2023学年浙江中考生物复习资料专题09电学实验探究（解析版）.docx

专题09电学实验探究【解题技巧】初中物理电学学常见实验、规律探究类电流与电压、电阻的关系（欧姆定律）,串、并联电路的规律例如:电流电压,电阻关系探究I与R的关系时,改变电阻调节变阻器,保持电压表不变,建立数据分析表格分析电压表达不到对应电压原因:滑动变阻器阻止太大或太小二、研究物理量影响因素类导体电阻大小的影响因素、电热的影响因素（焦耳定律）三、测量物理量类伏安法测电阻阻值、伏安法测小灯泡电功率例如:伏安法测电阻调整滑动变阻器记录电流与电压，取电阻平均值（除去错误值，考虑错误原因）测量未知阻值时，涉及实验方案,Rx=Ux/Ix，根据电路观察能否用已知物理量得出Ux与Ix， 如缺少电流表测电阻的问题,要用到数学的推理思维，常以电流处处相等为突破口，利用已 知阻值的Ro和开关的控制，推导出通过Rx中的电流例如：测小灯泡额定功率考虑灯泡阻值随温度改变，需要在额定电压时测定电流，不能用平均值求功率若额定电压超过电压表量程,测量串联电路的另电压测额定功率的故障分析,超过/未到额定功率的原因确实电流表测量时，利用已知阻止推导灯泡电流，带入计算 四、电路设计（电路图设计，实验方案设计）、误差分析类【例题精析】一.探究串并联电路中的电流特点实验1 .实验名称：探究并联电路中电流的关系，电路图如图所示。（1）实验步骤如下:把两个小灯泡Li和L2并联起来接到电源上，使灯泡发光，在连接时开关应该 断 开。小薇先将电流表接在图所示A处，闭合开关后，观察到灯L2发光,但灯Li不发光， 电流表的示数为零,电路可能存在的故障是 灯Li断路或电流零断路。排除故障后,用电流表分别测出A、B、C三处电流，读出这三次测量中每次电流表示数,并记入表格中。在不改变电源及电路连接的基础上,还应当 换用不同的灯泡,重做上述实验。这 步多次测量的目的是得出普遍性的结论。下表是某同学设计该实验的记录表格,该表格中存在什么缺陷? 电流无单位测量次序A处的电流1aB处的电流!bC处的电流Ic120.100.200.120.240.220.4430.250.300.55分析数据得出结论，并联电路干路中的电流等于各支路电流之和°【解答】解:在连接电路时,开关应处于断开状态。闭合开关后,观察到灯L2发光，说明干路和L2支路是通路，因灯Li不发光，电流表 的示数为零，说明所在支路存在断路，则电路故障是灯断路或电流表断路。在不改变电源及电路连接的基础上，为避免偶然性，得出普遍性的结论，应采用不同 规格的灯泡进行多次实验;表格存在的缺陷:电流无单位;C处的电流Ic即干路电流,A、B处的电流Ia、1B即两个支路电流, 分析表中数据可知,并联电路干路中的电流等于各支路电流之和。故答案为：断开:灯断路或电流表断路：换用不同规格的灯泡:得出普遍性的 结论:电流无单位;各支路电流之和。二.探究串、并联电路中的电压规律实验2 .如图甲所示，小明在探究“串联电路的电压特点时，将两盏标有“2.5V, 0.3A"的小灯泡串联起来,接到可调直流电源两端。甲乙丙（1）请用笔画线代替导线,按如图甲所示的电路图连接实物。要求:电压表测量L的电 压,且导线不能交叉。（2）小明在闭合开关后,发现电压表的指针偏转如图丙所示,这是因为 选择15V 的量程;上述问题纠正后，小明正确操作测出了 Li的电压。在测L2两端的电压时，为 了节省实验时间,小明采用了以下方法:电压表所接的B接点不动,只断开A接点，并 改接到C接点上，小明用上面的方法能否测出L2两端的电压?为什么?答: 不能,改 接后电压表正负接线柱接反。（3）调节直流电源两端的电压，使两灯泡都正常发光（即灯泡两端的电压均为2.5V）。 突然,原来正常发光的两盏灯同时熄灭。发生这种故障的原因是什么呢?指导老师经过分析检查,给出下列两种原因供小明选 择,你认为可能的是 A A, 盏灯断路,另盏灯完好B. 盏灯短路，另盏灯完好为了检测故障,指导老师又提供了下列四种器材:A.规格仍为“2.5V, 0.3A"的灯泡B.符合要求的电压表C,符合要求的电流表D. 根导线从它们中间每次选择种器材来检测故障,你认为不适用的有 CD （填器材前的字 母代号），理由是用它们检测电路故障容易烧坏另一个灯泡。