专题14 电学实验探究——2024浙江中考科学（省统考）分类专练

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考向1 伏安法测电阻
探究电流与电阻关系的实验中，实验器材有：电源（电压恒为4.5伏）、电流表、电压表、滑动变阻器（20欧 2安）和开关各一个，5个定值电阻（5欧、10欧、15欧、20欧、25欧）及导线若干。
（1）【连接电路】
用笔画线代替导线将图甲实验电路连接完整。（要求滑动变阻器滑片P向c端滑动时，接入电路中的阻值变小）
（2）【进行实验】
小科利用上述连接的电路进行实验，请完善实验步骤。
步骤1：将5欧的电阻接入a、b间，闭合开关后，移动滑片P使电压表示数为U0，记录相应的电流值；
步骤2：将5欧电阻替换为10欧，闭合开关，此时滑动变阻器接入电路的阻值是 ，使电压表示数为U0，记下相应的电流值；
步骤3：依次替换15欧、20欧、2欧的电阻重复步骤2。
（3）【分析数据】
图乙是根据实验数据画出的I﹣R图象，其中阴影面积的物理意义是 。
（4）【反思】
小丽完成上述操作后又选了一个2欧的电阻进行实验，结果发现实验不能正常进行，为完成此实验，电路需要做出调整的是 。
A．增大电源电压
B．增大电流表量程
C．换用阻值更大的滑动变阻器
某兴趣小组的同学们用如图所示的液体电阻演示器来探究影响电阻大小的因素。装置中的储存容器内装有同种导电液体，通过调节可移动电极板可以改变注射器内导电液的长度。
（1）该装置中电阻R的作用是 。
（2）该小组的同学们通过实验得到左边注射器中的电流与导电液体长度的关系如表所示：
分析可知，液体的电阻和液体长度的关系为：在材料和横截面积相同时， 。
（3）当两个注射器中的液柱长度相同时，实验时发现 ，由此得到的结论是：在材料和长度相同时，液体的横截面积越大，电阻越小。
（4）若小组同学还想探究液体的电阻和材料的关系，它们只需更换 即可。
白云金丝鱼是一种著名的观赏鱼类，适宜在10℃～30℃的水温中饲养。为控制水温，研习小组探究了热敏电阻的电阻特性，并利用热敏电阻和电阻箱（可显示阻值的可变电阻）来设计温度报警器。
【任务一】探究热敏电阻Rt阻值随环境温度t变化的规律
步骤一：根据如图所示电路图连接好电路，将电阻箱R0调到阻值最大。
步骤二：将热敏电阻置于0℃的环境中，闭合S1、断开S2，记录电流表示数I0。
步骤三：（1）闭合S1、S2，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数为 ，此时Rt＝R0。
步骤四：将热敏电阻Rt置于不同温度的环境中，重复步骤二、三，多次实验测得Rt阻值如表：
步骤五：（2）分析数据可得：热敏电阻的阻值随温度的升高而 。
【任务二】设计鱼缸温度t≥30℃或t≤10℃都报警的温度报警器
实验器材：电源（恒为12V）、热敏电阻Rt、电阻箱（0—9999Ω）、数字电压表（U≥7.2V时报警）、数字电流表（I≥6mA时报警）、开关一个、导线若干。
电路设计：虚线框中的电路图是研习小组设计的温度报警器电路，但它还没有完善。
（3）请你根据设计要求将电压表接在电路中合适的位置，完善报警电路；
（4）设计的电路中，电阻箱R0应调整为 。
考向2 伏安法测电功率
小明利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的电功率。（电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V）
（1）闭合开关后，发现两电表指针处于图乙所示位置，此时灯泡 。（选填“不发光”或“比正常亮”）
（2）故障排除后，从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据，得到小灯泡U﹣I图象如图丙所示，则小灯泡的额定功率是 W。
（3）完成实验后，小明又设计了一种用已知阻值为R0的定值电阻代替电流表测量小灯泡的额定功率的方案，设计了如图丁所示的电路，实验步骤如下。
①检查电路无误后，闭合开关S和S1断开开关S2移动滑动变阻器滑片P，使电压表的示数为UBC；
②保持滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S和S1断开开关S，读出电压表的示数U1；
③小灯泡额定功率的表达式：P额＝ 。（用UBC、U1、R0表示）
小金测定小灯泡的额定功率，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω。实验室有如下器材：电源（电压为6V）、电流表（0～0.6A、0～3A）、电压表（0～3V、0～15V）、开关与导线若干、滑动变阻器两只：R1（10Ω 0.5A），R2（20Ω 0.5A）。
（1）请用笔画线代替导线，在答卷上将图甲中的实物图连接完整。
（2）若要完成本实验，则选择的滑动变阻器是 （选填“R1”或“R2”）。
（3）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，则滑片向 （选填“左”或“右”）端移动。
（4）I0为灯泡正常发光时的电流大小，以电流的平方（I2）为横坐标，以实际功率（P）为纵坐标，下列与实验数据最相符的图是 。（选填字母）
A.B.
