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文档介绍
2018-2020近三年中考物理真题分类汇编专题19--24（附解析共184页）
1 考点 19 电学实验探究题 ★考点列表 序号 考点 考点释义 备注 1 电路电流与电压和电阻的关系 通过实验、分析和探索电流与电 压、电阻的关系 2 伏安法测电阻 测定小灯泡电阻实验的整个探究 方法、过程 重点 3 测量小灯泡的电功率 实验的方案设计、实验原理、电路 图的画法、数据的处理及其得出实 验结论 重点 4 影响电流热效应的因素 验证影响电流热效应的因素 ★三年真题 一、电路电流与电压和电阻的关系 1.（2020·河南）某实验小组探究电流与电压和电阻的关系。实验中电源电压恒为 3V， 滑动变阻器最大阻值为 20Ω。 （1）他们先用 5Ω 的定值电阻探究电流与电压的关系，实验电路图如图 13 所示。 ①请根据图 13 的电路图把图 14 的实物电路连接完整。 ②连接完毕后,小丽建议要对电路进行检查后再闭合开关，请你提出其中一项需要检查 的内容: 。 ③检查完毕后，闭合开关，调节滑动变阻器，记录了 5 组数据。测第 6 组数据时，电 压表的示数为 2.6 V, 电流表的示数如图 15 所示。请在图 16 的坐标系中描绘出第 6 组数据对应的点,并根据描 出的 6 个数据点画出定值电阻的I-U 图像。 2 ④分析断出的I-U图像可得出结论：在电阻一定时，。 ⑤为了使结论具有普遍性，还应进行的操作是：。 （2）接着他们在原有5Ω定值电阻的基础上，又准备了阻值为10Ω、15Ω、20Ω的三个 定值电阻，以探究电压一定时电流与电阻的关系。为了控制电压不变，每次更换定值电阻后 需要调节滑动变阻器，使定值电阻两端的电压达到相同的值。这个电压控制在多少合适呢? 实验小组的同学分别提出了0.5V、1V和2V三个电压值，为使实验顺利进行，大家进行了分析 与讨论，你认为应选这三个电压值中的V。 【答案】（1）①如图；②滑动变阻器是否在最大阻值处；③如图；④电流与电压成正比。 ⑤更换阻值不同的定值电阻进行多次实验；（2）2V。 【解析】（1） ①滑动变阻器遵循“一上一下”链接原则，并且根据电路图，滑片向左移动，滑变电阻 变小，滑变右上已经连接，所以应该连接左下接线柱，导线另一端可以连接到定值电阻右侧， 或者电压表 3V 接线柱上。 ②电路闭合前要检查滑动变阻器是否在最大阻值处，防止电路中电流过大损坏电路元件。 3 ③根据读数，电流为 0.52A，图像如上图。 ④根据图像可知，当电阻一定是，通过导体的电流与导体两端电压成正比。 ⑤为了具有普遍性，我们应该更换阻值不同的定值电阻，多次实验 （2）根据串联分压原则，滑动变阻器最大阻值为 20Ω，定值电阻最大阻值为 20Ω，电源 电压为 3V，所以，当定值为 20Ω 时，最小电压为 1.5V，故定值电阻只能选择 2V 的电压保持 不变。 2.（2020·贵州黔东南）某学习小组在“探究通电导体中的电流与电阻的关系”实验中， 连接了如图甲所示的电路（电源电压保持 4.5V 不变）。 (1)用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整；（要求：滑动变阻器的滑片 P 向左移动 时，电路中电流变大；导线不得交叉）（ ） (2)连接好电路，闭合开关，发现电压表示数等于电源电压，电流表有示数，移动滑片， 电表示数不变，则故障为滑动变阻 R_________； (3)探究通电导体中的电流与电阻的关系实验要在电压一定时进行，图乙是小组根据测 得的实验数据绘制的电流 I 随电阻 R 变化的图像。由图像可知 R 两端的电压为________V； 当 R 的电阻由 5Ω更换为 10Ω时，闭合开关后，为使 R 两端的电压________ （选填“改变” 或“不变”），滑动变阻器的滑片应向____（选填“左”或“右”）端滑动；若实验中 R 的阻 值分别是 5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω，为了保证完成实验，则滑动变阻器的阻值至少是 ________Ω。 【答案】（1）如图；（2）被短路；（3）3；（4）不变；（5）右；（6）12.5。 【解析】(1)滑动变阻器的滑片 P 向左移动，电路中电流变大，即电阻变小，故变阻器 左下接线柱连入电路中与电阻串联，如下所示 4 (2)连接好电路，闭合开关，电流表有示数，即电路中有电流通过，则故障类型为短路， 电压表示数等于电源电压，只能是滑动变阻 R被短路。 (3)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流 I 随电阻 R 变化的图象，由图象可知 R 两端的电压为：U=IR=0.6A×5Ω=3V 探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即保持电阻两端的电压不变。 根据串联电路电压的规律可知，应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑 动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应右端移动，使电压表的示数仍为 3V。 电压表控制的电压为 3V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压 U 滑=4.5V-3V=1.5V 变阻器分得的电压为电压表示数的 0.5 倍，根据分压原理，当接入 25Ω电阻时，变阻 器连入电路中的电阻为：R 滑=0.5×25Ω=12.5Ω 故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少为 12.5Ω的滑动变阻器。 3.（2020·贵州黔西南）小明用如下图所示的实验电路探究“电流与电阻的关系”。 (1)在方框内画出此实验电路图。________ 5 (2)连接电路时，开关应处于_______状态，连接好电路后，闭合开关前滑动变阻器的滑 片 P 应置于_______端。 (3)闭合开关，移动滑动变阳器的滑片 P 发现：电压表始终无示数，电流表有示数。其 原因可能是_______（填序号）． A．滑动变阻器断路 B．电阻 R 短路 C．电阻 R 断路 (4)排除故障后，用 5Ω的电阻替换 R 接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压 表示数为 1.5V 时，电流表指针位置如图乙所示，将电流表示数填入下表中。________ (5)将 5Ω的电阻换成 10Ω的电阻后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片 P 到合适位置 时，记录电流数据。此操作中调节滑动变阻器的目的是_________________。 (6)再将电阻换成 15Ω，重复上述操作。 (7)进行多次实验，其目的是为了得到_________________。 (8)分析表格中的数据可得出结论：_________一定时，_____________。 【答案】（1）如图；（2）断开；（3）右；（4）B；（5） 0.3；（6）使电阻 R 两端的电压 保持不变；（7）普遍规律；（8）电压；（9）通过导体的电流与导体的电阻成反比。 【解析】(1)按照实物图，先将开关，电流表、滑动变阻器，电阻串联接入电路，再将 电压表并联接入电路，作电路图如图所示： (2)接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器移到阻值最大处，即置于右端，以保 护电路。 6 (3)闭合开关，移动滑动变阳器的滑片 P，电流表有示数，说明不可能是电路断路，电 压表始终无示数，说明与电压表并联的电路短路，即电阻 R 短路。 故选 B。 (4)由图乙可知，电流表此时的量程为 0~0.6A，分度值为 0.02A，此时电流的示数为 0.3A。 (5)探究电流与电阻关系实验中，要控制电压不变，将 5Ω的电阻换成 10Ω的电阻后， 滑动变阻器两端的电压会变大，要节滑动变阻器的滑片 P 到合适位置，控制电阻 R 两端的电 压保持不变。 (7)进行多次实验，其目的是为了得到普遍规律。 (8)分析表格中的数据，电流与电阻的乘积是定值，可得出结论：电压一定时，通过导 体的电流与导体的电阻成反比。 4.（2020·江苏泰州）在“探究电流与电压关系”实验中，小明所用电路如图所示。 (1)请用笔画线代替导线，将实物电路连接完整。要求：开关闭合前无需移动滑片 ________； (2)闭合开关，电流表有示数，电压表无示数，小明检查发现仅导线有故障，则故障为 ________； A．导线④断路 B．导线③断路 C．导线②断路 D．导线①断路 (3)排除故障后，闭合开关，移动滑片，当电压表示数为 1V 时，读出电流表示数并记录 在上表中；继续移动滑片，分别读出电阻两端电压为 2V 和 3V 时电流表的示数，并依次记录 在表格中。 实验序号 U/V I/A ① 1.0 0.20 7 ② 2.0 0.40 ③ 3.0 0.58 (4)分析表中数据，可得出的结论是：________； (5)实验结束，小明整理器材时发现定值电阻很热，他联想到：处理数据时，第三组数 据之间的关系与前两组数据之间的关系存在差异，他和同组小华就此展开讨论，认为数据差 异可能是由于________造成的。由此反思实验过程：实验时每次读取数据后要________（写 具体操作），再记录数据，减小此因素对测量结果的影响。 【答案】(1)如图；(2) B；（3）见详解；（4）温度变化导致 R 变大；（5）断开开关。 【解析】(1)由题意可知，开关闭合前无需移动滑片，即闭合开关前，滑动变阻器需要 移动到阻值最大处，如图 (2) A．若导线④断路，则电流表没有示数，故 A 不符合题意； B．若导线③断路则，则电流表有示数，电压表无示数，故 B 符合题意； CD．若导线①②断路，则电流表没有示数，故 CD 不符合题意。故选 B。 (4)分析表中数据可知，当电阻的阻值一定时，电流随着电压的增大而增大，即电流与 电压成正比。 (5)由欧姆定律可知，第三组数据测量出电阻的阻值是： 3 3 3 3V 0.58A 5.2ΩU IR 第二组数据测量出电阻的阻值是： 2 2 2 2V 0.4 5A ΩU IR 由于电阻受温度的影响，所以数据差异可能是由于温度变化导致 R 变大造成的。 每次读取数据后要及时断开开关，避免长时间通电导致电阻温度过高，从而对实验结果 造成影响。 5.（2020·重庆 B）小倩同学在探究“电流与电压关系”的实验中，选用器材有：学生 电源(电压恒为 4.5V)电流表、电压表、定值电阻 R，导线若干和标有“50Ω、0.5A”字样滑 8 动变阻器 'R 。 (1)用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整_________；(要求：滑片 P 向 D 端移 动时，电路中的电流变大，且导线不能交叉。) (2)连接电路时，开关必须_________(选填“断开”或“闭合”)。在电路连接完整后， 闭合开关 S 前应将滑动变阻器的滑片 P 移到________(选填“A”或“B”)端； (3)闭合开关 S 后，移动滑片 P 时发现电压表无示数，电流表有示数且不断变化，则电 路故障可能是定值电阻 R 发生了_________(选填“断路”或“短路”)； (4)排除故障后闭合开关 S，移动滑片 P，当电流表的示数为 0.28A 时，电压表指针位置 如图乙所示，则定值电阻 R 的阻值为_________Ω。多次改变滑动变阻器滑片 P 的位置，记 录的实验数据如下： 实验次数 1 2 3 4 电压 U/V 1.0 1.4 2.0 2.4 电流 I/A 0.10 0.14 0.20 0.24 根据实验数据分析，可初步得出结论：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与这段导 体的两端的电压成_________比； (5)在实验过程中，滑动变阻器 R 接入电路的阻值不得小于_________Ω。 【答案】（1）如图；(2)断开；（2）A；（3）短路；（4）10；（5）正；（6）5。 【解析】(1)由题意可知，实验中最大的电流不超过 0.3A，所以电流表选择 0-0.6A 的 量程，而且要求滑片 P 向 D 端移动时，电路中的电流变大，即滑片 P 向 D 端移动时，滑动变 阻器接入电路的电阻变小，实物图连接如图 9 (2)连接电路时，为了保证电路的安全，开关必须断开。 闭合开关应该将滑动变阻器的滑片移动到阻值最大处，即滑片 P 移到 A 端。 (3)如果定值电阻 R 发生短路，电路是通路，电流表有示数，电压表指针不偏转，故发 生这种故障的原因可能是定值电阻 R 处发生短路。 (4)由图乙可知，电压表的量程是 0-3V，分度值是 0.1V，故此时电压表的示数是 2.8V； 由欧姆定律得，定值电阻 R 的阻值为： 2.8V 0.28A 10ΩU IR 由表格中的数据可知，在电阻的阻值不变的情况下，通过导体的电流随着导体两端电压 的增大而增大，即通过导体的电流与这段导体的两端的电压成正比。 (5)由表格中的数据可知，定值电阻 R 的阻值为： 2.4V 0.24A 10ΩU IR 当定值电阻两端电压为 3V 时，电路中的电流最大，为： 3V 0.3A10Ω UI R 大 大 当电路中的电流最大时，滑动变阻器接入电路的电阻最小，为： 4.5V 3V 0 5.3 ΩAR U I 滑动小 滑动小 大 即滑动变阻器 'R 接入电路的阻值不得小于 5Ω 。 6.（2020·四川南充）用如下图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”，电源电压恒 为 6V，定值电阻 R 备有(5Ω、10Ω、20Ω、40Ω)各一个。 (1)闭合开关前，滑动变阻器的滑片 P 应滑到最___________(选填“左“或“右”)端； (2)将 5Ω的定值电阻接入电路闭合开关，移动滑片 P 发现电流表示数始终为零，电压 表示数不为零，其原因可能是___________(填选项)； A.定值电阻 R 短路 B.定值电阻 R 断路 10 C.滑动变阻器短路 (3)不改变滑动变阻器滑片的位置，将 5Ω的电阻换成 10Ω的电阻，闭合开关后，为保 证电压表示数与更换前相同，滑片 P 应向___________(选填“左”或“右”)端滑动； (4)实验中依次接入定值电阻，调节滑片使定值电阻两端电压相同，记下电流表读数， 绘出电流 I 与电阻倒数 1 R 变化的图像乙，由图乙可知：电压一定时电流与电阻成 ___________比； (5)为完成整个实验，应该选择___________(填选项)种规格的滑动变阻器。 