第20讲 电学重点实验(讲义)-【高分攻略】2025年中考物理一轮总复习 (教师版+学生版)

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第20讲 电学重点实验(讲义)-【高分攻略】2025年中考物理一轮总复习 (教师版+学生版)

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第20讲 电学重点实验
目录 考情分析 知识构建 考点突破 考点一 串、并联电路中电流和电压的规律 命题点01 探究串、并联电路中电流的规律 命题点02 探究串、并联电路中的电压规律 考点二 探究影响导体电阻大小的因素 考点三 探究电流与电压和电阻的关系 考点四 电阻的测量 命题点01 伏安法测电阻 命题点02 特殊方法测电阻 考点五 测量小灯泡电功率
【考情分析】
热点透视 电学实验题是中考的必考内容。在全国各地中考试卷中,必然会有电学实验题,实验题所占分值较高,一般在4分-7分之间。考查内容主要有:探究串、并联电路中电流和电压的规律,探究影响导体电阻大小的因素,探究电流与电压和电阻的关系,电阻的测量,测量小灯泡的电功率等。探究影响电流热效应的因素有时也会出现。 在电学实验题中,考查方向多为电路分析与电路连接、电路故障分析、物理方法、实验器材、实验过程、电流表和电压表读数、实验结论、欧姆定律及其应用、电功率及其简单计算等。 电学实验题是考生备考的重点内容,中考复习中,应从实验方法入手,认识和熟悉实验电路,了解常见实验过程,知道最终得到什么结论。
命题预测 参考湖南中考物理的命题规律和趋势,2025年《电学重点实验》的考查预测如下: 在考查题型上,选择题可能会围绕实验基础概念、器材选择、操作规范等设置题目,分值约2 - 3分;填空题会涉及实验步骤、数据处理、结论归纳等内容,分值约2 - 4分;实验探究题会着重考查学生对实验原理的理解、实验设计与操作、故障分析及数据处理的能力,分值约6 - 8分。 重点考查内容方面,探究串、并联电路中电流和电压的规律,需掌握实验操作、数据记录与分析,以及电表异常情况处理;探究电流与电压、电阻的关系,要明确控制变量法的运用;伏安法测电阻和测量小灯泡的电功率,考查电路连接、器材使用、数据处理与误差分析;探究影响导体电阻大小的因素,会关注控制变量法的应用。此外,还可能注重实验设计与创新、跨学科融合以及实际应用能力的考查。
【知识建构】
【考点突破】
考点一 串、并联电路中电流和电压的规律
命题点01 探究串、并联电路中电流的规律
1.实验注意的问题
(1)首先画好电路图,再根据电路图连接实物图;
(2)在连接实物图过程中,开关应属于断开位置;
(3)连接电流表时,要使电流从正接线柱流入,从负接线柱流出;
(4)根据估测的电流大小选择电流表的量程,若不能事先估计被测电流的大小,连接好电路,检查无误后,采用试触的方法来选择合适的量程;
(5)读数要客观、准确,视线与刻度盘垂直,且要正对刻度线,读数并记录完毕后断开开关,切断电源,整理好器材。
2.实验结论
(1)串联电路中电流处处相等,即I=IA=IB=IC=…=In;
(2)并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,即I=I1+I2+I3+…+In;当各支路用电器都相同时,I=nI1。
3.实验考向列表
实验方法 归纳法
多次测量的目的 避免偶然性,使结论具有普遍性
电流规律 串联电路中,通过各用电器的电流相同;并联电路中,干路电流等于各支路电流的之和
更换不同小灯泡的目的 进行多次测量,寻找普遍规律
各支路电流是否相同 两个支路小灯泡相同时,支路电流相同;小灯泡不相同时,支路电流不相同
命题点02 探究串、并联电路中的电压规律
1.注意事项
(1)连接实物电路图,可对照电路图按一定的顺序(从电源的“+”极到“-”极或从电源“-”极到“+”极),逐个顺次连接;
(2)在连接实物电路过程中,开关要处于断开状态,防止电路出现短路而烧坏电源;
(3)电压表要并联在被测电路两端,同时要注意让电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出,并采用试触法选择合适的量程;
(4)闭合开关进行实验之前,要检查电路的正确性,确定没有错误后,方可进行实验;
(5)实验中,每次读数后,应及时断开开关,以节约用电;
(6)记录实验数据时,要如实记录,不能随意改动数据,更不能“凑数”。
2.实验结论
(1)串联电路中,电源两端电压等于各个用电器两端电压之和,即U=U1+U2;
(2)在同一电路中,并联的用电器两端电压相等。
3.实验考向列表
连接电路时,开关应处于什么状态 断开
电压表的连接 并联,电流应从电压表的正极流入,从负极流出
电压表的路程选择 连接好电路后,要先用开关试触,观察电压表的指针偏转情况,确认无误后,再闭合开关,观察示数
如果电压表量程选择过大,会出现 读数误差
更换小灯泡的目的 进行多次测量,避免偶然性
多次测量的目的 寻找普遍规律
1.(2025·上海宝山·一模)如图所示是某同学为研究“并联电路电流的特点”所设计的实验电路图,实验后数据记录如下表所示。研究过程中,该同学采用了两种方案进行实验:A.改变电源电压;B.移动滑动变阻器的滑片。
实验序号 电流表A1的示数(A) 电流表A2的示数(A) 电流表A3的示数(A)
1 0.10 0.16 0.26
2 0.20 0.32 0.52
3 0.20 0.20 0.40
(1)从实验序号1、2的数据可知,该同学所采用的实验方案为 (选填“A”或“B”),理由是 。
(2)分析实验序号1、2、3的数据,可以得出的结论是: 。
【答案】(1)A;定值电阻R1所在支路的电流也在改变;(2)并联电路中,干路电流等于各支路电流之和
【详解】(1)从实验序号1、2的数据可知,定值电阻R1所在支路的电流也在改变,由欧姆定律得,U=IR,定值电阻R1所在支路两端的电压在变化,因为并联电路中各支路两端的电压相等,等于电源电压,所以电源电压发生改变,该同学所采用的实验方案A。
(2)电流表A3的示数I3是干路电流,A1的示数I1、A2的示数I2是支路电流,由表中实验数据可知,
所以可以得出:在并联电路中,干路中的电流等于各支路电流之和。
2.小北在“探究串联电路中电压的规律实验中,测出图甲中A与B、B与C、A与C之间的电压,就可以找出串联电路中各用电器两端的电压与电源电压的关系。
(1)为了测量图甲中A与B间的电压,请你在图乙中用笔画线替导线将电路连接完整;( )
(2)连接好电路后闭合开关S,小北发现灯L2较亮,L1不亮,电压表的示数为0,则故障可能是 ;
(3)更换器材后进行实验,小北改变电源电压和小灯泡进行三次实验,测量的数据分别如下表:
AC间的电压/V AB间的电压/V BC间的电压/V
第一次测量 1.4 0.7 0.7
第二次测量 2.8 0.8 2.0
第三次测量 4.0 1.5 2.5
根据实验数据可以得出串联电路中各用电器的电压与电源电压的关系是 ;
(4)小北在实验中发现在不超过量程情况下,电压表直接接在电源两端而不会烧坏,用0~0.6A量程的电流表与电压表串联接入电路,电流表指针基本不发生偏转,这是为什么呢?老师告诉小北,电压表相当于一个电阻很大的用电器,电压表示数就为电压表这个电阻两端的电压。那电压表电阻到底有多大呢?小北从实验室借来了一个量程为30μA的灵敏电流表(符号G,精确程度更高的电流表),进行如下尝试:
a.如图丙所示,将一个电压表与灵敏电流串联接入电路,试触时,发现电流超过了灵敏电流表的量程;
b.小北思考后,将四个相同规格的电压表 联起来(填“串”或“并”),再与灵敏电流表串联接入电路,闭合开关后,灵敏电流计示数为20μA;
c.小北发现这4个电压表指针偏转角度相同,如图丁。V1、V2、V3、V4四个电压的示数分别是U1、U2、U3、U4;其中U1 U4(选填“大于”“小于”或者“等于”);小北想到在串联电路中用电器分到的电压与电阻大小有关,很快得到了电压表在两个不同量程下的电阻R15V:R3V= 。此时该电路中电压表V1电阻为 Ω。
【答案】(1);(2)L1短路;(3)串联电路中,各用电器的电压之和等于电源电压;(4)串;小于;5:1;2.5×103
【详解】(1)[1]由图甲得,灯泡L1与灯泡L2串联,A与B分别在灯泡L1的左右端,电压表要测量A与B间的电压,应并联在灯泡L1两端,实物图如图所示
(2)[2]连接好电路后闭合开关S,小北发现灯L2较亮,说明灯L2有电流经过,灯L1不亮,电压表的示数为0,则故障是与电压表并联的L1短路。
(3)[3]由表格中数据得
故串联电路,各用电器的电压之和等于电源电压。
(4)[4]将一个电压表与灵敏电流串联接入电路,试触时,发现电流超过了灵敏电流表的量程,说明电路中的电流超过灵敏电流计的量程。串联电路起到分压减流的作用,故应将四个相同规格的电压表串联起来,再与灵敏电流表串联接入电路。
[5]由图丁得,电压表V1量程选择0~3V,分度值为0.1V,示数为0.5V;电压表V2量程选择0~15V,分度值为0.5V,示数为2.5V,故
