34：电学设计性实验—2020中考物理核心考点抢分练

1、2020中考物理核心考点抢分练34：电学设计性实验一、无滑动变阻器的实验设计（无电压表）1.某同学在没有电压表的情况下，利用电流表和已知阻值的定值电阻R0，测量未知电阻Rx阻值，如图中可实现测量Rx阻值的正确电路图是（）2.某同学在没有电压表的情况下，只利用电流表和已知阻值的定值电阻R0，测量未知电阻Rx阻值，图中可实现测量Rx阻值的正确电路图是（）3.现有一个阻值为 20 的定值电阻 R0，一个电压约为 15 V 的电源，一个量程为 01 A 的电流表，一个单刀双掷开关及导线若干。请你利用上述器材设计实验，测出约为 10 的未知电阻 Rx 的阻值。要求：（1）画出实验电路图；（2）写出主要的

2、实验步骤和需要测量的物理量；（3）写出待测电阻 Rx 的数学表达式（用已知量和测量量表示）。答案：1.ACD；2.ABD3.【答案】（1）见解析图；（2）按电路图连接电路；将开关的刀掷向1，记下电流表的示数I1；将开关的刀掷向2，记下电流表的示数I2；（3）【解析】（1）将电流表和已知电阻串联在干路上，将待测电路接在一个支路上，如下所示：（2）按上图连接电路；将开关的刀掷向1，记下电流表的示数I1；将开关的刀掷向2，记下电流表的示数I2；（3）在中，由欧姆定律的变形公式，电源电压U=I1R0；在中，两电阻串联，电流表测电路中的电流，由欧姆定律的变形公式，电路的总电阻：R=U/I2=，根据电阻的

3、串联，待测电阻的电阻：RX=RR0=R0，即二、无滑动变阻器的实验设计（无电流表）1某同学在没有电流表的情况下，利用电压表和已知阻值的定值电阻R0，测量未知电阻Rx阻值，图8中可实现测量R阻值的正确电路图是（）2.如图所示，几个同学在只有电流表或电压表时，利用一个已知阻值的电阻R0设计了四个测未知电阻Rx的电路，其中不可行的是（）3.某同学要测出一个电压约为40V的电源电压（电压保持不变），可供选用的器材如下：待测电源；一块电压表（量程0-15V）;四个阻值已知的电阻，分别为R1(100)、R2(150)、R3(200)、和R4(4k)；一个开关及若干导线，请合理选择器材，设计一个实验精确测出

4、电压电压。要求：（1）画出实验电路图（2）写出实验步骤及所需测量的物理量（3）写出电源电压的表达式（用已知量和测量量表示）答案：1.ACD；2.C3.【解析】（1）电压表（量程0-15V），电源电压较高，电压表不能测出电压，要准确则出电源电压，要用串联电路的分压特点，测出较小电阻的电压，算出总电阻，根据串联电路分压特点，算出电源电压。设计电路如下：（2）实验步骤：按照电路图连接电路；闭合开关S，读出电压表的示数U1。（3）表达式 电源电压三、有滑动变阻器的实验设计（无电流表）1.现手头有一个阻值为10的定值电阻，一个电压大约为18V的电源，一个量程只有03V的电压表，一个最大阻值大约为120的

5、滑动变阻器，请设计一个实验，比较准确的测量一个阻值约为20的待测电阻的阻值。要求：画出电路图；写出实验步骤及表明需要测量的物理量；用测量的物理量推导出待测电阻的数学表达式。答案：电路图如图所示。实验步骤：按图连接电路，变阻器调至最大；先将电压表并联在两端，闭合开关，调节变阻器使电压表的示数为；保持滑片位置不变，用电压表测出两端的电压为。的数学表达式为：2.在“测量小灯泡额定功率”的实验中，被测小灯泡上只能看到“3.8 V”字样，某小组还发现电流表已经损坏，于是他们利用下列器材只连接了一次电路就测出了小灯泡的额定功率。实验器材：一块量程合适的电压表、滑动变阻器、一个阻值为R0的定值电阻、开关和导

6、线若干。请完成以下任务：（1）画出该组同学设计的电路图；（2）写出实验步骤；（3）写出灯泡额定功率的表达式（用已知量和测量量表示）。答案：（1）电路图如题答1（2）实验步骤：按电路图连接实物；闭合开关S1 、S3 ，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数达到3.8V；滑片位置不动，闭合开关S1 、S2，测得电压表的示数为U。（3）表达式：3.物理课上，老师拿来一个额定电压为2.5 V的小灯泡，请同学们测出它的额定功率。老师提供的器材有：电源一个（电压恒定且未知）、阻值为R0的定值电阻一个、滑动变阻器一个、电压表一只、开关3个、导线若干。（以上器材均满足实验需求）请你帮同学们完成下列内容（实验时不

