專題四電學(xué)實(shí)驗(yàn)探究(原卷版+解析)

專題四電學(xué)實(shí)驗(yàn)探究[考點(diǎn)導(dǎo)航]伏安法測(cè)電阻??伏安法測(cè)電功率??電路設(shè)計(jì)???[例題1][伏安法測(cè)電阻]小金利用如圖甲所示的電路，探究通過(guò)“導(dǎo)體的電流跟電阻的關(guān)系”。實(shí)驗(yàn)器材：電源（電壓恒為4.5V），電流表、電壓表各一只，開(kāi)關(guān)，三個(gè)定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω），兩只滑動(dòng)變阻器（甲“10Ω2A”、乙“20Ω1A”），導(dǎo)線若干。（1）用筆畫線代替導(dǎo)線完成圖甲電路的連接。（2）實(shí)驗(yàn)中小金發(fā)現(xiàn)，無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，兩電表的指針始終處于圖乙所示的狀態(tài)，則電路故障可能是。（3）排除故障后，多次改變R的阻值，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出如圖丙所示的I﹣R圖象，得到的結(jié)論是。（4）在上述實(shí)驗(yàn)中，小金用10Ω的電阻替換5Ω的電阻，為了完成實(shí)驗(yàn)，他應(yīng)該將滑動(dòng)變阻器的滑片向端移動(dòng)（選填“A”或“B”），使電壓表示數(shù)為V。[練習(xí)1]在學(xué)習(xí)了并聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律后，科學(xué)興趣小組為研究并聯(lián)電路總電阻和各分電阻之間的關(guān)系，開(kāi)展了以下探究。[實(shí)驗(yàn)步驟]①設(shè)計(jì)電路，根據(jù)電路圖連接實(shí)物；②閉合開(kāi)關(guān)，分別讀出電壓表和電流表的示數(shù)并記錄；③計(jì)算總電阻并填入表格；④換用不同規(guī)格的電阻重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)次數(shù)電阻R1/Ω電阻R2/Ω電壓U/V電流I/A總電阻R/Ω1103030.47.52303030.2153301530.310請(qǐng)你在答題卷中用筆畫線代替導(dǎo)線，將實(shí)物圖連接完整。[得出結(jié)論]并聯(lián)電路總電阻小于任何一個(gè)分電阻。[思考討論]①請(qǐng)根據(jù)影響導(dǎo)體電阻大小的因素解釋上述結(jié)論。。②分析表中數(shù)據(jù)，若增大其中一個(gè)分電阻的阻值，則總電阻將。[例題2][伏安法測(cè)電功率]現(xiàn)有電壓表一個(gè)、電流表一個(gè)（均已調(diào)零）、電壓為6V的蓄電池、滑動(dòng)變阻器R1（5Ω，1A）、R2（20Ω，0.5A）、開(kāi)關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干。請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)測(cè)量一只標(biāo)有“0.3A”、正常發(fā)光時(shí)電阻約為8.2Ω的小燈泡正常發(fā)光時(shí)的功率。實(shí)驗(yàn)次數(shù)123電流I（A）0.140.20.3電壓U（V）1.01.52.5（1）在答卷的虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并標(biāo)明所選用的滑動(dòng)變阻器的符號(hào)；（2）將下面的實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整：①按圖連接電路，連接電路時(shí)保持開(kāi)關(guān)斷開(kāi)；②，閉合開(kāi)關(guān)；③；④應(yīng)用P＝UI計(jì)算小燈泡的額定功率。（3）小金在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中測(cè)得了如上表所示的數(shù)據(jù)，由數(shù)據(jù)可知，小燈泡的額定功率為，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為。（結(jié)果保留兩位小數(shù)）[練習(xí)2]大頭要測(cè)定小燈泡的功率?，F(xiàn)有如下器材：額定電壓為2.5V的小燈泡一只（正常發(fā)光時(shí)的電阻約為8Ω）；電流表一只、電壓表一只、滑動(dòng)變阻器兩只（“5Ω，1A”、“20Ω，2A”），其余開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線、干電池兩節(jié)，實(shí)驗(yàn)電路如圖1所示，獲得數(shù)據(jù)如表所示。電壓U/V1.52.02.53.0電流I/A0.240.280.320.34功率P/W0.360.56燈泡發(fā)光情況燈絲暗紅微弱發(fā)光正常發(fā)光發(fā)光很亮（1）根據(jù)題目要求，變阻器應(yīng)選用，理由。（2）小燈泡的額定功率為W。（3）大頭在評(píng)價(jià)交流時(shí)發(fā)現(xiàn)幾個(gè)問(wèn)題：①有同學(xué)將電壓表連接成如圖2所示的電路，則這種連接測(cè)量出的額定功率與實(shí)際額定功率相比（“偏大”、“偏小”“不變”）。②有同學(xué)的電流表壞了，設(shè)計(jì)了如圖3所示的電路，只用一個(gè)電壓表也可以測(cè)量小燈泡的額定功率。只是為了使實(shí)驗(yàn)更準(zhǔn)確，在定值電阻R0阻值大小的選擇上有什么要求？。[例題3][電路設(shè)計(jì)]某興趣小組探究滑動(dòng)變阻器消耗的電功率大小與滑動(dòng)變阻器阻值大小之間的關(guān)系。老師提供的器材有：定值電阻R1＝20Ω、R2＝30Ω、R3＝40Ω，標(biāo)有“50Ω3A”滑動(dòng)變阻器R，電壓表（量程0～3V、0～15V），電流表（量程0～0.6A、0～3A），電壓為12V的電源，開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，連接實(shí)物圖。（2）請(qǐng)補(bǔ)充完整實(shí)驗(yàn)步驟①之后的其它步驟，并說(shuō)明對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的處理方法。①連接實(shí)物；……②。[練習(xí)3]在“測(cè)量小燈泡的額定功率”實(shí)驗(yàn)中，已連接的部分電路如圖a所示。圖中電源電壓恒定，小燈泡上只能看到“3.8V”字樣。（1）請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖中的實(shí)物電路連接完整。（2）正確連接實(shí)驗(yàn)電路后，開(kāi)關(guān)試觸時(shí)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表無(wú)示數(shù)，電壓表有示數(shù)。其故障原因可能是：。（3）故障排除后開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，當(dāng)變阻器滑片滑到圖示位置時(shí)，電壓表的示數(shù)為3.0V．接著應(yīng)將滑片向（填“左”或“右’）滑動(dòng)，直至燈泡兩端電壓為額定電壓，此時(shí)電流表的示數(shù)如圖b所示。則燈泡的額定功率為W。（4）實(shí)驗(yàn)時(shí)某小組學(xué)生發(fā)現(xiàn)電流表?yè)p壞，他們想設(shè)計(jì)一個(gè)不用電流表測(cè)定該小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)。于是向老師要了一個(gè)阻值為R0的定值電阻（阻值適當(dāng)）和一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)（符號(hào)為：），借助原有的實(shí)驗(yàn)器材，順利完成了實(shí)驗(yàn)。假如由你來(lái)做該實(shí)驗(yàn)，要求電路只連接一次，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。①在虛線框c內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。②簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)步驟：a．。b．。③寫出燈泡額定功率的表達(dá)式P額＝。（用已知量和測(cè)量量表示）。

