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题型3 教材、课表重点实验
(三)电学实验
实验1　探究串联电路和并联电路中电流、电压的特点(2024.34，2021.31，2016.34)
1.(2021河北34题7分节选，无拓展)小明利用如图甲所示的电路来探究串联电路的部分特点。已知R1＝2 Ω、R2＝4 Ω，R3＝5 Ω，R4＝10 Ω，电源电压可调。
第1题图
(1)请根据如图甲所示电路图用笔画线代替导线将实物图乙补充完整。(此时电源电压为3 V)
(2)电路连接完成后，闭合开关S，发现电压表、电流表均无示数；小明又将电压表并联在R2两端，闭合开关S，发现电压表有示数、电流表无示数。则电路中一定存在的故障是________(选填字母)。
A.R1处短路　　　　　
B.R2处断路
C.电流表处短路
B
(3)排除故障后，继续实验。实验中，小明调节了电源电压，换用了规格不同的电阻，分别将电压表并联在AB、BC和AC两端，收集的数据如
下表。
I/A UAB/V UBC/V UAC/V
1 R1与R2串联 0.5 1 2 3
2 R2与R3串联 0.2 0.8 1 1.8
3 R3与R4串联 0.3 1.5 3 4.5
4 R1与R4串联 1 5 6
①表格中第4次实验空格处的数据为_________。
②探究串联电路中电压的关系时，分析表中数据可得其规律是________
__________________________________________。
③探究串联电路中电阻的关系时，分析表中数据可得其规律是________
______________________________。
I/A UAB/V UBC/V UAC/V
1 R1与R2串联 0.5 1 2 3
2 R2与R3串联 0.2 0.8 1 1.8
3 R3与R4串联 0.3 1.5 3 4.5
4 R1与R4串联 1 5 6
0.5
串联电
路两端总电压等于各部分电路两端电压之和
路的总电阻等于各分电阻之和
串联电
④探究串联电路中电压与电阻关系时，分析表中数据可得其关系是____
______________________________________________________。
I/A UAB/V UBC/V UAC/V
1 R1与R2串联 0.5 1 2 3
2 R2与R3串联 0.2 0.8 1 1.8
3 R3与R4串联 0.3 1.5 3 4.5
4 R1与R4串联 1 5 6
流一定时，串联电路中导体两端电压与导体的电阻成正比
电
2.(2016河北34题7分)小明利用如图甲所示的电路“探究串、并联电路中电流的关系”。
(1)探究串联电路中电流的关系。
①用笔画线代替导线将开关S3连入电路中。(要求：只闭合开关S3后，R1、R2以及电流表串联；导线不许交叉)
第2题图甲
②小明将S3闭合后，发现电流表均无示数。于是他用一只电压表对电路故障(电路中只有一处故障)进行了检测，将电压表接在R1两端时，电压表与电流表均无示数；接在R2两端时，电压表有示数，电流表无示数。电路中的故障是_____________。小明排除故障后继续实验，读出了电路中各电流表的示数，得到了串联电路中电流的关系是：串联电路中各处电流相等。
R2断路　
(2)完成上述实验后，小明继续探究并联电路中电流的关系。
①各开关的连接情况是___________________________(填写各开关断开或闭合)；
②分析实验中各电流表的读数(如图乙所示)，可知并联电路中电流的关系是：__________________________________________；
③电阻R1∶R2＝__________。
第2题图乙
闭合S1、S2，断开S3
并联电路中干路电流等于各支路电流之和
1∶2
(3)为了验证结论的普遍性，你可以采用的方法是：__________________
____________________________________。
【拓展】在电源电压不变的情况下，小明两次实验中电路消耗的最大功率与最小功率之比P最大∶P最小＝__________。
改变定值电阻的规
格(或调节电源电压)，进行多次实验
9∶2
3.(2025张家口一模)小明设计了如图甲所示的电路探究并联电路中电流的规律，电源电压为3 V。
第3题图
(1)图乙为小明连接的实物图，则电流表测量的是图甲中________点的电流。小明试触开关，发现两只灯泡不发光，电流表指针大角度偏转，小明把灯泡L1取下，发现灯泡L2正常工作，则故障可能是____________。
A
L1短路
(2)排除故障后，闭合开关，电流表指针偏转如图丙所示，其示数为__________A。
(3)在图乙中只需移动一根导线就能测量通过L1的电流，请你在这根导线上打“×”并用笔画线代替导线将电路正确连接。
0.52
