2021年中考物理压轴题大揭秘专题专题09电学实验探究含解析.docx

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1、专题09 电学实验探究考点01：探究串、并电路中电流及电压的规律：1：此考点应注意的问题：能正确画出相应的电路图并根据电路图能正确连接实物图。正确连接电流表或电压表并选择合适的量程。在实验过程中，要更换规格不同的小灯泡，并重复多次实验记录多组实验数据，以排除偶然性，使实验结论更加准确可靠。在探究串联电路电压规律的实验中当需测量另一个相临的灯泡两端电压时，不能直接将电压表翻转，否则会造成电压表正、负接线柱接反，不能读数，还可能会损坏电压表。2：实验结论：（1） 串联电路中电流处处相等，串联电路的总电压等于各用电器两端电压之和。（2）并联电路各支路两端电压等于电源总电压，并联电路中干路电流等于各支

2、路电流之和。例1：（2020河北石家庄一模）在探究“串联电路电压规律”的实验中,实验器材：开关1个，电压表一个，干电池2节，小灯泡2个，导线若干，小明设计了如图甲所示的电路。【实验过程】将两个灯泡串联，用电压表测出L1两端电压；用电压表测出L2两端电压；用电压表测出电源两端电压；小明的实验数据如下表：L1两端电压L2两端电压电池两端电压0.9V1.2V2.1V请回答下列问题：（1）请将图甲电路连接完整，成为进行实验步骤时的电路。(2)根据表格中的数据,小明得出以下结论: 串联电路中总电压等于各用电器两端电压之和。串联电路中各用电器两端电压相等。 请你对他得出结论的原因进行评估；为了完善此处疏漏

3、，在不增加实验器材前提下，你认为应增加的实验操作是。(3)若考虑电压表的电阻,电压表和灯泡并联后会使待测灯泡两端电压 (选填“变大”“变小”或“不变”)。 （4）小明在测量电源两端电压时的电路如图乙所示，他发现开关在断开和闭合时电压表的示数并不相同，两者竟然有0.3V的差异，他将自己的疑问告诉老师，老师启发他这是由于电池内部也有很小的电阻造成的，可把电池内电阻看成一个串联在电路中的定值电阻进行分析，如图丙所示。由此我们可推断出：小明在断开开关时电压表的示数应为V。【拓展】小明完成实验后想要测量这两节干电池内电阻，他将乙图电路中的两只小灯泡取下，替换成一个5的定值电阻，闭合开关,电压表示数为2V

4、;据此小明计算出两节干电池的内电阻应为_；小明手边还有3和30的两个定值电阻，小明应选用阻值为的定值电阻再次测量，理由是 。【答案】（1）见解析（2）应更换不同的灯泡多次实验找普遍规律；减小一节干电池再测量一组实验数据（3）变小 ； （4）2.4V 【拓展】1，3，因为电源内阻较小，选择较小的电阻可使测量更准确。【解析】（1）将电压表按“正进负出”的方法与L2并联即可，连接的实物图如下。（2）只有一组实验数据，结论具有偶然性，不增加器械，可减小干电池的节数，从而改变电源电压再测量一组实验数据。（3）电压表与L并联后，二者总电阻变小，必使待测灯泡两端电压变小。（4）开关断开是电压表测量的是电源总

5、电压，而闭合时测量的是两个灯泡两端的总电压，由上面表格中两灯泡两端总电压为2.1V，两种情况相差0.3V，所以电源总电压即小明在断开开关时电压表的示数应为2.4V. 【拓展】当开关闭合时，5的定值电阻与电阻内阻串联，此时根据串联分压规律可得：2V/5=0.4V/R内可得：两节干电池的内阻为1，为了测量准确应选择电阻较小的定值电阻与电池串联进行实验。例2：（2020绥化）如图甲是小明“探究串联电路的电压规律”的实验电路图。（1）连接电路时，开关应_。实验时，灯L1和灯L2的规格应_。（填“相同”或“不相同”）（2）闭合开关后，小明发现两灯都不发光，于是分别把电压表接在图甲中AB两点、BC两点及A

