資源簡介

【中考主線·名師攻略】中考科學二輪題型解讀與強化訓練
專題09 電學實驗探究
聚焦基礎電路實驗
?？既纭疤骄侩娏髋c電壓、電阻的關系” 實驗，要求學生理解通過控制變量法分別研究電流與電壓、電流與電阻的關系，明確在探究電流與電壓關系時控制電阻不變，探究電流與電阻關系時控制電壓不變?！皽y量小燈泡的電功率” 實驗也較為常見，讓學生掌握通過電壓表和電流表測量小燈泡在不同電壓下的實際功率，理解額定功率和實際功率的區別。
拓展至復雜電路問題
會涉及如 “探究串聯電路或并聯電路的電壓、電流規律” 的拓展實驗，可能會在基本電路基礎上增加滑動變阻器、多個開關等元件，讓學生探究在不同電路狀態下電壓和電流的變化規律。
有時會出現關于 “伏安法測電阻” 的變形實驗，如給定特殊的器材或條件限制，要求學生設計電路測量未知電阻，考查學生對電路原理的理解和知識遷移能力。
?？碱}型：探究電流與電壓、電阻的關系、伏安法測電阻、測量小燈泡的電功率、測電阻（電功率）的安阻法、伏阻法、探究影響電流通過導體時產生熱量的因素。
本冊資料習題均選自：中考真題、最新模擬題、聯考題、名校模擬題等...
1、明確實驗目的和原理
根據題目要求，確定實驗要探究的問題或測量的物理量，然后選擇合適的實驗原理和方法。例如，要測量未知電阻的阻值，可根據歐姆定律I=U/R，通過測量電阻兩端的電壓和通過電阻的電流來計算電阻值。
2、方案設計要點
設計實驗方案時，要選擇合適的實驗器材，合理安排實驗步驟，確保實驗具有科學性、可行性和準確性。注意控制變量法、轉換法等科學方法的應用。例如，在探究影響電阻大小因素的實驗中，要控制導體的材料、長度、橫截面積等因素中的其他變量，只改變其中一個變量，來研究電阻與該變量的關系，這就是控制變量法的應用。
3、改進與優化
思考實驗方案中可能存在的不足，如實驗誤差較大、操作不方便等問題，并提出改進措施。例如，為了減小實驗誤差，可以多次測量取平均值；為了使實驗現象更明顯，可以更換更靈敏的器材或改變實驗方法。
01 規律探究類
電流與電壓、電阻的關系(歐姆定律)，串、并聯電路的規律
例如：電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓存在什么關系
猜想與假設 由電壓可知，電壓時產生的電流的原因，同一個小燈泡，在以一節干電池供電時，小燈泡發光較暗，用兩節干電池供電時，小燈泡發光較亮，所以有兩種猜想：①導體兩端電壓越大，導體中電流越大；②通過導體的電流與導體兩端電壓成正比。
設計實驗 運用控制變量法，控制導體（電阻）的阻值不變，通過調節滑動變阻器改變電阻兩端電壓，觀察并記錄電流表的示數，分析電流隨電壓的變化規律。實驗電路如圖。
實驗器材 電壓表、電流表、滑動變阻器、10Ω的定值電阻、電源、開關、導線若干。
進行實驗 （1）按照電路圖連接實物電路。 （2）閉合開關前檢查電路中各元件的連接是否正確，并將滑動變阻器的滑片移動定值最大處。 （3）電路連接無誤后閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表示數分別為1V、2.0V、3.0V、4.0V、5.0V、6.0V，從電流表上讀出相應的電流值，并記錄在表中。 定值R/Ω10Ω電壓U/V1.02.03.04.05.06.0電流I/A0.10.20.30.40.50.6
（4）在坐標系中，根據各電流值與對應的電壓值描點，并用平滑曲線連接各點，畫出I-U關系圖像，如圖所示。
分析論證 分析實驗數據和I-U圖像可以看出：定值一定時，通過電阻的電流與其兩端電壓有關，電流隨電壓的最大而增大；電壓變為原來的幾倍，電流也變為原來的幾倍，電流與電壓的比值為一定值。
實驗結論 在電壓一定的情況下，通過導體的電流與導體兩端電壓成正比，即電阻R不變時，。
例題展示
[例題1]（2025 西湖區模擬）小寧在探究“電流與電阻關系”，實驗中，按照如圖甲連接好電路，已知電源電壓恒為6V。第一次實驗：依次接入阻值為4Ω、5Ω的電阻，測得兩組數據，在圖乙中描出a、b兩點。更換成10Ω電阻，無論如何調節滑動變阻器，均無法完成實驗。經檢查，發現電壓表在接入電路前未調零。小寧斷開開關，將電壓表調零并進行第二次實驗：測得三組數據，在圖乙中描出A、B、C三點（實驗中，其他儀器均正常）。
（1）分析圖乙中A、B、C三組數據，實驗中控制電阻兩端電壓為 　 　 V。
（2）兩次實驗都通過調節滑動變阻器使電壓表指針指在同樣示數。請分析圖乙，未調零的電壓表在接入電路前，指針所指的刻度值為 　 　 V。
（3）小寧在本實驗中所使用的滑動變阻器可能是如下的 　 　 （填字母）。
A.10Ω 2Α B.15Ω 1Α C.25Ω 3A D.35Ω 1.5A
[例題2]（2025 浙江模擬）某同學利用如圖甲所示電路（電源電壓恒為3V），進行了如下探究。
【實驗目的】（1）探究電流與 　 　 的關系。
【實驗步驟】（2）按圖甲連接好電路，閉合開關，分別將5Ω、10Ω、20Ω的電阻接入電路中，記錄對應的電壓表示數和電流表示數，實驗結果如表1所示。表1空格處中的電流表示數如圖乙所示，此時通過電阻R的電流為 　 　 。
表1
實驗組別 1 2 3
電壓U（V） 1.6 2 2.4
電阻R（Ω） 5 10 20
電流I（A） 0.32 0.22
表2
實驗組次 1 2 3
電壓U（V） 2 2 2
電阻R（Ω） 5 10 20
電流I（A） 0.40 0.20 0.10
【實驗反思】（3）查閱資料：電源本身存在較大的電阻。實驗中電阻兩端電壓改變的原因是 　 　 。
【實驗改進】（4）小科在原電路的基礎上增加了一個電路元件順利完成了實驗，實驗結果如表2所示，請寫出電路元件的名稱及連接方式：　 　 。
[例題3]（2024 鎮海區模擬）小明利用圖甲電路研究“電流與電壓的關系”，其中R為定值電阻，電源電壓恒定不變。
（1）小明在連接完電路后，閉合開關時發現，電流表沒有示數，電壓表示數接近電源電壓則可能的原因是 　 　 。
（2）處理完故障后，閉合開關，發現電流表指針只有微小偏轉，如圖乙所示。為了能更精確測量電流大小，小明接下來應該進行的操作是：　 　 。
（3）調整后移動滑動變阻器，多次測量獲取實驗數據，繪制成圖丙中的曲線a，根據圖像可以得出的結論為 　 　 。
（4）小紅利用相同的電路也進行了實驗，依據實驗數據繪制出的是圖丙中的曲線b，小明認為小紅把電壓表接在了滑動變阻器兩端，進行測量。請從圖丙中找出小明判斷的依據是 　 　 。
[例題4]（2025 杭州一模）為了探究“通過導體的電流與電阻關系”，小明利用6伏的電源、“40歐，1安”的滑動變阻器、阻值分別為5歐、10歐、25歐的R1、R2、R3等器材進行如下實驗。
①按如圖甲連接電路。
②閉合開關S1，將S2與a接通，調節滑動變阻器滑片P至電壓表的示數達到設定值，記錄電流表的示數為I1。
③分別將S2與b、c接通，調節滑動變阻器滑片P，使電壓表的示數與步驟②的設定值相同，分別記錄電流表的示數為I2、I3。
（1）連接電路時，開關應處于 　 　 狀態。
（2）步驟②）中R1兩端電壓達到設定值時，電壓表示數如圖乙，則該電壓值為 　 　 。
（3）步驟③中調節滑動變阻器滑片時，其移動方向為 　 　 。
（4）為了使結論更具普遍性，需要在不同電壓設定值下進行重復實驗。若設定電壓值為2伏，利用上述儀器能否完成實驗并說明理由 　 　 。
[例題5]（2025 洞頭區模擬）某興趣小組在測量額定電壓為2.5V的小燈泡燈絲電阻時發現，小燈泡兩端的電壓越大，測得電阻的阻值也越大。針對上述現象，同學們提出猜想：
猜想①：燈絲兩端的電壓增大導致電阻增大。
猜想②：燈絲的溫度升高導致電阻增大。
為研究猜想①，同學們進行了如下研究。
【實驗器材】干電池2節，額定電壓為2.5V的小燈泡1只，電流表1個，電壓表1個，滑動變阻器1個，開關1個，裝滿水的塑料瓶，導線若干。
次數 1 2 3 4 5
電壓/V
電流/A
電阻/Ω
【實驗方案】
①按圖1連接好電路，將燈絲插入瓶口浸入水中。
②閉合開關S，讀出電壓表和電流表示數，記錄在表格中。
③多次改變滑動變阻器的阻值，重復步驟②。
（1）某次閉合開關后，電流表指針位置如圖2所示，其示數為 　 　 安。
（2）實驗中將燈絲浸入水中的目的是 　 　 。
（3）若觀察到 　 　 現象，則假設①被否定。
（4）實驗結果表明燈絲電阻變化與施加電壓無直接因果關系后，某同學直接得出”燈絲電阻增大是由溫度增大引起”的結論。請評價他結論得出過程是否合理，并說明理由　 。
舉一反三
1．（2025 浙江一模）圖甲是研究“電流與電阻的關系”的實驗裝置。一節干電池的電壓是1.5V，滑動變阻器的規格是“50歐，1安”，請據此分析：
（1）請你用筆畫線代替導線，將甲圖電路連接完整。（要求滑片P向右滑動時，接入電路的電阻增大）
（2）閉合開關，無論怎樣移動滑片P，發現電壓表有示數，電流表始終無示數，其原因可能是 　 　。
（3）排除故障后，小組同學用5歐的定值電阻進行實驗，測得的電流如圖乙所示，其示數為 　安，并記錄在a處。然后，更換定值電阻R為10歐、15歐，調節滑動變阻器，使R兩端的電壓始終保持不變，并記錄每次電阻值和電流值，填寫在表中。
實驗次數 電阻R（歐） 電流I（安） b
1 5 a
2 10 0.18
3 15 0.12
（4）分析實驗數據，可以得出電流與電阻的關系。為了描述這種關系，b處應填入的內容是 　 　 。
2．（2025 浙江一模）小科進行了如下電學實驗。
（1）正確連接電路后，閉合開關S，小燈泡不亮，電壓表和電流表均有示數，可能是小燈泡　 　 。
A.短路 B.開路 C.實際功率太小
（2）調節滑動變阻器的滑片，當電壓表示數為2V，電流表示數如圖乙所示，此時小燈泡的電功率為　 　 W。
（3）將以上實驗的小燈泡更換成不同阻值的定值電阻，閉合開關并移動滑片，使定值電阻兩端電壓始終保持不變，記錄每次的電流值和電阻值。據此推測，該實驗是在研究　 的關系。
（4）如表是小科測得的數據，據表中數據判斷，小科連接的實驗電路是如圖中　 　 。
實驗次數 電壓U（V） 電流I（A）
1 2.5 0.08
2 2.0 0.10
3 1.5 0.14
4 1.0 0.18
3．（2025 浙江模擬）小科設計了如圖1所示的電路探究電流與電壓的關系，電源電壓為4V，通過實驗測得數據如表：
實驗次數 電壓U（V） 電流I（A） （）
1 1.4 0.14
2 2.2 0.22
3 3.6 0.36
（1）分析表格數據，可得出的結論是通過電阻的電流與其兩端的電壓成正比關系，請你寫出得出該結論的理由：　 　 。為了使實驗結論更準確，應該 　 　。
（2）在上個實驗的某礎上，小科想研究小燈泡的電流與電壓的關系，選擇額定電壓為2.5V的小燈泡進行實驗。在實驗過程中，小科將滑動變阻器的滑片從A端開始移動，直到燈泡正常發光，在此過程中測得小燈泡的電流和電壓的幾組數據，并繪制了小燈泡的電流與電壓關系圖像，如圖2所示。
①小燈泡的電流與電壓關系是如圖2所示的曲線，是因為 　 　 。
②該實驗中小科選擇的滑動變阻器可能是　 。
A．滑動變阻器R1（20Ω，3A）B．滑動變阻器R1（50Ω，2A）C．滑動變阻器R1（2000Ω，0.25A）
4．（2024 寧波模擬）為了探究通過導體的電流與導體兩端的電壓的關系，小科設計了圖甲所示的電路。電源電恒為6V，R1是定值電阻，R2是滑動變阻器。
（1）如圖乙是小科同學連接的電路，請你在只改變一根導線連接的情況下，使電路能正確完成測量任務（用“×”標出改動之處，畫出改接導線）。
（2）正確連接后，小科繼續實驗，將有關實驗數據標記在圖丙上。分析圖丙可知：
①由圖像可以得出結論：　 　 。
②他所選擇的滑動變阻器的規格可能是 　 　 （填字母）。
A．10Ω 2Α B．25Ω 2Α C．50Ω0.5A
（3）保持現有元件不變，若要完成“探究電流與導體電阻的關系”的實驗，需要增加的實驗器材是 　 　 。
02 研究物理量影響因素類
導體電阻大小的影響因素、電熱的影響因素（焦耳定律）。
例題展示
[例題1]（2025 金華一模）小金和同學一起探究“電阻大小與長度的關系”，實驗電路如圖所示。實驗時多次改變某一合金絲接入電路的長度L、調節滑動變阻器的阻值，分別記錄電流表（0﹣0.6安；0﹣3安）、電壓表的示數，計算得到相應電阻的值，如表所示。已知電源電壓保持3伏不變。
L厘米 30 40 50 60
R/歐 2.1 2.7 3.3 4.0
（1）在某次測量時，電壓表的指針位置如圖所示，則讀數U＝ 　 　 伏。
（2）為方便實驗操作，在實驗中更適合使用的是 　 　 （選填“0﹣20歐”或“0﹣200歐”）的滑動變阻器。
（3）根據實驗可得出的結論是 　 　 。
（4）僅根據上述實驗得出的結論，通過增大電阻絲長度來增大電阻的方法是否適用于其他各種合金絲，請說明理由 　 　 。
[例題2]（2025 鹿城區校級一模）小溫通過查閱資料發現，歐姆在探究歐姆定律時曾做過一個實驗：如圖所示，電流扭秤內有小磁針，其作用與電流表相同，將金屬棒的一端浸入沸水中，另一端浸入碎冰中，從而形成溫差電池，以提供電源電壓。當用待測導線連接兩個水銀杯，就能形成閉合回路，產生電流，并利用電流扭秤來測量電流強度。歐姆利用8根直徑相等但長度不同的銅導線進行實驗，探究當待測導線兩端電壓相同時，電流和待測導線之間的關系。
（1）實驗將待測導線放入兩個水銀杯中，說明水銀具有 　 　 的性質。
（2）實驗通過電流扭秤中 　 　 來比較電流強度大小。
（3）實驗需保持相同的電源電壓，在此實驗中，如何控制電源電壓相同：　 　 。
（4）歐姆通過實驗推導出（X表示電流強度，k為常數，S為導線的橫截面積，a為導線兩端的電壓差，L為導線長度），在此基礎上又引入了電阻的概念，由此可知電阻R＝ 　 　 。（用題中字母表示）
[例題3]（2024 溫州模擬）探究電流熱效應的影響因素。
（1）用如圖1所示的裝置探究電流通過導體產生的熱量與 　 　 的關系。相同燒瓶內裝滿了煤油。為達到實驗目的，選用的兩電阻絲R1與R2的阻值應　 　（選填“相同”或“不同”）。
（2）通電一段時間后，甲、乙兩燒瓶中玻璃管內液面均有上升且高度始終保持一致，則故障原因可能是 　 　 。 A.R0發生斷路 B.R0發生短路
（3）小龍用如圖2所示的裝置，進一步探究“電流通過導體產生的熱量與電流的關系”。經多次實驗測量，收集實驗數據，繪制了燒瓶中玻璃管內液面上升的高度h與電流I的關系圖象。根據焦耳定律可知，如圖3中能正確反映h﹣I關系的是 　 　 。
[例題4]（2024 寧波模擬）小東在探究電流產生的熱量與哪些因素有關的實驗中，設計了如圖甲所示的實驗電路圖。兩個完全相同的燒瓶中裝滿煤油，兩個完全相同的玻璃管內煤油液面的高度相同，瓶內的電阻絲的阻值分別為5Ω和10Ω。閉合開關，發現玻璃管中液面持續上升，每隔一分鐘記錄下上升的高度。
（1）小東將記錄的數據繪制成如圖乙所示的圖像，根據圖像，請寫出本實驗的結論：　 。
（2）小東覺得上述實驗中裝置太多，比較復雜，設計了如下實驗：連接電路（如圖丙），并用相同大小的石蠟將火柴粘在電阻絲R上（如圖丁），閉合開關，記錄火柴掉落所用的時間。調節滑動變阻器的滑片，重復實驗，所得的結果如表：
序號 滑動變阻器的滑片位置 火柴掉落所用的時間/s
1 最右端 99
2 中點 30
3 最左端 15
①完成第1次實驗后，小東將滑片移到滑動變阻器的中點位置，要等待一段時間再閉合開關，他主要考慮 　 　 會影響實驗的準確度。
②小東得出“電流越大，相同時間內電阻產生的熱量越多”的結論，他的分析過程是 　 　 。
舉一反三
1．（2024秋 紹興期末）某興趣小組的同學開展“探究鹽水電阻大小與哪些因素有關”的實驗，他們提出了以下猜想：
A.可能與鹽水的濃度有關。
B.可能與鹽水的液柱橫截面積有關。
C.可能與鹽水的液柱長度有關。
他們利用玻璃管（管中帶有接線柱的金屬活塞可以左右移動）、電源、開關、小燈泡、導線等器材，組裝成如圖所示的電路進行實驗。
（1）興趣小組同學通過注水口向玻璃管內注滿鹽水，閉合開關后燈泡發光；根據小燈泡的亮度可以判斷鹽水的電阻大小，下面實例中也是運用這種研究方法的是 　 　 。
A.學習電流時，將電流比作水流
B.用壓強計研究液體壓強
C.利用小車運動距離研究牛頓第一定律
（2）探究猜想A時，為了增加鹽水的濃度，可向玻璃管中添加 　 　 （選填“鹽”或“清水”）并攪拌均勻。
（3）在探究猜想B時用注射器緩慢地從玻璃管中抽取部分鹽水后觀察小燈泡亮暗，接著探究猜想C時，興趣小組調節活塞使之 　 　 （選填“向中間”或“向外側”）移動到合適位置時，觀察小燈泡的亮度變化，請問何為合適位置？　 　 。
2．（2024秋 嘉興期末）興趣小組的同學在研究“電流通過導體產生熱量的多少與哪些因素有關”時，制作了如圖甲所示的實驗裝置：雙層有機玻璃盒（中間填充泡沫），內有電阻絲、水和溫度傳感器。
（1）圖甲中的容器采用雙層有機玻璃盒，且填充泡沫，這樣做的目的是減少實驗過程中的
　 　 散失。
（2）請用筆畫線代替導線，幫興趣小組同學將圖乙中的電路連接完整。
（3）在兩個雙層有機玻璃盒內裝入等質量的水，密封后閉合開關，記錄容器中的水溫變化和通電時間，對記錄的數據處理后繪制成圖像丙，其中R1＞R2。根據圖像，興趣小組能得出的實驗結論是 　 　 。
3．（2023 溫州模擬）小明同學根據圖甲的電路連接器材來探究“導體電阻與長度的定量關系”，電路中m為長50cm粗細均勻的合金絲。實驗中，小明多次移動夾片P來改變合金絲接入電路的長度L，然后通過調節滑動變阻器，使每次電流表示數均為0.5A后，記錄電壓表示數U（期間末更換量程），從而通過描點連線作出U﹣L圖像如圖乙中圖線a所示。
（1）在某次測量中，電壓表的指針如圖丙所示，則讀數為U＝　 　 V。
（2）通過圖乙中圖線a能否得出結論“導體電阻與長度成正比”，寫出你的判斷并說明理由 　 　 。
（3）現有另一根合金絲n，與m材料相同，長度相同，橫截面積未知。將兩根合金絲緊貼在一起如圖丁所示，采用同樣的步驟得到新的U﹣L圖像如圖乙中的圖線b（電流仍是0.5A）。已知導體電阻與橫截面積成反比，則由圖分析可得合金絲n的橫截面積 　 　 （選填“大于”、“等于”或“小于”）合金絲m的橫截面積。
4．（2024秋 余姚市期末）某校學習小組在老師的指導下探究電流通過導體時產生熱量大小跟什么因素有關。實驗器材如圖所示，兩個透明容器中密封著等量空氣，U形管中液面最初相平，兩個密閉容器中都有一段電阻絲。
（1）實驗中通過觀察U形管的液面高度變化來反映電流通過導體時產生熱量的大小，這種方法在科學上稱為 　 　 。
（2）圖甲電路通電一段時間后，若發現右側U形管液面高度幾乎不變，已知電路正常，則出現該現象的原因可能是 　 　 。
（3）將裝置調整后重新開始實驗，一段時間后實驗現象如圖甲所示，則實驗結論是 　 　 。
（4）將3個電阻按照如圖乙所示方式連接，替換圖甲中的裝置連接到電路中，重新進行實驗。在通電時間相同的情況下，觀察U形管中液面的高度變化，該實驗探究的是電流通過導體時產生熱量的大小跟 　 　 因素的關系。
03 測量物理量類
一、伏安法測電阻阻值、伏安法測小燈泡電功率
例如：伏安法測電阻
（1）實驗原理：R=U/I。對于一個未知電阻，用電壓表測其兩端電壓U，用電流表測出通過未知電阻的電流I，應用歐姆定律，就可以求出其電阻值。這種測量方法稱為“伏安法”。
（2）實驗器材：電源、開關、電流表、電壓表、滑動變阻器、待測電阻和導線。
（3）設計實驗：實驗電路圖和實物圖如圖甲、乙所示，其中滑動變阻器用來改變待測電阻兩端電壓和通過待測電阻的電流，多次測量電壓和電流，求出每次的電阻值，最后求平均值。
甲 乙
（4）實驗步驟：
①按圖甲所示電路圖連接圖乙中的實物電路；
②檢查所連接的電路，確定無誤后，將滑動變阻器的滑片調至阻值最大處，以保護電路；
③利用試觸法電流表和電壓表的量程；
④閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，改變待測電阻兩端的電壓，并記下相應的電流值和電壓值，填入實驗表格中；
⑤斷開開關，整理器材。
滑動變阻器在實驗中的作用：
（1）保護電路；
（2）改變待測電阻兩端電壓，實現多次測量。
二、伏阻法
三、安阻法
例題展示
[例題1]（2025 浙江模擬）為測量小燈泡的電阻，小科設計了如圖甲所示的實驗電路。其中，電源電壓為6V恒定不變，小燈泡的額定電壓為2.5V，滑動變阻器①的規格為“20Ω 1A”，滑動變阻器②的規格為“10Ω 1A”，導線電阻忽略不計。
（1）圖甲中有一根導線連接錯誤，請在錯誤連線上畫“×”。
（2）問題解決后，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片P，當電壓的表示數為2.5V時小燈泡正常發光，此時電流表示數如圖乙所示，此時，小燈泡的阻值為 　 　 Ω（精確到小數點后一位）；選用的滑動變阻器為 　 　 （選填“①”或“②”）。
（3）根據收集到的實驗數據，小科發現當小燈泡兩端電壓不相同時，利用電壓表和電流表的示數計算得到的電阻值也不同，試分析原因：　 　 。
[例題2]（2024秋 濱江區期末）同學們通常用“伏安法”測量并計算某導體的電阻?？茖W興趣小組設計并制作了一個可以直接測量電阻阻值的儀器。他們設計了如圖甲所示的電路，a、b為接線柱用于接待測電阻。當a、b接入電阻阻值不同時，電流表示數也隨之改變，在電流表相應位置標上對應電阻值。已知電源電壓恒為9V，電流表量程為0.6A。
（1）根據電路圖甲用筆畫線代替導線在圖乙中完成實物圖的連接，使滑片P向右移時阻值變小。
（2）標零。用導線將a、b直接連起來，移動滑動變阻器R的滑片P，使電流表指針正好偏轉到滿刻度0.6A處，在此刻度處標為“0Ω”，如圖丙所示，此時變阻器接入電路中的阻值R＝　 　 。
（3）標刻度。調零后保持滑動變阻器阻值不變，將一個阻值為30Ω的定值電阻接入a、b接線柱后，計算此時電流表示數應為 　 　 A，在電流表該刻度處標上“30Ω”。據此原理，可把電流表改為測量電阻的儀器。
（4）測量。使用制作的測電阻儀器測未知導體的電阻。
[例題3]（2025 北侖區校級一模）小金同學在測定“小燈泡電功率”的實驗中，電源為三節干電池，小燈泡額定電壓為2.5V。
（1）請你用筆畫線代替導線，將圖甲中的實物電路連接完整。
（2）小金連接電路后，閉合開關，移動滑動變阻器滑片P到某一位置時，電壓表的示數如圖乙，若要測量小燈泡的額定功率，接下來的操作是 　 　 ；小金同學測量了六組且記下對應的電壓表（0.5V、1.0V、……、3.0V）和電流表的示數，并繪制成圖丙所示的I—U圖像，可計算出小燈泡的額定功率是 　 　 W。
（3）根據圖丙分析，為完成上述整個實驗，最合理的滑動變阻器應選 　 　 。
A.“0.5A 10Ω” B.“1A 20Ω” C.“1A 60Ω” D.“0.2A 200Ω”
[例題4]（2025 錢塘區一模）小塘測量小燈泡的功率，利用實驗器材和實驗過程如下：
實驗器材 相應參數 實驗器材 相應參數
