专题07 电学重点实验(专题专练)(广东专用)2026年中考物理二轮复习讲练测
2026-03-25
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2份
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80页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 电磁学 |
| 使用场景 | 中考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 广东省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 15.48 MB |
| 发布时间 | 2026-03-25 |
| 更新时间 | 2026-03-25 |
| 作者 | 理化课代表精品中心 |
| 品牌系列 | 上好课·二轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-03-25 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56990231.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题07 电学重点实验(专题专练)
中
目 录
第一部分 风向速递 洞察考向,感知前沿
新考向 跨学科 新情境
第二部分 分层突破 固本培优,精准提分
一阶·考点靶向练
考点01 探究串联电路和并联电路中电流的特点
考点02 探究串联电路和并联电路中电压的特点
考点03 探究影响导体电阻大小因素实验
考点04 探究电流与电压的关系
考点05 探究电流与电阻的关系
考点06 伏安法测电阻实验
考点07 特殊法测电阻实验
考点08 测量小灯泡的电功率的实验
考点09 探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关实验
二阶·素养进阶练
第三部分 真题验证 对标中考,感悟考法
风●向●速●递
【电影情境】(影响电阻大小的因素、电路实验探究)在电影中,哪吒(敖丙)与能够化身为电进行瞬间移动的申申正道有一场超酷的打戏。关键时刻,哪吒(敖丙)将河流冰封,巧妙地利用了一个物理现象——水具有导电性,而冰的导电性较弱,以此限制了对手的行动,成功化解了危机。看完电影后,云云兴趣盎然,在老师的帮助下对影响导体电阻大小的部分因素进行了进一步的探究,器材有:开关、电流表、电源(电压恒为1.5V)各一个,三根完全相同的合金丝,导线若干。
【实验过程】电路如图1所示,将合金丝以不同方式接入电路中的A、B之间,闭合开关S后,记录的数据如表所示:
实验次数
1
2
3
4
5
连接方式
一根
两根串联
三根串联
两根并联
三根并联
电流表读数/A
__________
0.3
0.2
1.2
1.8
请回答下列问题:
(1)图2是一根合金丝接入电路时电流表的读数,其值为_________A;一根合金丝的阻值是________Ω。
(2)实验中进行多次测量的目的是__________。
(3)对比实验次数1、2、3的数据可知,电阻的大小与长度的关系是:横截面积相同的同种导体,导体电阻的大小与导体长度__________(选填“成正比”“成反比”或“无关”)。
(4)用上述合金材料制成长1m,横截面积1mm2的电阻丝的阻值为1Ω,根据电阻与导体的长度和、横截面积的关系,对材料相同的导体,电阻值可记为。而实验中所用合金丝的横截面积为0.5mm2,长度为__________m。
(5)最近几年,我国城乡许多地区进行了输电线路的改造,将原来较细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,这样__________(选填“增大”或“减小”)了输电线的电阻。
【电学实验】(探究电流与电阻的关系、电路故障分析)在电学学习中,同学们对电学的神奇和电能对人类生产生活产生的巨大影响深感敬畏。某兴趣小组同学通过下列实验对电学知识进行了进一步的探究。如图甲所示,在“探究电流与电阻关系”的实验时选用了如下器材:电压恒为6V的电源,阻值为、、、、的定值电阻,电流表、电压表、开关、滑动变阻器各1个,导线若干。
(1)连接好电路后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数较大,移动滑动变阻器的滑片,两表的示数均无变化,可能是定值电阻R发生________(选填“断路”或“短路”)。
(2)更换正常电阻后, A、B两同学根据各自的实验数据作出了如图乙所示的图像,分析图像,你认为________(选填“A”或“B”)同学的实验操作是错误的,他操作中存在的问题是:________。
(3)要完成该实验,滑动变阻器应该选用以下哪种规格:________。(填写正确选项字母)
A.,0.5A B.,0.2A C.,1A
(4)完成上述实验之后,该小组同学设计了如图丙所示的电路,测量一小灯泡正常发光时的电功率,操作步骤如下:
①闭合开关S、,断开,调节滑动变阻器滑片P,使小灯泡正常发光,此时电流表示数为;
②保持滑动变阻器滑片P位置不变,再闭合,断开,此时电流表示数为;
③分析可得小灯泡正常发光时的电功率为________(用,,表示)。
分●层●突●破
一阶·考点靶向练
考点01 探究串联电路和并联电路中电流的特点
1.(2025·广东珠海·三模)在探究并联电路电流规律实验中,如图甲是实验的电路图:
(1)连接电路时,开关应该______;
(2)图丙的实物图中,电流表测量的是图甲电路图中______(选填“A”“B”或“C”)点的电流;
(3)按图甲的电路图,连好电路闭合开关前,发现电流表指针偏转如图乙所示,原因是______;
(4)下表是某同学将实验中测得的A、B、C三点的电流值,记录在如下表格中:
A点电流
B点电流
C点电流
0.14
0.18
0.32
比较上表数据,可得出初步结论:并联电路中,______(用表示);
(5)将数据记录在表格中,下一步应该做的是( )
A.整理器材,结束实验 B.改变电流表的量程,再重新测出电流值
C.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电流值 D.分析数据,得出结论
(6)按图甲连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,小灯泡发光,则电路故障是______。
2.(2025·广东东莞·三模)如图甲所示是某实验小组在“探究并联电路电流规律”的实验时设计的电路图;
实验序号
A点电流
B点电流
C点电流
①
0.32
0.28
0.60
②
0.28
0.20
0.48
③
0.26
0.18
0.44
(1)实验中,小明应该选择两个规格______(选填“相同”或“不同”)的小灯泡;
(2)正确连接电路后,小刚测出A、B、C三处的电流如表所示,由此可得出结论______(只写表达式),但是细心的小明发现,记录数据的表格中存在不规范之处,你认为表格中的不规范之处是:______;
(3)改变灯泡规格,重新进行上述实验,测得A处电流IA=0.3A,观察到C处电流表指针位置如图乙所示,则B处电流大小为______A;
(4)为更方便地测出两支路的电流,小明找来一个单刀双掷开关,设计了如图丙所示的电路,当开关S接a时,电流表测量通过______(选填“L1”或“L2”)的电流;当开关S接b时,请判断电流表能否正常测量通过另一条支路的电流,并说明理由______。
考点02 探究串联电路和并联电路中电压的特点
3.(2025·广东梅州·一模)小乐同学准备对串联电路的电压规律进行探究,主要步骤如下:
UAB/V
UBC/V
UAC/V
2.4
1.5
3.9
(1)按图所示的电路图连接电路;
(2)闭合开关,用电压表测出R1两端的电压;
(3)在测R2两端的电压时,小乐同学为了节省实验时间,采用以下方法:电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上。
①在连接、拆除电路时,开关必须________。
②小乐同学用上面的方法_________(选填“能”或“不能”)准确测出R2两端的电压。原因是________。
③方法改正后,所测出AB、BC、AC间的电压记录在表格中;分析小乐同学的实验数据得出的结论是:_________。
④这个实验在数据收集方面还存在的不足之处是:_________。
4.(2026·辽宁抚顺·一模)在探究“串联电路中的电压特点”实验中,图甲是某小组设计的电路图。
(1)图乙是他们连接的实物电路图,闭合开关,电压表测量___________两端的电压;
(2)闭合开关前,电压表的指针出现如图丙所示的现象,原因是___________;
(3)调整后,测出小灯泡两端的电压,还需要测量小灯泡两端的电压。为节约时间,他准备把电压表接在A点的导线改接到C点,让电压表跟并联。这种做法是否可行?___________;原因是___________;
(4)他们将电压表正确并联在两端,闭合开关,发现灯泡不亮,灯泡发光,电压表有较小示数,下列分析合理的是___________。
A.断路 B.短路 C.电阻比电阻小 D.电阻比电阻大
考点03 探究影响导体电阻大小因素实验
5.(2025·广东韶关·一模)(1)如图甲所示,电压表的示数为 ________ V,电流表的示数为 _________ A;
(2)如图乙是探究导体电阻的大小与导体的 _______ 的关系实验,可通过观察灯泡亮度来比较导体a、b电阻的大小,当接入电路的镍铬合金丝由a换成b后,如果小灯泡的亮度变化不明显,可在原电路中连接一个 ________ (选填“电压表”或“电流表”)。近年,我国许多城乡地区进行了输电线路的改造,将原来细的输电线换成较粗的输电线_______ (选填“增大”或“减小”)了输电线的电阻。
6.(2025·四川南充·一模)如图甲是研究“影响导体电阻大小的因素”的实验装置。实验中用四根电阻丝作被测导体,将电阻丝两端接入电路后,通过调节滑动变阻器,保持电阻丝两端电压相同,进行测量并记录,数据如下表。
实验组
电阻丝
材料
长度
直径
电流
1
a
康铜丝
57.20
0.50
2
b
镍铬丝
57.20
0.50
0.14
3
c
镍铬丝
57.20
0.70
0.26
4
d
镍铬丝
28.60
0.70
0.54
(1)将电阻丝a的两端接入电路,闭合开关后,电流表指针位置如图乙所示,其示数为__________A;
(2)为研究导体电阻大小与长度的关系,可选择实验组__________进行对比;
(3)实验得出,导体电阻大小与导体的材料、长度和横截面积有关。此外,导体电阻还与温度有关;
①科学研究发现某种金属电阻和温度的关系如图丙所示。描述该金属电阻在降温过程中的现象:__________;
②探索新材料是高科技研究领域中永恒的主题之一。若常温下某种新材料的电阻为零,该新材料可用于制造__________(写出一种),以减少能量损耗。
考点04 探究电流与电压的关系
7.(2025·广东潮州·一模)小敏做探究“电流与电压的关系”实验时,使用电压恒为3V的电源、开关、导线若干、定值电阻、电流表、电压表和滑动变阻器,连接了如图所示的电路:
(1)在如图电路图中,甲为______,乙为______;(选填“电流表”或“电压表”)
(2)用笔画线代替导线将图中的电路连接完整,要求实验过程中滑动变阻器的滑片从右向左移动,电流表示数变大_______;(导线不能交叉)
(3)连接电路时,开关应该处于______状态,滑动变阻器的滑片置于______(选填“A”或“B”)端;
(4)本实验的研究对象是______(选填“”或“”)。
8.(2025·广东韶关·一模)在“探究电流与电压的关系”实验中,小明设计并连接了如图甲所示的电路。电源由两节新干电池串联而成,定值电阻的阻值为。
(1)用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整_______;
(2)连接电路时,开关应处于______状态,应将滑动变阻器的滑片调至最______(选填“左”或“右”)端;
(3)连接好电路后,进行试触时,发现电压表有示数且接近3V,电流表无示数,此时电路的故障可能是定值电阻______(选填“短路”或“断路”);
(4)排除故障后开始测量,并将实验数据记录在表中,当电压表示数为1.0V时,电流表示数如图乙所示,为______A;
实验序号
1
2
3
4
5
U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
I/A
0.1
0.3
0.4
0.5
(5)分析数据可得:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成______;
(6)若将定值电阻换成小灯泡,不能达到本实验的探究目的,是因为____________。
考点05 探究电流与电阻的关系
9.(2025·广东·模拟预测)小明在探究“电流与电阻的关系”,准备的实验器材有:三节新的干电池(电压为),电流表,滑动变阻器(标有“”字样),定值电阻4个(、、、),导线若干。
(1)小明按照图甲所示的电路图连实物图,请用笔画线代替导线将图乙连接完整,要求:滑片P向右移动时电流表示数变小;
(2)闭合开关前,应将滑片P调到_____(选填“A”或“B”)处;闭合开关后,若电流表有示数,电压表无示数,则电路故障原因可能是_____;
(3)排除故障后,将定值电阻由更换为时,应将滑动变阻器的滑片P向_____(选填“左”或“右”)适当调节,使电压表示数_____;
(4)若小明再次换接的定值电阻后,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,为了完成这次实验,他采取的措施可行的是_____(选填字母)。
A.更换阻值更大的滑动变阻器 B.将电压表改接到滑动变阻器两端
10.(2025·广东深圳·三模)小深利用4节新干电池,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻,铭牌上标有”40Ω 1A”的滑动变阻器等实验器材”探究电流与电阻关系”。
(1)小深连接好如图所示的电路,检查时发现电路中有一处连接错误,请你在错误的导线上画”✕”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确;
(2)电路改接正确后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到最____________(选填“左”或“右”)端,闭合开关后,发现电压表有示数,电流表无示数,此时电路的故障可能是定值电阻__________路;
(3)排除故障后,根据I - R图像可知,当小深将10Ω的定值电阻更换为15Ω的定值电阻后,直接闭合开关,此时应将滑动变阻器的滑片在原来基础上向________(选填“左”或“右”)端移动,直到电压表示数为__________ V ,记录电流表的示数;
