专项10 电学实验整合

专项（十）电学实验整合类型一探究串、并联电路的电流电压特点1.（2023江苏树人中学期中）利用如图所示的电路探究串联电路的规律，下列做法不正确的是（）A.分别将开关改接到a、b、c处，可探究开关位置的改变对用电器控制作用的影响B.分别将电流表串联在a、b、c处，可探究电路中各处电流的关系C.分别将电压表串联在a、b、c处，可探究电路中各用电器两端电压与电源两端电压的关系D.为使探究结论更具普遍性，可更换不同的用电器或改变电源电压进行多次实验2.（2023江苏仪征期中）在探究串、并联电路中电压规律的实验中:甲乙丙（1）应该选择（选填“相同”或“不同”）规格的小灯泡连接电路。

（2）如图甲所示，正确连接电路后，闭合开关，在测量L1两端电压时，发现电压表出现了如图乙所示的现象，接下来的操作是。在测量L2两端电压时，应先断开开关，（填序号），再闭合开关进行实验。

A.将电压表从L1两端取下，再并联在L2两端B.电压表所接的B点不动，只断开A点导线，并改接到C点上（3）多次实验，可以得出结论:串联电路中电源两端电压等于。

（4）如图丙所示，在“探究并联电路电压的关系”时，把两个小灯泡并联起来，用电压表测量并联电路的总电压。请你用笔画线代替导线将图中电路连接完整，导线不允许交叉。类型二探究电阻的影响因素3.（2023江苏南通启秀中学月考）如图所示在“探究影响导体电阻大小的因素”时，实验室提供了4根电阻丝，A、B、C是镍铬合金丝，D是锰铜合金丝。小明、小红两位同学有如下猜想:①导体的电阻与导体的长度有关;②导体的电阻与导体的横截面积有关;③导体的电阻与导体的材料有关。（1）该实验是通过观察来间接比较导线电阻大小的，这种科学研究方法是物理学中常用的。

（2）如图所示电路中，连接电路时开关应，连接好电路后，在M、N之间分别接上不同的电阻丝。

（3）为了验证上述猜想①，应该选用编号为两根电阻丝进行实验;如果选用编号为A、C两根电阻丝进行实验，是为了验证猜想（填序号）。

（4）在最近几年，我市许多地区进行了输电线路的改造，将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线，这样就（选填“增大”或“减小”）了输电线的电阻。

类型三探究电流与电压、电阻的关系4.（2023江苏苏州姑苏期中）某同学在“探究电流与电阻关系”的实验中，所用电源是两节新的干电池，定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω和30Ω。甲乙（1）首先将5Ω的定值电阻接入如图甲所示的电路中，闭合开关，向右移动滑动变阻器的滑片，电压表示数（选填“变大”“变小”或“不变”）。经检查发现电路中有一根导线连接错误，请你在错误的导线上画“✕”，并用笔画线代替导线将电路连接正确。

（2）改正电路后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为某一值时，电流表示数如图乙所示。接着小明用10Ω电阻替换5Ω电阻，并移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数仍为V。

（3）为确保所给的定值电阻接入电路后都能正常进行实验，那么，滑动变阻器的最大阻值至少为Ω。

（4）通过实验探究，可以得出结论:当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻。

类型四伏安法及其他方法测电阻5.（2022湖北恩施中考）小亮用如图甲所示的电路测量定值电阻Rx的阻值。甲乙丙（1）连接电路时开关应，滑动变阻器的滑片应移动到端（选填“左”或“右”）;

（2）闭合开关，移动滑片，使电压表示数为2.4V，电流表示数如图乙所示，其读数为A，待测电阻的阻值约为Ω。

（3）实验中，改变几次滑动变阻器滑片的位置，并记录相应数据，目的是。

（4）完成实验后，小亮按照老师的要求，设计在缺少电压表时测量待测电阻Rx阻值的方案。他选用了一个已知阻值的定值电阻R0和一块电流表等器材，用如图丙所示电路进行测量。步骤如下:①闭合开关，记录电流表的示数为I1;②断开开关，将电流表改接到图中（填写元件名称）的右侧。闭合开关，记录电流表的示数为I2;③用I1、I2和R0写出Rx表达式:Rx=。

