挑战19 实验探究题（电学综合27题）（原卷版）

2023 年中考物理真题《压轴挑战》分类汇编（原卷版） 挑战19 实验探究题（电学综合27 题） 【题型1 探究电流与电压、电阻的关系】.............................................................................................................1 【题型2 欧姆定律的应用】...................................................................................................................................23 【题型3 电流表、电压表在判断电路故障中的应用】........................................................................................24 【题型1 探究电流与电压、电阻的关系】 1．（2023• “ ” 宿迁）用图甲所示电路探究电流与电阻的关系。电源电压为45V 不变，滑动 “ 变阻器规格为20Ω 1”，有4Ω、6Ω、8Ω、10Ω、12Ω 的定值电阻各一个。 （1）用笔画线代替导线把图甲电路连接完整，要求：当滑片P 向左滑动时，变阻器接 入电路的电阻变大； （2 ）连接电路时，开关应该 “ ” “ ” （选填断开或闭合）； （3）先接入12Ω 定值电阻，闭合开关，移动变阻器的滑片P 移至合适位置，电压表的 示数如图乙所示，示数为 V，记下电流表的示数。断开开关，将12Ω 电阻换成 10Ω 后，闭合开关，移动变阻器的滑片P 使 表的示数与前一次相同，记录相关 数据； （4）依次改变电阻R 的阻值，共测得五组实验数据，根据实验数据，在图丙的坐标系 中描绘出﹣R 图象为曲线； ①由图象可得出的结论是： ； ②根据上面所测的五组实验数据，把每次实验时记录的电流值和对应变阻器RP 的阻 值，在图丙坐标系中描成点，将这些点绘成曲线B，发现曲线B 与曲线 （选 “ ” “ ” 填有交点或无交点），其原因是 ； ③ “ ” “ 本实验的主要研究方法是控制变量法，下列物理材中的实验，没有用到控制变量 ” 法的有 。 ．探究二力平衡的条件 B．探究影响液体内部压强的因素 ．用电流表和电压表测量定值电阻的阻值 2．（2023•日照）小明同学在参加学校物理兴趣小组探究活动中发现，很多电器产品复杂 的电路都是由简单的电路组合而成，使用时它们的电流与电压、电阻总存在一定的关 系。某次探究活动中，小明找到一个未知电阻R1（阻值不变），设计了如图甲所示的电 路图。电源电压保持6V 不变，滑动变阻器R2 “ 的规格为50Ω 1”。 （1）根据电路图连接实验电路时，所采用的电流表、电压表如图乙所示。闭合开关后 发现电压表无示数，电流表有示数。滑动滑片，电流表示数发生变化。则电路中故障可 能是： ；排除故障之后，闭合开关，滑动滑片，记录实验数据见表 1： 数据序号 1 2 3 4 5 6 电压U/V 2 25 3 35 45 5 电流/ 02 025 15 035 045 05 ①由表1 可知电阻R1＝ Ω 。这些数据中第 组（填写数据序号）是明显错 误的。请你帮助小明分析读取数据错误的原因是： 。 ②通过此实验，可以得出电流与电压U 的关系：在电阻一定的情况下，通过导体的电 流与导体两端的电压 。 （2）保持其他元件不变，只将R1 由10Ω 更换为5Ω，要继续保持电阻R1 两端电压3V 不变，滑动变阻器R2 需要向 “ ” “ ” （选填左或右）端滑动；将R1 继续更换为 15Ω、20Ω…，保持R1两端电压3V 不变，记录数据见表2： 表2 电压U＝3V 数据序号 1 2 3 4 5 … 电阻R1/Ω 5 10 15 20 30 … 电流/ 06 03 02 015 01 … ①要想满足电阻R1 两端电压保持3V 不变，电阻R1 可更换的最大电阻值为 Ω。 ②分析表中的实验数据，得出电流与电阻R 的关系： 。 （3 ）在探究多个变量之间的关系时，两实验均利用了 法。 3．（2023• “ ” 怀化）图甲是探究电流与电压关系的实验电路。 （1）检查发现连接的电路中有一根导线连接错误，请在图中连接错误的那根导线上 “ 打×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确。 （2）电路接通前，滑动变阻器的滑片P 应该移至最 “ ” “ ” 端（选填左或右）。 （3）闭合开关后，发现电流表示数几乎为零，电压表示数接近于电源电压，则故障可 能是：待测电阻发生了 “ ” “ ” （选填短路或断路）。 （4）排除故障后，闭合开关，改变滑动变阻器滑片的位置，记录实验数据见下表。表 中空白处电压如图乙所示，该示数是 V。请根据表中数据得结论：电阻一定 时，通过导体的电流跟导体两端的电压成 “ ” “ ” （选填正比或反比）。 电压U/V 06 12 18 30 电流/ 012 024 036 048 060 4．（2023•宜昌）如图甲为小俊和小红在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中连接的 部分实物图。 （1）用笔画线代替导线将实物图连接完整，使滑片向右滑动时电流表的示数变大。 （2）正确连接电路，闭合开关后，发现电流表无示数，电压表有示数，则电路可能出 现的故障是 。 （3）排除故障后，测量出的数据如表，请在图乙的坐标纸中描点画出﹣U 图像。 实验次数 1 2 3 4 5 6 电压U/V 04 08 12 16 20 24 电流/ 008 016 030 032 040 048 （4）小俊和小红分析图像后得出了结论，为了使结论具有普遍性，小俊提出用刚才的 实验器材增加实验次数，小红提出换用不同的定值电阻重复前面的实验。你觉得科学合 理的是 “ ” “ ” （选填小俊或小红）的方。 （5）他们发现另外一组的同学画出的图像（如图丙）所反映出的规律与自己的不同， 请你分析该小组实验中可能存在的问题是 。 5．（2023•无锡）用图甲所示的电路探究通过导体的电流与电压、电阻的关系。器材有： 干电池3 节（每节电压略小于15V），滑动变阻器3 “ 个（铭牌上分别标有5Ω ㅤ3”“20Ω ㅤ2”“50Ω ㅤ15”字样），电流表、电压表、开关各一个，阻值为5Ω、10Ω、20Ω 的电阻 各一个，导线若干。 （1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P 移至 “” “ （选填 或B”）端。 （2）闭合开关后，电流表和电压表示数为0，移动滑片P，两表指针不偏转。将与电压 “ ” 表﹣接线柱相连的导线从D 端拆下，试触点，电压表指针不偏转，试触B 点，电压表 指针偏转，若电路中只有一处故障，则可能是 。 （3）排除故障后，重新开始实验，探究电流与电压的关系。闭合开关，电压表示数为 07V，电流表示数为007。移动滑片P，逐步增大R 两端电压，记录电压表的示数U 和 对应的电流表的示数。以电流为纵坐标、电压U 为横坐标，采用描点的方式，画出﹣U 图像，如图乙所示。依据图像，得到的结论是 ，实验中选用的滑动变 阻器的铭牌上标有 字样，电源电压为 V。 （4）在探究电流与电阻的关系时，为了能使用上一次的某一组实验数据，断开开关， 将R 换成5Ω，闭合开关，移动滑片P ，电流表示数如图丙所示为 ；断开开 关，换接未使用过的一个电阻，正确操作后，电流表示数应为 。 6．（2023• “ ” 威海）在探究电流与电阻的关系实验中，电源电压恒为9V，滑动变阻器规格 “ 为50Ω 2”。 （1）根据图甲所示的电路图，请用笔画线代替导线，将图乙所示的实物图连接完整 （导线不允许交叉）。 （2）连接好电路，将滑动变阻器阻值调到最大，闭合开关，移动滑片，发现电流表无 示数，电压表示数始终接近电源电压。导致这一现象的原因可能是 。 电流表损坏 B 滑动变阻器短路 定值电阻R 接触不良 D 定值电阻R 短路 （3 ）排除故障继续实验，更换不同的定值电阻后，都需要调节滑动变阻器，其目的是 ，实验数据如表所示，其中第6 次实验中电流表示数如图丙所示，其读数为 。 实验次数 1 2 3 4 5 6 … 电阻R/Ω 5 75 12 15 20 25 … 电流/ 12 08 048 04 032 … （4）在如图丁所示坐标系中已经描出所有实验数据对应的点，请绘出图象，分析并得 出结论： 。 （5 “ ）实验完成后，在评估将5Ω 电阻更换成75Ω ” 电阻继续实验这一环节中，甲小组 认为，更换成75Ω 电阻后需要将滑动变阻器阻值调到最大，才能闭合开关进行实验； 而乙小组认为，更换成75Ω 电阻后不需要将滑动变阻器阻值调到最大，可直接闭合开 关进行实验。