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专题08 电学探究型实验（一）-备战 中考物理常考热点实验攻略（通用版）
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专题08 电学探究型实验（一）（解析版）
实验一、探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系
【实验目的】探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系
【实验器材】两节干电池、开关、几个规格不同的灯泡、电流表、若干导线。
【实验电路】电路图：
【实验步骤】实验步骤：a、断开开关，如图乙所示连接电路；b、把电流表接在干路上的A点，记下电流表的示数IA；c、把电流表分别改接在支路中的B、C处，分别测出两处电流IB、IC。
【实验表格】实验表格：
A点的电流IA
B点的电流IB
C点的电流IC
第一次测量
第二次测量
【实验结论】实验结论：并联电路的电流规律IA=IB+IC。
【考向点拨】
1.实验方法：归纳法；
2.多次测量的目的：避免偶然性，使结论具有普遍性；
3.电流规律：干路电流等于各支路电流的之和；
4.电流表的连接：电流从正极流入，从负极流出；
5.电流表量程的选择：用试触法确定；
6.更换不同小灯泡的目的：进行多次测量，寻找普遍规律；
7.各支路电流是否相同：两个支路小灯泡相同时间，支路电流相同；小灯泡不相同时，支路电流不相同。
【典例1】（2021·广西贺州·中考真题）如图所示，在探究“并联电路的电流特点”的实验中，小明设计了如图甲电路进行实验：
（1）实验中，小明应该选择两个小灯泡规格是________（选填“相同”或“不相同”）的；
（2）请用笔画线代替导线，按图甲中的电路图把图乙中的实物电路连接完整（导线不得交叉）；_______
（3）小明在连接电路时，开关应处于________（选填“闭合”或“断开”）状态；
（4）小明先将电流表接在所在的支路上，闭合开关，观察到灯发光，但灯不亮，电流表的示数为零，电路可能在的故障是_______（选填“灯断路”或“灯短路”）；
（5）排除故障后，他测出了支路上的电流，然后他把电流表依次接入电路分别测量出支路电流、干路电流，两次测得的结果都如图丙所示，则_______A、_______A．小明由此数据得出并联电路中干路电流和各支路电流的关系是________（写关系式即可）；
（6）本次实验的不足之处是：_______。
【答案】不相同；如图；断开；L1断路；0.2；1；I=I1+I2；仅有一组实验数据，结论不具有普遍性。
【解析】（1）[1]实验中，为得出普遍性的规律，选择两个小灯泡的规格应该是不相同的。
（2）[2]由图甲知，L1、L2并联，电流表与L1串联，故连接如下：
（3）[3]为保护电路，在连接电路时，开关应处于断开状态。
（4）[4]灯L1不发光，电流表的示数为零，可能是灯泡L1短路或断路造成的， 灯发光，说明电路故障是L1断路。
（5）[5][6][7]干路电流I大于支路电流I2，说明测量干路电流I使用了大量程，测量支路电流I2使用了小量程，大量程的分度值是0.1A，小量程的分度值是0.02A，因此干路电流为1A，支路电流I2为0.2A，则有0.8A+0.2A=1A
由此得出并联电路中干路电流和各支路电流的关系是：I=I1+I2。
（6）[8]本次实验只测了一组数据就得出结论，结论不具有普遍性，应更换灯泡测出多组实验数据，得出普遍性的结论。
【典例2】（2021·四川成都市·中考真题）在“探究并联电路中的电流规律”实验中：
（1）小罗同学设计的实验电路如图甲所示，她选用的电源电压是3V。关于小灯泡规格的选择，下列说法正确的是______；
A．没有限制，可以任意选取 B．小灯泡的额定电压必须为3V
C．小灯泡的规格应该不同 D．必须保证小灯泡的额定电流相同
（2）小罗同学将电流表接在A处，闭合开关，电流表指针位置如图乙所示。她的电流表量程选择正确吗？答：______；
（3）在得出实验结论时，我们将图甲中A、B处的电流称为支路中的电流，C处的电流称为______电流。
【答案】C；正确；干路。
【解析】（1）[1]在实验探究中，应选择不同规格的小灯泡，才能避免实验结论的偶然性。故C选项正确。
（2）[2]电流表接在A处，测的是支路电流，所以此时量程选择正确。
（3）[3]由电路图知，C处是并联电路的干路部分，通过的电流为干路电流。
1．小敏和小英通过实验探究“并联电路中干路电流与各支路电流的关系”。她们连接的电路如图所示。
（1）当小敏用开关“试触”时，发现电流表A1 无示数、电流表A2 的指针快速右偏，两灯均不发光．由此可知，她们连接的电路发生了________故障；若闭合开关S，可能造成的后果是________。
（2）小英只改接了电路中的一根导线，电路便连接正确了，请你在图中画出她的改法。（在错接的导线上画×，然后画出正确的接线）（__________ ）
（3）她们利用改正后的电路进行实验：闭合开关S后，读出两块电流表的示数，得出的初步结论是：________。
【答案】短路；电流表；A2；被烧坏；如图；在并联电路中，干路电流大于支路电流。
【解析】（1）电流表A1 无示数、电流表A2 的指针快速右偏，两灯均不发光，由此可知电路发生了短路故障，若闭合开关S，由于电路发生短路，电路中电流过大，可能造成的后果是电流表A2 被烧坏。
（2）改正电路如图：
（3）利用改正后的电路进行实验，闭合开关S后，读出两块电流表的示数，得出的初步结论是：在并联电路中，干路电流大于支路电流。
2.小海和小梅一起做“探究并联电路中电流的规律”实验。
(1)如图甲是他们设计的电路图，若电源是两节新的干电池，则电压为______。图乙是他们测量电流时连接的实验电路，此时电流表测量的是______（选填“A”、“B”或“C”）处的电流；
(2)请在图乙中移动一根导线，测量A处的电流。在移动的导线上画“×”，并用笔画线代替导线连接正确的电路______。移动后电流表示数将会______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
(3)测出A、B、C三处的电流如表所示，由此得出初步结论：______（只写表达式）。针对“初步”的理解，小梅指出接下来操作方法是：______，目的是______。
位置
A
B
C
电流I/A
0.3
0.24
0.54
【答案】3V；C；如图；变小；；可换不同规格小灯泡，再次进行实验；寻找普遍规律。
【解析】(1)一节新干电池的电压是1.5V，若电源是两节新的干电池，则电压为3V。
电流流过两灯泡后，再汇总流向电流表，电流表测的是干路电流，所以此时电流表测量的是C处的电流。
(2)测量A处的电流，那么电流表需要和灯泡L1串联，观察图乙可知，可以把灯泡L2与电流表的正接线柱的接线改为灯泡L2与电流表的负接线柱的接线，这时电流表和灯泡L1串联后再和灯泡L2并联；如下图所示。
从实物图可以看到，一开始电流表测的是干路电流，移动后，电流表测的是支路电流，电流表示数是变小的。
(3)观察表中数据可知，A处电流加上B处电流，是等于C处电流大小，由此得出初步结论：。
针对“初步”的理解，小梅指出接下来操作方法是：可换不同规格小灯泡，再次进行实验，因为一次实验并不代表所有情况；目的是寻找普遍规律。
3.为了“探究并联电路中电流的关系”，艾伊钟同学设计了如图甲所示的实验电路图进行实验。
实验次数
A处的电流IA/A
B处的电流IB/A
C处的电流IC/A
1
0.10
0.48
0.58
2
0.20
0.20
0.40
3
0.25
0.30
0.55
(1)连接电路的过程中开关应该______（选填“断开”或“闭合”）。将电流表连接在C处，闭合开关后，发现其指针位置如图乙所示，则通过干路的电流为______ A；
(2)若要测通过灯泡L1的电流，应该将电流表接在甲图中的______（选填“A”、“B”或“C”）处。实验过程中，艾伊钟误将电流表与L1并联，可能会出现的现象是______（多选）；
A．L2熄灭，L1更亮 B．L1、L2都不发光
C．电流表可能损坏 D．电流表指针不偏转
(3)如表所示，艾伊钟经过正确实验操作，反复实验得到了A、B、C三处的电流值。艾伊钟根据三次实验数据分析得出结论：在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和。在三次实验中以下操作无意义的是______；
A．更换不同规格的小灯泡 B．交换小灯泡的位置
C再并联一个小灯泡 D．更换不同电压的电源
(4)艾伊钟多次实验的目的______（选填“减小误差”或“使结论具有普遍性”）；
(5)艾伊钟家电路允许通过的最大总电流为30A，电路中现有以下用电器在工作：4台空调，每台空调电流为5A；一个冰箱，电流为1.5A；一个微波炉，电流为2A，则最多可入电流为0.2A的电灯______盏。
【答案】断开；0.46；A；BC；C；使结论具有普遍性；32。
【解析】(1)[1]连接电路的过程中为保护电路，开关应该断开。
[2]将电流表连接在C处，测量的是干路电流，由乙图可知，电流表接在0-0.6A档位，分度值为0.02A，故此时读数为0.46A。
(2)[3]若要测通过灯泡L1的电流，应该将电流表与灯泡L1串联，故应该接在A处。
[4]误将电流表与L1并联，则会将两条电路短路，可能L1、L2都不发光，同时因为电路中电流过大，有可能损坏电流表，故选BC。
(3)[5]如果再并联一个灯泡，则电路需要重新设计，还需要测量该灯泡经过的电流，故这种操作没有意义。而更换不同规格的小灯泡、交换小灯泡的位置、更换不同电压的电源等操作重复实验，可以更好地验证实验结果的正确性。
(4)[6]探究规律性的实验，多次实验的目的是为了使结论具有普遍性。
(5)[7]电路允许通过的最大总电流为30A，则若所述电器能够正常工作，设可以接入的电灯数为n，有
解得，可接入此种电灯最多32盏。
实验二、探究串联电路中用电器两端的电压与电源两端电压的关系
【实验目的】探究串联电路中电压的规律
【猜想与假设】①串联电路中各部分电路两端的电压相等；②串联电路中各部分电路两端的电压之和等于总电压。
【实验器材】两节干电池，六只小灯泡(其中第二次实验用的两只相同)，1只电压表，一只开关，导线若干。
【实验步骤】（1）分别把电压表并联在如图所示的电路中A、B两点，B、C两点，A、C两点间测量电压，看看它们之间有什么关系。
（2）换上另外四只灯泡，再测两次，看看是否还有同样的关系。
三次测量的电路图分别如图所示：
【实验表格】按上述要求进行实验，实验记录如下表所示。
实验序号
A、B间电压U1/V
B、C间电压U2/V
A、C间电压U/V
1
1.4
1.6
3
2
1.5
1.5
3
3
1.8
1.2
3
【分析论证】从实验过程和实验记录中可以看出，两灯泡的规格相同时，U1=U2；当两灯泡的规格不相同时，U1≠U2，但都满足U1+U2=U。
串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和，即U=U1+U2。
【交流与评估】回顾以上操作，看看是否存在不妥的地方：读数时是否实事求是?更换灯泡时是否换用了不同规格的?如果这些因素在实验中都作了充分的考虑，实验的结果应该是可靠的，各小组把实验结果写成实验报告，并在班上进行交流和讨论。
【考向点拨】
1.连接电路时，开关应处于什么状态：断开；
2.电路连接：应从电源正极(或负极)起按电路图将元件逐个连接起来；
3.电压表的连接：电流应从电压表的正极流入，从负极流出；
4.电压表的路程选择：连接好电路后，要先用开关试触，观察电压表的指针偏转情况，确认无误后，再闭合开关，观察示数；
5.电路故障的判断：根据电流表或电压表有无示数以及读数大小，根据电路连接特点判断；
6.如果电压表量程选择过大，会出现：读数误差；
7.电压表的使用前应：使指针调到“零”位；
8.测量电压时，电压表应：与被测用电器并联；
9.多次测量的目的：寻找普遍规律；
10.更换小灯泡的目的：进行多次测量，避免偶然性。
【典例1】（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。
【典例2】（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。
1．用如图所示的电路来探究串联电路的电压特点时；
（1）实验中应选择规格______（填“相同”或“不相同”）的灯泡。
（2）用电压表分别测出L1和L2两端电压及串联总电压的值分别为U1、U2、U，经过多次实验，得到的数据记录在如表中．分析实验数据，可得到串联电路的电压特点是______（用公式写出）。
实验次数
U1/V
U2/V
U/V
1
2.3
0.7
3.0
2
2.0
1.0
3.0
3
1.7
1.3
3.0
（3）进行多次实验的主要目的是______（填“寻找普遍规律”或“减小实验误差”）。
【答案】不相同；U=U1+U2；寻找普遍规律。
【解析】(1)探究串联电路的电压特点，为了寻找规律，必须换用不同规格的小灯泡进行多次实验，这样得出的规律才有说服力。
(2)为保护电路安全，在拆接电路时，开关必须断开。由表中的数据可以看出：第一次实验：U=3V
U1+U2=2.3V+0.7V=3V
第二次实验：U=3V
U1+U2=2.0V+1.0V=3V
第三次实验：U=3V
U1+U2=1.7V+1.3V=3V
因此可以得出：串联电路两端的总电压等于各串联电阻两端的电压之和，即U=U1+U2。
(3)进行多次实验的主要目的是：寻找普遍规律，避免结论的片面性。
2.艾建康同学在“探究串联电路电压特点”的实验中，使用3节新蓄电池作为电源，按如图甲所示的电路进行实验。
(1)要用电压表测灯L2两端的电压，连接的电路如图乙所示。图甲中只有一根导线连错了，请在连错的导线上画“×”，并画出正确的连线______。
(2)实验中L1、L2最好选择______（选填“相同”或“不同”）规格的小灯泡；闭合开关后，艾建康发现灯L2比L1亮，则通过两灯的电流I1______I2（选填“>”、“=”或“<”）；
