电学实验探究（原卷版+解析）-2021年中考物理复习之压轴题

专题11—电学实验探究专题

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点01：探究串、并联电路中电流及电压的规律

「考点02：探究电流、电压及电阻的关系

■I

T考点。3：探究影响电阻的因素

专题11—电学实验探究专题

jf考点04：焦耳定律的实验探究

------------------------------------X

J考点05:伏安法测电阻的实验探究

----------------------------------------\

匚考点06:测定小灯泡的功率的实验探究

典例剖析

考点01：探究串、并电路中电流及电压的规律：

1：此考点应注意的问题：

①能正确画出相应的电路图并根据电路图能正确连接实物图。

②正确连接电流表或电压表并选择合适的量程。

③在实验过程中，要更换规格不同的小灯泡，并重复多次实验记录多组实验数据，以排除偶

然性，使实验结论更加准确可靠。

④在探究串联电路电压规律的实验中当需测量另一个相临的灯泡两端电压时,不能直接将电

压表翻转，否则会造成电压表正、负接线柱接反，不能读数，还可能会损坏电压表。

2：实验结论：

（1）串联电路中电流处处相等，串联电路的总电压等于各用电器两端电压之和。

（2）并联电路各支路两端电压等于电源总电压，并联电路中干路电流等于各支路电流之和。

例1：（2020河北石家庄一模）在探究“串联电路电压规律”的实验中，实验器材：开关1

个，电压表一个，干电池2节，小灯泡2个，导线若干，小明设计了如图甲所示的电路。【实

验过程】①将两个灯泡串联，用电压表测出L两端电压；②用电压表测出L,两端电压；③

用电压表测出电源两端电压；小明的实验数据如下表：

Li两端电压L2两端电压电池两端电压

0.9V1.2V2.IV

请回答下列问题：（1）请将图甲电路连接完整，成为进行实验步骤②时的电路。

（2）根据表格中的数据,小明得出以下结论：①串联电路中总电压等于各用电器两端电压之

和。②串联电路中各用电器两端电压相等。请你对他得出结论的原因进行评

估;为了完善此处疏漏，在不增加实验器材前提下，你认为应增加的实验

操作是。（3）若考虑电压表的电阻，电压表和灯泡并联后会使

待测灯泡两端电压（选填“变大”“变小”或“不变”兀

（4）小明在测量电源两端电压时的电路如图乙所示，他发现开关在断开和闭合时电压表的

示数并不相同，两者竟然有0.3V的差异，他将自己的疑问告诉老师，老师启发他这是由于

电池内部也有很小的电阻造成的，可把电池内电阻看成一个串联在电路中的定值电阻进行分

析，如图丙所示。由此我们可推断出：小明在断开开关时电压表的示数应为Vo

【拓展】小明完成实验后想要测量这两节干电池内电阻，他将乙图电路中的两只小灯泡取下,

替换成一个5Q的定值电阻，闭合开关，电压表示数为2V;据此小明计算出两节干电池的内电

阻应为Q；小明手边还有3Q和30Q的两个定值电阻，小明应选用阻值为Q的

定值电阻再次测量，理由是。

例2：（2020•绥化）如图甲是小明“探究串联电路的电压规律”的实验电路图。

(1)连接电路时，开关应o实验时，灯Li和灯L2的规格应________o(填

“相同”或“不相同”)。

(2)闭合开关后，小明发现两灯都不发光，于是分别把电压表接在图甲中AB两点、BC两

点及AC两点，测得数据分别是UAB=3V,UBC=OV,UAC=3V；小明检查发现只有灯LI和灯

L2中的一盏出现故障，则故障可能是。

(3)处理好故障后，小明把电压表接在AB之间重新测量，电压表示数如图乙所示，电压

表的分度值是V；为了使实验结果更准确，接下来小明应该：断开开关o

(4)正确实验后，小明分析多组数据得出结论o(请使用文字叙述)

考点02：探究电流、电压及电阻的关系：

(1)在探究电流与电阻的关系的实验中，在改变连入电路的电阻时必须不断的移动滑动变

阻器以保证电阻两端的电压不变，从而通过观察记录电流表的示数得出结论.

