資源簡介

專題28 電學實驗
一、探究串聯電路中的電流規律 實驗目的探究串聯電路中電流有什么特點實驗裝置實驗猜想a、串聯電路中各點電流可能不相等，電流通過用電器后，能量不斷地在消耗，所以會減小 b、串聯電路中各點電流可能相等，由于串聯電路的電流只有一條通路實驗器材干電池、開關、幾個規格不同的燈泡、電流表、若干導線實驗步驟步驟①根據電路圖連接電路，并進行測量； 步驟②把測量數據記錄在表格中； 步驟③換上另外兩個規格不同的燈泡，再次測量各點的電流，看看是否還有同樣的關系； 步驟④整理實驗器材。實驗結論串聯電路的電流大小處處相等：IA=IB=IC注意事項（1）注意正確連接電流表 （2）運用試觸法合理地選擇電流表的量程 （3）連接含有電流表的電路時，應將電流表作為一個用電器來看待，依次按順序連接 （4）多次實驗的目的：避免出現偶然性，尋找普遍規律
二、探究并聯電路中的電流特點實驗 實驗目的探究并聯電路中電流有什么特點實驗裝置實驗猜想由于串聯干路的電流只有一條通路，故支路的電流大小之和可能等于干路的電流大小實驗器材干電池、開關、幾個規格不同的燈泡、電流表、若干導線實驗步驟步驟①根據電路圖連接電路，并進行測量； 步驟②把測量數據記錄在表格中； 步驟③換上另外兩個規格不同的燈泡，再次測量各點的電流，看看是否還有同樣的關系； 步驟④整理實驗器材。實驗結論并聯電路中，干路的電流大小等于各支路電路電流之和：IC = IB + IA注意事項（1）在改變電流表的位置時，必須先斷開開關，再對電流表位置進行調整 （2）讀數時要注意選擇合適的量程 （3）測量完一組數據后，要更換不同規格的燈泡重新測量，更換時，可以只換一個燈泡，新換的燈泡要與未換的燈泡的規格不同
三、探究串聯電路中的電壓規律 實驗目的探究串聯電路中各部分電路的電壓與總電壓有什么關系實驗裝置實驗步驟分別把電壓表連在圖中的AB兩點、BC兩點、AC兩點，測量電壓，看看它們之間有什么關系。 換上另外兩個小燈泡L1、L2，再次測量，看看是否還有同樣的關系。 記錄表格 AB間的電壓U1/VBC間的電壓U2/VAC間的電壓U3/V第一次測量第二次測量
實驗結論串聯電路中總電壓等于各部分電路電壓之和。數學表達式為：U3＝U1+U2。
四、探究并聯電路中的電壓規律 實驗目的探究并聯電路兩端的總電壓跟各個支路兩端的電壓有什么關系實驗裝置實驗步驟分別把電壓表接在燈泡L1兩端、L2兩端、電源兩端，測量電壓，比較它們的數量關系。 換上另外兩個小燈泡L1、L2，再次測量，看看是否還有同樣的關系。 記錄表格 L1兩端的電壓U1/VL2兩端的電壓U2/VL3兩端的電壓U3/V第一次測量第二次測量
實驗結論并聯電路中各支路兩端電壓相等，等于總電壓。數學表達式為：U＝U1＝U2。
五、探究影響導體電阻大小的因素 實驗目的探究影響導體電阻大小的因素實驗裝置 實驗器材電池組、開關、電流表、電阻演示板、導線、鎳鉻合金絲、錳銅合金絲實驗步驟（1）探究電阻的大小與導體長度的關系：選用橫截面積相同、長度不同的兩根鎳鉻合金絲，分別將它們接入電路中，觀察電流表的示數。 （2）探究電阻的大小與導體橫截面積的關系：選用長度相同、橫截面積不同的兩根鎳鉻合金絲，分別將它們接入電路中，觀察電流表的示數。 （3）探究電阻的大小與導體材料的關系：選用橫截面積相同、長度相同的鎳鉻合金絲和錳銅合金絲，分別將它們接入電路中，觀察電流表的示數。實驗結論導體電阻的大小與導體的材料、長度、橫截面積和溫度有關。當其他量不變時，導體電阻的大小與導體的長度成正比，與導體的橫截面積成反比。轉換法的應用通過比較電流表的示數來判斷導體電阻的大小 注意：實驗中可以用小燈泡代替電流表，通過觀察小燈泡的亮度來判斷電阻的大小，但不足之處是當導體電阻變化較小時，小燈泡亮度變化不明顯。控制變量法的應用（1）探究電阻的大小與導體長度的關系時，控制導體的材料和橫截面積不變，只改變導體的長度。 （2）探究電阻的大小與導體橫截面積的關系時，控制導體的材料和長度不變，只改變導體的橫截面積。 （3）探究電阻的大小與導體材料的關系時，控制導體的長度和橫截面積不變，只改變導體的材料。
六、探究電流與電壓、電阻的關系 實驗目的探究電流與電壓的關系探究電流與電阻的關系控制不變的量電阻電壓怎樣控制采用同一個定值電阻實驗串聯滑動變阻器，調節滑片改變的量電壓電阻怎樣改變改變電池節數；調節學生電源的旋鈕；串聯滑動變阻器，調節滑片更換定值電阻．（不能用滑變阻器來代替定值電阻）實驗結論當導體的電阻一定時，導體中的電流與導體兩端的電壓成正比當導體兩端的電壓一定時，導體中的電流與導體的電阻成反比理解實驗方法在探究電流與電壓、電阻關系的實驗中，由于兩個因素都會對電流產生影響，所以我們采用控制變量法來進行研究，即研究電流與電壓關系時要控制電阻一定，研究電流與電阻關系時要控制電壓一定理解結論描述（1）兩個實驗的結論前面都要加上條件：“當導體的電阻一定時”、“當導體兩端的電壓一定時”。 （2）注意用詞先后順序：“電流與電壓”、“電流與電阻”不能說成“電壓與電流”、“電阻與電流”。 （3）“電壓”“電流”“電阻”每個詞前的修飾語都是不同的：“導體中的電流”，“導體兩端的電壓”，“導體的電阻”。
八、實驗：伏安法測電阻 實驗原理根據歐姆定律的導出式實驗器材電源、開關、導線、滑動變阻器、被測小燈泡或定值電阻、電壓表、電流表。電路圖左圖為測燈泡電阻，右圖為測定值電阻 滑動變阻器的作用保護電路；改變燈泡（定值電阻）兩端的電壓；改變通過燈泡（定值電阻）的電流。實驗步驟（1）按電路圖連接電路，將滑動變阻器調到阻值最大處； （2）閉合開關，移動滑片，使電壓表的示數等于小燈泡的正常工作電壓，記下此時電流表、電壓表示數； （3）調節滑動變阻器，使小燈泡兩端電壓逐次降低，記下每次讀出的電流表、電壓表示數； （4）計算每次的電阻值，整理器材。記錄表格 電壓U/V電流I/A電阻R/Ω123
分析與歸納燈絲的電阻隨溫度的升高而增大
九、測量小燈泡的電功率 實驗目的用電流表和電壓表測量小燈泡的額定功率和實際功率實驗原理和方法（1）原理：P=UI。 （2）根據電功率的計算公式P=UI，用電壓表測量小燈泡兩端電壓，用電流表測通過小燈泡的電流，就可以求出小燈泡的電功率。實驗器材兩節電池、滑動變阻器、電壓表、電流表、小燈泡一個（額定電壓2.5V）、燈座、開關、導線實驗電路圖和實物圖 甲 乙實驗步驟（1）根據實驗要求，設計電路，畫出電路圖（如圖甲所示）。 （2）按照圖甲所示電路圖連接實物電路，如圖乙所示。在開關閉合之前，將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處（保護電路）。 （3）檢查連接無誤后，閉合開關，調節滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數等于小燈泡的額定電壓，觀察此時小燈泡的發光情況，記下此時電壓表和電流表的示數，填在實驗數據記錄表中。 （4）調節滑動變阻器的滑片（改變小燈泡兩端電壓，實現多次測量），使小燈泡兩端電壓低于額定電壓，觀察此時小燈泡的發光情況與在額定電壓下的發光情況有什么不同，記下此時電壓表和電流表的示數，數據記錄表中。 （5）調節滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數約為額定電壓的1.2倍，觀察此時小燈泡的發光情況與在額定電壓下的發光情況有什么不同，記下此時電壓表和電流表的示數，數據記錄表中。 （6）實驗結束后，斷開開關，將連接電路的導線拆開，并整理好實驗器材。 （7）根據測出的三組數據（不是為了求平均值，而是為了得到不同電壓下的實際功率），計算出小燈泡在不同發光情況下的電功率，并填在實驗數據表中。實驗數據記錄表實驗次數電壓U/V電流I/A電功率P/W小燈泡的亮度12.50.240.6正常22.00.200.4較暗33.00.280.84較亮
分析論證（1）分析表格中的實驗數據后，發現小燈泡兩端的實際電壓越高，小燈泡電功率越大，小燈泡越亮。 （2）小燈泡的亮度時由它的實際功率決定的。 （3）小燈泡的實際電功率有多個，額定功率只有一個。實驗結論當U實=U額時，P實=P額，小燈泡正常發光，測得P額=0.6W。 當U實U額時，P實>P額，小燈泡發光較亮。
1．電流表的讀數方法 （1）確定量程，看清選用的是哪個量程，從而知道電流表可以測量的最大電流是0.6A還是3A； （2）確定分度值，根據所使用的量程，看清每一大格表示的電流值，認清每一大格又分成多少小格，確定每一小格表示的電流值是多少，如果使用0-0.6A量程，則每一小格是0.02A，如果使用0-3A量程，則每一小格是0.1A； （3）接通電流后，當指針穩定后（不再左右擺動時）讀數，看清指針一共轉過多少小格，用每一小格代表的電流值乘以格數即是被測的電流，即I=分度值×小格數。 2．電壓表的讀數 （1）記準分度值是讀準數的前提：分度值等于量程的最大值除以30，即0～3V量程對應的分度值是0.1V；0～15V量程對應的分度值是0.5V。． （2）使用大量程和小量程讀數應該相等，但用小量程讀數更加精確，例如接電壓表的大量程時讀數為2.0V，接小量程時的讀數為2.2V，那么2.2V更精確。 （3）指針指在同一刻度時，讀大量程是讀小量程的5倍關系，例如小明接的是電壓表小量程，卻讀成大量程了，讀數為6.5V，那么真實的電壓應該是6.5V÷5＝1.3V。
模型1 探究串聯電路中各處電流的關系
在“探究串聯電路中各處電流的關系”的實驗中。
（1）小紅同學選用兩個不同的小燈泡組成了如圖甲所示的串聯電路，然后用一個電流表分別接在a、b、c三處去測量電流。
①連接電路時，開關應 　 　。
②她先把電流表接在a處，閉合開關后，發現兩燈的亮度不穩定，電流表的指針也來回擺動。故障的原因可能是 　 　。（填選項）
A．某段導線斷開
B．某接線柱處接觸不良
C．某燈泡被短路
D．電流表被燒壞
③若測得a處電流為0.2A，如圖乙，請你用鉛筆畫線代替導線把小紅測量b處的電流時的電路連接完整，導線不能交叉。
④實驗得到的結論是：在串聯電路中，　 　。
（2）下表是本次實驗時小明同學得到的一組數據，其中明顯錯誤的數值是 　 　，造成錯誤的最可能原因是 　 　。
電流表的位置 A B C
電流I/A 0.3 0.3 1.5
【答案】（1）①斷開；②B；③如圖所示；④電流處處相同；（2）1.5；連接的是電流表的小量程卻按大量程讀數。
【分析】（1）①為了保護電路，連接電路時，開關應斷開；
②閉合開關后，發現兩燈的亮度不穩定，電流表的指針來回擺動，說明電路中某處接觸不良，據此分析；