(3)图乙修改为正确电路后闭合开关，电压表的示数如图丙所示，此时灯L2两端的电压为______V，一段时间后，L2突然熄灭，L1仍然发光，电压表无示数，原因可能是______（选填“L1开路”、 “L2开路”、“L1短路”、 “L2短路”）。
(4)实验结束后整理实验器材时，应先断开开关，再拆除______（选填“电压表”、“灯泡“或“电源”）两端导线，最后拆除其它元件并整理好器材。
【答案】如图；不同；=；5；L2短路；电源。
【解析】(1)[1]电压表应该与灯泡L2并联，两个灯泡串联，如图所示：
(2)[2]为了使实验具有普遍性， L1、L2最好选择不同规格的小灯泡。
[3]串联电路中各处的电流相等，两个灯泡串联，则通过两灯的电流I1=I2。
(3)[4]由图乙可知，电压表的量程是0-15V，分度值是0.5V，由图丙可知，电压表的示数是5V。
[5]一段时间后，L2突然熄灭，L1仍然发光，可能电路中存在短路，电压表无示数，说明L2短路。
(4)[6]为了保护电路，应先断开开关，再拆除电源两端导线，最后拆除其它元件并整理。
3.学校物理小组的同学分组进行“探究串联电路电压规律”的实验活动：
（一）第一组进行了以下实验
(1)如图所示，连接电路时，开关应该处_____状态，为了让实验结论可靠，实验中应选择规格_____（选填“相同”或“不同”）的小灯泡。
(2)闭合开关后，电路中小灯泡L1、L2都不亮，电压表有示数，对此，下列判断中正确的是（______）
A．灯L1断路 B．灯L2断路 C．开关S断路 D．灯L1短路
(3)排除故障后第一组的小田分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在表格中，发现：串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。由表中实验数据可知：小田同学主要通过_______方式来多次实验。
试验次数
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1
1.0
2.0
3.0
2
1.5
3.0
4.5
3
2.0
4.0
6.0
A．更换不同规格的小灯泡 B．更换不同的电源 C．同时更换了电源和小灯泡
同组的小用同学在电路中串联了_________也实现了多次实验的目的
（二）第二小组也完成了“探究串联电路电压规律”的实验，但是他们得到“电源两端电压大于各用电器两端电压之和“的结论，物理老师引导第二组的同学们用如图甲所示的电路继续进行了深入探究，他们的步骤如下：
(4)测量电源及灯泡两端电压。电压表接在CD两点，是为了测量灯泡___________的电压；闭合开关，电压表的示数（如图乙所示）是_____________V。
(5)用精密的电压表测量电路中导线的电压。测出导线BC间的电压大约为0.05V，由此得知导线分压可能是造成结论与猜想不符的原因。完成以上步骤后，他们觉得有必要测量开关两端的电压，他们这么认为的理由是____________。
【答案】断开；不同；A；B；滑动变阻器；L2；1.7；开关容易接触不良，造成电阻变大，分压增多。
【解析】(1)[1]为了保护电路，连接电路时，开关应该处于断开状态。
[2]为了让实验结论可靠，实验中应选择规格不同的小灯泡。
(2)[3]闭合开关后，电路中小灯泡L1、L2都不亮，则可判断电路为断路故障，电压表有示数，则反映了接电压表的两个接线柱与电源正负极之间是连通的，故可判断与电压表并联的L1断路，此时电压表相当于串联在电路中，电压表示数接近电源电压。故BCD不符合题意，A符合题意。故选A。
(3)[4]由表格数据可知，AB、BC、AC间的电压值均匀增加，若更换不同规格的灯泡探究，则电压值不会呈现均匀增加，故AC不符合题意，B符合题意。故选B。
[5]在电路中串联滑动变阻器，也可以实现多次实验的目的；滑动变阻器通过改变自身电阻，从而改变电路电流，使电路各部分电压重新分配。
(4)[6]电压表接在CD两点时，与灯泡L2并联，测量灯泡L2的电压。
[7]闭合开关，电压表的量程为0∼3V，分度值为0.1V，则电压表的示数1.7V。
(5)[8]开关容易接触不良，造成电阻变大，分压增多，故有必要测量开关两端的电压。
实验三：探究影响电阻大小的因素
【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。
【考向点拨】
1.导线长度与电流关系：导线越长，电流越小；
2.电流表示数：看量程再读数；
3.实验方法：控制变量法；
4.A、B之间探究的是：导体长度与电阻关系；
5.A、C之间探究的是：导体截面与电阻的关系；
6.A、D之间探究的是：导体电阻与材料有关；
7.灯泡亮度与什么有关：电流大小；
8.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；
9.同一种导体电阻与温度的关系：温度越高电阻越大；
10.实验中，要控制电压不变；
11.导体的电阻与电压和电流无关，因为：电阻是导体本身的一种性质。
【典例1】（2021·甘肃兰州·中考真题）在探究“影响导体电阻大小因素”的实验中，保持电源电压不变，如图所示，在M、N两点之间分别接入不同的电阻丝，其规格如下表所示：
编号
材料
长度/m
横截面积/
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
0.5
（1）实验中应通过观察_______来比较电阻的大小，这种实验方法叫______；
（2）选用编号为A、B的两根电阻丝进行实验，可以探究导体电阻大小与______的关系；
（3）选用编号为A、C的两根电阻丝进行实验，可以探究导体电阻大小与______的关系；
（4）为了探究导体电阻大小与导体材料的关系，应选用编号为______的两根电阻丝进行实验。
【答案】灯泡亮度；转换法；长度；横截面积；AD。
【解析】（1）[1][2]将不同的电阻丝接入电路，电流大小不同，灯泡亮度不同，因此实验中是通过观察灯泡亮度来比较电阻大小的，这种方法在物理学中称之为转换法。
（2）[3]选用编号为A、B的两根电阻丝进行实验，材料和横截面积相同，长度不同，可以探究导体电阻大小与长度的关系。
（3）[4]选用编号为A、C的两根电阻丝进行实验，材料和长度相同，横截面积不同，可以探究导体电阻大小与横截面积的关系。
（4）[5]为了探究导体电阻大小与导体材料的关系，保持长度和横截面积相同，材料不同，选择AD两根电阻丝。
【典例2】（2021·山西中考真题）生活中常用的合金是一种复合材料，复合材料通常是由起搭建作用的基体材料和分散于其中的增强材料两部分组成。由于两种材料的共同作用，使合金具有不同特性。下表提供了黄铜和青铜两种合金的部分信息。
合金
基体材料
增强材料
特性
应用
黄铜
铜
锌
易加工
仪表
青铜
铜
锡
耐磨
齿轮
现有两卷粗细相同的黄铜线和青铜线，请你添加合适的器材设计一个实验方案，比较黄铜和青铜的导电性哪个强？
（1）实验器材：______
（2）实验步骤：______
（3）实验结论：______
【答案】电源、开关、导线、电流表、滑动变阻器；①按电路图连接实物；如图；②选取将长度相同的黄铜线与青铜线；③将黄铜线接入a、b之间，将滑动变阻器调至最大阻值处，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，记录电流表的示数I1；④保持滑片P位置不变，断开开关，将青铜线接入a、b之间，闭合开关，记录电流表示数I2；⑤改变滑片的位置，重复③④；⑥比较I1、I2的大小；电流大的导线性能较好。
【解析】[1]此题为实验探究设计实验，用到的方法主要是控制变量和转换法，所用到的实验器材有：电源、开关、导线、电流表、滑动变阻器组成电路；
[2] ①按电路图连接实物，如图：
[3] ②研究材料的导电性能即要控制材料的长度相同、横截面积相同（所给材料已满足），根据题中给出的条件，所以应选取长度相同的黄铜线和青铜线；③同等情况下，只有材料不同，导电性能要能观察，所以转换成电流的大小，电流表能显示出电流，所以应将黄铜线接入a、b之间，将滑动变阻器调至最大阻值处，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，记录电流表的示数I1；④保持滑片P位置不变，断开开关，将青铜线接入a、b之间，闭合开关，记录电流表示数I2；⑤为了验证结论有普遍性，应多次实验，所以改变滑片的位置，重复③④；⑥比较I1、I2的大小；
[3] 若I1>I2，则黄铜导电性强；若I1
1.热电阻温度计是利用金属导体的电阻值随温度的改变而改变这一特性来进行温度测量的，如表是热电阻R0 随温度t变化的关系。图甲是某兴趣小组设计的一个用电阻R0 做测温探头的“热电阻温度计”电路。电源电压为1.5V、电流表量程为0～6mA（如图乙）、定值电阻R的阻值是160Ω。请你解答：
温度 t /℃
0
20
40
60
80
100
电阻 R 0 /Ω
50
70
90
110
130
150
（1）根据表中数据，在图丙中画出热电阻R0 与温度t的关系图象，______通过分析可知热电阻R0 的阻值随温度的升高而______；
（2）电流表示数越大对应的温度值越______，该温度计能测量的最低温度是 ______℃。
【答案】如图；增大；小；低；40。
【解析】（1）[1]根据表中数据，在图丙中描点、连线，得出热电阻R0 与温度t的关系图象，如图：
[2]通过分析可知热电阻R0 的阻值随温度的升高而增大。
（2）[3]从图甲可知，定值电阻和热电阻串联，电流表测量电路电流。电源电压不变，电流表示数越大，根据欧姆定律可知总电阻越小，故热电阻的阻值越小，从图丙可知，对应的温度值越小。
[4]根据电流表的量程可知电路中的最大电流I＝6mA＝0.006A；
根据欧姆定律可知总电阻；
根据电阻串联的特点可知热电阻的阻值。
从图丙可知该温度计能测量的最低温度是40℃。
2.在探究“影响导体电阻大小因素”的实验中，保持电源电压不变，如图所示，在M、N两点之间分别接入不同的电阻丝，其规格如下表所示：
编号
材料
长度/m
横截面积/
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
0.5
（1）实验中应通过观察_______来比较电阻的大小，这种实验方法叫______；
（2）选用编号为A、B的两根电阻丝进行实验，可以探究导体电阻大小与______的关系；
（3）选用编号为A、C的两根电阻丝进行实验，可以探究导体电阻大小与______的关系；
（4）为了探究导体电阻大小与导体材料的关系，应选用编号为______的两根电阻丝进行实验。
【答案】灯泡亮度；转换法；长度；横截面积；AD。
【解析】（1）[1][2]将不同的电阻丝接入电路，电流大小不同，灯泡亮度不同，因此实验中是通过观察灯泡亮度来比较电阻大小的，这种方法在物理学中称之为转换法。
（2）[3]选用编号为A、B的两根电阻丝进行实验，材料和横截面积相同，长度不同，可以探究导体电阻大小与长度的关系。
（3）[4]选用编号为A、C的两根电阻丝进行实验，材料和长度相同，横截面积不同，可以探究导体电阻大小与横截面积的关系。
（4）[5]为了探究导体电阻大小与导体材料的关系，保持长度和横截面积相同，材料不同，选择AD两根电阻丝。
3.在“探究影响电阻大小的因素”的实验中，某实验小组同学利用如图所示的电路分别对“导体电阻跟它的材料、长度、横截面积有关”的猜想进行实验验证。实验中使用4根电阻丝，其规格、材料如表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
电流大小/A
A
锰铜合金
0.5
0.8
0.40
B
镍铬合金
0.5
0.8
0.32
C
镍铬合金
0.5
0.4
0.16
D
镍铬合金
1.0
0.4
0.08
（1）实验中通过观察________来比较电阻的大小，此过程用到的研究方法是________。
（2）分别将C、D两根合金丝接入电路，可初步探究出的结论是________。
（3）分别将________（填编号）两根合金丝接入电路，可初步探究出的结论是：导体的材料、长度相同时，横截面积越小，电阻越大。
【答案】（1）电流表的示数大小；转换法；（2）导体的材料、横截面积相同时，长度越长，电阻越大；（3）B、C。
【解析】（1）在该实验中，电阻的大小是通过电流的大小来体现的，电流越小说明电阻越大。这种方法是转换法。
（2）由表中数据可知，将C、D两根合金丝接入电路，C、D合金线的材料、横截面积相同，而长度不同，并且D合金丝的长度大于C的长度，发现接入D合金丝时，电流表的示数比接入C合金丝时更小，说明D合金丝的电阻比C合金丝的电阻大，由此初步得出结论：导体的材料、横截面积相同时，长度越长，电阻越大；
（3）由表中数据可知，将B、C两根合金丝接入电路，B、C合金线的材料、长度相同，而横截面积不同，并且C合金丝的横截面积小于B的横截面积，发现接入C合金丝时，电流表的示数比接入B合金丝时更小，说明C合金丝的电阻比B合金丝的电阻大，由此初步得出结论：导体的材料、长度相同时，横截面积越小，电阻越大。
实验四：探究电流与电压的关系
【实验目的】电流与电压有什么关系
【猜想与假设】电流与电压成正比。
【设计实验】因电流与电压、电阻均有关系，我们要研究电流与电压的关系，应该采用控制变量法。 即保持电阻不变，改变电阻两端的电压，研究电流与电压的关系。
【实验器材】电流表、电压表、定值电阻(2个)滑动变阻器、电源开关、导线。
【实验电流】如图。
【实验内容】（1）按图连好电路，注意连接时开关要断开，开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处，实物图如下所示。
（2）保持电阻R1=5不变，检查电路后闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数分别为1V、2V、3V，并读出电流表相应的数值、填表。
R1=5Ω
次数
电压U/V
电流I/A
1
1
0.2
2
2
0.4
3
3
0.6
改变电阻，使R2=10不变，调节滑动变阻器，使电压表的示数分别为1V、2V、3V，并读出电流表相应的数值、填表。
