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物理实验与探究题汇编三（4个考点）-2021年中考科学（浙教版）重难点、易错点复习练习（教育机构专用）
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这是一份物理实验与探究题汇编三（4个考点）-2021年中考科学（浙教版）重难点、易错点复习练习（教育机构专用），共31页。试卷主要包含了电阻大小的影响因素与测量，欧姆定律实验，电场与磁场，测量小灯泡的电功率等内容，欢迎下载使用。
2020走进重高-尖子生培优集训
走进重高 物理培优17 -- 物理实验与探究题汇编三
说明：本专题包含物理实验与探究题4个常考点，包含近几年中考真题与模拟题，通常以实验探究题出现。实验探究是中考科学重点，考查学生设计实验与解决探究题能力，综合性知识与难度较大，且占分较大，学生失分也很多，需引起重视。
考 点 目 录
考点一、电阻大小的影响因素与测量
考点二、欧姆定律实验（伏安法测电阻，电流/电压/电阻关系）
考点三、电场与磁场（通电螺线管与探究磁场强弱影响因素）
考点四、测量小灯泡的电功率
习 题 集 训
考点一、电阻大小的影响因素与测量
1．某同学在没有电流表的情况下，利用电压表和已知阻值的定值电阻R0 ， 测量未知电阻Rx阻值，图中不能实现测量Rx阻值的电路图是（ B ）
A. B. C. D.
2. 两个物理实验小组进行测量未知电阻的实验。
（1）第一小组采用了如图所示的电路测量未知电阻的阻值，某次测量中，电压表电流表示数如图，电压表的读数为____________V，电流表读数为____________A。
（2）第二小组采用了如图所示的电路测量电阻Rx的阻值，其中R0阻值已知。
①请用笔画线代替导线，将图中的实物按电路图连接（电压表接小量程）。
②该小组的实验步骤如下：先闭合S1、S2，读出此时电压表读数为U1；再闭合S1，断开S2，读出此时电压表读数为U2，则被测电阻Rx的阻值的表达式为：Rx=____________（用R0、U1、U2表示）。
【答案】（1）1.8 0.24 （2）①如图 ②R0（U1-U2）/U2
3．为了用伏安法测定盐水的电阻，小忠同学选取一段塑料管，将其充满某种浓度的盐水，两端用金属塞（焊有接线柱）堵住管口，接在如图甲所示的部分电路中。
（1）实验的原理是____________。（用公式表示）
（2）图甲中还有两处导线未画出，请在图中补画完整。已知电源电压为6V；要求滑动变阻器的滑片P向右移动时接入电路的电阻变大。
（3）某次测量时电压表的示数为5.0V，电流表的示数如图乙所示，其读数为____________A，则测得盐水的电阻为____________Ω。
【答案】（1）R= （2）如图 （3）0.50 10
4.实验室中要测量一个阻值约为数百欧的电阻。提供的器材有：电源（电压约5伏）、学生用电压表（0～6伏）、电阻箱R（0～9 999欧 5安）、开关S1和S2、导线若干。现要测量待测电阻Rx的阻值，设计了如图甲所示的实验电路图。小虎进行的实验过程如下：
（1）根据实验电路图，连接成如图乙所示的实物电路，但存在连接错误，只需改动一根导线，即可使电路连接正确，请在接错的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法。
（2）电路连接正确后，闭合S1，将S2拨到触点1时，电压表的读数为U1，则电源电压为________。
（3）闭合S1，将S2拨到触点2，当电阻箱阻值调为R0时，电压表的示数为U2，则待测电阻的阻值Rx＝________。
【答案】（1）解： （2）U1（3）
5．现用“伏安法”测量一个未知电阻Rx的阻值(Rx约为20Ω)。在实验室中，配有的实验器材如下：
A．电源E(电压U＝3V恒定)； B．电流表A1(量程0～50mA)；
C．电流表A2(量程0～3A)； D．电压表V1(量程0～3V)；
E．电压表V2(量程0～15V)； F．滑动变阻器R(0～80Ω)；
G．定值电阻R0＝40Ω； H．开关一个，导线若干。
为了测量多组数据使结果尽量准确，在滑动变阻器的整个滑动过程中，要使两电表的测量值范围尽可能大一些，并且两电表的读数均大于其量程的1/3。则：
(1)根据实验要求，电压表选用__V1__，电流表选用__A1__。
(2)请在虚线方框内画出实验电路图，并标出所选器材的字母(部分电路已画出)；并根据所画的电路图，用笔画线代替导线，将实物图连接起来。
(3)若在某次实验中，电压表的示数为U，电流表的示数为I，那么，待测电阻阻值的表达式为__Rx＝－R0__。
【答案】 (2)如答图所示。
6．小明想测量标有“2.5V”小灯泡的电阻，请解答下列问题：
(1)请用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整。(导线不能交叉)
(2)连好电路后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处于最__左__端(选填“左”或“右”)。
(3)闭合开关后，发现电流表、电压表均有示数。但灯泡不亮，原因可能是__D__。
A．小灯泡断路
B．小灯泡短路
C．滑动变阻器断路
D．滑动变阻器接入电路的阻值过大
(4)调节滑动变阻器，测得实验数据如表所示：
实验次数
第1次
第2次
第3次
第4次
电压(V)
1.0
1.5
2.0
2.5
电流(A)
0.14
1.00
0.25
0.30
电阻(Ω)
在分析实验数据时，发现一个数据有明显的错误，这个数据是__1.00__；若此错误是看错电表量程导致的，则该数据的正确值应是__0.20__。
(5)根据实验数据可知，小灯泡正常发光时的电阻是__8.3__Ω。
(6)实验完成后，分析数据发现，小灯泡电阻呈逐渐增大趋势，其原因可能是__温度越高，小灯泡电阻越大__。
【答案】 (1)如答图所示。
7．某科学兴趣小组利用图甲所示实验电路图同时测量电源电压U0的大小和电阻Rx的阻值，电源电压U0约为2～3V，Rx的阻值约为6～7Ω。实验室提供如下器材：导线若干、开关、电流表(量程0～0.6A，0～3A)、电压表(量程0～3V，0～15V)、滑动变阻器R(最大阻值为30Ω)。请你完成下列问题：
(1)按照图甲用笔画线代替导线，连接好图乙中的实物图。
(2)用物理量U0、Rx、电流表的示数I写出表示电压表示数U大小的关系式：__U0－IRx__。
(3)①正确连接电路后，闭合开关前应使滑动变阻器连入电路的阻值为__最大__(选填“最大”或“零”)；
②移动滑动变阻器的滑片，读出4组电流表和电压表示数，分别以电流表的示数I和电压表的示数U为横坐标和纵坐标，在坐标纸上描点，把这4个点连接起来大致为一条直线(并虚线延长到纵轴)，如图丙所示。从图丙中信息可求得：电源电压U0＝__3__V，电阻Rx＝__6__Ω。
【答案】 (1)如答图所示。
8.小科利用如图甲所示的电路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)请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整（导线不允许交叉）；
(2)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 变化的图像；
①由图像可以得出结论：电压一定时，________；
②实验中，小科用 5Ω 的电阻做完实验后，断开开关，然后用 10Ω 的电阻换下 5Ω 的电阻接入电路，闭合开关，移动滑片，使电压表示数为________V时，然后再读出电流表的示数；
(3)为完成整个实验，应该选取最大阻值不小于________Ω 的滑动变阻器。
【答案】(1)解；如图所示：
(2)通过导体的电流与电阻成反比；2.5(3)35
9．在“探究电流与电压、电阻关系”的实验中，实验台上准备好了以下实验器材：电源(电压为4.5V)、电流表、电压表各一个，开关一个，四个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)，两只滑动变阻器(规格分别为“20Ω 2A”、“50Ω 1A”)，导线若干。
(1)请根据图甲的电路图用笔画线将图乙实物图连接完整。
【答案】 如答图所示。
(2)小亮连接好电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑片P，电流表示数始终为零，电压表示数约为4.5V，则电路中出现的故障可能是__定值电阻断路__。
(3)小亮纠正错误后，继续进行实验，电流与电压的关系如图所示，说明：__在电阻一定时，通过导体的电流大小与导体两端的电压成正比__。
(4)小亮在研究电阻对电流的影响时，先将定值电阻5Ω接入电路，测得电阻两端电压为1.5V，并记录了电流表示数0.3A，然后将5Ω的电阻换成10Ω、15Ω、20Ω的电阻分别测量。为完成用四个定值电阻进行实验，他应选择的滑动变阻器规格是__“50Ω__1A”__，他这样选择的理由是__当20Ω的电阻接入电路时，滑动变阻器接入电路的阻值为40Ω__。
考点二、欧姆定律实验（伏安法测电阻，电流/电压/电阻关系）
1．[2018·台州]某同学利用如图甲所示的电路进行实验，电源电压恒为3V，更换5个定值电阻Rx，得到如图乙所示的图像。以下有关叙述正确的是 ( C )
A．该同学研究的是电流和电压的关系
B．实验中电压表的示数保持0.5V不变
C．滑动变阻器阻值变化范围为1～5Ω
D．将Rx从5Ω换成10Ω后，应将滑片P向左移
【解析】研究电流和电压的关系时，要控制电阻不变，由图乙可知，电阻是变化的；该同学研究的是电流和电阻的关系，实验中要控制Rx两端的电压不变(即电压表示数不变)。Rx两端的电压：U＝IRx＝0.5A×5Ω(或＝0.1A×25Ω)＝2.5V，即电压表保持2.5V不变。电流最大为0.5A时，对应的电阻为5Ω，根据欧姆定律和串联电路的规律，变阻器连入电路的电阻：R滑1＝R总－R1＝－R1＝－5Ω＝1Ω；电流最小为0.1A时，对应的电阻为25Ω，则变阻器连入电路中的电阻：R滑2＝R总′－R2＝－R2＝－25Ω＝5Ω，所以滑动变阻器阻值变化范围为1～5Ω。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(大于2.5V)；探究电流与电阻的实验中应控制电阻两端的电压不变，应增大滑动变阻器分得的电压使电压表的示数减小为2.5V。根据分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片要向右移。
