1、中考物理实验专题复习训练电学实验电学实验实验一探究串、并联电路中电流、电压的规律1.2020扬州如图1所示,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,记录数据如下表。图1U/VU1/VU2/V2.61.31.3(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,电压表V2示数。(均选填“变大”“变小”或“不变”)(3)该实验还有待改进,请写出其中一点: 。2.2019淄博在“探究并联电路中的电流关系”实验中:(1)小明想测量干路电流,连
2、接的电路如图2甲所示,检查电路发现只有一根导线接错了。请在这根导线上打“”,并改正。图2(2)连接正确的电路后,闭合开关,电流表的示数为0.46 A,请在图乙中画出指针的位置(O为指针转轴)。(3)小明换用不同规格的灯泡,多次改变电流表位置,将测量数据记录在下表中。实验次数支路电流I1/A支路电流I2/A干路电流I总/A10.300.160.4620.200.200.4030.240.340.58分析数据得出结论:在并联电路中, 。(4)第1次实验中,发现灯泡L1比L2亮,则灯泡L1的电阻灯泡L2的电阻;若两灯泡灯丝长度相同,灯泡的灯丝更细。实验二探究影响导体电阻大小的因素3.2020凉山州如
3、图3所示是“探究影响导体电阻大小因素”的实验装置图,实验中分别把a、b、c、d四根导线接入电路,其中导线a、b、d长度相同,a、b、c粗细相同,b、d粗细不同。图3(1)该实验是通过观察电流表的示数来间接比较导线电阻的大小,这种科学研究问题的方法是法。(2)选用两根导线分别接入电路中进行实验,是为了探究电阻大小跟导体长度的关系。(3)选用a、b两根导线分别接入电路中进行实验,是为了探究电阻大小跟导体的关系。(4)选用两根导线分别接入电路中进行实验,是为了探究电阻大小跟导体横截面积的关系。4.2019内江某同学为了探究“电阻丝的电阻R与长度L、横截面积S和材料的关系”,进行了如下实验操作:(1)
4、如图4甲所示是将一段新的电阻丝紧密绕制,用刻度尺测量出它的直径示意图。由此可知,电阻丝的直径为mm,从而计算出电阻丝的横截面积S。图4(2)在实验中,先保持电阻丝的横截面积S和材料不变,探究电阻丝的电阻R与长度L的关系,这种方法叫(选填“等效替代”或“控制变量”)法。(3)为了探究电阻丝的电阻R与L的关系,实验室备有以下实验器材:A.电源E(电压U=1.5 V)B.电流表A1(量程00.1 A)C.电流表A2(量程00.6 A)D.电阻箱R0(阻值0999.9 )E.待测电阻丝R(阻值约为10 )F.开关一个,导线若干为了提高实验的精确程度,在实验中电流表应选的是(选填器材前的字母代号)。把电
5、阻丝拉直后,将其两端固定在刻度尺的接线柱a和b上,在电阻丝上夹一个金属夹P,移动金属夹P的位置,就可改变接入电路中金属丝的长度L,把这些实验器材按如图5所示的电路连接起来。闭合开关S前,电阻箱的阻值应调整到。图5闭合开关S后,将电阻箱调到适当位置不动,多次改变金属夹P的位置,得到多组I、L的数据。根据实验测量数据,以电流的倒数为纵坐标、电阻丝的长度L为横坐标,得出图像如图6所示。根据实验图像说明,横截面积S相同的同种材料的电阻丝,接入长度L越长,电流I越小,电阻R。图6该电阻丝1 cm长度的阻值为 。实验三探究电流与电压、电阻的关系5.2020泰州在“探究电流与电压关系”实验中,小明所用电路如
6、图7所示。图7(1)请用笔画线代替导线,将实物电路连接完整。要求:开关闭合前无需移动滑片。(2)闭合开关,电流表有示数,电压表无示数,小明检查发现仅1根导线有故障,则故障为。A.导线断路 B.导线断路C.导线断路 D.导线断路(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,当电压表示数为1 V时,读出电流表示数并记录在下表中;继续移动滑片,分别读出电阻两端电压为2 V和3 V时电流表的示数,并依次记录在表格中。实验序号U/VI/A11.00.2022.00.4033.00.58(4)分析表中数据,可得出的结论是 。(5)实验结束,小明整理器材时发现定值电阻很热,他联想到:处理数据时,第3组数据
