④伏安法实验及创新拓展实验 -【一战成名新中考】2025广西中考物理中考必考知识点专题特训

一、探究电流与电压、电阻的关系 1．探究“电流与电压的关系”实验中，小高连接的电路如图甲所示。已知电源电压恒为6V，滑动变阻器规格为“30Ω 1A”，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V。 （1）小高连接如图甲所示的实物电路，在检查电路时小高发现多连了一条导线。请你找出多余的导线并用“×”在图中标记。 （2）闭合开关前，小高发现电流表指针如图乙偏转，其原因可能是　　； （3）排除故障后，小高通过调节滑动变阻器的滑片，测出通过定值电阻R的电流和对应的电压值，绘制出I﹣U图象（如图丙a）；实验完成后，将电阻换成小灯泡，重复上述实验过程，绘制出I﹣U图象（如图丙b），则图象中A、B、C三点电阻RA、RB、RC大小关系由大到小排列为　　； （4）实验完成后，小高又用该装置探究“电流与电阻的关系”。他控制电压表的示数为2.5V并保持不变，可供选择的定值电阻分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。 ①小高将5Ω定值电阻连入电路，将滑动变阻器的滑片移动到最大阻值处，再闭合开关，适当调节滑动变阻器的滑片，读出电流表的示数为I1＝0.5A，记录数据； ②断开开关，将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处，拆下5Ω电阻，将10Ω电阻接入电路。正确操作后，读出电流表示数并记录数据。此时滑动变阻器接入电路中的电阻是　　Ω； ③分别将15Ω和20Ω电阻接入电路，正确完成实验； ④根据实验数据，得到如图丁所示的电流I随电阻R变化的图象。由此可得出结论：电压一定时，　　； ⑤实验中，分别将四个电阻单独换入电路完成实验，为保证电路安全，定值电阻两端的最大电压值为　　V。 2．某实验小组在“探究电流与电压的关系”实验中，电源使用两节新干电池，电流表、电压表均为学生实验用双量程电表，滑动变阻器R2的规格是“20Ω 2A”。 （1）图甲是小明连接的电路，其中有一根线连接错误，请在这根线上打×，并在图中改正。 （2）电路连接无误后，闭合开关进行实验，第4次实验时电流表示数为0.5A，电压表示数如图乙所示，记为　　V。 （3）经分析，表格前三组数据中，不可能通过以上实验获得的数据是　　（填序号），舍去不真实数据，通过计算可知本实验中所用定值电阻R1的阻值为　　Ω（结果保留1位小数）。 实验序号 1 2 3 4 U/V 0.5 1.2 1.8 I/A 0.10 0.24 0.34 0.5 （4）现在很多照明电路都使用发光效率极高的LED灯，它的主要元件是发光二极管。小明想利用本实验装置测量阻值约为500Ω、额定电压为U额＝2.5V的发光二极管的额定功率，操作时发现无法完成实验，不可能是因为　　（选填一个序号） A.电流表的分度值太大 B.电源电压太小 C.滑动变阻器最大阻值太小 （5）小红增加了一个电阻箱（可读数），并选用规格符合要求的实验器材重新设计电路，如图丙所示，实验步骤如下： ①先闭合开关S、S1，调节滑动变阻器使电压表示数为2.5V。 ②再断开开关S，闭合开关S2，调节电阻箱的阻值，直到　　，读取此时电阻箱的阻值R0。 ③发光二极管额定功率的表达式P额＝　　W（用已知和测量得的物理量表示）。 3．聪聪用图甲所示电路“探究电流与电阻的关系”。其中电源电压为4.5V不变，R1为电阻箱（0～999.9Ω），R2为滑动变阻器（20Ω 1A）。 （1）如图甲，连接电路时，开关应　　（选填“断开”或“闭合”）。 （2）聪聪在正确连接电路后闭合开关，发现无论怎样移动滑片P，电流表和电压表V2的示数都很小，电压表V1的示数接近电源电压且几乎不变，经检查并非故障问题，那么其原因是　　； （3）接着聪聪先将电阻箱R1调为12Ω，将滑动变阻器R2的滑片P移至合适位置，电压表V1的示数如图乙所示，示数为　　V，记下电流表的示数。断开开关，将电阻箱R1调为10Ω后，为了使　　（选填“电压”或“电流”）表的示数与前一次相同，应该将滑动变阻器R2的滑片P往　　（选填“a”或“b”）端移动； （4）依次改变电阻箱R1的阻值，共测得五组实验数据，根据实验数据，在图丙的坐标系中描绘出I﹣R1图象为曲线A。根据上面所测的五组实验数据，把每次实验时记录的电流值和对应滑动变阻器R2的阻值，也在图丙坐标系中描成点绘成曲线B，发现曲线B与曲线A　　（选填“有交点”或“无交点”），原因是对每一个电流值，对应的滑动变阻器阻值与电阻箱阻值的比值　　（选填“不变”“变小”或“变大”）； （5）当将电阻箱R1选取为24Ω时，聪聪发现无论怎样移动滑片，都不能使电压表示数达到原来的数值，为了能完成这次实验，你认为以下措施不可行的是　　。 A．将电源电压调为2.4V～4.4V范围内，其余不变 B．换一个最大阻值为40Ω的滑动变阻器，其余不变 C．在电路中串联一个定值电阻R0，R0的阻值范围为22Ω～25Ω，其余不变 二、测量定值电阻的阻值 4．如图甲所示是小林测量定值电阻Rx阻值的实验电路，器材可以满足实验要求。 （1）本实验的实验原理是　　。 （2）连接电路时开关应该　　。连好电路后，闭合开关S，移动滑片P，当电压表示数为2.4V时，电流表的示数如图乙所示，则定值电阻的阻值为　　Ω； （3）通过调节滑动变阻器，测得多组的电压和电流值，最后算出阻值的平均值，这样做的目的是　　。 （4）小林在没有电流表的情况下设计了另一种测量电阻的方案，电路如图丙所示，方案中定值电阻的阻值为R0，Rx≠R0步骤如下： ①将S接到a，滑动变阻器调到某一位置，读出电流表的示数I1； ②再将S接到b，保持滑片在某一位置不动，读出电流表的I2； ③由I1R0＝I2Rx可得Rx。 请判断：上述得到的结果　　（选填“正确”或“错误”），并简要说明理由：　 。 5．小明和小华进行测电阻活动。 （1）小明测量定值电阻Rx的实验： ①用图甲的电路测量Rx的阻值，该实验的原理是　　； ②请按照图甲的电路图，用笔画线将图乙中的实物图连接完整； ③闭合开关之前，滑动变阻器的滑片应置于　　端；闭合开关，发现电压表示数接近电源电压，电路的故障可能是　　断路； ④排除故障，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为2.6V时，电流表示数如图丙，则通过计算阻值Rx是　　Ω； （2）小华同学通过上面实验获得灵感，想设计一个能通过电压表测量湿度传感器电阻的电路，并且该电路的电压表示数随着相对湿度的变大而变大。准备了如下器材：一个3V电源、一个阻值为RS的湿度传感器（电路符号为，其阻值随相对湿度的增大而减小）、一个阻值为2×103Ω的定值电阻R0、一只电压表、一个开关、导线若干。 请利用以上器材并根据要求，在虚线框内画出对应的电路图。根据电路分析可知，当电压表指针指在2V的位置时，湿度传感器的阻值RS＝　　Ω。 6．实验室清理出一批阻值标记已模糊的定值电阻（阻值不超过10Ω），实践小组决定回收利用，现需要对这批定值电阻进行测量。 （1）如图1为测量电路，请用笔画线代替导线将实物图连接完整。闭合开关前，滑片P应移至　　端。 （2）闭合开关，电流表示数为零，电压表示数接近电源电压，则故障可能是　　。排除故障后继续实验，记录两电表示数如图2所示，则该被测电阻的阻值为　　Ω。 （3）有同学提出，用上述方法逐一测量这批电阻太慢，请你帮助实践小组设计一款可以直接通过电表读出电阻值的装置。可选器材：电源（U总＝3V），已知阻值的定值电阻R0（5Ω，10Ω，20Ω），电流表（0～0.6A），电压表（0～3V），待测电阻Rx，开关，导线若干。 要求：任意选择一只电表进行设计；选择合适的R0，使电路在测量范围0～10Ω内精确程度尽可能高。 ①设计：将电路画在方框内，R0选择　　Ω。 ②定标：根据计算式Rx＝　　（用U总、电表示数I或U和R0等物理量符号表示），可在表盘上标记对应的电阻值。使用时接入待测电阻，即可读出阻值。 7．某实验小组用“伏安法”测量定值电阻R的阻值，实验电路如图甲所示，电源电压为3V。 （1）图甲电路有一根导线连接错误，请在这根导线上画“×”，并以笔画线重新连接该导线。 （2）为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于　　端（选填“A”或“B”）。 （3）当电压表示数为2.0V时，电流表示数如图乙所示，则通过R的电流大小为　　A，它的阻值是　　Ω。 （4）继续移动滑动变阻器滑片P进行多次测量，目的是　　（选填字母）。 A.取平均值、减少实验误差 B.得到普遍规律 （5）实验结束后，小组同学分析选用合适的滑动变阻器能否有效减小实验误差。在老师指导下，选用5Ω的定值电阻和两个最大阻值不同的滑动变阻器a、b，分别接入图甲电路中，并进行理论分析，得到电压表示数U与滑动变阻器的有效电阻占比k的数据如下表所示（k＝R/Ra，R表示滑动变阻器接入电路中的电阻值，Rg表示滑动变阻器的最大阻值），并拟合出如图丙所示图线。分析可知，选用　　滑动变阻器实验误差更小（选填“a”或“b”），其最大阻值为　　Ω（结果保留整数）。 k＝R/Ra 接a时电压表示数U/V 接b时电压表示数U/V 1 0.600 0.073 0.8 0.714 0.091 0.6 0.882 0.120 0.4 1.154 0.176 0.3 1.364 0.231 0.2 1.667 0.333 0.1 2.143 0.600 0 3.000 3.000 8．课外兴趣小组要测量一个未知电阻Rx的阻值，现有下列器材：电源，两个相同的电流表A1、A2，一个定值电阻R0（阻值为9Ω），开关，导线若干。兴趣小组的同学们开动脑筋，积极思考，设计出了一个测量Rx的方法。 （1）同学们设计出的测量电路图如图甲，请根据电路图用笔画线代替导线把未完成的实物图（图乙）补充完整。 （2）连接好电路，闭合S之前，滑动变阻器的滑片应滑到　　（选填“a”或“b”）端。 （3）调节滑动变阻器，使两个电流表有一个恰当的读数，如图丙，两表A1、A2的读数分别为I1＝　　A，I2＝　　A。 （4）根据两电流表读数可得出被测电阻Rx＝　　。 （5）调节滑动变阻器，使A1和A2表的读数都变大，为保证A2表不被烧坏，则A1表的读数不能超过　　A。 （6）有同学认为，改用图丁电路图也可以测出Rx的值，你认为是否可行，并说明理由______________________________________________________________________________。 9．小明用如图甲所示电路测量定值电阻Rx的阻值，电源电压保持不变．滑动变阻器的最大阻值为20Ω．设计与进行实验。 （1）请用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整（要求滑片向右移动时电流表示数变小）； （2）连接好图甲电路，闭合开关，发现电流表指针不动，但电压表指针有明显偏转。若电路中只有一处故障，则故障是　　； （3）排除故障后小明多次移动滑动变阻器的滑片，并数据记录。当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，则定值电阻Rx的阻值为　　Ω； （4）本实验中要进行多次测量，下列进行多次测量的目的与本实验相同的是　　（填字母）； A．用刻度尺测量物理课本的长与宽 B．探究杠杆的平衡条件 C．测量小灯泡的电功率 （5）同学小华用“伏安法”测未知电阻的阻值实验中，根据所记录的实验数据绘制了如图丙所示的U﹣I图象。对比发现绘制的U﹣I图象与其他组绘制的图象不同，你认为其原因是　　，阴影部分面积表示的物理量是　　； （6）如图丁的电路，电源电压U恒为3V，R为滑动变阻器，定值电阻R0为10Ω，灵敏电流计G的量程为0～30mA。若把电流计表盘的刻度重新标注，将待测电阻接在A、B两端，便可直接读出所测电阻的阻值。完成下列实验步骤： ①想A、B两端直接连接在一起，移动滑动变阻器的滑片P，使电流计的指针偏转到最大刻度处，此时滑动变阻器连入电路的阻值R1为　　Ω，电流计表盘的最大刻度处标注的示数为　　Ω； ②保持滑动变阻器滑片P位置不变，把某定值电阻接在A、B两端，电流计指针刚好处于中间刻度线处，则接入的定值电阻阻值为　　Ω； ③把另一待测的电阻Rx接在A、B两端，电流计示数为Ix，表盘指针对应的示数应标注为Rx。则Rx＝　　（用U、Ix、R0、R1表示）。 10．小聪和他的同学在实验室发现一个没有标注阻值的电阻器（如图甲所示），他们决定要对其进行标注，于是先设计了如图乙所示的电路，然后选取了合适的器材。 （1）小聪根据电路图连接了实物电路如图丙，有一根导线连接是错误的，请在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线，把电路改成正确的电路。 （2）改正电路后，闭合开关，多次调节滑片测得数据如下表： 实验次数 电流表示数I/A 电压表示数U/V 1 0.24 12 2 0.14 3 0.20 9.5 ①第2次实验电压表示数如图丁，为　　V。 ②甲图电阻器上的阻值为　　Ω。（阻值用整数） （3）测量出电阻后，小组的同学觉得测量电阻的过程有些麻烦，于是想利用电流表改装一块测量电阻的“电阻表”，于是调节滑片至合适位置不动，把5Ω、10Ω、15Ω和20Ω电阻分别接入MN间，闭合开关测得电流值分别为0.4A、0.3A、0.24A和0.2A。 ①根据以上实验获得的数据，能否得出电流跟电阻成反比的结论？请分析说明原因。 ②他把电阻值标注在如图戊所示的电流表的表盘上，这样就得到一个初步的“电阻表”。