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【中考二轮】2024年中考物理热点·重点·难点（江苏专用）专题07+电学实验+压轴题-专题训练.zip
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这是一份【中考二轮】2024年中考物理热点·重点·难点（江苏专用）专题07+电学实验+压轴题-专题训练.zip，文件包含专题07电学实验压轴题原卷版docx、专题07电学实验压轴题解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共73页， 欢迎下载使用。
1．小红用如图甲所示电路，“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”，电源电压为4.5V不变，滑动变阻器的规格为“30Ω 1A”。
（1）实验前，小红发现电流表的指针位置偏向刻度“0”线的左侧，原因是电流表_____；
（2）实验时小红设计了如表，通过表格可以看出，她的实验目的是探究通过导体的电流与_____的关系；
（3）小红先用5Ω的定值电阻进行实验，闭合开关S，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。将5Ω的定值电阻依次更换为10Ω、15Ω、20Ω继续探究，移动滑片P，使电压表的示数仍为_____V，并记录数据；
（4）小红使用30Ω的电阻做实验时，无论怎样调节滑动变阻器的滑片P，都无法使电压表的示数与前4次相同，为继续完成第5次实验，如果只能更换电源，则电源电压应不高于_____V。
【答案】 没有调零 电阻 0.4 2 4
【详解】（1）[1]实验前，开关没有闭合，电路没有电流，小红发现电流表的指针位置偏向刻度“0”线的左侧，电流不会从电流表的负接线柱流入，应该是电流表没有调零。
（2）[2]从表格可以看到，5次实验，电阻的阻值都不同，则实验目的是探究通过导体的电流与电阻的关系。
（3）[3]从图乙可以看到，电流表的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，它的读数为0.4A。
[4]从第一次实验可以看到，定值电阻的阻值为5Ω，电路的电流为0.4A，则电压表的示数为
电压表的示数为2V，将5Ω的定值电阻依次更换为10Ω、15Ω、20Ω继续探究，探究电流与电阻的关系，需要保持电阻两端的电压不变，则移动滑片P，使电压表的示数仍为2V，并记录数据。
（4）[5]小红使用30Ω的电阻做实验时，无论怎样调节滑动变阻器的滑片P，都无法使电压表的示数与前4次相同，变阻器的电阻调为最大了，为30Ω，定值电阻两端的电压为2.25V，为继续完成第5次实验，如果只能更换电源，设电源电压最高为，保持定值电阻两端的电压为2V，滑动变阻器的电阻也调为最大，根据串联电路的分压特点，可得
解得。
2．小明和同学们利用如图甲所示器材做“探究电流与电阻的关系”的实验，电源电压为6V且保持不变，滑动变阻器规格为（30Ω 1A），其中定值电阻有四种规格，分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。
（1）小明连接的电路如图甲所示，有一根导线连接有误。请在错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确___________；
（2）改正电路后将5Ω的定值电阻接入电路，调节滑片位置使电压表为某一值，读出电流表的示数，并将此时滑片位置标记为M；接着将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻，闭合开关，移动滑动变阻器滑片的同时眼睛观察___________表的示数，此时滑片的位置在M点的___________（选填“左侧”或“右侧”）；
（3）小明根据实验数据绘制的I-R图像如图乙b所示，其中阴影面积的物理意义是___________。小华用相同的装置进行实验，并将实验数据也绘制成如图乙a所示的图像，发现与小明的图像不一致，请你帮忙分析出现此情况的原因是_______________；
（4）实验完成后，同学们交流后提出，可以用电阻箱替换电路中的定值电阻，这样不用反复拆装元件，还可得到更多的数据，他们找老师借了一个电阻箱接入电路，若保持电压表示数不变，且电流表量程不变，为保证实验顺利完成，电阻箱接入电路的阻值范围为___________Ω。
【答案】 电压 左侧 定值电阻两端的电压 小华实验时没有移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数不变 5~30
【详解】（1）[1]观察图甲实物图，闭合开关后，根据电流的流法，可知，电流流过开关后，往电压表的负极流进，这是错误的，应该把开关右端和电压表负接线柱的导线，删除，在探究电流与电阻的关系的实验中，电压表应该并联在定值电阻R的两端，然后定值电阻R、电流表、滑动变阻器串联在一起，故可以尝试开关的右端连接定值电阻的右端，然后根据电流的流法可知，定值电阻R、电流表、滑动变阻器是串联的，电压表并联在定值电阻R的两端，如下图所示。
（2）[2]实验过程中，要保持定值电阻R的电压大小不变，将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻，闭合开关，定值电阻两端的电压会变化，为了保持电压不变，应移动滑动变阻器滑片，同时眼睛观察电压表示数，电压表的示数达到原来的电压值，则滑片停止移动。
[3]由题意可知，将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻，定值电阻阻值变大，为了保持其两端的电压不变，根据串联电路的分压特点，可知，滑动变阻器的阻值也应该增大，从图甲实物图可看到，变阻器是左上端和右下端接入电路，滑片往左移动，阻值增大，则此时滑片的位置在M点的左侧。
（3）[4]小明根据实验数据绘制的I-R图像如图乙b所示，其中阴影面积都是定值电阻的电流值与阻值的乘积，而根据公式可知，这乘积为定值电阻两端的电压，所以其中阴影面积的物理意义是定值电阻两端的电压。
[5]从图乙中的a图像可看到，图像上的点，对应的电流值和电阻值的乘积，不相同，即定值电阻两端的电压不相同，这是因为小华实验时没有移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数不变。
（4）[6]由题意可知，因为电流表所选的量程为0~0.6A，所以电路中的电流值，最大为0.6A，要让电压表的值和实验中的相同，大小保持在3V，那么电阻箱接入电路的最小阻值
根据串联电路的分压原理可知，电阻箱接入电路的电阻最大，滑动变阻器接入的电阻也为最大，但是由于变阻器的最大阻值为30Ω，滑动变阻器两端分得的最小电压为3V，不能再小，因为电源电压为6V，而电阻箱的最大电压为3V，不能再大，这时电路中的电流
则电阻箱接入电路的最大电阻
综上所述，电阻箱接入电路的阻值范围为5~30Ω。
3．在探究通过导体的电流与电阻的关系实验中，珍珍同学采用的电路如图甲所示，实验中，她始终保持定值电阻R两端的电压为6V不变。实验中所用的部分器材如下：电源（电压恒为9V），电流表（0~0.6A），电压表（0~15V），定值电阻为15Ω、20Ω、25Ω、30Ω和50Ω的各一只，滑动变阻器。
（1）珍珍同学将20Ω的定值电阻接入a、b之间进行实验时，开关应该处于______状态，还应将滑片P置于图中滑动变阻器的最______端（选填“左”或者“右”）；
（2）闭合开关后，珍珍发现无论怎样调节滑动变阻器，电流表示数始终为零，电压表示数接近电源电压，已知导线和各处的连接完好。由此推断，电路中______（选填“定值电阻”或者“滑动变阻器”）发生了______（选填“短路”或“开路”）故障；
（3）检查电路无误后，珍珍将某定值电阻接入a、b之间进行实验，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表示数为6V，此时电流表的示数如图乙所示，则示数为______A；
（4）珍珍根据多组实验数据得出的结论是：在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成______（选填“正比”或者“反比”）；
（5）为了完成整个实验，我们应该选取最大阻值不小于______Ω的滑动变阻器。
【答案】 断开 右 定值电阻 开路 0.24 反比 25
【详解】（1）[1]在连接电路过程中，开关应处于断开状态，这样可以防止由于误操作导致电路短路损坏电路元件的情况发生。
[2]该实验中，滑动变阻器具有保护电路的作用，当开关闭合时，为防止电路中电流过大，损坏电器元件，开关闭合前滑动变阻器应调至阻值最大处；为保证开关闭合前滑动变阻器，接入电路中的阻值最大应将滑片P移至最右端。
（2）[3][4]由题意可得闭合开关后，电流表示数始终为零，说明电路中存在开路，而电压表有示数且示数接近电源电压，说明电压表所测量部分以外的电路中没有开路，因此可判断出电压表测量部分发生开路，即定值电阻开路。
（3）[5]由题意可知，电流表选取的量程为0~0.6A，再结合图乙中电流表的示数可知，选取量程为0~0.6A时，电流表的分度值为0.02A，图乙中指针指在0.2A右侧第二根刻度线处，故电流表示数为0.24A。
（4）[6]本题中没有给出具体的实验数据，但从课本中探究电流与电阻关系的实验过程可知，电压一定时，导体中的电流与导体电阻的乘积始终等于电阻两端电压值，故可得出结论：电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。
（5）[7]由图甲可知，电路中滑动变阻器与定值电阻串联，根据串联电路中电阻分压的原理可知，滑动变阻器R滑与定值电阻R的电阻之比等于电压之比，即
根据实验要求，每次实验时需要调解滑动变阻器接入电路中的阻值，使定值电阻两端电压UR一定且等于6V，根据串联电路电压规律可知，此时滑动变阻器两端电压为
此时滑动变阻器R滑与定值电阻R的电阻之比为
由上式分析可得出滑动变阻器R滑与定值电阻R的电阻关系为，由此可知当定值电阻阻值越大时，需要滑动变阻器接入电路中的阻值越大，由题意可知，定值电阻最大值为50Ω，此时对应的滑动变阻器接入电路中的最大值为
为保证滑动变阻器接入电路中能取到25Ω，则要求滑动变阻器的最大阻值不小于25Ω。
4．小明做“测定小灯泡的电功率”实验，现有电源（电源电压为2伏的整数倍）、待测小灯泡（标有“0.3安”字样）、电流表、电压表（只有0~3伏档完好）、开关、滑动变阻器（标有“20欧1安”字样）各一个、以及导线若干。他正确连接电路，并将滑片移到最大阻值处，闭合开关时观察到电表的示数如图（a）、（b）所示，小灯发光较暗，移动滑片P，发现电压表示数超出了量程。为了测出小灯的额定功率，他改变了电压表接入的位置，并调整了电源电压，然后闭合开关，移动滑片，又进行两次实验，数据如下表所示。
①判定小灯正常发光的依据是______ ；
②小灯正常发光时，电压表并联在______两端；
③说明小明对电源电压作出的调整，并求出小灯的额定功率( )。
【答案】 电流表示数为0.3A 滑动变阻器 见解析
【详解】①[1]待测小灯泡标有“0.3安”的字样为灯泡的额定电流，即正常工作时的电流，所以当与小灯泡串联的电流表示数为0.3A时，小灯泡就正常发光了。
②[2]他正确连接电路，并将滑片移到最大阻值处，闭合开关时观察到电压表的示数如图（b）所示，小灯发光较暗，移动滑片P，电流增大，发现电压表示数超出了量程，说明电压表测量的是灯泡；后来他改变了电压表接入的位置，调整电源才正常实验的，所以小灯正常发光时，电压表并联在滑动变阻器的两端。
③[3]如图，电流表的示数为0.26A，电压表的示数为2.8V，原来的电源电压
U=UL+U变=2.8V+0.26A×20Ω=8V
此时，电路中的电流为
0.26A＜0.3A
又小灯两端此时的电压为2.8V，调整滑动变阻器，电压表超量程可知小灯正常工作电压大于3V；调整电源和改接电压表的位置后，得到的数据入表格所示，则
2.5V+3V ＜6V
又电源电压为2伏的整数倍，故调整后的电源电压为6V，小灯的额定电压为
故小灯的额定功率
5．实验小组同学利用两节新干电池，一个开关，将两个灯泡连成一个串联电路，想探究串联电路中电压的规律。
（1）图甲是连接的电路，经检查发现连接有误，请你只改动一根导线的一端，使电压表正确测量其中一盏灯泡两端的电压；（在被改动的导线上画“×”，然后画出改动后的导线）( )
（2）小组同学找到两个电压表，设计了图乙所示的电路图。需要测出ab、bc、ac之间的电压。按照电路图正确连接好电路后，闭合开关，发现电压表V1和V2的指针偏转角度相同，可能的原因是：___________（填“V1”或“V2”）的量程选大了，此时电压表V1的示数为___________V；
（3）解决问题后，小组同学测出了ab间和ac间的电压，为了测量bc间的电压，他应完成的操作是___________；
A．将V1接a点的导线拆下，接到c点
B．将V2接a点的导线拆下，接到b点
C．以上两种操作均可
（4）为了得出更普遍的规律，应当进行多次实验，操作方法是：___________。
A．重新连接电路再次测量
B．将灯泡L1和灯泡L2互换位置再次测量
C．将其中一盏灯泡换成不同规格的灯泡再次测量
【答案】 V2 0.6 B C
【详解】（1）[1]甲图中，电压表和L1短路了，两灯应串联，电压表测一个灯的电压，改正后如下所示：
（2）[2][3]图乙中两灯串联，电源电压为3V，V2测电源电压，示数为3V；V1测L1的电压。因串联电路的电压等于各部分电压之和，故V2示数大于V1示数。而V1和V2的指针偏转角度相同，根据电压表大小量程之比为5∶1，说明V2的量程选大了，此时电压表V1的示数为
（3）[4]测出了ab间和ac间的电压后，为了测量bc间的电压，他应保证电流应从电压表正接线柱流入，从负接线柱流出，故接下来的操作是将V2接a点的导线拆下，接到b点，故选B。
（4）[5]为了得出更普遍的规律，应将其中一盏灯泡换成不同规格的灯泡再次测量，故选C。
6．在探究“电流与电阻的关系”实验中，电源电压3V，定值电阻为5Ω，按照图甲将电路正确连接后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，使定值电阻R两端电压为1V。
（1）将实物电路连接完整，要求：当滑动变阻器滑片向左移动时电流表示数变大；________
（2）正确连线后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表有示数，则电路故障可能是电阻R___________（选填“短路”或“断路”）；
（3）用10Ω的电阻替换5Ω后，闭合开关，电压表示数将___________（选填“变大”或“变小”或“不变”），此时应将滑片P向________（选填“C”或“D”）端移动，使电阻两端电压保持不变；
（4）接下来实验操作中，在用20Ω的定值电阻替换10Ω的定值电阻后，他发现电压表示数始终不能调为1V。为成功完成此探究，小明同学设计了如下方案，你认为可行的一项是 __________；
A．只更换滑动变阻器，则更换的滑动变阻器最大阻值至少为40Ω
B．如果只增加电源电压，则电源电压增加到6V
（5）小明同学将电阻换成额定电压为2.5V，额定功率为0.75W的小灯泡（如图乙），想测量小灯泡的电流和电压特点；
①利用上述电路继续进行实验时，当调节滑动变阻器使得电流表示数为0.15A时，灯泡的实际电功率P实___________（选填“大于”、“小于”或“等于”）；
②实验结束后，小华继续对滑动变阻器两端电压U与通过它的电流I关系进行了探究，根据实验数据也画出了U﹣I图象。你认为正确的是图丙中的虚线___________（选填“①”、“②”或“③”）。
【答案】 断路 变大 D A 小于 ①
【详解】（1）[1]要求当滑动变阻器滑片向左移动时电流表示数变大，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知滑片向左移动时滑动变阻器接入电路的电阻变小，所以滑动变阻器选择左下接线柱串联接入电路，如图：
（2）[2]闭合开关，发现电流表无示数，说明电路断路，电压表有示数，说明与电压表并联部分电路断路，所以电路故障可能是电阻R断路。
（3）[3][4]用10Ω的电阻替换5Ω后，闭合开关，根据串联分压原理可知电压表示数将变大，为保持电压表示数不变，需减小定值电阻两端的电压，根据串联电路电压规律可知需增大滑动变阻器两端的电压，即需增大滑动变阻器接入电路的阻值，所以此时应将滑片P向D端移动。
（4）[5]A．串联电路总电压等于各部分电压之和，根据串联分压原理可得
定值电阻的最大阻值为20Ω，代入数据可得
解得RH=40Ω，故A可行；
B．当电源电压增加到6V，则
解得RH=100Ω，故B不可行。
（5）额定电压为2.5V，额定功率为0.75W的小灯泡的额定电流
[6]利用上述电路继续进行实验时，调节滑动变阻器使得电流表示数为
灯泡温度越低，灯泡电阻越小，通过灯泡电流为其额定电流一半时，灯泡电阻小于灯泡正常发光时的电阻，根据P=I2R可知灯泡实际功率小于额定功率的四分之一。
[7]因灯泡的电阻随温度的升高而增大，则可知灯泡的U﹣I图像是一条向上的曲线（图丙中的实线）；电源电压为3V，小灯泡的曲线与滑动变阻器的曲线的交点，表示灯与滑动变阻器的电压相等，根据串联分压原理可知此时灯与滑动变阻器的电压都是1.5V，如下图知①、②、③三条曲线与小灯泡曲线相交的点对应为1.5V的是曲线①，故正确的是图丙中的虚线为①。
7．在探究影响导体电阻大小的因素时，小明作出了如下猜测：导体的电阻可能与①导体的长度有关；②导体的横截面积有关；③导体的材料有关，其规格和材料如下表。
实验中，电路如图所示，在M、N之间分别接上不同的导体，观察______来比较电阻的大小，用到的这个研究方法是______；
（2）为了验证上述猜想①，应选用编号______两根电阻丝分别接入电路进行实验。如果选用A、D两根电阻丝进行实验，是为了验证猜想______（填序号）；
（3）如果选用A、C两根电阻丝分别接入电路中，电流表示数出现不同。可得出结论：当导体的材料和长度相同时，______；
（4）若将电路中的电流表更换成小灯泡，可以通过观察______判断电阻丝阻值的大小，但不足之处：______。
【答案】 电流表示数的大小 转换法 A、B ③ 导体的电阻与横截面积有关 灯泡亮度 见解析
【详解】（1）[1][2]在电源电压恒定的情况下，接入电路的导体电阻不同，电路中的电流大小不同，通过电流表的示数情况可以推断导体的电阻大小。这种用容易观测的量来推测不易观测的量的方法，叫做转换法。
（2）[3]若探究导体电阻与导体长度的关系，应控制导体横截面积、材料相同，选用长度不同的导体进行探究。故应选择A、B两导体进行实验。
[4]A、D两根电阻丝，长度和横截面积相同，材料不同，若选用这两根电阻丝进行实验，是探究导体电阻与材料的关系。
（3）[5]A、C两根电阻丝，长度和材料相同，横截面积不同，选用它们进行实验，是探究导体电阻与横截面积的有关系。
（4）[6]若将电流表换成小灯泡，当电路中电阻不同时，电路中的电流大小不同，小灯泡的亮度不同，可以通过观察小灯的亮度来推测导体电阻大小情况。
[7]小灯亮度异同是人观察所得，不是特别精准。尤其是当导体电阻差别较小时，小灯亮度变化较小，不易观察。
8．花花同学在“测小灯泡额定电功率”的实验中，根据提供的器材：电压恒为5V的电源，额定电压为2.5V的待测小灯泡L1，电流表，电压表，开关和导线若干，另有标有“30Ω，2A”的滑动变阻器R1和标有“5Ω，1A”的滑动变阻器R2，完成以下实验：
（1）检查电路，花花发现一根导线连接错误，请将图甲中连接错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确______；
（2）本实验选择的滑动变阻器是______（选填“R1”或“R2”）；
（3）改正所有问题并正确完成实验，当电压表示数为1.5V时，为使灯正常发光，滑片P应向______移动（选填“左”或“右”）。花花根据实验数据绘制出如图乙的I-U图像，由图像可知小灯泡的额定功率为______W，她还发现图像是曲线，原因是小灯泡灯丝的电阻随______的升高而变大；
（4）老师说：虽然电压表的内阻很大，但电路接通后仍有微小电流流过电压表；虽然电流表的内阻很小，但是电路接通后电流表的两端仍有微小的电压，请你根据这一事实并结合改正后实物图分析判断，该电路引起测量的小灯泡电功率偏______（选填“大”或“小”）；
（5）当加在灯泡两端的电压为额定电压的一半时，灯泡的实际功率P实______P额（选填“>”“<”或“=”）；
（6）花花取来另一小灯泡L2，灯丝材料、长度和额定电压与灯泡L1均相同，但L2比L1的灯丝粗，将L2替换滑动变阻器，再闭合开关，可能损坏的是灯______（填“L1”或“L2”）；
