2025年中考物理二轮复习重难专题突破：专题3　实验探究题3. 电（磁）学

3. 电（磁）学 专题三　实验探究题 类型一　探究串并联电路电流、电压的规律 1. 小明在“探究并联电路中电流规律”时，设计的电路如图所示。已 知，R1＝20Ω，滑动变阻器最大阻值为R，且R＝R2。 （1） 开关闭合前，滑动变阻器的滑片应滑至 （填“a”或 “b”）端，然后，只闭合开关S、S2，观察到电流表A和A1的示数相 同，小明判断此时电路中可能出现的故障是 （填字母）。 a　 C　 第1题 A. R1断路 B. R1短路 C. R2断路 D. R2短路 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 （2） 排除故障后，小明继续实验。只闭合开关S、S1，此时三个电流表 的示数大小I、I1、I2之间满足的等式关系为 （填字母表达 式）。随后缓慢移动滑动变阻器R的滑片，示数不变的电流表 是 ⁠。 I＝I1＋I2　 A1　 第1题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 （3） 在（2）的基础上，将变阻器的滑片移至a端，当闭合开关S2时， 示数发生变化的电流表是 。此时三个电流表的示数大小I'、I1'、I2' 之间满足的等式关系为 （填字母表达式）。 【拓展】 电路中只闭合S、S2，电流表的示数分别为1.2A和0.4A，若用 电阻R0替换R1、R2中的一个，替换前后，只有一个电流表示数发生变 化，且电源的电功率增加了1.6W，则R0＝ Ω。 A　 I'＝I1'＋2I2'　 8　 第1题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2. 小明利用如图甲所示的电路探究串联电路电压的规律。所用器材： 三节新干电池，两个电压表（0～3V，0～15V），一个滑动变阻器 （20Ω　1A），两个相同的小灯泡，一个开关及若干导线。 第2题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 （1） 请用笔画线代替导线，将图甲中电压表V1接入电路，要求V1测 L1、L2两端的电压之和。 （2） 闭合开关前应将滑动变阻器滑片向 （填“A”或“B”）端 滑动。 （3） 若闭合开关时发现，两个电压表指针猛向右偏转且其中 一个超出最大量程，出现这种情况的可能原因是 ⁠。 A　 L2断路　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 （4） 排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片到合适的位置，分 别记下电压表V1、V2的示数，实验数据记录如表所示。为了测量小灯泡 L1两端的电压，小明认为保持电压表V2的连接点E不动，只断开连接点 F，并改接到L1的接线柱C上，就可测量灯泡L1两端的电压，他的操作存 在的问题是 ⁠。 L1两端的电压U1/V L2两端的电压U2/V L1和L2两端的电压U/V 1.2 1.2 2.4 电压表的正负接线柱接反　 1.2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 （5） 正确操作后，L1两端的电压表的示数如图乙所示，请将表格数据 补充完整。通过对实验表格的分析初步得出的结论为两灯泡的总电压等 于每个灯泡两端电压之和，且每个灯泡两端的电压都相等。小明设计的 方案是否存在不足？如果存在不足请写出应该如何改进： ⁠ ⁠。 【拓展】 小明用“2V　1W”和“4V　4W”小灯泡替换上述实验中的 L1和L2，调节滑动变阻器的滑片，该电路消耗的最大功率 是 W。（灯泡电阻不随温度改变） 存在，应换 用不同规格的灯泡进行多次实验　 2.25　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3. 在“探究串联电路电压的特点”实验中，小明设计了图甲所示的电 路。其中R0为定值电阻，R为滑动变阻器，L为小灯泡。 第3题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 （1） 根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线，将图乙所示的实物图 补充完整。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 （2） 连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片至某一位置， 记录电流表的示数；选择合适的量程，用电压表分别测出ab、bc、cd、 ac、bd、ad间的电压。将这些数据记入如表。改变滑动变阻器滑片的位 置，在保证电路安全的情况下再做几次实验。读取数据①时电压表的示 数如图丙所示，示数为 V。 数据 序号 电流/A Uab/V Ubc/V Ucd/V Uac/V Ubd/V Uad/V 1 0.20 1.0 2.5 1.0 3.5 3.5 4.5 2 0.24 ① 1.5 1.2 ② 2.7 4.5 3 0.30 2.5 0.5 ③ 3.0 2.0 4.5 … 1.8　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 （4） 根据第1组的实验数据可初步得出结论：串联电路中，总电压等 于这部分电路中的各用电器两端电压之和。