改装的“电阻表”跟电流表刻度特点对比的不同之处是：（写出两点） 电流表刻度　　，而“电阻表”刻度　　； 电流表刻度　　，而“电阻表”刻度　　。 （4）请在戊图的“电阻表”表盘上将50Ω电阻填写在对应的刻度线位置。 11．小明选取了两根长度相等材料不同的合金丝a和b，连接成图甲电路。M为合金丝b的左端点，N为合金丝a的右端点，Q为在合金丝上可移动的触点。闭合开关，将滑动变阻器滑片移至适当位置后，移动Q，发现电流表指针保持图乙所示位置不动，电压表读数U随QN之间的距离x的变化如图丙所示。 （1）电流表示数为　　A。 （2）合金丝a的长度为　　cm，其阻值为　　Ω，合金丝b两端电压为　　V。 （3）小明再利用合金丝a和其他器材测量一个未知电阻Rx的阻值，电路如图丁所示。 ①请在图戊中用笔画线代替导线帮他完成电路连接。 ②电路连接好后，闭合开关S、S1，发现电压表无示数，检查发现是由于滑动变阻器出现　　（断路/短路）。 ③排除故障后，先闭合开关S和S1，移动滑动变阻器滑片至适当位置，读出电压表示数U1；再断开S1，闭合S2，读出此时电压表示数U2，则待测电阻阻值为　　（合金丝a的电阻用Ra表示）。 ④若在步骤③中，小明在测量U2时，将S2闭合前，忘记断开S1，仍用原方法算出的待测电阻阻值 　　（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 三、测量小灯泡的电阻、电功率 12．某实验小组在测量标有“2.5V 0.28A”的小灯泡电阻的实验中，连接的实验电路如图所示。 （1）小明连完电路后，没有检查就准备闭合开关，同组的小聪同学批评了他连完电路要检查，结果发现_____（选填字母）； A.没有错误； B.有一处错误：滑动变阻器都连了上面两个接线柱，这可能导致灯泡或电流表的损坏； C.有两处错误：除了B选项所说错误外，还有电流表正负接线柱接反了； D.有三处错误或不妥：除了B、C所说错误外，还有电流表量程选择偏大； （2）在同组同学批评提醒后按正确操作步骤进行实验，第一次测量时的电压等于2.5V，小灯泡正常发光，以后调节滑动变阻器，让电压逐次下调，使灯丝温度不断降低，灯泡变暗直至完全不发光，测量的数据如表所示。 数据序号 1 2 3 4 5 6 7 电压U/V 2.5 2.1 1.7 1.3 0.9 0.5 0.1 电流I/A 0.28 0.26 0.24 0.21 0.19 0.16 0.05 算出的电阻R/Ω 8.9 进一步分析表中数据可知： ①灯丝的温度升高，其阻值　　（选填“不变”“变大”或“变小”）。 ②小灯泡没有通电时，灯丝阻值　　（选填“为0Ω”“2Ω”或“小于2Ω”）。 （3）本实验小组的几位同学对实验数据和电路作更进一步的研究和分析，有以下几个观点： 甲：根据实验电路分析每次所测灯丝的电阻偏大，应取平均值作为测量结果以减小误差； 乙：不能取平均值作为测量结果，因为灯丝的电阻是变化的； 丙：由实验数据分析可知：电流跟电压不成正比，所以欧姆定律不遣用于灯丝； 丁：仅本实验的器材还可探究“电流跟电压的关系”。 对于以上观点你认为正确的是　　（选填“甲”“乙”“丙”或“丁”）。 13．为测量小灯泡灯丝的电阻，小岩选取了一个标有“2.5V”的小灯泡、两节新干电池等器材，连接了如图甲所示的电路。 （1）请将如图甲所示的实物电路补充完整。要求：变阻器滑片P向右移动时，电流表示数增大。 （2）小岩确定电路中的所有元件都完好且连接无误，闭合开关后，发现小灯泡不亮，电流表和电压表的示数都很小，要使小灯泡发光，接下来他应该进行的操作是　　。 A.用导线代替开关 B.换用标有“3.8V”的小灯泡 C.向右移动滑动变阻器的滑片 D.换用量程更小的电流表和电压表 （3）调节滑片P到某位置，小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则电流表示数为　　A，小灯泡正常发光时灯丝的阻值为　　Ω（结果保留1位小数）。 （4）实验时，他设计的表格和部分实验数据如下表所示。 实验次数 电压/V 电流/A 电阻/Ω 平均电阻/Ω 1 0.5 0.1 3 2.0 0.18 2 1.0 0.16 4 2.5 ①同学们对他制订的表格进行评估，你认为下列说法合理的是　　。 A.求平均电阻不合理，因为只有小灯泡两端电压为2.5V时测量结果才准确 B.求平均电阻不合理，因为小灯泡的电阻受温度影响较大 C.他的做法合理，因为取平均值能减小误差 D.他的做法合理，因为取平均值能避免误差 ②为完成实验，所选取的滑动变阻器的最大阻值至少为　　Ω。 （5）另一组的小龙想测某未知电阻Rx的阻值，但缺少电压表。他利用一个已知阻值为R0的定值电阻和一个开关S2设计了如下实验步骤，请帮他把缺少的步骤补全，并写出Rx的表达式。 ①将图丙中电路图补充完整，并连接电路； ②闭合S1、S2记录电流表示数为I1； ③　 　； ④写出待测电阻Rx的表达式：Rx＝　 　。 14．小明要测定标有“3.8V”小灯泡正常发光时的电阻，选择一些器材，两节新干电池、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线若干，连接了如图甲所示电路。 （1）同组的小芳发现小明所选的器材不能完成此实验，其原因是　 　； （2）更改后小明还测量了小灯泡在不同电压下的电流，并根据所测得数据绘制了小灯泡的I﹣U图像，如图乙所示，可计算出小灯泡的额定功率是　　W，由图像可知电流与电压并不成正比，原因是灯丝的电阻随温度升高而　 　； （3）由图可知，当灯泡电流是额定电流一半时，灯泡对应的功率为P1，当灯泡电压为额定电压一半时，灯泡对应功率为P2，则P1　　P2（选填“＜”“＝”“＞”）； （4）上述实验结束后，小明又设计了如图丙所示的电路，只用电压表来测量额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电阻。已知滑动变阻器R的最大阻值为15Ω，电源电压恒定，其测量过程如下： ①闭合开关S、S2，断开S1，将滑动变阻器的滑片移到最上端，电压表示数为4.5V； ②　 　（填三个开关闭合与断开情况），移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为2V，这时小灯泡正常发光； ③闭合开关S、S2，断开S1，保持滑动变阻器滑片的位置不变，电压表示数为3V； ④小灯泡正常发光时的电阻为RL＝　 　Ω。 15．如图甲所示电路，小刚测量额定电压为2.5V小灯泡的正常发光时的电阻。 （1）请用笔画线代替导线将甲图的电路连接完整，使滑片向左移动时灯泡变暗。 （2）连接好电路，闭合开关，发现小灯泡没有发光，电流表有示数，但电压表无示数，则电路故障可能是　 　。 （3）排除故障后，缓慢移动滑片P，使灯正常发光，此时电流表示数如图乙，灯泡正常发光时的电阻是　　Ω（计算结果保留一位小数）。 （4）小明根据实验数据画出小灯泡U～I关系图象如图丙所示。在某两次调节中，滑动变阻器接入电路的阻值减小了ΔR1，小灯泡的阻值变化了ΔR2，根据灯的电阻变化规律可知ΔR1　　ΔR2（选填“＞”“＜”或“＝”）。 （5）为了测另一待测电阻Rx的阻值，利用现有器材，增加一个单刀双掷开关，小刚又设计了如图丁所示的电路图，实验步骤如下： ①如图丁应将Rx接入虚线框　 　中，另一个虚线框接电线，将开关S接a后，闭合开关S1，调电阻箱R0为5Ω后，调节滑动变阻器滑片P使电流表示数为0.3A； ②将开关S接b，滑动变阻器的滑片P保持不动，调电阻箱R0阻值，使电流表示数为0.3A，读出R0示数为23.3Ω； ③则可计算Rx＝　　Ω。 16．一小灯泡标有“12V”字样，小江要测量这个小灯泡的额定电功率。 （1）在图1中，将实物连接成完整的电路（要求滑片右移时，变阻器接入电路的阻值变大）。 （2）小灯泡正常发光时，测得它的电功率为18W，则此时电压表示数为　　V，电流表示数为　　A。 （3）实验室的电能表如图2所示。若铝盘转过一圈时，测量消耗的电能W为　　J；此消耗的电能让一个实际功率为18W的用电器工作时间t为　　s。 （4）图3甲为小灯泡的内部结构图，如图乙连接，各处接触良好，电池电量充足，此时　　（选填“有”或“没有”）电流经过小灯泡灯丝，此电路是　　（选填“通路”、“断路”或“短路”）。 17．小明为“测量小灯泡的电功率”实验准备了以下器材：额定电压为2.5V的小灯泡（正常发光时电阻约为10Ω）、滑动变阻器、开关、电流表、电压表各1个、新干电池4节、导线若干。 （1）连接电路时开关应当处于　　状态。按要求正确连接电路后，闭合开关小明发现灯泡不亮。经检查，电路连接无误，各元件完好，电压表和电流表都有示数且示数较小。灯泡不亮的原因是：　 　。 （2）移动滑片使电压表的示数如图乙所示，为了测出小灯泡的额定功率，滑动变阻器滑片应当向阻值较　　（选填“大”或“小”）的一端移动。 （3）通过小灯泡的电流随它两端电压的变化如图丙所示，小灯泡的额定功率为　　W。分析图象可知，小灯泡电阻会发生变化，影响灯泡电阻大小的因素是　　。 （4）由于电压表故障无法使用，小李通过思考想到了一种测量电压的方法：可利用定值电阻R和电流表串联如图丁所示，虚线框内的电路相当于一只“电压表”。根据图中电流表正负接线柱位置，此“电压表”的正接线柱应在　　端，另一端则为负接线柱。电流表选取0～0.6A量程，若要此“电压表”的量程为0～15V，R的阻值应为　　Ω。 18．小明同学在测定小灯泡正常发光时的功率，连好的实物电路如图甲所示，已知小灯泡的额定电压为2.5V。 （1）如图甲所示是小明已连接的电路，有一根导线连接错误，请在连接错误的导线上打“×”并用笔画线代替导线完成正确的连接。 （2）连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，且电压表的示数为3V，电流表示数为0，则出现故障的原因可能是　　。 （3）当电压表示数调至2.5V时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为　　W。 （4）在图丙中，根据实验数据描绘的通过小灯泡的电流与其两端电压关系的图象正确的是　　（选填“①”“②”或“③”）。 （5）小华设计了如图丁所示的电路来测量小灯泡的额定功率，小灯泡的额定电流为I额，请完成下列填空（电源电压不变，R1和R2为滑动变阻器，R2的最大电阻为R0）： ①只闭合开关S、S1，调节R2使电流表的示数为I额； ②再断开S1，闭合S2，保持R2滑片位置不变，调节R1，使电流表示数为　　； ③接着将R2的滑片P调至最左端，记下电流表的示数为I1；再将R2的滑片P调至最右端，记下电流表的示数为I2，则小灯泡的额定功率P额＝　　（用I额、R0、I1、I2表示）。 19．在“测量小灯泡电功率”的实验中，实验小组的同学们设计了如图甲所示电路进行实验，所用的新灯泡铭牌标有“2.8V”的字样。 （1）请用笔画线表示导线，将图甲所示的实物连接成完整电路。要求：滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表示数变小。 （2）电路接通前，滑动变阻器的滑片应该移至图中 　　处（选填“A”或“B”）；闭合开关后，发现电压表示数为零，查明电路中的故障只有一处，是小灯泡 　　（选填“短路”或“断路”）。 （3）排除故障后，调节滑动变阻器连入电路中的阻值，记录每次对应的电流值和电压值，此时小灯泡的电功率为 　　W；如图所示，实验小组的其他同学在只使用一个电流表时0设计了四个测未知电阻Rx电功率的电路，其中不可行的是 　　。（填字母） （4）实验中同学们发现小灯泡的亮度与小灯泡的 　　（选填“额定功率”或“实际功率”）有关。小王提出生活中在台灯下做作业时，发现书本在不同情况下被台灯照亮的程度有所不同。同学们对“书本被照亮的程度与哪些因素有关”提出了各自的猜想，猜想一：可能与灯泡的功率有关，计划选用如图丙所示的节能灯和白炽灯进行实验。在其他因素相同的情况下，应选择下面的 　　（填字母）两盏灯来进行实验。 A.“220V 15W”白炽灯 B.“220V 75W”白炽灯 C.“220V 5W”节能灯 D.“220V 15W”节能灯 20．小红利用图甲电路测量未知电阻Rx。 （1）移动滑片P，将测得的电流表、电压表示数记录在表格中，实验①的两表示数如图乙所示，请将数据填入表格。根据实验①②③的数据可得：Rx的阻值为　　Ω（保留整数），多次实验的目的是　　。 实验序号 ① ② ③ 电流表示数I/A 0.2 0.25 电压表示数U/V 3.8 5 阻值Rx/Ω （2）小明想用该电路测量额定电压U额＝2.5V的小灯泡L的额定功率，发现电流表已经损坏，于是借助小红测量的定值电阻Rx、电压为4.5V的电源、滑动变阻器（50Ω，0.5A），设计了如图丙所示的电路图及下列方案来测量小灯泡L的额定功率（灯丝电阻约10Ω）。 ①闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数等于小灯泡的额定电压。 ②断开开关，保持滑片位置不变，电压表所接的b接点不动，仅将a接点改接到c接点上，测出定值电阻Rx两端的电压U0，从而求出小灯泡的额定电流。 请你指出小明的设计方案中存在的两个问题： Ⅰ.　 　； Ⅱ.　 　。 （3）思考后，小明又设计了如图丁所示的电路来测量小灯泡L的额定功率，电源电压未知但不变，R1和R2为滑动变阻器，R2的最大阻值为10Ω，实验操作如下： ①只闭合开关S和S1，调节R2滑片，使电压表的示数为U额。 ②只闭合开关S和S2，保持　　（R1/R2）的滑片位置不变，调节　　（R1/R2）的滑片，使电压表示数仍为U额。 ③保持②中开关状态，仅将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数U1＝3V，再仅将R2的滑片P调至最右端，记下电压表示数U2＝1.5V，则小灯泡L的额定功率P额＝　　W。 