（7）实验结束后，花花想设计几种单表测量该灯泡额定功率的实验方案，但发现电源意外损坏了，于是她找来另一个未知电压的电源（电压恒定），在原有器材的基础上，增加了阻值已知的定值电阻R0、和一个单刀双掷开关。并设计了如图所示的电路图，实验中不拆卸导线，仅通过开关的断开闭合就能测出小灯泡额定功率，其中符合要求的两项是__________（选填“A”、“B”、“C”或“D”）。
A． B．
C． D．
【答案】 R1 右 0.625 温度 大 > L1 BD
【详解】（1）[1]甲图中，灯与电流表并联，电压表串联在电路中是错误的，灯应与电流表串联，电压表与灯并联，改正后如下所示：
（2）[2]由图乙可知，灯的电压为额定电压2.5V时，通过灯的电流为0.25A，根据串联电路的规律及欧姆定律，此时变阻器连入电路的电阻
本实验选择的滑动变阻器是R1。
（3）[3]灯在额定电压下正常发光，当电压表示数为1.5V时， 小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故P应向右移动，直到电压表示数为小灯泡的额定电压。
[4]根据（2），可知小灯泡的额定功率为
P=U额I额=2.5V×0.25A=0.625W
[5]她还发现图像是曲线，说明电流与电压不成正比，灯的电阻是变化的，原因是小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而变大。
（4）[6]根据改正后实物图可知，电压表测灯的电压是准确的，电流表测灯与电压表并联的总电流，由并联电路电流的规律可知，电流表示数大于通过灯的实际电流，根据P=UI可知，该电路引起测量的小灯泡电功率偏大。
（5）[7]当加在灯泡两端的电压为额定电压的一半时，根据公式可知，若灯泡电阻不变，则灯泡的实际功率
但是随着电压的减小，灯泡电阻随温度的降低而减小，故灯泡的实际功率
（6）[8]小灯泡L2灯丝材料、长度和额定电压与实验用灯泡L1均相同，L2比L1的灯丝粗，根据影响电阻大小的因素，则灯泡L2的电阻比灯泡L1的电阻小，将两灯泡串联到电路中，根据串联电路分压原理可得灯泡L2两端的电压小于L1两端的电压，因两灯泡额定电压相等，故闭合开关，可能损坏的是灯泡L1。
（7） [9]A．S1闭合，S接b时，若电压表能测量出灯的电压，则与b相连的为电压表的正接线柱；与电压表下面的导线相连的为电压表的负接线柱，S接a时，则电流从电压表负接线柱流入了，故电压表不能测量出定值电阻的电压，无法求出灯的额定电流，故A不符合题意；
B．只闭合S3、S1，灯与定值电阻并联再与变阻器串联，电流表测定值电阻的电流，通过移动变阻器的滑片，使电流表示数为
此时定值电阻的电压为灯的额定电压2.5V，由并联电路电压的规律，灯的电压为额定电压，灯正常发光；保持滑片的位置不动，闭合S2、断开S3，电路的连接关系没有变化，通过灯与定值电阻的电流保持不变，电流表测灯与定值电阻的总电流，根据并联电路电流的规律可得出通过灯的电流，即灯的额定电流，根据P=UI可得出灯的额定功率，故B符合题意；
C．S1闭合，S接a时，定值电阻与变阻器串联，电流表测电路的电流，移动变阻器的滑片，可使电流表示数为
定值电阻的电压为2.5V，但S接b时，灯与变阻器串联，因灯的电阻与定值电阻的阻值不同，由分压原理可知，此时灯的电压不是2.5V，无法使灯正常发光，故C不符合题意；
D． S1闭合，S接a时，灯与定值电阻串联后再与变阻器串联，电压表测灯的电压，移动变阻器的滑片，使电压表示数为额定电压，灯正常发光；控制滑片的位置不变，S接b，电压表测量灯与定值电阻的总电压，根据串联电路电压的规律可得出定值电阻的电压，从而得出通过定值电阻的电流，即灯的额定电流，根据P=UI可得出灯的额定功率，故D符合题意。
故选BD。
9．电子秤是市场上常见的仪器。某小组同学开展了自制简易电子秤项目，过程如下：
【电路设计】图甲为电子秤工作原理图，当物体放在托盘上时，由电压表来显示物体质量的大小。AB是一段阻值为10欧姆的均匀电阻丝，长度为10厘米，两边有滑片P1、P2。金属弹簧上端固定且与电压表相连，下端与滑片P1相连，滑片P1能随弹簧一起上下移动，弹簧伸长量x与拉力的关系如图乙所示，电源电压6伏。（滑轮与托盘质量不计）
（1）图甲中电压表的示数随待测物体质量增大而 _____；（填“变大”、“不变”或“变小”）
（2）【标注刻度】闭合开关，托盘上无待测物时，P1在A点，当待测物质量为400克时，电压表的读数是多少？( )
（3）【功能测试】该电子秤有直接测出烧杯内液体质量的功能。即将烧杯放上托盘后通过操作可使电压表示数归零，再往烧杯中加入待测液体就可以直接从电压表读出测量值。结合图丙，说明将空烧杯放上托盘后如何操作才能实现调零？_____。
【答案】 变大 1.44V 放入烧杯后，将P2向下调至与P1等高处，使得电压表示数为零
【详解】（1）[1]由图可知电压表测A点和P1之间的电阻两端电压，则当待测物体质量增大时，P1向下移动，A点和P1之间的电阻增大，由串联分压规律可知，电压表示数变大。
（2）[2]待测物体重力为
G=mg=0.4kg×10N/kg=4N
动滑轮上有两段绳子，则弹簧所受拉力为
F=2G=8N
对应坐标轴可知弹簧伸长量为2.4cm，可求A点和P1之间的电阻为
由串联分压可求电压表示数为
（3）[3]由分析可知，当将空烧杯放入时，电压表示数应为零，则操作方法是：放入烧杯后，将P2向下调至与P1等高处，使得电压表示数为零。
10．小明利用如图甲所示电路进行 “探究电流与电阻关系”的实验，已知电源电压为6V，实验用到的电阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω实验中所得数据画出图乙所示图像。
（1）小明实验时，闭合开关发现电流表无示数，电压表也无示数则故障原因可能是_______。
A．滑动变阻器短路 B．滑动变阻器开路 C．定值电阻短路 D．定值电阻开路
（2）排除故障后，将5Ω电阻接入电路，闭合开关后调节滑动变阻器，当电压表示数为_______V时，记录对应电流表示数，最终得到如图乙所示图像；将R由5Ω换成10Ω时，需要将滑片P向_______（选填“左”或“右”）端移动。实验过程中滑动变阻器的作用除了保护电路还有_______。
（3）由图像可得到的结论是:当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成_______。
（4）为完成整个实验应选取的滑动变阻器最大阻值不小于_______Ω。
（5）另一组的小华同学实验过程中使用了最大阻值50Ω的滑动变阻器，实验过程中小华同学发现定值电阻由15Ω换成20Ω后，无论如何调节滑片都无法完成实验，经检查发现滑动变阻器的电阻丝在某位置断开了，为了完成剩下的两组实验，聪明的小华想到不改变原有接好的电路只需要再把准备的5个定值电阻中_______Ω的电阻串联在电路中就一定可以顺利完成剩下的两组实验。
【答案】 B 2.5 左 电阻两端的电压不变 反比 35 15
【详解】（1）[1]电流表无示数，说明电路可能断路；电压表也无示数，说明干路可能断开了，则故障原因可能是滑动变阻器开路。故ACD不符合题意；B符合题意。
故选B。
（2）[2]由图乙可知，当电阻为25Ω时，电流为0.1A，则电压表示数为
[3][4]根据串联电路的分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，根据串联电路电压的规律可知，为了保持定值电阻两端电压不变，应增大滑动变阻器分得的电压，由串联分压的分压原理可知，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向左端移动，使电压表的示数不变。
所以，实验过程中滑动变阻器的作用除了保护电路还有控制电阻两端的电压不变。
（3）[5]由图像可知，电阻两端的电压
UV=IR
=0.1A×25Ω
=-----
=0.5A×5Ω
=2.5V
为一定值，故由图像可以得出结论：电压一定时，电流与电阻成反比。
（4）[6]实验中使用的定值电阻阻值最大为25Ω，定值电阻两端的电压始终保持UV=2.5V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压
U滑=U-UV=6V-2.5V=3.5V
变阻器分得的电压与电压表示数的比为 ，根据分压原理，当接入25Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：R滑=1.4×25Ω=35Ω，即小明所选择的变阻器的最大阻值不能小于35Ω。
（5）[7]将15Ω电阻接入电路时，变阻器连入电路中的电阻为
R滑=1.4×15Ω=21Ω
由于变阻器的最大阻值不能小于35Ω，则需串联的电阻为
R =35Ω-21Ω=14Ω＜15Ω
所以，只需要再把准备的5个定值电阻中15Ω的电阻串联在电路中就一定可以顺利完成剩下的两组实验。
11．如图甲，在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源电压为6V保持不变。所用小灯泡的额定电压为2.5V。小灯泡的电阻约为10Ω。
（1）连接电路时开关应是______的，闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P移到最______端；（选填“左”或“右”）
（2）闭合开关S后，发现小灯泡不亮，但电流表和电压表均有示数，接下来首先应该操作的是______（填序号）；
A．检查电路是否断路 B．检查电路是否短路
C．移动滑动变阻器的滑片 D．观察小灯泡是否发光
（3）通过小灯泡的电流随它两端电压的变化关系如图乙所示。分析图像可知，当小灯泡两端的电压增大时，灯丝的电阻会______（选填“增大”、“不变”或“减小”）；小灯泡的额定功率为______W；
（4）若将小灯泡换成定值电阻，该电路还可以进行的实验有：______；______；
（5）在测量小灯泡电功率拓展实验过程中，电流表坏了，物理兴趣小组找来一只阻值合适的定值电阻R0，设计了如图丙电路图，操作步骤如下：
①断开S1，闭合S2，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数等于小灯泡的额定电压U额；
②______，断开S2，闭合S1，记下此时电压表示数为U；
则小灯泡额定功率表达式P额=______（用U额、U和R0表示）。
【答案】 断开 左 C 增大 0.5 探究电流与电压的关系实验 伏安法测电阻的实验 保持滑动变阻器位置不变
【详解】（1）[1][2]为了保护电路，连接电路时开关应断开，闭合开关前，滑动变阻器滑片应移至阻值最大处，即最左端。
（2）[3]闭合开关S后，电流表和电压表均有示数，说明电路是通路，电压表有示数，说明小灯泡没有发生短路，则小灯泡不发光可能是实际功率过低，接下来应移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光。
故选C。
（3）[4]由图乙可知，当灯泡两端电压分别为1.5V、2.5V、4V时，通过其的电流分别为0.15A、0.2A、0.25A，根据欧姆定律可得，对应的电阻分别为10Ω，12.5Ω，16Ω，因此当小灯泡两端的电压增大时，灯丝的电阻会增大。
[5]由图乙可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过其的电流为0.2A，小灯泡的额定功率为
（4）[6][7]若将小灯泡换成定值电阻，可控制电阻大小不变，通过移动滑动变阻器的滑片改变电阻两端的电压和通过其的电流，从而多次测量，因此还可以进行的实验有：探究电流与电压的关系和伏安法测电阻的实验。
（5）[8][9]利用电压表和定值电阻测小灯泡电功率，先测出小灯泡和定值电阻的电压，再保持电阻器位置不变，测出小灯泡额定电压，则定值电阻两端电压为，通过定值电阻的电流为
小灯泡额定功率
12．如图甲所示，是某实验小组“探究电流与电阻的关系”的实物图。选用的实验器材是：电源（电压恒为）、电流表、电压表，电阻R有4个阻值（、、、）供选用，滑动变阻器（；）、开关、导线若干。
（1）请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整_______；
（2）连接电路时，开关应保持______；开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应滑到______（选填“A”或“B”）端；
（3）检查电路连接无误后闭合开关后，无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，电流表几乎无示数，电压表有示数且不变，原因可能是______；
A．R短路 B．R断路 C．滑动变阻器断路
（4）排除故障后继续实验，实验过程中，当把电阻换成电阻后，为保持__________（选填“电流表”或“电压表”）示数不变，滑片P应向______（选填“A”或“B”）端移动；
（5）根据实验数据绘制了如图乙所示的图像，此实验定值电阻两端的电压是______V，得出电流与电阻的关系结论是______；
（6）要完成这四次探究实验，要求定值电阻两端电压最低是______V；
（7）该小组用电流表和一个定值电阻，测量未知电阻的阻值。他们设计了如图丙所示的电路图，并进行如下实验操作：
①闭合S、断开，此时电流表的示数为；
②闭合S和，此时电流表的示数为；
③则______（用、、表示）。
【答案】 断开 A B 电压表 A 2 见解析 1.8
【详解】（1）[1]要探究电流与电阻的关系，应将电压表并联在电阻两端，电源电压为3V，则电压表选用小量程，作图如下：
（2）[2][3]为了保护电路，连接电路时，开关应断开，开关闭合前，滑片应置于滑动变阻器阻值最大位置，即图甲中的变阻器的A端。
（3）[4]实验所用电路是串联连接，电路连接无误，移动滑片P，电流表几乎无示数，说明电路可能出现断路，电压表有示数，则与电压表并联以外部分无断路，所以是可能的原因是电阻断路。故AC不符合题意，B符合题意。
故选B。
（4）[5]要探究电流与电阻的关系，应保持电阻两端的电压不变，即保持电压表的示数不变。
[6]将10Ω电阻换成20Ω，若变阻器接入电路的阻值不变，据串联电路的分压特点知，电阻两端的电压变大，为了保持电阻两端的电压不变，变阻器接入电路的阻值需要变大，分得的电压变大，所以应向A端移动滑片。
（5）[7][8]由图乙知，每组对应的电流与电阻的乘积是一个定值，为2V，所以在电压一定时，通过电阻的电流与电阻成反比。
（6）[9]当电阻两端的电压最小，阻值为30Ω，变阻器接入最大阻值，且能分走最大电压时，满足
解得，电阻两端的最小电压U小=1.8V。
（7）[10]开关S闭合，S1断开时，电路中只有R0工作，电源电压U=I1R0；两个开关都闭合时，两个电阻并联连接，电流表测干路电流，此时通过R的电流
I=I2-I1
则R的阻值
13．在“探究电流与电阻的关系”实验中，有以下器材：电源（电压恒为4.5V）、电压表、电流表、滑动变阻器（铭牌上标有“20Ω 2A”字样）和开关各一个，“5Ω、10Ω、15Ω、20Ω”的定值电阻各一个、导线若干。如图所示，是小林连接好的电路。
（1）实验中，小林把5Ω的定值电阻接入电路中，此时电流表的示数为0.4A；接着实验，他断开开关，把5Ω的定值电阻换成10Ω，仍然使电压表保持之前的电压值不变，则电流表的示数为_______A；
（2）在实验过程中，当他把1Ω的定值电阻换成20Ω后，发现把滑片P滑到最左端，电压表的示数也不能减小到想要的数值，这样就不能完成实验了。根据所学的物理知识，他想到了两个解决的办法，请你帮他完成：
方法一：把现有的滑动变阻器换成一个最大阻值至少为________Ω的滑动变阻器；
方法二：其他器材不变，在电路中再串联一个定值电阻R0，重新做实验，仍然使电压表保持原来的电压值不变，依次换用5Ω到20Ω这四个电阻，就能顺利完成实验了，但是R0的阻值大小是有要求的，R0的最大阻值为_______Ω；
（3）通过数据分析他得出的实验结论是：当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成_______。
【答案】 0.2 25 6.25 反比
【详解】（1）[1]根据UV=IR可得出定值电阻两端电压
再根据得出电流大小
（2）[2]方法一：
由题知当定值电阻为20Ω时，定值电阻两端电压UR =2V，根据串联电路电压的规律知变阻器两端的电压应为
U滑=U—UR =4.5V—2V=2.5V
根据串联电路的分压作用知
则滑动变阻器的最大阻值R滑=25Ω。
[3]方法二：
由题知当电阻为5Ω时，定值电阻两端电压UR =2V，电路中的最大电流为0.4A，此时变阻器接入电路电阻为0，则串联一个定值电阻R0起到分压的作用，根据串联电路电压的规律知串联的电阻R0两端的电压应为
当时，串联电阻R0的大小为
（3）[4]通过实验的数据分析可得出的实验结论是：当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。
14．某市举办的中学生物理实验大赛中，其中一小组抽到的实验内容是测量小灯泡的电功率，给他们的实验器材有：额定电压为2.5V的小灯泡、电源、电流表、电压表、开关、“10Ω 1A”的滑动变阻器和导线若干。
（1）请根据图甲用笔画线代替导线，将图乙中实物电路连接完整（要求：向右移动滑动变阻器的滑片P时，电路中的小灯泡变暗，且导线不能交叉）________；
（2）连接电路时，开关必须________，将滑动变阻器的滑片移到最大阻值端；
（3）连接完电路后，小组中某同学闭合开关时，移动滑动变阻器的滑片P，发现电流表几乎没有示数，电压表的示数接近电源电压，小灯泡不亮，则电路中存在的故障可能是________；
（4）排除故障后，移动滑动变阻器的滑片P，当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图丙所示为________A，则小灯泡的额定功率为_______W；
（5）想要继续探究“电流与电阻”的关系，只需将小灯泡换成阻值不同的定值电阻。实验时控制定值电阻两端的电压保持2V不变，则更换的定值电阻的阻值不能大于________Ω。
（6）小华同学所在的实验小组电压表损坏，老师另给该小组两个开关和一个阻值为10Ω的定值电阻R。仍然测出了小灯泡的额定功率，他们所设计的实验电路如图丁所示，请根据电路图和操作步骤完成下列问题：
①连接好电路后，闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数I1＝0.25A时，小灯泡正常发光；
②保持滑动变阻器滑片P的位置不动，断开S1，闭合S2，读出电流表的示数为I2；
③则小灯泡的额定功率P额＝_______（用U额、I1、I2表示）。
【答案】 断开 灯泡断路 0.3 0.75 20
【详解】（1）[1]灯泡的额定电压为2.5V，电压表选择小量程与灯泡并联接入电路，向右移动滑动变阻器的滑片P时，电路中的小灯泡变暗，即电流变小，电阻变大，故变阻器左下接线柱连入电路中，如下所示
（2）[2]连接电路时，为了保护电路，开关必须断开，将滑动变阻器的滑片移到最大阻值端。
（3）[3]发现电流表几乎没有示数，小灯泡不亮，电路可能断路，电压表的示数接近电源电压，电压表与电源连通，则电路中存在的故障可能是小灯泡断路。
（4）[4]电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.3A。
[5]则小灯泡的额定功率为
（5）[6]根据串联分压原理可知滑动变阻器接入电路最大阻值时所串联的定值电阻的阻值达到最大，实验时控制定值电阻两端的电压保持2V不变，根据串联电路电压规律可知滑动变阻器两端的电压
滑动变阻器接入电路最大阻值时通过电路的电流
则此时更换的定值电阻的阻值
所以更换的定值电阻的阻值不能大于20Ω。
（6）[7]闭合开关S、S1，断开S2，电流表测通过定值电阻的电流I1，保持滑动变阻器滑片P的位置不动，断开S1，闭合S2，电流表测并联电路，干路电流，即定值电阻和小灯泡的总电流I2，由于定值电阻两端电压不变，故通过定值电阻的电流仍为I1，根据并联电路电流的规律可知灯的额定电流
实验小灯泡的额定功率
15．小南同学利用图甲所示的电路探究电流与电阻的关系，器材有新干电池两节，5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一只，“20Ω，1A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一个、导线若干。
（1）根据实验要求，用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整（要求：向右移动滑动变阻器滑片时、电路中的电流变小，且导线不能交叉）______；
（2）连接电路时，开关应______，滑动变阻器滑片应当位于阻值______处；
（3）连接好电路后，闭合开关，发现电压表、电流表都有示数且示数较大，移动滑片两电表示数无变化，则可能的原因是______；
（4）排除故障后，小南分别将五个定值电阻依次接入电路，完成实验后根据测得的五组实验数据绘制出电流I随定值电阻R的变化关系如图乙所示，则实验中R两端控制不变的电压为______V，某次实验过程中，小南用10Ω进行实验时，电流表示数如图丙所示，接下来应将滑片向______端移动以完成实验；