7、能忽略灯丝电阻随温度发生的变化）： （1）在虚框内画出你所设计的实验电路图；(电路不可重组)（2）写出主要实验步骤及要测量的物理量；（3）写出额定功率的数学表达式。（用已知量和测得量表示）答案：（1）见图答（2）按图连接电路，闭合开关S1、S2，断开开关S3，调整滑动变阻器滑片的位置，使电压表的示数为2.5 V；保持滑动变阻器滑片位置不动，开关S1仍闭合，断开开关S2，闭合开关S3，记下此时电压表的示数为U；（3）4.某课外科技小组要测量某定值电阻的值，提供的实验器材有：电源、一个最大阻值为R0滑动变阻器、两只开关、一只电压表（符合实验要求），待测电阻RX，导线若干。请在方框内画出实验电路图（

8、连接电路后不得拆改电路），写出实验步骤和电阻RX的表达式。答案：如下：8.现有一个阻值为30的定值电阻R0，一个电压约为12V的电源，一个只有03V量程的电压表，一个最大阻值约为200的滑动变阻器，开关及导线若干。请你设计一个实验，比较精确地测出一个约为20的位置电阻Rx的阻值（电路可重组）。要求：（1）画出实验电路图；（2）写出主要实验步骤和需测量的物理量；（3）写出待测电阻Rx的数学表达式（用已知量和测量量表示）。【解析】（1）定值电阻R0和未知电阻Rx、滑动变阻器串联，分别利用电压表测出定值电阻R0和未知电阻Rx两端的电压，电路图如下图所示： （2）按照电路图连好电路，将滑动变阻器滑片调

9、到阻值最大处。闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数接近满偏，记下电压表的示数U0；断开开关，保持滑片位置不动，将电压表改接在待测电阻两端。闭合开关，记下电压表的示数Ux。（3）串联电路中各处的电流相等，根据欧姆定律可得：U0/R0=Ux/Rx，解得Rx=UxR0/U0。四、有滑动变阻器的实验设计（无电压表）1.电流表一个，滑动变阻器，已知阻值的电阻R0一个，待测电阻Rx,电源、开关若干。（电路可重组）2. 电流表一个，滑动变阻器，已知阻值的电阻R0一个，待测电阻Rx,电源、开关若干。（电路不可重组）3.物理课上，老师拿来一个电阻元件，上面标有额定功率为P额，额定电压模糊不清。若要正确使用这

10、个元件，需测出它的额定电压。老师提供的实验器材有：满足实验需求的电源一个（电压恒定但未知），电流表一只，开关两个，滑动变阻器一个（规格为“20 1 A”），导线若干。请你利用上述器材，帮助同学们测出此元件的额定电压。（不考虑温度对电阻元件的影响）要求：（1）在虚线框内画出你所设计的实验电路图；(电路不可重组)（2）写出主要实验步骤及要测量的物理量；（3）写出额定电压的数学表达式。（用已知量和测得量表示）4.某同学复习中用图甲所示的电路再次探究串联电路电压的规律，实验时意外发现：“当变阻器滑片P向左移时，两电压表的读数之和减小。”他产生了疑惑，在老师的引导下，知道了用久的普通干电池内部有不可忽略

11、的电阻，可将它看作一个理想电源(电压U恒定，电阻为0)与一个电阻r的串联(图16乙所示)请你帮他选择适当器材，设计测量干电池电阻r的实验方案。可供选用的器材：一个电压表，符合实验要求的已知阻值的定值电阻R1、R2(R1R2），导线和开关若干，一节旧干电池。要求R1、R2在同一电路中不能同时工作。请完成：(1)面出实验电路图；(2)根据你设计的电路写出主要的实验步骤和需测量的物理量：(3)写出电阻r的数学表达式(用已知量和测量量表示)。五、有滑动变阻器的实验设计（两表都有）5.实验台上有一个阻值约为100 的未知电阻Rx，小明想知道这个电阻Rx的具体阻值，现有一节旧干电池，一个定值电阻R0=15

12、0 ，两个开关S1、S2，导线若干。另外，可供选用的器材如下：一块电流表A（量程00.6 A，分度值0.02 A）一块电压表V（量程03 V，分度值0.1 V）请你合理选择器材，设计一个实验精确地测出未知电阻Rx阻值。要求：（1）画出实验电路图（实验测量过程中不可拆接电路）；（2）写出实验步骤及所需测量的物理量；（3）写出未知电阻Rx的表达式（用已知量和测量量表示）。答案：四、有滑动变阻器的实验设计（无电压表）1.2.3.（1）见图答1（2）按图连接电路，将滑动变阻器滑片P置于a端，闭合开关S1、S2，记下电流表的示数为I1；先断开S1、S2，将滑动变阻器滑片P置于b端，再闭合开关S1，记下电

13、流表的示数为I2；（3）4.【解析】方案一：（1）利用串联电路电流和电压规律，将R1与电源（r）串联起来，将电压表并联在R1两端。当S断开时，电压表测的是电源电压；当S闭合时，电压表测的是R1两端电压。实验电路如图：（2）实验步骤：按照电路图连接电路，记下开关S断开时电压表的示数U；闭合开关S，记下电压表的示数U1（3）因为串联电路电流相等：则，整理得方案二：（1）根据定值电阻R1、R2需要分别与电源（r）串联起来，将电压表并联在定值电阻R1、R2两端，所以应采取定值电阻R1、R2分别串联一个开关，然后与电压表并联，最后通过开关接在电源上，如图：（2）实验步骤：按照电路图连接电路；当S1闭合，S2断开时，记