③根據a處電流大小確定電流表量程，將電流表與兩個燈泡串聯接入電路中；
④串聯電路中，電流處處相同；
（2）由串聯電路中電流處處相等找出錯誤的數據；根據電流表同一刻度使用大小量程之比為5：1來回答。
【解答】解：（1）①為了保護電路，連接電路時，開關應斷開；
②A、兩燈串聯，若某段導線斷開，則電路斷路，兩燈都不發光，電流表示數為0，故A不符合題意；B、若某接線柱處接觸不良，則電路時通時斷，兩燈的亮度不穩定，電流表的指針來回擺動，故B符合題意；C、若某燈泡被短路，這個燈不發光，另一個燈發光，電流表有示數，故C不符合題意；D、若電流表被燒壞，則電路斷路，兩燈都不發光，電流表示數為0，故D不符合題意。
③若測得a處電流為0.2A，根據串聯電路電流特點，b處的電流應為0.2A，故電流表選用小量程與兩個燈泡串聯接入電路中，如答案圖所示。
④根據實驗的結果可以得出：在串聯電路中，電流處處相同。
（2）因串聯電路電流處處相等，而C處的1.5A明顯與其它兩個數據不等，所以1.5是錯誤的數據；造成錯誤的原因是連接的是電流表的小量程卻按大量程讀數。
名師點撥：本題探究串聯電路的電流規律，考查了注意事項、故障分析、電路連接、數據分析以及歸納法的應用等內容。
【變式練1】如圖是“探究串聯電路電流特點”的實驗電路圖。
（1）為了尋找“串聯電路的電流關系”，分別把甲圖中A、B、C各點斷開，然后把　　 接入，閉合開關前，發現其中一個電表指針如圖乙所示，出現這種現象的原因是　　 。
（2）表格是某同學實驗中的一組數據：指出上述表格所記錄的數據中，明顯錯誤的數值是　　 。
電流表的位置 A B C
電流I/A 0.3 0.3 1.5
（3）實驗中某同學發現兩個串聯的小燈泡中，一個發光，一個不發光，造成其中一個小燈泡不發光的原因是 　　。
A．燈泡與燈座接觸不良 B．燈泡的燈絲斷了
C．不發光的燈泡有短路現象 D．燈泡靠近負極
【答案】（1）電流表；電流表沒有調零；（2）1.5；（3）C。
【分析】（1）為了探究“串聯電路的電流關系”，應該把電流表接入電路；開關閉合前，電流表應該調零；
（2）串聯電路各處的電流相等；
（3）根據串聯電路特點，逐一分析每個選項，找出符合題意的答案。
【解答】解：（1）因為是探究“串聯電路的電流關系”，所以應該把電流表接入電路；閉合開關前，發現其中一個電表指針如圖乙所示，沒有指在零刻度上，出現這種現象的原因電流表指針沒有調零。
（2）串聯電路各處的電流相等，即電流為0.3A，故明顯錯誤的數值是1.5；
（3）A、燈泡與燈座接觸不良，兩燈泡都不亮，故A錯誤； B、若燈泡的燈絲斷了，另一個也不發光，故B錯誤；C．若燈絲短路，這個燈不發光，另一燈發光，故C正確；D．燈泡發光與小燈泡靠近負極無關，故D錯誤。
【點評】本題探究串聯電路電流特點，考查歸納法的運用、注意事項及串聯電路的規律。
【變式練2】小強設計了如圖甲所示的電路來探究“串聯電路中電流的特點”。
（1）按設計的電路圖連接電路時，開關應　　 ；
（2）小強將電流表接入圖中B位置，閉合S，發現燈L1、L2均不亮，電流表沒有示數，他用電壓表去判斷電路故障，將電壓表接在L1兩端時，電壓表無示數；將電壓表接在L2兩端時，電壓表有示數，由此可以判斷故障可能是　　；
A．L1短路 B．L1斷路 C．L2短路 D．L2斷路
（3）排除故障后，再次閉合開關，電流表示數如圖乙所示，則通過B處的電流為　　 A。
【答案】（1）斷開；（2）D；（3）0.4。
【分析】（1）為保護電路，連接電路時，開關應斷開；
（2）根據燈泡的發光情況以及電壓表的示數分析電路故障的原因；
（3）電流表讀數時，應先根據電流表選用的量程確定分度值，然后根據指針位置讀數。
【解答】解：（1）為保護電路，連接電路時，開關應斷開；
（2）小強將電流表接入圖中B位置，閉合S，發現燈L1、L2均不亮，電流表沒有示數，電路中出現了斷路現象；他用電壓表去判斷電路故障，將電壓表接在L1兩端時，電壓表無示數，說明電壓表并聯以外的電路斷路；將電壓表接在L2兩端時，電壓表有示數，說明電壓表并聯部分斷路，即燈泡L2斷路了；故選D；
（3）電流表示數如圖乙所示，電流表選用小量程，分度值為0.02A，示數為0.4A，根據串聯電路的電流規律，通過B處的電流為0.4A。
【點評】本題考查了電路連接的注意事項、電流表的讀數和電壓表判斷電路故障的方法，難度不大。
【變式練3】在“探究串聯電路中各處電流的關系”的實驗中。
（1）小紅同學選用兩個不同的小燈泡組成了如圖甲所示的串聯電路，然后用一個電流表分別接在a、b、c三處去測量電流。
①連接電路時，開關應 　 　。
②她先把電流表接在a處，閉合開關后，發現兩燈的亮度不穩定，電流表的指針也來回擺動。故障的原因可能是 　 　。（填選項）
A．某段導線斷開 B．某接線柱處接觸不良
C．某燈泡被短路 D．電流表被燒壞
③若測得a處電流為0.2A，如圖乙，請你用鉛筆畫線代替導線把小紅測量b處的電流時的電路連接完整，導線不能交叉。
④實驗得到的結論是：在串聯電路中，　 　。
（2）下表是本次實驗時小明同學得到的一組數據，其中明顯錯誤的數值是 　 　，造成錯誤的最可能原因是 　 　。
電流表的位置 A B C
電流I/A 0.3 0.3 1.5
【答案】（1）①斷開；②B；③如圖所示；④電流處處相同；（2）1.5；連接的是電流表的小量程卻按大量程讀數。
【分析】（1）①為了保護電路，連接電路時，開關應斷開；
②閉合開關后，發現兩燈的亮度不穩定，電流表的指針來回擺動，說明電路中某處接觸不良，據此分析；
③根據a處電流大小確定電流表量程，將電流表與兩個燈泡串聯接入電路中；
④串聯電路中，電流處處相同；
（2）由串聯電路中電流處處相等找出錯誤的數據；根據電流表同一刻度使用大小量程之比為5：1來回答。
【解答】解：（1）①為了保護電路，連接電路時，開關應斷開；
②A、兩燈串聯，若某段導線斷開，則電路斷路，兩燈都不發光，電流表示數為0，故A不符合題意；B、若某接線柱處接觸不良，則電路時通時斷，兩燈的亮度不穩定，電流表的指針來回擺動，故B符合題意；C、若某燈泡被短路，這個燈不發光，另一個燈發光，電流表有示數，故C不符合題意；D、若電流表被燒壞，則電路斷路，兩燈都不發光，電流表示數為0，故D不符合題意。
③若測得a處電流為0.2A，根據串聯電路電流特點，b處的電流應為0.2A，故電流表選用小量程與兩個燈泡串聯接入電路中，如答案圖所示。
④根據實驗的結果可以得出：在串聯電路中，電流處處相同。
（2）因串聯電路電流處處相等，而C處的1.5A明顯與其它兩個數據不等，所以1.5是錯誤的數據；造成錯誤的原因是連接的是電流表的小量程卻按大量程讀數。
【點評】本題探究串聯電路的電流規律，考查了注意事項、故障分析、電路連接、數據分析以及歸納法的應用等內容。
模型2 探究并聯電路中各處電流的關系
（2022 陜西）在“探究并聯電路電流特點”的實驗中，小華設計了如圖﹣1所示的電路進行實驗。
（1）連接電路時，開關應處于　 　狀態。
（2）實驗中，在A、B、C三處各接入一個電流表，并選擇合適的量程。閉合開關，測得A、B、C三處的電流分別為IA、IB、IC。更換多組　 （選填“相同”或“不同”）規格的燈泡重復實驗，部分實驗數據如表所示。
實驗序號 IA/A IB/A IC/A
1 0.46 0.18 0.28
2 0.36 0.20 0.16
3 0.7 0.32 0.38
（3）分析實驗數據可得：在并聯電路中，干路電流與各支路電流的關系是　 　（寫出關系式）。
（4）小華在某次實驗時，測得C處電流IC為0.30A，觀察到A處電流表指針位置如圖2所示，則A處電流大小為　 　A。
【答案】（1）斷開；（2）不同；（3）IA＝IB+IC；（4）0.8。
【分析】（1）為了保護電路，連接電路時開關應斷開；
（2）用歸納法得出普遍性的結論要滿足2個條件：一是樣本要有代表性，二是樣本數量足夠多；
（3）根據表中三處電流的關系得出結論；
（4）根據并聯電路的電流特點，結合指針的位置分析電流表的量程，進而確定分度值讀數。
【解答】解：（1）為了保護電路，連接電路時開關應斷開；
（2）為了使結論更具普遍性，應使用不同規格的燈泡進行實驗；
（3）分析表格中實驗數據可知，在并聯電路中，干路電流等于各支路電流之和，表達式為：IA＝IB+IC；
（4）由電路圖可知，C處為支路，A處為干路，由并聯電路的電流特點可知，A處的電流應大于C處的電流，
由圖2中電流表的指針位置可知，若電流表選用0～0.6A的量程，分度值為0.02A，示數為0.16A＜0.30A，不符合條件，因此電流表應選用的是0～3A的量程，分度值為0.1A，示數為0.8A，因此A處電流大小為0.8A。
名師點撥：本題探究并聯電路電流特點，考查注意事項、歸納法的應用、并聯電路的電流特點、電流表的讀數和分析數據歸納結論的能力。
【變式練1】（2023 包頭）同學們利用如圖所示電路研究“并聯電路中干路電流與各支路電流的關系”。
（1）連接電路，閉合開關，發現小燈泡L1亮、L2不亮，故障原因可能是 　　。
（2）排除故障后，用電流表分別測出A、B、C三點的電流IA、IB、IC，更換規格 　　（選填“相同”或“不同”）的小燈泡多次實驗，數據記錄在表格中。
實驗次數 A點電流IA/A B點電流IB/A C點電流IC/A
1 0.24 0.32 0.56
2 0.26 0.24 0.50
3 0.20 0.28 0.48
（3）分析數據得出結論：　 　。
【答案】（1）L 斷路（或L 所在支路斷路等）；（2）不同；（3）并聯電路中，干路電流等于各支路電流之和（或 IC＝IA+IB）。
【分析】（1）根據電路連接，發現小燈泡L1亮、L2不亮，說明L1支路和干路是連通的，L2斷路或L2所在支路斷路；
（2）用歸納法得出普遍性的結論要滿足2個條件：一是樣本要有代表性，二是樣本數量足夠多；
（3）根據測量數據得出并聯電路電流的規律。
【解答】解：（1）由圖可知，電路中的兩燈并聯，閉合開關，發現小燈泡L1亮、L2不亮，說明L1支路和干路是連通的，L2斷路或L2所在支路斷路；
（2）為了尋找普遍規律，應該換用不同規則的器材多次實驗；
（3）由測量數據知：C處的電流等于A處電流和B處電流之和，故可得出結論：并聯電路中，干路電流等于各支路電流之和（或IC＝IA+IB）。
【點評】本題是探究并聯電路中干路電流與各支路電流的關系的實驗，考查了電路故障的分析、實驗數據的處理等，屬于基礎知識，要掌握該實驗的相關知識點。
【變式練2】在探究并聯電路電流規律的實驗中，如圖甲是實驗的電路圖。