C.D.
在验证焦耳定律（Q＝I2Rt）中电热与电阻的定性关系时，小科设置了两种连接方式（如图甲、乙所示，其中R甲＞R乙）。
（1）为了使实验现象更明显，烧瓶中所装液体为 （选填“水”或“煤油”）。
（2）为验证电流和通电时间相同时，电阻对产生热量的影响，应选择图 的连接方式。
（3）按图乙连接方式，正常情况下的，液面上升的高度应该是Δh甲 Δh乙。
考向3 电路设计
在体检时，我们往往要测量身高和体重。
（1）小榕同学学习了电学后，设计了体重计的原理图，如图所示。则体重增加时，电流表的示数怎么变化？ 。
（2）小园同学想设计一个测量身高的仪器，请你一起参与。提供的器材有电源开关、导线、定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器R（滑片在滑动变阻器R上滑动的距离为50cm）。
要求：①测量身高范围是1.4米～1.9米；②电表随身高的增大而增大且刻度是均匀的。③将身高值表示在电表的表盘中。请写出设计步骤并搭配设计图。
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）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）。
（2）实验过程中，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，小明应调节滑片P至电压表示数为 V。
（3）小明在实验中所选用的滑动变阻器应该是 （选填“甲”或“乙”）。
（4）利用老师给的器材，还能完成的电学实验有： （写出一个即可）。
小嘉想研究“电流与电阻的关系”，并进行实验。实验中选取的电源电压为4.5V，滑动变阻器的规格为“50Ω 1A”。
（1）小嘉设计了如下实验记录分析表，为了更好得出电流值与电阻值之间的数学数量关系，请将第一行“”处内容补充完整。
恒定电压（U＝2V）时通过不同电阻的电流
（2）以下是小嘉连接的实验电路，请帮他把电路连接完整。
（3）以下是小嘉的一些实验操作步骤，请将“”处具体实验操作内容补充完整。
①将阻值为10Ω的定值电阻R1接入电路，将滑动变阻器置于阻值最大的位置，闭合开关，按规定操作完成实验后，读出电流表示数并记录。
②断开开关，拆下R1，接上阻值为20Ω的定值电阻R2， （写出具体操作步骤），读出电流表示数并记录。
③断开开关，拆下R2，接上阻值为30Ω的定值电阻R3，重复②的操作。
（4）根据对记录表最后一列的数学关系计算，并比较其结果，最后得出结论。
图甲所示是“测量小灯泡的电功率”实验的电路图，图乙是即将连接完成的实验电路。其中电源为四节新的干电池，灯泡的额定电压为4V，灯丝的电阻约为10Ω，滑动变阻器标有“20Ω，1A”的字样。
（1）对照电路图，用笔画线代替导线，将实物图未完成部分连接好。
（2）当闭合电路的开关时，若出现以下不正常现象，请填写可能的原因。
（3）实验中，当小灯泡正常发光时电流表示数如图丙所示，则该灯泡的额定功率是 W。
（4）移动滑动变阻器的滑片P，使小灯泡两端的电压为2伏，小灯泡发出微弱的光，此时小灯泡消耗的电功率 0.3W（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
在研究小灯泡发光情况与电功率关系的实验中，电源是三节新干电池，灯泡的额定电压为2.5V。
（1）表中记录了电表示数和电功率，还需要增加记录的内容是 。
（2）分析实验数据可以发现，小灯泡两端的电压越高，它的实际功率 。
（3）完成上述实验后，继续测量小灯泡的额定电功率，发现电流表无法正常使用，甲同学用原来的电源、电压表和一个5Ω的定值电阻R0，设计了如图2所示的电路。实验方案如下：
①调节滑动变阻器使小灯泡两端电压为2.5伏。
②保持滑片位置不变，将电压表改接在R0两端，读出电压表示数。
