2024年中考物理一轮复习考点梳理学案 第28讲　电学实验(探究类)（含解析）

第28讲　电学实验(探究类)
命题分析　
广东省近五年中考物理命题分析
考点 2023 2022 2021 2020 2019
探究串、并联电路的电流关系 ___ ___ ___ ___ ___
探究串、并联电路的电压关系 ___ ___ ___ ___ ___
探究影响导体电阻大小的因素 ___ ___ ___ ___ ___
探究电流与电压、电阻的关系 ___ ___ 省题18 省题17 ___
探究电流产生的热量与哪些因素有关 ___ ___ ___ ___ ___
【课程标准】
4．2.11　探究串联电路和并联电路中电流、电压的特点。
例　用电流表和电压表，分别探究串联电路和并联电路中电流、电压的特点。
4．2.12　探究电流与电压、电阻的关系。
例　用定值电阻、滑动变阻器、电流表、电压表等，探究电流与电压、电阻的关系。
实验一　探究串联电路和并联电路中电流的特点
实验电路　
实验结论　(1)串联电路中各处的电流都相等，即IA＝IB＝IC(如图甲)；
(2)并联电路中，干路中的电流等于各支路中电流的总和，即IC＝IA＋IB(如图乙)。
例1　小明和小丽一起做“探究并联电路中电流的特点”实验。
[设计与进行实验]
(1)实验中，为了防止损坏电流表，在不能事先估计电流大小的情况下，应先进行________，以正确选择电流表的量程。
(2)小明同学测量时，在连接电路时，发现刚接好最后一根导线，电流表的指针就发生了偏转，且指针向“0”刻度的左侧偏转，连接电路时存在的错误有：A________，B________。
(3)图甲是他们设计的电路图，图乙是他们测量电流时连接的实验电路，此时电流表测量的是______(选填“A”“B”或“C”)处的电流。
(4)请在图乙中移动一根导线，测量另外一处的电流。在移动的导线上画“×”，并用笔画线代替导线连接正确的电路。移动后电流表测量的是________(选填“A”“B”或“C”)处的电流。
[分析与论证](重点)
(5)测出A、B、C三处电流如表所示，由此得出初步结论________________(只写表达式)。小丽指出：为了得出更普遍的规律，应当进行多次实验。操作方法是______________________。
位置 A B C
电流I/A 0.30 0.24 0.54
[交流与评估](难点)
(6)在闭合开关前，小丽发现电流表偏转情况如图丙所示，根据你的分析，你认为原因可能是________________________________________________________________________。
(7)在实验过程中(图乙)闭合开关发现灯L1不工作，L2工作，调换两个灯泡的位置后，L1仍不工作，L2继续工作，该电路存在的问题是____________________________________________。
(8)正确连接电路后(图乙)，小明测量了A、B、C三处的电流值，测量数据如表，在分析数据后，小明就得出了：“在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和且各支路电流相等”的结论。小丽看到小明的结论后，认为小明的测量数据不够支撑结论，其原因是________________________________________________________________________。
IA/A IB/A IC/A
0.12 0.12 0.24
0.24 0.24 0.48
0.3 0.3 0.6
(9)在进行小组交流展示时，同学们认为反复把电流表接入电路中的不同位置进行实验容易出错，于是，小丽提出了改进方案：
添加一个开关，设计了一个新的电路。利用这个电路，不用更换电流表的位置，就可直接测出A、B、C三处的电流，然后换用不同规格的灯泡进行多次实验。请你在图丁的虚线框中画出电路图。
[拓展设问]
(10)二人继续“探究串联电路中电流的特点”，实验电路如图戊所示，某次实验测得IA＝0.2 A，IB＝0.2 A，IC＝1.0 A，造成这种现象的原因是__________________________________。
答案　(1)试触　(2)开关未断开　电流表的正负接线柱接反了　(3)C　(4)如图a(或b)所示　B(或A)　(5)IC＝IA＋IB　换用不同规格的灯泡进行多次实验　(6)电流表没有调零　(7)灯L1断路　(8)选用灯泡的规格相同　(9)如图c所示　(10)测C点电流时，误将电流表量程看成0～3 A
　　
解析　(1)为了防止损坏电流表，在不能事先估计电流大小的情况下，应先用大量程试触以正确选择电流表的量程。
(2)在连接电路时发现，刚接好最后一根导线，表的指针就发生了偏转，由此可知在连接电路时，没有断开开关；电流表的指针发生了偏转，且指针向0刻度线的左侧偏转，原因是电流表正负接线柱接反了。
(3)由题图乙可知，电流表串联在干路中，测量的是干路的电流，即C点的电流。
(4)电流表应与待测电路串联，题图乙中，电流表测量干路电流，改动后，如答图a(或b)所示电流表可测L2(或L1)的电流，即测量的是B(或A)处的电流。
(5)分析表中数据，不难得出关系式：IC＝IA＋IB；为避免实验的偶然性，得出具有普遍性的结论，应换用不同规格的灯泡进行多次实验。
(6)在闭合开关前，小丽发现电流表偏转情况如题图丙所示，指针没有指在0刻度线上，其原因可能是电流表没有调零。
(7)在实验过程中闭合开关发现灯L1不工作，L2工作，调换两个灯泡的位置后，L1仍不工作，L2继续工作，该电路的故障不可能是短路，若短路，电源会被烧坏，灯都不会亮，所以故障是出现了断路，由于灯L1不工作、L2工作，则故障是灯L1断路。