A.50Ω、1.0A B.100Ω、1.2A C.200Ω、0.6A 【答案】（1）左；（2）B；（3）左；（4）反；（5）B。 【解析】(1)由电路图知道，在连接电路时，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑至阻 值最大处的左端。 (2)闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片 P 时，发现电流表示数始终为零，说明电路可 能断路，而电压表有示数，说明与电压表并联部分断路，即此时电路可能的故障是定值电阻 R 断路。故选 B。 (3)由串联分压原理知道，将定值电阻由 5Ω改接成 10Ω的电阻，电阻增大，其分得的 电压增大；由于探究电流与电阻的实验中应控制电阻两端的电压不变，所以，此时应增大滑 动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向左 端移动。 (4)由于电流 I 与电阻倒数 1 R 变化的图像乙，说明电压一定时电流与电阻的倒数成正比， 即说明导体中的电流跟导体的电阻成反比。 (5)由图像知道，电阻两端的电压始终保持 U=IR =2V，由串联电路电压的规律知道，变 阻器分得的电压：U 滑 =6V-2V=4V 即变阻器分得的电压为电压表示数的 2 倍，由分压原理知道，当接入 40Ω电阻时，变 阻器连入电路中的电阻为：R 滑 =2×40Ω=80Ω 故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少 80Ω的滑动变阻器。故选 B。 7．（2020·四川遂宁）小红与小刚实验小组在探究“电流与电阻的关系”实验时，选择 的实验器材有：电源（电压恒定为 3V）、电流表、电压表、开关、电阻箱、滑动变阻器（规 11 格为“20Ω 2A”）和导线若干。 （1）图甲是他们设计的实验电路图，小刚根据电路图连接了如图乙的实验电路，小红 检查时发现有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”，用笔划线代替导线正 确连接（注意：导线不能交叉）。 （2）改正错误后，他们将滑动变阻器阻值调到最大，电阻箱阻值调到 5Ω，闭合开关， 发现电压表有示数，电流表无示数，造成这一现象的原因可能是 （写出一条即可）。 （3）排除故障后进行实验，得到第一次实验数据如表接者他们将电阻箱阻值调到 10Ω， 闭合开关，调节滑片，直到电压表的示数为 V，此时电流表的示数如图丙所示，读数为 ——A。 电阻 R/Ω 5 10 电流 I/A 0.4 0.1 （4）第三次实验，电阻箱接入电阻如图丁所示，读数为 20 Ω。 （5）分析表中数据得出的结论是：电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成 。 （6）为了验证以上规律的可靠性，可以测量更多组数据，但电阻箱接入电路的阻值不 得超过 Ω。 【答案】（1）如图；（2）电阻箱断路；（3）2；0.2；（4）20；（5）反比；（6）40。 【解析】（1）图中电阻箱被短路，应该将电阻箱串联在电路中，电压表并联在电路中， 如下图所示： （2）电流表无示数说明电路中有断路，电压表有示数说明电压表两端与电源两极相连； 因此电路故障为电阻箱断路； 12 （3）由 I＝ 可知，电阻箱两端电压：U＝IR＝0.4A×5Ω＝2V； 由图乙知电流表的量程为 0﹣0.6A，分度值为 0.02A，电流表的示数为 0.2A； （4）电阻箱的读数为 0×1000+0×100+2×10+0×1＝20Ω； （5）根据表中数据可知，当电阻变为原来的几倍时，电流变为原来的几分之一，因此 当导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比关系； （6）根据串联电路电压的规律知，滑动变阻器两端的电压为 3V﹣2V＝1V， 所以电阻箱与滑动变阻器的电压之比为 2V：1V＝2：1， 根据串联电路的分压作用， 所以可以得出： ＝ ＝ ， 解得：R 箱＝40Ω。 故答案为：（1）见上图；（2）电阻箱断路；（3）2；0.2；（4）20；（5）反比；（6）40。 8.（2020·重庆）图 15 甲是“探究电流与电压关系”的实验电路，三个小组的同学分 别用 5Ω,10Ω.15Ω的定值电阻进行探究。 （1)请用笔画线代替缺少的 2 根导线，将图 15 甲的电路连接完整(要求:导线不能交叉， 滑片 P 向 B 端移移动时，电路中的电流变大)。 （2 正确连接电路,闭合开关， 移动滑片 P,发现电流表无示数，电压表有示数，可能 的故障是定值电阻 R (选填断路”或“短路");排除故障后，缓慢移动滑片 P 到某位置时， 电压表的示数如图 5 乙所示，为 V。 (3)将不同小组的可数据汇总后，得到表 1 的数据，分析可得:在电阻定的情况下，通过 导体的电流和导体体两端的电压成 比。 表 1：实验数据 R1 5Ω R2 10Ω R3 15Ω U/V 0.8 1.0 15 2.0 U/V 1.2 1.8 22 2.6 U/V 1.5 1.8 2.1 2.4 13 I/A 0.1 6 0.2 0 0.3 0 0.4 0 I/A 0.1 2 0.1 8 0.2 2 0.2 6 I/A 0.1 0.1 2 0.1 4 0.1 6 (4)在进步探究” 电流与电阻的关系”实验中: ①若保持定值电阻两端的电压为 1.5V 不变，在表 1 的数据中有可用于分析。 ②为得到更多的实验数据，老师给每个小组再次提供一个 30Ω的定值电阻 R0，某小组 在实验中，无论怎样移动滑片 P 都不能将 R0 两端电压压调为 1.5V.其原因是滑动变阻器的 最大值太(选填"“大“或“小 ） 该小组组所使用的滑动变阳器的规格可能是(选填下列 选项前的字母)。 A.10Ω 3A B.20Ω 2A C.50Ω 1A 【答案】（1）连接图中滑动变阻器 B 接线柱以及电阻左边接线柱（作图题，需要在图中 连接）；（2）断路、1.8V；（3）正；（4）2、小、B。 【解析】（1）滑动变阻器 P 向 B 端移动，电流增大，说明电阻减小，故接滑动变阻器 B 接线柱以及电阻左边接线柱； （2）电流表无示数，电路极有可能断路，如果是 R 发生断路，因为电压表内阻极大， 则电压表有示数且示数接近于电源电压。故断路；接线柱接 0—3V，故读数为 1.8V； （3）由表格可知：电阻相同时，电流与导体两端电压成正比； （4）探究电流与电阻关系实验时，控制电压不变，现在需要控制在 1.5V 不变，由图可 知，选取 5Ω和 15Ω时可行，故为 2 组； 由 滑 定 滑 定 R R U U = 可知，增大 R 定，则需要增大 R 滑，现在无论如何都不能将定值电阻电压调 节到 1.5V，是因为滑动变阻器的最大阻值太小； 由图可知，实验选取的电源为 2 节干电池，故电源电压为 3V，所以 VUU 1.5== 滑定 ， 实验中，选取 15Ω的电阻是能达到 1.5V 电压的，故选择的滑动变阻器电阻大于或者等于 15 Ω，当选取 30Ω的电阻时 Ω30=⇒Ω30=1.5 1.5 滑 滑 RRV V ，说明 C 是可行的，A 是不可能的，所 以选 B。 9.（2020·广东）做“探究电流与电阻的关系”实验时，可供选择的器材有：电压为 6V 的电源，电流表（0~0.6A），电压表（0~3V），开关，阻值分别为 5Ω、10Ω、15Ω 和 20 Ω的定值电阻各 1 个，最大阻值分别为 10Ω和 50Ω的滑动变阻器各 1 个，导线若干。 14 (1)如图所示的实验电路中，正确的是______，应选用最大阻值为______Ω的滑动变阻 器； (2)若按图乙所示电路图连接好电路后，闭合开关，可观察到电流表的指针______（选 填“向右”“反向”或“几乎不”偏转； (3)按正确电路图连接电路，闭合开关，电流表和电压表均有示数，但移动滑动变阻器 的滑片时，两表的示数均保持不变，经判断是接线有误，错误可能是______； (4)纠正错误后，依次更换定值电阻，并控制定值电阻两端电压为 2.5V 进行实验。请将 记录实验数据的表格补充完整。 ①U ______V。 实验序号 1 2 3 4 ②______ 20 15 10 5 ③______ 【答案】（1）甲；（2）50；（3）几乎不；（4）滑动变阻器下面的两个接线柱接入电路； （5）2.5；（6） ΩR电阻 ；（7） AI电流 。 【解析】(1)探究电流与电阻的关系，电阻、滑动变阻器、电流表串联于电路，电流表 测整个电路的电流，电压表测电阻两端的电压；再根据电流表、电压表的接线方法知，实验 电路中，正确的是甲。 当接入阻值为 20Ω的定值电阻时，其两端的电压不能超过 3V，根据串联电路分压的特 点可得： minmin 1 1 RUR R U 15 则变阻器接入电路的最小阻值为： min 1 min 1 1 1 1 6V 3V 20Ω 20Ω3V RU U UR R RU U 故选应选用最大阻值为 50Ω的滑动变阻器。 (2)由图乙知，电压表串联接入了电路，因电压表的内阻很大，接入电路时，相当于电 路断路，故电流表的指针几乎不动。 (3)按正确电路图连接电路，闭合开关，电流表和电压表均有示数，说明电路是通路， 两表连接没有问题，但移动滑动变阻器的滑片时，两表的示数均保持不变，说明滑动变阻器 以最大值接入了电路，即滑动变阻器下面的两个接线柱接入电路。 (4)①探究电流与电阻的关系时，应保持电阻的两端的电压不变，本实验，电阻两端的 电压控制在 2.5V，故： 2.5VU ②由表格数据知，此格内容应为： ΩR电阻 。 ③因探究的是电流与电阻的关系，为了获得电流与电阻的关系，还应记录每次通过定值 电阻的电流值，故表格内容为： AI电流 。 10.（2020·武汉）在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中，小强和小红设计的电 路如图甲所示，电源电压 3V 保持不变。 (1)闭合开关前，滑动变阻器的滑片 P 应该置于_________（填“a”或“b”）端。 (2)小强同学按图甲正确连接电路，闭合开关 S，调节滑片 P，得到的实验数据如下表: 实验序号 1 2 3 4 5 电压 U/V 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 电流 I/A 0.15 0.32 0.30 0.38 0.45 分析数据可知，应将实验序号_________的一组数据剔除，进而得出结论：电阻一定时， 16 ______________，为了能够顺利完成上述实验，所用滑动变阻器的最大阻值不小于 __________Ω。 (3)小红同学连接的电路如图乙所示小强同学发现接错了一根导线，请在这根导线上打 “x”，并补画出正确的那根导线。（ ） 【答案】（1）a；（2）2；（3）电流跟电压成正比；（4）16 ；（5）如图。 【解析】(1)为了保护电路，闭合开关之前应将滑动变阻器调到阻值最大的地方，即滑 片 P 应该置于 a 端。 (2)分析数据得知，第 2 组数据电压与电流比值，明显不同其他组的比值，故第 2 组数 据错误，应剔掉，实验结论电阻一定时，电流跟电压成正比。 由第一组数据分析得知，定值电阻电压为 0.6V，则滑动变阻器至少要分得 2.4V 电压， 即滑动变阻器分得的电压是定值电阻的 4 倍，因此滑动变阻器的阻值为定值电阻阻值的 4 倍，根据公式 UR I 可算出定值电阻的阻值为： 0.6V= =4Ω0.15A UR I 因此滑动变阻器最大阻值为 16Ω。 (3)如图乙所示的电路连接，此时滑动变阻器没有接入电路，正确画法，如图所示。 11．（2020·南充）用如下图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”，电源电压恒为 6V，定值电阻 R 备有（5Ω、10Ω、20Ω、40Ω）各一个。 （1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片 P 应滑到最 （选填“左”或“右”）端。 （2）将 5Ω的定值电阻接入电路闭合开关，移动滑片 P 发现电流表示数始终为零，电 压表示数不为零，其原因可能是 （填选项）。 A．定值电阻 R 短路 B．定值电阻 R 断路 C．滑动变阻器短路 （3）不改变滑动变阻器滑片的位置，将 5Ω的电阻换成 10Ω的电阻，闭合开关后，为 保证电压表示数与更换前相同，滑片 P 应向 （选填“左”或“右”）端滑动。 （4）实验中依次接入定值电阻，调节滑片使定值电阻两端电压相同，记下电流表读数， 17 绘出电流 I 与电阻倒数 变化的图象乙，由图乙可知：电压一定时电流与电阻成 比。 （5）为完成整个实验，应该选择 （填选项）种规格的滑动变阻器。 A.50Ω 1.0A B.100Ω 1.2A C.200Ω 0.6A 【答案】（1）左；（2）B；（3）左；（4）反；（5）B。 【解析】（1）为了保护电路，开关闭合前，滑动变阻器的滑片 P 应滑到阻值最大处，即 最左端； （2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片 P 时，发现电流表示数始终为零，说明电路 可能断路，而电压表有示数，说明与电压表并联部分断路，则此时电路可能的故障是定值电 阻 R 断路，故选 B。 （3）将 5Ω的电阻换成 10Ω的电阻接入电路，根据串联分压原理可知，电阻增大，其 分得的电压增大； 探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电 路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压， 由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向左端移动，使电压表 的示数与原来相同； （4）由图乙知，在电压一定时，电流 I 与电阻倒数 成正比，所以电压一定时电流与 电阻成反比； （5）当定值电阻为 5Ω时，电阻的倒数为 ＝0.2Ω﹣1，由图乙知，此时的电流为 0.4A， 电阻两端的电压为：U＝IR＝0.4A×5Ω＝2V， 根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压： U 滑＝U 总﹣U＝6V﹣2V＝4V， 变阻器分得的电压为电阻两端的电压的 ＝2 倍， 根据分压原理，当接入最大的 40Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：R 滑＝2×40 Ω＝80Ω， 故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少 80Ω的滑动变阻器，但又不能太大，故 选 B。 