6、C两点，测得数据分别是UAB=3V，UBC=0V，UAC=3V；小明检查发现只有灯L1和灯L2中的一盏出现故障，则故障可能是_。（3）处理好故障后，小明把电压表接在AB之间重新测量，电压表示数如图乙所示，电压表的分度值是_V；为了使实验结果更准确，接下来小明应该：断开开关_。（4）正确实验后，小明分析多组数据得出结论_。（请使用文字叙述）【答案】（1）断开；不相同（2）L1断路或L1开路或L1接触不良；（3）0.5；电压表改接03V量程或电压表改接小量程；（4）由实验数据可知，串联电路中，电源两端电压等于各用电器两端电压之和。【解析】(1)为了保护电路，连接电路时，开关应断开。为了使实验结论具

7、有普遍性，应选用不同规格的灯泡进行实验。（3）把电压表接在图甲中AB两点，UAB=3V，说明AB两点的外侧是通路，把电压表接在BC两点，UBC=0V，说明BC两点的外侧有断路，把电压表接在AC两点，UAC=3V，说明AC两点的外侧是通路，所以故障可能是L1断路。(3)电压表示数如图乙所示，电压表的量程是0-15V，电压表的分度值是0.5V。图乙中电压表的示数是2V，为了使实验结果更准确，需要选择03V量程。(4)由实验数据可知，串联电路中，电源两端电压等于各用电器两端电压之和。【名师点睛】（1）为了保证电路安全，拆装电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器应处在阻值最大端，结合滑动变阻器的接法求

8、解即可；为了使实验结论更具有普遍性，应该换不同规格的灯泡再进行试验；（2）分析电路结构，电路为串联电路，结合电流表、电压表示数的变化，分析电路存在的故障即可；（3）结合电压表选择的量程和分度值，根据指针读数即可；（4）串联电路中，总电压等于各个用电器两端电压之和。考点02：探究电流、电压及电阻的关系：（1）在探究电流与电阻的关系的实验中，在改变连入电路的电阻时必须不断的移动滑动变阻器以保证电阻两端的电压不变，从而通过观察记录电流表的示数得出结论.（2）如果所更换的电阻值较大而选用的变阻器阻值较小时通常可以开始时控制待测电阻两端的电压较大，否则实验中，可能无论如何移动滑片都不能使待测电阻两端的电

9、压保持不变。（3）在研究电流与导体两端电压的关系时，必须保持接入电路的电阻不变，通过调节变阻器的滑片来改变电阻两端的电压并记录相应的电流值从而得出在电阻一定时通过导体的电流与导体两端的电压成正比；【帮你归纳】1：此实验中也必须通过多次实验得结论而不能只通过一组数据得出结论，且此实验多次测量并不是为了求平均值而是为了通过多次实验得出的结论更具有普遍性。2：在此实验中如所选择的电阻太大，或控制电阻两端的电压太小均可能使电流表示数过小无法准确读数从而使实验失败。3：无论在得出电流与电压的规律和还是得出电流与电阻的规律时必须是在控制变量的前提下得出：即在电阻一定时，通过导体的电流与电压成正比；在导体两

10、端电压一定时，通过导体的电流与电阻成反比。例1：（2020贵州黔东南）某学习小组在“探究通电导体中的电流与电阻的关系”实验中，连接了如图甲所示的电路（电源电压保持4.5V不变）。(1)用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整；（要求：滑动变阻器的滑片P向左移动时，电路中电流变大；导线不得交叉）（ ）(2)连接好电路，闭合开关，发现电压表示数等于电源电压，电流表有示数，移动滑片，电表示数不变，则故障为滑动变阻_；(3)探究通电导体中的电流与电阻的关系实验要在电压一定时进行，图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像。由图像可知R两端的电压为_V；当R的电阻由5更换为10时，闭合开关

11、后，为使R两端的电压_ （选填“改变”或“不变”），滑动变阻器的滑片应向_（选填“左”或“右”）端滑动；若实验中R的阻值分别是5、10、15、20、25，为了保证完成实验，则滑动变阻器的阻值至少是_。【答案】（1）如图；（2）被短路；（3）3；（4）不变；（5）右；（6）12.5。【解析】(1)滑动变阻器的滑片P向左移动，电路中电流变大，即电阻变小，故变阻器左下接线柱连入电路中与电阻串联，如下所示(2)连接好电路，闭合开关，电流表有示数，即电路中有电流通过，则故障类型为短路，电压表示数等于电源电压，只能是滑动变阻被短路。(3)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象，由图象可

