最新中考物理常考計(jì)算題經(jīng)典模型練習(xí) 專題16 歐姆定律與電功率相結(jié)合的電學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?【壓軸必刷】

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第二輪復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)打破章節(jié)的限制，完善并梳理初中物理知識(shí)結(jié)構(gòu)，找出知識(shí)點(diǎn)之間的內(nèi)在聯(lián)系，要使前后知識(shí)聯(lián)系起來，系統(tǒng)鞏固知識(shí)，形成一個(gè)由知識(shí)點(diǎn)到知識(shí)面、最后到知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的綜合體，使復(fù)習(xí)具有系統(tǒng)性。具體可以從以下幾點(diǎn)進(jìn)行專題復(fù)習(xí)：
1、按照知識(shí)點(diǎn)可以將初中物理分成力、熱、聲、光、電等版塊，用知識(shí)樹的形式把每個(gè)版塊涉及的內(nèi)容展現(xiàn)出來，建立相對(duì)獨(dú)立的知識(shí)體系。
2、按照中考題目類型，可以分為選擇、填空、實(shí)驗(yàn)探究(包括操作實(shí)驗(yàn))、計(jì)算、信息綜合等專題，進(jìn)行專門練習(xí)，體會(huì)每種題型常見解題方法，使復(fù)習(xí)縱橫交錯(cuò)。
3、通過對(duì)某些特殊知識(shí)點(diǎn)的深挖細(xì)究，達(dá)到對(duì)某一類知識(shí)或某一專題的融合、深化。
專題06 歐姆定律與電功率相結(jié)合的電學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?br>1．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）圖甲是小紅測(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）閉合開關(guān)前，滑片P應(yīng)位于 B （選填“A”或“B”）端。
（3）閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片P滑到電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為 0.65 W。
（4）小紅設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路也完成了該實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)完成下列填空（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只閉合開關(guān) S、S2 ，調(diào)節(jié) R1的滑片 ，使電壓表的示數(shù)仍為2.5V。
③接著將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．則小燈泡額定功率的表達(dá)式P額＝ （用U額、R0、Ul、U2表示）。
【答案】（1）如上圖；（2）B；（3）0.65；（4）①S、S1；②S、S2；R1的滑片； ③。
【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，開關(guān)閉合前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)為于阻值最大處，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：＝，解得，R1＝﹣﹣﹣﹣﹣①；
小燈泡額定功率的表達(dá)式：
P額＝＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
由①②得：
P額＝。
2．某實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行“測(cè)量小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)，待測(cè)小燈泡標(biāo)有“2.5V”字樣，電源電壓為6V，圖甲為他們連接的部分電路。
（1）請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲電路連接完整；
（2）本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理是 P＝UI （寫出公式）；
（3）實(shí)驗(yàn)室提供有“50Ω 2A”的滑動(dòng)變阻器A和“10Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器B各一個(gè)，他們選用的是 A （選填“A”或“B”）；
（4）當(dāng)閉合開關(guān)時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn)情況如圖乙所示，造成這種現(xiàn)象的原因是 電流表正負(fù)接線柱接反了 。
（5）當(dāng)電壓表的示數(shù)如圖丙所示時(shí)，電路中的電流為0.3A，此時(shí)小燈泡的實(shí)際功率為 0.72 W；
（6）為測(cè)量小燈泡的額定功率，接下來的操作應(yīng)該是調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器， 使電壓表示數(shù)為2.5V ，讀出并記錄電流表的示數(shù)。
（7）根據(jù)測(cè)出的數(shù)據(jù)，作出了小燈泡的電流I與電壓U的關(guān)系圖像如圖丁所示，分析圖像可知，當(dāng)小燈泡兩端電壓增大時(shí)，小燈泡的實(shí)際功率 增大 ，小燈泡的電阻 增大 （兩空均選填“增大”“減小”或“不變”）。
【答案】（1）如上圖所示；（2）P＝UI；（3）A；（4）電流表正負(fù)接線柱接反了；（5）0.72；（6）使電壓表示數(shù)為2.5V；（7）增大；增大。
