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电学重点实验 专题突破
实验一：探究影响导体电阻大小的因素(杭州2015.30，温州2考，绍兴2考)
1. (2018青岛)探究影响电阻大小的因素
(1)有a、b、c、d四根不同的电阻丝，b、c、d跟a相比，分别只有一个因素不同；b与a长度不同；c与a横截面积不同；d与a材料不同。实验方案有如下两种：
方案 甲 乙
电路
原理 ①将电阻丝a、b、c、d分别接在M、N之间，测出电路中的电流。 电流表的示数越大，表示接入的电阻丝阻值越________。 ②将电阻丝a、b、c、d串联在电路中，用电压表分别测出它们两端的电压。 电压表的示数越大，表示被测的电阻丝阻值越________。
(2)增加一把刻度尺，探究电阻大小与长度是否成正比。请选择上述方案中的________(选填“甲”或“乙”)，具体做法：____________________________________________________________。
2. 小张在探究导体电阻与长度的关系时，器材有：6伏蓄电池、电压表(0～3 V，0～15 V)，滑动变阻器(50 Ω 1.5 A)、开关各一个，导电性能较差的镍铬合金线MN(电阻较大)、刻度尺一把，导线若干。
(1)如图是实验时没有连接完整的电路，请完成电路的连接。
(2)连接电路时，滑动变阻器的滑片要滑到________端(选填“A”或“B”)，在实验中小张同学记录了下表一组实验数据，请你分析表中实验数据，得出导体两端的电压与长度的关系是__________________________。而小张认为由这些实验数据就可以得到导体电阻与导体长度成正比的结论。请你为他说明理由：____________________________。
实验次数 1 2 3 4 5
电压表两端 间镍铬合金线 的长度(cm) 10 20 30 40 50
电压表的 读数(V) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
实验二：探究电流与电压的关系(杭州2考，温州2考，台州2016.28)
3. 在探究电流与电压关系的实验中，同学们设计了如下三种电路：
(1)甲同学认为图2电路比图1电路好，理由是：________________________。乙同学认为图3电路比图2电路更好，理由是图3电路便于多次实验。
(2)乙同学利用图3电路(其中电阻R＝5 Ω)完成了本实验，测得数据如下：
实验次数 电压U(伏) 电流I(安)
1 1 0.2
2 2 0.4
3 4 0.8
分析表格数据，可得出的结论是________________________________________。
(3)实验操作过程中，丙同学发现滑动变阻器损坏，但经过思考后利用图2电路最终也完成了多次实验，该同学的做法是________________________。
4. 小明在探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”时，实验器材有：稳压电源、电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻、开关各一个，导线若干。
(1)请用笔画线，将图中的电路补充完整。
(2)连接电路时，将滑动变阻器的滑片移到了阻值最大端，电流表选择了0～3 A的量程。连接好电路后，为了确定电流表的量程选择是否合适，应进行怎样的实验操作？____________________。
(3)小明通过实验操作，还确定了电压的取值范围，在该范围内，他预设了n个间距相等的电压值，为了使测得的实验数据更准确，预设的每个电压值还应满足什么条件？________________。
(4)在该实验中，若滑动变阻器的接线柱接触不良，则闭合开关时，电流表和电压表的示数情况是____________________________。
实验三：探究电流与电阻的关系(杭州2019.30，温州2018.26，台州2考，绍兴2013.28)
5. (2019潍坊改编)在“探究电流与电阻的关系”实验中，某小组同学利用10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω进行实验探究，如图所示为实物电路图(电源电压恒为6 V)。
序号 电压(V) 电阻(Ω) 电流(A)
1 4 10 0.4
2 20
(1)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B滑动时接入电路的阻值变大)。
(2)将第一次实验得到的数据填入表格，然后将电阻由10 Ω更换为20 Ω，滑动变阻器的滑片向________(选填“A”或“B”)端移动，直到________________为止，此时电流表的指针位置如图乙所示，其示数为________A；
(3)根据以上实验得出结论：电流与电阻成反比。请对上述探究写出一条改进性建议____________。
(4)再次更换25 Ω电阻的阻值进行实验，发现无论怎样调节滑动变阻器都不能达到实验要求，若电路无故障，则引起这种情况的原因可能是____________________________。
实验四：用电压表和电流表测量导体的电阻(杭州2015.30，台州2考，绍兴2018.28)
6. 小明用电流表和电压表测电阻，实验仪器为：电压恒为3 V的电源、电压表、电流表、标有“20 Ω 2 A”字样的滑动变阻器，待测电阻Rx、开关、导线若干。
(1)小明按如图甲所示的电路图连接电路；
(2)闭合开关，发现电流表示数如图乙所示，则下一步的实验操作是：先________，然后________________________________；