(2)如果所更换的电阻值较大而选用的变阻器阻值较小时通常可以开始时控制待测电阻两

端的电压较大，否则实验中，可能无论如何移动滑片都不能使待测电阻两端的电压保持不变。

(3)在研究电流与导体两端电压的关系时，必须保持接入电路的电阻不变，通过调节变阻

器的滑片来改变电阻两端的电压并记录相应的电流值从而得出在电阻一定时通过导体的电

流与导体两端的电压成正比；

【帮你归纳】1：此实验中也必须通过多次实验得结论而不能只通过一组数据得出结论，且

此实验多次测量并不是为了求平均值而是为了通过多次实验得出的结论更具有普遍性。

2：在此实验中如所选择的电阻太大，或控制电阻两端的电压太小均可能使电流表示数过小

无法准确读数从而使实验失败。

3：无论在得出电流与电压的规律和还是得出电流与电阻的规律时必须是在控制变量的前提

下得出：即在电阻一定时，通过导体的电流与电压成正比；在导体两端电压一定时，通过导

体的电流与电阻成反比。

例1：(2020•贵州黔东南)某学习小组在“探究通电导体中的电流与电阻的关系”实验中，

连接了如图甲所示的电路(电源电压保持4.5V不变)。

(1)用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整；(要求：滑动变阻器的滑片P向左移动时,

电路中电流变大；导线不得交叉)()

(2)连接好电路，闭合开关，发现电压表示数等于电源电压，电流表有示数，移动滑片，电

表示数不变，则故障为滑动变阻R；

(3)探究通电导体中的电流与电阻的关系实验要在电压一定时进行，图乙是小组根据测得的

实验数据绘制的电流/随电阻衣变化的图像。由图像可知A两端的电压为V；当7?

的电阻由5Q更换为10Q时，闭合开关后，为使〃两端的电压________(选填“改变”或

“不变”)，滑动变阻器的滑片应向—(选填“左”或“右”)端滑动；若实验中"的阻

值分别是5Q、10Q、15。、20。、25Q,为了保证完成实验，则滑动变阻器的阻值至少是

________Qo

【变式1-1](2019河北石家庄一模)小明用如图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电阻

的关系”。实验中，他始终保持定值电阻两端的电压为6V不变。器材如下：电源(电压恒为9

V),电流表(0~0.6A),电压表(0—15V),15Q、20Q、25Q、30Q和50Q的定值电阻

各一只，滑动变阻器(20Q,1A)。

(1)请按乙图电路用笔画线代替导线,将甲图实物电路连接完整。

(2)小明将定值电阻接入a、b之间进行实验,在闭合开关前,应将滑片P置于图中滑动变阻器

的最—(选填“左”或“右”)端。闭合开关后，小明发现电流表有示数，电压表示数始终为

零，已知导线和各处的连接完好，由此推断，电路中的故障可能o

(3)小明将某定值电阻接入a、b之间进行实验，闭合开关,调节滑动变阻器，使电压表示数为

6V,此时电流表的示数如图丙所示,则此时a、b间电阻大小是Q。当小明将50Q

定值电阻接入a、b之间进行实验时,发现无论怎样调节滑动变阻器都无法达到实验目的(电

路连接完好),请提出改进方案o(4)若用电阻箱替换定值电阻

接在a、b之间,其他实验条件不变,为完成上述实验，电阻箱的阻值调节范围是0

【拓展】改变电源电压并换用不同规格的滑动变阻器，两电表量程可重新选择。用标有“2.5

V”字样的小灯泡替换定值电阻，第1次实验时，将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处，闭合

开关,读出两电表示数,并记录在表格中;第2次实验时,移动滑片至滑动变阻器中点,测出数

据，记录在表格中。分析表格中的数据可知:小灯泡正常发光时，电路的总功率为W„

实验次数123

电压U/V0.91.52.5

电流I/A0.360.601.00

例2：(2020•江苏泰州)在“探究电流与电压关系”实验中，小明所用电路如图所示。

(1)请用笔画线代替导线，将实物电路连接完整。要求：开关闭合前无需移动滑片；

(2)闭合开关，电流表有示数，电压表无示数，小明检查发现仅导线有故障，则故障为

；A.导线④断路B.导线③断路C.导线②断路D.导线①断路

(3)排除故障后，闭合开关，移动滑片，当电压表示数为IV时，读出电流表示数并记录在上

表中；继续移动滑片，分别读出电阻两端电压为2V和3V时电流表的示数，并依次记录在表

格中。

实验序号U/N〃A

①1.0020

②2.00.40

③3.00.58

(4)分析表中数据，可得出的结论是：—

(5)实验结束，小明整理器材时发现定值电阻很热，他联想到：处理数据时，第三组数据之

间的关系与前两组数据之间的关系存在差异，他和同组小华就此展开讨论，认为数据差异可

能是由于造成的。由此反思实验过程：实验时每次读取数据后要(写具体

操作)，再记录数据，减小此因素对测量结果的影响。

【变式2-1](2020•广东)做“探究电流与电阻的关系”实验时，可供选择的器材有：电压为

6V的电源，电流表(0-0.6A),电压表(0-3V),开关，阻值分别为5。、10。、15Q和

20Q的定值电阻各1个，最大阻值分别为10Q和50Q的滑动变阻器各1个，导线若干。

(1)如图所示的实验电路中，正确的是,应选用最大阻值―Q的滑动变阻器。

(2)若按图乙所示电路图连接好电路后，闭合开关，可观察到电流表的指针(选

填“向右”“反向”或“几乎不”)偏转。

(3)按正确电路图连接电路，闭合开关，电流表和电压表均有示数，但移动滑动变阻器的

滑片时，两表的示数均保持不变，经判断是接线有误，错误可能是o

(4)纠正错误后，依次更换定值电阻，并控制定值电阻两端电压为2.5V进行实验。请将记

录实验数据的表格补充完整。①U=Vo

实验序号1234

②__________2015105

③__________

考点03：探究影响电阻的因素:

