2024年中考物理電學(xué)壓軸必刷：歐姆定律與電功率相結(jié)合的電學(xué)綜合實驗問題

專題06歐姆定律與電功率相結(jié)合的電學(xué)綜合實驗?zāi)Ｐ?/p>

1.在“測量小燈泡額定功率”實驗中，小燈泡的額定電壓U額=2.5V。

(1)圖甲是小紅測量小燈泡額定功率的實物電路圖，圖中有一根線連接錯誤，請在這根

線上打“x”，并在圖中改正。

甲乙小丙

(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)，移動滑片P滑到電壓表示數(shù)為2.5V時，電流表示數(shù)如圖乙所示，則小燈

泡的額定功率為0.65W。

(4)小紅設(shè)計了如圖丙所示的電路也完成了該實驗，請完成下列填空(電源電壓不變，R]

和R2為滑動變阻器，R2的最大電阻為Ro)0

①只閉合開關(guān)S、Si,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)Ri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Ui；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式P額=——J_二_(用

U2R0

U額、Ro、Ui、U2表示)。

Ugffi2(U,-Un)

【答案】(1)如上圖；(2)B；(3)0.65；(4)①S、Si；②S、S2;Ri的滑片；③上-------—0

力區(qū)0

【解答】解：

(1)分析實物圖可知，此時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)為了保護電路，開關(guān)閉合前，滑動變阻器的滑片應(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=2.5Vx0.26A=0.65W；

(4)①只閉合小燈泡所在支路，即閉合S、Si,通過調(diào)節(jié)滑動變阻器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)滑動變阻器Ri

使RI兩端電壓為小燈泡的額定電壓，即2.5V,此時RI=RL;

③將R2的滑片P調(diào)至最左端，記下電壓表的示數(shù)為Ui；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Ui即

為電源電壓；再將R2的滑片P調(diào)至最右端，此時兩變阻器串聯(lián)，電壓表的示數(shù)為U2,

即為Ri的電壓，

根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和歐姆定律有：上&="，解得，氏=上迎

Ro%u「U2

①;

小燈泡額定功率的表達式:

U額2_U額2

P^=②,

RLRI

由①②得:

U額2(U-U2)

p額=

U2R0

2.某實驗小組進行“測量小燈泡的電功率”實驗，待測小燈泡標有“2.5V”字樣，電源電

壓為6V,圖甲為他們連接的部分電路。

(1)請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲電路連接完整；

(2)本實驗的實驗原理是P=UI(寫出公式);

(3)實驗室提供有“50Q2A”的滑動變阻器A和“10Q1A”的滑動變阻器B各一個，他

們選用的是A(選填"A”或"B”)；

(4)當(dāng)閉合開關(guān)時，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

流表正負接線柱接反了。

(5)當(dāng)電壓表的示數(shù)如圖丙所示時,電路中的電流為0.3A,此時小燈泡的實際功率為

0.72W；

(6)為測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，小燈泡的實際功率增大，小燈泡的電阻3

K兩空均選填“增大”“減小”或“不變”)o

【答案】(1)如上圖所示；(2)P=UI；(3)A；(4)電流表正負接線柱接反了；(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，實驗中電流最大電流為0.3A,故電流表應(yīng)選小量程與電

源串聯(lián)；變阻器應(yīng)上下各選一個接線柱與燈泡串聯(lián)接入電路中，如下圖所示：

(2)在測量小燈泡的電功率實驗中，用電壓表測燈泡兩端的電壓，用電流表測通過燈泡

的電流，故測量小燈泡的電功率實驗原理是P=UI；

(3)由圖丁可知，當(dāng)小燈泡電壓為2.5V時，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)光時變阻器連人的電阻：

R.=也乜=即2.5丫?U7Q>10Q,故選滑動變阻器是A；

I0.3A

(4)當(dāng)閉合開關(guān)時，由圖乙可知，電流表指針向左偏轉(zhuǎn)，說明電流表正負接線柱接反了；

(5)當(dāng)電壓表的示數(shù)如圖丙所示時，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,燈泡的實際功率為：

P=UI=2.4Vx0.3A=0.72W；

(6)燈在額定電壓下的功率為額定功率，要測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，通

過燈泡的電流也增大，由「=5可知，小燈泡的實際功率增大；

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=U可知，小燈泡的電阻增大。

I

3.小明同學(xué)利用“伏安法”進行實驗。小燈泡額定電壓為3.8V,電源電壓保持9V不變，

滑動變阻器規(guī)格為“40Q1A”。

(1)如圖甲是某同學(xué)連接的實物電路圖。請只改動一條導(dǎo)線使電路連接正確，在錯誤處

畫“x”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)改正錯誤后，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，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)光時的電阻為12.7Q(保留一位小數(shù)),小燈泡的額定功率

