中考物理高频重难点考点专题解读与训练专题20电学特殊法测电阻电功率实验含解析

这是一份中考物理高频重难点考点专题解读与训练专题20电学特殊法测电阻电功率实验含解析，共25页。试卷主要包含了特殊方法测电阻，特殊方法测小灯泡的电功率等内容，欢迎下载使用。

专题20电学特殊法测电阻、电功率实验

缺少电流表或者电压表测电阻或小灯泡的电功率是伏安法测测电阻和小灯泡电功率的一个延伸，我们称之为等特殊方法测电阻或电功率，通过特殊方法可以考查学生的创新能力和应用能力。

1、特殊方法测电阻：
由于缺少电流表或电压表，而按伏安法测电阻无法实现测电阻，从而造成实验困难。为此根据实验给定辅助器材，需要重新构造思路，想方设法测未知电阻。
（1）缺少电流表：只有电压表时，无法直接测出电流，因此想办法测电流是实验的关键。为了测电流，往往是构造串联电路，多次运用电压表测电压，运用串联电路分压原理或开关的断开、闭合（或滑动变阻器滑片的移动）引起电路结构发生变化，使通过待测电阻的电流与通过定值电阻的电流相等，间接测出电流。
电路设计
实验步骤
表达式

（1）闭合开关，用电压表测出R0两端电压U0；
（2）断开开关，将电压表接在Rx两端，测出Rx两端电压Ux。


（1）只闭合开关S1，记下电压表示数Ux；
（2）再闭合开关S2，记下电压表示数U。


（1）只闭合S1时，读出电压表示数Ux；
（2）只闭合S2时，读出电压表示数U。



（1）把滑动变阻器的滑片P调至B端，闭合开关，记下电压表示数U1；
（2）把滑动变阻器的滑片P调至A端，记下电压表示数U2。

（2）缺少电压表：只有电流表时，无法直接测出电压，因此想办法测电压是实验的关键。为了测电压，往往是构造并联电路，多次运用电流表测电流，运用并联电路分流原理或开关的断开、闭合（或滑动变阻器滑片的移动）引起电路结构发生变化，使待测电阻的电压与定值电阻的电压相等，间接测出电压。
电路设计
实验步骤
表达式

（1）闭合开关，用电流表测出R0的电流I0；
（2）断开开关，将电流表接在Rx支路，测出Rx的电流Ix。


（1）闭合开关S1，断开S2，记下电流表示数I0；
（2）闭合开关S2，断开S1，记下电流表示数Ix。


（1）只闭合开关S1，记下电流表示数I0；
（2）再开关闭合S2，记下电流表示数I。


（1）把滑动变阻器的滑片P调至B端，闭合开关，记下电流表示数IB；
（2）把滑动变阻器的滑片P调至A端，记下电流表示数IA。

（3）等效替代法测电阻：变阻箱调到某个阻值不变时，可以当定值电阻使用，也可以当滑动变阻器来使用，因此可以用电阻箱的阻值代替未知电阻的阻值，但前提是效果必须等效，即电流表或电压表的示数相等。
电路设计
实验步骤
表达式

（1）S接a时，读出电流表示数I；
（2）S接b时，调变阻箱，使电流表示数的示数也为I。
Rx=R0

（1）S接a时，读出电压表示数U；
（2）S接b时，调变阻箱，使电压表示数的示数为U/2。
Rx=R0

（1）闭合开关S1，S2接1，移动滑片，使电流表偏转到合适位置，记下此时电流表示数I；
（2）再将S2接2，保持滑片位置不变，调节电阻箱使电流表示数仍为I，记下此时电阻箱示数R0。
Rx=R0

（1）闭合开关S1，S2接1，移动滑片，使电压表偏转到合适位置，记下此时电压表示数U；
（2）再将S2接2，保持滑片位置不变，调节电阻箱使电压表示数仍为U，记下此时电阻箱示数R0。
Rx=R0
2、特殊方法测小灯泡的电功率：
（1）缺少电流表：只有电压表时，无法直接测出电流，因此想办法测电流是实验的关键。为了测电流，往往是构造串联电路，使通过小灯泡的电流与通过定值电阻的电流相等，间接测出电流。
电路设计
实验步骤
表达式

已知U额、R0
（1）闭合S、S1，移动滑片，使电压表示数为U额；
（2）断开S1，闭合S2，保持滑片位置不变，读出电压表的示数U1。


已知I额、R0
（1）闭合S、S1，移动滑片，使电压表的读数I额R0；
（2）断开S1，闭合S2，保持滑片位置不变，读出电压表示数U1。


已知U额、R0
（1）闭合S，调节R2的滑片到最左端，调节R1的阻值使电压表的示数为U额；
（2）保持R1的位置不变，将R2的滑片调到最右端，读出电压表的示数U。

