2023年中考物理实验探究题专项训练：欧姆定律及其应用
一、实验探究题
1．在测量小灯泡电功率的实验中，小灯泡的额定电流为0.3A，灯丝阻值在10～15之间．所提供的器材有：电流表、电压表、电源（电压恒为6V）、滑动变阻器、开关各一个，导线若干．
（1）如图甲所示是小明没有连接完的实物电路，请用笔画线代替导线将实物图补充完整；
（2）闭合开关前，应将图甲滑片P滑至最 端，这样做的目的是 ；
（3）闭合开关无论怎样移动滑片P，发现小灯泡始终不亮，电流表有示数，电压表无示数，原因可能是 ；
（4）排除故障，闭合开关，移动滑片，当电流表的示数为0.3A时，电压表的示数如图乙所示，该数为 V，则小灯泡的额定功率为 W；
（5）实验中，为了避免灯丝烧断，请你提出在调节滑动变阻器的过程中应注意的事项：
2．小名在做“伏安法测电阻”的实验时，设计的电路如图所示。
（1）在按照电路连接实物时，开关应当处于 状态，滑片P移到 位置；（选填“A”或“B”）
（2）如果在实验中，发现移动滑片P时，电流表示数不变而且很小，电压表示数也不变，则原因可能是 ；
（3）改正电路正确无误后开始实验，前两次的实验数据已填在下面的表格内，第三次实验时电流表的示数如图所示，为 A，这时的电阻为 Ω；
实验次数 电流/A 电压/V 电阻/Ω 测量结果 R= Ω
1 0.30 2.5 8.3
2 0.26 2.1 8.1
3 1.6
（4）本实验中做了三次实验，目的是为了 ；最后求得未知电阻R= Ω。（保留一位小数）
3．用图中的器材做“测定小灯泡的电阻”的实验时，所用小灯泡的额定电压为3.2V，电源两端电压6V保持不变．
（1）用笔画线完成图所示的实验电路的连接．
（2）调节变阻器使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图所示，通过小灯泡的电流为 A，小灯泡正常发光时的电阻为 Ω．
（3）某同学在连接好电路后闭合开关，却发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电表示数都不变，而且灯泡的亮度比较暗．出现该现象的原因是 ．
4．实验室有一个电学黑箱，其外形如图1所示，箱体外有四个接线柱，箱盖上有一个塑料滑块．小明请同组的同学一起探究其内部结构，实验室老师提醒他们，内部元件只有一个滑动变阻器和两个定值电阻．滑动变组器只有两个接线柱接入电路．
经过讨论，全组的意见是：先制作一个探测器，把这个探测器分别与黑箱外的接线柱相连．再根据测出的数据，推测内部的连接情况．
（1）甲组的小李组装了探测器，如图2所示，其中电源电压为3V，电流表量程为0﹣0.6A，对于其中阻值为5Ω的电阻R．你认为它的作用是 ．
（2）同学们把探测器的E、F端分別与黑箱的接线柱连接，闭合开关，移动滑块，记下的数据如表：
测试次数 与E、F连接的接线柱 电流表示数/A
第1次 A、B 0.25～0.5
第2次 A、C 0.12～0.2
第3次 A、D 0.15～0.3
第4次 B、C 0.2
第5次 B、D 0.3
第6次 C、D 0.15
在前三次测试中，只有一次未将滑动变阻器调到阻值最大、最小位置．是第 次．
（3）滑动变阻器的最大阻值为 ；
（4）请在图3中作出箱内各元件连接电路图，并在定值电阻旁标明其阻值 ．
5．现有下列器材：学生电源（6V）、电流表（0~0.6A，0~3A）、电压表（0~3V，0~15V）、定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω各一个）、滑动变阻器（100Ω 0.5A），开关和导线若干，利用这些器材探究“电流与电压、电阻的关系”，如图所示。
（1）请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路（要求滑片向右滑时，电流表示数变大）；
（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片应调节到 端（选填“A”或“B”），小敏同学探究电流跟电压的关系，他连好电路后闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，电流表无示数，电压表有示数，则故障可能是 ；
（3）小敏同学排除故障后闭合开关，他调节滑动变阻器，测出通过电阻R的电流和对应的电压值，如下表所示，分析数据后发现表格中电流与电压不成正比，检查两电表均无故障，你认为可能的原因是 ；
U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
I/A 0.14 0.24 0.34 0.44 0.54