四、创新拓展实验 21．小王在探究“影响导体电阻大小的因素”时，猜想导体的电阻可能与下列因素有关： ①导体的材料；②导体的长度；③导体的横截面积。 为了验证上述猜想，小王用如图1所示的器材进行实验，其中ABC是镍铬合金丝，D是锰铜合金丝；ACD长度相同，ABD横截面积相同。 （1）实验中，在两个金属夹子之间接上不同的导体，闭合开关后通过观察　　来比较导体的电阻大小更好； （2）为了验证猜想②，应选用编号为　　和　　的两根金属丝分别接入电路进行试验； （3）小王在探究影响导体电阻大小的因素后，得到了导体电阻大小与导体的材料、长度和横截面积有关的结论。在查阅资料后，他发现温度也会影响导体的电阻，于是利用如图2所示的装置，探究温度对不同材料导体电阻阻值的影响。 连接好电路后，闭合开关，将加热导体前的电流表示数记为I1，用酒精灯加热导体5s，将此时电流表示数记为I2，撤去酒精灯，待导体冷却至室温后，将此时电流表示数记为I3，记录的实验数据如表所示： 材料 I1/A I2/A I3/A 铜丝 2.5 2.3 2.5 铁丝 1.2 0.8 1.2 铝丝 1 0.7 1 未知材料的电阻丝 0.1 2.9 0.1 ①分析表中的I1、I2数据可知：温度升高，铜丝、铁丝、铝丝的电阻会　　，未知材料的电阻丝阻值会　　； ②小王想利用上述四种材料制成的电阻丝制作一个温度传感器，图3是电路图，R1为保护电路的定值电阻，R0是感温电阻，将电流表表盘改装为温度传感器表盘（表盘上从左到右温度示数依次变大），上述四种材料中　　适合作为感温电阻。 22．某课外小组学习了导体电阻的知识后，对食盐溶液的导电性能与什么因素有关提出了以下猜想： ①可能与溶液的浓度有关； ②可能与溶液的质量有关； ③可能与溶液中两金属片间的距离有关； 为了验证猜想，他们设计了如图的装置，将电路中的a、b两金属片分别插入甲、乙、丙、丁溶液中所示位置（金属片a、b每次插入溶液中的深度都相同）进行探究： （1）在连接电路时，开关必须　 　，定值电阻R0在电路中起到 　的作用； （2）食盐水溶液的导电性能可以通过观察　 　来判断； （3）将金属片a、b分别插入如图甲、乙位置可探究猜想　　（选填序号），为了探究猜想②应将金属片a、b分别插入　　两图所示位置； （4）将金属片a、b分别插入如图乙、丁位置，若I乙　　I丁（选填“＝”或“≠”），由此可得到的结论是食盐水溶液的导电性能与溶液中两金属片间的距离有关； （5）将两金属片插入溶液更深些，发现电流表示数发生了变化，由此，可以提出一个可探究的科学问题是：　 　。 23．善于观察的小明看到电池使用说明中提示“请一次性更换所有电池，以免新旧电池混用”。于是小明在家中找出同一品牌的电池设计实验，探究新旧电池混用是否更节能。 (1)小明将同型号的两节新电池串联或“一新一旧”的两节电池串联，分别给同一辆玩具电动车供电，让玩具车在 （选填“相同”或“不同”）的路面上行驶。他发现在相同时间内装有“一新一旧”电池的玩具车通过的路程较短，说明这个过程中该组电池提供的电能较 ，该研究方法属于 法； (2)小明换用定值电阻进一步探究，通过测量定值电阻两端的电压，比较电池给定值电阻提供电压的大小。他设计了如图甲所示的电路进行实验，分别将相同型号的电池以不同的组合方式接入A、B间，将开关S闭合前后的电压表读数记录在表中： 实验 电池组合 A、B之间的电压UAB/V S断开时 S闭合时 1 两节新电池串联 3.2 3.1 2 “一新一旧”电池串联 1.9 1.3 3 一节新电池 1.6 1.5 ①分析表中的数据发现，“一新一旧”电池串联对外提供的电压最 ； ②小明找来几个其他型号的新旧电池重复以上实验，是为了 （选填“减小实验误差”或“使实验结论具有普遍性”）； (3)小明查阅资料知道干电池本身有一定的电阻，如图乙所示，可以等效为一个没有电阻的电池和一个定值电阻R串联而成。为测定干电池的阻值，小明设计了如图丙所示的电路。已知滑动变阻器的最大阻值为R0，请完成下列的实验步骤： ①只闭合开关S，断开开关S1，记录电压表示数为U1； ②接着闭合开关S和S1，将 ，记录电压表示数为U2； ③干电池电阻的表达式：R= （用R0、U1、U2表示）。 24．物理兴趣小组的同学们发现，有的电阻会随温度、压力等外界因素的改变而发生变化，那么热敏电阻的阻值大小与温度有什么关系呢？为此他们从实验室找来图甲所示热敏电阻进行探究。 （1）热敏电阻是由　　（选填“导体”“超导体”或“半导体”）材料制成的。经过讨论，同学们组装了如图乙所示的装置进行实验，实验中应保证电源电压　　。 （2）该实验中通过　　来反映电阻的大小，下列实验中没有用到这种研究方法的是　　（填序号）。 A．探究动能大小与哪些因素有关 B．探究光的反射定律 C．探究液体压强与哪些因素有关 （3）点燃酒精灯，闭合开关进行实验，记录的数据如表所示，分析实验数据可知该热敏电阻的阻值随温度升高而　　（选填“增大”或“减小”）。 温度t/℃ 10 20 30 40 50 60 电流I/A 0.13 0.16 0.21 0.27 0.34 0.43 （4）为了得到这个热敏电阻在不同温度下的具体阻值，实验还需要增加的器材是　　。 25．在学习电阻知识时，老师科普了热敏电阻的一些应用，小宇想探究热敏电阻阻值大小与温度的关系，就买了一个热敏电阻进行探究。 猜想一：热敏电阻的阻值随温度的升高而增大； 猜想二：热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。 为了验证猜想是否正确，小宇计划用如图﹣1所示的装置实验，验证上述猜想是否正确；小宇组装好装置后。点燃酒精灯、闭合开关进行实验，电源电压不变，记录的数据如表。 温度/℃ 10 20 30 40 50 60 70 电流/A 0.13 0.16 0.21 0.27 0.34 0.43 0.55 （1）分析实验数据，可以验证猜想　　是正确的。 （2）实验通过观察　　可以反映电阻大小的变化，这种研究方法叫做　　。 （3）小宇将电流表的刻度盘改画为指示温度的刻度盘，每10℃画一条刻度线，根据表格数据，这个刻度盘的刻度　　（选填“是”或“不是”）均匀的。 （4）家用电器中　　（选填“电饭锅”或“洗衣机”）可能是由热敏电阻制成的。 （5）如图﹣2是小宇利用热敏电阻制作的具有加热。保温等功能的加热器电路图，控制电路中R为热敏电阻，R1，R2为工作电路的电热丝，温度降低时电磁铁的磁性　　，工作电路会处于　　状态。 26．同学们在进行电学知识的学习中，了解到各种导体的导电性各不相同，电阻大的导电性差，他们想利用实验来“探究影响导体电阻大小的因素”，在观察现象的基础上他们做出了如下猜想。 ①导体的电阻可能与导体的长度有关。 ②导体的电阻可能与导体的横截面积有关。 ③导体的电阻可能与导体的材料有关。 他们在一些长短、粗细不同的多种型号玻璃管内装满浓度相同的盐水： （1）探究导体的电阻与长度关系时，选取几根长度不同，横截面积相同的玻璃管，分别将玻璃管连入如图甲所示的电路M、N处，通过观察　　来比较导体电阻的大小。 （2）利用图甲继续探究导体的电阻与横截面积关系时，小组同学在M、N之间与玻璃管并联接入一个电压表。闭合开关，调节滑动变阻器，电表的示数如图乙所示，则此时导电液体的电阻为　　Ω，断开开关，更换长度相同，横截面积不同的玻璃管，分别将玻璃管连入如图甲所示的电路M、N处，重复上述实验。 实验次数 1 2 3 4 横截面积/cm2 10 20 30 40 电阻/Ω 10 5 3.3 2.5 表格里记录了实验中的一部分数据，分析表中数据可知当材料和长度一定时，导体的电阻与其横截面积成　　。 （3）改用一段可拉伸的乳胶管（是绝缘体），将乳胶管灌满导电液体，两端用金属塞堵住管口，若均匀拉伸乳胶管，使其横截面积变为原来的一半，此时导电液体的电阻　　（选填“等于”或“不等于”）原来的2倍，这是由于实验时没有控制导电液体的　　不变。 （4）继续探究导体的电阻与导体材料关系时，小组同学用一根玻璃管，更换　　进行试验。 （5）小组的同学在科普杂志中看到：矿泉水中含有多种矿物质，导电能力强，电阻小；纯净水是用自来水过滤得到的，矿物质含量少，导电能力差，电阻大。这时他们想到教室饮水机中的水是矿泉水还是纯净水呢？他们设计了如图丙所示电路，选取两根长度、横截面积相同的玻璃管P、Q，在P、Q管内分别装满优质的矿泉水和“教室水”，并将P、Q管连入电路。实验中，将单刀双掷开关S从1拨到2时，若观察到电压表数　　（选填“变大”或“变小”），则Q内是纯净水，否则Q内是矿泉水。 27．科学家发现某些特殊材料的电阻会因磁场的作用而显著变化。小明同学设计了如图甲所示的电路，来研究巨磁电阻（GMR）电阻的大小与有无磁场的关系。 （1）闭合开关S1，通电螺线管的右边是　　（选填“N”或“S”）极。若想使其磁性增强，则R1的滑片应该向　　（选填“左”或“右”）端滑动。 （2）闭合开关S2之前，应将R2的滑片滑到最　　（选填“上”或“下”）端。 （3）断开开关S1，闭合开关S2并移动滑动变阻器R2的滑片，测得两电表的几组数据如表所示。由此可知，无磁场时GMR的阻值大小为　　Ω。 实验序号 1 2 3 4 U/V 1.00 1.25 2.00 2.50 I/A 2×10﹣3 2.5×10﹣3 4×10﹣3 5×10﹣3 （4）再闭合开关S1和S2，保持R1滑片位置不变，移动滑动变阻器R2的滑片，测得两电表的几组数据如表所示，可分别计算出有磁场时GMR的阻值大小。 实验序号 1 2 3 4 U/V 0.45 0.91 1.50 1.79 I/A 0.3×10﹣3 0.6×10﹣3 1×10﹣3 1.2×10﹣3 比较以上两组实验数据，可得出CMR的阻值大小与有无磁场的关系是：　　。 （5）小明想利用GMR电阻的特性，测量轮子的转速。他设计的方案如图乙所示，其中小磁铁是固定在轮子边缘的GMR电阻也固定于轮子附近。请你简述该装置的测速原理：　　。 28．同学们探究导体电阻与什么因素有关。 （1）小明同学采用了几支相同的铅笔，分别连接了如图A、B、C所示的电路。探究导体电阻与横截面积的关系，应该比较　　两个电路灯的亮度；根据你学过的知识将这三图小灯“从亮到暗”排序是　　。（此两空均写字母代号） （2）铅笔上的数字及H、B标号表示铅笔芯中石墨与粘土的比例不同。B值越大石墨含量越高，笔芯越软，涂写的笔迹越浓；H值越大粘土含量越高，笔芯越硬，涂写的笔迹越淡（如图）。小明想研究电阻与导体材料的关系，他取各种标号新铅笔各一支，两端削得露出笔芯，分别接入上面A图中比较灯的亮度。请问小明的做法是否正确：　　，并陈述理由：　　。 （3）小红的研究对象是几根完全相同的合金丝，她也分别连接成上面A、B、C三个电路来进行研究（图中的铅笔换成合金丝）。结果发现小灯泡的亮度没有区别；在灯旁接入电流表，测出的电流值也没有区别。请你分析原因可能是：　　。 29．物理小组的同学在探究影响导体电阻大小的因素后，得到了导体电阻大小与导体的材料、长度和横截面积有关的结论。在查阅资料后发现温度也会影响导体的电阻，同学们利用如图1所示的装置，就温度对不同材料导体电阻阻值的影响展开探究。 （1）连接电路时，滑动变阻器的滑片应置于最　　（选填“左”或“右”）端。 （2）连接好电路后，闭合开关，将加热导体前的电流表示数记为I1，用酒精灯加热导体5s，将此时电流表示数记为I2，撤去酒精灯，待导体冷却至室温后，将此时电流表示数记为l3，记录的实验数据如表所示： 材料 I1/A I2/A I3/A 铜丝 2.5 2.3 2.5 铁丝 1.2 0.8 1.2 铝丝 1 0.7 1 未知材料的电阻丝 0.1 2.9 0.1 ①分析表中的I1、I2数据可知：温度升高，铜丝、铁丝、铝丝的电阻会　　，未知材料的电阻丝阻值会　　，四种材料中　　的阻值受温度影响最大； ②分析表中的I1、I2、I3数据，发现导体在加热前和冷却至室温后所在电路的电流大小是相等的，因此本次实验中的温度变化对导体电阻的影响是　　（选填“可逆”或“不可逆”）的。 （3）小明想利用上述四种材料制成的电阻丝制作一个温度传感器，图2是电路图，R1为保护电路的定值电阻，R0是感温电阻，将电流表表盘改装为温度传感器表盘（表盘上从左到右温度示数依次变大），上述四种材料中　　适合作为感温电阻，理由是　　。 30．某中学到产品质量监督部门参加社会实践活动，碰到技术员正在处理一批假冒的“名牌”小灯泡。小明被安排用如图所示的器材检测这些小灯泡的质量是否合格。小明一看，检测器材跟平时在学校做实验用的器材差不多；再看那些小灯泡，做工明显粗糙，尽管标注的有点模糊，但依稀还能辨认出“2.5V，0.3A”字样。 （1）如图甲画出了小明连接检测小灯泡的实物电路的一部分，请用笔画线代替导线帮助小明完成该实物电路的连接。 （2）小明在连接电路时，开关要　　，滑动变阻器要调到最　　（选填“左”“右”）。 （3）闭合开关后，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表却有示数，小明分析电路后找到故障是　　。 （4）排除故障后，电压表的示数如乙图所示，此时电压表的示数是　　V，为测小灯泡正常工作时的电流，下一步操作是：向　　（选填“左”或“右”）移动滑动变阻器的滑片使灯泡正常发光。 （5）小明连接好检测电路后，对其中一只小灯泡进行检侧，得到了如表中的检测数据。 电压/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 2.7 电流/A 0.22 0.25 0.28 0.30 0.32 / 亮度 微亮→较亮→亮→很亮 烧坏 由这些数据可以看出：小灯泡在标注电压下工作时，通过它的实际电流比标注电流要　　。 （6）如果小灯泡生产厂家制作灯丝的原材料质量是合格的，则造成这一问题的根本原因是　　。 31．学习了“伏安法”测电阻后，某小组想进一步探究“导体的电阻与导体长度的关系”。他们选择了如图甲所示的器材，并连接了部分电路。将固定在木板上长为15cm的铅笔芯作为研究对象，并标记为等长的五段，a、f为铅笔芯的两个端点，中间四点分别标记为b、c、d、e。 （1）若使滑动变阻器的滑片P向D端滑动时电流表的示数增大，需用一根导线将电源的正极接线柱与滑动变阻器的　　（选填“A”“B”或“C”）接线柱连接。 （2）将电路连接完整后，把线夹夹在f点，闭合开关，发现无论如何调节滑动变阻器，电压表和电流表始终无示数。用一根导线检测电路故障，将导线的两端分别接到开关两端的接线柱上时，电压表和电流表仍无示数；将导线的两端分别接到滑动变阻器接入电路的两接线柱上时，电压表和电流表均有示数。若电路中只有一处元件故障，则故障是　　。 （3）该小组排除故障后继续实验，闭合开关后快速记录电流表和电压表的示数，然后立即断开开关。电流表的示数如图乙所示，该读数为　　A。调节滑动变阻器，多次测量并计算出电阻的平均值。 （4）将线夹分别夹在e、d、c、b点，重复步骤（3），得到铅笔芯接入长度l和对应的铅笔芯接入电阻的平均值R的数据，如表所示： 线夹位置 b c d e f 铅笔芯接入长度l/cm 3 6 9 12 15 铅笔芯接入电阻的平均值R/Ω 2.0 4.0 5.9 8.0 10.0 ①请如图丙所示在坐标纸上描点，并画出铅笔芯接入电阻的平均值R和铅笔芯接入长度l的关系图象。 ②通过分析图象可得实验结论：在材料和横截面积一定的条件下，　　。 （5）在实验评估环节，有的同学认为，只通过对铅笔芯电阻与其长度的探究得到的结论具有偶然性，为了使证据更充分，接下来还应该　　。 32．LED灯的主要部分是高亮度白色发光二极管。现利用图甲所示电路研究发光二极管的工作特性，把一个规格为“3V”的LED灯接入电源电压恒为4.5V的电路，闭合开关S，改变LED灯两端的电压和电流，电压表与电流表示数关系如图乙所示。 （1）LED灯主要部件由　　（选填“导体”、“半导体”或“超导体”）材料制成，发光二极管在电路中属于　　（选填“电源”或“用电器”）。 （2）在图甲中，闭合开关S，调节滑动变阻器，发现电压表有示数，电流表示数为零，原因是LED灯　　（选填“断路”或“短路”）。 （3）排除故障后，闭合开关S，图丙所示电压表示数为　　V。为了让LED灯正常发光，滑动变阻器滑片应向　　（选填“左”或“右”）移动。当LED灯正常发光时，其功率为　　W。 （4）如图丁所示，小明同学利用两块磁铁、一个线圈等器材制作了一台小型发电机，并用一个LED灯进行了实验探究。线圈转动时将会看到LED灯闪烁发光，请提出一个具有研究价值的问题　　。 33．如图甲是时下较为流行的LED手电筒和LED吸顶灯，它们的主要部分是高亮度发光二极管，是继白炽灯、卤素灯和节能荧光灯后新兴的第四代电光源。LED的发光原理与白炽灯截然不同，它是直接把电能转换成光能的器件，是新一代固体冷光源，将逐步取代传统光源。图乙是LED的元件实物及符号。 （1）LED灯主要由　　材料制成。 （2）LED灯之所以节能，被称为冷光源，是因为电热转换损耗的能量较白炽灯　　。 （3）小明了解到发光二极管的导电性能很特殊，它只允许电流从它的正极流向负极，不允许从负极流向正极。于是决定利用电压恒为3V的电源验证发光二极管这一特殊导电性。图丙电路当电源反接时，无论怎么移动滑片，电流表都　　（填“有”或“无”）示数；图丁电路当电源正接时，闭合开关，观察发现电流表无示数，二极管也不发光。于是他们找来一个电压表，接在c、d两端，发现电压表示数为1.4V，电路无断路情况，移动滑片，发现电压表示数变大，电流表也有示数，对此，他们猜想当电源正接时发光二极管导电性能与它两端的电压大小有关。继续完成实验，记录的部分数据如下表。 电压/V 1.4 1.5 1.7 1.9 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 电流/mA 0 0 2.0 4.0 12.0 22.0 32.0 42.0 52.0 60.0 ①分析小明的实验可知，发光二极管具有　　（填“单”或“双”）向导电的特性。 ②当发光二极管两端的正向电压达到1.9V时，正常工作；若发光二极管两端的正向电压超过1.9V，且长时间处于此电压下，易损坏。从表格中收集到的数据对比可以看出，该发光二极管正常工作前的导电能力　　正常工作后的导电能力（填“大于”“小于”或“等于”）。 ③发光二极管正常工作时，滑动变阻器连入电路的阻值为　　Ω。 34．有些汽车前挡风玻璃上的刮水器能够随着雨量的大小，刮水的速度会相应地发生变化，雨停后，刮水器自动停止工作，小华查阅了相关资料后，自制了如题图甲所示的雨水检测金属网（以下简称检测网），并设计了如题图乙所示的模拟电路进行探究。 （1）小华按照设计的电路图连接电路，检测网未放入水中，电流表无示数，再将检测网放入雨水中，电流表有示数，表明雨水是　　（选填“导体”或“绝缘体”）。小华通过观察电路中　　的变化来判断电动机转速的变化，从而反映出刮水器刮水速度的变化。 （2）将检测网竖立并缓慢浸入雨水中进行实验，分析数据可知，金属网浸入雨水中的深度越深，电流表的示数越大．这说明a、b间接入电路的电阻在　　（选填“变大”或“变小”），我们知道，影响导体电阻的大小的因素有：导体的　　、长度和　　、温度等，由此可知：a、b间接入电路的电阻变化是由导体的　　变化引起的。 （3）小华设计的电路在无雨水时，电动机不能转动，可是这样无法实现无雨时的车窗清洗，若要解决此问题，可在图乙电路中加装一个开关，请说明连接方法：　　。 35．学校“水培种植小屋”的蔬菜适宜生长的温度在10～30天之间在项目式学习小组利用热敏电阻和定值电阻设计温度报警电路。 【项目分解】 （1）设计温度报警电路 （2）优化温度报警电路 【项目实施】 （1）设计温度报警电路 如图甲是小组同学设计的温度报警电路，将热敏电阻R0放在热源内，其余部分置于热源外，就可以通过电流表的示数来表示热源温度，当电流表示数I≥6mA时报警。已知电源电压是12V，热敏电阻R0的阻值随温度变化的关系如图乙，则： ①热敏电阻主要是由　　（填“绝缘体”“半导体”或“超导体”）材料制作而成； ②热源的温度升高时：R0的电阻　　（填“变大”“变小”或“不变”）； ③当热源温度是：20℃时，电流表的示数为5mA，则R的功率为　　W。 （2）优化温度报警电路 小组同学发现，此报警电路不能实现小屋温度t≥30℃或t≤10℃都要有一个电表报警的要求，于是决定对电路进行改进。 ①请你判断：甲图中电路能实现小屋温度t　　时的报警要求； ②若要电压表示数U≥7.2V时实现另外一种情况的报警功能，则需在图甲电路中　　的两端并联一个电压表。 【项目拓展】 通过查阅资料获知：水培栽技术是一种高效、环保的栽培技术，可以在室内或有限空间内进行种植；通过正确的操作和调控，可以获得优质的农作物，提高农作物的产量和品质；光照是植物进行光合作用的基础，对于水培栽技术来说尤为重要。一般来说，水培植物需要每天接受8～12h的光照，如果选择人工光源（LED灯，功率约12W），每天最多消耗约　　kW•h电能。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 一、探究电流与电压、电阻的关系 1．探究“电流与电压的关系”实验中，小高连接的电路如图甲所示。已知电源电压恒为6V，滑动变阻器规格为“30Ω1A”，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V。 （1）小高连接如图甲所示的实物电路，在检查电路时小高发现多连了一条导线。请你找出多余的导线并用“×”在图中标记。 （2）闭合开关前，小高发现电流表指针如图乙偏转，其原因可能是　　； （3）排除故障后，小高通过调节滑动变阻器的滑片，测出通过定值电阻R的电流和对应的电压值，绘制出I﹣U图象（如图丙a）；实验完成后，将电阻换成小灯泡，重复上述实验过程，绘制出I﹣U图象（如图丙b），则图象中A、B、C三点电阻RA、RB、RC大小关系由大到小排列为　　； （4）实验完成后，小高又用该装置探究“电流与电阻的关系”。他控制电压表的示数为2.5V并保持不变，可供选择的定值电阻分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。 ①小高将5Ω定值电阻连入电路，将滑动变阻器的滑片移动到最大阻值处，再闭合开关，适当调节滑动变阻器的滑片，读出电流表的示数为I1＝0.5A，记录数据； ②断开开关，将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处，拆下5Ω电阻，将10Ω电阻接入电路。正确操作后，读出电流表示数并记录数据。此时滑动变阻器接入电路中的电阻是　　Ω； ③分别将15Ω和20Ω电阻接入电路，正确完成实验； ④根据实验数据，得到如图丁所示的电流I随电阻R变化的图象。由此可得出结论：电压一定时，　　； ⑤实验中，分别将四个电阻单独换入电路完成实验，为保证电路安全，定值电阻两端的最大电压值为　　V。 1．（1）如答图所示 （2）电流表没有调零 （3）RB＞RC＞RA （4）14 通过导体的电流和导体的电阻成反比 3 2．某实验小组在“探究电流与电压的关系”实验中，电源使用两节新干电池，电流表、电压表均为学生实验用双量程电表，滑动变阻器R2的规格是“20Ω2A”。 （1）图甲是小明连接的电路，其中有一根线连接错误，请在这根线上打×，并在图中改正。 （2）电路连接无误后，闭合开关进行实验，第4次实验时电流表示数为0.5A，电压表示数如图乙所示，记为　　V。 （3）经分析，表格前三组数据中，不可能通过以上实验获得的数据是　　（填序号），舍去不真实数据，通过计算可知本实验中所用定值电阻R1的阻值为　　Ω（结果保留1位小数）。 实验序号 1 2 3 4 U/V 0.5 1.2 1.8 I/A 0.10 0.24 0.34 0.5 （4）现在很多照明电路都使用发光效率极高的LED灯，它的主要元件是发光二极管。小明想利用本实验装置测量阻值约为500Ω、额定电压为U额＝2.5V的发光二极管的额定功率，操作时发现无法完成实验，不可能是因为　　（选填一个序号） A.电流表的分度值太大 B.电源电压太小 C.滑动变阻器最大阻值太小 （5）小红增加了一个电阻箱（可读数），并选用规格符合要求的实验器材重新设计电路，如图丙所示，实验步骤如下： ①先闭合开关S、S1，调节滑动变阻器使电压表示数为2.5V。 ②再断开开关S，闭合开关S2，调节电阻箱的阻值，直到　　，读取此时电阻箱的阻值R0。 ③发光二极管额定功率的表达式P额＝　　W（用已知和测量得的物理量表示）。 2．（1）如答图所示 （2）2.5 （3）1 5.1 （4）AC （5）②调节电阻箱R0使得电压表的示数仍为2.5V ③ 【解析】（4）二极管的额定电流为：I0.005A，由于电流表的分度值为0.02A，分度值太大，测量不出二极管正常发光时的电流，故A正确；二极管的额定电压为2.5V，而电源电压为3V，是足够大的，故B错误；滑动变阻器的最大阻值为20Ω，远远小于二极管的电阻，滑片移动时，对电路的影响很微小，起不到调节电压的作用，故C正确，故选AC；（5）①先闭合开关S、S1，调节滑动变阻器使电压表示数为2.5V，此时二极管正常发光；②再断开开关S1，闭合开关S2，调节电阻箱R0使得电压表的示数仍为2.5V，读取此时电阻箱的阻值R0，此时电阻箱的阻值与二极管的电阻是相同的；③发光二极管额定功率的表达式P额。 3．聪聪用图甲所示电路“探究电流与电阻的关系”。其中电源电压为4.5V不变，R1为电阻箱（0～999.9Ω），R2为滑动变阻器（20Ω1A）。 （1）如图甲，连接电路时，开关应　　（选填“断开”或“闭合”）。 （2）聪聪在正确连接电路后闭合开关，发现无论怎样移动滑片P，电流表和电压表V2的示数都很小，电压表V1的示数接近电源电压且几乎不变，经检查并非故障问题，那么其原因是　　； （3）接着聪聪先将电阻箱R1调为12Ω，将滑动变阻器R2的滑片P移至合适位置，电压表V1的示数如图乙所示，示数为　　V，记下电流表的示数。断开开关，将电阻箱R1调为10Ω后，为了使　　（选填“电压”或“电流”）表的示数与前一次相同，应该将滑动变阻器R2的滑片P往　　（选填“a”或“b”）端移动； （4）依次改变电阻箱R1的阻值，共测得五组实验数据，根据实验数据，在图丙的坐标系中描绘出I﹣R1图象为曲线A。根据上面所测的五组实验数据，把每次实验时记录的电流值和对应滑动变阻器R2的阻值，也在图丙坐标系中描成点绘成曲线B，发现曲线B与曲线A　　（选填“有交点”或“无交点”），原因是对每一个电流值，对应的滑动变阻器阻值与电阻箱阻值的比值　　（选填“不变”，“变小”或“变大”）； （5）当将电阻箱R1选取为24Ω时，聪聪发现无论怎样移动滑片，都不能使电压表示数达到原来的数值，为了能完成这次实验，你认为以下措施不可行的是　　。 A．将电源电压调为2.4V～4.4V范围内，其余不变 B．换一个最大阻值为40Ω的滑动变阻器，其余不变 C．在电路中串联一个定值电阻R0，R0的阻值范围为22Ω～25Ω，其余不变 3．