专题22 电学重点实验(专项训练)(山东专用)2026年中考物理一轮复习讲练测
2026-01-26
|
2份
|
64页
|
1234人阅读
|
33人下载
内容正文:
专题22 电学重点实验(解析版)
目 录
2
8
考点一 电流与电阻的关系 8
考点二 电流与电压的关系 12
考点三 伏安法测电阻 17
考点四 其它方法测电阻 21
考点五 伏安法测量小灯泡的电功率 23
考点六 其它方法测量电功率 26
28
28
33
1.(2025·山东泰安·一模)物理课外兴趣小组利用图甲所示的电路图进行“探究导体的电流与电阻的关系”,电源电压为6V且保持不变,R为定值电阻。
(1)用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向端移动时,电路中电流变大,导线不得交叉;
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现电压表有示数,但电流表无示数,此时出现的故障可能是 (写出一种即可);
(3)排除故障后,分别将、、三个定值电阻接入电路,调节滑动变阻器的滑片,记录数据,得到了如图乙所示的图像。由图像可以得出结论: ;
(4)上述实验中,用的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把换为的电阻接入电路,闭合开关,应向 (选填“A”或“B”)端移动滑片,直至电压表示数为 V时,读出电流表的示数;为完成整个实验,应选取的滑动变阻器的规格为 (选填字母);
A.50Ω,0.5A B.30Ω,1.0A C.20Ω,2.0A
(5)实验中,滑动变阻器的主要作用是保护电路和 。
【答案】(1) (2)定值电阻R断路
(3)当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 (4) B 2 A
(5)控制定值电阻两端电压不变
【详解】(1)要使滑动变阻器的滑片P向A端移动时,电路中电流变大,根据,在电压不变时,电流变大则电阻变小,对于滑动变阻器,应将其左下接线柱连入电路。如图所示:
(2)闭合开关后,电流表无示数,表明电路可能存在断路;电压表有示数,此时可能是电压表与电源串联,即电压表测电源两端的电压,所以此时出现的故障可能是与电压表并联的定值电阻R断路。
(3)从图乙图像能看到,随着导体电阻增大,通过导体的电流减小,并且通过导体的电流与导体电阻的乘积始终不变,即
由此可得出结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)[1][2]在探究电流与电阻关系实验中,要控制定值电阻两端电压2V不变。当把5Ω电阻换成10Ω电阻后,根据串联电路分压原理,电阻增大,其分得电压增大。为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,即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。直至电压表示数为2V时,读出电流表的示数。
[3]探究导体的电流与电阻的关系,要求定值电阻两端电压始终为,电源电压,根据串联电路电压规律,则变阻器分得的电压
可知变阻器分得的电压是电压表示数的2倍,根据串联分压原理,当接入20Ω电阻时,则变阻器连入电路中的电阻
即变阻器最大阻值不能小于40Ω,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(5)在研究电流与电阻的关系实验中,需要控制定值电阻两端的电压相同,滑动变阻器起到了控制定值电阻两端电压不变的作用。
2.(2025·山东济南·一模)创新实践小组的同学利用图甲进行实验,已知电源电压为6V不变。
(1)小明同学利用图甲进行“探究电流与电压关系”的实验,图乙是他根据图甲电路图连接的实物电路,仔细检查电路后,发现有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确;
(2)正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,观察到电流表始终没有示数,电压表有示数且有明显变化,则电路存在的故障可能是 。排除电路故障后,小明测量了如下表所示的数据,分析表中数据小明可以得到的结论是 ;
电压/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流/A
0.1
0.16
0.2
0.24
0.3
(3)小明完成上述实验后,又选择了5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值电阻继续“探究电流与电阻”的关系。根据实验数据绘制出图丙所示的电流与电阻的关系图像,分析图像可以得到实验结论: ;
(4)为了使实验结论更具有普遍性,小明又重新连接电路做了一组实验,根据实验数据绘制出电流与电阻关系的图像如图丁,通过对图像的分析小明判断出a点数据是错误的,他判断的依据是 。
【答案】(1)
(2) 电流表短路 当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(3)当电压一定时,电流与电阻成反比 (4) 该次实验没有控制定值电阻两端电压一定
【详解】(1)原电路图中,电流表、电压表和定值电阻没有接入电路,是错误的,在“探究电流与电压关系“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。将滑动变阻器右上接线柱与开关右接线柱连接的导线画“×”,再将滑动变阻器右上接线柱与定值电阻右接线柱用导线连接。如图所示:
(2)[1]闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,观察到电压表有示数且有明显变化,说明电路是通路,电流表始终没有示数,说明电流表短路。
[2]忽略误差不计,由表中数据可知,电阻两端电压增大为原来的几倍,通过电阻的电流也增大为原来的几倍,故可得出结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(3)由图丙可知,电流与电阻的乘积,,,
为一定值,故可得出结论:当电压一定时,电流与电阻成反比。
(4)研究电流与电阻关系时要控制电压不变;由图丁可知,a点电流与电阻的乘积与其它点不同,即电压与其它点的电压不同,说明该次实验没有控制定值电阻两端电压一定。
3.(2025·山东潍坊·中考真题)在“伏安法测电阻”的实验中,某同学准备了下列器材:待测电阻、干电池两节(每节电压为)、滑动变阻器、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将实物电路连接完整,要求闭合开关后滑片向右移动时电流表的示数变大;
(2)正确连接好电路后,为了减小实验误差,他调整滑片进行了三次测量,测量的数据如下表所示。
次数
电压()
电流
1
1.21
0.12
2
1.52
0.15
3
2.14
0.21
根据实验数据,回答下列问题:
①待测电阻的阻值为 (结果保留1位小数);
②实验中选择的滑动变阻器应为 (选填“”或“”);
③第3次测量,滑动变阻器连入电路的阻值为 (结果保留1位小数)。
【答案】(1)
(2) 10.1 R2 4.1
【详解】(1)滑动变阻器需采用“一上一下”的接线方式串联在电路中,题目要求闭合开关后滑片向右移动时电流表示数变大,电流变大意味着电路总电阻变小,即滑动变阻器接入电路的电阻变小。因此需将滑动变阻器的右下接线柱接入电路。如图所示:
(2)[1]伏安法测电阻中,为减小误差,需根据每次实验的电压和电流数据,用欧姆定律的变形式分别计算待测电阻的阻值,再求平均值。
第一次测量,
第二次测量,
第三次测量,
待测电阻的平均值
[2]电源总电压为3V,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压U滑=U-UR。当待测电阻两端电压最小时(第1次实验UR =1.21V),滑动变阻器两端电压最大,此时滑动变阻器接入的电阻也最大。第一次实验中,电路电流 I1=0.12A,滑动变阻器两端电压U滑=3V-1.21V=1.79V
根据解得
滑动变阻器R1最大阻值为10Ω,无法满足此次实验中需要接入约14.9Ω电阻的要求;而滑动变阻器R2最大阻值为20Ω,既能满足阻值需求,且此次实验电流 0.12A小于R2的最大允许电流 0.5A,因此实验中选择的滑动变阻器应为R2。
[3]第3次测量时,电源电压U=3V,待测电阻两端电压U3=2.14V,电路电流 I3=0.21A。根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压U滑3=U-U3=3V-2.14V=0.86V
滑动变阻器连入电路的阻值
4.(2025·山东济宁·二模)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,老师给同学们提供的器材有:电压恒为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡(灯丝电阻约为10Ω),电流表、电压表、开关各一个,导线若干,三种规格的滑动变阻器、、可供选择。
(1)请用笔画线表示导线将电路连接完整。要求:变阻器的滑片P向B端移动时,灯泡变暗;
(2)刚接好最后一根导线,灯泡立即发出刺眼的光,这存在两个不当的实验操作:
① ,② ;
(3)通过估算,滑动变阻器应选择 (选填“”、“”或“”);
(4)根据图乙小灯泡的图像可知,随着电流增大,小灯泡的电阻 (选填“变大”、“变小”或“不变”),小灯泡的额定功率是 W;
(5)当小灯泡两端电压为2V时,小灯泡的实际功率可能是 W(选填“0.32”、“0.36”或“0.45”)。
(6)小亮想测量的阻值,经过讨论设计了如图丙的电路图。已知电源电压不变且未知,定值电阻的阻值为,闭合开关、断开时电流表读数为;同时闭合开关和时电流表读数为,则= (用、、表示)。
【答案】(1)
(2) 连接电路时开关没有断开 滑动变阻器的滑片没有移动到阻值最大处
(3)R2 (4) 变大 0.5 (5)0.36 (6)
【详解】(1)实验中,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量灯泡的电压,电流表测量电路电流。变阻器的滑片P向B端移动时,灯泡变暗,说明滑动变阻器接入电路中的电阻变大,则滑动变阻器的A接线柱接入电路中,如图所示:
(2)[1][2]刚接好最后一根导线,灯泡立即发出刺眼的光,说明连接电路时开关没有断开,且此时电路电流较大,电路电阻较小,滑动变阻器接入电路中电阻小,滑动变阻器的滑片没有移动到阻值最大处。
(3)由串联电路电压特点得,灯泡正常发光时,滑动变阻器的电压为
由图乙得,灯泡的额定电流为0.2A,串联电路电流处处相等,此时滑动变阻器的电流为
由欧姆定律得,此时滑动变阻器接入电路中电阻为
则滑动变阻器应选择。
(4)[1]根据图乙小灯泡的图像与欧姆定律可知,随着电流增大,小灯泡的电阻变大。
[2]小灯泡的额定功率是
(5)当小灯泡两端电压为2V时,灯泡的电流小于其额定电流0.2A,则此时小灯泡的实际功率
灯泡正常发光时的电阻
因为灯泡的电阻随温度升高而减小,当小灯泡两端电压为2V时,此时灯泡的电阻小于正常发光时的电阻,即
由得,小灯泡的实际功率为
则小灯泡的实际功率可能是0.36W。
(6)小亮想测量的阻值,经过讨论设计了如图丙的电路图。已知电源电压不变且未知,定值电阻的阻值为,闭合开关、断开时,与R串联,电流表测量电路电流,电流表读数为;同时闭合开关和时电流表读数为,电路为的简单电路,电源电压不变,由欧姆定律得
则
考点一 电流与电阻的关系
1.(2025·山东临沂·二模)探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“;2A”字样)、定值电阻5个(、、、、)、开关一个、导线若干。
(1)当滑片P向右移时电压表示数变大,用笔画线代替导线将图甲实物图连接完整 。
