压轴05 电学实验探究(压轴题专练)(安徽专用)2026年中考物理终极冲刺讲练测
2026-04-21
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内容正文:
压轴05 电学实验探究3大核心考向
命题预测
题型固定:以综合实验探究题为主,分值稳定在6—8分,是实验题中分值最高、难度最大的题型。
考向聚焦:伏安法测电阻、测小灯泡电功率、探究电流与电压/电阻关系、电路故障分析、特殊法测电阻、U‑I图像分析为最高频考点。
命题趋势:从基础操作→故障分析→数据处理→特殊方法测电阻/电功率,逐年偏向设计型、推导型、图像型压轴设问。
难度梯度:电路连接→电表读数→故障判断→数据计算→实验改进与误差分析,是拉开高分段的关键。
高频考法
1.电路连接与规范:滑动变阻器 “一上一下”、滑片置于最大阻值处、开关断开、电表量程选择
2.控制变量法:探究I‑U、I‑R关系时的变量控制与滑动变阻器作用
3.灯不亮、电流表/电压表无示数/满偏的断路/短路判断
4.由 U‑I 图像求电阻、额定功率,分析灯丝电阻随温度变化
5.测量实验:伏安法测电阻、测小灯泡电功率(原理:、P=UI)
6.特殊方法测电阻:缺电流表/电压表,利用定值电阻+开关间接测量
知识·技法·思维
一、核心知识点清单
(一)三大核心实验
1.探究电流与电压、电阻的关系:核心方法是控制变量法;具体要求:探究 I‑U 关系时,控制定值电阻R不变,改变滑动变阻器阻值,记录多组电流、电压数据;探究 I‑R 关系时,控制定值电阻两端电压U不变,更换不同阻值的定值电阻,调节滑动变阻器使电压表示数不变,记录数据。
2.伏安法测电阻:核心原理;实验目的是测量定值电阻的阻值,多次测量的目的是求平均值减小误差(定值电阻阻值不随温度变化,平均值更接近真实值);实验器材:电源、开关、滑动变阻器、定值电阻、电流表、电压表、导线若干。
3.伏安法测小灯泡电功率:核心原理P=UI;实验目的是测量小灯泡的额定功率和实际功率,不能求平均值,因为灯丝电阻随温度改变(电压越高,温度越高,电阻越大),多次测量的目的是探究小灯泡实际功率与实际电压的关系。
(二)滑动变阻器两大作用
1.保护电路:闭合开关前,滑片置于最大阻值处,减小电路中的电流,防止电表、用电器被烧坏。
2.改变电路电流与电压(或控制电压表示数不变):探究I‑U关系、测电功率时,改变滑片位置,改变电路电流和用电器两端电压;探究I‑R关系时,调节滑片,控制定值电阻两端电压不变。
(三)电路故障速判
1.电流表有示数、电压表无示数:电路为通路,故障是电压表所测用电器短路(电流能通过,电压表测不到电压)。
2.电流表无示数、电压表示数接近电源电压:电路为断路,故障是电压表所测用电器断路(电流无法通过,电压表相当于直接接在电源两端,测电源电压)。
3.两表均无示数:电路为断路,故障是滑动变阻器断路或干路断路(整个电路无电流,两表均无示数)。
(四)特殊测电阻核心思路
1.缺电流表(只有电压表、定值电阻R0):用电压表+定值电阻R0→当电流表用,核心利用串联分压规律(串联电路中,电压比等于电阻比),通过测量电压间接计算电流。
2.缺电压表(只有电流表、定值电阻R0):用电流表+定值电阻R0→当电压表用,核心利用并联分流规律(并联电路中,电流比等于电阻的反比),通过测量电流间接计算电压。
二、解题技法
1.先看实验目的,定原理、定公式:拿到实验题,首先明确实验目的(测电阻/测功率/探究关系),快速确定实验原理和核心公式,避免思路偏离。
2.连接电路三要点(基础得分点,必记):闭合开关前,必须保证开关断开、滑片滑到最大阻值端、电表正进负出,这三点是实验操作题的高频采分点,出错直接扣分。
3.故障题先看电表,再定位短路/断路:先观察电流表、电压表的示数特征(有示数/无示数/满偏),再结合“电表特征→故障类型”的秒杀技巧,快速定位故障位置,避免盲目判断。
4.图像题抓关键点(压轴得分关键):U‑I图像中,重点抓“额定电压对应电流”(用于计算额定功率)、“图像趋势”(判断电阻是否随温度变化),结合公式快速计算,避免遗漏关键数据。
5.多次测量目的(易错点突破):定值电阻多次测量是求平均减小误差;小灯泡多次测量是找规律(实际功率与实际电压的关系),不能求平均,两者的区别是安徽中考高频设问点。
三、思维模板
审题→定原理→连电路→查故障→读数据→算结果→评误差
具体步骤:① 审题,圈画实验目的、已知条件和所求问题;② 确定实验原理和核心公式;③ 按照规范连接电路(遵循“一上一下、正进负出、滑片最大”);④ 若出现故障,根据电表特征判断故障类型并排除;⑤ 读取电表数据,记录在表格中(注意电表量程和分度值);⑥ 代入公式计算结果(如电阻、功率);⑦ 分析实验误差原因(如电表读数误差、滑动变阻器阻值误差),提出改进措施。
典例·靶向·突破
题型01 探究电流与电压、电阻的关系
1.【探究电流与电阻的关系 + 电路故障 + 特殊法测电阻综合】(2026·安徽芜湖·三模)小安在探究“电流与电阻的关系”的实验中,设计的电路如图甲所示。
(1)小安连接好电路,闭合开关后,发现电流表没有示数。移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是 (填选项);
A.电流表断路 B.滑动变阻器短路 C.定值电阻断路 D.定值电阻短路
(2)小安排除故障,正确连接好电路后,多次改变电阻R的阻值,调节滑动变阻器,并记录对应的电流表示数,绘制出的I-R图像如乙图中的A曲线。在实验过程中,将定值电阻由低电阻更换为高电阻,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片P向左移至适合位置,这样做的目的是________;
(3)同组的小徽在同一坐标系中绘制出的I-R图像如乙图中的B曲线。善于思考的小徽发现在同一坐标系中绘制出的I-R图像不重合,其原因是:________。
(4)小安又设计了如图丙所示的电路,测量小灯泡正常发光时的电阻,是阻值已知的定值电阻。正确连接好电路后的测量步骤如下:
①闭合开关S,将拨到触点A,移动滑片,使电压表的示数为,小灯泡正常发光;
②保持滑片的位置不动,再将开关拨到另一触点B,读出电压表示数;
③小灯泡正常发光时电阻的表达式R=________。(用表示)
题型02 伏安法测电阻
2.【伏安法测电阻 + 电路改错 + 特殊法测电阻综合】(2026·安徽亳州·模拟预测)某实验小组在测未知电阻R的实验中:
(1)如图甲所示,实验小组同学接错了一根导线,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线(导线不得交叉)。
(2)正确连接好电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移到______(选填“最左端”“中部”或“最右端”)。
(3)闭合开关,移动滑片P,当电压表示数为2.0V时,电流表示数如图乙所示,则未知电阻R的阻值为______Ω。(结果精确到0.1Ω)
(4)完成上述实验后,组内同学又用电压表和一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器测量未知电阻Rx的阻值,设计了如图丙所示的电路图,电源电压未知且保持不变。实验操作如下:
①闭合开关,将滑动变阻器的滑片P移到最左端,记录此时电压表示数为U1;
②将滑动变阻器的滑片移到最右端,记录此时电压表示数为U2;
③则Rx=______(用R0、U1、U2表示)。
题型03 伏安法测小灯泡电功率
3.【测定小灯泡电功率 + 电路改错 + 图像分析 + 误差分析】(2026·安徽芜湖·一模)小明同学做“测定小灯泡电功率”的实验,设计的电路图如图甲所示,小灯泡所标示的额定电压为2.5V。
(1)检查电路连接时,他发现有一根导线连接错了,请你在图乙中应改动的导线上打“×”,并在图上改正__________;
(2)根据实验测得的数据,画出了小灯泡的电流随电压变化的图像如图丙所示,由图像可知小灯泡的额定功率是__________W;其I﹣U图像并不是一条直线,原因是__________;
(3)实验室中实际提供的电压表内阻并非无穷大,工作时有微弱的电流通过。实验中灯泡两端电压达到2.5V时,额定功率的测量值__________真实值。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
1.(2026·安徽合肥·三模)用如下图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”,电源电压恒为6V,定值电阻备有(5Ω、10Ω、20Ω、40Ω)各一个。
(1)在做“探究电流与电阻的关系”的实验过程中,当取下的定值电阻换用的定值电阻后,正确的操作是__________________________;