（4）小敏同学接着探究电流跟电阻的关系，他依次接入5Ω、10Ω、20Ω三个定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，观察 表使其示数不变，实验中他接入5Ω、10Ω定值电阻时，两次电路的电流之比为 ，小敏根据实验数据，得到电流与电阻的关系，结论是： 。在不改变电路连接的情况下，为完成整个实验，电压表示数的预设值范围是 V。
6．如图所示，小明在做“测量小灯泡电功率”的实验。实验室有如下器材：电源（设电压恒为6V不变）、小灯泡（额定电压为2.5V，灯丝的电阻约为10Ω）、电流表、电压表、开关各一个，规格分别为R1“10Ω 1A”和R2“30Ω 0.5A”的滑动变阻器各一个，导线若干。
（1）连接电路时，小明应选用规格为 （选填“R1”、“R2”）的滑动变阻器；
（2）连接好电路后，闭合开关前，在甲图中滑动变阻器的滑片P应置于 端（选填“A”或“B”）；闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则故障原因可能是小灯泡发生 （选填“短路”或“断路”）；
（3）排除故障，闭合开关，移动滑片P到某位置时，电压表的示数为2.2V，若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为 V； 通过实验，小灯泡的U—I图像如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W。
（4）由图乙可知，小灯泡灯丝电阻大小的变化可能与灯丝 有关。
7．在“探究导体的电流跟电阻的关系”实验中，老师提供的器材有：电源（电压恒为 ），电流表、电压表和开关各一个，四个定值电阻（ 、 、 、 ），三个滑动变阻器（规格分别是“ ”、“ ”、“ ”），导线若干。
（1）闭合开关前，滑动变阻器应处于 ，目的是 。
（2）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P发现，电压表始终无示数，电流表有示数，其原因可能是 。
（3）实验时，先在ab间接入10Ω电阻，移动滑片P，使电压表示数为3V，并记录相应的电流值；再改接15Ω和20Ω的电阻，此时滑片P应向 （填“c”或“d”）端移动，这样移动滑片的目的是 。
（4）当把30Ω电阻接入电路时，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电压表无法达到3V，原因是（____）
A．所选滑动变阻器阻值太小 B．电源电压4.5V太低
C．30Ω电阻太小 D．控制的电压3V太高
（5）为了完成用四个定值电阻进行实验，滑动变阻器应选择的规格是 。
（6）通过实验获取数据，得到如图乙所示导体的电流I随电阻R变化的图像，由图像可得出结论∶ 。
8．利用伏安法测量未知电阻阻值时，由于电表自身的内阻而导致测量的误差无法避免。小明设计了如图（a）、（b）两种电路连接方式来减小测量误差。为了研究使用哪一种连接方式能更加能准确的测量Rx的值，小明利用电压表试触点1、2的方法做了如图（c）所示的实验探究：
（1）实验发现电压表的变化量大于电流表的变化量时，则应选择图 （选填“a”或“b”）进行实验使测量误差更小。其根本本质是因为Rx的阻值和 （选填“电压表”或“电流表”）的内阻比较接近，导致选择另一种接法误差更大；
（2）若某次实验中使用的电压表内阻Rv=3kΩ，电流表的内阻RA=0.5Ω，则测量一个阻值约为10Ω的未知电阻阻值，应选择图 （选填“a”或“b”）的连接方式误差更小。
9．小明在“测量小灯泡的额定功率”实验中，所用小灯泡上标有“2.5V”字样，滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样．
（1）请用笔画线代替导线，完成图甲实物电路的连接．（要求：滑动变阻器的滑片P向右滑动时，小灯泡变亮；连线不得交叉）
（2）闭合开关，通过移动滑片P记录了多组数据如下表，请在图乙中，描点作出I﹣U的关系图线 ，则小灯泡的额定功率为 W，旋转学生电源旋钮，使电源电压为3V；闭合开关，调节滑片P使滑动变阻器的阻值为10Ω，此时小灯泡的实际功率是 W
序号 1 2 3 4 5
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电流I/A 0.12 0.20 0.24 0.28 0.30
（3）若实验中电流表坏了，为了测量小灯泡的额定功率，小虎选用一个定值电阻R0接在原电路电流表的位置，设计了图丙所示的电路，实验方案如下：旋转学生电源旋钮，使电源电压为7V；调节滑动变阻器滑片P使电压表的示数为小灯泡额定电压U额；保持滑片P位置不变，只将电压表的a点接线改接到c点，测量R0两端的电压U0．
①小虎的设计方案操作中存在的问题是：
②纠正操作错误之后，测出R0两端的电压为U0，则小灯泡的额定功率可表示为：P额 （用R0和所测量的符号表示）
③所选用定值电阻R0的阻值不得超过 Ω．
