第十五讲 电学实验
实验1 探究串、并联电路中的电流、电压规律（7年未考）
1. （2024河西区二模）物理学习小组的同学们做“探究并联电路中电流规律”的实验。请你完成下列内容：
（1）连接电路时，开关应 。
（2）图甲是他们设计的电路图，实验时需要测量A、B、C三处的电流。图乙是他们某次测量时连接的实验电路，此时电流表测量的是 （选填“A”“B”或“C”）处的电流。
（3）①小金同学在某次测量时，闭合开关后，发现电流表指针如图丙所示，原因是 。（选填字母）
A.电流表没有调零 B.电流表正、负接线柱接反了
②在排除故障后，电流表的示数如图丁所示，则电流表的示数为 A。
（4）小明同学要测量通过L2的电流，只需将图乙中导线 （选填“a”或“b”）的一端改接到电流表的负接线柱上。
（5）小薛同学测出一组A、B、C三处的电流，数据如表所示，由此他得出结论：①干路电流等于各支路电流之和。②各支路电流相等。
IA/A IB/A IC/A
0.2 0.2 0.4
小组内交流讨论后，一致认为小薛同学的结论不具普遍性，要得到并联电路中电流的规律，还应该选用规格 （选填“相同”或“不同”）的灯泡进行实验。
2.（2023河东区一模）在研究并联电路的电流规律时，所用实验器材如图甲所示，请完成下列任务：
（1）按照如图乙所示的电路图，以笔画线代替导线，完成图甲的电路连接。（要求导线不能交叉）
（2）下表记录了实验过程中得到的部分数据，电流表A3的示数如图丙所示，请将该数据填入表格中。
A1的示数I1/A A2的示数I2/A A3的示数I3/A
0.2 0.2
（3）在误差允许范围内，分析表中的数据可初步得到的结论是 ;同学们指出实验次数太少，需要更换不同规格的灯泡进行多次实验，这样做的目的是为了 。
3. （2024长春）在“探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系”的实验中：
次数 IA/A IB/A IC/A
1 0.18 0.24 0.42
2 0.22 0.22 0.44
3 0.20 0.26 0.46
4 0.14
（1）请根据图甲中的电路图，用笔画线代替导线将图乙中的电路连接完整，使电流表测量流过小灯泡L1的电流。连接电路时应 开关。
（2）用电流表分别测量A、B、C三点的电流，更换灯泡多次测量，将实验数据记录在表格中，其中第4次实验中B点的电流如图丙所示，则IB= A；分析数据可知：并联电路中电流的特点是 。
（3）在第2次实验中测得A、B两点的电流相等，原因可能是 。
实验2 探究影响导体电阻大小的因素（7年1考）
4.（2018天津22题6分）在“探究影响导体电阻大小的因素”时，某实验小组想利用如图所示的电路分别对导体电阻跟它的长度、横截面积、材料有关的猜想进行实验验证：
（1）为验证“导体电阻跟长度有关”，下表中可选用的三种导体是 （填导体代号）。
导体代号 长度/m 横截面积/mm2 材料
A 1.0 0.2 锰铜
B 1.0 0.4 锰铜
C 1.0 0.6 锰铜
D 0.5 0.4 锰铜
E 1.5 0.4 锰铜
F 1.0 0.6 镍铬合金
G 1.0 0.6 铁
（2）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 。
5. （2023红桥区三模）在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中，某实验小组提出了如下猜想：
猜想一：导体电阻跟导体长度有关；
猜想二：导体电阻跟导体横截面积有关；
猜想三：导体电阻跟导体材料有关。
同学们想利用如图所示的电路和下表中的导体验证上述猜想。
导体代号 长度/m 横截面积/mm2 材料
A 1.0 0.2 锰铜
B 1.0 0.4 锰铜
C 1.0 0.6 锰铜
D 0.5 0.4 锰铜
E 1.5 0.4 锰铜
F 1.0 0.6 镍铬合金
G 1.0 0.6 铁
（1）请将验证猜想二的实验设计思路补充完整。
选取 和 相同、 不同的导体，分别将其接入上图电路中。通过比较电路中 的大小，判断导体电阻的大小。
（2）验证猜想三时，若需对比三个实验数据，则应从上表中选取导体 （填写导体代号）来进行实验。
6.（2024河北区二模）“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示，在实验中使用四根电阻丝，其材料规格如表所示。
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2 灯泡亮度
A 锰铜合金 0.5 0.8 亮
B 镍铬合金 0.5 0.8 较亮
C 镍铬合金 0.5 0.4 较暗
D 镍铬合金 1.0 0.4 暗
（1）实验中通过观察 比较电阻丝电阻的大小。
（2）实验中采用的研究方法是 和转换法。
（3）分别将编号为 的电阻丝接入电路进行实验，可得出结论：导体的电阻大小与导体的材料有关。
（4）分别将编号为B、C的电阻丝接入电路进行实验，可得出结论：导体的电阻大小与 有关。
（5）分别将编号为C、D的电阻丝接入电路进行实验，其得到的实验结论被实际应用到了 （填选项的字母）的工作原理中。
A.电压表 B.电流表 C.滑动变阻器
（6）实验过程中某小组同学更换电阻丝后发现小灯泡亮度变化不明显，可用 代替小灯泡完成实验。
实验3 探究电流与电压、电阻的关系（7年2考）
7.（2024天津21题6分）在“探究电阻一定时电流与电压关系”的实验中：
（1）请用笔画线代替导线将图1的电路连接完整。
（2）在某次实验时两电表的示数如图2所示，电压表的示数为 V，电流表的示数为
A。
（3）根据两个小组的实验数据，画出了定值电阻R1与R2的电流I与电压U关系图像，如图3所示。由图像可知R1 （选填“大于”“小于”或“等于”）R2。
8.（2018天津21题6分）在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中：
