2024年中考物理专题训练——电学实验

这是一份2024年中考物理专题训练——电学实验，共15页。
（1）根据图甲所示电路图连接成了图乙所示的实物电路，其中只有一根导线连接错误，请在这根导线上打叉并用笔重新画一根正确连接的导线，连线不要交叉；( )
（2）改正图乙电路后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最 端；
（3）正确连接电路后闭合开关，小量发现电流表和电压表都有较大示数，移动滑片两表的示数均不变，则电路中的故障可能是 ；
（4）排除故障后连好电路，小量将电源电压调为6V；
①接入10Ω的定值电阻后，移动滑片，电流表示数如图丙所示为 A；
②保持滑动变阻器滑片位置不变，将10Ω定值电阻换为15Ω定值电阻后，闭合开关电流表的示数会 0.26A（选“大于”“小于”或“等于”），此时可将滑动变阻器滑片向 移动（选填“左”或“右”），直到电压表示数回到原来值；
③实验中发现当5个定值电阻的某个电阻接入电路时，实验无法完成，这个定值电阻的阻值为 Ω；
④为了顺利充成5次实验，小量将电流表调至0-3A量程，并更换部分器材，下列方案可行的是 ；
A．将可调电源电压的值设为5V，其余不变
B．滑动变阻器调整为“15Ω 1A”，其余不变
C．将30Ω的定值电阻更换为25Ω的定值电阻，其余不变
D．将电压表控制不变的电压值U0设在2.5V-3.6V范围内，其余不变
2．实验小组的同学利用如图甲所示的电路进行探究，电源电压恒为，电压表V量程（），电流表A量程（），更换5个不同阻值的定值电阻R，得到如图乙所示的图像：
（1）该小组同学所探究的问题是： ；
（2）将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）根据图像五次记录实验数据可知，电压表的示数为 V；
（4）当R的电阻由更换为时，闭合开关后，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，为了保证完成实验，则滑动变阻器的阻值至少是 ；
（5）由实验数据和图像可得出该实验的规律是 。
【拓展】数学中正比例函数的图像如丙图所示，其中k叫做图像的斜率。在物理学中，正比例函数关系的图像中斜率往往具有一定的实际意义。例如匀速直线运动的的图像，其斜率表示速度。在本次实验中，如果把图像转化为的图像，则其斜率表示 。
3．如图所示，在探究“通过导体的电流与导体两端电压关系”实验时，电源电压为3V保持不变，滑动变阻器规格“20Ω 1A”。

（1）根据图甲连接电路时，开关应 ；
（2）闭合开关，调节滑动变阻器，测得多组电流、电压的数据，记录在表二中；
（3）通过计算，第 次数据一定是拼凑的；
（4）排除错误数据后，根据表格数据，可以得到结论；当导体电阻一定时，通过导体的电流和导体两端的电压成 比；
（5）增加5Ω、15Ω、20Ω的定值电阻，利用上述的实验器材和电路还可以探究“电流与电阻的关系”。
①先将5Ω的定值电阻接入电路中，调节滑动变阻器，当电压表示数为2V时，记录电流表的示数；
②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，向 （选填“左”或“右”）移动滑动变阻器滑片，移动过程中眼睛注视 （选填“电压表”或“电流表”）的示数；
③换接不同的定值电阻，重复上述的实验步骤，绘出电流I与电阻倒数变化的图像如图乙，由图乙可知：电压一定时，电流与电阻成 比；
④对“探究电流与电阻关系”的实验过程进一步分析、论证，绘制了实验过程中“电流与定值电阻、电流与滑动变阻器，电流与总电阻”之间的图像，如图丙，其中反应电流与总电阻关系的是 （选填“a”、“b”或“c”），图中阴影部分面积表示的物理含义是 。
4．为探究导体电阻大小的影响因素，小花同学利用同种合金材料制成的a、b、c三条电阻丝（不考虑温度对电阻的影响）进行实验，A、C长度相同，B、C粗细相同，如图所示。连接电路，分别接入电阻丝A、B、C。

