2021年中考物理热点专题复习：电学实验 专项练习题(含答案)

2021年中考物理热点专题复习：电学实验专项练习题
热点类型一、探究类
【典例1】如图甲是晓雯同学探究“一段电路中的电流跟电阻的关系”的实验电路图。

（1）根据甲图，用铅笔连线将乙图的实物图连接完整。

（2）实验时，晓雯先将5Ω和10Ω的定值电阻分别接在A、B两点之间，闭合开关调节滑动变阻器滑片得到两组实验数据填入了下表；然后她又将A、B两点的电阻更换为15Ω，闭合开关并调节滑动变阻器滑片，直到电压表的示数为V，此时的电流表的指针位于如图丙所示，请将第3次实验电流表的读数填入表格中的相应空格内。

1350.6
实验序号电压/V电阻/Ω电流/A
23100.3
315
（3）分析晓雯三次试验数据可能得到的结论是：。

【答案与解析】
（1）只需要把滑动变阻器和定值电阻串联起来即可，电路图如下：
（2）从表中数据可以看出，电阻为5Ω和10Ω时，电阻两端的电压为3V，将A、B两点的电阻更换为15Ω时，应该让电阻两端的电压（即电压表的示数）保持不变，仍然为3V。

电流表用的量程为0～0.6A，一个大格表示0.2A，分度值为0.02A，电流表的示数为0.2A。

故答案为：3；0.2
（3）根据表中数据，三次实验中，导体两端的电压保持不变，电阻由5Ω→10Ω→15Ω时，相应的电阻中的电流变化为：0.6A→0.3A→0.2A，电阻增大几倍，导体中的电流就会减小到几分之一。

即：电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比。

故答案为：电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比。

【总结升华】此题主要考查的是控制变量法在物理实验中的运用，以及学生对实验数据的分析处理能力和归纳总结能力，是中考的常见题型。

【变式1】一位同学用如图所示的电路探究“电流与电阻的关系”。

电源电压不变，下表是实验数据，若第四次实验时将定值电阻的阻值由30Ω调为40Ω后就直接读出电流表的示数，这个示数应该是（）
R/Ω1020304050
I/A0.60.30.20.12
A．0.2B．0.17C．0.15D．0.13
【答案】B
【解析】研究通过导体的电流与电阻的关系要保持导体两端的电压不变，电阻两端的电压U电阻箱
=I1R1=0.6A×10Ω=6V，当电阻R的阻值为40Ω时，电路中的电流应该为：I′===0.15A，
小华将电阻R的阻值从30Ω调为40Ω后，要保持电阻两端电压不变，应向右移动滑动变阻器滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值变大，滑动变阻器分压变大，从而使电阻两端电压减小保持不变，因此，当未移动滑动变阻器时，电路中的电流应该大于0.15A而小于0.2A，故选B。

【变式2】下表是小红同学和晓伟同学在做“研究电阻消耗的电功率与电阻阻值之间关系”的实验时，记录的一部分实验数据。

请你对表格中的数据进行分析，归纳出电功率与电阻的关系式：______________________。

【答案】P=（0.4A）2R
【解析】分别计算出在电流一定时每组中电功率与电阻的比值，将结果进行对比，然后推广到一般，得到电功率与电阻的对应关系。

【变式3】小林利用定值电阻R进行实验，记录的实验数据如下表所示。

表中I为通过电阻R的电流，P为电阻R的电功率。

请根据表中数据归纳电功率P与电流I的关系：在的条件下，P = 。

【答案】保持电阻R不变；30Ω•I2
热点类型二、测量类
【典例2】在实验中，经常用伏安法测定未知电阻R x的阻值。

（1）如图是伏安法测电阻所需的元件，把元件根据实验要求连线，导线不交叉。

（2）若现在只有一个电流表、一个不知电压的电源、一个定值电阻R0、一个开关和若干导线。

请你根据以上所给器材，设计一个测量未知电阻Rx的阻值的电路图（电路连接好后在实验过程中不能拆卸）；写出测量的操作步骤及所测量的物理量，并写出用测量量表示R x的表达式。

【答案与解析】
（1）伏安法测电阻的电路图如图所示
（2）方法一：电路图如图甲
步骤：①断开开关S ，电流表示数为I 1； ①闭合开关S ，电流表示数为I 2 表达式1
20
1I I R I R X -=
方法二：电路图如图乙
步骤：①断开开关S ，电流表示数为I 1； ①闭合开关S ，电流表示数为I 2 表达式：1
12)(I R I I R X -=
方法三：电路图如图丙
步骤：①闭合开关S ，电流表示数为I 1 ①断开开关S ，电流表示数为I 2 表达式：2
21)(I R I I R X -=
方法四：电路图如图丁
步骤：①闭合开关S ，电流表示数为I 1 ①断开开关S ，电流表示数为I 2 表达式：2
10
2I I R I R X -=
【总结升华】伏安法测电阻是最一般的测量方法，在没有电压表或没有电流表时，滑动变阻器的最大阻值知道时，也能测量被测电阻。