(3)小明测出待测电阻的阻值后，向老师汇报，老师指出他实验设计中存在着不足，其不足是________；
(4)改进后，小明继续实验并将数据记录在表中，分析数据可知待测电阻的阻值为________Ω。
实验次数 电压U/V 电流I/A
1 2.4 0.24
2 2.0 0.20
3 1.5 0.15
7. 某科技小组同学发现实验室有一只标有“x kΩ”的电阻(x为模糊不清的一个数字)，为了测出这只电阻的阻值，他们进行了如下探究：
(1)首先设计的实验电路如图1所示，使用的器材有：两节新干电池、待测电阻Rx、电压表V(0～3 V、0～15 V量程)、电流表A(0～0.6 A、0～3 A量程)、滑动变阻器(标有“50 Ω 1 A”)、开关、导线若干。实验后发现，该方案无法测出电阻Rx的值，其主要原因是_________________。
(2)经讨论后他们利用原有器材并补充适当的器材，重新设计测量电阻Rx的实验方案。小李设计的电路图如图2所示，其中定值电阻R0＝2 kΩ。他连接电路后，闭合S1，断开S2，想先测出电源电压，但读出电压表示数U＝2 V，与两节干电池能提供的电压相差很大。请教老师后才知道，电压表相当于一个能显示自身两端电压的定值电阻。则根据小李的测量数据和电源电压(取3 V)，可估算出电压表自身的电阻为________kΩ。
(3)小组其他同学设计的实验电路如图所示，在电源电压恒定且已测出的条件下，能先测出电压表自身电阻后，再测出Rx阻值的电路是________，试说明理由______________________。
8. 小华用如图甲所示电路测量合金丝电阻，电源电压为6 V。
(1)在图甲中用笔画线代替导线将实验电路连接完整，使实验中滑动变阻器的滑片向右移动时电流表示数增大。
(2)闭合开关后，将滑动变阻器的滑片从接入电路电阻最大处移动到另一端过程中，发现电压表和电流表的指针只在图乙所示位置发生很小的变化。由此可以推断：电路中________(选填图中表示接线柱的数字)间发生了________(选填“断路”或“短路”)。
(3)在电路故障排除后，调节滑动变阻器滑片，当电压表指针如图丙所示时，电流表读数为0.5 A，由此，小华算出接入电路合金丝的电阻为________Ω。
(4)为准确地测出合金丝的电阻，对实验应做怎样的改进？答：________________(写出一点即可)。
实验五：用电压表和电流表测量小灯泡的电阻(温州2015.25，台州2015.24，绍兴2012.30)
9. (2019岳阳改编)利用图甲测小灯泡的电阻，小灯泡的额定电压为2.5 V，电源电压恒定不变。
(1)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P置于B端，其目的是____________；
(2)闭合开关后，发现小灯泡不亮，则接下来合理的实验操作为____________________；
(3)当小灯泡正常发光时，电流表示数为0.28 A，则小灯泡正常发光时的电阻为________Ω(计算结果保留一位小数)。
(4)某同学根据记录的部分实验数据，计算出小灯泡的电阻，发现有一组测量数据存在错误。请指出错误数据的序号并说明判断依据_______________________________________。
序号 1 2 3 4
U/V 0.1 1.3 2.1 3.0
I/A 0.05 0.11 0.26 0.3
R/Ω 2 11.8 8.1 10
10. 测定额定电压是2.5伏小灯泡电阻的实验，电路如图甲，电源电压恒为4伏。
(1)闭合开关，电压表指针如图乙所示，此时小灯泡两端电压是________伏。
(2)图丙是根据实验记录数据画出的小灯泡U－I曲线，由图可知，小灯泡正常发光时的电阻是________欧，小灯泡的电阻随两端电压的增大而________。
(3)在某次调节中，滑动变阻器接入电路的阻值减小了ΔR1，小灯泡电阻变化了ΔR2，则ΔR1________ΔR2(选填“大于”“等于”或“小于”)，并说明理由：__________________________。
实验六：测量小灯泡的电功率(杭州3考，其中2014－2012连续考查；台州3考，绍兴2考)
11. (2019包头改编)在测量小灯泡的电功率时，电源电压为3 V，小灯泡上标有“2.5 V”字样。
(1)在如图甲所示的电路中，闭合开关移动滑片，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，原因是____________________，经分析有一根导线连接错误，请在连接错误的导线上打“?”，并补画出一根导线连接成正确的电路。
(2)电路连接正确后，从滑动变阻器接入电路的最大阻值开始记录数据，得到小灯泡的I－U图像如图乙所示，则小灯泡的额定功率是________W。由图可知：小灯泡的实际功率随实际电压的增大而________，滑动变阻器的规格应选择________。
A. 10 Ω 1 A B. 15 Ω 1 A C. 25 Ω 1 A
(3)有同学认为利用该电路还可以探究出导体中电流和导体两端电压成正比，你认为这种说法________(选填“合理”或“不合理”)，理由是______________________________________。
12. 在“测量小灯泡额定功率”的实验中，老师给同学们提供的器材有：小灯泡(额定电压为2.5 V，正常发光时灯丝电阻约为10 Ω)、电源(电压恒为6 V)、电流表、电压表、开关各一个，导线若干。若实验室只有：R1(10 Ω 1 A)、R2(50 Ω 0.2 A)、R3(100 Ω 0.5 A)三种规格的滑动变阻器可供选择。
甲
乙
(1)请在虚线框内画出实验电路图。
