1、1专题十一 电学实验探究题科学实验与探究是物理学习的重要内容，也是一种认识科学、应用科学的物理方法。进行科学探究活动的一般思维程序是：提出问题建立假说（或猜想）实验检验归纳分析解决问题（或得出结论）实验修正。 探究性试题是考查学生综合分析能力、归纳总结能力、发散性思维和创造性思维能力的中考热点题型，是近年来中考必考内容。探究性试题可分为：现象探究、方法探究、实验探究、数据探究、阅读情景探究等。解答此类试题要具备定的知识基础、能力基础、生活经验基础。思维方法是发掘物理现象与物理知识、物理过程与物理方法之间隐含的联系，找到物理知识、物理规律的应用原型，是学生能力得到锻炼与升华的过程。实验探究题主要
2、以选择、填空、解答、分析为主。电学实验探究题的分类与解法：1.考查内容（1）基本测量仪器仪表使用与掌握情况，灵活使用电流表、电压表、滑动变阻器的能力。（2）综合应用知识解决问题的能力。（3）设计实验的能力。（4）思维发展能力、创新能力。2.考查形式：选择、填空、连线作图、电路故障分析、实验方案设计。3.考查重点和热点：电学仪表的使用、滑动变阻器的作用、验证电学规律、电学量的测量、创新能力。考查难点：创新设计实验和对实验过程进行评估。4.题目分类及分类解法技巧（1）考查测量仪器的读数和使用：关于实验器材的读数是物理实验的一个基本要素，也是考察实验基本技能的一种重要手段。新课程标准要求学生应熟练掌
3、握刻度尺、秒表、2温度计、托盘天平、量筒、弹簧测力计、电流表、电压表和电能表这九种测量工具的读数方法。其中，电学主要是电流表、电压表读数和滑动变阻器的接线，有时也将电能表与秒表组合探究家用电器的功率。攻略：读数前都应首先弄清测量工具的量程、分度值、零刻线的位置。学生实验中电压表两个量程分别是 03V 和 015V ，分度值对应的是 0.1V 和 0.5V ；电流表量程分别00.6A 和 03A 分度值对应的是 0.02A 和 0.1A 。滑动变阻器的接线通常只考“一上一下”的接线方式，影响接入电阻大小的是所使用的下接线柱和滑片的移动方向，滑片靠近所使用的下接线柱，接入电阻变小，相应的电流就变大
4、。（2）考查实验探究方法：研究物理问题的方法很多，如控制变量法、等效替代法、推理法、模型法、类比法、转换法、归纳法等，其中控制变量法、转换法的应用最为普遍，对这些研究方法要理解和掌握。5.电学实验探究题主要内容：探究电流与电压关系、电流与电阻关系、欧姆定律、测量小灯泡额定功率、测量电阻额定功率、电阻测量、焦耳定律、电与磁等。一、电流与电压关系探究实验【典例 1】（2018淄博）下图是小明同学探究电流与电压、电阻关系的电路图，提供的器材有：6V 的电源一个，电流表（00.6A，03A）。电压表（03V，015V）各一个，开关一个，5、10、15、30 的定值电阻各一个，“20 1A”的滑动变阻器
5、一个，导线若干（忽略导线电阻），以上实验器材完好无损，实验中数据读取准确无误。（1）探究电流与电压的关系时，移动滑动变阻器的滑片，改变电阻两端的电压，进行了多次测量，归纳得出 的规律。（2）探究电流与电阻的关系时，测得的几组数据如下表所示。由于操作不当，导致表中第 3 次实验的数据存在错误，出错的原因是 。纠正错误以后，小明用 30 的电阻替换 15 电阻进行第 4 次实验，发现实验无法进行下去，为完成第 4 次实验，请给小明提出可行的解决方案（不限于提供的实验器材）： 。3实验次数 电阻 R/ 电流 I/A1 5 0.62 10 0.33 15 0.24（3）利用该实验电路图也可以测量定值电
6、阻的阻值，实验中也要进行多次测量，其目的是 ；将定值电阻换成小灯泡后，利用该实验电路图还可以“测量小灯泡的电功率”，实验中也要移动滑动变阻器的滑片，其目的是 。若被测小灯泡的额定电压为 3.8V，在调节滑片使小灯泡正常发光时，电压表的示数很难准确达到 3.8V。测量误差较大，为此，小明改动电路，在不更换现有器材的情况下，提高了测量数据的精确度。请补全小明的做法：断开开关 ；闭合开关， ；读出此时电流表的示数；计算小灯泡的额定功率。【解析】（1）电阻不变时，电流与电压成正比；（2）研究电流与电阻关系时，要控制电阻的电压不变，根据串联电路的规律和欧姆定律，求出第 2 次实验时滑动变阻器接入的阻值；
