专题38 电学创新实验中考考题--2024年中考物理总复习查缺补漏专题（通用）

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1. （2023新疆）某兴趣小组利用电源、电压表V、电流表A、滑动变阻器R、开关S、导线等实验器材，测量某额定电流为700mA的LED灯正常工作时的电阻。

（1）请将图甲中的元件符号连成实验电路图（要求：电流必须从LED的“+”接线柱流入，“-”接线柱流出）；____
（2）兴趣小组连好电路并闭合开关S后，移动滑动变阻器R的滑片，发现LED灯不亮，通过检查电路发现LED的“+”“-”接线柱接反了；正确连接后，闭合开关S，LED灯亮了。该现象说明LED具有_______（填“单向”或“双向”）导电性；
（3）实验过程中，当电流表的示数为0.70A时，电压表的示数为3.5V，则LED灯正常工作时的电阻为________Ω；
（4）该兴趣小组通过查阅资料得到，通过该型号LED灯的电流与两端的电压的变化关系如图乙所示。由图乙可知，该LED灯发光过程中，电阻温度升高时，LED灯的电阻值____________（填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】（1） （2）单向 （3）5 （4）变小
【解析】（1）根据题意可知，利用伏安法测量LED灯正常工作时的电阻，LED灯、滑动变阻器和电流表串联在电路中，电压表并联接在LED灯的两端，电流必须从LED的“+”接线柱流入，“-”接线柱流出，如图所示

（2）LED的“+”“-”接线柱接反时，电流无法通过LED灯，故LED灯不亮；当LED的“+”“-”接线柱正确连接时，电流通过LED灯，LED灯亮。由此可知，LED灯具有单向导电性。
（3）根据欧姆定律可得，LED灯正常工作时的电阻为
（4）由图乙可知，图像为I-U图像，由欧姆定律的变形公式可知，图像越来越陡，说明越来越大，LED灯的电阻越来越小。又由图乙可知，当LED灯的两端电压增大时，通过的电流也在增大，根据P=UI可知，LED灯的电功率增大，根据焦耳定律可知，由于电流通过LED灯产生热量，因此在相同的时间内，产生的热量增加，温度升高，由此可知，LED灯发光过程中，电阻温度升高时，LED灯的电阻值变小。
2.（2023福建省） 学校“水培种植小屋”的蔬菜适宜生长的温度在10~30℃之间，项目式学习小组利用热敏电阻和电阻箱设计温度报警电路，电阻箱是可以调节并显示阻值的变阻器。
（1）利用图甲所示电路探究热敏电阻Rt阻值随环境温度t变化的规律；

①根据图甲，用笔画线表示导线，将图乙中的实物电路连接完整_________；
②连接电路的过程中，应将开关________，将电阻箱的阻值调至最大，起到__________的作用；
③将热敏电阻置于0℃的环境中，闭合S1、断开S2，记录电流表示数I0，然后_________（描述开关状态），调节电阻箱R0直至电流表示数为__________，此时Rt=R0；
④将热敏电阻Rt置于不同温度的环境中，重复步骤③，测得的数据如下表：
分析数据可得：热敏电阻的阻值随温度的升高而________；
（2）根据上述探究结果，设计报警电路。
实验器材：电源（恒为12V）、热敏电阻Rt、电阻箱R0（0~9999Ω）、数字电压表（U≥7.2V时报警）、数字电流表（I≥6mA时报警）、开关一个、导线若干。
设计要求：小屋温度t≥30℃或t≤10℃时都有一个电表报警。

①虚线框中的电路图是学习小组设计的报警电路，但它不能完全满足要求，请你根据设计要求将电路图补画完整________；
②设计的电路中，电阻箱R0应调为_________Ω。当温度降低到10℃时电路报警，此时电流表的示数为_________mA。
【答案】（1） 断开 保护电路 断开S1、闭合S2 I0 减小 （2） 1200 4
【解析】（1）①由图甲可知，Rt与R0并联，开关S1控制Rt，开关S2控制R0，电流表测干路电流，电路连接如下图所示

