專項10 電學(xué)實驗整合

專項（十）電學(xué)實驗整合類型一探究串、并聯(lián)電路的電流電壓特點1.（2023江蘇樹人中學(xué)期中）利用如圖所示的電路探究串聯(lián)電路的規(guī)律，下列做法不正確的是（）A.分別將開關(guān)改接到a、b、c處，可探究開關(guān)位置的改變對用電器控制作用的影響B(tài).分別將電流表串聯(lián)在a、b、c處，可探究電路中各處電流的關(guān)系C.分別將電壓表串聯(lián)在a、b、c處，可探究電路中各用電器兩端電壓與電源兩端電壓的關(guān)系D.為使探究結(jié)論更具普遍性，可更換不同的用電器或改變電源電壓進(jìn)行多次實驗2.（2023江蘇儀征期中）在探究串、并聯(lián)電路中電壓規(guī)律的實驗中:甲乙丙（1）應(yīng)該選擇（選填“相同”或“不同”）規(guī)格的小燈泡連接電路。

（2）如圖甲所示，正確連接電路后，閉合開關(guān)，在測量L1兩端電壓時，發(fā)現(xiàn)電壓表出現(xiàn)了如圖乙所示的現(xiàn)象，接下來的操作是。在測量L2兩端電壓時，應(yīng)先斷開開關(guān)，（填序號），再閉合開關(guān)進(jìn)行實驗。

A.將電壓表從L1兩端取下，再并聯(lián)在L2兩端B.電壓表所接的B點不動，只斷開A點導(dǎo)線，并改接到C點上（3）多次實驗，可以得出結(jié)論:串聯(lián)電路中電源兩端電壓等于。

（4）如圖丙所示，在“探究并聯(lián)電路電壓的關(guān)系”時，把兩個小燈泡并聯(lián)起來，用電壓表測量并聯(lián)電路的總電壓。請你用筆畫線代替導(dǎo)線將圖中電路連接完整，導(dǎo)線不允許交叉。類型二探究電阻的影響因素3.（2023江蘇南通啟秀中學(xué)月考）如圖所示在“探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素”時，實驗室提供了4根電阻絲，A、B、C是鎳鉻合金絲，D是錳銅合金絲。小明、小紅兩位同學(xué)有如下猜想:①導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長度有關(guān);②導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān);③導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的材料有關(guān)。（1）該實驗是通過觀察來間接比較導(dǎo)線電阻大小的，這種科學(xué)研究方法是物理學(xué)中常用的。

（2）如圖所示電路中，連接電路時開關(guān)應(yīng)，連接好電路后，在M、N之間分別接上不同的電阻絲。

（3）為了驗證上述猜想①，應(yīng)該選用編號為兩根電阻絲進(jìn)行實驗;如果選用編號為A、C兩根電阻絲進(jìn)行實驗，是為了驗證猜想（填序號）。

（4）在最近幾年，我市許多地區(qū)進(jìn)行了輸電線路的改造，將原來細(xì)的鋁質(zhì)輸電線換成較粗的鋁質(zhì)輸電線，這樣就（選填“增大”或“減小”）了輸電線的電阻。

類型三探究電流與電壓、電阻的關(guān)系4.（2023江蘇蘇州姑蘇期中）某同學(xué)在“探究電流與電阻關(guān)系”的實驗中，所用電源是兩節(jié)新的干電池，定值電阻的阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω和30Ω。甲乙（1）首先將5Ω的定值電阻接入如圖甲所示的電路中，閉合開關(guān)，向右移動滑動變阻器的滑片，電壓表示數(shù)（選填“變大”“變小”或“不變”）。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)電路中有一根導(dǎo)線連接錯誤，請你在錯誤的導(dǎo)線上畫“?”，并用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接正確。

（2）改正電路后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，當(dāng)電壓表的示數(shù)為某一值時，電流表示數(shù)如圖乙所示。接著小明用10Ω電阻替換5Ω電阻，并移動滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)仍為V。

（3）為確保所給的定值電阻接入電路后都能正常進(jìn)行實驗，那么，滑動變阻器的最大阻值至少為Ω。

（4）通過實驗探究，可以得出結(jié)論:當(dāng)電壓一定時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻。

