电学实验题3 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．如图所示为探究“电流与电阻的关系”的实验，电源电压4.5V，三个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω），滑动变阻器R1为“20Ω 1A”，滑动变阻器R2为“50Ω 1A”．
（1）小明连接电路如图，请在图中用笔画线代替导线帮他将实验电路连接完整（滑片向A滑动时，电流表示数变大）；
（2）电路连接完整后，小明闭合开关，发现电流表无示数，电压表示数几乎接近电源电压，则电路中的故障应是 ；
（3）将5Ω电阻接入电路，调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数为1.5V，读出电流表示数；将5Ω电阻换成10Ω电阻后，闭合开关，应将滑动变阻器的滑片向 （填“左”或“右”）移动，当观察到电压表示数为 V时，才能记录电流表示数；
（4）实验中小明应选择的滑动变阻器是 （选填“R1”或“R2”），多次移动滑动变阻器滑片的主要目的是 ；
（5）通过上述实验得出的结论是：当电压一定时， ；
（6）小明试图将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系，你认为他的实验方案可行吗？ （选填“可行”或“不可行”），你的理由是 ．
2．如图甲是小琪实验小组在探究“电流与电阻的关系”时的电路图，电源电压6V恒定不变电压表量程为、电流表量程为无损坏，阻值分别为、、、、的定值电阻各一个。
（1）请根据图甲，用笔画线代替导线连接完成图乙的实物图 ；
（2）连接好电路，闭合开关后，电压表指针迅速偏转到最右端，电流表无示数，其原因可能是 ；
（3）排除故障后，小琪进行了5次实验。在老师的引导下，他们将5次实验数据描绘在图丙中。观察图像可以得出实验结论：当电压一定时， ；
（4）图丙中阴影部分的面积表示的物理量是 ；
（5）实验过程中，当每次更换电阻后，都要移动滑动变阻器的滑片，此时眼睛应注意观察____ 填字母；
A．滑动变阻器的滑片 B．电压表 C．电流表
（6）为完成5次实验，滑动变阻器的最大电阻应不小于 ；在实验过程中，滑动变阻器消耗的最大功率为 W。
3．小亮在探究“通过导体的电流跟电阻的关系”实验中，电源电压为6V，五个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω），两只滑动变阻器（规格分别为“20Ω 2A”、“50Ω 1A”），根据实验目的设计出实验电路图，并按电路图连接实验器材如图1所示。
（1）在图1所示的实物电路中， 连接有错误；
（2）本实验用到的实验方法是 ；
（3）小亮将电路连接的错误改正后开始实验，在闭合开关S前，应使滑动变阻器滑片P置于 端；（选填“A”或“B”）
（4）在此实验中，先将5Ω的电阻接入电路，检查无误后闭合开关，移动滑片，使电压表达到合适的示数，并记下相应的电流值。再用10Ω的电阻替代5Ω的电阻，为了保持电压表的示数不变，应将滑动变阻器的滑片向 （选填“左”或“右”）移动；
（5）在实验过程中，当滑动变阻器的滑片P移到某点时，发现两电表的示数如图2甲、乙所示，则此时小亮所使用的定值电阻为 Ω；
（6）小亮实验中又进行了多组实验，并根据自己实验数据绘制出通过导体的电流随导体电阻变化规律的图像，本实验控制的电压 V，当使用定值电阻25Ω，移动滑动变阻器滑片，对应接入电路的阻值为 Ω。所以本实验为了完成用五个定值电阻进行实验，应选择滑动变阻器的规格是 。通过对图像的分析可以得出的实验结论是：在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 比。（选填“正”或“反”）
4．在测量未知电阻 Rx的阻值的实验中：
（1）小明利用“伏安法”测量未知电阻Rx的阻值：
①他选择了满足实验要求的器材，连接电路时，开关应当断开，滑动变阻器滑片调至 （选填“最大”或“最小”）阻值处。
②电路连接正确后，闭合开关 S，调节滑动变阻器滑片P 到某一位置时，电压表的示数如图 1甲所示，电流表的示数如图 1 乙所示，则电阻Rx的阻值为 Ω。
（2）小亮利用电流表和已知阻值为 R0 的定值电阻测量电阻Rx的阻值。他选择了满足实验要求的电源、已调零的电流表，并连接了如图 2 所示的实验电路。
