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2021年中考物理二轮专题复习 专题4.3 实验探究题（电学）（解析版）
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专题4.3 实验探究题（电学）（解析版）
【迎战中考】2021年物理二轮之试卷题型解密（通用版）
1.实验探究题是中考物理试卷中必考内容。实验探究题考查学生对认识自然、探索规律和培养科学严谨的态度的考试题型。实验探究题在中考试卷中占有较大比例，认真做好实验探究题的备考复习，同样是非常重要的一项内容。
2.各地的中考命题针对实验探究问题有着不同程度的偏重，也不可能面面俱到地进行考查，这也就给命题带来了多个角度的可能性。比如同是考查凸透镜成像规律，但由于考查的环节或是角度不同，考查的方式也就明显不同，因此在平时的教学中，要尽可能的引导学生对每个知识点、每个环节要做到理解和掌握。新课程改革以来，各地中考命题中涉及不同版本教材外的物理探究实验逐年在出新。但纵观其考查内容，大都来源于学生生活实际，并且所考核的方法和能力都是学生应了解和掌握的。所以学生进行应考时对此不要产生心理上的障碍，只要抓住方法、应用得当，一般都能轻松解决。
3.纵观历年实验探究题，其规律是力学一道题、电学一道题，光学或热学一道题，有的还涉及到机械运动、声现象或电磁现象等内容。电学部分实验探究有：影响导体电阻大小的因素实验、电路电流与电压和电阻关系实验、串并联电路电流规律实验、串并联电路电压规律实验、伏安法测电阻实验、伏安法测小灯泡电功率实验、影响电流热效应因素实验和通电螺线管磁性实验。考查热点有：探究影响导体电阻大小的因素实验、电路电流与电压和电阻关系实验、伏安法测电阻实验、伏安法测小灯泡电功率实验。
一、探究影响导体电阻大小的因素实验
1.实验内容
【实验目的】探究影响导体电阻大小的因素。
【实验器材】电流表、小灯泡、不同规格电阻丝（A-镍铬合金丝、B-截面相同较长镍铬合金丝、C-与A长度相同较粗镍铬合金丝、D-与A长度相同截面相同的锰铜合金丝）、导线若干、开关、电池等。
【实验步骤】一、按图连接电路。
二、把A镍铬合金丝接入电路，闭合开关，测量电路电流，并观察小灯泡亮度，结果记入表格。
三、把截面相同较长的镍铬合金丝B接入电路，闭合开关，测量电路电流，并观察小灯泡亮度，结果接入表格。
四、把长度相同，截面较粗的镍铬合金丝C接入电路，闭合开关，测量电路电流，并观察小灯泡亮度，结果接入表格。
五、把长度相同，截面相同的锰铜合金丝D接入电路，闭合开关，测量电路电流，并观察小灯泡亮度，结果接入表格。
【实验表格】
电阻类型
规格（与A比较）
电流/A
小灯泡亮度
镍铬合金丝A
—
—
镍铬合金丝B
截面相同、长度较长
较暗
镍铬合金丝C
截面较粗、长度相同
较亮
锰铜合金丝D
截面与长度均相同、材料不同
较亮
【实验结论】（1）材料相同、截面相同的导体，电阻与长度有关，长度越长，电阻越大；
（2）材料相同、长度相同的导体，电阻与截面有关，截面越粗，电阻越小；
（3）长度相同、截面相同的导体，电阻与材料有关。
2.考查方向
考查方向
解答思路
导线长度与电流关系
导线越长，电流越小
电流表示数
看量程再读数
实验方法
控制变量法
A、B之间探究的是
导体长度与电阻关系
A、C之间探究的是
导体截面与电阻的关系
A、D之间探究的是
导体电阻与材料有关
灯泡亮度与上面有关
电流大小
补充电路
试验电路连接不完整，按元件顺序进行补充，画线不能交叉
同一种导体电阻与温度的关系
温度越高电阻越大
【典例】（2020•广州）小明测量不同型号铅笔在纸上涂划所得线条的电阻，实验步骤如下：
（1）用铅笔在纸上画出两段长为15cm的线条，在其中一段线条上重复涂划3次，另一段6次；
（2）换用不同型号铅笔重复（1）的操作，得到多组等长等宽的线条如图；
（3）测出每段线条两端的电阻记录在表中。
铅笔型号
线条两端电阻（MΩ）
重复涂划次数（次）
2B
4B
6B
8B
9B
低高
3
①
0.79
0.67
0.49
③
6
②
0.65
0.43
0.28
④
根据实验数据，可推测电阻最小的是（ ）。
A．① B．② C．③ D．④
【答案】D。
【解析】由表格数据可知，重复涂划相同时，铅笔的含碳量越高，电阻越小，铅笔的含碳量相同时，重复涂划次数越多，电阻越小，故电阻最小的是④，故D正确，ABC错误。故选：D。
【跟踪练习】
1.（2020•绵阳）学校实验室有一根长略大于60cm的均匀电阻丝，小明等同学打算探究这根电阻丝不同长度的电阻与对应长度的关系。已知这根电阻丝总电阻约6Ω．他们设计了如图甲所示电路示意图，电源电压3V，电阻丝拉直固定在木板上的a、b两点，P为鳄鱼夹。
完成实验，回答下列问题：
（1）电流表应选用 （选填序号）。
A．电流表A1（0～60mA）
B．电流表A2（0～0.6A）
C．电流表A3（0～3.0A）
（2）正确连接电路，断开开关，鳄鱼夹P夹接在电阻丝上靠近b端某位置，用刻度尺测鳄鱼夹与a端间电阻丝长度L，闭合开关，读取电流表示数I；断开开关，将鳄鱼夹P向a端移动约10cm，重复前面的操作。6次测得的电阻丝长度L和对应电流表示数I如下表所示。
序号
1
2
3
4
5
6
L/cm
60.0
50.0
40.0
30.0
20.0
10.0
I/A
0.51
0.60
0.73
1.05
1.48
2.95
算出的电阻R/Ω
5.9
？
4.1
2.9
2.0
1.0
（3）计算接入电路电阻丝的电阻R，并填在上表中。请补填根据第2次测量算出的电阻丝的电阻R2＝ Ω。
（4）请在图乙的坐标系中，制定纵横坐标的标度，把上表中数据在坐标系中描点，然后画出图象。
（5）根据你画出的图象， （选填“可以”或“不可以”）得到结论：在误差范围内，电阻丝的电阻与其长度成正比。
【答案】（1）C；（3）5；（4）如图；（5）可以。
【解析】（1）根据实验数据可知，当电路中接入的阻值为1Ω时，电路的电流：I最大＝＝＝3A，所以选用0～3A的电流表，故选C；
（3）由I＝可得，电阻丝R2的电阻：R2＝＝＝5Ω；
（4）根据表中数据描点，然后用直线将各点连接起来，如下图所示：
（5）根据图象可知，R与L的图象是一条直线，即R与L成正比，所以可以得出的结论为：在误差范围内，电阻丝的电阻与其长度成正比。
故答案为：（1）C；（3）5；（4）如图；（5）可以。
2．（2020•永州）某科技兴趣小组在某次科技活动中看到若干个长方体电阻（包含若干个正方体电阻）。它们的材料相同，上下表面均为正方形，外形都如图甲所示，接入实物电路的连接方式都如图乙所示，有电流通过时都如图丙所示。他们想探究长方体电阻的阻值与厚度及边长的关系，在老师的帮助下，他们测量了部分电阻的厚度h、边长a和电阻R，并记录在表格中（长方体电阻不受温度影响）。
次数
厚度h/mm
边长a/mm
电阻R/Ω
1
2
4
10
2
2
8
10
3
2
12
10
4
4
12
5
5
8
12
6
16
12
1.25
（1）请你根据实物图在虚线方框内画出对应的电路图（在电路图中长方体电阻用“”表示）：
（2）该实验主要采用的探究方法是 （选填“控制变量法”或“类比法”）；
（3）根据表中数据可以推知第5次的电阻R＝ Ω；
（4）从已测的长方体电阻中选取两个电阻，分别为R1和R2，它们对应的厚度h之比为1：2、边长a之比为2：3，将R1和R2并联接在同一闭合电路中，设通过R1的电流为I1，通过R2的电流为I2，则I1：I2＝ ；
（5）分析表中数据，科技兴趣小组得到了长方体电阻阻值与其厚度及边长的关系。同时他们也大胆推测，在本次科技活动中所看到的正方体电阻，其阻值与边长的关系是： 。
【答案】（1）如图；（2）控制变量法；（3）2.5；（4）1：2；（5）阻值与边长成反比。
【解析】（1）由图可知，该电路为串联电路，电流表测量电路中的电流，电压表测量定值电阻R两端的电压，电路图如图所示：
（2）电阻的大小与材料、长度、横截面积等因素有关，探究电阻与其中一个因素的关系时，采用的是控制变量法；
（3）对比3、4、5的实验数据可知，在变长相同时，厚度越厚，电阻越小，即电阻与厚度成反比；厚度变为原来的2倍，电阻就会变为原来的一半，所以第5次的电阻为2.5Ω；
（4）根据1、2和3中的数据可知，在厚度相同的情况下，变长发生变化时，电阻不变，即电阻与长方体的变长是无关的；
从已测的长方体电阻中选取两个电阻，分别为R1和R2，它们对应的厚度h之比为1：2、边长a之比为2：3，则其电阻之比为2：1；将R1和R2并联接在同一闭合电路中，电压相同，根据欧姆定律I＝可知，通过的电流之比为I1：I2＝1：2；
（5）对于正方体来说，当边长变为原来的二倍时，即厚度变为原来的二倍，根据表格中的数据可知，电阻就会变为原来的一半，所以正方体的电阻的阻值与边长成反比。
故答案为：（1）如图；（2）控制变量法；（3）2.5；（4）1：2；（5）阻值与边长成反比。
3．（2020•凉山州）如图所示，是探究影响导体电阻大小因素的实验装置图，实验中分别把a、b、c、d四根导线接入电路，其中导线a、b、d长度相同，a、b、c粗细相同，b、d粗细不同。
（1）该实验是通过观察电流表的示数，来间接比较导线电阻的大小，这种科学研究问题的方法是 法。
（2）选用 两根导线分别接入电路中进行实验，是为了探究电阻大小跟导体的长度有关。
（3）选用a、b两根导线分别接入电路中进行实验，是为了探究电阻大小跟导体的 有关。
（4）选用 两根导线分别接入电路中进行实验，是为了探究电阻大小跟导体的横截面积有关。
【答案】（1）转换；（2）bc；（3）材料；（4）bd。
【解析】（1）该实验中，通过电流表的示数大小间接得知接入电阻丝的阻值大小，应用了转换法；
（2）探究电阻大小跟导体的长度有关时，需要控制材料和横截面积相同，所以需要将bc两根导线分别接入电路中进行实验；
（3）由图可知，导线a、b的粗细、长度均相同、材料不同，因此选用导线a、b分别接入电路中，是为了探究电阻大小跟导体的材料有关；
（4）要探究电阻大小跟导体的横截面积有关，需要控制导体的材料和长度相同，横截面积不同；由图可知，导线b、d的长度、材料均相同、粗细不同，因此选用导线b、d分别接入电路中。
故答案为：（1）转换；（2）bc；（3）材料；（4）bd。
二、探究电路电流与电压和电阻关系实验
1.实验内容
【实验目的】探究电路电流与电压和电阻关系。
【实验器材】定值电阻、电流表、电压表、电源、开关、导线、滑动变阻器。
【实验原理】（1）在探究“电流跟电压、电阻的关系”时，采用的研究方法是控制变量法。
（2）在探究“电流与电压的关系”时，应保持电阻不变；
（3）在探究“电流与电阻的关系”时，将5Ω的电阻换成10Ω后，下一步操作是调节滑动变阻器，使前后电压保持不变。
【实验步骤】
一、按电路图连接实物电路
二、探究电流与电压关系
（1）闭合开关，移动变阻器划片，使电阻R两端电压成整数倍增加，依次读出电流表读数，数据计入表格；
（2）电流与电压关系测量表格（电阻R= ῼ）
次数
1
2
3
4
5
电压/V
电流/A
（3）数据分析：电阻一定时，通过导体的电流与其两端电压成正比。
三、探究电流与电阻关系（控制电压不变，如U=2V）
（1）选择某一电阻，如：R=5ῼ，闭合开关，调节变阻器划片，使R两端电压为2V，读出电流表示数，并计入表格；
（2）更换电阻，如：R=10ῼ，闭合开关，调节变阻器划片，使R两端电压为2V，读出电流表示数，并计入表格；
（3）重复上述试验过程，电阻分别选15ῼ、20ῼ、25ῼ。
（4）电流与电阻关系测量表格（电阻V= ）
次数
1
2
3
4
5
电阻/ῼ
5
10
15
20
25
电流/A
（3）数据分析：电压一定时，通过导体的电流与电阻成正比。
（4）整理器材。
【实验结论】通过导体电流跟其两端电压成正比，与导体电阻成反比。
2.考查内容
考查方向
解答思路
探究方法
控制变量法
探究电流与电压关系时
控制电阻不变
探究电流与电阻关系时
控制电压不变
连接电路前应注意哪些问题
断开开关、变阻器处于最大位置、电流表和电压表选择合适量程、注意正负接线柱不能接反
探究电流与电压关系时，变阻器的作用
改变导体两端电压
探究电流与电阻关系时，变阻器的作用
控制导体两端电压不变
完善表格，填入正确值
根据实验规律和给出数据，填入正确值
多次测量目的
寻找规律
补充实验电路
按元件顺序观察缺少部分，然后进行连接，注意不能交叉
电路连接改错
电流要从电流表、电压表正极入、负极出，量程选择要预估，元件连接要符合要求，电流表要串联在电路中，电压表要与被测元件并联，变阻器要一上一下接入电路
【典例】（2020•济南）在“探究电流与电压的关系”的实验中：
（1）小军首先选用了一个阻值为15Ω的电阻器开始连接实验电路，如图所示是他已经连接的部分实验电路。小军在连接实验电路时，操作上出现的错误是 。
（2）请你用笔画线代替导线在答题卡上将实物电路连接完整。
（3）连接完实验电路，检查无误后，闭合开关，电路工作正常。过一段时间后，突然发现一个电表的示数变为零，而另一个电表的示数变大。若此时实验电路中只有一处出现故障，则可能的情况是 。
A．电阻器短路，电压表示数为零
B．电阻器开路，电流表示数为零
C．变阻器短路，电压表示数为零
D．变阻器开路，电流表示数为零
【答案】（1）没有断开开关； （2）如图； （3）AB。
【解析】（1）为保护电路，在连接实验电路时，开关应断开，小军在连接实验电路时，操作上出现的错误是开关没有断开；
（2）电源电压为6V，由欧姆定律，电路的最大电流为：
I＝＝＝0.4A，故电流表选用小量程与电阻串联，电压表与电阻器并联，如下所示：
（3）A．若电阻器短路，电压表示数为零，因电路的电阻变小，由欧姆定律，导致电流表示变大，A符合题意；
B．若电阻器开路，电流表示数为零，电压表与电源连通测电源电压，故电压表示数变大，B符合题意；
C．若变阻器短路，电压表示数为电源电压，电压表示数变大；电路的电阻变小，电流表示数变大，C不符合题 意；
D．若变阻器开路，整个电路断路，两表都没有示数，两表示数都变小，不符合题意；故选 AB。
故答案为：（1）没有断开开关； （2）如图； （3）AB。
【跟踪训练】
1．（2020•莱芜区）在“探究电流与电压的关系”的实验中。
（1）小军首先选用了一个阻值为15Ω的电阻器开始连接实验电路，如图所示是他已经连接的部分实验电路，小军在连接实验电路时，操作上出现的错误是 。
（2）请你用笔画线代替导线在答题卡上将实物电路连接完整。
（3）连接完实验电路，检查无误后，闭合开关，电路工作正常。过一段时间后，突然发现一个电表的示数变为零，而另一个电表的示数变大。
若此时实验电路中只有一处出现故障，则可能的情况是 。
A.电阻器短路，电压表示数为零
B.电阻器开路，电流表示数为零
C.变阻器短路，电压表示数为零
D.变阻器开路，电流表示数为零
【答案】（1）连接电路时，开关是闭合的；（2）如上所示；（3）AB。
【解析】（1）连接电路时，为保护电路，开关应是断开的，操作上出现的错误是：连接电路时，开关是闭合的；
（2）3节蓄电池的电压为6V，由欧姆定律，电路的最大电流为：I＝＝＝0.4A，故电流表选用小量程与电阻串联，电压表与电阻并联，如下所示：
（3）A.若电阻器短路，电压表示数为零，由串联电阻的规律，因电路的电阻变小，由欧姆定律I＝，电路的电流变大，A符合题意；
B.若电阻器开路，则电流表示数为零，电压表通过变阻器与电源连通，故电压表测电源电压（原来电压表测电阻器的电压），故电压表示数变大，B符合题意；
C.若变阻器短路，电压表测电源电压，电路的电阻变小，由欧姆定律，电流表示数变大，C不符合题意；
D.若变阻器开路，整个电路断路，两表示数都为0，D不符合题意；
故答案为：（1）连接电路时，开关是闭合的；（2）如上所示；（3）AB。
2．（2020•烟台）如图甲所示是小明“探究电流与电压、电阻的关系”的实验电路图。选用的实验器材是：电源（3V）、电流表（0～0.6A）、电压表（0～3V），定值电阻R1＝5Ω、R2＝10Ω、R3＝20Ω，滑动变阻器（40Ω 2A）、开关、导线若干。
（1）探究电流与电压关系：
①探究电流与电压的关系时，要保持 不变，采用的科学方法是 。
②小明在实验中进行多组数据测量的目的是什么？
③小明选用5Ω和10Ω的两只电阻分别进行实验后，由实验数据画出的图象如图乙所示，其中M图象对应的是哪只电阻？ 由M图象得到的实验结论是什么？
（2）探究电流与电阻的关系：
①小明在实验中，首先确定一个保持不变的电压值U，当AB间的电阻R由5Ω换成10Ω时，闭合开关，应将滑动变阻器的滑片向 （选填“a”或“b”）移动，才能使电压表示数变为U。
②当AB间换接20Ω的电阻时，小明无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数都无法达到U．请你告诉他，为完成实验，U的取值范围是 。
【答案】（1）①电阻；控制变量法；②得出普遍性的结论；③5Ω；电阻一定时，电流与电压成正比；（2）①b；②1V～3V。
【解析】（1）探究电流与电压关系：
①探究电流与电压的关系时，要保持电阻不变，采用的科学方法是控制变量法；