(2)实验中依次接入定值电阻,正确操作实验,绘出电流与电阻倒数变化的图像乙,由图乙可知:在实验过程中,控制定值电阻两端电压应该为_______________。
(3)分析图乙图像的信息,可以得到的结论是:_____________________。
(4)为更好的完成整个实验,考虑确保元器件安全、实验时滑片的“误滑”等因素,使用滑动变阻器的最大电阻不得低于_______________Ω。
2.(2026·安徽合肥·一模)小李利用图甲所示的电路做“探究通过导体的电流与导体两端的电压、导体电阻的关系”的实验。
(1)图乙是未连接好的电路,请在图上用笔画线代替导线连接好电路。
(2)在探究电流与电压的关系时,开关S闭合后,将滑动变阻器的滑片P从端移至端,记录几次电流表和电压表的示数,并连线作图如图丙所示,结合图像分析可知实验时的定值电阻为________;电流与电压的关系表述为___________。
(3)在探究电流与电阻的关系的实验过程中,当、两点间的电阻更换为更大的定值电阻后,为了保证电阻两端的电压不变,需要开关闭合后调整滑动变阻器滑片的位置,分析可知更换更大阻值的电阻后,最终滑片的位置在上一次实验滑片位置的________(选填“左”或“右”)边。
3.(2026·安徽马鞍山·一模)小玲同学在做“探究电流与电压和电阻的关系”实验,使用的器材有:学生电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)、滑动变阻器、开关和导线,并采用了如图甲所示的电路图。
(1)在做“探究电流与电压的关系”实验中,测量并记录的数据如下表:
电压U/V
2
3
4
5
电流I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
分析实验数据可知,实验中所用的定值电阻的阻值为_____Ω;
(2)在做“探究电流与电阻的关系”实验中,多次更换阻值不同的定值电阻R,记下对应的电流表示数,得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图像:
①为完成整个实验,下面提供的两个备选滑动变阻器应该选用______(A“20Ω 1A” B“50Ω 1A”);(选填“A”或“B”)
②在进行数据描点作图时,实验小组的同学们研讨后意识到仅仅通过五个坐标点很难确定图像就是平滑的曲线,研讨后得知,通过改变坐标轴就能通过图像很好发现在电压一定时,电流与电阻成反比的关系,你推测他们做出的坐标轴改变是________。
4.(2026·安徽安庆·一模)小明用图甲所示电路探究“电流与电阻的关系”。器材有电源(电压为3V不变)、开关、滑动变阻器、电流表、电压表、导线若干,、、、的定值电阻各一个。
(1)根据图甲所示电路图,将图乙的实物图连接完整;
(2)电路连接正确,规范操作后,闭合开关,小明发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,则电路故障的原因可能是定值电阻R______(选填“短路”或“断路”);
(3)排除故障后,小明闭合开关,更换不同的电阻进行上述实验,记录数据并绘出电流与电阻倒数变化的图像,如图丙所示,分析后得出实验结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成______比(选填“正”或“反”);
(4)生活中有许多电器都应用了这一结论,请举出一个实例:_________。
5.(2026·安徽合肥·一模)在测量小灯泡电阻的实验中,小明连接了如图甲所示的电路。已知小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压为3V,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
(1)请用笔画线代替导线将图甲实物图补充完整。要求:滑片P向左移动时,变阻器连入电路阻值变小;
(2)闭合开关,小灯泡不发光,电流表、电压表均无示数:向左移动滑片P至图中所示位置时,小灯泡突然发光,电流表、电压表均有明显示数,以上现象的原因可能是( )
A.滑动变阻器短路
B.滑动变阻器PA段断路
C.滑动变阻器PB段断路
(3)排除故障后,改变滑片P的位置,记录电压表的示数U和电流表的示数I,并计算出对应的阻值。当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,此时灯泡电阻为________Ω(结果保留一位小数);
(4)能否用该实验的器材探究电流与电压的关系,并说明理由:________。
6.(2026·安徽合肥·一模)多多做“测量小灯泡的电阻”实验。实验器材:电源、小灯泡(额定电压为2.5V)、电流表、电压表、规格为“30 0.5A”的滑动变阻器、开关。
(1)图甲是多多连接的实物图,经检查有一根导线接错,请你在图甲中连接错误的导线上打“×”,并补画出正确的连线;
(2)如图乙所示,多多根据实验数据绘制了小灯泡的U-I图像,则小灯泡正常发光时的电阻为___________;
(3)上述实验结束后,多多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的小灯泡的额定功率,已知滑动变阻器的最大阻值为10,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4V;
②闭合,断开,移动滑动变阻器使电压表读数为___________V时,小灯泡正常发光;
③ 闭合S、S2,断开S1,保持滑动变阻器的滑片与②步的位置相同,此时电压表示数为2V;
④ 根据上述测量,可知小灯泡的额定功率为___________W。
7.(2026·安徽阜阳·一模)实验小组利用如图甲所示的电路测量未知电阻的阻值,已知图中滑动变阻器的最大阻值为。
(1)请根据图甲电路图,用笔画线代替导线完成图乙实物电路连接;
(2)闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,则电路的故障可能是__________断路;
(3)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,使得电压表的示数为2.4V,此时电流表的示数如图丙,则该电阻的阻值为__________;
(4)实验结束后,小明想只用电压表,也能完成这个实验,于是他把电流表从电路中拆除,将滑片P移到端,闭合开关,读出电压表的示数为,再将滑片P移到端,读出电压表的示数为,则定值电阻__________(用和表示)。
8.(2026·安徽芜湖·一模)小明连接如图甲所示电路来测量未知电阻的阻值。
(1)实验中,使用的滑动变阻器上标有“ ”字样,其中“”表示的意思是___________;
(2)若实验中发现无论怎样移动滑片,电压表、电流表示数均较小且不变,则原因可能是___________;
(3)小明求出3次测量的电压平均值和电流平均值,再运用欧姆定律计算电阻,你认为这种方法可行吗?并说明理由:___________;
(4)在某次实验中,电压表和电流表的指针如图乙、丙所示,被测电阻的阻值是___________。
9.(2026·安徽滁州·一模)用图甲所示的电路测量小灯泡正常发光时的电阻,器材有:电源(电压恒定)、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、额定电压为2.5V的小灯泡各一个,导线若干。
(1)用笔画线代替导线将电路连接完整(要求滑片P向A端移动时灯泡变亮)。
(2)小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为_______Ω。(结果保留一位小数)
(3)为了测量额定电压为U0的小灯泡的正常发光电阻,在没有电压表的情况下,某同学设计了如图丙所示的电路(R0为已知阻值的定值电阻,R为滑动变阻器),按照如下操作完成任务:
①闭合开关S和S2,断开开关S1,移动滑动变阻器的滑片P,使小灯泡恰好正常发光;
②保持变阻器的滑片P位置不变,断开开关S2,闭合开关S和S1,记下电流表示数I;
③计算小灯泡的正常发光电阻__________(用U0、R0、I表示)。
10.(2026·安徽芜湖·一模)小华同学用“伏安法”来测量一只阻值约为的定值电阻,实验室有如下器材供选用:
A.两节新干电池 B.开关一个和导线若干 C.电压表(,) D.电流表(,) E.滑动变阻器()
(1)实验中要求向右移动滑动变阻器的滑片时电流表示数变大,请用笔画线代替导线连接完成图甲中两根导线的模拟连线;
(2)完成连线后在规范实验操作下,小华闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片时,发现电流表示数始终为零,电压表有示数保持不变,如果此时电路中只有一处故障,则故障是___________(选填字母序号);
