实验专项复习
伏安法测电阻是初中电学中典型实验之一，也是历年中考重点考查的内容，但电阻的测量方法不局限于伏安法，具有一定的灵活性、技巧性、多样性，归纳总结近年考查题型，测量电阻（设电阻不受温度的影响）的方法主要有以下几种。
一、伏安法
例:1. 有一个电池组、一个电压表、一个电流表、一个滑动变阻器、一个开关和几根导线，你如何测出一个电阻器R的阻值？
解析：1. 按图所示电路图连接实验电路；
2. 闭合开关，三次改变R”的值，分别读出两表示数；
3. 算出三次R的值，求平均值。
说明：这种方法的优点为：可多次测量求平均值，以减小测量误差。缺点是：因为电压表的分流作用，测量结果偏小。
二. 分压法（伏阻法）
（一）电压表和定值电阻替代法
例2. 有一个阻值已看不清楚的电阻器R，我们要测出它的阻值，但手边只有一个电池组，一个电压表，一个已知阻值的电阻器R0和几根导线，你有办法测出R的阻值吗？说出你的办法和理由。
解析：1. 如图2所示，将被测电阻R与已知电阻R0串联接入电路，先把电压表
并联接在R两端，测出电阻R两端的电压U1。
2. 将电压表拆下，与R0并联接入电路测出电阻R0两端的电压U2。
3. 求解：由，得。
说明：这种方法的缺点为：需要进行两次电压表连接，实验时间加长。优点为：测量较为准确，元件使用较少。
（二）电压表和滑动变阻器替代法
例3. 给你以下器材：一个电源（其电压未知），一个标有“20Ω，1A”的滑动变阻器，导线若干，一个开关，一只电压表，一个待测电阻R x。请你设计一个能测出R x电阻值的电路。要求：1. 画出你所设计的电路图（电压表连入电路后位置不可变动）。
2. 简要写出实验操作步骤。
3. 根据你所测出的物理量写出表达式R x＝_________。
解析1：电路如图所示。
2. ①如图所示连接电路，将滑片移到阻值为零的位置，记下电压表示数U1。
②将滑片移到阻值最大位置，记下电压表示数U2。
3. 求解：
说明：该方法的优点为：使用电器元件少，连接简单。缺点是：因为电压表的分流作用，测量结果偏小，且不能进行多次测量求平均值以减小误差。
（三）电压表和开关替代法
例4. 给你一个电池组、一个电压表、一个已知阻值的定值电阻R0、两个开关及几根导线，请你设法只连接一次电路就能测出未知电阻的阻值，画出电路图，写出实验步骤及未知电阻的表达式。
解析：1. 如图所示连接好电路，闭合“替代开关”S，记下电压表示数U1；
2. 断开“替代开关”，记下电压表示数U2；
3. 求解：因为，所以。
说明：该方法的优点为：使用电器元件少，连接简单。缺点是：由于没有使用滑动
变阻器，电路中的电压表应该接在较大的量程上，所以测量结果误差较大。
三. 分流法（安阻法）
（一）电流表和定值电阻替代法
例5. 现有电池组、电流表、开关、导线和一个已知阻值的定值电阻R0，没有电压表，你如何测出被测电阻的阻值？
解析：1. 如图5所示，将被测电阻R与定值电阻R0并联接入电路，用电流表测通过被测电阻R的电流I1；
2. 将电流表拆下，与定值电阻串联接入电路，测出通过定值电阻R0的电流I2；
3. 求解：由得。
说明：这种方法的缺点为：需要进行两次电流表连接，实验时间加长。
优点为：测量较为准确，元件使用较少。
（二）电流表和滑动变阻器替代法
例6. 现有电池组、电流表、已知最大阻值的滑动变阻器、导线及开关，你如何测出被测电阻的阻值？
解析：方法一：1. 如图6所示，将被测电阻与变阻器并联接入电路，滑片位于阻
值最大位置，先用电流表测出通过变阻器电路I1；
2. 将电流表拆下，与定值电阻串联接入电路中，测出通过被测电阻的电流I2；