②]连接电路时，为了保护电路，应将开关断开，同时将电阻箱的阻值调至最大。
③在实验过程中，当流过热敏电阻的电流等于流过电阻箱的电流时，由欧姆定律可得，此时热敏电阻的阻值等于电阻箱的阻值，故可知此时应断开S1、闭合S2，调节电阻箱R0直至电流表示数为I0，则此时热敏电阻的阻值等于电阻箱的示数。
④由表中数据可知，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。
（2）①由图中可知，此时Rt与R0串联，当温度过高时，此时Rt的阻值减小，电路中电流增大，会触发报警，但温度过低时不会触发报警，由串联电路电阻等比例分压可知，此时应将电压表并联在Rt两端进行改进，电路连接如下图所示

②由题意可知，当温度降低到10℃时电路报警，此时Rt两端电压为Ut=7.2V，此时Rt的阻值为Rt=1800Ω，由欧姆定律可得，此时电路中电流为
由串联电路的电压规律可得，此时电阻箱两端电压为
U0=U-Ut=12V-7.2V=4.8V
故由欧姆定律可得，此时电阻箱的阻值为
3. （2023甘肃兰州）学习了欧姆定律的知识后，老师给同学们布置了设计不同方案测量未知电阻的任务，三位同学的设计方案如下：

（1）小明的设计方案如图甲所示，闭合开关S，调节滑动变阻器R的滑片P至适当位置，电压表、电流表的示数分别如图乙、丙所示，则电压表的示数为___________V，未知电阻的阻值为___________Ω；
（2）小林的设计方案如图丁所示，闭合开关S，电流表和的示数分别为和。已知定值电阻的阻值为，则未知电阻=___________（用、和表示）；

（3）小刚的设计方案如图戊所示，闭合开关S后，先将开关S1拨至触点___________，移动滑动变阻器R的滑片P至适当位置，此时电压表的示数为U；保持滑片P的位置不变，再将开关S1拨至另一触点，调节电阻箱的阻值，使___________，此时电阻箱的读数为，则未知电阻=___________。
【答案】（1）2.7 9 （2） （3） b 电压表示数恰为U R0
【解析】（1）由乙图可知，电压表使用的是0~3V的量程，分度值为0.1V，电压表的示数是2.7V；由丙图可知，电流表使用的是0~0.6A的量程，分度值为0.02A，电流表的示数是0.3A，电阻的阻值为
（2）由图可知，两个电阻并联，电流表A1测量干路中的电流，电流表A2测量通过R0的电流，在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，所以Rx这条支路的电流为Ix=I1-I2
电源电压U=I2R0
未知电阻
（3）闭合开关S后，先将开关S1拨至触点b，移动滑动变阻器R的滑片P至适当位置，此时电压表的示数为U；保持滑片P的位置不变，再将开关S1拨至另一触点，调节电阻箱的阻值，使电压表的示数仍为U；此时电阻箱的读数为，根据欧姆定律可知，Rx与R0相等，即Rx=R0。
4. （2023广西）实验小组在实验时，不慎将灯泡的玻璃外壳碰碎。他们惊奇地发现几乎不发光，与其串联的灯泡不仅没有熄灭，反而更亮。开关断开后的电路如图甲，和都标有“2.5V 0.3A”字样。针对上述现象，探究下列问题：玻璃破碎后，的灯丝电阻发生了什么变化？玻璃外壳究竟起什么作用？