(2)连接好电路,变阻器调到最大阻值,闭合开关S,移动滑片P,发现电流表无示数,电压表示数始终为电源电压,导致这一现象的原因可能是( )(填选项前的字母)。
A.滑动变阻器断路 B.定值电阻R断路 C.定值电阻R短路
(3)排除故障后,利用前四个定值电阻进行实验,图乙是根据实验数据得到的图像:
①其中阴影部分面积表示的物理量是 ,其值为 ;
②由实验图像可得出结论:在电压一定时, 。
(4)已知电源电压4.5V,实验时更换为的定值电阻后,无论怎样移动滑动变阻器滑片,都不能使电压表示数达到原来的数值,为能继续完成实验,在不增加原有实验器材、也不改变定值电阻两端预设电压和电源电压的前提下,他的做法是: 。
(5)实验结束后,该小组用电压表和一个已知最大阻值为的滑动变阻器,测量未知电阻的阻值.他们设计了如图丙所示电路图,实验操作如下:
①将滑动变阻器滑片P移到最右端,闭合开关S,此时电压表的示数为;
②将滑动变阻器滑片P移到最左端,此时电压表的示数为;
③则 。(用、、表示)
【答案】(1) (2) B
(3) 电压 3V 通过导体的电流与导体的电阻成反比
(4)在电路中再串联一个定值电阻(其余四个电阻中任取一个都可以) (5)
【详解】(1)当滑片P向右移时电压表示数变大,滑片向右移动,变阻器连入的阻值变小,选择右下接线柱,如图。
(2)变阻器调到最大阻值,闭合开关S,移动滑片P,发现电流表无示数,电压表示数始终为电源电压,说明电路中出现断路故障,电压表有示数,电压表与电源正负接线柱之间没有断,就应该是电压表两个接线柱之间的元件断路,故选B。
(3)[1][2]阴影部分面积表示的电阻与电流的乘积,应该是电压值,阴影部分面积表示的物理量是定值电阻两端的电压,其值为
[3]由实验图像可得出,定值电阻阻值越大,通过它的电流越小,于是得出结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)实验时更换为的定值电阻后,无论怎样移动滑动变阻器滑片,都不能使电压表示数达到原来的数值3V,滑片移动最大端都不能使电压表示数达到3V,说明滑动变阻器最大阻值太小,可以想办法增大变阻器的阻值,就是取一个定值电阻与滑动变阻器串联使用。为能继续完成实验,在不增加原有实验器材、也不改变定值电阻两端预设电压和电源电压的前提下,在电路中再串联一个定值电阻(其余四个电阻中任取一个都可以)。
(5)①将滑动变阻器滑片P移到最右端,闭合开关S,此时电压表的示数为,此时Rx与变阻器最大阻值R0串联,Rx两端电压为U1;
②将滑动变阻器滑片P移到最左端,此时电压表的示数为,这时测出的是电源电压;
根据欧姆定律得
2.(2025·山东滨州·二模)小明利用如图甲所示的实验电路探究“电流与电阻的关系”,可供选择的器材有:电源(两节新干电池),电流表、电压表、开关,阻值分别为5Ω、10Ω、25Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器,导线若干。已知电源电压为6V。
(1)该同学根据图甲连接的实物电路如图乙所示,其中一根导线连接是错误的,并在图乙中将这根线打上“×”,并补画出正确的连线;
(2)小明连接好最后一根导线的瞬间,电流表和电压表立即发生偏转,且电流表的示数较大,你认为小明在连接电路的过程中犯了哪两点错误:① ;② ;
(3)规范操作后进行实验。实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表示数,得到图1丙图电流I随电阻R变化的图像;完成第一组实验后,乙图中,断开开关,保持滑片位置不变,拆下5Ω的电阻,改接入10Ω的电阻,闭合开关,电压表示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)请问此时滑动变阻器应该向 (选填“左”或“右”),直至电压表示数为 V;移动滑动变阻器滑片P的目的是 ;
(4)根据实验结果绘制出图像如图丙所示,小明可以由此得到实验结论: ;
(5)请问小明在该实验中选取的哪种规格的滑动变阻器________。
A.20Ω,1A B.50Ω,0.6A C.100Ω,0.3A
【答案】(1)
(2) 连接电路时未断开开关 滑动变阻器的滑片未调到最大阻值处
(3) 变大 右 2.5 控制定值电阻两端的电压相同
(4)在电压一定时,通过导体的电流和导体的电阻成反比
(5)B
【详解】(1)图中电压表串联在了电路中,滑动变阻器与定值电阻并联,所以将电压表与定值电阻并联,滑动变阻器与定值电阻串联,如下图所示:
(2)[1][2]为保护电路,连接电路时,开关要断开;将滑动变阻器的滑片调到最大阻值处。小明连接好最后一根导线的瞬间,电流表和电压表立即发生偏转,说明连接电路时未断开开关;且电流表的示数较大,说明滑动变阻器的滑片未调到最大阻值处,综上所述,小明在连接电路的过程中犯的两点错误分别是连接电路时未断开开关,滑动变阻器的滑片未调到最大阻值处。
(3)[1]由图丙知道,电阻两端的电压始终保持①
根据串联分压原理知道,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,电压表示数变大。
[2][3]探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律知道,应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为2.5V。
[4]根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端的电压相同,因此用不同的电阻做实验时,移动滑动变阻器滑片P的目的是控制定值电阻两端的电压相同
(4)由①知道,可以由此得到实验结论:在电压一定时,通过导体的电流和导体的电阻成反比。
(5)电阻两端的电压始终保持
根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
变阻器分得的电压为电压表示数的1.4倍,根据分压原理,当接入25Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少35Ω的滑动变阻器,因0.5A>0.3A,在该实验中选取的滑动变阻器B,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
考点二 电流与电压的关系
3.(2025·山东临沂·一模)在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中,选用的器材如下:两节干电池、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、定值电阻、导线若干。
(1)用笔画线代替导线将图甲连接完整,要求滑片向右滑动时电流表示数变小;
(2)连接电路时开关应 ,滑动变阻器的滑片P应置于 (选填“A”或“B”)端;
(3)正确连接电路后闭合开关,发现电压表和电流表均无示数,则电路故障可能是 (选填“定值电阻”或“滑动变阻器”)开路;
(4)排除故障后,小明先用上述实验器材探究“电流与电阻的关系”;
①他先将的电阻接入电路,闭合开关S,调节滑片P到适当位置,读出此时电流表示数,并记入表中;
②为保持电压不变,当小明用的电阻替换的电阻时,再闭合开关S,他需要将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动。
(5)实验完成后,接着探究了“电流与电压的关系”,将实验测得的数据记录在下表中,第5次实验中电流表的示数如图乙所示,为 A;
(6)请在图丙的坐标纸中描点画出图像;
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
电流
0.08
0.16
0.24
0.32
0.48
(7)分析图像可得: ,导体中的电流与导体两端的电压成 ;
(8)实验完成后,将电阻换成小灯泡重复实验,绘制出图像,如图所示,请你说出a图像与b图像不同的原因: 。
【答案】(1) (2) 断开 B (3) 滑动变阻器
(4) B (5) 0.4
(6)
(7) 当导体的电阻一定时 正比 (8) 小灯泡的电阻随温度变化而变化
【详解】(1)滑动变阻器采用一上一下的连接方式,串联在电路中,要求滑片向右滑动时,电流变小,说明滑动变阻器接入电路的电阻增大,故选择A点接线柱,连接电路如图所示:
(2)[1][2]连接电路时,为保护电路,开关应该断开。闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处,即B端。
(3)若定值电阻断路,电流表无示数,电压表与滑动变阻器串联,电压表测的是电源电压,因此电压表有示数,现两表均无示数,说明滑动变阻器断路。
(4)探究电流与电阻的关系时,应控制电阻两端电压不变,用10Ω电阻替换5Ω电阻时,10Ω电阻两端的电压变大,所以应增大滑动变阻器接入电路中的电阻,将即滑动变阻器的滑片向B端移动,减小电路中的电流。
(5)电流表的示数如图乙所示,使用的是小量程,分度值0.02A,示数为0.4A。
(6)用描点法画出表中的数据,如图所示:
(7)[1][2]通过表中数据分析可知和图乙可得: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。
(8)a的电流随电压的增加均匀变化,说明a电阻阻值不变。如图中b所示,随着电压的增大,电流增加的越来越慢,小灯泡越亮,说明小灯泡电阻随温度的变化而发生了变化。
4.(2025·山东滨州·二模)小明设计了如图甲所示的实验电路“探究电流跟电压和电阻的关系”。
(1)请你按照图甲所示电路图将图乙实物电路连接完整;
(2)连接实物时,滑动变阻器的滑片P应位于阻值 (选填“最大”或“最小”)处。闭合开关后小明发现,无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表指针几乎不动,电压表示数始终接近电源电压。原因可能是 (选填字母);
A.电流表坏了 B.滑动变阻器短路 C.定值电阻断路 D.定值电阻短路
(3)排除电路故障后,小明探究“电流与电压的关系”得到的实验数据如表所示;
①第二次实验时电流表的示数如图丙所示,请将电流填入表格中,数据为 ;
R=5Ω
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
0.5
1.2
2.0
2.6
电流I/A
0.12
0.40
0.50
②根据实验数据,在图丁中描点画出该电阻的I-U图像;( )
③通过实验数据和图像可知, 一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;
(4)小华继续用该电路探究“电流与电阻的关系”,将5Ω的定值电阻更换成10Ω、20Ω的定值电阻分别接入电路中,调节滑动变阻器保持 不变从而完成该实验。小华实验过程中得到的数据如表所示;
U=2V
实验次数
1
2
3
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.40
0.20
0.10
(5)根据实验数据,小华描点画出的I-R图像将会是图戊中的 (选填“a”或“b”)图像。
【答案】(1)
(2) 最大 C
(3) 0.24 电阻 正比
(4)定值电阻两端的电压
(5)a
【详解】(1)由电路图可知,电源为两节干电池,所以电源电压为3V,电压表选用0~3V量程,并联在定值电阻两端,将滑动变阻器的左下接线柱接入电路中,如图所示:
(2)[1]连接电路时,为保护电路,开关应断开,滑动变阻器的滑片P应放在阻值最大处,即最右端。
[2]闭合开关后小明发现,无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表指针几乎不动,说明电路可能断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,说明与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则故障可能是与电压表并联电阻R断路,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(3)[1]①电流表所选量程为0~3V,分度值为0.02A,则电流表此时的示数为0.24A。