②小明在实验中进行多组数据测量的目的是得出普遍性的结论；
③小明选用5Ω和10Ω的两只电阻分别进行实验后，由图乙作图如下所示：
由图可知，当电压相等时，M对应的电流大，由欧姆定律，R＝，M图象对应的电阻小，故M图象对应的是5Ω；
由M图线为过原点的直线，故由M图象得到的实验结论是：电阻一定时，电流与电压成正比；
（2）探究电流与电阻的关系：
①根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向b端移动，才能使电压表示数变为U；
②由串联电路电压的规律和分压原理有：＝，
方程左边为一定值，故右边也为一定值，当变阻器连入的电阻最大时对应的定值电阻也最大，
此时电压表的示数最小，即＝，
U＝1V，即控制的最小电压为1V，最大电压为3V，U的取值范围是1V～3V。
故答案为：（1）①电阻；控制变量法；②得出普遍性的结论；③5Ω；电阻一定时，电流与电压成正比；（2）①b；②1V～3V。
3．（2020•甘南州）在“探究电流与电阻的关系”实验中：
（1）如图甲所示，请你用笔画线代替导线，将图中电路连接完整（请勿更改原有导线，导线不得交叉）。
要求：当滑动变阻器的滑片P向左移动时，电路中的电流变大。连接电路时，开关必须 。
（2）闭合开关后，发现电压表有示数且接近电源电压，电流表无示数，其原因是 。
（3）实验过程中，将5Ω的电阻接入电路中，闭合开关调节滑动变阻器滑片P至适当位置，此时电流表示数如图乙所示，则电流表示数为 A。将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻，闭合开关，应将滑动变阻器的滑片P向 （选填“左”或“右”）端移动，使电压表示数为 V。
【答案】（1）如图；断开；（2）电阻R断路；（3）0.3；右；1.5。
【解析】（1）当滑动变阻器的滑片P向左移动时，电路中的电流变大，即电阻变小，故变阻器左下接线柱连入电路中，如下所示：
为了保护电路，连接电路时，开关必须断开；
（2）闭合开关后，电流表无示数，说明电路为断路，电压表有示数且接近电源电压，说明电压表与电源的两端相连，所以故障为电阻R断路；
（3）实验过程中，将5Ω的电阻接入电路中，闭合开关，调节滑动变阻器滑片P至适当位置，此时电流表示数如图乙所示，则电流表示数为0.3A；
由欧姆定律I＝知，电压表示数：U＝IR＝0.3A×5Ω＝1.5V；
根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，使电压表的示数为1.5V。
故答案为：（1）如图；断开；（2）电阻R断路；（3）0.3；右；1.5。
4．（2020•广安）在探究“电流与电阻关系”的实验中，所用的器材有：电压恒定为6V的电源、开关、电流表、电压表、三个定值电阻（5Ω，10Ω，20Ω）、几个规格不同的滑动变阻器、导线若干。
（1）如图所示是某同学连接的电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”，并补画出正确的连线。
（2）电路连接正确后，闭合开关前滑动变阻器的滑片应置于 （选填“A端”或“B端”）。
（3）分别把5Ω和10Ω的定值电阻接入电路中，移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为2V，记录下电流表的示数。可是当把20Ω的定值电阻接入电路中时，该同学无论怎样移动滑片都无法使电压表示数调到控制值，说明选择的滑动变阻器 。
（4）更换器材后，重新实验，将数据记录在表格中，分析实验数据可得结论： 。
电压U/V
2
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.4
0.2
0.1
【答案】（1）如图；（2）A端；（3）最大电阻过小；（4）电压一定时，电流与电阻成反比。
【解析】（1）原电路中，电阻和电压表短路了，电阻应和电流表串联，电压表与电阻并联，如下所示：
（2）电路连接正确后，闭合开关前滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处的A端；
（3）电阻两端的电压始终保持UV＝2V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑＝U﹣UV＝6V﹣2V＝4V，变阻器分得的电压为电压表示数的2倍，根据分压原理，当接入20Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为
R滑＝2×20Ω＝40Ω，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少40Ω的滑动变阻器，当把20Ω的定值电阻接入电路中时，该同学无论怎样移动滑片都无法使电压表示数调到控制值，说明选择的滑动变阻器最大电阻过小；
（4）横向分析表中数据，电阻增大为原来的几倍，通过的电流减小为原来的几分之一，即得出的结论是：电压一定时，电流与电阻成反比。
故答案为：（1）如图；（2）A端；（3）最大电阻过小；（4）电压一定时，电流与电阻成反比。
三、伏安法测电阻实验
1.实验内容
【实验目的】测量未知电阻
【实验器材】电池组、电压表、电流表、滑动变阻器、待测电阻、开关各一个，导线若干。
【实验原理】根据欧姆定律：，可知：，只要能测出电阻R两端电压和通过R的电流，根据公式即可计算出待测电阻R。
【实验步骤】一、根据给出的电路图，连接实物电路。
二、闭合开关，变阻器在较大位置时测量电流和电压，数据计入表格。
三、继续调节滑动变阻器，重复上述试验三次，数据计入表格。
四、根据公式，求出每次试验电阻值，并计入表格。
五、计算待求电阻平均值。
六、试验表格
试验次数
电压/V
电流/A
待求电阻Rx/ῼ
平均值Rx/ῼ
1
2
3
七、整理器材。
2.考查内容
考查方向
解答思路
补充电路
以某一电器为起点，观察一周，先连主电器，后连测量电器，注意连线不能交叉
测量前变阻器的位置、目的
处于最大位置、为了保护电路
变阻器连接
一上一下
开关状态
断开状态
补充测量数据
根据实验原理和测量数据规律补齐表格中空格
小灯泡电阻测量结果相差较大原因
小灯泡的电阻随温度的升高而变大
电路故障
电流表无示数，某处断路；电压表无示数，被测电器短路或电压表连线未接好
电流表、电压表反偏
正负极反接
分析测量数据求电阻
根据欧姆定律进行计算
测量结果误差较大原因
电流表或电压表有内阻
电流表对测量误差的影响
内接时测量结果偏大、外接时测量结果偏小
【跟踪训练】
1.（2020•内江）一个物理课外实验小组用如图甲所示的电路来测量某待测电阻Rx的阻值，其中定值电阻R0＝20Ω．请你帮实验小组完成：
（1）按照甲图的实验电路图，用笔画线代替导线将乙图连接完整（部分导线已连好）；
（2）在连接电路时，开关应 ，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于 （选填“左”或“右”）端；
（3）闭合开关S1，将开关S2掷于“1”时，调节滑动变阻器的滑片到适当位置，记下此时电压表的示数为U1；保持滑片位置不变，将开关S2掷于“2”时，记下此时电压表的示数为U2．则待测电阻Rx阻值的表达式Rx＝ （用R0、U1、U2表示）。
（4）重复步骤（3），共得到5组U1、U2的数据，并计算出的值，如下表所示，则5组数据的平均值为 ；利用的平均值，求出待测电阻Rx为 Ω。
1
2
3
4
5
U1/V
0.25
0.30
0.36
0.40
0.44
U2/V
0.86
1.03
1.22
1.36
1.49
3.44
3.43
3.39
3.40
3.39
（5）实验中，采用了多次测出U1和U2的值，并由的平均值，求待测电阻Rx阻值的目的是为 。
【答案】（1）如图；（2）断开；右；（3）•R0；（4）3.41；48.2；（5）减小误差。
【解析】（1）按照甲图的实验电路图，滑动变阻器滑片P向右移时其接入电阻变大，连接如图所示：
。
（2）为保护电路元器件，在连接电路时，开关应断开，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于右端，使接入电阻最大；
（3）[闭合开关S1，将开关S2掷于“1”时，三个电阻串联，电压表测量电阻R0两端电压，调节滑动变阻器的滑片到适当位置，记下此时电压表的示数为U1；保持滑片位置不变，将开关S2掷于“2”时，此时电压表测量电阻R0与Rx的两端电压之和，记下此时电压表的示数为U2；由于电路电流保持不变，即＝
，则待测电阻Rx阻值的表达式为：Rx＝•R0；
（4）重复步骤（3），共得到5组U1、U2的数据，并计算出的值，则5组组数据的平均值为：＝＝3.41；
利用组平均值，求出待测电阻Rx为：
Rx＝R0＝（﹣1）R0＝（3.41﹣1）×20Ω＝48.2Ω；
（5）实验中，采用了多次测出U1和U2的值，并由的平均值，求待测电阻Rx阻值的目的是为多次测量以减小误差。
故答案为：（1）如图；（2）断开；右；（3）•R0；（4）3.41；48.2；（5）减小误差。
2．（2020•甘孜州）在“用电流表和电压表测电阻”的实验中，电路如图甲所示。
（1）开关闭合前，滑动变阻器的滑片P要移动到 （选填“a”或“b”）端；
（2）闭合开关，发现电流表示数为零，但电压表指针发生明显偏转，则电路发生的故障可能是以下四种中的 ；
A．Rx发生断路 B．滑动变阻器断路
C．Rx发生短路 D．电流表处断路
（3）排除故障后，闭合开关，调整滑片P到某一位置后，若两表的示数分别如图乙、丙所示，其中电流表的示数 A，此次测得的结果为Rx＝ Ω。
【答案】（1）b；（2）A；（3）0.4；5。
【解析】（1）由电路图可知，闭合开关前，滑动变阻器滑片应置于b端，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大。
（2）A、如果Rx 发生断路，电路断路，电流表示数为零，电压表与电源连接相连，电压表指针明显偏转，故A符合题意；
B、如果滑动变阻器断路，电路断路，电流表示数为零，电压表与电源两极不相连，电压表指针不偏转，故B不符合题意；
C、Rx发生短路，电路是通路，电流表有示数，电压表指针不偏转，故C不符合题意；
D、电流表断路，电路断路，电流表示数为零，电压表与电源两极不相连，电压表指针不偏转，故D不符合题意；
（3）由图乙可知，电压表量程是0～3V，分度值是0.1V，电压表读数是2V；
由图丙可知，电流表量程是0～0.6A，分度值是0.02A，电流表示数是0.4A；
根据欧姆定律I＝知，
电阻RX的阻值为：RX＝＝＝5Ω。
故答案为：（1）b；（2）A；（3）0.4；5。
3．（2020•上海）小华做“用电流表、电压表测电阻”实验，现有电源（电压为1.5伏的整数倍保持不变）、待测电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个，以及导线若干。他正确串联电路后，将电压表并联在电路中。闭合开关，移动滑动变阻器滑片，将测得的两组数据记录在表一中。小华观察数据思考后重新连接了电压表，将新测得的两组数据记录在表二中。小华通过数据处理求出了待测电阻的阻值，完成实验。
表一
实验序号
电压表示数（伏）
电流表示数（安）
1
2.6
0.18
2
2.3
0.20
表二
实验序号
电压表示数（伏）
电流表示数（安）
3
2.2
0.20
4
2.6
0.24
①获得表一实验数据的过程中，小华将电压表并联在 的两端；
②实验中小华所用的电源电压为 伏；
③根据表一中实验序号1的数据，计算此次待测电阻的阻值为 欧；（精确到0.1欧）
④根据实验数据，计算并判断所用滑动变阻器的规格能否为“10欧 2安”。 （需写出计算过程）
【答案】①滑动变阻器；②4.5；③10.6；④不能；由表中第1组数据，根据欧姆定律，变阻器连入电路的电阻：R滑＝＝≈14.4Ω＞10Ω。
【解析】①待测电阻与滑动变阻器串联，电流表测电路电流，当电流变大时，根据U＝IR可知，待测电阻的电压变大，由串联电路分压定律可知，滑动变阻器电阻变小，根据表一中数据可知电压表并联在滑动变阻器两端了；
②小华观察数据思考后重新连接了电压表，即将电压表并联在待测电阻两端了，由表一和表二中的第2、3组数据知，电路的电流相等，则变阻器连入电路的电阻相同，根据电压表的连接，由串联电路电压的规律，电源电压为：
U＝2.3V+2.2V＝4.5V；
③根据表一中实验序号1的数据，根据串联电路电压的规律和欧姆定律，计算此次待测电阻的阻值为：R1＝＝≈10.6Ω；
④由表中第1组数据，根据欧姆定律，变阻器连入电路的电阻：
R滑＝＝≈14.4Ω＞10Ω；
因此，所用滑动变阻器的规格不能为“10欧 2安”。
故答案为：①滑动变阻器；②4.5；③10.6；④不能；由表中第1组数据，根据欧姆定律，变阻器连入电路的电阻：R滑＝＝≈14.4Ω＞10Ω。
4．（2020•黄石）课外兴趣小组要测量一个未知电阻Rx的阻值，现有下列器材：电源、两个量程均为0～0.6A的相同电流表A1、A2、一个已知阻值的定值电阻R0＝9Ω、开关、导线若干。兴趣小组同学们开动脑筋，积极思考，设计出了一个测量Rx的方法。
（1）同学们设计出的测量电路图如图甲，请根据电路图把未完成的实物图（图乙）连接线补充完整。
（2）连接好电路，闭合S之前，滑动变阻器的滑片P应滑到 （选填“a”“b”）端；
（3）调节滑动变阻器，使两个电流表有一个恰当的读数，如图丙，两表A1、A2的读数分别为I1＝ A，I2＝ A；
（4）根据两电流表读数可得出被测电阻Rx＝ 。
（5）调节滑动变阻器，使A1和A2表的读数都变大，为保证A2表不被烧坏，则A1表的读数不能超过 A。
（6）有同学认为，改用图丁电路图也可以测出Rx的值，你认为是否可行？
【答案】（1）如图；（2）b；（3）0.32；0.48；（4）4.5Ω；（5）0.4；（6）可行。
【解析】（1）根据甲图可知，Rx与R0并联，待测电阻与A1串联，A2测干路电流，如下图所示：
（2）连接好电路，闭合S之前，滑动变阻器的滑片P应滑到阻值最大处的b端；
（3）调节滑动变阻器，使两个电流表有一个恰当的读数，如图丙，由题意可知两表均选用小量程，分度值为0.02A，则A1、A2的读数分别为I1＝0.32A，I2＝0.48A；
（4）根据并联电路电流的规律，通过定值电阻R0的电流为：I0＝I﹣Ix＝0.48A﹣0.32A＝0.16A，
由并联电路的电压规律和欧姆定律可得，电源电压为：U＝U0＝I0R0＝0.16A×9Ω＝1.44V；
由欧姆定律可得，被测电阻Rx＝＝＝4.5Ω；
（5）为保证A2表不被烧坏（即干路电流最大为0.6A），设A1表的读数（通过Rx的电流）不能超过I，此时通过R0的电流为I0′，
并联电路中各支路的电压相等，由欧姆定律可知，在电压相等时，电流与电阻成反比，则＝＝＝，
所以通过定值电阻的电流为I，
由并联电路电流的规律可得I+I＝0.6A，解得I＝0.4A，即A1表的读数不能超过0.4A；
（6）图丁中，两电阻并联，两电流表分别测两支路的电流，因各支路的电压相等，由U＝IR可测出Rx的值，该方法可行。
故答案为：（1）如图；（2）b；（3）0.32；0.48；（4）4.5Ω；（5）0.4；（6）可行。
四、伏安法测小灯泡电功率实验
1.实验内容
【实验目的】测量小灯泡工作时的电功率。
【实验器材】小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线。
【实验原理】根据公式P=UI，用电压表测小灯泡两端的电压，用电流表测小灯泡中的电流，利用公式P＝UI计算电功率，在额定电压下测出的电功率就是额定功率。
【实验步骤】一、按电路图连接好电路
二、闭合开关，调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压恰好等于小灯泡的额定电压2.5V，观察小灯泡的亮度，并记录电流表和电压表的示数。
三、调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约等于小灯泡额定电压的1.2倍。观察小灯泡的亮度变化，并记录此时电流表和电压表的示数（注意：小灯泡两端的电压不能超过它的额定电压太多）。
四、调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约等于小灯泡额定电压的0.8倍。观察小灯泡的亮度变化，并记录此时电流表和电压表的示数。
五、计算出三种情况下小灯泡的电功率。
六、整理器材。
七、实验表格
实验次数
实验要求
发光情况
电流/A
电压/V
电功率/W
1
额定电压
正常发光
2
额定电压1.2倍
较亮
3
额定电压0.8倍
较暗
【实验结论】（1）不同电压下，小灯泡的功率不同；实际电压越大，小灯泡功率越大。（2）小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定，实际功率越大，小灯泡越亮。
2.考查内容
考查方向
解答思路
补充电路
以某一电器为起点，观察一周，先连主电器，后连测量电器，注意连线不能交叉
