专题19 电学伏安法三大实验 （原卷版）2021年中考物理高频考点训练

1、专题19 电学伏安法三大实验（原卷版）探究电流与电压、电阻的关系欧姆定律一章中的重要实验，是得出欧姆定律的必做实验，也是中考电学最常考的电学实验之一，通过实验的探究有助于对欧姆定律的正确理解，为学好欧姆定律这一章打下良好的基础。伏安法测电阻是欧姆定的一个重要应用，也是各省市考试的一个主要实验题目，通过伏安法测电阻能促进学生对欧姆定律的正确理解。测量小灯泡的电功率是初中电学的一个重要实验，是电功率一章的最后一节内容，是前面内容的一个升华，知识性综合性强。 一、 三大实验对比：实验名称探究电流与电压的关系探究电流与电阻的关系测量定值电阻的阻值测量小灯泡的电阻测量小灯泡的电功率电路图滑动变阻器特有作

2、用改变电阻两端的电压保持电阻两端的电压不变改变待测电阻两端的电压和通过的电流改变灯泡两端的电压多次测量的目的获得多组实验数据，得出普遍规律获得多组数据求平均值，减小误差探究灯丝电阻与温度的关系比较灯泡在不同电压下的实际功率图像（1）连接电路时，开关应断开。除电压表以外的元件串联，电压表并在待测的电阻或小灯泡两端，滑动变阻器注意是“一上一下”接入电路；闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处于阻值最大处。（2）电流表、电压表接线柱接入电路时应为“正入负出”，注意电流表和电压表量程的选择：电压表的量程一般根据题干已知的电源电压、小灯泡的额定电压或实物图中电池的节数来判断；电流表的量程由或来确定。（3）电路

3、连接完毕，经检查无误后，闭合开关前应先试触。（4）读数后，立即断开电路，以免电阻通电时间过长而发热，影响实验。二、探究电流与电压、电阻的关系1、实验方法：控制变量法。探究电流与电压的关系，应保持电阻不变，通过移动滑动变阻器的滑片改变电阻两端的电压，测量通过电阻的电流；探究电流与电阻的关系，应保持电压不变，改变电阻，通过移动滑动变阻器的滑片使电阻两端的电压保持不变，测量通过不同电阻的电流。2、在“探究电流与电阻的关系”的实验中，用10的电阻替换5的电阻时，为保持电压表示数不变，应将滑动变阻器阻值调大，即“换大调大”；反之用5的电阻替换10的电阻时，为保持电压表示数不变，应将滑动变阻器阻值调小，即

4、“换小调小”。3、实验中的定值电阻不能用小灯泡代替，原因是灯丝电阻随温度的变化而变化，而本实验要求用的是定值电阻。4、实验结论：（1）当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（2）当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。注意：得出结论时，我们不可以说“电压与电流成正比”，也不可以说“电阻与电流成反比”，因为这里有个因果关系。5、在“探究电流与电阻的关系”的实验中，定值电阻两端控制的电压UV、定值电阻的最大值Rmax、滑动变阻器的最大阻值R滑、电源电压U四者相关。由串联电阻分压得：，已知U、Rmax、R滑、UV其中的三个，可以确定另外一个。三、伏安法测定值电阻和小灯泡的电阻：

5、1、原理：通过电压表测电压，电流表测电流，利用公式计算得出电阻的阻值。2、测定值电阻和小灯泡的电阻的表格设计：测定值电阻的实验表格 测小灯泡的电阻实验表格实验次数电压/V电流/A电阻/电阻的平均值/123实验次数电压/V电流/A电阻/123设计说明：测定值电阻的阻值，取三次电阻的平均值作为待测电阻的阻值，这样可以减小实验误差；测小灯泡的电阻不需要求平均值，因为小的灯泡的电阻随着温度的变化而变化，求平均值没有意义。四、伏安法测量小灯泡的电功率：1、实验原理：P=UI。2、实验表格：U/VI/AP/W 小灯泡的亮度123 设计说明：表格不需要设计中没有“平均功率” 这一栏。不能用多次测量求出的电功