7、之间的关系与前两组数据之间的关系存在差异,他和同组小华就此展开讨论,认为数据差异可能是造成的。由此反思实验过程:实验时每次读取数据后要(写具体操作),减小此因素对测量结果的影响。6.2020重庆图8甲是“探究电流与电压关系”的实验电路,三个小组的同学分别用5 、10 、15 的定值电阻进行探究。图8(1)请用笔画线代替缺少的2根导线,将图甲的电路连接完整。(要求:导线不能交叉,滑片P向B端移动时,电路中的电流变大)(2)正确连接电路,闭合开关,移动滑片P,发现电流表无示数,电压表有示数,可能的故障是定值电阻R(选填“断路”或“短路”);排除故障后,缓慢移动滑片P到某位置时,电压表的示数如图乙所
8、示,为V。(3)将不同小组的数据汇总后,得到下表中的数据,分析可得:在电阻一定的情况下,通过导体的电流和导体两端的电压成比。R1=5 R2=10 R3=15 U/V0.81.01.52.01.21.82.22.61.51.82.12.4I/A0.160.200.300.400.120.180.220.260.100.120.140.16(4)在进一步探究“电流与电阻的关系”实验中:若保持定值电阻两端的电压为1.5 V不变,在上表的数据中有组可用于分析。为得到更多的实验数据,老师给每个小组再次提供一个30 的定值电阻R0,某小组在实验中,无论怎样移动滑片P都不能将R0两端电压调为1.5 V,其原
9、因是滑动变阻器的最大值太(选填“大”或“小”)。该小组所使用的滑动变阻器的规格可能是(选填下列选项前的字母)。A.10 3 AB.20 2 AC.50 1 A7.2020达州在“探究电流与电阻的关系”的实验中,提供的器材如下:电压恒为4.5 V的电源,五个定值电阻R1(5 )、R2(10 )、R3(15 )、R4(20 )、R5(25 ),标有“50 1 A”的滑动变阻器R、电压表(可用量程:03 V、015 V)、电流表(00.6 A)、开关各1只,导线若干。(1)小赵同学设计了如图9甲所示的实验电路,电路连接完毕,闭合开关S,发现电流表有示数,电压表无示数。若电路故障只出现在R1和R上,则
10、电路故障是。图9(2)排除电路故障后所用电阻规格不变,将滑动变阻器的滑片P移到最端,闭合开关,调节滑片P,使电压表的示数为2.5 V时,电流表的示数应为A。(3)分别用定值电阻R2、R3、R4、R5依次替换R1,重复(2)的实验步骤。根据实验所得的五组数据绘制出I-R图像,如图乙所示,由图像可得出的结论是 。(4)完成步骤(2)后,若保持滑片P位置不变,断开开关,用R2替换R1,闭合开关,发现电压表示数(选填“大于”或“小于”)2.5 V,应向(选填“左”或“右”)移动滑片P才能达到实验要求。(5)为完成该实验探究,滑动变阻器允许连入电路的最小阻值为 。(6)在使用电阻R1、R5完成实验的过程
11、中,当电压表示数为2.5 V时,滑动变阻器R消耗的电功率分别为P1、P5,则P1P5=。实验四电阻的测量(含电阻的特殊测量)8.2020凉山州“伏安法”测小灯泡的电阻实验中,连接了如图10甲所示的电路。图10(1)该实验的原理是,此实验在连接电路时开关应处于状态。(2)若实验中小灯泡正常发光时,电压表和电流表的示数如图乙、丙所示,则小灯泡正常发光时的电阻是。(3)图丁是根据实验数据画出的通过小灯泡的电流I与它两端电压U之间的关系图像,由图像可知:通过小灯泡的电流I与它两端电压U不成正比,其原因是小灯泡灯丝的电阻受影响,并非一个定值。9.2020陕西改编如图11甲所示是小明测量未知电阻阻值的实物
12、图。图11(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到最(选填“左”或“右”)端。(2)某次实验中,移动滑片使电压表示数为2.0 V,此时电流表的指针位置如图乙所示,则电流表的示数为 A,本次测得R1的阻值为 。(3)现有另一个未知电阻R2(阻值约为400 ),若仅将图甲中的R1替换为R2,其他器材和电路连接不变,则不能测出R2的阻值,其原因是实验中表无法读数。(4)小红设计了如图丙所示的电路图,其中电源电压未知且不变,另一定值电阻的阻值为R0。闭合S1,断开S2时,电压表的示数为U1;闭合S1、S2时,电压表的示数为U2;电阻R2=(用U1、U2、R0表示)。(5)评估小明和小红的两组实验,使用