(1)此实验在探究影响电阻的三个因素时采用了控制变量法，即在探究影响电阻的某一个

因素时，必须控制其它两个因素不变。

(2)在叙述电阻与其中一个因素的关系时，必须要在控制其它因素不变的前提下得出结论。

(3)导体的电阻是导体本身的一种属性其大小与导体两端的电压及通过导体的电流大小无

关，其大小与导体的材料、长度、横截面积及温度在关，在其它条件一定时，导体的电阻与

长度成正比与横截面积成反比，不同的导体在长度、横截面积相同时由于材料不同电阻一般

不同；大部分导体电阻随温度升高而增大。

【帮你归纳】此实验的探究过程还采用了“转换法”即在探究不同导体的电阻大小时，通常

在电路中串联一个小灯泡通过观察灯泡的亮度来推知电路中电流的大小从而比较电阻的大

小，为了更加准确比较电阻的大小，通常还可以在电路中串联一个电流表，通过比较电路中

电流的大小比较不同导体电阻的大小。

例1：(2020•四川凉山)如图所示，是探究影响导体电阻大小因素的实验装置图，实验中

分别把a、b、c、d四导线接入电路，其中导线a、b、d长度相同，a、b、c粗细相同，b、

d粗细不同。

(1)该实验是通过观察电流表的示数来间接比较导线电阻的大小，这种科学研究问题的方

法是法。

(2)选用两根导线分别接入电路中进行实验，是为了探究电阻大小跟导体的长度有关。

(3)选用a、b两根导线分别接入电路中进行实验，是为了探究电阻大小跟导体的—有关。

(4)选用两根导线分别接入电路中进行实验，是为了探究电阻大小跟导体的横截面

积有关。

aUX合

UA

sR▼

U合

*U

4U公

例2：(2015河北中考试题)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

进一步的探究，器材有：开关、电流表、电源(电压恒为L5V)各一个，三根完全相同的

合金丝，导线若干；请回答下列问题：

(1)图18是一根合金丝接入电路时电流表的读数，请将其填入表格中。

(2)导体电阻的大小跟材料、长度、横截面积的关系。

A.电阻的大小与长度的关系。

B.电阻的大小与横截面积的关系

是：O

(3)进行多次测量的目的

是O

(4)此实验也可以得出电流与电阻的关系是：o

【拓展】用上述合金材料制成长1m,横截面积Imm?的电阻丝的阻值为1Q.而实验中所用合

金丝的横截面积为0.5mm2,则一根合金丝的电阻为Q,长度为m„

S后，记录的数据如下表.

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/A030.21.21.8

考点04：焦耳定律的实验探究：

(1)由Q=I?Rt知电流产生的热量与电流、电阻及通电时间有关，所以在研究焦耳定律时,

在研究电流产生的热量与某一量的关系时必须控制其它变量不变。

(2)在研究电热与电流的关系时可以选择一个烧瓶里面倒入一定量的液体如煤油，并插入

一段长玻璃管或插入温度计(选择煤油是因为它的比热容较小在吸收相同的热量时温度变化

明显便于观察)并在液体里面插入与电路连通的一段电阻丝，先加热一段时间后观察插入的

长玻璃管中液柱或观察温度计的变化情况，然后移动电路中滑动变阻器的滑片改变电路中的

电流在通电时间相同时，观察液柱或温度计的示数变化情况从而确定电流产生的热量与电流

的关系

(3)在研究电流产生的热量与电阻的关系时应把两个相同的烧瓶内倒入相同的同种液体，

但两个电热丝的阻值必须不同，然后串联在同一电路中通电一段时间观察两个烧瓶内玻璃管

中液柱的变化情况(或温度计示数)从面得出电热与电阻的关系。

(4)在研究通电时间与电热的关系时即可以用第一种装置也可以用第二种装置观察同时一

个装置中在不同时间内的液柱变化情况即可，注：必须控制电路中电流与电阻保持相同。

在此实验中如果将液体更换成U型管装置，如下图所示，利用电流产生的热量使U型管内

空气受热膨胀，并通过观察两侧U型管内液柱的变化来探究电流产生的热量与电流，电阻,

通电时间的关系，改进后的优点是：气体的热胀冷缩较明显，便于观察实验现象。

(5)如上图所示，乙中容器外侧10。的作用是：起分流作用，使干路电流大于支路，得出

在电阻和通电时间相同，通过导体的电流越大，产生的热量越多。

【帮你归纳】此实验采用了“控制变量法”和“转换法”在探究影响电热的其中一个因素时,

必须控制另外两个因素不变;此实验通过比较两侧U型管内液柱的变化来比较电流产生热量

的多少。

例1：(2020•山东济宁)电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝和导线通过电流相同，电

炉丝热得发红，而导线却几乎不发热。为探究其原因，小明连接了如图所示的实验电路，其

中石〉卫。

⑴实验中通过(选填“温度计示数”“加热时间”或“温度计示数的变化”)来反

映电阻丝产生热量的多少。在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中就用到这种思想

和方法：让同一钢球从光滑斜面上不同高度滚下后撞击木块，通过木块来反

映动能的大小;