（2）缺少电压表：只有电流表时，无法直接测出电压，因此想办法测电压是实验的关键。为了测电压，往往是构造并联电路，使小灯泡两端的电压与定值电阻的电压相等，间接测出电压。
电路设计
实验步骤
表达式

已知 U额
（1）闭合S、S1，移动滑片，使电流表的示数为；
（2）断开S2，闭合S1，读出电流表的示数I1。


已知I额、R0
（1）闭合S、S2，移动滑片，使电压表的读数I额；
（2）断开S2，闭合S1，保持滑片位置不变，读出电流表示数I1。


已知I额
（1）只闭合S1，移动滑片，使电流表示数为I额；
（2）断开S1，闭合S2，保持滑片位置不变，调节电阻箱，当电流表示数为I额时，读出电阻箱连入电路中的电阻R。

已知I额、U
（1）只闭合S1，移动滑片，使电流表示数为I额；
（2）保持滑片P位置不变，再闭合S2，读出电流表示数I。


一、中考题型分析
中考中，测量电阻、小灯泡的电功率是常考的电学实验，伏安法测电阻、电功率主要考查电路的连接、电路故障、电流表的读数及电功率的计算，特殊方法测电功率侧重考查电路的设计、实验步骤及表达式的书写，实验题为主。分值在5～8分左右。
二、典例精析
◆考点一：特殊方法测电阻
◆典例一：．（2020黄石）课外兴趣小组要测量一个未知电阻Rx的阻值，现有下列器材：电源、两个量程均为0～0.6A的相同电流表A1，A2、一个已知阻值的定值电阻R0=9Ω、开关、导线若干。兴趣小组同学们开动脑筋，积极思考，设计出了一个测量Rx的方法。

（1）同学们设计出的测量电路图如图，请根据电路图把未完成的实物图连接线补充完整；
（2）连接好电路，闭合S之前，滑动变阻器的滑片P应滑到______（选填“a”“b”）端；
（3）调节滑动变阻器，使两个电流表有一个恰当的读数，如图，两表A1、A2的读数分别为I1=______A，I2=______A；

（4）根据两电流表读数可得出被测电阻Rx=______Ω；
（5）调节滑动变阻器，使A1和A2表的读数都变大，为保证A2表不被烧坏，则A1表的读数不能超过______A；
（6）有同学认为，改用下面电路图也可以测出Rx的值，你认为是否可行？答：______（选填“是”“否”）。

【答案】（1）见解析（2）b （3）0.32 0.48 （4）4.5 （5）0.4 （6）是
【解析】（1）根据电路图可知，电流表A1测量Rx的电流，电流表A2测量干路中的电流，所以实物连接如图所示：
。
（2）连接好电路，闭合S之前，滑动变阻器的滑片P应滑到阻值最大处，由图可知，滑片P应滑到b端。
（3）由图可知，A1、A2选的都是0～0.6A的量程，分度值为0.02A，所以A1表的读数为I1=0.32A，
A２表的读数为I2=0.48A。
（4）由并联电路中电流的关系可知，R0的电流为I＝I2－I1＝0.48A－0.32A＝0.16A，由欧姆定律可知，R0的电压为U＝IR0＝0.16A×9Ω＝1.44V，R0与Rx并联，所以电压相等，由欧姆定律可知，Rx的电组为。
（5）为保证A2表不被烧坏，则A2表的示数最大为0.6A，R0与Rx并联，此时R0与Rx的总电阻为，此时R0与Rx的电压U′＝I2′R总＝0.6A×3Ω＝1.8V，R0与Rx并联，所以电压相等，由欧姆定律可知，A1表的读数为，
所以A1表的读数不能超过0.4A。
（6）如图所示的电路图，R0与Rx并联，可根据两个电阻的电压相等，测出Rx的值，所以该电路图是可行的。
◆典例二：（2020日照）丽丽为了较精确地测出待测电阻Rx的阻值，根据老师提供的下列实验器材，设计了如图甲所示的实物连接电路，老师提供的实验器材：
A．待测定值电阻Rx：阻值在45~50Ω之间；
B．定值电阻R0：阻值30Ω；
C．电压表V：测量范围0~3V；
D．滑动变阻器：规格为“20Ω 2A”；
E．滑动变阻器：规格为“100Ω 1.5A”；
F．电源：电源电压恒为4.5V；
G．开关及导线若干。
（1）丽丽实验的主要操作步骤和记录的数据如下：
①断开开关S2、闭合开关S1，由_____（填“A至B”或“B至A”）移动滑动变阻器的滑片P至某一位置，电压表的示数如图乙所示。读出电压表的示数为_____V。
②保持滑动变阻器的滑片P的位置不变，断开开关S1、闭合开关S2，读出电压表的示数为1.5V。则在丽丽设计的电路中，滑动变阻器应选_____（填序号）。
（2）根据丽丽测量的数据可以得到待测电阻的阻值Rx＝_____Ω。
【答案】（1）①B至A 2 ② E （2）48
【解析】（1）①电源由3节干电池组成，电源电压U=3×1.5V=4.5V
由图可知，电压表的量程是0～3V，电压表的示数是2V，断开开关S2、闭合开关S1，Rx和变阻器串联，电压表测量Rx两端的电压，由B至A移动滑动变阻器的滑片P至某一位置，使电压表的示数为2V。
②保持滑动变阻器的滑片P的位置不变，断开开关S1、闭合开关S2，R0和变阻器串联，电压表测量R0两端的电压，电压表的示数为1.5V，定值电阻R0的阻值是30Ω，由串联分压可知，R滑=60Ω，滑动变阻器选择规格为“100Ω　1.5A”。
（2）]断开开关S2、闭合开关S1，通过电路的电流，待测电阻的阻值Rx＝。
◆考点二：特殊方法测电功率
◆典例一：（2020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“20Ω 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。