【解答】解：（1）由圖丁可知，實(shí)驗(yàn)中電流最大電流為0.3A，故電流表應(yīng)選小量程與電源串聯(lián)；變阻器應(yīng)上下各選一個(gè)接線柱與燈泡串聯(lián)接入電路中，如下圖所示：
；
（2）在測(cè)量小燈泡的電功率實(shí)驗(yàn)中，用電壓表測(cè)燈泡兩端的電壓，用電流表測(cè)通過燈泡的電流，故測(cè)量小燈泡的電功率實(shí)驗(yàn)原理是P＝UI；
（3）由圖丁可知，當(dāng)小燈泡電壓為2.5V時(shí)，其電流為0.3A；由串聯(lián)電路的規(guī)律及歐姆定律，燈正常發(fā)光時(shí)變阻器連入的電阻：
R滑＝＝≈11.7Ω＞10Ω，故選滑動(dòng)變阻器是A；
（4）當(dāng)閉合開關(guān)時(shí)，由圖乙可知，電流表指針向左偏轉(zhuǎn)，說明電流表正負(fù)接線柱接反了；
（5）當(dāng)電壓表的示數(shù)如圖丙所示時(shí)，電壓表選用小量程，分度值0.1V，其示數(shù)為2.4V，電路中的電流為0.3A，燈泡的實(shí)際功率為：
P＝UI＝2.4V×0.3A＝0.72W；
（6）燈在額定電壓下的功率為額定功率，要測(cè)量小燈泡的額定功率，接下來的操作應(yīng)該是調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表示數(shù)為2.5V，讀出并記錄電流表的示數(shù)；
（7）由小燈泡的電流I與電壓U的關(guān)系圖像如圖丁可知，當(dāng)小燈泡兩端電壓增大時(shí)，通過燈泡的電流也增大，由P＝UI可知，小燈泡的實(shí)際功率增大；
由小燈泡的電流I與電壓U的關(guān)系圖像如圖丁可知，小燈泡兩端電壓增大的快而通過燈泡的電流增大的慢，由R＝可知，小燈泡的電阻增大。
3．小明同學(xué)利用“伏安法”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。小燈泡額定電壓為3.8V，電源電壓保持9V不變，滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“40Ω1A”。
（1）如圖甲是某同學(xué)連接的實(shí)物電路圖。請(qǐng)只改動(dòng)一條導(dǎo)線使電路連接正確，在錯(cuò)誤處畫“×”并用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接正確（注意不能與其它導(dǎo)線交叉）；
（2）改正錯(cuò)誤后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，并繪制出了小燈泡的電流隨電壓變化的圖像如圖乙所示，則燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為 12.7Ω （保留一位小數(shù)），小燈泡的額定功率為 1.14 W。
（3）小明又找來R1＝10Ω、R2＝20Ω、R3＝30Ω定值電阻想要繼續(xù)探究“電流與電阻的關(guān)系”，只將10Ω的定值電阻代替小燈泡連入電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使定值電阻兩端電壓為U0＝4V，接下來斷開開關(guān)，取下10Ω的定值電阻，換成20Ω的定值電阻，則閉合開關(guān)后，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向 A （選填“A”或“B”）移動(dòng)。
（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小明還想知道所用的滑動(dòng)變阻器的最大值與銘牌標(biāo)注是否一致，但是發(fā)現(xiàn)電源意外損壞了，于是他找來另一個(gè)未知電壓的電源（電壓恒定不變），并設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路，請(qǐng)你將他的實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整（已知定值電阻的阻值為R0）。
①將滑動(dòng)變阻器滑片P移到最右端，閉合開關(guān)，記錄此時(shí)電流表示數(shù)為I1；
②再將滑動(dòng)變阻器滑片P移到 最左端 ，記錄此時(shí)電流表示數(shù)為I2；
③滑動(dòng)變阻器的最大阻值R滑動(dòng)＝ ?R0 （用測(cè)出的物理量和已知量的字母表示）。
【答案】（1）如上圖；（2）12.7；1.14；（3）A；（4）最左端；?R0。
【解答】解：
（1）由圖甲可知，燈泡和滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，電壓表串聯(lián)在電路測(cè)電源電壓是錯(cuò)誤的，正確的是燈與變阻器串聯(lián)，電流表與燈串聯(lián)，電壓表與燈并聯(lián)，如圖所示：
；
（2）小燈泡額定電壓為3.8V，從圖乙可知小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流I額＝0.3A，由歐姆定律可知，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為RL＝＝≈12.7Ω，小燈泡的額定功率：P額＝U額I額＝3.8V×0.3A＝1.14W；
（3）探究“電流與電阻的關(guān)系”，應(yīng)保持定值電阻兩端的電壓不變，取下10Ω的定值電阻，換成20Ω的定值電阻，由串聯(lián)分壓規(guī)律可知，定值電阻分壓變大，要保持定值電阻兩端電壓不變，由電路圖知，應(yīng)向A端移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，使滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變大，滑動(dòng)變阻器分壓變大，從而使定值電阻分壓減小，達(dá)到保持定值電阻兩端電壓不變的目的；
（4）①將滑動(dòng)變阻器滑片P移到最右端，記錄此時(shí)電流表示數(shù)為I1；