(2)同学们检查器材完好，按电路图连接电路，当闭合开关时，发现电流表指针偏转情况如图甲所示，造成这种现象的原因是____________________________________________________。
(3)同学们纠正了错误，正确连接好电路，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，请分析出现这种现象的原因是____________________________。为测量小灯泡的额定功率，接下来的操作应该是_______________________________________，读出并记录电流表的示数。
(4)当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为________。
13. (2019青海)在“测量小灯泡的电功率”的实验中，所用小灯泡的额定电压为2.5 V，电源为两节新干电池。
(1)请用笔画线表示导线将图甲所示的电路连接完整。要求滑动变阻器滑片P向左滑动时，接入电路中的电阻变小。
(2)在连接完最后一根导线时，小灯泡立即发出明亮的光，检查后发现连线正确，请你找出实验中的两个操作不当之处：
①________________________________________________________________________
②________________________________________________________________________
(3)改正不当操作后，连续4次测量，测得的数据和观察到的现象如表所示，其中第2次测量时电流表的示数如图乙所示为________A；小灯泡的额定功率是________W。
实验 次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 小灯泡 发光情况
1 1.5 0.24 很暗
2 2 较暗
3 2.5 0.28 明亮
4 3 0.31 很亮
(4)通过实验发现，小灯泡两端的________越大，电功率越大，小灯泡越________。
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答案解析部分
1. (1)①小 ②大
(2)甲 把材料相同，长度不同的a、b分别接在M、N间，用刻度尺测量接入的长度成倍数增加，观察电流表的示数变化
【解析】(1)①将电阻丝a、b、c、d分别接在M、N之间，用电流表分别测出电路中的电流，电流表的示数越大，表示被测电阻丝的阻值越小；②用图乙进行实验，由于a、b、c、d四段导体是串联的，用电压表分别测量a、b、c、d两端的电压，每段导体的电压与它们的电阻成正比，因此电压表的示数越大，表示被测电阻丝的阻值越大；(2)探究电阻的大小与电阻的长度是否成正比，应选择甲方案；把材料相同，长度不同的a、b分别接在M、N间；用刻度尺测量接入的长度成倍数增加；观察电流表的示数变化。
2. (1)如答图所示
(2)B 导体两端的电压与导体的长度成正比 根据欧姆定律可得，在电流强度相同时，导体两端电压与导体的电阻成正比，所以导体电阻与导体长度成正比
3. (1)定值电阻的阻值不变，而小灯泡灯丝电阻受温度影响较大
(2)在导体的电阻值不变时，通过导体的电流与电压成正比
(3)改变电源电压，多次实验
4. (1)如答图所示
(2)可通过试触来确定电流表的量程选择是否合适
(3)预设每个电压值都是电压表分度值的整数倍 (4)电流表和电压表均没有示数
5. (1)如答图所示
(2)B 电压表的示数为4 V 0.2 (3)进行多次实验(或结论中添加“电压一定”的前提)
(4)所更换的电阻阻值太大(滑动变阻器的最大阻值太小)
6. (2)断开开关 将电流表正负接线柱交换连接
(3)没有多次测量取平均值 (4)10
7. (1)电流太小，无法用电流表直接测出 (2)4
(3)C 开关向上打和向下打，待测电阻和定值电阻分别与电压表串联，电压表示数分别为U1、U2，由串联电路电压的规律可分别求出两电阻的电压为：U上＝U－U1，U下＝U－U2，根据分压原理有：＝ ①；＝②；因U、U1、U2、R0为已知量，由①②可求出待测电阻(答案合理即可)
8. (1)如答图所示 (2)6和8 断路 (3)5 (4)调节滑片，多次测量取平均值(减小电源电压并将电压表改接小量程)
9. (1)保护电路 (2)移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光 (3)8.9 (4)第2组数据错误，第3、4组数据的电压比第2组高，但算出的电阻比第2组小，所以第2组数据错误。
10. (1)0.5 (2)12.5 增大 (3)大于 因为电源电压不变，当滑动变阻器阻值减小ΔR1时，由图像可知，电流I增加，总电阻R减小，变阻器阻值减小值大于小灯泡电阻的增大值，所以ΔR1大于ΔR2
【解析】(1)电压表使用的是0～3 V量程，每一小格表示0.1 V，所以电压表的读数UL＝5×0.1 V＝0.5 V；(2)由题图丙可知，当小灯泡电压为2.5 V时，对应的电流为0.2 A，此时小灯泡的电阻为R＝＝＝12.5 Ω，图像随着电压的增大变得越来越陡，说明小灯泡的电阻随电压的增大而增大。
11. (1)电压表串联在电路中 如答图所示 (2)0.625
增大 C (3)不合理 灯丝电阻是变化的，无法得到电流与电压成正比
12. (1)如答图所示
(2)电流表正负接线柱接反 (3)小灯泡实际功率太小，不足以让小灯泡发光 调节滑动变阻器滑片，使小灯泡两端电压为2.5 V (4)0.65 W
13. (1)如答图所示
(2)①连接电路时开关没有断开 ②滑动变阻器的滑片没有调到最大阻值处
(3)0.26 0.7 (4)电压 亮
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