[猜押題專練]1．某實(shí)驗(yàn)小組為研究電流與電壓、電阻之間的關(guān)系，開(kāi)展了探究活動(dòng)。已有器材：一個(gè)阻值為10Ω的電阻R、滑動(dòng)變阻器、電壓表、電流表、電壓恒定的電源、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)中，獲得了如表中所示的幾組數(shù)據(jù)。（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，將實(shí)物圖連接完整。（2）你認(rèn)為記錄表中，“？”處該填。實(shí)驗(yàn)次序123電壓U（伏）246電流I（安）0.20.40.6？（3）同學(xué)們要研究電流與電阻的關(guān)系：還要補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)器材：。2．在“測(cè)定導(dǎo)體電阻”的實(shí)驗(yàn)中，電源使用二節(jié)新干電池，被測(cè)電阻的阻值約為5Ω，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格是“10Ω1.5A”。（1）圖甲是實(shí)驗(yàn)電路，在連接電路過(guò)程中，開(kāi)關(guān)應(yīng)該先。（2）某次實(shí)驗(yàn)中，電壓表的示數(shù)如圖乙所示，讀數(shù)為。（3）電路連接正確，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表所示，其中一組數(shù)據(jù)有拼湊的嫌疑，請(qǐng)指出并說(shuō)明判斷依據(jù)。實(shí)驗(yàn)序號(hào)1234電壓/V0.61.21.82.4電流/A0.120.240.360.48（4）實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)認(rèn)為在沒(méi)有電流表的情況下，利用電壓表和已知阻值的定值電阻R0也可以測(cè)量未知電阻Rx阻值，并設(shè)計(jì)了電路圖，下列圖中不可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量Rx阻值的電路圖是。3．小兵用如圖1所示電路來(lái)探究“電壓一定時(shí)，電流與電阻的關(guān)系”。（1）將R調(diào)為5Ω，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器至適當(dāng)位置，記錄兩電表示數(shù)，其中電壓表的指針?biāo)肝恢萌鐖D2所示，它的示數(shù)為V。（2）將R調(diào)為20Ω，小兵在記錄數(shù)據(jù)前，他應(yīng)。（3）多次實(shí)驗(yàn)后，小兵得到電流和電阻R的倒數(shù)的關(guān)系圖象如圖3所示，由此他得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：當(dāng)電壓一定時(shí)，電流與電阻成（選填“正比”或“反比”）。（4）小兵身旁有一只僅能看清“▄0.25A”字樣的小燈泡，為了知道其額定功率，他根據(jù)圖3得到0.25A對(duì)應(yīng)的電阻值為8Ω，從而算出該小燈泡的額定功率P＝0.5W，你認(rèn)為小兵求小燈泡額定功率的方法是否正確：（選填“正確”或“不正確”），你的理由是：。4．小金和同桌準(zhǔn)備用電源、滑動(dòng)變阻器、電流表、電壓表、電阻若干、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等來(lái)探究“通過(guò)導(dǎo)體的電流與電阻的關(guān)系”。（1）請(qǐng)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并根據(jù)電路圖說(shuō)明如何操作；（2）如表是實(shí)驗(yàn)時(shí)記錄的數(shù)據(jù)。在坐標(biāo)系中畫出通過(guò)導(dǎo)體電流隨電阻變化的圖象，并得出結(jié)論。實(shí)驗(yàn)序號(hào)12345電阻R/Ω2.55102025電流I/A0.80.40.20.10.085．為了研究小燈泡電流與電壓的關(guān)系，小葉選擇額定電壓為2.5V的小燈泡、電壓恒為4V的電源以及其他相關(guān)器材連接了圖甲電路，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（1）請(qǐng)?jiān)诖鸢干嫌霉P畫線將圖甲電路連接完整。（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，小葉將滑動(dòng)變阻器的滑片從B端開(kāi)始移動(dòng)，直到燈泡正常發(fā)光，在此過(guò)程中測(cè)得小燈泡電流和電壓的各組數(shù)據(jù)，并正確畫出曲線a，如圖乙所示。由此可以得出結(jié)論為，另外可知小燈泡的額定功率為。（3）請(qǐng)根據(jù)圖乙曲線a畫出滑動(dòng)變阻器中的電流與電壓關(guān)系圖并標(biāo)注為b。由圖可知該實(shí)驗(yàn)中小葉選擇的滑動(dòng)變阻器可能是。A．滑動(dòng)變阻器R1（20歐，3安）B．滑動(dòng)變阻器R2（50歐，2安）C．滑動(dòng)變阻器R3（2000歐，0.25安）6．在測(cè)量小燈泡功率的實(shí)驗(yàn)中，相關(guān)電學(xué)器材如下：電壓表、電流表各1只，小燈泡（額定電壓3.8V、阻值約為10歐），開(kāi)關(guān)1只，新干電池3節(jié)，滑動(dòng)變阻器1只（規(guī)格是“20歐1安培”），導(dǎo)線若干。（1）小科連接的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖甲所示，其中有一條導(dǎo)線連接錯(cuò)誤，請(qǐng)?jiān)阱e(cuò)誤的導(dǎo)線上畫“×”，并用筆畫線代替導(dǎo)線，畫出正確的連線。（2）實(shí)驗(yàn)前在檢查儀器時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表指針如圖乙所示，則接下來(lái)的操作是。序號(hào)1234電壓/伏123.84.2電流/安0.110.240.350.38（3）正確電路連接好后，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，但電壓表有示數(shù)，電流表無(wú)示數(shù)，則故障的原因可能是。（4）排除故障后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，讀出兩只電表的示數(shù)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表所示，其中一組數(shù)據(jù)有偽造的嫌疑，請(qǐng)指出并說(shuō)明判斷依據(jù)：。7．小王做“測(cè)量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)所用器材有：標(biāo)有“2.5V”字樣、正常發(fā)光時(shí)阻值約為13Ω的完全相同的小燈泡兩個(gè)，電壓恒為3V的學(xué)生電源，標(biāo)有“20Ω，1A”的滑動(dòng)變阻器，電流表，電壓表，開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線若干。（1）圖甲是實(shí)驗(yàn)電路圖，圖乙是實(shí)物連接圖，接線過(guò)程中有一處連接錯(cuò)誤，請(qǐng)?jiān)阱e(cuò)誤的接線上打“×”并用筆畫線代替導(dǎo)線進(jìn)行改正，要求改正后滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大。（2）小王在實(shí)驗(yàn)之前檢查儀表時(shí)發(fā)現(xiàn)：電流表有電流通過(guò)時(shí)能自由偏轉(zhuǎn)；電流表未接入電路時(shí)，電流表指針如圖丙所示，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是。（3）按電路圖正確連接后，閉合開(kāi)關(guān)，燈不亮，電壓表示數(shù)接近電源電壓，電流表無(wú)示數(shù)造成這種現(xiàn)象的原因可能是（填正確選項(xiàng)前的字母）A．滑動(dòng)變阻器斷路B．開(kāi)關(guān)接觸不良C．小燈泡與燈座接觸不良D．電流表斷路8．小紅用一只標(biāo)有“3.0V字樣的小燈泡練習(xí)測(cè)定小燈泡的電功率。（1）小紅完成的電路迕接如圖所示。某時(shí)刻發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)為2.5V，小紅應(yīng)怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器：。（2）小紅閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電壓表有示數(shù)，電流表無(wú)示數(shù)，任意移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電壓表示數(shù)不變。經(jīng)檢查電路連接無(wú)誤，且導(dǎo)線無(wú)接觸不良之處，產(chǎn)生這種故障原因是。（3）小紅還想利用上述實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量一段電爐絲的電阻Rx，可是連接電路時(shí)發(fā)現(xiàn)電流表已燒壞，原電路不能使用。請(qǐng)你利用現(xiàn)有器材（電壓未知的電源、量程合適的電壓表、最大阻值已知為R0的滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)各一個(gè)，導(dǎo)線若干），幫助設(shè)計(jì)一個(gè)不用改變電壓表位置就能測(cè)出這段電爐絲電阻的電路。把你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖畫在虛線框內(nèi)（電爐絲的符號(hào)用電阻的符號(hào)表示）。9．小江在測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)小燈泡的額定電壓是2.5V，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為10Ω。