）端移動，使電壓表示數(shù)為2.5V，此時電流表指針位置如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為W。（3）實驗中電流表壞了，無法完成實驗。小組同學認為只需再增加一個R0＝5Ω的定值電阻就能完成，他們設(shè)計了如圖丙的電路，其設(shè)計方案如下：①調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，使電壓表的示數(shù)為小燈泡的額定電壓U額。②保持滑片位置不變，電壓表并聯(lián)在R0兩端，測出此時R0兩端的電壓U0，通過計算得出小燈泡的額定功率。可是實驗過程仍無法測量出該小燈泡的電功率，請你指出該設(shè)計方案中存在的問題是：。12．請你完成以下“測量額定電壓為2.5V小燈泡電功率實驗的任務。（1）閉合開關(guān)，移動滑片P到電壓表示數(shù)為2.5V時，電流表示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為W；（2）上述實驗過程中，當電壓表、電流表的示數(shù)逐漸變大時，小燈泡的電阻也逐漸變大，滑動變阻器接入電路的電阻逐漸變小，則小燈泡電阻的變化量△RL（選填“大于”“小于”或“等于”）滑動變阻器電阻的變化量△R；（3）利用圖甲所示電路，依據(jù)R=UI也可測出小燈泡正常工作時的電阻，如果考慮電壓表的電阻，此時電流表測量值比通過燈泡電流真實值13．在“探究小燈泡在不同電壓下工作時的電功率是否相同”的實驗中，實驗室提供了如下器材：電源電壓U恒為8V，滑動變阻器規(guī)格為“20Ω2A”，小燈泡的額定電壓U＝2.5V，額定功率小于1.2W，兩個阻值分別為10Ω、20Ω的定值電阻R0可供選擇。（1）為使小燈泡兩端電壓有一較大的調(diào)節(jié)范圍，小聰設(shè)計了如圖甲所示的電路實物圖。正確連接電路后，進行實驗，記錄的數(shù)據(jù)如表所示。當電壓表示數(shù)為2.5V時，電流表示數(shù)如圖丙所示，小燈泡的額定功率為W。實驗次數(shù)物理量12345電壓/V11.522.53電流/A0.240.320.380.44電功率/M（2）分析表中數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：小燈泡工作時，消耗的電功率隨電壓的增大而增大。根據(jù)數(shù)據(jù)還可判斷出，小聰在實驗中選用的是R0＝Ω的定值電阻。（3）完成實驗后，愛動腦筋的小聰又想出一種測量小燈泡額定功率的方法，設(shè)計了如圖丙所示的電路，所用電壓表量程為“0～15V”，請將以下實驗步驟補充完整。①檢查電路無誤后，閉合開關(guān)S，將開關(guān)S1撥至“1”，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片直至電壓表示數(shù)為。②滑片不動，再將開關(guān)S1，撥至“2”，讀出電壓表示數(shù)為U0；③小燈泡的額定功率。（用U額、U0、R0表示）14．小倩同學現(xiàn)有一個標有“2.5V”字樣的小燈泡，她想知道小燈泡的額定功率，于是連接了如甲所示的實驗電路，電源電壓恒為6伏。（1）電路連接完整后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光，但電流表有示數(shù)。接下來的操作應該是（選填字母）。A.更換小燈泡 B.向左移動滑動變阻器滑片，觀察小燈泡是否發(fā)光（2）實驗中，當電壓表示數(shù)為2.5伏時，電流表的示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率是瓦。（3）小倩和同學們完成上述探究活動后，想測量一只額定電壓為3.8伏小燈泡的額定功率，但發(fā)現(xiàn)電壓表被別的同學拿走了，于是她借助一個10歐的電阻，設(shè)計了如圖丙所示的電路，也測出了小燈泡的額定功率。