2025年河北中考物理实验探究题特训（四）　电学实验

2025年河北中考物理 实验探究题特训（四）　电学实验 1. （2023·唐山路南二模）小刚同学利用如图甲所示的电路来探究并 联电路的部分特点，已知R1＝10Ω、R2＝15Ω、R3＝30Ω、R4＝40Ω，电 源电压可调。 　 第1题 1 2 3 4 5 6 （1） 请根据图甲所示电路图，用笔画线代替导线将图乙所示实物图补 充完整（此时电源电压为3V）。 如图所示 1 2 3 4 5 6 【解析】（1）由图甲可知，电流表A处于干路之中，所以应该将电源 正极和电流表正极接线柱相连，因为此时电源电压为3V，所以由欧姆 定律公式可得干路上的最大电流I最大＝＋＝＋＝0.5A，所以 电流表应该接小量程，如图所示。 1 2 3 4 5 6 （2） 电路连接完成后，闭合开关S，发现电流表均无示数。于是小刚 用一个电压表进行电路故障检测，把电压表分别接在图乙A、B、C、D 中的两个接线柱上，测试结果如表一所示，则电路中存在的故障一定 是 （填写序号）。 A、B B、C C、D 无示数 无示数 有示数 表 一 ③ 1 2 3 4 5 6 【解析】（2）电流表均无示数，说明电路出现了断路，而使用电压表 并联在CD两端时，电压表有示数，说明与电压表并联的位置发生了断 路，即导线CD断路，故选③。 1 2 3 4 5 6 （3） 排除故障后继续实验，小刚将电压表接在图甲中的a、b两点之 间，实验中调节了电源电压，更换了不同规格的电阻，收集的数据如表 二所示（第4次实验时R3在图甲中R1的位置）。 1 2 3 4 5 6 次 序 连接方式 U/V I1/A I2/A I/A 1 R1与R2并联 3 0.3 0.2 0.5 2 R1与R3并联 6 0.6 0.2 0.8 3 R1与R4并联 8 0.8 0.2 1.0 4 R2与R3并联 0.3 0.6 0.9 表　二 1 2 3 4 5 6 ① 表格中第4次实验空格处的数据是 V。 【解析】（3）① 因为R2与R3并联，所以其两端电压相等，由欧姆定律 公式变形可得电压U＝I1R3＝0.3A×30Ω＝9V。 9 1 2 3 4 5 6 ② 探究并联电路中电流的关系时，分析表中数据可得其规律是 ⁠ ⁠。 【解析】② 分析表中数据可知，两个支路的电流之和等于干路上的 电流。 并联 电路中，支路的电流之和等于干路电流 1 2 3 4 5 6 ③ 探究并联电路中电阻的关系时，发现并联电路的总电阻 ⁠ （填“大于”“小于”或“等于”）各支路电阻。 【解析】③ 由欧姆定律公式变形式R＝可以计算出每组实验中的总阻 值分别为6Ω、7.5Ω、8Ω、10Ω，他们均比对应支路中的电阻小，所以 并联电路的总电阻小于各支路电阻。 小于 1 2 3 4 5 6 ④ 探究并联电路中电流与电阻的关系时，分析表中数据可得其规律 是 ⁠。 【解析】④ 分析各组数据，可以发现支路中的电阻越大，所在支路的 电流越小，且二者的乘积为定值，说明并联电路中，通过各支路的电流 与其电阻成反比。 并联电路中，通过各支路的电流与其电阻成反比 1 2 3 4 5 6 【拓展】完成实验后，小刚想测量一小灯泡的额定功率，他把图甲中的 R2换成灯泡，通过调整电源电压，使小灯泡正常发光，此时A1的示数为 I1，A2的示数为I2，则灯泡的额定功率为P＝ （用测量量和已 知量的字母表示）。 【解析】【拓展】因为灯泡和电阻R1为并联，所以灯泡两端的电压等于 电阻R1两端的电压，其两端电压值为I1R1，而通过灯泡的额定电流为 I2，所以根据电功率公式P＝UI可得灯泡的额定功率为P＝I1I2R1。 I1I2R1 1 2 3 4 5 6 2. （2024·沧州南皮二模）同学们合作进行探究“串联电路的电压特 点”的实验，设计了如图甲所示的电路图，并连接了相应的实物电路， 如图乙所示，已知电源电压恒为6V。 　 第2题 1 2 3 4 5 6 （1） 在连接的实物电路中有一处错误，无法完成实验，连接错误的导 线是 （填“a”“b”或“c”）。 【解析】（1）电路图中，两个电压表分别并联在定值电阻和滑动变 阻器两端，图乙的实物图中，电压表V2应并联在变阻器两端，所以 错误连接的导线是b，应将b与变阻器连接的一端改变到变阻器的左 下接线柱上。 b 1 2 3 4 5 6 （2） 正确连接后，闭合开关，发现电流表和电压表V1都没示数，电压 表V2有示数，电路中只有一处故障，若导线完好，则电路故障可能 是 ；更换器材后继续实验，根据测得的实验数据， 绘制了图丙。 