類型四伏安法及其他方法測電阻5.（2022湖北恩施中考）小亮用如圖甲所示的電路測量定值電阻Rx的阻值。甲乙丙（1）連接電路時開關(guān)應(yīng)，滑動變阻器的滑片應(yīng)移動到端（選填“左”或“右”）;

（2）閉合開關(guān)，移動滑片，使電壓表示數(shù)為2.4V，電流表示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)為A，待測電阻的阻值約為Ω。

（3）實驗中，改變幾次滑動變阻器滑片的位置，并記錄相應(yīng)數(shù)據(jù)，目的是。

（4）完成實驗后，小亮按照老師的要求，設(shè)計在缺少電壓表時測量待測電阻Rx阻值的方案。他選用了一個已知阻值的定值電阻R0和一塊電流表等器材，用如圖丙所示電路進(jìn)行測量。步驟如下:①閉合開關(guān)，記錄電流表的示數(shù)為I1;②斷開開關(guān)，將電流表改接到圖中（填寫元件名稱）的右側(cè)。閉合開關(guān)，記錄電流表的示數(shù)為I2;③用I1、I2和R0寫出Rx表達(dá)式:Rx=。

類型五測量小燈泡的電功率6.（2022江蘇南通實驗中學(xué)期中）在“測量小燈泡電功率”的實驗中: （1）連接電路時，開關(guān)應(yīng)。

（2）前，滑動變阻器應(yīng)調(diào)到阻值最大處。

（3）該實驗的實驗原理是，當(dāng)測出了U實=U額，U實<U額，U實>U額三種情況下小燈泡的電功率后，（選填“需要”或“不需要”）求三種情況下電功率的平均值。

（4）小斌所在的小組缺少電流表，但聰明的小斌設(shè)計了圖乙所示電路圖，也測出了小燈泡的額定功率。已知電源電壓為6V，小燈泡的額定電壓為2.5V，滑動變阻器A標(biāo)有“50Ω1A”字樣，滑動變阻器B標(biāo)有“30Ω1.5A”字樣。①閉合開關(guān)S、S1，斷開S2，移動滑動變阻器A的滑片，使電壓表的示數(shù)為V，此時小燈泡正常發(fā)光。

②閉合開關(guān)S、S2，斷開S1，保持滑動變阻器的滑片不動，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為2.5V。

③保持滑動變阻器B的滑片不動，移動滑動變阻器A的滑片至阻值最大處，此時電壓表的示數(shù)為1V，則小燈泡的額定功率為W。

類型六其他電學(xué)實驗7.（2023江蘇張家港期中）小明想探究光敏電阻的特性，他身邊有以下器材:電壓為6V的電源、滑動變阻器、電流表、小燈泡、阻值為20Ω的定值電阻R0、光敏電阻、開關(guān)及導(dǎo)線若干。但他發(fā)現(xiàn)這塊電流表的刻線是清晰的，所標(biāo)數(shù)值是模糊的。甲乙丙（1）為了測量電流表的量程他設(shè)計了如圖甲所示的電路圖，實驗步驟如下:①用筆畫線替代導(dǎo)線補(bǔ)上實物圖乙中所缺的四根導(dǎo)線。②閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)置于最（選填“左”或“右”）端。③開關(guān)S接a，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表指針指向最大刻度值處，然后保持滑動變阻器滑片位置不變，開關(guān)S接b，發(fā)現(xiàn)電流表指針指向最大刻度值的三分之一處。④由以上信息可知，滑動變阻器接入電路的阻值為Ω，該電流表的最大刻度值為A。

（2）小明利用上述部分元件來探究光敏電阻的特性，他設(shè)計的實驗電路如圖丙所示，并進(jìn)行如下操作:①實驗中保持小燈泡正對光敏電阻（不考慮其他光源對光敏電阻阻值的影響，忽略小燈泡阻值變化），由左向右緩慢調(diào)節(jié)滑動變阻器，會發(fā)現(xiàn)小燈泡發(fā)光（選填“變亮”或“變暗”）。

