资源简介

模块3　电学三大实验对比复习
【考向分析】
考试 瞭望 年份 重要考点 分值 题型 热度
2016~2025 探究电流跟电阻、电压的关系 7 实验探究题
用电压表和电流表测量电阻
测量小灯泡的电功率
课标 要求 1.用电流表和电压表测量电阻。 2.探究电流与电压、电阻的关系。
规律 分析 近年来常考探究电流与电压和电阻的关系,考点主要为电路的连接、滑动变阻器的使用、电路故障分析、实验数据处理与分析、创新实验方案、拓展计算。
考向 预测 在2026年学业水平考试中,考查用电压表和电流表测量电阻,分值为7分。
回归教材 —— 河北中考核心考点梳理
教材链接 　人教:九年级第十七章、第十八章　教科:九上第五章、第六章　北师大:九年级第十二章、第十三章
【知识清单】
考点1 “探究电流与电压的关系”对比“探究电流与电阻的关系”
实验名称 探究电流与电压的关系 探究电流与电阻的关系
设计实验电路
连接电路 (1)开关:连接电路时,开关应处于 状态。 (2)滑动变阻器:“ ”接入电路(下接线柱的接法应与题中要求相符)。 (3)电表连接:电流从正极流入,负极流出;电流表与被测元件 联,电压表与被测元件 联 。
电流表测量 范围的选择 (1)根据题目中的实验数据判断; (2)根据题图中的电表测量范围判断。
电压表测量 范围的选择 根据电源电压U判断 根据控制不变的电压U0判断
滑动变阻 器的作用 (1)保护电路; (2) 。 (1)保护电路; (2)控制 。
实验操作 闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至阻值最大处(滑片离下端接线越远,阻值越大)。
闭合开关后,控制定值电阻的阻值不变,移动滑动变阻器,改变定值电阻两端的电压,观察并记录两表示数(为了方便分析数据,每次实验时,电压表示数成整数倍变化)。 闭合开关后,换用不同阻值的定值电阻,移动滑动变阻器的滑片,控制定值电阻两端的电压不变,观察并记录电流表示数。
滑动变阻器的阻值应按由大到小的顺序变化。 当小电阻换成大电阻时,滑动变阻器滑片应向阻值变大的方向移动。
移动滑片时,眼睛应观察电压表的示数,当电压表得到想要的示数时,才停止移动滑片。
多次测量的目的 得出普遍规律
设计记录实验 数据的表格 实验次数R/ΩU/VI/A123
实验次数U/VR/ΩI/A123
实验图像
实验结论 电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 。 电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
考点2 “测电阻实验”对比“测电功率实验”
实验名称 测定值电阻的阻值 测小灯泡的电阻 测小灯泡的功率
实验原理
实验电路
连接电路 (1)开关:应处于断开状态。 (2)滑动变阻器:①串联接入电路;②接线柱的连接应“ ”,补连电路时,应注意最大阻值处的要求。 (3)电表连接:电流从正极流入,负极流出;电流表与被测元件 联,电压表与实验对象(R或L) 联。
电流表测量 范围的选择 根据估测得到的实验对象(R或L)在实验过程中通过的电流判断(具体使用见电流表的使用,一般情况下,初中的实验中,电流表选择的是小测量范围)。
电压表测量 范围的选择 根据电源电压U判断(一般情况下不会让学生选择) 根据小灯泡的额定电压U额判断(该实验中,让学生连接电路时需要选择电压表测量范围的情况较多)
滑动变阻 器的作用 (1)保护电路; (2) 。 (1)保护电路; (2) 。
实验操作 闭合开前,滑动变阻器的滑片应移至阻值最大处(滑片离下端接线越远,阻值越大)
闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片来改变待测电阻R两端的电压和通过的电流,记下相应的电流表示数和电压表示数,并需要多次测量。 闭合开关后,移动滑片,分别使电压表的示数略小于、等于和略大于(不超过额定电压的1.2倍)小灯泡的额定电压,读出每次电压表及对应电流表的示数。
滑动变阻器滑片P移动的方向:要使电压表示数变大,滑片P应靠近下端接线移动,反之,滑片P应远离下端接线移动。 移动滑片时,眼睛应观察电压表的示数,当电压表得到想要的示数时,才停止移动滑片。
多次测量 的目的 多次测量,求平均值, 。 测量不同电压下灯丝电阻(注意:不能求电阻的平均值)。 测量小灯泡在不同电压下的实际功率。
设计记录 实验数据 的表格 实验 次数U/VI/AR/Ω平均 值123
实验 次数U/VI/AR/Ω123
实验 次数U/VI/AP/W亮度123
实验图像
实验结论 / 小灯泡的电阻随温度的升高而 。 小灯泡的亮暗由实际功率决定,实际功率越大,小灯泡越 。
