2024年中考物理一轮复习 专题18 电学微专题二（7题型）（练习）（电学重点实验） （全国通用）

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\l "_Tc21104" 题型01 探究串、并联电路中电流的规律 PAGEREF _Tc21104 \h 2
\l "_Tc23674" 题型02 探究串、并联电路中电压的规律 PAGEREF _Tc23674 \h 6
\l "_Tc15775" 题型03 探究影响导体电阻大小的因素 PAGEREF _Tc15775 \h 8
\l "_Tc18710" 题型04 探究电流与电压和电阻的关系 PAGEREF _Tc18710 \h 16
\l "_Tc21486" 题型05 电阻的测量 PAGEREF _Tc21486 \h 21
\l "_Tc15835" 题型06 测量小灯泡电功率 PAGEREF _Tc15835 \h 27
\l "_Tc27176" 题型07 探究影响电流热效应的因素 PAGEREF _Tc27176 \h 33
\l "_Tc19121" PAGEREF _Tc19121 \h 36
\l "_Tc19894" PAGEREF _Tc19894 \h 45
题型01 探究串、并联电路中电流的规律
1.如图所示电路，探究并联电路中电流的关系。L1与L2是两个不同规格的小灯泡，闭合开关后，通过a、b、c、d四处电流的大小关系正确的是（ ）。
A．Ia＝IbB．Ia＝IcC．Ib＝IcD．Ia＝Id
【答案】D。
【解析】根据电路图可知，两灯并联，Ia、Id为干路电流，Ib、Ic是两条支路的电流；
AB、根据干路电流等于各支路电流之和可得：Ia＝Ib+Ic；故AB错误；
C、由于两个小灯泡是不同的规格，根据并联电路各支路两端的电压相等和欧姆定律可得：Ib≠Ic；故C错误；
D、由于a、d点都在干路上，则：Ia＝Id，故D正确。故选：D。
2.如图所示，在探究“并联电路的电流特点”的实验中，小明设计了如图甲电路进行实验：
（1）实验中，小明应该选择两个小灯泡规格是________（选填“相同”或“不相同”）的；
（2）请用笔画线代替导线，按图甲中的电路图把图乙中的实物电路连接完整（导线不得交叉）；_______
（3）小明在连接电路时，开关应处于断开________（选填“闭合”或“断开”）状态；
（4）小明先将电流表接在所在的支路上，闭合开关，观察到灯发光，但灯不亮，电流表的示数为零，电路可能在的故障是_______（选填“灯断路”或“灯短路”）；
（5）排除故障后，他测出了支路上的电流，然后他把电流表依次接入电路分别测量出支路电流、干路电流，两次测得的结果都如图丙所示，则_______A、_______A．小明由此数据得出并联电路中干路电流和各支路电流的关系是________（写关系式即可）；
（6）本次实验的不足之处是：_______。
【答案】不相同；如图；断开；L1断路；0.2；1；I=I1+I2；仅有一组实验数据，结论不具有普遍性。
【解析】（1）[1]实验中，为得出普遍性的规律，选择两个小灯泡的规格应该是不相同的。
（2）[2]由图甲知，L1、L2并联，电流表与L1串联，故连接如下：
（3）[3]为保护电路，在连接电路时，开关应处于断开状态。
（4）[4]灯L1不发光，电流表的示数为零，可能是灯泡L1短路或断路造成的， 灯发光，说明电路故障是L1断路。
（5）[5][6][7]干路电流I大于支路电流I2，说明测量干路电流I使用了大量程，测量支路电流I2使用了小量程，大量程的分度值是0.1A，小量程的分度值是0.02A，因此干路电流为1A，支路电流I2为0.2A，则有0.8A+0.2A=1A
由此得出并联电路中干路电流和各支路电流的关系是：I=I1+I2。
（6）[8]本次实验只测了一组数据就得出结论，结论不具有普遍性，应更换灯泡测出多组实验数据，得出普遍性的结论。
3.在“连接并联电路”的实验中，小红同学用两个不同的小灯泡组成了如图所示的电路。
(1)连接电路时，开关S应该处于__________状态；
(2)她将所有开关闭合，发现S1支路的灯不亮，S2支路的灯发光。于是她断开所有开关，交换两灯位置后，再闭合所有开关，发现仍然是S1支路的灯不亮，S2支路的灯发光。故障的原因可能是_________；
A.某个灯泡的灯丝断路
B.干路上某根导线断路
C.S1支路某根导线断路
D.S2支路某根导线断路
(3)她排除故障后，继续进行实验。为了探究开关S1的作用，在观察灯泡发光情况时，她应该_________。
A.同时观察两个支路上的灯泡
B.只观察S1所在支路上的灯泡
C.只观察S2所在支路上的灯泡
【答案】（1）断开；（2）C；（3）A。
【解析】(1)为了电学元件的安全，在连接电路时，开关应该断开，所以开关S应该处于断开状态。
(2)如图所示，闭合所有开关后电路为并联电路，将所有开关闭合，发现S1支路的灯不亮，S2支路的灯发光，说明干路和开关S2所在支路没有问题，故BD不符合题意；交换两灯位置后，再闭合所有开关，发现仍然是S1支路的灯不亮，S2支路的灯发光，说明灯泡没有问题，只能是开关S1所在支路某根导线断路，故A不符合题意，C符合题意。
故选C。
(3)为了探究开关S1的作用，在其他两个开关闭合或者断开的情况下，通过操作开关S1，同时观察观察支路上两个灯泡的亮暗情况来判断开关S1的作用；故应该选A。
4.如图是小明在探究“串联和并联电路电流规律”的实验电路图。
（1）在连接或拆开电路时，开关必须 。使用电流表时，若不能预先估计被测电流的大小，则应先用电流表 （选填“较大”或“较小”）的量程进行试触；
（2）下表是小明按图甲进行实验时测得的三组数据。分析表中的数据，可得出的结论是：串联电路中电流处处 ；本实验测得多组数据的主要目的是 （选填“寻找普遍规律”或“减小误差”）；
（3）接着小明同学用图乙所示的电路继续探究并联电路电流规律，他要测干路中的电流，应该将电流表接在 （选填“A”、“B”或“C”）处。小明同学根据实验得出了下表数据，则他下一步最合理的操作是 。
A．分析数据，得出结论
B．换用不同规格的小灯泡，再测几组电流值
C．换用电流表的另一量程，再测出一组电流值
【答案】断开；较大；相等；寻找普遍规律；C ；B。
【解析】（1）[1][2]根据安全用电原则，连接电路时，开关要断开；在使用电流表时，若不能预先估计被测电流的大小，则应先接入大量程，若示数在小量程范围内则换用小量程，否则继续使用大量程，这叫做大量程试触法。
（2）[3]根据表格中数据可知，a、b、c三点电流始终相等，则说明串联电路中电流处处相等。
[4]本实验属于探究类实验，需要多次实验使得结论更具有普遍性。
（3）[5]图乙中只有C点处于干路上，所以应该将电流表接在C处测干路电流。
[6]由表格中的一组数据可知，实验次数太少，而且选用的灯泡相同，所以为了使结论具有普遍性，接下来应该换用不同规格的小灯泡，再测几组电流值。故选B。
5.在“探究并联电路的电流规律”实验中，某小组的同学在老师的指导下，设计了如图甲所示的电路图。
（1）电流表在使用时必须 联在被测电路中；
（2）某小组刚连完最后一根导线灯泡就亮了，实验过程中不当之处 ；
（3）小丽把电流表接入C点，当闭合开关时，发现电流表指针如图乙所示，出现这故障的原因是 ；
（4）连接正确后，测出三点的电流并记录数据，将电流表的读数写入表格；
（5）分析上表的数据，可以得出结论是： ；
（6）评估交流： 实验过程存在的问题 ；改进方案 。
【答案】串；连接电路时开关没有断开；电流表的正负接线柱接反了；0.22；并联电路中干路电流等于各支路电流之和；实验次数太少，结论有偶然性；换用不同规格的灯泡进行多次实验。
【解析】（1）[1]根据电流表的使用规则可知，电流表在使用时必须串联在被测电路中。
（2）[2]刚连完最后一根导线灯泡就亮了，说明连接电路时，开关没有断开。
（3）[3]由图乙可知，电流表指针反偏说明电流表的正负接线柱接反了。
（4）[4]由图可知，A点的电流表选择的量程为0~0.6A，分度值是0.02A，A点电流表的示数是0.22A。
（5）[5]因为0.30A+0.22A=0.52A
所以并联电路中干路电流等于各支路电流之和，即IC=IA+IB
（6）[6][7]表格中只有一组数据，得出的结论不具有普遍性，为避免实验的偶然性，使得出的结论具有普遍性，应换用不同规格的灯泡进行多次实验。
题型02 探究串、并联电路中电压的规律
1.在“探究串联电路电压的特点”实验中：
某实验小组分别测量了串联电路两端的总电压U和灯泡L1、L2两端的电压U1、U2数据如表：
（1）该小组由此得出串联电路的总电压与各部分电压的关系是 （用题中物理量符号表示）。
（2）实验过程中，若L1灯丝断了，观察到电压表V1示数为 ，电压表V2示数为 。
（3）该实验还有待改进，请写出其中一点： 。
【答案】（1）U1+U2＝U；（2）2.6V；0V；（3）换不同规格的小灯泡再进行多次实验。
【解析】（1）由图表可知，该小组由此得出串联电路的总电压与各部分电压的关系是：U1+U2＝U；
（2）实验过程中，若L1灯丝断了，电压表V1测灯Ll两端的电压此时是电源的电压，电压表V1示数为2.6V；由于电路断路，电压表V2测灯L2两端的电压，示数为0V；
（3）该实验还有待改进，电路中换不同规格的小灯泡再进行多次实验。
故答案为：（1）U1+U2＝U；（2）2.6V；0V；（3）换不同规格的小灯泡再进行多次实验。
2.我们已经学习了串联电路电压的规律，那么串联的各部分电路如何分配电源电压呢？小明利用以下实验器材进行实验：阻值不同的定值电阻若干、电压表、电压为3V的电源、开关及导线。请回答下列问题：
（1）连接电路时，应将开关处于 状态（选填：“断开”或“闭合”）；
（2）如图甲所示，小明将阻值为10Ω和5Ω的电阻分别接入电路中AB和CD两位置，闭合开关，电压表的示数如图乙所示，则AB间电压为 V。比较两电阻阻值和所分电压值可得初步结论：串联电路中，电阻值越大，其所分电压 ；
（3）为了进一步探究电压的分配规律，小明更换电阻完成了上表中2、3两次实验，观察到每次实验电压表示数几乎不变。分析实验数据发现AB间和CD间的电压之比与其对应电阻阻值之比相等，于是得出：“串联电路中各部分电路按其阻值之比分配电源电压”的结论。根据这一实验过程得出的结论是否可信？ （选填：“可信”或“不可信”），你的理由是： 。
【答案】（1）断开；（2）2；越大；（3）不可信；要得到普遍规律，实验中每次实验的电阻比值应不同。
【解析】（1）连接电路时，应将开关处于断开状态，这样连接电路时可以避免出现短路等问题的出现而损坏电路元件；
（2）电压表使用0～3V量程，分度值是0.1V，电压表的示数如图乙所示，则AB间电压为2V，
电阻10Ω通过的电流为：I＝＝＝0.2A，串联电路中电流处处相等，所以5Ω电阻两端电压U2＝IR2＝0.2A×5Ω＝1V，
所以，串联电路中，电阻值越大，其所分电压越大；
（3）实验过程中，三次实验的电阻比都是2：1，具有偶然性，实验中每次实验的电阻比不同，才能得到普遍结论，所以这次实验得到的结论不可信。