（1）小江按圖甲所示連接完電路，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表滿偏，且燈不亮，同桌小濱告訴他，只需要改動(dòng)一根導(dǎo)線即可，請(qǐng)你在圖甲中將需要改動(dòng)的導(dǎo)線打“×”，并重新連接那條導(dǎo)線。（2）重新連接后，小江閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑片P到某一位置時(shí)，電壓表示數(shù)如圖乙所示，若他想測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)將圖甲中滑動(dòng)變阻器的滑片P向端移動(dòng)。（3）小江同學(xué)繼續(xù)移動(dòng)滑片P，記下多組對(duì)應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成圖丙所示的I﹣U關(guān)系圖象，根據(jù)圖象信息，可計(jì)算出小燈泡的額定功率是W。10．在“測(cè)量小燈泡額定功率”實(shí)驗(yàn)中，小燈泡的額定電壓U額＝2.5V．（1）圖甲是測(cè)量小燈泡額定功率的實(shí)物電路圖，圖中有一根線連接錯(cuò)誤，請(qǐng)?jiān)谶@根線上打“×”，并在圖中改正。（2）閉合開(kāi)關(guān)前，滑片P應(yīng)位于（選填“A”或“B”）端。（3）閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑片P直到電壓表示數(shù)為2.5V，此時(shí)電流表示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為W。（4）小華設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路也完成了該實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟如下（電源電壓不變，R1和R2為滑動(dòng)變阻器，R2的最大電阻為R0）。①只閉合開(kāi)關(guān)S、S1，調(diào)節(jié)R2，使電壓表的示數(shù)為2.5V；②只閉合開(kāi)關(guān)S、S2，調(diào)節(jié)R1，使電壓表的示數(shù)仍為2.5V；③接著將R2的搰片P調(diào)至最左端，記下電壓表的示數(shù)為U1；再將R2的滑片P調(diào)至最右端，記下電壓表的示數(shù)為U2；則小燈泡額定功率的表達(dá)式P額＝（用U額、R0、U1、U2表示）。11．一個(gè)額定電壓是2.5V的小燈泡，正常工作時(shí)的電阻約為10Ω．小明想測(cè)量它的額定功率?，F(xiàn)有如下器材：電源（電壓恒為6V）、電流表、電壓表、開(kāi)關(guān)各1個(gè)、規(guī)格分別為“10Ω1A”和“50Ω0.5A”的滑動(dòng)變阻器2個(gè)，導(dǎo)線若干。（1）小明設(shè)計(jì)了圖甲所示電路，他應(yīng)選用規(guī)格為的滑動(dòng)變阻器。（2）圖乙是小李連接的實(shí)物圖，閉合開(kāi)關(guān)后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，經(jīng)檢查是由于一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤，請(qǐng)你在圖乙中連接錯(cuò)誤的導(dǎo)線上打“×”并補(bǔ)畫出正確的連線。（3）小李移動(dòng)滑片，獲得多組對(duì)應(yīng)的電壓、電流值，繪出如圖丙所示的I﹣U圖象，則小燈泡的額定功率為W，正常發(fā)光時(shí)的電阻為Ω．當(dāng)滑片向左移動(dòng)時(shí)，小燈泡的電阻值將（選填“增大”或“減小”）。（4）完成實(shí)驗(yàn)后，小明又利用其他器材對(duì)這只小燈泡的額定功率進(jìn)行了測(cè)定。圖丁是他設(shè)計(jì)的電路，其中的“”為變阻箱符號(hào)，變阻箱不但能像滑動(dòng)變阻器一樣調(diào)節(jié)變阻，還能讀出任何時(shí)候的電阻值，請(qǐng)補(bǔ)充完整實(shí)驗(yàn)步驟并寫出測(cè)定額定功率的表達(dá)式。實(shí)驗(yàn)步驟：①首先閉合S1，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，使電壓表的示數(shù)為2.5V；②斷開(kāi)S1，閉合S2，保持變阻器的滑片P不動(dòng)，；p額＝。12．在“測(cè)量小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中，小燈泡額定電壓為2.5V（電阻值約為5Ω）。（1）請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的實(shí)物電路連接完整。（2）連接好電路后閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表有示數(shù)，電壓表無(wú)示數(shù)，則出現(xiàn)故障的原因是（選填“小燈泡斷路”或“小燈泡短路”）。（3）故障排除后，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P到某處時(shí)，電壓表示數(shù)為2V，為了測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑片P向（選填“左”或“右”）端移動(dòng)，使電壓表示數(shù)為2.5V，此時(shí)電流表指針位置如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為W。（4）若此實(shí)驗(yàn)中電流表壞了，為了測(cè)出小燈泡的額定功率，小組同學(xué)們?cè)黾恿艘粋€(gè)R0＝5Ω的定值電阻，設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路和如下實(shí)驗(yàn)方案：①調(diào)節(jié)滑片，使電壓表的示數(shù)為小燈泡的額定電壓；②保持滑片位置不變，只將電壓表a點(diǎn)該接到c點(diǎn)，測(cè)出定值電阻R0兩端的電壓U0，通過(guò)計(jì)算就可得到小燈泡的額定功率。請(qǐng)你指出該設(shè)計(jì)方案中存在的問(wèn)題：。13．測(cè)定額定電壓是2.5伏小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)，電路如圖甲，電源電壓為4伏。（1）閉合開(kāi)關(guān)，電壓表指針如圖乙所示，這時(shí)小燈泡兩端電壓是伏。（2）圖丙是根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)畫出的小燈泡U﹣I曲線。由圖可知，小燈泡的額定功率是瓦，小燈泡的電阻隨兩端電壓的增大而。（3）在某次調(diào)節(jié)中，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值減小了△R1，小燈泡電阻變化了△R2，則△R1△R2（選填“大于”、“等于”或“小于”），并說(shuō)明理由。專題四電學(xué)實(shí)驗(yàn)探究[考點(diǎn)導(dǎo)航]伏安法測(cè)電阻??伏安法測(cè)電功率??電路設(shè)計(jì)???[例題1][伏安法測(cè)電阻]小金利用如圖甲所示的電路，探究通過(guò)“導(dǎo)體的電流跟電阻的關(guān)系”。實(shí)驗(yàn)器材：電源（電壓恒為4.5V），電流表、電壓表各一只，開(kāi)關(guān)，三個(gè)定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω），兩只滑動(dòng)變阻器（甲“10Ω2A”、乙“20Ω1A”），導(dǎo)線若干。（1）用筆畫線代替導(dǎo)線完成圖甲電路的連接。（2）實(shí)驗(yàn)中小金發(fā)現(xiàn)，無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，兩電表的指針始終處于圖乙所示的狀態(tài)，則電路故障可能是定值電阻斷路。（3）排除故障后，多次改變R的阻值，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出如圖丙所示的I﹣R圖象，得到的結(jié)論是在電壓不變時(shí)，電流與電阻成反比。（4）在上述實(shí)驗(yàn)中，小金用10Ω的電阻替換5Ω的電阻，為了完成實(shí)驗(yàn)，他應(yīng)該將滑動(dòng)變阻器的滑片向A端移動(dòng)（選填“A”或“B”），使電壓表示數(shù)為2.5V?！窘獯稹拷猓海?）將電壓表并聯(lián)在定值電阻的兩端，如圖所示；（2）乙圖中，左表為電壓表，示數(shù)滿偏，說(shuō)明電壓表與電源連通；右邊為電流表示為0，說(shuō)明電路斷路或總電阻很大，由此可知，與電壓表并聯(lián)的定值電阻斷路了；（3）由圖丙所示圖象可知：通過(guò)電阻的電流與電阻值的乘積為0.5A×5Ω＝0.25A×10Ω＝﹣﹣﹣﹣﹣＝2.5V保持不變，是一個(gè)定值，這說(shuō)明：在電壓不變時(shí)，電流與電阻成反比；（4）在探究導(dǎo)體的電流跟電阻的關(guān)系時(shí)，需要保持電阻兩端的電壓2.5V不變，當(dāng)欣欣用10Ω的電阻替換5Ω的電阻時(shí)，閉合開(kāi)關(guān)發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)變大，為保持電阻的電壓不變，應(yīng)增加變阻器分得的電壓，根據(jù)分壓原理可知，應(yīng)增大變阻器連入電路中的電阻，他應(yīng)該將滑動(dòng)變阻器的滑片向A端移動(dòng)，使電壓表示數(shù)為2.5V。