（5）分析图像可得到的结论是：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成______；
（6）完成以上实验后，小南将定值电阻两端电压设定为1.5V再次探究电流与电阻的关系，小开认为用25Ω电阻实验时，电压不能调到1.5V。小南却发现用25Ω电阻实验时，移动滑片，能够将电压调为1.5V。小南和小开咨询老师后知道，原来实验用的开关、导线和电源都是有电阻的，可以把开关、导线和电源的电阻等效为一个电阻R，若用25Ω电阻实验时，小南将电压表的示数调为1.5V时滑动变阻器接入电路的电阻是18Ω，那么R=______Ω。
【答案】 断开 最大 将变阻器上面两个接线柱连入了电路中 2.5 左 反比 7
【详解】（1）[1]电压表与定值电阻并联，向右移动滑动变阻器滑片时，电路中的电流变小，说明滑动变阻器接入电路的电阻变大，故滑动变阻器左下接线柱连入电路中，如下图：
（2）[2][3]为保护电路，连接电路时，开关应断开；闭合开关前，图中滑动变阻器的滑片P应位于最大阻值处的B端。
（3）[4]连接电路后，闭合开关，电流表、电压表都有示数，说明电路为通路，但两表的示数较大，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，两电表示数均无变化，则变阻器没有了变阻的作用，产生这一现象的原因是将变阻器上面两个接线柱连入了电路中。
（4）[5]根据题意知道，电源电压
U=2×1.5V=3V
由乙图图像知道，电阻两端的电压
UV=IR=0.1A×25Ω=0.5A×5Ω=2.5V
所以，实验中R两端控制不变的电压是2.5V。
[6]由图丙知道，电流表使用的是0-0.6A量程，分度值是0.02A，示数是0.2A，由欧姆定律知道，此时电阻两端的电压
此时为了控制R两端的电压为2.5V，由串联分压的原理知道，即减小滑动变阻器接入电路的电阻，使R两端的电压增大到2.5V，所以，接下来应将滑片向左端移动以完成实验。
（5）[7]由图像乙知道，导体的电阻增大，通过导体的电流减小，通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变，故可得出结论：电压一定时，通过导体的电流与其电阻成反比。
（6）[8]当小南将电压表的示数调为1.5V时，由欧姆定律知道，电路的电流
滑动变阻器与等效电阻两端的电压是
由串联分压原理知道，滑动变阻器与等效电阻的总电阻与定值电阻大小相等，为25Ω，故等效电阻为
16．3D打印机使一种可快速成型的机器，它的原理是把数据和原料放进3D打印机中，通过逐层打印的方式来构造物体，小明家用3D打印机所使用的丝材原料是PLA塑料，其比热容。
（1）3D打印机喷头主要是利用了电流的______效应。100g的PLA塑料从30℃加热到80℃，吸收的热量为________；
（2）在没有其它用电器工作的情况下，该3D打印机工作40min，图乙中的家用电能表指示灯闪烁了500次，则该打印机的实际功率为多少________？
（3）3D打印机利用温度传感器可实现对打印机喷头温度的精确测量。
①图丙中，U1=9V，电磁铁的线圈电阻为40Ω，当电磁继电器线圈的电流达到100mA时，衔铁被吸下来。温度传感器R1的阻值随温度的变化情况如下表所示。当设置喷头的最高温度是180℃时，滑动变阻器R2的阻值应该为_______Ω；
②由于滑动变阻器无法直接读出电阻大小，现用一只电阻箱对上述电路进行调试，使喷头最高温度为180℃。为此，还需要经过三个关键的调试步骤才嗯那个完成。在图丙中：
第一步：断开开关，将滑动变阻器调到阻值最大处，用电阻箱替换热敏电阻R1，并将电阻箱的阻值调为_______Ω；
第二步：闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到_______；
第三步：断开开关，保持滑动变阻器滑片不动，用热敏电阻R1替换电阻箱，完成电路调试。
【答案】 热 8000J 250W 20 30 电流表示数为100mA
【详解】（1）[1]根据3D打印机的工作原理可知，3D打印机喷头主要是利用了电流的热效应。
[2]根据可得，100g的PLA塑料从30℃加热到80℃，吸收的热量为
（2）[3]图乙中的家用电能表指示灯闪烁了500次，打印机消耗的电能为
打印机的实际功率为
（3）①[4]当设置喷头的最高温度是180℃时，此时电路中的总电阻为
此时热敏电阻，所以滑动变阻器的电阻为
②[5]第一步：断开开关，将滑动变阻器调到阻值最大处，用电阻箱替换热敏电阻R1，并将电阻箱的阻值调到30Ω。
[6]第二步：闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电流表的示数为100mA。
17．物理实验兴趣小组组织实验探究活动，通过使用电源（电压恒为3V)，电流表、电压表，开关，规格不同的定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω），滑动变阻器（规格分别为“10Ω 1A”的R1和“15Ω 1A”的R2），以及导线来探究电流与电阻关系的实验，实验前同学们设计了如图甲所示电路图。
（1）按照电路图连接实物图时，开关应______；
（2）为确保实验顺利进行，电压表应选用的量程是______（选填“0~3V”或“0~15V”）；连接好电路后，他检查电路时发现电压表、电流表位置接反了，若此时闭合开关，电流表______（选填“会”或“不会”）被烧坏；
（3）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_______处。闭合开关，此时电路中电流表无示数，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( )
A．定值电阻R短路
B．定值电阻R断路
（4）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随电阻R变化的图象，由图象可以得出结论：_______；
（5）上述实验所选用的滑动变阻器是______（选填“R1”或“R2”）。
【答案】 断开 0~3V 不会 最大 B 电压一定时，电流与电阻成反比 R2
【详解】（1）[1]连接电路时，为确保安全使用，开关应断开。
（2）[2]电源电压恒为3V，电路中定值电阻与滑动变阻器串联连接，串联电路总电压等于各分压之和，故定值电阻两端电压一定小于等于3V，电压表量程选择0~3V即可满足测量要求。
[3]电压表、电流表位置接反了，则电压表与定值电阻串联，电流表与定值电阻并联，此时由于电压表内阻较大，所以电路中的电流较小，电流表指针几乎无偏转，电流表不会被烧坏。
（3）[4]闭合开关前，将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处，保证电路安全。
[5] A．若定值电阻R短路，则相当电压表与导线并联，电压表几乎无示数，电路中总电阻减小，电路电流增大，电流表与滑动变阻器串联，电流表示数增大，故A不符合题意；
B．若定值电阻R断路，电压表、电流表和滑动变阻器串联，由于电压表内阻很大，电路中的电流很小，此时电流表几乎无示数，电压表示数接近电源电压，故B符合题意。
故选B。
（4）[5]结合图乙中实验数据关系可知，当电压不变时，电流与电阻成反比。
（5）[6]由图乙所示数据关系可知，本实验保持电路中定值电阻两端电压不变，为2V。更换不同阻值的定值电阻进行实验时，需要调节滑动变阻器，改变电路中的电流，要求定值电阻两端电压保持不变，为2V，则定值电阻两端的电压U和滑动变阻器两端的电压U滑满足的比例关系为
U：U滑=2：1
串联电路电流处处相等，则定值电阻R和滑动变阻器接入电路的电阻Rp的比例关系为
R：Rp=2：1
定值电阻最大阻值为25Ω，则必须保证滑动变阻器阻值Rp大于等于12.5Ω，故选滑动变阻器R2。
18．小明利用如图 a 所示的电路测量定值电阻R的阻值。
（1）连接好电路后，闭合开关S 前，小明应将滑动变阻器的滑片移到最______（选填“左”或“右”）端；
（2）实验中通过移动滑动变阻器的滑片，读取了多组电压表和电流表的读数，如下表所示。第4次实验中电流表的示数如图 b所示，为______A；
（3）结合表中数据可得，R 的阻值的测量结果为______Ω；（保留1位小数）
（4）小明又找来一个定值电阻 R0（值未知），连接了如图c所示的电路，并用该电路测量R的阻值，测量步骤如下：
①闭合开关S、S1，移动滑动变阻器的滑片到合适位置，读出电压表的示数 U1和电流表的示数I1；
②断开开关S1，移动滑动变阻器的滑片到合适位置，读出电压表的示数U2和电流表的示数I2；
③计算R的阻值：R=_______。（用测得物理量的符号表示）
【答案】 右 1.0 13.7
【详解】（1）[1]连接好电路后，闭合开关S前，为保护电路，滑动变阻器应滑到最大值，故小明应将滑动变阻器的滑片移到最右端。
（2）[2]由b图可知，电流表接大量程，分度值为0.1A，读数为1A。
（3）[3]结合表中数据计算出对应的电阻值
把以上四组数据相加取平均值，即为R 的阻值的测量结果
（4）[4]①闭合开关S、S1，R被短路，R0与滑动变阻器串联，电压表测R0两端的电压，移动滑动变阻器的滑片到合适位置，读出电压表的示数 U1和电流表的示数I1；由此可得电阻R0的阻值
②断开开关S1，三个电阻串联，电压表测R0、R两端的电压，移动滑动变阻器的滑片到合适位置，读出电压表的示数U2和电流表的示数I2；R与R0的电阻之和为
③R的阻值
19．小明在做“测定小灯泡电阻”的实验时，小灯泡的额定电压U额=2.5V。
（1）请你用笔画线代替导线，将如图甲所示的实物电路连接完整________；
（2）电路连接好后，闭合开关，小明发现小灯泡发出微弱的光；且电流表和电压表均有示数，移动滑片小灯泡亮度不变，原因可能是______；
（3）排除问题后小明继续进行实验，记录的部分数据如表所示，其中第1次实验小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示，电流表示数为______A，则小灯泡正常发光时的电阻是______（保留1位小数）；第2次实验时，小明需要将滑片继续向______（选填“左”或“右”）移动，才能使电压表的示数如图丙所示；
（4）三次实验中，小明发现灯的亮度越来越暗，接着通过计算三组数据发现小灯泡的电阻不是定值，请你分析此现象的原因是______；
（5）完成上述实验后小明进一步思考，提出问题：在没有电流表的情况下能否测量小灯泡正常发光时的电阻呢？他利用一个定值电阻R0设计的电路如图丁所示。
调节滑动变阻器滑片使电压表示数为______；
接着保持滑片位置不变，将电压表______（选填“A”或“B”）点的接线改接到C点，记录电压表示数为U；
小灯泡正常发光时的电阻为R=______（用已知量和测量量表示）。
【答案】 滑动变阻器连入下面两个接线柱 0.48
5.2Ω 左 灯丝电阻随温度的降低而减小 2.5V B
【详解】（1）[1]在测定小灯泡电阻的实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联；小灯泡的额定电压是2.5V，故电压表选用小量程并联在灯泡两端，如下图所示：
（2）[2]闭合开关，发现小灯泡发光很微弱，电流表和电压表均有示数，说明此时电路是通路，且电路中的电阻很大，移动滑动变阻器的滑片，小灯泡亮度不变，说明滑动变阻器没有变阻的作用，故原因可能是滑动变阻器连入下面两个接线柱。
（3）[3][4]由图甲可知，电流表选用小量程，当小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示，电流表分度值0.02A，其示数为0.48A，则小灯泡正常发光时的电阻为
[5]由图甲可知，电压表选用小量程，电压表分度值0.1V，其示数为1.5V，小于灯泡额定电压2.5V，说明灯泡两端电压减小，根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压增大，滑动变阻器接入电路的阻值变大，故第2次实验时，小明需要将滑片继续向左移动，才能使电压表的示数如图丙所示。
（4）[6]由表中数据可知，当灯泡两端电压减小，通过灯泡的电流也减小，根据P=UI可知，灯泡功率变小，温度降低，灯丝电阻随温度的降低而减小，故小灯泡的电阻不是定值。
（5）[7][8][9]调节滑动变阻器滑片使电压表示数为2.5V，此时灯泡正常发光；接着保持滑片位置不变，将电压表B点的接线改接到C点，观察并记录电压表示数为U，因为各个电阻的大小和电压大小都不变，灯泡仍然正常发光，根据串联电路的电压规律，定值电阻两端的电压为
由欧姆定律，通过定值电阻的电流
根据串联电路的电流规律，通过定值电阻的电流即为小灯泡的额定电流，则小灯泡正常发光时的电阻为
20．某研究小组查阅资料可知：用两种不同金属两端连接组成的闭合回路中，如果使两个触点的温度不同，则在回路中将出现电流。研究小组依据上述知识，制作了一个“蜡烛电厂”。如图甲，蜡烛电厂分为蜡烛、装置和用电器三个部分，其中装置部分有铁丝A（中间接入了灯泡和电流表）、铜丝B、水冷装置C，铁丝、铜丝的两端紧密相连。点燃蜡烛，小量程电流表指针偏转。他们对蜡烛电厂的发电效率进行了研究。蜡烛、装置、用电器三部分的效率分别为η1、η2、η3，并且重点研究了输出功率与两端的温度差、接入电路的用电器的电阻这两个因素的关系，根据实验数据绘制出如图乙所示图像。
（1）此蜡烛电厂的电能是由蜡烛燃烧后的________能转化而来的；
（2）若其它条件不变，将图中的铁丝换成铜丝，电路中将________（选填“有”或“无”）电流产生；
（3）根据三部分的效率，可知此蜡烛电厂的发电总效率η＝________；
（4）根据图像可以看出：温差一定时，输出功率随电阻的增大________；温差因素对而输出功率的影响规律是________；
（5）根据上述探究，选择合适的两种金属和电流表组成电路，可以把温度信号转换成电信号，利用这种性质可以制成________；（写出它的一种应用）
【答案】 内 无 η1η2η3 先增大后减小 电阻一定时，温差越大，输出功率越大 温度计
【详解】（1）[1]电厂能量转化方向：蜡烛燃烧把化学能转化为内能，电厂装置把内能转化为电能。
（2）[2]由题意知，电路中产生回路的条件有两个：相互连接的金属丝的材料不同；相互连接的两个节点间的温度不同，且电流的大小与材料的种类和温度差的大小有关。其它条件不变，只将铁丝换成铜丝，这样相互连接的材料相同，电路中电流为0。
（3）[3]发电总效率是指用电器最终转化得到的能量与输入能量的比，故总效率大小等于蜡烛、装置、用电器三部分的效率之积为
η＝η1η2η3
（4）[4]根据图像可知，温差一定时，输出功率随电阻的增大而先增大后减小。
[5]温差因素对输出功率的影响规律是：电阻一定时，温差越大，输出功率越大。
（5）[6]选择合适的两种金属和电流表组成电路，可通过电流的大小来监测环境温度变化，所以，利用这种性质可以把热电偶做成温度计。
21．某同学做“测量小灯泡电功率”实验。实验室有如下器材：电源（电压恒为6V）、小灯泡（额定电压为2.5V，灯丝电阻约为10Ω）、电流表、电压表、开关各一个，滑动变阻器一个，导线若干。
（1）如果电流表有示数，电压表无示数，则故障原因可能是小灯泡_________（选填“短路”或“断路”）；
（2）确定电路正确后，移动滑动变阻器滑片在不同位置，小灯泡U—I图象如图乙所示，当小灯泡正常发光时，小灯泡的额定功率为_________W；
（3）若将此小灯泡与7.5Ω的定值电阻串联到电压恒为3V的理想电源上，则小灯泡的实际功率为_________W；若将该灯泡再并联一个完全相同的灯泡后再与7.5Ω的定值电阻串联到电压恒为3V的理想电源上，则该小灯泡的亮度会_________（选填“变亮”或“变暗”）。
【答案】 短路 0.625 0.3 变暗
【详解】（1）[1]若电流表有示数，则电路中没有出现断路，电压表示数为零，则说明小灯泡可能相当于导线，不分配电压，所以故障可能是小灯泡发生短路。
（2）[2]由图像可知，当小灯泡正常发光时，即小灯泡两端电压为额定电压2.5V时，电流为0.25A，故小灯泡的额定功率
P=UI=2.5V×0.25A=0.625W
（3）[3]若将小灯泡与7.5Ω的定值电阻串联到电压恒为3V的理想电源上，由图像可知，当电路中的电流为0.2A时，小灯泡两端电压为1.5V，此时定值电阻两端电压也为1.5V，根据欧姆定律可知通过定值电阻的电流
可知此时通过小灯泡和定值电阻的电流相等，符合串联电路电流的特点，此时小灯泡的实际功率
P实=U实I实=1.5V×0.2A=0.3W
[4]若在一个电阻上并联一个电阻，相当于增加了电阻的横截面积，总电阻会变小，因此若将该灯泡再并联一个完全相同的灯泡，则并联的两个小灯泡的总电阻比每一个小灯泡电阻都要小，两个小灯泡作为一个整体再与7.5Ω的定值电阻串联到电压恒为3V的理想电源上，则根据串联电路的分压原理可知，小灯泡两端分配的电压变小，根据公式可知，通过小灯泡的电流变小，因此由公式P=UI可知，小灯泡的实际功率变小，亮度变暗。
22．如图所示，是小明做“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验的电路图，已知电源电压为6V，小灯泡正常发光时的电压为2.5V，有三种规格的滑动变阻器，分别是甲“40Ω 1A”、乙“50Ω 0.2A、丙“60Ω 0.4A”。
（1）请你用笔画线代替导线，将图中的实物连接完整（要求滑片向左移灯泡变亮）___________；
（2）正确连接电路后，且操作正确，闭合开关S后，小灯泡不发光，那么接下来恰当的实验操作应该是___________（选填序号）；
A．移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡的发光情况
B．检查电路是否短路，替换同一规格的小灯泡
C．检查电路是否断路，替换同一规格的小灯泡
（3）小明在某次调节中，滑动变阻器接入电路的阻值减小了R1，小灯泡电阻变化了R2，则R1___________R2（选填“大于”、“等于”或“小于”）；
（4）实验结束后，得到了表一所示的数据，小明将这6组数据算得的电阻值取平均值作为小灯泡正常发光的电阻，这种数据处理方式是___________（选填“合理”或“不合理”）的；最终可知小灯泡正常发光时的电阻为___________Ω（除不尽的保留一位小数）；
表一
（5）由表一中的数据可知选择的滑动变阻器为___________（选填“甲”、“乙”或“丙”）；
（6）实验结束后，小明进一步测量并描绘出小灯泡的电流随电压变化的曲线如图甲所示，如果将该小灯泡单独与一个最大阻值为10Ω的滑动变阻器R0串联后接入电压为3V的电源两端，如图乙所示。在调节滑动变阻器的过程中，灯泡L消耗电功率的最小值是___________W。
【答案】 A 大于 不合理 8.3 丙 0.2
【详解】（1）[1]连接电路时，要求滑片向左移灯泡变亮，即滑片向左移滑动变阻器的阻值变小，故滑动变阻器的下方接线柱接左侧，如下图所示：
（2）[2]实验中，正确连接电路，且操作正确隐含的一个条件是：变阻器连入电路中的阻最大，闭合开关S后，由于电路中电流较小，小灯泡的实际功率远小于额定功率，所以，不发光；所以接下来合适的实验操作应该是：移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡的发光情况，故A符合题意，BC不符合题意。
故选A。
（3）[3]滑动变阻器接入电路的阻值减小，电路中的电流变大，灯泡的亮度变大，灯的功率变大，灯丝的温度升高，灯丝的电阻变大；由于总电压不变，电路中的电流变大，可知电路中的总电阻变小，所以变阻器减小的阻值大于灯泡增大的阻值，即R1>R2。
（4）[4]灯泡的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值，故取平均值没有意义，是不合理的。
[5]由表知，灯泡的额定电压为2.5V，额定电流为0.3A，小灯泡正常发光时的电阻
（5）[6]电源电压为6V，第1次实验时灯泡两端的电压为0.5V，则滑动变阻器两端的电压
U'=6V-0.5V=5.5V
则此时变阻器连入电路中的电阻
所以甲不符合题意，而乙允许通过的最大电流只有0.2A，所以乙不符合题意，故只有丙符合题意。
（6）[7]小明将该小灯泡单独与一个最大阻值为10Ω的滑动变阻器串联后接入电压为3V的电源两端，当滑动变阻器的电阻最大时，电路电流最小，灯泡的功率最小；由表知，当电流I=0.2A时，灯的电压U灯=1.0V，根据串联电路电流的特点，通过滑动变阻器的电流大小等于0.2A，此时滑动变阻器的电压U滑=2V；又根据串联电路电压的特点，灯和定值电阻的总电压
U=U灯+U定=1V+2V=3V
刚好为电源电压；所以灯泡L消耗的最小电功率
23．小瑜在“测定小灯泡电功率”的实验中，准备了如下器材：3节新干电池串联、额定电压为2.5V的待测小灯泡，电流表、电压表，开关和导线若干，另两个滑动变阻器R1（20Ω、0.5A）和R2（50Ω、0.5A）。