(4)当小深将25Ω定值电阻接入电路时,无论怎样调节滑动变阻器的滑片,都无法使定值电阻两端电压为2V,其原因可能是_____________________(写出一条即可)。
考点06 伏安法测电阻实验
11.(2026·广东深圳·一模)小丽同学在实验室中进行“伏安法测量电阻”的实验。
(一)测量定值电阻
(1)图甲是部分实物电路,请你将电路连接完整(要求:滑片向右移动时电流表的示数变小);
(2)闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2.4V时,电流表示数如图乙所示,其读数为_____A,则定值电阻的阻值为_____Ω;
(二)测量小灯泡正常发光时的电阻。保持图甲中电路连线一致,仅将电阻换成小灯泡(正常发光时电压2.5V)进行实验。
(3)实验记录的数据如下表所示,完成第4次实验后,接下来测量灯泡正常发光时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向______(选“左”或“右”)端移动,
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.6
1.0
1.5
2
2.5
电流I/A
0.16
0.2
0.24
0.26
0.3
(4)由上表数据可得小灯泡正常发光时的电阻为______Ω(保留一位小数);
(5)分析上表的数据,灯泡电阻的变化规律最接近图丙I-U图像中的曲线___(选a/b/c)。
12.(2025·广东韶关·一模)实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置进行“测量定值电阻阻值”的实验。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整(导线不得交叉)。要求:当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电压表示数逐渐变小;
(2)连接好电路的最后一根导线后,电流表、电压表指针均发生偏转,出现这种现象的原因是________;
(3)实验时,将滑动变阻器的滑片移到某一位置处,电压表示数为,电流表指针位置如图乙所示为________A,此时,定值电阻的阻值为________;
(4)实验结束后,实验小组的同学想利用滑动变阻器和电压表测出的阻值,便设计了电路图丙,请你帮助实验小组完成实验步骤。(滑动变阻器最大阻值为)
①将滑动变阻器的滑片移至最左端时,读出电压表示数为;
②___________,读出电压表示数为;
③待测电阻表达式:________。
考点07 特殊法测电阻实验
13.(2025·广东江门·一模)如图甲是用“伏安法”测量未知电阻的实物电路图。
(1)请你用笔画线代替导线,将题图甲中的实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片往右滑时接入电路中的阻值变小______;
(2)连接好电路后,闭合开关,发现电流表几乎无示数,电压表指针明显偏转,则出现的故障可能是______;
(3)排除故障后,闭合开关,当滑片移动到某位置时,电压表示数为,电流表示数如图乙所示,其读数为______A,则未知电阻的阻值______;
(4)若实验中电压表损坏,利用其他的原有器材也能测出未知电阻的阻值,实验电路如图丙所示(已知滑动变阻器最大阻值为,电源电压未知且不变),请将下列相关实验步骤补充完整:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,记录电流表示数;
②再将滑动变阻器的滑片P移到______端,记录电流表示数;
③写出待测电阻的表达式:______(用已知量和测量量符号表示)。
14.(2025·广东广州·三模)实验室有一个标识不清的定值电阻,同学们分小组设计实验进行测量。
(1)请在矩形框内画出如图所对应的电路图;
(2)连接电路时,开关应该________,滑动变阻器的滑片应放在________(选填“A”或“B”)端。移动滑片,电压表和电流表都有一定的示数且不变,可能的原因是________;
A.定值电阻短路 B.滑动变阻器短路
C. 定值电阻断路 D.滑动变阻器断路
(3)电路连接好之后,小亮同学移动滑动变阻器的滑片,记录了多组数据填入表格。
数据序号
1
2
3
4
5
电压
1.0
1.3
1.8
2.0
2.4
电流
0.10
0.14
0.28
0.19
0.24
电阻
通过对实验数据进行分析,可得:
①第________(选填数据序号)组数据明显是错误的,分析时需要把它剔除掉;
②该定值电阻的阻值为________Ω(计算结果保留整数);
③实验中通过移动滑片得到多组实验数据计算的平均值,这样做的目的是________________________。
(4)有一个实验小组的电流表损坏不能使用,同学们利用如图所示电路也完成了该实验。操作步骤如下:
①闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至A端,电压表的读数为;
②再将滑动变阻器的滑片至B端,电压表的读数为;
③若滑动变阻器的最大阻值为R,则________(用R、、表示)
考点08 测量小灯泡的电功率的实验
15.(2025·广东深圳·模拟预测)小明利用如图甲所示电路测量小灯泡的功率。被测小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压为4.5V。
(1)实验前在检查仪器时,发现电流表指针如图乙所示,则接下来的操作是________。
(2)正确连接电路团合开关后,发现灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数,电路的故障可能是________。
(3)排除电路故障后,闭合开关,改变滑动变阻器的阻值,多次测量,小明画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像。在多次测量中,小明发现:当电压表的示数增大时,电压表与电流表的示数之比变大,原因是________。
(4)灯泡的功率测量完毕,小明用定值电阻更换电路中的灯泡,探究电流跟电阻的关系,根据实验数据绘制了如图丁所示的图像。若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为20Ω,则所选定值电阻的阻值为________Ω。
16.(2025·广东茂名·二模)小华用如图甲所示电路完成“测量小灯泡电功率”的实验,已知小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)如图甲所示是小华连接的电路,请用笔画线代替导线将电路连接完整_______。
(2)电路连接完毕,闭合开关S,电压表示数如图乙所示,要使灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片P向________(A/B)端移,并注意观察电压表示数。
(3)小华进行了多次实验,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图丙中①所示的I-U图像,由图像可知,小灯泡的额定功率为_______W,观察图中①所示的I-U图像不是直线的原因是________。
(4)完成上述实验后,小华将小灯泡换成待测电阻,通过实验测得数据后,作出它的I-U关系图像(图丙②),则该待测电阻的阻值为________Ω。
(5)完成上面实验后,小华又设计了如图丁所示的电路测某未知电阻Rx的阻值,(R0为已知阻值的定值电阻),请帮他写出Rx的表达式。实验步骤:
①只闭合开关S,记下电流表的示数I0;
②闭合开关S、S1,记下电流表的示数I1;
③计算电阻的表达式是:Rx= ________(用已知物理量和测量出的物理量的符号表示)。
考点09 探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关实验
17.(2025·广东深圳·三模)采用如图所示的电路装置探究“电流产生的热量跟什么因素有关”。
①由于电流产生的热量不易直接测量,因此在实验中是通过观察U形管中液面的__________来显示甲、乙容器内空气温度的变化,这里采用了__________的探究方法。
②如图所示是探究电流产生的热量跟电流的关系,通电一段时间______(选填“左瓶”或“右瓶)内的电阻丝产生的热量多。
18.(2025·广东深圳·二模)在“探究电流产生的热量与什么因素有关”的实验中,现有实验器材:电源(3节干电池)、电热丝(5Ω、10Ω各1根)、红外电子测温枪(2支)、秒表(1个)、开关(1个)、导线若干。
序号
通电时间 t/min
0
1
2
3
4
1
温度 t1/℃
15.3
19.6
23.1
25.2
26.7
2
温度 t2/℃
15.3
23.8
29.8
32.5
35.0
(1)探究电流产生的热量与电阻的关系,电路如图1所示:
①实验通过_______实现控制通过电热丝R1、R2的电流与通电时间均相同;
通过红外电子测温枪测量并计算得出电热丝温度的变化量来反映______________的多少。
②实验数据记录如上表,分析得出结论:______________。
(2)探究电流产生的热量与电流的关系:以R1为研究对象,需要改变电流,在不增加器材的情况下,你的方法是:_____________。(写出一种方法即可)
(3)小荔了解到汽车智能后视镜具有防雾、除露、化霜功能,能保障行车安全,车主可以通过旋钮开关实现不同功能切换。如图2所示是模拟加热的原理图,四个加热电阻的阻值均为5Ω。若开关旋至“2”挡,电路中干路电流为2A,则电源电压为_____V;选择合适挡位,整个电路1min最多能产生__________J的热量。
(4)小荔用如图3所示的装置,进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”,烧瓶中装入的煤油是___________(选填“导体”或“绝缘体”)。经多次实验测量,收集实验数据,绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流I的关系图像,根据焦耳定律可知,图4中能正确反映h-I关系的是__________。
二阶·素养进阶练
1.某实验小组在进行“串、并联电路中电流规律”的实验。
(1)首先,他们利用如图甲所示器材来进行探究“并联电路的电流规律”实验,请用笔画线代替导线连接实验电路,要求电流表测通过干路的电流___________;
(2)连接好最后一根导线,小青发现电流表的指针随即偏转如图乙所示,请指出他们在连接过程中存在的错误:
①___________;②___________。
(3)改正错误之后,闭合开关,测出干路和L1、L2支路的电流分别为I、I1和I2,其中读数如图丙所示为___________A,根据测量结果,小青得出了并联电路中干路电流和各支路电流的关系为___________(用表达式表示);
(4)小亮觉得该实验过程存在不足之处,为了使结论更具有普遍性,他们还应该___________;
(5)接着,他们又进行了“串联电路的电流规律”实验,按照如图丁所示连接好电路,闭合开关后发现灯泡L1发光,灯泡L2不发光,电流表有示数,他们使用一个电压表来查找灯泡L2不发光的原因,___________。
2.(2025·河南驻马店·二模)小明和小红在中招理化实验练习期间用如图甲所示电路探究“串联电路电压的规律”,每次实验电源电压恒为3V。
小明的实验记录:
实验次序
/
/
/
1
0.7
0.7
1.4
2
1.4
1.4
2.9
3
2.1
2.1
4.3
小红的实验记录:
实验次序
/
/
/
4
1.8
0.9
2.7
5
1.4
1.4
2.8
6
1.1
1.7
2.8
(1)接线时,开关应处于_______ (填“断开”或“闭合”)状态;小明检查电路时发现_______ (填“电池”“开关”或“灯座”)安装错误;
(2)正确安装后,闭合开关,两灯均不发光,小明用电压表试接A、B接线柱,发现指针偏转情况如图乙所示,则可判断灯_______ (选填“L1”或“L2”)处_______ (选填“断路”或“短路”);
(3)排除故障后,小明测出L1两端电压后断开开关,接着就只将电压表与A点相连的导线拆下来改接在D处去测量L2的电压,这样做有何不妥?__________________ ;
(4)小明选用两只小灯泡,只通过增加电池进行多次实验;小红仅更换小灯泡进行多次实验。他们将电表接在不同位置进行测量,实验记录如表。小明认为:误差允许范围内,串联电路中各用电器两端电压相等且电压之和等于电源电压;小红认为:串联电路中各用电器两端电压之和等于电源电压。请判断谁的观点更具普遍性_______ ,理由:____________________ ;
(5)小明在实验时,不慎将灯泡L2的玻璃外壳碰碎。他惊奇地发现L2几乎不发光,与其串联的灯泡L1不仅没有熄灭,反而更亮。针对上述现象,探究下列问题:玻璃破碎后,L2的灯丝电阻发生了什么变化?他从实验室借来标有“2.5V 0.3A”字样的L3和L4等相关器材进行如图丙实验,L3玻璃外壳破碎前的电压和电流分别为1.40V和0.20V;玻璃外壳破碎后,两端的电压变为0.40,通过的电流变为如图丁所示,则电流为__________ A。初步分析可知:玻璃破碎后,L3电阻_______ (填“变大”或“变小”)。
3.(2026·河北沧州·模拟预测)在物理课上,同学们在探究“电流与电压、电阻的关系”实验中,用到的器材有:电源(电压恒为6V),定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),滑动变阻器标有“50Ω 1A”字样,电压表、电流表、开关,导线若干。
(1)小明先选用10Ω的定值电阻探究“电流与导体两端电压的关系”,连接的部分实验电路如图甲所示,请将电路连接完整(要求:导线不允许交叉)。
(2)正确连接电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至最________(选填“左”或“右”)端;闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片时,发现电流表无示数,电压表有示数且接近电源电压,则发生这种现象的原因可能是________。
(3)排除故障后,小明多次调节滑动变阻器滑片的位置,并记录相应的电压表和电流表数据,如下表所示。第4次的电流表的示数如图乙所示,为________A。根据表中数据得到结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成________比。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1
2
3
4
5
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.5