3. 求解：因为，所以
说明：该方法的定值电阻等效于一个定值电阻，其缺点为：需要进行两次电流表连接，实验时间加长。优
点为：测量较为准确，元件使用较少。
方法二：1. 如图7所示连接电路，滑片位于阻值最小的位置，记下电流表示数I1；
2. 滑片位于阻值最大的位置，记下电流表示数I2；
3. 求解：因为,所以。
说明：这种方法优点为：使用元件少，操作简单；缺点是：不能进行多次测量以减小误差。
（三）电流表和开关替代法
例7. 有一个阻值看不清的电阻R x，我们要测它的阻值，但手边只有一只电流表，一个已知阻值R0的定值电阻，二个开关和几根导线：
1. 画出实验电路图。
2. 写出实验步骤。
3. 用测出量和已知量写出未知电阻R x的表达式。
解析：因题中只有电流表可测出电流，而无法测知电压，故可根据并联电路电流分
配规律求解（并联电路中电流的分配跟电阻成反比）。
（1）实验原理图如图。
（2）实验步骤：
①按图连接好电路
②将电路瞬时接通，进行试触，若电流表指针偏转，不至过大，再接通电路。
③先闭合S1断开S2，测出通过R0的电流I0；再断开S1，闭合S2，测出通过R x的电流I x。
④根据并联电路的分流规律进行计算：即：,所以
说明：该方法的优点为：使用电器元件少，实验操作简单。缺点是：由于没有使用滑动变阻器，电路中的电流表应先进行试触选择量程或接在较大量程上，所以测量结果误差较大。
物理实验不仅能激发同学们学习物理的兴趣，巩固所学的物理概念和规律，更是培养动手能力和运用所学知识解决实际问题能力的重要手段。随着新课标的实施，对实验能力的要求越来越高，测量电阻方法上的创新对拓展同学们运用所学知识解决实际问题的能力是相当有益的。纵观以上测量电阻的几种方法，
可归纳为：1. 测电阻两端电压；2. 测流过该电阻的电流；3. 利用求出电阻。
利用这几种方法不仅可以测出未知电阻，还可以在电学计算中用此方法计算电阻。
（二）测定小灯泡额定功率的三种方法
方法一：伏安法测小灯泡额定功率
如下器材：符合实验要求的稳压电源一个（两端电压不变）、电流表和
电压表各一只、开关一个、滑动变阻器一个、额定电压已知的小灯泡一
个、导线若干。如图所示电路：
步骤：1：将滑片至于最大阻值处，闭合开关。2：移动滑片，观察电压
表示数，直至等于小灯泡的额定电压，记录此时电流表示数I。3：依据P=UI算出小灯泡额定功率。
方法二：伏阻法。
如下器材：符合实验要求的稳压电源一个（两端电压不变）、电压表一只、开关两个、滑动变阻器一个、额定电压已知的小灯泡一个、阻值已知的定值电阻一个，导线若干。电路图：
步骤：第一步：闭合S2，移动滑片P，使电压表的示数为U０。
第二步：断开S2，再闭合S1，保持滑片不动，记下电压表的示数U。
表达式：
方法三：如下器材：符合实验要求的稳压电源一个（两端电压不变）、电流表
一只、开关两个、滑动变阻器一个、额定电压已知的小灯泡一个、阻值已知
的定值电阻一个，导线若干。电路图：
步骤：第一步：闭合S1，移动滑片P，使电流表的示数为。
第二步：断开S1，再闭合S2，保持滑片不动，记下电流表的示数I。
表达式：
测小灯泡电功率实验专题复习
“测量小灯泡的额定功率”实验是一个综合性电学试验，能综合考查电学知识的学习和掌握情况，是各地中考重点考查的实验。
实验中常考查的知识点主要有：实验的原理；元器件规格的选择，包括电源电压的选择、滑动变阻器规格的选择、电压表电流表量程的选择等；实物电路的正确连接，包括电流表、电压表、滑动变阻器的连接方法；电流表、电压表的读数；实验数据的处理；实验中常见故障的判断与排除等。针对“测量小灯泡的额定功率”的常见考点，同学们要在下面几个方面重点掌握：
