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中
考
微
专
题
专题二 电学实验探究
电阻大小的影响因素
导体的电阻大小与导体的材料、长度、横截面积和温度等因素有关，研究导体的电阻大小时经常使用控制变量法和转换法。
在长度、温度、横截面积相同的情况下，材料不同，电阻不同；
在材料、温度、横截面积相同的情况下，长度越长，电阻越大；
在材料、温度、长度相同的情况下，横截面积越大，电阻越小；
在材料、长度、横截面积相同的情况下，温度不同，电阻不同。
1.在探究影响导体电阻大小的因素时，小明作出了如下猜想：
导体的电阻可能与
①导体的长度有关；
②导体的横截面积有关；
③导体的材料有关。
实验室提供了4根电阻丝，其规格、材料如表所示：
(1)按照图所示“探究影响导体电阻大小因素”的实验电路，在M、N之间分别接上不同的导体，则通过观察 来比较导体电阻的大小。
电流表示数
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
A 镍铬合金 0.5 0.5
B 镍铬合金 1.0 0.5
C 镍铬合金 0.5 1.0
D 锰铜合金 0.5 0.5
(2)为了验证上述猜想①，应该选用编号 两根电阻丝分别接入电路进行实验。为了验证上述猜想(2)，应选用编号 两根电阻丝分别接入电路进行实验。
(3)分别将A和D两电阻丝接入如图电路中M、N两点间，电流表示数不相同，由此，初步得到的结论是：当长度和横截面积相同时，导体电阻跟 有关。
(4)本实验小明主要用的实验方法是 。
A、B
A、C
导体的材料
控制变量法
2.学习了电学知识后，小明对影响电阻大小的部分因素进行了探究，器材有：开关、电流表、干电池(电压恒为1.5V)各一个，三根完全相同的合金丝，导线若干，连接如图甲所示的电路。小明将合金丝以不同方式分别接入电路A、B之间，闭合开关S后，记录的数据如表：
根据实验数据，回答下列问题：
(1)图乙是将一根合金丝接入电路时
电流表的读数，请将其填入表格中：
0.3
连接方式 一根 两根串联 三根串联 两根并联 三根并联
电流表读数/A —— 0.15 0.1 0.6 0.9
(2)导体电阻的大小跟材料、长度和横截面积的关系。
A.电阻的大小与长度的关系是：
；
B.电阻的大小与横截面积的关系是：
。
(3)分析表中的实验数据，还可以得出导体的电流与电阻的关系：
。
(4)实验中一根合金丝的电阻为 Ω，若该合金丝的横截面积为1 mm2，则一根合金丝的长度是 m。(已知该合金丝长1 m，横截面积1 mm2的阻值为1 Ω)
材料和横截面积相同时，导体的电阻大小跟长度成正比
材料和长度相同时，导体的电阻大小跟横截面积成反比
导体两端的电压不变，导体中的电流与导体的电阻成反比
5
5
电压、电源、电阻间关系研究
(1)实验电路图(如图)。
(2)方法：实验采用控制变量法。研究电流与
电压关系时，保持电阻不变；研究电流与电阻
的关系时，保持电压不变。
(3)当研究电流与电阻关系时，更换定值电阻后，需先移动滑动变阻器的滑片，改变接入电路的阻值，使定值电阻两端的电压保持不变，然后才能读数。
(4)滑动变阻器的作用是调节定值电阻两端的电压，使电压保持不变或发生变化。
(5)选择定值电阻而不是灯泡，目的在于实验过程中保持电阻不变。
3.如图甲，是张勇实验小组在探究“电流与电阻的关系”时的电路图，电源电压恒为6V。电压表、电流表无损坏，有阻值为5Ω、10Ω、20Ω、30Ω、40Ω定值电阻5个。
(1)张勇根据图甲所示电路图，将图乙中的实验器材连接成实验电路，李明在检查时认为，从实验目的来看，实验电路上有一根导线连接错了，建议改线。
①请在接错的那根线上打“×”；
②另画一根导线，使电路连接正确；
③如果不改接这根导线，对实验的影响
是 (具
体说明是什么影响)。
不能保持定值电阻两端电压不变
(2)实验过程中，需要改变定值电阻，观察电流的变化，为了科学地得出实验结论，当每次更换电阻后，都要移动滑动变阻器的滑片，此时眼睛应注意观察 (选填序号)。
A.变阻器滑片 B.电压表
C.电流表 D.电源
(3)某次实验，更换电阻R，合上开关后，电压表示数为0，电流表示数正常，其原因可能是 。
