1、单伏测电阻专题十一 单伏法测电阻一：实验器材：一个电源（其电压未知）、导线若干、开关两个（或三个）、一个待测电阻Rx和一个阻值已知的定值电阻R0。二：实验电路图：三：实验步骤（以提供三个开关的实验为例）： 按图连好电路，闭合开关S和S1，记录此时电压表的读数U1； 断开开关S1，再闭合开关S2，记录此时电压表的读数U2，再断开开关；四：实验结果表达（以三提供的步骤为例）：【例题1】用伏安法测未知电阻Rx的阻值，若实验中只有一个电压表和一个已知电阻R0，小明设计了如图所示的电路，同样可以测量未知电阻Rx，请在空格内将实验步骤补充完整 ，用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1; ，用电压表测出电
2、源的电压U2;请写出用测量值U1、U2及R0来表示Rx的表达式：Rx= 【答案】闭合开关S；再闭合开关S1；【解析】试题分析：由电路图可知，当开关S闭合、S1断开时，R0、Rx串联，电压表测Rx两端的电压；当开关S、S1均闭合时电路为Rx的简单电路，电压表测电源的电压；根据串联电路的分压特点和定值电阻的阻值求出Rx的阻值，据此设计实验步骤得出结果实验步骤：闭合开关S、断开S1，用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1；闭合开关S、S1，用电压表测出电源的电压U2；因串联电路中总电压等于各分电压之和，因串联电路中各处的电流相等，所以， ,解得：Rx=【难度】一般【例题2】小明想利用一块已经调好的
3、电压表和阻值已知的电阻R0等符合实验要求的器材，测量电阻RX的电阻值。他连接的部分电路如图所示:（1）请你添加两根导线，把开关S2和S3连入电路，完成实验电路连接。（2）开关S1、S3闭合，S2断开时，电压表的示数为U1；开关S1、S2闭合，S3断开时，电压表的示数为U2。请你利用U1、U2和R0表示Rx。RX。【答案】（1）如图；（2）R0【解析】试题分析：（1）由题意可知，开关S2和开关S3应与R0并联，电压表和开关S3应与RX并联，所以所缺少的导线应为S2的右接线柱与S3的右接线柱相连，S3的左接线柱与RX的左接线柱相连，其连接图与电路图如图所示：（2）与实物图对应的电路图为：当开关S1
4、、S3闭合，S2断开时，电阻R0和Rx串联，电压表测量的是电阻Rx两端的电压为U1，等效电路图如图所示：当开关S1、S2闭合，S3断开时，电阻R0和Rx串联，电压表测量的是电源电压电压为U2，等效电路图如图所示：电阻R0两端的电压为：U0=U2-U1，则此时电路中的电流为；电阻RX的阻值为：【难度】一般1小龙想利用一块电压表和阻值已知的电阻R0测量电阻Rx的阻值。小龙选择了满足实验要求的器材，并连接了部分实验电路，如图所示。小龙设计的实验电路的要求是：闭合开关S和S1时，电压表测量的是电阻Rx两端的电压U1；闭合开关S和S2时，电压表测量的是电源两端的电压U2。（1）请你根据小龙的设计要求只添
5、加一根导线完成如图所示的实验电路的连接；（2）请你用U1、U2和R0表示出Rx，Rx_。【答案】（1）（2）【解析】试题分析：（1）闭合S、S1时，电压测RX两端的电压，所以将电压表的负接线柱与S1右端的接线柱相连，让电压表与RX并联。（2）R0两端的电压 ，串联电路中的电流，RX的阻值 【难度】一般2实验室中要测量未知电阻的阻值。实验桌上备有的器材：稳压输出电源、电压表、电阻箱、开关S1和单刀双掷开关S2、导线若干。现要测量待测电阻Rx的阻值，小华设计了如图所示的实验电路图。（1）根据实验电路图，连接成如图所示的实物电路，但存在连接错误，只改动一根导线，即可使电路连接正确，请在接错的导线上打