7、由欧姆定律，分析在第 3 次实验数据，由欧姆定律和电阻的串联求出变阻器连入电路中的电阻，据此分析；（3）测量定值电阻的阻值，实验中进行多次测量，其目的是：取平均值减小误差；利用该实验电路图还可以“测量小灯泡的电功率”，实验中也要移动滑动变阻器的滑片，其目的是改变灯的电压；根据串联电路电压的规律，当灯变阻器的电压为 6V3.8V=2.2V 时，灯的电压为 3.8V，电压表大量程分度值为 0.5V，故测量 3.8V 电压误差较大；而电压表小量程分度度值为 0.1V，故测量 2.2V 电压较为准确，据此确定实验步骤。【解答】（1）究电流与电压的关系时，移动滑动变阻器的滑片，改变电阻两端的电压，进行了
8、多次测量，归纳得出电阻不变时，电流与电压成正比的规律；（2）当接入电阻 R2=10 时，电路中的电流为 I2=0.3A，根据串联电路的规律和欧4姆定律，此时滑动变阻器接入的阻值为：R= = =10，在第 3 次实验中，由欧姆定律，R 总 = = =25，将 R2换为 R3=15 时，根据电阻的串联，变阻器的电阻 R 滑 =2515=10，即滑动变阻器滑片位置不动，故第 3 次实验时，没有移动滑片就读电流表示数了；由于电压一定时，导体中的电流与其电阻成反比，故应该为 0.2A；（3）利用该实验电路图也可以测量定值电阻的阻值，实验中也要进行多次测量，其目的是：取平均值减小误差；将定值电阻换成小灯泡
9、后，利用该实验电路图还可以“测量小灯泡的电功率”，实验中也要移动滑动变阻器的滑片，其目的是改变灯的电压；根据串联电路电压的规律，当灯变阻器的电压为 6V3.8V=2.2V 时，灯的电压为3.8V，故可将电压表小量程（03V）并联在变阻器的两端，而电压表小量程分度度值为0.1V，故测量 2.2V 电压较为准确；故断开开关，将电压表小量程（03V）并联在变阻器的两端，闭合开关，移动变阻器的滑片，当电压表示数为 2.2V 时，读出此时电流表的示数；计算小灯泡的额定功率。故答案为：（1）电阻不变时，电流与电压成正比；（2）3；滑动变阻器滑片没有调节就读数了；换用最大阻值至少为 30 的变阻器；（3）取
10、平均值减小误差；改变灯的电压；将电压表小量程（03V）并联在变阻器的两端；移动变阻器的滑片，当电压表示数为2.2V 时。二、电流与电阻关系探究实验【典例 2】在探究“电流与电阻的关系”的实验过程中，小明选择了 、 、 、51020五个电阻进行实验，电路图如图甲所示。25请用笔画线代替导线将图乙中未完成的电路完成，且使变阻器滑片向右移动时电流(1)5表示数变大。 导线不能交叉( )连接好电路，闭合开关，发现电流表没有示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示(2)数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是_ 填字母 。( )A.电阻断路 电流表坏了 滑动变阻器短路 电阻短路B. C. D.排除电路故
11、障进行实验。为达到实验目的，滑动变阻器除了起到保护电路的作用外，(3)还起到_的作用。实验中，当把 的电阻换成 的电阻后，应把变阻器滑片向5 10_ 填“左”或“右” 滑动，同时眼睛盯住_才可能达到这个目的。( )根据实验数据，作出 图象如图丙所示。根据实验目的分析图象可得出结论：(4) IR_。【解析】 由图甲， R 与滑动变阻器串联，电压表测 R 两端电压，滑片向右移动时电(1)流表示数变大，即电阻变小； 电流表没有示数，电压表示数始终接近电源电压，电路故(2)障可能为电压表所测量的电阻断路； 探究电流与电阻的关系实验，应控制电阻两端电压(3)不变；根据电路图与欧姆定律分析滑片移动方向。
12、根据图象得出电流和电阻的关系：电(4)压不变，导体中的电流与电阻成反比。探究电流与电阻关系实验，应采用控制变量法，即控制电阻两端电压不变。考查了电路连接、滑动变阻器的使用、电路故障的判断和图象的题解等。判断电路故障时，要根据故障的表现，逐一分析可能的原因或现象，最后做出判断，是较易出错的问题。解答： 由图甲，实验中电压表测 R 两端电压，滑动变阻器与 R 串联，滑片向右移动(1)时电流表示数变大，即电阻变小，所以应把变阻器右下角接线柱接入电路。如图所示：、闭合开关，发现电流表没有示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接(2)A近电源电压，原因可能是电压表所测量的电阻断路，这样使得电压表串联