测量前变阻器的位置、目的
处于最大位置、为了保护电路
变阻器连接
一上一下
开关状态
断开状态
电路故障
电流表无示数，某处断路；电压表无示数，被测电器短路或电压表连线未接好
电流表、电压表反偏
正负极反接
影响小灯泡亮度的因素
由小灯泡实际功率决定，功率越大，亮度越高
确定划片移动方向和接入电阻大小
根据电阻与长度成正比接线
实际功率大小
根据公式：进行计算
分析图像求额定功率
根据额定电压确定电流，计算即得额定功率
分析图象不同电压下灯丝电阻值不同
原因是灯丝电阻随温度的变化而变化
【典例】（2020•广西）在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源电压保持不变，待测小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）为了比较精确的测量小灯泡的电功率，电压表的量程应选0～ V；
（2）实验时，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡都不亮，电压表有示数，电流表示数几乎为零，则故障可能是 （选填“电流表与导线”或“灯泡与灯座”）接触不良；
（3）排除故障后，移动滑动变阻器滑片，当电压表示数是2.5V，电流表示数如图所示，则小灯泡的额定功率是 W；
（4）测量结束后，应先 ，再拆除导线，最后整理好器材；
（5）某实验小组在处理实验数据时，采用描点法，在坐标纸上作出了如图所示的I﹣U图象，请指出作图过程中存在的错误或不足之处是 ；
（6）某实验小组设计了如图所示的电路（还缺一根导线连接才完整），可以测量小灯泡的额定功率，其中R为定值电阻。请写出本实验主要测量步骤及所测物理量；
①电路连接完整后，开关S2断开，S1、S3闭合，调节滑动阻器滑片，使电压表示数为U额；
② ，开关S3断开，S1、S2闭合，记录电压表的示数U2；
③小灯泡额定功率的表达式P额＝ （用R、U额、U2表示）。
【答案】（1）3；（2）灯泡与灯座；（3）1.3；（4）断开开关；（5）图线不应画成直线或横坐标的标度取值过大；（6）②保持滑动变阻器滑片位置不动；③U额×。
【解析】（1）灯的额定电压为2.5V，故为了比较精确的测量小灯泡的电功率，电压表的量程应选0～3V；
（2）实验时，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡都不亮，电流表示数几乎为零，则电路可能断路，电压表有示数，说明电压表与电源连通，则故障可能是灯泡与灯座接触不良；
（3）排除故障后，移动滑动变阻器滑片，当电压表示数是2.5V，电流表示数如图所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流表读数为0.52A，则小灯泡的额定功率是：
P＝UI＝2.5V×0.52A＝1.3W；
（4）测量结束后，为防止短路，应先断开开关，再拆除导线，最后整理好器材；
（5）灯的电阻随温度的变化而变化，故I﹣U图象为一曲线，图中横坐标分度值为0.3V，而灯的额定电压
为2.5V，故横坐标的标度取值过大，作图过程中存在的错误或不足之处是：图线不应画成直线或横坐标的标度取值过大；
（6）主要测量步骤及所测物理量；
（为达到电压表既能测量灯的电压，又能测量R与灯的总电压，电压表的负接线柱应与S3的左接线柱连接）
①电路连接完整后，开关S2断开，S1、S3闭合，调节滑动阻器滑片，使电压表示数为U额；
②保持滑动变阻器滑片位置不动，开关S3断开，S1、S2闭合，记录电压表的示数U2；
③在①中，电压表测灯的电压，因电压表示数为U额，故灯正常发光；
在 ②中，电压表测R与灯串联后的电压，因滑动变阻器滑片位置不动，故此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，此时定值电阻的电压为：
UR＝U2﹣U额，由欧姆定律可求出R的电流，即灯的额定电流：
IL＝＝，小灯泡的额定功率表达式：P额＝U额×。
故答案为：（1）3；（2）灯泡与灯座；（3）1.3；（4）断开开关；（5）图线不应画成直线或横坐标的标度取值过大；（6）②保持滑动变阻器滑片位置不动；③U额×。
【跟踪训练】
1．（2020•淄博）小明用图中所示的器材测量小灯泡的电功率。待测小灯泡的额定电压为2.5V，额定功率估计在0.8W左右。
（1）请画出导线，完成电路连接。
（2）小明刚连好最后一根导线，小灯泡就发出了明亮的光，他在连接电路中出现的错误是：
① ；
② 。
（3）小明改正错误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡的发光情况，将测量数据和实验现象记录在下表中。
实验要求
小灯泡的发光情况
电压表示数/V
电流表示数/A
小灯泡的实际功率/W
U实＝U额
明亮
2.5
0.28
U实＝0.8U额
较暗
2
0.25
U实＝0.4U额
微弱
1
0.2
①小灯泡的额定功率是 W。
②实验结果表明： 越小，小灯泡的实际功率越小，小灯泡越暗。
③分析数据发现小灯泡的电阻是变化的，原因是 。
（4）小明和同学交流时发现，他在实验设计中存在不完善的地方是 ，修改实验方案后，接下来的操作是把滑动变阻器的滑片向 （填“A”或“B”）端调节，记录电压表和电流表的示数，并观察小灯泡的发光情况。
【答案】（1）如图；（2）①连接电路时开关没有断开；②没有将变阻器的最大电阻连入电路中；（3）①0.7；②灯的电压；③灯的电阻随温度的变化而变化；（4）实际电压都不大于额定电压；B.
【解析】（1）待测小灯泡的额定电压为2.5V，电压表选用小量程与灯并联，额定功率估计在0.8W，根据P＝UI，灯的额定电流：
I＝＝＝0.32A，电流表选用小量程与灯串联，如下所示：
（2）小明刚连好最后一根导线，小灯泡就发出了明亮的光，他在连接电路中出现的错误是：
①连接电路时开关没有断开；
②没有将变阻器的最大电阻连入电路中
（3）①由表中数据知，灯在额定电压下的电流为0.28A，小灯泡的额定功率是：
P＝UI＝2.5V×0.28A＝0.7W；
②由表中数据，第1、2、3次实验灯的实际电压逐渐变小，灯的实际功率分别为：0.7W、0.5W和0.2W，
故实验结果表明：灯的实际电压越小，小灯泡的实际功率越小，小灯泡越暗；
③分析数据发现小灯泡的电阻是变化的，原因是灯的电阻随温度的变化而变化；
（4）研究灯的亮度与功率的关系实验中，应分别测量出灯的实际电压等于、小于、略大于额定电压灯的功率大小，在实验设计中存在不完善的地方是实际电压都不大于额定电压，为增大灯的电压，接下来的操作是把滑动变阻器的滑片向B端调节，记录电压表和电流表的示数，并观察小灯泡的发光情况。
故答案为：（1）如图；（2）①连接电路时开关没有断开；②没有将变阻器的最大电阻连入电路中；（3）①0.7；②灯的电压；③灯的电阻随温度的变化而变化；（4）实际电压都不大于额定电压B。
2．（2020•鞍山）小刚同学在做“测量小灯泡额定功率”的实验中，选用如图甲所示的器材和电路。其中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω 1A”字样。
（1）请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整。（要求：滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变亮）
（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片。发现小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无示数。若电路只有一处故障，则故障原因是 。
（3）排除故障后再次闭合开关，移动滑片直到电压表的示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，为 A，小灯泡的额定功率为 W。再调节滑动变阻器使电压表的示数达到3V，小灯泡强烈发光，此时小灯泡的实际功率 （填“大于”、“小于”或“等于”）1.08W。
（4）同组的小红同学还想探究“在电压一定时，电流与电阻的关系”，于是将图甲中的小灯泡换成三个阻值分别为5Ω、100Ω、15Ω的定值电阻，其余连接均不改变。图丙是小红根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象。
①由图象可知小红将定值电阻R两端的电压控制为 V不变。当定值电阻由5Ω换为10Ω时，为达到实验要求，滑动变阻器连入电路的阻值应 （填“变大”、“变小”或“不变”）。
②实验结论是电压一定时， 。
③实验结束后，小红问老师保持该电压不变的情况下，能否更换50Ω的定值电阻继续进行此实验，老师指导小红分析了不能更换的原因。你认为原因是 。
【答案】（1）如图；（2）灯泡断路；（3）0.3；0.75；小于；（4）①3；变大；②电流与电阻成反比；③保持定值电阻两端电压始3V不变。
【解析】（1）测小灯泡额定功率实验中，滑动变阻器应串联入电路中，滑片向右移动时小灯泡变亮，说明其连入电路的阻值变小，所以应将B接线柱接入电路中，如图所示：
（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电流表无示数，说明电路中有断路，电压表有示数，说明电压表与电源间通路，而电路只有一处故障，则故障原因是：灯泡断路；
（3）灯泡两端电压为2.5V时，灯泡正常发光，由图乙知，电流表使用小量程，分度值0.02A，则此时通过灯泡的电流为0.3A，
所以灯泡的额定功率P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
根据P＝知在电阻不变时，电功率与电压的平方成正比，电压表的示数达到3.0V为额定电压的＝1.2倍，
若灯的电阻不变，则灯泡的实际功率为：P实＝（1.2）2×0.75W＝1.08W，但因灯的电阻随温度的升高而变大，根据P＝，故此时灯泡的实际功率小于1.08W；
（4）①由图象知，当定值电阻R＝15Ω时，通过的电流为0.2A，所以定值电阻R两端的电压控制为U＝IR＝0.2A×15Ω＝3V；
当定值电阻由5Ω换为10Ω时，为了控制定值电阻两端电压不变，由串联电路的分压原理知，就增大滑动变阻器连入电路的阻值；
②由图象知，该图象为反比例图象，所以可得结论：电压一定时，电流与电阻成反比；
③滑动变阻器取最大阻值20Ω，当定值电阻为50Ω时，由串联电路的分压原理有：＝＝＝，
则定值电阻两端最小电压UR＝U＝×6V＞3V，无法保持定值电阻两端电压始终3V，故不能更换50Ω的定值电阻继续进行实验。
故答案为：（1）如图；（2）灯泡断路；（3）0.3；0.75；小于；（4）①3；变大；②电流与电阻成反比；③保持定值电阻两端电压始3V不变。
3．（2020•阜新）在“测量小灯泡额定功率”的实验中，器材有：电源（电压恒为3V）、开关、电压表和电流表各一只、额定电压为2.5V的灯泡、滑动变阻器（20Ω、1A）、导线若干。
（1）以画线代替导线，将图甲中的实物图连接完整。（要求：滑片向左移动时小灯泡变亮）
（2）闭合开关前，发现电流表的指针如图乙所示，其原因是 ；
（3）问题解决后，第一小组的同学通过改变滑动变阻器的阻值，得到了小灯泡的电流随其两端电压变化的图象，如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 W；
（4）第一小组的同学在实验中还发现，电压表与电流表示数的比值变大，原因是 ；
（5）第二小组的同学在准备进行实验时，发现电压表坏了，他们找到了一个阻值为10Ω的定值电阻R0，设计了如图丁所示的电路，也顺利的完成了实验：
①先闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器，使电流表的示数为I1，则I1＝ A；
②保持滑片P的位置不变，闭合开关S、S2，断开S1，读出电流表的示数为I2，则小灯泡的额定功率P额＝ 。（用U额、I1、I2表示）
【答案】（1）如图；（2）没有将电流表的指针调零；（3）0.625；（4）灯丝电阻随着温度的升高而增大；（5）①0.25；②U额（I2﹣I1）。
【解析】（1）因滑片向左移动时小灯泡变亮，即电流变大，电阻变小，故变阻器左下接线柱连入电路中，如下所示：
（2）闭合开关前，发现电流表的指针如图乙所示，其原因是：没有将电流表的指针调零；
（3）根据图丙小灯泡的电流随其两端电压变化的图象知，灯在额定电压2.5V时的电流为0.25A，则小灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；
（4）由欧姆定律，电压表与电流表示数的比值变大，即灯的电阻，灯的电阻变大原因是灯丝电阻随着温度的升高而增大；
（5）①先闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器，使电流表的示数为I1＝0.25A；
②保持滑片P的位置不变，闭合开关S、S2，断开S1，读出电流表的示数为I2，
在①中，电流表测定值电阻的电流，电流表的示数为I1＝0.25A，值电阻的电压为2.5V，由并联电路电压的规律，灯的电压为2.5V，灯正常发光；
在②中，电流表测灯与R0并联的总电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律，灯的额定电流：
I额＝I2﹣I1，则小灯泡的额定功率：P额＝U额I额＝U额（I2﹣I1）。
故答案为：（1）如图；（2）没有将电流表的指针调零；（3）0.625；（4）灯丝电阻随着温度的升高而增大；（5）①0.25；②U额（I2﹣I1）。
五、其他实验探究题
1．（2020•恩施州）在探究电路的实验中，用铜导线按图甲连接好元件，闭合开关后，两表示数如图。
（1）在连接两电流表的导线中，实际电荷定向移动方向是 （选填“向左”、“向右”或“无规则运动”）。
（2）在使用电流表前发现其指计偏向0刻线左侧，应调节表盘下面的 ，使指针归0。
（3）通过L1、L2的电流分别是 A、 A。
【答案】（1）向右；（2）调零旋钮；（3）0.76；0.24。
【解析】（1）在连接两电流表的导线中，电流是从电源的正极出发，经过电流表、用电器，回到电源的负极，如图所示电路，开关闭合后，电流方向与电子定向移动方向相反，金属导体中实际是电子移动，所以实际电荷定向移动的方向是从左向右；
（2）在使用电流表前，需要先检查电流表的指针是否对准零刻线，如果不在“0”刻度线上，需要调节表盘下面的调零旋钮，使指针归0；
（3）由图可知，两灯泡并联，电流表A2测量通过灯泡L2的电流，电流表A1测量干路电流，则乙选择的是0～3A量程，故乙为电流表A1，其分度值为0.1A，示数为I＝1A；
电流表丙选择的是0～0.6A，分度值为0.02A，示数为I2＝0.24A，即丙为电流表A2，则通过灯泡L2的电流为0.24A；
根据并联电路的电流特点可知，通过灯泡L1的电流为I1＝I﹣I2＝1A﹣0.24A＝0.76A。
故答案为：（1）向右；（2）调零旋钮；（3）0.76；0.24。
2．（2020•成都）在“连接并联电路”的实验中，小红同学用两个不同的小灯泡组成了如图所示的电路。
（1）连接电路时，开关S应该处于 状态。
（2）她将所有开关闭合，发现S1支路的灯不亮，S2支路的灯发光。于是她断开所有开关，交换两灯位置后，再闭合所有开关，发现仍然是S1支路的灯不亮，S2支路的灯发光。故障的原因可能是 。
A．某个灯泡的灯丝断路
B．干路上某根导线断路
C．S1支路某根导线断路
D．S2支路某根导线断路
（3）她排除故障后，继续进行实验。为了探究开关S1的作用，在观察灯泡发光情况时，她应该 。
A．同时观察两个支路上的灯泡
B．只观察S1所在支路上的灯泡
C．只观察S2所在支路上的灯泡
【答案】（1）断开；（2）C；（3）A。
【解析】（1）连接电路时，为了安全，开关S应该处于断开状态。
（2）所有开关闭合，发现S1支路的灯不亮、S2支路的灯发光，说明干路和干路开关S没有故障，故障发生在S1支路，出现导线断路或灯泡灯丝断了；交换两灯位置后，再闭合所有开关，发现仍然是S1支路的灯不亮，S2支路的灯发光，说明灯泡灯丝是完好的，S1支路某根导线断路。
（3）为了探究开关S1的作用，在观察灯泡发光情况时，她应该同时观察两个支路上的灯泡；故选A。
故答案为：（1）断开；（2）C；（3）A。
3．（2020•六盘水）我们已经学习了串联电路电压的规律，那么串联的各部分电路如何分配电源电压呢？小明利用以下实验器材进行实验：阻值不同的定值电阻若干、电压表、电压为3V的电源、开关及导线。请回答下列问题：
实验次数
AB间电阻/Ω
CD间电阻/Ω
1
10
5
2
20
10
3
30
15
（1）连接电路时，应将开关处于 状态（选填：“断开”或“闭合”）；
（2）如图甲所示，小明将阻值为10Ω和5Ω的电阻分别接入电路中AB和CD两位置，闭合开关，电压表的示数如图乙所示，则AB间电压为 V。比较两电阻阻值和所分电压值可得初步结论：串联电路中，电阻值越大，其所分电压 ；