A.滑动变阻器断路 B.滑动变阻器短路 C.定值电阻断路 D.定值电阻短路
(3)排除故障后,电流表示数为,电压表示数如图乙所示,则本次实验测得的定值电阻的阻值是___________;
(4)为了获得相对比较准确的定值电阻的阻值,请你指导小华同学接下来应该如何操作:___________。
11.(2026·安徽六安·一模)小安同学用以下实验器材测量小灯泡正常工作时的电阻。干电池、开关、电压表、电流表各一个,导线若干,额定电压为的小灯泡(电阻约为),标有“”的滑动变阻器一个。
(1)如图甲是小安同学连接的实物电路图,经检查发现电路中有一根导线连接错误,请在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确(要求不能与其他导线交叉)。
(2)将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,闭合开关,小灯泡不亮,电流表、电压表有示数,但无论怎样移动滑片都不能改变这种情况,可能的原因是___________。
(3)排除故障后闭合开关,移动滑片,根据实验数据画出的小灯泡的电流与电压的关系图像如图乙所示,则小灯泡正常工作时的电阻是________。
(4)若小安还想利用该电路继续测量某定值电阻的阻值,请帮助小安设计实验数据记录表格填在答题卡的相应位置。
12.(2026·安徽淮北·模拟预测)小理想要测量小灯泡正常发光时的额定功率,已知小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时灯丝电阻约为10Ω,电源电压为6V,有、、三种规格的滑动变阻器可供选择。
(1)连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,电路故障的原因可能是_________;
(2)为了完成本次实验,滑动变阻器应选择_________(选填“”、“”或“”);
(3)移动滑片,当电压表示数为2.5V时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的额定功率_________W。
13.(2026·安徽合肥·一模)实验桌上有两个完全相同的烧瓶,烧瓶内装有质量相等、初温相同的煤油,完全相同的温度计,烧瓶内还分别装有阻值不同且不变的电阻丝R1和R2,还有滑动变阻器、电源、开关以及导线等器材,小刚利用上述实验器材将它们组成如图所示的电路,以探究“电流通过电阻产生热量的影响因素”。
(1)小刚探究的是电流产生的热量跟______的关系。
(2)实验中,电流产生的热量无法直接测量,而是利用煤油温度变化量来表示,在以下三个实例中,采用此方法的是______(填序号)。
①借助电动机提升重物的高度判断电流做功多少
②借助水压学习电压
③借助验电器两金属箔片张开角度判断物体带电多少
(3)实验中小刚在烧瓶中装入的是煤油而不是水,主要原因是______。
14.(2026·安徽合肥·一模)小明用伏安法测量小灯泡不同亮度时的电阻,待测小灯泡L1的额定电压为2.5V
实验序号
电压/V
电流/A
灯泡发光情况
1
2
0.26
比正常发光暗
2
2.5
0.30
正常发光
3
3
0.60
比正常发光亮
(1)图甲所示是连接的实物图,闭合开关前,滑动变阻器的滑片处于最______(选填“左”或“右”)端;
(2)小明进行了多次测量,将所得数据及发光情况填入表中,在交流过程中发现有一次实验中的电流值是错误的,你认为是第______次;
(3)小明又在缺少电流表的情况下,增加一个已知阻值为R0的定值电阻,设计了如图乙所示的电路,测出了另一个小灯泡L2的额定功率,若小灯泡L2的额定电压已知,则应在方框______(选填“1”或“2”)接入小灯泡L2。
15.(2026·安徽合肥·一模)某实验小组“探究并联电路电流的关系”的实验,电路图如图甲所示:
(1)按图甲连接电路时,在闭合开关前,观察电流表,发现指针指在如图乙所示的位置,他接下来的操作应该是______。
(2)闭合开关S后,两个小灯泡一个很亮,一个发光微弱,造成这种现象的原因可能是( )(填字母)。
A.这两个灯泡两端的电压大小不同
B.发光微弱的灯泡的灯丝断了
C.灯泡的规格不同
D.发光微弱的灯泡被短路
16.(2026·安徽合肥·一模)某同学进行了如下实验:
(1)用图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,电源两端电压保持不变;
①闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应放置在______端;
②闭合开关,移动滑片,使小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则的额定功率______W。
(2)该同学想比较另一个额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率与的大小关系,他断开开关,保持滑动变阻器滑片位置不变,将替换为,闭合开关后,发现电压表示数为2.3V,依据上述现象,可推断出______(选填“”“”或“”),他继续完成了的测量后,验证了推断。
17.(2026·安徽滁州·一模)小华同学在“测定小灯泡电功率”的实验中,提供的器材有:电压恒为6V的电源,额定电压为2.5V(灯丝电阻约为10Ω)的待测小灯泡,电流表,电压表,滑动变阻器,开关和导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整,要求:滑动变阻器的滑片向左移动时,小灯泡变亮;
(2)小华同学闭合开关,移动滑片,发现电压表的示数如图乙所示,为了测量小灯泡的额定功率,此时应将滑动变阻器的滑片向_________(选填“A”或“B”)端移动;
(3)根据实验测得的数据,绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图像如图丙所示,分析图像可知,小灯泡的额定功率为_________W;
(4)小华继续实验,设计了下列四种测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率的电路。电路中有阻值已知的定值电阻R,电源电压恒定但未知,滑动变阻器的最大电阻未知,在不拆改电路的前提下,能够测出小灯泡额定功率的电路是_________。
A. B.
C. D.
18.(2026·安徽马鞍山·一模)小涵同学想用“伏安法”来测量定值电阻的阻值,于是他在学校实验室借了一些器材,连接了如图甲所示的电路,电源电压恒定不变:
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器滑片滑到最端。
(2)然后闭合开关,当电压表示数为时,电流表示数如图乙所示,计算的阻值为____。
(3)以下实验与本实验进行多次测量的目的相同的是____(选填字母);
A.探究影响滑动摩擦力大小的因素
B.探究杠杆的平衡条件
C.刻度尺测物体的长度
(4)按照上面的操作步骤,小涵又测量了一个小灯泡的电阻,并描绘了其电流随电压变化的图像,小涵发现他所描绘的定值电阻的图像是一条直线,而小灯泡的图像如图丙所示,利用该实验电路还可以算出小灯泡的功率,根据以上步骤的实验数据,当小灯泡的电压时,可知小灯泡此时功率____。
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压轴05 电学实验探究3大核心考向
命题预测
题型固定:以综合实验探究题为主,分值稳定在6—8分,是实验题中分值最高、难度最大的题型。
考向聚焦:伏安法测电阻、测小灯泡电功率、探究电流与电压/电阻关系、电路故障分析、特殊法测电阻、U‑I图像分析为最高频考点。
命题趋势:从基础操作→故障分析→数据处理→特殊方法测电阻/电功率,逐年偏向设计型、推导型、图像型压轴设问。
难度梯度:电路连接→电表读数→故障判断→数据计算→实验改进与误差分析,是拉开高分段的关键。
高频考法
1.电路连接与规范:滑动变阻器 “一上一下”、滑片置于最大阻值处、开关断开、电表量程选择
2.控制变量法:探究I‑U、I‑R关系时的变量控制与滑动变阻器作用
3.灯不亮、电流表/电压表无示数/满偏的断路/短路判断
4.由 U‑I 图像求电阻、额定功率,分析灯丝电阻随温度变化
5.测量实验:伏安法测电阻、测小灯泡电功率(原理:、P=UI)
6.特殊方法测电阻:缺电流表/电压表,利用定值电阻+开关间接测量
知识·技法·思维
一、核心知识点清单
(一)三大核心实验
1.探究电流与电压、电阻的关系:核心方法是控制变量法;具体要求:探究 I‑U 关系时,控制定值电阻R不变,改变滑动变阻器阻值,记录多组电流、电压数据;探究 I‑R 关系时,控制定值电阻两端电压U不变,更换不同阻值的定值电阻,调节滑动变阻器使电压表示数不变,记录数据。