电表引起 的实验误 差分析 电压表:电压表测量值为实验对象(R或L)的值,所以电压测量值不会总是偏大或偏小。电流表:因为电流表测量值为干路电流(电压表与实验对象并联),所以电流表测量值与测量对象通过的电流相比,总是偏 的。这样的误差会导致电阻的测量值偏 ,电功率的测量值偏 (初中阶段的实验中,测量对象的电阻均比较小,一般在10 Ω左右,电压表分流的影响可以忽略不计) 。
【核心突破】
探究“电流与电阻的关系”时,可供选择的实验器材有三节新的干电池(电压为4.5 V)、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20 Ω　2 A”字样)、定值电阻5个(5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、50 Ω)、开关一个、导线若干。小静等同学设计了如图甲所示的电路图。
☆制订计划与进行实验
(1)请用笔画线代替导线将图乙中的实物图连接完整,要求:滑片向右移动时电阻变大。
(2)闭合开关,电流表无示数,电压表有示数且接近电源电压,则故障原因是 。
☆分析论证
(3)排除故障后,将定值电阻由5 Ω更换为10 Ω时,应向 (选填“左”或“右”)适当调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变。
(4)图丙是根据实验数据画出的定值电阻的I-R图像,其中阴影部分面积表示的物理量是 ,其数值为 。
☆ 评估
(5)实验中,在接入50 Ω的定值电阻后,小静同学无论怎样移动滑片,都不能使电压表示数达到原来的数值,为了能完成这次实验,小静采取的措施可行的是 。(多选)
A.增大电源电压
B.更换一个最大阻值为30 Ω的滑动变阻器
C.再串联一个10 Ω的电阻
D.将电压表改接到滑动变阻器两端
(6)下列图像中能大致反映本实验中各物理量之间关系的是 。
A.　　　　B.
C.　　　　D.
小华做测量定值电阻Rx阻值的实验,现有器材:待测电阻Rx、两节干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。
☆制订计划与进行实验
(1)请按图甲所示的电路图,以笔画线代替导线,将图乙中的电路连接完整。
(2)连接电路时,开关断开,并将滑动变阻器滑片置于阻值 处。
☆分析论证
(3)正确连接电路,闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电流表都没有示数,而电压表示数接近3 V,则故障可能是 (选填字母)。
A.滑动变阻器断路
B.Rx断路
C.Rx短路
(4)排除故障后,当电压表示数为1.3 V时,电流表示数如图丙所示,则通过Rx的电流大小为 A,它的阻值是 Ω。
☆评估
(5)本实验要多次测量取平均值,目的是 。
(6)小华对实验进行进一步拓展,利用电源(电压未知但恒定不变)、阻值为R0的定值电阻、电流表、开关等器材,设计了如图丁所示的电路,也能测出Rx的阻值,请你完成下列实验步骤:
①按电路图正确连接电路,闭合开关S,断开开关S1,读出电流表示数I1;
② ,读出电流表示数I2;
③根据实验数据,计算出待测电阻Rx= (用R0、I1、I2表示)。
在测量小灯泡的电功率实验中,小明设计了如图甲所示的电路图,然后连接了如图乙所示的实物电路。已知电源电压恒为6 V,灯泡的额定电压为3.8 V,滑动变阻器标有“20 Ω　1 A”字样。
☆制订计划与进行实验
(1)小明连接好实物电路之后,闭合开关,灯泡不亮,经检查,发现有一根导线连接错误。请你在连接错误的导线上打“×”,并补画出正确的连线。
☆分析论证
(2)排除故障后,小明想测量小灯泡的额定功率。他闭合开关,发现电压表的示数只有1.5 V,此时他应向 (选填“左”或“右”)移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为3.8 V;当电压表示数为3.8 V时,电流表示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 W,此时滑动变阻器连入电路中的阻值约为 Ω。
☆评估
(3)小明测量了小灯泡不同电压下的电功率之后 (选填“需要”或“不需要”)求电功率的平均值。小明又计算了小灯泡在不同电压下的电阻,发现不同电压下灯泡的阻值不同,原因是 。
(4)完成上述实验后,小明又想测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率,但发现电流表已经损坏,于是他又找来了两个开关和一个阻值为R0的定值电阻,设计了如图丁所示的电路。已知电源电压恒为U(U>U额),请你完成下面的实验步骤。
①闭合开关S、S1,断开开关S2,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 ;