A點電流IA B點電流IB C點電流IC
0.18A 0.18A 0.36A
（1）連接電路時，開關應處于 　 　狀態（選填“閉合”或“斷開”）；電流表應 　 　（選填“串聯”或“并聯”）在被測電路中；
（2）某小組在測量A點的電流時，發現電流表的指針偏轉如圖乙所示，原因是　 　；
（3）如表是小亮同學在實驗過程中記錄的數據，他根據數據得出的實驗結論是：在并聯電路中，干路電流等于各支路電流之和，且各支路的電流相等。請指出小亮探究過程的不妥之處：　 　；（寫出一條即可）
（4）為了使小亮的實驗結論更具有普遍性，小亮接下來的操作是　 　 。
【答案】（1）斷開；串聯；（2）電流表的正負接線柱接反了；（3）所選的兩燈泡的規格相同；（4）換用不同規格的燈泡測量多組數據。
【分析】（1）為保護電路，連接電路時，開關要斷開電流表，應與被測電路串聯；
（2）電流應從電流表正接線柱流入，從負接線柱流出，否則指針反向偏轉；
（3）選用特殊規格的器材實驗結論可能具有特殊性；
（4）為得出普遍性的規律，應換用不同規格的燈泡多次實驗，獲取多組數據。
【解答】解：（1）連接電路時，為保護電路，開關應處于斷開狀態；要測量電流，電流表需要與被測電路串聯；
（2）如圖乙在測量A點的電流時，發現電流表的指針發生反偏，說明電流表的正負接線柱接反了；
（3）小亮同學使用的燈泡規格相同，由表中實驗數據可知，兩個支路的電流相等，可能會得出特殊結論，實驗結論不具一般性；
（4）測出了一組電流立即得出了并聯電路的電流規律，實驗次數太少，結論有偶然性，應換用不同規格的燈泡測量多組數據。
【點評】本題探究并聯電路電流規律，考查實驗注意事項、歸納法的運用等知識，屬于基礎題。
【變式練3】小明在“探究并聯電路電流規律”的實驗中，圖乙是實驗的電路圖。
（1）請將圖甲實物圖補充完整，連接完成后電流表只測通過燈L1的電流。
（2）實驗時應該選用規格 　 　（選填“相同”或“不同”）的小燈泡。
（3）閉合開關S前，發現電流表指針向“0”刻度的左側偏轉，如圖丙所示，原因是 　　。
（4）改正后，也先將電流表接在A處，閉合開關S后，觀察到燈L2發光，但燈L1不發光。電流表的示數為零，電路可能存在的故障是燈L1　 　（選填“短路”或“斷路”）。
（5）排除故障后，他在測量A處的電流時，電流表的示數如圖丁所示，則電流表的示數為　 A。測量C處的電流時，電流表的示數如圖戊所示，則通過燈L2的電流為　 　 A。
（6）小明將電流表分別接入圖乙電路中A、B、C三點處，閉合開關S，測出了一組數據并記錄在表格中，立即得出了并聯電路的電流規律，請你指出實驗應改進的地方：　 　 。
【答案】（1）如圖所示；（2）不同；（3）電流表未調零；（4）斷路；（5）0.34；0.86；（6）換用不同規格的小燈泡進行多次測量
【分析】（1）兩個燈泡并聯在電路中，電流表測L1的電流，則電流表應串聯在L1的支路中；
（2）為了得出普遍性的規律，實驗中應該選擇規格不同的小燈泡；
（3）實驗前需要對電表校零；
（4）閉合開關后，發現L2亮，L1不亮，說明干路和L2支路完好，據此分析；
（5）根據電流表的量程和分度值讀出電流表的示數；
電流表測量C處的電流時，即為干路電流，比較丁和戊的指針判斷角度，可判斷圖戊中電流表選擇的量程并讀數，再根據并聯電路電流規律求出通過燈L2的電流大小；
（6）用歸納法得出普遍性的結論，一要選用的樣本有代表性，二要數量足夠多。
【解答】解：（1）由題意可知兩燈應并聯，電流表測L1的電流，則電流表應串聯在L1的支路中，如答案圖所示。
（2）為得出普遍性的規律，實驗中應該選擇規格不同的小燈泡；
（3）閉合開關前，發現指針如圖乙向“0”刻度的左側偏轉，說明電流表沒有校零，他應將電流表校零；
（4）閉合開關后，發現L2亮，L1不亮，說明干路和L2支路完好，則該電路可能出現的故障是電流表或L1斷路；
（5）圖丁中電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，電流大小為0.34A；
電流表測量C處的電流時，即為干路電流，比較丁和戊的指針判斷角度，可判斷圖戊中電流表選擇的是大量程，則讀數為1.2A，
根據并聯電路電流規律求出通過燈L2的電流大小1.2A﹣0.34A＝0.86A；
（6）只根據一組數據得出結論有偶然性，為得出普遍性的結論，要換用不同規格的小燈泡進行多次實驗。
【點評】本題探究并聯電路的電流規律，考查電路的連接、電路連接時的注意事項、電路故障分析、電流表的讀數及歸納法的運用和并聯電路電流的規律，難度一般。
模型3 探究串聯電路的電壓規律
（2023 雅安）小雅和同學進行“探究串聯電路電壓規律”的實驗。所用器材有：電壓恒為3V的電源，一個開關，兩只燈泡（L1和L2），兩只相同電壓表V1和V2（量程均為0～3V和0～15V），導線若干。
（1）他們按圖甲所示的電路圖連接電路，用一只電壓表分別測AB、BC、AC間的電壓。每次拆接電壓表時，開關應處于 　 　狀態。
（2）為測量L1兩端電壓，請在圖乙中用筆畫線代替導線將實物圖連接完整。
（3）具有創新精神的小雅決定改進實驗。她按照圖丙所示電路圖連接好電路，閉合開關，發現電壓表V1和V2的指針偏轉角度相同，則可能的原因是電壓表 　 　（選填“V1”或“V2”）的量程選大了，此時電壓表V1和V2的示數分別為 　　V和 　　V。
（4）解決問題后，小雅同學測出了AB間和AC間的電壓，為了測量BC間的電壓，斷開開關，接下來可以 　 　。
A.保持B接線不動，將電壓表V1連線由A改接到C
B.保持C接線不動，將電壓表V2連線由A改接到B
（5）為了得到更普遍的規律，下列操作最合理的是 　 　。
A.將燈泡L1和L2互換位置進行多次測量
B.換用不同規格的燈泡進行多次測量
（6）分析AB、BC、AC間的電壓關系，得出結論：在串聯電路中，各部分電路電壓之和等于總電壓。
【答案】（1）斷開；（2）如圖所示；（3）V2；0.6；3；（4）B；（5）B。
【分析】（1）為了保護電路中各用電器的安全，每次拆接電壓表時，開關應處于斷開狀態。
（2）燈泡L1和L2為串聯電路，電壓表測量L1兩端的電壓，故電壓表與L1并聯，根據電流從電壓表正接線柱流入，從負接線柱流出得到圖乙中電流從L1的右端流出，則L1的右端應與L2的右端連接，據此連接電路。
（3）由圖可知電壓表V1測量的是燈泡L1兩端的電壓，電壓表V2測量的是燈泡L1和L2兩者電壓的總電壓，實驗發現兩電壓表指針偏轉角度相同，可能的原因是電壓表V2的量程選大了；電壓表V2的示數是V1的5倍，圖中電壓表V2測量的是燈泡L1和L2兩者電壓的總電壓，也是電源電壓，據此可知兩個電壓表的示數。
（4）為了測量BC間的電壓，應該保持C接線柱不動，將電壓表V2的A點改接到B；如果保持B接線柱，將電壓表V1的連線由A改接到C會導致電壓表V1的正負接線柱接反。
（5）用歸納法得出普遍性的結論要滿足2個條件：一是樣本要有代表性，二是樣本數量足夠多。
【解答】解：（1）為了保護電路中各用電器的安全，每次拆接電壓表時，開關應處于斷開狀態。
（2）燈泡L1和L2為串聯電路，電壓表測量L1兩端的電壓，故電壓表與L1并聯，根據電流從電壓表正接線柱流入，從負接線柱流出得到圖乙中電流從L1的右端流出，則L1的右端應與L2的右端連接。
（3）由圖可知電壓表V1測量的是燈泡L1兩端的電壓，電壓表V2測量的是燈泡L1和L2兩者電壓的總電壓，實驗發現兩電壓表指針偏轉角度相同，可能的原因是電壓表V2的量程選大了；電壓表V2的示數是V1的5倍，圖中電壓表V2測量的是燈泡L1和L2兩者電壓的總電壓，也是電源電壓，即電壓表V2的示數為3V，那么電壓表V1的示數為0.6V。
（4）為了測量BC間的電壓，應該保持C接線柱不動，將電壓表V2的A點改接到B；如果保持B接線柱，將電壓表V1的連線由A改接到C會導致電壓表V1的正負接線柱接反。
（5）換用不同規格的燈泡進行多次測量，由于測量數據多，可以使結論具有普遍性；將燈泡L1和L2互換位置進行多次測量，得到的數據本質還是同一次實驗的數據，結論不具有普遍性。
名師點撥：本題考查了探究串聯電路電壓規律的實驗，要掌握電路的保護措施和連接、電路數據的分析等實驗操作必備知識和技能。
【變式練1】（2023 湖北）在“探究串聯電路電壓規律”實驗中，小明連接了圖甲的電路，A、B、C、D為接線柱編號，1，2、3、4為導線編號。
（1）為使結論具有普遍性，L1、L2應選擇規格　 　 （選填“相同”或“不同”）的燈泡；
（2）閉合開關，電壓表指針如圖乙，造成這種現象的原因是　 　 ；
（3）修改電路并完成圖甲實驗后，小明斷開開關，未拆下電壓表，只改接某根導線的一端，也能測出總電壓。他的改接方法是 　 　。
【答案】（1）不同；（2）電壓表選用的量程過大了；（3）將3號導線與燈L1相連接的一端改接到燈L2的右接線柱。
【分析】（1）用歸納法得出普遍性的結論要滿足2個條件：一是樣本要有代表性，二是樣本數量足夠多；
（2）閉合開關，電壓表示數如圖乙所示，指針偏轉角度太小，說明選用的量程過大了；
（3）串聯電路中，電源電壓等于各部分電路兩端電壓之和，若能測出總電壓，需要將電壓表并接在兩個燈泡兩端。
【解答】解：（1）為了使探究得出的結論具有普遍性，L1、L2應選擇規格不相同的燈泡；
（2）閉合開關，電壓表示數如圖乙所示，指針偏轉角度太小，說明電壓表選用的量程過大了，測量誤差較大；
（3）串聯電路中，電源電壓等于各部分電路兩端電壓之和，若能測出總電壓，需要將電壓表并接在兩個燈泡兩端，他的改接方法可以是：將3號導線從D接線柱改接到B接線柱或A接線柱。
【點評】本題考查了探究串聯電路電壓規律的實驗，涉及歸納法的運用、電路的連接。
【變式練2】（2023 貴州）小明和小紅用如圖甲所示電路探究“串聯電路電壓的規律”，用新干電池作為電源。
（1）接線時，開關應處于　　（選填“斷開”或“閉合”）狀態；小明檢查電路時發現　　（選填“電池”“開關”或“燈座”）安裝錯誤。
（2）正確安裝后，閉合開關，兩燈均不發光，小明用電壓表試接 A、B接線柱，發現指針偏轉情況如圖乙所示，則可判斷 　 　發生了斷（開）路。
（3）排除故障后，小明選用兩只小燈泡，只通過增加電池進行多次實驗；小紅僅更換小燈泡進行多次實驗。他們將電壓表接在不同位置進行測量，實驗記錄如下表。小明認為：誤差允許范圍內，串聯電路中各用電器兩端電壓相等且電壓之和等于電源電壓；小紅認為：串聯電路中各用電器兩端電壓之和等于電源電壓。請判斷誰的觀點更具普遍性并說明理由：　 　。
小明實驗記錄：
實驗次數 UAB/V UCD/V UEF/V