小燈泡 額定電壓2.5V，電阻約10Ω 滑動變阻器 ？
電流表 量程為0～0.6A和0～3A， 電源 電壓5V保持不變
電壓表 量程為0～3V和0～15V 導線 若干
開關 單刀單擲
（1）移動滑動變阻器滑片P，發現小燈泡始終不亮，電流表有示數，電壓表的示數為0，則出現故障的原因可能是 　 　 。
（2）排除故障完善電路后，閉合開關，改變滑動變阻器的阻值，根據所測量數據做出了小燈泡中電流隨其兩端電壓變化的關系圖像，如圖乙，小燈泡的額定功率為 　 　 W。
（3）實驗中所使用的滑動變阻器的規格可能為 　 　 。
A.5Ω 2A B.30Ω 1A C.40Ω 0.2A
（4）若圖乙中的陰影部分表示電壓表為2.0V時，小燈泡消耗的實際功率大小，請幫助小組同學在圖中表示出此時滑動變阻器實際消耗功率的區域（該區域用斜線涂黑）。
舉一反三
1．（2025 浙江模擬）小科同學在測定“小燈泡電功率”的實驗中，電源為三節干電池，小燈泡額定電壓為2.5V。
（1）請用線代替導線，將圖甲中的實物電路正確連接完整。
（2）小科連接電路后，閉合開關，移動滑動變阻器滑片P，測量了六組且記下對應的電壓表（0.5V、1.0V、……、3.0V）和電流表的示數，并繪制成圖乙所示的I﹣U圖像，可計算出小燈泡的額定功率是 　 　 W。
（3）根據圖乙分析，為完成上述整個實驗，最合理的滑動變阻器應選 　 　 。
A.“0.5A 10Ω” B.“1A 20Ω” C.“1A 60Ω” D.“0.2A 200Ω”
2．（2025 寧波模擬）用圖1所示電路測量“小燈泡的額定功率”。待測小燈泡的額定電壓為2.5V，額定功率小于1W，電源為兩節干電池，滑動變阻器R的規格為“20Ω 1A”。
（1）請你用筆畫線代替導線，在圖1中把電路連接完整，要求滑片向右移動，燈泡變亮。
（2）正確連接完電路，閉合開關，向右逐漸移動滑片，小燈泡逐漸變亮，突然小燈泡熄滅，電流表示數幾乎為零，電壓表示數接近3V，原因是小燈泡 　 　 （填“短路”或“斷路”）。
（3）排除故障后，閉合開關，緩慢移動滑動變阻器的滑片，同時觀察 　 　 表示數的變化，當小燈泡正常發光時，電流表示數如圖2所示，記錄數據并算出小燈泡的額定功率。
（4）小燈泡用久了，鎢絲會變細，在2.5V電壓下，小燈泡的實際功率 　 　 （填“大于”“小于”或“等于”）額定功率。
3．（2024秋 紹興期末）用如圖甲所示的電路測量定值電阻R1的阻值。
（1）如圖所示是小明連接的實驗電路。該電路中存在一處導線連接錯誤，請在接錯的導線上畫“×”，并用筆畫線代替導線畫出正確的電路連接圖。
（2）正確連接電路后，閉合開關，發現電流表和電壓表示數都為0。用一根導線在圖甲中先后并聯在電壓表和電流表兩端時，電壓表和電流表示數仍為0，連接接線柱C與D時；電壓表和電流表指針明顯偏轉，則電路的故障是 　 　 。
（3）排除故障后繼續實驗，當電壓表示數為2V時，電流表示數如圖乙所示，則定值電阻Rx＝
　 　Ω。
（4）如果沒有電壓表，電源電壓未知，可以用最大阻值為R0的滑動變阻器和如圖丙所示電路，來測量電阻Rx的阻值。閉合開關后，滑動變阻器滑片在最左端時，電流表示數為I1，滑動變阻器滑片在最右端時，電流表示數為I2，則電阻Rx＝ 　 Ω。（用題中所給量的符號表示）
04 電路設計（電路圖設計，實驗方案設計）、誤差分析類
Ⅰ、實驗設計方法
（1）分析清楚三個物理量，利用控制變量法，控制一個量不變的前提下，研究因變量隨自變量的變化。
（2）明確在實驗中采取什么措施來使自變量在實驗中不斷變化，明確如何知道它大小的方法。
（3）在自變量不斷變化時，知道在實驗中采取什么措施來保證控制不變的量在實驗中一直保持不變。
（4）用工具測量或通過公式計算知道因變量在實驗中的大小變化。
Ⅱ、實驗步驟書寫時的注意事項
（1）實驗前，要調節好電表；
（2）每一個主要步驟前的準備工作要強調到位；
（3）明確實驗步驟書寫的基本格式，按步驟進行實驗并記錄數據；
（4）實驗中要把每次實驗中的自變量和因變量都記錄在表格中；
（5）若不能直接測量因變量，則要寫出計算因變量大小的過程；
（6）規律性實驗，實驗次數至少要6次。
Ⅲ、實驗表格的設計
（1）實驗表格由兩部分組成:表頭+空格；
（2）表頭部分由兩部分組成:物理量的字母/單位；
（3）表頭中的物理量應由實驗中的直接測量量和間接測量量組成；
（4）空格的個數與實驗次數相符。
例題展示
[例題1]（2024 寧波模擬）學習了歐姆定律的相關知識后，為了測量未知電阻Rx的阻值，小寧設計了如圖甲所示的方案，其中定值電阻的阻值為R0，電源電壓未知且保持不變；小科用伏安法的方法設計了實物圖如圖乙所示的方案。
（1）小寧的設計方案不能測得電阻Rx的阻值，這是因為 　 　 。
（2）根據小科設計的實物圖，完善圖丙虛線框內的電路圖。
（3）經規范接線操作，當小科閉合開關S，調節滑動變阻器的滑片P至適當位置后，電壓表、電流表的示數如圖丁所示，則電阻Rx的阻值為 　 　 Ω。
[例題2]（2024 舟山模擬）小華在做“測量小燈泡電功率”的實驗中，實驗室有如下器材：電源（電壓恒為6V）、小燈泡L（額定電壓為2.5V，燈絲電阻約為10Ω）、電流表、電壓表、開關、規格分別為“10Ω 1A”的滑動變阻器R1和“50Ω 0.5A”的滑動變阻器R2各一個，導線若干。
（1）請用畫筆線代替導線，幫小華同學將圖甲中的電路連接完整。
（2）為了順利完成實驗，小華應選用規格為 　 　 （選填“R1”或“R2”）的滑動變阻器。
（3）排除故障后，移動滑動變阻器滑片P的位置，獲得多組對應的電壓值和電流值，繪制小燈泡U﹣I圖像如圖乙所示，小燈泡的額定功率為 　 　 W。
（4）小華打算增加一個阻值為15Ω的定值電阻R0，只利用一只電表，通過操作圖中單刀雙擲開關（單刀雙擲分別接“a”、“b”各一次）測量小燈泡的額定電功率，圖丙、圖丁是他設計的兩種不同方案的電路圖，則以下判斷正確的是 　 　 。
A.兩種方案都能 B.兩種方案都不能
C.丙方案能，丁方案不能 D.丙方案不能，丁方案能
[例題3]（2023 義烏市模擬）在“伏安法測電阻”的實驗中，提供了以下器材：幾節干電池、最大阻值為50Ω的滑動變阻器1個、被測電阻Rx、電壓表和電流表各1只、開關、導線若干。小科、小江同學分別設計了兩種實驗方案，如圖所示。
（1）測出Rx阻值的兩種方案中，能夠實現“多次測量取平均值，提高測量精確度”的方案是 　 　 。
A.只有甲 B.只有乙 C.甲、乙均可
（2）根據可行方案進行實驗，有一小組同學將測量的三組數據分別記錄在下面表格中：
實驗次數 電壓V 電流/A 電阻
1 1.5 0.31
2 3.0 0.20
3 4.5 0.10
小科認為這組同學在記錄實驗數據時，存在錯位現象。小科的判斷依據是 　 　 。測出Rx的阻值為 　 　 。
（3）實驗后，小科發現電壓表壞了。小江提出，利用現有器材，照樣能完成對Rx的測量。他設計出電路圖如圖丙所示，請完成如下實驗步驟：
①對照電路圖，連接好電路；
②調節滑動變阻器的滑片，使接入電路的阻值為0時，讀出電流表的示數I1；
③調節滑動變阻器的滑片，使接入電路的阻值為最大值時，讀出電流表的示數I2；
④根據已知條件和測量結果，求出定值電阻Rx的表達式Rx＝　 　 。
[例題4]（2024秋 婺城區期末）小金和小華兩位同學各自進行“測定小燈泡電功率”的實驗。實驗中小金采用的小燈泡標有“3.8V”字樣、小華采用的小燈泡標有“2.5V”字樣，其他所用器材規格均相同，電源電壓為6伏且保持不變，他們各自均按照如圖甲電路進行連接。
實驗次數 電壓表是輸/V 電流表示數/A 燈泡亮度
1 1.0 0.1 較暗
2 3.8 正常發光
3 4.0 0.36 較亮
（1）小金同學正確連接電路，閉合開關后，發現小燈泡不亮，電壓表無示數，電流表有示數，接下來他移動滑動變阻器的滑片，觀察到小燈泡始終不亮，電流表示數會變化、但電壓表示數始終為零。若電路中只有一處故障且只發生在小燈泡L或滑動變阻器R上，則故障原因是 　 　 。
（2）排除故障后小金繼續進行實驗，其部分實驗數據和現象記錄如上表。由于粗心，沒有記錄燈泡正常發光時電流表的示數，于是他根據第一次實驗數據計算出燈泡電阻R＝10Ω，再根據P，計算出小燈泡的功率為1.444W。請你幫他判斷，小燈泡的真實額定功率應 　 　 （填“大于”“等于”或“小于”）1.444W。
（3）小華也按上圖甲正確連接電路，閉合開關，移動滑動變阻器滑片P，發現小燈泡發光較暗時，電壓表指針偏轉角度較小，且指針未對準刻度線，會產生較大誤差。于是他斷開開關，將電路略做改動：　 　 （填寫改動方法），然后閉合開關繼續實驗，當移動滑動變阻器滑片P，小燈泡正常發光時，電流表示數如上圖乙所示，則此時滑動變阻器消耗的電功率為 　 W。
舉一反三
1．（2024 濱江區一模）為了測量小燈泡的電功率，小濱進行了如下實驗。他選用的電源電壓為3V，小燈泡上標有“2.5V”的字樣。
（1）如圖甲所示，在閉合開關前，滑片應該位于最 　 　 （選填“左”或“右”）端。
（2）閉合開關，調節滑片到某一位置時，電壓表示數如圖乙所示，要測量小燈泡的額定功率，應將滑片向 　 　 （選填“左”或“右”）移動。
（3）改變滑片的位置，測出多組電流和電壓的數據，畫出了如圖丙所示的圖象。由圖象可知，小燈泡的額定功率為 　 　 W。
（4）小濱分析圖象發現，隨著電壓的升高，小燈泡的電阻在變化，小濱和同學們提出了下面的猜想：①電阻變化是測量誤差引起的；②電阻變化是溫度變化引起的。你認為哪個是猜想錯誤，并說明理由 　 　 。
2．（2024 杭州模擬）某同學在探究“小燈泡發光時的亮度與電功率關系”的實驗中，所用電源電壓是4V，小燈泡的額定電壓是2.5V，小燈泡兩端允許加的最大電壓為額定電壓的1.2倍。
（1）請將圖甲的實驗電路連接完整。
（2）實驗中，觀察到小燈泡開始發光時，電壓表的示數是0.5V。關于電壓測量點的選擇有如下三種方案，最佳方案應選用 　 　 （選填字母）。
A.1.0V、2.5V、4.0V B.0.5V、1.0V、1.5V C.2.0V、2.5V、3.0V
（3）完成電路連接后，閉合開關，電流表和電壓表均有示數，但燈泡不亮，接下去首先應進行的最合理操作是 　 　 。該同學移動滑片P，記下多組對應的電壓表和電流表的示數，并繪制成圖乙所示的圖像。他想利用有關數據求出小燈泡的電阻，于是分別選取不同電壓時的電流，算出了小燈泡不同的電阻并取平均值作為小燈泡的電阻。你認為該同學求小燈泡電阻的做法是否正確？并說明理由 　 　 。
3．（2023秋 長興縣期末）在做“測量小燈泡電功率”的實驗時，小科清點器材時發現：干電池三節，額定電壓為3.8V的小燈泡1只，電流表，電壓表，開關，滑動變阻器1只以及導線若干（所有器材均完好）。
（1）請你用筆畫線代替導線，要求滑片P向右移動時，電流表示數變大，將圖甲中的實物電路連接完整。
（2）閉合開關，小科發現無論如何移動變阻器的滑片P，觀察到電流表和電壓表的示數均保持如圖乙所示，造成這種現象的原因可能是 　 　 。（寫出一條即可）
（3）排除故障后，閉合開關，調節滑動變阻器，觀察小燈泡的亮度變化，讀出兩只電表的讀數，分別記錄在表中。由表中數據可知小燈泡的額定功率為 　 　 W。
序號 電壓（伏） 電流（安） 功率（瓦） 發光
1 0.24 暗
2 3.8 0.35 正常
3 4.2 0.38 亮
（4）小敏認為，電壓表選用0 15V量程進行實驗，因該量程下每一小格為0.5V，讀數不夠精確，導致計算得到的額定功率誤差較大．若電壓表換用0 3V的量程，將其并聯到滑動變阻器兩端，調節滑片使電壓表示數為0.7V，即可減小誤差．老師組織同學們討論并設計實驗驗證了這個方法不準確，你認為他們設計的實驗可能是：　 　 。
/ 讓教學更有效 精品試卷 | 科學
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
21世紀教育網(www.21cnjy.com)/ 讓教學更有效 精品試卷 | 科學
【中考主線·名師攻略】中考科學二輪題型解讀與強化訓練
專題09 電學實驗探究
聚焦基礎電路實驗
常考如“探究電流與電壓、電阻的關系” 實驗，要求學生理解通過控制變量法分別研究電流與電壓、電流與電阻的關系，明確在探究電流與電壓關系時控制電阻不變，探究電流與電阻關系時控制電壓不變?！皽y量小燈泡的電功率” 實驗也較為常見，讓學生掌握通過電壓表和電流表測量小燈泡在不同電壓下的實際功率，理解額定功率和實際功率的區別。
拓展至復雜電路問題
會涉及如 “探究串聯電路或并聯電路的電壓、電流規律” 的拓展實驗，可能會在基本電路基礎上增加滑動變阻器、多個開關等元件，讓學生探究在不同電路狀態下電壓和電流的變化規律。
有時會出現關于 “伏安法測電阻” 的變形實驗，如給定特殊的器材或條件限制，要求學生設計電路測量未知電阻，考查學生對電路原理的理解和知識遷移能力。
常考題型：探究電流與電壓、電阻的關系、伏安法測電阻、測量小燈泡的電功率、測電阻（電功率）的安阻法、伏阻法、探究影響電流通過導體時產生熱量的因素。
本冊資料習題均選自：中考真題、最新模擬題、聯考題、名校模擬題等...
1．（2024 鹿城區校級二模）在探究“電功率與電壓、電流關系”的實驗中，有不同規格的小燈泡若干。
（1）圖乙中電壓表的示數為 　 　 V。
（2）小實按圖甲連接電路后，閉合開關，發現兩燈都不亮，燈泡L1兩端電壓較大，燈泡L2兩端電壓為零。則電路的故障可能是 　 　 。
（3）排除故障后，小實利用圖甲所示的電路探究“電功率跟電壓的關系”，得出了小燈泡的電功率與電壓關系的正確實驗結論。支持該結論的實驗現象是 　 　 。
（4）為了探究“電功率與電流的關系”，小實選用一只“2.5V0.3A”的小燈泡，設計的電路如圖丙所示，實驗中多次改變滑片的位置，收集的數據如表所示：
實驗次數 1 2 3 4
電流I/安 0.21 0.23 0.30 0.32
燈泡亮度 微亮 較亮 正常發光 非常亮
小實根據實驗過程中的相關信息得到的結論是：通過用電器的電流越大，電功率越大。你認為是否合理，判斷并說明理由。 　 　 。
2．（2024 杭州一模）某實驗小組利用如圖甲所示裝置做“測量小燈泡的電功率”實驗，所用小燈泡L的額定電壓為2.5V。
（1）小明連接了如圖甲所示的電路，同組的其他同學發現電路中有一根導線接錯了，請你在接錯的導線上打一個“×”，并幫助小明畫出正確的連線。
（2）小明將錯誤的線路改正后，連接好電路，閉合開關后，調節滑動變阻器的滑片P，當電壓表的示數為2.5V時，電流表的示數如圖乙所示，則小燈泡L的額定功率為 　 　 W。
（3）小明完成上述實驗后，還設計了如圖丙所示的電路圖，用來測量另一個額定電壓為U額的小燈泡L1的額定功率，圖丙中R0阻值已知。閉合開關S，調節滑動變阻器滑片，使電流表 　（選填“A1”或“A2”）的示數為 　 　 時（用符號表示），再讀出另一只電流表的示數為I，即可計算小燈泡L1的額定功率。
3．（2024 青田縣模擬）為測量待測電阻Rx的阻值，小明設計并連接如圖甲所示的電路。小明將電壓表的大量程接入電路，移動滑動變阻器到某個位置，讀出電壓為U1約為1.8伏。接著將電壓表大量程改接為小量程，此時電壓表的示數U2如圖乙所示。小明查閱了電壓表內部結構，其內部結構的電路圖可能有如圖丙所示的A和B兩種連接方式。（已知指針偏轉角度大小和通過電磁鐵電流大小成正比）。
（1）圖乙中電壓表的示數U2是 　 　 伏。
（2）小明將電壓表接到如圖丁所示的電路中，小明看到靈敏電流計 　 　 （填“有”或“無”）示數，確定了 電壓表內部結構為B種連接方式。
（3）根據B種連接方式，以及電壓表的兩個量程大小關系，推算出電阻R1和R2大小之間的具體數量關系為R2　 　 R1。
4．（2024 江北區一模）小寧為準確測定一只標有“12V”字樣的燈泡正常發光時燈絲的電阻，按照如圖甲電路開展實驗，并將電壓表和電流表的示數記錄如圖乙。研究圖乙數據發現小燈泡的電阻并不是一個固定值，結合影響電阻的因素，小寧認為可能是溫度影響了小燈泡燈絲的電阻。他打破小燈泡的玻璃罩，將小燈泡的燈絲分別浸泡在0℃、26℃、60℃的蒸餾水恒溫水浴中，重復實驗，得到如圖丙的數據結果。
（1）閉合開關前，需要將滑動變阻器的滑片移到 　 　 端。當小燈泡兩端電壓達到12V時，小燈泡的電阻為 　 　 Ω。
（2）小寧將小燈泡的燈絲浸泡在不同溫度下的恒溫水浴中進行實驗是基于蒸餾水能滿足實驗的哪些需求：　 　 。（寫出一點即可）
（3）根據圖丙所示，可以得出的實驗結論是 　 　 。
5．（2024 紹興模擬）在研究電流與電阻的關系時，小敏設計如圖電路進行實驗。
實驗組別 1 2 3
電阻R（歐） 20 10 5
電流I（安） 0.10 0.20 0.40
（1）按照實驗要求完成電路連接。
（2）閉合開關后，發現電流表有示數，電壓表指針不動。為找出故障，小敏斷開開關，拆下電壓表，分別用電壓表不同量程在電源兩端試觸，電壓表均無示數，若只有一處故障，則該故障是 　 　 。（選填“電流表內部短路”、“電壓表內部斷路”或“定值電阻斷路”）
（3）完成第1組實驗后，小敏想把20歐的電阻換成10歐的電阻，繼續實驗。
①閉合開關； ②斷開開關； ③記錄電流表示數；
④將滑動變阻器的滑片移到最右端； ⑤取下20歐的電阻，接入10歐的電阻；
⑥眼睛看著電壓表，將滑動變阻器的滑片移到適當位置。
從規范操作和器材安全的角度考慮，最合理的操作順序是 　 　 。
A.②⑤④①⑥③ B.②⑤①④⑥③ C.②④①⑤⑥③
（4）小敏完成三次實驗后將數據填入表中，并得出電壓一定時，電流與電阻成反比。小科認為這樣的實驗結論不具有普遍意義，需要再多一些實驗和數據才能得出。為使實驗結論更具普遍意義，你給小敏的建議是：　 　 。
6．（2024 寧波一模）厚膜電阻是一種被廣泛應用于高溫電子設備中的定值電阻，具有耐高溫的特性。小寧想測定某一型號的厚膜電阻的阻值大小，設計如下實驗。連接如圖甲所示電路后，閉合開關，移動滑動變阻器滑片，測量并記錄的實驗數據如表所示。
實驗 電壓 電流（安）
1 4.8 0.1
2 9.8 0.2
3 12 0.25
（1）連接電路時，應將最后一根導線a連接滑動變阻器的　 ?。ㄌ睢癆”或“B”）接線柱，連接過程中存在的問題是 　 　 。
（2）分析表中的實驗數據，可知該厚膜電阻的阻值是 　 　 歐。（結果保留一位小數）
（3）查閱資料發現：該厚膜電阻材料為導電金屬陶瓷，滑動變阻器金屬絲材料為鎳鉻合金絲，兩種材料電阻隨溫度變化圖像如圖乙所示。保持滑片位置不變，開關閉合一段時間后，小寧發現電壓表示數減小，請解釋其原因 　 　 。
7．（2024秋 路橋區期末）“能量守恒”是普遍認可的科學知識。小柯同學設計了如圖所示的電路，驗證電阻消耗的電能與水吸收的熱量是守恒的。為尋找適合用于驗證能量守恒的最佳電阻值，進行了如下探究。實驗中電源電壓不變，裝置氣密性良好。（提示：Q＝cm△t）
【實驗步驟】
①將阻值為1Ω的電阻絲接入電路，如圖連接并安裝好裝置；
②在內筒中加入初溫為t0的適量水m克，并蓋緊蓋子；
③閉合開關，將滑動變阻器滑片移動至適當位置后，記錄此時電流表示數為2A；
④加熱過程中不斷上下緩慢移動攪拌器，當溫度升高了30℃時，記錄 　 　 ；
⑤多次更換不同電阻的電熱絲并控制電流不變，實驗并記錄相關數據。
【實驗記錄與處理】
實驗序號 1 2 3 4 5 6 7 8
電流值（A） 2 2 2 2 2 2 2 2
電阻絲阻值（Ω） 1 2 3 4 5 6 7 8
電熱絲消耗電能與水吸收熱量之比 1.56 1.50 1.26 1.19 1.17 1.15 1.11 1.10
根據上述信息請回答：
（1）上下移動攪拌器的目的：　 　 。
（2）請將步驟④補充完整 　 　 。
（3）當電阻絲電阻從1Ω更換至2Ω重復實驗時，滑動變阻器將向 　 　 （選填“左”或“右”）滑動。
（4）分析表中數據發現，電阻絲阻值不斷變大時，電熱絲消耗的電能與水吸收熱量之比逐漸接近1，分析該現象的原因：　 　 。
8．（2025 杭州模擬）據史料記載，歐姆曾用圖甲電路來研究電流與電壓、電阻的關系，該電路中溫差電源的電壓與溫差成正比。當電路中有電流通過時，小磁針偏轉，轉動手柄，使小磁針回到原位置，記錄手柄轉過角度。改變電源溫差，利用同一鐵絲多次實驗得出表1數據；控制電源溫差不變，用粗細相同、長度不同的鐵絲多次實驗得出表2；（已知：手柄轉過角度與電流大小成正比，粗細相同的鐵絲電阻阻值與其長度成正比）
表1
實驗組別 1 2 3 4
電源溫差（攝氏度） 20 40 60 80
手柄轉過角度（度） 50 100 150 200
表2
實驗組別 1 2 3 4
鐵絲長度（英寸） 2 4 6 10
手柄轉過角度（度） 305 281.5 259 224
（1）分析表1中數據，可以得到的初步結論是 　 　 ；
（2）對表2中數據分析發現，無法得出通過鐵絲的電流與鐵絲電阻成反比的結論；于是在鐵絲兩端連接一個電壓表，重復實驗，發現當鐵絲長度改變時，電壓表示數也發生改變，據此分析電流與鐵絲電阻不成反比的原因 　 ??；為了解決上述原因，請提出改進的方法 　 　 。
9．（2024 溫州模擬）在“探究通過導體的電流與電壓和電阻的關系”實驗中，小組同學利用可調電壓電源（可調為1.5V、3.0V、4.5V、6.0V）、5個定值電阻（阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω）、滑動變阻器（10Ω 1A）、電壓表和電流表做了如下實驗：
【實驗操作】
（1）小明根據圖甲所示電路圖連接成了圖乙所示的實物電路，其中只有一根導線連接錯誤，請在這根導線上打“×”，并用筆畫線代替導線將電路連接正確。（連線不要交叉）
【數據收集】
（2）某次測量，電流表的示數如圖丙所示，讀數為 　 　 。
【數據分析】
（3）實驗結束后，小明與小麗交流時，發現他們在相同坐標系中畫出的圖像不同（如圖丁），你認為圖像a與b不同的原因是 　 　 。
10．（2024 江干區校級三模）為了研究導體兩端電壓一定的情況下，通過導體的電流與導體電阻的關系，小敏根據圖甲所示的電路圖，將實驗器材連接成如圖乙所示的實驗電路。
（1）若按圖乙進行實驗，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，將會出現的現象是　 　。
（2）經檢查，是實驗電路中一根導線連接錯誤。請在乙圖中畫出正確的實物電路圖。
（3）改正錯誤后，小敏繼續實驗。第一次實驗用的定值電阻R的阻值為10Ω，閉合開關后，記下電流表的示數為I1；第二次實驗僅將電阻R換成20Ω的定值電阻，閉合開關后，記下電流表的示數為I2．根據這樣的實驗步驟，可以發現I2　 　 （選填“＜”、“＝”或“＞”）因此，小敏認為導體兩端電壓一定的情況下，電流跟電阻不成反比。你認為他這樣得出的結論是 　 　 （選填“正確”或“錯誤”）的，為什么 　 　 。
11．（2024 浙江模擬）小明學習了焦耳定律表達式Q＝I2Rt之后很好奇，電流流過導體產生的熱量與導體兩端電壓是否有關，在老師的指導下，完成了如下實驗：