（1）请根据如图甲所示的电路图，用笔画出导线完成图乙的电路连接。
（2）实验过程中得到的部分数据如下表所示。第3次测量时，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。
9.（2024河北区一模）在探究电流与电阻关系的实验中，小华设计了如图甲所示的电路，定值电阻的阻值分别为10 Ω、15 Ω、20 Ω、30 Ω，滑动变阻器规格为“20 Ω 1 A”。
实验次数 1 2 3 4
I/A 0.3 0.2 0.15
R/Ω 10 15 20 30
（1）如图甲所示，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应移到 （选填“A”或“B”）端。
（2）闭合开关，发现电流表有示数，电压表无示数，其原因可能是定值电阻 （选填“断路”或“短路”）。
（3）排除故障后，分别用10 Ω、15 Ω、20 Ω的电阻进行实验，正确操作，记录的数据如上表所示，则实验中控制电压表的示数为 V不变。
（4）分析实验数据得出结论：当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成 关系。
（5）小华想利用图甲电路改做测定小灯泡电阻的实验：将图甲中的定值电阻更换为标有“3.8 V”字样的小灯泡，重新连接电路。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数为 V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡此时的电阻为 Ω。
10. （2024菏泽）某班级在“探究电流与电压的关系”分组实验中，所用电源电压为3 V，定值电阻R阻值为5 Ω，滑动变阻器的规格为“20 Ω 1 A”，各仪器均完好。请完成下列问题：
实验次数 第1次 第2次 第3次 第4次
电压/V 0.5 1 1.2 2
电流/A 0.1 0.2 0.24 0.4
（1）用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整，要求：滑动变阻器滑片P向右移动时电阻变大，导线不交叉。
（2）检查电路时，发现电流表指针如图乙所示，接下来正确的操作是 。
（3）闭合开关进行实验，移动滑片P到某一位置，电压表的示数如图丙所示，示数为 V。
（4）一小组展示实验数据如表格所示，其他小组发现有一次实验数据是拼凑的，请你指出是第 次实验数据，依据是： 。
（5）分析表格中有效实验数据，初步得出：导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成 。
11.（2023南开区一模）同学们利用以下器材探究“电流与电压、电阻的关系”。学生电源(调至6 V进行实验)、电流表(0~0.6 A)、电压表(0~3 V)、定值电阻(5 Ω、10 Ω、20 Ω各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干。
(1)请根据如图甲所示的电路图，用笔画线代替导线将如图乙所示的实物连接成完整电路(要求连线不得交叉)。
(2)连接电路时，应将滑动变阻器的滑片移到最 (选填“左”或“右”)端。
(3)开关闭合后，发现电压表无示数，电流表有示数，故障可能是定值电阻R (选填“断路”或“短路”)。
(4)排除故障后，闭合开关，改变滑片的位置，记录的实验数据如表格所示。请将表格未填写的数据补充完整。
电压U/V 1.0 1.5 2.0
电流I/A 0.2 0.4
(5)之后再将另外两个定值电阻分别接入电路中，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，利用描点法得到如图丙所示的电流随电阻R变化的图像。实验中若定值电阻从20 Ω换成10 Ω时，滑动变阻器的滑片应向 (选填“左”或“右”)移动。
(6)由图像可以得出结论:电压一定时，电流与电阻成 (选填“正比”或“反比”)。
(7)为完成整个实验，应该选取哪种规格的滑动变阻器 (填序号)。
A.20 Ω 0.6 A B.60 Ω 0.5 A C.80 Ω 0.3 A
实验4 用伏安法测电阻（7年1考）
12. （2023河西区二模）实验探究小组为测量某定值电阻Rx的阻值，设计了如图甲所示的电路图并进行实验，电源电压恒为3 V。请你完成下列内容：
（1）请按图甲所示的电路图，以笔画线代替导线，将图乙中的电路连接完整。（要求导线间不能交叉）
（2）如图乙所示闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应滑至 （选填“A”或“B”）端。
（3）小林闭合开关后，发现电压表指针如图丙所示，接下来他应进行的操作是 。（选填字母）
A.对电压表调零 B.将电压表正、负接线柱交换连接
（4）实验中，当电压表示数为1.5 V时，电流表示数如图丁所示，则通过Rx的电流为 A，它的阻值为 Ω。
（5）下列实验中，多次测量的目的与本实验相同的是 。（选填字母）
A.“探究串、并联电路中电流规律”时，换用不同规格的小灯泡，多次测量
B.“用刻度尺测长度”时，需要多次测量被测物体的长度
13.（2024河东区一模）在“伏安法测小灯泡电阻”实验中，小灯泡额定电压为2.5 V。
（1）请按照图1所示电路图，以笔画线代替导线完成图2的电路连接，要求滑动变阻器滑片左移，电流表示数变大。
（2）请根据实验需求在虚线框内设计一个记录数据的表格。
（3）某同学根据自己所记录的实验数据，绘制了如图3所示的I-U图像，由图像可知，小灯泡正常发光时的电阻为 Ω；小灯泡的电阻随着电压的增大而 （选填“增大”“减小”或“不变”），主要原因是小灯泡灯丝的 （选填“长度”“横截面积”或“温度”）发生了变化。
14.（2024和平区二模）小明和小华一起复习伏安法测电阻的实验。
