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【核心素养】浙教版（2024版）八年级科学上册·分层练习
专题提优特训14 电学探究实验
01 探究串、并联电路中的电流特点
1．物理兴趣小组探究串、并联电路中的电流特点。
（1）他们先用图甲所示的实验电路探究并联电路的电流特点。
①闭合开关，此时电流表测量的是 　干路　 （填“干路”或“灯泡L1”）的电流。小明要测量通过灯泡L2的电流，应先 　断开开关　 ，再将图甲中导线a的一端移动到 　电流表负接线柱　 上；
②分析下表可初步得出结论：并联电路干路中的电流等于 　各支路电流之和　 ；
干路电流/A L1所在的支路电流/A L2所在的支路电流/A
0.48 0.24 0.24
③为了使结论更具有普遍性，他们还应该再用 　不同　 （填“相同”或“不同”）规格的灯泡进行多次实验。
（2）另一组同学用图乙所示的电路探究串联电路的电流特点。闭合开关S时，发现灯泡L3比L4更亮，由此做出猜想：在串联电路中，通过灯泡的电流大小与灯泡离电源正极的远近有关。
①小华用电流表分别测出图乙A、B、C三处的电流，电流表示数均如图丙所示，为 　0.2　 A，说明串联电路中的电流 　都相等　 。
②小红未测量电流，只对图乙电路进行了改动，也证明了刚才的猜想是错误的，请你猜测她的做法（写出一种即可）：　交换两灯的位置，发现灯的亮度不变　 。
【答案】（1）①干路；断开开关；电流表负接线柱；②各支路电流之和；③不同；（2）①0.2；都相等；②交换两灯的位置，发现灯的亮度不变。
【分析】（1）①电流表与待测电路串联，为保护电路，连接电路时开关要断开；
②分析表中数据得出结论；
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；
（2）①根据电流表的分度值读数；串联电路中的电流都相等；②根据猜想，交换两灯的位置即可。
【解答】解：（1）①电流表与待测电路串联，闭合开关，此时电流表测量的是干路的电流。小明要测量通过灯泡L2的电流，电流表与这个灯串联，应先断开开关，再将图甲中导线a的一端移动到电流表负接线柱上；
②分析表中数据可知，0.48A＝0.24A+0.24A
可初步得出结论：并联电路干路中的电流等于各支路电流之和；
③由归纳法的要求，为了使结论更具有普遍性，他们还应该再用不同规格的灯泡进行多次实验。
（2）①小华用电流表分别测出图乙A、B、C三处的电流，电流表示数均如图丙所示，分度值为0.02A，示数为 0.2A，说明串联电路中的电流都相等。
②证明“在串联电路中，通过灯泡的电流大小与灯泡离电源正极的远近有关”是错误的，她的做法：交换两灯的位置，发现灯的亮度不变。
故答案为：（1）①干路；断开开关；电流表负接线柱；②各支路电流之和；③不同；（2）①0.2；都相等；②交换两灯的位置，发现灯的亮度不变。
2．在研究串、并联电路的电流特点时，小明同学进行了以下操作：
（1）小明通过比较电路中不同位置的电流表的示数来研究串联电路的电流特点，所利用的电路如图甲所示。连接电路时，开关应该　断开　 ；
（2）闭合开关后，两电流表指针偏转情况如图乙所示。小明发现电流表A2的指针偏转角度比A1的小，所以他认为“串联电路电流每流经一个用电器都会减弱一些”。请指出造成他判断错误的原因是　电流表选择的量程不同　 ；
（3）电流表A1的示数是　0.5　 A；
IA IB IC
0.18A 0.18A 0.36A
（4）更正错误后小明又对并联电路的电流特点进行探究，如图丙所示，他分别测出了A、B、C处的电流IA、IB、IC，并将数据填入表中，接下来应该采取的操作是　B　 或　D　 （选填对应的字母）进行多次实验，并测出多组实验数据；
A.改变开关位置
B.更换规格不同的灯泡
C.将灯泡L1、L2的位置互换
D.改变电源电压
（5）最后，小明可以得出的结论是：在并联电路中　IC＝IA+IB。　 。
【答案】（1）断开；（2）电流表选择的量程不同；（3）0.5；（4）B；D；（5）IC＝IA+IB。
【分析】（1）电路的连接过程中，开关要断开；
（2）电流表所选量程不同，电流表的指针指的位置就不同；
（3）电流表读数时，要先看清量程，再看清分度值；
（4）为得出普遍结论，应更换不同规格的灯泡进行多次实验，测出多组实验数据。
（5）分析表中实验数据，根据表中实验数据得出实验结论。
【解答】解：（1）在连接电路时，必须断开开关；
（2）由图乙所示电流表可知，指针的偏转角度不同，但电流的大小是相同的，造成他判断错误的原因是电流表选择的量程不同；
（3）电流表A1的量程是0～0.6A，分度值是0.02A，示数是0.5A；
（4）测出一组实验数据后，为得出普遍结论，应更换不同规格灯泡或改变电源电压进行多次实验，测出多组实验数据，故B和D正确，故选B和D。
（5）由表中实验数据可知，在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，即：IC＝IA+IB。
故答案为：（1）断开；（2）电流表选择的量程不同；（3）0.5；（4）B；D；（5）IC＝IA+IB。
3．小江和小汉一起“探究串、并联电路电流规律”。
（1）连接电路时，开关应　断开　 。
（2）小江、小汉两位同学进行分组实验，小江同学在闭合开关前，发现电流表如图乙所示，则小江的问题是　电流表未调零　 ；小汉同学在闭合开关时，发现电流表如图丙所示，则小汉接下来的具体操作应该是　断开开关，改接小量程　 ；
（3）小汉某一次实验发现两个串联的小灯泡中，L1发光、L2不发光，原因可能是　AD　 （填字母）；
A.L2短路
B.L2的灯丝断了
C.通过L1、L2的电流不相等
D.L2没有坏，只是两个小灯泡的规格差异太大
（4）小江又继续做“探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系”的实验，连接了如图丁所示的电路，这个电路中有一根导线接错了，请在这根导线上画“×”，然后画出正确的连接导线。
（5）改正电路完成实验并记录的实验数据如下页表所示。第二次换用不同规格的小灯泡，实验中A2的大小如图戊所示，请你帮小汉完成表格数据的填写。
实验序号 A1的示数/A A2的示数/A A3的示数/A
1 0.14 0.20 0.34
2 0.24 0.54
（6）小江测量中，若L1发生断路，则通过L2的电流将　不变　 （填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】（1）断开；（2）电流表未调零；断开开关，改接小量程；（3）AD；（4）；（5）0.30；（6）不变。
【分析】（1）连接电路时，开关应断开。
（2）根据电流表使用规则，可知小江的问题是电流表未调零。小汉同学在闭合开关时，发现电流表如图丙所示，若指针偏转角度过小，说明电流表所选量程太大，所以小汉接下来的具体操作应该是断开开关，改接小量程。
（3）串联电路中电流处处相等及电流故障的排除。
（4）在探究并联电路电流规律实验中，正确的连接应是让各支路灯泡分别与电流表串联后再并联，电流表要测量对应支路或干路电流，需注意电流从正接线柱流入，负接线柱流出。
（5）根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和，即 I＝I1+I2。
（6）在并联电路中，各支路互不影响。
【解答】解：（1）连接电路时，开关应断开。这样可以避免连接电路过程中出现短路等故障时损坏电路元件。
（2）小江同学在闭合开关前，发现电流表如图乙所示，根据电流表使用规则，可知小江的问题是电流表未调零。小汉同学在闭合开关时，发现电流表如图丙所示，若指针偏转角度过小，说明电流表所选量程太大，所以小汉接下来的具体操作应该是断开开关，改接小量程。
（3）串联电路中电流处处相等，若L2灯丝断了，整个电路断路，L1也不会发光，故BC错误；若L2短路，则 L2不发光，L1发光，故A正确；若两个小灯泡规格差异太大，L2电阻可能很小，根据 P＝I2R，其实际功率很小，会出现L1发光、L2不发光的情况，故D正确。故选：AD。
（4）在探究并联电路电流规律实验中，正确的连接应是让各支路灯泡分别与电流表串联后再并联，电流表要测量对应支路或干路电流，需注意电流从正接线柱流入，负接线柱流出，实物连接如下：
。
（5）根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和，即 I＝I1+I2，已知 A1示数为0.24A，A3 示数为0.54A，则A2的示数为：0.54A﹣0.24A＝0.30A。
（6）在并联电路中，各支路互不影响，所以若L1发生断路，通过L2的电流将不变。
故答案为：（1）断开；（2）电流表未调零；断开开关，改接小量程；（3）AD；（4）；（5）0.30；（6）不变。
02 探究串联电路电压的特点
4．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 　断开　 （选填“断开”或“闭合”）状态；小明检查电路时发现 　电池　 （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 　灯L1 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　 。
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 　2　 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？　DF、EA　 （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。
03 探究影响导体电阻大小的因素
5．实验小组同学在做“探究影响导体电阻大小的因素”实验时，做出如下猜想：
猜想一：电阻可能与导体的横截面积有关；
猜想二：电阻可能与导体的长度有关；
猜想三：电阻可能与导体的材料有关。
他们从实验室找来了4根电阻丝，其规格、材料如表所示，同时还准备了电源、小灯泡、开关、带导线夹的导线等实验器材。
编号 材料 横截面积S/（mm2） 长度L/（m）
A 锰铜丝 1.0 0.25
B 镍铬丝 1.0 0.50
C 镍铬丝 2.0 0.25
D 镍铬丝 1.0 0.25
（1）小组同学设计了如图所示电路。在M、N之间分别接入不同的导体，实验时可以通过比较 　灯泡的亮度　 来比较导体电阻的大小；
（2）为了验证猜想一，所选图中线路板上的两根导体丝应具备的条件是 　长度相同，材料相同　 ，据此可以选择 　C、D　 （填编号）两根导体进行实验；
（3）小组同学在分别将导体B、D接入电路中时发现，将D导体接入电路时小灯泡更亮，由此可以得出的结论是 　当导体的材料和横截面积相同时，导体越短电阻越小　 ；
（4）如果实验过程中发现D导体丝已经断路损毁，能不能只用导体丝B来验证猜想二？先回答能或者不能，再简单叙述实验操作过程。
　能　 ，　用导线夹夹在导体B的不同位置，从而改变导体接入电路的有效长度　 。
【拓展】在实验过程中小组同学发现，接入某一导体丝后，开始灯泡比较亮，过一会灯泡会变得暗一些，可能的原因是 　温度对灯丝电阻有影响，电路接通时间长了，灯丝温度升高，电阻变大，灯变暗　 。
【答案】（1）灯泡的亮度；
（2）长度相同，材料相同；C、D；
（3）当导体的材料和横截面积相同时，导体越短，电阻越小；