（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值_____（选填“偏大”或“偏小”）。
【答案】（1）见解析（2）1.05 （3）增大实际电压（4）① 5.5 ③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，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P＝UI=2.5V×0.42A=1.05W；
（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；③则小灯泡的额定功率；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，由知，测出的小灯泡额定功率比真实值偏小。
◆典例二：（2019河北）小明利用如图1所示的电路测定小灯泡的额定功率。所用器材：额定电压为2.5V的小灯泡、电池组（二节干电池串联，电压为3V），电压表一块，滑动变阻器（10Ω，2A）定值电阻（R0＝5Ω）、开关三个和导线若干。

（1）用笔画线代替导线，将图2中的实物电路按照图1所示的电路图连接完整。
（2）闭合开关前，应将变阻器滑片滑到　　（选填“左”或“右”）端。
测试元件
灯泡L
开关S2
电压表
无示数
有示数
（3）连接完电路后，小明只闭合S、S1时，移动滑片P，电压表示数发生改变；只闭合S、S2时，移动滑片P，小灯泡不发光。于是小明用电压表进行电路故障检测，把电压表并联在某电路元件两端，测试结果如表所示，则电路中一定存在的故障是
（填写序号）。
①灯泡L处断路②灯泡处短路③开关S2处断路
（4）排除故障后，小明继续实验。
①只闭合S、S2，移动滑片P，使电压表的示数为　　V；
②只闭合S、S1，保持滑片P不动，读出电压表的示数为2.25V；
③小灯泡的额定功率为　　W。
（5）当加在灯泡两端的电压为额定电压的一半时，灯泡的实际功率P实　　（选填“＞”“＜”或“＝”）P额。
【拓展】小红通过课外学习知道，干电池有一定的电阻，我们需要用它的“电压U”和“电阻r”两个物理量来描述它（如图3所示）。于是小红在小明完成步骤①后，将电压表并联在电池组两端，保持滑片P的位置不变，只闭合S、S2时，读出电压表示数为2.55V，则小明实验中所用电池组的电阻r是　　Ω。
【答案】（1）见解析（2）右（3）③（4）①2.5 ②0.75 （5）＞【拓展】1.5。
【解析】（1）由电路图可知，电压表测并联部分电路两端的电压，即测灯泡两端的电压，由于灯泡的额定电压为2.5V＜3V，故只需将电压表的“3”接线柱与开关S1的右接线柱连接即可，如图所示：

（2）为了保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，需远离下面的接线柱，即滑到右端。
（3）①若灯泡L处断路，将电压表与灯泡L并联，则电压表有示数且接近电源电压，①错误；②若灯泡L处短路，将电压表与灯泡L并联，则电压表无示数，将电压表与开关S2并联，则电压表仍然无示数，②错误；③若开关S2处断路，将电压表与开关S2并联，则电压表无示数且接近电源电压，③正确。故选③。
（4）①只闭合S、S2，R与L串联，电压表测L两端的电压，移动滑片P，使电压表示数
U额=2.5V，此时灯泡L正常发光；只闭合S、S1，R与R0串联，此时电压表测R0两端的电压U0=2.25V，根据串联正比分压得，，，解；③灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压U滑′=U﹣U额=3V﹣2.5V=0.5V，此时电路中的电流，则小灯泡的额定功率P额＝U额I＝2.5V×0.3A＝0.75W。
（5）当电阻不变时，由可知，电压变为原来的一半，功率变为原来的四分之一，由于灯泡的电阻是变化的，当电压减小时，功率减小，电阻也减小，故当小灯泡两端的实际电压为额定电压一半时，小灯泡的实际功率P实＞P额。
【拓展】由第（4）问可知，小灯泡正常发光时电路中的电流I=0.3A，将电压表并联在电池组两端，其测量滑动变阻器和灯泡的总电压U′=2.55V，则电池电阻两端的电压Ur=U﹣U′=3V﹣2.55V=0.45V，所以，所用电池组的电阻。