12、知R两端的电压为：U=IR=0.6A5=3V；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即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，所以滑片应右端移动，使电压表的示数仍为3V。电压表控制的电压为3V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压U滑=4.5V-3V=1.5V。变阻器分得的电压为电压表示数的0.5倍，根据分压原理，当接入25电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：R滑=0.525=12.5；故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少为12.5的滑动变阻器。【变式1-1】(2019河北石家庄一模)小明用如图甲所示的

13、电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”。实验中,他始终保持定值电阻两端的电压为6V不变。器材如下:电源(电压恒为9 V),电流表(00.6 A),电压表(015V),15 、20 、25 、30 和50 的定值电阻各一只,滑动变阻器(20 ,1 A)。 (1)请按乙图电路用笔画线代替导线,将甲图实物电路连接完整。 (2)小明将定值电阻接入a、b之间进行实验,在闭合开关前,应将滑片P置于图中滑动变阻器的最(选填“左”或“右”)端。闭合开关后,小明发现电流表有示数,电压表示数始终为零,已知导线和各处的连接完好,由此推断,电路中的故障可能 。 (3)小明将某定值电阻接入a、b之间进行实验,闭合开关,

14、调节滑动变阻器,使电压表示数为6 V,此时电流表的示数如图丙所示,则此时a、b间电阻大小是。当小明将50 定值电阻接入a、b之间进行实验时,发现无论怎样调节滑动变阻器都无法达到实验目的(电路连接完好),请提出改进方案。 (4)若用电阻箱替换定值电阻接在a、b之间,其他实验条件不变,为完成上述实验,电阻箱的阻值调节范围是。 【拓展】改变电源电压并换用不同规格的滑动变阻器,两电表量程可重新选择。用标有“2.5 V”字样的小灯泡替换定值电阻,第1次实验时,将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处,闭合开关,读出两电表示数,并记录在表格中;第2次实验时,移动滑片至滑动变阻器中点,测出数据,记录在表格中。分析表

15、格中的数据可知:小灯泡正常发光时,电路的总功率为W。 实验次数123电压U/V0.91.52.5电流I/A0.360.601.00【答案】 (1)如图所示 (2)右 ，定值电阻短路 (3)25 换用大规格的滑动变阻器(或将电源电压调低,或控制电阻两端电压大些等)(答案合理即可给分) (4)1040 【拓展】4.5 。【解析】 (1)将电压表并联在定值电阻两端,“15”接线柱与电阻右端接线柱连接; (2)为了保护电路,开关闭合前应将滑片调到阻值最大处,即最右端;由现象“电流表有示数”可推断故障应为短路,又因为“电压表示数始终为零”,故应为定值电阻短路; (3)电流表读数为0.24 A,则a、b间

16、电阻R=U/I =6V/0.24 =25 ;当a、b间接入50 电阻时,根据串联等流分压规律,得 6V/50=3V/R变 ,可得R变=25，所以为完成实验,变阻器需连入的阻值R变=25 ,而实验器材中的变阻器最大电阻为20 ,故怎样调节都无法达到实验目的,应更换大规格的滑动变阻器,或调低电源电压,或控制定值电阻两端电压大一些。(4)电流表示数为0.6 A时,是电路安全情况下的最大电流,此时为完成上述实验,电阻箱两端电压应为6V,连入的阻值最小,R小=U/I =6V/0.6A =10 ;当滑动变阻器连入阻值最大时,为完成上述实验,电阻箱两端电压仍为6V,连入的阻值最大,则 6V/R大= 3V/2

17、0,则R大=40 ; 所以电阻箱的阻值调节范围是1040。 【拓展】设变阻器最大阻值为R变大,由第1、2次实验数据得0.36 AR变大+0.9 V=0.6 A R变大+1.5V,可解得R变大=10 ,则电源电压U=4.5 V,所以灯泡正常发光时电路的总功率P总=UI=4.5 V1A=4.5 W。 例2：（2020江苏泰州）在“探究电流与电压关系”实验中，小明所用电路如图所示。(1)请用笔画线代替导线，将实物电路连接完整。要求：开关闭合前无需移动滑片_；(2)闭合开关，电流表有示数，电压表无示数，小明检查发现仅导线有故障，则故障为_；A导线断路 B导线断路 C导线断路 D导线断路(3)排除故障后