(4)小明收集到的实验数据如表一所示(灯泡有a、b、c、d四种规格)。
表一 组别 L1规格 L2规格 IA/A IB/A IC/A
1 a a 0.52 0.26 0.26
2 b b 0.44 0.22 0.22
3 a b 0.48 0.26 0.22
分析表中数据，小明得出结论：并联电路中，干路电流等于各支路电流之和。小明在完成第1、2组实验后，又进行了第3组实验，这样操作的目的是______________________________。
避免偶然性，得到普遍规律
(5)得出结论后，小明用b、c和d规格的灯泡继续进行实验，得到A点电流如表二所示，则d种规格灯泡在实验中消耗的实际功率为______W。
表二 组别 L1规格 L2规格 IA/A
4 b c 0.5
5 c d 0.48
0.6
【拓展】完成实验后，小红用两个定值电阻R1、R2分别替换图甲中的L1和L2，用一可调电压电源替换原来的电池组(未画出)，如图丁所示。在保证电路安全的情况下，小红用电流表分别测量A、B、C三点的电流，发现电流表的指针有一次满偏，还有一次偏转的角度为满偏的三分之二，已知通过C点的电流大于通过B点的电流，则所有符合上述要求的情况中，通过C点的电流的最大值与最小值之比为___________。
13∶2
实验2　探究电流与电压、电阻的关系
4.(2025唐山一模)在“探究通过导体的电流与电阻的关系”实验中，小明设计了如图1所示的电路。电源电压为4.5 V，滑动变阻器规格为
“50 Ω　2 A”，四个阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω的定值电阻。
第4题图
图1
图2
图3
(1)用笔画线代替导线，将图1所示的实物图补充完整。
(2)正确连接电路后，闭合开关，电流表和电压表均无示数，出现这种现象的原因可能是________。
A.电阻R短路 B.电阻R断路 C.滑动变阻器断路
图1
C
(3)排除故障后，小明先将5 Ω的电阻连入电路中，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表示数为2.4 V，电流表的示数如图2所示，该示数为______A。实验过程中，把阻值为10 Ω的电阻更换成阻值为15 Ω的电阻，移动滑片，使电压表的示数为2.4 V，滑片P位置与更换电阻之前相比更靠近__(选填“A”或“B”)端。实验数据记录在下面表格中。
实验次数 1 2 3 4 5
电阻R/Ω 5 10 15 20 30
电流I/A 0.24 0.16 0.12
图2
0.48
A
(4)由于实验室没有阻值为30 Ω的电阻，为了完成第5次实验，小明将阻值为10 Ω的电阻与20 Ω的电阻________(选填“串”或“并”)联，接入电路即可完成实验。
(5)在第5次实验中，移动滑片P使电压表的示数为2.4 V，电流表的示数为0.08 A，此时滑动变阻器接入电路的电阻是___________Ω。
图1
图2
图3
串
26.25
【拓展】小明用图3所示电路测量未知电阻Rx的阻值，电源是干电池串联组成的电池组(电池组的电压为1.5 V的整数倍)，滑动变阻器R最大阻值为20 Ω，未知电阻Rx的阻值小于R的最大阻值，电压表测量范围0～
15 V，电流表测量范围0～0.6 A。滑动变阻器滑片P位于最大阻值处时，电压表示数为6 V；移动滑片P使电压表示数为3 V时，电流表指针未达到满偏。则Rx的阻值为________Ω。
图3
15　
5.在“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”实验中，小明可利用的器材：滑动变阻器，开关，电源(电压恒定)，电流表、电压表各一个，四个定值电阻(5 Ω、10 Ω、20 Ω、30 Ω)，导线若干。小明做了如下实验：
第5题图
(1)图甲是小明连接的实物电路，其中有一根导线未连接，请你用笔画线代替导线正确连接电路。
(2)连接好电路后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最________ (选填“左”或“右”)端。
左
(3)连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电压表和电流表示数发生变化，收集的实验数据填入了表1中。
表1
数据序号 1 2 3 4 5
电压U/V 1 1.4 2 2.1 3
电流I/A 0.1 0.2 0.26 0.3
①在记录第2组实验数据时，电流表的示数如图乙所示，为________A。
②分析表1中数据，可以看出第_______(填数据序号)组数据明显错误。
③分析可知，小明使用的定值电阻的阻值为________Ω。
表1
数据序号 1 2 3 4 5
电压U/V 1 1.4 2 2.1 3
电流I/A 0.1 0.2 0.26 0.3
0.14
4
10