只有电流表，利用滑动变阻器的滑片滑到最大和最小时，根据电源电压相等，求得被测电阻。

只有电压表，利用滑动变阻器的滑片滑到最小时，获得电源电压。

当滑到最大时，根据串联电路电流相等列出等式求得被测电阻。

【变式4】现有两个阻值不等的未知电阻R1和R2，为了比较它们的阻值大小，几个同学分别设计了如图所示的四种电路，其中不可行的是图（）
【答案】A
【变式5】如图所示在一次测定小灯泡额定功率的实验中，老师给出了下列器材：额定电压为U0的小灯泡、电源（电压未知）、一个阻值为R的电阻、一个滑动变阻器、一个电流表、一个单刀双掷开关和若干导线。

实验时不能忽略灯丝的电阻随温度而发生的变化。

（1）小张同学设计的实验电路图如图所示，请你根据电路图用笔画线连接未完成的实物连线；（2）写出用以上实验电路测定小灯泡额定功率的主要步骤和需要测量的物理量（物理量用字母表示）；（3）本实验中，小灯泡额定功率的表达式P= ；
（4）若在给出的器材中只将其中的一个电流表改为一个电压表，请你重新设计一个实验电路图，测量小灯泡的额定功率。

【答案与解析】
（1）实物连线如图所示：
（2）因小灯泡的额定电压U 0已知，故通过电阻R 的电流为R
U I R 0
=
，故还需要：将S 掷向接线柱1，调节滑动变阻器，使电流表读数为R
U 0
；保持滑动变阻器滑片不动，S 掷向接线柱2，读出电流表读数I 。

（3）由（2）得，通过小灯泡的电流为：R
U I I I I R L 0
-
=-= 小灯泡的功率为：)(0
0R
U I U UI P -
==； （4）利用电压表和定值电阻，一般设计成串联电路，电路图如图所示
【变式6】小明利用电压表和阻值为R 0的定值电阻，测量额定电压为2.5V 的小灯泡L 正常发光时的电阻R L 。

他选择了满足实验要求的实验器材，并连接了部分实验电路，如图所示。

（1）为了测量出R L 的阻值，请只添加两条导线．．．．完成如图所示的实验电路的连接； （2）请把小明的实验步骤补充完整：
①断开开关S 2、闭合开关S 1、S 3，移动滑动变阻器的滑片P ，使 ；保持滑动变阻器的滑片位置不变，断开开关S 3、闭合开关S 2，记录电压表的示数为U ； ①请用R 0及实验数据表示出R L 。

R L = 。

【答案】（1）如图所示
（2）① 电压表示数为2.5V 并记录
①
02.5V
-V
5.2R U
热点类型三、设计类
【典例3】实验桌上有如下实验器材：满足实验要求的电源一个、已调零的电流表和电压表各一块、开关一个、各种阻值已知的定值电阻和导线若干。

请你利用上述器材设计一个实验证明：“当通过电阻的电流保持不变时，电阻消耗的电功率与该电阻的阻值成正比”。

要求：①画出实验电路图；①写出实验步骤；①设计出实验数据记录表。

【答案与解析】
（1）各电阻串联与电流表串联，电压表并联在待测电阻两端，电路图如图所示：
（2）实验步骤： ① 按电路图连接电路。

将R 1、R 2、R 3、R 4、R 5和R 6这六个电阻的阻值记录在表格中。

① 闭合开关S ，用电流表测量电路中的电流I ，将测量数据记录在表格中。

① 断开开关S ，把电压表依次并联在电阻R 1、R 2、R 3、R 4、R 5和R 6两端，闭合开关S ，用电压表依次测量它们两端的电压U 1、U 2、U 3、U 4、U 5和U 6，将测量数据记录在表格中。

① 利用公式P ＝UI 和测量数据，分别计算出6个电阻消耗的电功率P 1、P 2、P 3、P 4、P 5和P 6，将计算结果记录在表格中。

①实验数据记录表：（说明：表格中1、2行可颠倒）
【总结升华】本题是一道实验设计题，知道实验目的、根据实验的原理是“设计实验电路，合理安排实验步骤，设计符合实验记录要求的表格”的前提与关键。