（1）如图1所示电路，实验前最好在导线a、b间连接 （选填“导线”或“电阻”），目的是为了 ；在M、N之间分别接上不同导体，闭合开关，通过观察 来比较导体电阻大小；
（2）依次把M、N跟电阻丝A、C的两端连接，闭合开关，发现接电阻丝C时电流表的示数较大，分析比较A、C两根电阻丝电阻的大小，可探究电阻跟 的关系，其结论是：导体的长度和材料一定时，横截面积越大，其阻值越 。以上方法在研究物理问题时经常用到，被称为 。下列四个实验中没有用到此方法的有哪些： ；
A．探究平面镜成像的特点实验
B．探究电流与电压、电阻的关系实验
C．探究影响压力作用效果因素的实验
D．探究滑动摩擦力大小的影响因素实验
（3）若将电阻丝C均匀拉伸，使其横截面积变为原来的一半，则此时该电阻的阻值变为原来的 倍；
（4）小花同学更换了电源（电压为4V）和电流表，添加了电压表和滑动变阻器，滑动变阻器规格为“30Ω 0.5A”，并设计了图2所示的电路来探究电流与电压的关系。
①闭合开关后，观察到电压表示数接近电源电压，电流表无示数，出现该故障的原因是 ；
②排除故障后，开始测量并将实验数据记录在表中，当电压表示数为2.0V时，电流表示数如图3所示，为 A。
③雷老师发现表格数据中的电流不与电压成正比，则出现问题的原因是 。
5．小刚和小强在组成串并联电路的实验中。
（1）在连接过程中，开关应该是 （选填“断开”或“闭合”）的；
（2）小刚连接了如图所示电路，如果合上开关，两个灯泡都将 （选填“不会发光”或“会被烧坏”），出现 （选填“开路”或“短路”）现象；
（3）小刚想将电路全部拆散，重新连接。小强认为只需拆除 这一根导线，就能成为两灯 （选填“串联”或“并联”）的正确电路；
（4）小强认为，在小刚连接的电路中，如果将某根导线的一端移接到另一位置，电路就能成为两灯并联的正确电路了。请在图中要移接的导线上打上“”号，并用虚线画出改动后的导线；
（5）小刚连接了一个由两个灯泡组成的电路，闭合开关两灯都亮，则两灯的连接方式 。

6．小海做“探究并联电路中电流的规律”的实验。

（1）实验开始前，小海检查器材时发现电流表指针的位置如图甲所示，出现这种情况的原因是 ；
（2）闭合开关，电流表示数如图丙所示为 A；
（3）小海测量L2的电流，想在图乙电路图只改动一根导线来测量L2的电流，请你在图中改动的导线上画“×”，并补画上改动后的导线 ；
（4）按（3）改动好电路，闭合开关，电流表的偏转和图丙一致，通过灯泡L1的电流为 A；
（5）若闭合开关后，小海发现两灯都发光，由于导线弯曲较乱，一时无法确定电路是串联还是并联，请你帮他想出一种简单可行的判断方法： 。
7．某校兴趣小组的同学们做了如下两个电学实验：
甲组在测量额定电压为2.5V小灯泡正常发光时的电阻实验。

（1）将图甲的电路连接完整。要求：滑动变阻器向左移动时，电流表示数变大；
（2）闭合开关，移动滑片P，使电压表示数为2.5V。此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时电阻为 Ω（结果保留一位小数）；
（3）在探究过程中，由于操作有误，在未断开开关的情况下，直接将小灯泡从灯座上拔出，那么拔出小灯泡后电压表的示数 （选填“变大”“变小”或“不变”）；
乙组同学在没有电压表的情况下，利用电流表和定值电阻，设计了图丙的实验电路测量小灯泡的额定功率，已知小灯泡的额定电压为U额，定值电阻的阻值为R0，实验步骤如下：
（4）闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器，使电流表示数为 ，此时小灯泡正常发光；
（5） ，保持滑动变阻器滑片位置不变，读出此时电流表的示数为I；
（6）测得小灯泡的额定电功率P额= （用U额、I和R0表示）
8．在测量未知阻值Rx的电阻实验中，设计了如图甲所示的实验电路并进行了连接。