（2）实验表明：在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流产生的热量越多。请解释“电炉

丝热得发红，而导线却几乎不发热”的原因：o

【变式1-1］（2020•鄂州）如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实

验装置。甲、乙是完全相同的密闭容器，里面密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化

反映密闭空气温度的变化，闭合开关前，A、B两U形管内液面相平。

（1）实验中，乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体的不相等；

（2）由于电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察U形管中液面高度的变

化来显示甲、乙容器内空气温度的变化，这里采用的物理研究方法是；

（3）通过对比观察，（选填“甲”或“乙”）容器中导体的电阻产生的热量较多。由

此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越导体产生的热量越多。

例2：（2018河北中考试题）用如图19所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与电流

的关系”。相同烧瓶内装满了煤油⑴烧瓶中装入的煤油是（选填“导体”或“绝

缘体”）。

R&J-

图19

（2）请根据实物电路,在虚线框内画出对应的电路图.

（3）为达到实验1的目的选用的两电阻丝Ri与R?的阻值应__________,通过Ri的电流—

通过Rz的电流。

(4)通电一段时间后，乙烧瓶中玻璃管内液面升的高度较大,说明o

(5)小红用如图20示的装置,进一步探究”电流通过导体产生的热量与电流的关系”，经多次

实验测量，收集实验数据,绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流的关系图象,根据

焦耳定律可知，图21中能正确反映h--I关系的是

【拓展】利用Q=I2Rt可以计算出电流通过任何用电器产生的热量，能用Q=UIt计算电流通

过任何用电器产生的热量吗？请用实例说明原因o

考点05：伏安法测电阻的实验探究：

1：实验原理：R=U/I

2：实验器材：电源、开关、导线、变阻器、电流表、电压表，待测电阻

3：实验电路图与实物图如下图所示。

4：实验中应注意的问题：

①在连接电路的过程中开关应断开，且将滑片P调到最大阻值处。

②电压表与电流表应采用试触法选择合适的量程，且正、负接线柱不能接反。

③电流表必须串联在电路中，电压表应与待测电阻并联，且正、负接线柱不能接反。

④实验过程中应多次调节滑片记录多组电压与电流的阻，最终计算出多个不同的电阻值并求

平均值，以减小实验误差。

5：在实验中常出现的故障及判定：

①开关闭合后若无论如何移动变阻器滑片发现电流及电压两表示数均不改变，则必是滑动变

阻器接线柱错误，若两表示数均很小且不变，则必是变阻器整个电阻线连入了电路即变阻器

连入了下面两个接线柱；若两表示数均很大且不变（如电压表示数接近电源电压）必是变阻

器上面横杆两个接线柱连入了电路相当于短路;上述两种情况下滑动变阻器均不能改变阻值

为错误连法。

②闭合开关后若发现两表指针均反转则必是电源正负接线柱接反了，若只一个表指针反转则

必是此表正负接线柱反了；且应注意在电流表或电压表接入电路时可采用“试触法”选择合

适的量程，并将指针调“0”后连入电路。

③若开关闭合后发现：无论如何移动滑动变阻器滑片，电压表示数均不变，而电流表示数正

常改变则必是电压表与电源并联了；若发现电压表随变阻器阻值增而增，减而减则必是电压

表与滑动变阻器并联了。

6：若实验中给出一个已知电阻Ro只有电流表无电压表有电源、开关、导线如何测出未知电

阻Rx.：

方法1：实验电路及对应的计算公式如下图所示，实验步骤：A:先使电流表与已知电阻R。

串联闭合开关记下LB:：再将电流表与未知电阻Rx串联，闭合开关记下b

心工书

Rx

方法2：实验电路及对应的计算公式如下图，实验步骤：A:S先断开开关S记下LB:再

闭合S记下12

I-----'1_®_I

7：若上述实验中未给电流表但给出了一电压表，其它条件未变则测未知电阻Rx值，电路

图及对应公式如下：

RRRx=（U-也）Ro

U2

占RX=华占占

例1：（2020•山西）实践小组的同学们进行“伏安法测定小灯泡电阻”的实验，小灯泡的额定

电压为2.5V（阻值约为10Q,滑动变阻器规格为“20。、1A”。

（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整（导线不得交叉）；

（2）滑动变阻器在实验中除保护电路外，还有作用。同学们把电路元件接入电路,

刚接好最后一根导线，灯泡就立即发光，发生这种现象的原因可能是;

