專題18三類必考的電學實驗問題突破（學生版）

專題18三類必考的電學實驗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”的滑動變阻器R，多擋開關S0等器材。(1)閉合開關S，S0接某擋位，使R1單獨接入ab間，發(fā)現(xiàn)電流表指針幾乎不動，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，調節(jié)滑動變阻器的滑片P，當電壓表示數(shù)如圖乙所示時，記錄電流表的示數(shù)。(2)保持滑片位置不動，改變S0接入2擋位，使R2單獨接入ab間，向______(填“左”或“右”)調節(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S，S0接______擋時，使ab間接入阻值最大，重復前面的實驗，記錄數(shù)據(jù)。通過實驗數(shù)據(jù)得出：電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比。(4)該組同學選用上述部分器材設計了如圖丙所示的電路，測量額定電流為0.3A的小燈泡的額定功率，請將實驗過程補充完整①S0接2擋，調節(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，讀出此時電壓表示數(shù)為3V；③小燈泡的額定功率P額=______W?！纠}2】(2020?重慶)圖甲是“探究電流與電壓關系”的實驗電路，三個小組的同學分別用5Ω、10Ω、15Ω的定值電阻和兩節(jié)干電池進行探究。(1)請用筆畫線代替缺少的2根導線，將圖甲的電路連接完整(要求：導線不能交叉，滑片P向B端移動時，電路中的電流變大)。(2)正確連接電路，閉合開關，移動滑片P，發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)。可能的故障是定值電阻R(選填“斷路”或“短路”)；排除故障，緩慢移動滑片P到某位置時。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，通過導體的電流和導體兩端的電壓成比。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)在進一步探究“電流與電阻的關系”實驗中：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為得到更多的實驗數(shù)據(jù)，老師給每個小組再提供一個30Ω的定值電R0．某小組在實驗中，無論怎樣移動滑片P都不能將R0兩端電壓調為1.5V，其原因是滑動變阻器的最大阻值太(選填“大”或“小”)。該小組所使用的滑動變阻器的規(guī)格可能(選填下列選項前的字母)。A.10Ω3AB.20Ω2AC.50Ω1A【例題3】(2020?廣西)用伏安法測R的電阻實驗中：(1)圖甲中，有一根導線未連接，請用筆畫線代替導線將電路連接完整。(2)實驗前，滑動變阻器的滑片P應置于最(選填“左”或“右”)端。(3)閉合開關后，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，當電流表的示數(shù)為1A時，電壓表的示數(shù)如圖乙所示，待測電阻R的阻值為歐。(5)電流表的電阻雖然很小，但也會影響本實驗中R的測量結果。用圖丙的電路進行測量可消除這個影響，R0為定值電阻。實驗步驟如下：①按照圖丙的電路圖連接電路，將滑動變阻器的滑片置于最大阻值處；②閉合開關S1，S2，移動滑動變阻器滑片，讀出電壓表的示數(shù)U1和電流表的示數(shù)I1，③移動滑動變阻器滑片，讀出電壓表的示數(shù)U2和電流表的示數(shù)I2；④可得待測電阻Rx＝?！纠}4】(2020?山西)實踐小組的同學們進行“伏安法測定小燈泡電阻”的實驗，小燈泡的額定電壓為2.5V(阻值約為10Ω)，滑動變阻器規(guī)格為“20Ω1A”。(1)請你用筆畫線代替導線，將圖甲中的電路連接完整(導線不得交叉)。(2)滑動變阻器在實驗中除保護電路外，還有作用。同學們把電路元件接入電路，剛接好最后一根導線，燈泡就立即發(fā)光，發(fā)生這種現(xiàn)象的原因可能是。(3)經檢查無誤后，接通電路，向左移動滑動變阻器的滑片P，觀察到，表明小燈泡正常發(fā)光，此時電流表示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡正常發(fā)光時的阻值為Ω．繼續(xù)向左移動滑片，則可能出現(xiàn)的現(xiàn)象有(寫出一條即可)。(4)實驗結束后，小組同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，繪制了如圖丙所示的圖象，分析圖象可得出結論：。【例題5】(2021山東濰坊二模)小軍做測量小燈泡電功率的實驗中，所用小燈泡的額定電壓為2.5V． (1)請用筆畫線代替導線，將如圖甲所示的實驗電路連接完整．(2)丙圖中陰影部分面積表示的物理量是_______．