2.伏安法测电阻:核心原理;实验目的是测量定值电阻的阻值,多次测量的目的是求平均值减小误差(定值电阻阻值不随温度变化,平均值更接近真实值);实验器材:电源、开关、滑动变阻器、定值电阻、电流表、电压表、导线若干。
3.伏安法测小灯泡电功率:核心原理P=UI;实验目的是测量小灯泡的额定功率和实际功率,不能求平均值,因为灯丝电阻随温度改变(电压越高,温度越高,电阻越大),多次测量的目的是探究小灯泡实际功率与实际电压的关系。
(二)滑动变阻器两大作用
1.保护电路:闭合开关前,滑片置于最大阻值处,减小电路中的电流,防止电表、用电器被烧坏。
2.改变电路电流与电压(或控制电压表示数不变):探究I‑U关系、测电功率时,改变滑片位置,改变电路电流和用电器两端电压;探究I‑R关系时,调节滑片,控制定值电阻两端电压不变。
(三)电路故障速判
1.电流表有示数、电压表无示数:电路为通路,故障是电压表所测用电器短路(电流能通过,电压表测不到电压)。
2.电流表无示数、电压表示数接近电源电压:电路为断路,故障是电压表所测用电器断路(电流无法通过,电压表相当于直接接在电源两端,测电源电压)。
3.两表均无示数:电路为断路,故障是滑动变阻器断路或干路断路(整个电路无电流,两表均无示数)。
(四)特殊测电阻核心思路
1.缺电流表(只有电压表、定值电阻R0):用电压表+定值电阻R0→当电流表用,核心利用串联分压规律(串联电路中,电压比等于电阻比),通过测量电压间接计算电流。
2.缺电压表(只有电流表、定值电阻R0):用电流表+定值电阻R0→当电压表用,核心利用并联分流规律(并联电路中,电流比等于电阻的反比),通过测量电流间接计算电压。
二、解题技法
1.先看实验目的,定原理、定公式:拿到实验题,首先明确实验目的(测电阻/测功率/探究关系),快速确定实验原理和核心公式,避免思路偏离。
2.连接电路三要点(基础得分点,必记):闭合开关前,必须保证开关断开、滑片滑到最大阻值端、电表正进负出,这三点是实验操作题的高频采分点,出错直接扣分。
3.故障题先看电表,再定位短路/断路:先观察电流表、电压表的示数特征(有示数/无示数/满偏),再结合“电表特征→故障类型”的秒杀技巧,快速定位故障位置,避免盲目判断。
4.图像题抓关键点(压轴得分关键):U‑I图像中,重点抓“额定电压对应电流”(用于计算额定功率)、“图像趋势”(判断电阻是否随温度变化),结合公式快速计算,避免遗漏关键数据。
5.多次测量目的(易错点突破):定值电阻多次测量是求平均减小误差;小灯泡多次测量是找规律(实际功率与实际电压的关系),不能求平均,两者的区别是安徽中考高频设问点。
三、思维模板
审题→定原理→连电路→查故障→读数据→算结果→评误差
具体步骤:① 审题,圈画实验目的、已知条件和所求问题;② 确定实验原理和核心公式;③ 按照规范连接电路(遵循“一上一下、正进负出、滑片最大”);④ 若出现故障,根据电表特征判断故障类型并排除;⑤ 读取电表数据,记录在表格中(注意电表量程和分度值);⑥ 代入公式计算结果(如电阻、功率);⑦ 分析实验误差原因(如电表读数误差、滑动变阻器阻值误差),提出改进措施。
典例·靶向·突破
题型01 探究电流与电压、电阻的关系
1.【探究电流与电阻的关系 + 电路故障 + 特殊法测电阻综合】(2026·安徽芜湖·三模)小安在探究“电流与电阻的关系”的实验中,设计的电路如图甲所示。
(1)小安连接好电路,闭合开关后,发现电流表没有示数。移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是 (填选项);
A.电流表断路 B.滑动变阻器短路 C.定值电阻断路 D.定值电阻短路
(2)小安排除故障,正确连接好电路后,多次改变电阻R的阻值,调节滑动变阻器,并记录对应的电流表示数,绘制出的I-R图像如乙图中的A曲线。在实验过程中,将定值电阻由低电阻更换为高电阻,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片P向左移至适合位置,这样做的目的是________;
(3)同组的小徽在同一坐标系中绘制出的I-R图像如乙图中的B曲线。善于思考的小徽发现在同一坐标系中绘制出的I-R图像不重合,其原因是:________。
(4)小安又设计了如图丙所示的电路,测量小灯泡正常发光时的电阻,是阻值已知的定值电阻。正确连接好电路后的测量步骤如下:
①闭合开关S,将拨到触点A,移动滑片,使电压表的示数为,小灯泡正常发光;
②保持滑片的位置不动,再将开关拨到另一触点B,读出电压表示数;
③小灯泡正常发光时电阻的表达式R=________。(用表示)
【答案】(1)C;(2)保持定值电阻两端的电压不变;(3)没有控制电阻两端的电压相同;(4)
【详解】(1)A.若电流表断路,整个电路断开,电压表也不会有示数,不符合电压表示数始终接近电源电压的现象,故A不符合题意;
B.若滑动变阻器短路,电路中电阻变小,电流会变大,电流表会有示数, 故B不符合题意;
C.若定值电阻断路,电路处于断路状态,电流表没有示数,而电压表并联在电源两端,所以电压表示数始终接近电源电压,故C符合题意;
D.若定值电阻短路,电路中有电流,电流表有示数,电压表被短路,示数为0,故D不符合题意。
故选C。
(2)在探究“电流与电阻的关系”实验中,要控制定值电阻两端的电压不变。根据串联电路的分压原理,当把定值电阻由低电阻更换为高电阻时,定值电阻两端的电压会变大。为了使定值电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器接入电路的电阻,即将滑动变阻器的滑片P向左移,这样做的目的是控制定值电阻两端的电压不变。
(3)在探究“电流与电阻的关系”实验中,要控制电阻两端的电压不变。根据欧姆定律,若图像不重合,说明在改变电阻时,电阻两端的电压不同。因为不同的图像对应的是不同的电阻两端电压值,所以其原因是:没有控制电阻两端的电压相同。
(4)当闭合开关,将拨到触点,移动滑片,使电压表的示数为,此时小灯泡正常发光,电压表测小灯泡两端电压。保持滑片的位置不动,再将开关拨到另一触点,读出电压表示数,此时电压表测小灯泡和定值电阻两端的总电压。那么定值电阻两端的电压,根据欧姆定律,此时电路中的电流
因为串联电路电流处处相等,这个电流也是小灯泡正常发光时的电流。已知小灯泡正常发光时的电压为,根据欧姆定律,则小灯泡正常发光时电阻
题型02 伏安法测电阻
2.【伏安法测电阻 + 电路改错 + 特殊法测电阻综合】(2026·安徽亳州·模拟预测)某实验小组在测未知电阻R的实验中:
(1)如图甲所示,实验小组同学接错了一根导线,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线(导线不得交叉)。
(2)正确连接好电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移到______(选填“最左端”“中部”或“最右端”)。
(3)闭合开关,移动滑片P,当电压表示数为2.0V时,电流表示数如图乙所示,则未知电阻R的阻值为______Ω。(结果精确到0.1Ω)
(4)完成上述实验后,组内同学又用电压表和一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器测量未知电阻Rx的阻值,设计了如图丙所示的电路图,电源电压未知且保持不变。实验操作如下:
①闭合开关,将滑动变阻器的滑片P移到最左端,记录此时电压表示数为U1;
②将滑动变阻器的滑片移到最右端,记录此时电压表示数为U2;
③则Rx=______(用R0、U1、U2表示)。
【答案】(1);(2)最右端;(3)7.7;(4)
【详解】(1)伏安法测电阻实验中,电流表、待测电阻与滑动变阻器串联在电路中,电压表并联在待测电阻两端,如图所示:
(2)闭合开关前,为保护电路,应使滑动变阻器接入电路的阻值最大,故滑动变阻器的滑片应移到最右端。
(3)由题图乙可知,电流表选用的是小量程,分度值是0.02A,电流表示数为,则未知电阻R的阻值为
(4)由于电源电压保持不变,将滑动变阻器的滑片移到最左端时,电路中只有接入电路,电源电压
将滑动变阻器的滑片移到最右端时,和滑动变阻器(接入电路的阻值为)串联接入电路,滑动变阻器两端电压
此时电路中电流为
待测电阻阻值为
题型03 伏安法测小灯泡电功率
3.【测定小灯泡电功率 + 电路改错 + 图像分析 + 误差分析】(2026·安徽芜湖·一模)小明同学做“测定小灯泡电功率”的实验,设计的电路图如图甲所示,小灯泡所标示的额定电压为2.5V。
(1)检查电路连接时,他发现有一根导线连接错了,请你在图乙中应改动的导线上打“×”,并在图上改正__________;
(2)根据实验测得的数据,画出了小灯泡的电流随电压变化的图像如图丙所示,由图像可知小灯泡的额定功率是__________W;其I﹣U图像并不是一条直线,原因是__________;