(4)小红又拿来可调电压的电源，并且把电压调到4.5 V不变，其他实验器材不变，探究“电流与电阻的关系”，使与5 Ω电阻并联的电压表示数为2 V，读出电流表示数，再分别改接10 Ω、20 Ω电阻，重复上述实验，收集的实验数据如表2所示。
表2
数据序号 1 2 3
电阻R/Ω 5 10 20
电流I/A 0.4 0.2 0.1
小红在实验中使用的滑动变阻器的规格可能是_____(选填“①”“②”或“③”)。
①10 Ω，1 A
②30 Ω，1 A
③50 Ω，0.3 A
小红重新实验后，得到正确数据并分析，得出结论：当导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
②
【拓展】小红选用(4)中的滑动变阻器和4.5 V的电源，其他器材与图甲一致，进行探究电流与电阻的实验，在前三个电阻接入电路并顺利完成实验后，又将30 Ω电阻接入电路，发现无论怎样调节滑片，都不能使电压表示数为2 V。为了完成实验，她打算重新设定定值电阻两端的电压，再重做这个实验，她正确设定的定值电阻两端的电压可能是__________(选填“①”“②”或“③”)。
①1.5 V　　
②2.25 V　　
③2.5 V
②③
6.物理课上某实验小组在“探究电流与电阻关系”的实验时，电路图如图甲所示，电源电压为6 V。
第6题图
(1)请用笔画线代替导线，将图乙所示实物图根据图甲所示电路图连接完整(要求导线不交叉)。
(2)正确连接电路后，闭合开关，发现电压表有示数但电流表无示数，此时出现的故障可能是__________________。
(3)排除故障后，该组同学取来5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω几个定值电阻，当接入5 Ω定值电阻并调节滑动变阻器后，电流表的示数如图丙，则此时电压表示数为_______V，将5 Ω的定值电阻换成其他定值电阻时，均通过调节滑动变阻器的滑片使电压表保持该示数，为能够完成所有实验，应选择的滑动变阻器是________。
A.20 Ω，0.5 A　　　
B.40 Ω，0.2 A
C.50 Ω，0.5 A　　　
D.100 Ω，0.2 A
定值电阻断路
2
C
(4)实验结束后，老师展示了另一小组根据实验数据作出的I－R图像如图丁所示，请指出该小组实验过程中存在的问题：____________________
______________。
没有控制定值电阻两
端电压相同
【拓展】用上述实验器材中的滑动变阻器、电压表和一个定值电阻(5 Ω)，来测量另一额定电压为3 V，额定电流大于0.3 A的小灯泡正常发光时的电阻，电路图如图戊所示。闭合开关S、S1，移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为3 V；保持滑动变阻器滑片位置不动，断开开关S1，闭合开关S2，读出电压表示数为9 V，由此计算出了灯泡电阻。该小灯泡正常发光时的电阻为_________Ω。
2.5
7.小明在“探究电流的大小与哪些因素有关”的实验中，选用了如下器材：恒为4.5 V的电源，电流表(0～0.6 A)、电压表(0～3 V)、滑动变阻器(15 Ω　1 A)，四个定值电阻(5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω)、开关和若干导线。
第7题图
(1)请根据图甲的电路图，用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片滑到最右端时阻值最大。
(2)正确连接电路后闭合开关，发现电流表有示数，无论怎样移动滑片P，电压表都无示数，则故障可能是_______________________________
___________(答出一种情况即可)。
电阻R短路(或电压表短路或电压
表断路)
(3)在探究电流与电压的关系时，小明调节滑动变阻器的滑片P，将测出的三组电流和电压值填入下表。小红猜测了一组数据，也填入下表中。小红猜测的是第____次实验的数据，根据小明测得的数据可得出结论：在导体电阻一定时，_________________________________________。
实验次数 1 2 3 4
电压U/V 1.0 1.6 2.0 2.4
电流I/A 0.2 0.32 0.4 0.48
1
通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(4)在探究电流跟电阻的关系时，小明根据测量数据画出了电流随电阻变化的图像，如图丙所示。实验过程中，每次更换电阻后，小明均根据____________(选填“电压表”或“电流表”)的示数变化来调节滑动变阻器的滑片P，符合要求后再记录数据。为了完成所有四次实验，还需提供一个阻值不小于________Ω的滑动变阻器。
电压表
10