故答案为：（1）断开；（2）2；越大；（3）不可信；要得到普遍规律，实验中每次实验的电阻比值应不同。
3.在“探究串联电路电压规律”实验中，小亮按照如图1所示的电路图，连接了如图2所示的电路。
（1）请按照图1电路图，帮小亮用笔画线代替导线将图2实物图补充完整 ；
（2）闭合开关，测出灯泡L1两端电压UAB；
（3）电压表所接B点不动，只断开A接点，并改接到C接点上，测量灯泡L2电压UBC。你认为这种接法 （填“正确”或“不正确”），原因是 。改接电路时，开关应 ；
（4）改正后继续进行实验，并正确测出AC两点间电压，并将所测电压值记录在如下表格中。
于是，小亮便得出串联电路的电压规律。你认为下一步进行的操作应该是 。
【答案】如图；不正确；电压表正负接线柱接反了；断开；更换规格不同的小灯多次实验。
【解析】（1）[1]图甲中，两灯串联，电压表测灯L1的电压，因电源电压为3V，故电压表选用0~3V的量程与灯L1并联，如图所示：
（3）[2][3][4]当电压表B点不动，只断开A点，并改接到C点上时，虽然电压表此时与L2并联，但电压表的正负接线柱却是反的，闭合开关后，指针会反向偏转，所以不能测出L2两端的电压；拆接电路时，为了安全，开关必须断开。
（4）[5]由实验可知，该实验只进行了一次实验，只测出了一组实验数据，实验次数太少，不具备普遍性，应更换规格不同的小灯泡多次实验。
题型03 探究影响导体电阻大小的因素
1.某同学利用表格中的几种导体探究影响导体电阻大小的因素。下列说法正确的是（ ）。
A为检验“导体电阻跟导体长度有关”的猜想，应选用导体①与②；
B为检验“导体电阻跟导体长度有关”的猜想，应选用导体①与③；
C为检验“导体电阻跟导体横截面积有关”的猜想，应选用导体①与④；
D为检验“导体电阻跟导体材料有关”的猜想，应选用导体②与④
【答案】D。
【解析】AB．为检验“导体电阻跟导体长度有关”的猜想，应控制导体的材料和横截面积相同，长度不同，应选用导体②和③，故AB错误；
C．为检验“导体电阻跟导体横截面积有关”的猜想，应控制导体的材料和长度相同，横截面积不同，应选用导体①和②，故C错误；
D．为检验“导体电阻跟导体材料有关”的猜想，应控制导体的长度和横截面积相同，材料不同，应选用导体②与④，故D正确；故选D
2.如图所示钨丝与小灯泡L连接，闭合开关S，小灯泡L发光，钨丝不发光，用酒精灯给钨丝加热，小灯泡L逐渐变暗直至熄灭，由实验可知（ ）。
A钨丝的电阻随温度升高而减小；
B钨丝的电阻随温度升高而增大；
C加热时钨丝的电流等于小灯泡L的电流；
D加热时钨丝的电流小于小灯泡L的电流
【答案】BC。
【解析】AB．闭合开关S，小灯泡L发光，钨丝不发光，用酒精灯对白炽灯的钨丝加热，钨丝的温度升高，观察到小灯泡L的亮度明显变暗，说明通过小灯泡L的电流变小，进而说明钨丝的电阻增大，故A错误，B正确；
CD．由于钨丝和小灯泡串联接入电路中，则通过它们的电流是相同的，故C正确，D错误。
故选BC。
3.某科技兴趣小组在某次科技活动中看到若干个长方体电阻（包含若干个正方体电阻）。它们的材料相同，上下表面均为正方形，外形都如图甲所示，接入实物电路的连接方式都如图乙所示，有电流通过时都如图丙所示。他们想探究长方体电阻的阻值与厚度及边长的关系，在老师的帮助下，他们测量了部分电阻的厚度h、边长a和电阻R，并记录在表格中（长方体电阻不受温度影响）。
（1）请你根据实物图在虚线方框内画出对应的电路图（在电路图中长方体电阻用“”表示）：
（2）该实验主要采用的探究方法是 （选填“控制变量法”或“类比法”）；
（3）根据表中数据可以推知第5次的电阻R＝ Ω；
（4）从已测的长方体电阻中选取两个电阻，分别为R1和R2，它们对应的厚度h之比为1：2、边长a之比为2：3，将R1和R2并联接在同一闭合电路中，设通过R1的电流为I1，通过R2的电流为I2，则I1：I2＝ ；
（5）分析表中数据，科技兴趣小组得到了长方体电阻阻值与其厚度及边长的关系。同时他们也大胆推测，在本次科技活动中所看到的正方体电阻，其阻值与边长的关系是： 。
【答案】（1）如图；（2）控制变量法；（3）2.5；（4）1：2；（5）阻值与边长成反比。
【解析】（1）由图可知，该电路为串联电路，电流表测量电路中的电流，电压表测量定值电阻R两端的电压，电路图如图所示：
；
（2）电阻的大小与材料、长度、横截面积等因素有关，探究电阻与其中一个因素的关系时，采用的是控制变量法；
（3）对比3、4、5的实验数据可知，在变长相同时，厚度越厚，电阻越小，即电阻与厚度成反比；厚度变为原来的2倍，电阻就会变为原来的一半，所以第5次的电阻为2.5Ω；
（4）根据1、2和3中的数据可知，在厚度相同的情况下，变长发生变化时，电阻不变，即电阻与长方体的变长是无关的；
从已测的长方体电阻中选取两个电阻，分别为R1和R2，它们对应的厚度h之比为1：2、边长a之比为2：3，则其电阻之比为2：1；将R1和R2并联接在同一闭合电路中，电压相同，根据欧姆定律I＝可知，通过的电流之比为I1：I2＝1：2；
（5）对于正方体来说，当边长变为原来的二倍时，即厚度变为原来的二倍，根据表格中的数据可知，电阻就会变为原来的一半，所以正方体的电阻的阻值与边长成反比。
故答案为：（1）如图；（2）控制变量法；（3）2.5；（4）1：2；（5）阻值与边长成反比。
4.小明测量不同型号铅笔在纸上涂划所得线条的电阻，实验步骤如下：
（1）用铅笔在纸上画出两段长为15cm的线条，在其中一段线条上重复涂划3次，另一段6次；
（2）换用不同型号铅笔重复（1）的操作，得到多组等长等宽的线条如图；
（3）测出每段线条两端的电阻记录在表中。
根据实验数据，可推测电阻最小的是（ ）。
A．①B．②C．③D．④
【答案】D。
【解析】由表格数据可知，重复涂划相同时，铅笔的含碳量越高，电阻越小，铅笔的含碳量相同时，重复涂划次数越多，电阻越小，故电阻最小的是④，故D正确，ABC错误。故选：D。
5.如图所示，有“3.8V”字样的两个小灯泡串联并接在电源电压为3V的电路中，在闭合开关时，两个小灯泡都发光。如果把一根完好导线接在小灯泡L2的两端，你所看到两小灯泡的变化情况是：（1）L1___________；（2）L2___________（选填“熄灭”“变亮”或“变暗”）。
【答案】①变亮；②熄灭。
【解析】[1][2]闭合开关，两只灯泡串联，都发光，若把一根导线接在小灯泡L2的两端，L2被短路不能发光，但L1仍然有电流通过，照常发光，同时电源电压全部加在L1两端，所以L1变亮。
6.某小组同学在学习了欧姆定律后，对探究实验“影响导体电阻大小的因素”进行了改良，结合实验室所提供的几种规格的导体（如表1），设计了如图1所示的电路图。
表1
（1）图1中，将三个电阻串联是为了保证___________三（选填“电压”或“电流”）相等；
（2）在探究“导体电阻与横截面积的关系”时，R1、R2、R3分别选用A、B、C三段导体。某次读数，电压表V1示数为1.5V、V2示数为0.7V，电压表V3示数如图2所示为___________V。由欧姆定律分析得出，电压表示数越大，导体电阻越___________（选填“大”或“小”）多次调节滑动变阻器重复读数，可得出结论：材料和长度相同时，横截面积越大，导体电阻越___________（选填“大”或“小”）；
（3）在探究“导体电阻与长度的关系”时，选用B、___________和___________（填导体代号），重复上述操作，可得出结论：材料和横截面积相同时，长度越长，导体电阻越大；
（4）本实验主要运用的物理方法是___________（选填“控制变量法”或“模型法”）。
【答案】①电流；②0.5；③大；④小；⑤D；⑥E；⑦控制变量法。
【解析】（1）[1]将三个电阻串联是为了保证电流相等，因为串联时，电流处处相等。
（2）[2][3][4]如图2所示为电压表，选择小量程，分度值为0.1V，故读数为0.5V；由欧姆定律分析得出，电阻之比为
电阻之比即为电压之比，电压表示数越大，导体电阻越大；电压表V1示数为1.5V、V2示数为0.7V，电压表V3示数为0.5V可知，导体的电阻越变越小，而从A、B、C三段导体横截面积越变越大，故可以得出结论：材料和长度相同时，横截面积越大，导体电阻越小。
（3）[5][6]在探究“导体电阻与长度的关系”时，应该控制材料和横截面积相同时，长度不同，故选择B、D、E三段导体进行实验。
（4）[7]探究“影响导体电阻大小的因素”，有材料、长度、粗细都影响电阻的大小，有多个变量影响实验结果，故需要采用控制变量法。
7.小华用电源（3V）、电流表（0~0.6A 0~3A）、刻度尺、鳄鱼夹等器材，探究粗细均匀电阻丝的电阻与长度的关系，实验电路如图甲所示，测得数据如下表：
（1）根据实验数据，可求得1cm该电阻丝的电阻为___________Ω；
（2）小明在小华实验的基础上，利用该电阻丝测量未知电阻RX的阻值（约10Ω）
①按图甲连好电路，闭合开关，在电阻丝上移动鳄鱼夹M，使电流表的示数为0.50A；
②保持M位置不变，把RX接入电路，如图乙所示。闭合开关，此时电流表的示数为0.20A。请在虚线框内画出图乙的电路图___________，并求出此时RX的电阻为___________Ω；
③小明实验时电源的实际电压比3V略低，则他测算出的电阻值___________（偏大/偏小/不变）；
④为了消除因电源电压降低对电阻测量结果的影响，小明用原实验电路，改变测量方法就可以消除影响。其做法是：
i、连接图甲电路，闭合开关，移动M使电流表的示数为0.20A，记下M的位置A；
ii、把Rx接入电路，闭合开关，移动M使电流表示数为___________A，记下M的位置B；
iii、用刻度尺量出AB间距离为Lcm，则RX=___________。
【答案】①0.5；②如图；③9；④偏大；⑤0.20；⑥0.5L。
【解析】（1）[1]电源电压为3V，当长度为30cm时，电流的大小为0.2A，则接入的电阻为
1cm该电阻丝的电阻为
（2）②[2][3]根据实物图，依次画电源、开关、电流表、待测电阻、滑动变阻器，并用导线依次连接，故如图所示：
当闭合开关，在电阻丝上移动鳄鱼夹M，使电流表的示数为0.50A，此时滑动变阻器的阻值为
保持M位置不变，把RX接入电路，此待测电阻与滑动变阻器串联，电流表的示数为0.2A，则总电阻为
待测电阻的阻值为
③[4]这待测电阻两端的电压为U0，电源电压为U，则滑动变阻器两端的电压为
待测电阻与滑动变阻器的电阻之比为
则待测电阻为
电源电压变小，故待测电阻偏大。
④[5][6]用等效替代的方法测量电阻，连接图甲电路，闭合开关，移动M使电流表的示数为0.20A，记下M的位置A；把Rx接入电路，闭合开关，移动M使电流表示数为0.2A，记下M的位置B，电源电压一定，电流相同，故两次实验的总电阻相同，用刻度尺量出AB间距离为Lcm，则待测电阻的阻值即为AB间的电阻，每1cm，电阻为0.5Ω，故待测电阻的阻值为0.5L。
8.生活中常用的合金是一种复合材料，复合材料通常是由起搭建作用的基体材料和分散于其中的增强材料两部分组成。由于两种材料的共同作用，使合金具有不同特性。下表提供了黄铜和青铜两种合金的部分信息。