②將滑片P移動(dòng)到最左端，記錄此時(shí)電流表的示數(shù)為I2；
③在①中，R0短路，電路為變阻器最大電阻的簡(jiǎn)單電路，由歐姆定律，電源電壓：
U＝I1R滑動(dòng)﹣﹣﹣﹣①，
在②中，滑動(dòng)變阻器的最大阻值與R0并聯(lián)，電流表測(cè)并聯(lián)電路的總電流；
因變阻器的電壓始終等于電源電壓，由歐姆定律，通過變阻器的電流大小不變，根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律可知，此時(shí)通過R0的電流為：I0＝I2﹣I1，由歐姆定律，R0的電壓即電源電壓：
U＝（I2﹣I1）R0﹣﹣﹣﹣﹣②，
由①②得：
R滑動(dòng)＝?R0。
4．小明設(shè)計(jì)如圖甲所示的電路圖，用來測(cè)定額定電壓為“2.5V”小燈泡的電功率。各元件都完好，電源電壓保持不變。
（1）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，完成如圖甲實(shí)物電路的連接。（要求：連線不要交叉）
（2）電路調(diào)整正確后，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)觀察到 電壓表示數(shù)為2.5V 時(shí)，表明小燈泡正常發(fā)光，并記錄電流表的示數(shù)。
（3）小張?jiān)O(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路也完成了“測(cè)量小燈泡額定功率”的實(shí)驗(yàn)（電源電壓不變，R阻值已知，小燈泡的額定電壓為U額）。
①閉合開關(guān)S和S1，斷開S2，并調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片使電壓表示數(shù)為 U額 。
②閉合開關(guān)S和S2，斷開S1，保持滑動(dòng)變阻器滑片P不動(dòng)，讀出此時(shí)電壓表示數(shù)為U，小燈泡額定功率的表達(dá)式P額＝ U額× 。（用U額、R、U表示）
【答案】（1）如上圖所示；（2）電壓表示數(shù)為2.5V；（3）①U額；②U額×。
【解答】解：（1）變阻器應(yīng)上下各選一個(gè)接線柱與開關(guān)串聯(lián)接入電路中，如下圖所示：
或；
（2）電路調(diào)整正確后，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)觀察到電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)，表明小燈泡正常發(fā)光，并記錄電流表的示數(shù)；
（3）實(shí)驗(yàn)步驟：
①閉合開關(guān)S和S1，斷開S2，并調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片使電壓表示數(shù)為U額；
②閉合開關(guān)S和S2，斷開S1，保持滑動(dòng)變阻器滑片P不動(dòng)，讀出此時(shí)電壓表示數(shù)為U；
在①中，電壓表測(cè)燈兩端的電壓，燈正常發(fā)光；
在②中，電壓表測(cè)燈與R兩端的電壓，因此時(shí)各電阻的大小和電壓不變，燈仍正常工作，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，此時(shí)定值電阻的電壓：UR＝U﹣U額，由歐姆定律通過定值電阻的電流即燈的額定電流：IL＝＝，
小燈泡的額定功率表達(dá)式：
P額＝U額IL＝U額×。
5．電爐絲正常工作時(shí)，導(dǎo)線和電爐絲通過的電流相同，但電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱。為探究其原因，小樂設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路，其中R1＞R2。
（1）用筆畫線替代導(dǎo)線將實(shí)物電路連接完整，要求向左移動(dòng)滑片時(shí)電流表示數(shù)變大。
（2）實(shí)驗(yàn)中用到的煤油是 絕緣體 （填“導(dǎo)體”或“絕緣體”），通過觀察 溫度計(jì)示數(shù)的變化 （選填“加熱時(shí)間”或“溫度計(jì)示數(shù)的變化”）來反映電阻絲產(chǎn)生熱量的多少。
（3）由實(shí)驗(yàn)可知，電爐絲熱得發(fā)紅而導(dǎo)線卻幾乎不熱的原因在于：電爐絲和導(dǎo)線 串 聯(lián)，電流和通電時(shí)間相同，電爐絲的 電阻大 ，電流產(chǎn)生的熱量越多。
【答案】（1）如圖；（2）絕緣體；溫度計(jì)示數(shù)變化；（3）串；電阻大。
【解答】解：（1）滑動(dòng)變阻器選擇一上一下兩個(gè)接線柱接入電路，要求向左移動(dòng)滑片時(shí)電流表示數(shù)變大，滑動(dòng)變阻器選擇左下接線柱接入電路；由題意可知，需控制通過兩電阻絲的電流相同，所以兩電阻需串聯(lián)接入電路，如圖：；
（2）實(shí)驗(yàn)中用到的煤油是絕緣體，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量無法直接觀察，通過觀察溫度計(jì)示數(shù)的變化來反映電阻絲產(chǎn)生熱量的多少，這是轉(zhuǎn)換法；
（3）電爐絲正常工作時(shí)，導(dǎo)線和電爐絲通過的電流相同，所以電爐絲和導(dǎo)線串聯(lián)，電流和通電時(shí)間相同，根據(jù)焦耳定律可知電爐絲的電阻大，電流產(chǎn)生的熱量越多。
6．某學(xué)習(xí)小組在老師的指導(dǎo)下，探究電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)。他們用的實(shí)驗(yàn)器材如圖所示，兩個(gè)透明容器中密封著等量空氣，U形管中液面最初相平，兩個(gè)密閉容器中都有一段電阻絲。
（1）實(shí)驗(yàn)中通過觀察U形管中液面 高度差的變化 ，可以比較電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少。