（3）经检查无误后，接通电路，向左移动滑动变阻器的滑片P,观察到,表明小

灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的阻值为。。

继续向左移动滑片，则可能出现的现象有（写出一条即可）；

（4）实验结束后，小组同学根据实验数据，绘制了如图丙所示的图象，分析图象可得出结

论：O

【变式1-1]（2020•巴中）某学习小组测量未知电阻Rx的阻值，他们分成A、B两组用不

同方法进行实验。（1）A组设计了如图甲所示的电路图。

①请用笔画线代替导线将实物电路图乙连接完整，要求滑动变阻器的滑片P向左滑动时电

路中的电流变大。②在开关闭合之前，滑动变阻器的滑片P应滑至最端（选填“左”

或“右”）;这样做的目的是«

③闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P滑至某一位置后，电压表的示数为2.4V。电流表的

示数I如图丙所示，则1=Ao待测电阻Rx=Qo

（2）B组设计了如图丁所示的电路图，其中电源电压未知且不变，另一定值电阻的阻值为

Roo①闭合Si,断开S2时，电压表的示数为Ui；②闭合Si、S2时，电压表的示数为

U2；③电阻Rx=（用Ui、U2、Ro表示）o

（3）评估A、B两组实验，使用A组实验的优点是o

【变式1-2］（2019湖南岳阳中考）利用图甲测小灯泡的电阻，小灯泡的额定电压为2.5V,

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置于端（填“A”或

“B”），目的是保护电路。（2）闭合开关后，发现小灯泡不亮，则接下来合理的操作是

（填字母代号）。A.断开开关，更换小灯泡B.移动滑动变阻器，观察小灯泡是否

发光

（3）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙，则小灯泡正常发光时的电流为A,小

灯泡正常发光时的电阻为Q（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o

序号1234

U/V0.11.32.13.0

I/A0.050.110.260.3

R/Q211.88.110

例2：(2020•山东聊城)小明做“测量小灯泡的电阻”实验时，使用的小灯泡额定电压为

2.5V,电源电压为3V。小明现已连接了部分电路，如图甲所示。

(1)在已连接的电路中，有一不当之处是；

(2)请用笔画线代答导线。将图甲中的电路连接完整；

(3)当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，电流大小为A。小灯泡正常

发光时的电阻为。(电阻的计算结果保留一位小数)；

(4)小明的实验记录和有关计算如下表所示。从表格设计看，小明计划把四次电阻的平均值

作为小灯泡的电阻值。他认为这样可以减小误差。你认为小明的做法是(选填“正

确”或“错误”)的。从表中数据看，不同电压下小灯泡的电阻值不同，这是灯丝电阻影

响导致的。

实验序号电压U/N电流〃A电阻R/Q电阻平均值总Q

12.5

22.10.268.1

31.70.247.1

41.30.216.2

考点06：测定小灯泡的功率的实验探究:

（1）实验原理：P=IU,若测小灯泡的额定功率P额=IU额

（2）实验器材：电源、开关、导线、变阻器、电流表、电压表，待测小灯泡（共七个元件,

七根导线）。

（3）实验电路图与实物图连接如下图所示。

注：若测灯泡功率时把上述电路中电阻换成小灯泡即可，且电路图与实物图各元件的连接顺

序应对应。

（4）在连接电路过程中，开关应是打开的，在闭合开关前，滑动变阻器应位于最大阻值处。

（5）滑动变阻器在测功率实验中作用是：改变待测灯泡两端电压及电路中电流从而进行多

次测量（但小灯泡的功率不能求平均值），测定小灯泡的额定功率时是为了使待测灯泡两端

电压达到额定电压；另一个作用是：保护电路各元件。

（6）在连接电路中常见的连接错误①所选电源不合适如在测额定功率实验中，电源电压低

于待测小灯泡的额定电压。②变阻器连接错误，使之在电路中不起作用。③缺少实验元件。

④电压表或电流表正负接线柱接反⑤电压表或电流表量程选择不合适。⑥电压表或电流表连

结位置错误。

（7）在实验中常出现的故障及判定：

①开关闭合后若无论如何移动变阻器滑片发现电流及电压两表示数均不改变，则必是滑动变

阻器接线柱错误，若两表示数均很小且不变，则必是变阻器整个电阻线连入了电路即变阻器

连入了下面两个接线柱；若两表示数均很大且不变（如电压表示数接近电源电压）必是变阻

器上面横杆两个接线柱连入了电路相当于短路;上述两种情况下滑动变阻器均不能改变阻值

为错误连法。

②闭合开关后若发现两表指针均反转则必是电源正负接线柱接反了，若只一个表指针反转则

必是此表正负接线柱反了；且应注意在电流表或电压表接入电路时可采用“试触法”选择合

适的量程，并将指针调“0”后连入电路。

③若开关闭合后发现：无论如何移动滑动变阻器滑片，电压表示数均不变，而电流表示数正

常改变则必是电压表与电源并联了；若发现电压表随变阻器阻值增而增，减而减则必是电压

表与滑动变阻器并联了。

在测小灯泡额定功率实验中若发现无论如何移动滑动变阻器滑片电压表示数都不能达到待

测灯泡的额定电压则必是：电源电压低于待测灯泡的额定电压。

④在测小灯泡功率实验中发现：小灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数接近或等于电源

电压则必是灯L处发生了开路（包括灯丝断了或接线柱接处不良）。

⑤若S闭合后，没有移动变阻器的滑片就发现：两表示数均较大，或发现小灯泡发光很亮

则必是开关闭合前，滑片P没有移动到最大阻值处；若刚连好最一根线小灯泡就立即发光,

且较亮，故障可能是：连接电路过程中开关没有断开，且变阻器的滑片P没有调到最大阻

值处。

⑥若实验过程中闭合开关，发现电流表无示数而电压表有示数则可能是电流表有短路或与电

压表并联的电阻或灯泡发生了断路；若电流表有示数而电压表无示数可能是：电压表或与电

压表并联的灯泡或电阻发生了短路，还可能是电压表自身发生了断路；若闭合开关两表均没

有示数灯泡也不发光，此时应先移动滑片P观察电路的电表及小灯泡的工作情况，如仍均

不能工作可能是滑动变阻器或开关等位置发生了断路。

实验中电源及电流表与电压表量程及滑动变阻器的选择：

⑴在测小灯泡功率实验中电源电压应稍大于待测灯泡的额定电压。

⑵电流表量程选择：应使所选量程大于或等于电路中最大工作电流；电压表量程选择，应使

所选量程稍大于或等于电源电压或待测小灯泡额定电压。

⑶在实验中若要求两表读数尽可能准确或要求每次实验指针均要过刻度盘中线，两表一般均

选择小量程连入电路。

（4）滑动变阻器如果给出多种规格，应根据串联电路中电阻之比等于电压之比，根据变阻

器的分压值选择阻值合适的变阻器（通常所选变阻器的最大阻值为待测电阻的2-3倍即可），

且同时还应注意电路中的最大电流不能超过所选变阻器的最大允许电流。

（5）在对电流表或电压表读数时应首先确定其量程，再进行读数并代入各自公式进行相应

的计算，在测小灯泡额定功率时，若电压表示数没有达到额定电压应继续移动滑动变阻器只

到电压表显示额定电压再记下此时相应电流表示数代入P额=IU额即可。

（6）在测小灯泡的功率实验中若发现小灯泡两端的电压与电流的比值即小灯泡的电阻不是

定值，原因是：小灯泡的电阻受温度影响或小灯泡的电阻随温度升高而增大。

（7）如下图如给出了多个开关，有滑动变阻器和已知电阻向，测量额定电流已知的小灯泡

的额定功率，电路图通常采用下图的方法：步骤是：先闭合开关S和&移动滑片使电流表

示数为U额/R。，然后再闭合S和S,保持滑片不动，记下此时电流表的示数为L,则两次电流

之差即为待测灯泡的额定电流即可得出灯泡的P额.

【帮你归纳】如果实验中给出了一个已知电阻R。和待测灯泡的额定电压，及滑动变阻器要

求只用电压表测量灯泡的额定功率，同时给了多个开关，或给出一个单刀双掷的开关不用电

流表只用电压表可按照下图所示的实验方法测量灯泡的额定功率。

例1：（2020•河北）学习了电功率后，小明利用如图1所示的电路图来探究小灯泡功率跟电

阻的关系。Li规格为“2.5V0.25A"、L?额定电压是4.5V、L3额定电压是6V,可调电压电源。

图3是小灯泡L2和L3的I-U图象。

中。II、电总卜

.JJ

图4

(1)请根据图1所示电路图用笔画线代替导线将图2所示实物图补充完整。

(2)电路连接完成后，小明只闭合开关Si，发现电流表有示数，但小灯泡不发光，原因

是o(3)如表是实验中的相关数据。

文疆次颉电源电压电流表融，」灯泡电阻小灯泡功率

R-gP-Q625W

1只S闭合U0.也R-2ftP-Q125W

RP-Q2SW

2只$、s闭合。.皿R一右P-1.25W

3千、s闭合25V0.2SLR-gP-0J6125W

4Si、S，S1.势R-4.在P-1.375W

第1次实验中电源电压U=V,L3的阻值R3=Q»