(8)根据并联电路各支路电压相同和欧姆定律，得出各支路的电流相等的原因是选用灯泡的规格相同，结论有偶然性。
(9)在不更换电流表位置的情况下，在支路上各接一个开关即可完成实验要求，通过开关的通断，可以测出这三处的电流，电路图如答图c所示。
(10)二人继续“探究串联电路中电流的特点”，因串联电路各处的电流相等，由电流表大小量程之比为5∶1，可知测C点电流时，误将电流表量程看成0～3 A。
实验二　探究串联电路和并联电路中电压的特点
实验电路　
实验结论　(1)串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压的总和，即UAC＝UAB＋UBC(如图甲)；
(2)并联电路中各并联支路两端的电压都相等，UAB＝UCD＝UEF(如图乙)。
例2　在“探究串联电路中电压的特点”实验中，设计了如图甲所示的电路，其中电源使用的都是干电池。
　　
[设计与进行实验]
(1)图甲中，开关控制________(选填“整个”或“部分”)电路。
(2)连接电路前，小桂发现电压表指针如图乙所示，接下来他要对电压表进行的操作是________________________________________________________________________。
[分析与论证](重点)
(3)小桂完成了实验，并把数据记录在表中。表中第二组实验电压表选用________量程测量；分析实验数据得出实验结论：①串联电路两端的总电压________各部分电路两端电压之和；②串联电路中，各部分电路两端电压相等。
实验次序 L1两端电压U1/V L2两端电压U2/V 串联总电压U总/V
1 1.4 1.4 2.8
2 1.4 1.4 2.8
3 2.2 2.2 4.4
(4)实验结束后小桂和小林互相交流，小林指出结论②是错误的，造成结论错误的原因是________________________________________________________________________。
(5)根据数据可判断第三组实验时，至少用了________节干电池串联起来作为电源。
[交流与评估](难点)
(6)接着，小林又分别测出了L1、L2两端的电压和电源电压，分别为1.6 V、1.2 V和2.8 V，分析实验数据后，小林便得出结论。你认为小林的做法是否正确并简述理由______________。实验使用的电源是两节新电池，但是在两个灯泡发光时，测出的电源电压只有2.8 V，其原因可能是因为电池本身也有________，分去了一部分电压。
(7)其他小组同学在多次实验后却发现：串联电路的总电压总大于两灯泡两端的电压之和。这与之前的猜想不相符，于是用更精密的电压表测出电路中某段导线两端的电压约为0.05 V，由此得知导线分压可能是造成结论与猜想不符的原因。为了能更明显地观察到分压现象，在实验中应选择较________(选填“粗”或“细”)的导线进行实验，理由是_______________。
[拓展设问]
(8)小林还指出实验电路可以改进，她将其中一个灯泡换成定值电阻，另一个换成滑动变阻器，小桂觉得可行，你认为小林改用滑动变阻器的原因是___________________________。
(9)小林连接了如图丙所示电路重新实验，并将所得数据绘制成如图丁所示图线，其中与图丙电路中电压表V1对应的曲线是________(选填“甲”或“乙”)。
(10)完成实验后，小桂还想继续探究并联电路中电压的特点，于是重新设计了实验电路，其中L1和L2的规格不同，正确连接电路后进行实验，实验数据如表所示。分析数据可得出的结论是________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
实验次序 L1两端电压/V L2两端电压/V 电源两端电压/V
1 1.5 1.5 1.5
2 2.0 2.0 2.0
3 2.5 2.5 2.5
答案　(1)整个　(2)将电压表调零　(3)小　等于　(4)选用灯泡的规格相同　(5)3　(6)不正确，根据一组数据得出的结论有偶然性　电阻　(7)细　在长度和材料不变的条件下，导线横截面积越小，其电阻越大，在实验中应选择较细的导线进行实验，则导线电阻越大，分得的电压越大　(8)滑动变阻器两端的电压可连续变化，操作方便　(9)甲　(10)并联电路各支路两端的电压相等，且等于电源电压
实验三　探究影响导体电阻大小的因素
实验电路　
实验结论　(1)导体电阻的大小与导体的横截面积有关，在其他条件相同时，导体的横截面积越大，电阻越小；
(2)导体电阻的大小与导体的长度有关，在其他条件相同时，导体的长度越大，电阻越大；
(3)导体电阻的大小与导体的材料有关。
例3　物理兴趣小组的同学要探究电阻的大小与哪些因素有关，设计了如图所示的实验电路，电源电压不变。
[设计与进行实验]
(1)实验中选择带鳄鱼夹的导线，主要是为了方便改变____________________________。
(2)连接电路时开关应处于________状态；电路连接后，应将滑片P置于最________(选填“左”或“右”)端。此时滑动变阻器的作用是为了______________________________。
(3)该实验是通过____________________间接比较电阻丝电阻大小的，应用的研究方法是________________________________________________________________________。
(4)分别将a、b、c、d四根电阻丝接入电路，实验数据如表所示。
电阻丝编号 长度/m 横截面积/mm2 材料 电流大小/A
a 0.5 0.4 锰铜合金 0.20
b 0.5 0.4 镍铬合金 0.16
c 0.5 0.2 镍铬合金 0.08
