专题9 测电阻、电功率的方法 电路设计问题

专题9测电阻、电功率的方法电路设计问题命题趋势备考方向常见题型突出实验操作物理实验是物理学的重要组成部分，因此在中考命题中，将会注重考查学生的实验操作能力和实验数据处理能力。例如，对于电功率和焦耳定律"的实验，可能会要求学生自己设计实验方案、进行实验操作记录实验数据并分析实验结果等。在2024年中考科学命题中，测电阻或测电功率这一部分内容的命题趋势将注重基础知识的掌握、强调实际应用的能力以及突出实验操作的能力。因此，学生在备考时应该注重对基础知识的掌握，同时也要注重培养自己的实际应用能力和实验操作能力。实验探究题知识点一其他类型测电阻类型一、等效替代法测电阻电路设计实验步骤及表达式如图，（1）S至a，记下电流表（或电压表）的示数为I（或U）；（2）S至b，调节电阻箱R，使电流表（或电压表）的示数仍为I（或U）；读出电阻箱的阻值为R，即Rx的阻值。（其中R0起保护电路的作用）类型二、缺表测电阻（一）缺电压表，利用并联分流，串联电压相等测电阻电路设计实验步骤及表达式如图，将R1和Rx并联，先测出R1的电流，再测出Rx的电流为I2，根据两次电压相等U1=U2，所以，I1⋅R1（二）缺电流表，利用串联分压，电流相等测电阻电路设计实验步骤及表达式如图，电压表测出R1两端的电压U1；再测出Rx两端的电压U2；根据两电阻中的电流相等I1=（三）缺电流表或电压表，利用滑动变阻器的最大阻值测电阻（1）缺电流表电路设计实验步骤及表达式将滑片P滑到左端测出Rx两端的电压U1；②将滑片P滑到右端时可测出Rx和R′两端的总电压U2．由RU2R（2）缺电压表电路设计实验步骤及表达式如图。①将滑片P滑到a点，可测Rx的电流I1；②再滑到b端测Rx和R′的电流I2．由于电源电压相等．①U=I1Rx；②（四）缺电压表或电流表，利用短路电路测电阻电路设计实验步骤及表达式如图，①闭合开关S1，Rx和R串联，电流表示数为I1；②闭合开关S1和S2，R被短路，只有Rx接入电路，电流表示数为I2；所以：①U=I1（R+Rx如图，①闭合开关S1，Rx和R串联，电压表示数为U1；②闭合开关S1和S2，R被短路，只有Rx接入电路，电压表示数为U2；所以：闭合开关S1和S2时，电源电压为U2，当只闭合开关S1时，Rx两端的电压为U1，R两端的电压为U2—U1，根据Rx和R中的电流相等Ix知识点二、伏阻法测电功率知识点三、安阻法测电功率重难通关练（建议用时：40分钟）1．在体检时，我们往往要测量身高和体重。（1）小榕同学学习了电学后，设计了体重计的原理图，如图所示。则体重增加时，电流表的示数怎么变化？。（2）小园同学想设计一个测量身高的仪器，请你一起参与。提供的器材有电源开关、导线、定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器R（滑片在滑动变阻器R上滑动的距离为50cm）。要求：①测量身高范围是1.4米～1.9米；②电表随身高的增大而增大且刻度是均匀的。③将身高值表示在电表的表盘中。请写出设计步骤并搭配设计图。2．两位同学在实验室中利用如图（a）所示的电路测定值电阻R0，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录的是电流表A和电压表V1的测量数据，另一位同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据.并根据数据描绘了如图（b）所示的两条U﹣I图线。回答下列问题。（1）根据两位同学描绘的直线，可知图线（填“甲”或“乙”）是根据电压表V1和电流表A的数据所描绘的。（2）图象中两直线的交点表示的相关情况正确的是。A.滑动变阻器的滑动头P滑到了最右端 B.此时导线，开关等消耗的功率为0.5WC.定值电阻R0上消耗的功率为1W D.该电源的电压为3V（3）根据数据求出定值电阻R0＝。3．为了研究小灯泡电流与电压的关系，小叶选择额定电压为2.5伏的小灯泡、电压恒为4伏的电源以及其它相关器材连接了图甲电路，进行实验。（1）请在答卷上用笔画线将图甲电路连接完整。（2）实验过程中，小叶将滑动变阻器的滑片从B端开始移动，直到灯泡正常发光，在此过程中测得小灯泡电流和电压的各组数据，并正确画出曲线a，如图乙所示。由此可以得出结论为，另外可知小灯泡的额定功率为W。（3）由图可知该实验中小叶选择的滑动变阻器可能是。A．滑动变阻器R1（20欧，3安）B．滑动变阻器R2（50欧，2安）C．滑动变阻器R3（2000欧，0.25安）4．如图甲所示是某实验小组“探究电流与电阻的关系”的实物图。选用的实验器材是电源（电压恒为3V）、电流表、电压表，定值电阻有4个阻值（5欧、10欧、20欧、30欧）供选用，滑动变阻器（“20欧1安”），开关、导线若干。该小组用电流表和一个定值电阻R0，测量未知电阻Rx的阻值。他们设计了如图丙所示的电路图，并进行如下实验操作：①闭合S、断开S1，此时电流表的示数为I1。②闭合S和S1，此时电流表的示数为I2。③则Rx＝（用R0、I1、I2表示）。