(4)小聪利用5个定值电阻,探究“电流与电阻的关系”实验,该实验需要控制定值电阻两端的电压不变,为了保证实验顺利完成,应控制定值电阻两端的电压范围是________V。
【拓展】
(5)在没有电流表的情况下,小明想测量一只额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的阻值,电路如图所示,电源电压为4.5V,滑动变阻器最大阻值为30Ω。实验步骤如下:
①闭合开关和,断开,移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光;
②闭合开关和,断开,保持滑动变阻器滑片的位置不变,此时电压表示数为1.5V;
③小灯泡正常发光时的阻值________。
4.(2026·山东·一模)【项目背景与问题提出】盐水是一种常见的电解质溶液,广泛应用于生产和生活中。本项目旨在通过测量自制盐水电阻,探究其基本电学特性。经过课堂学习,小滨同学猜想:盐水的导电能力与浓度有关。
【探究过程】于是,小滨自制了一个盐水电阻:选取一个长方体容器,倒入一定浓度的盐水,在容器两侧分别固定金属片直至底部。为了测量该盐水电阻的阻值,他利用电源(电压未知、内阻不计)、电流表、电压表、标有“20Ω,1A”的滑动变阻器R、开关和导线等器材,设计并连接如图甲所示电路。
(1)图甲中还有两处导线未画出,请在图中补画完整(要求:滑片向右移动时,电流表示数变大);
(2)某次测量时电压表的示数为6.4V,电流表的示数如图乙所示,其读数为___________A,则该次测得盐水的电阻为___________Ω;
(3)小滨利用图甲电路研究盐水电阻与盐水浓度的关系,他向容器中分多次加入一定量的水,发现盐水电阻的阻值减小,最后得出结论。请你指出小滨实验过程中存在的不足:___________;
(4)实验中若电流表损坏,利用余下器材还能否测出盐水电阻的阻值?小滨经过思考设计了如图的电路图,并进行如下操作:连接电路,闭合开关,保持电压表接在盐水电阻两端不变,将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,读出电压表相应的示数U1;___________,读出电压表相应的示数U2.根据测得数据求出盐水电阻的阻值为:___________(用U1,U2,R表示)。
【拓展延伸】
(5)电阻是导体的基本属性,对于金属导体,电阻通常随温度升高而增大。但电解质溶液(如盐水)的导电机制与金属不同,其电阻随温度的变化规律可能有所差异。于是,小滨进行了如下实验:
①用如图所示的数字多用表分别测量20℃、40℃和60℃的盐水的电阻;②换用另一浓度的盐水重复步骤①。请你设计该实验的记录表格。
5.(2025·江苏南京·模拟预测)为测定标有“3.8V”字样小灯泡正常发光时的电阻(约为),小明设计了如图甲所示的电路,电源电压保持不变,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。
(1)电路中有一根导线连接错误,请在该导线上画上“×”,用笔画线代替导线,画出正确的连线。
(2)接着用上述电路测该小灯泡正常发光时的电阻。
序号
电压表示数/V
电流表示数/A
电阻/Ω
正常发光时电阻
1
3.8
0.38
10
2
3.8
0.40
9.5
3
3.8
0.40
9.5
①该小组数据处理的过程_____(选填“正确”或“错误”)。
②小明看了上述实验测量后发现,这样测量小灯泡正常发光时的电阻,误差较大,于是他想到将电压表并联到滑动变阻器的两端,并移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为_____V,此时观察到电流表示数如图乙所示,则此次测量的小灯泡正常发光时的电阻为_____。
(3)小鹏想测量标有“0.5A”字样小灯泡的额定功率,从实验室中拿出标有“20Ω 1A”的滑动变阻器和最大阻值未知的滑动变阻器,一个电压未知的电源(以上器材均能满足实验要求),电流表等器材。经过思考,设计了如图丙所示的电路,请你帮他完成实验;
①为了完成实验,请在图丙的虚线框内填上滑动变阻器、;__________
②先将、的滑片移至最右端。闭合开关、,断开开关,再将的滑片移至最左端,电流表的示数为;
③将的滑片移至最右端,断开开关,闭合开关、,向左移动_____的滑片,直至电流表的示数为;
④_____,断开开关,闭合开关、,电流表的示数恰好为;
⑤小灯泡的额定功率_____。
6.(2025·湖北黄石·模拟预测)小兵同学通过实验测量灯泡、的额定功率,、分别标有“2.5V”和“3.8V”字样,电源电压恒为6V,电压表只有量程可以用。
表:实验数据
实验次数
1
2
3
电压(V)
1.0
2.5
2.8
电流(A)
0.30
0.32
(1)如图甲是小兵设计的测额定功率的实验电路,请用笔画线代替导线,正确连接电路;
(2)连好电路后,按实验规范操作,先把滑动变阻器的滑片P移到______(选填“A”或“B”)端,然后闭合开关S,小兵发现不发光,电流表有示数,电压表无示数,则电路的故障可能是______(选填“断路”或“短路”);
(3)排除故障后,按实验规范操作,刚闭合开关S时,电压表示数为1V,电流表示数如图乙所示,读数为______A;调节滑片P得到表一中的数据,的额定功率为______W;
(4)小兵在原电路中用替换开始测量的额定功率,按实验规范操作,刚闭合开关S时,电压表示数为1.5V,接着小兵发现该电路无法完成测量,于是设计了一个新方案:把电压表改接到滑动变阻器两端,只需调节滑片P使电压表示数为______V,就会正常发光。
(5)小兵根据新方案连好电路,按实验规范操作,刚闭合开关S时,发现电压表示数超过了量程,立即断开开关思考解决办法,请你对此说出一种合理的解决办法:______。
7.(2025·江苏盐城·一模)小明用图甲电路测量一个额定电压为2.5V的小灯泡电阻,电源电压为3V。
(1)请用笔画线代替导线,将实物电路连接完整_______;
(2)小明将滑动变阻器的滑片P置于最大阻值端,闭合开关,灯泡没有发光,电流表示数为0.1A,电压表示数为0.5V,则滑动变阻器的最大阻值是______Ω;
(3)排除故障后,小明移动滑片P至某处时,电压表示数如图乙所示,要测量小灯泡正常发光时的电阻,应使滑动变阻器接入电路中的阻值适当变______一些,直到电压表示数变为______V;
(4)小明通过连续移动滑片P,记下多组灯泡的电压和电流值,绘制出图丙I~U图像,小灯泡正常发光时的电阻是______Ω。老师指出小明绘制图像时的部分数据不是在真实的实验情境中获取的,依据是______;
(5)在整理器材时,小明发现变阻器的PB部分比PC部分更热,原因是:______。
真●题●验●证
1.(2025·四川·中考真题)小强同学做“探究并联电路电流的特点”实验的电路如图所示,请你帮助他完善下列实验操作。
(1)电流表应与待测的那部分电路___________(选填“串联”或“并联”);
(2)在测量A处的电流时,发现电流表的指针反向偏转,他应该立即___________(选填“断开开关”或“更换电流表”)。然后改变连线方式,使电流从电流表的___________接线柱流入(选填“正”或“负”);
(3)测出A、B、C三处电流大小后,他应该___________(选填“改变开关的位置”或“更换规格不同的灯泡”),多次实验得出结论。
2.(2025·广东广州·中考真题)“探究串联电路中电流的特点”实验。
(1)连接电路:用笔画线表示导线,把图甲的滑动变阻器串联接入电路______(要求:连线不要交叉:滑片P向D移动,电路的电流增大)。
(2)发现问题:电源(输出电压为6V)、电流表、滑动变阻器、开关、导线完好,电路正确连接。闭合开关,观察到灯泡(3.8V,0.4A)和(2.5V,0.3A)不发光,电流表示数为零;
(3)排查故障:在不拆开导线且闭合开关的情况下,用图乙所示的电压表进行检测,将鳄鱼夹______(选填“a””b”)接电源“+”极、另一鳄鱼夹先后夹在E、G接线柱,电压表前后两次的指针位置都如图丙所示,其示数为______V;
(4)作出猜想:
猜想一:由于灯泡不发光,电压表示数不为零,断路,短路。
猜想二:由于电流表示数为零,电压表示数不为零,断路,无故障。
(5)验证猜想:取下,换上完好的灯泡(3.8V,0.4A),观察到发光,仍然不发光。由此可知,______(选填“猜想一”“猜想二”)正确;
(6)继续实验:
①排除故障后,闭合开关,移动滑片P,多次进行实验。某次(记为第一次)实验三个电流表示数如图。
②为得到串联电路中电流的特点,设计记录实验数据的表格,并将第一次的数据填入表格中______。
3.(2024·广东·中考真题)探究串联电路中电压的规律;
(1)根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示电路连接完整;________
(2)连接电路时,开关应处于___________状态,正确连接电路后,闭合开关,若灯断路,则两端___________(选填“有”或“无”)电压;
(3)用电压表分别测出电压和。其中测时,电压表的示数如图丙所示,示数为___________V。接着更换不同规格的灯泡并多次实验,数据记录见表;
实验次序
电压/V
电压/V
电压/V
1
1.7
2.9
2
1.3
1.6
2.9
3
1.1
1.8
2.9
①分析表中数据,得到初步结论:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压___________;
②为使结论更具普遍性,小明将灯泡换成其他类型用电器并多次实验。此外,还可以___________。
4.(2025·广东深圳·中考真题)小虞同学利用如图所示装置探究“电流与电压的关系”。
(1)在如图所示的虚线框内,小虞同学应填入_________(填一种用电器)。
(2)在开关闭合前,俊俊同学指出应将滑动变阻器的滑片P移到最_____(填“左”或“右”)端。
(3)在闭合开关后,志诚同学发现电流表指针无偏转,电压表指针有较大偏转,若电路中只有一处故障,则可能是___________。
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
1
1.6
2.4
2.8
电流I/A
0.2
0.32
0.48
0.56
(4)由上面表格数据可知,电压与电流的比值_______,小虞由此得出结论,“在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比”。
(5)分析如图坐标图,小虞同学发现导致甲组数据与乙和丙不同的原因是________________。
5.(2025·广东·中考真题)探究电流与电阻的关系实验如图,使用的器材如下:电压恒为6V的电源,规格为“50Ω;1.2A”的滑动变阻器,规格为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各1个等。
(1)连接电路时,开关应处于________状态;请用笔画线代替导线将如图所示实物图连接完整________。
(2)将如表所示的实验记录表①、②处补充完整:①________,②________。
U=2V
实验序号
① /Ω
② /A
1
5
2
10
3
15
4
20
(3)将5Ω的定值电阻接入电路,并将滑动变阻器调到最大阻值处,闭合开关,________,直到电压表的示数为2V,此时电流表的示数如图乙所示,为________A,记录数据。
(4)依次更换定值电阻,重复实验。
(5)若计划将定值电阻两端的电压U取1.5V,是否仍能依次用上述4个定值电阻完成实验?请判断并说明理由:________。
6.(2024·广东深圳·中考真题)乐佳乐同学在探究电流与电阻的实验中:
(1)乐佳乐同学连接电路如图所示,他检查电路时,发现存在错误。请把接错的那一根导线找出来并打上“×”,再画线把它改到正确的位置上______;
(2)纠正错误后,保持定值电阻两端电压为2V不变,得到实验数据如下表所示。其中有一组数据是错误的,乐佳乐同学发现错误数据的序号是_________;
数据序号
1
2
3
4
5
6
电阻R/Ω
30
25
20
15
10
5
电流 I/A
0.07
0.08
0.10
0.70
0.20
0.40
(3)整理表中数据可得结论:导体两端电压一定时,导体中的电流与导体电阻成反比,请写出成反比的依据是什么?_________
(4)乐佳乐同学在做第五次实验时,调节滑动变阻器使电压表示数为2V,用时8s完成电流表读数,这8s内,定值电阻R消耗的电能是_________J。
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专题07 电学重点实验(专题专练)
中
目 录
第一部分 风向速递 洞察考向,感知前沿
新考向 跨学科 新情境
第二部分 分层突破 固本培优,精准提分
一阶·考点靶向练
考点01 探究串联电路和并联电路中电流的特点
考点02 探究串联电路和并联电路中电压的特点
考点03 探究影响导体电阻大小因素实验
考点04 探究电流与电压的关系
考点05 探究电流与电阻的关系
考点06 伏安法测电阻实验
考点07 特殊法测电阻实验
考点08 测量小灯泡的电功率的实验
考点09 探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关实验
二阶·素养进阶练
第三部分 真题验证 对标中考,感悟考法
风●向●速●递
【电影情境】(影响电阻大小的因素、电路实验探究)在电影中,哪吒(敖丙)与能够化身为电进行瞬间移动的申申正道有一场超酷的打戏。关键时刻,哪吒(敖丙)将河流冰封,巧妙地利用了一个物理现象——水具有导电性,而冰的导电性较弱,以此限制了对手的行动,成功化解了危机。看完电影后,云云兴趣盎然,在老师的帮助下对影响导体电阻大小的部分因素进行了进一步的探究,器材有:开关、电流表、电源(电压恒为1.5V)各一个,三根完全相同的合金丝,导线若干。
【实验过程】电路如图1所示,将合金丝以不同方式接入电路中的A、B之间,闭合开关S后,记录的数据如表所示:
实验次数
1
2
3
4
5
连接方式
一根
两根串联
三根串联
两根并联
三根并联
电流表读数/A
__________
0.3
0.2
1.2
1.8
请回答下列问题:
(1)图2是一根合金丝接入电路时电流表的读数,其值为_________A;一根合金丝的阻值是________Ω。
(2)实验中进行多次测量的目的是__________。
(3)对比实验次数1、2、3的数据可知,电阻的大小与长度的关系是:横截面积相同的同种导体,导体电阻的大小与导体长度__________(选填“成正比”“成反比”或“无关”)。
(4)用上述合金材料制成长1m,横截面积1mm2的电阻丝的阻值为1Ω,根据电阻与导体的长度和、横截面积的关系,对材料相同的导体,电阻值可记为。而实验中所用合金丝的横截面积为0.5mm2,长度为__________m。