① 当开关 S1闭合、S2 时，电流表的示数为I1；
② 当开关 S1闭合、S2 时，电流表的示数为I2；
③ 请用I1、I2 和R0表示 Rx，Rx 。
5．小丽同学手里有一个标有“3.8V”字样小灯泡，她想知道小灯泡正常工作时的电阻，于是在学校实验室找来一些器材连接了如图甲所示的实验电路，电源电压恒定不变．
（1）小丽测小灯泡电阻的实验原理是
（2）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物连接完整（要求滑片向右移灯泡变亮），并在虚线框内画出电路图．
（3）闭合开关，移动滑动变阻器滑片，她发现灯泡始终不亮，电流表有示数，电压表无示数，其故障原因是
（4）故障排除后，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，小灯泡正常工作时的电阻是 Ω．
（5）完成上述实验后，小丽向老师要了一个已知阻值为R0的定值电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图丙所示的实验电路，测出了小灯泡的额定功率，请你帮她完成下列实验步骤：
①连接好实验电路，闭合开关S1，将开关S2拨到触点 。（选填“1”或“2”），移动滑片，使电压表的示数为 V。
②保持滑片的位置不动，再将开关S2拨到触点 （选填“1”或“2”），读出电压表的示数为U。
③小灯泡额定功率的表达式为P额= （用已知量和测量量表示）。
6．小亮计划做“探究通过导体的电流 跟电阻 的关系”的实验．他根据实验电路图，在实验桌上连接了如图所示的实验电路，实验桌上还有多个阻值已知的不同的定值电阻．小亮要利用这些器材进行实验探究．
（1）若滑动变阻器的滑片 向右移动，接入电路的电阻值变小，则应将滑动变阻器的接线柱 连入电路（选填“ ”或“ ”）．
（2）小亮的探究实验主要步骤如下：
①闭合开关 ，调节滑片位置，使电压表有合适的示数 ，读出此时电流表的示数 ，并把 、 、 记录在数据表格中．
②调节滑动变阻器的滑片，改变 两端的电压，并把 、 记录在数据表格中．
③依照步骤②，再做四次实验，并把实验数据记录在表格中．
请你根据以上叙述回答下列问题：
①小亮计划探究的问题中的自变量是 ．
②根据以上实验步骤可知，小亮实际探究的是通过导体的电流 与 的关系．
③针对小亮计划探究的问题，在实验步骤②中，正确的操作方法应是：断开开关 ，改变 ，再闭合开关 ，调节滑动变阻器的滑片位置，使 ，并把 、 记录在数据表格中．
7．在探究“电阻中的电流跟两端电压的关系”时．小东连接了如图(甲)的实验电路．
（1）在该实验电路中有一个仪器连接错误，请在实物图中只改变一根导线的连接(在改动的导线上打“×”，并画出改接的导线)，使电路连接正确．
（2）小东改正连接错误后，闭合开关，两个电表指针偏转情况如图(乙)；为提高实验精确程度，这个电路需要改进的地方是 ，理由是 ．
（3）小东通过实验低处了下面的表格
实验序号
1 5 3
2 5 2
3 5 1
分析后可以得出的结论是 ．
（4）小东还想利用现有器材，继续探究“电阻中的电流跟电阻的关系”．在实验过程中，他用的电阻替换原来的定值电阻，替换后，他应该调节滑动变阻滑片向阻值 (选填“较大”或“较小”)的地方移动，使 保持不变，然后再记录电流表的示数．
8．小明在做“用伏安法测量定值电阻R的阻值”的实验中。
实验次数 1 2 3
电压U/V 1.5 2.0 2.5
电流I/A 0.16 0.24
电阻R/Ω 9.4 10.4
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整（导线不得交叉）；
（2）实验前，为保护电路，滑动变阻器的滑片应置于 （选填“A”或“B”端）；
（3）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____；
A．滑动变阻器断路 B．R断路 C．R短路
（4）排除故障后，闭合开关，移动滑片P，多次实验所测的结果如上表所示，其中第 2次测量时，电流表的示数如图乙所示，为 A；根据 3 次实验数据可得，定值电阻 R 的阻值为 Ω（计算结果保留一位小数）。