5．小金用图甲所示的电路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（图乙所示），为了测量干电池电阻r，他选择了适当器材，设计出如下的实验方案。（1）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，导线和开关若干，一节旧干电池。（2）设计出了如图丙的实验电路图。（3）请你根据他所设计的电路图，帮他写出主要的实验步骤和需测量的物理量。。（4）请你帮他写出干电池电阻r的数学表达式（用已知量和测量量表示）：。6．某同学为了探究“电流与电阻的关系”，按图甲所示电路进行实验，将实验数据描绘在图乙中。已知电源电压恒为6伏，实验中有5个定值电阻，阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、30Ω、40Ω。（1）图乙中阴影部分“面积”表示的物理量是。（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片的位置以及滑动变阻器在本实验中除了保护电路外的作用为（填字母编号）。A．A位置，改变R两端的电压 B．A位置，保持R两端的电压不变C．B位置，改变R两端的电压 D．B位置，保持R两端的电压不变（3）当把阻值为40欧的定值电阻接入电路时，发现无论怎样移动滑片P，电压表示数都不能达到所控制的电压值，为了完成整个实验，应另选最大阻值不小于Ω的滑动变阻器接入电路重新实验。（4）为测定未知电阻Rx阻值，某同学设计了四种电路，电源电压恒定且未知，R0是已知阻值的定值电阻，其中不能测量出Rx阻值的电路是（填字母编号）。7．在“测小灯泡额定功率”的实验中，提供的器材有：电压恒为4.5V的电源额定电压为2.5V的待测小灯泡（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“30Ω2A”的滑动变阻器R2和标有“5Ω1A”的滑动变阻器R2。（1）实验电路如图甲所示，请选择合适的量程，并用笔画线代替导线在图甲中将电路连接完整。（2）本实验选择的滑动变阻器是（填“R1”或“R2”）。（3）若增加一个阻值为10Ω的定值电阻R，且利用一只电表，通过简单操作（开关S接“a”、“b”各一次）来测量小灯泡的额定功率，如图乙、丙是两种不同方案的电路图，则下列判断正确的是。（填字母代号）A.两种方案都能 B.两种方案都不能C.乙方案能，丙方案不能 D.乙方案不能，丙方案能8．小明利用如图甲所示电路测量小灯泡的功率，被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω左右，实验室有如下器材：电源（U＝6V），电流表（0～0.6A，0～3A），电压表（0～3V，0～15V），滑动变阻器、电阻箱各一只，单刀单掷、单刀双掷开关各一个，导线若干。（1）图甲是小明刚连好的实物图，实验前小华帮他检查了一遍，发现有两处不合实验规范。请你指出来：。（2）完善电路后，闭合开关，小明改变滑动变阻器的阻值测量出了5组数据，并描点画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像，如图乙所示，则小灯泡的额定功率为W。（3）实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为。A．10Ω3A B．30Ω1A C．60Ω1A（4）现要测量另一个额定电流已知的小灯泡L2的额定电功率，在实验过程中，电压表发生故障，小明和小华增加一只电阻箱和一个单刀双掷开关设计出了丙、丁两种电路图，则能测出小灯泡额定电功率的是。9．某同学利用如图1所示的电路来测量小灯泡的电功率（电源电压3V，小灯泡的额定电压2.5V）。（1）闭合开关，发现两电表指针处于图2所示位置，此时灯泡（选填“不发光”“微弱发光”或“比正常亮”）（2）故障排除后，从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据，得到小灯泡U﹣I图象如图3所示，则小灯泡的额定功率是W。（3）他做完以上实验后，又想测出一个未知电阻Rx的阻值，连接电路时发现电压表已损坏，于是他又设计了如图4所示的电路，也测出了电阻的阻值（R0是已知阻值的定值电阻）。请你帮他完成下列步骤。①只闭合开关S1，电流表的示数为I1；②开关S1、S2闭合后，电流表的示数为I2；③请写出未知电阻Rx的阻值表达式：Rx＝（用I1、I2和R0表示）。10．为了测定额定电压为“2.5V”的小灯泡的额定电功率，小明按图甲连接电路。闭合开关S后，移动滑动变阻器的滑片P，发现灯泡L始终不亮。（1）为了排除电路故障，他将电压表的“﹣”接线柱与电池组的负极A端连接，并电压表的接线柱“3”依次与其他接线柱连接，对应出现的电压表示数如下表所示。根据以上信息，可判断电路故障为。