故答案為：（1）如上圖所示；（2）定值電阻斷路；（3）在電壓不變時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與電阻成反比；（4）A；2.5。[練習(xí)1]在學(xué)習(xí)了并聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律后，科學(xué)興趣小組為研究并聯(lián)電路總電阻和各分電阻之間的關(guān)系，開(kāi)展了以下探究。[實(shí)驗(yàn)步驟]①設(shè)計(jì)電路，根據(jù)電路圖連接實(shí)物；②閉合開(kāi)關(guān)，分別讀出電壓表和電流表的示數(shù)并記錄；③計(jì)算總電阻并填入表格；④換用不同規(guī)格的電阻重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)次數(shù)電阻R1/Ω電阻R2/Ω電壓U/V電流I/A總電阻R/Ω1103030.47.52303030.2153301530.310請(qǐng)你在答題卷中用筆畫線代替導(dǎo)線，將實(shí)物圖連接完整。[得出結(jié)論]并聯(lián)電路總電阻小于任何一個(gè)分電阻。[思考討論]①請(qǐng)根據(jù)影響導(dǎo)體電阻大小的因素解釋上述結(jié)論。并聯(lián)后相當(dāng)于增大了導(dǎo)體的橫截面積，在導(dǎo)體材料、長(zhǎng)度、溫度不變時(shí)，橫截面積越大，導(dǎo)體電阻越小。②分析表中數(shù)據(jù)，若增大其中一個(gè)分電阻的阻值，則總電阻將增大?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)表中數(shù)據(jù)可知，電流表量程選擇0～0.6A，使電流表串聯(lián)在干路中，兩電阻并聯(lián)，電壓表與電阻并聯(lián)，如下圖所示：①并聯(lián)后相當(dāng)于增大了導(dǎo)體的橫截面積，在導(dǎo)體材料、長(zhǎng)度、溫度不變時(shí)，橫截面積越大，導(dǎo)體電阻越小。②根據(jù)表中1、2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，當(dāng)R2的不變，R1的阻值增大時(shí)，電路的總電阻變大，因此并聯(lián)電路中，增大其中一個(gè)分電阻的阻值，則總電阻會(huì)增大。故答案為：如上圖所示；①并聯(lián)后相當(dāng)于增大了導(dǎo)體的橫截面積，在導(dǎo)體材料、長(zhǎng)度、溫度不變時(shí)，橫截面積越大，導(dǎo)體電阻越小。②增大。[例題2][伏安法測(cè)電功率]現(xiàn)有電壓表一個(gè)、電流表一個(gè)（均已調(diào)零）、電壓為6V的蓄電池、滑動(dòng)變阻器R1（5Ω，1A）、R2（20Ω，0.5A）、開(kāi)關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干。請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)測(cè)量一只標(biāo)有“0.3A”、正常發(fā)光時(shí)電阻約為8.2Ω的小燈泡正常發(fā)光時(shí)的功率。實(shí)驗(yàn)次數(shù)123電流I（A）0.140.20.3電壓U（V）1.01.52.5（1）在答卷的虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并標(biāo)明所選用的滑動(dòng)變阻器的符號(hào)；（2）將下面的實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整：①按圖連接電路，連接電路時(shí)保持開(kāi)關(guān)斷開(kāi)；②將變阻器連入電路的電阻最大，閉合開(kāi)關(guān)；③移動(dòng)變阻器的滑片，使電流表示數(shù)為0.3A，記下電壓表示數(shù)；④應(yīng)用P＝UI計(jì)算小燈泡的額定功率。（3）小金在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中測(cè)得了如上表所示的數(shù)據(jù)，由數(shù)據(jù)可知，小燈泡的額定功率為0.75W，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為8.33Ω。（結(jié)果保留兩位小數(shù)）【解答】解：（1）根據(jù)P＝UI，電壓表測(cè)燈的電壓，電流表測(cè)燈的電流，滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中；電壓為6V的蓄電池、燈的額定電流為0.3A，正常發(fā)光時(shí)電阻約為8.2Ω，由串聯(lián)電路的規(guī)律及歐姆定律，燈正常發(fā)光時(shí)變阻器連入電路的電阻：R滑=UI?RL=6V0.3A?8.2如下所示：（2）①按圖連接電路，連接電路時(shí)保持開(kāi)關(guān)斷開(kāi)；②將變阻器連入電路的電阻最大，閉合開(kāi)關(guān)；③移動(dòng)變阻器的滑片，使電流表示數(shù)為0.3A，記下電壓表示數(shù)；④應(yīng)用P＝UI計(jì)算小燈泡的額定功率；（3）燈在額定電流下對(duì)應(yīng)的電壓為2.5V，由數(shù)據(jù)可知，小燈泡的額定功率為：P＝ULIL＝2.5V×0.3A＝0.75W；由歐姆定律，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為：R=ULI故答案為：（1）如上所示；（2）②將變阻器連入電路的電阻最大；③移動(dòng)變阻器的滑片，使電流表示數(shù)為0.3A，記下電壓表示數(shù)；（3）0.75W；8.33Ω。[練習(xí)2]大頭要測(cè)定小燈泡的功率。現(xiàn)有如下器材：額定電壓為2.5V的小燈泡一只（正常發(fā)光時(shí)的電阻約為8Ω）；電流表一只、電壓表一只、滑動(dòng)變阻器兩只（“5Ω，1A”、“20Ω，2A”），其余開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線、干電池兩節(jié)，實(shí)驗(yàn)電路如圖1所示，獲得數(shù)據(jù)如表所示。電壓U/V1.52.02.53.0電流I/A0.240.280.320.34功率P/W0.360.56燈泡發(fā)光情況燈絲暗紅微弱發(fā)光正常發(fā)光發(fā)光很亮（1）根據(jù)題目要求，變阻器應(yīng)選用“5Ω，1A”，理由燈正常發(fā)光，變阻器連入電路的電阻約為1.6Ω，考慮到操作的方便性，故變阻器應(yīng)選用“5Ω，1A”。（2）小燈泡的額定功率為0.8W。（3）大頭在評(píng)價(jià)交流時(shí)發(fā)現(xiàn)幾個(gè)問(wèn)題：①有同學(xué)將電壓表連接成如圖2所示的電路，則這種連接測(cè)量出的額定功率與實(shí)際額定功率相比偏大（“偏大”、“偏小”“不變”）。②有同學(xué)的電流表壞了，設(shè)計(jì)了如圖3所示的電路，只用一個(gè)電壓表也可以測(cè)量小燈泡的額定功率。只是為了使實(shí)驗(yàn)更準(zhǔn)確，在定值電阻R0阻值大小的選擇上有什么要求？定值電阻R0阻值應(yīng)比電壓表內(nèi)阻小很多?！窘獯稹拷猓海?）燈的額定電壓為2.5V，正常發(fā)光時(shí)的電阻約為8Ω，由歐姆定律，燈的額定電流約為：IL=UR滑=UIL?R′=3V0.3125A?（2）燈在額定電壓2.5V時(shí)正常發(fā)光，由表中數(shù)據(jù)，此時(shí)燈的電流為0.32A，小燈泡的額定功率為：P＝UI＝2.5V×0.32A＝0.8W；（3）①有同學(xué)將電壓表連接成如圖2所示的電路，燈與電流表串聯(lián)，電流表測(cè)量的電流是準(zhǔn)確的，因電流表也有內(nèi)阻，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，電壓表示數(shù)大于燈的實(shí)際電壓，根據(jù)P＝UI，則這種連接測(cè)量出的額定功率與實(shí)際額定功率相比偏大；②將變阻器滑片移到到最左端，閉合S1，將S2擲于d，S3擲于e，電壓表測(cè)燈的電壓，移動(dòng)變阻器的滑片，使燈的電壓為2.5V，保持變阻器的滑片位置不動(dòng)，將S2擲于c，S3擲于f，這時(shí)電壓表測(cè)R0的電壓U′，在開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換過(guò)程中，電路連接沒(méi)有改變，燈仍正常工作，由歐姆定律可得出通過(guò)定值電阻的電流即燈的額定電流：IL=U'因電壓表與待測(cè)電阻并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電阻的規(guī)律，通過(guò)燈的電流等于通過(guò)電壓表與定值電阻電流之和，故為了使實(shí)驗(yàn)更準(zhǔn)確，即通過(guò)電壓表的電流應(yīng)很小，在定值電阻R0阻值應(yīng)比電壓表內(nèi)阻小很多。