再做几次实验的目的是 ⁠ ⁠。 （5） 读取数据 （填“②”或“③”）时，电压表指针没有对准 刻度线。 寻 找普遍规律　 ②　 （3） 根据数据可知R0的阻值为 Ω。 5　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 （6） 根据表中的实验数据，写出一条你还能发现的规律： ⁠ ⁠。 【拓展】 灯泡L1和L2的额定功率相等，额定电流分别为0.2A和0.3A， 小明利用图甲中的灯泡L，对L1和L2的发光情况进行研究。将L、L1、L2 与某一可调压电源连接成图丁所示的电路，只闭合S1，调节电源电压至 某一值时，通过电压表判断出L1正常发光；断开S1，闭合S2，发现不用 改变电源电压，L2也恰好正常发光。则L1正常发光时的电阻 为 Ω。 灯泡两端 的电阻是变化的，且温度越高，电阻越大　 22.5　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 类型二　探究电流与电压、电阻的关系 4. 小明在做“探究电流与电压、电阻的关系”实验时，准备了以下 器材：两节新的干电池（两端电压恒为3V），电流表、电压表、滑 动变阻器、定值电阻R1、R2、R3阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω、开 关、导线若干。 （1） 按图甲电路图连接实物后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片要移 到 （填“最右端”或“最左端”）。 第4题 最左端　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 （2） 图乙是小明连接好的实验电路，闭合开关后，他发现移动滑片的 过程中，电压表的示数 （填“变大”“变小”或“不变”）。 不变　 （3） 小红在旁边观察后指出小明没有按照电路图正确连接实物，请你 在实物图上对连接错误的一根导线画“✕”，并用笔画线代替导线将电 路连接正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 （4） 问题解决后，他们接入10Ω的电阻进行实验，并得出如表中的数 据，对数据进行分析后得出的实验结论是 ⁠ ⁠。 电压U/V 1 1.5 2 2.5 电流I/A 0.1 0.15 0.2 0.25 当电阻一定时，电流与电压 成正比　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 （5） 接下来他们分别接入其他电阻再次对电流与电阻的关系进行探 究，并作出了如图丙所示图象，请你通过图象中所给信息计算出实验过 程中滑动变阻器两端的电压U＝ V。 1　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 【拓展】 他们在开始实验前发现电压表损坏了，于是老师又给他们找 了一块电流表，在其他器材均相同的情况下，他们设计了如图丁所示的 电路图。老师要求他们至少测出三组实验数据，并且告诉他们“串联电 路总电阻等于各部分电阻之和”，请帮助他们将实验步骤补充完整。 ① 连接电路，适当调节滑动变阻器的滑片，记下电流表A1与A2的示数I1 和I2。 ② 把定值电阻R2换成R3调节滑动变阻器的滑片，使 ⁠ ⁠。 ③ ⁠ ⁠。 ④ 分析数据，得出电流与电阻的关系。 电流表A1的示数仍 为I1；记下此时电流表A2的示数为I3　 将R2与R3串联后替换R3，调节滑动变阻器的滑片，使电流表A1的 示数仍为I1；记下此时电流表A2的示数为I4　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 5. 小明利用如图甲的电路，探究“电流与电阻的关系”。已知电源电 压为3V且保持不变，定值电阻阻值分别为25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、 5Ω，滑动变阻器的规格为“10Ω　2A”。 第5题 实验序号 R/Ω I/A ① 5 ② 10 0.2 ③ 20 0.1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 （1） 如图甲所示的实物电路中存在连线错误，而且只要改接一根导线 就可以。请你把接错的那根导线画上“✕”，再用笔画线把它改到正确 位置上（导线不允许交叉）。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 （2） 电路改正以后，闭合开关前应将滑动变阻器滑片调至最 ⁠ （填“左”或“右”）端。如果闭合开关后，发现电流表有示数，电压 表无示数，其原因可能是 ⁠。 （3） 排除故障后，先接入5Ω的定值电阻，闭合开关，调节滑片使电压 表示数到达某一数值，此时电流表示数如图乙所示，该示数 为 A。接着将R阻值换成10Ω、20Ω重复上述操作，由表中三组 数据可得结论： ⁠。 