(5)最近几年,我国城乡许多地区进行了输电线路的改造,将原来较细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,这样__________(选填“增大”或“减小”)了输电线的电阻。
【答案】(1) 0.6 2.5
(2)寻找普遍规律,避免偶然性
(3)成正比
(4)1.25
(5)减小
【详解】(1)[1]由图1可知,电流表选择大量程,分度值为0.1A。由图2可知,电流表的示数为。
[2]由得,一根合金丝的阻值
(2)进行多次测量是为了寻找普遍规律,避免结论的偶然性。
(3)对比实验次数1、2、3的数据可知,两根合金丝串联,长度变为原来的2倍,阻值,阻值变为原来的2倍;三根合金丝串联,长度变为原来的3倍,阻值,阻值变为原来的3倍;由此可得:横截面积相同的同种导体,导体电阻的大小与导体长度成正比。
(4)由可得,实验用一根合金丝长度为
(5)电阻是导体本身的一种性质,与材料、长度、横截面积有关。在材料和长度一定时,横截面积越大,电阻越小。将原来较细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,增大了横截面积,减小了输电线的电阻。
【电学实验】(探究电流与电阻的关系、电路故障分析)在电学学习中,同学们对电学的神奇和电能对人类生产生活产生的巨大影响深感敬畏。某兴趣小组同学通过下列实验对电学知识进行了进一步的探究。如图甲所示,在“探究电流与电阻关系”的实验时选用了如下器材:电压恒为6V的电源,阻值为、、、、的定值电阻,电流表、电压表、开关、滑动变阻器各1个,导线若干。
(1)连接好电路后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数较大,移动滑动变阻器的滑片,两表的示数均无变化,可能是定值电阻R发生________(选填“断路”或“短路”)。
(2)更换正常电阻后, A、B两同学根据各自的实验数据作出了如图乙所示的图像,分析图像,你认为________(选填“A”或“B”)同学的实验操作是错误的,他操作中存在的问题是:________。
(3)要完成该实验,滑动变阻器应该选用以下哪种规格:________。(填写正确选项字母)
A.,0.5A B.,0.2A C.,1A
(4)完成上述实验之后,该小组同学设计了如图丙所示的电路,测量一小灯泡正常发光时的电功率,操作步骤如下:
①闭合开关S、,断开,调节滑动变阻器滑片P,使小灯泡正常发光,此时电流表示数为;
②保持滑动变阻器滑片P位置不变,再闭合,断开,此时电流表示数为;
③分析可得小灯泡正常发光时的电功率为________(用,,表示)。
【答案】(1)断路
(2) A 没有控制定值电阻两端电压不变
(3)C
(4)
【详解】(1)闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数较大,说明此时电路中无电流或电流太小无法引起电流表偏转,则可判定电压表串联在电路中,测电源电压,故电阻R断路。
(2)[1][2]探究电流与电阻关系时,应保持定值电阻两端的电压不变,A图中,电流与电阻的乘积,即电压不是定值,B图中电流与电阻的乘积,即电压始终等于2V,满足实验要求,故A同学的实验操作是错误的,没有保持定值电阻两端电压不变。
(3)分析图像B,实验控制定值电阻两端电压始终为2V,实验中定值电阻最大为,此时电路中的电流为
为了完成该实验,电源电压为6V,根据串联电路电压的特点,此时滑动变阻器两端的电压
此时电路中滑动变阻器的阻值
故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(4)闭合开关S、,断开,小灯泡L与并联,小灯泡正常发光,电流表测所在支路电流,此时并联电路两端的电压
保持滑动变阻器滑片P位置不变,再闭合,断开,此时小灯泡L与并联,电流表测干路电流,示数为,因为滑动变阻器滑片P位置不变,所以并联电路两端电压不变,根据并联电路电流的特点,可得小灯泡正常发光时的电流
根据电功率计算公式,可得小灯泡正常发光时的电功率
分●层●突●破
一阶·考点靶向练
考点01 探究串联电路和并联电路中电流的特点
1.(2025·广东珠海·三模)在探究并联电路电流规律实验中,如图甲是实验的电路图:
(1)连接电路时,开关应该______;
(2)图丙的实物图中,电流表测量的是图甲电路图中______(选填“A”“B”或“C”)点的电流;
(3)按图甲的电路图,连好电路闭合开关前,发现电流表指针偏转如图乙所示,原因是______;
(4)下表是某同学将实验中测得的A、B、C三点的电流值,记录在如下表格中:
A点电流
B点电流
C点电流
0.14
0.18
0.32
比较上表数据,可得出初步结论:并联电路中,______(用表示);
(5)将数据记录在表格中,下一步应该做的是( )
A.整理器材,结束实验
B.改变电流表的量程,再重新测出电流值
C.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电流值
D.分析数据,得出结论
(6)按图甲连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,小灯泡发光,则电路故障是______。
【答案】(1)断开
(2)C
(3)电流表没有调零
(4)
(5)C
(6)灯泡L1断路
【详解】(1)连接电路时,为了保护电路,开关需要断开。
(2)如图丙所示,电流从电池的正极出发,经过开关、两个灯泡后汇合经过电流表,故电流表测量干路电流,此时电流表测量C的电流。
(3)连好电路闭合开关前,发现电流表指针偏转如图乙所示,电流表的指针没有指向零刻度线处,原因是电流表没有调零。
(4)分析表格中的数据
可得出初步结论,在并联电流中,
(5)仅凭一组实验数据就得出实验结论,具有偶然性,不具普遍性,接下来的步骤是换不同规格的灯泡多次实验,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(6)按图甲连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,小灯泡发光,说明干路正常,灯泡L2所在的支路正常,则说明灯泡L1所在的支路断路,可能原因是灯泡L1断路。
2.(2025·广东东莞·三模)如图甲所示是某实验小组在“探究并联电路电流规律”的实验时设计的电路图;
实验序号
A点电流
B点电流
C点电流
①
0.32
0.28
0.60
②
0.28
0.20
0.48
③
0.26
0.18
0.44
(1)实验中,小明应该选择两个规格______(选填“相同”或“不同”)的小灯泡;
(2)正确连接电路后,小刚测出A、B、C三处的电流如表所示,由此可得出结论______(只写表达式),但是细心的小明发现,记录数据的表格中存在不规范之处,你认为表格中的不规范之处是:______;
(3)改变灯泡规格,重新进行上述实验,测得A处电流IA=0.3A,观察到C处电流表指针位置如图乙所示,则B处电流大小为______A;
(4)为更方便地测出两支路的电流,小明找来一个单刀双掷开关,设计了如图丙所示的电路,当开关S接a时,电流表测量通过______(选填“L1”或“L2”)的电流;当开关S接b时,请判断电流表能否正常测量通过另一条支路的电流,并说明理由______。
【答案】(1)不同
(2) 表格中数据没有单位
(3)0.5
(4) L2 不能,因为电流表的正负接线柱接反了
【详解】(1)为了结论更具有普遍性,需要选择不同规格的灯泡进行实验。
(2)[1]分析表格中的数据可知,第1组数据可知
第2组数据可知
第3组数据可知
由此可得出结论
[2]细心的小明发现,物理量需要带单位,才有意义,故记录数据的表格中存在不规范之处为表格中数据没有单位。
(3)测得A处电流IA=0.3A,观察到C处电流表指针位置如图乙所示,C处电流测量干路电流大于0.3A,故电流表乙选择大量程,分度值为0.1A,故乙处电流表的示数为0.8A,则B处电流大小为
(4)[1]电流表与L2在同一条支路上,故电流表测量灯泡L2的电流。
[2]开关接b时,电流从电流表的负接线柱流入,正接线柱流出,电流表正负接线柱接反了,无法测量出电流。
考点02 探究串联电路和并联电路中电压的特点
3.(2025·广东梅州·一模)小乐同学准备对串联电路的电压规律进行探究,主要步骤如下:
UAB/V
UBC/V
UAC/V
2.4
1.5
3.9
(1)按图所示的电路图连接电路;
(2)闭合开关,用电压表测出R1两端的电压;
(3)在测R2两端的电压时,小乐同学为了节省实验时间,采用以下方法:电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上。
①在连接、拆除电路时,开关必须________。
②小乐同学用上面的方法_________(选填“能”或“不能”)准确测出R2两端的电压。原因是________。
③方法改正后,所测出AB、BC、AC间的电压记录在表格中;分析小乐同学的实验数据得出的结论是:_________。
④这个实验在数据收集方面还存在的不足之处是:_________。
【答案】 断开 不能 电压表正、负接线柱接反 见解析 仅一组数据,得出的结论具有偶然性
【详解】[1]连接电路时,为了不让各电学原件被损坏,电路要处于断开状态,所以开关要断开;
[2][3]测R1两端的电压时,电压表正接线柱接B点,电压表负接线柱接A接点,测R2两端的电压时,因为B接点不动,只将A接点改接到C接点上时,则电压表正接线柱接B点,电压表负接线柱接C接点,导致开关闭合后,电流从电压表负接线柱流入,正接线柱流出,电压表指针反偏,不能准确测出R2两端的电压。
[4]由表格数据得出3.9V =2.4V+1.5V,即UAC=UAB+UBC,即串联电路中,总电压等于各部分电路电压之和。
[5]上述结论只有一组数据,得出的数据可能只在上述这一种情况下成立,具有偶然性,为了能得出普遍规律,要更换不同规格的电阻或者电源进行多次试验。
4.(2026·辽宁抚顺·一模)在探究“串联电路中的电压特点”实验中,图甲是某小组设计的电路图。
(1)图乙是他们连接的实物电路图,闭合开关,电压表测量___________两端的电压;
(2)闭合开关前,电压表的指针出现如图丙所示的现象,原因是___________;
(3)调整后,测出小灯泡两端的电压,还需要测量小灯泡两端的电压。为节约时间,他准备把电压表接在A点的导线改接到C点,让电压表跟并联。这种做法是否可行?___________;原因是___________;
(4)他们将电压表正确并联在两端,闭合开关,发现灯泡不亮,灯泡发光,电压表有较小示数,下列分析合理的是___________。
A.断路 B.短路 C.电阻比电阻小 D.电阻比电阻大
【答案】(1)电源
(2)电压表指针未调零
(3) 不可行 电压表的正负接线柱接反了,不但测不出电压,还可能损坏电压表
(4)C
【详解】(1)电压表并联在L1和L2两端,所以测量和两端的总电压,也即电源电压。
(2)闭合开关前指针不在零刻度线,原因是电压表没有调零。
(3)[1][2]不可行;原因是将接A点的导线改接到C点后,电压表的正负接线柱会接反,指针会反向偏转,无法正确测量电压。
(4)A.若L2断路,电路断开,L1也不发光,故A不符合题意;
B.若L2短路,电压表也被短路,示数为0,故B不符合题意;
CD.串联电路中电流处处相等,根据,L2两端电压小,说明其电阻比L1小,根据分析,可得L2实际功率小所以不亮,L1电阻大、从而导致实际功率大所以发光。故C符合题意;D不符合题意。
故选C。
考点03 探究影响导体电阻大小因素实验
5.(2025·广东韶关·一模)(1)如图甲所示,电压表的示数为 ________ V,电流表的示数为 _________ A;
(2)如图乙是探究导体电阻的大小与导体的 _______ 的关系实验,可通过观察灯泡亮度来比较导体a、b电阻的大小,当接入电路的镍铬合金丝由a换成b后,如果小灯泡的亮度变化不明显,可在原电路中连接一个 ________ (选填“电压表”或“电流表”)。近年,我国许多城乡地区进行了输电线路的改造,将原来细的输电线换成较粗的输电线_______ (选填“增大”或“减小”)了输电线的电阻。
【答案】(1) 2.3 0.28
(2) 长度 电流表 减小
【详解】(1)[1]电压表使用的量程为0~3V,分度值为0.1V,读数为2.3V。
[2]电流表使用的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,读数为0.28A。
(2)[1]灯泡亮度变化不明显时,为了精确地比较通过灯泡的电流,可以在原电路中串联一个电流表,准确读出通过灯泡的电流大小,间接地比较出电阻大小。
[2]导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,当其他条件不变,输电线换成较粗的输电线时,横截面积变大,阻值会减小。
6.(2025·四川南充·一模)如图甲是研究“影响导体电阻大小的因素”的实验装置。实验中用四根电阻丝作被测导体,将电阻丝两端接入电路后,通过调节滑动变阻器,保持电阻丝两端电压相同,进行测量并记录,数据如下表。
实验组
电阻丝
材料
长度
直径
电流
1
a
康铜丝
57.20
0.50
2
b
镍铬丝
57.20
0.50
0.14
3
c
镍铬丝
57.20
0.70
0.26
4
d
镍铬丝
28.60
0.70
0.54
(1)将电阻丝a的两端接入电路,闭合开关后,电流表指针位置如图乙所示,其示数为__________A;
(2)为研究导体电阻大小与长度的关系,可选择实验组__________进行对比;
(3)实验得出,导体电阻大小与导体的材料、长度和横截面积有关。此外,导体电阻还与温度有关;
①科学研究发现某种金属电阻和温度的关系如图丙所示。描述该金属电阻在降温过程中的现象:__________;
②探索新材料是高科技研究领域中永恒的主题之一。若常温下某种新材料的电阻为零,该新材料可用于制造__________(写出一种),以减少能量损耗。
【答案】(1)0.32A
(2)3和4
(3) 该金属电阻随温度降低先减小,当温度降低到一定值时,电阻突然变为0 输电线(或电动机线圈等)
【详解】(1)图乙中电流表选用小量程(0~0.6A),分度值为0.02A,指针指向0.32A,故示数为0.32A。
(2)研究电阻与长度的关系时,需控制材料、横截面积相同,长度不同。实验组3(电阻丝c)和4(电阻丝d)的材料均为镍铬丝、直径(横截面积)相同,长度不同,符合控制变量要求。
(3)[1]图丙显示,温度降低过程中,电阻先缓慢减小,在某一低温下突然降为0,这是超导现象(电阻为0)。
[2]常温下电阻为0的材料是超导体,用其制造输电线可避免电流的热损耗,提高输电效率。
考点04 探究电流与电压的关系
7.(2025·广东潮州·一模)小敏做探究“电流与电压的关系”实验时,使用电压恒为3V的电源、开关、导线若干、定值电阻、电流表、电压表和滑动变阻器,连接了如图所示的电路:
(1)在如图电路图中,甲为______,乙为______;(选填“电流表”或“电压表”)
