專題18三類必考的電學(xué)實(shí)驗(yàn)問題突破（學(xué)生版）

專題18三類必考的電學(xué)實(shí)驗(yàn)問題突破中考典型例題解析【例題1】(2020遼寧盤錦)創(chuàng)新小組用如圖甲所示的電路來探究“電流與電阻的關(guān)系”，選用了阻值為5Ω、10Ω的定值電阻R1和R2，電壓恒為6V的電源，“50Ω1A”的滑動(dòng)變阻器R，多擋開關(guān)S0等器材。(1)閉合開關(guān)S，S0接某擋位，使R1單獨(dú)接入ab間，發(fā)現(xiàn)電流表指針幾乎不動(dòng)，電壓表示數(shù)接近6V，原因可能是R1______(填“短路”或“斷路”)。排除故障后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P，當(dāng)電壓表示數(shù)如圖乙所示時(shí)，記錄電流表的示數(shù)。(2)保持滑片位置不動(dòng)，改變S0接入2擋位，使R2單獨(dú)接入ab間，向______(填“左”或“右”)調(diào)節(jié)滑片P，直至電壓表示數(shù)為______V，記錄電流表的示數(shù)。(3)閉合開關(guān)S，S0接______擋時(shí)，使ab間接入阻值最大，重復(fù)前面的實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出：電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。(4)該組同學(xué)選用上述部分器材設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路，測(cè)量額定電流為0.3A的小燈泡的額定功率，請(qǐng)將實(shí)驗(yàn)過程補(bǔ)充完整①S0接2擋，調(diào)節(jié)R的滑片P，使電壓表示數(shù)為______V，小燈泡正常發(fā)光；②S0接3擋，保持滑片P位置不動(dòng)，讀出此時(shí)電壓表示數(shù)為3V；③小燈泡的額定功率P額=______W?！纠}2】(2020?重慶)圖甲是“探究電流與電壓關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)電路，三個(gè)小組的同學(xué)分別用5Ω、10Ω、15Ω的定值電阻和兩節(jié)干電池進(jìn)行探究。(1)請(qǐng)用筆畫線代替缺少的2根導(dǎo)線，將圖甲的電路連接完整(要求：導(dǎo)線不能交叉，滑片P向B端移動(dòng)時(shí)，電路中的電流變大)。(2)正確連接電路，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片P，發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)?？赡艿墓收鲜嵌ㄖ惦娮鑂(選填“斷路”或“短路”)；排除故障，緩慢移動(dòng)滑片P到某位置時(shí)。電壓表的示數(shù)如圖乙所示，為V。(3)將不同小組的數(shù)據(jù)匯總后，得到表的數(shù)據(jù)，分所可得：在電阻一定的情況下，通過導(dǎo)體的電流和導(dǎo)體兩端的電壓成比。R15ΩR210ΩR315ΩU/V0.81.01.52.0U/V1.21.82.22.6U/V1.51.82.12.4I/A0.160.200.300.40I/A0.120.180.220.26I/A0.100.120.140.16(4)在進(jìn)一步探究“電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中：①若保持定值電阻兩端的電壓為1.5V不變，在上表的數(shù)據(jù)中有組可用于分析；②為得到更多的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，老師給每個(gè)小組再提供一個(gè)30Ω的定值電R0．某小組在實(shí)驗(yàn)中，無論怎樣移動(dòng)滑片P都不能將R0兩端電壓調(diào)為1.5V，其原因是滑動(dòng)變阻器的最大阻值太(選填“大”或“小”)。該小組所使用的滑動(dòng)變阻器的規(guī)格可能(選填下列選項(xiàng)前的字母)。A.10Ω3AB.20Ω2AC.50Ω1A【例題3】(2020?廣西)用伏安法測(cè)R的電阻實(shí)驗(yàn)中：(1)圖甲中，有一根導(dǎo)線未連接，請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接完整。(2)實(shí)驗(yàn)前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)置于最(選填“左”或“右”)端。(3)閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)為零，電壓表示數(shù)接近電源電壓，則故障原因可能是電阻R(選填“斷路”或“短路”)。(4)排除故障后，當(dāng)電流表的示數(shù)為1A時(shí)，電壓表的示數(shù)如圖乙所示，待測(cè)電阻R的阻值為歐。(5)電流表的電阻雖然很小，但也會(huì)影響本實(shí)驗(yàn)中R的測(cè)量結(jié)果。用圖丙的電路進(jìn)行測(cè)量可消除這個(gè)影響，R0為定值電阻。實(shí)驗(yàn)步驟如下：①按照?qǐng)D丙的電路圖連接電路，將滑動(dòng)變阻器的滑片置于最大阻值處；②閉合開關(guān)S1，S2，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，讀出電壓表的示數(shù)U1和電流表的示數(shù)I1，③移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，讀出電壓表的示數(shù)U2和電流表的示數(shù)I2；④可得待測(cè)電阻Rx＝?！纠}4】(2020?山西)實(shí)踐小組的同學(xué)們進(jìn)行“伏安法測(cè)定小燈泡電阻”的實(shí)驗(yàn)，小燈泡的額定電壓為2.5V(阻值約為10Ω)，滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“20Ω1A”。(1)請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的電路連接完整(導(dǎo)線不得交叉)。