题目
| 小红学习了变阻器后，对电阻箱有了一定认识．准备利用如图所示的电路和电阻箱R0（电路符号为）测量未知阻值的电阻RX的阻值大小． |
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（1）小红应先将_____（填“电阻箱”或“未知电阻”）连入电路中的M、N间进行实验．
（2）小红正确实验后，电阻箱的示数如图所示，则RX=_____
（3）小红采用的研究方法是_____
（4）小雅用小红的方法进行同样的实验时，没有使用小灯泡而直接测量．请对小雅实验的可行性作出合理的评价_____．
（5）小聪认为实验时需要多次连接电路比较繁，只要添加一个开关和几根导线连接一次电路便能完成实验．请根据小聪的设想，设计一个合理的电路，画出电路图． |
题型：实验题难度：中档来源：江苏月考题
所属题型：实验题
试题难度系数：中档
答案
（1）未知电阻；
（2）162Ω；
（3）等效替效法；
（4）小雅的实验设计不合理，不能保证电路安全、不便于实验操作；
（5）电路图如图所示． |
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考点梳理
初中三年级物理试题“小红学习了变阻器后，对电阻箱有了一定认识．准备利用如图所示的电”旨在考查同学们对
伏安法测电阻、
创新电路的设计、
电阻箱、
控制变量法和科学探究的过程、
……等知识点的掌握情况，关于物理的核心考点解析如下：
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- 伏安法测电阻
- 创新电路的设计
- 电阻箱
- 控制变量法和科学探究的过程
考点名称：伏安法测电阻
伏安法测电阻实验原理：
根据欧姆定律I=U/R，我们知道：只要用电压表测量出小灯泡两端的电压，用电流表测量出通过小灯泡的电流，就可以求出小灯泡的电阻，这就是测量电阻的伏安法。伏安法测量小灯泡的电阻在原理上非常简单，但由于电压表和电流表本身都有电阻，电路连入了电流表和电压表之后，不可避免地改变了电路本身，这就给测量结果带来了误差。通常我们采用把电压表和电流表连入电路的方法，这时由于电压表的分流，电流表测出的电流比通过小灯泡的电流要大些，这样计算出的电阻值就要比真实值小些。
伏安法测电阻电路图
伏安法测导体电阻实验步骤：
(1)实验器材：电源、开关、电压表、电流表、滑动变阻器、待测电阻、若干导线;
(2)实验电路图如图所示
(3)实验步骤：
①按电路图正确连接实物图;
②闭合开关，移动滑动变阻器的滑片位置，记下导体两端的电压和通过导体的电流，连续测三组对应的电压值U1、U2、U3和电流值I1、I2、I3;
③根据记录的数据正确计算导体的电阻值R1、R2、R3和平均值R
。
(4)滑动变阻器在本实验中的作用：
①保护电路; ②改变导体两端的电压，使其成倍数地增加;③多次测量求平均值。
“伏安法”测电阻实验中常见故障的排除法：
故障一：闭合开关，灯泡不亮，A示数是零，电压表示数很大。
分析原因：电压表直接接在了电源两极上，小灯泡开路。
排除方法：更换好的小灯泡或检查灯泡与底座是否接触良好。
故障二：闭合开关后发现小灯泡不亮，A、U都没有示数。
分析原因：电路中除小灯泡外的某处接触不良或同时小灯泡的灯丝断了。
排除方法：将连接各个电路元件的接线处重新连接，若同时小灯泡的灯丝断了则更换好的小灯泡。
故障三：闭合开关S，发现小灯泡不亮，同时电流表和电压表有示数，但非常小。
分析原因：电流表和电压表有示数说明电路是通路，小灯泡不亮，是因为加在小灯泡两端的电压太小，导致通过小灯泡的电流太小而不亮，可能是电源电压太低或滑动变阻器接入电路中的阻值过大。
排除方法：可以适当提高电源电压或将滑动变阻器接入电路中的阻值调小。
故障四：闭合开关s后，小灯泡亮，发现电流表和电压表的指针向左偏转。
