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中考物理二轮复习核心素养提升专题11物理探究实验（6）——电学中的4个探究实验练习 （含解析）
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这是一份中考物理二轮复习核心素养提升专题11物理探究实验（6）——电学中的4个探究实验练习 （含解析），共18页。试卷主要包含了探究串，探究影响导体电阻大小的因素，探究电流与电压和电阻的关系等内容，欢迎下载使用。
探究实验一、探究串、并联电路中电流规律
【猜想与假设】
1. 在图1中，两个小灯泡L1、L2是串联在电路中的。流过A、B、C各点的电流可能存在什么关系？请做出猜想。
猜想1：流过A、B、C各点的电流可能相等.
猜想2：流过A、B、C各点的电流可能不相等，C处的电流最大，A处的电流最小.
猜想3：……
图1探究串联电路的电流规律 图2探究并联电路的电流规律
2. 在图2中，两个小灯泡L1、L2是并联在电路中的。流过A、B、C各点的电流可能存在什么关系？请做出猜想。
猜想1：流过A、B、C各点的电流可能相等.
猜想2：流过A、B、C各点的电流可能不相等，A处的电流等于B、C处的电流之和.
猜想3：……
【设计与进行实验】
1. 使用电流表时的注意事项：
①使用电流表前应先校零；
②电流应从电流表的正接线柱流入，负接线柱流出；
③电流表应与被测对象串联；
④闭合开关，若电流表指针左偏，说明电流表正负接线柱接反了；
⑤闭合开关，若电流表指针偏转幅度较小，说明电流表所选量程较大.
2. 连接电路时，开关应处于断开状态，目的是保护电路.
3. 实验步骤:
①设计实验电路（串联电路）.
②根据电路图连接电路，并进行测量。
③把测量数据记录在表格中，并把操作中出现的问题简明扼要地写下来。
④换上另外两个规格不同的小灯泡，再次测量各点的电流，看看是否还有同样的关系。
⑤设计实验电路（并联电路）。
⑥根据电路图连接电路，并进行测量。
⑦把测量数据记录在表格中，并把操作中出现的问题简明扼要地写下来。
⑧换上另外两个规格不同的小灯泡，再次测量各点的电流，看看是否还有同样的关系。
4. 本实验要换用不同规格的小灯泡或改变电源电压，多测几组数据，寻找普遍规律，只测一组数据，得出的结论具有偶然性.
【交流与反思】
1. 探究串联电路的电流规律时，为了简化操作，可以在A、B、C三点各接一个电流表.
2. 探究并联电路的电流规律时，为了简化操作，还可以在A、B两点各接一个开关，把电流表接在C点，如图所示.并联电路中各支路独立工作，互不影响，故只闭合S、S1时，电流表测通过L1的电流；只闭合S、S2时，电流表测通过L2的电流；三个开关都闭合时，电流表测干路电流.
【分析与论证】
实验结论：①串联电路中的电流处处相等. ②并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和.
【例题1】为了验证并联电路的电流特点，小薇设计了如图甲所示的电路进行实验。
（1）在连接电路时，开关应处于______状态，此时电流表的指针如图乙所示，根据你的分析，你认为原因是___________；
（2）小薇先将电流表接在L1所在的支路上，闭合开关后，观察到灯L2发光，但L1不发光，电流表的示数为零，电路可能存在的故障是___________；
（3）排除故障后，她测出了通过L1的电流为I1=1.6A，她又测出了L2支路和干路上的电流分别为I2和I，两次电流表指针均如图丙所示，则I2=_____A，I=______；
（4）她接下来的操作应该是___________，这样操作的好处是__________；
（5）根据测量结果，你认为并联电路中干路电流和各支路电流的关系是：_________（写出关系式即可）。
【答案】（1）断开，电流表没有调零；（2）L1或电流表开路；（3）0.4，2 ；（4）换用不同规格的灯泡多次测量，得出普遍规律；（5）I=I1+I2.
【解析】（1）为保护电路，在连接电路时，开关应处于断开状态，此时电流表的指针如图乙所示，即电流表指针没有正对零刻线，原因是电流表没有调零。
（2）两灯并联，L2发光，但灯L1不发光，电流表的示数为零，说明L1支路不可能短路（若L1短路，则灯L2也不发光），只能是断路，即电路可能存在的故障是L1或电流表开路。
（3）排除故障后，她测出了L2支路和干路上的电流分别为I2和I，两次电流表示数均如图丙所示，因并联电路干路电流等于各支路电流之和，测灯L2的电流时，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为I2=0.4A；测干路电流时电流表选用大量程，分度值为0.1A，电流为I=2A
（4）根据一组数据得出的结论有偶然性，她接下来的操作应该是换用不同规格的灯泡多次测量；这样操作的好处是得出普遍性的规律。
（5）根据测量结果可知，并联电路中干路电流等于各支路电流之和，故并联电路中干路电流和各支路电流的关系是I=I1+I2
探究实验二、探究串、并联电路中电压规律
【设计与实验】
1. 实验器材：多个规格不同的小灯泡、电压表、电源、开关、导线等.
2. 实验电路如图所示.
探究串联电路的电压规律 探究并联电路的电压规律
3. 实验步骤：
（1）使用电压表时的注意事项：
①使用电压表前应先校零；
②电流应从电压表的正接线柱流入，负接线柱流出；
③电压表应与被测对象并联；
④选取电压表量程时，应先用0~15 V量程试触，若示数小于3 V，则改接0~3 V量程；
⑤闭合开关，若电压表指针左偏，说明电压表正负接线柱接反了；
（2）连接电路时，开关应处于断开状态，目的是保护电路.
（3）实验步骤：
①选用不同规格的小灯泡，依据电路图连接电路，根据电源电压选择电压表量程；
②用电压表分别测量L1、L2和电源两端的电压；
③换上另外两个规格不同的小灯泡，重复上述实验.
（4）换用不同规格的小灯泡或改变电源电压，多测几组数据，是为了寻找普遍规律，只测一组数据，得出的结论具有偶然性.
【交流与反思】
探究串联电路的电压规律时，为了简化操作，使每次换接电压表只动一个接线柱，可以先测A、B两点间的电压，再测A、C两点间的电压，最后测量B、C两点间的电压.
【分析和论证】
实验结论：
（1）串联电路中电源两端电压等于各用电器两端电压之和.
（2）并联电路中电源两端电压与各支路用电器两端的电压相等.
【例题2】小明和小华同学在“探究串联电路电压的规律”实验中，都设计了如图甲所示的电路．
（1）连接电路前，小明发现电压表指针如图乙所示，接下来他要对电压表进行的操作是______．
（2）小明根据图甲连接好电路，闭合开关后，发现电压表示数为零，若只有L1或L2中的一处发生故障，则故障可能是______（写出一种即可）．
（3）排除故障后，小明完成了实验，并把数据记录在下表中．
分析实验数据得出两个实验结论：
①串联电路两端的电压______各部分电路两端电压之和：
②串联电路中，各部分电路两端电压相等．
（4）实验结束后小明和小华互相交流，小华指出结论②是错误的，造成结论错误的原因是______，另外，小明的实验在设计方案上还存在另一个不足之处是______．
（5）小明和小华还进行了深入交流，为了节省时间，利用原来的电路图，在测L2两端的电压时，电压表所接的B接点不动，只断开A接点，并把接线改接到C接点上，这个方法______（选填“能”或“不能”）测出L2两端的电压，理由是______．
【答案】（1）对电压表进行调零；（2） L2断路或L1短路；（3）等于；（4）选用相同规格的灯泡做实验，只测出了一组实验数据，实验次数太少，得出的实验结论具有偶然性和片面性；（5）不能，电压表的正负接线柱接反了。
【解析】（1）连接电路前，发现电压表指针如图乙所示，指针没有指零刻度，应对电压表进行调零；
（2）由电路图可知，两灯泡串联，电压表测灯泡L1两端的电压．闭合开关后，发现电压表示数为零；若灯L1、L2均不亮，说明电路发生断路，而电压表没有示数，说明电压表的两端不能与电源连通，则是L2断路；若L2亮、L1不亮，而电压表没有示数，则是灯L1短路；
（3）由表中实验数据可知，UAC=UAB+UBC，即串联电路的总电压等于各部分电路电压之和．
（4）由实验数据可知，各部分电路两端电压相等，该结论是错误的，造成结论错误的原因是选用了规格相同的灯泡做实验；
由实验数据可知，只测出了一组实验数据，实验次数太少，得出的实验结论具有偶然性和片面性，为得出普遍结论，应改变灯泡的规格进行多次实验或改变电源电压进行多次实验；
（5）为了节省时间，利用原来的电路图，在测L2两端的电压时，电压表所接的B接点不动，只断开A接点，并把接线改接到C接点上，这样做不能测出L2两端的电压，因为根据电路图分析可以看出，直接改接一端连线，会造成电压表的正负接线柱接反了.