③算出小灯泡的额定功率。
乙同学认为可将电压表直接并联在R0两端，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光。根据电压表示数和R0阻值，可算出小灯泡的额定功率。你认为哪种方案更好？请说出理由 。
小稠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，她向学校实验室借到相关器材，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，帮她连接好实物图。要求闭合开关后，滑片向右移，灯泡变亮。
（2）接好电路，闭合开关，发现电压表的示数如图乙所示，接下来她移动滑动变阻器的滑片，同时眼睛需要观察 （选填“电流表”“电压表”或“灯泡”），直到灯泡正常发光。
（3）经过多次测量，小稠绘制了小灯泡的I﹣U图像，如图丙所示，则该小灯泡的额定功率为 W。
（4）小稠后来发现电压表标有15V的接线柱出现故障无法使用，于是她向老师请教，老师告诉她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
实验课上，小明想要测出一个标有“3.8V”字样的小灯泡的额定功率，连接了如图甲所示的实验电路（不完整），电源电压恒为6V。
（1）请用笔画线代替导线，完成图甲中实物电路的连接。（连线时导线不能交叉）
（2）电路连接完整后，闭合开关，发现小灯泡不发光，但电流表有示数，接下来的操作应该是 （填字母）。
A．更换小灯泡
B．检查电路是否有故障
C．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
（3）实验时，移动滑片P到某处，电压表示数为3V，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动。当电压表示数为3.8V时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率 W。
某兴趣小组连接了图甲电路来测量小灯泡的电功率。实验器材有电源（可选电压为4.5V、6V），规格为“20Ω 2A”的滑动变阻器一个，小灯泡（额定电压为2.5V，额定功率小于0.75W）一个，电压表、电流表各一个，开关、导线若干。
（1）甲图连接的电路有一处错误，请把接错的那一根导线找出来打“×”，用笔画线代替导线画出正确的连接。
（2）正确连接电路后，当变阻器的滑片P在中点时小灯泡正常发光，则该小灯泡的额定功率为 瓦。
（3）该小组同学又设计了如图乙所示电路，利用阻值为R0的定值电阻和电压表V1、V2等器材，测量额定电压为U额的小灯泡L的额定功率，检查无误后进行实验。
①闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表V1的示数为U额，同时读出另一个电压表的示数，记为U；
②用已知科学量和测量量的符号表示出小灯泡额定功率P额为 。
用如图所示的电路图研究“电流与电阻的关系”。电流表量程为“0～0.6A”，电压表量程为“0～3V”，滑动变阻器的规格为“50Ω 1A”，电源电压4伏恒定不变。在AB间分别接入阻值不同的电阻R，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持2伏不变，读出电流表示数并记录在表中。
（1）分析表中数据，可得出的实验结论是 。
（2）第1次实验结束后换成阻值为10欧的电阻进行第2次实验时，若保持变阻器滑片位置不变，马上闭合开关，这样操作电压表 。（选填“安全”或“不安全”）
（3）为了使实验结论更可靠，控制AB间电压2伏不变，再多测几组数据，AB间允许接入电阻R的取值范围是 欧。
在探究“导体的电阻跟哪些因素有关”的问题时，老师引导同学们做了如下实验：