9．为测量电阻Rx的阻值，老师提供了以下器材：待测电阻Rx、已知阻值的定值电阻R0一个、电压不变但电压值未知的电源一个、电流表两只、开关一个、导线若干．从中选择器材按下述要求完成实验．
（1）将所设计的电路图
（2）如果电流表A1的示数为I1， 电流表A2的示数为I2，，请写出待测电阻Rx的表达式：Rx=
10．一只小灯泡的额定电压为2.5V（功率小于1W），小雨同学想测量这个小灯泡的额定功率，实验室中有如下器材：一个电压表、一个电流表、一个开关，电压为3V的电源，滑动变阻器，导线若干．
图1 图2
（1）请你用笔画线代替导线，将题图（1）电路连接完整．
（2）电路正确连接后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，出现这一故障的原因可能是 。
（3）排除故障后，进行了三次测量，测量数据如下表．
当小灯泡正常发光时，电流表示数如题图（2）所示，此时电流为 A；小灯泡的额定功率为 W．
（4）利用所给器材，该实验装置 （选填“能”或“不能”）用来验证欧姆定律中的电流与电压的关系，原因是 。
11．小敏用如图所示电路来测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率（部分实验器材的规格已在图中标明）。
（1）连接电路时，开关应 ；
（2）请用笔画线代替导线将如图中滑动变阻器连入电路，使之接入电路的阻值最大 ；
（3）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”）；
（4）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，实验中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”
（5）小灯泡正常发光时的电阻是 （保留一位小数），小灯泡U﹣I图象不是正比例函数图象，是因为 ；
（6）在某次调节中，滑动变阻器接入电路的阻值减小了△R1，小灯泡的阻值变化了△R2，则△R1 △R2（选填“＞”、“＜”或“=”）。
12．某同学为了得到一段定值电阻的电阻值，他想利用“伏安法测电阻”的实验方法，对该段导体进行测量。请你帮他的实验补充完整。
（1）在方框内设计好实验电路图。
（2）在连接电路时，开关应该处于 状态；
（3）该实验中， （选填“需要”或“不需要”）多次测量求平均值。
13．在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V，电阻约为10Ω。
（1）该实验的原理是 ，连接电路时，开关应 ；
（2）请你用笔画线代替导线，将图1中的实物电路连接完整；
（3）闭合开关前，图1中滑动变阻器的滑片应位于 （选填“A”或“B”）端；
（4）小叶同学闭合开关，移动滑片到某一点时，电压表示数（如图2所示）为 V，此时灯泡发光 （选填“较暗”或“较亮”），若他想测量小灯泡的额定功率，应将图1中滑片向 （选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V；
（5）小向同学移动滑片，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图3所示的图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是 W，此时小灯泡的电阻是 Ω；
（6）由图3发现小灯泡电阻是变化的，原因是： ；
（7）另一小组的同学连接完最后一根导线时，小灯泡立即发出耀眼的光亮并很快熄灭。请你指出他们实验中的两个操作不当之处：
① ；
② 。
14．【实验名称】用电流表和电压表测电阻
【实验器材】电压恒为3V的电源、电压表、电流表、标有“20Ω2A”字样的滑动变阻器，待测电阻Rx、开关、导线若干．
【实验原理】
【实验步骤】
①小明按如图甲所示的电路图连接电路；
②闭合开关，发现电流表示数如图乙所示，则下一步的实验操作是：先 ，然后 ．
③小明测出待测电阻的阻值后，向老师汇报，老师指出他实验设计中存在着不足，其不足是 ．
④改进后，小明继续实验并将数据记录在表中，分析数据可知待测电阻的阻值为 Ω；还可以初步得出：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成 ；
实验次数 电压U/V 电流I/A
1 2.4 0.24