探究实验三、探究影响导体电阻大小的因素
【猜想与假设】
导体的电阻可能与导体的材料、长度、横截面积等因素有关。
【设计与进行实验】
1. 实验器材：开关、电源、带鳄鱼夹的导线、规格不同的镍铬合金丝、铜丝、灯泡、电流表等。
2. 实验步骤：
①实验一：导体电阻大小与长度的关系（如图1所示）
结论1：在材料、横截面积相同时，电阻大小与导体长度有关，长度越长，电阻越大。
图1 图2
实验二：导体电阻大小与横截面积的关系（如图2所示）
结论2：在材料、长度相同时，导体电阻大小与横截面积有关，横截越大，则电阻越小。
实验三：导体电阻大小与材料的关系（如图3）
图3 图4
结论3：导体电阻大小与导体材料有关。
【拓展实验】
如图4所示，将废旧的白炽灯的钨丝小心地取出，接入电路中，闭合开关记下电流表示数，再通过酒精灯给钨丝加热，观察电流表示数。
实验现象：加热过程中，电流表示数明显减小，加热到钨丝发红时，灯泡变暗，甚至不发光。
实验结论：导体的电阻大小与导体温度有关。
【实验结论】
导体电阻大小取决于导体的材料、长度和横截面积，还与导体的温度有关；①在导体的材料和横截面积相同时，导体的长度越长，电阻越大；②在导体的材料和长度相同时，导体的横截面积越大，电阻越小；③导体的长度和横截面积相同时，导体的电阻与导体的材料有关。
【实验方法】
（1）转换法：在电源电压不变的情况下，通过电流表示数或灯泡亮度来判断导体电阻的大小。
（2）控制变量法：
①探究导体电阻与导体材料的关系：选取长度、横截面积均相同的不同材料制成的导体；
②探究导体电阻与导体长度的关系：选取横截面积、材料均相同，长度不同的导体；
③探究导体电阻与导体横截面积的关系：选取长度、材料均相同，横截面积不同的导体；
【交流与讨论】
（1）电路连接时开关应断开。
（2）电流表的使用及读数。
（3）画电路图或连接实物电路图。
（4）实验中应多次测量，让实验结论更具有普遍性。
（5）实验中使用电流表或小灯泡的评价：
当电阻变化较大时，选用电流表或小灯泡都能够直观反映出来；但若电阻变化不大时，优先选用电流表，使用电流表能够直观判断电阻的变化情况，通过小灯泡亮度无法直观比较出电阻变化情况。
【实验评估】
为了使电路更安全地工作，可在电路中串联一个滑动变阻器，且在开关闭合前滑动变阻器滑片移动到阻值最大处。
【例题3】在探究影响导体电阻大小的因素中，小明猜想导体电阻大小可能与下列因素有关：
A．导体的材料 B．导体的长度 C．导体的横截面积
为验证上述猜想，他用如图所示的器材进行实验，①②④横截面积相同，③横截面积最大。
（1）该实验中，通过观察_________（选填“电流表示数”或“灯泡亮度”）来反应电阻的大小，这种物理研究方法是_________；
A．转换法 B．控制变量法 C．等效潜代法
（2）选用①②两根导体分别接入电路进行实验，可验证猜想______（选填猜想因素选项“A”“B”或“C”）；
（3）选用①④两根导体分别接入图中M、N两点间，闭合开关电流表的示数不同，可知在导体的长度和横截面积相同时，导体电阻大小跟导体的___________有关；
（4）将①③两段金属丝串联接入同一电路中，流过①③的电流关系是I①______I③（选填“>”、“<”或“=”）。
【答案】）（1）电流表示数，A；（2）B；（3）材料；（4）=.
【解析】（1）实验中通过电流表示数的大小来反映电阻的大小，采用的是转换法。故选A。
（2）选用①②两根导体分别接入电路进行实验，①②的材料、横截面积相同，长度不同，可验证导体电阻与长度的关系，即验证猜想B。
（3）选用①④两根导体分别接入图中M、N两点间，①和④的长度、横截面积相同，材料不同，探究的是电阻大小与材料的关系；闭合开关电流表的示数不同，可知在导体的长度和横截面积相同时，导体电阻大小跟导体的材料有关。
（4）将①③两段金属丝串联接入同一电路中，根据串联电路的电流规律可知，串联电路中各处的电流相同，即I①=I③。
探究实验四、探究电流与电压和电阻的关系
【猜想与假设】
通过导体的电流与电压、电阻有什么关系？ 有哪些事实支持你的猜想？
猜想1：若电阻一定，可能电压越大，电流越大；因为电压是形成电流的原因。
猜想2：若电压一定，可能电阻越大，电流越小；因为电阻对电流有阻碍作用。
【设计与进行实验】
1.实验器材：电源、不同阻值的定值电阻、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线；
2. 实验电路图与实物连接图
3. 实验步骤：
①闭合开关，保持电阻R=10Ω不变，调节滑动变阻器使电阻两端的电压成倍数增加，观察电流表示数，将数据填入表格。
②闭合开关，分别将阻值不同的电阻接入电路，并且通过调节滑动变阻器的滑片，使阻值不同的定值电阻R两端的电压保持3V不变，观察电流表示数，将实验数据记录表中。
根据上述表中的数据绘制U-I图像和I-R图像，如图所示。
【分析与论证】
观察到U-I图像可知，在电阻R一定时，I与U成正比。观察到I-R图像可知，在电压U一定时，I与R成反比。
实验结论：①在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；②在电压一定时，通过导体的电流与电阻成反比。
【实验方法】
控制变量法：①探究电流与电压的关系时：控制定值电阻的阻值不变，移动滑片，改变定值电阻两端的电压，观察电流表的示数；②探究电流与电阻的关系时：更换电阻，调节滑片位置，控制电压表示数不变，观察电流表的示数.
【交流与讨论】
（1）滑动变阻器的作用：
①探究电流与电压的关系：保护电路、改变定值电阻两端的电压；
②探究电流与电阻的关系：保护电路、保持定值电阻两端的电压不变.