（1）玻璃外壳破碎前的电压和电流分别为1.20V和0.20A；玻璃外壳破碎后，两端的电压变为0.40V，通过的电流变为如图乙所示，则电流为______A。初步分析可知：玻璃破碎后，电阻______（选填“变大”或“变小”）；
（2）为进一步探究玻璃外壳破碎后电阻变化特点，对、的电流和电压进行测量，实验数据记录如下表。分析发现，的电阻______（选填“大于”或“小于”）玻璃外壳破碎后的电阻；
（3）实验中，对着吹气，发现两端电压突然变小、电流突然变大，说明吹气加快灯丝表面空气流速，加快其散热速度，从而使灯丝电阻变小。由此推断，灯丝的电阻大小与______关，玻璃外壳可能起到______的作用；
（4）细心的同学在实验过程中发现，灯丝呈螺旋状，于是提出新的问题：为什么将灯丝设计成螺旋状？你认为这样设计的目的是①______②______。
【答案】 （1） 0.22 变小 （2）大于 （3）温度有 减少
（4） 减少散热，提高灯丝温度 增加灯丝的长度，增大电阻
【解析】（1）由图乙可知，电流表量程0～0.6A，分度值为0.02A，读数为0.22A。
玻璃破碎前，L2的电阻为
玻璃破碎后，L2的电阻为
分析可知，玻璃破碎后，电阻变小。
（2）分析表格中数据可知：L1、L2串联，电流相等，L1两端的电压大于L2两端的电压，根据公式可知，L1的电阻大于玻璃外壳破碎后L2的电阻。
（3）吹气加快了L2灯丝表面空气流速，加快其散热速度，降低了灯丝的温度，从而使灯丝电阻变小，由此推断，灯丝的电阻大小与温度有关，玻璃外壳可能起到减少散热、提高灯丝温度的作用。
（4）通过步骤（3）的分析可知，减少灯丝的散热，可以防止灯丝的温度快速降低造成的灯丝电阻迅速减小。灯丝呈螺旋状，减少了与空气的接触面积，可以减少灯丝的散热，防止灯丝温度降低，电阻变小；同时增加了灯丝的长度，增大电阻，更好的发光。
5. （2023河北）在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中，小明把电源、定值电阻、滑动变阻器、电压表、电流表和开关连成电路进行实验。
（1）图甲是小明连接部分电路，请你用笔画线代替导线将电路补充完整_________；

表一
（2）连接好电路后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，电压表和电流表的指针都不偏转。图中a为电源的正极，b、c分别为滑动变阻器上电阻丝右侧的接线柱和金属杆右端的接线柱，用一条导线的两端分别连接a和b、a和c进行检测，结果如表一所示。发生故障的元件是________；
（3）排除故障后进行实验。某次实验时，电压表的示数如图乙所示，示数为________V。移动滑动变阻器的滑片，记录多组数据填入表二；
（4）小明根据表二中的数据画出图像，如图丙所示。从图像可以看出，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；

表二
根据以上数据，小明得出结论：电阻两端的电压与通过电阻的电流之比为定值；
（5）小红按图丁连接电路，测量并记录几组电压和电流值，如表三所示，其中R1=10Ω、R2=5Ω，U1、U2、I分别表示电压表V1、V2和电流表A的示数。

表三
小红在与小明的交流中，发现用图像法处理数据可以更直观地看出两个量之间的变化关系，于是她也利用表三中的数据在坐标系中画出了三条直线①②③，如图戊所示，其中________是由表三中的I和U2的数据画出的。小明认为小红的实验相当于探究了三个定值电阻的电流与电压的关系，证据更充分。交流评估后得出结论：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
【拓展】某小灯泡L的额定电流是I0，但额定电压的标识模糊不清，为测定L正常发光时的电阻，小明设计了如图所示的电路，其中定值电阻R0和滑动变阻器的最大阻值R已知，但电源电压未知。为保证电路安全，滑动变阻器均不能调到最小阻值。实验时各电路中的小灯泡L都能调至正常发光。以下电路中，能够达到目的的有________。

【答案】 （1） （2）滑动变阻器 （3）1.2 （4） 4 （5）③ ACD
【解析】（1）要探究电流与电压的关系，需要用电压表测量定值电阻两端的电压，电压表并联在定值电阻两端，作图如下：