(2)滑動(dòng)變阻器在實(shí)驗(yàn)中除保護(hù)電路外，還有作用。同學(xué)們把電路元件接入電路，剛接好最后一根導(dǎo)線，燈泡就立即發(fā)光，發(fā)生這種現(xiàn)象的原因可能是。(3)經(jīng)檢查無誤后，接通電路，向左移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，觀察到，表明小燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電流表示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡正常發(fā)光時(shí)的阻值為Ω．繼續(xù)向左移動(dòng)滑片，則可能出現(xiàn)的現(xiàn)象有(寫出一條即可)。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小組同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制了如圖丙所示的圖象，分析圖象可得出結(jié)論：?！纠}5】(2021山東濰坊二模)小軍做測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中，所用小燈泡的額定電壓為2.5V． (1)請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，將如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路連接完整．(2)丙圖中陰影部分面積表示的物理量是_______．(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)閉合開關(guān)，小軍發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光，且電流表有示數(shù)，而電壓表無示數(shù)，則電路的故障可能是：_______．(4)故障排除后，閉合開關(guān)，小軍發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)為2V，若想測(cè)量小燈泡的額定電功率，應(yīng)再調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P，使P向_______移動(dòng)(選填“左”或“右”)，當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.5V時(shí)，對(duì)應(yīng)電流表的示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定電功率是______W．這時(shí)小燈泡正常發(fā)光20s，產(chǎn)生的焦耳熱為________J.臨門一腳預(yù)測(cè)練1.(2021福州一模)在“探究電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中：(1)如圖甲所示，請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖中電路連接完整(請(qǐng)勿更改原有導(dǎo)線，導(dǎo)線不得交叉)，要求：當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)時(shí)，電路中的電流變大。連接電路時(shí)，開關(guān)必須。(2)閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)且接近電源電壓，電流表無示數(shù)，其原因是。(3)實(shí)驗(yàn)過程中，將5Ω的電阻接入電路中，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P至適當(dāng)位置，此時(shí)電流表示數(shù)如圖乙所示，則電流表示數(shù)為A．將5Ω的電阻更換為10Ω的電阻，閉合開關(guān)，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向(選填“左”或“右”)端移動(dòng)，使電壓表示數(shù)為V。2．(2020?煙臺(tái))如圖甲所示是小明“探究電流與電壓、電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)電路圖。選用的實(shí)驗(yàn)器材是：電源(3V)、電流表(0～0.6A)、電壓表(0～3V)，定值電阻R1＝5Ω、R2＝10Ω、R3＝20Ω，滑動(dòng)變阻器(40Ω2A)、開關(guān)、導(dǎo)線若干。(1)探究電流與電壓關(guān)系：①探究電流與電壓的關(guān)系時(shí)，要保持不變，采用的科學(xué)方法是。②小明在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行多組數(shù)據(jù)測(cè)量的目的是什么？③小明選用5Ω和10Ω的兩只電阻分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出的圖象如圖乙所示，其中M圖象對(duì)應(yīng)的是哪只電阻？由M圖象得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么？(2)探究電流與電阻的關(guān)系：①小明在實(shí)驗(yàn)中，首先確定一個(gè)保持不變的電壓值U，當(dāng)AB間的電阻R由5Ω換成10Ω時(shí)，閉合開關(guān)，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向(選填“a”或“b”)移動(dòng)，才能使電壓表示數(shù)變?yōu)閁。②當(dāng)AB間換接20Ω的電阻時(shí)，小明無論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電壓表的示數(shù)都無法達(dá)到U．請(qǐng)你告訴他，為完成實(shí)驗(yàn)，U的取值范圍是。3．(2020?