18 故答案为：（1）左；（2）B；（3）左；（4）反；（5）B。 12.（2019·武威）小欣利用实验探究“电流跟电阻的关系”。已知电源电压为 6V 且保 持不变，实验用到的电阻阻值分别为 5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。 （1）请根据图甲所示的电路图将图乙所示的实物电路连接完整（导线不允许交叉）； （2）小欣把 5Ω定值电阻接入电路后，闭合开关，发现电流表无示数而电压表有示数， 则电路中的故障可能是______。 A．电阻 R 处短路 B．电阻 R 处断路 C．滑动变阻器处断路 （3）排除故障后进行实验。实验中多次改变 R 的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使电 压表示数保持不变，记下电流表的示数，得到如图丙所示的电流 I 随电阻 R 变化的图象。 由图象可以得出结论：电压一定时，______； （4）将 5Ω定值电阻换成 10Ω定值电阻后，闭合开关，为了保持电压表的示数为______V 不变，应将滑动变阻器的滑片 P 向______（选填“A”或“B”）移动，记录此时各表的示数。 【答案】B；电流与电阻成反比；2.5；A。 【解析】（1）变阻器按一上一下接入电路中，由图知，电阻两端的电压始终保持： UV=IR=0.1A×25Ω=----=0.5A×5Ω=2.5V-----①，故电压表选用小量程与电阻并联， 如下所示： （2）小欣把 5Ω定值电阻接入电路后，闭合开关，发现电流表无示数而电压表有示数， 则电路中的故障可能是电阻 R 处断路，选 B； （3）由①知，电流与电阻之积为一定值，由图象可以得出结论：电压一定时，电流与 电阻成反比； 19 （4）根据串联分压原理可知，将定值电阻由 5Ω改接成 10Ω的电阻，电阻增大，其分 得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压为 2.5V 不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑 动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向 A 端移动，记录此时各表的示数。 故答案为：（1）如上所示；（2）B；（3）电流与电阻成反比；（4）2.5；A。 13.（2019·潍坊）在“探究电流与电阻的关系”实验中，某小组利用电阻箱等连接了 如图甲所示的实物电路（电源电压恒为 6V）。 序号 电压（V） 电阻（Ω） 电流（A） 1 4 10 0.4 2 20 （1）用笔画线代替导线将图甲中电路连接完整（要求滑动变阻器滑片向 B 端滑动时接 入电路的阻值变大）； （2）将第一次实验得到的数据填入表格，然后将电阻箱接入电路的阻值由 10Ω调至 20 Ω，滑动变阻器的滑片向______（选填“A”或“B”）端移动，直到______为止，此时电流 表指针位置如图乙所示，其示数为______A； （3）根据以上实验数据得出结论：电流与电阻成反比。 请对上述探究写出一条改进性建议______。 （4）再次改变电阻箱阻值，发现无论怎样调节滑动变阻器都不能达到实验要求，若电 路无故障，则引起这种情况的原因可能是_____。 【答案】（1）电路连接如上图所示；（2）B；电压表的示数为 4V；0.2；（3）进行多次 实验（或结论中添加“电压一定”的前提）（4）电阻箱的阻值调得太大（或滑动变阻器 R 的阻值太小）。 【解析】（1）由于电源电压为 6V，所以电压表的量程选择 0～15V，然后并联到定值电 阻两端，注意正、负接线柱不要接反；滑动变阻器滑片向 B 端滑动时接入电路的阻值变大， 接滑动变阻器下面的 A 接线柱即可，如图所示： 20 （2）实验中应控制电阻两端的电压不变，将电阻箱接入电路的阻值由 10Ω调至 20Ω后， 电阻两端的电压会变大，因此应当减小电路中电流，滑片应向右端（B 端）移动，直到电压 表示数为 4V；电流表使用的量程为 0～0.6A，分度值为 0.02A，此时电流表的示数为 0.2A。 （3）因为实验次数太少，存在很大的偶然性，应该多次测量才能得出普遍规律；在得 出实验结论时，需要加上“电压一定”的条件。 （4）电源电压为 6V，电阻与滑动变阻器串联，根据串联电路电压的特点，当电阻电压 为 4V 时，滑动变阻器两端的电压应为 2V，根据分压原理，则滑动变阻器的阻值为待测电阻 的 2 倍，才能达到要求，所以电阻两端电压达不到 4V，是因为滑动变阻器 R 的阻值太小造 成的或电阻箱的阻值调的过大。 故答案是：（1）电路连接如上图所示；（2）B；电压表的示数为 4V；0.2；（3）进行多 次实验（或结论中添加“电压一定”的前提）（4）电阻箱的阻值调得太大（或滑动变阻器 R 的阻值太小）。 14.（2019·温州）小明利用图甲电路研究电流与电压的关系，其中滑动变阻器最大阻 值为 500 欧，定值电阻 R0 阻值为 10 欧，闭合开关，当滑片从最右端慢慢向左移动，发现最 初电压表指针几乎不动，直到接近左端时电压表指针才开始有所偏转，继续左移，指针偏转 角度迅速变大，即该滑动变阻器引起电压表示数发生明显变化的调节区域很小。本实验中， 要使滑片每移动一段距离，都能引起电压表示数较为明显的变化，应选择怎样的滑动变阻 器？小明用不同的电阻丝代替滑动变阻器，利用图乙进行如下实验： ①取 3 条长度都为 100 厘米的粗细均匀电阻丝 A、B、C，阻值分别为 1 欧、20 欧、400 欧。 ②将电阻丝 A 接入图乙电路，闭合开关，滑片 P 从最右端移到最左端，记录电压表示数 U 随滑片移动长度 x 变化的相关数据，多次测量。 ③分别用电阻丝 B、C 代替 A，重复步骤②。 ④处理相关数据，获得“电压表示数 U 随移动长度 x 变化的关系”如图丙。 （1）图甲实验中，闭合开关，当滑动变阻器滑片处于最左端时，导线 a 与接线柱 M 处 的连接意外断开，此时示数为零的电表是______。 21 （2）分析图丙，实验过程中电压表示数变化范围与电阻丝阻值的关系是______。 （3）若利用图乙研究通过 R0 的电流与其两端电压的关系，在 A、B、C 三条电阻丝中， 你认为选择哪一条电阻丝最合适并说明理由。______ 【答案】电压表；电阻丝阻值越大时电压表示数变化范围越大；选择 B 电阻丝最合适； 原因是电阻丝的滑片移动过程中，使用 B 电阻丝时，电压表示数始终能发生较明显的变化； 且示数变化范围较大。 【解析】（1）图甲中：电阻 R0 与滑动变阻器串联，电压表测量 R0 的两端的电压，电流 表测量电路中电流；闭合开关，当滑动变阻器滑片处于最左端时，导线 a 与接线柱 M 处的连 接意外断开，电路中只有 R0 与电流表串联在电源两端，则电流表由示数；电压表由于一个 接线柱没有接通电路，所以没有示数； （2）图丙中，电阻 R0 与电阻丝 A 串联，电压表测量的两端的电压，由于串联电路中电 阻的阻值越大，分得的电压越大；所以，当电阻丝阻值变大时，电阻丝两端的电压变大，电 阻两端的电压变小，即电压表的示数变大；所以，电阻丝阻值越大时电压表示数变化范围越 大。 （3）由图丙可知：在 A、B、C 三条电阻丝中，电阻丝的滑片移动过程中，使用 B 电阻 丝时，电压表示数始终能发生较明显的变化；且示数变化范围较大，故选择 B 电阻丝。 故答案为：（1）电压表；（2）电阻丝阻值越大时电压表示数变化范围越大；（3）选 择 B 电阻丝最合适；原因是电阻丝的滑片移动过程中，使用 B 电阻丝时，电压表示数始终能 发生较明显的变化；且示数变化范围较大。 15.（2018·黔南）在探究“电压一定时，电流跟电阻的关系”的实验中，设计的电路 如图甲所示。 （1）请根据图甲电路图用笔画线代替导线，将图乙所示实物连接成完整电路（导线不 允许交叉）。 （2）连接好电路，发现电流表没有示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接 22 近电源电压，造成这一现象的原因可能是 。 （3）排除电路故障后进行实验，多次改变 R 的阻值，调节滑动变阻器，使电压示数保 持不变。若电压表示数偏小，则应将滑动变阻器向 （选填“左”或“右”）滑动实验 数据记录如表，其中第 5 次实验电流表示数如图丙所示，其读数为 A。 实验次数 1 2 3 4 5 电阻 R/Ω 5 10 15 20 25 电流 I/A 0.6 0.3 0.2 0.15 （4）分析实验数据可得实验结论是： 。 【答案】（1）如图；（2）电阻断路；（3）右；0.12；（4）电阻的电压一定时，通过定值 电阻的电流与电阻值成反比。 【解析】（1）根据图甲，将电压表与电阻并联，如下所示： （2）经分析，连接好电路，发现电流表没有示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示 数始终接近电源电压，造成这一现象的原因可能是电阻断路； （3）若电压表示数偏小，根据串联电路电压的规律，即变阻器分得的电压过大，由分 压原理，变阻器连入电路中的电阻过大，故应将滑动变阻器向右滑动，以减小变阻器连入电 路中的电阻大小，从而增大电压表示数； 其中第 5 次实验电流表示数如图丙所示，电流表选用小量程，分度值为 0.02A，其读数 为 0.12A； （4）横向分析表中数据，电阻为原来的几倍，通过的电流为原来的几分之一，故得出 的结论是：电阻的电压一定时，通过定值电阻的电流与电阻值成反比。 23 故答案为：（1）如上；（2）电阻断路；（3）右；0.12；（4）电阻的电压一定时，通过定 值电阻的电流与电阻值成反比。 16.（2018•岳阳）用图甲电路探究“电流跟电阻的关系”，电源电压恒为 3V，滑动变阻 器规格为“50Ω 2A”。 （1）请用笔画线代替导线，将图甲中电压表接入电路，测 R 两端的电压； （2）滑片 P 移至阻值最大处，将 5Ω电阻接入电路，闭合开关，移动滑片 P 发现，电 压表有示数，电流表始终无示数，其原因可能是__________（只填序号） A．R 短路 B．R 断路 C．滑动变阻器短路 （3）故障排除后，移动滑片 P 使电压表的示数如图乙所示，记下电压表的示数： （4）将 5Ω电阻换成 10Ω电阻，为保持电压表示数不变，滑片 P 应向________（选填 “A”或“B”）端移动； （5）若每次实验均选用单个定值电阻连入电路，实验室有“15Ω，20Ω，30Ω，35Ω， 50Ω”5 个电阻，你认为能供继续实验的电阻最多还有认为表中有___个； （6）利用可选电阻继续实验，并得到结论：电压一定时，导体中的电流与导体的电阻 成________比。 【答案】（1）见图；（2）B；（4）A；（5）2；（6）反。 【解析】（1）电压表接入电路连线如图所示。 （2）电压表无示数，电流表无示数，电路时开路，可能故障为电阻 R 断路； （4）电阻从由 5Ω换成 10Ω，电阻变大，为控制电阻两端的电压不变，通过 R 的电流 变小，所以滑片 P 应向 A 端调节。 24 （5）由于电阻 R 两端的电压要控制为 1V，变阻器分压为 U 变=U—UR=3V—1V=2V，即变阻 器分压为 2V，根据串联电路电流处处相等，即变 阻器的电阻的最大阻值为电阻 R 的阻值 的 2 倍；由于变阻器的最大电阻为 50Ω；小于 50Ω的一半的电阻只能选取 20Ω、15Ω。所 以还可以更换两个电阻进行实验探究。 （6）电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比。 故答案为：（1）见图；（2）B；（4）A；（5）2；（6）反。 二、伏安法测电阻实验 1．（2020·安徽）一小灯泡额定电压为 2.5V，图 a 是测量其电阻的实验电路图。 （1）请按照图 a，将图 b 中的实物电路连接完整； （2）闭合开关，调节滑动变阻器，当电压表示数为 2.50V 时，小灯泡正常发光，电流 表示数如图 c 所示，则此时通过小灯泡的电流为__________A； （3）调节滑动变阻器，让小灯泡两端的电压逐渐减小，会发现灯泡变暗直至完全不发 光。可以猜想此过程中灯丝的温度________（选填“升高”、“不变”或“降低”）； （4）测量数据如下表所示。 分析表中数据，可以发现小灯泡两端的电压越低，其灯丝的电阻越__________。 【答案】（1）如图； （2）0.28；（3）降低；（4）小。 【解析】（1）由图 a 可知，滑片向左移动时滑动变阻器的阻值变大，所以滑动变阻器 的下接线柱接 B；电流表的量程选择 0－0.6A（参考图 c）； 25 （2）电流表的分度值是 0.02A，故电流表的示数是 0.28A； （3）灯泡变暗说明灯泡 的实际功率变小，即灯丝的发热功率变小，单位时间内产生的热量变少，灯丝的温度降低； （4）根据表格中的数据可以算出，随着小灯泡两端电压的降低，灯丝的电阻变小；故 小灯泡两端的电压越低，其灯丝的电阻越小。 2.（2020·江苏泰州）本题有两小题。 (1)如图甲是小红测量小灯泡额定功率的电路图，灯泡额定电压 U 额=3.8V； ①闭合开关，移动滑动变阻器滑片至图甲所示位置，电压表示数为 2V，为测量灯泡的 额定功率，应将滑动变阻器滑片向________端（选填“A”或“B”）移动； ②当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则灯泡的额定电流 I 额=________A，额 定功率 P 额=________W； (2)小明想利用小红的实验器材测量一未知电阻 Rx 的阻值，发现电流表已经损坏。聪明 的小明利用小红实验中小灯泡的额定电压和测得的额定电流，设计了如图丙所示的电路，测 出了电阻 Rx 的阻值。请你帮助小明补全实验步骤： ①闭合开关 S，将单刀双掷开关 S1 拨向触点________，移动滑动变阻器滑片，________； ②开关 S 仍闭合，再将单刀双掷开关 S1 拨向另一触点，应________（填滑动变阻器滑 片位置的变化情况），读出电压表示数为 U； ③写出 Rx 的表达式：Rx=________（用所测物理量和已知量的符号表示）。 【答案】（1） A；（2）0.3；（3）1.14；（4）2；（5）使电压表示数为U额 ；（6）保持滑 片 P 的位置不动；（7） U U I 额 额 。 【解析】(1)①当电压表示数为 3.8V 时，灯泡才正常发光，由题目可知此时电压表示数 为 2V，所以滑动变阻器的阻值要变小，即向 A 端移动，使电压表示数为额定电压值 3.8V。 ②[根据电流表指针位置和所接量程可知 0.3AI 额 ，则额定功率 3.8V 0.3A 1.14WP U I 额 额 额 (2)闭合开关 S，将 S1 拨到触点 2，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为 3.8V， 26 此时小灯泡正常发光，电路中的电流是 I额 ②再将开关 S1 拨到另一触点 1，保持滑动变阻器 的滑片 P 位置不动，读出电压表的示数为 U；③在②中，电压表测灯与未知电阻的总电压， 因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，此时未知电阻 Rx 的电压为： xU U U 额 此时流过未知电阻 Rx 的电流为 I额 ，Rx 的表达式： x U UR I 额 额 。 3.（2020·山东聊城）小明做“测量小灯泡的电阻”实验时，使用的小灯泡额定电压为 2.5V，电源电压为 3V。小明现已连接了部分电路，如图甲所示。 (1)在已连接的电路中，有一不当之处是______； (2)请用笔画线代答导线。将图甲中的电路连接完整；______ (3)当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，电流大小为______A。小灯泡正常 发光时的电阻为______Ω（电阻的计算结果保留一位小数）； (4)小明的实验记录和有关计算如下表所示。从表格设计看，小明计划把四次电阻的平 均值作为小灯泡的电阻值。他认为这样可以减小误差。你认为小明的做法是______（选填“正 确”或“错误”）的。从表中数据看，不同电压下小灯泡的电阻值不同，这是灯丝电阻______ 影响导致的。 实验序号 电压 U/V 电流 I/A 电阻 R/Ω 电阻平均值 R/Ω 1 2.5 2 2.1 0.26 8.1 3 1.7 0.24 7.1 27 4 1.3 0.21 6.2 【答案】（1）开关闭合；（2）如图：(3) 0.28；（4）8.9；（5）错误；（6）温度。 【解析】(1)连接电路时，为了保护电路，开关要断开，图甲中开关是闭合的，是错误 的。 (2)电压表和灯泡并联，如图所示： (3)电流表的示数如图乙所示，选择小量程，分度值是 0.02A，电流大小为 0.28A。 灯泡正常发光时的电阻为：R= 2.5V 0.28A U I ≈8.9Ω (4)由表中数据可知，不同电压下小灯泡的电阻值不同，由于灯丝的电阻与温度有关， 所以不能将四次电阻的平均值作为小灯泡的电阻值，小明的做法是错误的。 4.（2020·四川甘孜州）在“用电流表和电压表测电阻”的实验中，电路如图甲所示。 (1)开关闭合前，滑动变阻器的滑片 P 要移动到________ （选填“a”或“b”） 端； (2)闭合开关，发现电流表示数为零，但电压表指针发生明显偏转，则电路发生的故障 可能是以下四种中的_________ A. xR 处断路 B.滑动变阻器处断路 C. xR 处短路 (3)排除故障后，闭合开关，调整滑片 P 到某一位置后，若两表的示数分别如图乙、丙 所示，其中电流表的示数为________ A， 此次测得电阻的结果为 xR _______Ω。 【答案】（1）b ；（2）A；（3）0.4；（5）5。 28 【解析】(1)由电路图知，为保护电路，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应位于最大 值端，即滑片应移动到 b 端。 (2)电流表示数为零，说明电路形成了断路，电压表指针发生明显偏转，说明电压表串 联接入了电路，故故障可能是 x R 处断路 。故选 A。 (3)由乙图知，电压表的量程为 0～3V，分度值为 0.1V，示数为 2V；由丙图知，电流表 的量程为 0～0.6A，分度值为 0.02A，示数为 0.4A。由欧姆定律知 x R 的阻值为 x 2V 5Ω0.4A UR I 5.（2020·山东泰安）现有如下实验器材：待测电源（电压大约在 16V～18V 之间）、一 个实验室用的量程为 0～15V 的电压表、一个开关、三个定值电阻（分别为 R1=1kΩ、R2=10 Ω、R3=20Ω）、导线若干。 请你利用实验器材，并从三个电阻中选择两个电阻，设计实验测量出电源电压值，根据 要求完成下列问题。 (1)选择的两个电阻是______和______； (2)在虚线框中画出实验电路图（实验测量过程中不拆接电路）。______ (3)测量步骤及所需测量的物理量（用字母表示）______； (4)电源电压值的表达式（用已知物理量字母和测量物理量字母表示）U0=______。 【答案】（1）R2 ；（2）R3 ；（3）如图；（4）见解析；（5） 2 3 1 2 R R UR 或 U1＋ 3 1 2 R UR 。 【解析】(1)由于 R1=1kΩ，阻值较大，分得的电压较大，所以选择电阻 R2 和 R3。 (2)将 R2 和 R3 串联，电压表测量 R2 两端的电压，如图所示： (3)闭合开关 S，读出电压表的示数 U1。 29 (4)由串联电路电流的规律和欧姆定律可知通过电路的电流：I=I2= 1 2 U R 电源电压：U=I(R2+R3) = 1 2 U R (R2+R3)= U1＋ 3 1 2 R UR 。 6.（2020·新疆）在测量小灯泡的电阻实验中，有两个规格相同的小灯泡，将其中一个 小灯泡接入测量电路，通过实验得到的实验数据如下列表格所示。将另一个小灯泡的玻璃罩 敲碎，把保存完好的灯丝接入测量电路，并将灯丝浸没在常温纯净水中，通过实验得到灯丝 的 I-U 图像如图所示： U / V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 I / A 0.10 0.18 0.23 0.26 0.28 0.30 (1)请画出测量小灯泡的电阻的电路图； (2)在测量灯丝的电阻时，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应调到阻值_________（填“最 大”或“最小”）处；将灯丝浸没在常温纯净水中，且每次测量时，电表指针稳定后立即读 数并断开开关，目的是为了控制灯丝的_________不变； (3)小灯泡两端的电压为 3V 时的电阻是常温时小灯泡电阻的_______倍；某一手电筒的 小灯泡与上述实验中的小灯泡相同，手电筒的开关闭合后小灯泡的电功率_______（填字母 代号）。 A.一直增大 B.一直减小 C.先增大后不变 D.先减小后不变 【答案】（1）如图：(2)最大；（3）温度；（4）10；（5）C。 【解析】(1)采用伏安法测小灯泡电阻，滑动变阻器与待测灯泡串联在电路，电压表测 量小灯泡两端电压，电路图如图所示： 30 。 (2)在测量灯丝的电阻时，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应调到阻值最大处，保障实 验安全。 由于温度对灯丝电阻有较大影响，故每次测量时，电表指针稳定后立即读数并断开开关， 目的是为了控制灯丝的温度不变。 (3)根据灯丝的I-U 图像可知，常温时小灯泡电阻为： 0 2.5V 1Ω2.5A UR I 而由表中数据可知，小灯泡两端的电压为 3V 时的电阻是 10，故是常温时小灯泡电阻 的 10 倍。 由图表可知，若某一手电筒的小灯泡与上述实验中的小灯泡相同，手电筒的开关闭合后 小灯泡的电功率先增大，之后再保持不变。故选 C。 7.（2020·北京）如图甲所示是测量未知电阻 Rx 的实验电路，电源两端电压不变，定 值电阻 R0=30Ω。请补充完成主要实验步骤，并进行数据处理。 (1)实验步骤 ①只闭合开关 S、S1，读出并记录电流表示数 I1； ②______读出并记录电流表示数 I2（如图乙所示）； ③计算 Rx 的阻值。 (2)数据记录与处理（请你补充完整表中①②位置的数据） 实验数据记录表（定值电阻 R0=30Ω） I1/A I2/A Rx/Ω 0.2 ①______ ②______ 【答案】（1）只闭合开关 S、S2 ；（2）0.5；（3）20。 【解析】(1)②只闭合开关 S、S1，两个电阻并联，电流表测量通过 R0 的电流，电流表 31 示数 I1；只闭合开关 S、S2，两个电阻并联，电流表测量干路中的电流，电流表示数 I2。 (2)由图乙可知，电流表的量程是 0-0.6A，电流表的分度值是 0.02A，电流表的示数是 0.5A。 由并联电路电流的规律可知通过 Rx 的电流：Ix=I2-I1=0.5A-0.2A=0.3A 电源电压：U=U0=I1R0=0.2A×30Ω=6V Rx 的阻值：Rx= 6V 0.3Ax U I =20Ω。 8.（2019·益阳）测电阻 Rx 的电路如图甲所示，电源电压恒定，R0 为定值电阻，部分实 验步骤如下： （1）开关闭合前，滑动变阻器 R 的滑片 P 应该移到______（选填“A”或“B”）端； （2）连接好电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片 P，某次电流表 A2 的示数如图乙所 示，A2 读数为______A。 （3）若测得电流表 A1 的示数为 I1，电流表 A2 的示数为 I2，则 Rx=______（用题中字母 表示）； （4）多次移动滑动变阻器的滑片 P，记录每次实验中电流表 A1、A2 的示数，得到了如 图丙所示的 I1-I2 图象。若 R0=20Ω，由图象求得被测电阻的阻值 Rx=______Ω。 【答案】（1）B；（2）0.34；（3） ；（4）10。 【解析】（1）开关闭合前，滑动变阻器 R 的滑片 P 应该移到阻值最大处的 B 端； （2）连接好电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片 P，某次电流表 A2 的示数如图乙所 示，电流表选用小量程，分度值为 0.02A，A2 读数为 0.34A。 （3）电流表 A1 测待测电阻的电流，电流表 A2 测干路电流，若测得电流表 A1 的示数为 I1，电流表 A2 的示数为 I2，根据并联电路电流的规律，定值电阻的电流为：I0=I2-I1，由欧 32 姆定律，电源电压为： U=I0R0=（I2-I1）×R0，由欧姆定律，则 ； （4）多次移动滑动变阻器的滑片 P，记录每次实验中电流表 A1、A2 的示数，得到了如 图丙所示的 I1-I2 图象，由图知这个图象为过原点的直线，故为正比例函数，由图知，当 I2=0.6A 时，I1=0.4A，故 I2=1.5I1； 通过 R0 的电流为：I0=I2-I1=1.5I1-I1=0.5I1， 根据 U=IR，在电压不变时，电流与电阻成反比，故 Rx=0.5R0=0.5×20Ω=10Ω。 故答案为：（1）B；（2）0.34；（3） ；（4）10。 9.（2019·岳阳）利用图甲测小灯泡的电阻，小灯泡的额定电压为 2.5V，电源电压恒 定不变。 （1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片 P 置于______端（填“A”或“B”），目的是 保护电路。 （2）闭合开关后，发现小灯泡不亮，则接下来合理的操作是______（填字母代号）。 A．断开开关，更换小灯泡 B．移动滑动变阻器，观察小灯泡是否发光 （3）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙，则小灯泡正常发光时的电流为______A， 小灯泡正常发光时的电阻为______Ω（计算结果保留一位小数）。 （4）某同学根据记录的部分实验数据，计算出小灯泡的电阻，发现有一组测量数据存 在错误。请指出错误数据的序号并说明判断依据______。 序号 1 2 3 4 U/V 0.1 1.3 2.1 3.0 I/A 0.05 0.11 0.26 0.3 R/Ω 2 11.8 8.1 10 【答案】（1）B；（2）B；（3）0.28；8.9；（4）2，灯的电阻随温度的升高而变大。 33 【解析】（1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片 p 置于阻值最大处的 B 端，目的是 保护电路。 （2）闭合开关后，发现小灯泡不亮，则接下来合理的操作是移动滑动变阻器，观察小 灯泡是否发光 ，选 B； （3）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙，电流表选用小量程，分度值为 0.02A， 则小灯泡正常发光时的电流为 0.28A，由欧姆定律，小灯泡正常发光时的电阻为： ； （4）灯的电阻随温度的升高而变大，但表中第 2 组数据明显违反这个特点，故是错误 的。 故答案为：（1）B；（2）B；（3）0.28；8.9；（4）2，灯的电阻随温度的升高而变大。 10.（2019·泸州）程新同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电压 U 和未知电阻 Rx 的阻值。已知定值电阻的阻值为 R0、电源两端电压保持不变。请完成下列问题： （1）根据甲中电路图，用黑色签字笔画线代替导线，将乙中的实物图补充完整。 （2）电路正确连接后，当开关 S、S1 闭合，S2 断开时，电流表示数为 I1；则电源的电压 U=______。 （3）当开关 S、S2 闭合，S1 断开时，电流表示数为 I2；则待测电阻 Rx=______。 （4）不改变甲图所示的电路，若开关 S1 始终处于断开状态，仅对开关 S、S2 进行操作 ______（选填“仍能”或“不能”）测量电源电压和未知电阻 Rx 的阻值。 【答案】I1R0； 12 01 II RI ；仍能。 【解析】（1）根据甲图，将 S2 的右接线柱与电流表负接线柱连接起来，如下所示： 34 （2）电路正确连接后，当开关 S、S1 闭合，S2 断开时，两电阻并联，电流表测定值电阻 的电流，由欧姆定律，电流表示数为 I1，则电源的电压 U=I1R0； （3）当开关 S、S2 闭合，S1 断开时，两电阻并联，电流表测干路电流，由并联电路各支 路互不影响，通过待测电阻的电流为：I0=I2-I1，由欧姆定律，则待测电阻：Rx= = 。 （4）不改变甲图所示的电路，若开关 S1 始终处于断开状态，只闭合 S，电流表测通过 定值电阻的电流，由欧姆定律可得出电源电压； 开关 S、S2 闭合，电流表测干路，根据并联电路各支路不影响，由并联电路电流的规律， 可求出通过待测电阻的电流，由欧姆定律可求出未知电阻 Rx 的阻值。 故答案为：（1）如上；（2）I1R0；（3） 12 01 II RI ；（4）仍能。 11.（2019·苏州）小明要测量定值电阻 Rx 的阻值（约十几欧）现有器材：电源（6V）、 滑动变阻器、电流表、电压表、开关各一个，导线若干。 （1）他设计并连接了如图甲所示电路。请用笔画线代替导线，将该电路连接完整； （2）电路连好后，闭合开关前，应将滑动变阻器滑片移至最______端闭合开关，移动 滑片到某一位置，电压表示数如图乙所示，此时 Rx 两端的电压为______V。 