【解析】（2）电流表没有示数，电路断路，电压表V2有示数，则与电 压表并联以外的电路完好，那么故障就是与电压表并联的部分出现了断 路，若导线完好，则故障可能是滑动变阻器断路。 滑动变阻器断路 第2题丙 1 2 3 4 5 6 ① 根据探究目的分析图丙中的A、B两图线，得出的结论是 ⁠ ⁠。 【解析】① 由图丙知，A、B图象都是直线段，当A的电压为2V时，B 的电压为4V，它们的和等于6V，等于电源电压，当A是6V时，B为 0V，它们的和也等于电源电压6V，所以可得：串联电路中电源电压等 于各部分电路两端的电压之和。 串联电路 中电源电压等于各部分电路两端的电压之和 第2题丙 1 2 3 4 5 6 ② 由图丙可知，图线 （填“A”或“B”）是定值电阻R1的电流与 电压关系图象。 【解析】② 滑动变阻器接入的阻值变小时，线路中的电流变大，定值 电阻的电压变大，当滑动变阻器的阻值为0时，定值电阻的电压等于电 源电压6V，据此可知，图线A是定值电阻R1的电流与电压的关系图象。 A 第2题丙 1 2 3 4 5 6 【拓展】学习小组的同学们还想由此电路“探究电流与电阻的关系”， 可供选择的定值电阻的阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。 ① 电路连接正确后，先用15Ω的定值电阻进行实验，闭合开关后，移动 滑动变阻器的滑片，使电压表V1示数为2V，读出了电流表的示数；再 将15Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻后，应向 移动滑动变阻器的滑片直至电压表V1示数为2V，并记录电流表 的示数。 左 1 2 3 4 5 6 【解析】【拓展】① ＝，即＝，解得R滑1＝30Ω， ＝，即＝，解得＝20Ω，接入的电阻变小，滑 片向左移动。 1 2 3 4 5 6 ② 同学们还想多测几组数据，在已有器材中他们能选用的定值电阻的 最大值是 Ω。 【解析】② 由图丙可知滑动变阻器的最大值R＝＝＝40Ω，当滑 动变阻器取最大阻值时，接入的电阻R'最大，＝，即＝， 解得R'＝20Ω，故接入的最大电阻为20Ω。 20 1 2 3 4 5 6 ③ 5Ω的定值电阻更换为15Ω时，滑动变阻器的阻值变化量与定值电阻阻 值变化量之比为 ⁠。 【解析】③ 当接入5Ω时，＝，即＝，解得＝10Ω， 由①知接入15Ω时 ＝30Ω，ΔR滑∶ΔR＝（30Ω－10Ω）∶（15Ω－ 5Ω）＝2∶1。 2∶1 1 2 3 4 5 6 3. （2024·张家口一模）小明同学利用图甲所示的器材“探究电流与 电压的关系”。已知电源电压恒为6V，滑动变阻器规格为“40Ω　 1.0A”。 第3题 1 2 3 4 5 6 （1） 用笔画线代替导线将图甲中的实物电路连接完整，要求滑动变阻 器的滑片向右移时电流表示数变小，且导线不允许交叉。 如图所示 【解析】（1）要求滑动变阻器的滑片向右移时，电流表示数变小， 则滑动变阻器的左下接线柱连入电路，电压表与定值电阻并联，如 图所示。 1 2 3 4 5 6 （2） 正确连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现两电 表均无示数，经检查故障发生在定值电阻或滑动变阻器上，则故障 是 ⁠。 【解析】（2）电流表无示数，说明电路中存在断路；电压表无示数， 则电压表并联部分短路或者电压表并联部分之外的电路断路，综上所 述，电路故障为滑动变阻器断路。 滑动变阻器断路 1 2 3 4 5 6 （3） 排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，记录多组数据 填入表1。 实验次序 1 2 3 4 5 电压/V 1.0 1.2 1.8 2.0 电流/A 0.10 0.12 0.18 0.20 0.22 表1 1 2 3 4 5 6 ① 第5次实验中电压表的指针位置如图乙所示，其示数为 V。 【解析】（3）① 由图乙可知，电压表量程为0～3V，分度值是0.1V， 示数为2.2V。 ① 2.2 1 2 3 4 5 6 ② 第 次实验数据是编造的。剔除编造的数据后，根据表1数 据，得出结论： ⁠。 【解析】② 当电压表示数为1.0V时，电路中电流为0.1A，则此时滑动 变阻器连入电路的阻值R滑＝＝＝＝50Ω，滑动变阻器的最 大阻值为40Ω，则第1次实验数据是编造的。