(3)實驗時閉合開關，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，小軍發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)為2V，若想測量小燈泡的額定電功率，應再調節(jié)滑動變阻器的滑片P，使P向_______移動(選填“左”或“右”)，當電壓表的示數(shù)為2.5V時，對應電流表的示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定電功率是______W．這時小燈泡正常發(fā)光20s，產生的焦耳熱為________J.臨門一腳預測練1.(2021福州一模)在“探究電流與電阻的關系”實驗中：(1)如圖甲所示，請你用筆畫線代替導線，將圖中電路連接完整(請勿更改原有導線，導線不得交叉)，要求：當滑動變阻器的滑片P向左移動時，電路中的電流變大。連接電路時，開關必須。(2)閉合開關后，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)實驗過程中，將5Ω的電阻接入電路中，閉合開關，調節(jié)滑動變阻器滑片P至適當位置，此時電流表示數(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，應將滑動變阻器的滑片P向(選填“左”或“右”)端移動，使電壓表示數(shù)為V。2．(2020?煙臺)如圖甲所示是小明“探究電流與電壓、電阻的關系”的實驗電路圖。選用的實驗器材是：電源(3V)、電流表(0～0.6A)、電壓表(0～3V)，定值電阻R1＝5Ω、R2＝10Ω、R3＝20Ω，滑動變阻器(40Ω2A)、開關、導線若干。(1)探究電流與電壓關系：①探究電流與電壓的關系時，要保持不變，采用的科學方法是。②小明在實驗中進行多組數(shù)據(jù)測量的目的是什么？③小明選用5Ω和10Ω的兩只電阻分別進行實驗后，由實驗數(shù)據(jù)畫出的圖象如圖乙所示，其中M圖象對應的是哪只電阻？由M圖象得到的實驗結論是什么？(2)探究電流與電阻的關系：①小明在實驗中，首先確定一個保持不變的電壓值U，當AB間的電阻R由5Ω換成10Ω時，閉合開關，應將滑動變阻器的滑片向(選填“a”或“b”)移動，才能使電壓表示數(shù)變?yōu)閁。②當AB間換接20Ω的電阻時，小明無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，電壓表的示數(shù)都無法達到U．請你告訴他，為完成實驗，U的取值范圍是。3．(2020?大連)在探究“電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端電壓的關系”的實驗中，所用的實驗器材有：電流表、電壓表、10Ω的定值電阻、滑動變阻器、開關各一個，1.5V的干電池兩節(jié)，導線若干。(1)用筆畫線，將圖1所示的電路補充完整。(2)閉合開關前，應將滑動變阻器的滑片移動到端(選填“a”或“b”)。(3)用開關“試觸”時，電壓表和電流表均無示數(shù)，這說明電路中存在故障。若故障是某一個元件發(fā)生了斷路，則發(fā)生斷路的元件可能是(只有一個選項正確，請將正確選項的宇母填在橫線上)。A．開關或定值電阻B．定值電阻或電流表C．開關、滑動變阻器或電流表D．滑動變阻器、電壓表或電流表(4)排除故障后，繼續(xù)進行實驗，并將實驗數(shù)據(jù)記錄在下表。請在圖2畫出電流I與電壓U的關系圖象。實驗次數(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，可得出的探究結論是：。4．(2020?呼倫貝爾)某物理學習小組為了探究“電流與電阻的關系”，設計了如圖甲所示的實驗電路。他們在學校實驗室找來了如下一些實驗器材：電壓恒為3V的電源，電流表、電壓表各一只，一個開關，阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值電阻各一個，滑動變阻器“20Ω1A”一個，導線若干。實驗時連接的電路如圖乙所示。(1)連接電路前，開關應(選填“斷開”或“閉合”)；(2)實驗中，改變滑動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；當拆下5Ω的定值電阻換成10Ω的定值電阻接入電路時，如果保持滑動變阻器滑片的位置不變，會發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)(選填“大”或“小”)于2.5V，接下來應該移動滑片，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)……通過多次實驗測得多組數(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論是；(4)以上幾次實驗中記錄電表示數(shù)時，當定值電阻消耗的電功率最小時，滑動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”的滑動變阻器、電壓表、電流表、開關各一只，導線若干。