（1）测量小灯泡电功率的实验原理是______；
（2）小瑜连接的实物图如图甲所示，其中有一根导线连接错误，请在接错的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的连接______；
（3）闭合开关前，应将滑动变阻器滑片移动到______端（选填“A”或“B”）；闭合开关后，小瑜发现小灯泡不亮，电压表有示数，电流表有示数，接下来的操作应该是______；
A．检查灯泡是否短路
B．检查电路是否有断路
C．更换电表量程
D．移动滑动变阻器滑片
（4）经正确操作实验测量数据如表所示。分析实验数据可知：
①第5次实验时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为______W；
②分析表格中数据可知，该实验选用的滑动变阻器是______（选填“R1”或“R2”）；
（5）小灯泡在断电很长一段时间后，它的电阻可能是______；
A．0Ω
B．2.5Ω
C．5Ω
D．8.3Ω
（6）小瑜还想探究“在电压一定的情况下，电流与电阻的关系”，将图甲中的小灯泡换成四个阻值分别为25Ω，10Ω，8Ω和4Ω的定值电阻，其余连接均不改变，并控制电压表示数为1V不变。实验过程中发现目前已有器材无法完成，为了能够顺利完成这四次实验，他需要更换一个元件，请帮他指出该元件及规格要求：______。
【答案】 P=UI B D 0.7 R2 B 见详解
【详解】（1）[1]测量小灯泡电功率是通过测量灯泡正常发光时的电流与电压，根据电功率的公式计算间接测量的，所以此实验原理是P=UI。
（2）[2]连接的实物图时，电压表应与灯泡并联，电流表与灯泡串联，电流从电流表正接线柱流入，如图所示
（3）[3]为防止电流过大而损坏电路元件，闭合开关前，应将滑动变阻器滑片应置于最大阻值处，即应移动到B端。
[4]闭合开关后，小瑜发现小灯泡不亮，电压表有示数，电流表有示数，电路可能没有故障，灯泡不发光的原因可能是因为电流太小，实际功率过小而不能发光，所以接下来的操作应该是移动滑动变阻器滑片，观察灯泡是否能正常发光。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
（4）[5]根据电路图所示，电流表接入的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，如图乙所示，此时的额定电流为0.24A，则小灯泡的额定功率为
[6]电源为三节新电池，则电源电压为
分析表格中数据可知，当灯泡两端电压为时，电流为，则此时滑动变阻器两端电压为
滑动变阻器的电阻至少为
该实验选用的滑动变阻器是R2。
（5）[7] 当灯泡两端电压为时，电流为，则此时的电阻为
小灯泡在断电很长一段时间后，温度会更低，电阻更小，应小于，由于不是超导体，电阻不会为0，它的电阻可能在之间，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
（6）[8]控制电压表示数为1V不变，则当定值电阻为时，根据串联电阻分压的规律，可得
滑动变阻器的电阻至少为
当接入定值电阻为4Ω时，电路中的电流为
为了能够顺利完成这四次实验，他需要更换一个最大阻值至少为87.5Ω，允许通过电流为0.25A的滑动变阻器。
24．某实验小组用图甲电路测量小灯泡电功率，电源电压恒为3V，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整；______
（2）请路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，接下来应进行的操作是 ______（填序号）；
A．更换小灯泡
B．检查电路是否断路
C．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
（3）问题解决后，移动变阻器的滑片到某一位置时，电压表的示数为1V，此时应将变阻器的滑片向 ______（选填“左”或“右”）滑动，直到电压表的示数为2.5V时为止；
（4）根据实验数据绘制成了图像如图乙所示，根据图像提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是 ______W；
（5）另一实验小组电压表被损坏，老师另给该小组两个开关和一个阻值为10Ω的定值电阻R0，也测出了一个额定电压U额为2.5V的小灯泡的额定功率，他们所设计的实验电路如图丙所示，请根据电路图和操作步骤完成下列问题：
①连接好电路后，闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数I1=______A时，小灯泡正常发光；
②保持滑动变阻器滑片P的位置不动，断开S1，闭合S2，读出电流表的示数为I2；
③则小灯泡的额定功率P额=______（用U额、I1、I2表示）。
【答案】 C 左 0.5 0.25
【详解】（1）[1]由题知，小灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表应选择小量程与灯泡并联，实物连接如图
；
（2）[2]电流表有示数，说明闭合开关后电路是通路；灯泡不亮，可能是由于滑动变阻器接入电路的阻值太大，电路电流太小，灯泡实际功率太小，不足以使灯泡发光造成的，应移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光，故C符合题意，AB不符合题意。
故选C。
（3）[3]移动变阻器的滑片到某一位置时，电压表的示数为1V，由图知，应向左移动滑片，减小变阻器连入电路的阻值，减小变阻器分得电压，增大灯泡分得电压，直到电压表的示数为2.5V时为止。
（4）[4]当灯泡电压为额定电压2.5V时，由图像可知此时通过灯泡的电流，则灯泡额定功率
（5）①[5]连接好电路后，闭合开关S、S1，断开S2，此时灯泡与R0并联，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为
此时小灯泡正常发光；
②保持滑动变阻器滑片P的位置不动，断开S1，闭合S2，读出电流表的示数为I2；
③[6]在②中，电流表测灯泡与R0并联后的总电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律，灯的额定电流
小灯泡的额定功率
25．小杰利用图一和图二的装置“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”。图一在两个透明容器中密封等量的空气，各放置一段电阻丝，并连接一个装水的U形管，通过U形管中水面的高度差来判断电阻产生热量的多少，装置的密封性能良好。
（1）小杰猜想电流产生的热量与电阻大小有关，下列能支持她猜想的现象是 _____（选填字母）；
A．正常工作时，“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮
B．接线板上接入的用电器越多，导线越容易发热
C．电熨斗工作时发热明显，而与之相连的导线却不怎么热
（2）图一装置中如果R3发生了断路，在通电时间相同的情况下，与R3未发生断路之前相比较，左侧U形管中液面的高度差将 _____（选填“变大”“变小”或“不变”）；
（3）小杰利用图二装置探究电阻大小和产生热量的关系（Ra＞Rb），在a、b两瓶内加入质量和初温都相同的煤油。闭合开关一段时间后，他发现a烧瓶中温度计的示数大，表明电流和通电时间相同时，电阻越大，电流通过导体产生的热量越 _____。根据上述规律，小杰得出电烤箱低温挡接入电路电阻丝的阻值要比高温挡电阻丝的阻值小，此结论是 _____（填“正确”或“错误”）的；
（4）小杰把图二装置改成探究物质吸热能力的实验装置，需要进行一些改进：
①在a、b两瓶内换用质量、初温都相同的 _____（选填“相同”或“不同”）液体，电阻丝的阻值Ra_____Rb（填“＝”“＜“或“＞”）；
②一段时间后，小杰观察到b瓶内液体温度高一些，可判断a、b两瓶内液体吸收的热量Qa_____ Qb（填“＝”“＜”或“＞”），a的吸热能力 _____（填“强”或“弱”）。
【答案】 C 变小 越多 错误 不同 ＝ ＝ 强
【详解】（1）[1]猜想电流产生的热量与电阻大小有关，需要控制电流、通电时间相同，导体的电阻不同。
A．正常工作时，“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮，根据可知，此时两个灯泡的电流是不同的，故A不符合题意；
B．接线板上接入的用电器越多，导线中的电流越大，没有控制电流相同，故B不符合题意；
C．电熨斗工作时发热明显，此时电熨斗与导线电流、通电时间相同，电阻不同，符合控制变量法，故C符合题意。
故选C。
（2）[2]在乙实验中，电阻R3断路后，根据串联、并联电阻的规律，电路中的总电阻变大，在电源电压一定时，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，即通过R1的电流变小，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，在相同的时间内，电阻R1产生的热量变小，由转换法，左侧U形管中液面的高度差的变小。
（3）[3]闭合开关，通电一段时间后，小明发现a烧瓶中温度计的示数大，根据转换法，这表明：电流和通电时间相同时，导体的电阻越大，电流产生的热量越多。
[4]电烤箱工作时电源电压不变，低温挡功率小，由可知，此时电阻大，即接入电路电阻丝的阻值要比高温挡电阻丝的阻值大，则小明的结论是错误的。
（4）[5][6]图二中，两电阻串联，通过两电阻的电流相等，通电时间也相等，根据比较吸热能力的方法，在a、b两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体，为控制相同时间吸热相同，根据Q＝I2Rt，电阻丝的阻值Ra＝Rb。
[7][8]一段时间后，小杰观察到b瓶内液体温度高一些，根据Q＝I2Rt，因时间相同，故可知a、b两瓶内液体吸收的热量Qa＝Qb；根据比较吸热能力的方法，a的吸热能力强。
26．小梦在寒假总复习时认识到，水吸收的热量可以定量测量了，于是她想重新设计一个实验证明，水升高的温度与水吸收热量的多少有关。如图是小梦已经设计好的电路，其中保温杯中装有质量一定的水、阻值为5Ω的电阻丝R和数字温度计的测温探头，小梦利用该电路及秒表完成实验设计（不计热损失，且实验过程中水始终未沸腾）。请你补充完成下面实验步骤，并画出实验数据记录表。
（1）实验步骤：
①断开开关，如图所示连接电路，用温度计测出水的初温T0，将电阻R和T0记于表格；
②闭合开关，读出电流表的示数I，同时用秒表开始计时，通电时间t后，读出此时温度计的示数T，断开开关。将电流I、时间t和温度计示数T记录于表格中；
③待水冷却到T0时，再闭合开关，读出电流表的示数I，同时用秒表开始计时，________；
④根据__________计算水吸收的热量Q吸，根据________计算水升高的温度ΔT， 并将数据记录于表格；
（2）实验数据记录表：______ 。
【答案】 改变通电的时间，进行多组试验 ΔT=T-T0
【详解】（1）[1]为了排除单次实验结果的偶然性，得到普遍规律，需要改变通电的时间，进行多组试验。
[2][3]计算水吸收的热量Q吸，利用焦耳定律公式
根据温度计示数变化计算水升高的温度ΔT，即
ΔT=T-T0
（2）[4]根据实验要求，控制通电时间不同、通过电阻丝的电流大小相同，用水升高的温度大小表示电流通过电阻丝R产生热量的多少，据此设计记录数据的表格如下所示
27．（1）如图（A），甲、乙两物体都在向南做匀速直线运动，那么乙物体相对于甲物体是向______运动的；在0～t0时间段内乙物体的平均速度______（选填“大于”、“小于”或“等于”）丙物体的平均速度；
（2）小明想知道某块透镜的焦距，进行如图（B）操作（镜面正对着太阳光，在透镜下面放上白纸，且透镜与白纸保持平行），测出透镜与白纸间距s与对应的白纸被烤焦的时间t，绘出图像，可判断该透镜的焦距为______cm；若用该透镜来成像，当物体离透镜距离为18cm时，所成像的性质与______（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）一样；
（3）如图（C）所示，是小刚家里部分电路的示意图。当闭合开关S后，发现电灯L不亮，检查空气开关没有跳闸。当小刚用测电笔分别测试F、E两点时测电笔的氖管都发光，但用测电笔分别测试A、B两点时测电笔的氖管都不发光；用测电笔分别测试电灯L接口的两根电线C点和D点；发现这两处都能使测电笔的氖管发光；
①你判定此电路故障应是______；
A．火线和零线短路
B．电灯L短路
C．电线AB段某处断路
D．电线BC段某处断路
②小刚排除电路故障后，电灯L正常工作时，用测电笔分别测试电灯L接口的两根电线C点和D点时，能使测电笔发光的是______点。
【答案】 北 等于 12 投影仪 D D
【详解】(1)[1]已知甲、乙两物体都在向南做匀速直线运动，由图A知甲的速度大于乙的速度，若以甲为参照物，则乙向北运动。
[2]由图A知，在0～t0时间段内，乙物体和丙物体通过的路程相等，由公式可知，在这段时间内，两物体的平均速度相等。
(2)[3]由图B左图可以判断，凸透镜和白纸间距是12cm时，白纸被烤焦的时间最短，说明该点的温度最高，则该点是凸透镜的焦点，所以该凸透镜的焦距为12cm。
[4]当物体离透镜距离为18cm时，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，凸透镜成倒立、放大的实像，其应用是投影仪。
(3)[5]AB．当小刚用测电笔分别测试F、E两点时测电笔的氖管都发光，说明EF段没有断路，说明火线没有断路，空气开关没有跳闸，不可能为火线和零线短路，电灯L短路，故AB错误，不符合题意；
C．用测电笔分别测试电灯L接口的两根电线C点和D点；这两处都能使测电笔的氖管发光，说明这两处和火线相连，说明灯泡完好，并与火线接触良好，CF段没有断路；
用测电笔分别测试A、B两点时测电笔的氖管都不发光，是测量零线，氖管就是不会发光，不能判断是否断路，故C错误，不符合题意；
D．用测电笔分别测试B点时测电笔的氖管不发光，说明BC段断路；故D正确，符合题意。
故选D。
[6]小刚排除电路故障后，电灯L正常工作时，电灯L接口处的D点和火线相连，能使测电笔发光，而C点和零线相连，氖管不发光。
28．某兴趣小组在研究扬声器结构时，发现扬声器中有一个环形磁体，他们不知道环形磁体的磁极分布情况，于是几位同学提出了以下三种猜想：
猜想1：磁极呈横向分布（例如图甲，左侧为N极，右侧为S极）；
猜想2：磁极呈轴向分布（例如图乙，上面为N极，下面为S极）：
猜想3：磁极呈里外分布（例如图丙，外侧为N极，内侧为S极）；
为了验证其他猜想，他们进行了如下实验：
（1）用细棉线将环形磁体水平悬挂起来（如图丁所示），结果观察到磁体在任意位置都能保持静止，这说明猜想___________（1/2/3）是错误的；
（2）用细棉线将环形磁体竖直悬挂起来（如图戊所示），结果观察到磁体只在特定位置能保持静止，这说明猜想___________（1/2/3）是错误的；
（3）为进一步确定这种环形磁铁磁极的分布情况，小李进行了以下实验：取两个完全相同的环形磁铁，将它们沿中心轴线互相靠近，发现它们相互排斥。接着将其中一个环形磁铁翻转，结果它们相互吸引，则验证了另一猜想是正确的；
（4）若将这两个完全相同，重均为G的环形磁铁a、b串在木制支架上，停止时如图已所示（不考虑环形磁铁与木杆间的摩擦力），则磁铁a对底座的压力___________；
A．等于G
B．小于2G
C．等于2G
D．大于2G
（5）若再放上一个完全相同的磁铁c（b、c间也排斥），则相邻两个磁铁间的距离Lab___________Lbc；（填“大于”、“等于”或“小于”）
（6）扬声器通上电，播放音乐，将电能转化为___________，扬声器在不段的振动，并由此得出声音是由物体___________产生的。
【答案】 1 3 C 小于 机械能 振动
【详解】（1）[1]当按图丁的放置方法悬挂起来时，若猜想1是正确的，则环形磁体不会静止在任何位置，只会停留在一个方向：N极在北面，S极在南面，故猜想1是错误的。
（2）[2]当按图戊的方法用细棉线将环形磁体竖直悬挂起来，如果猜想3正确，由于地磁场的作用，不会在任何位置保持静止，结果观察到磁体在特定位置能保持静止，这说明猜想3是错误的。
（4）[3]设磁铁a对底座的压力为；a对b的排斥力为，对于磁铁b，受到重力和磁铁a的排斥力，根据平衡条件可得
以b和a整体为研究对象，因为磁铁a对底座的压力与底座对a和b的支持力是一对相互作用力，所以磁铁a对底座的压力等于它们的总重力，即
故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
（5）[4]若再放上一个完全相同的磁铁c（b、c间也排斥），此时b磁铁受到3个力的作用，如图所示
b磁铁静止时，由力的平衡条件可得
所以
即a对b的排斥力更大，说明a、b间的距离更小，则相邻两个磁铁间的距离小于。
（6）[5][6]扬声器通电时消耗电能，进而使纸盆振动而产生声音，所以是将电能转化为机械能，扬声器在不断的振动，并由此得出声音是由物体振动产生的。
29．学习了磁现象的知识后，小明同学怀着极大的兴趣对下列实验进行了探究：
（1）通电导线周围存在磁场，且磁场的方向与___________有关；断开电源后，小磁针恢复到图甲状态，这是因为小磁针受到了___________的作用；如图丁所示，高速电子束飞过小磁针上方时，小磁针将发生如图___________所示方向的偏转；
（2）利用图戊所示的装置，让闭合电路中的一部分导体AB在磁场中运动，观察电流表指针的偏转情况，记录在下表中：
由第 1、2 两次实验可知，导体AB平行于磁感线运动，闭合回路中___________ （选填“会”或“不会”）产生感应电流；由第 3、4两次实验可知，AB中感应电流的方向与___________的方向有关；如果固定导体AB，水平向右移动磁铁，电流表的指针向___________偏转；
（3）将电流表换成完好的小灯泡做第3、4两次实验时，小灯泡不亮，原因是___________；若想探究感应电流的方向与磁场方向的关系，应该怎么做？ ___________
【答案】 电流方向 地磁场 乙 不会 切割磁感线 右 电流太小 保持切割磁感线的方向不变，将磁极对调
【详解】（1）[1]观察乙、丙两图发现，导线中的电流方向改变，小磁针的偏转方向也改变，所以可得通电导线周围的磁场的方向与电流的方向有关。
[2]断开电源后，小磁针恢复到图甲状态，是小磁针受到地磁场的作用，有指南北的性质。
[3]由于电子带负电，电子移动方向与电流方向相反，所以高速电子束飞过小磁针上方时，小磁针的偏转方向与图乙中小磁针的偏转方向相同。
（2）[4]观察第 1、2 两次实验数据可知，导体AB平行于磁感线运动，电流表指针不偏转，所以电路中没有电流产生。
[5]观察第 3、4两次实验数据发现，导体AB切割磁感线的方向改变，电流表的指针偏转方向也改变，所以电路中的电流方向发生改变，故可得AB中感应电流的方向与切割磁感线的方向有关。
[6]如果固定导体AB，水平向右移动磁铁，则以乙磁铁为参照物，导体AB向左运动，由第 3次实验数据可知，电流表的指针向右偏转。
（3）[7]导体AB切割磁感线产生的感应电流太小，不能将灯泡点亮，所以将电流表换成完好的小灯泡做第3、4两次实验，小灯泡不亮。
[8]为了探究感应电流的方向与磁场方向的关系，运用控制变量法，保持切割磁感线的方向不变，将磁体的磁极对调，观察电流表指针的偏转情况。
实验次数
1
2
3
4
5
R/Ω
5
10
15
20
30
I/A
实验序号
电流表（A）
电压表（V）
1
0.30
2.5
2
0.32
2.2
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
电流表示数/A
A
镍铬合金
0.25
1.0
0.3
B
镍铬合金
0.5
1.0
0.15
C
镍铬合金
0.25
2.0
0.6
D
锰铜合金
0.25
1.0
0.4
温度/℃
30
60
90
120
150
180
电阻/Ω
140
90
58
40
35
30
实验次数
1
2
3
4
电压表示数 U/V
8
10
12
14
电流表示数I/A
0.6
0.7
0.9
次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
2.5
2
0.36
3
0.6
0.28
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流/A
0.12
0.2
0.24
0.28
0.3
0.31
序号
电压/V
电流/A
亮度
1
0.5
0.10
不发光
2
1.0
0.15
逐渐变亮
3
1.5
0.21
4
2.0
0.26
5
2.5
6
3.0
0.33
试验次数
电阻