6、率的平均值作为小灯泡的额定功率，是因为电压改变，功率也改变，求平均值无意义。3、实验结论：（1）当U实=U额时，P实=P额，用电器正常工作；当U实U额时，P实P额，用电器容易烧坏；当U实U额时， P实P额，用电器不能正常工作。（2）不同电压下，小灯泡的功率不同，实际电压越大，小灯泡功率越大。 （3）小灯泡的亮度是由小灯泡的实际功率决定的，实际功率越大，小灯泡越亮。4、交流讨论：（1）小灯泡的IU图像是一条曲线，原因是灯丝电阻随温度的升高而增大。（2）使小灯泡的电压高于额定电压时，要注意观察电压表示数的变化，以免电压过高，烧坏小灯泡。（3）小灯泡不亮的原因可能原因之一是滑动变阻器连入电路中的阻值

7、太大，小灯泡的实际功率太小。滑动变阻器的规格选取利用来确定。（4）小灯泡两端的电压无法达到调到额定电压的原因：电源电压过低或滑动变阻器的阻值太小。一、中考题型分析伏安法三大实验是中考中常考的实验，由于都是测电压、电流，只是处理数据的方法不同，所以三实验由很多相似之处，又有很多不同之处。中考中围绕着这些内容展开考查。主要以实验为主，分值在5-8分之间。二、典例精析典例一：（2020烟台）如图甲所示是小明“探究电流与电压、电阻的关系”的实验电路图。选用的实验器材是：电源（3V）、电流表（00.6A）、电压表（03V），定值电阻R15、R210、R320，滑动变阻器（40 2A）、开关、导线若干。（

8、1）探究电流与电压关系：探究电流与电压的关系时，要保持_不变，采用的科学方法是_；小明在实验中进行多组数据测量的目的是_；小明选用5和10的两只电阻分别进行实验后，由实验数据画出的图象如图乙所示，其中M图象对应的电阻是；由M图象得到的实验结论；（2）探究电流与电阻的关系：小明在实验中，首先确定一个保持不变的电压值U，当AB间的电阻R由5换成10时，闭合开关，应将滑动变阻器的滑片向_（选填“a”或“b”）移动，才能使电压表示数变为U；当AB间换接20的电阻时，小明无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数都无法达到U。请你告诉他，为完成实验，U的取值范围是_。典例二：（2020山西）实践小组的同

9、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 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P，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

10、，分析图象可得出结论：_ _。典例三：（2020柳州）小杰利用图甲的电路测量小灯泡的电功率，小灯泡的额定电压为2.5V；（1）连接电路时，应该保持开关_（选填“闭合”或“断开”）。滑动变阻器的滑片置于_（选填“A”或“B”）端；（2）闭合开关，调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压为2.5V，此时电流表示数如图乙。则小灯泡中的电流为_ A，小灯泡的额定功率为_W；（3）调节滑动变阻器，记录多组电压、电流数据，计算小灯泡对应功率，完成实验；（4）图丙是小杰作出的小灯泡IU图象。老师鼓励他结合图甲思考以下问题：在滑动变阻器滑片向A端移动过程中，电流表示数_，小灯泡的电阻_（以上两空选填“变大”“变小”或

11、“不变”）：小灯泡的电阻与其温度_（选续“有”或“无”）关：当温度为0时，小灯泡的电阻_（选填“小于”“等于”或“大于”）零；关于小灯泡的功率P与通过其电流的平方I2的关系。如图所示的图象中最合理的是_。A BCD1、（2020长沙）为了探究电流与电压的关系，小英连接了如图甲的电路。（1）请你用笔画线代替导线将电路连接完整，要求滑片向右移动时，能使电流表的示数变小；（2）小英连好电路后，经检查电路连接无误。闭合开关，发现电压表和电流表示数均为零，移动滑片，电表的指针也都不偏转，她尝试用一根导线的两端分别触接电路中各点时，电压表和电流表指针偏转情况的部分记录如表所示，请你指出电路的故障：_。导线