现有两卷粗细相同的黄铜线和青铜线，请你添加合适的器材设计一个实验方案，比较黄铜和青铜的导电性哪个强？
（1）实验器材：______
（2）实验步骤：______
（3）实验结论：______
【答案】电源、开关、导线、电流表、滑动变阻器；①按电路图连接实物，如图：②选取将长度相同的黄铜线与青铜线；③将黄铜线接入a、b之间，将滑动变阻器调至最大阻值处，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，记录电流表的示数I1；④保持滑片P位置不变，断开开关，将青铜线接入a、b之间，闭合开关，记录电流表示数I2；⑤改变滑片的位置，重复③④；⑥比较I1、I2的大小；电流大的导线性能较好。
【解析】[1]此题为实验探究设计实验，用到的方法主要是控制变量和转换法，所用到的实验器材有：电源、开关、导线、电流表、滑动变阻器组成电路；
[2] ①按电路图连接实物，如图：②研究材料的导电性能即要控制材料的长度相同、横截面积相同（所给材料已满足），根据题中给出的条件，所以应选取长度相同的黄铜线和青铜线；③同等情况下，只有材料不同，导电性能要能观察，所以转换成电流的大小，电流表能显示出电流，所以应将黄铜线接入a、b之间，将滑动变阻器调至最大阻值处，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，记录电流表的示数I1；④保持滑片P位置不变，断开开关，将青铜线接入a、b之间，闭合开关，记录电流表示数I2；⑤为了验证结论有普遍性，应多次实验，所以改变滑片的位置，重复③④；⑥比较I1、I2的大小；
[3] 若I1>I2，则黄铜导电性强；若I1题型04 探究电流与电压和电阻的关系
1.如图所示是研究电流与电压、电阻的关系的电路图，实验分“保持电阻不变”和“保持电压不变”两步进行．在“保持电阻不变”这一步实验时应（ ）。
A．保持R2滑片的位置不动；
B．保持R2两端的电压不变；
C．保持R1不变，调节R2滑片到不同的适当位置；
D．保持电路中电流不变
【答案】C。
【解析】研究电流跟电压的关系时，保持电阻不变，通过滑动滑动变阻器的滑片，改变定值定值的电压和电流，讨论电流跟电压的关系。C对。
2.小刚同学用如图所示的电路研究电流跟电阻的关系，在实验过程中，当A、B两点间的电阻由5 Ω更换为10 Ω后，他下一步的操作是( )。
A．直接记录电流表和电压表的示数；
B．移动变阻器的滑片P，保持电流表示数不变，记录电压表示数；
C．移动变阻器的滑片P，保持电压表示数不变，记录电流表示数；
D．增加电池的个数，记录电流表和电压表的示数
【答案】C。
【解析】在研究电流与电阻的关系时，需要保持电压一定，而定值电阻改变后，电阻两端的电压就会随着改变，所以下一步要通过移动变阻器的滑片，来保持电压表的示数不变，记录电流表的示数，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
3.某同学在“探究通过导体的电流与电阻的关系”时，他用图甲所示的电路进行实验，实验中电阻两端的电压始终保持不变，电路中仪表均完好无损。
（1）某同学将最后一根导线接入滑动变阻器的A接线柱后就完成电路的连接，该同学连接过程中存在的问题是___________；
（2）连接好电路后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数，电流表无示数，则电路故障的原因可能是___________；
（3）排除故障后，某同学将不同阻值的电阻接入电路进行实验，某次实验时电流表的示数如图乙所示，此时电阻的阻值为___________；
（4）在实验过程中，当把电阻由更换为时，滑动变阻器接入电路中的电阻应___________（选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】①开关没有断开；②断路；③5；④变大。
【解析】（1）[1]为了保护电路，连接电路时应断开开关。由图得，某同学连接电路时开关没有断开。
（2）[2]由图甲得，电阻R与滑动变阻器串联，电压表测量电阻R的电压，电流表测量电路电流，连接好电路后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数，电流表无示数，说明电路电路，且电压表与电源相连接，故故障是与电压表并联的电阻R断路。
（3）[3]由图乙得，电流表的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，示数为0.5A，由欧姆定律得，此时电阻的阻值为
（ 4）[4]串联电路中，电阻越大，分到的电压越大。在实验过程中，当把电阻由更换为时，电阻的电压变大，应使滑动变阻器接入电路中的电阻变大，增大滑动变阻器分到的电压，使电阻的电压减小为2.5V。
4.探究电流与电压的关系
【提出问题】电流与电压有怎样的关系呢？
【猜想与假设】依据电压是形成电流的原因，猜想：通过导体的电流随着导体两端的电压增大而______；
【设计实验】如图所示，是该实验的电路图。请判断虚线框内的电表，它们的符号分别是：甲______乙______；
【进行实验】按电路图连接电路，闭合开关，电流表针位置如图所示，此时电流表的示数为______A。保持电阻R＝5Ω不变，移动滑片，测得的几组数据如下表所示；
【分析与论证】请在下图的坐标轴上制定标度：把上表中的实验数据在坐标系中描点，并绘出图像______；
【结论】在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压成______。
【答案】①增大；② ；③；④0.06A；⑤如图；⑥正比。
【解析】[1]由于电压是形成电流的原因，可以猜想：通过导体的电流随着导体两端的电压增大而增大。
[2][3]由图可知，甲串联在电路中，是电流表，符号是；乙与电阻R并联，是电压表，符号是。
[4]如图所示，电流表量程是0～0.6A，分度值是0.02A，此时电流表的示数为0.06A。
[5]如图，将横坐标电压每格标度为0.25V，纵坐标电流每格标度为0.05A，然后根据表格中数据找出对应的坐标点，并把这些点连接起来，就得到I-U图像。
[6]分析表格中数据及图像可知，在电阻一定的情况下，电压变为原来的几倍，电流就变为原理的几倍，图像为一条过原点的直线，所以可得出结论为：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
5.在“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”实验中，小明利用可调电压电源（可调为1.5V、3.0V、4.5V、6.0V之一）、5个定值电阻（阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω）、滑动变阻器（10Ω1A）、电压表和电流表做了如下实验：
（1）他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“×”，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___________端；
（3）实验时小明设计了如下表格，通过表格可以看出，他的实验目的是探究通过导体的电流与___________的关系；
（4）小明将电源电压调为3V时，按（3）设计的方案进行实验；
①图是第2次实验时电流表的示数，示数为___________A；
②当其中某个定值电阻接入电路时，无法满足实验条件，这个定值电阻的阻值为___________Ω；
（5）小明根据实验数据描绘出了如图所示的图像，可以得出结论：___________；
【拓展】小红利用现有器材又做了下面的实验：
①按图甲连接电路，将电源电压调到某个值，在电路安全条件下闭合开关，移动滑片直到电压表示数为2.5V；
②保持滑片不动，换接入另一个定值电阻，调节电源电压，在电路安全条件下闭合开关，发现电压表示数恰好为2.5V；
通过以上实验现象可以推断：此时滑动变阻器接入电路的阻值为___________Ω。
【答案】①如图；②最左端；③电阻；④0.2；⑤30；⑥当导体两端电压不变时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；⑦4Ω。
【解析】（1）[1]由图甲可知，电阻处发生了短路，同时将电压表短路，由变阻器到电阻的导线连接错误，应将变阻器的左端连接到电压表的负接线柱，如图所示：
（2）[2]闭合开关前，滑动变阻器应处于最大阻值处，由电路图可知，当滑片移到最左端时，变阻器阻值最大，故滑动变阻器的滑片应置于最左端。
（3）[3]由表格中数据可知，实验时改变导体的电阻，测量电路中通过电流的大小，故小明是探究电流与电阻的关系。
（4）[4]由图乙可知，电流表所选量程为0~0.6A，分度值为0.02A，则电流表的示数为0.2A。
[5]由①可知，开关闭合，定值电阻与变阻器串联，电路中电流为0.2A，此时定值电阻两端的电压为
若选用30Ω的电阻，则变阻器两端的电压为
此时电路中的电流为
则滑动变阻器的阻值为
15Ω大于滑动变阻器的最大阻值10Ω，所以无法满足实验条件，故这个定值电阻的阻值为30Ω。
（5）[6]由图可知，电流与电阻的倒数的关系为一条过原点的直线，则电流与电阻的倒数成正比，所以电流与电阻成反比，故可得出结论：当导体两端电压不变时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
[7]设当电源电压调为U前时，定值电阻阻值为R前，更换后的定值电阻阻值为R后，电源电压为U后，当电压表调到2.5V，即定值电阻两端电压为2.5V，则滑动变阻器两端电压为（或），保持滑片不动，则滑动变阻器阻值不变，根据
则可得出
化简后得定值电阻前后的比值为
电源可调为1.5V、3.0V、4.5V、6.0V，其中1.5V小于2.5V，舍去。
①当U前=3V、U后=4.5V时，则定值电阻前后的比值为
定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，通过观察可知，R前=20Ω、R后=5Ω符合要求，当定值电阻为R前=20Ω时，电路中电流为
滑动变阻器的阻值为
②当U前=3V、U后=6V时，则定值电阻前后的比值为
定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，此时没有满足比值的定值电阻，故舍去。
③当U前=4.5V、U后=6V时，则定值电阻前后的比值为
定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，此时没有满足比值的定值电阻，故舍去。
综上所述，此时滑动变阻器接入电路阻值为4Ω。
题型05 电阻的测量
1.如图是小科利用实验室常用仪器，设计测量未知电阻Rx阻值的四种电路，电源电压恒定且未知，R0是已知阻值的定值电阻，滑动变阻器R最大阻值未知，实验中只能闭合或断开开关及移动滑动变阻器滑片，其中能够测量出Rx阻值的电路（ ）。