為1.14Wo

(3)小明又找來Ri=10Q、R2=20Q、R3=30Q定值電阻想要繼續(xù)探究“電流與電阻的關(guān)

系”，只將10Q的定值電阻代替小燈泡連入電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器使定值電阻兩端電壓為

Uo=4V,接下來斷開開關(guān)，取下10Q的定值電阻，換成20Q的定值電阻，則閉合開關(guān)后，

應(yīng)將滑動變阻器的滑片向A(選填"A”或"B”)移動。

(4)實驗結(jié)束后，小明還想知道所用的滑動變阻器的最大值與銘牌標注是否一致，但是

發(fā)現(xiàn)電源意外損壞了，于是他找來另一個未知電壓的電源(電壓恒定不變)，并設(shè)計了如

圖丙所示的電路，請你將他的實驗步驟補充完整(已知定值電阻的阻值為Ro)。

①將滑動變阻器滑片P移到最右端，閉合開關(guān)，記錄此時電流表示數(shù)為L;

②再將滑動變阻器滑片P移到最左端，記錄此時電流表示數(shù)為12；

③滑動變阻器的最大阻值R滑動=_三三區(qū)」(用測出的物理量和已知量的字母表示)。

11

T-J

【答案】(1)如上圖；(2)12.7；1.14；(3)A；(4)最左端；二一LRO。

【解答】解：

(1)由圖甲可知，燈泡和滑動變阻器并聯(lián)，電壓表串聯(lián)在電路測電源電壓是錯誤的，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：

甲；

(2)小燈泡額定電壓為3.8V,從圖乙可知小燈泡正常發(fā)光時的電流I額=0.3A,由歐姆定

律可知，燈泡正常發(fā)光時的電阻為口1.=垣=曳史-12.7(),小燈泡的額定功率：P額

I額0.3A

=1；額1額=3.8VxO.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10Q的定值電阻,

換成20Q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端移動滑動變阻器滑片，使滑動變阻器接入電路的阻值

變大，滑動變阻器分壓變大，從而使定值電阻分壓減小，達到保持定值電阻兩端電壓不

變的目的；

(4)①將滑動變阻器滑片P移到最右端，記錄此時電流表示數(shù)為11；

②將滑片P移動到最左端，記錄此時電流表的示數(shù)為12；

③在①中，Ro短路，電路為變阻器最大電阻的簡單電路，由歐姆定律，電源電壓：

U=hR滑動----①，

在②中，滑動變阻器的最大阻值與Ro并聯(lián)，電流表測并聯(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，此時通過Ro的電流為：Io=12-11,由歐姆定律，Ro的電壓即

電源電壓：

U=(I2-11)Ro--------②，

由①②得：

I-Ii

R滑動=-2——'Ro。

4.小明設(shè)計如圖甲所示的電路圖，用來測定額定電壓為“2.5V”小燈泡的電功率。各元件

都完好，電源電壓保持不變。

(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線，完成如圖甲實物電路的連接。(要求：連線不要交叉)

(2)電路調(diào)整正確后，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片，當(dāng)觀察到電壓表示數(shù)為2.5V

時，表明小燈泡正常發(fā)光，并記錄電流表的示數(shù)。

(3)小張設(shè)計了如圖乙所示的電路也完成了“測量小燈泡額定功率”的實驗(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Si,斷開S2,并調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片使電壓表示數(shù)為

②閉合開關(guān)S和S2,斷開Si,保持滑動變阻器滑片P不動，讀出此時電壓表示數(shù)為U,

U-Ugz

小燈泡額定功率的表達式P額=u領(lǐng)義―用一。(用U額、R、U表示)

R

【答案】(1)如上圖所示；(2)電壓表示數(shù)為2.5V；(3)①U額；②U額x——U-Ug嬰s。

R

【解答】解：(1)變阻器應(yīng)上下各選一個接線柱與開關(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)，移動滑動變阻器的滑片，當(dāng)觀察到電壓表示數(shù)為2.5V

