第18单元 伏安法实验-【众相原创·赋能中考】2025年中考物理课堂精讲册（福建专用）

第十八单元 伏安法实验 阶了电学实验能力点 能力点实验器材规格的选取 1.画一题多问为测量一只标有“6.3V0.3A”的小灯泡的额定功率，某实验小组设计了如图所示 的电路图。现有实验器材为：电压表（量程0~3V,0~15V)一只，电流表（量程0~0.6A,0~ 3A)一只，“10Ω2A”和“501A”的滑动变阻器各一个，电压为12V和6V的电源各一个， 开关一个，导线若干。 (1)电源应该选取的规格是 理由是： (2)电压表应该选取的量程是 ,理由是： (3)电流表应该选取的量程是 理由是： (4)滑动变阻器应该选取的规格是 ,理由是： 二阶 单一实验逐突破 基础·创新 0实验1探究电流与电压的关系(2022年版课标要求学生必做实验) 在探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”时，电路如图1甲所示，电源电压保持3V不变，R 为定值电阻。 的 图1 设计方案，收集证据 (1)用笔画线代替导线，将图1乙中的实物图连接完整。 (2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处于最端。 (3)正确连接电路后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表的示数接近电源电压，其原因可能是定 值电阻R (选填“短路”或“断路”)。 得出结论，作出解释 排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器，测得的数据如下表所示。 实验次数 1 2 3 5 电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 电流I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 (4)当导体两端电压为2.5V时，电流表示数如图1丙所示，示数是 A,实验中所用电阻R的 阻值为2. (5)分析表中数据可以得出的结论是： 第十八单元伏安法实验 141 交流合作，评估反思 (6)实验中，小明发现调节滑动变阻器的滑片无法使电压表的示数小于0.5V,为了解决这个问题， 可采取的办法是 (7)本实验中用到的探究方法是 法；以下实验与“探究电流与电压的关系”进行多次测 量的目的不相同的是 (填字母)。 A.探究影响滑动摩擦力大小的因素 B.探究杠杆的平衡条件 C.用刻度尺测物体的长度 (8)实验中 (选填“能”或“不能”)用小灯泡代替定值电阻，原因是 留实验创新迁移 (9)实验拓展利用老师给的器材，还能完成的电学实验有： (写出一个即可)。 D实验2探究电流与电阻的关系(2021.28：2022年版课标要求学生必做实验) 小明利用如图2甲所示的电路图，探究“导体的电流跟电阻的关系”。准备了以下实验器材：电源 (电压恒为4.5V).电流表、电压表各一只，开关一个，定值电阻6个(52、102、152、20Ω、252、 302),滑动变阻器(“2022A”),导线若千。 ↑A 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0510152025R/n 图2 设计方案，收集证据 (1)请用笔画线代替导线，将图乙中电路按甲图连接完整（要求导线不交叉）。 (2)此实验中滑动变阻器的作用是 (3)故障判断闭合开关，移动滑片P,发现电压表示数无变化，电流表示数有变化，其原因可能是定 值电阻 (4)排除故障并选择合适的量程，调节滑动变阻器直到电压表示数如图丙为 (5)当小明将电阻52的电阻替换成10D时，应将滑片向 端移动，在实验的操作中，应同 时用眼睛盯住 (选填“电流表”“电压表”或“滑动变阻器”)才可能达到操作的目的。 (6)改用302的电阻继续实验时，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，都无法使电压表的示数保 持不变，改进方法是 得出结论，作出解释 (7)将儿个定值电阻分别接入电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，保持电压表示数不变，并读出 电流表的示数，根据实验数据绘制成图2丁所示图像，分析图像可得结论： 交流合作，评估反思 (8)以上实验控制定值电阻的电压为 V不变，为了使实验结论更可靠，小明想继续保持此电 压不变再多测几组数据，则允许接入电阻R的最大阻值是 2. (9)某次实验中，小明同学连接好电路后，闭合开关时，发现电流表、电压表偏转角度均较小，调节滑 动变阻器的阻值，两电表示数均无明显变化，则电路中出现的故障可能是 142 福建物理 (10)实验中如果不小心将电压表并联在了滑动变阻器两端 (选填“能”或“不能”)得到电流 与电阻的关系，原因是 真实实验情境细节考查 (11)同桌小华在探究“电流与电阻的关系”时，将实验测得的数据记录在下表中，他在分析表中数据 时发现，不能得出“电流和电阻成反比”的结论。出现这一问题的原因是 实验次数 2 3 电阻R/ 5 10 20 电流I/A 0.3 0.2 0.14 D实验3用电流表和电压表测量定值电阻的阻值(2021.29：2022年版课标要求学生必做实验) 某物理实验小组正在使用“伏安法”测量未知电阻R,的阻值，实验电路如图3甲所示（电源电压 3V,滑动变阻器的规格为“15D1A”)。 A 0.6 00.10.20.3 07 丙 图3 设计方案，收集证据 (1)图3甲的电路中有一条导线连接错误，请在错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正 确的接线。 (2)闭合开关S前，应将滑动变阻器滑片P移到最（选填“左”或“右”）端，这样做的目的是 (3)故障判断用开关试触发现电流表指针不动，电压表指针偏向最右边，发生这一现象的原因可 能是 (4)排除故障后，当滑片移到某一位置时，电压表示数为1.6V,电流表示数如图3乙所示，其读数为 A。 (5)接下来测量多组实验数据记录在下表中，老师看完数据后，发现有一次数据不是实际测量得到的， 请你分析它是第 次的数据，判断的依据是 实验次数 1 2 3 4 5 电压表示数U/N 1.0 1.6 2.0 2.4 3.0 电流表示数/A 0.10 ☆ 0.18 0.26 0.30 得出结论，作出解释 (6)根据其他正确测量数据，计算待测电阻R,的阻值为 Ω。（保留整数）》 (7)本实验进行多次测量R,的目的是 交流合作，评估反思 (8)利用图3甲实验器材还能完成下列探究实验 。(填字母) A.探究电流与电压的关系 B.探究电流与电阻的关系 第十八单元 伏安法实验 143 (9)另一组的同学根据自己所记录的实验数据绘制了如图3丙所示的U-/图像，根据该图像可以 判断出该组同学在实验中的问题是 幻实验创新迁移 (10)创新方案电流表的电阻虽然很小，但也会影响本实验中R,的测量结果，用图3丁的电路进 行测量可消除这个影响，R。为定值电阻，实验步骤如下： a.按照图3丁的电路图连接电路，将滑动变阻器的滑片置于最大阻值处： b.闭合开关S,、S2,移动滑动变阻器滑片，读出电压表的示数U,和电流表的示数I,: c. 移动滑动变阻器滑片，读出电压表的示数U2和电流表的示数12： d.可得待测电阻R,= 。(用U,、1、U和I表示) 。实验4用电流表和电压表测量小灯泡的电阻(2022.28：2022年版课标要求学生必做实验) 小华用如图4甲所示电路，测量标有“2.5V”字样小灯泡的电阻，现有器材：电源(3V)、电流表、电 压表、滑动变阻器(20D2A)、开关、导线若干。 