18、，闭合开关，移动滑片，当电压表示数为1V时，读出电流表示数并记录在上表中；继续移动滑片，分别读出电阻两端电压为2V和3V时电流表的示数，并依次记录在表格中。实验序号U/VI/A1.00202.00.403.00.58(4)分析表中数据，可得出的结论是：_；(5)实验结束，小明整理器材时发现定值电阻很热，他联想到：处理数据时，第三组数据之间的关系与前两组数据之间的关系存在差异，他和同组小华就此展开讨论，认为数据差异可能是由于_造成的。由此反思实验过程：实验时每次读取数据后要_（写具体操作），再记录数据，减小此因素对测量结果的影响。【答案】(1)如图；(2) B；（3）见详解；（4）温度变化导致R

19、变大；（5）断开开关。【解析】(1)由题意可知，开关闭合前无需移动滑片，即闭合开关前，滑动变阻器需要移动到阻值最大处，如图(2) A若导线断路，则电流表没有示数，故A不符合题意；B若导线断路则，则电流表有示数，电压表无示数，故B符合题意；C、D若导线断路，则电流表没有示数，故CD不符合题意。故选B。(4)分析表中数据可知，当电阻的阻值一定时，电流随着电压的增大而增大，即电流与电压成正比。(5)由欧姆定律可知，第三组数据测量出电阻的阻值是：，第二组数据测量出电阻的阻值是：；由于电阻受温度的影响，所以数据差异可能是由于温度变化导致R变大造成的；每次读取数据后要及时断开开关，避免长时间通电导致电阻温

20、度过高，从而对实验结果造成影响。【变式2-1】（2020广东）做“探究电流与电阻的关系”实验时，可供选择的器材有：电压为6V 的电源，电流表（00.6A），电压表（03V），开关，阻值分别为5、10、15 和20的定值电阻各1个，最大阻值分别为10和50的滑动变阻器各1个，导线若干。（1）如图所示的实验电路中，正确的是_，应选用最大阻值_的滑动变阻器。（2）若按图乙所示电路图连接好电路后，闭合开关，可观察到电流表的指针_（选填“向右”“反向”或“几乎不”）偏转。（3）按正确电路图连接电路，闭合开关，电流表和电压表均有示数，但移动滑动变阻器的滑片时，两表的示数均保持不变，经判断是接线有误，错误可

21、能是_。（4）纠正错误后，依次更换定值电阻，并控制定值电阻两端电压为2.5V进行实验。请将记录实验数据的表格补充完整。 U=_V。实验序号1234_2015105_【答案】（1）甲；50（2）几乎不（3）滑动变阻器下面的两个接线柱接入电路（4）2.5；电阻R/；电流I/A 。【解析】(1)探究电流与电阻的关系，电阻、滑动变阻器、电流表串联于电路，电流表测整个电路的电流，电压表测电阻两端的电压；再根据电流表、电压表的接线方法知，实验电路中，正确的是甲。当接入阻值为20的定值电阻时，其两端的电压不能超过3V，根据串联电路分压的特点可得R小/R1=UR小/U1，则变阻器接入电路的最小阻值为R小=UR

22、小R1/U1=（UU1）R1/U1=(6V3V)20/3V=20，故答案为：应选用最大阻值为50的滑动变阻器。(2)由图乙知，电压表串联接入了电路，因电压表的内阻很大，接入电路时，相当于电路断路，故电流表的指针几乎不动。(3)按正确电路图连接电路，闭合开关，电流表和电压表均有示数，说明电路是通路，两表连接没有问题，但移动滑动变阻器的滑片时，两表的示数均保持不变，说明滑动变阻器以最大值接入了电路，即滑动变阻器下面的两个接线柱接入电路。(4)探究电流与电阻的关系时，应保持电阻的两端的电压不变，本实验，电阻两端的电压控制在2.5V，故U=2.5V由表格数据知，此格内容应为：电阻R/ 因探究的是电流与

23、电阻的关系，为了获得电流与电阻的关系，还应记录每次通过定值电阻的电流值，故表格内容为：电流I/A。【名师点睛】（1）电压表并联使用，电流表串联使用，接线柱正入负出；根据串联电路中分压比值和电阻，计算滑动变阻器的最大电阻；（2）电压表串联接入了电路，电压表的内阻很大，电流小，电流表的指针几乎不动；（3）移动滑动变阻器的滑片时，两表的示数不变，滑动变阻器下面的两个接线柱接入电路；（4）探究电流和电阻关系时，电压保持不变，使用时需要记录电阻和电流。考点03：探究影响电阻的因素：（1）此实验在探究影响电阻的三个因素时采用了控制变量法，即在探究影响电阻的某一个因素时，必须控制其它两个因素不变。（2）在叙