d 1.0 0.2 镍铬合金 0.04
[分析与论证](重点)
(5)①在将四根电阻丝依次接入电路的过程中，滑动变阻器滑片位置应________(选填“保持不变”“向右移动”或“向左移动”)。
②若分别将编号a、b的电阻丝接入电路，这是为了探究电阻大小与导体的________的关系，根据表格数据可知电阻丝a的阻值________(选填“大于”“等于”或“小于”)电阻丝b的阻值。
③如果选用编号c、d的两根电阻丝进行实验，是为了验证导体电阻大小与________的关系；结合表格数据可得到的结论是_______________________________________________。
④为了探究电阻大小与横截面积的关系，应选择________(填导体编号)进行实验，其结论是其他因素相同时，导体横截面积越大，导体的电阻越________。
⑤某同学把一根白炽灯的钨丝接入电路，并用酒精灯加热，发现电流表示数逐渐变小，得出导体的电阻还可能跟导体的________有关的结论。
[交流与评估](难点)
(6)实验的探究过程中还用到了________法(填物理研究方法)。
(7)若实验中将电路中的电流表更换为小灯泡，通过观察_______________________________也可以判断导体电阻大小，但不足之处是__________________________________________。
(8)实验中将金属丝对折后接入电路中，发现电流表的示数变大，由此得出结论：导体的横截面积越大，电阻越小。请你判断这种做法是否正确________(选填“正确”或“不正确”)，理由是________________________________________________________________________。
(9)实验中，如果只给一根粗细均匀的合金导线，怎样研究导体的电阻与横截面积的关系？某同学巧妙地设计了如下实验方案，请将其补充完整。
①将整根导线截成________的两段，将其中一段接入电路，测出电路中的电流；
②________________________________________________________________________，测出干路电流；
③比较两次电流大小，得出结论。
[拓展设问]
(10)热敏电阻由________(选填“导体”“超导体”或“半导体”)材料制成。
(11)请你根据实验所得结论解释“我国城乡输电线路改造时将原来细的铝制输电线换成较粗的铝制输电线”的原因：__________________________________________________________。
答案　(1)接入电路中的电阻丝　(2)断开　右　保护电路　(3)电流表示数　转换法　(5)①保持不变　②材料　小于　③长度　材料和横截面积一定时，导体越长，电阻越大　④b、c　小　⑤温度　(6)控制变量　(7)灯泡的亮度　不能较准确地反映电路中电流的变化　(8)不正确　实验中没有控制导体的长度不变　(9)①长度相等　②将两根长度相等的导线并联接入电路中　(10)半导体　(11)导体的长度和材料一定时，横截面积越大，电阻越小，损失的电能越少
实验四　探究电流与电压、电阻的关系
实验电路　
实验结论　(1)保持电阻不变时，电流跟电压成正比关系；
(2)保持电压不变时，电流跟电阻成反比关系。
例4　小明和同学们在探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”时，准备了两节新干电池，定值电阻R、滑动变阻器、电流表、电压表、开关各一个，导线若干。
[设计与进行实验]
(1)小明设计的部分电路如图甲所示，请你在图甲中的两个“○”中分别填入电流表或电压表，帮助小明完成电路图设计。
(2)连接电路时开关应________(选填“断开”或“闭合”)；闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应处于最________(选填“左”或“右”)端。
(3)开关闭合前，发现电流表的指针在零刻度线左端，如图乙所示，其原因是______(选填“A”或“B”)。
A．电流表没调零 B．电流表正负接线柱接反了
(4)电路连接检查无误后闭合开关，发现电流表有示数，移动滑片，电压表示数始终接近3 V，则电路中存在的故障可能是______________________________________________________。
(5)排除所有故障后，闭合开关，调节滑片P的位置，目的是改变________。若将滑片逐渐向B端移动，电压表示数________，电流表示数________。(后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
[分析与论证](重点)
(6)小明测得的数据如下表所示。
实验次序 1 2 3 4 5
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电流I/A 0.10 0.20 0.30 0.40
①第5次实验时电流表示数如图丙所示，读数是______ A，小明实验中所用电阻R的阻值为______ Ω。
②请根据实验数据，在图丁中画出电流随电压变化的图象。
③分析图象，可得出的结论是_______________________________________________。
[交流与评估](难点)
(7)小明闭合开关后，想使电压表的示数为1 V，但无论他怎么移动滑动变阻器的滑片P，电压表的示数都不能为1 V，请你帮小明找到其原因是_________________________________。
