专题09 电（磁）学重点实验-2023年中考物理二轮核心专题研究

专题9：电（磁）学重点实验 实验一：探究电流与电压、电阻的关系 1．（2022•安顺）某实验小组“探究电流与电阻的关系”。实验电路如图1所示，电源电压恒定，R1可分别选用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的电阻。 （1）先用5Ω的电阻实验，闭合开关，发现无论怎样移动滑片P，电流表无示数，电压表有示数且几乎不变。则电路中的故障可能是 　 　（填字母序号） A．R1断路 B．R2断路 C．R1短路 （2）故障排除后，移动滑片P使电压表示数为3V，记录此时电流表的示数。把R1由5Ω换成10Ω，为保证电压表示数与更换前相同，滑片P应向 　 　（选填“A”或“B”）端移动； （3）继续完成实验，得出数据如表。根据表中数据，请在图2坐标系中画出电流I与电阻倒数变化关系的图像； 序号 1 2 3 4 电阻/Ω 5 10 15 20 电阻倒数/Ω﹣1 0.20 0.10 0.07 0.05 电流I/A 0.60 0.22 0.20 0.15 （4）根据你画出的图像得出结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 　 　比； （5）为能完成上述操作，若R2选用“20Ω 1.0A”，电源电压应选择 　 　（填字母序号） A．6V B．9V C．12V 【解答】解：（1）电流表无示数，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，与电压表并联的定值电阻R1断路了，故选A； （2）根据串联电路的分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，根据串联电路电压的规律可知，为了保持定值电阻两端电压不变，应增大滑动变阻器分得的电压，由串联分压的分压原理可知，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向B端移动，使电压表的示数不变； （3）根据表中数据，画出电流I与电阻倒数1/R变化关系的图像，如图所示： （4）根据画出的图像得出结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比； （5）实验中使用的定值电阻阻值最大为20Ω，定值电阻两端的电压始终保持UV＝3V，当电路中接入20Ω定值电阻，滑动变阻器连入电路中的电阻为：R滑＝20Ω时，根据分压原理，滑动变阻器分得的电压为3V，电源电压UV＝3V+3V＝6V。 故答案为：（1）A；（2）B；（3）见解答；（4）反；（5）A。 2．（2021•西宁）用如图甲所示的电路探究电流与电压关系。 （1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整。（要求滑片向左滑动时，变阻器连入电路的电阻变大，且导线不能交叉） （2）实验时，闭合开关，将滑片移动到某位置，记下电压表和电流表的示数。接下来的操作是 　 　。（填字母） A.换用另一个定值电阻，将滑片移动到某位置，记下电压表和电流表的示数 B.将滑片移动到另外几个位置，分别记下电压表和电流表的示数 （3）小明根据实验数据画出I—U图象，如图乙所示。分析可知，通过定值电阻的电流与其两端的电压成 　 　。 （4）小明同学还想测量小灯泡的电功率，于是他将上面实验中的定值电阻换成额定电压为2.5V的小灯泡。正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，出现这种故障的原因是 　 　。 （5）排除故障后，小明调节滑片，使小灯泡正常发光时，电流表的示数如图丙所示，电流大小为 　 　A，小灯泡正常发光时的电功率为 　 　W。 （6）小明通过改变滑动变阻器滑片的位置，多次进行了小灯泡电功率的测量，这样做的目的是 　 　。（填字母） A.求出灯泡在不同电压下的功率的平均值，这样可以减小误差 B.找出灯泡的亮度与灯泡实际功率之间的关系 【解答】解：（1）要求滑片向左滑动时，变阻器连入电路的电阻变大，所以变阻器应选择右下接线柱串联入电路中，如图所示： ； （2）探究电流与电压关系的实验，要控制电阻不变，记下电流随电压的变化关系，为得出普遍性的结论，要多次测量，故实验时，闭合开关，将滑片移动到某位置，记下电压表和电流表的示数。接下来的操作是将滑片移动到另外几个位置，分别记下电压表和电流表的示数，故选B； （3）由图乙知，电阻一定时，通过导体的电流与其两端电压的图象是正比例图象，可知，电阻一定时，通过定值电阻的电流与其两端的电压成正比； （4）正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，说明电路有断路，电压表示数接近电源电压，说明与电压表并联部分电路断路，电压表两接线柱到电源间是通路，所以故障原因是小灯泡断路； （5）由图丙知电流表的量程为0﹣0.6A，分度值为0.02A，示数为0.28A 小灯泡正常发光时的电功率为：P＝UI＝2.5V×0.28A＝0.7W；