專項五伏安法測量電阻和電功率1．（2024·山東濰坊）為測定一只標有“2.5V”字樣的小燈泡正常工作時的電阻，某同學準備了下列器材：待測小燈泡、干電池3節(jié)、滑動變阻器、電流表、電壓表、開關、導線若干。(1)請用筆畫線代替導線將圖甲中的電路補充完整；(2)閉合開關后，滑片P位于某一位置時，電壓表示數(shù)如圖乙所示，為了讓小燈泡正常發(fā)光，應將滑動變阻器的滑片P向（填“左”或“右”）移動；(3)滑片P調整到適當位置，電壓表示數(shù)為2.5V，此時電流表示數(shù)如圖丙所示，則該小燈泡正常工作時的電阻為，此時滑動變阻器接入電路的電阻為；(4)小華認為不用電流表也能測出小燈泡正常工作時的電阻，他又找來一個電阻箱和一個單刀雙擲開關，設計了如圖丁所示的電路，兩虛線框中一處接入電阻箱，另一處接入滑動變阻器，然后進行了下列操作：①閉合開關S，將單刀雙擲開關擲于位置1，調整b處電阻，使電壓表示數(shù)為2.5V；②將單刀雙擲開關擲于位置2，保持b處電阻不變，調整a處電阻，使電壓表示數(shù)為V，此時電阻箱的示數(shù)即為小燈泡正常工作時的電阻。電阻箱應接在丁圖中的（填“a”或“b”）位置?！敬鸢浮?1)(2)左(3)6.255(4)2.5a【解析】（1）實驗中，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，測燈泡兩端電壓，滑動變阻器按照一上一下的原則接入電路，如圖所示：（2）由圖甲可知，電壓表使用的小量程，由圖乙可知，電壓表的分度值為0.1V，示數(shù)為2.4V，小于燈泡的額定電壓2.5V，因此應增大燈泡兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點可知，應減小滑動變阻器兩端電壓，根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，應減小滑動變阻器接入電路的阻值，因此應將滑片向左移動。（3）[1]圖甲中電流表使用的小量程，分度值為0.02A，由圖丙可知，電流表示數(shù)為0.4A，則該小燈泡正常工作時的電阻為[2]由題意可知，電源電壓為由串聯(lián)電路電壓特點可知，此時滑動變阻器兩端電壓為由歐姆定律可知，此時滑動變阻器接入電路的電阻為（4）[1][2]圖丁中，電壓表與燈泡或a處電阻并聯(lián)，測量燈泡或a處電阻兩端電壓。閉合開關S，將單刀雙擲開關擲于位置1，則燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測燈泡兩端電壓，調整滑動變阻器電阻，使電壓表示數(shù)為2.5V，此時燈泡正常發(fā)光；將單刀雙挪開關擲于位置2時，若a處為電阻箱，b處為滑動變阻器，此時變阻箱與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測電阻箱兩端電壓，保持b處電阻不變，調節(jié)變阻箱，使電壓表示數(shù)為2.5V，則電阻箱的示數(shù)即為小燈泡正常工作時的電阻，使用了等效替代法。若a處為滑動變阻器，b處為電阻箱，則調節(jié)a處的滑動變阻器，電阻箱阻值不變，無法得到燈泡燈泡正常發(fā)光時的電阻，不合適，因此a處為電阻箱。2．（2024·青海）為測量小燈泡正常發(fā)光時的電阻，“飛天”興趣小組利用圖甲所示的實驗器材進行了如下實驗（小燈泡額定電壓為2.5V）：（1）用筆畫線代替導線將圖甲的實驗電路連接完整；（2）閉合開關前，滑動變阻器滑片應滑到端（選填“A”或“B”）；閉合開關后發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)，電路中出現(xiàn)的故障可能是小燈泡（選填“短路”或“斷路”）；（3）排除故障后，閉合開關，移動滑片，測量得出了如下數(shù)據(jù)：實驗次數(shù)電壓U/V電流I/A電阻R/Ω11.00.205.0021.50.246.2532.00.267.7042.553.00.3010.00當電壓表示數(shù)為2.5V時，電流示數(shù)如圖乙所示，示數(shù)是A，此時小燈泡的電阻值為Ω（結果保留兩位小數(shù)）；（4）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制了如圖丙所示小燈泡的I-U圖像，結合數(shù)據(jù)和圖像分析小燈泡的電阻值發(fā)生變化的原因：。