大連)在探究“電阻一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，所用的實(shí)驗(yàn)器材有：電流表、電壓表、10Ω的定值電阻、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)各一個(gè)，1.5V的干電池兩節(jié)，導(dǎo)線若干。(1)用筆畫線，將圖1所示的電路補(bǔ)充完整。(2)閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)到端(選填“a”或“b”)。(3)用開關(guān)“試觸”時(shí)，電壓表和電流表均無示數(shù)，這說明電路中存在故障。若故障是某一個(gè)元件發(fā)生了斷路，則發(fā)生斷路的元件可能是(只有一個(gè)選項(xiàng)正確，請(qǐng)將正確選項(xiàng)的宇母填在橫線上)。A．開關(guān)或定值電阻B．定值電阻或電流表C．開關(guān)、滑動(dòng)變阻器或電流表D．滑動(dòng)變阻器、電壓表或電流表(4)排除故障后，繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在下表。請(qǐng)?jiān)趫D2畫出電流I與電壓U的關(guān)系圖象。實(shí)驗(yàn)次數(shù)123456電阻R/Ω10電壓U/V0.40.81.21.62.02.4電流I/A0.040.080.120.160.200.24(5)根據(jù)圖象，可得出的探究結(jié)論是：。4．(2020?呼倫貝爾)某物理學(xué)習(xí)小組為了探究“電流與電阻的關(guān)系”，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路。他們?cè)趯W(xué)校實(shí)驗(yàn)室找來了如下一些實(shí)驗(yàn)器材：電壓恒為3V的電源，電流表、電壓表各一只，一個(gè)開關(guān)，阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值電阻各一個(gè)，滑動(dòng)變阻器“20Ω1A”一個(gè)，導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)時(shí)連接的電路如圖乙所示。(1)連接電路前，開關(guān)應(yīng)(選填“斷開”或“閉合”)；(2)實(shí)驗(yàn)中，改變滑動(dòng)變阻器阻值的目的是使定值電阻兩端的電壓；(3)將5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值電阻分別接入電路中，每一次都控制定值電阻兩端的電壓為2.5V；當(dāng)拆下5Ω的定值電阻換成10Ω的定值電阻接入電路時(shí)，如果保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，會(huì)發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)(選填“大”或“小”)于2.5V，接下來應(yīng)該移動(dòng)滑片，使電壓表示數(shù)回到2.5V，讀出電流表的示數(shù)并記錄數(shù)據(jù)……通過多次實(shí)驗(yàn)測(cè)得多組數(shù)據(jù)，并利用這些數(shù)據(jù)得到如圖丙所示的電流I隨電阻R變化的圖象，由數(shù)據(jù)和圖象可以得到的結(jié)論是；(4)以上幾次實(shí)驗(yàn)中記錄電表示數(shù)時(shí)，當(dāng)定值電阻消耗的電功率最小時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為Ω。5．(2020?鹽城)小明和小華一起探究電流與電阻的關(guān)系。器材有新干電池兩節(jié)，5Ω、10Ω、20Ω的定值電阻各一只，“20Ω1A”的滑動(dòng)變阻器、電壓表、電流表、開關(guān)各一只，導(dǎo)線若干。(1)用筆畫線代替導(dǎo)線將甲圖中電路補(bǔ)充完整，使滑動(dòng)變阻器滑片向左移動(dòng)時(shí)電阻減??；(2)將滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)到最端。閉合開關(guān)，小明發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)接近電源電壓，可能是定值電阻R出現(xiàn)了故障；(3)排除故障后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，直至電壓表示數(shù)為1V，此時(shí)電流表示數(shù)如圖乙所示，大小為A；(4)小明逐一將10Ω和20Ω的電阻接入電路，繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。當(dāng)Ω的電阻接入電路后，無法將電壓表示數(shù)調(diào)節(jié)到1V．于是，他改變定值電阻兩端電壓，重新依次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。調(diào)節(jié)后的電壓值應(yīng)該不低于V；(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小華覺得可以通過調(diào)整順序來避免實(shí)驗(yàn)中存在的問題。合理的順序是。6．(2020?內(nèi)江)一個(gè)物理課外實(shí)驗(yàn)小組用如圖甲所示的電路來測(cè)量某待測(cè)電阻Rx的阻值，其中定值電阻R0＝20Ω．請(qǐng)你幫實(shí)驗(yàn)小組完成：(1)按照甲圖的實(shí)驗(yàn)電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線將乙圖連接完整(部分導(dǎo)線已連好)；(2)在連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)，閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于(選填“左”或“右”)端；(3)閉合開關(guān)S1，將開關(guān)S2擲于“1”時(shí)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片到適當(dāng)位置，記下此時(shí)電壓表的示數(shù)為U1；保持滑片位置不變，將開關(guān)S2擲于“2”時(shí)，記下此時(shí)電壓表的示數(shù)為U2．