具體操作如下：①只閉合開關(guān)S1、S2，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表的示數(shù)為安時，小燈泡恰好正常發(fā)光；②只閉合開關(guān)S1、S3，保持滑動變阻器滑片的位置不變，讀出電流表示數(shù)為0.78安。③小燈泡的額定功率P燈＝瓦。15．小濱同學在測量標有“2.5V”字樣小燈泡電功率的實驗中，連接圖甲所示的電路。（1）小濱在檢查電路連接時，發(fā)現(xiàn)有一根導線連接錯誤。請在圖甲中找出來并打“×”，并畫線把它改到正確的位置上。（2）通過移動滑動變阻器的滑片，觀察小燈泡的亮度，并根據(jù)記錄的多組數(shù)據(jù)作出了如圖乙所示的I﹣U圖像。根據(jù)圖像推算出小燈泡的額定功率是W。（3）小江同學根據(jù)圖丙所示的電路也測出了小燈泡的額定功率。如圖所示，Ro為定值電阻，S1為單刀雙擲開關(guān)，實驗操作如下：①閉合開關(guān)S，將S1置于1處，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P，使得小燈泡正常發(fā)光，記錄下此時的電壓表示數(shù)為U1；②不改變滑動變阻器滑片P的位置，將S1置于2處，記錄下此時電壓表的示數(shù)U2。則小燈泡的額定功率可表示為：P額＝（用U1、U2、Ro表示）。

專題9測電阻、電功率的方法電路設(shè)計問題重難通關(guān)練（建議用時：40分鐘）1．在體檢時，我們往往要測量身高和體重。（1）小榕同學學習了電學后，設(shè)計了體重計的原理圖，如圖所示。則體重增加時，電流表的示數(shù)怎么變化？。（2）小園同學想設(shè)計一個測量身高的儀器，請你一起參與。提供的器材有電源開關(guān)、導線、定值電阻、電流表、電壓表、滑動變阻器R（滑片在滑動變阻器R上滑動的距離為50cm）。要求：①測量身高范圍是1.4米～1.9米；②電表隨身高的增大而增大且刻度是均勻的。③將身高值表示在電表的表盤中。請寫出設(shè)計步驟并搭配設(shè)計圖?！窘獯稹拷猓海?）圖中滑動變阻器R與定值電阻R0串聯(lián)，電流表測電路中的電壓，當人的體重越大時，滑片向下移動，滑動變阻器連入電路的電阻變小，電路的總電阻變小，由歐姆定律可知，電路中的電流變大，即電流表的示數(shù)變大；（2）根據(jù)電表隨身高的增大而增大且刻度是均勻的可知，滑動變阻器的滑片P移動時，電路中的電流保持不變，電路設(shè)計如下：定值電阻R1與滑動變阻器R2串聯(lián)接入電路，電壓表測量滑動變阻器PB段兩端的電壓，當滑片P移動時，滑動變阻器R2接入電路的阻值保持不變，根據(jù)歐姆定律可知，電路中的電流保持不變，即電路中的電流I=UUPB＝IRPB=UR1當導體的材料、粗線相同時，導體的電阻跟導體的長度成正比，所以滑動變阻器PB段兩端的電壓跟PB段電阻線的長度成正比，故電壓表隨身高的增大而增大且刻度是均勻的；當被測人的身高小于等于1.4m時，滑片P位于R2的最下端，此時電壓表的示數(shù)為0，當被測人的身高等于1.9m時，滑片P位于R2的最上端，此時電壓表示數(shù)最大，最大為Umax＝IR2=UR1+R2×2．兩位同學在實驗室中利用如圖（a）所示的電路測定值電阻R0，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動觸頭P向某一方向移動時，一個同學記錄的是電流表A和電壓表V1的測量數(shù)據(jù)，另一位同學記錄的是電流表A和電壓表V2的測量數(shù)據(jù).并根據(jù)數(shù)據(jù)描繪了如圖（b）所示的兩條U﹣I圖線?；卮鹣铝袉栴}。（1）根據(jù)兩位同學描繪的直線，可知圖線（填“甲”或“乙”）是根據(jù)電壓表V1和電流表A的數(shù)據(jù)所描繪的。（2）圖象中兩直線的交點表示的相關(guān)情況正確的是。A.滑動變阻器的滑動頭P滑到了最右端B.此時導線，開關(guān)等消耗的功率為0.5WC.