2 2.0 0.20
3 1.5 0.15
⑤实验过程中，若小明将滑片P移到了如图丙所示位置，闭合开关，此时电流表的示数为 ．
15．物理兴趣小组的同学在实验室自选器材测量未知电阻Rx的阻值。小组A设计了如图甲所示的电路图进行实验。
（1）小组A连接的实物电路图如图乙所示，其中有一根导线连接错误，请你在错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线，使电路连接正确；
（2）改正电路后，闭合开关进行测量，电压表和电流表的示数如图丙、丁所示，则该电阻的阻值为： Ω；（结果保留一位小数）
（3）小组B设计了如图戊所示的电路图进行实验（R0阻值已知）；实验步骤如下：（请将空白处补充完整）
①闭合开关S，开关S1接b，读出电压表示数为U1；
②闭合开关S， ，读出电压表示数为U2；
③则未知电阻Rx= ；
（4）在测出Rx的阻值之后，为了实现多次测量减小误差，可采用的方法是 。
16．在“探究通过导体的电流与电阻的关系”实验中：
实验序号 R/Ω I/A
① 5 0.40
② 10 0.20
③ 20 0.10
（1）小明连接的电路如图甲所示，请用笔画线代替导线把电路连接完整；
（2）小华连接的电路，电流表在电池和开关之间，其他和小明的电路一致。对于电流表的这两种接入位置____；
A．小明的可以，小华的不可以 B．小华的可以，小明的不可以
C．两种都可以 D．两种都不可以
（3）实验时保持电阻两端的电压不变，如图乙所示，电压表的示数为 V；
（4）根据表格中记录的三组数据，发现电阻越大则电流越小，要判断电流与电阻是否成反比，在不画坐标图像的前提下，应该如何对数据进行处理： 。
17．小君在做“测量定值电阻 的阻值”的实验时，老师为他提供的器材有：电源、未知阻值的定值电阻 、符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线，图乙是没有连接完整的实物电路图。
（1）请根据图甲用笔画线代替导线将实物电路图（图乙）连接完整（要求：向右移动滑动变阻器的滑片P使电流表示数变小；导线不交叉）；
（2）在连接电路时，开关必须 ；实验前，为了保护电路，滑动变阻器的滑片P应置于 端（选填“A”或“B”）；
（3）闭合开关后，无论怎样移动滑片P，发现电流表始终无示数，电压表有示数，其原因可能是______
A．滑动变阻器断路 B．定值电阻断路 C．定值电阻短路
（4）排除故障后，当电压表示数为 时，电流表示数如图丙所示，则定值电阻的阻值为 Ω，定值电阻的电功率为 W；
（5）完成上述实验后，小君同学又想测量额定电压为 的小灯泡的额定功率，但发现电流表已经损坏，于是他又找来了两个开关和一个阻值为 的定值电阻，设计了如图丁所示的电路。已知电源电压恒为U（ ），请你完成下面的实验步骤。
①闭合开关S、 ，断开开关 ，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为 ；
②闭合开关 ，断开开关 （填写S、 、 ），保持滑动变阻器的滑片不动，读出电压表示数为 ；
③小灯泡额定功率的表达式为 。
18．如图所示，甲是用“伏安法”测量未知电阻Rx的实物电路图．
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整 ．
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到 处；闭合开关，发现电流表几乎无示数，电压表指针明显偏转，则出现的故障可能是Rx ．
（3）排除故障后，闭合开关，当滑片移动到某位置时，电压表示数为2.4V，电流表示数如图乙所示，其读数为 A，则未知电阻Rx= Ω．
（4）若实验中电压表损坏，利用其它的原有器材也能测出未知电阻Rx的阻值．实验电路如果丙所示（滑动变阻器最大阻值为R0，电源电压未知且不变），请将下列相关实验步骤补充完整：
①闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到a端，记录电流表示数为I1；
②闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到 ，记录电流表示数I2；
③写出待测电阻的表达式，Rx= （用已知量和测量量符号表示）
