《2025年拔尖特训九年级物理上册苏科版》

1. 小明和小虎设计了如图甲所示的电路来测量未知电阻$R_x$的阻值。实验器材如下：电源(电压为4.5 V)、滑动变阻器$R(0\sim20\Omega)$、电阻箱$R_0(0\sim999.9\Omega)$、电流表、单刀双掷开关S及导线若干。

(1)请根据图甲所示的电路,在图乙中用笔画线代替导线将实物图连接完整。

(2)小明将S拨至“1”,调节滑动变阻器的滑片至某一位置,电流表的示数为0.36 A。再将S拨至“2”,调节电阻箱,使电流表的示数为______A,此时电阻箱的示数如图丙所示。待测电阻$R_x= $______$\Omega$。

(3)把电阻箱的阻值从10.0 Ω调到图丙所示的阻值时,小虎想先把“×10”挡从1调到0,再调“×1”挡。你认为他的想法是否妥当？答：______(是/否),理由是______。
(4)测量结束并断开开关后,应先拆除______(电源/电流表)两端的导线。

答案：

(1)如图所示　
(2)0.36　9.0
(3)否　电阻箱的阻值突然变小，电路中的电流可能会过大，导致电流表损坏　
(4)电源
　
解析:
(1)由题图甲知开关拨至“1”时，$R_x$接入电路，拨至“2”时，电阻箱$R_0$接入电路，开关与滑动变阻器R串联，滑动变阻器应接左下接线柱。
(2)小明将S拨至“1”，调节滑动变阻器的滑片至某一位置，电流表示数为0.36A。再将S拨至“2”，调节电阻箱，使电流表示数仍为0.36A，此时两条电路对电流的阻碍作用相同，此时电阻箱的示数即为待测电阻的阻值。电阻箱的示数$R_0=0×100Ω+0×10Ω+9×1Ω+0×0.1Ω=9.0Ω$，则待测电阻的阻值$R_x=9.0Ω$。
(3)把电阻箱的阻值从10.0Ω调到9.0Ω时，小虎若先把“×10”挡从1调到0，会使电路中的电阻突然变小，电流突然增大，可能会超出电流表的量程而导致电流表损坏，所以他的想法不妥当。
(4)测量结束后，拆除电路时，为了保证安全，断开开关后，应先拆除电源两端的导线，再拆除其他导线。

2. (2024·苏州)用如图所示的电路测电阻$R_x$的阻值。

实验步骤如下：
(1)将电压表接在B、C两点间,闭合开关,将滑动变阻器滑片移到b端、电阻箱R调为某一阻值$R_1$,使电压表和电流表示数为合适的值。
(2)断开开关,将电压表右端由C点改接到D点。
(3)闭合开关,反复调节______使两表的示数与步骤(1)中相同,此时电阻箱的阻值为$R_2$。
(4)待测电阻的阻值$R_x= $______。
(5)若操作无误,反复调节始终无法实现两表的示数与步骤(1)中相同,原因可能有______、______。

答案：
(3)电阻箱和滑动变阻器
(4)$R_1 - R_2$　
(5)$R_1＜R_x$（或$R_1$的阻值太小）　滑动变阻器最大阻值小于$R_x$（或滑动变阻器最大阻值不够大）
解析:
(1)将电压表接在B、C两点间，将滑动变阻器滑片移到b端，电阻箱与$R_x$串联，电流表测电路中的电流，电压表测电阻箱两端的电压。
(2)断开开关，将电压表右端由C点改接到D点，此时电流表仍测电路中的电流，电压表测电阻箱和$R_x$两端的总电压。
(3)闭合开关，为使电压表、电流表与原来的示数相同，根据欧姆定律可知，应反复调节电阻箱与滑动变阻器接入电路的阻值，使电路总电阻等于原来的总电阻，且使电阻箱和$R_x$的总阻值等于原来电阻箱接入电路的阻值。
(4)因为电压表与电流表都与原来的示数相同，则有$R_1=\frac{U}{I}$，$R_2 + R_x=\frac{U}{I}$，可知待测电阻的阻值$R_x=R_1 - R_2$。
(5)根据实验原理可得$R_2=R_1 - R_x$，若$R_1＜R_x$或$R_1$的阻值太小，则$R_2＜0$，但电阻箱接入电路的最小阻值为零，则无论怎样调节都无法实现两表的示数与步骤
(1)中相同；将电压表接在B、C间时，根据欧姆定律可得$R_1 + R_x=\frac{U_源}{I}$；将电压表右端由C点改接在D点时，有$R_2 + R_x + R_滑=\frac{U_源}{I}$。由此可得$R_滑=R_1 - R_2=R_x$，若滑动变阻器最大阻值小于$R_x$，则即使将滑动变阻器的全部阻值接入电路也无法实现两表的示数与步骤
(1)中相同。

3. (2024·泸州)某校物理兴趣小组在课后拓展活动中对一未知电阻进行探究,选用了3 V的电源、待测电阻$R_x$、电阻箱、电压表、开关和导线若干。
(1)连接好如图甲所示的电路后,闭合开关,电压表示数约为3 V,无论怎样调节电阻箱,电压表示数几乎不变,其原因可能是______。

(2)排除故障后,调节电阻箱,电压表示数如图乙所示,则电阻箱两端的电压为______V；此时,电阻箱示数如图丙所示,则电阻箱接入电路的阻值为______$\Omega$,$R_x$的阻值为______$\Omega$。
(3)同学们在交流中发现,电阻箱接入电路的阻值不同,电压表示数不同。当电阻箱接入电路的阻值增大时,电压表示数将______(变大/不变/变小)。
(4)同学们进行了深入探究,闭合开关,多次调节电阻箱,记录电阻箱接入电路的阻值R和与之对应的电压表示数$U_x$,分别算出待测电阻$R_x$的阻值,求其平均值是为了______；利用测得的多组数据,描绘出电压表示数$U_x$随电阻R的变化关系图像,则其中正确的是______。

(A、B、C、D选项图像)

答案：
(1)电阻$R_x$断路（或电阻箱短路）
(2)0.5　5　25　
(3)变小　
(4)减小误差　B
解析:
(1)电源电压是3V，闭合开关，电压表示数约为3V，说明电压表和电源的两极连接，无论怎样调节电阻箱，电压表示数几乎不变，可能电阻$R_x$断路或电阻箱短路。
(2)图甲中电压表测量电阻$R_x$两端的电压，由图乙可知电压表的量程是0~3V，分度值是0.1V，电压表的示数是2.5V，由串联电路电压的规律可知电阻箱两端的电压$U_R=U - U_x=3V - 2.5V=0.5V$；由图丙可知，电阻箱的阻值$R=0×100Ω+0×10Ω+5×1Ω+0×0.1Ω=5Ω$，通过电路的电流$I=\frac{U_R}{R}=\frac{0.5V}{5Ω}=0.1A$，$R_x$的阻值$R_x=\frac{U_x}{I}=\frac{2.5V}{0.1A}=25Ω$。
(3)当电阻箱接入电路的阻值增大时，由串联分压可知电阻箱两端的电压增大，由串联电路电压的规律可知电阻$R_x$两端的电压变小，即电压表的示数变小。
(4)实验中，测量多组数据，求平均值，是为了减小误差。电压表的示数$U_x=\frac{U}{R_x + R}R_x=\frac{U}{1+\frac{R}{R_x}}$，电压表的示数随R的增大而减小，图像不是直线，是曲线，电压表的示数不为零。