①取兩只同型號的直流電動機（不計工作過程中電刷與換向器摩擦產生的熱量），按如圖方式連接，并且在每只電動機金屬外殼的相同位置固定一個電子溫度計，同時記錄兩支電子溫度計的初始溫度值。
②閉合開關，發現兩只電壓表示數相同，然后對電動機M1施加一個阻力，使其轉動速度變慢，發現電壓表V1示數變小，V2示數變大。
③維持V1、V2示數不變（U1＜U2），每隔30s記錄一次溫度計示數，記錄數據T1、T2如表所示。
④換用其他兩個同型號的直流電動機重復上述實驗。
t（min） 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
T1（℃） 17.8 18.4 19.0 19.5 20.0 20.7 21.2 21.6 21.9 22.2 22.4
T2（℃） 17.8 18.5 19.1 19.6 20.0 20.7 21.2 21.7 22.0 22.4 22.6
試回答下列問題：
（1）兩個電動機采用串聯連接方式的目的是 　 　 。
（2）小明分析了該實驗，認為在電流相等，通電相同時間時U1＜U2，兩個電動機（R相同）所產生的熱量（由T1、T2體現）卻基本相等。由此可得出結論是 　 　 。
（3）從能量轉化及功的角度分析，當電動機M1受到阻力轉速變慢后，U1＜U2的原因是 　 　 。
12．（2024 杭州模擬）小王同學在科技創新活動中設計了一個可以測量回形針A移動距離的電路。如圖甲所示，燈泡在電路中作為指示燈使用，新蓄電池電源電壓保持不變，電流表量程為0～0.6A，一根粗型均勻的鉛筆芯，其阻值與長度成正比?；匦吾楶固定在鉛筆芯左端，回形針A可以在鉛筆芯上自由滑動。
（1）閉合開關發現小燈泡不亮，電流表示數較小，接下來應進行的操作是　 　 。
A．斷開開關，拆掉連線，重新連接電路
B．檢查電路有無短路，斷路
C．移動回形針A，觀察小燈泡發光情況
（2）小李同學認為燈絲電阻會隨溫度而變化，可能對測量回形針A移動的距離影響較大，于是小李用一個定值電阻R替換掉小燈泡，并且增加一個量程為0～15V的電壓表組成如圖乙所示電路。閉合開關后，在回形針A從最右端向左滑動過程中，小李繪制出滑動距離x從7cm到11cm，電壓表該數U與滑動距離x、電流表讀數I與滑動題離x的關系如圖丙所示。
①根據圖丙可知，小王同學所選的蓄電池電壓為　 　 V，鉛筆芯1cm的電阻為　 　 。
②為保證電路安全，回形針A離鉛筆芯量右端的最大距離為　 　 cm。
13．（2024 寧波模擬）某實驗小組利用圖甲所示電路測量自來水電阻Rx的阻值，其中內徑均勻的圓柱形玻璃管側壁連接一細管，細管上閥門K可以控制管內自來水的水量，玻璃管兩端接有導電活塞（活塞電阻可忽略）。電源電壓約為3V，滑動變阻器銘牌上標有“30Ω 2A”字樣。
（1）連接的電路如圖甲所示，閉合開關前發現有一根導線連接錯誤，請在錯誤的導線上畫“×”，并用筆畫線代替導線將電路連接正確。
（2）實驗中發現無論如何移動滑片P，電流表示數幾乎為0，電壓表示數接近3V，檢查發現各電路元件完好。出現該現象的原因可能是 　 　 。
（3）為能正確測出玻璃管內自來水的電阻，某同學利用定值電阻R1（阻值4kΩ）、定值電阻R2（阻值3kΩ）、電阻箱R（最大阻值9999Ω）、單刀雙擲開關S、兩個相同的電壓表（量程為0～3V）等器材，連接了如圖乙所示電路，進行了如下實驗操作。
①把S撥到1位置，記錄電壓表V1示數。
②把S撥到2位置，調整電阻箱阻值，使電壓表V2示數與電壓表V1示數相同，記錄此時電阻箱的阻值R＝5kΩ。
③計算玻璃管內自來水的電阻值Rx，則Rx＝　 　 kΩ。
14．（2024 嘉興一模）小嘉利用如圖甲所示的電路圖來測量小燈泡的電功率。其中電源電壓為3V，小燈泡的額定電壓是2.5V。
（1）儀器連接完成后，小嘉進行實驗并開始記錄數據，得到小燈泡U﹣I圖像如乙所示，則小燈泡的額定功率是　 　 W。
（2）完成實驗后小嘉同學進行了反思，如果電壓表損壞了，能不能用其他實驗器材來完成實驗呢？經過思考，他選用了一個定值電阻（R0＝10Ω），并設計了如圖丙所示的電路，請將實驗步驟補充完整。
①閉合開關S1，將S2撥到觸點“1”，為確保R0兩端的電壓為2.5V，移動滑動變阻器滑片，使電流表的示數為　 　 A。
②保持滑動變阻器的滑片位置不變，再將開關S2撥到觸點“2”，讀出電流表的示數I。
③小燈泡的額定功率表達式為P額＝　 　 （用已知量和測量量表示）。
15．（2024 西湖區二模）小吳利用兩節新干電池、阻值分別為1Ω、1.5Ω、2Ω的定值電阻和一只電壓表來探究串聯電路的電壓特點，實驗電路如圖甲，測得實驗數據如下表。
序號 U1/V U2/V Uab/V
1 0.75 1.00 2.25
2 0.60 1.80 2.40
3 1.00 1.50 2.50
（1）在探究過程中，小吳更換不同的定值電阻組合進行實驗的目的是：　 　 。
（2）小吳進行了多次實驗，發現Uab始終小于兩節干電池的總電壓（3V），他產生了質疑。查閱資料知道普通干電池內部也有一定的電阻（內阻），可將它看作一個理想電源（電壓U恒定，電阻為0）與一個電阻r的串聯（如圖乙所示）。為了測量干電池電阻r的阻值，小吳選擇了適當器材，設計了實驗方案，電路圖如圖丙。請你寫出實驗步驟（測得數據用字母表示）：
①　 　 ；
②計算出結果：r＝　 　 。（用相應字母表示的代數式）
（3）由于新干電池的內阻較小，因此我們在平時使用時通常忽略不計，這種抓住主要因素，忽略次要因素的方法叫做理想模型法。請舉出一個科學實驗，采用這種理想模型法并指出實驗中忽略的次要因素。例：　 　 。
16．（2025 婺城區校級一模）小明同學做“測定小燈泡的電功率”實驗，現有電源（電壓為定值）、待測小燈泡（標有“0.25A”字樣）、電流表、電壓表（只有0﹣3伏檔完好）、滑動變阻器（標有“20Ω 1A”字樣）、開關及導線若干。小燈的額定功率估計為0.9瓦左右，該同學正確連接電路，實驗步驟正確。完成下列問題。
（1）實驗剛閉合開關時，電壓表、電流表的示數分別為2伏和0.2安，由此可求出電源電壓
　V。
（2）在實驗過程中，燈泡突然熄滅，經分析：可能是燈泡斷路，也可能是滑動變阻器斷路，小明通過觀察　 　 （填“電壓表”或“電流表”），初步判斷出燈泡斷路。
（3）更換相同規格的燈泡后，小明繼續實驗：他邊思考邊實驗，同時對電路進行調整，直至小燈正常發光。此時觀察到電流表示數為0.25A時，電壓表示數如圖所示，請根據相關信息，求出小燈的額定電功率為　 　 W。
（4）小明將滑片P從阻值最大處移到阻值最小處（燈泡未燒壞），測定并依據實驗數據，畫出燈泡的I﹣U圖像（如圖a），任取圖像中一點構成矩形（如圖b中陰影部分），則矩形面積表示的科學含義是　 　。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
21世紀教育網(www.21cnjy.com)/ 讓教學更有效 精品試卷 | 科學
【中考主線·名師攻略】中考科學二輪題型解讀與強化訓練
專題09 電學實驗探究
聚焦基礎電路實驗
?？既纭疤骄侩娏髋c電壓、電阻的關系” 實驗，要求學生理解通過控制變量法分別研究電流與電壓、電流與電阻的關系，明確在探究電流與電壓關系時控制電阻不變，探究電流與電阻關系時控制電壓不變?！皽y量小燈泡的電功率” 實驗也較為常見，讓學生掌握通過電壓表和電流表測量小燈泡在不同電壓下的實際功率，理解額定功率和實際功率的區別。
拓展至復雜電路問題
會涉及如 “探究串聯電路或并聯電路的電壓、電流規律” 的拓展實驗，可能會在基本電路基礎上增加滑動變阻器、多個開關等元件，讓學生探究在不同電路狀態下電壓和電流的變化規律。
有時會出現關于 “伏安法測電阻” 的變形實驗，如給定特殊的器材或條件限制，要求學生設計電路測量未知電阻，考查學生對電路原理的理解和知識遷移能力。
常考題型：探究電流與電壓、電阻的關系、伏安法測電阻、測量小燈泡的電功率、測電阻（電功率）的安阻法、伏阻法、探究影響電流通過導體時產生熱量的因素。
本冊資料習題均選自：中考真題、最新模擬題、聯考題、名校模擬題等...
1、明確實驗目的和原理
根據題目要求，確定實驗要探究的問題或測量的物理量，然后選擇合適的實驗原理和方法。例如，要測量未知電阻的阻值，可根據歐姆定律I=U/R，通過測量電阻兩端的電壓和通過電阻的電流來計算電阻值。
2、方案設計要點
設計實驗方案時，要選擇合適的實驗器材，合理安排實驗步驟，確保實驗具有科學性、可行性和準確性。注意控制變量法、轉換法等科學方法的應用。例如，在探究影響電阻大小因素的實驗中，要控制導體的材料、長度、橫截面積等因素中的其他變量，只改變其中一個變量，來研究電阻與該變量的關系，這就是控制變量法的應用。
3、改進與優化
思考實驗方案中可能存在的不足，如實驗誤差較大、操作不方便等問題，并提出改進措施。例如，為了減小實驗誤差，可以多次測量取平均值；為了使實驗現象更明顯，可以更換更靈敏的器材或改變實驗方法。
01 規律探究類
電流與電壓、電阻的關系(歐姆定律)，串、并聯電路的規律
例如：電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓存在什么關系
猜想與假設 由電壓可知，電壓時產生的電流的原因，同一個小燈泡，在以一節干電池供電時，小燈泡發光較暗，用兩節干電池供電時，小燈泡發光較亮，所以有兩種猜想：①導體兩端電壓越大，導體中電流越大；②通過導體的電流與導體兩端電壓成正比。
設計實驗 運用控制變量法，控制導體（電阻）的阻值不變，通過調節滑動變阻器改變電阻兩端電壓，觀察并記錄電流表的示數，分析電流隨電壓的變化規律。實驗電路如圖。
實驗器材 電壓表、電流表、滑動變阻器、10Ω的定值電阻、電源、開關、導線若干。
進行實驗 （1）按照電路圖連接實物電路。 （2）閉合開關前檢查電路中各元件的連接是否正確，并將滑動變阻器的滑片移動定值最大處。 （3）電路連接無誤后閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表示數分別為1V、2.0V、3.0V、4.0V、5.0V、6.0V，從電流表上讀出相應的電流值，并記錄在表中。 定值R/Ω10Ω電壓U/V1.02.03.04.05.06.0電流I/A0.10.20.30.40.50.6
（4）在坐標系中，根據各電流值與對應的電壓值描點，并用平滑曲線連接各點，畫出I-U關系圖像，如圖所示。
分析論證 分析實驗數據和I-U圖像可以看出：定值一定時，通過電阻的電流與其兩端電壓有關，電流隨電壓的最大而增大；電壓變為原來的幾倍，電流也變為原來的幾倍，電流與電壓的比值為一定值。
實驗結論 在電壓一定的情況下，通過導體的電流與導體兩端電壓成正比，即電阻R不變時，。
例題展示
1．（2025 西湖區模擬）小寧在探究“電流與電阻關系”，實驗中，按照如圖甲連接好電路，已知電源電壓恒為6V。第一次實驗：依次接入阻值為4Ω、5Ω的電阻，測得兩組數據，在圖乙中描出a、b兩點。更換成10Ω電阻，無論如何調節滑動變阻器，均無法完成實驗。經檢查，發現電壓表在接入電路前未調零。小寧斷開開關，將電壓表調零并進行第二次實驗：測得三組數據，在圖乙中描出A、B、C三點（實驗中，其他儀器均正常）。
（1）分析圖乙中A、B、C三組數據，實驗中控制電阻兩端電壓為 　2　 V。
（2）兩次實驗都通過調節滑動變阻器使電壓表指針指在同樣示數。請分析圖乙，未調零的電壓表在接入電路前，指針所指的刻度值為 　0.5　 V。
（3）小寧在本實驗中所使用的滑動變阻器可能是如下的 　C　 （填字母）。
A.10Ω 2Α
B.15Ω 1Α
C.25Ω 3A
D.35Ω 1.5A
【答案】（1）2； （2）0.5； （3）C。
【分析】（1）根據圖乙中的A、B、C三點對應的電阻值和電流值求出電壓；
（2）由ab兩點電壓值判斷示數；
（3）根據串聯電路分壓規律求解。
【解答】解：（1）根據圖乙中3個點的坐標：UV＝IR＝0.5A×4Ω＝0.4A×5Ω＝0.2A×10Ω＝2V，即調節后電壓表的示數為2V
（2）由圖乙可知b點實際電壓為U實＝I′R＝0.3A×5Ω＝1.5V，故未調零的電壓表在接入電路前，指針所指的刻度值為2V﹣1.5V＝0.5V；
（3）由題意和前面解答可知，第一次實驗中控制電壓表示數為1.5V不變，
5Ω的電阻能完成實驗，根據串聯電路的分壓規律可得，則有，解得R滑＝15Ω；
如果10Ω的電阻也能完成實驗，同理根據串聯電路的分壓規律可得：，解得R滑′＝30Ω，
而由題意可知換成10Ω電阻，無論如何調節滑動變阻器，均無法完成實驗，說明滑動變阻器阻值應大于15Ω，但小于30Ω，所以使用的滑動變阻器可能為25Ω 3A，故選C。
故答案為：（1）2； （2）0.5； （3）C。
【點評】本題探究電流與電阻的關系實驗，考查串聯電路的規律及歐姆定律的應用。
2．（2025 浙江模擬）某同學利用如圖甲所示電路（電源電壓恒為3V），進行了如下探究。
【實驗目的】
（1）探究電流與 　電阻　 的關系。
【實驗步驟】（2）按圖甲連接好電路，閉合開關，分別將5Ω、10Ω、20Ω的電阻接入電路中，記錄對應的電壓表示數和電流表示數，實驗結果如表1所示。表1空格處中的電流表示數如圖乙所示，此時通過電阻R的電流為 　0.12A　 。
表1
實驗組別 1 2 3
電壓U（V） 1.6 2 2.4
電阻R（Ω） 5 10 20
電流I（A） 0.32 0.22
表2
實驗組次 1 2 3
電壓U（V） 2 2 2
電阻R（Ω） 5 10 20
電流I（A） 0.40 0.20 0.10
【實驗反思】
（3）查閱資料：電源本身存在較大的電阻。實驗中電阻兩端電壓改變的原因是 　換用定值電阻后，電路中的總電阻發生變化，由歐姆定律可知，電路中的電流改變，電源本身的電阻所分電壓發生改變，從而導致電阻兩端電壓也發生改變?！?。
【實驗改進】
（4）小科在原電路的基礎上增加了一個電路元件順利完成了實驗，實驗結果如表2所示，請寫出電路元件的名稱及連接方式：　串聯一只滑動變阻器　 。
【答案】（1）電阻；（2）0.12A；（3）換用定值電阻后，電路中的總電阻發生變化，由歐姆定律可知，電路中的電流改變，電源本身的電阻所分電壓發生改變，從而導致電阻兩端電壓也發生改變。（4）串聯一只滑動變阻器。
【分析】（1）根據實驗步驟分析實驗目的；
（2）根據圖乙電流表所選量程確定分度值讀數；
（3）根據歐姆定律和串聯電路的電壓特點分析實驗中電阻兩端電壓改變的原因；
（4）根據歐姆定律和串聯電路的特點分析小科在原電路的基礎上增加的電路元件的名稱及連接方式。
【解答】解：（1）由實驗步驟可知，實驗中換用不同阻值的定值電阻，即改變電阻，因此實驗目的是探究電流與電阻的關系；
（2）由圖乙可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數為0.12A；
（3）由于電源本身存在較大的電阻，即電源的電阻與定值電阻串聯，當換用定值電阻后，電路中的總電阻發生變化，由歐姆定律可知，電路中的電流改變，電源本身的電阻所分電壓發生改變，由串聯電路的電壓特點可知，電阻兩端電壓也發生改變；
（4）由表2中實驗結果可知，定值電阻兩端的電壓保持不變，由（3）可知，更換電阻后，電阻兩端的電壓發生改變，由串聯電路的特點可知，為了保持電阻兩端的電壓不變，可以在原電路中串聯一只滑動變阻器。
故答案為：（1）電阻；（2）0.12A；（3）換用定值電阻后，電路中的總電阻發生變化，由歐姆定律可知，電路中的電流改變，電源本身的電阻所分電壓發生改變，從而導致電阻兩端電壓也發生改變。（4）串聯一只滑動變阻器。
【點評】本題探究電流與電阻的關系，考查電流表讀數、歐姆定律和串聯電路的特點，關鍵是根據表中數據分析出實驗過程。
3．（2024 鎮海區模擬）小明利用圖甲電路研究“電流與電壓的關系”，其中R為定值電阻，電源電壓恒定不變。
（1）小明在連接完電路后，閉合開關時發現，電流表沒有示數，電壓表示數接近電源電壓則可能的原因是 　AB間出現斷路（合理即可）　 。
（2）處理完故障后，閉合開關，發現電流表指針只有微小偏轉，如圖乙所示。為了能更精確測量電流大小，小明接下來應該進行的操作是：　斷開開關，將電流表“3”接線柱上的導線改接到“0.6”接線柱上，再閉合開關觀察，電流表指針偏轉情況　 。
（3）調整后移動滑動變阻器，多次測量獲取實驗數據，繪制成圖丙中的曲線a，根據圖像可以得出的結論為 　當導體兩端的電阻不變時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比　 。
（4）小紅利用相同的電路也進行了實驗，依據實驗數據繪制出的是圖丙中的曲線b，小明認為小紅把電壓表接在了滑動變阻器兩端，進行測量。請從圖丙中找出小明判斷的依據是 　由圖可知，在電流相同時，兩條曲線的電壓之和都為3V　 。
【答案】（1）AB間出現斷路（合理即可）；（2）斷開開關，將電流表“3”接線柱上的導線改接到“0.6”接線柱上，再閉合開關觀察，電流表指針偏轉情況；（3）當導體兩端的電阻不變時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比；（4）由圖可知，在電流相同時，兩條曲線的電壓之和都為3V
【分析】（1）閉合開關時發現，電流表沒有示數，說明電路可能出現了斷路故障，再結合電壓表示數接近電源電壓可知電壓表能與電源正負極形成通路，據此分析判斷可能存在的電路故障；
（2）閉合開關，發現電流表指針只有微小偏轉，結合圖乙電流表選用的量程分析可能是電流表選用的量程過大，據此分析接下來的操作；
（3）分析圖丙中直線a可得出結論；
（4）分析圖丙中線a和b，并結合串聯電路電壓的規律分析作答。
【解答】解：（1）閉合開關時發現，電流表沒有示數，說明電路可能出現了斷路故障，再結合電壓表示數接近電源電壓可知電壓表能與電源正負極形成通路，則可能是與電壓表并聯的部分電路存在故障，據此分析判斷可能存在的電路故障是AB間出現斷路（或電阻R斷路）
（2）閉合開關，發現電流表指針只有微小偏轉，結合圖乙電流表選用的是大量程，分析可能是電流表選用的量程過大，據此分析接下來的操作：斷開開關，將電流表“3”接線柱上的導線改接到“0.6”接線柱上，再閉合開關觀察，電流表指針偏轉情況；
（3）分析圖丙中直線a可知R，由此可得出結論：當導體兩端的電阻不變時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比；
（4）分析圖丙中線a和b相同電流對應的電壓關系滿足U＝0.5V+2.5V＝1V+2V＝……＝1.5V+1.5V＝3V，結合串聯電路電源電壓等于各串聯部分電壓之和，由此可判斷小紅把電壓表接在了滑動變阻器兩端。
故答案為：（1）AB間出現斷路（合理即可）；（2）斷開開關，將電流表“3”接線柱上的導線改接到“0.6”接線柱上，再閉合開關觀察，電流表指針偏轉情況；（3）當導體兩端的電阻不變時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比；（4）由圖可知，在電流相同時，兩條曲線的電壓之和都為3V。
【點評】本題考查了探究“電流與電壓的關系”關系的實驗，涉及了電路故障分析、電流表的使用和圖象分析，難度一般。
4．（2025 杭州一模）為了探究“通過導體的電流與電阻關系”，小明利用6伏的電源、“40歐，1安”的滑動變阻器、阻值分別為5歐、10歐、25歐的R1、R2、R3等器材進行如下實驗。
①按如圖甲連接電路。
②閉合開關S1，將S2與a接通，調節滑動變阻器滑片P至電壓表的示數達到設定值，記錄電流表的示數為I1。
③分別將S2與b、c接通，調節滑動變阻器滑片P，使電壓表的示數與步驟②的設定值相同，分別記錄電流表的示數為I2、I3。
（1）連接電路時，開關應處于 　斷開　 狀態。
（2）步驟②）中R1兩端電壓達到設定值時，電壓表示數如圖乙，則該電壓值為 　2.5V　 。
（3）步驟③中調節滑動變阻器滑片時，其移動方向為 　向右　 。
（4）為了使結論更具普遍性，需要在不同電壓設定值下進行重復實驗。若設定電壓值為2伏，利用上述儀器能否完成實驗并說明理由 　否，滑動變阻器的最大阻值太小　 。
【答案】（1）斷開；（2）2.5V；（3）向右；（4）否，滑動變阻器的最大阻值太小。
【分析】（1）為了保護用電器，連接電路時，開關必須斷開；
（2）如圖乙所示，電壓表選用小量程，根據電壓表的分度值讀數；
（3）將5Ω的定值電阻換為10Ω、20Ω的定值電阻后，定值電阻兩端電壓變大，為使電壓表示數不變，根據串聯分壓原理，應增大變阻器阻值；
（4）電源電壓為6V。實驗中設定的定值電阻兩端電壓為2V不變，則滑動變阻器分得的電壓為4V不變。則當25Ω的電阻接入電路時，根據串聯分壓原理可得滑動變阻器的最大阻值至少為多少。
【解答】解：（1）連接電路時，如果不斷開開關，很容易燒壞用電器，故要斷開；
（2）如圖乙所示，電壓表選用小量程，分度值為0.1V，示數為2.5V；
（3）將5Ω的定值電阻換為10Ω、20Ω的定值電阻后，定值電阻兩端電壓變大，為使電壓表示數不變，根據串聯分壓原理，應增大變阻器阻值，即將滑動變阻器的滑片向右移；
（4）電源電壓為6V。實驗中設定的定值電阻兩端電壓為2V不變，則滑動變阻器分得的電壓為4V不變。則當25Ω的電阻接入電路時，根據串聯分壓原理，則有，代入數值可得，解得R滑＝50Ω，需要滑動變阻器的最大阻值最小值為50Ω，無法完成實驗。
故答案為：（1）斷開；（2）2.5V；（3）向右；（4）否，滑動變阻器的最大阻值太小。
【點評】本題探究電流與電阻的關系，考查注意事項、電壓表讀數、歐姆定律的應用、控制變量法、實驗操作、器材的選擇和分析歸納結論的能力。
5．（2025 洞頭區模擬）某興趣小組在測量額定電壓為2.5V的小燈泡燈絲電阻時發現，小燈泡兩端的電壓越大，測得電阻的阻值也越大。針對上述現象，同學們提出猜想：
猜想①：燈絲兩端的電壓增大導致電阻增大。
猜想②：燈絲的溫度升高導致電阻增大。
為研究猜想①，同學們進行了如下研究。
【實驗器材】干電池2節，額定電壓為2.5V的小燈泡1只，電流表1個，電壓表1個，滑動變阻器1個，開關1個，裝滿水的塑料瓶，導線若干。
次數 1 2 3 4 5
電壓/V
電流/A
電阻/Ω
【實驗方案】
①按圖1連接好電路，將燈絲插入瓶口浸入水中。
②閉合開關S，讀出電壓表和電流表示數，記錄在表格中。
③多次改變滑動變阻器的阻值，重復步驟②。
（1）某次閉合開關后，電流表指針位置如圖2所示，其示數為 　0.3　 安。
（2）實驗中將燈絲浸入水中的目的是 　防止電阻大小隨溫度變化而改變　 。
（3）若觀察到 　其他條件一定時，燈絲兩端電壓增大，電阻不變　 現象，則假設①被否定。
（4）實驗結果表明燈絲電阻變化與施加電壓無直接因果關系后，某同學直接得出”燈絲電阻增大是由溫度增大引起”的結論。請評價他結論得出過程是否合理，并說明理由。 ?。?）不合理，因小燈泡的功率越大，溫度越高，此時應再利用表格中數據分別求出小燈泡的實際功率，進而分析得出燈絲電阻隨溫度的升高而增大　 。