1、（2020·湖北鄂州市·中考真题）小周同学设计了以下四种电路，其中电源电压不变且未知，R0是已知阻值的定值电阻。在实验中不拆改电路的情况下，能够测出未知电阻Rx阻值的电路是（　　）

A．只有甲 B．只有乙丙 C．只有甲乙丙 D．甲乙丙丁都可以
【答案】C
【解析】甲图：只闭合S2时，两电阻串联，电流表测电路中电流I1；两开关都闭合时只有R0接入电路中，电流表测此时电路中电流I0，根据电源电压不变列式I1(R0+Rx)=I 0R 0，可求出Rx的阻值，故能测出Rx阻值；
乙图：闭合开关S、S2，两只电阻串联，电压表测量电源电压为U；闭合S，断开S2，闭合S1，电压表测量电阻R0两端电压U0，根据电路电流相等列式，可求出Rx的阻值，故能测出Rx阻值；
丙图：只闭合S1时，电路是只有R0的基本电路，电流表测量通过R0的电流I0；再闭合S2，两只电阻并联，电流表测量干路电流I，根据电源电压不变列式I0R0=(I﹣I0)Rx，可求出Rx的阻值，故能测出Rx阻值；
丁图：闭合开关S，S1接1，两只电阻串联，电压表测量R0两端电压为U0；S1接2，电压表反接，不能测量Rx两端电压Ux，仅有一个电压值，不能测出Rx阻值。ABD不符合题意，C符合题意。故选C。
2．（2020遂宁）物理科代表为全班同学设计了如下四个电路图，图中电源电压未知但不变，R0为阻值已知的定值电阻，R1为最大阻值已知的滑动变阻器，通过断开、闭合开关或调节R1接入电路阻值不能测出未知电阻Rx阻值的电路是（　　）
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】由图可知，定值电阻和电流表串联，我们可以求出电源的电压，无法求出未知电阻Rx阻值，A正确；闭合开关S1和S2后，定值电阻R0被短路，电压表的示数即为电源电压U；闭合S1，断开S2，此时电压表的示数为U1，可以求得Rx为，B错误；闭合开关，当滑动变阻器滑片移动到最右端时，此时的电压为U，当当滑动变阻器滑片移动到最左端时，此时的电压为U1，可以求得Rx为，C错误；闭合开关，当滑动变阻器滑片移动到最右端时，此时的电压为I，当当滑动变阻器滑片移动到最左端时，此时的电压为I1，可以求得Rx为，D错误。故选A。
3、（2020益阳）用如图所示的电路测量电阻RX的阻值，其中电源电压恒定，定值电阻R0的阻值已知，S为单刀双掷开关。

（1）扼要写出实验的主要步骤（指出物理量的名称并用相应的符号表示）
a．；b．。
（2） RX的表达式RX=（用所测量的物理量及相应的符号表示）。
【答案】（1）a．开关S接a时，记录电流表的示数I0 b．开关S接b时，记录电流表的示数IX（2）
【解析】（1）a．开关S接a时，记录电流表的示数I0。b．开关S接b时，记录电流表的示数Ix。
（2）在a中，为R0的简单电路，电流表测R0的电流，由欧姆定律，电源电压为U=I0R0；
在b中，为Rx的简单电路，电流表测Rx的电流，由欧姆定律，电源电压为U=IxRx。由于电源电压不变，故有I0R0=IxRx，故待测电阻的阻值。
4、（2020眉山）小亮做“测小灯泡电阻”的实验时，所用器材有电压为6V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。

（1）在图甲中请你用笔画线代替导线，将实验电路连接完整______；
（2）小亮连接电路时，刚接好最后一根线，就发现小灯泡发光了，产生这一现象的原因是______；
（3）在改正(2)的错误后，在实验开始前应将滑动变阻器的滑片先调到甲图所示的最______端（选填“左”或“右”）。
（4）小亮滑动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制了如图乙所示的U-I图象，根据图象提供的信息，小灯泡正常工作时的电阻约为______Ω；
（5）完成上述实验后，小亮进一步思考，只用一只仪表结合已知最大阻值为R滑的滑动变阻器，在不超过2.5V恒定的电源电压下，不考虑温度对电阻的影响，能否测出小灯泡的阻值呢？于是他设计了两种情况的电路如图丙、丁所示。其步骤如下：
A．在丙图中将滑动变阻器滑片滑到a端，记下电压表示数Ua，再滑到b端记下电压表示数Ub。
B．小亮通过这两个数据和R滑可计算出灯泡电阻R灯1，其表达式为R灯1＝______；
C．在丁图中将滑动变阻器滑片滑到a端，记下电流表示数Ia，再滑到b端记下电流表示数Ib。
D．小亮通过这两个数据和R滑也可计算出灯泡的电阻R灯2，其表达式为R灯2＝______。
【答案】（1）见解析（2）连接电路时，开关没有断开（3）左（4）12.5 （5）。
【解析】（1）灯泡的额定电压为2.5V，故电压表选用小量程与灯泡并联，如下图所示：