A．只有①B．只有②
C．只有②③D．只有②③④
【答案】D。
【解析】①S接1和2时电流方向改变，电压表会出现反偏，故①不可行；
②闭合S1，两电阻串联，测出Rx电压，再闭合S2，测出电源电压，可计算出R0电压，根据计算出电流，根据计算Rx电阻，故②可行；
③闭合S1，两电阻串联，测出电流，根据U=IR可推导出总电压，再闭合S2，R0短路，测出电流，根据U=IR可推导出总电压，两次总电压相同，解方程可得Rx电阻，故③可行；
④闭合S1，S接1，Rx和R串联，将R阻值调到0，测得电流，S接2，R0和R串联，将R阻值调到0，测得电流，两次电源电压相等，可解得Rx电阻，，故④可行。
故选D。
2.小海设计如图所示电路测量待测电阻的阻值。为已知阻值的定值电阻。步骤如下：①闭合S、断开S1，用电压表测出 _____（选填“”、“”或“电源电压”）两端的电压为U1；②再闭合S1，电压表示数为U2，则待测电阻两端的电压为 _____，阻值＝_____。（后两空均用U1、U2和R0表示）
【答案】；；。
【解析】[1]由图可知，当闭合S、断开S1时，定值电阻和待测电阻串联在电路中，此时电压表测量定值电阻的电压为U1。
[2][3]再闭合S1时，待测电阻被短路，此时电压表测量的是电源电压为U2。当闭合S、断开S1时，定值电阻和待测电阻串联在电路中，根据分压原理可知，待测电阻的电压为
此时通过定值电阻的电流为
定值电阻和待测电阻串联，通过待测电阻的电流和相等，即，由可知
3.利用电源（电压未知）、电阻箱（0~999.9 Ω）和电流表（指针能正常偏转，但刻度盘示数模糊不清）等器材，测电阻Rx的阻值，设计的电路如图完成下列实验步骤：
（1）正确连接电路，断开S1、S2，将电阻箱R阻值调至最大；
（2）___________；
（3）___________；
（4）电阻Rx=___________；（用测得量的符号表示）
【答案】只闭合S1，标记电流表指针所指的位置；断开S1，闭合S2，调节电阻箱，使电流表指针指在标记的位置，记下电阻箱阻值R0；R0。
【解析】（2）[1]闭合开关S1，断开S2，电路中只有Rx工作，电流表所测电流是通过电阻Rx的电流，因为电流表的示数模糊不清，所以需要标记此时电流表指针所指位置。
（3）[2]只闭合开关S2，电路中只有电阻箱工作，调节电阻箱，使电流表指针所指位置与步骤（2）所指位置相同，记下此时电阻箱的阻值R0。
（4）[3]因为两次操作中，电流表的示数相同，而电源电压保持不变，那么两次的电阻阻值相等，所以电阻Rx=R0。
4.在测量定值电阻阻值实验中，小华准备了以下器材：直流电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、待测定值电阻Rx、导线若干。
（1）按如图甲所示连接好电路，闭音开关前应将滑动变阻器滑片移动到___________（选填“a”或“b”）端；
（2）闭合开关后，移动滑动变阻器滑片，电流表有示数，电压表示数始为0，造成这种现象的原因可能是___________；
A．电阻Rx短路 B．电阻Rx断路 C．滑动变阻器Rp短路
（3）排除故障后，某次测量中的电压表和电流表示数如图乙、图丙，由此次测量可得出定值电阻阻值是___________Ω；
（4）请给出一种减小实验误差的方法：___________；
（5）小李用一个已知阻值为R0的定值电阻，和一个单刀双掷开关S0，设计了如图丁所示的电路图。闭合开关S后，当S0接通触头1时，电压表示数为U1，当S0和接通触头2时，电压表示数为U2，则Rx=___________（用R0、U1、U2表示）。
【答案】①b；②A；③8；④多次测量求平均值得到电阻；⑤。
【解析】（1）[1]滑动变阻器在实验开始时应该接入最大阻值以保护电路防止短路，说明移动到b端。
（2）[2]A．电阻Rx短路时，电压表被短路，示数为0，而电流表示数不为0，故A符合题意；
B．电阻Rx断路时，电压表串联进电路中，电流表示数应该为0，故B不符合题意；
C．滑动变阻器Rp短路时，电流表和电压表都正常有示数，故C不符合题意。
故选A。
（3）[3]由图可知，电压表选择0~3V量程，示数为2.4V，电流表选择0~0.6A量程，示数为0.3A，根据可以得出定值电阻的阻值为
（4）[4] 多次测量求平均值得到电阻能够有效的减小实验误差。
（5）[5]保持滑动变阻器的滑片位置不变，开关接通1时，电压表测得R0和Rx的电压为U1，开关接通2时，电压表测得R0的电压为U2，可以根据得通过Rx的电流为
通过R0的电流为
两个电阻R0和Rx串联，电流相等，即 I0=Ix，所以可以得出
故，Rx的阻值为。
5.小红测量一小灯泡 （额定电压为2.5V） 正常发光时的电阻， 电源电压保持3V不变， 滑动变阻器的规格是“10Ω 1A”。
（1）图甲为实验电路图， 图中的圆圈分别表示电流表和电压表， 请在圆圈内填入相应的字母；
（2）正确连接电路后， 将滑动变阻器的滑片移至电阻值最大处， 闭合开关。要使小灯泡正常发光，应进行的操作是：___________；
（3）正确完成上述操作后， 电流表的示数如图乙所示， 则小灯泡正常发光时的电阻为___________； （结果保留一位小数）
（4）小灯泡正常发光时， 因灯丝断路突然熄灭， 若其他元件均完好， 则此时电压表的示数___________（选填“小于”“等于”或“大于”）2.5 。
【答案】①如图；②向右移动滑片直至灯泡两端的电压为2.5V；③7.8；④大于。
【解析】（1）[1]由于电压表与被测电路并联，电流表应与被测电路串联，故电表连接如下
（2）[2]由图知道，闭合开关，将滑动变阻器的滑片移至电阻值最大处，此时滑动变阻器接入电路的电阻最大，灯泡两端的电压应小于额定电压，由串联分压原理知道，为了使小灯泡正常发光，应向右移动滑片直至灯泡两端的电压为2.5V。
（3）[3]电流表选用0～0.6A量程，分度值是0.02A，示数为0.32A，小灯泡正常发光时的电阻为
（4）[4]由图知道，若小灯泡正常发光时，灯丝断路突然熄灭，而其他元件均完好，此时电压表将会与电流表、滑动变阻器串联，由串联分压原理知道，此时电压表的示数应是电源电压值，即示数大于2.5V。
6.用一串小彩灯扮靓教室，发现一个小彩灯熄灭后，其他小彩灯依然发光，小丽猜想小彩灯并联；取下这个小彩灯，整串彩灯都会熄灭，小丽认为每个小彩灯应该是串联的。她决定将小彩灯接入图1所示的电路，测其电阻，探寻奥秘。已知电源电压为3V，小彩灯的额定电压为2.5V。
（1）请用笔画线代替导线，在图1中将实物电路连接完整；（ ）
（2）接入未损坏的小彩灯，调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为2.5V，电流表的示数如图2所示，示数为___________A，则小彩灯正常发光时接入电路的电阻为___________Ω；
（3）接入灯丝断裂小彩灯，当电压表示数为0.4V时，电流表示数为0.5A，可知小彩灯灯丝断裂后接入电路的电阻为___________Ω；
（4）根据实验数据可知，灯丝断裂后，小彩灯并未断路，而是相当于一段导线，起到连接电路的作用，可使其他小彩灯继续工作，但其余小彩灯实际功率会___________。
【答案】①如图；②0.16；③15.625；④0.8；⑤变大。
【解析】（1）[1]测量小彩灯电阻，滑动变阻器与小彩灯串联，电压表测量小彩灯的电压，电流表测量小彩灯的电流，小彩灯的额定电压为2.5V，故电压表的量程选择0~3V，滑动变阻器的连线一上一下，如图所示
（2）[2]电流表的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，示数为0.16A小彩灯正常发光时的电流为0.16A。
[3]小彩灯正常发光时的电流为0.16A，电压为2.5V，由欧姆定律得，小彩灯正常发光的电阻为
（3）[4]接入灯丝断裂的小彩灯，当电压表示数为0.4V时，电流表示数为0.5A，由欧姆定律得，小彩灯灯丝断裂后接入电路的电阻为
（4）[5]根据实验数据可知，灯丝断裂后，小彩灯并未断路，而是相当于一段导线，起到连接电路的作用，可使其他小彩灯继续工作，小彩灯灯丝断裂后，电阻变小，电路总电阻变小，电源电压不变，由欧姆定律得，电路电流变大，其余小彩灯的电压变大，由 得，其余小彩灯实际功率会变大。
题型06 测量小灯泡电功率
1.（多选）在测额定电压为“3.8V”的小灯泡额定电功率实验中，R阻值已知，电源电压未知，能测出小灯泡额定功率电路的是（ ）。
A． B．C． D．
【答案】BD。
【解析】A．实验中没有电压表，无法判断灯泡两端是否为额定电压，需利用已知电阻计算电压，但图中无法测量出灯泡正常工作的经过R的电流，所以不能测量灯泡的额定功率。故A不符合题意；
B．如图所示，闭合开关S、S1，R与L并联，两端电压相同，调节滑动变阻器，使R所在支路上的电流表示数为时，根据欧姆定律，R与L两端电压均为3.8V，L正常发光，再读出干路上的电流表示数为I，则灯泡的额定电流为
所以L额定功率为，故B符合题意；
C．电压表在分别测量L与R的电压时，正负接线柱接反，无法完成实验，故C不符合题意；
D．如图，闭合S1，单刀双掷开关置于2，调节滑动变阻器，使电压表示数为3.8V，保持滑动变阻器接入阻值不变，再将单刀双掷开关置于1，测出R与L的总电压为U，则R两端的电压为
则此时电路中的电流即灯泡的额定电流为；
所以L额定功率为；故D符合题意。故选BD。
2.小志同学在“测量小灯泡电功率”实验中，用到的器材有：新干电池两节、小灯泡（标有0.3A）1只、电流表1只、电压表1只、滑动变阻器1只、开关1支，导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，在图甲中将实验电路连接完整（要求滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变小）（ ）；
（2）连接好电路，闭合开关，发现灯不亮，电流表无示数，电压表示数接近3V，造成这一现象的原因可能是___________（选填序号）；
①小灯泡短路； ②小灯泡开路； ③滑动变阻器短路； ④滑动变阻器开路
（3）排除故障，进行实验，当电流表的示数如图乙时，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片P向___________（选填“A”或“B”）端移动，当电流表示数达到0.3A时，电压表的示数如图丙，则小灯泡的额定功率为___________W；
（4）小刚用相同的器材进行该实验时发现电压表损坏，他找来一只阻值为R0的定值电阻，设计了如图丁所示的电路，也可测出小灯泡的额定功率，主要的操作步骤如下：
①把电流表接在a处，闭合开关，调节滑片P，使电流表的示数为I额；
②保持滑片P的位置不变，断开开关，把电流表接在b处，闭合开关，读出电流表的示数为I；
③计算得出小灯泡的额定功率P额=___________（用R0、I额、I表示）。
【答案】 ①如图；②②；③A；④0.75；⑤。