13、入电路中，故 A符合题意；B、如果电流表坏了，整个电路断路，电压表也不会有示数，故 B 不合题意；C、如果滑动变阻器短路，电流表会有示数，且更大，故 C 不合题意；D、如果电阻短路，则电压表的示数将为零，且电流表的示数将变大，故 D 不合题意。6探究“电流与电阻的关系”，应不断改变电阻阻值而控制电阻两端电压不变，该实(3)验中滑动变阻器的作用除了保护电路外，其作用主要是控制电阻两端电压保持不变；根据串联电路的分压原理，把 换成 ，电阻分压变大，滑动变阻器分压变小，为5 10保持电阻两端电压不变，应减小电阻分压，增大滑动变阻器分压，应使滑动变阻器接入电路的阻值变大，由图示电路图可知，闭合开关后应
14、向左移动滑片，同时眼睛盯住电压表。由图象知，电压不变时，导体中的电流与导体的电阻成反比。(4)故答案为： 见上图； ； 调节电阻两端电压保持不变；左；电压表； 电压不(1) (2)A(3) (4)变时，导体中的电流与导体的电阻成反比。三、小灯泡额定功率探究实验【典例 3】（2018遵义）在“测小灯泡电功率”的实验中，实验室有以下器材：电源（电压恒为 4.5V）、标有 2.5V 的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器“20、1A”、开关各一个，定值电阻三个（10、20、30）、导线若干。（1）请用笔画线代替导线，将图甲中电路连接完整。要求：滑动变阻器滑片向左移动时小灯泡亮度变亮。（2）电路连接好后
15、，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片进行多次实验，并将其中三次数据记录在表格中，根据数据求出小灯泡的额定功率为 W。实验次数 1 2 3电压表示 U/V 2.0 2.5 2.8电流表示数 I/A 0.20 0.24 0.26（3）上述实验结束后，小华同学想进一步“探究电流与电阻的关系”，他将小灯泡取下后，按图乙电路在 R 的位置依次换成已有的定值电阻（10、20、30）先后接入电路，为保证每次都能将接入的定值电阻两端电压调为 2.5V，应在电路中再串联一个阻值范围为 至 的电阻 R。7【解析】（1）滑动变阻器滑片向左移动时小灯泡亮度变亮，即电流变大电阻变小，故变阻器滑片以左电阻丝连入电路中，如下所
16、示：（2）灯在额定电压下的功率为额定功率，由中数据知，灯的额定电压为 2.5V 时，电流表示数为 0.24A，故灯的额定功率：P=UI=2.5V0.24A=0.6W；（3）为保证每次都能将接入的定值电阻两端电压调为 2.5V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压为：4.5V2.5V=2V，变阻器分得的电压为定值电阻电压的=0.8 倍：当接入 30 的电阻时，根据分压原理，变阻器连入电路中的电阻 R 滑1=0.830=24，而变阻器的最大电阻为 20，将变阻器与 R视为一个整体，故 R的最小值，R 小 =R 滑 1R 滑 =2420=4，当接入 10 的定值电阻时，同理，变阻器连入电路中的电
17、阻 R 滑 2=0.810=8，将变阻器与 R视为一个整体，当变阻器连入电路中的电阻为 0 时，R=8 即可；故为保证每次都能将接入的定值电阻两端电压调为 2.5V，应在电路中再串联一个阻值范围为 4 至 8 的电阻。（当接入 20 的定值电阻时，同理，变阻器连入电路中的电阻8R 滑 2=0.820=16，可将变阻器连入电路中的电阻为 412 即可）。故答案为：（1）如上；（2）0.6；（3）4；8。四、电阻测量探究实验【典例 4】 （2018衡阳）某实验小组的同学用图甲所示的器材测量小灯泡的电阻，已知待测小灯泡额定电压为 38V，小灯泡的额定功率估计在 10W 左右右。（1）连接电流表时应选
18、用的量程是_（选填“006A或“03A” ） ；（2）做出相应的电路图在图丙的虚线框内_；（3）连接好电路后，调节滑动变阻器，使电流表、电压表的指针如图乙所示，求出此时小灯泡的阻值为_。【解析】 （1）解根据 P 额 U 额 I 额 可得 I 额 0.26A 所以连接电流表时应选用的量程是 006A；（2）电流表串联在电路中，电压表并联在小灯泡两端，滑动变阻器串联在电路中，图丙虚线框内相应的电路图如下：（3）由题意可知电压表使用的是大量程，电流表用的小量程，它们的分度值分别是0.5V、0.02A 所以电流表、电压表的示数分别是 0.2A、3.5V，此时小灯泡的阻值 R9。【答案】 （1）00.