电压表“3”接线柱与其他接线柱连接情况电压表示数/V与B接线柱连接3.0与C接线柱连接3.0与D接线柱连接3.0与E接线柱连接3.0与F接线柱连接0（2）排除故障，把电压表接在灯泡两端，闭合开关，将滑动变阻器滑片P移到某一位置，电压表示数如图乙所示，此时为测定小灯泡额定功率，小明接下来应该如何操作？。（3）小明现有一个阻值为10欧的定值电阻R0，打算不用电压表，只用电流表来测定小灯泡的额定功率。他设计电路如图丙，想通过让开关S接“a”、“b”各一次来测量小灯泡的额定功率。你认为他的方案是否可行？并说明理由：。11．在“测量小灯泡的电功率”实验中，提供器材：2节干电池，电流表1个，电压表1个，小灯泡额定电压为2.5V（电阻值约为5Ω）。（1）连接好电路后闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则出现故障的原因是（选填“小灯泡断路”或“小灯泡短路”）。（2）故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P到某处时，电压表示数为2V。为了测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向（选填“左”或“右”）端移动，使电压表示数为2.5V，此时电流表指针位置如图乙所示，则小灯泡的额定功率为W。（3）实验中电流表坏了，无法完成实验。小组同学认为只需再增加一个R0＝5Ω的定值电阻就能完成，他们设计了如图丙的电路，其设计方案如下：①调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U额。②保持滑片位置不变，电压表并联在R0两端，测出此时R0两端的电压U0，通过计算得出小灯泡的额定功率。可是实验过程仍无法测量出该小灯泡的电功率，请你指出该设计方案中存在的问题是：。12．请你完成以下“测量额定电压为2.5V小灯泡电功率实验的任务。（1）闭合开关，移动滑片P到电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为W；（2）上述实验过程中，当电压表、电流表的示数逐渐变大时，小灯泡的电阻也逐渐变大，滑动变阻器接入电路的电阻逐渐变小，则小灯泡电阻的变化量△RL（选填“大于”“小于”或“等于”）滑动变阻器电阻的变化量△R；（3）利用图甲所示电路，依据R=UI也可测出小灯泡正常工作时的电阻，如果考虑电压表的电阻，此时电流表测量值比通过灯泡电流真实值13．在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率是否相同”的实验中，实验室提供了如下器材：电源电压U恒为8V，滑动变阻器规格为“20Ω2A”，小灯泡的额定电压U＝2.5V，额定功率小于1.2W，两个阻值分别为10Ω、20Ω的定值电阻R0可供选择。（1）为使小灯泡两端电压有一较大的调节范围，小聪设计了如图甲所示的电路实物图。正确连接电路后，进行实验，记录的数据如表所示。当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图丙所示，小灯泡的额定功率为W。实验次数物理量12345电压/V11.522.53电流/A0.240.320.380.44电功率/M（2）分析表中数据可得出结论：小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而增大。根据数据还可判断出，小聪在实验中选用的是R0＝Ω的定值电阻。（3）完成实验后，爱动脑筋的小聪又想出一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图丙所示的电路，所用电压表量程为“0～15V”，请将以下实验步骤补充完整。①检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1拨至“1”，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为。②滑片不动，再将开关S1，拨至“2”，读出电压表示数为U0；③小灯泡的额定功率。（用U额、U0、R0表示）14．小倩同学现有一个标有“2.5V”字样的小灯泡，她想知道小灯泡的额定功率，于是连接了如甲所示的实验电路，电源电压恒为6伏。（1）电路连接完整后，闭合开关，发现小灯泡不发光，但电流表有示数。接下来的操作应该是（选填字母）。A.更换小灯泡 B.向左移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光（2）实验中，当电压表示数为2.5伏时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是瓦。（3）小倩和同学们完成上述探究活动后，想测量一只额定电压为3.8伏小灯泡的额定功率，但发现电压表被别的同学拿走了，于是她借助一个10欧的电阻，设计了如图丙所示的电路，也测出了小灯泡的额定功率。