R2=10Ω
次数
电压U/V
电流I/A
1
1
0.1
2
2
0.2
3
3
0.3
（3）根据数据画出I-U图像。
（4）得出结论：在电阻不变时，通过导体的电流和导体两端的电压成正比。
要点诠释：
1.任何电学实验，在闭合开关之前，滑动变阻器应调节到阻值最大处，这样可以保护电路。
2.本实验中滑动变阻器的作用有两点：①保护电路；②改变定值电阻两端的电压
3.如果只凭一组数据，就得出电流与电压成正比的结论，缺乏普遍性，所以本实验用不同阻值的电阻，重复实验操作，这样得出的数据更具普遍性。
4.要会根据I-U图，判断电阻值的大小。
如图，通过相同的电流时，UB>UA，所以RB>RA。
【考向点拨】
1.探究方法：控制变量法；
2.探究电流与电压关系时：控制电阻不变；
3.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；
4.探究电流与电压关系时，变阻器的作用：改变导体两端电压；保护电路；
5.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；
6.多次测量目的：寻找规律；
7.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；
8.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；
9.连接电路时：开关应处于断开状态；变阻器应置于阻值最大位置；
10.在电阻一定时，导体电流与导体两端电压的关系：电流与电压成正比。
【典例1】（2021·广东深圳·中考真题）某小组进行电学实验探究。
（一）某同学探究“电流与电压”的关系，他用了3个干电池，一个定值电阻、一个滑动变阻器（20Ω，1A），一个电压表，一个电流表，导线若干。
（1）请补充实物图；______
（2）若电压表无示数，电流表有示数，此时原因可能是______（选填“R断路”或“R短路”）；
（3）他用此电路做了若干组实验，以下第______组实验数据有误；
①
②
③
④
I
0.1
0.2
0.3
0.4
U
1
2
3
4
（4）根据此表格可知:电阻一定时，电流与电压成______（选填“正比”或“反比”）。
（二）某同学探究“电流与电阻”的关系，他有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的电阻，一个电压表，一个电流表和导线若干，多次实验后得到电流与电阻的关系如图所示。
（1）电阻两端的电压为_______V；
（2）滑动变阻器的最大功率为_______W。
【答案】如图；R短路；①；正比；2.5；1。
【解析】（一）（1）[1] 探究“电流与电压”的关系时，控制定值电阻不变，电压表并联在定值电阻两端，电路如下
（2）[2]电流表有示数，说明不是断路，电压表无示数，说明与电压表并联的电阻短路。
（3）[3]根据欧姆定律，在第1次实验中，电阻为
由电阻的串联的规律和欧姆定律知道，此时电路中的最小电流为
故第1组数据是有误的。
（4）[4]由表中数据，电压表电流之比为10Ω，为一定值，可以得出结论：在电阻一定的情况下，通过导体的电流和导体两端的电压成正比。
（二）（1）[5]根据题意知道，探究“电流与电阻”的关系时，电压表测量的是电阻两端的电压，由电流I随电阻R变化的图象知道，电流I与电阻R之积U=IR=0.5A×5Ω=0.1A×25Ω=2.5V
为一定值，即说明电阻两端的电压是2.5V。
（2）[6]由于探究“电流与电阻”的关系时，需要保持电阻两端的电压不变，所以，由[5]知道，实验过程中滑动变阻器两端的电压是
根据题意知道，他使用5Ω的电阻是电路的电流最大，
由知道，滑动变阻器的最大功率为。
【典例2】（2021·辽宁辽宁·中考真题）小彤在“探究电流与电压的关系”实验中，所选择的实验器材有：电压恒为3V的电源，定值电阻，规格为“30Ω 0.5A” 的滑动变阻器R0，电流表、电压表各1个、开关、导线若干。
（1）小彤连接的电路如图甲所示，有一根导线连接有误。请在错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确______；
（2）改正错误后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压，产生这种现象的原因可能是定值电阻 ______（填“短路” 或“断路”）；
（3）故障排除后，闭合开关，将滑动变阻器的滑片从正确的位置向______端调节， 当电压表示数为2V时，电流表示数如图乙所示，为______A；
（4）继续调节滑动变阻器的滑片，观察每次电压、电流值，记录在下表中：
次数
1
2
3
电压U/V
2
2.6
3
电流I/A
/
0.26
0.3
根据表格中的数据可得到的结论是：电阻一定时， 电流与电压成______比；
（5）根据所选器材的规格可知，定值电阻两端可加的最小电压为______V， 此时定值电阻与滑动变阻器的功率之比为______；
（6）完成上述实验后，小彤重新选择器材，设计了如图丙所示的电路测量额定电流为0.3A的小灯泡的额定功率，已知电源电压为4.5V，请将以下操作补充完整：
①闭合开关S， S0接触点2，调节滑动变阻器R1的滑片，使电流表示数为______A，小灯泡正常发光；
②保持滑动变阻器R1的滑片不动，用S0试触触点1，发现电流表超过量程，立即将S0接回到触点2，断开S，将另一个滑动变阻器R2以最大值接入M点；
③闭合S， S0接触点3，调节滑动变阻器R2的滑片，使灯泡再次正常发光；
④保持滑动变阻器R2的滑片不动，将S0接触点______（填“1”、“2”或“3”）， 此时电流表示数为0.45A。小灯泡的额定功率为P额=______W。
【答案】如图；断路；右；0.2；正；0.75；1:3；0.3；1；0.9。
【解析】（1）[1]由图甲知，电压表与定值电阻串联，且定值电阻处于短路状态，正确的探究电路中，电压表应并在定值电阻两端，定值电阻与滑动变阻器应串联在电路中，电流表测电路中的电流，所以正确的电路连接如下：
或
（2）[2]正确连接电路后，闭合开关，电流表无示数则电路中出现了断路现象，而电压表的示数接近电源电压，说明电压表与电源是接通的，那么是定值电阻出现了断路。
（3）[3]在闭合开关前，变阻器的滑片应置于阻值最大处，即最左端，所以在开始实验时，应将滑片向右移动。
[4]由图乙知，电流表的量程为0~0.6A，对应的分度值为这0.02A，示数为0.2A。
（4）[5]分析表格数据知，每组对应的电压与电流的比值一定，所以在电阻一定时，电流与电压成正比。
（5）[6][7]由表格数据知，电压与电流的比值为10，即定值电阻的阻值为10Ω，据串联电路的分压特点知，当变阻器接入电路的阻值最大时，定值电阻两端的电压最小，此时电路中的最大电阻为
R总=R滑+R=30Ω+10Ω=40Ω
那么10Ω:40Ω=U:3V
解得，定值电阻两端的最小电压U=0.75V
此时，变阻器两端的电压U滑=U总-U=3V-0.75V=2.25V
据P=UI知，定值电阻与滑动变阻器的功率之比P:P滑=U:U滑=0.75V:2.25V=1:3
（6）[8]由题意知，小灯泡的额定电流为0.3A，由图示知，闭合S、S0接触点2时，电路是串联电路，要使小灯泡正常发光，应调节滑片让电路的电流为0.3A。
[9][10]在M点接上滑动变阻器R2后，闭合S、S0接触点3时，滑动变阻器R2与小灯泡串联在电路，移动滑片，让小灯泡正常发光，即电路中的电流为0.3A，那么此时变阻器R2接入电路的阻值与R1接入电路的阻值相等，设都为R。
保持变阻器R2的滑片不动，将S0接触点1，此时两个变阻器串联在电路中，小灯泡被短路，电路中的电流为0.45A，那么
所以R=5Ω
那么闭合S、S0接触点3时，R2两端的电压U2=I额R=0.3A×5Ω=1.5V
小灯泡两端的电压U额=U′-U2=4.5V-1.5V=3V
小灯泡的额定功率P额=U额I额=3V×0.3A=0.9W。
1.在“探究电流与电压关系”的实验中，图甲是某实验小组设计的电路，电源电压3V保持不变。
（1）请用笔画线代替导线，在图甲中完成电路连接，要求滑片P向B端滑动时，电流表的示数变小；______
（2）连接电路时，开关应该______。闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于______（选填“A”或“B”）端；
（3）检查无误后，闭合开关发现电流表几乎无示数，电压表示数接近3V。移动滑片P，两电表示数均无变化，则电路故障可能是______；
（4）排除故障后，移动滑片P到某一位置时电流表示数如图乙所示，此时通过定值电阻R的电流为______A；
（5）实验中测得五组数据，并绘制出定值电阻R的I﹣U图像如图丙所示。由图像可得：
①实验中所用定值电阻R的阻值为______Ω；
②实验结论：______；
（6）结合所测数据分析，本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于______Ω。
【答案】如图；断开；B；定值电阻；R开路；0.30；5；保持电阻不变，导体中的电流与导体两端电压成正比；25。
【解析】（1）滑片P向B端滑动时，电流表的示数变小，滑动变阻器接入电路电阻变大，下端接线柱应接C点，如下图所示：
（2）连接电路时，开关应该处于断开状态，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处，即B端。
（3）闭合开关发现电流表几乎无示数，说明电路是开路；电压表示数接近3V，测电源电压，移动滑片P，两电表示数均无变化，则电路故障可能是定值电阻 R 开路。
（4）图乙中，电流表量程为0~0.6A，分度值为0.02A，示数为0.30A。
（5）定值电阻R的阻值为
由图丙图像可得出：保持电阻不变，导体中的电流与导体两端电压成正比。
（6）当电路中电流最小时总电阻最大，为
此时滑动变阻器接入电路中的电阻为
故本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于25Ω。
2.用如图甲所示的电路探究电流与电压关系。
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整______。（要求滑片向左滑动时，变阻器连入电路的电阻变大，且导线不能交叉）
（2）实验时，闭合开关，将滑片移动到某位置，记下电压表和电流表的示数。接下来的操作是______。（填字母）
A.换用另一个定值电阻，将滑片移动到某位置，记下电压表和电流表的示数
B.将滑片移动到另外几个位置，分别记下电压表和电流表的示数
（3）小明根据实验数据画出图象，如图乙所示。分析可知，通过定值电阻的电流与其两端的电压成______。
（4）小明同学还想测量小灯泡的电功率，于是他将上面实验中的定值电阻换成额定电压为 2.5V 的小灯泡。正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，出现这种故障的原因是______。
（5）排除故障后，小明调节滑片，使小灯泡正常发光时，电流表的示数如图丙所示，电流大小为______A ，小灯泡正常发光时的电功率为______W 。
（6）小明通过改变滑动变阻器滑片的位置，多次进行了小灯泡电功率的测量，这样做的目的是______。（填字母）
A.求出灯泡在不同电压下的功率的平均值，这样可以减小误差
B.找出灯泡的亮度与灯泡实际功率之间的关系
【答案】如图；B；正比；小灯泡断路；0.28；0.7；B。
【解析】（1）滑片向左滑动时，变阻器连入电路的电阻变大，变阻器右下接线柱连入电路中与电流表串联，如下图所示：
（2）探究电流与电压关系的实验，要控制电阻不变，记下电流随电压的变化关系，为得出普遍性的结论，要多次测量，故实验时，闭合开关，将滑片移动到某位置，记下电压表和电流表的示数。接下来的操作是将滑片移动到另外几个位置，分别记下电压表和电流表的示数，故选B。
（3）由图像可知，是一条过原点的直线，可以得到通过定值电阻的电流与其两端的电压成正比。
（4）正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，可能电路中出现断路，电压表示数接近电源电压，可能灯泡断路。
（5）丙图中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.28A；小灯泡的额定功率
P=UI=2.5V×0.28A=0.7W
（6）灯泡在不同电压下的功率不同，求功率的平均值无意义；在实验中进行了多次测量，其测量目的是找出灯泡的亮度与灯泡实际功率之间的关系，故选B。
3.某同学在“探究电流与电压的关系”的实验中。
（1）请用笔画线表示导线，将甲图中的实物图连接完整，要求滑片 P 向 B 端滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻变大；
（2）闭合开关前，发现电流表指针在零刻线左端，接下来应进行的操作是___________；
（3）正确连接电路后，闭合开关，移动滑片P到某一位置时电流表示数如图乙所示，此时通过电阻的电流为___________A；若要增大电阻两端的电压，应将滑片P向_________（选填“A”或“B”）端移动。
电压 /V
0.5
1
1.5
2
2.5
电流 /A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
（4）实验中测得多组数据如表。分析表中数据可得：电流与电压的关系是___________。
【答案】如图；电流表指针调零；0.12；A；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。
【解析】（1）滑片P向B端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，故变阻器的 A 接线柱连入电路中，如下图所示：
（2）闭合开关前，发现电流表指针在零刻线左端，需要对电流表进行调零，把指针调到0刻度线上。