（1）他们选用的器材如图甲所示，请你用笔画线代替导线将实物电路连接完整，要求：滑动变阻器的滑片P向右移动时电流表的示数变大，并在虚线框内画出相应的电路图。
（2）连接电路之前，应该 开关。
（3）闭合开关，小明发现两电表均无示数。为了查找故障，他将电压表拆下，保持电路其他部分连接完好，再将电压表分别接在电源、待测电阻Rx、滑动变阻器两端，然后闭合开关，发现只有接在待测电阻Rx两端时，电压表无示数，则故障可能是 。
（4）检查电路连接无误后，闭合开关S，将滑动变阻器滑片P移至某处时，电流表示数（如图乙所示）为 ，待测电阻的阻值为 。
实验5 测量小灯泡的电功率（7年1考）
15.（2020天津21题7分）在测量小灯泡电功率的实验中：
（1）请按照如图甲所示的电路图，以笔画线代替导线，完成图乙的电路连接。
（2）如图丙所示是某次实验中电表的示数，电流表的示数为 A，电压表的示数为 V，此时小灯泡的电功率为 W。
16.（2024红桥区一模）根据要求完成测小灯泡电功率的实验。
器材：电池组、电流表、电压表、滑动变阻器、小灯泡、开关各一个、导线若干。
（1）请在虚线框内画出电路图，用笔画线代替导线完成图1电路连接。
（2）实验中，电流表和电压表的示数如图2所示，电流表的示数为 A，灯泡的功率为 V。
17.（2024西青区一模）小程在做“测量小灯泡电功率”的实验时，所用器材有：一个电压为6 V的电源，一个额定电压为2.5 V的小灯泡（电阻约为10 Ω）。电流表、电压表、开关各一个，两个规格分别为“10 Ω 1 A”和“30 Ω 0.5 A”的滑动变阻器R1、R2，导线若干。电路图如图1所示。请你完成下列内容。
（1）为了顺利完成实验，他应选用的滑动变阻器规格为 （选填“R1”或“R2”）。
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移到 （选填“a”或“b”）端。
（3）他连好电路闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，其故障原因可能是 。（选填字母）
A．小灯泡短路了 B．小灯泡与灯座接触不良 C．滑动变阻器与导线接触不良
（4）他调整电路后闭合开关，移动滑片P到某处，电压表的示数为2.2 V，要测得小灯泡的额定功率，应将滑片P向 （选填“a”或“b”）端滑动。
（5）他通过移动滑片P，分别记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成了如图2所示的U-I图像，小灯泡的额定功率为 W。
（6）进一步分析图像，他发现小灯泡的电阻不断变化，这是因为灯丝的电阻与 有关。
18. （2024牡丹江）小江发现家里不同房间的灯亮度不同，猜想可能是与灯泡的电功率有关。他找来若干节新干电池、开关、滑动变阻器、电流表、电压表、同一规格的导线若干，测量额定电压为2.5 V小灯泡的功率。
（1）小江选择两节新干电池进行实验，连接的实物电路如图甲所示，请在方框内画出对应的电路图。
（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2 V，读出电流表示数，将数据记入表格。继续移动滑片，即使将滑片移动到阻值最小的位置，小灯泡两端电压也无法达到2.5 V，解决的办法是 。
（3）问题解决后，移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端电压达到2.5 V。如图乙所示，此时电流表的示数为 A，小灯泡的额定功率为 W。
（4）继续移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端电压为2.9 V，读出电流表示数，将数据记入表格。如表所示，小江设计的表格不足之处是 。
实验次数 灯泡两端电压U 通过灯泡的电流I 灯泡的电功率P 发光情况
1 2 0.26 0.52 较暗
2 2.5 正常发光
3 2.9 0.32 0.93 较亮
（5）实验表明小灯泡的亮度由 决定。
实验6 实验方案设计——特殊方法测电阻、电功率、电压（7年4考）
类型一 特殊方法测电阻
19. （2019天津24题6分）现有一个电压约为36 V的电源（电压保持不变），一个量程为0～1 A的电流表，三个阻值已知的电阻R1（20 Ω）、R2（30 Ω）、R3（10 kΩ），开关和导线若干。请合理选择器材设计实验，比较精确地测出约为10 Ω的未知电阻Rx的阻值。要求：
（1）画出实验电路图；
（2）写出主要的实验步骤和需要测量的物理量；
（3）写出待测电阻Rx的数学表达式（用已知量和测量量表示）。
20.（2024红桥区一模）小浩同学想测出一学生电源的电压（电源电压不变）和一个定值电阻Rx的阻值。除了待测的电源和电阻，老师还给他提供了如下器材：一个电流表，一个已知阻值为R0的定值电阻、两个开关、导线若干，请你仅利用上述器材帮他设计一个测量电源电压和电阻Rx阻值的实验方案，要求：
（1）画出实验电路图（电路组成后不可再拆装、重组）；
（2）写出主要实验步骤及所需测量的物理量；
（3）写出电源电压和电阻Rx阻值的数学表达式（用已知量和测量量表示）。
21.（2024部分区一模）在“电阻的测量”的实验中:
(1)在测量小灯泡L的电阻时，小明按图1连接了电路。闭合开关S，发现灯L不亮，电流表几乎无示数，若电路中仅有一处发生故障，且故障元件为小灯泡L或滑动变阻器R。
分析故障原因:若电压表无示数，则 ，若电压表有示数，则 。
(2)在测量未知电阻Rx的阻值时，小明连接了图2所示的电路。当滑片移动到某一点时，电压表和电流表的示数分别为U1、I1；当滑片移动到另一点时，电压表和电流表的示数分别为U2、I2。请你推导出Rx的数学表达式。
22.（2024南开区一模）物理兴趣小组的同学们想测量某一未知定值电阻的阻值，用到的器材有：待测电阻Rx（约为10 Ω）、电源（电压恒为4.5 V）、电流表、电压表、滑动变阻器（规格为“20 Ω1 A”）、开关各1个，导线若干。