[6]串联电路,电流相等,由图得,电压表接量程为0~15V和电压表接量程为0~3V,电压表的偏转角度相同,则
[7]依题意得,灵敏电流计示数为20μA,即电路中的电流为
由欧姆定律得,电压表V1电阻为
考点二 探究影响导体电阻大小的因素
1.注意事项与实验方法
(1)控制变量法:影响导体电阻大小的因素有:导体长度、导体横截面积、导体的材料和导体温度。探究实验必须采用控制变量法。即探究导体长度对导体电阻影响时,控制导体的材料、截面和温度不变;探究导体截面对导体电阻影响时,控制导体材料、导体长度和导体温度不变;探究导体材料对导体电阻影响时,控制导体长度、截面和温度不变;探究导体温度对导体电阻影响时,控制导体材料、长度和截面不变。
(2)转换法:实验中,通过小灯泡的亮度或电流表读数反映导体电阻的大小。在电源电压一定时,小灯泡亮度越高或电流表读数越大,导体电阻越小;但用小灯泡的亮度比较导体电阻大小没有电流表的读数更为准确。
2.实验结论
(1)材料相同、截面相同的导体,电阻与长度有关,长度越长,电阻越大;
(2)材料相同、长度相同的导体,电阻与截面有关,截面越粗,电阻越小;
(3)长度相同、截面相同的导体,电阻与材料有关。
3.实验考向列表:
导线长度与电流关系 其他条件相同时,导线越长,电流越小
实验方法 控制变量法
A、B之间探究的是 导体长度与电阻关系
A、C之间探究的是 导体截面与电阻的关系
A、D之间探究的是 导体电阻与材料有关
灯泡亮度与什么有关 电流大小
同一种导体电阻与温度的关系 温度越高电阻越大
实验中的电源 电源电压保持不变
导体的电阻与电压和电流无关,因为 电阻是导体本身的一种性质
如图所示。不同规格电阻丝(A-镍铬合金丝、B-截面相同较长镍铬合金丝、C-与A长度相同较粗镍铬合金丝、D-与A长度相同截面相同的锰铜合金丝)。
1.(2024·广东清远·一模)小明做“探究影响导体的电阻大小的因素”时用到如题图的器材与电路。作了如下的猜想:
猜想①:导体的电阻可能跟导体的横截面积有关;
猜想②:导体的电阻可能跟导体的材料有关。
(1)小钢认为小明做实验时灯光的亮度变化不够明显,请你帮他改进电路 ;
(2)依次把A、B跟a、b的两端连接,闭合开关,根据实验现象,分析比较a、b两根金属电阻丝的电阻大小,可探究电阻跟 的关系,其结论是猜想 正确;
(3)以上方法在研究物理问题时经常被用到,被称为 法;
(4)小明连接某根电阻较大的电阻丝时长时间没有断开开关,发现电灯暗了(电灯没有老化,电源电压不变),请你用学过的物理知识解释其现象 ;
(5)小明了解到某些半导体的电阻随着外界的条件改变而急剧变化,这种性质可做成专用开关,请你举一例 。
【答案】(1)在电路中串联一个电流表;(2)横截面积;①;(3)控制变量;(4)灯丝电阻随温度升高而增大;(5)光敏电阻
【详解】(1)小明做实验时灯光的亮度变化不够明显,可以在电路中串联一个电流表,根据电流表示数比较导体电阻大小,电流表示数越大,说明导体电阻越小。
(2)[1][2]依次把A、B跟a、b的两端连接,闭合开关,a、b导体的长度和材料相同,横截面积不同,则可探究电阻跟横截面积的关系,观察到电流表示数不同,说明猜想①正确。
(3)探究影响导体的电阻大小的因素时,因为存在多个因素,要用到控制变量法。
(4)灯丝电阻随温度升高而增大,时间越长,灯丝温度越高,电阻越大,则电路中电流越小,所以电灯暗了。
(5)某些半导体的电阻随着外界的条件改变而急剧变化,这种性质可做成专用开关,如光敏电阻、压敏电阻等。
2. 科学探究 在“探究导体电阻与哪些因素有关”的实验中,某小组同学在常温下按图所示电路,将横截面积、长度不同的铝丝接入电路的MN两点间,利用电流表和电压表测量后计算出阻值,将数据记录在表一、表二中。
表一 铝丝
实验 序号 长度l (米) 横截面积S (毫米2) 电阻R (欧)
1 0.1 0.1 0.028
2 0.2 0.4 0.014
3 0.45 0.3 0.042
表二铝丝
实验 序号 长度l (米) 横截面积S (毫米2) 电阻R (欧)
4 0.1 0.2 0.014
5 0.2 0.2 0.028
6 0.3 0.2 0.042
(1)分析比较表一中的相关数据可得出的定性结论是:常温下,铝丝的长度和横截面积都不同时,它们的电阻 (选填“相同”或“不同”)。
(2)分析比较 (选填“表一”或“表二”)的相关数据可得出的定量结论是:常温下,横截面积相同的铝丝,其电阻与长度成 比(选填“正”或“反”)。
(3)请进一步综合分析表一、表二的相关数据,并归纳得出结论。
(a)分析比较(1与5)、(2与4)或(3与6)的数据及相关条件,可得出的初步结论是:常温下,铝丝长度与横截面积的 相同,电阻相同。
(b)分析比较(1与5)、(2与4)和(3与6)的数据及相关条件,可得出的初步结论是:常温下, 。
(4)他们继续分析表一和表二的数据及相关条件,发现无法得到导体的电阻与材料的关系。为了进一步探究导体的电阻与材料的关系,需选用 相同的不同金属丝接入电路继续实验。
【答案】(1)不同;(2)表二;正;(3)比值;常温下,铝丝长度与横截面积的比值不同时,电阻不同;(4)长度与横截面积的比值
【详解】(1)分析比较表一中的相关数据可知,长度不同,横截面积不同,电阻不同,故而得到结论:常温下,铝丝长度与横截面积都不同时,电阻不同。
(2)[1][2]由表二的数据可知,4、5、6的铝丝横截面积都相同,长度不同,铝丝的电阻不同,且电阻和长度的比值是一个定值,因此可得出的定量结论是:常温下,铝丝横截面积相同时,铝丝的电阻与长度成正比。
(3)[1]由表中数据可知,(1与5)、(2与4)或(3与6)中的铝丝长度与横截面积的比值相同,可得出的初步结论是:常温下,铝丝长度与横截面积的比值相同,电阻相同。
[2]从表中数据可知,(1与5)、(2与4)或(3与6)中的长度与横截面积的比值越大,电阻越大,故而得到结论:常温下,铝丝长度与横截面积的比值不同时,电阻不同。
(4)分析表一和表二的数据及相关条件分析可知,要探究导体的电阻与材料的关系,需保证导体的材料和横截面积比值相同的不同金属丝接入电路继续实验。
考点三 探究电流与电压和电阻的关系
1.注意事项与实验方法
(1)因电流与电压、电阻均有关系,我们要研究电流与电压的关系,应该采用控制变量法。即保持电阻不变,改变电阻两端的电压,研究电流与电压的关系。
(2)我们要研究电流与电阻的关系,应该采用控制变量法。即保持电压不变,改变导体的电阻,研究电流与电阻的关系。
(3)注意事项
1)任何电学实验,在闭合开关之前,滑动变阻器应调节到阻值最大处,这样可以保护电路。
2)本实验中滑动变阻器的作用有两点:①保护电路;②改变定值电阻两端的电压
3)如果只凭一组数据,就得出电流与电压成正比的结论,缺乏普遍性,所以本实验用不同阻值的电阻,重复实验操作,这样得出的数据更具普遍性。
4)要会根据I-U图,判断电阻值的大小。
如图,通过相同的电流时,UB>UA,所以RB>RA。
根据数据画出I-R图像。
2.实验结论
(1)在电阻不变时,通过导体的电流和导体两端的电压成正比。
(2)电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
3.实验考向列表
实验方法 控制变量法:探究电流与电压关系时:控制电阻不变;探究电流与电阻关系时:控制电压不变
连接电路前应注意哪些问题 断开开关、变阻器处于最大位置、电流表和电压表选择合适量程、注意正负接线柱不能接反
变阻器的作用 探究电流与电压关系时,变阻器的作用:改变导体两端电压;探究电流与电阻关系时,变阻器的作用:控制导体两端电压不变
多次测量目的 寻找普遍规律
补充电路 按元件顺序观察缺少部分,然后进行连接,注意不能交叉
电路连接改错 电流要从电流表、电压表正极入、负极出,量程选择要预估,元件连接要符合要求,电流表要串联在电路中,电压表要与被测元件并联,变阻器要一上一下接入电路
实验结论 在电阻一定时,导体电流与导体两端电压成正比;在电阻一定时,导体电流与导体电阻成反比
连接电路时 开关应处于断开状态;变阻器应置于阻值最大位置
变阻器的连接 一上一下
完善表格 根据实验规律和给出数据,填入正确值
1. 拓展延伸 (2024·河北·模拟预测)在“探究电流与电压的关系”实验中,小明设计了如图1所示的电路图。
(1)连接电路时,若误将短路,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片,示数有明显变化的电表是 。
(2)排除故障后闭合开关,若要使电阻两端的电压增大,图1中滑动变阻器的滑片应向 (选填“左”或“右”)移动。
(3)移动滑片,记录多组数据填入下面表格,图2是第4次实验时电压表的示数,示数为 V, Ω。
实验次数 1 2 3 4 5 6
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.2 2.5
电流I/A 0.10 0.20 0.30 0.36 0.44 0.50
(4)小明根据实验数据得出结论:电流与电压成正比。请你对小明的结论写出一条评价意见: 。
(5)除本实验方案外,还可以用其它方案改变电阻两端的电压,请你写出一种: 。
【拓展】实验结束后,小红设计了如图3所示的电路来测量额定电压为2.5V小灯泡正常发光时的电阻。已知电源电压为4.5V,定值电阻的阻值为20Ω。实验操作如下:①开关S、闭合,断开,调节滑动变阻器R的滑片,使小灯泡正常发光;②保持滑片位置不动,开关S、闭合,断开,此时电压表的示数为1.5V。小灯泡正常发光时的电阻 Ω。
【答案】(1)电流表;(2)左;(3)1.8;5;(4)没有说明在电阻一定的情况下;(5)改变电源的电压;12.5
【详解】(1)由图1可知,电压表测两端电压,若短路,则电压表短路,没有示数,所以闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片,示数有明显变化的电表是电流表。
(2)要使电阻两端的电压增大,根据串联分压原理,需要减小滑动变阻器两端电压,即减小滑动变阻器接入电路的电阻,所以图1中滑动变阻器的滑片应向左移动。
(3)[1]由图2可知电压表接小量程,其示数为1.8V。
[2]根据表格数据和电压表示数可知的阻值为
(4)小明通过分析表格数据得出的结论是电流与电压成正比,探究电流与电压的关系,需要控制电阻一定,电流与电压才成正比,所以小明的结论是错误的,即没有说明在电阻一定的情况下,电流与电压成正比。
(5)[1]本实验中是通过改变滑动变阻器两端电压来改变定值电阻两端电压,除此之外,我们还可以保持滑动变阻器滑片位置不变,通过改变电源电压来改变定值电阻两端电压。
[2]开关S、闭合,断开,定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端电压,此时电压表的示数为1.5V,则定值电阻两端电压为
电路中电流为
则滑动变阻器接入电路的阻值为
由于保持滑片位置不动,滑动变阻器接入电路阻值不变,所以当开关S、闭合,断开,滑动变阻器和小灯泡串联,小灯泡正常发光,小灯泡正常发光时两端的电压为2.5V,所以电路中电流为
则小灯泡正常发光时的电阻
2.(2024·甘肃兰州·二模)在探究电流与电阻关系的实验中,提供的实验器材有:三只阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻、电源(电压6V且保持不变)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中把电路连接完整,且连线时导线不能交叉;
(2)实验中将10Ω电阻换成20Ω电阻后,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动。正确操作后,记下电流表的示数,得到电流I随电阻R变化的图象如图乙所示,由图象可得出的结论是 ;
(3)若电流表损坏,请你利用余下实验器材,测量一个额定电压为2.5V灯泡的额定功率,并把如下实验步骤补充完整。
①在原实验电路中,断开开关S,拆去电流表,用小灯泡替换定值电阻R0,重新连接好电路,并移动滑片P至最 (选填“左”或“右”)端;
②闭合开关S,移动滑片P,直至电压表的示数为 V时,小灯泡正常发光;
③保持滑片P的位置不变,断开开关S,用定值电阻R0代替小灯泡;闭合开关S,读出电压表的示数U;
④小灯泡的额定功率的表达式P额= 。(用R0和U表示)
【答案】(1);(2)左;在电压不变的情况下,电流与电阻成反比;(3)左;2.5 ;
【详解】(1)滑动变阻器应串联接入电路中,采用一上一下的接法,如图所示:
(2)[1]如果将10Ω的电阻换成20Ω的电阻后,电路中的电阻变大,根据串联分压的知识可知,电压表的示数会变大,此时应增大滑动变阻器的阻值,将滑片向左端滑动,保持定值电阻两端的电压不变。
[2]由图乙可知
为一定值,故得出:在电压不变的情况下,电流与电阻成反比。
(3)[1]断开开关S,拆去电流表,用小灯泡替换定值电阻,重新连接好电路,并移动滑片P至最大值,即最左端。
[2]闭合开关S,移动滑片P,直至电压表的示数为灯泡额定电压2.5V时,小灯泡正常发光。
[3]则定值电阻替代灯泡后,电路中电流
根据欧姆定律和串联电阻的规律,滑动变阻器接入电路的阻值
灯泡正常发光时电路中电流
小灯泡的额定功率的表达式
考点四 电阻的测量
命题点01 伏安法测电阻
1.注意事项
(1)在连接电路的过程中,接线应有序进行,按照电路图从电源正极出发,把干路上的各元件串联起来,然后把电压表并联在待测电阻的两端;
(2)连接实物图时,要将开关断开;
(3)实验前,要将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处,以保证电路安全,防止开关突然闭合时,产生瞬间电流过大而损坏电源或电表;
(4)可采用试触法确定电表的路程;
(5)电表的正、负接线柱不能接反;
(6)滑动变阻器应采用“一上一下”的连接方式;
(7)进行多次测量并计算电阻的平均值,可以减小误差。
2.器材选择原则
(1)滑动变阻器:所选滑动变阻器的最大阻值应接近待测电阻的阻值;
(2)电流表、电压表量程:在不超过量程的前提下,选用小量程测得的值要比选用大量程测得值准确,这是因为小量程的分度值小,准确的高。因此测量时,能用小量程就不要大量程。
3.考向列表
补充电路 以某一电器为起点,观察一周,先连主电器,后连测量电器,注意连线不能交叉
测量前变阻器的位置、目的 处于最大位置、为了保护电路
变阻器连接要求 一上一下
实验前开关状态 断开状态
补充测量数据 根据实验原理和测量数据规律补齐表格中空格
小灯泡电阻测量结果相差较大原因 小灯泡的电阻随温度的升高而变大
电路故障分析 电流表无示数,某处断路;电压表无示数,被测电器短路或电压表连线未接好
电流表、电压表反偏 正负极接反
分析测量数据求电阻 根据欧姆定律进行计算
测量结果误差较大原因 电流表或电压表有内阻
电流表对测量误差的影响 内接时测量结果偏大、外接时测量结果偏小
命题点02 特殊方法测电阻
1.伏阻法
(1)利用串联电路中电流处处相等求阻值(已知R0阻值)
1)闭合开关S,分别测出R0、RX两端第一章U0、UX;2)。
(2)利用串联电路中各电阻两端电压之和等于电源电压列方程求电阻(已知R0阻值)
闭合开关S,读出变阻器接入定值最大时的电压表读数U1; 读出变阻器接入阻值最小(等于0)时电压表的读数U2; 被测电阻:
只闭合开关S,测出R0两端电压U0,闭合S、S1,测出电源电压U;
闭合S,将S1置于a,R0与Rx串联,读出电压表示数U; 闭合S,将S1置于b,R0与Rx串联,读出电压表示数U0则Ux=U-U0;
2.安阻法
(1)利用并联电路各支路两端电压相等求阻值(已知R0阻值)
闭合S,分别测出通过R0、RX的电流I0、IX;
(1)闭合S、断开S1,此时只有R0连入电路,读出A的示数I0 (2)闭合S、S1,R0与Rx并联,读出A的示数I; (3)
(2)利用电源电压不变列方程求阻值(已知R0阻值)
(1)闭合S,将S1置于a时,读出A的示数I0 (2)闭合S,将S1置于b时,读出A的示数Ix, (3)
(1)闭合S、断开S1,Rx与R0串联,读出A的示数为I1,则U= (2)闭合S、S1,只有Rx接入电路,读出A的示数为I2, (3)
(1)闭合S,将滑动变阻器滑片移至a端时,此时R0=0 ,读出A的示数I1, (2)闭合S,将滑动变阻器的滑片移至b端时,此时滑动变阻器连入电路的阻值为R,读出此时A表示数I2, (3)
3.等效替代法
利用等效思想测量电阻
(1)闭合S,将S1置于a,调节R0,读出A的示数I1
(2)闭合S,将S1置于b,保持滑片P位置不变,调节电阻箱R′,使A的示数仍为I,读出此时R′连入电路的阻值R′。Rx=R'。
1.(2024·甘肃定西·模拟预测)在“测量小灯泡正常发光时电阻”的实验中,小亮设计了如图甲所示的电路,电源电压恒为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时的电阻约为9Ω。
(1)用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整,要求滑动变阻器滑片向左移动时电流表示数变大;
(2)小亮连接好电路后闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现小灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数,则故障原因可能是 (选填“小灯泡短路”或“小灯泡断路”);
(3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片到某一位置时,电压表示数如图乙所示,要测量小灯泡正常发光时的电阻,需将滑动变阻器滑片向 (选填“左”或“右”)调节;
(4)若小灯泡正常发光时电流表的示数为0.28A,则此时小灯泡的电阻为 Ω(结果保留一位小数);
实验次数 电压表示数/V 电流表示数/A 小灯泡阻值/Ω
1 1.5 0.2 7.5
2 2.0 0.25 8
3 2.5 0.28
(5)小亮记录的实验数据如下表,由表中数据可得,小灯泡的阻值随两端电压的增大而 。
【答案】(1);(2)小灯泡短路;(3)左;(4)8.9;(5)增大
【详解】(1)测量小灯泡电阻的实验中,电压表应与灯泡并联,小灯泡的额定电压为2.5V,电压表选择小量程。小灯泡正常发光的电流是
故电流表选择小量程。滑动变阻器应“一上一下”串联接入电路中,由题知,滑片向左移动时电流表示数变大,变阻器连入阻值变小,故应将其左下接线柱接入电路中,如图所示:
(2)若小灯泡短路,灯泡不亮,电压表没有示数,电路为通路,电流表有示数,符合题意;若小灯泡断路,电流表没有示数,电压表串联在电路中测电源电压,电压表有示数,不符合题意,因此故障原因可能是小灯泡短路。
(3)电压表选用小量程,分度值为0.1V,读数为2V。灯在额定电压下正常发光,2V小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,应将滑动变阻器的滑片向左端移动,使电压表的示数为2.5V。
(4)小灯泡正常发光时电流表的示数为0.28A,则此时小灯泡的电阻为
(5)从数据可以看出,1.5V时电阻是7.5Ω,2.0V时电阻是8Ω,2.5V时电阻是8.9Ω,小灯泡的阻值随两端电压的增大而增大。
2.(2022·甘肃嘉峪关·模拟预测)在“测量电阻”的实验中,小华设计了如图甲所示的电路图。
(1)请根据电路图,用笔画线代替导线将图乙中的器材连接成完整电路;
(2)按图乙所示电路连接器材时,开关要处于 (选填 “断开”或“闭合” )状态,滑动变阻器的滑片P应该滑到最 (选填“左端”或“右端”);
(3)连接好电路,闭合开关,发现电压表有示数、电流表无示数,出现这种现象的原因 ;
(4)闭合开关,将滑片P缓慢向右移动,电压表的示数将 (选填“增大”或“减小” );
(5)某次测量时,电压表的示数为1.5V,电流表的示数如图丙所示,为 ,根据欧姆定律求出此时这个电阻的阻值为 ;
(6)为减小实验误差,我们应该多次进行正确测量,然后取电阻的 值。
【答案】(1);(2)断开;左端;(3)电阻断路;(4)增大;(5)0.3;5;(6)平均
【详解】(1)在测量电阻的实验中,电流表要与定值电阻串联,作图如下:
(2)[1][2]为保护电路,按图乙所示电路连接器材时,开关要处于断开状态,滑动变阻器的滑片P应该滑到最大阻值处,即最左端。
(3)连接好电路,闭合开关,电流表无示数,说明发生断路,发现电压表有示数,则电压表两端与电源相通,所以可能是电阻断路。
(4)闭合开关,将滑片P缓慢向右移动,变阻器阻值变小,则总电阻变小,根据,电流变大,根据可知电压表的示数将增大。
(5)[1][2]电流表的示数如图丙所示,选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,则此时这个电阻的阻值为
(6)为减小实验误差,我们应该多次进行正确测量,然后取电阻的平均值。
3.(2024·上海宝山·一模)交附物理兴趣小组同学在做“用电压表,电流表测电阻”的实验中,备有:电流表一个,0~0.6A,0~3A两个量程,电压表一个,0~3V、0~15V两个量程;学生电源,电压分别为1.5V、3V、6V、15V;开关一个;定值电阻R1=15Ω,待测电阻Rx,滑动变阻器R上标有“20Ω 2A”的字样,导线若干。
方案①:小交同学按图所示的电路图正确连接电路,当他按操作规范进行实验时,闭合电键K,电流表A的示数为I,然后他调节滑动变阻器滑片P的位置,当滑片P的位置恰好在中点时,电流表A的示数为0.5A。
(1)I的取值为 ;
方案②:如图是小通同学的同学们设计的测量电阻的电路图,他们决定只用一个电表完成测量,闭合开关S时,电流表的示数为0.2A;两个开关都闭合时,电流表的示数变为0.3A。
(2)待测电阻R2(Rx)的阻值约为 ,为了减小电表读数时的误差,要求在几次测量中,电表指针的示数大于量程的,则电源应选用 V,电压表应选用 量程,电流表应选用 量程;
方案③:晓彤同学看到小通同学的方案后,决定保持电路中的其他元件不变,只将电流表换成电压表,来测量待测电阻的阻值
(3)请在框格内画出相应的电路图 (留有1张备用,若要涂改,请在左上角标明哪幅是最终结果)。
【答案】(1)0.27A或0.375A;(2)30Ω;15;0~15V;0~0.6A;(3)
【详解】(1)由已知条件可知,调节滑动变阻器滑片P的位置,当滑片P的位置恰好在中点时,电流表A的示数为0.5A。根据欧姆定律的变形式可得滑动变阻器两端电压
故电源电压一定大于5V,那么题干中电源电压大于5V的电压只有6V和15V。
当用6V电源电压的时候,则此时待测电阻两端电压
由欧姆定律可得此时待测电阻为
因为按操作规范进行实验时,闭合电键K,此时滑动变阻器接入最大值,电路最小电流,即电流表A的示数为I为
当电源电压为15V时,则此时待测电阻两端电压
由欧姆定律可得此时待测电阻为
因为按操作规范进行实验时,闭合电键K,此时滑动变阻器接入最大值,电路最小电流,即电流表A的示数为I为
(2)[1]由电路图可知,闭合开关S时,电路中只有R1工作,电流表的示数为0.2A,此时R1两端的电压等于电源电压,则电源电压为
U=I1R1=0.2A×15Ω=3V
两个开关都闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,电流表的示数变为0.3A,根据并联电路电流与电压的特点可知,待测电阻R2的阻值
[2][3][4]由题知,要求在几次测量中,电表指针的示值大于量程的,若按此要求,我们先看看在使用电流表各个量程时,电路中的电流情况:
对于0~0.6A量程,电路中的电流应大于0.4A;对于0~3A量程,电路中的电流应大于2A;由于被测电阻的阻值大约30Ω,可知电流表若用0~0.6A量程,则被测电阻两端电压大于
U1=I1R1=0.4A×30Ω=12V
电流表若用0~3A量程,则被测电阻两端电压大于
U2=I2R2=2A×30Ω=60V
由已知条件可知,电源电压应该选择15V,电压表选择0~15V量程;如果电源电压为15V,由欧姆定律,所以通过电阻的最大电流约为
即电流表选择0~0.6A。
(3)根据可知,要测电阻R2,需直接或间接测出电阻两端的电压和通过电阻的电流,把R1与R2串联,利用电压表直接测R2两端电压,利用开关的控制电压表的测量对象,根据串联电路电流相等的特点,可求出R2的电阻,如图所示:
4.(2024·江苏苏州·二模)如图甲所示是测量未知定值电阻的实验电路,同学们又设计了两种测电阻的方案,R0为定值电阻阻值。
(1)甲图中,当闭合开关时,电流表有示数,电压表没有示数,调节滑动变阻器电流表示数发生变化,但是电压表仍没有示数,若故障只有一个,则故障可能为: ;排除故障后,调节滑动变阻器,若电压表、电流表示数都为小量程的一半,则Rx= Ω;
(2)方案一:闭合开关S,读出电压表V1和V2的示数分别为U1和U2,则电阻Rx的阻值表达式为Rx= (用U1、U2、R0表示);
(3)方案二:如图,当把导线M的右端接到电流表“﹣”接线柱上,合上开关S后,电流表示数为;当把导线M的右端接到电流表“0.6”接线柱上,合上开关S后,电流表示数为,也能求出Rx的阻值 ;
(4)若电源电压为3V且恒定,若想测量一个阻值大约为300欧的未知电阻,你选择方案 (选填“一”或“二”),且定值电阻R0的阻值应该选择下列三个选项中的 。
A.20Ω B .500Ω B.9000Ω
【答案】(1)电阻Rx短路;5;(2);(3);(4)一;B
【详解】(1)[1]甲图中,当闭合开关时,电流表有示数,电路是通路,电压表没有示数,说明电压表被短路,调节滑动变阻器电流表示数发生变化,但是电压表仍没有示数,若故障只有一个,则故障可能为:电阻Rx短路。
[2]排除故障后,调节滑动变阻器,若电压表、电流表示数都为小量程的一半,则有,,Rx的阻值
(2)方案一:闭合开关S,读出电压表V1和V2的示数分别为U1和U2,根据串联分压规律可得
解得
(3)方案二:如图,当把导线M的右端接到电流表“﹣”接线柱上,合上开关S后,电流表测量干路的电流,干路电流为I1;当把导线M的右端接到电流表“0.6”接线柱上,合上开关S后,电流表测量R0的电流,示数为I2,则Rx的电流为;根并联电路电压相等,故有
解得
(4)[1]若电源电压为3V且恒定,若想测量一个阻值大约为300欧的未知电阻,根据欧姆定律知,电路中的最大电流
小于电流表的分度值,无法测量电路中的电流,故方案二不可行,而方案一采用串联分压,不用测量电流的大小,是可行的。
[2]为了分得的电压可测量,定值电阻R0的阻值与300欧的未知电阻相差不大,使得二者电压都在可测量范围内,故选B。
小于电流表的分度值,无法测量电路中的电流,故方案二不可行,而方案一采用串联分压,不用测量电流的大小,是可行的。
[2]为了分得的电压可测量,定值电阻R0的阻值与300欧的未知电阻相差不大,使得二者电压都在可测量范围内,故选B。
考点五 测量小灯泡电功率
1.注意事项
(1)电源电压应高于灯泡的额定电压;滑动变阻器允许通过的最大电流要大于小灯泡的正常工作电流,滑动变阻器的最大阻值应与小灯泡的电阻差不多,这样会使滑动变阻器的调压效果明显。