【解析】（1）[1]因电源为两节新干电池，则电源电压为3V，故电压表选择小量程，要求滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变小，则此时滑动变阻器接入电路中的阻值应变大，故滑动变阻器应接入左下接线柱，电路连接如下图所示
（2）[2]闭合开关，发现灯不亮，电流表无示数，则电路中可能存在开路，而电压表示数接近3V，故可知电压表与电源接通，则与电压表并联的部分出现开路，即小灯泡开路，故选②。
（3）[3]因电流表选择小量程，故电流表的分度值为0.02A，由图乙可知，电流表的示数为0.14A，因小灯泡的额定电流为0.3A，故为了测量小灯泡的额定功率，应增大通过小灯泡的电流，故应减小滑动变阻器接入电路中的阻值，则应将滑动变阻器的滑片P向A端移动。
[4]因电压表选择小量程，分度值为0.1V，故由图丙可知，电压表的示数为U=2.5V，由P=UI可得，小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
（4）③[5]由电路图可知，小灯泡L与定值电阻R0并联，由步骤①可知，把电流表接在a处，闭合开关，调节滑片P，使电流表的示数为I额，则此时小灯泡正常工作，电流表的示数为流过小灯泡支路的电流，此时定值电阻两端电压等于小灯泡的额定电压，由步骤②可知，保持滑片P的位置不变，断开开关，把电流表接在b处，闭合开关，读出电流表的示数为I，此时电流表测干路电流，故由并联电路的电流规律可得，流过定值电阻R0的电流为I0=I-I额
此时定值电阻两端电压等于小灯泡的额定电压，由欧姆定律可得U额=U0=I0R0=(I-I额)R0
故由P=UI可得，小灯泡的额定功率为P额=U额I额=(I-I额)R0I额。
3.为了测量小灯泡的额定功率，某实验小组采用了如下的实验器材：
A小灯泡（额定电压，额定功率大约）；
B.电压表（量程，）
C.电流表（量程，）
D.滑动变阻器（阻值）
E.滑动变阻器（阻值）
F.四节新干电池
G.开关一个，导线若干。则
（1）为了尽可能使测量结果精确，测量时电表的示数不得小于所选量程的三分之一，电流表的量程应选______（选填“”或“”）；
（2）为了能测量小灯泡的额定功率，滑动变阻器的阻值应选______（选填“”或“”）；
（3）在连接实物图时，开关应该______（选填“闭合”或“断开”）；在闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片应该滑到最______（选填“左”或“右”）端；
（4）用笔画线代替导线将实物图连接完整_______（部分电路已连好）；
（5）在实验中，当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，那么，小灯泡的额定功率为______。
【答案】 ①；②；③断开；④；⑤如图；⑥1.14。
【解析】（1）[1]额定电压，额定功率大约，则小灯泡的额定电流为
故电流表选择。
（2）[2]四节干电池组成了电源，故电源电压为
小灯泡的额定电压为3.8V，则滑动变阻器需要分担的电压为
滑动变阻器应该接入的阻值为
故滑动变阻器需要选择。
（3）[3][4]在连接实物图时，为了保护电路，开关需要断开；在闭合开关前，为了保护电路，图甲中滑动变阻器的滑片应该位于阻值最大处，故滑片需要滑到最右端。
（4）[5]小灯泡需要串联接入电路中，且电流表需要选择小量程，电流从电池的正极流出，经过滑动变阻器、灯泡、电流表、开关回到负极，而此时电压表的负接线柱应该与滑动变阻器的接出的接线柱相连，后再一起经过电流表，故电压表只能并联在滑动变阻器两端，滑动变阻器需要分担的电压为2.2V，故选项小量程即可，故如图所示：
（5）[6]电流表的示数如图乙所示，选择小量程，分度值为0.02A，故读数为0.3A，小灯泡的额定功率为。
4.学习小组想探究当小灯泡两端的电压增大时，其实际功率和亮度的变化情况。图1是实验电路图，实验提供的小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）按图1在图2中正确连接实物，要求滑动变阻器滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻值变大________；
（2）正确连接电路后，闭合开关，小明发现电流表和电压表的指针都有偏转，灯泡却不亮。小明认为一定是因为灯丝烧断了，他的判断是否正确？________；依据是________；
（3）解决以上问题后，继续做实验。小明移动滑动变阻器的滑片，记录电压表示数、电流表示数及灯泡亮度如表：
由上表可得，小灯泡两端电压越大，它的实际功率________（选填“越大”、“越小”或“不变”）；小灯泡正常发光时的功率为________W；
（4）小红认为不需要滑动变阻器，只通过增加干电池（每节1.5V）的节数也能记录多组实验数据完成该探究实验，你觉得可行吗？________；为什么？________。
【答案】如图；错误；见解析；越大；1.75；不可行；没有普遍性。
【解析】（1）[1]从电源的正极连接电流表、变阻器、灯泡、开关回到电源的负极，电压表和灯泡并联，由表中数据可知，电流表选择0~3A的量程，电压表选择0~15V的量程，滑动变阻器滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻值变大，滑动变阻器应一上一下串联入电路中，将变阻器左下角接线柱连入电路中，如图所示：
（2）[2][3]闭合开关发现两电表都有示数，说明电路为通路，灯泡却不亮，可能变阻器连入电路中的电阻较大，电路中的电流较小，他的判断是错误的。
（3）[4]由表中数据可知，小灯泡两端电压越大，通过它的电流越大，由P=UI可知它的实际功率越大。
[5]小灯泡的额定电压是2.5V，由表中数据可知通过它的电流是0.7A，小灯泡正常发光时的功率
P=UI=2.5V×0.7A=1.75W
（4）[6][7]实验中，不需要滑动变阻器，增加干电池的节数，电压表的示数成1.5倍的增加，变化有规律，实验没有普遍性，这样不可行。
5.一小灯泡标有“12V”字样，小江要测量这个小灯泡的额定电功率
（1）请在图中连接实物______（当滑片向右移时，滑动变阻器接入电路中的阻值变小）
（2）小灯泡正常发光时，测得它的电功率为18W，则此时电压表示数为_______________V，电流表示数为_______________A，小灯泡10s消耗的电能为_______________
（3）实验过程中，实验室电路中只接了上述学生电源，实验室的电能表如图所示。小江认为此时实验室电路的总功率就是18W，他由此可算得该电能表的铝盘转过一圈所需要的时间为_______________s，实际上由于滑动变阻器、学生电源等元件都要消耗电能，所以这个电能表的铝盘转过一圈所需的时间比小江的计算值要_______________（选填“大”或“小”）
【答案】如图；12；1.5；180J；80；小。
【解析】（1）[1]由题意可知，小灯泡的额定电压为12V，故电压表应选择大量程并联在小灯泡两端，因不知道小灯泡的额定电流大小，出于保护电路的考虑，电流表应选择大量程串联在电路中，滑片向右移时，滑动变阻器接入电路中的阻值变小，故滑动变阻器应接入右下接线柱，滑动变阻器按一上一下原则接入电路，实物连接图如下图所示：
（2）[2]由题意可知，小灯泡的额定电压为12V，故小灯泡正常发光时，电压表的示数为12V。
[3]由题意可知，小灯泡的额定功率为18W，故由P=UI可知，小灯泡的额定电流为
[4]由W=Pt可知，小灯泡10s消耗的电能为W=Pt=18W×10s=180J
（3）[5]由（2）中可知，小灯泡正常工作10s消耗的电能为W=180J=5×10 -5kW•h
由电能表表盘上的“2500r/kw•h”可知，10s内电能表的铝盘转过的圈数为
故可知电能表的铝盘转过一圈需要的时间为；
[6]因滑动变阻器、学生电源等都需要消耗电能，故实际功率偏大，所以电能表的铝盘转过一圈的时间比计算值要偏小。
题型07 探究影响电流热效应的因素
1.如图所示，是探究“影响电流热效应的因素”的实验装置，将R1、R2两电阻丝密封在两只完全相同的烧瓶内，且R1>R2，瓶内装入等质量的煤油，下列说法不正确的是（ ）。
A．闭合开关后，通过R1的电流等于R2的电流；
B．闭合开关后，甲管中液面上升比乙慢；
C．该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系；
D．实验中通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少
【答案】B。
【解析】A．由图可知，闭合开关后，R1和R2串联，由串联电路的电流特点可知通过R1的电流等于R2的电流，故A正确，A不符合题意；
B．已知R1＞R2，又因为通过两个电阻的电流相等，由焦耳定律Q=I2Rt可知R1产生的热量较多，因此甲管中液面上升比乙快，故B错误，B符合题意；
C．该装置中的电阻不同，而电流和通电时间均相同，由控制变量法的要求可知，该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系，故C正确，C不符合题意；
D．容器中的导体产生的热量会被煤油吸收，煤油的温度会升高，因此实验中通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少，故D正确，D不符合题意。
故选B。
2．（多选）如图所示，两透明容器中密封着等质量的空气，两U形管内的液面相平，两容器都不向外放热，下列说法正确的是（ ）。
A．此装置可以探究导体产生的热量与电流的关系；
B．通过两容器中电阻的电流大小相等；
C．两容器中电阻两端的电压相等；
D．通电一段时间后，右边U形管内的液面将会比左边液面高
【答案】BD。
【解析】AB．闭合开关，两电阻串联接入电路，因串联电路中各处的电流相等，所以通过两容器中电阻的电流大小相等，两容器中的电阻不同，所以此装置可以探究导体产生的热量与电阻的关系，故A错误，B正确；
C．通过两容器中电阻的电流大小相等，根据可知，电阻较大的其两端的电压大，所以两容器中电阻两端的电压不相等，故C错误；
D．在电流和通电时间相同时，右侧电阻较大，产生的热量较多，所以通电一段时间后，右边U形管内的液面将会比左边液面高，故D正确。
故选BD。
3.探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验．如图甲和乙所示，两个透明容器中密闭着等质量的空气，两容器中的电阻丝串联起来，连接到电源两端，通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度差的变化。
（1）在图甲中，通过两电热丝的电流________；是探究电流通过导体产生的热量与导体________的关系；
（2）在图乙中，是探究电流通过导体产生的热量与通过导体________的关系；
（3）实验中，我们是通过观察U形管中液面的_____来比较各容器中电热丝产生热量的多少的。
【答案】相等；电阻；电流；高度差。