（3）为了进一步探究电压的分配规律，小明更换电阻完成了上表中2、3两次实验，观察到每次实验电压表示数几乎不变。分析实验数据发现AB间和CD间的电压之比与其对应电阻阻值之比相等，于是得出：“串联电路中各部分电路按其阻值之比分配电源电压”的结论。根据这一实验过程得出的结论是否可信？ （选填：“可信”或“不可信”），你的理由是： 。
【答案】（1）断开；（2）2；越大；（3）不可信；要得到普遍规律，实验中每次实验的电阻比值应不同。
【解析】（1）连接电路时，应将开关处于断开状态，这样连接电路时可以避免出现短路等问题的出现而损坏电路元件；
（2）电压表使用0～3V量程，分度值是0.1V，电压表的示数如图乙所示，则AB间电压为2V，
电阻10Ω通过的电流为：I＝＝＝0.2A，串联电路中电流处处相等，所以5Ω电阻两端电压U2＝IR2＝0.2A×5Ω＝1V，
所以，串联电路中，电阻值越大，其所分电压越大；
（3）实验过程中，三次实验的电阻比都是2：1，具有偶然性，实验中每次实验的电阻比不同，才能得到普遍结论，所以这次实验得到的结论不可信。
故答案为：（1）断开；（2）2；越大；（3）不可信；要得到普遍规律，实验中每次实验的电阻比值应不同。
4．（2020•安顺）我们已经学习了串联电路电压的规律，那么串联的各部分电路如何分配电源电压呢？小明利用以下实验器材进行实验：阻值不同的定值电阻若干、电压表、电压为3V的电源、开关及导线。请回答下列问题：
实验次数
AB间电阻/Ω
CD间电阻/Ω
1
10
5
2
20
10
3
30
15
（1）连接电路时，应将开关处于 状态（选填：“断开”或“闭合”）；
（2）如图甲所示，小明将阻值为10Ω和5Ω的电阻分别接入电路中AB和CD两位置，闭合开关，电压表的示数如图乙所示，则AB间电压为 V。比较两电阻阻值和所分电压值可得初步结论：串联电路中，电阻值越大，其所分电压 ；
（3）为了进一步探究电压的分配规律，小明更换电阻完成了上表中2、3两次实验，观察到每次实验电压表示数几乎不变。分析实验数据发现AB间和CD间的电压之比与其对应电阻阻值之比相等，于是得出：“串联电路中各部分电路按其阻值之比分配电源电压”的结论。根据这一实验过程得出的结论是否可信？ （选填：“可信”或“不可信”），你的理由是： 。
【答案】（1）断开；（2）2；越大；（3）不可信；要得到普遍性规律，实验中每次实验的电阻比值应不同。
【解析】（1）连接电路时，开关处于断开状态。
（2）电压表使用0～3V量程，每一个大格代表1V，每一个小格代表0.1V，10Ω两端的电压是2V，电阻10Ω通过的电流为：I＝＝＝0.2A，
串联电路中电流处处相等，所以5Ω电阻两端的电压为：U2＝IR2＝0.2A×5Ω＝1V，
所以串联电路中，电阻值越大，其所分电压越大。
（3）实验过程中，三次实验的电阻比都是2：1，具有偶然性，实验中每次实验的电阻比值不同，才能得到普遍性结论，所以这一实验过程得到的结论不可信。
故答案为：（1）断开；（2）2；越大；（3）不可信；要得到普遍性规律，实验中每次实验的电阻比值应不同。
5．（2020•扬州）在“探究串联电路电压的特点”实验中：
某实验小组分别测量了串联电路两端的总电压U和灯泡L1、L2两端的电压U1、U2数据如表：
U/V
U1/V
U2/V
2.6
1.3
1.3
（1）该小组由此得出串联电路的总电压与各部分电压的关系是 （用题中物理量符号表示）。
（2）实验过程中，若L1灯丝断了，观察到电压表V1示数为 ，电压表V2示数为 。
（3）该实验还有待改进，请写出其中一点： 。
【答案】（1）U1+U2＝U；（2）2.6V；0V；（3）换不同规格的小灯泡再进行多次实验。
【解析】（1）由图表可知，该小组由此得出串联电路的总电压与各部分电压的关系是：U1+U2＝U；
（2）实验过程中，若L1灯丝断了，电压表V1测灯Ll两端的电压此时是电源的电压，电压表V1示数为2.6V；由于电路断路，电压表V2测灯L2两端的电压，示数为0V；
（3）该实验还有待改进，电路中换不同规格的小灯泡再进行多次实验。
故答案为：（1）U1+U2＝U；（2）2.6V；0V；（3）换不同规格的小灯泡再进行多次实验。
6．（2020•哈尔滨）小聪帮爷爷检修小电器。发现一个规格为“2.5V 0.3A”的小灯泡L1坏了，他在家中找到一个标有2.5V的小灯泡L2．想知道能否用L2替换L1．于是在现有条件下，用如图所示的电路进行研究。
（1）请将小聪设计的图甲所示电路连接好。（要求：闭合开关后，滑动变阻器的滑片向左移动时，灯泡变亮）
（2）小聪用此电路进行实验，收集了五组数据，在图乙U﹣I坐标系上已描出了三个坐标点，请你将第2组和第3组数据描在坐标系上，并画出图象。则L2两端电压为2.5V时的电流为 A，此时的电阻为 Ω。（结果均保留一位小数）
1
2
3
4
5
电压U/V
0.7
1.0
1.4
2.0
3.0
电流I/A
0.16
0.20
0.24
0.28
0.31
（3）小聪能否用L2替换L1．并说明理由。
（4）通过实验研究可知，小灯泡L2电阻的变化规律是 。
【答案】（1）如图甲所示；（2）如图乙所示；0.3；8.3；（3）能，L2两端电压为2.5V时的电流为0.3A，与灯的规格相符；（4）灯泡的电阻随电压的增大而变大。
【解析】（1）根据滑动变阻器的滑片向左移动时，灯泡变亮，即电流变大电阻变小，故变阻器左下接线柱连入电路中，如下左所示：
（2）根据第2组和第3组数据在坐标系上确定对应的点，用平滑的曲线连接，如上右所示：
据此可知，L2两端电压为2.5V时的电流为0.3A，由欧姆定律，此时的电阻为：
R＝＝≈8.3Ω；
（3）小灯泡L1规格为“2.5V 0.3A”，而L2两端电压为2.5V时的电流为0.3A，与灯的规格相符，故小聪能用L2替换L1；
（4）根据表中第1组数据，由欧姆定律，灯的电阻为：
R1＝＝≈4.4Ω，同理，第2、3、4、5次的电阻分别为5Ω、5.8Ω、7.1Ω和9.7Ω，故小灯泡的电阻随电压的增大而变大。
故答案为：（1）如图甲所示；（2）如图乙所示；0.3；8.3；（3）能，L2两端电压为2.5V时的电流为0.3A，与灯的规格相符；（4）灯泡的电阻随电压的增大而变大。
7．（2020•鄂州）如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置。甲、乙是完全相同的密闭容器，里面密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，闭合开关前，A、B两U形管内液面相平。
（1）实验中，乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体的 不相等；
（2）由于电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察U形管中液面高度的变化来显示甲、乙容器内空气温度的变化，这里采用的物理研究方法是 ；
（3）通过对比观察， （选填“甲”或“乙”）容器中导体的电阻产生的热量较多。由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越 ，导体产生的热量越多。
【答案】（1）电流；（2）转换法；（3）甲；大。
【解析】（1）乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体的电流不相等，因为左右容器内两导体的阻值相等，必须让两电阻的电流不同才能探究电流产生的热量与电流的关系。
（2）实验中是通过观察“U”形管中液面的高度差来显示甲、乙容器内空气温度的变化。像这种用能直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法叫转换法；
（3）由图知，A管的液面高度差比B管的液面高度差大，说明甲容器中气体膨胀程度较大，温度上升得较高，因此甲容器中电阻产生的热量较多；两个电阻的阻值相同，通电时间相同，但电流不同，通过甲的电阻的电流大；
由此可得：在电阻相同、通电时间相同的情况下，电流越大，电流产生的热量越多。
故答案为：（1）电流；（2）转换法；（3）甲；大。
8．（2020•沈阳）安安在探究通电螺线管的磁场分布的实验中，如图所示：
（1）在固定有螺线管的水平硬纸板上均匀地撒满铁屑，通电后轻敲纸板，观察铁屑的排列情况，发现通电螺线管外的磁场与 磁体的磁场相似；在通电螺线管的两端各放一个小磁针，据小磁针静止时的指向，可以判定图中通电螺线管的 （选填“左”或“右”）端是它的N极；
（2）如果想探究通电螺线管的极性与电流方向的关系，接下来的操作是 ，并观察小磁针的指向。
【答案】（1）条形；右；（2）对调电源正负极。
【解析】（1）由以上实验探究的结果可知：通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场相似，都有两个磁极；
由图可知，右端小磁针静止时N极向右，根据磁极间的相互作用可知螺线管的右端是它的N极；
（2）为了探究通电螺线管外部磁场方向与电流方向的关系，应改变电路中的电流方向，可以通过对调电源正负极来改变电流方向；
故答案为：（1）条形；右；（2）对调电源正负极。
9．（2020•十堰）如图是“探究什么情况下磁可以生电”的实验，蹄形磁体和灵敏电流计均放在水平桌面上。使导体AB在磁场中竖直向上或竖直向下运动，发现电流计的指针均不偏转；使导体AB在磁场中水平向右或水平向左运动，发现电流计的指针左右偏转。这些现象说明：闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时，会产生电流，电流的方向与导体的 有关。若用匝数很多的线圈代替导体AB重复上述实验，产生的电流 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】切割磁感线；运动方向；变大。
【解析】如图是“探究什么情况下磁可以生电”的实验，蹄形磁体和灵敏电流计均放在水平桌面上。使导体AB在磁场中竖直向。上或竖直向下运动，发现电流计的指针均不偏转；使导体AB在磁场中水平向右或水平向左运动，发现电流计的指针左右偏转。这些现象说明：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生电流，电流的方向与导体的运动方向有关。若用匝数很多的线圈代替导体AB重复上述实验，产生的电流变大。
故答案为：切割磁感线；运动方向；变大。
10．（2020•东营）如图是“探究什么情况下磁可以生电”的装置，用棉线将一段导体AB悬挂起来，放置于蹄形磁体的磁场中，再用导线把导体AB和灵敏电流计连接起来，组成了闭合电路。
（1）该实验中，灵敏电流计的作用是 、 。
（2）确认灵敏电流计能正常工作后，某同学发现，无论导体AB在磁场中怎样运动，灵敏电流计的指针均不见发生偏转，其主要原因可能是 、 。
（3）在教师的指导下，兴趣小组对实验进行完善后，观察到的现象如下表所示，由此可知闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时，电路中会产生感应电流。
序号
磁体（磁极）放置方式
导体AB运动情况
电流计指针偏转情况
1
上N下S
静止
不偏转
2
竖直向上运动
不偏转
3
竖直向下运动
不偏转
4
上N下S
向左运动
向右偏转
5
向右运动
向左偏转
6
上S下N
向左运动
向左偏转
7
向右运动
向右偏转
（4）比较第4、5（或6、7）次实验可以得出 。
（5）在此实验过程中，能量转化情况是 。利用这一原理，人们在生产生活中制成了 。
【答案】（1）显示感应电流的大小；判断产生感应电流的方向；（2）电流太小；不是闭合电路；（3）切割磁感线；（4）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中感应电流的方向与导体的运动方向有关；（5）机械能转化为电能；发电机。
【解析】（1）在“探究产生感应电流的条件”的实验中，实验中灵敏电流计的作用是判断产生感应电流的大小、判断产生感应电流的方向；
（2）确认灵敏电流计能正常工作后，某同学发现，无论导体AB在磁场中怎样运动，灵敏电流计的指针均不见发生偏转，其主要原因可能是电流太小，不是闭合电路；
（3）观察到的现象如下表所示，由此可知闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流。
（4）比较第4、5（或6、7）次实验可以得出闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中感应电流的方向与导体的运动方向有关；
（5）在此实验过程中，能量转化情况是机械能转化为电能，利用这一原理，人们在生产生活中制成了发电机。
故答案为：（1）判断产生感应电流的大小；判断产生感应电流的方向；（2）电流太小；不是闭合电路；（3）切割磁感线；（4）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中感应电流的方向与导体的运动方向有关；（5）机械能转化为电能；发电机。
11．（2020•青岛）探究磁生电的条件。
实验装置如图所示，在磁场中悬挂一根导体AB，把它的两端跟电流表连接起来，组成闭合回路。
（1）实验中，用 提供磁场，用 显示电路中有无电流。
（2）下列操作，电路中能产生电流的是 （选填所有符合要求的选项序号）。
①蹄形磁体和导体AB都静止
②蹄形磁体静止，导体AB左右运动
③导体AB静止，蹄形磁体左右运动
【答案】（1）U形磁铁；灵敏电流计；（2）②③。
【解析】（1）由图可知，图中含有U形磁铁，U形磁铁的周围存在磁场；实验中通过灵敏电流计的指针的偏转情况判定电路中有无电流；
（2）①蹄形磁体和导体AB都静止，导体没有做切割磁感线的运动，不会产生感应电流；
②蹄形磁体静止，导体AB左右运动，导体做切割磁感线的运动，会产生感应电流；
③导体AB静止，蹄形磁体左右运动，导体做切割磁感线的运动，会产生感应电流；
故选②③。
故答案为：（1）U形磁铁；灵敏电流计；（2）②③。
12．（2020•安徽）在探究“什么情况下磁可以生电”的实验中，实验装置如图所示。
（1）实验现象：
①保持蹄形磁体位置不动，让导线AB在磁场中静止、竖直向上或向下运动，电流表的指针均不发生偏转；
②导线AB向左或向右运动，电流表的指针发生偏转；
③保持导线AB不动，让蹄形磁体向左或向右运动，电流表的指针发生偏转。
实验结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时，导体中就会产生感应电流。
（2）实验现象：
①保持磁场方向不变，导线AB向右运动时，电流表指针向左偏转；导线AB向左运动时，电流表指针向右偏转。
②对调磁体两极的位置。使磁场方向发生改变，导线AB向右运动时，电流表指针向右偏转；导线AB向左运动时，电流表指针向左偏转。
实验结论：感应电流的方向与 有关。
【答案】（1）切割磁感线；（2）导体切割磁感线方向和磁场方向。
【解析】（1）实验结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流。
（2）让导体在磁场中向左运动时，因为导体中感应电流的方向跟导体切割磁感线方向有关，所以灵敏电流表的指针向右偏转，电路中电流方向相反。
两个磁极对调，使磁感线的方向反向，闭合开关，让导体在磁场中向右运动，因为导体中的感应电流的方向跟磁场方向有关。所以灵敏电流表的指针向右偏转，实验结论：感应电流的方向与导体切割磁感线方向和磁场方向有关。
故答案为：（1）切割磁感线；（2）导体切割磁感线方向和磁场方向。
13．（2020•淮安）在“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验中：
（1）小磁针的作用： 。
（2）在螺线管外部A、B两处放置小磁针，闭合开关，发现A处小磁针发生偏转，而B处小磁针不偏转，试说明B处小磁针不偏转的可能原因： 。
（3）将电池的正负极对调，重复上述实验，是为了探究通电螺线管外部磁场的方向与 方向的关系。
（4）观察实验现象后，应立即断开开关，是为了 。
【答案】（1）检验磁场的存在；（2）小磁针N极的指向与磁场方向相同；（3）电流；（4）保护电路，防止螺线管温度过高。
【解析】（1）通电时螺线管周围存在磁场，小磁针在磁场中受到力的作用会发生偏转，所以小磁针能显示磁场的存在；当电流方向改变时，产生的磁场方向也改变，所以小磁针的偏转方向也改变，因此利用小磁针还可以判断磁场的方向；
（2）在螺线管外部A、B两处放置小磁针，闭合开关，发现A处小磁针发生偏转，A处的小磁针会指示磁场的方向；B处小磁针不偏转，可能原因是小磁针N极的指向与磁场方向相同；
（3）将电池的正负极对调，此时螺线管中电流的方向发生变化，磁场的方向发生变化，是为了探究通电螺线管外部磁场的方向与电流方向的关系；
（4）螺线管是由导线绕成的，其电阻较小，根据欧姆定律可知，通过螺线管的电流较大，产生的热量较多，为了保护电路，观察实验现象后，应立即断开开关。