1 0.7 0.7 1.4
2 1.4 1.4 2.9
3 2.1 2.1 4.3
小紅實驗記錄：
實驗次數 UAB/V UCD/V UAD/V
4 1.8 0.9 2.7
5 1.4 1.4 2.8
6 1.1 1.7 2.8
（4）對比兩表，從小明的第 　 　次實驗記錄發現，兩人使用的電池數量相同，測得的電源電壓卻不相等。請你分析：兩人所測電源電壓的差值對應電路中哪些部分的電壓？
　　 （用圖中字母表示）。
【答案】（1）斷開；電池；（2）燈L1；（3）小紅的結論更具普遍性，小紅選用規格不相同的燈泡進行了多次實驗；（4）2；DF、EA。
【分析】（1）在連接電路過程中，為保護電路，開關應處于斷開狀態；電池不能正極對正極；（2）實驗中若發現電壓表指針偏轉情況如圖乙所示，電壓表指針已經滿偏，與電源電壓相等；（3）用歸納法得出普遍性的結論要滿足2個條件：一是樣本要有代表性，二是樣本數量足夠多；（4）每節新干電池為1.5V；串聯電路中各用電器兩端電壓之和等于電源電壓，實際情況下導線電阻較小但不為0，導線兩端也有一部分電壓。
【解答】解：（1）在連接電路過程中，為保護電路，開關應處于斷開狀態；電池不能正極對正極，電池安裝錯誤；
（2）實驗中若發現電壓表指針偏轉情況如圖乙所示，電壓表指針已經滿偏為3V，與電源電壓相等，說明電壓表與電源兩極連通，電壓表所測部分燈L1斷路；
（3）小紅的結論更具普遍性，小紅選用規格不相同的燈泡進行了多次實驗；
（4）每節新干電池為1.5V，結合表格發現小紅實驗中電源電壓與2節新干電池電壓接近，小明的第2次實驗中電壓2.9V與2節新干電池電壓接近；
串聯電路中各用電器兩端電壓之和等于電源電壓，實際情況下導線電阻較小但不為0，導線兩端也有一部分電壓，由表中信息可知小明將電壓表接在E、F兩接線柱間測電源電壓，而小紅將電壓表接在A、D兩接線柱間測電源電壓，結合甲圖可知，兩人所測電源電壓的差值對應電路中導線DF、EA兩端的電壓。
【點評】本題考查串聯電路電壓的規律實驗過程中故障分析、數據分析與結論總結等知識。
【變式練3】（2023 成都）某小組同學利用如圖所示電路探究串聯電路中的電壓關系。
（1）下列操作不正確的是 　 　。
A．連接電路時，開關S處于斷開狀態
B．連接電壓表時，試觸后再選擇合適量程
C．將電壓表A接點連線轉接至C接點，測量L2兩端電壓
（2）測量燈泡L1兩端電壓時，兩燈突然熄滅，電壓表示數變為0，若故障可能是由某只燈泡“短路”或“開路”引起的，則發生故障的燈泡及故障類型是 　 　。
（3）該小組同學用電阻箱代替故障燈泡，繼續進行實驗，記錄數據如下表所示。
實驗次數 UAB/V UBC/V UAC/V
第1次 0.8 2.0 2.8
第2次 1.0 1.8 2.8
第3次 1.4 1.4 2.7
分析表中實驗數據，在誤差允許范圍內，可得出的結論是 　 　。
A．串聯電路中各處電流相等
B．燈泡阻值隨燈泡兩端電壓增大而增大
C．串聯電路中電阻值越大的部分兩端電壓越大
D．串聯電路兩端的電壓等于各部分電路兩端的電壓之和
【答案】（1）C；（2）小燈泡L2斷路；（3）D。
【分析】（1）為了保護電路，連接電路時，開關S處于斷開狀態；
為了不超過量程，所以電壓表可通過試觸來選擇合適的量程；
電流要從電壓表正接線柱流入，從負接線柱流出，否則指針反向偏轉；
（2）兩燈泡都熄滅，可能是某個燈泡斷路或兩個燈泡都短路，根據題意判斷出具體的故障；
（3）根據表格數據得出結論。
【解答】解：（1）為了保護電路，連接電路時，開關S處于斷開狀態，故A正確；B、為了不超過量程，所以電壓表可通過試觸來選擇合適的量程，故B正確；C、測量完L1兩端的電壓后，在測量L2兩端的電壓時，將電壓表A接點連線轉接至C接點，這樣導致電壓表正負接線柱接反了，不能測量出L2兩端電壓，故C錯誤。
（2）兩燈泡都熄滅，可能是某個燈泡斷路或兩個燈泡都短路，由題意知故障可能是由某只燈泡“短路”或“開路”引起的，所以應該是一個燈泡斷路，由于電壓表的示數為零，說明電壓表與電源的兩端不相連，所以故障為小燈泡L2斷路。
（3）分析表格數據，在誤差允許的范圍內，比較AB間、BC間、AC間的電壓值可得：串聯電路中總電壓等于各部分電路電壓之和，故D正確。
【點評】本題考查了探究串聯電路電壓特點的實驗，考查了故障分析和實驗數據的分析等知識。
模型4探究并聯電路的電壓規律
（2023 長春）在“探究并聯電路中電壓的特點”實驗中，實驗電路如圖甲所示：
（1）連接電路時開關應處于　 　狀態。
（2）要用電壓表測量小燈泡L1兩端的電壓，請用筆畫線代替導線在答題卡上將實物電路連接完整。
（3）閉合開關，觀察到小燈泡L1發光、L2不發光，故障可能是　 　。
（4）排除故障后，用電壓表分別測量小燈泡L1、L2及電源兩端的電壓，電壓表示數均如圖乙所示，為　　V。更換不同規格的小燈泡多次測量，發現電壓表示數均如圖乙所示。由此得出結論并聯電路中各支路用電器兩端的電壓與電源兩端的電壓　 　。
【答案】（1）斷開；（2）L2斷路；（3）如圖所示；（4）3；相等。
【分析】（1）連接電路時開關應處于斷開狀態。
（2）電壓表并聯在被測電路的兩端，據此連接實物圖。
（3）并聯電路的各個支路互不影響。
（4）并聯電路中，各個支路兩端的電壓相等。
【解答】解：（1）連接電路時開關應處于斷開狀態。
（2）要用電壓表測量小燈泡L1兩端的電壓，將電壓表并聯在該燈泡的兩端，使用0～3V接線柱。
（3）閉合開關，觀察到小燈泡L1發光、L2不發光，故障可能是L2斷路。
（4）電壓表示數均如圖乙所示，為3V。更換不同規格的小燈泡多次測量，發現電壓表示數均如圖乙所示。由此得出結論并聯電路中各支路用電器兩端的電壓與電源兩端的電壓相等。
名師點撥：本題考查的是探究并聯電路的電壓規律；知道簡單電路故障的判斷；會連接實物圖；知道電壓表的使用規則。
【變式練1】（2022 襄陽）小陽同學設計了如圖甲所示電路圖探究并聯電路的電壓規律，請你回答下列問題。
（1）分別測出小燈泡L1、L2兩端的電壓及 　 　電壓，就可以分析并聯電路的電壓規律；
（2）當開關閉合時，電壓表出現了如圖乙所示情況，其原因是電壓表 　 　；
（3）正確連接電路后，若測得L1兩端電壓為2.5V，則測L2兩端電壓是 　 　V。
【答案】（1）電源；（2）正負接線柱接反了；（3）2.5。
【分析】（1）實驗要探究并聯電路的電壓規律，應分別測出小燈泡L1、L2兩端的電壓及電源電壓的大小，據此找出規律；
（2）根據乙圖中電壓表指針出現反偏情況分析原因；
（3）因為兩燈泡并聯接在電路中，故電壓表測出L1兩端電壓的同時也是L2兩端的電壓。
【解答】解：（1）實驗要探究并聯電路的電壓規律，應分別測出小燈泡L1、L2兩端的電壓及電源電壓的大小，比較三者的數值大小關系，得出并聯電路的電壓規律；
（2）根據乙圖中電壓表指針出現反偏情況，說明電壓表正負接線柱接反了；
（3）因為兩燈泡并聯接在電路中，故電壓表測出L1兩端電壓的同時也是L2兩端的電壓，即L2兩端電壓也是2.5V。
【點評】本題是探究并聯電路的電壓的實驗，同時考查了電壓表的使用，難度一般，屬基礎題。
【變式練2】在“探究并聯電路中電壓的特點”實驗中，實驗電路如圖甲所示：
（1）連接電路時開關應處于 　　狀態。
（2）要用電壓表測量小燈泡兩端的電壓，請用筆畫線代替導線在答題卡上將實物電路連接完整。
（3）閉合開關，觀察到小燈泡發光、不發光，故障可能是 　　。
（4）排除故障后，用電壓表分別測量小燈泡、及電源兩端的電壓，電壓表示數均如圖乙所示，為 　　。更換不同規格的小燈泡多次測量，發現電壓表示數均如圖乙所示。由此得出結論并聯電路中各支路用電器兩端的電壓與電源兩端的電壓 　　。
【答案】（1）斷開；（2）斷路；（3）如圖所示；（4）3；相等。
【解答】解：（1）連接電路時開關應處于斷開狀態。
（2）要用電壓表測量小燈泡兩端的電壓，將電壓表并聯在該燈泡的兩端，使用接線柱，如答案圖所示。
（3）閉合開關，觀察到小燈泡發光、不發光，故障可能是斷路。
（4）電壓表示數均如圖乙所示，為。更換不同規格的小燈泡多次測量，發現電壓表示數均如圖乙所示。由此得出結論并聯電路中各支路用電器兩端的電壓與電源兩端的電壓相等。
【點評】本題考查的是探究并聯電路的電壓規律；知道簡單電路故障的判斷；會連接實物圖；知道電壓表的使用規則。
模型5 探究影響電阻大小的因素
（2023 西藏）某學習小組在“探究影響導體電阻大小的因素”實驗時，設計了如圖所示的實驗裝置，實驗中分別將A、B、C、D四根導體接入電路，四根導體的材料規格如表所示。
導體代號 長度/m 橫截面積/mm2 材料 電流表示數/A
A 1.0 0.4 錳銅 1.4
B 0.5 0.4 錳銅 2.7
C 1.0 0.6 錳銅 2.0
D 1.0 0.4 鎳鉻合金 0.6
（1）請你在圖中用一根導線將電流表正確連入電路。
（2）為比較A、B、C、D四根導體電阻的大小，可通過觀察　 　來判斷。
（3）要探究導體電阻大小與長度的關系，應選用 　 　兩根導體進行實驗。
（4）將A、C兩根導體分別接入電路中進行實驗，可得出：當導體的長度和材料相同時，橫截面積越大，電阻越 　 　。
（5）老師想改裝一個滑動變阻器使其最大阻值變小，請你根據該實驗結論，幫老師想出一種方法：　 　（寫出一種合理方法即可）。
【答案】（1）如圖所示；（2）電流表示數；（3）A、B；（4）小；（5）在電阻絲材料和橫截面積不變時，換用較短的電阻絲（合理即可）
【分析】（1）電流表應串聯在電路中，且電流應該從正接線柱流入、從負接線柱流出；
（2）導體電阻的大小不能直接判斷，但可以通過電流的大小來判斷，結合給出的實驗器材進行解答；
（3）（4）（5）在不考慮溫度影響的前提下，電阻的大小有三個決定因素：材料、長度、橫截面積；因此要研究導體電阻的大小與某個因素的具體關系時，要用到控制變量法；即研究電阻的大小與哪個因素有關，就要讓這個因素變化，而其余的因素都相同。
【解答】解：（1）電流應該從電流表的正接線柱流入、從負接線柱流出，則將電流表的負接線柱與電源負極相連即可。
（2）在該實驗中，導體電阻的大小是通過電流的大小（電流表的示數）來體現的，電流越小說明電阻越大，采用了轉換法；
（3）探究導體電阻大小與長度的關系時，需要讓導體的材料和橫截面積都相同，而長度不同，所以需要選擇A、B兩根導體進行實驗；分析實驗數據可知，當導體的橫截面積和材料相同時，長度越小，電流越大，說明電阻越小；