具体操作如下：①只闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器，使电流表的示数为安时，小灯泡恰好正常发光；②只闭合开关S1、S3，保持滑动变阻器滑片的位置不变，读出电流表示数为0.78安。③小灯泡的额定功率P灯＝瓦。15．小滨同学在测量标有“2.5V”字样小灯泡电功率的实验中，连接图甲所示的电路。（1）小滨在检查电路连接时，发现有一根导线连接错误。请在图甲中找出来并打“×”，并画线把它改到正确的位置上。（2）通过移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡的亮度，并根据记录的多组数据作出了如图乙所示的I﹣U图像。根据图像推算出小灯泡的额定功率是W。（3）小江同学根据图丙所示的电路也测出了小灯泡的额定功率。如图所示，Ro为定值电阻，S1为单刀双掷开关，实验操作如下：①闭合开关S，将S1置于1处，调节滑动变阻器的滑片P，使得小灯泡正常发光，记录下此时的电压表示数为U1；②不改变滑动变阻器滑片P的位置，将S1置于2处，记录下此时电压表的示数U2。则小灯泡的额定功率可表示为：P额＝（用U1、U2、Ro表示）。

专题9测电阻、电功率的方法电路设计问题重难通关练（建议用时：40分钟）1．在体检时，我们往往要测量身高和体重。（1）小榕同学学习了电学后，设计了体重计的原理图，如图所示。则体重增加时，电流表的示数怎么变化？。（2）小园同学想设计一个测量身高的仪器，请你一起参与。提供的器材有电源开关、导线、定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器R（滑片在滑动变阻器R上滑动的距离为50cm）。要求：①测量身高范围是1.4米～1.9米；②电表随身高的增大而增大且刻度是均匀的。③将身高值表示在电表的表盘中。请写出设计步骤并搭配设计图。【解答】解：（1）图中滑动变阻器R与定值电阻R0串联，电流表测电路中的电压，当人的体重越大时，滑片向下移动，滑动变阻器连入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，由欧姆定律可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大；（2）根据电表随身高的增大而增大且刻度是均匀的可知，滑动变阻器的滑片P移动时，电路中的电流保持不变，电路设计如下：定值电阻R1与滑动变阻器R2串联接入电路，电压表测量滑动变阻器PB段两端的电压，当滑片P移动时，滑动变阻器R2接入电路的阻值保持不变，根据欧姆定律可知，电路中的电流保持不变，即电路中的电流I=UUPB＝IRPB=UR1当导体的材料、粗线相同时，导体的电阻跟导体的长度成正比，所以滑动变阻器PB段两端的电压跟PB段电阻线的长度成正比，故电压表随身高的增大而增大且刻度是均匀的；当被测人的身高小于等于1.4m时，滑片P位于R2的最下端，此时电压表的示数为0，当被测人的身高等于1.9m时，滑片P位于R2的最上端，此时电压表示数最大，最大为Umax＝IR2=UR1+R2×2．两位同学在实验室中利用如图（a）所示的电路测定值电阻R0，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录的是电流表A和电压表V1的测量数据，另一位同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据.并根据数据描绘了如图（b）所示的两条U﹣I图线。回答下列问题。（1）根据两位同学描绘的直线，可知图线（填“甲”或“乙”）是根据电压表V1和电流表A的数据所描绘的。（2）图象中两直线的交点表示的相关情况正确的是。A.滑动变阻器的滑动头P滑到了最右端B.此时导线，开关等消耗的功率为0.5WC.定值电阻R0上消耗的功率为1WD.该电源的电压为3V（3）根据数据求出定值电阻R0＝。【解答】解：（1）从电路连接可以看出，电流表A的读数增大时，电压表V1的读数减小，电压表V2的读数增大，故图线甲是根据电压表V1和电流表A的数据绘制图象的；（2）A、由题意可知图甲表示电源两端的电压随电流的变化关系；图乙表示电阻两端的电压随电流的变化关系；交点处说明两图象表示的电流相等，并且电压相等，故说明此时滑动变阻器短路，即滑片滑到了最左端，故A错误；BD、图甲与纵坐标的交点为电源电压，即3V；当V1两端电压为2V时，电路中的电流为0.5A，电路消耗的总功率为P总＝U源I＝3V×0.5A＝1.5W，路端消耗的功率为P＝UI＝2V×0.5A＝1W，则电源内阻消耗的功率为P'＝P总﹣P＝1.5W﹣1W＝0.5W，故B错误，D正确；C、由图乙可知，此时R0两端电压为2V，通过R0的电流为0.5A，则定值电阻R0上消耗的功率为P＝U0I0＝2V×0.5A＝1W，故C正确；故选：CD。（3）从图乙可以得出定值电阻R0的阻值为：R0=U2I故答案为：（1）甲；（2）CD；（3）4Ω。3．为了研究小灯泡电流与电压的关系，小叶选择额定电压为2.5伏的小灯泡、电压恒为4伏的电源以及其它相关器材连接了图甲电路，进行实验。