【解答】解:（1）从正极开始连接，经过开关、L2、回到负极,电压表并联在L!两端。 如图：（2）电压表指针偏转太小，说明选择广大量程,即选择V的量程，应改接小量程; 当电压表B点不动,只断开A点,并改接到C点上时,虽然电压表此时与L2并联,但 电压表的正负接线柱却是反的,闭合开关后,指针会反向偏转,所以不能测出L2两端的 电压;（3）把两盏灯串联起来接入电路中,若其中一盏灯断路后,另个灯泡也不发光:若 其中一盏灯泡短路后，另盏灯泡仍然发光,并且更亮,故原来正常发光的两盏灯同时 熄灭的原因是其中一盏灯断路,A正确;A、用“2.5V, 0.3A”的灯泡分别替换原来的两盏灯,若替换后另盏灯能发光，说明 被替换的灯泡断路；若替换后另盏灯不能发光,则说明另一盏灯泡断路了,故该方法 能检测电路故障；B、用符合要求的电压表分别并联在两盏灯的两端,若电压表有示数,说明与电压表并联 的灯泡断路；若电压表无示数,说明另盏灯泡断路了,故该方法能检测电路故障； CD、当检查电路故障时，不能断开电路,因此只能把检验器材并联在电路里;电流表和 导线的电阻很小,它并联在用电器两端时,会造成该用电器短路,电路中的电流过大而 烧坏另盏灯,即不适用的有CD。故答案为;（1）如图所示;（2）选择15V的量程；不能,改接后电压表正负接线柱接 反；（3）A；CD；用它们检测电路故障容易烧坏另一个灯泡。三.影响电阻大小的因素3.学习了电学知识后,小明对影响电阻大小的部分因素进行了进步的探究,器材有:开 关、电流表、电源（电压恒为1.5V）各个,三根完全相同的合金丝,导线若干。实验 电路如图1所示，将合金丝以不同方式分别接入电路A、B之间,闭合开关S后，记录 的数据如下表。根据实验数据,回答下列问题:图1图2连接方式根两根串联三根串联两根并联三根并联电流表读数/A0.30.21.21.8（1）本实验是通过比较 电流的大小 来比较导体电阻的大小;（2）图2是根合金丝接入电路时电流表的读数，是0.6 A；（3）其他条件相同时，导体长度越长，横截面积越小，导体的电阻越大；（4）此实验还可以得出导体中通过的电流与导体电阻的关系是:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;（5）用上述合金材料制成长度1m,横截面积Imn?的电阻丝的阻值为1。.实验中所用 合金丝的横截面积为0.5mm2,则一根合金丝的电阻为长度为1.25 m。【解答】解:（1）在电压相同时,电阻越大,电流越小。因此,可以通过电流的大小（电 流表的示数）来反映电阻的大小，这种研究问题的方法叫做转换法:（2）图2中电流表的量程为03A,分度值为0.1 A,示数为0.6A；（3）导体的电阻由导体的材料、长度、横截面积决定:其他条件相同时，导体越长、横截面积越小,电阻越大;（4）由实验数据可知，导体两端的电压不变，导体的电阻增大到原来的几倍，电流减小到原来的几分之一,故可得出结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反 比:（5） 根合金丝接入电路时电流表的读数为0.6A,电源电压恒为1.5V, 由欧姆定律可知,根合金丝的导体电阻为R= y = =2.5。;因为在材料相同时，导体的电阻跟长度成正比,跟横截面积成反比，代入上面关系式可得:所以,对于相同合金材料制成的电阻丝,其电阻值可记为R=*xlQmm2/m；2.511= 7 xlQmm2/m,0.5mm£解得 L= 1.25m。故答案为：（I）电流的大小;（2） 0.6； （3）长；小;（4）在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;（5） 2.5； 1.25。四.欧姆定律的应用4.电加热眼罩对缓解眼疲劳有一定效果。小明查阅一款市场上的电加热眼罩使用说明书,其相关参数如表。甲乙型号*额定充电电压4.8V充电电流500mA（1）据表,该电加热眼罩充电时的内部总电阻是9.6 0。(2)图甲是小明设计的可以手动调节加热的电热眼罩原理图。若要将该电路改装成R1 和R2的并联电路,则小明该如何操作?闭合Si、S2, S3接b 。