（4）由表中信息可知，A、C兩根導體的材料和長度都相同，而橫截面積不同，且橫截面積越大，電流越大，說明電阻越小，故可得出結論：當導體的長度和材料相同時，橫截面積越大，電阻越小；
（5）老師想改裝一個滑動變阻器使其最大阻值變小，在電阻絲材料和橫截面積不變時，可以減小電阻絲的長度來減小電阻（即換用較短的電阻絲）；在電阻絲材料和長度不變時，可以增大電阻絲的橫截面積來減小電阻（即換用較粗的電阻絲）。
名師點撥：本題是一道實驗題，考查了影響導體電阻大小的因素，解題時注意控制變量法和轉換法的應用。
【變式練1】（2022 賀州）在“探究影響導體電阻大小的因素”中，小明猜想導體電阻大小可能與下列因素有關：
A．導體的材料
B．導體的長度
C．導體的橫截面積
為了驗證上述猜想，他用如圖甲所示的器材進行實驗，編號①②③是鎳鉻合金導體，④是錳銅導體。
（1）實驗前開關應處于　 　狀態。
（2）選用①②兩根導體分別接入電路進行實驗，可驗證猜想　 　（選填猜想因素選項“A”“B”或“C”）。
（3）選用①④兩根導體分別接入圖中M、N兩點間，閉合開關電流表的示數不同，可知在導體的長度和橫截面積相同時，導體電阻大小跟導體的 　 　有關。
（4）用②導體接在M、N兩點間后，用電壓表測出其兩端電壓如圖乙所示，讀數為　 　V，此時電路中電流表的示數為0.2A，則②導體的電阻為　 　Ω。
【答案】（1）斷開；（2）B；（3）材料；（4）2.2；11。
【分析】（1）為了保護電路，實驗前開關應處于斷開狀態；
（2）（3）影響電阻大小的因素是：材料、長度、橫截面積、溫度，在探究過程中需用到控制變量法，不加特殊說明，認為溫度相同；
（4）根據電壓表選用量程確定分度值讀數，根據R算出導體的電阻。
【解答】解：（1）為了保護電路，實驗前開關應處于斷開狀態；
（2）選用①②兩根導體分別接入電路進行實驗，根據題意可知，①②兩根導體材料、橫截面積相同，而長度不同，所以是驗證B電阻與導體長度的關系；
（3）①④兩根導體，長度、橫截面積相同，材料不同，而電流表的示數不同，說明兩導體的電阻不同，所以導體電阻大小跟導體的材料有關；
（4）用②導體接在M、N兩點間后，用電壓表測出其兩端電壓如圖乙所示，電壓表選用小量程，分度值0.1V，其示數為2.2V；此時電路中電流表的示數為0.2A，則②導體的電阻為：R11Ω。
【點評】該題主要考查了用控制變量法探究影響導體電阻大小的因素，同時考查了電壓表讀數和電阻的計算等知識。
【變式練2】（2022 綏化）“探究影響導體電阻大小的因素”的實驗裝置如圖所示，在實驗中使用四根電阻絲，其材料規格如表所示。
編號 材料 長度/m 橫截面積/mm2 燈泡亮度
A 錳銅合金 0.5 0.8 亮
B 鎳鉻合金 0.5 0.8 較亮
C 鎳鉻合金 0.5 0.4 較暗
D 鎳鉻合金 1.0 0.4 暗
（1）實驗中通過觀察 　 　比較電阻絲電阻的大小。
（2）實驗中采用的研究方法是 　 　和轉換法。
（3）分別將編號為 　 　的電阻絲接入電路進行實驗，可得出結論：導體的電阻大小與導體的材料有關。
（4）分別將編號為B、C的電阻絲接入電路進行實驗，可得出結論：導體的電阻大小與導體的 　 　有關。
（5）分別將編號為C、D的電阻絲接入電路進行實驗，其得到的實驗結論被實際應用到了
　 的工作原理中。
A．電壓表 B．電流表 C．滑動變阻器
（6）實驗過程中某小組同學更換電阻絲后發現小燈泡亮度變化不明顯，可用 　電流表　代替小燈泡完成實驗。
【答案】（1）小燈泡的亮度；（2）控制變量法；（3）A、B；（4）橫截面積；（5）C；（6）電流表。
【分析】（1）物理學中對于一些看不見摸不著的現象或不易直接測量的物理量，通常用一些非常直觀的現象去認識或用易測量的物理量間接測量，這種研究問題的方法叫做轉換法；
（2）（3）（4）（5）影響導體電阻大小的因素：導體的材料、長度和橫截面積，在研究電阻與其中某個因素的關系時，要采用控制變量法的思想，要研究導體的電阻大小與一個量之間的關系，需要保持其它量不變；
（6）電流表可較準確的測量電流大小。
【解答】解：（1）將不同的電阻絲接入電路，電流大小不同，燈泡亮度不同，因此實驗中是通過觀察燈泡亮度來比較電阻大小的，這種研究問題的方法叫做轉換法；
（2）影響導體電阻大小的因素：導體的材料、長度和橫截面積，在研究電阻與其中某個因素的關系時，要采用控制變量法的思想，所以本實驗采用的研究方法是控制變量法和轉換法；
（3）要探究導體的電阻與導體材料的關系，應控制長度和橫截面積相同，而材料不同，因此應將編號為A、B的電阻絲接入電路進行實驗；
（4）如果選用編號為B、C兩根電阻絲進行實驗，即此時的長度和材料相同，但橫截面積不同，故是為了驗證導體的電阻與橫截面積的關系；
（5）如果選用編號為C、D兩根電阻絲進行實驗，即此時的材料和橫截面積相同，但長度不同，從而得出結論：在材料和橫截面積相同，導體長度越長，電阻越大，該結論被實際應用到了滑動變阻器的工作原理中，故選：C；
（6）發現小燈泡的亮度變化不明顯，則電路的電流變化較小；由于電流表能精確測量電流的大小，所以可在電路中串聯一個電流表代替小燈泡完成實驗。
【點評】本題是一道實驗題，考查了影響導體對電流的阻礙作用與導體的長度和橫截面積的關系，解題時注意控制變量法的應用，分析實驗數據，根據導體條件的不同及對應的實驗數據的不同得出結論，是正確解題的前提與關鍵。
模型6 探究電流跟電壓的關系實驗
（2023 荊州）在物理實驗課上，同學們探究“電流與電壓的關系”，如圖所示。
（1）請用筆畫線將圖甲中所缺的一根導線補充完整；
（2）在實驗進行中，得到電流表示數如圖乙所示，其示數為 　 　A；
（3）正確進行實驗，得到實驗數據如下表，實驗中定值電阻兩端電壓的改變是通過　 　實現的；
實驗次數 1 2 3 4 5
電壓U/V 1.2 1.5 1.8 2.0 2.4
電流I/A 0.24 0.30 0.36 0.40 0.48
（4）根據實驗數據分析可得：電阻一定時，導體中的電流跟導體兩端的電壓成 　 　。
【答案】（1）如圖所示；（2）0.36；（3）調節滑動變阻器接入電路的阻值；（4）正比。
【分析】（1）根據電源電壓確定電壓表量程，將電壓表并聯在定值電阻兩端；
（2）根據電流表選用量程確定分度值讀數；
（3）在實驗中，通常用滑動變阻器來改變電路中的電流和電壓，實現多次測量的目的；
（4）根據表中數據分析回答。
【解答】解：（1）由圖甲可知，電源為兩節干電池串聯，即3V，故電壓表選用小量程并聯在定值電阻兩端。
（2）在實驗進行中，得到電流表示數如圖乙所示，電流表選用小量程，分度值0.02A，其示數為0.36A；
（3）實驗中是通過調節滑動變阻器接入電路的阻值來改變定值電阻兩端電壓；
（4）由表中數據可知，當電壓增大為原來的幾倍，電流也增大為原來的幾倍，故分析可得：電阻一定時，導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比。
名師點撥：本題探究“電流與電壓的關系”實驗，考查了電路連接、電流表讀數、滑動變阻器的作用和數據分析等知識。
【變式練1】（2022 湖北）在探究電流與電壓關系的實驗中，實驗器材有：電源、電流表、電壓表、定值電阻、滑動變阻器、開關、導線若干。
（1）如圖甲所示，請用筆畫線代替導線，將電路連接完整。要求滑動變阻器的滑片向左移動時，接入電路的電阻變大。
（2）連接電路后，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，發現電流表無示數，電壓表有示數。則電路故障可能是定值電阻 　 　（選填“短路”或“斷路”）。
（3）排除故障后，完成實驗。根據實驗數據繪制的I﹣U圖象如圖乙所示。分析圖象初步得到：電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成 　 　。
（4）若用小燈泡（燈絲電阻受溫度影響）代替定值電阻進行上述實驗，　 　（選填“能”或“不能”）達到實驗目的。
【答案】（1）如圖所示；（2）斷路；（3）正比；（4）不能
【分析】（1）根據滑片向左移動時，電阻變大可知滑動變阻器下面的接線柱是哪一邊的接入電路；
（2）電流表無示數，這說明電路中出現了斷路故障；根據電壓表示數分析電路故障的原因；
（3）根據圖象得出電流與電阻的關系；
（4）小燈泡燈絲的電阻受溫度影響，會發生變化。
【解答】解：（1）滑動變阻器的滑片向左移動時，接入電路的電阻變大，則滑動變阻器的電阻絲接入電路中的長度增大，所以應該接右下接線柱；如答案圖所示。
（2）閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，發現電流表無示數，這說明電路出現了斷路故障；電壓表有示數，這說明電壓表與電源的兩極之間是接通的，所以故障是與電壓表并聯的定值電阻斷路；
（3）根據圖象可知，I﹣U圖像為一條過原點的直線，所以結論為：在電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比；
（4）由于小燈泡的燈絲的電阻受溫度的影響，其阻值會發生變化，實驗沒有控制電阻不變，所以用小燈泡代替定值電阻進行上述實驗，不能達到實驗目的。
【點評】本題是探究“導體電流與導體兩端電壓的關系“實驗，考查電路連接、故障分析、歸納法的運用，難度不大。
【變式練2】（2023 寧夏）在“探究電流與電壓的關系”實驗中，實驗小組用電壓表測得電源電壓為2.8V，并連接了如圖甲所示的部分電路：
（1）觀察圖甲，請指出電路連接過程中的不妥之處：　 　。
（2）改正后，請用筆畫線代替導線，在圖甲上完成剩余電路的連接（要求：向右移動滑動變阻器的滑片P，其阻值增大）。
（3）閉合開關后，觀察到電壓表示數接近電源電壓，電流表無示數，出現該故障的原因是 　 　。
（4）排除故障后，開始測量并將實驗數據記錄在表中，當電壓表示數為2.0V時，電流表示數如圖乙所示，為 　 　A。
電壓U/V 1.0 1.5 2.0 2.5
電流I/A 0.10 0.15 0.25
（5）根據表中實驗數據，得出的實驗結論是：　 　。
（6）若要繼續完成“探究電流與電阻的關系”的實驗，除了現有的實驗器材之外，還需增加 　 　。
【答案】（1）連接電路時未斷開開關；（2）如圖所示；（3）定值電阻斷路；（4）0.20；（5）在電阻一定的情況下，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比；（6）兩個阻值不同的定值電阻。
【分析】（1）為了保護電路，連接電路時開關應該斷開；
