电学实验题1 2023-2024学年人教版九年级物理寒假 培优作业
一、实验探究题
1．利用电源(两节干电池)开关、电流表(0-0.6-3A)、电压表(0-3-15V)滑动变阻器、定值电阻5个(阻值相同)和导线若干探究电路中电流与电压、电阻的关系。
（1）用笔画线代替导线将图乙实物按图甲电路连接完整。
（2）探究电路中电流与电压的关系，小明的实验操作如下：
①连接电路。按图甲连接电路，连接电路时，开关S应处于 状态。闭合开前S前，滑片P应置于 (填“A"或“B”)端。连接电路后，闭合开关，两表均有示数但无论怎样调节滑动变阻器的滑片，两表示数均保持不变，其原因可能是 （写出一个即可）
②移动滑片到不同的位置读出电压表和电流表的示数得到下表所示的数据。
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50
电流I/A 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50
③此实验电路中滑动变阻器的主要作用是： 。
④分析表中数据得出结论 。
由实验数据还可以测出电阻R的阻值为 Ω。
2．如图是“探究电压一定时，电流与电阻关系”的电路图。
（1）根据电路图连接实物电路，导线不能交叉。
（2）实验步骤如下：
① 闭合开关前，应把滑动变阻器的滑片移至 端（选填“左”或“右”）。闭合开关，记录定值电阻的阻值为R1时，电流表示数如图甲所示，I1＝ A，电压表示数如图乙所示，U1＝ V；
② 断开开关，换阻值不同的定值电阻R2；
③ 闭合开关，观察到电压表示数如图丙所示，此时应进行的操作为 ，记录电流表示数为I2；
④ 更换阻值不同的定值电阻，重复②③步骤，进行多次实验。
3．物理兴趣小组的同学们想“探究通过导体的电流与电压的”关系．实验室有：干电池若干（含电池盒），电压表、电流表、滑动变阻器、定值电阻、开关各一个，导线若干．
（1） 为了达到实验目的，要控制 相同，滑动变阻器在实验中的作用：保护电路和 ．
（2）图甲是某组同学尚未完成连接的实物电路，请你用笔画线代替两根导线完成连接 （连线不交叉）．要求：滑动变阻器的滑片P向A端移动，其阻值减小）
（3）某组同学测得多组数据记录在下表中，请根据数据，在方格纸中建立有关坐标轴、制定标度，并把表中数据在坐标中描点后绘制出电流、电压关系图线．
（4）本实验可以得出的结论是 ．
（5）另一组同学在进行实验时，发现滑动变阻器已损坏，他们在不添加其他器材的情况下，通过改变 ，也完成了该探究实验．
4．小张同学在做“测量小灯泡电阻”的实验中，所用器材如下：两节新干电池，标有2.5 V相同规格的小灯泡若干，两个滑动变阻器R1“10Ω 1A”、R2“20Ω 2A”，开关、导线若干．
（1）请你根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙中的电路连接完整（要求：滑动变阻器滑片P右移灯泡变亮，且导线不交叉）．
（2）闭合开关前，应将滑片于 （选填“A”或“B”）端．正确连接电路后，闭合开关S，移动滑片P，小张发现小灯泡给终不亮，电流表指针几乎末偏转，电压表有示数，则故障原因可能是
（3）排除故障后，移动滑片P，依次测得6组数据，如表一所示．其中第2次实验时电流表表盘如图丙，此时电路中的电流为 A；第4次实验时灯泡电阻值为 Ω．由表一中的数据可知，小张选用的滑动变器应是 （选填“R1”或“R2”）．
（4）小张将这6组数据算得的电阻值取平均值作为小灯泡的电阻，这种数据处理方式是 （选填“合理”或“不合理”）的．
表一
实验次数 1 2 3 4 5 6
电压V/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 2.8
电流I/A 0.16
0.22 0.25 0.28 0.29
电阻R/Ω 3.1
6.8
8.9 9.7
表二
实验次数 1 2 3
电阻R/Ω 5 10 20
电流I/A 0.30 0.20 0.12
（5）小张继续用图乙所示装置来探究“电流与电阻的关系”．他分别把阻值准确的5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻接入原小灯泡的位置，通过实验，记录电流表示数如表二所示．他发现通过导体的电流跟电阻不成反比，其原因可能是： ．
5．科技小组用如图1所示电路测量定值电阻的阻值。
（1）请用笔画线代替导线，将图中的器材连接成完整电路。要求：
①滑片P向B端移动时，电流表示数变小；
②连线不能交叉；
（2）在连接电路时，开关应处于 （选填“断开”或“闭合”）状态，滑动变阻器滑片P应位于 （选填“A”或“B”）端；
（3）闭合开关前，发现电流表指针在零刻度线右端，其原因可能是 ____（选填“A”或“B”）；
