初中物理实验探究类专题训练附详细解答.docx
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初中物理实验探究类专题训练附详细解答
初中物理实验探究类专题训练
一．实验探究题（共13小题）
1．小明用“伏安法”测量一个定值电阻Rx的阻值（约为20Ω左右）．实验器材有：
定值电阻Rx、电压表（量程0～3V和0～15V）、电流表（量程0～0.6V和0～3A）、滑动变阻器（20Ω1A）、开关、学生电源各一个，导线若干．
（1）“伏安法”测电阻的原理是 ．
（2）如图a所示是“伏安法”测电阻的实验电路图，图中甲、乙为两个电表，其中甲为 表；
（3）本实验电源电压选用12V，电压表应选用 量程，电流表选用0～0.6A量程；连接如图b所示的电流表时，应使电流从“ ”接线柱流入电流表；
（4）闭合开关后，发现电压表的示数约为6V，电流表示数为零；移动滑动变阻器滑片，电压表示数有明显变化，但电流表示数始终为零，则发生故障的元件是 ；
（5）排除故障后，接通线路，移动滑动变阻器滑片，当电流表的示数如图b所示时，通过电阻Rx的电流大小是 A；
（6）经多次测量，小明由实验数据绘制得如图c所示的U﹣I图象，由图象可知：
电阻Rx= Ω（保留1位小数）
（7）在物理实验中，经常要对物理量进行多次测量，下列实验与本次实验进行多次测量的目的相同的是 （填序号）．
A．用刻度尺测量物理课本的长与宽
B．探究杠杆的平衡条件
C．测量小灯泡的电功率．
2．小红和小云各自做“测量电阻的阻值”实验，她们使用的实验器材完好无损，各自的读数也很准确，她们测量的三组数据分别记录在下表中．
表一（小红）
实验序号
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
1.5
0.46
2
2
0.4
3
2.5
0.36
表二（小云）
实验序号
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
1.5
0.32
2
2
0.4
3
2.5
0.52
老师看了这两个数据表后，指出其中一位同学的实验电路接错了．
（1）分析表一、表二可知， 同学的电路接错了，理由是 ．
（2）请画出该同学的错误电路图．
（3）实验电路正确的同学测量的电阻平均值是 Ω（精确到0.1Ω）．
3．在探究“电流与电阻关系”的实验中，为同学们提供了以下实验器材：
电源一个（电压6V）
定值电阻R1=10Ω、R2=20Ω、R3=30Ω
滑动变阻器A（0～20Ω1A）
滑动变阻器B（0～50Ω1A）
电流表、电压表各1只，
开关1个、导线若干．
（1）请用笔画线代替导线将电路补充完整．
（2）某同学将R1接入电路后闭合开关，调节滑片P使电压表示数为3V，并记下此时电流表的示数；
（3）断开开关，更换电阻，先后将R2、R3接入电路进行实验，应选用的滑动变阻器是 （选填“A”或“B”）；当用R3替换R2后，滑动变阻器的滑片P应向 端滑动（选填“a”或“b”）．
（4）实验数据如下表所示
电阻R/Ω
10
20
30
电流I/A
0.30
0.15
0.10
根据表中数据可得出的实验结论为：
．
你是如何从表中数据得出上述结论的？
．
4．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）、开关、滑动变阻器和导线若干，利用这些器材探究“电压不变时，电流与电阻的关系”
（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．（要求连线不得交叉）
（2）实验中依次接入三个定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，保持电压表示数不变，记下电流表的示数，利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象．由图象可以得出结论：
．
（3）上述实验中，小强用5Ω的电阻做完实验后，保持滑动变阻器滑片的位置不变，接着把R换为10Ω的电阻接入电路，闭合开关，向 （选填“A”或“B”）端移动滑片，使电压表示数为 V时，读出电流表的示数．
（4）为完成整个实验，应该选取哪种规格的滑动变阻器 ．
A.50Ω1.0AB.30Ω1.0AC.20Ω1.0A．
5．小科连接好如图1所示电路，闭合开关，按一定操作来测量“小灯泡的电阻”，获得实验数据如表：
实验次数
1
2
3
4
电压U/伏
2.5
2.0
1.5
1.0
电流I/安
0.22
0.20
0.17
0.13
电阻R/欧
11.36
？
8.82
7.69
（1）表中第2次实验时，小灯泡电阻为 欧；
（2）将表中电流、电压数据转换为I﹣U图象（图2），正确的是 ；
（3）小科发现第3、4两次实验小灯泡不发光，出现这种现象的原因是 ；
（4）小君按小科的方法连接好电路，闭合开关后发现小灯泡不发光，电流表指针不偏转，电压表指针偏转．若此电路只有一处故障，你认为该故障是 ．
6．在测量“小灯泡的电阻”的实验中，有如下器材：
电压表、电流表、开关、电压为3V的电源、标有“2.5V”的小灯泡、滑动变阻器及导线若干．