(8)另一个实验小组小华用小灯泡代替定值电阻R完成上述实验探究，他的实验数据得不到上述结论，你认为其原因是___________________________________________________，小华的这套实验装置可以完成的实验有________(只填一个)，在完成此实验的过程中，闭合开关，小灯泡发光，两表均有示数，若将小灯泡直接从灯座中取走，电压表________示数，电流表________示数。(后两空均选填“有”或“无”)
[拓展设问]
(9)小明进行实验时，移动滑片的过程中发现随着电压表示数的增大，电流表示数却逐渐减小，检查电路后发现他连接的电路存在问题，问题是______________________________。
(10)实验操作过程中，小明发现滑动变阻器损坏，且没有滑动变阻器进行替换，于是去掉损坏的滑动变阻器，添加一个电阻箱，设计的改进电路如图戊所示(电源仍为2节新干电池)。请你分析小明设计的改进电路能否完成本实验？________(选填“能”或“不能”)，原因是________________________________________________________________________。
答案　(1)如图a所示　(2)断开　右　(3)A　(4)滑动变阻器短路　(5)定值电阻两端的电压　变小　变小　(6)①0.50　5　②如图b所示　③电阻一定时，通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比　(7)滑动变阻器的最大阻值太小　(8)灯丝的电阻随温度的变化而变化　测量小灯泡的额定功率(或小灯泡正常发光时的电阻)　有　无　(9)电压表连在滑动变阻器两端(合理即可)　(10)能　通过改变电阻箱的阻值可以改变通过定值电阻R的电流，通过串联电路电压关系可以计算出定值电阻R两端的电压
　　
例5　在“探究通过导体的电流与电阻的关系”实验中，小红利用可调电压电源、5个定值电阻(阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω)、滑动变阻器(30 Ω，1 A)、电压表和电流表、导线若干，设计了如图甲所示的电路图：
[设计与进行实验]
(1)闭合开关，电流表无示数，电压表有示数，并接近电源电压，则故障原因是定值电阻________(选填“短路”或“断路”)。
(2)排除故障后，将定值电阻由5 Ω更换为10 Ω时，应将滑动变阻器的滑片P从上一位置向______(选填“左”或“右”)滑动，使电压表示数保持不变。
(3)小红收集的数据如表所示，实验中控制定值电阻两端电压为________ V，分析表中数据，发现第________次实验的数据存在错误。
实验次序 1 2 3 4 5
电阻R/Ω 5 10 15 20 25
电流I/A 0.40 0.20 0.10 0.10 0.08
[分析与论证](重点)
(4)排除表中错误数据后可以得到结论：当电压一定时，通过导体的电流与电阻成____比。
(5)在实验中，若定值电阻两端设定的不变电压值为1.6 V，要顺利完成5次实验，下列方案可行的两项是________。
A．电源电压可重设在1.6～3.52 V的范围内
B．将滑动变阻器更换为“40 Ω　1 A”
C．可在电路中再串联一个阻值为10 Ω的电阻
[交流与评估](难点)
(6)当同组的小华改用50 Ω的电阻继续实验时，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，都无法使电压表示数达到实验要求的值，你认为“电压表的示数无法达到实验要求的值”的原因可能是________。
A．滑动变阻器的阻值太大 B．电压表量程选小了
C．滑动变阻器的阻值太小 D．滑动变阻器烧坏了
(7)小华解决了上述问题后，完成了实验。利用收集到的多组数据，作出了如图丙所示的电流I随电阻R变化的关系图象。分析图象得出了电流与电阻的关系是________________。
[拓展设问]
同组的小兵利用图丁电路来探究电流与电阻的关系，他在实验中控制电压表示数为U0不变，相关器材规格已在图中标明。
(8)闭合开关，将电阻箱调至某阻值，调节滑动变阻器时，他发现电压表示数始终为零而电流表示数有明显变化，经检查是由于某处被短路而造成的，被短路的是____________。
(9)小兵调节电阻箱阻值R，进行多次实验，所绘制的I与关系图线如图戊所示，由此可知U0＝________ V，实验结论是：在电压一定时，_____________________________________。
(10)若由于电池电量不足，小兵换用4.5 V电源后继续实验，进行了如下操作：
①将电阻箱阻值先调至4 Ω进行实验，实验完成后断开开关；
②再将电阻箱阻值调至15 Ω后，闭合开关进行实验。
则由于小兵在上述操作中的一个疏漏，将会导致_______________________________。
(11)小华利用图丁电路和器材也对电流与电阻的关系进行了探究。在5～25 Ω范围内，他将电阻箱阻值R调至5个不同的值分别进行了实验，则他根据实验数据描点所绘制的I与关系图线不可能是图己中的________(选填“a”或“b”)，理由是__________________。
答案　(1)断路　(2)右　(3)2　3　(4)反　(5)AB　(6)C　(7)电压一定时，导体中的电流与电阻成反比　(8)电阻箱　(9)2　通过导体的电流与导体的电阻成反比　(10)电阻箱两端的电压超过电压表量程　(11)b　当电阻箱阻值为25 Ω时，滑动变阻器的最大阻值不能满足图线b所需控制不变的阻值
实验五　探究电流产生的热量与哪些因素有关
实验电路　
实验结论　(1)对同一电阻丝，在电流大小不变的情况下，通电时间越长，煤油的温度越高，表明通电时间越长，电流产生的热量越多。
(2)对同一电阻丝，在通电时间相同的情况下，通电电流越大，煤油的温度越高，表明电流越大，电流产生的热量越多。