②闭合开关S、S2,断开开关S1,保持滑动变阻器的滑片不动,读出电压表示数为U1;
③小灯泡额定功率的表达式为P额= (用测量量和已知量的符号表示)。
真题精粹 —— 河北10年真题及热点预测
命题点1 探究电流与电压、电阻的关系(10年4考)
1.(2025·河北)在“探究电流与电压的关系”的实验中,小明设计了图1所示的实验电路。电源电压为6 V不变,R为定值电阻,AD间粗细均匀的电阻丝和夹子(M和N)一起组成变阻器,A、B、C、D、E、F为电阻丝上的六个点,E、F两点未标出。
(1)根据实验要求,请用笔画线代替导线将图1中的实物电路补充完整。
(2)闭合开关前,将变阻器的全部电阻接入电路是为了 。
(3)闭合开关,电流表无示数,电压表示数为6 V,电路的故障(仅有一处)是 。
(4)排除故障后,闭合开关,保持夹子N位置不动,夹子M依次接在变阻器的A、B、E、C、F、D六个点,每次电表均选用合适的测量范围,进行实验,收集数据并记录在表格中。
接线位置 A B E C F D
电压U/V 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0 6.0
电流I/A 0.3 ① 0.5 0.6 0.8 1.2
表格中①处的数据如图2所示,为 A。
(5)分析数据,可以得出实验结论:在电阻一定的情况下, 。
(6)在电阻丝C点放一小蜡块,闭合开关,发现小蜡块逐渐熔化,为使小蜡块熔化得更快,一定可行的方法是: (写出一条即可)。
【拓展】在上面的实验电路中,电流表接0~0.6 A测量范围,把另一电压表V1接在A点和图中电压表标有“15”的接线柱两点上。夹子M接在A点不动,夹子N可在电阻丝上连续改变位置,在保证电路安全的情况下,夹子N在任意位置时,用电阻R0替换R,使电压表V1和图中的电压表示数之比总是2∶3。则满足上述条件的R0的取值范围是 Ω。
2.(2023·河北)在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中,小明把电源、定值电阻、滑动变阻器、电压表、电流表和开关连成电路进行实验。
(1)图1是小明连接的部分电路,请你用笔画线代替导线将电路补充完整。
(2)连接好电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,电压表和电流表的指针都不偏转。图中a为电源的正极,b、c分别为滑动变阻器上电阻丝右侧的接线柱和金属杆右端的接线柱,用一条导线的两端分别连接a和b、a和c进行检测,结果如表一所示。发生故障的元件是 。
表一:
导线连接点 a和b a和c
电压表指针是否偏转 否 是
电流表指针是否偏转 否 是
(3)排除故障后进行实验。某次实验时,电压表的示数如图2所示,示数为 V。移动滑动变阻器的滑片,记录多组数据填入表二。
表二:
数据序号 1 2 3 4 5 6
电压U/V 1.0 1.2 1.4 1.8 2.0 2.4
电流I/A 0.10 0.12 0.14 0.28 0.20 0.24
(4)小明根据表二中的数据画出图像,如图3所示。从图像可以看出,第 (选填数据序号)组数据明显是错误的,分析时需要把它剔除掉。
根据以上数据,小明得出结论:电阻两端的电压与通过电阻的电流之比为定值。
(5)小红按图4连接电路,测量并记录几组电压和电流值,如表三所示,其中R1=10 Ω、R2=5 Ω,U1、U2、I分别表示电压表V1、V2和电流表A的示数。
表三:
数据序号 1 2 3 4 5
电压U1/V 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
电压U2/V 1.5 3.0 4.5 6.0 7.5
电流I/A 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50
小红在与小明的交流中,发现用图像法处理数据可以更直观地看出两个量之间的变化关系,于是她也利用表三中的数据在坐标系中画出了三条直线①②③,如图5所示,其中 是由表三中的I和U2的数据画出的。小明认为小红的实验相当于探究了三个定值电阻的电流与电压的关系,证据更充分。交流评估后得出结论: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。
【拓展】某小灯泡L的额定电流是I0,但额定电压的标识模糊不清,为测定L正常发光时的电阻,小明设计了下列的电路,其中定值电阻R0和滑动变阻器的最大阻值R已知,但电源电压未知。为保证电路安全,滑动变阻器均不能调到最小阻值。实验时各电路中的小灯泡L都能调至正常发光。以下电路图中,能够达到目的的有图 。
3.(2024·河北)在“探究串联电路电压的特点”实验中,小明设计了图1所示的电路。其中R0为定值电阻,R为滑动变阻器,L为小灯泡。
