2026年同步测控优化设计九年级物理全一册人教版第121页答案
1.某同学设计了如图所示的电路测量电阻器的阻值$ R_x $。已知定值电阻的阻值为$ R_0 $。
(1)开关S闭合前,应将滑动变阻器的滑片置于
b
(选填“a”或“b”)端,目的是
保护电路
。
(2)闭合开关S,调节滑动变阻器,得到电压表$ V_1 $的示数$ U_1 $,电压表$ V_2 $的示数$ U_2 $,则被测的阻值$ R_x = $
$\frac{U_2R_0}{U_1}$
。
(3)该同学测量一次后,就计算出了该电阻器的阻值,你认为该实验结论的得出
不妥当
(选填“妥当”或“不妥当”),理由是
通过一次实验数据得出的结果误差较大
。

答案

1. (1)b 保护电路 (2)$\frac{U_2R_0}{U_1}$ (3)不妥当 通过一次实验数据得出的结果误差较大

解析

【分析】
本题是利用串联电路特点测量未知电阻的实验。第(1)问需明确开关闭合前滑动变阻器的调节规则,要使接入电阻最大以保护电路;第(2)问利用串联电路电流相等,结合欧姆定律推导未知电阻;第(3)问需考虑实验误差,多次测量的必要性。
【解析】
(1) 开关闭合前,滑动变阻器应接入最大阻值,由电路图可知,滑片置于b端时滑动变阻器接入电阻最大,此时电路电流最小,可防止电流过大损坏元件,目的是保护电路,故填b、保护电路。
(2) 电路中Rx与R0串联,串联电路电流处处相等。电压表V1测R0两端电压U1,因此电路电流$I=\frac{U_1}{R_0}$;电压表V2测Rx两端电压U2,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,可得$R_x=\frac{U_2}{I}=\frac{U_2}{\frac{U_1}{R_0}}=\frac{U_2R_0}{U_1}$。
(3) 仅测量一次数据,没有进行多次实验,得出的结果误差较大,因此实验结论的得出不妥当,理由是通过一次实验数据得出的结果误差较大。
【答案】
(1) b;保护电路 (2) $\frac{U_2R_0}{U_1}$ (3) 不妥当;通过一次实验数据得出的结果误差较大
【知识点】
串联电路特点;欧姆定律;滑动变阻器使用
【点评】
本题是串联电路规律在测电阻中的应用,属于伏安法测电阻的变形,重点考查滑动变阻器的使用、欧姆定律的推导及实验误差分析,需掌握串联电路电流规律和多次测量减小误差的方法。
【难度系数】
0.6
2.(2024·山东烟台中考)测量小灯泡正常发光时的电阻的实验,器材如下:电源(电压恒为6 V)、小灯泡(额定电压为3.8 V,正常发光时的电阻约为$10\ \Omega$)、电流表(0~0.6 A,0~3 A)、电压表(0~3 V,0~15 V)、滑动变阻器A(0~50 Ω,0.2 A)、滑动变阻器B(0~20 Ω,1 A)、开关和导线若干。

(1)在图丙虚线框中,画出该实验的电路图(各元件不必标注字母)。
(2)为了完成实验,电流表应选择
0~0.6 A
的测量范围,电压表应选择
0~15 V
的测量范围,滑动变阻器应选择
B
(选填“A”或“B”)。
(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为3.8 V,此时电流表的示数如图甲所示,则小灯泡正常发光时的电阻为
9.5
$\Omega$。
(4)完成上述实验之后,老师提出:如果没有电压表,那么用一个电流表和一个阻值为$R_0$的定值电阻,仍可完成本实验。兴趣小组经过讨论设计了如图乙所示的电路,并进行了如下操作:
①闭合开关S、$S_2$,移动滑动变阻器的滑片P,使电流表示数为$I_1$,此时小灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器滑片P的位置不变,断开$S_2$,闭合$S_1$,电流表示数为$I_2$,则小灯泡正常发光时的电阻$R=$
$\frac{I_1R_0}{I_2-I_1}$
(用$R_0$、$I_1$、$I_2$表示)。

答案


2. (1)电路图如所示 (2)0~0.6 A 0~15 V B (3)9.5 (4)$\frac{I_1R_0}{I_2-I_1}$

解析

【分析】
本题为测量小灯泡正常发光时电阻的实验题,需结合伏安法原理、电路分析、欧姆定律解答:
1. 画电路图:伏安法测电阻需将电源、开关、滑动变阻器、小灯泡、电流表串联,电压表并联在小灯泡两端,对应绘制即可。
2. 器材选择:先根据小灯泡额定电压、电阻计算额定电流确定电流表量程,根据额定电压确定电压表量程,再结合电源电压、分压需求和滑动变阻器额定电流选合适的滑动变阻器。
3. 电阻计算:读取电流表对应量程的示数,利用R=U/I计算小灯泡正常发光时的电阻。
4. 特殊测量:缺电压表时,利用并联电路电压相等,结合两次电流表示数推导小灯泡电阻表达式。
【解析】
(1) 测量小灯泡电阻的实验电路图:电源、开关、滑动变阻器、小灯泡、电流表依次串联,电压表并联在小灯泡两端,电路图如所示。
(2) 电流表量程:小灯泡额定电压3.8V,正常发光电阻约10Ω,额定电流I额=U额/R≈3.8V/10Ω=0.38A<0.6A,故选0~0.6A量程;电压表需测3.8V额定电压,故选0~15V量程;滑动变阻器:电源电压6V,小灯泡正常发光时滑动变阻器分压2.2V,所需最小电阻≈5.8Ω,且额定电流需大于0.38A,滑动变阻器A额定电流0.2A不足,B额定电流1A符合,故选B。
(3) 电流表用0~0.6A量程,分度值0.02A,示数为0.4A,小灯泡正常发光时电阻R=U额/I=3.8V/0.4A=9.5Ω。
(4) 闭合S、S2时,电流I1为R0与小灯泡的总电流;断开S2、闭合S1时,电流I2为R0的电流,R0两端电压U=I2R0,小灯泡正常发光时电压等于R0两端电压,推导得小灯泡电阻R=I1R0/(I2-I1)。
【答案】
(1) 电路图如所示;(2) 0~0.6 A;0~15 V;B;(3) 9.5;(4) $\frac{I_1R_0}{I_2-I_1}$
【知识点】
伏安法测电阻、欧姆定律应用
【点评】
本题考查伏安法测电阻的实验操作、器材选择及特殊测量方法,是中考常规题型,注重实验原理和电路分析能力的考查,难度适中。
【难度系数】
0.5