【答案】（1）0.3；（2）防止電阻大小隨溫度變化而改變；（3）其他條件一定時，燈絲兩端電壓增大，電阻不變；（4）不合理，因小燈泡的功率越大，溫度越高，此時應再利用表格中數據分別求出小燈泡的實際功率，進而分析得出燈絲電阻隨溫度的升高而增大。
【分析】（1）電流表讀數時，先看量程和分度值，再讀數；
（2）（3）將燈絲插入瓶口浸入水中，使燈絲的溫度保持不變，結合控制變量法，結合實驗數據分析解答；
（4）燈泡的實際功率越大，燈泡越亮，燈絲的溫度越高，故可再結合實驗數據計算出小燈泡的電功率后再得出燈絲電阻大小和溫度的關系。
【解答】解：（1）電流表選用小量程，分度值0.02A，其示數為0.3A；
（2）實驗時將燈絲浸入純凈冷水中的目的是：防止電阻大小隨溫度變化而改變；
（3）將燈絲插入瓶口浸入水中，使燈絲的溫度保持不變，若實驗中得到的結果是：所測的燈絲電阻阻值基本相等，則假設①被否定；
（4）小燈泡的功率越大，溫度越高，此時應再利用表格中數據分別求出小燈泡的實際功率，進而分析得出燈絲電阻隨溫度的升高而增大，故直接得出“燈絲電阻增大是由溫度增大引起”的結論不合理。
故答案為：（1）0.3；（2）防止電阻大小隨溫度變化而改變；（3）其他條件一定時，燈絲兩端電壓增大，電阻不變；（4）不合理，因小燈泡的功率越大，溫度越高，此時應再利用表格中數據分別求出小燈泡的實際功率，進而分析得出燈絲電阻隨溫度的升高而增大。
【點評】“研究小燈泡的電阻”實驗考查注意事項、歐姆定律的靈活運用、實驗表格的設計以及實驗數據的處理。
舉一反三
1．（2025 浙江一模）圖甲是研究“電流與電阻的關系”的實驗裝置。一節干電池的電壓是1.5V，滑動變阻器的規格是“50歐，1安”，請據此分析：
（1）請你用筆畫線代替導線，將甲圖電路連接完整。（要求滑片P向右滑動時，接入電路的電阻增大）
（2）閉合開關，無論怎樣移動滑片P，發現電壓表有示數，電流表始終無示數，其原因可能是 　R斷路　 。
（3）排除故障后，小組同學用5歐的定值電阻進行實驗，測得的電流如圖乙所示，其示數為 　0.36　 安，并記錄在a處。然后，更換定值電阻R為10歐、15歐，調節滑動變阻器，使R兩端的電壓始終保持不變，并記錄每次電阻值和電流值，填寫在表中。
實驗次數 電阻R（歐） 電流I（安） b
1 5 a
2 10 0.18
3 15 0.12
（4）分析實驗數據，可以得出電流與電阻的關系。為了描述這種關系，b處應填入的內容是 　電流與電阻的乘積IR（A Ω）　 。
【答案】（1）見解析；（2）R斷路；（3）0.36；（4）電流與電阻的乘積IR（A Ω）。
【分析】（1）滑片P向右滑動時，接入電路的電阻增大，確定變阻器左下接線連入電路中；
（2）閉合開關，電流表始終無示數，電路可能斷路，發現電壓表有示數，電壓表與電源連通，據此分析；
（3）根據電流表分度值讀數；
（4）分析實驗數據，電流與電阻之積為一定值，據此回答。
【解答】解：（1）滑片P向右滑動時，接入電路的電阻增大，故變阻器左下接線連入電路中，如下所示：
（2）閉合開關，無論怎樣移動滑片P，電流表始終無示數，電路可能斷路，發現電壓表有示數，電壓表與電源連通，原因可能是R斷路。
（3）排除故障后，小組同學用5歐的定值電阻進行實驗，測得的電流如圖乙所示，分度值為0.02A，其示數為0.36安；
（4）分析實驗數據可知，電流與電阻的乘積為一定值，可以得出電流與電阻成反比，則為了描述這種關系，b處應填入的內容是：電流與電阻的乘積IR（A Ω）。
故答案為：（1）見解析；（2）R斷路；（3）0.36；（4）電流與電阻的乘積IR（A Ω）。
【點評】本題研究電流與電阻的關系，考查電路連接、故障和數據分析。
2．（2025 浙江一模）小科進行了如下電學實驗。
（1）正確連接電路后，閉合開關S，小燈泡不亮，電壓表和電流表均有示數，可能是小燈泡　C　 。
A.短路
B.開路
C.實際功率太小
（2）調節滑動變阻器的滑片，當電壓表示數為2V，電流表示數如圖乙所示，此時小燈泡的電功率為　0.4　 W。
（3）將以上實驗的小燈泡更換成不同阻值的定值電阻，閉合開關并移動滑片，使定值電阻兩端電壓始終保持不變，記錄每次的電流值和電阻值。據此推測，該實驗是在研究　電流與電阻　 的關系。
（4）如表是小科測得的數據，據表中數據判斷，小科連接的實驗電路是如圖中　C　 。
實驗次數 電壓U（V） 電流I（A）
1 2.5 0.08
2 2.0 0.10
3 1.5 0.14
4 1.0 0.18
【答案】（1）C；（2）0.4；（3）電流與電阻；（4）C。
【分析】（1）閉合開關S，電壓表和電流表均有示數，電路為通路，由小燈泡不亮分析；
（2）根據電流表分度值得出電流大小，根據P＝UI得出此時小燈泡的電功率；
（3）電流與電阻和電壓有關，研究與其中一個因素關系時，要控制另外一個因素不變；
（4）A和D選項中，電壓表測電源電壓，示數不變，本實驗中，當電路的電流變大時，根據U＝IR可知電阻的電壓變大，由串聯電路電壓的規律可知，變阻器的電壓變小，據此分析。
【解答】解：（1）正確連接電路后，閉合開關S，電壓表和電流表均有示數，電路為通路，小燈泡不亮，可能是小燈泡實際功率太小，故選：C。
（2）調節滑動變阻器的滑片，當電壓表示數為2V，電流表示數如圖乙所示，分度值為0.02A，示數為0.2A，此時小燈泡的電功率為
P＝UI＝2V×0.2A＝0.4W
（3）將以上實驗的小燈泡更換成不同阻值的定值電阻，閉合開關并移動滑片，使定值電阻兩端電壓始終保持不變，記錄每次的電流值和電阻值。據此推測，該實驗是在研究電流與電阻的關系。
（4）A和D選項中，電壓表測電源電壓，示數不變，本實驗中，當電路的電流變大時，根據U＝IR可知電阻的電壓變大，由串聯電路電壓的規律可知，變阻器的電壓變小，據表中數據判斷電壓表并聯在變阻器兩端了，小科連接的實驗電路是如圖中C。
故答案為：（1）C；（2）0.4；（3）電流與電阻；（4）C。
【點評】本題考查電路分析、控制變量法和歐姆定律的運用。
3．（2025 浙江模擬）小科設計了如圖1所示的電路探究電流與電壓的關系，電源電壓為4V，通過實驗測得數據如表：
實驗次數 電壓U（V） 電流I（A） （）
1 1.4 0.14
2 2.2 0.22
3 3.6 0.36
（1）分析表格數據，可得出的結論是通過電阻的電流與其兩端的電壓成正比關系，請你寫出得出該結論的理由：　電壓與電流之比是一個定值　 。為了使實驗結論更準確，應該 　更換不同阻值的定值電阻多次實驗　 。
（2）在上個實驗的某礎上，小科想研究小燈泡的電流與電壓的關系，選擇額定電壓為2.5V的小燈泡進行實驗。在實驗過程中，小科將滑動變阻器的滑片從A端開始移動，直到燈泡正常發光，在此過程中測得小燈泡的電流和電壓的幾組數據，并繪制了小燈泡的電流與電壓關系圖像，如圖2所示。
①小燈泡的電流與電壓關系是如圖2所示的曲線，是因為 　燈絲的電阻隨溫度的升高而變大　 。
②該實驗中小科選擇的滑動變阻器可能是 　B　 。
A．滑動變阻器R1（20Ω，3A）
B．滑動變阻器R1（50Ω，2A）
C．滑動變阻器R1（2000Ω，0.25A）
【答案】（1）電壓與電流之比是一個定值；更換不同阻值的定值電阻多次實驗；
（2）①燈絲的電阻隨溫度的升高而變大；②B。
【分析】（1）分析表格數據，電壓與電流之比是一個定值，據此回答；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）①根據小燈泡的電流與電壓關系是曲線回答；
②當燈的電壓為0.5V時可知電流大小，根據串聯電路電壓的規律及歐姆定律可知變阻器連入電路的電阻，考慮到電流大小確定選擇的滑動變阻器。
【解答】解：（1）分析表格數據，電壓與電流之比是一個定值，可得出的結論是通過電阻的電流與其兩端的電壓成正比關系，為了使實驗結論更準確，應該更換不同阻值的定值電阻多次實驗。
（2）①小燈泡的電流與電壓關系是如圖2所示的曲線，可知燈的電阻是變化的，是因為燈絲的電阻隨溫度的升高而變大。
②當燈的電壓為0.5V時，電流為0.1A，根據串聯電路電壓的規律及歐姆定律可知變阻器連入電路的電阻為
R滑35Ω
因0.25A＜0.3A
該實驗中小科選擇的滑動變阻器可能是滑動變阻器R1，故選：B。
故答案為：（1）電壓與電流之比是一個定值；更換不同阻值的定值電阻多次實驗；
（2）①燈絲的電阻隨溫度的升高而變大；②B。
【點評】本題探究電流與電壓的關系，考查數據分析、影響電阻大小的因素、歐姆定律和歸納法的運用。
4．（2024 寧波模擬）為了探究通過導體的電流與導體兩端的電壓的關系，小科設計了圖甲所示的電路。電源電恒為6V，R1是定值電阻，R2是滑動變阻器。
（1）如圖乙是小科同學連接的電路，請你在只改變一根導線連接的情況下，使電路能正確完成測量任務（用“×”標出改動之處，畫出改接導線）。
（2）正確連接后，小科繼續實驗，將有關實驗數據標記在圖丙上。分析圖丙可知：
①由圖像可以得出結論：　電阻一定時，通過導體的電流與電壓成正比　 。
②他所選擇的滑動變阻器的規格可能是 　B　 （填字母）。
A．10Ω 2Α
B．25Ω 2Α
C．50Ω0.5A
（3）保持現有元件不變，若要完成“探究電流與導體電阻的關系”的實驗，需要增加的實驗器材是 　幾個阻值不同的定值電阻　 。
【答案】（1）見解答圖；（2）①電阻一定時，通過導體的電流與電壓成正比；②B；（3）幾個阻值不同的定值電阻。
【分析】（1）根據電路連接和電表的使用分析回答；
（2）①根據圖丙中的點畫出圖像，據此得出結論；
②根據圖丙中第1個點，利用串聯電路電壓規律結合歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的阻值，據此確定滑動變阻器的規格；
（3）在“探究電流與導體電阻的關系”的實驗中，需更換不同阻值的定值電阻，據此分析。
【解答】解：（1）原電路圖中，電流表和滑動變阻器串聯后與定值電阻并聯，電壓表串聯在電路中是錯誤的，在探究通過導體的電流與導體兩端的電壓的關系實驗中，定值電阻、滑動變阻器和電流表串聯，電壓表并聯在定值電阻兩端，如下圖所示：
；
（2）①根據圖丙中的點畫出圖像，如下圖所示：
，
由圖可知，圖線為一條過原點的斜線，故可得出結論：電阻一定時，通過導體的電流與電壓成正比；
②由圖丙可知，當定值電阻兩端電壓為1V時，通過定值電阻的電流為0.2A，根據串聯電路電壓規律，滑動變阻器兩端電壓為U滑＝U﹣U1＝6V﹣1V＝5V，
根據串聯電路電流特點結合歐姆定律可知，滑動變阻器接入電路的阻值為：
R滑25Ω＞10Ω，
由圖丙可知，電路中最大電流為1A，因此他所選擇的滑動變阻器的規格可能是“25Ω 2Α”，故選：B；
（3）在“探究電流與導體電阻的關系”的實驗中，需更換不同阻值的定值電阻，故保持現有元件不變，若要完成“探究電流與導體電阻的關系”的實驗，需要增加的實驗器材是：幾個阻值不同的定值電阻。
故答案為：（1）見解答圖；（2）①電阻一定時，通過導體的電流與電壓成正比；②B；（3）幾個阻值不同的定值電阻。
【點評】本題探究通過導體的電流與導體兩端的電壓的關系實驗，考查了電路連接、圖像分析、器材的選擇和歐姆定律的應用及實驗方案的設計等知識。
02 研究物理量影響因素類
導體電阻大小的影響因素、電熱的影響因素（焦耳定律）。
例題展示
1．（2025 金華一模）小金和同學一起探究“電阻大小與長度的關系”，實驗電路如圖所示。實驗時多次改變某一合金絲接入電路的長度L、調節滑動變阻器的阻值，分別記錄電流表（0﹣0.6安；0﹣3安）、電壓表的示數，計算得到相應電阻的值，如表所示。已知電源電壓保持3伏不變。
L厘米 30 40 50 60
R/歐 2.1 2.7 3.3 4.0
請回答：
（1）在某次測量時，電壓表的指針位置如圖所示，則讀數U＝ 　2　 伏。
（2）為方便實驗操作，在實驗中更適合使用的是 　0﹣20歐　 （選填“0﹣20歐”或“0﹣200歐”）的滑動變阻器。
（3）根據實驗可得出的結論是 　在導體材料、粗細等其他條件相同時，電阻長度越長，電阻越大　 。
（4）僅根據上述實驗得出的結論，通過增大電阻絲長度來增大電阻的方法是否適用于其他各種合金絲，請說明理由 　不適用，該實驗結論還不是很可靠，沒有換用不同材料的電阻絲進行多次實驗，且此電阻絲在導體材料、粗細一定時，其電阻不是與長度成正比的　 。
【答案】（1）2；
（2）“0﹣20 歐”；
（3）在導體材料、粗細等其他條件相同時，電阻長度越長，電阻越大；
（4）不適用，該實驗結論還不是很可靠，沒有換用不同材料的電阻絲進行多次實驗，且此電阻絲在導體材料、粗細一定時，其電阻不是與長度成正比的。
【分析】（1）根據電壓表的量程和分度值讀數；
（2）根據電壓表的量程是0﹣3V，電源電壓為3V，結合串聯分壓規律分析解答；
（3）結合表中數據分析得出結論；
（4）實驗只有一種金屬絲，不具有普遍性，根據增大電阻絲長度來增大電阻的原理是材料與橫截面積一定時，電阻與長度成正比，結合數據對比分析。
【解答】解：（1）由圖可知，電壓表選擇小量程，分度值為0.1V，示數為2.0V。
（2）電壓表的量程是0﹣3V，電源電壓為3V，根據串聯電壓之比等于電阻之比，為了電壓表分配電壓后能準確測量，故選滑動變阻器的電阻與待測的電阻相差不大，電壓表所測電壓較大，且便于精確調節電壓表示數，故選較小的與待測電阻相差不大的0﹣20歐；
（3）根據表格數據知，在導體材料、粗細等其他條件相同時，電阻長度越長，電阻越大；
（4）根據表格數據，長度增大時電阻變大，但長度變為2倍，電阻不到2倍，即電阻與長度不是成正比，其原因是電流改變了，使得溫度改變造成的，即受溫度影響較大，且實驗只有一種金屬絲，不具有普遍性，因而不能適用于所有合金絲。
故答案為：（1）2；
（2）“0﹣20 歐”；
（3）在導體材料、粗細等其他條件相同時，電阻長度越長，電阻越大；
（4）不適用，該實驗結論還不是很可靠，沒有換用不同材料的電阻絲進行多次實驗，且此電阻絲在導體材料、粗細一定時，其電阻不是與長度成正比的。
【點評】本題考查電阻與長度關系的探究，屬于較難題。
2．（2025 鹿城區校級一模）小溫通過查閱資料發現，歐姆在探究歐姆定律時曾做過一個實驗：如圖所示，電流扭秤內有小磁針，其作用與電流表相同，將金屬棒的一端浸入沸水中，另一端浸入碎冰中，從而形成溫差電池，以提供電源電壓。當用待測導線連接兩個水銀杯，就能形成閉合回路，產生電流，并利用電流扭秤來測量電流強度。歐姆利用8根直徑相等但長度不同的銅導線進行實驗，探究當待測導線兩端電壓相同時，電流和待測導線之間的關系。
（1）實驗將待測導線放入兩個水銀杯中，說明水銀具有 　容易導電　 的性質。
（2）實驗通過電流扭秤中 　小磁針偏轉角度　 來比較電流強度大小。
（3）實驗需保持相同的電源電壓，在此實驗中，如何控制電源電壓相同：　控制燒杯兩端的溫差相同　 。
（4）歐姆通過實驗推導出（X表示電流強度，k為常數，S為導線的橫截面積，a為導線兩端的電壓差，L為導線長度），在此基礎上又引入了電阻的概念，由此可知電阻R＝ 　　 。（用題中字母表示）
【答案】（1）容易導電；（2）小磁針偏轉角度；（3）控制燒杯兩端的溫差相同；（4）。
【分析】（1）容易導電的物體屬于導體，不容易導電的物體屬于絕緣體；
（2）電路中電流較大時，電流扭秤中小磁針的偏轉角度較大；
（3）金屬棒的一端浸入沸水中，另一端浸入碎冰中，從而形成溫差電池，以提供電源電壓；
（4）根據歐姆定律計算電阻。
【解答】解：（1）實驗將待測導線放入兩個水銀杯中，就能形成閉合回路，產生電流，說明水銀具有容易導電的性質。
（2）實驗中利用電流扭秤來測量電流強度，通過電流扭秤中小磁針偏轉角度來比較電流強度大小。
（3）實驗中金屬棒的一端浸入沸水中，另一端浸入碎冰中，從而形成溫差電池，可控制燒杯兩端的溫差相同，從而控制電源電壓相同。
（4）根據歐姆定律，電阻R。
故答案為：（1）容易導電；（2）小磁針偏轉角度；（3）控制燒杯兩端的溫差相同；（4）。
【點評】此題考查了導體的概念、控制變量法、歐姆定律等知識點，有一定難度。
3．（2024 溫州模擬）探究電流熱效應的影響因素。
（1）用如圖1所示的裝置探究電流通過導體產生的熱量與 　電流　 的關系。相同燒瓶內裝滿了煤油。為達到實驗目的，選用的兩電阻絲R1與R2的阻值應 　相同　 （選填“相同”或“不同”）。
（2）通電一段時間后，甲、乙兩燒瓶中玻璃管內液面均有上升且高度始終保持一致，則故障原因可能是 　A　 。
A.R0發生斷路
B.R0發生短路
（3）小龍用如圖2所示的裝置，進一步探究“電流通過導體產生的熱量與電流的關系”。經多次實驗測量，收集實驗數據，繪制了燒瓶中玻璃管內液面上升的高度h與電流I的關系圖象。根據焦耳定律可知，如圖3中能正確反映h﹣I關系的是 　A　 。
【答案】（1）電流；相同；（2）A；（3）A。
【分析】（1）煤油是絕緣體；根據電流通過導體產生的熱量與電流的關系”，要控制電阻相等；根據并聯電路電流的規律分析；
（2）根據轉換法，通過燒瓶中玻璃管內液面上升的高度說明熱量的多少；
（3）根據轉換法，煤油吸熱越多，膨脹程度越大，液柱升高的越多，且膨脹程度與吸熱多少成正比，結合焦耳定律由數學知識分析。
【解答】解：（1）燒瓶中裝入的煤油是絕緣體；控制電阻相等，探究“電流通過導體產生的熱量與電流的關系”，即選用的兩電阻絲R1與R2的阻值應相等，根據并聯電路電流的規律，通過R1的電流小于通過R2的電流。
（2）通電一段時間后，乙燒瓶中玻璃管內液面上升的高度較大，說明在電阻和通電時間相等時，電流越大產生的熱量越多，但是甲、乙兩燒瓶中玻璃管內液面均有上升且高度始終保持一致，則故障原因可能是R0發生斷路。
（3）小紅用如圖2所示的裝置，進一步探究“電流通過導體產生的熱量與電流的關系”，要控制電阻與通電時間相同，經多次實驗測量，收集實驗數據，繪制了燒瓶中玻璃管內液面上升的高度h與電流的關系圖象，根據轉換法，煤油吸熱越多，膨脹程度越大，液柱升高的越多，且膨脹程度與吸熱多少成正比，
根據焦耳定律可知，Q＝I2Rt﹣﹣﹣﹣﹣①，Rt常數，且Rt＞0，故由數學知識①式為Q關于I的拋物線，且開向上，圖4中能正確反映h﹣I關系的是A。
故答案為：（1）電流；相同；（2）A；（3）A。
【點評】本題考查控制變量法、轉換法、及焦耳定律的運用，難度不大。
4．（2024 寧波模擬）小東在探究電流產生的熱量與哪些因素有關的實驗中，設計了如圖甲所示的實驗電路圖。兩個完全相同的燒瓶中裝滿煤油，兩個完全相同的玻璃管內煤油液面的高度相同，瓶內的電阻絲的阻值分別為5Ω和10Ω。閉合開關，發現玻璃管中液面持續上升，每隔一分鐘記錄下上升的高度。
（1）小東將記錄的數據繪制成如圖乙所示的圖像，根據圖像，請寫出本實驗的結論：　在電流和通電時間相同時，導體的電阻越大，導體產生的熱量越多　 。
（2）小東覺得上述實驗中裝置太多，比較復雜，設計了如下實驗：連接電路（如圖丙），并用相同大小的石蠟將火柴粘在電阻絲R上（如圖?。?，閉合開關，記錄火柴掉落所用的時間。調節滑動變阻器的滑片，重復實驗，所得的結果如表：
序號 滑動變阻器的滑片位置 火柴掉落所用的時間/s
1 最右端 99
2 中點 30
3 最左端 15
①完成第1次實驗后，小東將滑片移到滑動變阻器的中點位置，要等待一段時間再閉合開關，他主要考慮 　電阻絲的溫度　 會影響實驗的準確度。
②小東得出“電流越大，相同時間內電阻產生的熱量越多”的結論，他的分析過程是 　分析實驗1、2、3，滑片向左移，變阻器連入阻值減小，電路總電阻減小，由歐姆定律I知，當電源電壓不變時，電路電流增大；電阻R1（或R2）上粘的火柴掉落的時間越短，說明電阻R1（或R2）上產生的熱量越多，綜合可知，電流越大，相同時間內電阻產生的熱量越多　 。
【答案】（1）在電流和通電時間相同時，導體的電阻越大，導體產生的熱量越多；（2）電阻絲的溫度；（3）分析實驗1、2、3，滑片向左移，變阻器連入阻值減小，電路總電阻減小，由歐姆定律I知，當電源電壓不變時，電路電流增大；電阻R1（或R2）上粘的火柴掉落的時間越短，說明電阻R1（或R2）上產生的熱量越多，綜合可知，電流越大，相同時間內電阻產生的熱量越多。
【分析】（1）根據焦耳定律Q＝I2Rt，結合控制變量法得出結論；
（2）實驗時電阻絲通電發熱，再次實驗時要讓電阻絲冷卻到室溫，以避免上次實驗時電阻絲溫度較高帶來的干擾。
（3）由表格數據結合電路圖，分析三次實驗電路電流的變化和電阻產生熱量的變化情況，綜合得出結論。
【解答】解：（1）由圖甲知，兩電阻串聯，通電時間和電流相同時，根據焦耳定律Q＝I2Rt可知，電阻越大，放出的熱量越多，表明在電流和通電時間相同時，導體的電阻越大，導體產生的熱量越多；
（2）在完成一次實驗后，小瑞將滑片移到滑動變阻器的中點位置，在閉合開關前還應考慮會影響實驗準確度的因素是電阻絲的溫度，應等到電阻絲溫度恢復到室溫再開始下次實驗，以避免上次實驗時電阻絲溫度較高帶來的干擾。
（3）小東得出“電流越大，相同時間內電阻產生的熱量越多”的結論，他的分析過程是：分析實驗1、2、3，滑片向左移，變阻器連入阻值減小，電路總電阻減小，由歐姆定律I知，當電源電壓不變時，電路電流增大；電阻R1（或R2）上粘的火柴掉落的時間越短，說明電阻R1（或R2）上產生的熱量越多，綜合可知，電流越大，相同時間內電阻產生的熱量越多。
故答案為：（1）在電流和通電時間相同時，導體的電阻越大，導體產生的熱量越多；（2）電阻絲的溫度；（3）分析實驗1、2、3，滑片向左移，變阻器連入阻值減小，電路總電阻減小，由歐姆定律I知，當電源電壓不變時，電路電流增大；電阻R1（或R2）上粘的火柴掉落的時間越短，說明電阻R1（或R2）上產生的熱量越多，綜合可知，電流越大，相同時間內電阻產生的熱量越多。
【點評】本題考查探究影響電流通過導體時產生熱量的因素，屬于基礎實驗，難度不大，要牢固掌握。
舉一反三
1．（2024秋 紹興期末）某興趣小組的同學開展“探究鹽水電阻大小與哪些因素有關”的實驗，他們提出了以下猜想：
A.可能與鹽水的濃度有關。
B.可能與鹽水的液柱橫截面積有關。
C.可能與鹽水的液柱長度有關。
他們利用玻璃管（管中帶有接線柱的金屬活塞可以左右移動）、電源、開關、小燈泡、導線等器材，組裝成如圖所示的電路進行實驗。
（1）興趣小組同學通過注水口向玻璃管內注滿鹽水，閉合開關后燈泡發光；根據小燈泡的亮度可以判斷鹽水的電阻大小，下面實例中也是運用這種研究方法的是 　B　 。
A.學習電流時，將電流比作水流
B.用壓強計研究液體壓強
C.利用小車運動距離研究牛頓第一定律
（2）探究猜想A時，為了增加鹽水的濃度，可向玻璃管中添加 　鹽　 （選填“鹽”或“清水”）并攪拌均勻。
（3）在探究猜想B時用注射器緩慢地從玻璃管中抽取部分鹽水后觀察小燈泡亮暗，接著探究猜想C時，興趣小組調節活塞使之 　向中間　 （選填“向中間”或“向外側”）移動到合適位置時，觀察小燈泡的亮度變化，請問何為合適位置？　小燈泡亮度有明顯變化時的位置　 。