10．将一个阻值约为10Ω的普通小灯泡L和一个LED灯串联后接入电路（如图甲）。闭合开关S1，发现LED灯亮而小灯泡L不亮。针对这种现象，同学们提出了以下猜想：
猜想一：小灯泡L处发生短路；
猜想二：LED灯电阻很大导致电路中电流很小；
为了验证猜想，小组同学进行如下实验：
实验一：将一根导线并联在图甲电路中的LED灯两端。
实验二：将10个相同的LED灯（额定电压为2.5V）并联焊接在一块电路板上，制作了一个简易LED灯组，按图乙所示的电路对LED灯进行测量。闭合开关依次移动滑动变阻器的滑片，获得多组数据如下表：
电压/V 1 1.5 2.0 2.3 2.5 2.8 3.0 3.3 3.5 3.6
电流/mA 0 0 0 5 10 60 160 380 690 900
（1）实验一将一根导线并联在图甲电路中LED灯的两端，发现LED灯不亮而小灯泡L亮，说明了猜想一是 （选填“正确”或“错误”）；
（2）实验二的数据，下列哪一幅图像反映的关系符合LED灯组的特征______；
A． B．
C． D．
（3）实验二中滑动滑片P使电压表示数U=2.5V时LED灯组正常发光，分析表中数据，流过每个LED灯的电流I0= mA，每个LED灯正常发光时电阻R0= Ω。
（4）在图甲断开S1，只改变电源的正负极后再闭合S1，LED灯不发光，电流表示数几乎为零，但电压表有示数，此时LED灯所在的电路相当于 （选填“通路”、“断路”或“短路”）。利用LED灯的 （选填“单向”或“双向”）导电性可判断电流方向。
11．在“测定小灯泡电阻”实验中，有如下器材：电压表、电流表、开关、电压为 6V的电源、“3.8V 1.52W”的小灯泡、标有“20Ω 1.5A”的滑动变阻器、导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，按照图甲所示的电路图，将图乙的实物电路连接完整（要求连线不得交叉，电流表的量程选择要恰当）
；在连接电路时开关应处于 状态。
（2）甲组同学连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。检查后，发现
连线正确，请找出实验中两个操作不当之处：
① ；
② 。
（3）乙组同学闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表有示数。接下来应进行的操作是 （______）
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
（4）测量小灯泡电阻的原理是
，小灯泡正常发光时灯丝阻值约为 Ω。
（5）下表是按正确操作测得的数据，从表中计算出三次小灯泡的阻值不相等，其原因是
。
实验次数 1 2 3
电压 U/V 2.0 3.0 3.8
电路 I/A 0.33 0.34 0.40
电阻 R/Ω 6.0 8.8 9.5
12．小张同学在做“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中，实验器材有：学生电源（3V不变）、定值电阻3个（5Ω、10Ω、20Ω各一只）、滑动变阻器（20Ω 1A）、开关、导线若干，如图所示。
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。
（2）连接电路前开关应 ，小张按图连接好电路后，闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现电压表无示数，电流表示数有变化，则故障原因可能是定值电阻R （填“短路”或“断路”）。
（3）多次更换定值电阻的阻值，实验数据记录如表，其中第3次实验时电流表示数如图乙所示，其读数为 A。这里采用的研究方法是 （选填“转换法”或“控制变量法”）。
次数 1 2 3
电阻R/ 5 10 20
电流I/A 0.4 0.2
（4）由表格可得，在定值电阻两端电压不变时，通过的电流与电阻成 比。
13．如图1所示，是三位同学在做“测定值电阻的大小”实验时的情形：闭合开关前，他们的电流表指针均指在零刻度处．当闭合开关试触时，发现电流表指针摆动分别出现了如图甲、乙、丙所示的三种情况． 请分析他们在电流表的使用上分别存在什么问题，并写在下面的横线上．
（1）甲图的问题： ；
（2）乙图的问题： ；
（3）丙图的问题： ；
（4）把电路改正确后进行实验：有两次的实验数据已填在下面的表格内，第2次实验时电流表与电压表的示数如图2所示，请将下面表格中的空白处填写完整．（计算结果保留一位小数）
① ；② ；③ ；④ ；
14．在“测量小灯泡电阻”的实验中，已知小灯泡的额定电压为2. 5V，正常工作时阻值大约为8Ω。
（1）如图甲所示，小涛同学即将连好最后一根导线A，他的同桌制止了他，说小涛连接的电路有两处错误，分别是： ； 。小涛根据同桌的意见进行了改正；
（2）实验过程中某一时刻，电压表指针位置如图乙所示，电压表示数为 V；