A．电流表没调零 B．电流表正负接线柱接反了
（4）问题解决后，闭合开关，滑片P移动到某一位置时，电压表的示数为2.5V，电流表的示数如图2所示，为 A，则R的阻值是 Ω；
（5）改变电阻两端电压，多次测量求平均值，分析数据，还可得出：导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成 （选填“正”或“反”）比；
（6）另一小组的同学利用已知电阻R0，设计并连接了如图3所示的电路来测量未知定值电阻Rx的阻值。主要步骤如下：
①闭合开关S1和S2，电压表的示数为U1；
②只断开开关S2，电压表的示数为U2，此时通过Rx的电流为 ；
由此可得Rx的阻值为 （以上两空均用字母U1、U2、R0表示）。
6．如图甲为小致做“伏安法”测电阻的实验电路．
（1）在连接电路时，开关应 ；
（2）在图甲所示的电路中，有一条导线连接错误，该导线是第 条（填导线序号）；
（3）某次测量中，电压表的示数为，电流表的示数如图乙所示，此次测得的阻值为 ；
（4）小致做完以上实验后，又利用如图丙所示的电路，测量另一个未知电阻的阻值（是已知阻值的定值电阻）；
①只闭合开关，电流表的示数为；
②开关都闭合后，电流表的示数为；
③请写出用表示未知电阻的阻值的表达式： ．
7．某小组同学用图甲的电路图探究欧姆定律，实验中他们所用的定值电阻分别是5Ω、10Ω、15Ω，电源电压为4.5V．
（1）在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”时，选用了某一定值电阻，连接电路闭合开关后，移动变阻器的滑片P，当电流表的示数是0.28A时，电压表的示数如图乙所示，这时定值电阻两端的电压是 V．
（2）在探究“电阻上的电流跟电阻的关系”时，把定值电阻由5Ω换成10Ω，闭合开关后，下一步的操作是将变阻器的滑片P向 （选填“左”或“右”）移动，目的是 ．
（3）探究结束后，该组同学又利用图甲所示的电路图测量小灯泡的电功率，他们把定值电阻换成额定电压为3.8V、电阻约为10Ω的小灯泡．
①请帮该组同学将图丙的实物电路连接完整 ．
②闭合开关后，发现电压表示数接近电源电压，电流表指针有明显偏转，移动变阻器的滑片，两表示数均不变，原因可能是 ．
③问题解决后，闭合开关，改变变阻器滑片P的位置，当电压表的示数是 V时小灯泡正常发光，此时灯泡的电功率 （选填“大于”“小于”或“等于”）它的额定功率．
8．小亮同学用伏安法测量一个定值电阻Rx的阻值．实验器材有：待测定值电阻Rx(约10Ω)、电压表、电流表、滑动变阻器(20Ω 1A)、开关、电源(电压恒定)各一个，导线若干．
（1）该实验的原理是 ．
（2）如图甲所示，是小亮连接的部分电路，请你用笔画线代替导线，在图中将电路连接完整．要求：当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电路中的电流变大 ．
（3）请你为实验需要测量和计算的物理量，设计一个实验数据记录表格．
（4）闭合开关后，发现电压表的示数约为电源电压，调节滑动变阻器滑片，电压表示数无明显变化，电流表示数为零，造成该故障的可能原因是 ．
（5）排除故障，通过实验测出了两组数据后，电压表突然坏了．请你利用现有器材，帮助他设计电路，再测一次该定值电阻的阻值，并在图乙位置画出你设计的电路图 ．(开放性试题，答案合理即可)
9．在“测量小灯泡的电功率”的实验中，电路图如图甲所示，电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）根据图甲，用笔画线代替导线，把图乙的实物图连接完整；
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片移到 端（选填“A”或“B”）；
（3）小灯泡正常发光时，电流表的示数如图丙所示，电流表的读数为 A，小灯泡的额定功率为 W；
（4）考虑到电压表的实际电阻对电路的影响，这样测出的小灯泡的额定功率相比真实的额定功率 （选填“偏大”、“不变”或“偏小”）。
10．小强在进行“测定小灯泡的电功率”的实验，已知电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5 V，他已连接了部分电路，如图甲所示，请你接着完成下列步骤：
（1）用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整。
（2）连接电路时，开关S应当处于 状态，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于 （填“左端”或“右端”）。