35 （3）当小明准备读取电流表示数时，发现两电表示数突然都变为 0．他用一条导线检 查电路故障，当将该导线两端分别接到 a、d 接线柱上，发现电流表有示数，电压表示数仍 为 0；当将该导线两端分别接到 c、f 接线柱上，发现电压表有示数，电流表示数仍为 0；则 由此可以判断故障是：______； （4）排除故障后继续实验，却不慎将电流表损坏。小明发现桌上有一根标有长度刻度、 总长为 20.0cm、总阻值为 10Ω的均匀电阻丝，还有一根带有鳄鱼夹的导线（如图丙所示）。 查阅资料了解到，均匀电阻丝阻值与长度成正比，经过思考，重新设计了如图丁所示的电路 （AB 为电阻丝，C 为鳄鱼夹），继续进行实验。 ①根据已知条件判断，电压表量程应选用______V； ②按照图丁所示电路连接好器材，多次实验测得数据如下表所示 次数 1 2 3 AC 长度（cm） 4.0 14.0 20.0 电压表示数（V） 0.8 2.0 2.4 求出第 1 次实验时电路中的电流 I1=______A；利用表中所有数据求出待测电阻 Rx=______Q。 【答案】左；1.2；cd 间断路；0-3；0.4；14。 【解析】（1）变阻器按一下一上连入电路中，如下所示： （2）电路连好后，闭合开关前，应将滑动变阻器滑片移至阻值最大处，即最左端，闭 合开关，移动滑片到某一位置，电压表示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值为 0.1V， 此时 Rx 两端的电压为 1.2V； （3）当小明准备读取电流表示数时，发现两电表示数突然都变为 0，说明电路断路， 他用一条导线检查电路故障，当将该导线两端分别接到 a、d 接线柱上，发现电流表有示数， 36 则说明电流表、变阻器、开关和电源之间是通路；当将该导线两端分别接到 c、f 接线柱上， 发现电压表有示数，说明电源、待测电阻是连通的，电流表示数仍为 0，则由此可以判断故 障是：cd 间断路； （4）①根据表中电压大小，电压表量程应选用 0-3 V； ②AC 电阻丝与待测电阻串联，电压表则 AC 的电压，电流表测电路中的电流， AC 部分的电阻：RAC= ×10Ω=2Ω， 由欧姆定律，第 1 次实验时电路中的电流：I1= = =0.4A， 根据串联电路电压的规律和欧姆定律，待测电阻：RX1= = =13Ω； 第 2 次测量，RAC= ×10Ω=7Ω， 由欧姆定律，第 2 次实验时电路中的电流：I2= = ， 根据串联电路电压的规律和欧姆定律，待测电阻：RX2= = =14Ω； 同理，RX3=15Ω； 为减小误差，取平均值作为测量结果：R 测= =14Ω。 故答案为：（1）如上所示；（2）左；（3）cd 间断路；（4）①0-3V；②0.4；14。 12.（2019·湖州）科学兴趣小组的同学利用学过的知识，测量定值电阻 Rx 的阻值。 （1）同学们利用电路甲测量 Rx 的阻值，测量数据和结果如下表一： 实验次数 电压 U（伏） 电流 I（毫安） 电阻 R（欧） 1 2.0 2.30 870 2 2.5 2.90 862 37 根据表格中的数据可求得该电阻的阻值是______。 （2）同学们发现该电阻的标定阻值为 1000 欧，为什么测量值与标定值之间有较大偏 差？他们查资料寻找原因，发现平时认为电阻为零的电流表和电阻无穷大的电压表实际上都 有一定的内阻，只是电压表的内阻比较大，电流表的内阻比较小，但都会对测量结果产生影 响。然后，同学们找来他们使用的电流表和电压表的说明书，说明书显示： 电压表：量程 0～6 伏，内阻 6000 欧 电流表：量程 0-10 毫安，内阻 40 欧 根据这些信息，可判断甲电路中由于______（“电流表”或“电压表”）内阻的影响， 使测量结果产生较大偏差。 （3）小组同学经过思考，改成电路乙进行实验，测量数据和结果如下表： 比较两次测量结果，同学们做出了以下分析，你认为正确的是______。 A．测量该定值电阻选择电路乙更合适 B．用电压表和电流表测量得到的电阻阻值都会偏大或偏小 C．选择合适的电路，测得的电阻值偏差会减小，更接近真实值 （4）拓展应用根据以上的探究，如果需要测量阻值约 20 欧的小阻值电阻时，选用了合 适量程的电压表和电流表后，为了使测量结果更精确，应选择甲和乙中的哪一电路？并说明 理由。______ 【答案】861Ω；电压表；ABC；甲，电压表内阻远大于 20Ω，故通过电压表的电流很 小，电流表示数接近真实的电流。 【 解 析 】 （ 1 ） 为 提 高 测 量 的 准 确 程 度 ， 取 平 均 值 作 为 测 量 结 果 ： R 测 = =861Ω； （2）甲中，电压表与待测电阻并联，有电流通过电压表，由并联电路电流的规律，电 流表示数大于待测电阻的实际电流，可判断甲电路中由于电压表内阻的影响，使测量结果产 3 4.0 4.70 851 实验次数 电压 U（伏） 电流 I（毫安） 电阻 R（欧） 1 2.0 1.92 1042 2 2.5 2.45 1020 3 4.0 3.75 1067 38 生较大偏差； （3）小组同学经过思考，改成电路乙进行实验，测量数据和结果如下表： 因电压表：量程 0～6 伏，内阻 6000 欧； 电流表：量程 0-10 毫安，内阻 40 欧； A、电压表内阻与待测电阻差别不大，故甲中通过电压表的电流较大，电流表示数与待 测电阻的实际电流差别较大，故甲测量误差较大，因待测电阻远大于电流表内阻，故用图乙 测电阻，由分压原理，电压表分得的电压较小，比较接近电压表示数（电流表测量的电流是 准确的），测量该定值电阻选择电路乙更合适；A 正确； B．用电压表和电流表测量得到的电阻阻值都会偏大或偏小，B 正确 C．选择合适的电路，测得的电阻值偏差会减小，更接近真实值，C 正确； （4）20 欧的小阻值电阻与电流表内阻差别较小，若用乙图，电流表分得电压较大，误 差较大； 甲中，因电压表内阻远大于 20Ω，故通过电压表的电流很小，电流表示数接近真实的 电流，为了使测量结果更精确，应选择甲电路。 故答案为：（1）861Ω；（2）电压表；（3）ABC；（4）甲；甲，电压表内阻远大于 20Ω，故通过电压表的电流很小，电流表示数接近真实的电流。 13.（2019·衢州）小科按照实验要求，设计测量未知定值电阻 Rx 阻值（范围为 400～ 600Ω）的实验。器材：干电池两节（总电压为 2～3V），电压表（量程 0～3V、0～15V）、 电流表（量程 0～0.6A、0～3A）、滑动变阻器（500Ω 0.5A）各一个，开关、导线若干。 （1）要求一：测算出 Rx，且实验过程中不能拆接电路。 小科设计实验电路如图甲。请分析： ①小科在设计实验前通过估算发现，用所提供的电流表无法测量出电路中的电流，其原 因是____。 39 ②实验时，先将变阻器滑片 P 移到某一位置 a 处，读出电压表示数为 U1，U1 即为电源电 压；再将变阻器滑片 P 移到另一位置 b 处，读出电压表示数为 U2，则 U1﹣U2 就是此时滑动变 阻器两端的电压。根据相关数据计算 Rx 的阻值。实验中滑片 P 所在的 a、b 处分别对应的位 置是：____。 （2）要求二：增加一个电学器材实现 Rx 阻值的直接读取，且电路只能连接一次。 小科増加了一个阻值可连续调节且可读数的变阻器 Y，重新设计了图乙电路。实验步骤 如下： ①先闭合开关 S、S1，调节滑动变阻器使电压表示数为 2V； ②再断开开关 S1，闭合开关 S2，____，读取此时 Y 的数值。Y 的示数即为 Rx 的阻值。 【答案】（1）①由欧姆定律，电路中的最大电流约为 I＝ ＝ ＝0.0075A＜0.02A （电流表小量程分度值），故电流表无法测量电路中的电流；②a 点在最右端，b 点在最左 端；（2）②调节 Y 的阻值，使电压表示数为 2V。 【解析】（1）①被测电阻大小为 400﹣600Ω，2 节干电池的电压为 3V，由欧姆定律， 电路中的最大电流约为 I＝ ＝ ＝0.0075A＜0.02A（电流表小量程分度值），故电流 表无法测量电路中的电流； ②实验时，先将变阻器滑片 P 移到某一位置 a 处，读出电压表示数为 U1，U1 即为电源电 压，可知 a 点在最右端；再将变阻器滑片 P 移到另一位置 b 处，读出电压表示数为 U2，则 U1﹣U2 就是此时滑动变阻器两端的电压。根据相关数据计算 Rx 的阻值，b 点在最左端； （2）①先闭合开关 S、S1，调节滑动变阻器使电压表示数为 2V；②再断开开关 S1，闭 合开关 S2，调节 Y 的阻值，使电压表示数为 2V，读取此时 Y 的数值；根据等效替代法，Y 的示数即为 Rx 的阻值。 故答案为：（1）①由欧姆定律，电路中的最大电流约为 I＝ ＝ ＝0.0075A＜0.02A （电流表小量程分度值），故电流表无法测量电路中的电流；②a 点在最右端，b 点在最左 端；（2）调节 Y 的阻值，使电压表示数为 2V。 14.（2018·福建 A） 用“伏安法”测量电阻 Rx 的阻值，提供的实验器材有：待测电 阻 Rx，两节干电池，电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。 40 （1）根据图甲的电路图，用笔画线代替导线将图乙中的实物图连接完整________。 （2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数较大且几乎不变，电流表示数 始终为零，电路故障可能是_________________。 （3）排除故障后，测得多组实验数据，各组数据对应的点已经描在丙图中，请在图中 画出 Rx 的 I-U 图线，由图可知 Rx=_________Ω。（结果保留 1 位小数）； （4）电流表的电阻随然很小，但也会影响本实验中 Rx 的测量结果，用丁图的电路进行 测量可消除这个影响，R0 为定值电阻，实验步骤如下： ①按照丁图的电路图连接电路，将滑动变阻器的滑片置于最大阻值处____________； ②闭合开关 S1、S2，移动滑动变阻器滑片，读出电压表的示数 U1 和电流表的示数 I1； ③____________，移动滑动变阻器滑片，读出电压表的示数 U2 和电流表的示数 I2； ④可得待测电阻 Rx=___________（用 U1、I1、U2 和 I2 表示） 【答案】(1)如图；(2)电流表断路（电阻 Rx 断路）；(3)如图； (4).5.5；(5)断开 S2 ； (6). 。 【解析】（1）根据图甲的电路图，电压表并联在 Rx 和电流表两端，实物图连接如下： （2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，电流表示数始终为零，电路可能发生断路， 电压表示数较大且几乎不变，说明电压表和电源是连通的，所以电路故障可能是电流表断路 （电阻 Rx 断路）。 41 （3）根据坐标系内描出的点，画出 Rx 的 I-U 图线如下： 由图可知，当 U=2.0V 时，通过 Rx 的电流 I=0.36A，所以 Rx 的阻值： （4）②闭合开关 S1、S2，Rx 被短路，电压表测 R0 和电流表两端的电压，电流表测通过 R0 的电流，读出电压表的示数 U1 和电流表的示数 I1，则 ； ③断开 S2，电压表测 Rx、R0 和电流表两端的电压，电流表测通过 Rx、R0 的电流，读出电 压表的示数 U2 和电流表的示数 I2，则 Rx+ ； ④由②③可得，待测电阻 。 三、测量小灯泡电功率实验 1.（2020·贵州黔南）测量小灯泡额定功率的实验电路如图所示，实验器材有∶标有“2.5 V”字样的待测小灯泡、电压恒为 4.5V 的电源、标有“20Ω 1A”的滑动变阻器、电流表（量 程为 0~0.6A、0~3A）、电压表（量程为 0~3 V、0~15 V）、 开关及导线若干： (1)为保护电路元件安全，连接电路时开关应______； 闭合开关前，滑动变阻器的滑片 P 应调至________（选填“A”或“B”）端； (2)按图连接好电路后，闭合开关，将滑动变阻器的滑片 P 移到最左端时，灯不亮，电 压表有较大的示数。经检查，导线连接完好，则电路故障是∶__________； (3)向右移动变阻器滑片 P，会看到灯泡变______ （填 “暗”或“亮”）一些，这说明 灯泡的实际功率与______有关系； (4)实验中电压表示数如图所示，为测量灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片 P 向 42 ______ （选填“左”或“右”）移动，直到电压表示数为______时为止； (5)当小灯泡两端的电压为额定电压时，电流表的示数为 0.3A，则小灯泡的额定功率为 _____ W。 【答案】（1）断开；（2）B；（3）小灯泡断路；（4）暗；（5）灯泡两端的电压；（6）左； （7） 2.5V；（8）0.75。 【解析】(1)为保护电路，连接电路时，应断开开关，同时将滑动变阻器阻值调至最大， 即滑动变阻器的滑片 P 应调至 B 端。 (2)闭合开关，电路连接完好，将滑动变阻器的滑片移到最左端时，灯不亮，电路中可 能有断路，电压表有较大的示数，说明电压表到电源间是通路，所以电路的故障是灯泡断路 了。 (3)向右移动变阻器滑片 P，变阻器接入电路电阻变大，电路电流变小，根据分压原理， 灯泡两端的电压减小，灯的实际功率减小，灯泡变暗，说明灯泡的实际功率与灯泡两端的电 压有关系。 (4)小灯泡的额定电压为 2.5V，由图像可知，此时灯泡两端的电压小于 2.5V，根据分压 原理，应向左移动变阻器滑片，减小变阻器的电阻，从而增大小灯泡两端的电压，直到电压 表示数为 2.5V 时为止。 (5)小灯泡的额定功率为： =2.5V 0.3A = 0.75WP UI 。 2.（2020·四川乐山）小涛同学利用如图甲所示电路图测量额定电压为 2.5V 的小灯泡 的功率。 (1)请按照图甲所示的电路图，用笔画线表示导线，在图乙中完成实物连接。要求：闭 合开关后，当滑动变阻器滑片 P 向右移动时，电流表示数增大（ ）； 43 (2)调节滑动变阻器滑片 P，当电压表示数为额定电压时，电流表示数如图丙所示，其 读数为______A，则该小灯泡的额定功率为______W； (3)小涛同学在调节滑动变阻器滑片 P 的过程中，绘制出电流表与电压表示数变化关系 的图象如图所示。他将电压表换成一个这样相同的小灯泡，这两个小灯泡并联在电路中，当 干路中的电流表示数为 0.2A 时，两个小灯泡的实际总功率为______W。 【答案】（1）如图；(2)0.24；（3）0.6；（4）0.1。 