（1）用笔画线代替导线将图1中的实验电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片向左移动时，电流表的示数变大）。
（2）同学们测量时发现电流表是坏的，于是在实验室又找到一个电阻箱、2个开关，使用现有的所有器材设计电路测出待测电阻阻值。请完成以下要求：
①在虚线框内画出实验电路图；
②写出主要的实验步骤和需要测量的物理量；
③写出待测电阻的表达式Rx= （用已知量和测量量表示）。
类型二 特殊方法测电功率
23.（2022河西区一模）物理活动课上，老师让同学们测出一小灯泡的额定功率，已知小灯泡的额定电流为0.3 A，灯丝的电阻在8～12 Ω之间。除了一个小灯泡，老师还提供的器材有：一个电压恒为6 V的电源、两个开关、一个电流表、一个滑动变阻器（铭牌标有“50 Ω 1 A”字样）、若干导线。请你利用上述器材，帮助同学们设计一个实验方案，测出小灯泡的额定功率。要求：
（1）请在虚线框内画出你所设计的电路图；
（2）写出主要的实验步骤及所需测量的物理量；
（3）写出小灯泡额定功率P额的数学表达式。（用已知量和测量量表示）
24.（2022红桥区二模）某实验小组要用“伏安法”测量一个用电器L的额定功率（额定电压为10 V），实验室有下列器材：电源（电压为15 V）、电流表A（量程0～3 A）、电压表V（量程0～15 V）、滑动变阻器R（阻值范围0～20 Ω）、开关一个，导线若干。若提供的电流表坏了，但又找到一个阻值合适的定值电阻R0，开关若干，请你：（要求电路不可重组）
（1）画出实验电路图；
（2）写出实验步骤及所需测量的物理量；
（3）写出额定功率的表达式（用已知量和测量量表示）。
类型三 特殊方法测电压
25.（2023天津24题6分）小明要测出一个电压约为30 V的电源电压（电压保持不变），手边可供选用的器材如下：待测电源；一块电压表（量程0～15 V）；一块电流表（量程0～0.6 A）；两个阻值已知的电阻，分别为R1（20 Ω）和R2（40 Ω）；一个开关及若干导线。请你合理选择器材，设计实验测出该电源的电压。要求：
（1）画出实验电路图；
（2）写出主要的实验步骤和需要测量的物理量；
（3）写出电源电压的表达式（用已知量和测量量表示）。
26.（2022和平区三模）某工厂装配车间有一个阻值恒定的电阻元件，其上标有“1* V 6 W”字样，其中额定电压值不清，估计在10～19 V之间，若要正确使用这个元件，需找出它的额定电压值，现在实验室中有以下实验器材：一个蓄电池（电压恒定约为6 V），电流表A1（量程0～3 A），电流表A2（量程0～0.6 A），一个定值电阻R0（30 Ω），两个开关，导线若干。请你选择合适的器材，较精确地测量此元件的额定电压值。要求：
（1）画出实验电路图；
（2）写出实验步骤和需要测量的物理量；
（3）写出此元件额定电压的数学表达式（用已知量和测量量的字母表示）。第十五讲 电学实验
实验1 探究串、并联电路中的电流、电压规律（7年未考）
1.【科学探究】（2024河西区二模）物理学习小组的同学们做“探究并联电路中电流规律”的实验。请你完成下列内容：
（1）连接电路时，开关应 断开 。
（2）图甲是他们设计的电路图，实验时需要测量A、B、C三处的电流。图乙是他们某次测量时连接的实验电路，此时电流表测量的是 C （选填“A”“B”或“C”）处的电流。
（3）①小金同学在某次测量时，闭合开关后，发现电流表指针如图丙所示，原因是 B 。（选填字母）
A.电流表没有调零 B.电流表正、负接线柱接反了
②在排除故障后，电流表的示数如图丁所示，则电流表的示数为 0.24 A。
（4）小明同学要测量通过L2的电流，只需将图乙中导线 a （选填“a”或“b”）的一端改接到电流表的负接线柱上。
（5）小薛同学测出一组A、B、C三处的电流，数据如表所示，由此他得出结论：①干路电流等于各支路电流之和。②各支路电流相等。
IA/A IB/A IC/A
0.2 0.2 0.4
小组内交流讨论后，一致认为小薛同学的结论不具普遍性，要得到并联电路中电流的规律，还应该选用规格 不同 （选填“相同”或“不同”）的灯泡进行实验。
2.（2023河东区一模）在研究并联电路的电流规律时，所用实验器材如图甲所示，请完成下列任务：
（1）按照如图乙所示的电路图，以笔画线代替导线，完成图甲的电路连接。（要求导线不能交叉）
（2）下表记录了实验过程中得到的部分数据，电流表A3的示数如图丙所示，请将该数据填入表格中。
A1的示数I1/A A2的示数I2/A A3的示数I3/A
0.2 0.2 0.52
（3）在误差允许范围内，分析表中的数据可初步得到的结论是 并联电路中干路电流等于各支路电流之和 ;同学们指出实验次数太少，需要更换不同规格的灯泡进行多次实验，这样做的目的是为了 使实验结论更具有普遍性 。
3.【津津甄选】（2024长春）在“探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系”的实验中：
次数 IA/A IB/A IC/A
1 0.18 0.24 0.42
2 0.22 0.22 0.44
3 0.20 0.26 0.46
4 0.14
（1）请根据图甲中的电路图，用笔画线代替导线将图乙中的电路连接完整，使电流表测量流过小灯泡L1的电流。连接电路时应 断开 开关。
（2）用电流表分别测量A、B、C三点的电流，更换灯泡多次测量，将实验数据记录在表格中，其中第4次实验中B点的电流如图丙所示，则IB= 0.28 A；分析数据可知：并联电路中电流的特点是 干路电流等于各支路电流之和 。
（3）在第2次实验中测得A、B两点的电流相等，原因可能是 所用灯泡规格相同 。
实验2 探究影响导体电阻大小的因素（7年1考）
4.（2018天津22题6分）在“探究影响导体电阻大小的因素”时，某实验小组想利用如图所示的电路分别对导体电阻跟它的长度、横截面积、材料有关的猜想进行实验验证：
（1）为验证“导体电阻跟长度有关”，下表中可选用的三种导体是 B、D、E （填导体代号）。