你认为哪个小组的观点正确并写出理由： 。 7．（2023• “ ” 烟台）在探究电流与电压、电阻的关系实验中： （1）设计实验时，小明制定了探究的总体思路：保持电阻不变，探究电流与电压的关 系；保持电压不变，探究电流与电阻的关系。物理上把这种科学探究的方法叫做 。 （2 “ ” ）在探究电流与电压的关系的过程中，小明连接了如图甲所示的实物电路。闭合 开关前，滑动变阻器的滑片P 应滑到 “” “ （选填 或B”）端。闭合开关后，调节滑 动变阻器滑片P 至适当位置，此时电流表示数如图乙所示，则电流表示数为 。 （3 “ ” ）在探究电流与电阻的关系的过程中，小明将5Ω 的电阻换成10Ω 的电阻后，闭 合开关，直接读出电流值，这种做法是否正确？ ；理由是什么？ 。 （4）小明根据实验数据绘制了﹣U 和﹣R 的图象，如图丙、丁所示。由图象可以得到 的实验结论是：在电阻一定的情况下，通过导体的电流跟这段导体两端的电压成 ；在电压一定的情况下，通过导体的电流跟导体的电阻成 。 8．（2023• “ ” 西宁）小西和同学们在探究电流与电压的关系的实验中，实验电路如图甲所 示，电源电压恒为3V，定值电阻R 的阻值为5Ω。 实验序号 1 2 3 4 5 U/V 05 10 15 20 25 / 01 03 04 05 （1 ）连接电路时，开关应 ，闭合开关前应将滑动变阻器滑片P 调至 “” “ （选填 或B”）端。 （2）连接好电路后，闭合开关，发现电压表有示数，电流表无示数，此时电路的故障 可能是定值电阻 路。 （3）排除故障后，第2 次实验中电流表的示数如图乙所示，为 。 （4）将多次实验测得的数据记录在表格中，分析数据可得：在电阻一定时，通过导体 的电流与导体两端的电压成 。 （5 ）以下实验中，与此实验中进行多次测量的目的相同的是 。 用刻度尺测量长度 B 探究杠杆的平衡条件 （6 “ ” ）完成此实验后，同学们还想探究电流与电阻的关系，又添加了10Ω、15Ω、 20Ω、25Ω 的电阻，实验中保持定值电阻两端电压为15V 不变。将5Ω 电阻换成10Ω 电 阻后，为保持电压表的示数仍为15V，应将滑动变阻器滑片P 向 （选 “” “ 填 或B” ）端移动。为了完成本实验，滑动变阻器的最大阻值不得小于 Ω。 9．（2023• “ ” 黑龙江）在探究电流与电阻关系实验时，老师给小明提供了如下器材：电源 （电压恒定为45V “ ），电流表，电压表，开关各一个，滑动变阻器甲10Ω，2”和滑动变 “ 阻器乙20Ω，1”各一个，定值电阻5Ω、10Ω、15Ω 各一个，导线若干。 （1 ）注意在连接电路时，开关必须处于 状态； （2）用笔画线代替导线，将图甲的实验电路连接完整（要求：滑动变阻器滑片P 向左 滑动时电流表示数变大，导线不允许交叉）； （3）正确连接电路后闭合开关，发现电流表有示数，无论怎样移动滑片P，电压表都 无示数，则故障可能是 （答出一种情况即可）； （4）排除故障后，小明把5Ω 的电阻接入电路中，移动滑片P 到适当位置，读出电流表 示数如图乙所示，正确记录后，小明又改用10Ω 电阻继续实验，闭合开关后，小明应 将滑片P 向 “ ” “ ” （选填左或者右）移动至电压表示数为 V； （5 ）小明在实验中所选用的滑动变阻器应该是 “ ” “ ” （选填甲或乙）； （6）利用老师给的器材，还能完成的电学实验有： （写出一个即可）。 10．（2023• “ ” 益阳）小明同学想探究通过灯泡的电流与灯泡两端电压的关系，设计了如图 甲所示的电路图。 （1）请用笔画线代替导线，按照图甲所示的电路图，在图乙中将实物电路连接完整 （要求连线不得交叉；滑动变阻器的滑片向左移动，小灯泡变亮）。 （2）小明同学正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表无示数，但电 压表示数较大。接下来正确的操作是 。 检查电路是否短路 B 更换电流表 检查小灯泡是否接触良好或损坏 D 移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光 （3）排除电路故障后，下表是按正确的操作测得的数据，其中第一次测得的电流如图 丙所示，则电流表示数为 。