根据表1的实验数据，电压 与电流的比值为定值，可得出结论：当导体的电阻一定时，导体中的电 流与导体两端的电压成正比。 ② 1 当导体的电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比 1 2 3 4 5 6 ③ 定值电阻的阻值为 Ω。 【解析】③ 定值电阻的阻值R定＝＝＝10Ω。 ③ 10 1 2 3 4 5 6 （4） 小明想测量小灯泡正常发光时的电阻，用额定电压为3V的小灯泡 替换图甲中的定值电阻，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，记录多组 数据填入表2。根据表2中的实验数据规律判断：当小灯泡两端电压为3V 时，小灯泡的实际电阻可能是 1 2 3 4 5 6 小灯泡的实际电阻可能是 （填字母）。 实验次序 1 2 3 电压U/V 1.5 2 2.5 电流I/A 0.23 0.28 0.32 表2 C A. 6.8Ω B. 7.5Ω C. 8.9Ω D. 9.8Ω 1 2 3 4 5 6 【解析】（4）根据表2数据可求出，第1次实验中小灯泡的电阻R1＝ ＝≈6.5Ω，第2次实验中小灯泡的电阻R2＝＝≈7.1Ω，第3 次实验中小灯泡的电阻R3＝＝≈7.8Ω。由上面的计算可知，小 灯泡的阻值随两端电压的增大而增大，因此当小灯泡两端电压为3V 时，小灯泡的实际电阻一定大于7.8Ω，A、B不符合题意；根据表2数 据可知，当小灯泡两端电压增大时，电路中电流变大，因此当小灯泡两 端电压为3V时，电路中电流要大于0.32A。 若小灯泡的实际电阻为9.8Ω，此时电路中电流I4＝＝≈0.31A＜ 0.32A，故C符合题意，D不符合题意。 1 2 3 4 5 6 4. （2024·石家庄十八县模拟）小明使用阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω 的定值电阻各一个，电压为3V的电源以及规格为“10Ω　0.5A”的滑动 变阻器等器材做“探究电流与电阻的关系”的实验。 第4题 1 2 3 4 5 6 （1） 他首先将5Ω的电阻接入了图甲的电路中，检查时发现电路中有一 根导线连接错误，请在错误的导线上画“✕”，并用笔画线代替导线将 电路连接正确。 如图所示　 【解析】（1）原电路图电压表串联在电路中是错误的，在探究电流与 电阻的关系实验中，定值电阻、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联 在定值电阻两端，如图所示。 1 2 3 4 5 6 （2） 电路正确连接后，闭合开关时发现，此时电压表和电流表均无示 数，他判断产生此现象的原因是 （填“定值电阻”或 “滑动变阻器”）断路。排除故障后移动滑动变阻器的滑片，电流表示 数如图乙所示，则此时电压表示数为 V。 滑动变阻器 2 1 2 3 4 5 6 【解析】（2）电流表无示数，说明电路可能断路；电压表无示数，说 明电压表与电源之间存在断路，即产生此现象的原因是滑动变阻器断 路；电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程0～0.6A，分度值为 0.02A，其示数为0.4A，则定值电阻两端电压UR＝I1R1＝0.4A×5Ω＝ 2V，即电压表示数为2V。 1 2 3 4 5 6 （3） 当定值电阻由5Ω换为10Ω时，为达到实验要求，需向 （填 “左”或“右”）调节滑动变阻器的滑片。 【解析】（3）实验中，当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，根据分压原 理，电阻两端的电压变大，研究电流与电阻关系时要控制电压不变，根 据串联电路电压的规律，要增大滑动变阻器两端的电压，由分压原理， 要增大滑动变阻器接入的阻值，故应把滑动变阻器滑片向右滑动。 右 1 2 3 4 5 6 （4） 小明按上述方法，更换不同阻值的电阻进行了多次实验后，得出 结论：当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成 ⁠。 【解析】（4）因电流与电阻的乘积为一定值，故可得出结论：当电压 一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。 