【解析】首先分析两个电路的的连接情况，然后根据控制变量法的思路进行解答即可。
（1）图甲中两电阻串联，通过两电热丝的电流相同，而电阻的大小不同，所以该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体的电阻关系的；
（2）在图乙中两电阻串联，容器中两电阻的大小相同，而通过左边电阻中的电流是右边电阻中电流的2倍，所以乙图是探究电流通过导体产生的热量与通过导体的电流关系。
（3）在该实验中，我们是通过观察U型管中液面的高度差来比较各容器中电热丝产生热量的多少的。
4.为探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关，设计如图甲的装置，将两段阻值不同的电阻丝（R1＝5Ω，R2＝10Ω）分别密封在两个完全相同的容器内，密闭容器内封闭等质量的空气。
（1）图甲所示的两个密闭容器内，电阻丝按照虚线框中的方式连接，采用这种连接方式是为了保证 _____和 _____相同；
（2）在实验中电流通过电阻产生的热量多少是通过观察 _____来进行比较的，从图甲中的现象可以得出结论：电流与通电时间相同时，电阻越大，电阻产生热量越 _____（选填“多”或“少”）；
（3）将甲装置改换如图乙所示，为探究电流通过导体时产生热的多少与电流大小关系，D盒中的电阻丝的电阻应该为 _____Ω。实验过程中，C、D两容器中电阻丝相同时间内放出热量QC_____QD（选填“大于”“小于”等于”）；
（4）若将右容器外的电阻丝放入容器内，则可探究电流产生的热量跟 _____的关系，通电一段时间后，_____（选填“左”或“右”）侧的液面高。
【答案】电流；通电时间；两侧U形管中液面高度的变化；多；10；大于；电阻；左。
【解析】（1）[1][2]将两个电阻串联起来，保证了通过两电阻的电流相同，闭合开关，同时工作，断开开关，同时停止工作，故可以控制通电时间相同。
（2）[3]电流通过电阻产生的热量越多，密闭容器内封闭等质量的空气膨胀程度越大，压强越大，U形管液面的高度差变化越大，故可以根据两侧U形管中液面高度的变化来比较电流通过电阻产生的热量多少。
[4]根据焦耳定律可知，电流与通电时间相同时，电阻越大，电阻产生热量越多。
（3）[5]由于是探究电流产生的热量大小与电流的关系，故需要控制加热电阻的大小相同，故D容器内的电阻需要为10Ω。
[6]实验过程中，C中的电阻在干路上，D两容器中电阻丝在支路上，在干路上的电流比较大，电阻丝的大小相同，相同时间内C中电阻丝产生的热量大于D容器中电阻丝产生热量。
（4）[7]将外面的电阻放入容器中后，将D容器中的两个电阻当成一个整体，其与C容器中的电阻串联，故通过电阻丝的电流相同，通过时间也相同，故可探究电流产生的热量跟电阻的关系。
[8]根据并联电阻的规律，右侧容器中电阻丝的电阻变小，根据焦耳定律，产生的热量小，故左侧液面高。
1.（2023·黑龙江）如图所示，探究“电流跟电压的关系”实验中，下列说法不正确的是（ ）。
A探究电流跟电压的关系时，需要控制导体的电阻一定；
B滑动变阻器可以起到改变定值电阻两端电压的作用；
C实验的结论是：电流跟电压成反比；
D多次实验是为了得到电流跟电压之间的定量关系
【答案】C。
【解析】A．探究电流跟电压的关系时，由控制变量法可知，需要控制导体的电阻一定，故A正确，不符合题意；
B．滑动变阻器可以改变接入电路中的电阻，使得电路中电流发生改变，从而起到改变定值电阻两端电压的作用，故B正确，不符合题意；
C．由欧姆定律可知，电阻不变时，电流跟电压成反比，故C错误，符合题意；
D．多次实验得到多组实验数据，从而可以得到电流跟电压之间的定量关系，故D正确，不符合题意。
故选C。
2.（2023·包头）同学们利用如图所示电路研究“并联电路中干路电流与各支路电流的关系”。
（1）连接电路，闭合开关，发现小灯泡亮、不亮，故障原因可能是______。
（2）排除故障后，用电流表分别测出A、B、C三点的电流、、，更换规格______（选填“相同”或“不同”）的小灯泡多次实验，数据记录在表格中。
（3）分析数据得出结论：____________。
【答案】①断路（或所支路断路等）；②不同；③并联电路中，干路电流等于各支路电流之和（或）。
【解析】（1）[1]连接电路，闭合开关，发现小灯泡L1亮，则L1所在支路无故障，L2不亮又不影响L1，则说明L2不是短路而是断路，所以故障原因可能是L2断路。
（2）[2]探究“并联电路中干路电流与各支路电流的关系”的实验中，为了得到普遍规律，应更换不同规格的小灯泡多次实验。
（3）[3]由表中数据可得，即并联电路中，干路电流等于各支路电流之和。
3.（2023·南充）某小组同学利用如图所示电路探究串联电路中的电压关系。
（1）下列操作不正确的是______
A连接电路时，开关S处于断开状态
B连接电压表时，试触后再选择合适量程
C将电压表A接点连线转接至C接点，测量两端电压
（2）测量灯泡两端电压时，两灯突然熄灭，电压表示数变为0，若故障可能是由某只灯泡“短路”或“开路”引起的，则发生故障的灯泡及故障类型是______；
（3）该小组同学用电阻箱代替故障灯泡，继续进行实验，记录数据如下表所示。
分析表中实验数据，在误差允许范围内，可得出的结论是______。
A串联电路中各处电流相等 B灯泡阻值随灯泡两端电压增大而增大
C串联电路中电阻值越大的部分两端电压越大 D串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和
【答案】①C；②开路（断路）；③D。
【解析】（1）[1] A．为了安全，连接电路时，开关S应处于断开状态，故A正确，不符合题意；
B．根据电压表的使用规则可知，连接电压表时，试触后再选择合适量程，故B正确，不符合题意；
C．将电压表A接点连线转接至C接点，电压表的正负极接反了，无法测量两端电压，故C错误，符合题意；故选C。
（2）[2]由于两灯都熄灭，可知电路中没有电流，又电压表的示数为零，可知灯泡L2断路或者L2开路。
（3）[3]根据表格中的数据可知，电压关系有
在误差范围内，串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和。
故选D。
4.（2023·荆州）在物理实验课上，同学们探究“电流与电压的关系”，如图所示。
（1）请用笔画线将图甲中所缺的一根导线补充完整；（ ）
（2）在实验进行中，得到电流表示数如图乙所示，其示数为______A；
（3）正确进行实验，得到实验数据如下表，实验中定值电阻两端电压的改变是通过______实现的；
（4）根据实验数据分析可得：电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成______。
【答案】①如图； ②0.36；③调节滑动变阻器；④正比。
【解析】（1）[1]探究“电流与电压的关系”，电流表与定值电阻串联，电压表与定值电阻并联，电源是两节干电池，电压为3V，所以电压表用0～3V的量程，如图所示：
（2）[2]由图乙可知，电流表所用量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.36A。
（3）[3]探究电流与电压的关系，应控制电阻不变，改变定值电阻两端的电压，实验中定值电阻两端电压的改变是通过调节滑动变阻器实现的。
（4）[4]分析数据可知，每次实验电压与电流的比值都为定值，说明电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
5.（2023·龙东）在探究“电流与电阻关系”实验时，老师给小明提供了如下器材：电源（电压恒定为4.5V），电流表，电压表，开关各一个，滑动变阻器甲“10Ω；2A”和滑动变阻器乙“20Ω；1A”各一个，定值电阻5Ω、10Ω、15Ω各一个，导线若干。

（1）注意在连接电路时，开关必须处于__________状态；
（2）用笔画线代替导线，将图甲的实验电路连接完整（要求：滑动变阻器滑片P向左滑动时电流表示数变大，导线不允许交叉）__________；
（3）正确连接电路后闭合开关，发现电流表有示数，无论怎样移动滑片P，电压表都无示数，则故障可能是__________（答出一种情况即可）；
（4）排除故障后，小明把5Ω的电阻接入电路中，移动滑片P到适当位置，读出电流表示数如图乙所示，正确记录后，小明又改用10Ω电阻继续实验，闭合开关后，小明应将滑片P向__________（选填“左”或者“右”）移动至电压表示数为__________V；
（5）小明在实验中所选用的滑动变阻器应该是__________（选填“甲”或“乙”）；
（6）利用老师给的器材，还能完成的电学实验有：__________（写出一个即可）。
【答案】①断开；②如图；③定值电阻短路（电压表短路）；④右；⑤2.5；⑥乙；⑦探究电流和电压的关系（测定值电阻的阻值）（答案合理即可）。
【解析】（1）[1]在连接电路时，为保护电路，要先断开开关。
（2）[2]由题意知，当滑动变阻器A端与定值电阻正接线柱连接，使得滑动变阻器与定值电阻串联接入电路，滑动变阻器滑片P向左滑动时，接入电路的电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，从而电流表示数变大，如图所示：

（3）[3]由题意知，电流表有示数，说明电路有电流为通路，而此时电压表无示数，说明与电压表并联的电阻R短路。
（4）[4][5]有图乙知，电流表接入量程为0~0.6A，且最小分度值为0.02A，则电流表示数为0.5A。根据可得，电压表示数为
小明又改用10Ω电阻继续实验，应利用控制变量法，保持电压表示数不变，根据串联电路分压特点，为控制定值电阻两端电压保持不变，此时应滑动变阻器滑片P向右移动，增大接入电路电阻，从而增大滑动变阻器两端电压。
（5）[6]实验中使用的定值电阻阻值最大为15Ω时，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压
变阻器分得的电压为电压表示数倍数为
根据分压原理，当接入15Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为
因此小军实验所选用的滑动变阻器应该是乙“20Ω；1A”。
（6）[7]电流表可测量电路中电流，电压表可测量用电器两端电压，因此还可通过该实验装置探究电流和电压的关系和测定值电阻的阻值的实验。
6.（2023·金昌）习了欧姆定律的知识后，老师给同学们布置了设计不同方案测量未知电阻的任务，三位同学的设计方案如下：

（1）小明的设计方案如图甲所示，闭合开关S，调节滑动变阻器R的滑片P至适当位置，电压表、电流表的示数分别如图乙、丙所示，则电压表的示数为___________V，未知电阻的阻值为___________Ω；
（2）小林的设计方案如图丁所示，闭合开关S，电流表和的示数分别为和。已知定值电阻的阻值为，则未知电阻=___________（用、和表示）；