24、述电阻与其中一个因素的关系时，必须要在控制其它因素不变的前提下得出结论。（3）导体的电阻是导体本身的一种属性其大小与导体两端的电压及通过导体的电流大小无关，其大小与导体的材料、长度、横截面积及温度在关，在其它条件一定时，导体的电阻与长度成正比与横截面积成反比，不同的导体在长度、横截面积相同时由于材料不同电阻一般不同；大部分导体电阻随温度升高而增大。【帮你归纳】此实验的探究过程还采用了“转换法”即在探究不同导体的电阻大小时，通常在电路中串联一个小灯泡通过观察灯泡的亮度来推知电路中电流的大小从而比较电阻的大小，为了更加准确比较电阻的大小，通常还可以在电路中串联一个电流表，通过比较电路中电流的大小比

25、较不同导体电阻的大小。例1：（2020四川凉山）如图所示，是探究影响导体电阻大小因素的实验装置图，实验中分别把a、b、c、d四导线接入电路，其中导线a、b、d长度相同，a、b、c粗细相同，b、d粗细不同。（1）该实验是通过观察电流表的示数来间接比较导线电阻的大小，这种科学研究问题的方法是 法。（2）选用 两根导线分别接入电路中进行实验，是为了探究电阻大小跟导体的长度有关。（3）选用a、b两根导线分别接入电路中进行实验，是为了探究电阻大小跟导体的 有关。（4）选用 两根导线分别接入电路中进行实验，是为了探究电阻大小跟导体的横截面积有关。【答案】（1）转换；（2）b、c；（3）材料；（4）b、d。

26、【解析】（1）该实验中，通过电流表的示数大小间接得知接入电阻丝的阻值大小，应用了转换法；（2）探究电阻大小跟导体的长度有关时，需要控制材料和横截面积相同，所以需要将b、c两根导线分别接入电路中进行实验；（3）由图可知，导线a、b的粗细、长度均相同、材料不同，因此选用导线a、b分别接入电路中，是为了探究电阻大小跟导体的材料有关；（4）要探究电阻大小跟导体的横截面积有关，需要控制导体的材料和长度相同，横截面积不同；由图可知，导线b、d的长度、材料均相同、粗细不同，因此选用导线b、d分别接入电路中。例2：（2015河北中考试题）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一步的探究，器材有

27、：开关、电流表、电源（电压恒为1.5V）各一个，三根完全相同的合金丝，导线若干；请回答下列问题：（1）图18是一根合金丝接入电路时电流表的读数，请将其填入表格中。（2）导体电阻的大小跟材料、长度、横截面积的关系。A.电阻的大小与长度的关系 。B.电阻的大小与横截面积的关系是：。（3）进行多次测量的目的是 。（4）此实验也可以得出电流与电阻的关系是：。【拓展】用上述合金材料制成长1m，横截面积1mm2的电阻丝的阻值为1.而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m。【答案】（1）0.6（2）A.横截面积相同的同种导体，其电阻大小跟导体长度成正比 B.长度相同的同种导

28、体，其电阻大小跟导体横截面积成反比 （3）使结论具有普通性 （4）电压一定时，通过导体电流与电阻成反比【拓展】2.5，1.25。【解析】（1）根据表格中所示电流表示数可知，电流表的量程为03A，分度值为0.1A，图中电流表指针在第6个小格，所以电流表的读数是0.6A。（2）采用控制变量法可以得到：横截面积相同的同种导体，电阻大小与长度成正比；长度相等的同种导体，电阻大小与横截面积成反比。（3）多次实验可以排除实验的偶然性，使实验结果更准确。（4）电源电压不变，不同连接方式电阻的阻值不同，根据电阻阻值的变化可得到电流表示数的变化，从而探究电流与电阻的关系。【拓展】电源电压U=1.5V，图乙中接入

29、一根合金丝时电流表示数为0.6A，根据欧姆定律R=U/I可得R=1.5V/0.6A=2.5，用该合金丝制成长1m，横截面积为1mm2电阻丝的阻值为1,因为电阻的阻值与横截面积成反比，所以横截面积为0.5mm2时，阻值为2，根据阻值与长度成正比，实验用的一根合金丝阻值为2.5，则长度为1.25.考点04：焦耳定律的实验探究：（1）由Q=I2Rt知电流产生的热量与电流、电阻及通电时间有关，所以在研究焦耳定律时，在研究电流产生的热量与某一量的关系时必须控制其它变量不变。（2）在研究电热与电流的关系时可以选择一个烧瓶里面倒入一定量的液体如煤油，并插入一段长玻璃管或插入温度计（选择煤油是因为它的比热容较

