专题01 电学实验（易错压轴练）（浙江专用）2026年中考科学二轮复习讲练测

**基本信息** 聚焦电学实验核心模块，以考向为纲构建从基础原理到综合应用的知识体系，通过典型例题强化科学探究与问题解决能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |欧姆定律实验|5题|数据处理、故障分析|从电流测量原理到欧姆定律验证，构建实验认知框架| |电阻测量|8题|伏安法、特殊方法|基础测量到创新方案，培养科学思维与实验设计能力| |电与磁及应用|5题|现象分析、应用设计|从磁场性质到电磁继电器，体现知识迁移与技术实践| |电功率测量|7题|伏安法、图像分析|功率计算与因素探究，强化数据分析与归纳能力| |焦耳定律与家庭电路|3题|热量计算、安全分析|能量转化与实际应用，培养社会责任与问题解决能力|

专题01 电学实验专项训练 中 目 录 易错题通关 考向一 欧姆定律实验 1 考向二 伏安法测电阻 6 考向三 特殊方法测电阻 10 考向四 家庭电路检测 12 考向五 电与磁实验 12 考向六 电磁继电器应用 17 考向七 伏安法测电功率 18 考向八 特殊方法测电功率 22 考向九 焦耳定律实验 26 易错题通关 考向一 欧姆定律实验 1．（2026•鄞州区模拟）图1是欧姆设计的一款能测量电流大小的电流扭秤，其内部结构如图2。容器A、B中装有不同温度的水银，以导线相连构成温差电源，AB两端存在电压，其电压大小由温差决定。利用悬丝在直线导体上方悬挂磁针，导体中有电流通过时，磁针偏转，欧姆对电流扭秤进行了多次测试，数据如表： （1）实验中欧姆是通过________________来反映电流大小的。 （2）根据欧姆的实验数据，控制A、B中水银温度分别为20℃和50℃，可推测磁针偏转的方向为________及偏转的角度大小为________。 （3）相同温差下，为了使小磁针偏转更明显，可以采用的方法是________________________。 组别 水银温度/℃ 磁针偏转情况 A B 方向 角度 1 40 10 顺时针 3θ 2 40 20 顺时针 2θ 3 40 30 顺时针 θ 4 40 50 逆时针 θ 2．（2025•温岭市二模）某科学小组进行如下电学实验。 （1）探究：科学小组用图甲所示电路测量并联电路的电流特点，数据如下：I1＝0.2A，I2＝0.3A，I＝0.5A，由此可得出的结论________________________________________________。 （2）困惑：小组同学先闭合开关S和S1再闭合S2时，发现灯L1变暗了。并联电路中各用电器独立工作，互不影响，在闭合S2时，灯L1亮度理论上是不变的，实验中为什么变暗了？ 解决：学了欧姆定律后，小组同学重新研究这个问题，设计图乙的电路。闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，发现电压表示数变了，图乙是否有个看不见的电阻存在呢？查阅资料：电源内部确实存在电阻，当电源外部电阻变小，灯两端电压变低，灯变暗。 求值：科学小组在图乙电路中移动滑片，分别测出电压表和电流表的值，得到如下表数据（导线电阻不计）。 实验次数 科学量 1 2 3 电压U/V 2.8 2.5 2.4 电流I/A 0.2 0.5 0.6 分析上表数据：电源内阻阻值＝________欧。 （3）拓展：冬天在电池储存能量相同时，电池的内阻增大，是导致电动车续航能力下降的因素之一，请从能量角度解释原因________________________________________________________。 3．（2025•路桥区二模）小柯利用图甲所示的电路验证欧姆定律。 次数 电压/V 电流/A 1 1.0 0.11 2 2. 0.21 3 2.5 0.26 （1）根据图甲电路图连接实物，请用笔画线代替导线完成图乙电路连接。 （2）正确连接好电路后，闭合开关，发现电流表没有示数，电压表也无示数，（若故障只有一处）以下对于电路故障的分析正确的是：________。 A.不可能是R断路 B.可能是R短路 C.把电压表和电流表互换位置，电压表有示数，电流表无示数 D.如果是滑动变阻器断路，可以把电压表并联在滑动变阻器两端进行检测 （3）根据实验数据做出电流随电阻变化的图像如图丙所示。则可以得到的实验结论是___________ ________________________________________________________。 （4）小柯在研究电流与电压关系的实验中，定值电阻R的阻值为10欧，通过滑动变阻器多次实验得到相关数据如表所示。结束实验整理器材时发现，测量过程某个电表没有调零。则这个电表在未连入电路前的指针偏转情况可能是________。 A. B. C. D. 4．（2025•拱墅区一模）如图甲所示为自动气象站中的测温装置，学校科技小组模拟制作了一个测温器。测温器电路如图乙所示，其中电阻R为铂质电阻，其阻值随温度的变化如图丙所示；“恒流源”是一个特殊电源，R的阻值变化时，电源输出的电流能保持恒定不变。小组同学想将灵敏电压表改装成气温表，以反映环境的温度。实验发现：环境温度从20℃上升到40℃时，灵敏电压表的示数变化了16mV。则： （1）通过电阻R的电流恒定为________ mA。 （2）若将灵敏电压表改成气温表，则0℃应标在电压表的________mV处。 （3）由灵敏电压表改成的气温表，其刻度________（选填“均匀”或“不均匀”）。 （4）当温度的变化值相同时，灵敏电压表示数的变化值越大，表示气温表的灵敏度越高。则要提高其灵敏度，可采取的做法是________________________________（写出1点）。 5．（2024•长兴县二模）表决器能很好的解决因人力投票时产生的统计困难与繁琐问题。项目化小组同学想以四人投票为参照，用电表来改装一个表决器，直接显示赞成票是多少。现有开关（闭合、断开来分别体现赞成、反对），新的干电池2节、各种电表、若干5欧的定值电阻和小灯泡、开关、导线等器材，进行项目式学习。 【项目设计】 （1）小组同学绘制了如图1所示的3个电路图，按要求应选________； （2）所设计的电路图中，用电器该选用________（选填“5欧的定值电阻”或“小灯泡”）； 【项目应用】 （3）该小组的同学选择了正确的电路设计图后，进行模拟表决：有两位同学表示赞成、两位同学表示反对，那么此时票数需要标注在电流表的________刻度处； 【项目反思】 （4）经小组同学对数据分析，发现用电流表改装表决器后，具有投票数与电流大小成正比的关系，有助于票数的统计，能在电流表上更直观的体现票数等优点。阿苗同学却用电压表改装了表决器，设计了如图2所示的电路图，请问这样改装的表决器是否具有类似的优点________________。 6．（2024•鄞州区校级模拟）在某次STEM活动中，老师展示一个如图甲所示的黑盒子，绝缘外壳上有A、B、C三个接线柱。老师告诉同学们，盒内由两个相同定值电阻R连接而成。STEM小组设计电路图如图乙，并连接电路测量各个接线柱之间的电阻，将数据记录在表格。请回答下列问题： （1）STEM小组的同学在某次实验中连接好最后一根导线后，发现电流表和电压表的指针立即有明显的偏转，请指出该同学操作上可能存在的错误：________________________________。 （2）纠正后，STEM小组的同学继续实验。在测B、C接线柱之间的电阻时，电压表的示数如图丙所示，请读出并填入表格中。 实验次数 M、N连接点 U/伏 I/安 ① A、B 1 0.2 ② B、C ________ 0.54 ③ A、C 2 0.2 （3）根据如表数据，画出黑盒子内两个等值电阻的连接方式，并标注电阻的阻值。 （4）STEM小组的同学分析表中数据，认为还能得到电流与电压或电阻的关系，比较①②两次实验数据，可以得出的结论是________________________________________________。 考向二 伏安法测电阻 7．（2026•拱墅区一模）在“伏安法测电阻”的实验中，小乐用图甲所示的电路测量电阻的阻值。 （1）图甲所示电路中，导线a应与滑动变阻器的________（填字母）接线柱相连。 （2）正确连接电路后，闭合开关，电流表和电压表示数均为0。用导线先后并联在电压表两端、电流表两端，两表示数仍为0；再将导线并联在滑动变阻器两端，两表指针明显偏转。由此可知，电路的故障是________________________。 （3）排除故障后，闭合开关，当滑动变阻器的滑片P移到某一位置时，电压表示数为2.20V，电流表示数如图乙所示，则被测电阻R的阻值为________Ω。 （4）小乐测得三个电阻的I﹣U关系如图丙所示，其中阻值最大的是________（填“R1”“R2”或“R3”）。 8．（2026•浙江模拟）为了测量未知电阻R的电阻值，小科设计了如图1所示的实验电路。 （1）请用笔画线代替导线，将图中未完成的电路补充完整。 （2）正确连接电路，闭合开关，发现电流表和电压表都有较大的示数，且无论怎样移动滑动变阻器的滑片，它们的示数都不变。造成这一现象的原因可能是________________________________。 （3）排除故障后进行实验，下表是小科记录的实验数据，则电阻R的阻值是________Ω。 实验次数 1 2 3 U/V 1.5 2.0 2.5 I/A 0.14 0.19 0.23 R/Ω 10.7 10.5 10.9 （4）小科利用相同的器材测量电阻R的阻值，根据实验数据绘出的 U﹣I图像如图2所示。则符合小科设计的电路图是________。 A． B． C． 9．（2026•衢州一模）小科用如图的器材测量小灯泡的电阻，所用电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V。经过多次实验，测量并记录多组数据，得到小灯泡的1﹣U图像如图3所示。 （1）请用笔画线表示导线，将图1电路连接完整。 （2）正确连接电路后，小科闭合开关发现小灯泡很亮。请指出造成该异常现象的不规范操作是________________________________________________。 （3）调整后闭合开关，当滑动变阻器的滑片移至某一位置时，小灯泡正常发光，电流表示数如图2所示，此时小灯泡的电阻为________欧（计算结果保留一位小数）。 （4）小科分析图3发现实验过程中小灯泡的电阻是变化的，其变化特点是____________________ ________________________________________。 10．（2026•鹿城区校级一模）小温为了测量标有“2.5V 0.3A”字样的小灯泡的电阻，设计了如图甲所示的电路，电源电压保持不变。 （1）请用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整。 （2）闭合开关，电压表示数为0.3V，电流表指针有偏转，灯泡不发光，这是因为________________。 （3）移动滑片，灯泡发出微弱的光，此时电压表示数为0.6V，电流表示数如图乙，灯泡电阻为________Ω。 （4）小温分析实验数据，发现灯泡电阻是变化的。他想较准确估测灯泡未通电时的电阻，设计了以下三个方案。 方案一：闭合开关，移动滑片至灯泡即将发光，测出此时灯泡电阻R1； 方案二：闭合开关，移动滑片至阻值最大端，测出此时灯泡电阻R2； 方案三：完成方案一和方案中的测量，算出R1、R2的平均值。 你认为最合理的方案及理由是_____________________________________________________ ________________________________________________。 11．（2026•余杭区校级模拟）小明在探究“导体的电阻与导体长度”的关系时，选择图甲所示的器材，并连接了部分电路。将固定在木板上长为15厘米的铅笔芯作为研究对象，标记为等长的五段，a、f为铅笔芯的两个端点，中间四点分别标记为b、c、d、e。 （1）若使滑动变阻器的滑片P向D端滑动时，电流表示数减小，需用一根导线将电源的正极接线柱与滑动变阻器的________（选填‘A”“B”或“C”）接线柱连接。 （2）小明将电路连接完整，把线夹夹在f点，闭合开关，发现无论如何调节滑动变阻器，电压表和电流表始终无示数。用一根导线的两端分别接到开关两端的接线柱上时，电压表和电流表无示数；将导线的两端分别接到滑动变阻器接入电路的两接线柱上时，电压表和电流表均有示数。若电路中只有一处元件故障，则故障是________________________________。 （3）小明排除故障后，某次实验的电流表示数如图乙，结合甲图电路连接，读数为________安。 （4）将线夹分别夹在e、d、c、b点，重复步骤（3），得到铅笔芯接入长度l和对应的铅笔芯接入电阻的平均值R的数据，如表所示： 线夹位置 b C d e f 铅笔芯接入长度l/厘米 3 6 9 12 15 铅笔芯接入电阻的平均值R/欧姆 2.0 4.0 5.9 8.0 10.0 请在丙图的坐标纸画出铅笔芯接入电阻的平均值R和铅笔芯接入长度l的关系图像。 12．（2025•黄岩区二模）在“伏安法测电阻”的实验中，某同学用图1所示的电路测R1的阻值，已知电源电压U＝4.5伏且保持不变。 （1）正确连接电路，闭合开关，发现电流表示数为0，电压表的示数如图2所示，则电路中存在的故障可能是________________。 （2）排除故障进行实验。当电压表示数为2伏，电流表示数为0.2A，则R1＝________欧。实验中三次改变R1两端的电压测量电阻，目的是________________________。 （3）该同学继续用三个未知电阻进行实验，将每个电阻两端的电压和通过的电流在如图3所示的坐标系中描出甲、乙、丙三个点，其中________点对应的阻值最大。 13．（2025•浙江一模）在学习了欧姆定律以后，小蕙想通过“伏安法”来测小灯泡正常发光时的电阻大小。已知待测小灯泡的额定电压是2.5V。 （1）调节电路过程中当电压表示数为2V时，应将滑动变阻器的滑片P向________（选填“左”或“右”）移动，小灯泡正常发光时的电阻是________欧。 （2）如果小灯泡灯丝被烧断后，电压表和电流表的示数如何变化________________________ ________________________________。 （3）小蕙了解到欧姆那个年代还没有电压、电流、电阻的明确概念，也没有精确测量的仪器，小蕙受到启发，开始思考不用电压表，用三个不同的定值电阻、电流表等元件，设计了如图丙的电路图准备开始探究电流与电阻的关系，但该学习小组的同学观察后觉得仍不能完成探究任务，理由是________________ ________________________。 14．（2025•富阳区一模）在做电学实验时，小金同学选用如图甲所示的器材，小灯泡的额定电压为2.5V（灯丝电阻约为10Ω）。电源电压为4.5V。 （1）小金同学按图甲正确连接好电路后开始实验，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表示数为0安，电压表示数为4.5伏，此时你认为小灯泡不亮的原因是________________________。（答出一点即可） （2）小金同学解决问题后继续实验。调节滑动变阻器到某一位置，此时电压表的示数如图乙所示，为了让灯泡正常发光，小金应将滑动变阻器的滑片向________（填“A”或“B”）端移动。 （3）小金同学根据实验测得的数据，绘制出了小灯泡中的电流随它两端电压变化的关系图象如图丙，分析图象可知：小灯泡的额定功率为________W。 （4）小金同学又从图丙图像中发现灯泡电阻是变化的，影响其变化的主要原因是________________ ________________________________。 考向三 特殊方法测电阻 15．（2025•婺城区二模）小科同学用如图1所示的电路图测量未知电阻的阻值。其中电源电压恒为4.5V，Rx为待测电阻，R为阻值5Ω的定值电阻，V1、V2均为电压表，滑动变阻器最大阻值为50Ω。按图示连接好电路并检查无误后闭合开关，移动滑片，记录V1表的读数为U1，V2表的读数为U2，重复移动滑片并记录多组数据后，在坐标系中画出U1随U2变化的图像如图2所示。请回答： （1）图1中滑动变阻器的作用是________________________。 （2）闭合开关前，滑片应该置于________（填“A”或“B”）端。 （3）小科检查电路无误后闭合开关，发现V1表有示数，而V2表无示数，则电路故障可能是________________________（故障仅发生在电阻上）。 （4）排除电路故障后，小科按步骤完成实验，并作出图2图像，则Rx的阻值为________Ω。 16．（2024•西湖区二模）小吴利用两节新干电池、阻值分别为1Ω、1.5Ω、2Ω的定值电阻和一只电压表来探究串联电路的电压特点，实验电路如图甲，测得实验数据如下表。 序号 U1/V U2/V Uab/V 1 0.75 1.00 2.25 2 0.60 1.80 2.40 3 1.00 1.50 2.50 （1）在探究过程中，小吴更换不同的定值电阻组合进行实验的目的是：________________。 （2）小吴进行了多次实验，发现Uab始终小于两节干电池的总电压（3V），他产生了质疑。查阅资料知道普通干电池内部也有一定的电阻（内阻），可将它看作一个理想电源（电压U恒定，电阻为0）与一个电阻r的串联（如图乙所示）。为了测量干电池电阻r的阻值，小吴选择了适当器材，设计了实验方案，电路图如图丙。请你写出实验步骤（测得数据用字母表示）： ①________________________________________________________； ②计算出结果：r＝________________。（用相应字母表示的代数式） （3）由于新干电池的内阻较小，因此我们在平时使用时通常忽略不计，这种抓住主要因素，忽略次要因素的方法叫做理想模型法。请举出一个科学实验，采用这种理想模型法并指出实验中忽略的次要因素。例：____________________________________________________________________________。 17．（2023•杭州模拟）某实验小组用电源（电压恒为3V）、电阻（5Ω、10Ω、20Ω各一个）、小灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线进行探究电流与电压的关系实验。 （1）小明设计了图中甲、乙、丙三个电路图，经小组讨论，最终确定用图丙电路进行实验，原因是该电路不仅能保持________________不变，还能很容易改变________________。 （2）小明先将5Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，得到如表三组数据。小明准备分析数据归纳结论，小丽认为还不能归纳结论，他们接下来的实验操作是_____________________。 实验次数 1 2 3 电压U/V 1.0 1.5 2.0 电流I/A 0.2 0.3 0.4 （3）该小组用电流表和一个定值电阻R0，测量未知电阻Rx的阻值。他们设计了如图丁所示的电路图，并进行如下实验操作： ①闭合S、断开S1，此时电流表的示数为I1。 ②闭合S和S1，此时电流表的示数为I2。 ③则Rx＝________________（用R0、I1、I2表示）。 考向四 家庭电路检测 18．（2025•宁波一模）当流过熔断器的电流过大时，其内部熔丝就会熔断，从而保护电路。为了研究在不同电流大小时，熔断器的熔断时间，兴趣小组选择一款额定电流为IN的熔断器进行如下研究： ①将熔断器连接在能提供特定电流的电路中。 ②调节通过熔断器的电流，记录每一次的熔断时间，数据如表： 电流（安） 1.25IN 1.6IN 1.8IN 2.0IN 2.5IN 3.0IN 4.0IN 8.0IN 熔断时间（秒） 不熔断 3600 1200 40 8 4.5 2.5 1.0 （1）测量熔断时间的工具为________。 （2）根据实验获取的数据，可得出的结论是：________________________________。 （3）电流为1.25IN时，一段时间后熔丝的温度恒定且尚未达到熔点，此时熔丝产热速度________其散热速度。 （4）熔丝熔断时，熔断位置一般在熔丝中间位置附近。有一次由于安装熔丝时固定螺丝未完全旋紧，导致熔断位置靠近该固定螺丝端，如图所示。这是因为熔丝与这个固定螺丝之间接触面积较小，导致该处________________，在相同情况下比其它位置能产生更多的热量。 考向五 电与磁实验 19．（2025•椒江区二模）如图是欧姆设计的一款能比较电流大小的电流扭秤，容器A、B中装有不同温度的水银，以导线相连构成温差电源，产生的电压大小由温差决定，用细线将磁针悬挂在直导体上方，直导体中有电流通过时，磁针偏转。利用电流扭秤进行了多次实验，记录数据如表所示。 组别 水银温度/℃ 磁针偏转情况 A B 方向 角度 1 40 10 顺时针 3θ 2 40 20 顺时针 2θ 3 40 30 顺时针 θ 4 40 50 逆时针 θ （1）当直导体中有电流通过时，磁针会偏转的原因是________________。 （2）分析表中数据，若控制A、B中水银温度分别为20℃和50℃，则磁针偏转方向和角度分别为________________。 （3）在相同温差下，为了使磁针偏转更明显，可采用的方法有________________________（写出一点）。 （4）我国科学家成功利用人体和环境的温差做出了温差电池。若该电池在1℃的温差下能产生 2×10﹣2伏的电压，输出功率为1×10﹣6瓦，则输出电流为________安。 20．（2025•仙居县二模）某兴趣小组开展“观察通电直导线周围的磁场”的实验活动。 实验1：在小磁针的上方拉一根与小磁针平行的直导线，给直导线通电，观察小磁针（如图甲）。 实验2：在水平有机玻璃板上穿一个小孔，将一根直导线垂直穿过小孔，在玻璃板上均匀地撒上铁屑。直导线通电后，轻敲玻璃板，观察铁屑的分布情况（如图乙）。 请回答： （1）实验1中，若观察到________________________，说明电流周围存在磁场。 （2）实验2中，轻敲玻璃板的目的是________________________________________，从而使铁屑分布更清晰。 （3）根据图乙中被磁化铁屑的排列情况，描述通电直导线周围的磁感线分布：________________ ________________________。 （4）兴趣小组进一步实验（如图丙），a、b两导线通电后出现相互排斥现象。若要使两导线相互吸引，可行的方法是________________________________。 21（2024•西湖区一模）为了确保鱼正常的生命活动，通常在鱼池内使用增氧泵（如图甲）。其中图乙为气室和橡皮碗的局部放大图。弹性金属片左端固定一固体A，当A被电磁铁吸引时，橡皮碗被压缩，气室内的空气被压入水中：当A被电磁铁排斥时，橡皮碗恢复原状，空气被吸进气室。a和b是与气室相连的导管。增氧泵工作时能不断地将空气压入水中，从而增加水体的溶解氧。 （1）为使增氧泵正常工作，固体A应选用________（选填“磁体”或“铁块”）。 （2）当弹性金属片向下压缩橡皮碗时，K1、K2的开闭情况为________________________。 （3）增氧泵工作时，为使氧气充分的溶解在水中，以下措施可行的是________（选填序号）。 A. 增加气室的高度 B. 增加导管b伸入水面以下的长度 C. 导管b的下端加装一个多孔装置 （4）养鱼时，冬季与夏季，哪个季节更需要增氧泵？判断并说明理由。________________________ ________________________ 。 22（2024•江干区校级三模）1901年，挪威人伯克兰造出世界上第一台电磁发射器，首开电磁炮先河。为了认识电磁炮的一些特性，小钱制作了一个电磁炮模型，其原理如图。螺线管通电后，铁制撞针迅速前移，推动炮弹射出炮管。 （1）要增强电磁炮中螺线管磁场，采用的方法有________________________。（写出一种） （2）炮弹的动能影响它的威力。直接测量动能有困难，所以，小钱通过测量同一炮弹的射程（炮弹出射点离落地点间的水平距离）来间接比较，此研究方法与下列________（选填字母）实验所用方法相同。 A. 用刻度尺测物体长度 B. 用量筒测液体体积 C. 用压强计研究液体内部压强 （3）小钱测得的一项实验数据（取多次实验的平均值）如表。他得出“当其他条件加同的情况下，撞针质量为0.3克时电磁炮的射程最远”的结论。你认为这个结论是否可靠并说明理由________________ ________________________________。 实验次数 第1次 第2次 第3次 第4次 第5次 撞针质量（克） 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 射程（米） 0.48 0.54 0.81 0.46 0.41 23（2023•南浔区一模）在项目化学习中，小科用条形磁体、大号缝衣针、硬卡纸、橡皮、大头针制作简易指南针，指南针制作过程如下： 步骤Ⅰ：取2枚大号钢质缝衣针，分别将条形磁体沿同一方向摩擦缝衣针10余次（如图甲），使缝衣针磁化。 步骤Ⅱ：将1张硬壳卡纸折成直角，将2枚被磁化的缝衣针对称地穿在卡纸两侧，如图乙所示，用1块橡皮和1枚大头针做成支座，将插有缝衣针的卡纸水平支起。 步骤Ⅲ：用当地的地图确定简易指南针所指的方向。 步骤Ⅳ：在老师的指导下，针对制作指南针的科学性设计了评价表。 “自制指南针”评价量表（节选） 评价指标 优秀 合格 待改进 指标一 指针磁性强，且能自 由转动 指针磁性强，不能自 由转动 指针磁性弱，不能自 由转动 指标二 能准确指示南北方 向，能保持平衡 能指示南北方向，不 能保持平衡 不能指示南北方向， 不能保持平衡 （1）将条形磁铁的S极靠近图乙中缝衣针的针尖，缝衣针被排斥，则缝衣针针尖位置应标为________极。 （2）在不添加器材情况下，若要确定简易指南针是否能够指示南北，应如何操作________________ ________________________________________________。 （3）根据评价量表进行测试评价，小科制作的指南针“指标一”被评为“优秀”，“指标二”被评为“合格”。为使该指南针的“指标二”达到优秀水平，请你对该指南针提出合理的改进建议：________________。 考向六 电磁继电器应用 24．（2025•宁波二模）科技小组开展设计一款多功能电饭煲的项目活动，过程如下： 【明确问题】科技小组同学们讨论后认为，电饭煲应具有如下基本功能，并提出具体标准： ①工作电压：220V；煮饭模式功率：880W；保温模式功率：88W。 ②电饭煲达到设定温度后能自动切换到保温模式。 【方案设计】根据标准，小组讨论后，初步设计了如图甲的方案，图中开关S1、S2都闭合时，电饭煲处于煮饭模式，功率为880W，则发热电阻R1应选择的阻值为多少欧？ 【方案优化】有同学认为甲方案不能实现自动切换功能，于是同学们利用电磁继电器与热敏电阻，设计了如图乙的方案。 ①工作电路中的发热电阻R1应设计在________处（选填“a”或“b”）。 ②为确保安全，当电饭煲内温度达到设定温度105℃时，工作电路自动切换到保温模式，其中热敏电阻R的阻值与温度关系见图丙。控制电路的电源电压为24V，当电流达到0.03A时，电磁铁会吸下衔铁，工作电路自动切换到保温模式。那么，选用的定值电阻R0阻值应为多少欧？（电磁铁线圈阻值不计） 25．（2024•秀洲区校级模拟）某项目学习小组计划设计一款可温控电风扇（如图甲所示）。Rx为热敏电阻，其阻值随温度的变化（如图乙所示）。（电磁铁线圈电阻忽略不计）。 【工作原理】开关S1闭合，当开关S连接bc，接通控制电路，若室温达到30℃电磁继电器吸引衔铁，动触头上弹，工作电路接通，电风扇运转；当室温低于22℃，电磁继电器断开衔铁，动触头弹回，工作电路断开，电风扇停止运转。 【产品制作】根据电路图的工作原理，若开关S1闭合，当开关S连接ab，温控模式________（选填“能”或“否”）实现。 【产品测试】温控模式下，当控制电路的电流为10mA～100mA时，风扇均可处于运转状态。 【产品评价】项目小组制定了项目成果评价表，如表是部分指标的评价内容。请依据以下项目评价表，首先针对【指标2】来评价该作品的达成情况的等级是良好，你认为的评价理由是________________ ________________________________________________。 等级/指标内容 优秀 良好 待改进 指标1 能否温度控制或人工控制电风扇的启动或关闭 既能温度控制，又能人工控制 能温度控制，但不能人工控制 不能温度控制，但能人工控制 指标2 电风扇的风速是否可调 风速是可调且连续变化 风速是可调的但不连续变化 风速不可调 【产品迭代】某同学提出对方案进行适当的升级改造，欲使电风扇运转的临界温度可根据使用者的需求进行个性化调节。为达成该设计的选代升级，以下方案中可行的是________。 A.在控制电路中接一个滑动变阻器 B.电磁铁选用匝数可变的线圈 C.改变工作电路中变阻器的阻值 D.将控制电路的电源改成电压可调的电源 考向七 伏安法测电功率 26．（2026•嘉兴模拟）小嘉发现家里手电筒的电池使用久了，灯的亮度会变暗。为探究原因，他拆下灯珠进行如下实验（灯珠上标有“2.5V”的字样）： ①设计电路图，用导线完成电路连接。 ②闭合开关，调节滑动变阻器，当电压表示数分为2.0V、2.5V、3.0V时，将电流表的示数分别填入记录表中。 序号 电压/V 电流/A 小灯泡亮度 1 2.0 0.18 暗 2 2.5 0.20 亮 3 3.0 ？ 很亮 （1）滑片P向右移动时，灯变暗，则图甲中导线C端应与滑动变阻器的________（填图中字母）接线柱连接。 （2）第3次实验时，电流表的示数如图丙，则表格“？”处的数据是________。 （3）由实验数据可知，小灯泡的额定功率是________瓦。 （4）根据实验结果，请解释手电筒电池用久后灯变暗的原因是_____________________________ ________________________________________。 27．（2026•舟山模拟）在测量“小灯泡电功率”的实验中，电源电压6V恒定不变，小灯泡的额定电压为2.5V。 （1）请选择合适的量程，用笔画线代替导线补全图甲中的电路。 （2）闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图乙所示），若想测量小灯泡的额定功率，应________________________________________________（填操作步骤）。 （3）移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I﹣U图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是________W。 （4）小科设计了如图丁所示的电路，利用电流表和阻值为R0的定值电阻，测量额定电压为UB的小灯泡的额定功率。小科连接好电路后的步骤如下： ①闭合开关S，S1与a相接，调节滑片P，使电流表的示数为。 ②保持滑动变阻器滑片位置不变，S1与b相接，记下电流表的示数I1。 ③小灯泡额定功率的表达式P额＝________________________________（用字母表示）。 28．（2026•浙江模拟）图甲是小科“测量灯泡的电功率”实验的电路图，图乙是即将连接完成的实验电路。其中电源为四节新的干电池，灯泡的额定电压为4V，灯丝的电阻约为10Ω，滑动变阻器标有“20Ω 1A”的字样。 （1）对照电路图，用笔画线代替导线，将实物图乙中未完成的部分连接好。 （2）小科刚闭合电路的开关，就出现灯泡很亮的现象，此时电压表示数为5V。请指出他操作上的错误：________________________________________。 （3）实验中，当灯泡正常发光时，电流表示数如图丙所示，则该灯泡的额定功率为________W。 （4）小科移动滑动变阻器的滑片，使灯泡两端的电压为2V，此时电流为0.18A，电压表示数与电流表示数的比值与灯泡正常发光时不同。请帮他解释产生这个现象的原因：________________________。 29．（2025•浙江模拟）为测定小灯泡的电功率，小帅准备好了待测小灯泡（额定电流为0.2A，电阻约为8Ω）、2节新干电池、滑动变阻器、电流表、电压表、开关及导线若干。 （1）请帮助小帅完成图甲中的电路连接，要求滑动变阻器滑片向右移动时，小灯泡变亮。 （2）正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则电路故障的原因可能是________________。 （3）解决电路故障后，小帅移动滑片，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图乙所示的I﹣U图像。图乙中，阴影部分的面积S1表示小灯泡的实际电流是额定电流一半时的电功率，记为P1。由图乙推知：小灯泡的实际电压是额定电压一半时的电功率为P2，则P1________P2（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 （4）小帅打算增加一个阻值为10Ω的定值电阻R0，只利用一只电表，通过操作图中单刀双掷开关来测量小灯泡的额定功率（单刀双掷开关分别接“a”、“b”各一次）。图丙、图丁是他设计的两种不同方案的电路图，则以下判断正确的是________（填字母）。 A．丙方案能，丁方案不能 B．丙方案不能，丁方案能 C．两种方案都能 D．两种方案都不能 30．（2025•钱塘区一模）小塘测量小灯泡的功率，利用实验器材和实验过程如下： 实验器材 相应参数 实验器材 相应参数 小灯泡 额定电压2.5V，电阻约10Ω 滑动变阻器 ？ 电流表 量程为0～0.6A和0～3A， 电源 电压5V保持不变 电压表 量程为0～3V和0～15V 导线 若干 开关 单刀单掷 （1）移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电流表有示数，电压表的示数为0，则出现故障的原因可能是________________________________。 （2）排除故障完善电路后，闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，根据所测量数据做出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像，如图乙，小灯泡的额定功率为________W。 （3）实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为________。 A.5Ω 2A B.30Ω 1A C.40Ω 0.2A （4）若图乙中的阴影部分表示电压表为2.0V时，小灯泡消耗的实际功率大小，请帮助小组同学在图中表示出此时滑动变阻器实际消耗功率的区域（该区域用斜线涂黑）。 31．（2025•绍兴一模）小敏在“测小灯泡电功率”的实验中，用到的实验器材有：电源电压（3伏）、电流表、电压表、“2.5伏”字样的小灯泡L1、滑动变阻器（10欧姆1安）、开关、导线若干。 序号 1 2 3 4 电压U/V 1.5 2.00 2.50 2.80 电流I/A 0.20 0.24 0.32 （1）如图甲是连接的实验电路，在闭合开关前应先将滑动变阻器滑片P移至________（选填“A”或“B”）端。 （2）如图乙是测量第3组数据时电路中电流表示数，则小灯泡的额定功率P1为________瓦。 （3）分析表格中的数据，其中第________组（填写表格中序号的数字）数据有明显错误。 （4）小敏想比较另一个额定电压为2.5伏的小灯泡L2的额定功率P2与P1的大小关系，当L1正常发光时，他断开开关，保持滑动变阻器滑片位置不变，将L1替换为L2闭合开关后，发现电压表示数为2.3伏。依据上述现象，可推断出P1________P2（选填“＞”、“＝”或“＜”）。他继续完成了P2的测量后，验证了推断。 考向八 特殊方法测电功率 32．（2025•拱墅区二模）某灯泡上标有“7.*，0.5A”的字样，其中额定电压值不清，估计在7.0V～7.9V之间，因为灯泡的电阻会随温度的升高而增大，要测定小灯泡的额定功率，必须测出其额定电压。现有实验仪 器：一只电压恒定的电源（电压值未知）一只电流表、一只标有“20Ω.5A”滑动变阻器R、一只阻值为10Ω的定值电阻、开关和导线若干。 某项目化小组反复讨论后，设计了图甲所示的电路图，并开展实验。 （1）滑片位于a端时，只闭合S和S1，电流表示数如图乙为________A，求出电源电压。 （2）________________________________（请补充具体操作），移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为0.5A，此时小灯泡正常发光。 （3）当小灯泡正常发光时，保持滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S和S1、断开S2，读出电流表示数为0.6A，求出此时滑动变阻器接入电路的阻值R。 （4）通过计算得出灯泡的额定电功率为________W。 33．