(3)实验室中实际提供的电压表内阻并非无穷大,工作时有微弱的电流通过。实验中灯泡两端电压达到2.5V时,额定功率的测量值__________真实值。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
【答案】(1);(2)0.75 小灯泡的电阻随温度的升高而增大;(3)大于
【详解】(1)测量小灯泡电功率的实验,电压表并联在小灯泡两端,而图乙中电压表并联在变阻器和灯泡的两端了,故正确的连接如图所示:
(2)[1]已知小灯泡的额定电压为2.5V,根据图丙可得,小灯泡在额定电压下通过的电流为0.3A,由可得,小灯泡的额定电功率变为
[2]小灯泡的I﹣U图像是一条曲线,说明小灯泡的电阻不是一个定值,小灯泡的电流增大,小灯泡灯丝的温度升高而电阻变大。
(3)若考虑电压表的内阻时,由于电压表所在的支路有微弱的电流,所以实际通过小灯泡的电流略小于电流表的示数,根据P=IU额可知,小灯泡的额定功率比真实值偏大。
1.(2026·安徽合肥·三模)用如下图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”,电源电压恒为6V,定值电阻备有(5Ω、10Ω、20Ω、40Ω)各一个。
(1)在做“探究电流与电阻的关系”的实验过程中,当取下的定值电阻换用的定值电阻后,正确的操作是__________________________;
(2)实验中依次接入定值电阻,正确操作实验,绘出电流与电阻倒数变化的图像乙,由图乙可知:在实验过程中,控制定值电阻两端电压应该为_______________。
(3)分析图乙图像的信息,可以得到的结论是:_____________________。
(4)为更好的完成整个实验,考虑确保元器件安全、实验时滑片的“误滑”等因素,使用滑动变阻器的最大电阻不得低于_______________Ω。
【答案】(1)闭合开关,向左调节滑片,直至电压表示数与电阻为5Ω时电压表示数相同,并记录此时电流表示数;(2)2;(3)当电压一定时,通过导体的电流与导体的阻值成反比;(4)80
【详解】(1)探究电流与电阻的关系,需要保证电阻两端电压恒定不变。根据串联电路分压特点,定值电阻阻值变大,为了其两端的电压不变,滑动变阻器阻值也要变大,从而承担更大的电压。
(2)从乙图取出一组数据,当时,,所以
(3)由图乙可知,电流I与成正比,即I与R成反比,所以得到结论是:当电压一定时,通过导体的电流与导体的阻值成反比。
(4)当定值电阻更换为40Ω,两端电压调节为2V,电路电流
由串联电路电压特点可知,滑动变阻器两端电压为
滑动变阻器的阻值至少为
2.(2026·安徽合肥·一模)小李利用图甲所示的电路做“探究通过导体的电流与导体两端的电压、导体电阻的关系”的实验。
(1)图乙是未连接好的电路,请在图上用笔画线代替导线连接好电路。
(2)在探究电流与电压的关系时,开关S闭合后,将滑动变阻器的滑片P从端移至端,记录几次电流表和电压表的示数,并连线作图如图丙所示,结合图像分析可知实验时的定值电阻为________;电流与电压的关系表述为___________。
(3)在探究电流与电阻的关系的实验过程中,当、两点间的电阻更换为更大的定值电阻后,为了保证电阻两端的电压不变,需要开关闭合后调整滑动变阻器滑片的位置,分析可知更换更大阻值的电阻后,最终滑片的位置在上一次实验滑片位置的________(选填“左”或“右”)边。
【答案】(1);(2)5 电阻一定时,电流与电压成正比;(3)右
【详解】(1)变阻器按一上一下接入电路中,由图丙可知,电压表的最大示数是3.0V,电压表可选用小量程与电阻并联,如下所示:
(2)[1]由图丙可知,定值电阻的阻值为
[2]由图丙可知,电压增大几倍,对应的电流也增大几倍,可以得到电阻一定时,电流与电压成正比。
(3)当、两点间的电阻更换为更大的定值电阻后,由串联分压可知,电阻两端的电压会变大,保证电阻两端的电压不变,由串联电路电压的规律可知增大变阻器两端的电压,由串联分压可知增大变阻器连入电路的电阻,变阻器的滑片向右移动,最终滑片的位置在上一次实验滑片位置的右边。
3.(2026·安徽马鞍山·一模)小玲同学在做“探究电流与电压和电阻的关系”实验,使用的器材有:学生电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)、滑动变阻器、开关和导线,并采用了如图甲所示的电路图。
(1)在做“探究电流与电压的关系”实验中,测量并记录的数据如下表:
电压U/V
2
3
4
5
电流I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
分析实验数据可知,实验中所用的定值电阻的阻值为_____Ω;
(2)在做“探究电流与电阻的关系”实验中,多次更换阻值不同的定值电阻R,记下对应的电流表示数,得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图像:
①为完成整个实验,下面提供的两个备选滑动变阻器应该选用______(A“20Ω 1A” B“50Ω 1A”);(选填“A”或“B”)
②在进行数据描点作图时,实验小组的同学们研讨后意识到仅仅通过五个坐标点很难确定图像就是平滑的曲线,研讨后得知,通过改变坐标轴就能通过图像很好发现在电压一定时,电流与电阻成反比的关系,你推测他们做出的坐标轴改变是________。
【答案】(1)10;(2)B 将横坐标R变为
【详解】(1)根据欧姆定律可知,实验中所用的定值电阻的阻值为
(2)[1]由图乙可知,该实验的控制电压为
实验中定值电阻最大为25Ω,此时电流最小为
电源电压为6V,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压为
此时滑动变阻器接入电路的阻值为
因为,所以必须选择最大阻值为50Ω的滑动变阻器。故选B。
[2]电压一定时,电流I与电阻R成反比,函数表达式为,这是反比例函数,直接描点作图难以直观确认反比关系。
若将横坐标改为,则公式变形为,此时与成正比。
正比函数的图像是一条过原点的直线,通过调整坐标轴,图像将变成直线,能更直观地看出电压一定时,电流与电阻成反比的规律。
4.(2026·安徽安庆·一模)小明用图甲所示电路探究“电流与电阻的关系”。器材有电源(电压为3V不变)、开关、滑动变阻器、电流表、电压表、导线若干,、、、的定值电阻各一个。
(1)根据图甲所示电路图,将图乙的实物图连接完整;
(2)电路连接正确,规范操作后,闭合开关,小明发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,则电路故障的原因可能是定值电阻R______(选填“短路”或“断路”);
(3)排除故障后,小明闭合开关,更换不同的电阻进行上述实验,记录数据并绘出电流与电阻倒数变化的图像,如图丙所示,分析后得出实验结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成______比(选填“正”或“反”);
(4)生活中有许多电器都应用了这一结论,请举出一个实例:_________。
【答案】(1);(2)断路;(3)反;(4)调光台灯
【详解】(1)甲图中两电阻串联,电压表测定值电阻两端电压,图乙中,还需将电流表的负接线柱与定值电阻的左端接线柱相连,这样就能完成电路连接,电路图如下:
(2)闭合开关,电流表无示数,电路某处发生断路,电压表有示数且接近电源电压,说明电压表与电源正负极都相连,则电路故障的原因可能是定值电阻R发生断路故障。
(3)图丙所示电流与电阻倒数变化的图像,是过原点的倾斜直线,说明电流与电阻倒数成正比例,则当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)应用“电压不变时,电流与电阻成反比”这一结论的实例有电饭煲,通过改变电阻来调节发热功率、调光台灯,通过改变电阻来调节 电流,从而改变灯光亮度等。
5.(2026·安徽合肥·一模)在测量小灯泡电阻的实验中,小明连接了如图甲所示的电路。已知小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压为3V,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
(1)请用笔画线代替导线将图甲实物图补充完整。要求:滑片P向左移动时,变阻器连入电路阻值变小;
(2)闭合开关,小灯泡不发光,电流表、电压表均无示数:向左移动滑片P至图中所示位置时,小灯泡突然发光,电流表、电压表均有明显示数,以上现象的原因可能是( )
A.滑动变阻器短路
B.滑动变阻器PA段断路
C.滑动变阻器PB段断路