（2）小亮连接电路时，刚接好最后一根线，就发现小灯泡发光了，可能是连接电路时，开关没有断开。
（3）在改正（2）的错误后，在实验开始前应将滑动变阻器的滑片先调到阻值最大处，即甲图所示的最左端。
（4）根据U﹣I图象可知，灯在额定电压下的电流为0.2A，由欧姆定律可得，小灯泡正常工作时的电阻。
（5）在丙图中将滑动变阻器滑片滑到a端，电路为灯泡的简单电路，电压表测电源电压，则电源电压为Ua；再滑到b端，灯泡与变阻器的最大阻值串联，电压表测灯两端的电压，即此时灯泡的电压为Ub，由串联电路电压的规律，变阻器的电压为U滑＝Ua﹣Ub，由串联电路中各处的电流相等和欧姆定律可得，，滑片滑到a端时，为灯泡的简单电路，由欧姆定律可得电源电压U＝IaRL2①，再滑到b端时，灯与变阻器的最大电阻串联，由欧姆定律和串联电路的规律，电源电压为U＝Ib×（R滑+RL2）②，由①②解得。
5、（2020·江苏南通市·中考真题）小明探究铅笔芯的电阻大小与长度的关系时，找来一支铅笔芯，测量其长度并用两枚金属回形针夹住其两端进行实验。
（1）图甲是测铅笔芯电阻的电路，请用笔画线代替导线将其连接完整。

①闭合开关，发现两电表均无示数，为排查故障他将电压表改接在变阻器两端，发现电压表有示数，则电路故障可能是____｡
②排除故障，移动滑片P，电流表示数为0.14A时，电压表示数如图乙，为____V，测出的电阻为____Ω｡
（2）移动回形针，改变并测量铅笔芯接入电路的长度，实验时发现电流表损坏，他又设计了图丙电路测量电阻。
①正确连好电路，闭合开关S，将开关S1先拨至b，移动滑动变阻器滑片P，使电压表示数为U。
②再将S1拨至a，调节电阻箱旋钮至图丁位置，观察到电压表示数略大于U，他把“×1”挡的旋钮又旋了一格，发现电压表示数略小于U，此时他_____（选填“应”或“不应”）再调节滑动变阻器，以使电压表的示数恰好为U。
③推断铅笔芯接入电路的阻值_____（填写范围）。
（3）小明由上述两次实验，得出铅笔芯电阻与长度的关系，请评价他在探究过程中的不足之处∶______｡
【答案】（1）见解析①滑动变阻器断路②2.820（2）②不应③14Ω~15Ω（3）见解析
【解析】（1）电源为2节干电池，电压小于3V，所以电压表量程应选0~3V的量程，电压表与铅笔芯并联，铅笔芯串联接入电路。连接电路如图所示：

①闭合开关，电流表无示数说明电路断路，电压表接在铅笔芯两端无示数，而接在滑动变阻器两端有示数，说明滑动变阻器断路。
②电压表的量程为0~3V，分度值为0.1V，所以图乙中电压表的示数为2.8V；由欧姆定律可知电阻为。
（2）②应用等效法测电阻时，滑动变阻器的电阻应该保持不变，使S1接b时铅笔芯两端电压与S1接a时电阻箱两端电压相等，即分压效果相等，电阻箱的电阻等于铅笔芯电阻。所以实验时不应该移动滑动变阻器。
③图丙中电阻箱的阻值为15Ω，观察到电压表示数略大于U，他把“×1”挡的旋钮又旋了一格，发现电压表示数略小于U，则由串联分压规律可知此时电阻箱阻值变小，即电阻箱的阻值调为14Ω，所以铅笔芯接入电路的阻值为14Ω~15Ω。
（3）实验次数太少，具有偶然性。
6、（2020鄂尔多斯）小明同学用“伏安法”测额定电压为2.5V小灯泡的电阻，实验电路如图甲。