[2]②根据实验数据,在图丁中描出各个点,用平滑的线连接起来,如图所示:
[3]③分析表格中数据可以发现,电阻一定时,电阻两端的电压与通过电阻的电流的比值恒定,所以可以得出结论:当电阻一定时,通过电阻的电流与该电阻两端的电压成正比。
(4)实验中,将5Ω的定值电阻更换成10Ω、20Ω的定值电阻分别接入电路中,定值电阻两端的电压增大,探究“电流与电阻的关系”时,需保持定值电阻两端的电压不变,因此需要增大滑动变阻器两端的电压,从而减小定值电阻两端的电压,故应增大滑动变阻器的电阻,保持定值电阻两端的电压不变,从而完成该实验。
(5)根据实验数据可知,电路中电阻增大为原来的几倍,电流减小为原来的几分之一,电流与电阻成反比;因此小华描点画出的I~R图像将会是图戊中的a图线。
考点三 伏安法测电阻
5.(2025·山东烟台·中考真题)在“用电流表和电压表测量电阻”的实验中:
(1)第一小组连接了如图甲所示的电路,闭合开关前发现有一根导线连接错误。请在错误的导线上划“×”,并画出这根导线的正确连接位置;
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数。出现这个现象的原因可能是______(选填序号);
A.待测电阻断路 B.待测电阻短路
C.电压表接线柱接触不良 D.滑动变阻器短路
(3)排除电路故障后,小组同学继续实验,并将记录的数据填写在下表;
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1.0
1.2
1.5
1.8
2.0
2.5
电流I/A
0.10
0.12
0.16
0.14
0.20
0.24
①请根据描点法在图乙中描绘出表格中的六组数据,并作出该电阻的图像;
②由图像可得该电阻的阻值为 Ω。
(4)第二小组利用上述器材测量另一电阻时,根据所测数据作出的图像如图丙所示,小组交流发现图像与第一小组不同的原因是电压表连接的位置不同,但利用这个图像也能求出待测电阻的阻值,其阻值为 Ω。
【答案】(1)
(2)B
(3) 10
(4)4
【详解】(1)在该实验中,滑动变阻器与定值电阻串联,滑动变阻器按照一上一下的原则接入电路,电压表并联在定值电阻两端,正确的电路图如图所示:
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表有示数,则电路不存在断路,电压表无示数,说明与电压表并联的定值电阻短路了。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(3)[1]根据表格数据在图乙中描点并连线,如图所示:
[2]由图像可知,该电阻的阻值为
(4)当滑动变阻器接入电路的阻值增大时,根据串联分压原理可知,其两端的电压增大,此时电路中的总电阻增大,电流减小,由图丙可知,电压表并联在了滑动变阻器两端。当电路中电流为0.5A时,滑动变阻器两端的电压为1V,定值电阻两端的电压为
定值电阻的阻值为
6.(2025·山东临沂·一模)小明利用图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。
(1)“伏安法”测电阻的实验原理是 。
(2)图乙是他尚未连接完成的实验电路,请你根据图甲电路图,用笔画线代替导线完成实物电路连接 。
(3)闭合开关试触,发现电压表示数接近电源电压,无论怎样移动滑片P,电流表的示数始终为零,则电路中存在的故障可能是( )
A.电流表坏了 B.滑动变阻器短路 C.电阻处接触不良 D.电阻短路
(4)排除故障后,调节滑动变阻器,正确测量后记录了多组数据,并在坐标系中画出了待测电阻Rx的I﹣U图象,如图丙所示,可知定值电阻Rx的阻值为 Ω。若通过Rx的电流如图丁所示,则通过它的电流为 A;
(5)将甲图中的电路元件进行组装,还可以完成的实验探究是( )
A.探究导体中的电流与电压关系 B.探究导体中的电流与电阻关系 C.测量小灯泡的电功率
【答案】(1) R (2) (3) C (4) 4 0.26 (5) A
【详解】(1)“伏安法”测电阻时,利用电流表和电压表测出通过电阻的电流和它两端的电压,再利用欧姆定律的变形公式算出电阻,实验原理是。
(2)
由电路图可知,滑动变阻器“一上一下”串联接入电路并接左下接线柱,如图所示:
(3)A.若电流表坏了,整个电路断路,电压表无示数,故A错误。
B.若滑动变阻器短路,电路中电阻变小,电流变大,电流表有示数,故B错误。
C.若电阻处接触不良,即电阻Rx断路,此时电压表串联在电路中,由于电压表内阻很大,电路中电流几乎为零,电流表无示数,而电压表测量的是电源电压,示数接近电源电压,故C正确。
D.若电阻短路,电压表被短路,电压表示数为零,故D错误。
故选C。
(4)[1]由图丙图象可知,当U=2V时,I=0.5A,则Rx4Ω
[2]由图丁可知,电流表量程为0~0.6A,电流表分度值为0.02A,指针所指位置的电流为0.26A。
(5)A.探究导体中的电流与电压关系,保持电阻不变,通过调节滑动变阻器改变电阻两端电压,测量多组电压和电流值,本实验电路可以完成,故A正确;
B.探究导体中的电流与电阻关系,需要更换不同阻值的电阻,本实验中只有一个电阻Rx,无法完成,故B错误;
C.图中无灯泡,本实验电路不可完成,C错误。
故选A。
考点四 其他方法测电阻
7.(2025·山东济南·三模)某同学要测量一未知电阻Rx的阻值,但电压表已损坏,于是找来一个已知阻值的定值电阻R0,并设计了如图所示的电路(电源电压保持不变)。步骤如下:
①按照设计的电路图连接电路;
②断开S2、闭合S1记录电流表示数为I1;
③断开S1、闭合S2记录电流表示数为I2;
则未知电阻的阻值Rx= (用已知和测量的物理量的符号表示)。
小明用如图甲所示电路探究“电流与电阻的关系”
【答案】
【详解】步骤②中闭合S1时,R0单独接入电路,电源电压U=I1R0;步骤③中闭合S2时,Rx单独接入电路,电源电压U=I2Rx。因电源电压不变,故I1R0= I2Rx ,解得
8.(2025·山东德州·二模)小明利用两个已知阻值分别为的定值电阻,设计了图所示的电路来测量未知电阻的阻值。(电源电压保持不变)
①当开关闭合,接a端时,电流表示数为I;
②当开关闭合,接b端时,电流表示数为2I;
则未知电阻的阻值是 (用已知和测量出的物理量符号表示)
【答案】
【详解】由步骤①②可知,电源电压不变,②的电流是①电流的两倍,则①的总电阻就是②总电阻的两倍,即,解得
9.(2025·山东泰安·一模)实验小组在“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验中,电压表意外损坏,小组同学讨论后,选用阻值为的定值电阻进行实验,设计如图所示的电路也测出了小灯泡正常发光时的电阻,已知灯泡的额定电压为。请将实验步骤补充完整:
①闭合开关S、S1,断开开关S2,移动滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数为 ;
②保持滑动变阻器的滑片P不动,只闭合开关S、,读出电流表的示数为I;
③小灯泡正常发光时的电阻: 。(用、I、表示)
【答案】
【详解】①[1]闭合开关S、S1,断开开关S2,灯泡与电阻R0并联后,再与滑动变阻器串联,电流表测通过R0的电流,移动滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数为,此时灯泡两端的电压为U额,灯泡正常发光。
③[2]保持滑动变阻器的滑片P不动,只闭合开关S、S2,灯泡与电阻R0并联后,再与滑动变阻器串联,电流表测通过灯泡与R0的总电流,读出电流表的示数为I,此时通过灯泡的电流
小灯泡正常发光时的电阻
10.(2025·山东烟台·一模)小明想测量一个额定电流为0.25A的小灯泡L正常工作时的电阻。他设计了如图所示的电路,已知电源电压为9V,滑动变阻器的最大阻值为40Ω,为阻值未知的定值电阻。请完成下列实验步骤:
①开关均闭合,滑片P在最右端时,电压表的示数为3V,则的阻值为 Ω;
②只断开开关,调节滑片P,使电压表示数为 V;
③保持滑片P位置不变,断开,闭合开关S、,电压表示数为8V,则灯泡L正常工作的电阻为 Ω。
【答案】 20 5 12
【详解】①[1]开关均闭合,滑片P在最右端时,滑动变阻器接入最大值,滑动变阻器与电阻R0串联,灯泡被短路,电压表测电阻R0两端的电压,电压表的示数为3V,电源电压为9V,则滑动变阻器两端的电压
电路中的电流
的阻值
②[2]只断开开关,滑动变阻器与电阻R0、灯泡串联,电压表测电阻R0两端的电压,调节滑片P,使电路中的电流为0.25A,此时电阻R0两端的电压
即电压表示数5V;
③保持滑片P位置不变,断开,闭合开关S、,滑动变阻器与电阻R0、灯泡串联,电路的总电阻、电流与②相同,电压表测电阻灯泡L、电阻R0两端的电压,电压表示数为8V,此时灯泡两端的电压为
灯泡L正常工作的电阻为
考点五 伏安法测小灯泡电功率
11.(2025·山东济宁·一模)在“测量小灯泡电功率”的实验中,如图,电源电压恒为,小灯泡的额定电压为,正常发光时灯丝电阻约为,所用滑动变阻器的最大阻值为。
(1)小明连接电路时,还有最后一根导线没有连接好,如图甲,小华同学当时指出连接电路时操作不合理,请你指出操作存在的问题没有连接的导线除外,不需要改动:。小明纠正电路连接后,进行实验。
(2)实验中,如图甲,小明同学移动滑片,观察到此时电压表的示数为,要测量小灯泡的额定功率,需将滑片向 端移动选填“左”或“右”直到电压表的示数为,此时电流表如图乙,则小灯泡的额定功率是 。
(3)小明还发现:当电压表的示数增大时,电压表与电流表的示数之比 选填“变大”、“变小”或“不变”。
【答案】(1) 开关没有断开 滑动变阻器的滑片没有移到阻值最大处 (2) 左 0.6 (3) 变大
【详解】(1)[1]为保护电路,连接电路时开关需要断开,操作存在的问题:连接电路时,开关没有断开。
[2]为防止电路中的电流过大,保护电路,闭合开关前滑动变阻器滑片应移至阻值最大处,操作存在的问题:滑动变阻器的滑片没有移到阻值最大处。
(2)[1]电压表示数为,说明小灯泡两端的电压小于其额定电压,根据串联电路电压规律可知应减小滑动变阻器两端的电压,根据串联分压原理可知应减小滑动变阻器接入电路的阻值,所以应向左端移动滑片,眼睛注视电压表,使灯泡两端的电压为额定电压2.5V。
[2]根据甲、乙图,电流表的量程为,其分度值为0.02A,其读数为0.24A,所以小灯泡的额定功率为
(3)当小灯泡两端电压增大时,其实际功率也增大,灯丝的温度升高,小灯泡电阻将变大,而电压表与电流表的示数之比为小灯泡电阻的大小,因此两者比值将变大。
12.(2025·山东泰安·二模)实验小组在“测量小灯泡额定功率”的实验中,用到的实验器材有:电压恒定为6V的电源、电流表、电压表、额定电压为2.5V的小灯泡(正常发光时灯丝的电阻约为12Ω)、滑动变阻器、开关和若干导线。
(1)请根据实验要求将图甲所示的电路连接完整(导线不能交叉)。
(2)电路连接完整,闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P移到 (选填“左”或“右”)端;
(3)小组同学电路连接无误后闭合开关,观察到灯泡不亮且电流表有示数、电压表无示数,电路中只有一处故障,则故障可能是 ;
(4)排除故障后,闭合开关,电压表示数为1.8V,此时应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移动。小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,电流表的读数为 A,小灯泡的额定功率为 W;
(5)【拓展】实验中电压表意外损坏,小组同学经过讨论后,选用阻值为R0的定值电阻进行实验,设计如图丙所示的电路也测出了小灯泡的额定功率。请将实验步骤补充完整。