2．(2018·淮安)如图所示为小王同学设计的遮光感应烟雾探测器部分工作原理图。在一个外部光线无法进入的烟室中，装有一个激光发生器及带有一光敏电阻R0(光照越强，R0阻值越小，反之则越大)的电路，R为定值电阻，电源电压恒定。烟雾进入烟室后，激光被烟雾遮挡而使光敏电阻的阻值发生变化，烟雾越来越浓时，电路中电流表示数逐渐________，当电压表示数达到某一固定值时，探测器便会发出警报。如果要使烟雾浓度较小时探测器就能发出警报，你认为对电路中的R应如何调整？答：_____________________。
【答案】减小 R应调小一点
3.(2018·泸州)图甲为“探究电流与电阻的关系”的实验电路图，电源电压恒为3V，用电阻箱来选用不同的电阻，按下述步骤进行实验，回答下列问题。
(1)闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到适当位置，调节电阻箱使接入电路的电阻为4Ω时，电流表示数如图乙所示，为________A；电压表示数应为________V。
(2)将电阻箱调到一个阻值更大的电阻后，闭合开关，应将滑动变阻器的滑片向________端移动(填“a”或“b”)，使电压表的示数保持不变，同时记下对应的电流值。
(3)多次改变电阻箱的阻值，重复上述操作，得到了下表中所示的数据，通过观察表中的数据，分析得出：当电阻两端的电压一定时，接入电路的电阻越大，通过它的电流越________。
(4)为了进一步确定电流与电阻的定量关系，老师提出将表中各组电阻值的倒数算出。请你在图丙中描点作出I－的图像。根据画出的图像可知：电压一定时，电流I跟电阻R成________比。
【答案】(1)0.5 2 (2)b (3)小
(4) 反
4、小科按照实验要求，设计测量未知定值电阻R、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 。
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被测电阻阻值范围为400～600欧姆，2节干电池的总电压最大为3伏特，根据欧姆定律可估算出电路中最大电流值为0.0075A，比电流表最小刻度值0.02安培小得多，因此电流表无法测量电路中电流。 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。
5．小科利用仅有的一个规格为“10Ω 1.0A”的滑动变阻器和其他器材来“检验欧姆定律”，该变阻器的电阻丝上有一处断点。实验电路如图所示，电源电压恒为3V．实验步骤如下：
①用4Ω的定值电阻进行实验，连接电路。
②闭合开关，调节滑动变阻器，使定值电阻两端电压为2V，读出电流表的示数并记录。断开开关，把滑片P移到A端。
③依次用阻值为6Ω、8Ω和10Ω的定值电阻替换原来的电阻，重复步骤②。
(1)小科设计上述实验步骤，是要研究通过导体的电流与__________之间的关系。
(2)小科发现，滑片P向右移动过程中，每次实验开始时电压表都没有示数，移到某一点(该点记为C)时突然有了示数。但在完成8Ω电阻的实验后，再做10Ω电阻的实验时，当电压表有示数后，示数一直大于2V。分析可得，电阻丝BC的阻值RBC的范围是__________。
(3)为了完成10Ω电阻实验，将滑片P移到C点，只要在原来电路的接线柱上再接上一根导线，就能继续完成实验。请你在答题卷的图中用笔画线补上这根导线。
【解析】(1)由小科设计上述实验步骤，改变电阻的大小而控制电阻的电压不变，是要研究通过导体的电流与导体电阻之间的关系。
(2)小科发现，滑片P向右移动过程中，每次实验开始时电压表都没有示数，移到某一点(该点记为C)时突然有了示数，说明电阻丝AC是断开的，BC是连通的，用8Ω电阻实验时，由串联电路电压的规律，变阻器的电压为3V﹣2V＝1V，由分压原理，变阻器连入的电阻：R滑1＝×8Ω＝4Ω；再做10Ω电阻的实验时，当电压表有示数后，示数一直大于2V，由串联电路电压的规律，变阻器的电压小于1V，由分压原理，变阻器连入电路的电阻小于：R滑2＜×10Ω＝5Ω分析可得，电阻丝BC的阻值RBC的范围是 4Ω≤RBC＜5Ω。
(3)为了完成10Ω电阻实验，即变阻器连入电路中的电阻应大于或等于5Ω，因变阻器的最大电阻为10Ω，而RBC的范围是 4Ω≤RBC＜5Ω。所以可将电阻丝AC部分连入电路中进行实验即可，如下所示。
【答案】(1)导体电阻 (2)4Ω≤RBC＜5Ω (3)如上图所示
6、张红和李明两同学分别设计了如图中甲、乙所示的风力测量仪．所用器材相同，已知电源电压为U0=3V保持不变，电路保护电阻阻值为R1=2Ω，线状均匀电阻丝的全电阻阻值为R2=3Ω，木球用金属丝悬挂于O点，O点接入电路．且金属丝和线状电阻丝接触良好．无风时，金属丝刚好竖直接触于电阻丝最右端．（金属丝电阻和质量不计）
（1）对于甲电路，风力增大，电压表示数________（选填“增大”、“减少”或“不变”），对于乙电路，风力增大，电压表示数________（选填“增大”、“减少”或“不变”）；所以选择________（选填“甲”或“乙”）电路比较好．
（2）无风时，甲、乙两电路中的电压表示数分别是多大？
（3）对其中某一电路而言，风力和电压表示数是正比关系，且最大能测的风力已知为Fm=0．5N（此时金属丝摆到电阻丝最左端）．求该电路电压表示数为U时对应的风力F的大小表达式（F≤Fm）．
7．(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________________________________________________________________________。
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。
小科增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，__调节Y的阻电压表示数为2V__，读取此时Y的数值。Y的示数即为Rx的阻值。
【答案】(1)①被测电阻阻值范围为400～600欧姆，2节干电池的总电压最大为3伏特，根据欧姆定律可估算出电路中最大电流值为0.0075A，比电流表最小刻度值0.02安培小得多，因此电流表无法测量电路中电流 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
8．[2018·金华丽水]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3V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2V不变，读出电流表示数并记录。
(1)分析表中数据，可得出的实验结论是__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__。
(2)为了使实验结论更可靠，控制AB间电压2V不变，再多测几组数据，AB间允许接入电阻R的取值范围是__3.33～100__Ω。
【解析】(2)因电流表量程为“0～0.6A”，电压表量程为“0～3V”，若R取值太小则电流太大，若R取值太大，则R的分压超过2V。
9．(2019·金华、义乌、丽水)利用如图电路研究“电流与电阻的关系”，其中电流表量程为“0～0.6A”，电压表量程为“0～3V”，滑动变阻器的规格为“50Ω，1A”。依次将阻值5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻接入AB之间完成实验，获得数据如下表。
请回答：
(1)完成第一组实验，断开开关，拆下5Ω的电阻，改接10Ω的电阻。继续操作有以下四步：①闭合开关；②将滑动变阻器的滑片移到最右端；③记录电流表数据；④将滑动变阻器的滑片移到适当位置。从安全和规范角度考虑，正确的顺序是_________。
(2)上述操作④中判断滑动变阻器已处于适当位置的依据是__________。
(3)依据表中数据作出如下图像，其中正确的是__________。
(4)要完成本次实验，电源最多只能将________节干电池串联。
【答案】(1)②①④③ (2)电压表示数为2V (3)AB (4)4
10．(2019·荆州)小阳利用如图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”。已知电源电压为4.5V且保持不变，实验用到的定值电阻阻值分别为25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω，滑动变阻器的规格为“0～50Ω”。
(1)如图乙所示的实物电路中存在连线错误，而且只要改接一根导线就可以了，请你把接错的那根导线打上“×”，再画线把它改到正确位置上(导线不允许交叉)。
(2)电路改正以后，闭合开关前应将滑动变阻器滑片调至最________端(填“左”或“右”)。
(3)连接好电路后，如果将电流表和电压表在电路中位置交换，则闭合开关后，会发现两表中只有_______________表有示数(填“电流”或“电压”)。
(4)为了用上所有的定值电阻正确完成五次实验，应利用滑动变阻器控制定值电阻两端的电压至少保持______________V不变。
(5)实验中将5Ω的定值电阻更换为10Ω的定值电阻后，闭合开关，应将滑动变阻器滑片向__右__(填“左”或“右”)适当滑动，使电压表示数恢复到原来的值。
(6)小阳同学每次随机选取一个定值电阻，进行了五次实验，根据所得数据画出电流与电阻关系的图像如图丙所示，且实验中各电路元件完好，读数、记录均正确。但老师发现五次实验中有一次未移动滑动变阻器滑片控制电压表示数一定，根据图丙中的数据分析，阻值为________Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片，这次实验之前的那一次实验，小阳选取的是阻值为________Ω的定值电阻。
【答案】(1)如图
(2)右 (3)电压 (4)1.5 (5)右 (6)20 10
11.[贵港中考]用伏安法测电阻，实验电路如图甲所示。
(1)连接电路时，开关应该是__断开__的。
(2)大山同学在实验中的某次测量，电压表与电流表的读数如图乙所示，则此时待测电阻的阻值为__8__Ω。请你根据图甲的电路图，在图丙中用笔画线代替导线帮大山同学连接实物图(导线不能交叉)。
(3)实验中，如果电压表突然损坏，已知滑动变阻器的最大阻值为R，被测电阻的阻值为Rx，电源电压保持不变，但电源电压未知，请你利用剩下的器材测出Rx，先在图丁中方框内画出此时的实验电路图，再简要写出实验过程和计算Rx的表达式。