13、小明组实验的优点是。10.2020荆门学习了“电阻的测量”后,小华同学设想将电流表改装成可直接测量电阻的仪表,并设计了如图12甲所示的电路,M、N是连接待测电阻的接线柱。电流表选定量程为00.6 A,电源电压为6 V。图12(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于(选填“A”或“B”)端。(2)将M、N直接用导线相连,调节滑动变阻器的滑片P,使电流表满偏(示数为0.6 A),此时滑动变阻器接入电路的阻值为,此后保持滑片P的位置不变。(3)在M、N之间接入一个电阻,电流表的指针位置如图乙所示,则电流的大小为A,接入电阻的阻值为。(4)综上可知,若通过电流表的电流为I,M、N之间接入电阻的阻值表
14、达式为R=(用题目给定量、计算已得量表示)。依据R与I的对应关系,将电流表表盘上的刻度对应改为M、N之间所接电阻的阻值,从而完成将电流表改装成直接测量电阻的仪表。将电流表改装成直接测量电阻的仪表后,仪表盘上的刻度是(选填“均匀”或“不均匀”)的。实验五测量小灯泡的电功率11.2020宁夏改编在测量小灯泡电功率的实验中,电源电压为4.5 V,小灯泡的额定电压为2.5 V,小灯泡正常发光时的电阻约为10 。(1)请你用笔画线代替导线将图13甲中的实物电路连接完整。要求:当滑动变阻器的滑片向左移动时,其连入电路的电阻变大,连线不得交叉。图13(2)连接好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,发现
15、小灯泡不发光,电压表无示数,电流表有示数,则故障原因可能是 。(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图乙所示的I-U关系图像,根据图像信息:小灯泡的额定功率是W。小灯泡的实际功率随实际电压的增大而(选填“增大”“减小”或“不变”)。发现灯泡电阻是变化的,影响其变化的主要因素是。(4)滑动变阻器的滑片P移动一段距离,设小灯泡与滑动变阻器两端的电压变化量的绝对值分别为U1、U2,则U1(选填“”“”“”或“=”)U1I1。(U1、I1分别为小灯泡的额定电压与额定电流)12.2020广东小明家的台灯是通过电位器来调节亮度的。他猜想:台灯变亮时电位器消耗
16、电能的功率会变小,为此他设计了如图14甲所示的电路进行探究,已知电源电压为4 V并保持不变,电压表(03 V)2个,电流表(00.6 A),滑动变阻器规格为“20 1 A”,小灯泡L标有“2.5 V1.25 W”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响)。图14(1)电路中a是表,b是表。(2)实验中,小灯泡正常发光时电流表的示数为A。(3)根据实验数据,绘制出滑动变阻器的电功率PR与小灯泡的电功率PL的关系图像如图乙所示,由图可知:小灯泡的电功率(亮度)变大时,滑动变阻器的电功率。(4)假设实验所用的小灯泡能承受的最大电压可以高出其额定电压的,在确保电路中各元件安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片,小灯
17、泡的电功率变化范围是从W至W。13.2020镇江小华用如图15所示电路来测量小灯泡的电功率(部分器材的规格已标明)。图15(1)图甲是小华正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路。请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处:;。(2)闭合开关进行实验,小华发现无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数始终为3 V,而电流表示数始终为零。已知仅导线发生故障,则图甲中导线(选填“”“”或“”)发生了(填写故障名称)。(3)排除故障后,小华进行了六次实验,记录实验数据并在U-I图像中描点,得到小灯泡两端的电压与电流的关系图像如图乙所示。则根据记录的数据和图像可知:小灯泡的额定功率为W。实验中所使用的