（3）小刚的设计方案如图戊所示，闭合开关S后，先将开关S1拨至触点___________，移动滑动变阻器R的滑片P至适当位置，此时电压表的示数为U；保持滑片P的位置不变，再将开关S1拨至另一触点，调节电阻箱的阻值，使___________，此时电阻箱的读数为，则未知电阻=___________。
【答案】①2.7；②9；③；④b；⑤电压表示数恰为U；⑥R0。
【解析】（1）[1][2]由乙图可知，电压表使用的是0~3V的量程，分度值为0.1V，电压表的示数是2.7V；由丙图可知，电流表使用的是0~0.6A的量程，分度值为0.02A，电流表的示数是0.3A，电阻的阻值为
（2）[3]由图可知，两个电阻并联，电流表A1测量干路中的电流，电流表A2测量通过R0的电流，在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，所以Rx这条支路的电流为Ix=I1-I2
电源电压U=I2R0
未知电阻
（3）[4][5][6]闭合开关S后，先将开关S1拨至触点b，移动滑动变阻器R的滑片P至适当位置，此时电压表的示数为U；保持滑片P的位置不变，再将开关S1拨至另一触点，调节电阻箱的阻值，使电压表的示数仍为U；此时电阻箱的读数为，根据欧姆定律可知，Rx与R0相等，即Rx=R0。
7.（2023·随州）如图甲是小明用伏安法测量额定电压为25V小灯泡电阻的实物图。

丙
（1）用笔画线代替导线，补画一根导线将图甲中的实物电路连接完整_________；
（2）实验中当滑动变阻器的滑片滑到某位置时，电压表示数如图乙所示为_________V，此时电流表的示数为0200A，此时小灯泡的电阻为_________Ω；
（3）如图丙是小明设计的实验数据记录表，该表格存在的不足之处是_________。
【答案】①如图；②22；③11；④只有一次实验。
【解析】（1）[1]根据伏安法测电阻的原理可知，电压表并联接入电路且测量小灯泡两端的电压，已知小灯泡的额定电压为2.5V，则电压表应该选择小量程，如图所示：
或
（2）[2]如图乙所示，电压表选择的是小量程，分度值为0.1V，电压表示数为2.2V。
[3]因为此时电流表的示数为0200A，根据欧姆定律可知，此时小灯泡的电阻为
（3）[4]如图丙所示的表格，只列举了一组数据，进行了一次实验，结果具有偶然性。
8.（2023·聊城）如图所示，在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻大约为10Ω，电源电压为6V；
（1）图甲电路中还有一根导线没有连接，请用笔画线代替导线，将电路连接完整（要求：导线不交叉）；____
（2）连接好电路，检查无误后，将滑动变阻器接入电路的电阻调节到最大，接着闭合开关试触，观察到电压表的示数超过2.5V，其原因可能是该滑动变阻器的最大阻值______（选填“太小”或“太大”）；
（3）解决问题后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表示数为2.5V，小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为______W。若要使小灯泡变得更亮一些，滑动变阻器的滑片应向______（选填“左”或“右”）移动；
（4）将上表数据填完整后进行分析，发现小灯泡亮度是变化的，小灯泡的亮度是由其______（选填“实际功率”或“额定功率”）决定的；
（5）观察表中的数据发现，虽然是同一小灯泡，但通过小灯泡的电流与其两端的电压并不成正比，其原因是______。
【答案】①如图；②太小；③0.75；④右；⑤实际功率；⑥灯泡的电阻随温度的升高而增大
【解析】（1）[1]测量小灯泡的电功率，灯泡应串联接入电路，小灯泡的额定电压为2.5V电压表并联在灯泡两端且用小量程。故连接电路图如下
（2）[2]连接好电路，检查无误后，将滑动变阻器接入电路的电阻调节到最大，接着闭合开关试触，观察到电压表的示数超过2.5V，根据串联分压的原理知，滑动变阻器分得电压较小，其原因可能是该滑动变阻器的最大阻值太小。
（3）[3]小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，电流表用的是小量程，分度值为0.02A，通过小灯泡的电流为0.3A，则小灯泡的额定功率为
[4]若要使小灯泡变得更亮一些，灯泡两端电压应更大一点，滑动变阻器分得的电压应小一些。根据串联分压原理知，滑动变阻器接入电路阻值应变小，故滑动变阻器的滑片应向右移动。
（4）[5]将上表数据填完整后进行分析，发现小灯泡的电功率越大，小灯泡的越亮，所以小灯泡的亮度是由其实际功率决定的。
（5）[6]观察表中的数据发现，当小灯泡两端电压为2.2V时，小灯泡的电阻为
当小灯泡两端电压为2.5V时，小灯泡的电阻为
当小灯泡两端电压为2.8V时，小灯泡的电阻为
由上分析可知，当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比在增大。虽然是同一小灯泡，但通过小灯泡的电流与其两端的电压并不成正比，其原因是灯泡的电阻随温度的升高而增大。
9.（2023·云南）实验小组在老师指导下探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。同学们在烧瓶内安装一根电阻丝，装入适量的煤油，插入一支温度计，设计了如图甲所示的电路。
（1）用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整。要求滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表示数变大，且导线不交叉___________；
（2）闭合开关后，发现电流表指针未偏转，经检查仅电阻丝R有故障，则电阻丝R___________（选填“短路”或“开路”）。排除故障后进行实验，实验中通过观察___________来比较相同时间内不同电流产生热量的多少；
（3）调节滑动变阻器改变电流的大小，经过多次实验发现：电阻丝阻值和通电时间一定时，电流I越大，通电导体产生的热量Q越多。小明猜想：当电阻和通电时间一定时，Q可能与I成正比。随后在老师帮助下，实验小组测出了多组Q与I的数据。请提出一种判断小明猜想是否正确的方法：___________；
（4）同学们进一步学习了解到：物理学家焦耳1840年就确定了当电阻和通电时间一定时，电流产生的热量跟电流的二次方成正比的关系。生活中利用电热工作的家用电器有___________（请举一例）；
（5）若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，可选择图乙中___________（选填“A”或“B”）烧瓶中的电阻与图甲烧瓶中的电阻___________联（选填“串”或“并”）进行实验。
（6）本实验应用的研究方法有转换法和___________法。
【答案】①如图；②开路；③温度计示数的变化；④见解析；⑤电热水壶；⑥B；⑦串；⑧控制变量。
【解析】（1）[1]滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表示数变大，则滑动变阻器接入电路的阻值变小，则滑动变阻器应接右下的接线柱，如图所示：
（2）[2]闭合开关后，发现电流表指针未偏转，说明电路没有电流通过，经检查仅电阻丝R有故障，故电阻丝R断路，即开路。
[3]实验中通过移动滑片，使烧瓶中电阻丝通过的电流不同，产生的热量不同，则烧瓶中的煤油吸收的热量不同，则温度计示数的变化不同，故通过观察温度计示数的变化来比较相同时间内不同电流产生热量的多少。
（3）[4]想验证猜想：“当电阻和通电时间一定时，Q可能与I成正比。”是否正确，根据测出的多组Q与I的数据画出对应的Q～I图像，再根据图像判断猜想是否正确，若图像是一条过原点的直线，则猜想正确；若不是一条过原点的直线，则猜想不正确。
（4）[5]生活中利用电热工作的家用电器有电热水壶。
（5）[6][7]要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，则电阻应不同，而通过导体的电流要相同，故应将两电阻串联，由图甲可知，烧瓶中的电阻是20Ω，所以应选择电阻为30Ω的B烧瓶串联进行实验。
（6）[8]电流通过导体产生的热量受电流的大小、电阻、通电时间的影响，则应该应用控制变量法进行探究。
1.（2023·岳阳）小聪用图甲所示电路图探究电流跟电压、电阻的关系。
（1）连接电路时，开关应___________；
（2）若定值电阻R开路，闭合开关后___________（选填“电流表”或“电压表”）无示数；
（3）实验完成后记录数据的纸被同学无意撕断，只剩图乙表格。根据表格数据我们能判断小聪探究的是电流跟___________（选填“电压”或“电阻”）的关系；
（4）用“2.5V，0.3A”的小灯泡替换R来完成研究小灯泡电阻的实验。闭合开关移动滑片，电压表示数如图丙，此时电压为___________V，电流表示数可能是下列数据中的___________（选填序号）。

【答案】①断开；②电流表；③电压；④2；⑤B。
【解析】（1）[1]实验中为保护电路，连接电路中，开关需要断开。
（2）[2]图中电路为串联电路，若定值电阻R开路，电路为断开状态，所以电流表无示数。
（3）[3]由乙图可知，实验中，电压是变化，而电压与电流的比值为定值，所以可断定该实验是来探究电流与电压关系的。
（4）[4]丙图中，电压表选用的是小量程，分度值为0.1V，则读数为2V。
[5]当用灯泡正常发光时的电阻计算当电压为2V时的电流为
因为灯泡电阻受温度的影响会随温度的升高而增加，所以导致电流会比计算出来的结果偏小，故B符合题意，AC不符合题意。
故选B。
2.（2023·齐齐哈尔）小红在“探究电流与电压和电阻关系”的实验中，使用的实验器材有：两节新干电池、滑动变阻器（满足实验要求）、电流表、电压表、开关、导线和定值电阻若干。实验过程如下：
（1）请根据小红设计的电路图（图1）将实物图（图2）连接完整（要求：导线不交叉）___________；
（2）小红把5Ω的定值电阻接入电路，将滑动变阻器的滑片调至最___________（选填“左”或“右”）端。闭合开关，移动滑片P，发现电压表示数无变化，电流表示数有变化，其原因可能是定值电阻___________；
（3）排除故障后，闭合开关，调节滑片P，当电压表的示数为0.5V时，电流表的示数如图3所示，则电流表示数为___________A。继续实验，将实验数据记录在表中，分析数据可得出结论：在电阻一定时，___________；
（4）小红接下来探究电流与电阻的关系。分别将的定值电阻接入电路，闭合开关，正确进行操作，并根据实验数据绘制出图像，如图4所示。根据数据分析得出结论：___________，通过导体的电流与导体的电阻成反比。该过程中滑动变阻器除保护电路外，还起到___________的作用；

（5）小红在得出电流与电压和电阻的定量关系后，要测量一个标记不清的定值电阻阻值（约为30Ω），利用现有器材，设计了如图5所示的电路；
①闭合开关，将滑动变阻器接入最大阻值（）时，记录电压表示数为；