类型五测量小灯泡的电功率6.（2022江苏南通实验中学期中）在“测量小灯泡电功率”的实验中: （1）连接电路时，开关应。

（2）前，滑动变阻器应调到阻值最大处。

（3）该实验的实验原理是，当测出了U实=U额，U实<U额，U实>U额三种情况下小灯泡的电功率后，（选填“需要”或“不需要”）求三种情况下电功率的平均值。

（4）小斌所在的小组缺少电流表，但聪明的小斌设计了图乙所示电路图，也测出了小灯泡的额定功率。已知电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器A标有“50Ω1A”字样，滑动变阻器B标有“30Ω1.5A”字样。①闭合开关S、S1，断开S2，移动滑动变阻器A的滑片，使电压表的示数为V，此时小灯泡正常发光。

②闭合开关S、S2，断开S1，保持滑动变阻器的滑片不动，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V。

③保持滑动变阻器B的滑片不动，移动滑动变阻器A的滑片至阻值最大处，此时电压表的示数为1V，则小灯泡的额定功率为W。

类型六其他电学实验7.（2023江苏张家港期中）小明想探究光敏电阻的特性，他身边有以下器材:电压为6V的电源、滑动变阻器、电流表、小灯泡、阻值为20Ω的定值电阻R0、光敏电阻、开关及导线若干。但他发现这块电流表的刻线是清晰的，所标数值是模糊的。甲乙丙（1）为了测量电流表的量程他设计了如图甲所示的电路图，实验步骤如下:①用笔画线替代导线补上实物图乙中所缺的四根导线。②闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最（选填“左”或“右”）端。③开关S接a，调节滑动变阻器，使电流表指针指向最大刻度值处，然后保持滑动变阻器滑片位置不变，开关S接b，发现电流表指针指向最大刻度值的三分之一处。④由以上信息可知，滑动变阻器接入电路的阻值为Ω，该电流表的最大刻度值为A。

（2）小明利用上述部分元件来探究光敏电阻的特性，他设计的实验电路如图丙所示，并进行如下操作:①实验中保持小灯泡正对光敏电阻（不考虑其他光源对光敏电阻阻值的影响，忽略小灯泡阻值变化），由左向右缓慢调节滑动变阻器，会发现小灯泡发光（选填“变亮”或“变暗”）。