（1）图甲是小明连接的电路，其中有一根导线连接有误，请在该导线上打“×”，并在原图上画出正确的连线；
（2）改正错误接线后进行实验，实验前应将滑片P移到最 （选填“左”或“右”）端；小明闭合开关S，发现电流表没有示数，电压表示数很大，则电路故障可能是 。
（3）纠正错误后，闭合开关S，移动滑片P，当电压表示数为2.4V，电流表示数如图乙所示，则未知电阻Rx= Ω。
（4）若实验中只有一个电压表和一个已知阻值为R0定值电阻，小明设计了如图丙所示的电路，同样可以测量未知电阻Rx的阻值，请将实验步骤补充完整。
①闭合开关S，断开开关S1，用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1，
② ，用电压表测出电源电压为U；
③请写出未知电阻Rx阻值的表达式：Rx= （用U、U1和R0表示）。
9．在“探究通电导体中电流与电阻的关系”实验中，电源电压为4.5V且保持不变，滑动变阻器的规格为“20Ω，2A”，选用30Ω、25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω的定值电阻R由大到小依次正确接入电路。

（1）用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片P向A端移动时，电路中电流变大，导线不得交叉；
（2）连接好电路，闭合开关，发现电压表无示数，电流表有示数，移动滑片时，电流表示数随之变化。则故障可能是 ；
（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变化的图像，由图像可知R两端电压为 V；
（4）某次实验，更换电阻后，没有移动滑动变阻器的滑片P，直接闭合开关S，此时电压表示数如图丙所示，为 V，则刚拆下电阻R的阻值为 Ω，为保持定值电阻两端电压一定，滑动变阻器的滑片P应向 （选填“A”或“B”）端滑动。
10．小娜用如图1甲所示的装置“测量定值电阻的阻值”，电源选用两节新干电池。
（1）闭合开关后，将会看到如图1 （选填“乙”或“丙”）所示的情况，应该怎样改正？ ；

（2）改正错误后，小娜移动滑动变阻器的滑片，当滑片P滑到某一位置时，两表读数如图2所示，由此可知该定值电阻的阻值为 。接下来，小娜应该如何操作，才能使所测的阻值更准确？ （填出序号即可）；

A．在可能的情况下，使加在电阻两端的电压要尽量高一些
B．继续移动滑片，改变待测电阻两端的电压，多次测量电压及电流的值，根据每次电压及电流值算出电阻，最后求出电阻的平均值
C．断开开关，分别换用电压为和6V的电源，再闭合开关，分别测量出对应的电压值与电流值，根据每次电压及电流值算出电阻，最后求出电阻的平均值
（3）同学小刚用同样的方法测量出另一不同阻值的定值电阻的阻值，而另一组小合同学用正确的方法测量小灯泡灯丝的电阻值。实验后三人合作，绘制出如图3所示的坐标图。其中，图象 （选填“甲”“乙”或“丙”）是小刚所测的电阻值。小合所测结果如图乙所示，你认为出现这种结果的原因： ；
（4）同学们分别设计了只用一个电流表、一个定值电阻即可测量定值电阻阻值的电路图，如图4所示，你认为能够完成测量任务且最便捷准确的是 （填出序号即可）；