B
电压表断路
(4)在老师的引导下，他们将5次实验数据描绘在图丙中。图中阴影部分面积表示的物理量是 (选填序号)。
A.电流 B.电压
C.电阻 D.电功率
(5)实验中，他们选择下列哪个滑动变阻器最合适 (选填序号)
A.10Ω；0.5A B.50Ω；0.5A
C.50Ω；1A D.200Ω；1A
B
C
伏安法测电阻
(1)实验原理：R＝U/I。
(2)电路图(如图)。
(3)滑动变阻器的作用：改变电路中的电流大小和保护电路。
(4)如若只有一个电表，可利用电源电压不变，将滑动变阻器最大值与最小值接入，列得两个关系式进行计算。
(5)注意事项：
①连接电路时开关一定要断开。
②闭合开关前，滑动变阻器的滑片一定要置于阻值最大处。
③不能确定电表量程的情况下，可以用试触法。
④调节滑片读数时，尽量使电表指针偏转三分之二左右，这样测量更精确。
⑤实验要进行多次测量取平均值。
4.(2018，河南)小芳利用图甲
所示的电路测量未知电阻Rx
的阻值，阻值大约为5Ω。
(1)请你根据电路图，用笔画
线代替导线，在图乙中完成
实验电路的连接。
图略
(2)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于 端(选填“A”或“B”)。
B
(3)闭合开关，发现电压表和电流表均无示数。小芳利用另一只完好的电压表进行检测，把电压表分别接在a、b之间和b、c之间，电压表均有示数；接在a、c之间，电压表无示数。如果电路连接完好，只有一个元件有故障，该故障是 。
(4)排除故障后，调节滑动变阻器，记录多组数据。画出了待测电阻Rx的I－U图像，如图丙所示。由图像可得Rx＝ Ω。
滑动变阻器断路
4
(5)小芳又设计了一种方案，也测出了Rx的阻值。电路如图丁所示，R0为阻值已知的定值电阻，电源电压未知且恒定不变。测量步骤如下：
①当开关 时，电流表读数为I1；
②当开关S1、S2都闭合时，电流表读数为I2；
③待测电阻Rx＝ 。(用已知和测出的物理量符号表示)
S1闭合、S2断开
(I2－I1)R0/I1
5.(2018，绍兴)小敏用图甲所示电路来测定某定值电阻的阻值。
(1)闭合开关前，要将滑动变阻器滑片滑到 (选填“A”或“B”)端。
(2)闭合开关后，发现只有一只电表的指针发生偏转，请结合图甲电路分析产生此现象的原因是 。
A
电压表和电流表的位置接反了
(3)排除故障后，进行三次实验，测得数据如表。表中第二次实验的电流可从图乙中读取，根据这三次测得的数据求得此电阻的阻值为 欧(保留一位小数)。
(4)下列实验电路图中，也能够
得出定值电阻Rx阻值的电路
有 。
10.3
实验次数 U/v I/A R/Ω
1 2.0 0.20 10.0
2 2.5
3 2.9 0.28 10.4
ACD
测量小灯泡的电功率
(1)原理：P＝UI。
(2)实验电路图(如图)。
(3)只有在额定电压下计算的电功率才是额定功率，大于或小于额定电压下所得的电功率都是实际功率。要测额定功率时，移动滑动变阻器同时眼看电压表，直到达到额定电压。
(4)如果只有一个电表，要利用其他的器材或改变电路，将另一个表所测的量进行转换。
(5)注意事项：
①连接电路时开关应处于断开状态，闭合前滑动变阻器滑片移至阻值最大处。
②实验过程中滑片从最大阻值移动到最小阻值端时，移动过程中要注意电压表和电流表示数不能超过各自的量程。
6.(2018，宜昌)小红同学在“测量小灯泡电功率”的实验中，选取额定电压为2.5V的小灯泡、电压恒为3V的电源、电流表、电压表、开关、导线若干，另有三种规格的滑动变阻器可供选择：R1(10Ω 1A)、R2(20Ω 0.5A)、R3(50Ω 0.2A)。按如图甲的电路图进行实验。
(1)请将乙图中的实物电路连接完整(要求：滑动变阻器的滑片向左移动时小灯变亮)。
图略
(2)闭合开关，调节滑片的位置，当小灯泡两端电压为2.5V时，电流表的示数如图丙所示，小灯泡的额定功率为 W。
(3)下表是小红四次实验的数据，根据数据可知，小灯泡的实际功率随 而改变。
(4)请你分析表中的实验数据，判断小红在实验中选用的滑动变阻器是 (选填“R1”“R2”或“R3”)。
0.7
数据序号 1 2 3 4
电压U/V 2.5 1.7 1.3 0.5