【解析】(1)由图甲可知，电压表并联在灯泡两端；灯泡的额定电压为 2.5V，则电压表 选择 0～3V 量程；灯泡与滑动变阻器串联，由于滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表示数 增大，说明变阻器连入电路的阻值变小，因此需将滑动变阻器的右下接线柱接入电路，实物 电路如图所示： (2)如图丙所示，电流表选用小量程，分度值为 0.02A，示数为 0.24A，小灯泡的额定功 率为：P=UI=2.5V 0.24A=0.6W，该小灯泡的额定功率为 0.6W。 (3)由题知，两个相同的小灯泡并联，干路电流为 0.2A，则通过每个小灯泡的电流为 0.1A， 由图像知，当小灯泡的电流为 0.1A 时，小灯泡两端的实际电压为 0.5V，则两个小灯泡的实 际总功率为：P 总=U 实 I 总=0.5V 0.2A=0.1W；两个小灯泡的实际总功率为 0.1W。 3.（2020·四川雅安）小明在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率”的实验时， 实验室提供了如下器材：电源（电压恒为 8V），一个电流表，一个电压表，滑动变阻器“20 Ω、2A”，小灯泡（额定电压 2.5V，额定功率小于 1.2W），一个阻值已知的定值电阻 R0，开 关及导线若干。 44 (1)请根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线，完成实验电路图乙的连接（要求： 滑动变阻器的滑片 P 向右滑动时灯变亮；连线不能交叉）（ ） (2)正确连接电路后，闭合开关进行实验，记录的数据如下表所示。当电压表示数为 2.5V 时，电流表示数如图丙所示，小灯泡的额定功率为_____W。 实验次数物理量 1 2 3 4 5 电压/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 电流/A 0.24 0.32 0.38 0.44 电功率/W (3)分析表中数据可得出结论：小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而____（选 填“增大”、“不变”或“减小”），小灯泡的实际功率由______（选填“额定功率”、“额定电 压”或“实际电压”）决定。 (4)完成实验后，利用上述器材，小明又想出一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了 如图所示的电路，所用电压表量程为“0~15V”，请将以下实验步骤补充完整。 ①检查电路无误后，闭合开关 S，将开关 S1 拨至“1”，调节滑动变阻器滑片直至电压表 示数为______V ； ②滑动变阻器滑片不动，再将开关 S1，拨至“2”读出电压表示数为 U0； ③小灯泡的额定功率 P 额=______（用 U 额、U0、R0 表示）。若步骤②中，在将开关 S1 拨至 “2”时，不小心将滑片向右移动了少许，其他操作正确，则测出的小灯泡额定功率比真实 45 值_____（选填“偏大”或“偏小”）。 【答案】（1）如图，正确连线，滑动变阻器接线柱接；（2）1.05；（3）增大；（4）实际 电压；（5）5.5；（6） 0 0 UU R 额 ；（7）偏小。 【解析】(1)由电路图知，电流表、灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联，由 P=UI 可得灯 泡正常发光电流约为 1.2W 0.48A2.5V PI U 所以电流表选择 0~0.6A 量程，由此连接实物如图所示： (2)当电压表示数为 2.5V 时，电流表示数如图丙所示，电流表使用 0~0.6A 量程，分度 值 0.02A，此时通过的电流为 0.42A，所以灯泡的额定功率： 2.5V 0.42A 1.05WP UI (3)由表中数据知，小灯泡工作时，灯泡两端实际电压越大，通过它的电流也越大，由 P=UI 知灯泡的实际功率越大，即灯泡消耗的电功率随电压的增大而增大。 (4)用如图丁所示的电路测量小灯泡额定功率，所用电压表量程为 0 ∼ 15V，要测量该小 灯泡的额定功率，需使小灯泡两端的电压等于其额定电压 2.5V， ①闭合开关 S，将开关 S1 拨至“1”，小灯泡、R0 和滑动变阻器串联，电压表测 R0 和滑 动变阻器两端的总电压，调节滑动变阻器的滑片，当灯泡正常发光时，电压表的示数 UV=U−U 额=8V−2.5V=5.5V ②滑片不动，再将开关 S1 拨至“2”，电压表测 R0 两端的电压 U0，此时电路中的电流即 为小灯泡的额定电流： 0 0 UI R 额 ③则小灯泡的额定功率： 0 0 UP UIU R 额 额 额 额 46 在实验步骤②中，在将开关拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，变阻器连入 电路的阻值变大，由串联电路的分压原理知，变阻器分得电压变大，R0 和灯泡分得的电压都 会变小，由 0 0 UP U R 额 额 知，测出的小灯泡额定功率比真实值偏小。 4.（2020·江苏连云港）在学习《电能表与电功》一节内容时，同学们完成教材上的活 动“比较两个灯泡的亮暗”，小明选用标有“2.5V 0.3A”和“3.8V 0.3A”的灯泡 L1 和 L2， 连接电路如图所示。 (1)闭合开关后，发现两灯均不发光，电压表 V1 的示数很大，电压表 V2 的示数为 0，故 障的可能原因是______； (2)排除故障后闭合开关，电压表 V1 的示数如图，此时的电压值为______V； (3)此实验中一定时间内电流做功的多少可以通过观察______来比较，所用的研究方法 为______； (4)如果将这两只灯泡并联接入电压为 2.5V 的电路中，较亮的灯泡是______。（选填“L1” 或“L2”） 【答案】（1）L1 断路；（2）2.4；（3）灯泡的亮度；（4）转换法；（5）L1。 【解析】(1)由图可知，两个灯泡串联，电压表 V1 测量灯泡 L1 两端的电压，电压表 V2 测量灯泡 L2 两端的电压，闭合开关后，发现两灯均不发光，可能电路中存在断路，电压表 V1 的示数很大，电压表 V2 的示数为 0，可能 L1 断路。 (2)由图可知，电压表 V1 的量程是 0~3V，分度值是 0.02A，电压表的 V1 的示数是 2.4V。 (3)实验中一定时间内电流做功的多少可以通过观察灯泡的亮度来比较，灯泡越亮，说 明电流做功越快，用到转换法。 (4)灯泡 L1 的电阻：R1= 1 1 2.5V 0.3A U I ≈8.3Ω 47 灯泡 L2 的电阻：R2= 2 2 3.8V 0.3A U I ≈12.6Ω，R1＜R2 将这两只灯泡并联接入电压为 2.5V 的电路中，两个灯泡两端的电压相等，由 P= 2U R 可 知灯泡 L1 的功率较大，灯泡 L1 较亮。 5.（2020•岳阳）在“测量小灯泡的电功率”实验中，选用器材如下：2 节干电池、额 定电压为 2.5V 的小灯泡（额定功率小于 1W）、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。 （1）请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整。 （2）正确连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片置于端（选填“A”或“B”）。 （3）闭合开关前，移动滑片，发现小灯泡不亮、电流表无示数、电压表有示数，则该 电路的故障可能是（选填序号）。 A.小灯泡短路 B.小灯泡开路 C.电流表开路 （4）排查故障后，通过正确的操作使小灯泡发光，电流表的示数如图乙所示，则该小 灯泡的额定功率为 W。 （5）实验室，小明组的电流表坏了，他找来了一个已知阻值的定值电阻 R0，设计了图 丙电路测小灯泡的额定功率。连好电路后，操作步骤如下：①断开 S1、闭合 S2，移动滑片， 使电压表的示数等于灯泡的额定电压 U 额；②保持滑片的位置不变，断开 S2、闭合 S1，记下 电压表的示数 U，则小灯泡额定功率表达式：P 额=（用 U 额、U、R0 表示）。 【答案】（1）连线如图所示；（2）A；（3）B；（4）0.65；（5） 额 − 额 。 【解析】（1）因为灯泡的额定电功率小于 1W，灯泡的额定电压为 2.5V，故通过灯泡的 电流应小于 0.5A。电流表的量程应选 0~0.6A 量程，电路图图甲所示。 48 （2）连接电路时，滑动变阻器接入电阻的阻值应处于最大值，滑片 P 应在 A 处。 （3）闭合开关前，移动滑片，发现小灯泡不亮、电流表无示数、电压表有示数，则该 电路的故障可能是小灯泡开路。 （4）排查故障后，通过正确的操作使小灯泡发光，电流表的示数如图乙所示，则该小 灯泡的额定功率为 P=UI=2.5V×0.26A=0.65W。 （5）实验室，小明组的电流表坏了，他找来了一个已知阻值的定值电阻 R0，设计了图 丙电路测小灯泡的额定功率。连好电路后，操作步骤如下：①断开 S1、闭合 S2，移动滑片， 使电压表的示数等于灯泡的额定电压 U 额；②保持滑片的位置不变，断开 S2、闭合 S1，记下 电压表的示数 U，则小灯泡额定功率表达式：P 额=U 额 I 额=U 额 I0=U 额× 额 − 额 。 故答案为：（1）连线如图所示；（2）A；（3）B；（4）0.65；（5） 额 − 额 。 6.（2020·山东滨州）某实验小组用图甲所示器材测量小灯泡的电功率，电源电压恒为 4.5V ，待测小灯泡 L 的额定电压为 2.5V ，滑动变阻器 R 的规格为“ 20 1A”。 (1)图甲是该实验小组没有连接完整的电路，请用笔画出导线，在图甲中完成电路连接， 要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大，导线不交叉（ ）。 (2)闭合开关前，滑动变阻器滑片 P 应位于______端（选填“A”或“B”）。 (3)连接完电路，闭合开关后，发现无论怎样移动滑片，小灯泡不亮，电流表示数变化 明显，电压表无示数。仔细检查，连接无误，那么出现该状况的原因可能是小灯泡发生______ （选填“断路”或“短路”）。 49 (4)排除故障后，按图甲所示的电路继续进行实验。闭合开关，移动滑片 P，使小灯泡 L 发光测出小灯泡 L 的相关物理量，记录和计算结果如表，则小灯泡的额定功率为______W。 由表中信息可知：灯泡实际功率越______，灯泡越亮。 实验次数 1 2 3 4 5 电压 / VU 1 1.5 2 2.5 3 电流 / AI 0.14 0.18 0.22 0.26 0.30 实际功率 /WP 0.14 0.27 0.44 0.90 灯泡亮度 逐渐变亮 (5)另一小组用相同器材实验时，发现电流表不能正常使用。他们选用一个定值电阻 0R ， 设计了如图乙所示的电路图，并进行如下实验操作： ①按图乙连接电路，检查无误后，闭合开关 S、 1S ，调节滑动变阻器滑片直至电压表示 数为______V； ②S 处于闭合状态，滑片不动，断开 1S 、闭合 2S ，读出电压表示数为 0U ； ③小灯泡的额定功率： P 额 ______（用U额 、 0U 、 0R 表示）。 【答案】（1）如图；（2）B；（3）短路；（4）0.65；（5）大；（6） 2；（7） 0 0 UU R 额 。 【解析】(1)待测小灯泡 L 的额定电压为 2.5V ，电压表选择 0-3V 的量程，电压表和灯 泡并联，要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大，使滑动变阻器的 A 接线柱与开关的右接 线柱相连，如下图所示： 50 (2)在连接电路时，开关应断开，滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处，即 B 端。 (3)闭合开关后，发现无论怎样移动滑片，小灯泡不亮，电流表示数变化明显，说明电 路是通路，电压表无示数，可能是灯泡短路。 (4)由表中数据可知，灯泡的额定电压是 2.5V，通过灯泡的电流是 0.26A，小灯泡的额 定功率为：P=UI=2.5V×0.26A=0.65W；由表中数据可知，灯泡的实际功率越大，灯泡越亮。 (5)①[6]闭合开关 S、 1S ，电压表测量 R0 和变阻器的总电压，电源电压是 4.5V，灯泡 的额定电压是 2.5V，由串联电路电压的规律可知电压表的示数为：4.5V-2.5V=2V 所以调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为 2V。 ③[7]S 处于闭合状态，滑片不动，断开 1S 、闭合 2S ，读出电压表示数为 0U ；电压表 测量 R0 两端的电压，通过电路的电流：I=I0= 0 0 U R 灯泡的额定功率：P 额=U 额 I= 0 0 UU R 额 7.（2020·宁夏）在测量小灯泡电功率的实验中，电源电压为 4.5V，小灯泡的额定电 压为 2.5V，小灯泡正常发光时的电阻约为 10Ω∶ (1)请你用笔画线代替导线､将图甲中的实物电路连接完整｡要求∶当滑动变阻器的滑片 向左移动时，连入电路的电阻变大，连线不得交又_________。 (2)连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片 P，发现小灯泡不发光，电压表 无示数，电流表有示数，则故障原因可能是______｡ 51 (3)排除故障后，闭合开关，移动滑片 P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并 绘制成如图乙所示的 I U 关系图像，根据图像信息∶ ①可计算出小灯泡的额定功率是______W； ②小灯泡的实际功率随实际电压的増大而______ （填“増大”“减小”或“不变”）； ③发现灯泡电阻是变化的，影响其变化的主要因素是______｡ 【答案】（1）如图；(2)小灯泡被短路；(3)0.5；(4)增大；(5)小灯泡的电阻丝的电阻 随温度的升高而增大。 【解析】(1)用伏安法测小灯泡的电阻，小灯泡、滑动变阻器、电流表应串联于电路中， 因 小 灯 泡 的 额 定 电 压 为 2.5V ， 电 阻 约 10 Ω ， 故 通 过 小 灯 泡 的 最 大 电 流 为 ： 2.5V 0.25A10Ω UI R 则电流表量程应选择 0～0.6A，即将电源正极与电流表 0.6A 接线柱相连；因滑动变阻 器的滑片向左移动时，连入电路的电阻变大，故变阻器的 B 接线柱应与小灯泡的左接线柱相 连，电路图如下所示。 (2)电流表有示数，说明电路是通路，发现小灯泡不发光，电压表无示数，说明小灯泡 被短路，则故障原因可能是小灯泡被短路。 (3)①由图乙知，当小灯泡两端的电压为 2.5V 时，通过小灯泡的电流为 0.2A，故小灯 泡的额定功率为： 2.5V 0.2A 0.5WP U I 额 额 ②由图乙知，当小灯泡的两端的电压增大时，通过小灯泡的电流也增大，由 P UI 知， 小灯泡消耗的实际功率增大，故小灯泡的实际功率随实际电压的増大而增大。 ③[5]发现灯泡电阻是变化的，影响其变化的主要因素是：小灯泡的电阻丝的电阻随温 度的升高而增大。 8.（2020·天津）在测量小灯泡电功率的实验中： (1)请按照图所示的电路图，以笔画线代替导线，完成实物图的电路连接（ ）； 52 (2)下图所示是某次实验中电表的示数，电流表的示数为______A，电压表的示数为 ______V，此时小灯泡的电功率为______W； 【答案】(1)如图；(2)0.3；(3)2.5；(4)0.75。 【解析】(1)由电路图知，开关、滑动变阻器、小灯泡、电流表串联于电路中，电流表 测整个电路的电流，电压表测小灯泡两端的电压，滑动变动器的滑片向右移动时接入电路的 阻值增加；由(2)中图知，电流表选择的量程为 0～0.6A，电压表选择的量程为 0～3V，故将 电源正极与开关的左接线柱相连，开关的右接线柱与变阻器右上接线柱相连，变阻器的左下 接线柱与小灯泡的右接线柱相连，小灯泡的左接线柱与电流表 0.6A 接线柱相连，电流表的 负接线柱与电源负极相连；电压表负接线柱与小灯泡的左接线柱相连，电压表 3V 接线柱与 小灯泡的右接线柱相连，如下图所示。 (2)由图知，电流表的量程为 0～0.6A，分度值为 0.1A，示数为 0.3A。 由图知，电压表的量程为 0～3V，分度值为 0.5V，示数为 2.5V。 由 P UI 可得小灯泡的功率： 2.5V 0.3A 0.75WP UI 。 9．（2020·衡阳）在“测量小灯泡的电功率”实验中，同学们设计了如图甲所示的电路、 其中电源由 3 节干电池组成，小灯泡额定电压为 2.5V，滑动变阻器的规格为“50Ω 2A”， 53 电流表和电压表都是学生实验用普通电表且已选择好合适量程。 （1）连接电路时，开关应断开，并将滑片移至滑动变限器的最 端（选填“左” 或“右”）。 （2）闭合开关后，发现小灯泡不亮，电流表和电压表都有示数，电路 （选填“有” 或“没有”）故障。 （3）某次实验测量中，电压表示数如图乙所示，要使小灯泡正常发光，应将滑片向 （选填“左”或“右”）移动，直至小灯泡正常发光，记下电流表的示数 I1 和电压表的示数 U1。 （4）他们想进一步了解发光二极管的发光情况，于是把电路恢复实验前状态，将小灯 泡换成二极管，闭合开关，移动滑片使二极管发光亮度与小灯泡正常发光亮度相当时，记下 电流表的示数 I2 和电压表的示数 U2，则 U2I2 U1I1（选填“＞”、“＜”或“＝”）。 【解析】（1）左；（2）没有；（3）右；（4）＜。 【解析】（1）连接电路时，开关应断开，并将滑片移至滑动变限器的阻值最大处，即最 左端； （2）闭合开关后，电流表和电压表都有示数，则电路为通路，发现小灯泡不亮，说明 电路中的电流过小，变阻器连入电路的电阻较大，电路没有故障。 （3）灯在额定电压下正常发光，如图乙中电压选用小量程，分度值为 0.1V，示数为 1.8V， 小于灯的额定电压 2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电 压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向右移动，直到电压表示数 为额定电压，小灯泡正常发光，记下电流表的示数 I1 和电压表的示数 U1； （4）发光二极管将电能转换成光能的效率更高，功率相同时，发光二极管更亮，故移 动滑片使二极管发光亮度与小灯泡正常发光亮度相当时，记下电流表的示数 I2 和电压表的 54 示数 U2，根据 P＝UI，则 U2I2＜U1I1； 故答案为：（1）左；（2）没有；（3）右；（4）＜。 10.（2020·德州）某同学做“测定小灯泡的电功率”实验，电源电压 3V 且保持不变， 滑动变阻器标有“ 3A 、5”的字样，所用小灯泡是额定电压为“1.5V ”和“ 2.5V ”中 的一个。 (1)电路如图所示，图中尚有一根导线未连接，请用笔画线代替导线补上（ ）。 (2)连接电路时，开关 S 应处于______状态，滑动变阻器上的滑片应移到______端。（选 填“左”或“右”） (3)电路连接无误后，闭合开关 S，灯泡不亮，电流表无示数，电压表有明显偏转，产 生这一现象的原因可能是______。 (4)排除故障，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现滑片在滑动变阻器的中点位 置时，小灯泡正常发光，此时电流表示数为 0.2A ，则该实验中所用小灯泡的额定功率为 ______ W 。继续移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡发出耀眼的亮光，则此时小灯泡的功 率______额定功率。（选填“大于”“等于”或“小于”） 【答案】(1)如图；（2）断开；(3)左；(4)小灯泡断路；(5)0.5；(6)大于。 【解析】(1)小灯泡是额定电压为“1.5V ”和“ 2.5V ”中的一个，电压表的量程选择 0-3V，将电压表和灯泡并联，如图所示： (2)为了保护电路，连接电路时，开关必须是断开的，闭合开关前，应使滑动变阻器的 滑片处于最大阻值处，即图中的最左端。 (3)闭合开关 S，灯泡不亮，电流表无示数，可能电路中出现断路，电压表有明显偏转， 说明灯泡断路。 (4)滑片在滑动变阻器的中点位置时，变阻器连入电路的电阻 55 R= 1 2 ×5Ω=2.5Ω 此时电流表示数为 0.2A ，滑动变阻器两端的电压为：U 滑=IR=0.2A×2.5Ω=0.5V 根据串联电路电压的特点，小灯泡两端的电压为：UL=U-U 滑=3V-0.5V=2.5V 故灯泡的额定电压为 2.5V，小灯泡的额定功率为：P=ULI=2.5V×0.2A=0.5W 移动滑片时，小灯泡发出耀眼的亮光，说明小灯泡的实际功率大于额定功率。 11.（2020·自贡）某实验小组用伏安法测量小灯泡的电功率，待测小灯泡的额定电压 为 2.5V。 (1)请用笔画线代替导线，完成图甲实物电路的连接（ ）； (2)检查电路连接无误后，闭合开关 S 前，滑动变阻器的阻值应处于______的位置。闭 合开关 S 后，灯泡不亮，电压表有示数，电流表指针几乎不动。产生这一现象的原因可能是 ______； (3)故障排除后进行实验，通过移动滑片记录了多组数据，并作出了如图乙所示的 I-U 图像。据图可知小灯泡的额定功率为______W； (4)现将该小灯泡与一个 10Ω的定值电阻串联后接入电压为 3V 的电源两端，此时小灯 泡的实际功率是______W。 【答案】（1）如图；(2)最大；(3)灯泡断路；(4)0.75；(5)0.2。 【解析】(1)小灯泡的额定电压为 2.5V，电压表选择 0-3V 的量程，电压表和灯泡并联， 如图所示： (2)为了保护电路，闭合开关 S 前，滑动变阻器的阻值应处于阻值最大处。 56 闭合开关 S 后，灯泡不亮，电流表指针几乎不动，电路中无电流，说明电路有断路，电 压表有示数，则与电压表并联的之外部分一定完好，说明与电压表并联的灯泡部分有断路， 导致电压表串联在电路中了，所以可能的原因是小灯泡断路。 (3)由图乙可知，当灯泡两端电压为 2.5V 时，通过灯泡的电流为 0.3A，所以灯泡的额 定功率： PL=ULIL=2.5V×0.3A=0.75W (4)电源由两节干电池组成，电源电压是 3V，由图乙可知，只有当灯泡两端的电压 U 灯 =1.0V，对应的电流 I=0.2A 时，根据串联电路电流的特点，通过定值电阻的电流大小等于 0.2A，此时定值电阻的电压：U 定=IR=0.2A×10Ω=2V 又根据串联电路电压的特点，灯和定值电阻的总电压：U=U 灯+U 定=1V+2V=3V 刚好为电源电压。所以，此时小灯泡的实际功率：P 实=U 灯 I=1V×0.2A=0.2W。 12．（2020·四川凉山）“伏安法”测小灯泡的电阻实验中，连接了如图甲所示的电路。 （1）该实验的原理是 ，实验在连接电路时开关应处于 状态。 （2）若实验中当小灯泡正常发光时，电流表和电压表的示数如图乙所示，则小灯泡正 常发光时的电阻是 Ω。 （3）图丙是根据实验数据画出的通过小灯泡的电流 I 与它两端电压 U 之间的关系图象， 由图象可知：通过小灯泡的电流 I 与它两端电压 U 不成正比，其原因是小灯泡灯丝的电阻受 影响，并非一个定值。 【答案】（1）R＝ ；断开；（2）12.5；（3）温度。 【解析】（1）该实验的原理是 R＝ ，为保护电路，在连接电路时开关应处于断开状态； （2）若实验中当小灯泡正常发光时，电流表和电压表的示数如图乙所示，电流表选用 小量程，分度值为 0.02A，电流为 0.2A；电压表选用小量程，分度值为 0.1V，电压为 2.5V， 由欧姆定律，则小灯泡正常发光时的电阻是：R＝ ＝ ＝12.5Ω； （3）由图象可知：通过小灯泡的电流 I 与它两端电压 U 不成正比，说明灯的电阻不是 一个定值，其原因是小灯泡灯丝的电阻受温度影响。 57 故答案为：（1）R＝ ；断开；（2）12.5；（3）温度。 13.（2019·海南）在测量小灯泡电功率的实验中，已知灯泡额定电压 U 额=2.5V，电源 电压保持不变。 （1）用笔画线代替导线把甲图电路连接完整。 （2）调节滑动变阻器，使电压表示数为 2.5V，此时电流表示数（如图乙）为______A。 则小灯泡的额定功率为______W。 （3）如果没有电压表，用如图丙所示电路也可测小灯泡的额定功率。其中，定值电阻 的阻值为 R0。先断开开关 S2、闭合开关 S、S1，调节滑动变阻器，使电流表的示数为 ； 再保持变阻器滑片的位置不变，只断开开关_______、闭合其它开关，读出电流表示数为 I， 灯泡额定功率的表达式为 P 额=_________（用 R0、U 额、I 的代数式表示）。 【答案】（1）如图所示；（2）0.28；0.7；（3）S1 。 【解析】（1）由图知，只需用一条导线将滑动变阻器下端的一个接线柱连接到小灯泡右 端的接线柱即可，连接情况如图所示； （2）由图乙知，电流表使用的量程是 0.6A，则读出的示数为 0.28A，由 P=UI，计算出 小灯泡的额定功率为 ； （3）根据实验原理 P=UI，为了得出小灯泡的额定功率，需要知道的数据是 U 额和 I 额； 当断开开关 S2、闭合开关 S、S1 时，定值 R0 与小灯泡并联接在电路中，电流表测通过 R0 的电 流 I0，由题意知 （此式表明电阻 R0 与小灯泡两端的电压为 U 额）；保持变阻器的滑 片的位置不变，可通过断开 S1，闭合 S 和 S2 使电流表示数等于通过 R0 和小灯泡的电流之和， 然后再利用并联电路的电流规律得出通过小灯泡的电流（因为这样设计开关的通断仍然能保 证 R0 与小灯泡两端的电压为 U 额，所以此时通过小灯泡的电流刚好为 I 额），根据题意可得出 58 ，所以灯泡额定功率的表达式为 。 14.（2019·达州）实验老师为“测量小灯泡额定功率”准备了如下器材：电源（电压 恒为 6V）开关、电压表和电流表各一只、额定电压为 2.5V 的待测小灯泡（电阻约为 10Ω）、 滑动变阻器（“20Ω 1A”）、导线若干。 （1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物图连接完整（要求：滑片向右移动灯泡变 亮）。 （2）闭合开关前电流表的指针如图乙所示，其原因是。 （3）故障排除后，调节滑动变阻器的滑片，并绘制了小灯泡的电流随其两端电压变化 的关系如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 W。从图象中还发现：当电压表的示数增大时， 电压表与电流表的示数之比（选填“变大”、“变小或“不变”）。 （4）小陈同学为了验证电流跟电阻的关系，他又借到了一个滑动变阻器（50Ω 0.5A） 和五个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ωg、25Ω），其余器材不变。用定值电阻更换甲图 中的灯泡，小陈同学得到如图丁所示的电流随定值电阻变化的图象，则实验中他所用的滑动 变阻器是（选填字母：A.20Ω 1A B.50Ω 0.5A），若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为 14Ω，则所用定值电阻的阻值为Ω。 （5）下课前老师布置了一道课后作业。要求：在只有下列实验器材的前提下测出未知 定值电阻 Rx 的阻值。实验器材：电阻 Rx、电源（电压恒定但未知）、滑动变阻器（已知最大 阻值为 R0）、电流表、开关、导线若干。 小张同学设计了如图戊所示的电路图，用以下步骤测 Rx 的阻值。 ①闭合开关 S，移动滑片 P 至 B 端，记下电流表示数 I1； ②移动滑片 P 至 A 端，记下电流表示数 I2（I1 未超过电流表的量程）； ③请帮他写出 Rx 的表达式：Rx＝（用字母 R0、I1、I2 表示）。 59 【答案】（1）如上所示；（2）电流表指针没有调零；（3）0.625；变大；（4）B；10；（5） 。 【解析】（1）滑片向右移动灯泡变亮，即电流变大电阻变小，故变阻器滑片右下接线柱 连入电路中，如下所示： （2）闭合开关前电流表的指针如图乙所示，其原因是电流表指针没有调零。 （3）根据绘制的小灯泡的电流随其两端电压变化的关系知，灯在额定电压下的电流为 0.25A，则小灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W； 从图象知，当电压为 0.5V 时，电流为 0.1A，由欧姆定律，灯的电阻为：R1＝ ＝ ＝5Ω， 同理，灯正常发光时的电阻为 10Ω，故当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示 数之比 （灯的电阻）变大； （4）图丁所示的电流随定值电阻变化的图象，电流与电阻之积为： 60 U＝IR＝0.1A×25Ω＝﹣﹣﹣﹣0.5A×5Ω＝2.5V， 根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U 滑＝U﹣UV＝6V﹣2.5V＝3.5V，变阻器 分得的电压为电压表示数的 ＝1.4 倍，根据分压原理，当接入 25Ω电阻时，变阻器连 入电路中的电阻为： R 滑＝1.4×25Ω＝35Ω，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少 35Ω的滑动变阻 器，则实验中他所用的滑动变阻器是 50Ω、0.5A，选 B； 若变阻器连入的阻值为 14Ω， 由欧姆定律，电路的电流为：I＝ ＝ ＝0.25A， 由欧姆定律，则所用定值电阻的阻值为：R 定＝ ＝ ＝10Ω； （5）①闭合开关 S，移动滑片 P 至 B 端，记下电流表示数 I1； ②移动滑片 P 至 A 端，记下电流表示数 I2（I1 未超过电流表的量程）； ③在①中两电阻串联，由电阻的串联和欧姆定律，电源电压：U＝I1（Rx+R0） 在②中，为 R0 的简单电路，由欧姆定律：U＝I2R0，因电源电压不变， 故：U＝I1（Rx+R0）＝I2R0， Rx 的表达式：Rx＝ 。 