a．实验过程：
①__测量时，先将滑片移至最右端，测出此时的电流I1__。
②__再将滑片移至最左端，测出此时的电流I2__。
b．Rx的表达式：Rx＝____。
【答案】(2)如答图所示。
(3)如答图所示。
【解析】(2)由图乙可知待测电阻两端的电压U＝2.4V，通过待测电阻的电流I＝0.3A，此时待测电阻的阻值R＝＝＝8Ω。由图乙可知，电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～0.6A；将电流表、被测电阻以及滑动变阻器串联连接，电压表并联在被测电阻两端；滑动变阻器按“一上一下”的原则接线。(3)如果电压表突然损坏，已知滑动变阻器的最大阻值为R，电源电压保持不变，在答图所示的实验电路图中：①先将滑片移至最右端，测出此时的电流I1，则电源电压U＝I1Rx；②将滑片移至最左端，测出此时的电流I2，则电源电压U＝I2Rx＋I2R，因电源电压保持不变，所以I1Rx＝I2Rx＋I2R，Rx＝。
12．小敏用图甲所示电路来测定某定值电阻的阻值。
实验次数
U(V)
I(A)
R(Ω)
1
2.0
0.20
10.0
2
2.5
3
2.9
0.28
10.4
(1)闭合开关前，要将滑动变阻器滑片滑到________(选填“A”或“B”)端。
(2)闭合开关后，发现只有一只电表的指针发生偏转，请结合图甲电路分析产生此现象的原因是________________________________________。
(3)排除故障后，进行三次实验，测得数据如表。表中第二次实验的电流可从图乙中读取，根据这三次测得的数据求得此电阻的阻值为________Ω(保留一位小数)。
(4)下列实验电路图中，也能够得出定值电阻Rx阻值的电路有________。
A B C D
【解析】闭合开关前，滑动变阻器滑片应滑到阻值最大处；图甲中电压表与定值电阻串联，电流表与定值电阻并联，则电流表无示数，电压表显示电源电压；第二次实验测得电流值为0.24A，则定值电阻R2＝≈10.4Ω，三次实验所得定值电阻的平均值即为此电阻的阻值；A项中Rx＝－R，C项中Rx＝，D项中移动滑动变阻器测得两组电流、电压值，U1＋I1Rx＝U2＋I2Rx则Rx＝。
答案：(1)A (2)电压表和电流表的位置互换了 (3)10.3 (4)ACD
考点三、电场与磁场（通电螺线管与探究磁场强弱影响因素）
1．(2018·安顺)一个空心小铁球放在盛水的烧杯中置于铁棒AB的上方，绕在铁棒上的线圈连接如图所示的电路，开关S闭合后，空心小铁球仍漂浮在水面上，此时A端为电磁铁的__________极，当滑片P向左滑动，空心小铁球所受浮力_________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】S(南) 增大
2.利用材料A制造强力磁铁。
（1）加热材料A，温度一直低于其熔点，一段时间后，A质量不变、体积减小，此过程中，A处于________ (填“固态”“液态”或“固液混合态”)，依据公式________，A的密度________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
（2）如图甲所示，A的每个原子都有N、S极，相当于磁性很弱的“小磁铁”，“小磁铁”杂乱无章排列时，A对外不显磁性，当“小磁铁”按图乙所示同向排列时，A具有磁性(如图丙)，强力磁铁不耐高温，高温加热会使磁性消失，从分子热运动的角度解释为什么高温会让强力磁铁磁性消失：________。
（3）对材料A进行磁化，使其由原来的无磁性到有磁性，请从微观角度对此现象解释：________。
【答案】（1）固态；ρ＝m/V；增大
（2）低温时，磁铁内原子的同名磁极是同向排列的，对外显磁性；高温加热时，分子运动加快，原子排列杂乱无章，对外不显磁性
（3）原来杂乱无章排列的原子在外力的作用下进行了同向有序的排列
3.学习了奥斯特实验后，小军和小民认为：通电的螺线管周围也存在磁场，可是，通电螺线管周围的磁场是什么样的呢？为此，他们找来器材并连成了图甲所示的实验电路，运用研究磁场的方法来探究通电螺线管外部的磁场。
（1）小军使用小磁针来进行探究。他先在木板上螺线管一端标有黑点的九个位置(图甲)各放置了一个小磁针，通电后发现这九个小磁针的指向如图乙所示，改变通电电流的方向后，重新实验发现这九个小磁针的指向如图丙所示。 根据小军的实验，可以得出的结论是：
①通电螺线管外部，中心轴线上各点的磁场方向是相同的；除中心轴线外，通电螺线管外部其他各点的磁场方向是________的。
②通电螺线管外部各点的磁场方向还与________方向有关。
（2）小民的实验方法是：先在一张白纸中间按照螺线管的大小挖一个孔，然后把孔对准螺线管将白纸铺在木板上，再把细铁屑均匀地洒在白纸上，通电后轻轻敲击木板，发现细铁屑的排列情况如图丁所示；改变通电电流的方向后，重新实验发现细铁屑的排列情况基本没有变化。根据小民的实验现象，可以得出结论：通电螺线管外部的磁场与我们学过的________磁体的磁场相似。
（3）小军和小民对他们的实验结论进行讨论后发现，如果把通电螺线管看做一个磁体，则它的N极和S极的位置是由通电电流的方向决定的。怎样描述通电螺线管中电流的方向与N极位置之间的关系呢？小军经过反复思考发现：从通电螺线管的一侧看去，通电螺线管中电流的方向和N极位置的关系与拧电流表上的螺帽时螺帽旋转的方向和螺帽前进方向的关系非常相似。小军根据他的上述发现对“通电螺线管中电流的方向与N极位置的关系”的描述是：________。
【答案】（1）不同；电流 （2）条形
（3）从通电螺线管的一侧看去，若电流是顺时针旋转的，则这一侧为通电螺线管的S极；若电流是逆时针旋转的，则这一侧为通电螺线管的N极
4.在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明用铁钉制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。
（1）实验中是通过吸引大头针的数量来显示电磁铁磁性的强弱，当滑动变阻器滑片向左移动时，电路中的电流________(填“增大”“不变”或“减小”)，电磁铁吸引大头针的个数增多，说明电流越________，电磁铁磁性越强。
（2）根据图示的情景可知，电磁铁甲的上端是________极；电磁铁________ (填“甲”或“乙”)的磁性较强，说明电流一定时，线圈匝数________，电磁铁磁性越强；实验发现被电磁铁吸引的大头针下端是分散的，其原因是大头针被磁化，________。
（3）实验结束后，小明发现电池使用说明中有一条提示：“请一次性更换所有电池，以免新旧电池混用”。他想新旧电池混用和不混用有什么区别呢？于是，他做了如下探究，他用一节新电池代替图中原来的电源，闭合开关后，用电压表测出电路的总电压，并观察电磁铁吸引大头针的数量，记录在下表中，然后再分别把两个新电池、一新一旧电池串联起来，替换原来的电源，重复上述实验，实验记录如下表所示。
电源
电路的总电压/伏
吸引大头针数量
一个新电池
1.5
较多
两个新电池串联
3.0
最多
一新一旧电池串联
1.3
较少
分析表中数据可知，串联的一新一旧电池给电路提供的电压________(填“大于”“等于”或“小于”)一节新电池提供的电压，原因是：根据串联电路中电源电压等于各部分电路两端的电压之和，用一新一旧电池供电的电路中，废旧电池相当于在以一节新电池为电源的电路中串联了一个________，所以新旧电池混用，废旧电池会消耗新电池的部分能量。
【答案】（1）增大；大 （2）南(或S)；乙；越多；同名磁极相互排斥 （3）小于；电阻
5．在学习了电和磁的知识后，小勇在家里饶有兴趣地做起了小实验。他找来一枚缝衣针，在条形磁铁上擦了几下，然后用一根细软的棉线将缝衣针悬挂起来并保持水平，结果发现静止后它的针尖总是指向南方，这说明缝衣针已经被磁化成了一枚小磁针。为验证奥斯特实验，小勇把通电台灯的导线(导线内电流约为0.3安)移到缝衣针的正下方10厘米处，并靠近缝衣针平行放置。结果发现缝衣针并未发生偏转。带着疑问，小勇在科学课堂上与大家展开讨论，结果出现了两种不同观点。这时，老师让小勇用两节干电池(3伏)和一段电阻丝(15欧)重新做这个实验。在静止指向南北方向的缝衣针正上方10厘米处平行地放一根直导线，闭合开关，原来静止的缝衣针转动了。某同学看了实验后想到：缝衣针转动肯定是因为受到力的作用。这个力是谁施加给它的呢？他认为有这几种可能：可能是风吹；可能是缝衣针旁磁铁的吸引；可能是铁质物体接近缝衣针；还可能是直导线中有电流通过时产生了磁场。
(1)题中小勇用条形磁铁将缝衣针磁化后，这枚缝衣针的针尖是 S (填“S”或“N”)极。
(2)在课堂实验中，电阻丝内通过的电流大小为 0.2 安。
(3)铁质物体接近小磁针，小磁针会转动，这是因为 磁体具有吸铁性，小磁针和铁质物体互相吸引，改变了运动状态 。
(4)在奥斯特实验中，为了验证是“直导线中通过的电流产生的磁场使小磁针转动”这一事实，最简单的实验操作是 断开开关，观察小磁针是否会回到南北指向 。
(5)老师在其他实验条件不变的情况下，把题中缝衣针从直导线正下方移到了直导线正上方，闭合开关后，缝衣针将 向相反方向转动(或“改变转动方向”) 。
(6)下面是同学们在课堂讨论中形成的两种观点，通过课堂实验可以否定的是 B (填“A”或“B”)。
A．台灯线内有两根导线，且电流方向相反，产生的磁力大小相等、方向相反
B．台灯线内电流太小，产生的磁场太弱，不足以让缝衣针偏转
【解析】台灯导线中的电流为0.3安，电阻线中的电流为0.2安，电阻线中的电流小于台灯导线中的电流，所以台灯线不能使缝衣针偏转不是由于电流太小引起的，其真正的原因是：台灯导线内是交流电，并行的导线中瞬间的电流方向是相反的，因此产生的磁场方向相反，缝衣针所受磁力相互平衡，因而不会使缝衣针发生偏转，说法B可以否定。
6．进一步探究：科学家安培发现，两根平行导线通电后有如图中甲所示的现象(图中实线、虚线分别表示通电前、后的情况)。
(1)可见，平行通电导线之间有力的作用。而且，当通入的电流方向相同时，导线相互 吸引 。
(2)平行通电导线之间相互作用力的大小可以用安培定律F＝来描述。其中，I1、I2分别为两根导线中通入的电流，l为导线的长度，r为导线之间的距离，k为比例系数。某次实验数据如下：
实验次数
l/m
I1/A
I2/A
r/m
F/N
1
1
0.2
0.2
0.1
0.8×10－7
2
0.5
0.2
0.2
0.1
0.4×10－7
3
1.5
0.4
0.3
0.2
1.8×10－7