(1)用筆畫線代替導線將甲圖中電路補充完整，使滑動變阻器滑片向左移動時電阻減小；(2)將滑動變阻器滑片移動到最端。閉合開關，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，移動滑動變阻器滑片，直至電壓表示數(shù)為1V，此時電流表示數(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)進行實驗。當Ω的電阻接入電路后，無法將電壓表示數(shù)調節(jié)到1V．于是，他改變定值電阻兩端電壓，重新依次進行實驗。調節(jié)后的電壓值應該不低于V；(5)實驗結束后，小華覺得可以通過調整順序來避免實驗中存在的問題。合理的順序是。6．(2020?內江)一個物理課外實驗小組用如圖甲所示的電路來測量某待測電阻Rx的阻值，其中定值電阻R0＝20Ω．請你幫實驗小組完成：(1)按照甲圖的實驗電路圖，用筆畫線代替導線將乙圖連接完整(部分導線已連好)；(2)在連接電路時，開關應，閉合開關前，滑動變阻器的滑片應置于(選填“左”或“右”)端；(3)閉合開關S1，將開關S2擲于“1”時，調節(jié)滑動變阻器的滑片到適當位置，記下此時電壓表的示數(shù)為U1；保持滑片位置不變，將開關S2擲于“2”時，記下此時電壓表的示數(shù)為U2．則待測電阻Rx阻值的表達式Rx＝(用R0、U1、U2表示)。(4)重復步驟(3)，共得到5組U1、U2的數(shù)據(jù)，并計算出的值，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)實驗中，采用了多次測出U1和U2的值，并由的平均值，求待測電阻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度的關系時，找來一支鉛筆芯，測量其長度，并用兩枚金屬回形針夾住其兩端進行實驗。(1)圖甲是測鉛筆芯電阻的電路，請用筆畫線代替導線將其連接完整。①閉合開關，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，移動滑片P，電流表示數(shù)為0.14A時，電壓表示數(shù)如圖乙，為V，測出的電阻為Ω。(2)移動回形針，改變并測量鉛筆芯接入電路的長度，實驗時發(fā)現(xiàn)電流表損壞，他又設計了圖丙電路測量電阻。①正確連好電路，閉合開關S，將開關S1先撥至b。移動滑動變阻器滑片P，使電壓表示數(shù)為U。②再將S1撥至a，調節(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，此時他(選填“應”或“不應”)再調節(jié)滑動變阻器，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)小明由上述兩次實驗，得出鉛筆芯電阻與長度的關系。請評價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驗裝置，燈泡的額定電壓為2.5V，滑動變阻器最大阻值是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，發(fā)現(xiàn)小燈泡發(fā)光較暗，且無論怎樣移動滑動變阻器滑片P，小燈泡的亮度都不變，則原因可能是。A．開關開路B．電壓表短路C．滑動變阻器接的是下端兩接線柱(3)正確連接后，閉合開關，移動滑片P，記下多組對應的電壓表和電流表的示數(shù)。當滑片P移到某處，電壓表示數(shù)為1.5V時，要使小燈泡正常發(fā)光，應(選填“增大”或“減小”)滑動變阻器接入電路中的阻值。(4)將所測數(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，主要是因為小燈泡燈絲的(選填“溫度”、“長度”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，即可進行實驗。①接入某定值電阻后，閉合開關，移動變阻器的滑片P，當電壓表的示數(shù)為2V時，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實驗時，為了確保不同定值電阻兩端的電壓能達到并保持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)小明同學利用電流表和電阻箱測量小燈泡的功率，設計并接了如圖甲所示的實物電路。(1)為了保護電路，閉合開關S1前，應將滑片P移到動變阻器的(“A”或“B”)端。(2)閉合開關S1，將單刀雙擲開關S2扳向“1”，調節(jié)滑動變阻器調節(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S2扳向“2”，保待滑動變阻器的阻值不變，調節(jié)滑動變阻箱的阻值R，使電流表的示數(shù)仍為I1，此時R=5Ω；則步驟(2)中小燈泡的電阻R1=Ω，測量