①闭合开关S、S1,断开开关S2,移动滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数为 ;
②保持滑动变阻器的滑片P不动,只闭合开关S、S2,读出电流表的示数为I;
③小灯泡的额定功率表达式:P额= 。(用U额、I、R0表示)
【答案】(1) (2) 左 (3) 小灯泡短路
(4) 右 0.2 0.5 (5)
【详解】(1)根据实验,电路是串联的,电压表测灯泡两端电压,电流表测电路中的电流,已知灯泡的额定电压是2.5V,正常发光时灯丝的电阻约为12Ω,电路中的电流为
因此电压表的电流表均选择小量程,接入电路,如下图所示:
(2)闭合开关S前,为了保护电路,应将变阻器滑片移至阻值最大处,即左端。
(3)串联电路,闭合开关后,电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,且灯泡不亮,则可能是灯泡短路,电压表相当于测导线电压,因此无示数。
(4)[1]闭合开关,电压表示数为1.8V,要使小灯泡正常发光,应增加灯泡两端电压,减小变阻器两端电压,根据串联分压原理可知,变阻器的阻值变小,即滑片向右移动。
[2][3]电流表选择的是小量程,分度值是0.02A,乙图中电流表的读数为0.2A,则小灯泡的额定功率为
(5)[1]据丙图可知,闭合开关S、S1,断开开关S2,电路为定值电阻R0和灯泡并联后,再与变阻器串联,电流表测电阻R0支路电流,为了使灯泡正常发光,灯泡两端电压达到额定电压,此时灯泡和定值电阻R0并联,电压相等,因此当电流表的示数为时,灯泡正常发光。
[2]保持滑动变阻器的滑片P不动,只闭合开关S、S2,电路连接方式不变,电流表测R0和灯泡L的总电流,可得灯泡正常发光时的电流为
小灯泡的额定功率表达式为
考点六 其它方法测电功率
13.(2025·山东日照·二模)在没有电流表的情况下,用如图所示的实验电路,也可以测出小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电压为,定值电阻的阻值为,实验步骤如下:
①只闭合开关S、,调节滑片,使电压表示数为;
②保持滑片位置不变,只闭合开关S、,此时电压表的示数为;可知小灯泡的额定功率 (用、和表示)。
【答案】
【详解】只闭合S、S1,调节滑片使电压表示数为U额,此时小灯泡正常发光;保持滑片位置不变,只闭合S、S2,电压表测小灯泡与定值电阻R的总电压U,则定值电阻R两端电压。根据欧姆定律,此时电路中的电流,这个电流就是小灯泡正常发光时的电流。根据P=UI,可得小灯泡额定功率 。
14.(2025·山东淄博·一模)在测量小灯泡的电功率的实验中,若电流表损坏,小明在原有器材基础上,增加了一个阻值为的定值电阻和两个开关,设计了如图所示的电路,顺利完成测小灯泡额定功率的实验(设小灯泡的额定电压为),实验步骤如下:
①如图连接电路;
②闭合、,断开,移动滑动变阻器滑片, ;
③闭合、,断开, ,记下电压表示数;
④断开开关,整理器材。
小灯泡额定功率的表达式 。
【答案】 使电压表示数为U0 保持滑动变阻器滑片不动
【详解】[1][2][3]丙图中闭合、,断开,电路为灯泡、定值电阻、变阻器串联,电压表测灯泡两端电压,移动滑动变阻器滑片,使灯泡正常发光,因此使电压表旳示数为U0,闭合、,断开,此时电路连接方式不变,因此保持滑动变阻器滑片不动,电压表测灯泡和定值电阻的总电压,则可得两端电压为
电路中的电流为
则小灯泡额定功率的表达式为
15.(2025·山东泰安·二模)在测量小灯泡电阻的实验中,若在实验中不小心损坏了电流表,小红利用如图所示电路测出了额定电压为的小灯泡的额定电功率,是阻值已知的定值电阻,请将实验步骤补充完整。
①闭合开关和,断开开关,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为;
② ,保持滑动变阻器接入电路的阻值不变,记录此时电压表的示数为;
③小灯泡L的额定功率 (用、、表示)。
④若实际测量过程中,步骤②中不小心将滑片向左移动了一些,则所测的灯泡额定功率会 (选填“大于”、“小于”或“等于”)真实值。
【答案】 闭合开关和,断开开关 小于
【详解】[1][2]根据题图可知,此时采用了“安阻法”测量小灯泡的额定功率,闭合开关和,断开开关,电压表单独测量小灯泡两端的电压;闭合开关和,断开开关,此时定值电阻与小灯泡串联,电压表测量定值电阻和小灯泡两端的电压,故定值电阻两端的电压为
通过小灯泡的电流为
故小灯泡的额定功率为
[3]若将滑动变阻器的滑片向左移动了一点,滑动变阻器的电阻增大,通过电路中的电流减小,此时通过小灯泡的电流小于额定电流,故此时测得的小灯泡的额定功率会偏小。
1.(2025·山东青岛·中考真题)小明用如图甲所示的电路探究“电流与电压和电阻的关系”,电源电压恒为3V。
(1)小明检查电路时,发现有一根导线连接错误,请你在图甲中将连接错误的导线画上“×”,并用笔画线代替导线正确连接电路,要求:滑片P向右移动时电流表的示数变小 ;
(2)将5Ω的定值电阻接入电路中,闭合开关,第1次实验的电流表示数如图乙所示,为 A,调节滑片P,重复实验,记录数据填入表格丙中。分析数据得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成 。
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.30
0.40
丙
实验次数
1
2
3
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.40
0.20
0.10
丁
(3)小明继续探究“电流与电阻的关系”,将5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻分别接入电路进行实验,实验数据如图丁所示,实验中控制定值电阻两端电压为 V。分析数据得出结论:在电压一定的情况下,通过导体的电流与导体的电阻成 ;
(4)要完成(3)中的实验,滑动变阻器的最大阻值最小为 Ω。
【答案】(1) (2) 0.2 正比 (3) 2 反比 (4) 10
【详解】(1)探究“电流与电压和电阻的关系”,定值电阻要与滑动变阻器串联,滑动变阻器要一上一下接入,电压表测定值电阻两端电压,电流表测电流,且电流表与电压表接线柱需正进负出,要求:滑片P向右移动时电流表的示数变小,即接入电阻增大,因此应接滑动变阻器左下,如图所示:
(2)[1]电流表示数如图乙所示,接小量程,分度值为0.02A,示数为0.2A。
[2]根据表格丙中数据,电压与电流数据之比为定值,得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(3)[1]如图丁所示,实验中控制定值电阻两端电压为
[2]如图丁中数据,电阻与电流数据乘积为定值,得出结论:在电压一定的情况下,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)要完成(3)中的实验,即定值电阻两端电压为2V,根据串联分压,当用20Ω的定值电阻实验时,滑动变阻器有最大阻值,电路中电流为
滑动变阻器两端的电压
滑动变阻器的阻值
2.(2025·山东泰安·中考真题)科学探究小组连接了图甲所示的电路,测量定值电阻的阻值。电源电压恒为6V,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,的阻值约为8Ω,滑动变阻器有(a:“25Ω 2A”和b:“20Ω 0.2A”)两种规格。
(1)连接电路时,应选择的滑动变阻器是 (选填“a”或“b”)。
(2)甲图连接的电路有一处错误,请把接错的那一根导线找出来打“×”,用笔画线代替导线画出正确的连接(只改接一根导线)。
(3)正确连接导线后,滑片P移至某处,此时电压表示数为2.6V,电流表示数如图乙所示为 A,本次测得的阻值为 Ω(精确到0.1Ω)。通过移动滑片P测得多组实验数据,计算出的平均值,这样做是为了 (选填字母符号)。
A.寻找普遍规律 B.减小误差
(4)该探究小组还设计了如图丙所示的电路,利用阻值为的定值电阻和电流表等器材,测量的阻值,经检查无误后进行实验。电源电压未知且保持不变,请将实验过程补充完整:
①只闭合开关 ,电流表的示数记为;
②闭合开关,电流表的示数记为;
③用已知量和测量量写出的阻值表达式: 。
【答案】(1) a (2) (3) 0.32 8.1 B
(4)
【详解】(1)由于电压表量程为0-3V,的阻值约为8Ω,当电压表示数为3V时,电流
滑动变阻器b允许通过的最大电流为0.2A,小于0.375A太多,故连接电路时,应选择的滑动变阻器是a。
(2)电压表与被测元件并联,电压表需要测定值电阻两端电压,故错误之处和改正,如图所示:
(3)[1][2]由图可知,电流表选量程,分度值为,电流表示数如图乙所示为,本次测得的阻值为
[3]利用伏安法测量定值电阻阻值,通过移动滑片P测得多组实验数据,计算出的平均值,这样做是为了减小误差,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
(4)[1][2][3]由于没有电压表,需要根据电源电压和串联的定值电阻两端的电压计算出待测电阻两端的电压,则需先测出电源电压,再根据欧姆定律求出与待测电阻串联的定值电阻两端电压,根据分压原理计算出待测电阻两端电压,
步骤②闭合开关,待测电阻被短路,电路中只有定值电阻连入电路,电流表的示数记为,可计算出电源电压
步骤①只闭合开关,定值电阻与待测电阻串联,电流表测串联电路的电流为,定值电阻两端电压为
根据串联分压可知,待测电阻两端电压为
待测电阻的阻值为
3.(2025·山东德州·中考真题)在用电流表和电压表测量小灯泡电阻的实验中,电源电压为3V,待测小灯泡L的额定电压为2.5V,正常发光时阻值约为8Ω。
实验次数
电压U/V
电流I/A
灯泡发光情况
1
1.5
0.24
较暗
2
2.5
0.30
正常发光
3
2.8
0.32
较亮
(1)请用笔画线代替导线将图甲电路补充完整(导线不得交叉) ;
(2)闭合开关,移动滑片P至某位置,电压表示数如图乙所示,为 V。为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端滑动;
(3)多次实验后,实验数据如表所示,可知小灯泡L正常发光时的阻值为 Ω(结果保留一位小数);
(4)根据表中数据可推测闭合开关前小灯泡阻值可能为______;
A.0Ω B.3Ω C.6.3Ω D.10Ω
(5)根据表中数据,可得小灯泡正常发光时的电功率为 W。结合实验数据和发光情况,可知小灯泡的亮度取决于其 。
【答案】(1) (2) 2.3 右 (3) 8.3
(4) B (5) 0.75 实际功率
【详解】(1)由题意,电源电压为 3V,小灯泡额定电压为 2.5V,正常发光时电阻约为 8Ω,所以额定电流约为
所以电流表应选 0~0.6A 量程,电压表选 0~3V 量程。滑动变阻器要串联在电路中,用来调节小灯泡两端电压。如图所示:
(2)[1][2]如图乙,电压表量程为0~3V,分度值为0.1V,故读数为2.3V,小于小灯泡额定电压,要使灯泡电压增大到 2.5V,应减小滑动变阻器连入电阻,滑动变阻器接入右下接线柱 ,故应将滑动变阻器的滑片向右端移动。
(3)由表中第 2 次实验数据:,,则小灯泡正常发光时的电阻
(4)闭合开关前,灯丝温度低,电阻比正常发光时小。由第1次实验数据:,,对应电阻,但这是通电后较暗时的电阻,比闭合开关前小灯泡阻值大。闭合开关前小灯泡温度更低,小灯泡阻值比 6.25Ω 更小,但不会为0,故闭合开关前小灯泡阻值可能为3Ω,故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。
(5)由表可知,小灯泡正常发光时的电功率
结合实验数据和发光情况可知小灯泡的亮度取决于实际功率。
4.(2025·辽宁·中考真题)在探究电流与电阻的关系实验中,实验器材如下:学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器“40Ω 1.5A”、开关各一个,五个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),导线若干。