电流
通电时间/s
初温
末温
升高的温度
1
2
3
试验次数
电阻
电流
通电时间/s
初温
末温
升高的温度
1
2
3
实验次数
导体棒运动方向
电流表指针偏转情况
1
竖直向上
不偏转
2
竖直向下
不偏转
3
水平向左
向右偏转
4
水平向右
向左偏转
1．小红用如图甲所示电路，“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”，电源电压为4.5V不变，滑动变阻器的规格为“30Ω 1A”。
（1）实验前，小红发现电流表的指针位置偏向刻度“0”线的左侧，原因是电流表_____；
（2）实验时小红设计了如表，通过表格可以看出，她的实验目的是探究通过导体的电流与_____的关系；
（3）小红先用5Ω的定值电阻进行实验，闭合开关S，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。将5Ω的定值电阻依次更换为10Ω、15Ω、20Ω继续探究，移动滑片P，使电压表的示数仍为_____V，并记录数据；
（4）小红使用30Ω的电阻做实验时，无论怎样调节滑动变阻器的滑片P，都无法使电压表的示数与前4次相同，为继续完成第5次实验，如果只能更换电源，则电源电压应不高于_____V。
【答案】 没有调零 电阻 0.4 2 4
【详解】（1）[1]实验前，开关没有闭合，电路没有电流，小红发现电流表的指针位置偏向刻度“0”线的左侧，电流不会从电流表的负接线柱流入，应该是电流表没有调零。
（2）[2]从表格可以看到，5次实验，电阻的阻值都不同，则实验目的是探究通过导体的电流与电阻的关系。
（3）[3]从图乙可以看到，电流表的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，它的读数为0.4A。
[4]从第一次实验可以看到，定值电阻的阻值为5Ω，电路的电流为0.4A，则电压表的示数为
电压表的示数为2V，将5Ω的定值电阻依次更换为10Ω、15Ω、20Ω继续探究，探究电流与电阻的关系，需要保持电阻两端的电压不变，则移动滑片P，使电压表的示数仍为2V，并记录数据。
（4）[5]小红使用30Ω的电阻做实验时，无论怎样调节滑动变阻器的滑片P，都无法使电压表的示数与前4次相同，变阻器的电阻调为最大了，为30Ω，定值电阻两端的电压为2.25V，为继续完成第5次实验，如果只能更换电源，设电源电压最高为，保持定值电阻两端的电压为2V，滑动变阻器的电阻也调为最大，根据串联电路的分压特点，可得
解得。
2．小明和同学们利用如图甲所示器材做“探究电流与电阻的关系”的实验，电源电压为6V且保持不变，滑动变阻器规格为（30Ω 1A），其中定值电阻有四种规格，分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。
（1）小明连接的电路如图甲所示，有一根导线连接有误。请在错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确___________；
（2）改正电路后将5Ω的定值电阻接入电路，调节滑片位置使电压表为某一值，读出电流表的示数，并将此时滑片位置标记为M；接着将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻，闭合开关，移动滑动变阻器滑片的同时眼睛观察___________表的示数，此时滑片的位置在M点的___________（选填“左侧”或“右侧”）；
（3）小明根据实验数据绘制的I-R图像如图乙b所示，其中阴影面积的物理意义是___________。小华用相同的装置进行实验，并将实验数据也绘制成如图乙a所示的图像，发现与小明的图像不一致，请你帮忙分析出现此情况的原因是_______________；
（4）实验完成后，同学们交流后提出，可以用电阻箱替换电路中的定值电阻，这样不用反复拆装元件，还可得到更多的数据，他们找老师借了一个电阻箱接入电路，若保持电压表示数不变，且电流表量程不变，为保证实验顺利完成，电阻箱接入电路的阻值范围为___________Ω。
【答案】 电压 左侧 定值电阻两端的电压 小华实验时没有移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数不变 5~30
【详解】（1）[1]观察图甲实物图，闭合开关后，根据电流的流法，可知，电流流过开关后，往电压表的负极流进，这是错误的，应该把开关右端和电压表负接线柱的导线，删除，在探究电流与电阻的关系的实验中，电压表应该并联在定值电阻R的两端，然后定值电阻R、电流表、滑动变阻器串联在一起，故可以尝试开关的右端连接定值电阻的右端，然后根据电流的流法可知，定值电阻R、电流表、滑动变阻器是串联的，电压表并联在定值电阻R的两端，如下图所示。
（2）[2]实验过程中，要保持定值电阻R的电压大小不变，将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻，闭合开关，定值电阻两端的电压会变化，为了保持电压不变，应移动滑动变阻器滑片，同时眼睛观察电压表示数，电压表的示数达到原来的电压值，则滑片停止移动。
[3]由题意可知，将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻，定值电阻阻值变大，为了保持其两端的电压不变，根据串联电路的分压特点，可知，滑动变阻器的阻值也应该增大，从图甲实物图可看到，变阻器是左上端和右下端接入电路，滑片往左移动，阻值增大，则此时滑片的位置在M点的左侧。
（3）[4]小明根据实验数据绘制的I-R图像如图乙b所示，其中阴影面积都是定值电阻的电流值与阻值的乘积，而根据公式可知，这乘积为定值电阻两端的电压，所以其中阴影面积的物理意义是定值电阻两端的电压。
[5]从图乙中的a图像可看到，图像上的点，对应的电流值和电阻值的乘积，不相同，即定值电阻两端的电压不相同，这是因为小华实验时没有移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数不变。
（4）[6]由题意可知，因为电流表所选的量程为0~0.6A，所以电路中的电流值，最大为0.6A，要让电压表的值和实验中的相同，大小保持在3V，那么电阻箱接入电路的最小阻值
根据串联电路的分压原理可知，电阻箱接入电路的电阻最大，滑动变阻器接入的电阻也为最大，但是由于变阻器的最大阻值为30Ω，滑动变阻器两端分得的最小电压为3V，不能再小，因为电源电压为6V，而电阻箱的最大电压为3V，不能再大，这时电路中的电流
则电阻箱接入电路的最大电阻
综上所述，电阻箱接入电路的阻值范围为5~30Ω。
3．在探究通过导体的电流与电阻的关系实验中，珍珍同学采用的电路如图甲所示，实验中，她始终保持定值电阻R两端的电压为6V不变。实验中所用的部分器材如下：电源（电压恒为9V），电流表（0~0.6A），电压表（0~15V），定值电阻为15Ω、20Ω、25Ω、30Ω和50Ω的各一只，滑动变阻器。
（1）珍珍同学将20Ω的定值电阻接入a、b之间进行实验时，开关应该处于______状态，还应将滑片P置于图中滑动变阻器的最______端（选填“左”或者“右”）；
（2）闭合开关后，珍珍发现无论怎样调节滑动变阻器，电流表示数始终为零，电压表示数接近电源电压，已知导线和各处的连接完好。由此推断，电路中______（选填“定值电阻”或者“滑动变阻器”）发生了______（选填“短路”或“开路”）故障；
（3）检查电路无误后，珍珍将某定值电阻接入a、b之间进行实验，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表示数为6V，此时电流表的示数如图乙所示，则示数为______A；
（4）珍珍根据多组实验数据得出的结论是：在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成______（选填“正比”或者“反比”）；
（5）为了完成整个实验，我们应该选取最大阻值不小于______Ω的滑动变阻器。
【答案】 断开 右 定值电阻 开路 0.24 反比 25
【详解】（1）[1]在连接电路过程中，开关应处于断开状态，这样可以防止由于误操作导致电路短路损坏电路元件的情况发生。
[2]该实验中，滑动变阻器具有保护电路的作用，当开关闭合时，为防止电路中电流过大，损坏电器元件，开关闭合前滑动变阻器应调至阻值最大处；为保证开关闭合前滑动变阻器，接入电路中的阻值最大应将滑片P移至最右端。
（2）[3][4]由题意可得闭合开关后，电流表示数始终为零，说明电路中存在开路，而电压表有示数且示数接近电源电压，说明电压表所测量部分以外的电路中没有开路，因此可判断出电压表测量部分发生开路，即定值电阻开路。
（3）[5]由题意可知，电流表选取的量程为0~0.6A，再结合图乙中电流表的示数可知，选取量程为0~0.6A时，电流表的分度值为0.02A，图乙中指针指在0.2A右侧第二根刻度线处，故电流表示数为0.24A。
（4）[6]本题中没有给出具体的实验数据，但从课本中探究电流与电阻关系的实验过程可知，电压一定时，导体中的电流与导体电阻的乘积始终等于电阻两端电压值，故可得出结论：电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。
（5）[7]由图甲可知，电路中滑动变阻器与定值电阻串联，根据串联电路中电阻分压的原理可知，滑动变阻器R滑与定值电阻R的电阻之比等于电压之比，即
根据实验要求，每次实验时需要调解滑动变阻器接入电路中的阻值，使定值电阻两端电压UR一定且等于6V，根据串联电路电压规律可知，此时滑动变阻器两端电压为
此时滑动变阻器R滑与定值电阻R的电阻之比为
由上式分析可得出滑动变阻器R滑与定值电阻R的电阻关系为，由此可知当定值电阻阻值越大时，需要滑动变阻器接入电路中的阻值越大，由题意可知，定值电阻最大值为50Ω，此时对应的滑动变阻器接入电路中的最大值为
为保证滑动变阻器接入电路中能取到25Ω，则要求滑动变阻器的最大阻值不小于25Ω。
4．小明做“测定小灯泡的电功率”实验，现有电源（电源电压为2伏的整数倍）、待测小灯泡（标有“0.3安”字样）、电流表、电压表（只有0~3伏档完好）、开关、滑动变阻器（标有“20欧1安”字样）各一个、以及导线若干。他正确连接电路，并将滑片移到最大阻值处，闭合开关时观察到电表的示数如图（a）、（b）所示，小灯发光较暗，移动滑片P，发现电压表示数超出了量程。为了测出小灯的额定功率，他改变了电压表接入的位置，并调整了电源电压，然后闭合开关，移动滑片，又进行两次实验，数据如下表所示。
①判定小灯正常发光的依据是______ ；
②小灯正常发光时，电压表并联在______两端；
③说明小明对电源电压作出的调整，并求出小灯的额定功率( )。
【答案】 电流表示数为0.3A 滑动变阻器 见解析
【详解】①[1]待测小灯泡标有“0.3安”的字样为灯泡的额定电流，即正常工作时的电流，所以当与小灯泡串联的电流表示数为0.3A时，小灯泡就正常发光了。
②[2]他正确连接电路，并将滑片移到最大阻值处，闭合开关时观察到电压表的示数如图（b）所示，小灯发光较暗，移动滑片P，电流增大，发现电压表示数超出了量程，说明电压表测量的是灯泡；后来他改变了电压表接入的位置，调整电源才正常实验的，所以小灯正常发光时，电压表并联在滑动变阻器的两端。
③[3]如图，电流表的示数为0.26A，电压表的示数为2.8V，原来的电源电压
U=UL+U变=2.8V+0.26A×20Ω=8V
此时，电路中的电流为
0.26A＜0.3A
又小灯两端此时的电压为2.8V，调整滑动变阻器，电压表超量程可知小灯正常工作电压大于3V；调整电源和改接电压表的位置后，得到的数据入表格所示，则
2.5V+3V ＜6V
又电源电压为2伏的整数倍，故调整后的电源电压为6V，小灯的额定电压为
故小灯的额定功率
5．实验小组同学利用两节新干电池，一个开关，将两个灯泡连成一个串联电路，想探究串联电路中电压的规律。
（1）图甲是连接的电路，经检查发现连接有误，请你只改动一根导线的一端，使电压表正确测量其中一盏灯泡两端的电压；（在被改动的导线上画“×”，然后画出改动后的导线）( )
（2）小组同学找到两个电压表，设计了图乙所示的电路图。需要测出ab、bc、ac之间的电压。按照电路图正确连接好电路后，闭合开关，发现电压表V1和V2的指针偏转角度相同，可能的原因是：___________（填“V1”或“V2”）的量程选大了，此时电压表V1的示数为___________V；
（3）解决问题后，小组同学测出了ab间和ac间的电压，为了测量bc间的电压，他应完成的操作是___________；
A．将V1接a点的导线拆下，接到c点
B．将V2接a点的导线拆下，接到b点
C．以上两种操作均可
（4）为了得出更普遍的规律，应当进行多次实验，操作方法是：___________。
A．重新连接电路再次测量
B．将灯泡L1和灯泡L2互换位置再次测量
C．将其中一盏灯泡换成不同规格的灯泡再次测量
【答案】 V2 0.6 B C
【详解】（1）[1]甲图中，电压表和L1短路了，两灯应串联，电压表测一个灯的电压，改正后如下所示：
（2）[2][3]图乙中两灯串联，电源电压为3V，V2测电源电压，示数为3V；V1测L1的电压。因串联电路的电压等于各部分电压之和，故V2示数大于V1示数。而V1和V2的指针偏转角度相同，根据电压表大小量程之比为5∶1，说明V2的量程选大了，此时电压表V1的示数为
（3）[4]测出了ab间和ac间的电压后，为了测量bc间的电压，他应保证电流应从电压表正接线柱流入，从负接线柱流出，故接下来的操作是将V2接a点的导线拆下，接到b点，故选B。
（4）[5]为了得出更普遍的规律，应将其中一盏灯泡换成不同规格的灯泡再次测量，故选C。
6．在探究“电流与电阻的关系”实验中，电源电压3V，定值电阻为5Ω，按照图甲将电路正确连接后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，使定值电阻R两端电压为1V。
（1）将实物电路连接完整，要求：当滑动变阻器滑片向左移动时电流表示数变大；________
（2）正确连线后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表有示数，则电路故障可能是电阻R___________（选填“短路”或“断路”）；
（3）用10Ω的电阻替换5Ω后，闭合开关，电压表示数将___________（选填“变大”或“变小”或“不变”），此时应将滑片P向________（选填“C”或“D”）端移动，使电阻两端电压保持不变；
（4）接下来实验操作中，在用20Ω的定值电阻替换10Ω的定值电阻后，他发现电压表示数始终不能调为1V。为成功完成此探究，小明同学设计了如下方案，你认为可行的一项是 __________；
A．只更换滑动变阻器，则更换的滑动变阻器最大阻值至少为40Ω
B．如果只增加电源电压，则电源电压增加到6V
（5）小明同学将电阻换成额定电压为2.5V，额定功率为0.75W的小灯泡（如图乙），想测量小灯泡的电流和电压特点；
①利用上述电路继续进行实验时，当调节滑动变阻器使得电流表示数为0.15A时，灯泡的实际电功率P实___________（选填“大于”、“小于”或“等于”）；
②实验结束后，小华继续对滑动变阻器两端电压U与通过它的电流I关系进行了探究，根据实验数据也画出了U﹣I图象。你认为正确的是图丙中的虚线___________（选填“①”、“②”或“③”）。
【答案】 断路 变大 D A 小于 ①
【详解】（1）[1]要求当滑动变阻器滑片向左移动时电流表示数变大，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知滑片向左移动时滑动变阻器接入电路的电阻变小，所以滑动变阻器选择左下接线柱串联接入电路，如图：
（2）[2]闭合开关，发现电流表无示数，说明电路断路，电压表有示数，说明与电压表并联部分电路断路，所以电路故障可能是电阻R断路。
（3）[3][4]用10Ω的电阻替换5Ω后，闭合开关，根据串联分压原理可知电压表示数将变大，为保持电压表示数不变，需减小定值电阻两端的电压，根据串联电路电压规律可知需增大滑动变阻器两端的电压，即需增大滑动变阻器接入电路的阻值，所以此时应将滑片P向D端移动。
（4）[5]A．串联电路总电压等于各部分电压之和，根据串联分压原理可得
定值电阻的最大阻值为20Ω，代入数据可得
解得RH=40Ω，故A可行；
B．当电源电压增加到6V，则
解得RH=100Ω，故B不可行。
（5）额定电压为2.5V，额定功率为0.75W的小灯泡的额定电流
[6]利用上述电路继续进行实验时，调节滑动变阻器使得电流表示数为
灯泡温度越低，灯泡电阻越小，通过灯泡电流为其额定电流一半时，灯泡电阻小于灯泡正常发光时的电阻，根据P=I2R可知灯泡实际功率小于额定功率的四分之一。
[7]因灯泡的电阻随温度的升高而增大，则可知灯泡的U﹣I图像是一条向上的曲线（图丙中的实线）；电源电压为3V，小灯泡的曲线与滑动变阻器的曲线的交点，表示灯与滑动变阻器的电压相等，根据串联分压原理可知此时灯与滑动变阻器的电压都是1.5V，如下图知①、②、③三条曲线与小灯泡曲线相交的点对应为1.5V的是曲线①，故正确的是图丙中的虚线为①。
7．在探究影响导体电阻大小的因素时，小明作出了如下猜测：导体的电阻可能与①导体的长度有关；②导体的横截面积有关；③导体的材料有关，其规格和材料如下表。
实验中，电路如图所示，在M、N之间分别接上不同的导体，观察______来比较电阻的大小，用到的这个研究方法是______；
（2）为了验证上述猜想①，应选用编号______两根电阻丝分别接入电路进行实验。如果选用A、D两根电阻丝进行实验，是为了验证猜想______（填序号）；
（3）如果选用A、C两根电阻丝分别接入电路中，电流表示数出现不同。可得出结论：当导体的材料和长度相同时，______；
（4）若将电路中的电流表更换成小灯泡，可以通过观察______判断电阻丝阻值的大小，但不足之处：______。
【答案】 电流表示数的大小 转换法 A、B ③ 导体的电阻与横截面积有关 灯泡亮度 见解析
【详解】（1）[1][2]在电源电压恒定的情况下，接入电路的导体电阻不同，电路中的电流大小不同，通过电流表的示数情况可以推断导体的电阻大小。这种用容易观测的量来推测不易观测的量的方法，叫做转换法。
（2）[3]若探究导体电阻与导体长度的关系，应控制导体横截面积、材料相同，选用长度不同的导体进行探究。故应选择A、B两导体进行实验。
[4]A、D两根电阻丝，长度和横截面积相同，材料不同，若选用这两根电阻丝进行实验，是探究导体电阻与材料的关系。
（3）[5]A、C两根电阻丝，长度和材料相同，横截面积不同，选用它们进行实验，是探究导体电阻与横截面积的有关系。
（4）[6]若将电流表换成小灯泡，当电路中电阻不同时，电路中的电流大小不同，小灯泡的亮度不同，可以通过观察小灯的亮度来推测导体电阻大小情况。
[7]小灯亮度异同是人观察所得，不是特别精准。尤其是当导体电阻差别较小时，小灯亮度变化较小，不易观察。
8．花花同学在“测小灯泡额定电功率”的实验中，根据提供的器材：电压恒为5V的电源，额定电压为2.5V的待测小灯泡L1，电流表，电压表，开关和导线若干，另有标有“30Ω，2A”的滑动变阻器R1和标有“5Ω，1A”的滑动变阻器R2，完成以下实验：
（1）检查电路，花花发现一根导线连接错误，请将图甲中连接错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确______；
（2）本实验选择的滑动变阻器是______（选填“R1”或“R2”）；
（3）改正所有问题并正确完成实验，当电压表示数为1.5V时，为使灯正常发光，滑片P应向______移动（选填“左”或“右”）。花花根据实验数据绘制出如图乙的I-U图像，由图像可知小灯泡的额定功率为______W，她还发现图像是曲线，原因是小灯泡灯丝的电阻随______的升高而变大；
（4）老师说：虽然电压表的内阻很大，但电路接通后仍有微小电流流过电压表；虽然电流表的内阻很小，但是电路接通后电流表的两端仍有微小的电压，请你根据这一事实并结合改正后实物图分析判断，该电路引起测量的小灯泡电功率偏______（选填“大”或“小”）；
（5）当加在灯泡两端的电压为额定电压的一半时，灯泡的实际功率P实______P额（选填“>”“<”或“=”）；
（6）花花取来另一小灯泡L2，灯丝材料、长度和额定电压与灯泡L1均相同，但L2比L1的灯丝粗，将L2替换滑动变阻器，再闭合开关，可能损坏的是灯______（填“L1”或“L2”）；
（7）实验结束后，花花想设计几种单表测量该灯泡额定功率的实验方案，但发现电源意外损坏了，于是她找来另一个未知电压的电源（电压恒定），在原有器材的基础上，增加了阻值已知的定值电阻R0、和一个单刀双掷开关。并设计了如图所示的电路图，实验中不拆卸导线，仅通过开关的断开闭合就能测出小灯泡额定功率，其中符合要求的两项是__________（选填“A”、“B”、“C”或“D”）。
A． B．
C． D．
【答案】 R1 右 0.625 温度 大 > L1 BD