(2)用笔画线代替导线将图中的电路连接完整,要求实验过程中滑动变阻器的滑片从右向左移动,电流表示数变大_______;(导线不能交叉)
(3)连接电路时,开关应该处于______状态,滑动变阻器的滑片置于______(选填“A”或“B”)端;
(4)本实验的研究对象是______(选填“”或“”)。
【答案】(1) 电流表 电压表
(2)
(3) 断开 B
(4)
【详解】(1)[1][2]探究“电流与电压的关系”实验,电压表与定值电阻并联,电流表与定值电阻串联,所以甲为电流表,乙为电压表。
(2)使用电压恒为3V的电源,电压表选择小量程,要求实验过程中滑动变阻器的滑片从右向左移动,电流表示数变大,此时滑动变阻器接入电路的电阻变小,所以滑动变阻器选择A接线柱接入电路,如图所示
(3)[1]连接电路时,为防止因连接错误而损坏电路,开关应该处于断开状态。
[2]为保护电路,滑动变阻器的滑片置于阻值最大处,即B端。
(4)探究“电流与电压的关系”实验,应该控制定值电阻的阻值不变,通过改变滑动变阻器接入电路的电阻改变定值电阻两端的电压和通过电路的电流,所以本实验的研究对象是。
8.(2025·广东韶关·一模)在“探究电流与电压的关系”实验中,小明设计并连接了如图甲所示的电路。电源由两节新干电池串联而成,定值电阻的阻值为。
(1)用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整_______;
(2)连接电路时,开关应处于______状态,应将滑动变阻器的滑片调至最______(选填“左”或“右”)端;
(3)连接好电路后,进行试触时,发现电压表有示数且接近3V,电流表无示数,此时电路的故障可能是定值电阻______(选填“短路”或“断路”);
(4)排除故障后开始测量,并将实验数据记录在表中,当电压表示数为1.0V时,电流表示数如图乙所示,为______A;
实验序号
1
2
3
4
5
U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
I/A
0.1
0.3
0.4
0.5
(5)分析数据可得:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成______;
(6)若将定值电阻换成小灯泡,不能达到本实验的探究目的,是因为____________。
【答案】(1)
(2) 断开 右
(3)断路
(4)0.2
(5)正比
(6)见解析
【详解】(1)电源由两节新干电池串联而成,电源电压是3V,电压表选择0~3V的量程,电压表和电阻并联,如图所示:
(2)[1][2]为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态,滑动变阻器调到阻值最大处,即最右端。
(3)连接好电路后,进行试触时,电流表无示数,则电路可能断路,而电压表有示数且接近电源电压,说明电压表电流表、开关、滑动变阻器与电源连通,则原因可能是与电压表并联的电阻断路。
(4)由图乙可知,电流表的量程为0~0.6A,其分度值为0.02A,其读数为0.2A。
(5)由表中数据可知,电压增大几倍,对应的电流也增大几倍,可以得到在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(6)在“探究电流与电压的关系”实验中,需要控制电阻不变,因小灯泡的电阻随着温度的升高而增大,因此将定值电阻换成小灯泡,不能达到本实验的探究目的。
考点05 探究电流与电阻的关系
9.(2025·广东·模拟预测)小明在探究“电流与电阻的关系”,准备的实验器材有:三节新的干电池(电压为),电流表,滑动变阻器(标有“”字样),定值电阻4个(、、、),导线若干。
(1)小明按照图甲所示的电路图连实物图,请用笔画线代替导线将图乙连接完整,要求:滑片P向右移动时电流表示数变小;
(2)闭合开关前,应将滑片P调到_____(选填“A”或“B”)处;闭合开关后,若电流表有示数,电压表无示数,则电路故障原因可能是_____;
(3)排除故障后,将定值电阻由更换为时,应将滑动变阻器的滑片P向_____(选填“左”或“右”)适当调节,使电压表示数_____;
(4)若小明再次换接的定值电阻后,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,为了完成这次实验,他采取的措施可行的是_____(选填字母)。
A.更换阻值更大的滑动变阻器 B.将电压表改接到滑动变阻器两端
【答案】(1)
(2) 电阻短路
(3) 右 保持不变
(4)A
【详解】(1)滑片向右移动时电流表示数变小,说明滑动变阻器阻值变大,故滑动变阻器选用左下接线柱与电阻串联。如图所示:
(2)[1]闭合开关前,应将滑片位于滑动变阻器阻值最大处,即处。
[2]闭合开关,电流表有示数,说明电路是通路;电压表无示数,说明可能是电压表并联的电路短路,即电路故障原因可能是电阻短路。
(3)[1][2]在探究电流与电阻关系实验时,定值电阻两端电压需要保持不变。将定值电阻由5Ω更换为10Ω时,定值电阻两端电压变大,为了保持定值电阻两端电压不变,由串联分压规律可知,需要增大滑动变阻器两端电压,应增大滑动变阻器的阻值,故将滑动变阻器的滑片向右调节,使电压表示数保持不变。
(4)A.定值电阻两端电压需要保持不变,由串联分压原理可知,定值电阻变大时,滑动变阻器需要接入的阻值变大,可能会超过滑动变阻器的最大阻值。更换阻值更大的滑动变阻器可以增大调节范围,故A符合题意;
B.将电压表改接到滑动变阻器两端,电压表原来测定值电阻的电压,现在测变阻器两端的电压,对改变定值电阻的电压大小没有影响,无论怎样移动滑片,都不能使定值电阻两端的电压达到原来的数值,所以不能完成这次实验,故B不符合题意。
故选A。
10.(2025·广东深圳·三模)小深利用4节新干电池,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻,铭牌上标有”40Ω 1A”的滑动变阻器等实验器材”探究电流与电阻关系”。
(1)小深连接好如图所示的电路,检查时发现电路中有一处连接错误,请你在错误的导线上画”✕”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确;
(2)电路改接正确后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到最____________(选填“左”或“右”)端,闭合开关后,发现电压表有示数,电流表无示数,此时电路的故障可能是定值电阻__________路;
(3)排除故障后,根据I - R图像可知,当小深将10Ω的定值电阻更换为15Ω的定值电阻后,直接闭合开关,此时应将滑动变阻器的滑片在原来基础上向________(选填“左”或“右”)端移动,直到电压表示数为__________ V ,记录电流表的示数;
(4)当小深将25Ω定值电阻接入电路时,无论怎样调节滑动变阻器的滑片,都无法使定值电阻两端电压为2V,其原因可能是_____________________(写出一条即可)。
【答案】(1)
(2) 左 断
(3) 左 2
(4)滑动变阻器的最大阻值太小
【详解】(1)在探究电流与电阻关系实验中,电流表应与定值电阻串联,电压表与定值电阻并联,故正确接法如图所示:
(2)[1]为保护电路,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处,即图中最左端。
[2]闭合开关后,电流表无示数,故障可能是断路,电压表有示数,说明与电源连通,故障可能是定值电阻断路。
(3)[1][2]由I - R图像可知,定值电阻两端的电压为
实验中,当把10Ω的电阻换成15Ω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,要增大滑动变阻器电阻阻值,故应把滑动变阻器滑片向左滑动,直到电压表示数为2V。
(4)4节新干电池电压为6V,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2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50Ω的滑动变阻器,变阻器的最大阻值是40Ω,所以原因是滑动变阻器的最大电阻太小。
考点06 伏安法测电阻实验
11.(2026·广东深圳·一模)小丽同学在实验室中进行“伏安法测量电阻”的实验。
(一)测量定值电阻
(1)图甲是部分实物电路,请你将电路连接完整(要求:滑片向右移动时电流表的示数变小);
(2)闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2.4V时,电流表示数如图乙所示,其读数为_____A,则定值电阻的阻值为_____Ω;
(二)测量小灯泡正常发光时的电阻。保持图甲中电路连线一致,仅将电阻换成小灯泡(正常发光时电压2.5V)进行实验。
(3)实验记录的数据如下表所示,完成第4次实验后,接下来测量灯泡正常发光时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向______(选“左”或“右”)端移动,
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.6
1.0
1.5
2
2.5
电流I/A
0.16
0.2
0.24
0.26
0.3
(4)由上表数据可得小灯泡正常发光时的电阻为______Ω(保留一位小数);
(5)分析上表的数据,灯泡电阻的变化规律最接近图丙I-U图像中的曲线___(选a/b/c)。
【答案】(1)
(2) 0.12 20
(3)左
(4)8.3
(5)c
【详解】(1)滑片向右移动时电流表的示数变小,滑动变阻器的电阻应变大,所以滑动变阻器应接左下接线柱,故如下图所示:
(2)[1]由图乙得,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.12A。
[2]根据欧姆定律可得,定值电阻的阻值
(3)小灯泡正常发光时的电压为2.5V,完成第4次实验后,小灯泡两端的电压为2V,为使小灯泡正常发光,应使小灯泡两端的电压变大,根据串联分压,应使滑动变阻器两端的电压变小,故滑动变阻器的电阻应变小,应将滑动变阻器的滑片靠近下接线柱,应向左移。
(4)由实验记录表格可知,第五次实验,小灯泡正常发光,根据欧姆定律可得,此时小灯泡正常发光时的电阻
(5)根据表格数据可知,小灯泡的灯丝电阻随温度的升高而增大,不是一个定值,应选图c。
12.(2025·广东韶关·一模)实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置进行“测量定值电阻阻值”的实验。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整(导线不得交叉)。要求:当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电压表示数逐渐变小;
(2)连接好电路的最后一根导线后,电流表、电压表指针均发生偏转,出现这种现象的原因是________;
(3)实验时,将滑动变阻器的滑片移到某一位置处,电压表示数为,电流表指针位置如图乙所示为________A,此时,定值电阻的阻值为________;
(4)实验结束后,实验小组的同学想利用滑动变阻器和电压表测出的阻值,便设计了电路图丙,请你帮助实验小组完成实验步骤。(滑动变阻器最大阻值为)
①将滑动变阻器的滑片移至最左端时,读出电压表示数为;
②___________,读出电压表示数为;
③待测电阻表达式:________。
【答案】(1)
(2)连接电路时开关未断开
(3) 0.18 10
(4) 将滑动变阻器的滑片P移至最右端时
【详解】(1)要使滑动变阻器的滑片P向左移动时,电压表示数逐渐变小,即两端的电压减小,根据得,电路中电流应减小,则滑动变阻器接入电路的电阻应增大,所以应将滑动变阻器的右下接线柱接入电路(与定值电阻串联)。连接方式:将滑动变阻器的右下接线柱与定值电阻的右接线柱相连(导线不得交叉)。如图所示:
(2)连接好电路的最后一根导线后,电流表、电压表指针均发生偏转,说明电路是通路,出现这种现象的原因是连接电路时开关没有断开。
(3)[1]由图乙可知,电流表选用的是0~0.6A量程,分度值为0.02A,其示数为0.18A。
[2]由得定值电阻的阻值为
(4)[1]接下来应该将滑动变阻器的滑片P移至最右端,此时滑动变阻器接入电路的电阻为,电压表测定值电阻两端的电压,示数为。
[2]分析图丙,将滑动变阻器的滑片P移至最左端时,此时滑动变阻器接入到电路中的阻值为零,电压表测的电源电压,示数为;然后滑动变阻器的滑片P移至最右端,滑动变阻器最大阻值接入电路,定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测量的是两端的电压,示数为。根据串联电路中电压特点得此时滑动变阻器两端的电压,所以电路中的电流
根据欧姆定律,待测电阻
考点07 特殊法测电阻实验
13.(2025·广东江门·一模)如图甲是用“伏安法”测量未知电阻的实物电路图。
(1)请你用笔画线代替导线,将题图甲中的实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片往右滑时接入电路中的阻值变小______;
(2)连接好电路后,闭合开关,发现电流表几乎无示数,电压表指针明显偏转,则出现的故障可能是______;
(3)排除故障后,闭合开关,当滑片移动到某位置时,电压表示数为,电流表示数如图乙所示,其读数为______A,则未知电阻的阻值______;
(4)若实验中电压表损坏,利用其他的原有器材也能测出未知电阻的阻值,实验电路如图丙所示(已知滑动变阻器最大阻值为,电源电压未知且不变),请将下列相关实验步骤补充完整:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,记录电流表示数;
②再将滑动变阻器的滑片P移到______端,记录电流表示数;
③写出待测电阻的表达式:______(用已知量和测量量符号表示)。
【答案】(1)
(2)断路
(3) 0.24 10
(4) b
【详解】(1)滑动变阻器的滑片往右滑时接入电路中的阻值变小,则滑动变阻器应选择右下接线柱串联到电路中,作图如下:
(2)连接好电路后,闭合开关,发现电流表几乎无示数,说明发生断路,电压表指针明显偏转,则电压表的两端与电源相通,与电压表并联的电路部分可能断路,则出现的故障可能是断路。
(3)[1][2]如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.24A,则未知电阻的阻值
(4)[1][2]①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,和滑动变阻器最大阻值并联,电流表测干路电流,记录电流表示数;
②再将滑动变阻器的滑片P移到b端,滑动变阻器最大阻值单独接入电路,电流表测滑动变阻器的电流,记录电流表示数;