故答案为：（1）检验磁场的存在；（2）小磁针N极的指向与磁场方向相同；（3）电流；（4）保护电路，防止螺线管温度过高。
专题4.3 实验探究题（电学）（解析版）
【迎战中考】2021年物理二轮之试卷题型解密（通用版）
1.实验探究题是中考物理试卷中必考内容。实验探究题考查学生对认识自然、探索规律和培养科学严谨的态度的考试题型。实验探究题在中考试卷中占有较大比例，认真做好实验探究题的备考复习，同样是非常重要的一项内容。
2.各地的中考命题针对实验探究问题有着不同程度的偏重，也不可能面面俱到地进行考查，这也就给命题带来了多个角度的可能性。比如同是考查凸透镜成像规律，但由于考查的环节或是角度不同，考查的方式也就明显不同，因此在平时的教学中，要尽可能的引导学生对每个知识点、每个环节要做到理解和掌握。新课程改革以来，各地中考命题中涉及不同版本教材外的物理探究实验逐年在出新。但纵观其考查内容，大都来源于学生生活实际，并且所考核的方法和能力都是学生应了解和掌握的。所以学生进行应考时对此不要产生心理上的障碍，只要抓住方法、应用得当，一般都能轻松解决。
3.纵观历年实验探究题，其规律是力学一道题、电学一道题，光学或热学一道题，有的还涉及到机械运动、声现象或电磁现象等内容。电学部分实验探究有：影响导体电阻大小的因素实验、电路电流与电压和电阻关系实验、串并联电路电流规律实验、串并联电路电压规律实验、伏安法测电阻实验、伏安法测小灯泡电功率实验、影响电流热效应因素实验和通电螺线管磁性实验。考查热点有：探究影响导体电阻大小的因素实验、电路电流与电压和电阻关系实验、伏安法测电阻实验、伏安法测小灯泡电功率实验。
一、探究影响导体电阻大小的因素实验
1.实验内容
【实验目的】探究影响导体电阻大小的因素。
【实验器材】电流表、小灯泡、不同规格电阻丝（A-镍铬合金丝、B-截面相同较长镍铬合金丝、C-与A长度相同较粗镍铬合金丝、D-与A长度相同截面相同的锰铜合金丝）、导线若干、开关、电池等。
【实验步骤】一、按图连接电路。
二、把A镍铬合金丝接入电路，闭合开关，测量电路电流，并观察小灯泡亮度，结果记入表格。
三、把截面相同较长的镍铬合金丝B接入电路，闭合开关，测量电路电流，并观察小灯泡亮度，结果接入表格。
四、把长度相同，截面较粗的镍铬合金丝C接入电路，闭合开关，测量电路电流，并观察小灯泡亮度，结果接入表格。
五、把长度相同，截面相同的锰铜合金丝D接入电路，闭合开关，测量电路电流，并观察小灯泡亮度，结果接入表格。
【实验表格】
电阻类型
规格（与A比较）
电流/A
小灯泡亮度
镍铬合金丝A
—
—
镍铬合金丝B
截面相同、长度较长
较暗
镍铬合金丝C
截面较粗、长度相同
较亮
锰铜合金丝D
截面与长度均相同、材料不同
较亮
【实验结论】（1）材料相同、截面相同的导体，电阻与长度有关，长度越长，电阻越大；
（2）材料相同、长度相同的导体，电阻与截面有关，截面越粗，电阻越小；
（3）长度相同、截面相同的导体，电阻与材料有关。
2.考查方向
考查方向
解答思路
导线长度与电流关系
导线越长，电流越小
电流表示数
看量程再读数
实验方法
控制变量法
A、B之间探究的是
导体长度与电阻关系
A、C之间探究的是
导体截面与电阻的关系
A、D之间探究的是
导体电阻与材料有关
灯泡亮度与上面有关
电流大小
补充电路
试验电路连接不完整，按元件顺序进行补充，画线不能交叉
同一种导体电阻与温度的关系
温度越高电阻越大
【典例】（2020•广州）小明测量不同型号铅笔在纸上涂划所得线条的电阻，实验步骤如下：
（1）用铅笔在纸上画出两段长为15cm的线条，在其中一段线条上重复涂划3次，另一段6次；
（2）换用不同型号铅笔重复（1）的操作，得到多组等长等宽的线条如图；
（3）测出每段线条两端的电阻记录在表中。
铅笔型号
线条两端电阻（MΩ）
重复涂划次数（次）
2B
4B
6B
8B
9B
低高
3
①
0.79
0.67
0.49
③
6
②
0.65
0.43
0.28
④
根据实验数据，可推测电阻最小的是（ ）。
A．① B．② C．③ D．④
【答案】D。
【解析】由表格数据可知，重复涂划相同时，铅笔的含碳量越高，电阻越小，铅笔的含碳量相同时，重复涂划次数越多，电阻越小，故电阻最小的是④，故D正确，ABC错误。故选：D。
【跟踪练习】
1.（2020•绵阳）学校实验室有一根长略大于60cm的均匀电阻丝，小明等同学打算探究这根电阻丝不同长度的电阻与对应长度的关系。已知这根电阻丝总电阻约6Ω．他们设计了如图甲所示电路示意图，电源电压3V，电阻丝拉直固定在木板上的a、b两点，P为鳄鱼夹。
完成实验，回答下列问题：
（1）电流表应选用 （选填序号）。
A．电流表A1（0～60mA）
B．电流表A2（0～0.6A）
C．电流表A3（0～3.0A）
（2）正确连接电路，断开开关，鳄鱼夹P夹接在电阻丝上靠近b端某位置，用刻度尺测鳄鱼夹与a端间电阻丝长度L，闭合开关，读取电流表示数I；断开开关，将鳄鱼夹P向a端移动约10cm，重复前面的操作。6次测得的电阻丝长度L和对应电流表示数I如下表所示。
序号
1
2
3
4
5
6
L/cm
60.0
50.0
40.0
30.0
20.0
10.0
I/A
0.51
0.60
0.73
1.05
1.48
2.95
算出的电阻R/Ω
5.9
？
4.1
2.9
2.0
1.0
（3）计算接入电路电阻丝的电阻R，并填在上表中。请补填根据第2次测量算出的电阻丝的电阻R2＝ Ω。
（4）请在图乙的坐标系中，制定纵横坐标的标度，把上表中数据在坐标系中描点，然后画出图象。
（5）根据你画出的图象， （选填“可以”或“不可以”）得到结论：在误差范围内，电阻丝的电阻与其长度成正比。
【答案】（1）C；（3）5；（4）如图；（5）可以。
【解析】（1）根据实验数据可知，当电路中接入的阻值为1Ω时，电路的电流：I最大＝＝＝3A，所以选用0～3A的电流表，故选C；
（3）由I＝可得，电阻丝R2的电阻：R2＝＝＝5Ω；
（4）根据表中数据描点，然后用直线将各点连接起来，如下图所示：
（5）根据图象可知，R与L的图象是一条直线，即R与L成正比，所以可以得出的结论为：在误差范围内，电阻丝的电阻与其长度成正比。
故答案为：（1）C；（3）5；（4）如图；（5）可以。
2．（2020•永州）某科技兴趣小组在某次科技活动中看到若干个长方体电阻（包含若干个正方体电阻）。它们的材料相同，上下表面均为正方形，外形都如图甲所示，接入实物电路的连接方式都如图乙所示，有电流通过时都如图丙所示。他们想探究长方体电阻的阻值与厚度及边长的关系，在老师的帮助下，他们测量了部分电阻的厚度h、边长a和电阻R，并记录在表格中（长方体电阻不受温度影响）。
次数
厚度h/mm
边长a/mm
电阻R/Ω
1
2
4
10
2
2
8
10
3
2
12
10
4
4
12
5
5
8
12
6
16
12
1.25
（1）请你根据实物图在虚线方框内画出对应的电路图（在电路图中长方体电阻用“”表示）：
（2）该实验主要采用的探究方法是 （选填“控制变量法”或“类比法”）；
（3）根据表中数据可以推知第5次的电阻R＝ Ω；
（4）从已测的长方体电阻中选取两个电阻，分别为R1和R2，它们对应的厚度h之比为1：2、边长a之比为2：3，将R1和R2并联接在同一闭合电路中，设通过R1的电流为I1，通过R2的电流为I2，则I1：I2＝ ；
（5）分析表中数据，科技兴趣小组得到了长方体电阻阻值与其厚度及边长的关系。同时他们也大胆推测，在本次科技活动中所看到的正方体电阻，其阻值与边长的关系是： 。
【答案】（1）如图；（2）控制变量法；（3）2.5；（4）1：2；（5）阻值与边长成反比。
【解析】（1）由图可知，该电路为串联电路，电流表测量电路中的电流，电压表测量定值电阻R两端的电压，电路图如图所示：
（2）电阻的大小与材料、长度、横截面积等因素有关，探究电阻与其中一个因素的关系时，采用的是控制变量法；
（3）对比3、4、5的实验数据可知，在变长相同时，厚度越厚，电阻越小，即电阻与厚度成反比；厚度变为原来的2倍，电阻就会变为原来的一半，所以第5次的电阻为2.5Ω；
（4）根据1、2和3中的数据可知，在厚度相同的情况下，变长发生变化时，电阻不变，即电阻与长方体的变长是无关的；
从已测的长方体电阻中选取两个电阻，分别为R1和R2，它们对应的厚度h之比为1：2、边长a之比为2：3，则其电阻之比为2：1；将R1和R2并联接在同一闭合电路中，电压相同，根据欧姆定律I＝可知，通过的电流之比为I1：I2＝1：2；
（5）对于正方体来说，当边长变为原来的二倍时，即厚度变为原来的二倍，根据表格中的数据可知，电阻就会变为原来的一半，所以正方体的电阻的阻值与边长成反比。
故答案为：（1）如图；（2）控制变量法；（3）2.5；（4）1：2；（5）阻值与边长成反比。
3．（2020•凉山州）如图所示，是探究影响导体电阻大小因素的实验装置图，实验中分别把a、b、c、d四根导线接入电路，其中导线a、b、d长度相同，a、b、c粗细相同，b、d粗细不同。
（1）该实验是通过观察电流表的示数，来间接比较导线电阻的大小，这种科学研究问题的方法是 法。
（2）选用 两根导线分别接入电路中进行实验，是为了探究电阻大小跟导体的长度有关。
（3）选用a、b两根导线分别接入电路中进行实验，是为了探究电阻大小跟导体的 有关。
（4）选用 两根导线分别接入电路中进行实验，是为了探究电阻大小跟导体的横截面积有关。
【答案】（1）转换；（2）bc；（3）材料；（4）bd。
【解析】（1）该实验中，通过电流表的示数大小间接得知接入电阻丝的阻值大小，应用了转换法；
（2）探究电阻大小跟导体的长度有关时，需要控制材料和横截面积相同，所以需要将bc两根导线分别接入电路中进行实验；
（3）由图可知，导线a、b的粗细、长度均相同、材料不同，因此选用导线a、b分别接入电路中，是为了探究电阻大小跟导体的材料有关；
（4）要探究电阻大小跟导体的横截面积有关，需要控制导体的材料和长度相同，横截面积不同；由图可知，导线b、d的长度、材料均相同、粗细不同，因此选用导线b、d分别接入电路中。
故答案为：（1）转换；（2）bc；（3）材料；（4）bd。
二、探究电路电流与电压和电阻关系实验
1.实验内容
【实验目的】探究电路电流与电压和电阻关系。
【实验器材】定值电阻、电流表、电压表、电源、开关、导线、滑动变阻器。
【实验原理】（1）在探究“电流跟电压、电阻的关系”时，采用的研究方法是控制变量法。
（2）在探究“电流与电压的关系”时，应保持电阻不变；
（3）在探究“电流与电阻的关系”时，将5Ω的电阻换成10Ω后，下一步操作是调节滑动变阻器，使前后电压保持不变。
【实验步骤】
一、按电路图连接实物电路
二、探究电流与电压关系
（1）闭合开关，移动变阻器划片，使电阻R两端电压成整数倍增加，依次读出电流表读数，数据计入表格；
（2）电流与电压关系测量表格（电阻R= ῼ）
次数
1
2
3
4
5
电压/V
电流/A
（3）数据分析：电阻一定时，通过导体的电流与其两端电压成正比。
三、探究电流与电阻关系（控制电压不变，如U=2V）
（1）选择某一电阻，如：R=5ῼ，闭合开关，调节变阻器划片，使R两端电压为2V，读出电流表示数，并计入表格；
（2）更换电阻，如：R=10ῼ，闭合开关，调节变阻器划片，使R两端电压为2V，读出电流表示数，并计入表格；
（3）重复上述试验过程，电阻分别选15ῼ、20ῼ、25ῼ。
（4）电流与电阻关系测量表格（电阻V= ）
次数
1
2
3
4
5
电阻/ῼ
5
10
15
20
25
电流/A
（3）数据分析：电压一定时，通过导体的电流与电阻成正比。
（4）整理器材。
【实验结论】通过导体电流跟其两端电压成正比，与导体电阻成反比。
2.考查内容
考查方向
解答思路
探究方法
控制变量法
探究电流与电压关系时
控制电阻不变
探究电流与电阻关系时
控制电压不变
连接电路前应注意哪些问题
断开开关、变阻器处于最大位置、电流表和电压表选择合适量程、注意正负接线柱不能接反
探究电流与电压关系时，变阻器的作用
改变导体两端电压
探究电流与电阻关系时，变阻器的作用
控制导体两端电压不变
完善表格，填入正确值
根据实验规律和给出数据，填入正确值
多次测量目的
寻找规律
补充实验电路
按元件顺序观察缺少部分，然后进行连接，注意不能交叉
电路连接改错
电流要从电流表、电压表正极入、负极出，量程选择要预估，元件连接要符合要求，电流表要串联在电路中，电压表要与被测元件并联，变阻器要一上一下接入电路
【典例】（2020•济南）在“探究电流与电压的关系”的实验中：
（1）小军首先选用了一个阻值为15Ω的电阻器开始连接实验电路，如图所示是他已经连接的部分实验电路。小军在连接实验电路时，操作上出现的错误是 。
（2）请你用笔画线代替导线在答题卡上将实物电路连接完整。
（3）连接完实验电路，检查无误后，闭合开关，电路工作正常。过一段时间后，突然发现一个电表的示数变为零，而另一个电表的示数变大。若此时实验电路中只有一处出现故障，则可能的情况是 。
A．电阻器短路，电压表示数为零
B．电阻器开路，电流表示数为零
C．变阻器短路，电压表示数为零
D．变阻器开路，电流表示数为零
【答案】（1）没有断开开关； （2）如图； （3）AB。
【解析】（1）为保护电路，在连接实验电路时，开关应断开，小军在连接实验电路时，操作上出现的错误是开关没有断开；
（2）电源电压为6V，由欧姆定律，电路的最大电流为：
I＝＝＝0.4A，故电流表选用小量程与电阻串联，电压表与电阻器并联，如下所示：
（3）A．若电阻器短路，电压表示数为零，因电路的电阻变小，由欧姆定律，导致电流表示变大，A符合题意；
B．若电阻器开路，电流表示数为零，电压表与电源连通测电源电压，故电压表示数变大，B符合题意；
C．若变阻器短路，电压表示数为电源电压，电压表示数变大；电路的电阻变小，电流表示数变大，C不符合题 意；
D．若变阻器开路，整个电路断路，两表都没有示数，两表示数都变小，不符合题意；故选 AB。
故答案为：（1）没有断开开关； （2）如图； （3）AB。
【跟踪训练】
1．（2020•莱芜区）在“探究电流与电压的关系”的实验中。
（1）小军首先选用了一个阻值为15Ω的电阻器开始连接实验电路，如图所示是他已经连接的部分实验电路，小军在连接实验电路时，操作上出现的错误是 。
（2）请你用笔画线代替导线在答题卡上将实物电路连接完整。
（3）连接完实验电路，检查无误后，闭合开关，电路工作正常。过一段时间后，突然发现一个电表的示数变为零，而另一个电表的示数变大。
若此时实验电路中只有一处出现故障，则可能的情况是 。
A.电阻器短路，电压表示数为零
B.电阻器开路，电流表示数为零
C.变阻器短路，电压表示数为零
D.变阻器开路，电流表示数为零
【答案】（1）连接电路时，开关是闭合的；（2）如上所示；（3）AB。
【解析】（1）连接电路时，为保护电路，开关应是断开的，操作上出现的错误是：连接电路时，开关是闭合的；
（2）3节蓄电池的电压为6V，由欧姆定律，电路的最大电流为：I＝＝＝0.4A，故电流表选用小量程与电阻串联，电压表与电阻并联，如下所示：
（3）A.若电阻器短路，电压表示数为零，由串联电阻的规律，因电路的电阻变小，由欧姆定律I＝，电路的电流变大，A符合题意；
B.若电阻器开路，则电流表示数为零，电压表通过变阻器与电源连通，故电压表测电源电压（原来电压表测电阻器的电压），故电压表示数变大，B符合题意；
C.若变阻器短路，电压表测电源电压，电路的电阻变小，由欧姆定律，电流表示数变大，C不符合题意；
D.若变阻器开路，整个电路断路，两表示数都为0，D不符合题意；
故答案为：（1）连接电路时，开关是闭合的；（2）如上所示；（3）AB。
2．（2020•烟台）如图甲所示是小明“探究电流与电压、电阻的关系”的实验电路图。选用的实验器材是：电源（3V）、电流表（0～0.6A）、电压表（0～3V），定值电阻R1＝5Ω、R2＝10Ω、R3＝20Ω，滑动变阻器（40Ω 2A）、开关、导线若干。
（1）探究电流与电压关系：
①探究电流与电压的关系时，要保持 不变，采用的科学方法是 。
②小明在实验中进行多组数据测量的目的是什么？
③小明选用5Ω和10Ω的两只电阻分别进行实验后，由实验数据画出的图象如图乙所示，其中M图象对应的是哪只电阻？ 由M图象得到的实验结论是什么？
（2）探究电流与电阻的关系：
①小明在实验中，首先确定一个保持不变的电压值U，当AB间的电阻R由5Ω换成10Ω时，闭合开关，应将滑动变阻器的滑片向 （选填“a”或“b”）移动，才能使电压表示数变为U。
②当AB间换接20Ω的电阻时，小明无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数都无法达到U．请你告诉他，为完成实验，U的取值范围是 。
【答案】（1）①电阻；控制变量法；②得出普遍性的结论；③5Ω；电阻一定时，电流与电压成正比；（2）①b；②1V～3V。
【解析】（1）探究电流与电压关系：
①探究电流与电压的关系时，要保持电阻不变，采用的科学方法是控制变量法；
②小明在实验中进行多组数据测量的目的是得出普遍性的结论；
③小明选用5Ω和10Ω的两只电阻分别进行实验后，由图乙作图如下所示：