30、小在吸收相同的热量时温度变化明显便于观察）并在液体里面插入与电路连通的一段电阻丝，先加热一段时间后观察插入的长玻璃管中液柱或观察温度计的变化情况，然后移动电路中滑动变阻器的滑片改变电路中的电流在通电时间相同时，观察液柱或温度计的示数变化情况从而确定电流产生的热量与电流的关系（3）在研究电流产生的热量与电阻的关系时应把两个相同的烧瓶内倒入相同的同种液体，但两个电热丝的阻值必须不同，然后串联在同一电路中通电一段时间观察两个烧瓶内玻璃管中液柱的变化情况(或温度计示数)从面得出电热与电阻的关系。（4）在研究通电时间与电热的关系时即可以用第一种装置也可以用第二种装置观察同时一个装置中在不同时间内的液柱变

31、化情况即可，注：必须控制电路中电流与电阻保持相同。在此实验中如果将液体更换成U型管装置，如下图所示，利用电流产生的热量使U型管内空气受热膨胀，并通过观察两侧U型管内液柱的变化来探究电流产生的热量与电流，电阻，通电时间的关系，改进后的优点是：气体的热胀冷缩较明显，便于观察实验现象。（5）如上图所示，乙中容器外侧10的作用是：起分流作用，使干路电流大于支路，得出在电阻和通电时间相同，通过导体的电流越大，产生的热量越多。【帮你归纳】此实验采用了“控制变量法”和“转换法”在探究影响电热的其中一个因素时，必须控制另外两个因素不变；此实验通过比较两侧U型管内液柱的变化来比较电流产生热量的多少。例1：（20

32、20山东济宁）电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝和导线通过电流相同，电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热。为探究其原因，小明连接了如图所示的实验电路，其中R1R2。(1)实验中通过_（选填“温度计示数”“加热时间”或“温度计示数的变化”）来反映电阻丝产生热量的多少。在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中就用到这种思想和方法：让同一钢球从光滑斜面上不同高度滚下后撞击木块，通过木块_ _来反映动能的大小；(2)实验表明：在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流产生的热量越多。请解释“电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热”的原因： 。【答案】（1）温度计示数的变化；（2）滑行的距离；（3）电炉丝的电阻比

33、导线的电阻大。【解析】(1)在探究电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热的原因时，利用转换法将电阻丝产生热量的多少反映到温度计示数的变化来进行比较。在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中同样利用了转换法，将动能的大小反映到木块滑行的距离来进行比较。(2)电炉丝通过导线接到电路里，根据Q=I2Rt可知，电炉丝和导线通过的电流相同，通电时间相同，而电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热，其原因是电炉丝的电阻比导线的电阻大。【变式1-1】（2020鄂州）如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置。甲、乙是完全相同的密闭容器，里面密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度

34、的变化，闭合开关前，A、B两U形管内液面相平。（1）实验中，乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体的_不相等；（2）由于电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察U形管中液面高度的变化来显示甲、乙容器内空气温度的变化，这里采用的物理研究方法是_；（3）通过对比观察，_（选填“甲”或“乙”）容器中导体的电阻产生的热量较多。由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越_导体产生的热量越多。【答案】（1）电流（2）转换法（3）甲；越大。【解析】(1)乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体的电流不相等，因为左右容器内两导体的阻值相等，必须让两电阻的电流不同才能探究电流产生的热量与电流的

35、关系。(2)甲乙两容器内空气温度的变化不能直接测出，而是通过U形管液面高度变化来显示，这是物理研究中的转换法。(3)在电阻和通电时间相同时，甲容器内液面高度差较大，说明甲容器内的电阻产生较多的热量，而甲容器内电阻通过的电流较大，由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越大，导体产生的热量越多。【名师点睛】（1）串联电路中电流处处相等；（2）利用U型管中液面高度变化反应热的多少，利用了转换法；（3）探究电流产生的热量和电流大小的关系，需要时电阻和通电时间相同，电流大小不同，切电流越大产生的热量越多。例2：（2018河北中考试题）用如图19所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。相同烧