（2）连接电路前，开关应断开，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑动到阻值最大处。
（3）掌握电流表、电压表的使用，会正确读数。
（4）实物电路图连接、纠错及画电路图。
（5）多次测量的目的：使实验结论具有普遍性。
（6）在探究电流与电阻关系实验中，更换阻值不同的电阻后，变阻器滑片移动方向的判断方法：换大调大。
（7）会分析电路出现的故障。
（8）表格错误数据的分析：
①探究电流与电压的关系：分析比较各组数据电压与电流的比值是否相同，不同的一组数据为错误数据。
② 探究电流与电阻的关系：比较各组数据电阻与电流的乘积是否相同，不同的一组为错误数据。
（8）欧姆定律的相关计算。
（9）将定值电阻换为小灯泡的评估：小灯泡的电阻会随温度变化而变化，从而会影响实验结论，因此不能将定值电阻换作小灯泡进行实验。
【例题4】小明做“探究电流和电阻的关系”的实验，所用电源电压为3V，三个定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω和20Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω 2A”。
（1）图甲是小明连接的部分电路，请用笔画线代替导线，将电路连接完整______；
（2）先用5Ω的定值电阻进行实验，将滑动变阻器的滑片P移至阻值最______处，闭合开关，调节滑片P到合适位置，记录电压表和电流表的示数，其中电流表示数如图乙所示，电流大小为______A；
（3）将5Ω的定值电阻依次更换为10Ω、20Ω继续探究，均应将滑片P向______移动，使电压表示数仍为______V，并记录数据；
（4）分析实验数据得出结论，图丙中能正确反映电流和电阻关系的图像是______。
【答案】（1）见下；（2）大，0.4；（3）左， 2； （4）B.
【解析】（1）探究电流和电阻的关系，定值电阻与滑动变阻器、电流表串联，电压表并联在定值电阻的两端，电源电压3V，电压表选用0~3V的量程，如图所示：
（2）为保护电路，开关闭合前，要将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大处。如图乙，电流表量程为0~0.6A，分度值为0.02A，电流大小为0.4A。
（3）当定值电阻为5Ω时，电流表示数为0.4A，根据欧姆定律可知，电压表示数为
U=IR=0.4A×5Ω=2V
研究电流与电阻的关系，要控制定值电阻两端的电压不变。根据串联分压规律可知，将5Ω的定值电阻依次更换为10Ω、20Ω，电压表示数会变大；要使电压表示数保持不变，应增大滑动变阻器接入电路的电阻值，增大所分得电压，应将滑片P向左移动，使电压表示数仍为2V，并记录数据。
（4）分析实验数据可得，在电压不变时，通过导体的电流与导体的电阻成反比，即与电阻的倒数成正比，所以图丙中能正确反映电流和电阻关系的图像是B。
综合练习
1．如图所示是小明在练习测量电流时连接的电路，电路的连接存在错误，下列操作及说法正确的是（ ）
A．撤掉导线a，电流表测量的是电路的总电流
B．撤掉导线a，电流表测量的是小灯泡L1的电流
C．撤掉导线b，电流表测量的是小灯泡L2的电流
D．撤掉导线c，电流表测量的是小灯泡L2的电流
【答案】D
【解析】AB．由图可知，电流经灯泡L1、导线回负极，电流表没有接入电路，故电流表测量的既不是总电流，也不是小灯泡L1的电流，AB选项不符合题意；
C．撤掉导线b，电流从电源正极出发分两支，一支经灯泡L1、一支经灯泡L2，然后共同经电流表回负极，即电流表测量的是电路的总电流，选项不符合题意；
D． 撤掉导线c，电流从电源正极出发经灯泡L2回负极，则电流表测量的是小灯泡L2的电流，选项符合题意．所以选D.
2．用如图所示电路探究串联电路的电压规律，下列说法正确的是（ ）
A．电压表不能直接测量电源电压
B．若测量L1两端电压，需将电压表并联在a、b两点间，且电压表正接线柱接a点
C．实验得到的结论为：串联电路电压处处相等
D．改变两个小灯泡的规格，重复实验，是为了减小实验误差
【答案】B
【解析】A．电压表可以并联在电源两端，直接测量电源电压，A错误；
B．若测量L1两端电压，需将电压表并联在L1两端，即a、b两点间，且电压表正接线柱接a点，负接线柱接b点，保证电流从正接线柱流入，负接线柱流出，B正确；
C．实验得到的结论为：串联电路，电源电压等于各用电器两端电压之和，C错误；
D．改变两个小灯泡的规格，重复实验，是为了得到普遍规律，D错误。
故选B。
3．“探究串联电路的电压关系”的实验电路如图甲所示。
（1）小明根据图甲连接好电路，闭合开关，电压表示数如图乙所示，为了使读数更准确，接下来他应该怎么做？___________；
（2）小明完成了实验，并把数据记录在表中：分析实验数据得出两个实验结论：
①串联电路电源两端的电压等于各部分用电器两端电压之和；
②串联电路中，各部分用电器两端电压相等；
实验结束后，小明和小华互相交流，小华指出结论②是错误的，造成结论错误的原因是：___________；另外，小明的实验在设计上还存在另一个不足之处是___________。
【答案】（1）断开开关，把电压表更换成0~3V量程；（2）没有选择两个规格不同的灯泡进行实验；只有一组实验数据，结论具有偶然性。
【解析】（1）闭合开关，电压表示数如图乙所示，电压表的指针偏转角度太小，说明电压表量程选择不合理，正确的办法是断开开关，把电压表更换成0-3V量程，重新测量。
（2）由表格数据可知两个用电器的两端电压相等，说明实验时选择的灯泡规格是相同的，这样的结果不具有普遍性，应该选择不容规格的灯泡来进行实验；实验还有一个不足的地方是实验的次数太少，只有一组实验数据，结论具有偶然性。
4. 用如图所示的电路探究并联电路中的电流关系。
电流表的测量对象
电流表的示数I/A
L1所在的支路
0.30
L2所在的支路
0.20
干路
0.50
（1）实验中，选择两个小灯泡的规格应该是________的（填“相同”或“不相同”）；
（2）闭合开关，发现L1亮，而L2不亮。小易认为L2不亮的原因是L2短路，你认为他的判断是_____（填“正确”或“错误”）的；
（3）小易想要测量L2的电流，将电路中右侧的a导线与电流表“0.6”接线柱相连的那一端接到“﹣”接线柱上，其它都不动。这样是否可行____（选填“可行”或“不可行”），说明理由：____；
（4）小易改正（2）中结论后将实验数据记录在表中。分析表中数据，可得出的结论是：_____（用文字表述）；
（5）小易这样得出结论有何不妥之处：_____。
【答案】（1）不相同；（2）错误；（3）不可行，电流表的正负接线柱接反了；（4）并联电路中干路电流等于各支路电流之和；（5）实验次数太少，结论具有偶然性.