(1)图甲为使用5Ω定值电阻连接的实验电路。某同学检查电路时发现有一条导线连接错误。请在图甲中错误的导线
上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确(导线不能交叉)。
(2)改正错误后,将滑动变阻器的滑片P移到最 端。闭合开关,移动滑片P使电压表的示数达到所要控制的电压U0时,电流表的示数如图乙所示,为 A。
(3)将不同阻值的定值电阻分别接入电路中,重复实验,记录的数据如下表。
数据序号
1
2
3
4
5
电阻R/Ω
5
10
15
20
25
电流I/A
0.24
0.16
0.12
0.10
分析表中数据,在误差允许范围内,电流值与其对应的电阻值的乘积近似 (选填“相等”或“不相等”),从而得出结论:在导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 比。
(4)利用本实验提供的器材 (选填“能”或“不能”)探究电流与电压的关系。
【答案】(1) (2) 右 0.48 (3) 相等 反 (4) 能
【详解】(1)在探究电流与电阻关系的实验中,要用电流表来测量通过电阻的电流,用电压表来测量定值电阻两端的电压,所以电压表应该与定值电阻并联。图中电压表负接线柱到电流表0.6接线柱之间的导线连接错误,应该从电压表负接线柱到定值电阻左端连接导线,如图所示:
(2)[1] 闭合开关前,滑片应移到阻值最大处。对于这个滑动变阻器,闭合开关前滑片应该移到最右端。
[2] 图乙所示的电流表连接的是0~0.6A的量程,分度值是0.02A,此时电流表的读数0.48A。
(3)计算出每一次实验所用的电阻值与对应的电流值的乘积,这个乘积相差很小,在误差允许的范围内,可认为这个电流值与其对应的电阻值的乘积相等,也就是定值电阻两端电压相等。可得出结论,在导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)要研究电流与电压的关系,按照控制变量的要求,需要控制电阻一定。从本实验器材中的5个定值电阻中选择其中1个定值电阻,就能探究电流与电压的关系。
5.(2025·四川泸州·中考真题)小州与小腾利用如图甲所示电路来探究电流与电压、电阻的关系,电源电压恒为3V。
(1)在探究电流与电压的关系时,应控制 不变。请你用笔画线代替导线将图乙补充完整,使滑动变阻器接入电路的阻值最大。
(2)在探究电流与电阻的关系时,小州先将滑动变阻器调到最大阻值,再把5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,记下此时电压表的示数刚好为1V,电流表示数为0.2A,他由此计算出滑动变阻器的最大阻值为
Ω。接着他把定值电阻换成10Ω,发现无论怎样调节滑动变阻器,都不能使电压表示数为1V。小腾分析后指出,只需将滑动变阻器接入电路的阻值调 (选填“大”或“小”),使定值电阻两端的控制电压由1V调为2V,重做以上实验即可。
(3)小州将定值电阻由10Ω换成30Ω继续实验,又发现无论怎样调节滑动变阻器,都不能使电压表示数回到2V。经过分析,他将滑动变阻器更换为0- (选填“5”或“20”)Ω的滑动变阻器后,可完成探究。
【答案】(1) 电阻 (2) 10 小 (3) 20
【详解】(1)在探究电流与电压的关系时,应控制电阻不变。滑动变阻器需接入最大阻值,故应将滑动变阻器的右下接线柱接入电路,电路连接如图所示:
(2)[1]当接入5Ω电阻时,电压表示数为1V,电流表示数为0.2A,此时滑动变阻器分压为3V−1V=2V,由欧姆定律可得滑动变阻器接入的阻值为
因闭合开关前滑片已调至最大阻值处,故滑动变阻器的最大阻值为10Ω。
[2]换用10Ω电阻后,若仍控制电压为1V,则电路电流应为0.1A,此时滑动变阻器需分担2V电压,其阻值需达到20Ω,但原滑动变阻器最大阻值仅为10Ω,无法满足要求。因此需提高定值电阻两端电压至2V,此时滑动变阻器只需分担1V电压,阻值可减小至5Ω,故应将滑动变阻器阻值调小。
(3)当定值电阻增至30Ω时,若控制电压为2V,滑动变阻器需分担1V电压,其阻值需为15Ω。原滑动变阻器最大阻值10Ω,故阻值不足,故需更换为0~20Ω的滑动变阻器。
6.(2025·江苏南京·中考真题)现要测量两个小灯泡L1、L2正常发光时的电阻。
(1)图甲是用“伏安法”测量L1(U额=2.5V)正常发光时电阻的实物电路。
①用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整(导线不允许交叉);
②闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表指针几乎不动,电压表指针明显偏转,故障原因可能是小灯泡
(选填“断路”或“短路”);
③排除故障后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω(精确到0.1)。
(2)为了测量额定电流为I0的小灯泡L2正常发光时的电阻,小明和小华设计了图丙所示的电路,定值电阻的阻值为R0,电源电压恒为U。(I0、R0、U已知,且满足测量要求)
①将滑动变阻器R的滑片移至阻值最大端;
②闭合S、S1,断开S2,调节滑片P,使电压表示数为 时,小灯泡正常发光;
③共同完成上述操作后,小明和小华分别只进行了以下一步操作。
小明:保持滑片不动,断开S1,闭合S、S2,读出电压表的示数。
小华:保持滑片不动,闭合S、S1、S2,读出电压表的示数。
综合以上信息,对小明、小华的方案能否测量出小灯泡正常发光时的电阻进行评价 (填字母)。
A.只有小明的方案可行 B.只有小华的方案可行 C.两人的方案都可行 D.两人的方案都不可行
【答案】(1) 断路 8.3 (2) U-I0R0 C
【详解】(1)[1]伏安法测小灯泡正常发光时的电阻,电压表并联在小灯泡两端测电压,电流表串联在电路中测电流,且两表都要使电流从正接线柱流入,负接线柱流出,如图所示;
[2]闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表指针几乎不动,电路中出现断路,电压表指针明显偏转,故障原因可能是小灯泡断路。
[3]电流表的量程0~0.6A,分度值为0.02A,电流为I=0.3A,电阻为
(2)闭合S、S1,断开S2,小灯泡、滑动变阻器和定值电阻R0串联;小灯泡正常发光时,电路中的电流为I0,因此调节滑动变阻器滑片P使电压表的示数为U1=U﹣I0R0
①小明:保持滑片不动,断开S1,闭合S、S2,电压表测滑动变阻器两端的电压U2。
小灯泡正常发光时的电压为UL=U1﹣U2=U﹣I0R0﹣U2
小灯泡正常发光时的电阻为
小明的方案可行;
②小华:保持滑片不动,闭合S、S1、S2,读出电压表的示数U3。此时小灯泡被短路,电路由滑动变阻器和定值电阻R0串联;
定值电阻R0两端的电压为U0=U﹣U3
通过定值电阻R0电流为
串联电路各处电流相等,则
滑动变阻器现在的阻值为RP
当闭合S、S1,断开S2,小灯泡、滑动变阻器和定值电阻R0串联时,电压表的示数为U1=U﹣I0R0
电路中的电流为I0,滑动变阻器两端的电压为UP
小灯泡正常发光时的电阻为
小华的方案可行;
故选C。
7.(2025·北京·中考真题)某同学利用滑动变阻器、电阻箱、电压表、电压恒定的电源、开关等器材设计了测量电阻的实验电路,如图所示。
(1)请补充主要实验步骤:
①按电路图连接电路,将滑动变阻器的阻值调到最大端。
②闭合, ,记录电压表的示数。
③闭合, ,使电压表的示数仍为。
④记录电阻箱的阻值。
(2)待测电阻的阻值 。(用测量量表示)
【答案】(1) 开关S2与触点2闭合 开关S2与触点1闭合,调节电阻箱 (2)
【详解】(1)[1][2]由电路图可知,将滑动变阻器的阻值调到最大端,闭合S1,开关S2与触点2闭合,此时滑动变阻器与待测电阻串联,电压表测滑动变阻器两端电压,记录电压表的示数U;闭合S1,开关S2与触点1闭合,此时滑动变阻器与电阻箱串联,电压表测滑动变阻器两端电压,此时根据串联分压,调节电阻箱,使电压表的示数仍为U,则待测电阻的值与电阻箱的阻值相同。
(2)由实验步骤可知,当待测电阻与滑动变阻器串联时,电压表测滑动变阻器两端电压,当电阻箱与滑动变阻器串联时,电压表仍测滑动变阻器两端电压,且示数不变,根据串联分压可知,待测电阻的阻值等于电阻箱的阻值,即。
8.(2025·四川宜宾·中考真题)某学习小组在探究压敏电阻阻值随压力变化的关系时,设计了如图甲所示的电路图,电源电压恒为12V,R是滑动变阻器。回答下列问题:
(1)小组成员选择合适的测量范围,按电路图连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 (填“a”或“b”)端。
(2)滑动变阻器的滑片置于正确的位置后,闭合开关S发现电压表示数接近电源电压,电流表无示数,则故障可能是压敏电阻处发生 (选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后,闭合开关S,该压敏电阻在无压力情况下,调节滑动变阻器,电流表与电压表的指针稳定后如图乙所示,电流表的读数为 A,电压表的读数为 V,此时压敏电阻的阻值为 Ω。
(4)闭合开关S,改变压力F的大小,调节滑动变阻器,直到电流表的示数与图乙中电流表示数相同,记录下此时电压表测得的电压U,描绘出不同压力下的U-F图,如图丙,结合图像可知,该压敏电阻的阻值随压力的增大而 (填“增大”或“减小”),其中压力F较小时的敏感程度更 (填“高”或“低”)。
(5)实验后,学习小组将该压敏电阻与电阻丝熔断器、电源构成串联电路,如图丁,电源电压恒为12V,电阻丝熔断器的熔断电流为0.8A。若要该压敏电阻受到的压力增加到10N时熔断器的电阻丝熔断,则熔断器的阻值应设计为 Ω。
【答案】(1) b (2) 断路 (3) 0.3 10.5 35 (4) 减小 高 (5) 5
【详解】(1)为保护电路,开关闭合前滑动变阻器的滑片应滑阻值最大处,则应处于最右端,b端。
(2)若压敏电阻短路,则电压表也被短路,没有示数,电路是通路,电流表有示数,这与题目中电流表无示数不符;若压敏电阻断路,此时电路断开,电流无法通过,电流表无示数,而电压表与滑动变阻器串联在电路中,电压表测量电源电压,电压表示数接近电源电压。所以故障可能是压敏电阻处发生断路。
(3)[1]观察中电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,其示数为0.3A。
[2]电压表的量程为0~15V,分度值为0.5V,其示数为10.5V。
[3]压敏电阻的阻值
(4)[1]由丙图可知,当压力增大时,电压表的示数减小,即压敏电阻两端电压减小。调节滑动变阻器,直到电流表的示数与图乙中电流表示数相同,则电路中的电流不变,根据可知,压敏电阻的阻值变小。
[2]从图线的倾斜程度可以看出,压力F较小时,图线的倾斜程度较大,即压敏电阻两端电压变化更明显,根据串联分压规律可知,压敏电阻阻值随压力变化更明显,即灵敏度更高。
(5)由图丙可知,当压力为10N时,电压表示数为3V,电流表示数同图乙,为0.3A,则当压力为10N时,压敏电阻为
由图丁可知,当电流为0.8A时,总电阻为
由串联电路电阻特点知
9.(2025·四川巴中·中考真题)实验室里有一小灯泡的铭牌模糊不清,只能看清小灯泡的额定电流,为了测出该小灯泡的额定功率,小明和小王分别设计了两种不同的测量方案,请你帮助完善。
(1)方案一:请用笔画线代替导线帮小明补全甲图的实物电路。(要求:只连一根导线且不交叉)
(2)甲图中,闭合开关前,滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端。
(3)当滑动变阻器的滑片位于某位置时,电流表的示数为0.2A,为了测出小灯泡的额定功率,应向 (选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片。