定值電阻R0上消耗的功率為1WD.該電源的電壓為3V（3）根據(jù)數(shù)據(jù)求出定值電阻R0＝?！窘獯稹拷猓海?）從電路連接可以看出，電流表A的讀數(shù)增大時，電壓表V1的讀數(shù)減小，電壓表V2的讀數(shù)增大，故圖線甲是根據(jù)電壓表V1和電流表A的數(shù)據(jù)繪制圖象的；（2）A、由題意可知圖甲表示電源兩端的電壓隨電流的變化關(guān)系；圖乙表示電阻兩端的電壓隨電流的變化關(guān)系；交點處說明兩圖象表示的電流相等，并且電壓相等，故說明此時滑動變阻器短路，即滑片滑到了最左端，故A錯誤；BD、圖甲與縱坐標的交點為電源電壓，即3V；當V1兩端電壓為2V時，電路中的電流為0.5A，電路消耗的總功率為P總＝U源I＝3V×0.5A＝1.5W，路端消耗的功率為P＝UI＝2V×0.5A＝1W，則電源內(nèi)阻消耗的功率為P'＝P總﹣P＝1.5W﹣1W＝0.5W，故B錯誤，D正確；C、由圖乙可知，此時R0兩端電壓為2V，通過R0的電流為0.5A，則定值電阻R0上消耗的功率為P＝U0I0＝2V×0.5A＝1W，故C正確；故選：CD。（3）從圖乙可以得出定值電阻R0的阻值為：R0=U2I故答案為：（1）甲；（2）CD；（3）4Ω。3．為了研究小燈泡電流與電壓的關(guān)系，小葉選擇額定電壓為2.5伏的小燈泡、電壓恒為4伏的電源以及其它相關(guān)器材連接了圖甲電路，進行實驗。（1）請在答卷上用筆畫線將圖甲電路連接完整。（2）實驗過程中，小葉將滑動變阻器的滑片從B端開始移動，直到燈泡正常發(fā)光，在此過程中測得小燈泡電流和電壓的各組數(shù)據(jù)，并正確畫出曲線a，如圖乙所示。由此可以得出結(jié)論為，另外可知小燈泡的額定功率為W。（3）由圖可知該實驗中小葉選擇的滑動變阻器可能是。A．滑動變阻器R1（20歐，3安）B．滑動變阻器R2（50歐，2安）C．滑動變阻器R3（2000歐，0.25安）【解答】解：（1）小燈泡的額定電壓為2.5V，故電壓表選用小量程，電壓表與燈并聯(lián)，實物圖如圖所示：（2）實驗過程中，小葉將滑動變阻器的滑片從B端開始移動，直到燈泡正常發(fā)光，在此過程中測得小燈泡電流和電壓的各組數(shù)據(jù)，并正確畫出曲線a，由圖乙知，電流隨電壓的變化關(guān)系為一曲線，可以得出結(jié)論為燈的電阻是變化的；燈在額定電壓2.5V時的電流為0.3A，小燈泡的額定功率為：P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；（3）由圖乙知，當燈的電壓為0.5V時，通過的電流為0.1A，由串聯(lián)電路的規(guī)律及歐姆定律，這時變阻器連入電路的電阻：R滑=U?U1I1又因為0.3A＞0.25A，故選用滑動變阻器R2，故選B。故答案為：（1）圖見解答；（2）燈的電阻是變化的；0.75；（3）B。4．如圖甲所示是某實驗小組“探究電流與電阻的關(guān)系”的實物圖。選用的實驗器材是電源（電壓恒為3V）、電流表、電壓表，定值電阻有4個阻值（5歐、10歐、20歐、30歐）供選用，滑動變阻器（“20歐1安”），開關(guān)、導線若干。該小組用電流表和一個定值電阻R0，測量未知電阻Rx的阻值。他們設(shè)計了如圖丙所示的電路圖，并進行如下實驗操作：①閉合S、斷開S1，此時電流表的示數(shù)為I1。②閉合S和S1，此時電流表的示數(shù)為I2。③則Rx＝（用R0、I1、I2表示）。【解答】解：實驗步驟：①閉合S、斷開S1，此時電流表的示數(shù)為I1；②閉合S和S1，此時電流表的示數(shù)為I2；③在步驟①中，此時為只有R0工作的電路，通過電流表測量R0的電流，示數(shù)為I1，則電源電壓為U＝I1R0；在步驟②中，此時兩電阻并聯(lián)，電流表測量干路電流，示數(shù)為I2；因通過R0的電流不變，根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律知，Rx的電流為Ix＝I2﹣I1，則Rx的阻值為：Rx=UIx5．