挑战18 实验探究题（电学综合40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18 实验探究题（电学综合40 题） 【题型1 实验 伏安法测电阻】................................................................................................................................ 1 【题型1 实验 伏安法测电阻】 1．（2023• “ ” 河南）在测量小灯泡的电阻实验中，选用的器材有：两节新干电池，额定电 压为25V 的待测小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表、开关和若干导线。 （1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。 （2 ）正确连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于 （选 “” “ 填 或B”）端。 （3）闭合开关，发现小灯泡不发光，电压表无示数，电流表有示数，造成这一现象的 原因可能是 （选填字母代号）。 电流表短路 B 小灯泡短路 滑动变阻器断路 （4）排除故障后，移动滑片P，某次实验时，电压表的示数为25V，电流表的示数如图 乙所示，则通过小灯泡的电流为 ，小灯泡正常发光时的电阻约为 Ω （结果保留一位小数）。 （5）经过多次实验，测出并记录多组电压和电流的值，得到小灯泡的﹣U 图象如图丙 所示；通过分析图象，写出一条你发现的结论： 。 2．（2023•宜宾）为测量某待测电阻Rx 的阻值，实验探究小组设计了如图甲所示的电路 图，并进行了实验。 （1）在连接如图乙的电路时，开关S 应处于 状态，闭合开关前应将滑动变阻 器的滑片置于 “” “ （选填 或B”）端； （2）在如图乙所示的电路中，闭合开关，移动滑片，发现电压表示数为零，电流表有 示数，经分析电路连接不完整，具体原因是 ，请在图乙中用笔画线代替导 线将电路连接完整； （3）正确连接电路后，某次测量时，电压表的示数为15V，电流表的示数为03，则待 测电阻Rx 的阻值为 Ω ；实验时应多测几组数据，求电阻的平均值，目的是 ； （4）某实验小组实验时发现电压表已损坏，为测量Rx的阻值，他们经过讨论设计了如 图丙的电路图。已知电源电压不变，定值电阻的阻值为R，闭合开关S1、断开S2时电流 表读数为1；同时闭合开关S1和S2时电流表读数为2，则Rx＝ （用R、1、2表示）； （5 ）实验小组完成实验后，他们经过讨论，认为用图甲的电路图还可以完成 实验。（至少填写一个实验名称） 3．（2023•连云港）某同学利用如图所示的电路测量一待测电阻Rx的阻值，图中电源电压 恒为6V，滑动变阻器的最大阻值为50Ω。 （1）正确连接电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P 移至 端（选 “” “ 填 或B”）。 （2）实验过程中向左移动滑片P ，电压表的示数 “ ”“ ” “ （选填变大 变小或不 ” 变）。 （3 ）实验中测量多组电压和电流值的目的是 。 （4）若Rx 为10Ω ，在保证电路安全的情况下，滑动变阻器连入电路的阻值范围是 。 4．（2023•仙桃）实验小组用伏安法测量小灯泡的电阻，连接了如图甲所示的电路，小灯 泡的额定电压为25V，电源电压恒定。 （1 ）实验的原理是 ； （2 “ ）图甲中有一根导线连接错误，请在该导线上打×”，并用笔重新画一根正确连接的 导线（导线不得交叉）； （3）改正错误后，闭合开关，移动滑片至某位置时，电压表的示数为2V，为测量小灯 泡正常发光时的电阻，应将滑片P 向 “” “ （选填 或B”）端移动； （4 ）小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示为 。此时小灯泡的电阻是 Ω（保留1 位小数）； （5）小灯泡的﹣U 关系如图丙，当小灯泡的两端电压增大时，它的电阻 （选 “ ” “ ” “ ” 填增大、减小或不变），其原因是灯丝电阻受 的影响； （6）小组同学计划用该装置测量某定值电阻阻值时，发现电压表损坏，于是设计了如 图丁所示的电路，测出了Rx的阻值。实验步骤如下： ①将滑片移到端，闭合开关S，读出电流表的示数，记为1； ②将滑片移到b 端，闭合开关S，读出电流表的示数，记为2； ③读出滑动变阻器的最大阻值为R，则：Rx＝ （用1、2和R 表示）。 