《2025年学霸题中题九年级物理上册苏科版》

5. 核心素养 科学探究 小明和小华一起进行伏安法测电阻的活动.
(1)他们选用的器材如图甲所示,请你用笔画线代替导线将实物电路连接完整,要求：滑动变阻器的滑片P向右移动时电流表的示数变大.

(2)连接电路之前,应该______开关,检查电表指针是否______.

(3)闭合开关,小明发现两电表均无示数.为了查找故障,他将电压表拆下,保持电路其他部分连接完好,再将电压表分别接在电源、待测电阻Rₓ、滑动变阻器两端,然后闭合开关,发现只有接在待测电阻Rₓ两端时,电压表无示数,则故障可能是______.
(4)排除故障后,小明和小华配合进行实验,并根据数据画出如图乙所示的图像,由图像可知,该待测电阻Rₓ的阻值为______Ω.
(5)利用电压表可以直接测量电压的大小,能否把电压表改装为间接测量电阻大小的仪表呢？小明和小华经过思考,分别设计了如图丙、丁所示的方案(电源电压恒定不变),并进行了以下操作和分析：
①小明在电路的M、N两点之间接入一个电阻箱,调节旋钮使它接入电路的阻值分别为5 Ω、8 Ω、20 Ω,闭合开关,发现电压表指针分别指向1.5 V、2.0 V、3.0 V的刻度线,于是他在表盘相应位置标出了电阻的数值,如图戊所示.以此类推再标出其他刻度线,电压表就可以用来间接测量阻值了,由以上数据可知：电源电压为______V,定值电阻R₀的阻值为______Ω.
②小华的设计方案,所用器材的规格、电表接入的量程都与小明的完全相同,分析她的设计方案可知：在保证器材安全的前提下,她改装后的电压表所能测的最小电阻值为______Ω.

答案：

(1)见解析图
(2)断开 归零
(3)滑动变阻器断路
(4)5
(5)①4.5 10 ②5
解析:
(1)滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表的示数变大,说明接入电路的阻值变小,故应将$R_x$的右侧接线柱与滑动变阻器下方的右侧接线柱相连,如图所示.

(2)为保证安全,连接电路之前,应断开开关.为保证电表读数准确,连接电路前要检查电表指针是否归零.
(3)电流表无示数,说明电路中无电流通过,即电路中出现断路.电压表并联在电源、滑动变阻器两端时都有示数,说明此时电压表可以与电源相连,即滑动变阻器以外的电路完好.故说明电路故障可能是滑动变阻器断路.
(4)由图像可知,待测电阻$R_x=\frac{2.5\ \text{V}}{0.5\ \text{A}}=5\ \Omega$.
(5)①分析题意:M、N之间分别接入阻值为5Ω、8Ω、20Ω的定值电阻时,定值电阻分得的电压分别为1.5V、2.0V、3.0V.电路中电源电压和$R_0$阻值未知,根据串联电路分压规律,选取两组数据,即可列出二元一次方程组(设电源电压为U):
$\begin{cases}\frac{5\ \Omega}{R_0}=\frac{1.5\ \text{V}}{U-1.5\ \text{V}}, \\frac{20\ \Omega}{R_0}=\frac{3.0\ \text{V}}{U-3.0\ \text{V}}, \\ \end{cases}$解得:$U=4.5\ \text{V}$,$ R_0=10\ \Omega$.
②由图丁小华的设计方案可知,MN之间接入的电阻箱阻值越小,电阻箱的分压越小,则$R_0$的分压越大,即电压表示数越大,对应的MN之间电阻越小.由于电压表量程为0~3V,故电压表示数为3V时,改装后的电压表所能测的电阻值最小,最小电阻值满足:$\frac{R_{\min}}{ R_0}=\frac{4.5\ \text{V}-3\ \text{V}}{3\ \text{V}}$,解得:$R_{\min}=5\ \Omega$.故能测的最小电阻值为5Ω.
思路点拨：遇到第
(5)问①中电路中有两未知数,出现三组数据时,通常选出两组数据列二元一次方程组,围绕不变量(如串联电路中通过各用电器的电流、并联电路各支路两端电压等)或分压、分流原理进行列式,可将解出的物理量代入第三组数据进行验算.