请将表格填写完整。比例系数k＝ 2×10－7 N/A2。对于位置固定、长度一定的两根平行导线，如果保持F大小不变，两根导线中的电流大小关系可以用如图乙所示的图像中的图线 b 来表示。
7．为验证奥斯特实验，小明从实验室借了一枚小磁针。
(1)回家后，他把小磁针放在桌上，发现小磁针静止时总是指向南北方向，这是因为 小磁针受到地磁场的作用 ，小磁针指南的一端是 S极 (选填“S”或“N”)。
(2)接着他把通电的台灯(220 V 60 W)上的导线移到小磁针的正上方，沿南北方向靠近小磁针放置(如图甲所示)，结果发现小磁针并未发生偏转。
带着疑问，小明与同学讨论小磁针不偏转的原因，共有两种猜想。
猜想一：可能是台灯有两根导线，其中的电流方向相反，产生的磁场相互抵消。
猜想二：可能是台灯导线中的电流小，产生的磁场太弱，不足以使小磁针偏转。
接着，它们又设计了如下实验进行探究，如图乙所示，用两节干电池(3 V)和一段电阻丝(12 Ω)串联，闭合开关后发现小磁针发生了偏转。
①电阻丝中的电流 小于 (选填“大于”“等于”或“小于”)台灯中的电流，据此可以断定猜想 二 是错误的。
②该实验中用小磁针的偏转来说明通电导线周围存在磁场，这是采用了哪种物理思想方法？ 转换法。
③为了能够做出与①中同样的判断，除了用图乙的探究方法外，我们还可以采用怎样的实验方法？请简述你的做法。 把台灯换成电功率大的电炉进行实验，观察小磁针是否发生偏转。
考点四、测量小灯泡的电功率
1．(2019·济宁)小明用如图所示的电路测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率。
(1)电源电压为6V，小灯泡的电阻约为10Ω，有两个不同规格的滑动变阻器：甲标有“10Ω 1A”，乙标有“50Ω 2A”，实验时应该选择滑动变阻器________(填“甲”或“乙”)。
(2)小明将实验数据和现象填写在下表中：
实验
灯泡两端电压U/V
通过灯丝电流I/A
灯泡电功率P/W
灯泡的亮度
1
2.20
0.28
比正常发光暗
2
2.50
0.30
正常发光
3
2.80
0.32
比正常发光亮
①可得出的实验结论：____________________________________(写出一条即可)；
②小灯泡的额定功率为________W。
(3)小明用上面的实验器材测量电阻R2阻值时，发现电压表已损坏，重新设计电路，选了一个阻值已知的R1，连接电路如图所示。他先将导线C端接到电流表“－”接线柱上，电流表读数为I1，后将导线C端接到电流表“3”接线柱上，电流表读数为I2，则R2的阻值为__________(用已知字母表示)。
【答案】(1)乙 (2)①电灯泡的实际功率随实际电压变化而变化 ②0.75 (3)
2．小华在做“测量小灯泡电功率”的实验中，实验室有如下器材：电源（电压恒为6V），小灯泡1（额定电压为2.5V，灯丝电阻约为10Ω），电流表、电压表、开关、规格分别为“10Ω1A”的滑动变阻器R1和“50Ω0.5A”的滑动变阻器R2各一个，导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，帮小华同学将图甲中的电路连接完整；
（2）为了顺利完成实验，小华应选用规格为________（填“R1”或“R2”）的滑动变阻器；
（3）连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，原因可能是________。
（4）排除故障后，移动滑动变阻器滑片P的位置，获得多组对应的电压值和电流值，绘制小灯泡U-I图像如图乙所示，小灯泡的额定功率为________W。分析乙中图像发现小灯泡电阻是变化的，影响其变化的主要原因是________；
（5）小华打算增加一个阻值为150的定值电阻R0， 只利用一只电表，通过操作图中单刀双掷开关（单刀双掷开关分别接“a”、b”各一次）测量小灯泡的额定电功率，图丙、图丁是他设计的两种不同方案的电路图，则以下判断正确的是 。
A.两种方案都能 B.两种方案都不能 C.丙方案能，丁方案不能 D.丙方案不能，丁方案能
【答案】（1）
（2）R2
（3）灯泡（或电压表）短路
（4）0.625；小灯泡的电阻受温度的影响
（5）B
【解析】（1）电压表应与小灯泡并联，灯泡的额定电压为2.5V ，电压表选用0~3V量程；电流表应串联在电路中，灯丝电阻约为10Ω，灯泡正常发光时电路中电流约为0.25A， 应选用0~0.6A量程，连接电路图
（2）实验时，滑动变阻器应分得的电压U滑＝U－U额＝6V－2.5V＝3.5V，
灯泡正常发光时电路中电流的为I＝0.25A ，变阻器的阻值至少为14，即应选用滑动变阻器R2（50Ω 0.5A）；
（3）闭合开关后，电流表有示数，说明电路为通路，根据小灯泡始终不发光，电压表无示数，可能是 灯泡或电压表短路，电流没有通过灯泡和电压表；
（4）由图象可知，灯泡两端的电压为U额＝2.5V时，通过的电流为I＝0.25A，灯泡的额定功率：P额=U额I=2.5V×0.25A=0.625W ；灯泡电阻受温度的影响，所以灯丝的电阻是变化的；
（5）图丙中 , 无论开关接a还是接b都无法得知小灯泡是否正常发光 , 此方案不能测定小灯泡的额定电功率; 图丁中, R0、小灯泡、变阻器三者串联，不能通过调节滑动变阻器使灯泡两端的电压为额定电压，所以两种方案都不能测出小灯的额定电功率，B符合题意 。
3．如图甲所示，是测量小灯泡电功率的实验，小灯泡的额定电压为2.5V。
(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：滑片向左滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大。
(2)闭合开关后，灯泡发光微弱，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡亮度不变，其原因可能是将滑动变阻器的__C、D__(选填“A、B”或“C、D”)接线柱接入了电路。
(3)某次实验，电压表示数如图乙所示，欲使小灯泡正常发光，则滑动变阻器的滑片应向__D__(选填“C”或“D”)端滑动。
(4)实验测量数据如表所示，则小灯泡的额定功率为__0.7__W。小灯泡的亮度跟实际电功率的关系是__小灯泡的亮度是由实际电功率决定的，实际电功率越大，小灯泡越亮__。
数据序号
1
2
3
4
发光情况
较暗
较亮
明亮
特亮
电压U(V)
1.3
2.1
2.5
3.0
电流I(A)
0.21
0.26
0.28
0.31
电功率P(W)
0.27
0.55
0.93
【答案】(1)如答图所示。
【解析】(1)要求滑片向左滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，则应接滑动变阻器右下接线柱。(3)图乙电压表示数为2.1V，电压表示数小于灯泡额定电压，要测小灯泡正常工作时的电功率，应减小滑动变阻器阻值直到电压表示数为2.5V。(4)由表格可知，小灯泡正常工作电流为0.28A，则额定功率P＝UI＝2.5V×0.28A＝0.7W。
4．(2019·无锡)小明和小红做测量小灯泡的功率实验，实验目的是测量小灯泡的额定功率和实际功率。器材有：电压恒为4.5V的电源，额定电压为3.8V的小灯泡，滑动变阻器(20Ω 2A)，电压表，电流表，开关各一个，导线若干。
(1)小明连接了如图甲所示的电路，准备将电压表连接在小灯泡两端，电压表的表盘如图乙所示，小红认为这样连接电压表不妥，理由是______________________________。
(2)小明和小红讨论后，选择0～3V的量程，将电压表并联在滑动变阻器的A、B接线柱上，请你用笔画线代替导线将电路连接完整。
(3)正确连接好电路后，他们采用合理的操作方式，闭合开关，移动滑片P，读出电压表、电流表的示数，观察小灯泡的亮度变化，记录在下表中：
电压表的示数U/V
2.9
2.5
2.3
1.7
0.7
0.5
0
电流表的示数I/A
0.20
0.22
0.24
0.26
0.31
0.34
________
小灯泡的亮度
逐渐变亮
①为达成实验目的，请将表格中的栏目补充完整。
②当电压表示数为0.7V时，电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为_________。
③实验结果表明，小灯泡的亮度与实际功率的关系是__________。
④实验时，若移动滑片P至B端，则开关闭合后会出现__________现象，可能导致器材损坏。
【答案】(1)如果接0～3V量程，会导致灯泡两端电压无法达到额定电压，如果接0～15V量程，由于分度值为0.5V，示数会不准确
(2)如图
(3)①小灯泡的实际功率P/W ②1.14W ③实际功率越大，亮度越亮 ④电压表满偏
5、在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率是否相同”的实验中，实验室提供了如下器材：电源电压U恒为8V，滑动变阻器规格为“20Ω 2A“，小灯泡的额定电压U额=2.5V，额定功率小于1.2W，两个阻值分别为10Ω、20Ω的定值电阻R0可供选择。
（1）为使小灯泡两端电压有一较大的调节范围，小聪设计了如图甲所示的电路，请用笔画线代替导线，完成图乙中实物电路的连接。
（2）正确连接电路后，进行实验，记录的数据如表所示。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。
（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 。根据数据还可判断出，小聪在实验中选用的是R0＝ Ω的定值电阻。
（4）完成实验后，爱动脑筋的小聪又想出一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图丁所示的电路，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 ；
②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）
（2）1.05 （3）增大； 10 （4）①5.5V ③U额•U0/R0； 偏小
2020走进重高-尖子生培优集训
走进重高 物理培优17 -- 物理实验与探究题汇编三
说明：本专题包含物理实验与探究题4个常考点，包含近几年中考真题与模拟题，通常以实验探究题出现。实验探究是中考科学重点，考查学生设计实验与解决探究题能力，综合性知识与难度较大，且占分较大，学生失分也很多，需引起重视。