（2）实验所用电路是串联连接，闭合开关，调节滑片，电压表和电流表的指针都不偏转，则电路出现了断路。导线接在a和b间，两电压表指针仍不偏转，则是a、b以外的电路出现了断路，导线连接在a和c间，两电表指针都偏转，则出现断路的是滑动变阻器。
（3）由图乙知，电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为1.2V。
（4）由图丙知，电压为1.8V，电流为0.28A，这一组数据离所作出的图线较远，所以第4组数据有误。
（5）由表格数据知，每组对应的与I的比值是一定值，为15。图戊中，图线①，当电压为2.5V时，电流为0.50A，比值为5；图线②，当电压为5.0V时，电流为0.50A，比值为10；图线③，当电压为7.5V时，电流为0.50A，比值为15。所以图线③是由表三中的I与数据画出的。
A．由图示知，只闭合开关，两个电阻及小灯泡串联连接，电流表测电路中的电流，调节滑片，让电流表的示数为，小灯泡正常发光。此时两端的电压为
保持滑片的位置不变，两个开关都闭合，小灯泡短路，两个电阻串联，此时电流表的示数为，变阻器接入电路的阻值为。移动滑片，让变阻器接入电路的阻值最大，电流表的示数为，则电源电压
且
所以
小灯泡正常发光时，变阻器两端的电压
此时小灯泡两端的电压
据可测得小灯泡正常发光的电阻，故A符合题意；
B．由图示知，电路为串联连接，小灯泡正常发光时，两端的电压为，调节滑片的位置，只闭合开关、，电压表示数为，断开，闭合，电压表测变阻器两端的电压，使
但无法测得电源电压，则小灯泡正常发光的电压无法测量，无法据求得小灯泡正常发光的电阻，故B不符合题意；
C．只闭合，小灯泡与滑动变阻器串联连接，调节滑片位置，让电流表的示数为，小灯泡正常发光，此时变阻器接入电路的阻值为，其两端的电压为；只闭合，滑片位置不变，电流表的示数为，移动滑片，让变阻器接入电路的阻值最大，电流表的示数为，电源电压
且
所以的阻值可求，那么正常发光时，变阻器两端的电压可求，小灯泡两端的电压可求，其电阻可求，故C符合题意；
D．仅闭合开关，电路串联连接，电压表测两端的电压，调节滑片，使电压表的示数。保持滑片的位置不变，同时闭合两个开关，小灯泡短路，两个电阻串联连接，电压表测两端的电压，此时电压表示数为，设变阻器接入电路的阻值为，据串联电路的分压特点有
调节滑片，让变阻器接入电路的阻值最大，电压表示数为，据串联电路的分压特点有
解以上两式得电源电压及小灯泡正常发光时变阻器接入电路的阻值分别为
，
小灯泡正常发光时，变阻器两端的电压可求，此时小灯泡两端的电压也可求，据可求小灯泡的电阻，故D符合题意。
故选ACD。
6. （2023湖南株洲）某同学利用实验室提供的器材，测量标有电压为2.5V的小灯泡在不同电压下的电阻。他所连接的实验电路如图甲所示。

（1）在闭合开关前，需要将滑动变阻器的滑片移至______（填“A”或“B”）端；
（2）实验中，第一次测量时的电压等于2.5V，小灯泡正常发光。之后调节滑动变阻器，让电压逐次下调，使灯丝温度不断降低，灯泡变暗直至完全不发光，测量的数据如下表所示；
根据表格中的实验数据，图乙中能正确描述通过该小灯泡的电流I和其两端电压U之间关系的是______；（填“①”或“②”）
（3）第6次测量时，电流表指针的偏转如图丙所示。则电流表的读数为______A，此时小灯泡的电阻为______Ω；
（4）对比不同电压下小灯泡的电阻值可知，小灯泡的电阻随电压的增大而______（填“增大”“减小”或“不变”），主要原因是小灯泡的电阻受______的影响。
【答案】 （1）B （2） ① （3） 0.16 3.125 （4）增大 温度
【解析】（1）为了保护电路，闭合开关之前，滑动变阻器的滑片应该移到阻值最大处B端。
（2）由表中数据可知，第1次实验测得电阻为
第2次实验测得电阻为
第3次实验测得电阻为
同理可知，第四次、第五次、第七次测得的电阻分别为0.69Ω、4.74Ω、2Ω。即电阻随电压的降低而降低，并不是不变的。因此图乙中能正确描述通过该小灯泡的电流I和其两端电压U之间关系的是①。
（3）有图甲可知，电流表的量程为0~0.6A，分度值为0.02A。电流表的示数为0.16A。
此时小灯泡的电阻为
（4）由（2）的计算结果可得，小灯泡的电阻并不是固定不变的，它受温度的影响，随着电压的增大而增大。
7. （2023四川内江）某中学的物理课外实验小组，用如图所示的电路来测量待测电阻Rx的阻值。其中，R0为定值电阻（R0=10Ω），V为电压表，S1为单刀开关，S2为单刀双掷开关，R为滑动交阻器，E为电源，采用如下步骤完成该实验：

