2024内蒙古中考物理二轮复习 微专题“伏安法”测电阻、电功率实验对比复习（课件）

“伏安法”测电阻、电功率实验对比复习微专题实验突破—科学探究素养提升1内蒙古中考真题及拓展2实验突破—科学探究素养提升一、常规方法测电阻、电功率“伏安法”测定值电阻的阻值“伏安法”测小灯泡的电阻“伏安法”测小灯泡的电功率实验原理P＝UI请画出电路图电路连接注意事项同欧姆定律实验对比复习(详见本书P123)滑动变阻器在电路中的作用保护电路改变待测电阻两端的电压______________________改变小灯泡两端的电压实验操作闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片，改变待测电阻两端的电压，记下相应的电流表示数和电压表示数，并填写在表格中闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，分别使电压表的示数略小于、等于、略大于(不超过额定电压的1.2倍)小灯泡的额定电压，记下相应的电流表示数和电压表示数，并填写在表格中使小灯泡正常发光的操作/闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数(小灯泡两端的电压)等于小灯泡的额定电压滑片移动方向的判断要减小定值电阻两端的电压，滑动变阻器的滑片要向阻值______的方向移动要增大小灯泡两端的电压，滑动变阻器的滑片要向阻值______的方向移动电路连接正常，小灯泡不亮的原因/滑动变阻器接入电路的阻值太大，电路中的电流太小，小灯泡的实际功率太小，没有达到发光功率多次测量的目的获得多组实验数据求平均值，减小误差测量小灯泡不同电压下的电阻比较小灯泡在不同电压下的实际功率增大减小不能求平均值的原因/小灯泡的电阻随温度的变化而变化，求平均值无意义小灯泡在不同电压下的实际功率不同，求平均值无意义表格及图像

实验次数U/V

I/AR/Ω平均值/Ω1

2

3

实验次数U/VI/AR/Ω(或P/W)灯泡亮度1

2

3

表格及图像故障分析详见本书P121重难点突破【电路故障分析】电阻/电功率的计算结合实验数据或图像上的点，根据R＝计算，需求平均值结合实验数据或图像上的点，计算小灯泡正常发光时的电阻R＝结合实验数据或图像上的点，计算小灯泡正常发光时的电功率P＝U额I额其他知识点(1)利用本实验的器材还可以完成的实验是______________________________(2)尽量缩短通电时间，并且电流不宜过大，避免温度对电阻阻值产生影响(1)不能用本实验的器材探究电流与电压关系的原因：小灯泡灯丝的电阻不是定值(2)正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表、电压表均有示数，接下来的操作是__________________________________________________(1)实验中电压表示数太大无法测量小灯泡额定功率，应采取的措施(减小电源电压或___________________________________)(2)提高测量精度，改进实验电路(当小灯泡额定电压为3.8V，电源电压为6V时，为提高测量数据精确度，可将电压表并联在滑动变阻器两端，并用“0～3V”量程)

探究电流与电压的关系

换最大阻值更大的滑动变阻器

移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光二、特殊方法测电阻、额定功率类型1缺电流表【设计思路一】①利用电压表并联定值电阻(或已知最大阻值的滑动变阻器)等效替代电流表②(灯泡L替换Rx)使小灯泡正常发光：调节滑片的位置，使小灯泡两端电压等于额定电压U额．电路设计实验步骤及表达式(已知U额、R0)(1)将电压表接在a、b两点间，闭合开关S，调节滑片测得Rx两端的电压为Ux(使L两端的电压为U额)(2)将电压表改接在a′、b′两点间，保持滑片位置不变，测得R0两端的电压为U0，则I＝I0＝(3)则Rx＝________；P额＝_______(已知R0)电路设计实验步骤及表达式(已知I额、R0)(1)只闭合开关S、S1，调节滑片使电压表示数为U0(I额R0)(2)保持滑片位置不变，断开开关S1，闭合开关S、S2，此时电压表示数为U(3)则Rx＝________；P额＝___________(已知R0)(U－I额R0)I额电路设计实验步骤及表达式(已知U额，R2最大阻值为R0)(1)闭合开关S，调节R2的滑片到最左端，调节R1的滑片使电压表示数为Ux(U额)(2)保持R1的滑片位置不变，R2的滑片移动到最右端，读出电压表的示数U(3)则Rx＝__________；P额＝______________(已知R2最大阻值为R0)【设计思路二】利用电阻箱等效替代待测电阻(小灯泡)，使电压表的示数不变电路设计实验步骤及表达式