1．实验原理
调节滑动变阻器，使电压表示数等于额定电压，再读出此时电流表示数，则灯泡额定功率可以用P=UI 计算。
2．元器件规格的选择依据
电源：选择电源的电压要大于小灯泡的额定电压。
电流表：电流表的量程要大于小灯泡的额定电流。
电压表：电压表的量程要大于小灯泡的额定电压。
滑动变阻器：滑动变阻器允许通过的最大电流要大于小灯泡的额定电流，选择滑动变阻器的最大阻值时要兼顾电源电压和灯泡的额定电压，不要出现滑动变阻器处于阻值最大时，灯泡的实际电压大于其额定电压。3．连接电路时的注意事项
电路连接时，开关必须断开。要注意电流表、电压表、滑动变阻器的接法。电流表要串联，要“正进负出”，要根据通过灯泡的电流考虑量程；电压表要并联，要“正进负出”，要根据灯泡的额定电压考虑量程；滑动变阻器要串联，要“一上一下”接入电路，要把滑片移到阻值最大处，以确保电路的安全。4．实验中常见故障的判断与排除
电路故障无非是出现短路、断路、电表连接错误（没注意串并、量程、正负）、滑动变阻器接法错误（没注意开始时阻值最大、一上一下），这些都会引起电表指针偏转异常（反偏、满偏、偏小甚至不偏），用电器无法正常工作。根据电流表和电压表的示数判断电路故障：电流表示数为零，可能电流出现短路或电路中出现断路；电压表示数为零，可能电压表短路，或干路中有断路，也可能是与之并联的电路出现短路；电压表示数不为零，可能是与之并联的电路出现断路。考题中常出现的故障主要有：①闭合开关，发现电流表、电压表示数较小，灯泡不亮，接下来应该怎么做？这其实不是电路故障。因为滑动变阻器这时还处于阻值最大处，所以电路中的电流较小，较小的电流不足以使灯泡发光。因此接下来应调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数等于灯泡额定电压；②灯泡较暗、两表的示数均较小，移动滑动变阻器滑片，现象不变。发生这种故障的原因是滑动变阻器一直处于阻值最大，即很可能是把滑动变阻器的下面两个接线柱接入电路了；③灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数。电路一定存在断路，而且电路就在与电压表并联的灯泡这个支路上；④灯泡不亮、电压表无示数、电流表有示数。这可能是灯泡或电压表处发生短路。5．数据处理时，不能采用多次测量取平均值的方法计算小灯泡的额定功率
实验中，往往要测量小灯泡在不同情况下的电功率。通常要测量在小于、等于和略大于灯泡额定电压下功率，这样在计算小灯泡的额定功率时不能采用多次测量取平均值的方法。这是因为灯泡的额定功率必
须是在额定电压下测出的，不在额定电压下测出的，不是额定功率。
6．特殊法测功率
伏安法是测额定功率的基本方法，如果没有电压表，可以利用电流表和一个定值电阻测量；同样，没有电流表，也可以利用电压表和一个定值电阻测量。无论哪种方法必须直接或间接知道灯泡电压和电流。在求灯泡的电压和电流时，串并联电路的电压和电流的规律以及欧姆定律是我们必须利用的两个有用的武器。例：1、（中考题）在“测量小灯泡的额定功率”实验中，灯泡上标有“3.8V”字样，电源电压恒定。（1）请你用笔画线代替导线，将图1中的实物电路连接完整。
图1 图2 图3
（2）连接完实验电路后，开关试触时，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表的示数接近电源电压，其故障原因可能是：________________________________。