0 0.6 2 图4 设计方案，收集证据 (1)用笔画线代替导线，将图4甲中的实物图连接完整。 (2)本实验的实验原理是 (3)闭合开关前，滑动变阻器滑片P应调至 端。 (4)故障分析闭合开关，发现小灯泡不发光，电压表无示数，电流表有示数，造成这一现象的原因 可能是 得出结论，作出解释 (5)排除故障后，移动滑片P到某一位置，电压表的示数为2V,若要测量小灯泡正常发光时的电阻， 此时应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)移动。 (6)当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图4乙所示，则通过小灯泡的电流为 A. 接下来应立即 ,记录实验数据，防止因电流的 (选填“磁”“热”或“化学”)效应 对电阻的测量产生影响。 (7)小灯泡正常发光时的电阻约为 2。(结果保留一位小数)】 交流合作，评估反思 (8)经过多次实验，测出并记录多组电压和电流的值，得到小灯泡的1-U图像如图4丙所示：小华分别 计算小灯泡在1.5V2.0V2.5V电压下的电阻，然后求出电阻的平均值，他的做法是 (选填 “正确”或“错误”)的，理由是 (9)利用此电路 (选填“可以”或“不可以”)探究电流与电压的关系，理由是 幻实验创新迁移 (10)结合生活用久了的白炽灯灯丝变细、玻璃壳内壁会变黑，所经历的物态变化有 和 :在其他条件不变的情况下，灯丝变细，其电阻变（选填“大”或“小”）。 144 福建物理 0实验5测量小灯泡的电功率(2020.30) 小明所在的实验小组做“测量小灯泡的电功率”实验，提供的器材有：电压恒为3V的电源，额定电 压为2.5V的待测小灯泡（电阻约为102），电流表(0~0.6A,0~3A),电压表(0~3V,0~15V), 开关和导线若干。还有标有“522A”字样的滑动变阻器和“20Ω1A”字样的滑动变阻器。 图5 (1)测量小灯泡电功率的原理是 (2)用笔画线代替导线，将图5甲的实物电路图补充完整。 (3)连接电路时，开关应处于 状态，本实验选择的滑动变阻器的规格是 (选 填“20D1A”或“522A”)。 (4)故障判断闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P,发现小灯泡始终不亮，电流表无示数，电压表有 示数，原因可能是 (5)更换小灯泡后，闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡亮度始终不变且电压表指针 保持在3V的位置。小明检查电路后发现是连线时错将导线接在了如图5甲所示的滑动变阻器 两个接线柱上。（填字母）真实实验情境细节考查 (6)连接正确后，当滑动变阻器的滑片P移到某一位置时，观察到电压表示数如图5乙所示，如果想 让小灯泡正常发光，滑动变阻器的滑片应该向 （选填“左”或“右”)滑动。 (7)判断小灯泡正常发光的方法是 得出结论，作出解释 (8)实验过程中，小组的同学将所测得的相关数据和现象记录在下表： 实验次数 电压U/V 电流I/A 灯泡亮度 灯泡实际电功率P/W 1 0.5 0.18 不亮 P 2 1 0.2 发暗光 P 3 2 0.3 发较亮光 P 4 2.5 ☆ 正常发光 P 5 2.8 0.34 发光强烈 P a.第四次实验中，电流表的示数如图5丙所示，则此时通过小灯泡的电流为 A: b.小灯泡的额定功率为 W: ℃.分析表中信息，可以得出结论：小灯泡两端的电压越大，小灯泡的实际功率就越 ,小灯泡的 亮度就越 (9)在图5甲的实验中，通过移动滑片记录几组1、U数据绘出了小灯泡的I-U图像如图5丁，该图 像不是直线说明了灯泡的电阻随 发生了变化。同时小明通过观察灯泡的亮度与不同电压 下的灯泡电功率，发现小灯泡的亮度是由 决定的。 (10)误差分析在进行误差分析时，老师说：虽然电压表内部电阻很大，但电路接通后仍有微小电 流流过电压表，请你根据这一事实并结合电路图分析判断，实验中测得小灯泡的额定功率比真实值 偏 (选填“大”或“小”)，原因是 第十八单元伏安法实验 145 三阶了组合实验对比练 基础·钠新 对比1探究电流与电压、电阻的关系(2024.27：2022年版课标要求学生必做实验) 名称 探究电流与电压的关系 探究电流与电阻的关系 原理图 (1)连接电路时，开关处于断开状态 连接电路 (2)滑动变阻器“一上一下”接人电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片移至阻值最 注意事项 大处 (3)电表按“正进负出”连接，电流表与被测元件串联，电压表与被测元件并联 滑动变阻器 保护电路 的作用 改变电阻两端的电压，进行多次测量 控制定值电阻两端的电压不变 换用不同阻值的定值电阻，调节滑动变阻 实验方法 控制电阻一定，调节滑动变阻器，改变电 器，保证定值电阻两端电压不变，测出对 (控制变量法) 阻两端电压，测出对应电流 应电流 多次测量的目的 寻找普遍规律 实验序号 1 2 3 实验序号 2 3 实验表格 U/V R/2 I/A I/A ↑IHA ↑A 个HA 图像 酥 R72 在电阻一定时，通过导体的电流与导体两 在导体两端的电压一定时，通过导体的电 实验结论 端的电压成正比 流与导体的电阻成反比 (1)得出“电阻一定，电流随电压的增大 而减小”的结论的原因：将电压表并联在 调节滑动变阻器不能使每只定值电阻两端 滑动变阻器两端 实验评估 电压相等，无法控制电压，改进方法：降低 (2)实验中不能用小灯泡代替定值电阻 电源电压（或换阻值更大的滑动变阻器） 完成实验的原因：小灯泡灯丝电阻随温度 的升高而增大 146 福建物理 对比☑用电流表和电压表测量电阻、电功率 名称 测定值电阻的阻值 测小灯泡的电阻 测小灯泡的电功率 原理 R= P=UI 原理图 滑动变阻 保护电路 器的作用 改变定值电阻两端的电压 改变小灯泡两端的电压 移动滑动变阻器的滑片，分别使电压表的示数小 移动滑动变阻器的滑片，改变电阻两端电 实验方法 于、等于和略大于（不超过1,2倍）小灯泡的额 压，观察并记录两电表的示数 定电压，观察并记录两电表的示数 测量小灯泡在不同电 测量小灯泡在不同电压下 多次测量 求平均值，减小实验误差 压下的阻值，求平均 的实际功率，求平均值无 的目的 值无意义 意义 实验 电阻的 U/V I/A 实验 U/ R/2 R/ 实验U//P/灯泡 序号 平均值 序号 序号VAW亮度 实验表格 1 1 2 2 3 3 UV F ↑A 图像 或 N 小灯泡灯丝的电阻随 小灯泡的亮度由它的实 结论 温度的升高而增大 际功率决定 1.(2023齐齐哈尔)小红在“探究电流与电压和 (1)请根据小红设计的电路图（图甲）将实物 电阻关系”的实验中，使用的实验器材有：两节 图（图乙）连接完整（要求：导线不交叉）。 新干电池、滑动变阻器（满足实验要求）、电流 表、电压表、开关、导线和定值电阻若干。实验 过程如下： 乙 (2)小红把5Ω的定值电阻接人电路，将滑动 变阻器的滑片调至最 (选填“左”或 第十八单元伏安法实验 147 “右”)端。闭合开关，移动滑片P,发现电压表 向右滑动时电阻增大、电压表选择合适的量程。 示数无变化，电流表示数有变化，其原因可能 是定值电阻 (3)排除故障后，闭合开关，调节滑片P,当电 压表的示数为0.5V时，电流表的示数如图丙 所示，则电流表示数为 A。继续实验， 将实验数据记录在表中，分析数据可得出结 (2)连接电路时开关应该处于 状态。 论：在电阻一定时， (3)电压表的示数为1.5V时，电流表的示数 如图丙所示为 A,可算出电阻R的阻值 电压/W 0.5 1.0 L.5 2.0 2.5 3 为 2 电流/A 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 MIA 0.4i 0.6 0.3 丙 0.2 (4)他接着移动滑动变阻器的滑片测出多组电压 0.1 和电流的值，算出对应的电阻值及电阻的平均值， 0.6 510152025R/ 计算电阻的平均值的目的是 (4)小红接下来探究电流与电阻的关系。