导体代号 长度/m 横截面积/mm2 材料
A 1.0 0.2 锰铜
B 1.0 0.4 锰铜
C 1.0 0.6 锰铜
D 0.5 0.4 锰铜
E 1.5 0.4 锰铜
F 1.0 0.6 镍铬合金
G 1.0 0.6 铁
（2）若实验中将电路中的电流表更换为小灯泡，通过观察 灯泡的亮度 也可以判断导体电阻大小，但不足之处是 当电路中电阻变化不大时，只凭灯泡的亮暗不易区分 。
5.【科学探究】（2023红桥区三模）在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中，某实验小组提出了如下猜想：
猜想一：导体电阻跟导体长度有关；
猜想二：导体电阻跟导体横截面积有关；
猜想三：导体电阻跟导体材料有关。
同学们想利用如图所示的电路和下表中的导体验证上述猜想。
导体代号 长度/m 横截面积/mm2 材料
A 1.0 0.2 锰铜
B 1.0 0.4 锰铜
C 1.0 0.6 锰铜
D 0.5 0.4 锰铜
E 1.5 0.4 锰铜
F 1.0 0.6 镍铬合金
G 1.0 0.6 铁
（1）请将验证猜想二的实验设计思路补充完整。
选取 材料 和 长度 相同、 粗细 不同的导体，分别将其接入上图电路中。通过比较电路中 电流 的大小，判断导体电阻的大小。
（2）验证猜想三时，若需对比三个实验数据，则应从上表中选取导体 C、F、G （填写导体代号）来进行实验。
6.（2024河北区二模）“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示，在实验中使用四根电阻丝，其材料规格如表所示。
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2 灯泡亮度
A 锰铜合金 0.5 0.8 亮
B 镍铬合金 0.5 0.8 较亮
C 镍铬合金 0.5 0.4 较暗
D 镍铬合金 1.0 0.4 暗
（1）实验中通过观察 小灯泡的亮度 比较电阻丝电阻的大小。
（2）实验中采用的研究方法是 控制变量法 和转换法。
（3）分别将编号为 A、B 的电阻丝接入电路进行实验，可得出结论：导体的电阻大小与导体的材料有关。
（4）分别将编号为B、C的电阻丝接入电路进行实验，可得出结论：导体的电阻大小与 横截面积 有关。
（5）分别将编号为C、D的电阻丝接入电路进行实验，其得到的实验结论被实际应用到了 C （填选项的字母）的工作原理中。
A.电压表 B.电流表 C.滑动变阻器
（6）实验过程中某小组同学更换电阻丝后发现小灯泡亮度变化不明显，可用 电流表 代替小灯泡完成实验。
实验3 探究电流与电压、电阻的关系（7年2考）
7.（2024天津21题6分）在“探究电阻一定时电流与电压关系”的实验中：
（1）请用笔画线代替导线将图1的电路连接完整。
（2）在某次实验时两电表的示数如图2所示，电压表的示数为 2.6 V，电流表的示数为
0.26 A。
（3）根据两个小组的实验数据，画出了定值电阻R1与R2的电流I与电压U关系图像，如图3所示。由图像可知R1 小于 （选填“大于”“小于”或“等于”）R2。
8.（2018天津21题6分）在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中：
（1）请根据如图甲所示的电路图，用笔画出导线完成图乙的电路连接。
（2）实验过程中得到的部分数据如下表所示。第3次测量时，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 0.48 …
（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。
9.（2024河北区一模）在探究电流与电阻关系的实验中，小华设计了如图甲所示的电路，定值电阻的阻值分别为10 Ω、15 Ω、20 Ω、30 Ω，滑动变阻器规格为“20 Ω 1 A”。
实验次数 1 2 3 4
I/A 0.3 0.2 0.15
R/Ω 10 15 20 30
（1）如图甲所示，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应移到 A （选填“A”或“B”）端。
（2）闭合开关，发现电流表有示数，电压表无示数，其原因可能是定值电阻 短路 （选填“断路”或“短路”）。
（3）排除故障后，分别用10 Ω、15 Ω、20 Ω的电阻进行实验，正确操作，记录的数据如上表所示，则实验中控制电压表的示数为 3 V不变。
（4）分析实验数据得出结论：当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成 反比 关系。
（5）小华想利用图甲电路改做测定小灯泡电阻的实验：将图甲中的定值电阻更换为标有“3.8 V”字样的小灯泡，重新连接电路。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数为 3.8 V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡此时的电阻为 9.5 Ω。
10.【津津甄选→科学态度与责任】（2024菏泽）某班级在“探究电流与电压的关系”分组实验中，所用电源电压为3 V，定值电阻R阻值为5 Ω，滑动变阻器的规格为“20 Ω 1 A”，各仪器均完好。请完成下列问题：
实验次数 第1次 第2次 第3次 第4次
电压/V 0.5 1 1.2 2
电流/A 0.1 0.2 0.24 0.4
（1）用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整，要求：滑动变阻器滑片P向右移动时电阻变大，导线不交叉。
（2）检查电路时，发现电流表指针如图乙所示，接下来正确的操作是 调零 。
（3）闭合开关进行实验，移动滑片P到某一位置，电压表的示数如图丙所示，示数为 1.6 V。