（1）请在答卷上用笔画线将图甲电路连接完整。（2）实验过程中，小叶将滑动变阻器的滑片从B端开始移动，直到灯泡正常发光，在此过程中测得小灯泡电流和电压的各组数据，并正确画出曲线a，如图乙所示。由此可以得出结论为，另外可知小灯泡的额定功率为W。（3）由图可知该实验中小叶选择的滑动变阻器可能是。A．滑动变阻器R1（20欧，3安）B．滑动变阻器R2（50欧，2安）C．滑动变阻器R3（2000欧，0.25安）【解答】解：（1）小灯泡的额定电压为2.5V，故电压表选用小量程，电压表与灯并联，实物图如图所示：（2）实验过程中，小叶将滑动变阻器的滑片从B端开始移动，直到灯泡正常发光，在此过程中测得小灯泡电流和电压的各组数据，并正确画出曲线a，由图乙知，电流随电压的变化关系为一曲线，可以得出结论为灯的电阻是变化的；灯在额定电压2.5V时的电流为0.3A，小灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；（3）由图乙知，当灯的电压为0.5V时，通过的电流为0.1A，由串联电路的规律及欧姆定律，这时变阻器连入电路的电阻：R滑=U−U1I1又因为0.3A＞0.25A，故选用滑动变阻器R2，故选B。故答案为：（1）图见解答；（2）灯的电阻是变化的；0.75；（3）B。4．如图甲所示是某实验小组“探究电流与电阻的关系”的实物图。选用的实验器材是电源（电压恒为3V）、电流表、电压表，定值电阻有4个阻值（5欧、10欧、20欧、30欧）供选用，滑动变阻器（“20欧1安”），开关、导线若干。该小组用电流表和一个定值电阻R0，测量未知电阻Rx的阻值。他们设计了如图丙所示的电路图，并进行如下实验操作：①闭合S、断开S1，此时电流表的示数为I1。②闭合S和S1，此时电流表的示数为I2。③则Rx＝（用R0、I1、I2表示）。【解答】解：实验步骤：①闭合S、断开S1，此时电流表的示数为I1；②闭合S和S1，此时电流表的示数为I2；③在步骤①中，此时为只有R0工作的电路，通过电流表测量R0的电流，示数为I1，则电源电压为U＝I1R0；在步骤②中，此时两电阻并联，电流表测量干路电流，示数为I2；因通过R0的电流不变，根据并联电路电流的规律知，Rx的电流为Ix＝I2﹣I1，则Rx的阻值为：Rx=UIx5．小金用图甲所示的电路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（图乙所示），为了测量干电池电阻r，他选择了适当器材，设计出如下的实验方案。（1）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，导线和开关若干，一节旧干电池。（2）设计出了如图丙的实验电路图。（3）请你根据他所设计的电路图，帮他写出主要的实验步骤和需测量的物理量。。（4）请你帮他写出干电池电阻r的数学表达式（用已知量和测量量表示）：。【解答】解：根据实验电路丙图可知，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，利用串联电路电流规律和电压规律即可求解。所以实验步骤：①按照电路图连接电路，记下开关S断开时电压表的示数U；②闭合开关S，记下电压表的示数U1。因为串联电路电流相等：则U1R1故答案为：（3）①按照电路图连接电路，记下开关S断开时电压表的示数U；②闭合开关S，记下电压表的示数U1；（4）(U−U6．某同学为了探究“电流与电阻的关系”，按图甲所示电路进行实验，将实验数据描绘在图乙中。已知电源电压恒为6伏，实验中有5个定值电阻，阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、30Ω、40Ω。（1）图乙中阴影部分“面积”表示的物理量是。（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片的位置以及滑动变阻器在本实验中除了保护电路外的作用为（填字母编号）。A．A位置，改变R两端的电压 B．A位置，保持R两端的电压不变C．B位置，改变R两端的电压 D．B位置，保持R两端的电压不变（3）当把阻值为40欧的定值电阻接入电路时，发现无论怎样移动滑片P，电压表示数都不能达到所控制的电压值，为了完成整个实验，应另选最大阻值不小于Ω的滑动变阻器接入电路重新实验。（4）为测定未知电阻Rx阻值，某同学设计了四种电路，电源电压恒定且未知，R0是已知阻值的定值电阻，其中不能测量出Rx阻值的电路是（填字母编号）。【解答】解：（1）电流与电阻的乘积为电压，故图乙中，阴影部分“面积”表示的物理量是电压；（2）闭合开关前，为保护电路，滑动变阻器滑片移动阻值最大处，即B位置；探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”时，要控制电阻的电压不变，故滑动变阻器滑片的位置以及滑动变阻器在本实验中除保护电路外的作用为D；（3）由题可知，电阻两端电压始终保持4V不变，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得电压为U滑＝6V﹣4V＝2V，电压表示数为滑动变阻器电压的2倍，当电阻值越大，滑动变阻器接入电路阻值越大。