电学实验题4 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．小明同学在“探究通过导体的电流与电阻的关系”时，他用如图所示的电路进行实验，可供选择的定值电阻分别为2.5Ω、5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。实验中电阻R两端的电压始终保持3V不变，滑动变阻器的规格为“15Ω 1A”：
（1）请用笔画线代替导线，将图中实物电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片P向B端移动时接入电路的电阻变大；
（2）闭合开关后，小明发现电流表示数为0，电压表示数很大，故障原因可能是 ；
（3）实验中，不能被选用的电阻为 Ω；
（4）保证可用电阻均能正常进行实验，电源电压应该控制在 V至 V之间；
（5）小明记录实验数据如表所示：
实验次数 1 2 3 4 5
电阻R/Ω 5 10 15 20 25
电流I/A 0.6 0.3 0.2 0.15 0.12
分析实验数据可得实验结论是： 。
2．如图甲所示，是“探究电流与电压、电阻的关系”实验的实物连接图。
（1）实验中为保护电路元件，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应该滑动到 端（选填“左”或“右”）
（2）在探究电流与电压的关系时，闭合开关，保持ab间电阻的电阻不变，调节滑动变阻器滑片位置，测出对应的电流和电压，根据实验数据画出电流随电压变化的图像，如图乙所示，分析图像可以得出结论： 。
（3）在探究电流与电阻的关系时，实验操作过程中如果只是把ab间电阻由10Ω换成15Ω后，为保持 表的示数不变，应将滑动变阻器滑片向 （选填“左”或“右”）
3．在探究“电流与电阻的关系”实验中．
（1）小新将实物连接成如图甲所示电路，其中有一处连线错误，请你在连接错误的导线上画“×”并改正．
（2）将电路连接正确后，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2V，电流表示数如图乙所示，电流大小为 A．
（3）换上10Ω的电阻后，闭合开关，电压表示数将 （选填“变大”或“变小”），此时应将滑片P向 （选填“A“或“B”）端移动，使电阻两端电压为 V．
4．小张在“伏安法”测小灯泡的电阻实验中，连接了如图甲所示的实物图。
（1）在连接电路时，开关应 ，滑动变阻器滑片P应位于 （选填“A”或“B”）端。
（2）测量过程中，某一次的电流值如图乙所示，则电流值是 A，这时，灯丝突然烧断，则电压表的示数 （选填“变大”“变小”或“不变”），换相同规格的灯泡，重测的数据如表所示，并绘出I﹣U图象如图丙的A所示。
（3）依据表格中的数据，小张求出小灯泡电阻的平均值，你同意这种做法吗？说出你的理由 （作出判断并说出理由）
（4）另外一组同学用相同的器材和电路图也做这实验时，由于接线错误，根据测量的数据绘出的I﹣U图象如图丙的B所示，你认为错误的原因可能是
电压/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流/A 0.10 0.16 0.20 0.23 0.25 0.27
电阻/Ω 5.0 6.3 7.5 8.7 10.0 11.1
平均电阻/Ω 8.1
5．小桂利用如图甲所示的电路“测量小灯泡电阻”，其电源为3节干电池串联提供，小灯泡L的规格是“×V，0.25A”，滑动变阻器铭牌为“30Ω，2A”。
（1）请你用笔画线代替导线将图甲中的实物电路连接完整（要求：向左移动滑动变阻器滑片P时，电路中电流变大，且导线不能交叉）；
（2）闭合开关S，灯泡发光微弱，缓慢移动滑片P，当电流表示数为0.25A时，电压表示数如图乙所示为 V，由此可求得该小灯泡正常发光时的电阻是 Ω；
（3）多次改变小灯泡两端的电压，测出其对应的电流后，小桂描绘了如图丙所示的I﹣U图像，分析图像可知小灯泡的电阻非定值，这是因为灯丝的电阻受 的影响；为了测量小灯泡在0.5V的电压下的电阻，在不增加器材的情况下，你认为他可以采取的措施是 ；