（2023•苍南县模拟）小明利用如图甲测量“小灯泡正常发光时的电阻”，选用的电源电压为3.0V，小灯泡的额定电压为2.5V。 （1）闭合开关后，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，出现这一故障的原因可能是小灯泡________； （2）观察图乙，在该图像中发现电流与电压不成正比，这是因为________________________； （3）完成实验后，小明想测量另一个小灯泡的额定功率，重新设计了电路（如图丙），这个小灯泡正常工作的电流为I额，请完成实验步骤（已知电源电压为U、R2的最大阻值为R2）； ①闭合开关S1，S2接1，移动滑动变阻器R2的滑片，使电流表示数为I额； ②闭合开关S1，S2接2，保持滑动变阻器R2的滑片位置不变，调另一个滑动变阻器R1的滑片，使电流表示数为I额；再将滑动变阻器R2的滑片调到最右端，读出电流表的示数为I； ③小灯泡的额定功率表达式为P额＝________________（用U、R2、I额、I表示）。 34．（2023•瓯海区模拟）小芳到实验室做“测量小灯泡额定功率”的实验时，老师只给她提供了如下器材：标有“2.5V”的小灯泡、电源、滑动变阻器、开关、两个电压表（没有电流表）、阻值为10Ω的定值电阻R0、导线若干。她根据所给定的器材经过认真思考后设计了正确的实验电路，如图甲是该电路的不完整电路图。 （1）请你将甲电路图补充完整。 （2）闭合开关前，应将滑动变阻器调至阻值________的位置。 （3）闭合开关后，为了测量小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器，使电压表的示数为________V，此时电压表的示数如图乙所示，是________V。 （4）小灯泡的额定功率为________W。 （5）她还进一步设计出了只有电流表没有电压表解决这个问题的方法，其电路如图丙所示，R0＝10Ω，并认为关键的一步是必须调节滑动变阻器，使电流表的示数为________A时，再读出电流表的示数，才能计算出小灯泡的额定功率。 35．（2025•舟山模拟）小乐酷爱科学，平时就喜欢对各种自然现象质疑，并自己做实验进行论证，此刻他准备探究小灯泡的电功率的相关知识。 （1）对于猜想“小灯泡的电功率与电压有关，电压越大，功率越大”，小乐设计了如图甲所示的电路图来验证。则支持该结论的实验现象是________________________。 （2）为了测定额定电压为“2.5V”的小灯泡的额定电功率，小乐进行如下操作： ①按图乙所示连接电路并将滑动变阻器调到阻值最大。 ②实验前检查电流表如图丙，产生这种现象的原因是________________。 ③解决问题之后，小乐闭合开关，将滑动变阻器滑片移到某一位置，电压表示数如图丁所示，此时为了测定小灯泡额定功率，小乐接下来的操作是________________________________。 ④当电压表示数是额定电压，电流表示数为0.3安，根据P＝UI最终算出小灯泡的额定功率为________W。 36．（2024•嵊州市模拟）图1是小明同学“测量小灯泡电功率”的实物连接图。电源电压为6V恒定不变，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时小灯泡电阻约为8Ω。 （1）连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应位于________端（选填“a”或“b”）。 （2）闭合开关，进行实验，并将实验数据记录在表中。 实验序号 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 1 2.0 0.28 2 2.5 I0 3 3.0 0.34 ①移动滑片P使电压表示数为2.5V时，电流表的示数如图2所示，则小灯泡额定功率为________瓦。 ②以电流的平方（I2）为横坐标，以实际功率（P）为纵坐标，下列坐标图（实线部分）与实验数据相符的是________。（选填字母） （3）与小灯泡的电阻相比较，虽然电流表的电阻非常小，电压表的电阻非常大，但由于电流表、电压表电阻的影响，测量后计算出的电功率会比真实值________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 37．（2024•拱墅区二模）探究小灯泡的电功率。 （1）小乐设计了如图甲所示的电路图来验证如下猜想：“小灯泡的电功率与电压有关，电压越大，功率越大”。则支持该结论的实验现象是________________________________________。 （2）为了测定额定电压为“2.8V”的小灯泡的额定电功率，小乐进行如下操作： ①按图乙所示连接电路并将滑动变阻器调到阻值最大。 ②闭合开关，将滑动变阻器滑片移到某一位置，电压表示数如图丙所示，此时为测定小灯泡额定功率，小乐接下来的操作是________________________________________________________。 ③当电压表示数为2.8伏时，电流表示数为0.3安，小乐根据P＝UI算出小灯泡的额定功率为________W，断开开关，发现电流表的指针如图丁所示，则小灯泡的额定功率的真实值________（选填“大于”“小于”或“等于”）计算值。 考向九 焦耳定律实验 38．（2025•衢州一模）小科在验证“电阻丝产生的热量与电阻、电流及通电时间的关系”时，采用了一种“变色测温贴”（产品介绍如图甲所示），常温下将测温贴贴在电阻上，并连接如图乙所示的实验电路，闭合开关，记录测温贴变色所用的时间。断开开关，待测温贴？，调节滑动变阻器，闭合开关，继续测量测温贴变色所用时间，所得结果如表： 实验序号二 变色所用的时间/s R1 R2 1 9 18 2 12 24 3 21 42 （1）题干中“？”处应填________________。 （2）根据表中数据可知，从实验1到实验3滑动变阻器滑片是向________移动的。 （3）考虑电阻散热，不同电阻使测温贴升高相同温度时，实际消耗的电能是不同的。因此在烧开水时，从节约用电角度考虑应选择下列哪种电热水壶？________ 。 A.“220V，1000W” B.“220V，1500W” （4）从安全角度考虑，家庭电路中大功率用电器使用更粗导线的原因是：________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 39．（2025•定海区模拟）小明学习了焦耳定律表达式Q＝I2Rt之后很好奇，电流流过导体产生的热量与导体两端电压是否有关，在老师的指导下，完成了如下实验： ①取两只同型号的直流电动机（不计工作过程中电刷与换向器摩擦产生的热量），按如图方式连接，并且在每只电动机金属外壳的相同位置固定一个电子温度计，同时记录两支电子温度计的初始温度值。 ②闭合开关，发现两只电压表示数相同，然后对电动机M1施加一个阻力，使其转动速度变慢，发现电压表V1示数变小，V2示数变大。 ③维持V1、V2示数不变（U1＜U2），每隔30s记录一次温度计示数，记录数据T1、T2如表所示。 ④换用其他两个同型号的直流电动机重复上述实验。 t（min） 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 T1（℃） 17.8 18.4 19.0 19.5 20.0 20.7 21.2 21.6 21.9 22.2 22.4 T2（℃） 17.8 18.5 19.1 19.6 20.0 20.7 21.2 21.7 22.0 22.4 22.6 试回答下列问题： （1）两个电动机采用串联连接方式的目的是________________________________。 （2）小明分析了该实验，认为在电流相等，通电相同时间时U1＜U2，两个电动机（R相同）所产生的热量（由T1、T2体现）却基本相等。由此可得出结论是________________________________________。 （3）从能量转化及功的角度分析，当电动机M1受到阻力转速变慢后，U1＜U2的原因是________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 40．（2025•舟山二模）小科用如图所示装置探究电流通过导体产生的热量与导体电阻、电流大小的关系。甲、乙两个完全相同的烧瓶内装有等量的煤油，瓶内电阻的阻值分别为5Ω和10Ω，A、B是相同的玻璃管，管内初始液面位置相同。 实验一：闭合开关，通电1分钟记录液面上升的高度，分别记作h1和h2。 实验二：断开开关，当两根玻璃管中的液面降回到原来的高度后，减小滑动变阻器连入电路的阻值。再闭合开关，通电1分钟记录液面上升的高度，分别记作h3和h4。 （1）除电流表和秒表外，本实验中还需要用到的测量工具为________________。 （2）实验中，将电阻丝串联连接的目的是为了保证实验时________________________相同。 （3）多次重复实验均发现h1＜h3＜h4，则可以得出的结论为________________________________ ________________________________________。 （4）该同学将玻璃管换成温度计，重新实验，测得数据如表所示，得出“在通电时间不变时，电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比”的结论，则表中Δt2的值为________。 实验序号 电流表读数 4分钟后甲瓶升高的温度/℃ 4分钟后乙瓶升高的温度/℃ 11 1 5.0 10.0 2 1.5 Δt1 Δt2 23 2 20.0 40.0 …… …… …… …… 1 / 28 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题01 电学实验专项训练 中 目 录 易错题通关 考向一 欧姆定律实验 1 考向二 伏安法测电阻 9 考向三 特殊方法测电阻 18 考向四 家庭电路检测 22 考向五 电与磁实验 23 考向六 电磁继电器应用 29 考向七 伏安法测电功率 31 考向八 特殊方法测电功率 40 考向九 焦耳定律实验 47 易错题通关 考向一 欧姆定律实验 1．（2026•鄞州区模拟）图1是欧姆设计的一款能测量电流大小的电流扭秤，其内部结构如图2。容器A、B中装有不同温度的水银，以导线相连构成温差电源，AB两端存在电压，其电压大小由温差决定。利用悬丝在直线导体上方悬挂磁针，导体中有电流通过时，磁针偏转，欧姆对电流扭秤进行了多次测试，数据如表： （1）实验中欧姆是通过________________来反映电流大小的。 （2）根据欧姆的实验数据，控制A、B中水银温度分别为20℃和50℃，可推测磁针偏转的方向为________及偏转的角度大小为________。 （3）相同温差下，为了使小磁针偏转更明显，可以采用的方法是________________________。 组别 水银温度/℃ 磁针偏转情况 A B 方向 角度 1 40 10 顺时针 3θ 2 40 20 顺时针 2θ 3 40 30 顺时针 θ 4 40 50 逆时针 θ 【答案】（1）磁针偏转角度；（2）逆时针；3θ；（3）减小小磁针与导体间的距离。 【解析】（1）通电导体周围存在磁场，通过磁针偏转角度来反映电流大小的。 （2）结合表格数据进行分析判断，得出结论。 （3）相同温差下，为了使小磁针偏转更明显，则应使磁场更强或减小小磁针与导体间的距离等。 解：（1）通电导体周围存在磁场，会对磁针产生力的作用，使磁针发生偏转，通过磁针偏转角度来反映电流大小的，运用了转换法。 （2）由表格数据可知，当A中水银温度低于B中水银温度时，磁针逆时针偏转；且AB中水银温度相差10℃的几倍，偏转角度就为θ的几倍，所以若控制A、B中水银温度分别为20℃和50℃，可推测磁针偏转的方向为逆时针，角度为3θ。 （3）相同温差下，为了使小磁针偏转更明显，可以将直线导体换成导电线圈，让磁场变强，或更换磁性更强的小磁针，或减小小磁针与导体间的距离等。 2．（2025•温岭市二模）某科学小组进行如下电学实验。 （1）探究：科学小组用图甲所示电路测量并联电路的电流特点，数据如下：I1＝0.2A，I2＝0.3A，I＝0.5A，由此可得出的结论________________________________________________。 （2）困惑：小组同学先闭合开关S和S1再闭合S2时，发现灯L1变暗了。并联电路中各用电器独立工作，互不影响，在闭合S2时，灯L1亮度理论上是不变的，实验中为什么变暗了？ 解决：学了欧姆定律后，小组同学重新研究这个问题，设计图乙的电路。闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，发现电压表示数变了，图乙是否有个看不见的电阻存在呢？查阅资料：电源内部确实存在电阻，当电源外部电阻变小，灯两端电压变低，灯变暗。 求值：科学小组在图乙电路中移动滑片，分别测出电压表和电流表的值，得到如下表数据（导线电阻不计）。 实验次数 科学量 1 2 3 电压U/V 2.8 2.5 2.4 电流I/A 0.2 0.5 0.6 分析上表数据：电源内阻阻值＝________欧。 （3）拓展：冬天在电池储存能量相同时，电池的内阻增大，是导致电动车续航能力下降的因素之一，请从能量角度解释原因________________________________________________________。 【答案】（1）并联电路中干路电流等于各支路电流之和； （2）1； （3）冬天电池的内阻增大，电池本身消耗的能量多，由能量守恒定律可知，电能转化的机械能减小。 【解析】（1）并联电路中干路电流等于各支路电流之和； （2）电源的内阻与滑动变阻器串联，根据串联电路特点和欧姆定律可得电源内阻阻值； （3）冬天电池的内阻增大，电池本身消耗的能量多，导致效率降低。 解：（1）由题中数据可知I＝I1+I2＝0.2A+0.3A＝0.5A 由此可得结论：并联电路中干路电流等于各支路电流之和，即I＝I1+I2。 （2）设电源电压为U，内阻为r，电源的内阻与滑动变阻器串联， 滑动变阻器两端电压为2.8V时，电流为0.2A，电源电压U＝I1r+UR1＝0.2A×r+2.8V 第2组数据可得，电源电压U＝I2r+UR2＝0.5A×r+2.5V 第3组数据可得，电源电压U＝I3r+UR3＝0.6A×r+2.4V 联立以上任意两式解得，U＝3V，r＝1Ω 电源内阻阻值为1Ω。 （3）冬天电池的内阻增大，电池本身消耗的能量多，由能量守恒定律可知，电能转化的机械能减小，所以续航能量减弱。 3．（2025•路桥区二模）小柯利用图甲所示的电路验证欧姆定律。 次数 电压/V 电流/A 1 1.0 0.11 2 2. 0.21 3 2.5 0.26 （1）根据图甲电路图连接实物，请用笔画线代替导线完成图乙电路连接。 （2）正确连接好电路后，闭合开关，发现电流表没有示数，电压表也无示数，（若故障只有一处）以下对于电路故障的分析正确的是：________。 A.不可能是R断路 B.可能是R短路 C.把电压表和电流表互换位置，电压表有示数，电流表无示数 D.如果是滑动变阻器断路，可以把电压表并联在滑动变阻器两端进行检测 （3）根据实验数据做出电流随电阻变化的图像如图丙所示。则可以得到的实验结论是___________ ________________________________________________________。 （4）小柯在研究电流与电压关系的实验中，定值电阻R的阻值为10欧，通过滑动变阻器多次实验得到相关数据如表所示。结束实验整理器材时发现，测量过程某个电表没有调零。则这个电表在未连入电路前的指针偏转情况可能是________。 A. B. C. D. 【答案】（1）如下图；（2）AD；（3）在电阻两端电压一定时，通过电阻的电流与电阻阻值成反比；（4）B、C。 【解析】（1）电压表与电阻并联，变阻器滑片右下接线柱连入电路中与电阻串联。 （2）正确连接好电路后，闭合开关，发现电流表没有示数，电压表也无示数，若故障只有一处，可知电路断路，电压表没有与电源连通，据此分析； （3）根据图丙所示得出电流与电阻之积为一定值得到实验结论； （4）定值电阻R的阻值为10欧，电压表与电流表示数比应为10欧姆，测量过程某个电表没有调零，可能是电流表示数多读了0.01A，也可能是电压表示数少读了0.1V，据此分析。 解：（2）正确连接好电路后，闭合开关，发现电流表没有示数，电压表也无示数，若故障只有一处，可知电路断路，电压表没有与电源连通： A.若R断路，电流表示数为0，电压表与电源连通测电源电压，电压表有示数，不符合题意，不可能是R断路，故A符合题意； B.若是R短路，则电路为通路，电流表有示数，故B不符合题意； D.如果是滑动变阻器断路，可以把电压表并联在滑动变阻器两端，若有示数，确定是变阻器断路，故D符合题意； C.把电压表和电流表互换位置，电流表与电阻并联，电压表串联在电路中，若是变阻器断路或开关断路，两表都没有示数，故C不符合题意； 故选：AD。 （3）根据实验数据做出电流随电阻变化的图像如图丙所示，可知电流与电阻之积为 UV＝0.4A×5Ω＝﹣﹣﹣﹣0.1A×20Ω＝2V 为一定值，则可以得到的实验结论是 在电阻两端电压一定时，通过电阻的电流与电阻阻值成反比。 （4）定值电阻R的阻值为10欧，电压表与电流表示数比应为10欧姆，测量过程某个电表没有调零，可能是电流表示数多读了0.01A，即选项B；也可能是电压表示数少读了0.1V，即选项C，则这个电表在未连入电路前的指针偏转情况可能是B、C。 4．（2025•拱墅区一模）如图甲所示为自动气象站中的测温装置，学校科技小组模拟制作了一个测温器。测温器电路如图乙所示，其中电阻R为铂质电阻，其阻值随温度的变化如图丙所示；“恒流源”是一个特殊电源，R的阻值变化时，电源输出的电流能保持恒定不变。小组同学想将灵敏电压表改装成气温表，以反映环境的温度。实验发现：环境温度从20℃上升到40℃时，灵敏电压表的示数变化了16mV。则： （1）通过电阻R的电流恒定为________ mA。 （2）若将灵敏电压表改成气温表，则0℃应标在电压表的________mV处。 （3）由灵敏电压表改成的气温表，其刻度________（选填“均匀”或“不均匀”）。 （4）当温度的变化值相同时，灵敏电压表示数的变化值越大，表示气温表的灵敏度越高。则要提高其灵敏度，可采取的做法是________________________________（写出1点）。 【答案】（1）2；（2）200；（3）均匀；（4）换一个电流更大的恒流源。 【解析】（1）电路中的电源不是常规的“恒压”电源，而是“恒流”电源，这样通过R的电流是保持不变的，其两端电压就会随着电阻的变化而发生变化，根据欧姆定律得出电压表示数的变化量表达式，然后进行计算即可求出通过电阻R的电流； （2）由图丙得出0℃时R的阻值，然后根据欧姆定律即可求出电压表示数，即为0℃应标在电压表的位置； （3）接入阻值为R时，根据欧姆定律可得出电压表的示数的表达式，分析即可得出灵敏电压表刻度是否均匀； （4）根据R两端电压与电阻的表达式即可判断。 