
03 核心精講· 題型突破
考點一 電學重點實驗
【真題研析】
? 考法 01 探究串并聯電路中電流、電壓規(guī)律
? 考法 02 探究電流與電壓和電阻的關系
? 考法 03 測量電阻
? 考法 04 測量小燈泡的電功率
【核心精講】
? 知識點一 探究串并聯電路中電流、電壓規(guī)律
? 知識點二 探究電流與電壓和電阻的關系
? 知識點三 測量電阻
? 知識點四 測量小燈泡的電功率
【命題預測】
考點要求 課標要求 命題預測
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模塊三 電學
專題 07 電學重點實驗
探究串并聯電路中電
流、電壓規(guī)律
探究電流與電壓和電阻
的關系
測量電阻
測量小燈泡的電功率
? 探究串聯電路和并聯電路
中電流、電壓的特點。
? 探究電流與電壓、電阻的
關系。
? 4.1.9 用電流表和電壓表測量電阻。
? 用電流表和電壓表測量小燈泡電
功率。
本專題考點常以、選擇題、實驗探
究題的形式進行考查。考查的命題點有:
串并聯電路中電流與電壓的規(guī)律、探究電
流與電壓和電阻關系、電阻測量、伏安法
測小燈泡功率??疾榉较蛑饕须娐返倪B
接、電表的正確使用、電路故障檢測、實
驗過程分析、數據處理、實驗結論以及實
驗評估等。
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考點一 電學重點實驗
考法 01 探究串并聯電路中電流、電壓規(guī)律
1.(2024·江蘇蘇州)探究串聯電路中電流的特點
(1)猜想:由于用電器耗電,電流流過用電器會減??;
(2)按圖甲接好電路,閉合開關后發(fā)現燈不亮,為了找出原因,將電壓表接在 A、B 兩點間,閉合開關發(fā)
現電壓表有示數,說明有可能存在 故障;
(3)排除故障后,用電流表測出 A 點電流,如圖乙所示,則 A,再測出 B 點電流,得到 A、
B 兩點電流相等。更換不同規(guī)格的燈泡,重復上述實驗,都得到相同結論.由此判斷猜想是 的;
(4)為進一步得出兩個燈串聯時電流的規(guī)律,小明按圖丙連接電路,測量 A、B、C 三點的電流,得出
;小華認為不需要再測量,在(3)結論的基礎上,通過推理也可以得出相同結論,請寫出小華
的推理過程: 。
2.(2024·四川成都)在“探究并聯電路中的電流特點”實驗中,圖甲是某小組同學設計的電路圖。
(1)圖乙是該小組連接的電路,閉合開關 S,電流表測通過 的電流;
(2)該小組同學換用不同規(guī)格的小燈泡進行實驗,用電流表多次測 A、B、C 三點電流,記錄實驗數據如下
表。
實驗次數 IA/A IB/A IC/A
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1 0.30 0.22 0.50
2 0.22 0.28 0.50
3 0.24 0.22 0.46
4 0.28 0.30 0.28
分析表中數據,以下說法不合理的是 ;
A.四次實驗中電流表選用量程為 0~0.6A
B.表中的數據均在誤差范圍內
C.此實驗還可測量更多組數據
D.通過多次實驗,可避免偶然性
(3)小成同學測量通過燈泡 L1 電流時,L1 正常發(fā)光,L2 忽亮忽滅,他接下來的操作應該是 。
(寫出一條即可)
3. (2024·廣東)探究串聯電路中電壓的規(guī)律;
(1)根據圖甲所示的電路圖,用筆畫線代替導線將圖乙所示電路連接完整;________
(2)連接電路時,開關應處于___________狀態(tài),正確連接電路后,閉合開關,若燈 斷路,則 兩端
___________(選填“有”或“無”)電壓;
(3)用電壓表分別測出電壓 和 。其中測 時,電壓表的示數如圖丙所示,示數為
___________V。接著更換不同規(guī)格的燈泡并多次實驗,數據記錄見表;
實驗次序 電壓 /V 電壓 /V 電壓 /V
1 1.7 2 9
2 1.3 1.6 2.9
3 1.1 1.8 2.9
①分析表中數據,得到初步結論:串聯電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端電壓___________;
②為使結論更具普遍性,小明將燈泡換成其他類型用電器并多次實驗。此外,還可以___________。
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考法 02 探究電流與電壓和電阻的關系
4.(2024·安徽)圖甲為小英同學設計的“探究電流與電壓的關系”電路圖,電源兩端電壓為 3V,滑動變阻
器的規(guī)格為“50Ω 1.5A”。
(1)請按照圖甲,將圖乙中的實物電路連接完整;
(2)正確連接電路后,將滑動變阻器的滑片 P 移至電阻值最大處,閉合開關,移動滑片 P,小英發(fā)現電流
表和電壓表均無示數。為了排查電路故障,她斷開開關,然后按圖丙所示的電路圖,只將與電壓表“+”接線
柱相連導線的另一端拆下,并正確連接到滑動變阻器的接線柱上。重復前面的操作,發(fā)現電壓表有示數且
保持不變,電流表始終無示數。若電路中只有一處故障,則故障可能是 。
(3)排除故障后進行實驗,得到的實驗數據如下表所示。
數據序號 1 2 3 4 5 6
電壓 U/V 0.30 0.60 0.90 1.20 1.50 1.80
電流 I/A 0.08 0.15 0.23 0.30 0.38 0.45
分析表中的數據,可以初步得出結論,在電阻一定的情況下, 。
(4)本實驗中,定值電阻 R 的阻值為 Ω(保留一位小數)。
5.(2024·河南)小華用如圖所示的電路探究電流與電壓、電阻的關系。電源電壓恒為 4.5V,滑動變阻器
最大阻值為 20Ω。
(1)她先用阻值為 10Ω的定值電阻探究電流與電壓的關系。
①圖 1 是根據設計的電路圖連接的實物電路,請在虛線框中畫出該電路圖。
②閉合開關前,應將滑動變阻器的滑片移到最右端,否則,閉合開關時 (填“電流表”或“電壓表”)指
針的偏轉可能超出所用量程。
③閉合開關,移動滑片,記錄了如下數據。第 5 次的電壓表和電流表的示數如圖 2、3 所示,請將示數填入
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表中。
實驗次數 1 2 3 4 5
電壓 U/V 1.6 2.0 2.2 2.4 a.