(3)排除故障后,改变滑片P的位置,记录电压表的示数U和电流表的示数I,并计算出对应的阻值。当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,此时灯泡电阻为________Ω(结果保留一位小数);
(4)能否用该实验的器材探究电流与电压的关系,并说明理由:________。
【答案】(1);(2)C;(3)8.9;(4)不能,因为小灯泡的电阻会随温度升高而增大
【详解】(1)根据测量小灯泡电阻的实验原理可知,小灯泡额定电压2.5V,电压表应选择0~3V量程且电压表并联在小灯泡两端,电压表正接线柱接小灯泡右端,负接线柱接左端;滑动变阻器按“一上一下”接线,要求滑片P向左移动时阻值变小,因此需将左下接线柱A接入电路,接法如图所示:
(2)正确连接电路,闭合开关,移动滑片P的过程中,小灯泡不发光,电路可能断路,电流表、电压表均无示数,电压表与电源没有连通,向左移动滑片P至图中所示位置时,小灯泡突然发光,电流表、电压表均有明显示数,可知此时电路为通路,出现以上现象的原因可能是滑动变阻器滑片P右侧附近有断路,即PB段断路,故选C。
(3)电流表量程为 0~0.6A,分度值 0.02A,电流表示数为0.28A。此时灯泡电阻为
(4)探究电流与电压的关系时,需要控制电阻不变。但小灯泡的电阻会随温度升高而增大,无法保持电阻恒定,因此不能用该实验器材完成探究。
6.(2026·安徽合肥·一模)多多做“测量小灯泡的电阻”实验。实验器材:电源、小灯泡(额定电压为2.5V)、电流表、电压表、规格为“30 0.5A”的滑动变阻器、开关。
(1)图甲是多多连接的实物图,经检查有一根导线接错,请你在图甲中连接错误的导线上打“×”,并补画出正确的连线;
(2)如图乙所示,多多根据实验数据绘制了小灯泡的U-I图像,则小灯泡正常发光时的电阻为___________;
(3)上述实验结束后,多多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的小灯泡的额定功率,已知滑动变阻器的最大阻值为10,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4V;
②闭合,断开,移动滑动变阻器使电压表读数为___________V时,小灯泡正常发光;
③ 闭合S、S2,断开S1,保持滑动变阻器的滑片与②步的位置相同,此时电压表示数为2V;
④ 根据上述测量,可知小灯泡的额定功率为___________W。
【答案】(1);(2)10;(3)1.5 0.75
【详解】(1)原电路中,连接小灯泡右端与滑动变阻器左上的导线错误,在该导线上打“×”,正确改法:将小灯泡的右接线柱改接到电压表的负接线柱(或电流表的正接线柱),使电压表并联在小灯泡两端,电流表串联接入电路。如图所示:
(2)小灯泡额定电压为,从乙图的图像可得:电压为时,对应的电流。 由欧姆定律,小灯泡正常发光时的电阻
(3)[1][2]步骤①中,闭合开关S、S2,断开S1,滑片在最上端,灯泡断路,电压表测电源电压,因此电源电压
步骤②中,闭合,断开,灯泡和滑动变阻器串联,移动滑片使小灯泡正常发光,此时电压表示数为
步骤③中,滑片位置不变,灯泡断路,整个滑动变阻器(总电阻)接入电路,电压表示数为,此时电路电流,可得滑片下方电阻
灯泡正常发光时,滑片位置不变,仍为,串联电路电流处处相等,因此额定电流
小灯泡的额定功率
7.(2026·安徽阜阳·一模)实验小组利用如图甲所示的电路测量未知电阻的阻值,已知图中滑动变阻器的最大阻值为。
(1)请根据图甲电路图,用笔画线代替导线完成图乙实物电路连接;
(2)闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,则电路的故障可能是__________断路;
(3)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,使得电压表的示数为2.4V,此时电流表的示数如图丙,则该电阻的阻值为__________;
(4)实验结束后,小明想只用电压表,也能完成这个实验,于是他把电流表从电路中拆除,将滑片P移到端,闭合开关,读出电压表的示数为,再将滑片P移到端,读出电压表的示数为,则定值电阻__________(用和表示)。
【答案】(1);(2)定值电阻;(3)8;(4)
【详解】(1)据甲图可知,电路是串联的,滑片向右移电阻变大,因此将滑动变阻器的A下接线柱与定值电阻的右接线柱相连,如图所示:
(2)闭合开关,电流表无示数,说明电路发生断路或电流表短路,电压表示数接近电源电压,则可能是定值电阻R发生断路,电压表串联接入电路,测电源电压。
(3)丙图中电流表使用的是小量程,分度值是0.02A,读数为0.3A,则该电阻的阻值为
(4)将滑片P移到端,闭合开关,此时电路R单独接入,电压表测电源电压为U1,再将滑片P移到端,此时电路为定值电阻R和滑动变阻器的最大电阻串联,电压表测R两端电压,示数为,可得此时滑动变阻器两端电压为
电路中的电流为
则定值电阻的阻值为
8.(2026·安徽芜湖·一模)小明连接如图甲所示电路来测量未知电阻的阻值。
(1)实验中,使用的滑动变阻器上标有“ ”字样,其中“”表示的意思是___________;
(2)若实验中发现无论怎样移动滑片,电压表、电流表示数均较小且不变,则原因可能是___________;
(3)小明求出3次测量的电压平均值和电流平均值,再运用欧姆定律计算电阻,你认为这种方法可行吗?并说明理由:___________;
(4)在某次实验中,电压表和电流表的指针如图乙、丙所示,被测电阻的阻值是___________。
【答案】(1)允许通过该滑动变阻器的最大电流为;(2)将滑动变阻器的两个下接线柱同时接入电路;(3)不可行,应用欧姆定律时,电流、电压和电阻必须是同一时刻、同一导体所对应的数值;(4)5
【详解】(1)2A表示该滑动变阻器允许通过的最大电流为2A。
(2)造成该现象的可能原因是滑动变阻器同时连接了下面两个接线柱,使其相当于一个阻值最大的定值电阻串联在电路中。
(3)不可行。理由:根据欧姆定律 ,电阻值应由每一次测量中对应的电压值和电流值计算得出。为了减小实验误差,应进行多次测量,分别计算出每次的电阻值,然后求这些电阻值的平均值。而先求电压的平均值和电流的平均值,再用欧姆定律计算电阻,这种方法在数学上是错误的,因为电压和电流的平均值之比并不等于电阻的平均值。
(4)由图乙可知,电压表量程为0~3V,读数为1.6V,图丙,电流表量程为0~0.6A,读数为0.32A,所以被测电阻阻值
9.(2026·安徽滁州·一模)用图甲所示的电路测量小灯泡正常发光时的电阻,器材有:电源(电压恒定)、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、额定电压为2.5V的小灯泡各一个,导线若干。
(1)用笔画线代替导线将电路连接完整(要求滑片P向A端移动时灯泡变亮)。
(2)小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为_______Ω。(结果保留一位小数)
(3)为了测量额定电压为U0的小灯泡的正常发光电阻,在没有电压表的情况下,某同学设计了如图丙所示的电路(R0为已知阻值的定值电阻,R为滑动变阻器),按照如下操作完成任务:
①闭合开关S和S2,断开开关S1,移动滑动变阻器的滑片P,使小灯泡恰好正常发光;
②保持变阻器的滑片P位置不变,断开开关S2,闭合开关S和S1,记下电流表示数I;
③计算小灯泡的正常发光电阻__________(用U0、R0、I表示)。
【答案】(1);(2)8.3;(3)
【详解】(1)滑动变阻器的滑片P向A端移动时小灯泡变亮,说明电路中的电流变大,由欧姆定律可知电路的总电阻变小,由电阻的串联可知此时变阻器连入阻值变小,应将A接线柱入电路中,灯泡的额定电压是2.5V,电压表选择小量程,电压表和灯泡并联,如图所示
(2)由图乙可知,电流表量程为0~0.6A,其分度值为0.02A,示数为0.3A,小灯泡正常发光时的电阻
(3)在步骤①中,闭合开关S和S2,断开开关S1,灯泡L与定值电阻R0并联后再与滑动变阻器串联,所以灯泡与定值电阻两端电压相同;移动滑动变阻器滑片P,当灯泡两端的电压为额定电压U0时,R0两端的电压也为U0,根据欧姆定律可知,当电流表的示数为时,小灯泡恰好正常发光;
在步骤②中,灯泡L与定值电阻R0仍并联,电流表测灯泡L与定值电阻R0的总电流,因电路的连接方式不变,各电阻的大小和通过的电流不变,此时灯泡仍正常发光,根据并联电路电流规律,通过灯泡的电流
小灯泡的正常发光电阻
10.(2026·安徽芜湖·一模)小华同学用“伏安法”来测量一只阻值约为的定值电阻,实验室有如下器材供选用:
A.两节新干电池 B.开关一个和导线若干 C.电压表(,) D.电流表(,) E.滑动变阻器()
(1)实验中要求向右移动滑动变阻器的滑片时电流表示数变大,请用笔画线代替导线连接完成图甲中两根导线的模拟连线;