時，表明小燈泡正常發(fā)光，并記錄電流表的示數(shù)；

(3)實驗步驟：

①閉合開關(guān)S和Si,斷開S2,并調(diào)節(jié)滑動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Si,保持滑動變阻器滑片P不動，讀出此時電壓表示數(shù)為U；

在①中，電壓表測燈兩端的電壓，燈正常發(fā)光；

在②中，電壓表測燈與R兩端的電壓，因此時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=I&=上逋

RR

小燈泡的額定功率表達式:

P額二^^額相二^^額乂_。

K

5.電爐絲正常工作時，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)計了如圖所示的實驗電路，其中R1>R2。

（1）用筆畫線替代導(dǎo)線將實物電路連接完整，要求向左移動滑片時電流表示數(shù)變大。

（2）實驗中用到的煤油是絕緣體（填“導(dǎo)體”或“絕緣體”），通過觀察溫度計示

數(shù)的變化（選填“加熱時間”或“溫度計示數(shù)的變化”）來反映電阻絲產(chǎn)生熱量的多少。

（3）由實驗可知，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；溫度計示數(shù)變化；（3）串；電阻大。

【解答】解：（1）滑動變阻器選擇一上一下兩個接線柱接入電路，要求向左移動滑片時

電流表示數(shù)變大，滑動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）實驗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，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)體時產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)。他

們用的實驗器材如圖所示，兩個透明容器中密封著等量空氣，U形管中液面最初相平，

兩個密閉容器中都有一段電阻絲。

OfnffiTinKKK_15QMMIOQJ)..5QMM5。

BJt--..................../

一甲乙

(1)實驗中通過觀察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，通電一段時間后，右(選填“左”或“右”9UU形管中液

面高度變化大。

(4)讓兩個密閉容器中電阻絲的電阻一樣大，在其中一個容器的外部將一個相同阻值的

電阻絲和這個容器內(nèi)的電阻絲并聯(lián)(如圖乙所示)，此時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間相同時，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、通電時間相

同，由焦耳定律可知，該實驗研究的是：當(dāng)通過的電流和通電時間相同時，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)時通過它們的電流相等；由Q

=fRt可知，在電路和通電時間相同時，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5Q的電阻與兩個5Q的電阻并聯(lián)后再串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點

可知，右端兩個電阻的總電流和左端的電阻電流相等，即I右=1左，兩個5Q的電阻并聯(lián),

根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點知I右=11+12,兩電阻阻值相等，則支路中電流相等，11=12,

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)5Q電阻作用

是改變通過密閉盒內(nèi)電阻的電流，此時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“10Q1A”的滑動變阻器、新干電池(若干)和其它常用器材，分別測量

規(guī)格為3.8V和2.5V小燈泡的額定功率。

(1)小紅連接的實驗電路如圖甲所示，若燈泡的規(guī)格為3.8V,請用筆畫線代替導(dǎo)線，幫

她將電路連接完整(變阻器接入電路阻值最大)o

(2)電路連接完畢，閉合開關(guān)并移動滑片，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.滑動變阻器斷路。她進一步觀察發(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，小紅移動滑片，使電壓表的示數(shù)達到小燈泡的額定電壓，此時電流表

的指針如圖乙所示為0.3A,則小燈泡的額定功率為1.14Wn

(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，準備

測量其額定功率。他閉合開關(guān)發(fā)現(xiàn)燈泡會發(fā)光，但無論如何移動滑片，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),才能讓實驗

進行下去。

(5)小紅和小明討論后認為，該電路不能完成的實驗是C(填字母序號)。

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)Co

【解答】解：(1)連接電路圖，使閉合開關(guān)時滑動變阻器連入電路的阻值最大，滑動變

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誤的；又進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

時小燈泡的電壓為額定電壓3.8V,根據(jù)功率公式計算可得小燈泡的額定功率為：P=UI

=3.8Vx0.3A=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

2x1.5V=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.小紅利用如圖甲測量“小燈泡正常發(fā)光時的電阻”，選用的電源電壓為3.0V,小燈泡的

額定電壓為2.5Vc.