（4）完成上述实验后，小桂找来一个最大阻值未知的滑动变阻器R0，设计了如图丁所示的电路，设想不用电流表也能测量出上述小灯泡L正常发光时的电阻。已知电源电压为U，滑动变阻器R1的最大阻值为R，请你将操作步骤补充完整并写出小灯泡正常发光时电阻的表达式：
①只闭合S和S1，调节R1的滑片，使小灯泡L正常发光；
②只闭合S和S2，保持R1的滑片位置不动，调节R0的滑片，使电压表的示数与第①步时 （选填“相同”或“不同”）；
③只闭合S和S2，保持R0的滑片位置不动， ，记录电压表的示数U'；
④小灯泡正常发光时的电阻RL＝ 。（用符号U、R、U'表示）
6．为了探究“导体中电流与导体两端电压的关系”，某物理兴趣小组设计了如图甲所示的电路图。实验中各元件均完好，电源电压保持不变。
（1）请对照图甲的电路图，用笔画线代替导线，将图乙所示的实物电路补充完整。（导线不能交叉）
（2）本实验中滑动变阻器的作用是： 。
（3）正确连接好实物电路后，闭合开关S，缓慢减小滑动变阻器接入电路的阻值，观察、记录电压表和电流表的示数，同时将实验数据记录在表格中。请你根据表格中实验数据在图丙中描绘出I﹣U图像。
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
（4）根据I﹣U图像可得出实验结论：当导体的电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。小组中有同学认为无需借助图像，根据表中的实验数据也能得出上述结论。但有些同学却认为根据I﹣U图像总结得出实验结论更好一些，其理由是： 。
7．小明利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系。已知电源电压为6V且保持不变，实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、25Ω。
（1）请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整（导线不允许交叉）；
（2）实验中多次改变R的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像，则：
① 由图像可以得出结论：电压一定时，通过导体的电流跟电阻成 （选填“正比”或“反比”）；
② 上述实验中，小明用5Ω的电阻做完实验后，换为10Ω的电阻接入电路，闭合开关，此时须向 （填“A”或“B”）端移动滑片，使电压表示数为 V时，才读出电流表的示数。
（3）为顺利完成整个实验，实验中应该选取最大阻值不小于 Ω的滑动变阻器。
8．在用“伏安法测小灯泡的电阻”实验中。
（1）在如图中，请你将电压表正确连入电路，完成电路的连接。
（2）若某次测量时电压表和电流表的示数如图乙所示，则灯泡的电阻 。
9．小明同学用如图甲所示电路测量未知电阻的阻值，电源电压3V保持不变，滑动变阻器最大阻值为20Ω。
实验次数 1 2 3 4
电压U/V 0.5 1.5 2 2.5
电流I/A 0.1 0.3 0.4
（1）请在图甲中添加一根导线帮小明把电路连接完整（要求导线不能交叉，滑片向右移动时电流表示数变小）。
（2）闭合开关前，小明把滑片移到阻值 处。闭合开关后，发现电流表示数为零，电压表的示数接近电源电压，原因可能是未知电阻 （选填“断路”或“短路”）。
（3）排除故障后，小明继续进行实验，将电压表和电流表测得的数据记录如表所示。
①第4次实验时电流表示数如图乙所示，记为 A，并算出Rx＝ Ω。
②老师看完数据后，发现有一组数据不是本实验中测得的，它是第 组（填实验序号）。
（4）其他同学在实验过程中，发现电压表不能正常使用，为了测量未知电阻Rx的阻值，增加了一个已知阻值的定值电阻R0和一个开关S1进行实验。请你在如图丙已画出的部分设计电路上，利用新增器材将电路补充完整。
10．小华用如图所示电路来测量小灯泡的电功率（部分实验器材的规格已标明）