由图可知，当电压相等时，M对应的电流大，由欧姆定律，R＝，M图象对应的电阻小，故M图象对应的是5Ω；
由M图线为过原点的直线，故由M图象得到的实验结论是：电阻一定时，电流与电压成正比；
（2）探究电流与电阻的关系：
①根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向b端移动，才能使电压表示数变为U；
②由串联电路电压的规律和分压原理有：＝，
方程左边为一定值，故右边也为一定值，当变阻器连入的电阻最大时对应的定值电阻也最大，
此时电压表的示数最小，即＝，
U＝1V，即控制的最小电压为1V，最大电压为3V，U的取值范围是1V～3V。
故答案为：（1）①电阻；控制变量法；②得出普遍性的结论；③5Ω；电阻一定时，电流与电压成正比；（2）①b；②1V～3V。
3．（2020•甘南州）在“探究电流与电阻的关系”实验中：
（1）如图甲所示，请你用笔画线代替导线，将图中电路连接完整（请勿更改原有导线，导线不得交叉）。
要求：当滑动变阻器的滑片P向左移动时，电路中的电流变大。连接电路时，开关必须 。
（2）闭合开关后，发现电压表有示数且接近电源电压，电流表无示数，其原因是 。
（3）实验过程中，将5Ω的电阻接入电路中，闭合开关调节滑动变阻器滑片P至适当位置，此时电流表示数如图乙所示，则电流表示数为 A。将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻，闭合开关，应将滑动变阻器的滑片P向 （选填“左”或“右”）端移动，使电压表示数为 V。
【答案】（1）如图；断开；（2）电阻R断路；（3）0.3；右；1.5。
【解析】（1）当滑动变阻器的滑片P向左移动时，电路中的电流变大，即电阻变小，故变阻器左下接线柱连入电路中，如下所示：
为了保护电路，连接电路时，开关必须断开；
（2）闭合开关后，电流表无示数，说明电路为断路，电压表有示数且接近电源电压，说明电压表与电源的两端相连，所以故障为电阻R断路；
（3）实验过程中，将5Ω的电阻接入电路中，闭合开关，调节滑动变阻器滑片P至适当位置，此时电流表示数如图乙所示，则电流表示数为0.3A；
由欧姆定律I＝知，电压表示数：U＝IR＝0.3A×5Ω＝1.5V；
根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，使电压表的示数为1.5V。
故答案为：（1）如图；断开；（2）电阻R断路；（3）0.3；右；1.5。
4．（2020•广安）在探究“电流与电阻关系”的实验中，所用的器材有：电压恒定为6V的电源、开关、电流表、电压表、三个定值电阻（5Ω，10Ω，20Ω）、几个规格不同的滑动变阻器、导线若干。
（1）如图所示是某同学连接的电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”，并补画出正确的连线。
（2）电路连接正确后，闭合开关前滑动变阻器的滑片应置于 （选填“A端”或“B端”）。
（3）分别把5Ω和10Ω的定值电阻接入电路中，移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为2V，记录下电流表的示数。可是当把20Ω的定值电阻接入电路中时，该同学无论怎样移动滑片都无法使电压表示数调到控制值，说明选择的滑动变阻器 。
（4）更换器材后，重新实验，将数据记录在表格中，分析实验数据可得结论： 。
电压U/V
2
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.4
0.2
0.1
【答案】（1）如图；（2）A端；（3）最大电阻过小；（4）电压一定时，电流与电阻成反比。
【解析】（1）原电路中，电阻和电压表短路了，电阻应和电流表串联，电压表与电阻并联，如下所示：
（2）电路连接正确后，闭合开关前滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处的A端；
（3）电阻两端的电压始终保持UV＝2V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑＝U﹣UV＝6V﹣2V＝4V，变阻器分得的电压为电压表示数的2倍，根据分压原理，当接入20Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为
R滑＝2×20Ω＝40Ω，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少40Ω的滑动变阻器，当把20Ω的定值电阻接入电路中时，该同学无论怎样移动滑片都无法使电压表示数调到控制值，说明选择的滑动变阻器最大电阻过小；
（4）横向分析表中数据，电阻增大为原来的几倍，通过的电流减小为原来的几分之一，即得出的结论是：电压一定时，电流与电阻成反比。
故答案为：（1）如图；（2）A端；（3）最大电阻过小；（4）电压一定时，电流与电阻成反比。
三、伏安法测电阻实验
1.实验内容
【实验目的】测量未知电阻
【实验器材】电池组、电压表、电流表、滑动变阻器、待测电阻、开关各一个，导线若干。
【实验原理】根据欧姆定律：，可知：，只要能测出电阻R两端电压和通过R的电流，根据公式即可计算出待测电阻R。
【实验步骤】一、根据给出的电路图，连接实物电路。
二、闭合开关，变阻器在较大位置时测量电流和电压，数据计入表格。
三、继续调节滑动变阻器，重复上述试验三次，数据计入表格。
四、根据公式，求出每次试验电阻值，并计入表格。
五、计算待求电阻平均值。
六、试验表格
试验次数
电压/V
电流/A
待求电阻Rx/ῼ
平均值Rx/ῼ
1
2
3
七、整理器材。
2.考查内容
考查方向
解答思路
补充电路
以某一电器为起点，观察一周，先连主电器，后连测量电器，注意连线不能交叉
测量前变阻器的位置、目的
处于最大位置、为了保护电路
变阻器连接
一上一下
开关状态
断开状态
补充测量数据
根据实验原理和测量数据规律补齐表格中空格
小灯泡电阻测量结果相差较大原因
小灯泡的电阻随温度的升高而变大
电路故障
电流表无示数，某处断路；电压表无示数，被测电器短路或电压表连线未接好
电流表、电压表反偏
正负极反接
分析测量数据求电阻
根据欧姆定律进行计算
测量结果误差较大原因
电流表或电压表有内阻
电流表对测量误差的影响
内接时测量结果偏大、外接时测量结果偏小
【跟踪训练】
1.（2020•内江）一个物理课外实验小组用如图甲所示的电路来测量某待测电阻Rx的阻值，其中定值电阻R0＝20Ω．请你帮实验小组完成：
（1）按照甲图的实验电路图，用笔画线代替导线将乙图连接完整（部分导线已连好）；
（2）在连接电路时，开关应 ，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于 （选填“左”或“右”）端；
（3）闭合开关S1，将开关S2掷于“1”时，调节滑动变阻器的滑片到适当位置，记下此时电压表的示数为U1；保持滑片位置不变，将开关S2掷于“2”时，记下此时电压表的示数为U2．则待测电阻Rx阻值的表达式Rx＝ （用R0、U1、U2表示）。
（4）重复步骤（3），共得到5组U1、U2的数据，并计算出的值，如下表所示，则5组数据的平均值为 ；利用的平均值，求出待测电阻Rx为 Ω。
1
2
3
4
5
U1/V
0.25
0.30
0.36
0.40
0.44
U2/V
0.86
1.03
1.22
1.36
1.49
3.44
3.43
3.39
3.40
3.39
（5）实验中，采用了多次测出U1和U2的值，并由的平均值，求待测电阻Rx阻值的目的是为 。
【答案】（1）如图；（2）断开；右；（3）•R0；（4）3.41；48.2；（5）减小误差。
【解析】（1）按照甲图的实验电路图，滑动变阻器滑片P向右移时其接入电阻变大，连接如图所示：
。
（2）为保护电路元器件，在连接电路时，开关应断开，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于右端，使接入电阻最大；
（3）[闭合开关S1，将开关S2掷于“1”时，三个电阻串联，电压表测量电阻R0两端电压，调节滑动变阻器的滑片到适当位置，记下此时电压表的示数为U1；保持滑片位置不变，将开关S2掷于“2”时，此时电压表测量电阻R0与Rx的两端电压之和，记下此时电压表的示数为U2；由于电路电流保持不变，即＝
，则待测电阻Rx阻值的表达式为：Rx＝•R0；
（4）重复步骤（3），共得到5组U1、U2的数据，并计算出的值，则5组组数据的平均值为：＝＝3.41；
利用组平均值，求出待测电阻Rx为：
Rx＝R0＝（﹣1）R0＝（3.41﹣1）×20Ω＝48.2Ω；
（5）实验中，采用了多次测出U1和U2的值，并由的平均值，求待测电阻Rx阻值的目的是为多次测量以减小误差。
故答案为：（1）如图；（2）断开；右；（3）•R0；（4）3.41；48.2；（5）减小误差。
2．（2020•甘孜州）在“用电流表和电压表测电阻”的实验中，电路如图甲所示。
（1）开关闭合前，滑动变阻器的滑片P要移动到 （选填“a”或“b”）端；
（2）闭合开关，发现电流表示数为零，但电压表指针发生明显偏转，则电路发生的故障可能是以下四种中的 ；
A．Rx发生断路 B．滑动变阻器断路
C．Rx发生短路 D．电流表处断路
（3）排除故障后，闭合开关，调整滑片P到某一位置后，若两表的示数分别如图乙、丙所示，其中电流表的示数 A，此次测得的结果为Rx＝ Ω。
【答案】（1）b；（2）A；（3）0.4；5。
【解析】（1）由电路图可知，闭合开关前，滑动变阻器滑片应置于b端，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大。
（2）A、如果Rx 发生断路，电路断路，电流表示数为零，电压表与电源连接相连，电压表指针明显偏转，故A符合题意；
B、如果滑动变阻器断路，电路断路，电流表示数为零，电压表与电源两极不相连，电压表指针不偏转，故B不符合题意；
C、Rx发生短路，电路是通路，电流表有示数，电压表指针不偏转，故C不符合题意；
D、电流表断路，电路断路，电流表示数为零，电压表与电源两极不相连，电压表指针不偏转，故D不符合题意；
（3）由图乙可知，电压表量程是0～3V，分度值是0.1V，电压表读数是2V；
由图丙可知，电流表量程是0～0.6A，分度值是0.02A，电流表示数是0.4A；
根据欧姆定律I＝知，
电阻RX的阻值为：RX＝＝＝5Ω。
故答案为：（1）b；（2）A；（3）0.4；5。
3．（2020•上海）小华做“用电流表、电压表测电阻”实验，现有电源（电压为1.5伏的整数倍保持不变）、待测电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个，以及导线若干。他正确串联电路后，将电压表并联在电路中。闭合开关，移动滑动变阻器滑片，将测得的两组数据记录在表一中。小华观察数据思考后重新连接了电压表，将新测得的两组数据记录在表二中。小华通过数据处理求出了待测电阻的阻值，完成实验。
表一
实验序号
电压表示数（伏）
电流表示数（安）
1
2.6
0.18
2
2.3
0.20
表二
实验序号
电压表示数（伏）
电流表示数（安）
3
2.2
0.20
4
2.6
0.24
①获得表一实验数据的过程中，小华将电压表并联在 的两端；
②实验中小华所用的电源电压为 伏；
③根据表一中实验序号1的数据，计算此次待测电阻的阻值为 欧；（精确到0.1欧）
④根据实验数据，计算并判断所用滑动变阻器的规格能否为“10欧 2安”。 （需写出计算过程）
【答案】①滑动变阻器；②4.5；③10.6；④不能；由表中第1组数据，根据欧姆定律，变阻器连入电路的电阻：R滑＝＝≈14.4Ω＞10Ω。
【解析】①待测电阻与滑动变阻器串联，电流表测电路电流，当电流变大时，根据U＝IR可知，待测电阻的电压变大，由串联电路分压定律可知，滑动变阻器电阻变小，根据表一中数据可知电压表并联在滑动变阻器两端了；
②小华观察数据思考后重新连接了电压表，即将电压表并联在待测电阻两端了，由表一和表二中的第2、3组数据知，电路的电流相等，则变阻器连入电路的电阻相同，根据电压表的连接，由串联电路电压的规律，电源电压为：
U＝2.3V+2.2V＝4.5V；
③根据表一中实验序号1的数据，根据串联电路电压的规律和欧姆定律，计算此次待测电阻的阻值为：R1＝＝≈10.6Ω；
④由表中第1组数据，根据欧姆定律，变阻器连入电路的电阻：
R滑＝＝≈14.4Ω＞10Ω；
因此，所用滑动变阻器的规格不能为“10欧 2安”。
故答案为：①滑动变阻器；②4.5；③10.6；④不能；由表中第1组数据，根据欧姆定律，变阻器连入电路的电阻：R滑＝＝≈14.4Ω＞10Ω。
4．（2020•黄石）课外兴趣小组要测量一个未知电阻Rx的阻值，现有下列器材：电源、两个量程均为0～0.6A的相同电流表A1、A2、一个已知阻值的定值电阻R0＝9Ω、开关、导线若干。兴趣小组同学们开动脑筋，积极思考，设计出了一个测量Rx的方法。
（1）同学们设计出的测量电路图如图甲，请根据电路图把未完成的实物图（图乙）连接线补充完整。
（2）连接好电路，闭合S之前，滑动变阻器的滑片P应滑到 （选填“a”“b”）端；
（3）调节滑动变阻器，使两个电流表有一个恰当的读数，如图丙，两表A1、A2的读数分别为I1＝ A，I2＝ A；
（4）根据两电流表读数可得出被测电阻Rx＝ 。
（5）调节滑动变阻器，使A1和A2表的读数都变大，为保证A2表不被烧坏，则A1表的读数不能超过 A。
（6）有同学认为，改用图丁电路图也可以测出Rx的值，你认为是否可行？
【答案】（1）如图；（2）b；（3）0.32；0.48；（4）4.5Ω；（5）0.4；（6）可行。
【解析】（1）根据甲图可知，Rx与R0并联，待测电阻与A1串联，A2测干路电流，如下图所示：
（2）连接好电路，闭合S之前，滑动变阻器的滑片P应滑到阻值最大处的b端；
（3）调节滑动变阻器，使两个电流表有一个恰当的读数，如图丙，由题意可知两表均选用小量程，分度值为0.02A，则A1、A2的读数分别为I1＝0.32A，I2＝0.48A；
（4）根据并联电路电流的规律，通过定值电阻R0的电流为：I0＝I﹣Ix＝0.48A﹣0.32A＝0.16A，
由并联电路的电压规律和欧姆定律可得，电源电压为：U＝U0＝I0R0＝0.16A×9Ω＝1.44V；
由欧姆定律可得，被测电阻Rx＝＝＝4.5Ω；
（5）为保证A2表不被烧坏（即干路电流最大为0.6A），设A1表的读数（通过Rx的电流）不能超过I，此时通过R0的电流为I0′，
并联电路中各支路的电压相等，由欧姆定律可知，在电压相等时，电流与电阻成反比，则＝＝＝，
所以通过定值电阻的电流为I，
由并联电路电流的规律可得I+I＝0.6A，解得I＝0.4A，即A1表的读数不能超过0.4A；
（6）图丁中，两电阻并联，两电流表分别测两支路的电流，因各支路的电压相等，由U＝IR可测出Rx的值，该方法可行。
故答案为：（1）如图；（2）b；（3）0.32；0.48；（4）4.5Ω；（5）0.4；（6）可行。
四、伏安法测小灯泡电功率实验
1.实验内容
【实验目的】测量小灯泡工作时的电功率。
【实验器材】小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线。
【实验原理】根据公式P=UI，用电压表测小灯泡两端的电压，用电流表测小灯泡中的电流，利用公式P＝UI计算电功率，在额定电压下测出的电功率就是额定功率。
【实验步骤】一、按电路图连接好电路
二、闭合开关，调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压恰好等于小灯泡的额定电压2.5V，观察小灯泡的亮度，并记录电流表和电压表的示数。
三、调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约等于小灯泡额定电压的1.2倍。观察小灯泡的亮度变化，并记录此时电流表和电压表的示数（注意：小灯泡两端的电压不能超过它的额定电压太多）。
四、调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约等于小灯泡额定电压的0.8倍。观察小灯泡的亮度变化，并记录此时电流表和电压表的示数。
五、计算出三种情况下小灯泡的电功率。
六、整理器材。
七、实验表格
实验次数
实验要求
发光情况
电流/A
电压/V
电功率/W
1
额定电压
正常发光
2
额定电压1.2倍
较亮
3
额定电压0.8倍
较暗
【实验结论】（1）不同电压下，小灯泡的功率不同；实际电压越大，小灯泡功率越大。（2）小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定，实际功率越大，小灯泡越亮。
2.考查内容
考查方向
解答思路
补充电路
以某一电器为起点，观察一周，先连主电器，后连测量电器，注意连线不能交叉
测量前变阻器的位置、目的
处于最大位置、为了保护电路
变阻器连接
一上一下
开关状态
断开状态
电路故障
电流表无示数，某处断路；电压表无示数，被测电器短路或电压表连线未接好