（3）图乙中电流表的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，示数为0.12A。
要增大电阻两端的电压，由串联电路电压的规律可知需要减小变阻器两端的电压，根据串联电路的分压作用，应减小滑动变阻器连入电路的电阻，从而减小滑动变阻器分得的电压，滑片P向A端移动。
（4）由表中数据可知，电压增大为原来的几倍，相应的电流增大为原来的几倍，可以得到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。
实验五：探究电流与电阻的关系
【实验目的】探究电流与电阻的关系
【提出问题】电流和电阻之间有什么样的关系？
【猜想与假设】电流与电阻成反比。
【设计实验】仍使用控制变量法，即保持定值电阻两端的电压不变，研究电压不变时，电流与电阻的关系。
电路图：
【实验过程】
（1）按图接好电路。注意连接时开关要断开，开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处，实物图如下所示。
（2）分别将5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻连入电路，检查电路后闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表示数保持3V不变，分别记下电流表的示数，填入表格。
U=3V
次数
电阻R/Ω
电流I/A
1
5Ω
0.6
2
10Ω
0.3
3
15Ω
0.2
（3）根据数据画出I-R图像。
【实验结论】电压一定时，电流与电阻成反比。
【考向点拨】
1.探究方法：控制变量法；
2.探究电流与电阻关系时：控制电压不变；
3.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；
4.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；
5.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；
6.多次测量目的：寻找规律；
7.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；
8.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；
9.连接电路时：开关应处于断开状态；变阻器应置于阻值最大位置；
10.变阻器的连接时：一上一下；
11.在电阻一定时，导体电流与导体电阻的关系：电流与电阻成反比。
【典例1】（2021·吉林·中考真题）在探究电流与电阻关系的实验中，所用实验器材均完好，如图所示，电源电压为不变，定值电阻分别为、、、，滑动变阻器规格为“”。
（1）实验前，发现电流表的指针位置如图甲所示，原因是电流表___________。
（2）如图乙所示，导线应与滑动变阻器的___________接线柱相连。
（3）电路连接完成后，分别用、、的电阻进行实验，正确操作，记录的数据如下表所示，则实验中控制电压表的示数为___________不变。当使用的电阻做实验时，无论怎样调节滑动变阻器的滑片都无法使电压表的示数与前三次相同，为了继续完成第四次实验，如果只能更换电源，则电源电压应不高于___________。
实验次数
1
2
3
4
10
15
20
30
0.3
0.2
0.15
（4）分析实验数据得出结论：在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成___________。
【答案】没调零；C或D；3；5；反比。
【解析】（1）[1]实验前，电流表有示数，即指针没有在零刻度，原因是电流表指针没调零。
（2）[2]变阻器应一上一下接，所以a接C或D。
（3）[3]取第1组数据，电压为U1=I1R1=0.3A×10Ω=3V
则实验中控制电压表的示数为3V。
[4]30Ω电阻分压为3V，所以电流为
变阻器取最大20Ω，变阻器分压U3=IRP=0.1A×20Ω=2V
电源电压最大为U4=3V+2V=5V
（4）[5]由表格，在电压一定时，电流和电阻乘积为定值，故可得在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。
【典例2】（2021·安徽中考真题）用图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”，电源电压为3V，滑动变阻器的规格为“20Ω 1.5A”；
（1）实验时，依次更换不同的电阻，调节______，保证电阻两端电压不变，分别记录每次电阻R和电流示数I，数据如下表：
实验次数
1
2
3
4
5
电阻R/Ω
30
20
15
10
5
电流I/A
0.08
0.12
0.16
0.48
电阻的测数
0.33
0.50
0.067
0.100
0.200
（2）第4次实验的电流表示数如图乙所示，该数为______A；
（3）为了更精确地描述I与R的关系，在表中增加了的数据，并根据I，的值在图丙的坐标纸中描出相应的点。请你在图丙中补充第4次的实验数据点，并作出I-的图像______；
（4）根据图像可以得到的实验结论是：______。
【答案】滑动变阻器的滑片；0.24；如图；见解析。
【解析】（1）[1]实验时，更换不同的电阻，调节滑动变阻器的滑片，保持电阻两端的电压不变，记录电阻值和电流值。
（2）[2]由图乙可知，电流表的量程是0~0.6A，分度值是0.02A，电流表的示数是0.24A。
（3）[3]由表中数据，利用描点法画出I-的图像，如图所示：
（4）[4]由图像可知，电流与电阻的倒数成正比，可以得到电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
1.用图甲所示电路探究“电流与电阻的关系”，电源电压为3V，滑动变阻器的规格为“20Ω 1.5A ”
（1）实验时，依次更换不同的电阻，分别记录每次电阻R和电流表示数I，数据如表，其中第4次实验的电流表示数如图乙所示：实验中滑动变阻器除了保护电路之外，还具有的作用是______；
实验次数
1
2
3
4
5
电阻 /Ω
30
20
15
10
5
电流 /A
0.08
0.12
0.16
0.48
电压 /V
0.033
0.050
0.067
0.100
0.200
（2）同学们在表中增加了的数据，并根据Ⅰ-的值在图丙的坐标纸中描出了相应的点，请你在图丙中补充第4次的实验数据点，并作出I-图像相对于I-R图像，______，该图像的优点是______；
（3）根据图像可以得到的实验结论是：______。
【答案】控制定值电阻两端的电压不变；如图；见解析；在电压一定时，通过导体的电流与电阻成反比。
【解析】（1）[1]实验时，依次更换不同的电阻，通过调节滑动变阻器的滑片使定值电阻两端电压不变。
（2）[2]如图乙所示，电流表选用的是0~0.6A量程，分度值为0.02A，电流表的示数为0.24A，对应电阻的倒数为
第4次实验在图象中的坐标为（0.24，0.10），描出这个点，将各点连接作出图像如图所示：
[3]该图像能直观地判断出电流与电阻的定量关系，更精确地描述电流与电阻的关系。
（3）[4]由图像知，电压一定时，I与成正比，所以导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
2.某小组同学为了探究电流跟电阻的关系，选用学生电源的电压为3V恒定不变，四个定值电阳的阻值分别是5Ω、10Ω、20Ω和25Ω，滑动变阻器（10Ω 1A），开关、导线若干。
（1）连接电路时，开关应______；滑动变阻器的作用除了保护电路外，还起到了______的作用；
（2）如图甲是小王同学设计的电路图，按这电路图连好电路后，闭合开关，可观察电流表指针______（选填“向左”、“向右”或“几乎不”）偏转；
（3）图乙是同组的小李同学连接的电路，他接错了一根导线，请你在这根导线上打“×”，并画出正确的连接位置______；
（4）将电路连接的错误改正后开始实验，在闭合开关S前，应使滑动变阻器的滑片P置于______端。（选填“A”或“B”）
（5）实验时，先将5Ω定值电阻接入电路，滑片P移到阻值最大处，闭合开关，此时电压表示数为0.9V；移动滑片P的同时，眼睛应注视______使其示数为某一预设值，记下电流表示数为0.4A；之后断开开关，保持滑片P的位置不变，换用10Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，此时电压表的示数会______（选填“增大”、“减小”或“不变”），接下来他应将滑动变阻器的滑片P应向______（填“左”或“右”）移动，直至电压表示数为______V ；
由图像可以得出结论：______；又由图像可知，当导体电阻为25Ω时，通过该电阻的电流为______A；
（6）但是实验中，在接入25Ω电阻后，该组同学无论怎样移动滑片，都不能使电压表示数达到原来的数值，小王同学在现有的器材基础上提出了以下实验方案，不能完成这次实验的是______；
A、调低电源电压 B、再串联一个5Ω的电阻
C、再串联一个10Ω的电阻 D、将电压表改接到滑动变阻器两端
通过新的实验方案使25Ω的电阻完成实验后，______（选填“需要”或“不需要”）重新在新的实验方案下测量5Ω、10Ω、20Ω的电流和电压；
（7）小王同学想绘制电压表示数为2V时的I-图像，请通过描点画出图像______。
【答案】断开；控制电阻两端的电压不变；几乎不；如图；A；电压表；增大；左；2；当电压一定时，导体中电流与电阻成反比；0.08；D；不需要；如图。
【解析】（1）[1]为了保护电路，连接电路时，开关应该处于断开状态。
[2]滑动变阻器可以保护电路，还可以控制电阻两端的电压不变。
（2）[3]图甲中电压表与定值电阻串联，由于电压表的内阻很大，在电路中相当于断路，所以电路中几乎没有电流，电流表几乎不偏转。
（3）[4]在原电路中，电压表串联在电路中了，电流表与电阻并联了，这是错误的，电压表应并联在电阻两端，电流表应串联在电路中，如图所示：
（4）[5]为了保护电路，实验前滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处即 A 端。
（5）[6][7][8][9]实验需要保持电压不变，移动滑片P的同时，眼睛应注视电压表使其示数为某一预设值，并记下电流表示数；根据串联电路分压规律可知，定值电阻由5Ω换成10Ω，电压表的示数变大，要保持定值电阻两端的电压不变，需要滑动变阻器更大的阻值来分压，变阻器的滑片P应向左移动。电阻两端的电压始终保持UV =IR=0.4A×5Ω=2V，所以保持电压表的示数是2V不变。
[10][11]由图像可知，当电压一定时，导体中电流与电阻成反比；当导体电阻为 25Ω 时，通过该电阻的电流为=0.08A
（6）[12]A.滑动变阻器的最大阻值是10Ω，根据串联电路的规律和分压原理可知 ①
上式的左右两边是定值，当变阻器连入的电阻最大时，对应的定值电阻应最大，此时电源的电压最大，由 ①得
电源电压最大值为U 电源 =2.8V
原来电源电压是3V，可以调低电源电压完成实验，故A不符合题意；
BC．当定值电阻的阻值最大，滑动变阻器连入电路的电阻最大，由①式得到
R滑大 =12.5Ω
变阻器的最大电阻至少为12.5Ω，现有变阻器的最大阻值是10Ω，若串联一个5Ω的电阻，由串联电阻的规律，当变阻器连入电路的电阻为R 联 =12.5Ω-5Ω=7.5Ω
接入25Ω电阻时实验可完成，同理，若串联一个10Ω的电阻，当变阻器连入电路的电阻为2.5Ω时，实验也能完成，故BC不符合题意；
D．将电压表改接到滑动变阻器两端，电压表只是由原来测定值电阻的电压改为测量变阻器的电压，但原有条件下，无论怎样移动滑片，也都不能使定值电阻的电压达到2V，故D符合题意。故选D。
[13]探究电流与电阻的关系，控制电阻两端的电压不变，记录电流随电阻的变化关系，为得到普遍性的规律多次测量，通过新的实验方案使25Ω的电阻完成实验后，定值电阻的电压保持不变，符合实验要求，不需要重新在新的方案下测量测量5Ω、10Ω、20Ω的电流和电压。
（7）[14]由图丙可知，当电流为0.4A、0.2A、0.1A时，对应阻值的倒数分别为0.2Ω-1 、0.1Ω-1 、0.05Ω-1 ，I- 图像如图所示：
3.在“探究通电导体中电流与电阻的关系”实验中，电源电压为4.5V且保持不变，滑动变阻器的规格为20Ω 2A，选用30Ω、25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω的定值电阻R随机正确接入电路。
（1）用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片P向A端移动时，电路中电流变大，导线不得交叉：（ ________ ）
（2）连接电路时，开关应___________；
（3）图乙是小致根据测得实验数据绘制的电流I随电阻R变化图象，由图象可知，记录数据时R两端电压为___________V；
（4）某次实验，更换电阻后，没有移动滑动变阻器的滑片P，直接闭合开关，此时电压表示数为1.5V，则刚拆下电阻R的阻值为__________Ω。
【答案】如图；断开；3；20。
【解析】（1）[1]根据题意，滑动变阻器的滑片P向A端移动时，电路中电流变大，电阻变小，所以将滑动变阻器A端与定值电阻串联，如图：
（2）[2]连接电路时，为了安全起见，开关应断开。
（3）[3]根据乙图可知，当电阻为10Ω时，电流为0.3A，则电压为U=IR=0.3A×10Ω=3V
故R两端电压为3V。
（4）[4]设此时的电阻为，此时滑动变阻器两端的电压为
根据串联分压可知
所以
更换电阻前，R两端的电压为3V不变，则滑动变阻器两端的电压为U滑 =U-UR =4.5V-3V=1.5V
设拆下的电阻为R，根据串联分压，所以R=2R滑
由题意，更换电阻后，没有移动滑动变阻器的滑片P，即滑动变阻器的电阻没有变，则R=4R′
由题意，选用30Ω、25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω的定值电阻R随机正确接入电路，所以满足条件的电阻只能是R′=5Ω，R=20Ω，即刚拆下电阻R的阻值为20Ω。