反比 1 2 3 4 5 6 （5） 完成上面实验后，小明又设计了图丙所示的电路来测量额定电压 为2.5V的小灯泡正常发光时的电阻，已知电源电压为7V，R0的阻值为 10Ω，请完成以下实验步骤： ① 开关S和S1闭合、S2断开，移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡正 常发光。 1 2 3 4 5 6 【解析】（5）① 开关S、S1闭合，S2断开，此时灯泡和滑动变阻器串 联，电压表测滑动变阻器两端的电压，当灯泡正常发光时，灯泡两端的 电压为2.5V；由串联电路的电压规律可知，电压表的示数为7V－2.5V ＝4.5V。 1 2 3 4 5 6 ② 保持滑动变阻器滑片位置不变，将开关S和S2闭合、S1断开，此时电 压表示数为3V；再将滑动变阻器的滑片移到最左端，此时电压表示数为 5V，电路中的电流为 A。 【解析】② 保持滑动变阻器位置不动，开关S、S2闭合、S1断开，此时 滑动变阻器的最大电阻和R0串联，电压表测滑片右侧电阻丝的电压，已 知此时电压表示数为3V；再将滑动变阻器滑片调到最左端，滑动变阻 器的最大电阻仍然和R0串联，电压表测整个滑动变阻器两端的电压，此 时电压表示数为5V，根据串联电路电压的规律，定值电阻两端的电压 为7V－5V＝2V，由欧姆定律，电路中的电流I＝＝＝0.2A。 0.2 1 2 3 4 5 6 ③ 小灯泡正常发光时的电阻RL＝ Ω（结果保留一位小数）。 【解析】③ 在②中，因电压表接在滑片上，故电流经定值电阻后经滑 动变阻器的全部电阻丝回到电源负极，因此在移动滑片过程中，电路中 的电流不变，电压表测滑片右侧部分电阻丝的电压；故当电压表示数为 3V时，由欧姆定律，滑动变阻器右侧部分的电阻R滑部分＝＝＝ 15Ω，由串联电路电流特点和欧姆定律，在①中，灯正常发光时灯的电 流IL＝＝＝0.3A；小灯泡正常发光时的电阻RL＝＝ ≈8.3Ω。 8.3 1 2 3 4 5 6 5. （2024·唐山路南二模）某实验小组用“伏安法”测未知电阻R的阻 值，其中小明设计的电路图如图甲所示。 第5题 1 2 3 4 5 6 （1） 请用笔画线代替导线，将图乙中未完成的电路补充完整（要求变 阻器的滑片向左移动时电流表示数变小）。 如图所示 1 2 3 4 5 6 【解析】（1）根据图乙可知，电源为两节干电池，电压为3V，所 以电压表应选用小量程并联在定值电阻两端，可将电压表的“3”接 线柱和定值电阻的左边接线柱相连；变阻器滑片向左移动时电流表 示数变小，根据欧姆定律可知电路总电阻变大，即滑动变阻器接入 电路的阻值变大，可将滑动变阻器的右下接线柱和开关的右边接线 柱相连，如图所示。 1 2 3 4 5 6 （2） 闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P时，电压表有示数，电流表 无示数，则故障原因可能是 ⁠。 【解析】（2）经分析，连好电路后，闭合开关，移动滑片P，电流表无 示数，但电压表有示数，则故障原因可能是定值电阻R断路。 电阻R断路 1 2 3 4 5 6 （3） 排除故障后，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P至某位置观察 到电压表和电流表的示数如图丙所示，则电压表的示数为 V。根据 这组数据可计算出待测电阻R的阻值为 Ω。 【解析】（3）由图丙可知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V， 读数为2V；由图丙可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A， 读数为0.5A；待测电阻的阻值R＝＝＝4Ω。 2 4 1 2 3 4 5 6 （4） 小明根据实验数据绘制的定值电阻的I－U图象如图丁中的A所 示，小亮采用相同的器材进行该实验时，根据实验数据绘出的I－U图象 如图丁中的B所示。你认为小亮得到的图象与小明得到的图象不同的原 因可能是 ⁠。 小亮将电压表并联在滑动变阻器的两端 第5题丁 1 2 3 4 5 6 【解析】（4）由图象知随着电流的增大，电压减小，符合滑动变阻器 两端电压的变化规律。 1 2 3 4 5 6 第5题丁 【拓展】小明用如图戊所示的电路测量小灯泡正常发光时的电阻，所用 器材：额定电流为0.3A的小灯泡、电池组（三节干电池串联，电压为 4.5V）、电流表一块、滑动变阻器（15Ω　2A）、定值电阻 （R0＝5Ω）、开关和导线若干。 