19、6A；（2）如图；（3）17.5。五、焦耳定律探究实验【典例 5】22. 用如图所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系” 。相同烧瓶内装满了煤油。(1)烧瓶中装入的煤油是_(选填“导体”或“绝缘体”)。(2)请根据实物电路，在虚线框内画出对应的电路图_。(3)为达到实验目的，选用的两电阻丝 R1与 R2的阻值应_，通过 R1的电流_通过 R2的电流。(4)通电一段时间后，乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大。说明_。(5)小红用如图所示的装置，进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系” 。经多次实验测量，收集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度 h 与电流 I 的关系图
20、象。根据焦耳定律可知，如图中能正确反映 h-I 关系的是_。【拓展】用 Q=I2Rt 可以计算电流通过任何用电器产生的热量，能用 Q=UIt 计算通过任何用电器产生的热量吗_？请用实例说明原因。_。10【解析】 （1）容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体，根据导体和绝缘体的定义可做出判断。 （2）以实物图为依据，根据电流方向画出电路图；（3）探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”的实验，应采取控制变量法，以此分析即可；（4）通电一段时间后，乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大。说明导体产生的热量多；（5）根据焦耳定律可知，分析 h-I 关系即可。解答：(1)烧瓶中装入的煤油是绝缘体
21、；（2）根据实物图可知，从电源正极先接开关，再接 L2，R 0和 R1并联后，再串联在电路中，答案如下图：（3）探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”的实验，应采取控制变量法，必须控制电阻相等，电流不同，根据并联电路的特点可知，通过 R1的电流小于通过 R2的电流。(4)通电一段时间后，乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大，说明在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，导体产生的热量越多。（5）根据焦耳定律 可知，电阻产生的热量与电流的平方成正比。而烧瓶中玻Q=I2Rt璃管内液面上升的高度 h 越大，导体产生的热量越多，能正确反映 h-I 关系的是 A。不能用 计算通过任何用电器产生的热量，因
22、为用 计算出来的是电路产生的总功，Q=UIt Q=UIt而总功除了用电器产生的热量，另外一部分可能转化为其他能量，例如电风扇电路产生的总功一部分转化为电热，一部分转化为机械能。故答案为：（1）绝缘体；（2）如图；(3) 相等；(4)小于；(5)在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，导体产生的热量越多；（6）A；（7）不能；（8）因为用计算出来的是电路产生的总功，而总功除了用电器产生的热量，另外一部分可能转Q=UIt化为其他能量，例如电风扇电路产生的总功一部分转化为电热，一部分转化为机械能。11六、电与磁探究实验【典例 6】（2018河南）小明利用图 11 所示的实验装置探究“导体在磁场中运动
23、时产生感应电流的条件”。（1）磁铁不动，闭合开关，导体棒沿 （选填“上下”或“左右”）方向运动时，电流表指针会发生偏转。（2）导体棒不动，闭合开关，磁铁上下运动，电流表指针 （选填“会”或“不会”）发生偏转。（3）断开开关，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，电流表指针都不发生偏转。由此小明得出结论：闭合电路得一部分导体在磁场中做 运动时，电路中就产生感应电流。（4）小明进一步猜想，感应电流的大小可能与导体运动速度和磁场强弱有关。为了探究感应电流的大小与磁场强弱是否有关，他应进行的操作是： 。【解析】本题考查电磁感应的实验探究。（1）产生感应电流的条件是闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感应线运