考 点 目 录
考点一、电阻大小的影响因素与测量
考点二、欧姆定律实验（伏安法测电阻，电流/电压/电阻关系）
考点三、电场与磁场（通电螺线管与探究磁场强弱影响因素）
考点四、测量小灯泡的电功率
习 题 集 训
考点一、电阻大小的影响因素与测量
1．某同学在没有电流表的情况下，利用电压表和已知阻值的定值电阻R0 ， 测量未知电阻Rx阻值，图中不能实现测量Rx阻值的电路图是（ B ）
A. B. C. D.
2. 两个物理实验小组进行测量未知电阻的实验。
（1）第一小组采用了如图所示的电路测量未知电阻的阻值，某次测量中，电压表电流表示数如图，电压表的读数为____________V，电流表读数为____________A。
（2）第二小组采用了如图所示的电路测量电阻Rx的阻值，其中R0阻值已知。
①请用笔画线代替导线，将图中的实物按电路图连接（电压表接小量程）。
②该小组的实验步骤如下：先闭合S1、S2，读出此时电压表读数为U1；再闭合S1，断开S2，读出此时电压表读数为U2，则被测电阻Rx的阻值的表达式为：Rx=____________（用R0、U1、U2表示）。
【答案】（1）1.8 0.24 （2）①如图 ②R0（U1-U2）/U2
3．为了用伏安法测定盐水的电阻，小忠同学选取一段塑料管，将其充满某种浓度的盐水，两端用金属塞（焊有接线柱）堵住管口，接在如图甲所示的部分电路中。
（1）实验的原理是____________。（用公式表示）
（2）图甲中还有两处导线未画出，请在图中补画完整。已知电源电压为6V；要求滑动变阻器的滑片P向右移动时接入电路的电阻变大。
（3）某次测量时电压表的示数为5.0V，电流表的示数如图乙所示，其读数为____________A，则测得盐水的电阻为____________Ω。
【答案】（1）R= （2）如图 （3）0.50 10
4.实验室中要测量一个阻值约为数百欧的电阻。提供的器材有：电源（电压约5伏）、学生用电压表（0～6伏）、电阻箱R（0～9 999欧 5安）、开关S1和S2、导线若干。现要测量待测电阻Rx的阻值，设计了如图甲所示的实验电路图。小虎进行的实验过程如下：
（1）根据实验电路图，连接成如图乙所示的实物电路，但存在连接错误，只需改动一根导线，即可使电路连接正确，请在接错的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法。
（2）电路连接正确后，闭合S1，将S2拨到触点1时，电压表的读数为U1，则电源电压为________。
（3）闭合S1，将S2拨到触点2，当电阻箱阻值调为R0时，电压表的示数为U2，则待测电阻的阻值Rx＝________。
【答案】（1）解： （2）U1（3）
5．现用“伏安法”测量一个未知电阻Rx的阻值(Rx约为20Ω)。在实验室中，配有的实验器材如下：
A．电源E(电压U＝3V恒定)； B．电流表A1(量程0～50mA)；
C．电流表A2(量程0～3A)； D．电压表V1(量程0～3V)；
E．电压表V2(量程0～15V)； F．滑动变阻器R(0～80Ω)；
G．定值电阻R0＝40Ω； H．开关一个，导线若干。
为了测量多组数据使结果尽量准确，在滑动变阻器的整个滑动过程中，要使两电表的测量值范围尽可能大一些，并且两电表的读数均大于其量程的1/3。则：
(1)根据实验要求，电压表选用__V1__，电流表选用__A1__。
(2)请在虚线方框内画出实验电路图，并标出所选器材的字母(部分电路已画出)；并根据所画的电路图，用笔画线代替导线，将实物图连接起来。
(3)若在某次实验中，电压表的示数为U，电流表的示数为I，那么，待测电阻阻值的表达式为__Rx＝－R0__。
【答案】 (2)如答图所示。
6．小明想测量标有“2.5V”小灯泡的电阻，请解答下列问题：
(1)请用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整。(导线不能交叉)
(2)连好电路后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处于最__左__端(选填“左”或“右”)。
(3)闭合开关后，发现电流表、电压表均有示数。但灯泡不亮，原因可能是__D__。
A．小灯泡断路
B．小灯泡短路
C．滑动变阻器断路
D．滑动变阻器接入电路的阻值过大
(4)调节滑动变阻器，测得实验数据如表所示：
实验次数
第1次
第2次
第3次
第4次
电压(V)
1.0
1.5
2.0
2.5
电流(A)
0.14
1.00
0.25
0.30
电阻(Ω)
在分析实验数据时，发现一个数据有明显的错误，这个数据是__1.00__；若此错误是看错电表量程导致的，则该数据的正确值应是__0.20__。
(5)根据实验数据可知，小灯泡正常发光时的电阻是__8.3__Ω。
(6)实验完成后，分析数据发现，小灯泡电阻呈逐渐增大趋势，其原因可能是__温度越高，小灯泡电阻越大__。
【答案】 (1)如答图所示。
7．某科学兴趣小组利用图甲所示实验电路图同时测量电源电压U0的大小和电阻Rx的阻值，电源电压U0约为2～3V，Rx的阻值约为6～7Ω。实验室提供如下器材：导线若干、开关、电流表(量程0～0.6A，0～3A)、电压表(量程0～3V，0～15V)、滑动变阻器R(最大阻值为30Ω)。请你完成下列问题：
(1)按照图甲用笔画线代替导线，连接好图乙中的实物图。
(2)用物理量U0、Rx、电流表的示数I写出表示电压表示数U大小的关系式：__U0－IRx__。
(3)①正确连接电路后，闭合开关前应使滑动变阻器连入电路的阻值为__最大__(选填“最大”或“零”)；
②移动滑动变阻器的滑片，读出4组电流表和电压表示数，分别以电流表的示数I和电压表的示数U为横坐标和纵坐标，在坐标纸上描点，把这4个点连接起来大致为一条直线(并虚线延长到纵轴)，如图丙所示。从图丙中信息可求得：电源电压U0＝__3__V，电阻Rx＝__6__Ω。
【答案】 (1)如答图所示。
8.小科利用如图甲所示的电路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)请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整（导线不允许交叉）；
(2)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 变化的图像；
①由图像可以得出结论：电压一定时，________；
②实验中，小科用 5Ω 的电阻做完实验后，断开开关，然后用 10Ω 的电阻换下 5Ω 的电阻接入电路，闭合开关，移动滑片，使电压表示数为________V时，然后再读出电流表的示数；
(3)为完成整个实验，应该选取最大阻值不小于________Ω 的滑动变阻器。
【答案】(1)解；如图所示：
(2)通过导体的电流与电阻成反比；2.5(3)35
9．在“探究电流与电压、电阻关系”的实验中，实验台上准备好了以下实验器材：电源(电压为4.5V)、电流表、电压表各一个，开关一个，四个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)，两只滑动变阻器(规格分别为“20Ω 2A”、“50Ω 1A”)，导线若干。
(1)请根据图甲的电路图用笔画线将图乙实物图连接完整。
【答案】 如答图所示。
(2)小亮连接好电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑片P，电流表示数始终为零，电压表示数约为4.5V，则电路中出现的故障可能是__定值电阻断路__。
(3)小亮纠正错误后，继续进行实验，电流与电压的关系如图所示，说明：__在电阻一定时，通过导体的电流大小与导体两端的电压成正比__。
(4)小亮在研究电阻对电流的影响时，先将定值电阻5Ω接入电路，测得电阻两端电压为1.5V，并记录了电流表示数0.3A，然后将5Ω的电阻换成10Ω、15Ω、20Ω的电阻分别测量。为完成用四个定值电阻进行实验，他应选择的滑动变阻器规格是__“50Ω__1A”__，他这样选择的理由是__当20Ω的电阻接入电路时，滑动变阻器接入电路的阻值为40Ω__。
考点二、欧姆定律实验（伏安法测电阻，电流/电压/电阻关系）
1．[2018·台州]某同学利用如图甲所示的电路进行实验，电源电压恒为3V，更换5个定值电阻Rx，得到如图乙所示的图像。以下有关叙述正确的是 ( C )
A．该同学研究的是电流和电压的关系
B．实验中电压表的示数保持0.5V不变
C．滑动变阻器阻值变化范围为1～5Ω
D．将Rx从5Ω换成10Ω后，应将滑片P向左移
【解析】研究电流和电压的关系时，要控制电阻不变，由图乙可知，电阻是变化的；该同学研究的是电流和电阻的关系，实验中要控制Rx两端的电压不变(即电压表示数不变)。Rx两端的电压：U＝IRx＝0.5A×5Ω(或＝0.1A×25Ω)＝2.5V，即电压表保持2.5V不变。电流最大为0.5A时，对应的电阻为5Ω，根据欧姆定律和串联电路的规律，变阻器连入电路的电阻：R滑1＝R总－R1＝－R1＝－5Ω＝1Ω；电流最小为0.1A时，对应的电阻为25Ω，则变阻器连入电路中的电阻：R滑2＝R总′－R2＝－R2＝－25Ω＝5Ω，所以滑动变阻器阻值变化范围为1～5Ω。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(大于2.5V)；探究电流与电阻的实验中应控制电阻两端的电压不变，应增大滑动变阻器分得的电压使电压表的示数减小为2.5V。根据分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片要向右移。
2．(2018·淮安)如图所示为小王同学设计的遮光感应烟雾探测器部分工作原理图。在一个外部光线无法进入的烟室中，装有一个激光发生器及带有一光敏电阻R0(光照越强，R0阻值越小，反之则越大)的电路，R为定值电阻，电源电压恒定。烟雾进入烟室后，激光被烟雾遮挡而使光敏电阻的阻值发生变化，烟雾越来越浓时，电路中电流表示数逐渐________，当电压表示数达到某一固定值时，探测器便会发出警报。如果要使烟雾浓度较小时探测器就能发出警报，你认为对电路中的R应如何调整？答：_____________________。
【答案】减小 R应调小一点