分析原因：指针向左偏转说明电流表和电压表的正负接线柱接反了。
排除方法：将电流表和电压表的正负接线柱对调即可
故障五：连接好实验电路后，闭合开关并移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡变亮，电流表示数变大时，电压表示数反而变小;小灯泡变暗，电流表示数变小时，电压表示数反而变大。
分析原因：电路是通路，但是小灯泡变亮，电流表示数变大时，电压表示数反而变小，是由于电压表并联在滑动变阻器两端。
排除方法：只要将电压表改接到小灯泡的两端即可。
故障六：将实验电路连接好后，闭合开关s，发现小灯泡特别亮，并且无论怎样移动变阻器滑片，灯泡亮度不变。
分析原因：滑动变阻器接线有误。
排除方法：将滑动变阻器一个接线柱接法纠正即可。
考点名称：创新电路的设计
电路设计：是指通过一定规则和方法设计出符合使用要求的电路。主要是设计一些生活上比较新颖的电路：例如：探究抢答器电路、病房呼叫电路的设计、简易交通灯电路的设计等。
电路设计中常见的方法：
1、用若干个开关控制同一个用电器：要求不管哪个开关闭合，用电器都能工作，那么这若干个开关一定是并联的，并且用电器在它们的干路上。
2、开关的短路用法：要求当开关闭合时，一灯发光，开关断开时两灯都发光，就要把这两盏灯串联，把开关与其中一灯并联，在开关闭合时造成这盏灯短路，从而达到只有一盏灯发光的目的。
3、单刀双掷开关的应用：
(1)改变电路的连接方式，使用电器由并联变为串联，或由串联变为并联。
(2)方便控制一盏灯。把开关安置在两个不同的位置，随意拨动任何一个开关，都能使灯由亮变灭，由灭变亮。
4、简单的混联：每个支路上的用电器工作时，总有一个特殊的用电器与它们一起工作，这个特殊的用电器就要安装在它们的干路上。
电路设计的基本步骤：
1、 明确设计任务要求：
充分了解设计任务的具体要求如性能指标、内容及要求，明确设计任务。
2、 方案选择：
根据掌握的知识和资料，针对设计提出的任务、要求和条件，设计合理、可靠、经济、可行的设计框架，对其优缺点进行分析，做到心中有数。
3、 根据设计框架进行电路单元设计、参数计算和器件选择：
具体设计时可以模仿成熟的电路进行改进和创新，注意信号之间的关系和限制;接着根据电路工作原理和分析方法，进行参数的估计与计算;器件选择时，元器件的工作、电压、频率和功耗等参数应满足电路指标要求，元器件的极限参数必须留有足够的裕量，一般应大于额定值的1.5倍，电阻和电容的参数应选择计算值附近的标称值。
4、 电路原理图的绘制：
电路原理图是组装、焊接、调试和检修的依据，绘制电路图时布局必须合理、排列均匀、清晰、便于看图、有利于读图;信号的流向一般从输入端或信号源画起，由左至右或由上至下按信号的流向依次画出务单元电路，反馈通路的信号流向则与此相反;图形符号和标准，并加适当的标注;连线应为直线，并且交叉和折弯应最少，互相连通的交叉处用圆点表示，地线用接地符号表示。
电子电路故障检查的一般方法
对于新设计组装的电路来说，常见的故障原因有：
(1)实验电路与设计的原理图不符;元件使用不当或损坏;
(2)设计的电路本身就存在某些严重缺点，不能满足技术要求，连线发生短路和开路;
(3)焊点虚焊，接插件接触不良，可变电阻器等接触不良;
(4)电源电压不合要求，性能差;
(5)仪器作用不当;
(6)接地处理不当;
(7)相互干扰引起的故障等。
检查故障的一般方法有：直接观察法、静态检查法、信号寻迹法、对比法、部件替换法旁路法、短路法、断路法、暴露法等，下面主要介绍以下几种：
1. 直接观察法和信号检查法：与前面介绍的调试前的直观检查和静态检查相似，只是更有目标针对性。
2. 信号寻迹法：在输入端直接输入一定幅值、频率的信号，用示波器由前级到后级逐级观察波形及幅值，如哪一级异常，则故障就在该级;对于各种复杂的电路，也可将各单元电路前后级断开，分别在各单元输入端加入适当信号，检查输出端的输出是否满足设计要求。