（4）一小组展示实验数据如表格所示，其他小组发现有一次实验数据是拼凑的，请你指出是第 1 次实验数据，依据是： 滑动变阻器最大阻值太小 。
（5）分析表格中有效实验数据，初步得出：导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成 正比 。
11.（2023南开区一模）同学们利用以下器材探究“电流与电压、电阻的关系”。学生电源(调至6 V进行实验)、电流表(0~0.6 A)、电压表(0~3 V)、定值电阻(5 Ω、10 Ω、20 Ω各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干。
(1)请根据如图甲所示的电路图，用笔画线代替导线将如图乙所示的实物连接成完整电路(要求连线不得交叉)。
(2)连接电路时，应将滑动变阻器的滑片移到最 左 (选填“左”或“右”)端。
(3)开关闭合后，发现电压表无示数，电流表有示数，故障可能是定值电阻R 短路 (选填“断路”或“短路”)。
(4)排除故障后，闭合开关，改变滑片的位置，记录的实验数据如表格所示。请将表格未填写的数据补充完整。
电压U/V 1.0 1.5 2.0
电流I/A 0.2 0.3 0.4
(5)之后再将另外两个定值电阻分别接入电路中，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，利用描点法得到如图丙所示的电流随电阻R变化的图像。实验中若定值电阻从20 Ω换成10 Ω时，滑动变阻器的滑片应向 右 (选填“左”或“右”)移动。
(6)由图像可以得出结论:电压一定时，电流与电阻成 反比 (选填“正比”或“反比”)。
(7)为完成整个实验，应该选取哪种规格的滑动变阻器 B (填序号)。
A.20 Ω 0.6 A B.60 Ω 0.5 A C.80 Ω 0.3 A
实验4 用伏安法测电阻（7年1考）
12.【科学思维】（2023河西区二模）实验探究小组为测量某定值电阻Rx的阻值，设计了如图甲所示的电路图并进行实验，电源电压恒为3 V。请你完成下列内容：
（1）请按图甲所示的电路图，以笔画线代替导线，将图乙中的电路连接完整。（要求导线间不能交叉）
（2）如图乙所示闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应滑至 B （选填“A”或“B”）端。
（3）小林闭合开关后，发现电压表指针如图丙所示，接下来他应进行的操作是 B 。（选填字母）
A.对电压表调零 B.将电压表正、负接线柱交换连接
（4）实验中，当电压表示数为1.5 V时，电流表示数如图丁所示，则通过Rx的电流为 0.3 A，它的阻值为 5 Ω。
（5）下列实验中，多次测量的目的与本实验相同的是 B 。（选填字母）
A.“探究串、并联电路中电流规律”时，换用不同规格的小灯泡，多次测量
B.“用刻度尺测长度”时，需要多次测量被测物体的长度
13.（2024河东区一模）在“伏安法测小灯泡电阻”实验中，小灯泡额定电压为2.5 V。
（1）请按照图1所示电路图，以笔画线代替导线完成图2的电路连接，要求滑动变阻器滑片左移，电流表示数变大。
（2）请根据实验需求在虚线框内设计一个记录数据的表格。
（3）某同学根据自己所记录的实验数据，绘制了如图3所示的I-U图像，由图像可知，小灯泡正常发光时的电阻为 10 Ω；小灯泡的电阻随着电压的增大而 增大 （选填“增大”“减小”或“不变”），主要原因是小灯泡灯丝的 温度 （选填“长度”“横截面积”或“温度”）发生了变化。
14.（2024和平区二模）小明和小华一起复习伏安法测电阻的实验。
（1）他们选用的器材如图甲所示，请你用笔画线代替导线将实物电路连接完整，要求：滑动变阻器的滑片P向右移动时电流表的示数变大，并在虚线框内画出相应的电路图。
（2）连接电路之前，应该 断开 开关。
（3）闭合开关，小明发现两电表均无示数。为了查找故障，他将电压表拆下，保持电路其他部分连接完好，再将电压表分别接在电源、待测电阻Rx、滑动变阻器两端，然后闭合开关，发现只有接在待测电阻Rx两端时，电压表无示数，则故障可能是 滑动变阻器断路 。
（4）检查电路连接无误后，闭合开关S，将滑动变阻器滑片P移至某处时，电流表示数（如图乙所示）为 0.2 A ，待测电阻的阻值为 7.5 Ω 。
实验5 测量小灯泡的电功率（7年1考）
15.（2020天津21题7分）在测量小灯泡电功率的实验中：
（1）请按照如图甲所示的电路图，以笔画线代替导线，完成图乙的电路连接。
（2）如图丙所示是某次实验中电表的示数，电流表的示数为 0.3 A，电压表的示数为 2.5 V，此时小灯泡的电功率为 0.75 W。
16.（2024红桥区一模）根据要求完成测小灯泡电功率的实验。
器材：电池组、电流表、电压表、滑动变阻器、小灯泡、开关各一个、导线若干。
（1）请在虚线框内画出电路图，用笔画线代替导线完成图1电路连接。
（2）实验中，电流表和电压表的示数如图2所示，电流表的示数为 0.2 A，灯泡的功率为 0.5 V。
17.（2024西青区一模）小程在做“测量小灯泡电功率”的实验时，所用器材有：一个电压为6 V的电源，一个额定电压为2.5 V的小灯泡（电阻约为10 Ω）。电流表、电压表、开关各一个，两个规格分别为“10 Ω 1 A”和“30 Ω 0.5 A”的滑动变阻器R1、R2，导线若干。电路图如图1所示。请你完成下列内容。
（1）为了顺利完成实验，他应选用的滑动变阻器规格为 R2 （选填“R1”或“R2”）。
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移到 b （选填“a”或“b”）端。
（3）他连好电路闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，其故障原因可能是 B 。（选填字母）
A．小灯泡短路了 B．小灯泡与灯座接触不良 C．滑动变阻器与导线接触不良