【解析】（1）为得出普遍性的结论，实验中，选择两个小灯泡的规格应该是不相同的。
（2）图中两灯并联，若小易认为L2不亮的原因是L2短路，则另一个灯泡和电源会同时短路，两灯都不发光，故小易的判断是错误的（故障应为灯泡L2断路）。
（3）当将电路中右侧的导线与电流表“0.6”接线柱相连的那一端改接到“﹣”接线柱上，其它都不动，这时电流表与灯泡L2串联，测量灯泡L2的电流，但这样做电流表的正负接线柱接反了，故不可行。
（4）由表中数据知0.50A=0.30A+0.20A
故可以得出结论：并联电路中干路电流等于各支路电流之和。
（5）根据表中数据可知，实验次数太少，结论具有偶然性，为得出普遍性的结论，应换用不同规格的灯泡进行多次实验。
5．在探究影响导体电阻大小因素的实验时，做了如下猜想：
猜想一：导体的电阻可能与导体的长度有关；
猜想二：导体的电阻可能与导体的横截面积有关；
猜想三：导体的电阻可能与导体的材料有关。
实验室提供了4根电阻丝，其规格、材料如表所示：
（1）按照如图所示实验电路，在M、N之间分别接入不同的导体，来比较导体电阻的大小，大梦认为可以根据灯泡亮度的变化来判断接入导体电阻的大小，小梦则提出，此实验中这种方法不可取。这是因为电源电压一定时，所选导体的阻值相差太小。灯泡亮度变化 _______（填“明显”或“不明显”），那么，你认为通过观察 ___________可以更直观地判断出接入电路中导体电阻的大小；
（2）在最近几年，我国城乡许多地区进行了输电线路的改造，将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线，这样就 _________（选填“增大”或“减小”）了输电线的电阻。为了验证该结论，应该选用编号为 _________（填入格式“*与*”）的两段导体接入MN两端，进行实验。
【答案】（1）不明显，电流表的示数；（2）减小， A与C。
【解析】（1）由于电源电压一定时，所选电阻丝的阻值相差太小，灯泡亮度变化不明显，所以，不可以根据灯泡亮度的变化来判断接入的电阻丝阻值的变化情况，通过观察电流表的示数可以更直观地判断出接入电路中导体电阻的大小。
（2）细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线，导线的横截面积增大了，这样就减小了输电线的电阻，导线上消耗损失的电能也就减小了。
为了验证该结论，即探究导线电阻与导线的横截面积的关系，应探制导线的长度和材料相同，导线的横截面积不同，应该选用编号为A与C的两段导体接入MN两端，进行实验。
6．某学习小组计划探究电流与电阻的关系。可供使用的实验器材有：电源（电压恒为6V）、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个，阻值分别为5Ω、15Ω、25Ω的定值电阻各一个、导线若干。
（1）如图甲所示的实物电路中存在错误，小兰发现只需要改接一根导线就可以了，请在那一根错误的导线上画“×”，再画线把它改到正确的位置上_________。（导线不允许交叉）
（2）图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R的变化图像，由图像可知电阻R两端的电压为_____V，为保证分别使用三个定值电阻均能顺利完成实验，滑动变阻器的最大阻值至少____Ω。
【答案】（1）2.5；（2）35.
【解析】（1）原来的电路中，定值电阻与电流表并联，电压表串联在电路中是错误的，电流表应与定值电阻串联，电压表与定值电阻并联，如图所示：
（2）由图乙可知，电阻两端的电压始终不变，为U=IR=0.1A×25Ω=2.5V
根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压为U滑=6V-2.5V=3.5V
根据分压原理， EQ \F(U滑, UR) = EQ \F(R滑, R) 即： EQ \F(R滑, R) = EQ \F(U滑, UR) = EQ \F(3.5,2.5) = EQ \F(7,5)
当接入25Ω电阻时，变阻器接入电路中的电阻为 R滑=7/5×25Ω=35Ω
所以为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少35Ω的滑动变阻器。
7．小敏用如图所示的实物电路图，研究“通过导体的电流与导体电阻的关系”，电源电压恒为3V，5个定值电阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，滑动变阻器最大阻值为10Ω。
（1）请在甲图中将滑动变阻器正确连入电路（滑片向右移电流表示数变小）_____；
（2）开关S闭合后，移动滑动变阻器滑片时，眼睛应主要注视 _____（选填“滑动变阻器滑片”、“电压表示数”或“电流表示数”）；
（3）本实验中，滑动变阻器除了控制定值电阻两端的电压不变，还有 _____的作用；
（4）根据前4次实验所测的电流和电阻值，在乙图中描出了4个点，则阴影部分面积表示的物理量是 _____，它的值为 _____；
（5）小敏发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，始终无法达到实验要求，此时小敏可采取的措施是 _____（选填序号）。
A．更换一块新的电压表
B．增加一节干电池
C．用最大阻值为20Ω的滑动变阻器替换原来的滑动变阻器
【答案】（1）见下图；（2）电压表示数；（3）保护电路；（4）电压，2V ；（5）C.
【解析】（1）由于滑动变阻器连入电路时，要按照“一上一下”方法连接，要求滑片向右移电流表示数变小，即阻值变大，所以滑动变阻器下方接线柱，应接左端，如下图所示：
（2）电压一定时，探究电流与电阻的关系时，在不断的改变定值电阻的同时，必须不断的移动滑动变阻器，使得电压表的示数是一个定值，故在移动滑片的同时，眼睛观察电压表的示数。
（3）探究导体中的电流与导体的电阻的关系时，滑动变阻器的作用一是保护电路，二是保持电阻两端的电压不变。
（4）阴影部分为横、纵坐标的乘积，即阴影部分的面积S=IR=U
即测量的是电压，电压的值U=IR=0.2A×10Ω=2V
（5）由于定值电阻两端的电压控制为2V，电源电压为3V，则变阻器两端的电压为1V，由串联分压的规律可得 EQ \F(U滑, UR) = EQ \F(R滑, R)
将定值电阻由20Ω换为30Ω时，则有 EQ \F(1V, 2V) = EQ \F(R滑, 30Ω)
解得R滑=15Ω
滑动变阻器最大阻值为10Ω，所以无论怎样调节滑动变阻器，始终无法达到实验要求，原因是滑动变阻器的最大阻值太小，需要用最大阻值更大的变阻器来替换原来的变阻器，故C符合题意，AB不符合题意。
故选C。
8．在“探究串联电路的电压规律”的实验时，小明同学设计了如图所示的电路。
（1）连接电路时，开关应该处于________（选填“断开”或“闭合”）状态；
（2）正确连接电路后闭合电路，小明发现电压表示数为零，且只有一只灯泡发光，若只有L1或L2中的一处发生，则故障可能是__________；
（3）故障解除后，为了测量B、C两端间的电压，小明将电压表接A点的线端改接到C点，闭合开关后，发现电压表出现_______现象，左灯_____，右灯_____（最后两空选填“亮”或“不亮”）；
（4）实验结束后，先断开开关，再拆除________两端导线（选填“电源”或“用电器”）。
【答案】（1）断开；（2）L1短路；（3）指针反向偏转，亮，亮；（4）电源.
【解析】（1）连接电路时，为保护电路，开关应该处于断开状态。
（2）两灯泡串联，电压表测L1的电压，只有一只灯泡发光，则电路为通路，发现电压表示数为零，若只有L1或L2中的一处发生故障，则故障可能是L1短路。
（3）已测出L1两端的电压，与B相连的为电压表正接线柱，与A相连的为电压表的负接线柱，若将电压表左端接在A点的线改接到C点，则电压表正负接线接反了，闭合开关后，发现电压表出现指针反向偏转现象，但不影响灯的发光，故左亮灯，右灯亮。
（4）为防止电源短路，实验结束后，先断开开关，再拆除电源两端导线。
A点电流IA/A
B点电流IB/A
C点电流IC/A
灯泡L1、L2串联
0.22
0.22
0.22
灯泡L3、L4串联
0.30
0.30
0.30
A点电流IA/A
B点电流IB/A
C点电流IC/A
灯泡L1、L2并联
0.52
0.22
0.30
灯泡L3、L4并联
0.46
0.24
0.22
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1.4
1.4
2.8
材料
横截面积
接入长度
电流I/A
电阻（填“大”或“小”）
镍铬合金
S
50cm
0.09
大
镍铬合金
S
30cm
0.16
小
材料
横截面积
接入长度
电流I/A
电阻（填“大”或“小”）
镍铬合金
S
50cm
0.09
大
镍铬合金
2S
50cm
0.20
小
材料
横截面积
接入长度
电流I/A
电阻（填“大”或“小”）
镍铬合金
S
50cm
0.09
大
铜丝
S
50cm
0.96
小
电阻R
10Ω
电压U/V
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
实验序号
电压U/V
电阻R/Ω
电流I/A
①
3
5
0.60
②
3
10
0.30
③
3
15
0.20
④
3
20
0.15
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1.4
1.4
2.8
编号
材料
长度l/cm
横截面积S/mm2
A
镍铬合金
0.25
1.0
B
镍铬合金
0.50
1.0
C
镍铬合金
0.25
2.0
D
锰铜合金
0.25
1.0
探究实验一、探究串、并联电路中电流规律
【猜想与假设】
1. 在图1中，两个小灯泡L1、L2是串联在电路中的。流过A、B、C各点的电流可能存在什么关系？请做出猜想。
猜想1：流过A、B、C各点的电流可能相等.