(1)请用笔画线代替导线，在图甲完成实物电路连接（要求：滑动变阻器滑片P向右移动，小灯泡变暗）；
(2)连接好电路，闭合开关，小明发现电压表有示数，电流表无示数，移动滑片P，两表示数均无变化，则故障为______。小明排除故障后按要求完成实验，并根据实验数据绘制成U-I图象，如图乙，则小灯泡正常发光时的电阻为______Ω；
(3)細心的小明发现实验所得U-I图象不是条直线，其原因是______；
(4)实验结束后，小华同学想利用此实验器材测量额定电压为3.8V小灯泡的额定功率。但此时他发现电压表损坏了，于是用一个已知阻值为R0的定值电阻，利用图丙电路，也测出了小灯泡的额定功率。请完成下列实验步骤：
①闭合开关S、S1，断开开关S2，移动滑片，使电流表示数为______；
②闭合开关S、S2，断开开关S1，保持滑片位置不变，读出电流表示数为I；
③灯泡的额定功率P额=______（用已知量和测量量表示）。
【答案】（1）见解析（①②两种接法均可）（2）小灯泡断路（或小灯泡烧坏了小灯泡接触不良小灯泡灯丝断了均可）10（3）灯丝电阻随温度的升高而增大（或灯丝电阻是变化的灯丝电阻受温度影响均可）（4）
【解析】（1）滑动变阻器滑片P向右移动，小灯泡变暗，电路中电阻变大，滑动变阻器应接下端左边接线柱。
；
（2）闭合开关，电流表无示数，说明电路是断路，电压表有示数，说明与电压表并联部分断路，故为小灯泡断路；如图乙，当电压为2.5V时，电流为0.25A，故小灯泡正常发光时的电阻为10Ω；
（3）小灯泡两端电压升高时，实际功率变大，温度升高，灯丝电阻随温度的升高而增大；
（4）图丙中小灯泡与R0并联，当定值电阻两端电压为3.8V时，小灯泡即可正常发光，故定值电阻中的电流为；I为干路电流，减去R0中的电流即为小灯泡中的电流，故小灯泡的功率为。
7、（2020营口）下面是小彬和小辉等同学进行的电学实验。
（1）小彬为了“探究电流跟电阻的关系”，连接了如图甲所示的电路。

①请你在甲图中用笔画线代替导线完成电路的连接；
②小彬看到了邻组同学在闭合开关后，电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧，原因是______；
③小彬先将5Ω的电阻接入电路，调节滑动变阻器的滑片使电阻两端的电压为2V；再将5Ω的电阻换成10Ω的电阻，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为______V；
④小彬保持滑动变阻器的滑片位置不变，把10Ω的电阻换成10Ω的电阻，为了使电压表的示数保持不变，应将滑动变阻器的滑片适当向______（选填“左”或“右”）端移动；
⑤小彬将数据记录在表格中，分析实验数据可得出：当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成______；
电压U/V
2
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.4
0.2
0.1
（2）小彬将电阻换成标有“2.5V”字样的小灯泡，测量其额定电功率。
①正确连接电路，闭合开关、发小灯泡不亮，电压表、电流表均无示数，产生这种现象的原因可能是滑动变阻器______（选填“短路”或“断路”）；
②排除故障，继续实验，小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电流是______A，额定功率是______W；
（3）小辉同学准备测小灯泡的额定功率，检查实验器材时，发现缺少电压表，滑动变阻器均标有“20Ω 2A”字样，小灯泡的额定电流是0.25A，于是他利用现有的实验器材，设计了如图丙所示的电路图。请你帮助小辉完成实验：
①闭合开关S1，开关S2接b，R2阻值调到最大处，R1阻值调到0，此时电流表的示数为0.3A；
②将R1阻值调到最大，闭合开关S1，开关S2接a，______，小灯泡正常发光；
③保持R1接入电路的阻值不变，闭合开关S1，开关S2接b，R2滑片仍在阻值最大处，此时电流表的示数为0.2Ａ。
则小灯泡额定功率P额＝______W。
【答案】（1）①见解析　　②电流表正负接线柱接反了③2④左⑤反比（2）①断路②0.20.5（3）②调节滑动变阻器R1的滑片，使电流表的示数为0.25A③0.875
【解析】（1）①电压表选用小量程与电阻并联，如下图所示：
；
②电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧，原因是电流表正负接线柱接反了。
③根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向左端移动，使电压表的示数为2V。
④保持滑动变阻器的滑片位置不变，把10Ω的电阻换成20Ω的电阻，为了使电压表的示数保持不变，由③知应将滑动变阻器的滑片适当向左端移动。
⑤分析实验数据可知，电阻为原来的几倍，通过的电流为原来的几分之一，故得出：当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。
（2）①闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表、电流表均无示数，说明电压表与电源之间某一部分为断路，因此产生这种现象的原因是滑动变阻器断路。
②读图乙可知，电流表的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，其示数为0.2A，则小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（3）②将R1阻值调到最大，闭合开关S1，开关S2接a，要使小灯泡正常发光，则应调节滑动变阻器R1的滑片，使电流表的示数为0.25A。
③闭合开关S1，开关S2接b，R2阻值调到最大处，R1阻值调到0，此时电流表的示数为0.3A，电路为R2得简单电路，电源电压为U=I1R2=0.3A×20Ω=6V，根据步骤③可得0.2A×20Ω+0.2A×R1=6V,解得R1=10Ω，又小灯泡的额定电流是IL=0.25A，根据步骤②可得0.25A×RL+0.25×10Ω=6V，解得RL=14Ω，小灯泡额定功率P额=IL2RL=（0.25A）2×14Ω=0.875W。
8、（2019抚顺）在探究“电流与电阻的关系”实验中，小硕选用如下器材：电压恒为5V的电源阻值为5Ω、100Ω、200Ω的定值电阻，规格为“30Ω 1A”的滑动变阻器，电流表电压表，开关和若干导线。

