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13.(眉山中考)小龙同学用伏安法测量一个定值电阻的电阻$R_x$,进行了如下实验。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整。要求滑片P向右移动时,电路中的电流变大。
(2)连接电路过程中,开关处于
(3)闭合开关后,发现电压表的示数约为电源电压,移动滑片P,电压表示数无明显变化,电流表示数为0。造成该故障的原因是
(4)排除故障后闭合开关,移动滑片P,电压表示数为2.4 V时,电流表示数如图乙所示,待测定值电阻的电阻为
(5)实验中,改变滑片P的位置,并记录相应数据,多次测量求$R_x$的平均值是为了
(6)在缺少电流表时,小龙选用电阻为$R_0$的定值电阻设计了如图丙所示电路,并完成实验。过程如下:
①闭合S和$S_1$,电压表的示数为$U_1$;
②再闭合$S_2$,电压表的示数为$U_2$;
③$R_x=$
(1)用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整。要求滑片P向右移动时,电路中的电流变大。
(2)连接电路过程中,开关处于
断开
状态。(3)闭合开关后,发现电压表的示数约为电源电压,移动滑片P,电压表示数无明显变化,电流表示数为0。造成该故障的原因是
电阻为$R_x$的定值电阻断路
。(4)排除故障后闭合开关,移动滑片P,电压表示数为2.4 V时,电流表示数如图乙所示,待测定值电阻的电阻为
10
Ω。(5)实验中,改变滑片P的位置,并记录相应数据,多次测量求$R_x$的平均值是为了
减小误差
。(6)在缺少电流表时,小龙选用电阻为$R_0$的定值电阻设计了如图丙所示电路,并完成实验。过程如下:
①闭合S和$S_1$,电压表的示数为$U_1$;
②再闭合$S_2$,电压表的示数为$U_2$;
③$R_x=$
$\frac{U_1}{U_2-U_1}R_0$
(用字母$U_1$、$U_2$和$R_0$表示)。答案
13.(1)如图所示。
(2)断开
(3)电阻为$R_x$的定值电阻断路
(4)10
(5)减小误差
(6)$\frac{U_1}{U_2-U_1}R_0$
解析
【分析】
本题围绕伏安法测定值电阻阻值展开，需结合电路连接规则、实验操作规范、故障判断、欧姆定律应用、特殊方法测电阻等知识解题：
1. 第(1)问：要求滑片P右移电流变大，说明滑动变阻器接入电阻变小，需按“一上一下”接线，结合电流路径完成连接；
2. 第(2)问：连接电路时需保护电路，开关状态为基础操作要求；
3. 第(3)问：电流为0说明电路断路，电压表示数等于电源电压说明电压表串联，据此判断故障；
4. 第(4)问：根据电流表量程读数，结合欧姆定律计算电阻；
5. 第(5)问：定值电阻阻值固定，多次测量求平均值的目的是减小误差；
6. 第(6)问：特殊方法测电阻，利用串联电路电流相等，结合电压关系推导表达式。
【解析】
(1) 滑片P右移电流变大，滑动变阻器接入电阻变小，故将滑动变阻器上端任一接线柱与电流表0.6接线柱连接，完成电路连接；
(2) 连接电路时，为防止短路损坏元件，开关应处于断开状态；
(3) 电流表示数为0说明电路断路，电压表示数约为电源电压说明电压表与电源连通，故障为定值电阻$R_x$断路；
(4) 电流表选用0~0.6A量程，分度值0.02A，示数为0.24A，根据欧姆定律：$R_x=\frac{U}{I}=\frac{2.4V}{0.24A}=10Ω$；
(5) 定值电阻阻值固定，多次测量求平均值是为了减小误差；
(6) 闭合S和$S_1$时，电压表测$R_x$两端电压$U_1$；再闭合$S_2$，$R_0$与$R_x$串联，电压表测总电压$U_2$，则$R_0$两端电压为$U_2-U_1$；串联电路电流相等，即$\frac{U_1}{R_x}=\frac{U_2-U_1}{R_0}$，解得$R_x=\frac{U_1}{U_2-U_1}R_0$。
【答案】
(2)断开
(3)电阻为$R_x$的定值电阻断路
(4)10
(5)减小误差
(6)$\frac{U_1}{U_2-U_1}R_0$
【知识点】
伏安法测电阻，电路故障分析，欧姆定律应用
【点评】
本题为电学实验核心考点题，全面考查伏安法测电阻的基础操作、故障判断、计算及特殊方法测电阻，注重实验能力与基础知识的结合，是中考常规题型。
【难度系数】
0.6
本题围绕伏安法测定值电阻阻值展开，需结合电路连接规则、实验操作规范、故障判断、欧姆定律应用、特殊方法测电阻等知识解题：
1. 第(1)问：要求滑片P右移电流变大，说明滑动变阻器接入电阻变小，需按“一上一下”接线，结合电流路径完成连接；
2. 第(2)问：连接电路时需保护电路，开关状态为基础操作要求；
3. 第(3)问：电流为0说明电路断路，电压表示数等于电源电压说明电压表串联，据此判断故障；
4. 第(4)问：根据电流表量程读数，结合欧姆定律计算电阻；
5. 第(5)问：定值电阻阻值固定，多次测量求平均值的目的是减小误差；
6. 第(6)问：特殊方法测电阻，利用串联电路电流相等，结合电压关系推导表达式。
【解析】
(1) 滑片P右移电流变大，滑动变阻器接入电阻变小，故将滑动变阻器上端任一接线柱与电流表0.6接线柱连接，完成电路连接；
(2) 连接电路时，为防止短路损坏元件，开关应处于断开状态；
(3) 电流表示数为0说明电路断路，电压表示数约为电源电压说明电压表与电源连通，故障为定值电阻$R_x$断路；
(4) 电流表选用0~0.6A量程，分度值0.02A，示数为0.24A，根据欧姆定律：$R_x=\frac{U}{I}=\frac{2.4V}{0.24A}=10Ω$；