6、“，并用笔画线代替导线画出正确的接法。（2）电路连接正确后，调节电阻箱的阻值调为R0，闭合开关S1，将开关S2拨到触点1时，电压表的示数为U1，则电源电压为 。（3）将开关S2拨到触点2，电压表的示数为U2，则待测电阻的阻值Rx= 。【答案】（1）如图所示；（2）U1；（3）【解析】试题分析：（1）经分析，当闭合S1，S2接2时，电压表测导线电压，导线电压为0，无意义，电压表应该测Rx的电压，如图所示：（2）闭合S1，将S2拨到1时，电压表电源的电压，即电源电压U1；（3）闭合S1，将S2拨到2时，电阻箱调到R0时，电压表测Rx电压，所以Rx电压为U2，根据串联电路总电压等于各串联导体的电压之
7、和，所以，R0的电压为：U=U1U2，因为串联电路电流处处相等，所以， 所以，【难度】一般3图甲是用伏安法测未知电阻R的实验图（1）请用笔画线代替导线，将图甲中实物电路连接完整（2）闭合开关，将滑片P向左滑动时，此时电压表示数为2.4V，电流表示数如图乙所示，其读数为I= A，则未知电阻R= （3）若实验中只有一个电压表和一个已知电阻R0，小明设计了如图丙所示的电路，同样可以测量未知电阻Rx，请在空格内将实验步骤补充完整闭合S、断开S1，用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1； ，用电压表测出电源的电压U；请写出用测量值U、U1及R0来表示Rx的表达式：Rx= 【答案】（1）如图所示；（2）
8、0.3；8；（3）闭合开关S、S1；【解析】试题分析： （1）变阻器应串联在电路中，可将导线一端接在变阻器上端，另一端接在电阻R右端，如图所示（2）读图可知，电流表的量程为00.6A，其分度值为0.02A，则电流表的示数为0.3A由公式得，（3）实验步骤：闭合开关S、断开S1，用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1；闭合开关S、S1，用电压表测出电源的电压U；因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R0两端的电压：U0=UUx=UU1，因串联电路中各处的电流相等，所以， ,即,解得: 【难度】一般4实验室中要测量一个阻值约为数百欧的电阻提供的器材有：电源（电压约5V）、学生用电压表（06V
9、）、电阻箱R（09999 5A）、开关S1和S2、导线若干。现要测量待测电阻Rx的阻值，设计了如图甲所示的实验电路图。（1）小李进行的实验过程如下：根据实验电路图，连接成如图乙所示的实物电路，但存在连接错误，只需改动一根导线，即可使电路连接正确，请在接错的导线上打“，并用笔画线代替导线画出正确的接法。 电路连接正确后，闭合S1，将S2拨到触点1时，电压表的读数为U1，则电源电压为_。闭合S1，将S2拨到触点2，当电阻箱的阻值调为R0时，电压表的示数为U2，则待测电阻的阻值Rx=_。（2）如果实验器材中没有提供电压表，现再提供一只电流表（00.6A），利用上述器材，你认为_（选填“能”或“不能”
10、）较准确测出该待测电阻的阻值，原因是_。【答案】（1）如图所示U1 （2）不能 电源电压约5V，电路电阻很大，根据欧姆定律得，电路电流很小，电流表指针偏转很小，不能准确读出电流值，不能准确测量电阻的阻值【解析】试题分析：（1）经分析，当闭合S1，S2接2时，电压表测导线电压，导线电压为0，无意义，电压表应该测RX的电压，如图：闭合S1，将S2拨到1时，电压表测RX与R的总电压，即电源电压U1闭合S1，将S2拨到2时，电阻箱调到R0时，电压表测RX电压，所以RX电压为U2，根据串联电路总电压等于各串联导体的电压之和，所以，R0的电压为：U=U1-U2，因为串联电路电流处处相等，所以，,所以，RX