3.(2018·泸州)图甲为“探究电流与电阻的关系”的实验电路图，电源电压恒为3V，用电阻箱来选用不同的电阻，按下述步骤进行实验，回答下列问题。
(1)闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到适当位置，调节电阻箱使接入电路的电阻为4Ω时，电流表示数如图乙所示，为________A；电压表示数应为________V。
(2)将电阻箱调到一个阻值更大的电阻后，闭合开关，应将滑动变阻器的滑片向________端移动(填“a”或“b”)，使电压表的示数保持不变，同时记下对应的电流值。
(3)多次改变电阻箱的阻值，重复上述操作，得到了下表中所示的数据，通过观察表中的数据，分析得出：当电阻两端的电压一定时，接入电路的电阻越大，通过它的电流越________。
(4)为了进一步确定电流与电阻的定量关系，老师提出将表中各组电阻值的倒数算出。请你在图丙中描点作出I－的图像。根据画出的图像可知：电压一定时，电流I跟电阻R成________比。
【答案】(1)0.5 2 (2)b (3)小
(4) 反
4、小科按照实验要求，设计测量未知定值电阻R、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 。
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被测电阻阻值范围为400～600欧姆，2节干电池的总电压最大为3伏特，根据欧姆定律可估算出电路中最大电流值为0.0075A，比电流表最小刻度值0.02安培小得多，因此电流表无法测量电路中电流。 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。
5．小科利用仅有的一个规格为“10Ω 1.0A”的滑动变阻器和其他器材来“检验欧姆定律”，该变阻器的电阻丝上有一处断点。实验电路如图所示，电源电压恒为3V．实验步骤如下：
①用4Ω的定值电阻进行实验，连接电路。
②闭合开关，调节滑动变阻器，使定值电阻两端电压为2V，读出电流表的示数并记录。断开开关，把滑片P移到A端。
③依次用阻值为6Ω、8Ω和10Ω的定值电阻替换原来的电阻，重复步骤②。
(1)小科设计上述实验步骤，是要研究通过导体的电流与__________之间的关系。
(2)小科发现，滑片P向右移动过程中，每次实验开始时电压表都没有示数，移到某一点(该点记为C)时突然有了示数。但在完成8Ω电阻的实验后，再做10Ω电阻的实验时，当电压表有示数后，示数一直大于2V。分析可得，电阻丝BC的阻值RBC的范围是__________。
(3)为了完成10Ω电阻实验，将滑片P移到C点，只要在原来电路的接线柱上再接上一根导线，就能继续完成实验。请你在答题卷的图中用笔画线补上这根导线。
【解析】(1)由小科设计上述实验步骤，改变电阻的大小而控制电阻的电压不变，是要研究通过导体的电流与导体电阻之间的关系。
(2)小科发现，滑片P向右移动过程中，每次实验开始时电压表都没有示数，移到某一点(该点记为C)时突然有了示数，说明电阻丝AC是断开的，BC是连通的，用8Ω电阻实验时，由串联电路电压的规律，变阻器的电压为3V﹣2V＝1V，由分压原理，变阻器连入的电阻：R滑1＝×8Ω＝4Ω；再做10Ω电阻的实验时，当电压表有示数后，示数一直大于2V，由串联电路电压的规律，变阻器的电压小于1V，由分压原理，变阻器连入电路的电阻小于：R滑2＜×10Ω＝5Ω分析可得，电阻丝BC的阻值RBC的范围是 4Ω≤RBC＜5Ω。
(3)为了完成10Ω电阻实验，即变阻器连入电路中的电阻应大于或等于5Ω，因变阻器的最大电阻为10Ω，而RBC的范围是 4Ω≤RBC＜5Ω。所以可将电阻丝AC部分连入电路中进行实验即可，如下所示。
【答案】(1)导体电阻 (2)4Ω≤RBC＜5Ω (3)如上图所示
6、张红和李明两同学分别设计了如图中甲、乙所示的风力测量仪．所用器材相同，已知电源电压为U0=3V保持不变，电路保护电阻阻值为R1=2Ω，线状均匀电阻丝的全电阻阻值为R2=3Ω，木球用金属丝悬挂于O点，O点接入电路．且金属丝和线状电阻丝接触良好．无风时，金属丝刚好竖直接触于电阻丝最右端．（金属丝电阻和质量不计）
（1）对于甲电路，风力增大，电压表示数________（选填“增大”、“减少”或“不变”），对于乙电路，风力增大，电压表示数________（选填“增大”、“减少”或“不变”）；所以选择________（选填“甲”或“乙”）电路比较好．
（2）无风时，甲、乙两电路中的电压表示数分别是多大？
（3）对其中某一电路而言，风力和电压表示数是正比关系，且最大能测的风力已知为Fm=0．5N（此时金属丝摆到电阻丝最左端）．求该电路电压表示数为U时对应的风力F的大小表达式（F≤Fm）．
7．(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________________________________________________________________________。
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。
小科增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，__调节Y的阻电压表示数为2V__，读取此时Y的数值。Y的示数即为Rx的阻值。
【答案】(1)①被测电阻阻值范围为400～600欧姆，2节干电池的总电压最大为3伏特，根据欧姆定律可估算出电路中最大电流值为0.0075A，比电流表最小刻度值0.02安培小得多，因此电流表无法测量电路中电流 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
8．[2018·金华丽水]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3V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2V不变，读出电流表示数并记录。
(1)分析表中数据，可得出的实验结论是__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__。
(2)为了使实验结论更可靠，控制AB间电压2V不变，再多测几组数据，AB间允许接入电阻R的取值范围是__3.33～100__Ω。
【解析】(2)因电流表量程为“0～0.6A”，电压表量程为“0～3V”，若R取值太小则电流太大，若R取值太大，则R的分压超过2V。
9．(2019·金华、义乌、丽水)利用如图电路研究“电流与电阻的关系”，其中电流表量程为“0～0.6A”，电压表量程为“0～3V”，滑动变阻器的规格为“50Ω，1A”。依次将阻值5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻接入AB之间完成实验，获得数据如下表。
请回答：
(1)完成第一组实验，断开开关，拆下5Ω的电阻，改接10Ω的电阻。继续操作有以下四步：①闭合开关；②将滑动变阻器的滑片移到最右端；③记录电流表数据；④将滑动变阻器的滑片移到适当位置。从安全和规范角度考虑，正确的顺序是_________。
(2)上述操作④中判断滑动变阻器已处于适当位置的依据是__________。
(3)依据表中数据作出如下图像，其中正确的是__________。
(4)要完成本次实验，电源最多只能将________节干电池串联。
【答案】(1)②①④③ (2)电压表示数为2V (3)AB (4)4
10．(2019·荆州)小阳利用如图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”。已知电源电压为4.5V且保持不变，实验用到的定值电阻阻值分别为25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω，滑动变阻器的规格为“0～50Ω”。
(1)如图乙所示的实物电路中存在连线错误，而且只要改接一根导线就可以了，请你把接错的那根导线打上“×”，再画线把它改到正确位置上(导线不允许交叉)。
(2)电路改正以后，闭合开关前应将滑动变阻器滑片调至最________端(填“左”或“右”)。
(3)连接好电路后，如果将电流表和电压表在电路中位置交换，则闭合开关后，会发现两表中只有_______________表有示数(填“电流”或“电压”)。
(4)为了用上所有的定值电阻正确完成五次实验，应利用滑动变阻器控制定值电阻两端的电压至少保持______________V不变。
(5)实验中将5Ω的定值电阻更换为10Ω的定值电阻后，闭合开关，应将滑动变阻器滑片向__右__(填“左”或“右”)适当滑动，使电压表示数恢复到原来的值。
(6)小阳同学每次随机选取一个定值电阻，进行了五次实验，根据所得数据画出电流与电阻关系的图像如图丙所示，且实验中各电路元件完好，读数、记录均正确。但老师发现五次实验中有一次未移动滑动变阻器滑片控制电压表示数一定，根据图丙中的数据分析，阻值为________Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片，这次实验之前的那一次实验，小阳选取的是阻值为________Ω的定值电阻。
【答案】(1)如图
(2)右 (3)电压 (4)1.5 (5)右 (6)20 10
11.[贵港中考]用伏安法测电阻，实验电路如图甲所示。
(1)连接电路时，开关应该是__断开__的。
(2)大山同学在实验中的某次测量，电压表与电流表的读数如图乙所示，则此时待测电阻的阻值为__8__Ω。请你根据图甲的电路图，在图丙中用笔画线代替导线帮大山同学连接实物图(导线不能交叉)。
(3)实验中，如果电压表突然损坏，已知滑动变阻器的最大阻值为R，被测电阻的阻值为Rx，电源电压保持不变，但电源电压未知，请你利用剩下的器材测出Rx，先在图丁中方框内画出此时的实验电路图，再简要写出实验过程和计算Rx的表达式。
a．实验过程：
①__测量时，先将滑片移至最右端，测出此时的电流I1__。
②__再将滑片移至最左端，测出此时的电流I2__。
b．Rx的表达式：Rx＝____。
【答案】(2)如答图所示。
(3)如答图所示。