【答案】（1）（3）B斷路（3）0.288.93（4）燈泡的電阻隨溫度升高而變大【解析】（1）[1]電流表應與燈泡串聯(lián)，由乙圖可知選用小量程，作圖如下：（2）[2]閉合開關前，滑動變阻器滑片應滑到阻值最大處，即B端。[3]閉合開關，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表無示數(shù)則說明可能是電路斷路，但電壓表有示數(shù)，則說明電壓表兩端與電源相通，則可能是小燈泡斷路。（3）[4][5]當電壓表示數(shù)為2.5V時，電流示數(shù)如圖乙所示，選用小量程，分度值為0.02A，示數(shù)是0.28A，則此時小燈泡的電阻值為（4）[6]燈泡的電阻隨溫度升高而變大，是變化的。3．（2024·四川廣元）“天和”學習小組在實驗室探究一個熱敏電阻阻值隨溫度變化的關系，設計了如圖甲所示的電路圖，電源兩端電壓恒為12V，是定值電阻，R是熱敏電阻，電流表的量程是0~0.6A，電壓表的量程是0~15V。（1）同學們按電路圖連接實物后，閉合開關，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)接近電源電壓，電流表無示數(shù)，則故障可能是熱敏電阻R處發(fā)生（選填“短路”或“斷路”）；（2）排除故障后，閉合開關S，他們測量了該熱敏電阻不同溫度下的電阻值，并繪制成如圖乙所示的圖像。由圖像可知，熱敏電阻的阻值R隨溫度t增大而；（選填“增大”“不變”或“減小”）（3）某次測量中，電壓表示數(shù)如圖丙所示，電流表示數(shù)為0.2A，則此時熱敏電阻R的溫度為℃；（4）探究過程中，熱敏電阻的溫度變化范圍為0~100℃，則電壓表示數(shù)的變化范圍為。【答案】（1）斷路（2）減?。?）20（4）6V～11V【解析】（1）[1]在電路連接正確的情況下，閉合開關后，如果電壓表示數(shù)接近電源電壓，而電流表無示數(shù)，這通常意味著電路中存在斷路。由于電壓表測量的是熱敏電阻R兩端的電壓，且示數(shù)接近電源電壓，因此可以判斷斷路發(fā)生在熱敏電阻R處，即熱敏電阻R處發(fā)生斷路。（2）[2]觀察圖乙所示的圖像，我們可以看到隨著溫度的升高，熱敏電阻的阻值在逐漸減小。因此，我們可以得出結論：熱敏電阻的阻值R隨溫度t的增大而減小。（3）[3]在圖丙中，電壓表的示數(shù)為10V，電流表的示數(shù)為0.2A。由于熱敏電阻R與定值電阻R0?是串聯(lián)的，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓分配原則，我們可以得到定值電阻R0兩端的電壓為U0=U?UR=12V?10V=2V然后，我們可以利用歐姆定律求出定值電阻R0?的阻值接著，我們可以求出此時熱敏電阻R的阻值最后，我們根據(jù)圖乙所示的圖像，可以找出對應阻值為50Ω時的溫度為20℃。（4）[4]當熱敏電阻的溫度為0℃時，為110Ω。此時，電路中的電流最小，定值電阻分擔的電壓最小，電壓表的示數(shù)最大。根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的電壓分配原則，我們可以求出此時電壓表的示數(shù)當熱敏電阻的溫度為100℃時，為10Ω。此時，電路中的電流最大，電流最大為0.6A，未超過電流表量程，此時電壓表的示數(shù)為所以，電壓表示數(shù)的變化范圍為6V～11V。4．（2024·四川內江）在“測量定值電阻阻值”的實驗中，提供的實驗器材有：A．兩節(jié)新干電池；B．電壓表（量程0~3V，0~15V）；C．電流表（量程0~0.6A，0~3A）；D．滑動變阻器R（20Ω，1A）；E.待測電阻Rx（阻值約為幾歐）；F.開關一個，導線若干。（1）圖甲是實驗中設計的電路圖，請在圖中圓圈內正確填寫表示電表的字母符號；（2）連接電路前，發(fā)現(xiàn)電流表指針位置如圖乙所示，此時需要進行的操作是。