（1）请用笔画线代替导线将图1中滑动变阻器连入电路，使之接入电路的阻值最大；
（2）实验中，小明发现无论怎样调节滑动变阻器，两电表指针始终处于如图所示位置，则接线柱 间（填接线柱的数字编号）出现了 （选填“短路”或“断路”）；
（3）故障排除后，小明从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据，得到小灯泡U﹣I图象如图所示，则小灯泡的额定功率是 W，所用滑动变阻器的规格是下列四个选项中的 （选填选项前字母）：
A“5Ω 2A” B“15Ω 2A” C“25Ω 2A” D“30Ω 2A”
11．探究小灯泡 L 额定功率，小灯泡 L 标有“2.5V”。
（1）在虚线框内画出相应的电路图；
表 2：小灯泡的实验数据
发光情况 较暗 较亮 很亮
U/V 2.50 3.00
I/A 0.28 0.32
P/W 0.70 0.96
R/Ω 8.9 9.4
（2）下图是小灯泡发光较暗时的电表示数，测得此时电压 U= V，电流 I= A。求此时小灯泡的电阻是多少 ？闭合开关 10s 内小灯泡消耗的电能是多少 ？
（3）根据第（2）题和表 2 中的实验数据，小灯泡的电阻 （选填“能”或“不能”）取三次平均值，你的判断理由是： 。
12．如图是小华测量小灯泡电阻的电路，灯泡不发光时，电阻约为6Ω．
（1）请你用笔画线代替导线将电路连接完整 ．
（2）开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片P移至 （选填“A”或“B”）端．
（3）闭合开关，发现灯泡不亮，电流表指针几乎不偏转，电压表示数接近电源电压．则电路故障的原因可能是 ．
（4）电路正确连接后，电压表、电流表的示数如表：
数据序号 1 2 3 4
电压U/V 3.0 2.5 1.4 0.4
电流I/A 0.30 0.28 0.22 0.12
由表格中数据可看出通过灯泡的电流与灯泡两端电压 正比，原因是 ．
13．小明利用如图甲所示的电路图，测量额定电压为 （阻值约为 ）的小灯泡的电功率。
（1）按照图甲所示的电路图，用笔画线代替导线在图乙中将实物图连接完整；（导线不能交叉）
（2）电路连接完成后，闭合开关发现：小灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，出现这种故障的原因可能是 。
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑片，当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 W。
（4）小明在进行实验时发现电流表损坏，他找来了一个单刀双掷开关和一个阻值为 的定值电阻，设计了如图丁所示的电路图，也测出了该小灯泡的额定功率，其实验步骤如下：
①开关S拨到“2”，移动滑片P，直至电压表示数为 ；
②保持滑片P位置不动，将开关S拨到“1”，读出电压表示数 。
请写出小灯泡额定功率的表达式 （用 、 、 表示）。
14．小明想测量一个电子元件的阻值，他连接的部分电路如图甲所示：
（1）请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整，要求：滑动变阻器的滑片 P 向右滑动时接入电路中的阻值变大。
（2）连接好电路后，闭合开关 S，移动滑动变阻器滑片 P 进行3次测量，数据如表，第3次测量的电流如图乙所示，请读取此时电流表的示数、并计算电阻，填入表格。
实验次数 1 2 3
电压 U/V 1.5 2.0 2.5
电流 I/A 0.29 0.39
电阻 R/Ω 5.17 5.13
（3）小明建议，接下来应该计算三次电阻的平均值作为该电子元件的阻值。你认为他的建议是 (（选填“合理”或“不合理”）的；请说明你的理由： 。
15．测量小灯泡额定功率的实验中，器材如下：待测小灯泡（额定电压为2.5 V）、电源（电压恒为6 V）、电流表（0～0.6 A、0～3 A）、电压表（0～3 V 0～15 V）、滑动变阻器、开关各一只，导线若干。