（4）能；用导线夹夹在导体B的不同位置，从而改变导体接入电路的有效长度；
【拓展】温度对灯丝电阻有影响，电路接通时间长了，灯丝温度升高，电阻变大，灯变暗。
【分析】（1）电流表串联在电路中，电源电压一定，导体电阻越大，电路电流越小，导体电阻越小，电路电流越大，可以通过灯泡的亮度判断导体电阻大小；
（2）（3）（4）影响导体电阻大小的因素：导体的材料、长度和横截面积、温度，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；
【拓展】根据灯泡的电阻与温度有关分析解答。
【解答】解：（1）在M、N之间分别接上不同的导体，可通过观察灯泡的亮度来比较导体电阻的大小，这是转换法的应用；
（2）要验证猜想一：导体的电阻与导体的横截面积有关，应控制导体材料与长度相同而横截面积不同，由表中数据可知，应选编号为C、D的两根导体进行实验；
（3）分别将导体B、D接入电路中M、N两点间时，发现将D导体接入电路时小灯泡更亮，说明D导体的电阻较小，而B、D的材料、横截面积相同，B的长度大于D的长度，由此，可以得出的结论是当导体的材料和横截面积相同时，导体越短，电阻越小；
（4）如果实验过程中发现D导体丝已经断路损毁，能只用导体丝B来验证猜想二，可以用导线夹夹在导体B的不同位置，从而改变导体接入电路的有效长度；
【拓展】在实验过程中小组同学发现，接入某一导体丝后，开始灯泡比较亮，过一会灯泡会变得暗一些，可能的原因是温度对灯丝电阻有影响，电路接通时间长了，灯丝温度升高，电阻变大，灯变暗。
故答案为：（1）灯泡的亮度；
（2）长度相同，材料相同；C、D；
（3）当导体的材料和横截面积相同时，导体越短，电阻越小；
（4）能；用导线夹夹在导体B的不同位置，从而改变导体接入电路的有效长度；
【拓展】温度对灯丝电阻有影响，电路接通时间长了，灯丝温度升高，电阻变大，灯变暗。
6．某项目化学习小组从课堂中了解到盐溶液也能导电。小组成员拿了一根弹性很好的乳胶管，里面灌满一定浓度的盐水，两端用金属圆片电极密封，形成一段封闭的盐水柱，长度20厘米。在老师的指导下，选用了下列器材，对盐水柱的电阻进行探究（过程中盐水柱温度变化和化学变化不计）：[器材选择]学生电源12伏，电流表（0～5毫安），电压表（0～3伏，0～15伏），滑动变阻器（0～10千欧）。[电路连接]小组设计了电路图，根据电路图连接实物。
（1）根据实验要求，用笔画线作为导线完成实物图的连接。
[实验数据]正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，测得多组数据如下表：
实验记录表
实验次数 1 2 3
电压表示数（伏） 3.6 7.2 10.2
电流表示数（毫安） 1.25 2.40 3.48
盐水柱电阻（千欧） ？ 3 2.93
（2）分析表中三组数据，该盐水柱的电阻为 　2.94　 千欧。（结果保留两位小数）
（3）有小组成员提出，金属丝的电阻与金属丝的长度、横截面积、材料有关，盐水柱的电阻是否也与这些因素有关呢？
[实验方案设计]
①探究盐水柱的电阻与长度的关系。小组成员利用乳胶管弹性好的特性，通过拉长来改变盐水
柱长度，进行探究。你觉得此设计是否合理 　不合理　 ，请说明理由 　在拉长盐水柱长度时，横截面积也会相应发生变化，未控制单一变量　 。
②探究盐水柱的电阻与横截面积的关系......
③探究盐水柱的电阻与盐水浓度的关系……
【答案】（1）见解答图；（2）2.94；（3）不合理；在拉长盐水柱长度时，横截面积也会相应发生变化，未控制单一变量。
【分析】（1）根据表中数据确定电压表量程，将电压表并联在盐水柱两端；
（2）根据表中数据利用欧姆定律求出第1次实验盐水柱的电阻，然后取平均值作为盐水柱的电阻；
（3）影响电阻大小的因素是：材料、长度、横截面积和温度，根据控制变量法分析回答。
【解答】解：（1）由表中数据可知，电压表最大示数为10.2V，故电压表选用大量程并联在盐水柱两端，如下图所示：
；
（2）由表中数据可知，第1次实验盐水柱的电阻为：
R12.88×103Ω＝2.88kΩ，
则该盐水柱的电阻为：
R2.94kΩ；
（3）根据控制变量法可知，要探究盐水柱的电阻与长度的关系，应控制盐水的浓度、盐水柱的横截面积和温度不变，改变盐水柱的长度，而本实验中，小组成员利用乳胶管弹性好的特性，通过拉长来改变盐水柱长度，进行探究，这种设计是不合理的，在拉长盐水柱长度时，横截面积也会相应发生变化，未控制单一变量。
故答案为：（1）见解答图；（2）2.94；（3）不合理；在拉长盐水柱长度时，横截面积也会相应发生变化，未控制单一变量。
7．在探究影响盐水电阻的大小因素时，小明把盐水盛放在塑料管中，并在其两端安装接线柱，构成一个盐水电阻并安装在电路中，如图所示。经过讨论，小明和同学们提出如下猜想：
猜想1：与盐水的浓度有关；
猜想2：与盐水的温度有关；
猜想3：与盐水的体积有关；
猜想4：与盐水的横截面积有关。
（1）小明首先在空塑料管中加入适量常温的纯净水，闭合开关后发现灯泡不亮。然后他将注水口盖子打开，加入一勺食盐，在等待食盐完全溶解的过程中，他观察到灯泡逐渐变亮。
①纯净水是 　绝缘体　 （选填“导体”或“绝缘体”），盐水电阻的大小是根据 　灯泡的亮度　 进行判断。
②上述实验说明猜想1是 　正确　 （选填“正确”或“错误”）的。
（2）为探究猜想2，小明接着将盛有盐水的塑料管放入100℃的热水中加温，发现盐水升温过程中，灯泡的亮度变化不明显、小华、小丽分别对实验装置做以下改进：小华把灯泡更换为电流表，小丽在原电路中串联接入电流表，改进方法更好的是 　小华　 （选填“小华”或“小丽”），理由是 　避免盐水的电阻过小，电路中电流过大，超出电流表的量程　 。
（3）待温度稳定后，小明打开盖子用注射器缓慢地从塑料管中抽取部分盐水，观察到灯泡的亮度逐渐变暗。由此 　不能　 （选填“能”或“不能”）验证猜想3是正确的，你判断的理由是 　盐水体积变化的同时，其横截面积也发生了变化　 。
【答案】（1）①绝缘体；灯泡的亮度；②正确；（2）小华；避免盐水的电阻过小，电路中电流过大，超出电流表量程；（3）不能；盐水体积变化的同时，其横截面积也发生了变化。
【分析】（1）①塑料管中加入适量常温的纯净水，把塑料管接入电路，灯泡不能发光；实验中采用转换法，通过灯泡的亮度来反映盐水电阻的大小；
②当盐水浓度为零时，灯泡不亮，在水中加入一勺食盐，增大盐水的浓度，灯泡放光，由此可知盐水的电阻与盐水的浓度有关；
（2）从电路安全的较大进行比较；
（3）要探究盐水的电阻与盐水的体积的关系，用注射器缓慢地从塑料管中抽取部分盐水后，盐水的体积和横截面积都发生了变化。
【解答】解：（1）①塑料管中加入适量常温的纯净水，把塑料管接入电路，灯泡不能发光，说明纯水不导电，故纯水时绝缘体；实验中采用转换法，通过灯泡的亮度来反映盐水电阻的大小；
②当盐水浓度为零时，灯泡不亮，在水中加入一勺食盐，增大盐水的浓度，灯泡放光，由此可知盐水的电阻与盐水的浓度有关，故上述实验说明猜想1是正确的；
（2）小华的改进方法更好；因为若盐水的电阻很小，根据欧姆定律可知，此时电路中的电流过大，会超出电流表的量程，电路中由灯泡，可以避免电路中的电流过大。
（3）用注射器缓慢地从塑料管中抽取部分盐水后，盐水的体积和横截面积都发生了变化，所以不能验证猜想3正确。
故答案为：（1）①绝缘体；灯泡的亮度；②正确；（2）小华；避免盐水的电阻过小，电路中电流过大，超出电流表量程；（3）不能；盐水体积变化的同时，其横截面积也发生了变化。
8．如图甲是研究“影响导体电阻大小的因素”的实验装置。实验中用四根电阻丝作被测导体，将电阻丝两端接入电路后，通过调节滑动变阻器，保持电阻丝两端电压相同，进行测量并记录数据如表：
实验组 电阻丝 材料 长度（厘米） 直径（毫米） 电流（安）
1 a 康铜丝 57.20 0.50 待填
2 b 镍铬丝 57.20 0.50 0.14
3 c 镍铬丝 57.20 0.70 0.26
4 d 镍铬丝 28.60 0.70 0.54
请回答：
（1）将电阻丝a的两端接入电路，闭合开关后，电流表指针位置如图乙所示，其示数为 　0.32　 安。
（2）为研究导体电阻大小与横截面积的关系，可选择实验组 　2、3　 进行对比。
（3）实验中通过观察电流表的示数大小来比较电阻的大小，此过程用到的研究方法是 　转换法　 。
（4）实验得出，导体电阻大小与导体的材料、长度和横截面积有关。此外，导体电阻还与温度有关。
①科学研究发现某种金属电阻和温度的关系如图丙所示。描述该金属电阻在降温过程中的现象：　该金属的电阻随温度降低而减小，在﹣268.95℃时，电阻变成了0　 。
②探索新材料是高科技研究领域中永恒的主题之一。若常温下某种新材料的电阻为零，该新材料可用于制造 　输电线　 （写出一种），以减少能量损耗。
【答案】（1）0.32；（2）2、3；（3）转换法；（4）①该金属的电阻随温度降低而减小，在﹣268.95℃时，电阻变成了0；②输电线。
【分析】（1）根据电流表的量程、分度值以及指针的位置读出电流表的示数；
（2）导体的电阻与导体的长度、横截面积、材料和温度有关，当研究电阻与其中一个因素的关系时，应控制其它的因素不变；
（3）电阻的大小通过电流表示数的大小来比较，这种方法是转换法；
（4）①某些物质在很低的温度时，电阻就变成了0，这就是超导现象；
②在发电厂发电、输送电能方面若能采用超导材料，就可以大大降低由于电阻引起的电能损耗。
【解答】解：（1）根据图2可知，电流表选择0～0.6A量程，每一个大格代表0.2A，每一个小格代表0.02A，电流为0.32A；
（2）为了研究导体电阻大小与横截面积的关系，即应该选择导体材料、长度相同，但横截面积不同的电阻丝，故选2和3进行对比；
（3）电阻丝与电流表串联，电阻越大，电路中的电流越小，即电流表示数越小，故实验时是通过观察电流表的示数大小来比较不同电阻丝电阻的大小，采用的是转换法；
（4）①根据图3图象可知，该金属降温过程中，电阻随温度降低而减小，在﹣268.95℃时，电阻变成了0；
②若常温下某种新材料的电阻为零，该新材料可用于制造输电线，以减少能量损耗。
故答案为：（1）0.32；（2）2、3；（3）转换法；（4）①该金属的电阻随温度降低而减小，在﹣268.95℃时，电阻变成了0；②输电线。
04探究电流与电压的关系
9．在探究电流与电压和电阻的关系实验中，电路图如图所示。电源电压4.5V，保持不变，三个定值电阻分别为5Ω、10Ω、20Ω，（忽略温度对电阻的影响）
试验次数 1 2 3
电压U/V 1.0 2.0 3.0
电流I/A 0.2 0.4 0.6
（1）在开关闭合前，滑动变阻器的滑片应该放在　A　 端（选填“A”或“B”）；
（2）将5Ω的电阻连入电路，调节滑片位置进行三次实验，数据如上表所示，分析数据可得出结论：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成　正比　 ；
（3）做完第三次实验后，保持滑片位置不变，断开开关，将5Ω的电阻换成10Ω的电阻，再闭合开关，此时电压表的示数　大于　 3V（填“大于”“小于”或“等于”）；调节滑片的位置，使电压表的示数仍为3V，读出电流表的示数，此时滑动变阻器接入电路的阻值为R1；
（4）再断开开关，将10Ω的电阻换成20Ω的电阻，闭合开关，调节滑片位置，使电压表的示数仍为3V，读出电流表的示数，此时滑动变阻器接入电路的阻值为R2，则R1　小于　 R2（填“大于”“小于”或“等于”）。