（2）圖甲中將兩段阻值不同的電阻絲串聯(lián)連接，這是為了控制通電時(shí)間和 電流 相等，探究的是電流產(chǎn)生的熱量與 電阻 大小關(guān)系。
（3）將圖甲中開關(guān)閉合，通電一段時(shí)間后， 右 （選填“左”或“右”）側(cè)U形管中液面高度變化大。
（4）讓兩個(gè)密閉容器中電阻絲的電阻一樣大，在其中一個(gè)容器的外部將一個(gè)相同阻值的電阻絲和這個(gè)容器內(nèi)的電阻絲并聯(lián)（如圖乙所示），此時(shí)通過兩容器中電阻絲的電流 不相等 （選填“相等”或“不相等”），在通電時(shí)間相同的情況下， 左 （選填“左”或“右”）側(cè)U形管中液面高度變化大，由此得到的結(jié)論是 在電阻和通電時(shí)間相同時(shí)，電流越大，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多 。
【答案】（1）高度差的變化；（2）電流；電阻；（3）右；（4）不相等；左；在電阻和通電時(shí)間相同的情況下，電流越大，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多。
【解答】解：（1）電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，但容器中氣體溫度的變化可以通過液面高度差的變化來反映，這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法；
（2）由甲圖可知，兩段阻值不同的電阻絲串聯(lián)，通過兩電阻絲的電流相同、通電時(shí)間相同，由焦耳定律可知，該實(shí)驗(yàn)研究的是：當(dāng)通過的電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電流產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體電阻大小的關(guān)系；
（3）因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，兩電阻絲串聯(lián)時(shí)通過它們的電流相等；由Q＝I2Rt可知，在電路和通電時(shí)間相同時(shí)，右側(cè)電阻較大，產(chǎn)生的熱量較多，密閉空氣吸收熱量后，體積膨脹，右側(cè)氣體膨脹更大所以右側(cè)中的液面高度變化大；
（4）在乙裝置中一個(gè)5Ω的電阻與兩個(gè)5Ω的電阻并聯(lián)后再串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，右端兩個(gè)電阻的總電流和左端的電阻電流相等，即I右＝I左，兩個(gè)5Ω的電阻并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)知I右＝I1+I2，兩電阻阻值相等，則支路中電流相等，I1＝I2，所以右邊容器中的通過電阻的電流是左側(cè)通過電流的一半，即右側(cè)盒外并聯(lián)5Ω電阻作用是改變通過密閉盒內(nèi)電阻的電流，此時(shí)通過兩容器中電阻絲的電流不相等；根據(jù)U形管液面的高度的變化可知，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多；故結(jié)論為：在電阻和時(shí)間相同的情況下，電流越大，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多。
7．小紅和小明利用“10Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器、新干電池（若干）和其它常用器材，分別測(cè)量規(guī)格為3.8V和2.5V小燈泡的額定功率。
（1）小紅連接的實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示，若燈泡的規(guī)格為3.8V，請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，幫她將電路連接完整（變阻器接入電路阻值最大）。
（2）電路連接完畢，閉合開關(guān)并移動(dòng)滑片，小紅發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不發(fā)光。她猜想可能是：A.小燈泡的燈絲斷了：B.小燈泡短路；C.滑動(dòng)變阻器斷路。她進(jìn)一步觀察發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)一直為零，由此可判斷猜想 B 是錯(cuò)誤的，又觀察發(fā)現(xiàn)電壓表一直有示數(shù)，最終她確定猜想 A 是正確的（均選填“A”“B”或“C”）。
（3）排除故障后，小紅移動(dòng)滑片，使電壓表的示數(shù)達(dá)到小燈泡的額定電壓，此時(shí)電流表的指針如圖乙所示為 0.3 A，則小燈泡的額定功率為 1.14 W。
（4）為了省事，小明只把圖甲所示電路中的燈泡更換為規(guī)格為“2.5V”的小燈泡，準(zhǔn)備測(cè)量其額定功率。他閉合開關(guān)發(fā)現(xiàn)燈泡會(huì)發(fā)光，但無論如何移動(dòng)滑片，電壓表的示數(shù)始終高于2.5V，他接下來的具體操作是 取下兩干電池 （不添加其它器材），才能讓實(shí)驗(yàn)進(jìn)行下去。
（5）小紅和小明討論后認(rèn)為，該電路不能完成的實(shí)驗(yàn)是 C （填字母序號(hào)）。
A.探究串聯(lián)電路中的電流規(guī)律
B.探究串聯(lián)電路中的電壓規(guī)律
C.探究電流與電壓的關(guān)系
【答案】（1）如圖所示；（2）B；A；（3）0.3；1.14；（4）取下兩節(jié)干電池；（5）C。
【解答】解：（1）連接電路圖，使閉合開關(guān)時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值最大，滑動(dòng)變阻器采用一上一下的連接方式，故選擇右下接線柱；因小燈泡的額定電壓為3.8V，選擇電壓表的量程為0～15V，與小燈泡并聯(lián)連接，連接電路如圖所示：
；