電流 I/A 0.16 0.20 0.22 0.24 b.
④請在圖 4 中描出表中各組數據對應的點,并根據描出的點畫出 圖像。
⑤分析表中數據或圖像的特點,可得出:電阻一定時,電流與電壓成正比。得出此結論的理由是 。
(2)接下來,她用原電路探究電壓一定時,電流與電阻的關系。先調節(jié)滑片,使電壓表示數為 2V,記錄
電流表示數;然后斷開開關,將 10Ω電阻依次換成 5Ω、15Ω電阻,閉合開關,移動滑片,使電壓表示數仍
為 2V,記錄電流表示數。當換成 20Ω電阻后,發(fā)現電壓表示數始終不能為 2V,為了完成實驗,下列方案可
行的是 (填字母代號)。
A.換用電壓為 6V 的電源
B.把電壓表改接為 0~15V 量程
C.在開關與滑動變阻器之間串聯一個 10Ω的電阻
6.(2024·陜西)小明和小華在探究電流與電阻的關系時,實驗電路如圖-1 所示。
試驗次數 R/Ω I/A
1 5 0.4
2 10 0.2
3 15 0.12
4 20 0.1
(1)請用筆畫線代替導線將圖-1 所示電路補充完整;
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(2)正確連接電路,閉合開關前,滑動變阻器的滑片 P 應置于最 (選填“左”或“右”)端。閉合開
關,觀察到電壓表有示數,電流表無示數。已知導線、電表均完好且接觸良好,則原因可能是定值電阻
R ;
(3)排除故障后,小明換用不同的電阻,控制電壓表示數不變進行實驗,將實驗數據記錄在表中,并作出
圖像,如圖-2。小華認為小明所繪圖像不合理,其理由是 ;
(4)小明和小華發(fā)現,由 圖像不能確定電流與電阻的定量關系,于是他們進一步分析數據特點,作出
了 圖像,如圖-3,分析其特點,可得出:當導體兩端電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成
比;
(5)小明和小華對實驗進行了反思:若再換用兩個定值電阻,增加兩組數據,使數據點分布合理,有利于
繪出的圖像更好的反映電流與電阻的關系,你建議選用 (選填“ 、 ”或“ 、 ”)的定
值電阻;
(6)小明和小華找到一卷規(guī)格為 的鎳鉻合金絲(無絕緣表層),截取了長度為 0.4m、0.7m、1.2m、
1.8m 的四段,對應阻值為 、 、 、 。分別將它們繞成螺旋狀后,兩端纏繞在接線柱上固定,
制成了四個簡易定值電阻,如圖-4 所示。在老師的幫助下,他們對制作的電阻進行了測量檢驗,發(fā)現測量
值均偏小,且有的偏小值較大,原因可能是 。
考法 03 測量電阻
7.(2024·山西)實驗室里有一個標識不清的定值電阻,小亮設計實驗進行測量(電源為兩節(jié)干電池)。
(1)根據公式 可知,通過對電流和電壓的測量來間接測出導體的電阻。請用筆畫線代替導線
將圖甲的電路連接完整(導線不得交叉);
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(2)連接電路時,開關應 ,滑動變阻器的滑片 P 應放在 (選填“A”或“B”)端。閉
合開關,電壓表示數接近電源電壓,電流表無示數。經檢查電流表及各接線處均完好,則電路的故障可能
是 ;
(3)排除故障后閉合開關,移動滑片使電壓表示數為 2.4V,電流表示數如圖乙所示為 A,則
電阻為 Ω。小亮把該數據作為本實驗的最終結果,請你做出評價或建議: 。
8.(2024·四川眉山)小龍同學用伏安法測量一個定值電阻 的阻值,進行了如下實驗。
(1)用筆畫線代替導線,將圖甲中電路連接完整。要求滑片 P 向右移動時,電路中的電流變大。
(2)連接電路過程中,開關處于 狀態(tài)。
(3)閉合開關后,發(fā)現電壓表的示數約為電源電壓,移動滑片 P 電壓表示數無明顯變化,電流表示數為零。
造成該故障的原因是 。
(4)排除故障后閉合開關,移動滑片 P,電壓表示數為 2.4V 時,電流表示數如圖乙所示、待測電阻的阻值
為 。
(5)實驗中,改變滑片 P 的位置,并記錄相應數據、多次測量求 的平均值是為了 。
(6)在缺少電流表時,小龍選用阻值為 的定值電阻設計了如圖丙所示電路,并完成實驗。過程如下:
①閉合 S 和 ,電壓表的示數為 ;
②再閉合 ,電壓表的示數為 ;
③ (用字母 、 和 表示)。
9.(2024·江蘇蘇州)用如圖所示電路測電阻 的阻值。
實驗步驟如下:
(1)將電壓表接在 B、C 兩點間,閉合開關,將滑動變阻器滑片移到 b 端、電阻箱 R 調為某一阻值 ,使
電壓表和電流表示數為合適的值;
(2)斷開開關,將電壓表右端由 C 點改接到 D 點;
(3)閉合開關,反復調節(jié) 使兩表的示數與步驟(1)中相同,此時電阻箱的阻值為 ;
(4)待測電阻的阻值 ;
(5)若操作無誤,反復調節(jié)始終無法實現兩表的示數與步驟(1)中相同,原因可能有: 、
。
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考法 04 測量小燈泡的電功率
10.(2024·廣西)小明用標有“2.5V”字樣的小燈泡做“測量小燈泡的電功率”實驗,設計了如圖甲所示的電
路圖。