②___________，记录电压表示数为；
③得出了定值电阻阻值的表达式：___________（用表示）。
【答案】①如图；②右；③被短路；④0.10；⑤通过导体的电流与导体两端电压成正比；⑥导体两端电压一定时；⑦控制定值电阻两端的电压不变；⑧将滑动变阻器的滑片调至最左端时；⑨。
【解析】（1）[1]由图1可知，当滑动变阻器的滑片向左移动时，变阻器连入电路的电阻变小，因此在图2实物图中，将变阻器的左下接线柱连入电路中，如图所示
（2）[2]为了保护电路，小红把5Ω的定值电阻接入电路，滑动变阻器连入电路的电阻应最大，故将滑动变阻器的滑片调至最右端。
[3]闭合开关，移动滑片P，电流表示数有变化，说明电路是通路的；电压表示数无变化，说明与电压表并联的那部分电路被短路，即可能是定值电阻被短路。
（3）[4]由图3可知，电流表选择小量程连入电路中，其分度值为0.02A，示数为0.10A。
[5]由图表实验数据可知，电阻一定时，当电阻的两端电压增大几倍时，通过电阻的电流也增大几倍，由此可知，电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比。
（4）[6]由图4可知，可计算出部分组电流与电阻的乘积为
乘积是一个定值，由此可知：导体的两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
[7]当探究电流与电阻的关系时，根据控制变量法可知，需控制导体的两端电压不变，实验中是滑动变阻器来控制定值电阻两端的电压不变的。
（5）②[8]由图5可知，电压表测的是待测电阻的两端电压，步骤①中滑动变阻器的滑片移到最右端，记录电压表的示数，接下来可以做的是把滑片移到最左端，使得变阻器连入电路的阻值为0，记录此时电压表的示数。
③[9]由②可知，变阻器连入电路的阻值为0，此时电路为待测电阻的简单电路，待测电阻的两端电压等于电源电压，即；在①中，两电阻串联，根据串联电路的电流特点和欧姆定律可得
可得，待测电阻的阻值表达式为。
3.（2023·株洲）某同学利用实验室提供的器材，测量标有电压为2.5V的小灯泡在不同电压下的电阻。他所连接的实验电路如图甲所示。

（1）在闭合开关前，需要将滑动变阻器的滑片移至______（填“A”或“B”）端；
（2）实验中，第一次测量时的电压等于2.5V，小灯泡正常发光。之后调节滑动变阻器，让电压逐次下调，使灯丝温度不断降低，灯泡变暗直至完全不发光，测量的数据如下表所示；
根据表格中的实验数据，图乙中能正确描述通过该小灯泡的电流I和其两端电压U之间关系的是______；（填“①”或“②”）
（3）第6次测量时，电流表指针的偏转如图丙所示。则电流表的读数为______A，此时小灯泡的电阻为______Ω；
（4）对比不同电压下小灯泡的电阻值可知，小灯泡的电阻随电压的增大而______（填“增大”“减小”或“不变”），主要原因是小灯泡的电阻受______的影响。
【答案】①B；②①；③0.16；④3.125；⑤增大；⑥温度。
【解析】（1）[1]为了保护电路，闭合开关之前，滑动变阻器的滑片应该移到阻值最大处B端。
（2）[2]由表中数据可知，第1次实验测得电阻为
第2次实验测得电阻为
第3次实验测得电阻为
同理可知，第四次、第五次、第七次测得电阻分别为0.69Ω、4.74Ω、2Ω。即电阻随电压的降低而降低，并不是不变的。因此图乙中能正确描述通过该小灯泡的电流I和其两端电压U之间关系的是①。
（3）[3]有图甲可知，电流表的量程为0~0.6A，分度值为0.02A。电流表的示数为0.16A。
[4]此时小灯泡的电阻为
（4）[5][6]由（2）的计算结果可得，小灯泡的电阻并不是固定不变的，它受温度的影响，随着电压的增大而增大。
4.（2023·达州）小明学习了电功率的知识后，在家中找来了一个标有额定电压为“6V”的小灯泡，为了测定该小灯泡的额定功率，他在学校的实验室找到了相关器材，并进行了如下实验，已知电源电压恒为8V。
（1）请用笔画线代替导线，帮他连接好实物图。要求闭合开关后，滑片向右移，灯泡变亮__________；
（2）小明在实际操作中发现灯泡很暗，电流表和电压表示数均很小，无论怎样移动滑片，电表的示数几乎不变，你认为出现此现象的原因是__________（选填字母）；
A．滑动变阻器同时接入了下方的两个接线柱
B．灯泡的电阻太小
C．滑动变阻器的最大阻值太小
（3）排除故障后，闭合开关，发现电压表示数如图乙所示，接下来他应该将滑动变阻器的滑片向__________移动，同时眼睛注意观察__________（选填“电流表”“电压表”或“灯泡”），直到灯泡正常发光；
（4）经过多次测量，小明绘制了小灯泡的I-U图像，如图丙所示，则该小灯泡的额定功率为__________W；
（5）若该实验中电压表标有15V的接线柱损坏了无法使用，于是他向老师请教，老师告诉他用该电压表仍能测量该灯泡的额定功率，你认为老师的方案可能是__________（选填字母）；
A．只将电源电压减小
B．只更换一个其他规格的滑动变阻器
C．将该电压表并联到滑动变阻器的两端
（6）小明还想用该灯泡和电压表测量一个未知电阻Rx的阻值，于是他设计了如图丁所示的电路图，操作步骤如下：
①闭合开关S、S1，断开S2，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为3V；
②保持滑动变阻器的滑片位置不动，闭合S、S2，断开S1，电压表示数为4.5V；则Rx=__________Ω。
【答案】①如图；②A；③右；④电压表；⑤3；⑥C；⑦5。
【解析】（1）[1]根据滑动变阻器的要求可知，闭合开关后，滑片向右移，灯泡变亮，说明滑动变阻器接入电路中的电阻变小，只能选择滑动变阻器的右侧的下端接线柱接入电路，如图所示：
（2）[2]根据题意可知，灯泡发光很暗，电流表和电压表示数均很小，无论怎样移动滑片，电表的示数几乎不变，说明滑动变阻器同时接入了下方的两个接线柱，故BC不符合题意，A符合题意。
故选A。
（3）[3][4]排除故障后，闭合开关，发现电压表的示数如图乙所示，电压表的示数为4V，小于额定电压，所以，接下来要增大灯泡两端的电压，由串联电路电压特点可知，滑动变阻器的两端电压就要降低，根据串联的分压原理，滑动变阻器接入电路中的电阻就变小，所以，应该将滑动变阻器的滑片向右边移动，同时眼睛注意观察电压表，直到灯泡达到额定电压为止，即小灯泡正常发光。
（4）[5]根据如图丙可知，当小灯泡的电压是6V时，通过小灯泡的电流是0.5A，所以，该小灯泡的额定功率为
（5）[6]若电压表标有15V的接线柱损坏了无法使用，根据串联电路的电压特点可知，可将该电压表并联到滑动变阻器的两端，电压表的量程可以选择0到3V的，当小灯泡的电压是6V时，滑动变阻器分的电压是2V，故AB不符合题意，C符合题意。
故选C。
（6）[7]①闭合开关S、S1，断开S2，移动滑动变阻器滑片，滑动变阻器R，小灯泡，定值电阻Rx串联，电压表测量灯泡两端电压，且电压表的示数为3V，根据图丙可知，通过小灯泡的电流是0.3A；
②闭合S、S2，断开S1，滑动变阻器R，小灯泡，定值电阻Rx串联，电压表测量灯泡和定值电阻Rx两端总电压，且电压表的示数为4.5V，因保持滑动变阻器的滑片位置不动，所以，灯泡亮度和分得的电压不变，通过灯泡的电流仍然是0.3A且与通过定值电阻Rx的电流相等，所以，定值电阻Rx两端电压是
则定值电阻Rx的大小是。
实验序号
电流表的位置
a
b
c
1
电流I/A
0.3
0.3
0.3
2
电流I/A
0.4
0.4
0.4
3
电流I/A
0.2
0.2
0.2
A点电流
B点电流
C点电流
0.16A
0.16A
0.32A
C处的电流/IC
B处的电流/IB
A处的电流/IA
第一次测量
0.52A
0.3A
A
U/V
U1/V
U2/V
2.6
1.3
1.3
实验次数
AB间电阻/Ω
CD间电阻/Ω
1
10
5
2
20
10
3
30
15
电压
UAB/V
UBC/V
UAC/V
数值
1.5
1.5
3.0
导体代号
长度m
横截面积/mm2
材料
①
1.0
0.2
锰铜
②
1.0
0.4
锰铜
③
0.5
0.4
锰铜
④
1.0
0.4
镍铬合金
次数
厚度h/mm
边长a/mm
电阻R/Ω
1
2
4
10
2
2
8
10
3
2
12
10
4
4
12
5
5
8
12
6
16
12
1.25
铅笔型号
线条两端电阻（MΩ）
重复涂划次数（次）
2B
4B
6B
8B
9B
低高
3
①
0.79
0.67
0.49
③
6
②
0.65
0.43
0.28
④
导体代号
长度/m
横截面积/mm2
材料
A
1.0
0.2
锰铜
B
1.0
0.4
锰铜
C
1.0
0.6
锰铜
D
0.5
0.4
锰铜
E
1.5
0.4
锰铜
F
1.0
0.6
镍铬合金
G
1.0
0.6
铁
序号
长度L/cm
电流I/A
1
30.0
0.20
2
20.0
0.30
3
10.0
0.60
合金
基体材料
增强材料
特性
应用
黄铜
铜
锌
易加工
仪表
青铜
铜
锡
耐磨
齿轮
实验序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.5
20
2.5
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
实验次数
1
2
3
4
5
R/Ω
5
10
15
20
30
I/A
数据序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.61
1
1.5
2.5
3
4.3
电流I/A
0.11
0.2
0.35
0.7
0.94
1.4
灯泡亮度
微微发光
偏暗
较亮
亮
很亮
忽然烧坏
实验次数
A点电流
B点电流
C点电流
1
0.24
0.32
0.56
2
0.26
0.24
0.50
3
0.20
0.28
0.48
实验次数
第1次
0.8
2.0
2.8
第2次
1.0
1.8
2.8
第3次
1.4
1.4
2.7
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.2
1.5
1.8
2.0
2.4
电流I/A
0.24
0.30
0.36
0.40
0.48
序号
U/V
I/A
R/Ω
1
实验次数
小灯泡两端的电压U/V
通过小灯泡的电流I/A
小灯泡的亮度
小灯泡的电功率P/W
1
2.2
0.28
比正常发光暗
0.62
2
2.5
正常发光
3
2.8
0.32
比正常发光亮
0.90
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3
电流I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
数据序号
1
2
3
4
5
6
7
发光情况
明亮
不很亮
暗
较暗
微光
熄灭
熄灭
电压U/V
2.5
2.1
1.7
1.3
0.9
0.5
0.1
电流I/A
0.28
0.26
0.24
0.21
0.19
0.05