（3）连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电流表有示数，电压表的示数为0，则出现故障的原因可能是 。
（4）故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P到某一位置，电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 端移动。
（5）当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图丙所示，则电流表的示数为 A，小灯泡的额定功率是 W。
11．如图甲所示为“伏安法”测量小灯泡电功率的实验装置，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）连接电路时，开关应 （选填“断开”或“闭合”）；
（2）图甲中有一根导线连接错误，请你把它找出来并打上“×”，再用笔重新画一根正确连接的导线；
（3）改正电路后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数恰好为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，其读数为 A，由此可知小灯泡的额定功率P额＝ W；继续调节滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为1.25V，此时小灯泡的实际功率为P实，则P实 （选填“＞”、“＜”或“＝”）；
（4）在实际测量的过程中，调节滑片P使滑动变阻器接入电路中的电阻减小ΔR滑、两端电压减小ΔU滑，相应的小灯泡的阻值变化ΔRL、两端电压变化ΔUL，则ΔR滑 ΔRL，ΔU滑 ΔUL（两空均选填“＞”、“＜”或“＝”）。
12．小明同学用“伏安法”测未知电阻Rx，的电阻值。
（1）在他连接的电路（如图甲）中有一根导线连按错误，请在该导线上画“×”，并在图上改正（所画的导线用实线且不能交叉）。
（2）改正电路后，闭合开关，小明在移动滑动变阻器的滑片时发现，电压表示数较大且几乎不变，电流表示数始终为零，造成这一现象的原因可能是 。
（3）排除故障后，正常实验时，小明第1次实验时电流表指针的位置如图乙所示，其示数是 。
（4）第3次实验中求得电阻值是 Ω；最后测得该电阻的阻值约是 Ω（计算结果保留两位小数）。
实验次数 I/A U/V Rx/Ω
1 1.2
2 0.36 1.8
3 0.50 2.4
13．小佳同学在“测定小灯泡的电功率”实验中，所用实验器材完好，电源电压为1.5伏的整数倍，小灯标有“2.5V”字样，两个滑动变阻器分别标有“10Ω2A”、“20Ω2A”字样。小佳同学正确连接电路，实验步骤正确，闭合电键时，小灯亮度较暗，电流表、电压表的示数如图（a）、（b）所示。
（1）闭合电键时，电压表的示数为 伏，理由是 。
（2）请通过计算判断电源电压及实验中所用滑动变阻器的规格。
（3）他移动滑片继续实验，当小灯正常发光时，电流表示数如图（c）所示，估计小灯的额定功率在0.6～0.9瓦之间，求小灯的额定功率。（请写出计算过程）
14．小明同学在伏安法测电阻Rx的实验中，连接了如图甲所示的电路：
（1）正确连接电路后，闭合开关，当滑片移动到某位置时，电流表示数为0.4A，电压表示数如图乙所示，其读数为 V，则未知电阻Rx= Ω；
（2）将电阻Rx换成小灯泡，重复上述实验，发现几次实验测得的小灯泡的电阻相差比较大，原因是 ；
（3）某实验小组进行实验时不慎将电压表损坏，他们利用一个阻值已知的定值电阻R0、一个电流表和开关若干个，设计了如图丙所示的电路，也测出了待测电阻Rx的阻值（电流表量程符合要求，电源电压未知）。他们的实验步骤如下：
①正确连接电路，只闭合开关S、S1，记录电流表的示数为I1；
②只闭合开关S、S2， ；
③待测电阻阻值的表达式为Rx＝ （用测得量和已知量的字母表示）。
15．小致在“测定小灯泡电阻”的实验中，所用小灯泡正常发光电压为2.5V，电阻约为10Ω。
（1）小致的实验过程如下：
①如图甲所示，连接的实验电路，其中有一根导线连接错误，请你在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线，将甲图的实验电路连接完整 ；
②实验中当滑动变阻器滑片移到某一位置时，电流表指针如图乙所示，这时通过小灯泡的电流是 A；
③小致又根据实验数据绘制成了U-I图像如图丙，根据图像提供的信息，可计算出小灯泡正常发光的电阻是 Ω，小灯泡的电阻随温度的升高而 ；
（2）由于电流表损坏，小致想利用如图丁所示的电路测量一个未知的电阻Rx。已知最大阻值为R的滑动变阻器、导线若干。
方法：
① 闭合开关S，将P滑至最左侧的A端，读出电压表读数为U1，则U1 U电源（选填“>”、“<”或“=”）；