右 　 定值电阻短路　 0.4　 电压一定时，电流与电阻成反比　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 （4） 为提高结论的可靠性，换用阻值为25Ω的电阻继续上述实验，若 要能完成实验，滑动变阻器的最大阻值要不小于 Ω。 12.5　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 【拓展】 实验结束后，小明还想确认所用的滑动变阻器阻值的最大值 与铭牌标注是否一致，但是发现电源意外损坏了，于是他找来另一个未 知电压的电源（电压恒定不变），并设计了图丙电路。实验步骤：（已 知定值电阻阻值为R0） 　第5题丙 ① 将滑动变阻器滑片移到最右端，闭合开关，记录此时电流表示数为I1。 ② 再将滑动变阻器滑片移到最左端，记录此时电流表示数为I2。 ③ 滑动变阻器的最大阻值R滑动＝ （用测出的物 理量和已知量的字母表示）。 ·R0　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 类型三　电阻的测量 6. 在测量定值电阻阻值实验中，小明准备了以下器材：可调电压电 源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、待测定值电阻Rx、导线 若干。 第6题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 （1） 如图甲是小明连接的部分电路，请用笔画线代替导线将电路 补充完整。（要求：当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电路中的电 流变大） （2） 闭合开关后，移动滑动变阻器滑片，发现电流表有示数，电压表 示数始终为0，造成这种现象的原因可能是 ⁠。 定值电阻短路　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 （3） 排除故障后，小明测量的部分实验数据如下表所示： 实验序号 电压U/V 电流I/A 电阻Rx/Ω ▲ 1 0.8 0.16 2 1.6 0.3 3 0.48 ① ▲处应填写 ⁠。 ② 实验中第3次实验的电压表示数如图乙所示，此次Rx的阻值为 Ω。 电阻的平均值　 5　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 （4） 利用小明准备的实验器材还能完成的探究实验是 （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 A　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 【拓展】 用如图丙所示的电路将电流表改装成直接测量电阻的仪表， M、N是连接待测电阻的接线端，电流表表盘如图丁所示，量程选择为 0～0.6A，电源电压恒为6V。改装步骤如下： ① 将M、N直接相连，调节滑片P使电流表指针指在0.6A刻度上，此后 保持滑片P位置不变。 ② 在M、N之间接入不同待测电阻，依据R与I的对应关系，将电流表表 盘上刻度对应改为M、N之间所接电阻的阻值，从而完成将电流表改装 成直接测量电阻的“电阻表”。则该“电阻表”的刻度是 ⁠ （填“均匀”或“不均匀”）的，在电流表0.2A刻度处应标 Ω。 不均匀　 20　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 7. 小明用如下器材测量小灯泡的电阻：待测小灯泡（额定电压为 2.5V）、电源、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一只，导线 若干。 第7题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 （1） 图甲是小明连接的部分电路，请你用笔画线代替导线将电路补充 完整。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 （2） 连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表 均有示数，出现这一现象的原因可能是 ⁠。 A. 小灯泡断路 B. 小灯泡短路 C. 开关接触不良 D. 通过小灯泡的电流太小 D　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 （3） 缓慢移动滑动变阻器的滑片，将电压表和电流表的示数记录在下 表中。其中当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，则此时电 路中的电流为 A，此时小灯泡的电阻为 Ω（结果保留一 位小数）。 序　号 1 2 3 4 5 6 U/V 0.5 0.9 1.3 1.7 2.0 2.5 I/A 0.16 0.18 0.20 0.24 0.26 0.28　 8.9　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 （4） 小明分析表中的实验数据，发现通过小灯泡的电流与其两端电压 不成正比，原因是 。由此可以推测 小灯泡灯丝在下列哪种情况下最容易烧断 ⁠。 A. 闭合开关的瞬间 B. 