解：（1）根据欧姆定律I可知，在恒定电流状态下，U与R成正比，故电压变化量ΔU与电阻变化量ΔR成正比，即：I，则两者的比值即为恒定电流的值； 环境温度从20℃上升到40℃时，电阻增加量为116Ω﹣108Ω＝8Ω，灵敏电压表的示数变化了16mV，故恒定电流值为I2mA； （2）由图丙得出0℃时R的阻值为100Ω，根据I可得U0＝IR0＝2×10﹣3A×100Ω＝0.2V＝200mV； （3）电压表的示数为UV＝IR， 由图丙可知R与温度成正比，由于“恒流源”的电流不变，则UV与R成正比，所以，将电压表刻度是均匀的； （4）为了增大该装置的灵敏度，应该在温度变化量相同时，变化更大的电压，根据欧姆定律变形公式U＝IR可知，恒流状态下，电流I越大，电压U变化量越大，装置更灵敏，故应该换一个电流更大的恒流源。 5．（2024•长兴县二模）表决器能很好的解决因人力投票时产生的统计困难与繁琐问题。项目化小组同学想以四人投票为参照，用电表来改装一个表决器，直接显示赞成票是多少。现有开关（闭合、断开来分别体现赞成、反对），新的干电池2节、各种电表、若干5欧的定值电阻和小灯泡、开关、导线等器材，进行项目式学习。 【项目设计】 （1）小组同学绘制了如图1所示的3个电路图，按要求应选________； （2）所设计的电路图中，用电器该选用________（选填“5欧的定值电阻”或“小灯泡”）； 【项目应用】 （3）该小组的同学选择了正确的电路设计图后，进行模拟表决：有两位同学表示赞成、两位同学表示反对，那么此时票数需要标注在电流表的________刻度处； 【项目反思】 （4）经小组同学对数据分析，发现用电流表改装表决器后，具有投票数与电流大小成正比的关系，有助于票数的统计，能在电流表上更直观的体现票数等优点。阿苗同学却用电压表改装了表决器，设计了如图2所示的电路图，请问这样改装的表决器是否具有类似的优点________________。 【答案】（1）C；（2）小灯泡；（3）1.2A；（4）具有类似优点。 【解析】（1）根据题意，表决器应该为并联，据此分析； （2）用电器该选用小灯泡，用灯的亮暗显示自己的决定； （3）根据题意得出并联电阻，由得出电流； （4）针对电路进行分析得出答案。 解：（1）根据题意，表决器应该为并联，故C符合题意； （2）所设计的电路图中，用电器该选用小灯泡，用灯的亮暗显示自己的决定； （3）由题意可知，电源为2节干电池即3V，每个小灯泡的电阻为5Ω，有两位同学表示赞成、故两个灯泡并联，并联电阻R＝2.5Ω，由可得，I1.2A，即此时票数需要标注在电流表的1.2A处； （4）由图2可知，各个开关与对应的用电器并联，每个开关能控制一个用电器，当开关全部断开，电压表示数最小，当开关全部闭合，电压表示数最大，投票数与电流大小成反比的关系，故此装置具有与电流表改装的表决器类似的优点。 6．（2024•鄞州区校级模拟）在某次STEM活动中，老师展示一个如图甲所示的黑盒子，绝缘外壳上有A、B、C三个接线柱。老师告诉同学们，盒内由两个相同定值电阻R连接而成。STEM小组设计电路图如图乙，并连接电路测量各个接线柱之间的电阻，将数据记录在表格。请回答下列问题： （1）STEM小组的同学在某次实验中连接好最后一根导线后，发现电流表和电压表的指针立即有明显的偏转，请指出该同学操作上可能存在的错误：________________________________。 （2）纠正后，STEM小组的同学继续实验。在测B、C接线柱之间的电阻时，电压表的示数如图丙所示，请读出并填入表格中。 实验次数 M、N连接点 U/伏 I/安 ① A、B 1 0.2 ② B、C ________ 0.54 ③ A、C 2 0.2 （3）根据如表数据，画出黑盒子内两个等值电阻的连接方式，并标注电阻的阻值。 （4）STEM小组的同学分析表中数据，认为还能得到电流与电压或电阻的关系，比较①②两次实验数据，可以得出的结论是________________________________________________。 【答案】（1）连接电路时没有断开开关；（2）2.7；（3）如下图；（4）电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 【解析】（1）为保护电路，连接电路时需断开开关； （2）根据电压表接入电路的量程和分度值读数； （3）根据欧姆定律计算电阻的阻值，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，据此判断电路连接方式； （4）分析表格数据得出结论。 解：（1）实验中连接好最后一根导线后，发现电流表和电压表的指针立即有明显的偏转，该同学操作上可能存在的错误是连接电路时没有断开开关； （2）电压表接入电路的是小量程，分度值为0.1V，示数为2.7V； （3）根据表格数据结合欧姆定律可知：RAB5Ω，RBC5Ω，RAC10Ω， 串联电路总电阻等于各部分电阻之和，所以黑盒子内两个5Ω的电阻的连接方式是串联。 （4）比较①②两次实验数据可知电阻一定时，电压变为原来的2倍，电流也变为原来的2倍，可以得出的结论是电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 考向二 伏安法测电阻 7．（2026•拱墅区一模）在“伏安法测电阻”的实验中，小乐用图甲所示的电路测量电阻的阻值。 （1）图甲所示电路中，导线a应与滑动变阻器的________（填字母）接线柱相连。 （2）正确连接电路后，闭合开关，电流表和电压表示数均为0。用导线先后并联在电压表两端、电流表两端，两表示数仍为0；再将导线并联在滑动变阻器两端，两表指针明显偏转。由此可知，电路的故障是________________________。 （3）排除故障后，闭合开关，当滑动变阻器的滑片P移到某一位置时，电压表示数为2.20V，电流表示数如图乙所示，则被测电阻R的阻值为________Ω。 （4）小乐测得三个电阻的I﹣U关系如图丙所示，其中阻值最大的是________（填“R1”“R2”或“R3”）。 【答案】（1）C或D；（2）变阻器断路；（3）11；（4）R3。 【解析】（1）滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联在电路中； （2）实验时，闭合开关，发现电流表和电压表指针都不偏转，则电路有断路，用一根导线与电路并联，电压表和电流表示数仍为0，可知导线之外的电路为通路，则有示数可知电路为通路，据此分析； （3）电流表接入电路的量程为0～0.6A，每一小格表示0.02A，电流表的示数为0.2A，由欧姆定律可得定值电阻的阻值； （4）分析图丙可知，当电流相同时，R3两端的电压最大，由欧姆定律可分析。 解：（1）滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联在电路中，所以导线a应与滑动变阻器的C或D接线柱相连； （2）正确连接电路后，闭合开关，发现电流表和电压表示数都为0。用一根导线在图甲中先后并联在电压表和电流表两端时，电压表和电流表示数仍为0，说明电压表和电流之外的电路为断路，再将导线并联在滑动变阻器两端，两表指针明显偏转，说明电路为通路，则电路的故障是变阻器断路。 （3）排除故障后继续实验，当电压表示数为2.20V时，电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.2A，则定值电阻为： R11Ω； （4）分析图丙可知，当电流相同时，R3两端的电压最大，由欧姆定律可知，三个导体中阻值最大的是R3。 8．（2026•浙江模拟）为了测量未知电阻R的电阻值，小科设计了如图1所示的实验电路。 （1）请用笔画线代替导线，将图中未完成的电路补充完整。 （2）正确连接电路，闭合开关，发现电流表和电压表都有较大的示数，且无论怎样移动滑动变阻器的滑片，它们的示数都不变。造成这一现象的原因可能是________________________________。 （3）排除故障后进行实验，下表是小科记录的实验数据，则电阻R的阻值是________Ω。 实验次数 1 2 3 U/V 1.5 2.0 2.5 I/A 0.14 0.19 0.23 R/Ω 10.7 10.5 10.9 （4）小科利用相同的器材测量电阻R的阻值，根据实验数据绘出的 U﹣I图像如图2所示。则符合小科设计的电路图是________。 A． B． C． 【答案】（1）如下图；（2）滑动变阻器接了上面两个接线柱（或滑动变阻器短路）；（3）10.7；（4）B。 【解析】（1）伏安法测电阻，按电流表串联、电压表并联在R两端、滑动变阻器一上一下串联的原则补全电路即可，据此分析； （2）两表都有较大示数且不变，说明滑动变阻器接了上面两个接线柱（或短路），相当于导线，无法变阻，据此分析； （3）根据R，算出三次阻值，取平均值即可； （4）图中电流随电压增大而减小，说明电压表测滑动变阻器电压，对应电路图B；A测R电压（电流随电压增大）、C测电源电压（示数不变），据以上分析解答。 解：（1）滑动变阻器按“一上一下”串联，电压表并联在定值电阻两端（量程选0～3V），滑动变阻器接一个上接线柱、一个下接线柱，电压表正进负出并联在R两端； （2）电流表、电压表示数都较大，说明电路通路、电阻小；移动滑片示数不变，说明滑动变阻器接了上面两个接线柱（或滑片短路），此时滑动变阻器相当于导线，电阻为0，无法改变电路电阻； （3）根据欧姆定律R，三次测量值分别为10.7Ω、10.5Ω、10.9Ω，取三次的平均值：R＝10.7Ω； （4）图2中电流随电压增大而减小，说明电压表测滑动变阻器电压：A.电压表测定值电阻电压，I随U增大而增大，不符合；B.电压表测滑动变阻器电压，U滑＝ U总﹣IR，I越大，U滑越小，符合；C.电压表测电源电压，示数不变，不符合；故选：B。 9．（2026•衢州一模）小科用如图的器材测量小灯泡的电阻，所用电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V。经过多次实验，测量并记录多组数据，得到小灯泡的1﹣U图像如图3所示。 （1）请用笔画线表示导线，将图1电路连接完整。 （2）正确连接电路后，小科闭合开关发现小灯泡很亮。请指出造成该异常现象的不规范操作是________________________________________________。 （3）调整后闭合开关，当滑动变阻器的滑片移至某一位置时，小灯泡正常发光，电流表示数如图2所示，此时小灯泡的电阻为________欧（计算结果保留一位小数）。 （4）小科分析图3发现实验过程中小灯泡的电阻是变化的，其变化特点是____________________ ________________________________________。 【答案】（1）如下图；（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片没有移到阻值最大处；（3）8.3；（4）灯丝的电阻随温度的升高而增大。 【解析】（1）滑动变阻器上下各选一个接线柱串联在电路中； （2）为了保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器滑片移到阻值最大处； （3）根据电流表选用的测量范围确定分度值读数，利用R求出小灯泡的电阻； （4）灯丝的电阻随温度的升高而增大。 解：（2）正确连接电路后，小科闭合开关发现小灯泡很亮，说明电路中电流较大，电路总电阻较小，即造成该异常现象的不规范操作是：闭合开关前，滑动变阻器滑片没有移到阻值最大处； （3）当滑动变阻器的滑片移至某一位置时，小灯泡正常发光，电流表示数如图2所示，电流表选用小测量范围，分度值0.02A，其示数为0.3A，则此时小灯泡的电阻为： R8.3Ω； （4）由图3可知，当灯泡两端电压增大，通过灯泡的电流也增大，根据P＝UI可知，灯泡实际功率变大，温度升高，灯丝的电阻随温度的升高而增大。 10．（2026•鹿城区校级一模）小温为了测量标有“2.5V 0.3A”字样的小灯泡的电阻，设计了如图甲所示的电路，电源电压保持不变。 （1）请用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整。 （2）闭合开关，电压表示数为0.3V，电流表指针有偏转，灯泡不发光，这是因为________________。 （3）移动滑片，灯泡发出微弱的光，此时电压表示数为0.6V，电流表示数如图乙，灯泡电阻为________Ω。 （4）小温分析实验数据，发现灯泡电阻是变化的。他想较准确估测灯泡未通电时的电阻，设计了以下三个方案。 方案一：闭合开关，移动滑片至灯泡即将发光，测出此时灯泡电阻R1； 方案二：闭合开关，移动滑片至阻值最大端，测出此时灯泡电阻R2； 方案三：完成方案一和方案中的测量，算出R1、R2的平均值。 你认为最合理的方案及理由是_____________________________________________________ ________________________________________________。 【答案】（1）如下图；（2）小灯泡的实际功率太小；（3）5；（4）方案二，滑片移动至阻值最大端时，灯泡两端的电压、通过的电流最小，灯泡的实际功率最小，温度最低，测量的灯泡的电阻更接近未通电时灯泡的电阻。 【解析】（1）滑动变阻器要“一上一下”地连入电路，根据灯泡的额定电流确定电流表选用的量程，据此补充实物图的连接； （2）闭合开关，电压表示数、电流表有示数，说明电路是通路，只是灯泡两端的电压太小、实际功率太小，灯泡不能发光。 （3）先确定电流表选用的量程、对应的分度值，再根据指针位置读数，利用欧姆定律求灯泡电阻；灯泡正常发光时，灯两端的电压等于其额定电压，通过的电流等于其额定电流，利用欧姆定律可得此时灯泡电阻。 （4）灯泡电阻随温度的升高而变大，灯泡未通电时电阻较小，通电后，随着两端的电压变大、通过的电流变大、电功率变大、灯丝温度升高、电阻变大，为了较准确地测量灯泡未通电时的电阻，应该选用灯泡两端电压、通过电流最小的方。 解：（1）滑动变阻器要“一上一下”地连入电路，灯泡的额定电流为0.3A，电流表选用0﹣0.6A量程接入电路，补充实物图连接。 （2）闭合开关，电压表示数为0.3V，电流表指针有偏转，只是灯泡两端的电压太小、实际功率太小，灯泡不能发光。 （3）电流表选用的0﹣0.6A量程，由图乙可知，分度值为0.02A，示数为0.12A，灯泡电阻为R5Ω。 （4）由实验数据可知，灯泡电阻随温度的升高而变大，灯泡未通电时电阻较小，通电后，随着两端的电压变大、通过的电流变大、电功率变大、灯丝温度升高、电阻变大，为了较准确地测量灯泡未通电时的电阻，应该选用灯泡两端电压、通过电流最小的方案，即方案二：闭合开关，移动滑片至阻值最大端，测出此时灯泡电阻R2，不需要测量平均值。 所以最合理的是方案二，理由是滑片移动至阻值最大端时，灯泡两端的电压、通过的电流最小，灯泡的实际功率最小，温度最低，测量的灯泡的电阻更接近未通电时灯泡的电阻。 11．（2026•余杭区校级模拟）小明在探究“导体的电阻与导体长度”的关系时，选择图甲所示的器材，并连接了部分电路。将固定在木板上长为15厘米的铅笔芯作为研究对象，标记为等长的五段，a、f为铅笔芯的两个端点，中间四点分别标记为b、c、d、e。 （1）若使滑动变阻器的滑片P向D端滑动时，电流表示数减小，需用一根导线将电源的正极接线柱与滑动变阻器的________（选填‘A”“B”或“C”）接线柱连接。 （2）小明将电路连接完整，把线夹夹在f点，闭合开关，发现无论如何调节滑动变阻器，电压表和电流表始终无示数。用一根导线的两端分别接到开关两端的接线柱上时，电压表和电流表无示数；将导线的两端分别接到滑动变阻器接入电路的两接线柱上时，电压表和电流表均有示数。若电路中只有一处元件故障，则故障是________________________________。 （3）小明排除故障后，某次实验的电流表示数如图乙，结合甲图电路连接，读数为________安。 （4）将线夹分别夹在e、d、c、b点，重复步骤（3），得到铅笔芯接入长度l和对应的铅笔芯接入电阻的平均值R的数据，如表所示： 线夹位置 b C d e f 铅笔芯接入长度l/厘米 3 6 9 12 15 铅笔芯接入电阻的平均值R/欧姆 2.0 4.0 5.9 8.0 10.0 请在丙图的坐标纸画出铅笔芯接入电阻的平均值R和铅笔芯接入长度l的关系图像。 【答案】（1）A；（2）滑动变阻器断路；（3）0.26；（4）如下图。 【解析】（1）滑动变阻器的滑片P向D端滑动时，电流表示数减小，据此确定滑动变阻器选用的左下端接线柱； （2）根据电流表和电压表的示数分析电路故障的原因； （3）根据电流表的量程和分度值读数； （4）根据表格内数据描点画图。 解：（1）若使滑动变阻器的滑片P向D端滑动时电流表的示数减小，滑动变阻器阻值变大，则A接线柱必须接入电路，故需用一根导线将电源的正极接线柱与滑动变阻器的A接线柱连接。 （2）闭合开关，发现无论如何调节滑动变阻器，电压表和电流表始终无示数，表明电路出现断路；用根导线的两端分别接到开关两端的接线柱上时，电压表和电流表仍无示数，表明铅笔芯之外的电路出现断路；将导线的两端分别接到滑动变阻器接入电路的两接线柱上时，电压表和电流表均有示数，电路是通路，故与导线并联的部分断路，若电路中只有一处元件故障，则故障是滑动变阻器断路。 （3）由图甲可知，电流表使用的是小量程，分度值为0.02A，由图乙可知，读数为0.26A。 12．（2025•黄岩区二模）在“伏安法测电阻”的实验中，某同学用图1所示的电路测R1的阻值，已知电源电压U＝4.5伏且保持不变。 （1）正确连接电路，闭合开关，发现电流表示数为0，电压表的示数如图2所示，则电路中存在的故障可能是________________。 （2）排除故障进行实验。当电压表示数为2伏，电流表示数为0.2A，则R1＝________欧。实验中三次改变R1两端的电压测量电阻，目的是________________________。 （3）该同学继续用三个未知电阻进行实验，将每个电阻两端的电压和通过的电流在如图3所示的坐标系中描出甲、乙、丙三个点，其中________点对应的阻值最大。 【答案】（1）R1断路；（2）10；取平均值减小误差；（3）丙。 【解析】（1）电压表测量对象断路：电流表无示数，电压表示数约为电源电压；电压表测量对象短路，电压表无示数，电流表有示数。 （2）根据欧姆定律计算电阻的阻值。 （3）结合图像和欧姆定律进行判断。 解：（1）电流表示数为零说明电路中没有电流，存在断路，电压表示数大于3V，可知故障为电压表的测量对象电阻断路，电压表串联在电路中，相当于测量电源电压。 （2）R1的阻值为：。 多次改变电阻两端电压，获得多组数据，取平均值减小误差。 （3）由图像可知，丙电阻的电压最大、电流最小，欧姆定律可知，丙电阻的阻值最大。 13．（2025•浙江一模）在学习了欧姆定律以后，小蕙想通过“伏安法”来测小灯泡正常发光时的电阻大小。已知待测小灯泡的额定电压是2.5V。 （1）调节电路过程中当电压表示数为2V时，应将滑动变阻器的滑片P向________（选填“左”或“右”）移动，小灯泡正常发光时的电阻是________欧。 （2）如果小灯泡灯丝被烧断后，电压表和电流表的示数如何变化________________________ ________________________________。 （3）小蕙了解到欧姆那个年代还没有电压、电流、电阻的明确概念，也没有精确测量的仪器，小蕙受到启发，开始思考不用电压表，用三个不同的定值电阻、电流表等元件，设计了如图丙的电路图准备开始探究电流与电阻的关系，但该学习小组的同学观察后觉得仍不能完成探究任务，理由是________________ ________________________。 【答案】（1）右；10；（2）电压表示数变大，电流表示数减小为零；（3）无法控制定值电阻两端电压不变。 【解析】（1）根据串联电路电压的规律，调节滑动变阻器来改变灯泡两端的电压；由图乙数据计算小灯泡正常发光时的电阻。 （2）如果小灯泡灯丝被烧断后，电压表串联到电路中，电压表示数接近电源电压。 （3）根据控制变量的原则进行分析。 解：（1）灯在额定电压下正常发光。此时灯泡两端的电压为2V，小于灯泡的额定电压2.5V，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压的规律，应减小滑动变阻器两端的电压，由分压原理可知，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向右移动，直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V。 由图乙知电压为2.5V时，电流为0.25A，所以小灯泡正常发光时的电阻为。 （2）如果小灯泡灯丝被烧断后，电压表串联到电路中，电压表示数接近电源电压，所以会出现电压表示数变大，电流表接近于零。 （3）根据控制变量的原则，探究电流与电阻的关系需要控制电阻两端的电压不变，而图丙无法控制定值电阻两端电压保持不变。 14．（2025•富阳区一模）在做电学实验时，小金同学选用如图甲所示的器材，小灯泡的额定电压为2.5V（灯丝电阻约为10Ω）。电源电压为4.5V。 （1）小金同学按图甲正确连接好电路后开始实验，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表示数为0安，电压表示数为4.5伏，此时你认为小灯泡不亮的原因是________________________。（答出一点即可） （2）小金同学解决问题后继续实验。调节滑动变阻器到某一位置，此时电压表的示数如图乙所示，为了让灯泡正常发光，小金应将滑动变阻器的滑片向________（填“A”或“B”）端移动。 （3）小金同学根据实验测得的数据，绘制出了小灯泡中的电流随它两端电压变化的关系图象如图丙，分析图象可知：小灯泡的额定功率为________W。 （4）小金同学又从图丙图像中发现灯泡电阻是变化的，影响其变化的主要原因是________________ ________________________________。 【答案】（1）小灯泡断路；（2）A；（3）0.625； （4）小灯泡的电阻受温度的影响。 【解析】（1）闭合开关后，发现小灯泡不亮，电流表示数为0，说明电路可能断路，电压表示数为4.5V，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，与电压表并联的电路断路了； （2）要让灯泡正常发光，应使灯泡在额定电压下工作，根据串联电路电压规律和分压原理分析滑动变阻器的滑片移动方向； （3）由图丙可知小灯泡的额定电流，根据P＝UI计算出小灯泡的额定功率； （4）灯丝电阻是变化的，原因是受温度的影响。 解：（1）闭合开关后，发现小灯泡不亮，电流表示数为0，则电路可能断路，电压表示数为4.5V，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，与电压表并联的电路断路了，即小灯泡不亮的原因是小灯泡断路。 （2）由图可知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，灯泡两端的电压为2.7V，要让灯泡正常发光，灯两端电压应为2.5V，所以应减小灯泡两端电压，根据串联电路电压规律可知，应增大滑动变阻器两端电压，根据串联电路的分压特点可知，应增大变阻器接入电路的阻值，所以应向A端移动滑片，直到电压表示数为2.5V为止。 （3）由图丙可知，小灯泡两端的电压为2.5V时，通过的电流为0.25A，因此小灯泡的额定功率为P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W； （4）从图丙图像中发现灯泡电阻是变化的，影响其变化的主要原因是小灯泡的电阻受温度的影响。 考向三 特殊方法测电阻 15．（2025•婺城区二模）小科同学用如图1所示的电路图测量未知电阻的阻值。其中电源电压恒为4.5V，Rx为待测电阻，R为阻值5Ω的定值电阻，V1、V2均为电压表，滑动变阻器最大阻值为50Ω。按图示连接好电路并检查无误后闭合开关，移动滑片，记录V1表的读数为U1，V2表的读数为U2，重复移动滑片并记录多组数据后，在坐标系中画出U1随U2变化的图像如图2所示。请回答： （1）图1中滑动变阻器的作用是________________________。 （2）闭合开关前，滑片应该置于________（填“A”或“B”）端。 （3）小科检查电路无误后闭合开关，发现V1表有示数，而V2表无示数，则电路故障可能是________________________（故障仅发生在电阻上）。 （4）排除电路故障后，小科按步骤完成实验，并作出图2图像，则Rx的阻值为________Ω。 【答案】（1）改变电压大小实现多次测量，取平均值减小误差；（2）A；（3）Rx断路或R短路；（4）20。 【解析】（1）根据移动滑片并记录多组数据可以多次测量减去误差分析； （2）为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器接入电路的电阻最大； （3）根据串联时电压表是否与电源正负极相通分析； （4）根据串联分压规律分析解答。 解：（1）闭合开关，移动滑片，记录V1表的读数为U1，V2表的读数为U2，重复移动滑片并记录多组数据，说明可以改变电压大小实现多次测量，取平均值减小误差； （2）为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器接入电路的电阻最大，滑片应该置于A端； （3）闭合开关，发现V1表有示数，而V2表无示数，可能是电路断路，则V2表与电源正负极不通，故待测电阻Rx断路，可能是断路，则是R短路； （4）根据图像U1＝2V时，U2＝0.5V，根据串联分压规律知，Rx：R＝U1：U2＝2V：0.5V；解得Rx＝20Ω。 16．（2024•西湖区二模）小吴利用两节新干电池、阻值分别为1Ω、1.5Ω、2Ω的定值电阻和一只电压表来探究串联电路的电压特点，实验电路如图甲，测得实验数据如下表。 序号 U1/V U2/V Uab/V 1 0.75 1.00 2.25 2 0.60 1.80 2.40 3 1.00 1.50 2.50 （1）在探究过程中，小吴更换不同的定值电阻组合进行实验的目的是：________________。 （2）小吴进行了多次实验，发现Uab始终小于两节干电池的总电压（3V），他产生了质疑。查阅资料知道普通干电池内部也有一定的电阻（内阻），可将它看作一个理想电源（电压U恒定，电阻为0）与一个电阻r的串联（如图乙所示）。为了测量干电池电阻r的阻值，小吴选择了适当器材，设计了实验方案，电路图如图丙。请你写出实验步骤（测得数据用字母表示）： ①________________________________________________________； ②计算出结果：r＝________________。（用相应字母表示的代数式） （3）由于新干电池的内阻较小，因此我们在平时使用时通常忽略不计，这种抓住主要因素，忽略次要因素的方法叫做理想模型法。请举出一个科学实验，采用这种理想模型法并指出实验中忽略的次要因素。例：____________________________________________________________________________。 【答案】（1）寻求普遍规律；（2）①按照电路图连接电路，记下开关S断开时电压表的示数U；闭合开关S，记下电压表的示数U1；②•R1；（3）“电流表”是理想模型，在实际应用时，电流表本身的电阻太小，对电路的影响太小，可以忽略不计。 【解析】（1）本实验中通过更换不同的定值电阻进行多次实验，其目的是为了避免偶然性，寻求普遍规律； （2）本题中，只有电压表没有电流表，所以就不能用伏安法来测电阻了；我们知道电压表是用来测电压的，但用它也可以间接测出电流；因为器材中有已知阻值的电阻，我们用电压表测出定值电阻的电压，根据I就可以算出电流了；这样接下来我们就应该想到将定值电阻与电源（即r）串联起来，因为串联电流相等，然后我们要想测出r的电压，可以利用串联电路的电压规律，只要测出电源电压和定值电阻的电压就可以算出r两端的电压了； （3）在物理学中，突出问题的主要方面，忽略次要因素，建立理想化的物理模型，是经常采用的一种科学研究方法。 解：（1）本实验中通过更换不同的定值电阻进行多次实验，其目的是为了避免偶然性，寻求普遍规律； （2）①实验步骤： 按照电路图连接电路，记下开关S断开时电压表的示数U，即为电源的电压；闭合开关S，记下电压表的示数U1； ②因为串联电路电流相等：则，整理得r•R1； （3）例：“电流表”是理想模型，在实际应用时，电流表本身的电阻太小，对电路的影响太小，可以忽略不计。 17．（2023•杭州模拟）某实验小组用电源（电压恒为3V）、电阻（5Ω、10Ω、20Ω各一个）、小灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线进行探究电流与电压的关系实验。 （1）小明设计了图中甲、乙、丙三个电路图，经小组讨论，最终确定用图丙电路进行实验，原因是该电路不仅能保持________________不变，还能很容易改变________________。 （2）小明先将5Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，得到如表三组数据。小明准备分析数据归纳结论，小丽认为还不能归纳结论，他们接下来的实验操作是_____________________。 实验次数 1 2 3 电压U/V 1.0 1.5 2.0 电流I/A 0.2 0.3 0.4 （3）该小组用电流表和一个定值电阻R0，测量未知电阻Rx的阻值。他们设计了如图丁所示的电路图，并进行如下实验操作： ①闭合S、断开S1，此时电流表的示数为I1。 ②闭合S和S1，此时电流表的示数为I2。 ③则Rx＝________________（用R0、I1、I2表示）。 【答案】（1）定值电阻阻值；定值电阻电压；（2）换用不同阻值的电阻进行多次实验；（3）。 【解析】（1）探究电流与电压的关系时，应控制电阻阻值不变，改变电阻两端的电压； （2）为了得到普遍规律，应该换用不同阻值的电阻进行多次实验； （3）在没有电压表时，使定值电阻与待测电阻并联，根据电流表和定值电阻的阻值计算出电压，然后根据欧姆定律计算出Rx的阻值。 解：（1）探究电流与电压的关系，要控制定值电阻阻值不变，改变电阻电压。由图丙得，定值电阻与滑动变阻器串联，实验时可以保证定值电阻不变，还可以通过移动滑片改变定值电阻的电压。 （2）实验中，小明用同一电阻进行多次实验，为了得到普遍规律，应该换用不同阻值的电阻进行多次实验。 （3）由图得，①闭合S、断开S1，电路中只有R0工作，电流表测量R0电流；②闭合S和S1，R0与Rx并联，电流表测量干路电流；由并联电路特点得，Rx电流为Ix＝I2﹣I1，由欧姆定律得，Rx电压为U＝IxRx＝（I2﹣I1）Rx，根据电源电压相等知：I1R0＝（I2﹣I1）Rx，解得Rx。 考向四 家庭电路检测 18．（2025•宁波一模）当流过熔断器的电流过大时，其内部熔丝就会熔断，从而保护电路。为了研究在不同电流大小时，熔断器的熔断时间，兴趣小组选择一款额定电流为IN的熔断器进行如下研究： ①将熔断器连接在能提供特定电流的电路中。 ②调节通过熔断器的电流，记录每一次的熔断时间，数据如表： 电流（安） 1.25IN 1.6IN 1.8IN 2.0IN 2.5IN 3.0IN 4.0IN 8.0IN 熔断时间（秒） 不熔断 3600 1200 40 8 4.5 2.5 1.0 （1）测量熔断时间的工具为________。 （2）根据实验获取的数据，可得出的结论是：________________________________。 （3）电流为1.25IN时，一段时间后熔丝的温度恒定且尚未达到熔点，此时熔丝产热速度________其散热速度。 （4）熔丝熔断时，熔断位置一般在熔丝中间位置附近。有一次由于安装熔丝时固定螺丝未完全旋紧，导致熔断位置靠近该固定螺丝端，如图所示。这是因为熔丝与这个固定螺丝之间接触面积较小，导致该处________________，在相同情况下比其它位置能产生更多的热量。 【答案】（1）秒表；（2）熔丝的实际电流越大，熔断时间越短；（3）等于；（4）电阻变大。 【解析】（1）测量时间的常用工具是秒表。 （2）根据表格中的数据分析得出结论。 （3）熔丝产热速度等于其散热速度，熔丝的温度恒定，温度达不到熔点，不会熔断。 （4）导体的电阻与材料、长度、横截面积和温度有关。 解：（1）测量熔断时间的工具为秒表。 （2）根据实验获取的数据，可得出的结论是：熔丝的实际电流越大，熔断时间越短。 （3）电流为1.25IN时，一段时间后熔丝的温度恒定且尚未达到熔点，此时熔丝产热速度等于其散热速度。 （4）熔丝熔断时，熔断位置一般在熔丝中间位置附近。有一次由于安装熔丝时固定螺丝未完全旋紧，导致熔断位置靠近该固定螺丝端，这是因为熔丝与这个固定螺丝之间接触面积较小，导致该处电阻变大，根据焦耳定律可知：在相同情况下比其它位置能产生更多的热量。 考向五 电与磁实验 19．（2025•椒江区二模）如图是欧姆设计的一款能比较电流大小的电流扭秤，容器A、B中装有不同温度的水银，以导线相连构成温差电源，产生的电压大小由温差决定，用细线将磁针悬挂在直导体上方，直导体中有电流通过时，磁针偏转。利用电流扭秤进行了多次实验，记录数据如表所示。 组别 水银温度/℃ 磁针偏转情况 A B 方向 角度 1 40 10 顺时针 3θ 2 40 20 顺时针 2θ 3 40 30 顺时针 θ 4 40 50 逆时针 θ （1）当直导体中有电流通过时，磁针会偏转的原因是________________。 （2）分析表中数据，若控制A、B中水银温度分别为20℃和50℃，则磁针偏转方向和角度分别为________________。 （3）在相同温差下，为了使磁针偏转更明显，可采用的方法有________________________（写出一点）。 （4）我国科学家成功利用人体和环境的温差做出了温差电池。若该电池在1℃的温差下能产生 2×10﹣2伏的电压，输出功率为1×10﹣6瓦，则输出电流为________安。 【答案】（1）电流的磁效应；（2）逆时针，θ；（3）换用磁性更强的磁针；（4）5×10﹣5。 【解析】物理学中对于多因素或多变量的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题．每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。 解：（1）当直导体中有电流通过时，磁针会偏转的原因是电流的磁效应。通电导体周围会产生磁场，小磁针处于该磁场中会受到磁场力的作用，从而发生偏转。 （2）根据表格数据可知，当A中水银温度高于B时，磁针顺时针偏转；当A中水银温度低于B时，磁针逆时针偏转，且温差越大，偏转角度越大。A、B中水银温度分别为20℃和50℃时，A的温度低于 B，所以磁针偏转方向为逆时针。A、B温度差为30℃，与表格中第3组实验的温差相同，所以偏转角度为θ。 （3）在相同温差下，为了使磁针偏转更明显，可采用的方法有换用磁性更强的磁针（或减小磁针和导体之间的距离、将直线导体换成导电线圈等）。 （4）已知功率P＝1×10﹣6瓦，电压U＝2×10﹣2伏，根据电功率公式P＝UI，可得输出电流I5×10﹣5A。 20．（2025•仙居县二模）某兴趣小组开展“观察通电直导线周围的磁场”的实验活动。 实验1：在小磁针的上方拉一根与小磁针平行的直导线，给直导线通电，观察小磁针（如图甲）。 实验2：在水平有机玻璃板上穿一个小孔，将一根直导线垂直穿过小孔，在玻璃板上均匀地撒上铁屑。直导线通电后，轻敲玻璃板，观察铁屑的分布情况（如图乙）。 请回答： （1）实验1中，若观察到________________________，说明电流周围存在磁场。 （2）实验2中，轻敲玻璃板的目的是________________________________________，从而使铁屑分布更清晰。 （3）根据图乙中被磁化铁屑的排列情况，描述通电直导线周围的磁感线分布：________________ ________________________。 （4）兴趣小组进一步实验（如图丙），a、b两导线通电后出现相互排斥现象。若要使两导线相互吸引，可行的方法是________________________________。 【答案】（1）小磁针发生偏转；（2）减小铁屑与玻璃板之间的摩擦，使铁屑在磁场力作用下动起来；（3）通电直导线周围的磁感线是以导线为圆心的一系列同心圆；（4）改变其中一根导线中的电流方向。 【解析】（1）通电导线周围存在磁场。 （2）轻敲玻璃板可以使铁屑与玻璃板之间的摩擦力减小。 （3）通电直导线周围的磁感线是以导线为圆心的一系列同心圆，这些同心圆都在与导线垂直的平面上。 （4）两平行通电直导线间的相互作用力与电流方向有关。 解：（1）在实验1中，当给直导线通电后，若观察到小磁针发生偏转，说明电流周围存在磁场。因为小磁针受到磁场力的作用才会发生偏转，而这个磁场是由通电直导线产生的。 （2）实验2中，轻敲玻璃板可以使铁屑与玻璃板之间的摩擦力减小，让铁屑能够在磁场力的作用下更容易地移动，从而按照磁场的分布规律排列，使铁屑分布更清晰，便于观察。 （3）根据图乙中被磁化铁屑的排列情况，可以看出铁屑围绕直导线呈同心圆状分布，这表明通电直导线周围的磁感线是以导线为圆心的一系列同心圆，这些同心圆都在与导线垂直的平面上。 （4）根据安培定则和左手定则可知，两平行通电直导线间的相互作用力与电流方向有关。当两导线中电流方向相同时，两导线相互吸引；当两导线中电流方向相反时，两导线相互排斥。所以若要使图丙中相互排斥的a、b两导线相互吸引，可行的方法是改变其中一根导线中的电流方向。 21（2024•西湖区一模）为了确保鱼正常的生命活动，通常在鱼池内使用增氧泵（如图甲）。其中图乙为气室和橡皮碗的局部放大图。弹性金属片左端固定一固体A，当A被电磁铁吸引时，橡皮碗被压缩，气室内的空气被压入水中：当A被电磁铁排斥时，橡皮碗恢复原状，空气被吸进气室。a和b是与气室相连的导管。增氧泵工作时能不断地将空气压入水中，从而增加水体的溶解氧。 （1）为使增氧泵正常工作，固体A应选用________（选填“磁体”或“铁块”）。 （2）当弹性金属片向下压缩橡皮碗时，K1、K2的开闭情况为________________________。 （3）增氧泵工作时，为使氧气充分的溶解在水中，以下措施可行的是________（选填序号）。 A. 增加气室的高度 B. 增加导管b伸入水面以下的长度 C. 导管b的下端加装一个多孔装置 （4）养鱼时，冬季与夏季，哪个季节更需要增氧泵？判断并说明理由。________________________ ________________________ 。 【答案】（1）磁体；（2）K1关闭，K2打开；（3）BC；（4）夏季；气温高，氧气的溶解度降低。 【解析】（1）根据铁块始终被磁体吸引分析； （2）根据压缩时压强增大分析； （3）为使氧气充分的溶解在水中，应增大空气与水的接触面积； （4）根据夏季鱼容易缺氧死亡分析。 解：（1）增氧泵依靠吸引和排斥来上下运动，而铁块一定是被吸引，为使增氧泵正常工作，固体A应选用磁体，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引； （2）当弹性金属片向下压缩橡皮碗时，内部压强增大，K1关闭，K2打开。 （3）增氧泵工作时，为使氧气充分的溶解在水中，应增大空气与水的接触面积，导管b的下端加装一个多孔装置，增加导管b伸入水面以下的长度上升时不断与水接触，可以增大接触面积，增加气室的高度不能增大气泡与水的接触面积，故选BC。 （4）根据夏季鱼容易缺氧死亡分析，夏季需要增氧，因为气温高，氧气的溶解度降低。 22（2024•江干区校级三模）1901年，挪威人伯克兰造出世界上第一台电磁发射器，首开电磁炮先河。为了认识电磁炮的一些特性，小钱制作了一个电磁炮模型，其原理如图。螺线管通电后，铁制撞针迅速前移，推动炮弹射出炮管。 （1）要增强电磁炮中螺线管磁场，采用的方法有________________________。（写出一种） （2）炮弹的动能影响它的威力。直接测量动能有困难，所以，小钱通过测量同一炮弹的射程（炮弹出射点离落地点间的水平距离）来间接比较，此研究方法与下列________（选填字母）实验所用方法相同。 A. 用刻度尺测物体长度 B. 用量筒测液体体积 C. 用压强计研究液体内部压强 （3）小钱测得的一项实验数据（取多次实验的平均值）如表。他得出“当其他条件加同的情况下，撞针质量为0.3克时电磁炮的射程最远”的结论。你认为这个结论是否可靠并说明理由________________ ________________________________。 实验次数 第1次 第2次 第3次 第4次 第5次 撞针质量（克） 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 射程（米） 0.48 0.54 0.81 0.46 0.41 【答案】（1）增大螺线管线圈中电流；（2）C；（3）不可靠；撞针的质量在0.2g～0.4g范围内射出距离先变大后变小，不一定是0.3g最大 【解析】（1）通电螺线管的磁场强弱与电流的强弱和线圈的匝数有关，据此解答； （2）一些比较抽象的看不见、摸不着的物质的微观现象，要研究它们的运动等规律，使之转化为学生熟知的看得见、摸得着的宏观现象来认识它们，这种方法在科学上叫做“转换法”；分析得出三个研究实例的研究方法即可知道用到此研究方法的实例； （3）分析表中数据知，在0.2﹣0.4g之间的0.3g附近出现了最大值，但不一定是0.3g最大，由此解答此题。 解：（1）由题意可知，要想增强电磁炮弹中螺线管磁场，可以增加螺线管的线圈的匝数或增大螺线管线圈中电流； （2）电磁铁的磁性强弱很难直接观察，通常需要用吸引铁屑或大头针的数目来比较，该实验方法是采用的转换法； A、用刻度尺测量物体的长度应用的是直接测量法，故A不符合题意； B、用量筒测量液体的体积也是直接测量法，故B符合题意； C、用压强计研究液体内部压强是通过U形管中两液面的高度差反映液体内部压强的大小，应用了转换法，故C符合题意； （3）从表中数据可知，从撞针的质量在0.2g～0.4g范围内射出距离先变大后变小，不一定是0.3g最大，需要细化实验，进行更细致的探究，故应选择质量为0.2g～0.4g撞针来进行多次实验比较合理。 23（2023•南浔区一模）在项目化学习中，小科用条形磁体、大号缝衣针、硬卡纸、橡皮、大头针制作简易指南针，指南针制作过程如下： 步骤Ⅰ：取2枚大号钢质缝衣针，分别将条形磁体沿同一方向摩擦缝衣针10余次（如图甲），使缝衣针磁化。 步骤Ⅱ：将1张硬壳卡纸折成直角，将2枚被磁化的缝衣针对称地穿在卡纸两侧，如图乙所示，用1块橡皮和1枚大头针做成支座，将插有缝衣针的卡纸水平支起。 步骤Ⅲ：用当地的地图确定简易指南针所指的方向。 步骤Ⅳ：在老师的指导下，针对制作指南针的科学性设计了评价表。 “自制指南针”评价量表（节选） 评价指标 优秀 合格 待改进 指标一 指针磁性强，且能自 由转动 指针磁性强，不能自 由转动 指针磁性弱，不能自 由转动 指标二 能准确指示南北方 向，能保持平衡 能指示南北方向，不 能保持平衡 不能指示南北方向， 不能保持平衡 （1）将条形磁铁的S极靠近图乙中缝衣针的针尖，缝衣针被排斥，则缝衣针针尖位置应标为________极。 （2）在不添加器材情况下，若要确定简易指南针是否能够指示南北，应如何操作________________ ________________________________________________。 （3）根据评价量表进行测试评价，小科制作的指南针“指标一”被评为“优秀”，“指标二”被评为“合格”。为使该指南针的“指标二”达到优秀水平，请你对该指南针提出合理的改进建议：________________。 【答案】（1）S；（2）可以将自制的指南针放在水平支架上，静止时指示的方向与地图确定的方向进行比较；（3）调整指南针的重心位置。 【解析】（1）同名磁极互相排斥，异名磁极相互吸引。 （2）指南针指示南北是因为受到地磁场的作用。 （3）指南针的重心刚好在支架上时可以保持平衡。 解：（1）将条形磁铁的S极靠近图乙中缝衣针的针尖，缝衣针被排斥，则缝衣针针尖位置应标为S极。 （2）在不添加器材情况下，若要确定简易指南针是否能够指示南北，可以将自制的指南针放在水平支架上，静止时指示的方向与地图确定的方向进行比较。 （3）根据评价量表进行测试评价，小科制作的指南针“指标一”被评为“优秀”，“指标二”被评为“合格”。为使该指南针的“指标二”达到优秀水平，可以调整指南针的重心位置。 考向六 电磁继电器应用 24．（2025•宁波二模）科技小组开展设计一款多功能电饭煲的项目活动，过程如下： 【明确问题】科技小组同学们讨论后认为，电饭煲应具有如下基本功能，并提出具体标准： ①工作电压：220V；煮饭模式功率：880W；保温模式功率：88W。 ②电饭煲达到设定温度后能自动切换到保温模式。 【方案设计】根据标准，小组讨论后，初步设计了如图甲的方案，图中开关S1、S2都闭合时，电饭煲处于煮饭模式，功率为880W，则发热电阻R1应选择的阻值为多少欧？ 【方案优化】有同学认为甲方案不能实现自动切换功能，于是同学们利用电磁继电器与热敏电阻，设计了如图乙的方案。 ①工作电路中的发热电阻R1应设计在________处（选填“a”或“b”）。 ②为确保安全，当电饭煲内温度达到设定温度105℃时，工作电路自动切换到保温模式，其中热敏电阻R的阻值与温度关系见图丙。控制电路的电源电压为24V，当电流达到0.03A时，电磁铁会吸下衔铁，工作电路自动切换到保温模式。那么，选用的定值电阻R0阻值应为多少欧？（电磁铁线圈阻值不计） 【答案】【方案设计】发热电阻R1应选择的阻值为55Ω； 【方案优化】①a；②选用的定值电阻R0阻值应为200Ω。 【解析】（1）当开关S1、S2都闭合时，只有R1接入电路，电饭煲处于煮饭模式，由功率公式P＝UI可求电阻； （2）电磁继电器本质上是一个开关，如图所示，当控制电路电流大，电磁铁磁性增强，向下吸引衔铁，工作电路a、b处电阻串联接入电路；当控制电路电流小，电磁铁磁性减弱，没有吸引衔铁，衔铁在左端弹簧作用下向上恢复，b处电阻与工作电路断开，只有a处电阻接入电路。 解：【方案设计】当开关S1、S2都闭合时，只有R1接入电路，电饭煲处于煮饭模式，功率为885W，电压为220V， 由P＝UI可知发热电阻R1应选择的阻值R155Ω； 【方案优化】①电磁继电器本质上是一个开关，如图所示，当控制电路电流大，电磁铁磁性增强，向下吸引衔铁，工作电路a、b处电阻串联接入电路；当控制电路电流小，电磁铁磁性减弱，没有吸引衔铁，衔铁在左端弹簧作用下向上恢复，b处电阻与工作电路断开，只有a处电阻接入电路，可知电磁继电器控制的是电阻R2在工作电路中的通断，与甲图进行对比，工作电路中的发热电阻R1应设计在a处； ②控制电路的电源电压为24V，当电流达到0.03A时，电磁铁会吸下衔铁， 此时控制电路总电阻R总800Ω， 当电饭煲内温度达到设定温度105℃时，由图丙可知此时热敏电阻R＝600Ω， 选用的定值电阻阻值R0＝R总﹣R＝800Ω﹣600Ω＝200Ω。 25．（2024•秀洲区校级模拟）某项目学习小组计划设计一款可温控电风扇（如图甲所示）。Rx为热敏电阻，其阻值随温度的变化（如图乙所示）。（电磁铁线圈电阻忽略不计）。 【工作原理】开关S1闭合，当开关S连接bc，接通控制电路，若室温达到30℃电磁继电器吸引衔铁，动触头上弹，工作电路接通，电风扇运转；当室温低于22℃，电磁继电器断开衔铁，动触头弹回，工作电路断开，电风扇停止运转。 【产品制作】根据电路图的工作原理，若开关S1闭合，当开关S连接ab，温控模式________（选填“能”或“否”）实现。 【产品测试】温控模式下，当控制电路的电流为10mA～100mA时，风扇均可处于运转状态。 【产品评价】项目小组制定了项目成果评价表，如表是部分指标的评价内容。请依据以下项目评价表，首先针对【指标2】来评价该作品的达成情况的等级是良好，你认为的评价理由是________________ ________________________________________________。 等级/指标内容 优秀 良好 待改进 指标1 能否温度控制或人工控制电风扇的启动或关闭 既能温度控制，又能人工控制 能温度控制，但不能人工控制 不能温度控制，但能人工控制 指标2 电风扇的风速是否可调 风速是可调且连续变化 风速是可调的但不连续变化 风速不可调 【产品迭代】某同学提出对方案进行适当的升级改造，欲使电风扇运转的临界温度可根据使用者的需求进行个性化调节。为达成该设计的选代升级，以下方案中可行的是________。 A.在控制电路中接一个滑动变阻器 B.电磁铁选用匝数可变的线圈 C.改变工作电路中变阻器的阻值 D.将控制电路的电源改成电压可调的电源 【答案】【产品制作】：否； 【产品评价】：工作电路中，随着铜片旋转，三个电阻是依次接入的，因此风速可调，但电流只能跳跃式变化而不能连续变化； 【产品迭代】：ABD。 【解析】控制电路可以通过温度改变来改变Rx的大小，从而改变电流，使得电磁铁带有磁性而将衔铁吸下来，动触头上移与静触头接触接通工作电路，使电扇工作。接下来针对每个问题进行具体分析即可。 解：【产品制作】：当开关S1闭合，开关S连接ab时，控制电路处于断开状态，此时温度变化虽然可以使S2阻值发生变化，但是电路中无电流，因此衔铁不会被吸引，动触头不会上移而接通工作电路，故温控模式无法实现。 【产品评价】工作电路中，随着半圆弧形铜片逆时针旋转，电路中R1R2R3是被依次接入，因此是不连续地改变电路中的电流从而改变电动机转速，来改变风速。如果想要风速连续可调，应该在工作电路中串联一个滑动变阻器来使得风速连续变化。因此风速可调但不连续，指标2评价为良好。 【产品迭代】若需要改变临界温度，则需要对控制电路进行改造，可以串接一个滑动变阻器，可以使得电源电压可调，可以使得线圈匝数可调，可以让动触头连接位置可调等等。但改造工作电路无法改变临界温度。故选ABD。 考向七 伏安法测电功率 26．（2026•嘉兴模拟）小嘉发现家里手电筒的电池使用久了，灯的亮度会变暗。为探究原因，他拆下灯珠进行如下实验（灯珠上标有“2.5V”的字样）： ①设计电路图，用导线完成电路连接。 ②闭合开关，调节滑动变阻器，当电压表示数分为2.0V、2.5V、3.0V时，将电流表的示数分别填入记录表中。 序号 电压/V 电流/A 小灯泡亮度 1 2.0 0.18 暗 2 2.5 0.20 亮 3 3.0 ？ 很亮 （1）滑片P向右移动时，灯变暗，则图甲中导线C端应与滑动变阻器的________（填图中字母）接线柱连接。 （2）第3次实验时，电流表的示数如图丙，则表格“？”处的数据是________。 （3）由实验数据可知，小灯泡的额定功率是________瓦。 （4）根据实验结果，请解释手电筒电池用久后灯变暗的原因是_____________________________ ________________________________________。 【答案】（1）A；（2）0.22；（3）0.5；（4）电池用久后内阻增大，输出电压降低，灯泡实际功率减小，因此亮度变暗。 【解析】（1）题目要求滑片P向右移动时，灯变暗。灯变暗意味着通过灯泡的电流减小，电路的总电阻增大。因此，滑动变阻器接入电路的电阻需要增大。观察图甲，当滑片P向右移动时，若要使接入电路的电阻丝变长，导线C端应连接到滑动变阻器的A接线柱； （2）观察图乙中的电流表。根据表格中的数据（0.18A，0.20A），可以判断电流表选用的是0～0.6A的量程。该量程下，分度值为0.02A。指针指向0.2A刻度线后的第一小格； （3）小灯泡的额定功率是指其在额定电压下工作时的功率。灯珠上标有“2.5V”，即额定电压为2.5V。从表格数据可知，当电压为2.5V时，通过小灯泡的电流为0.20A。根据电功率公式P＝UI； （4）实验结果表明，小灯泡的亮度取决于其实际功率，实际功率越大，灯越亮。手电筒的电池用久了，其内部化学物质消耗，内阻增大，导致其提供给灯泡的电压降低。根据电功率公式P。 解：（1）滑片P向右移动时灯变暗，说明电路中电流减小，总电阻增大。滑动变阻器接入电路的电阻需随滑片右移而增大。根据图甲，滑动变阻器的A接线柱与滑片P之间的电阻丝长度会随滑片右移而变长，因此导线C端应与A接线柱连接。 （2）根据图乙电流表量程为0～0.6A（根据表格中前两次电流值0.18A、0.20A判断），分度值为0.02A。指针指向0.2A后第1小格，读数为0.2A+0.02A＝0.22A。 （3）小灯泡额定电压为2.5 V，对应表格中电流为0.20A。根据P＝UI，额定功率P＝2.5V×0.20A＝0.5W。 （4）电池用久后内阻增大，输出电压降低（实际加在灯泡两端的电压减小）。根据P（灯泡电阻R近似不变），电压U减小导致实际功率P减小，因此灯变暗。 27．（2026•舟山模拟）在测量“小灯泡电功率”的实验中，电源电压6V恒定不变，小灯泡的额定电压为2.5V。 （1）请选择合适的量程，用笔画线代替导线补全图甲中的电路。 （2）闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图乙所示），若想测量小灯泡的额定功率，应________________________________________________（填操作步骤）。 （3）移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I﹣U图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是________W。 （4）小科设计了如图丁所示的电路，利用电流表和阻值为R0的定值电阻，测量额定电压为UB的小灯泡的额定功率。小科连接好电路后的步骤如下： ①闭合开关S，S1与a相接，调节滑片P，使电流表的示数为。 ②保持滑动变阻器滑片位置不变，S1与b相接，记下电流表的示数I1。 ③小灯泡额定功率的表达式P额＝________________________________（用字母表示）。 【答案】（1）如下图； （2）将滑片P向B端移动，使电压表示数为2.5V，记录电流表示数； （3）0.5； （4）U额×（I1）。 【解析】（1）电压表选0～3V并联在灯泡两端，滑动变阻器一上一下串联，完成电路连接； （2）电压表示数2.2V低于额定值，需调滑片使电压达2.5V，测额定电流，据此分析； （3）由I﹣U图得额定电压2.5V对应电流0.2A，然后根据P＝UI进行计算； （4）利用定值电阻R0等效替代，推导出额定功率表达式P额。 解：（1）小灯泡额定电压为2.5V，因此电压表选0～3V量程，并联在小灯泡两端；电流表选0～0.6A量程，串联在电路中；连线：将电压表的“3”接线柱接小灯泡右端，滑动变阻器按“一上一下”串联（如接B接线柱），连线如图： ； （2）图乙中电压表示数为2.2V（0～3V量程，分度值0.1V），小于额定电压2.5V；要测额定功率，需将滑动变阻器滑片P向B端移动，减小滑动变阻器接入电阻，增大电路电流，使小灯泡两端电压达到2.5V，记录此时电流表示数； （3）由丙图I﹣U图像，当 U额＝2.5V 时，对应的电流 I额＝0.2A；根据 P＝UI：P额＝U额I额＝2.5V×0.2A＝0.5W； （4）①闭合S，S1与a相接时，R0与滑动变阻器串联，调节滑片使电流 I，此时 R0两端电压为 U额，小灯泡两端电压也为U额 （并联电压相等），小灯泡正常发光； ②保持滑片不动，S1与b相接时，电流表测 R0与小灯泡的总电流 I1，则小灯泡的额定电流 I额＝I1； ③P额＝U额×（I1）。 28．（2026•浙江模拟）图甲是小科“测量灯泡的电功率”实验的电路图，图乙是即将连接完成的实验电路。其中电源为四节新的干电池，灯泡的额定电压为4V，灯丝的电阻约为10Ω，滑动变阻器标有“20Ω 1A”的字样。 （1）对照电路图，用笔画线代替导线，将实物图乙中未完成的部分连接好。 （2）小科刚闭合电路的开关，就出现灯泡很亮的现象，此时电压表示数为5V。