（5）作出正确选择后，同学们合作完成测量。他们先闭合开关S1，测出通过定值电阻Rx的电流为Ix，接下来，他们应该 。请用测量值Ix、I0和已知量R0来表示Rx的阻值：Rx= 。
11．学习了伏安法测电阻后，小雨小组想进一步探究电阻与材料、长度和横截面积的定量关系，他们将不同导体接在图示电路的A、B之间进行实验，得到数据如下表：
（1）分析数据表格，归纳得出R=k ，其中k锰铜= （填上数值和单位）。将数据表格形式变成公式形式，运用了 法；
（2）小红通过对数据的进一步分析，发现同种材料的k值是一定的，不同材料的k值一般不同。k的值反映的是导体电阻与 的关系；
（3）小雨向老师请教，老师说，k的物理意义与比热容的相似，它反映了导体材料的一种特性，我们把它称之为电阻率，用ρ表示。请你类比比热容的定义，写出电阻率的定义： ；
（4）判断：电阻率大的导体电阻大；
（5）小雨想制作一些个头小巧的定值电阻，他找到了一些材料的电阻率如下表，你认为选择以下 材料更合适；
（6）小明查阅资料发现：电阻率其实还与温度等因素有关。金属材料在温度不高时，电阻率ρ与温度t的关系为ρ=ρ0(1+αt），式中ρ与ρ0分别是t℃和0℃时的电阻率；α是电阻率温度系数，与材料有关。定值电阻的电阻值在常温范围下随温度变化极小，因此，制作定值电阻时，应选用电阻率温度系数α较 的材料。
12．小明、小红和小亮在做“探究影响导体的电阻大小因素”实验时，做出了如下猜想。
猜想一：导体的电阻可能与导体的长度有关。
猜想二：导体的电阻可能与导体的横截面积有关。
猜想三：导体的电阻可能与导体的材料有关。
实验室提供了4根电阻丝，其规格、材料如下表所示
（1）如图所示电路，闭合开关后，在M、N之间分别接上不同导体，通过观察相关现象来比较导体电阻大小，小明、小红和小亮对图中的电路设计提出了自己的观点：
小明认为：电流表是多余的，观察灯泡的亮度就可以判断导体电阻的大小。
小红认为：灯泡是多余的，根据电流表示数的变化就可以判断导体电阻的大小。
小亮认为：灯泡和电流表同时使用更好，因为灯泡可以保护电路，从而防止烧坏电流表。
你赞同 （选填“小明”、“小红”或“小亮”）的观点。
（2）为了验证猜想二，可依次把M、N跟 （选填“A、B、C、D”）的两端相连，闭合开关，记下电流表的示数，分析比较这两根电阻丝电阻的大小。
（3）依次把M、N跟电阻丝A、B的两端连接，闭合开关，电流表的示数不同，分析比较A、B两根电阻丝电阻的大小，可探究电阻跟 的关系，其结论是 。
（4）小丽在探究同样的课题时，手边只有一根电阻丝，那么，她利用这根电阻丝和上述电路，不能够完成猜想 （选填“一”、“二”或“三”）的实验验证。
（5）以上方法在研究物理问题时经常用到，被称为控制变量法。下列4个实验中没有用到此方法的是
A．探究杠杆的平衡条件
B．探究影响重力势能大小的因素
C．探究不同物质吸热升温的现象
D．探究串、并联电路电流与电压的特点
13．小华用如图甲所示的实验器材探究“电流与电阻的关系”。电源电压恒为3V，滑动变阻器上标有“ 20Ω ”字样，阻值分别为5Ω、10Ω、、50Ω的定值电阻各一个。

（1）小华正确连接电路后，将5Ω定值电阻接入电路，闭合开关，发现电流表有示数，电压表的指针超过量程，则小华操作中出现的错误是 ；小华改正错误后继续实验，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数如图乙所示，此时电路中的电流为 A。
（2）将5Ω定值电阻换成10Ω定值电阻，闭合开关，为了保持 表的示数不变，应将滑动变阻器的滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动，记录此时各表的示数。
（3）将10Ω定值电阻换成20Ω定值电阻，重复步骤。
（4）实验记录的多组数据如上表所示，分析数据可得出结论： 。
（5）实验结束后，小华问老师在此实验中能否换用50Ω的定值电阻进行实验，老师指导小华分析了不能更换的原因，你认为其原因是 。
14．用图甲所示电路“探究电流与电阻的关系”。电源电压为4.5V不变，滑动变阻器规格为“20Ω 1A”，有4Ω、6Ω、8Ω、10Ω、12Ω的定值电阻各一个。