(4)当电流表的示数为0.3A时,电压表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(5)方案二:
小王同学设计了如图丙所示的电路图,电源电压不变,和为滑动变阻器,的最大电阻为,实验步骤如下:
①闭合开关S和,断开,调节,使电流表的示数为0.3A;
②保持不变,闭合开关S和,断开,调节,使电流表的示数仍为0.3A;
③保持不变,接着将的滑片P调至最左端,记下电流表的示数为,再将的滑片P调至最右端,记下电流表的示数为,则小灯泡额定功率的表达式 (用、、、表示)。
【答案】(1) (C、D点均可)
(2) B (3) A (4) 0.75 (5)
【详解】(1)滑动变阻器与灯泡串联且一上一下的接入电路,如图所示:
(C、D点均可)
(2)在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处,以保护电路,故滑片P应位于B端。
(3)电流表的示数为0.2A小于小灯泡的额定电流0.3A,如果要测量小灯泡的额定功率,应增大电路的电流,所以应减小滑动变阻器连入电路的电阻,则滑片P应向A端移动。
(4)当电流表的示数为0.3A时,此时为小灯泡的额定电流,电压表示数如图乙所示为2.5V,此时为小灯泡的额定电压,该小灯泡的额定功率
(5)在①中,R2与灯串联,灯正常发光;在②中,R1与R2串联,因为电路中电流仍为I额,所以;在③中,将R2的滑片移到最左端时,只有电阻R1连入电路,此时的电源电压为
将R2滑片的移到最右端,连入电路中的阻值最大,此时R2的阻值为R0,此时的电源电压为
电源电压不变,则解得
则额定功率为
10.(2025·黑龙江齐齐哈尔·中考真题)实验小组进行“测量小灯泡的电功率”实验。现有器材:小灯泡,额定功率约为)、电压为且保持不变的电源、标有“”字样的滑动变阻器、开关、电流表、电压表、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物连接完整;(导线不允许交叉)
(2)①小明检查电表量程的选择和电路的连接都无误后。闭合开关,将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处,开始实验。小丽指出小明的实验操作存在错误,正确的操作应是: ;
②正确操作后,继续实验的过程中,电压表指针出现如图乙所示的情况。经检查只有滑动变阻器发生故障,则故障可能是滑动变阻器 (选填“断路”或“被短接”);
(3)排除故障后,继续实验,获取实验数据。当电压表示数为时,电流表表盘如图丙所示,通过计算可知,小灯泡L的额定功率为 W;
(4)完成实验后,小明设计了如图丁所示的电路,想要用原有的实验器材和定值电阻,在不使用电流表的情况下,测量该小灯泡的额定功率。请你帮助他完成实验方案:
①检查电路无误后,闭合开关S,将开关接,调节滑动变阻器的滑片直至电压表示数为 ;
②保持滑片不动,再将开关接,读出电压表示数为;
③小灯泡L的额定功率 (用、、表示);
(5)小明找来了阻值为的定值电阻,按照该方案进行测量。你认为小明能否测出该小灯泡的额定功率?请说明你的判断依据: 。
【答案】(1)
(2) 先将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处,再闭合开关 断路
(3) 0.75 (4) 0.5 (5) 见解析
【详解】(1)小灯泡正常发光时电流约为
所以电流表选择小量程串联到电路中,作图如下:
(2)[1]为保护电路,应在闭合开关前,将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处。
[2]如图乙,电压表无示数,只有变阻器出问题,则故障可能是滑动变阻器断路,使得电压表的两端无法与电源相通。
(3)当电压表示数为时,电流表表盘如图丙所示,由(1)可知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,则示数为0.3A,则小灯泡L的额定功率为
(4)[1][2]①检查电路无误后,闭合开关S,将开关接,灯泡、和变阻器串联,电压表测和变阻器总电压,调节滑动变阻器的滑片直至灯泡正常发光(2.5V),根据串联电压规律,电压表示数为
②保持滑片不动,再将开关接,连接方式不变,电压表改测电压,读出电压表示数为,则电路中电流为;
③小灯泡L的额定功率
(5)由前面实验可知,若小灯泡正常发光时,额定电流为0.3A。若定值电阻阻值为,则灯泡正常发光时,两端的电压
两端的电压大于电源电压。电源实际电压为,不能满足实验要求。所以不可行。
17 / 18
学科网(北京)股份有限公司
$
专题22 电学重点实验(解析版)
目 录
2
4
考点一 电流与电阻的关系 4
考点二 电流与电压的关系 6
考点三 伏安法测电阻 8
考点四 其它方法测电阻 10
考点五 伏安法测量小灯泡的电功率 11
考点六 其它方法测量电功率 12
14
14
16
1.(2025·山东泰安·一模)物理课外兴趣小组利用图甲所示的电路图进行“探究导体的电流与电阻的关系”,电源电压为6V且保持不变,R为定值电阻。
(1)用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向端移动时,电路中电流变大,导线不得交叉;
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现电压表有示数,但电流表无示数,此时出现的故障可能是 (写出一种即可);
(3)排除故障后,分别将、、三个定值电阻接入电路,调节滑动变阻器的滑片,记录数据,得到了如图乙所示的图像。由图像可以得出结论: ;
(4)上述实验中,用的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把换为的电阻接入电路,闭合开关,应向 (选填“A”或“B”)端移动滑片,直至电压表示数为 V时,读出电流表的示数;为完成整个实验,应选取的滑动变阻器的规格为 (选填字母);
A.50Ω,0.5A B.30Ω,1.0A C.20Ω,2.0A
(5)实验中,滑动变阻器的主要作用是保护电路和 。
2.(2025·山东济南·一模)创新实践小组的同学利用图甲进行实验,已知电源电压为6V不变。
(1)小明同学利用图甲进行“探究电流与电压关系”的实验,图乙是他根据图甲电路图连接的实物电路,仔细检查电路后,发现有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确;
(2)正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,观察到电流表始终没有示数,电压表有示数且有明显变化,则电路存在的故障可能是 。排除电路故障后,小明测量了如下表所示的数据,分析表中数据小明可以得到的结论是 ;
电压/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流/A
0.1
0.16
0.2
0.24
0.3
(3)小明完成上述实验后,又选择了5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值电阻继续“探究电流与电阻”的关系。根据实验数据绘制出图丙所示的电流与电阻的关系图像,分析图像可以得到实验结论: ;
(4)为了使实验结论更具有普遍性,小明又重新连接电路做了一组实验,根据实验数据绘制出电流与电阻关系的图像如图丁,通过对图像的分析小明判断出a点数据是错误的,他判断的依据是 。
3.(2025·山东潍坊·中考真题)在“伏安法测电阻”的实验中,某同学准备了下列器材:待测电阻、干电池两节(每节电压为)、滑动变阻器、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将实物电路连接完整,要求闭合开关后滑片向右移动时电流表的示数变大;
(2)正确连接好电路后,为了减小实验误差,他调整滑片进行了三次测量,测量的数据如下表所示。
次数
电压()
电流
1
1.21
0.12
2
1.52
0.15
3
2.14
0.21
根据实验数据,回答下列问题:
①待测电阻的阻值为 (结果保留1位小数);
②实验中选择的滑动变阻器应为 (选填“”或“”);
③第3次测量,滑动变阻器连入电路的阻值为 (结果保留1位小数)。
4.(2025·山东济宁·二模)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,老师给同学们提供的器材有:电压恒为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡(灯丝电阻约为10Ω),电流表、电压表、开关各一个,导线若干,三种规格的滑动变阻器、、可供选择。
(1)请用笔画线表示导线将电路连接完整。要求:变阻器的滑片P向B端移动时,灯泡变暗;
(2)刚接好最后一根导线,灯泡立即发出刺眼的光,这存在两个不当的实验操作:
① ,② ;
(3)通过估算,滑动变阻器应选择 (选填“”、“”或“”);
(4)根据图乙小灯泡的图像可知,随着电流增大,小灯泡的电阻 (选填“变大”、“变小”或“不变”),小灯泡的额定功率是 W;
(5)当小灯泡两端电压为2V时,小灯泡的实际功率可能是 W(选填“0.32”、“0.36”或“0.45”)。
(6)小亮想测量的阻值,经过讨论设计了如图丙的电路图。已知电源电压不变且未知,定值电阻的阻值为,闭合开关、断开时电流表读数为;同时闭合开关和时电流表读数为,则= (用、、表示)。
考点一 电流与电阻的关系
1.(2025·山东临沂·二模)探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“;2A”字样)、定值电阻5个(、、、、)、开关一个、导线若干。
(1)当滑片P向右移时电压表示数变大,用笔画线代替导线将图甲实物图连接完整 。
(2)连接好电路,变阻器调到最大阻值,闭合开关S,移动滑片P,发现电流表无示数,电压表示数始终为电源电压,导致这一现象的原因可能是( )(填选项前的字母)。
A.滑动变阻器断路 B.定值电阻R断路 C.定值电阻R短路
(3)排除故障后,利用前四个定值电阻进行实验,图乙是根据实验数据得到的图像:
①其中阴影部分面积表示的物理量是 ,其值为 ;
②由实验图像可得出结论:在电压一定时, 。
(4)已知电源电压4.5V,实验时更换为的定值电阻后,无论怎样移动滑动变阻器滑片,都不能使电压表示数达到原来的数值,为能继续完成实验,在不增加原有实验器材、也不改变定值电阻两端预设电压和电源电压的前提下,他的做法是: 。
(5)实验结束后,该小组用电压表和一个已知最大阻值为的滑动变阻器,测量未知电阻的阻值.他们设计了如图丙所示电路图,实验操作如下:
①将滑动变阻器滑片P移到最右端,闭合开关S,此时电压表的示数为;
②将滑动变阻器滑片P移到最左端,此时电压表的示数为;
③则 。(用、、表示)
2.(2025·山东滨州·二模)小明利用如图甲所示的实验电路探究“电流与电阻的关系”,可供选择的器材有:电源(两节新干电池),电流表、电压表、开关,阻值分别为5Ω、10Ω、25Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器,导线若干。已知电源电压为6V。
(1)该同学根据图甲连接的实物电路如图乙所示,其中一根导线连接是错误的,并在图乙中将这根线打上“×”,并补画出正确的连线;
(2)小明连接好最后一根导线的瞬间,电流表和电压表立即发生偏转,且电流表的示数较大,你认为小明在连接电路的过程中犯了哪两点错误:① ;② ;
(3)规范操作后进行实验。实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表示数,得到图1丙图电流I随电阻R变化的图像;完成第一组实验后,乙图中,断开开关,保持滑片位置不变,拆下5Ω的电阻,改接入10Ω的电阻,闭合开关,电压表示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)请问此时滑动变阻器应该向 (选填“左”或“右”),直至电压表示数为 V;移动滑动变阻器滑片P的目的是 ;