电流I/A 0.24 0.21 0.16
电功率P/W 0.408 0.273 0.08
实际电压
R2
7.在测定额定电压为“2.5 V”小灯泡电功率的分组实验中：
(1)请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。
图略
(2)小明闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则故障可能是 。排除故障后，移动滑片使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡额定功率为 W。
小灯泡断路
0.75
(3)小华在进行实验数据处理时，算出了小灯泡的平均功率(如表)，你认为这样处理数据是 (填“合理”或“不合理”)的，理由： 。
不合理
小灯泡在不同实际电压下的实际功率不同反映了
小灯泡的明暗程度不同，求平均值没意义
(4)下列描述小灯泡功率P随滑动变阻器阻值R变化情况的图像中，正确的是 。
B
专题2 电学实验探究
1.如图所示，AB和BC是由铝制成的长度相同、横截面积不同的两段导体，将它们串联后连入电路中，下列说法正确的是(B)
A.AB段的电阻小于BC段的电阻
B.通电相同时间，AB段消耗的电能大于BC段消耗的电能
C.这两段金属导体中的电流是由正电荷定向移动形成的
D.若将AB段材料换成铜，其他条件不变，这两段导体的总电阻将变大
2.研究电功率与电压、电流的关系时，连接了如图所示电路进行实验。下列关于该实验的说法，不合理的是(B)
A.该电路所示实验研究电功率与电压的关系
B.该实验能得出电流相同时，电功率与电压成正比
C.小灯泡电功率的大小通过灯泡的亮度来比较
D.该实验选择的两个小灯泡灯丝的电阻不同
3.(2019，宜昌)用如图所示电路研究电流跟电压的关系。为了改变定值电阻R两端电压，设计了三种方案。甲：多节干电池串联接入MN；乙：电池与滑动变阻器串联接入MN；丙：电池先后与不同定值电阻R′串联接入MN。可行的方案是(D)
A.仅有甲 B.仅有乙
C.仅有甲、乙两种 D.甲、乙、丙都可行
4.探究影响电阻大小的因素：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 小 。 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 大 。
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填 甲 (填“甲”或“乙”)，具体做法： 选用a、b两电阻丝，分别接入电路中，在电压一定时，分别测量出通过两电阻丝的电流，用刻度尺测量出两电阻丝的长度，分析出电流与电阻的关系 。
5.物理兴趣小组在做“测量小灯泡的电阻”实验时，准备了以下器材：小灯泡(额定电压为2.5V)、电流表(0～0.6A,0～3A)、电压表(0～3V，0～15V)、开关、两节干电池、滑动变阻器、导线若干。如图甲为该小组连接的实物图。
(1)请指出实物图连接的两处错误。
① 电流表的正负接线柱接反了 ；
② 滑动变阻器同时接了上面两个接线柱 。
(2)正确连接电路后，闭合开关，当滑动变阻器的滑片置于某位置时，电流表和电压表的示数如图乙、丙所示，电流表示数为 0.24 A，则小灯泡电阻为 9.6 Ω。(计算结果保留一位小数)
(3)改变滑动变阻器滑片的位置，记录下不同时刻的电压值和电流值，并计算出小灯泡在不同电压下的电阻值，数据处理表格如下所示，其中有一处是不恰当的，这一处是 计算小灯泡的平均电阻 ，原因是 小灯泡的电阻受温度的影响，且随温度的升高而增大，不能求电阻的平均值 。
(4)该小组又利用这个电路测量小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器滑片使电压表示数为 2.5 V，若此时电流表示数为0.25A，则小灯泡的额定功率为 0.625 W。
6.(2018，达州)某实验小组的同学在进行“测量小灯泡的额定功率”的实验中，现有器材：电源(电压恒为6 V)、开关、电压表、电流表各一个，导线若干，额定电压为3.8 V的待测小灯泡(电阻约为12 Ω)，滑动变阻器两个(A：“5Ω 2 A“；B：“20 Ω 0.5 A”)。