（4）他调整电路后闭合开关，移动滑片P到某处，电压表的示数为2.2 V，要测得小灯泡的额定功率，应将滑片P向 a （选填“a”或“b”）端滑动。
（5）他通过移动滑片P，分别记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成了如图2所示的U-I图像，小灯泡的额定功率为 0.5 W。
（6）进一步分析图像，他发现小灯泡的电阻不断变化，这是因为灯丝的电阻与 温度 有关。
18.【津津甄选】（2024牡丹江）小江发现家里不同房间的灯亮度不同，猜想可能是与灯泡的电功率有关。他找来若干节新干电池、开关、滑动变阻器、电流表、电压表、同一规格的导线若干，测量额定电压为2.5 V小灯泡的功率。
（1）小江选择两节新干电池进行实验，连接的实物电路如图甲所示，请在方框内画出对应的电路图。
（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2 V，读出电流表示数，将数据记入表格。继续移动滑片，即使将滑片移动到阻值最小的位置，小灯泡两端电压也无法达到2.5 V，解决的办法是 加一节新的干电池 。
（3）问题解决后，移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端电压达到2.5 V。如图乙所示，此时电流表的示数为 0.3 A，小灯泡的额定功率为 0.75 W。
（4）继续移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端电压为2.9 V，读出电流表示数，将数据记入表格。如表所示，小江设计的表格不足之处是 测量的物理量没有单位 。
实验次数 灯泡两端电压U 通过灯泡的电流I 灯泡的电功率P 发光情况
1 2 0.26 0.52 较暗
2 2.5 正常发光
3 2.9 0.32 0.93 较亮
（5）实验表明小灯泡的亮度由 实际功率 决定。
实验6 实验方案设计——特殊方法测电阻、电功率、电压（7年4考）
类型一 特殊方法测电阻
19.【科学探究】（2019天津24题6分）现有一个电压约为36 V的电源（电压保持不变），一个量程为0～1 A的电流表，三个阻值已知的电阻R1（20 Ω）、R2（30 Ω）、R3（10 kΩ），开关和导线若干。请合理选择器材设计实验，比较精确地测出约为10 Ω的未知电阻Rx的阻值。要求：
（1）画出实验电路图；
（2）写出主要的实验步骤和需要测量的物理量；
（3）写出待测电阻Rx的数学表达式（用已知量和测量量表示）。
解：（1）将R1、R2和待测电阻串联起来，开关S控制整个电路，开关S1与R1并联，开关S2与Rx并联，如下图所示；
（2）实验步骤：
①只闭合S、S2，记下电流表示数I1；
②只闭合S、S1，记下电流表示数I2；
（3）在①中，R1、R2串联，由电阻的串联和欧姆定律可知，电源电压：U＝I1（R1+R2）＝I1×50 Ω,
在②中R2与待测电阻串联，因电源电压不变，由电阻的串联规律和欧姆定律可得：Rx＝-R2＝-30 Ω。
20.（2024红桥区一模）小浩同学想测出一学生电源的电压（电源电压不变）和一个定值电阻Rx的阻值。除了待测的电源和电阻，老师还给他提供了如下器材：一个电流表，一个已知阻值为R0的定值电阻、两个开关、导线若干，请你仅利用上述器材帮他设计一个测量电源电压和电阻Rx阻值的实验方案，要求：
（1）画出实验电路图（电路组成后不可再拆装、重组）；
（2）写出主要实验步骤及所需测量的物理量；
（3）写出电源电压和电阻Rx阻值的数学表达式（用已知量和测量量表示）。
解：（1）两电阻并联，一开关控制干路，另一开关控制Rx支路，电流表位于干路，如图所示：
（2）实验步骤：
①闭合S，断开S1，读出此时电流表示数I1；
②闭合S及S1，读出此时电流表示数I2；
（3）电源电压及待测电阻表达式：
由步骤①根据欧姆定律可得：电源电压U=I1R0，
由步骤②根据并联电路特点和欧姆定律可得，待测电阻：Rx==。
21.（2024部分区一模）在“电阻的测量”的实验中:
(1)在测量小灯泡L的电阻时，小明按图1连接了电路。闭合开关S，发现灯L不亮，电流表几乎无示数，若电路中仅有一处发生故障，且故障元件为小灯泡L或滑动变阻器R。
分析故障原因:若电压表无示数，则 滑动变阻器R断路 ，若电压表有示数，则 小灯泡L断路 。
(2)在测量未知电阻Rx的阻值时，小明连接了图2所示的电路。当滑片移动到某一点时，电压表和电流表的示数分别为U1、I1；当滑片移动到另一点时，电压表和电流表的示数分别为U2、I2。请你推导出Rx的数学表达式。
解：当滑片移动到某一点时，由串联电路电压的规律和欧姆定律可知电源电压：U=I1Rx+U1……①，
当滑片移动到另一点时，由串联电路电压的规律和欧姆定律可知电源电压：U=I2Rx+U2……②，
由①②可得I1Rx+U1=I2Rx+U2，则Rx=。
22.（2024南开区一模）物理兴趣小组的同学们想测量某一未知定值电阻的阻值，用到的器材有：待测电阻Rx（约为10 Ω）、电源（电压恒为4.5 V）、电流表、电压表、滑动变阻器（规格为“20 Ω1 A”）、开关各1个，导线若干。
（1）用笔画线代替导线将图1中的实验电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片向左移动时，电流表的示数变大）。
（2）同学们测量时发现电流表是坏的，于是在实验室又找到一个电阻箱、2个开关，使用现有的所有器材设计电路测出待测电阻阻值。请完成以下要求：
①在虚线框内画出实验电路图；
②写出主要的实验步骤和需要测量的物理量；
③写出待测电阻的表达式Rx= R0 （用已知量和测量量表示）。
解：（1）将电压表并联在电阻Rx两端；滑动变阻器的滑片向左移动时，电流表的示数变大，说明滑动变阻器阻值变小，故滑动变阻器选用左下接线柱与电阻Rx串联在电路中，如图1所示；