【拓展】探究结束，小明去掉定值电阻后，用剩余的器材测量了小灯泡(标有“2.5 V”字样)的电阻。他将电流表串联在电路中，将电压表并联在电路中某处；移动滑片，进行实验，记录数据如下表，请观察数据，计算出小灯泡正常发光时的电阻为_________Ω(结果保留整数)。
实验次数 电压U/V 电流I/A
1 3.0 0.22
2 2.0 0.28
3 1.5 0.30
9
8.(2024陕西)小明和小华在探究电流与电阻的关系时，实验电路如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线将图甲所示电路补充完整。
第8题图
(2)正确连接电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于最_______ (选填“左”或“右”)端。闭合开关，观察到电压表有示数，电流表无示数。已知导线、电表均完好且接触良好，则原因可能是定值电阻R__________。
右
断路
(3)排除故障后，小明换用不同的电阻，控制电压表示数不变进行实验，将实验数据记录在表中，并作出I－R图像，如图乙。小华认为小明所绘图像不合理，其理由是__________________________________________
____________________________________________________________________。
实验次数 R/Ω I/A
1 5 0.4
2 10 0.2
3 15 0.12
4 20 0.1
由图乙已有数据可知，电流与电阻不是线性关系，各相邻数据点之间不能简单地用直线相连，应该拟合为平滑的
曲线
(4)小明和小华发现，由I－R图像不能确定电流与电阻的定量关系，于是他们进一步分析数据特点，作出了I－图像，如图丙，分析其特点，可得出：当导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成____比。
反
(5)小明和小华对实验进行了反思：若再换用两个定值电阻，增加两组数据，使数据点分布合理，有利于绘出的图像更好地反映电流与电阻的关系，你建议选用____________(选填“4 Ω、7 Ω”或“12 Ω、18 Ω”)的定值电阻。
4 Ω、7 Ω
(6)小明和小华找到一卷规格为10 Ω/m的镍铬合金丝(无绝缘表层)，截取了长度为0.4 m、0.7 m、1.2 m、1.8 m的四段，对应阻值为4 Ω、7 Ω、12 Ω、18 Ω。分别将它们绕成螺旋状后，两端缠绕在接线柱上固定，制成了四个简易定值电阻，如图丁所示。在老师的帮助下，他们对制作的电阻进行了测量检验，发现测量值均偏小，且有的偏小值较大，原因可能是________________________________________________________。
镍铬合金丝两端有一部分缠绕在接线柱上，导致有效长度变短
实验3　用电流表和电压表测量电阻
9.小明和同组同学用“伏安法”测未知电阻R的阻值，电源电压为6 V，滑动变阻器标有“30 Ω　1 A”字样。其中小明设计的电路如图甲所示。
第9题图
(1)请用笔画线代替导线，将图甲中未完成的电路补充完整(要求：滑动变阻器的滑片向右移动时电流表示数变小)。
(2)实验中，电压表示数突然变为0，而电流表示数变大，产生这一现象的原因可能是________________。
电阻R短路
(3)排除故障后继续实验，记录的实验数据如下表所示。其中有一组数据不是本实验测得的，它是第____组(填序号)。
序号 1 2 3 4 5
U/V 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
I/A 0.10 0.19 0.30 0.40 0.51
1
(4)本实验多次测量的目的是______________________。
(5)小明根据实验数据绘制的定值电阻的I－U图像如图乙中的A所示，小亮采用相同的器材进行该实验时根据实验数据绘出的I－U图像如图乙中的B所示。你认为小亮得到的图像与小明得到的图像不同的原因可能是______________________________________。
求平均值减小误差
小亮把电压表并联在滑动变阻器两端
【拓展】小明想继续使用原电路探究电流与电阻关系：①他又找到阻值为5 Ω、15 Ω和20 Ω的定值电阻各一个，若要4个电阻都能完成实验，且保证各元件安全，电压表示数范围应为____________V。
②小明用以上电阻进行实验时，在移动滑动变阻器滑片的过程中，电路中的最大电流恰好是最小电流的5倍，则电流最小时小明用的R应为________Ω的电阻。
序号 1 2 3 4 5
U/V 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
I/A 0.10 0.19 0.30 0.40 0.51
2.4～3
20