请指出他操作上的错误：________________________________________。 （3）实验中，当灯泡正常发光时，电流表示数如图丙所示，则该灯泡的额定功率为________W。 （4）小科移动滑动变阻器的滑片，使灯泡两端的电压为2V，此时电流为0.18A，电压表示数与电流表示数的比值与灯泡正常发光时不同。请帮他解释产生这个现象的原因：________________________。 【答案】（1）如下图；（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片没有放在阻值最大处；（3）1.2；（4）小灯泡的电阻随温度的升高而变大。 【解析】（1）电压表并联在小灯泡的两端； （2）为了保护电路，闭合开关前，滑片放在阻值最大处； （3）根据电流表的量程和分度值读出电流表的示数，由P＝UI算出小灯泡的额定功率； （4）小灯泡的电阻随温度的升高而变大。 解：（2）为了保护电路，闭合开关前，滑片放在阻值最大处，实验中小科刚闭合电路的开关，就出现灯泡很亮的现象，此时电压表示数为5V，说明闭合开关前，滑动变阻器的滑片没有放在阻值最大处； （3）由图知电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流表的示数为0.3A； 小灯泡的额定功率为：P＝UI＝4V×0.3A＝1.2W； （4）由于小灯泡的电阻随温度的升高而变大，所以当灯泡两端的电压为2V时，小于小灯泡的额定电压，小灯泡的电流会小于实际电流，实际功率小于小灯泡的额定功率，小灯泡发光较暗，温度较低，电阻较小，所以电压表示数与电流表示数的比值比灯泡正常发光时小。 29．（2025•浙江模拟）为测定小灯泡的电功率，小帅准备好了待测小灯泡（额定电流为0.2A，电阻约为8Ω）、2节新干电池、滑动变阻器、电流表、电压表、开关及导线若干。 （1）请帮助小帅完成图甲中的电路连接，要求滑动变阻器滑片向右移动时，小灯泡变亮。 （2）正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则电路故障的原因可能是________________。 （3）解决电路故障后，小帅移动滑片，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图乙所示的I﹣U图像。图乙中，阴影部分的面积S1表示小灯泡的实际电流是额定电流一半时的电功率，记为P1。由图乙推知：小灯泡的实际电压是额定电压一半时的电功率为P2，则P1________P2（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 （4）小帅打算增加一个阻值为10Ω的定值电阻R0，只利用一只电表，通过操作图中单刀双掷开关来测量小灯泡的额定功率（单刀双掷开关分别接“a”、“b”各一次）。图丙、图丁是他设计的两种不同方案的电路图，则以下判断正确的是________（填字母）。 A．丙方案能，丁方案不能 B．丙方案不能，丁方案能 C．两种方案都能 D．两种方案都不能 【答案】（1）如下图；（2）小灯泡短路；（3）小于；（4）A。 【解析】（1）将电压表并联在灯泡两端；滑动变阻器滑片向右移动时，小灯泡变亮，说明电路中电流变大，滑动变阻器阻值变小，据此确定滑动变阻器选用的下端接线柱； （2）正确连接电路后，闭合开关，发现电流表有示数，说明电路是通路，小灯泡不亮，电压表无示数，说明电压表并联的电路短路或电压表短路； （3）根据图乙分别找出小灯泡的实际电流是额定电流一半时对应的电压大小和小灯泡的实际电压是额定电压一半时的电流大小，根据P＝UI比较灯的实际电功率P1与P2大小； （4）开关S接“a”、“b”各一次，根据电路图，确定能否使小灯泡正常发光，若不能，则无法测量小灯泡的额定电功率。 解：（2）正确连接电路后，闭合开关，发现电流表有示数，说明电路是通路，小灯泡不亮，电压表无示数，说明电压表并联的电路短路或电压表短路，即电路故障的原因可能是小灯泡短路； （3）由图乙知，小灯泡的实际电流是额定电流一半时的电功率为：P1＝U1I1＝0.5V×0.1A＝0.05W； 由图乙知，当电流为额定电流0.2A时，电压为1.5V，故小灯泡的实际电压是额定电压一半时即电压为0.75V时，此时电流约为0.125A，故电功率P2为：P2＝U2I2＝0.75V×0.125A＝0.09375W，故P1小于P2； （4）已知小灯泡的额定电流，不知小灯泡的额定电压，图丙中，开关接a，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，调节滑动变阻器滑片，使电流表示数为0.2A，此时灯泡正常发光；保持滑动变阻器滑片位置不变，开关接b，R0、滑动变阻器串联和电流表串联，据此读出电流表示数，利用欧姆定律求出电路的总电阻，根据电阻的串联求出滑动变阻器接入电路的阻值，据此求出当灯泡正常发光时滑动变阻器两端电压，根据串联电路电压规律求出灯泡额定电压，利用P＝UI求出小灯泡的额定电功率； 图丁中，R0、小灯泡、变阻器三者串联；由题意可知，灯泡正常发光时的电阻约为8Ω，根据欧姆定律可知，当灯泡正常发光时，电路中的电流约为：I'0.17A＜0.2A，灯泡无法正常发光，因此此方案不能测出小灯的额定电功率，故BCD错误，A正确，故选：A。 30．（2025•钱塘区一模）小塘测量小灯泡的功率，利用实验器材和实验过程如下： 实验器材 相应参数 实验器材 相应参数 小灯泡 额定电压2.5V，电阻约10Ω 滑动变阻器 ？ 电流表 量程为0～0.6A和0～3A， 电源 电压5V保持不变 电压表 量程为0～3V和0～15V 导线 若干 开关 单刀单掷 （1）移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电流表有示数，电压表的示数为0，则出现故障的原因可能是________________________________。 （2）排除故障完善电路后，闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，根据所测量数据做出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像，如图乙，小灯泡的额定功率为________W。 （3）实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为________。 A.5Ω 2A B.30Ω 1A C.40Ω 0.2A （4）若图乙中的阴影部分表示电压表为2.0V时，小灯泡消耗的实际功率大小，请帮助小组同学在图中表示出此时滑动变阻器实际消耗功率的区域（该区域用斜线涂黑）。 【答案】（1）小灯泡短路（或电压表短路）；（2）0.625；（3）B；（4）如下图。 【解析】（1）移动滑动变阻器滑片P，发现电流表有示数，说明电路是通路，小灯泡始终不亮，电压表的示数为0，说明电压表并联的电路短路或电压表短路； （2）根据图乙确定灯泡额定电压对应的额定电流，利用P＝UI求出小灯泡的额定功率； （3）当灯正常发光时，根据串联电路的规律及欧姆定律求出滑动变阻器连入电路中的电阻并结合灯泡额定电流确定滑动变阻器规格； （4）根据串联电路电压的规律和P＝UI计算出此时滑动变阻器所消耗的电功率的区域。 解：（1）移动滑动变阻器滑片P，发现电流表有示数，说明电路是通路，小灯泡始终不亮，电压表的示数为0，说明电压表并联的电路短路或电压表短路，即出现故障的原因可能是小灯泡短路或电压表短路； （2）由图乙可知，灯泡额定电压对应的额定电流为0.25A，则小灯泡额定功率为：PL＝ULIL＝2.5V×0.25A＝0.625W； （3）当灯正常发光时，根据串联电路的规律及欧姆定律可知，滑动变阻器连入电路中的电阻为：R滑＝ 10Ω＞5Ω，且灯泡额定电流0.25A大于0.2A，故为了能够顺利完成实验探究，应选用“30Ω 1A”的滑动变阻器，即选B； （4）若图中的阴影部分表示电压表为2.0V时，灯泡消耗的实际功率大小，根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端的电压为：U′＝5.0V﹣2.0V＝3.0V；根据串联电路电流特点，通过滑动变阻器的电流与小灯泡的电流相同，由P＝UI可知，滑动变阻器的电功率为：P′＝U′I＝3.0V×I，此时滑动变阻器所消耗的电功率的区域如答图所示。 31．（2025•绍兴一模）小敏在“测小灯泡电功率”的实验中，用到的实验器材有：电源电压（3伏）、电流表、电压表、“2.5伏”字样的小灯泡L1、滑动变阻器（10欧姆1安）、开关、导线若干。 序号 1 2 3 4 电压U/V 1.5 2.00 2.50 2.80 电流I/A 0.20 0.24 0.32 （1）如图甲是连接的实验电路，在闭合开关前应先将滑动变阻器滑片P移至________（选填“A”或“B”）端。 （2）如图乙是测量第3组数据时电路中电流表示数，则小灯泡的额定功率P1为________瓦。 （3）分析表格中的数据，其中第________组（填写表格中序号的数字）数据有明显错误。 （4）小敏想比较另一个额定电压为2.5伏的小灯泡L2的额定功率P2与P1的大小关系，当L1正常发光时，他断开开关，保持滑动变阻器滑片位置不变，将L1替换为L2闭合开关后，发现电压表示数为2.3伏。依据上述现象，可推断出P1________P2（选填“＞”、“＝”或“＜”）。他继续完成了P2的测量后，验证了推断。 【答案】（1）A；（2）0.75；（3）2；（4）＜ 【解析】（1）连接电路时，开关必须断开；闭合开关前，滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处； （2）根据电流表用的小量程读数，根据额定电压和电流结合P＝UI计算额定功率； （3）根据灯泡的电阻随温度改变分析； （4）根据串联分压规律分析电阻大小，结合额定电压相等和P解答。 解：（1）闭合开关S前，为了保护电路，应将滑动变阻器滑片调节到最大阻值处，滑片P移到A端。 （2）图乙电流表接入量程为0～0.6A，分度值为0.02A，读数为0.3A；小灯泡的额定功率P1＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W； （3）根据表格数据知，灯泡的电阻是变化的，而第二次的电阻R28.3Ω， 第三次电阻R38.3Ω，是相等的，故第二次数据错误； （4）当L1正常发光时，说明灯泡分得的电压为2.5V，他断开开关，保持滑动变阻器滑片位置不变，将L1替换为L2闭合开关后，发现电压表示数为2.3伏，小于额定电压，根据串联分压规律，电灯的电阻变小了，根据P知，额定电压相等，电阻越小，额定功率越大，故P1＜P2。 考向八 特殊方法测电功率 32．（2025•拱墅区二模）某灯泡上标有“7.*，0.5A”的字样，其中额定电压值不清，估计在7.0V～7.9V之间，因为灯泡的电阻会随温度的升高而增大，要测定小灯泡的额定功率，必须测出其额定电压。现有实验仪 器：一只电压恒定的电源（电压值未知）一只电流表、一只标有“20Ω.5A”滑动变阻器R、一只阻值为10Ω的定值电阻、开关和导线若干。 某项目化小组反复讨论后，设计了图甲所示的电路图，并开展实验。 （1）滑片位于a端时，只闭合S和S1，电流表示数如图乙为________A，求出电源电压。 （2）________________________________（请补充具体操作），移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为0.5A，此时小灯泡正常发光。 （3）当小灯泡正常发光时，保持滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S和S1、断开S2，读出电流表示数为0.6A，求出此时滑动变阻器接入电路的阻值R。 （4）通过计算得出灯泡的额定电功率为________W。 【答案】（1）0.4；（2）只闭合S和S2；（4）3.5。 【解析】（1）滑片位于a端时，只闭合S和S1，滑动变阻器R与定值电阻R0串联，由图乙可知此时电路中电流，根据串联电路特点和欧姆定律可计算出电源电压； （2）小灯泡正常发光，通过的电流为0.5A，据此分析； （3）当小灯泡正常发光时，保持滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S和S1、断开S2，读出电流表示数为0.6A，先计算定值电阻两端电压得出滑动变阻器两端电压，计算滑动变阻器连入电路的电阻； （4）当灯泡正常发光时，知道滑动变阻器连入电路的电阻和通过电路的电流，计算滑动变阻器两端电压，可得出灯泡两端电压，即额定电压，根据P＝UI计算额定功率。 解：（1）滑片位于a端时，只闭合S和S1，滑动变阻器R电阻全部连入电路，且与定值电阻R0串联，灯泡正常发光时的电流为0.5A，则电流表选择小量程，示数为：I1＝0.4A； 则电压电压为：U＝I（R最大+R0）＝0.4A×（20Ω+10Ω）＝12V； （2）只闭合S和S2，调节滑动变阻器的滑片，使电路中的电流为0.5A，此时小灯泡正常发光； （3）当小灯泡正常发光时，保持滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S和S1、断开S2，读出电流表示数I2＝0.6A，则此时定值电阻两端的电压为：U定＝I2R0＝0.6A×10Ω＝6V， 此时滑动变阻器两端电压为：U'＝U﹣U定＝12V﹣6V＝6V， 则滑动变阻器连入电路的电阻为：R10Ω； （4）当灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压为：U“＝IR＝0.5A×10Ω＝5V， 则此时灯泡两端的电压即额定电压为：U额＝U﹣U″＝12V﹣5V＝7V， 灯泡的额定电功率为：P＝U额I＝7V×0.5A＝3.5W。 33．（2023•苍南县模拟）小明利用如图甲测量“小灯泡正常发光时的电阻”，选用的电源电压为3.0V，小灯泡的额定电压为2.5V。 （1）闭合开关后，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，出现这一故障的原因可能是小灯泡________； （2）观察图乙，在该图像中发现电流与电压不成正比，这是因为________________________； （3）完成实验后，小明想测量另一个小灯泡的额定功率，重新设计了电路（如图丙），这个小灯泡正常工作的电流为I额，请完成实验步骤（已知电源电压为U、R2的最大阻值为R2）； ①闭合开关S1，S2接1，移动滑动变阻器R2的滑片，使电流表示数为I额； ②闭合开关S1，S2接2，保持滑动变阻器R2的滑片位置不变，调另一个滑动变阻器R1的滑片，使电流表示数为I额；再将滑动变阻器R2的滑片调到最右端，读出电流表的示数为I； ③小灯泡的额定功率表达式为P额＝________________（用U、R2、I额、I表示）。 【答案】（1）断路；（2）灯丝电阻随温度的升高而增大；（3）I额2（R2）。 【解析】（1）闭合开关后，小灯泡不亮，电流表无示数，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了； （2）灯丝电阻随温度的升高而增大； （3）已知灯的额定电流，根据P＝I2R，求出灯正常发光时的电阻即可； ①分析闭合开关S1，S2接1时电路的连接，首先使灯正常发光； ②分析闭合开关S1，S2接2时电路的连接，在①的基础上，根据等效替代法，使滑动变阻器R1连入电路中的电阻等于灯正常发光时的电阻大小； ③将滑动变阻器R2的滑片调到最右端，读出电流表的示数为I，根据串联电路的规律及欧姆定律求出R1连入电路中的电阻，即灯正常发光时的电阻； 根据P＝I2R写出灯的额定功率表达式。 解：（1）闭合开关后，小灯泡不亮，电流表无示数，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，所以出现这一故障的原因可能是小灯泡断路了； （2）由图乙可知，当灯泡两端电压增大，通过灯泡的电流也增大，根据P＝UI可知，灯泡功率变大，温度升高，灯丝电阻随温度的升高而增大，故图像中电流与电压不成正比； （3）实验步骤： ①闭合开关S1，S2接1，移动滑动变阻器R2的滑片，使电流表示数为I额； ②闭合开关S1，S2接2，保持滑动变阻器R2的滑片位置不变，调另一个滑动变阻器R1的滑片，使电流表示数为I额；再将滑动变阻器R2的滑片调到最右端，读出电流表的示数为I； ③在步骤①中，滑动变阻器R1短路，灯与滑动变阻器R2串联，移动滑动变阻器R2的滑片，使电流表示数为I额，此时灯正常发光； 在步骤②中，灯短路，两滑动变阻器串联，因R2的滑片位置不变，调另一个滑动变阻器R1的滑片，使电流表示数为I额，根据等效替代法，滑动变阻器R1连入电路中的电阻等于灯正常发光时的电阻大小； 再将滑动变阻器R2的滑片调到最右端，读出电流表的示数为I，由欧姆定律和电阻的串联，滑动变阻器R1连入电路中的电阻：R1滑R2，即灯正常发光的电阻为RL＝R1滑R2， 则小灯泡的额定功率表达式为：P额＝I额2RL＝I额2（R2）。 34．（2023•瓯海区模拟）小芳到实验室做“测量小灯泡额定功率”的实验时，老师只给她提供了如下器材：标有“2.5V”的小灯泡、电源、滑动变阻器、开关、两个电压表（没有电流表）、阻值为10Ω的定值电阻R0、导线若干。她根据所给定的器材经过认真思考后设计了正确的实验电路，如图甲是该电路的不完整电路图。 （1）请你将甲电路图补充完整。 （2）闭合开关前，应将滑动变阻器调至阻值________的位置。 （3）闭合开关后，为了测量小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器，使电压表的示数为________V，此时电压表的示数如图乙所示，是________V。 （4）小灯泡的额定功率为________W。 （5）她还进一步设计出了只有电流表没有电压表解决这个问题的方法，其电路如图丙所示，R0＝10Ω，并认为关键的一步是必须调节滑动变阻器，使电流表的示数为________A时，再读出电流表的示数，才能计算出小灯泡的额定功率。 【答案】（1）如下图所示；（2）最大；（3）2.5；2.4；（4）0.6；（5）0.25。 【解析】（1）根据实验原理R可知，在没有电流表的情况下，利用电压表和定值电阻代替电流表的作用，采用分压电路，电压表V2并联在定值电阻两端。 （2）闭合开关前滑片滑到阻值最大处； （3）要测量小灯泡的额定功率，电压要调到额定电压；看清量程和分度值读出示数； （4）利用欧姆定律算出电路中的电流，结合串联电流相等特点得到灯中的电流，利用P＝UI求出电功率； （5）要测量小灯泡的额定功率，小灯泡两端的电压为额定电压，根据并联电压相等和利用欧姆定律计算电流即可。 