（2）連接好電路之后，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不發(fā)光，電流表示數(shù)為零，可以判斷電路是斷路，由此可判斷猜想小燈泡短路是錯(cuò)誤的；又進(jìn)一步觀察到電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源之間的電路連接是通路，最終確定猜想小燈泡的燈絲斷了是正確的；
（3）如圖乙所示，電流表選用的是小量程，分度值為0.02A，電流表的示數(shù)為0.3A，此時(shí)小燈泡的電壓為額定電壓3.8V，根據(jù)功率公式計(jì)算可得小燈泡的額定功率為：P＝UI＝3.8V×0.3A＝1.14W；
（4）閉合開關(guān)，保證小燈泡發(fā)光的情況下，無論如何移動(dòng)滑片，電壓表示數(shù)始終高于2.5V，說明小燈泡兩端的電壓較大，應(yīng)采取措施減小燈泡兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路中電流和電壓規(guī)律可知，可以通過增加電路中總電阻的方法，降低電路中的電流，使燈泡兩端的電壓減小，可換最大阻值較大的滑動(dòng)變阻器和串聯(lián)定值電阻的方法，當(dāng)題目條件要求不添加其它器材，故該方案不符合題意；可以從電源電壓考慮，減小電源電壓，即減少電池個(gè)數(shù)，來減小燈泡兩端的電壓，由于燈泡的額定電壓為2.5V，兩節(jié)新干電池的電壓為2×1.5V＝3V，因此可以取下兩節(jié)干電池；
（5）A、將電流表分別串聯(lián)在電路中的不同位置，可以測(cè)出不同位置的電流，故可探究串聯(lián)電路中的電流規(guī)律；
B、用電壓表分別測(cè)量燈與變阻器的電壓以及電路兩端的總電壓，故可探究串聯(lián)電路中的電壓規(guī)律；
C、探究電流與電壓的關(guān)系，要控制電阻大小不變，而燈的電阻隨溫度的變化而變化，故不能探究電流與電壓的關(guān)系；
故選：C；
8．小紅利用如圖甲測(cè)量“小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻”，選用的電源電壓為3.0V，小燈泡的額定電壓為2.5V。
（1）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線在圖甲電路中把未完成的電路連接完整。
（2）閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)，出現(xiàn)這一故障的原因可能是小燈泡 斷路 。
（3）排除故障后，緩慢移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，當(dāng)電壓表的示數(shù)如圖乙所示時(shí)，其讀數(shù)為 1.8 V；若要測(cè)得小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻，滑片P應(yīng)向 A （選填“A”或“B”）端移動(dòng)。通過移動(dòng)滑動(dòng)變阻器，多次測(cè)量小燈泡兩端的電壓和通過小燈泡的電流，畫出了通過小燈泡的電流隨其兩端電壓變化的圖象，如圖丙所示，由此可知，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為 12.5 Ω。
（4）觀察圖丙，在該圖象中發(fā)現(xiàn)電流與電壓不成正比，這是因?yàn)? 燈泡的電阻隨溫度的升高而增大 。
（5）完成實(shí)驗(yàn)后，小紅想測(cè)量另一個(gè)小燈泡的額定功率，重新設(shè)計(jì)了電路（如圖?。?，這個(gè)小燈泡正常工作的電流為I額，請(qǐng)完成實(shí)驗(yàn)步驟（已知電源電壓為U、R2的最大阻值為R2）；
①閉合開關(guān)S1，S2接1，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R2的滑片，使電流表示數(shù)為I額；
②閉合開關(guān)S1，S2接2，保持滑動(dòng)變阻器R2的滑片位置不變，調(diào)另一個(gè)滑動(dòng)變阻器R1的滑片，使電流表示數(shù)為 I額 ；再將滑動(dòng)變阻器R2的滑片調(diào)到最右端，讀出電流表的示數(shù)為Ⅰ；
③小燈泡的額定功率表達(dá)式為P額＝ I額2×（﹣R2） （用U、R2、I額、I表示）。
【答案】（1）如圖；（2）斷路；（3）1.8；A；12.5；（4）燈的電阻隨溫度的變化而變化；（5）②I額；I額2（﹣R2）。
【解答】解：（1）電壓表選擇0～3V的量程與燈泡并聯(lián)接入電路，如圖：
；
（2）燈泡不亮，電流表指針幾乎不動(dòng)，說明電路中發(fā)生了斷路，電壓表有示數(shù)且接近電源電壓，說明與電壓表并聯(lián)的燈泡斷路；
（3）為了測(cè)量小燈泡的電阻，但是要避免其兩端電壓高于額定電壓電壓太多而燒壞小燈泡，所以緩慢移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P，同時(shí)眼睛應(yīng)觀察電壓表的示數(shù)變化。
由圖乙可知，電壓表選擇的量程是0～3V，分度值是0.1V，所以電壓表示數(shù)為1.8V；
要使燈泡兩端電壓由1.8V增大到2.5V，根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理可知需使滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻減小，所以滑片P應(yīng)向A端移動(dòng)。
由圖象可知，當(dāng)小燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電壓U＝2.5V，由圖象可知對(duì)應(yīng)的電流I＝0.2A；
由歐姆定律得，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻：R＝＝＝12.5Ω；
（4）由圖5可知，電壓和電流的比值是變化的即燈泡的電阻是變化的，原因是小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大，所以通過小燈泡的電流不與其兩端的電壓成正比；