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）在开关闭合前，为保护电路，滑动变阻器的滑片应该放在阻值最大处；
（2）横向比较表中数据得出结论；
（3）定值电阻与变阻器串联，由分压原理分析；
（4）因定值电阻的电压不变，由串联电路电压的规律可知变阻器的电压也为一定值，根据分压原理结合已知条件分析回答。
【解答】解：
（1）在开关闭合前，滑动变阻器的滑片应该放在阻值最大处A端；
（2）横向比较表中数据，电压为原来的几倍，通过的电流也为原来的几倍，即在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；
（3）做完第三次实验后，保持滑片位置不变，断开开关，将5Ω的电阻换成10Ω的电阻，再闭合开关，由分压原理，此时电压表的示数大于3V；
调节滑片的位置，使电压表的示数仍为3V，读出电流表的示数，此时滑动变阻器接入电路的阻值为R1；
（4）因定值电阻的电压不变，由串联电路电压的规律，变阻器的电压也为一定值，由分压原理，定值电阻与变阻器连入电路的电阻之比不变；
因定值电阻10Ω＜20Ω，这两次实验中对应的变阻器连入电路的电阻分别为R1 和R2，则R1小于R2。
故答案为：（1）A；（2）正比；（3）大于；（4）小于。
10．某同学为探究电流和电压的关系，设计了如图甲所示的电路。电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，定值电阻的规格为10Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，电源电压恒为4.5V。请回答：
（1）请根据图甲的电路图用笔画线将图乙所示实物图连接完整。
（2）如图乙所示，连接电路后，闭合开关前，滑动变阻器滑片P应移动到最 　右　 （填“左”或“右”）端。
（3）在保证电路安全的前提下，移动滑动变阻器的滑片P改变电阻R两端的电压，则滑动变阻器允许接入电路的最小阻值是 　5　 Ω。
【答案】（1）如图所示；（2）右；（3）5。
【分析】（1）由右图电流大小确定电流表选用小量程与电阻串联；
（2）连接电路时为保证电路不出现短路，保护电路安全，开关应断开，电路电阻应调到最大，滑动变阻器的滑片移到阻值最大处；
（3）根据欧姆定律求出电压表的示数最大时电路中的电流，然后与电流表的量程和定值电阻允许通过的最大电流、滑动变阻器允许通过的最大电流相比较，然后确定电路中的最大电流；电路中电流最大时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出变阻器接入电路中的最小阻值。
【解答】解：（1）由右图电流大小，故电流表选用小量程与电阻串联，如下所示；
（2）为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器滑片应移动最大阻值处，即滑动变阻器滑片P应移动到最右端；
（3）由于电压表量程为“0～3V”，则当电压表的示数UR＝3V时，电路中的电流：I0.3A，
因电流表的量程为0～0.6A，定值电阻允许通过的最大电流为0.5A，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，所以，为了保证电路的安全，电路中的最大电流为0.3A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，
根据欧姆定律可得，此时电路中的总电阻：R总15Ω，
则变阻器接入电路中的最小阻值：R滑小＝R总﹣R＝15Ω﹣10Ω＝5Ω。
故答案为：（1）如图所示；（2）右；（3）5。
11．在“探究电流与电压的关系”的实验中，小江设计并连接了如图甲所示的电路，其中电源为三节新的干电池（每节电池电压为1.5V，且保持不变）。
（1）连接电路后，可以先用开关进行试触，若试触时，发现电压表的指针有明显偏转，而电流表的指针没有偏转。则出现这种现象的原因可能是定值电阻 　断路　 （填“断路”或“短路”）。
（2）检查好电路后，移动滑动变阻器的滑片，进行6次实验，并将测得的实验数据记录在表格中。
实验次数 1 2 3 4 5 6
电压U/V 1.0 1.6 2.2 2.8 2.9 3.0
电流I/A 0.10 0.16 0.22 0.28 0.29 0.30
分析表中数据可知：在电阻一定的情况下，　通过导体的电流与导体两端电压成正比　 。
（3）同桌小滨分别用两个阻值未知的电阻R1和R2进行实验，得到两个电阻的I﹣U图像，如图乙所示。由图乙可判断出两电阻的阻值R1　＜　 （填“＞”“＜”或“＝”）R2。
【答案】（1）断路；（2）通过导体的电流与导体两端电压成正比；（3）＜。
【分析】（1）根据电流表判断故障类型，再根据电压表判断故障位置；
（2）分析表中数据，得出结论；
（3）根据R进行分析。
【解答】解：（1）闭合开关后，电流表的指针几乎没有偏转，说明故障可能是断路，电压表的指针有明显的偏转，说明电压表与电源连通，则并联部分断路，即定值电阻断路；
（2）分析表中数据，结合欧姆定律可知：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；
（3）由图象可知，在电流相同时，R2两端的电压大于R1两端的电压，根据R可知R1＜R2。
故答案为：（1）断路；（2）通过导体的电流与导体两端电压成正比；（3）＜。
12．小科同学在做“探究电流与电压的关系”的实验时，准备了以下器材：干电池（1.5V）两节，电流表（0～0.6A、0～3A）、电压表（0～3V、0～15V）、滑动变阻器（40Ω 2A）、定值电阻（5Ω）、开关各一个，导线若干。根据如图甲所示的电路图进行实验。
（1）闭合开关前，滑动变阻器滑片P应处于 　B　 （填“A”或“B”）端，目的是 　保护电路　 。
（2）实验过程中，要使电压表示数逐渐变大，滑动变阻器的滑片P应向 　左　 （填“左”或“右”）移动。
（3）通过调节滑动变阻器滑片P，测出通过定值电阻R的电流和其两端的电压值如表所示，老师看后说其中一次实验数据是错误的，出错的是第 　3　 次，原因是 　第3次的电压与电流的比值和其它组电压与电流的比值不相等　 。
实验次数 1 2 3 4 5 6
电压U/V 0.4 0.5 1.0 2.0 2.5 3.0
电流I/A 0.08 0.1 0.5 0.4 0.5 0.6
（4）根据表中的实验数据可得到的结论：　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　 。
【答案】（1）B；保护电路；
（2）左；
（3）3；第3次的电压与电流的比值和其它组电压与电流的比值不相等；
（4）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。
【分析】（1）为保护电路，闭合开关前，滑片要移到阻值最大处。
（2）要使电压表示数逐渐变大，根据欧姆定律分析滑动变阻器滑片移动的方向；
（3）根据表中电压与电流之比进行分析；
（4）根据表中电压与电流之比为一定值可得出结论。
【解答】解：（1）在连接电路的各元件时，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P置于阻值最大的一端，由图可知应将变阻器的滑片P置于B端，这样可以起到保护电路的作用；
（2）实验过程中，要使电压表示数逐渐变大，根据欧姆定律U＝IR知，电路的电流变大，则变阻器连入电路的电阻变小，故滑动变阻器滑片P应向左移动；
（3）由表中数据可知，电压与电流之比为：
；但是第三组电压与电流之比为2Ω，所以出错的是第3次；原因是电压与电流的比值不等于定值电阻R的阻值；
（4）由表中数据可知，电压与电流之比为一定值，故根据以上的实验数据得到的结论是：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。
故答案为：（1）B；保护电路；
（2）左；
（3）3；第3次的电压与电流的比值和其它组电压与电流的比值不相等；
（4）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。
13．在探究电流与电压关系的实验中，同学们设计了如下三种电路：
实验次数 电压U（V） 电流I（A）
1 1 0.2
2 2 0.4
3 4 0.8
（1）甲同学认为图2电路比图1电路好，理由是：　灯丝的电阻随温度的变化而变化，定值电阻能更好地保持电阻不变　 ；乙同学认为图3电路比图2电路更好，理由是图3电路便于多次实验。
（2）乙同学利用图3电路完成了本实验，测得数据如下：分析表格数据，可知完成本实验所选取的定值电阻的阻值是 　5　 Ω。
（3）丙同学利用图3器材也设计了一个电路来完成探究，却发现在调节滑动变阻器的过程中，电压表的示数增大，电流表的示数反而变小，可能的原因是 　电压表并联在滑动变阻器两端　 。
【答案】（1）灯丝的电阻随温度的变化而变化，定值电阻能更好地保持电阻不变；（2）5；（3）电压表并联在滑动变阻器两端。
【分析】（1）研究电流与电压的关系时，要控制电阻的大小不变，根据灯丝的电阻随温度的变化而变化分析；
（2）根据欧姆定律计算电阻；
（3）根据串联分压规律分析。
【解答】解：（1）研究电流与电压的关系时，要控制电阻的大小不变，因灯丝的电阻随温度的变化而变化，定值电阻能更好地保持电阻不变，故图2电路比图1电路好；
（2）纵向比较表中数据知，电压为原来的几倍，通过的电流为原来的几倍，说明电阻不变，故电阻大小R5Ω；
（3）调节滑动变阻器的过程中，电压表的示数增大，电流表的示数反而变小，电流变小，说明滑动变阻器的电阻变大，根据串联分压规律，滑动变阻器分得的电压变大，故可能的原因是电压表并联在滑动变阻器两端。
故答案为：（1）灯丝的电阻随温度的变化而变化，定值电阻能更好地保持电阻不变；（2）5；（3）电压表并联在滑动变阻器两端。
14．小明在探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”时，连接的部分实验电路如图甲所示。
（1）请画线代替导线，将图甲中的电路连接完整，要求滑片向A端移动时，电流表示数变大。
（2）电路连接完整后，闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P移到 　B　 （选填“A”或“B”）端。
（3）闭合开关，发现电流表、电压表均无示数，将电压表改接在滑动变阻器两端，发现电压表的示数为3V，由此判断电路的故障是 　D　 。（选填序号）
A.定值电阻R开路；
B.滑动变阻器短路；
C.定值电阻R短路；
D.滑动变阻器开路。
（4）排除故障后，多次改变滑动变阻器滑片P的位置，记录的实验数据如表一，测第5组数据时电流表示数如图乙所示，读数是 　0.50　 A。
（5）分析表一可得出结论：　在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比　 。
表一
实验序号 1 2 3 4 5
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电流I/A 0.1 0.20 0.30 0.40
表二
实验序号 1 2 3 4 5
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电流I/A 0.05 0.10 0.15 0.2 0.25