（1）用笔画线代替导线把图甲电路连接完整，要求：当滑片P向左滑动时，变阻器接入电路的电阻变大；
（2）连接电路时，开关应该 （选填“断开”或“闭合”）；
（3）先接入12Ω定值电阻，闭合开关，移动变阻器的滑片P至合适位置，电压表的示数如图乙所示，示数为 V，记下电流表的示数。断开开关，将12Ω电阻换成10Ω后，闭合开关，移动变阻器的滑片P使 表的示数与前一次相同，记录相关数据；
（4）依次改变电阻R的阻值，共测得五组实验数据，根据实验数据，在图丙的坐标系中描绘出I～R图像为曲线A；
①由图像可得出的结论是： ；
②根据上面所测的五组实验数据，把每次实验时记录的电流值和对应变阻器RP的阻值，在图丙坐标系中描成点，将这些点绘成曲线B，发现曲线B与曲线A （选填“有交点”或“无交点”），其原因是 ；
③本实验的主要研究方法是“控制变量法”，下列物理教材中的实验，没有用到“控制变量法”的有 。
A．探究二力平衡的条件
B．探究影响液体内部压强的因素
C．用电流表和电压表测量定值电阻的阻值
15．小明同学在“测量小灯泡电功率”实验中，所用电源电压恒为3V，小灯泡上标有“2.5V”字样，滑动变阻器铭牌标注有“30Ω 1A”字样。

（1）该实验的实验原理是 ；
（2）用笔画线代替导线，帮小明将图甲中未完成的电路连接好；
（3）闭合开关S前，应将滑片P调到 （选填“A”或“B”）端；
（4）正确连接好电路后闭合开关，小明发现电压表无示数，电流表无示数，灯泡不亮，移动滑片P时电压表仍然无示数，灯泡不亮，电路的故障可能是 ；
A．灯泡短路 B．滑动变阻器连接了两个下接线柱
C．灯泡开路 D．滑动变阻器开路
（5）电路故障排除后，小明闭合开关，调节变阻器滑片到某一位置时，电压表示数如图乙所示，现要测定小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P适当地向 （选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V；
（6）滑片P移动过程中，小明记录了多组实验数据，由此绘制了如图丙所示的小灯泡的U-I图像，由图知：灯泡额定功率是 W；
（7）完成上述实验后，小明继续探究电流与电阻的关系，他找来三个定值电阻（5Ω、10Ω和20Ω）替换小灯泡，每次实验电压表示数恒为1V。当用20Ω电阻实验时，发现无论怎样改变滑动变阻器的阻值，都无法使电压表示数为1V。为了顺利完成三次实验，小明应控制电压表示数范围为 。
16．某小灯泡的额定电流为0.3A，图1是小明测量该灯泡额定电阻的实验电路。

（1）请用笔画线代替导线，将滑动变阻器连入电路，使之接入电路的阻值最大 ；
（2）闭合开关进行实验时，若图中导线M发生了断路，则在调节滑片的过程中，会发现电压表的示数为 V、电流表的示数为 A；
（3）小明将滑片移至某处时，两电表的示数如图2所示，小灯泡的电阻为 Ω；
（4）为测量该小灯泡的额定电阻，小强设计了图3所示实验电路，所用电源电压恒定，R1、R2均为电阻箱（0~999.9Ω）；
①实验步骤如下：
第1步：仅闭合S1，R2调至5Ω时，电流表的示数为0.3A；
第2步：仅闭合S2，R1、R2分别调至6Ω和9Ω时，电流表的示数为0.3A；
则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω；
②小强对图3电路及操作进行了下列调整，其中不能完成测量的有 。
A．将R1换成导线
B．将R2换成导线
C．将R2换成适当规格的滑动变阻器
D．在实验操作时，先闭合的开关是S2
17．在“探究电流与电压、电阻的关系”的实验中，实验器材有：电压恒为4.5V的电源、电流表、电压表、开关、R1＝10Ω、R2＝16Ω、R3＝30Ω的定值电阻各一个，规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器，导线若干。