（1）按照实验电路图，用笔画线表示导线将实物进行连线，组成完整电路（部分导线已连接）。________
（2）在连线时开关S1应_______（选填“断开”或“闭合”），滑动变阻器的滑片P应移到________（选填“A”或“B”）端。
（3）闭合开关S1，将开关S2掷于1端，改变滑动变阻器滑片P的位置，记下此时电压表V的示数U1；然后，将开关S2掷于2端，记下此时电压表V的示数U2。待测电阻阻值的表达式Rx=________（用R、U1、U2表示）。
（4）重复步骤（3）的实验操作，得到数据记录表。利用表中5次测量的数据，可得的平均值为________，待测电阻的阻值Rx=________Ω。
【答案】（1）见解析 （2）断开 B （3） ⑤.（4） 3 20
【解析】（1）按照电路图，电压表的负接线柱接单刀双掷开关中间的接线柱，定值电阻的右端接单刀双掷开关的1接线柱，如图所示：

（2）连接电路时，开关要断开；滑动变阻器要移到阻值最大处，即滑片P移动到B端。
（3）和串联，单刀双掷开关的选择不影响电阻的串联关系。闭合开关S1，将开关S2掷于1端，此时电压表测R0两端的电压，两端的电压为；然后，将开关S2掷于2端，此时电压表测和两端的总电压，和两端的总电压为，根据串联电阻的电压关系可知，Rx两端的电压
因为两电阻串联，所以通过的电流等于通过的电流
由欧姆定律可得，的阻值
（4）由表中数据可得的平均值为
由于和串联，两端的电压为，和两端的总电压为，由串联电路的电压关系可得
又因为的平均值为3，且
所以，待测电阻的阻值
8. （2023山东枣庄）在探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关的实验中。某兴趣小组猜想：电流通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关，于是他们利用甲、乙、丙三个装置进行实验探究，如图所示，三个装置的透明容器中各有一段电阻丝，容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。

（1）要探究电热与电阻的关系。应选用__________组合，并将它们__________接到电源两端进行实验。
（2）选用乙、丙组合，串联接到电源两端进行实验，在通电时间相同的情况下，发现乙装置U型管中液面高度变化大，由此可得到的结论是：在电阻相同、通电时间相同的情况下，__________。
（3）实验中通过观察U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，在研究许多物理问题时都会用到这种方法，下列实例采用研究方法与此相同的是__________。
A．探究电流与电压、电阻的关系
B．用铁屑显示磁体周围磁场分布
C．研究光的传播时，引入“光线”
D．探究平面镜成像的特点
【答案】（1）甲、乙 串联 （2） 通过导体的电流越大，产生的热量越多（3）B
【解析】（1）要研究电热与电阻的关系，需要控制通过电阻的电流与通电时间相同，而电阻的阻值不同，因此选用甲和乙组合，将它们串联接到电源两端进行实验。
（2）乙和丙，由于串联在电路中，可知通过电路乙中5Ω电阻电流大于通过丙中5Ω电阻的电流，当在通电时间相同的情况下，发现乙装置U型管中液面高度变化大，可知气压差越大，温度差越大，热量越多，可以得出的结论是：通过导体的电流越大，产生的热量越多。
（3）A．实验中通过观察U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，这用到了转化法，而探究电流与电压、电阻的关系时，用到的方法是控制变量法，故A不符合题意；
B．用铁屑显示磁体周围磁场分布时，磁体周围磁场的强弱转化为吸引铁屑的多少，故B符合题意；
C．研究光的传播时，引入“光线”，这是模型法，故C不符合题意；
D．探究平面镜成像的特点，用到的是替代法，故D不符合题意。故选B。
9. （2023苏州）小明选取了两根长度相等材料不同的合金丝a和b，连接成图甲电路。M为合金丝b的左端点，N为合金丝a的右端点，Q为在合金丝上可移动的触点。闭合开关，将滑动变阻器滑片移至适当位置后，移动Q，发现电流表指针保持图乙所示位置不动，电压表读数U随QN之间的距离x的变化如图丙所示。