（2）向右移動滑動變阻器的滑片P，其阻值增大，據此確定滑動變阻器選用的下端接線柱；
（3）閉合開關后，觀察到電流表無示數，說明電路可能斷路，電壓表示數接近電源電壓，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯的電路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯的電路斷路了；
（4）根據電流表選用量程確定分度值讀數；
（5）根據表中數據分析得出結論；
（6）探究電流與電阻的關系的實驗中，應控制定值電阻兩端電壓不變，更換不同阻值的定值電阻。
【解答】解：（1）為了保護電路，連接電路時開關應該斷開；由圖甲可知，電路連接過程中的不妥之處：連接電路時未斷開開關；
（2）向右移動滑動變阻器的滑片P，其阻值增大，故滑動變阻器選用左下接線柱與開關串聯在電路中。
（3）閉合開關后，觀察到電流表無示數，說明電路可能斷路，電壓表示數接近電源電壓，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯的電路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯的電路斷路了，即出現該故障的原因是定值電阻斷路；
（4）排除故障后，開始測量并將實驗數據記錄在表中，當電壓表示數為2.0V時，電流表示數如圖乙所示，電流表選用小量程，分度值0.02A，其示數為0.20A；
（5）由表中數據可知，當定值電阻兩端電壓增大為原來的幾倍，通過定值電阻的電流也增大為原來的幾倍，故可得出的實驗結論是：在電阻一定的情況下，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比；
（6）在探究電流與電阻的關系的實驗中，應控制定值電阻兩端電壓不變，更換不同阻值的定值電阻，故除了現有的實驗器材之外，還需增加兩個阻值不同的定值電阻。
【點評】本題探究電流與電壓的關系實驗，考查了注意事項、電路連接、電路故障、電流表讀數和數據分析，同時還考查了電流與電阻的關系。
模型7探究電流跟電阻的關系實驗
（2023 黑龍江）在探究“電流與電阻關系”實驗時，老師給小明提供了如下器材：電源（電壓恒定為4.5V），電流表，電壓表，開關各一個，滑動變阻器甲“10Ω，2A”和滑動變阻器乙“20Ω，1A”各一個，定值電阻5Ω、10Ω、15Ω各一個，導線若干。
（1）注意在連接電路時，開關必須處于　 　狀態；
（2）用筆畫線代替導線，將圖甲的實驗電路連接完整（要求：滑動變阻器滑片P向左滑動時電流表示數變大，導線不允許交叉）；
（3）正確連接電路后閉合開關，發現電流表有示數，無論怎樣移動滑片P，電壓表都無示數，則故障可能是　 　（答出一種情況即可）；
（4）排除故障后，小明把5Ω的電阻接入電路中，移動滑片P到適當位置，讀出電流表示數如圖乙所示，正確記錄后，小明又改用10Ω電阻繼續實驗，閉合開關后，小明應將滑片P向 　 　（選填“左”或者“右”）移動至電壓表示數為　 　V；
（5）小明在實驗中所選用的滑動變阻器應該是　 　（選填“甲”或“乙”）；
（6）利用老師給的器材，還能完成的電學實驗有：　 　（寫出一個即可）。
【答案】（1）斷開；（2）如圖所示；（3）電阻R短路（或電壓表短路或電壓表斷路）；（4）右；2.5；（5）乙；（6）測量電阻的阻值。
【分析】（1）為保護電路，在連接電路時，開關必須處于斷開狀態；
（2）滑動變阻器滑片P向左滑動時電流表示數變大，說明滑動變阻器阻值變小，據此確定滑動變阻器選用的下端接線柱；
（3）正確連接電路后閉合開關，發現電流表有示數，說明電路是通路；無論怎樣移動滑片P，電壓表都無示數，說明電壓表并聯的電路短路或電壓表短路或電壓表斷路；
（4）根據電流表選用量程確定分度值讀數，利用U＝IR求出定值電阻兩端電壓；根據控制變量法，研究電流與電阻的關系時，需控制定值電阻兩端的電壓不變，當換上大電阻時，根據分壓原理確定電壓表示數的變化，由串聯電路電壓的規律結合分壓原理確定滑動變阻器滑片移動的方向；
（5）探究電流與電阻的關系，應保持電阻兩端的電壓不變；根據串聯電路電壓的規律求出滑動變阻器分得的電壓，根據分壓原理，求出當接入15Ω電阻時滑動變阻器連入電路中的電阻，進而確定滑動變阻器的規格；
（6）根據確定可以完成的實驗。
【解答】解：（1）為保護電路，在連接電路時，開關必須處于斷開狀態；
（2）滑動變阻器滑片P向左滑動時電流表示數變大，說明滑動變阻器阻值變小，故滑動變阻器選用左下接線柱與電阻R串聯在電路中；
（3）正確連接電路后閉合開關，發現電流表有示數，說明電路是通路；無論怎樣移動滑片P，電壓表都無示數，說明電壓表并聯的電路短路或電壓表短路或電壓表斷路，即故障可能是電阻R短路（或電壓表短路或電壓表斷路）；
（4）排除故障后，小明把5Ω的電阻接入電路中，移動滑片P到適當位置，讀出電流表示數如圖乙所示，電流表選用小量程，分度值0.02A，其示數為0.5A，則定值電阻兩端電壓為UV＝I1R1＝0.5A×5Ω＝2.5V；實驗中，當把5Ω的電阻換成10Ω的電阻后，根據分壓原理，電阻兩端的電壓變大，研究電流與電阻關系時要控制電壓不變，根據串聯電路電壓的規律，要增大滑動變阻器兩端的電壓，由分壓原理，要增大滑動變阻器電阻阻值，故應把滑動變阻器滑片向右移動至電壓表示數為2.5V；
（5）實驗中使用的定值電阻阻值最大為15Ω，定值電阻兩端的電壓始終保持UV＝2.5V，根據串聯電路電壓的規律，滑動變阻器分得的電壓：U滑＝U﹣UV＝4.5V﹣2.5V＝2V，滑動變阻器分得的電壓為電壓表示數的0.8倍，根據分壓原理，當接入15Ω電阻時，滑動變阻器連入電路中的電阻為：R滑＝0.8×15Ω＝12Ω，即所選擇的滑動變阻器的最大阻值不能小于12Ω，故選乙；
（6）根據知此實驗還可以測量電阻的阻值。
名師點撥：本題探究“電流與電阻關系”實驗，考查了注意事項、電路連接、電路故障、器材的選擇、控制變量法和歐姆定律的應用。
【變式練1】（2022 蘇州）用如圖所示電路探究電流與電阻的關系，電源電壓不變，電阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。連接電路閉合開關，發現電流表無示數，電壓表示數接近電源電壓。為了找出故障，把導線M的一端從接線柱a移開，分別連到接線柱b和c上，發現兩表指針位置均和之前一樣，進一步檢查發現電流表完好，則電路的故障是 　 　。排除故障后，將不同阻值的電阻分別接入電路，移動滑片記錄的數據如下表：
實驗次數 1 2 3 4
電阻/Ω 5 10 15 20
電流/A 0.40 0.20 0.13 0.10
分析表中數據，實驗中電阻兩端的電壓為　 　V，實驗得出的結論是　 　 。
【答案】cd間導線斷路；2；電壓一定時，導體中的電流與其電阻值成反比。
【分析】（1）電流表無示數，說明電路可能斷路；電壓表示數接近電源電壓，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯的支路以外的電路是完好的，與電壓表并聯的支路斷路了；
（2）根據表中數據利用歐姆定律求出實驗中電阻兩端的電壓；根據表中電流與電阻之積為一定值分析得出結論。
【解答】解：（1）連接電路閉合開關，發現電流表無示數，說明電路可能斷路；電壓表示數接近電源電壓，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯的支路以外的電路是完好的，與電壓表并聯ad之間有斷路，當電壓表接在導線cd兩端時，電壓表的示數接近電源電壓，說明除了導線cd外的其他元件均沒有斷路現象，因此只能是cd間導線斷路；
（2）由表中數據可知，電阻兩端的電壓：UV＝IR＝0.4A×5Ω＝﹣﹣﹣﹣﹣＝0.1A×20Ω＝2V，為一定值，故可以得出結論：電壓一定時，導體中的電流與其電阻值成反比。
【點評】本題探究電流與電阻的關系，考查故障分析、歐姆定律的應用和分析數據歸納結論的能力。
【變式練2】（2023 廣元）同學們“探究電流與電阻的關系”時，實驗室提供的器材有：電壓恒為6V的電源一個，定值電阻5個（阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω），規格為“40Ω 1A”的滑動變阻器一個，電流表、電壓表、開關各一個，導線若干。
（1）同學們設計并連接了如圖甲所示的實驗電路，想用電壓表的3V量程測量定值電阻R兩端的電壓，請你用筆畫線代替導線，幫助他們把電壓表正確連接在電路中（導線不能交叉）。
（2）他們先將R＝5Ω的電阻接在圖甲中a、b間，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表示數為U0；保持滑片不動，用10Ω的電阻替換a、b間的電阻后，需將滑動變阻器的滑片P向
　　 （選填“左”或“右”）端移動，才能保持a、b間的電壓U0不變；再依次更換a、b間電阻為15Ω、20Ω繼續實驗。他們根據測量數據作出了電流表示數I與a、b間電阻R阻值的關系圖像，如圖乙所示。由乙圖可知：a、b間電壓U0的值為 　 　V；a、b間電壓一定時，通過a、b間導體的電流與導體的電阻成 　 　比。
（3）當他們用25Ω的電阻替換20Ω的電阻后，發現電壓表示數始終不能調為U0，為繼續完成此次探究，同學們一起設計了如下方案，下列方案不正確的一項是　 　。
A.將滑動變阻器更換為“50Ω 1A”的滑動變阻器，其余不變
B.將電壓為6V的電源更換為電壓為5.2V的電源，其余不變
C.只調節滑動變阻器，使U0為2.3V
【答案】（1）如圖所示；（2）右；2；反；（3）C。
【分析】（1）電壓表與定值電阻并聯接入電路，注意接線柱正進負出；
（2）根據控制變量法，研究電流與電阻的關系時，需控制定值電阻兩端的電壓不變，當換上大電阻時，根據分壓原理確定電壓表示數的變化，由串聯電路電壓的規律結合分壓原理確定變阻器滑片移動的方向；根據圖乙求出電流與電阻之積，據此分析；
（3）逐項分析設計的方案。
【解答】解：（1）電壓表與定值電阻并聯接入電路，注意接線柱正進負出，由圖乙可知控制電壓為2V，正接線柱選擇“3“接線柱。
（2）實驗中，用10Ω的電阻替換5Ω，根據分壓原理，電阻兩端的電壓變大，即電壓表示數變大；研究電流與電阻關系時要控制電壓不變，根據串聯電路電壓的規律，要增大變阻器兩端的電壓，由分壓原理，要增大變阻器電阻阻值，故應向右移動滑片才能達到實驗要求；根據圖乙所示的圖象可知，a、b兩端的電壓為：U＝IR＝0.4A×5Ω＝﹣﹣﹣＝0.1A×20Ω＝2V，為一定值，故可得出：當電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比；