猜想2：流过A、B、C各点的电流可能不相等，C处的电流最大，A处的电流最小.
猜想3：……
图1探究串联电路的电流规律 图2探究并联电路的电流规律
2. 在图2中，两个小灯泡L1、L2是并联在电路中的。流过A、B、C各点的电流可能存在什么关系？请做出猜想。
猜想1：流过A、B、C各点的电流可能相等.
猜想2：流过A、B、C各点的电流可能不相等，A处的电流等于B、C处的电流之和.
猜想3：……
【设计与进行实验】
1. 使用电流表时的注意事项：
①使用电流表前应先校零；
②电流应从电流表的正接线柱流入，负接线柱流出；
③电流表应与被测对象串联；
④闭合开关，若电流表指针左偏，说明电流表正负接线柱接反了；
⑤闭合开关，若电流表指针偏转幅度较小，说明电流表所选量程较大.
2. 连接电路时，开关应处于断开状态，目的是保护电路.
3. 实验步骤:
①设计实验电路（串联电路）.
②根据电路图连接电路，并进行测量。
③把测量数据记录在表格中，并把操作中出现的问题简明扼要地写下来。
④换上另外两个规格不同的小灯泡，再次测量各点的电流，看看是否还有同样的关系。
⑤设计实验电路（并联电路）。
⑥根据电路图连接电路，并进行测量。
⑦把测量数据记录在表格中，并把操作中出现的问题简明扼要地写下来。
⑧换上另外两个规格不同的小灯泡，再次测量各点的电流，看看是否还有同样的关系。
4. 本实验要换用不同规格的小灯泡或改变电源电压，多测几组数据，寻找普遍规律，只测一组数据，得出的结论具有偶然性.
【交流与反思】
1. 探究串联电路的电流规律时，为了简化操作，可以在A、B、C三点各接一个电流表.
2. 探究并联电路的电流规律时，为了简化操作，还可以在A、B两点各接一个开关，把电流表接在C点，如图所示.并联电路中各支路独立工作，互不影响，故只闭合S、S1时，电流表测通过L1的电流；只闭合S、S2时，电流表测通过L2的电流；三个开关都闭合时，电流表测干路电流.
【分析与论证】
实验结论：①串联电路中的电流处处相等. ②并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和.
【例题1】为了验证并联电路的电流特点，小薇设计了如图甲所示的电路进行实验。
（1）在连接电路时，开关应处于______状态，此时电流表的指针如图乙所示，根据你的分析，你认为原因是___________；
（2）小薇先将电流表接在L1所在的支路上，闭合开关后，观察到灯L2发光，但L1不发光，电流表的示数为零，电路可能存在的故障是___________；
（3）排除故障后，她测出了通过L1的电流为I1=1.6A，她又测出了L2支路和干路上的电流分别为I2和I，两次电流表指针均如图丙所示，则I2=_____A，I=______；
（4）她接下来的操作应该是___________，这样操作的好处是__________；
（5）根据测量结果，你认为并联电路中干路电流和各支路电流的关系是：_________（写出关系式即可）。
【答案】（1）断开，电流表没有调零；（2）L1或电流表开路；（3）0.4，2 ；（4）换用不同规格的灯泡多次测量，得出普遍规律；（5）I=I1+I2.
【解析】（1）为保护电路，在连接电路时，开关应处于断开状态，此时电流表的指针如图乙所示，即电流表指针没有正对零刻线，原因是电流表没有调零。
（2）两灯并联，L2发光，但灯L1不发光，电流表的示数为零，说明L1支路不可能短路（若L1短路，则灯L2也不发光），只能是断路，即电路可能存在的故障是L1或电流表开路。
（3）排除故障后，她测出了L2支路和干路上的电流分别为I2和I，两次电流表示数均如图丙所示，因并联电路干路电流等于各支路电流之和，测灯L2的电流时，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为I2=0.4A；测干路电流时电流表选用大量程，分度值为0.1A，电流为I=2A
（4）根据一组数据得出的结论有偶然性，她接下来的操作应该是换用不同规格的灯泡多次测量；这样操作的好处是得出普遍性的规律。
（5）根据测量结果可知，并联电路中干路电流等于各支路电流之和，故并联电路中干路电流和各支路电流的关系是I=I1+I2
探究实验二、探究串、并联电路中电压规律
【设计与实验】
1. 实验器材：多个规格不同的小灯泡、电压表、电源、开关、导线等.
2. 实验电路如图所示.
探究串联电路的电压规律 探究并联电路的电压规律
3. 实验步骤：
（1）使用电压表时的注意事项：
①使用电压表前应先校零；
②电流应从电压表的正接线柱流入，负接线柱流出；
③电压表应与被测对象并联；
④选取电压表量程时，应先用0~15 V量程试触，若示数小于3 V，则改接0~3 V量程；
⑤闭合开关，若电压表指针左偏，说明电压表正负接线柱接反了；
（2）连接电路时，开关应处于断开状态，目的是保护电路.
（3）实验步骤：
①选用不同规格的小灯泡，依据电路图连接电路，根据电源电压选择电压表量程；
②用电压表分别测量L1、L2和电源两端的电压；
③换上另外两个规格不同的小灯泡，重复上述实验.
（4）换用不同规格的小灯泡或改变电源电压，多测几组数据，是为了寻找普遍规律，只测一组数据，得出的结论具有偶然性.
【交流与反思】
探究串联电路的电压规律时，为了简化操作，使每次换接电压表只动一个接线柱，可以先测A、B两点间的电压，再测A、C两点间的电压，最后测量B、C两点间的电压.
【分析和论证】
实验结论：
（1）串联电路中电源两端电压等于各用电器两端电压之和.
（2）并联电路中电源两端电压与各支路用电器两端的电压相等.
【例题2】小明和小华同学在“探究串联电路电压的规律”实验中，都设计了如图甲所示的电路．
（1）连接电路前，小明发现电压表指针如图乙所示，接下来他要对电压表进行的操作是______．
（2）小明根据图甲连接好电路，闭合开关后，发现电压表示数为零，若只有L1或L2中的一处发生故障，则故障可能是______（写出一种即可）．
（3）排除故障后，小明完成了实验，并把数据记录在下表中．
分析实验数据得出两个实验结论：
①串联电路两端的电压______各部分电路两端电压之和：
②串联电路中，各部分电路两端电压相等．
（4）实验结束后小明和小华互相交流，小华指出结论②是错误的，造成结论错误的原因是______，另外，小明的实验在设计方案上还存在另一个不足之处是______．
（5）小明和小华还进行了深入交流，为了节省时间，利用原来的电路图，在测L2两端的电压时，电压表所接的B接点不动，只断开A接点，并把接线改接到C接点上，这个方法______（选填“能”或“不能”）测出L2两端的电压，理由是______．
【答案】（1）对电压表进行调零；（2） L2断路或L1短路；（3）等于；（4）选用相同规格的灯泡做实验，只测出了一组实验数据，实验次数太少，得出的实验结论具有偶然性和片面性；（5）不能，电压表的正负接线柱接反了。
【解析】（1）连接电路前，发现电压表指针如图乙所示，指针没有指零刻度，应对电压表进行调零；
（2）由电路图可知，两灯泡串联，电压表测灯泡L1两端的电压．闭合开关后，发现电压表示数为零；若灯L1、L2均不亮，说明电路发生断路，而电压表没有示数，说明电压表的两端不能与电源连通，则是L2断路；若L2亮、L1不亮，而电压表没有示数，则是灯L1短路；
（3）由表中实验数据可知，UAC=UAB+UBC，即串联电路的总电压等于各部分电路电压之和．
（4）由实验数据可知，各部分电路两端电压相等，该结论是错误的，造成结论错误的原因是选用了规格相同的灯泡做实验；
由实验数据可知，只测出了一组实验数据，实验次数太少，得出的实验结论具有偶然性和片面性，为得出普遍结论，应改变灯泡的规格进行多次实验或改变电源电压进行多次实验；
（5）为了节省时间，利用原来的电路图，在测L2两端的电压时，电压表所接的B接点不动，只断开A接点，并把接线改接到C接点上，这样做不能测出L2两端的电压，因为根据电路图分析可以看出，直接改接一端连线，会造成电压表的正负接线柱接反了.