5．（2023•盐城）小红用如图所示的电路测量小灯泡正常发光时的电阻。所选器材有：干 电池两节、电流表、电压表、额定电压为25V “ 的小灯泡、开关、50Ω，15”的滑动变阻 器各一只、导线若干。 （1）用笔画线代替导线将图甲中的电路连接完整。 （2 ）连接好电路，将滑动变阻器的滑片移至最 端。闭合开关，移动滑动变阻器 的滑片，直至电压表的示数是 V 时，读出电流表的示数如图乙所示，为 ，小灯泡正常发光时的电阻约为 Ω（保留一位小数）。 （3）小红想测量小灯泡灯丝在常温时的电阻大小，于是设计方：移动滑动变阻器的滑 片，直至灯丝不发光，读出电流表和电压表的示数，计算出电阻的大小，你认为小红的 方是否正确？ 。判断的依据是： 。 6．（2023• “ ” 东营）某兴趣小组在测量小灯泡正常发光时的电阻实验中，选用器材连接了 如图所示的电路，其中电源电压恒为3V，小灯泡的额定电压为25V，所用器材均能满 足实验需要。 （1）请用笔画线代替导线，完成实物电路的连接，注意导线不能交叉。 （2 ）该实验中，滑动变阻器除了保护电路，其主要作用是 。 （3）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不亮，电压表指针偏转明显， 电流表无示数，则发生的故障可能是小灯泡 “ ” “ ” （选填断路或被短接）。 （4）排除电路故障后进行实验，测得小灯泡正常发光时的电流为03。则小灯泡此时的 电阻为 Ω。（结果保留一位小数） （5）实验中发现，当电压表示数为09V 时，小灯泡刚好微微发光，你认为此时小灯泡 的电阻比它正常发光时的电阻要 “ ” “ ” （选填大或小）。 7．（2023•淄博）用如甲图所示电路测量小灯泡的电阻，其中电源电压为3V 恒定不变，小 灯泡的额定电压为25V “ ，滑动变阻器规格为20Ω，1”，导线若干（导线电阻忽略不 计）。 （1）请用笔画线代替导线，将电路连接完整（导线不能交叉），要求滑片P 向左滑动 时，滑动变阻器接入电路的电阻变大。 （2 ）小明连好电路，一闭合开关，小灯泡就发出耀眼的光。他在操作中的问题是 。 （3）问题解决后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，观察小灯泡的亮度，多次测 量并记录数据（如下表所示）。当电压的表示数为25V 时，小灯泡正常发光，此时电流 表示数如图乙所示为 ，计算此时小灯泡的阻值为 （精确到01Ω）。 实验次数 1 2 3 4 5 发光情况 不亮 微光 暗 明亮 耀眼 电压U/V 05 09 15 25 28 电流/ 016 020 022 030 电阻R/Ω （4 ）对比小灯泡在不同亮度下的电阻，你的发现是 。实际生活中，在 闭合开关的瞬间白炽灯灯丝容易烧坏，是因为此时灯丝的电阻 ，实际电功率较 大，灯丝容易熔断。 （5）小明想用本实验器材探究电流和电压的关系，你认为是否可行并说明理由： 。 8．（2023• “ ” 德州）某同学在做测量小灯泡正常发光时的电阻的实验时，设计了如图甲所 “ 示的实验电路，已知标有38V”字样的小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω，电源电压为 6V，可供选用的滑动变阻器有R1（20Ω，1）和R2（50Ω，02）。 （1 ）为了能完成实验，应该选用的滑动变阻器是 “ （选填R1” “ 或R2”）。 （2 ）将滑动变阻器调至阻值最大处，闭合开关，发现 “ ” “ （选填电压表或电 ” “ 流表）无示数。通过分析发现图甲中有一根导线连接错误，请在错误连线上画×”并在 图中画出那一根正确的连线。 （3）电路改正后，某次测量时电压表的示数为26V，为使小灯泡正常发光，应将滑动 变阻器的滑片向 “” “ （选填 或B”）端滑动。小灯泡正常发光时，电流表的示数如 图乙所示，则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。 （4）该同学又取来R＝10Ω 的定值电阻，设计了如图丙所示的电路图，闭合开关，调 节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为 时，小灯泡正常发光。此时电路的 总功率为 。 9．（2023•青岛）（1）有一个阻值未知的定值电阻，小兰用伏安法测量其阻值，过程如 下。 