专题08 电学探究型实验（一）（解析版）
实验一、探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系
【实验目的】探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系
【实验器材】两节干电池、开关、几个规格不同的灯泡、电流表、若干导线。
【实验电路】电路图：
【实验步骤】实验步骤：a、断开开关，如图乙所示连接电路；b、把电流表接在干路上的A点，记下电流表的示数IA；c、把电流表分别改接在支路中的B、C处，分别测出两处电流IB、IC。
【实验表格】实验表格：
A点的电流IA
B点的电流IB
C点的电流IC
第一次测量
第二次测量
【实验结论】实验结论：并联电路的电流规律IA=IB+IC。
【考向点拨】
1.实验方法：归纳法；
2.多次测量的目的：避免偶然性，使结论具有普遍性；
3.电流规律：干路电流等于各支路电流的之和；
4.电流表的连接：电流从正极流入，从负极流出；
5.电流表量程的选择：用试触法确定；
6.更换不同小灯泡的目的：进行多次测量，寻找普遍规律；
7.各支路电流是否相同：两个支路小灯泡相同时间，支路电流相同；小灯泡不相同时，支路电流不相同。
【典例1】（2021·广西贺州·中考真题）如图所示，在探究“并联电路的电流特点”的实验中，小明设计了如图甲电路进行实验：
（1）实验中，小明应该选择两个小灯泡规格是________（选填“相同”或“不相同”）的；
（2）请用笔画线代替导线，按图甲中的电路图把图乙中的实物电路连接完整（导线不得交叉）；_______
（3）小明在连接电路时，开关应处于________（选填“闭合”或“断开”）状态；
（4）小明先将电流表接在所在的支路上，闭合开关，观察到灯发光，但灯不亮，电流表的示数为零，电路可能在的故障是_______（选填“灯断路”或“灯短路”）；
（5）排除故障后，他测出了支路上的电流，然后他把电流表依次接入电路分别测量出支路电流、干路电流，两次测得的结果都如图丙所示，则_______A、_______A．小明由此数据得出并联电路中干路电流和各支路电流的关系是________（写关系式即可）；
（6）本次实验的不足之处是：_______。
【答案】不相同；如图；断开；L1断路；0.2；1；I=I1+I2；仅有一组实验数据，结论不具有普遍性。
【解析】（1）[1]实验中，为得出普遍性的规律，选择两个小灯泡的规格应该是不相同的。
（2）[2]由图甲知，L1、L2并联，电流表与L1串联，故连接如下：
（3）[3]为保护电路，在连接电路时，开关应处于断开状态。
（4）[4]灯L1不发光，电流表的示数为零，可能是灯泡L1短路或断路造成的， 灯发光，说明电路故障是L1断路。
（5）[5][6][7]干路电流I大于支路电流I2，说明测量干路电流I使用了大量程，测量支路电流I2使用了小量程，大量程的分度值是0.1A，小量程的分度值是0.02A，因此干路电流为1A，支路电流I2为0.2A，则有0.8A+0.2A=1A
由此得出并联电路中干路电流和各支路电流的关系是：I=I1+I2。
（6）[8]本次实验只测了一组数据就得出结论，结论不具有普遍性，应更换灯泡测出多组实验数据，得出普遍性的结论。
【典例2】（2021·四川成都市·中考真题）在“探究并联电路中的电流规律”实验中：
（1）小罗同学设计的实验电路如图甲所示，她选用的电源电压是3V。关于小灯泡规格的选择，下列说法正确的是______；
A．没有限制，可以任意选取 B．小灯泡的额定电压必须为3V
C．小灯泡的规格应该不同 D．必须保证小灯泡的额定电流相同
（2）小罗同学将电流表接在A处，闭合开关，电流表指针位置如图乙所示。她的电流表量程选择正确吗？答：______；
（3）在得出实验结论时，我们将图甲中A、B处的电流称为支路中的电流，C处的电流称为______电流。
【答案】C；正确；干路。
【解析】（1）[1]在实验探究中，应选择不同规格的小灯泡，才能避免实验结论的偶然性。故C选项正确。
（2）[2]电流表接在A处，测的是支路电流，所以此时量程选择正确。
（3）[3]由电路图知，C处是并联电路的干路部分，通过的电流为干路电流。
1．小敏和小英通过实验探究“并联电路中干路电流与各支路电流的关系”。她们连接的电路如图所示。
（1）当小敏用开关“试触”时，发现电流表A1 无示数、电流表A2 的指针快速右偏，两灯均不发光．由此可知，她们连接的电路发生了________故障；若闭合开关S，可能造成的后果是________。
（2）小英只改接了电路中的一根导线，电路便连接正确了，请你在图中画出她的改法。（在错接的导线上画×，然后画出正确的接线）（__________ ）
（3）她们利用改正后的电路进行实验：闭合开关S后，读出两块电流表的示数，得出的初步结论是：________。
【答案】短路；电流表；A2；被烧坏；如图；在并联电路中，干路电流大于支路电流。
【解析】（1）电流表A1 无示数、电流表A2 的指针快速右偏，两灯均不发光，由此可知电路发生了短路故障，若闭合开关S，由于电路发生短路，电路中电流过大，可能造成的后果是电流表A2 被烧坏。
（2）改正电路如图：
（3）利用改正后的电路进行实验，闭合开关S后，读出两块电流表的示数，得出的初步结论是：在并联电路中，干路电流大于支路电流。
2.小海和小梅一起做“探究并联电路中电流的规律”实验。
(1)如图甲是他们设计的电路图，若电源是两节新的干电池，则电压为______。图乙是他们测量电流时连接的实验电路，此时电流表测量的是______（选填“A”、“B”或“C”）处的电流；
(2)请在图乙中移动一根导线，测量A处的电流。在移动的导线上画“×”，并用笔画线代替导线连接正确的电路______。移动后电流表示数将会______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
(3)测出A、B、C三处的电流如表所示，由此得出初步结论：______（只写表达式）。针对“初步”的理解，小梅指出接下来操作方法是：______，目的是______。
位置
A
B
C
电流I/A
0.3
0.24
0.54
【答案】3V；C；如图；变小；；可换不同规格小灯泡，再次进行实验；寻找普遍规律。
【解析】(1)一节新干电池的电压是1.5V，若电源是两节新的干电池，则电压为3V。
电流流过两灯泡后，再汇总流向电流表，电流表测的是干路电流，所以此时电流表测量的是C处的电流。
(2)测量A处的电流，那么电流表需要和灯泡L1串联，观察图乙可知，可以把灯泡L2与电流表的正接线柱的接线改为灯泡L2与电流表的负接线柱的接线，这时电流表和灯泡L1串联后再和灯泡L2并联；如下图所示。
从实物图可以看到，一开始电流表测的是干路电流，移动后，电流表测的是支路电流，电流表示数是变小的。
(3)观察表中数据可知，A处电流加上B处电流，是等于C处电流大小，由此得出初步结论：。
针对“初步”的理解，小梅指出接下来操作方法是：可换不同规格小灯泡，再次进行实验，因为一次实验并不代表所有情况；目的是寻找普遍规律。
3.为了“探究并联电路中电流的关系”，艾伊钟同学设计了如图甲所示的实验电路图进行实验。
实验次数
A处的电流IA/A
B处的电流IB/A
C处的电流IC/A
1
0.10
0.48
0.58
2
0.20
0.20
0.40
3
0.25
0.30
0.55
(1)连接电路的过程中开关应该______（选填“断开”或“闭合”）。将电流表连接在C处，闭合开关后，发现其指针位置如图乙所示，则通过干路的电流为______ A；
(2)若要测通过灯泡L1的电流，应该将电流表接在甲图中的______（选填“A”、“B”或“C”）处。实验过程中，艾伊钟误将电流表与L1并联，可能会出现的现象是______（多选）；
A．L2熄灭，L1更亮 B．L1、L2都不发光
C．电流表可能损坏 D．电流表指针不偏转
(3)如表所示，艾伊钟经过正确实验操作，反复实验得到了A、B、C三处的电流值。艾伊钟根据三次实验数据分析得出结论：在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和。在三次实验中以下操作无意义的是______；
A．更换不同规格的小灯泡 B．交换小灯泡的位置
C再并联一个小灯泡 D．更换不同电压的电源
(4)艾伊钟多次实验的目的______（选填“减小误差”或“使结论具有普遍性”）；
(5)艾伊钟家电路允许通过的最大总电流为30A，电路中现有以下用电器在工作：4台空调，每台空调电流为5A；一个冰箱，电流为1.5A；一个微波炉，电流为2A，则最多可入电流为0.2A的电灯______盏。
【答案】断开；0.46；A；BC；C；使结论具有普遍性；32。
【解析】(1)[1]连接电路的过程中为保护电路，开关应该断开。
[2]将电流表连接在C处，测量的是干路电流，由乙图可知，电流表接在0-0.6A档位，分度值为0.02A，故此时读数为0.46A。
(2)[3]若要测通过灯泡L1的电流，应该将电流表与灯泡L1串联，故应该接在A处。
[4]误将电流表与L1并联，则会将两条电路短路，可能L1、L2都不发光，同时因为电路中电流过大，有可能损坏电流表，故选BC。
(3)[5]如果再并联一个灯泡，则电路需要重新设计，还需要测量该灯泡经过的电流，故这种操作没有意义。而更换不同规格的小灯泡、交换小灯泡的位置、更换不同电压的电源等操作重复实验，可以更好地验证实验结果的正确性。
(4)[6]探究规律性的实验，多次实验的目的是为了使结论具有普遍性。
(5)[7]电路允许通过的最大总电流为30A，则若所述电器能够正常工作，设可以接入的电灯数为n，有
解得，可接入此种电灯最多32盏。
实验二、探究串联电路中用电器两端的电压与电源两端电压的关系
【实验目的】探究串联电路中电压的规律
【猜想与假设】①串联电路中各部分电路两端的电压相等；②串联电路中各部分电路两端的电压之和等于总电压。
【实验器材】两节干电池，六只小灯泡(其中第二次实验用的两只相同)，1只电压表，一只开关，导线若干。
【实验步骤】（1）分别把电压表并联在如图所示的电路中A、B两点，B、C两点，A、C两点间测量电压，看看它们之间有什么关系。
（2）换上另外四只灯泡，再测两次，看看是否还有同样的关系。
三次测量的电路图分别如图所示：
【实验表格】按上述要求进行实验，实验记录如下表所示。
实验序号
A、B间电压U1/V
B、C间电压U2/V
A、C间电压U/V
1
1.4
1.6
3
2
1.5
1.5
3
3
1.8
1.2
3
【分析论证】从实验过程和实验记录中可以看出，两灯泡的规格相同时，U1=U2；当两灯泡的规格不相同时，U1≠U2，但都满足U1+U2=U。
串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和，即U=U1+U2。
【交流与评估】回顾以上操作，看看是否存在不妥的地方：读数时是否实事求是?更换灯泡时是否换用了不同规格的?如果这些因素在实验中都作了充分的考虑，实验的结果应该是可靠的，各小组把实验结果写成实验报告，并在班上进行交流和讨论。
【考向点拨】
1.连接电路时，开关应处于什么状态：断开；
2.电路连接：应从电源正极(或负极)起按电路图将元件逐个连接起来；
3.电压表的连接：电流应从电压表的正极流入，从负极流出；
4.电压表的路程选择：连接好电路后，要先用开关试触，观察电压表的指针偏转情况，确认无误后，再闭合开关，观察示数；
5.电路故障的判断：根据电流表或电压表有无示数以及读数大小，根据电路连接特点判断；
6.如果电压表量程选择过大，会出现：读数误差；
7.电压表的使用前应：使指针调到“零”位；
8.测量电压时，电压表应：与被测用电器并联；
9.多次测量的目的：寻找普遍规律；
10.更换小灯泡的目的：进行多次测量，避免偶然性。
【典例1】（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。
【典例2】（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。
1．用如图所示的电路来探究串联电路的电压特点时；
（1）实验中应选择规格______（填“相同”或“不相同”）的灯泡。
（2）用电压表分别测出L1和L2两端电压及串联总电压的值分别为U1、U2、U，经过多次实验，得到的数据记录在如表中．分析实验数据，可得到串联电路的电压特点是______（用公式写出）。
实验次数
U1/V
U2/V
U/V
1
2.3
0.7
3.0
2
2.0
1.0
3.0
3
1.7
1.3
3.0
（3）进行多次实验的主要目的是______（填“寻找普遍规律”或“减小实验误差”）。
【答案】不相同；U=U1+U2；寻找普遍规律。
【解析】(1)探究串联电路的电压特点，为了寻找规律，必须换用不同规格的小灯泡进行多次实验，这样得出的规律才有说服力。
(2)为保护电路安全，在拆接电路时，开关必须断开。由表中的数据可以看出：第一次实验：U=3V
U1+U2=2.3V+0.7V=3V
第二次实验：U=3V
U1+U2=2.0V+1.0V=3V
第三次实验：U=3V
U1+U2=1.7V+1.3V=3V
因此可以得出：串联电路两端的总电压等于各串联电阻两端的电压之和，即U=U1+U2。
(3)进行多次实验的主要目的是：寻找普遍规律，避免结论的片面性。
2.艾建康同学在“探究串联电路电压特点”的实验中，使用3节新蓄电池作为电源，按如图甲所示的电路进行实验。
(1)要用电压表测灯L2两端的电压，连接的电路如图乙所示。图甲中只有一根导线连错了，请在连错的导线上画“×”，并画出正确的连线______。
(2)实验中L1、L2最好选择______（选填“相同”或“不同”）规格的小灯泡；闭合开关后，艾建康发现灯L2比L1亮，则通过两灯的电流I1______I2（选填“>”、“=”或“<”）；
(3)图乙修改为正确电路后闭合开关，电压表的示数如图丙所示，此时灯L2两端的电压为______V，一段时间后，L2突然熄灭，L1仍然发光，电压表无示数，原因可能是______（选填“L1开路”、 “L2开路”、“L1短路”、 “L2短路”）。