(4)根据实验结果绘制出图像如图丙所示,小明可以由此得到实验结论: ;
(5)请问小明在该实验中选取的哪种规格的滑动变阻器________。
A.20Ω,1A B.50Ω,0.6A C.100Ω,0.3A
考点二 电流与电压的关系
3.(2025·山东临沂·一模)在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中,选用的器材如下:两节干电池、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、定值电阻、导线若干。
(1)用笔画线代替导线将图甲连接完整,要求滑片向右滑动时电流表示数变小;
(2)连接电路时开关应 ,滑动变阻器的滑片P应置于 (选填“A”或“B”)端;
(3)正确连接电路后闭合开关,发现电压表和电流表均无示数,则电路故障可能是 (选填“定值电阻”或“滑动变阻器”)开路;
(4)排除故障后,小明先用上述实验器材探究“电流与电阻的关系”;
①他先将的电阻接入电路,闭合开关S,调节滑片P到适当位置,读出此时电流表示数,并记入表中;
②为保持电压不变,当小明用的电阻替换的电阻时,再闭合开关S,他需要将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动。
(5)实验完成后,接着探究了“电流与电压的关系”,将实验测得的数据记录在下表中,第5次实验中电流表的示数如图乙所示,为 A;
(6)请在图丙的坐标纸中描点画出图像;
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
电流
0.08
0.16
0.24
0.32
0.48
(7)分析图像可得: ,导体中的电流与导体两端的电压成 ;
(8)实验完成后,将电阻换成小灯泡重复实验,绘制出图像,如图所示,请你说出a图像与b图像不同的原因: 。
4.(2025·山东滨州·二模)小明设计了如图甲所示的实验电路“探究电流跟电压和电阻的关系”。
(1)请你按照图甲所示电路图将图乙实物电路连接完整;
(2)连接实物时,滑动变阻器的滑片P应位于阻值 (选填“最大”或“最小”)处。闭合开关后小明发现,无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表指针几乎不动,电压表示数始终接近电源电压。原因可能是 (选填字母);
A.电流表坏了 B.滑动变阻器短路 C.定值电阻断路 D.定值电阻短路
(3)排除电路故障后,小明探究“电流与电压的关系”得到的实验数据如表所示;
①第二次实验时电流表的示数如图丙所示,请将电流填入表格中,数据为 ;
R=5Ω
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
0.5
1.2
2.0
2.6
电流I/A
0.12
0.40
0.50
②根据实验数据,在图丁中描点画出该电阻的I-U图像;( )
③通过实验数据和图像可知, 一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;
(4)小华继续用该电路探究“电流与电阻的关系”,将5Ω的定值电阻更换成10Ω、20Ω的定值电阻分别接入电路中,调节滑动变阻器保持 不变从而完成该实验。小华实验过程中得到的数据如表所示;
U=2V
实验次数
1
2
3
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.40
0.20
0.10
(5)根据实验数据,小华描点画出的I-R图像将会是图戊中的 (选填“a”或“b”)图像。
考点三 伏安法测电阻
5.(2025·山东烟台·中考真题)在“用电流表和电压表测量电阻”的实验中:
(1)第一小组连接了如图甲所示的电路,闭合开关前发现有一根导线连接错误。请在错误的导线上划“×”,并画出这根导线的正确连接位置;
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数。出现这个现象的原因可能是______(选填序号);
A.待测电阻断路 B.待测电阻短路
C.电压表接线柱接触不良 D.滑动变阻器短路
(3)排除电路故障后,小组同学继续实验,并将记录的数据填写在下表;
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1.0
1.2
1.5
1.8
2.0
2.5
电流I/A
0.10
0.12
0.16
0.14
0.20
0.24
①请根据描点法在图乙中描绘出表格中的六组数据,并作出该电阻的图像;
②由图像可得该电阻的阻值为 Ω。
(4)第二小组利用上述器材测量另一电阻时,根据所测数据作出的图像如图丙所示,小组交流发现图像与第一小组不同的原因是电压表连接的位置不同,但利用这个图像也能求出待测电阻的阻值,其阻值为 Ω。
6.(2025·山东临沂·一模)小明利用图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。
(1)“伏安法”测电阻的实验原理是 。
(2)图乙是他尚未连接完成的实验电路,请你根据图甲电路图,用笔画线代替导线完成实物电路连接 。
(3)闭合开关试触,发现电压表示数接近电源电压,无论怎样移动滑片P,电流表的示数始终为零,则电路中存在的故障可能是( )
A.电流表坏了 B.滑动变阻器短路 C.电阻处接触不良 D.电阻短路
(4)排除故障后,调节滑动变阻器,正确测量后记录了多组数据,并在坐标系中画出了待测电阻Rx的I﹣U图象,如图丙所示,可知定值电阻Rx的阻值为 Ω。若通过Rx的电流如图丁所示,则通过它的电流为 A;
(5)将甲图中的电路元件进行组装,还可以完成的实验探究是( )
A.探究导体中的电流与电压关系 B.探究导体中的电流与电阻关系 C.测量小灯泡的电功率
考点四 其他方法测电阻
7.(2025·山东济南·三模)某同学要测量一未知电阻Rx的阻值,但电压表已损坏,于是找来一个已知阻值的定值电阻R0,并设计了如图所示的电路(电源电压保持不变)。步骤如下:
①按照设计的电路图连接电路;
②断开S2、闭合S1记录电流表示数为I1;
③断开S1、闭合S2记录电流表示数为I2;
则未知电阻的阻值Rx= (用已知和测量的物理量的符号表示)。
小明用如图甲所示电路探究“电流与电阻的关系”
8.(2025·山东德州·二模)小明利用两个已知阻值分别为的定值电阻,设计了图所示的电路来测量未知电阻的阻值。(电源电压保持不变)
①当开关闭合,接a端时,电流表示数为I;
②当开关闭合,接b端时,电流表示数为2I;
则未知电阻的阻值是 (用已知和测量出的物理量符号表示)
9.(2025·山东泰安·一模)实验小组在“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验中,电压表意外损坏,小组同学讨论后,选用阻值为的定值电阻进行实验,设计如图所示的电路也测出了小灯泡正常发光时的电阻,已知灯泡的额定电压为。请将实验步骤补充完整:
①闭合开关S、S1,断开开关S2,移动滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数为 ;
②保持滑动变阻器的滑片P不动,只闭合开关S、,读出电流表的示数为I;
③小灯泡正常发光时的电阻: 。(用、I、表示)
10.(2025·山东烟台·一模)小明想测量一个额定电流为0.25A的小灯泡L正常工作时的电阻。他设计了如图所示的电路,已知电源电压为9V,滑动变阻器的最大阻值为40Ω,为阻值未知的定值电阻。请完成下列实验步骤:
①开关均闭合,滑片P在最右端时,电压表的示数为3V,则的阻值为 Ω;
②只断开开关,调节滑片P,使电压表示数为 V;
③保持滑片P位置不变,断开,闭合开关S、,电压表示数为8V,则灯泡L正常工作的电阻为 Ω。
考点五 伏安法测小灯泡电功率
11.(2025·山东济宁·一模)在“测量小灯泡电功率”的实验中,如图,电源电压恒为,小灯泡的额定电压为,正常发光时灯丝电阻约为,所用滑动变阻器的最大阻值为。
(1)小明连接电路时,还有最后一根导线没有连接好,如图甲,小华同学当时指出连接电路时操作不合理,请你指出操作存在的问题没有连接的导线除外,不需要改动:。小明纠正电路连接后,进行实验。
(2)实验中,如图甲,小明同学移动滑片,观察到此时电压表的示数为,要测量小灯泡的额定功率,需将滑片向 端移动选填“左”或“右”直到电压表的示数为,此时电流表如图乙,则小灯泡的额定功率是 。
(3)小明还发现:当电压表的示数增大时,电压表与电流表的示数之比 选填“变大”、“变小”或“不变”。
12.(2025·山东泰安·二模)实验小组在“测量小灯泡额定功率”的实验中,用到的实验器材有:电压恒定为6V的电源、电流表、电压表、额定电压为2.5V的小灯泡(正常发光时灯丝的电阻约为12Ω)、滑动变阻器、开关和若干导线。
(1)请根据实验要求将图甲所示的电路连接完整(导线不能交叉)。
(2)电路连接完整,闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P移到 (选填“左”或“右”)端;
(3)小组同学电路连接无误后闭合开关,观察到灯泡不亮且电流表有示数、电压表无示数,电路中只有一处故障,则故障可能是 ;
(4)排除故障后,闭合开关,电压表示数为1.8V,此时应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移动。小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,电流表的读数为 A,小灯泡的额定功率为 W;
(5)【拓展】实验中电压表意外损坏,小组同学经过讨论后,选用阻值为R0的定值电阻进行实验,设计如图丙所示的电路也测出了小灯泡的额定功率。请将实验步骤补充完整。
①闭合开关S、S1,断开开关S2,移动滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数为 ;
②保持滑动变阻器的滑片P不动,只闭合开关S、S2,读出电流表的示数为I;
③小灯泡的额定功率表达式:P额= 。(用U额、I、R0表示)
考点六 其它方法测电功率
13.(2025·山东日照·二模)在没有电流表的情况下,用如图所示的实验电路,也可以测出小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电压为,定值电阻的阻值为,实验步骤如下:
①只闭合开关S、,调节滑片,使电压表示数为;
②保持滑片位置不变,只闭合开关S、,此时电压表的示数为;可知小灯泡的额定功率 (用、和表示)。
14.(2025·山东淄博·一模)在测量小灯泡的电功率的实验中,若电流表损坏,小明在原有器材基础上,增加了一个阻值为的定值电阻和两个开关,设计了如图所示的电路,顺利完成测小灯泡额定功率的实验(设小灯泡的额定电压为),实验步骤如下:
①如图连接电路;
②闭合、,断开,移动滑动变阻器滑片, ;
③闭合、,断开, ,记下电压表示数;
④断开开关,整理器材。
小灯泡额定功率的表达式 。
15.(2025·山东泰安·二模)在测量小灯泡电阻的实验中,若在实验中不小心损坏了电流表,小红利用如图所示电路测出了额定电压为的小灯泡的额定电功率,是阻值已知的定值电阻,请将实验步骤补充完整。
①闭合开关和,断开开关,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为;
② ,保持滑动变阻器接入电路的阻值不变,记录此时电压表的示数为;
③小灯泡L的额定功率 (用、、表示)。
④若实际测量过程中,步骤②中不小心将滑片向左移动了一些,则所测的灯泡额定功率会 (选填“大于”、“小于”或“等于”)真实值。
1.(2025·山东青岛·中考真题)小明用如图甲所示的电路探究“电流与电压和电阻的关系”,电源电压恒为3V。
(1)小明检查电路时,发现有一根导线连接错误,请你在图甲中将连接错误的导线画上“×”,并用笔画线代替导线正确连接电路,要求:滑片P向右移动时电流表的示数变小 ;