从表中数据可看出，通过灯泡的电流与灯泡两端 的电压不成正比，其原因是 。 实验次数 1 2 3 电压U/V 20 30 38 电流/ 038 040 11．（2023• “ ” 沈阳）在探究电流与电压和电阻的关系的实验中，电源两端电压3V 且保持 “ 不变，滑动变阻器规格为25Ω 1”。 （1）探究电流与电压的关系，实验电路如图甲所示，请用笔画线代替导线，将实物图 连接完整； （2）闭合开关后，发现电压表无示数，电流表有示数，移动滑动变阻器的滑片P，电 压表仍无示数，电流表示数有变化。若电路故障只有一处，则故障可能是定值电阻R 发 生 “ ” “ ” （填短路或断路）； （3）排除故障后，进行实验。实验数据如表所示： 实验次数 1 2 3 4 5 电压U/V 06 1 15 2 25 电流/ 012 02 03 04 其中第5 次实验中电流表示数如图乙所示，为 ； （4）分析表格中数据得出电流与电压的定量关系：在电阻一定时，通过导体的电流与 导体两端的电压 ； （5）利用这个电路继续探究电流与电阻的关系。实验中分别接入阻值为5Ω、10Ω、 15Ω、20Ω、25Ω 的定值电阻，且每次只接入一个定值电阻，同时移动滑动变阻器的滑 片P ，观察电压表和电流表的示数。实验中调节滑动变阻器的目的是 ； 不改变现有器材的规格，设定的电压表示数应不低于 V，才能保证五次实验顺 利进行，得出正确结论。 12．（2023• “ ” 德阳）在探究通过导体的电流与电压、电阻的关系实验中，小明利用稳压电 源（恒为48V “ ）、电阻箱（阻值可调节）、滑动变阻器（60Ω 06”）、电压表、电流 表、导线若干做了如下实验： （1）请你用笔画线代替导线，将图甲的实物图连接完整，要求滑动变阻器的滑片P 向 右滑动时，接入电路的电阻变大。 （2）按照（1 ）问中你的连接方式，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于 “ ” “ ” 端。（选填左或右） （3）小明控制电阻箱接入电路的阻值R＝5Ω 一定，调节滑动变阻器的阻值，进行了5 次实验，测得了表1 中的数据，其中第4 次实验时，电压表指针如图乙所示，其示数为 V ，通过实验数据的分析可得出：通过导体的电流与 的关系。 表1 实验次数 1 2 3 4 5 U/V 05 1 15 3 / 01 02 03 05 06 （4）小明实验时控制电压表的示数U＝3V 一定，通过移动变阻器滑片P 和改变电阻箱 R 接入电路的阻值，进行了5 次实验，测得了表2 中的数据，通过实验数据的分析可得 出：通过导体的电流与 的关系，本实验研究物理问题所用到的方法是 。 表2 实验次数 1 2 3 4 5 R/Ω 5 10 15 20 30 / 06 03 02 015 01 （5）小明按照（4）问的实验操作进行更多的数据探究，电阻箱接入电路的阻值不能超 过 Ω。 13．（2023•鞍山）小明使用阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω 的定值电阻各一个，电压为3V “ 的电源以及规格为10Ω，05” “ ” 的滑动变阻器等器材，来探究电流与电阻的关系。 （1）他首先将5Ω 的电阻接入了图甲的电路中，检查时发现电路中有一根导线连接错 “ 误，请在错误的导线上画×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确； （2）电路正确连接后，闭合开关时发现，此时电压表和电流表均无示数，他判断产生 此现象的原因是 “ ” “ ” （选填定值电阻或滑动变阻器）断路。排除故障后移动 滑动变阻器的滑片，电流表示数如图乙所示，则此时电压表示数为 V； （3 ）当定值电阻由5Ω 换为10Ω 时，为达到实验要求，需向 （选 “ ” “ ” 填左或右）调节滑动变阻器的滑片。分别将5Ω 和10Ω 的电阻接入电路，在电压表 示数不变的情况下，滑动变阻器消耗的电功率之比为 ； （4）如果只利用现有器材，让四个电阻单独接入电路都可完成实验，定值电阻两端的 电压应控制在2V～ V 之间； （5）小明按上述方法，更换不同阻值的电阻进行了多次实验后，得出结论：当电压一 定时，导体中的电流与导体的电阻成 。 （6）完成上面实验后，小明又设计了图丙所示的电路来测量额定电压为25V 的小灯泡 正常发光时的电阻，已知电源电压为7V，R0的阻值为10Ω，请