（1）断开 （2）电阻箱R1接入电路的阻值过大 （3）2.4 电压 b （4）无交点 不变 （5）C 【解析】（5）由图丙可知，电阻的电流与电阻之积UV＝I1R1＝0.6A×4Ω＝2.4V；根据串联分压得①，上面式子左边是定值，右边也是定值，变阻器的阻值最大时，定值电阻的阻值最大，可以得到：②，U＝4.4V；降低电源电压可以完成这次实验，由②式可知，电源电压大于2.4V，将电源电压调为2.4V～4.4V范围内，其余不变，故A不符合题意；由图丙可知，电阻的电流与电阻之积为：UV＝I1R1＝0.6A×4Ω＝2.4V；根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑＝U﹣UV＝4.5V﹣2.4V＝2.1V；当接入24Ω电阻时，根据分压原理：；R滑＝21Ω＞20Ω；故可换一个最大阻值为40Ω的滑动变阻器，如果在电路中串联一个定值电阻R0，R0的阻值最小为：R0小＝R滑﹣R滑大＝21Ω﹣20Ω＝1Ω；R0的阻值最大为21Ω，B不符合题意，C符合题意；故选C。 二、测量定值电阻的阻值 4．如图甲所示是小林测量定值电阻Rx阻值的实验电路，器材可以满足实验要求。 （1）本实验的实验原理是　　。 （2）连接电路时开关应该　　。连好电路后，闭合开关S，移动滑片P，当电压表示数为2.4V时，电流表的示数如图乙所示，则定值电阻的阻值为　　Ω； （3）通过调节滑动变阻器，测得多组的电压和电流值，最后算出阻值的平均值，这样做的目的是　　。 （4）小林在没有电流表的情况下设计了另一种测量电阻的方案，电路如图丙所示，方案中定值电阻的阻值为R0，Rx≠R0步骤如下： ①将S接到a，滑动变阻器调到某一位置，读出电流表的示数I1； ②再将S接到b，保持滑片在某一位置不动，读出电流表的I2； ③由I1R0＝I2Rx可得Rx。 请判断：上述得到的结果　　（选填“正确”或“错误”），并简要说明理由：　 。 4．（1） （2）断开 8 （3）减小实验误差 （4）错误 因为当开关S由a拨到b时，电阻R0和RX分别在两个不同的电路中，它们两端的电压不相等 5．小明和小华进行测电阻活动。 （1）小明测量定值电阻Rx的实验： ①用图甲的电路测量Rx的阻值，该实验的原理是　　； ②请按照图甲的电路图，用笔画线将图乙中的实物图连接完整； ③闭合开关之前，滑动变阻器的滑片应置于　　端；闭合开关，发现电压表示数接近电源电压，电路的故障可能是　　断路； ④排除故障，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为2.6V时，电流表示数如图丙，则通过计算阻值Rx是　　Ω； （2）小华同学通过上面实验获得灵感，想设计一个能通过电压表测量湿度传感器电阻的电路，并且该电路的电压表示数随着相对湿度的变大而变大。准备了如下器材：一个3V电源、一个阻值为RS的湿度传感器（电路符号为，其阻值随相对湿度的增大而减小）、一个阻值为2×103Ω的定值电阻R0、一只电压表、一个开关、导线若干。 请利用以上器材并根据要求，在虚线框内画出对应的电路图。根据电路分析可知，当电压表指针指在2V的位置时，湿度传感器的阻值RS＝　　Ω。 5．（1）① ②如答图所示 ③右 Rx ④10 （2）如答图所示 1×103 6．实验室清理出一批阻值标记已模糊的定值电阻（阻值不超过10Ω），实践小组决定回收利用，现需要对这批定值电阻进行测量。 （1）如图1为测量电路，请用笔画线代替导线将实物图连接完整。闭合开关前，滑片P应移至　　端。 （2）闭合开关，电流表示数为零，电压表示数接近电源电压，则故障可能是　　。排除故障后继续实验，记录两电表示数如图2所示，则该被测电阻的阻值为　　Ω。 （3）有同学提出，用上述方法逐一测量这批电阻太慢，请你帮助实践小组设计一款可以直接通过电表读出电阻值的装置。可选器材：电源（U总＝3V），已知阻值的定值电阻R0（5Ω，10Ω，20Ω），电流表（0～0.6A），电压表（0～3V），待测电阻Rx，开关，导线若干。 要求：任意选择一只电表进行设计；选择合适的R0，使电路在测量范围0～10Ω内精确程度尽可能高。 ①设计：将电路画在方框内，R0选择　　Ω。 ②定标：根据计算式Rx＝　　（用U总、电表示数I或U和R0等物理量符号表示），可在表盘上标记对应的电阻值。使用时接入待测电阻，即可读出阻值。 6．（1）如答图所示 左 （2）电阻Rx断路 10 （3）①如答图所示 5 ②R0 7．某实验小组用“伏安法”测量定值电阻R的阻值，实验电路如图甲所示，电源电压为3V。 （1）图甲电路有一根导线连接错误，请在这根导线上画“×”，并以笔画线重新连接该导线。 （2）为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于　　端（选填“A”或“B”）。 （3）当电压表示数为2.0V时，电流表示数如图乙所示，则通过R的电流大小为　　A，它的阻值是　　Ω。 （4）继续移动滑动变阻器滑片P进行多次测量，目的是　　（选填字母）。 A.取平均值、减少实验误差 B.得到普遍规律 （5）实验结束后，小组同学分析选用合适的滑动变阻器能否有效减小实验误差。在老师指导下，选用5Ω的定值电阻和两个最大阻值不同的滑动变阻器a、b，分别接入图甲电路中，并进行理论分析，得到电压表示数U与滑动变阻器的有效电阻占比k的数据如下表所示（k＝R/Ra，R表示滑动变阻器接入电路中的电阻值，Rg表示滑动变阻器的最大阻值），并拟合出如图丙所示图线。分析可知，选用　　滑动变阻器实验误差更小（选填“a”或“b”），其最大阻值为　　Ω（结果保留整数）。 k＝R/Ra 接a时电压表示数U/V 接b时电压表示数U/V 1 0.600 0.073 0.8 0.714 0.091 0.6 0.882 0.120 0.4 1.154 0.176 0.3 1.364 0.231 0.2 1.667 0.333 0.1 2.143 0.600 0 3.000 3.000 7．（1）如答图所示 （2）B （3）0.2 10 （4）A （5）a 20 8．课外兴趣小组要测量一个未知电阻Rx的阻值，现有下列器材：电源，两个相同的电流表A1、A2，一个定值电阻R0（阻值为9Ω），开关，导线若干。兴趣小组的同学们开动脑筋，积极思考，设计出了一个测量Rx的方法。 （1）同学们设计出的测量电路图如图甲，请根据电路图用笔画线代替导线把未完成的实物图（图乙）补充完整。 （2）连接好电路，闭合S之前，滑动变阻器的滑片应滑到　　（选填“a”或“b”）端。 （3）调节滑动变阻器，使两个电流表有一个恰当的读数，如图丙，两表A1、A2的读数分别为I1＝　　A，I2＝　　A。 （4）根据两电流表读数可得出被测电阻Rx＝　　。 （5）调节滑动变阻器，使A1和A2表的读数都变大，为保证A2表不被烧坏，则A1表的读数不能超过　　A。 （6）有同学认为，改用图丁电路图也可以测出Rx的值，你认为是否可行，并说明理由______________ ________________________________________________________________。 8．（1）如答图所示 （2）b （3）0.32 0.48 （4）4.5Ω （5）0.4 （6）可行；各支路的电压相等，由U＝IR可测出Rx的值 【解析】（5）为保证A2表不被烧坏（即干路电流最大为0.6A），设A1表的读数（通过Rx的电流）不能超过I，此时通过R0的电流为I0′，并联电路中各支路的电压相等，由欧姆定律可知，在电压相等时，电流与电阻成反比，则，所以通过定值电阻的电流为I，由并联电路电流的规律可得II＝0.6A，解得I＝0.4A，即A1表的读数不能超过0.4A。 9．小明用如图甲所示电路测量定值电阻Rx的阻值，电源电压保持不变．滑动变阻器的最大阻值为20Ω．设计与进行实验。 （1）请用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整（要求滑片向右移动时电流表示数变小）； （2）连接好图甲电路，闭合开关，发现电流表指针不动，但电压表指针有明显偏转。若电路中只有一处故障，则故障是　　； （3）排除故障后小明多次移动滑动变阻器的滑片，并数据记录。当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，则定值电阻Rx的阻值为　　Ω； （4）本实验中要进行多次测量，下列进行多次测量的目的与本实验相同的是　　（填字母）； A．用刻度尺测量物理课本的长与宽 B．探究杠杆的平衡条件 C．测量小灯泡的电功率 （5）同学小华用“伏安法”测未知电阻的阻值实验中，根据所记录的实验数据绘制了如图丙所示的U﹣I图象。对比发现绘制的U﹣I图象与其他组绘制的图象不同，你认为其原因是　　，阴影部分面积表示的物理量是　　； （6）如图丁的电路，电源电压U恒为3V，R为滑动变阻器，定值电阻R0为10Ω，灵敏电流计G的量程为0～30mA。若把电流计表盘的刻度重新标注，将待测电阻接在A、B两端，便可直接读出所测电阻的阻值。完成下列实验步骤： ①想A、B两端直接连接在一起，移动滑动变阻器的滑片P，使电流计的指针偏转到最大刻度处，此时滑动变阻器连入电路的阻值R1为　　Ω，电流计表盘的最大刻度处标注的示数为　　Ω； ②保持滑动变阻器滑片P位置不变，把某定值电阻接在A、B两端，电流计指针刚好处于中间刻度线处，则接入的定值电阻阻值为　　Ω； ③把另一待测的电阻Rx接在A、B两端，电流计示数为Ix，表盘指针对应的示数应标注为Rx。则Rx＝　　（用U、Ix、R0、R1表示）。 9．（1）如答图所示 （2）定值电阻断路 （3）5 （4）A （5）将电压表并联在滑动变阻器两端了 滑动变阻器的电功率 （6）90 0 100 10．小聪和他的同学在实验室发现一个没有标注阻值的电阻器（如图甲所示），他们决定要对其进行标注，于是先设计了如图乙所示的电路，然后选取了合适的器材。 （1）小聪根据电路图连接了实物电路如图丙，有一根导线连接是错误的，请在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线，把电路改成正确的电路。 （2）改正电路后，闭合开关，多次调节滑片测得数据如下表： 实验次数 电流表示数I/A 电压表示数U/V 1 0.24 12 2 0.14 3 0.20 9.5 ①第2次实验电压表示数如图丁，为　　V。 ②甲图电阻器上的阻值为　　Ω。（阻值用整数） （3）测量出电阻后，小组的同学觉得测量电阻的过程有些麻烦，于是想利用电流表改装一块测量电阻的“电阻表”，于是调节滑片至合适位置不动，把5Ω、10Ω、15Ω和20Ω电阻分别接入MN间，闭合开关测得电流值分别为0.4A、0.3A、0.24A和0.2A。 ①根据以上实验获得的数据，能否得出电流跟电阻成反比的结论？请分析说明原因。 ②他把电阻值标注在如图戊所示的电流表的表盘上，这样就得到一个初步的“电阻表”。改装的“电阻表”跟电流表刻度特点对比的不同之处是：（写出两点） 电流表刻度　　，而“电阻表”刻度　　； 电流表刻度　　，而“电阻表”刻度　　。 （4）请在戊图的“电阻表”表盘上将50Ω电阻填写在对应的刻度线位置。 10．（1）如答图所示 （2）7 49 （3）①不能 没有控制电阻两端电压不变，故不能得出电流与电阻成反比的结论 ①是均匀的 是不均匀的 ②是从左向右逐渐增大的 是从左向右逐渐减小的 （4）如答图所示 【解析】（3）①根据以上实验获得的数据，不能得出电流跟电阻成反比的结论，U1＝I1R1＝0.4A×5Ω＝2V；U2＝I2R2＝0.3A×10Ω＝3V；U3＝I3R3＝0.24A×15Ω＝3.6V；U4＝I4R4＝0.2A×200Ω＝4V；比较发现U1≠U2≠U3≠U4，没有控制电阻两端电压不变，故不能得出电流与电阻成反比的结论。根据电压一定，电阻越小，电流越大，改装的“电阻表”跟电流表刻度特点对比的不同之处是：①电流表是均匀的，电阻表是不均匀的；②电流表是从左向右逐渐增大的，电阻表是从左向右逐渐减小的。（4）根据图中电流表示数最大为0.6A，只有调零电阻R时，电源电压U＝0.6A×R，当电阻是5Ω，电源电压U＝0.4A×（R+5Ω），解得R＝10Ω；U＝6V；当电阻为50Ω，电路的总电阻为R总＝R+R测＝10Ω+50Ω＝60Ω；此时对应的电流为I'0.1A。 11．小明选取了两根长度相等材料不同的合金丝a和b，连接成图甲电路。M为合金丝b的左端点，N为合金丝a的右端点，Q为在合金丝上可移动的触点。闭合开关，将滑动变阻器滑片移至适当位置后，移动Q，发现电流表指针保持图乙所示位置不动，电压表读数U随QN之间的距离x的变化如图丙所示。 （1）电流表示数为　　A。 （2）合金丝a的长度为　　cm，其阻值为　　Ω，合金丝b两端电压为　　V。 （3）小明再利用合金丝a和其他器材测量一个未知电阻Rx的阻值，电路如图丁所示。 ①请在图戊中用笔画线代替导线帮他完成电路连接。 ②电路连接好后，闭合开关S、S1，发现电压表无示数，检查发现是由于滑动变阻器出现　　（断路/短路）。 ③排除故障后，先闭合开关S和S1，移动滑动变阻器滑片至适当位置，读出电压表示数U1；再断开S1，闭合S2，读出此时电压表示数U2，则待测电阻阻值为　　（合金丝a的电阻用Ra表示）。 ④若在步骤③中，小明在测量U2时，将S2闭合前，忘记断开S1，仍用原方法算出的待测电阻阻值 　　（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 11．