小灯泡灯座发生短路的时候 C. 断开开关的瞬间 D. 实际电压小于额定电压的时候 灯丝的电阻随温度的升高而增大　 A　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 【拓展】 如图丙所示是某导体材料的电阻随温度变化的关系图象。根 据这种导体材料电阻的特性，某兴趣小组的同学设计了如图丁所示的电 路，用来测量某环境的温度。已知电流表所选量程为0～0.6A，电压表 所选量程为0～15V，定值电阻R0＝10Ω，已知环境温度为32℃时，电流 表的示数为0.5A，电源电压未知且保持不变。在保证电路安全的情况 下，该电路可以测量的环境温度的最低值和最高值分别为 ⁠ ⁠。 20℃和 80℃　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 类型四　测量小灯泡的电功率 8. 物理实验小组设计了如图甲所示电路图来测量小灯泡的电功率，提 供的器材有：电压为3V的电源、标有“2.5V”的小灯泡、滑动变阻 器、电流表、电压表、开关及导线若干。 第8题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 （1） 连接电路时，小组成员发现实物图中有一根导线连接错误，请在 需要改动的导线上画“✕”，并用笔画线代替导线画出正确的接法。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 （2） 正确修改实物图并连接电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片， 发现两电表始终无示数，检查故障发生在小灯泡或滑动变阻器上，则故 障可能是 ⁠。 （3） 排除故障后闭合开关，从最左端开始移动滑片，记录多组数据， 绘制成I－U图象，如图乙所示。根据图象信息，计算出小灯泡正常发光 时的功率为 W，该电路所选的滑动变阻器规格为 （填字 母）。 A. 10Ω，0.5A B. 20Ω，1A C. 25Ω，0.5A D. 30Ω，1A 滑动变阻器断路　 0.625　 C　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 （4） 在滑动变阻器滑片向右移动过程中，小灯泡的亮度 （填 “变亮”“变暗”或“不变”）。 【拓展】 为了测量额定电流为I0的小灯泡的额定功率，实验小组又设计 了如图丙所示的电路（电源电压恒定且未知，R0为已知阻值的定值电 阻，R为滑动变阻器），实验操作如下： ① 只闭合开关 ，移动滑动变阻器滑片P，使电流表示数为I0。 ② 保持滑动变阻器滑片P位置不变，改变开关的通断情况，再记下电流 表示数为I，则小灯泡L的额定功率P额＝ 。（均用I0、 R0和I表示） 变亮　 S和S2　 （I－I0）R0I0　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 类型五　探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关 9. 如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装 置，两个透明容器中密封着等量的空气。 第9题 （1） 实验中通过观察U形管中液面高度的变化来比较电流通过导体产生热量的多少，这种方法叫 （填“转换法”或“等效替代法”）。 转换法　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 （2） 图甲中R1、R2串联，目的是保证 相同，可探究电流产生 的热量与 的关系。 （3） 接好乙电路，闭合开关，通电一段时间后， （填“左”或 “右”）侧U形管中液面高度变化大，此实验现象表明，在电阻和通电 时间相同的情况下， 越大，所产生的热量越多。 电流　 电阻　 左　 电流　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 类型六　探究电与磁之间存在着相互联系 10. 电与磁之间存在着相互联系，彰显物理现象的对称、统一之美。 第10题 （1） 如图甲所示，小明利用干电池、导线和小磁针进行实验；通电后小磁针发生偏转，断电后小磁针复位。实验表明通电导体周围存在 ⁠。 磁场 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 （2） 小明想：将通电的导线放入磁场中会不会受到力的作用呢？他用 图乙所示的装置进行探究。闭合开关后，发现导线向左运动；若改变导 线中电流的方向，则导线运动的方向 （填“不变”或“改 变”）。运用此原理制成 （填“电动机”或“发电机”）。 改变　 电动机　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 （3） 若将电源换接上灵敏电流计，如图丙所示，就可以探究磁生电现 象，该实验进一步揭示了电和磁之间的联系。实验中，在电路闭合时将导体AB向右移动一段距离后松开手，发现导体AB左右摆动，此时灵敏电流计的指针 （填“左右摆动”“偏向一边”或“静止不动”）。 左右摆动　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 $$