11、=（2）电源电压约5V，电路电阻很大，根据欧姆定律得，电路电流很小，电流表指针偏转很小，不能准确读出电流值，不能准确测量电阻的阻值【难度】一般5现有如下器材：电源（电压未知但符合实验要求）、三个开关、一个已调零的电压表、一个已知阻值为R0的定值电阻、待测电阻Rx，一个符合实验要求的滑动变阻器和若干条导线。（1）利用上述器材测量一个阻值未知的定值电阻Rx的阻值。实验中不拆改电路，通过开关的控制实现电路变化，利用滑动变阻器保护用电器。图是某同学连接的部分电路，请你再添加两根导线以实现上述测量的要求。（2）完善下列实验步骤。闭合开关S1和S2，断开开关S3，读出电压表示数为U；保持滑动变阻器滑片P位
12、置不动，_，读出电压表示数为U1；用R0、U1和U表示Rx。Rx _。【答案】（2）断开开关S2，闭合开关S1和S3；（或断开开关S2，闭合开关S3）。（3）【解析】（1）电路图如图所示：（2）实验步骤：按照电路图连接实验电路，调节滑动变阻器的滑片使得滑动变阻器的阻值最大；闭合开关S1 、S2，断开S3，调节滑动变阻器的滑片到合适的位置，记下电压表的示数U保持变阻器滑片的位置不动，断开S2，闭合S1、S3，记下电压表的示数U1利用表达式分别计算出RX值（3）闭合开关S1、S2，断开S3，调节滑动变阻器的滑片到合适的位置，电压表测量Rx和R0两端的总电压，示数为U；保持变阻器滑片的位置不动，断开
13、S2，闭合S1S3，电压表测量R0两端的电压，示数为U1，则Rx两端的电压Ux=U-U1，由欧姆定律可知：即，【难度】一般6小明想利用一块已经调好的电压表和阻值已知的电阻R0等符合实验要求的器材，测量电阻RX的电阻值。他连接的部分电路如图所示。（1）请你添加一根导线，把开关S2连入电路，完成实验电路连接。（2）开关S1、S3闭合，S2断开时，电压表的示数为U1；开关S1、S2闭合，S3断开时，电压表的示数为U2。请你利用U1、U2和R0表示Rx。RX 。【答案】（1）如下图所示：（2）【解析】试题分析：由题意可知，开关S2和开关S3应与R0并联，电压表和开关S3应与RX并联，如图所示；与实物图
14、对应的电路图为：当开关S1、S3闭合，S2断开时，电阻R0和Rx串联，电压表测量的是电阻Rx两端的电压为U1，等效电路图如图所示：当开关S1、S2闭合，S3断开时，电阻R0和Rx串联，电压表测量的是电源电压电压为U2，等效电路图如图所示：电阻R0两端的电压为：U0=U2-U1，则此时电路中的电流为：；电阻RX的阻值为：【难度】一般7如图是物理实验中常用等效替代法。其中Rx是待测电阻，R是滑动变阻器，R0是电阻箱。根据实验电路图把下列主要步骤中的空白填齐。按电路图连接好电路，并将电阻箱R0的阻值调到最大;闭合开关S1前，滑动变阻器滑片P置于_端；闭合开关S1；闭合开关_，调节滑片P，使电压表指针
15、指在适当位置，记下此时电压表示数U；先断开开关_，再闭合开关_，保持_的电阻不变，调节_，使电压表的示数仍为U；【答案】a； S3； S3； S2 滑动变阻器R 电阻箱R0的阻值【解析】试题分析：闭合开关前，滑动变阻器的阻值调到最大以保护电路；S1、S3闭合和S1、S2闭合的电路图如下所示：两个电路中滑动变阻器R的阻值相等，电源电压相等，电压表示数相等，说明电路中接入电阻箱R0与接入RX是等效的，R0可代替RX，二者阻值相等。【难度】一般8小明在拆装手电筒时，发现手电筒的小灯泡上标有“3.8V”的字样，但上面的电流值已经模糊不清，他想通过实验测量该灯泡正常发光时的电阻，图甲为他所连的实验电路。