連接電路時，開關應該（選填“斷開”或“閉合”）；（3）根據(jù)圖甲的電路圖，請用筆畫線代替導線，把圖丙中的實物圖連接成完整電路（有兩條導線未連接），要求開關閉合時電流表示數(shù)最小，測量時電表示數(shù)盡可能精確；（4）測得的部分數(shù)據(jù)已記錄在表格中，表格中第一行的最后空格欄內應填寫的內容是。在第3次測量時，電壓表的示數(shù)如圖丁所示，根據(jù)這三次測得的數(shù)據(jù)，Rx阻值的平均值為Ω。實驗次數(shù)電壓U/V電流I/A電阻Rx/Ω11.60.208.022.00.248.330.30【答案】（1）（2）調零斷開（3）（4）Rx阻值的平均值8.1【解析】（1）[1]根據(jù)電路圖可知，上面圈內的電表串聯(lián)在電路中，為電流表；下面圈內的電表與Rx并聯(lián)，為電壓表，如下圖所示：（2）[2][3]連接電路前，電流表的指針左偏，需要進行的操作是調零，使指針指在零刻線處；連接電路時，開關應該斷開。（3）[4]滑動變阻器要“一上一下”接入電路，要求開關閉合時電流表示數(shù)最小，需要將滑動變阻器的左下接線柱與Rx的右接線柱連接；為了使測量時電表示數(shù)盡可能精確，電壓表選用0~3V量程，將電壓表的“3”接線柱與Rx的左接線柱連接，如下圖所示：（4）[5][6]在伏安法測電阻的實驗中，采用多次測量取平均值的方法減小誤差，故表格中第一行的最后空格欄內應填寫的內容是Rx阻值的平均值；電壓表選用的量程是0~3V，分度值為0.1V，示數(shù)為2.4V，則第三次Rx的阻值則Rx阻值的平均值5．（2024·甘肅定西）在“探究電流與電阻的關系”的實驗中，小明使用阻值為的定值電阻各一個，電壓為的電源等器材進行探究。（1）請用筆畫線代替導線將甲圖電路連接完整（要求：滑片P向右移動時電路中電流變大）；（2）正確連接并規(guī)范操作后，閉合開關，兩電表均無示數(shù)。為了檢查電路故障，小華將電壓表接在滑動變阻器兩端時無示數(shù)，接在開關兩端時有示數(shù)，則電路的故障是（選填“A”、“B”或“C”）；A．開關斷路B．滑動變阻器斷路C．定值電阻斷路（3）圖乙是改正故障后根據(jù)測得的實驗數(shù)據(jù)繪制的電流I隨電阻R變化的圖像，由圖像可知R兩端的電壓為V；當R的電阻由更換為時，閉合開關后，應該將滑動變阻器的滑片P向端（選填“左”或“右”）滑動；要完成該實驗滑動變阻器的最大阻值至少是Ω；由圖像得到實驗結論為：當一定時，導體中的電流與導體的電阻成；（4）同組的珊珊同學用未知電阻替換電阻R，移動變阻器的滑片P至某一位置，此時電壓表示數(shù)為，如圖丙所示電流表示數(shù)為A，該電阻的阻值為。【答案】（1）（2）A（3）2左50電壓反比（4）0.35【解析】（1）[1]滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，滑片P向右移動時電路中電流變大，說明接入電路中的電阻變小，即右下方接線柱必須接入電路中，定值電阻與滑動變阻器串聯(lián)連接，實物電路圖如圖所示：（2）[2]正確連接并規(guī)范操作后，閉合開關，兩電表均無示數(shù)，說明電路斷路。將電壓表接在滑動變阻器兩端時無示數(shù)，說明滑動變阻器之外斷路，接在開關兩端時有示數(shù)，說明電壓表與電源之間是通路，故電路故障開關斷路。故選A。（3）[3]由圖象可知，當R=5Ω時，電路中的電流I=0.4A，定值電阻兩端的電壓[4]當R的電阻由5Ω更換為10Ω時，電阻變大，分壓增多，電壓表示數(shù)增大，根據(jù)控制變量法可知在探究電流與電阻的實驗中應控制電壓不變，即應保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知應增大滑動變阻器分得的電壓，由分壓原理，應增大滑動變阻器連入電路中的電阻，所以滑片應向左端移動，使電壓表的示數(shù)為2V。[5]因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，滑動變阻器兩端的電壓當定值電阻的阻值為25Ω時，滑動變阻器接入電路中的電阻最大，此時電路中的電流此時滑動變阻器接入電路中的阻值即滑動變阻器的阻值至少為50Ω；[6][7]如圖丙的圖像所示，導體兩端電壓一定時，此時導體中的電流與導體的電阻的乘積是一個定值，故當導體兩端電壓一定時，導體中的電流跟導體的電阻成反比。