故答案為：（1）“5Ω，1A”；燈正常發(fā)光，變阻器連入電路的電阻約為1.6Ω，考慮到操作的方便性，故變阻器應(yīng)選用“5Ω，1A”；（2）0.8；（3）①偏大；②定值電阻R0阻值應(yīng)比電壓表內(nèi)阻小很多。[例題3][電路設(shè)計(jì)]某興趣小組探究滑動(dòng)變阻器消耗的電功率大小與滑動(dòng)變阻器阻值大小之間的關(guān)系。老師提供的器材有：定值電阻R1＝20Ω、R2＝30Ω、R3＝40Ω，標(biāo)有“50Ω3A”滑動(dòng)變阻器R，電壓表（量程0～3V、0～15V），電流表（量程0～0.6A、0～3A），電壓為12V的電源，開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，連接實(shí)物圖。（2）請(qǐng)補(bǔ)充完整實(shí)驗(yàn)步驟①之后的其它步驟，并說(shuō)明對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的處理方法。①連接實(shí)物；……②將滑動(dòng)變阻器的滑片滑到最大值處，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器的滑片，使變阻器連入阻值分別小于、等于、大于定值電阻的阻值多次測(cè)量，分別讀出每一次移動(dòng)滑片后電壓表和電流表的示數(shù)填入表格中，并計(jì)算出變阻器消耗的電功率；③換用不同定值電阻，重復(fù)步驟②的實(shí)驗(yàn)（表二、表三略）；④分析滑動(dòng)變阻器的電功率變化情況，總結(jié)結(jié)論。【解答】解：（1）定值電阻R1＝20Ω，電源電壓為12V，電路的最大電流為：I=U要探究變阻器電功率與其阻值的大小關(guān)系，應(yīng)測(cè)量變阻器消耗的電功率，根據(jù)P＝UI，電源電壓12V，所以電壓表應(yīng)選擇0﹣15V量程與變阻器并聯(lián)，如下所示：（2）實(shí)驗(yàn)步驟：①連接實(shí)物；②將滑動(dòng)變阻器的滑片滑到最大值處，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器的滑片，使變阻器連入阻值分別小于、等于、大于定值電阻的阻值多次測(cè)量，分別讀出每一次移動(dòng)滑片后電壓表和電流表的示數(shù)填入表格中，并計(jì)算出變阻器消耗的電功率；表一（使用定值電阻R1）實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345電流表示數(shù)/A電壓表示數(shù)/U滑動(dòng)變阻器功率/P③換用不同定值電阻，重復(fù)步驟②的實(shí)驗(yàn)（表二、表三略）；④分析滑動(dòng)變阻器的電功率變化情況，總結(jié)結(jié)論。故答案為：（1）見(jiàn)上圖；（2）見(jiàn)解析過(guò)程。[練習(xí)3]在“測(cè)量小燈泡的額定功率”實(shí)驗(yàn)中，已連接的部分電路如圖a所示。圖中電源電壓恒定，小燈泡上只能看到“3.8V”字樣。（1）請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖中的實(shí)物電路連接完整。（2）正確連接實(shí)驗(yàn)電路后，開(kāi)關(guān)試觸時(shí)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表無(wú)示數(shù)，電壓表有示數(shù)。其故障原因可能是：燈泡斷路或燈座斷路。（3）故障排除后開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，當(dāng)變阻器滑片滑到圖示位置時(shí)，電壓表的示數(shù)為3.0V．接著應(yīng)將滑片向右（填“左”或“右’）滑動(dòng)，直至燈泡兩端電壓為額定電壓，此時(shí)電流表的示數(shù)如圖b所示。則燈泡的額定功率為1.52W。（4）實(shí)驗(yàn)時(shí)某小組學(xué)生發(fā)現(xiàn)電流表?yè)p壞，他們想設(shè)計(jì)一個(gè)不用電流表測(cè)定該小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)。于是向老師要了一個(gè)阻值為R0的定值電阻（阻值適當(dāng)）和一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)（符號(hào)為：），借助原有的實(shí)驗(yàn)器材，順利完成了實(shí)驗(yàn)。假如由你來(lái)做該實(shí)驗(yàn)，要求電路只連接一次，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。①在虛線框c內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。②簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)步驟：a．閉合開(kāi)關(guān)S1、S2接1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)為3.8V。b．保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不變，S2接2，讀出電壓表示數(shù)U。。③寫出燈泡額定功率的表達(dá)式P額＝3.8V×U?3.8VR【解答】解：（1）測(cè)燈泡功率實(shí)驗(yàn)，電壓表測(cè)燈泡兩端電壓，電流表測(cè)通過(guò)燈泡的電流，實(shí)物圖連接如下圖1所示：（2）發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表無(wú)示數(shù)，電壓表有示數(shù)。其故障原因可能是燈泡斷路或燈座斷路；（3）電壓表示數(shù)為3V小于燈泡額定電壓，為測(cè)燈泡額定電壓，應(yīng)增大燈的電壓，減小變阻器分得的電壓，根據(jù)分壓原理，應(yīng)減小變阻器連入電路中的阻值大小，所以，應(yīng)向右移動(dòng)滑片，使電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓3.8V；由圖b知，電流表量程為0～0.6A，其分度值為0.02A，示數(shù)為0.4A，燈泡額定功率P＝UI＝3.8V×0.4A＝1.52W；（4）①在上面分析的基礎(chǔ)上，實(shí)驗(yàn)電路圖如下圖2所示：②實(shí)驗(yàn)步驟：a、根據(jù)電路圖連接電路，閉合開(kāi)關(guān)S1、S2接1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)為3.8V；b、保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不變，S2接2，讀出電壓表示數(shù)U。③在②中，因電路的連接關(guān)系沒(méi)有改變，各用電器的電壓保持不變，所以燈仍正常發(fā)光，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)，定值電阻的電壓U定＝U﹣3.8V，通過(guò)其的電流，即燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流IR0=UP額＝U額IR0＝3.8V×U?3.8V故答案為：（1）見(jiàn)上圖1；（2）燈泡斷路或燈座斷路（3）右；1.52；（4）①見(jiàn)上圖2；②a閉合開(kāi)關(guān)S1、S2接1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，使電壓表示數(shù)為3.8V；b、保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不變，S2接2，讀出電壓表示數(shù)U；③3.8V×U?3.8V

[猜押題專練]1．某實(shí)驗(yàn)小組為研究電流與電壓、電阻之間的關(guān)系，開(kāi)展了探究活動(dòng)。已有器材：一個(gè)阻值為10Ω的電阻R、滑動(dòng)變阻器、電壓表、電流表、電壓恒定的電源、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)中，獲得了如表中所示的幾組數(shù)據(jù)。（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，將實(shí)物圖連接完整。（2）你認(rèn)為記錄表中，“？”處該填電壓U（V）/電流I（A）。實(shí)驗(yàn)次序123電壓U（伏）246電流I（安）0.20.40.6？（3）同學(xué)們要研究電流與電阻的關(guān)系：還要補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)器材：若干個(gè)定值電阻?！窘獯稹拷猓海?）滑動(dòng)變阻器按一下一上連入電路中與電阻串聯(lián)，由表中數(shù)據(jù)電壓為6V，故電壓表選用大量程與電阻并聯(lián)，如下所示：（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，研究電流與電壓之間的關(guān)系，為得出電壓與對(duì)應(yīng)的電流之比是否為一定值，故“？”處該應(yīng)為：電壓U（V）/電流I（A）；（3）要研究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，要控制電阻的電壓不變，記錄電流隨電阻的變化關(guān)系，為得出普遍性的結(jié)論，要多次測(cè)量，故還要補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)器材為若干個(gè)定值電阻。