【详解】（1）[1]甲图中，灯与电流表并联，电压表串联在电路中是错误的，灯应与电流表串联，电压表与灯并联，改正后如下所示：
（2）[2]由图乙可知，灯的电压为额定电压2.5V时，通过灯的电流为0.25A，根据串联电路的规律及欧姆定律，此时变阻器连入电路的电阻
本实验选择的滑动变阻器是R1。
（3）[3]灯在额定电压下正常发光，当电压表示数为1.5V时， 小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故P应向右移动，直到电压表示数为小灯泡的额定电压。
[4]根据（2），可知小灯泡的额定功率为
P=U额I额=2.5V×0.25A=0.625W
[5]她还发现图像是曲线，说明电流与电压不成正比，灯的电阻是变化的，原因是小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而变大。
（4）[6]根据改正后实物图可知，电压表测灯的电压是准确的，电流表测灯与电压表并联的总电流，由并联电路电流的规律可知，电流表示数大于通过灯的实际电流，根据P=UI可知，该电路引起测量的小灯泡电功率偏大。
（5）[7]当加在灯泡两端的电压为额定电压的一半时，根据公式可知，若灯泡电阻不变，则灯泡的实际功率
但是随着电压的减小，灯泡电阻随温度的降低而减小，故灯泡的实际功率
（6）[8]小灯泡L2灯丝材料、长度和额定电压与实验用灯泡L1均相同，L2比L1的灯丝粗，根据影响电阻大小的因素，则灯泡L2的电阻比灯泡L1的电阻小，将两灯泡串联到电路中，根据串联电路分压原理可得灯泡L2两端的电压小于L1两端的电压，因两灯泡额定电压相等，故闭合开关，可能损坏的是灯泡L1。
（7） [9]A．S1闭合，S接b时，若电压表能测量出灯的电压，则与b相连的为电压表的正接线柱；与电压表下面的导线相连的为电压表的负接线柱，S接a时，则电流从电压表负接线柱流入了，故电压表不能测量出定值电阻的电压，无法求出灯的额定电流，故A不符合题意；
B．只闭合S3、S1，灯与定值电阻并联再与变阻器串联，电流表测定值电阻的电流，通过移动变阻器的滑片，使电流表示数为
此时定值电阻的电压为灯的额定电压2.5V，由并联电路电压的规律，灯的电压为额定电压，灯正常发光；保持滑片的位置不动，闭合S2、断开S3，电路的连接关系没有变化，通过灯与定值电阻的电流保持不变，电流表测灯与定值电阻的总电流，根据并联电路电流的规律可得出通过灯的电流，即灯的额定电流，根据P=UI可得出灯的额定功率，故B符合题意；
C．S1闭合，S接a时，定值电阻与变阻器串联，电流表测电路的电流，移动变阻器的滑片，可使电流表示数为
定值电阻的电压为2.5V，但S接b时，灯与变阻器串联，因灯的电阻与定值电阻的阻值不同，由分压原理可知，此时灯的电压不是2.5V，无法使灯正常发光，故C不符合题意；
D． S1闭合，S接a时，灯与定值电阻串联后再与变阻器串联，电压表测灯的电压，移动变阻器的滑片，使电压表示数为额定电压，灯正常发光；控制滑片的位置不变，S接b，电压表测量灯与定值电阻的总电压，根据串联电路电压的规律可得出定值电阻的电压，从而得出通过定值电阻的电流，即灯的额定电流，根据P=UI可得出灯的额定功率，故D符合题意。
故选BD。
9．电子秤是市场上常见的仪器。某小组同学开展了自制简易电子秤项目，过程如下：
【电路设计】图甲为电子秤工作原理图，当物体放在托盘上时，由电压表来显示物体质量的大小。AB是一段阻值为10欧姆的均匀电阻丝，长度为10厘米，两边有滑片P1、P2。金属弹簧上端固定且与电压表相连，下端与滑片P1相连，滑片P1能随弹簧一起上下移动，弹簧伸长量x与拉力的关系如图乙所示，电源电压6伏。（滑轮与托盘质量不计）
（1）图甲中电压表的示数随待测物体质量增大而 _____；（填“变大”、“不变”或“变小”）
（2）【标注刻度】闭合开关，托盘上无待测物时，P1在A点，当待测物质量为400克时，电压表的读数是多少？( )
（3）【功能测试】该电子秤有直接测出烧杯内液体质量的功能。即将烧杯放上托盘后通过操作可使电压表示数归零，再往烧杯中加入待测液体就可以直接从电压表读出测量值。结合图丙，说明将空烧杯放上托盘后如何操作才能实现调零？_____。
【答案】 变大 1.44V 放入烧杯后，将P2向下调至与P1等高处，使得电压表示数为零
【详解】（1）[1]由图可知电压表测A点和P1之间的电阻两端电压，则当待测物体质量增大时，P1向下移动，A点和P1之间的电阻增大，由串联分压规律可知，电压表示数变大。
（2）[2]待测物体重力为
G=mg=0.4kg×10N/kg=4N
动滑轮上有两段绳子，则弹簧所受拉力为
F=2G=8N
对应坐标轴可知弹簧伸长量为2.4cm，可求A点和P1之间的电阻为
由串联分压可求电压表示数为
（3）[3]由分析可知，当将空烧杯放入时，电压表示数应为零，则操作方法是：放入烧杯后，将P2向下调至与P1等高处，使得电压表示数为零。
10．小明利用如图甲所示电路进行 “探究电流与电阻关系”的实验，已知电源电压为6V，实验用到的电阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω实验中所得数据画出图乙所示图像。
（1）小明实验时，闭合开关发现电流表无示数，电压表也无示数则故障原因可能是_______。
A．滑动变阻器短路 B．滑动变阻器开路 C．定值电阻短路 D．定值电阻开路
（2）排除故障后，将5Ω电阻接入电路，闭合开关后调节滑动变阻器，当电压表示数为_______V时，记录对应电流表示数，最终得到如图乙所示图像；将R由5Ω换成10Ω时，需要将滑片P向_______（选填“左”或“右”）端移动。实验过程中滑动变阻器的作用除了保护电路还有_______。
（3）由图像可得到的结论是:当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成_______。
（4）为完成整个实验应选取的滑动变阻器最大阻值不小于_______Ω。
（5）另一组的小华同学实验过程中使用了最大阻值50Ω的滑动变阻器，实验过程中小华同学发现定值电阻由15Ω换成20Ω后，无论如何调节滑片都无法完成实验，经检查发现滑动变阻器的电阻丝在某位置断开了，为了完成剩下的两组实验，聪明的小华想到不改变原有接好的电路只需要再把准备的5个定值电阻中_______Ω的电阻串联在电路中就一定可以顺利完成剩下的两组实验。
【答案】 B 2.5 左 电阻两端的电压不变 反比 35 15
【详解】（1）[1]电流表无示数，说明电路可能断路；电压表也无示数，说明干路可能断开了，则故障原因可能是滑动变阻器开路。故ACD不符合题意；B符合题意。
故选B。
（2）[2]由图乙可知，当电阻为25Ω时，电流为0.1A，则电压表示数为
[3][4]根据串联电路的分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，根据串联电路电压的规律可知，为了保持定值电阻两端电压不变，应增大滑动变阻器分得的电压，由串联分压的分压原理可知，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向左端移动，使电压表的示数不变。
所以，实验过程中滑动变阻器的作用除了保护电路还有控制电阻两端的电压不变。
（3）[5]由图像可知，电阻两端的电压
UV=IR
=0.1A×25Ω
=-----
=0.5A×5Ω
=2.5V
为一定值，故由图像可以得出结论：电压一定时，电流与电阻成反比。
（4）[6]实验中使用的定值电阻阻值最大为25Ω，定值电阻两端的电压始终保持UV=2.5V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压
U滑=U-UV=6V-2.5V=3.5V
变阻器分得的电压与电压表示数的比为 ，根据分压原理，当接入25Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：R滑=1.4×25Ω=35Ω，即小明所选择的变阻器的最大阻值不能小于35Ω。
（5）[7]将15Ω电阻接入电路时，变阻器连入电路中的电阻为
R滑=1.4×15Ω=21Ω
由于变阻器的最大阻值不能小于35Ω，则需串联的电阻为
R =35Ω-21Ω=14Ω＜15Ω
所以，只需要再把准备的5个定值电阻中15Ω的电阻串联在电路中就一定可以顺利完成剩下的两组实验。
11．如图甲，在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源电压为6V保持不变。所用小灯泡的额定电压为2.5V。小灯泡的电阻约为10Ω。
（1）连接电路时开关应是______的，闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P移到最______端；（选填“左”或“右”）
（2）闭合开关S后，发现小灯泡不亮，但电流表和电压表均有示数，接下来首先应该操作的是______（填序号）；
A．检查电路是否断路 B．检查电路是否短路
C．移动滑动变阻器的滑片 D．观察小灯泡是否发光
（3）通过小灯泡的电流随它两端电压的变化关系如图乙所示。分析图像可知，当小灯泡两端的电压增大时，灯丝的电阻会______（选填“增大”、“不变”或“减小”）；小灯泡的额定功率为______W；
（4）若将小灯泡换成定值电阻，该电路还可以进行的实验有：______；______；
（5）在测量小灯泡电功率拓展实验过程中，电流表坏了，物理兴趣小组找来一只阻值合适的定值电阻R0，设计了如图丙电路图，操作步骤如下：
①断开S1，闭合S2，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数等于小灯泡的额定电压U额；
②______，断开S2，闭合S1，记下此时电压表示数为U；
则小灯泡额定功率表达式P额=______（用U额、U和R0表示）。
【答案】 断开 左 C 增大 0.5 探究电流与电压的关系实验 伏安法测电阻的实验 保持滑动变阻器位置不变
【详解】（1）[1][2]为了保护电路，连接电路时开关应断开，闭合开关前，滑动变阻器滑片应移至阻值最大处，即最左端。
（2）[3]闭合开关S后，电流表和电压表均有示数，说明电路是通路，电压表有示数，说明小灯泡没有发生短路，则小灯泡不发光可能是实际功率过低，接下来应移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光。
故选C。
（3）[4]由图乙可知，当灯泡两端电压分别为1.5V、2.5V、4V时，通过其的电流分别为0.15A、0.2A、0.25A，根据欧姆定律可得，对应的电阻分别为10Ω，12.5Ω，16Ω，因此当小灯泡两端的电压增大时，灯丝的电阻会增大。
[5]由图乙可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过其的电流为0.2A，小灯泡的额定功率为
（4）[6][7]若将小灯泡换成定值电阻，可控制电阻大小不变，通过移动滑动变阻器的滑片改变电阻两端的电压和通过其的电流，从而多次测量，因此还可以进行的实验有：探究电流与电压的关系和伏安法测电阻的实验。
（5）[8][9]利用电压表和定值电阻测小灯泡电功率，先测出小灯泡和定值电阻的电压，再保持电阻器位置不变，测出小灯泡额定电压，则定值电阻两端电压为，通过定值电阻的电流为
小灯泡额定功率
12．如图甲所示，是某实验小组“探究电流与电阻的关系”的实物图。选用的实验器材是：电源（电压恒为）、电流表、电压表，电阻R有4个阻值（、、、）供选用，滑动变阻器（；）、开关、导线若干。
（1）请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整_______；
（2）连接电路时，开关应保持______；开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应滑到______（选填“A”或“B”）端；
（3）检查电路连接无误后闭合开关后，无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，电流表几乎无示数，电压表有示数且不变，原因可能是______；
A．R短路 B．R断路 C．滑动变阻器断路
（4）排除故障后继续实验，实验过程中，当把电阻换成电阻后，为保持__________（选填“电流表”或“电压表”）示数不变，滑片P应向______（选填“A”或“B”）端移动；
（5）根据实验数据绘制了如图乙所示的图像，此实验定值电阻两端的电压是______V，得出电流与电阻的关系结论是______；
（6）要完成这四次探究实验，要求定值电阻两端电压最低是______V；
（7）该小组用电流表和一个定值电阻，测量未知电阻的阻值。他们设计了如图丙所示的电路图，并进行如下实验操作：
①闭合S、断开，此时电流表的示数为；
②闭合S和，此时电流表的示数为；
③则______（用、、表示）。
【答案】 断开 A B 电压表 A 2 见解析 1.8
【详解】（1）[1]要探究电流与电阻的关系，应将电压表并联在电阻两端，电源电压为3V，则电压表选用小量程，作图如下：
（2）[2][3]为了保护电路，连接电路时，开关应断开，开关闭合前，滑片应置于滑动变阻器阻值最大位置，即图甲中的变阻器的A端。
（3）[4]实验所用电路是串联连接，电路连接无误，移动滑片P，电流表几乎无示数，说明电路可能出现断路，电压表有示数，则与电压表并联以外部分无断路，所以是可能的原因是电阻断路。故AC不符合题意，B符合题意。
故选B。
（4）[5]要探究电流与电阻的关系，应保持电阻两端的电压不变，即保持电压表的示数不变。
[6]将10Ω电阻换成20Ω，若变阻器接入电路的阻值不变，据串联电路的分压特点知，电阻两端的电压变大，为了保持电阻两端的电压不变，变阻器接入电路的阻值需要变大，分得的电压变大，所以应向A端移动滑片。
（5）[7][8]由图乙知，每组对应的电流与电阻的乘积是一个定值，为2V，所以在电压一定时，通过电阻的电流与电阻成反比。
（6）[9]当电阻两端的电压最小，阻值为30Ω，变阻器接入最大阻值，且能分走最大电压时，满足
解得，电阻两端的最小电压U小=1.8V。
（7）[10]开关S闭合，S1断开时，电路中只有R0工作，电源电压U=I1R0；两个开关都闭合时，两个电阻并联连接，电流表测干路电流，此时通过R的电流
I=I2-I1
则R的阻值
13．在“探究电流与电阻的关系”实验中，有以下器材：电源（电压恒为4.5V）、电压表、电流表、滑动变阻器（铭牌上标有“20Ω 2A”字样）和开关各一个，“5Ω、10Ω、15Ω、20Ω”的定值电阻各一个、导线若干。如图所示，是小林连接好的电路。
（1）实验中，小林把5Ω的定值电阻接入电路中，此时电流表的示数为0.4A；接着实验，他断开开关，把5Ω的定值电阻换成10Ω，仍然使电压表保持之前的电压值不变，则电流表的示数为_______A；
（2）在实验过程中，当他把1Ω的定值电阻换成20Ω后，发现把滑片P滑到最左端，电压表的示数也不能减小到想要的数值，这样就不能完成实验了。根据所学的物理知识，他想到了两个解决的办法，请你帮他完成：
方法一：把现有的滑动变阻器换成一个最大阻值至少为________Ω的滑动变阻器；
方法二：其他器材不变，在电路中再串联一个定值电阻R0，重新做实验，仍然使电压表保持原来的电压值不变，依次换用5Ω到20Ω这四个电阻，就能顺利完成实验了，但是R0的阻值大小是有要求的，R0的最大阻值为_______Ω；
（3）通过数据分析他得出的实验结论是：当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成_______。
【答案】 0.2 25 6.25 反比
【详解】（1）[1]根据UV=IR可得出定值电阻两端电压
再根据得出电流大小
（2）[2]方法一：
由题知当定值电阻为20Ω时，定值电阻两端电压UR =2V，根据串联电路电压的规律知变阻器两端的电压应为
U滑=U—UR =4.5V—2V=2.5V
根据串联电路的分压作用知
则滑动变阻器的最大阻值R滑=25Ω。
[3]方法二：
由题知当电阻为5Ω时，定值电阻两端电压UR =2V，电路中的最大电流为0.4A，此时变阻器接入电路电阻为0，则串联一个定值电阻R0起到分压的作用，根据串联电路电压的规律知串联的电阻R0两端的电压应为
当时，串联电阻R0的大小为
（3）[4]通过实验的数据分析可得出的实验结论是：当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。
14．某市举办的中学生物理实验大赛中，其中一小组抽到的实验内容是测量小灯泡的电功率，给他们的实验器材有：额定电压为2.5V的小灯泡、电源、电流表、电压表、开关、“10Ω 1A”的滑动变阻器和导线若干。
（1）请根据图甲用笔画线代替导线，将图乙中实物电路连接完整（要求：向右移动滑动变阻器的滑片P时，电路中的小灯泡变暗，且导线不能交叉）________；
（2）连接电路时，开关必须________，将滑动变阻器的滑片移到最大阻值端；
（3）连接完电路后，小组中某同学闭合开关时，移动滑动变阻器的滑片P，发现电流表几乎没有示数，电压表的示数接近电源电压，小灯泡不亮，则电路中存在的故障可能是________；
（4）排除故障后，移动滑动变阻器的滑片P，当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图丙所示为________A，则小灯泡的额定功率为_______W；
（5）想要继续探究“电流与电阻”的关系，只需将小灯泡换成阻值不同的定值电阻。实验时控制定值电阻两端的电压保持2V不变，则更换的定值电阻的阻值不能大于________Ω。
（6）小华同学所在的实验小组电压表损坏，老师另给该小组两个开关和一个阻值为10Ω的定值电阻R。仍然测出了小灯泡的额定功率，他们所设计的实验电路如图丁所示，请根据电路图和操作步骤完成下列问题：
①连接好电路后，闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数I1＝0.25A时，小灯泡正常发光；
②保持滑动变阻器滑片P的位置不动，断开S1，闭合S2，读出电流表的示数为I2；
③则小灯泡的额定功率P额＝_______（用U额、I1、I2表示）。
【答案】 断开 灯泡断路 0.3 0.75 20
【详解】（1）[1]灯泡的额定电压为2.5V，电压表选择小量程与灯泡并联接入电路，向右移动滑动变阻器的滑片P时，电路中的小灯泡变暗，即电流变小，电阻变大，故变阻器左下接线柱连入电路中，如下所示
（2）[2]连接电路时，为了保护电路，开关必须断开，将滑动变阻器的滑片移到最大阻值端。
（3）[3]发现电流表几乎没有示数，小灯泡不亮，电路可能断路，电压表的示数接近电源电压，电压表与电源连通，则电路中存在的故障可能是小灯泡断路。
（4）[4]电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.3A。
[5]则小灯泡的额定功率为
（5）[6]根据串联分压原理可知滑动变阻器接入电路最大阻值时所串联的定值电阻的阻值达到最大，实验时控制定值电阻两端的电压保持2V不变，根据串联电路电压规律可知滑动变阻器两端的电压
滑动变阻器接入电路最大阻值时通过电路的电流
则此时更换的定值电阻的阻值
所以更换的定值电阻的阻值不能大于20Ω。
（6）[7]闭合开关S、S1，断开S2，电流表测通过定值电阻的电流I1，保持滑动变阻器滑片P的位置不动，断开S1，闭合S2，电流表测并联电路，干路电流，即定值电阻和小灯泡的总电流I2，由于定值电阻两端电压不变，故通过定值电阻的电流仍为I1，根据并联电路电流的规律可知灯的额定电流
实验小灯泡的额定功率
15．小南同学利用图甲所示的电路探究电流与电阻的关系，器材有新干电池两节，5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一只，“20Ω，1A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一个、导线若干。
（1）根据实验要求，用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整（要求：向右移动滑动变阻器滑片时、电路中的电流变小，且导线不能交叉）______；
（2）连接电路时，开关应______，滑动变阻器滑片应当位于阻值______处；
（3）连接好电路后，闭合开关，发现电压表、电流表都有示数且示数较大，移动滑片两电表示数无变化，则可能的原因是______；
（4）排除故障后，小南分别将五个定值电阻依次接入电路，完成实验后根据测得的五组实验数据绘制出电流I随定值电阻R的变化关系如图乙所示，则实验中R两端控制不变的电压为______V，某次实验过程中，小南用10Ω进行实验时，电流表示数如图丙所示，接下来应将滑片向______端移动以完成实验；
（5）分析图像可得到的结论是：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成______；