（6）表二是小丽同学得到的实验数据。小明和小丽对比两组的数据有了新发现，在相同电压下，通过定值电阻的电流是不同的。他们联想到之前学到的电学知识，猜想出影响电流大小的因素可能是 　电阻　 。小明组若要通过实验检验他们的猜想，除了现有的实验器材之外，还需增加 　阻值不同的电阻　 。
【答案】（1）见解答图；（2）B；（3）D；（4）0.50；（5）在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（6）电阻；阻值不同的电阻。
【分析】（1）滑片P向A端移动时，定值电阻的电压变大，则电路中的电流变大，即滑片向A移动滑动变阻器接入电路的电阻变小，据此连接；
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处；
（3）闭合开关S后，发现电流表无示数，说明电路是断路，而电压表无示数，说明电压表并联以外部分断路，据此分析；
（4）根据电流表的量程和分度值读数；
（5）根据表一得出结论；
（6）根据欧姆定律分析解答。
【解答】解：（1）滑片P向A端移动时，定值电阻的电压变大，根据欧姆定律知，电路中的电流变大，即滑片向A移动滑动变阻器接入电路的电阻变小，导线应接入A端，如下图所示：
；
（2）闭合开关S前，为了保护电路，应将滑动变阻器滑片调节到最大阻值处，滑片P移到B端。
（3）闭合开关，发现电流表无示数，说明电路是断路，而电压表无示数，说明电压表并联以外部分断路，将电压表改接在滑动变阻器两端，发现电压表的示数为3V，为电源电压，此时电压表并联以外部分完好，则是电压表并联的滑动变阻器断路，故D正确；
故选：D；
（4）图乙电流表接入量程为0～0.6A，分度值为0.02A，读数为0.50A；
（5）实验数据得知，定值电阻一定时，电阻两端电压越大，流经电阻的电流越大，且比值不变，因此成正比，即在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；
（6）表一中使用的电阻为：R15Ω，由欧姆定律，表二中电阻为：R210Ω，因此，发现相同的电压下，通过定值电阻的电流是不相同的，是因为他们选用的定值电阻大小不同，即影响电流大小的因素可能是电阻；
小明组若要通过实验检验他们的猜想，除了现有的实验器材之外，还需增加阻值不同的电阻。
故答案为：（1）见解答图；（2）B；（3）D；（4）0.50；（5）在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（6）电阻；阻值不同的电阻。
05 探究电流与电阻的关系
15．某同学利用如图所示电路，探究“电流与电阻的关系”。
（1）连接电路时开关先断开，滑片应置于 　b　 端（选填“a”或“b”）。
（2）现将5欧定值电阻接入电源电压为6伏的电路，闭合开关S，发现电压表无示数电流表有示数，则电路中的故障可能是 　电阻R短路　 。
（3）排除故障后，某同学用5欧、10欧、20欧的电阻顺利完成了实验，其中电压表的示数始终为3伏，则其选择的滑动变阻器阻值至少为 　20　 欧。
【答案】（1）b；（2）电阻R短路；（3）20
【分析】（1）为了保护电路，闭合开关之前，滑动变阻器的阻值为最大值；
（2）通过闭合开关S，电流表有示数，电压表无示数，判断整个电路哪里有问题；
（3）根据控制变量法可知，探究“电流与电阻的关系”，应该控制定值电阻两端的电压大小不变，根据串联分压，可知滑动变阻器两端电压，当电路中电流越小，滑动变阻器的阻值越大，即可求得滑动变阻器接入电路中的的最小值。
【解答】解：（1）为了保护电路，闭合开关之前，滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处，故滑片置于b处；
（2）闭合开关S，电流表有示数，说明电路处于通路状态，电压表与电阻R并联，电压表无示数，说明与电压表并联的电阻R短路；
（3）由图可知，电压表的示数始终为3伏，即电阻R两端电压保持3V大小不变，电阻R和滑动变阻器串联，根据串联分压，可知滑动变阻器两端电压恒为6V﹣3V＝3V，当电阻R＝20Ω阻值最大时，电流最小，因为滑动变阻器和定值电阻R两端电压相等，故R＝R滑，当电阻R＝20Ω阻值最大时，电流最小，此时滑动变阻器的阻值R滑＝Rmax＝20Ω，即为了保护电路，滑动变阻器的阻值最小为20Ω。
故答案为：（1）b；（2）电阻R短路；（3）20。
16．“探究电流与电阻的关系”的实验中，准备的器材如下：电源（4.5V）、电流表、电压表、标有“30Ω 1A”字样的滑动变阻器R、定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω）、开关、导线若干。
实验序号 1 2 3
电阻/Ω 5 10 20
电流/A 0.4
（1）开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于 　右　 端（选填“左”或“右）”。
（2）实验时，将5Ω的定值电阻接入A、B两点间，调节滑动变阻器的滑片P，读出电流表示数，并记录在实验表格中。
（3）接下来用10Ω的电阻进行实验，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表示数为 　2　 V时，读出电流表示数，用20Ω的电阻重复实验。实验结束后经分析得出结论：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　 。
（4）乐于探究的小刚同学又拿来1Ω和4Ω的两个电阻，想要再测出一组数据，阻值为 　1Ω　 （选填“1Ω”或“4Ω”）的电阻不能进行此次实验。
（5）实验中如果不小心将电压表并联在了滑动变阻器两端，多次实验 　能　 （选填“能”或“不能”）得到电流与电阻的关系。
【答案】（1）右；（3）2；反比；（4）1Ω；（5）能。
【分析】（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到最大阻值端，保护电路；
（2）探究电流与电阻的实验中应控制电阻两端的电压不变；探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时，需控制电阻不变，结论是：当导体电压一定时，通过导体的电流与导体电阻成反比；
（3）根据欧姆定律I，接入1Ω和4Ω的两个电阻时的电流，与滑动变阻器可通过的最大电流比较；
（4）若实验中不小心将电压表并联在了滑动变阻器两端，由于电源电压和定值电阻两端的电压都一定，根据串联电路电压规律可知，滑动变阻器两端的电压也一定，由此可得出结论。
【解答】解：（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移动到最大阻值端，最大阻值在右端；
（3）探究电流与电阻的实验中应控制电阻的电压不变，使电压表的示数为2V；探究通过导体的电流与导体电阻的关系时，需控制电压不变，结论是：当导体电压一定时，通过导体的电流与导体电阻成反比；
（4）根据欧姆定律，求出通过1Ω和4Ω的两个电阻的电流；I12A；大于滑动变阻器允许通过最大电压；I20.5A；可以接入电路；故1Ω电阻不可用于本实验；
（5）若实验中不小心将电压表并联在了滑动变阻器两端，由于电源电压和定值电阻两端的电压都一定，根据串联电路电压规律可知，滑动变阻器两端的电压也一定，由此可知，若实验中不小心将电压表并联在了滑动变阻器两端，仍能完成实验；
故答案为：（1）右；（3）2；反比；（4）1Ω；（5）能。
17．“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中，实验器材有：学生电源（6V），电流表（0～0.6A，0～3A）、电压表（0～3V，0～15V）、定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω各一个）、开关、滑动变阻器（甲“50Ω 1A”，乙“10Ω 2A”）和导线若干。
（1）请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线，将图乙所示的实物连接成完整电路图（要求连线不得交叉）；
（2）连接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器的滑片P应放在 　A　 （填“A”或“B”）端；
（3）连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数，电流表始终无示数，造成这一现象的原因可能是 　B　 （填序号）；
A.定值电阻R短路
B.定值电阻R开路
C.滑动变阻器开路
D.电流表开路
（4）实验中依次接入三个定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，保持电压表示数不变，记下电流表的示数，利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。由图像可以得出结论：电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成 　反比　 （选填“正比”或“反比”）；
（5）上述实验中，小强用R＝5Ω电阻做完实验后，保持滑动变阻器滑片的位置不变，接着把R换为10Ω的电阻接入电路，闭合开关，他应向 　A　 （选填“A”或“B”）端移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为 　2　 V时，读出电流表的示数；
（6）为完成整个实验，应该选取哪种规格的滑动变阻器 　甲　 （选填“甲”或“乙”）。
【答案】（1）如图；（2）A；（3）B；（4）反比；（5）A；2；（6）甲。
【分析】（1）电压表与电阻并联，变阻器按一下一上接入电路中；
（2）连接电路时，为保护电路，开关应断开，滑动变阻器的滑片P应放在阻值最大处；
（3）逐一分析每个选项，找出符合题意的答案；
（4）由图丙，求出电流与电阻的乘积分析回答；
（5）根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，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片移动的方向；
（6）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变阻器分得的电压，根据分压原理，求出当接入20Ω电阻时变阻器连入电路中的电阻，确定变阻器的规格。
【解答】解：（1）电压表与电阻并联，变阻器按一下一上接入电路中，如图所示：
（2）连接电路时，开关应断开，滑动变阻器的滑片P应放在A端。
（3）A、若定值电阻R短路，则电压表示数为0，电流表有示数，不符合题意；
B、若定值电阻R开路，电流表示数为0，此时电压表串联在电路中测电源电压，则电压表有示数，符合题意；
C、若滑动变阻器开路，则电路为断路，两表都没有示数，不符合题意；
D、若电流表开路，则电路为断路，两表都没有示数，不符合题意；
故选B；
（4）由图丙知，电流与电阻的乘积为U＝IR＝0.4A×5Ω＝﹣﹣﹣﹣0.1A×20Ω＝2V，故由图像可以得出结论：电压一定时，通过导体的电流跟电阻成反比；
（5）根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向A端移动，使电压表的示数为2V，读出电流表的示数；