故答案為：（1）如上圖所示；（2）電壓U（V）/電流I（A）；（3）若干個(gè)定值電阻。2．在“測(cè)定導(dǎo)體電阻”的實(shí)驗(yàn)中，電源使用二節(jié)新干電池，被測(cè)電阻的阻值約為5Ω，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格是“10Ω1.5A”。（1）圖甲是實(shí)驗(yàn)電路，在連接電路過(guò)程中，開(kāi)關(guān)應(yīng)該先斷開(kāi)。（2）某次實(shí)驗(yàn)中，電壓表的示數(shù)如圖乙所示，讀數(shù)為1.5V。（3）電路連接正確，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表所示，其中一組數(shù)據(jù)有拼湊的嫌疑，請(qǐng)指出并說(shuō)明判斷依據(jù)第1組數(shù)據(jù)有拼湊的嫌疑，電路的最小電流為0.2A。實(shí)驗(yàn)序號(hào)1234電壓/V0.61.21.82.4電流/A0.120.240.360.48（4）實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)認(rèn)為在沒(méi)有電流表的情況下，利用電壓表和已知阻值的定值電阻R0也可以測(cè)量未知電阻Rx阻值，并設(shè)計(jì)了電路圖，下列圖中不可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量Rx阻值的電路圖是B?！窘獯稹拷猓海?）圖甲是實(shí)驗(yàn)電路，在連接電路過(guò)程中，開(kāi)關(guān)應(yīng)該先斷開(kāi)；（2）某次實(shí)驗(yàn)中，電壓表的示數(shù)如圖乙所示，電壓表選用小量程，分度值為0.1V，讀數(shù)為1.5V；（3）由滑動(dòng)變阻器的規(guī)格是“10Ω1.5A”，可知變阻器的最大電阻為10Ω，被測(cè)電阻的阻值約為5Ω，由電阻的串聯(lián)規(guī)律和歐姆定律，電路的最小電流為：I=U故第1組數(shù)據(jù)有拼湊的嫌疑，因電路的最小電流為0.2A；（4）A、當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，R0短路，電壓表測(cè)電源電壓，設(shè)此時(shí)示數(shù)為U1；當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，R0與RX串聯(lián)，電壓表測(cè)RX的電壓，設(shè)此時(shí)示數(shù)為U2，則此時(shí)R0兩端的電壓為U1﹣U2。根據(jù)串聯(lián)電路電流處處相等可列出等式：U1?U2RB、當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，RX被短路，電壓表測(cè)電源電壓，當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，RX與R0串聯(lián)，電壓表仍測(cè)電源電壓，無(wú)法推導(dǎo)出通過(guò)RX的電流，故此電路不能測(cè)出RX阻值。C、當(dāng)開(kāi)關(guān)擲到1檔時(shí)，只有RX接入電路，電壓表示數(shù)等于電源電壓，設(shè)此時(shí)示數(shù)為U1，當(dāng)開(kāi)關(guān)擲到2檔時(shí)，RX與R0串聯(lián)，電壓表測(cè)RX的電壓，設(shè)此時(shí)示數(shù)為U2，則此時(shí)R0兩端電壓為U1﹣U2，根據(jù)串聯(lián)電路電流處處相等可列出等式：U2RX=UD、當(dāng)開(kāi)關(guān)擲到1檔時(shí)，只有R0接入電路，電壓表示數(shù)等于電源電壓，設(shè)此時(shí)示數(shù)為U1，當(dāng)開(kāi)關(guān)擲到2檔時(shí)，RX與R0串聯(lián)，電壓表測(cè)R0的電壓，設(shè)此時(shí)示數(shù)為U2，則此時(shí)RX兩端電壓為U1﹣U2．根據(jù)串聯(lián)電路電流處處相等可列出等式：U2RX=U故選B。故答案為：（1）斷開(kāi)；（2）1.5V；（3）第1組數(shù)據(jù)有拼湊的嫌疑，電路的最小電流為0.2A；（4）B。3．小兵用如圖1所示電路來(lái)探究“電壓一定時(shí)，電流與電阻的關(guān)系”。（1）將R調(diào)為5Ω，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器至適當(dāng)位置，記錄兩電表示數(shù)，其中電壓表的指針?biāo)肝恢萌鐖D2所示，它的示數(shù)為2V。（2）將R調(diào)為20Ω，小兵在記錄數(shù)據(jù)前，他應(yīng)滑動(dòng)變阻器的滑片；電壓表的示數(shù)仍為2V。（3）多次實(shí)驗(yàn)后，小兵得到電流和電阻R的倒數(shù)的關(guān)系圖象如圖3所示，由此他得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：當(dāng)電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比（選填“正比”或“反比”）。（4）小兵身旁有一只僅能看清“▄0.25A”字樣的小燈泡，為了知道其額定功率，他根據(jù)圖3得到0.25A對(duì)應(yīng)的電阻值為8Ω，從而算出該小燈泡的額定功率P＝0.5W，你認(rèn)為小兵求小燈泡額定功率的方法是否正確：不正確（選填“正確”或“不正確”），你的理由是：該圖象是在U＝2V的情況下得到的，而當(dāng)小燈泡兩端的電壓為2V時(shí)，通過(guò)小燈泡的電流不一定是0.25A。【解答】解：（1）由圖可知，電壓表的量程是0﹣3V量程，分度值為0.1V，根據(jù)指針位置可得電壓U＝2V；（2）將R調(diào)為20Ω，小兵在記錄數(shù)據(jù)前，要保持電阻兩端的電壓不變，他應(yīng)先調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)仍為2V；（3）由圖3可知，電流與1R（4）該圖象是在U＝2V的情況下得到的，而當(dāng)小燈泡兩端的電壓為2V時(shí)，通過(guò)小燈泡的電流不一定是0.25A，所以小兵求小燈泡額定功率的方法是不正確的故答案為：（1）2；（2）滑動(dòng)變阻器的滑片；電壓表的示數(shù)仍為2V；（3）反比；（4）不正確；該圖象是在U＝2V的情況下得到的，而當(dāng)小燈泡兩端的電壓為2V時(shí)，通過(guò)小燈泡的電流不一定是0.25A。4．小金和同桌準(zhǔn)備用電源、滑動(dòng)變阻器、電流表、電壓表、電阻若干、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等來(lái)探究“通過(guò)導(dǎo)體的電流與電阻的關(guān)系”。（1）請(qǐng)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并根據(jù)電路圖說(shuō)明如何操作；（2）如表是實(shí)驗(yàn)時(shí)記錄的數(shù)據(jù)。在坐標(biāo)系中畫出通過(guò)導(dǎo)體電流隨電阻變化的圖象，并得出結(jié)論電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比。實(shí)驗(yàn)序號(hào)12345電阻R/Ω2.55102025電流I/A0.80.40.20.10.08【解答】解：（1）探究“通過(guò)導(dǎo)體的電流與電阻的關(guān)系”，要控制電阻的電壓不變，記錄電流隨電阻的變化關(guān)系，故電壓表與定值電阻并聯(lián)，電流表與定值電阻串聯(lián)，為得出普遍性的結(jié)論，要多次測(cè)量，故將滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，如下左所示：操作步驟：如上連接電路，將變阻器最大電阻連入電路中，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)為U，記下電流表示數(shù)為I；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，將變阻器的最大電阻連入電路中，分別換接不同的定值電阻，移動(dòng)變阻器的滑片，控制電壓表示數(shù)不變，記下對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)；（2）橫坐標(biāo)每2小格為2.5V，縱坐標(biāo)每1小格表示0.1A，根據(jù)描點(diǎn)法作圖，如上右所示：根據(jù)表數(shù)據(jù)，電流與電阻之積為：U＝IR＝0.8A×2.5Ω＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣0.08A×25Ω＝2V，電流與電阻之積為一定值，故得出：電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比。故答案為：（1）如上左所示；將變阻器最大電阻連入電路中，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)為U，記下電流表示數(shù)；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，將變阻器的最大電阻連入電路中，分別換接不同的定值電阻，移動(dòng)變阻器的滑片，控制電壓表示數(shù)不變，記下電流表示數(shù)；（2）如上右所示；電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比。