（6）完成以上实验后，小南将定值电阻两端电压设定为1.5V再次探究电流与电阻的关系，小开认为用25Ω电阻实验时，电压不能调到1.5V。小南却发现用25Ω电阻实验时，移动滑片，能够将电压调为1.5V。小南和小开咨询老师后知道，原来实验用的开关、导线和电源都是有电阻的，可以把开关、导线和电源的电阻等效为一个电阻R，若用25Ω电阻实验时，小南将电压表的示数调为1.5V时滑动变阻器接入电路的电阻是18Ω，那么R=______Ω。
【答案】 断开 最大 将变阻器上面两个接线柱连入了电路中 2.5 左 反比 7
【详解】（1）[1]电压表与定值电阻并联，向右移动滑动变阻器滑片时，电路中的电流变小，说明滑动变阻器接入电路的电阻变大，故滑动变阻器左下接线柱连入电路中，如下图：
（2）[2][3]为保护电路，连接电路时，开关应断开；闭合开关前，图中滑动变阻器的滑片P应位于最大阻值处的B端。
（3）[4]连接电路后，闭合开关，电流表、电压表都有示数，说明电路为通路，但两表的示数较大，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，两电表示数均无变化，则变阻器没有了变阻的作用，产生这一现象的原因是将变阻器上面两个接线柱连入了电路中。
（4）[5]根据题意知道，电源电压
U=2×1.5V=3V
由乙图图像知道，电阻两端的电压
UV=IR=0.1A×25Ω=0.5A×5Ω=2.5V
所以，实验中R两端控制不变的电压是2.5V。
[6]由图丙知道，电流表使用的是0-0.6A量程，分度值是0.02A，示数是0.2A，由欧姆定律知道，此时电阻两端的电压
此时为了控制R两端的电压为2.5V，由串联分压的原理知道，即减小滑动变阻器接入电路的电阻，使R两端的电压增大到2.5V，所以，接下来应将滑片向左端移动以完成实验。
（5）[7]由图像乙知道，导体的电阻增大，通过导体的电流减小，通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变，故可得出结论：电压一定时，通过导体的电流与其电阻成反比。
（6）[8]当小南将电压表的示数调为1.5V时，由欧姆定律知道，电路的电流
滑动变阻器与等效电阻两端的电压是
由串联分压原理知道，滑动变阻器与等效电阻的总电阻与定值电阻大小相等，为25Ω，故等效电阻为
16．3D打印机使一种可快速成型的机器，它的原理是把数据和原料放进3D打印机中，通过逐层打印的方式来构造物体，小明家用3D打印机所使用的丝材原料是PLA塑料，其比热容。
（1）3D打印机喷头主要是利用了电流的______效应。100g的PLA塑料从30℃加热到80℃，吸收的热量为________；
（2）在没有其它用电器工作的情况下，该3D打印机工作40min，图乙中的家用电能表指示灯闪烁了500次，则该打印机的实际功率为多少________？
（3）3D打印机利用温度传感器可实现对打印机喷头温度的精确测量。
①图丙中，U1=9V，电磁铁的线圈电阻为40Ω，当电磁继电器线圈的电流达到100mA时，衔铁被吸下来。温度传感器R1的阻值随温度的变化情况如下表所示。当设置喷头的最高温度是180℃时，滑动变阻器R2的阻值应该为_______Ω；
②由于滑动变阻器无法直接读出电阻大小，现用一只电阻箱对上述电路进行调试，使喷头最高温度为180℃。为此，还需要经过三个关键的调试步骤才嗯那个完成。在图丙中：
第一步：断开开关，将滑动变阻器调到阻值最大处，用电阻箱替换热敏电阻R1，并将电阻箱的阻值调为_______Ω；
第二步：闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到_______；
第三步：断开开关，保持滑动变阻器滑片不动，用热敏电阻R1替换电阻箱，完成电路调试。
【答案】 热 8000J 250W 20 30 电流表示数为100mA
【详解】（1）[1]根据3D打印机的工作原理可知，3D打印机喷头主要是利用了电流的热效应。
[2]根据可得，100g的PLA塑料从30℃加热到80℃，吸收的热量为
（2）[3]图乙中的家用电能表指示灯闪烁了500次，打印机消耗的电能为
打印机的实际功率为
（3）①[4]当设置喷头的最高温度是180℃时，此时电路中的总电阻为
此时热敏电阻，所以滑动变阻器的电阻为
②[5]第一步：断开开关，将滑动变阻器调到阻值最大处，用电阻箱替换热敏电阻R1，并将电阻箱的阻值调到30Ω。
[6]第二步：闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电流表的示数为100mA。
17．物理实验兴趣小组组织实验探究活动，通过使用电源（电压恒为3V)，电流表、电压表，开关，规格不同的定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω），滑动变阻器（规格分别为“10Ω 1A”的R1和“15Ω 1A”的R2），以及导线来探究电流与电阻关系的实验，实验前同学们设计了如图甲所示电路图。
（1）按照电路图连接实物图时，开关应______；
（2）为确保实验顺利进行，电压表应选用的量程是______（选填“0~3V”或“0~15V”）；连接好电路后，他检查电路时发现电压表、电流表位置接反了，若此时闭合开关，电流表______（选填“会”或“不会”）被烧坏；
（3）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_______处。闭合开关，此时电路中电流表无示数，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( )
A．定值电阻R短路
B．定值电阻R断路
（4）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随电阻R变化的图象，由图象可以得出结论：_______；
（5）上述实验所选用的滑动变阻器是______（选填“R1”或“R2”）。
【答案】 断开 0~3V 不会 最大 B 电压一定时，电流与电阻成反比 R2
【详解】（1）[1]连接电路时，为确保安全使用，开关应断开。
（2）[2]电源电压恒为3V，电路中定值电阻与滑动变阻器串联连接，串联电路总电压等于各分压之和，故定值电阻两端电压一定小于等于3V，电压表量程选择0~3V即可满足测量要求。
[3]电压表、电流表位置接反了，则电压表与定值电阻串联，电流表与定值电阻并联，此时由于电压表内阻较大，所以电路中的电流较小，电流表指针几乎无偏转，电流表不会被烧坏。
（3）[4]闭合开关前，将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处，保证电路安全。
[5] A．若定值电阻R短路，则相当电压表与导线并联，电压表几乎无示数，电路中总电阻减小，电路电流增大，电流表与滑动变阻器串联，电流表示数增大，故A不符合题意；
B．若定值电阻R断路，电压表、电流表和滑动变阻器串联，由于电压表内阻很大，电路中的电流很小，此时电流表几乎无示数，电压表示数接近电源电压，故B符合题意。
故选B。
（4）[5]结合图乙中实验数据关系可知，当电压不变时，电流与电阻成反比。
（5）[6]由图乙所示数据关系可知，本实验保持电路中定值电阻两端电压不变，为2V。更换不同阻值的定值电阻进行实验时，需要调节滑动变阻器，改变电路中的电流，要求定值电阻两端电压保持不变，为2V，则定值电阻两端的电压U和滑动变阻器两端的电压U滑满足的比例关系为
U：U滑=2：1
串联电路电流处处相等，则定值电阻R和滑动变阻器接入电路的电阻Rp的比例关系为
R：Rp=2：1
定值电阻最大阻值为25Ω，则必须保证滑动变阻器阻值Rp大于等于12.5Ω，故选滑动变阻器R2。
18．小明利用如图 a 所示的电路测量定值电阻R的阻值。
（1）连接好电路后，闭合开关S 前，小明应将滑动变阻器的滑片移到最______（选填“左”或“右”）端；
（2）实验中通过移动滑动变阻器的滑片，读取了多组电压表和电流表的读数，如下表所示。第4次实验中电流表的示数如图 b所示，为______A；
（3）结合表中数据可得，R 的阻值的测量结果为______Ω；（保留1位小数）
（4）小明又找来一个定值电阻 R0（值未知），连接了如图c所示的电路，并用该电路测量R的阻值，测量步骤如下：
①闭合开关S、S1，移动滑动变阻器的滑片到合适位置，读出电压表的示数 U1和电流表的示数I1；
②断开开关S1，移动滑动变阻器的滑片到合适位置，读出电压表的示数U2和电流表的示数I2；
③计算R的阻值：R=_______。（用测得物理量的符号表示）
【答案】 右 1.0 13.7
【详解】（1）[1]连接好电路后，闭合开关S前，为保护电路，滑动变阻器应滑到最大值，故小明应将滑动变阻器的滑片移到最右端。
（2）[2]由b图可知，电流表接大量程，分度值为0.1A，读数为1A。
（3）[3]结合表中数据计算出对应的电阻值
把以上四组数据相加取平均值，即为R 的阻值的测量结果
（4）[4]①闭合开关S、S1，R被短路，R0与滑动变阻器串联，电压表测R0两端的电压，移动滑动变阻器的滑片到合适位置，读出电压表的示数 U1和电流表的示数I1；由此可得电阻R0的阻值
②断开开关S1，三个电阻串联，电压表测R0、R两端的电压，移动滑动变阻器的滑片到合适位置，读出电压表的示数U2和电流表的示数I2；R与R0的电阻之和为
③R的阻值
19．小明在做“测定小灯泡电阻”的实验时，小灯泡的额定电压U额=2.5V。
（1）请你用笔画线代替导线，将如图甲所示的实物电路连接完整________；
（2）电路连接好后，闭合开关，小明发现小灯泡发出微弱的光；且电流表和电压表均有示数，移动滑片小灯泡亮度不变，原因可能是______；
（3）排除问题后小明继续进行实验，记录的部分数据如表所示，其中第1次实验小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示，电流表示数为______A，则小灯泡正常发光时的电阻是______（保留1位小数）；第2次实验时，小明需要将滑片继续向______（选填“左”或“右”）移动，才能使电压表的示数如图丙所示；
（4）三次实验中，小明发现灯的亮度越来越暗，接着通过计算三组数据发现小灯泡的电阻不是定值，请你分析此现象的原因是______；
（5）完成上述实验后小明进一步思考，提出问题：在没有电流表的情况下能否测量小灯泡正常发光时的电阻呢？他利用一个定值电阻R0设计的电路如图丁所示。
调节滑动变阻器滑片使电压表示数为______；
接着保持滑片位置不变，将电压表______（选填“A”或“B”）点的接线改接到C点，记录电压表示数为U；
小灯泡正常发光时的电阻为R=______（用已知量和测量量表示）。
【答案】 滑动变阻器连入下面两个接线柱 0.48
5.2Ω 左 灯丝电阻随温度的降低而减小 2.5V B
【详解】（1）[1]在测定小灯泡电阻的实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联；小灯泡的额定电压是2.5V，故电压表选用小量程并联在灯泡两端，如下图所示：
（2）[2]闭合开关，发现小灯泡发光很微弱，电流表和电压表均有示数，说明此时电路是通路，且电路中的电阻很大，移动滑动变阻器的滑片，小灯泡亮度不变，说明滑动变阻器没有变阻的作用，故原因可能是滑动变阻器连入下面两个接线柱。
（3）[3][4]由图甲可知，电流表选用小量程，当小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示，电流表分度值0.02A，其示数为0.48A，则小灯泡正常发光时的电阻为
[5]由图甲可知，电压表选用小量程，电压表分度值0.1V，其示数为1.5V，小于灯泡额定电压2.5V，说明灯泡两端电压减小，根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压增大，滑动变阻器接入电路的阻值变大，故第2次实验时，小明需要将滑片继续向左移动，才能使电压表的示数如图丙所示。
（4）[6]由表中数据可知，当灯泡两端电压减小，通过灯泡的电流也减小，根据P=UI可知，灯泡功率变小，温度降低，灯丝电阻随温度的降低而减小，故小灯泡的电阻不是定值。
（5）[7][8][9]调节滑动变阻器滑片使电压表示数为2.5V，此时灯泡正常发光；接着保持滑片位置不变，将电压表B点的接线改接到C点，观察并记录电压表示数为U，因为各个电阻的大小和电压大小都不变，灯泡仍然正常发光，根据串联电路的电压规律，定值电阻两端的电压为
由欧姆定律，通过定值电阻的电流
根据串联电路的电流规律，通过定值电阻的电流即为小灯泡的额定电流，则小灯泡正常发光时的电阻为
20．某研究小组查阅资料可知：用两种不同金属两端连接组成的闭合回路中，如果使两个触点的温度不同，则在回路中将出现电流。研究小组依据上述知识，制作了一个“蜡烛电厂”。如图甲，蜡烛电厂分为蜡烛、装置和用电器三个部分，其中装置部分有铁丝A（中间接入了灯泡和电流表）、铜丝B、水冷装置C，铁丝、铜丝的两端紧密相连。点燃蜡烛，小量程电流表指针偏转。他们对蜡烛电厂的发电效率进行了研究。蜡烛、装置、用电器三部分的效率分别为η1、η2、η3，并且重点研究了输出功率与两端的温度差、接入电路的用电器的电阻这两个因素的关系，根据实验数据绘制出如图乙所示图像。
（1）此蜡烛电厂的电能是由蜡烛燃烧后的________能转化而来的；
（2）若其它条件不变，将图中的铁丝换成铜丝，电路中将________（选填“有”或“无”）电流产生；
（3）根据三部分的效率，可知此蜡烛电厂的发电总效率η＝________；
（4）根据图像可以看出：温差一定时，输出功率随电阻的增大________；温差因素对而输出功率的影响规律是________；
（5）根据上述探究，选择合适的两种金属和电流表组成电路，可以把温度信号转换成电信号，利用这种性质可以制成________；（写出它的一种应用）
【答案】 内 无 η1η2η3 先增大后减小 电阻一定时，温差越大，输出功率越大 温度计
【详解】（1）[1]电厂能量转化方向：蜡烛燃烧把化学能转化为内能，电厂装置把内能转化为电能。
（2）[2]由题意知，电路中产生回路的条件有两个：相互连接的金属丝的材料不同；相互连接的两个节点间的温度不同，且电流的大小与材料的种类和温度差的大小有关。其它条件不变，只将铁丝换成铜丝，这样相互连接的材料相同，电路中电流为0。
（3）[3]发电总效率是指用电器最终转化得到的能量与输入能量的比，故总效率大小等于蜡烛、装置、用电器三部分的效率之积为
η＝η1η2η3
（4）[4]根据图像可知，温差一定时，输出功率随电阻的增大而先增大后减小。
[5]温差因素对输出功率的影响规律是：电阻一定时，温差越大，输出功率越大。
（5）[6]选择合适的两种金属和电流表组成电路，可通过电流的大小来监测环境温度变化，所以，利用这种性质可以把热电偶做成温度计。
21．某同学做“测量小灯泡电功率”实验。实验室有如下器材：电源（电压恒为6V）、小灯泡（额定电压为2.5V，灯丝电阻约为10Ω）、电流表、电压表、开关各一个，滑动变阻器一个，导线若干。
（1）如果电流表有示数，电压表无示数，则故障原因可能是小灯泡_________（选填“短路”或“断路”）；
（2）确定电路正确后，移动滑动变阻器滑片在不同位置，小灯泡U—I图象如图乙所示，当小灯泡正常发光时，小灯泡的额定功率为_________W；
（3）若将此小灯泡与7.5Ω的定值电阻串联到电压恒为3V的理想电源上，则小灯泡的实际功率为_________W；若将该灯泡再并联一个完全相同的灯泡后再与7.5Ω的定值电阻串联到电压恒为3V的理想电源上，则该小灯泡的亮度会_________（选填“变亮”或“变暗”）。
【答案】 短路 0.625 0.3 变暗
【详解】（1）[1]若电流表有示数，则电路中没有出现断路，电压表示数为零，则说明小灯泡可能相当于导线，不分配电压，所以故障可能是小灯泡发生短路。
（2）[2]由图像可知，当小灯泡正常发光时，即小灯泡两端电压为额定电压2.5V时，电流为0.25A，故小灯泡的额定功率
P=UI=2.5V×0.25A=0.625W
（3）[3]若将小灯泡与7.5Ω的定值电阻串联到电压恒为3V的理想电源上，由图像可知，当电路中的电流为0.2A时，小灯泡两端电压为1.5V，此时定值电阻两端电压也为1.5V，根据欧姆定律可知通过定值电阻的电流
可知此时通过小灯泡和定值电阻的电流相等，符合串联电路电流的特点，此时小灯泡的实际功率
P实=U实I实=1.5V×0.2A=0.3W
[4]若在一个电阻上并联一个电阻，相当于增加了电阻的横截面积，总电阻会变小，因此若将该灯泡再并联一个完全相同的灯泡，则并联的两个小灯泡的总电阻比每一个小灯泡电阻都要小，两个小灯泡作为一个整体再与7.5Ω的定值电阻串联到电压恒为3V的理想电源上，则根据串联电路的分压原理可知，小灯泡两端分配的电压变小，根据公式可知，通过小灯泡的电流变小，因此由公式P=UI可知，小灯泡的实际功率变小，亮度变暗。
22．如图所示，是小明做“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验的电路图，已知电源电压为6V，小灯泡正常发光时的电压为2.5V，有三种规格的滑动变阻器，分别是甲“40Ω 1A”、乙“50Ω 0.2A、丙“60Ω 0.4A”。
（1）请你用笔画线代替导线，将图中的实物连接完整（要求滑片向左移灯泡变亮）___________；
（2）正确连接电路后，且操作正确，闭合开关S后，小灯泡不发光，那么接下来恰当的实验操作应该是___________（选填序号）；
A．移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡的发光情况
B．检查电路是否短路，替换同一规格的小灯泡
C．检查电路是否断路，替换同一规格的小灯泡
（3）小明在某次调节中，滑动变阻器接入电路的阻值减小了R1，小灯泡电阻变化了R2，则R1___________R2（选填“大于”、“等于”或“小于”）；
（4）实验结束后，得到了表一所示的数据，小明将这6组数据算得的电阻值取平均值作为小灯泡正常发光的电阻，这种数据处理方式是___________（选填“合理”或“不合理”）的；最终可知小灯泡正常发光时的电阻为___________Ω（除不尽的保留一位小数）；
表一
（5）由表一中的数据可知选择的滑动变阻器为___________（选填“甲”、“乙”或“丙”）；
（6）实验结束后，小明进一步测量并描绘出小灯泡的电流随电压变化的曲线如图甲所示，如果将该小灯泡单独与一个最大阻值为10Ω的滑动变阻器R0串联后接入电压为3V的电源两端，如图乙所示。在调节滑动变阻器的过程中，灯泡L消耗电功率的最小值是___________W。
【答案】 A 大于 不合理 8.3 丙 0.2
【详解】（1）[1]连接电路时，要求滑片向左移灯泡变亮，即滑片向左移滑动变阻器的阻值变小，故滑动变阻器的下方接线柱接左侧，如下图所示：
（2）[2]实验中，正确连接电路，且操作正确隐含的一个条件是：变阻器连入电路中的阻最大，闭合开关S后，由于电路中电流较小，小灯泡的实际功率远小于额定功率，所以，不发光；所以接下来合适的实验操作应该是：移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡的发光情况，故A符合题意，BC不符合题意。
故选A。
（3）[3]滑动变阻器接入电路的阻值减小，电路中的电流变大，灯泡的亮度变大，灯的功率变大，灯丝的温度升高，灯丝的电阻变大；由于总电压不变，电路中的电流变大，可知电路中的总电阻变小，所以变阻器减小的阻值大于灯泡增大的阻值，即R1>R2。
（4）[4]灯泡的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值，故取平均值没有意义，是不合理的。
[5]由表知，灯泡的额定电压为2.5V，额定电流为0.3A，小灯泡正常发光时的电阻
（5）[6]电源电压为6V，第1次实验时灯泡两端的电压为0.5V，则滑动变阻器两端的电压
U'=6V-0.5V=5.5V
则此时变阻器连入电路中的电阻
所以甲不符合题意，而乙允许通过的最大电流只有0.2A，所以乙不符合题意，故只有丙符合题意。
（6）[7]小明将该小灯泡单独与一个最大阻值为10Ω的滑动变阻器串联后接入电压为3V的电源两端，当滑动变阻器的电阻最大时，电路电流最小，灯泡的功率最小；由表知，当电流I=0.2A时，灯的电压U灯=1.0V，根据串联电路电流的特点，通过滑动变阻器的电流大小等于0.2A，此时滑动变阻器的电压U滑=2V；又根据串联电路电压的特点，灯和定值电阻的总电压
U=U灯+U定=1V+2V=3V
刚好为电源电压；所以灯泡L消耗的最小电功率
23．小瑜在“测定小灯泡电功率”的实验中，准备了如下器材：3节新干电池串联、额定电压为2.5V的待测小灯泡，电流表、电压表，开关和导线若干，另两个滑动变阻器R1（20Ω、0.5A）和R2（50Ω、0.5A）。
（1）测量小灯泡电功率的实验原理是______；
（2）小瑜连接的实物图如图甲所示，其中有一根导线连接错误，请在接错的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的连接______；