(3)在通电电流大小不变，通电时间相同的情况下，电阻越大，煤油的温度越高，表明电阻越大，电流产生的热量越多。
例6　小华利用如图甲所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。A、B两瓶中装有质量与初温都相同的液体，A瓶中铜丝的电阻比B瓶中镍铬合金丝的电阻小。
　
[设计与进行实验]
(1)为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小华应该选用的液体是________(选填“煤油”或“水”)。
(2)实验中液体吸热的多少是通过________(选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的。
(3)通电一定时间后，B瓶中的温度计示数升高得快，由此得出的实验结论是：在通电时间和电流大小相同时，_____________________________________________________。(写出一种)
(4)该实验中用到的实验方法是__________________________________________________。
有些同学在探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”时，采用了如图乙、丙所示的实验装置。
(5)图乙所示的实验装置中，两个透明的容器中密闭了________的空气，实验前要使两个U形管中的液面相平。由于电流产生的热量不易直接测量，通过观察________来比较通电后电热丝产生热量的多少。
[分析与论证]
(6)图乙可探究电流产生的热量与________的关系；通电时间相同，发现B玻璃管内液面上升较高，可初步分析得出：_______________________________________________________。
[交流与评估]
(7)图丙中容器外接一个5 Ω的电阻，是为了__________________________________________。
[拓展设问]　
(8)根据实验的结论分析：白炽灯工作时灯丝热得发红，而与灯泡串联的导线却不怎么发热，原因是
________________________________________________________________________。
(9)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，可以得到烧瓶中温度计液柱的上升高度h与电流I的关系图象，根据焦耳定律可知，能正确反映h－I大致关系的是________。
答案　(1)煤油　(2)温度计示数　(3)电阻越大，电流产生的热量越多　(4)控制变量法和转换法　(5)等质量　U形管液面高度差　(6)电阻　在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多　(7)使通过容器中的两个电阻的电流不同　(8)灯丝的电阻大，产生的热量多　(9)A
实验一　探究串联电路和并联电路中电流的特点
1.(科学探究)(2023·深圳模拟)如图所示，在“探究串联电路中电流的特点”的实验中，郭老师给小兰同学提供了几个规格不同的小灯泡(带灯座)：“2.2 V　0.3 A”(两个)、“2.5 V　0.3 A”(两个)和“3.8 V　0.3 A”(一个)。
(1)请在图乙中用笔画线代替导线，连接好测量图甲中的B处电流的实际电路。
(2)实验操作中，每次在变更电路(改变电流表串接的位置)前，都要先________，这是为了实验更安全；实验操作中，应通过________来实现多组数据的测量。
(3)实验得到的数据如表所示，其中“1.2 A”是电流表的示数读错了，其读错的原因可能是________________________________________________________________________；
本实验的正确结论应该是______________________________________________。
次序 通过A处的电流IA/A 通过B处的电流IB/A 通过C处的电流IC/A
1 0.2 0.2 0.2
2 0.22 0.22 0.22
3 0.18 0.18 0.18
4 0.24 0.24 1.2
(4)很多实验都要进行多组数据的测量，其目的有的是求平均值减小误差，有的是寻找普遍规律。下列实验中，多次测量的目的与本实验相同的是________(多选)。
A．伏安法测量定值电阻的阻值 B．探究灯泡亮度与实际功率的关系
C．探究杠杆平衡条件 D．探究水在沸腾前后温度变化的特点
答案　(1)如图所示　(2)断开开关　更换不同的小灯泡　(3)用的小量程，按大量程读数了　串联电路中电流处处相等　(4)BCD
解析　(1)由题图甲可知，测量B处电流时，电流表连接在两灯之间，由提供的小灯泡的额定电流可知，电流表选择0～0.6 A量程，如答图所示。
(2)实验操作中，每次在变更电路(改变电流表串接的位置)前，都要先断开开关，这是为了实验更安全；实验器材中提供了多个不同规格的小灯泡，所以实验操作中，应通过更换不同的小灯泡来实现多组数据的测量。
(3)本次实验电流表选择的是0～0.6 A量程，所以1.2 A的读数是错误的，错误的原因可能是用的小量程，按大量程读数了；由表中数据可知，本实验的正确结论应该是串联电路中电流处处相等。
(4)本次实验测量多组数据，目的是寻找普遍规律，伏安法测量定值电阻的阻值，多次测量的目的是求平均值减小误差，故A不符合题意；探究灯泡亮度与实际功率的关系、探究杠杆平衡条件、探究水在沸腾前后温度变化的特点，三个实验多次测量的目的是寻找普遍规律。故选B、C、D。