5．為了研究小燈泡電流與電壓的關(guān)系，小葉選擇額定電壓為2.5V的小燈泡、電壓恒為4V的電源以及其他相關(guān)器材連接了圖甲電路，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（1）請(qǐng)?jiān)诖鸢干嫌霉P畫線將圖甲電路連接完整。（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，小葉將滑動(dòng)變阻器的滑片從B端開(kāi)始移動(dòng)，直到燈泡正常發(fā)光，在此過(guò)程中測(cè)得小燈泡電流和電壓的各組數(shù)據(jù)，并正確畫出曲線a，如圖乙所示。由此可以得出結(jié)論為燈的電阻是變化的，另外可知小燈泡的額定功率為0.75W。（3）請(qǐng)根據(jù)圖乙曲線a畫出滑動(dòng)變阻器中的電流與電壓關(guān)系圖并標(biāo)注為b。由圖可知該實(shí)驗(yàn)中小葉選擇的滑動(dòng)變阻器可能是B。A．滑動(dòng)變阻器R1（20歐，3安）B．滑動(dòng)變阻器R2（50歐，2安）C．滑動(dòng)變阻器R3（2000歐，0.25安）【解答】解：（1）小燈泡的額定電壓為2.5V，故電壓表選用小量程與燈并聯(lián)，如下左圖所示：（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，小葉將滑動(dòng)變阻器的滑片從B端開(kāi)始移動(dòng)，直到燈泡正常發(fā)光，在此過(guò)程中測(cè)得小燈泡電流和電壓的各組數(shù)據(jù)，并正確畫出曲線a，由圖乙知，電流隨電壓的變化關(guān)系為一曲線，可以得出結(jié)論為燈的電阻是變化的；燈在額定電壓2.5V時(shí)的電流為0.3A，小燈泡的額定功率為：P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；（3）變阻器與燈串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律，燈的電壓與變阻器的電壓之和為電源電壓，通過(guò)變阻器的電流等于燈的電流，故當(dāng)燈的電壓為0.5V、1.0V、1.5V、2.5V時(shí)，變阻器的電壓分別為3.5V、3.0V、2.5V、1.5V，而對(duì)應(yīng)的電流大小不變，根據(jù)描點(diǎn)法作圖，用平滑的曲線連接起來(lái)，如上右所示：由圖乙知，當(dāng)燈的電壓為0.5V時(shí)，通過(guò)的電流為0.1A，由串聯(lián)電路的規(guī)律及歐姆定律，這時(shí)變阻器連入電路的電阻：R滑=U?U1I1=4V?0.5V故答案為：（1）如上所示；（2）燈的電阻是變化的；0.75W；（3）B。6．在測(cè)量小燈泡功率的實(shí)驗(yàn)中，相關(guān)電學(xué)器材如下：電壓表、電流表各1只，小燈泡（額定電壓3.8V、阻值約為10歐），開(kāi)關(guān)1只，新干電池3節(jié)，滑動(dòng)變阻器1只（規(guī)格是“20歐1安培”），導(dǎo)線若干。（1）小科連接的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖甲所示，其中有一條導(dǎo)線連接錯(cuò)誤，請(qǐng)?jiān)阱e(cuò)誤的導(dǎo)線上畫“×”，并用筆畫線代替導(dǎo)線，畫出正確的連線。（2）實(shí)驗(yàn)前在檢查儀器時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表指針如圖乙所示，則接下來(lái)的操作是對(duì)電流表調(diào)零。序號(hào)1234電壓/伏123.84.2電流/安0.110.240.350.38（3）正確電路連接好后，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，但電壓表有示數(shù)，電流表無(wú)示數(shù)，則故障的原因可能是小燈泡斷路。（4）排除故障后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，讀出兩只電表的示數(shù)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表所示，其中一組數(shù)據(jù)有偽造的嫌疑，請(qǐng)指出并說(shuō)明判斷依據(jù)：第一次實(shí)驗(yàn)的電流不可能低至0.11A?！窘獯稹拷猓海?）由原電路圖知，電流表與燈泡并聯(lián)，電壓表串聯(lián)在電路中，故電流表與電壓表連接錯(cuò)誤，電壓表應(yīng)與燈泡并聯(lián)，電流表應(yīng)串聯(lián)在電路中，電路如圖所示：（2）電流表指針沒(méi)有指在零刻度線上，應(yīng)先對(duì)電流表調(diào)零；（3）電路正確連接后，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑片P，發(fā)觀燈泡總不亮，且電流表無(wú)示數(shù)，電壓表示數(shù)有示數(shù)，則故障原因可能是燈泡斷路；（4）滑動(dòng)變阻器的最大電阻為15Ω，小燈泡阻值約為10Ω，由電阻的串聯(lián)，電路的電阻最大值為：R大＝15Ω+10Ω＝25Ω，由歐姆定律，電路中的最小電流：I=UR大故答案為：（1）見(jiàn)上圖；（2）對(duì)電流表調(diào)零；（3）小燈泡斷路；（4）第一次實(shí)驗(yàn)的電流不可能低至0.11A。7．小王做“測(cè)量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)所用器材有：標(biāo)有“2.5V”字樣、正常發(fā)光時(shí)阻值約為13Ω的完全相同的小燈泡兩個(gè)，電壓恒為3V的學(xué)生電源，標(biāo)有“20Ω，1A”的滑動(dòng)變阻器，電流表，電壓表，開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線若干。（1）圖甲是實(shí)驗(yàn)電路圖，圖乙是實(shí)物連接圖，接線過(guò)程中有一處連接錯(cuò)誤，請(qǐng)?jiān)阱e(cuò)誤的接線上打“×”并用筆畫線代替導(dǎo)線進(jìn)行改正，要求改正后滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大。（2）小王在實(shí)驗(yàn)之前檢查儀表時(shí)發(fā)現(xiàn)：電流表有電流通過(guò)時(shí)能自由偏轉(zhuǎn)；電流表未接入電路時(shí)，電流表指針如圖丙所示，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是電流表指針沒(méi)有調(diào)零。（3）按電路圖正確連接后，閉合開(kāi)關(guān)，燈不亮，電壓表示數(shù)接近電源電壓，電流表無(wú)示數(shù)造成這種現(xiàn)象的原因可能是C（填正確選項(xiàng)前的字母）A．滑動(dòng)變阻器斷路B．開(kāi)關(guān)接觸不良C．小燈泡與燈座接觸不良D．電流表斷路【解答】解：（1）原電路中，將變阻器的金屬桿連入電路是錯(cuò)誤的，因要求改正后滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大，故變阻器左下接線柱連入電路中，如下所示：（2）小王在實(shí)驗(yàn)之前檢查儀表時(shí)發(fā)現(xiàn)：電流表有電流通過(guò)時(shí)能自由偏轉(zhuǎn)；電流表未接入電路時(shí)，電流表指針如圖丙所示，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是電流表指針沒(méi)有調(diào)零；（3）ABD．若滑動(dòng)變阻器斷路或開(kāi)關(guān)接觸不良或電流表斷路，則整個(gè)電路斷路，兩表都沒(méi)有示數(shù)，不符合題意；C．若小燈泡與燈座接觸不良，燈所在支路斷路，燈不亮，電流表無(wú)示數(shù)，電壓表串聯(lián)在電路中與電源連通測(cè)電源電壓，電壓表示數(shù)接近電源電壓，符合題意，故選C；故答案為：（1）如上所示；（2）電流表指針沒(méi)有調(diào)零；（3）C。8．小紅用一只標(biāo)有“3.0V字樣的小燈泡練習(xí)測(cè)定小燈泡的電功率。（1）小紅完成的電路迕接如圖所示。某時(shí)刻發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)為2.5V，小紅應(yīng)怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器：滑動(dòng)變阻器的滑片向右調(diào)節(jié)，使電壓表的示數(shù)為3.0V。（2）小紅閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電壓表有示數(shù)，電流表無(wú)示數(shù)，任意移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電壓表示數(shù)不變。經(jīng)檢查電路連接無(wú)誤，且導(dǎo)線無(wú)接觸不良之處，產(chǎn)生這種故障原因是燈泡斷路。