小金用圖甲所示的電路探究串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，實驗時意外發(fā)現(xiàn)：“當變阻器滑片P向左移時，兩電壓表的讀數(shù)之和減小?！彼a(chǎn)生了疑惑，在老師的引導下，知道了用久的普通干電池內(nèi)部有不可忽略的電阻，可將它看作一個理想電源（電壓U恒定，電阻為0）與一個電阻r的串聯(lián)（圖乙所示），為了測量干電池電阻r，他選擇了適當器材，設(shè)計出如下的實驗方案。（1）選用的器材：一個電壓表，符合實驗要求的已知阻值的定值電阻R1，導線和開關(guān)若干，一節(jié)舊干電池。（2）設(shè)計出了如圖丙的實驗電路圖。（3）請你根據(jù)他所設(shè)計的電路圖，幫他寫出主要的實驗步驟和需測量的物理量。。（4）請你幫他寫出干電池電阻r的數(shù)學表達式（用已知量和測量量表示）：。【解答】解：根據(jù)實驗電路丙圖可知，將R1與電源（r）串聯(lián)起來，將電壓表并聯(lián)在R1兩端。當S斷開時，電壓表測的是電源電壓；當S閉合時，電壓表測的是R1兩端電壓，利用串聯(lián)電路電流規(guī)律和電壓規(guī)律即可求解。所以實驗步驟：①按照電路圖連接電路，記下開關(guān)S斷開時電壓表的示數(shù)U；②閉合開關(guān)S，記下電壓表的示數(shù)U1。因為串聯(lián)電路電流相等：則U1R1故答案為：（3）①按照電路圖連接電路，記下開關(guān)S斷開時電壓表的示數(shù)U；②閉合開關(guān)S，記下電壓表的示數(shù)U1；（4）(U?U6．某同學為了探究“電流與電阻的關(guān)系”，按圖甲所示電路進行實驗，將實驗數(shù)據(jù)描繪在圖乙中。已知電源電壓恒為6伏，實驗中有5個定值電阻，阻值分別為5Ω、10Ω、20Ω、30Ω、40Ω。（1）圖乙中陰影部分“面積”表示的物理量是。（2）閉合開關(guān)前，滑動變阻器滑片的位置以及滑動變阻器在本實驗中除了保護電路外的作用為（填字母編號）。A．A位置，改變R兩端的電壓 B．A位置，保持R兩端的電壓不變C．B位置，改變R兩端的電壓 D．B位置，保持R兩端的電壓不變（3）當把阻值為40歐的定值電阻接入電路時，發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動滑片P，電壓表示數(shù)都不能達到所控制的電壓值，為了完成整個實驗，應另選最大阻值不小于Ω的滑動變阻器接入電路重新實驗。（4）為測定未知電阻Rx阻值，某同學設(shè)計了四種電路，電源電壓恒定且未知，R0是已知阻值的定值電阻，其中不能測量出Rx阻值的電路是（填字母編號）。【解答】解：（1）電流與電阻的乘積為電壓，故圖乙中，陰影部分“面積”表示的物理量是電壓；（2）閉合開關(guān)前，為保護電路，滑動變阻器滑片移動阻值最大處，即B位置；探究“通過導體的電流與導體電阻的關(guān)系”時，要控制電阻的電壓不變，故滑動變阻器滑片的位置以及滑動變阻器在本實驗中除保護電路外的作用為D；（3）由題可知，電阻兩端電壓始終保持4V不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，滑動變阻器分得電壓為U滑＝6V﹣4V＝2V，電壓表示數(shù)為滑動變阻器電壓的2倍，當電阻值越大，滑動變阻器接入電路阻值越大。