（3）小涛将数据记录在下表，数据都正确，请你指出他设计的表格中的错误： 。
实验次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 电阻平均值R/Ω
1 0.5 0.16 3.1 6.1
2 1.3 0.21 6.2
3 2.5 0.28 8.9
15．小明同学在做“用伏安法测量某定值电阻R阻值”的实验中将电路图连接成如图甲所示电路。
（1）本实验的原理是 ；
（2）电路连接好后，当电压表的示数为2.4V，电流表的示数如图乙所示，则通过定值电阻的电流大小为 A，它的阻值是 Ω；
（3）请给出一种减小实验误差的方法： ；
（4）小明把定值电阻换成的小灯泡测其电阻，把多次测量的电流值和电压值绘制成I－U图像，发现I与U不成正比，原因可能是 ；
（5）小李用一个已知阻值为R0的定值电阻，和一个单刀双掷开关S0，设计了如图丙所示的电路图。闭合开关S后，当S0接通触头1时，电压表示数为U1，当S0接通触头2时，电压表示数为U2，则Rx= （用R0、U1、U2表示）。
16．在测量小灯泡电功率的实验中，提供的器材有：3V的电源、标有“2.5V”的小灯泡、滑动变阻器R、电流表、电压表、开关及导线若干。
（1）小虎所接的实验电路如图甲所示，电路中部分连接不合理，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确。请你在应改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法；
（2）小明改正错误后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压，故障的原因可能是 ；
（3）排除故障后，实验中，当电压表示数为2V，为了测出小灯泡的额定功率，他应该把滑片P向 （选填“A”或“B”）移动；
（4）小华进行多次实验，得到小灯泡两端的电压与电流的关系图像如图乙实线所示，则根据图像可知，滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系U～I图像应为图乙中的虚线 （选填“①”、“②”或“③”），小灯泡的额定功率为 W，可确定实验中所使用的滑动变阻器的最大阻值不小于 Ω；
（5）小明为了测出小灯泡的额定功率，他利用如图丁所示的电阻箱和滑动变阻器设计测量电路，但在实际操作时将开关S2拨到位置1时，无法调到额定电压，从而无法测出额定功率，其原因是 。
答案解析部分
1．【答案】（1）解：小灯泡的额定电流为0.3A，灯丝阻值在10～15Ω之间，由欧姆定律I= 得：U=IR，灯正常发光时的电压范围为：U1=IR1=0.3A×10Ω=3V，
U2=IR2=0.3A×15Ω=4.5V，即3V﹣4.5V，
故电压表选用大量程与灯并联，如下所示：
（2）右；保护电路
（3）灯泡短路了
（4）4；1.2
（5）调节滑动变阻器的滑片，同时观察电压表的示数，使其不能超过小灯 泡额定电压值的1.2倍
2．【答案】（1）断开；B
（2）滑动变阻器接了下面两个接线柱
（3）0.2；8.0
（4）减小误差；8.1
3．【答案】（1）
（2）0.32；14
（3）滑动变阻器同时接下面两个接线柱
4．【答案】（1）保护电路，防止电流过大，烧坏电流表和电源
（2）1
（3）10Ω
（4）
5．【答案】（1）
（2）A；定值电阻断路
（3）电流表使用前没有调零
（4）电压；2：1；电压一定，电流与电阻成反比；1~2.5
6．【答案】（1）R2
（2）A；短路
（3）B；2.5；0.625
（4）温度
7．【答案】（1）c端；开关闭合时回路中电流最小，从而保护用电器不被损坏
（2）定值电阻被短路
（3）C；为了保证定值电阻两端电压不变
（4）A
（5）20Ω 1A
（6）电压一定时，电流和电阻成反比
8．【答案】（1）a；电流表
（2）a
9．【答案】（1）解：如下图所示：
（2）；0.75；0.2
（3）解：测量R0电压时，电压表正负接线柱接反了；U额× ；10
10．【答案】（1）错误
（2）C
（3）1；2.5×103
（4）断路；单向
11．【答案】（1）；断开
（2）在连接电路时没有断开开关；在闭合开关前滑动变阻器没有接入最大值
（3）C
（4）；9.5
（5）灯丝电阻受温度影响
12．【答案】（1）
（2）断开；短路
（3）0.1；控制变量法
（4）反
13．【答案】（1）电流表的正负接线柱接反了
（2）电流表的量程选大了
（3）电流表的量程选小了
（4）0.3；2.4；8.0；8.1Ω
14．【答案】（1）连接电路时开关未断开；电流表所选量程大了
（2）1.7
（3）求电阻的平均值了
15．【答案】（1）
（2）0.3；8
（3）多次测量取平均值
（4）灯丝电阻受温度影响
（5）
16．【答案】（1）
（2）小灯泡断路
（3）B
（4）③；0.75；25
（5）滑动变阻器的最大电阻太小