（6）由图知，电阻两端的电压始终保持U＝2V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：
U滑＝6V﹣2V＝4V，变阻器分得的电压为电压表示数的2倍，根据分压原理，当接入20Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：
R滑＝2×20Ω＝40Ω，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少40Ω的滑动变阻器，故选甲。
故答案为：（1）如图；（2）A；（3）B；（4）反比；（5）A；2；（6）甲。
18．在“探究通过导体的电流跟导体电阻的关系”实验中，老师提供的器材：电源（电压恒为4.5V）、电流表、电压表、定值电阻、滑动变阻器（15Ω 2A）和开关各1个，导线若干。
（1）请用笔画线表示导线，在图甲中将实物电路连接完整。（要求：滑动变阻器的滑片P向左移动时，电流表示数变大）
（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片P，发现电流表始终无示数，电压表有示数，其原因可能是 　定值电阻断路　 。
（3）实验时，先在EF间接入阻值为10Ω的定值电阻，移动滑片P，使电压表示数为3V，并记录相应的电流表示数；再改接阻值为15Ω的定值电阻，此时滑片P应向 　B　 （填“A”或“B”）端移动，这样移动滑片的目的是 　保持定值电阻两端电压不变　 。
（4）小科根据实验数据在图乙中描点连线，则阴影部分的面积表示 　定值电阻两端电压　 ，其大小为 　3V　 。由图乙可得出结论：　导体两端的电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比　 。
【答案】（1）；
（2）定值电阻断路；
（3）B；保持定值电阻两端电压不变；
（4）定值电阻两端电压；3V；导体两端的电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比。
【分析】（1）滑片P向左滑动时电流表示数变大，即电阻变小，故应选择A接线柱串联到电路中；
（2）若电流表示数为0，说明电路可能断路；电压表有示数，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，则与电压表并联的电路断路了；
（3）根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，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片移动的方向；
（4）图乙中阴影部分面积表示的是电流与电阻的乘积；根据电流与电阻之积为一定值分析。
【解答】解：
（1）滑片P向左滑动时电流表示数变大，即电阻变小，故应选择A接线柱串联到电路中，如下图所示：
（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片P发现，电流表始终无示数，电路可能断路，电压表有示数，电压表与电源连通，其原因可能是定值电阻断路；
（3）根据串联分压原理可知，将定值电阻由10Ω改接成15Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向B端移动，保持定值电阻两端电压不变；
（4）图乙中阴影部分面积表示的是电流与电阻的乘积，即电压；
UV＝IR＝0.2A×15Ω＝3V，其具体数据是3V；
由①知，电流与电阻之积为一定值，故得出：导体两端的电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比。
故答案为：（1）；
（2）定值电阻断路；
（3）B；保持定值电阻两端电压不变；
（4）定值电阻两端电压；3V；导体两端的电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比。
06 “伏安法”测电阻
19．小科用电压表和电流表测导体R0的电阻。在正确连接电路的基础上，通过调节滑动变阻器，先后完成了四次实验，测得的电压和电流值如表所示。回答问题：
（1）表中数据有一组是错误的，剔除后可得出导体的电阻R0＝　10.7　 Ω。
（2）实验中，通过调节滑动变阻器的阻值获得多组数据，这样操作的目的是 　取平均值，减小误差　 。
（3）根据表中数据，在实验过程中，滑动变阻器滑片P移动的方向是 　向左　 （填“向左”或“向右”）。
实验次数 U/V I/A R/Ω
1 1.0 0.50 2.0
2 1.5 0.14 10.7
3 2.0 0.19 10.5
4 2.5 0.23 10.9
【答案】（1）10.7；（2）取平均值，减小误差；（3）向左。
【分析】（1）剔除错误的数据后，计算电阻的平均值作为待测电阻的阻值；
（2）通过调节滑动变阻器的阻值获得多组数据，这样操作的目的是取平均值，减小误差；
（3）根据表中数据结合串联电路电压规律和分压原理确定滑动变阻器滑片移动方向。
【解答】解：（1）表中第一次实验的数据是错误的，待测电阻的阻值为：
R010.7Ω；
（2）通过调节滑动变阻器的阻值获得多组数据，这样操作的目的是取平均值，减小误差；
（3）由表中数据可知，电压表示数变大，根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压减小，根据分压原理，滑动变阻器接入电路的阻值变小，故在实验过程中，滑动变阻器滑片P移动的方向是向左。
故答案为：（1）10.7；（2）取平均值，减小误差；（3）向左。
20．小方用伏安法测小灯泡的电阻：
（1）在图甲中，电压表应与灯泡 　并　 联连接。
（2）在闭合开关之前，图中滑动变阻器的滑片应放在 　左　 端（选填“左”或“右”）。
（3）小方检查电路连接正确无误，闭合开关S，发现灯不发光，电流表有示数，电压表示数为0。若电路中只有一处故障，且电源、开关S、电流表、电压表均无故障。请你判断电路出现的故障可能是：　小灯泡短路　 。
实验次数 电压（V） 电流（A）
1 1.0 0.22
2 2.0 0.30
3 3.0 0.34
（4）排除电路故障后，小方某次测量时电压表和电流表的示数如图乙，则电压表的示数为 　2.2　 V，电流表的示数为 　0.2　 A，灯泡的电阻RL＝　11　 Ω。
（5）小明用相同的灯泡测得3组数据记录在表中：小明通过数据分析后，发现小灯泡的电阻是 　不同　 的。
这是因为导体的电阻除了跟材料、长度、横截面积有关，还跟 　温度　 有关。
【答案】（1）并；（2）左；（3）小灯泡短路；（4）2.2；0.2；11；（5）不同；温度。
【分析】（1）电压表与被测用电器并联；
（2）闭合开关前，滑动变阻器应该调节到阻值最大；
（3）闭合开关S，发现小灯泡不发光，电压表示数均为零，电流表有示数，说明电路一定存在短路故障；
（4）电压表和电流表的读数：首先确定量程和分度值，然后根据指针位置读数；根据I求出灯泡的电阻；
（5）灯丝的电阻随温度的升高而增大。
【解答】解：（1）在图甲中，电压表应与灯泡并联连接；
（2）在闭合开关之前，滑动变阻器应该调节到阻值最大，图中滑动变阻器的滑片应放在左端；
（3）电路连接正确无误，闭合开关S，发现灯不发光，且电压表示数为零，电流表有示数，电路中一定有短路，且电源、开关S、电流表、电压表均无故障，所以故障可能是小灯泡短路；
（4）如图乙所示，电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数是2.2V，即小灯泡两端的电压为2.2V；电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.2A，即通过小灯泡的电流为0.2A；则小灯泡的电阻为：RL11Ω。
（5）由表中数据可知，，即小灯泡的电阻是不同的，这是因为导体的电阻除了跟材料、长度、横截面积有关，还跟温度有关。
故答案为：（1）并；（2）左；（3）小灯泡短路；（4）2.2；0.2；11；（5）不同；温度。
21．为测量某待测电阻Rx的阻值，实验探究小组设计了如图甲所示的电路图，并进行了实验。
（1）在连接如图乙的电路时，开关S应处于　断开　 状态，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片置于　B　 （选填“A”或“B”）端；
（2）在如图乙所示的电路中，闭合开关，移动滑片，发现电压表示数为零，电流表有示数，经分析电路连接不完整，具体原因是　电压表没有接入电路　 ，请在图乙中用笔画线代替导线将电路连接完整；
（3）正确连接电路后，某次测量时，电压表的示数为1.5V，电流表的示数为0.3A，则待测电阻Rx的阻值为　5　 Ω；实验时应多测几组数据，求电阻的平均值，目的是　减小误差　 ；
（4）某实验小组实验时发现电压表已损坏，为测量Rx的阻值，他们经过讨论设计了如图丙的电路图。已知电源电压不变，定值电阻的阻值为R，闭合开关S1、断开S2时电流表读数为I1；同时闭合开关S1和S2时电流表读数为I2，则Rx＝　　 （用R、I1、I2表示）。
【答案】（1）断开；B；（2）电压表没有接入电路；见解答图；（3）5；减小误差；（4）。
【分析】（1）为了保护电路，连接电路时，开关应处于断开状态；闭合开关前应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处；
（2）分析电路连接，根据电表的使用分析回答；
（3）根据R求出待测电阻Rx的阻值；为了减小误差，实验时应多测几组数据，求电阻的平均值；
（4）根据电源电压不变结合欧姆定律列等式写出Rx的表达式。
【解答】解：（1）为了保护电路，连接电路时，开关应处于断开状态；实验前应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处，即B端；
（2）由图乙可知，电压表没有接入电路，因此闭合开关，移动滑片，电压表示数为零；
在测量电阻Rx的阻值实验中，电压表应并联在定值电阻的两端。如下图所示：
；
（3）某次测量时，电压表的示数为1.5V，电流表的示数为0.3A，则待测电阻Rx的阻值为：；
为了减小误差，实验时应多测几组数据，求电阻的平均值；
（4）闭合开关S1、断开S2时，Rx与R串联，电源电压U＝I1（Rx+R）…………①，
同时闭合开关S1和S2时，只有Rx接入电路，电源电压U＝I2Rx…………②，
联立①②式得。
故答案为：（1）断开；B；（2）电压表没有接入电路；见解答图；（3）5；减小误差；（4）。
22．小红同学要测量标有“2.5V”字样小灯泡的电阻，电源电压恒为6V。
实验次数 1 2 3 4
电压U/V 2.5 2.0 1.5 1.0
电流I/A 0.30 0.26 0.22 0.20
电阻R/Ω 7.7 6.8 5.0
（1）请用笔画线代替导线，将图甲的实物图连接完整，并在图乙的虚线框内画出与图甲相对应的电路图（要求滑动变阻器的滑片向右滑动时，小灯泡变亮，导线不允许交叉）。
（2）电路正确连接后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，出现这一故障的原因可能是　小灯泡短路（或电压表短路）　 。
（3）小红同学将测得的数据及计算结果填在表中，小灯泡正常发光时的电阻为　8.3　 Ω（保留一位小数）。