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L1亮、L2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IA、IB、IC，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。
实验次序 A点电流IA/A B点电流IB/A C点电流IC/A
1 0.24 0.32 0.56
2 0.26 0.24 0.50
3 0.20 0.28 0.48
(3)分析数据得出结论：_________________________________________________________。
答案　(1)L2断路(或L2所在支路断路)　(2)不同　(3)并联电路中，干路电流等于各支路电流之和
解析　(1)由题图可知，电路中的两灯并联，闭合开关，发现小灯泡L1亮、L2不亮，说明L1支路和干路是连通的，L2断路或L2所在支路断路；
(2)为了寻找普遍规律，应该换用不同规格的灯泡多次实验；
(3)由测量数据知：C处的电流等于A处电流和B处电流之和，故可得出结论：并联电路中，干路电流等于各支路电流之和(或IC＝IA＋IB)。
实验二　探究串联电路和并联电路中电压的特点
3.(2023·贵州)小明和小红用如图甲所示电路探究“串联电路电压的规律”，用新干电池作为电源。
(1)接线时，开关应处于________(选填“断开”或“闭合”)状态；小明检查电路时发现________(选填“电池”“开关”或“灯座”)安装错误。
(2)正确安装后，闭合开关，两灯均不发光，小明用电压表试接A、B接线柱，发现指针偏转情况如图乙所示，则可判断________发生了断(开)路。
(3)排除故障后，小明选用两只小灯泡，只通过增加电池进行多次实验；小红仅更换小灯泡进行多次实验。他们将电压表接在不同位置进行测量，实验记录如下表。小明认为：误差允许范围内，串联电路中各用电器两端电压相等且电压之和等于电源电压；小红认为：串联电路中各用电器两端电压之和等于电源电压。请判断谁的观点更具普遍性并说明理由：________。
小明实验记录：
实验次序 UAB/V UCD/V UEF/V
1 0.7 0.7 1.4
2 1.4 1.4 2.9
3 2.1 2.1 4.3
小红实验记录：
实验次序 UAB/V UCD/V UAD/V
4 1.8 0.9 2.7
5 1.4 1.4 2.8
6 1.1 1.7 2.8
(4)对比两表，从小明的第________次实验记录发现，两人使用的电池数量相同，测得的电源电压却不相等。请你分析：两人所测电源电压的差值对应电路中哪些部分的电压？____________(用图中字母表示)。
答案　(1)断开　电池　(2)灯L1　(3)小红的结论更具普遍性，小红选用规格不相同的灯泡进行了多次实验　(4)2　DF、EA
解析　(1)在连接电路过程中，为保护电路，开关应处于断开状态；电池不能正极对正极，电池安装错误。
(2)实验中若发现电压表指针偏转情况如题图乙所示，电压表指针已经满偏为3 V，与电源电压相等，说明电压表与电源两极连通，电压表所测部分灯L1断路。
(3)小红的结论更具普遍性，小红选用规格不相同的灯泡进行了多次实验。
(4)每节新干电池为1.5 V，结合表格发现小红实验中电源电压与2节新干电池电压接近，小明的第2次实验中电压2.9 V与2节新干电池电压接近；串联电路中各用电器两端电压之和等于电源电压，实际情况下导线电阻较小但不为0，导线两端也有一部分电压，由表中信息可知小明将电压表接在E、F两接线柱间测电源电压，而小红将电压表接在A、D两接线柱间测电源电压，结合题图甲可知，两人所测电源电压的差值对应电路中导线DF、EA两端的电压。
4．(科学探究)如图，在“探究并联电路中电压的特点”实验中，小南使用了两个相同的灯泡：
(1)在连接电路时，开关应该________。
(2)连接好电路后闭合开关，小南发现L1亮、L2不亮，她用手按一下L2，两灯都亮，松开手仍然是L1亮、L2不亮，则故障可能是________。
(3)排除故障后，如图乙所示的电路图中，将电压表接在a、b两点之间时，闭合开关，电压表的示数如图丙所示，电压表的读数为________ V。
(4)依次将电压表接入到电路中的ab、cd、ef两点之间，小南发现电压表示数相等。由此他得到结论：并联电路中，各支路两端的电压相等。此结论________(选填“科学”或“不科学”)，接下来应该进行的操作是________。
A．更换不同规格的灯泡，再次实验
B．将L1、L2的位置交换，再次探究
C．保持电源、灯泡不变，多测量几次电路中三处的电压
(5)小南发现家里客厅的灯L1比卧室的灯L2亮，两灯对应的电压U1和U2的大小关系是U1______(选填“＞”“＝”或“＜”)U2。
答案　(1)断开　(2)L2接触不良　(3)2.8　(4)不科学　A　(5)＝
解析　(1)在连接电路时，开关应处于断开状态。
(2)L1亮、L2不亮，说明L1正常，L1所在支路正常，L2没有电流通过，用手按一下L2，两灯都亮，松开手仍然是L1亮、L2不亮，说明L2所在支路正常，问题在L2，可能是接触不良。
(3)据题图甲可知，电压表所选量程为0～3 V小量程，据题图丙可知，电压表分度值为0.1 V，据此读出电压表示数为2.8 V。
(4)依次将电压表接入到电路中的ab、cd、ef两点之间，小南发现电压表示数相等。由此他得到结论：并联电路中，各支路两端的电压相等。此结论不科学，接下来应该进行的操作是更换不同规格的灯泡，再次实验，避免实验结论的偶然性。故A正确，B、C错误。
(5)小南发现家里客厅的灯L1比卧室的灯L2亮，因为家庭电路中各用电器之间是并联关系，根据并联电路电压规律，并联电路中各支路电压都相等，因此两灯对应的电压U1和U2的大小关系是U1＝U2。