所以当接入40Ω的电阻时，滑动变阻器接入电路中的电阻为：R滑=12R=12×所以为了完成实验，滑动变阻器的最大阻值不能小于20Ω；（4）A、由电路图可知，S接1或2时，通过电压表的电流的方向会发生变化，电压表的指针会反向偏转，无法读取电压表的示数，故A不可行；B、根据图可知，闭合S1、S2，电路为Rx的简单电路，电压表测量电源的电压U；只闭合开关S1，两只电阻串联，电压表测量Rx两端电压为Ux；根据串联电路的电压关系可知，定值电阻两端的电压为：U0＝U﹣Ux；此时电路中的电流为：I=U根据串联电路的电流关系可知，通过Rx的电流为I=U0R0，则根据RC、闭合S1、S2时，电路是只有Rx的基本电路，电流表测量通过Rx的电流Ix；闭合S1、断开S2，两电阻串联，电流表测电路中电流I；根据电源电压不变列式I（R0+Rx）＝IxRx可求出Rx的阻值，故C可行；D、闭合S1，S接2时，R0和R串联接入电路中，把R的阻值调到0，根据电流表的示数和定值电阻的阻值可以求出电源电压U；闭合S1，S接1时，Rx和R串联接入电路中，把R的阻值调到0，读出电流表的示数，根据电流表示数和电源电压，利用R=UI可以求出R7．在“测小灯泡额定功率”的实验中，提供的器材有：电压恒为4.5V的电源额定电压为2.5V的待测小灯泡（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“30Ω2A”的滑动变阻器R2和标有“5Ω1A”的滑动变阻器R2。（1）实验电路如图甲所示，请选择合适的量程，并用笔画线代替导线在图甲中将电路连接完整。（2）本实验选择的滑动变阻器是（填“R1”或“R2”）。（3）若增加一个阻值为10Ω的定值电阻R，且利用一只电表，通过简单操作（开关S接“a”、“b”各一次）来测量小灯泡的额定功率，如图乙、丙是两种不同方案的电路图，则下列判断正确的是。（填字母代号）A.两种方案都能 B.两种方案都不能C.乙方案能，丙方案不能 D.乙方案不能，丙方案能【解答】解：（1）额定电压为2.5V的待测小灯泡，电阻约为8Ω，所以小灯泡处于额定电压时的电流约为：I额=U额R（2）电源电压恒为4.5V，额定电压为2.5V的待测小灯泡，则滑动变阻器两端的电压：UR＝U﹣UL＝4.5V﹣2.5V＝2V，根据串联电路分压原理可得：URUL=RRL，即2V（3）图乙中，无论开关接“a”还是接“b”都无法得知小灯泡是否正常发光，此方案不能测定小灯泡的额定电功率；图丙中，R0、小灯泡和滑动变阻器三者串联，开关S接“a”时，电压表测量定值电阻的电压，当开关接“b”时测量灯泡和定值电阻的总电压，不能通过调节滑动变阻器使灯泡两端的电压为2.5V，所以此方案不能测出小灯泡的额定功率；故选：B。故答案为：（1）见解答；（2）R1；（3）B。8．小明利用如图甲所示电路测量小灯泡的功率，被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω左右，实验室有如下器材：电源（U＝6V），电流表（0～0.6A，0～3A），电压表（0～3V，0～15V），滑动变阻器、电阻箱各一只，单刀单掷、单刀双掷开关各一个，导线若干。（1）图甲是小明刚连好的实物图，实验前小华帮他检查了一遍，发现有两处不合实验规范。请你指出来：。（2）完善电路后，闭合开关，小明改变滑动变阻器的阻值测量出了5组数据，并描点画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像，如图乙所示，则小灯泡的额定功率为W。（3）实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为。A．10Ω3A B．30Ω1A C．60Ω1A（4）现要测量另一个额定电流已知的小灯泡L2的额定电功率，在实验过程中，电压表发生故障，小明和小华增加一只电阻箱和一个单刀双掷开关设计出了丙、丁两种电路图，则能测出小灯泡额定电功率的是。【解答】解：（1）为保护电路，连接电路时，开关要断开，闭合开关前，滑片P应处于连入阻值最大处；因为灯正常发光时的电流约为：I=U（2）由I﹣U图象可得，小灯泡在额定电压下的电流为0.25A，则小灯泡的额定功率为：P额＝U额I额＝2.5V×0.25A＝0.625W。（3）根据I﹣U图像知，小灯泡的电压为0.5V时，电流为0.1A，由串联电路电压规律及欧姆定律，此时实验中所使用的滑动变阻器连入电路的电阻为：R滑=U滑I故变阻器的规格可能为60Ω1A，故选C；（4）灯泡L2的额定电流已知，设为I额；丙图中，将S2置于a，移动滑片，使电流表示数为I额，则灯正常发光；保持滑片的位置不动，将S2置于b，调节电阻箱的旋钮，使电流表的示数仍为I额，记下电阻箱连入电路中的电阻大小R箱，由等效替代法，则灯正常发光时的电阻等于R箱，则灯的额定功率：P＝I额2R箱；丁图中，将S2置于b，电流表没有接入电路，将S2置于a，电流表测通过电阻箱中的电流，即无论S2置于a、b，灯的电流都不能测量，故不能使灯正常发光，不能测出灯泡额定功率；故选丙。