（4）完成实验后，小红将小灯泡依次换成5Ω、10Ω、25Ω的定值电阻继续探究电流与电阻的关系。她将5Ω的电阻接入电路中，此时电压表示数为2.5V，接着保持滑动变阻器滑片的位置不变，把10Ω的电阻换接入电路，闭合开关，应向　A　 （填“A”或“B”）端移动滑片；要完成该实验的所有数据，滑动变阻器的最大阻值至少是　35　 Ω。
【答案】＝（1）
（2）小灯泡短路（或电压表短路）；（3）8.3；（4）A；35。
【分析】（1）滑动变阻器的滑片向右滑动时，小灯泡变亮，说明电路中电流变大，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；根据实物图画出电路图；
（2）电路正确连接后，闭合开关，发现电流表有示数，说明电路是通路，小灯泡不亮，电压表无示数，说明电压表并联的电路短路或电压表短路；
（3）根据R求出小灯泡正常发光时的电阻；
（4）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；
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25Ω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。
【解答】解：（1）滑动变阻器的滑片向右滑动时，小灯泡变亮，说明电路中电流变大，滑动变阻器阻值变小，故滑动变阻器选用右下接线柱与开关串联在电路中，如下图所示：
；
对应的电路图如下图所示：
；
（2）电路正确连接后，闭合开关，发现电流表有示数，说明电路是通路，小灯泡不亮，电压表无示数，说明电压表并联的电路短路或电压表短路，故出现这一故障的原因可能是小灯泡短路或电压表短路；
（3）由表中数据可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的额定电流为0.3A，则小灯泡正常发光时的电阻为：
R8.3Ω；
（4）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左滑动，即A端；
实验中使用的定值电阻阻值最大为25Ω，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＝6V﹣2.5V＝3.5V，滑动变阻器分得的电压为电压表示数的1.4倍，根据分压原理，当接入25Ω电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻为：R滑＝1.4×25Ω＝35Ω，即所选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于35Ω。
故答案为：（1）
（2）小灯泡短路（或电压表短路）；（3）8.3；（4）A；35。
07 特殊法测电阻
23．如图是小科利用实验室常用仪器，设计测量未知电阻Rx阻值的四种电路，电源电压恒定且未知，R0是已知阻值的定值电阻，滑动变阻器R最大阻值未知，实验中只能闭合或断开开关及移动滑动变阻器滑片，其中能够测量出Rx阻值的电路（　　）
A．只有①② B．只有③④ C．只有②③④ D．①②③
【答案】C
【分析】要测量电阻阻值，需要测出电阻两端电压与通过电阻的电流，然后应用欧姆定律求出电阻阻值；分析图示电路图，应用串并联电路特点与欧姆定律分析答题。
【解答】解：①由电路图可知，S接1或2时，通过电压表的电流的方向会发生变化，电压表的指针会反向偏转，无法读取电压表的示数，故①不可行；
②根据图可知，闭合S1、S2，电路为Rx的简单电路，电压表测量电源的电压U；只闭合开关S1，两只电阻串联，电压表测量Rx两端电压为Ux；
根据串联电路的电压关系可知，定值电阻两端的电压为：U0＝U﹣Ux；
此时电路中的电流为：I，
根据串联电路的电流关系可知，通过Rx的电流为I，则根据Rx两端的电压和电流可以求出Rx阻值，故②可行；
③闭合S1、S2时，电路是只有Rx的基本电路，电流表测量通过Rx的电流Ix；闭合S1、断开S2，两电阻串联，电流表测电路中电流I；根据电源电压不变列式I（R0+Rx）＝IxRx可求出Rx的阻值，故③可行；
④闭合S1，S接2时，R0和R串联接入电路中，把R的阻值调到0，根据电流表的示数和定值电阻的阻值可以求出电源电压U；闭合S1，S接1时，Rx和R串联接入电路中，把R的阻值调到0，读出电流表的示数，根据电流表示数和电源电压，利用R可以求出Rx的阻值，故④可行。
故选：C。
24．小组同学计划用伏安法测量某定值电阻阻值时，发现电压表损坏，于是设计了如图所示的电路，测出了Rx的阻值。实验步骤如下：
①将滑片移到a端，闭合开关S，读出电流表的示数，记为I1。
②将滑片移到b端，闭合开关S，读出电流表的示数，记为I2。
③读出滑动变阻器的最大阻值为R，则Rx＝ 　　 （用I1、I2和R表示）。
【答案】。
【分析】根据电源电压不变结合欧姆定律列等式写出滑动变阻器的最大阻值表达式。
【解答】解：在步骤①中，滑片移到a端，闭合开关S，滑动变阻器被短路，电路为只有Rx的简单电路，电流表测电路中的电流为I1，则电源电压为U＝I1Rx；
在步骤②中，滑片移到b端，闭合开关S，滑动变阻器全部接入电阻，两个电阻串联，电流表测电路中的电流为I2，则电源电压为U＝I2（Rx+R），因电源电压相等，即I1Rx＝I2（Rx+R），
解得：Rx。
故答案为：。
25．小科用“等效替代法”测量一个未知电阻Rx的阻值，如图为实验电路图，R0为电阻箱，R为滑动变阻器。请你帮小科将实验步骤补充完整。
①将开关全部断开，按电路图连接电路；
②移动滑动变阻器滑片P至最大阻值位置，闭合S1，断开S2，移动滑片P至适当位置，读出电流表的示数I；
③闭合S2，断开S1，保持 　滑动变阻器滑片P位置　 不变，调整 　电阻箱旋钮　 ，直到电流表的示数仍为I；
④记录此时电阻箱示数R0，则待测电阻的阻值Rx＝R0。
【答案】滑动变阻器滑片P位置；电阻箱旋钮。
【分析】等效替代法的测量思路是等效的思想，本题可以利用电流等效；即先只闭合开关S1闭合，读出电流表的示数为I（此电流为Rx、R共同作用的效果）；然后只闭合S2，调节电阻箱，使电流表的示数仍变为原来的数值I（此电流为R、R0共同作用的效果），既然Rx和R共同作用的效果与R、R0共同作用的效果相同，则Rx+R＝R+R0，即Rx＝R0；这里用电阻箱R0等效替代了待测电阻Rx。
【解答】解：本题可以利用电流等效，即先只闭合开关S1闭合，读出电流表的示数为I（此电流为Rx、R共同作用的效果）；然后只闭合S2，调节电阻箱，使电流表的示数仍变为原来的数值I（此电流为R、R0共同作用的效果），既然Rx和R共同作用的效果与R、R0共同作用的效果相同，则Rx+R＝R+R0，即Rx＝R0；
实验步骤：
①将开关断开，按电路图连接电路；
②移动滑动变阻器滑片P至最大阻值位置，闭合S1、断开S2，移动滑片P至适当位置，读出电流表的示数I；
③闭合S2，断开S1，保持滑动变阻器滑片P位置不变，调整电阻箱旋钮，直到电流表的示数仍为I；
④记录此时电阻箱示数R0，待测电阻的阻值Rx＝R0。
故答案为：滑动变阻器滑片P位置；电阻箱旋钮。
26．小明要测量一只定值电阻Rx的阻值，实验桌上器材如下：满足实验要求的电源一个、开关一个、电压表V1和V2、阻值已知的定值电阻R0、待测电阻Rx和导线若干。他设计了如图所示的电路进行实验。
（1）闭合开关后，如果电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2，用U1、U2和R0表示Rx，则表达式为Rx＝　　 。
（2）在实验过程中，小明发现有一块电压表无法正常使用。老师知道情况后只是又给了他一个开关，请你帮助小明设计一个用现有这些器材测出电阻Rx阻值的电路（已知电源两端的电压不超过电压表的量程，要求测量过程中不得重新拆装电路）．请将设计的电路图画在右侧虚线框内。
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）根据串联电路的分压关系（I）分析求解。
（2）由欧姆定律可得，要想测出Rx的阻值应先得出Rx两端的电压及通过Rx的电流，若电压表不能正常使用，则利用老师给的开关，先分析出不能正常使用电压表，再将开关与不能正常使用电压表并联，于是用同一个正常的电压表分别测出定值电阻R0、待测电阻Rx两端的电压的符合条件的电路图
【解答】解：（1）∵两电阻串联，
∴I，
∴Rx，
故答案为：；
（2）在实验过程中，若有一块电压表无法正常使用。则利用老师给的开关替换下不能正常使用电压表，于是用同一个正常的电压表先后分别测出定值电阻R0或待测电阻Rx两端的电压和电源电压。如图1、图2所示：
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【核心素养】浙教版（2024版）八年级科学上册·分层练习
专题提优特训14 电学探究实验
01 探究串、并联电路中的电流特点
1．物理兴趣小组探究串、并联电路中的电流特点。
（1）他们先用图甲所示的实验电路探究并联电路的电流特点。
①闭合开关，此时电流表测量的是 　 　（填“干路”或“灯泡L1”）的电流。小明要测量通过灯泡L2的电流，应先 　 　，再将图甲中导线a的一端移动到 　 　上；
②分析下表可初步得出结论：并联电路干路中的电流等于 　 　；
干路电流/A L1所在的支路电流/A L2所在的支路电流/A
0.48 0.24 0.24
③为了使结论更具有普遍性，他们还应该再用 　 　（填“相同”或“不同”）规格的灯泡进行多次实验。
（2）另一组同学用图乙所示的电路探究串联电路的电流特点。闭合开关S时，发现灯泡L3比L4更亮，由此做出猜想：在串联电路中，通过灯泡的电流大小与灯泡离电源正极的远近有关。
①小华用电流表分别测出图乙A、B、C三处的电流，电流表示数均如图丙所示，为　 　A，说明串联电路中的电流　 　。
②小红未测量电流，只对图乙电路进行了改动，也证明了刚才的猜想是错误的，请你猜测她的做法（写出一种即可）：　 　。
2．在研究串、并联电路的电流特点时，小明同学进行了以下操作：
（1）小明通过比较电路中不同位置的电流表的示数来研究串联电路的电流特点，所利用的电路如图甲所示。连接电路时，开关应该　 　 ；
IA IB IC
0.18A 0.18A 0.36A
（2）闭合开关后，两电流表指针偏转情况如图乙所示。小明发现电流表A2的指针偏转角度比A1的小，所以他认为“串联电路电流每流经一个用电器都会减弱一些”。请指出造成他判断错误的原因是　 　 ；
（3）电流表A1的示数是　 　 A；
（4）更正错误后小明又对并联电路的电流特点进行探究，如图丙所示，他分别测出了A、B、C处的电流IA、IB、IC，并将数据填入表中，接下来应该采取的操作是　 　 或　 　 （选填对应的字母）进行多次实验，并测出多组实验数据；
A.改变开关位置 B.更换规格不同的灯泡
C.将灯泡L1、L2的位置互换 D.改变电源电压
（5）最后，小明可以得出的结论是：在并联电路中　 　 。
3．小江和小汉一起“探究串、并联电路电流规律”。
（1）连接电路时，开关应　 　。
（2）小江、小汉两位同学进行分组实验，小江同学在闭合开关前，发现电流表如图乙所示，则小江的问题是　 　；小汉同学在闭合开关时，发现电流表如图丙所示，则小汉接下来的具体操作应该是　 　；
（3）小汉某一次实验发现两个串联的小灯泡中，L1发光、L2不发光，原因可能是　　（填字母）；
A.L2短路 B.L2的灯丝断了
C.通过L1、L2的电流不相等 D.L2没有坏，只是两个小灯泡的规格差异太大