（3）A、由圖可知，電源電壓為6V，定值電阻兩端電壓為2V，滑動變阻器兩端電壓為4V，根據串聯分壓原理得R定：R變＝UV：U變＝2V：4V＝1：2，滑動變阻器的阻值是定值電阻的2倍，當他們用25Ω的電阻替換20Ω的電阻后，則解得R變＝50Ω，如果只更換滑動變阻器，則更換的滑動變阻器最大阻值至少為50Ω，因此該方法可行，故A不符合題意；
B、如果重新開始實驗，只更換電源，將電壓為6V的電源更換為電壓為5.2V的電源，定值電阻兩端電壓保持不變為2V，滑動變阻器兩端電壓為3.2V，根據串聯分壓原理得R定：R變＝UV：U變＝2V：3.2V＝1：1.6，滑動變阻器的阻值是定值電阻的1.6倍，當他們用25Ω的電阻替換20Ω的電阻后，則解得R變＝40Ω，因此該方法可行，故B不符合題意；
C、如果重新開始實驗，只改變控制電壓U0，使U0為2.3V，電源電壓為6V，定值電阻兩端電壓為2.3V，滑動變阻器兩端電壓為3.7V，根據串聯分壓原理得R定：R變＝UV：U變＝2.3V：3.7V＝23：37，滑動變阻器的阻值是定值電阻的倍，當他們用25Ω的電阻替換20Ω的電阻后，則解得R變＝25Ω40.2Ω，因此該方法不可行，故C不正確，符合題意。
【點評】本題探究電流與電阻的關系，考查了電路連接、實驗操作，同時考查了研究電流與電阻關系中控制變量法的應用，特別是最后一問難度較大。
模型8 伏安法測電阻
（2023 阜新）請你和小新一起完成“伏安法測電阻”的實驗。選用的器材有：電源、電壓表、電流表、定值電阻、滑動變阻器、開關和若干導線。
（1）在圖甲中，以畫線代替導線將滑動變阻器連入電路中。滑動變阻器的作用是　 　。
（2）連接電路時，小新剛一“試觸”就發現電流表指針迅速擺到最大位置，其原因可能是①　 　②　 　。
（3）實驗過程中，當電壓表的示數如圖乙所示，電流表的示數為0.3A，此時待測電阻的阻值為 　 　Ω。
（4）善于探究的你發現用圖丙所示方法也能測出Rx的阻值（滑動變阻器的最大阻值為RP），測量步驟如下：
①將滑動變阻器滑片P滑到A端，閉合開關S，讀出電壓表的示數U1；
②　 　；
③被測電阻Rx＝　 （用物理量符號表示）。
【答案】（1）如圖所示；保護電路和改變定值電阻兩端的電壓；（2）①電流表的量程選擇過小；②電源電壓偏高（或燈泡和滑動變阻器同時短路）；（3）5；（4）②將滑動變阻器的滑片移到B端，閉合開關S，讀出電壓表的示數U2；③。
【分析】（1）滑動變阻器上下各選一個接線柱串聯在電路中；用“伏安法測電阻”的實驗中，為了減小實驗誤差，應多次測量取平均值，據此分析滑動變阻器的作用；
（2）“試觸”時，電流表迅速擺到最大刻度，從電流表選擇的量程上考慮，或者根據I從電路電壓和電阻考慮；
（3）根據電壓表選用量程確定分度值讀數，利用歐姆定律求出測電阻的阻值；
（4）缺少電流表，但知道滑動變阻器的最大阻值，可用電壓表測出電源電壓，再讓被測電阻與滑動變阻器串聯，滑動變阻器移到最大阻值，電壓表測被測電阻電壓，根據串聯電路電壓規律和分壓原理求出被測電阻的阻值。
【解答】解：（1）滑動變阻器上下各選一個接線柱串聯在電路中，如答案圖所示。用“伏安法測電阻”的實驗中，為了減小實驗誤差，應多次測量取平均值，故滑動變阻器的作用是保護電路和改變定值電阻兩端的電壓；
（2）“試觸”時，指針擺到電流表的最大刻度，可能是電流表量程太小，可能是電源電壓太大，可能是滑動變阻器和燈泡同時短路等；
（3）實驗過程中，當電壓表的示數如圖乙所示，電壓表選用小量程，分度值0.1V，其示數為1.5V，電流表的示數為0.3A，則此時待測電阻的阻值為：R5Ω；
（4）實驗步驟：
①將滑動變阻器滑片P滑到A端，閉合開關S，讀出電壓表的示數U1；
②將滑動變阻器的滑片移到B端，閉合開關S，讀出電壓表的示數U2；
③在步驟①中，電路為只有Rx的簡單電路，電壓表測電源電壓為U1；
在步驟②中，Rx與滑動變阻器最大阻值RP串聯，電壓表測Rx兩端的電壓，根據串聯電路電壓規律，滑動變阻器兩端電壓為U滑＝U1﹣U2，根據分壓原理有：，即，解得：Rx。
名師點撥：本題伏安法測電阻的實驗，考查了電路連接、滑動變阻器的作用、故障分析、電阻的計算及設計實驗方案測電阻的能力。
【變式練1】（2023 婁底）小明同學想測量某一未知定值電阻的阻值，用到的器材有：電源、電流表、電壓表、滑動變阻器、待測電阻Rx、開關各1個，導線若干。
（1）連接電路過程中，為保護電路，開關要 　 　；閉合開關前，應將滑動變阻器的滑片移至 　 　（選填“A”或“B”）端。
（2）閉合開關后，發現電壓表無示數，電流表有示數，原因可能是　 　 。
（3）若在實驗時電流表短接，已知滑動變阻器的最大阻值為R0，也能測出Rx的阻值。具體操作是：將滑動變阻器調到最大阻值，閉合開關，讀出電壓表的示數為U1，再將滑動變阻器調到最小阻值，讀出電壓表的示數為U2，待測電阻Rx＝　　 。（用U1、U2、R0表示）。
【答案】（1）斷開；B；（2）Rx短路（或電壓表短路或電壓表斷路）；（3） R0。
【分析】（1）為了保護電路，連接電路過程中，開關要斷開；閉合開關前，應將滑動變阻器的滑片移至阻值最大處；
（2）閉合開關后，發現電流表有示數，說明電路是通路；電壓表無示數，說明電壓表并聯的電路短路或電壓表短路或電壓表斷路；
（3）根據串聯電路電壓規律和分壓原理求出待測電阻Rx的阻值。
【解答】解：（1）為了保護電路，連接電路過程中，開關要斷開；閉合開關前，應將滑動變阻器的滑片移至阻值最大處，即B端；
（2）閉合開關后，發現電流表有示數，說明電路是通路；電壓表無示數，說明電壓表并聯的電路短路或電壓表短路或電壓表斷路，即原因可能是Rx短路（或電壓表短路或電壓表斷路）；
（3）將滑動變阻器調到最小阻值，此時電路為只有Rx的簡單電路，電壓表測電源電壓，為U2；將滑動變阻器調到最大阻值，此時Rx與滑動變阻器最大電阻串聯，電壓表測Rx兩端電壓，為U1，根據串聯電路電壓規律，滑動變阻器兩端電壓為U滑＝U2﹣U1，根據分壓原理可知，，即，解得：Rx R0。
【點評】本題測量未知定值電阻的阻值實驗，考查了注意事項、電路故障和設計實驗方案測電阻的能力。
【變式練2】（2023 東營）某興趣小組在“測量小燈泡正常發光時的電阻”實驗中，選用器材連接了如圖所示的電路，其中電源電壓恒為3V，小燈泡的額定電壓為2.5V，所用器材均能滿足實驗需要。
（1）請用筆畫線代替導線，完成實物電路的連接，注意導線不能交叉。
（2）該實驗中，滑動變阻器除了保護電路，其主要作用是 　 　。
（3）閉合開關后，移動滑動變阻器的滑片，發現小燈泡不亮，電壓表指針偏轉明顯，電流表無示數，則發生的故障可能是小燈泡 　 　（選填“斷路”或“被短接”）。
（4）排除電路故障后進行實驗，測得小燈泡正常發光時的電流為0.3A。則小燈泡此時的電阻為 　 　Ω。（結果保留一位小數）
（5）實驗中發現，當電壓表示數為0.9V時，小燈泡剛好微微發光，你認為此時小燈泡的電阻比它正常發光時的電阻要 　 　（選填“大”或“小”）。
【答案】（1）如圖所示；（2）改變燈泡兩端電壓；（3）斷路；（4）8.3；（5）小。
【分析】（1）電壓表與小燈泡并聯、電流表與小燈泡串聯；
（2）滑動變阻器在電路中一方面可以保護電路，另一方面可以改變燈泡兩端電壓；
（3）電流表無示數，說明電路為斷路；電壓表有示數，說明電壓表與電源兩端相連；據此分析；
（4）根據歐姆定律的變形公式求出燈泡的電阻；
（5）小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大。
【解答】解：（1）電壓表與小燈泡并聯、電流表與小燈泡串聯。
（2）滑動變阻器在電路中一方面可以保護電路，另一方面可以改變燈泡兩端電壓，使小燈泡兩端的電壓等于小燈泡的額定電壓；
（3）電流表無示數，說明電路斷路；電壓表有示數，說明電壓表與電源兩極相連，則故障為小燈泡斷路；
（4）燈泡的電阻為：RL8.3Ω；
（5）實驗中發現，當電壓表示數為0.9V時，小燈泡剛好微微發光，此時小燈泡燈絲的溫度低于小燈泡正常發光時的溫度，小燈泡的電阻比它正常發光時的電阻要小。
【點評】本題考查了連接電路圖、滑動變阻器的作用、電路故障分析、電阻的計算以及影響電阻大小的因素等問題，是常考問題，一定要掌握。
【變式練3】（2023 河南）在“測量小燈泡的電阻”實驗中，選用的器材有：兩節新干電池，額定電壓為2.5V的待測小燈泡、滑動變阻器、電流表、電壓表、開關和若干導線。
（1）請用筆畫線代替導線，將圖甲中的實物電路連接完整。
（2）正確連續好電路，閉合開關前，滑動變阻器的滑片應置于 　 　（選填“A”或“B”）端。
（3）閉合開關，發現小燈泡不發光，電壓表無示數，電流表有示數，造成這一現象的原因可能是 　 　（選填字母代號）。
A.電流表短路
B.小燈泡短路
C.滑動變阻器斷路
（4）排除故障后，移動滑片P，某次實驗時，電壓表的示數為2.5V，電流表的示數如圖乙所示，則通過小燈泡的電流為 　 　A，小燈泡正常發光時的電阻約為　 　Ω（結果保留一位小數）。
（5）經過多次實驗，測出并記錄多組電壓和電流的值。得到小燈泡的I﹣U圖象如圖丙所示；通過分析圖象，寫出一條你發現的結論：　 　。
【答案】（1）如圖所示；（2）A；（3）B；（4）0.28；8.9；（5）小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大。
【分析】（1）電流表與燈泡串聯，電壓表與燈泡并聯，據此連接電路；
（2）為了保護電路，閉合開關前，應將滑動變阻器的滑片P移到阻值最大處；
（3）電流表有示數，說明電路不是斷路，電壓表無示數，可能是與電壓表并聯的電路短路，據此分析造成這一現象的原因；
（4）根據電流表選用小量程確定分度值讀出示數，根據歐姆定律求小燈泡正常發光時的阻值；
（5）由圖丙可知，燈泡兩端的電壓增大，通過燈泡的電流也增大，但燈泡兩端的電壓增加比通過燈泡的電流增加的更快，根據歐姆定律和P＝UI分析燈絲電阻隨溫度的變化關系得出結論。
【解答】解：（1）電流表與燈泡串聯，電壓表與燈泡并聯。
（2）為了保護電路，閉合開關實驗前，應將滑動變阻器的滑片移到最大阻值處，由圖知，滑片右側電阻絲接入電路，所以滑片應移到阻值最大的A端；
（3）電流表有示數，說明電路不是斷路，電壓表無示數，可能是與電壓表并聯的電路短路，因此故障可能是與電壓表并聯的燈泡短路了，故選B；