实验三　探究影响导体电阻大小的因素
5.(科学探究)小明探究影响导体电阻大小的因素。他用盛着食盐水的长方体水槽、电源、滑动变阻器、电压表及电流表进行探究。实验电路如图所示，将金属片M、N分别固定在水槽左右两侧底部。
(1)连接电路时，开关应该________。
(2)闭合开关后，读出电流表和电压表的示数。再向水槽中添加少量相同浓度的食盐水，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数保持不变。观察到电流表示数变大了，说明食盐水的电阻________。重复操作后，得出实验结论：食盐水的电阻与它的________有关。
(3)小明又向水槽中加入一些水，重复上述操作后，发现容器内食盐水的电阻减小了，由此得出：食盐水的浓度越低，电阻越小的结论。你认为这个结论应该是________(选填“可靠”或“不可靠”)的，原因是_________________________________________________。
(4)其他条件不变，改变金属片M、N的距离，小明还能探究导体的电阻与导体________的关系。
(5)小明还发现，使用相同浓度的热食盐水和冷食盐水做实验，电流表的示数不同。据此你还能提出有研究价值的问题是______________________________________________。
答案　(1)断开　(2)变小　横截面积　(3)不可靠　没有控制导体(食盐水)的横截面积不变　(4)长度　(5)导体的电阻是否与温度有关
解析　(1)为了保护电路，连接电路时，开关应该断开。
(2)在电压一定时，观察到电流表的示数变大了，表明与电压表并联部分的电阻减小了，即食盐水的电阻变小了;
由于向水槽中添加一定量相同浓度的食盐水，水槽内食盐水的液面升高，使得食盐水的横截面积变大，食盐水的电阻减小，这表明导体的电阻与导体的横截面积有关。
(3)若要探究食盐水浓度对电阻大小的影响，应控制导体(食盐水)的横截面积不变，改变食盐水的浓度(可加入适量的盐);
小明再次向容器中加入一定量的水，虽然降低了容器内食盐水的浓度，但同时导体(食盐水)的横截面积改变了，不符合控制变量法的要求，所以小明得出的结论是不可靠的。
(4)其他条件不变，改变电极M、N的距离，改变了食盐水接入电路中的长度，此时的电流会发生变化，能够得出导体的电阻与导体长度的关系。
(5)食盐水浓度相同，温度不同，电流表的示数不同，说明导体的电阻还与温度有关，故提出的问题是：导体的电阻是否与温度有关。
实验四　探究电流与电压、电阻的关系
6.(2023·肇庆高要区二模)小明在研究通过导体的电流与其两端电压关系时，根据测量数据绘制出如图所示的I－U图象。下列判断错误的是(　　)
A．通过R1的电流与它两端所加电压成正比
B．通过R2的电流与它两端所加电压成正比
C．将它们串联接到同一电路中，当通过的电流为0.2 A时，电路的总电压为3.5 V
D．将它们并联连接到两端电压为2.5 V的电路中，通过干路的电流是0.7 A
答案　B
解析　电阻R1的函数图象是一条过原点的向上的直线，所以通过R1的电流跟它两端所加电压成正比，故A正确；电阻R2的函数图象是一条曲线，所以通过R2的电流与它两端所加电压不成正比，故B错误；将它们串联接到同一电路中，当通过的电流为0.2 A时，R1两端的电压为1 V，R2两端的电压为2.5 V，由串联电路电压的规律知电源电压为：U＝U1＋U2＝1 V＋2.5 V＝3.5 V，故C正确；由图象知当通过的电流为0.2 A时，R1两端的电压为1 V，R1的电阻为：R1＝＝＝5 Ω，当电压为2.5 V时，通过R1的电流为：I′＝＝＝0.5 A，由图象可知当电压为2.5 V时，通过R2的电流I2＝0.2 A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流：I＝I′＋I2＝0.5 A＋0.2 A＝0.7 A，故D正确。
7．(2023·茂名二模)探究“电流与电阻的关系”时，可供选择的实验器材有：三节新的干电池(电压为4.5 V)、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20 Ω　2 A”字样)、定值电阻5个(5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、50 Ω)，开关一个，导线若干。小静等同学设计了如图甲所示的电路图。
(1)请用笔画线代替导线将图乙中的实物图连接完整，要求：滑片向右移动时电阻变大。
(2)闭合开关，电流表无示数，电压表有示数，并接近电源电压，则故障原因是________________________________________________________________________。
(3)排除故障后，将定值电阻由5 Ω更换为10 Ω时，应向________(选填“左”或“右”)适当调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变。
(4)图丙是根据实验数据画出的定值电阻的I－R图象，其中阴影部分面积表示的物理量是________，其数值为________。
(5)实验中，在接入50 Ω的定值电阻后，小静同学无论怎样移动滑片，都不能使电压表示数达到原来的数值，为了能完成这次实验，小静采取的措施可行的是________。
A．调高电源电压
B．更换一个最大阻值为30 Ω的滑动变阻器
C．将电压表改接到滑动变阻器两端
答案　(1)如图所示　(2)R断路　(3)右　(4)电阻两端的电压　3 V　(5)B