(3)小明还想设计个开关外观如图乙所示的电热眼罩,可通过“手动金属旋转滑片” 连续微调加热,其电路设计要求:电阻忽略不计的金属旋转滑片OP能起到开关通断的 作用，不能出现短路;滑片0P顺时针旋转时电流表的示数增大(即升温)。下列符合 以上设计要求的电路是 C 0【解答】解:(1)根据欧姆定律此时电阻为R= = 體 =9.60；(2)要使两电阻并联应该闭合Si、S2,再將S3接b；(3) A、当滑片到达B点时电源短路,不合题意。故A错误:B、滑片顺时针转动时,电阻增大，根据1=名此时总电流减小,所以是降温,不合题意, 故B错误;C、滑片顺时针转动时，电阻减小，根据1=此时总电流增大，所以是升温，且不会短 路,故C正确;D,当滑片在关闭档时,此时电路中仍然有电流,不合题意，故D错误。故答案为:(1) 9.60； (2) Si, S2, S3接 b； (3) C»5.据史料记载，欧姆曾用如图电路来研究电流的影响因素。该电路的温差电源中,铜与他 的两个接触面分别放在冰水混合物和沸水中，AB两端存在电压，其电压大小由温度差决 定。欧姆将粗细均匀的铁丝两端插入水银中，接通电路。当电路中有电流通过时，小磁针会 发生偏转,转动金属丝上端手柄,扭转金属丝,使小磁针回到原位置，记录手柄转过角 度。他用粗细相同、长度不同的铁丝多次重复上述实验，部分数据如表。已知手柄转过角 度与电流大小成正比,粗细相同的铁丝电阻阻值与其长度成正比。123424610305281.5259224实验组别铁丝长度（英手柄转过角度手柄温差电源（度）（1）在实验中始终保持温差电源”的温度差不变的H的是保持温差电源电压不变。（2）小明查阅资料发现:除铁丝外,欧姆还考虑了电路中水银、铜丝等导体的电阻R',得出正确的电流与电阻关系,结合表中数据,判断R的阻值大约相当于本实验中多少长度铁丝的阻值? DA.5英寸B.10英寸C.15英寸D.20英寸（3）欧姆用粗细相同的金丝、铅丝代替铁丝重复上述实验,发现当手柄转过角度相同时,金丝的长度比铅丝长,据此推测，若金丝和铅丝的长度与粗细都相同,哪金属丝阻值更大?简要说明理由 铅丝的阻值更大;实验中长金丝和短铅丝的阻值相同，又因为横截面积相同的同种导体的长度越长,其阻值越大,则当金丝和铅丝的长度与粗细都相同,【解答】解:（1）保持“温差电源”的温度差不变的目的是保持温差电源电压不变,研究电阻怎样影响电流的大小;（2）我们可以将电路等效为电阻R和R串联后接入电源,当电源电压保持不变时，电路中电流与总电阻即R+R成反比;因为手柄转过角度与电流大小成正比，同种材料的电阻与长度成正比，故手柄转过角度与冋成反比,由此可得:=耐解得:I' =21.96I故答案选D；(3)用粗细相同的金丝、铅丝代替铁丝重复上述实验,发现当手柄转过角度相同时,金 丝的长度比铅丝长;由题意可知,手柄转过角度与电流大小成正比，而此时手柄转过角度相同，则电路中电 流相同,且电源电压不变、其他部分的电阻不变,由欧姆定律和电阻的串联可知,长金丝 和短铅丝的阻值相同:又因为横截面积相同的同种导体的长度越长,其阻值越大,则当 金丝和铅丝的长度与粗细都相同,金丝的阻值小,铅丝的阻值更大。故答案为:(1)保持温差电源电压不变:(2) D： (3)铅丝的阻值更大:实验中长金丝和短铅丝的 阻值相同,又因为横截面积相同的同种导体的长度越长,其阻值越大,则当金丝和铅丝 的长度与粗细都相同,铅丝的阻值更大。五.探究电流与电压、电阻的关系实验6.用图甲所示的电路探究通过导体的电流与电阻的关系。器材有：电压为3V的电源、开 关、滑动变阻器(20。2A)、电阻箱(9999。)、电压表、电流表各个,导线若干,器材均完好。(1)闭合开关前,应先将滑动变阻器的滑片P移到 B (选填" A”或"B”)端。(2)闭合开关后，电压表示数为零，经检查电路连接并无故障,原因是 电阻箱接入电路的电阻为零。(3)调节电阻箱的阻值为12。,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P至某一位置,电流表示数如图乙所示。改变电阻箱接入电路的电阻R,调节滑动变阻器,保持电压表示数不 变，读出电流表示数I,多次实验的结果如下表所示。实验序号12345电阻箱阻值R/Q1210864电流表示数I/A0.240.30.40.6图乙中电流表示数为0.2 A.