（3）闭合开关前，应将滑动变阻器滑片移动到______端（选填“A”或“B”）；闭合开关后，小瑜发现小灯泡不亮，电压表有示数，电流表有示数，接下来的操作应该是______；
A．检查灯泡是否短路
B．检查电路是否有断路
C．更换电表量程
D．移动滑动变阻器滑片
（4）经正确操作实验测量数据如表所示。分析实验数据可知：
①第5次实验时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为______W；
②分析表格中数据可知，该实验选用的滑动变阻器是______（选填“R1”或“R2”）；
（5）小灯泡在断电很长一段时间后，它的电阻可能是______；
A．0Ω
B．2.5Ω
C．5Ω
D．8.3Ω
（6）小瑜还想探究“在电压一定的情况下，电流与电阻的关系”，将图甲中的小灯泡换成四个阻值分别为25Ω，10Ω，8Ω和4Ω的定值电阻，其余连接均不改变，并控制电压表示数为1V不变。实验过程中发现目前已有器材无法完成，为了能够顺利完成这四次实验，他需要更换一个元件，请帮他指出该元件及规格要求：______。
【答案】 P=UI B D 0.7 R2 B 见详解
【详解】（1）[1]测量小灯泡电功率是通过测量灯泡正常发光时的电流与电压，根据电功率的公式计算间接测量的，所以此实验原理是P=UI。
（2）[2]连接的实物图时，电压表应与灯泡并联，电流表与灯泡串联，电流从电流表正接线柱流入，如图所示
（3）[3]为防止电流过大而损坏电路元件，闭合开关前，应将滑动变阻器滑片应置于最大阻值处，即应移动到B端。
[4]闭合开关后，小瑜发现小灯泡不亮，电压表有示数，电流表有示数，电路可能没有故障，灯泡不发光的原因可能是因为电流太小，实际功率过小而不能发光，所以接下来的操作应该是移动滑动变阻器滑片，观察灯泡是否能正常发光。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
（4）[5]根据电路图所示，电流表接入的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，如图乙所示，此时的额定电流为0.24A，则小灯泡的额定功率为
[6]电源为三节新电池，则电源电压为
分析表格中数据可知，当灯泡两端电压为时，电流为，则此时滑动变阻器两端电压为
滑动变阻器的电阻至少为
该实验选用的滑动变阻器是R2。
（5）[7] 当灯泡两端电压为时，电流为，则此时的电阻为
小灯泡在断电很长一段时间后，温度会更低，电阻更小，应小于，由于不是超导体，电阻不会为0，它的电阻可能在之间，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
（6）[8]控制电压表示数为1V不变，则当定值电阻为时，根据串联电阻分压的规律，可得
滑动变阻器的电阻至少为
当接入定值电阻为4Ω时，电路中的电流为
为了能够顺利完成这四次实验，他需要更换一个最大阻值至少为87.5Ω，允许通过电流为0.25A的滑动变阻器。
24．某实验小组用图甲电路测量小灯泡电功率，电源电压恒为3V，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整；______
（2）请路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，接下来应进行的操作是 ______（填序号）；
A．更换小灯泡
B．检查电路是否断路
C．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
（3）问题解决后，移动变阻器的滑片到某一位置时，电压表的示数为1V，此时应将变阻器的滑片向 ______（选填“左”或“右”）滑动，直到电压表的示数为2.5V时为止；
（4）根据实验数据绘制成了图像如图乙所示，根据图像提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是 ______W；
（5）另一实验小组电压表被损坏，老师另给该小组两个开关和一个阻值为10Ω的定值电阻R0，也测出了一个额定电压U额为2.5V的小灯泡的额定功率，他们所设计的实验电路如图丙所示，请根据电路图和操作步骤完成下列问题：
①连接好电路后，闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数I1=______A时，小灯泡正常发光；
②保持滑动变阻器滑片P的位置不动，断开S1，闭合S2，读出电流表的示数为I2；
③则小灯泡的额定功率P额=______（用U额、I1、I2表示）。
【答案】 C 左 0.5 0.25
【详解】（1）[1]由题知，小灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表应选择小量程与灯泡并联，实物连接如图
；
（2）[2]电流表有示数，说明闭合开关后电路是通路；灯泡不亮，可能是由于滑动变阻器接入电路的阻值太大，电路电流太小，灯泡实际功率太小，不足以使灯泡发光造成的，应移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光，故C符合题意，AB不符合题意。
故选C。
（3）[3]移动变阻器的滑片到某一位置时，电压表的示数为1V，由图知，应向左移动滑片，减小变阻器连入电路的阻值，减小变阻器分得电压，增大灯泡分得电压，直到电压表的示数为2.5V时为止。
（4）[4]当灯泡电压为额定电压2.5V时，由图像可知此时通过灯泡的电流，则灯泡额定功率
（5）①[5]连接好电路后，闭合开关S、S1，断开S2，此时灯泡与R0并联，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为
此时小灯泡正常发光；
②保持滑动变阻器滑片P的位置不动，断开S1，闭合S2，读出电流表的示数为I2；
③[6]在②中，电流表测灯泡与R0并联后的总电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律，灯的额定电流
小灯泡的额定功率
25．小杰利用图一和图二的装置“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”。图一在两个透明容器中密封等量的空气，各放置一段电阻丝，并连接一个装水的U形管，通过U形管中水面的高度差来判断电阻产生热量的多少，装置的密封性能良好。
（1）小杰猜想电流产生的热量与电阻大小有关，下列能支持她猜想的现象是 _____（选填字母）；
A．正常工作时，“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮
B．接线板上接入的用电器越多，导线越容易发热
C．电熨斗工作时发热明显，而与之相连的导线却不怎么热
（2）图一装置中如果R3发生了断路，在通电时间相同的情况下，与R3未发生断路之前相比较，左侧U形管中液面的高度差将 _____（选填“变大”“变小”或“不变”）；
（3）小杰利用图二装置探究电阻大小和产生热量的关系（Ra＞Rb），在a、b两瓶内加入质量和初温都相同的煤油。闭合开关一段时间后，他发现a烧瓶中温度计的示数大，表明电流和通电时间相同时，电阻越大，电流通过导体产生的热量越 _____。根据上述规律，小杰得出电烤箱低温挡接入电路电阻丝的阻值要比高温挡电阻丝的阻值小，此结论是 _____（填“正确”或“错误”）的；
（4）小杰把图二装置改成探究物质吸热能力的实验装置，需要进行一些改进：
①在a、b两瓶内换用质量、初温都相同的 _____（选填“相同”或“不同”）液体，电阻丝的阻值Ra_____Rb（填“＝”“＜“或“＞”）；
②一段时间后，小杰观察到b瓶内液体温度高一些，可判断a、b两瓶内液体吸收的热量Qa_____ Qb（填“＝”“＜”或“＞”），a的吸热能力 _____（填“强”或“弱”）。
【答案】 C 变小 越多 错误 不同 ＝ ＝ 强
【详解】（1）[1]猜想电流产生的热量与电阻大小有关，需要控制电流、通电时间相同，导体的电阻不同。
A．正常工作时，“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮，根据可知，此时两个灯泡的电流是不同的，故A不符合题意；
B．接线板上接入的用电器越多，导线中的电流越大，没有控制电流相同，故B不符合题意；
C．电熨斗工作时发热明显，此时电熨斗与导线电流、通电时间相同，电阻不同，符合控制变量法，故C符合题意。
故选C。
（2）[2]在乙实验中，电阻R3断路后，根据串联、并联电阻的规律，电路中的总电阻变大，在电源电压一定时，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，即通过R1的电流变小，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，在相同的时间内，电阻R1产生的热量变小，由转换法，左侧U形管中液面的高度差的变小。
（3）[3]闭合开关，通电一段时间后，小明发现a烧瓶中温度计的示数大，根据转换法，这表明：电流和通电时间相同时，导体的电阻越大，电流产生的热量越多。
[4]电烤箱工作时电源电压不变，低温挡功率小，由可知，此时电阻大，即接入电路电阻丝的阻值要比高温挡电阻丝的阻值大，则小明的结论是错误的。
（4）[5][6]图二中，两电阻串联，通过两电阻的电流相等，通电时间也相等，根据比较吸热能力的方法，在a、b两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体，为控制相同时间吸热相同，根据Q＝I2Rt，电阻丝的阻值Ra＝Rb。
[7][8]一段时间后，小杰观察到b瓶内液体温度高一些，根据Q＝I2Rt，因时间相同，故可知a、b两瓶内液体吸收的热量Qa＝Qb；根据比较吸热能力的方法，a的吸热能力强。
26．小梦在寒假总复习时认识到，水吸收的热量可以定量测量了，于是她想重新设计一个实验证明，水升高的温度与水吸收热量的多少有关。如图是小梦已经设计好的电路，其中保温杯中装有质量一定的水、阻值为5Ω的电阻丝R和数字温度计的测温探头，小梦利用该电路及秒表完成实验设计（不计热损失，且实验过程中水始终未沸腾）。请你补充完成下面实验步骤，并画出实验数据记录表。
（1）实验步骤：
①断开开关，如图所示连接电路，用温度计测出水的初温T0，将电阻R和T0记于表格；
②闭合开关，读出电流表的示数I，同时用秒表开始计时，通电时间t后，读出此时温度计的示数T，断开开关。将电流I、时间t和温度计示数T记录于表格中；
③待水冷却到T0时，再闭合开关，读出电流表的示数I，同时用秒表开始计时，________；
④根据__________计算水吸收的热量Q吸，根据________计算水升高的温度ΔT， 并将数据记录于表格；
（2）实验数据记录表：______ 。
【答案】 改变通电的时间，进行多组试验 ΔT=T-T0
【详解】（1）[1]为了排除单次实验结果的偶然性，得到普遍规律，需要改变通电的时间，进行多组试验。
[2][3]计算水吸收的热量Q吸，利用焦耳定律公式
根据温度计示数变化计算水升高的温度ΔT，即
ΔT=T-T0
（2）[4]根据实验要求，控制通电时间不同、通过电阻丝的电流大小相同，用水升高的温度大小表示电流通过电阻丝R产生热量的多少，据此设计记录数据的表格如下所示
27．（1）如图（A），甲、乙两物体都在向南做匀速直线运动，那么乙物体相对于甲物体是向______运动的；在0～t0时间段内乙物体的平均速度______（选填“大于”、“小于”或“等于”）丙物体的平均速度；
（2）小明想知道某块透镜的焦距，进行如图（B）操作（镜面正对着太阳光，在透镜下面放上白纸，且透镜与白纸保持平行），测出透镜与白纸间距s与对应的白纸被烤焦的时间t，绘出图像，可判断该透镜的焦距为______cm；若用该透镜来成像，当物体离透镜距离为18cm时，所成像的性质与______（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）一样；
（3）如图（C）所示，是小刚家里部分电路的示意图。当闭合开关S后，发现电灯L不亮，检查空气开关没有跳闸。当小刚用测电笔分别测试F、E两点时测电笔的氖管都发光，但用测电笔分别测试A、B两点时测电笔的氖管都不发光；用测电笔分别测试电灯L接口的两根电线C点和D点；发现这两处都能使测电笔的氖管发光；
①你判定此电路故障应是______；
A．火线和零线短路
B．电灯L短路
C．电线AB段某处断路
D．电线BC段某处断路
②小刚排除电路故障后，电灯L正常工作时，用测电笔分别测试电灯L接口的两根电线C点和D点时，能使测电笔发光的是______点。
【答案】 北 等于 12 投影仪 D D
【详解】(1)[1]已知甲、乙两物体都在向南做匀速直线运动，由图A知甲的速度大于乙的速度，若以甲为参照物，则乙向北运动。
[2]由图A知，在0～t0时间段内，乙物体和丙物体通过的路程相等，由公式可知，在这段时间内，两物体的平均速度相等。
(2)[3]由图B左图可以判断，凸透镜和白纸间距是12cm时，白纸被烤焦的时间最短，说明该点的温度最高，则该点是凸透镜的焦点，所以该凸透镜的焦距为12cm。
[4]当物体离透镜距离为18cm时，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，凸透镜成倒立、放大的实像，其应用是投影仪。
(3)[5]AB．当小刚用测电笔分别测试F、E两点时测电笔的氖管都发光，说明EF段没有断路，说明火线没有断路，空气开关没有跳闸，不可能为火线和零线短路，电灯L短路，故AB错误，不符合题意；
C．用测电笔分别测试电灯L接口的两根电线C点和D点；这两处都能使测电笔的氖管发光，说明这两处和火线相连，说明灯泡完好，并与火线接触良好，CF段没有断路；
用测电笔分别测试A、B两点时测电笔的氖管都不发光，是测量零线，氖管就是不会发光，不能判断是否断路，故C错误，不符合题意；
D．用测电笔分别测试B点时测电笔的氖管不发光，说明BC段断路；故D正确，符合题意。
故选D。
[6]小刚排除电路故障后，电灯L正常工作时，电灯L接口处的D点和火线相连，能使测电笔发光，而C点和零线相连，氖管不发光。
28．某兴趣小组在研究扬声器结构时，发现扬声器中有一个环形磁体，他们不知道环形磁体的磁极分布情况，于是几位同学提出了以下三种猜想：
猜想1：磁极呈横向分布（例如图甲，左侧为N极，右侧为S极）；
猜想2：磁极呈轴向分布（例如图乙，上面为N极，下面为S极）：
猜想3：磁极呈里外分布（例如图丙，外侧为N极，内侧为S极）；
为了验证其他猜想，他们进行了如下实验：
（1）用细棉线将环形磁体水平悬挂起来（如图丁所示），结果观察到磁体在任意位置都能保持静止，这说明猜想___________（1/2/3）是错误的；
（2）用细棉线将环形磁体竖直悬挂起来（如图戊所示），结果观察到磁体只在特定位置能保持静止，这说明猜想___________（1/2/3）是错误的；
（3）为进一步确定这种环形磁铁磁极的分布情况，小李进行了以下实验：取两个完全相同的环形磁铁，将它们沿中心轴线互相靠近，发现它们相互排斥。接着将其中一个环形磁铁翻转，结果它们相互吸引，则验证了另一猜想是正确的；
（4）若将这两个完全相同，重均为G的环形磁铁a、b串在木制支架上，停止时如图已所示（不考虑环形磁铁与木杆间的摩擦力），则磁铁a对底座的压力___________；
A．等于G
B．小于2G
C．等于2G
D．大于2G
（5）若再放上一个完全相同的磁铁c（b、c间也排斥），则相邻两个磁铁间的距离Lab___________Lbc；（填“大于”、“等于”或“小于”）
（6）扬声器通上电，播放音乐，将电能转化为___________，扬声器在不段的振动，并由此得出声音是由物体___________产生的。
【答案】 1 3 C 小于 机械能 振动
【详解】（1）[1]当按图丁的放置方法悬挂起来时，若猜想1是正确的，则环形磁体不会静止在任何位置，只会停留在一个方向：N极在北面，S极在南面，故猜想1是错误的。
（2）[2]当按图戊的方法用细棉线将环形磁体竖直悬挂起来，如果猜想3正确，由于地磁场的作用，不会在任何位置保持静止，结果观察到磁体在特定位置能保持静止，这说明猜想3是错误的。
（4）[3]设磁铁a对底座的压力为；a对b的排斥力为，对于磁铁b，受到重力和磁铁a的排斥力，根据平衡条件可得
以b和a整体为研究对象，因为磁铁a对底座的压力与底座对a和b的支持力是一对相互作用力，所以磁铁a对底座的压力等于它们的总重力，即
故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
（5）[4]若再放上一个完全相同的磁铁c（b、c间也排斥），此时b磁铁受到3个力的作用，如图所示
b磁铁静止时，由力的平衡条件可得
所以
即a对b的排斥力更大，说明a、b间的距离更小，则相邻两个磁铁间的距离小于。
（6）[5][6]扬声器通电时消耗电能，进而使纸盆振动而产生声音，所以是将电能转化为机械能，扬声器在不断的振动，并由此得出声音是由物体振动产生的。
29．学习了磁现象的知识后，小明同学怀着极大的兴趣对下列实验进行了探究：
（1）通电导线周围存在磁场，且磁场的方向与___________有关；断开电源后，小磁针恢复到图甲状态，这是因为小磁针受到了___________的作用；如图丁所示，高速电子束飞过小磁针上方时，小磁针将发生如图___________所示方向的偏转；
（2）利用图戊所示的装置，让闭合电路中的一部分导体AB在磁场中运动，观察电流表指针的偏转情况，记录在下表中：
由第 1、2 两次实验可知，导体AB平行于磁感线运动，闭合回路中___________ （选填“会”或“不会”）产生感应电流；由第 3、4两次实验可知，AB中感应电流的方向与___________的方向有关；如果固定导体AB，水平向右移动磁铁，电流表的指针向___________偏转；
（3）将电流表换成完好的小灯泡做第3、4两次实验时，小灯泡不亮，原因是___________；若想探究感应电流的方向与磁场方向的关系，应该怎么做？ ___________
【答案】 电流方向 地磁场 乙 不会 切割磁感线 右 电流太小 保持切割磁感线的方向不变，将磁极对调
【详解】（1）[1]观察乙、丙两图发现，导线中的电流方向改变，小磁针的偏转方向也改变，所以可得通电导线周围的磁场的方向与电流的方向有关。
[2]断开电源后，小磁针恢复到图甲状态，是小磁针受到地磁场的作用，有指南北的性质。
[3]由于电子带负电，电子移动方向与电流方向相反，所以高速电子束飞过小磁针上方时，小磁针的偏转方向与图乙中小磁针的偏转方向相同。
（2）[4]观察第 1、2 两次实验数据可知，导体AB平行于磁感线运动，电流表指针不偏转，所以电路中没有电流产生。
[5]观察第 3、4两次实验数据发现，导体AB切割磁感线的方向改变，电流表的指针偏转方向也改变，所以电路中的电流方向发生改变，故可得AB中感应电流的方向与切割磁感线的方向有关。
[6]如果固定导体AB，水平向右移动磁铁，则以乙磁铁为参照物，导体AB向左运动，由第 3次实验数据可知，电流表的指针向右偏转。
（3）[7]导体AB切割磁感线产生的感应电流太小，不能将灯泡点亮，所以将电流表换成完好的小灯泡做第3、4两次实验，小灯泡不亮。
[8]为了探究感应电流的方向与磁场方向的关系，运用控制变量法，保持切割磁感线的方向不变，将磁体的磁极对调，观察电流表指针的偏转情况。
实验次数
1
2
3
4
5
R/Ω
5
10
15
20
30
I/A
实验序号
电流表（A）
电压表（V）
1
0.30
2.5
2
0.32
2.2
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
电流表示数/A
A
镍铬合金
0.25
1.0
0.3
B
镍铬合金
0.5
1.0
0.15
C
镍铬合金
0.25
2.0
0.6
D
锰铜合金
0.25
1.0
0.4
温度/℃
30
60
90
120
150
180
电阻/Ω
140
90
58
40
35
30
实验次数
1
2
3
4
电压表示数 U/V
8
10
12
14
电流表示数I/A
0.6
0.7
0.9
次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
2.5
2
0.36
3
0.6
0.28
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流/A
0.12
0.2
0.24
0.28
0.3
0.31
序号
电压/V
电流/A
亮度
1
0.5
0.10
不发光
2
1.0
0.15
逐渐变亮
3
1.5
0.21
4
2.0
0.26
5
2.5
6
3.0
0.33
试验次数
电阻
电流
通电时间/s
初温
末温
升高的温度
1
2
3
试验次数
电阻
电流
通电时间/s
初温
末温
升高的温度
1
2
3
实验次数
导体棒运动方向
电流表指针偏转情况
1
竖直向上
不偏转
2
竖直向下
不偏转
3
水平向左
向右偏转
4
水平向右
向左偏转
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