（3）故障排除后，开始实验，在移动变阻器滑片的过程中，眼睛应注视______的示数，直至灯泡正常发光，此时电流表的示数如图2所示，则灯泡的额定功率为____________W。
（4）完成上述实验后，小聪向老师要了一个已知阻值为R0的电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图3所示的电路，也测出了灯泡的额定功率。请完成下列实验步骤：
①闭合开关S1，将S2拨到触点________（选填“1”或“2”），移动滑片，使电压表的示数为______V；
②再将开关S2拨到触点____________（选填“1”或“2”），保持滑片的位置不动，读出电压表的示数U；
③灯泡额定功率的表达式为P额=______________________（用已知量和测量量表示）。
答案：（1）略；（2）灯泡处断路（或灯泡的灯丝断路、灯泡与底座接触不良等）；（3）电压表1.52 ；
（4）①2 3.8 ②1 ③
练习:如图下左所示是小刚“测小灯泡电功率”的实验电路。其中电源电压为6V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。滑动变阻器有A规格“10Ω2A”、B规格“50Ω1A”可选。
(1）本实验应该选择_________规格的滑动变阻器。连接电路时，开关应_______。（2）请用笔画线代替导线将上右图的实验电路连接完整。（3）闭合开关后，小刚发现电流表和电压表有示数但都很小，且看不到小灯泡发光，其原因是_________。（4）当变阻器滑片P移到某一位置时，电压表示数如上右图所示，为_____V。要测小灯泡的额定功率，应将滑片P向____ （选填“A”或“B”）端移动，使电压表示数为2.5V。
2．在测“3.8V”小灯泡电功率实验中：
（1）请你用笔画线代替导线，将图6甲中实物连接完整。
（2）电路正确连接后，闭合开关，移动滑片，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，则故障可能是_________。
（3）排除故障后，当灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙为_______A，灯泡额定功率为_______W。（4）图丙所示电路中（R阻值已知），无电压表也能测出该灯泡额定功率的是______________。
甲乙
A B 丙 C D
参考答案：
1．（1）B 断开（2）见下左图（3）未移动滑动变阻器的滑片，应使其向阻值减小的方向移动（4）1.8 A
2．（1）见上右图；（2）灯泡断路；（3）0.3 1.14；（4）C
（三）测量密度方法整理（器材中离不开水）
一、测量固体密度的方法
1、用天平和量筒测石块密度
实验过程：1、用天平测物体质量m
2、在量筒中装适量的水，读出体积V 1
3、将待测物体浸没在水中，读出体积V 2
推导及表达式： V=V2－V 1
ρ= m/v=m／(V2－V1) ρ= m/v
思考：上述实验天平无砝码怎么办？
（1）将两只烧杯分别放在调节好的天平的左右盘上。
（2）在左盘的烧杯中放入石块，在右盘的烧杯中注入水，并用滴管细致地增减水的质量，直到天平横梁重新平衡，则左盘中石块的质量和右盘中水的质量相等，即m水=m球。
（3）将右盘烧杯中的水倒入量筒，测得这些水的体积为V水，则水的质量为m水=ρ水V水，所以石块的质量为m球=m水=ρ水V水。