（4）[8]由丙圖可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.3A。[9]未知電阻的阻值6．（2024·江蘇宿遷）在“測量小燈泡額定功率”的實驗中，小燈泡額定電壓為2.5V，電源電壓為4.5V，滑動變阻器標有“20Ω1A”字樣。（1）如圖甲所示電路，有一根導線連接錯誤，請在錯誤的導線上打“”，用筆畫線代替導線將電路連接正確；（2）連接電路時，開關應，試觸時發(fā)現(xiàn)，電壓表無示數(shù)，電流表有示數(shù)，小燈泡發(fā)光，則電壓表發(fā)生了故障；（3）糾正錯誤后繼續(xù)進行實驗，移動滑動變阻器滑片，電壓表示數(shù)為2.5V時，電流表示數(shù)如圖乙所示，示數(shù)為A，小燈泡額定功率為W；（4）利用原有電路，將小燈泡替換為定值電阻（、、、，各一個）探究電流和電阻關系，為了能完成實驗，控制電壓表示數(shù)可能是。A．1.7V

B．2.2V

C．2.7V【答案】（1）（2）斷開斷路（3）0.240.6（4）C【解析】（1）[1]實驗中，燈泡與變阻器串聯(lián)，電壓表測量燈泡的電壓，電流表測量電路電流。（2）[2]連接電路時，為了保護電路，開關應斷開。[3]試觸時發(fā)現(xiàn)，電壓表無示數(shù)，電流表有示數(shù)，小燈泡發(fā)光，則與燈泡并聯(lián)的電壓表發(fā)生了斷路故障。（3）[4]由圖乙得，電流表的分度值為0.02A，示數(shù)為0.24A。[5]小燈泡額定功率為（4）[6]探究電流和電阻關系，要控制定值電阻的電阻應不變，由歐姆定律得當接入25Ω定值電阻時，變阻器接入電路中電阻最大，為20Ω時，定值電阻的電壓最小，此時由圖得，電源電壓由3節(jié)干電池組成，為4.5V，由串聯(lián)電路電流特點得則定值電阻的電壓最小電壓為當電壓表示數(shù)最大為3V時，定值電阻的電壓最大，故AB不符合題意，C符合題意。故選C。7．（2024·山東濟寧）某物理興趣小組將電源（電壓為）、小燈泡（額定電壓為）、電流表、滑動變阻器、開關串聯(lián)后，將電壓表并聯(lián)接入電路。實驗時，將電壓表的示數(shù)，電流表的示數(shù)，以及兩者的乘積記錄下來，表中所示為部分數(shù)據(jù)。序號12.01.224.036.01.8結合以上信息，按要求回答下列問題：(1)請在圖的虛線框內畫出上述實驗的電路圖；(2)小燈泡兩端電壓為時的電阻；（保留兩位小數(shù)）(3)小燈泡的額定功率W。【答案】(1)(2)6.67(3)3.6【解析】（1）分析表格中的數(shù)據(jù)：當電壓表示數(shù)為2V時，電壓表與電流表的乘積（電功率）為1.2W，則電流為同理可知，當電壓表示數(shù)為6V時，電流表示數(shù)為可知，電壓表示數(shù)越大，電流表示數(shù)越小，根據(jù)歐姆定律可知，燈泡兩端的電壓越小，根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點可知，電壓表測量的是滑動變阻器兩端的電壓，電路圖如下：（2）小燈泡兩端電壓為時，滑動變阻器電壓，即電壓表示數(shù)為8V-2V=6V此時電路電流為I3=0.3A，小燈泡電阻（3）當小燈泡兩端電壓為額定電壓6V時，滑動變阻器電壓，即電壓表示數(shù)為8V-6V=2V此時電路電流為I1=0.6A，則小燈泡的額定功率8．（2024·北京）某同學進行了如下實驗：(1)用圖甲所示的電路測量額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率，電源兩端電壓保持不變；①閉合開關前，滑動變阻器的滑片P應放置在端；②閉合開關，應以確定小燈泡正常發(fā)光，此時電流表示數(shù)如圖乙所示，則的額定功率W。(2)該同學想比較另一個額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率與的大小關系，他斷開開關，保持滑動變阻器滑片位置不變，將替換為，閉合開關后，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)為2.3V。