所以當接入40Ω的電阻時，滑動變阻器接入電路中的電阻為：R滑=12R=12×所以為了完成實驗，滑動變阻器的最大阻值不能小于20Ω；（4）A、由電路圖可知，S接1或2時，通過電壓表的電流的方向會發(fā)生變化，電壓表的指針會反向偏轉(zhuǎn)，無法讀取電壓表的示數(shù)，故A不可行；B、根據(jù)圖可知，閉合S1、S2，電路為Rx的簡單電路，電壓表測量電源的電壓U；只閉合開關(guān)S1，兩只電阻串聯(lián)，電壓表測量Rx兩端電壓為Ux；根據(jù)串聯(lián)電路的電壓關(guān)系可知，定值電阻兩端的電壓為：U0＝U﹣Ux；此時電路中的電流為：I=U根據(jù)串聯(lián)電路的電流關(guān)系可知，通過Rx的電流為I=U0R0，則根據(jù)RC、閉合S1、S2時，電路是只有Rx的基本電路，電流表測量通過Rx的電流Ix；閉合S1、斷開S2，兩電阻串聯(lián)，電流表測電路中電流I；根據(jù)電源電壓不變列式I（R0+Rx）＝IxRx可求出Rx的阻值，故C可行；D、閉合S1，S接2時，R0和R串聯(lián)接入電路中，把R的阻值調(diào)到0，根據(jù)電流表的示數(shù)和定值電阻的阻值可以求出電源電壓U；閉合S1，S接1時，Rx和R串聯(lián)接入電路中，把R的阻值調(diào)到0，讀出電流表的示數(shù)，根據(jù)電流表示數(shù)和電源電壓，利用R=UI可以求出R7．在“測小燈泡額定功率”的實驗中，提供的器材有：電壓恒為4.5V的電源額定電壓為2.5V的待測小燈泡（電阻約為8Ω），電流表（0﹣0.6A、0～3A），電壓表（0～3V、0～15V），開關(guān)和導線若干，另有標有“30Ω2A”的滑動變阻器R2和標有“5Ω1A”的滑動變阻器R2。（1）實驗電路如圖甲所示，請選擇合適的量程，并用筆畫線代替導線在圖甲中將電路連接完整。（2）本實驗選擇的滑動變阻器是（填“R1”或“R2”）。（3）若增加一個阻值為10Ω的定值電阻R，且利用一只電表，通過簡單操作（開關(guān)S接“a”、“b”各一次）來測量小燈泡的額定功率，如圖乙、丙是兩種不同方案的電路圖，則下列判斷正確的是。（填字母代號）A.兩種方案都能 B.兩種方案都不能C.乙方案能，丙方案不能 D.乙方案不能，丙方案能【解答】解：（1）額定電壓為2.5V的待測小燈泡，電阻約為8Ω，所以小燈泡處于額定電壓時的電流約為：I額=U額R（2）電源電壓恒為4.5V，額定電壓為2.5V的待測小燈泡，則滑動變阻器兩端的電壓：UR＝U﹣UL＝4.5V﹣2.5V＝2V，根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理可得：URUL=RRL，即2V（3）圖乙中，無論開關(guān)接“a”還是接“b”都無法得知小燈泡是否正常發(fā)光，此方案不能測定小燈泡的額定電功率；圖丙中，R0、小燈泡和滑動變阻器三者串聯(lián)，開關(guān)S接“a”時，電壓表測量定值電阻的電壓，當開關(guān)接“b”時測量燈泡和定值電阻的總電壓，不能通過調(diào)節(jié)滑動變阻器使燈泡兩端的電壓為2.5V，所以此方案不能測出小燈泡的額定功率；故選：B。故答案為：（1）見解答；（2）R1；（3）B。8．小明利用如圖甲所示電路測量小燈泡的功率，被測小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω左右，實驗室有如下器材：電源（U＝6V），電流表（0～0.6A，0～3A），電壓表（0～3V，0～15V），滑動變阻器、電阻箱各一只，單刀單擲、單刀雙擲開關(guān)各一個，導線若干。（1）圖甲是小明剛連好的實物圖，實驗前小華幫他檢查了一遍，發(fā)現(xiàn)有兩處不合實驗規(guī)范。請你指出來：。（2）完善電路后，閉合開關(guān)，小明改變滑動變阻器的阻值測量出了5組數(shù)據(jù)，并描點畫出了小燈泡中電流隨其兩端電壓變化的關(guān)系圖像，如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為W。（3）實驗中所使用的滑動變阻器的規(guī)格可能為。A．10Ω3A B．30Ω1A C．60Ω1A（4）現(xiàn)要測量另一個額定電流已知的小燈泡L2的額定電功率，在實驗過程中，電壓表發(fā)生故障，小明和小華增加一只電阻箱和一個單刀雙擲開關(guān)設(shè)計出了丙、丁兩種電路圖，則能測出小燈泡額定電功率的是?！窘獯稹拷猓海?）