16、（1）经检查发现电路接线有错误，小明只做了一处改动后闭合开关进行了实验请在他接错的导线上打上“”，并改正。（2）电路连接正确后，闭合开关，发现灯泡不发光，电流表无示数，但电压表示数接近电源电压，则产生此故障的原因可能是 （3）排除故障后继续实验时，小明移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为3.8V时，电流表的示数如图乙所示则该小灯泡的额定电流为 A，正常发光时的电阻为 （4）在此实验的基础上，老师又出示了数百欧的电阻Rx，问能否用上述方法进行测量。同学们分析后得出上述方案不行，原因是： 接着，小明与同学们经过讨论，通过增加一电阻箱R0（09999 5A）、定值电阻（200 2A）、单刀双掷开关
17、等器材，设计出了A、B两种不同方案，其电路图如下：A方案所涉及的思想方法是 ，在A、B两种不同的方案中，你认为方案 的设计可以让测量结果更准确，理由是： 。【答案】（1）如下图小灯泡断路；（3）0.3A 12.7；（4）阻值太大，电流太小； 等效替代法 方案B理由是：可以多次测量求平均值，可以减小误差【解析】试题分析：（1）因为滑动变阻器接入电路的原则是“一上一下”，所以应按上图连接。（2）电路连接正确后，闭合开关，发现灯泡不发光，电流表无示数，但电压表示数接近电源电压，说明电压表串联到了电路中，则产生此故障的原因可能是小灯泡断路（3）当电压表的示数为3.8V时，电流表的示数如图乙所示则该小灯
18、泡的额定电流为0.3A ，正常发光时的电阻为。（4）上述方案不行，原因是：可知，阻值太大，电流太小，无法读出电流表的示数，也就无法测出电阻。方案A中，只能测出一组数据，而方案B中，能测出多组数据，多次测量求平均值，可以减小误差。【难度】一般9用一只电压表（无电流表）测量电阻Rx阻值的实验【方案一】器材：一只电压表、一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器，电源、开关和导线若干。实验步骤：步骤一：请你在答题卡的虚线框中画出实验时所需的电路图；步骤二：将滑动变阻器调到阻值最大时，闭合开关，读出电压表的示数U1；步骤三：再将滑动变阻器 时，读出电压表的示数U2。步骤四：根据已知量和实验所测得的物理量，写出
19、Rx的表达式 （用符号表示）。【方案二】器材：一只电压表，一个阻值为R0的定值电阻、电源、开关和导线若干。实验要求：请你在答题卡的虚线框中画出你设计的实验电路图。评估交流：（1）从实验操作角度看，以上两个方案中，方案 （一/二）更好（2）好在 （只要求写出一条）。【答案】步骤三：调到阻值为0；步骤四： ；（1）一 ；（二）不需要拆接电路（合理给分）【解析】试题分析：方案一、待测电阻和滑动变阻器串联如图，电压表并联在Rx的两端；当滑片在最右端滑动变阻器阻值最大，电压表测待测电阻两端的电压U1，当滑片在最左端，电压表测电源的电压U2；根据串联电路的电压特点和欧姆定律分别求出电路中的电流、定值电阻的
20、阻值；根据分析：电源电压为U2，当滑片在最右端滑动变阻器阻值最大时，滑变两端的电压为，电路中的电流：，所以：；方案二、两电阻串联，电压表并联在Rx的两端；如图所示；电压表并联在Rx的两端时测出其两端的电压，然后并联在R0两端测出其两端的电压，根据欧姆定律分别求出电路中的电流、定值电阻的阻值；则评估交流：从以上分析可以看出，方案一更好，因为实验中不需要拆接电路。【难度】一般10在做“伏安法测量定值电阻”的实验中，小明同学设计了如图甲所示的电路，请你完成下列问题（1）该实验的原理是 （2）请用笔画线代替导线将电路连接完整（3）连接电路时，应将开关 ；闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑到最 端（选填“