图丙是以电流表示数I为纵坐标、电阻箱阻值的倒数为横坐标建立的平面直角坐标系,实验序号中B.R|'<R4+R5'值处的B端0.05端的电压为2.4V不变电冃国2.4V=0.6V则I图象如图所小（图像不含原点）由串联电路中总电压等于各分电压之和可得,滑动变阻器两端的电压U5次实验时,滑动变阻器接入阻值依次为请根据表格中的数据,在坐标系中描点,画出1图像为了保护电路,闭合开关前，应先将滑动变阻器的滑片P移到最大阻5次实验时，滑动变阻器接入Ri、由图乙可知，电流表的量程为0O.6A,分度值为0.02A,示数为0.2A闭合开关后,电压表示数为零,经检查电路连接并无故障,说明电路不存在短路或探究通过导体的电流与电阻的关系时,应控制电压不变，由表格数据可知,电阻箱两断路现象,原因是电压表并联部分的电阻为零造成的,即电阻箱接入电路的电阻为零由 Ri'=3。和 5R3'=5X2O=10。可知,R/W5R3，故 A 错误由表格数据可知,通过电阻箱的电流为0.2A、0.24A> 0.3A, 0.4A> 0.6A,对应电阻箱由由'=3。和 R4'+R5'=1.5ft+in=2.5n 可知,Ri'>R4+R5'»故 B 错误阻值的倒数一依次为 0.083。 0.1。】、0.125ft 0.167ft L 0.25ftC,由 Ri' - Ra 3fl - 2.5ft=0.5ft 和 R31 - R4-2H - 1.5fl=0.5ft 可知,Rf - R2-R31-RJ,故C错误;丄Ri，3。7?3f 2/2_ Ri' R3',.,D. 由=2和=2可知,=,故D正确。故选:Do故答案为:（1）B； （2）电阻箱接入电路的电阻为零;（3） 00.2；如上图所示;D。六.伏安法测电阻的探究实验7.某些固体材料受到外力后除了产生形变,其电阻也会发生变化,这种由于外力的作用而 使材料电阻发生变化的现象称为压阻效应”。现用如图所示的电路研究某长薄板电阻Rx 的压阻效应,实验室中有下列符合要求的器材:A.电源（3V）B.电流表Ai和A2（量程均为00.6A,分度值均为0.02A,内阻1Q,表示为ri=r2=l。） C.开关SD.保护电阻R （阻值未知）E.定值电阻Ro （阻值已知）（1）为了测量电阻Rx的阻值,请在图甲中虚线框内补全电路图。（2）在电阻Rx上加一个竖直向下的力F,闭合开关S,记下电流表Ai的示数11、电流19 7%表A2的示数12,贝:Rx= （用字母表示）。（3）如表记录了在施加不同压F时所测得的Rx：F/N01234Rx/Q108642请根据表中数据在图乙中用描点法绘制出Rx与F的关系图像，写出Rx与F的关系式为Rx= 10C-2FC/N 0（4）为了保证实验中电路安全,保护电阻R的阻值应该选用C A.mB.2QC.4OD.5c（5）平时我们忽略了电流表自身也有一定阻值这个事实,其实电流表相当于一个能显示 流过自身电流的定值电阻,若考虑电流表A2自身电阻对实验的影响,上述操作所测得Rx 的值比真实值无影响（偏大/偏小/无影响）。4 R* Q【解答】解:(1)由于题目中没有电压表,为了比较准确测量电阻Rx,知道电流表A2的阻值,所以用电流表A2作为电压表使用,电流表A1在干路上,即可求 出电阻Rx的阻值。电路图的设计:(2)电流表A2的内阻用r2表示，并联电路各支路两端电压相等，并联电路干路电流等于各支路电流之和,由欧姆定律得:12rz= (11 - 12)Rx,r _ l2r2由图象可知,电阻与压是一次函数关系,设为Rx=Ro+kF,由图象可知：Ro=lOn.把Rx=8C, F= IN代入关系式解得:k= - 2H/N, 则关系式为:Rx=10fi - 2FD/N；（4）电路最小总电阻为:R最小=為=謠 =5。,则保护电阻阻值约为:R（）=R .小一r=5Q- 1。=4。,故选C。（5）测电阻阻值需要测岀电阻两端电压与通过电阻的电流,所给实验器材没有电压表, 可以用己知内阻的电流表A2与待测电阻并联,测出电阻两端电压,另个电流表Ai串 联在电路中测电路电流,所以考虑电流表A2自身电阻,对实验的没有影响。/n 7*0故答案为:（1）如上图所示:（2） :（3）见上图:10n-2FC/N； （4） C； （5）无影 ，2响。8.