(已知I额、R0)(1)只闭合开关S和S1，调节滑片使电压表的示数为U0(I额R0)(2)保持滑片位置不变，只闭合开关S和S2，调节电阻箱R1的阻值，使电压表的示数仍为U0(I额R0)，读出电阻箱连入电路的阻值为R(3)则Rx＝____；P额＝_______RI额2R类型2缺电压表【设计思路一】①利用电流表串联定值电阻(或者已知最大阻值的滑动变阻器)等效替代电压表②(灯泡L替换Rx)使小灯泡正常发光：调节滑片的位置，使电流表的示数等于

.电路设计实验步骤及表达式(已知U额、R0)(1)只闭合S、S2，调节滑片使电流表的示数为I0()(2)保持滑片位置不变，断开S2，闭合S、S1，读出电流表的示数I1(3)则Rx＝______；P额＝__________(已知R0)电路设计实验步骤及表达式(已知I额、电源电压U)(1)只闭合S1，调节滑片使电流表示数为Ix(I额)(2)保持滑片位置不变，再闭合S2，电流表此时示数为I(3)则Rx＝______；P额＝______________(已知电源电压U)【设计思路二】用电阻箱等效替代待测电阻(小灯泡)，控制前后两次电流表示数不变电路设计实验步骤及表达式

(已知I额)(1)只闭合S1，调节滑片使电流表示数为Ix(I额)(2)断开S1，闭合S2，保持滑片位置不变，调节电阻箱的阻值，当电流表示数为Ix(I额)时，读出电阻箱连入电路中的电阻为R(3)则Rx＝____；P额＝______RI额2R一题多设问设计与进行实验例1小明所在的实验小组利用图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值.电源电压保持3V不变，滑动变阻器的最大阻值为20Ω.(1)请根据图甲电路图用笔画线代替导线，将图乙的实物电路连接完整.(2)电路中滑动变阻器除对电路有保护作用外，另一个作用是_________________________．(3)(重点·电路故障分析)完成电路连接后，闭合开关，发现电压表和电流表均无示数．小明利用另一只完好的电压表进行检测，把电压表分别接在a、b之间和b、c之间，电压表均有示数；接在a、c之间，电压表无示数．如果电路连接完好，只有一个元件有故障，该故障为_________________．

改变定值电阻两端的电压滑动变阻器断路

变式2：(2022盐城改编)如图甲所示，闭合开关后，滑片置于某位置时，电压表示数突然变为零，而电流表示数不变，产生这一现象的原因是____________.变式短路变式1：(2023抚顺改编)如图甲所示，闭合开关后，发现电压表无示数，电流表有示数，其原因可能是未知电阻Rx_______．

电压表断路分析与论证(4)排除故障后进行实验，当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图丙所示，则定值电阻的阻值为____Ω，小明认为自己已经完成了实验，你认为这个实验结果可靠吗？________，理由是_________________________．为了使得出的结果更准确，他接下来应该_____________________________________________________.丙5不可靠只进行一次测量，误差太大移动滑片，多测几组电流与电压值，求出电阻的平均值(5)(难点·数据分析)小明最终测得的数据如下表所示，老师看了后，认为有一组数据不是本实验中测得的，它是第____组(填实验序号)，你判断的依据是_______________________________________________________________________________________.实验次数12345电压U/V0.511.522.5电流I/A0.10.20.30.41

当电流为0.1A时，滑动变阻器需要接入电路中的电阻为25Ω，而滑动变阻器的最大阻值只有20Ω变式变式3：(2023贵港改编)用“伏安法”测未知电阻的阻值实验中，小宇根据自己所记录的实验数据绘制了如图所示的U－I图像．小宇发现自己绘制的U－I图像与其他同学绘制的图像不同，你认为其原因是小宇_______________________________(实验过程中电源电压仍为3V).

将电压表并联在滑动变阻器两端根据小宇的U－I图像也可计算出未知电阻Rx＝____Ω.阴影部分的面积，表示的物理意义是_____________________.10滑动变阻器的电功率(6)排除错误的数据后，小明根据上表求出电压的平均值和电流的平均值，再运用欧姆定律求出电阻的平均值，请判断该方法是否可行，并说明理由：_______________________________________________________________________________.