(1)该实验的实验原理是 P＝UI ；实验中，应选用的滑动变阻器是 B (选填“A”或“B”)。
(2)如图甲所示是小田同学连接的实物电路图，图中只有一根导线连接错误，请你在图中用“×”标出这根错接的导线，只改接一根导线使电路成为正确的电路(不能与其他导线交叉)。
(3)小田确认电路连接无误后闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡始终不发光且电压表的示数都接近电源电压，则电路的故障是 灯泡断路 。
(4)排除故障后，移动滑动变阻器的滑片，并绘制出了小灯泡的电流随电压变化的图像如图乙所示，则该小灯泡的额定功率为 1.14 W。
(5)该组的另一同学接着实验时，发现电压表0～15 V量程已经损坏，0～3 V量程还可以正常使用，在不添加器材的情况下，为了测出该小灯泡的额定功率，请你在丙图中的虚线框内画出正确的电路图。
(6)由图乙推知：小灯泡的实际电压是额定电压一半时的电功率为P1，小灯泡的实际电流是额定电流一半时的电功率为P2，则P1 大于 P2(选填“大于”“小于”或“等于”)。
7.小明同学在“测量小灯泡电功率”的实验中，已知电源电压是6V，小灯泡的额定电压是3.8V，电阻约为8Ω。
请你用笔画线代替导线帮他将图甲中的实物图连接完整。
图略
(2)正确连接电路后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该置于 B (选填“A”或“B”)端。
(3)小明同学调节滑动变阻器，进行了几次实验，得到部分U和I的数据如下表所示 ：
实验次数 1 2 3 4 5
U/V 1.00 2.00 3.00 3.80 4.20
I/A 0.20 0.40 0.47 0.5 0.51
灯泡亮度 不亮 很暗 偏暗 正常 很亮
灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则灯泡的额定功率为 1.9 W。
(4)小明同学在对数据进行分析时发现：小灯泡灯丝电阻随电压的增大而 增大 (选填“增大”“减小”或“不变”)。在第1次实验中，小灯泡不亮的原因是 小灯泡实际功率太小 。
(5)当小明同学继续调节滑动变阻器测量时，把灯丝烧断了(其余元件完好)，则此时电压表示数约为 6 V。
(6)小明同学在实验室借了甲：“10Ω 1.5A”、乙：“20Ω 1.2A”和丙：“30Ω 1A”三个滑动变阻器，你认为他完成上表实验所使用的滑动变阻器是 丙 (选填“甲”“乙”或“丙”)，理由是 为完成第一次实验，滑动变阻器接入电路的电阻至少为25Ω 。
8.现有一个电压表、若干导线、两节干电池和一个开关，请你设计一个实验来判断两段材料不同，长度、横截面积都相同的甲、乙合金丝电阻的大小。
(1)画出实验电路图。
(2)说明实验的步骤以及需要测量的物理量。
(3)小金认为，根据上述操作即可判断这两种材料导电性能的强弱，你认为小金得出结论的依据是什么？(不考虑温度对电阻的影响)
解：(1)将两节干电池串联，甲、乙合金丝串联接入电路，把开关并联在甲合金丝两端，把电压表并联在乙合金丝两端，如图所示。
(2)实验的步骤：以两节干电池为电源，用导线把两段材料不同，长度、横截面积都相同的甲、乙合金丝串联进电路，把开关并联在甲合金丝两端，把电压表并联在乙合金丝两端，闭合开关，读出电压表示数为U1，断开开关，读出电压表示数U2。
(3)甲合金丝两端的电压为U1－U2，乙合金丝两端的电压为U2。根据欧姆定律，导体两端的电压等于电流和电阻的乘积，而串联电路中，电流处处相等，所以导体电压之比等于电阻之比，所以比较U1－U2和U2的大小关系。若U1－U2＞U2，则甲合金丝的电阻大于乙合金丝的电阻；若U1－U2＜U2，则甲合金丝的电阻小于乙合金丝的电阻；若U1－U2＝U2，则甲合金丝的电阻等于乙合金丝的电阻。导体电阻越大，导电性能越弱，又因为影响电阻大小的因素有长度、横截面积、材料和温度，而长度、横截面积都相同，又不考虑温度对电阻的影响，则可判断两种材料导电性能的强弱。所以根据电压大小关系判断出电阻大小关系，再根据电阻关系判断材料导电性能的强弱。