(2)连接电路时,电压表的量程要参照小灯泡的额定电压来选择,电流表的量程应根据灯泡的额定电流来选择,如果灯泡的额定电压未知,则要采用试触的方法判断。
(3)连接电路时,开关要断开,防止由于电路连接错误而发生短路,损坏电流表。
(4)闭合开关前,要将滑动变阻器的滑片置于阻值最大的位置,以防止电路中电流过大,起保护电路作用。
(5)调节小灯泡两端的电压高于额定电压时要注意缓慢调节滑动变阻器的滑片,实际电压不能超过额定电压的1.2倍,同时通电时间不能过长,否则容易烧坏小灯泡。
2.考向列表
补充电路 以某一电器为起点,观察一周,先连主电器,后连测量电器,注意连线不能交叉
测量前变阻器的位置、目的 处于最大位置、为了保护电路
变阻器连接要求 一上一下
实验前开关状态 断开状态
电路故障 电流表无示数,某处断路;电压表无示数,被测电器短路或电压表连线未接好
电流表、电压表反偏 正负极接反
影响小灯泡亮度的因素 由小灯泡实际功率决定,功率越大,亮度越高
实际功率大小 根据公式:进行计算
分析图像求额定功率 根据额定电压确定电流,计算即得额定功率
分析图象不同电压下灯丝电阻值不同 原因是灯丝电阻随温度的变化而变化
1.(2024·河北邯郸·模拟预测)课后服务社团活动中,“创新”兴趣小组在“测定小灯泡的电功率”的实验中先用如图甲所示的器材进行实验,其中电源电压为6V,小灯泡额定电压为2.5V(正常发光时电阻约为12Ω)。
(1)请将电路连接完整(要求滑动变阻器滑片左移时,灯泡变亮)。
(2)为能顺利完成该实验,下列不同规格的滑动变阻器应选用_________(选填字母)。
A.“10Ω 0.5A”的滑动变阻器
B.“20Ω 2A”的滑动变阻器
C.“5Ω 1A”的滑动变阻器
(3)闭合开关后,发现电压表示数接近电源电压,电流表无示数,小灯泡不亮。那么出现该故障的原因是 。
(4)故障排除后重新连接电路,闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图乙所示,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 端移动(选填“左”或“右”)。
(5)通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(6)实验结束后,某同学设计了如图丁所示的电路来测量额定电压为6V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为18V,定值电阻R的阻值为20Ω。实验步骤如下:
①开关S、S1闭合,S2断开,调节滑动变阻器R′的滑片,使小灯泡正常发光;
②保持滑片位置不动,开关S、S2闭合,S1断开,此时电压表的示数为8V;
③再将 ,此时电压表的示数为14V;
④小灯泡的额定功率P额= W。
【答案】(1);(2)B;(3)小灯泡断路;(4)左;(5)0.5;(6)滑动变阻器的滑片移至最右端;1.8
【详解】(1)在“测定小灯泡的电功率”的实验中,除电压表外,其余元件串联,电压表并在小灯泡两端。小灯泡额定电压为2.5V,所以电压表接3V接线柱;滑动变阻器滑片左移时,灯泡变亮,电流变大,滑动变阻器接入的电阻变小,故滑动变阻器应接左下接线柱,作图如下:
(2)小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡的电阻约为12Ω,由欧姆定律可得灯的额定电流约为
当灯正常发光时,根据串联电路的规律及欧姆定律可知,滑动变阻器连入电路中的电阻为
故为了能够顺利完成实验探究,应选用“20Ω 2A”的滑动变阻器。
故选B。
(3)闭合开关后,电流表无示数,小灯泡不亮,电路中可能存在断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表能接到电源两端,故出现该故障的原因是小灯泡断路。
(4)由图乙可知,电压表接的是小量程,分度值为0.1V,电压表示数为2.2V,而小灯泡的额定电压为2.5V,所以为测小灯泡的额定功率,需将滑动变阻器的滑片向左移动,减小滑动变阻器接入的电阻,增大电流,从而增大小灯泡两端的电压,直至到2.5V。
(5)由丙图可知,小灯泡两端的电压为2.5V时,通过小灯泡的电流为0.2A,故小灯泡的额定功率为
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W
(6)[1][2]开关S、S1闭合,S2断开,此时滑动变阻器R′与小灯泡串联,调节R′的滑片,使小灯泡正常发光,即小灯泡两端的电压为6V;保持滑片位置不动,开关S、S2闭合,S1断开,此时滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联,电压表测量滑动变阻器滑片左边电阻两端的电压,此时电压表示数为U左=8V;由于滑动变阻器的全部电阻连入电路,为了间接测出定值电阻R两端的电压,所以需要测出滑动变阻器两端的电压,故再将滑动变阻器的滑片移至最右端,此时电压表示数为滑动变阻器两端的电压,即U'=14V;在步骤②中,滑动变阻器的全部电阻R'与定值电阻R串联,根据串联电路电压的规律可得,R的电压为
UR=U-U'=18V-14V=4V
由分压原理可得,
所以滑动变阻器滑片左边电阻的阻值为
故在步骤①中,灯的额定电流为
则小灯泡的额定功率为
P额=U额I额=6V×0.3A=1.8W
2.(2023·四川宜宾·二模)在“测量小灯泡额定功率”的实验中,电源电压恒为,小灯泡的额定电压为(灯丝电阻约为)。
(1)请将图甲中的电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片P向右移动时灯泡变亮) ;
(2)连接完电路,闭合开关后,小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,经检查,导线连接完好,电表完好,则电路故障可能是小灯泡发生了 (选填“短路”或“断路”);
(3)闭合开关后,调节滑动变阻器的滑片,电压表示数如图乙所示为 V;若要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“”或“”)端移动;
(4)调节滑动变阻器,得到多组数据,作出如图丙所示的图像,从图像中可以计算出小灯泡的额定功率为 ;
(5)小张设计了如图丁所示的电路也完成了“测量某小灯泡额定功率”的实验(电源电压不变,的阻值已知,小灯泡的额定电压为),请将实验步骤补充完整:
①闭合开关S和,断开开关,并调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为 ;
② ,读出此时电压表示数为;
③则小灯泡额定功率的表达式: (用、R、表示)。
【答案】(1);(2)短路;(3)2.2;;(4)0.75;(5);闭合开关S和,断开开关,滑片的位置保持不变;
【详解】(1)要求滑动变阻器的滑片P向右移动时灯泡变亮,则变阻器应选择右下接线柱串联到电路中,作图如下:
(2)闭合开关后,小灯泡不亮,电流表有示数,说明电路为通路,电压表无示数,则可能是灯泡被短路。
(3)[1][2]闭合开关后,由图乙可知,电压表选用0~3V量程,分度值为0.1V,读数为2.2V,小于额定电压2.5V,故应减小滑动变阻器两端的电压,根据串联分压的特点,应减小滑动变阻器的阻值,因此滑片向B端移动。
(4)根据如图丙所示的I-U图像知,灯在额定电压下的电流为0.3A,从图像可算出小灯泡的额定功率为
(5)[1][2][3]①闭合开关S和,断开开关,此时灯泡、定值电阻R、变阻器串联,电压表测灯泡电压,并调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为,则灯泡正常发光;
②闭合开关S和,断开开关,滑片的位置保持不变,此时连接方式不变,灯泡仍正常发光,电压表测灯泡、定值电阻R总电压,读出此时电压表示数为,则定值电阻R电压为;
③电路中电流为
小灯泡额定功率为
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第20讲 电学重点实验
目录 考情分析 知识构建 考点突破 考点一 串、并联电路中电流和电压的规律 命题点01 探究串、并联电路中电流的规律 命题点02 探究串、并联电路中的电压规律 考点二 探究影响导体电阻大小的因素 考点三 探究电流与电压和电阻的关系 考点四 电阻的测量 命题点01 伏安法测电阻 命题点02 特殊方法测电阻 考点五 测量小灯泡电功率
【考情分析】
热点透视 电学实验题是中考的必考内容。在全国各地中考试卷中,必然会有电学实验题,实验题所占分值较高,一般在4分-7分之间。考查内容主要有:探究串、并联电路中电流和电压的规律,探究影响导体电阻大小的因素,探究电流与电压和电阻的关系,电阻的测量,测量小灯泡的电功率等。探究影响电流热效应的因素有时也会出现。 在电学实验题中,考查方向多为电路分析与电路连接、电路故障分析、物理方法、实验器材、实验过程、电流表和电压表读数、实验结论、欧姆定律及其应用、电功率及其简单计算等。 电学实验题是考生备考的重点内容,中考复习中,应从实验方法入手,认识和熟悉实验电路,了解常见实验过程,知道最终得到什么结论。
命题预测 参考湖南中考物理的命题规律和趋势,2025年《电学重点实验》的考查预测如下: 在考查题型上,选择题可能会围绕实验基础概念、器材选择、操作规范等设置题目,分值约2 - 3分;填空题会涉及实验步骤、数据处理、结论归纳等内容,分值约2 - 4分;实验探究题会着重考查学生对实验原理的理解、实验设计与操作、故障分析及数据处理的能力,分值约6 - 8分。 重点考查内容方面,探究串、并联电路中电流和电压的规律,需掌握实验操作、数据记录与分析,以及电表异常情况处理;探究电流与电压、电阻的关系,要明确控制变量法的运用;伏安法测电阻和测量小灯泡的电功率,考查电路连接、器材使用、数据处理与误差分析;探究影响导体电阻大小的因素,会关注控制变量法的应用。此外,还可能注重实验设计与创新、跨学科融合以及实际应用能力的考查。
【知识建构】
【考点突破】
考点一 串、并联电路中电流和电压的规律
命题点01 探究串、并联电路中电流的规律
1.实验注意的问题
(1)首先画好电路图,再根据电路图连接实物图;
(2)在连接实物图过程中,开关应属于断开位置;
(3)连接电流表时,要使电流从正接线柱流入,从负接线柱流出;
(4)根据估测的电流大小选择电流表的量程,若不能事先估计被测电流的大小,连接好电路,检查无误后,采用试触的方法来选择合适的量程;
(5)读数要客观、准确,视线与刻度盘垂直,且要正对刻度线,读数并记录完毕后断开开关,切断电源,整理好器材。
2.实验结论
(1)串联电路中电流处处相等,即I=IA=IB=IC=…=In;
(2)并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,即I=I1+I2+I3+…+In;当各支路用电器都相同时,I=nI1。
3.实验考向列表
实验方法 归纳法
多次测量的目的 避免偶然性,使结论具有普遍性
电流规律 串联电路中,通过各用电器的电流相同;并联电路中,干路电流等于各支路电流的之和
更换不同小灯泡的目的 进行多次测量,寻找普遍规律
各支路电流是否相同 两个支路小灯泡相同时,支路电流相同;小灯泡不相同时,支路电流不相同
命题点02 探究串、并联电路中的电压规律
1.注意事项
(1)连接实物电路图,可对照电路图按一定的顺序(从电源的“+”极到“-”极或从电源“-”极到“+”极),逐个顺次连接;
(2)在连接实物电路过程中,开关要处于断开状态,防止电路出现短路而烧坏电源;
(3)电压表要并联在被测电路两端,同时要注意让电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出,并采用试触法选择合适的量程;
(4)闭合开关进行实验之前,要检查电路的正确性,确定没有错误后,方可进行实验;
(5)实验中,每次读数后,应及时断开开关,以节约用电;
(6)记录实验数据时,要如实记录,不能随意改动数据,更不能“凑数”。
2.实验结论
(1)串联电路中,电源两端电压等于各个用电器两端电压之和,即U=U1+U2;
(2)在同一电路中,并联的用电器两端电压相等。
3.实验考向列表
连接电路时,开关应处于什么状态 断开
电压表的连接 并联,电流应从电压表的正极流入,从负极流出
电压表的路程选择 连接好电路后,要先用开关试触,观察电压表的指针偏转情况,确认无误后,再闭合开关,观察示数
如果电压表量程选择过大,会出现 读数误差
更换小灯泡的目的 进行多次测量,避免偶然性
多次测量的目的 寻找普遍规律
1.(2025·上海宝山·一模)如图所示是某同学为研究“并联电路电流的特点”所设计的实验电路图,实验后数据记录如下表所示。研究过程中,该同学采用了两种方案进行实验:A.改变电源电压;B.移动滑动变阻器的滑片。
实验序号 电流表A1的示数(A) 电流表A2的示数(A) 电流表A3的示数(A)
1 0.10 0.16 0.26
2 0.20 0.32 0.52
3 0.20 0.20 0.40
(1)从实验序号1、2的数据可知,该同学所采用的实验方案为 (选填“A”或“B”),理由是 。
(2)分析实验序号1、2、3的数据,可以得出的结论是: 。
2.小北在“探究串联电路中电压的规律实验中,测出图甲中A与B、B与C、A与C之间的电压,就可以找出串联电路中各用电器两端的电压与电源电压的关系。
(1)为了测量图甲中A与B间的电压,请你在图乙中用笔画线替导线将电路连接完整;( )
(2)连接好电路后闭合开关S,小北发现灯L2较亮,L1不亮,电压表的示数为0,则故障可能是 ;
(3)更换器材后进行实验,小北改变电源电压和小灯泡进行三次实验,测量的数据分别如下表:
AC间的电压/V AB间的电压/V BC间的电压/V
第一次测量 1.4 0.7 0.7
第二次测量 2.8 0.8 2.0
第三次测量 4.0 1.5 2.5
根据实验数据可以得出串联电路中各用电器的电压与电源电压的关系是 ;
(4)小北在实验中发现在不超过量程情况下,电压表直接接在电源两端而不会烧坏,用0~0.6A量程的电流表与电压表串联接入电路,电流表指针基本不发生偏转,这是为什么呢?老师告诉小北,电压表相当于一个电阻很大的用电器,电压表示数就为电压表这个电阻两端的电压。那电压表电阻到底有多大呢?小北从实验室借来了一个量程为30μA的灵敏电流表(符号G,精确程度更高的电流表),进行如下尝试:
a.如图丙所示,将一个电压表与灵敏电流串联接入电路,试触时,发现电流超过了灵敏电流表的量程;
b.小北思考后,将四个相同规格的电压表 联起来(填“串”或“并”),再与灵敏电流表串联接入电路,闭合开关后,灵敏电流计示数为20μA;
c.小北发现这4个电压表指针偏转角度相同,如图丁。V1、V2、V3、V4四个电压的示数分别是U1、U2、U3、U4;其中U1 U4(选填“大于”“小于”或者“等于”);小北想到在串联电路中用电器分到的电压与电阻大小有关,很快得到了电压表在两个不同量程下的电阻R15V:R3V= 。此时该电路中电压表V1电阻为 Ω。
考点二 探究影响导体电阻大小的因素
1.注意事项与实验方法
(1)控制变量法:影响导体电阻大小的因素有:导体长度、导体横截面积、导体的材料和导体温度。探究实验必须采用控制变量法。即探究导体长度对导体电阻影响时,控制导体的材料、截面和温度不变;探究导体截面对导体电阻影响时,控制导体材料、导体长度和导体温度不变;探究导体材料对导体电阻影响时,控制导体长度、截面和温度不变;探究导体温度对导体电阻影响时,控制导体材料、长度和截面不变。
(2)转换法:实验中,通过小灯泡的亮度或电流表读数反映导体电阻的大小。在电源电压一定时,小灯泡亮度越高或电流表读数越大,导体电阻越小;但用小灯泡的亮度比较导体电阻大小没有电流表的读数更为准确。
2.实验结论
(1)材料相同、截面相同的导体,电阻与长度有关,长度越长,电阻越大;
(2)材料相同、长度相同的导体,电阻与截面有关,截面越粗,电阻越小;
(3)长度相同、截面相同的导体,电阻与材料有关。
3.实验考向列表:
导线长度与电流关系 其他条件相同时,导线越长,电流越小
实验方法 控制变量法
A、B之间探究的是 导体长度与电阻关系
A、C之间探究的是 导体截面与电阻的关系
A、D之间探究的是 导体电阻与材料有关
灯泡亮度与什么有关 电流大小
同一种导体电阻与温度的关系 温度越高电阻越大
实验中的电源 电源电压保持不变
导体的电阻与电压和电流无关,因为 电阻是导体本身的一种性质
如图所示。不同规格电阻丝(A-镍铬合金丝、B-截面相同较长镍铬合金丝、C-与A长度相同较粗镍铬合金丝、D-与A长度相同截面相同的锰铜合金丝)。
1.(2024·广东清远·一模)小明做“探究影响导体的电阻大小的因素”时用到如题图的器材与电路。作了如下的猜想:
猜想①:导体的电阻可能跟导体的横截面积有关;
猜想②:导体的电阻可能跟导体的材料有关。
(1)小钢认为小明做实验时灯光的亮度变化不够明显,请你帮他改进电路 ;
(2)依次把A、B跟a、b的两端连接,闭合开关,根据实验现象,分析比较a、b两根金属电阻丝的电阻大小,可探究电阻跟 的关系,其结论是猜想 正确;
(3)以上方法在研究物理问题时经常被用到,被称为 法;
(4)小明连接某根电阻较大的电阻丝时长时间没有断开开关,发现电灯暗了(电灯没有老化,电源电压不变),请你用学过的物理知识解释其现象 ;
(5)小明了解到某些半导体的电阻随着外界的条件改变而急剧变化,这种性质可做成专用开关,请你举一例 。
2. 科学探究 在“探究导体电阻与哪些因素有关”的实验中,某小组同学在常温下按图所示电路,将横截面积、长度不同的铝丝接入电路的MN两点间,利用电流表和电压表测量后计算出阻值,将数据记录在表一、表二中。
表一 铝丝
实验 序号 长度l (米) 横截面积S (毫米2) 电阻R (欧)
1 0.1 0.1 0.028
2 0.2 0.4 0.014
3 0.45 0.3 0.042
表二铝丝
实验 序号 长度l (米) 横截面积S (毫米2) 电阻R (欧)
4 0.1 0.2 0.014
5 0.2 0.2 0.028
6 0.3 0.2 0.042
(1)分析比较表一中的相关数据可得出的定性结论是:常温下,铝丝的长度和横截面积都不同时,它们的电阻 (选填“相同”或“不同”)。
(2)分析比较 (选填“表一”或“表二”)的相关数据可得出的定量结论是:常温下,横截面积相同的铝丝,其电阻与长度成 比(选填“正”或“反”)。
(3)请进一步综合分析表一、表二的相关数据,并归纳得出结论。
(a)分析比较(1与5)、(2与4)或(3与6)的数据及相关条件,可得出的初步结论是:常温下,铝丝长度与横截面积的 相同,电阻相同。
(b)分析比较(1与5)、(2与4)和(3与6)的数据及相关条件,可得出的初步结论是:常温下, 。
(4)他们继续分析表一和表二的数据及相关条件,发现无法得到导体的电阻与材料的关系。为了进一步探究导体的电阻与材料的关系,需选用 相同的不同金属丝接入电路继续实验。
考点三 探究电流与电压和电阻的关系
1.注意事项与实验方法
(1)因电流与电压、电阻均有关系,我们要研究电流与电压的关系,应该采用控制变量法。即保持电阻不变,改变电阻两端的电压,研究电流与电压的关系。
(2)我们要研究电流与电阻的关系,应该采用控制变量法。即保持电压不变,改变导体的电阻,研究电流与电阻的关系。
(3)注意事项
1)任何电学实验,在闭合开关之前,滑动变阻器应调节到阻值最大处,这样可以保护电路。
2)本实验中滑动变阻器的作用有两点:①保护电路;②改变定值电阻两端的电压
3)如果只凭一组数据,就得出电流与电压成正比的结论,缺乏普遍性,所以本实验用不同阻值的电阻,重复实验操作,这样得出的数据更具普遍性。
4)要会根据I-U图,判断电阻值的大小。
如图,通过相同的电流时,UB>UA,所以RB>RA。
根据数据画出I-R图像。
2.实验结论
(1)在电阻不变时,通过导体的电流和导体两端的电压成正比。
(2)电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
3.实验考向列表
实验方法 控制变量法:探究电流与电压关系时:控制电阻不变;探究电流与电阻关系时:控制电压不变
连接电路前应注意哪些问题 断开开关、变阻器处于最大位置、电流表和电压表选择合适量程、注意正负接线柱不能接反
变阻器的作用 探究电流与电压关系时,变阻器的作用:改变导体两端电压;探究电流与电阻关系时,变阻器的作用:控制导体两端电压不变
多次测量目的 寻找普遍规律
补充电路 按元件顺序观察缺少部分,然后进行连接,注意不能交叉
电路连接改错 电流要从电流表、电压表正极入、负极出,量程选择要预估,元件连接要符合要求,电流表要串联在电路中,电压表要与被测元件并联,变阻器要一上一下接入电路
实验结论 在电阻一定时,导体电流与导体两端电压成正比;在电阻一定时,导体电流与导体电阻成反比
连接电路时 开关应处于断开状态;变阻器应置于阻值最大位置
变阻器的连接 一上一下
完善表格 根据实验规律和给出数据,填入正确值
1. 拓展延伸 (2024·河北·模拟预测)在“探究电流与电压的关系”实验中,小明设计了如图1所示的电路图。
(1)连接电路时,若误将短路,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片,示数有明显变化的电表是 。
(2)排除故障后闭合开关,若要使电阻两端的电压增大,图1中滑动变阻器的滑片应向 (选填“左”或“右”)移动。
(3)移动滑片,记录多组数据填入下面表格,图2是第4次实验时电压表的示数,示数为 V, Ω。
实验次数 1 2 3 4 5 6
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.2 2.5
电流I/A 0.10 0.20 0.30 0.36 0.44 0.50
(4)小明根据实验数据得出结论:电流与电压成正比。请你对小明的结论写出一条评价意见: 。
(5)除本实验方案外,还可以用其它方案改变电阻两端的电压,请你写出一种: 。
【拓展】实验结束后,小红设计了如图3所示的电路来测量额定电压为2.5V小灯泡正常发光时的电阻。已知电源电压为4.5V,定值电阻的阻值为20Ω。实验操作如下:①开关S、闭合,断开,调节滑动变阻器R的滑片,使小灯泡正常发光;②保持滑片位置不动,开关S、闭合,断开,此时电压表的示数为1.5V。小灯泡正常发光时的电阻 Ω。
2.(2024·甘肃兰州·二模)在探究电流与电阻关系的实验中,提供的实验器材有:三只阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻、电源(电压6V且保持不变)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中把电路连接完整,且连线时导线不能交叉;
(2)实验中将10Ω电阻换成20Ω电阻后,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动。正确操作后,记下电流表的示数,得到电流I随电阻R变化的图象如图乙所示,由图象可得出的结论是 ;
(3)若电流表损坏,请你利用余下实验器材,测量一个额定电压为2.5V灯泡的额定功率,并把如下实验步骤补充完整。
①在原实验电路中,断开开关S,拆去电流表,用小灯泡替换定值电阻R0,重新连接好电路,并移动滑片P至最 (选填“左”或“右”)端;
②闭合开关S,移动滑片P,直至电压表的示数为 V时,小灯泡正常发光;
③保持滑片P的位置不变,断开开关S,用定值电阻R0代替小灯泡;闭合开关S,读出电压表的示数U;
④小灯泡的额定功率的表达式P额= 。(用R0和U表示)
考点四 电阻的测量
命题点01 伏安法测电阻
1.注意事项
(1)在连接电路的过程中,接线应有序进行,按照电路图从电源正极出发,把干路上的各元件串联起来,然后把电压表并联在待测电阻的两端;
(2)连接实物图时,要将开关断开;
(3)实验前,要将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处,以保证电路安全,防止开关突然闭合时,产生瞬间电流过大而损坏电源或电表;
(4)可采用试触法确定电表的路程;
(5)电表的正、负接线柱不能接反;
(6)滑动变阻器应采用“一上一下”的连接方式;
(7)进行多次测量并计算电阻的平均值,可以减小误差。
2.器材选择原则
(1)滑动变阻器:所选滑动变阻器的最大阻值应接近待测电阻的阻值;
(2)电流表、电压表量程:在不超过量程的前提下,选用小量程测得的值要比选用大量程测得值准确,这是因为小量程的分度值小,准确的高。因此测量时,能用小量程就不要大量程。
3.考向列表
补充电路 以某一电器为起点,观察一周,先连主电器,后连测量电器,注意连线不能交叉
测量前变阻器的位置、目的 处于最大位置、为了保护电路
变阻器连接要求 一上一下
实验前开关状态 断开状态
补充测量数据 根据实验原理和测量数据规律补齐表格中空格
小灯泡电阻测量结果相差较大原因 小灯泡的电阻随温度的升高而变大
电路故障分析 电流表无示数,某处断路;电压表无示数,被测电器短路或电压表连线未接好
电流表、电压表反偏 正负极接反
分析测量数据求电阻 根据欧姆定律进行计算
测量结果误差较大原因 电流表或电压表有内阻
电流表对测量误差的影响 内接时测量结果偏大、外接时测量结果偏小
命题点02 特殊方法测电阻
1.伏阻法
(1)利用串联电路中电流处处相等求阻值(已知R0阻值)
1)闭合开关S,分别测出R0、RX两端第一章U0、UX;2)。
(2)利用串联电路中各电阻两端电压之和等于电源电压列方程求电阻(已知R0阻值)
闭合开关S,读出变阻器接入定值最大时的电压表读数U1; 读出变阻器接入阻值最小(等于0)时电压表的读数U2; 被测电阻:
只闭合开关S,测出R0两端电压U0,闭合S、S1,测出电源电压U;
闭合S,将S1置于a,R0与Rx串联,读出电压表示数U; 闭合S,将S1置于b,R0与Rx串联,读出电压表示数U0则Ux=U-U0;
2.安阻法
(1)利用并联电路各支路两端电压相等求阻值(已知R0阻值)
闭合S,分别测出通过R0、RX的电流I0、IX;
(1)闭合S、断开S1,此时只有R0连入电路,读出A的示数I0 (2)闭合S、S1,R0与Rx并联,读出A的示数I; (3)
(2)利用电源电压不变列方程求阻值(已知R0阻值)
(1)闭合S,将S1置于a时,读出A的示数I0 (2)闭合S,将S1置于b时,读出A的示数Ix, (3)
(1)闭合S、断开S1,Rx与R0串联,读出A的示数为I1,则U= (2)闭合S、S1,只有Rx接入电路,读出A的示数为I2, (3)
(1)闭合S,将滑动变阻器滑片移至a端时,此时R0=0 ,读出A的示数I1, (2)闭合S,将滑动变阻器的滑片移至b端时,此时滑动变阻器连入电路的阻值为R,读出此时A表示数I2, (3)
3.等效替代法
利用等效思想测量电阻
(1)闭合S,将S1置于a,调节R0,读出A的示数I1
(2)闭合S,将S1置于b,保持滑片P位置不变,调节电阻箱R′,使A的示数仍为I,读出此时R′连入电路的阻值R′。Rx=R'。
1.(2024·甘肃定西·模拟预测)在“测量小灯泡正常发光时电阻”的实验中,小亮设计了如图甲所示的电路,电源电压恒为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时的电阻约为9Ω。
(1)用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整,要求滑动变阻器滑片向左移动时电流表示数变大;
(2)小亮连接好电路后闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现小灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数,则故障原因可能是 (选填“小灯泡短路”或“小灯泡断路”);
(3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片到某一位置时,电压表示数如图乙所示,要测量小灯泡正常发光时的电阻,需将滑动变阻器滑片向 (选填“左”或“右”)调节;
(4)若小灯泡正常发光时电流表的示数为0.28A,则此时小灯泡的电阻为 Ω(结果保留一位小数);
实验次数 电压表示数/V 电流表示数/A 小灯泡阻值/Ω
1 1.5 0.2 7.5
2 2.0 0.25 8
3 2.5 0.28
(5)小亮记录的实验数据如下表,由表中数据可得,小灯泡的阻值随两端电压的增大而 。
2.(2022·甘肃嘉峪关·模拟预测)在“测量电阻”的实验中,小华设计了如图甲所示的电路图。
(1)请根据电路图,用笔画线代替导线将图乙中的器材连接成完整电路;
(2)按图乙所示电路连接器材时,开关要处于 (选填 “断开”或“闭合” )状态,滑动变阻器的滑片P应该滑到最 (选填“左端”或“右端”);
(3)连接好电路,闭合开关,发现电压表有示数、电流表无示数,出现这种现象的原因 ;
(4)闭合开关,将滑片P缓慢向右移动,电压表的示数将 (选填“增大”或“减小” );
(5)某次测量时,电压表的示数为1.5V,电流表的示数如图丙所示,为 ,根据欧姆定律求出此时这个电阻的阻值为 ;
(6)为减小实验误差,我们应该多次进行正确测量,然后取电阻的 值。
3.(2024·上海宝山·一模)交附物理兴趣小组同学在做“用电压表,电流表测电阻”的实验中,备有:电流表一个,0~0.6A,0~3A两个量程,电压表一个,0~3V、0~15V两个量程;学生电源,电压分别为1.5V、3V、6V、15V;开关一个;定值电阻R1=15Ω,待测电阻Rx,滑动变阻器R上标有“20Ω 2A”的字样,导线若干。
方案①:小交同学按图所示的电路图正确连接电路,当他按操作规范进行实验时,闭合电键K,电流表A的示数为I,然后他调节滑动变阻器滑片P的位置,当滑片P的位置恰好在中点时,电流表A的示数为0.5A。
(1)I的取值为 ;
方案②:如图是小通同学的同学们设计的测量电阻的电路图,他们决定只用一个电表完成测量,闭合开关S时,电流表的示数为0.2A;两个开关都闭合时,电流表的示数变为0.3A。
(2)待测电阻R2(Rx)的阻值约为 ,为了减小电表读数时的误差,要求在几次测量中,电表指针的示数大于量程的,则电源应选用 V,电压表应选用 量程,电流表应选用 量程;
方案③:晓彤同学看到小通同学的方案后,决定保持电路中的其他元件不变,只将电流表换成电压表,来测量待测电阻的阻值
(3)请在框格内画出相应的电路图 (留有1张备用,若要涂改,请在左上角标明哪幅是最终结果)。
4.(2024·江苏苏州·二模)如图甲所示是测量未知定值电阻的实验电路,同学们又设计了两种测电阻的方案,R0为定值电阻阻值。
(1)甲图中,当闭合开关时,电流表有示数,电压表没有示数,调节滑动变阻器电流表示数发生变化,但是电压表仍没有示数,若故障只有一个,则故障可能为: ;排除故障后,调节滑动变阻器,若电压表、电流表示数都为小量程的一半,则Rx= Ω;
(2)方案一:闭合开关S,读出电压表V1和V2的示数分别为U1和U2,则电阻Rx的阻值表达式为Rx= (用U1、U2、R0表示);
(3)方案二:如图,当把导线M的右端接到电流表“﹣”接线柱上,合上开关S后,电流表示数为;当把导线M的右端接到电流表“0.6”接线柱上,合上开关S后,电流表示数为,也能求出Rx的阻值 ;
(4)若电源电压为3V且恒定,若想测量一个阻值大约为300欧的未知电阻,你选择方案 (选填“一”或“二”),且定值电阻R0的阻值应该选择下列三个选项中的 。
A.20Ω B .500Ω B.9000Ω
考点五 测量小灯泡电功率
1.注意事项
(1)电源电压应高于灯泡的额定电压;滑动变阻器允许通过的最大电流要大于小灯泡的正常工作电流,滑动变阻器的最大阻值应与小灯泡的电阻差不多,这样会使滑动变阻器的调压效果明显。
(2)连接电路时,电压表的量程要参照小灯泡的额定电压来选择,电流表的量程应根据灯泡的额定电流来选择,如果灯泡的额定电压未知,则要采用试触的方法判断。
(3)连接电路时,开关要断开,防止由于电路连接错误而发生短路,损坏电流表。
(4)闭合开关前,要将滑动变阻器的滑片置于阻值最大的位置,以防止电路中电流过大,起保护电路作用。
(5)调节小灯泡两端的电压高于额定电压时要注意缓慢调节滑动变阻器的滑片,实际电压不能超过额定电压的1.2倍,同时通电时间不能过长,否则容易烧坏小灯泡。
2.考向列表
补充电路 以某一电器为起点,观察一周,先连主电器,后连测量电器,注意连线不能交叉
测量前变阻器的位置、目的 处于最大位置、为了保护电路
变阻器连接要求 一上一下
实验前开关状态 断开状态
电路故障 电流表无示数,某处断路;电压表无示数,被测电器短路或电压表连线未接好
电流表、电压表反偏 正负极接反
影响小灯泡亮度的因素 由小灯泡实际功率决定,功率越大,亮度越高
实际功率大小 根据公式:进行计算
分析图像求额定功率 根据额定电压确定电流,计算即得额定功率
分析图象不同电压下灯丝电阻值不同 原因是灯丝电阻随温度的变化而变化
1.(2024·河北邯郸·模拟预测)课后服务社团活动中,“创新”兴趣小组在“测定小灯泡的电功率”的实验中先用如图甲所示的器材进行实验,其中电源电压为6V,小灯泡额定电压为2.5V(正常发光时电阻约为12Ω)。
(1)请将电路连接完整(要求滑动变阻器滑片左移时,灯泡变亮)。
(2)为能顺利完成该实验,下列不同规格的滑动变阻器应选用_________(选填字母)。
A.“10Ω 0.5A”的滑动变阻器
B.“20Ω 2A”的滑动变阻器
C.“5Ω 1A”的滑动变阻器
(3)闭合开关后,发现电压表示数接近电源电压,电流表无示数,小灯泡不亮。那么出现该故障的原因是 。
(4)故障排除后重新连接电路,闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图乙所示,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 端移动(选填“左”或“右”)。
(5)通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(6)实验结束后,某同学设计了如图丁所示的电路来测量额定电压为6V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为18V,定值电阻R的阻值为20Ω。实验步骤如下:
①开关S、S1闭合,S2断开,调节滑动变阻器R′的滑片,使小灯泡正常发光;
②保持滑片位置不动,开关S、S2闭合,S1断开,此时电压表的示数为8V;
③再将 ,此时电压表的示数为14V;
④小灯泡的额定功率P额= W。
2.(2023·四川宜宾·二模)在“测量小灯泡额定功率”的实验中,电源电压恒为,小灯泡的额定电压为(灯丝电阻约为)。
(1)请将图甲中的电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片P向右移动时灯泡变亮) ;
(2)连接完电路,闭合开关后,小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,经检查,导线连接完好,电表完好,则电路故障可能是小灯泡发生了 (选填“短路”或“断路”);
(3)闭合开关后,调节滑动变阻器的滑片,电压表示数如图乙所示为 V;若要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“”或“”)端移动;
(4)调节滑动变阻器,得到多组数据,作出如图丙所示的图像,从图像中可以计算出小灯泡的额定功率为 ;
(5)小张设计了如图丁所示的电路也完成了“测量某小灯泡额定功率”的实验(电源电压不变,的阻值已知,小灯泡的额定电压为),请将实验步骤补充完整:
①闭合开关S和,断开开关,并调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为 ;
② ,读出此时电压表示数为;
③则小灯泡额定功率的表达式: (用、R、表示)。
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