探究实验三、探究影响导体电阻大小的因素
【猜想与假设】
导体的电阻可能与导体的材料、长度、横截面积等因素有关。
【设计与进行实验】
1. 实验器材：开关、电源、带鳄鱼夹的导线、规格不同的镍铬合金丝、铜丝、灯泡、电流表等。
2. 实验步骤：
①实验一：导体电阻大小与长度的关系（如图1所示）
结论1：在材料、横截面积相同时，电阻大小与导体长度有关，长度越长，电阻越大。
图1 图2
实验二：导体电阻大小与横截面积的关系（如图2所示）
结论2：在材料、长度相同时，导体电阻大小与横截面积有关，横截越大，则电阻越小。
实验三：导体电阻大小与材料的关系（如图3）
图3 图4
结论3：导体电阻大小与导体材料有关。
【拓展实验】
如图4所示，将废旧的白炽灯的钨丝小心地取出，接入电路中，闭合开关记下电流表示数，再通过酒精灯给钨丝加热，观察电流表示数。
实验现象：加热过程中，电流表示数明显减小，加热到钨丝发红时，灯泡变暗，甚至不发光。
实验结论：导体的电阻大小与导体温度有关。
【实验结论】
导体电阻大小取决于导体的材料、长度和横截面积，还与导体的温度有关；①在导体的材料和横截面积相同时，导体的长度越长，电阻越大；②在导体的材料和长度相同时，导体的横截面积越大，电阻越小；③导体的长度和横截面积相同时，导体的电阻与导体的材料有关。
【实验方法】
（1）转换法：在电源电压不变的情况下，通过电流表示数或灯泡亮度来判断导体电阻的大小。
（2）控制变量法：
①探究导体电阻与导体材料的关系：选取长度、横截面积均相同的不同材料制成的导体；
②探究导体电阻与导体长度的关系：选取横截面积、材料均相同，长度不同的导体；
③探究导体电阻与导体横截面积的关系：选取长度、材料均相同，横截面积不同的导体；
【交流与讨论】
（1）电路连接时开关应断开。
（2）电流表的使用及读数。
（3）画电路图或连接实物电路图。
（4）实验中应多次测量，让实验结论更具有普遍性。
（5）实验中使用电流表或小灯泡的评价：
当电阻变化较大时，选用电流表或小灯泡都能够直观反映出来；但若电阻变化不大时，优先选用电流表，使用电流表能够直观判断电阻的变化情况，通过小灯泡亮度无法直观比较出电阻变化情况。
【实验评估】
为了使电路更安全地工作，可在电路中串联一个滑动变阻器，且在开关闭合前滑动变阻器滑片移动到阻值最大处。
【例题3】在探究影响导体电阻大小的因素中，小明猜想导体电阻大小可能与下列因素有关：
A．导体的材料 B．导体的长度 C．导体的横截面积
为验证上述猜想，他用如图所示的器材进行实验，①②④横截面积相同，③横截面积最大。
（1）该实验中，通过观察_________（选填“电流表示数”或“灯泡亮度”）来反应电阻的大小，这种物理研究方法是_________；
A．转换法 B．控制变量法 C．等效潜代法
（2）选用①②两根导体分别接入电路进行实验，可验证猜想______（选填猜想因素选项“A”“B”或“C”）；
（3）选用①④两根导体分别接入图中M、N两点间，闭合开关电流表的示数不同，可知在导体的长度和横截面积相同时，导体电阻大小跟导体的___________有关；
（4）将①③两段金属丝串联接入同一电路中，流过①③的电流关系是I①______I③（选填“>”、“<”或“=”）。
【答案】）（1）电流表示数，A；（2）B；（3）材料；（4）=.
【解析】（1）实验中通过电流表示数的大小来反映电阻的大小，采用的是转换法。故选A。
（2）选用①②两根导体分别接入电路进行实验，①②的材料、横截面积相同，长度不同，可验证导体电阻与长度的关系，即验证猜想B。
（3）选用①④两根导体分别接入图中M、N两点间，①和④的长度、横截面积相同，材料不同，探究的是电阻大小与材料的关系；闭合开关电流表的示数不同，可知在导体的长度和横截面积相同时，导体电阻大小跟导体的材料有关。
（4）将①③两段金属丝串联接入同一电路中，根据串联电路的电流规律可知，串联电路中各处的电流相同，即I①=I③。
探究实验四、探究电流与电压和电阻的关系
【猜想与假设】
通过导体的电流与电压、电阻有什么关系？ 有哪些事实支持你的猜想？
猜想1：若电阻一定，可能电压越大，电流越大；因为电压是形成电流的原因。
猜想2：若电压一定，可能电阻越大，电流越小；因为电阻对电流有阻碍作用。
【设计与进行实验】
1.实验器材：电源、不同阻值的定值电阻、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线；
2. 实验电路图与实物连接图
3. 实验步骤：
①闭合开关，保持电阻R=10Ω不变，调节滑动变阻器使电阻两端的电压成倍数增加，观察电流表示数，将数据填入表格。
②闭合开关，分别将阻值不同的电阻接入电路，并且通过调节滑动变阻器的滑片，使阻值不同的定值电阻R两端的电压保持3V不变，观察电流表示数，将实验数据记录表中。
根据上述表中的数据绘制U-I图像和I-R图像，如图所示。
【分析与论证】
观察到U-I图像可知，在电阻R一定时，I与U成正比。观察到I-R图像可知，在电压U一定时，I与R成反比。
实验结论：①在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；②在电压一定时，通过导体的电流与电阻成反比。
【实验方法】
控制变量法：①探究电流与电压的关系时：控制定值电阻的阻值不变，移动滑片，改变定值电阻两端的电压，观察电流表的示数；②探究电流与电阻的关系时：更换电阻，调节滑片位置，控制电压表示数不变，观察电流表的示数.
【交流与讨论】
（1）滑动变阻器的作用：
①探究电流与电压的关系：保护电路、改变定值电阻两端的电压；
②探究电流与电阻的关系：保护电路、保持定值电阻两端的电压不变.