在测量未知电阻Rx （阻值约为180Q）的实验中，提供的实验器材有:电源（电压3V）、 滑动变阻器R （50。）、电阻箱Ro （9999。）、电流表（0.6A）、电压表（3V）、 开 关 及 导 线 若 干。甲乙丙（1）小虎同学设计了图甲所示的电路，他 不能（能/不能）较准确的测出Rx的阻值， 理由是电路中的电流小于电流表的分度值。（2）小明同学设计了图乙所示的电路进行测量。（图丙是小明根据图乙连接的实物图） 在图丙中画出正确的导线连接。正确连接电路后，小明先将开关S拨至“,调节变阻器的滑片至某一位置,此时电 压表的示数为Ui。再将开关S拨至“2”，当电阻箱的阻值调至Ro=175。时,电压表示数恰为Ui,则待 测电阻的阻值Rx- 175 Ho实验中,若将开关拨至“2”时，不小心将滑动变阻器的滑片向左移动了少许，其它操 作正确,则Rx的测量值 小于 （选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。【解答】解:（I）如甲图定值电阻Rx和滑动变阻器串联在电路中,如果滑动变阻器的阻 值为零时，Rx阻值约为180。,电源电压是3V,根据欧姆定律得，电路中的电流1=纟= 謁=0.017A,如果滑动变阻器阻值不为零，电路中电流会更小，电流表的量程是 0.6A,分度值是0.02A,电路中的电流小于电流表的分度值,故不能较准确测量定值电阻Rx的阻值。（2）电压表与滑动变阻器并联,电压表选择O3V量程,把滑动变阻器和开关的单刀 S相连,实物图连接如图。小明先将开关S拨至“,定值电阻Rx和滑动变阻器串联在电路中,电压表测量滑动 变阻器两端的电压,调节变阻器的滑片至某一位置,滑动变阻器两端的电压为U1。再将开关S拨至“2"，电阻箱Ro和滑动变阻器串联在电路中,电压表测量滑动变阻器 两端的电压,保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱的阻值,当电阻箱的阻值调 至Ro=175Q时，电压表示数恰为U1,此时电阻箱等效于定值电阻Rx,故则待测电阻的 阻值 Rx=175。若将开关拨至“2”时,不小心将滑动变阻器的滑片向左移动了少许,滑动变阻器接入 电路的阻值变小，根据串联电路中各电阻两端的电压之比等于各电阻的阻值之比,则滑 动变阻器两端的电压减小,要使电压表示数不变,就需要减小电阻箱的阻值，故则Rx的 测量值小于真实值。故答案为:（1）不能;电路中的电流小于电流表的分度值:（2）如上图:175；小 于。9.小明在伏安法"测小灯泡的电阻实验中，连接了如图甲所示的实物图。甲乙丙丁（1）闭合开关前,应向 A端（A/B）调整滑动变阻器的滑片,使电路中的电流在开 始测量时最小。（2）闭合开关S后,发现小灯泡不亮，但电流表和电压表均有示数,接下来首先应该操 作的是 C。A.检查电路是否断路B.检查电路是否短路C.移动滑动变阻器的滑片P,观察小灯泡是否发光（3）测量过程中,某一次的电流值如图乙所示,则电流值是 0.26 Ao实验中若灯丝 某时刻突然烧断，则电压表的示数 变大 （变大/变小/不变）。换相同规格的灯泡，重 新实验,并绘出I - U图象如图丙的A所示,是一条曲线，而不是一条直线,是因为 灯 丝的电阻随温度的升高而增大。（4）另外一组同学用相同的器材和电路图也做这实验时，由于接线错误，根据测量的数 据绘出的I-U图象如图丙的B所示。你认为错误的原因可能是 电压表并在滑动变阻 器的两端。（5）小明同时利用器材测出定值电阻与小灯泡的阻值并绘制出I - U图象，如图丁中a、 b所示，试分析图象中A、B、C三电阻Ra、Rb、Rc由大到小关系为 Rb>Rc>Ra 。【解答】解:（1）为了保护电路元件，闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应调至最大电 阻处，使电路中的电流在开始测量时最小，应向A端调整滑动变阻器的滑片;（2）发现小灯泡不亮,但电流表和电压表均有示数,出现此现象的原因可能是小灯泡两 端的电压和通过的电流过小,故接下来首先应该操作的是移动滑动变阻器的滑片P,观察 小灯泡是否发光;故选:C；（3）如图乙所示,电流表的量程为00.6A,分度值为0.02A,电流表示数为0.26A,灯 丝突然烧断，灯泡处断路，此时电压表测量的是电源电压，故电压表的示数变大;换相同 规格的灯泡，重新实验,并绘出I-U图象如图丙的A所示，是一条曲线，而不是一条直 线，是因为灯泡的电阻受温度的影响，随温度的升高而变大;（4）丙图中的B图像随着电流的增大电压减小，正好与A图像相反，因滑动变阻器和 灯泡串联在电路中,由串联电路电压和规律则有:U浄mU-Ul,当灯泡电压增大时，滑 动变阻器电压减小,故B图像符合滑动变阻器两端电压的变化规律，因此电压表接在了 滑动变阻器的两端。