③根据并联电流规律,①中的电流为,根据并联分流原理则有
解得待测电阻
14.(2025·广东广州·三模)实验室有一个标识不清的定值电阻,同学们分小组设计实验进行测量。
(1)请在矩形框内画出如图所对应的电路图;
(2)连接电路时,开关应该________,滑动变阻器的滑片应放在________(选填“A”或“B”)端。移动滑片,电压表和电流表都有一定的示数且不变,可能的原因是________;
A.定值电阻短路 B.滑动变阻器短路
C. 定值电阻断路 D.滑动变阻器断路
(3)电路连接好之后,小亮同学移动滑动变阻器的滑片,记录了多组数据填入表格。
数据序号
1
2
3
4
5
电压
1.0
1.3
1.8
2.0
2.4
电流
0.10
0.14
0.28
0.19
0.24
电阻
通过对实验数据进行分析,可得:
①第________(选填数据序号)组数据明显是错误的,分析时需要把它剔除掉;
②该定值电阻的阻值为________Ω(计算结果保留整数);
③实验中通过移动滑片得到多组实验数据计算的平均值,这样做的目的是________________________。
(4)有一个实验小组的电流表损坏不能使用,同学们利用如图所示电路也完成了该实验。操作步骤如下:
①闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至A端,电压表的读数为;
②再将滑动变阻器的滑片至B端,电压表的读数为;
③若滑动变阻器的最大阻值为R,则________(用R、、表示)
【答案】(1)
(2) 断开 B B
(3) 3 10 减小实验误差
(4)
【详解】(1)根据实物图可以得出:电路是一个串联电路,待测电阻与滑动变阻器串联,电流表和电压表分别测量待测电阻的电流与两端电压,根据实物图连接对应的电路图,如图所示:
(2)[1][2]连接电路过程中为了保护电路,开关应该断开,滑动变阻器的滑片应放在阻值最大处,根据实物图中连接方式可以得出滑片应放在远离滑动变阻器下方接线柱一端,也就是B端。
[3]在移动滑片过程中,电流表和电压表示数没有变化说明滑动变阻器出现故障,再根据电流表有示数,说明电路中有电流流过,判断出故障为滑动变阻器短路,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(3)①[1]分析表格中五组数据,可以发现电压与电流的比值都接近10,只有第3组数据比值为6.4。根据欧姆定律可知流过电阻的电流跟该电阻两端电压成正比。所以第3组数据错误。
②[2]第1次实验的电阻为
同理可得出,,。然后取R1、R2,R4,R5的平均值约为9.95Ω,注意这里应剔除错误数据,同时注意题干要求保留整数,所以定值电阻的阻值为10Ω。
③[3]多次实验目的除了寻找普遍规律,还有就是减小实验误差;在本实验中通过移动滑片得到多组实验数据计算Rx的平均值,这样做的目的是减小实验误差。
(4)①闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至A端,电压表的读数为U1;第一步操作的实验目的是为了测量出电源电压U1。
②再将滑动变阻器的滑片至B端,此时变阻器接入电路的阻值最大,电压表测待测电阻的两端电压;电压表的读数为U2;则此时变阻器的两端电压为
③若滑动变阻器的最大阻值为R,根据欧姆定律,流过滑动变阻器的电流
待测电阻Rx与滑动变阻器串联,电流相等。所以待测电阻的阻值为
考点08 测量小灯泡的电功率的实验
15.(2025·广东深圳·模拟预测)小明利用如图甲所示电路测量小灯泡的功率。被测小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压为4.5V。
(1)实验前在检查仪器时,发现电流表指针如图乙所示,则接下来的操作是________。
(2)正确连接电路团合开关后,发现灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数,电路的故障可能是________。
(3)排除电路故障后,闭合开关,改变滑动变阻器的阻值,多次测量,小明画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像。在多次测量中,小明发现:当电压表的示数增大时,电压表与电流表的示数之比变大,原因是________。
(4)灯泡的功率测量完毕,小明用定值电阻更换电路中的灯泡,探究电流跟电阻的关系,根据实验数据绘制了如图丁所示的图像。若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为20Ω,则所选定值电阻的阻值为________Ω。
【答案】(1)电流表调零
(2)小灯泡被短路
(3)灯丝电阻随温度的升高而增大
(4)25
【详解】(1)实验前电流表指针未指零,接下来的操作是:对电流表进行调零,调节表盘上的调零旋钮,使指针指在零刻度线处。
(2)闭合开关后,电流表有示数,说明电路通路,但灯泡不亮、电压表无示数,说明小灯泡短路,短路时灯泡不发光,电压表被短路无示数。
(3)电压表与电流表示数的比值是小灯泡的电阻()。当电压增大时,小灯泡的实际功率增大,温度升高,而灯丝电阻随温度升高而增大,因此该比值变大。
(4)探究 “电流跟电阻的关系” 时,需控制定值电阻两端的电压不变。由图丁(I−R 图像)可知,为定值:取图像中一点(如 R=5Ω 时,I=0.5A),则
电源电压U总=4.5V,滑动变阻器两端电压
当滑动变阻器阻值R滑=20Ω 时,电路电流
因此定值电阻
16.(2025·广东茂名·二模)小华用如图甲所示电路完成“测量小灯泡电功率”的实验,已知小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)如图甲所示是小华连接的电路,请用笔画线代替导线将电路连接完整_______。
(2)电路连接完毕,闭合开关S,电压表示数如图乙所示,要使灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片P向________(A/B)端移,并注意观察电压表示数。
(3)小华进行了多次实验,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图丙中①所示的I-U图像,由图像可知,小灯泡的额定功率为_______W,观察图中①所示的I-U图像不是直线的原因是________。
(4)完成上述实验后,小华将小灯泡换成待测电阻,通过实验测得数据后,作出它的I-U关系图像(图丙②),则该待测电阻的阻值为________Ω。
(5)完成上面实验后,小华又设计了如图丁所示的电路测某未知电阻Rx的阻值,(R0为已知阻值的定值电阻),请帮他写出Rx的表达式。实验步骤:
①只闭合开关S,记下电流表的示数I0;
②闭合开关S、S1,记下电流表的示数I1;
③计算电阻的表达式是:Rx= ________(用已知物理量和测量出的物理量的符号表示)。
【答案】(1)
(2)B
(3) 0.75 小灯泡的电阻随着温度升高而增大
(4)20
(5)
【详解】(1)小灯泡的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程并联在灯泡两端,如下图所示:
(2)由图甲可知,电压表选用小量程;电路连接完毕,闭合开关S,电压表示数如图乙所示,电压表分度值0.1V,其示数为1.2V,小于灯泡额定电压2.5V,要使灯泡正常发光,应增大灯泡两端电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应将滑动变阻器的滑片P向B端移,并注意观察电压表示数。
(3)[1][2]由图丙①可知,灯泡额定电压对应的额定电流为0.3A,则小灯泡额定功率为
因灯丝的电阻随温度升高而增大,不是一定值,故图中①所示的I-U图像不是直线。
(4)由图丙②可知,当待测电阻两端电压为2V时,通过待测电阻的电流为0.1A,则该待测电阻的阻值为
(5)闭合开关S,此时的电路为只有R0的简单电路,记下电流表的示数I0,则电源电压为
接着闭合S1,电路为并联电路,电流表测量干路电流,记下电流表示数为I1;并联电路各支路互不影响,所以R0的电流大小不变,仍为I0;支路电压等于电源电压,干路电流等于支路电流之和,故流过Rx的电流为
则Rx的电阻为
考点09 探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关实验
17.(2025·广东深圳·三模)采用如图所示的电路装置探究“电流产生的热量跟什么因素有关”。
①由于电流产生的热量不易直接测量,因此在实验中是通过观察U形管中液面的__________来显示甲、乙容器内空气温度的变化,这里采用了__________的探究方法。
②如图所示是探究电流产生的热量跟电流的关系,通电一段时间______(选填“左瓶”或“右瓶)内的电阻丝产生的热量多。
【答案】 高度差 转换法 左瓶
【详解】①[1][2]由于电流产生的热量不易直接测量,因此在实验中是通过观察U形管中液面的高度差来显示甲、乙容器内空气温度的变化,进而比较电流产生热量的多少。这里把不易测量的电流产生的热量,转换成了容易观察的 U 形管中液面的高度差,这里采用了转换法。
②[3]由图可知,右边两电阻并联后再与左边电阻串联,通过左边密闭容器内电热丝的电流是通过右边密闭容器内的电阻丝电流的二倍,这两个电热丝的阻值相同,通电时间相同,根据焦耳定律,在电阻和通电时间相同的情况下,通过电流大的电热丝产生的热量多;所以,通电一段时间左瓶内的电阻丝产生的热量多。
18.(2025·广东深圳·二模)在“探究电流产生的热量与什么因素有关”的实验中,现有实验器材:电源(3节干电池)、电热丝(5Ω、10Ω各1根)、红外电子测温枪(2支)、秒表(1个)、开关(1个)、导线若干。
序号
通电时间 t/min
0
1
2
3
4
1
温度 t1/℃
15.3
19.6
23.1
25.2
26.7
2
温度 t2/℃
15.3
23.8
29.8
32.5
35.0
(1)探究电流产生的热量与电阻的关系,电路如图1所示:
①实验通过_______实现控制通过电热丝R1、R2的电流与通电时间均相同;
通过红外电子测温枪测量并计算得出电热丝温度的变化量来反映______________的多少。
②实验数据记录如上表,分析得出结论:______________。
(2)探究电流产生的热量与电流的关系:以R1为研究对象,需要改变电流,在不增加器材的情况下,你的方法是:_____________。(写出一种方法即可)
(3)小荔了解到汽车智能后视镜具有防雾、除露、化霜功能,能保障行车安全,车主可以通过旋钮开关实现不同功能切换。如图2所示是模拟加热的原理图,四个加热电阻的阻值均为5Ω。若开关旋至“2”挡,电路中干路电流为2A,则电源电压为_____V;选择合适挡位,整个电路1min最多能产生__________J的热量。
(4)小荔用如图3所示的装置,进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”,烧瓶中装入的煤油是___________(选填“导体”或“绝缘体”)。经多次实验测量,收集实验数据,绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流I的关系图像,根据焦耳定律可知,图4中能正确反映h-I关系的是__________。
【答案】(1) 电阻串联 电阻产生的热量 电流和通电时间相同,电阻越大,电流产生的热量越多
(2)改变电源的电压
(3) 10 2400
(4) 绝缘体 A
【详解】(1)[1]由图1可知,两电阻串联,故闭合开关后,通过R1、R2的电流与通电时间均相等,故实验通过电阻串联实现控制通过电热丝R1、R2的电流与通电时间均相同。
[2]电阻产生的热量无法直接观察获得,可以通过红外电子测温枪测量电热丝温度的变化最来反映,这里利用了转换法。
[3]由表格数据可知,电流和通电时间相同,电阻越大,电流产生的热量越多。
(2)探究电流产生的热量与电流的关系,需控制电阻不变,改变通过电阻的电流,以R1为研究对象,可以通过改变电源的电压,改变其电流大小。
(3)[1]开关旋至“2”挡,只有一个电阻接入电流,电路中的电阻为5Ω,此时电路中电流为2A,则电源电压为U=IR=2A×5Ω=10V。
[2]当开关旋至“1”时,两个电阻并联,电阻最小,此时并联的总电阻为
根据可知,此时电功率最大,整个电路1min产生的热量最多,为
(4)[1]烧瓶中装入的煤油是不容易导电,是绝缘体。
[2]用如图3所示的装置,进一 步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”,要控制电阻与通电时间相同,经多次实验测量,收集实验数据,绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流I的关系图像,根据转换法,煤油吸热越多,膨胀程度越大,液柱升高的越多,且膨胀程度与吸热多少成正比,根据焦耳定律可知,Q=I2Rt, Rt常数,且Rt>0,故由数学知识可知,Q是关于I的抛物线,且开向上,故图4中能正确反映h- I关系的是A。
二阶·素养进阶练
1.某实验小组在进行“串、并联电路中电流规律”的实验。
(1)首先,他们利用如图甲所示器材来进行探究“并联电路的电流规律”实验,请用笔画线代替导线连接实验电路,要求电流表测通过干路的电流___________;
(2)连接好最后一根导线,小青发现电流表的指针随即偏转如图乙所示,请指出他们在连接过程中存在的错误:
①___________;②___________。
(3)改正错误之后,闭合开关,测出干路和L1、L2支路的电流分别为I、I1和I2,其中读数如图丙所示为___________A,根据测量结果,小青得出了并联电路中干路电流和各支路电流的关系为___________(用表达式表示);
(4)小亮觉得该实验过程存在不足之处,为了使结论更具有普遍性,他们还应该___________;
(5)接着,他们又进行了“串联电路的电流规律”实验,按照如图丁所示连接好电路,闭合开关后发现灯泡L1发光,灯泡L2不发光,电流表有示数,他们使用一个电压表来查找灯泡L2不发光的原因,___________。
【答案】 开关未断开 电流表正、负接线柱接反 0.24A 使用不同规格小灯泡进行多次实验 将电压表分别连接在ac、ab、bc两端,观察电压表示数
【详解】(1)[1]要求电流表测通过干路的电流,所以电流表接在干路上,连线时需注意开关在干路,电流表的正、负接线柱不要接反。电路如图
(2)[2][3]连好最后一根导线后灯泡即亮,说明连线时开关没有断开;从电流表的指针偏转情况可知电流表正负接线柱接反。
(3)[4]由图乙可知电流表的分度值为0.02A,示数为0.24A。
[5]根据测量结果可得
0.16A+0.24A=0.4A
故可以得出结论
(4)[6]为了使实验结论更具广泛性、普遍性,应该换不同规格小灯泡进行多次实验。