18、滑动变阻器的规格可能为。(填字母序号)A.5 2 A B.10 2 AC.20 1 A D.30 1 A(4)实验结束后,小华继续对滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系进行了探究,则他画出的U-I图像应为图丙中的虚线(选填“”“”或“”),你选择的依据是 。14.2020泰州(1)如图16甲所示是小红测量小灯泡额定功率的电路图,灯泡额定电压U额=3.8 V。图16闭合开关,移动滑动变阻器滑片至如图甲所示位置,电压表示数为2 V,为测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器滑片向(选填“A”或“B”)端移动。当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则灯泡的额定电流I额=A,额定功率P额=W。(2)小
19、明想利用小红的实验器材测量一未知电阻Rx的阻值,发现电流表已经损坏。聪明的小明利用小红实验中小灯泡的额定电压和测得的额定电流,设计了如图丙所示的电路,测出了电阻Rx的阻值。请你帮助小明补全实验步骤:闭合开关S,将单刀双掷开关S1拨向触点,移动滑动变阻器滑片,;开关S仍闭合,再将单刀双掷开关S1拨向另一触点,应(填滑动变阻器滑片位置的变化情况),读出电压表示数为U;写出Rx的表达式:Rx=(用所测物理量和已知量的符号表示)。15.2020自贡某实验小组用伏安法测量小灯泡的电功率,待测小灯泡的额定电压为2.5 V。(1)请用笔画线代替导线,完成如图17甲所示的实物电路的连接。图17(2)检查电路连
20、接无误后,闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应处于的位置。闭合开关S后,小灯泡不亮,电压表有示数,电流表指针几乎不动。产生这一现象的原因可能是。(3)排除故障后进行实验,通过移动滑片记录了多组数据,并作出了如图乙所示的I-U图像。据图可知,小灯泡的额定功率为W。(4)现将该小灯泡与一个10 的定值电阻串联后接入电压为3 V的电源两端,此时小灯泡的实际功率是W。16.2020辽阳利用所学的知识,完成下面的电学实验。(一)探究电流与电压、电阻关系:(1)小霞连接了如图18甲所示的部分实验电路,请用笔画线代替导线,将电源正确接入电路。图18(2)连接好电路,用开关试触,发现电压表指针能转到表盘右侧无刻度
21、处,电流表指针几乎不动。故障原因可能是定值电阻发生(选填“短路”或“断路”)。(3)排除故障后,正确进行实验,测得三组实验数据,如下表所示。分析表中数据,可得出结论:在电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成。实验次数123电压表示数/V1.02.03.0电流表示数/A0.10.20.3(4)小霞继续用图甲电路探究电流与电阻的关系。分别接入三个不同阻值的电阻,保持电源电压6 V不变,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表示数,绘制了如图乙所示图像并得出结论。实验中小霞选取的滑动变阻器是(选填“60 0.5 A”“30 1.0 A”或“20 1.2 A”)。结合所选的滑动变阻器,
22、把三个定值电阻分别接入电路完成实验,电阻两端控制不变的电压最大是V。把5 和20 的电阻分别接入电路,控制电阻两端的电压不变,先后两次滑动变阻器的电功率之比是。(二)测量额定电流为0.5 A小灯泡L1的额定功率:小霞选用了一只电压表,一个“6 V3 W”的小灯泡L2,设计了如图19所示的实验电路,其中电源电压恒为12 V,请完成下面实验步骤:图19(1)如图所示,图中a、b处虚线框内,分别为电压表或开关S2,则在a框内应是。(2)正确选择元件并连接电路后,闭合开关S、S1,断开开关S2,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为V,此时小灯泡L1正常发光。(3)再闭合开关S、S2,断开S1,滑动变阻器