故答案为：（1）闭合开关前，滑片P没有处于阻值最大处；电流表所选量程太大；（2）0.625；（3）C；（4）丙。9．某同学利用如图1所示的电路来测量小灯泡的电功率（电源电压3V，小灯泡的额定电压2.5V）。（1）闭合开关，发现两电表指针处于图2所示位置，此时灯泡（选填“不发光”“微弱发光”或“比正常亮”）（2）故障排除后，从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据，得到小灯泡U﹣I图象如图3所示，则小灯泡的额定功率是W。（3）他做完以上实验后，又想测出一个未知电阻Rx的阻值，连接电路时发现电压表已损坏，于是他又设计了如图4所示的电路，也测出了电阻的阻值（R0是已知阻值的定值电阻）。请你帮他完成下列步骤。①只闭合开关S1，电流表的示数为I1；②开关S1、S2闭合后，电流表的示数为I2；③请写出未知电阻Rx的阻值表达式：Rx＝（用I1、I2和R0表示）。【解答】解：（1）由图2可知，电流表示数为0，电路可能断路，电压表示数为电源电压，电压表与电源连通，则与电压表并联的灯之外的电路是连通的，则与电压表并联的灯断路了，小灯泡不发光；（2）故障排除后，从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据，得到小灯泡I一U图象如图3所示，则灯额定电压下的电流为0.3A，则小灯泡的额定功率是：P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W。（3）实验步骤：①只闭合开关S1，两电阻串联，电流表测量电路中的电流，电流表的示数为I1；②开关S1、S2闭合后，只有电阻R0工作，电流表测量电路中的电流，电流表的示数为I2；③两次实验中电源电压为：U＝I2R0＝I1（R0+Rx），未知电阻Rx的阻值表达式：Rx=(故答案为：（1）不发光；（2）0.75；（3）(I10．为了测定额定电压为“2.5V”的小灯泡的额定电功率，小明按图甲连接电路。闭合开关S后，移动滑动变阻器的滑片P，发现灯泡L始终不亮。（1）为了排除电路故障，他将电压表的“﹣”接线柱与电池组的负极A端连接，并电压表的接线柱“3”依次与其他接线柱连接，对应出现的电压表示数如下表所示。根据以上信息，可判断电路故障为。电压表“3”接线柱与其他接线柱连接情况电压表示数/V与B接线柱连接3.0与C接线柱连接3.0与D接线柱连接3.0与E接线柱连接3.0与F接线柱连接0（2）排除故障，把电压表接在灯泡两端，闭合开关，将滑动变阻器滑片P移到某一位置，电压表示数如图乙所示，此时为测定小灯泡额定功率，小明接下来应该如何操作？。（3）小明现有一个阻值为10欧的定值电阻R0，打算不用电压表，只用电流表来测定小灯泡的额定功率。他设计电路如图丙，想通过让开关S接“a”、“b”各一次来测量小灯泡的额定功率。你认为他的方案是否可行？并说明理由：。【解答】解：（1）电压表的负接线柱与A接线柱连接，电压表正接线柱与B接线柱连接，电压表有示数，说明电源完好；电压表正接线柱与C接线柱连接，电压表有示数，说明BC之间完好；电压表正接线柱与D接线柱连接，电压表有示数，说明BD之间完好；电压表正接线柱与E接线柱连接，电压表有示数，说明BE之间完好；电压表正接线柱与F接线柱连接，电压表没有示数，说明BF之间有断路，而已知AE之间完好，所以故障出在EF之间，可能是灯泡发生断路；（2）灯在额定电压下正常发光，图中电压选用小量程，分度值为0.1V，示数为12V，小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向左移动，直到电压表示数为额定电压2.5V；（3）图丙中，无论S接a还是接b都无法得知小灯泡是否正常发光，丙方案不能测定小灯泡的额定电功率。故答案为：（1）EF段断路；（2）故滑片向左移动，直到电压表示数为额定电压2.5V；（3）不可行，无论S接a还是接b都无法得知小灯泡是否正常发光。11．在“测量小灯泡的电功率”实验中，提供器材：2节干电池，电流表1个，电压表1个，小灯泡额定电压为2.5V（电阻值约为5Ω）。（1）连接好电路后闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则出现故障的原因是（选填“小灯泡断路”或“小灯泡短路”）。（2）故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P到某处时，电压表示数为2V。为了测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向（选填“左”或“右”）端移动，使电压表示数为2.5V，此时电流表指针位置如图乙所示，则小灯泡的额定功率为W。（3）实验中电流表坏了，无法完成实验。