解：（3）因为小灯泡的额定电压为2.5V，闭合开关后，为了测量小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器，使电压表V1的示数为2.5V， 电压表V2量程为0～3V，分度值为0.1V，此时示数为U2＝2.4V； 此时电路中的电流为I＝IL＝I00.24A； （4）小灯泡的额定电功率为：PL＝ULIL＝2.5V×0.24A＝0.6W； （5）要测量小灯泡的额定功率，小灯泡两端的电压为额定电压，根据并联电压相等，则定值电阻两端电压等于2.5V，又知R0＝10Ω，故电流表A2的示数为I20.25A。 35．（2025•舟山模拟）小乐酷爱科学，平时就喜欢对各种自然现象质疑，并自己做实验进行论证，此刻他准备探究小灯泡的电功率的相关知识。 （1）对于猜想“小灯泡的电功率与电压有关，电压越大，功率越大”，小乐设计了如图甲所示的电路图来验证。则支持该结论的实验现象是________________________。 （2）为了测定额定电压为“2.5V”的小灯泡的额定电功率，小乐进行如下操作： ①按图乙所示连接电路并将滑动变阻器调到阻值最大。 ②实验前检查电流表如图丙，产生这种现象的原因是________________。 ③解决问题之后，小乐闭合开关，将滑动变阻器滑片移到某一位置，电压表示数如图丁所示，此时为了测定小灯泡额定功率，小乐接下来的操作是________________________________。 ④当电压表示数是额定电压，电流表示数为0.3安，根据P＝UI最终算出小灯泡的额定功率为________W。 【答案】（1）电压越大，灯泡越亮；（2）电流表没有调零；向左移动变阻器的滑片，使电压表示数为2.5V；0.75。 【解析】（1）电功率表示电流做功快慢的物理量； （2）电流表使用前要调零。 ③灯在额定电压下正常发光。 ④根据P＝UI算出小灯泡的额定功率。 解：（1）电功率表示电流做功快慢的物理量，对于猜想“小灯泡的电功率与电压有关，电压越大，功率越大”，小乐设计了如图甲所示的电路图来验证。则支持该结论的实验现象是电压越大，灯泡越亮。 （2）①按图乙所示连接电路并将滑动变阻器调到阻值最大。 ②实验前检查电流表如图丙，指针没有在零刻度线，产生这种现象的原因是电流表没有调零。 ③解决问题之后，小乐闭合开关，将滑动变阻器滑片移到某一位置，电压表示数如图丁所示，电压表示数为2V，小于2.5V，此时为了测定小灯泡额定功率，小乐接下来的操作是向左移动变阻器的滑片，使电压表示数为2.5V。 ④当电压表示数是额定电压，电流表示数为0.3安，根据P＝UI最终算出小灯泡的额定功率为P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W。 36．（2024•嵊州市模拟）图1是小明同学“测量小灯泡电功率”的实物连接图。电源电压为6V恒定不变，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时小灯泡电阻约为8Ω。 （1）连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应位于________端（选填“a”或“b”）。 （2）闭合开关，进行实验，并将实验数据记录在表中。 实验序号 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 1 2.0 0.28 2 2.5 I0 3 3.0 0.34 ①移动滑片P使电压表示数为2.5V时，电流表的示数如图2所示，则小灯泡额定功率为________瓦。 ②以电流的平方（I2）为横坐标，以实际功率（P）为纵坐标，下列坐标图（实线部分）与实验数据相符的是________。（选填字母） （3）与小灯泡的电阻相比较，虽然电流表的电阻非常小，电压表的电阻非常大，但由于电流表、电压表电阻的影响，测量后计算出的电功率会比真实值________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 【答案】（1）a；（2）①0.8； ②D；（3）偏大。 【解析】（1）连接好电路，闭合开关前，为保护电路，滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处； （2）①根据电流表选用量程确定分度值读数，利用P＝UI求出小灯泡额定功率； ②根据P＝I2R，若R不变，则P与I2成正比，根据灯的电阻随电流变大而变大分析； （3）该实验中电压表与灯并联，电压表测得灯的电压是准确的，电流表测灯与电压表并联的总电流，由并联电路电流的规律比较电流表示数与灯的实际电流大小，根据P＝UI进行分析。 解：（1）连接好电路，闭合开关前，为保护电路，滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处，即a 端。 （2）①由实物图可知，电流表选用小量程，其分度值为0.02A，电流表的示数如图2所示，示数为0.32A，小灯泡额定功率为：P额＝U额I额＝2.5V×0.32A＝0.8W；②根据P＝I2R，若R不变，则P与I2成正比，图线为过原点的直线，因灯的电阻随电流变大而变大，当电流小于I0时，此时电阻小于R，其功率小于P，图线应在直线的下方；当电流大于I0时，此时电阻大于R，其功率大于P，图线应在直线的上方，所以P与I2的关系图线应向上弯曲，故D正确，ABC错误，故选：D； （3）该实验中电压表与灯并联，电压表测得灯的电压是准确的，而电流表测灯与电压表并联的总电流，根据并联电路的电流规律，电流表示数大于灯的实际电流，根据P＝UI可知，测量后计算出的电功率值会偏大。 37．（2024•拱墅区二模）探究小灯泡的电功率。 （1）小乐设计了如图甲所示的电路图来验证如下猜想：“小灯泡的电功率与电压有关，电压越大，功率越大”。则支持该结论的实验现象是________________________________________。 （2）为了测定额定电压为“2.8V”的小灯泡的额定电功率，小乐进行如下操作： ①按图乙所示连接电路并将滑动变阻器调到阻值最大。 ②闭合开关，将滑动变阻器滑片移到某一位置，电压表示数如图丙所示，此时为测定小灯泡额定功率，小乐接下来的操作是________________________________________________________。 ③当电压表示数为2.8伏时，电流表示数为0.3安，小乐根据P＝UI算出小灯泡的额定功率为________W，断开开关，发现电流表的指针如图丁所示，则小灯泡的额定功率的真实值________（选填“大于”“小于”或“等于”）计算值。 【答案】（1）电压表示数大的灯泡比示数小的灯泡亮；（2）①应将滑动变阻器的滑片向左移动，直到电压表示数为额定电压2.8V；②0.84；大于。 【解析】（1）图甲中两灯串联，根据P＝UI可知，在电流相等时，灯两端的电压越大，灯的实际功率越大，灯越亮； （2）①灯泡在额定电压下正常发光，根据图中电压表小量程读数，比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向； ②根据P＝UI求出小灯泡的额定功率； 电流表指针没有指在零刻度线上，根据电流表指针的位置判定通过灯泡的电流与灯泡的额定电流的大小，然后根据P＝UI分析功率的大小关系。 解：（1）甲中两灯串联，通过两盏灯的电流相等。灯的电压越大，根据P＝UI可知，灯的实际功率越大，灯越亮，支持该结论的实验现象是电压表示数大的灯泡比示数小的灯泡亮； （2）①灯在额定电压下正常发光，图丙中电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为2V，小于灯的额定电压2.8V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压。由分压原理，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向左移动，直到电压表示数为额定电压2.8V； ②当电压表示数为2.8V时，电流表示数为0.3A，则小灯泡的额定功率为： P＝UI＝2.8V×0.3A＝0.84W； 由图丁可知电路中无电流时，电流表的指针指向零刻度线的左侧，则测量电流时，电流表的示数要小于灯泡的额定电流，根据P＝UI可知，测得的灯泡的实际功率偏小，即小灯泡的额定功率的真实值大于0.84W。 考向九 焦耳定律实验 38．（2025•衢州一模）小科在验证“电阻丝产生的热量与电阻、电流及通电时间的关系”时，采用了一种“变色测温贴”（产品介绍如图甲所示），常温下将测温贴贴在电阻上，并连接如图乙所示的实验电路，闭合开关，记录测温贴变色所用的时间。断开开关，待测温贴？，调节滑动变阻器，闭合开关，继续测量测温贴变色所用时间，所得结果如表： 实验序号二 变色所用的时间/s R1 R2 1 9 18 2 12 24 3 21 42 （1）题干中“？”处应填________________。 （2）根据表中数据可知，从实验1到实验3滑动变阻器滑片是向________移动的。 （3）考虑电阻散热，不同电阻使测温贴升高相同温度时，实际消耗的电能是不同的。因此在烧开水时，从节约用电角度考虑应选择下列哪种电热水壶？________ 。 A.“220V，1000W” B.“220V，1500W” （4）从安全角度考虑，家庭电路中大功率用电器使用更粗导线的原因是：________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 【答案】（1）恢复常温；（2）左；（3）B；（4）家庭电路中大功率用电器工作时电流较大，根据Q ＝ I2Rt可知，在通电时间和电阻一定时，电流越大，产生的热量越多。如果导线电阻较大，产生的热量过多，容易引发火灾等安全事故。而更粗的导线电阻较小，根据上述公式，在相同电流和通电时间下，产生的热量较少，能减少因导线发热而引发的安全隐患，所以家庭电路中大功率用电器要使用更粗的导线。 【解析】（1）要验证电阻丝产生的热量与电阻、电流及通电时间的关系，需要保证每次实验开始时测温贴的初始状态相同，所以要等测温贴恢复到常温，才能进行下一次实验。 （2）从实验数据可以看出，R1和 R2变色所用时间都在增加，说明它们产生热量的速度变慢了。根据Q ＝ I2Rt，在电阻和通电时间不变的情况下，产生热量变慢是因为电流变小了。而在图乙电路中，滑动变阻器与两电阻串联，要使电流变小，需要增大滑动变阻器接入电路的电阻，所以滑片应向左移动。 （3）根据W＝Pt，在烧开相同质量的水（即需要吸收相同的热量）的情况下，功率越大，所用时间越短。因为考虑电阻散热，不同电阻使测温贴升高相同温度时，实际消耗的电能不同，而功率大的用电器在相同时间内产生的热量多，散热时间相对较短，散失的热量相对较少，所以从节约用电角度考虑，应选择功率大的电热水壶。 （4）家庭电路中大功率用电器工作时电流较大，在通电时间和电阻一定时，电流越大，产生的热量越多。如果导线电阻较大，产生的热量过多，容易引发火灾等安全事故。而更粗的导线电阻较小，根据上述公式，在相同电流和通电时间下，产生的热量较少，能减少因导线发热而引发的安全隐患，所以家庭电路中大功率用电器要使用更粗的导线。 解：（1）要验证电阻丝产生的热量与电阻、电流及通电时间的关系，需要保证每次实验开始时，测温贴的初始状态相同，所以要等测温贴恢复到常温，才能进行下一次实验。 （2）从实验数据可以看出，R1和 R2变色所用时间都在增加，说明它们产生热量的速度变慢了。根据Q ＝ I2Rt，在电阻和通电时间不变的情况下，产生热量变慢是因为电流变小了。而在图乙电路中，滑动变阻器与 R1、R2 串联，要使电流变小，需要增大滑动变阻器接入电路的电阻，所以滑片应向左移动。 （3）根据W＝Pt，在烧开相同质量的水（即需要吸收相同的热量）的情况下，功率越大，所用时间越短。因为考虑电阻散热，不同电阻使测温贴升高相同温度时，实际消耗的电能不同，而功率大的用电器在相同时间内产生的热量多，散热时间相对较短，散失的热量相对较少，所以从节约用电角度考虑，应选择功率大的电热水壶。 （4）家庭电路中大功率用电器工作时电流较大，根据Q ＝ I2Rt可知，在通电时间和电阻一定时，电流越大，产生的热量越多。如果导线电阻较大，产生的热量过多，容易引发火灾等安全事故。而更粗的导线电阻较小，根据上述公式，在相同电流和通电时间下，产生的热量较少，能减少因导线发热而引发的安全隐患，所以家庭电路中大功率用电器要使用更粗的导线。 39．（2025•定海区模拟）小明学习了焦耳定律表达式Q＝I2Rt之后很好奇，电流流过导体产生的热量与导体两端电压是否有关，在老师的指导下，完成了如下实验： ①取两只同型号的直流电动机（不计工作过程中电刷与换向器摩擦产生的热量），按如图方式连接，并且在每只电动机金属外壳的相同位置固定一个电子温度计，同时记录两支电子温度计的初始温度值。 ②闭合开关，发现两只电压表示数相同，然后对电动机M1施加一个阻力，使其转动速度变慢，发现电压表V1示数变小，V2示数变大。 ③维持V1、V2示数不变（U1＜U2），每隔30s记录一次温度计示数，记录数据T1、T2如表所示。 ④换用其他两个同型号的直流电动机重复上述实验。 t（min） 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 T1（℃） 17.8 18.4 19.0 19.5 20.0 20.7 21.2 21.6 21.9 22.2 22.4 T2（℃） 17.8 18.5 19.1 19.6 20.0 20.7 21.2 21.7 22.0 22.4 22.6 试回答下列问题： （1）两个电动机采用串联连接方式的目的是________________________________。 （2）小明分析了该实验，认为在电流相等，通电相同时间时U1＜U2，两个电动机（R相同）所产生的热量（由T1、T2体现）却基本相等。由此可得出结论是________________________________________。 （3）从能量转化及功的角度分析，当电动机M1受到阻力转速变慢后，U1＜U2的原因是________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 【答案】（1）保证电流大小和通电时间相等； （2）同型号的两只电动机，当电流相等、电压不等时，相同时间内产生的热量相等； （3）电动机工作时将电能转化为机械能和内能，M1转动较M2慢，M1获得的机械能小于M2，而它们的内能相等，所以相同时间内电流通过M1所做的功小于M2，依据W＝UIt可得U1＜U2。 【解析】（1）根据串联电路的特点进行分析； （2）根据表格中数据进行分析，在电流、电阻相等、电压不等的条件下，电动机外壳温度变化量相同，说明相同时间内产生的热量相等。 （3）电能转化为机械能和内能进行分析。 解：（1）两个电动机采用串联连接方式，根据串联电流相等可知，控制了电动机通过的电流和通电时间相等； （2）表格中同一时间，两个电动机金属外壳相同位置上固定的电子温度计的示数变化在误差范围内是相同的，说明同型号的两只电动机，当电流相等、电压不等时，相同时间内产生的热量相等； （3）电动机工作时将电能转化为机械能和内能，M1转动较M2慢，M1获得的机械能小于M2，而它们的内能相等，所以相同时间内电流通过M1所做的功小于M2，依据W＝UIt可得U1＜U2。 40．（2025•舟山二模）小科用如图所示装置探究电流通过导体产生的热量与导体电阻、电流大小的关系。甲、乙两个完全相同的烧瓶内装有等量的煤油，瓶内电阻的阻值分别为5Ω和10Ω，A、B是相同的玻璃管，管内初始液面位置相同。 实验一：闭合开关，通电1分钟记录液面上升的高度，分别记作h1和h2。 实验二：断开开关，当两根玻璃管中的液面降回到原来的高度后，减小滑动变阻器连入电路的阻值。再闭合开关，通电1分钟记录液面上升的高度，分别记作h3和h4。 （1）除电流表和秒表外，本实验中还需要用到的测量工具为________________。 （2）实验中，将电阻丝串联连接的目的是为了保证实验时________________________相同。 （3）多次重复实验均发现h1＜h3＜h4，则可以得出的结论为________________________________ ________________________________________。 （4）该同学将玻璃管换成温度计，重新实验，测得数据如表所示，得出“在通电时间不变时，电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比”的结论，则表中Δt2的值为________。 实验序号 电流表读数 4分钟后甲瓶升高的温度/℃ 4分钟后乙瓶升高的温度/℃ 11 1 5.0 10.0 2 1.5 Δt1 Δt2 23 2 20.0 40.0 …… …… …… …… 【答案】（1）刻度尺；（2）电流大小和时间；（3）在通电时间相同的情况下，通过导体的电流越大、导体电阻越大，则电流通过导体产生的热量越多；（4）22.5。 【解析】（1）根据要记录液面上升的高度分析； （2）电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外两个因素不变，结合串联电路电流的规律分析； （3）第二次实验中，电路的电阻变小，电流变大；电阻丝产生的热量不易直接观察，由转换法，可使等质量初温相同的液体吸收热量，由温度变化确定产生的热量多少，结合控制变量法分析； （4）由表中数据，根据“在通电时间不变时，电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比”结合转换法分析。 解：（1）除电流表和秒表外，因要记录液面上升的高度，本实验中还需要用到的测量工具为刻度尺。 （2）串联电路各处的电流都相等，实验中，将电阻丝串联连接的目的是为了保证实验时电流大小和通电时间相同。 （3）第二次实验中，电路的电阻变小，电流变大，对甲中电阻丝而言而知，因h1＜h3，则有，第二次实验电阻产生热量多；可知，在电阻和通电时间不变时，电流越大，产生的热量越多；根据可知，h3＜h4，可得出在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多，总之可以得出的结论为：在通电时间相同的情况下，通过导体的电流越大、导体电阻越大，则电流通过导体产生的热量越多。 （4）根据实验序号1可知，4分钟后乙瓶升高的温度10.0℃，序号2中电流为1.5A，通电相同时间，通过10Ω的电流是原来的1.5倍，根据“在通电时间不变时，电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，故此时产生的热量是原来的1.52＝2.25倍，由转换法，则表中Δt2的值为2.25×10cm＝22.5cm。 3 / 51 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $