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专题28 电学实验
一、探究串联电路中的电流规律 实验目的探究串联电路中电流有什么特点实验装置实验猜想a、串联电路中各点电流可能不相等，电流通过用电器后，能量不断地在消耗，所以会减小 b、串联电路中各点电流可能相等，由于串联电路的电流只有一条通路实验器材干电池、开关、几个规格不同的灯泡、电流表、若干导线实验步骤步骤①根据电路图连接电路，并进行测量； 步骤②把测量数据记录在表格中； 步骤③换上另外两个规格不同的灯泡，再次测量各点的电流，看看是否还有同样的关系； 步骤④整理实验器材。实验结论串联电路的电流大小处处相等：IA=IB=IC注意事项（1）注意正确连接电流表 （2）运用试触法合理地选择电流表的量程 （3）连接含有电流表的电路时，应将电流表作为一个用电器来看待，依次按顺序连接 （4）多次实验的目的：避免出现偶然性，寻找普遍规律
二、探究并联电路中的电流特点实验 实验目的探究并联电路中电流有什么特点实验装置实验猜想由于串联干路的电流只有一条通路，故支路的电流大小之和可能等于干路的电流大小实验器材干电池、开关、几个规格不同的灯泡、电流表、若干导线实验步骤步骤①根据电路图连接电路，并进行测量； 步骤②把测量数据记录在表格中； 步骤③换上另外两个规格不同的灯泡，再次测量各点的电流，看看是否还有同样的关系； 步骤④整理实验器材。实验结论并联电路中，干路的电流大小等于各支路电路电流之和：IC = IB + IA注意事项（1）在改变电流表的位置时，必须先断开开关，再对电流表位置进行调整 （2）读数时要注意选择合适的量程 （3）测量完一组数据后，要更换不同规格的灯泡重新测量，更换时，可以只换一个灯泡，新换的灯泡要与未换的灯泡的规格不同
三、探究串联电路中的电压规律 实验目的探究串联电路中各部分电路的电压与总电压有什么关系实验装置实验步骤分别把电压表连在图中的AB两点、BC两点、AC两点，测量电压，看看它们之间有什么关系。 换上另外两个小灯泡L1、L2，再次测量，看看是否还有同样的关系。 记录表格 AB间的电压U1/VBC间的电压U2/VAC间的电压U3/V第一次测量第二次测量
实验结论串联电路中总电压等于各部分电路电压之和。数学表达式为：U3＝U1+U2。
四、探究并联电路中的电压规律 实验目的探究并联电路两端的总电压跟各个支路两端的电压有什么关系实验装置实验步骤分别把电压表接在灯泡L1两端、L2两端、电源两端，测量电压，比较它们的数量关系。 换上另外两个小灯泡L1、L2，再次测量，看看是否还有同样的关系。 记录表格 L1两端的电压U1/VL2两端的电压U2/VL3两端的电压U3/V第一次测量第二次测量
实验结论并联电路中各支路两端电压相等，等于总电压。数学表达式为：U＝U1＝U2。
五、探究影响导体电阻大小的因素 实验目的探究影响导体电阻大小的因素实验装置 实验器材电池组、开关、电流表、电阻演示板、导线、镍铬合金丝、锰铜合金丝实验步骤（1）探究电阻的大小与导体长度的关系：选用横截面积相同、长度不同的两根镍铬合金丝，分别将它们接入电路中，观察电流表的示数。 （2）探究电阻的大小与导体横截面积的关系：选用长度相同、横截面积不同的两根镍铬合金丝，分别将它们接入电路中，观察电流表的示数。 （3）探究电阻的大小与导体材料的关系：选用横截面积相同、长度相同的镍铬合金丝和锰铜合金丝，分别将它们接入电路中，观察电流表的示数。实验结论导体电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关。当其他量不变时，导体电阻的大小与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比。转换法的应用通过比较电流表的示数来判断导体电阻的大小 注意：实验中可以用小灯泡代替电流表，通过观察小灯泡的亮度来判断电阻的大小，但不足之处是当导体电阻变化较小时，小灯泡亮度变化不明显。控制变量法的应用（1）探究电阻的大小与导体长度的关系时，控制导体的材料和横截面积不变，只改变导体的长度。 （2）探究电阻的大小与导体横截面积的关系时，控制导体的材料和长度不变，只改变导体的横截面积。 （3）探究电阻的大小与导体材料的关系时，控制导体的长度和横截面积不变，只改变导体的材料。
六、探究电流与电压、电阻的关系 实验目的探究电流与电压的关系探究电流与电阻的关系控制不变的量电阻电压怎样控制采用同一个定值电阻实验串联滑动变阻器，调节滑片改变的量电压电阻怎样改变改变电池节数；调节学生电源的旋钮；串联滑动变阻器，调节滑片更换定值电阻．（不能用滑变阻器来代替定值电阻）实验结论当导体的电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比当导体两端的电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比理解实验方法在探究电流与电压、电阻关系的实验中，由于两个因素都会对电流产生影响，所以我们采用控制变量法来进行研究，即研究电流与电压关系时要控制电阻一定，研究电流与电阻关系时要控制电压一定理解结论描述（1）两个实验的结论前面都要加上条件：“当导体的电阻一定时”、“当导体两端的电压一定时”。 （2）注意用词先后顺序：“电流与电压”、“电流与电阻”不能说成“电压与电流”、“电阻与电流”。 （3）“电压”“电流”“电阻”每个词前的修饰语都是不同的：“导体中的电流”，“导体两端的电压”，“导体的电阻”。
八、实验：伏安法测电阻 实验原理根据欧姆定律的导出式实验器材电源、开关、导线、滑动变阻器、被测小灯泡或定值电阻、电压表、电流表。电路图左图为测灯泡电阻，右图为测定值电阻 滑动变阻器的作用保护电路；改变灯泡（定值电阻）两端的电压；改变通过灯泡（定值电阻）的电流。实验步骤（1）按电路图连接电路，将滑动变阻器调到阻值最大处； （2）闭合开关，移动滑片，使电压表的示数等于小灯泡的正常工作电压，记下此时电流表、电压表示数； （3）调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压逐次降低，记下每次读出的电流表、电压表示数； （4）计算每次的电阻值，整理器材。记录表格 电压U/V电流I/A电阻R/Ω123
分析与归纳灯丝的电阻随温度的升高而增大
九、测量小灯泡的电功率 实验目的用电流表和电压表测量小灯泡的额定功率和实际功率实验原理和方法（1）原理：P=UI。 （2）根据电功率的计算公式P=UI，用电压表测量小灯泡两端电压，用电流表测通过小灯泡的电流，就可以求出小灯泡的电功率。实验器材两节电池、滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡一个（额定电压2.5V）、灯座、开关、导线实验电路图和实物图 甲 乙实验步骤（1）根据实验要求，设计电路，画出电路图（如图甲所示）。 （2）按照图甲所示电路图连接实物电路，如图乙所示。在开关闭合之前，将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处（保护电路）。 （3）检查连接无误后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数等于小灯泡的额定电压，观察此时小灯泡的发光情况，记下此时电压表和电流表的示数，填在实验数据记录表中。 （4）调节滑动变阻器的滑片（改变小灯泡两端电压，实现多次测量），使小灯泡两端电压低于额定电压，观察此时小灯泡的发光情况与在额定电压下的发光情况有什么不同，记下此时电压表和电流表的示数，数据记录表中。 （5）调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数约为额定电压的1.2倍，观察此时小灯泡的发光情况与在额定电压下的发光情况有什么不同，记下此时电压表和电流表的示数，数据记录表中。 （6）实验结束后，断开开关，将连接电路的导线拆开，并整理好实验器材。 （7）根据测出的三组数据（不是为了求平均值，而是为了得到不同电压下的实际功率），计算出小灯泡在不同发光情况下的电功率，并填在实验数据表中。实验数据记录表实验次数电压U/V电流I/A电功率P/W小灯泡的亮度12.50.240.6正常22.00.200.4较暗33.00.280.84较亮
分析论证（1）分析表格中的实验数据后，发现小灯泡两端的实际电压越高，小灯泡电功率越大，小灯泡越亮。 （2）小灯泡的亮度时由它的实际功率决定的。 （3）小灯泡的实际电功率有多个，额定功率只有一个。实验结论当U实=U额时，P实=P额，小灯泡正常发光，测得P额=0.6W。 当U实U额时，P实>P额，小灯泡发光较亮。
1．电流表的读数方法 （1）确定量程，看清选用的是哪个量程，从而知道电流表可以测量的最大电流是0.6A还是3A； （2）确定分度值，根据所使用的量程，看清每一大格表示的电流值，认清每一大格又分成多少小格，确定每一小格表示的电流值是多少，如果使用0-0.6A量程，则每一小格是0.02A，如果使用0-3A量程，则每一小格是0.1A； （3）接通电流后，当指针稳定后（不再左右摆动时）读数，看清指针一共转过多少小格，用每一小格代表的电流值乘以格数即是被测的电流，即I=分度值×小格数。 2．电压表的读数 （1）记准分度值是读准数的前提：分度值等于量程的最大值除以30，即0～3V量程对应的分度值是0.1V；0～15V量程对应的分度值是0.5V。． （2）使用大量程和小量程读数应该相等，但用小量程读数更加精确，例如接电压表的大量程时读数为2.0V，接小量程时的读数为2.2V，那么2.2V更精确。 （3）指针指在同一刻度时，读大量程是读小量程的5倍关系，例如小明接的是电压表小量程，却读成大量程了，读数为6.5V，那么真实的电压应该是6.5V÷5＝1.3V。
模型1 探究串联电路中各处电流的关系
在“探究串联电路中各处电流的关系”的实验中。
（1）小红同学选用两个不同的小灯泡组成了如图甲所示的串联电路，然后用一个电流表分别接在a、b、c三处去测量电流。
①连接电路时，开关应 　 　。
②她先把电流表接在a处，闭合开关后，发现两灯的亮度不稳定，电流表的指针也来回摆动。故障的原因可能是 　 　。（填选项）
A．某段导线断开
B．某接线柱处接触不良
C．某灯泡被短路
D．电流表被烧坏
③若测得a处电流为0.2A，如图乙，请你用铅笔画线代替导线把小红测量b处的电流时的电路连接完整，导线不能交叉。
④实验得到的结论是：在串联电路中，　 　。
（2）下表是本次实验时小明同学得到的一组数据，其中明显错误的数值是 　 　，造成错误的最可能原因是 　 　。
电流表的位置 A B C
电流I/A 0.3 0.3 1.5
【答案】（1）①断开；②B；③如图所示；④电流处处相同；（2）1.5；连接的是电流表的小量程却按大量程读数。
【分析】（1）①为了保护电路，连接电路时，开关应断开；
②闭合开关后，发现两灯的亮度不稳定，电流表的指针来回摆动，说明电路中某处接触不良，据此分析；
③根据a处电流大小确定电流表量程，将电流表与两个灯泡串联接入电路中；
④串联电路中，电流处处相同；
（2）由串联电路中电流处处相等找出错误的数据；根据电流表同一刻度使用大小量程之比为5：1来回答。
【解答】解：（1）①为了保护电路，连接电路时，开关应断开；
②A、两灯串联，若某段导线断开，则电路断路，两灯都不发光，电流表示数为0，故A不符合题意；B、若某接线柱处接触不良，则电路时通时断，两灯的亮度不稳定，电流表的指针来回摆动，故B符合题意；C、若某灯泡被短路，这个灯不发光，另一个灯发光，电流表有示数，故C不符合题意；D、若电流表被烧坏，则电路断路，两灯都不发光，电流表示数为0，故D不符合题意。
③若测得a处电流为0.2A，根据串联电路电流特点，b处的电流应为0.2A，故电流表选用小量程与两个灯泡串联接入电路中，如答案图所示。
④根据实验的结果可以得出：在串联电路中，电流处处相同。
（2）因串联电路电流处处相等，而C处的1.5A明显与其它两个数据不等，所以1.5是错误的数据；造成错误的原因是连接的是电流表的小量程却按大量程读数。
名师点拨：本题探究串联电路的电流规律，考查了注意事项、故障分析、电路连接、数据分析以及归纳法的应用等内容。
【变式练1】如图是“探究串联电路电流特点”的实验电路图。
（1）为了寻找“串联电路的电流关系”，分别把甲图中A、B、C各点断开，然后把　　 接入，闭合开关前，发现其中一个电表指针如图乙所示，出现这种现象的原因是　　 。
（2）表格是某同学实验中的一组数据：指出上述表格所记录的数据中，明显错误的数值是　　 。
电流表的位置 A B C
电流I/A 0.3 0.3 1.5
（3）实验中某同学发现两个串联的小灯泡中，一个发光，一个不发光，造成其中一个小灯泡不发光的原因是 　　。
A．灯泡与灯座接触不良 B．灯泡的灯丝断了
C．不发光的灯泡有短路现象 D．灯泡靠近负极
【答案】（1）电流表；电流表没有调零；（2）1.5；（3）C。
【分析】（1）为了探究“串联电路的电流关系”，应该把电流表接入电路；开关闭合前，电流表应该调零；
（2）串联电路各处的电流相等；
（3）根据串联电路特点，逐一分析每个选项，找出符合题意的答案。
【解答】解：（1）因为是探究“串联电路的电流关系”，所以应该把电流表接入电路；闭合开关前，发现其中一个电表指针如图乙所示，没有指在零刻度上，出现这种现象的原因电流表指针没有调零。
（2）串联电路各处的电流相等，即电流为0.3A，故明显错误的数值是1.5；
（3）A、灯泡与灯座接触不良，两灯泡都不亮，故A错误； B、若灯泡的灯丝断了，另一个也不发光，故B错误；C．若灯丝短路，这个灯不发光，另一灯发光，故C正确；D．灯泡发光与小灯泡靠近负极无关，故D错误。
【点评】本题探究串联电路电流特点，考查归纳法的运用、注意事项及串联电路的规律。
【变式练2】小强设计了如图甲所示的电路来探究“串联电路中电流的特点”。
（1）按设计的电路图连接电路时，开关应　　 ；
（2）小强将电流表接入图中B位置，闭合S，发现灯L1、L2均不亮，电流表没有示数，他用电压表去判断电路故障，将电压表接在L1两端时，电压表无示数；将电压表接在L2两端时，电压表有示数，由此可以判断故障可能是　　；
A．L1短路 B．L1断路 C．L2短路 D．L2断路
（3）排除故障后，再次闭合开关，电流表示数如图乙所示，则通过B处的电流为　　 A。
【答案】（1）断开；（2）D；（3）0.4。
【分析】（1）为保护电路，连接电路时，开关应断开；
（2）根据灯泡的发光情况以及电压表的示数分析电路故障的原因；
（3）电流表读数时，应先根据电流表选用的量程确定分度值，然后根据指针位置读数。
【解答】解：（1）为保护电路，连接电路时，开关应断开；
（2）小强将电流表接入图中B位置，闭合S，发现灯L1、L2均不亮，电流表没有示数，电路中出现了断路现象；他用电压表去判断电路故障，将电压表接在L1两端时，电压表无示数，说明电压表并联以外的电路断路；将电压表接在L2两端时，电压表有示数，说明电压表并联部分断路，即灯泡L2断路了；故选D；
（3）电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.4A，根据串联电路的电流规律，通过B处的电流为0.4A。
【点评】本题考查了电路连接的注意事项、电流表的读数和电压表判断电路故障的方法，难度不大。
【变式练3】在“探究串联电路中各处电流的关系”的实验中。
（1）小红同学选用两个不同的小灯泡组成了如图甲所示的串联电路，然后用一个电流表分别接在a、b、c三处去测量电流。
①连接电路时，开关应 　 　。
②她先把电流表接在a处，闭合开关后，发现两灯的亮度不稳定，电流表的指针也来回摆动。故障的原因可能是 　 　。（填选项）
A．某段导线断开 B．某接线柱处接触不良
C．某灯泡被短路 D．电流表被烧坏
③若测得a处电流为0.2A，如图乙，请你用铅笔画线代替导线把小红测量b处的电流时的电路连接完整，导线不能交叉。
④实验得到的结论是：在串联电路中，　 　。
（2）下表是本次实验时小明同学得到的一组数据，其中明显错误的数值是 　 　，造成错误的最可能原因是 　 　。
电流表的位置 A B C
电流I/A 0.3 0.3 1.5
【答案】（1）①断开；②B；③如图所示；④电流处处相同；（2）1.5；连接的是电流表的小量程却按大量程读数。
【分析】（1）①为了保护电路，连接电路时，开关应断开；
②闭合开关后，发现两灯的亮度不稳定，电流表的指针来回摆动，说明电路中某处接触不良，据此分析；
③根据a处电流大小确定电流表量程，将电流表与两个灯泡串联接入电路中；
④串联电路中，电流处处相同；
（2）由串联电路中电流处处相等找出错误的数据；根据电流表同一刻度使用大小量程之比为5：1来回答。
【解答】解：（1）①为了保护电路，连接电路时，开关应断开；
②A、两灯串联，若某段导线断开，则电路断路，两灯都不发光，电流表示数为0，故A不符合题意；B、若某接线柱处接触不良，则电路时通时断，两灯的亮度不稳定，电流表的指针来回摆动，故B符合题意；C、若某灯泡被短路，这个灯不发光，另一个灯发光，电流表有示数，故C不符合题意；D、若电流表被烧坏，则电路断路，两灯都不发光，电流表示数为0，故D不符合题意。
③若测得a处电流为0.2A，根据串联电路电流特点，b处的电流应为0.2A，故电流表选用小量程与两个灯泡串联接入电路中，如答案图所示。
④根据实验的结果可以得出：在串联电路中，电流处处相同。
（2）因串联电路电流处处相等，而C处的1.5A明显与其它两个数据不等，所以1.5是错误的数据；造成错误的原因是连接的是电流表的小量程却按大量程读数。
【点评】本题探究串联电路的电流规律，考查了注意事项、故障分析、电路连接、数据分析以及归纳法的应用等内容。
模型2 探究并联电路中各处电流的关系
（2022 陕西）在“探究并联电路电流特点”的实验中，小华设计了如图﹣1所示的电路进行实验。
（1）连接电路时，开关应处于　 　状态。
（2）实验中，在A、B、C三处各接入一个电流表，并选择合适的量程。闭合开关，测得A、B、C三处的电流分别为IA、IB、IC。更换多组　 （选填“相同”或“不同”）规格的灯泡重复实验，部分实验数据如表所示。
实验序号 IA/A IB/A IC/A
1 0.46 0.18 0.28
2 0.36 0.20 0.16
3 0.7 0.32 0.38
（3）分析实验数据可得：在并联电路中，干路电流与各支路电流的关系是　 　（写出关系式）。
（4）小华在某次实验时，测得C处电流IC为0.30A，观察到A处电流表指针位置如图2所示，则A处电流大小为　 　A。
【答案】（1）断开；（2）不同；（3）IA＝IB+IC；（4）0.8。
【分析】（1）为了保护电路，连接电路时开关应断开；
（2）用归纳法得出普遍性的结论要满足2个条件：一是样本要有代表性，二是样本数量足够多；
（3）根据表中三处电流的关系得出结论；
（4）根据并联电路的电流特点，结合指针的位置分析电流表的量程，进而确定分度值读数。
【解答】解：（1）为了保护电路，连接电路时开关应断开；
（2）为了使结论更具普遍性，应使用不同规格的灯泡进行实验；
（3）分析表格中实验数据可知，在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，表达式为：IA＝IB+IC；
（4）由电路图可知，C处为支路，A处为干路，由并联电路的电流特点可知，A处的电流应大于C处的电流，
由图2中电流表的指针位置可知，若电流表选用0～0.6A的量程，分度值为0.02A，示数为0.16A＜0.30A，不符合条件，因此电流表应选用的是0～3A的量程，分度值为0.1A，示数为0.8A，因此A处电流大小为0.8A。
名师点拨：本题探究并联电路电流特点，考查注意事项、归纳法的应用、并联电路的电流特点、电流表的读数和分析数据归纳结论的能力。
【变式练1】（2023 包头）同学们利用如图所示电路研究“并联电路中干路电流与各支路电流的关系”。
（1）连接电路，闭合开关，发现小灯泡L1亮、L2不亮，故障原因可能是 　　。
（2）排除故障后，用电流表分别测出A、B、C三点的电流IA、IB、IC，更换规格 　　（选填“相同”或“不同”）的小灯泡多次实验，数据记录在表格中。
实验次数 A点电流IA/A B点电流IB/A C点电流IC/A
1 0.24 0.32 0.56
2 0.26 0.24 0.50
3 0.20 0.28 0.48
（3）分析数据得出结论：　 　。
【答案】（1）L 断路（或L 所在支路断路等）；（2）不同；（3）并联电路中，干路电流等于各支路电流之和（或 IC＝IA+IB）。
【分析】（1）根据电路连接，发现小灯泡L1亮、L2不亮，说明L1支路和干路是连通的，L2断路或L2所在支路断路；
（2）用归纳法得出普遍性的结论要满足2个条件：一是样本要有代表性，二是样本数量足够多；
（3）根据测量数据得出并联电路电流的规律。
【解答】解：（1）由图可知，电路中的两灯并联，闭合开关，发现小灯泡L1亮、L2不亮，说明L1支路和干路是连通的，L2断路或L2所在支路断路；
（2）为了寻找普遍规律，应该换用不同规则的器材多次实验；
（3）由测量数据知：C处的电流等于A处电流和B处电流之和，故可得出结论：并联电路中，干路电流等于各支路电流之和（或IC＝IA+IB）。
【点评】本题是探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系的实验，考查了电路故障的分析、实验数据的处理等，属于基础知识，要掌握该实验的相关知识点。
【变式练2】在探究并联电路电流规律的实验中，如图甲是实验的电路图。
A点电流IA B点电流IB C点电流IC
0.18A 0.18A 0.36A
（1）连接电路时，开关应处于 　 　状态（选填“闭合”或“断开”）；电流表应 　 　（选填“串联”或“并联”）在被测电路中；
（2）某小组在测量A点的电流时，发现电流表的指针偏转如图乙所示，原因是　 　；
（3）如表是小亮同学在实验过程中记录的数据，他根据数据得出的实验结论是：在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，且各支路的电流相等。请指出小亮探究过程的不妥之处：　 　；（写出一条即可）
（4）为了使小亮的实验结论更具有普遍性，小亮接下来的操作是　 　 。
【答案】（1）断开；串联；（2）电流表的正负接线柱接反了；（3）所选的两灯泡的规格相同；（4）换用不同规格的灯泡测量多组数据。
【分析】（1）为保护电路，连接电路时，开关要断开电流表，应与被测电路串联；
（2）电流应从电流表正接线柱流入，从负接线柱流出，否则指针反向偏转；
（3）选用特殊规格的器材实验结论可能具有特殊性；
（4）为得出普遍性的规律，应换用不同规格的灯泡多次实验，获取多组数据。
【解答】解：（1）连接电路时，为保护电路，开关应处于断开状态；要测量电流，电流表需要与被测电路串联；
（2）如图乙在测量A点的电流时，发现电流表的指针发生反偏，说明电流表的正负接线柱接反了；
（3）小亮同学使用的灯泡规格相同，由表中实验数据可知，两个支路的电流相等，可能会得出特殊结论，实验结论不具一般性；
（4）测出了一组电流立即得出了并联电路的电流规律，实验次数太少，结论有偶然性，应换用不同规格的灯泡测量多组数据。
【点评】本题探究并联电路电流规律，考查实验注意事项、归纳法的运用等知识，属于基础题。
【变式练3】小明在“探究并联电路电流规律”的实验中，图乙是实验的电路图。
（1）请将图甲实物图补充完整，连接完成后电流表只测通过灯L1的电流。
（2）实验时应该选用规格 　 　（选填“相同”或“不同”）的小灯泡。
（3）闭合开关S前，发现电流表指针向“0”刻度的左侧偏转，如图丙所示，原因是 　　。
（4）改正后，也先将电流表接在A处，闭合开关S后，观察到灯L2发光，但灯L1不发光。电流表的示数为零，电路可能存在的故障是灯L1　 　（选填“短路”或“断路”）。
（5）排除故障后，他在测量A处的电流时，电流表的示数如图丁所示，则电流表的示数为　 A。测量C处的电流时，电流表的示数如图戊所示，则通过灯L2的电流为　 　 A。
（6）小明将电流表分别接入图乙电路中A、B、C三点处，闭合开关S，测出了一组数据并记录在表格中，立即得出了并联电路的电流规律，请你指出实验应改进的地方：　 　 。
【答案】（1）如图所示；（2）不同；（3）电流表未调零；（4）断路；（5）0.34；0.86；（6）换用不同规格的小灯泡进行多次测量
【分析】（1）两个灯泡并联在电路中，电流表测L1的电流，则电流表应串联在L1的支路中；
（2）为了得出普遍性的规律，实验中应该选择规格不同的小灯泡；
（3）实验前需要对电表校零；
（4）闭合开关后，发现L2亮，L1不亮，说明干路和L2支路完好，据此分析；
（5）根据电流表的量程和分度值读出电流表的示数；
电流表测量C处的电流时，即为干路电流，比较丁和戊的指针判断角度，可判断图戊中电流表选择的量程并读数，再根据并联电路电流规律求出通过灯L2的电流大小；
（6）用归纳法得出普遍性的结论，一要选用的样本有代表性，二要数量足够多。
【解答】解：（1）由题意可知两灯应并联，电流表测L1的电流，则电流表应串联在L1的支路中，如答案图所示。
（2）为得出普遍性的规律，实验中应该选择规格不同的小灯泡；
（3）闭合开关前，发现指针如图乙向“0”刻度的左侧偏转，说明电流表没有校零，他应将电流表校零；
（4）闭合开关后，发现L2亮，L1不亮，说明干路和L2支路完好，则该电路可能出现的故障是电流表或L1断路；
（5）图丁中电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，电流大小为0.34A；
电流表测量C处的电流时，即为干路电流，比较丁和戊的指针判断角度，可判断图戊中电流表选择的是大量程，则读数为1.2A，
根据并联电路电流规律求出通过灯L2的电流大小1.2A﹣0.34A＝0.86A；
（6）只根据一组数据得出结论有偶然性，为得出普遍性的结论，要换用不同规格的小灯泡进行多次实验。
【点评】本题探究并联电路的电流规律，考查电路的连接、电路连接时的注意事项、电路故障分析、电流表的读数及归纳法的运用和并联电路电流的规律，难度一般。
模型3 探究串联电路的电压规律
（2023 雅安）小雅和同学进行“探究串联电路电压规律”的实验。所用器材有：电压恒为3V的电源，一个开关，两只灯泡（L1和L2），两只相同电压表V1和V2（量程均为0～3V和0～15V），导线若干。
（1）他们按图甲所示的电路图连接电路，用一只电压表分别测AB、BC、AC间的电压。每次拆接电压表时，开关应处于 　 　状态。
（2）为测量L1两端电压，请在图乙中用笔画线代替导线将实物图连接完整。
（3）具有创新精神的小雅决定改进实验。她按照图丙所示电路图连接好电路，闭合开关，发现电压表V1和V2的指针偏转角度相同，则可能的原因是电压表 　 　（选填“V1”或“V2”）的量程选大了，此时电压表V1和V2的示数分别为 　　V和 　　V。
（4）解决问题后，小雅同学测出了AB间和AC间的电压，为了测量BC间的电压，断开开关，接下来可以 　 　。
A.保持B接线不动，将电压表V1连线由A改接到C
B.保持C接线不动，将电压表V2连线由A改接到B
（5）为了得到更普遍的规律，下列操作最合理的是 　 　。
A.将灯泡L1和L2互换位置进行多次测量
B.换用不同规格的灯泡进行多次测量
（6）分析AB、BC、AC间的电压关系，得出结论：在串联电路中，各部分电路电压之和等于总电压。
【答案】（1）断开；（2）如图所示；（3）V2；0.6；3；（4）B；（5）B。
【分析】（1）为了保护电路中各用电器的安全，每次拆接电压表时，开关应处于断开状态。
（2）灯泡L1和L2为串联电路，电压表测量L1两端的电压，故电压表与L1并联，根据电流从电压表正接线柱流入，从负接线柱流出得到图乙中电流从L1的右端流出，则L1的右端应与L2的右端连接，据此连接电路。
（3）由图可知电压表V1测量的是灯泡L1两端的电压，电压表V2测量的是灯泡L1和L2两者电压的总电压，实验发现两电压表指针偏转角度相同，可能的原因是电压表V2的量程选大了；电压表V2的示数是V1的5倍，图中电压表V2测量的是灯泡L1和L2两者电压的总电压，也是电源电压，据此可知两个电压表的示数。
（4）为了测量BC间的电压，应该保持C接线柱不动，将电压表V2的A点改接到B；如果保持B接线柱，将电压表V1的连线由A改接到C会导致电压表V1的正负接线柱接反。
（5）用归纳法得出普遍性的结论要满足2个条件：一是样本要有代表性，二是样本数量足够多。
【解答】解：（1）为了保护电路中各用电器的安全，每次拆接电压表时，开关应处于断开状态。
（2）灯泡L1和L2为串联电路，电压表测量L1两端的电压，故电压表与L1并联，根据电流从电压表正接线柱流入，从负接线柱流出得到图乙中电流从L1的右端流出，则L1的右端应与L2的右端连接。
（3）由图可知电压表V1测量的是灯泡L1两端的电压，电压表V2测量的是灯泡L1和L2两者电压的总电压，实验发现两电压表指针偏转角度相同，可能的原因是电压表V2的量程选大了；电压表V2的示数是V1的5倍，图中电压表V2测量的是灯泡L1和L2两者电压的总电压，也是电源电压，即电压表V2的示数为3V，那么电压表V1的示数为0.6V。
（4）为了测量BC间的电压，应该保持C接线柱不动，将电压表V2的A点改接到B；如果保持B接线柱，将电压表V1的连线由A改接到C会导致电压表V1的正负接线柱接反。
（5）换用不同规格的灯泡进行多次测量，由于测量数据多，可以使结论具有普遍性；将灯泡L1和L2互换位置进行多次测量，得到的数据本质还是同一次实验的数据，结论不具有普遍性。
名师点拨：本题考查了探究串联电路电压规律的实验，要掌握电路的保护措施和连接、电路数据的分析等实验操作必备知识和技能。
【变式练1】（2023 湖北）在“探究串联电路电压规律”实验中，小明连接了图甲的电路，A、B、C、D为接线柱编号，1，2、3、4为导线编号。
（1）为使结论具有普遍性，L1、L2应选择规格　 　 （选填“相同”或“不同”）的灯泡；
（2）闭合开关，电压表指针如图乙，造成这种现象的原因是　 　 ；
（3）修改电路并完成图甲实验后，小明断开开关，未拆下电压表，只改接某根导线的一端，也能测出总电压。他的改接方法是 　 　。
【答案】（1）不同；（2）电压表选用的量程过大了；（3）将3号导线与灯L1相连接的一端改接到灯L2的右接线柱。
【分析】（1）用归纳法得出普遍性的结论要满足2个条件：一是样本要有代表性，二是样本数量足够多；
（2）闭合开关，电压表示数如图乙所示，指针偏转角度太小，说明选用的量程过大了；
（3）串联电路中，电源电压等于各部分电路两端电压之和，若能测出总电压，需要将电压表并接在两个灯泡两端。
【解答】解：（1）为了使探究得出的结论具有普遍性，L1、L2应选择规格不相同的灯泡；
（2）闭合开关，电压表示数如图乙所示，指针偏转角度太小，说明电压表选用的量程过大了，测量误差较大；
（3）串联电路中，电源电压等于各部分电路两端电压之和，若能测出总电压，需要将电压表并接在两个灯泡两端，他的改接方法可以是：将3号导线从D接线柱改接到B接线柱或A接线柱。
【点评】本题考查了探究串联电路电压规律的实验，涉及归纳法的运用、电路的连接。
【变式练2】（2023 贵州）小明和小红用如图甲所示电路探究“串联电路电压的规律”，用新干电池作为电源。
（1）接线时，开关应处于　　（选填“断开”或“闭合”）状态；小明检查电路时发现　　（选填“电池”“开关”或“灯座”）安装错误。
（2）正确安装后，闭合开关，两灯均不发光，小明用电压表试接 A、B接线柱，发现指针偏转情况如图乙所示，则可判断 　 　发生了断（开）路。
（3）排除故障后，小明选用两只小灯泡，只通过增加电池进行多次实验；小红仅更换小灯泡进行多次实验。他们将电压表接在不同位置进行测量，实验记录如下表。小明认为：误差允许范围内，串联电路中各用电器两端电压相等且电压之和等于电源电压；小红认为：串联电路中各用电器两端电压之和等于电源电压。请判断谁的观点更具普遍性并说明理由：　 　。
小明实验记录：
实验次数 UAB/V UCD/V UEF/V
1 0.7 0.7 1.4
2 1.4 1.4 2.9
3 2.1 2.1 4.3
小红实验记录：
实验次数 UAB/V UCD/V UAD/V
4 1.8 0.9 2.7
5 1.4 1.4 2.8
6 1.1 1.7 2.8
（4）对比两表，从小明的第 　 　次实验记录发现，两人使用的电池数量相同，测得的电源电压却不相等。请你分析：两人所测电源电压的差值对应电路中哪些部分的电压？
　　 （用图中字母表示）。
【答案】（1）断开；电池；（2）灯L1；（3）小红的结论更具普遍性，小红选用规格不相同的灯泡进行了多次实验；（4）2；DF、EA。
【分析】（1）在连接电路过程中，为保护电路，开关应处于断开状态；电池不能正极对正极；（2）实验中若发现电压表指针偏转情况如图乙所示，电压表指针已经满偏，与电源电压相等；（3）用归纳法得出普遍性的结论要满足2个条件：一是样本要有代表性，二是样本数量足够多；（4）每节新干电池为1.5V；串联电路中各用电器两端电压之和等于电源电压，实际情况下导线电阻较小但不为0，导线两端也有一部分电压。
【解答】解：（1）在连接电路过程中，为保护电路，开关应处于断开状态；电池不能正极对正极，电池安装错误；
（2）实验中若发现电压表指针偏转情况如图乙所示，电压表指针已经满偏为3V，与电源电压相等，说明电压表与电源两极连通，电压表所测部分灯L1断路；
（3）小红的结论更具普遍性，小红选用规格不相同的灯泡进行了多次实验；
（4）每节新干电池为1.5V，结合表格发现小红实验中电源电压与2节新干电池电压接近，小明的第2次实验中电压2.9V与2节新干电池电压接近；
串联电路中各用电器两端电压之和等于电源电压，实际情况下导线电阻较小但不为0，导线两端也有一部分电压，由表中信息可知小明将电压表接在E、F两接线柱间测电源电压，而小红将电压表接在A、D两接线柱间测电源电压，结合甲图可知，两人所测电源电压的差值对应电路中导线DF、EA两端的电压。
【点评】本题考查串联电路电压的规律实验过程中故障分析、数据分析与结论总结等知识。
【变式练3】（2023 成都）某小组同学利用如图所示电路探究串联电路中的电压关系。
（1）下列操作不正确的是 　 　。
A．连接电路时，开关S处于断开状态
B．连接电压表时，试触后再选择合适量程
C．将电压表A接点连线转接至C接点，测量L2两端电压
（2）测量灯泡L1两端电压时，两灯突然熄灭，电压表示数变为0，若故障可能是由某只灯泡“短路”或“开路”引起的，则发生故障的灯泡及故障类型是 　 　。
（3）该小组同学用电阻箱代替故障灯泡，继续进行实验，记录数据如下表所示。
实验次数 UAB/V UBC/V UAC/V
第1次 0.8 2.0 2.8
第2次 1.0 1.8 2.8
第3次 1.4 1.4 2.7
分析表中实验数据，在误差允许范围内，可得出的结论是 　 　。
A．串联电路中各处电流相等
B．灯泡阻值随灯泡两端电压增大而增大
C．串联电路中电阻值越大的部分两端电压越大
D．串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和
【答案】（1）C；（2）小灯泡L2断路；（3）D。
【分析】（1）为了保护电路，连接电路时，开关S处于断开状态；
为了不超过量程，所以电压表可通过试触来选择合适的量程；
电流要从电压表正接线柱流入，从负接线柱流出，否则指针反向偏转；
（2）两灯泡都熄灭，可能是某个灯泡断路或两个灯泡都短路，根据题意判断出具体的故障；
（3）根据表格数据得出结论。
【解答】解：（1）为了保护电路，连接电路时，开关S处于断开状态，故A正确；B、为了不超过量程，所以电压表可通过试触来选择合适的量程，故B正确；C、测量完L1两端的电压后，在测量L2两端的电压时，将电压表A接点连线转接至C接点，这样导致电压表正负接线柱接反了，不能测量出L2两端电压，故C错误。
（2）两灯泡都熄灭，可能是某个灯泡断路或两个灯泡都短路，由题意知故障可能是由某只灯泡“短路”或“开路”引起的，所以应该是一个灯泡断路，由于电压表的示数为零，说明电压表与电源的两端不相连，所以故障为小灯泡L2断路。
（3）分析表格数据，在误差允许的范围内，比较AB间、BC间、AC间的电压值可得：串联电路中总电压等于各部分电路电压之和，故D正确。
【点评】本题考查了探究串联电路电压特点的实验，考查了故障分析和实验数据的分析等知识。
模型4探究并联电路的电压规律
（2023 长春）在“探究并联电路中电压的特点”实验中，实验电路如图甲所示：
（1）连接电路时开关应处于　 　状态。
（2）要用电压表测量小灯泡L1两端的电压，请用笔画线代替导线在答题卡上将实物电路连接完整。
（3）闭合开关，观察到小灯泡L1发光、L2不发光，故障可能是　 　。
（4）排除故障后，用电压表分别测量小灯泡L1、L2及电源两端的电压，电压表示数均如图乙所示，为　　V。更换不同规格的小灯泡多次测量，发现电压表示数均如图乙所示。由此得出结论并联电路中各支路用电器两端的电压与电源两端的电压　 　。
【答案】（1）断开；（2）L2断路；（3）如图所示；（4）3；相等。
【分析】（1）连接电路时开关应处于断开状态。
（2）电压表并联在被测电路的两端，据此连接实物图。
（3）并联电路的各个支路互不影响。
（4）并联电路中，各个支路两端的电压相等。
【解答】解：（1）连接电路时开关应处于断开状态。
（2）要用电压表测量小灯泡L1两端的电压，将电压表并联在该灯泡的两端，使用0～3V接线柱。
（3）闭合开关，观察到小灯泡L1发光、L2不发光，故障可能是L2断路。
（4）电压表示数均如图乙所示，为3V。更换不同规格的小灯泡多次测量，发现电压表示数均如图乙所示。由此得出结论并联电路中各支路用电器两端的电压与电源两端的电压相等。
名师点拨：本题考查的是探究并联电路的电压规律；知道简单电路故障的判断；会连接实物图；知道电压表的使用规则。
【变式练1】（2022 襄阳）小阳同学设计了如图甲所示电路图探究并联电路的电压规律，请你回答下列问题。
（1）分别测出小灯泡L1、L2两端的电压及 　 　电压，就可以分析并联电路的电压规律；
（2）当开关闭合时，电压表出现了如图乙所示情况，其原因是电压表 　 　；
（3）正确连接电路后，若测得L1两端电压为2.5V，则测L2两端电压是 　 　V。
【答案】（1）电源；（2）正负接线柱接反了；（3）2.5。
【分析】（1）实验要探究并联电路的电压规律，应分别测出小灯泡L1、L2两端的电压及电源电压的大小，据此找出规律；
（2）根据乙图中电压表指针出现反偏情况分析原因；
（3）因为两灯泡并联接在电路中，故电压表测出L1两端电压的同时也是L2两端的电压。
【解答】解：（1）实验要探究并联电路的电压规律，应分别测出小灯泡L1、L2两端的电压及电源电压的大小，比较三者的数值大小关系，得出并联电路的电压规律；
（2）根据乙图中电压表指针出现反偏情况，说明电压表正负接线柱接反了；
（3）因为两灯泡并联接在电路中，故电压表测出L1两端电压的同时也是L2两端的电压，即L2两端电压也是2.5V。
【点评】本题是探究并联电路的电压的实验，同时考查了电压表的使用，难度一般，属基础题。
【变式练2】在“探究并联电路中电压的特点”实验中，实验电路如图甲所示：
（1）连接电路时开关应处于 　　状态。
（2）要用电压表测量小灯泡两端的电压，请用笔画线代替导线在答题卡上将实物电路连接完整。
（3）闭合开关，观察到小灯泡发光、不发光，故障可能是 　　。
（4）排除故障后，用电压表分别测量小灯泡、及电源两端的电压，电压表示数均如图乙所示，为 　　。更换不同规格的小灯泡多次测量，发现电压表示数均如图乙所示。由此得出结论并联电路中各支路用电器两端的电压与电源两端的电压 　　。
【答案】（1）断开；（2）断路；（3）如图所示；（4）3；相等。
【解答】解：（1）连接电路时开关应处于断开状态。
（2）要用电压表测量小灯泡两端的电压，将电压表并联在该灯泡的两端，使用接线柱，如答案图所示。
（3）闭合开关，观察到小灯泡发光、不发光，故障可能是断路。
（4）电压表示数均如图乙所示，为。更换不同规格的小灯泡多次测量，发现电压表示数均如图乙所示。由此得出结论并联电路中各支路用电器两端的电压与电源两端的电压相等。
【点评】本题考查的是探究并联电路的电压规律；知道简单电路故障的判断；会连接实物图；知道电压表的使用规则。
模型5 探究影响电阻大小的因素
（2023 西藏）某学习小组在“探究影响导体电阻大小的因素”实验时，设计了如图所示的实验装置，实验中分别将A、B、C、D四根导体接入电路，四根导体的材料规格如表所示。
导体代号 长度/m 横截面积/mm2 材料 电流表示数/A
A 1.0 0.4 锰铜 1.4
B 0.5 0.4 锰铜 2.7
C 1.0 0.6 锰铜 2.0
D 1.0 0.4 镍铬合金 0.6
（1）请你在图中用一根导线将电流表正确连入电路。
（2）为比较A、B、C、D四根导体电阻的大小，可通过观察　 　来判断。
（3）要探究导体电阻大小与长度的关系，应选用 　 　两根导体进行实验。
（4）将A、C两根导体分别接入电路中进行实验，可得出：当导体的长度和材料相同时，横截面积越大，电阻越 　 　。
（5）老师想改装一个滑动变阻器使其最大阻值变小，请你根据该实验结论，帮老师想出一种方法：　 　（写出一种合理方法即可）。
【答案】（1）如图所示；（2）电流表示数；（3）A、B；（4）小；（5）在电阻丝材料和横截面积不变时，换用较短的电阻丝（合理即可）
【分析】（1）电流表应串联在电路中，且电流应该从正接线柱流入、从负接线柱流出；
（2）导体电阻的大小不能直接判断，但可以通过电流的大小来判断，结合给出的实验器材进行解答；
（3）（4）（5）在不考虑温度影响的前提下，电阻的大小有三个决定因素：材料、长度、横截面积；因此要研究导体电阻的大小与某个因素的具体关系时，要用到控制变量法；即研究电阻的大小与哪个因素有关，就要让这个因素变化，而其余的因素都相同。
【解答】解：（1）电流应该从电流表的正接线柱流入、从负接线柱流出，则将电流表的负接线柱与电源负极相连即可。
（2）在该实验中，导体电阻的大小是通过电流的大小（电流表的示数）来体现的，电流越小说明电阻越大，采用了转换法；
（3）探究导体电阻大小与长度的关系时，需要让导体的材料和横截面积都相同，而长度不同，所以需要选择A、B两根导体进行实验；分析实验数据可知，当导体的横截面积和材料相同时，长度越小，电流越大，说明电阻越小；
（4）由表中信息可知，A、C两根导体的材料和长度都相同，而横截面积不同，且横截面积越大，电流越大，说明电阻越小，故可得出结论：当导体的长度和材料相同时，横截面积越大，电阻越小；
（5）老师想改装一个滑动变阻器使其最大阻值变小，在电阻丝材料和横截面积不变时，可以减小电阻丝的长度来减小电阻（即换用较短的电阻丝）；在电阻丝材料和长度不变时，可以增大电阻丝的横截面积来减小电阻（即换用较粗的电阻丝）。
名师点拨：本题是一道实验题，考查了影响导体电阻大小的因素，解题时注意控制变量法和转换法的应用。
【变式练1】（2022 贺州）在“探究影响导体电阻大小的因素”中，小明猜想导体电阻大小可能与下列因素有关：
A．导体的材料
B．导体的长度
C．导体的横截面积
为了验证上述猜想，他用如图甲所示的器材进行实验，编号①②③是镍铬合金导体，④是锰铜导体。
（1）实验前开关应处于　 　状态。
（2）选用①②两根导体分别接入电路进行实验，可验证猜想　 　（选填猜想因素选项“A”“B”或“C”）。
（3）选用①④两根导体分别接入图中M、N两点间，闭合开关电流表的示数不同，可知在导体的长度和横截面积相同时，导体电阻大小跟导体的 　 　有关。
（4）用②导体接在M、N两点间后，用电压表测出其两端电压如图乙所示，读数为　 　V，此时电路中电流表的示数为0.2A，则②导体的电阻为　 　Ω。
【答案】（1）断开；（2）B；（3）材料；（4）2.2；11。
【分析】（1）为了保护电路，实验前开关应处于断开状态；
（2）（3）影响电阻大小的因素是：材料、长度、横截面积、温度，在探究过程中需用到控制变量法，不加特殊说明，认为温度相同；
（4）根据电压表选用量程确定分度值读数，根据R算出导体的电阻。
【解答】解：（1）为了保护电路，实验前开关应处于断开状态；
（2）选用①②两根导体分别接入电路进行实验，根据题意可知，①②两根导体材料、横截面积相同，而长度不同，所以是验证B电阻与导体长度的关系；
（3）①④两根导体，长度、横截面积相同，材料不同，而电流表的示数不同，说明两导体的电阻不同，所以导体电阻大小跟导体的材料有关；
（4）用②导体接在M、N两点间后，用电压表测出其两端电压如图乙所示，电压表选用小量程，分度值0.1V，其示数为2.2V；此时电路中电流表的示数为0.2A，则②导体的电阻为：R11Ω。
【点评】该题主要考查了用控制变量法探究影响导体电阻大小的因素，同时考查了电压表读数和电阻的计算等知识。
【变式练2】（2022 绥化）“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示，在实验中使用四根电阻丝，其材料规格如表所示。
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2 灯泡亮度
A 锰铜合金 0.5 0.8 亮
B 镍铬合金 0.5 0.8 较亮
C 镍铬合金 0.5 0.4 较暗
D 镍铬合金 1.0 0.4 暗
（1）实验中通过观察 　 　比较电阻丝电阻的大小。
（2）实验中采用的研究方法是 　 　和转换法。
（3）分别将编号为 　 　的电阻丝接入电路进行实验，可得出结论：导体的电阻大小与导体的材料有关。
（4）分别将编号为B、C的电阻丝接入电路进行实验，可得出结论：导体的电阻大小与导体的 　 　有关。
（5）分别将编号为C、D的电阻丝接入电路进行实验，其得到的实验结论被实际应用到了
　 的工作原理中。
A．电压表 B．电流表 C．滑动变阻器
（6）实验过程中某小组同学更换电阻丝后发现小灯泡亮度变化不明显，可用 　电流表　代替小灯泡完成实验。
【答案】（1）小灯泡的亮度；（2）控制变量法；（3）A、B；（4）横截面积；（5）C；（6）电流表。
【分析】（1）物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫做转换法；
（2）（3）（4）（5）影响导体电阻大小的因素：导体的材料、长度和横截面积，在研究电阻与其中某个因素的关系时，要采用控制变量法的思想，要研究导体的电阻大小与一个量之间的关系，需要保持其它量不变；
（6）电流表可较准确的测量电流大小。
【解答】解：（1）将不同的电阻丝接入电路，电流大小不同，灯泡亮度不同，因此实验中是通过观察灯泡亮度来比较电阻大小的，这种研究问题的方法叫做转换法；
（2）影响导体电阻大小的因素：导体的材料、长度和横截面积，在研究电阻与其中某个因素的关系时，要采用控制变量法的思想，所以本实验采用的研究方法是控制变量法和转换法；
（3）要探究导体的电阻与导体材料的关系，应控制长度和横截面积相同，而材料不同，因此应将编号为A、B的电阻丝接入电路进行实验；
（4）如果选用编号为B、C两根电阻丝进行实验，即此时的长度和材料相同，但横截面积不同，故是为了验证导体的电阻与横截面积的关系；
（5）如果选用编号为C、D两根电阻丝进行实验，即此时的材料和横截面积相同，但长度不同，从而得出结论：在材料和横截面积相同，导体长度越长，电阻越大，该结论被实际应用到了滑动变阻器的工作原理中，故选：C；
（6）发现小灯泡的亮度变化不明显，则电路的电流变化较小；由于电流表能精确测量电流的大小，所以可在电路中串联一个电流表代替小灯泡完成实验。
【点评】本题是一道实验题，考查了影响导体对电流的阻碍作用与导体的长度和横截面积的关系，解题时注意控制变量法的应用，分析实验数据，根据导体条件的不同及对应的实验数据的不同得出结论，是正确解题的前提与关键。
模型6 探究电流跟电压的关系实验
（2023 荆州）在物理实验课上，同学们探究“电流与电压的关系”，如图所示。
（1）请用笔画线将图甲中所缺的一根导线补充完整；
（2）在实验进行中，得到电流表示数如图乙所示，其示数为 　 　A；
（3）正确进行实验，得到实验数据如下表，实验中定值电阻两端电压的改变是通过　 　实现的；
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 1.2 1.5 1.8 2.0 2.4
电流I/A 0.24 0.30 0.36 0.40 0.48
（4）根据实验数据分析可得：电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成 　 　。
【答案】（1）如图所示；（2）0.36；（3）调节滑动变阻器接入电路的阻值；（4）正比。
【分析】（1）根据电源电压确定电压表量程，将电压表并联在定值电阻两端；
（2）根据电流表选用量程确定分度值读数；
（3）在实验中，通常用滑动变阻器来改变电路中的电流和电压，实现多次测量的目的；
（4）根据表中数据分析回答。
【解答】解：（1）由图甲可知，电源为两节干电池串联，即3V，故电压表选用小量程并联在定值电阻两端。
（2）在实验进行中，得到电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.36A；
（3）实验中是通过调节滑动变阻器接入电路的阻值来改变定值电阻两端电压；
（4）由表中数据可知，当电压增大为原来的几倍，电流也增大为原来的几倍，故分析可得：电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
名师点拨：本题探究“电流与电压的关系”实验，考查了电路连接、电流表读数、滑动变阻器的作用和数据分析等知识。
【变式练1】（2022 湖北）在探究电流与电压关系的实验中，实验器材有：电源、电流表、电压表、定值电阻、滑动变阻器、开关、导线若干。
（1）如图甲所示，请用笔画线代替导线，将电路连接完整。要求滑动变阻器的滑片向左移动时，接入电路的电阻变大。
（2）连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现电流表无示数，电压表有示数。则电路故障可能是定值电阻 　 　（选填“短路”或“断路”）。
（3）排除故障后，完成实验。根据实验数据绘制的I﹣U图象如图乙所示。分析图象初步得到：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成 　 　。
（4）若用小灯泡（灯丝电阻受温度影响）代替定值电阻进行上述实验，　 　（选填“能”或“不能”）达到实验目的。
【答案】（1）如图所示；（2）断路；（3）正比；（4）不能
【分析】（1）根据滑片向左移动时，电阻变大可知滑动变阻器下面的接线柱是哪一边的接入电路；
（2）电流表无示数，这说明电路中出现了断路故障；根据电压表示数分析电路故障的原因；
（3）根据图象得出电流与电阻的关系；
（4）小灯泡灯丝的电阻受温度影响，会发生变化。
【解答】解：（1）滑动变阻器的滑片向左移动时，接入电路的电阻变大，则滑动变阻器的电阻丝接入电路中的长度增大，所以应该接右下接线柱；如答案图所示。
（2）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现电流表无示数，这说明电路出现了断路故障；电压表有示数，这说明电压表与电源的两极之间是接通的，所以故障是与电压表并联的定值电阻断路；
（3）根据图象可知，I﹣U图像为一条过原点的直线，所以结论为：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；
（4）由于小灯泡的灯丝的电阻受温度的影响，其阻值会发生变化，实验没有控制电阻不变，所以用小灯泡代替定值电阻进行上述实验，不能达到实验目的。
【点评】本题是探究“导体电流与导体两端电压的关系“实验，考查电路连接、故障分析、归纳法的运用，难度不大。
【变式练2】（2023 宁夏）在“探究电流与电压的关系”实验中，实验小组用电压表测得电源电压为2.8V，并连接了如图甲所示的部分电路：
（1）观察图甲，请指出电路连接过程中的不妥之处：　 　。
（2）改正后，请用笔画线代替导线，在图甲上完成剩余电路的连接（要求：向右移动滑动变阻器的滑片P，其阻值增大）。
（3）闭合开关后，观察到电压表示数接近电源电压，电流表无示数，出现该故障的原因是 　 　。
（4）排除故障后，开始测量并将实验数据记录在表中，当电压表示数为2.0V时，电流表示数如图乙所示，为 　 　A。
电压U/V 1.0 1.5 2.0 2.5
电流I/A 0.10 0.15 0.25
（5）根据表中实验数据，得出的实验结论是：　 　。
（6）若要继续完成“探究电流与电阻的关系”的实验，除了现有的实验器材之外，还需增加 　 　。
【答案】（1）连接电路时未断开开关；（2）如图所示；（3）定值电阻断路；（4）0.20；（5）在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（6）两个阻值不同的定值电阻。
【分析】（1）为了保护电路，连接电路时开关应该断开；
（2）向右移动滑动变阻器的滑片P，其阻值增大，据此确定滑动变阻器选用的下端接线柱；
（3）闭合开关后，观察到电流表无示数，说明电路可能断路，电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了；
（4）根据电流表选用量程确定分度值读数；
（5）根据表中数据分析得出结论；
（6）探究电流与电阻的关系的实验中，应控制定值电阻两端电压不变，更换不同阻值的定值电阻。
【解答】解：（1）为了保护电路，连接电路时开关应该断开；由图甲可知，电路连接过程中的不妥之处：连接电路时未断开开关；
（2）向右移动滑动变阻器的滑片P，其阻值增大，故滑动变阻器选用左下接线柱与开关串联在电路中。
（3）闭合开关后，观察到电流表无示数，说明电路可能断路，电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，即出现该故障的原因是定值电阻断路；
（4）排除故障后，开始测量并将实验数据记录在表中，当电压表示数为2.0V时，电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.20A；
（5）由表中数据可知，当定值电阻两端电压增大为原来的几倍，通过定值电阻的电流也增大为原来的几倍，故可得出的实验结论是：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；
（6）在探究电流与电阻的关系的实验中，应控制定值电阻两端电压不变，更换不同阻值的定值电阻，故除了现有的实验器材之外，还需增加两个阻值不同的定值电阻。
【点评】本题探究电流与电压的关系实验，考查了注意事项、电路连接、电路故障、电流表读数和数据分析，同时还考查了电流与电阻的关系。
模型7探究电流跟电阻的关系实验
（2023 黑龙江）在探究“电流与电阻关系”实验时，老师给小明提供了如下器材：电源（电压恒定为4.5V），电流表，电压表，开关各一个，滑动变阻器甲“10Ω，2A”和滑动变阻器乙“20Ω，1A”各一个，定值电阻5Ω、10Ω、15Ω各一个，导线若干。
（1）注意在连接电路时，开关必须处于　 　状态；
（2）用笔画线代替导线，将图甲的实验电路连接完整（要求：滑动变阻器滑片P向左滑动时电流表示数变大，导线不允许交叉）；
（3）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）；
（4）排除故障后，小明把5Ω的电阻接入电路中，移动滑片P到适当位置，读出电流表示数如图乙所示，正确记录后，小明又改用10Ω电阻继续实验，闭合开关后，小明应将滑片P向 　 　（选填“左”或者“右”）移动至电压表示数为　 　V；
（5）小明在实验中所选用的滑动变阻器应该是　 　（选填“甲”或“乙”）；
（6）利用老师给的器材，还能完成的电学实验有：　 　（写出一个即可）。
【答案】（1）断开；（2）如图所示；（3）电阻R短路（或电压表短路或电压表断路）；（4）右；2.5；（5）乙；（6）测量电阻的阻值。
【分析】（1）为保护电路，在连接电路时，开关必须处于断开状态；
（2）滑动变阻器滑片P向左滑动时电流表示数变大，说明滑动变阻器阻值变小，据此确定滑动变阻器选用的下端接线柱；
（3）正确连接电路后闭合开关，发现电流表有示数，说明电路是通路；无论怎样移动滑片P，电压表都无示数，说明电压表并联的电路短路或电压表短路或电压表断路；
（4）根据电流表选用量程确定分度值读数，利用U＝IR求出定值电阻两端电压；根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端的电压不变，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑动变阻器滑片移动的方向；
（5）探究电流与电阻的关系，应保持电阻两端的电压不变；根据串联电路电压的规律求出滑动变阻器分得的电压，根据分压原理，求出当接入15Ω电阻时滑动变阻器连入电路中的电阻，进而确定滑动变阻器的规格；
（6）根据确定可以完成的实验。
【解答】解：（1）为保护电路，在连接电路时，开关必须处于断开状态；
（2）滑动变阻器滑片P向左滑动时电流表示数变大，说明滑动变阻器阻值变小，故滑动变阻器选用左下接线柱与电阻R串联在电路中；
（3）正确连接电路后闭合开关，发现电流表有示数，说明电路是通路；无论怎样移动滑片P，电压表都无示数，说明电压表并联的电路短路或电压表短路或电压表断路，即故障可能是电阻R短路（或电压表短路或电压表断路）；
（4）排除故障后，小明把5Ω的电阻接入电路中，移动滑片P到适当位置，读出电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.5A，则定值电阻两端电压为UV＝I1R1＝0.5A×5Ω＝2.5V；实验中，当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，根据分压原理，电阻两端的电压变大，研究电流与电阻关系时要控制电压不变，根据串联电路电压的规律，要增大滑动变阻器两端的电压，由分压原理，要增大滑动变阻器电阻阻值，故应把滑动变阻器滑片向右移动至电压表示数为2.5V；
（5）实验中使用的定值电阻阻值最大为15Ω，定值电阻两端的电压始终保持UV＝2.5V，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压：U滑＝U﹣UV＝4.5V﹣2.5V＝2V，滑动变阻器分得的电压为电压表示数的0.8倍，根据分压原理，当接入15Ω电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻为：R滑＝0.8×15Ω＝12Ω，即所选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于12Ω，故选乙；
（6）根据知此实验还可以测量电阻的阻值。
名师点拨：本题探究“电流与电阻关系”实验，考查了注意事项、电路连接、电路故障、器材的选择、控制变量法和欧姆定律的应用。
【变式练1】（2022 苏州）用如图所示电路探究电流与电阻的关系，电源电压不变，电阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。连接电路闭合开关，发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压。为了找出故障，把导线M的一端从接线柱a移开，分别连到接线柱b和c上，发现两表指针位置均和之前一样，进一步检查发现电流表完好，则电路的故障是 　 　。排除故障后，将不同阻值的电阻分别接入电路，移动滑片记录的数据如下表：
实验次数 1 2 3 4
电阻/Ω 5 10 15 20
电流/A 0.40 0.20 0.13 0.10
分析表中数据，实验中电阻两端的电压为　 　V，实验得出的结论是　 　 。
【答案】cd间导线断路；2；电压一定时，导体中的电流与其电阻值成反比。
【分析】（1）电流表无示数，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，与电压表并联的支路断路了；
（2）根据表中数据利用欧姆定律求出实验中电阻两端的电压；根据表中电流与电阻之积为一定值分析得出结论。
【解答】解：（1）连接电路闭合开关，发现电流表无示数，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，与电压表并联ad之间有断路，当电压表接在导线cd两端时，电压表的示数接近电源电压，说明除了导线cd外的其他元件均没有断路现象，因此只能是cd间导线断路；
（2）由表中数据可知，电阻两端的电压：UV＝IR＝0.4A×5Ω＝﹣﹣﹣﹣﹣＝0.1A×20Ω＝2V，为一定值，故可以得出结论：电压一定时，导体中的电流与其电阻值成反比。
【点评】本题探究电流与电阻的关系，考查故障分析、欧姆定律的应用和分析数据归纳结论的能力。
【变式练2】（2023 广元）同学们“探究电流与电阻的关系”时，实验室提供的器材有：电压恒为6V的电源一个，定值电阻5个（阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω），规格为“40Ω 1A”的滑动变阻器一个，电流表、电压表、开关各一个，导线若干。
（1）同学们设计并连接了如图甲所示的实验电路，想用电压表的3V量程测量定值电阻R两端的电压，请你用笔画线代替导线，帮助他们把电压表正确连接在电路中（导线不能交叉）。
（2）他们先将R＝5Ω的电阻接在图甲中a、b间，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为U0；保持滑片不动，用10Ω的电阻替换a、b间的电阻后，需将滑动变阻器的滑片P向
　　 （选填“左”或“右”）端移动，才能保持a、b间的电压U0不变；再依次更换a、b间电阻为15Ω、20Ω继续实验。他们根据测量数据作出了电流表示数I与a、b间电阻R阻值的关系图像，如图乙所示。由乙图可知：a、b间电压U0的值为 　 　V；a、b间电压一定时，通过a、b间导体的电流与导体的电阻成 　 　比。
（3）当他们用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后，发现电压表示数始终不能调为U0，为继续完成此次探究，同学们一起设计了如下方案，下列方案不正确的一项是　 　。
A.将滑动变阻器更换为“50Ω 1A”的滑动变阻器，其余不变
B.将电压为6V的电源更换为电压为5.2V的电源，其余不变
C.只调节滑动变阻器，使U0为2.3V
【答案】（1）如图所示；（2）右；2；反；（3）C。
【分析】（1）电压表与定值电阻并联接入电路，注意接线柱正进负出；
（2）根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端的电压不变，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定变阻器滑片移动的方向；根据图乙求出电流与电阻之积，据此分析；
（3）逐项分析设计的方案。
【解答】解：（1）电压表与定值电阻并联接入电路，注意接线柱正进负出，由图乙可知控制电压为2V，正接线柱选择“3“接线柱。
（2）实验中，用10Ω的电阻替换5Ω，根据分压原理，电阻两端的电压变大，即电压表示数变大；研究电流与电阻关系时要控制电压不变，根据串联电路电压的规律，要增大变阻器两端的电压，由分压原理，要增大变阻器电阻阻值，故应向右移动滑片才能达到实验要求；根据图乙所示的图象可知，a、b两端的电压为：U＝IR＝0.4A×5Ω＝﹣﹣﹣＝0.1A×20Ω＝2V，为一定值，故可得出：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；
（3）A、由图可知，电源电压为6V，定值电阻两端电压为2V，滑动变阻器两端电压为4V，根据串联分压原理得R定：R变＝UV：U变＝2V：4V＝1：2，滑动变阻器的阻值是定值电阻的2倍，当他们用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后，则解得R变＝50Ω，如果只更换滑动变阻器，则更换的滑动变阻器最大阻值至少为50Ω，因此该方法可行，故A不符合题意；
B、如果重新开始实验，只更换电源，将电压为6V的电源更换为电压为5.2V的电源，定值电阻两端电压保持不变为2V，滑动变阻器两端电压为3.2V，根据串联分压原理得R定：R变＝UV：U变＝2V：3.2V＝1：1.6，滑动变阻器的阻值是定值电阻的1.6倍，当他们用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后，则解得R变＝40Ω，因此该方法可行，故B不符合题意；
C、如果重新开始实验，只改变控制电压U0，使U0为2.3V，电源电压为6V，定值电阻两端电压为2.3V，滑动变阻器两端电压为3.7V，根据串联分压原理得R定：R变＝UV：U变＝2.3V：3.7V＝23：37，滑动变阻器的阻值是定值电阻的倍，当他们用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后，则解得R变＝25Ω40.2Ω，因此该方法不可行，故C不正确，符合题意。
【点评】本题探究电流与电阻的关系，考查了电路连接、实验操作，同时考查了研究电流与电阻关系中控制变量法的应用，特别是最后一问难度较大。
模型8 伏安法测电阻
（2023 阜新）请你和小新一起完成“伏安法测电阻”的实验。选用的器材有：电源、电压表、电流表、定值电阻、滑动变阻器、开关和若干导线。
（1）在图甲中，以画线代替导线将滑动变阻器连入电路中。滑动变阻器的作用是　 　。
（2）连接电路时，小新刚一“试触”就发现电流表指针迅速摆到最大位置，其原因可能是①　 　②　 　。
（3）实验过程中，当电压表的示数如图乙所示，电流表的示数为0.3A，此时待测电阻的阻值为 　 　Ω。
（4）善于探究的你发现用图丙所示方法也能测出Rx的阻值（滑动变阻器的最大阻值为RP），测量步骤如下：
①将滑动变阻器滑片P滑到A端，闭合开关S，读出电压表的示数U1；
②　 　；
③被测电阻Rx＝　 （用物理量符号表示）。
【答案】（1）如图所示；保护电路和改变定值电阻两端的电压；（2）①电流表的量程选择过小；②电源电压偏高（或灯泡和滑动变阻器同时短路）；（3）5；（4）②将滑动变阻器的滑片移到B端，闭合开关S，读出电压表的示数U2；③。
【分析】（1）滑动变阻器上下各选一个接线柱串联在电路中；用“伏安法测电阻”的实验中，为了减小实验误差，应多次测量取平均值，据此分析滑动变阻器的作用；
（2）“试触”时，电流表迅速摆到最大刻度，从电流表选择的量程上考虑，或者根据I从电路电压和电阻考虑；
（3）根据电压表选用量程确定分度值读数，利用欧姆定律求出测电阻的阻值；
（4）缺少电流表，但知道滑动变阻器的最大阻值，可用电压表测出电源电压，再让被测电阻与滑动变阻器串联，滑动变阻器移到最大阻值，电压表测被测电阻电压，根据串联电路电压规律和分压原理求出被测电阻的阻值。
【解答】解：（1）滑动变阻器上下各选一个接线柱串联在电路中，如答案图所示。用“伏安法测电阻”的实验中，为了减小实验误差，应多次测量取平均值，故滑动变阻器的作用是保护电路和改变定值电阻两端的电压；
（2）“试触”时，指针摆到电流表的最大刻度，可能是电流表量程太小，可能是电源电压太大，可能是滑动变阻器和灯泡同时短路等；
（3）实验过程中，当电压表的示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值0.1V，其示数为1.5V，电流表的示数为0.3A，则此时待测电阻的阻值为：R5Ω；
（4）实验步骤：
①将滑动变阻器滑片P滑到A端，闭合开关S，读出电压表的示数U1；
②将滑动变阻器的滑片移到B端，闭合开关S，读出电压表的示数U2；
③在步骤①中，电路为只有Rx的简单电路，电压表测电源电压为U1；
在步骤②中，Rx与滑动变阻器最大阻值RP串联，电压表测Rx两端的电压，根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压为U滑＝U1﹣U2，根据分压原理有：，即，解得：Rx。
名师点拨：本题伏安法测电阻的实验，考查了电路连接、滑动变阻器的作用、故障分析、电阻的计算及设计实验方案测电阻的能力。
【变式练1】（2023 娄底）小明同学想测量某一未知定值电阻的阻值，用到的器材有：电源、电流表、电压表、滑动变阻器、待测电阻Rx、开关各1个，导线若干。
（1）连接电路过程中，为保护电路，开关要 　 　；闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至 　 　（选填“A”或“B”）端。
（2）闭合开关后，发现电压表无示数，电流表有示数，原因可能是　 　 。
（3）若在实验时电流表短接，已知滑动变阻器的最大阻值为R0，也能测出Rx的阻值。具体操作是：将滑动变阻器调到最大阻值，闭合开关，读出电压表的示数为U1，再将滑动变阻器调到最小阻值，读出电压表的示数为U2，待测电阻Rx＝　　 。（用U1、U2、R0表示）。
【答案】（1）断开；B；（2）Rx短路（或电压表短路或电压表断路）；（3） R0。
【分析】（1）为了保护电路，连接电路过程中，开关要断开；闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处；
（2）闭合开关后，发现电流表有示数，说明电路是通路；电压表无示数，说明电压表并联的电路短路或电压表短路或电压表断路；
（3）根据串联电路电压规律和分压原理求出待测电阻Rx的阻值。
【解答】解：（1）为了保护电路，连接电路过程中，开关要断开；闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处，即B端；
（2）闭合开关后，发现电流表有示数，说明电路是通路；电压表无示数，说明电压表并联的电路短路或电压表短路或电压表断路，即原因可能是Rx短路（或电压表短路或电压表断路）；
（3）将滑动变阻器调到最小阻值，此时电路为只有Rx的简单电路，电压表测电源电压，为U2；将滑动变阻器调到最大阻值，此时Rx与滑动变阻器最大电阻串联，电压表测Rx两端电压，为U1，根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压为U滑＝U2﹣U1，根据分压原理可知，，即，解得：Rx R0。
【点评】本题测量未知定值电阻的阻值实验，考查了注意事项、电路故障和设计实验方案测电阻的能力。
【变式练2】（2023 东营）某兴趣小组在“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验中，选用器材连接了如图所示的电路，其中电源电压恒为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，所用器材均能满足实验需要。
（1）请用笔画线代替导线，完成实物电路的连接，注意导线不能交叉。
（2）该实验中，滑动变阻器除了保护电路，其主要作用是 　 　。
（3）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不亮，电压表指针偏转明显，电流表无示数，则发生的故障可能是小灯泡 　 　（选填“断路”或“被短接”）。
（4）排除电路故障后进行实验，测得小灯泡正常发光时的电流为0.3A。则小灯泡此时的电阻为 　 　Ω。（结果保留一位小数）
（5）实验中发现，当电压表示数为0.9V时，小灯泡刚好微微发光，你认为此时小灯泡的电阻比它正常发光时的电阻要 　 　（选填“大”或“小”）。
【答案】（1）如图所示；（2）改变灯泡两端电压；（3）断路；（4）8.3；（5）小。
【分析】（1）电压表与小灯泡并联、电流表与小灯泡串联；
（2）滑动变阻器在电路中一方面可以保护电路，另一方面可以改变灯泡两端电压；
（3）电流表无示数，说明电路为断路；电压表有示数，说明电压表与电源两端相连；据此分析；
（4）根据欧姆定律的变形公式求出灯泡的电阻；
（5）小灯泡的电阻随温度的升高而增大。
【解答】解：（1）电压表与小灯泡并联、电流表与小灯泡串联。
（2）滑动变阻器在电路中一方面可以保护电路，另一方面可以改变灯泡两端电压，使小灯泡两端的电压等于小灯泡的额定电压；
（3）电流表无示数，说明电路断路；电压表有示数，说明电压表与电源两极相连，则故障为小灯泡断路；
（4）灯泡的电阻为：RL8.3Ω；
（5）实验中发现，当电压表示数为0.9V时，小灯泡刚好微微发光，此时小灯泡灯丝的温度低于小灯泡正常发光时的温度，小灯泡的电阻比它正常发光时的电阻要小。
【点评】本题考查了连接电路图、滑动变阻器的作用、电路故障分析、电阻的计算以及影响电阻大小的因素等问题，是常考问题，一定要掌握。
【变式练3】（2023 河南）在“测量小灯泡的电阻”实验中，选用的器材有：两节新干电池，额定电压为2.5V的待测小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表、开关和若干导线。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。
（2）正确连续好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于 　 　（选填“A”或“B”）端。
（3）闭合开关，发现小灯泡不发光，电压表无示数，电流表有示数，造成这一现象的原因可能是 　 　（选填字母代号）。
A.电流表短路
B.小灯泡短路
C.滑动变阻器断路
（4）排除故障后，移动滑片P，某次实验时，电压表的示数为2.5V，电流表的示数如图乙所示，则通过小灯泡的电流为 　 　A，小灯泡正常发光时的电阻约为　 　Ω（结果保留一位小数）。
（5）经过多次实验，测出并记录多组电压和电流的值。得到小灯泡的I﹣U图象如图丙所示；通过分析图象，写出一条你发现的结论：　 　。
【答案】（1）如图所示；（2）A；（3）B；（4）0.28；8.9；（5）小灯泡的电阻随温度的升高而增大。
【分析】（1）电流表与灯泡串联，电压表与灯泡并联，据此连接电路；
（2）为了保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处；
（3）电流表有示数，说明电路不是断路，电压表无示数，可能是与电压表并联的电路短路，据此分析造成这一现象的原因；
（4）根据电流表选用小量程确定分度值读出示数，根据欧姆定律求小灯泡正常发光时的阻值；
（5）由图丙可知，灯泡两端的电压增大，通过灯泡的电流也增大，但灯泡两端的电压增加比通过灯泡的电流增加的更快，根据欧姆定律和P＝UI分析灯丝电阻随温度的变化关系得出结论。
【解答】解：（1）电流表与灯泡串联，电压表与灯泡并联。
（2）为了保护电路，闭合开关实验前，应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处，由图知，滑片右侧电阻丝接入电路，所以滑片应移到阻值最大的A端；
（3）电流表有示数，说明电路不是断路，电压表无示数，可能是与电压表并联的电路短路，因此故障可能是与电压表并联的灯泡短路了，故选B；
（4）此时灯泡两端的电压等于灯泡的额定电压，灯泡正常发光，图乙中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.28A，此时灯泡的电阻：R8.9Ω；
（5）由图丙可知，灯泡两端的电压增大，通过灯泡的电流也增大，但灯泡两端的电压增加比通过灯泡的电流增加的更快，由欧姆定律可知，小灯泡的电阻随电压增大而增大，由P＝UI可知，电压和电流都增大时，电功率增大，温度升高，因此可得结论：小灯泡的电阻随温度的升高而增大。