（4）把左盘烧杯中的石块轻轻放入量筒中，并全部浸没在水面以下。水面上升到V1。
2、天平测石块密度
方案（烧杯水细线）
实验原理：ρ= m/v
实验器材：天平、水、空瓶、石块
实验过程：1、用天平测石块质量m 1
2、瓶中装满水，测出质量m2
3、将石块放入瓶中，溢出一部分水后，测出瓶、石块及剩余水的质量m 3
推导及表达式：m排水=m1＋m2－m3
V石=V排水=( m1＋m2－m3)／ρ水
ρ石=m 1／V石=m 1ρ水／(m1＋m2－m3)
3、弹簧测力计测石块密度（利用浮力）
实验原理：阿基米德原理
实验器材：弹簧测力计、玻璃杯、石块、棉线、水
实验过程：1、用测力计测出石块在空气中的重力G 1
2、用测力计测出石块浸没入水中的重力G 2
推导及表达式：F浮=G 1－G2
V石=F浮／ρ水g
ρ石=G1／V石g =G1ρ水／(G1－G2)
4、用天平和量筒测蜡块密度（在水中漂浮的物体）
方案一（针压法）
实验原理：ρ= m/v
实验器材：天平、量筒、针
实验过程：1、用天平测物体质量m
2、在量筒中装适量的水，读出体积V 1
3、用针将物体刺入水中浸没，读出体积V 2
推导及表达式：V= V 2－V 1
ρ= m/v=m／(V 2－V 1)
方案二（悬垂法）
实验器材：天平、量筒、细线、铁块
1、用天平测物体质量m
2、量筒中装适量水，细线系住铁块浸没入水中，读出体积V 1
3、用细线的另一端系住待测物体浸没入水中，读出体积V 2
推导及表达式：V= V 2－V 1
ρ= m/v=m／(V 2－V 1)
5、量筒测测牙膏皮密度（木块、蜡块、土豆、水果、橡皮泥等可塑性物质以及能放进量筒中的小瓷杯等物质）
实验原理：阿基米德原理、漂浮条件
实验器材：量筒、水、
实验过程：1、量筒中装适量水，记下体积V1
2、将牙膏皮做成空心盒状，漂浮在水面上，读出体积V2
3、将牙膏皮捏成一团浸没在水中，读出体积V3
推导及表达式：V物= V 3－V 1
漂浮时：G=F浮=ρ水g（V 2－V 1)
ρ物=G／V物g =( V 2－V 1)ρ水／(V 3－V 1)
二、测量液体密度的方法
1、天平和量筒测牛奶的密度
器材：烧杯、量筒、天平
步骤：1）、用天平称出烧杯的质量M1；
2）、将牛奶倒入烧杯中，测出总质量M2；
3）、将烧杯中的牛奶倒入量筒中，测出体积V。
计算表达：ρ=(M2-M1)/V
思考：上述实验有何不妥之处？怎么改进更好些？
步骤：1）用调好天平测量烧杯和牛奶的总质量为M1；
2）将部分牛奶倒入量筒中，测量体积为V
3）用天平测量烧杯和剩余牛奶的质量为M2；
计算表达式：ρ=( M2-M1)/V
2、天平测定牛奶的密度。
器材：烧杯、水、牛奶、天平
步骤：1）、用天平称出烧的质量M1；
2）、往烧杯内倒满水，称出总质量M2；
3）、倒去烧杯中的水，往烧杯中倒满牛奶，称出总质量M3。
计算表达：ρ=ρ水(M3-M1)/(M2-M1)
3、弹簧测力计测液体密度（水、小石块、细线）
器材：弹簧秤、水、待测液体、小石块、细绳
步骤：：（1）先用弹簧秤测小金属块在空气中的重力G；
（2）将金属块完全浸没在水中，读出弹簧秤的读数F1；
（3）将金属块完全浸没在待测液体中，读出弹簧秤的读数F2；
计算表达：ρ=ρ水(G- F2)/(G- F1)
4、刻度尺测液体密度（压强知识）
（烧杯、直玻璃管、橡皮膜）将适量水烧杯中；将适量待测液体沿壁缓慢注入一端扎有橡皮膜的玻璃直管中；将玻璃管放入烧杯中，调整玻璃管的深度，直到橡皮膜平整，用刻度尺测出此时橡皮膜所在位置水的深度h1,待测液体的高度h2.