12、两端触接点电压表指针偏转情况电流表指针偏转情况a、c不偏转偏转b、c不偏转不偏转a、b偏转不偏转（3）排除故障后，小英继续进行实验，将数据记录在下表中。数据序号12345电压U/V0.61.01.82.02.4电流I/A0.060.100.140.200.24请你分析数据，在图乙中画出电阻R的IU图象。2、（2020梧州）小华在“探究电流与电阻关系”的实验中，准备了以下器材：电源（电压恒为3V），电流表、电压表各一个，开关一个，五个定值电阻（5、10、15、20、25），两个滑动变阻器（规格分别为“10 1A”的R1和“15 1A”的R2），导线若干，设计了如图甲所示的电路图。（1）连接电路时

13、，开关应_，电压表应选用的量程是_（选填“03V”或“015V”），连接好电路后，他检查电路时发现电压表、电流表位置互换了，若此时闭合开关，电流表_（选填 “会”或“不会”）被烧坏；（2）正确连好电路后，闭合开关前要将滑动变阻器的滑片P移到阻值最_处，闭合开关发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压，移动滑动变阻器的滑片P，电流表、电压表示数均无变化，则故障可能是定值电阻R_（选填 “短路”或“断路”）；（3）排除故障后，多次改变R的阻值，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，画出如图乙所示的电流I随电阻R变化的图象，由图象可以得出结论：_；（4）上述实验所选用的滑动

14、变阻器是_（选填“R1”或“R2”）。3、（2020常州）小组同学探究“欧姆定律”。（一）小明探究“电流与电压的关系”。实验器材为：6V蓄电池开关S、电压表、电流表、滑动变阻器（20 2A）、未知阻值的定值电阻R0。（1）请在图甲中以笔画线代替导线完成电路连接，要求：滑动变阻器此时接入电路的电阻最大。（2）闭合开关S，发现电流表有示数、电压表无示数，则电路故障不可能是_。AR0处发生短路 BR0处发生断路 C导线EG断路（3）排除电路故障，移动滑动变阻器的滑片P，得到多组数据。实验时，电压表、电流表的示数如图乙所示，请将数据记录在表格内。实验序号U/V12_4I/A0.10.2_0.4（4）分

15、析实验数据可得探究结论：_。（5）本实验还可测得定值电阻R0的阻值为_。（二）小华利用图甲所示电路，以及阻值不同的四个定值电阻，探究“电流与电阻的关系”。实验序号R/5101525I/A0.60.30.2（6）实验时，小华无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，电压表虽有示数、但无法达到她想要的_V，原因是_（写出一点即可）。（7）根据已测数据可得探究结论：_。4、（2020聊城）小明做“测量小灯泡的电阻”实验时，使用的小灯泡额定电压为2.5V，电源电压为3V。小明现已连接了部分电路，如图甲所示。（1）在已连接的电路中，有一不当之处是_；（2）请用笔画线代答导线。将图甲中的电路连接完整；（3）当小灯泡

16、正常发光时，电流表的示数如图乙所示，电流大小为_A。小灯泡正常发光时的电阻为_（电阻的计算结果保留一位小数）；（4）小明的实验记录和有关计算如下表所示。从表格设计看，小明计划把四次电阻的平均值作为小灯泡的电阻值。他认为这样可以减小误差。你认为小明的做法是_（选填“正确”或“错误”）的。从表中数据看，不同电压下小灯泡的电阻值不同，这是灯丝电阻_影响导致的。实验序号电压U/V电流I/A电阻R/电阻平均值R/12.522.10.268.131.70.247.15、（2020湘潭）如图甲，是研究小灯泡电阻的实验装置，灯泡的额定电压为，滑动变阻器最大阻值是，电源电压保持不变。（1）用笔画线代替导线，将图