②同時觀察到電流表的示數(shù)變大，由以上實驗現(xiàn)象可知:光敏電阻的阻值隨著光照強(qiáng)度的增大而（選填“增大”或“減小”）。

專項（十）電學(xué)實驗整合答案全解全析1.C分別把開關(guān)改接到a、b、c處,開關(guān)的位置不同,通過開關(guān)的通斷,可以探究開關(guān)位置的改變對用電器控制作用的影響,故A正確;分別將電流表串聯(lián)在a、b、c處,電流表測不同位置的電流,可以探究電路中各處電流的關(guān)系,故B正確;電壓表要并聯(lián)在用電器兩端,若分別將電壓表串聯(lián)在a、b、c處,相當(dāng)于斷路,不能探究電路中各用電器兩端電壓與電源兩端電壓的關(guān)系,故C錯誤;本實驗是探究串聯(lián)電路的規(guī)律(主要是電流、電壓的規(guī)律),為使探究結(jié)論更具普遍性,可更換不同的用電器或改變電源電壓進(jìn)行多次實驗,故D正確。2.(1)不同(2)斷開開關(guān),電壓表換用0~3V的量程A(3)各用電器兩端的電壓之和(4)如圖所示丙解析(1)為了使探究結(jié)論具有普遍意義,應(yīng)選擇規(guī)格不相同的小燈泡進(jìn)行實驗;(2)由圖乙可知,測量時,電壓表指針偏轉(zhuǎn)角度太小,說明選用的量程過大;為了使實驗結(jié)果更準(zhǔn)確,他應(yīng)該斷開開關(guān),電壓表換用0~3V的量程;在測量L2兩端電壓時,電壓表應(yīng)與L2兩端并聯(lián),且電流從電壓表正接線柱流入,從負(fù)接線柱流出,故選A;(3)多次實驗,可以得出結(jié)論:串聯(lián)電路中電源兩端電壓等于各用電器兩端的電壓之和;(4)根據(jù)題意要求,兩個小燈泡并聯(lián)起來,電壓表測并聯(lián)電路的總電壓,連接電路,如答案圖所示。3.(1)電流表示數(shù)大小轉(zhuǎn)換法(2)斷開(3)A、B②(4)減小解析(1)電流表串聯(lián)在電路中,電源電壓一定,導(dǎo)體電阻越大,電路電流越小,導(dǎo)體電阻越小,電路電流越大,故可通過電流表示數(shù)大小判斷導(dǎo)體電阻大小,這種科學(xué)研究方法是物理學(xué)中常用的轉(zhuǎn)換法;(2)為保護(hù)電路,連接電路時,開關(guān)應(yīng)斷開;(3)根據(jù)控制變量法可知要探究“導(dǎo)體的電阻可能與導(dǎo)體的長度有關(guān)”,要保持導(dǎo)體的材料和橫截面積相同,而導(dǎo)體長度不同,故應(yīng)選用編號A和B兩根電阻絲;如果選用編號為A、C兩根電阻絲進(jìn)行實驗,由題意知A和C兩電阻絲的材料和長度相同,橫截面積不同,可探究導(dǎo)體電阻跟導(dǎo)體的橫截面積是否有關(guān);故選②;(4)導(dǎo)體的長度和材料相同時,橫截面積越小,阻值越大;橫截面積越大,阻值越小。我國城鄉(xiāng)許多地區(qū)進(jìn)行了輸電線路的改造,將原來細(xì)的鋁質(zhì)輸電線換成較粗的鋁質(zhì)輸電線,這樣減小了輸電線的電阻。4.(1)不變?nèi)鐖D所示(2)1.5(3)30(4)成反比解析(1)原電路圖中,電壓表并聯(lián)在滑動變阻器和定值電阻的兩端,相當(dāng)于測電源電壓,由于電源電壓不變,故當(dāng)閉合開關(guān),向右移動滑動變阻器的滑片,電壓表示數(shù)不變;在“探究電流與電阻關(guān)系”的實驗中,電壓表應(yīng)并聯(lián)在定值電阻兩端,如答案圖所示;(2)當(dāng)電壓表的示數(shù)為某一值時,電流表示數(shù)如圖乙所示,電流表選用小量程,分度值0.02A,其示數(shù)為0.3A；由歐姆定律可知,當(dāng)定值電阻為5Ω時,定值電阻兩端電壓為UV