（1）如图甲所示为小硕连接的实验电路，闭合开关前发现电路中有一根导线连接错误，请在连接错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确。
（2）改正错误后，用开关试触，发现电压表指针迅速摆到表盘最右端，电流表指针几乎未动．小硕分析可能是定值电阻发生了_____故障。
（3）排除故障后，调节滑动变阻器的滑片，电压表示数如图乙所示，其示数为_____V。断开开关，保持滑动变阻器滑片位置不动，将5Ω电阻换成10Ω电阻，闭合开关，应将滑片向_____（填“左”或“右”）移动，使电压表示数与第一次实验示数相同此时电流表示数应为_____。
（4）在探究过程中，小硕发现，为了保持定值电阻两端电压不变，只要滑动变阻器连入电路阻值与电路中定值电阻阻值之比为_____即可。
（5）多次实验后，根据数据可以得出结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成_____。
（6）小硕利用如图丙所示电路测量额定电流为0.2A小灯泡的额定功率，已知定值电阻R0的阻值为10Ω，电源电压未知且大于小灯泡的额定电压。
①开关S1接b，S2接d，电流表示数为0.6A，则电源电压为_____V。
②开关S1接a，S2接c，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为_____A，此时小灯泡正常发光。
③开关S1接b，S2接c，使滑动变阻器的滑片_____（填“移到上端”、“保持不动”或“移到下端”），电流表示数为0.3A。
④小灯泡额定功率P额＝_____W。
【答案】（1）见解析（2）断路（3）2 右 0.2A （4）3：2 （5）反比（6）①6 ②0.2 ③保持不动④0.8
【解析】（1）原电路中，电流表与电阻并联，电压表串联在电路中是错误的，电流表应与电阻串联，电压表与电阻并联，如下所示：

（2）用开关试触，电压表指针迅速摆到表盘最右端，电流表指针几乎未动，可能是定值电阻发生了断路；
（3）排除故障后，调节滑动变阻器的滑片，电压表示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值为0.1V，其示数为2V；根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，使电压表的示数不变；由欧姆定律，电流表示数I＝＝0.2A；
（4）实验中保持定值电阻两端电压不变，由串联电路电压的规律，变阻器的电压U滑=5V﹣2V＝3V，由分压原理，滑动变阻器连入电路阻值与电路中定值电阻阻值之比为U滑:U定=3V:2V=3:2；
（5）根据数据可以得出结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；
（6）①开关S1接b，S2接d，电流表示数为0.6A，为定值电阻的简单电路，由欧姆定律，则电源电压U＝I1R0＝0.6A×10Ω＝6V；
②开关S1接a，S2接c，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为0.2A，此时小灯泡正常发光；
③开关S1接b，S2接c，使滑动变阻器的滑片保持不动，电流表示数为0.3A；
④在③中，变阻器与定值电阻串联，由欧姆定律，定值电阻的电压U0＝I′R0＝0.3A×10Ω＝3V，变阻器的电压U滑=U-U0=6V﹣3V＝3V，由分压原理，变阻器连入的电阻；
在②中，由欧姆定律，变阻器的电压U滑＝IR滑＝0.2A×10Ω＝2V，根据串联电路电压的规律，灯的额定电压为U额＝6V﹣2V＝4V，小灯泡额定功率P额＝U额I额＝4V×0.2A＝0.8W
9、（2020福建）“测量小灯泡的额定功率”实验中，器材有电源、滑动变阻器、两个电流表、小灯泡（U额为3.8V）定值电阻R0（阻值为10Ω）、开关及若干导线。