（1）0.4 （2）10 20 2 （3）①如答图所示 ②断路 ③ ④大于 【解析】（2）闭合开关，电路为串联电路，将滑动变阻器滑片移至适当位置后，移动Q，发现电流表指针保持图乙所示位置不动，电流表示数为0.4A，此时Q位于M处，电压表测量整段a、b两端的电压，由图丙知当QN＝10cm时，电压表示数出现了变化，合金丝a的长度为10cm，a两端电压Ua＝8V，a、b两端的电压Uab＝10V，由欧姆定律可知a的阻值R20Ω，由串联电路的电压规律可知合金丝b两端电压为Ub＝Uab﹣Ua＝10V﹣8V＝2V；（3）②电路连接好后，闭合开关S、S1，电路为串联电路，电压表测Rx和合金丝a两端电压，发现电压表无示数，原因可能是电路存在断路或电压表所测电路短路，故障出现在滑动变阻器位置的话应为滑动变阻器断路；③先闭合开关S和S1，滑动变阻器、合金丝a、Rx串联接入电路，电压表测Rx和合金丝a两端电压，移动滑动变阻器滑片至适当位置，读出电压表示数U1为Rx和合金丝a两端电压，再断开S1，闭合S2，滑动变阻器、合金丝a、Rx串联接入电路，电压表测Rx两端电压为U2，由串联电路的电压规律可知合金丝a两端电压Ua＝U1﹣U2，由串联电路的电压分理可得：即，得Rx；④小明在测量U2时，将S2闭合前，忘记断开S1，此时电路仍为串联电路，但合金丝a被短路，滑动变阻器、Rx串联接入电路，电压表测Rx两端电压，示数为U2，由串联电路的分压原理可知，步骤③时，U2，此时U2′，示数变大，仍用原方法算出的待测电阻阻值，则Rx式子分子变大，分母变小，结果偏大。 三、测量小灯泡的电阻、电功率 12．某实验小组在测量标有“2.5V 0.28A”的小灯泡电阻的实验中，连接的实验电路如图所示。 （1）小明连完电路后，没有检查就准备闭合开关，同组的小聪同学批评了他连完电路要检查，结果发现_____（选填字母）； A.没有错误； B.有一处错误：滑动变阻器都连了上面两个接线柱，这可能导致灯泡或电流表的损坏； C.有两处错误：除了B选项所说错误外，还有电流表正负接线柱接反了； D.有三处错误或不妥：除了B、C所说错误外，还有电流表量程选择偏大； （2）在同组同学批评提醒后按正确操作步骤进行实验，第一次测量时的电压等于2.5V，小灯泡正常发光，以后调节滑动变阻器，让电压逐次下调，使灯丝温度不断降低，灯泡变暗直至完全不发光，测量的数据如表所示。 数据序号 1 2 3 4 5 6 7 电压U/V 2.5 2.1 1.7 1.3 0.9 0.5 0.1 电流I/A 0.28 0.26 0.24 0.21 0.19 0.16 0.05 算出的电阻R/Ω 8.9 进一步分析表中数据可知： ①灯丝的温度升高，其阻值　　（选填“不变”“变大”或“变小”）。 ②小灯泡没有通电时，灯丝阻值　　（选填“为0Ω”“2Ω”或“小于2Ω”）。 （3）本实验小组的几位同学对实验数据和电路作更进一步的研究和分析，有以下几个观点： 甲：根据实验电路分析每次所测灯丝的电阻偏大，应取平均值作为测量结果以减小误差； 乙：不能取平均值作为测量结果，因为灯丝的电阻是变化的； 丙：由实验数据分析可知：电流跟电压不成正比，所以欧姆定律不遣用于灯丝； 丁：仅本实验的器材还可探究“电流跟电压的关系”。 对于以上观点你认为正确的是　　（选填“甲”“乙”“丙”或“丁”）。 12．（1）D （2）①变大 ②小于2Ω （3）乙 13．为测量小灯泡灯丝的电阻，小岩选取了一个标有“2.5V”的小灯泡、两节新干电池等器材，连接了如图甲所示的电路。 （1）请将如图甲所示的实物电路补充完整。要求：变阻器滑片P向右移动时，电流表示数增大。 （2）小岩确定电路中的所有元件都完好且连接无误，闭合开关后，发现小灯泡不亮，电流表和电压表的示数都很小，要使小灯泡发光，接下来他应该进行的操作是　　。 A.用导线代替开关 B.换用标有“3.8V”的小灯泡 C.向右移动滑动变阻器的滑片 D.换用量程更小的电流表和电压表 （3）调节滑片P到某位置，小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则电流表示数为　　A，小灯泡正常发光时灯丝的阻值为　　Ω（结果保留1位小数）。 （4）实验时，他设计的表格和部分实验数据如下表所示。 实验次数 电压/V 电流/A 电阻/Ω 平均电阻/Ω 1 0.5 0.1 3 2.0 0.18 2 1.0 0.16 4 2.5 ①同学们对他制订的表格进行评估，你认为下列说法合理的是　　。 A.求平均电阻不合理，因为只有小灯泡两端电压为2.5V时测量结果才准确 B.求平均电阻不合理，因为小灯泡的电阻受温度影响较大 C.他的做法合理，因为取平均值能减小误差 D.他的做法合理，因为取平均值能避免误差 ②为完成实验，所选取的滑动变阻器的最大阻值至少为　　Ω。 （5）另一组的小龙想测某未知电阻Rx的阻值，但缺少电压表。他利用一个已知阻值为R0的定值电阻和一个开关S2设计了如下实验步骤，请帮他把缺少的步骤补全，并写出Rx的表达式。 ①将图丙中电路图补充完整，并连接电路； ②闭合S1、S2记录电流表示数为I1； ③　 　； ④写出待测电阻Rx的表达式：Rx＝　 　。 13．（1）如答图所示 （2）C （3）8.3 （4）①B ②25 （5）①如答图所示 ③断开S2，记录电流表示数为I2 ④R0（1） 14．小明要测定标有“3.8V”小灯泡正常发光时的电阻，选择一些器材，两节新干电池、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线若干，连接了如图甲所示电路。 （1）同组的小芳发现小明所选的器材不能完成此实验，其原因是　 　； （2）更改后小明还测量了小灯泡在不同电压下的电流，并根据所测得数据绘制了小灯泡的I﹣U图像，如图乙所示，可计算出小灯泡的额定功率是　　W，由图像可知电流与电压并不成正比，原因是灯丝的电阻随温度升高而　 　； （3）由图可知，当灯泡电流是额定电流一半时，灯泡对应的功率为P1，当灯泡电压为额定电压一半时，灯泡对应功率为P2，则P1　　P2（选填“＜”“＝”“＞”）； （4）上述实验结束后，小明又设计了如图丙所示的电路，只用电压表来测量额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电阻。已知滑动变阻器R的最大阻值为15Ω，电源电压恒定，其测量过程如下： ①闭合开关S、S2，断开S1，将滑动变阻器的滑片移到最上端，电压表示数为4.5V； ②　 　（填三个开关闭合与断开情况），移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为2V，这时小灯泡正常发光； ③闭合开关S、S2，断开S1，保持滑动变阻器滑片的位置不变，电压表示数为3V； ④小灯泡正常发光时的电阻为RL＝　 　Ω。 14．（1）两节新干电池的电压是3V，而小灯泡正常发光时的电压是3.8V，电源电压不够大 （2）0.76 变大 （3）＜ （4）闭合S、S1，断开S2 12.5 15．如图甲所示电路，小刚测量额定电压为2.5V小灯泡的正常发光时的电阻。 （1）请用笔画线代替导线将甲图的电路连接完整，使滑片向左移动时灯泡变暗。 （2）连接好电路，闭合开关，发现小灯泡没有发光，电流表有示数，但电压表无示数，则电路故障可能是　 　。 （3）排除故障后，缓慢移动滑片P，使灯正常发光，此时电流表示数如图乙，灯泡正常发光时的电阻是　　Ω（计算结果保留一位小数）。 （4）小明根据实验数据画出小灯泡U～I关系图象如图丙所示。在某两次调节中，滑动变阻器接入电路的阻值减小了ΔR1，小灯泡的阻值变化了ΔR2，根据灯的电阻变化规律可知ΔR1　　ΔR2（选填“＞”“＜”或“＝”）。 （5）为了测另一待测电阻Rx的阻值，利用现有器材，增加一个单刀双掷开关，小刚又设计了如图丁所示的电路图，实验步骤如下： ①如图丁应将Rx接入虚线框　 　中，另一个虚线框接电线，将开关S接a后，闭合开关S1，调电阻箱R0为5Ω后，调节滑动变阻器滑片P使电流表示数为0.3A； ②将开关S接b，滑动变阻器的滑片P保持不动，调电阻箱R0阻值，使电流表示数为0.3A，读出R0示数为23.3Ω； ③则可计算Rx＝　　Ω。 15．（1）如答图所示 （2）小灯泡短路（电压表短路） （3）8.3 （4）＞ （5）①2 ③10 16．一小灯泡标有“12V”字样，小江要测量这个小灯泡的额定电功率。 （1）在图1中，将实物连接成完整的电路（要求滑片右移时，变阻器接入电路的阻值变大）。 （2）小灯泡正常发光时，测得它的电功率为18W，则此时电压表示数为　　V，电流表示数为　　A。 （3）实验室的电能表如图2所示。若铝盘转过一圈时，测量消耗的电能W为　　J；此消耗的电能让一个实际功率为18W的用电器工作时间t为　　s。 （4）图3甲为小灯泡的内部结构图，如图乙连接，各处接触良好，电池电量充足，此时　　（选填“有”或“没有”）电流经过小灯泡灯丝，此电路是　　（选填“通路”、“断路”或“短路”）。 16．（1）如答图所示 （2）12 1.5 （3）3.6×103 200 （4）没有 断路 17．小明为“测量小灯泡的电功率”实验准备了以下器材：额定电压为2.5V的小灯泡（正常发光时电阻约为10Ω）、滑动变阻器、开关、电流表、电压表各1个、新干电池4节、导线若干。 （1）连接电路时开关应当处于　　状态。按要求正确连接电路后，闭合开关小明发现灯泡不亮。经检查，电路连接无误，各元件完好，电压表和电流表都有示数且示数较小。灯泡不亮的原因是：　 　。 （2）移动滑片使电压表的示数如图乙所示，为了测出小灯泡的额定功率，滑动变阻器滑片应当向阻值较　　（选填“大”或“小”）的一端移动。 （3）通过小灯泡的电流随它两端电压的变化如图丙所示，小灯泡的额定功率为　　W。分析图象可知，小灯泡电阻会发生变化，影响灯泡电阻大小的因素是　　。 （4）由于电压表故障无法使用，小李通过思考想到了一种测量电压的方法：可利用定值电阻R和电流表串联如图丁所示，虚线框内的电路相当于一只“电压表”。根据图中电流表正负接线柱位置，此“电压表”的正接线柱应在　　端，另一端则为负接线柱。电流表选取0～0.6A量程，若要此“电压表”的量程为0～15V，R的阻值应为　　Ω。 17．（1）断开 灯泡实际功率太小 （2）小 （3）0.5 温度 （4）a 25 18．小明同学在测定小灯泡正常发光时的功率，连好的实物电路如图甲所示，已知小灯泡的额定电压为2.5V。 （1）如图甲所示是小明已连接的电路，有一根导线连接错误，请在连接错误的导线上打“×”并用笔画线代替导线完成正确的连接。 （2）连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，且电压表的示数为3V，电流表示数为0，则出现故障的原因可能是　　。 （3）当电压表示数调至2.5V时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为　　W。 （4）在图丙中，根据实验数据描绘的通过小灯泡的电流与其两端电压关系的图象正确的是　　（选填“①”“②”或“③”）。 （5）小华设计了如图丁所示的电路来测量小灯泡的额定功率，小灯泡的额定电流为I额，请完成下列填空（电源电压不变，R1和R2为滑动变阻器，R2的最大电阻为R0）： ①只闭合开关S、S1，调节R2使电流表的示数为I额； ②再断开S1，闭合S2，保持R2滑片位置不变，调节R1，使电流表示数为　　； ③接着将R2的滑片P调至最左端，记下电流表的示数为I1；再将R2的滑片P调至最右端，记下电流表的示数为I2，则小灯泡的额定功率P额＝　　（用I额、R0、I1、I2表示）。 18．（1）如答图所示 （2）小灯泡断路 （3）0.75 （4）③ （5）I额 I额2 【解析】（5）①只闭合开关S，S1，此时灯泡和滑动变阻器R2串联，调节R2使电流表的示数为I额；②再断开S1，闭合S2，此时两滑动变阻器R1、R2串联，保持R2滑片位置不变，调节R1，使电流表示数为I额，根据等效替代的方法，此时R1＝RL；③接着将R2的滑片P调至最左端，记下电流表的示数为I1，此时R2连入电路中的电阻为0，设电源电压为U，则：U＝I1R1…Ⅰ，再将R2的滑片P调至最右端，记下电流表的示数为I2，此时R2连入电路中的电阻为R0，则：U＝I2R0+I2R1…Ⅱ，由Ⅰ、Ⅱ两式可得，U＝I1R1＝I2R0+I2R1，即，RL＝R1，故小灯泡额定功率为：P＝I额2RL＝I额2。 19．在“测量小灯泡电功率”的实验中，实验小组的同学们设计了如图甲所示电路进行实验，所用的新灯泡铭牌标有“2.8V”的字样。 （1）请用笔画线表示导线，将图甲所示的实物连接成完整电路。要求：滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表示数变小。 （2）电路接通前，滑动变阻器的滑片应该移至图中 　　处（选填“A”或“B”）；闭合开关后，发现电压表示数为零，查明电路中的故障只有一处，是小灯泡 　　（选填“短路”或“断路”）。 （3）排除故障后，调节滑动变阻器连入电路中的阻值，记录每次对应的电流值和电压值，此时小灯泡的电功率为 　　W；如图所示，实验小组的其他同学在只使用一个电流表时0设计了四个测未知电阻Rx电功率的电路，其中不可行的是 　　。（填字母） （4）实验中同学们发现小灯泡的亮度与小灯泡的 　　（选填“额定功率”或“实际功率”）有关。小王提出生活中在台灯下做作业时，发现书本在不同情况下被台灯照亮的程度有所不同。同学们对“书本被照亮的程度与哪些因素有关”提出了各自的猜想，猜想一：可能与灯泡的功率有关，计划选用如图丙所示的节能灯和白炽灯进行实验。在其他因素相同的情况下，应选择下面的 　　（填字母）两盏灯来进行实验。 A.“220V 15W”白炽灯 B.“220V 75W”白炽灯 C.“220V 5W”节能灯 D.“220V 15W”节能灯 19．（1）如答图所示 （2）B 短路 （3）0.702 BD （4）实际功率 AD 【解析】（3）由图甲可知，两表选用小量程，电流表分度值0.02A，电压表分度值0.8V，则此时小灯泡的电功率为：P'＝U'I'＝2.7V×6.26A＝0.702W；两个开关同时闭合0的简单电路，电流表测电路中的电流7R0；闭合干路开关，两电阻串联2，R4两端电压为U0＝I2R6，根据串联电路电压规律，Rx两端电压为Ux＝U﹣U0，根据P＝UI可求出未知电阻Rx电功率，故A正确；无论开关如何转换都不能得到Rx两端电压，故B错误；闭合干路开关0的简单电路，电流表测电路中的电流8R0；再闭合支路开关，两电阻并联，根据并联电路电流规律可求出通过Rx的电流，利用P＝UI可求出未知电阻Rx电功率，故C正确；无论开关如何转换都不能得到通过Rx的电流，故D错误；故选BD。 