24、动。当导体棒沿左右方向运动时，导体棒做切割磁感应线运动，能产生感应电流,则电流表会发生偏转。（2）导体棒不动,磁铁上下移动，导体棒不做切割磁感应线运动，故不产生感应电流，电流表不会发生偏转。（3）由实验现象可知，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感应线运动时，电路中会产生感应电流。（4）注意使用控制变量法，探究感应电流大小与磁场强弱是否有关，需要保证其他条件不变，改变磁场强度。故可通过换用不同磁场强度的磁体，观察电流表指针偏转幅度。12一、电流与电压关系探究实验1.（2018钦州）某实验小组同学在“探究电流与电压的关系”实验中：（1）应该采用的实验方法是 。（2）如图甲所示，连接电路时，开关
25、应处于 状态。（3）实验中，滑动变阻器的主要作用：一是改变电阻两端的电压大小，二是 。（4）闭合开关，电流表示数很大，而电压表示数很小，原因可能是 。（5）通过图乙 UI 图象得出错误的结论：在电阻不变时，通过的电流与电压成反比。请你分析错误的原因： 。（6）该小组的同学们为了测定待测电阻 Rx的阻值，在图甲电路（电源电压恒定）中接入电阻 Rx替换 R0，电流表和电压表的位置保持不变，则他们应进行的操作：闭合开关 S，将滑片移至最左端，读出电流表示数为 I1； ，读出电流表示数为 I2；待测电阻 Rx阻值的表达式为 Rx= （用 I1、I 2、R 表示）。【解析】（1）实验中研究通过定值电阻的
26、电流与其两端电压的关系，应该保持电阻的阻值不变，改变滑动变阻器的阻值，从而改变定值电阻两端的电压，此方法为控制变量法；13（2）为保护电路，连接电路时，开关应处于断开状态；（3）在探究电流与电压的关系实验中，改变滑动变阻器的阻值是为了改变电阻两端的电压和保护电路；（4）由图甲可知，变阻器与电阻串联，电压表测变阻器电压，根据串联电路的分压特点，变阻器提供的电阻越大，其两端电压越高，由此题可知，电压表示数很小，表明此时滑动变阻器接入电路的电阻过小；（5）甲图中的电压表测的是变阻器的电压，而变阻器的电阻是不断改变的，所以归纳不正确；（6）由图甲可知，当滑片于最右端时，其接入电路中的阻值最大，由图乙中
27、得，此时电压表示数即变阻器两端电压 U 滑 =14V，通过的电流为 I 滑 =0.2A，变阻器的最大值：R 滑大 = =70，由题可知，闭合开关 S，将滑片移至最左端，读出电流表示数为 I1；此时电路中只有Rx接入，即电源电压 U 总 =I1Rx；根据欧姆定律，必须要明白 Rx两端电压及通过的电流，才能求出 Rx的值，故第二步应为，滑片移至最右端（接入最大值），读出电流表示数 I2，此时变阻器两端电压 U 右 =I2R，则 Rx 的表达式为：R x= = = ，整理得： Rx= 。故答案为：（1）控制变量法；（2）断开；（3）保护电路；（4）滑动变阻器接入电路的电阻过小；（5）变阻器的电阻是不
28、断改变的；（6）滑片移至最右端（接入最大值）； 。2.（2018扬州）用如图所示的电路研究通过导体的电流与电压、电阻的关系。保持电14源电压和电阻箱 R1的阻值不变，移动滑动变阻器 R2的滑片 P，测得电流、电压如表 1 所示；然后将滑片移到适当位置保持不变，仅改变电阻箱 R1的阻值，测得相应的电流值，如表 2所示。表 1次数 U1/V I/A 1.0 0.20 1.5 0.30 2.0 0.40表 2次数 R1/ I/A 3.0 0.50 6.0 0.33 9.0 0.25（1）根据表 1 中的数据，你得出什么结论？求出 R1的阻值。（2）分析表 2 中的数据，指出实验操作中存在的问题，并说
29、出判断的理由。（3）请利用表 2 中的数据求电源电压。【解析】（1）第 1 次实验，保持电源电压和电阻箱 R1的阻值不变，纵向比较表中数据得出结论；由欧姆定律求 R1大小；（2）研究电流与电阻的关系时，要控制电阻的电压不变，由表中数据，根据 U=IR 求出电阻电压分析；（3）由表二第 1、3 次实验数据，根据15电阻的串联和欧姆定律，由变阻器连入电路中的电阻不变列方程，求电源电压。【解答】（1）第 1 次实验，保持电源电压和电阻箱 R1的阻值不变，纵向比较表中数据，电压表为原来几倍，通过的电流也为原来的几倍，即电阻不变时，电流与电压成正比；由欧姆定律，R 1= = =5；（2）研究电流与电阻的