(4)实验结束后整理实验器材时，应先断开开关，再拆除______（选填“电压表”、“灯泡“或“电源”）两端导线，最后拆除其它元件并整理好器材。
【答案】如图；不同；=；5；L2短路；电源。
【解析】(1)[1]电压表应该与灯泡L2并联，两个灯泡串联，如图所示：
(2)[2]为了使实验具有普遍性， L1、L2最好选择不同规格的小灯泡。
[3]串联电路中各处的电流相等，两个灯泡串联，则通过两灯的电流I1=I2。
(3)[4]由图乙可知，电压表的量程是0-15V，分度值是0.5V，由图丙可知，电压表的示数是5V。
[5]一段时间后，L2突然熄灭，L1仍然发光，可能电路中存在短路，电压表无示数，说明L2短路。
(4)[6]为了保护电路，应先断开开关，再拆除电源两端导线，最后拆除其它元件并整理。
3.学校物理小组的同学分组进行“探究串联电路电压规律”的实验活动：
（一）第一组进行了以下实验
(1)如图所示，连接电路时，开关应该处_____状态，为了让实验结论可靠，实验中应选择规格_____（选填“相同”或“不同”）的小灯泡。
(2)闭合开关后，电路中小灯泡L1、L2都不亮，电压表有示数，对此，下列判断中正确的是（______）
A．灯L1断路 B．灯L2断路 C．开关S断路 D．灯L1短路
(3)排除故障后第一组的小田分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在表格中，发现：串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。由表中实验数据可知：小田同学主要通过_______方式来多次实验。
试验次数
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1
1.0
2.0
3.0
2
1.5
3.0
4.5
3
2.0
4.0
6.0
A．更换不同规格的小灯泡 B．更换不同的电源 C．同时更换了电源和小灯泡
同组的小用同学在电路中串联了_________也实现了多次实验的目的
（二）第二小组也完成了“探究串联电路电压规律”的实验，但是他们得到“电源两端电压大于各用电器两端电压之和“的结论，物理老师引导第二组的同学们用如图甲所示的电路继续进行了深入探究，他们的步骤如下：
(4)测量电源及灯泡两端电压。电压表接在CD两点，是为了测量灯泡___________的电压；闭合开关，电压表的示数（如图乙所示）是_____________V。
(5)用精密的电压表测量电路中导线的电压。测出导线BC间的电压大约为0.05V，由此得知导线分压可能是造成结论与猜想不符的原因。完成以上步骤后，他们觉得有必要测量开关两端的电压，他们这么认为的理由是____________。
【答案】断开；不同；A；B；滑动变阻器；L2；1.7；开关容易接触不良，造成电阻变大，分压增多。
【解析】(1)[1]为了保护电路，连接电路时，开关应该处于断开状态。
[2]为了让实验结论可靠，实验中应选择规格不同的小灯泡。
(2)[3]闭合开关后，电路中小灯泡L1、L2都不亮，则可判断电路为断路故障，电压表有示数，则反映了接电压表的两个接线柱与电源正负极之间是连通的，故可判断与电压表并联的L1断路，此时电压表相当于串联在电路中，电压表示数接近电源电压。故BCD不符合题意，A符合题意。故选A。
(3)[4]由表格数据可知，AB、BC、AC间的电压值均匀增加，若更换不同规格的灯泡探究，则电压值不会呈现均匀增加，故AC不符合题意，B符合题意。故选B。
[5]在电路中串联滑动变阻器，也可以实现多次实验的目的；滑动变阻器通过改变自身电阻，从而改变电路电流，使电路各部分电压重新分配。
(4)[6]电压表接在CD两点时，与灯泡L2并联，测量灯泡L2的电压。
[7]闭合开关，电压表的量程为0∼3V，分度值为0.1V，则电压表的示数1.7V。
(5)[8]开关容易接触不良，造成电阻变大，分压增多，故有必要测量开关两端的电压。
实验三：探究影响电阻大小的因素
【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。
【考向点拨】
1.导线长度与电流关系：导线越长，电流越小；
2.电流表示数：看量程再读数；
3.实验方法：控制变量法；
4.A、B之间探究的是：导体长度与电阻关系；
5.A、C之间探究的是：导体截面与电阻的关系；
6.A、D之间探究的是：导体电阻与材料有关；
7.灯泡亮度与什么有关：电流大小；
8.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；
9.同一种导体电阻与温度的关系：温度越高电阻越大；
10.实验中，要控制电压不变；
11.导体的电阻与电压和电流无关，因为：电阻是导体本身的一种性质。
【典例1】（2021·甘肃兰州·中考真题）在探究“影响导体电阻大小因素”的实验中，保持电源电压不变，如图所示，在M、N两点之间分别接入不同的电阻丝，其规格如下表所示：
编号
材料
长度/m
横截面积/
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
0.5
（1）实验中应通过观察_______来比较电阻的大小，这种实验方法叫______；
（2）选用编号为A、B的两根电阻丝进行实验，可以探究导体电阻大小与______的关系；
（3）选用编号为A、C的两根电阻丝进行实验，可以探究导体电阻大小与______的关系；
（4）为了探究导体电阻大小与导体材料的关系，应选用编号为______的两根电阻丝进行实验。
【答案】灯泡亮度；转换法；长度；横截面积；AD。
【解析】（1）[1][2]将不同的电阻丝接入电路，电流大小不同，灯泡亮度不同，因此实验中是通过观察灯泡亮度来比较电阻大小的，这种方法在物理学中称之为转换法。
（2）[3]选用编号为A、B的两根电阻丝进行实验，材料和横截面积相同，长度不同，可以探究导体电阻大小与长度的关系。
（3）[4]选用编号为A、C的两根电阻丝进行实验，材料和长度相同，横截面积不同，可以探究导体电阻大小与横截面积的关系。
（4）[5]为了探究导体电阻大小与导体材料的关系，保持长度和横截面积相同，材料不同，选择AD两根电阻丝。
【典例2】（2021·山西中考真题）生活中常用的合金是一种复合材料，复合材料通常是由起搭建作用的基体材料和分散于其中的增强材料两部分组成。由于两种材料的共同作用，使合金具有不同特性。下表提供了黄铜和青铜两种合金的部分信息。
合金
基体材料
增强材料
特性
应用
黄铜
铜
锌
易加工
仪表
青铜
铜
锡
耐磨
齿轮
现有两卷粗细相同的黄铜线和青铜线，请你添加合适的器材设计一个实验方案，比较黄铜和青铜的导电性哪个强？
（1）实验器材：______
（2）实验步骤：______
（3）实验结论：______
【答案】电源、开关、导线、电流表、滑动变阻器；①按电路图连接实物；如图；②选取将长度相同的黄铜线与青铜线；③将黄铜线接入a、b之间，将滑动变阻器调至最大阻值处，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，记录电流表的示数I1；④保持滑片P位置不变，断开开关，将青铜线接入a、b之间，闭合开关，记录电流表示数I2；⑤改变滑片的位置，重复③④；⑥比较I1、I2的大小；电流大的导线性能较好。
【解析】[1]此题为实验探究设计实验，用到的方法主要是控制变量和转换法，所用到的实验器材有：电源、开关、导线、电流表、滑动变阻器组成电路；
[2] ①按电路图连接实物，如图：
[3] ②研究材料的导电性能即要控制材料的长度相同、横截面积相同（所给材料已满足），根据题中给出的条件，所以应选取长度相同的黄铜线和青铜线；③同等情况下，只有材料不同，导电性能要能观察，所以转换成电流的大小，电流表能显示出电流，所以应将黄铜线接入a、b之间，将滑动变阻器调至最大阻值处，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，记录电流表的示数I1；④保持滑片P位置不变，断开开关，将青铜线接入a、b之间，闭合开关，记录电流表示数I2；⑤为了验证结论有普遍性，应多次实验，所以改变滑片的位置，重复③④；⑥比较I1、I2的大小；
[3] 若I1>I2，则黄铜导电性强；若I1
1.热电阻温度计是利用金属导体的电阻值随温度的改变而改变这一特性来进行温度测量的，如表是热电阻R0 随温度t变化的关系。图甲是某兴趣小组设计的一个用电阻R0 做测温探头的“热电阻温度计”电路。电源电压为1.5V、电流表量程为0～6mA（如图乙）、定值电阻R的阻值是160Ω。请你解答：
温度 t /℃
0
20
40
60
80
100
电阻 R 0 /Ω
50
70
90
110
130
150
（1）根据表中数据，在图丙中画出热电阻R0 与温度t的关系图象，______通过分析可知热电阻R0 的阻值随温度的升高而______；
（2）电流表示数越大对应的温度值越______，该温度计能测量的最低温度是 ______℃。
【答案】如图；增大；小；低；40。
【解析】（1）[1]根据表中数据，在图丙中描点、连线，得出热电阻R0 与温度t的关系图象，如图：
[2]通过分析可知热电阻R0 的阻值随温度的升高而增大。
（2）[3]从图甲可知，定值电阻和热电阻串联，电流表测量电路电流。电源电压不变，电流表示数越大，根据欧姆定律可知总电阻越小，故热电阻的阻值越小，从图丙可知，对应的温度值越小。
[4]根据电流表的量程可知电路中的最大电流I＝6mA＝0.006A；
根据欧姆定律可知总电阻；
根据电阻串联的特点可知热电阻的阻值。
从图丙可知该温度计能测量的最低温度是40℃。
2.在探究“影响导体电阻大小因素”的实验中，保持电源电压不变，如图所示，在M、N两点之间分别接入不同的电阻丝，其规格如下表所示：
编号
材料
长度/m
横截面积/
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
0.5
（1）实验中应通过观察_______来比较电阻的大小，这种实验方法叫______；
（2）选用编号为A、B的两根电阻丝进行实验，可以探究导体电阻大小与______的关系；
（3）选用编号为A、C的两根电阻丝进行实验，可以探究导体电阻大小与______的关系；
（4）为了探究导体电阻大小与导体材料的关系，应选用编号为______的两根电阻丝进行实验。
【答案】灯泡亮度；转换法；长度；横截面积；AD。
【解析】（1）[1][2]将不同的电阻丝接入电路，电流大小不同，灯泡亮度不同，因此实验中是通过观察灯泡亮度来比较电阻大小的，这种方法在物理学中称之为转换法。
（2）[3]选用编号为A、B的两根电阻丝进行实验，材料和横截面积相同，长度不同，可以探究导体电阻大小与长度的关系。
（3）[4]选用编号为A、C的两根电阻丝进行实验，材料和长度相同，横截面积不同，可以探究导体电阻大小与横截面积的关系。
（4）[5]为了探究导体电阻大小与导体材料的关系，保持长度和横截面积相同，材料不同，选择AD两根电阻丝。
3.在“探究影响电阻大小的因素”的实验中，某实验小组同学利用如图所示的电路分别对“导体电阻跟它的材料、长度、横截面积有关”的猜想进行实验验证。实验中使用4根电阻丝，其规格、材料如表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
电流大小/A
A
锰铜合金
0.5
0.8
0.40
B
镍铬合金
0.5
0.8
0.32
C
镍铬合金
0.5
0.4
0.16
D
镍铬合金
1.0
0.4
0.08
（1）实验中通过观察________来比较电阻的大小，此过程用到的研究方法是________。
（2）分别将C、D两根合金丝接入电路，可初步探究出的结论是________。
（3）分别将________（填编号）两根合金丝接入电路，可初步探究出的结论是：导体的材料、长度相同时，横截面积越小，电阻越大。
【答案】（1）电流表的示数大小；转换法；（2）导体的材料、横截面积相同时，长度越长，电阻越大；（3）B、C。
【解析】（1）在该实验中，电阻的大小是通过电流的大小来体现的，电流越小说明电阻越大。这种方法是转换法。
（2）由表中数据可知，将C、D两根合金丝接入电路，C、D合金线的材料、横截面积相同，而长度不同，并且D合金丝的长度大于C的长度，发现接入D合金丝时，电流表的示数比接入C合金丝时更小，说明D合金丝的电阻比C合金丝的电阻大，由此初步得出结论：导体的材料、横截面积相同时，长度越长，电阻越大；
（3）由表中数据可知，将B、C两根合金丝接入电路，B、C合金线的材料、长度相同，而横截面积不同，并且C合金丝的横截面积小于B的横截面积，发现接入C合金丝时，电流表的示数比接入B合金丝时更小，说明C合金丝的电阻比B合金丝的电阻大，由此初步得出结论：导体的材料、长度相同时，横截面积越小，电阻越大。
实验四：探究电流与电压的关系
【实验目的】电流与电压有什么关系
【猜想与假设】电流与电压成正比。
【设计实验】因电流与电压、电阻均有关系，我们要研究电流与电压的关系，应该采用控制变量法。 即保持电阻不变，改变电阻两端的电压，研究电流与电压的关系。
【实验器材】电流表、电压表、定值电阻(2个)滑动变阻器、电源开关、导线。
【实验电流】如图。
【实验内容】（1）按图连好电路，注意连接时开关要断开，开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处，实物图如下所示。
（2）保持电阻R1=5不变，检查电路后闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数分别为1V、2V、3V，并读出电流表相应的数值、填表。
R1=5Ω
次数
电压U/V
电流I/A
1
1
0.2
2
2
0.4
3
3
0.6
改变电阻，使R2=10不变，调节滑动变阻器，使电压表的示数分别为1V、2V、3V，并读出电流表相应的数值、填表。
R2=10Ω
次数
电压U/V
电流I/A
1
1
0.1
2
2
0.2
3
3
0.3
（3）根据数据画出I-U图像。
（4）得出结论：在电阻不变时，通过导体的电流和导体两端的电压成正比。