（4）小江又继续做“探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系”的实验，连接了如图丁所示的电路，这个电路中有一根导线接错了，请在这根导线上画“×”，然后画出正确的连接导线。
（5）改正电路完成实验并记录的实验数据如下页表所示。第二次换用不同规格的小灯泡，实验中A2的大小如图戊所示，请你帮小汉完成表格数据的填写。
实验 序号 A1的示数/A A2的示数/A A3的示数/A
1 0.14 0.20 0.34
2 0.24 0.54
（6）小江测量中，若L1发生断路，则通过L2的电流将　 　（填“增大”“减小”或“不变”）。
02 探究串联电路电压的特点
4．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）。
03 探究影响导体电阻大小的因素
5．实验小组同学在做“探究影响导体电阻大小的因素”实验时，做出如下猜想：
猜想一：电阻可能与导体的横截面积有关；
猜想二：电阻可能与导体的长度有关；
猜想三：电阻可能与导体的材料有关。
他们从实验室找来了4根电阻丝，其规格、材料如表所示，同时还准备了电源、小灯泡、开关、带导线夹的导线等实验器材。
编号 材料 横截面积S/（mm2） 长度L/（m）
A 锰铜丝 1.0 0.25
B 镍铬丝 1.0 0.50
C 镍铬丝 2.0 0.25
D 镍铬丝 1.0 0.25
（1）小组同学设计了如图所示电路。在M、N之间分别接入不同的导体，实验时可以通过比较
　 　来比较导体电阻的大小；
（2）为了验证猜想一，所选图中线路板上的两根导体丝应具备的条件是　 　，据此可以选择　 　（填编号）两根导体进行实验；
（3）小组同学在分别将导体B、D接入电路中时发现，将D导体接入电路时小灯泡更亮，由此可以得出的结论是　 　；
（4）如果实验过程中发现D导体丝已经断路损毁，能不能只用导体丝B来验证猜想二？先回答能或者不能，再简单叙述实验操作过程。　 　，　 　。
【拓展】在实验过程中小组同学发现，接入某一导体丝后，开始灯泡比较亮，过一会灯泡会变得暗一些，可能的原因是 　 　 。
6．某项目化学习小组从课堂中了解到盐溶液也能导电。小组成员拿了一根弹性很好的乳胶管，里面灌满一定浓度的盐水，两端用金属圆片电极密封，形成一段封闭的盐水柱，长度20厘米。在老师的指导下，选用了下列器材，对盐水柱的电阻进行探究（过程中盐水柱温度变化和化学变化不计）：[器材选择]学生电源12伏，电流表（0～5毫安），电压表（0～3伏，0～15伏），滑动变阻器（0～10千欧）。[电路连接]小组设计了电路图，根据电路图连接实物。
（1）根据实验要求，用笔画线作为导线完成实物图的连接。
[实验数据]正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，测得多组数据如下表：
实验记录表
实验次数 1 2 3
电压表示数（伏） 3.6 7.2 10.2
电流表示数（毫安） 1.25 2.40 3.48
盐水柱电阻（千欧） ？ 3 2.93
（2）分析表中三组数据，该盐水柱的电阻为 　 　 千欧。（结果保留两位小数）
（3）有小组成员提出，金属丝的电阻与金属丝的长度、横截面积、材料有关，盐水柱的电阻是否也与这些因素有关呢？
[实验方案设计]
①探究盐水柱的电阻与长度的关系。小组成员利用乳胶管弹性好的特性，通过拉长来改变盐水
柱长度，进行探究。你觉得此设计是否合理　 　，请说明理由　 　。
②探究盐水柱的电阻与横截面积的关系......
③探究盐水柱的电阻与盐水浓度的关系……
7．在探究影响盐水电阻的大小因素时，小明把盐水盛放在塑料管中，并在其两端安装接线柱，构成一个盐水电阻并安装在电路中，如图所示。经过讨论，小明和同学们提出如下猜想：
猜想1：与盐水的浓度有关；
猜想2：与盐水的温度有关；
猜想3：与盐水的体积有关；
猜想4：与盐水的横截面积有关。
（1）小明首先在空塑料管中加入适量常温的纯净水，闭合开关后发现灯泡不亮。然后他将注水口盖子打开，加入一勺食盐，在等待食盐完全溶解的过程中，他观察到灯泡逐渐变亮。
①纯净水是　 　（选填“导体”或“绝缘体”），盐水电阻的大小是根据　 　进行判断。
②上述实验说明猜想1是　 　（选填“正确”或“错误”）的。
（2）为探究猜想2，小明接着将盛有盐水的塑料管放入100℃的热水中加温，发现盐水升温过程中，灯泡的亮度变化不明显、小华、小丽分别对实验装置做以下改进：小华把灯泡更换为电流表，小丽在原电路中串联接入电流表，改进方法更好的是　 　（选填“小华”或“小丽”），理由是　 　。
（3）待温度稳定后，小明打开盖子用注射器缓慢地从塑料管中抽取部分盐水，观察到灯泡的亮度逐渐变暗。由此　 　（选填“能”或“不能”）验证猜想3是正确的，你判断的理由是　 　。
8．如图甲是研究“影响导体电阻大小的因素”的实验装置。实验用四根电阻丝作被测导体，将电阻丝两端接入电路后，通过调节滑动变阻器，保持电阻丝两端电压相同，进行测量并记录数据如表：
实验组 电阻丝 材料 长度（厘米） 直径（毫米） 电流（安）
1 a 康铜丝 57.20 0.50 待填
2 b 镍铬丝 57.20 0.50 0.14
3 c 镍铬丝 57.20 0.70 0.26
4 d 镍铬丝 28.60 0.70 0.54
请回答：
（1）将电阻丝a的两端接入电路，闭合开关后，电流表指针位置如图乙所示，其示数为　 　安。
（2）为研究导体电阻大小与横截面积的关系，可选择实验组　 　进行对比。
（3）实验中通过观察电流表的示数大小来比较电阻的大小，此过程用到的研究方法是　 　。
（4）实验得出，导体电阻大小与导体的材料、长度和横截面积有关。此外，导体电阻还与温度有关。
①科学研究发现某种金属电阻和温度的关系如图丙所示。描述该金属电阻在降温过程中的现象：　 　。
②探索新材料是高科技研究领域中永恒的主题之一。若常温下某种新材料的电阻为零，该新材料可用于制造　 　（写出一种），以减少能量损耗。
04探究电流与电压的关系
9．在探究电流与电压和电阻的关系实验中，电路图如图所示。电源电压4.5V，保持不变，三个定值电阻分别为5Ω、10Ω、20Ω，（忽略温度对电阻的影响）
试验次数 1 2 3
电压U/V 1.0 2.0 3.0
电流I/A 0.2 0.4 0.6
（1）在开关闭合前，滑动变阻器的滑片应该放在　 　 端（选填“A”或“B”）；
（2）将5Ω的电阻连入电路，调节滑片位置进行三次实验，数据如上表所示，分析数据可得出结论：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成　 　 ；
（3）做完第三次实验后，保持滑片位置不变，断开开关，将5Ω的电阻换成10Ω的电阻，再闭合开关，此时电压表的示数　 　 3V（填“大于”“小于”或“等于”）；调节滑片的位置，使电压表的示数仍为3V，读出电流表的示数，此时滑动变阻器接入电路的阻值为R1；
（4）再断开开关，将10Ω的电阻换成20Ω的电阻，闭合开关，调节滑片位置，使电压表的示数仍为3V，读出电流表的示数，此时滑动变阻器接入电路的阻值为R2，则R1　 　 R2（填“大于”“小于”或“等于”）。
10．某同学为探究电流和电压的关系，设计了如图甲所示的电路。电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，定值电阻的规格为10Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，电源电压恒为4.5V。
（1）请根据图甲的电路图用笔画线将图乙所示实物图连接完整。
（2）如图乙所示，连接电路后，闭合开关前，滑动变阻器滑片P应移动到最 　 　 （填“左”或“右”）端。
（3）在保证电路安全的前提下，移动滑动变阻器的滑片P改变电阻R两端的电压，则滑动变阻器允许接入电路的最小阻值是 　 　 Ω。
11．在“探究电流与电压的关系”的实验中，小江设计并连接了如图甲所示的电路，其中电源为三节新的干电池（每节电池电压为1.5V，且保持不变）。
（1）连接电路后，可以先用开关进行试触，若试触时，发现电压表的指针有明显偏转，而电流表的指针没有偏转。则出现这种现象的原因可能是定值电阻 　 　 （填“断路”或“短路”）。
（2）检查好电路后，移动滑动变阻器的滑片，进行6次实验，并将测得的实验数据记录在表格中。
实验次数 1 2 3 4 5 6
电压U/V 1.0 1.6 2.2 2.8 2.9 3.0
电流I/A 0.10 0.16 0.22 0.28 0.29 0.30
分析表中数据可知：在电阻一定的情况下，　 　 。
（3）同桌小滨分别用两个阻值未知的电阻R1和R2进行实验，得到两个电阻的I﹣U图像，如图乙所示。由图乙可判断出两电阻的阻值R1　 　（填“＞”“＜”或“＝”）R2。
12．小科同学在做“探究电流与电压的关系”的实验时，准备了以下器材：干电池（1.5V）两节，电流表（0～0.6A、0～3A）、电压表（0～3V、0～15V）、滑动变阻器（40Ω 2A）、定值电阻（5Ω）、开关各一个，导线若干。根据如图甲所示的电路图进行实验。
（1）闭合开关前，滑动变阻器滑片P应处于 　 　 （填“A”或“B”）端，目的是 　 　 。
（2）实验过程中，要使电压表示数逐渐变大，滑动变阻器的滑片P应向 　 　 （填“左”或“右”）移动。
（3）通过调节滑动变阻器滑片P，测出通过定值电阻R的电流和其两端的电压值如表所示，老师看后说其中一次实验数据是错误的，出错的是第　 　次，原因是 　 　 。
实验次数 1 2 3 4 5 6
电压U/V 0.4 0.5 1.0 2.0 2.5 3.0
电流I/A 0.08 0.1 0.5 0.4 0.5 0.6
（4）根据表中的实验数据可得到的结论：　 　 。
13．在探究电流与电压关系的实验中，同学们设计了如下三种电路：
实验次数 电压U（V） 电流I（A） 电压/电流
1 1 0.2
2 2 0.4
3 4 0.8
（1）甲同学认为图2电路比图1电路好，理由是：　 　；乙同学认为图3电路比图2电路更好，理由是图3电路便于多次实验。
（2）乙同学利用图3电路完成了本实验，测得数据如下：分析表格数据，可知完成本实验所选取的定值电阻的阻值是 　 　 Ω。
（3）丙同学利用图3器材也设计了一个电路来完成探究，却发现在调节滑动变阻器的过程中，电压表的示数增大，电流表的示数反而变小，可能的原因是　 　。
14．小明在探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”时，连接的部分实验电路如图甲所示。
（1）请画线代替导线，将图甲中的电路连接完整，要求滑片向A端移动时，电流表示数变大。
（2）电路连接完整后，闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P移到　 　（选填“A”或“B”）端。
（3）闭合开关，发现电流表、电压表均无示数，将电压表改接在滑动变阻器两端，发现电压表的示数为3V，由此判断电路的故障是 　 　 。（选填序号）
A.定值电阻R开路 B.滑动变阻器短 路C.定值电阻R短路 D.滑动变阻器开路
（4）排除故障后，多次改变滑动变阻器滑片P的位置，记录的实验数据如表一，测第5组数据时电流表示数如图乙所示，读数是 　 　 A。
（5）分析表一可得出结论：　 　 。
表一
实验序号 1 2 3 4 5