30、关系时，要控制电阻的电压不变，由表中数据，根据 U=IR，电阻电压是不同的，即没有移动变阻器的滑片，使电压表示数不变；（3）由表二第 1、3 次实验数据，根据电阻的串联和欧姆定律，由变阻器连入电路中的电阻不变列方程：R 1= R 3，即 3= 9，故电源电压：U=3V。答：（1）电阻不变时，电流与电压成正比，R 1的阻值为 5。（2）没有移动变阻器的滑片，使电压表示数不变；研究电流与电阻关系时，要控制电阻电压不变；（3）电源电压为 3V。3（2018聊城）在“探究电流与电压的关系”的实验中，（1）请在方框中画出能够改变定值电阻的电压、并可以同时测量电压和电流的电路图（2）通过实验记录电流表、电
31、压表的示数如下表所示：R=10实验序号 1 2 3 4 5 6电压 U/V 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0电流 I/A 0.20 0.22 0.24 0.26 1.40 0.3016对表中数据进行分析，你认为错误的数据是实验序号 ，排除错误数据，可归纳得出的结论是 。（3）如果想用此电路继续探究“电流与电阻的关系”，每次更换电阻后，可以通过调节 ，使电阻两端的电压不变。实验得出的结论是 。【解析】（1）实验中为了探究规律，需要多次测量定值电阻两端的电压，因此需要滑动变阻器，多测几组电压和电流值，需要用电流表和电压表测量电流与电压，据此画出电路图；（2）根据数据表中电流与电压的关
32、系可分析出错误数据，并得出结论。（3）探究通过导体的电流与电阻的关系实验，根据控制变量法可知应通过移动滑动变阻器控制电压不变，从而得出结论。【解答】（1）实验中要能够改变定值电阻的电压需要用滑动变阻器测量电压用电压表，测量电流用电流表，电路如图：（2）根据数据分析可知，随着电压的增大电流在增大，并且电压与电流的比值为= =10，所以第 5 次实验中的电流数应当是错误的，应该为 0.28A，并且可以看出在电阻一定时，电流与电压成正比；（3）要探究“电流与电阻的关系”，每次更换电阻后，需要通过调节滑动变阻器，使电阻两端的电压不变。可以得出结论：在导体两端电压一定时，电流与电阻成反比。故答案为：（1
33、）见上图；（2）5；在电阻一定时，电流与电压成正比；（3）滑动变阻器；在导体两端电压一定时，电流与电阻成反比。4（2018天津）在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中：（1）请根据图甲所示的电路图，用笔画出导线完成图乙的电路连接：17（2）实验过程中得到的部分数据如下表所示。第 3 次测时，电流表的示数如图丙所示，请将该数据填入表格中实验序号 1 2 3 电压 U/V 0.8 1.6 2.4 电流 I/A 0.16 0.32 （3）在图丁中的坐标轴上标出适当的标度，把上表中的数据在坐标系中描点并连线。【解析】（1）根据电源电压为 3V 确定电压表选用小量程与电阻并联，由图丙知电流表选用小量程与
34、 R 串联，将变阻器滑片以左电阻丝连入电路中与电阻串联；（2）根据电流表选用小量程确定分度值为读数；（3）根据描点法作图。【解答】（1）电源电压为 3V，故电压表选用小量程与电阻并联，由图丙知，电流表选用小量程与 R 串联，将变阻器滑片以左电阻丝连入电路中与电阻串联，如下左所示：（2）第 3 次测时，电流表的示数如图丙所示，电流表选用小量程，分度值为 0.02A，示数为 0.48A；（3）横坐标小格表 0.4V，纵坐标每小格表示 0.08A，根据表中数据在图中找出对应的点，连线，如上右图所示。18故答案为：（1）如上左；（2）0.48；（3）如图所示。二、电流与电阻关系探究实验1.（2018黔
35、东南）在探究“电压一定时，电流跟电阻的关系”的实验中，设计的电路如图甲所示。（1）请根据图甲电路图用笔画线代替导线，将图乙所示实物连接成完整电路（导线不允许交叉）。（2）连接好电路，发现电流表没有示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压，造成这一现象的原因可能是 。（3）排除电路故障后进行实验，多次改变 R 的阻值，调节滑动变阻器，使电压示数保持不变。若电压表示数偏小，则应将滑动变阻器向 （选填“左”或“右”）滑动实验数据记录如表，其中第 5 次实验电流表示数如图丙所示，其读数为 A。实验次数 1 2 3 4 5电阻 R/ 5 10 15 20 25电流 I/A 0.6 0.3