【点评】本题测量小灯泡的电阻，考查电路连接、注意事项、故障分析、电流表读数、欧姆定律的应用和分析图象归纳结论的能力。
模型9 测量小灯泡的电功率
（2023 自贡）小周利用如图甲所示电路，测量标有“2.5V”字样的灯泡L正常发光时的电阻和电功率。请按要求完成下列问题：
（1）请用笔画线代替导线，将图甲所示的实物图连接完整；
（2）连接电路后，闭合开关S，发现灯泡不亮，电压表有示数且接近电源电压，电流表示数为零，产生这种现象的原因可能是：　 　；
（3）排除故障后进行实验，闭合开关S，发现电压表的示数为0.5V，为使灯泡L两端电压达到额定电压，应向 　 　端（选填“A”或“B”）移动滑动变阻器的滑片P，直到观察到电压表示数为2.5V。此时，电流表示数如图乙所示，电流表示数为 　 　A，则灯泡L正常发光时的电阻为 　 　Ω，电功率为 　 　W。
【答案】（1）如图所示；（2）小灯泡断路；（3）A；0.5；5；1.25。
【分析】（1）滑动变阻器按“一上一下”的原则串联在电路中；
（2）电流表无示数，可以判断出电路中出现了断路，然后根据电压表有示数确定出断路的位置；
（3）灯在额定电压下正常发光，将灯泡的实际电压与灯泡的额定电压比较，根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向；根据电流表选用小量程确定分度值读出示数，根据欧姆定律求小灯泡正常发光时的阻值，利用P＝UI求得电功率。
【解答】解：（1）滑动变阻器按“一上一下”的原则串联在电路中。
（2）灯泡不亮，电流表无示数，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，与电压表并联的小灯泡断路了；
（3）灯在额定电压下正常发光，灯泡的实际电压0.5V小于灯泡的额定电压2.5V，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压的规律，应减小滑动变阻器两端的电压，由分压原理可知，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向A移动，直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V；图乙中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.5A，由欧姆定律可知，灯泡L正常发光时的电阻值：R5Ω。电功率为：P＝UI＝2.5V×0.5A＝1.25W。
名师点拨：本题测量标有“2.5V”字样的灯泡L正常发光时的电阻，考查电路连接、故障分析、实验操作、电流表读数和欧姆定律的应用。
【变式练1】（2023 哈尔滨）小明用如图甲所示器材做“测量小灯泡电功率”的实验，电源电压约为4.5V且恒定不变，小灯泡上标有“3.8V”的字样，电压表只有0～3V量程可用。
（1）连接电路时开关需要　 　 。
（2）图甲的电路还差最后一根导线，请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整，连好就通电实验。
（3）接下来小明为准确测出小灯泡的额定功率，实验步骤如下：
①调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数为3V，然后断开开关，将电压表并联在滑动变阻器两端。
②保持滑片位置不动，再次闭合开关后，观察电压表并继续移动滑片，直至电压表示数　 　 ，读出此时电流表示数如图乙所示，此时电流为　 　A。
③小灯泡额定功率为 　 　W。
【答案】（1）断开；（2）如图所示；（3）②减小0.8V；0.3；③1.14。
【分析】（1）为了保护电路，在接线过程中，开关应处于断开状态；（2）滑动变阻器“一上一下”接入电路；（3）②额定电压下灯泡正常发光，根据电流表的量程和分度值读出电流表的示数；③根据P＝UI求出灯泡的额定功率。
【解答】解：（1）为保证器材安全，连接电路时开关需要断开；
（2）连好就通电实验，则连入时应使滑动变阻器位于最大处，应连接右下接线柱，如答案图所示。
（3）②小灯泡的额定电压为3.8V，第①步操作已经使小灯泡的电压到达3V，滑动变阻器与小灯泡串联，移动滑动变阻器滑片时，滑动变阻器减小的电压值等于小灯泡增加的电压值，故观察电压表并继续移动滑片，直至电压表示数减小0.8V，此时小灯泡两端的电压增加0.8V，达到额定电压3.8V；电流表选择的时0～0.6A的量程，故此时的读数为0.3A；
③小灯泡额定功率：P＝UI＝3.8V×0.3A＝1.14W。
【点评】本题是伏安法测小灯泡额定功率的实验，考查了连接实物图、电流表读数、求额定功率等内容，涉及的知识点较多，但都属于基础题；知道伏安法测功率的原理是解题的关键。
【变式练2】（2023 聊城）如图所示，在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻大约为10Ω，电源电压为6V。
（1）图甲电路中还有一根导线没有连接，请用笔画线代替导线，将电路连接完整（要求：导线不交叉）。
（2）连接好电路，检查无误后，将滑动变阻器接入电路的电阻调节到最大，接着闭合开关试触，观察到电压表的示数超过2.5V，其原因可能是该滑动变阻器的最大阻值 　 　（选填“太小”或“太大”）。
（3）解决问题后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表示数为2.5V，小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 　 　W。若要使小灯泡变得更亮一些，滑动变阻器的滑片应向 　 　（选填“左”或“右”）移动。
实验次数 小灯泡两端的电压U/V 通过小灯泡的电流I/A 小灯泡的亮度 小灯泡的电功率P/W
1 2.2 0.28 比正常发光暗 0.62
2 2.5 正常发光
3 2.8 0.32 比正常发光亮 0.90
（4）将上表数据填完整后进行分析，发现小灯泡亮度是变化的，小灯泡的亮度是由其 　 　（选填“实际功率”或“额定功率”）决定的。
（5）观察表中的数据发现，虽然是同一小灯泡，但通过小灯泡的电流与其两端的电压并不成正比，其原因是 　 　。
【答案】（1）如图所示；（2）太小；（3）0.75；右；（4）实际功率；（5）灯泡电阻随温度变化而变化。
【分析】（1）在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡应 串联在电路中，电压表与小灯泡并联；
（2）为使灯泡电压降低到2.5V，根据串联电路具有分压作用分析此时变阻器分担的电压过小的原因即可；
（3）根据电流表小量程读数，由P＝UI求灯的额定功率；要使灯泡更亮，电路中电流应变大，电阻变小，据此分析；
（4）根据表中数据分析灯泡的亮暗与实际功率的关系；
（5）灯泡电阻受温度影响，灯泡电阻随灯泡电压变化而变化。
【解答】解：（1）在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡应 串联在电路中，电压表与小灯泡并联，如答案图所示。
（2）连接好电路，检查无误后，将滑动变阻器接入电路的电阻调节到最大，接着闭合开关试触，观察到电压表的示数超过2.5V，即此时变阻器分担的电压过小；根据串联电路具有分压作用可知：滑动变阻器最大电阻值太小；
（3）由图乙，电流表选用0～0.6A量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，则小灯泡的额定功率P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；若要使小灯泡变得更亮一些，电路中电流应变大，电阻变小，变阻器的滑片P应向右移动；
（4）根据表格中的数据和P＝UI可知，灯泡两端的电压和电流都增大时，实际功率也会增大，灯泡变亮；所以小灯泡的亮度是由实际功率确定的；
（5）因为灯泡电阻随温度的变化而变化，所以灯泡中的电流与其两端的电压并不成正比。
【点评】本题是测量灯泡额定功率的实验，考查了电路连接、电流表的读数及电功率的计算，同时考查了灯泡亮暗与电压的关系、灯丝电阻与温度的关系，考查全面，难度适中。
模型10 探究影响电流产生热量的决定因素
（2023 威海）如图所示的实验装置是用来探究电流通过导体产生的热量与　　的关系，通过U形管内液面的高度差反映电流通过导体产生热量的多少，下列实验采用同种研究方法的是　 　（选填“①”或“②”）。
①探究光的反射定律
②探究阻力对物体运动的影响
【答案】电阻；②。
【分析】（1）在串联电路中电流处处相等，根据电路连接特点确定探究的问题；（2）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但气体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法。
【解答】解：（1）由图可知，阻值不同的电热丝串联在两个密闭容器中，通过的电流和通电时间都相同，所以探究的是电流产生热量与电阻的关系；
（2）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但气体温度的变化可以通过U形管液面高度差的变化来反映，采用的是转换法；探究光的反射定律实验中，描述光的传播路径和方法时引入了光线，描述光的传播规律和特点，运用了模型法；在探究阻力对物体运动的影响时，阻力的大小可以通过物体运动的距离大小来反映，运用了转换法。
名师点拨：此题主要考查的是学生对“电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”实验的理解和掌握，注意控制变量法和转换法的运用，难度不大。
【变式练1】（2023 营口）图中是探究电流通过导体产生的热量与 　 　（选填“电流”或“电阻”）关系的装置；装置中的U形管　 　（选填“是”或“不是”）连通器；电流通过电阻R2与R1产生的热量之比为　 　。
【答案】电流；不是；1：4
【分析】（1）电流通过导体就会产生热量，这种现象叫电流的热效应；在电阻和通电时间一定时，电流产生的热量与电流的平方成正比。（2）上端开口、底部互相连通的容器叫连通器。（3）根据焦耳定律Q＝I2Rt来分析。
【解答】解：根据题图可知：两个电阻的阻值相等，R1在干路中，R2在支路中，干路中的电流是支路中的两倍。所以图中是探究电流通过导体产生的热量与电流关系的装置；图中的两个U形管上端不都是开口的，所以装置中的U形管不是连通器；根据焦耳定律Q＝I2Rt，电流通过电阻R2与R1产生的热量

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