(1)閉合開關前,應將滑動變阻器的滑片置于 (選填“a”或“b”)端,閉合開關后,發(fā)現小燈泡不
亮,則電路故障可能是滑動變阻器 (選填“短路”或“斷路”);
(2)排除故障后,某次實驗電壓表的示數如圖乙所示,為 V;小明測得多組數據,并畫出如圖丙
所示的圖像,由圖像可知小燈泡正常發(fā)光時的電阻為 ,小燈泡的額定功率為 W;
(3)圖丙的圖像是一條曲線的原因是小燈泡的電阻隨溫度升高而 (選填“增大”或“減小”)。
(4)受到上述實驗的啟發(fā),為測量高溫物體的溫度,小明將圖甲電路改裝成一個簡易的溫度傳感器。思路
如下:將圖甲中的小燈泡換成與燈絲同種材料的電阻絲,選擇圖中一個電表改裝為溫度顯示儀。你建議他
選哪個電表?請說明理由(從電表的示數隨待測物體的溫度變化關系進行闡述)。
答:
11.(2024·黑龍江綏化)在“測量小燈泡的電功率”實驗中,選用的小燈泡上標有“2.5V”字樣,額定電流約
為 0.3A,電源電壓恒為 6V,實驗電路如圖甲所示。
(1)請用筆畫線代替導線,將圖甲電路連接完整 ;(導線不允許交叉)
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(2)現有規(guī)格為A“ ”、B“ ”和C“ ”的三個滑動變阻器可供選擇,應選擇 (選
填字母)滑動變阻器接入電路才能順利進行實驗。實驗中滑動變阻器的作用是 和調節(jié)小燈泡兩
端的電壓及通過的電流;
(3)電路連接完成后,閉合開關,發(fā)現小燈泡發(fā)光很暗,這時眼睛應該看著 (選填“電流表”或“電
壓表”)移動滑動變阻器的滑片,當小燈泡正常發(fā)光時電流表的示數如圖乙所示,則小燈泡的額定功率為
W;
(4)實驗中改變小燈泡兩端的電壓,多次測量的目的是 ;
(5)測得小燈泡的額定功率后,把小燈泡兩端的電壓調為額定電壓的一半,發(fā)現測得的功率大于其額定功
率的四分之一,請對其加以分析: 。
12.(2024·黑龍江牡丹江)小江發(fā)現家里不同房間的燈亮度不同,猜想可能是與燈泡的電功率有關。他找
來若干節(jié)新干電池、開關、滑動變阻器、電流表、電壓表、同一規(guī)格的導線若干,測量額定電壓為 2.5V 小
燈泡的功率。
(1)小江選擇兩節(jié)新干電池進行實驗,連接的實物電路如圖甲所示,請在方框內畫出對應的電路圖。
(2)閉合開關后,移動滑動變阻器的滑片,使電壓表的示數為 2V,讀出電流表示數,將數據記入表格。
繼續(xù)移動滑片,即使將滑片移動到阻值最小的位置,小燈泡兩端電壓也無法達到 2.5V,解決的辦法
是 。
(3)問題解決后,移動滑動變阻器的滑片,使小燈泡兩端電壓達到 2.5V。如圖乙所示,此時電流表的示數
為 A,小燈泡的額定功率為 W。
(4)繼續(xù)移動滑動變阻器的滑片,使小燈泡兩端電壓為 2.9V,讀出電流表示數,將數據記入表格。如表所
示,小江設計的表格不足之處是 。
實驗次數 燈泡兩端電壓 U 通過燈泡的電流 I 燈泡的電功率 P 發(fā)光情況
1 2 0.26 0.52 較暗
2 2.5 正常發(fā)光
3 2.9 0.32 0.93 較亮
(5)實驗表明小燈泡的亮度由 決定。
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知識點一 探究串并聯電路中電流、電壓規(guī)律
1.探究串、并聯電路中電流的規(guī)律
實驗目的 探究串、并聯電路的電流規(guī)律
電路圖
實驗器材 電流表、電源、開關、小燈泡(不同規(guī)格)導線
(1)畫電路圖、連接實物圖、電路錯誤或該接電路;
(2)進行實驗(連接好電路前開關要斷開);
實驗設計與分析 (3)分析電流表指針反偏的原因和偏轉角度太大和過小的原因,并且進行正確操作;
(4)更換不同規(guī)格的燈泡進行多次實驗的目的:尋找普遍規(guī)律,避免偶然性;
(5)改進實驗
(1)串聯電路:電流處處相等,即 I=I1=I2。 實驗結論
(2)并聯電路:干路電流等于各支路電流之和,即 I=I1+I2。
(1)記錄數據要真實,不得隨意修改實驗數據,在誤差允許范圍內得出結論;
(2)同一次實驗過程中,每盞小燈泡的亮度可能不同,甚至有的小燈泡不亮,但這不能
交流與反思 說明各處電流不相等,因為各小燈泡的規(guī)格不同。
(3)分析實驗數據可知,并聯電路中各支路電流不一定相等。當并聯的兩個小燈泡規(guī)格
相同時,各支路電流相等;當并聯的兩個小燈泡規(guī)格不相同時,各支路電流不相等。
2.探究串、并聯電路中電壓的規(guī)律
實驗目的 探究串、并聯電路的電壓規(guī)律
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電路圖
實驗器材 電壓表、兩個燈泡(不同規(guī)格)、電源、開關、導線
(1)畫電路圖、連接實物圖、電路錯誤或該接電路;
(2)進行實驗(連接好電路前開關要斷開);
實驗設計與分析 (3)分析電壓表指針反偏的原因和偏轉角度太大和過小的原因,并且進行正確操作;
(4)更換不同規(guī)格的燈泡進行多次實驗的目的:尋找普遍規(guī)律,避免偶然性;