（5）①閉合開關(guān)S1，S2接1，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R2的滑片，使電流表示數(shù)為I額；
②閉合開關(guān)S1，S2接2，保持滑動(dòng)變阻器R2的滑片位置不變，調(diào)另一個(gè)滑動(dòng)變阻器R1的滑片，使電流表示數(shù)為I額；
再將滑動(dòng)變阻器R2的滑片調(diào)到最右端，讀出電流表的示數(shù)為I；
③在①中，變阻器R1短路，燈與變阻器R2串聯(lián)，燈正常發(fā)光，
在②中燈短路，兩變阻器串聯(lián)，因R2的滑片位置不變，根據(jù)等效替代法，變阻器R1連入電路中的電阻等于燈正常發(fā)光時(shí)的電阻大小；
根據(jù)最后一步操作，由歐姆定律和電阻的串聯(lián)，變阻器R1連入電路中的電阻：R1滑＝﹣R2，即燈正常發(fā)光的電阻為﹣R2，
小燈泡的額定功率表達(dá)式為P額＝U額I額＝I額2×（﹣R2）。
9．（一）某同學(xué)探究“電流與電壓”的關(guān)系，他用了3個(gè)干電池，一個(gè)定值電阻、一個(gè)滑動(dòng)變阻器（20Ω，1A），一個(gè)電壓表，一個(gè)電流表，導(dǎo)線若干。
（1）請(qǐng)補(bǔ)充實(shí)物圖；
（2）若電壓表無示數(shù)，電流表有示數(shù)，此時(shí)原因可能是 R短路 （選填“R斷路”或“R短路”）；
（3）他用此電路做了若干組實(shí)驗(yàn)，以下第 ① 組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有誤；
（4）根據(jù)此表格可知：電阻一定時(shí)，電流與電壓成 正比 （選填“正比”或“反比”）。
（二）某同學(xué)探究“電流與電阻”的關(guān)系，他有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的電阻，一個(gè)電壓表，一個(gè)電流表和導(dǎo)線若干，多次實(shí)驗(yàn)后得到電流與電阻的關(guān)系如圖所示。
（1）電阻兩端的電壓為 2.5 V；
（2）滑動(dòng)變阻器的最大功率為 1 W。
【答案】（1）如上圖所示；（2）R短路；（3）①；（4）正比；（二）（1）2.5；（2）1。
【解答】解：（1）探究“電流與電壓”的關(guān)系時(shí)，控制定值電阻不變，電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端，電路如下圖所示：
；
（2）電流表有示數(shù)，說明不是斷路，電壓表無示數(shù)，說明與電壓表并聯(lián)的電阻短路，即R短路；
（3）3個(gè)干電池，電源電壓約為4.5V，在第①次實(shí)驗(yàn)中，定值電阻兩端電壓為1V，電路中的電流為0.1A，由串聯(lián)電路分壓規(guī)律可知：
滑動(dòng)變阻器兩端的電壓約為：U滑＝U﹣U定＝4.5V﹣1V＝3.5V，
根據(jù)歐姆定律得滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為：R滑＝＝＝35Ω，大于滑動(dòng)變阻器的最大阻值20Ω，故第①組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有誤；
（4）由表中數(shù)據(jù)，電壓與電流之比為10Ω，為一定值，可以得出結(jié)論：電阻一定時(shí)，電流與電壓成正比；
（二）（1）電流與電壓、電阻有關(guān)，探究“電流與電阻”的關(guān)系時(shí)，要控制電阻兩端的電壓不變，
由公式I＝可得電阻兩端的電壓為：U'＝I'R'＝0.5A×5Ω＝2.5V；
（2）五次實(shí)驗(yàn)中，電源電壓不變，電阻兩端電壓不變，滑動(dòng)變阻器兩端電壓不變，根據(jù)串聯(lián)分壓原理，滑動(dòng)變阻器兩端電壓為U'滑＝U﹣U定＝4.5V﹣2.5V＝2V，
由電流與電阻的關(guān)系圖像可知，選用5Ω電阻實(shí)驗(yàn)時(shí)，電路中的電流最大，I大＝0.5A，
故滑動(dòng)變阻器最大功率為：
P滑＝U'滑I大＝2V×0.5A＝1W。
10．某班同學(xué)利用圖甲所示的電路用“伏安法”測(cè)量未知電阻Rx的阻值，阻值大約為5Ω。電源為兩節(jié)新干電池，滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“20Ω 1A”。
（1）請(qǐng)你根據(jù)電路圖用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖乙的實(shí)物電路連接完整。
（2）電路中滑動(dòng)變阻器除對(duì)電路有保護(hù)作用外，另一個(gè)作用是 調(diào)節(jié)電阻兩端的電壓 。
（3）完成電路連接后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表均無示數(shù)，小明利用另一只完好的電壓表進(jìn)行檢測(cè)，把電壓表分別接在a、b之間和b、c之間，電壓表均有示數(shù)；接在a、c之間，電壓表無示數(shù)。如果電路連接完好，只有一個(gè)元件有故障，該故障為 滑動(dòng)變阻器斷路 。
（4）實(shí)驗(yàn)過程中老師提醒同學(xué)們盡量縮短通電時(shí)間，并且電流不宜過大，這樣做的理由是 電阻的阻值受溫度影響 。
（5）小光和小彤分別選用定值電阻和小燈泡為測(cè)量對(duì)象，在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，分別畫出了U﹣I的圖像，如圖丙、丁所示。對(duì)于圖像的分析，以下說法錯(cuò)誤的是 C 。
A.由圖丙可知，定值電阻的阻值為1Ω
B.由圖丙可知，電阻不隨其兩端的電壓和導(dǎo)體中的電流而改變
C.為了減小誤差，應(yīng)該用多次測(cè)量的方法，計(jì)算小燈泡的電阻
D.由圖丁及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知：小燈泡的電阻隨燈絲溫度的增加而增大