（1）电流表示数为_________A；
（2）合金丝a的长度为_________cm，其阻值为_________Ω。合金丝b两端电压为_________V；
（3）小明再利用合金丝a和其他器材测量一个未知电阻的阻值，电路如图丁所示；

①请在图戊中用笔画线代替导线帮他完成电路连接_________；

②电路连接好后，闭合开关S、，发现电压表无示数，检查发现是由于滑动变阻器出现_____（断路/短路）；
③排除故障后，先闭合开关S和，移动滑动变阻器滑片至适当位置，读出电压表示数；再断开，闭合，读出此时电压表示数，则待测电阻阻值为_______（合金丝a的电阻用Ra表示）；
④若在步骤③中，小明在测量时，将闭合前，忘记断开，仍用原方法算出的待测电阻阻值_______（大于/等于/小于）真实值。
【答案】（1）0.4 （2） 10 20 2
（3）
断路 大于
【解析】（1）由乙图可见，电流表接入的量程为0～0.6A，示数为0.4A。
（2）由丙图可见，U随QN之间的距离x在10cm处发生明显变化，故可以判断合金丝a的长度和b的长度为10cm，此时电压表示数为8V，根据得，合金丝a的阻值为
由图可知，当Q移动至M端，即QN之间的距离最大时，电压表示数为10V，已知合金丝a两端电压为8V，根据串联电路电压特点，可得合金丝b两端电压为2V。
（3）由图可知，将开关S2连接在Rx与合金丝a之间，使其可以控制电压表测量Rx两端电压，如图所示：

由题意知，闭合开关S、后，滑动变阻器串联接入电路，电压表测量Rx与合金丝a之间的电压，滑动滑动变阻器时电压表无示数，说明滑动滑动变阻器出现断路。
闭合开关S和，测得Rx与合金丝a两端电压为，再断开，闭合，测得Rx两端电压为，根据串联电路电压分压特点，可得合金丝a两端电压为
由得，此时经过Rx与合金丝a之间得电流为
根据得，Rx的阻值为
根据题意可知，闭合前，忘记断开，合金丝a被短路，根据串联电路分压特点可知，此时测得Rx两端电压为将偏大，所以测得Rx阻值大于真实值。
温度t/℃
0
10
20
30
40
阻值Rt/Ω
2800
1800
1200
800
600
灯泡
实验次序
1
2
3
4
5
6
L1、L2
电流Ⅰ/A
0.16
0.18
0.20
0.22
0.24
0.26
L1
电压U1/V
0.78
1.00
1.20
1.50
1.80
2.10
L2
电压U2/V
0.20
0.23
0.30
0.41
0.52
0.80
导线连接点
a和b
a和c
电压表指针是否偏转
否
是
电流表指针是否偏转
否
是
数据序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1.0
1.2
1.4
1.8
2.0
2.4
电流I/A
0.10
0.12
0.14
0.28
0.20
0.24
数据序号
1
2
3
4
5
电压U1/V
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
电压U2/V
1.5
3.0
4.5
6.0
7.5
电流I/A
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
数据序号
1
2
3
4
5
6
7
发光情况
明亮
不很亮
暗
较暗
微光
熄灭
熄灭
电压U/V
2.5
2.1
1.7
1.3
0.9
0.5
0.1
电流I/A
0.28
0.26
0.24
0.21
0.19
0.05
实验次数
1
2
3
4
5
电压U1/V
0.6
07
0.8
0.9
1.0
电压U2/V
1.8
2.1
2.5
2.7
2.9
3
3
3.1
3
2.9