21、左”或“右”） （4）连接完电路后，闭合开关，无论怎样移动滑片，电流表指针均无偏转，电压表的指针有明显的偏转，这可能是由于 断路造成的（5）调节滑动变阻器，把测量的几组数据描成如图乙所示的图象，则该电阻的阻值R=_ （6）完成上述实验后，小明还想测量一段电炉丝的电阻Rx，可是在连接电路时，发现电流表和滑动变阻器都被其他同学借走了于是小明就利用刚才已测得的定值电阻R，重新设计如下图所示的电路，仅操作控制开关就测出了电阻Rx的阻值电源电压未知且恒定不变 请帮他把实验步骤补充完整：只闭合开关S1，_；_电阻表达式：Rx=_【答案】（1）或欧姆定律；（2）（3）断开 右 ；（4）电阻R ；（5）3 ；
22、（6）记下电压表的示数U1；只闭合开关S2, 记下电压表的示数U2；电阻Rx表达式： 或【解析】（1）该实验的原理是； （2）请用笔画线代替导线将电路连接完整（3）连接电路时，应将开关断开；闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑到最右端（4）连接完电路后，闭合开关，无论怎样移动滑片，电流表指针均无偏转，电压表的指针有明显的偏转，这可能是由于电阻R断路造成的（5）调节滑动变阻器，把测量的几组数据描成如图乙所示的图象，则该电阻的阻值R=3（6）记下电压表的示数U1； 只闭合开关S2, 记下电压表的示数U2；电阻Rx表达式： 或【难度】一般11小刚要测量一个电阻Rx的阻值，现只找到如下器材：一个电压不变的
23、电源三个阻值已知的定值电阻（R1=10、R2=20、R3=40），一个表盘数字已经模糊（但刻度清晰）的电压表，两个开关S1、S2，导线若干小刚要用这些器材测量Rx的阻值（1）他先将定值电阻Rl接人其设计的图（甲）所示电路中进行实验当闭合S1、断开S2时发现电压表无示数，经检查电压表、电源均正常，且只有一处故障，下面列出的故障原因中，你认为可能的是（填写序号）ARx断路 BRx短路 CR1短路（2）排除故障后，闭合开关S1、S2时电压表的指针偏转情况如图（乙）所示；闭合开关S1、断开S2时电压表指针偏转情况如图（丙1）所示再用R2、R3分别替换Rl接入电路进行实验，当闭合开关S1、断开S2时电压
24、表对应的指针偏转情况如图（丙2）、（丙3）所示Rl接入电路时Rx的测量值Rx1=，R2接入电路时Rx的测量值Rx2=，同理可以得出R3接入电路时Rx的测量值Rx3多次实验的目的是 待测电阻Rx的测量值为 （保留一位小数）【答案】（1）B（2）21.2；20；求平均值减小误差；21.1【解析】（1）电压表无示数，经检查电压表、电源均正常，且只有一处故障，则A、Rx断路时，电压表测电源的电压，示数应接近电源的电压，不符合题意；B、Rx短路时，电压表测导线的电压，电压表无示数，符合题意；C、R1短路，电压表测电源的电压，示数应接近电源的电压，不符合题意；（2）当闭合开关S1、S2时，等效电路图如图1
25、所示；闭合开关S1、断开S2时，等效电路图如图2所示测电源的电压时指针的偏转为28个格，R1接入电路时，Rx两端电压对应指针偏转为19个格，R0两端电压对应为2819=9个格；因串联电路各处的电流相等，则,即，解得Rx21.1；同理：R2接入电路时，Rx两端电压对应指针偏转为14个格，R0两端电压对应为2814=14个格，解得Rx=20；R3接入电路时，Rx两端电压对应指针偏转为10个格，R0两端电压对应为2810=18个格，Rx=22.2；多次实验的目的是求平均值减小误差；待测电阻测量值【难度】较难12要测量一个阻值约为几百欧的电阻Rx，实验室提供的器材有：电源（电压为3V）、学生用电流表（
26、量程为00.6A、03A）、学生用电压表（量程为03V、015V）、滑动变阻器R1和电阻箱R2 （09999 5A）各一个，开关、导线若干（1）小明用伏安法测量该电阻，甲图是小明连接的电路连接电路时，小明注意到了开关应 ，滑片P应该滑到 （“左边”或“右边”）；（2）接通电路后，观察到电流表无示数，电压表示数接近3V，若电路只有一处故障，则可能是 ；（3）在排除故障换用新元件后，经检查电路完好闭合开关，逐渐减小滑动变阻器的接入电阻至最小，电压表示数逐渐变大，但电流表的指针几乎不偏转，电流太小的原因是 ，所以按小明所选的器材不能用伏安法测出该电阻的阻值；（4）小明又想到一种新的测量方法，电路如图
27、乙所示，操作如下：先闭合S1、断开S2，调节滑动变阻器R1，使电压表的示数为U；再断开S1、闭合S2，调节 ，使电压表的示数为 ，记录此时电阻箱的示数R；则Rx= 【答案】（1）断开 右边；（2）电阻断路；（3）待测电阻的阻值较大且电源电压低;（4）R2 U R【解析】试题分析：（1）连接电路前，开关应处于断开状态；滑动变阻器接入电路的阻值为最大由图知滑动变阻器接入电路的为左半部分电阻，可以判断滑片在最右边时连入电路中的电阻最大（2）电流表没有示数说明电路断路了，而电压表有示数，说明电压表两接线柱到电源间是通路，则故障为：电阻断路；（3）因为电源电压为3V，而电阻Rx的阻值大约为几百欧，即待测
28、电阻的阻值较大且电源电压低，由可知，电路中的电流太小，所以不能用伏安法测出该电阻的值；（4）如图乙所示，先闭合S1、断开S2，调节滑动变阻器R1，使电压表的示数为U；再断开S1、闭合S2，调节R2，使电压表的示数为U，记录此时电阻箱的示数R；由于串联电路中电源电压和滑动变阻器R1两端的电压不变，则Rx=R【难度】一般13（2014山东青岛）综合作图-测量电阻：现有一个电压恒定的电源（电压值未知）、一个电压表（量程大于电源电压值）、一个阻值为R1的定值电阻、一个单刀双掷开关和若干导线，要利用以上器材测量的待测电阻R2的阻值请在方框内设计出实验电路图（电路连接好后实验中不能拆卸）并完成下列步骤（1
29、）根据电路图连接实物电路；（2） ；（3）利用上述测量值算出待测电阻的阻值R2= 【答案】（1）如图：（2）先把开关S接a时测出电源电压U，把开关S接b时测出R2两端电压U2；（3）【解析】 试题分析：当S接a时， R1没有被接入电路，电路中只有R2电压表测量的是电源电压U当S接b时， R1与R2串联，电压表测量的是R2两端电压U2，根据串联电路电压特点R1两端电压为U-U2，电路中的电流为, R2=【难度】一般14（2014江苏南通）在测量未知电阻Rx（阻值约为150）的实验中，提供的实验器材有：电源（电压3V）、滑动变阻器R（050）、电阻箱R0（09999）、电流表（00.6A）、电压表（03V）、开关及导线若干（1）小虎同学设计了图甲所示的电路，他 （选填“能”或“不能”）较准确测出Rx的阻值，理由是 （2）小明同学设计了图乙所示的电路进行测量请根据图乙所示的电路，在图丙中用笔画线代替导线将实物图连接完整正确连接电路后，小明先将开关S拨至“1”，调节变阻器的滑片至某一位置，此时电压表的示数如图丁所示，读数为U1= V再将开关S拨至“2”，当电阻箱的阻值调至R0=152时，电压表示数恰为U1，则待测电阻的阻值Rx= 实验中，若将开关拨至“2”时，不小心将滑动变阻器的滑片向右移动了少许，其他操作正确，则Rx的测量值 （选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值【答案】（1）不