电流表、电压表反偏
正负极反接
影响小灯泡亮度的因素
由小灯泡实际功率决定，功率越大，亮度越高
确定划片移动方向和接入电阻大小
根据电阻与长度成正比接线
实际功率大小
根据公式：进行计算
分析图像求额定功率
根据额定电压确定电流，计算即得额定功率
分析图象不同电压下灯丝电阻值不同
原因是灯丝电阻随温度的变化而变化
【典例】（2020•广西）在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源电压保持不变，待测小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）为了比较精确的测量小灯泡的电功率，电压表的量程应选0～ V；
（2）实验时，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡都不亮，电压表有示数，电流表示数几乎为零，则故障可能是 （选填“电流表与导线”或“灯泡与灯座”）接触不良；
（3）排除故障后，移动滑动变阻器滑片，当电压表示数是2.5V，电流表示数如图所示，则小灯泡的额定功率是 W；
（4）测量结束后，应先 ，再拆除导线，最后整理好器材；
（5）某实验小组在处理实验数据时，采用描点法，在坐标纸上作出了如图所示的I﹣U图象，请指出作图过程中存在的错误或不足之处是 ；
（6）某实验小组设计了如图所示的电路（还缺一根导线连接才完整），可以测量小灯泡的额定功率，其中R为定值电阻。请写出本实验主要测量步骤及所测物理量；
①电路连接完整后，开关S2断开，S1、S3闭合，调节滑动阻器滑片，使电压表示数为U额；
② ，开关S3断开，S1、S2闭合，记录电压表的示数U2；
③小灯泡额定功率的表达式P额＝ （用R、U额、U2表示）。
【答案】（1）3；（2）灯泡与灯座；（3）1.3；（4）断开开关；（5）图线不应画成直线或横坐标的标度取值过大；（6）②保持滑动变阻器滑片位置不动；③U额×。
【解析】（1）灯的额定电压为2.5V，故为了比较精确的测量小灯泡的电功率，电压表的量程应选0～3V；
（2）实验时，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡都不亮，电流表示数几乎为零，则电路可能断路，电压表有示数，说明电压表与电源连通，则故障可能是灯泡与灯座接触不良；
（3）排除故障后，移动滑动变阻器滑片，当电压表示数是2.5V，电流表示数如图所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流表读数为0.52A，则小灯泡的额定功率是：
P＝UI＝2.5V×0.52A＝1.3W；
（4）测量结束后，为防止短路，应先断开开关，再拆除导线，最后整理好器材；
（5）灯的电阻随温度的变化而变化，故I﹣U图象为一曲线，图中横坐标分度值为0.3V，而灯的额定电压
为2.5V，故横坐标的标度取值过大，作图过程中存在的错误或不足之处是：图线不应画成直线或横坐标的标度取值过大；
（6）主要测量步骤及所测物理量；
（为达到电压表既能测量灯的电压，又能测量R与灯的总电压，电压表的负接线柱应与S3的左接线柱连接）
①电路连接完整后，开关S2断开，S1、S3闭合，调节滑动阻器滑片，使电压表示数为U额；
②保持滑动变阻器滑片位置不动，开关S3断开，S1、S2闭合，记录电压表的示数U2；
③在①中，电压表测灯的电压，因电压表示数为U额，故灯正常发光；
在 ②中，电压表测R与灯串联后的电压，因滑动变阻器滑片位置不动，故此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，此时定值电阻的电压为：
UR＝U2﹣U额，由欧姆定律可求出R的电流，即灯的额定电流：
IL＝＝，小灯泡的额定功率表达式：P额＝U额×。
故答案为：（1）3；（2）灯泡与灯座；（3）1.3；（4）断开开关；（5）图线不应画成直线或横坐标的标度取值过大；（6）②保持滑动变阻器滑片位置不动；③U额×。
【跟踪训练】
1．（2020•淄博）小明用图中所示的器材测量小灯泡的电功率。待测小灯泡的额定电压为2.5V，额定功率估计在0.8W左右。
（1）请画出导线，完成电路连接。
（2）小明刚连好最后一根导线，小灯泡就发出了明亮的光，他在连接电路中出现的错误是：
① ；
② 。
（3）小明改正错误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡的发光情况，将测量数据和实验现象记录在下表中。
实验要求
小灯泡的发光情况
电压表示数/V
电流表示数/A
小灯泡的实际功率/W
U实＝U额
明亮
2.5
0.28
U实＝0.8U额
较暗
2
0.25
U实＝0.4U额
微弱
1
0.2
①小灯泡的额定功率是 W。
②实验结果表明： 越小，小灯泡的实际功率越小，小灯泡越暗。
③分析数据发现小灯泡的电阻是变化的，原因是 。
（4）小明和同学交流时发现，他在实验设计中存在不完善的地方是 ，修改实验方案后，接下来的操作是把滑动变阻器的滑片向 （填“A”或“B”）端调节，记录电压表和电流表的示数，并观察小灯泡的发光情况。
【答案】（1）如图；（2）①连接电路时开关没有断开；②没有将变阻器的最大电阻连入电路中；（3）①0.7；②灯的电压；③灯的电阻随温度的变化而变化；（4）实际电压都不大于额定电压；B.
【解析】（1）待测小灯泡的额定电压为2.5V，电压表选用小量程与灯并联，额定功率估计在0.8W，根据P＝UI，灯的额定电流：
I＝＝＝0.32A，电流表选用小量程与灯串联，如下所示：
（2）小明刚连好最后一根导线，小灯泡就发出了明亮的光，他在连接电路中出现的错误是：
①连接电路时开关没有断开；
②没有将变阻器的最大电阻连入电路中
（3）①由表中数据知，灯在额定电压下的电流为0.28A，小灯泡的额定功率是：
P＝UI＝2.5V×0.28A＝0.7W；
②由表中数据，第1、2、3次实验灯的实际电压逐渐变小，灯的实际功率分别为：0.7W、0.5W和0.2W，
故实验结果表明：灯的实际电压越小，小灯泡的实际功率越小，小灯泡越暗；
③分析数据发现小灯泡的电阻是变化的，原因是灯的电阻随温度的变化而变化；
（4）研究灯的亮度与功率的关系实验中，应分别测量出灯的实际电压等于、小于、略大于额定电压灯的功率大小，在实验设计中存在不完善的地方是实际电压都不大于额定电压，为增大灯的电压，接下来的操作是把滑动变阻器的滑片向B端调节，记录电压表和电流表的示数，并观察小灯泡的发光情况。
故答案为：（1）如图；（2）①连接电路时开关没有断开；②没有将变阻器的最大电阻连入电路中；（3）①0.7；②灯的电压；③灯的电阻随温度的变化而变化；（4）实际电压都不大于额定电压B。
2．（2020•鞍山）小刚同学在做“测量小灯泡额定功率”的实验中，选用如图甲所示的器材和电路。其中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω 1A”字样。
（1）请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整。（要求：滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变亮）
（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片。发现小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无示数。若电路只有一处故障，则故障原因是 。
（3）排除故障后再次闭合开关，移动滑片直到电压表的示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，为 A，小灯泡的额定功率为 W。再调节滑动变阻器使电压表的示数达到3V，小灯泡强烈发光，此时小灯泡的实际功率 （填“大于”、“小于”或“等于”）1.08W。
（4）同组的小红同学还想探究“在电压一定时，电流与电阻的关系”，于是将图甲中的小灯泡换成三个阻值分别为5Ω、100Ω、15Ω的定值电阻，其余连接均不改变。图丙是小红根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象。
①由图象可知小红将定值电阻R两端的电压控制为 V不变。当定值电阻由5Ω换为10Ω时，为达到实验要求，滑动变阻器连入电路的阻值应 （填“变大”、“变小”或“不变”）。
②实验结论是电压一定时， 。
③实验结束后，小红问老师保持该电压不变的情况下，能否更换50Ω的定值电阻继续进行此实验，老师指导小红分析了不能更换的原因。你认为原因是 。
【答案】（1）如图；（2）灯泡断路；（3）0.3；0.75；小于；（4）①3；变大；②电流与电阻成反比；③保持定值电阻两端电压始3V不变。
【解析】（1）测小灯泡额定功率实验中，滑动变阻器应串联入电路中，滑片向右移动时小灯泡变亮，说明其连入电路的阻值变小，所以应将B接线柱接入电路中，如图所示：
（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电流表无示数，说明电路中有断路，电压表有示数，说明电压表与电源间通路，而电路只有一处故障，则故障原因是：灯泡断路；
（3）灯泡两端电压为2.5V时，灯泡正常发光，由图乙知，电流表使用小量程，分度值0.02A，则此时通过灯泡的电流为0.3A，
所以灯泡的额定功率P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
根据P＝知在电阻不变时，电功率与电压的平方成正比，电压表的示数达到3.0V为额定电压的＝1.2倍，
若灯的电阻不变，则灯泡的实际功率为：P实＝（1.2）2×0.75W＝1.08W，但因灯的电阻随温度的升高而变大，根据P＝，故此时灯泡的实际功率小于1.08W；
（4）①由图象知，当定值电阻R＝15Ω时，通过的电流为0.2A，所以定值电阻R两端的电压控制为U＝IR＝0.2A×15Ω＝3V；
当定值电阻由5Ω换为10Ω时，为了控制定值电阻两端电压不变，由串联电路的分压原理知，就增大滑动变阻器连入电路的阻值；
②由图象知，该图象为反比例图象，所以可得结论：电压一定时，电流与电阻成反比；
③滑动变阻器取最大阻值20Ω，当定值电阻为50Ω时，由串联电路的分压原理有：＝＝＝，
则定值电阻两端最小电压UR＝U＝×6V＞3V，无法保持定值电阻两端电压始终3V，故不能更换50Ω的定值电阻继续进行实验。
故答案为：（1）如图；（2）灯泡断路；（3）0.3；0.75；小于；（4）①3；变大；②电流与电阻成反比；③保持定值电阻两端电压始3V不变。
3．（2020•阜新）在“测量小灯泡额定功率”的实验中，器材有：电源（电压恒为3V）、开关、电压表和电流表各一只、额定电压为2.5V的灯泡、滑动变阻器（20Ω、1A）、导线若干。
（1）以画线代替导线，将图甲中的实物图连接完整。（要求：滑片向左移动时小灯泡变亮）
（2）闭合开关前，发现电流表的指针如图乙所示，其原因是 ；
（3）问题解决后，第一小组的同学通过改变滑动变阻器的阻值，得到了小灯泡的电流随其两端电压变化的图象，如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 W；
（4）第一小组的同学在实验中还发现，电压表与电流表示数的比值变大，原因是 ；
（5）第二小组的同学在准备进行实验时，发现电压表坏了，他们找到了一个阻值为10Ω的定值电阻R0，设计了如图丁所示的电路，也顺利的完成了实验：
①先闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器，使电流表的示数为I1，则I1＝ A；
②保持滑片P的位置不变，闭合开关S、S2，断开S1，读出电流表的示数为I2，则小灯泡的额定功率P额＝ 。（用U额、I1、I2表示）
【答案】（1）如图；（2）没有将电流表的指针调零；（3）0.625；（4）灯丝电阻随着温度的升高而增大；（5）①0.25；②U额（I2﹣I1）。
【解析】（1）因滑片向左移动时小灯泡变亮，即电流变大，电阻变小，故变阻器左下接线柱连入电路中，如下所示：
（2）闭合开关前，发现电流表的指针如图乙所示，其原因是：没有将电流表的指针调零；
（3）根据图丙小灯泡的电流随其两端电压变化的图象知，灯在额定电压2.5V时的电流为0.25A，则小灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；
（4）由欧姆定律，电压表与电流表示数的比值变大，即灯的电阻，灯的电阻变大原因是灯丝电阻随着温度的升高而增大；
（5）①先闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器，使电流表的示数为I1＝0.25A；
②保持滑片P的位置不变，闭合开关S、S2，断开S1，读出电流表的示数为I2，
在①中，电流表测定值电阻的电流，电流表的示数为I1＝0.25A，值电阻的电压为2.5V，由并联电路电压的规律，灯的电压为2.5V，灯正常发光；
在②中，电流表测灯与R0并联的总电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律，灯的额定电流：
I额＝I2﹣I1，则小灯泡的额定功率：P额＝U额I额＝U额（I2﹣I1）。
故答案为：（1）如图；（2）没有将电流表的指针调零；（3）0.625；（4）灯丝电阻随着温度的升高而增大；（5）①0.25；②U额（I2﹣I1）。
五、其他实验探究题
1．（2020•恩施州）在探究电路的实验中，用铜导线按图甲连接好元件，闭合开关后，两表示数如图。
（1）在连接两电流表的导线中，实际电荷定向移动方向是 （选填“向左”、“向右”或“无规则运动”）。
（2）在使用电流表前发现其指计偏向0刻线左侧，应调节表盘下面的 ，使指针归0。
（3）通过L1、L2的电流分别是 A、 A。
【答案】（1）向右；（2）调零旋钮；（3）0.76；0.24。
【解析】（1）在连接两电流表的导线中，电流是从电源的正极出发，经过电流表、用电器，回到电源的负极，如图所示电路，开关闭合后，电流方向与电子定向移动方向相反，金属导体中实际是电子移动，所以实际电荷定向移动的方向是从左向右；
（2）在使用电流表前，需要先检查电流表的指针是否对准零刻线，如果不在“0”刻度线上，需要调节表盘下面的调零旋钮，使指针归0；
（3）由图可知，两灯泡并联，电流表A2测量通过灯泡L2的电流，电流表A1测量干路电流，则乙选择的是0～3A量程，故乙为电流表A1，其分度值为0.1A，示数为I＝1A；
电流表丙选择的是0～0.6A，分度值为0.02A，示数为I2＝0.24A，即丙为电流表A2，则通过灯泡L2的电流为0.24A；
根据并联电路的电流特点可知，通过灯泡L1的电流为I1＝I﹣I2＝1A﹣0.24A＝0.76A。
故答案为：（1）向右；（2）调零旋钮；（3）0.76；0.24。
2．（2020•成都）在“连接并联电路”的实验中，小红同学用两个不同的小灯泡组成了如图所示的电路。
（1）连接电路时，开关S应该处于 状态。
（2）她将所有开关闭合，发现S1支路的灯不亮，S2支路的灯发光。于是她断开所有开关，交换两灯位置后，再闭合所有开关，发现仍然是S1支路的灯不亮，S2支路的灯发光。故障的原因可能是 。
A．某个灯泡的灯丝断路
B．干路上某根导线断路
C．S1支路某根导线断路
D．S2支路某根导线断路
（3）她排除故障后，继续进行实验。为了探究开关S1的作用，在观察灯泡发光情况时，她应该 。
A．同时观察两个支路上的灯泡
B．只观察S1所在支路上的灯泡
C．只观察S2所在支路上的灯泡
【答案】（1）断开；（2）C；（3）A。
【解析】（1）连接电路时，为了安全，开关S应该处于断开状态。
（2）所有开关闭合，发现S1支路的灯不亮、S2支路的灯发光，说明干路和干路开关S没有故障，故障发生在S1支路，出现导线断路或灯泡灯丝断了；交换两灯位置后，再闭合所有开关，发现仍然是S1支路的灯不亮，S2支路的灯发光，说明灯泡灯丝是完好的，S1支路某根导线断路。
（3）为了探究开关S1的作用，在观察灯泡发光情况时，她应该同时观察两个支路上的灯泡；故选A。
故答案为：（1）断开；（2）C；（3）A。
3．（2020•六盘水）我们已经学习了串联电路电压的规律，那么串联的各部分电路如何分配电源电压呢？小明利用以下实验器材进行实验：阻值不同的定值电阻若干、电压表、电压为3V的电源、开关及导线。请回答下列问题：
实验次数
AB间电阻/Ω
CD间电阻/Ω
1
10
5
2
20
10
3
30
15
（1）连接电路时，应将开关处于 状态（选填：“断开”或“闭合”）；
（2）如图甲所示，小明将阻值为10Ω和5Ω的电阻分别接入电路中AB和CD两位置，闭合开关，电压表的示数如图乙所示，则AB间电压为 V。比较两电阻阻值和所分电压值可得初步结论：串联电路中，电阻值越大，其所分电压 ；
（3）为了进一步探究电压的分配规律，小明更换电阻完成了上表中2、3两次实验，观察到每次实验电压表示数几乎不变。分析实验数据发现AB间和CD间的电压之比与其对应电阻阻值之比相等，于是得出：“串联电路中各部分电路按其阻值之比分配电源电压”的结论。根据这一实验过程得出的结论是否可信？ （选填：“可信”或“不可信”），你的理由是： 。