為保護電路，連接電路時，開關(guān)要斷開，閉合開關(guān)前，滑片P應處于連入阻值最大處；因為燈正常發(fā)光時的電流約為：I=U（2）由I﹣U圖象可得，小燈泡在額定電壓下的電流為0.25A，則小燈泡的額定功率為：P額＝U額I額＝2.5V×0.25A＝0.625W。（3）根據(jù)I﹣U圖像知，小燈泡的電壓為0.5V時，電流為0.1A，由串聯(lián)電路電壓規(guī)律及歐姆定律，此時實驗中所使用的滑動變阻器連入電路的電阻為：R滑=U滑I故變阻器的規(guī)格可能為60Ω1A，故選C；（4）燈泡L2的額定電流已知，設(shè)為I額；丙圖中，將S2置于a，移動滑片，使電流表示數(shù)為I額，則燈正常發(fā)光；保持滑片的位置不動，將S2置于b，調(diào)節(jié)電阻箱的旋鈕，使電流表的示數(shù)仍為I額，記下電阻箱連入電路中的電阻大小R箱，由等效替代法，則燈正常發(fā)光時的電阻等于R箱，則燈的額定功率：P＝I額2R箱；丁圖中，將S2置于b，電流表沒有接入電路，將S2置于a，電流表測通過電阻箱中的電流，即無論S2置于a、b，燈的電流都不能測量，故不能使燈正常發(fā)光，不能測出燈泡額定功率；故選丙。故答案為：（1）閉合開關(guān)前，滑片P沒有處于阻值最大處；電流表所選量程太大；（2）0.625；（3）C；（4）丙。9．某同學利用如圖1所示的電路來測量小燈泡的電功率（電源電壓3V，小燈泡的額定電壓2.5V）。（1）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)兩電表指針處于圖2所示位置，此時燈泡（選填“不發(fā)光”“微弱發(fā)光”或“比正常亮”）（2）故障排除后，從滑動變阻器接入電路阻值最大時開始記錄數(shù)據(jù)，得到小燈泡U﹣I圖象如圖3所示，則小燈泡的額定功率是W。（3）他做完以上實驗后，又想測出一個未知電阻Rx的阻值，連接電路時發(fā)現(xiàn)電壓表已損壞，于是他又設(shè)計了如圖4所示的電路，也測出了電阻的阻值（R0是已知阻值的定值電阻）。請你幫他完成下列步驟。①只閉合開關(guān)S1，電流表的示數(shù)為I1；②開關(guān)S1、S2閉合后，電流表的示數(shù)為I2；③請寫出未知電阻Rx的阻值表達式：Rx＝（用I1、I2和R0表示）?！窘獯稹拷猓海?）由圖2可知，電流表示數(shù)為0，電路可能斷路，電壓表示數(shù)為電源電壓，電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的燈之外的電路是連通的，則與電壓表并聯(lián)的燈斷路了，小燈泡不發(fā)光；（2）故障排除后，從滑動變阻器接入電路阻值最大時開始記錄數(shù)據(jù)，得到小燈泡I一U圖象如圖3所示，則燈額定電壓下的電流為0.3A，則小燈泡的額定功率是：P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W。（3）實驗步驟：①只閉合開關(guān)S1，兩電阻串聯(lián)，電流表測量電路中的電流，電流表的示數(shù)為I1；②開關(guān)S1、S2閉合后，只有電阻R0工作，電流表測量電路中的電流，電流表的示數(shù)為I2；③兩次實驗中電源電壓為：U＝I2R0＝I1（R0+Rx），未知電阻Rx的阻值表達式：Rx=(故答案為：（1）不發(fā)光；（2）0.75；（3）(I10．為了測定額定電壓為“2.5V”的小燈泡的額定電功率，小明按圖甲連接電路。閉合開關(guān)S后，移動滑動變阻器的滑片P，發(fā)現(xiàn)燈泡L始終不亮。（1）為了排除電路故障，他將電壓表的“﹣”接線柱與電池組的負極A端連接，并電壓表的接線柱“3”依次與其他接線柱連接，對應出現(xiàn)的電壓表示數(shù)如下表所示。根據(jù)以上信息，可判斷電路故障為。電壓表“3”接線柱與其他接線柱連接情況電壓表示數(shù)/V與B接線柱連接3.0與C接線柱連接3.0與D接線柱連接3.0與E接線柱連接3.0與F接線柱連接0（2）排除故障，把電壓表接在燈泡兩端，閉合開關(guān)，將滑動變阻器滑片P移到某一位置，電壓表示數(shù)如圖乙所示，此時為測定小燈泡額定功率，小明接下來應該如何操作？。