（4）此時燈泡兩端的電壓等于燈泡的額定電壓，燈泡正常發光，圖乙中電流表選用小量程，分度值為0.02A，示數為0.28A，此時燈泡的電阻：R8.9Ω；
（5）由圖丙可知，燈泡兩端的電壓增大，通過燈泡的電流也增大，但燈泡兩端的電壓增加比通過燈泡的電流增加的更快，由歐姆定律可知，小燈泡的電阻隨電壓增大而增大，由P＝UI可知，電壓和電流都增大時，電功率增大，溫度升高，因此可得結論：小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大。
【點評】本題測量小燈泡的電阻，考查電路連接、注意事項、故障分析、電流表讀數、歐姆定律的應用和分析圖象歸納結論的能力。
模型9 測量小燈泡的電功率
（2023 自貢）小周利用如圖甲所示電路，測量標有“2.5V”字樣的燈泡L正常發光時的電阻和電功率。請按要求完成下列問題：
（1）請用筆畫線代替導線，將圖甲所示的實物圖連接完整；
（2）連接電路后，閉合開關S，發現燈泡不亮，電壓表有示數且接近電源電壓，電流表示數為零，產生這種現象的原因可能是：　 　；
（3）排除故障后進行實驗，閉合開關S，發現電壓表的示數為0.5V，為使燈泡L兩端電壓達到額定電壓，應向 　 　端（選填“A”或“B”）移動滑動變阻器的滑片P，直到觀察到電壓表示數為2.5V。此時，電流表示數如圖乙所示，電流表示數為 　 　A，則燈泡L正常發光時的電阻為 　 　Ω，電功率為 　 　W。
【答案】（1）如圖所示；（2）小燈泡斷路；（3）A；0.5；5；1.25。
【分析】（1）滑動變阻器按“一上一下”的原則串聯在電路中；
（2）電流表無示數，可以判斷出電路中出現了斷路，然后根據電壓表有示數確定出斷路的位置；
（3）燈在額定電壓下正常發光，將燈泡的實際電壓與燈泡的額定電壓比較，根據串聯電路電壓的規律及分壓原理確定滑片移動的方向；根據電流表選用小量程確定分度值讀出示數，根據歐姆定律求小燈泡正常發光時的阻值，利用P＝UI求得電功率。
【解答】解：（1）滑動變阻器按“一上一下”的原則串聯在電路中。
（2）燈泡不亮，電流表無示數，說明電路可能斷路；電壓表示數接近電源電壓，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯的電路以外的電路是完好的，與電壓表并聯的小燈泡斷路了；
（3）燈在額定電壓下正常發光，燈泡的實際電壓0.5V小于燈泡的額定電壓2.5V，應增大燈泡兩端的電壓，根據串聯電路電壓的規律，應減小滑動變阻器兩端的電壓，由分壓原理可知，應減小滑動變阻器連入電路中的電阻大小，故滑片向A移動，直到電壓表示數為燈泡的額定電壓2.5V；圖乙中電流表選用小量程，分度值為0.02A，示數為0.5A，由歐姆定律可知，燈泡L正常發光時的電阻值：R5Ω。電功率為：P＝UI＝2.5V×0.5A＝1.25W。
名師點撥：本題測量標有“2.5V”字樣的燈泡L正常發光時的電阻，考查電路連接、故障分析、實驗操作、電流表讀數和歐姆定律的應用。
【變式練1】（2023 哈爾濱）小明用如圖甲所示器材做“測量小燈泡電功率”的實驗，電源電壓約為4.5V且恒定不變，小燈泡上標有“3.8V”的字樣，電壓表只有0～3V量程可用。
（1）連接電路時開關需要　 　 。
（2）圖甲的電路還差最后一根導線，請你用筆畫線代替導線，將實物電路連接完整，連好就通電實驗。
（3）接下來小明為準確測出小燈泡的額定功率，實驗步驟如下：
①調節滑動變阻器滑片，使電壓表的示數為3V，然后斷開開關，將電壓表并聯在滑動變阻器兩端。
②保持滑片位置不動，再次閉合開關后，觀察電壓表并繼續移動滑片，直至電壓表示數　 　 ，讀出此時電流表示數如圖乙所示，此時電流為　 　A。
③小燈泡額定功率為 　 　W。
【答案】（1）斷開；（2）如圖所示；（3）②減小0.8V；0.3；③1.14。
【分析】（1）為了保護電路，在接線過程中，開關應處于斷開狀態；（2）滑動變阻器“一上一下”接入電路；（3）②額定電壓下燈泡正常發光，根據電流表的量程和分度值讀出電流表的示數；③根據P＝UI求出燈泡的額定功率。
【解答】解：（1）為保證器材安全，連接電路時開關需要斷開；
（2）連好就通電實驗，則連入時應使滑動變阻器位于最大處，應連接右下接線柱，如答案圖所示。
（3）②小燈泡的額定電壓為3.8V，第①步操作已經使小燈泡的電壓到達3V，滑動變阻器與小燈泡串聯，移動滑動變阻器滑片時，滑動變阻器減小的電壓值等于小燈泡增加的電壓值，故觀察電壓表并繼續移動滑片，直至電壓表示數減小0.8V，此時小燈泡兩端的電壓增加0.8V，達到額定電壓3.8V；電流表選擇的時0～0.6A的量程，故此時的讀數為0.3A；
③小燈泡額定功率：P＝UI＝3.8V×0.3A＝1.14W。
【點評】本題是伏安法測小燈泡額定功率的實驗，考查了連接實物圖、電流表讀數、求額定功率等內容，涉及的知識點較多，但都屬于基礎題；知道伏安法測功率的原理是解題的關鍵。
【變式練2】（2023 聊城）如圖所示，在“測量小燈泡的電功率”實驗中，小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻大約為10Ω，電源電壓為6V。
（1）圖甲電路中還有一根導線沒有連接，請用筆畫線代替導線，將電路連接完整（要求：導線不交叉）。
（2）連接好電路，檢查無誤后，將滑動變阻器接入電路的電阻調節到最大，接著閉合開關試觸，觀察到電壓表的示數超過2.5V，其原因可能是該滑動變阻器的最大阻值 　 　（選填“太小”或“太大”）。
（3）解決問題后，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片P，使電壓表示數為2.5V，小燈泡正常發光，此時電流表示數如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為 　 　W。若要使小燈泡變得更亮一些，滑動變阻器的滑片應向 　 　（選填“左”或“右”）移動。
實驗次數 小燈泡兩端的電壓U/V 通過小燈泡的電流I/A 小燈泡的亮度 小燈泡的電功率P/W
1 2.2 0.28 比正常發光暗 0.62
2 2.5 正常發光
3 2.8 0.32 比正常發光亮 0.90
（4）將上表數據填完整后進行分析，發現小燈泡亮度是變化的，小燈泡的亮度是由其 　 　（選填“實際功率”或“額定功率”）決定的。
（5）觀察表中的數據發現，雖然是同一小燈泡，但通過小燈泡的電流與其兩端的電壓并不成正比，其原因是 　 　。
【答案】（1）如圖所示；（2）太小；（3）0.75；右；（4）實際功率；（5）燈泡電阻隨溫度變化而變化。
【分析】（1）在“測量小燈泡的電功率”實驗中，小燈泡應 串聯在電路中，電壓表與小燈泡并聯；
（2）為使燈泡電壓降低到2.5V，根據串聯電路具有分壓作用分析此時變阻器分擔的電壓過小的原因即可；
（3）根據電流表小量程讀數，由P＝UI求燈的額定功率；要使燈泡更亮，電路中電流應變大，電阻變小，據此分析；
（4）根據表中數據分析燈泡的亮暗與實際功率的關系；
（5）燈泡電阻受溫度影響，燈泡電阻隨燈泡電壓變化而變化。
【解答】解：（1）在“測量小燈泡的電功率”實驗中，小燈泡應 串聯在電路中，電壓表與小燈泡并聯，如答案圖所示。
（2）連接好電路，檢查無誤后，將滑動變阻器接入電路的電阻調節到最大，接著閉合開關試觸，觀察到電壓表的示數超過2.5V，即此時變阻器分擔的電壓過小；根據串聯電路具有分壓作用可知：滑動變阻器最大電阻值太小；
（3）由圖乙，電流表選用0～0.6A量程，分度值為0.02A，示數為0.3A，則小燈泡的額定功率P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；若要使小燈泡變得更亮一些，電路中電流應變大，電阻變小，變阻器的滑片P應向右移動；
（4）根據表格中的數據和P＝UI可知，燈泡兩端的電壓和電流都增大時，實際功率也會增大，燈泡變亮；所以小燈泡的亮度是由實際功率確定的；
（5）因為燈泡電阻隨溫度的變化而變化，所以燈泡中的電流與其兩端的電壓并不成正比。
【點評】本題是測量燈泡額定功率的實驗，考查了電路連接、電流表的讀數及電功率的計算，同時考查了燈泡亮暗與電壓的關系、燈絲電阻與溫度的關系，考查全面，難度適中。
模型10 探究影響電流產生熱量的決定因素
（2023 威海）如圖所示的實驗裝置是用來探究電流通過導體產生的熱量與　　的關系，通過U形管內液面的高度差反映電流通過導體產生熱量的多少，下列實驗采用同種研究方法的是　 　（選填“①”或“②”）。
①探究光的反射定律
②探究阻力對物體運動的影響
【答案】電阻；②。
【分析】（1）在串聯電路中電流處處相等，根據電路連接特點確定探究的問題；（2）電流通過導體產生熱量的多少不能直接觀察，但氣體溫度的變化可以通過液面高度差的變化來反映，這種研究方法叫轉換法。
【解答】解：（1）由圖可知，阻值不同的電熱絲串聯在兩個密閉容器中，通過的電流和通電時間都相同，所以探究的是電流產生熱量與電阻的關系；
（2）電流通過導體產生熱量的多少不能直接觀察，但氣體溫度的變化可以通過U形管液面高度差的變化來反映，采用的是轉換法；探究光的反射定律實驗中，描述光的傳播路徑和方法時引入了光線，描述光的傳播規律和特點，運用了模型法；在探究阻力對物體運動的影響時，阻力的大小可以通過物體運動的距離大小來反映，運用了轉換法。
名師點撥：此題主要考查的是學生對“電流通過導體產生熱量的多少與什么因素有關”實驗的理解和掌握，注意控制變量法和轉換法的運用，難度不大。
【變式練1】（2023 營口）圖中是探究電流通過導體產生的熱量與 　 　（選填“電流”或“電阻”）關系的裝置；裝置中的U形管　 　（選填“是”或“不是”）連通器；電流通過電阻R2與R1產生的熱量之比為　 　。
【答案】電流；不是；1：4
【分析】（1）電流通過導體就會產生熱量，這種現象叫電流的熱效應；在電阻和通電時間一定時，電流產生的熱量與電流的平方成正比。（2）上端開口、底部互相連通的容器叫連通器。（3）根據焦耳定律Q＝I2Rt來分析。
【解答】解：根據題圖可知：兩個電阻的阻值相等，R1在干路中，R2在支路中，干路中的電流是支路中的兩倍。所以圖中是探究電流通過導體產生的熱量與電流關系的裝置；圖中的兩個U形管上端不都是開口的，所以裝置中的U形管不是連通器；根據焦耳定律Q＝I2Rt，電流通過電阻R2與R1產生的熱量

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