不可行，运用欧姆定律时，公式中的I、U、R必须是同一时刻、同一导体所对应的数值实验次数12345电压U/V0.511.522.5电流I/A0.10.20.30.4(8)实验中电压表测未知电阻两端的电压，电流表测电路电流，若考虑电压表内阻，则所测电阻的阻值_______(选填“偏大”或“偏小”).(7)现有另一个未知电阻R1(阻值约400Ω)，若仅将图甲中的定值电阻更换为R1，其他器材和电路连接不变，则不能测出R1的阻值，原因是实验中_______表无法读数.评估与交流电流偏小(9)(难点·特殊方法测量)实验中电压表损坏，小明观察了滑动变阻器铭牌后，认为用余下的器材也能完成测量，设计电路如图丁，主要操作步骤如下：①连接电路，将滑片移到B端，闭合开关，电流表示数为I1；②再将滑片移到A端，电流表示数为I2；③若滑动变阻器最大阻值为R0，则待测电阻Rx＝________(用字母表示).丁变式变式4：另一小组的同学利用已知电阻R0，设计并连接了如图所示的电路来测量未知定值电阻Rx的阻值．主要步骤如下：①闭合开关S1和S2，电压表的示数为U1；②只断开开关S2，电压表的示数为U2，此时通过Rx的电流为________；由此可得Rx的阻值为__________(以上两空均用字母U1、U2、R0表示)．变式5：同学们利用输出电压恒定的电源、电阻箱和电流表等器材测量定值电阻Rx的阻值．连接的实验电路如图1所示．请你一起完成对电阻Rx的测量．①闭合开关S1，断开开关S2后，电流表的示数为I；②将电阻箱的电阻值调到_______；③开关S1、S2都闭合后，调节电阻箱使电流表的示数为____，此时电阻箱的示数如图2所示；④待测电阻Rx＝______Ω.最大2I3.6例2

小明和同学们分别用“伏安法”测小灯泡的电阻，小灯泡的额定电压为2.5V.设计与进行实验(1)请你用笔画线代替导线，将图甲实验电路连接完整(导线不能交叉)．(3)闭合开关，灯泡很亮，移动滑动变阻器的滑片，小灯泡的亮度不变，则故障原因是____________________________________________________.(2)闭合开关前，应向_____(选填“左”或“右”)端调节滑动变阻器的滑片，使电路中的电流在开始测量时最小，目的是为了___________．左保护电路滑动变阻器的上面两个接线柱接入电路(或滑动变阻器短路)变式闭合开关，发现小灯泡不亮，经过分析，小明猜想了一些可能的原因，见表．请你将表中电压表和电流表的示数情况在空白处补充完整．猜想电压表示数情况电流表示数情况灯泡断路_________________示数接近零灯泡短路示数为零________示数接近电源电压有示数(4)排除故障后，当滑动变阻器滑片移到某一位置时，电压表示数如图乙所示，此时小灯泡两端电压为______V，要测量小灯泡正常发光时的电阻，应将滑动变阻器的滑片向____(选填“左”或“右”)移.2.1右分析与论证(5)小明按正确操作测得实验数据记录如下：次数12345电压(V)0.30.5122.5电流(A)0.060.080.140.900.20①在分析实验数据时，发现一个数据有明显错误，这个数据是_______；若此错误是由于看错电表量程导致的，则该数据的正确值应是_______.0.900.18③若再找来一个规格相同的小灯泡，只将这两只灯泡串联接入电源电压为4V的电路中，这两只灯泡_______(选填“能”或“不能”)正常发光，此时该电路中的电流为______A.②由表格数据可知小灯泡正常发光时的电阻为______Ω，小灯泡正常发光时的功率是_____W，小灯泡不接入电路时，小灯泡电阻最接近____Ω.次数12345电压(V)0.30.5122.5电流(A)0.060.080.140.900.2012.50.55不能0.18评估与交流(6)小明记录了多组小灯泡的电压U、电流I对应数据，然后画出小灯泡灯丝的I－U曲线，下列符合实际的是(

)A(7)小明计划将5次实验小灯泡的电阻求平均值作为小灯泡的电阻值，他认为这样可以减小误差，你认为小明的做法是______的，理由是______________________________________________.(8)小明又找来另一只小灯泡进行实验，电路连接正确，电压表、电流表、滑动变阻器均可正常使用，在实验中闭合开关无论怎么样移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终小于小灯泡的额定电压，则可能的原因是______________．改变这种现象可以采取的相应的措施是_________________________．错误不同电压下小灯泡的电阻值不同，求平均值无意义电源电压太低

增加电池节数(合理即可)(9)完成上述测量后，小明不用电压表，用图丙所示的电路也可测量小灯泡正常发光时的电阻，已知小灯泡的额定电流为I额，定值电阻阻值为R0，实验步骤如下，请补充完整：①________________________________________________________________________________；②闭合S、S1，断开S2，保持滑动变阻器的滑片位置不变，记录下此时电流表的示数为I；③小灯泡正常发光的电阻表达式为RL＝________．