36、0.2 0.15（4）分析实验数据可得实验结论是： 。【解析】（1）根据图甲，将电压表与电阻并联，如下所示：19（2）经分析，连接好电路，发现电流表没有示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压，造成这一现象的原因可能是电阻断路；（3）若电压表示数偏小，根据串联电路电压的规律，即变阻器分得的电压过大，由分压原理，变阻器连入电路中的电阻过大，故应将滑动变阻器向右滑动，以减小变阻器连入电路中的电阻大小，从而增大电压表示数；其中第 5 次实验电流表示数如图丙所示，电流表选用小量程，分度值为 0.02A，其读数为 0.12A；（4）横向分析表中数据，电阻为原来的几倍，通过的电流为原来的几分
37、之一，故得出的结论是：电阻的电压一定时，通过定值电阻的电流与电阻值成反比。故答案为：（1）如上；（2）电阻断路；（3）右；0.12；（4）电阻的电压一定时，通过定值电阻的电流与电阻值成反比。2.（2018安顺）在探究“电流与电阻的关系”的实验过程中，小明选择了 、 、 五个电阻进行实验，电路图如图甲所示。请用笔画线代替导线将图乙中未完成的电路完成，且使变阻器滑片向右移动时电流表示数变大_。 导线不能交叉连接好电路，闭合开关，发现电流表没有示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是_ 填字母 。20A.电阻断路 电流表坏了 滑动变阻器短路 电阻短路排除电路故
38、障进行实验。为达到实验目的，滑动变阻器除了起到保护电路的作用外，还起到_的作用。实验中，当把 的电阻换成 的电阻后，应把变阻器滑片向_ 填“左”或“右” 滑动，同时眼睛盯住_才可能达到这个目的。根据实验数据，作出 图象如图丙所示。根据实验目的分析图象可得出结论：_。【解析】 （1）由图甲知道，滑动变阻器与 R 串联，滑片向右移动时，接入电路的电阻变小，电流表示数变大，电压表测 R 两端电压，根据题意知道，应把乙图中变阻器右下角接线柱接入电路，如图所示：（2）闭合开关，发现电流表没有示数，说明电路中没有短路；移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压，说明可能是电压表所测量的电阻断路，这样
39、使得电压表串联入电路中，故 A 符合题意，CD 不合题意；若电流表坏了，整个电路断路，电压表也不会有示数，故 B 不合题意，故选 A。（3）因为要探究“电流与电阻的关系” ，所以，应控制电阻两端电压不变，并不断改变电阻阻值，即该实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外，还有调节电阻两端电压保持不变的作用；当把 5 换成 10 时，电阻分压会变大，由串联电路的分压原理知道，此时滑动变阻器分压变小，为保持电阻两端电压不变，应增大滑动变阻器分压，使滑动变阻器接入电路的阻值变大，由图示电路图知道，闭合开关后应向左移动滑片，同时眼睛盯住电压表；（4）分析图象可得出的结论是：在电压不变时，导体中的电流与导体的
40、电阻成反比。【答案】(1)如图；(2) ；(3)调节电阻两端电压保持不变； (4)左；(5) 电压表；21(6)电压不变时，导体中的电流与导体的电阻成反比。3.（2018菏泽）如图所示用电流表(00.6A，0-3A)、电压表 0-3V，0-15V)。定值电阻(5、10、15、20、30 各一个)、滑动变阻器(0-50)、电源（6V)、开关和导线若干，探究电流与电阻的关系。(1)请你根据甲图所示的电路国，将乙图中的电路连接完整_。(2)滑动变阻器在电路中的作用是_。(3)小强做此实验时，在电流表使用无误的情况下，收集测量数据，记录表格如下：小强的五次实验操作中有一次是错误的，请你对小强记录的数据
41、进行分析。你发现第_次测量的数据是错误的，错误的原因是_。(4)请你根据表中正确的数据，在丙图中绘制出电流随电阻变化的图象_。【解析】(1)如丙图，根据滑动变阻器“一上一下”的连接方式，连接滑动变阻器下面的一个接线柱到定值电阻的右端，再连接电源的负极到电流表的负接线柱即可，如图：；22(2)研究电流与电阻的关系实验时，滑动变阻器在电路中的作用是保证定值电阻两端的电压不变，另外还有一个通用的作用，即保护电路。(3)我们知道电流与电阻是成反比的，即电流与电阻的乘积不变，即电压不变，对小强记录的数据进行分析可知，第 1、3、4、5 次实验，电流与电阻的乘积都为 3V，即实验时电阻两端的电压为 3V，