【答案】（1）B；（2）鹽；（3）向中間；小燈泡亮度有明顯變化時的位置
【分析】（1）串聯電路，電壓一定，電阻變化時，燈泡亮暗會隨之發生變化；
（2）（3）鹽水中增加鹽的質量，可以增加鹽水的濃度；從導體電阻大小的影響因素進行分析，導體的電阻跟導體的長度、材料、橫截面積以及溫度有關。
【解答】解：（1）鹽水濃度不同，燈泡的亮度不同，可以根據燈泡的亮度判斷鹽水電阻的大小，運用了轉換法；
A.學習電流時，將電流比作水流，采用的是類比法；
B.用壓強計研究液體壓強，采用了轉換法；
C.利用小車運動距離研究牛頓第一定律，采用的是實驗推理法；
故選：B；
（2）探究猜想A時，為了改變鹽水的濃度，將會向塑料管中添加鹽，并攪拌均勻，觀察燈泡的亮度變化；
（3）探究猜想B時，興趣小組斷開開關，用注射器緩慢地從玻璃管中抽取部分鹽水，保持活塞位置不變，此時液體的長度不變，橫截面積變小，閉合開關后觀察到小燈泡變暗了，說明在鹽水的濃度和液柱長度一定時，鹽水的液柱橫截面積越小，鹽水電阻越大；
接著探究猜想C時，即鹽水電阻大小與鹽水液柱長度的關系，需要控制鹽水濃度、橫截面積不變，改變液柱的長度，所以調節活塞使之向中間移動到合適的位置時，觀察小燈泡的亮度變化。
故答案為：（1）B；（2）鹽；（3）向中間；小燈泡亮度有明顯變化時的位置。
【點評】本題利用控制變量法和轉換法探究液體電阻大小的影響因素，題目很新穎，能考查學生的應變能力，是一道很好的習題。
2．（2024秋 嘉興期末）興趣小組的同學在研究“電流通過導體產生熱量的多少與哪些因素有關”時，制作了如圖甲所示的實驗裝置：雙層有機玻璃盒（中間填充泡沫），內有電阻絲、水和溫度傳感器。
（1）圖甲中的容器采用雙層有機玻璃盒，且填充泡沫，這樣做的目的是減少實驗過程中的 　熱量　 散失。
（2）請用筆畫線代替導線，幫興趣小組同學將圖乙中的電路連接完整。
（3）在兩個雙層有機玻璃盒內裝入等質量的水，密封后閉合開關，記錄容器中的水溫變化和通電時間，對記錄的數據處理后繪制成圖像丙，其中R1＞R2。根據圖像，興趣小組能得出的實驗結論是 　電流與通電時間一定時，電阻越大，產生的熱量越多　 。
【答案】（1）熱量；（2）見解析圖；（3）電流與通電時間一定時，電阻越大，產生的熱量越多。
【分析】（1）圖甲中的容器采用雙層有機玻璃盒，且填充泡沫，是為了減少實驗過程中的熱量損失；
（2）鏈接實物圖時，滑片應該移到阻值最大處，據此連線；
（3）電流與通電時間一定時，電阻越大，產生的熱量越多。
【解答】解：（1）圖甲中的容器采用雙層有機玻璃盒，且填充泡沫，起到絕熱的性能，減少實驗過程中的熱量損失；
（2）滑動變阻器接入電路中時，滑片應該移到阻值最大處，故應該將滑動變阻器的右下接線柱與開關串聯，如圖所示：
（3）串聯電路電流相等，由圖丙可知，加熱相同時間，R1的溫度變化大，由Q＝cmΔt可知，R1所在容器產生的熱量多，可得出結論：電流與通電時間一定時，電阻越大，產生的熱量越多。
故答案為：（1）熱量；（2）見解析圖；（3）電流與通電時間一定時，電阻越大，產生的熱量越多。
【點評】本題研究“電流通過導體產生熱量的多少與哪些因素有關”實驗，利用控制變量法和轉換法分析。
3．（2023 溫州模擬）小明同學根據圖甲的電路連接器材來探究“導體電阻與長度的定量關系”，電路中m為長50cm粗細均勻的合金絲。實驗中，小明多次移動夾片P來改變合金絲接入電路的長度L，然后通過調節滑動變阻器，使每次電流表示數均為0.5A后，記錄電壓表示數U（期間末更換量程），從而通過描點連線作出U﹣L圖像如圖乙中圖線a所示。
（1）在某次測量中，電壓表的指針如圖丙所示，則讀數為U＝　4.5　 V。
（2）通過圖乙中圖線a能否得出結論“導體電阻與長度成正比”，寫出你的判斷并說明理由 　正確，因為U﹣L為直線，說明U與L成正比，U＝IR，電路I為定值，U與R成正比，故導體電阻與長度成正比　 。
（3）現有另一根合金絲n，與m材料相同，長度相同，橫截面積未知。將兩根合金絲緊貼在一起如圖丁所示，采用同樣的步驟得到新的U﹣L圖像如圖乙中的圖線b（電流仍是0.5A）。已知導體電阻與橫截面積成反比，則由圖分析可得合金絲n的橫截面積 　等于　 （選填“大于”、“等于”或“小于”）合金絲m的橫截面積。
【答案】（1）4.5；（2）正確，因為U﹣L為直線，說明U與L成正比，U＝IR，電路I為定值，U與R成正比，故導體電阻與長度成正比；（3）等于。
【分析】（1）分析圖像電壓值確定電壓表量程，確定分度值，讀出電壓表示數；
（2）分析圖像，結合歐姆定律得出結論；
（3）利用歐姆定律和并聯電路電阻的規律進行計算；
【解答】解：（1）由于圖乙電壓可以取到7.5V，故電壓表量程為0﹣15V，分度值為0.5V，故電壓表示數為：4.5V；
（2）因為U﹣L為直線，說明U與L成正比，U＝IR，電路I為定值，故U與R成正比，故導體電阻R與長度L成正比正確；
（3）兩根合金絲緊貼在一起，相當于兩電阻并聯，分析乙圖中b線可知，當接入長度為0.5m時，導體兩端電壓為3.75V，已知電流為0.5A不變，根據歐姆定律，并聯后總電阻Rmn7.5Ω，根據a線可知，當接入長度為0.5m時，導體兩端電壓為7.5V，已知電流為0.5A不變，根據歐姆定律，合金絲m的電阻Rm15Ω，根據并聯電路電阻的關系，，可得Rn＝15Ω，已知兩合金絲長度相等，材質相同，阻值相等，故合金絲n的橫截面積等于合金絲m的橫截面積。
故答案為：（1）4.5；（2）正確，因為U﹣L為直線，說明U與L成正比，U＝IR，電路I為定值，U與R成正比，故導體電阻與長度成正比；（3）等于。
【點評】本題考查電壓表讀數，可對數據的分析處理能力，難度較大。
4．（2024秋 余姚市期末）某校學習小組在老師的指導下探究電流通過導體時產生熱量大小跟什么因素有關。實驗器材如圖所示，兩個透明容器中密封著等量空氣，U形管中液面最初相平，兩個密閉容器中都有一段電阻絲。
（1）實驗中通過觀察U形管的液面高度變化來反映電流通過導體時產生熱量的大小，這種方法在科學上稱為 　轉換法　 。
（2）圖甲電路通電一段時間后，若發現右側U形管液面高度幾乎不變，已知電路正常，則出現該現象的原因可能是 　右側U形管漏氣　 。
（3）將裝置調整后重新開始實驗，一段時間后實驗現象如圖甲所示，則實驗結論是 　當電流大小和通電時間相同時，電流通過導體時產生熱量大小隨電阻增大而增大　 。
（4）將3個電阻按照如圖乙所示方式連接，替換圖甲中的裝置連接到電路中，重新進行實驗。在通電時間相同的情況下，觀察U形管中液面的高度變化，該實驗探究的是電流通過導體時產生熱量的大小跟 　電流大小　 因素的關系。
【答案】（1）轉換法；（2）右側U形管漏氣；
（3）當電流大小和通電時間相同時，電流通過導體時產生熱量大小隨電阻增大而增大；
（4）電流大小。
【分析】（1）電流通過導體產生熱量的多少不能直接觀察，空氣容易膨脹，便于觀察；但液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；
（2）通電一段時間后，若發現圖甲中的U形管的液面高度幾乎不變，由空氣盒的氣密性解答；
（3）由甲圖可知，兩個燒瓶中的電阻絲串聯，通過兩電阻絲的電流和通電時間相同，研究的是：當通過的電流和通電時間相同時，電流產生的熱量與導體電阻大小的關系。
（4）探究電流產生熱量跟通電電流關系時，控制通電時間和電阻不變。
【解答】解：（1）電流通過導體產生熱量的多少不能直接觀察，但液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；
（2）通電一段時間后，若發現圖甲中右側U形管的液面高度幾乎不變，出現該現象的原因可能是右側U形管漏氣；
（3）由甲圖可知，兩段阻值不同的電阻絲串聯，通過兩電阻絲的電流相同、通電時間相同，由焦耳定律可知，由Q＝I2Rt可知，在電路和通電時間相同時，右側電阻較大，產生的熱量較多，密閉空氣吸收熱量后，體積膨脹，右側氣體膨脹更大所以右側中的液面較高，故可得：當電流大小和通電時間相同時，電流通過導體時產生熱量大小隨電阻增大而增大；
（4）在乙裝置中一個5Ω的電阻與兩個5Ω的電阻并聯后再串聯，根據串聯電路的電流特點可知，B端兩個電阻的總電流和左端的電阻電流相等，即I右＝I左，兩個5Ω的電阻并聯，根據并聯電路的電流特點知I右＝I1+I2，兩電阻阻值相等，則支路中電流相等，I1＝I2，所以右邊容器中的通過電阻的電流是左側通過電流的一半，故探究的是電流通過導體時產生熱量的大小跟電流大小的關系。
故答案為：（1）轉換法；（2）右側U形管漏氣；
（3）當電流大小和通電時間相同時，電流通過導體時產生熱量大小隨電阻增大而增大；
（4）電流大小。
【點評】此題主要考查的是學生對“電流通過導體產生的熱量與電阻、電流的關系”實驗的理解和掌握，注意控制變量法和轉換法的運用是解決該題的關鍵。
03 測量物理量類
一、伏安法測電阻阻值、伏安法測小燈泡電功率
例如：伏安法測電阻
（1）實驗原理：R=U/I。對于一個未知電阻，用電壓表測其兩端電壓U，用電流表測出通過未知電阻的電流I，應用歐姆定律，就可以求出其電阻值。這種測量方法稱為“伏安法”。
（2）實驗器材：電源、開關、電流表、電壓表、滑動變阻器、待測電阻和導線。
（3）設計實驗：實驗電路圖和實物圖如圖甲、乙所示，其中滑動變阻器用來改變待測電阻兩端電壓和通過待測電阻的電流，多次測量電壓和電流，求出每次的電阻值，最后求平均值。
甲 乙
（4）實驗步驟：
①按圖甲所示電路圖連接圖乙中的實物電路；
②檢查所連接的電路，確定無誤后，將滑動變阻器的滑片調至阻值最大處，以保護電路；
③利用試觸法電流表和電壓表的量程；
④閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，改變待測電阻兩端的電壓，并記下相應的電流值和電壓值，填入實驗表格中；
⑤斷開開關，整理器材。
滑動變阻器在實驗中的作用：
（1）保護電路；
（2）改變待測電阻兩端電壓，實現多次測量。
二、伏阻法
三、安阻法
例題展示
1．（2025 浙江模擬）為測量小燈泡的電阻，小科設計了如圖甲所示的實驗電路。其中，電源電壓為6V恒定不變，小燈泡的額定電壓為2.5V，滑動變阻器①的規格為“20Ω 1A”，滑動變阻器②的規格為“10Ω 1A”，導線電阻忽略不計。
（1）圖甲中有一根導線連接錯誤，請在錯誤連線上畫“×”。
（2）問題解決后，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片P，當電壓的表示數為2.5V時小燈泡正常發光，此時電流表示數如圖乙所示，此時，小燈泡的阻值為 　8.9　 Ω（精確到小數點后一位）；選用的滑動變阻器為 ?、佟?（選填“①”或“②”）。
（3）根據收集到的實驗數據，小科發現當小燈泡兩端電壓不相同時，利用電壓表和電流表的示數計算得到的電阻值也不同，試分析原因：　小燈泡燈絲電阻受溫度影響，隨溫度升高而增大　 。
【答案】（1）（2）8.9；①；（3）小燈泡燈絲電阻受溫度影響，隨溫度升高而增大。
【分析】（1）根據電路連接和電表的使用分析回答；
（2）由乙圖知道，電流表的示數，根據歐姆定律計算出小燈泡的阻值；
由串聯電路中電壓的分配特點求出滑動變阻器需要接入的電阻，由此選擇滑動變阻器的規格；
（3）從溫度對電阻的影響分析答題。
【解答】解：（1）原電路圖中，電流表和燈泡并聯，電壓表串聯在電路中是錯誤的，在測小燈泡在不同電壓下的電阻實驗中，燈泡、滑動變阻器和電流表串聯，電壓表并聯在燈泡兩端，如下圖所示：
；
（2）電流表連接小量程，分度值為0.02A，此時電流表的示數為0.28A，根據歐姆定律可知R8.9Ω；根據串聯分壓可知，此時滑動變阻器兩端電壓U滑＝6V﹣2.5V＝3.5V，滑動變阻器的電阻R滑12.5Ω＞10Ω，所以應該選擇動變阻器①；
（3）當燈泡兩端電壓增大，通過燈泡的電流也增大，根據P＝UI可知，燈泡功率變大，溫度升高，燈絲電阻隨溫度升高而增大，故小燈泡的電阻隨電壓的增大而增大，主要原因是小燈泡的電阻受溫度的影響。
故答案為：（1）（2）8.9；①；（3）小燈泡燈絲電阻受溫度影響，隨溫度升高而增大。
【點評】本題測小燈泡在不同電壓下的電阻實驗，考查了電路連接、注意事項、電流表讀數、電阻的計算、影響電阻大小因素及設計實驗方案測電阻的能力。
2．（2024秋 濱江區期末）同學們通常用“伏安法”測量并計算某導體的電阻?？茖W興趣小組設計并制作了一個可以直接測量電阻阻值的儀器。他們設計了如圖甲所示的電路，a、b為接線柱用于接待測電阻。當a、b接入電阻阻值不同時，電流表示數也隨之改變，在電流表相應位置標上對應電阻值。已知電源電壓恒為9V，電流表量程為0.6A。
（1）根據電路圖甲用筆畫線代替導線在圖乙中完成實物圖的連接，使滑片P向右移時阻值變小。
（2）標零。用導線將a、b直接連起來，移動滑動變阻器R的滑片P，使電流表指針正好偏轉到滿刻度0.6A處，在此刻度處標為“0Ω”，如圖丙所示，此時變阻器接入電路中的阻值R＝　15Ω　 。
（3）標刻度。調零后保持滑動變阻器阻值不變，將一個阻值為30Ω的定值電阻接入a、b接線柱后，計算此時電流表示數應為 　0.2　 A，在電流表該刻度處標上“30Ω”。據此原理，可把電流表改為測量電阻的儀器。
（4）測量。使用制作的測電阻儀器測未知導體的電阻。
【答案】（1）見解答；（2）15Ω；（3）0.2。
【分析】（1）滑動變阻器上下各選一個接線柱接入電路且串聯在電路中，滑動變阻器滑片P向右移動時，電流表示數變小，說明此時變阻器接入電路中的電阻變大，據此進行解答；
（2）根據歐姆定律求出滑動變阻器接入電路中的電阻；
（3）由電阻的串聯求總電阻，由歐姆定律得出電路的電流，即電流表的示數。
【解答】解：（1）電源電壓3V，故電壓表選用小量程并聯在待測電阻兩端；滑動變阻器上下各選一個接線柱接入電路且串聯在電路中，滑動變阻器滑片P向右移動時，電流表示數變小，說明此時變阻器接入電路中的電阻變大，則變阻器左下方接線柱必須接入電路中，如下圖所示：
（2）滑動變阻器接入電路中的電阻：R15Ω；
（3）保持變阻器R接入電路中阻值不變，在a、b間接入被測電阻30Ω，此時兩電阻串聯，
則此時的總電阻：R總＝15Ω+30Ω＝45Ω，
由歐姆定律可得，電路的電流，即電流表的示數：I'。
故答案為：（1）見解答；（2）15Ω；（3）0.2。
【點評】本題考查串聯電路的規律及歐姆定律的運用，關鍵是從題中獲取有效的信息，難度較大。
3．（2025 北侖區校級一模）小金同學在測定“小燈泡電功率”的實驗中，電源為三節干電池，小燈泡額定電壓為2.5V。
（1）請你用筆畫線代替導線，將圖甲中的實物電路連接完整。
（2）小金連接電路后，閉合開關，移動滑動變阻器滑片P到某一位置時，電壓表的示數如圖乙，若要測量小燈泡的額定功率，接下來的操作是 　移動滑動變阻器的滑片，直到電壓表示數為額定電壓2.5V　 ；小金同學測量了六組且記下對應的電壓表（0.5V、1.0V、……、3.0V）和電流表的示數，并繪制成圖丙所示的I—U圖像，可計算出小燈泡的額定功率是 　1　 W。
（3）根據圖丙分析，為完成上述整個實驗，最合理的滑動變阻器應選 　C　 。
A.“0.5A 10Ω”
B.“1A 20Ω”
C.“1A 60Ω”
D.“0.2A 200Ω”
【答案】（1）見解答圖；（2）移動滑動變阻器的滑片，直到電壓表示數為額定電壓2.5V；1；（3）C。
【分析】（1）電壓表并聯在小燈泡兩端，根據小燈泡的額定電壓確定電壓表量程；滑動變阻器“一上一下”串聯接入電路；
（2）燈在額定電壓下正常發光，讀出電壓表示數，比較電壓表示數與額定電壓的大小，根據串聯電路電壓的規律及分壓原理確滑片移動的方向：根據圖丙燈額定電壓下的電流，由P＝UI求燈的額定功率；
（4）由串聯電路特點和歐姆定律計算變阻器的最大值。
【解答】解：（1）測定“小燈泡電功率”的實驗中，電壓表并聯在小燈泡兩端，小燈泡額定電壓為2.5V，則電壓表選擇小量程；滑動變阻器“一上一下”串聯接入電路；如圖所示：
（2）燈在額定電壓下正常發光，電壓表選用0～3V量程，分度值為0.1V，由圖乙知，燈泡兩端電壓等于1.2V，小于燈的額定電壓2.5V，應增大燈泡的電壓，根據串聯電路電壓的規律，應減小變阻器的電壓，由分壓原理應減小變阻器連入電路中的阻值，故移動滑動變阻器的滑片，直到電壓表示數為額定電壓2.5V；
由圖丙所示的I﹣U圖象，燈的電壓為2.5V時，通過的電流為0.4A，所以小燈泡的額定功率是
P＝UI＝2.5V×0.4A＝1W；
（3）電源由三節干電池，所以電源電壓4.5V；
小金同學測量的六組實驗中，燈泡兩端電壓最小0.5V，由分壓原理知，此時變阻器連入電路的阻值最大，由圖象知，此時電路中電流約為0.1A，
則此時變阻器連入電路的阻值為：
R40Ω，
由圖象知，燈泡電壓為3V時的電流大于0.4A，所以應選擇“1A 60Ω”的變阻器，故選：C。
故答案為：（1）見解答圖；（2）移動滑動變阻器的滑片，直到電壓表示數為額定電壓2.5V；1；（3）C。
【點評】本題通過測定小燈泡電功率實驗，考查實物電路的連接、故障分析、實驗的操作、額定功率的計算等知識，要能從圖象中獲到有用信息，要求熟練掌握。
4．（2025 錢塘區一模）小塘測量小燈泡的功率，利用實驗器材和實驗過程如下：
實驗器材 相應參數 實驗器材 相應參數
小燈泡 額定電壓2.5V，電阻約10Ω 滑動變阻器 ？
電流表 量程為0～0.6A和0～3A， 電源 電壓5V保持不變
電壓表 量程為0～3V和0～15V 導線 若干
開關 單刀單擲
（1）移動滑動變阻器滑片P，發現小燈泡始終不亮，電流表有示數，電壓表的示數為0，則出現故障的原因可能是 　小燈泡短路（或電壓表短路）　 。
（2）排除故障完善電路后，閉合開關，改變滑動變阻器的阻值，根據所測量數據做出了小燈泡中電流隨其兩端電壓變化的關系圖像，如圖乙，小燈泡的額定功率為 　0.625　 W。
（3）實驗中所使用的滑動變阻器的規格可能為 　B　 。
A.5Ω 2A
B.30Ω 1A
C.40Ω 0.2A
（4）若圖乙中的陰影部分表示電壓表為2.0V時，小燈泡消耗的實際功率大小，請幫助小組同學在圖中表示出此時滑動變阻器實際消耗功率的區域（該區域用斜線涂黑）。
【答案】（1）小燈泡短路（或電壓表短路）；（2）0.625；（3）B；（4）見解答圖。
【分析】（1）移動滑動變阻器滑片P，發現電流表有示數，說明電路是通路，小燈泡始終不亮，電壓表的示數為0，說明電壓表并聯的電路短路或電壓表短路；
（2）根據圖乙確定燈泡額定電壓對應的額定電流，利用P＝UI求出小燈泡的額定功率；
（3）當燈正常發光時，根據串聯電路的規律及歐姆定律求出滑動變阻器連入電路中的電阻并結合燈泡額定電流確定滑動變阻器規格；
（4）根據串聯電路電壓的規律和P＝UI計算出此時滑動變阻器所消耗的電功率的區域。
【解答】解：（1）移動滑動變阻器滑片P，發現電流表有示數，說明電路是通路，小燈泡始終不亮，電壓表的示數為0，說明電壓表并聯的電路短路或電壓表短路，即出現故障的原因可能是小燈泡短路或電壓表短路；
（2）由圖乙可知，燈泡額定電壓對應的額定電流為0.25A，則小燈泡額定功率為：
PL＝ULIL＝2.5V×0.25A＝0.625W；
（3）當燈正常發光時，根據串聯電路的規律及歐姆定律可知，滑動變阻器連入電路中的電阻為：R滑＝ 10Ω＞5Ω，且燈泡額定電流0.25A大于0.2A，故為了能夠順利完成實驗探究，應選用“30Ω 1A”的滑動變阻器，即選B；
（4）若圖中的陰影部分表示電壓表為2.0V時，燈泡消耗的實際功率大小，根據串聯電路電壓規律，滑動變阻器兩端的電壓為：U′＝5.0V﹣2.0V＝3.0V；
根據串聯電路電流特點，通過滑動變阻器的電流與小燈泡的電流相同，由P＝UI可知，滑動變阻器的電功率為：P′＝U′I＝3.0V×I，此時滑動變阻器所消耗的電功率的區域如下圖所示：
。
故答案為：（1）小燈泡短路（或電壓表短路）；（2）0.625；（3）B；（4）見解答圖。
【點評】本題考查測量小燈泡的電功率，考查電路故障、電功率的計算、器材的選擇及圖像分析等知識。
舉一反三
1．（2025 浙江模擬）小科同學在測定“小燈泡電功率”的實驗中，電源為三節干電池，小燈泡額定電壓為2.5V。
（1）請用線代替導線，將圖甲中的實物電路正確連接完整。
（2）小科連接電路后，閉合開關，移動滑動變阻器滑片P，測量了六組且記下對應的電壓表（0.5V、1.0V、……、3.0V）和電流表的示數，并繪制成圖乙所示的I﹣U圖像，可計算出小燈泡的額定功率是 　1　 W。
（3）根據圖乙分析，為完成上述整個實驗，最合理的滑動變阻器應選 　C　 。
A.“0.5A 10Ω”
B.“1A 20Ω”
C.“1A 60Ω”
D.“0.2A 200Ω”
【答案】（1）見解答圖；（2）1；（3）C。
【分析】（1）電壓表并聯在小燈泡兩端，根據小燈泡的額定電壓確定電壓表量程；滑動變阻器“一上一下”串聯接入電路；
（2）根據圖丙確定燈泡額定電壓下的電流，由P＝UI求燈的額定功率；
（3）由串聯電路特點和歐姆定律計算變阻器的最大值，據此確定滑動變阻器規格。
【解答】解：（1）測定“小燈泡電功率”的實驗中，電壓表并聯在小燈泡兩端，小燈泡額定電壓為2.5V，故電壓表選擇小量程；滑動變阻器“一上一下”串聯接入電路；如下圖所示：
；
（2）由圖丙可知，燈的電壓為2.5V時，通過的電流為0.4A，所以小燈泡的額定功率為：
PL＝ULIL＝2.5V×0.4A＝1W；
（3）電源由三節干電池，所以電源電壓4.5V；
小科同學測量的六組實驗中，燈泡兩端電壓最小0.5V，由分壓原理知，變阻器連入電路的阻值最大，由圖象知，電路中電流約為0.1A，
則此時變阻器連入電路的阻值為：
R40Ω，
由圖像知，燈泡電壓為3V時的電流大于0.4A，所以應選擇“1A 60Ω”的變阻器，故選：C。
故答案為：（1）見解答圖；（2）1；（3）C。
【點評】本題通過測定小燈泡電功率實驗，考查實物電路的連接、電功率的計算和器材的選擇等知識。
2．（2025 寧波模擬）用圖1所示電路測量“小燈泡的額定功率”。待測小燈泡的額定電壓為2.5V，額定功率小于1W，電源為兩節干電池，滑動變阻器R的規格為“20Ω 1A”。
請回答：
（1）請你用筆畫線代替導線，在圖1中把電路連接完整，要求滑片向右移動，燈泡變亮。
（2）正確連接完電路，閉合開關，向右逐漸移動滑片，小燈泡逐漸變亮，突然小燈泡熄滅，電流表示數幾乎為零，電壓表示數接近3V，原因是小燈泡 　斷路　 （填“短路”或“斷路”）。
（3）排除故障后，閉合開關，緩慢移動滑動變阻器的滑片，同時觀察 　電壓　 表示數的變化，當小燈泡正常發光時，電流表示數如圖2所示，記錄數據并算出小燈泡的額定功率。
（4）小燈泡用久了，鎢絲會變細，在2.5V電壓下，小燈泡的實際功率 　小于　 （填“大于”“小于”或“等于”）額定功率。
【答案】（1）見解答圖；（2）斷路；（3）電壓；（4）小于。