(5)改進實驗
(1)串聯電路:電源兩端電壓等于各個用電器兩端電壓之和,即 U=U1+U2。 實驗結論
(2)并聯電路:各支路兩端電壓相等,且等于電源電壓,即 U=U1=U2。
知識點二 探究電流與電壓和電阻的關系
1.探究電流與電壓的關系
實驗目的 探究電流與電壓的關系
控制變量法:探究電流與電壓的關系時,控制電阻不變,多次移動滑動變阻器滑片改變電阻
兩端電壓。
設計實驗及
電路圖
實驗器材 電壓表、電流表、滑動變阻器、10Ω的定值電阻、電源、開關、導線若干
(1)按照電路圖連接實物電路。
(2)閉合開關前檢查電路中各元件的連接是否正確,并將
滑動變阻器的滑片移動定值最大處。
(3)電路連接無誤后閉合開關,移動滑動變阻器的滑片,
進行實驗
改變定值電阻量斷的電壓,并從電流表上讀出相應的電流
值,并記錄在表中。
定值 R/Ω 10Ω
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電壓 U/V
電流 I/A
(4)在坐標系中,根據各電流值與對應的電壓值描點,并用平滑曲線連接各點,畫出 I-U
關系圖像,如圖所示。
分析實驗數據和 I-U 圖像可以看出:電阻一定時,電流隨電壓的增大而增大;電壓變?yōu)樵瓉?分析論證
的幾倍,電流也變?yōu)樵瓉淼膸妆?,電流與電壓的比值為一定值。
實驗結論 在電阻一定的情況下,通過導體的電流與導體兩端電壓成正比,即電阻 R 不變時,
(1)畫電路圖、連接實物圖、找出電路錯誤之處或改接電路。
(2)電路問題:①連接問題:電壓表、電流表的調零、量程選擇和接法;滑動變阻器要“一
上一下”連入電路。②操作問題:連接電路前開關斷開,閉合開關前滑動變阻器的滑片移到
阻值最大處。③故障問題:電路中用電器斷路或短路、開關接觸不良。 (3)滑動變阻器的作用:改變電阻兩端的電壓和保護電路。
交流與反思
(4)電流表、電壓表、滑動變阻器的選?。孩侔踩弘姳聿荒艹^量程,滑動變阻器不能
超過限定電流。②方便:電表量程不能過大,滑動變阻器最大阻值要能夠滿足調節(jié)電壓的要
求,且不能過大導致使用不便。
(5)設計或補充實驗表格(序號、電流、電壓或電阻)。
(6)多次實驗的目的:尋找普遍規(guī)律。
2.探究電流與電阻的關系
實驗目的 探究電流與電阻的關系
控制變量法:探究電流與電阻的關系時,更換不同的電阻,并控制電阻兩端的電壓不變。
設計實驗及
電路圖
電壓表、電流表、滑動變阻器、電源、開關各一個,阻值為 5Ω、10Ω、15Ω的定值電阻各 實驗器材
一個,導線若干
(1)按實驗電路圖連接實物電路;
(2)閉合開關前,檢查電路中各元件的連接是否正確,
并將滑動變阻器短片移到阻值最大處;
進行實驗
(3)確定電路連接無誤后,閉合開關,調節(jié)滑動變阻
器的滑片,使電壓表示數為 3V,再讀出電流表的示數
并填入表中;
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(4)斷開開關,將阻值為 5Ω的定值電阻更換為 10Ω、15Ω的定值電阻,調節(jié)滑動變阻器
的滑片,使電壓表示數保持在 3V 不變,分別讀出對應電流表的讀
數并填入表中;
電壓 U/V 3V
電阻 R/Ω
電流 I/A
(5)在坐標系中,根據各電流值和對應的電阻值描點,并用平滑的曲線連接各點,畫出 I-R
關系圖像,如圖所示。
分析數據和 I-R 關系圖像可以看出:電壓一定時,電阻變?yōu)樵瓉淼?n 倍,電流就變?yōu)樵瓉淼?分析論證
1/n,電流與電阻的乘積為一定值。
實驗結論 在電壓一定的情況下,通過導體的電流與導體的電阻成反比,即 U 不變時,I1R1=I2R2。
(1)畫電路圖、連接實物圖、找出電路錯誤之處或改接電路。
(2)電路問題:①連接問題:電壓表、電流表的調零、量程選擇和接法;滑動變阻器要“一
上一下”連入電路。②操作問題:連接電路前開關斷開,閉合開關前滑動變阻器的滑片移到
阻值最大處。③故障問題:電路中用電器斷路或短路、開關接觸不良。
(3)滑動變阻器的作用:控制電阻兩端的電壓保持不變和保護電路。
(4)電流表、電壓表、滑動變阻器的選取:①安全:電表不能超過量程,滑動變阻器不能
超過限定電流。②方便:電表量程不能過大,滑動變阻器最大阻值要能夠滿足調節(jié)電壓的要
交流與反思 求,且不能過大導致使用不便。
(5)設計或補充實驗表格(序號、電流、電壓或電阻)。
(6)多次實驗的目的:尋找普遍規(guī)律。
(7)實驗中,更換電阻,滑動變阻器接入電路中的電阻變化:當定值電阻阻值變大,電阻
兩端電壓變大,要讓電阻兩端電壓減小到控制的電壓,則滑動變阻器兩端電壓變大,因此需
要向電阻變大的方向移動滑片。反之,向電阻變小的方向移動滑片。(換大調大,換小調?。?br>(8)實驗中,更換大電阻后,無論怎么移動滑片,電壓表示數始終不能回到控制的電壓,
原因可能是:①滑動變阻器的最大阻值太??;②電源電壓太大;③控制不變的電壓太小。
知識點三 測量電阻
1.伏安法測定值電阻
實驗目的 伏安法測電阻
實驗原理
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電路圖及圖