(4)分析表中数据可得出，规格不同的小灯泡消耗的实际功率跟电阻的关系是：

①;②。

【拓展】完成实验后，老师告诉小明用一个稳压电源和一个滑动变阻器可以制作成一个可调

电压电源。将自制的可调电压电源(稳压电源电压恒为6V)、电流表、小灯泡L3和开关串

联，如图4所示。将滑片置于阻值最大处，闭合开关，向左移动滑片，当滑片从A点滑到

最左端B点时(A、B两点图中未标出)，电流表示数变化了0.1A,则RAB=

【变式1-1］（2020•四川雅安）小明在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率”的实

验时，实验室提供了如下器材：电源（电压恒为8V）,一个电流表，一个电压表，滑动变

阻器“20Q、2A”，小灯泡（额定电压2.5V,额定功率小于L2W）,一个阻值已知的定值

电阻屈，开关及导线若干。

（1）请根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线，完成实验电路图乙的连接（要求:

滑动变阻器的滑片P向右滑动时灯变亮；连线不能交叉）（）

（2）正确连接电路后，闭合开关进行实验，记录的数据如下表所示。当电压表示数为2.5V

时，电流表示数如图丙所示，小灯泡的额定功率为W„

实验次数物理量12345

电压/V1.01.52.02.530

电流/A0.240.320.380.44

电功率/W

（3）分析表中数据可得出结论：小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而（选填“增

大”、“不变”或“减小”），小灯泡的实际功率由______（选填“额定功率”、“额定电

压”或“实际电压”）决定。

（4）完成实验后，利用上述器材，小明又想出一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图

所示的电路，所用电压表量程为“0~15V”，请将以下实验步骤补充完整。

①检查电路无误后，闭合开关S,将开关8拨至“1”，调节滑动变阻器滑片直至电压表示

数为Vo

②滑动变阻器滑片不动，再将开关，，拨至“2”读出电压表示数为U。。

③小灯泡的额定功率户额=（用〃额、小、而表示）。若步骤②中，在将开关&拨至“2”

时，不小心将滑片向右移动了少许，其他操作正确，则测出的小灯泡额定功率比真实值—

（选填“偏大”或“偏小”）o

例2：（2019河北中考试题）小明利用如图1所示的电路测定小灯泡的额定功率。所用器

材：额定电压为25V的小灯泡、电池组（二节干电池串联，电压为3V）,电压表一块，滑

动变阻器（10Q,2A）定值电阻（R0=5Q）、开关三个和导线若干。

（1）用笔画线代替导线，将图2中的实物电路按照图1所示的电路图连接完整。

（2）闭合开关前，应将变阻器滑片滑到（选填“左”或“右”）端。

（3）连接完电路后，小明只闭合S、Si时，移动滑片P,电压表示数发生改变；只闭合S、

生时，移动滑片P,小灯泡不发光。于是小明用电压表进行电路故障检测，把电压表并联在

某电路元件两端，测试结果如表所示。则电路中一定存在的故障是（填写序号）①

灯泡L处断路②灯泡处短路③开关S2处断路

测试元件灯泡L开关s2

电压表无示数有示数

（4）排除故障后，小明继续实验。①只闭合S、S2,移动滑片P,使电压表的示数为V

②只闭合S、Si,保持滑片P不动，读出电压表的示数为2.25V

③小灯泡的额定功率为W,（5）当加在灯泡两端的电压为额定电压的一半时，灯

泡的实际功率P实（选填“>”或“="）"4XP额.