(5)[7]可以用电压表来检测电路中存在的故障,将电压表分别连接在ac、ab、bc两端,观察电压表示数。
2.(2025·河南驻马店·二模)小明和小红在中招理化实验练习期间用如图甲所示电路探究“串联电路电压的规律”,每次实验电源电压恒为3V。
小明的实验记录:
实验次序
/
/
/
1
0.7
0.7
1.4
2
1.4
1.4
2.9
3
2.1
2.1
4.3
小红的实验记录:
实验次序
/
/
/
4
1.8
0.9
2.7
5
1.4
1.4
2.8
6
1.1
1.7
2.8
(1)接线时,开关应处于_______ (填“断开”或“闭合”)状态;小明检查电路时发现_______ (填“电池”“开关”或“灯座”)安装错误;
(2)正确安装后,闭合开关,两灯均不发光,小明用电压表试接A、B接线柱,发现指针偏转情况如图乙所示,则可判断灯_______ (选填“L1”或“L2”)处_______ (选填“断路”或“短路”);
(3)排除故障后,小明测出L1两端电压后断开开关,接着就只将电压表与A点相连的导线拆下来改接在D处去测量L2的电压,这样做有何不妥?__________________ ;
(4)小明选用两只小灯泡,只通过增加电池进行多次实验;小红仅更换小灯泡进行多次实验。他们将电表接在不同位置进行测量,实验记录如表。小明认为:误差允许范围内,串联电路中各用电器两端电压相等且电压之和等于电源电压;小红认为:串联电路中各用电器两端电压之和等于电源电压。请判断谁的观点更具普遍性_______ ,理由:____________________ ;
(5)小明在实验时,不慎将灯泡L2的玻璃外壳碰碎。他惊奇地发现L2几乎不发光,与其串联的灯泡L1不仅没有熄灭,反而更亮。针对上述现象,探究下列问题:玻璃破碎后,L2的灯丝电阻发生了什么变化?他从实验室借来标有“2.5V 0.3A”字样的L3和L4等相关器材进行如图丙实验,L3玻璃外壳破碎前的电压和电流分别为1.40V和0.20V;玻璃外壳破碎后,两端的电压变为0.40,通过的电流变为如图丁所示,则电流为__________ A。初步分析可知:玻璃破碎后,L3电阻_______ (填“变大”或“变小”)。
【答案】(1) 断开 电池
(2) L1 断路
(3)电压表正负接线柱接反了
(4) 小红 小明选择的两灯泡规格相同,得出的结论有偶然性
(5) 0.22 变小
【详解】(1)[1]为保护电路,接线时,开关应处于断开状态。
[2]小明连接的电路中,两电池的正极相连,是错误的。
(2)[1][2]正确安装后,闭合开关,两灯均不发光,电路可能断路,小明用电压表试接A、B接线柱,发现指针偏转情况如图乙所示,电压表示数等于电源电压,电压表与电源连通,则可判断灯L1处断路。
(3)排除故障后,小明测出L1两端电压后断开开关,接着就只将电压表与A点相连的导线拆下来改接在D处去测量L2的电压,电流从电压表负接线柱流入了,即电压表正负接线柱接反了。
(4)[1][2]串联电路中各用电器两端电压之和等于电源电压,小明之所以得出串联电路中各用电器两端电压相等,是因为小明选择的两灯泡规格相同,得出的结论有偶然性;而小红用不同规格的灯泡进行多次实验,得出的结论更具普遍性。
(5)[1]由图丁可知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,则电流为0.22A。
[2]L3玻璃外壳破碎前的电压和电流分别为1.40V和0.20A;由欧姆定律可知,此时的电阻为
玻璃外壳破碎后,两端的电压变为0.40V,电流为0.22A,通过的电流变为此时的电阻为
故玻璃破碎后,L3电阻变小。
3.(2026·河北沧州·模拟预测)在物理课上,同学们在探究“电流与电压、电阻的关系”实验中,用到的器材有:电源(电压恒为6V),定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),滑动变阻器标有“50Ω 1A”字样,电压表、电流表、开关,导线若干。
(1)小明先选用10Ω的定值电阻探究“电流与导体两端电压的关系”,连接的部分实验电路如图甲所示,请将电路连接完整(要求:导线不允许交叉)。
(2)正确连接电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至最________(选填“左”或“右”)端;闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片时,发现电流表无示数,电压表有示数且接近电源电压,则发生这种现象的原因可能是________。
(3)排除故障后,小明多次调节滑动变阻器滑片的位置,并记录相应的电压表和电流表数据,如下表所示。第4次的电流表的示数如图乙所示,为________A。根据表中数据得到结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成________比。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1
2
3
4
5
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.5
(4)小聪利用5个定值电阻,探究“电流与电阻的关系”实验,该实验需要控制定值电阻两端的电压不变,为了保证实验顺利完成,应控制定值电阻两端的电压范围是________V。
【拓展】
(5)在没有电流表的情况下,小明想测量一只额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的阻值,电路如图所示,电源电压为4.5V,滑动变阻器最大阻值为30Ω。实验步骤如下:
①闭合开关和,断开,移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光;
②闭合开关和,断开,保持滑动变阻器滑片的位置不变,此时电压表示数为1.5V;
③小灯泡正常发光时的阻值________。
【答案】(1)
(2) 左 定值电阻断路
(3) 0.4 正
(4)
(5)12.5
【详解】(1)该实验中滑动变阻器需要一上一下串联接入电路,电流表串联在电路中,根据欧姆定律,一定时,越小,越大,则当电路中只接入的定值电阻时,电路的电流最大,
因此电流表量程选,据此作图。
(2)[1]闭合开关前,滑动变阻器滑片要移到最大阻值处,本题滑动变阻器接右下接线柱,滑片在最左端时接入电阻最大。
[2]电流表无示数说明电路断路,电压表有示数接近电源电压,说明电压表串联在电路中,故障为定值电阻断路。
(3)[1]电流表选用量程,分度值,读数为。
[2]由表格数据可知,电阻一定时,电压与电流的比值为定值,因此结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比。
(4)滑动变阻器最大阻值,当定值电阻最大为时,根据串联分压,能保持的最小定值电阻电压
滑动变阻器允许最大电流为,当定值电阻最小为时,最大电压
因此电压范围为。
(5)步骤②中,灯泡被短路,滑动变阻器总电阻接入电路,电路电流
电压表示数为此时滑动变阻器接入①电路的电阻的电压,得
步骤①中灯泡正常发光,滑动变阻器电压
电路电流
因此灯泡正常发光电阻
4.(2026·山东·一模)【项目背景与问题提出】盐水是一种常见的电解质溶液,广泛应用于生产和生活中。本项目旨在通过测量自制盐水电阻,探究其基本电学特性。经过课堂学习,小滨同学猜想:盐水的导电能力与浓度有关。
【探究过程】于是,小滨自制了一个盐水电阻:选取一个长方体容器,倒入一定浓度的盐水,在容器两侧分别固定金属片直至底部。为了测量该盐水电阻的阻值,他利用电源(电压未知、内阻不计)、电流表、电压表、标有“20Ω,1A”的滑动变阻器R、开关和导线等器材,设计并连接如图甲所示电路。
(1)图甲中还有两处导线未画出,请在图中补画完整(要求:滑片向右移动时,电流表示数变大);
(2)某次测量时电压表的示数为6.4V,电流表的示数如图乙所示,其读数为___________A,则该次测得盐水的电阻为___________Ω;
(3)小滨利用图甲电路研究盐水电阻与盐水浓度的关系,他向容器中分多次加入一定量的水,发现盐水电阻的阻值减小,最后得出结论。请你指出小滨实验过程中存在的不足:___________;
(4)实验中若电流表损坏,利用余下器材还能否测出盐水电阻的阻值?小滨经过思考设计了如图的电路图,并进行如下操作:连接电路,闭合开关,保持电压表接在盐水电阻两端不变,将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,读出电压表相应的示数U1;___________,读出电压表相应的示数U2.根据测得数据求出盐水电阻的阻值为:___________(用U1,U2,R表示)。
【拓展延伸】
(5)电阻是导体的基本属性,对于金属导体,电阻通常随温度升高而增大。但电解质溶液(如盐水)的导电机制与金属不同,其电阻随温度的变化规律可能有所差异。于是,小滨进行了如下实验:
①用如图所示的数字多用表分别测量20℃、40℃和60℃的盐水的电阻;②换用另一浓度的盐水重复步骤①。请你设计该实验的记录表格。
【答案】(1)
(2) 0.32 20
(3)向容器中加水时,盐水的浓度和体积同时改变,没有控制盐水的体积不变,无法单纯探究电阻与浓度的关系。
(4) 将滑动变阻器的滑片移到阻值最小处,读出电压表示数 U2
(5)
实验次数
盐水浓度
温度T/℃
电阻 R/Ω
1
浓度1
20
2
浓度1
40
3
浓度1
60
4
浓度2
20
5
浓度2
40
6
浓度2
60
【详解】(1)电压表并联在盐水电阻两端,滑动变阻器要求滑片右移时电流变大,即接入电阻变小,因此应接B 接线柱,如图所示:
(2)[1]电流表测量范围为 0~0.6A,分度值 0.02A,故读数为 0.32 A。
[2]由欧姆定律可得,
(3)见答案。
(4)[1]见答案。
[2]滑片在最大阻值处时,电源电压 ……①
滑片在最小阻值处时,电源电压……②
联立①②可得:
(5)实验需要记录不同浓度、不同温度下的盐水电阻,表格需包含以下核心信息:
实验次数
盐水浓度
温度T/℃
电阻 R/Ω
1
浓度1
20
2
浓度1
40
3
浓度1
60
4
浓度2
20
5
浓度2
40
6
浓度2
60
5.(2025·江苏南京·模拟预测)为测定标有“3.8V”字样小灯泡正常发光时的电阻(约为),小明设计了如图甲所示的电路,电源电压保持不变,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。
(1)电路中有一根导线连接错误,请在该导线上画上“×”,用笔画线代替导线,画出正确的连线。
(2)接着用上述电路测该小灯泡正常发光时的电阻。
序号
电压表示数/V
电流表示数/A
电阻/Ω
正常发光时电阻
1
3.8
0.38
10
2
3.8
0.40
9.5
3
3.8
0.40
9.5
①该小组数据处理的过程_____(选填“正确”或“错误”)。
②小明看了上述实验测量后发现,这样测量小灯泡正常发光时的电阻,误差较大,于是他想到将电压表并联到滑动变阻器的两端,并移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为_____V,此时观察到电流表示数如图乙所示,则此次测量的小灯泡正常发光时的电阻为_____。
(3)小鹏想测量标有“0.5A”字样小灯泡的额定功率,从实验室中拿出标有“20Ω 1A”的滑动变阻器和最大阻值未知的滑动变阻器,一个电压未知的电源(以上器材均能满足实验要求),电流表等器材。经过思考,设计了如图丙所示的电路,请你帮他完成实验;
①为了完成实验,请在图丙的虚线框内填上滑动变阻器、;__________
②先将、的滑片移至最右端。闭合开关、,断开开关,再将的滑片移至最左端,电流表的示数为;
③将的滑片移至最右端,断开开关,闭合开关、,向左移动_____的滑片,直至电流表的示数为;
④_____,断开开关,闭合开关、,电流表的示数恰好为;
⑤小灯泡的额定功率_____。
【答案】(1)
(2) 正确 2.2 10
(3) R2 保持R2滑片位置不动 1.75
【详解】(1)原电路图中,电流表和滑动变阻器串联后与灯泡并联,电压表串联在电路中;在测小灯泡正常发光时的电阻实验中,小灯泡、滑动变阻器和电流表串联,电压表测小灯泡两端的电压,电压表并联在小灯泡两端,所以连接错误的是变阻器与小灯泡之间的导线,应改正为从小灯泡左接线柱连接电源负极,如图所示:
(2)[1]该小组数据处理的过程是正确的,因为三次测量灯泡两端电压相同,都为其额定电压,三次测量灯泡正常发光时的电阻,可以将测量结果进行取平均值来减小误差。
[2]当灯泡正常发光时,其两端电压为3.8V,若电压表并联在灯泡两端,应使用大量程,误差较大,根据串联电路电压规律,因此为了减小误差,可将电压表并联在滑动变阻器两端,电源电压保持不变,当灯泡正常发光时,电压表示数
此时电压表可选择小量程,误差较小。
[3]由图甲可知,电流表选用小量程,由图乙可知,电流表分度值为0.02A,示数为0.38A,即灯泡的额定电流为0.38A,则小灯泡正常发光时的电阻
(3)①[1]为了完成实验,在图丙的虚线框内填上滑动变阻器R1、R2,如下图所示:
③[2]先将R1、R2的滑片移至最右端。闭合开关S、S1,断开开关S2,R1、R2串联,再将R2的滑片移至最左端,电流表的示数为0.3A;将R2的滑片移至最右端。断开开关S1,闭合开关S、S2,灯泡、R2串联,向左移动R2的滑片,直至电流表的示数为0.5A,小灯泡正常工作。
④[3]保持R2滑片位置不动,断开开关S2,闭合开关S、S1,R1、R2串联,电流表的示数恰好为0.24A。
⑤[4]在步骤②中,R1与R2串联,且R2的阻值为0,电路为只有R1的简单电路,此时R1的阻值最大,电流表测串联电路电流为0.3A,根据欧姆定律,电源电压
在步骤③中,R2与灯泡串联,电流表测串联电路电流;向左移动R2的滑片,使电流表的示数为0.5A,此时灯泡正常发光;在步骤④中,R1与R2串联,电流表测串联电路电流;保持R2滑片位置不动,R1的阻值最大,此时电流表示数为0.24A,根据欧姆定律,电路中的总电阻
根据电阻的串联,R2的阻值
当灯泡正常发光时,根据欧姆定律,电路中的总电阻
灯泡正常发光时的电阻
小灯泡的额定功率
6.(2025·湖北黄石·模拟预测)小兵同学通过实验测量灯泡、的额定功率,、分别标有“2.5V”和“3.8V”字样,电源电压恒为6V,电压表只有量程可以用。
表:实验数据
实验次数
1
2
3
电压(V)
1.0
2.5
2.8
电流(A)
0.30
0.32
(1)如图甲是小兵设计的测额定功率的实验电路,请用笔画线代替导线,正确连接电路;
(2)连好电路后,按实验规范操作,先把滑动变阻器的滑片P移到______(选填“A”或“B”)端,然后闭合开关S,小兵发现不发光,电流表有示数,电压表无示数,则电路的故障可能是______(选填“断路”或“短路”);
(3)排除故障后,按实验规范操作,刚闭合开关S时,电压表示数为1V,电流表示数如图乙所示,读数为______A;调节滑片P得到表一中的数据,的额定功率为______W;