（1）如图甲是小新同学探究“电流与电压关系”的电路图。请根据该电路图，帮小新用笔画线代替导线，在乙图中将实物连接完整。
（2）在闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到最 端（填“左”或“右”）。闭合开关后发现，电流表没有示数，电压表有示数并接近电源电压，其故障原因为定值电阻R （填“短路”或“断路”）。
（3）排除故障后，接着同组的小华同学想探究“电流与电阻关系”，实验时，她将10Ω电阻接入电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，直到电压表示数如丙图所示，记为 V，并记录电流表的示数；断开开关，保持滑动变阻器滑片的位置不变，接着把10Ω换为16Ω的电阻接入电路，闭合开关，此时电压表的示数为 V；为保证电压表的示数达到所控制的电压，应将滑动变阻器滑片向 （填“左”或“右”）移动。
（4）为了多获得几组数据，小华接着用30Ω的电阻替换16Ω的电阻，发现无论怎样调节滑片P，都无法使电压表的示数与所控制的电压相同。仅利用上述器材，将部分电路进行改进，便可完成实验，请在图戊中的虚线框内，将改进后的电路补充完整。
（5）通过实验得到电流随电阻变化的图像如丁图所示，由此可知：在导体两端电压一定时，通过导体的电流与其电阻成 比。
（6）完成以上实验之后，小新利用电源（电压恒定）、电流表、阻值为R0的定值电阻、铭牌磨损的滑动变阻器、开关和单刀双掷开关各一个，设计了如图己所示的电路，测量未知电阻Rx的阻值，请将实验步骤补充完整：
①开关S闭合，开关S1接a时，移动变阻器的滑片到某一位置，此时电流表的示数为I1；
②开关S闭合，开关S1接b时，使变阻器的滑片 （选“向左调节”、“向右调节”或“保持不变”），此时电流表的示数为I2；
③电阻Rx＝ （用I1、I2和R0表示）。
18．小明同学利用图甲所示的电路来测量一未知电阻Rx。

（1）请用笔画线代替导线，将图甲中实物电路连接完整；( )
（2）闭合开关后，调节滑动变阻器，当电压表的示数为1.2V时，电流表的示数如图乙所示，则Rx = Ω；
（3）该同学又设计了如图丙所示的测量电路，测量小灯泡正常发光的电阻和额定功率，其中R0是已知定值电阻，请在空格内把实验步骤补充完整；
① 闭合开关S，调节滑动变阻器，使灯泡正常发光；
② S′接 ，测出灯泡与R0串联后的电压U；
③ 保持滑动变阻器滑片的位置不变，再将S′接 ，测出R0两端的电压U1；
④ 小灯泡正常发光时的电阻为 ，小灯泡的额定功率P额 = 。（两空均用R0、U 和U1表示）实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.8
1.2
1.8
2.4
2.8
电流I/A
0.08
0.12
0.18
0.24
0.28
电压
3.0
2.5
2.0
1.5
电流
0.10
0.15
0.25
导体编号
材料
长度l/m
横截面积S/m2
电阻R/Ω
a
锰铜合金
1.0
2×10-7
2.0
b
镍铬合金
1.0
2×10-7
5.0
c
镍铬合金
1.0
4×10-7
2.5
d
镍铬合金
2.0
4×10-7
5.0
材料
银
铜
金
铝
铁
康铜
镍铬合金
电阻率/Ω⋅m
1.6×10-8
1.75×10-8
2.4×10-8
1.83×10-8
9.78×10-8
5.0×10-7
1.0×10-6
编号
材料
长度
横截面积
镍铬合金
镍铬合金
镍铬合金
锰铜合金
实验次数
定值电阻/
电流表示数/A
1
5
2
10
0.18
3
20
0.09