（1）如图1所示是某同学开始时连接的电路，仔细观察发现该电路存在连接错误，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）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，接下来应进行的操作是（______）；
A．检查灯泡是否断路 B．检查灯泡是否短路
C．检查开关接触是否良好 D．移动滑动变阻器的滑片
（3）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图2所示，示数为 A，小灯泡的额定功率为 W，小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。
16．用如图甲所示的电路探究电流与电压关系。
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整。（要求滑片向左滑动时，变阻器连入电路的电阻变大，且导线不能交叉）
（2）实验时，闭合开关，将滑片移动到某位置，记下电压表和电流表的示数。接下来的操作是______。（填字母）
A．换用另一个定值电阻，将滑片移动到某位置，记下电压表和电流表的示数
B．将滑片移动到另外几个位置，分别记下电压表和电流表的示数
（3）小明根据实验数据画出 图象，如图乙所示。分析可知，通过定值电阻的电流与其两端的电压成 。
（4）小明同学还想测量小灯泡的电功率，于是他将上面实验中的定值电阻换成额定电压为2.5V的小灯泡。正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，出现这种故障的原因是 。
（5）排除故障后，小明调节滑片，使小灯泡正常发光时，电流表的示数如图丙所示，电流大小为 A，小灯泡正常发光时的电功率为 W。
（6）小明通过改变滑动变阻器滑片的位置，多次进行了小灯泡电功率的测量，这样做的目的是______。（填字母）
A．求出灯泡在不同电压下的功率的平均值，这样可以减小误差
B．找出灯泡的亮度与灯泡实际功率之间的关系
17．“测量小灯泡电阻”实验，小灯泡的额定电压为 ，电阻大约为 ，电源电压为 。
（1）请在方框中画出这个实验的电路图。
（2）请你用笔画线代替导线将如图中的实物电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片P向右移动时，滑动变阻器连入电路的阻值变大。
（3）连好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表电压表均有示数。接下来应进行的操作是___________。
A．断开开关，更换小灯泡
B．检查电路是否断路
C．移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光
（4）问题解决后，继续进行实验。若某次实验电压表、电流表的示数如下图所示，则小灯泡的电阻为 。
（5）实验中多次测量的目的是 。
18．
（1）小霞按图连接实物、接通电路，电流表有示数，电压表示数为0.5V，当移动滑动变阻器滑片时，电压表示数不变，检查发现只有滑动变阻器接线出错，该错误是 。
（2）按图的电路图在图中正确连接实物
（3）正确连接后，小灯泡刚发光时电压表、电流表的示数如图所示，完成下表.
小灯泡的实验数据及发光情况
发光情况 刚发光 较亮 很亮
U/V 2.00 3.00
I/A 0.30 0.38
R/ 6.67 7.89
（4）根据表，归纳小灯泡电阻变化的规律
19．小华做了以下电学实验．
（1）他用“伏安法”测电阻：
①请用笔画线代替导线，将图1所示的实物电路连接完整 ．
②在连接电路时，开关应 ，滑动变阻器滑片P应位于 端（选填“A”或“B”）．
③闭合开关，移动变阻器的滑片P到某一位置，电压表的示数为1.5V，电流表的示数如图2所示，其示数为 A，则R的阻值是 Ω．实验中需要多次测量求平均值的目的 ．