（3）小明現(xiàn)有一個阻值為10歐的定值電阻R0，打算不用電壓表，只用電流表來測定小燈泡的額定功率。他設(shè)計電路如圖丙，想通過讓開關(guān)S接“a”、“b”各一次來測量小燈泡的額定功率。你認為他的方案是否可行？并說明理由：?！窘獯稹拷猓海?）電壓表的負接線柱與A接線柱連接，電壓表正接線柱與B接線柱連接，電壓表有示數(shù)，說明電源完好；電壓表正接線柱與C接線柱連接，電壓表有示數(shù)，說明BC之間完好；電壓表正接線柱與D接線柱連接，電壓表有示數(shù)，說明BD之間完好；電壓表正接線柱與E接線柱連接，電壓表有示數(shù)，說明BE之間完好；電壓表正接線柱與F接線柱連接，電壓表沒有示數(shù)，說明BF之間有斷路，而已知AE之間完好，所以故障出在EF之間，可能是燈泡發(fā)生斷路；（2）燈在額定電壓下正常發(fā)光，圖中電壓選用小量程，分度值為0.1V，示數(shù)為12V，小于燈的額定電壓2.5V，應增大燈的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，應減小變阻器的電壓，由分壓原理，應減小變阻器連入電路中的電阻大小，故滑片向左移動，直到電壓表示數(shù)為額定電壓2.5V；（3）圖丙中，無論S接a還是接b都無法得知小燈泡是否正常發(fā)光，丙方案不能測定小燈泡的額定電功率。故答案為：（1）EF段斷路；（2）故滑片向左移動，直到電壓表示數(shù)為額定電壓2.5V；（3）不可行，無論S接a還是接b都無法得知小燈泡是否正常發(fā)光。11．在“測量小燈泡的電功率”實驗中，提供器材：2節(jié)干電池，電流表1個，電壓表1個，小燈泡額定電壓為2.5V（電阻值約為5Ω）。（1）連接好電路后閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，則出現(xiàn)故障的原因是（選填“小燈泡斷路”或“小燈泡短路”）。（2）故障排除后，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片P到某處時，電壓表示數(shù)為2V。為了測量小燈泡的額定功率，應將滑片P向（選填“左”或“右”）端移動，使電壓表示數(shù)為2.5V，此時電流表指針位置如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為W。（3）實驗中電流表壞了，無法完成實驗。小組同學認為只需再增加一個R0＝5Ω的定值電阻就能完成，他們設(shè)計了如圖丙的電路，其設(shè)計方案如下：①調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，使電壓表的示數(shù)為小燈泡的額定電壓U額。②保持滑片位置不變，電壓表并聯(lián)在R0兩端，測出此時R0兩端的電壓U0，通過計算得出小燈泡的額定功率?？墒菍嶒炦^程仍無法測量出該小燈泡的電功率，請你指出該設(shè)計方案中存在的問題是：?！窘獯稹拷猓海?）小燈泡不亮，電流表有示數(shù)，說明電路是通路，電壓表無示數(shù)，說明與電壓表并聯(lián)部分出現(xiàn)短路，則出現(xiàn)故障的原因是小燈泡短路；（2）如果要將燈泡調(diào)至正常發(fā)光，需增大燈泡兩端的電壓，減小滑動變阻器接入的阻值，故需要將滑動變阻器滑片左端移動，直到電壓表示數(shù)為2.5V時為止；如圖乙所示，電流表選用的是小量程，分度值為0.02A，根據(jù)電流表指針的位置可知，電流表的示數(shù)為0.5A，燈泡的額定功率為：P＝UI＝2.5V×0.5A＝1.25W；（3）由圖丙可知，燈泡L、R0和滑動變阻器串聯(lián)，小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為5Ω，R0的阻值為5Ω當小燈泡兩端的電壓為額定電壓2.5V時，根據(jù)串聯(lián)分壓的特點可知R0兩端的電壓也約為2.5V，根據(jù)題意可知，電源為2節(jié)干電池，則電源電壓為3V，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可知，R0和燈泡L兩端的電壓之和大于電源電壓，則實驗中無法使電壓表示數(shù)為小燈泡的額定電壓2.5V，所以實驗過程仍無法測量出該小燈泡的電功率。