像
實驗器材 電流表、電壓表、電源、開關、定值電阻、滑動變阻器、導線
(1)按電路圖連接實物;調節(jié)滑動變阻器到阻值最大處。
(2)閉合開關,調節(jié)滑動變阻器的滑片至適當位置,分別讀出電流表的示數 I、電壓表的示
數 U,并記錄在表格中。
(3)根據公式 計算出 R 的值,并記錄在表格中。
(4)通過移動滑動變阻器滑片,改變定值電阻兩端的電壓和通過電阻的電流,分別記錄對應
實驗步驟
的值。
實驗次數 電壓 U/V 電流 I/A 電阻 R/Ω 電阻的平均值 R/Ω
1
2
3
(1)畫電路圖、連接實物圖、找出電路錯誤之處或改接電路
(2)電路問題:①連接問題:電壓表、電流表的調零、量程選擇和接法;滑動變阻器要“一
上一下”連入電路。②操作問題:連接電路前開關斷開,閉合開關前滑動變阻器的滑片移到
阻值最大處。③故障問題:電路中用電器斷路或短路、開關接觸不良 交流與反思
(3)滑動變阻器的作用:①改變電阻兩端電壓;②保護電路
(4)滑動變阻器的選擇:在保證電路安全和測量要求的情況下,最大阻值盡可能小
(5)設計實驗數據表格(序號、電壓、電流、電阻、平均電阻)
(7)多次測量的目的:求平均值,減小實驗誤差
2.測量小燈泡的電阻
實驗目的 伏安法測電阻
實驗原理
電路圖及圖
像
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實驗器材 電流表、電壓表、電源、開關、小燈泡、滑動變阻器、導線
(1)按電路圖連接實物;調節(jié)滑動變阻器到阻值最大處。
(2)閉合開關,調節(jié)滑動變阻器的滑片至適當位置,分別讀出電流表的示數 I、電壓表的示
數 U,并記錄在表格中。
(3)根據公式 計算出 R 的值,并記錄在表格中。
(4)通過移動滑動變阻器滑片,改變小燈泡兩端的電壓和通過電阻的電流,分別記錄對應的
實驗步驟
值。
實驗次數 電壓 U/V 電流 I/A 電阻 R/Ω
1
2
3
(1)畫電路圖、連接實物圖、找出電路錯誤之處或改接電路
(2)電路問題:①連接問題:電壓表、電流表的調零、量程選擇和接法;滑動變阻器要“一
上一下”連入電路。②操作問題:連接電路前開關斷開,閉合開關前滑動變阻器的滑片移到
阻值最大處。③故障問題:電路中用電器斷路或短路、開關接觸不良 (3)滑動變阻器的作用:①改變電阻兩端電壓;②保護電路
交流與反思
(4)滑動變阻器的選擇:在保證電路安全和測量要求的情況下,最大阻值盡可能小
(5)設計實驗數據表格(序號、電壓、電流、電阻)
(6)測量小燈泡的電阻:電阻隨溫度的升高而增大
(9)測量小燈泡電阻時不求平均值,因燈絲電阻可變,平均值沒有意義
(7)多次測量的目的:尋找普遍規(guī)律,避免偶然性
3.伏安法測定值電阻阻值和測小燈泡電阻的異同
定值電阻 小燈泡
原理
電路圖
實驗過程 多次測量 多次測量
分別計算每次測量的小燈泡的電阻,然后
數據處理 分別計算每次測量的電阻,然后取平均值
尋找普遍規(guī)律
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實驗結論 平均值為所求電阻值 燈絲電阻隨溫度的升高而增大
知識點四 測量小燈泡的電功率
1.伏安法測量小燈泡的電功率
實驗目的 測量小燈泡的電功率
實驗原理
電路圖: 數據圖像:
電路圖及
數據圖像
實驗器材 電流表、電壓表、電源、開關、定值電阻、滑動變阻器、導線
(1)畫電路圖、連接實物圖、找出電路錯誤之處或改接電路
(2)電路問題:①連接問題:電壓表、電流表的調零、量程選擇和接法;滑動變阻器要“一
上一下”連入電路。②操作問題:連接電路前開關斷開,閉合開關前滑動變阻器的滑片移到
阻值最大處。③故障問題:電路中用電器斷路或短路、開關接觸不良 (3)滑動變阻器的作用:①改變電阻兩端電壓;②保護電路
實驗設計與
(4)滑動變阻器的選擇:在保證電路安全和測量要求的情況下,最大阻值盡可能小 分析
(5)設計實驗數據表格(序號、電壓、電流、電功率)
(6)通過數據表格或 I-U 圖像讀取數據計算電功率,會讀額定功率
①額定功率不是功率的平均值
②實驗多次測量的目的:尋找小燈泡亮度、實際功率與實際電壓的關系
(7)I-U 圖像不是直線的原因:燈絲的阻值隨溫度的升高而增大
實驗結論 小燈泡的實際功率越大,小燈泡越亮
2.注意事項
(1)在連接電路的過程中,接線應有序進行,按照電路圖從電源正極出發(fā),把干路上的各元件串聯起
來,然后把電壓表并聯在待測電阻的兩端;
(2)連接實物圖時,要將開關斷開;
(3)實驗前,要將滑動變阻器的滑片移至阻值最大處,以保證電路安全,防止開關突然閉合時,產生
瞬間電流過大而損壞電源或電表;
(4)可采用試觸法確定電表的量程;
(5)電表的正、負接線柱不能接反;
(6)滑動變阻器應采用“一上一下”的連接方式。
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3.常見故障分析
現象 實驗電路圖 故障(有且只有一處)
電壓表 電流表
電流表被短接 有示數 無示數
電流表處斷路 無示數 無示數 電壓表被短接
無示數 有示數
電壓表處斷路