解析　(1)滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联在电路中，要求滑片向右移动时电阻变大，确定滑动变阻器的左下接线柱接入电路，如答图所示。
(2)若电流表没有示数，说明电路可能断路；电压表有示数，说明故障为与电压表并联的定值电阻断路。
(3)根据串联分压原理可知，将定值电阻由5 Ω改接成10 Ω的电阻，电阻分得的电压增大；
探究电流与电阻的实验中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，使电压表示数保持不变。
(4)根据题图丙知，图中阴影面积为长方形，其面积等于IR，由欧姆定律得，U＝IR，阴影面积表示的物理量是电阻两端的电压，其数值为U＝IR＝0.6 A×5 Ω＝3 V。
(5)设电源电压为U′，定值电阻两端的电压为U V，当接入50 Ω的定值电阻时，则＝，即＝，解得电源电压为：U′＝4.2 V，所以降低电源电压可以完成这次实验，故A错误；为了能完成这次实验，滑动变阻器的最大阻值最小为RP′应满足＝，即＝，解得RP′＝25 Ω，所以更换一个最大阻值为30 Ω的滑动变阻器可以完成这次实验，故B正确；将电压表改接到滑动变阻器两端，电压表原来测定值电阻的电压，现在测变阻器的电压，对改变定值电阻的电压大小没有影响，无论怎样移动滑片，都不能使电压表示数达到原来的数值，所以不能完成这次实验，故C不符合题意。
实验五　探究电流产生的热量与哪些因素有关
8.(2023·肇庆封开县二模)小明用如图所示装置探究两种液体的吸热能力，两烧瓶中的电阻丝相同。
(1)实验中，必须取________(选填“质量”或“体积”)相等的甲、乙两种液体。
(2)实验中，用________间接反映液体吸收热量的多少；通过比较______来判断吸热能力的强弱。(均选填“通电时间”或“温度计示数的变化”)
物理量 质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 最终温度/℃
液体甲 150 20 3 45
液体乙 150 20 3 68
(3)如表是某次的实验数据，分析可知，________(选填“甲”或“乙”)液体的吸热能力较强。
(4)若将甲、乙两瓶中的液体换成质量相同的同种液体，阻值不同的电阻丝，则该装置可用来探究电流产生的热量与________的关系。该实验中，将阻值不同的电阻丝串联的目的是让电路具有相同的________和通电时间。下列的探究实例中，也是采用这种研究方法的是________。
A．用总电阻表示同一段电路中串联的两个电阻
B．探究动能大小与质量、速度的关系
C．探究电功大小影响因素时，通过灯泡亮度表示电流做功多少
答案　(1)质量　(2)通电时间　温度计示数的变化　(3)甲　(4)电阻　电流　B
解析　(1)根据控制变量法，探究两种液体的吸热能力，实验中，必须取质量相等的甲、乙两种液体。
(2)两烧瓶中的电阻丝相同，根据串联电路电流的规律，通过两电阻的电流相同，通电时间也相同，根据Q＝I2Rt，通电时间越长，电阻丝放热越多，液体吸热越多，故用加热时间间接反映液体吸收热量的多少；根据比较吸热能力的方法，通过比较温度计示数的变化来判断吸热能力的强弱。
(3)根据表中的实验数据，甲升温慢，故甲液体的吸热能力较强。
(4)若将甲、乙两瓶中的液体换成质量相同的同种液体，阻值不同的电阻丝，因通过两电阻的电流和通电时间相同，则该装置可用来探究电流产生的热量与电阻的关系。该实验中，将阻值不同的电阻丝串联的目的是让电路具有相同的电流和通电时间，采用控制变量法。用总电阻表示同一段电路中串联的两个电阻，采用了等效替代法；探究动能大小与质量、速度的关系，要控制一个因素不变，采用了控制变量法；探究电功大小影响因素时，通过灯泡亮度表示电流做功多少，采用了转换法，故选B。
9.(科学思维)如图所示，小梁同学想要探究导体的电阻与长度的关系。他找来一根粗细均匀的电阻丝，由于缺少刻度尺，无法测量电阻丝长度，小梁同学将电阻丝绕在一个较大的圆形时钟表盘上，发现电阻丝的a、b两端分别正对时钟表盘上的7点和5点。小梁将电阻丝的a端连接入电路，通过改变金属夹的位置，利用时钟表盘刻度来表示接入电路的电阻丝长度。主要实验步骤如下：
(1)连接电路时，开关应处于________状态；电流表示数越大时，表明接入的电阻值越________(选填“大”或“小”)；
(2)实验采用的电源电压为6 V，R0为定值电阻，改变金属夹的位置，闭合开关。记录每次接入电路的电阻丝对应的时钟表盘刻度和电流表示数I，得到表格中多组数据：
钟表盘刻度 8点 9点 10点 11点 12点 …
电流表示数I/A 0.30 0.20 0.12 0.10 …
小梁通过分析得出，当金属夹的位置对应钟表盘上10点整时，电流表示数应为________ A，此电阻丝的总电阻为________ Ω；
(3)进一步分析实验数据，小梁得出导体的电阻与长度成________(选填“正比”或“反比”)的结论。
答案　(1)断开　小　(2)0.15　100　(3)正比
解析　(1)连接电路时，为了保护电路，开关应断开；电流表示数越大时，表明接入电路的电阻值越小。
(2)由图象可知，电阻丝的总长度为“7”～“5”，一共10格，设总电阻为R，当金属夹的位置对应表盘上8点时，电阻为0.1R，当金属夹的位置对应表盘上9点时电阻为0.2R，根据U＝U滑＋U0与欧姆定律，代入表中数据则有：
6 V＝0.3 A×0.1R＋0.3 A×R0①
6 V＝0.2 A×0.2R＋0.2 A×R0②
联立解得R＝100 Ω，R0＝10 Ω；
当位置为10点时，电阻丝接入电路的阻值为30 Ω，定值电阻的阻值为10 Ω，总电阻为40 Ω，根据I＝，代入数据可得电流为0.15 A。
(3)从图表可以看出，电阻丝接入电路长度越长，电流越小，因此导体电阻越大，导体电阻与长度成正比。