【分析】（1）根據燈泡額定電壓確定電壓表量程，將電壓表并聯在燈泡兩端；滑片向右移動，燈泡變亮，說明電路中電流變大，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；
（2）閉合開關，向右逐漸移動滑片，小燈泡逐漸變亮，突然小燈泡熄滅，電流表示數幾乎為零，說明電路可能斷路，電壓表示數接近3V，說明電壓表與電源連通，電壓表被串聯在電路中，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；
（3）當電壓表的示數達到小燈泡的額定電壓時，小燈泡正常發光；
（4）電阻大小與導體的橫截面積有關，小燈泡用久了，鎢絲會變細，電阻將變大，根據P，在2.5V電壓下，小燈泡實際功率小于額定功率。
【解答】解：（1）小燈泡的額定電壓為2.5V，故電壓表選用小量程并聯在燈泡兩端；滑片向右移動，燈泡變亮，說明電路中電流變大，滑動變阻器阻值變小，故滑動變阻器選用右下接線柱與電源串聯在電路中，如下圖所示：
；
（2）閉合開關，向右逐漸移動滑片，小燈泡逐漸變亮，突然小燈泡熄滅，電流表示數幾乎為零，說明電路可能斷路，電壓表示數接近3V，說明電壓表與電源連通，電壓表被串聯在電路中，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，即原因是小燈泡斷路；
（3）閉合開關，緩慢移動滑動變阻器的滑片，同時觀察電壓表示數的變化，當電壓表示數為2.5V時，小燈泡正常發光；
（4）電阻大小與導體的橫截面積有關，小燈泡用久了，鎢絲會變細，電阻將變大，根據P可知，在2.5V電壓下，小燈泡實際功率小于額定功率。
故答案為：（1）見解答圖；（2）斷路；（3）電壓；（4）小于。
【點評】本題測“小燈泡的額定功率”實驗，考查了電路連接、電路故障、實驗操作和影響電阻大小因素等知識。
3．（2024秋 紹興期末）用如圖甲所示的電路測量定值電阻R1的阻值。
（1）如圖所示是小明連接的實驗電路。該電路中存在一處導線連接錯誤，請在接錯的導線上畫“×”，并用筆畫線代替導線畫出正確的電路連接圖。
（2）正確連接電路后，閉合開關，發現電流表和電壓表示數都為0。用一根導線在圖甲中先后并聯在電壓表和電流表兩端時，電壓表和電流表示數仍為0，連接接線柱C與D時；電壓表和電流表指針明顯偏轉，則電路的故障是 　變阻器斷路　 。
（3）排除故障后繼續實驗，當電壓表示數為2V時，電流表示數如圖乙所示，則定值電阻Rx＝ 　10　 Ω。
（4）如果沒有電壓表，電源電壓未知，可以用最大阻值為R0的滑動變阻器和如圖丙所示電路，來測量電阻Rx的阻值。閉合開關后，滑動變阻器滑片在最左端時，電流表示數為I1，滑動變阻器滑片在最右端時，電流表示數為I2，則電阻Rx＝ 　R0　 Ω。（用題中所給量的符號表示）
【答案】（1）見解析中的圖；（2）變阻器斷路；（3）10；（4）R0。
【分析】（1）分析甲圖電路的連接，找出錯誤之處，電流表應與電阻串聯，電壓表與電阻并聯，據此連接；
（2）實驗時，閉合開關，發現電流表和電壓表指針都不偏轉，則電路有斷路，用一根導線與電路并聯，電壓表和電流表示數仍為0，可知導線之外的電路為通路，則有示數可知電路為通路，據此分析；
（3）電流表接入電路的量程為0～0.6A，每一小格表示0.02A，電流表的示數為0.2A，由歐姆定律可得定值電阻的阻值；
（4）分析滑動變阻器滑片移動時電路的連接，根據串聯電阻的規律及歐姆定律，由電源電壓不變列方程求出電阻Rx。
【解答】解：（1）甲圖中，電流表與電壓表串聯后再與電阻并聯是錯誤的，電流表應與電阻串聯，電壓表與電阻并聯，改正后如下所示：
（2）正確連接電路后，閉合開關，發現電流表和電壓表示數都為0。用一根導線在圖甲中先后并聯在電壓表和電流表兩端時，電壓表和電流表示數仍為0，說明電壓表和電流之外的電路為斷路，連接接線柱C與D時，電壓表和電流表指針明顯偏轉，電路為通路，則電路的故障是變阻器斷路。
（3）排除故障后繼續實驗，當電壓表示數為2V時，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0.2A，則定值電阻Rx10Ω
（4）閉合開關后，滑動變阻器滑片在最左端時，兩電阻串聯，電流表測電路的電流，電流表示數為I1；
根據串聯電路電阻的規律及歐姆定律可得電源電壓：U＝I1（R0+Rx）﹣﹣﹣﹣﹣①；
滑動變阻器滑片在最右端時，為待測電阻的簡單電路，電流表示數為I2，由歐姆定律可得電源電壓：U＝I2Rx﹣﹣﹣﹣﹣②；
①②兩式聯立可得電阻RxR0
故答案為：（1）見解析中的圖；（2）變阻器斷路；（3）10；（4）R0。
【點評】本題測量定值電阻Rx的阻值，考查電流表讀數、電阻計算、數據處理、故障分析和在沒有電壓表的條件下測電阻的能力。
04 電路設計（電路圖設計，實驗方案設計）、誤差分析類
Ⅰ、實驗設計方法
（1）分析清楚三個物理量，利用控制變量法，控制一個量不變的前提下，研究因變量隨自變量的變化。
（2）明確在實驗中采取什么措施來使自變量在實驗中不斷變化，明確如何知道它大小的方法。
（3）在自變量不斷變化時，知道在實驗中采取什么措施來保證控制不變的量在實驗中一直保持不變。
（4）用工具測量或通過公式計算知道因變量在實驗中的大小變化。
Ⅱ、實驗步驟書寫時的注意事項
（1）實驗前，要調節好電表；
（2）每一個主要步驟前的準備工作要強調到位；
（3）明確實驗步驟書寫的基本格式，按步驟進行實驗并記錄數據；
（4）實驗中要把每次實驗中的自變量和因變量都記錄在表格中；
（5）若不能直接測量因變量，則要寫出計算因變量大小的過程；
（6）規律性實驗，實驗次數至少要6次。
Ⅲ、實驗表格的設計
（1）實驗表格由兩部分組成:表頭+空格；
（2）表頭部分由兩部分組成:物理量的字母/單位；
（3）表頭中的物理量應由實驗中的直接測量量和間接測量量組成；
（4）空格的個數與實驗次數相符。
例題展示
1．（2024 寧波模擬）學習了歐姆定律的相關知識后，為了測量未知電阻Rx的阻值，小寧設計了如圖甲所示的方案，其中定值電阻的阻值為R0，電源電壓未知且保持不變；小科用伏安法的方法設計了實物圖如圖乙所示的方案。
（1）小寧的設計方案不能測得電阻Rx的阻值，這是因為 　開關接1或2時，其中有一次電壓表反接，不能測出對應的電壓值　 。
（2）根據小科設計的實物圖，完善圖丙虛線框內的電路圖。
（3）經規范接線操作，當小科閉合開關S，調節滑動變阻器的滑片P至適當位置后，電壓表、電流表的示數如圖丁所示，則電阻Rx的阻值為 　9　 Ω。
【答案】（1）開關接1或2時，其中有一次電壓表反接，不能測出對應的電壓值；（2）見解答；（3）9。
【分析】（1）開關接1或2時，其中有一次電壓表反接；
（2）電路圖中少電壓表；
（3）根據電表的量程讀出電表的示數，根據歐姆定律計算電阻。
【解答】解：（1）小寧的設計方案不能測得電阻Rx的阻值，這是因為開關接1或2時，其中有一次電壓表反接，不能測出對應的電壓值；
（2）對比圖乙和丙，電路圖中少電壓表，由題知電壓表應選擇小量程與Rx并聯，電路圖如下：
（3）如圖乙所示，電壓表選用的是小量程，分度值為0.1V，電壓表的示數為2.7V，如圖丙所示，電流表選用的是小量程，分度值為0.02A，電壓表的示數為0.3A，根據歐姆定律可得電阻Rx的阻值為：Rx9Ω。
故答案為：（1）開關接1或2時，其中有一次電壓表反接，不能測出對應的電壓值；（2）見解答；（3）9。
【點評】本題考查了伏安法測量電阻的實驗，主要考查電路的連接、電流表和電壓表的讀數、歐姆定律的應用等知識。
2．（2024 舟山模擬）小華在做“測量小燈泡電功率”的實驗中，實驗室有如下器材：電源（電壓恒為6V）、小燈泡L（額定電壓為2.5V，燈絲電阻約為10Ω）、電流表、電壓表、開關、規格分別為“10Ω 1A”的滑動變阻器R1和“50Ω 0.5A”的滑動變阻器R2各一個，導線若干。
（1）請用畫筆線代替導線，幫小華同學將圖甲中的電路連接完整。
（2）為了順利完成實驗，小華應選用規格為 　R2　 （選填“R1”或“R2”）的滑動變阻器。
（3）排除故障后，移動滑動變阻器滑片P的位置，獲得多組對應的電壓值和電流值，繪制小燈泡U﹣I圖像如圖乙所示，小燈泡的額定功率為 　0.625　 W。
（4）小華打算增加一個阻值為15Ω的定值電阻R0，只利用一只電表，通過操作圖中單刀雙擲開關（單刀雙擲分別接“a”、“b”各一次）測量小燈泡的額定電功率，圖丙、圖丁是他設計的兩種不同方案的電路圖，則以下判斷正確的是 　B　 。
A.兩種方案都能
B.兩種方案都不能
C.丙方案能，丁方案不能
D.丙方案不能，丁方案能
【答案】（1）如圖所示；（2）R2；（3）0.625；（4）B。
【分析】（1）根據燈的額定電壓為2.5V確定電壓表選用小量程與燈并聯；燈絲電阻約為10Ω，由歐姆定律，燈泡正常發光時電路中電流確定電流表要選用小量程與燈串聯；
（2）燈泡正常發光時電路中電流的為0.25A，根據串聯電路的特點和歐姆定律求出變阻器的阻值至少為多大，確定選擇滑動變阻器的規格；
（3）由圖像可找出燈泡電壓為2.5V時的電流，根據P＝UI求出燈泡的額定功率；
（4）開關S接“a”、“b”各一次，根據電路圖，確定能否使小燈泡正常發光，若不能，則無法測量小燈泡的額定電功率。
【解答】解：（1）燈的額定電壓為2.5V，故電壓表選用小量程與燈并聯，燈絲電阻約為10Ω
由歐姆定律，燈泡正常發光時電路中電流約為：
I0.25A，所以電流表要選用小量程與燈串聯，如下所示：
（2）燈泡正常發光時電路中的電流為0.25A，根據串聯電路的電壓特點，變阻器應分得的電壓：U變＝6V﹣2.5V＝3.5V，
由歐姆定律，變阻器的阻值至少為：R變14Ω＞10Ω，所以應選擇滑動變阻器的規格為“50Ω 0.5A”；
（3）由圖像可知，燈泡電壓為2.5V時的電流為0.25A，
所以燈泡的額定功率：P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；
（4）圖丙中，無論開關接a還是接b都無法得知小燈泡是否正常發光，此方案不能測定小燈泡的額定電功率；圖丁中，R0、小燈泡、變阻器三者串聯，S接a時，電壓表測定值電阻的電壓，當開關接b時測量燈和定值電阻的總電壓，不能通過調節滑動變阻器使燈泡兩端的電壓為2.5V，所以此方案不能測出小燈的額定電功率，故選：B。
故答案為：（1）如圖所示；（2）R2；（3）0.625；（4）B。
【點評】此題是測量燈泡額定功率的實驗，考查了電路連接、器材選擇、電功率的計算、影響電阻的因素及對實驗方案的評估。
3．（2023 義烏市模擬）在“伏安法測電阻”的實驗中，提供了以下器材：幾節干電池、最大阻值為50Ω的滑動變阻器1個、被測電阻Rx、電壓表和電流表各1只、開關、導線若干。小科、小江同學分別設計了兩種實驗方案，如圖所示。
（1）測出Rx阻值的兩種方案中，能夠實現“多次測量取平均值，提高測量精確度”的方案是 　A　 。
A.只有甲
B.只有乙
C.甲、乙均可
（2）根據可行方案進行實驗，有一小組同學將測量的三組數據分別記錄在下面表格中：
實驗次數 電壓V 電流/A 電阻
1 1.5 0.31
2 3.0 0.20
3 4.5 0.10
小科認為這組同學在記錄實驗數據時，存在錯位現象。小科的判斷依據是 　當電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比　 。測出Rx的阻值為 　14.8　 。
（3）實驗后，小科發現電壓表壞了。小江提出，利用現有器材，照樣能完成對Rx的測量。他設計出電路圖如圖丙所示，請完成如下實驗步驟：
①對照電路圖，連接好電路；
②調節滑動變阻器的滑片，使接入電路的阻值為0時，讀出電流表的示數I1；
③調節滑動變阻器的滑片，使接入電路的阻值為最大值時，讀出電流表的示數I2；
④根據已知條件和測量結果，求出定值電阻Rx的表達式Rx＝　　 。
【答案】（1）A；（2）當電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比；14.8；（3）。
【分析】（1）用伏安法測電阻的實驗中，為減小誤差，要多次測量取平均值，因甲方案中有滑動變阻器，據此分析；
（2）根據表中數據結合歐姆定律分析回答；
（3）通過移動滑動變阻器的滑片，使滑動變阻器連入電路的電阻為0和最大，分別記下電流表的示數，由電阻的串聯規律及歐姆定律根據電源電壓不變得出定值電阻的表達式。
【解答】解：（1）用伏安法測電阻的實驗中，為減小誤差，要多次測量取平均值，甲方案相比于乙方案，因甲方案中有滑動變阻器，通過移動變阻器的滑片可多次測量取平均值，故選A；
（2）由歐姆定律可知，當電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比；根據表中數據可知，當導體兩端電壓增大時，通過導體的電流變小，故這組同學在記錄實驗數據時，存在錯位現象；
第1次和第3次電流數據錯位，
R115Ω，R215Ω，R3，
Rx14.8Ω
（3）實驗步驟：
①對照電路圖，連接好電路；
②調節滑動變阻器的滑片，使接入電路的阻值為0時，讀出電流表的示數I1；
③調節滑動變阻器的滑片，使接入電路的阻值為最大值時，讀出電流表的示數I2；
④在步驟②中，電路為Rx的簡單電路，由歐姆定律，電源電壓為：U＝I1Rx；
在步驟③中，兩電阻串聯，由電阻的串聯規律及歐姆定律，電源電壓為：
U＝I2（R滑大+Rx）＝I2（50Ω+Rx），
因電源電壓不變，所以，I1Rx＝I2（50Ω+Rx），
故定值電阻的表達式：
Rx。
【點評】本題是用“伏安法測電阻”的實驗，考查實驗方案的設計、數據分析及設計方案測電阻的能力，有一定的難度。
4．（2024秋 婺城區期末）小金和小華兩位同學各自進行“測定小燈泡電功率”的實驗。實驗中小金采用的小燈泡標有“3.8V”字樣、小華采用的小燈泡標有“2.5V”字樣，其他所用器材規格均相同，電源電壓為6伏且保持不變，他們各自均按照如圖甲電路進行連接。
實驗次數 電壓表是輸/V 電流表示數/A 燈泡亮度
1 1.0 0.1 較暗
2 3.8 正常發光
3 4.0 0.36 較亮
（1）小金同學正確連接電路，閉合開關后，發現小燈泡不亮，電壓表無示數，電流表有示數，接下來他移動滑動變阻器的滑片，觀察到小燈泡始終不亮，電流表示數會變化、但電壓表示數始終為零。若電路中只有一處故障且只發生在小燈泡L或滑動變阻器R上，則故障原因是 　小燈泡L短路　 。
（2）排除故障后小金繼續進行實驗，其部分實驗數據和現象記錄如上表。由于粗心，沒有記錄燈泡正常發光時電流表的示數，于是他根據第一次實驗數據計算出燈泡電阻R＝10Ω，再根據P，計算出小燈泡的功率為1.444W。請你幫他判斷，小燈泡的真實額定功率應 　小于　 （填“大于”“等于”或“小于”）1.444W。
（3）小華也按上圖甲正確連接電路，閉合開關，移動滑動變阻器滑片P，發現小燈泡發光較暗時，電壓表指針偏轉角度較小，且指針未對準刻度線，會產生較大誤差。于是他斷開開關，將電路略做改動：　將電壓表0～3V量程接入電路中　 （填寫改動方法），然后閉合開關繼續實驗，當移動滑動變阻器滑片P，小燈泡正常發光時，電流表示數如上圖乙所示，則此時滑動變阻器消耗的電功率為 　1.12　 W。
【答案】（1）小燈泡L短路；（2）小于；（3）將電壓表0～3V量程接入電路中；1.12。
【分析】（1）閉合開關后，發現電流表有示數，說明電路是通路，小燈泡不亮，電壓表無示數，說明電壓表并聯的電路短路或電壓表短路；
（2）燈絲的電阻隨溫度的升高而增大結合P分析回答；
（3）發現小燈泡發光較暗時，電壓表指針偏轉角度較小，且指針未對準刻度線，說明電壓表選用的量程太大，據此分析回答；
根據串聯電路電壓規律求出滑動變阻器兩端電壓，利用P＝UI求出滑動變阻器消耗的電功率。
【解答】解：（1）閉合開關后，發現電流表有示數，說明電路是通路，小燈泡不亮，電壓表無示數，說明電壓表并聯的電路短路或電壓表短路，若電路中只有一處故障且只發生在小燈泡L或滑動變阻器R上，則故障原因是小燈泡L短路；
（2）燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，因此燈泡正常發光時的電阻大于第一次實驗數據計算出燈泡的電阻，根據P可知，小燈泡的真實額定功率應小于1.444W；
（3）發現小燈泡發光較暗時，電壓表指針偏轉角度較小，且指針未對準刻度線，說明電壓表選用的量程太大，因此他應斷開開關，將電壓表0～3V量程接入電路中；
當移動滑動變阻器滑片P，小燈泡正常發光時，電流表示數如上圖乙所示，電流表選用小量程，分度值0.02A，其示數為0.32A；根據串聯電路電壓規律可知，滑動變阻器兩端電壓為U滑＝U﹣UL＝6V﹣2.5V＝3.5V，則此時滑動變阻器消耗的電功率為：
P＝U滑I＝3.5V×0.32A＝1.12W。
故答案為：（1）小燈泡L短路；（2）小于；（3）將電壓表0～3V量程接入電路中；1.12。
【點評】本題測小燈泡電功率實驗，考查了電路故障、影響電阻大小因素、電路分析和功率的計算等知識。
舉一反三
1．（2024 濱江區一模）為了測量小燈泡的電功率，小濱進行了如下實驗。他選用的電源電壓為3V，小燈泡上標有“2.5V”的字樣。
（1）如圖甲所示，在閉合開關前，滑片應該位于最 　右　 （選填“左”或“右”）端。
（2）閉合開關，調節滑片到某一位置時，電壓表示數如圖乙所示，要測量小燈泡的額定功率，應將滑片向 　左　 （選填“左”或“右”）移動。
（3）改變滑片的位置，測出多組電流和電壓的數據，畫出了如圖丙所示的圖象。由圖象可知，小燈泡的額定功率為 　0.625　 W。
（4）小濱分析圖象發現，隨著電壓的升高，小燈泡的電阻在變化，小濱和同學們提出了下面的猜想：①電阻變化是測量誤差引起的；②電阻變化是溫度變化引起的。你認為哪個是猜想錯誤，并說明理由 ?、?，測量誤差是沒有規律的，會導致測量的電阻忽大忽小，而不是一直變大　 。
【答案】（1）右；（2）左；（3）0.625；（4）①，測量誤差是沒有規律的，會導致測量的電阻忽大忽小，而不是一直變大。
【分析】（1）閉合開關前，為保護電路，滑片應該位于阻值最大處；
（2）燈在額定電壓下正常發光，根據圖中電壓表選用的小量程讀數，比較電壓表示數與額定電壓的大小，根據串聯電路電壓的規律及分壓原理確滑片移動的方向；
（3）根據畫出的如圖丁所示的I﹣U圖像可知燈在額定電壓的電流，根據P＝UI得出小燈泡的額定功率；
（4）測量誤差是沒有規律的，會導致測量的電阻忽大忽小，而不是一直變大。
【解答】解：（1）閉合開關前，為保護電路，滑片應該位于阻值最大處的右端；
（2）燈在額定電壓下正常發光，圖丙中電壓選用小量程，分度值為0.1V，示數為2.2V，小于燈的額定電壓2.5V，應增大燈的電壓，根據串聯電路電壓的規律，應減小變阻器的電壓，由分壓原理，應減小變阻器連入電路中的電阻大小，故滑片向左移動，直到電壓表示數為額定電壓；
（3）根據畫出的如圖丁所示的I﹣U圖像可知，燈在額定電壓2.5V時的電流為0.25A，
則小燈泡的額定功率為：P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；
（4）測量誤差是沒有規律的，會導致測量的電阻忽大忽小，而不是一直變大，所以猜想②可能正確，另一個猜想不正確的理由是：測量誤差是沒有規律的，會導致測量的電阻忽大忽小，而不是一直變大。
故答案為：（1）右；（2）左；（3）0.625；（4）①，測量誤差是沒有規律的，會導致測量的電阻忽大忽小，而不是一直變大。
【點評】本題測量小燈泡的電功率實驗，考查注意事項、實驗操作、電壓表讀數、功率計算、影響電阻大小的因素及控制變量法的運用等。
2．（2024 杭州模擬）某同學在探究“小燈泡發光時的亮度與電功率關系”的實驗中，所用電源電壓是4V，小燈泡的額定電壓是2.5V，小燈泡兩端允許加的最大電壓為額定電壓的1.2倍。
（1）請將圖甲的實驗電路連接完整。
（2）實驗中，觀察到小燈泡開始發光時，電壓表的示數是0.5V。關于電壓測量點的選擇有如下三種方案，最佳方案應選用 　C　 （選填字母）。
A.1.0V、2.5V、4.0V
B.0.5V、1.0V、1.5V
C.2.0V、2.5V、3.0V
（3）完成電路連接后，閉合開關，電流表和電壓表均有示數，但燈泡不亮，接下去首先應進行的最合理操作是 　移動滑動變阻器的滑片，觀察小燈泡是否發光　 。該同學移動滑片P，記下多組對應的電壓表和電流表的示數，并繪制成圖乙所示的圖像。他想利用有關數據求出小燈泡的電阻，于是分別選取不同電壓時的電流，算出了小燈泡不同的電阻并取平均值作為小燈泡的電阻。你認為該同學求小燈泡電阻的做法是否正確？并說明理由 　不正確，燈絲的電阻會隨溫度的變化而變化，求平均值沒有意義　 。
【答案】（1）見解答圖；（2）C；（3）移動滑動變阻器的滑片，觀察小燈泡是否發光；不正確，燈絲的電阻會隨溫度的變化而變化，求平均值沒有意義。
【分析】（1）根據燈泡額定電壓確定電壓表量程，將電壓表并聯在燈泡兩端；變阻器上下各選一個接線柱串聯在電路中；
（2）燈泡兩端電壓是0.5V時燈泡開始發光，燈兩端的最大電壓是2.5V×1.2＝3V，要探究“小燈泡發光時的亮度與電功率的關系”，可以再稍增大燈兩端的電壓，取小于額定電壓、等于額定電壓、大于額定電壓三個電壓，實際功率將小于額電功率、等于額電功率、大于額電功率，進行分析比較，據此選擇實驗方案；
（3）燈不亮，可能是燈斷路或斷路或燈的實際功率過小所致。閉合開關后，電流表有示數，電說明電路是通路，由電流表、電壓表也有示數，判斷原因，確定進行的操作；燈泡兩端電壓變化，燈絲溫度變化，燈絲電阻變化，取燈泡電阻的平均值無意義。
【解答】解：（1）連接電源正極與開關右邊接線柱，使電路形成通路，如下圖所示：
；
（2）要探究“小燈泡發光時的亮度與電功率的關系”，需要調節變阻器的滑片改變燈泡兩端的電壓，取小于/ 讓教學更有效 精品試卷 | 科學
【中考主線·名師攻略】中考科學二輪題型解讀與強化訓練
專題09 電學實驗探究
聚焦基礎電路實驗
?？既纭疤骄侩娏髋c電壓、電阻的關系” 實驗，要求學生理解通過控制變量法分別研究電流與電壓、電流與電阻的關系，明確在探究電流與電壓關系時控制電阻不變，探究電流與電阻關系時控制電壓不變?！皽y量小燈泡的電功率” 實驗也較為常見，讓學生掌握通過電壓表和電流表測量小燈泡在不同電壓下的實際功率，理解額定功率和實際功率的區別。
拓展至復雜電路問題
會涉及如 “探究串聯電路或并聯電路的電壓、電流規律” 的拓展實驗，可能會在基本電路基礎上增加滑動變阻器、多個開關等元件，讓學生探究在不同電路狀態下電壓和電流的變化規律。
有時會出現關于 “伏安法測電阻” 的變形實驗，如給定特殊的器材或條件限制，要求學生設計電路測量未知電阻，考查學生對電路原理的理解和知識遷移能力。
?？碱}型：探究電流與電壓、電阻的關系、伏安法測電阻、測量小燈泡的電功率、測電阻（電功率）的安阻法、伏阻法、探究影響電流通過導體時產生熱量的因素。
本冊資料習題均選自：中考真題、最新模擬題、聯考題、名校模擬題等...