定值電阻被短接 無示數 有示數,且示數偏大
定值電阻處斷路
有示數且接近電源電壓 無示數
電壓表串聯在電路中
滑動變阻器上面兩個接
移動滑片,電表示數不變,電壓表示數接近電源電壓
線柱接入電路
滑動變阻器下面兩個接
移動滑片,電表示數不變
線柱接入電路
1.小吳和小李探究并聯電路中電流的關系時,設計了如圖甲所示的電路圖。
(1)在閉合開關后,小吳發(fā)現電流表偏轉情況如圖乙所示,根據你的分析,你認為原因可能是 。
(2)如圖丙所示,閉合開關兩個燈均發(fā)光,電流表測的是 (選填“ ”、“ ”或“干路”)電流,取下燈
,燈 (選填“發(fā)光”或“不發(fā)光”),電流表 A 的示數將 (選填“變大”、“變小”或“不變”)。
(3)按圖甲正確連接電路后,小李測量了 A、B、C 三處的電流值并記錄在表格中,分析表格數據可以得出并
聯電路電流的規(guī)律: 。
0.12 0.16 0.28
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0.10 0.24 0.34
0.24 0.24 0.48
(4)在圖丙中,若要用電流表只測燈 的電流,請你在圖丙中只改動一根導線,完成電路的連接 (在
需改動的導線上打“×”,再用筆畫出重新連接后的導線)。
2.課外實驗小組探究“串、并聯電路的電流規(guī)律”,實驗電路圖如圖甲所示,請你完成下列問題:
(1)小剛同學連接電路后,閉合開關,發(fā)現兩個小燈泡都亮,由于連線較亂,一時無法確定電路是串聯還是
并聯。現有如下兩種方法:
方法 操作 現象 結論
方法 把其中一個小燈泡從燈座中取 若另一個小燈泡熄 兩個小燈泡一定是串
一 下 滅 聯
方法 兩個小燈泡一定是串
把開關斷開 若兩個小燈泡熄滅
二 聯
你認為判斷方法可行的是 (選填“方法一”或“方法二”)。
(2)某次實驗中電流表的指針偏轉如圖乙所示,則通過小燈泡 L2 的電流為 A。
(3)小剛三次實驗數據記錄如下表,其中有一組實驗數據明顯錯誤,造成實驗數據錯誤的原因是
。
電流表位置 A B C
電流 I/A 0.3 0.3 1.5
3.小明利用如圖甲所示電路圖探究“串聯電路電壓的規(guī)律”,用兩節(jié)新干電池作為電源。
(1)小明連接的實物電路如圖乙所示,電路中 (選填“電池”“開關”或“燈座”)安裝錯誤。 應該選
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擇規(guī)格 (選填“相同”或“不同”)的小燈泡;
(2)正確安裝后,測量 AB 兩端電壓,電壓表示數如圖丙所示,則 V。接下來小明將電壓表 A 點
的導線直接改接到 C 點,測量 BC 兩端的電壓,小明的做法是 (選填“正確”或“錯誤”)的,原因是
;
(3)小明正確完成了三次實驗,數據如表格所示。進行多次實驗的目的是 (選填“尋找普遍規(guī)律”或“減
小實驗誤差”)。分析實驗數據,可得到串聯電路的電壓特點是:串聯電路總電壓等于 。
次數
1 1.3 3.0
2 1.4 1.6 3.0
3 1.1 1.9 3.0
4.實驗小組在做“探究通過導體的電流跟電壓、電阻的關系”實驗中,實驗器材有:兩節(jié)干電池、電流表、
電壓表、定值電阻四只(5Ω、10Ω、20Ω、25Ω),滑動變阻器 R2(20Ω;1A)、開關、導線若干,電路如
圖。
實驗序號 1 2 3 4 5
電壓 U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
電流 I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
(1)閉合開關前,滑動變阻器的滑片移動到最 (選填“左”或“右”)端,保護電路安全;
(2)實驗開始時,用開關試觸,發(fā)現電壓表指針偏轉到表盤右側滿刻度處,電流表指針幾乎不動,故障原因
可能是定值電阻發(fā)生了 (選填“短路”或“斷路”);
(3)排除故障后,組內小雪探究“電流跟電壓的關系”實驗時,將 的電阻連入電路,測得的數據如上表所示,
老師檢查數據時指出有一組數據不是實際測得的,你認為應該是第 (填實驗序號)組,理由
是 ;
(4)小明在探究“電流跟電阻的關系”實驗過程中,先將 的電阻連入電路,移動滑動變阻器的滑片使電壓表
的示數為 2.5V,并記下電流值,接著斷開開關,將 電阻更換成 電阻,閉合開關后,發(fā)現電壓表示數
變 (選填“大”或“小”),應向 (選填“左”或“右”)移動滑動變阻器的滑片才能達到實驗要
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求;得出的結論是:當導體兩端電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成 。
5.在“探究電流與電阻關系”的實驗中,可供使用的實驗器材有:電源(電壓恒為 3V)、電流表、電壓表、
滑動變阻器、開關各一個,三個阻值不同的定值電阻(5 、10 、20 )和導線若干。
(1)連接電路時,開關應處于 狀態(tài);
(2)正確連接電路后,閉合開關,發(fā)現電壓表和電流表均無示數,用一根導線分別與定值電阻和電流表并聯,