（2）他想设计一个电路探究电流产生的热量与电流和电阻的关系．提供的器材是：图3所示的三个插有温度计的相同玻璃瓶（瓶内装有质量、温度相同的煤油，三根电阻丝的电阻大小关系为：R甲＝R乙＞R丙），还有一个滑动变阻器，一个单刀单掷开关，一个单刀双掷开关（符号 ），电源以及若干导线．
①本实验中通过观察 比较电流产生的热量多少．
②请你选择合适的器材，设计一个不能拆装且合理的实验电路，在虚线框内画出实验电路图，并标出选择的电阻 ．
20．在“测量小灯泡的电阻”实验中，所用小灯泡上标有“”字样。
（1）请用笔画线代替导线，将电路连接完整，导线不要交叉；
（2）闭合开关后，小灯泡立刻发出耀眼的光并很快熄灭，则实验操作中的错误是 ；小灯泡熄灭的原因可能是 ，致使小灯泡烧坏；
（3）排除故障后，移动滑动变阻器的滑片，将实验时电压表和电流表的示数记录在表格中；当电压表的示数为时，电流表示数如图乙所示，其读数为 A，则小灯泡正常工作时的电阻为 。通过分析表格中的三组数据，发现在此测量实验中，三次测得的电阻值均不相同，并依据数据得出小灯泡电阻变化的规律是 ；
次数 第一次 第二次 第三次
电压 2 3
电流
（4）在实验拓展环节，用两只电流表和一个阻值为的定值电阻也能测出额定电压为的小灯泡正常发光时的电阻值，设计的实验电路如图丙所示，实验步骤如下：
①闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数 时，小灯泡正常发光；
②读出此时电流表的示数；
③小灯泡正常发光时的阻值为 （用、、表示）。
答案解析部分
1．【答案】（1）
（2）电阻R断路
（3）2.5
（4）3；4.8
（5）电阻两端的电压一定时，导体的电流与电阻成反比
2．【答案】（1）右
（2）在电阻一定时，通过导体的电流和导体两端的电压成正比
（3）电压；右
3．【答案】（1）
（2）0.4
（3）变大；A；2
4．【答案】（1）断开；A
（2）0.26；变大
（3）不同意；灯丝的电阻受温度影响，并非一个定值
（4）电压表接在了滑动变阻器两端
5．【答案】（1）
（2）2.5；10
（3）温度；取下一节或两节干电池
（4）相同；将R1的滑片调至最右端；
6．【答案】（1）解：如图所示：
（2）保护电路和改变定值电阻两端的电压
（3）解：如图所示：
（4）根据I﹣U图像能更直观得出电流与电压的关系。
7．【答案】（1）
（2）反比；A；2.5
（3）35
8．【答案】（1）
（2）11
9．【答案】（1）
（2）最大；断路
（3）0.5；5；1
（4）
10．【答案】（1）
（2）③⑦；断路
（3）0.75；C
11．【答案】（1）
（2）1.4；0.2；7Ω；2.8J
（3）不能；表格中电阻数据不能求平均值，小灯泡的阻值是变化的，在不同的电压下，其阻值也不同，此时求平均值并不起减少误差的作用，是无意义的
12．【答案】（1）
（2）B
（3）灯泡断路
（4）不成；灯丝电阻受到温度的影响
13．【答案】（1）
（2）小灯泡断路
（3）0.5
（4）
14．【答案】（1）
（2）0.5；5
（3）不合理；通过实验数据的计算和分析可以看到，电子元件的三个阻值是逐渐变小的，不能确定是由测量误差导致的，还是该电子元件本身的特点。应该再继续改变电压、多次测量，通过更多的数据做进一步判断。
15．【答案】（1）
（2）D
（3）0.3；0.75；8.33
16．【答案】（1）
（2）B
（3）正比
（4）小灯泡断路
（5）0.28；0.7
（6）B
17．【答案】（1）
（2）
（3）C
（4）8.33
（5）探究不同电压下灯泡电阻大小是否发生变化
18．【答案】（1）滑动变阻器同时接了两个下接线柱
（2）
（3）1.00；0.20；5.00
（4）小灯泡的电阻随温度的升高而增大
19．【答案】（1）；断开；B；0.3；5；减小误差
（2）温度计（上升）的示数；
20．【答案】（1）
（2）没有将变阻器的滑片调到阻值最大位置，滑动变阻器接入电路的电阻太小；小灯泡两端的电压远远超过了小灯泡的额定电压
（3）0.4；6.25；灯丝的电阻随温度的升高而变大
（4）；
5