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电流I/A 0.1 0.20 0.30 0.40
表二
实验序号 1 2 3 4 5
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电流I/A 0.05 0.10 0.15 0.2 0.25
（6）表二是小丽同学得到的实验数据。小明和小丽对比两组的数据有了新发现，在相同电压下，通过定值电阻的电流是不同的。他们联想到之前学到的电学知识，猜想出影响电流大小的因素可能是　 　。小明组若要通过实验检验他们的猜想，除了现有的实验器材之外，还需增加　 　。
05 探究电流与电阻的关系
15．某同学利用如图所示电路，探究“电流与电阻的关系”。
（1）连接电路时开关先断开，滑片应置于 　 　 端（选填“a”或“b”）。
（2）现将5欧定值电阻接入电源电压为6伏的电路，闭合开关S，发现电压表无示数电流表有示数，则电路中的故障可能是　 　。
（3）排除故障后，某同学用5欧、10欧、20欧的电阻顺利完成了实验，其中电压表的示数始终为3伏，则其选择的滑动变阻器阻值至少为　 　欧。
16．“探究电流与电阻的关系”的实验中，准备的器材如下：电源（4.5V）、电流表、电压表、标有“30Ω 1A”字样的滑动变阻器R、定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω）、开关、导线若干。
实验序号 1 2 3
电阻/Ω 5 10 20
电流/A 0.4
（1）开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于 　 　 端（选填“左”或“右）”。
（2）实验时，将5Ω的定值电阻接入A、B两点间，调节滑动变阻器的滑片P，读出电流表示数，并记录在实验表格中。
（3）接下来用10Ω的电阻进行实验，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表示数为　　V时，读出电流表示数，用20Ω的电阻重复实验。实验结束后经分析得出结论：导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 　 　 。
（4）乐于探究的小刚同学又拿来1Ω和4Ω的两个电阻，想要再测出一组数据，阻值为　 　（选填“1Ω”或“4Ω”）的电阻不能进行此次实验。
（5）实验中如果不小心将电压表并联在了滑动变阻器两端，多次实验 　 　（选填“能”或“不能”）得到电流与电阻的关系。
17．“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中，实验器材有：学生电源（6V），电流表（0～0.6A，0～3A）、电压表（0～3V，0～15V）、定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω各一个）、开关、滑动变阻器（甲“50Ω 1A”，乙“10Ω 2A”）和导线若干。
（1）请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线，将图乙所示的实物连接成完整电路图（要求连线不得交叉）；
（2）连接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器的滑片P应放在　 　（填“A”或“B”）端；
（3）连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数，电流表始终无示数，造成这一现象的原因可能是 　 　 （填序号）；
A.定值电阻R短路 B.定值电阻R开路
C.滑动变阻器开路 D.电流表开路
（4）实验中依次接入三个定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，保持电压表示数不变，记下电流表的示数，利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。由图像可以得出结论：电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成 　 　 （选填“正比”或“反比”）；
（5）上述实验中，小强用R＝5Ω电阻做完实验后，保持滑动变阻器滑片的位置不变，接着把R换为10Ω的电阻接入电路，闭合开关，他应向 　 　 （选填“A”或“B”）端移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为 　 　 V时，读出电流表的示数；
（6）为完成整个实验，应该选取哪种规格的滑动变阻器 　 　 （选填“甲”或“乙”）。
18．在“探究通过导体的电流跟导体电阻的关系”实验中，老师提供的器材：电源（电压恒为4.5V）、电流表、电压表、定值电阻、滑动变阻器（15Ω 2A）和开关各1个，导线若干。
（1）请用笔画线表示导线，在图甲中将实物电路连接完整。（要求：滑动变阻器的滑片P向左移动时，电流表示数变大）
（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片P，发现电流表始终无示数，电压表有示数，其原因可能是 　 　 。
（3）实验时，先在EF间接入阻值为10Ω的定值电阻，移动滑片P，使电压表示数为3V，并记录相应的电流表示数；再改接阻值为15Ω的定值电阻，此时滑片P应向 　 　 （填“A”或“B”）端移动，这样移动滑片的目的是 　 　 。
（4）小科根据实验数据在图乙中描点连线，则阴影部分的面积表示 　 　 ，其大小为 　 　 。由图乙可得出结论：　 　 。
06 “伏安法”测电阻
19．小科用电压表和电流表测导体R0的电阻。在正确连接电路的基础上，通过调节滑动变阻器，先后完成了四次实验，测得的电压和电流值如表所示。回答问题：
（1）表中数据有一组是错误的，剔除后可得出导体的电阻R0＝　 　 Ω。
（2）实验中，通过调节滑动变阻器的阻值获得多组数据，这样操作的目的是 　 　 。
（3）根据表中数据，在实验过程中，滑动变阻器滑片P移动的方向是 　 　 （填“向左”或“向右”）。
实验次数 U/V I/A R/Ω
1 1.0 0.50 2.0
2 1.5 0.14 10.7
3 2.0 0.19 10.5
4 2.5 0.23 10.9
20．小方用伏安法测小灯泡的电阻：
（1）在图甲中，电压表应与灯泡 　 　 联连接。
（2）在闭合开关之前，图中滑动变阻器的滑片应放在 　 　 端（选填“左”或“右”）。
实验次数 电压（V） 电流（A）
1 1.0 0.22
2 2.0 0.30
3 3.0 0.34
（3）小方检查电路连接正确无误，闭合开关S，发现灯不发光，电流表有示数，电压表示数为0。若电路中只有一处故障，且电源、开关S、电流表、电压表均无故障。请你判断电路出现的故障可能是：　 　 。
（4）排除电路故障后，小方某次测量时电压表和电流表的示数如图乙，则电压表的示数为　 　V，电流表的示数为　 　A，灯泡的电阻RL＝　 　Ω。
（5）小明用相同的灯泡测得3组数据记录在表中：小明通过数据分析后，发现小灯泡的电阻是
　 　的。这是因为导体的电阻除了跟材料、长度、横截面积有关，还跟 　 　 有关。
21．为测量某待测电阻Rx的阻值，实验探究小组设计了如图甲所示的电路图，并进行了实验。
（1）在连接如图乙的电路时，开关S应处于　 　 状态，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片置于　 　 （选填“A”或“B”）端；
（2）在如图乙所示的电路中，闭合开关，移动滑片，发现电压表示数为零，电流表有示数，经分析电路连接不完整，具体原因是　 　，请在图乙中用笔画线代替导线将电路连接完整；
（3）正确连接电路后，某次测量时，电压表的示数为1.5V，电流表的示数为0.3A，则待测电阻Rx的阻值为　 　 Ω；实验时应多测几组数据，求电阻的平均值，目的是　 　 ；
（4）某实验小组实验时发现电压表已损坏，为测量Rx的阻值，他们经过讨论设计了如图丙的电路图。已知电源电压不变，定值电阻的阻值为R，闭合开关S1、断开S2时电流表读数为I1；同时闭合开关S1和S2时电流表读数为I2，则Rx＝　 　 （用R、I1、I2表示）。
22．小红同学要测量标有“2.5V”字样小灯泡的电阻，电源电压恒为6V。
实验次数 1 2 3 4
电压U/V 2.5 2.0 1.5 1.0
电流I/A 0.30 0.26 0.22 0.20
电阻R/Ω 7.7 6.8 5.0
（1）请用笔画线代替导线，将图甲的实物图连接完整，并在图乙的虚线框内画出与图甲相对应的电路图（要求滑动变阻器的滑片向右滑动时，小灯泡变亮，导线不允许交叉）。
（2）电路正确连接后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，出现这一故障的原因可能是　 　 。
（3）小红同学将测得的数据及计算结果填在表中，小灯泡正常发光时的电阻为　 　Ω（保留一位小数）。
（4）完成实验后，小红将小灯泡依次换成5Ω、10Ω、25Ω的定值电阻继续探究电流与电阻的关系。她将5Ω的电阻接入电路中，此时电压表示数为2.5V，接着保持滑动变阻器滑片的位置不变，把10Ω的电阻换接入电路，闭合开关，应向　 　 （填“A”或“B”）端移动滑片；要完成该实验的所有数据，滑动变阻器的最大阻值至少是　 　 Ω。
07 特殊法测电阻
23．如图是小科利用实验室常用仪器，设计测量未知电阻Rx阻值的四种电路，电源电压恒定且未知，R0是已知阻值的定值电阻，滑动变阻器R最大阻值未知，实验中只能闭合或断开开关及移动滑动变阻器滑片，其中能够测量出Rx阻值的电路（　　）
A．只有①② B．只有③④ C．只有②③④ D．①②③
24．小组同学计划用伏安法测量某定值电阻阻值时，发现电压表损坏，于是设计了如图所示的电路，测出了Rx的阻值。实验步骤如下：
①将滑片移到a端，闭合开关S，读出电流表的示数，记为I1。
②将滑片移到b端，闭合开关S，读出电流表的示数，记为I2。
③读出滑动变阻器的最大阻值为R，则Rx＝ 　 　（用I1、I2和R表示）。
25．小科用“等效替代法”测量一个未知电阻Rx的阻值，如图为实验电路图，R0为电阻箱，R为滑动变阻器。请你帮小科将实验步骤补充完整。
①将开关全部断开，按电路图连接电路；
②移动滑动变阻器滑片P至最大阻值位置，闭合S1，断开S2，移动滑片P至适当位置，读出电流表的示数I；
③闭合S2，断开S1，保持 　 　 不变，调整 　 　 ，直到电流表的示数仍为I；
④记录此时电阻箱示数R0，则待测电阻的阻值Rx＝R0。
26．小明要测量一只定值电阻Rx的阻值，实验桌上器材如下：满足实验要求的电源一个、开关一个、电压表V1和V2、阻值已知的定值电阻R0、待测电阻Rx和导线若干。他设计了如图所示的电路进行实验。
（1）闭合开关后，如果电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2，用U1、U2和R0表示Rx，则表达式为Rx＝　 　 。
（2）在实验过程中，小明发现有一块电压表无法正常使用。老师知道情况后只是又给了他一个开关，请你帮助小明设计一个用现有这些器材测出电阻Rx阻值的电路（已知电源两端的电压不超过电压表的量程，要求测量过程中不得重新拆装电路）．请将设计的电路图画在右侧虚线框内。
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