42、 ，而第 2 次实验，电流与电阻的乘积为 1V，所以第 2 次测量的数据是错误的；从题中条件知，滑动变阻器最大阻值 50，定值电阻为 10，电源电压为 6V，在此条件下电流为：，I=UR= 6V50+10=0.1A可见是因为闭合开关后，没有调整滑动变阻器的滑片使电阻两端的电压保持不变，就直接读数了。(4)第 2 次实验正确的数据应为：；I2=UR2=3V10=0.3A根据表中正确的数据，在丙图中描点连线绘制出电流随电阻变化的图象：【答案】(1)如图；(2)调整定值电阻两端的电压，使其保持不变；(3) 2；(4)没有保持定值电阻两端的电压不变；(5)如图。4.（2018青岛）实验探究：探究电流与
43、电压和电阻的关系。装置 如图甲，实验电路中接错了一根导线，在接错的导线上打“” ，再画线把它23改到正确的位置上。数据图象结论利用改后的正确电路探究电流与电压的关系，测得数据如下表：R=10次数 1 2 3 4电压 U/V 1.2 1.6 2.0 2.4电流 I/A 0.120.160.200.24如图乙，在电流表表盘上，画出所选的接线柱和第 4 次实验屮指针的位置。根据表屮数据，在图丙中描点并画出 R 的U/图象。在电阻一定时， 成正比。过程 要探究电流与电阻的关系，只将第 4 次实验电路中的定值电阻由 10 换成 15，闭合开关，电压表示数比第 4 次实验的电压表示数 （填“大”或“小”
44、） ，要保持电压表的示数仍为 2.4V，应将滑动变阻器的滑片 P 向 移动。【解析】原电路中，电流表与电阻并联的，电压表串联在电路中是错误的，电流表与 R 串联，电压表与 R 并联；第 4 次实验电流为 0.24A，根据电流表小量程分度值为0.02A，画出指针的位置；根据描点法作图；分析表中数据得出结论；根据控制变量24法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向。【解答】原电路中，电流表与电阻并联的，电压表串联在电路中是错误的，电流表与 R 串联，电压表与 R 并联，如图 1 左所示
45、：第 4 次实验电流为 0.24A，根据电流表小量程分度值为 0.02A，画出指针的位置，如图 1 右所示：根据描点法作图，如图 2 所示：由表中数据，电压是原来的几倍，通过的电流是原来的几倍，即在电阻一定时，电流与电压成正比。根据串联分压原理可知，将定值电阻 R1由 5 改接成 10 的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，使电压表的示数为 2V。要探究电流与电阻的关系，只将第 4 次实验电路中的定值电阻由 10
46、 换成 15，闭合开关，根据分压原理，电压表示数比第 4 次实验的电压表示数大；要保持电压表的示数仍为 24V，应将滑动变阻器的滑片 P 向 A 移动。故答案为：如图 1 左所示；如图 1 右所示；如图 2；电流与电压；大；A。25三、小灯泡额定功率探究实验1.（2018武汉）某同学利用图甲所示的器材测量小灯泡的电功率。实验中电源电压保持不变，滑动变阻器的规格为“100 0.5A”，小灯泡的额定电压为 2.5V。（1）如图甲所示，电路中还有两根导线没有连接，请你将电路连接完整。（要求：导线不允许交叉）（2）该同学连接好电路后，按正确的步骤进行实验。小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小
47、灯泡的额定电流是 A，额定功率是 W。（3）该同学继续进行实验，记录部分数据如下表所示，其中有一组数据明显存在错误，这组数据是 （填数据序号）。剔除掉这组错误的数据，我们分析后可以得出实验中电源电压不会超过 V。数据序号 1 2 3 4U/V 2.1 1.3 0.1 3.0I/A 0.26 0.11 0.05 0.30【解析】（1）灯的额定电压为 2.5V 确定电压表选用小量程与灯并联，由表中数据，电流表选用小量程与灯串联；（2）根据电流表选用小量程分度值读数，根据 P=UI 求小灯泡额定功率；（3）灯的电阻随温度的增大而增大；由欧姆定律 I= ，由表中数据分别求出 4 次实验的电阻大小分别找出不符合这个规律的实验；根据滑动变阻器的规格为“100 0.5A 的含义，灯与变阻器串联，变阻器连入电路中的电阻越大，总电阻越大，由欧姆定律，电路中的电流越小，根据第 3 次数据，由欧姆定律和串联电路电压的规律求出电源电压的范围。26【解答】（1）灯的额定电压为 2.5V，故电压表选用小量程与灯并联，由表中数据，电流表选用小量程与灯串联，如下：（2）该同学连接好电路后，按正确的步骤进行实验。小灯泡正常发光时，电流