(1)請用筆畫線代替導(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，緩慢移動滑動變阻器的滑片P,當(dāng)電壓表的示數(shù)如圖乙所示時，其讀數(shù)

為1.8V；若要測得小燈泡正常發(fā)光時的電阻，滑片P應(yīng)向A(選填"A”或"B”)

端移動。通過移動滑動變阻器，多次測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)

光時的電阻為12.5Qo

(4)觀察圖丙，在該圖象中發(fā)現(xiàn)電流與電壓不成正比，這是因為燈泡的電阻隨溫度的

升高而增大。

(5)完成實驗后，小紅想測量另一個小燈泡的額定功率，重新設(shè)計了電路(如圖丁)，這個

小燈泡正常工作的電流為I額，請完成實驗步驟(已知電源電壓為U、R2的最大阻值為R2);

①閉合開關(guān)Si,S2接1,移動滑動變阻器R2的滑片，使電流表示數(shù)為I額；

②閉合開關(guān)Si,S2接2,保持滑動變阻器R2的滑片位置不變，調(diào)另一個滑動變阻器R1

的滑片，使電流表示數(shù)為，甑再將滑動變阻器R2的滑片調(diào)到最右端，讀出電流表

的示數(shù)為I;

2

③小燈泡的額定功率表達式為P額=Ifex(l-R2)(MU、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牛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，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，所以緩慢移動滑動變阻器滑片P,同時眼睛應(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L8V增大到2.5V,根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理可知需使滑動變阻器連人

電路的電阻減小，所以滑片P應(yīng)向A端移動。

由圖象可知，當(dāng)小燈泡L正常發(fā)光時的電壓U=2.5V,由圖象可知對應(yīng)的電流I=0.2A；

由歐姆定律得，小燈泡正常發(fā)光時的電阻：R=H=2.5V=i2.5Q；

I0.2A

(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)Si,S2接1,移動滑動變阻器R2的滑片，使電流表示數(shù)為I額；

②閉合開關(guān)Si,S2接2,保持滑動變阻器R2的滑片位置不變，調(diào)另一個滑動變阻器Ri

的滑片，使電流表示數(shù)為I額；

再將滑動變阻器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Ri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Ri連

入電路中的電阻等于燈正常發(fā)光時的電阻大?。?/p>

根據(jù)最后一步操作，由歐姆定律和電阻的串聯(lián)，變阻器Ri連入電路中的電阻：Ri滑=衛(wèi)■-

I

R2,即燈正常發(fā)光的電阻為衛(wèi)"-R2,

I

小燈泡的額定功率表達式為P額=U額1額=I額2X(苧-R2

9.(一)某同學(xué)探究“電流與電壓”的關(guān)系，他用了3個干電池，一個定值電阻、一個滑動

變阻器(20Q,1A),一個電壓表，一個電流表，導(dǎo)線若干。

(1)請補充實物圖；

(2)若電壓表無示數(shù)，電流表有示數(shù)，此時原因可能是R短路(選填“R斷路”或“R

短路”)；

(3)他用此電路做了若干組實驗，以下第①組實驗數(shù)據(jù)有誤;

①②③④

I0.10.20.30.4

U1234

(4)根據(jù)此表格可知：電阻一定時，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5Q、10Q、15Q、20Q、25Q的電阻，一個

電壓表，一個電流表和導(dǎo)線若干，多次實驗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2.5V；

【答案】(1)如上圖所示；(2)R短路；(3)①；(4)正比；(-)(1)2.5；(2)1。

【解答】解：(1)探究“電流與電壓”的關(guān)系時，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個干電池，電源電壓約為4.5V,在第①次實驗中，定值電阻兩端電壓為IV,電路

中的電流為0.1A,由串聯(lián)電路分壓規(guī)律可知：

滑動變阻器兩端的電壓約為：1；潸=11-11定=4.5丫-1丫=3.5丫,

根據(jù)歐姆定律得滑動變阻器接入電路的阻值為：Rft=—1=1^1=350,大于滑動變

I0.1A

阻器的最大阻值20Q,故第①組實驗數(shù)據(jù)有誤；

(4)由表中數(shù)據(jù)，電壓與電流之比為10Q,為一定值，可以得出結(jié)論：電阻一定時，電

流與電壓成正比；

(-)(1)電流與電壓、電阻有關(guān)，探究“電流與電阻”的關(guān)系時，要控制電阻兩端的電

壓不變，

由公式I=衛(wèi)■可得電阻兩端的電壓為：U'=I'R'=0.5Ax5Q=2.5V；

R

(2)五次實驗中，電源電壓不變，電阻兩端電壓不變，滑動變阻器兩端電壓不變，根據(jù)