依據(jù)上述現(xiàn)象，可推斷出（選填“>”“=”或“<”），他繼續(xù)完成了的測量后，驗證了推斷。【答案】(1)A移動滑動變阻器滑片，使電壓表示數(shù)為2.5V0.75(2)<【解析】（1）①[1]為了保護電路，開關閉合前，滑動變阻器的滑片必須位于阻值最大處，故滑片需要位于A端。②[2]L1的額定電壓為2.5V，為了使燈泡正常發(fā)光，閉合開關后，應移動滑動變阻器滑片，使電壓表示數(shù)為2.5V。[3]由圖乙可知，電流表使用的小量程，分度值為0.02A，示數(shù)為0.3A，因此L1的額定功率為（2）保持滑動變阻器滑片位置不變，將替換為，閉合開關后，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)為2.3V。由串聯(lián)電路電壓特點可知，滑動變阻器兩端電壓增大，而滑動變阻器接入電路的阻值不變，由可知，電路中電流增大，總電阻減小，因因此，由可知，燈泡正常發(fā)光時，。9．（2024·黑龍江哈爾濱）小洋設計實驗探究“電功率跟電流、電壓的關系”。（1）他設計圖甲所示電路圖探究“電功率與電流的關系”，實驗中選擇L1和L2兩只燈泡并聯(lián)的目的是：；（2）他想用圖乙器材“探究電功率與電壓的關系”。①請你用筆畫線代替導線完成圖乙實物電路的連接；②連好電路，閉合開關，發(fā)現(xiàn)L1不亮、L2亮、電壓表無示數(shù)，則故障原因可能是；（3）前面實驗中用燈泡亮暗反映電功率大小，用到了轉換法。請你仿照方案一，再設計一個比較電功率大小的方案二（填寫①②③④處的內容）。方案一方案二項目內容項目內容能量轉化電能轉化為內能和光能能量轉化①器材兩個阻值不同發(fā)光原理相同的小燈泡替代燈泡的器材（或器材組合）②現(xiàn)象燈泡的亮暗不同現(xiàn)象③判斷方法燈泡亮的比暗的功率大判斷方法④【答案】（1）保持電壓不變（2）燈泡L1短路（3）見解析見解析見解析見解析【解析】（1）[1]探究“電功率與電流的關系”，保持電壓不變，改變電流，實驗中選擇L1和L2兩只燈泡并聯(lián)是為了保持兩個燈泡兩端的電壓不變。（2）①[2]探究電功率與電壓的關系，保持電流不變，改變電壓，兩個燈泡串聯(lián)，如圖所示：②[3]連好電路，閉合開關，發(fā)現(xiàn)L1不亮、L2亮，說明電路是通路，電壓表無示數(shù)，可能燈泡L1被短路。（3）①[4]設計一個能量轉化為電能轉化為機械能。②[5]兩個不同的電動機、鉤碼。③[6]相同時間，吊起鉤碼相同的高度，吊起鉤碼的質量不同。④[7]電動機吊起鉤碼質量大的功率大。10．（2024·黑龍江牡丹江）小江發(fā)現(xiàn)家里不同房間的燈亮度不同，猜想可能是與燈泡的電功率有關。他找來若干節(jié)新干電池、開關、滑動變阻器、電流表、電壓表、同一規(guī)格的導線若干，測量額定電壓為2.5V小燈泡的功率。（1）小江選擇兩節(jié)新干電池進行實驗，連接的實物電路如圖甲所示，請在方框內畫出對應的電路圖。（2）閉合開關后，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為2V，讀出電流表示數(shù)，將數(shù)據(jù)記入表格。繼續(xù)移動滑片，即使將滑片移動到阻值最小的位置，小燈泡兩端電壓也無法達到2.5V，解決的辦法是。（3）問題解決后，移動滑動變阻器的滑片，使小燈泡兩端電壓達到2.5V。如圖乙所示，此時電流表的示數(shù)為A，小燈泡的額定功率為W。（4）繼續(xù)移動滑動變阻器的滑片，使小燈泡兩端電壓為2.9V，讀出電流表示數(shù)，將數(shù)據(jù)記入表格。如表所示，小江設計的表格不足之處是。實驗次數(shù)燈泡兩端電壓U通過燈泡的電流I燈泡的電功率P發(fā)光情況120.260.52較暗22.5正常發(fā)光32.90.320.93較亮（5）實驗表明小燈泡的亮度由決定。【答案】（1）（2）增加一節(jié)新的干電池（3）0.30.75（4）測量的物理量沒有單位（5）實際功率【解析】（1）[1]根據(jù)實物圖畫電路圖，電路圖與實物圖須一一對應，電路圖如下：（2）[2]將滑片移動到阻值最小的位置，滑動變阻器兩端電壓最小，此時小燈泡