② 将P滑至最右侧的B端，读出电压表读数为U2，则U1 U2，未知电阻的表达式Rx= 。
16．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”）。
17．小琳想知道一只标明“220V 40W”白炽灯不发光时的灯丝电阻有多大，她设计了图甲所示电路原理图，并招来器材动手实验．
（1）按照如图甲所示连接电路，检查无误后闭合开关S，调节滑动变阻器R，电压表和电流表的示数分别如图乙、丙所示，此时灯丝电阻为 Ω．
（2）小琳设想如果没有电压表，能否再找一只电流表和一个定值电阻来代替电压表，于是她设计了如图丁所示电路原理图（R0为阻值已知的定值电阻），连接电路并检查无误后闭合开关S，调节滑动变阻器R，当电流表 示数分别为I1，I2时，灯丝电阻RL= （用R0，I1，I2表示测量结果）．
（3）小琳用公式R= 计算出灯泡正常发光时的电阻为1210Ω，比（1）中测量的电阻大得多，请你帮助小琳给出合理的解释 ．
（4）小琳根据图乙和丙的示数，计算了此时灯泡实际消耗的电功率与灯泡额定功率相差 W．
18．小明和小华在进行“测量定值电阻的阻值”实验，器材有：干电池两节，开关、电压表、电流表、滑动变阻器(20Ω 5A)、待测电阻各一个，导线若干。
（1）连接电路前，小明发现电流表指针如图甲所示，于是他将电流表指针调至 。
（2）在正确完成上述操作后，闭合开关移动滑片P，当电流表示数为0.2A时，电压表
示数如图丙所示，则电阻两端的电压为 V。多次实验所测量的结果如表所示，则R的阻值为 Ω。
实验序号 电压表示数U/V 电流表示数I/A 电阻R/Ω
① 0.2
② 0.6 0.3
③ 0.88 0.4
（3）通常情况下，要进行多次测量并取平均值，其目的是为了 。
19．在测3.8V小灯泡（电阻大约为10Ω左右）额定功率的实验时，小坤连接了如图20甲所示的电路，其中电源电压为6V。
（1）请将实物电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片向左移动时小灯变亮）。
（2）小坤合理地连接好电路，闭合开关，发现无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不亮。小坤分析后确定是灯泡的故障。若电流表有示数，电压表没有示数，可以判断灯泡 。（选填“短路”或“开路”）
（3）在某次实验时，电压表出现了故障不能使用，小坤向老师借了一只定值电阻R0（R0值已知），设计了如图乙所示的电路，继续测量额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率。
①测量时，应闭合开关S和 ，调节滑动变阻器，当电流表的示数为 时，小灯泡正常工作；
②断开所有开关后，保持滑片位置不变，再将开关S和 闭合，读出电流表的示数为I；
③算出小灯泡的额定功率P额＝ （用I和R0等已知量表示）。
20．小明设计了如图甲所示的实验电路，来测量小灯泡的功率。实验器材有：标有“ ”字样的小灯泡 ，标有“ ？A”字样的小灯泡 ，电压为 的电源，电流表（ ， ），电压表（0~3V，0~15V），可供选用的滑动变阻器有“ ”的 、“ ”的 和“ ”的 。
（1）在实验前检查仪器时，小明发现电流表的指针如图乙所示，则接下来的操作是 。
（2）小明先把小灯泡 连入电路，正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则电路中的故障可能是 。
（3）排除故障后，移动滑动变阻器的滑片，直至小灯泡 正常发光，此时电流表的示数如图丙所示，则小灯泡 的额定功率是 W；小明使用的滑动变阻器是 （选填“ ”、“ ”或“ ”）。
（4）小明根据收集到的实验数据，描绘出的 图像如图丁所示，你认为图像不是直线的原因是： 。若 小灯泡的额定功率 与某次工作时的实际功率 满足 ，则以下关于额定电压 与实际电压 的数值关系，你认为最有可能的是 。
A． B． C． D．
（5）（拓展）测完灯泡 的额定功率后，小明再用小灯泡 替换 ，然后调节滑动变阻器使 正常发光，读取电流表示数从而得到 的额定功率。若 与 的额定功率差为 与对应的滑动变阻器的功率差 相等，则 的额定功率为 W。
答案解析部分
1．【答案】（1）解：如图所示
（2）断开；B；滑动变阻器没有一上一下接法；改变电路中的电流、电压，达到多次实验，排除偶然性；电阻一定时，电流与电压成正比；5
2．【答案】（1）
（2）右；0.22；2.2；向右移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为2.2V
3．【答案】（1）电阻；；改变定值电阻两端的电压；
（2）
（3）.