（2）连接电路前，开关应断开，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑动到阻值最大处。
（3）掌握电流表、电压表的使用，会正确读数。
（4）实物电路图连接、纠错及画电路图。
（5）多次测量的目的：使实验结论具有普遍性。
（6）在探究电流与电阻关系实验中，更换阻值不同的电阻后，变阻器滑片移动方向的判断方法：换大调大。
（7）会分析电路出现的故障。
（8）表格错误数据的分析：
①探究电流与电压的关系：分析比较各组数据电压与电流的比值是否相同，不同的一组数据为错误数据。
② 探究电流与电阻的关系：比较各组数据电阻与电流的乘积是否相同，不同的一组为错误数据。
（8）欧姆定律的相关计算。
（9）将定值电阻换为小灯泡的评估：小灯泡的电阻会随温度变化而变化，从而会影响实验结论，因此不能将定值电阻换作小灯泡进行实验。
【例题4】小明做“探究电流和电阻的关系”的实验，所用电源电压为3V，三个定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω和20Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω 2A”。
（1）图甲是小明连接的部分电路，请用笔画线代替导线，将电路连接完整______；
（2）先用5Ω的定值电阻进行实验，将滑动变阻器的滑片P移至阻值最______处，闭合开关，调节滑片P到合适位置，记录电压表和电流表的示数，其中电流表示数如图乙所示，电流大小为______A；
（3）将5Ω的定值电阻依次更换为10Ω、20Ω继续探究，均应将滑片P向______移动，使电压表示数仍为______V，并记录数据；
（4）分析实验数据得出结论，图丙中能正确反映电流和电阻关系的图像是______。
【答案】（1）见下；（2）大，0.4；（3）左， 2； （4）B.
【解析】（1）探究电流和电阻的关系，定值电阻与滑动变阻器、电流表串联，电压表并联在定值电阻的两端，电源电压3V，电压表选用0~3V的量程，如图所示：
（2）为保护电路，开关闭合前，要将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大处。如图乙，电流表量程为0~0.6A，分度值为0.02A，电流大小为0.4A。
（3）当定值电阻为5Ω时，电流表示数为0.4A，根据欧姆定律可知，电压表示数为
U=IR=0.4A×5Ω=2V
研究电流与电阻的关系，要控制定值电阻两端的电压不变。根据串联分压规律可知，将5Ω的定值电阻依次更换为10Ω、20Ω，电压表示数会变大；要使电压表示数保持不变，应增大滑动变阻器接入电路的电阻值，增大所分得电压，应将滑片P向左移动，使电压表示数仍为2V，并记录数据。
（4）分析实验数据可得，在电压不变时，通过导体的电流与导体的电阻成反比，即与电阻的倒数成正比，所以图丙中能正确反映电流和电阻关系的图像是B。
综合练习
1．如图所示是小明在练习测量电流时连接的电路，电路的连接存在错误，下列操作及说法正确的是（ ）
A．撤掉导线a，电流表测量的是电路的总电流
B．撤掉导线a，电流表测量的是小灯泡L1的电流
C．撤掉导线b，电流表测量的是小灯泡L2的电流
D．撤掉导线c，电流表测量的是小灯泡L2的电流
【答案】D
【解析】AB．由图可知，电流经灯泡L1、导线回负极，电流表没有接入电路，故电流表测量的既不是总电流，也不是小灯泡L1的电流，AB选项不符合题意；
C．撤掉导线b，电流从电源正极出发分两支，一支经灯泡L1、一支经灯泡L2，然后共同经电流表回负极，即电流表测量的是电路的总电流，选项不符合题意；
D． 撤掉导线c，电流从电源正极出发经灯泡L2回负极，则电流表测量的是小灯泡L2的电流，选项符合题意．所以选D.
2．用如图所示电路探究串联电路的电压规律，下列说法正确的是（ ）
A．电压表不能直接测量电源电压
B．若测量L1两端电压，需将电压表并联在a、b两点间，且电压表正接线柱接a点
C．实验得到的结论为：串联电路电压处处相等
D．改变两个小灯泡的规格，重复实验，是为了减小实验误差
【答案】B
【解析】A．电压表可以并联在电源两端，直接测量电源电压，A错误；
B．若测量L1两端电压，需将电压表并联在L1两端，即a、b两点间，且电压表正接线柱接a点，负接线柱接b点，保证电流从正接线柱流入，负接线柱流出，B正确；
C．实验得到的结论为：串联电路，电源电压等于各用电器两端电压之和，C错误；
D．改变两个小灯泡的规格，重复实验，是为了得到普遍规律，D错误。
故选B。
3．“探究串联电路的电压关系”的实验电路如图甲所示。
（1）小明根据图甲连接好电路，闭合开关，电压表示数如图乙所示，为了使读数更准确，接下来他应该怎么做？___________；
（2）小明完成了实验，并把数据记录在表中：分析实验数据得出两个实验结论：
①串联电路电源两端的电压等于各部分用电器两端电压之和；
②串联电路中，各部分用电器两端电压相等；
实验结束后，小明和小华互相交流，小华指出结论②是错误的，造成结论错误的原因是：___________；另外，小明的实验在设计上还存在另一个不足之处是___________。
【答案】（1）断开开关，把电压表更换成0~3V量程；（2）没有选择两个规格不同的灯泡进行实验；只有一组实验数据，结论具有偶然性。
【解析】（1）闭合开关，电压表示数如图乙所示，电压表的指针偏转角度太小，说明电压表量程选择不合理，正确的办法是断开开关，把电压表更换成0-3V量程，重新测量。
（2）由表格数据可知两个用电器的两端电压相等，说明实验时选择的灯泡规格是相同的，这样的结果不具有普遍性，应该选择不容规格的灯泡来进行实验；实验还有一个不足的地方是实验的次数太少，只有一组实验数据，结论具有偶然性。
4. 用如图所示的电路探究并联电路中的电流关系。
电流表的测量对象
电流表的示数I/A
L1所在的支路
0.30
L2所在的支路
0.20
干路
0.50
（1）实验中，选择两个小灯泡的规格应该是________的（填“相同”或“不相同”）；
（2）闭合开关，发现L1亮，而L2不亮。小易认为L2不亮的原因是L2短路，你认为他的判断是_____（填“正确”或“错误”）的；
（3）小易想要测量L2的电流，将电路中右侧的a导线与电流表“0.6”接线柱相连的那一端接到“﹣”接线柱上，其它都不动。这样是否可行____（选填“可行”或“不可行”），说明理由：____；
（4）小易改正（2）中结论后将实验数据记录在表中。分析表中数据，可得出的结论是：_____（用文字表述）；
（5）小易这样得出结论有何不妥之处：_____。
【答案】（1）不相同；（2）错误；（3）不可行，电流表的正负接线柱接反了；（4）并联电路中干路电流等于各支路电流之和；（5）实验次数太少，结论具有偶然性.