小组同学认为只需再增加一个R0＝5Ω的定值电阻就能完成，他们设计了如图丙的电路，其设计方案如下：①调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U额。②保持滑片位置不变，电压表并联在R0两端，测出此时R0两端的电压U0，通过计算得出小灯泡的额定功率。可是实验过程仍无法测量出该小灯泡的电功率，请你指出该设计方案中存在的问题是：。【解答】解：（1）小灯泡不亮，电流表有示数，说明电路是通路，电压表无示数，说明与电压表并联部分出现短路，则出现故障的原因是小灯泡短路；（2）如果要将灯泡调至正常发光，需增大灯泡两端的电压，减小滑动变阻器接入的阻值，故需要将滑动变阻器滑片左端移动，直到电压表示数为2.5V时为止；如图乙所示，电流表选用的是小量程，分度值为0.02A，根据电流表指针的位置可知，电流表的示数为0.5A，灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.5A＝1.25W；（3）由图丙可知，灯泡L、R0和滑动变阻器串联，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为5Ω，R0的阻值为5Ω当小灯泡两端的电压为额定电压2.5V时，根据串联分压的特点可知R0两端的电压也约为2.5V，根据题意可知，电源为2节干电池，则电源电压为3V，根据串联电路的电压特点可知，R0和灯泡L两端的电压之和大于电源电压，则实验中无法使电压表示数为小灯泡的额定电压2.5V，所以实验过程仍无法测量出该小灯泡的电功率。故答案为：（1）小灯泡短路；（2）左；1.25；（3）实验中无法使电压表示数为小灯泡的额定电压2.5V。12．请你完成以下“测量额定电压为2.5V小灯泡电功率实验的任务。（1）闭合开关，移动滑片P到电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为W；（2）上述实验过程中，当电压表、电流表的示数逐渐变大时，小灯泡的电阻也逐渐变大，滑动变阻器接入电路的电阻逐渐变小，则小灯泡电阻的变化量△RL（选填“大于”“小于”或“等于”）滑动变阻器电阻的变化量△R；（3）利用图甲所示电路，依据R=UI也可测出小灯泡正常工作时的电阻，如果考虑电压表的电阻，此时电流表测量值比通过灯泡电流真实值【解答】解（1）电流表的量程是0～0.6A，分度值是0.02A，此时的读数为0.2A，小灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W。（2）实验过程中随滑动变阻器阻值减小，小灯泡逐渐变亮，此时灯泡两端电压增大，通过灯的电流也增大，电源电压不变，由R=UI知，电路的总电阻变小，由P＝UI知，灯泡的实际功率增大，灯丝的温度升高，灯泡阻值随温度的升高而变大，由电阻的串联规律可知：小灯泡阻值增大的值ΔR（3）如果考虑电压表的电阻，此时电流表测量值比通过灯泡电流真实值偏大，电压表和小灯泡并联，电流表实际上测量的干路中的电流，还有一部分电流流入了电压表。故答案为：（1）0.5；（2）小于；（3）偏大。13．在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率是否相同”的实验中，实验室提供了如下器材：电源电压U恒为8V，滑动变阻器规格为“20Ω2A”，小灯泡的额定电压U＝2.5V，额定功率小于1.2W，两个阻值分别为10Ω、20Ω的定值电阻R0可供选择。（1）为使小灯泡两端电压有一较大的调节范围，小聪设计了如图甲所示的电路实物图。正确连接电路后，进行实验，记录的数据如表所示。当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图丙所示，小灯泡的额定功率为W。实验次数物理量12345电压/V11.522.53电流/A0.240.320.380.44电功率/M（2）分析表中数据可得出结论：小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而增大。根据数据还可判断出，小聪在实验中选用的是R0＝Ω的定值电阻。（3）完成实验后，爱动脑筋的小聪又想出一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图丙所示的电路，所用电压表量程为“0～15V”，请将以下实验步骤补充完整。①检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1拨至“1”，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为。②滑片不动，再将开关S1，拨至“2”，读出电压表示数为U0；③小灯泡的额定功率。（用U额、U0、R0表示）【解答】解：（1）电流表选择0～0.6A的量程，分度值为0.02A，示数为0.42A，则小灯泡的额定功率：P额＝U额I额＝2.5V×0.42A＝1.05W；（2）由表中数据可知，第5次实验电流最大，此时