要点诠释：
1.任何电学实验，在闭合开关之前，滑动变阻器应调节到阻值最大处，这样可以保护电路。
2.本实验中滑动变阻器的作用有两点：①保护电路；②改变定值电阻两端的电压
3.如果只凭一组数据，就得出电流与电压成正比的结论，缺乏普遍性，所以本实验用不同阻值的电阻，重复实验操作，这样得出的数据更具普遍性。
4.要会根据I-U图，判断电阻值的大小。
如图，通过相同的电流时，UB>UA，所以RB>RA。
【考向点拨】
1.探究方法：控制变量法；
2.探究电流与电压关系时：控制电阻不变；
3.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；
4.探究电流与电压关系时，变阻器的作用：改变导体两端电压；保护电路；
5.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；
6.多次测量目的：寻找规律；
7.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；
8.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；
9.连接电路时：开关应处于断开状态；变阻器应置于阻值最大位置；
10.在电阻一定时，导体电流与导体两端电压的关系：电流与电压成正比。
【典例1】（2021·广东深圳·中考真题）某小组进行电学实验探究。
（一）某同学探究“电流与电压”的关系，他用了3个干电池，一个定值电阻、一个滑动变阻器（20Ω，1A），一个电压表，一个电流表，导线若干。
（1）请补充实物图；______
（2）若电压表无示数，电流表有示数，此时原因可能是______（选填“R断路”或“R短路”）；
（3）他用此电路做了若干组实验，以下第______组实验数据有误；
①
②
③
④
I
0.1
0.2
0.3
0.4
U
1
2
3
4
（4）根据此表格可知:电阻一定时，电流与电压成______（选填“正比”或“反比”）。
（二）某同学探究“电流与电阻”的关系，他有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的电阻，一个电压表，一个电流表和导线若干，多次实验后得到电流与电阻的关系如图所示。
（1）电阻两端的电压为_______V；
（2）滑动变阻器的最大功率为_______W。
【答案】如图；R短路；①；正比；2.5；1。
【解析】（一）（1）[1] 探究“电流与电压”的关系时，控制定值电阻不变，电压表并联在定值电阻两端，电路如下
（2）[2]电流表有示数，说明不是断路，电压表无示数，说明与电压表并联的电阻短路。
（3）[3]根据欧姆定律，在第1次实验中，电阻为
由电阻的串联的规律和欧姆定律知道，此时电路中的最小电流为
故第1组数据是有误的。
（4）[4]由表中数据，电压表电流之比为10Ω，为一定值，可以得出结论：在电阻一定的情况下，通过导体的电流和导体两端的电压成正比。
（二）（1）[5]根据题意知道，探究“电流与电阻”的关系时，电压表测量的是电阻两端的电压，由电流I随电阻R变化的图象知道，电流I与电阻R之积U=IR=0.5A×5Ω=0.1A×25Ω=2.5V
为一定值，即说明电阻两端的电压是2.5V。
（2）[6]由于探究“电流与电阻”的关系时，需要保持电阻两端的电压不变，所以，由[5]知道，实验过程中滑动变阻器两端的电压是
根据题意知道，他使用5Ω的电阻是电路的电流最大，
由知道，滑动变阻器的最大功率为。
【典例2】（2021·辽宁辽宁·中考真题）小彤在“探究电流与电压的关系”实验中，所选择的实验器材有：电压恒为3V的电源，定值电阻，规格为“30Ω 0.5A” 的滑动变阻器R0，电流表、电压表各1个、开关、导线若干。
（1）小彤连接的电路如图甲所示，有一根导线连接有误。请在错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确______；
（2）改正错误后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压，产生这种现象的原因可能是定值电阻 ______（填“短路” 或“断路”）；
（3）故障排除后，闭合开关，将滑动变阻器的滑片从正确的位置向______端调节， 当电压表示数为2V时，电流表示数如图乙所示，为______A；
（4）继续调节滑动变阻器的滑片，观察每次电压、电流值，记录在下表中：
次数
1
2
3
电压U/V
2
2.6
3
电流I/A
/
0.26
0.3
根据表格中的数据可得到的结论是：电阻一定时， 电流与电压成______比；
（5）根据所选器材的规格可知，定值电阻两端可加的最小电压为______V， 此时定值电阻与滑动变阻器的功率之比为______；
（6）完成上述实验后，小彤重新选择器材，设计了如图丙所示的电路测量额定电流为0.3A的小灯泡的额定功率，已知电源电压为4.5V，请将以下操作补充完整：
①闭合开关S， S0接触点2，调节滑动变阻器R1的滑片，使电流表示数为______A，小灯泡正常发光；
②保持滑动变阻器R1的滑片不动，用S0试触触点1，发现电流表超过量程，立即将S0接回到触点2，断开S，将另一个滑动变阻器R2以最大值接入M点；
③闭合S， S0接触点3，调节滑动变阻器R2的滑片，使灯泡再次正常发光；
④保持滑动变阻器R2的滑片不动，将S0接触点______（填“1”、“2”或“3”）， 此时电流表示数为0.45A。小灯泡的额定功率为P额=______W。
【答案】如图；断路；右；0.2；正；0.75；1:3；0.3；1；0.9。
【解析】（1）[1]由图甲知，电压表与定值电阻串联，且定值电阻处于短路状态，正确的探究电路中，电压表应并在定值电阻两端，定值电阻与滑动变阻器应串联在电路中，电流表测电路中的电流，所以正确的电路连接如下：
或
（2）[2]正确连接电路后，闭合开关，电流表无示数则电路中出现了断路现象，而电压表的示数接近电源电压，说明电压表与电源是接通的，那么是定值电阻出现了断路。
（3）[3]在闭合开关前，变阻器的滑片应置于阻值最大处，即最左端，所以在开始实验时，应将滑片向右移动。
[4]由图乙知，电流表的量程为0~0.6A，对应的分度值为这0.02A，示数为0.2A。
（4）[5]分析表格数据知，每组对应的电压与电流的比值一定，所以在电阻一定时，电流与电压成正比。
（5）[6][7]由表格数据知，电压与电流的比值为10，即定值电阻的阻值为10Ω，据串联电路的分压特点知，当变阻器接入电路的阻值最大时，定值电阻两端的电压最小，此时电路中的最大电阻为
R总=R滑+R=30Ω+10Ω=40Ω
那么10Ω:40Ω=U:3V
解得，定值电阻两端的最小电压U=0.75V
此时，变阻器两端的电压U滑=U总-U=3V-0.75V=2.25V
据P=UI知，定值电阻与滑动变阻器的功率之比P:P滑=U:U滑=0.75V:2.25V=1:3
（6）[8]由题意知，小灯泡的额定电流为0.3A，由图示知，闭合S、S0接触点2时，电路是串联电路，要使小灯泡正常发光，应调节滑片让电路的电流为0.3A。
[9][10]在M点接上滑动变阻器R2后，闭合S、S0接触点3时，滑动变阻器R2与小灯泡串联在电路，移动滑片，让小灯泡正常发光，即电路中的电流为0.3A，那么此时变阻器R2接入电路的阻值与R1接入电路的阻值相等，设都为R。
保持变阻器R2的滑片不动，将S0接触点1，此时两个变阻器串联在电路中，小灯泡被短路，电路中的电流为0.45A，那么
所以R=5Ω
那么闭合S、S0接触点3时，R2两端的电压U2=I额R=0.3A×5Ω=1.5V
小灯泡两端的电压U额=U′-U2=4.5V-1.5V=3V
小灯泡的额定功率P额=U额I额=3V×0.3A=0.9W。
1.在“探究电流与电压关系”的实验中，图甲是某实验小组设计的电路，电源电压3V保持不变。
（1）请用笔画线代替导线，在图甲中完成电路连接，要求滑片P向B端滑动时，电流表的示数变小；______
（2）连接电路时，开关应该______。闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于______（选填“A”或“B”）端；
（3）检查无误后，闭合开关发现电流表几乎无示数，电压表示数接近3V。移动滑片P，两电表示数均无变化，则电路故障可能是______；
（4）排除故障后，移动滑片P到某一位置时电流表示数如图乙所示，此时通过定值电阻R的电流为______A；
（5）实验中测得五组数据，并绘制出定值电阻R的I﹣U图像如图丙所示。由图像可得：
①实验中所用定值电阻R的阻值为______Ω；
②实验结论：______；
（6）结合所测数据分析，本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于______Ω。
【答案】如图；断开；B；定值电阻；R开路；0.30；5；保持电阻不变，导体中的电流与导体两端电压成正比；25。
【解析】（1）滑片P向B端滑动时，电流表的示数变小，滑动变阻器接入电路电阻变大，下端接线柱应接C点，如下图所示：
（2）连接电路时，开关应该处于断开状态，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处，即B端。
（3）闭合开关发现电流表几乎无示数，说明电路是开路；电压表示数接近3V，测电源电压，移动滑片P，两电表示数均无变化，则电路故障可能是定值电阻 R 开路。
（4）图乙中，电流表量程为0~0.6A，分度值为0.02A，示数为0.30A。
（5）定值电阻R的阻值为
由图丙图像可得出：保持电阻不变，导体中的电流与导体两端电压成正比。
（6）当电路中电流最小时总电阻最大，为
此时滑动变阻器接入电路中的电阻为
故本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于25Ω。
2.用如图甲所示的电路探究电流与电压关系。
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整______。（要求滑片向左滑动时，变阻器连入电路的电阻变大，且导线不能交叉）
（2）实验时，闭合开关，将滑片移动到某位置，记下电压表和电流表的示数。接下来的操作是______。（填字母）
A.换用另一个定值电阻，将滑片移动到某位置，记下电压表和电流表的示数
B.将滑片移动到另外几个位置，分别记下电压表和电流表的示数
（3）小明根据实验数据画出图象，如图乙所示。分析可知，通过定值电阻的电流与其两端的电压成______。
（4）小明同学还想测量小灯泡的电功率，于是他将上面实验中的定值电阻换成额定电压为 2.5V 的小灯泡。正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，出现这种故障的原因是______。
（5）排除故障后，小明调节滑片，使小灯泡正常发光时，电流表的示数如图丙所示，电流大小为______A ，小灯泡正常发光时的电功率为______W 。
（6）小明通过改变滑动变阻器滑片的位置，多次进行了小灯泡电功率的测量，这样做的目的是______。（填字母）
A.求出灯泡在不同电压下的功率的平均值，这样可以减小误差
B.找出灯泡的亮度与灯泡实际功率之间的关系
【答案】如图；B；正比；小灯泡断路；0.28；0.7；B。
【解析】（1）滑片向左滑动时，变阻器连入电路的电阻变大，变阻器右下接线柱连入电路中与电流表串联，如下图所示：
（2）探究电流与电压关系的实验，要控制电阻不变，记下电流随电压的变化关系，为得出普遍性的结论，要多次测量，故实验时，闭合开关，将滑片移动到某位置，记下电压表和电流表的示数。接下来的操作是将滑片移动到另外几个位置，分别记下电压表和电流表的示数，故选B。
（3）由图像可知，是一条过原点的直线，可以得到通过定值电阻的电流与其两端的电压成正比。
（4）正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，可能电路中出现断路，电压表示数接近电源电压，可能灯泡断路。
（5）丙图中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.28A；小灯泡的额定功率
P=UI=2.5V×0.28A=0.7W
（6）灯泡在不同电压下的功率不同，求功率的平均值无意义；在实验中进行了多次测量，其测量目的是找出灯泡的亮度与灯泡实际功率之间的关系，故选B。
3.某同学在“探究电流与电压的关系”的实验中。
（1）请用笔画线表示导线，将甲图中的实物图连接完整，要求滑片 P 向 B 端滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻变大；
（2）闭合开关前，发现电流表指针在零刻线左端，接下来应进行的操作是___________；
（3）正确连接电路后，闭合开关，移动滑片P到某一位置时电流表示数如图乙所示，此时通过电阻的电流为___________A；若要增大电阻两端的电压，应将滑片P向_________（选填“A”或“B”）端移动。
电压 /V
0.5
1
1.5
2
2.5
电流 /A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
（4）实验中测得多组数据如表。分析表中数据可得：电流与电压的关系是___________。
【答案】如图；电流表指针调零；0.12；A；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。
【解析】（1）滑片P向B端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，故变阻器的 A 接线柱连入电路中，如下图所示：
（2）闭合开关前，发现电流表指针在零刻线左端，需要对电流表进行调零，把指针调到0刻度线上。
（3）图乙中电流表的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，示数为0.12A。
要增大电阻两端的电压，由串联电路电压的规律可知需要减小变阻器两端的电压，根据串联电路的分压作用，应减小滑动变阻器连入电路的电阻，从而减小滑动变阻器分得的电压，滑片P向A端移动。