19．小明同学要测量某未知电阻的阻值（整个实验过程电源电压保持不变）。
（1）在接通电路前，如图甲所示，小明应将滑片P移至 端。（选填“左”或“右”）
（2）电流表和电压表的示数如图乙所示，则R0= Ω。
（3）电压表的内阻并不是无穷大，因此测出来的R0比实际值 （偏大或者偏小）
（4）小明想用这些器材测量另一个未知电阻Rx的阻值，但发现电流表已经损坏，小华帮他设计了另一个实验方案：利用图丙所示的电路，先闭合开关S和S1，记下电压表的示数为U1，再断开开关S1，记下电压表的示数为U2，则Rx= 。
20．小邦和小册在学校科技社团活动中了解到：电源是持续供电的装置，电源内部也是一段电路，也有电阻，它被称为电源的内电阻，简称内阻；可以把电源看成由一个电压为E的理想电源与一个阻值为r的电阻串联而成，如图甲所示。
为了测量E和r，小邦同学设计了如图乙所示电路。已知R1=1.5Ω，R2=2Ω，当闭合开关S、S1，断开开关S2时，电压表的示数为4.5V；当闭合开关S、S2，断开开关S1时，电压表的示数为4.8V。
（1）理想电源电压E= V。
（2）电源的内电阻r= Ω。
（3）小册想到用图象反映物理量间的变化关系是物理学研究的常用方法，于是他设计了如图丙所示电路，通过改变电阻箱的阻值，测出多组电压、电流的数据，作出电压与电流的关系图象，如图丁所示，电压与电流的关系图象是一条倾斜直线。
利用欧姆定律，可以得出理想电源电压E、电源的内电阻r、电压表示数U、电流表示数I四个物理量之间的关系：U= 。
（4）分析图丁所画图象，下列说法正确的两项是______。
A．该直线与纵轴交点的值表示电源短路时的电流值
B．该直线与横轴交点的值表示理想电源电压E
C．该直线的斜率反映电源的内阻r的大小
D．该直线斜率越大，所测电源的内电阻越大
答案解析部分
1．【答案】（1）解：如图所示：
（2）电阻断路
（3）右；1.5
（4）R2；多次测量，得到普遍性的结论
（5）导体中的电流与电阻成反比
（6）不可行；灯丝的电阻随温度的变化而变化
2．【答案】（1）
（2）定值电阻R断路
（3）通过导体的电流与导体的电阻成反比
（4）定值电阻两端的电压
（5）B
（6）35；75
3．【答案】（1）电流表正负接线柱
（2）控制变量法
（3）B
（4）右
（5）10.4
（6）2.5；35；“50Ω 1A”；反
4．【答案】（1）最大；4
（2）断开；闭合；
5．【答案】（1）R =
（2）测灯泡电阻实验，变阻器应串联在电路中，由滑片向左移动灯泡变亮可知电路中的电流应变大，根据变阻器的使用即可应将变阻器滑片右边的电阻连入电路，实物电路图如图所示：
（3）灯泡短路。
（4）10
（5）2；3.8；1；
6．【答案】（1）B
（2）电阻R；电压U；电阻R；电压表的示数不变
7．【答案】（1）
（2）电流表应该选用 的量程；电流表指针偏转太小，读数误差较大
（3）电阻一定时，电阻中的电流与电阻两端电压成正比
（4）较大；定值电阻两端电压
8．【答案】（1）
（2）B
（3）C
（4）0.2；9.9
9．【答案】（1）
（2）
10．【答案】（1）
（2）小灯泡断路
（3）0.3；0.75
（4）不能；小灯泡的灯丝电阻随温度升高而增大
11．【答案】（1）断开
（2）解：如图所示：
（3）③⑦；断路（或断路）
（4）0.75；C
（5）8.3Ω；灯的电阻随温度的变化而变化
（6）＞
12．【答案】（1）
（2）断开
（3）需要
13．【答案】（1）P=UI；断开
（2）
（3）A
（4）2.2；较暗；B
（5）0.5；12.5
（6）灯丝的电阻随温度的变化而发生改变
（7）连接电路时开关没有断开；闭合开关前，滑动变阻器的滑片没有滑到阻值最大处
14．【答案】R= ；断开开关；将电流表正负接线柱交换连接；没有多次测量取平均值；10；正比；0.1A
15．【答案】（1）
（2）5.6
（3）S1接a；
（4）改变电源电压或增加一个滑动变阻器
16．【答案】（1）
（2）C
（3）2
（4）计算出每次实验电流与电阻的乘积
17．【答案】（1）
（2）断开；B
（3）B
（4）8；0.72
（5）；S、 ；；
18．【答案】（1）
（2）阻值最大；断路
（3）0.24；10
（4）b端； R0
19．【答案】（1）右
（2）6.25
（3）偏小
（4）
20．【答案】（1）6
（2）0.5
（3）E-Ir
（4）C； D
5