【解析】(2)由图乙可知待测电阻两端的电压U＝2.4V，通过待测电阻的电流I＝0.3A，此时待测电阻的阻值R＝＝＝8Ω。由图乙可知，电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～0.6A；将电流表、被测电阻以及滑动变阻器串联连接，电压表并联在被测电阻两端；滑动变阻器按“一上一下”的原则接线。(3)如果电压表突然损坏，已知滑动变阻器的最大阻值为R，电源电压保持不变，在答图所示的实验电路图中：①先将滑片移至最右端，测出此时的电流I1，则电源电压U＝I1Rx；②将滑片移至最左端，测出此时的电流I2，则电源电压U＝I2Rx＋I2R，因电源电压保持不变，所以I1Rx＝I2Rx＋I2R，Rx＝。
12．小敏用图甲所示电路来测定某定值电阻的阻值。
实验次数
U(V)
I(A)
R(Ω)
1
2.0
0.20
10.0
2
2.5
3
2.9
0.28
10.4
(1)闭合开关前，要将滑动变阻器滑片滑到________(选填“A”或“B”)端。
(2)闭合开关后，发现只有一只电表的指针发生偏转，请结合图甲电路分析产生此现象的原因是________________________________________。
(3)排除故障后，进行三次实验，测得数据如表。表中第二次实验的电流可从图乙中读取，根据这三次测得的数据求得此电阻的阻值为________Ω(保留一位小数)。
(4)下列实验电路图中，也能够得出定值电阻Rx阻值的电路有________。
A B C D
【解析】闭合开关前，滑动变阻器滑片应滑到阻值最大处；图甲中电压表与定值电阻串联，电流表与定值电阻并联，则电流表无示数，电压表显示电源电压；第二次实验测得电流值为0.24A，则定值电阻R2＝≈10.4Ω，三次实验所得定值电阻的平均值即为此电阻的阻值；A项中Rx＝－R，C项中Rx＝，D项中移动滑动变阻器测得两组电流、电压值，U1＋I1Rx＝U2＋I2Rx则Rx＝。
答案：(1)A (2)电压表和电流表的位置互换了 (3)10.3 (4)ACD
考点三、电场与磁场（通电螺线管与探究磁场强弱影响因素）
1．(2018·安顺)一个空心小铁球放在盛水的烧杯中置于铁棒AB的上方，绕在铁棒上的线圈连接如图所示的电路，开关S闭合后，空心小铁球仍漂浮在水面上，此时A端为电磁铁的__________极，当滑片P向左滑动，空心小铁球所受浮力_________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】S(南) 增大
2.利用材料A制造强力磁铁。
（1）加热材料A，温度一直低于其熔点，一段时间后，A质量不变、体积减小，此过程中，A处于________ (填“固态”“液态”或“固液混合态”)，依据公式________，A的密度________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
（2）如图甲所示，A的每个原子都有N、S极，相当于磁性很弱的“小磁铁”，“小磁铁”杂乱无章排列时，A对外不显磁性，当“小磁铁”按图乙所示同向排列时，A具有磁性(如图丙)，强力磁铁不耐高温，高温加热会使磁性消失，从分子热运动的角度解释为什么高温会让强力磁铁磁性消失：________。
（3）对材料A进行磁化，使其由原来的无磁性到有磁性，请从微观角度对此现象解释：________。
【答案】（1）固态；ρ＝m/V；增大
（2）低温时，磁铁内原子的同名磁极是同向排列的，对外显磁性；高温加热时，分子运动加快，原子排列杂乱无章，对外不显磁性
（3）原来杂乱无章排列的原子在外力的作用下进行了同向有序的排列
3.学习了奥斯特实验后，小军和小民认为：通电的螺线管周围也存在磁场，可是，通电螺线管周围的磁场是什么样的呢？为此，他们找来器材并连成了图甲所示的实验电路，运用研究磁场的方法来探究通电螺线管外部的磁场。
（1）小军使用小磁针来进行探究。他先在木板上螺线管一端标有黑点的九个位置(图甲)各放置了一个小磁针，通电后发现这九个小磁针的指向如图乙所示，改变通电电流的方向后，重新实验发现这九个小磁针的指向如图丙所示。 根据小军的实验，可以得出的结论是：
①通电螺线管外部，中心轴线上各点的磁场方向是相同的；除中心轴线外，通电螺线管外部其他各点的磁场方向是________的。
②通电螺线管外部各点的磁场方向还与________方向有关。
（2）小民的实验方法是：先在一张白纸中间按照螺线管的大小挖一个孔，然后把孔对准螺线管将白纸铺在木板上，再把细铁屑均匀地洒在白纸上，通电后轻轻敲击木板，发现细铁屑的排列情况如图丁所示；改变通电电流的方向后，重新实验发现细铁屑的排列情况基本没有变化。根据小民的实验现象，可以得出结论：通电螺线管外部的磁场与我们学过的________磁体的磁场相似。
（3）小军和小民对他们的实验结论进行讨论后发现，如果把通电螺线管看做一个磁体，则它的N极和S极的位置是由通电电流的方向决定的。怎样描述通电螺线管中电流的方向与N极位置之间的关系呢？小军经过反复思考发现：从通电螺线管的一侧看去，通电螺线管中电流的方向和N极位置的关系与拧电流表上的螺帽时螺帽旋转的方向和螺帽前进方向的关系非常相似。小军根据他的上述发现对“通电螺线管中电流的方向与N极位置的关系”的描述是：________。
【答案】（1）不同；电流 （2）条形
（3）从通电螺线管的一侧看去，若电流是顺时针旋转的，则这一侧为通电螺线管的S极；若电流是逆时针旋转的，则这一侧为通电螺线管的N极
4.在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明用铁钉制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。
（1）实验中是通过吸引大头针的数量来显示电磁铁磁性的强弱，当滑动变阻器滑片向左移动时，电路中的电流________(填“增大”“不变”或“减小”)，电磁铁吸引大头针的个数增多，说明电流越________，电磁铁磁性越强。
（2）根据图示的情景可知，电磁铁甲的上端是________极；电磁铁________ (填“甲”或“乙”)的磁性较强，说明电流一定时，线圈匝数________，电磁铁磁性越强；实验发现被电磁铁吸引的大头针下端是分散的，其原因是大头针被磁化，________。
（3）实验结束后，小明发现电池使用说明中有一条提示：“请一次性更换所有电池，以免新旧电池混用”。他想新旧电池混用和不混用有什么区别呢？于是，他做了如下探究，他用一节新电池代替图中原来的电源，闭合开关后，用电压表测出电路的总电压，并观察电磁铁吸引大头针的数量，记录在下表中，然后再分别把两个新电池、一新一旧电池串联起来，替换原来的电源，重复上述实验，实验记录如下表所示。
电源
电路的总电压/伏
吸引大头针数量
一个新电池
1.5
较多
两个新电池串联
3.0
最多
一新一旧电池串联
1.3
较少
分析表中数据可知，串联的一新一旧电池给电路提供的电压________(填“大于”“等于”或“小于”)一节新电池提供的电压，原因是：根据串联电路中电源电压等于各部分电路两端的电压之和，用一新一旧电池供电的电路中，废旧电池相当于在以一节新电池为电源的电路中串联了一个________，所以新旧电池混用，废旧电池会消耗新电池的部分能量。
【答案】（1）增大；大 （2）南(或S)；乙；越多；同名磁极相互排斥 （3）小于；电阻
5．在学习了电和磁的知识后，小勇在家里饶有兴趣地做起了小实验。他找来一枚缝衣针，在条形磁铁上擦了几下，然后用一根细软的棉线将缝衣针悬挂起来并保持水平，结果发现静止后它的针尖总是指向南方，这说明缝衣针已经被磁化成了一枚小磁针。为验证奥斯特实验，小勇把通电台灯的导线(导线内电流约为0.3安)移到缝衣针的正下方10厘米处，并靠近缝衣针平行放置。结果发现缝衣针并未发生偏转。带着疑问，小勇在科学课堂上与大家展开讨论，结果出现了两种不同观点。这时，老师让小勇用两节干电池(3伏)和一段电阻丝(15欧)重新做这个实验。在静止指向南北方向的缝衣针正上方10厘米处平行地放一根直导线，闭合开关，原来静止的缝衣针转动了。某同学看了实验后想到：缝衣针转动肯定是因为受到力的作用。这个力是谁施加给它的呢？他认为有这几种可能：可能是风吹；可能是缝衣针旁磁铁的吸引；可能是铁质物体接近缝衣针；还可能是直导线中有电流通过时产生了磁场。
(1)题中小勇用条形磁铁将缝衣针磁化后，这枚缝衣针的针尖是 S (填“S”或“N”)极。
(2)在课堂实验中，电阻丝内通过的电流大小为 0.2 安。
(3)铁质物体接近小磁针，小磁针会转动，这是因为 磁体具有吸铁性，小磁针和铁质物体互相吸引，改变了运动状态 。
(4)在奥斯特实验中，为了验证是“直导线中通过的电流产生的磁场使小磁针转动”这一事实，最简单的实验操作是 断开开关，观察小磁针是否会回到南北指向 。
(5)老师在其他实验条件不变的情况下，把题中缝衣针从直导线正下方移到了直导线正上方，闭合开关后，缝衣针将 向相反方向转动(或“改变转动方向”) 。
(6)下面是同学们在课堂讨论中形成的两种观点，通过课堂实验可以否定的是 B (填“A”或“B”)。
A．台灯线内有两根导线，且电流方向相反，产生的磁力大小相等、方向相反
B．台灯线内电流太小，产生的磁场太弱，不足以让缝衣针偏转
【解析】台灯导线中的电流为0.3安，电阻线中的电流为0.2安，电阻线中的电流小于台灯导线中的电流，所以台灯线不能使缝衣针偏转不是由于电流太小引起的，其真正的原因是：台灯导线内是交流电，并行的导线中瞬间的电流方向是相反的，因此产生的磁场方向相反，缝衣针所受磁力相互平衡，因而不会使缝衣针发生偏转，说法B可以否定。
6．进一步探究：科学家安培发现，两根平行导线通电后有如图中甲所示的现象(图中实线、虚线分别表示通电前、后的情况)。
(1)可见，平行通电导线之间有力的作用。而且，当通入的电流方向相同时，导线相互 吸引 。
(2)平行通电导线之间相互作用力的大小可以用安培定律F＝来描述。其中，I1、I2分别为两根导线中通入的电流，l为导线的长度，r为导线之间的距离，k为比例系数。某次实验数据如下：
实验次数
l/m
I1/A
I2/A
r/m
F/N
1
1
0.2
0.2
0.1
0.8×10－7
2
0.5
0.2
0.2
0.1
0.4×10－7
3
1.5
0.4
0.3
0.2
1.8×10－7