則待測(cè)電阻Rx阻值的表達(dá)式Rx＝(用R0、U1、U2表示)。(4)重復(fù)步驟(3)，共得到5組U1、U2的數(shù)據(jù)，并計(jì)算出的值，如下表所示，則5組數(shù)據(jù)的平均值為；利用的平均值，求出待測(cè)電阻Rx為Ω。12345U1/V0.250.300.360.400.44U2/V0.861.031.221.361.493.443.433.393.403.39(5)實(shí)驗(yàn)中，采用了多次測(cè)出U1和U2的值，并由的平均值，求待測(cè)電阻Rx阻值的目的是為了。7．(2020?南通)小明探究鉛筆芯的電阻大小與長(zhǎng)度的關(guān)系時(shí)，找來一支鉛筆芯，測(cè)量其長(zhǎng)度，并用兩枚金屬回形針夾住其兩端進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。(1)圖甲是測(cè)鉛筆芯電阻的電路，請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將其連接完整。①閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)兩電表均無示數(shù)，為排查故障他將電壓表改接在變阻器兩端，發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)，則電路故障可能是。②排除故障，移動(dòng)滑片P，電流表示數(shù)為0.14A時(shí)，電壓表示數(shù)如圖乙，為V，測(cè)出的電阻為Ω。(2)移動(dòng)回形針，改變并測(cè)量鉛筆芯接入電路的長(zhǎng)度，實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)電流表損壞，他又設(shè)計(jì)了圖丙電路測(cè)量電阻。①正確連好電路，閉合開關(guān)S，將開關(guān)S1先撥至b。移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P，使電壓表示數(shù)為U。②再將S1撥至a，調(diào)節(jié)電阻箱旋鈕至圖丁位置，觀察到電壓表示數(shù)略大于U，他把“×1”檔的旋鈕又旋了一格，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)略小于U，此時(shí)他(選填“應(yīng)”或“不應(yīng)”)再調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，以使電壓表的示數(shù)恰好為U。③推斷鉛筆芯接入電路的阻值(填寫范圍)。(3)小明由上述兩次實(shí)驗(yàn)，得出鉛筆芯電阻與長(zhǎng)度的關(guān)系。請(qǐng)?jiān)u價(jià)他在探究過程中的不足之處：。8．(2020?湘潭)如圖甲，是研究小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)裝置，燈泡的額定電壓為2.5V，滑動(dòng)變阻器最大阻值是50Ω，電源電壓保持6V不變。(1)用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖中的器材連接成完整的電路。(2)連接完電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡發(fā)光較暗，且無論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P，小燈泡的亮度都不變，則原因可能是。A．開關(guān)開路B．電壓表短路C．滑動(dòng)變阻器接的是下端兩接線柱(3)正確連接后，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片P，記下多組對(duì)應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)。當(dāng)滑片P移到某處，電壓表示數(shù)為1.5V時(shí)，要使小燈泡正常發(fā)光，應(yīng)(選填“增大”或“減小”)滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值。(4)將所測(cè)數(shù)據(jù)繪制成如圖乙所示的U﹣I圖象。由圖可知：小燈泡的電阻是變化的，主要是因?yàn)樾襞轃艚z的(選填“溫度”、“長(zhǎng)度”或“橫截面積”)發(fā)生了變化；此小燈泡的額定功率是W。(5)利用此裝置還可以探究電流與電阻的關(guān)系，只需將圖甲中的小燈泡換成不同阻值的定值電阻，并使定值電阻兩端的電壓保持不變，即可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。①接入某定值電阻后，閉合開關(guān)，移動(dòng)變阻器的滑片P，當(dāng)電壓表的示數(shù)為2V時(shí)，電流表的示數(shù)如圖丙所示，為A，則接入的定值電阻的阻值為Ω。②實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了確保不同定值電阻兩端的電壓能達(dá)到并保持2V不變，換用的定值電阻阻值不能大于Ω。9.(2021四川成都二模)小明同學(xué)利用電流表和電阻箱測(cè)量小燈泡的功率，設(shè)計(jì)并接了如圖甲所示的實(shí)物電路。(1)為了保護(hù)電路，閉合開關(guān)S1前，應(yīng)將滑片P移到動(dòng)變阻器的(“A”或“B”)端。(2)閉合開關(guān)S1，將單刀雙擲開關(guān)S2扳向“1”，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)電阻箱的阻值使電流表的示數(shù)為I1，如圖乙所示，I1=A；(3)將開關(guān)S2扳向“2”，保待滑動(dòng)變阻器的阻值不變，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻箱的阻值R，使電流表的示數(shù)仍為I1，此時(shí)R=5Ω；則步驟(2)中小燈泡的電阻R1=Ω，測(cè)量