3. 对比法：将存在问题的电路参数与工作状态和相同的正常电路中的参数(或理论分析和仿真分析的电流、电压、波形等参数)进行比对，判断故障点，找出原因。
4. 部件替换法：用同型号的好器件替换可能存在故障的部件。
5. 加速暴露法：有时故障不明显，或时有时无，或要较长时间才能出现，可采用加速暴露法，如敲击元件或电路板检查接触不良、虚焊等，用加热的方法检查热稳定性差等等。
考点名称：电阻箱
电阻箱的定义
电阻箱是一种可以调节电阻大小并且能够显示出电阻阻值的变阻器。如果需要知道连入电路的电阻的阻值，就要用到电阻箱。电阻箱的优点是能够直接读出连入电路的电阻值，读数方法为旋盘下面△所对应的示数乘以相应的倍数之和，四个旋盘所对应的电阻值是0—9999之间的整数值。
电阻箱的结构及作用
电阻箱是一种箱式电阻器，由若干个不同阻值的定值电阻，按一定的方式连接而成。电阻箱中的定值电阻一般用康铜和锰铜丝绕制，使电阻值基本不随温度变化。实验室用的电阻箱有插头式和开关式(又叫筒式)两种。 电阻箱是实验室进行电学测量的重要仪器，应用电阻箱可提高读数的精确度。使用电阻箱时要特别注意通过电阻的电流不能超过允许的数值。
电阻箱可以任意改变接入电路的电阻值,从而改变电路的电流和电压。
电阻箱的特点
1、高韧性，在温度剧烈变化的运行条件下，仍保持良好的韧性，不易断裂。
2、最佳散热设计，柜体结构具有最佳的冷却气流通路，消除了局部高温点和易灼烧点。
3、类型齐全，按照通流能力的大小，有带状、波纹绕线型、平滑绕线型等多种电阻元件类型。
4、电阻元件模块化，通过串、并联的方法，可以任意组合，以适应电压、阻值等各种参数的要求，替换方便。
电阻箱的工作原理
电阻箱中有很多阻值不同的标准电阻，如果电阻箱的最小阻值除“0”外为1欧，则电阻箱内的最小电阻为1欧;1到10欧可以由一个1欧、两个2欧和一个5欧的电阻由选择旋钮组合(选择串联)而成。同理，10到100欧档由一个10欧、两个20欧和一个50欧电阻由旋钮组成。......
滑动变阻器与电阻箱的异同
考点名称：控制变量法和科学探究的过程
控制变量法的定义：
物理学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题，而只改变其中的某一个因素，从而研究这个因素对事物影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想方法，广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。
控制变量法的应用：
理想斜面实验、探究力与运动的关系、探究影响滑动摩擦力大小的因素、探究影响压力的作用效果的因素、探究影响液体压强大小的因素、探究影响浮力大小的因素、探究影响滑轮组的机械效率的因素、探究影响动能大小的因素、探究影响重力势能大小的因素、探究影响导体电阻大小的因素、验证欧姆定律、探究影响电流做功多少的因素、探究影响电流的热效应的因素、探究影响电磁铁磁性强弱的因素
控制变量法：
物理学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想方法，广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。例如以下的探究实验：
探究影响蒸发快慢的因素；
探究力与运动的关系
探究影响滑动摩擦力大小的因素；
探究影响压力的作用效果的因素；
探究影响液体压强大小的因素；
探究影响浮力大小的因素；
探究影响动能大小的因素；
探究影响重力势能大小的因素；
验证欧姆定律
科学探究过程：
科学探究过程的一些环节：提出问题、猜想和假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集数据、分析与论证、评估、交流与合作。