（3）小紅還想利用上述實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量一段電爐絲的電阻Rx，可是連接電路時(shí)發(fā)現(xiàn)電流表已燒壞，原電路不能使用。請(qǐng)你利用現(xiàn)有器材（電壓未知的電源、量程合適的電壓表、最大阻值已知為R0的滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)各一個(gè)，導(dǎo)線若干），幫助設(shè)計(jì)一個(gè)不用改變電壓表位置就能測(cè)出這段電爐絲電阻的電路。把你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖畫在虛線框內(nèi)（電爐絲的符號(hào)用電阻的符號(hào)表示）?！窘獯稹拷猓海?）由于電壓表的示數(shù)為2.5V，小于額定電壓3.0V，故應(yīng)使電流變大，滑動(dòng)變阻器的滑片向右調(diào)節(jié)，電阻變小，燈的兩端的電壓變大；（2）閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表無(wú)示數(shù)，電路可能有斷路發(fā)生，電壓表有示數(shù)，說(shuō)明電壓表到電源間是通路，且任意移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電壓表示數(shù)不變而經(jīng)檢查導(dǎo)線無(wú)接觸不良之處，電路連接正確，產(chǎn)生這種故障原因是燈泡斷路；（3）如圖所示：把滑動(dòng)變阻器和待測(cè)電阻串聯(lián)，電壓表和待測(cè)電阻并聯(lián)。故答案為：（1）滑動(dòng)變阻器的滑片向右調(diào)節(jié)，使電壓表的示數(shù)為3.0V；（2）燈泡斷路；（3）見(jiàn)上圖。9．小江在測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)小燈泡的額定電壓是2.5V，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為10Ω。（1）小江按圖甲所示連接完電路，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表滿偏，且燈不亮，同桌小濱告訴他，只需要改動(dòng)一根導(dǎo)線即可，請(qǐng)你在圖甲中將需要改動(dòng)的導(dǎo)線打“×”，并重新連接那條導(dǎo)線。（2）重新連接后，小江閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑片P到某一位置時(shí)，電壓表示數(shù)如圖乙所示，若他想測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)將圖甲中滑動(dòng)變阻器的滑片P向左端移動(dòng)。（3）小江同學(xué)繼續(xù)移動(dòng)滑片P，記下多組對(duì)應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成圖丙所示的I﹣U關(guān)系圖象，根據(jù)圖象信息，可計(jì)算出小燈泡的額定功率是0.5W?！窘獯稹拷猓海?）原電路中，電流表與燈并聯(lián)，電壓表串聯(lián)在電路中是錯(cuò)誤的，電流表應(yīng)與燈串聯(lián)，電壓表與燈并聯(lián)，如下所示：（2）燈在額定電壓下正常發(fā)光，圖乙中電壓選用小量程，分度值為0.1V，示數(shù)為2.2V，小于燈的額定電壓2.5V，應(yīng)增大燈的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，應(yīng)減小變阻器的電壓，由分壓原理，應(yīng)減小變阻器連入電路中的電阻大小，故滑片向左移動(dòng)，直到電壓表示數(shù)為額定電壓；（3）根據(jù)繪制成圖丙所示的I﹣U關(guān)系圖象知，當(dāng)燈泡兩端電壓為額定電壓2.5V時(shí)，通過(guò)的小燈泡的電流為0.2A，故燈泡的額定功率：P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W；故答案為：（1）如上所示；（2）左；（3）0.5。10．在“測(cè)量小燈泡額定功率”實(shí)驗(yàn)中，小燈泡的額定電壓U額＝2.5V．（1）圖甲是測(cè)量小燈泡額定功率的實(shí)物電路圖，圖中有一根線連接錯(cuò)誤，請(qǐng)?jiān)谶@根線上打“×”，并在圖中改正。（2）閉合開(kāi)關(guān)前，滑片P應(yīng)位于B（選填“A”或“B”）端。（3）閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑片P直到電壓表示數(shù)為2.5V，此時(shí)電流表示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為0.65W。（4）小華設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路也完成了該實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟如下（電源電壓不變，R1和R2為滑動(dòng)變阻器，R2的最大電阻為R0）。①只閉合開(kāi)關(guān)S、S1，調(diào)節(jié)R2，使電壓表的示數(shù)為2.5V；②只閉合開(kāi)關(guān)S、S2，調(diào)節(jié)R1，使電壓表的示數(shù)仍為2.5V；③接著將R2的搰片P調(diào)至最左端，記下電壓表的示數(shù)為U1；再將R2的滑片P調(diào)至最右端，記下電壓表的示數(shù)為U2；則小燈泡額定功率的表達(dá)式P額＝U額2(U1?U2)U【解答】解：（1）分析實(shí)物圖可知，此時(shí)變阻器與電流表串聯(lián)后與燈并聯(lián)，電壓表串聯(lián)在電路中，是錯(cuò)誤的，電流表應(yīng)與燈串聯(lián)，變阻器與燈串聯(lián)，電壓表與燈并聯(lián)，將小燈泡左側(cè)連線改接到電壓表左側(cè)，如下圖所示：（2）為了保護(hù)電路，開(kāi)關(guān)閉合前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)位于阻值最大處，即B端；（3）圖乙中，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.26A，則燈泡的額定功率：P＝UI＝2.5V×0.26A＝0.65W；（4）①只閉合小燈泡所在支路，即閉合S、S1，通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R2使燈泡兩端電壓為額定電壓，即2.5V；②利用等效替代的方法，只閉合R1所在支路，即閉合S、S2，通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1使R1兩端電壓為小燈泡的額定電壓，即2.5V，此時(shí)R1＝RL；③將R2的滑片P調(diào)至最左端，記下電壓表的示數(shù)為U1；再將R2的滑片P調(diào)至最右端，記下電壓表的示數(shù)為U2，在③中，將R2的滑片P調(diào)至最左端，R2連入電路中的電阻為0，電壓表的示數(shù)為U1即為電源電壓；再將R2的滑片P調(diào)至最右端，此時(shí)兩變阻器串聯(lián)，電壓表的示數(shù)為U2，即為R1的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和歐姆定律有：U1?U2R小燈泡額定功率的表達(dá)式：P額=U額由①②得：P額=U故答案為：（1）如上圖；（2）B；（3）0.65；（4）U額11．一個(gè)額定電壓是2.5V的小燈泡，正常工作時(shí)的電阻約為10Ω．小明想測(cè)量它的額定功率?，F(xiàn)有如下器材：電源（電壓恒為6V）、電流表、電壓表、開(kāi)關(guān)各1個(gè)、規(guī)格分別為“10Ω1A”和“50Ω0.5A”的滑動(dòng)變阻器2個(gè)，導(dǎo)線若干。（1）小明設(shè)計(jì)了圖甲所示電路，他應(yīng)選用規(guī)格為“50Ω0.5A”的滑動(dòng)變阻器。（2）圖乙是小李連接的實(shí)物圖，閉合開(kāi)關(guān)后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，經(jīng)檢查是由于一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤，請(qǐng)你在圖乙中連接錯(cuò)誤的導(dǎo)線上打“×”并補(bǔ)畫出正確的連線。（3）小李移動(dòng)滑片，獲得多組對(duì)應(yīng)的電壓、電流值，繪出如圖丙所示的I﹣U圖象，則小燈泡的額定功率為0.5W，正常發(fā)光時(shí)的電阻為12.5Ω．當(dāng)滑片向左移動(dòng)時(shí)，小燈泡的電阻值將增大（選填“增大”或“減小”）。（4）完成實(shí)驗(yàn)后，小明又利用其他器材對(duì)這只小燈泡的額定功率進(jìn)行了測(cè)定。圖丁是他設(shè)計(jì)的電路，其中的“”為變阻箱符號(hào)，變阻箱不但能像滑動(dòng)變阻器一樣調(diào)節(jié)變阻，還能讀出任何時(shí)候的電阻值，請(qǐng)補(bǔ)充完整實(shí)驗(yàn)步驟并寫出測(cè)定額定功率的表達(dá)式。實(shí)驗(yàn)步驟：①首先閉合S1，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，使電壓表