分别 (5)测出电阻R的阻值后，小胡还对标有 将52、102、152、202、252的定值电阻接 2.5V的小灯泡的电阻进行了测量，他测量了 入电路，闭合开关，正确进行操作，并根据实验 多组数据，如下表所示： 数据绘制出图像，如图丁所示。根据数据分析 实验次数 1 2 5 得出结论： ,通过 电压U/W 2.5 2.1 1.7 0.9 0.1 导体的电流与导体的电阻成反比。该过程中 电流I/A 0.28 0.26 0.24 0.19 0.05 电阻R/ 8.93 8.08 7.08 4.74 2.00 滑动变阻器除保护电路外，还起到 小灯泡亮度 亮度越来越暗 的作用。 2.小胡同学用“伏安法”测量未知电阻R的阻值。 小胡发现5次测量的电阻值相差较大，和其他 小组交流发现都存在类似情况，且小灯泡的电 阻随电压减小而减小，亮度也变暗。同学们认 为这种情况不是误差造成的，而是小灯泡电阻 受 影响：亮度越来越暗，是小灯泡两端 (1)根据图甲的电路图，用笔画线代替导线，将 电压越来越小，实际功率变 的缘故。 图乙的实物图补充完整。要求滑动变阻器滑片 温馨提示 请完成分层进阶练习册P47~50习题 148 福建物理当开关S,S,都闭合时，只有R,工作，电热水壶处于加热挡：两个下端接线柱接入了电路(10)能更换定值电阻后 由P一公可知，加热时电热水壶的电阻 调节滑动变阻器的滑片P仍可以保持定值电阻两端的电 压不变(11)没有控制定值电阻两端的电压保持不变 2(220V)2 R=P=1000W =48.4 (2)根据串联电路的电阻特点可知，R,、R,的串联总电 阻R=R,+R2=61.62+48.42=1102 电热水壶保温时通过电热水壶的电流 是=g=20V 第(1)题答图 Ri100=2A 买验3用电流表和电压表测量定值电阻的阻值 (3)电热水壶消耗的电能 (1)如答图所示(2)左保护电路(3)R斯路 W=Pua=1000W×7×60s=4.2×103J (4)0.16(5)1实验中定值电阻两端最小电压大于 三阶实验分层逐突破… 1.0V(6)10(7)求平均值，减小误差(8)A(9)将 实验探究电流产生的热量与哪些因素有关 (1)小(2)高度差转换(3)相等不是电阻 电压表并联在了滑动变阳器两端(0)断开S。片-宁 U.U (4)电流电流(5)透明容器密闭性不好（或对应电阻 丝短路等)(6)a.质量小于绝缘体b.温度计示数 的变化.电阻大小(7)相等B(8)做功热传递 第十八单元伏安法实验 一阶电学实验能力点 第(1)题答图 1.(1)12V小灯泡的额定电压是6.3V,6V的电源的 实验4 用电流表和电压表测量小灯泡的电阻 电压太小 ()如答图所示(2)R=号 (3)右(4)小灯泡短路 (2)0~15V3V的量程小于小灯泡的额定电压 (5)左(6)0.28断开开关热(7)8.9(8)错误 (3)0~0.6A小灯泡正常工作时电流为0.3A 小灯泡的电阻随温度的升高而增大(9)不可以灯泡灯 (4)“50D1A”当“1002A"的滑动变阻器时， 丝的电阻会随温度的变化而变化(10)升华凝华大 电路中的最大电阻为10D+212=31Ω，最小电流为 0.387A,超过灯泡的额定电流，所以不可：而选取 “50D1A”的滑动变阴阻器时，电路中的最小电流为0.17A 二阶单一实验逐突破 实验刀探究电流与电压的关系 (1)如答图所示(2)右(3)断路(4)0.55(5)电 第(1)题答图 阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比 实验5测量小灯泡的电功率 (6)减小电源电压（或换用最大阻值更大的滑动变阻器） (1)P=U1(2)如答图所示(3)断开20D1A (7)控制变量C(8)不能小灯泡灯丝电阻随温度的 (4)小灯泡断路(5)G,D(6)右(7)小灯泡两端的 升高而增大(9)测量电阻的阻值 电压为2.5V时，小灯泡正常发光(8).0.32b.0.8 c.