（1）根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙中未画出的两条导线补充完整；
（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片P应置于______（选填“A”或“B”）端；
（3）正确连接电路后，闭合开关，发现灯不亮，两电流表有示数且相同，故障可能是______或______；
（4）排除故障后，为了测量小灯泡的额定功率，移动滑动变阻器的滑片，直到电流表A2示数为______A时小灯泡正常发光，电流表A1的示数如图丙，该示数为______A，则小灯泡的额定功率为______W。
【答案】（1）见答案（2）A （3）小灯泡处断路 R0处短路（4）0.38 0.70（或0.7） 1.216
【解析】（1）由图甲知，灯泡与R0并联，电压相等，灯泡额定电压为3.8V，灯泡正常发光时，通过电流表A2的电流0.6A，故电流表A2的量程选“0∼0.6A”，对照图甲连接如下：
；
（2）闭合开关前，滑片滑到阻值最大处，阻值最大处在A端。
（3）闭合开关，发现灯不亮，可能是电路断路或并联部分出现短路，两电流表有示数且相同，说明是小灯泡处断路或R0处短路。
（4）定值电阻与灯泡并联，它们两端的电压相等，当并联电压等于灯泡的额定电压UL=3.8V时，灯泡正常发光，由(1)知，此时电流表A2的示数为0.38A，由图丙知，电流表A1的量程是0～3A，最小分度值是0.1A，电流表A1读数I1=0.7A，流过灯泡的电流IL=I1−I2=0.7A−0.38A
=0.32A，灯泡的额定功率P=ULIL=3.8V×0.32A=1.216W。
10、（2020河北）学习了电功率后，小明利用如图1所示的电路图来探究小灯泡功率跟电阻的关系。L1规格为“2.5V 0.25A”、L2额定电压是4.5V、L3额定电压是6V，可调电压电源。图3是小灯泡L2和L3的I﹣U图象。

（1）请根据图1所示电路图用笔画线代替导线将图2所示实物图补充完整。
（2）电路连接完成后，小明只闭合开关S1，发现电流表有示数，但小灯泡不发光，原因是。
（3）如表是实验中的相关数据。
实验次数
开关状态
电源电压
电流表示数
小灯泡电阻
小灯泡功率
1
只S1闭合
U
0.25A
R1＝10Ω
P1＝0.625W
R2＝2Ω
P2＝0.125W
R3
P3＝0.25W
2
只S1、S2闭合
2.5V
0.50A
R3＝5Ω
P3＝1.25W
3
只S1、S3闭合
0.25A
R1＝10Ω
P1＝0.6125W
4
S1、S2、S3均闭合
1.30A
R2＝4.55Ω
P2＝1.375W
第1次实验中电源电压U＝______V，L3的阻值R3＝______Ω。
（4）分析表中数据可得出，规格不同的小灯泡消耗的实际功率跟电阻的关系是：
①；
②。
【拓展】完成实验后，老师告诉小明用一个稳压电源和一个滑动变阻器可以制作成一个可调电压电源。将自制的可调电压电源（稳压电源电压恒为6V）、电流表、小灯泡L3和开关串联，如图4所示。将滑片置于阻值最大处，闭合开关，向左移动滑片，当滑片从A点滑到最左端B点时（A、B两点图中未标出），电流表示数变化了0.1A，则RAB＝______Ω。
【答案】（1）见解析（2）电源电压太低，灯的实际功率太小（3）44（4）①当电流相同时，电功率与电阻成正比②当电压相同时，电功率与电阻成反比【拓展】7
【解析】
（1）根据电路图连接实物图，如下所示：
；
（2）电路连接完成后，小明只闭合开关S1，发现电流表有示数，则电路为通路，但小灯泡不发光，原因是灯的实际功率太小，即电源电压太低。
（3）第1次实验中，即只闭合S1时，三个电阻串联，因串联电路各处的电流相等，即为0.25A，P3＝0.25W，根据P＝UI，R3的电压为，由欧姆定律，R1的电压为
U1＝IR1＝0.25A×10Ω＝2.5V，同理，R2的电压为U2＝0.5V，根据串联电路电压的规律，电源电压U＝U1+U2+U3＝2.5V+0.5V+1V＝4V，由欧姆定律，L3的阻值。
（4）根据表中第1次实验数据可知，当电流相同时，电功率与电阻成正比；根据表中第2、3、4次实验数据，当电压相同时，电功率与电阻成反比。
【拓展】滑片移动到最左端时，电路为L3的简单电路，灯的电压为6V，由图3知，电路的电流为0.6A，滑片在A点时，变阻器与灯串联，电路的电流为I′=0.6A-0.1A=0.5A，由图3知，灯的电压为2.5V，根据串联电路的规律及欧姆定律，变阻器连入电路的电阻。