②同时观察到电流表的示数变大，由以上实验现象可知:光敏电阻的阻值随着光照强度的增大而（选填“增大”或“减小”）。

专项（十）电学实验整合答案全解全析1.C分别把开关改接到a、b、c处,开关的位置不同,通过开关的通断,可以探究开关位置的改变对用电器控制作用的影响,故A正确;分别将电流表串联在a、b、c处,电流表测不同位置的电流,可以探究电路中各处电流的关系,故B正确;电压表要并联在用电器两端,若分别将电压表串联在a、b、c处,相当于断路,不能探究电路中各用电器两端电压与电源两端电压的关系,故C错误;本实验是探究串联电路的规律(主要是电流、电压的规律),为使探究结论更具普遍性,可更换不同的用电器或改变电源电压进行多次实验,故D正确。2.(1)不同(2)断开开关,电压表换用0~3V的量程A(3)各用电器两端的电压之和(4)如图所示丙解析(1)为了使探究结论具有普遍意义,应选择规格不相同的小灯泡进行实验;(2)由图乙可知,测量时,电压表指针偏转角度太小,说明选用的量程过大;为了使实验结果更准确,他应该断开开关,电压表换用0~3V的量程;在测量L2两端电压时,电压表应与L2两端并联,且电流从电压表正接线柱流入,从负接线柱流出,故选A;(3)多次实验,可以得出结论:串联电路中电源两端电压等于各用电器两端的电压之和;(4)根据题意要求,两个小灯泡并联起来,电压表测并联电路的总电压,连接电路,如答案图所示。3.(1)电流表示数大小转换法(2)断开(3)A、B②(4)减小解析(1)电流表串联在电路中,电源电压一定,导体电阻越大,电路电流越小,导体电阻越小,电路电流越大,故可通过电流表示数大小判断导体电阻大小,这种科学研究方法是物理学中常用的转换法;(2)为保护电路,连接电路时,开关应断开;(3)根据控制变量法可知要探究“导体的电阻可能与导体的长度有关”,要保持导体的材料和横截面积相同,而导体长度不同,故应选用编号A和B两根电阻丝;如果选用编号为A、C两根电阻丝进行实验,由题意知A和C两电阻丝的材料和长度相同,横截面积不同,可探究导体电阻跟导体的横截面积是否有关;故选②;(4)导体的长度和材料相同时,横截面积越小,阻值越大;横截面积越大,阻值越小。我国城乡许多地区进行了输电线路的改造,将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,这样减小了输电线的电阻。4.(1)不变如图所示(2)1.5(3)30(4)成反比解析(1)原电路图中,电压表并联在滑动变阻器和定值电阻的两端,相当于测电源电压,由于电源电压不变,故当闭合开关,向右移动滑动变阻器的滑片,电压表示数不变;在“探究电流与电阻关系”的实验中,电压表应并联在定值电阻两端,如答案图所示;(2)当电压表的示数为某一值时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.3A；由欧姆定律可知,当定值电阻为5Ω时,定值电阻两端电压为UV=IR=0.3A×5Ω=1.5V；根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端的电压相同,故用10Ω电阻替换5Ω电阻,并移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数仍为1.5V;(3)由(2)知,定值电阻两端的电压始终保持UV=1.5V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:U滑=U-UV=3V-1.5V=1.5V,变阻器分得的电压等于电压表示数,根据分压原理,当接入30Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为R滑=1×30Ω=30Ω,故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少为30Ω的滑动变阻器;(4)在6次实验中,定值电阻两端的电压始终保持UV=1.5V不变,故得出结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。5.(1)断开右(2)0.2410(3)得到多组数据,通过取平均值来减小测量误差(4)R0I解析(1)为保护电路,在连接电路时,开关应断开,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处,即右端。(2)电流表的示数如题图乙,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.24A,由欧姆定律可得此电阻:Rx=UI(3)改变几次滑动变阻器滑片的位置,并记录相应数据,从而得到多组数据,以便可以求平均值,达到减小误差的目的;(4)①闭合开关,记录电流表的示数为I1,可计算出Rx两端电压U=I1Rx;根据并联电路电压特点,R0两端的电压等于Rx两端电压;②断开开关,将电流表改接到图中R0的右侧,闭合开关,记录电流表的示数为I2,则电源电压为I2R0;③由欧姆定律得,Rx的表达式为Rx=UI6.(1)断开(2)闭合开关(3)P=UI不需要(4)①2.5②AB③0.625解析(1)连接电路时,为保护电路,开关应断开;(2)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调到阻值最大处;(3)该实验的实验原理是P=UI;小灯泡在不同电压下的实际功率不同,不需要求三种情况下电功率的平均值;(4)闭合开关S、S1,断开S2,移动滑动变阻器A的滑片,使电压表示数为2.5V,此时小灯泡正常发光;闭合开关S、S2,断开S1,保持滑动变阻器A的滑片不动,移动滑动变阻器B的滑片,使电压表示数为2.5V,此时变阻器B连入电路中的电阻大小等于小灯泡正常发光时的电阻大小;保持滑动变阻器B的滑片不动,移动滑动变阻器A的滑片至阻值最大处,此时电压表示数为1V,则滑动变阻器A的电压为UA=6V-1V=5V,通过滑动变阻器A的电流为I=UARA=5V50Ω=0.1A;由欧姆定律可得,滑动变阻器B的电阻为RB=UBI=1V0.1A=10Ω；根据②可知,当小灯泡和变阻器B的电压都为2.5V时,小灯泡的电阻与变阻器B的电阻相同,即R灯7.(1)①如图所示②左④100.6(2)①变亮②减小解析(1)①由电路图甲可知,电流从电源正极出发,接到滑动变阻器的滑片位置,再由固定端流出分两条,一条经定值电阻流向单刀双掷开关的b接线柱,一条流向单刀双掷开关的a接线柱,再由单刀双掷