（5） a图象是正比例图线,所以B点电阻与a、b相交处电阻相等，由图线b可知，灯泡 电阻随电压的增大而增大，所以R之点>Rc>Ra,即:Rb>Rc>Ra.故答案为:（1） A； （2） C； （3） 0.26i变大:灯丝的电阻随温度的升高而增大:（4）电 压表并在滑动变阻器的两端:（5） Rb>Rc>Ra«七.电功率的测量实验10.小华做“测量小灯泡电功率”实验，有如下器材:电源（电压恒为6V）、小灯泡（额 定电压为2.5V）、电流表、电压表、开关各个、规格分别为RJ'IOQ, 1A”和R2“50fl, 5A” 的滑动变阻器各个、导线若干。+甲乙丙（1）请用笔画线代替导线将图甲所示的实物电路连接完整。（要求:滑动变阻器的滑片 向右移动时灯泡变暗）（2）电路正确连接闭合开关后,发现仅有只电表指针明显偏转,造成该现象的原因可 能是 C ；A.滑动变阻器断路B.滑动变阻器短路C.灯泡断路D.开关短路（3）闭合开关后,移动滑动变阻器滑片在不同位置,小灯泡U-I图象如图乙所示,影 响灯泡电阻变化的主要原因是灯泡电阻受温度影响很大,小灯泡的额定功率为 0.625 W,她应选用规格为 R2 的滑动变阻器（选填“Ri”或“R2”）；（4）滑动变阻器采用粗细均匀的电阻丝绕成线圈制成，其接入电阻与线圈长度成正比。 若电压表示数在0.5V1.5V之间变化时，滑动变阻器滑片移动的距离恰好为5cm。当小 灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的电阻丝的长度为 2.1 cm （结果保留一位小 数）：（5）实验结束后,为测量另额定电压为Um的小灯泡额定功率，同组的小明设计了丙 图的电路，已知他使用的电源电压恒为U,定值电阻的阻值为Ro,将以下实验步骤补充 完整:检查电路无误后,闭合开关S,将开关Si拨至“，调节滑动变阻器滑片直至电压表 示数为 U-Um .滑片不动,再将开关Si拨至“2”时,读出电压表示数为Uo。小灯泡的额定功率：P= Um等（请用题中字母写出表达式）。【解答】解：（1）由乙图可知电流表选择0.6A的量程接入电路,电流表与滑动变阻 器、灯泡串联,滑动变阻器选择上一下两个接线柱接入电路,要求滑动变阻器的滑片 向右移动时灯泡变暗,即滑动变阻器的滑片向右移动时接入电路的电阻变大,所以选择左下接线柱，如图:(2) A,若滑动变阻器断路则电路不通，电压表和电流表均无示数，故A不合题意;B、若滑动变阻器电路，电路为灯泡的简单电路，电压表和电流表均有较大示数,故B不 合题意;C、若灯泡断路，此时电压表串联接入电路，电压表测电源电压，电压表有较大示数，电 流表示数几乎为0,故C符合题意;D、若灯泡断路,电路为滑动变阻器的简单电路,滑动变阻器此时接入电路的为最大阻值, 由欧姆定律可知此时电流表示数较小，电压表与导线并联，所以电压表示数为0,故D不 合题意。故选:C«(3)影响灯泡电阻变化的主要原因是灯泡电阻受温度影响很大；由乙图可知,当灯泡两端的电压等于额定电压2.5V时，通过灯泡的电流为O.25A,灯泡 的额定功率:P=UlIl=2.5VX0.25A=0.625W；闭合开关，灯泡和滑动变阻器串联接入电路,串联电路总电压等于各分电压之和, 灯泡正常发光时灯泡两端的电压为2.5V,滑动变阻器两端的电压为:Uh=U - Ul=6V - 2.5V=3.5V,串联电路各处电流相等,滑动变阻器接入电路的阻值:RH=g = 7=14Q>10Q,故 选R2;(4)当灯泡两端的电压为0.5V时，滑动变阻器两端的电压:Uhi = U-Uli=6V-0.5V =5.5V,由乙图可知灯泡两端的电压为0.5V时。