17、中的器材连接成完整的电路。（2）连接完电路后，闭合开关，发现小灯泡发光较暗，且无论怎样移动滑动变阻器滑片P，小灯泡的亮度都不变，则原因可能是。A开关开路B电压表短路C滑动变阻器接的是下端两接线柱（3）正确连接后，闭合开关，移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数。当滑片P移到某处，电压表示数为时，要使小灯泡正常发光，应(选填“增大”或“减小”）滑动变阻器接入电路中的阻值。（4）将所测数据绘制成如图乙所示的图象。由图可知：小灯泡的电阻是变化的，主要是因为小灯泡灯丝的（选填“温度”、“长度”或“横截面积” 发生了变化；此小灯泡的额定功率是W。（5）利用此装置还可以探究电流与电阻的关系，只需将

18、图甲中的小灯泡换成不同阻值的定值电阻，并使定值电阻两端的电压保持不变，即可进行实验。接入某定值电阻后，闭合开关，移动变阻器的滑片P，当电压表的示数为时，电流表的示数如图丙所示，为A，则接入的定值电阻的阻值为。实验时，为了确保不同定值电阻两端的电压能达到并保持不变，换用的定值电阻阻值不能大于。6、（2020无锡）小明和小华在进行“测量定值电阻的阻值”实验，器材有：干电池两节，开关、电压表、电流表、滑动变阻器（20 1.5A）、电阻箱（09999 5A）各一个，待测电阻R1、R2，导线若干。（1）连接电路前，小明发现电流表指针如图甲所示，于是他将电流表指针调至 _ 。（2）图乙是他们连接的测量R1

19、阻值的部分电路。请用笔画线代替导线，将电路连接完整。闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P置于最 _ （选填“左”、“右”）端。在正确完成上述操作后，闭合开关移动滑片P，当电流表示数为0.2A时，电压表示数如图丙所示，则电阻两端的电压为 _ V。多次实验所测量的结果如表所示，则R1的阻值为 _ 。 实验序号电压表示数电流表示数电阻0.20.60.30.880.4测量R1阻值的过程中，老师提醒他们要尽量缩短通电时间，并用较小的电流来测量，这样做的理由是 _ 。（3）为测量电阻R2的阻值，他们在已连接好的图乙的电路中，用R2替换R1接入电路。测量过程中，发现电流表示数始终小于分度值。于是，他们按照如图

20、丁所示的电路图，重新连接了电路，闭合开关后，改变电阻箱接入的阻值进行多次测量。记录下电阻箱的阻值R及对应的电压表示数U，并根据记录的数据绘制出图象，如图戊所示，则所测电阻R2的阻值为 _ 。7、（2020湖南怀化市中考真题）某实验小组利用如图甲所示的电路图测量小灯泡的电功率，已知小灯泡的额定电压为2.5 V。（1）测量小灯泡电功率的原理是_；（2）请按图甲，用笔画线代替导线，在图乙中把电路连接完整；（要求导线不得交叉）；（3）正确连接完电路，调节滑动变阻器滑片到阻值最大处，闭合开关后，发现无论怎样移动滑片，小灯泡都不亮，电流表无示数，电压表示数明显，仔细检查，连接无误，那么出现该状况的原因可能是_；A电流表内部断路了 B灯泡的灯丝断了C灯座内部出现了短路 D滑动变阻器的电阻丝断了（4）将故障排除后，移动滑动变阻器滑片P到某处，电压表示数是2.1 V，要测量小灯泡额定功率，滑片P应向_ （选填“左”或“右”）端移动；（5）当灯泡正常发光时，电流表示数如图丙所示，其值为_A，小灯泡的额定功率为_W；（6）测量小灯泡的电功率_ （选填“需要”或“不需要”）多次测量求平均值，原因是_。8、（2020玉林）如图所示，在测定“小灯泡电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为8。（1）连接电路