1．（2024 鹿城區校級二模）在探究“電功率與電壓、電流關系”的實驗中，有不同規格的小燈泡若干。
（1）圖乙中電壓表的示數為 　3.5　 V。
（2）小實按圖甲連接電路后，閉合開關，發現兩燈都不亮，燈泡L1兩端電壓較大，燈泡L2兩端電壓為零。則電路的故障可能是 　燈泡L1斷路　 。
（3）排除故障后，小實利用圖甲所示的電路探究“電功率跟電壓的關系”，得出了小燈泡的電功率與電壓關系的正確實驗結論。支持該結論的實驗現象是 　串聯電路中，電壓表示數大的燈泡比示數小的燈泡亮　 。
（4）為了探究“電功率與電流的關系”，小實選用一只“2.5V0.3A”的小燈泡，設計的電路如圖丙所示，實驗中多次改變滑片的位置，收集的數據如表所示：
實驗次數 1 2 3 4
電流I/安 0.21 0.23 0.30 0.32
燈泡亮度 微亮 較亮 正常發光 非常亮
小實根據實驗過程中的相關信息得到的結論是：通過用電器的電流越大，電功率越大。你認為是否合理，判斷并說明理由。 　要探究“電功率與電流的關系”，需控制用電器兩端的電壓相同，實驗中小實多次改變滑片的位置，電路中的電流變化時小燈泡兩端的電壓也會發生變化，因此實驗這樣操作不合理　 。
【答案】（1）3.5；（2）燈泡L1斷路；（3）串聯電路中，電壓表示數大的燈泡比示數小的燈泡亮；（4）要探究“電功率與電流的關系”，需控制用電器兩端的電壓相同，實驗中小實多次改變滑片的位置，電路中的電流變化時小燈泡兩端的電壓也會發生變化，因此實驗這樣操作不合理。
【分析】（1）根據電壓表選用量程確定分度值讀數；
（2）電壓表的示數接近電源電壓說明電壓表兩接線柱與電源之間是通路，L1、L2兩燈均不亮說明電路斷路，即電壓表并聯部分斷路；
（3）燈的亮度由燈的實際功率決定，燈泡越亮，說明其功率越大；
（4）探究“電功率與電流的關系”，需控制用電器兩端的電壓相同，換用多個不同規格的小燈泡，每次都調節滑動變阻器使得小燈泡兩端的電壓相同后，再讀出電流表示數，同時記錄燈泡的亮度，得出結論。
【解答】解：（1）由圖乙可知，電壓表選用大量程，分度值0.5V，其示數為3.5V；
（2）小實按圖甲連接電路后，閉合開關，發現兩燈都不亮，說明電路斷路；燈泡L1兩端電壓較大，說明電壓表并聯的部分斷路，即燈泡L1斷路；
（3）燈的亮度由燈的實際功率決定，電壓表示數大的燈泡更亮一些，說明其功率大，故支持該結論的實驗現象是串聯電路中，電壓表示數大的燈泡比示數小的燈泡亮；
（4）要探究“電功率與電流的關系”，需控制用電器兩端的電壓相同，實驗中小實多次改變滑片的位置，電路中的電流變化時小燈泡兩端的電壓也會發生變化，因此實驗這樣操作不合理。
故答案為：（1）3.5；（2）燈泡L1斷路；（3）串聯電路中，電壓表示數大的燈泡比示數小的燈泡亮；（4）要探究“電功率與電流的關系”，需控制用電器兩端的電壓相同，實驗中小實多次改變滑片的位置，電路中的電流變化時小燈泡兩端的電壓也會發生變化，因此實驗這樣操作不合理。
【點評】此題考查了探究“電功率與電壓、電流關系”的實驗，屬于?？碱}目。
2．（2024 杭州一模）某實驗小組利用如圖甲所示裝置做“測量小燈泡的電功率”實驗，所用小燈泡L的額定電壓為2.5V。
（1）小明連接了如圖甲所示的電路，同組的其他同學發現電路中有一根導線接錯了，請你在接錯的導線上打一個“×”，并幫助小明畫出正確的連線。
（2）小明將錯誤的線路改正后，連接好電路，閉合開關后，調節滑動變阻器的滑片P，當電壓表的示數為2.5V時，電流表的示數如圖乙所示，則小燈泡L的額定功率為 　0.9　 W。
（3）小明完成上述實驗后，還設計了如圖丙所示的電路圖，用來測量另一個額定電壓為U額的小燈泡L1的額定功率，圖丙中R0阻值已知。閉合開關S，調節滑動變阻器滑片，使電流表 　A2　 （選填“A1”或“A2”）的示數為 　　 時（用符號表示），再讀出另一只電流表的示數為I，即可計算小燈泡L1的額定功率。
【答案】（1）見解答圖；（2）0.9；（3）A2；。
【分析】（1）電路中電流表與燈泡串聯，電壓表與燈泡并聯，由此判斷電路中錯誤連接；
（2）根據電流表選用的量程，讀出電流表的示數，根據P＝UI計算功率；
（3）根據并聯電路中電壓規律及歐姆定律計算出通過電阻R0的電流。
【解答】解：（1）電路中電流表與燈泡串聯，電壓表與燈泡并聯，錯誤導線及正確連接如圖所示：
（2）如圖乙所示，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，電流表示數為0.36A，此時電壓為2.5V，
由P＝UI得燈泡的額定功率為：P＝UI＝2.5V×0.36A＝0.9W；
（3）如圖丙所示的電路圖中，電阻R0和燈泡L并聯，電流表A1測量小燈泡的電流，電流表A2測量定值電阻R0的電流，根據并聯電路中電壓規律可知：UR0＝UL；
測量小燈泡額定功率，需要電阻R0兩端的電壓為U額，根據歐姆定律可得通過電阻R0的電流為：I，即電流表A2的示數為時，再讀出測量燈泡的電流的電流表示數I，即可計算小燈泡L1的額定功率為：P額＝U額I。
故答案為：（1）見解答圖；（2）0.9；（3）A2；。
【點評】本題考查了小燈泡電功率的實驗，主要考查電路連接、電流表讀數方法、并聯電路中電壓規律等知識，屬中考的熱點題。
3．（2024 青田縣模擬）為測量待測電阻Rx的阻值，小明設計并連接如圖甲所示的電路。小明將電壓表的大量程接入電路，移動滑動變阻器到某個位置，讀出電壓為U1約為1.8伏。接著將電壓表大量程改接為小量程，此時電壓表的示數U2如圖乙所示。小明查閱了電壓表內部結構，其內部結構的電路圖可能有如圖丙所示的A和B兩種連接方式。（已知指針偏轉角度大小和通過電磁鐵電流大小成正比）。
（1）圖乙中電壓表的示數U2是 　2　 伏。
（2）小明將電壓表接到如圖丁所示的電路中，小明看到靈敏電流計 　無　 （填“有”或“無”）示數，確定了 電壓表內部結構為B種連接方式。
（3）根據B種連接方式，以及電壓表的兩個量程大小關系，推算出電阻R1和R2大小之間的具體數量關系為R2　＝4　 R1。
【答案】（1）2；（2）無；（3）＝4。
【分析】（1）電壓表讀數時，看清量程，認清分度值；
（2）用電器被短路時，無電流通過；
（3）串聯電路電壓與電阻成正比分析。
【解答】解：（1）根據題意和圖乙可知，電壓表量程是0～3V，分度值為0.1V，故示數為2V；
（2）由圖B可知靈敏電流計測通過R2的電流，而此時R2被短路，無電流通過，故靈敏電流計無示數；
（3）由圖B可知，接0～3V時，測的R1兩端電壓；接0～15V時，測的R2兩端電壓；根據串聯電路電壓與電阻成正比，即，整理得R2＝4R1。
故答案為：（1）2；（2）無；（3）＝4。
【點評】本題考查了電壓表的讀數，電路連接的判斷，及串聯電路分壓規律等，屬于基礎應用題。
4．（2024 江北區一模）小寧為準確測定一只標有“12V”字樣的燈泡正常發光時燈絲的電阻，按照如圖甲電路開展實驗，并將電壓表和電流表的示數記錄如圖乙。研究圖乙數據發現小燈泡的電阻并不是一個固定值，結合影響電阻的因素，小寧認為可能是溫度影響了小燈泡燈絲的電阻。他打破小燈泡的玻璃罩，將小燈泡的燈絲分別浸泡在0℃、26℃、60℃的蒸餾水恒溫水浴中，重復實驗，得到如圖丙的數據結果。
（1）閉合開關前，需要將滑動變阻器的滑片移到 　左　 端。當小燈泡兩端電壓達到12V時，小燈泡的電阻為 　92.3　 Ω。
（2）小寧將小燈泡的燈絲浸泡在不同溫度下的恒溫水浴中進行實驗是基于蒸餾水能滿足實驗的哪些需求：　比熱容大，吸收燈絲熱量后，溫度基本保持不變；且蒸餾水是絕緣體，不會對電路的電阻效果造成影響　 。（寫出一點即可）
（3）根據圖丙所示，可以得出的實驗結論是 　燈絲溫度不變時，電阻保持不變　 。
【答案】（1）左；92.3；（2）比熱容大，吸收燈絲熱量后，溫度基本保持不變；且蒸餾水是絕緣體，不會對電路的電阻效果造成影響；（3）燈絲溫度不變時，電阻保持不變。
【分析】（1）在閉合開關前，為保護電路應將滑動變阻器滑片置于阻值最大端；由圖乙知，當小燈泡兩端電壓達到12V時，通過其中的電流，根據歐姆定律可求出小燈泡的電阻；
（2）根據蒸餾水比熱容大，且為絕緣體分析回答；
（3）根據圖丙燈絲溫度不變時，電阻保持不變分析回答。
【解答】解：（1）在閉合開關前，為保護電路應將滑動變阻器滑片置于阻值最大端，即圖中的最左端；
對圖乙作輔助線，如下圖：
由圖乙知，當小燈泡兩端電壓達到12V時，通過其中的電流0.13A，根據歐姆定律得，小燈泡的電阻R；
（2）水的比熱容大，吸收燈絲熱量后，溫度基本保持不變；且蒸餾水是絕緣體，不會對電路的電阻效果造成影響；
（3）由圖丙可知，燈絲溫度不變時，電阻保持不變。
故答案為：（1）左；92.3；（2）比熱容大，吸收燈絲熱量后，溫度基本保持不變；且蒸餾水是絕緣體，不會對電路的電阻效果造成影響；（3）燈絲溫度不變時，電阻保持不變。
【點評】本題測燈泡正常發光時燈絲的電阻實驗，考查了比熱容、影響電阻大小因素等知識。
5．（2024 紹興模擬）在研究電流與電阻的關系時，小敏設計如圖電路進行實驗。
實驗組別 1 2 3
電阻R（歐） 20 10 5
電流I（安） 0.10 0.20 0.40
（1）按照實驗要求完成電路連接。
（2）閉合開關后，發現電流表有示數，電壓表指針不動。為找出故障，小敏斷開開關，拆下電壓表，分別用電壓表不同量程在電源兩端試觸，電壓表均無示數，若只有一處故障，則該故障是 　電壓表內部斷路　 。（選填“電流表內部短路”、“電壓表內部斷路”或“定值電阻斷路”）
（3）完成第1組實驗后，小敏想把20歐的電阻換成10歐的電阻，繼續實驗。
①閉合開關；
②斷開開關；
③記錄電流表示數；
④將滑動變阻器的滑片移到最右端；
⑤取下20歐的電阻，接入10歐的電阻；
⑥眼睛看著電壓表，將滑動變阻器的滑片移到適當位置。
從規范操作和器材安全的角度考慮，最合理的操作順序是 　A　 。
A.②⑤④①⑥③
B.②⑤①④⑥③
C.②④①⑤⑥③
（4）小敏完成三次實驗后將數據填入表中，并得出電壓一定時，電流與電阻成反比。小科認為這樣的實驗結論不具有普遍意義，需要再多一些實驗和數據才能得出。為使實驗結論更具普遍意義，你給小敏的建議是：　用電阻箱代替定值電阻　 。
【答案】（1）見解答圖；（2）電壓表內部斷路；（3）A；（4）用電阻箱代替定值電阻。
【分析】（1）滑動變阻器上下各選一個接線柱串聯在電路中；
（2）閉合開關，移動滑片P，電流表示數有變化，說明電流表完好，電路為通路，不可能是電流表內部短路、定值電阻斷路，電壓表指針不動，可能是定值電阻短路或電壓表斷路，拆下電壓表，分別換用電壓表的不同量程在電源兩端試觸，電壓表均無示數，說明電壓表斷路；
（3）為保護電路，閉合開關前，滑動變阻器連入電路的電阻最大；研究“電流與電阻的關系”，要控制電阻的電壓不變，再記下電流表的示數，據此分析；
（4）在探究電流與電阻關系時，可以用電阻箱代替定值電阻，這樣接入電路的電阻可以成倍的變化，并且能得到多組實驗數據。
【解答】解：（1）滑動變阻器上下各選一個接線柱與開關串聯在電路中，如下圖所示：
；
（2）閉合開關，移動滑片P，電流表示數有變化，說明電流表完好，電路為通路，不可能是電流表內部短路、定值電阻斷路，電壓表指針不動，可能是定值電阻短路或電壓表斷路，拆下電壓表，分別換用電壓表的不同量程在電源兩端試觸，電壓表均無示數，說明電壓表斷路，即該故障是電壓表內部斷路；
（3）為保護電路，閉合開關前，滑動變阻器連入電路的電阻最大；研究“電流與電阻的關系”，要控制電阻的電壓不變，再記下電流表的示數，故從安全和規范角度考慮，正確的順序是：斷開開關，取下20歐的電阻，接入10歐的電阻，將滑動變阻器的滑片移到最右端，閉合開關；眼睛看著電壓表，將滑動變阻器的滑片移到適當位置，記錄電流表示數，即②⑤④①⑥③，故選：A；
（4）為使實驗結論更具普遍意義，可以用電阻箱代替定值電阻，這樣接入電路的電阻可以成倍的變化，并且能得到多組實驗數據。
故答案為：（1）見解答圖；（2）電壓表內部斷路；（3）A；（4）用電阻箱代替定值電阻。
【點評】本題研究電流與電阻的關系實驗，考查了電路連接、故障分析、實驗步驟以及實驗方案設計等知識。
6．（2024 寧波一模）厚膜電阻是一種被廣泛應用于高溫電子設備中的定值電阻，具有耐高溫的特性。小寧想測定某一型號的厚膜電阻的阻值大小，設計如下實驗。連接如圖甲所示電路后，閉合開關，移動滑動變阻器滑片，測量并記錄的實驗數據如表所示。
實驗 電壓 電流（安）
1 4.8 0.1
2 9.8 0.2
3 12 0.25
（1）連接電路時，應將最后一根導線a連接滑動變阻器的 　B　 （填“A”或“B”）接線柱，連接過程中存在的問題是 　開關沒有斷開　 。
（2）分析表中的實驗數據，可知該厚膜電阻的阻值是 　48.3　 歐。（結果保留一位小數）
（3）查閱資料發現：該厚膜電阻材料為導電金屬陶瓷，滑動變阻器金屬絲材料為鎳鉻合金絲，兩種材料電阻隨溫度變化圖像如圖乙所示。保持滑片位置不變，開關閉合一段時間后，小寧發現電壓表示數減小，請解釋其原因 　鎳鉻合金絲的電阻隨溫度的升高而增大，導電金屬陶瓷的電阻受溫度的影響較小　 。
【答案】（1）B；開關沒有斷開；（2）48.3；（3）鎳鉻合金絲的電阻隨溫度的升高而增大，導電金屬陶瓷的電阻受溫度的影響較小。
【分析】（1）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，連接電路時開關應斷開；
（2）根據表中數據利用歐姆定律求出3次實驗的電阻值，然后取平均值作為厚膜電阻的阻值；
（3）根據圖乙分析兩電阻受溫度影響的大小，利用串聯電路電壓規律和分壓原理進行分析回答。
【解答】解：（1）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，由圖甲可知，滑片位于A端，因此應將最后一根導線a接入滑動變阻器的B接線柱；由圖甲可知，在連接電路時，開關沒有斷開；
（2）由表中數據可知，3次實驗的電阻值為：
R148Ω，
R249Ω，
R348Ω，
則厚膜電阻的阻值為：
R48.3Ω；
（3）由圖乙可知，鎳鉻合金絲的電阻隨溫度的升高而增大，導電金屬陶瓷的電阻受溫度的影響較小；保持滑片不變，開關閉合一段時間后，由于溫度升高，鎳鉻合金絲的電阻隨溫度的升高而增大，而厚膜電阻的阻值受溫度的影響不大，根據分壓原理，滑動變阻器兩端電壓增大，根據串聯電路電壓規律，厚膜電阻兩端減小，即電壓表示數減小。
故答案為：（1）B；開關沒有斷開；（2）48.3；（3）鎳鉻合金絲的電阻隨溫度的升高而增大，導電金屬陶瓷的電阻受溫度的影響較小。
【點評】本題測厚膜電阻的阻值大小實驗，考查了注意事項、電阻的計算和影響電阻大小因素等知識。
7．（2024秋 路橋區期末）“能量守恒”是普遍認可的科學知識。小柯同學設計了如圖所示的電路，驗證電阻消耗的電能與水吸收的熱量是守恒的。為尋找適合用于驗證能量守恒的最佳電阻值，進行了如下探究。實驗中電源電壓不變，裝置氣密性良好。（提示：Q＝cm△t）
【實驗步驟】
①將阻值為1Ω的電阻絲接入電路，如圖連接并安裝好裝置；
②在內筒中加入初溫為t0的適量水m克，并蓋緊蓋子；
③閉合開關，將滑動變阻器滑片移動至適當位置后，記錄此時電流表示數為2A；
④加熱過程中不斷上下緩慢移動攪拌器，當溫度升高了30℃時，記錄 　加熱時間　 ；
⑤多次更換不同電阻的電熱絲并控制電流不變，實驗并記錄相關數據。
【實驗記錄與處理】
實驗序號 1 2 3 4 5 6 7 8
電流值（A） 2 2 2 2 2 2 2 2
電阻絲阻值（Ω） 1 2 3 4 5 6 7 8
電熱絲消耗電能與水吸收熱量之比 1.56 1.50 1.26 1.19 1.17 1.15 1.11 1.10
根據上述信息請回答：
（1）上下移動攪拌器的目的：　使水受熱均勻　 。
（2）請將步驟④補充完整 　加熱時間　 。
（3）當電阻絲電阻從1Ω更換至2Ω重復實驗時，滑動變阻器將向 　左　 （選填“左”或“右”）滑動。
（4）分析表中數據發現，電阻絲阻值不斷變大時，電熱絲消耗的電能與水吸收熱量之比逐漸接近1，分析該現象的原因：　根據Q＝I2Rt可知，在電流和時間相同的情況下，電阻越大，電阻絲產生的熱量就越多；當電阻絲阻值較小時，電阻絲產生的熱量有較多部分會散失到周圍環境中，比如加熱裝置的散熱等，導致水吸收的熱量相對較少，所以電熱絲消耗的電能與水吸收熱量之比大于1；隨著電阻絲阻值不斷增大，電阻絲產生的熱量增多，在相同的實驗條件下，熱量散失占總熱量的比例相對減小，水吸收的熱量相對更接近電阻絲產生的熱量，即電阻絲消耗的電能，所以電熱絲消耗的電能與水吸收熱量之比逐漸接近1　 。
【答案】（1）使水受熱均勻；（2）加熱時間；（3）左；（4）根據Q＝I2Rt可知，在電流和時間相同的情況下，電阻越大，電阻絲產生的熱量就越多；當電阻絲阻值較小時，電阻絲產生的熱量有較多部分會散失到周圍環境中，比如加熱裝置的散熱等，導致水吸收的熱量相對較少，所以電熱絲消耗的電能與水吸收熱量之比大于1；隨著電阻絲阻值不斷增大，電阻絲產生的熱量增多，在相同的實驗條件下，熱量散失占總熱量的比例相對減小，水吸收的熱量相對更接近電阻絲產生的熱量，即電阻絲消耗的電能，所以電熱絲消耗的電能與水吸收熱量之比逐漸接近1。
【分析】（1）上下移動攪拌器的目的是使水受熱均勻；
（2）要驗證電阻消耗的電能與水吸收的熱量是否守恒，需要知道電阻絲消耗電能，根據Q＝I2Rt分析回答；
（3）要驗證電阻消耗的電能與水吸收的熱量是否守恒，需要控制電流不變，根據歐姆定律分析回答；
（4）根據電熱絲產生的熱量多少與散失熱量的快慢分析回答。
【解答】解：（1）在加熱過程中，電阻絲周圍的水會先受熱，如果不攪拌，會導致水的溫度不均勻，影響對水吸收熱量的準確測量，因此上下移動攪拌器的目的是使水受熱均勻；
（2）要驗證電阻消耗的電能與水吸收的熱量是否守恒，需要知道電阻絲消耗電能，根據Q＝I2Rt可知，需要知道電阻絲消耗電能的時間t，才能計算出電阻絲消耗的電能，因此步驟④應該補充為：記錄加熱時間；
（3）要驗證電阻消耗的電能與水吸收的熱量是否守恒，需要控制電流不變，根據I可知，總電阻應保持不變；當電阻絲電阻從1Ω更換至2Ω重復實驗時，滑動變阻器接入電路的電阻應減小，所以滑動變阻器滑片要向左滑動；
（4）根據Q＝I2Rt可知，在電流和時間相同的情況下，電阻越大，電阻絲產生的熱量就越多；當電阻絲阻值較小時，電阻絲產生的熱量有較多部分會散失到周圍環境中，比如加熱裝置的散熱等，導致水吸收的熱量相對較少，所以電熱絲消耗的電能與水吸收熱量之比大于1；隨著電阻絲阻值不斷增大，電阻絲產生的熱量增多，在相同的實驗條件下，熱量散失占總熱量的比例相對減小，水吸收的熱量相對更接近電阻絲產生的熱量，即電阻絲消耗的電能，所以電熱絲消耗的電能與水吸收熱量之比逐漸接近1。
故答案為：（1）使水受熱均勻；（2）加熱時間；（3）左；（4）根據Q＝I2Rt可知，在電流和時間相同的情況下，電阻越大，電阻絲產生的熱量就越多；當電阻絲阻值較小時，電阻絲產生的熱量有較多部分會散失到周圍環境中，比如加熱裝置的散熱等，導致水吸收的熱量相對較少，所以電熱絲消耗的電能與水吸收熱量之比大于1；隨著電阻絲阻值不斷增大，電阻絲產生的熱量增多，在相同的實驗條件下，熱量散失占總熱量的比例相對減小，水吸收的熱量相對更接近電阻絲產生的熱量，即電阻絲消耗的電能，所以電熱絲消耗的電能與水吸收熱量之比逐漸接近1。
【點評】本題考查了焦耳定律的應用和能量守恒定律，屬于探究型實驗綜合題。
8．（2025 杭州模擬）據史料記載，歐姆曾用圖甲電路來研究電流與電壓、電阻的關系，該電路中溫差電源的電壓與溫差成正比。當電路中有電流通過時，小磁針偏轉，轉動手柄，使小磁針回到原位置，記錄手柄轉過角度。改變電源溫差，利用同一鐵絲多次實驗得出表1數據；控制電源溫差不變，用粗細相同、長度不同的鐵絲多次實驗得出表2；（已知：手柄轉過角度與電流大小成正比，粗細相同的鐵絲電阻阻值與其長度成正比）
表1
實驗組別 1 2 3 4
電源溫差（攝氏度） 20 40 60 80
手柄轉過角度（度） 50 100 150 200
表2
實驗組別 1 2 3 4
鐵絲長度（英寸） 2 4 6 10
手柄轉過角度（度） 305 281.5 259 224
（1）分析表1中數據，可以得到的初步結論是 　當電阻一定時，電流與電壓成正比　 ；
（2）對表2中數據分析發現，無法得出通過鐵絲的電流與鐵絲電阻成反比的結論；于是在鐵絲兩端連接一個電壓表，重復實驗，發現當鐵絲長度改變時，電壓表示數也發生改變，據此分析電流與鐵絲電阻不成反比的原因 　電路中銅絲、水銀也會分走一部分電壓，沒有控制鐵絲兩端電壓相同　 ；為了解決上述原因，請提出改進的方法 　添加一個滑動變阻器與鐵絲串聯?！?。
【答案】（1）當電阻一定時，電流與電壓成正比；
（2）電路中銅絲、水銀也會分走一部分電壓，沒有控制鐵絲兩端電壓相同；添加一個滑動變阻器與鐵絲串聯。
【分析】（1）分析題表1數據得出結論。
（2）圖乙電路中，當鐵絲長度改變時，鐵絲的阻值發生變化，根據串聯電路的分壓特點可知，電路中的銅絲、水銀會分走部分電壓，據此分析；為了控制鐵絲兩端電壓相同，可以在圖乙電路中，添加一個滑動變阻器與鐵絲串聯。
【解答】解：（1）根據題表1數據分析可知，使用同一鐵絲實驗時，手柄轉過角度隨電源溫差增大而增大，手柄轉過角度與電源溫差的比值不變，則手柄轉過角度與電源溫差成正比關系，所以可以得到的初步結論是當電阻一定時，電流與電壓成正比。
（2）圖乙電路中，當鐵絲長度改變時，鐵絲的阻值發生變化，根據串聯電路的分壓特點可知，電路中的銅絲、水銀會分走部分電壓，使得每次實驗鐵絲兩端電壓不同，所以電壓表示數也發生改變，電流與鐵絲電阻不成反比。
為了控制鐵絲兩端電壓相同，可以在圖乙電路中，添加一個滑動變阻器與鐵絲串聯，通過調節滑動變阻器的滑片，使鐵絲兩端電壓保持不變。
故答案為：（1）當電阻一定時，電流與電壓成正比；
（2）電路中銅絲、水銀也會分走一部分電壓，沒有控制鐵絲兩端電壓相同；添加一個滑動變阻器與鐵絲串聯。
【點評】本題研究電流與電壓、電阻的關系，考查數據分析及控制變量法的運用和對實驗方案的改進。
9．（2024 溫州模擬）在“探究通過導體的電流與電壓和電阻的關系”實驗中，小組同學利用可調電壓電源（可調為1.5V、3.0V、4.5V、6.0V）、5個定值電阻（阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω）、滑動變阻器（10Ω 1A）、電壓表和電流表做了如下實驗：
【實驗操作】
（1）小明根據圖甲所示電路圖連接成了圖乙所示的實物電路，其中只有一根導線連接錯誤，請在這根導線上打“×”，并用筆畫線代替導線將電路連接正確。（連線不要交叉）
【數據收集】
（2）某次測量，電流表的示數如圖丙所示，讀數為 　0.34A　 。
【數據分析】
（3）實驗結束后，小明與小麗交流時，發現他們在相同坐標系中畫出的圖像不同（如圖?。阏J為圖像a與b不同的原因是 　定值電阻兩端所控制的電壓不同　 。