通过灯泡的电流为0.1A,串联电路各处电流相 等，由欧姆定律可得此时滑动变阻器接入电路的电阻: UH1 5.5 V小Rhi= -= m=55fi>当灯泡两端的电压为!.5V时,滑动变阻器两端的电压:Uh2=U - Ul2=6V - 1.5V=4.5V, 由乙图可知灯泡两端的电压为L5V时。通过灯泡的电流为0.25A,此时滑动变阻器接入电路的电阻:覇2=呼=協=22.50,则Rh = Rhi - Rh2=55C - 22.5 = 32.50,该过程中滑动变阻器滑片移动的距离恰好为5cm,则1cm的电阻丝的阻值为:32.5。=6.5n/cm,灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值为!411,则电阻丝接入电路的长度为:14«2.1cm；6.512/cm(5)要测量小灯泡的额定功率，需使小灯泡两端的电压等于其额定电压Um:闭合开关S,将开关Si拨至“1，小灯泡、Ro和滑动变阻器串联,电压表测Ro和滑动变阻器两端的总电压,调节滑动变阻器的滑片,当灯泡正常发光时,电压表的示数：U-Um；滑片不动,再将开关Si拨至“2”,电压表测Ro两端的电压Uo,此时电路中的电流即为小灯泡的额定电流：I爾=挽, Ko则小灯泡的额定功率：P箴= UmI漪=Um包。故答案为：(1)如上图:(2) C： (3)灯泡电阻受温度影响很大:0.625： R2; (4) 2.1；(5) U - Um; Um4 Ro11 .在“测小灯泡电功率实验”中，电源电压为3V,小灯泡额定电压为2.5V。(1)小明连接了如图甲所示的电路图,小芳认为该电路连接有错误,请你在接错的那根 导线上打“ X”，并另画一根导线,使电路连接正确。(2)正确连接电路后,闭合开关,发现灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,则故 障可能原因是灯泡短路。（3）故障排除后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为1.5V时,电流表示数如图乙所 示，则此时小灯泡的功率为0.48 W。若使小灯泡正常发光，应将滑片向左（选填 “左”或“右”）端移动。（4）完成上述实验后，小明又重新设计了如图丙所示电路,测量另个额定电压为U额 的小灯泡的额定功率,定值电阻阻值为Ro,请根据以下实验步骤写出小灯泡的额定功率 表达式。丙图U箱闭合开关S和Si,调节滑动变阻器，当电流表的示数为: 时，小灯泡正常工作:断开所有开关后，再闭合开关S和S2 ,读出此时电流表的示数为I;算出小灯泡的额定功率P版=U（Ir:）。（用I、U範和Ro表不）。【解答】解:（1）原电路中，电压表串联在电路中，变阻器与电流表串联后再与灯并联是 错误的，电路中的电流为0,故灯不发光,电压表应与灯并联，变阻器与电流表和灯串联, 如下所示:甲（2）电流表有示数,则电路是通路，而灯泡不亮，电压表无示数，说明灯泡短路;（3）由图乙知,电流表的量程是0.6A,最小分度值是0.02A,电流表示数是O.32A,则灯泡的额定功率卩题=1J絢1额=1.5VX0.32A=0.48W；若使小灯泡正常发光,应该使灯泡两端的电压增大到2.5v,则电路中的电流也要相应地 增大,此时滑动变阻器接入的电阻应减小,因此滑片应向左端移动:U麺（4）闭合开关S、Si,断开S2,调节滑动变阻器,使电流表示数为,此时小灯泡正常发光;闭合开关s、S2,断开S1,保持滑动变阻器滑片位置不变,读出此时电流表的示数为k因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,根据 并联电路电流的规律,灯的额定电流为:I懒=1 灯的额定功率的表达式:P额=U«|X （I，）。故答案为:（1）如上图所示:（2）灯泡短路:（3） 0.48i左:（4）”;S2:U前X（I一孝）。12 .小华同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。实验中电源电压保持不变，小灯泡 的额定电压是2.5V。（1）请在图甲中用笔画线代替导线,完成剩余部分的电路连接（要求:滑片向左移动时， 小灯泡变亮）：（2）正确连接电路后，用开关进行试触，发现电流表指针不偏转，而电压表指针明显偏 转，则故障原因可能是 C ；A.