闭合开关S、S2

，断开S1

，移动滑动变阻器滑片，使电流表示数为小灯泡的额定电流I额例3

“测小灯泡电功率”的实验中，提供的器材有：电源(三节干电池)，额定电压为2.5V的待测小灯泡(正常发光时电阻约为8Ω)，电流表(0～0.6A，0～3A)，电压表(0～3V，0～15V)，开关和导线若干．另有标有“20Ω

2A”的滑动变阻器R1和标有“10Ω1A”的滑动变阻器R2.设计与进行实验(1)小明连接的部分电路如图甲所示，请选择合适的量程，并用笔画线代替导线将图甲连接完整．(2)小明连接完电路中最后一根导线时，小灯泡立即发出耀眼的光并很快熄灭．检查后发现连线正确，请你指出实验中操作不当之处．①_____________________________；②____________________________________________.(3)更换相同规格的小灯泡后重新完成实验电路连接，若试触时发现电流表指针如图乙所示，原因是____________________．连接电路时开关未断开连接电路时滑动变阻器滑片没有移至阻值最大处

电流表所选量程太大(4)正确连接电路后，闭合开关，电流表指针不动，但用手按住开关，发现电流表指针摆动，出现这种现象的原因是______________．(5)改善上述问题后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P.当滑动变阻器的滑片P移到某一位置时，观察到电压表示数如图丙所示，根据所选正确量程，其示数为______．为使小灯泡两端电压达到额定电压，应将滑动变阻器滑片P向___(选填“A”或“B”)端移动．开关接触不良2VB分析与论证(6)(难点·数据分析)小明设计数据记录表格并记录数据如下：实验序号12345电压U1.31.52.12.52.9电流I0.20.220.26

0.30发光情况不发光较暗较亮正常发光强烈发光①小明设计的实验表格中有两处不完善，请指出：a._______________________；b._______________________.所测物理量没有标单位缺电功率一栏②小灯泡正常发光时，电流表示数如图丁所示，则小灯泡的额定功率为_____W；③第一次实验中，发现小灯泡不发光，可能的原因是______________________.④分析实验数据可知，小灯泡的实际功率______，小灯泡越亮.⑤本实验选择的滑动变阻器是_____(选填“R1”或“R2”).0.7

小灯泡的实际功率太小越大R1⑥当加在小灯泡两端的电压为额定电压的一半时，小灯泡的实际功率P实______(选填“大于”、“小于”或“等于”)P额．⑦若再找来一个规格相同的小灯泡，只将这两只小灯泡串联接入电源电压为3V的电路中，则此时电路的总功率为______W.大于0.66变式变式1：同学小海用伏安法测量小灯泡的电功率，已知小灯泡的额定电压为2.5V．小海选择合适的量程，移动滑片，读出了三组实验数据．粗心的小海把三次数据随手写在草稿纸上(如图所示)而没有填写在对应的表格中．请你帮助小海计算出小灯泡的额定功率为______W.0.75评估与交流(7)小明还作了小灯泡的功率与电压二次方、电流二次方的关系图像，如图所示，其中表示功率与电压二次方关系的是____，功率与电流二次方关系的是____．(8)实验结束后，小组同学对测量结果进行误差分析，考虑到电压表中也有电流通过，该电路所测的小灯泡的额定功率与真实值相比______(选填“偏大”或“偏小”)．BC偏大(9)小明设计了如图戊所示的电路(R0为已知的定值电阻，R为滑动变阻器)，不用电压表也测出了额定电压为U0的小灯泡的额定功率．步骤如下：①断开开关S1，闭合开关S2，移动滑动变阻器滑片P，当电流表示数为____时，小灯泡恰好正常发光；②保持滑动变阻器滑片P位置不变，闭合开关S1，断开开关S2，记下电流表示数为I；③推导出小灯泡L的额定功率表达式P额＝__________(用物理量U0、R0和I表示)．戊变式变式2：小君同学想测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率，但发现电流表已经损坏，于是他又找来了两个开关和一个阻值为R0的定值电阻，设计了如图所示的电路．已知电源电压恒为U(U>U额)，请你完成下面的实验步骤．①闭合开关S、S1，断开开关S2，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为________；U－U额②闭合开关________，断开开关_____(填写S、S1、S2)，保持滑动变阻器的滑片不动，读出电压表示数为U1；③小灯泡额定功率的表达式为P额＝________．S、S2S1内蒙古中考真题及拓展命题点1伏安法测电阻一、常规方法(包头2考，赤峰2考)1.物理兴趣小组利用“伏安法”测量一个阻值较小的定值电阻Rx的阻值，电路如图甲所示．已知电源电压为12V，R0＝20Ω，滑动变阻器规格为“100Ω