10.小明同学用伏安法测量定值电阻Rx的阻值，进行了如下实验。
第10题图
(1)他连接了如图甲所示的电路，接错了一根导线，请你在这根导线上打“×”，并补画出正确的导线。
(2)连接电路时，开关应处于______状态；电路连接正确后，闭合开关，发现电流表几乎没有示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压，造成这一现象的原因可能是________________。排除故障后，他按正确步骤进行了3次实验，记录数据如表所示，此定值电阻Rx的阻值为_____Ω(结果保留1位小数)。
数据序号 1 2 3
电压U/V 1.2 1.8 2.4
电流I/A 0.10 0.14 0.20
断开
待测电阻断路
12.3
(3)小明根据实验数据绘制出Rx的I－U图像，如图乙中a所示。根据图像a可得通过Rx的电流与两端电压成________比。
(4)小明将定值电阻换成小灯泡，绘制出小灯泡的I－U图像如图乙中b所示，则图中三点电阻RA、RB、RC由小到大为_________________。
正
RA、RC、RB
【拓展】小明想用电路图丙测图中铭牌模糊不清的滑动变阻器R的最大阻值。已知电流表的测量范围是0～0.6 A，电源电压恒定且满足2.4 V ≤U≤3 V，但具体数值未知，定值电阻阻值已知且为R0，为保证顺利测量，则R0至少为_______Ω。
5
11.某小组想测量标有“2.5 V　0.3 A”的小灯泡在不同工作状态下的电阻，设计了如图甲所示实验电路，电源电压不变。
第11题图
(1)请用笔画线表示导线将图甲中实物电路连接完整。
(2)移动滑动变阻器的滑片至最________端，闭合开关，电压表示数接近电源电压，电流表无示数。经检查电流表及各接线处均完好，则电路的故障可能是________________。
左
小灯泡断路
(3)排除故障后，向另一端移动滑片，观察到小灯泡在电压达到0.42 V时开始发光，此时电流表示数如图乙，示数为_________A。该小组根据实验数据发现灯丝电阻是变化的，小灯泡未发光时电阻可能为________。
A.0 Ω
B.3.1 Ω
C.3.5 Ω
D.8.3 Ω
0.12
B
【拓展】另一小组设计了如图丙所示电路，利用另一只小灯泡的实验数据测出了未知电阻阻值，这只小灯泡的电流随其两端电压变化的图像如图丁所示，电源电压不变但未知，电流表量程为0～0.6 A，电压表测量范围为0～3 V，定值电阻R1大于
5 Ω，滑动变阻器R2的规格为“20 Ω　1 A”，若闭合开关S，S1接1，在电路安全的情况下，滑动变阻器R2允许接入电路的最大阻值为15 Ω，则他们选用的电源电压为_______V；若闭合开关S，S1接2，在电路安全的情况下，电路中允许通过的最大电流是最小电流的1.5倍，则电阻R1的阻值为______Ω。
4.5
40
12.小明要测量额定电压为2.5 V的小灯泡正常发光时的电阻，他选择了一些器材，其中电源电压为4.5 V，滑动变阻器上标有“20 Ω　1 A”
字样。
第12题图
(1)小明连接了图甲所示的电路，经检查，发现有一条导线连接错误，请你在错误的导线上画上“×”，并用笔画线代替导线画出正确的连线。
(2)电路正确连接后，闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数超过量程，则电路存在的故障可能是小灯泡_______(选填“短路”或“断路”)。
断路
(3)某次实验时，电流表的示数如图乙所示，则通过灯的电流为____A；移动滑片P，记下多组电压和电流值，绘制成图丙所示的图像，根据图像的信息，小灯泡正常发光时的电阻为____Ω。
0.22
10
(4)接下来小明拿走电流表，增加两个开关和一个定值电阻R0，利用如图丁所示的电路，测出了另一个额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻。实验步骤如下：
①只闭合开关S和S1，调节滑动变阻器的滑片P，使小灯泡正常发光。
②保持滑动变阻器滑片P的位置不动，只闭合开关S和S2，记录此时电压
表示数为U0。该小灯泡正常发光时的电阻为_____________________(用U额、U0、R0及已知量表示)。
【拓展】小明继续实验，探究电流跟电阻的关系。他用5个不同的定值电阻分别替换图甲中的灯泡，并用图甲中的器材正确连接电路。小明选用的定值电阻阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω，控制定值电阻两端电压为2 V不变，则以上电阻中不能完成该实验的电阻有___个；通过只改变“电源电压”，完成上述5个电阻的实验，在所有能完成实验的情况中，电源的最大电压为_________V。
2
3.6

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