《2025年金太阳导学案九年级物理全一册人教版》

2. 在“测定小灯泡的电阻”实验中,有如下器材:电压表、电流表、开关、电压为6V的电源、规格为“3.8V 0.4A”的小灯泡、标有“20Ω 1.5A”字样的滑动变阻器、导线若干。
(1)甲组同学接好最后一根导线,灯泡立即发出耀眼的光并很快熄灭,则他一定是将导线接在了如图中滑动变阻器的______(选填“A”或“B”)接线柱上了,此外他还存在一个不恰当的实验操作:______。
(2)为了保证实验安全,滑动变阻器的调节范围应为______Ω~20Ω。
(3)下表是乙组同学将电路图连接完整后并按正确的操作测得的数据。他们做完第1次实验后要想做第2次实验,应将滑动变阻器的滑片向______(选填“A”或“B”)端移动。
|实验次序|1|2|3|
|---|---|---|---|
|电压/V|2.0|3.0|3.8|
|电流/A|0.33|0.34|0.40|
(4)在乙组中小洋是负责数据分析的,他认为用表格中的数据求出小灯泡电阻的平均值为8.1Ω,即为小灯泡电阻的测量值。请你对此做出简要的评估:______。

答案：
(1)A；连接电路时没有断开开关
解析：灯泡立即亮且熄灭，说明电路电流过大，滑动变阻器接入电阻为0，即接了A接线柱；且连接电路时开关未断开。
(2)5.5
解析：灯泡正常发光时$U_L=3.8V$，$I=0.4A$，滑动变阻器电压$U_{滑}=6 - 3.8 = 2.2V$，电阻$R_{滑}=\frac{2.2}{0.4}=5.5\Omega$，故调节范围5.5Ω~20Ω。
(3)B
解析：第1次实验电压2.0V小于3.0V，要增大灯泡电压，需减小滑动变阻器电阻，滑片向B端移动。
(4)小洋分析数据的方法不正确,因为小灯泡的阻值和温度有关,不是定值,所以不能求平均值
解析：小灯泡电阻随温度变化，不同电压下温度不同，电阻不同，求平均值无意义。

3. 小含同学在“伏安法测电阻”的实验中,准备的器材如下:待测电阻$R_x$,阻值已知的定值电阻$R_0$,电流表、电压表各一只,开关、导线若干,电源一个(电压恒定,大小未知)。
(1)该实验的实验原理是______(选填“I=$\frac{U}{R}$”“R=$\frac{U}{I}$”或“U=IR”)。
(2)如果实验中只有一个电压表或只有一个电流表,其他器材不变,则下列四种电路设计,能测出$R_x$阻值的是______。

答案：
(1)$R=\frac{U}{I}$
解析：伏安法测电阻原理是$R=\frac{U}{I}$。
(2)BD
解析：A选项，电压表测$R_0$和$R_x$总电压，无法单独测出$R_x$电压或电流，不能测$R_x$。B选项，闭合$S_1$、断开$S_2$测$R_0$电压$U_0$，则电流$I=\frac{U_0}{R_0}$；闭合$S_1$、$S_2$测总电压$U$，$R_x$电压$U_x=U - U_0$，可求$R_x$。C选项，电流表测干路电流，无法区分$R_0$和$R_x$电流，不能测。D选项，闭合$S_1$、断开$S_2$测$R_0$电流$I_0$，电压$U=I_0R_0$；闭合$S_1$、$S_2$测总电流$I$，$R_x$电流$I_x=I - I_0$，可求$R_x$。故选BD。

4. 用如图甲所示的电路测量未知电阻$R_x$的阻值(阻值约为10Ω),电源电压为3V。
(1)请用笔画线代替导线,将电路连接完整。要求:滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表的示数变小。(导线不允许交叉)
(2)电路连接完成后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,出现此现象的原因可能是______(写出一种原因即可)。
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至某一位置,电压表示数为2.7V,电流表示数如图乙所示是______A,则测得未知电阻$R_x$=______Ω。实验中通过移动滑片位置得到多组实验数据计算出$R_x$的平均值,这样做的目的是______。
(4)另一组同学利用图丙所示电路也完成了该实验。电源电压不变,滑动变阻器的最大阻值为$R_0$,a、b为滑动变阻器的两端点,请把实验步骤补充完整。
①闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P至a端,读出电压表示数$U_1$；
②闭合开关S,______,读出电压表示数$U_2$,则待测电阻的表达式$R_x$=______(用$R_0$、$U_1$、$U_2$表示)。

答案：
(1)（连接滑动变阻器左下接线柱与电阻$R_x$右端，电压表“3V”接线柱接$R_x$右端，负接线柱接左端）
解析：滑片右移电流变小，电阻变大，滑动变阻器接左下接线柱；电源3V，电压表选0 - 3V量程与$R_x$并联。
(2)电阻$R_x$短路(或电压表短路或电压表断路)
解析：电流表有示数说明电路通路，电压表无示数可能$R_x$短路（电压表被短路）或电压表断路。
(3)0.3；9；减小误差
解析：图乙电流表0 - 0.6A量程，分度值0.02A，示数0.3A；$R_x=\frac{2.7}{0.3}=9\Omega$；多次测量求平均值可减小误差。
(4)移动滑动变阻器滑片P至b端；$\frac{U_2}{U_1 - U_2}\cdot R_0$
解析：①P在a端，变阻器电阻0，电压表测电源电压$U_1=U$；②P在b端，变阻器最大电阻$R_0$与$R_x$串联，电压表测$R_x$电压$U_2$，变阻器电压$U_0=U_1 - U_2$，电流$I=\frac{U_0}{R_0}=\frac{U_1 - U_2}{R_0}$，$R_x=\frac{U_2}{I}=\frac{U_2R_0}{U_1 - U_2}$。