0.6A”．(1)请用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整，要求滑片向左移动连入电路中的阻值变小，导线不要交叉．(2)连接电路后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压．若导线和器材均完好，则故障可能是______________________________________________________________________________________________________________________________________．(3)排除故障后，闭合开关调节滑片，测出多组数据，作出I－U图像，如图乙所示．则Rx阻值为____Ω.(4)该电路中串联R0的作用是____．(填正确答案标号)A.增大串联电阻，增大分压，电压表易于读数B.增大串联电阻，增大分流，电流表易于读数A处断路或B处断路或D处两条导线连接完好但与R0断路或C处两条导线连接完好但与Rx断路(写出上述任意一个答案均可给分，写出R0、Rx断路不给分)4A(5)利用该电路继续验证：电压一定，导体中电流与电阻成反比．断开开关，将R0单独接入CD间，闭合开关调节滑片，电压表示数为4V，记录电流值；用16Ω的电阻替换R0，调节滑片，使电压表示数为4V，再次记录电流值，此时滑片位置与上次实验相比______(选填“偏左”或“偏右”).实验室还有12Ω、10Ω、8Ω、6Ω、4Ω的定值电阻各一个，按上述步骤继续实验(每次CD间仅接入一个电阻)，最多还可得出____组数据来验证该结论，在这几组可得出的实验数据中，电路总功率最大为___W.偏左36二、特殊方法2.小艳同学在测量定值电阻Rx(大约几十欧)实验中，实验室只有如下器材：电源、开关、导线若干、定值电阻R0＝15Ω，两个电压表

和

，滑动变阻器．她设计的电路图如图所示，物理孙老师检查后，认为不完整．(1)请你将正确完整的电路图画出来；(2)闭合开关之前，滑动变阻器的滑动端应滑至________(选填“最左端”、“最右端”或“任意位置”)；(3)她经过这次实验后，自己进一步设计出没有电压表，只有两个电流表的实验电路图三个，若已知电流表的电阻，你认为____种设计测量更精确(选填“A”、“B”或“C”)．最右端C拓展训练3.用两节干电池、两个开关、一个电压表、一只阻值为20Ω的定值电阻R0、导线若干，测量未知电阻Rx的阻值，电路实物图如图甲所示．(1)用笔画线代替导线将图甲中的电压表接在R0两端．(2)正确连接电路，闭合开关S1和S.电压表示数如图乙，为_____V.(3)断开S1，闭合S，电压表示数为1.4V，则Rx＝_____Ω.2.820(4)若没有电压表，只有一个电流表，其余元件不变，设计并在下方画出测量Rx阻值的电路图(要求电路连接后不能再拆接)．4.要测量一个约为数百欧的电阻Rx的阻值．器材有：干电池两节，电压表(量程为0～3V、0～15V)、滑动变阻器(100Ω

2A)和电阻箱(0～9999Ω)各一个，开关、导线若干．测量电路如图甲所示．(1)和通常使用的“伏安法”不同，这次实验没有选用电流表．请你简要说明原因：_____________________________________________.

电路电流小于电流表的最小分度值，无法准确读数(2)在接通电路前，应将滑动变阻器的滑片P移到___端．(3)连接好电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数如图乙所示为______V.(4)接下来把电路中的待测电阻Rx替换为电阻箱，然后要进行的操作是：_____________________________________________________.b2.5调节电阻箱接入电路中的电阻，直到电压表的示数为2.5V命题点2测量小灯泡的电功率(包头3考，赤峰3考)一、常规方法(包头2考，赤峰3考)5.如图甲所示，是小红做“测量额定电压为2.5V小灯泡电功率”的实验电路．(1)请用笔画线代替导线，将图甲中的实验电路连接完整．(2)闭合开关后，小红发现电流表和电压表均有示数但都很小，且小灯泡发光很暗，其原因是_______________________．(3)根据实验测量的数据，绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化关系的图像，如图乙所示．分析图像可知：小灯泡的额定功率是_______W.(4)小红利用图像计算出了小灯泡在不同电压下的电阻，发现小灯泡在不同电压下电阻不同，出现这一现象的原因是_______________________________．小灯泡的实际功率较小0.625小灯泡的电阻随温度的变化而变化6.在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源由三节新干电池串联组成，小灯泡额定电压为2.5V，阻值约为8Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω

1A”．图甲是某实验小组未连接完整的实验电路．(1)请用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整，导线不能交叉．(2)闭合开关，无论怎样移动滑片，灯泡都不发光，电流表和电压表均无示数．小组成员找来一个两端接有导线的定值电阻(阻值为10Ω)，一端