（1）猜想：导体电阻可能与导体材料、横截面积， 、温度有关。
（2）实验时，同学们用如甲图的实验装置分别把a、b、c、d四根金属丝接入电路A、B两点之间，探究情况如下表：当选用 （填序号）两根金属丝，可探究导体电阻跟导体材料的关系。
（3）如乙的实验，可探究导体电阻与 的关系。
某实验小组的同学们在“探究电流与电阻的关系”的实验中，所用的电路图如图甲所示。电源电压恒为6伏，可供选择的定值电阻R有5欧、10欧、20欧和40欧各一个。
（1）实验小组的同学们根据电路图连接的实物电路如图乙所示，经分析有一根导线连接错误，请在连接错误的导线上打“×”，并补画出一根导线连接成正确的电路。
（2）改正电路后，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片调至最 （填“左”或“右”）端。
（3）连接好电路后，如果将电流表和电压表在电路中的位置交换，则闭合开关后，会发现两表中只有 （填“电流表”或“电压表”）有示数。
（4）实验小组的同学们根据测得的数据，绘制出电流I与电阻的倒数1R的关系图像如图丙所示，电压一定时，电流与电阻成 。
小明为了比较萝卜、土豆、番薯的导电能力，将它们切成大小相同的长方条，分别接在如图甲电路a、b间。
（1）该实验探究目的类似课本中“研究导体电阻大小与 的关系”。
（2）实验设计中，小明想通过观察比较 来比较三者导电能力的大小。
（3）在实际操作过程中，小明发现实验现象不明显，无法达到实验目的。他通过查阅资料发现，有一种电波感应器（如图乙所示），能向物体发射电波，并根据物体反射回来的电波强弱来判断物体的导电能力，物体对电波反射越弱，则导电能力越强。若向萝卜、土豆、番薯发射相同强度的电波，反射回来的电波结果如下表（“+”越多电波越强），则萝卜、土豆、番薯中导电能力最弱的是 。
在“练习使用滑动变阻器”的实验中：
（1）请将甲图中的实物电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片向右滑动时电路中的电流变大，电压表测定值电阻两端电压，且导线不允许交叉。
（2）连接电路时，闭合开关前，滑动变阻器的滑片放在最 （选填“左”或“右”）端。
（3）连接好电路后，闭合开关，发现仅有一只电表有示数。造成这一现象的原因可能是 。（选填字母代号）
A.电流表断路
B.滑动变阻器短路
C.滑动变阻器断路
D.定值电阻短路
E.定值电阻处接触不良
（4）故障排除后再闭合开关后，两表都有示数，调节滑动变阻器，观察电流表的指针如图乙的位置，电流值是 。
考情分析
电学实验一直是考试必考题，有伏安法测电阻，伏安法测电功率，探究电流与电压电阻的关系等，每个实验都要清楚实验过程.
伏安法测电阻
⭐⭐
伏安法测电功率
⭐⭐
电路设计
⭐⭐⭐
L/厘米
1
2
3
4
5
I/毫安
4.2
3.1
3.0
2.6
2.3
温度t/℃
0
10
20
30
40
阻值Rt/Ω
2800
1800
1200
800
600
实验次数
电阻/欧
电流/安

1
10
2
20
3
30
电路中出现的不正常现象
可能的原因
顺序
电灯的亮暗
电流表示数 I/A
电压表示数U/V
甲
很亮
0.5
5

乙
不亮
0
6

实验次数
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
—
1
2.4
0.24
2
2.5
0.26
3
2.8
0.28
实验组次
1
2
3
电阻R/欧
5
10
20
电流I/安
0.4
0.2
0.1
序号
材料
长度（m）
横截面积（mm2）
灯泡亮度
a
铝丝
2
1
较亮
b
镍铬合金丝
2
0.5
最暗
c
铝丝
2
0.5
较暗
d
铝丝
1
1
最亮
实验材料
感应器接收到反射回来的电波强弱
萝卜
++++
土豆
+++++++
番薯
++