串聯(lián)分壓原理，滑動變阻器兩端電壓為U、=U-U定=4.5V-2.5V=2V,

由電流與電阻的關(guān)系圖像可知，選用5Q電阻實驗時，電路中的電流最大，I大=0.5A,

故滑動變阻器最大功率為：

「滑=17滑1大=2丫、0.5人=1\￥。

10.某班同學(xué)利用圖甲所示的電路用“伏安法”測量未知電阻Rx的阻值，阻值大約為5Q。

電源為兩節(jié)新干電池，滑動變阻器規(guī)格為“20Q1A”。

甲乙

丙丁成

(1)請你根據(jù)電路圖用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖乙的實物電路連接完整。

(2)電路中滑動變阻器除對電路有保護作用外，另一個作用是調(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

的電壓表進行檢測，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，只有一個元件有故障，該故障為滑動變

阻器斷路。

(4)實驗過程中老師提醒同學(xué)們盡量縮短通電時間，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量對象，在處理實驗數(shù)據(jù)時，分別畫出

了U-I的圖像，如圖丙、丁所示。對于圖像的分析，以下說法錯誤的是C。

A.由圖丙可知，定值電阻的阻值為1Q

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)該用多次測量的方法，計算小燈泡的電阻

D.由圖丁及實驗現(xiàn)象可知：小燈泡的電阻隨燈絲溫度的增加而增大

(6)實驗中小華不用電流表，而是挑選標有“RolA”字樣的滑動變阻器進行實驗，小華

設(shè)計了如圖戊所示的電路。接下來小華的實驗操作是：

①閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑片至最左端時，讀出電壓表的示數(shù)為Ui；

②閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑片至最右端時，讀出電壓表的示數(shù)為U2；

咿0_(用題目給出的Ro、

③未知電阻Rx=Ui、U2表示)o

Ui-u2-

【答案】(1)如圖；(2)調(diào)節(jié)電阻兩端的電壓；(3)滑動變阻器斷路；(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；③與工_。

U1-U2

【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5Q,

由歐姆定律可得通過電路的最大電流：I=U=0-=0.6A,所以電流表選擇0~0.6A的

R5Q

量程，如圖：

(2)伏安法測電阻的實驗需通過改變滑動變阻器接入電路的阻值改變電阻兩端的電壓，

多測幾組數(shù)據(jù)計算平均值，減小誤差，所以電路中滑動變阻器除對電路有保護作用外，

另一個作用是調(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，只有一個元件有故障，該故障是滑動變阻器斷路；

(4)實驗過程中老師提醒同學(xué)們盡量縮短通電時間，并且電流不宜過大，由焦耳定律可

得時間越長，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，電阻兩端的電壓為3V,由歐姆定律可得：

Rx=Ik=3V=10,U-1圖象是一條過原點的直線，也就是說電流與電壓成正比，所以

Ix3A

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，不可計算平均值，故C錯

誤，D正確；

(6)①閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑片至最左端時，讀出電壓表的示數(shù)為Ui；

此時滑動變阻器接入電路的電阻為0,電路為定值電阻的簡單電路，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，讀出電壓表的示數(shù)為U2；

此時定值電阻和滑動變阻器的最大阻值串聯(lián)接入電路，電壓表測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，

所以滑動變阻器兩端的電壓：Uo=Ui-U2,

由歐姆定律可得通過電路的電流：1=員=uuu「,

RQ瓦

③由歐姆定律可得未知電阻：1^=曳=甘黑—=3&~。

IU「U2urU2

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

動變阻器的規(guī)格是“50Q,2A”，阻值為10Q、200.30Q、40Q的定值電阻各1個，電流

表量程0~0.6A、0~3A,電壓表量程0~3V、0~15VO

實驗次序R/QI/A

1100.59

2200.30

3300.20

4400.15

（1）根據(jù)圖甲，將圖乙所示的實物圖連接完整。

（2）小明將10Q的電阻接入電路，閉合開關(guān)，多次移動滑動變阻器的滑片，記錄對應(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，通過導(dǎo)體的電流與電壓的關(guān)

（3）為了探究電流與電阻的關(guān)系，同學(xué)們繼續(xù)實驗，上表為某同學(xué)提交的實驗數(shù)據(jù)。

①該同學(xué)用10Q的電阻換成20Q的電阻時，應(yīng)該將滑動變阻器的滑片向b端移動（選

填“a”或"b”）。

②老師指出有一組數(shù)據(jù)不符合實際，不符合實際的實驗次序是4,理由是電路最

小電流為017A。

乙

【答案】（1）如上圖所示；（2）在電阻不變時，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”的實驗中，電壓表測定