20．小红利用图甲电路测量未知电阻Rx。 （1）移动滑片P，将测得的电流表、电压表示数记录在表格中，实验①的两表示数如图乙所示，请将数据填入表格。根据实验①②③的数据可得：Rx的阻值为　　Ω（保留整数），多次实验的目的是　　。 实验序号 ① ② ③ 电流表示数I/A 0.2 0.25 电压表示数U/V 3.8 5 阻值Rx/Ω （2）小明想用该电路测量额定电压U额＝2.5V的小灯泡L的额定功率，发现电流表已经损坏，于是借助小红测量的定值电阻Rx、电压为4.5V的电源、滑动变阻器（50Ω，0.5A），设计了如图丙所示的电路图及下列方案来测量小灯泡L的额定功率（灯丝电阻约10Ω）。 ①闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数等于小灯泡的额定电压。 ②断开开关，保持滑片位置不变，电压表所接的b接点不动，仅将a接点改接到c接点上，测出定值电阻Rx两端的电压U0，从而求出小灯泡的额定电流。 请你指出小明的设计方案中存在的两个问题： Ⅰ.　 　； Ⅱ.　 　。 （3）思考后，小明又设计了如图丁所示的电路来测量小灯泡L的额定功率，电源电压未知但不变，R1和R2为滑动变阻器，R2的最大阻值为10Ω，实验操作如下： ①只闭合开关S和S1，调节R2滑片，使电压表的示数为U额。 ②只闭合开关S和S2，保持　　（R1/R2）的滑片位置不变，调节　　（R1/R2）的滑片，使电压表示数仍为U额。 ③保持②中开关状态，仅将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数U1＝3V，再仅将R2的滑片P调至最右端，记下电压表示数U2＝1.5V，则小灯泡L的额定功率P额＝　　W。 20．（1）20 减小误差 （2）Ⅰ、电压表所接的b接点不动，仅将a接点改接到c接点上，电压表的接线柱接反 Ⅱ、电压表改接时未断开开关 （3）②R2 R1 ③0.625 【解析】（3）小明又设计了如图丁所示的电路来测量小灯泡L的额定功率，电源电压未知但恒定不变，R1和R2为滑动变阻器，R2的最大阻值为10Ω，实验操作如下：①保持开关S2断开，闭合开关S和S1，此时为R2和灯L的串联电路，电压表测量灯L两端的电压，调节R2滑片，使电压表的示数为U额。②断开开关S1，闭合开关S和S2，此时为R1和R2的串联电路，保持R2的滑片位置不变，调节R1的滑片，使电压表示数仍为U额，则此时R1＝RL。③仅将R2的滑片P调至最左端，此时R2接入电路的电阻为0，电压表示数为电源电压，记下电压表的示数U1＝3V；再仅将R2的滑片P调至最右端，此时R2接入电路的电阻最大，为10Ω，电压表测量R1两端电压，记下电压表示数U2＝1.5V，则R2此时两端的电压为U3＝U1﹣U2＝3V﹣1.5V＝1.5V；因为R1和R2串联，且U3＝U2，根据串联电路中的分压规律可知，此时R1＝R2＝10Ω；小灯泡L的额定功率P额0.625W。 四、创新拓展实验 21．小王在探究“影响导体电阻大小的因素”时，猜想导体的电阻可能与下列因素有关： ①导体的材料；②导体的长度；③导体的横截面积。 为了验证上述猜想，小王用如图1所示的器材进行实验，其中ABC是镍铬合金丝，D是锰铜合金丝；ACD长度相同，ABD横截面积相同。 （1）实验中，在两个金属夹子之间接上不同的导体，闭合开关后通过观察　　来比较导体的电阻大小更好； （2）为了验证猜想②，应选用编号为　　和　　的两根金属丝分别接入电路进行试验； （3）小王在探究影响导体电阻大小的因素后，得到了导体电阻大小与导体的材料、长度和横截面积有关的结论。在查阅资料后，他发现温度也会影响导体的电阻，于是利用如图2所示的装置，探究温度对不同材料导体电阻阻值的影响。 连接好电路后，闭合开关，将加热导体前的电流表示数记为I1，用酒精灯加热导体5s，将此时电流表示数记为I2，撤去酒精灯，待导体冷却至室温后，将此时电流表示数记为I3，记录的实验数据如表所示： 材料 I1/A I2/A I3/A 铜丝 2.5 2.3 2.5 铁丝 1.2 0.8 1.2 铝丝 1 0.7 1 未知材料的电阻丝 0.1 2.9 0.1 ①分析表中的I1、I2数据可知：温度升高，铜丝、铁丝、铝丝的电阻会　　，未知材料的电阻丝阻值会　　； ②小王想利用上述四种材料制成的电阻丝制作一个温度传感器，图3是电路图，R1为保护电路的定值电阻，R0是感温电阻，将电流表表盘改装为温度传感器表盘（表盘上从左到右温度示数依次变大），上述四种材料中　　适合作为感温电阻。 21．（1）电流表示数 （2）A B （3）①变大 变小 ②未知材料的电阻丝 22．某课外小组学习了导体电阻的知识后，对食盐溶液的导电性能与什么因素有关提出了以下猜想： ①可能与溶液的浓度有关； ②可能与溶液的质量有关； ③可能与溶液中两金属片间的距离有关； 为了验证猜想，他们设计了如图的装置，将电路中的a、b两金属片分别插入甲、乙、丙、丁溶液中所示位置（金属片a、b每次插入溶液中的深度都相同）进行探究： （1）在连接电路时，开关必须　 　，定值电阻R0在电路中起到 　的作用； （2）食盐水溶液的导电性能可以通过观察　 　来判断； （3）将金属片a、b分别插入如图甲、乙位置可探究猜想　　（选填序号），为了探究猜想②应将金属片a、b分别插入　　两图所示位置； （4）将金属片a、b分别插入如图乙、丁位置，若I乙　　I丁（选填“＝”或“≠”），由此可得到的结论是食盐水溶液的导电性能与溶液中两金属片间的距离有关； （5）将两金属片插入溶液更深些，发现电流表示数发生了变化，由此，可以提出一个可探究的科学问题是：　 　。 22．（1）断开 保护电路 （2）电流表示数 （3）① 甲、丙 （4）≠ （5）食盐水溶液导电性能与金属片插入液体的深度有什么关系 23．善于观察的小明看到电池使用说明中提示“请一次性更换所有电池，以免新旧电池混用”。于是小明在家中找出同一品牌的电池设计实验，探究新旧电池混用是否更节能。 (1)小明将同型号的两节新电池串联或“一新一旧”的两节电池串联，分别给同一辆玩具电动车供电，让玩具车在 （选填“相同”或“不同”）的路面上行驶。他发现在相同时间内装有“一新一旧”电池的玩具车通过的路程较短，说明这个过程中该组电池提供的电能较 ，该研究方法属于 法； (2)小明换用定值电阻进一步探究，通过测量定值电阻两端的电压，比较电池给定值电阻提供电压的大小。他设计了如图甲所示的电路进行实验，分别将相同型号的电池以不同的组合方式接入A、B间，将开关S闭合前后的电压表读数记录在表中： 实验 电池组合 A、B之间的电压UAB/V S断开时 S闭合时 1 两节新电池串联 3.2 3.1 2 “一新一旧”电池串联 1.9 1.3 3 一节新电池 1.6 1.5 ①分析表中的数据发现，“一新一旧”电池串联对外提供的电压最 ； ②小明找来几个其他型号的新旧电池重复以上实验，是为了 （选填“减小实验误差”或“使实验结论具有普遍性”）； (3)小明查阅资料知道干电池本身有一定的电阻，如图乙所示，可以等效为一个没有电阻的电池和一个定值电阻R串联而成。为测定干电池的阻值，小明设计了如图丙所示的电路。已知滑动变阻器的最大阻值为R0，请完成下列的实验步骤： ①只闭合开关S，断开开关S1，记录电压表示数为U1； ②接着闭合开关S和S1，将 ，记录电压表示数为U2； ③干电池电阻的表达式：R= （用R0、U1、U2表示）。 23．(1)相同 少 转换 (2)小 使实验结论具有普遍性 (3)滑动变阻器的滑片移动到最右端 24．物理兴趣小组的同学们发现，有的电阻会随温度、压力等外界因素的改变而发生变化，那么热敏电阻的阻值大小与温度有什么关系呢？为此他们从实验室找来图甲所示热敏电阻进行探究。 （1）热敏电阻是由　　（选填“导体”“超导体”或“半导体”）材料制成的。经过讨论，同学们组装了如图乙所示的装置进行实验，实验中应保证电源电压　　。 （2）该实验中通过　　来反映电阻的大小，下列实验中没有用到这种研究方法的是　　（填序号）。 A．探究动能大小与哪些因素有关 B．探究光的反射定律 C．探究液体压强与哪些因素有关 （3）点燃酒精灯，闭合开关进行实验，记录的数据如表所示，分析实验数据可知该热敏电阻的阻值随温度升高而　　（选填“增大”或“减小”）。 温度t/℃ 10 20 30 40 50 60 电流I/A 0.13 0.16 0.21 0.27 0.34 0.43 （4）为了得到这个热敏电阻在不同温度下的具体阻值，实验还需要增加的器材是　　。 24．（1）半导体 不变 （2）电流表示数大小 B （3）减小 （4）电压表 25．在学习电阻知识时，老师科普了热敏电阻的一些应用，小宇想探究热敏电阻阻值大小与温度的关系，就买了一个热敏电阻进行探究。 猜想一：热敏电阻的阻值随温度的升高而增大； 猜想二：热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。 为了验证猜想是否正确，小宇计划用如图﹣1所示的装置实验，验证上述猜想是否正确；小宇组装好装置后。点燃酒精灯、闭合开关进行实验，电源电压不变，记录的数据如表。 温度/℃ 10 20 30 40 50 60 70 电流/A 0.13 0.16 0.21 0.27 0.34 0.43 0.55 （1）分析实验数据，可以验证猜想　　是正确的。 （2）实验通过观察　　可以反映电阻大小的变化，这种研究方法叫做　　。 （3）小宇将电流表的刻度盘改画为指示温度的刻度盘，每10℃画一条刻度线，根据表格数据，这个刻度盘的刻度　　（选填“是”或“不是”）均匀的。 （4）家用电器中　　（选填“电饭锅”或“洗衣机”）可能是由热敏电阻制成的。 （5）如图﹣2是小宇利用热敏电阻制作的具有加热。保温等功能的加热器电路图，控制电路中R为热敏电阻，R1，R2为工作电路的电热丝，温度降低时电磁铁的磁性　　，工作电路会处于　　状态。 25．（1）二 （2）电流表示数 转换法 （3）不是 （4）电饭锅 （5）减弱 保温 26．同学们在进行电学知识的学习中，了解到各种导体的导电性各不相同，电阻大的导电性差，他们想利用实验来“探究影响导体电阻大小的因素”，在观察现象的基础上他们做出了如下猜想。 ①导体的电阻可能与导体的长度有关。 ②导体的电阻可能与导体的横截面积有关。 ③导体的电阻可能与导体的材料有关。 他们在一些长短、粗细不同的多种型号玻璃管内装满浓度相同的盐水： （1）探究导体的电阻与长度关系时，选取几根长度不同，横截面积相同的玻璃管，分别将玻璃管连入如图甲所示的电路M、N处，通过观察　　来比较导体电阻的大小。 （2）利用图甲继续探究导体的电阻与横截面积关系时，小组同学在M、N之间与玻璃管并联接入一个电压表。闭合开关，调节滑动变阻器，电表的示数如图乙所示，则此时导电液体的电阻为　　Ω，断开开关，更换长度相同，横截面积不同的玻璃管，分别将玻璃管连入如图甲所示的电路M、N处，重复上述实验。 实验次数 1 2 3 4 横截面积/cm2 10 20 30 40 电阻/Ω 10 5 3.3 2.5 表格里记录了实验中的一部分数据，分析表中数据可知当材料和长度一定时，导体的电阻与其横截面积成　　。 （3）改用一段可拉伸的乳胶管（是绝缘体），将乳胶管灌满导电液体，两端用金属塞堵住管口，若均匀拉伸乳胶管，使其横截面积变为原来的一半，此时导电液体的电阻　　（选填“等于”或“不等于”）原来的2倍，这是由于实验时没有控制导电液体的　　不变。 （4）继续探究导体的电阻与导体材料关系时，小组同学用一根玻璃管，更换　　进行试验。 （5）小组的同学在科普杂志中看到：矿泉水中含有多种矿物质，导电能力强，电阻小；纯净水是用自来水过滤得到的，矿物质含量少，导电能力差，电阻大。这时他们想到教室饮水机中的水是矿泉水还是纯净水呢？他们设计了如图丙所示电路，选取两根长度、横截面积相同的玻璃管P、Q，在P、Q管内分别装满优质的矿泉水和“教室水”，并将P、Q管连入电路。实验中，将单刀双掷开关S从1拨到2时，若观察到电压表数　　（选填“变大”或“变小”），则Q内是纯净水，否则Q内是矿泉水。 26．（1）电流表示数的大小 （2）25 反比 （3）不等于 长度 （4）浓度不同的盐水 （5）变小 27．科学家发现某些特殊材料的电阻会因磁场的作用而显著变化。小明同学设计了如图甲所示的电路，来研究巨磁电阻（GMR）电阻的大小与有无磁场的关系。 （1）闭合开关S1，通电螺线管的右边是　　（选填“N”或“S”）极。若想使其磁性增强，则R1的滑片应该向　　（选填“左”或“右”）端滑动。 （2）闭合开关S2之前，应将R2的滑片滑到最　　（选填“上”或“下”）端。 （3）断开开关S1，闭合开关S2并移动滑动变阻器R2的滑片，测得两电表的几组数据如表所示。由此可知，无磁场时GMR的阻值大小为　　Ω。 实验序号 1 2 3 4 U/V 1.00 1.25 2.00 2.50 I/A 2×10﹣3 2.5×10﹣3 4×10﹣3 5×10﹣3 （4）再闭合开关S1和S2，保持R1滑片位置不变，移动滑动变阻器R2的滑片，测得两电表的几组数据如表所示，可分别计算出有磁场时GMR的阻值大小。 实验序号 1 2 3 4 U/V 0.45 0.91 1.50 1.79 I/A 0.3×10﹣3 0.6×10﹣3 1×10﹣3 1.2×10﹣3 比较以上两组实验数据，可得出CMR的阻值大小与有无磁场的关系是：　　。 （5）小明想利用GMR电阻的特性，测量轮子的转速。他设计的方案如图乙所示，其中小磁铁是固定在轮子边缘的GMR电阻也固定于轮子附近。