大亮(9)温度实际功率(10)大电压表测量准 确，但电流表测量值偏大，根据P=,测量的电功率偏大 第(1)题答图 实验☑探究电流与电阻的关系 (1)如答图所示(2)保持定值电阻两端的电压不变 第(2)题答图 (3)短路(4)2.5(5)左(A)电压表(6)更换最大三阶实验组合对比练 阻值更大的滑动变阻器或减小电源电压(7)电压一定1.(1)如答图所示(2)右被短接(3)0.1通过导 时，电流与电阻成反比(8)2.525(9)滑动变阻器将 体的电流与导体两墙电压成正比(4)在导体两端电 14 福建物理 压一定时控制定值电阻两端的电压不变 柱接人电路(5)滑动变阻器两个上端接线柱接入电 路(6)电压表并联在滑动变阻器两端 3.C4.C5.A6.D7.B8.A9.C 10.灯泡L.断路R处短路11.LR 12.方案一：移动滑动变阻器的滑片，若电流表的示数发 第1题答图 生变化，说明定值电阻R,断路：若电流表的示数不变， 2.(1)如答图所示(2)断开(3)0.35(4)减小误 说明滑动变阻器R,断路方案二：AB 差(5)温度小 重难一小专题9动态电路分析 1.B2.B3.C4.C5.C6.D7.A8.C9.D 10.D11.D12.C13.B 14.变大变小15.变大不变 16.V,增大 重难-小专题10动态电路相关计算 第2题答图 1.89.6 重难-小专题7电路识别与电路设计 2.B【解析】当开关S置于位置1时，R,与R串联，当开 1.串联并联2.串联并联3.并联4.串联 关S置于位置2时，R,与R串联：当开关S置于位置 5.电路定值电阻R 1时，电压表测R,两端电压，示数U,=3V,电路中电流 6.L、L2L(或电路)L2L,17.电路 人-治-0-03A电源电压U=R=3A× 8.如答图所示 9.如答图所示 (102+R),当开关S置于位置2时，电压表测量R 两端电压。因为R2<R,根据串联分压原理可知山< 3V,电路中电流山=R+R 0.3A×(100+R2> 50+R 0.3A,则R两端电压U2=1R2>0.3A×5=1.5V, 所以1.5V<U2<3V。故选B 第8题答图 第9题答图 3.92.9【解析】由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器 10.如答图所示 11.如答图所示 R串联，电流表测量电路中的电流。滑片P在R的中 点时，R接人电路的阻值为R=R=子×20= 80 00,此时灯泡正常发光，电路中的电流11=2 ⊙ 8.1 4Y=0.5A,R两端的电压U=R=0.5A×10n= 2 W 第10题答图 第11题答图 5V,电源电压U=U+U中=4V+5V=9V;灯泡的电 12.A13.B14.B15.D16.A17.C U 4V 18.并短路19.并L2不变 阻R=行05A=8D:当P移到最右端时，变阻器 20.如答图所示 接人电路的阻值最大，即R=20Ω，此时电路消耗的总 功率n=片=8n29 4.0.3【解析】由电路图可知，当滑片P在4端时，滑动 变阻器连入电路的电阻为0，电压表示数为零，由图像 可知这时电路中电流为1.=0.6A,R,两端电压即电源 电压，则U=I.R1=0.6A×R①，当滑片P在b端时滑 第20题答图 动变阻器全部接入电路，R,与R串联，则电路中电流最 重难一小专题8电路故障分析 小，由图像可知此时电路中的电流。=0.2A,R两端的 1.(1)A(2)D(3)B(4)C 2.(1)A(2)C(3)B(4)滑动变阻器两个下端接线 电压U,=4了，由1=只可得滑动变阻器的阻值R 福建物理15