=IR=0.3A×5Ω=1.5V；根據(jù)控制變量法,研究電流與電阻的關(guān)系時,需控制定值電阻兩端的電壓相同,故用10Ω電阻替換5Ω電阻,并移動滑動變阻器的滑片,使電壓表的示數(shù)仍為1.5V;(3)由(2)知,定值電阻兩端的電壓始終保持UV=1.5V,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,變阻器分得的電壓:U滑=U-UV=3V-1.5V=1.5V,變阻器分得的電壓等于電壓表示數(shù),根據(jù)分壓原理,當(dāng)接入30Ω電阻時,變阻器連入電路中的電阻為R滑=1×30Ω=30Ω,故為了完成整個實驗,應(yīng)該選取最大阻值至少為30Ω的滑動變阻器;(4)在6次實驗中,定值電阻兩端的電壓始終保持UV=1.5V不變,故得出結(jié)論:當(dāng)電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。5.(1)斷開右(2)0.2410(3)得到多組數(shù)據(jù),通過取平均值來減小測量誤差(4)R0I解析(1)為保護(hù)電路,在連接電路時,開關(guān)應(yīng)斷開,閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片P應(yīng)置于阻值最大處,即右端。(2)電流表的示數(shù)如題圖乙,電流表選用小量程,分度值為0.02A,示數(shù)為0.24A,由歐姆定律可得此電阻:Rx=UI(3)改變幾次滑動變阻器滑片的位置,并記錄相應(yīng)數(shù)據(jù),從而得到多組數(shù)據(jù),以便可以求平均值,達(dá)到減小誤差的目的;(4)①閉合開關(guān),記錄電流表的示數(shù)為I1,可計算出Rx兩端電壓U=I1Rx;根據(jù)并聯(lián)電路電壓特點,R0兩端的電壓等于Rx兩端電壓;②斷開開關(guān),將電流表改接到圖中R0的右側(cè),閉合開關(guān),記錄電流表的示數(shù)為I2,則電源電壓為I2R0;③由歐姆定律得,Rx的表達(dá)式為Rx=UI6.(1)斷開(2)閉合開關(guān)(3)P=UI不需要(4)①2.5②AB③0.625解析(1)連接電路時,為保護(hù)電路,開關(guān)應(yīng)斷開;(2)為保護(hù)電路,閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片應(yīng)調(diào)到阻值最大處;(3)該實驗的實驗原理是P=UI;小燈泡在不同電壓下的實際功率不同,不需要求三種情況下電功率的平均值;(4)閉合開關(guān)S、S1,斷開S2,移動滑動變阻器A的滑片,使電壓表示數(shù)為2.5V,此時小燈泡正常發(fā)光;閉合開關(guān)S、S2,斷開S1,保持滑動變阻器A的滑片不動,移動滑動變阻器B的滑片,使電壓表示數(shù)為2.5V,此時變阻器B連入電路中的電阻大小等于小燈泡正常發(fā)光時的電阻大小;保持滑動變阻器B的滑片不動,移動滑動變阻器A的滑片至阻值最大處,此時電壓表示數(shù)為1V,則滑動變阻器A的電壓為UA=6V-1V=5V,通過滑動變阻器A的電流為I=UARA=5V50Ω=0.1A;由歐姆定律可得,滑動變阻器B的電阻為RB=UBI=1V0.1A=10Ω；根據(jù)②可知,當(dāng)小燈泡和變阻器B的電壓都為2.5V時,小燈泡的電阻與變阻器B的電阻相同,即R燈7.(1)①如圖所示②左④100.6(2)①變亮②減小解析(1)①由電路圖甲可知,電流從電源正極出發(fā),接到滑動變阻器的滑片位置,再由固定端流出分兩條,一條經(jīng)定值電阻流向單刀雙擲開關(guān)的b接線柱,一條流向單刀雙擲開關(guān)的a接線柱,再由單刀雙擲