请将表格填写完整。比例系数k＝ 2×10－7 N/A2。对于位置固定、长度一定的两根平行导线，如果保持F大小不变，两根导线中的电流大小关系可以用如图乙所示的图像中的图线 b 来表示。
7．为验证奥斯特实验，小明从实验室借了一枚小磁针。
(1)回家后，他把小磁针放在桌上，发现小磁针静止时总是指向南北方向，这是因为 小磁针受到地磁场的作用 ，小磁针指南的一端是 S极 (选填“S”或“N”)。
(2)接着他把通电的台灯(220 V 60 W)上的导线移到小磁针的正上方，沿南北方向靠近小磁针放置(如图甲所示)，结果发现小磁针并未发生偏转。
带着疑问，小明与同学讨论小磁针不偏转的原因，共有两种猜想。
猜想一：可能是台灯有两根导线，其中的电流方向相反，产生的磁场相互抵消。
猜想二：可能是台灯导线中的电流小，产生的磁场太弱，不足以使小磁针偏转。
接着，它们又设计了如下实验进行探究，如图乙所示，用两节干电池(3 V)和一段电阻丝(12 Ω)串联，闭合开关后发现小磁针发生了偏转。
①电阻丝中的电流 小于 (选填“大于”“等于”或“小于”)台灯中的电流，据此可以断定猜想 二 是错误的。
②该实验中用小磁针的偏转来说明通电导线周围存在磁场，这是采用了哪种物理思想方法？ 转换法。
③为了能够做出与①中同样的判断，除了用图乙的探究方法外，我们还可以采用怎样的实验方法？请简述你的做法。 把台灯换成电功率大的电炉进行实验，观察小磁针是否发生偏转。
考点四、测量小灯泡的电功率
1．(2019·济宁)小明用如图所示的电路测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率。
(1)电源电压为6V，小灯泡的电阻约为10Ω，有两个不同规格的滑动变阻器：甲标有“10Ω 1A”，乙标有“50Ω 2A”，实验时应该选择滑动变阻器________(填“甲”或“乙”)。
(2)小明将实验数据和现象填写在下表中：
实验
灯泡两端电压U/V
通过灯丝电流I/A
灯泡电功率P/W
灯泡的亮度
1
2.20
0.28
比正常发光暗
2
2.50
0.30
正常发光
3
2.80
0.32
比正常发光亮
①可得出的实验结论：____________________________________(写出一条即可)；
②小灯泡的额定功率为________W。
(3)小明用上面的实验器材测量电阻R2阻值时，发现电压表已损坏，重新设计电路，选了一个阻值已知的R1，连接电路如图所示。他先将导线C端接到电流表“－”接线柱上，电流表读数为I1，后将导线C端接到电流表“3”接线柱上，电流表读数为I2，则R2的阻值为__________(用已知字母表示)。
【答案】(1)乙 (2)①电灯泡的实际功率随实际电压变化而变化 ②0.75 (3)
2．小华在做“测量小灯泡电功率”的实验中，实验室有如下器材：电源（电压恒为6V），小灯泡1（额定电压为2.5V，灯丝电阻约为10Ω），电流表、电压表、开关、规格分别为“10Ω1A”的滑动变阻器R1和“50Ω0.5A”的滑动变阻器R2各一个，导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，帮小华同学将图甲中的电路连接完整；
（2）为了顺利完成实验，小华应选用规格为________（填“R1”或“R2”）的滑动变阻器；
（3）连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，原因可能是________。
（4）排除故障后，移动滑动变阻器滑片P的位置，获得多组对应的电压值和电流值，绘制小灯泡U-I图像如图乙所示，小灯泡的额定功率为________W。分析乙中图像发现小灯泡电阻是变化的，影响其变化的主要原因是________；
（5）小华打算增加一个阻值为150的定值电阻R0， 只利用一只电表，通过操作图中单刀双掷开关（单刀双掷开关分别接“a”、b”各一次）测量小灯泡的额定电功率，图丙、图丁是他设计的两种不同方案的电路图，则以下判断正确的是 。
A.两种方案都能 B.两种方案都不能 C.丙方案能，丁方案不能 D.丙方案不能，丁方案能
【答案】（1）
（2）R2
（3）灯泡（或电压表）短路
（4）0.625；小灯泡的电阻受温度的影响
（5）B
【解析】（1）电压表应与小灯泡并联，灯泡的额定电压为2.5V ，电压表选用0~3V量程；电流表应串联在电路中，灯丝电阻约为10Ω，灯泡正常发光时电路中电流约为0.25A， 应选用0~0.6A量程，连接电路图
（2）实验时，滑动变阻器应分得的电压U滑＝U－U额＝6V－2.5V＝3.5V，
灯泡正常发光时电路中电流的为I＝0.25A ，变阻器的阻值至少为14，即应选用滑动变阻器R2（50Ω 0.5A）；
（3）闭合开关后，电流表有示数，说明电路为通路，根据小灯泡始终不发光，电压表无示数，可能是 灯泡或电压表短路，电流没有通过灯泡和电压表；
（4）由图象可知，灯泡两端的电压为U额＝2.5V时，通过的电流为I＝0.25A，灯泡的额定功率：P额=U额I=2.5V×0.25A=0.625W ；灯泡电阻受温度的影响，所以灯丝的电阻是变化的；
（5）图丙中 , 无论开关接a还是接b都无法得知小灯泡是否正常发光 , 此方案不能测定小灯泡的额定电功率; 图丁中, R0、小灯泡、变阻器三者串联，不能通过调节滑动变阻器使灯泡两端的电压为额定电压，所以两种方案都不能测出小灯的额定电功率，B符合题意 。
3．如图甲所示，是测量小灯泡电功率的实验，小灯泡的额定电压为2.5V。
(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：滑片向左滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大。
(2)闭合开关后，灯泡发光微弱，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡亮度不变，其原因可能是将滑动变阻器的__C、D__(选填“A、B”或“C、D”)接线柱接入了电路。
(3)某次实验，电压表示数如图乙所示，欲使小灯泡正常发光，则滑动变阻器的滑片应向__D__(选填“C”或“D”)端滑动。
(4)实验测量数据如表所示，则小灯泡的额定功率为__0.7__W。小灯泡的亮度跟实际电功率的关系是__小灯泡的亮度是由实际电功率决定的，实际电功率越大，小灯泡越亮__。
数据序号
1
2
3
4
发光情况
较暗
较亮
明亮
特亮
电压U(V)
1.3
2.1
2.5
3.0
电流I(A)
0.21
0.26
0.28
0.31
电功率P(W)
0.27
0.55
0.93
【答案】(1)如答图所示。
【解析】(1)要求滑片向左滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，则应接滑动变阻器右下接线柱。(3)图乙电压表示数为2.1V，电压表示数小于灯泡额定电压，要测小灯泡正常工作时的电功率，应减小滑动变阻器阻值直到电压表示数为2.5V。(4)由表格可知，小灯泡正常工作电流为0.28A，则额定功率P＝UI＝2.5V×0.28A＝0.7W。
4．(2019·无锡)小明和小红做测量小灯泡的功率实验，实验目的是测量小灯泡的额定功率和实际功率。器材有：电压恒为4.5V的电源，额定电压为3.8V的小灯泡，滑动变阻器(20Ω 2A)，电压表，电流表，开关各一个，导线若干。
(1)小明连接了如图甲所示的电路，准备将电压表连接在小灯泡两端，电压表的表盘如图乙所示，小红认为这样连接电压表不妥，理由是______________________________。
(2)小明和小红讨论后，选择0～3V的量程，将电压表并联在滑动变阻器的A、B接线柱上，请你用笔画线代替导线将电路连接完整。
(3)正确连接好电路后，他们采用合理的操作方式，闭合开关，移动滑片P，读出电压表、电流表的示数，观察小灯泡的亮度变化，记录在下表中：
电压表的示数U/V
2.9
2.5
2.3
1.7
0.7
0.5
0
电流表的示数I/A
0.20
0.22
0.24
0.26
0.31
0.34
________
小灯泡的亮度
逐渐变亮
①为达成实验目的，请将表格中的栏目补充完整。
②当电压表示数为0.7V时，电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为_________。
③实验结果表明，小灯泡的亮度与实际功率的关系是__________。
④实验时，若移动滑片P至B端，则开关闭合后会出现__________现象，可能导致器材损坏。
【答案】(1)如果接0～3V量程，会导致灯泡两端电压无法达到额定电压，如果接0～15V量程，由于分度值为0.5V，示数会不准确
(2)如图
(3)①小灯泡的实际功率P/W ②1.14W ③实际功率越大，亮度越亮 ④电压表满偏
5、在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率是否相同”的实验中，实验室提供了如下器材：电源电压U恒为8V，滑动变阻器规格为“20Ω 2A“，小灯泡的额定电压U额=2.5V，额定功率小于1.2W，两个阻值分别为10Ω、20Ω的定值电阻R0可供选择。
（1）为使小灯泡两端电压有一较大的调节范围，小聪设计了如图甲所示的电路，请用笔画线代替导线，完成图乙中实物电路的连接。
（2）正确连接电路后，进行实验，记录的数据如表所示。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。
（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 。根据数据还可判断出，小聪在实验中选用的是R0＝ Ω的定值电阻。
（4）完成实验后，爱动脑筋的小聪又想出一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图丁所示的电路，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 ；
②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）
（2）1.05 （3）增大； 10 （4）①5.5V ③U额•U0/R0； 偏小
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