(5) 定值电阻阻值固定，多次测量求平均值是为了减小误差；
(6) 闭合S和$S_1$时，电压表测$R_x$两端电压$U_1$；再闭合$S_2$，$R_0$与$R_x$串联，电压表测总电压$U_2$，则$R_0$两端电压为$U_2-U_1$；串联电路电流相等，即$\frac{U_1}{R_x}=\frac{U_2-U_1}{R_0}$，解得$R_x=\frac{U_1}{U_2-U_1}R_0$。
【答案】
(2)断开
(3)电阻为$R_x$的定值电阻断路
(4)10
(5)减小误差
(6)$\frac{U_1}{U_2-U_1}R_0$
【知识点】
伏安法测电阻，电路故障分析，欧姆定律应用
【点评】
本题为电学实验核心考点题，全面考查伏安法测电阻的基础操作、故障判断、计算及特殊方法测电阻，注重实验能力与基础知识的结合，是中考常规题型。
【难度系数】
0.6
四、计算题
14.在如图所示的电路中，$R_1$是30 Ω，闭合开关S，电流表$A_1$的示数是0.2 A，电流表A的示数是0.5 A。求：
(1)电源电压。
(2)电阻$R_2$。
14.在如图所示的电路中，$R_1$是30 Ω，闭合开关S，电流表$A_1$的示数是0.2 A，电流表A的示数是0.5 A。求：
(1)电源电压。
(2)电阻$R_2$。
答案
14.解 由题图可知,两定值电阻并联,电流表A测干路电流,电流表$A_1$测电阻为$R_1$的定值电阻所在支路的电流。
(1)因为并联电路中各支路两端的电压相等,等于电源电压,所以由 $I=\frac{U}{R}$可得电源的电压
$U=I_1R_1=0.2\ \mathrm{A}×30\ \Omega=6\ \mathrm{V}$。
(2)因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过电阻为$R_2$的定值电阻的电流
$I_2=I-I_1=0.5\ \mathrm{A}-0.2\ \mathrm{A}=0.3\ \mathrm{A}$,
则电阻$R_2=\frac{U}{I_2}=\frac{6\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$。
答:(1)电源电压为6 V。
(2)电阻$R_2$为20 Ω。
(1)因为并联电路中各支路两端的电压相等,等于电源电压,所以由 $I=\frac{U}{R}$可得电源的电压
$U=I_1R_1=0.2\ \mathrm{A}×30\ \Omega=6\ \mathrm{V}$。
(2)因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过电阻为$R_2$的定值电阻的电流
$I_2=I-I_1=0.5\ \mathrm{A}-0.2\ \mathrm{A}=0.3\ \mathrm{A}$,
则电阻$R_2=\frac{U}{I_2}=\frac{6\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$。
答:(1)电源电压为6 V。
(2)电阻$R_2$为20 Ω。
解析
【分析】首先明确电路结构：$R_1$与$R_2$并联，电流表$A_1$测量$R_1$支路的电流，电流表$A$测量干路电流。根据并联电路“各支路电压等于电源电压、干路电流等于各支路电流之和”的规律，结合欧姆定律即可逐步求解电源电压和电阻$R_2$的阻值。
【解析】解：由电路图可知，$R_1$与$R_2$并联，电流表$A_1$测$R_1$支路电流，电流表$A$测干路电流。
(1) 并联电路中各支路两端电压相等，等于电源电压，根据欧姆定律 $I=\frac{U}{R}$，电源电压：
$U=I_1R_1=0.2\ \mathrm{A}×30\ \Omega=6\ \mathrm{V}$。
(2) 并联电路干路电流等于各支路电流之和，通过$R_2$的电流：
$I_2=I-I_1=0.5\ \mathrm{A}-0.2\ \mathrm{A}=0.3\ \mathrm{A}$，
再由欧姆定律得$R_2$的阻值：
$R_2=\frac{U}{I_2}=\frac{6\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$。
【答案】(1) 电源电压为6 V；(2) 电阻$R_2$为20 Ω。
【知识点】并联电路特点、欧姆定律
【点评】本题考查并联电路规律与欧姆定律的基础应用，关键是明确电流表的测量对象，属于初中物理电路计算的基础题型，难度适中。
【难度系数】0.6
【解析】解：由电路图可知，$R_1$与$R_2$并联，电流表$A_1$测$R_1$支路电流，电流表$A$测干路电流。
(1) 并联电路中各支路两端电压相等，等于电源电压，根据欧姆定律 $I=\frac{U}{R}$，电源电压：
$U=I_1R_1=0.2\ \mathrm{A}×30\ \Omega=6\ \mathrm{V}$。
(2) 并联电路干路电流等于各支路电流之和，通过$R_2$的电流：
$I_2=I-I_1=0.5\ \mathrm{A}-0.2\ \mathrm{A}=0.3\ \mathrm{A}$，
再由欧姆定律得$R_2$的阻值：
$R_2=\frac{U}{I_2}=\frac{6\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$。
【答案】(1) 电源电压为6 V；(2) 电阻$R_2$为20 Ω。
【知识点】并联电路特点、欧姆定律
【点评】本题考查并联电路规律与欧姆定律的基础应用，关键是明确电流表的测量对象，属于初中物理电路计算的基础题型，难度适中。
【难度系数】0.6