36、瓶内装满了煤油 (1)烧瓶中装入的煤油是_(选填“导体”或“绝缘体”)。(2)请根据实物电路,在虚线框内画出对应的电路图.(3)为达到实验1的目的选用的两电阻丝R1与R2的阻值应_,通过R1的电流_通过R2的电流。(4)通电一段时间后,乙烧瓶中玻璃管内液面升的高度较大,说明_。 (5)小红用如图20示的装置,进一步探究”电流通过导体产生的热量与电流的关系”,经多次实验测量,收集实验数据,绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流的关系图象,根据焦耳定律可知,图21中能正确反映h-I关系的是【拓展】利用Q=I2Rt可以计算出电流通过任何用电器产生的热量，能用Q=UIt计算电流通过任何用电器产生的

37、热量吗？请用实例说明原因。【答案】（1）“绝缘体”(2)见下图（3）相等，小于（4）相同时间，电阻相同时，电流越大，电流产生的热量越多（5）A 【拓展】不可以，比如使用电风扇时，用Q=UIt计算出来的是电风扇整个时间消耗的电能，而电风扇将消耗的电能主要转化成了机械能，只有少部分转化为内能，其产生的热量很少，只能根据Q=I2Rt来计算其产生的热量。【解析】（1）煤油为绝缘体（2）由实物图可看出电阻R1与R0并联然后再与R2串联，所以电路图如上，见答案部分。（3）要探究电流产生的热量与电流的关系，必须控制两个电阻相同，所以R1等于R2，由于R1与R0并联，R2在干路上，所以通过R1的电流小于通过R

38、2的电流；（4）在通过实验探究得出电流与电热的关系时，必须在控制其它变量的前提下得结论，所以答案是：相同时间，电阻相同时，电流越大，电流产生的热量越多（5）当导体中有电流通过时，电流产生热量使煤油的温度升高，开始时煤油升温较慢，液柱上升较慢，当电流产生较多的热量后，温度升高的较快，液体上升的也较快，所以对应的图像应为A。【拓展】对电热设备如电饭锅，如不考虑能量损耗，将电能全部转化为内能，计算电流产生的热量时，即可用Q=I2Rt计算电流产生的热量，也可以利用Q=UIt计算电热，但对于风扇类的电器，会将大部分电能转化为其它形式的能，此时利用Q=UIt计算出的值要远大于利用Q=I2Rt计算出来的值。

39、考点05：伏安法测电阻的实验探究：1：实验原理：R=U/I2：实验器材：电源、开关、导线、变阻器、电流表、电压表，待测电阻3：实验电路图与实物图如下图所示。4：实验中应注意的问题：在连接电路的过程中开关应断开，且将滑片P调到最大阻值处。电压表与电流表应采用试触法选择合适的量程，且正、负接线柱不能接反。电流表必须串联在电路中，电压表应与待测电阻并联，且正、负接线柱不能接反。实验过程中应多次调节滑片记录多组电压与电流的阻，最终计算出多个不同的电阻值并求平均值，以减小实验误差。5：在实验中常出现的故障及判定：开关闭合后若无论如何移动变阻器滑片发现电流及电压两表示数均不改变，则必是滑动变阻器接线柱错误

40、，若两表示数均很小且不变，则必是变阻器整个电阻线连入了电路即变阻器连入了下面两个接线柱；若两表示数均很大且不变（如电压表示数接近电源电压）必是变阻器上面横杆两个接线柱连入了电路相当于短路；上述两种情况下滑动变阻器均不能改变阻值为错误连法。闭合开关后若发现两表指针均反转则必是电源正负接线柱接反了，若只一个表指针反转则必是此表正负接线柱反了；且应注意在电流表或电压表接入电路时可采用“试触法”选择合适的量程，并将指针调“0”后连入电路。若开关闭合后发现：无论如何移动滑动变阻器滑片，电压表示数均不变，而电流表示数正常改变则必是电压表与电源并联了；若发现电压表随变阻器阻值增而增，减而减则必是电压表与滑动

41、变阻器并联了。6：若实验中给出一个已知电阻R0只有电流表无电压表有电源、开关、导线如何测出未知电阻RX。：方法1：实验电路及对应的计算公式如下图所示，实验步骤：A:先使电流表与已知电阻Ro串联闭合开关记下I1 B:：再将电流表与未知电阻Rx串联，闭合开关记下I2方法2：实验电路及对应的计算公式如下图，实验步骤：A:S先断开开关S记下I1 B:再闭合S记下I27：若上述实验中未给电流表但给出了一电压表，其它条件未变则测未知电阻Rx值，电路图及对应公式如下：例1：（2020山西）实践小组的同学们进行“伏安法测定小灯泡电阻”的实验，小灯泡的额定电压为2.5V（阻值约为10，滑动变阻器规格为“ 20、