【拓展】小红通过课外学习知道，干电池有一定的电阻，我们需要用它的“电压U”和“电

阻r”两个物理量来描述它（如图3所示）。于是小红在小明完成步骤①后，将电压表并联

在电池组两端，保持滑片P的位置不变，只闭合S、出时，读出电压表示数为2.55V,则小

明实验中所用电池组的电阻r是Qo

例3：（2020•云南）如图甲所示是小明同学测定额定电压为2.5V,额定功率不大于1W的

小灯泡功率的实物连接图。

甲乙

（1）在小明连接好的电路中存在错误或不妥之处，请你找出其中的两处：

①；②O

（2）改正错误和不妥之处后，闭合开关，发现电流表和电压表均有示数，但小灯泡不亮，

可能的原因是（填写选项中的字母）。

A.小灯泡短路B.连接小灯泡的导线接触不良C.滑动变阻器接入电路的电阻过大

（3）小明调节滑动变阻器，依次正确读取三组实验数据，随手写在了草稿纸上（如图乙所

示）。下表是小明在老师指导下设计的记录数据及现象的表格，请你补出阴影处所缺的内容。

次数小灯泡两端电压U/V通过灯丝电流I/A小灯泡的电功率P/W—

1

2

3

分析数据后得到小灯泡的额定电流为A,额定功率为Wo

（4）实验后，小明将一只5。的定值电阻与标有“20。1A”的滑动变阻器串联接在电压恒定

为3V的电源上，请你帮小明计算出滑动变阻器消耗的最大功率为Wo

压轴精练

1：（2020•重庆）图甲是“探究电流与电压的关系”的实验电路，电源电压为4.5V。三个小组

的同学分别用5。，10。，15。的定值电阻进行探究。

（1）请用笔画线代替缺少的2根导线，将图甲的电路连接完整（要求：导线不能交叉，滑

片P向B端移动时，电路中的电流变大）；

（2）正确连接电路，闭合开关，移动滑片P,发现电流表无示数，电压表有示数，可能的

故障是定值电阻R（选填“断路”或“短路”）；排除故障后，缓慢移动滑片P到某位

置时，电压表的示数如图乙所示，为V；

（3）将不同小组的数据汇总后，得到表1的数据，分析可得：在电阻一定的情况下，通过

导体的电流和导体两端的电压成比；

表1：实验数据

Ri5QRi10QR315Q

U/V0.81.01.52.0L\1.21.82.22.6Lr1.51.82.12.4

HA0.160.200.300.40IA0.120.180.220.26HA0.100.120.140.16

（4）在进一步探究“电流与电阻的关系”实验中：①若保持定值电阻两端的电压为1.5V不

变，在表1的数据中有可用于分析；②为得到更多的实验数据，老师给每个小组再

次提供一个30。的定值电阻Ro,某小组在实验中，无论怎样移动滑片P都不能将Ro两

端电压调为L5V,其原因是滑动变阻器的最大值太（选填“大”或“小”）；该小组所

使用的滑动变阻器的规格可能是（选填下列选项前的字母）A.10。、3AB.20。、

2AC.50Q、1A

2：(2020•河南)某实验小组探究电流与电压和电阻的关系。实验中电源电压恒为3V,滑

动变阻器最大阻值为20Q。(1)他们先用5Q的定值电阻探究电流与电压的关系，实验

电路图如图13所示。①请根据图13的电路图把图14的实物电路连接完整。

图14)

②连接完毕后，小丽建议要对电路进行检查后再闭合开关，请你提出其中一项需要检查的内

容:«

③检查完毕后，闭合开关，调节滑动变阻器，记录了5组数据。测第6组数据时，电压表

的示数为2.6V,电流表的示数如图15所示。请在图16的坐标系中描绘出第6组数据对应

的点,并根据描出的6个数据点画出定值电阻的I-U图像。

④分析断出的「U图像可得出结论：在电阻一定时，o

⑤为了使结论具有普遍性，还应进行的操作是：o

(2)接着他们在原有5Q定值电阻的基础上，又准备了阻值为10Q、15Q、20Q的三个

定值电阻，以探究电压一定时电流与电阻的关系。为了控制电压不变，每次更换定值电阻后

需要调节滑动变阻器，使定值电阻两端的电压达到相同的值。这个电压控制在多少合适呢？

实验小组的同学分别提出了0.5V、IV和2V三个电压值，为使实验顺利进行，大家进行了分

析与讨论，你认为应选这三个电压值中的V。

3:（2019•泸州）程新同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电压〃和未知电阻尼的阻值。

已知定值电阻的阻值为瓜、电源两端电压保持不变。请完成下列问题：

（1）根据甲中电路图，用黑色签字笔画线代替导线，将乙中的实物图补充完整。

（2）电路正确连接后，当开关S、S闭合，星断开时，电流表示数为则电源的电压斤o

（3）当开关S、S闭合，回断开时，电流表示数为否则待测电阻尼=0

（4）不改变甲图所示的电路，若开关5始终处于断开状态，仅对开关S、星进行操作

（选填“仍能”或“不能”）测量电源电压和未知电阻凡的阻值。

4:（2020•贵州黔西南）小明用如下图所示的实验电路探究”电流与电阻的关系

（1）在方框内画出此实验电路图。

(2)连接电路时，开关应处于状态，连接好电路后，闭合开关前滑动变阻器的滑片P

应置于端。

(3)闭合开关，移动滑动变阳器的滑片P发现：电压表始终无示数，电流表有示数。其原因

可能是(填序号).A.滑动变阻器断路B.电阻A短路C.电阻斤断路

(4)排除故障后，用5Q的电阻替换"接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表示

数为1.5V时，电流表指针位置如图乙所示，将电流表示数填入下表中=

5

(5)将5Q的电阻换成10Q的电阻后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P到合适位置时,

记录电流数据。此操作中调节滑动变阻器的目的是o

(6)再将电阻换成15Q,重复上述操作。

(7)进行多次实验，其目的是为了得到。

(8)分析表格中的数据可得出结论一定时。

5：(2018重庆中考A卷)小峻和小薇两位同学在“探究欧姆定律”的实验中，所用器材有:

学生电源、电流表、电压表、标有"20Q2A”的滑动变阻器R，、开关，导线和定值电阻R

若干。

(1)请根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙中的实物电路连接完整。(要求：向右移动

滑动变阻器滑片时，电路中的电流变小，且导线不能交叉)