【答案】（1）断开；（2）2；越大；（3）不可信；要得到普遍规律，实验中每次实验的电阻比值应不同。
【解析】（1）连接电路时，应将开关处于断开状态，这样连接电路时可以避免出现短路等问题的出现而损坏电路元件；
（2）电压表使用0～3V量程，分度值是0.1V，电压表的示数如图乙所示，则AB间电压为2V，
电阻10Ω通过的电流为：I＝＝＝0.2A，串联电路中电流处处相等，所以5Ω电阻两端电压U2＝IR2＝0.2A×5Ω＝1V，
所以，串联电路中，电阻值越大，其所分电压越大；
（3）实验过程中，三次实验的电阻比都是2：1，具有偶然性，实验中每次实验的电阻比不同，才能得到普遍结论，所以这次实验得到的结论不可信。
故答案为：（1）断开；（2）2；越大；（3）不可信；要得到普遍规律，实验中每次实验的电阻比值应不同。
4．（2020•安顺）我们已经学习了串联电路电压的规律，那么串联的各部分电路如何分配电源电压呢？小明利用以下实验器材进行实验：阻值不同的定值电阻若干、电压表、电压为3V的电源、开关及导线。请回答下列问题：
实验次数
AB间电阻/Ω
CD间电阻/Ω
1
10
5
2
20
10
3
30
15
（1）连接电路时，应将开关处于 状态（选填：“断开”或“闭合”）；
（2）如图甲所示，小明将阻值为10Ω和5Ω的电阻分别接入电路中AB和CD两位置，闭合开关，电压表的示数如图乙所示，则AB间电压为 V。比较两电阻阻值和所分电压值可得初步结论：串联电路中，电阻值越大，其所分电压 ；
（3）为了进一步探究电压的分配规律，小明更换电阻完成了上表中2、3两次实验，观察到每次实验电压表示数几乎不变。分析实验数据发现AB间和CD间的电压之比与其对应电阻阻值之比相等，于是得出：“串联电路中各部分电路按其阻值之比分配电源电压”的结论。根据这一实验过程得出的结论是否可信？ （选填：“可信”或“不可信”），你的理由是： 。
【答案】（1）断开；（2）2；越大；（3）不可信；要得到普遍性规律，实验中每次实验的电阻比值应不同。
【解析】（1）连接电路时，开关处于断开状态。
（2）电压表使用0～3V量程，每一个大格代表1V，每一个小格代表0.1V，10Ω两端的电压是2V，电阻10Ω通过的电流为：I＝＝＝0.2A，
串联电路中电流处处相等，所以5Ω电阻两端的电压为：U2＝IR2＝0.2A×5Ω＝1V，
所以串联电路中，电阻值越大，其所分电压越大。
（3）实验过程中，三次实验的电阻比都是2：1，具有偶然性，实验中每次实验的电阻比值不同，才能得到普遍性结论，所以这一实验过程得到的结论不可信。
故答案为：（1）断开；（2）2；越大；（3）不可信；要得到普遍性规律，实验中每次实验的电阻比值应不同。
5．（2020•扬州）在“探究串联电路电压的特点”实验中：
某实验小组分别测量了串联电路两端的总电压U和灯泡L1、L2两端的电压U1、U2数据如表：
U/V
U1/V
U2/V
2.6
1.3
1.3
（1）该小组由此得出串联电路的总电压与各部分电压的关系是 （用题中物理量符号表示）。
（2）实验过程中，若L1灯丝断了，观察到电压表V1示数为 ，电压表V2示数为 。
（3）该实验还有待改进，请写出其中一点： 。
【答案】（1）U1+U2＝U；（2）2.6V；0V；（3）换不同规格的小灯泡再进行多次实验。
【解析】（1）由图表可知，该小组由此得出串联电路的总电压与各部分电压的关系是：U1+U2＝U；
（2）实验过程中，若L1灯丝断了，电压表V1测灯Ll两端的电压此时是电源的电压，电压表V1示数为2.6V；由于电路断路，电压表V2测灯L2两端的电压，示数为0V；
（3）该实验还有待改进，电路中换不同规格的小灯泡再进行多次实验。
故答案为：（1）U1+U2＝U；（2）2.6V；0V；（3）换不同规格的小灯泡再进行多次实验。
6．（2020•哈尔滨）小聪帮爷爷检修小电器。发现一个规格为“2.5V 0.3A”的小灯泡L1坏了，他在家中找到一个标有2.5V的小灯泡L2．想知道能否用L2替换L1．于是在现有条件下，用如图所示的电路进行研究。
（1）请将小聪设计的图甲所示电路连接好。（要求：闭合开关后，滑动变阻器的滑片向左移动时，灯泡变亮）
（2）小聪用此电路进行实验，收集了五组数据，在图乙U﹣I坐标系上已描出了三个坐标点，请你将第2组和第3组数据描在坐标系上，并画出图象。则L2两端电压为2.5V时的电流为 A，此时的电阻为 Ω。（结果均保留一位小数）
1
2
3
4
5
电压U/V
0.7
1.0
1.4
2.0
3.0
电流I/A
0.16
0.20
0.24
0.28
0.31
（3）小聪能否用L2替换L1．并说明理由。
（4）通过实验研究可知，小灯泡L2电阻的变化规律是 。
【答案】（1）如图甲所示；（2）如图乙所示；0.3；8.3；（3）能，L2两端电压为2.5V时的电流为0.3A，与灯的规格相符；（4）灯泡的电阻随电压的增大而变大。
【解析】（1）根据滑动变阻器的滑片向左移动时，灯泡变亮，即电流变大电阻变小，故变阻器左下接线柱连入电路中，如下左所示：
（2）根据第2组和第3组数据在坐标系上确定对应的点，用平滑的曲线连接，如上右所示：
据此可知，L2两端电压为2.5V时的电流为0.3A，由欧姆定律，此时的电阻为：
R＝＝≈8.3Ω；
（3）小灯泡L1规格为“2.5V 0.3A”，而L2两端电压为2.5V时的电流为0.3A，与灯的规格相符，故小聪能用L2替换L1；
（4）根据表中第1组数据，由欧姆定律，灯的电阻为：
R1＝＝≈4.4Ω，同理，第2、3、4、5次的电阻分别为5Ω、5.8Ω、7.1Ω和9.7Ω，故小灯泡的电阻随电压的增大而变大。
故答案为：（1）如图甲所示；（2）如图乙所示；0.3；8.3；（3）能，L2两端电压为2.5V时的电流为0.3A，与灯的规格相符；（4）灯泡的电阻随电压的增大而变大。
7．（2020•鄂州）如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置。甲、乙是完全相同的密闭容器，里面密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，闭合开关前，A、B两U形管内液面相平。
（1）实验中，乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体的 不相等；
（2）由于电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察U形管中液面高度的变化来显示甲、乙容器内空气温度的变化，这里采用的物理研究方法是 ；
（3）通过对比观察， （选填“甲”或“乙”）容器中导体的电阻产生的热量较多。由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越 ，导体产生的热量越多。
【答案】（1）电流；（2）转换法；（3）甲；大。
【解析】（1）乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体的电流不相等，因为左右容器内两导体的阻值相等，必须让两电阻的电流不同才能探究电流产生的热量与电流的关系。
（2）实验中是通过观察“U”形管中液面的高度差来显示甲、乙容器内空气温度的变化。像这种用能直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法叫转换法；
（3）由图知，A管的液面高度差比B管的液面高度差大，说明甲容器中气体膨胀程度较大，温度上升得较高，因此甲容器中电阻产生的热量较多；两个电阻的阻值相同，通电时间相同，但电流不同，通过甲的电阻的电流大；
由此可得：在电阻相同、通电时间相同的情况下，电流越大，电流产生的热量越多。
故答案为：（1）电流；（2）转换法；（3）甲；大。
8．（2020•沈阳）安安在探究通电螺线管的磁场分布的实验中，如图所示：
（1）在固定有螺线管的水平硬纸板上均匀地撒满铁屑，通电后轻敲纸板，观察铁屑的排列情况，发现通电螺线管外的磁场与 磁体的磁场相似；在通电螺线管的两端各放一个小磁针，据小磁针静止时的指向，可以判定图中通电螺线管的 （选填“左”或“右”）端是它的N极；
（2）如果想探究通电螺线管的极性与电流方向的关系，接下来的操作是 ，并观察小磁针的指向。
【答案】（1）条形；右；（2）对调电源正负极。
【解析】（1）由以上实验探究的结果可知：通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场相似，都有两个磁极；
由图可知，右端小磁针静止时N极向右，根据磁极间的相互作用可知螺线管的右端是它的N极；
（2）为了探究通电螺线管外部磁场方向与电流方向的关系，应改变电路中的电流方向，可以通过对调电源正负极来改变电流方向；
故答案为：（1）条形；右；（2）对调电源正负极。
9．（2020•十堰）如图是“探究什么情况下磁可以生电”的实验，蹄形磁体和灵敏电流计均放在水平桌面上。使导体AB在磁场中竖直向上或竖直向下运动，发现电流计的指针均不偏转；使导体AB在磁场中水平向右或水平向左运动，发现电流计的指针左右偏转。这些现象说明：闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时，会产生电流，电流的方向与导体的 有关。若用匝数很多的线圈代替导体AB重复上述实验，产生的电流 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】切割磁感线；运动方向；变大。
【解析】如图是“探究什么情况下磁可以生电”的实验，蹄形磁体和灵敏电流计均放在水平桌面上。使导体AB在磁场中竖直向。上或竖直向下运动，发现电流计的指针均不偏转；使导体AB在磁场中水平向右或水平向左运动，发现电流计的指针左右偏转。这些现象说明：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生电流，电流的方向与导体的运动方向有关。若用匝数很多的线圈代替导体AB重复上述实验，产生的电流变大。
故答案为：切割磁感线；运动方向；变大。
10．（2020•东营）如图是“探究什么情况下磁可以生电”的装置，用棉线将一段导体AB悬挂起来，放置于蹄形磁体的磁场中，再用导线把导体AB和灵敏电流计连接起来，组成了闭合电路。
（1）该实验中，灵敏电流计的作用是 、 。
（2）确认灵敏电流计能正常工作后，某同学发现，无论导体AB在磁场中怎样运动，灵敏电流计的指针均不见发生偏转，其主要原因可能是 、 。
（3）在教师的指导下，兴趣小组对实验进行完善后，观察到的现象如下表所示，由此可知闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时，电路中会产生感应电流。
序号
磁体（磁极）放置方式
导体AB运动情况
电流计指针偏转情况
1
上N下S
静止
不偏转
2
竖直向上运动
不偏转
3
竖直向下运动
不偏转
4
上N下S
向左运动
向右偏转
5
向右运动
向左偏转
6
上S下N
向左运动
向左偏转
7
向右运动
向右偏转
（4）比较第4、5（或6、7）次实验可以得出 。
（5）在此实验过程中，能量转化情况是 。利用这一原理，人们在生产生活中制成了 。
【答案】（1）显示感应电流的大小；判断产生感应电流的方向；（2）电流太小；不是闭合电路；（3）切割磁感线；（4）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中感应电流的方向与导体的运动方向有关；（5）机械能转化为电能；发电机。
【解析】（1）在“探究产生感应电流的条件”的实验中，实验中灵敏电流计的作用是判断产生感应电流的大小、判断产生感应电流的方向；
（2）确认灵敏电流计能正常工作后，某同学发现，无论导体AB在磁场中怎样运动，灵敏电流计的指针均不见发生偏转，其主要原因可能是电流太小，不是闭合电路；
（3）观察到的现象如下表所示，由此可知闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流。
（4）比较第4、5（或6、7）次实验可以得出闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中感应电流的方向与导体的运动方向有关；
（5）在此实验过程中，能量转化情况是机械能转化为电能，利用这一原理，人们在生产生活中制成了发电机。
故答案为：（1）判断产生感应电流的大小；判断产生感应电流的方向；（2）电流太小；不是闭合电路；（3）切割磁感线；（4）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中感应电流的方向与导体的运动方向有关；（5）机械能转化为电能；发电机。
11．（2020•青岛）探究磁生电的条件。
实验装置如图所示，在磁场中悬挂一根导体AB，把它的两端跟电流表连接起来，组成闭合回路。
（1）实验中，用 提供磁场，用 显示电路中有无电流。
（2）下列操作，电路中能产生电流的是 （选填所有符合要求的选项序号）。
①蹄形磁体和导体AB都静止
②蹄形磁体静止，导体AB左右运动
③导体AB静止，蹄形磁体左右运动
【答案】（1）U形磁铁；灵敏电流计；（2）②③。
【解析】（1）由图可知，图中含有U形磁铁，U形磁铁的周围存在磁场；实验中通过灵敏电流计的指针的偏转情况判定电路中有无电流；
（2）①蹄形磁体和导体AB都静止，导体没有做切割磁感线的运动，不会产生感应电流；
②蹄形磁体静止，导体AB左右运动，导体做切割磁感线的运动，会产生感应电流；
③导体AB静止，蹄形磁体左右运动，导体做切割磁感线的运动，会产生感应电流；
故选②③。
故答案为：（1）U形磁铁；灵敏电流计；（2）②③。
12．（2020•安徽）在探究“什么情况下磁可以生电”的实验中，实验装置如图所示。
（1）实验现象：
①保持蹄形磁体位置不动，让导线AB在磁场中静止、竖直向上或向下运动，电流表的指针均不发生偏转；
②导线AB向左或向右运动，电流表的指针发生偏转；
③保持导线AB不动，让蹄形磁体向左或向右运动，电流表的指针发生偏转。
实验结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时，导体中就会产生感应电流。
（2）实验现象：
①保持磁场方向不变，导线AB向右运动时，电流表指针向左偏转；导线AB向左运动时，电流表指针向右偏转。
②对调磁体两极的位置。使磁场方向发生改变，导线AB向右运动时，电流表指针向右偏转；导线AB向左运动时，电流表指针向左偏转。
实验结论：感应电流的方向与 有关。
【答案】（1）切割磁感线；（2）导体切割磁感线方向和磁场方向。
【解析】（1）实验结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流。
（2）让导体在磁场中向左运动时，因为导体中感应电流的方向跟导体切割磁感线方向有关，所以灵敏电流表的指针向右偏转，电路中电流方向相反。
两个磁极对调，使磁感线的方向反向，闭合开关，让导体在磁场中向右运动，因为导体中的感应电流的方向跟磁场方向有关。所以灵敏电流表的指针向右偏转，实验结论：感应电流的方向与导体切割磁感线方向和磁场方向有关。
故答案为：（1）切割磁感线；（2）导体切割磁感线方向和磁场方向。
13．（2020•淮安）在“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验中：
（1）小磁针的作用： 。
（2）在螺线管外部A、B两处放置小磁针，闭合开关，发现A处小磁针发生偏转，而B处小磁针不偏转，试说明B处小磁针不偏转的可能原因： 。
（3）将电池的正负极对调，重复上述实验，是为了探究通电螺线管外部磁场的方向与 方向的关系。
（4）观察实验现象后，应立即断开开关，是为了 。
【答案】（1）检验磁场的存在；（2）小磁针N极的指向与磁场方向相同；（3）电流；（4）保护电路，防止螺线管温度过高。
【解析】（1）通电时螺线管周围存在磁场，小磁针在磁场中受到力的作用会发生偏转，所以小磁针能显示磁场的存在；当电流方向改变时，产生的磁场方向也改变，所以小磁针的偏转方向也改变，因此利用小磁针还可以判断磁场的方向；
（2）在螺线管外部A、B两处放置小磁针，闭合开关，发现A处小磁针发生偏转，A处的小磁针会指示磁场的方向；B处小磁针不偏转，可能原因是小磁针N极的指向与磁场方向相同；
（3）将电池的正负极对调，此时螺线管中电流的方向发生变化，磁场的方向发生变化，是为了探究通电螺线管外部磁场的方向与电流方向的关系；
（4）螺线管是由导线绕成的，其电阻较小，根据欧姆定律可知，通过螺线管的电流较大，产生的热量较多，为了保护电路，观察实验现象后，应立即断开开关。
故答案为：（1）检验磁场的存在；（2）小磁针N极的指向与磁场方向相同；（3）电流；（4）保护电路，防止螺线管温度过高。
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