（2）①根据等效替代法可知，当待测电阻两端的电压和电阻箱两端的电压相等时，待测电阻的阻值和电阻箱的阻值相等，故把电压表与待测电阻、电阻箱并联后与滑动变阻器串联，如图2所示；
②实验步骤：
Ⅰ、先闭合开关S1，再闭合开关S3，调节滑动变阻器，读出电压表的示数为U；
Ⅱ、保持滑动变阻器滑片位置不动，断开开关S3，闭合开关S2，调节电阻箱的阻值使电压表的示数仍为U，读出电阻箱的阻值为R0。
③根据等效替代法可知，待测电阻的阻值和电阻箱的阻值相等，即Rx=R0。
类型二 特殊方法测电功率
23.（2022河西区一模）物理活动课上，老师让同学们测出一小灯泡的额定功率，已知小灯泡的额定电流为0.3 A，灯丝的电阻在8～12 Ω之间。除了一个小灯泡，老师还提供的器材有：一个电压恒为6 V的电源、两个开关、一个电流表、一个滑动变阻器（铭牌标有“50 Ω 1 A”字样）、若干导线。请你利用上述器材，帮助同学们设计一个实验方案，测出小灯泡的额定功率。要求：
（1）请在虚线框内画出你所设计的电路图；
（2）写出主要的实验步骤及所需测量的物理量；
（3）写出小灯泡额定功率P额的数学表达式。（用已知量和测量量表示）
解：（1）根据题意，由P＝UI可知，要测出小灯泡的额定功率，需要测出小灯泡的额定电流和额定电压，额定电流可以通过电流表直接读出，但题目提供的实验器材没有电压表，不能直接测量小灯泡正常发光时两端的电压，需通过滑动变阻器间接计算小灯泡的额定电压，综合题目提供的实验器材设计如电路图；
（2）①按照电路图连好电路，仅闭合开关S1，调节滑动变阻器，使电流表示数为0.3 A，小灯泡正常发光；
②保持滑片P位置不动，再闭合开关S2，记录此时电流表的示数为I；
（3）根据电路图，电源电压恒为6 V，仅闭合开关S1，小灯泡和滑动变阻器串联，电流表测电路电流，调节滑动变阻器使电流表的示数为小灯泡的额定电流0.3 A，小灯泡正常发光；保持滑片P的位置不变，再闭合S2，此时小灯泡短路，滑动变阻器两端的电压为电源电压，电流表测通过滑动变阻器的电流为I，滑动变阻器接入电路的阻值：R＝UI＝，
仅闭合开关S1时，滑动变阻器两端的电压：U滑＝I额R＝0.3 A×＝（）V，
根据串联电路分压原理，小灯泡正常发光时的电压，即额定电压等于电源电压减去滑动变阻器两端的电压：U额＝U-U滑＝6 V-（）V＝（6-）V，
根据P＝UI可知，小灯泡额定功率P额的数学表达式：P额＝U额I额＝0.3 A×（6-1.8I）V＝（1.8-）W。
24.（2022红桥区二模）某实验小组要用“伏安法”测量一个用电器L的额定功率（额定电压为10 V），实验室有下列器材：电源（电压为15 V）、电流表A（量程0～3 A）、电压表V（量程0～15 V）、滑动变阻器R（阻值范围0～20 Ω）、开关一个，导线若干。若提供的电流表坏了，但又找到一个阻值合适的定值电阻R0，开关若干，请你：（要求电路不可重组）
（1）画出实验电路图；
（2）写出实验步骤及所需测量的物理量；
（3）写出额定功率的表达式（用已知量和测量量表示）。
解：（1）L在额定电压下正常工作，根据P＝UI，先使L正常工作，为得出L的额定电流，通过开关的转换使电压表测量出L与定值电阻的总电压，根据串联电路的规律及欧姆定律求出L的额定电流，即将L与定值电阻和滑动变阻器串联，如下图所示：
（2）实验步骤：
①只闭合S、S1，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数达到UL；
②保持滑动变阻器阻值不变，同时断开S1，闭合S2，用电压表测量L与R0两端电压为U0。
（3）因电路连接关系没有改变，各电阻的大小和电压不变，L正常工作，由串联电路的规律和欧姆定律，
L的额定电流：IL＝＝，
额定功率的表达式：PL＝UL×IL＝10 V×。
类型三 特殊方法测电压
25.（2023天津24题6分）小明要测出一个电压约为30 V的电源电压（电压保持不变），手边可供选用的器材如下：待测电源；一块电压表（量程0～15 V）；一块电流表（量程0～0.6 A）；两个阻值已知的电阻，分别为R1（20 Ω）和R2（40 Ω）；一个开关及若干导线。请你合理选择器材，设计实验测出该电源的电压。要求：
（1）画出实验电路图；
（2）写出主要的实验步骤和需要测量的物理量；
（3）写出电源电压的表达式（用已知量和测量量表示）。
解：（1）实验电路图如下，两个已知电阻串联，电源电压约为30 V，R总＝R1+R2＝20 Ω+40 Ω＝60 Ω，电路中的电流约I′=U′R总=30 V60 Ω=0.5 A，小于电流表的量程，可将电流表接入电路。
（2）实验步骤：
①按照电路图连接电路；
②闭合开关S，读出电流表的示数I；
（3）根据欧姆定律得，U＝IR总＝I（R1+R2）。
26.（2022和平区三模）某工厂装配车间有一个阻值恒定的电阻元件，其上标有“1* V 6 W”字样，其中额定电压值不清，估计在10～19 V之间，若要正确使用这个元件，需找出它的额定电压值，现在实验室中有以下实验器材：一个蓄电池（电压恒定约为6 V），电流表A1（量程0～3 A），电流表A2（量程0～0.6 A），一个定值电阻R0（30 Ω），两个开关，导线若干。请你选择合适的器材，较精确地测量此元件的额定电压值。要求：
（1）画出实验电路图；
（2）写出实验步骤和需要测量的物理量；
（3）写出此元件额定电压的数学表达式（用已知量和测量量的字母表示）。
解：（1）电阻元件的额定功率为6 W，假设额定电压最小为10 V，额定电流最大：I===0.6 A，
所以电流表的量程选0～0.6 A；将电阻元件与R0并联，各由一个开关控制，电流表测量干路电流，如图所示：
（2）实验步骤：
①根据电路图连接电路；
②闭合S1，断开S2，记下电流表示数I1；
③闭合S2，断开S1，记下电流表示数I2；
（3）闭合S1，断开S2，电路只有R1，通过R1的电流为I1，闭合S2，断开S1，电路只有R0，因接在同一电源上，电阻两端的电压相同，则电源电压：I1R1=I2R0=U，
R1的阻值：R1=，
由P=可得额定电压：U额===。