兩表仍無示數,當導線與滑動變阻器并聯時,發(fā)現兩表指針有明顯偏轉,故障原因是 ;
(3)排除故障后,閉合開關,電壓表的示數為 0.6V,電流表的示數如圖乙所示,則此時電流為 A,使
用的定值電阻阻值為 ;
(4)圖丙是根據測量的數據繪制的電流與電阻關系的圖像,分析圖像可得出結論: ;此實驗中控制的
導體兩端的電壓是 V。
(5)小晉利用電源(電壓恒定)、電流表、阻值為 的定值電阻、銘牌磨損的滑動變阻器、開關和單刀雙擲
開關各一個,設計了如圖丁的電路,測量未知電阻 的阻值,請將實驗步驟補充完整:
①開關 S 閉合,開關 接 a 時,移動變阻器的滑片到某一位置,此時電流表的示數為 ;
②開關 S 閉合,開關 接 b 時,變阻器的滑片 (選填“移到最左端”、“移到最右端”或“保持不動”),
此時電流表的示數為 ;
③電阻 (用 、 和 表示)。
6.在“探究電流與電阻的關系”的實驗中,小明使用阻值為 的定值電阻各一個,電壓
為 的電源等器材進行探究。
(1)圖(a)是小明連接的電路,圖(b)是根據測得的實驗數據繪制的電流 I 隨電阻 R 變化的圖像,由圖像
得到實驗結論為:當 一定時,導體中的電流與導體的電阻成 ;當 R 的電阻由 更換為
時,閉合開關后,應該將滑動變阻器的滑片 P 向 端滑動(填“左”或“右”);要完成該實驗,滑
動變阻器的最大阻值至少是 ?。
(2)連接某個電阻 R 時,移動變阻器的滑片 P 至某一位置,電壓表示數為 ,如圖(c)所示電流表示數
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為 A,該電阻的阻值為 ?。
(3)在實驗拓展環(huán)節(jié),小明利用最大阻值為 的滑動變阻器,用如圖(d)所示的電路來測量銘牌缺失的定值
電阻 R 的阻值。其中電源電壓未知且恒定,實驗操作如下:
①閉合開關 S,移動滑動變阻器滑片 P 至 a 端,讀出電壓表示數 ;
②閉合開關 S,移動滑動變阻器滑片 P 至 b 端,讀出電壓表示數 ;
③則待測電阻 R 的表達式 (用 表示)。
7.用圖甲所示電路“探究電流與電阻的關系”。電源電壓為 4.5V 不變,滑動變阻器規(guī)格為“20Ω 1A”,有 4Ω、
6Ω、8Ω、10Ω、12Ω的定值電阻各一個。
(1)用筆畫線代替導線把圖甲電路連接完整,要求:當滑片 P 向左滑動時,變阻器接入電路的電阻變大;(在
圖中連導線)
(2)先接入 12Ω定值電阻,閉合開關,移動變阻器的滑片 P 至合適位置,電壓表的示數如圖乙所示,示數為
V,記下電流表的示數;
(3)斷開開關,將 12Ω電阻換成 10Ω后,閉合開關,向 (“左”或“右”)移動變阻器的滑片 P 使 表
的示數與前一次相同,記錄相關數據;
(4)依次改變電阻 R 的阻值,共測得五組實驗數據,根據實驗數據,在圖丙的坐標系中描繪出 I﹣R 圖像為曲
線 A;
①由圖像可得出的結論是: ;
②根據上面所測的五組實驗數據,把每次實驗時記錄的電流值和對應變阻器 RP 的阻值在圖丙坐標系中描成
點,將這些點繪成曲線 B,發(fā)現曲線 B 與曲線 A 交點(選填“有”或“無”);
(5)若本實驗中,保持電壓表示數如圖乙所示,電源電壓可調,則電源電壓可取的最大值為 V。
8.如圖所示是小明探究電流與電壓的關系實驗。電流表量程為 0~0.6A 和 0~3A,電壓表量程為 0~3V 和 0
~15V,滑動變阻器規(guī)格為“20Ω 1A”。
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(1)用筆畫線代替導線,將圖甲中電路連接完整;
(2)閉合開關,無論怎樣移動滑動變阻器的滑片,電流表無示數,電壓表有示數,則故障原因可能是
;
(3)排除故障后,調節(jié)滑動變阻器的滑片,測得多組數據填入表中。第 3 次實驗電流表示數如圖乙所示,電
流表示數為 A。由表中數據可知,小明連入電路的定值電阻值為 Ω;
電
壓 1.0 1.4 2.0 2.6
U/V
電
流 0.1 0.14 0.26
I/A
(4)分析表中數據,可得出的實驗結論是 ;
(5)完成上述實驗后,由于電流表損壞,小明更換了電源并添加了一個阻值為 20Ω的定值電阻 ,設計了如
圖丙所示的電路,測量小燈泡正常發(fā)光時的電阻。電源電壓未知且恒定不變,小燈泡的額定電流為
。
實驗方案如下:
①按電路圖連接電路;
②閉合開關 S,斷開 S1,移動滑動變阻器的滑片,使電壓表的示數為 V;
③保持滑片位置不變,開關 S、S1 均閉合時,電壓表的示數為 8V;將滑片滑至最右端,電壓表示數為 6V;
④則此小燈泡正常發(fā)光時的電阻為 Ω。
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實驗
次數
1 2 3 4
9.用圖-1 所示器材測量小燈泡的電功率,所用器材均完好。待測小燈泡的額定電壓為 2.5V,電源電壓恒為
4.5V。
(1)正確連接完電路,閉合開關后,發(fā)現無論怎樣移動滑片,小燈泡不亮,電流表無示數,電壓表示數明顯,