（4）由表中数据可知，电压增大为原来的几倍，相应的电流增大为原来的几倍，可以得到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。
实验五：探究电流与电阻的关系
【实验目的】探究电流与电阻的关系
【提出问题】电流和电阻之间有什么样的关系？
【猜想与假设】电流与电阻成反比。
【设计实验】仍使用控制变量法，即保持定值电阻两端的电压不变，研究电压不变时，电流与电阻的关系。
电路图：
【实验过程】
（1）按图接好电路。注意连接时开关要断开，开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处，实物图如下所示。
（2）分别将5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻连入电路，检查电路后闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表示数保持3V不变，分别记下电流表的示数，填入表格。
U=3V
次数
电阻R/Ω
电流I/A
1
5Ω
0.6
2
10Ω
0.3
3
15Ω
0.2
（3）根据数据画出I-R图像。
【实验结论】电压一定时，电流与电阻成反比。
【考向点拨】
1.探究方法：控制变量法；
2.探究电流与电阻关系时：控制电压不变；
3.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；
4.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；
5.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；
6.多次测量目的：寻找规律；
7.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；
8.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；
9.连接电路时：开关应处于断开状态；变阻器应置于阻值最大位置；
10.变阻器的连接时：一上一下；
11.在电阻一定时，导体电流与导体电阻的关系：电流与电阻成反比。
【典例1】（2021·吉林·中考真题）在探究电流与电阻关系的实验中，所用实验器材均完好，如图所示，电源电压为不变，定值电阻分别为、、、，滑动变阻器规格为“”。
（1）实验前，发现电流表的指针位置如图甲所示，原因是电流表___________。
（2）如图乙所示，导线应与滑动变阻器的___________接线柱相连。
（3）电路连接完成后，分别用、、的电阻进行实验，正确操作，记录的数据如下表所示，则实验中控制电压表的示数为___________不变。当使用的电阻做实验时，无论怎样调节滑动变阻器的滑片都无法使电压表的示数与前三次相同，为了继续完成第四次实验，如果只能更换电源，则电源电压应不高于___________。
实验次数
1
2
3
4
10
15
20
30
0.3
0.2
0.15
（4）分析实验数据得出结论：在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成___________。
【答案】没调零；C或D；3；5；反比。
【解析】（1）[1]实验前，电流表有示数，即指针没有在零刻度，原因是电流表指针没调零。
（2）[2]变阻器应一上一下接，所以a接C或D。
（3）[3]取第1组数据，电压为U1=I1R1=0.3A×10Ω=3V
则实验中控制电压表的示数为3V。
[4]30Ω电阻分压为3V，所以电流为
变阻器取最大20Ω，变阻器分压U3=IRP=0.1A×20Ω=2V
电源电压最大为U4=3V+2V=5V
（4）[5]由表格，在电压一定时，电流和电阻乘积为定值，故可得在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。
【典例2】（2021·安徽中考真题）用图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”，电源电压为3V，滑动变阻器的规格为“20Ω 1.5A”；
（1）实验时，依次更换不同的电阻，调节______，保证电阻两端电压不变，分别记录每次电阻R和电流示数I，数据如下表：
实验次数
1
2
3
4
5
电阻R/Ω
30
20
15
10
5
电流I/A
0.08
0.12
0.16
0.48
电阻的测数
0.33
0.50
0.067
0.100
0.200
（2）第4次实验的电流表示数如图乙所示，该数为______A；
（3）为了更精确地描述I与R的关系，在表中增加了的数据，并根据I，的值在图丙的坐标纸中描出相应的点。请你在图丙中补充第4次的实验数据点，并作出I-的图像______；
（4）根据图像可以得到的实验结论是：______。
【答案】滑动变阻器的滑片；0.24；如图；见解析。
【解析】（1）[1]实验时，更换不同的电阻，调节滑动变阻器的滑片，保持电阻两端的电压不变，记录电阻值和电流值。
（2）[2]由图乙可知，电流表的量程是0~0.6A，分度值是0.02A，电流表的示数是0.24A。
（3）[3]由表中数据，利用描点法画出I-的图像，如图所示：
（4）[4]由图像可知，电流与电阻的倒数成正比，可以得到电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
1.用图甲所示电路探究“电流与电阻的关系”，电源电压为3V，滑动变阻器的规格为“20Ω 1.5A ”
（1）实验时，依次更换不同的电阻，分别记录每次电阻R和电流表示数I，数据如表，其中第4次实验的电流表示数如图乙所示：实验中滑动变阻器除了保护电路之外，还具有的作用是______；
实验次数
1
2
3
4
5
电阻 /Ω
30
20
15
10
5
电流 /A
0.08
0.12
0.16
0.48
电压 /V
0.033
0.050
0.067
0.100
0.200
（2）同学们在表中增加了的数据，并根据Ⅰ-的值在图丙的坐标纸中描出了相应的点，请你在图丙中补充第4次的实验数据点，并作出I-图像相对于I-R图像，______，该图像的优点是______；
（3）根据图像可以得到的实验结论是：______。
【答案】控制定值电阻两端的电压不变；如图；见解析；在电压一定时，通过导体的电流与电阻成反比。
【解析】（1）[1]实验时，依次更换不同的电阻，通过调节滑动变阻器的滑片使定值电阻两端电压不变。
（2）[2]如图乙所示，电流表选用的是0~0.6A量程，分度值为0.02A，电流表的示数为0.24A，对应电阻的倒数为
第4次实验在图象中的坐标为（0.24，0.10），描出这个点，将各点连接作出图像如图所示：
[3]该图像能直观地判断出电流与电阻的定量关系，更精确地描述电流与电阻的关系。
（3）[4]由图像知，电压一定时，I与成正比，所以导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
2.某小组同学为了探究电流跟电阻的关系，选用学生电源的电压为3V恒定不变，四个定值电阳的阻值分别是5Ω、10Ω、20Ω和25Ω，滑动变阻器（10Ω 1A），开关、导线若干。
（1）连接电路时，开关应______；滑动变阻器的作用除了保护电路外，还起到了______的作用；
（2）如图甲是小王同学设计的电路图，按这电路图连好电路后，闭合开关，可观察电流表指针______（选填“向左”、“向右”或“几乎不”）偏转；
（3）图乙是同组的小李同学连接的电路，他接错了一根导线，请你在这根导线上打“×”，并画出正确的连接位置______；
（4）将电路连接的错误改正后开始实验，在闭合开关S前，应使滑动变阻器的滑片P置于______端。（选填“A”或“B”）
（5）实验时，先将5Ω定值电阻接入电路，滑片P移到阻值最大处，闭合开关，此时电压表示数为0.9V；移动滑片P的同时，眼睛应注视______使其示数为某一预设值，记下电流表示数为0.4A；之后断开开关，保持滑片P的位置不变，换用10Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，此时电压表的示数会______（选填“增大”、“减小”或“不变”），接下来他应将滑动变阻器的滑片P应向______（填“左”或“右”）移动，直至电压表示数为______V ；
由图像可以得出结论：______；又由图像可知，当导体电阻为25Ω时，通过该电阻的电流为______A；
（6）但是实验中，在接入25Ω电阻后，该组同学无论怎样移动滑片，都不能使电压表示数达到原来的数值，小王同学在现有的器材基础上提出了以下实验方案，不能完成这次实验的是______；
A、调低电源电压 B、再串联一个5Ω的电阻
C、再串联一个10Ω的电阻 D、将电压表改接到滑动变阻器两端
通过新的实验方案使25Ω的电阻完成实验后，______（选填“需要”或“不需要”）重新在新的实验方案下测量5Ω、10Ω、20Ω的电流和电压；
（7）小王同学想绘制电压表示数为2V时的I-图像，请通过描点画出图像______。
【答案】断开；控制电阻两端的电压不变；几乎不；如图；A；电压表；增大；左；2；当电压一定时，导体中电流与电阻成反比；0.08；D；不需要；如图。
【解析】（1）[1]为了保护电路，连接电路时，开关应该处于断开状态。
[2]滑动变阻器可以保护电路，还可以控制电阻两端的电压不变。
（2）[3]图甲中电压表与定值电阻串联，由于电压表的内阻很大，在电路中相当于断路，所以电路中几乎没有电流，电流表几乎不偏转。
（3）[4]在原电路中，电压表串联在电路中了，电流表与电阻并联了，这是错误的，电压表应并联在电阻两端，电流表应串联在电路中，如图所示：
（4）[5]为了保护电路，实验前滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处即 A 端。
（5）[6][7][8][9]实验需要保持电压不变，移动滑片P的同时，眼睛应注视电压表使其示数为某一预设值，并记下电流表示数；根据串联电路分压规律可知，定值电阻由5Ω换成10Ω，电压表的示数变大，要保持定值电阻两端的电压不变，需要滑动变阻器更大的阻值来分压，变阻器的滑片P应向左移动。电阻两端的电压始终保持UV =IR=0.4A×5Ω=2V，所以保持电压表的示数是2V不变。
[10][11]由图像可知，当电压一定时，导体中电流与电阻成反比；当导体电阻为 25Ω 时，通过该电阻的电流为=0.08A
（6）[12]A.滑动变阻器的最大阻值是10Ω，根据串联电路的规律和分压原理可知 ①
上式的左右两边是定值，当变阻器连入的电阻最大时，对应的定值电阻应最大，此时电源的电压最大，由 ①得
电源电压最大值为U 电源 =2.8V
原来电源电压是3V，可以调低电源电压完成实验，故A不符合题意；
BC．当定值电阻的阻值最大，滑动变阻器连入电路的电阻最大，由①式得到
R滑大 =12.5Ω
变阻器的最大电阻至少为12.5Ω，现有变阻器的最大阻值是10Ω，若串联一个5Ω的电阻，由串联电阻的规律，当变阻器连入电路的电阻为R 联 =12.5Ω-5Ω=7.5Ω
接入25Ω电阻时实验可完成，同理，若串联一个10Ω的电阻，当变阻器连入电路的电阻为2.5Ω时，实验也能完成，故BC不符合题意；
D．将电压表改接到滑动变阻器两端，电压表只是由原来测定值电阻的电压改为测量变阻器的电压，但原有条件下，无论怎样移动滑片，也都不能使定值电阻的电压达到2V，故D符合题意。故选D。
[13]探究电流与电阻的关系，控制电阻两端的电压不变，记录电流随电阻的变化关系，为得到普遍性的规律多次测量，通过新的实验方案使25Ω的电阻完成实验后，定值电阻的电压保持不变，符合实验要求，不需要重新在新的方案下测量测量5Ω、10Ω、20Ω的电流和电压。
（7）[14]由图丙可知，当电流为0.4A、0.2A、0.1A时，对应阻值的倒数分别为0.2Ω-1 、0.1Ω-1 、0.05Ω-1 ，I- 图像如图所示：
3.在“探究通电导体中电流与电阻的关系”实验中，电源电压为4.5V且保持不变，滑动变阻器的规格为20Ω 2A，选用30Ω、25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω的定值电阻R随机正确接入电路。
（1）用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片P向A端移动时，电路中电流变大，导线不得交叉：（ ________ ）
（2）连接电路时，开关应___________；
（3）图乙是小致根据测得实验数据绘制的电流I随电阻R变化图象，由图象可知，记录数据时R两端电压为___________V；
（4）某次实验，更换电阻后，没有移动滑动变阻器的滑片P，直接闭合开关，此时电压表示数为1.5V，则刚拆下电阻R的阻值为__________Ω。
【答案】如图；断开；3；20。
【解析】（1）[1]根据题意，滑动变阻器的滑片P向A端移动时，电路中电流变大，电阻变小，所以将滑动变阻器A端与定值电阻串联，如图：
（2）[2]连接电路时，为了安全起见，开关应断开。
（3）[3]根据乙图可知，当电阻为10Ω时，电流为0.3A，则电压为U=IR=0.3A×10Ω=3V
故R两端电压为3V。
（4）[4]设此时的电阻为，此时滑动变阻器两端的电压为
根据串联分压可知
所以
更换电阻前，R两端的电压为3V不变，则滑动变阻器两端的电压为U滑 =U-UR =4.5V-3V=1.5V
设拆下的电阻为R，根据串联分压，所以R=2R滑
由题意，更换电阻后，没有移动滑动变阻器的滑片P，即滑动变阻器的电阻没有变，则R=4R′
由题意，选用30Ω、25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω的定值电阻R随机正确接入电路，所以满足条件的电阻只能是R′=5Ω，R=20Ω，即刚拆下电阻R的阻值为20Ω。
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