图1
图2
图3
图4
(1)根据图1所示的电路图用笔画线代替导线,将图2所示的实物图补充完整。
(2)连接好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至某一位置,记录电流表的示数;选择合适的测量范围,用电压表分别测出ab、bc、cd、ac、bd、ad间的电压。将这些数据记入表格中。改变滑动变阻器滑片的位置,在保证电路安全的情况下再做几次实验。读取数据①时,电压表的示数如图3所示,示数为 。
表一:
实验序号 1 2 3 …
电流/A 0.20 0.24 0.30
Uab/V 1.0 ① 2.5
Ubc/V 2.5 1.5 0.5
Ucd/V 1.0 1.2 ③
Uac/V 3.5 ② 3.0
Ubd/V 3.5 2.7 2.0
Uad/V 4.5 4.5 4.5
(3)根据数据可知R0的阻值为 Ω。
(4)根据第1组的实验数据可初步得出结论:串联电路中,总电压等于这部分电路中的各用电器两端电压之和。再做几次实验的目的是 。
(5)读取数据 (选填“②”或“③”)时,电压表指针没有对准刻度线。
(6)根据表中的实验数据,写出一条你还能发现的规律: 。
【拓展】灯泡L1和L2的额定功率相等,额定电流分别为0.2 A和0.3 A,小明利用图1中的灯泡L,对L1和L2的发光情况进行研究。将L、L1、L2与某一可调压电源连接成图4所示的电路,只闭合S1,调节电源电压至某一值时,通过电压表判断出L1正常发光;断开S1,闭合S2,发现不用改变电源电压,L2也恰好正常发光。则L1正常发光时的电阻为 Ω。
命题2 测量小灯泡的电功率(10年4考)
4.(2020·河北)学习了电功率后,小明利用如图1所示的电路图来探究小灯泡功率跟电阻的关系。L1规格为“2.5 V　0.25 A”,L2额定电压是4.5 V,L3额定电压是6 V,电源电压可调。图3是小灯泡L2和L3的I-U图像。
图1　　　　　　　　　　图2
图3　　　　　　　　　　图4
(1)请根据图1所示电路图用笔画线代替导线将图2所示实物图补充完整。
(2)电路连接完成后,小明只闭合开关S1,发现电流表有示数,但小灯泡不发光,原因是 。
(3)实验中的相关数据如表所示。
实验 次数 开关 状态 电源 电压 电流表 示数 小灯泡 电阻 小灯泡 功率
1 只闭 合S1 U 0.25 A R1=10 Ω P1=0.625 W
R2=2 Ω P2=0.125 W
R3 P3=0.25 W
2 只闭合 S1、S2 2.5 V 0.50 A R3=5 Ω P3=1.25 W
3 只闭合 S1、S3 0.25 A R1=10 Ω P1=0.625 W
4 S1、S2、S3 均闭合 1.30 A R2=4.55 Ω P2=1.375 W
第1次实验中电源电压U= V,L3的阻值 R3= Ω。
(4)分析表中数据可得出,规格不同的小灯泡消耗的实际功率跟电阻的关系是:
① ;
② 。
【拓展】完成实验后,老师告诉小明用一个稳压电源和一个滑动变阻器可以制作成一个可调电压电源。将自制的可调电压电源(稳压电源电压恒为6 V)、电流表、小灯泡L3和开关串联,如图4所示。将滑片置于阻值最大处,闭合开关,向左移动滑片,当滑片从A点滑到最左端B点时(A、B两点图中未标出),电流表示数变化了 0.1 A,则RAB= Ω。
参考答案
【知识清单】
考点1:
断开　一上一下　串　并　改变电阻R两端的电压　电阻R两端的电压不变　正比　反比
考点2:
R=　P=UI　一上一下　串　并　改变定值电阻两端的电压和通过R的电流　改变小灯泡两端的电压　减小误差　增大　亮　大　小　大
【核心突破】
例题1(1)如图所示:
(2)定值电阻断路
(3)右　(4)电阻两端的电压　3 V　(5)BC　(6)C
例题2　(1)如图所示:
(2)最大　(3)B　(4)0.26　5　(5)减小误差　(6)②再闭合开关S1　③
例题3　(1)如图所示:
(2)左　1.672　5　(3)不需要　灯丝电阻受温度的影响　(4)①U-U额　③U额×
【真题精粹】
1.(1)如图所示:
(2)保护电路　(3)定值电阻R断路　(4)0.4　(5)电流与电压成正比　(6)增大电源电压
【拓展】　6~22.5
2.(1)如图所示:
(2)滑动变阻器　(3)1.2　(4)4　(5)③
【拓展】　ACD
3.(1)如图所示:
(2)1.8 V　(3)5　(4)寻找普遍规律　(5)②　(6)电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比
【拓展】　22.5
4.(1)如图所示:
(2)电源电压太低,小灯泡的实际功率太小　(3)4　4
(4)①当电流相同时,电功率与电阻成正比　②当电压相同时,电功率与电阻成反比
【拓展】　7

展开更多......

收起↑