(2)完成连线后在规范实验操作下,小华闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片时,发现电流表示数始终为零,电压表有示数保持不变,如果此时电路中只有一处故障,则故障是___________(选填字母序号);
A.滑动变阻器断路 B.滑动变阻器短路 C.定值电阻断路 D.定值电阻短路
(3)排除故障后,电流表示数为,电压表示数如图乙所示,则本次实验测得的定值电阻的阻值是___________;
(4)为了获得相对比较准确的定值电阻的阻值,请你指导小华同学接下来应该如何操作:___________。
【答案】(1);(2)C;(3)5.5;(4)再测出多组的电压和电流值,算出多个电阻值,求平均值
【详解】(1)向右移动滑片电流表示数变大,根据欧姆定律可知,滑动变阻器接入电阻需变小,根据滑动变阻器“一上一下”接线规则,下接线柱接右下端H时(开关右端与滑动变阻器右下端相连),滑片右移,接入电阻丝长度变短,电阻变小;两节新干电池总电压为3V,因此电压表选用0~3V量程,即定值电阻的右端与“3”接线柱相连,如图所示:
(2)电流表示数为零,说明电路断路;电压表有示数且保持不变,说明电压表能连通电源正负极,即电压表并联的定值电阻R断路,故选C。
(3)电压表选用0~3V量程,该量程分度值为0.1V,图乙读数为2.2V,已知电流为0.40A,根据欧姆定律可知,定值电阻的阻值
(4)移动滑动变阻器的滑片,改变定值电阻两端的电压和电流,得到多组测量数据,计算出多组电阻值后求平均值,可以减小误差,提高测量准确度。
11.(2026·安徽六安·一模)小安同学用以下实验器材测量小灯泡正常工作时的电阻。干电池、开关、电压表、电流表各一个,导线若干,额定电压为的小灯泡(电阻约为),标有“”的滑动变阻器一个。
(1)如图甲是小安同学连接的实物电路图,经检查发现电路中有一根导线连接错误,请在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确(要求不能与其他导线交叉)。
(2)将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,闭合开关,小灯泡不亮,电流表、电压表有示数,但无论怎样移动滑片都不能改变这种情况,可能的原因是___________。
(3)排除故障后闭合开关,移动滑片,根据实验数据画出的小灯泡的电流与电压的关系图像如图乙所示,则小灯泡正常工作时的电阻是________。
(4)若小安还想利用该电路继续测量某定值电阻的阻值,请帮助小安设计实验数据记录表格填在答题卡的相应位置。
【答案】(1);(2)把滑动变阻器下面两个接线柱接入了电路中;(3)10;(4)
序号
电压
电流
电阻
电阻的平均值
1
2
3
【详解】(1)由图甲可知,电流表与灯泡并联,电压表与灯泡串联了。将连接灯泡右接线柱和滑动变阻器B接线柱的导线,改为连接灯泡右接线柱和开关右接线柱,如图所示。
(2)小灯泡不亮,电流表、电压表有示数,但无论怎样移动滑片都不能改变这种情况,可能的原因是将滑动变阻器下面的两个接线柱接入了电路中,导致滑动变阻器相当于一个定值电阻。
(3)通过图像可得,当小灯泡正常工作时电压为2.5V,电流为0.25A,根据欧姆定律,小灯泡正常工作时的电阻为
(4)由可知,需要测量定值电阻两端的电压U和通过它的电流I,由于是定值电阻,采用多次测量求平均值的方法来减小误差,据此完成表格的设计。
序号
电压
电流
电阻
电阻的平均值
1
2
3
12.(2026·安徽淮北·模拟预测)小理想要测量小灯泡正常发光时的额定功率,已知小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时灯丝电阻约为10Ω,电源电压为6V,有、、三种规格的滑动变阻器可供选择。
(1)连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,电路故障的原因可能是_________;
(2)为了完成本次实验,滑动变阻器应选择_________(选填“”、“”或“”);
(3)移动滑片,当电压表示数为2.5V时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的额定功率_________W。
【答案】(1)小灯泡短路(或电压表短路);(2);(3)0.75
【详解】(1)电流表有示数,说明电路通路;电压表无示数,说明没有电流经过电压表,则可能是电压表短路或被短路,故电压表本身短路或与电压表并联的部分短路(即灯泡短路)。
(2)小灯泡正常发光时电路中的电流约
此时滑动变阻器两端电压
此时滑动变阻器接入电路的电阻约为
即滑动变阻器接入电路中的电阻需要达到14Ω,通过的电流需要达到0.25A,故R2满足条件。
(3)如图乙所示,电流表连接的测量范围是0~0.6A,分度值为0.02A,指针指在0.2A后面第5小格处,则其读数为
则此时通过小灯泡的电流
则小灯泡正常发光时的额定功率
13.(2026·安徽合肥·一模)实验桌上有两个完全相同的烧瓶,烧瓶内装有质量相等、初温相同的煤油,完全相同的温度计,烧瓶内还分别装有阻值不同且不变的电阻丝R1和R2,还有滑动变阻器、电源、开关以及导线等器材,小刚利用上述实验器材将它们组成如图所示的电路,以探究“电流通过电阻产生热量的影响因素”。
(1)小刚探究的是电流产生的热量跟______的关系。
(2)实验中,电流产生的热量无法直接测量,而是利用煤油温度变化量来表示,在以下三个实例中,采用此方法的是______(填序号)。
①借助电动机提升重物的高度判断电流做功多少
②借助水压学习电压
③借助验电器两金属箔片张开角度判断物体带电多少
(3)实验中小刚在烧瓶中装入的是煤油而不是水,主要原因是______。
【答案】(1)电阻;(2)①③;(3)煤油的比热容比水小,质量相等、吸收相同热量时,煤油温度变化更明显,便于观察
【详解】(1)本实验中两个电阻丝串联,通过它们的电流和通电时间都相同,只有电阻阻值不同,因此探究的是电流产生的热量跟电阻的关系,应用了控制变量法。
(2)本实验将不易直接观测的电热转换为煤油温度变化量表示,这种方法是转换法。①将电流做功多少转换为重物提升高度、③将物体带电多少转换为金属箔片张开角度,都用到转换法;②借助水压学习电压是类比法,因此选①③。
(3)根据,质量相同、吸收热量相同时,比热容越小温度变化越明显。煤油的比热容远小于水的比热容,实验中温度变化更显著,更便于观察,因此选择煤油。
14.(2026·安徽合肥·一模)小明用伏安法测量小灯泡不同亮度时的电阻,待测小灯泡L1的额定电压为2.5V
实验序号
电压/V
电流/A
灯泡发光情况
1
2
0.26
比正常发光暗
2
2.5
0.30
正常发光
3
3
0.60
比正常发光亮
(1)图甲所示是连接的实物图,闭合开关前,滑动变阻器的滑片处于最______(选填“左”或“右”)端;
(2)小明进行了多次测量,将所得数据及发光情况填入表中,在交流过程中发现有一次实验中的电流值是错误的,你认为是第______次;
(3)小明又在缺少电流表的情况下,增加一个已知阻值为R0的定值电阻,设计了如图乙所示的电路,测出了另一个小灯泡L2的额定功率,若小灯泡L2的额定电压已知,则应在方框______(选填“1”或“2”)接入小灯泡L2。
【答案】(1)左;(2)3;(3)2
【详解】(1)闭合开关前,滑动变阻器需要调至接入电路阻值最大处,保护电路。由图甲可知,滑动变阻器接入右下接线柱,滑片在最左端时,接入的电阻丝最长,阻值最大,因此滑片处于最左端。
(2)灯丝电阻随温度升高而增大,灯泡两端电压越大,功率越大,温度越高,电阻越大。分别计算三次实验的灯泡电阻:
第三次电压更高,电阻反而小于前两次,不符合规律,因此第3次电流错误。
(3)该实验需要先让灯泡两端电压等于额定电压(使灯泡正常发光),再结合串联电路电流规律计算额定功率。由图乙可知,S1接a时,电压表测方框2两端电压;S1接b时,电压表测1和2的总电压。若灯泡接在方框2,定值电阻接在方框1,先调滑动变阻器使电压表示数等于灯泡额定电压,再保持滑片不动测1和2的总电压,根据欧姆定律以及可计算出额定电流和额定功率,因此小灯泡接在2位置。
15.(2026·安徽合肥·一模)某实验小组“探究并联电路电流的关系”的实验,电路图如图甲所示:
(1)按图甲连接电路时,在闭合开关前,观察电流表,发现指针指在如图乙所示的位置,他接下来的操作应该是______。
(2)闭合开关S后,两个小灯泡一个很亮,一个发光微弱,造成这种现象的原因可能是( )(填字母)。
A.这两个灯泡两端的电压大小不同
B.发光微弱的灯泡的灯丝断了
C.灯泡的规格不同
D.发光微弱的灯泡被短路
【答案】(1)将电流表指针调零;(2)C
【详解】(1)闭合开关前,电路中没有电流,若发现电流表出现如图乙所示的指针在零刻度线左侧,此时电流表指针没有对准零刻度线,因此接下来需要对电流表进行调零操作。