(4)小兵在原电路中用替换开始测量的额定功率,按实验规范操作,刚闭合开关S时,电压表示数为1.5V,接着小兵发现该电路无法完成测量,于是设计了一个新方案:把电压表改接到滑动变阻器两端,只需调节滑片P使电压表示数为______V,就会正常发光。
(5)小兵根据新方案连好电路,按实验规范操作,刚闭合开关S时,发现电压表示数超过了量程,立即断开开关思考解决办法,请你对此说出一种合理的解决办法:______。
【答案】(1)
(2) B 短路
(3) 0.2 0.75
(4)2.2
(5)换用电压更低的电源电压
【详解】(1)测额定功率的实验电路,电压表需并联在L1两端,电流表串联在电路中,电流从电表的正极流入,负极流出。据此作图。
(2)[1]闭合开关前,滑动变阻器应调至最大阻值处,以保护电路。由图可知,滑片应移到 B 端(右端),此时接入电阻最大。
[2]L1不发光,但电流表有示数,说明电路是通路,不存在断路。电压表无示数,可能是与电压表并联部分短路,故可能原因是L1短路。
(3)[1]由图乙可知,电流表量程为 0~0.6A,分度值为 0.02A,示数为 0.2A。
[2] 根据表格数据,当两端电压为2.5V时,通过的电流,则L1的额定功率
(4)当L2正常发光时,其两端电压为 3.8V,根据串联电路特点此时滑动变阻器两端电压为
电压表只有量程可以用,把电压表改接到滑动变阻器两端,故只需调节滑片P使电压表示数为2.2V,L2就会正常发光。
(5)刚闭合开关时电压表示数超量程(大于3V),说明滑动变阻器分压过大,可换用电压更低的电源电压,或换用一个大量程电压表。
7.(2025·江苏盐城·一模)小明用图甲电路测量一个额定电压为2.5V的小灯泡电阻,电源电压为3V。
(1)请用笔画线代替导线,将实物电路连接完整_______;
(2)小明将滑动变阻器的滑片P置于最大阻值端,闭合开关,灯泡没有发光,电流表示数为0.1A,电压表示数为0.5V,则滑动变阻器的最大阻值是______Ω;
(3)排除故障后,小明移动滑片P至某处时,电压表示数如图乙所示,要测量小灯泡正常发光时的电阻,应使滑动变阻器接入电路中的阻值适当变______一些,直到电压表示数变为______V;
(4)小明通过连续移动滑片P,记下多组灯泡的电压和电流值,绘制出图丙I~U图像,小灯泡正常发光时的电阻是______Ω。老师指出小明绘制图像时的部分数据不是在真实的实验情境中获取的,依据是______;
(5)在整理器材时,小明发现变阻器的PB部分比PC部分更热,原因是:______。
【答案】(1)
(2)25
(3) 小 2.5
(4) 10 见解析
(5)见解析
【详解】(1)测量小灯泡的电阻的实验,电压表需并联在小灯泡两端,由于小灯泡的额定电压为2.5V,则电压表所选量程为0~3V,电流表与电阻串联,如图所示:
(2)由电路图可知,小灯泡与滑动变阻器串联,滑动变阻器的滑片P置于最大阻值端时,电压表的示数为0.5V,即小灯泡两端的电压为0.5V,则滑动变阻器的电压
滑动变阻器的最大阻值
(3)[1][2]由图乙可知,电压表的示数为2.2V,小于灯的额定电压2.5V,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压的规律,应减小滑动变阻器的电压,由分压原理,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻,故滑片应向B端移动,直到电压表示数为额定电压为2.5V。
(4)[1]小灯泡的额定电压2.5V,由图像可知,当灯泡的电压为2.5V时,电流为0.25A,则小灯泡正常发光时的电阻
[2]当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,灯泡两端的最小电压为0.5V,最小电流为0.1A ,即灯泡两端的电压不可能小于0.5V,电流不可能小于0.1A,则绘制图像时的部分数据不是在真实的实验情境中获取的
(5)变阻器的PB部分与PC部分串联,电流相等,并且PB部分比PC部分电阻大,根据焦耳定律可知,在通电时间、电流相同时,PB部分产生的热量多。
真●题●验●证
1.(2025·四川·中考真题)小强同学做“探究并联电路电流的特点”实验的电路如图所示,请你帮助他完善下列实验操作。
(1)电流表应与待测的那部分电路___________(选填“串联”或“并联”);
(2)在测量A处的电流时,发现电流表的指针反向偏转,他应该立即___________(选填“断开开关”或“更换电流表”)。然后改变连线方式,使电流从电流表的___________接线柱流入(选填“正”或“负”);
(3)测出A、B、C三处电流大小后,他应该___________(选填“改变开关的位置”或“更换规格不同的灯泡”),多次实验得出结论。
【答案】(1)串联
(2) 断开开关 正
(3)更换规格不同的灯泡
【详解】(1)由于电流表电阻非常小,可以忽略不计,相当于一根导线,所以要与被测对象串联,故电流表要与待测的那部分电路串联。
(2)[1][2]有电流通过电流表,电流表指针反向偏转,是因为正负接线柱接反,为保护电路,应立即断开开关。然后改变连线方式,让电流从电流表的正接线柱流入,保证指针正向偏转。
(3)为使实验结论具有普遍性,避免偶然性,测出一组数据后,应更换规格不同的灯泡,多次实验。
2.(2025·广东广州·中考真题)“探究串联电路中电流的特点”实验。
(1)连接电路:用笔画线表示导线,把图甲的滑动变阻器串联接入电路______(要求:连线不要交叉:滑片P向D移动,电路的电流增大)。
(2)发现问题:电源(输出电压为6V)、电流表、滑动变阻器、开关、导线完好,电路正确连接。闭合开关,观察到灯泡(3.8V,0.4A)和(2.5V,0.3A)不发光,电流表示数为零;
(3)排查故障:在不拆开导线且闭合开关的情况下,用图乙所示的电压表进行检测,将鳄鱼夹______(选填“a””b”)接电源“+”极、另一鳄鱼夹先后夹在E、G接线柱,电压表前后两次的指针位置都如图丙所示,其示数为______V;
(4)作出猜想:
猜想一:由于灯泡不发光,电压表示数不为零,断路,短路。
猜想二:由于电流表示数为零,电压表示数不为零,断路,无故障。
(5)验证猜想:取下,换上完好的灯泡(3.8V,0.4A),观察到发光,仍然不发光。由此可知,______(选填“猜想一”“猜想二”)正确;
(6)继续实验:
①排除故障后,闭合开关,移动滑片P,多次进行实验。某次(记为第一次)实验三个电流表示数如图。
②为得到串联电路中电流的特点,设计记录实验数据的表格,并将第一次的数据填入表格中______。
【答案】 b 6 猜想一
实验次数
IA/A
IB/A
IC/A
1
0.5
0.5
0.5
2
3
【详解】[1]滑动变阻器应串联在电路中,滑片P向D移动时电流增大,说明接入电阻减小,故应将变阻器的B接线柱与电源负极相连。连线时注意导线不交叉,具体连接方式如图所示:
[2]电压表检测时应将鳄鱼夹b接电源"+"极,因为b连接电压表的正接线柱,这样电压表指针不会反偏。
[3]电压表前后两次接入电路中量程皆为大量程,分度值为0.5V,示数为6V。
[4]电压表两次测量均显示6V,说明从电源负极到E、G点的线路完好,可以让电压表形成回路,所以故障点在正极到G之间,可能是L1断路。换上L3后,L3发光而L2不发光,说明L1断路导致整个串联电路不通,且L2是短路的,不然L3代替断路的L1后,L2也会亮,故猜想一正确。
[5]第一次实验电流表量程为0~0.6A,分度值0.02A,示数为0.5A。设计表格时应包含实验次数、A1表的示数IA、A2表的示数IB、A3表的示数IC等栏目,第一次数据填入对应位置。
实验次数
IA/A
IB/A
IC/A
1
0.5
0.5
0.5
2
3
3.(2024·广东·中考真题)探究串联电路中电压的规律;
(1)根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示电路连接完整;________
(2)连接电路时,开关应处于___________状态,正确连接电路后,闭合开关,若灯断路,则两端___________(选填“有”或“无”)电压;
(3)用电压表分别测出电压和。其中测时,电压表的示数如图丙所示,示数为___________V。接着更换不同规格的灯泡并多次实验,数据记录见表;
实验次序
电压/V
电压/V
电压/V
1
1.7
2.9
2
1.3
1.6
2.9
3
1.1
1.8
2.9
①分析表中数据,得到初步结论:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压___________;
②为使结论更具普遍性,小明将灯泡换成其他类型用电器并多次实验。此外,还可以___________。
【答案】 断开 无 1.20 之和 更换电压不同的电源多次实验
【详解】(1)[1]如图所示,电流从电池的正极出发,经过开关、灯泡L1、灯泡L2、回到负极,故用一个导线将灯泡L2的右端接线柱和灯泡L1左端接线柱相连,故电路图如图所示:
(2)[2][3]为了保护电路,开关需要断开;闭合开关,若灯断路,则没有电流灯泡L1,则两端无电压。
(3)[4]电压表的示数如图丙所示,选择小量程,分度值为0.1V,故读数为1.20V。
①[5]分析表格中的数据可知,
故结论为串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。
②[6]为使结论更具普遍性,小明将灯泡换成其他类型用电器并多次实验。此外,还可以更换电压不同的电源多次实验,避免偶然性。
4.(2025·广东深圳·中考真题)小虞同学利用如图所示装置探究“电流与电压的关系”。
(1)在如图所示的虚线框内,小虞同学应填入_________(填一种用电器)。
(2)在开关闭合前,俊俊同学指出应将滑动变阻器的滑片P移到最_____(填“左”或“右”)端。
(3)在闭合开关后,志诚同学发现电流表指针无偏转,电压表指针有较大偏转,若电路中只有一处故障,则可能是___________。
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
1
1.6
2.4
2.8
电流I/A
0.2
0.32
0.48
0.56
(4)由上面表格数据可知,电压与电流的比值_______,小虞由此得出结论,“在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比”。
(5)分析如图坐标图,小虞同学发现导致甲组数据与乙和丙不同的原因是________________。
【答案】(1)定值电阻
(2)右
(3)定值电阻断路
(4)不变
(5)选用的定值电阻不同
【详解】(1)探究电流与电压的关系时,应控制电阻不变,通过改变电压来测量电流,所以电路中需要接入定值电阻。
(2)闭合开关前,为保护电路,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。由图可知,滑片在最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻丝最长,阻值最大。
(3)电流表无示数,说明电路中有断路故障;电压表指针有较大偏转,说明电压表与电源连通,所以故障可能是与电压表并联的定值电阻断路。
(4)根据表格数据,分别计算电压与电流的比值为:
可知电压与电流的比值不变。
(5)导致甲组数据与乙和丙不同的原因是选用的定值电阻阻值不同。根据欧姆定律可知,当定值电阻阻值不同时,在相同电压下,通过导体的电流不同,所以会导致I﹣U图象不同。
5.(2025·广东·中考真题)探究电流与电阻的关系实验如图,使用的器材如下:电压恒为6V的电源,规格为“50Ω;1.2A”的滑动变阻器,规格为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各1个等。
(1)连接电路时,开关应处于________状态;请用笔画线代替导线将如图所示实物图连接完整________。
(2)将如表所示的实验记录表①、②处补充完整:①________,②________。
U=2V
实验序号
① /Ω
② /A
1
5
2
10
3
15
4
20
(3)将5Ω的定值电阻接入电路,并将滑动变阻器调到最大阻值处,闭合开关,________,直到电压表的示数为2V,此时电流表的示数如图乙所示,为________A,记录数据。
(4)依次更换定值电阻,重复实验。
(5)若计划将定值电阻两端的电压U取1.5V,是否仍能依次用上述4个定值电阻完成实验?请判断并说明理由:________。
【答案】 断开 电阻R 电流I 见解析 0.4 见解析
【详解】(1)[1]为了保护电路,连接电路时,开关要断开。
[2]滑动变阻器一上一下串联接入电路中,如图所示:
(2)[3][4]探究电流和电阻的关系,保持电压不变,改变电阻的阻值,记录对应的电流,①处是电阻R,②处是电流I。
(3)[5][6]将5Ω的定值电阻接入电路,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2V,由图乙可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.4A。
(5)[7]若计划将定值电阻两端的电压取1.5V,变阻器两端的电压U滑=U-UV=6V-1.5V=4.5V
由串联分压可知
电阻为20Ω时,
变阻器的阻值R滑=60Ω>50Ω
所以不能依次用上述4个定值电阻完成实验。
6.(2024·广东深圳·中考真题)乐佳乐同学在探究电流与电阻的实验中:
(1)乐佳乐同学连接电路如图所示,他检查电路时,发现存在错误。请把接错的那一根导线找出来并打上“×”,再画线把它改到正确的位置上______;
(2)纠正错误后,保持定值电阻两端电压为2V不变,得到实验数据如下表所示。其中有一组数据是错误的,乐佳乐同学发现错误数据的序号是_________;
数据序号
1
2
3
4
5
6
电阻R/Ω
30
25
20
15
10
5
电流 I/A
0.07
0.08
0.10
0.70
0.20
0.40
(3)整理表中数据可得结论:导体两端电压一定时,导体中的电流与导体电阻成反比,请写出成反比的依据是什么?_________
(4)乐佳乐同学在做第五次实验时,调节滑动变阻器使电压表示数为2V,用时8s完成电流表读数,这8s内,定值电阻R消耗的电能是_________J。
【答案】 4 见解析 3.2
【详解】(1)[1]图中电压表串联在电路中,电流表和电阻并联,是错误的,应该将电压表和电阻并联,电流表串联在电路中,如图所示:
(2)[2]由表中数据可知,第4次数据电压表的示数为
0.7A×15Ω=10.5V
其它各数据电压表的示数为
UV=0.08A×25Ω=2V
所以第4次数据错误。
(3)[3]由表中数据可知,电流和电阻的乘积不变,为2V,所以导体两端电压一定时,导体中的电流与导体电阻成反比。
(4)[4]定值电阻R消耗的电能
W=UIt=2V×0.2A×8s=3.2J
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