（6）實(shí)驗(yàn)中小華不用電流表，而是挑選標(biāo)有“R01A”字樣的滑動(dòng)變阻器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，小華設(shè)計(jì)了如圖戊所示的電路。接下來小華的實(shí)驗(yàn)操作是：
①閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑片至最左端時(shí)，讀出電壓表的示數(shù)為U1；
②閉合開關(guān)S， 調(diào)節(jié)滑片至最右端時(shí) ，讀出電壓表的示數(shù)為U2；
③未知電阻Rx＝ （用題目給出的R0、U1、U2表示）。
【答案】（1）如圖；（2）調(diào)節(jié)電阻兩端的電壓；（3）滑動(dòng)變阻器斷路；（4）電阻的阻值受溫度影響；（5）C；（6）②調(diào)節(jié)滑片至最右端時(shí)；③。
【解答】（1）電流表應(yīng)串聯(lián)接入電路，電源為2節(jié)干電池，未知電阻Rx的阻值大約為5Ω，由歐姆定律可得通過電路的最大電流：I＝＝＝0.6A，所以電流表選擇0～0.6A的量程，如圖：
；
（2）伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)需通過改變滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值改變電阻兩端的電壓，多測(cè)幾組數(shù)據(jù)計(jì)算平均值，減小誤差，所以電路中滑動(dòng)變阻器除對(duì)電路有保護(hù)作用外，另一個(gè)作用是調(diào)節(jié)電阻兩端的電壓；
（3）把電壓表分別接在a、b之間和b、c之間，電壓表均有示數(shù)，說明a、電源、b之間是通路，a、電流表、待測(cè)電阻、c也是通路；根據(jù)接在a、c之間，電壓表無示數(shù)，如果電路連接完好，只有一個(gè)元件有故障，該故障是滑動(dòng)變阻器斷路；
（4）實(shí)驗(yàn)過程中老師提醒同學(xué)們盡量縮短通電時(shí)間，并且電流不宜過大，由焦耳定律可得時(shí)間越長(zhǎng)，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多，電阻的溫度越高，這樣做的理由是電阻的阻值受溫度影響；
（5）由圖丙可知，通過電阻的電流為3A時(shí)，電阻兩端的電壓為3V，由歐姆定律可得：Rx＝＝＝1Ω，U﹣I圖象是一條過原點(diǎn)的直線，也就是說電流與電壓成正比，所以該電阻為定值電阻，故AB正確，
由圖丁可知，U﹣I圖象是一條曲線，也就是說電流與電壓不成正比，所以燈泡的電阻隨溫度的改變而改變，小燈泡的電阻隨燈絲溫度的增加而增大，不可計(jì)算平均值，故C錯(cuò)誤，D正確；
（6）①閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑片至最左端時(shí)，讀出電壓表的示數(shù)為U1；
此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為0，電路為定值電阻的簡(jiǎn)單電路，電壓表示數(shù)即電源電壓，
②閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑片至最右端時(shí)，讀出電壓表的示數(shù)為U2；
此時(shí)定值電阻和滑動(dòng)變阻器的最大阻值串聯(lián)接入電路，電壓表測(cè)定值電阻兩端的電壓，串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和，
所以滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：U0＝U1﹣U2，
由歐姆定律可得通過電路的電流：I＝＝，
③由歐姆定律可得未知電阻：Rx＝＝＝。
11．小明用圖甲所示的電路探究“電流與電壓、電阻的關(guān)系”，電源電壓15V保持不變，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格是“50Ω，2A”，阻值為10Ω、20Ω、30Ω、40Ω的定值電阻各1個(gè)，電流表量程0～0.6A、0～3A，電壓表量程0～3V、0～15V。
（1）根據(jù)圖甲，將圖乙所示的實(shí)物圖連接完整。
（2）小明將10Ω的電阻接入電路，閉合開關(guān)，多次移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，記錄對(duì)應(yīng)的幾組電表示數(shù)，此過程小明探究的問題是 在電阻不變時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與電壓的關(guān)系 ；
（3）為了探究電流與電阻的關(guān)系，同學(xué)們繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，上表為某同學(xué)提交的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
①該同學(xué)用10Ω的電阻換成20Ω的電阻時(shí)，應(yīng)該將滑動(dòng)變阻器的滑片向 b 端移動(dòng)（選填“a”或“b”）。
②老師指出有一組數(shù)據(jù)不符合實(shí)際，不符合實(shí)際的實(shí)驗(yàn)次序是 4 ，理由是 電路最小電流為0.17A 。
【答案】（1）如上圖所示；（2）在電阻不變時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與電壓的關(guān)系；（3）①b；②4；電路最小電流為0.17A。
【解答】解：（1）探究“電流與電阻的關(guān)系“的實(shí)驗(yàn)中，電壓表測(cè)定值電阻兩端電壓，與定值電阻并聯(lián)；電流表測(cè)通過定值電阻的電流，與定值電阻串聯(lián)；由于電源電壓較大，電壓表選用大量程，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，電流表選用小量程，如下圖所示：
；