仔細檢查,連接無誤,那么出現該狀況的原因應該是 ;
(2)排除故障后,通過正確操作,當燈泡正常發(fā)光時,電流表示數如圖-2 所示,據此計算出小燈泡的額定功
率為 W;
(3)測出小燈泡的額定功率后,再測小于小燈泡額定功率的實際功率,應將滑動變阻器的滑片向 (選填
“A”或“B”)端滑動;
(4)測量小燈泡的電功率 (選填“需要”或“不需要”)多次測量求平均值,原因是 ;
(5)同學們完成實驗后,老師又連接了如圖-3 所示的電路,用它測量額定電流為 的小燈泡的額定功率(已
知電源電壓為 , 為電阻箱),請將實驗過程補充完整:
①閉合開關 S,調節(jié)電阻箱,使電流表示數為 ,并記下此時電阻箱的阻值為 ;
②小燈泡額定功率的表達式為 (用題中已有符號表示)。
10.小明測量一只額定電壓為 2.5V 的小燈泡的電阻,電源由兩節(jié)干電池串聯組成。
(1)小明連接的實驗電路如圖甲所示,閉合開關,發(fā)現電壓表示數接近 3V,電流表無示數,移動滑片 P,兩
電表示數均無變化,則電路故障可能是 。
(2)排除故障后,閉合開關,將滑片 P 移動到某一位置,電壓表的示數如圖乙所示,此時燈泡兩端的電壓為
V。要測量小燈泡正常發(fā)光時的電阻,應將滑片 P 向 (選填“左”或“右”)端移動。
(3)小明記下多組數據,并繪制成圖丙所示圖像,則小燈泡正常發(fā)光時電阻為 Ω(保留一位小數)。
分析圖像可知:小燈泡的電阻是變化的,原因是燈泡電阻與 有關。
(4)完成上述實驗后小明進一步思考并提出問題:在沒有電流表的情況下能否測量小燈泡的額定功率呢?他
利用一個阻值為 的定值電阻設計的電路如圖丁所示,實驗步驟如下:
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①閉合開關 S,調節(jié)滑動變阻器滑片使電壓表示數為 ;
②接著斷開開關 S,保持滑片位置不變,將電壓表 (選填“A”或“B”)點的接線改接到 C 點,再閉合
開關 S,記錄電壓表示數為 U;
③小燈泡額定功率 (用已知量和測量量的符號表示)。
11.
(1)如圖乙所示,電壓表讀數為 。
(2)小明“用電流表和電壓表測量小燈泡(額定電壓為 )正常發(fā)光時燈絲的電阻”的實驗電路如圖甲所示,
根據實驗數據繪制的小燈泡的 圖像如圖丙所示:
①為保證實驗順利進行,應選用規(guī)格為 (填選項字母)的滑動變阻器;
A.“ ” B.“ ” C.“ ”
②將電路重新連接好,閉合開關后,發(fā)現燈泡不亮,電壓表、電流表均有較小的示數,對此現象判斷和后
續(xù)操作正確的是 ;
A.燈泡短路,應更換燈泡
B.燈泡斷路,應更換燈泡
C.滑動變阻器斷路,應更換滑動變阻器
D.燈泡正常,應移動滑動變阻器的滑片
③圖丙曲線的原因是 ;
④本實驗進行多次測量的目的與下列實驗中多次測量的目的相同的是 (填選項字母);
A.測量定值電阻的阻值
B.用刻度尺測量鉛筆的長度
C.探究電流與電壓和電阻之間關系
⑤實驗小組的同學利用已知阻值為 的定值電阻,一塊電壓表,三個開關和電壓恒定不變的電源及滑動變
阻器,設計了如圖丁所示的電路,也測出了額定電壓為 的小燈泡正常發(fā)光時的電阻,實驗步驟如下:
①閉合開關 S 和 ,斷開開關 ,調節(jié)滑動變阻器的滑片,使電壓表示數為 ;
②保持滑片位置不變,然后閉合開關 S 和 ,斷開開關 ,記下電壓表示數為 U;
③小燈泡正常發(fā)光時燈泡的電阻為 (用已知量和測量量表示)。
12.在測定“小燈泡電功率”的實驗中,小燈泡 L1 額定電壓為 2.5V,實驗電路如圖甲所示。
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(1)小兵同學閉合開關,發(fā)現燈泡不亮,電流表有示數而電壓表無示數,則可能的故障是 。移動
滑片到某一點時,電壓表示數如圖乙所示為 ,為了測量小燈泡的額定功率,滑片 P 應向 (填
“左”或“右”)移動。
(2)小兵同學移動滑片,記下多組對應的電壓表和電流表的示數,繪制成圖丙所示的圖像,根據圖像信息,
可計算出小燈泡的額定功率是 W,此時小燈泡的電阻是 Ω。
(3)完成上述實驗后,小兵又設計了一種測量燈 L2 正常發(fā)光時電阻的方案,如圖丁所示,測出了額定電壓為
U 額的小燈泡正常發(fā)光時的電阻。(已知滑動變阻器 R2 的最大阻值為 R0,U 額小于電源電壓)
①閉合開關 S、S1,將 R1 的滑片滑到最右端,R2 的滑片滑到最上端,讀出此時電壓表的示數 U,即為電源
電壓;
②閉合開關 S,斷開 S1,將 R1 的滑片滑到最右端,調節(jié) R2 的滑片,使電壓表的示數為 (用字母
U、U 額表示),此時小燈泡正常發(fā)光;
③同時閉合二個開關,保持 R2 的滑片不動,然后調節(jié) R1 的滑片,使電壓表的示數 (變大、變小或
不變)。保持 R1 的滑片不動,將 R2 的滑片滑到最上端,讀出此時電壓表的示數為 U1;
④小燈泡正常發(fā)光時的電阻 RL= 。(用字母 U、U1、R0 表示)
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