42、1A”。（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整（导线不得交叉）；（2）滑动变阻器在实验中除保护电路外，还有_作用。同学们把电路元件接入电路，刚接好最后一根导线，灯泡就立即发光，发生这种现象的原因可能是_；（3）经检查无误后，接通电路，向左移动滑动变阻器的滑片，观察到_，表明小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的阻值为_ 。继续向左移动滑片，则可能出现的现象有_（写出一条即可）；（4）实验结束后，小组同学根据实验数据，绘制了如图丙所示的图象，分析图象可得出结论：_。【答案】（1）见下图。（2）改变小灯泡两端的电压；电路连接过程中开关没有断开（3）电压表示数为2

43、.5V；8.3；小灯泡变亮（4）小灯泡两端的电压和电流之比不是定值【解析】(1)由于小灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表选用03V的量程，电压表与灯泡并联且正接线柱与小灯泡的进接线柱相连；滑动变阻器一上一下的串联在电路中；小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡正常发光时的电阻约为10，由欧姆定律知道，灯正常发光时的电流约为I=U/R=2.5V/10=0.25A，故电流表选用小量程且与灯串联，如下所示：(2)滑动变阻器的基本作用是保护电路，此实验中主要作用是改变小灯泡两端的电压及通过电阻的电流，算出多组电阻；连接好最后一根导线，灯泡立即发光，可能是连接电路时没有断开开。(3)灯在额定电压下正常发光

44、，所以检查无误后，接通电路，向左移动滑动变阻器的滑片P，观察到电压表的示数为2.5V时，表明小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0.3A，小灯泡的电阻为R=UL/IL=2.5V/0.3A8.3；滑片向左移动，滑动变阻器的电阻减小，根据I=U/R知道，电路的电流增大，小灯泡两端的电压变大，根据P=UI知道，小灯泡的实际功率变大，灯泡变亮。(4)由图知道，由于不是直线，表示小灯泡两端的电压和电流之比不是定值。【名师点睛】（1）测量电阻时，电压表和灯泡并联，滑动变阻器要一上一下接入电路中；（2）电路连接时，开关要断开，滑动变阻器可以改变灯泡的电压；（3）利用电压和电流的比

45、值计算电阻，减小滑动变阻器电阻，增大电流，灯泡变亮；（4）灯泡电阻受温度影响。【变式1-1】（2020巴中）某学习小组测量未知电阻Rx的阻值，他们分成A、B两组用不同方法进行实验。（1）A组设计了如图甲所示的电路图。请用笔画线代替导线将实物电路图乙连接完整，要求滑动变阻器的滑片P向左滑动时电路中的电流变大。在开关闭合之前，滑动变阻器的滑片P应滑至最_端（选填“左”或“右”）；这样做的目的是。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P滑至某一位置后，电压表的示数为2.4V。电流表的示数I如图丙所示，则I=_ A。待测电阻Rx=_。（2）B组设计了如图丁所示的电路图，其中电源电压未知且不变，另一定值电阻的阻

46、值为R0。 闭合S1，断开S2时，电压表的示数为U1；闭合S1、S2时，电压表的示数为U2；电阻Rx=_ （用U1、U2、 R0表示）。（3）评估A、B两组实验，使用A组实验的优点是。【答案】（1）见下解析；右；保护电路；0.24；10；（2）U2R0/（U1-U2）（3）A组实验可以通过调节滑动变阻器进行多次测量，实验结论更具有普遍性。【解析】(1)根据滑片向左滑动，电路中电流变大，灯泡变亮，则接入电阻应变小，如图所示 为保护电路，闭合开关前需将滑片放在阻值最大处即最右端。由图像可知电流表使用0-0.6A量程，分度值为0.02A，示数为0.24A。待测电阻阻值为RX=UX/I=2.4V/0.24A=10(2) 闭合S1，断开S2时，电压表直接串联在电路中，电压表的示数U1即为电源电压。闭合S1、S2时，两电阻串联，电压表测Rx两端的电压，为U2。则电阻RX=UX/I=U2R0/（U1-U2），A