23、滑片的位置不变,读出电压表示数如图所示,为V。(4)则小灯泡L1的额定功率为W。【参考答案】1.(1)U=U1+U2(2)变大变小(3)应更换不同规格的灯泡,进行多次测量解析 (2)实验过程中,若L1灯丝断了,则相当于将电压表V1串联在电路中,电压表V1示数为电源电压,示数变大,电压表V2示数变小。(3)该实验只通过一组数据,得出的结论不具有普遍意义,应更换不同规格的灯泡,进行多次测量。2.(1)如图所示(2)如图所示(3)干路中的电流等于各个支路的电流之和(4)小于L23.(1)转换(2)b、c(3)材料(4)b、d4.(1)0.8(2)控制变量(3)B999.9越大0.3解析 (1)根据刻
24、度尺读出20匝的电阻丝的长度为L=1.60 cm=16.0 mm,则电阻丝的直径为d=L=16.0 mm=0.8 mm。5.(1)如图所示(2)B(4)当电阻的阻值一定时,电流随着电压的增大而增大(答案合理即可)(5)温度变化导致R阻值变大及时断开开关解析 (2)若导线断路,则电流表和电压表都没有示数,故A不符合题意;若导线断路,则电流表有示数,电压表无示数,故B符合题意;若导线断路,则电流表没有示数,电压表有示数,故C不符合题意,若导线断路,则电流表和电压表都没有示数,故D不符合题意。6.(1)如图所示(2)断路1.8(3)正(4)2小B解析(4)为了保持定值电阻两端的电压为1.5 V不变,
25、则滑动变阻器两端的电压应保持3 V-1.5 V=1.5 V不变;由“串联分压”可知,滑动变阻器接入电路的电阻应与定值电阻的阻值相等,当滑动变阻器最大阻值小于定值电阻时,无论怎样移动滑片P都不能将R0两端电压调到1.5 V,所以原因是滑动变阻器的最大阻值太小。由以上分析可知,所用滑动变阻器的规格不可能是“50 1 A”。但该小组所使用的滑动变阻器能完成其他各组实验,且所选定值电阻的阻值越大,滑动变阻器接入电路的电阻也越大,则能完成其他各组实验的滑动变阻器的阻值至少为15 ,故只有B符合题意。7.(1)R1短路(2)右0.5(3)当导体两端的电压保持不变时,导体中的电流与导体的电阻成反比(4)大于
26、右(5)4(6)51解析(1)由图甲可知,电阻R1和滑动变阻器R串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。闭合开关时,电流表有示数,则电路中出现短路,而电压表无示数,因故障只出现在R1和R上,那么是电阻R1短路了。(3)由图乙知,当电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比。(5)实验中,定值电阻两端的电压保持不变,那么滑动变阻器两端的电压也保持不变,当定值电阻更换的阻值越小,据串联电路的特点,滑动变阻器接入电路的阻值也越小时。所以,当R1=5 时,滑动变阻器接入电路的电阻最小,此时电路中的电流I=0.5 A,那么滑动变阻器允许接入电路的最小电阻R min=4 。8.(1)R=断开(2)
27、12.5(3)温度解析 (2)图乙中电压表使用小量程,分度值为0.1 V,示数为2.5 V;图丙中电流表使用小量程,分度值为0.02 A,示数为0.2 A,则小灯泡正常发光时的电阻R=12.5 。9.(1)右(2)0.1612.5(3)电流(4)(5)可以通过调节滑动变阻器进行多次测量,减小误差解析 (2)由图乙可知,电流表的示数为0.16 A,R1的阻值R1=12.5 。(4)闭合S1,断开S2时,电压表直接串联在电路中,电压表的示数U1即为电源电压;闭合S1、S2时,两电阻串联,电压表测R2两端的电压,为U2;则电阻R2=。10.(1)B(2)10(3)0.150(4)-10 不均匀解析 (1)为了保护电路,闭合开关前,滑片P应置于滑动变阻器阻值最大处,由图甲可知,滑片P应置于B端。(2)电源电压6 V,将M、N直接用导线相连,电流表示数0.6 A,根据欧姆定律可得,此时滑动变阻器接入电路的阻值R滑=10 。11.(1)如图所示(2)小灯泡被短路(3)0.5增大温度(4)=(5)解析 (2)电流表有示数,说明电路是通路,发现小灯泡不发光,电压表无示数,则故障原因可能是小灯泡被短路。(5)发光二极管将电能转化为光能的效率更高;而小灯泡发光时,电能一部分转化为光能,还有一部分转化为内能。当二极管和小灯泡发光的亮度相等时,小灯泡消耗的电能就较多,故而U