实验次数 电压U/V 电流/ 1 11 022 2 15 030 3 19 028 4 23 045 5 25 050 ①用笔画出导线，将图甲中的电路连接完整。 ②正确连接电路后，将滑动变阻器的滑片P 移至阻值 处，再闭合开关，小兰发 现移动滑动变阻器滑片P 的过程中，电压表有示数且几乎不变，电流表没有示数，则电 路中存在的故障可能是：两个接线柱 “ （选填与b” “ 或与d”）间发生了断路。 ③解决故障后，通过调节滑动变阻器滑片P 的位置，进行多次实验，得到实验数据如 表，其中有一组数据是错误的。小兰和小海根据实验数据分别画出了电阻的﹣U 图象， 如图乙、丙所示，其中图象 是正确的。 ④ 所测电阻的阻值为 Ω。 （2）小兰和小海共同设计了图丁所示的电路，探究金属丝电阻的大小跟导线长度的关 系。 ①电路中的R1、R2、R3 均是由材料、粗细相同的金属丝制成，长度分别为04m、 12m、16m。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P 置于合适位置，电压表V1、V2、V3的 示数之比为1：3：4，则三个电阻的阻值之比为R1：R2：R3＝ 。 ② 通过分析，可以得出结论：材料、粗细相同的金属丝，其电阻大小与长度成 。 ③通过查阅资料，该金属丝的电阻与导线长度的比例系数k＝5Ω/m，则长10m 的这种 金属丝的电阻是 Ω。 10．（2023•攀枝花）小江同学设计了如图甲所示的电路来测量额定电压为25V 的小灯泡的 电阻。 （1）请根据图甲所示的电路，选择合适的电压表量程，请将图乙的实物电路连接完 整； （2）电路连接好后闭合开关，发现电压表有示数，电流表无示数，小灯泡不亮，如果 电路只有一个元件有故障，该故障可能是小灯泡 “ ” “ ” （选填断路或短路）；排 除故障后，继续进行实验，某次实验时电流表、电压表示数如图丙所示，则通过小灯泡 的电流为 ，小灯泡两端的电压为 V ，小灯泡此时的电阻为 Ω（保留一位小数）； （3）根据实验数据，作出小灯泡工作时的﹣U 关系图象如图丁所示，则小灯泡正常发 光时的电阻为 Ω ，功率为 ；由图丁可知，灯丝的电阻会随电压升高 而变 。 11．（2023• “ ” 山西）小伟在测量定值电阻的阻值的实验中（电源电压U 保持不变，滑动变 阻器的最大阻值为R0）。 （1）如图甲所示是他连接的实验电路，其中有一根导线连接错误。请你在错误的导线 “ 上画×”，并用笔画线代替导线画出正确的导线。 （2）电路连接正确后，闭合开关，移动滑片，当电压表示数为25V 时，电流表示数如 图乙所示，则被测电阻的阻值是 Ω。 （3）完成测电阻实验后，小伟想，假如没有电流表，应该也能测出电阻的阻值，于是 他设计了如图丙所示的电路，请你帮助他将实验步骤补充完整。 ① ； ②未知电阻阻值的表达式Rx＝ （用已知量和所测物理量的符号表示）。 （4 “ ” ）利用图甲中的器材还可以探究电流与电压的关系，请你帮小伟为此探究实验设 计一个记录实验数据的表格。 12．（2023• “ ” 呼和浩特）小含同学在伏安法测电阻的实验中，器材如下：待测电阻Rx， 阻值已知的定值电阻R0，电流表、电压表各一只，开关、导线若干，电源一个（电压恒 定，大小未知）。 （1 ）该实验的实验原理是 “ （选填＝ ” “ 或R＝ ” “ 或U＝R”）； （2）如果实验中只有一只电压表或只有一只电流表，其他器材不变，则下列四种电路 设计，能测出Rx 的是 。 13．（2023• “ 南通）为测定标有38V”字样小灯泡正常发光时的电阻，小明设计了如图甲所 示电路，电源电压6V 保持不变。 （1 ）闭合开关前，小明观察到电流表指针如图乙所示，应该对电流表 。他发 “ 现电路中有一根导线连接错误，请在该导线上画上×”，用笔画线代替导线，画出正确 的连线。 （2）正确连接电路后闭合开关，移动滑片P，发现小灯泡始终不亮，电流表有示数， 电压表示数为零，则电路故障可能是 。 （3）排除故障后，继续实验。移动滑片P，使电压表示数分别为20V、38V、45V，记 录下对应的电流表示数分别为022、030、032 ，小灯泡正常发光时的电阻为 Ω （结果保留一位小数）。 （4）小红认为有更精确的测量方，她初步设计了图丙所示的电路，请从滑动变阻器（0 ～20Ω）、电阻箱（最低倍率是×1，元件符号 ）、电压表（0～3V）中选择两 个器材，并将它们的电路元件符号填入图丙合适的虚线框中，帮助小红完成电路设计。 14．（2023•娄底）小明同学想测量某一未知定值电阻的阻值，用到的器材有：电源、电流 表、电压表、滑动变阻器、待测电阻Rx、开关各1 个，导线若干。 （1 ）连接电路过程中，为保护电路，开关要 ；闭合开关前，应将滑动变阻器 的滑片移至 “” “ （选填 或B”）端。 （2 ）闭合开关后，发现电压表无示数，电流表有示数，原因可能是 。 （3）若在实验时电流表短接，已知滑动变阻器的最大阻值为R0，也能测出Rx的阻值。 具体操作是：将滑动变阻器调到最大阻值，闭合开关，读出电压表的示数为U1，再将 滑动变阻器调到最小阻值，读出电压表的示数为U2，待测电阻Rx＝ 。 （用U1、U2、R0表示）。 15．（2023• “ ” 阜新）请你和小新一起完成伏安法测电阻的实验。选用的器材有：电源、电 压表、电流表、定值电阻、滑动变阻器、开关和若干导线。 （1 ）在图甲中，以画线代替导线将滑动变阻器连入电路中。滑动变阻器的作用是 。 （2 “ ” ）连接电路时，小新刚一试触就发现电流表指针迅速摆到最大位置，其原因可能 是① ② 。 （3）实验过程中，当电压表的示数如图乙所示，电流表的示数为03，此时待测电阻的 阻值为 Ω。 （4）善于探究的你发现用图丙所示方法也能测出Rx的阻值（滑动变阻器的最大阻值为 RP），测量步骤如下： ①将滑动变阻器滑片P 滑到端，闭合开关S，读出电压表的示数U1； ② ； ③被测电阻Rx＝ （用物理量符号表示）。 16．（2023•牡丹江）【精准测量，交流评估】 在伏安法测电阻的实验中，老师为每组同学提供的器材有：干电池（3 节）、开关、导 线、电流表、电压表、阻值未知的定值电阻、滑动变阻器。 小红的方如图甲所示。 （1）小红通过改变电池节数的方法，改变待测电阻两端的电压。读出电压表和电流表 的示数，记录在表1 中。第3 次实验电流表的示数如图乙所示，读数为 。 表1 实验次 数 电压 U/V 电流/ 电阻 R/Ω 电阻平均 值/Ω 1 13 006 217 208 2 25 012 208 3 40 表2 实验 次数 电压 U/V 电流/ 电阻 R/Ω 电阻平均 值/Ω 1 08 004 20 204 2 13 006 217 3 20 010 20 4 25 012 208 5 35 018 194 小明的方如图丙所示。 （2）小明通过调节滑动变阻器的滑片，多次改变待测电阻两端的电压。连接好电路， 闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调节到 。 （3）闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，读出电压表和电流表的示数，记录在表2 中。根据数据，在图丁中画出图象。 （4 ）分析图象表明，电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成 。 （5 ）你认为 的方合理，理由是 。 17．（2023•潍坊）某实验小组利用图甲所示电路测量自来水电阻Rx 阻值，其中内径均匀 的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上阀门K 可以控制管内自来水的水量，玻璃管两 端接有导电活塞（活塞电阻可忽略）。电源电压约为3V “ ，滑动变阻器铭牌标有30Ω 2”字样。 （1）连接完成图甲所示电路，闭合开关前发现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）正确连接电路后，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P 移至 （选 “” “ 填 或B”）端。 （3）实验中发现无论如何移动滑片P，电流表示数几乎为0，电压表示数接近3V，检 查发现各电路元件完好。出现该现象的原因可能是 。 （4）为能正确测出玻璃管内自来水的电阻，某同学利用定值电阻R1（阻值4kΩ）、定 值电阻R2（阻值3kΩ）、电阻箱R（最大阻值9999Ω）、单刀双掷开关S、两个相同的 电压表（量程为0～3V）等器材，连接了如图乙所示电路，进行了如下实验操作。 ①把S 拨到1 位置，记录电压表V1示数； ②把S 拨到2 位置，调整电阻箱阻值，使电压表V2示数与电压表V1示数相同，记录此 时电阻箱的阻值R＝5kΩ； ③计算玻璃管内自来水的电阻值Rx，则Rx＝ kΩ。 18．（2023•乐山）小杨同学用如图甲所示的电路，测量定值电阻R 的阻值。 （1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整。（要求：滑片向左移动时电 流表示数变大，且导线不能交叉） （2