故答案為：（1）小燈泡短路；（2）左；1.25；（3）實驗中無法使電壓表示數(shù)為小燈泡的額定電壓2.5V。12．請你完成以下“測量額定電壓為2.5V小燈泡電功率實驗的任務。（1）閉合開關(guān)，移動滑片P到電壓表示數(shù)為2.5V時，電流表示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為W；（2）上述實驗過程中，當電壓表、電流表的示數(shù)逐漸變大時，小燈泡的電阻也逐漸變大，滑動變阻器接入電路的電阻逐漸變小，則小燈泡電阻的變化量△RL（選填“大于”“小于”或“等于”）滑動變阻器電阻的變化量△R；（3）利用圖甲所示電路，依據(jù)R=UI也可測出小燈泡正常工作時的電阻，如果考慮電壓表的電阻，此時電流表測量值比通過燈泡電流真實值【解答】解（1）電流表的量程是0～0.6A，分度值是0.02A，此時的讀數(shù)為0.2A，小燈泡的額定功率為：P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W。（2）實驗過程中隨滑動變阻器阻值減小，小燈泡逐漸變亮，此時燈泡兩端電壓增大，通過燈的電流也增大，電源電壓不變，由R=UI知，電路的總電阻變小，由P＝UI知，燈泡的實際功率增大，燈絲的溫度升高，燈泡阻值隨溫度的升高而變大，由電阻的串聯(lián)規(guī)律可知：小燈泡阻值增大的值ΔR（3）如果考慮電壓表的電阻，此時電流表測量值比通過燈泡電流真實值偏大，電壓表和小燈泡并聯(lián)，電流表實際上測量的干路中的電流，還有一部分電流流入了電壓表。故答案為：（1）0.5；（2）小于；（3）偏大。13．在“探究小燈泡在不同電壓下工作時的電功率是否相同”的實驗中，實驗室提供了如下器材：電源電壓U恒為8V，滑動變阻器規(guī)格為“20Ω2A”，小燈泡的額定電壓U＝2.5V，額定功率小于1.2W，兩個阻值分別為10Ω、20Ω的定值電阻R0可供選擇。（1）為使小燈泡兩端電壓有一較大的調(diào)節(jié)范圍，小聰設(shè)計了如圖甲所示的電路實物圖。正確連接電路后，進行實驗，記錄的數(shù)據(jù)如表所示。當電壓表示數(shù)為2.5V時，電流表示數(shù)如圖丙所示，小燈泡的額定功率為W。實驗次數(shù)物理量12345電壓/V11.522.53電流/A0.240.320.380.44電功率/M（2）分析表中數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：小燈泡工作時，消耗的電功率隨電壓的增大而增大。根據(jù)數(shù)據(jù)還可判斷出，小聰在實驗中選用的是R0＝Ω的定值電阻。（3）完成實驗后，愛動腦筋的小聰又想出一種測量小燈泡額定功率的方法，設(shè)計了如圖丙所示的電路，所用電壓表量程為“0～15V”，請將以下實驗步驟補充完整。①檢查電路無誤后，閉合開關(guān)S，將開關(guān)S1撥至“1”，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片直至電壓表示數(shù)為。②滑片不動，再將開關(guān)S1，撥至“2”，讀出電壓表示數(shù)為U0；③小燈泡的額定功率。（用U額、U0、R0表示）【解答】解：（1）電流表選擇0～0.6A的量程，分度值為0.02A，示數(shù)為0.42A，則小燈泡的額定功率：P額＝U額I額＝2.5V×0.42A＝1.05W；（2）由表中數(shù)據(jù)可知，第5次實驗電流最大，此時