【答案】（1）見解答圖；（2）0.34；（3）定值電阻兩端所控制的電壓不同。
【分析】（1）探究通過導體的電流與電壓和電阻的關系時，滑動變阻器應與定值電阻串聯；
（2）根據圖丙電流表所選量程確定分度值讀數；
（3）根據圖丁結合歐姆定律分析圖像a與b不同的原因。
【解答】解：（1）原圖中定值電阻沒有接入電路，探究通過導體的電流與電壓和電阻的關系時，滑動變阻器應與定值電阻串聯，如圖所示：
；
（2）由圖丙可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數為0.34A；
（3）圖丁中，的圖像為過原點的斜直線，設圖乙中的直線的斜率為k，則kIR＝U，因此圖像a與b不同的原因是定值電阻兩端所控制的電壓不同。
故答案為：（1）見解答圖；（2）0.34A；（3）定值電阻兩端所控制的電壓不同。
【點評】本題探究通過導體的電流與電壓和電阻的關系，考查電路連接、電流表讀數、歐姆定律的應用和分析圖像的能力。
10．（2024 江干區校級三模）為了研究導體兩端電壓一定的情況下，通過導體的電流與導體電阻的關系，小敏根據圖甲所示的電路圖，將實驗器材連接成如圖乙所示的實驗電路。
（1）若按圖乙進行實驗，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，將會出現的現象是 　電流表無示數，電壓表有示數且接近電源電壓（或電流表、電壓表示數沒有明顯變化）　 。
（2）經檢查，是實驗電路中一根導線連接錯誤。請在乙圖中畫出正確的實物電路圖。
（3）改正錯誤后，小敏繼續實驗。第一次實驗用的定值電阻R的阻值為10Ω，閉合開關后，記下電流表的示數為I1；第二次實驗僅將電阻R換成20Ω的定值電阻，閉合開關后，記下電流表的示數為I2．根據這樣的實驗步驟，可以發現I2?。尽?（選填“＜”、“＝”或“＞”）因此，小敏認為導體兩端電壓一定的情況下，電流跟電阻不成反比。你認為他這樣得出的結論是 　錯誤　 （選填“正確”或“錯誤”）的，為什么 　沒有通過調節滑動變阻器使定值電阻兩端的電壓保持不變　 。
【答案】見試題解答內容
【分析】（1）由圖乙可知，定值電阻與滑動變阻器并聯，且電壓表串聯在電路中；因電壓表的內阻很大，串聯在電路中，其它元件都相當于導線，都不能正常工作；
（2）根據題意滑動變阻器與定值電阻要串聯，電壓表測量定值電阻兩端的電壓即可正確連接電路；
（3）首先根據歐姆定律分別求出兩次實驗電路中的電流I1、I2的表達式，進而利用比值法判斷I2與的關系；
在探究電流和電阻的關系實驗中要用控制變量法，需保持電阻兩端的電壓不變。
【解答】解：（1）由電路圖可知，定值電阻與滑動變阻器并聯，且電壓表串聯在電路中，由于電壓表的內阻很大，則相當于斷路現象，
所以無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，電流表無示數，電壓表有示數且接近電源電壓。
（2）經分析，滑動變阻器與定值電阻并聯錯誤：
如果電流從電流表出來，先經過定值電阻，再經過滑動變阻器，到電源的負極；只移動一根導線的情況下，會造成電壓表測滑動變阻器兩端電壓，不符合題意；
如果電流從電流表出來，先經過滑動變阻器，再經定值電阻，到電源的負極，只改變一根導線，電壓表測定值電阻兩端的電壓，符合題意，改正的實物電路圖如圖所示：
（3）由圖可知，定值電阻與滑動變阻器串聯，電壓表測定值電阻兩端的電壓，電流表測電路中的電流，
當定值電阻R的阻值為10Ω時，總電阻R總＝R+R滑＝10Ω+R滑，
根據歐姆定律I可得，
此時電路中的電流I1，
則，
定值電阻R的阻值為20Ω時，總電阻R總′＝R+R滑＝20Ω+R滑，
根據歐姆定律I可得，
此時電路中的電流I2，
故1，即I2。
該同學研究電流與電阻的關系，在更換定值電阻后，第一步操作應該控制電壓一定，即調節滑動變阻器的滑片，使電壓表示數與沒有更換定值電阻時相等，
而該同學沒有進行這一步操作，直接讀電流表示數了，這樣沒有控制好變量，數據是不能說明規律的。
故答案為：（1）電流表無示數，電壓表有示數且接近電源電壓（或電流表、電壓表示數沒有明顯變化）；
（2）見上圖；
（3）＞；錯誤；沒有通過調節滑動變阻器使定值電阻兩端的電壓保持不變。
【點評】此題是研究導體兩端電壓一定的情況下，通過導體的電流與導體電阻的關系實驗，考查了電路故障的判斷、實物電路的連接、控制變量法及歐姆定律公式的應用。本題的難點是利用比值法判斷I2與的關系，應該注意掌握這一方法。
11．（2024 浙江模擬）小明學習了焦耳定律表達式Q＝I2Rt之后很好奇，電流流過導體產生的熱量與導體兩端電壓是否有關，在老師的指導下，完成了如下實驗：
①取兩只同型號的直流電動機（不計工作過程中電刷與換向器摩擦產生的熱量），按如圖方式連接，并且在每只電動機金屬外殼的相同位置固定一個電子溫度計，同時記錄兩支電子溫度計的初始溫度值。
②閉合開關，發現兩只電壓表示數相同，然后對電動機M1施加一個阻力，使其轉動速度變慢，發現電壓表V1示數變小，V2示數變大。
③維持V1、V2示數不變（U1＜U2），每隔30s記錄一次溫度計示數，記錄數據T1、T2如表所示。
④換用其他兩個同型號的直流電動機重復上述實驗。
t（min） 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
T1（℃） 17.8 18.4 19.0 19.5 20.0 20.7 21.2 21.6 21.9 22.2 22.4
T2（℃） 17.8 18.5 19.1 19.6 20.0 20.7 21.2 21.7 22.0 22.4 22.6
試回答下列問題：
（1）兩個電動機采用串聯連接方式的目的是 　保證電流大小和通電時間相等　 。
（2）小明分析了該實驗，認為在電流相等，通電相同時間時U1＜U2，兩個電動機（R相同）所產生的熱量（由T1、T2體現）卻基本相等。由此可得出結論是 　同型號的兩只電動機，當電流相等、電壓不等時，相同時間內產生的熱量相等　 。
（3）從能量轉化及功的角度分析，當電動機M1受到阻力轉速變慢后，U1＜U2的原因是 　電動機工作時將電能轉化為機械能和內能，M1轉動較M2慢，M1獲得的機械能小于M2，而它們的內能相等，所以相同時間內電流通過M1所做的功小于M2，依據W＝UIt可得U1＜U2　 。
【答案】（1）保證電流大小和通電時間相等；
（2）同型號的兩只電動機，當電流相等、電壓不等時，相同時間內產生的熱量相等；
（3）電動機工作時將電能轉化為機械能和內能，M1轉動較M2慢，M1獲得的機械能小于M2，而它們的內能相等，所以相同時間內電流通過M1所做的功小于M2，依據W＝UIt可得U1＜U2。
【分析】（1）根據串聯電路的特點進行分析；
（2）根據表格中數據進行分析，在電流、電阻相等、電壓不等的條件下，電動機外殼溫度變化量相同，說明相同時間內產生的熱量相等。
（3）電能轉化為機械能和內能進行分析。
【解答】解：（1）兩個電動機采用串聯連接方式，根據串聯電流相等可知，控制了電動機通過的電流和通電時間相等；
（2）表格中同一時間，兩個電動機金屬外殼相同位置上固定的電子溫度計的示數變化在誤差范圍內是相同的，說明同型號的兩只電動機，當電流相等、電壓不等時，相同時間內產生的熱量相等；
（3）電動機工作時將電能轉化為機械能和內能，M1轉動較M2慢，M1獲得的機械能小于M2，而它們的內能相等，所以相同時間內電流通過M1所做的功小于M2，依據W＝UIt可得U1＜U2。
故答案為：（1）保證電流大小和通電時間相等；
（2）同型號的兩只電動機，當電流相等、電壓不等時，相同時間內產生的熱量相等；
（3）電動機工作時將電能轉化為機械能和內能，M1轉動較M2慢，M1獲得的機械能小于M2，而它們的內能相等，所以相同時間內電流通過M1所做的功小于M2，依據W＝UIt可得U1＜U2。
【點評】本題通過電動機探究電熱，是創新題，有較大的難度。
12．（2024 杭州模擬）小王同學在科技創新活動中設計了一個可以測量回形針A移動距離的電路。如圖甲所示，燈泡在電路中作為指示燈使用，新蓄電池電源電壓保持不變，電流表量程為0～0.6A，一根粗型均勻的鉛筆芯，其阻值與長度成正比?；匦吾楶固定在鉛筆芯左端，回形針A可以在鉛筆芯上自由滑動。
（1）閉合開關發現小燈泡不亮，電流表示數較小，接下來應進行的操作是　C　 。
A．斷開開關，拆掉連線，重新連接電路
B．檢查電路有無短路，斷路
C．移動回形針A，觀察小燈泡發光情況
（2）小李同學認為燈絲電阻會隨溫度而變化，可能對測量回形針A移動的距離影響較大，于是小李用一個定值電阻R替換掉小燈泡，并且增加一個量程為0～15V的電壓表組成如圖乙所示電路。閉合開關后，在回形針A從最右端向左滑動過程中，小李繪制出滑動距離x從7cm到11cm，電壓表該數U與滑動距離x、電流表讀數I與滑動題離x的關系如圖丙所示。
①根據圖丙可知，小王同學所選的蓄電池電壓為　6　 V，鉛筆芯1cm的電阻為　4Ω　 。
②為保證電路安全，回形針A離鉛筆芯量右端的最大距離為　14.5　 cm。
【答案】見試題解答內容
【分析】（1）閉合開關發現電流表示數較小，小燈泡不亮，則電路為通路，由歐姆定律，電路的電阻較大，據此分析；
（2）①圖乙中，鉛筆芯與R串聯，電壓表測鉛筆芯的電壓，電流表測電路的電流：
由圖丙左、右圖知，x＝7cm和11cm時的電壓表示數和對應的電流，根據串聯電路的規律及歐姆定律，由電源電壓不變列方程求出電源電壓和R大小；
當x＝7和11cm，由歐姆定律分別求出此時鉛筆芯的電阻：
根據粗型均勻的鉛筆芯，其阻值與長度成正比，求出鉛筆芯的長度，從而得出R1＝32Ω時，鉛筆芯連入電路的長度為，最終得出鉛筆芯1cm的電阻；
②電流表量程為0﹣0.6A，即電路的最大電流為0.6A，由歐姆定律求出電路的最小電阻，由電阻的串聯得出鉛筆芯的最小電阻，得出變阻器連入電阻最小長度，從而求出回形針A離鉛筆芯量右端的最大距離。
【解答】解：（1）閉合開關發現電流表示數較小，小燈泡不亮，則電路為通路，由歐姆定律，電路的電阻較大，接下來應進行的操作是：移動回形針A，觀察小燈泡發光情況，選C；
（2）①圖乙中，鉛筆芯與R串聯，電壓表測鉛筆芯的電壓，電流表測電路的電流：
由圖丙左圖知，x＝7cm時的電壓為：
U1＝4.8V，
x＝11cm時的電壓為：
U2＝4V；
由圖丙右圖知，x＝7cm時的電流為：
I1＝0.15A；
x＝11cm時的電流為：
I2＝0.25A；
根據串聯電路的規律及歐姆定律，由電源電壓不變列方程有：
U1+I1R＝U2+I2R
4.8V+0.15A×R＝4V+0.25A×R，
故R＝8Ω；
電源電壓為：
U＝6V；
當x＝7cm，由歐姆定律，此時鉛筆芯的電阻：
R132Ω，
同理當x＝11cm，由歐姆定律，此時鉛筆芯的電阻：
R216Ω，
設鉛筆芯為L，粗型均勻的鉛筆芯，其阻值與長度成正比，故有：
，
L＝15cm，
即R1＝32Ω時，鉛筆芯連入電路的長度為15cm﹣7cm＝8cm，
鉛筆芯1cm的電阻為4Ω；
②電流表量程為0﹣0.6A，即電路的最大電流為0.6A，由歐姆定律，電路的最小電阻為：
R串聯10Ω，由電阻的串聯，鋼筆芯的最小電阻為：
R′＝R串聯﹣R＝10Ω﹣8Ω＝2Ω，
故變阻器連入電阻最小長度為：
L小1cm＝0.5cm，
故回形針A離鉛筆芯量右端的最大距離為：
L′＝L﹣L?。?5cm﹣0.5cm＝14.5cm。
故答案為：（1）C；（2）①6；4Ω；②14.5。
【點評】本題考查電路連接注意事項、串聯電路的規律及歐姆定律的運用，關鍵是根據丙的信息列方程求出電源電壓大小。
13．（2024 寧波模擬）某實驗小組利用圖甲所示電路測量自來水電阻Rx的阻值，其中內徑均勻的圓柱形玻璃管側壁連接一細管，細管上閥門K可以控制管內自來水的水量，玻璃管兩端接有導電活塞（活塞電阻可忽略）。電源電壓約為3V，滑動變阻器銘牌上標有“30Ω 2A”字樣。
（1）連接的電路如圖甲所示，閉合開關前發現有一根導線連接錯誤，請在錯誤的導線上畫“×”，并用筆畫線代替導線將電路連接正確。
（2）實驗中發現無論如何移動滑片P，電流表示數幾乎為0，電壓表示數接近3V，檢查發現各電路元件完好。出現該現象的原因可能是 　自來水的阻值太大　 。
（3）為能正確測出玻璃管內自來水的電阻，某同學利用定值電阻R1（阻值4kΩ）、定值電阻R2（阻值3kΩ）、電阻箱R（最大阻值9999Ω）、單刀雙擲開關S、兩個相同的電壓表（量程為0～3V）等器材，連接了如圖乙所示電路，進行了如下實驗操作。
①把S撥到1位置，記錄電壓表V1示數。
②把S撥到2位置，調整電阻箱阻值，使電壓表V2示數與電壓表V1示數相同，記錄此時電阻箱的阻值R＝5kΩ。
③計算玻璃管內自來水的電阻值Rx，則Rx＝　2.4　 kΩ。
【答案】（1）見解答圖；（2）自來水的阻值太大；（3）2.4。
【分析】（1）根據電路連接和電表的使用分析回答；
（2）根據電流表示數、電壓表示數分析電路故障的原因；
（3）分別求出S接1和接2時電路的總電壓，利用并聯電壓相等列式，求出Rx。
【解答】解：（1）原電路圖中，Rx和電壓表沒有接入電路是錯誤的，在伏安法測電阻的實驗中，Rx、滑動變阻器和電流表串聯，電壓表并聯在Rx兩端，如下圖所示：
；
（2）各元件完好，實驗中發現無論如何移動滑片P，電流表示數幾乎為0，這說明電路中的電流很小，電阻很大，電壓表示數接近3V，電壓表分壓很大，滑動變阻器分壓幾乎為0，說明自來水的阻值太大；
（3）設把S撥到1位置時，電壓表V1示數為U，則此時電路電流為I，電源電壓為：U總Rx+U；
當把S撥到2位置，調整電阻箱阻值，使電壓表V2示數與電壓表V1示數相同也為U，則此時電路中的電流為：I'，電源電壓為：U總′R2+U；
由于兩次總電壓相等，都等于電源電壓，可得：
Rx+UR2+U，
解得：Rx2.4kΩ。
故答案為：（1）見解答圖；（2）自來水的阻值太大；（3）2.4。
【點評】本題是測量未知電阻阻值的實驗，考查了電路連接、電路故障，以及特殊方法測量電阻等，考查的較全面。
14．（2024 嘉興一模）小嘉利用如圖甲所示的電路圖來測量小燈泡的電功率。其中電源電壓為3V，小燈泡的額定電壓是2.5V。
（1）儀器連接完成后，小嘉進行實驗并開始記錄數據，得到小燈泡U﹣I圖像如乙所示，則小燈泡的額定功率是　0.5　 W。
（2）完成實驗后小嘉同學進行了反思，如果電壓表損壞了，能不能用其他實驗器材來完成實驗呢？經過思考，他選用了一個定值電阻（R0＝10Ω），并設計了如圖丙所示的電路，請將實驗步驟補充完整。
①閉合開關S1，將S2撥到觸點“1”，為確保R0兩端的電壓為2.5V，移動滑動變阻器滑片，使電流表的示數為　0.25　 A。
②保持滑動變阻器的滑片位置不變，再將開關S2撥到觸點“2”，讀出電流表的示數I。
③小燈泡的額定功率表達式為P額＝　2.5V×（I﹣0.25A）　 （用已知量和測量量表示）。
【答案】（1）0.5；（2）0.25；2.5V×（I﹣0.25A）。
【分析】（1）小燈泡的額定電壓是2.5V，根小燈泡U﹣I圖像可知燈在2.5V時的電流，根據P＝UI得出小燈泡的額定功率；
（2）①燈在額定電壓下正常工作，開關閉合開關S1，將S2撥到觸點“1”電路的連接及電流表測量的電流，由并聯電路電壓的規律及歐姆定律確定電流表的示數
②通過開關的轉換，使電流表測并聯電路的電流，因通過定值電阻的電流不變，由并聯電路規律得出燈的額定電流，根據P＝UI得出小燈泡的額定功率表達式。
【解答】解：（1）小燈泡的額定電壓是2.5V，根小燈泡U﹣I圖像可知，燈在2.5V時的電流為0.2A，則小燈泡的額定功率是
P＝ULI＝2.5V×0.2A＝0.5W。
（2）①閉合開關S1，將S2撥到觸點“1”，燈與定值電阻并聯再與變阻器串聯，電流表測定值電阻的電流，為確保R0兩端的電壓為2.5V，由并聯電路電壓的規律及歐姆定律，移動滑動變阻器滑片，使電流表的示數為
I00.25A。
②保持滑動變阻器的滑片位置不變，再將開關S2撥到觸點“2”，電路連接關系沒有變化，各電阻大小不變，電流表測并聯電路的電流，因通過定值電阻的電流不變，故燈的額定電流為
IL＝I﹣0.25A
③小燈泡的額定功率表達式為
P額＝U額I額＝2.5V×（I﹣0.25A）
故答案為：（1）0.5；（2）0.25；2.5V×（I﹣0.25A）。
【點評】本題考查測量燈額定功率的特殊方法，要掌握。
15．（2024 西湖區二模）小吳利用兩節新干電池、阻值分別為1Ω、1.5Ω、2Ω的定值電阻和一只電壓表來探究串聯電路的電壓特點，實驗電路如圖甲，測得實驗數據如下表。
序號 U1/V U2/V Uab/V
1 0.75 1.00 2.25
2 0.60 1.80 2.40
3 1.00 1.50 2.50
（1）在探究過程中，小吳更換不同的定值電阻組合進行實驗的目的是：　尋求普遍規律　 。
（2）小吳進行了多次實驗，發現Uab始終小于兩節干電池的總電壓（3V），他產生了質疑。查閱資料知道普通干電池內部也有一定的電阻（內阻），可將它看作一個理想電源（電壓U恒定，電阻為0）與一個電阻r的串聯（如圖乙所示）。為了測量干電池電阻r的阻值，小吳選擇了適當器材，設計了實驗方案，電路圖如圖丙。請你寫出實驗步驟（測得數據用字母表示）：
①　按照電路圖連接電路，記下開關S斷開時電壓表的示數U；閉合開關S，記下電壓表的示數U1　 ；
②計算出結果：r＝　 R1　 。（用相應字母表示的代數式）
（3）由于新干電池的內阻較小，因此我們在平時使用時通常忽略不計，這種抓住主要因素，忽略次要因素的方法叫做理想模型法。請舉出一個科學實驗，采用這種理想模型法并指出實驗中忽略的次要因素。例：　“電流表”是理想模型，在實際應用時，電流表本身的電阻太小，對電路的影響太小，可以忽略不計　 。
【答案】（1）尋求普遍規律；（2）①按照電路圖連接電路，記下開關S斷開時電壓表的示數U；閉合開關S，記下電壓表的示數U1；② R1；（3）“電流表”是理想模型，在實際應用時，電流表本身的電阻太小，對電路的影響太小，可以忽略不計。
【分析】（1）本實驗中通過更換不同的定值電阻進行多次實驗，其目的是為了避免偶然性，尋求普遍規律；
（2）本題中，只有電壓表沒有電流表，所以就不能用伏安法來測電阻了；我們知道電壓表是用來測電壓的，但用它也可以間接測出電流；因為器材中有已知阻值的電阻，我們用電壓表測出定值電阻的電壓，根據I就可以算出電流了；
這樣接下來我們就應該想到將定值電阻與電源（即r）串聯起來，因為串聯電流相等，然后我們要想測出r的電壓，可以利用串聯電路的電壓規律，只要測出電源電壓和定值電阻的電壓就可以算出r兩端的電壓了；
（3）在物理學中，突出問題的主要方面，忽略次要因素，建立理想化的物理模型，是經常采用的一種科學研究方法。
【解答】解：（1）本實驗中通過更換不同的定值電阻進行多次實驗，其目的是為了避免偶然性，尋求普遍規律；
（2）①實驗步驟：
按照電路圖連接電路，記下開關S斷開時電壓表的示數U，即為電源的電壓；閉合開關S，記下電壓表的示數U1；
②因為串聯電路電流相等：則，整理得r R1；
（3）例：“電流表”是理想模型，在實際應用時，電流表本身的電阻太小，對電路的影響太小，可以忽略不計。
故答案為：（1）尋求普遍規律；（2）①按照電路圖連接電路，記下開關S斷開時電壓表的示數U；閉合開關S，記下電壓表的示數U1；② R1；（3）“電流表”是理想模型，在實際應用時，電流表本身的電阻太小，對電路的影響太小，可以忽略不計。
【點評】本題難度較大，考查的是測電阻的特殊方法﹣伏歐法，這種方法依據的也是歐姆定律，還有要依據串聯電路的電流、電壓規律。
16．（2025 婺城區校級一模）小明同學做“測定小燈泡的電功率”實驗，現有電源（電壓為定值）、待測小燈泡（標有“0.25A”字樣）、電流表、電壓表（只有0﹣3伏檔完好）、滑動變阻器（標有“20Ω 1A”字樣）、開關及導線若干。小燈的額定功率估計為0.9瓦左右，該同學正確連接電路，實驗步驟正確。完成下列問題。
（1）實驗剛閉合開關時，電壓表、電流表的示數分別為2伏和0.2安，由此可求出電源電壓　6　 V。
（2）在實驗過程中，燈泡突然熄滅，經分析：可能是燈泡斷路，也可能是滑動變阻器斷路，小明通過觀察　電壓表　 （填“電壓表”或“電流表”），初步判斷出燈泡斷路。
（3）更換相同規格的燈泡后，小明繼續實驗：他邊思考邊實驗，同時對電路進行調整，直至小燈正常發光。此時觀察到電流表示數為0.25A時，電壓表示數如圖所示，請根據相關信息，求出小燈的額定電功率為　0.875　 W。
（4）小明將滑片P從阻值最大處移到阻值最小處（燈泡未燒壞），測定并依據實驗數據，畫出燈泡的I﹣U圖像（如圖a），任取圖像中一點構成矩形（如圖b中陰影部分），則矩形面積表示的科學含義是　滑動變阻器的功率　 。
【答案】（1）6；
（2）電壓表；
（3）0.875；
（4）滑動變阻器的功率。
【分析】（1）根據I及串聯電路中電源電壓U＝U燈+U滑及燈泡兩端電壓U燈＝IR燈等知識來分析；
（2）若燈泡斷路，整個電路斷路，電流表示數為0，據此分析；
（3）根據串聯電路電壓關系U＝U額+U滑可得燈泡的額定電壓U額，然后再根據P＝UI進行計算；
（4）根據P＝UI及矩形面積S ＝UI進行分析。
【解答】解：（1）實驗剛閉合開關時，滑動變阻器阻值最大（20Ω），電流I＝0.2A；滑動變阻器兩端電壓：U滑 ＝IR滑＝0.2A×20Ω＝4V；燈泡兩端電壓 U燈＝2V，電源電壓 U＝U滑+U燈＝ 4V+2V＝ 6V；
（2）若燈泡斷路，整個電路斷路，電流表示數為0；此時電壓表與電源兩極相連，測量電源電壓，有示數；若滑動變阻器斷路，整個電路斷路，電流表和電壓表都無示數，所以通過觀察電壓表，若電壓表有示數，初步判斷出燈泡斷路；
（3）已知小燈的額定電流I額＝0.25A；因為電壓表只有0～3V檔完好，而燈泡額定功率約0.9W，由P＝UI可得燈泡額定電壓約為U額3.6V＞3V，所以實驗中應將電壓表并聯在滑動變阻器兩端；由圖可知，電壓表使用0～3V量程，分度值為0.1V，此時電壓表示數U滑示＝2.5V；根據串聯電路電壓特點U＝U額+U滑示，可得燈泡的額定電壓U額＝U﹣U滑示＝6V﹣2.5V＝3.5V；再根據P＝UI，可得小燈的額定電功率P額＝U額×I額＝3.5V×0.25A ＝0.875W。
（4）在I﹣U圖象中，任取一點，橫坐標表示電壓U，縱坐標表示電流I；根據P＝UI，矩形面積S ＝UI，所以矩形面積表示的科學含義是滑動變阻器的功率。
故答案為：
（1）6；
（2）電壓表；
（3）0.875；
（4）滑動變阻器的功率。
【點評】本題難度較大，考查的知識有一定的深度，需要深刻理解題意要求，并具有能夠靈活運動相關公式進行計算的能力。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
21世紀教育網(www.21cnjy.com)

展開更多......

收起↑