请你简述该装置的测速原理：　　。 27．（1）N 左 （2）上 （3）500 （4）有磁场时，电阻GMR的阻值明显变大 （5）闭合开关S2保持R2滑片位置不变，当轮子转动时，测出电流表（或电压表）示数变化的频率，即可知轮子的转速多少 28．同学们探究导体电阻与什么因素有关。 （1）小明同学采用了几支相同的铅笔，分别连接了如图A、B、C所示的电路。探究导体电阻与横截面积的关系，应该比较　　两个电路灯的亮度；根据你学过的知识将这三图小灯“从亮到暗”排序是　　。（此两空均写字母代号） （2）铅笔上的数字及H、B标号表示铅笔芯中石墨与粘土的比例不同。B值越大石墨含量越高，笔芯越软，涂写的笔迹越浓；H值越大粘土含量越高，笔芯越硬，涂写的笔迹越淡（如图）。小明想研究电阻与导体材料的关系，他取各种标号新铅笔各一支，两端削得露出笔芯，分别接入上面A图中比较灯的亮度。请问小明的做法是否正确：　　，并陈述理由：　　。 （3）小红的研究对象是几根完全相同的合金丝，她也分别连接成上面A、B、C三个电路来进行研究（图中的铅笔换成合金丝）。结果发现小灯泡的亮度没有区别；在灯旁接入电流表，测出的电流值也没有区别。请你分析原因可能是：　　。 28．（1）AC CAB （2）不对 它们的横截面积也不相同 （3）金属丝电阻太小，对电路几乎无影响 29．物理小组的同学在探究影响导体电阻大小的因素后，得到了导体电阻大小与导体的材料、长度和横截面积有关的结论。在查阅资料后发现温度也会影响导体的电阻，同学们利用如图1所示的装置，就温度对不同材料导体电阻阻值的影响展开探究。 （1）连接电路时，滑动变阻器的滑片应置于最　　（选填“左”或“右”）端。 （2）连接好电路后，闭合开关，将加热导体前的电流表示数记为I1，用酒精灯加热导体5s，将此时电流表示数记为I2，撤去酒精灯，待导体冷却至室温后，将此时电流表示数记为l3，记录的实验数据如表所示： 材料 I1/A I2/A I3/A 铜丝 2.5 2.3 2.5 铁丝 1.2 0.8 1.2 铝丝 1 0.7 1 未知材料的电阻丝 0.1 2.9 0.1 ①分析表中的I1、I2数据可知：温度升高，铜丝、铁丝、铝丝的电阻会　　，未知材料的电阻丝阻值会　　，四种材料中　　的阻值受温度影响最大； ②分析表中的I1、I2、I3数据，发现导体在加热前和冷却至室温后所在电路的电流大小是相等的，因此本次实验中的温度变化对导体电阻的影响是　　（选填“可逆”或“不可逆”）的。 （3）小明想利用上述四种材料制成的电阻丝制作一个温度传感器，图2是电路图，R1为保护电路的定值电阻，R0是感温电阻，将电流表表盘改装为温度传感器表盘（表盘上从左到右温度示数依次变大），上述四种材料中　　适合作为感温电阻，理由是　　。 29．（1）左 （2）①增大 减小 未知材料 ②可逆 （3）未知材料 未知材料的电阻丝随着温度增加，电路中电压不变，该电阻通过的电流增大，符合将电流表盘改装成温度传感器表盘后，从左到右示数依次变大 30．某中学到产品质量监督部门参加社会实践活动，碰到技术员正在处理一批假冒的“名牌”小灯泡。小明被安排用如图所示的器材检测这些小灯泡的质量是否合格。小明一看，检测器材跟平时在学校做实验用的器材差不多；再看那些小灯泡，做工明显粗糙，尽管标注的有点模糊，但依稀还能辨认出“2.5V，0.3A”字样。 （1）如图甲画出了小明连接检测小灯泡的实物电路的一部分，请用笔画线代替导线帮助小明完成该实物电路的连接。 （2）小明在连接电路时，开关要　　，滑动变阻器要调到最　　（选填“左”“右”）。 （3）闭合开关后，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表却有示数，小明分析电路后找到故障是　　。 （4）排除故障后，电压表的示数如乙图所示，此时电压表的示数是　　V，为测小灯泡正常工作时的电流，下一步操作是：向　　（选填“左”或“右”）移动滑动变阻器的滑片使灯泡正常发光。 （5）小明连接好检测电路后，对其中一只小灯泡进行检侧，得到了如表中的检测数据。 电压/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 2.7 电流/A 0.22 0.25 0.28 0.30 0.32 / 亮度 微亮→较亮→亮→很亮 烧坏 由这些数据可以看出：小灯泡在标注电压下工作时，通过它的实际电流比标注电流要　　。 （6）如果小灯泡生产厂家制作灯丝的原材料质量是合格的，则造成这一问题的根本原因是　　。 30．（1）如答图所示 （2）断开 右 （3）小灯泡断路 （4）1.7 左 （5）大 （6）温度 31．学习了“伏安法”测电阻后，某小组想进一步探究“导体的电阻与导体长度的关系”。他们选择了如图甲所示的器材，并连接了部分电路。将固定在木板上长为15cm的铅笔芯作为研究对象，并标记为等长的五段，a、f为铅笔芯的两个端点，中间四点分别标记为b、c、d、e。 （1）若使滑动变阻器的滑片P向D端滑动时电流表的示数增大，需用一根导线将电源的正极接线柱与滑动变阻器的　　（选填“A”“B”或“C”）接线柱连接。 （2）将电路连接完整后，把线夹夹在f点，闭合开关，发现无论如何调节滑动变阻器，电压表和电流表始终无示数。用一根导线检测电路故障，将导线的两端分别接到开关两端的接线柱上时，电压表和电流表仍无示数；将导线的两端分别接到滑动变阻器接入电路的两接线柱上时，电压表和电流表均有示数。若电路中只有一处元件故障，则故障是　　。 （3）该小组排除故障后继续实验，闭合开关后快速记录电流表和电压表的示数，然后立即断开开关。电流表的示数如图乙所示，该读数为　　A。调节滑动变阻器，多次测量并计算出电阻的平均值。 （4）将线夹分别夹在e、d、c、b点，重复步骤（3），得到铅笔芯接入长度l和对应的铅笔芯接入电阻的平均值R的数据，如表所示： 线夹位置 b c d e f 铅笔芯接入长度l/cm 3 6 9 12 15 铅笔芯接入电阻的平均值R/Ω 2.0 4.0 5.9 8.0 10.0 ①请如图丙所示在坐标纸上描点，并画出铅笔芯接入电阻的平均值R和铅笔芯接入长度l的关系图象。 ②通过分析图象可得实验结论：在材料和横截面积一定的条件下，　　。 （5）在实验评估环节，有的同学认为，只通过对铅笔芯电阻与其长度的探究得到的结论具有偶然性，为了使证据更充分，接下来还应该　　。 31．（1）B （2）滑动变阻器断路 （3）0.26 （4）如答图所示 电阻与长度成正比 （5）用不同的导体进行多次实验 32．LED灯的主要部分是高亮度白色发光二极管。现利用图甲所示电路研究发光二极管的工作特性，把一个规格为“3V”的LED灯接入电源电压恒为4.5V的电路，闭合开关S，改变LED灯两端的电压和电流，电压表与电流表示数关系如图乙所示。 （1）LED灯主要部件由　　（选填“导体”、“半导体”或“超导体”）材料制成，发光二极管在电路中属于　　（选填“电源”或“用电器”）。 （2）在图甲中，闭合开关S，调节滑动变阻器，发现电压表有示数，电流表示数为零，原因是LED灯　　（选填“断路”或“短路”）。 （3）排除故障后，闭合开关S，图丙所示电压表示数为　　V。为了让LED灯正常发光，滑动变阻器滑片应向　　（选填“左”或“右”）移动。当LED灯正常发光时，其功率为　　W。 （4）如图丁所示，小明同学利用两块磁铁、一个线圈等器材制作了一台小型发电机，并用一个LED灯进行了实验探究。线圈转动时将会看到LED灯闪烁发光，请提出一个具有研究价值的问题　　。 32．（1）半导体 用电器 （2）断路 （3）2.6 左 0.06 （4）LED灯闪烁发光的原因 33．如图甲是时下较为流行的LED手电筒和LED吸顶灯，它们的主要部分是高亮度发光二极管，是继白炽灯、卤素灯和节能荧光灯后新兴的第四代电光源。LED的发光原理与白炽灯截然不同，它是直接把电能转换成光能的器件，是新一代固体冷光源，将逐步取代传统光源。图乙是LED的元件实物及符号。 （1）LED灯主要由　　材料制成。 （2）LED灯之所以节能，被称为冷光源，是因为电热转换损耗的能量较白炽灯　　。 （3）小明了解到发光二极管的导电性能很特殊，它只允许电流从它的正极流向负极，不允许从负极流向正极。于是决定利用电压恒为3V的电源验证发光二极管这一特殊导电性。图丙电路当电源反接时，无论怎么移动滑片，电流表都　　（填“有”或“无”）示数；图丁电路当电源正接时，闭合开关，观察发现电流表无示数，二极管也不发光。于是他们找来一个电压表，接在c、d两端，发现电压表示数为1.4V，电路无断路情况，移动滑片，发现电压表示数变大，电流表也有示数，对此，他们猜想当电源正接时发光二极管导电性能与它两端的电压大小有关。继续完成实验，记录的部分数据如下表。 电压/V 1.4 1.5 1.7 1.9 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 电流/mA 0 0 2.0 4.0 12.0 22.0 32.0 42.0 52.0 60.0 ①分析小明的实验可知，发光二极管具有　　（填“单”或“双”）向导电的特性。 ②当发光二极管两端的正向电压达到1.9V时，正常工作；若发光二极管两端的正向电压超过1.9V，且长时间处于此电压下，易损坏。从表格中收集到的数据对比可以看出，该发光二极管正常工作前的导电能力　　正常工作后的导电能力（填“大于”“小于”或“等于”）。 ③发光二极管正常工作时，滑动变阻器连入电路的阻值为　　Ω。 33．（1）半导体 （2）少 （3）无 ①单 ②小于 ③275 34．有些汽车前挡风玻璃上的刮水器能够随着雨量的大小，刮水的速度会相应地发生变化，雨停后，刮水器自动停止工作，小华查阅了相关资料后，自制了如题图甲所示的雨水检测金属网（以下简称检测网），并设计了如题图乙所示的模拟电路进行探究。 （1）小华按照设计的电路图连接电路，检测网未放入水中，电流表无示数，再将检测网放入雨水中，电流表有示数，表明雨水是　　（选填“导体”或“绝缘体”）。小华通过观察电路中　　的变化来判断电动机转速的变化，从而反映出刮水器刮水速度的变化。 （2）将检测网竖立并缓慢浸入雨水中进行实验，分析数据可知，金属网浸入雨水中的深度越深，电流表的示数越大．这说明a、b间接入电路的电阻在　　（选填“变大”或“变小”），我们知道，影响导体电阻的大小的因素有：导体的　　、长度和　　、温度等，由此可知：a、b间接入电路的电阻变化是由导体的　　变化引起的。 （3）小华设计的电路在无雨水时，电动机不能转动，可是这样无法实现无雨时的车窗清洗，若要解决此问题，可在图乙电路中加装一个开关，请说明连接方法：　　。 34．（1）导体 电流表示数 （2）变小 材料 横截面积 （3）并联 35．学校“水培种植小屋”的蔬菜适宜生长的温度在10～30天之间在项目式学习小组利用热敏电阻和定值电阻设计温度报警电路。 【项目分解】 （1）设计温度报警电路 （2）优化温度报警电路 【项目实施】 （1）设计温度报警电路 如图甲是小组同学设计的温度报警电路，将热敏电阻R0放在热源内，其余部分置于热源外，就可以通过电流表的示数来表示热源温度，当电流表示数I≥6mA时报警。已知电源电压是12V，热敏电阻R0的阻值随温度变化的关系如图乙，则： ①热敏电阻主要是由　　（填“绝缘体”“半导体”或“超导体”）材料制作而成； ②热源的温度升高时：R0的电阻　　（填“变大”“变小”或“不变”）； ③当热源温度是：20℃时，电流表的示数为5mA，则R的功率为　　W。 （2）优化温度报警电路 小组同学发现，此报警电路不能实现小屋温度t≥30℃或t≤10℃都要有一个电表报警的要求，于是决定对电路进行改进。 ①请你判断：甲图中电路能实现小屋温度t　　时的报警要求； ②若要电压表示数U≥7.2V时实现另外一种情况的报警功能，则需在图甲电路中　　的两端并联一个电压表。 【项目拓展】 通过查阅资料获知：水培栽技术是一种高效、环保的栽培技术，可以在室内或有限空间内进行种植；通过正确的操作和调控，可以获得优质的农作物，提高农作物的产量和品质；光照是植物进行光合作用的基础，对于水培栽技术来说尤为重要。一般来说，水培植物需要每天接受8～12h的光照，如果选择人工光源（LED灯，功率约12W），每天最多消耗约　　kW•h电能。 35．（1）①半导体 ②变小 ③0.03 （2）①≥30℃ ②R0 项目拓展 0.144 【解析】（1）③由图甲可知，R0与R串联，电流表测电路中电流；由图乙知当温度为20℃时，R0的电阻为1200Ω，此时电路中总电阻R总2400Ω，由串联电路电阻的规律知R＝R总﹣R0＝2400Ω﹣1200Ω＝1200Ω，则R的功率P＝I2R＝（5×10﹣3A）2×1200Ω＝0.03W；（2）①图甲中，当电流表示数I≥6mA时报警。当电路中电流为6mA时，电路中总电阻R总′2000Ω，此时R0的电阻R0′＝R总′﹣R＝2000Ω﹣1200Ω＝800Ω，由图乙可知，此时的温度为30℃。由图乙可知，随着温度的升高，R0的电阻减小。因此当温度t≥30℃时，电路中总电阻小于2000Ω，由欧姆定律可知，电路中电流大于6mA，因此图中电路能实现小屋温度t≥30℃时的报警要求；②由图乙可知，当t≤10℃时R0与≥1800Ω， 由可知，电路中电流I″4×10﹣3A，此时R两端电压UR≤I″R＝4×10﹣3A×1200Ω＝4.8V，由串联电路电压特点可知，R0两端电压U0≥U﹣UR＝12V﹣4.8V＝7.2V，因此若要电压表示数U≥7.2V时实现另外一种情况的报警功能，则需在图甲电路中R0的两端并联一个电压表。项目拓展：水培植物需要每天接受8～12h的光照，如果选择人工光源（LED灯，功率约12W），每天最多消耗的电能约为。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$