（4）在电阻不变时，通过导体的电流和导体两端的电压成正比.
（5）电池的节数（电源电压）.
4．【答案】（1）解：滑动变阻器我采用一上一下的接法，滑动变阻器滑片P右移灯泡变亮，表明电路中的电流变大，滑动变阻器电阻减小，接法如图所示：
（2）A；CA．小灯泡短路 B．滑动变阻器短路 C．小灯泡断路 D．滑动变阻器断路
（3）0.2；8；R2
（4）不合理
（5）没有保持电阻两端的电压不变
5．【答案】（1）
（2）断开；B
（3）A
（4）0.5；5
（5）正
（6）；
6．【答案】（1）断开
（2）2
（3）10
（4）
7．【答案】（1）2.8
（2）右；保持定值电阻两端电压不变
（3）；滑动变阻器接入电路的阻值为零；3.8；等于
8．【答案】（1）
（2）
（3）
（4）电阻 处断路
（5）
9．【答案】（1）
（2）A
（3）0.30；0.75
（4）偏大
10．【答案】（1）解：如图所示：
（2）断开；右端
（3）灯或灯座短路
（4）左
（5）0.2；0.5
11．【答案】（1）断开
（2）
（3）0.32；0.8；＞
（4）＞；=
12．【答案】（1）
（2）电阻Rx断路
（3）0.24A
（4）4.8；4.93
13．【答案】（1）1.7；灯泡额定电压2.5V，电压表使用0﹣3V量程
（2）闭合电键时，小灯亮度较暗，此时变阻器连入阻值为其最大值，由图a知，电流表使用0﹣0.6A量程，分度值0.02A，示数为0.14A；若使用最大阻值为10Ω的变阻器，由欧姆定律可得，此时变阻器两端电压U滑＝IR滑＝0.14A×10Ω＝1.4V，
则电源电压U＝UL+U滑＝1.7V+1.4V＝3.1V，而电源电压为1.5伏的整数倍，所以电源电压为3.1V不合题意，故不是使用“10Ω 2A”而是“20Ω 2A”的变阻器；使用最大阻值为20Ω变阻器，由欧姆定律可得，此时变阻器两端电压U滑＝IR滑＝0.14A×20Ω＝2.8V，
则电源电压U＝UL+U滑＝1.7V+2.8V＝4.5V，符合题意
（3）当灯泡两端电压等于其额定电压2.5V时，灯泡正常发光，由图c知，此时通过灯泡的电流为0.3A，
所以灯泡的额定功率：P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W。
14．【答案】（1）2.5；6.25
（2）灯丝温度升高，灯丝的电阻增大
（3）记录电流表的示数为I2；
15．【答案】（1）；0.16；12.5；变大
（2）=；>；
16．【答案】（1）
（2）断路
（3）变大；D
（4）A
（5）小于；①
17．【答案】（1）24
（2）
（3）正常发光灯丝温度比不发光时高的多，灯丝温度越高电阻越大
（4）34
18．【答案】（1）零刻度
（2）0.4；2.1
（3）减小误差
19．【答案】（1）解：如图所示：
（2）短路
（3）S1；；S2；U额（I﹣ ）
20．【答案】（1）电流表调零
（2）灯泡短路
（3）0.75；R2
（4）灯丝电阻随温度的变化而变化；D
（5）0. 3
5