计算表达:ρ=ρ水h1/h2
5、刻度尺测液体密度（利用杠杆以及浮力知识，另外还有一密度已知的金属块）
（说明：找一根直硬棒，用细线系在O点吊起，硬棒在水平位置平衡，然后将已知密度为ρ的金属块B 挂在硬棒左端C处，另外找一个重物A挂在硬棒右端，调节重物A的位置，使硬棒在水平位置平衡，此时重物挂在硬棒上的位置为E）
（1）用刻度尺测出OE的长度L o；
（2）把金属块B浸没在油中，把重物A从E处移动到D处时，硬棒再次在水平位置平衡；
（3）；
（4）利用上述测量出的物理量和题中的已知量计算ρ油的表达式为：。
6、量筒测待测液体密度（一个大量筒、一个密度比水的密度和待测液体密度都小的实心物体，该物体可放入量筒中）
A、向量筒内倒入适量的待测液体，记下液面所示的刻度值V1；
B、将实心物体放入量筒中液体里，待其静止时记下液面上升到刻度值V2；
C、；
D、。
推导出计算待测液体密度的表达式ρ液= 。
（四）焦耳定律
1、在“探究影响电流热效应的因素”活动中，海洋同学为了研究通电
导体电阻的大小对产生热量多少的影响，设计的正确方案是：选择两
个阻值_________（选填“相等”或“不相等”）的电阻丝，控制通过
两个电阻丝的电流_______（选填“相等”或“不相等”），通电时间相
等，比较产生热量多少．于是他找来两段材料、粗细相同，长短不同
的电阻丝分别绕制成两个外形相同，长度不同的电阻圈串联在电路中，同时将火柴棒分别插入两个电阻圈中，如图所示，他想通过火柴被点燃的先后来比较产生热量多少．当电路接通后，他发现两根火柴几乎同时被点燃，于是得到电阻大小对产生热量多少没有影响的结论．你根据掌握的知识，判断他的结论是__________（选填“正确”或“不正确”）的，请分析他实验时火柴被同时点燃的主要原因是________________________________.
2、小明和小红想利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”．两瓶煤油中都浸泡着一
段金属丝，烧瓶A中的金属丝是铜丝，电阻比较小，烧瓶B中的金属丝是镍
铬合金丝，电阻比较大．温度计显示煤油的温度．
（1）这两个烧瓶中所盛煤油的质量应该_________．
（2）小红问小明“水比较容易获得，干嘛不用水代替煤油”．对于这个问题，
小明与他的同学给出了下列四种答案，你认为合理的是（）
A．因为煤油有颜色便于观察B．因为煤油有比较大的热值
C．因为煤油有比较小的密度D．因为煤油有比较小的比热容
（3）实验中，小明和小红发现B烧瓶中温度计的示数升高的快．这表明：在
电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越______大，产生的热量越多．
3、在探究电流的热效应时，甲、乙两名同学分别设计如图甲、乙所示的电路．在A、B两个完全相同的烧
瓶里装有等质量的煤油，插入温度计用来显示煤
油的温度．A瓶中浸泡的电阻丝的阻值大于B
瓶中电阻丝的阻值．
（1）甲同学的实验中：
①闭合开关，保持变阻器的滑片在某一位置，通
电一定时间后，观察到的现象是_____（填“A”或“B”）烧瓶中温度计示数的变化较大；
②从左向右移动变阻器的滑片，保持滑片在左右两个不同位置的通电时间相同，滑片在
右侧_____位置（填“左侧”或“右侧”），同一烧瓶中的温度计示数的变化较大．
（2）乙同学要探究电压一定时，电流热效应与电阻的关系：
①用笔画线代替导线连好图乙中的实物图；
②通电一定时间后，观察到的现象是_____（填“A”或“B”）烧瓶中温度计示数变化较大．
4、在探究电流的热效应时，甲、乙两同学分别设计如图a、b所示的电路．
在A、B两个完全相同的烧瓶里装有等质量的煤油，插入温度计用来显示煤油的温度；A瓶中浸泡的电阻
丝的阻值大于B瓶中电阻丝的阻值．
（1）在甲同学的实验中，
①保持变阻器的滑片在某一位置，通电一定时间后，
观察到的现象是_______烧瓶中温度计示数的变化较
大（选填A或B）；
②从左向右移动变阻器的滑片，保持滑片在左右两个不同位置的通电时间相同，试说出滑片在哪个位置时，烧瓶中温度计示数的变化较大？为什么？
（2）在乙同学的实验中，A、B两个烧瓶中的电阻丝是__________连接的（选填“串联”或“并联”）；通电一定时间后，观察到的现象是：________烧瓶中温度计示数的变化较大（选填A或B）．
（3）分析甲、乙两同学的实验现象，根据你得出的结论，对下面的两个生活事例，任选一例做出简要解释．
①电炉丝接到电路里，电炉丝热得发红，而与电炉丝连接的导线却几乎不发热，这是为什么？
②一个灯泡的灯丝烧断后，把断了的灯丝搭在一起，灯泡会更亮，怎样解释这个现象？