(2)将5Ω的定值电阻接入电路中,闭合开关,第1次实验的电流表示数如图乙所示,为 A,调节滑片P,重复实验,记录数据填入表格丙中。分析数据得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成 。
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.30
0.40
丙
实验次数
1
2
3
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.40
0.20
0.10
丁
(3)小明继续探究“电流与电阻的关系”,将5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻分别接入电路进行实验,实验数据如图丁所示,实验中控制定值电阻两端电压为 V。分析数据得出结论:在电压一定的情况下,通过导体的电流与导体的电阻成 ;
(4)要完成(3)中的实验,滑动变阻器的最大阻值最小为 Ω。
2.(2025·山东泰安·中考真题)科学探究小组连接了图甲所示的电路,测量定值电阻的阻值。电源电压恒为6V,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,的阻值约为8Ω,滑动变阻器有(a:“25Ω 2A”和b:“20Ω 0.2A”)两种规格。
(1)连接电路时,应选择的滑动变阻器是 (选填“a”或“b”)。
(2)甲图连接的电路有一处错误,请把接错的那一根导线找出来打“×”,用笔画线代替导线画出正确的连接(只改接一根导线)。
(3)正确连接导线后,滑片P移至某处,此时电压表示数为2.6V,电流表示数如图乙所示为 A,本次测得的阻值为 Ω(精确到0.1Ω)。通过移动滑片P测得多组实验数据,计算出的平均值,这样做是为了 (选填字母符号)。
A.寻找普遍规律 B.减小误差
(4)该探究小组还设计了如图丙所示的电路,利用阻值为的定值电阻和电流表等器材,测量的阻值,经检查无误后进行实验。电源电压未知且保持不变,请将实验过程补充完整:
①只闭合开关 ,电流表的示数记为;
②闭合开关,电流表的示数记为;
③用已知量和测量量写出的阻值表达式: 。
3.(2025·山东德州·中考真题)在用电流表和电压表测量小灯泡电阻的实验中,电源电压为3V,待测小灯泡L的额定电压为2.5V,正常发光时阻值约为8Ω。
实验次数
电压U/V
电流I/A
灯泡发光情况
1
1.5
0.24
较暗
2
2.5
0.30
正常发光
3
2.8
0.32
较亮
(1)请用笔画线代替导线将图甲电路补充完整(导线不得交叉) ;
(2)闭合开关,移动滑片P至某位置,电压表示数如图乙所示,为 V。为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端滑动;
(3)多次实验后,实验数据如表所示,可知小灯泡L正常发光时的阻值为 Ω(结果保留一位小数);
(4)根据表中数据可推测闭合开关前小灯泡阻值可能为______;
A.0Ω B.3Ω C.6.3Ω D.10Ω
(5)根据表中数据,可得小灯泡正常发光时的电功率为 W。结合实验数据和发光情况,可知小灯泡的亮度取决于其 。
4.(2025·辽宁·中考真题)在探究电流与电阻的关系实验中,实验器材如下:学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器“40Ω 1.5A”、开关各一个,五个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),导线若干。
(1)图甲为使用5Ω定值电阻连接的实验电路。某同学检查电路时发现有一条导线连接错误。请在图甲中错误的导线
上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确(导线不能交叉)。
(2)改正错误后,将滑动变阻器的滑片P移到最 端。闭合开关,移动滑片P使电压表的示数达到所要控制的电压U0时,电流表的示数如图乙所示,为 A。
(3)将不同阻值的定值电阻分别接入电路中,重复实验,记录的数据如下表。
数据序号
1
2
3
4
5
电阻R/Ω
5
10
15
20
25
电流I/A
0.24
0.16
0.12
0.10
分析表中数据,在误差允许范围内,电流值与其对应的电阻值的乘积近似 (选填“相等”或“不相等”),从而得出结论:在导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 比。
(4)利用本实验提供的器材 (选填“能”或“不能”)探究电流与电压的关系。
5.(2025·四川泸州·中考真题)小州与小腾利用如图甲所示电路来探究电流与电压、电阻的关系,电源电压恒为3V。
(1)在探究电流与电压的关系时,应控制 不变。请你用笔画线代替导线将图乙补充完整,使滑动变阻器接入电路的阻值最大。
(2)在探究电流与电阻的关系时,小州先将滑动变阻器调到最大阻值,再把5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,记下此时电压表的示数刚好为1V,电流表示数为0.2A,他由此计算出滑动变阻器的最大阻值为
Ω。接着他把定值电阻换成10Ω,发现无论怎样调节滑动变阻器,都不能使电压表示数为1V。小腾分析后指出,只需将滑动变阻器接入电路的阻值调 (选填“大”或“小”),使定值电阻两端的控制电压由1V调为2V,重做以上实验即可。
(3)小州将定值电阻由10Ω换成30Ω继续实验,又发现无论怎样调节滑动变阻器,都不能使电压表示数回到2V。经过分析,他将滑动变阻器更换为0- (选填“5”或“20”)Ω的滑动变阻器后,可完成探究。
6.(2025·江苏南京·中考真题)现要测量两个小灯泡L1、L2正常发光时的电阻。
(1)图甲是用“伏安法”测量L1(U额=2.5V)正常发光时电阻的实物电路。
①用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整(导线不允许交叉);
②闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表指针几乎不动,电压表指针明显偏转,故障原因可能是小灯泡
(选填“断路”或“短路”);
③排除故障后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω(精确到0.1)。
(2)为了测量额定电流为I0的小灯泡L2正常发光时的电阻,小明和小华设计了图丙所示的电路,定值电阻的阻值为R0,电源电压恒为U。(I0、R0、U已知,且满足测量要求)
①将滑动变阻器R的滑片移至阻值最大端;
②闭合S、S1,断开S2,调节滑片P,使电压表示数为 时,小灯泡正常发光;
③共同完成上述操作后,小明和小华分别只进行了以下一步操作。
小明:保持滑片不动,断开S1,闭合S、S2,读出电压表的示数。
小华:保持滑片不动,闭合S、S1、S2,读出电压表的示数。
综合以上信息,对小明、小华的方案能否测量出小灯泡正常发光时的电阻进行评价 (填字母)。
A.只有小明的方案可行 B.只有小华的方案可行 C.两人的方案都可行 D.两人的方案都不可行
7.(2025·北京·中考真题)某同学利用滑动变阻器、电阻箱、电压表、电压恒定的电源、开关等器材设计了测量电阻的实验电路,如图所示。
(1)请补充主要实验步骤:
①按电路图连接电路,将滑动变阻器的阻值调到最大端。
②闭合, ,记录电压表的示数。
③闭合, ,使电压表的示数仍为。
④记录电阻箱的阻值。
(2)待测电阻的阻值 。(用测量量表示)
8.(2025·四川宜宾·中考真题)某学习小组在探究压敏电阻阻值随压力变化的关系时,设计了如图甲所示的电路图,电源电压恒为12V,R是滑动变阻器。回答下列问题:
(1)小组成员选择合适的测量范围,按电路图连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 (填“a”或“b”)端。
(2)滑动变阻器的滑片置于正确的位置后,闭合开关S发现电压表示数接近电源电压,电流表无示数,则故障可能是压敏电阻处发生 (选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后,闭合开关S,该压敏电阻在无压力情况下,调节滑动变阻器,电流表与电压表的指针稳定后如图乙所示,电流表的读数为 A,电压表的读数为 V,此时压敏电阻的阻值为 Ω。
(4)闭合开关S,改变压力F的大小,调节滑动变阻器,直到电流表的示数与图乙中电流表示数相同,记录下此时电压表测得的电压U,描绘出不同压力下的U-F图,如图丙,结合图像可知,该压敏电阻的阻值随压力的增大而 (填“增大”或“减小”),其中压力F较小时的敏感程度更 (填“高”或“低”)。
(5)实验后,学习小组将该压敏电阻与电阻丝熔断器、电源构成串联电路,如图丁,电源电压恒为12V,电阻丝熔断器的熔断电流为0.8A。若要该压敏电阻受到的压力增加到10N时熔断器的电阻丝熔断,则熔断器的阻值应设计为 Ω。
9.(2025·四川巴中·中考真题)实验室里有一小灯泡的铭牌模糊不清,只能看清小灯泡的额定电流,为了测出该小灯泡的额定功率,小明和小王分别设计了两种不同的测量方案,请你帮助完善。
(1)方案一:请用笔画线代替导线帮小明补全甲图的实物电路。(要求:只连一根导线且不交叉)
(2)甲图中,闭合开关前,滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端。
(3)当滑动变阻器的滑片位于某位置时,电流表的示数为0.2A,为了测出小灯泡的额定功率,应向 (选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片。
(4)当电流表的示数为0.3A时,电压表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(5)方案二:
小王同学设计了如图丙所示的电路图,电源电压不变,和为滑动变阻器,的最大电阻为,实验步骤如下:
①闭合开关S和,断开,调节,使电流表的示数为0.3A;
②保持不变,闭合开关S和,断开,调节,使电流表的示数仍为0.3A;
③保持不变,接着将的滑片P调至最左端,记下电流表的示数为,再将的滑片P调至最右端,记下电流表的示数为,则小灯泡额定功率的表达式 (用、、、表示)。
10.(2025·黑龙江齐齐哈尔·中考真题)实验小组进行“测量小灯泡的电功率”实验。现有器材:小灯泡,额定功率约为)、电压为且保持不变的电源、标有“”字样的滑动变阻器、开关、电流表、电压表、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物连接完整;(导线不允许交叉)
(2)①小明检查电表量程的选择和电路的连接都无误后。闭合开关,将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处,开始实验。小丽指出小明的实验操作存在错误,正确的操作应是: ;
②正确操作后,继续实验的过程中,电压表指针出现如图乙所示的情况。经检查只有滑动变阻器发生故障,则故障可能是滑动变阻器 (选填“断路”或“被短接”);
(3)排除故障后,继续实验,获取实验数据。当电压表示数为时,电流表表盘如图丙所示,通过计算可知,小灯泡L的额定功率为 W;
(4)完成实验后,小明设计了如图丁所示的电路,想要用原有的实验器材和定值电阻,在不使用电流表的情况下,测量该小灯泡的额定功率。请你帮助他完成实验方案:
①检查电路无误后,闭合开关S,将开关接,调节滑动变阻器的滑片直至电压表示数为 ;
②保持滑片不动,再将开关接,读出电压表示数为;
③小灯泡L的额定功率 (用、、表示);
(5)小明找来了阻值为的定值电阻,按照该方案进行测量。你认为小明能否测出该小灯泡的额定功率?请说明你的判断依据: 。
17 / 18
学科网(北京)股份有限公司
$
相关资源
示范课
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。