【解析】（1）为得出普遍性的结论，实验中，选择两个小灯泡的规格应该是不相同的。
（2）图中两灯并联，若小易认为L2不亮的原因是L2短路，则另一个灯泡和电源会同时短路，两灯都不发光，故小易的判断是错误的（故障应为灯泡L2断路）。
（3）当将电路中右侧的导线与电流表“0.6”接线柱相连的那一端改接到“﹣”接线柱上，其它都不动，这时电流表与灯泡L2串联，测量灯泡L2的电流，但这样做电流表的正负接线柱接反了，故不可行。
（4）由表中数据知0.50A=0.30A+0.20A
故可以得出结论：并联电路中干路电流等于各支路电流之和。
（5）根据表中数据可知，实验次数太少，结论具有偶然性，为得出普遍性的结论，应换用不同规格的灯泡进行多次实验。
5．在探究影响导体电阻大小因素的实验时，做了如下猜想：
猜想一：导体的电阻可能与导体的长度有关；
猜想二：导体的电阻可能与导体的横截面积有关；
猜想三：导体的电阻可能与导体的材料有关。
实验室提供了4根电阻丝，其规格、材料如表所示：
（1）按照如图所示实验电路，在M、N之间分别接入不同的导体，来比较导体电阻的大小，大梦认为可以根据灯泡亮度的变化来判断接入导体电阻的大小，小梦则提出，此实验中这种方法不可取。这是因为电源电压一定时，所选导体的阻值相差太小。灯泡亮度变化 _______（填“明显”或“不明显”），那么，你认为通过观察 ___________可以更直观地判断出接入电路中导体电阻的大小；
（2）在最近几年，我国城乡许多地区进行了输电线路的改造，将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线，这样就 _________（选填“增大”或“减小”）了输电线的电阻。为了验证该结论，应该选用编号为 _________（填入格式“*与*”）的两段导体接入MN两端，进行实验。
【答案】（1）不明显，电流表的示数；（2）减小， A与C。
【解析】（1）由于电源电压一定时，所选电阻丝的阻值相差太小，灯泡亮度变化不明显，所以，不可以根据灯泡亮度的变化来判断接入的电阻丝阻值的变化情况，通过观察电流表的示数可以更直观地判断出接入电路中导体电阻的大小。
（2）细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线，导线的横截面积增大了，这样就减小了输电线的电阻，导线上消耗损失的电能也就减小了。
为了验证该结论，即探究导线电阻与导线的横截面积的关系，应探制导线的长度和材料相同，导线的横截面积不同，应该选用编号为A与C的两段导体接入MN两端，进行实验。
6．某学习小组计划探究电流与电阻的关系。可供使用的实验器材有：电源（电压恒为6V）、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个，阻值分别为5Ω、15Ω、25Ω的定值电阻各一个、导线若干。
（1）如图甲所示的实物电路中存在错误，小兰发现只需要改接一根导线就可以了，请在那一根错误的导线上画“×”，再画线把它改到正确的位置上_________。（导线不允许交叉）
（2）图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R的变化图像，由图像可知电阻R两端的电压为_____V，为保证分别使用三个定值电阻均能顺利完成实验，滑动变阻器的最大阻值至少____Ω。
【答案】（1）2.5；（2）35.
【解析】（1）原来的电路中，定值电阻与电流表并联，电压表串联在电路中是错误的，电流表应与定值电阻串联，电压表与定值电阻并联，如图所示：
（2）由图乙可知，电阻两端的电压始终不变，为U=IR=0.1A×25Ω=2.5V
根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压为U滑=6V-2.5V=3.5V
根据分压原理， EQ \F(U滑, UR) = EQ \F(R滑, R) 即： EQ \F(R滑, R) = EQ \F(U滑, UR) = EQ \F(3.5,2.5) = EQ \F(7,5)
当接入25Ω电阻时，变阻器接入电路中的电阻为 R滑=7/5×25Ω=35Ω
所以为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少35Ω的滑动变阻器。
7．小敏用如图所示的实物电路图，研究“通过导体的电流与导体电阻的关系”，电源电压恒为3V，5个定值电阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，滑动变阻器最大阻值为10Ω。
（1）请在甲图中将滑动变阻器正确连入电路（滑片向右移电流表示数变小）_____；
（2）开关S闭合后，移动滑动变阻器滑片时，眼睛应主要注视 _____（选填“滑动变阻器滑片”、“电压表示数”或“电流表示数”）；
（3）本实验中，滑动变阻器除了控制定值电阻两端的电压不变，还有 _____的作用；
（4）根据前4次实验所测的电流和电阻值，在乙图中描出了4个点，则阴影部分面积表示的物理量是 _____，它的值为 _____；
（5）小敏发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，始终无法达到实验要求，此时小敏可采取的措施是 _____（选填序号）。
A．更换一块新的电压表
B．增加一节干电池
C．用最大阻值为20Ω的滑动变阻器替换原来的滑动变阻器
【答案】（1）见下图；（2）电压表示数；（3）保护电路；（4）电压，2V ；（5）C.
【解析】（1）由于滑动变阻器连入电路时，要按照“一上一下”方法连接，要求滑片向右移电流表示数变小，即阻值变大，所以滑动变阻器下方接线柱，应接左端，如下图所示：
（2）电压一定时，探究电流与电阻的关系时，在不断的改变定值电阻的同时，必须不断的移动滑动变阻器，使得电压表的示数是一个定值，故在移动滑片的同时，眼睛观察电压表的示数。
（3）探究导体中的电流与导体的电阻的关系时，滑动变阻器的作用一是保护电路，二是保持电阻两端的电压不变。
（4）阴影部分为横、纵坐标的乘积，即阴影部分的面积S=IR=U
即测量的是电压，电压的值U=IR=0.2A×10Ω=2V
（5）由于定值电阻两端的电压控制为2V，电源电压为3V，则变阻器两端的电压为1V，由串联分压的规律可得 EQ \F(U滑, UR) = EQ \F(R滑, R)
将定值电阻由20Ω换为30Ω时，则有 EQ \F(1V, 2V) = EQ \F(R滑, 30Ω)
解得R滑=15Ω
滑动变阻器最大阻值为10Ω，所以无论怎样调节滑动变阻器，始终无法达到实验要求，原因是滑动变阻器的最大阻值太小，需要用最大阻值更大的变阻器来替换原来的变阻器，故C符合题意，AB不符合题意。
故选C。
8．在“探究串联电路的电压规律”的实验时，小明同学设计了如图所示的电路。
（1）连接电路时，开关应该处于________（选填“断开”或“闭合”）状态；
（2）正确连接电路后闭合电路，小明发现电压表示数为零，且只有一只灯泡发光，若只有L1或L2中的一处发生，则故障可能是__________；
（3）故障解除后，为了测量B、C两端间的电压，小明将电压表接A点的线端改接到C点，闭合开关后，发现电压表出现_______现象，左灯_____，右灯_____（最后两空选填“亮”或“不亮”）；
（4）实验结束后，先断开开关，再拆除________两端导线（选填“电源”或“用电器”）。
【答案】（1）断开；（2）L1短路；（3）指针反向偏转，亮，亮；（4）电源.
【解析】（1）连接电路时，为保护电路，开关应该处于断开状态。
（2）两灯泡串联，电压表测L1的电压，只有一只灯泡发光，则电路为通路，发现电压表示数为零，若只有L1或L2中的一处发生故障，则故障可能是L1短路。
（3）已测出L1两端的电压，与B相连的为电压表正接线柱，与A相连的为电压表的负接线柱，若将电压表左端接在A点的线改接到C点，则电压表正负接线接反了，闭合开关后，发现电压表出现指针反向偏转现象，但不影响灯的发光，故左亮灯，右灯亮。
（4）为防止电源短路，实验结束后，先断开开关，再拆除电源两端导线。
A点电流IA/A
B点电流IB/A
C点电流IC/A
灯泡L1、L2串联
0.22
0.22
0.22
灯泡L3、L4串联
0.30
0.30
0.30
A点电流IA/A
B点电流IB/A
C点电流IC/A
灯泡L1、L2并联
0.52
0.22
0.30
灯泡L3、L4并联
0.46
0.24
0.22
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1.4
1.4
2.8
材料
横截面积
接入长度
电流I/A
电阻（填“大”或“小”）
镍铬合金
S
50cm
0.09
大
镍铬合金
S
30cm
0.16
小
材料
横截面积
接入长度
电流I/A
电阻（填“大”或“小”）
镍铬合金
S
50cm
0.09
大
镍铬合金
2S
50cm
0.20
小
材料
横截面积
接入长度
电流I/A
电阻（填“大”或“小”）
镍铬合金
S
50cm
0.09
大
铜丝
S
50cm
0.96
小
电阻R
10Ω
电压U/V
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
实验序号
电压U/V
电阻R/Ω
电流I/A
①
3
5
0.60
②
3
10
0.30
③
3
15
0.20
④
3
20
0.15
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1.4
1.4
2.8
编号
材料
长度l/cm
横截面积S/mm2
A
镍铬合金
0.25
1.0
B
镍铬合金
0.50
1.0
C
镍铬合金
0.25
2.0
D
锰铜合金
0.25
1.0
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