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、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R。，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 Q的未知电阻 Rx 的阻值。要求:（1）画出实验电路图；（2）写出主要

2、的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.ABD4 .【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11 ；将开关的刀掷向2,记下电流表的示数I2； （3） Rx LRoI 1【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Ii；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=IiR0；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

3、电阻：R=U/| 2= I1R0-,根据电阻的串联，待测电阻的电阻：Rx=R- R0=-IiRo- - Ro,即Rx kR。I 2I 211二、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 R。，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R。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 Ri（10

4、0 、）R2（150 、）R3（200 Q 和 R4（4k Q） 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U R一R2U1R1三、有滑动

5、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Ro, 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 a的滑动变阻器，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Rx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 Rx两端，闭合开关,调节变阻器使电压表的示数为U保持滑片位置不变，用电压表测出R0两端的电压为U0OGUxRx的数学表达式为：Rx RxUo2 .在 测量小灯泡额定功率”的实验中，

6、被测小灯泡上只能看到“3.8V”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Ro的定值电阻、开关和导线若干。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1Si(2)实验步骤：按电路图连接实物；闭合开关Si、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S、S2,测得电压表的示数为 U。(3)表达式：P 3.8 (U 3.8)R03 .物理课上，老师拿来

7、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Ro的定值电阻一个、滑动变阻器一个、电压表 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 Si、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Si仍闭合，断

8、开开关S2,闭合开关S3,记下此时电压表的示数为 U；(3)嗑 2.5U 6.25Ro图答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Ro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（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:测总电压8.现有一个阻值为 30 的定值电阻R。，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 200a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：

9、（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：&R工js1|（2）按照电路图连好电路， 将滑动变阻器滑片调到阻值最大处。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U。；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A。（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

10、、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“20Q 1 A”），导线若干。请你利用定但未知），电流表一只，开关两个，滑动变阻器一个（规格为上述器材，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

11、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。R1、R2(R1W R2),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导线和开关若干，一节旧干电池。要

12、求R1、R2在同一电路中不能同时工作。请完成: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）Rx的具体阻值，现有可供选用的器材如下：5 .实验台上有一个阻值约为 100皿未知电阻Rx,小明想知道这个电阻 节旧干电池，一个定值电阻Ro=150 Q两个开关Si、S2,导线若干。另外,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

13、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）2.要去掉一块电流表， 让一块表即可测干路 又可测支路电流干路的电流表无 法通过改变测支 路电流，撤掉" 要使Rx的电流通过 电流表，就要连接 AB,但此时电流表 被短接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Si、S2,记下电流表的示数为11;先断开Si、S2,将滑动变阻器滑片 P置于b端，再闭合开关Si,记下电流表的示数为 I2；(3)U 额20P额 Ii(1)利用串联电路电流和电压规律

14、，将Ri与电源(r)串联起来，将电压表并联在 Ri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 Ri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 Ui.(3)因为串联电路电流相等：则 匕 U U1 ,整理得 U U1 R,R rU1万案(1)根据定值电阻 Ri、R2需要分别与电源(r)串联起来，将电压表并联在定值电阻Ri、R2两端，所以应采取定值电阻 Ri、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Si闭合，S2断开时，记下电压表的示数为 Ui;当S2闭合，Si断开时，记下电压表的示数为 U2。U1