(2)A.两个灯泡并联,并联电路各支路两端电压相等,都等于电源电压,故A不符合题意;
B.若发光微弱的灯泡灯丝断了,该支路断路,灯泡会完全不发光,故B不符合题意;
C.灯泡规格不同,电阻不同,并联时电压相同,根据,实际功率不同,因此亮度不同,一个很亮一个发光微弱,符合现象,故C符合题意;
D.若发光微弱的灯泡被短路,灯泡没有电流通过,不会发光。且另一个灯和电源也会发生短路,另一个灯也不亮,甚至损坏电源,故D不符合题意。
故选C。
16.(2026·安徽合肥·一模)某同学进行了如下实验:
(1)用图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,电源两端电压保持不变;
①闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应放置在______端;
②闭合开关,移动滑片,使小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则的额定功率______W。
(2)该同学想比较另一个额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率与的大小关系,他断开开关,保持滑动变阻器滑片位置不变,将替换为,闭合开关后,发现电压表示数为2.3V,依据上述现象,可推断出______(选填“”“”或“”),他继续完成了的测量后,验证了推断。
【答案】(1)A/左 0.75;(2)<
【详解】(1)[1]闭合开关前,滑动变阻器需要调节到最大阻值处保护电路。由图甲可知,滑动变阻器下接线柱接B端,滑片P在A(左)端时,接入电路的电阻丝长度最长,电阻最大,因此滑片放在A(左)端。
[2]小灯泡额定电压为2.5V,正常发光时电流由图乙可知,电流表选0~0.6A量程,分度值0.02A,读数为,因此额定功率
(2)保持滑动变阻器滑片位置不变(即滑动变阻器接入电阻不变),换用后,灯泡电压从2.5V变为2.3V,电压降低。根据串联分压规律:电阻越小,分得电压越小,说明的电阻(是的电阻)。 两灯额定电压相同,根据,额定电压相同时,电阻越大,额定功率越小,因此。
17.(2026·安徽滁州·一模)小华同学在“测定小灯泡电功率”的实验中,提供的器材有:电压恒为6V的电源,额定电压为2.5V(灯丝电阻约为10Ω)的待测小灯泡,电流表,电压表,滑动变阻器,开关和导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整,要求:滑动变阻器的滑片向左移动时,小灯泡变亮;
(2)小华同学闭合开关,移动滑片,发现电压表的示数如图乙所示,为了测量小灯泡的额定功率,此时应将滑动变阻器的滑片向_________(选填“A”或“B”)端移动;
(3)根据实验测得的数据,绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图像如图丙所示,分析图像可知,小灯泡的额定功率为_________W;
(4)小华继续实验,设计了下列四种测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率的电路。电路中有阻值已知的定值电阻R,电源电压恒定但未知,滑动变阻器的最大电阻未知,在不拆改电路的前提下,能够测出小灯泡额定功率的电路是_________。
A. B.
C. D.
【答案】(1);(2)A;(3)0.625;(4)D
【详解】(1)由题意可知,滑动变阻器的滑片向左移动时小灯泡变亮,说明滑动变阻器接入电路的电阻变小,应接A接线柱;根据小灯泡的额定电压可知,电压表应选用小量程,即小灯泡右端接电压表的“3”接线柱,据此作图。
(2)由图乙可知,电压表的分度值为0.1V,示数为2.2V,为了测小灯泡的额定功率,应使小灯泡达到额定电压2.5V,根据串联电路分压特点,应减小滑动变阻器阻值,即向A端移动滑片。
(3)由图丙可知,当灯泡额定电压为2.5V时,电流为0.25A,则小灯泡的额定功率为
(4)A.可通过定值电阻的电流,间接确定小灯泡正常发光时滑片的位置,但不能直接或间接得到小灯泡正常发光时的电流,故A不符合题意;
B.无法通过S1和S2的通断,同时测量定值电阻和灯两端的电压,不能得到小灯泡正常发光时的电流,故B不符合题意;
C.没有滑动变阻器调节小灯泡两端的电压,且不能直接或间接得到小灯泡正常发光时的电流,故C不符合题意;
D.由图可知,小灯泡和定值电阻串联,电压表V1测小灯泡两端的电压,电压表V2测定值电阻两端的电压,可根据V2的示数和定值电阻的阻值,确定小灯泡正常发光时的电流,根据可得出小灯泡的额定功率,故D符合题意。
故选D。
18.(2026·安徽马鞍山·一模)小涵同学想用“伏安法”来测量定值电阻的阻值,于是他在学校实验室借了一些器材,连接了如图甲所示的电路,电源电压恒定不变:
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器滑片滑到最端。
(2)然后闭合开关,当电压表示数为时,电流表示数如图乙所示,计算的阻值为____。
(3)以下实验与本实验进行多次测量的目的相同的是____(选填字母);
A.探究影响滑动摩擦力大小的因素
B.探究杠杆的平衡条件
C.刻度尺测物体的长度
(4)按照上面的操作步骤,小涵又测量了一个小灯泡的电阻,并描绘了其电流随电压变化的图像,小涵发现他所描绘的定值电阻的图像是一条直线,而小灯泡的图像如图丙所示,利用该实验电路还可以算出小灯泡的功率,根据以上步骤的实验数据,当小灯泡的电压时,可知小灯泡此时功率____。
【答案】(2)10;(3)C;(4)1.5
【详解】(2)[1]由乙图可知电流表接入电路的是小量程,分度值为0.02A,示数为0.26A,的阻值
(3)[2]“伏安法”来测量定值电阻的阻值,多次测量求平均值可以减小误差。
A.探究影响滑动摩擦力大小的因素,多次测量为了寻找普遍规律,故A不符合题意;
B.探究杠杆的平衡条件,多次测量为了寻找普遍规律,故B不符合题意;
C.刻度尺测物体的长度,多次测量求平均值为了减小误差,故C符合题意。
(4)[3]当小灯泡的电压为3V时,小灯泡正常发光,由丙图可知此时通过灯泡的电流为0.5A,则小灯泡正常发光时的功率
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玉轴05电学实验探究3大核心考向
●典例靶向突破。一
1。(1)C:(2)保持定值电阻两端的电压不变;(3)没有控制电阻两端的电压相同:(4
2.
(1)
UR。
(2)最右端:(3)7.7;(4)完
心
(1)
;(2)0.75小灯泡的电阻随温度的升高而增大;(3)大
于
03压轴强化训练
1.(1)闭合开关,向左调节滑片,直至电压表示数与电阻为5Q时电压表示数相同,并记录此时电流表示
数;(2)2;
(3)当电压一定时,通过导体的电流与导体的阻值成反比;(4)80
(1)
(2)5电阻一定时,电流与电压成正比;(3)右
3.
(1)10;(2)B将横坐标R变为袁
(1)
(2)断路;(3)反;(4)调光台灯
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5.
(1)
;(2)C;(3)8.9;(4)不能,因为小灯泡的电阻会随温
度升高而增大
6.
(1)
(2)10;(3)1.50.75
7
(1)
(2)10;(3)1.50.75
8.(1)允许通过该滑动变阻器的最大电流为2A;(2)将滑动变阻器的两个下接线柱同时接入电路;(3)
不可行,应用欧姆定律时,电流、电压和电阻必须是同一时刻、同一导体所对应的数值;(4)5
9.
(1)
(2)8.3;(3)R。-
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咳
10.
(1)
(2)C;(3)5.5;(4)再测出多组的电压和电流
值,算出多个电阻值,求平均值
11.(1)
;(2)把滑动变阻器下面两个接线柱接入了电路中;
(3)10:
(4)
序号
电压U/V
电流I/A
电阻R/Q
电阻的平均值R/Q
1
2
3
12.
(1)小灯泡短路(或电压表短路);(2)R2;(3)0.75
13.(1)电阻;(2)①③(3)煤油的比热容比水小,质量相等、吸收相同热量时,煤油温度变化更明
显,便于观察
14.(1)左;(2)3;(3)2
15.(1)将电流表指针调零;(2)C
16.(1)A/左0.75;(2)<
D
17.(1)
;(2)A;(3)0.625;(4)D
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18.(2)10;(3)C;(4)1.5
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