第5题戊 1 2 3 4 5 6 ① 只闭合S、S2，移动滑片P，使电流表的示数为 A。 【解析】【拓展】① 因小灯泡的额定电流为0.3A，所以只闭合S、S2， 移动滑片P，使电流表的示数为0.3A，此时小灯泡正常发光。 0.3 1 2 3 4 5 6 ② 只闭合S、S1，保持滑片P不动，读出电流表的示数为0.45A。 【解析】② 只闭合S、S1，保持滑片P不动，读出电流表的示数为 0.45A，此时电阻两端电压U0＝I2R0＝0.45A×5Ω＝2.25V，滑动变阻 器两端电压U滑＝U总－U0＝4.5V－2.25V＝2.25V，滑动变阻器接入电 路中的阻值R滑'＝＝＝5Ω。 1 2 3 4 5 6 ③ 小灯泡正常工作时的电阻为 Ω。 【解析】③ 只闭合S、S2时，滑动变阻器两端电压U'＝ I1R滑'＝ 0.3A×5Ω＝1.5V，小灯泡两端电压U灯＝U总－U'＝4.5V－1.5V＝ 3V，小灯泡正常工作时的电阻R灯＝＝＝10Ω。 10 1 2 3 4 5 6 6. （2024·石家庄校级二模）小丽在“测量小灯泡的电功率”实验 中。实验器材有电压恒为3V的电源一个，小灯泡（额定电压U额＝ 2.5V）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干。 第6题 1 2 3 4 5 6 （1） 图甲是小丽连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在 连接错误的导线上画“✕”，并补画出正确的连线。 如图所示　 【解析】（1）题图甲中，电流表与灯泡并联，电压表串联在电路中， 这是错误的，在该实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表应串联，电压表 并联在灯泡两端。 1 2 3 4 5 6 （2） 闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该移动到 （填“最 左”或“最右”）端。 【解析】（2）为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该移 动到阻值最大处，即最左端。 最左 1 2 3 4 5 6 （3） 正确连接电路后，闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电 压表有示数，则电路故障可能是 ⁠。 A. 灯泡短路 B. 灯泡断路 C. 滑动变阻器短路 D. 滑动变阻器断路 【解析】（3）正确连接电路后，闭合开关，发现灯泡不亮，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，与电压表并联的电路断路 了，即电路故障可能是灯泡断路，故选B。 B 1 2 3 4 5 6 （4） 故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电流表指针如 图乙所示，则此时通过小灯泡的电流是 A。 【解析】（4）由图乙可知，此时通过小灯泡的电流是0.14A。 0.14 1 2 3 4 5 6 （5） 小丽根据记录的多组I－U 数据，画出了通过小灯泡的电流随其两 端电压变化的关系图象（如图丙），则小灯泡的额定功率 为 W。 【解析】（5）由图丙可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的电 流为0.25A，则小灯泡额定功率P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W。 0.625 1 2 3 4 5 6 （6） 小华在没有电压表的情况下，用如图丁所示电路也测出了小灯泡 的额定功率。其中，定值电阻的阻值为R0。实验操作如下：① 先断开开 关S2，闭合开关S、S1，调节滑动变阻器滑片，使电流表的示数 为 ⁠。 【解析】（6）① 测小灯泡的额定功率，先让小灯泡正常发光，即先断 开开关S2，闭合开关S、S1调节滑动变阻器滑片，使电流表的示数为。 ​ 1 2 3 4 5 6 ② 保持变阻器滑片的位置不变，断开开关S1，闭合S2，读出电流表 示数为I，则小灯泡额定功率P额＝ 。（用R0、U 额、I表示） 【解析】② 保持变阻器滑片的位置不变，断开开关S1，闭合S2，读出电 流表示数为I，则通过小灯泡的电流为I－，则小灯泡额定功率P额＝U 额（I－）。 U额（I－） 1 2 3 4 5 6 $$