电流表断路B.滑动变阻器断路C.小灯泡断路D.小灯泡短路（3）排除故障后,按正确的步骤进行实验，小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所 示，则小灯泡的额定功率是 0.75 W,此时小灯泡的电阻是 8.33 0 （结果保留两 位小数）：（4）由于电压表损坏,小华又设计了如图丙所示的电路,测出了另小灯泡的额定功率。 已知该小灯泡的额定电流为Io,滑动变阻器的最大阻值均为Ro。请将以下实验步骤补充 完整:只闭合开关S、Si,移动滑动变阻器Ri的滑片,使电流表示数为Io :接着断开开关Si,闭合开关S2,调节滑动变阻器理 的滑片使电流表示数为Io； 再将Ri的滑片调至最上端,记下电流表的示数;将Ri的滑片调至最下端,记下电流表的示数!2；片2斑写出小灯泡额定功率的表达式:P=(用Ro、10、11、12表示)。【解答】(1)根据滑片向左移动时,小灯泡变亮,则应让滑动变阻器接入电路中的电阻变 小，故变阻器左下接线柱连入电路中与灯串联,如下图所示:(2)电流表指针不偏转,说明电路是断路，电压表指针明显偏转,说明电压表与电源连 通,则与电压表并联的电路出现断路，即小灯泡断路,故选C：(3)小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程,分度值为0.02A,读出电流为0.3A,贝小灯泡的额定功率为:P=UI=2.5VX0.3A=0.75W；此时小灯泡的电阻为:R= 2 = 為=8.33。;(4)只闭合开关S和Si,此时变阻器Ri与灯泡串联,移动滑动变阻器Ri的滑片,使 电流表示数为!o,此时灯泡正常发光；接着断开开关Si,闭合开关S2,此时两个滑动变阻器串联,保持滑动变阻器Ri滑片 位置不变，调节滑动变阻器R2的滑片,使电流表示数为Io；根据等效替代法,则此时R2的电阻等于灯泡正常发光时的电阻；再将Ri的滑片调至最上端,记下电流表的示数将Ri的滑片调至最下端,记下电 流表的示数12；根据滑片在最匕端和最下端电源电压相等,由串联电阻的规律和欧姆定律可得:1朮2 = 12(R0+R2),R2的电阻为:R2M72卜；该灯泡额定功率的表达式:/ 020P=I 额 2Rl = I 做 2R2=丁。八，2/2R。故答案为:（1）见上图;（2）C； （3）0.75； 8.33： （4）Io；滑动变阻器R2；,13.同学们在测量批额定电压为2.5V的小灯泡的电功率和几只未知电阻阻值。（1 ）小明按照电路图甲正确连接电路测量灯泡1的额定电功率。闭合开关后,发现灯泡不亮,电压表有示数而电流表无示数,经检查发现某导线断路 了,他更换了 b导线（选填"a、b、c、d、e"）后,电路恢复正常。排除故障后，再闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,当电压表示数为2.5V时,电流表 示数如图乙所示,则该小灯泡的额定功率为0.75 W。（2）小华也连接了图甲的电路测量灯泡Li的额定电功率，根据测得的实验数据画出小 灯泡电压在1.52.5V之间的I - U图象如图丙所示（AB近似看作直线）,由图象可知; 小灯泡电压为1.5V时的电阻 小于 （选填大于”、小于"或"等于”）小灯泡电压为 2.5V时的电阻,灯泡Li的额定功率是0.725 W.若小灯泡电压为1.5V, 2.0V, 2.5V 时小灯泡的功率分别为Pl、P2、P3,则小 < （PI+P3）。（选填“”、“=”或“ V”）（3）小刚打算测量某未知电阻Rx （约IkQ）的阻值，器材有:几节旧干电池组成的电池 组（电压约10V）,滑动变阻器R （100H 2A）.电流表（仅0.6A量程可用）,电压表（仅3V量程可用）,开关3只,导线若于,请你帮他设计方案（要求:1、画出电路图;2、写出测量步骤与电阻Rx的表达式;3、电路只允许连接次）电路图实验步骤:断开开关Si,闭合开关S2、S3,滑动变阻器滑片移到最大阻值处,读出电流表的示数I；断开开关S2,闭合开关Si、S3,读出电压表的示数U。待测电阻Rx表达式:Rx=(/X10黑一X1QQ。【解答】解:(1)闭合开关前,为保证电路安全将滑片P调到了最右端，即变阻器连入