故答案为：（1）如上所示；（2）电流表指针没有调零；（3）0.625；变大；（4）B；10； （5） 。 15.（2019·遂宁）在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：两节新干电池、 电流表、电压表、额定电压 2.5V 的小灯泡，滑动变阻器、开关、导线若干，部分实物电路 如图甲所示。 （1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整（要求：滑片 P 向右移动时 小灯泡变亮）。 （2）连接好电路，闭合开关，发现小灯泡很亮，电压表示数为 3V．断开开关，经检查， 各元件完好，电路连接正确则实验中操作错误之处是______。 61 （3）改正错误后进行实验，移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图乙 所示；若要测量小灯泡的额定功率，滑动变阻器的滑片 P 应向______端移动（选填“A”或 “B”）。 （4）图丙是由实验数据描出的小灯泡的 I-U 图象，则小灯泡额定功率是______W。 （5）根据小灯泡的 I-U 图象计算出不同电压下灯丝电阻值不同，原因是灯丝电阻随 ______的变化而变化。 （6）若用第（3）小问中所测得数据算出灯泡的电阻 RL，再根据 P= 计算灯泡的 额定功率。按此方案算出灯泡的额定功率比真实值______（选填“偏大”或“偏小”）。 【答案】滑动变阻器的滑片没有调到阻值最大处；B；0.625；温度；偏大。 【解析】（1）滑动变阻器的右下方接线柱与开关相连时，滑片 P 向右移动时小灯泡变 亮，如下图所示： （2）连接好电路，闭合开关，发现小灯泡很亮，电压表示数为 3V，且各元件完好，电 路连接正确，则实验中操作错误之处是：滑动变阻器的滑片没有调到阻值最大处； （3）由图乙可知，电压表的量程为 0～3V，分度值为 0.1V，示数为 2V， 若要测量小灯泡的额定功率，应使电压表的示数达到 2.5V，由串联电路的分压特点可 知，应减小滑动变阻器接入电路中的电阻，即滑片 P 应向 B 端移动； （4）由图丙可知，电压表的示数为 2.5V 时，通过的电流为 0.25A， 则小灯泡额定功率是 P=UI=2.5V×0.25A=0.625W； （5）根据小灯泡的 I-U 图象计算出不同电压下灯丝电阻值不同，原因是灯丝电阻随温 度的变化而变化； （6）由图丙可知，灯泡两端的电压为 2V 时，通过的电流为 0.225A， 62 由 I= 的变形式 R= 可得，灯泡两端的电压为 2V、2.5V 时的电阻分别为 8.9Ω、10 Ω， 若用第（3）小问中所测得数据算出灯泡的电阻 RL，再根据 P= 计算灯泡的额定功率， 按此方案算出灯泡的额定功率比真实值偏大。 故答案为：（1）如上图所示；（2）滑动变阻器的滑片没有调到阻值最大处；（3）B； （4）0.625；（5）温度；（6）偏大。 16.（2019·绵阳）测量标有“2.5V”字样的小灯泡在额定电压下工作时的电阻，小灯 泡的额定功率估计在 0.8W 左右。实验室提供的器材有：两节干电池、电压表 V（量程 0-3V）、 滑动变阻器、导线若干、开关、待测小灯泡。供选择的电流表：A1（量程 0-0.6A）、A2（量 程 0-3A）。回答下列问题： （1）电流表应选用________（“A1”或“A2”）。 （2）连接好如图所示的实验电路，闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表 有较大的示数。电路的故障可能是________（选填序号） A．电压表断路 B．小灯泡断路 C．电压表短路，且小灯泡断路 D．电流表短路，且小灯泡断路 （3）排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器使电压表示数为 2.5V，电流表示数如图 乙所示，小灯泡正常发光时的电阻是________Ω（小数点后保留一位数字）。 【答案】故答案为：（1）A1；（2）B、D；（3）8.3。 63 【解析】（1）小灯泡的额定电压为 2.5V，额定功率估计在 0.8W 左右，根据 P=UI，灯的 额定电流约为： ，故电流表选用 A1（量程 0-0.6A）； （2）A、若电压表断路，电流有表示数，不符合题意； B．若小灯泡断路，灯光不发光，电流表示数为 0，电压表串联在电路中测电源电压， 电压表有较大示数，符合题意； C．电压表短路，电压表示数为 0，不符合题意； D．电流表短路，电流表示数为 0，且小灯泡断路，灯不发光，电压表串联在电路中测 电源电压，电压表有较大示数，符合题意； 故选 BD； （3）排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器使电压表示数为 2.5V，电流表示数如图 乙所示，电流表选用小量程，分度值为 0.02A，电流为 0.3A，由欧姆定律，小灯泡正常发光 时的电阻是： 。 故答案为：（1）A1；（2）B、D；（3）8.3。 17.（2018·潍坊）要测量一个额定电压为 3.8V 小灯泡的功率，小灯泡工作时的电阻约 为 10Ω．现有电流表、电压表、开关各一个，规格分别为“10Ω、1A“、“50Ω、0.5A”和 500Ω、0.1A”的滑动变阻器各一个，导线若干，电源（8V）一个。 （1）为完成实验，应该选取规格为的滑动变阻器； （2）选出合适的滑动变阻器后，将实验器材连成如图所示的实验电路，闭合开关，将 滑动变阻器滑片向右移动，观察到的现象是（多选）； A．小灯泡变亮，电压表示数变大； B．电流表示数为零，小灯泡不亮； C．电流表示数变大，电压表示数变小； D．电压表示数接近 8V，且示数不变。 （3）造成上述现象的原因是其中有一条导线连接错误，请将该导线打上“×”号；并 用笔画线代替导线把它改到正确的位置上； （4）线路改正后，移动滑片，记录多组电流和电压U，并在坐标纸上做出I-U关系图象， 如图所示。由图可知小灯泡的额定功率为W；当小灯泡两端电压为 3V时，灯泡电阻为Ω。 64 【答案】（1）“50Ω 0.5A”；（2）BD；（3）如上图；（4）1.14、12。 【解析】（1）已知电源电压为 8V且保持不变，实验中小灯泡额定电压为 3.8V，电路中 电流，I= = =0.38A，故变阻器分得的电压为U滑=8V﹣3.8V=4.2V，变阻器电压为小灯 泡的 倍，小灯泡电阻为 10Ω时，根据分压原理，变阻器连入电路中的电阻R滑大= ×10Ω≈11Ω，有三种规格滑动变阻器应选用“50Ω 0.5A”的变阻器；（2）由实物图可知， 电压表串联在电路中，相当于开路，故电流表示数为零，小灯泡不亮，电压表测量电源的电 压，示数为电源电压 8V，故选BD；（3）原电路中，电流表与小灯泡并联，电压表串联在电 路中是错误的，电流表与小灯泡串联，电压表与小灯泡并联，改正后如下所示： （4）由图象可知：正常工作电灯的额定电压为 3.8V，通过灯泡的电流为 0.3A，此时灯 泡的电功率P=UI=3.8V×0.3A=1.14W，当小灯泡两端电压为 3V时，灯泡的电流，I′=0.25A， 电阻为R= = =12Ω； 答案：（1）“50Ω 0.5A”；（2）BD；（3）如上图；（4）1.14、12。 18．（2018·滨州）某实验小组的同学用图甲所示器材测量小灯泡电功率，待测小灯泡L 的额定电压为 3.8V，额定功率小于 1W，电源电压恒为 6V，滑动变阻器R的规格为“20Ω、 1A”，图甲所示是该实验小组没有连接完整的电路。 65 （1）请你用笔线代替导线，在图甲中把电路连接完整； （2）正确连接完电路，闭合开关后，发现无论怎样移动滑片，小灯泡不亮，电流表无 示数，电压表示数明显，仔细检查，连接无误，那么出现该状况的原因应该是（选填“A”、 “B”、“C”或“D”）。 A．电流表内部断路了；B．灯泡的灯丝断了； C．灯座内部出现了短路；D．滑动变阻器的电阻线断了 （3）排出故障后，通过正确操作，当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，其值 为A，小灯泡的额定功率为W。 （4）测出小灯泡的额定功率后，再测大于小灯泡额定功率的实际功率，应将滑动变阻 器的滑片向（选填“左”或“右”）端滑动。 （5）测量小灯泡的电功率（选填“需要”或“不需要”）多次测量求平均值，原因是。 （6）图丙是该实验小组的同学测量小灯泡电功率的电路图，测量后他们对测量结果进 行了误差分析，考虑电表本身对电路的影响，该电路主要是由于所测（选填“电压”或“电 流”）值偏大引起小灯跑电功率偏大的。 【答案】（1）如上；（2）B；（3）0.2；0.76；（4）右；（5）不需要；灯在不同电压下的 功率不同；（6）电流。 【解析】（1）灯的额定电压为 3.8V，故电压表选用大量程与灯并联，将变阻器的最大 电阻连入电路中与灯串联，如下所示： （2）A．若电流表内部断路了，则整个电路断路，两表都没有示数，不符合题意；B．若 灯泡的灯丝断了，灯不亮，电流表没有示数，电压表串联在电路中，电压表测电源电压有示 数，符合题意；C．若灯座内部出现了短路，则电压表没有示数，电流表有示数，不符合题 意；D．若滑动变阻器的电阻线断了，则整个电路断路，两表都没有示数，不符合题意；故 选B； （3）当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为 0.02A， 其值为 0.2A，小灯泡的额定功率为：P=UI=3.8V×0.2A=0.76W。 66 （4）测出小灯泡的额定功率后，再测大于小灯泡额定功率的实际功率，要增大灯电压， 减小变阻器的电压，由分压原理，应将滑动变阻器的滑片向右端滑动。 （5）灯在不同电压下的功率不同，故不需要多次测量求平均值； （6）根据并联电路电流的规律，电流表示数等于灯的电压与通过电压表电流大小和， 故该电路主要是由于所测电流值偏大引起小灯跑电功率偏大的。 答案：（1）如上；（2）B；（3）0.2；0.76；（4）右；（5）不需要；灯在不同电压下的功 率不同；（6）电流。 19．（2018•玉林）在测量“小灯泡电功率”的实验中，已知电源电压为 3V，小灯泡额 定电压为 2.5V，图甲是未连接完整的实验电路。 （1）请你用笔画线代替导线将实物电路连接完整（要求：滑片 P 向右移动时，小灯泡 变亮） （2）闭合开关后，缓慢移动滑动变阻器的滑片 P，当电压表的示数如图乙所示时，其 示数为 V。 （3）改变滑片 P 的位置，获得多组对应的电压、电流值，如下表所示。由表可知，随 着电压的增大，小灯泡的电功率 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。 （4）根据上表中数据，请在图丙中画出 I﹣U 关系图象。 （5）根据图线可求得，当小灯泡两端电压为 2.2V 时，小灯泡的实际功率为 W（结 果保留一位小数）。 【答案】（1）如上图；（2）2；（3）增大；（4）如上图；（5）1.2。 【解析】（1）要求滑片 P 向右移动，灯泡变亮，即电流变大，变阻器接入电路的电阻变 数据序号 1 2 3 4 5 6 7 发光情况 熄灭 熄灭 微光 较暗 不很亮 较亮 明亮 电压 U/V 0.2 0.5 1.0 1.3 1.7 2.0 2.5 电流 I/A 0.10 0.20 0.38 0.42 0.48 0.52 0.56 67 小，故滑片以右电阻丝连入电路中与灯串联，如下图所示： （2）由图示电压表可知，其量程为 0～3V，分度值为 0.1V，示数为 2V。 （3）由表格数据，灯泡两端电压越大，通过的电流也越大，根据 P=UI 可知：随着电压 的增大，小灯泡消耗的功率增大； 由表中数据，当 U=2.5V 额定电压时，通过灯泡电流为 0.56A，所以灯的额定功率 P=UI=2.5V×0.56A=1.4W； （4）根据表格中数据描点，根据描点作图，用平滑曲线连接作出 U﹣I 关系图象，如下 图所示： （5）由 U﹣I 关系图象可知，当小灯泡两端电压为 2.2V 时，小灯泡的电流 I 实=0.55A， 小灯泡的实际功率：P 实=U 实 I 实=2.2V×0.55A≈1.2W。 故答案为：（1）如上图；（2）2；（3）增大；（4）如上图；（5）1.2。 四、影响电流热效应的因素实验 1.（2020·山东济宁）电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝和导线通过的电流相同，电 炉丝热得发红，而导线却几乎不发热。为探究其原因，小明连接了如图所示的实验电路，其 中 R1>R2。 68 (1)实验中通过______（选填“温度计示数”“加热时间”或“温度计示数的变化”）来 反映电阻丝产生热量的多少。在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中就用到这种思 想和方法：让同一钢球从光滑斜面上不同高度滚下后撞击木块，通过木块______来反映动能 的大小； (2)实验表明：在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流产生的热量越多。请解释“电 炉丝热得发红，而导线却几乎不发热”的原因：______。 【答案】（1）温度计示数的变化；（2）滑行的距离；（3）电炉丝的电阻比导线的电阻大。 【解析】(1)在探究电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热的原因时，利用转换法将电 阻丝产生热量的多少反映到温度计示数的变化来进行比较。 在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中同样利用了转换法，将动能的大小反映 到木块滑行的距离来进行比较。 (2)电炉丝通过导线接到电路里，根据 Q=I2Rt 可知，电炉丝和导线通过的电流相同，通 电时间相同，而电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热，其原因是电炉丝的电阻比导线的电 阻大。 2.（2020·北京）某同学想探究电流通过导体产生的热量与电流、电阻通电时间是否有 关。他连接了如图所示的电路进行实验，其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量和初温都 相同的煤油，以及阻值为 R1 和 R2 的电阻丝（R1查看更多