（2）小明將10Ω的電阻接入電路（控制電阻的大小不變）閉合開關(guān)，多次移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，記錄對(duì)應(yīng)的幾組電表示數(shù)，此過程小明實(shí)際探究的問題是在電阻不變時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與電壓的關(guān)系；
（3）①根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，將定值電阻由10Ω改接成20Ω的電阻，電阻增大，其分得的電壓增大；
探究電流與電阻的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制電壓不變，即應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器分得的電壓，由分壓原理，應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻，所以滑片應(yīng)向b端移動(dòng)；
②變阻器的最大電阻為50Ω，由表中最后一組數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)電阻的大小，由歐姆定律，電路的最小電流為：
I＝＝≈0.17A＞0.15A，故不符合實(shí)際的實(shí)驗(yàn)次序是4，理由是電路最小電流為0.17A。
12．在探究“通過導(dǎo)體的電流與電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中。
（1）小明連接的部分實(shí)驗(yàn)電路如圖﹣1所示，請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將圖﹣1中的實(shí)驗(yàn)電路連接完整，要求滑片向左移動(dòng)時(shí)電流表示數(shù)增大。
（2）連接電路過程中，開關(guān)必須 斷開 。
（3）檢查電路并將滑動(dòng)變阻器的滑片移至最大阻值處，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)，則電路故障可能是定值電阻 斷路 （選填“短路”或“斷路”）。
（4）排除故障后閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表的示數(shù)為1.5V，此時(shí)電流表示數(shù)如圖﹣2所示，則此時(shí)電路中的電流為 0.3 A，接著小明將原電路中的定值電阻換成阻值為15Ω的定值電阻，閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)如圖﹣3所示，接下來他應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向 右 （選填“左”或“右”）移動(dòng)，當(dāng)觀察到電壓表示數(shù)為 1.5 V時(shí)，再次記錄電流表示數(shù)，此時(shí)電流表示數(shù)為0.1A。
（5）小明分析兩次實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，得出初步結(jié)論：在其他條件一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成 反比 。
【答案】（1）如上圖所示；（2）斷開；（3）斷路；（4）0.3；右；1.5；（5）反比。
【解答】解：（1）電壓表應(yīng)并聯(lián)在電阻和電流表兩端；滑片向左移動(dòng)時(shí)電流表示數(shù)增大，說明變阻器接入電路的阻值變小，故變阻器應(yīng)選左下接線柱與電流表串聯(lián)接入電路中，如下圖所示：
；
（2）為了保護(hù)電路，連接電路過程中，開關(guān)必須斷開；
（3）檢查電路并將滑動(dòng)變阻器的滑片移至最大阻值處，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，說明電路可能斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯(lián)的支路斷路了，即電路故障可能是定值電阻斷路；
（4）排除故障后閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表的示數(shù)為1.5V，此時(shí)電流表示數(shù)如圖﹣2所示，電流表選用小量程，分度值0.02A，其示數(shù)為0.3A，接著小明將原電路中的定值電阻換成阻值為15Ω的定值電阻，閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)如圖﹣3所示，電壓表選用小量程，分度值0.1V，其示數(shù)為1.8V；在探究導(dǎo)體的電流與電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)控制電壓不變，需要減小電阻兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律，應(yīng)增大變阻器兩端電壓，根據(jù)分壓原理，應(yīng)增大變阻器接入電路的阻值，故接下來他應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)，當(dāng)觀察到電壓表示數(shù)為1.5V時(shí)，再次記錄電流表示數(shù)，此時(shí)電流表示數(shù)為0.1A；，
（5）當(dāng)電壓表的示數(shù)為1.5V，電路中的電流為0.3A，此時(shí)接入電路電阻阻值為R1＝＝＝5Ω，小明將原電路中的定值電阻換成阻值為15Ω的定值電阻，此時(shí)電流表示數(shù)為0.1A，定值電阻兩端電壓仍為U2＝I2R2＝0.1A×15Ω＝1.5V，故由實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論：電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。①
②
③
④
I
0.1
0.2
0.3
0.4
U
1
2
3
4
實(shí)驗(yàn)次序
R/Ω
I/A
1
10
0.59
2
20
0.30
3
30
0.20
4
40
0.15