（1）请用笔画线代替导线，把图中的实物电路连接完整；（导线不能交叉）
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应处于图中最 端（填“左”或“右）；
（3）连好电路后，闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，则此故障的原因可能是
A．小灯泡断路B．小灯泡短路C．滑动变阻器断路
（4）排除故障后，按正确的操作测得实验数据记录如下：
实验次数
第一次
第二次
第三次
电压（V）
①2.5
③2.0
⑤1.5
电流（A）
②0.30
④0.25
⑥1.0
电阻（Ω）
在分折实验数据时，犮现了一个数据有明显错误，这个数据是 （选填上表中数据前面的序号）．这个数据的正确值是 ；
（5）根据实验数可知小灯泡正常发光时的电阻是 Ω．（保留一位小数）
7．小明探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”时，使用的器材如图（甲）所示．电源电压不变，R为定值电阻．
（1）请用笔画线代替导线，将图中的电路连接完整．（要求导线不交叉）
（2）由于导线中的电流可能与两端的电压和导体的电阻都有关系，所以，在本次实验中应该保持 不变；变阻器的作用除了保护电路外，还起到 的作用；
（3）连接电路时，开关应该 ，合上开关前，变阻器滑片P应该处于图中 端（选填：
“C”或“D”）；
（4）某次实验电压表示数如图（乙）所示，电压为 V；
（5）通过实验，他得到如图（丙）所示的I﹣U图象，根据此图象，他初步得到实验结论：
导体的电阻一定时，导体中的电流与该导体两端的电压成 ．
8．在探究电流与电阻关系的实验中，所用器材如下：
蓄电池（6V）、电流表、电压表、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω各一只）、开关、滑动变阻器（1.5A20Ω）、导线若干．
（1）请你帮助小军按图甲所示的电路图连接图乙的实物电路，要求滑动变阻器的滑片移动到右端时接入电路中的阻值最大．
（2）补接后小军先将5Ω电阻接入电路，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为2V，电流表示数如图丙．请读出示数：
A．
（3）当小军将10Ω电阻换接成15Ω电阻后，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，都不能使电压表示数仍为2V，分析其原因可能是 （答出一种情况即可）．
（4）小军完成此实验后，想利用原有器材进行”伏安法测电阻“的实验．电路连接正确后闭合开关，发现电流表无示数，电压表示数为6V，你认为发生故障的原因是 ．
（5）排除故障后，将滑片P移到某一位置时，两表读数如图丁所示，小军计算得出所测电阻的阻值R= Ω．你认为这个结果可靠吗？
，理由是 ．
9．物理兴趣小组在做“测量小灯泡的电阻”实验时，准备了以下器材：
小灯泡（额定电压为2.5V）、电流表（0～0.6A，0～3A）、电压表（0～3V，0～15V）、开关、两节干电池、滑动变阻器、导线若干．如图甲为该小组连接的实物图．
（1）请指出实物图连接的两处错误．
① ②
（2）正确连接电路后，闭合开关，当滑动变阻器的滑片置于某位置时，电流表和电压表的示数如图乙、丙所示，电流表示数为 A，则小灯泡电阻为 Ω．（计算结果保留一位小数）
（3）改变滑动变阻器滑片的位置，记录下不同时刻的电压值和电流值，并计算出小灯泡在不同电压下的电阻值，数据处理表格如下所示，其中有一处是不恰当的，这一处是 ，原因是 ．
实验次数
电压/V
电流/A
电阻/Ω
平均电阻/Ω
1
1.0
0.17
5.9
7.7
2
1.4
0.18
7.8
3
1.8
0.22
8.2
4
2.0
0.23
8.7
（4）该小组又利用这个电路测量小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器滑片使电压表示数为 V，若此时电流表示数为0.25A，则小灯泡的额定功率为 W．
10．小明和小华测量定额电压为2.5V的小灯泡的额定功率
（1）①图甲是他们连接的部分电路请用笔画线代替导线将电路连接完整．
②闭合开关前，应将滑动变阻器处在最 （填写“左”或“右”）端．
③闭合开关后，发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片，灯泡都不亮，电压表和电流表均无示数，小明找来一根完好的导线，一端连在电源负极，另一端触碰接线柱A、B、C，当发现只有触碰接线柱C时，灯泡才发光，若电路中只有一处故障，且各器材，导线均完好，则电路故障可能是 ．
④排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器，当电压表为2.5V时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W．
（2）小明和小华观察电流表和电压表均标有电阻值，请教老师后得知这是电表的电阻，为了在接好的图甲中较准确的测量出小灯泡的电功率，他们对电压表的负接线柱应该接在C处还是D处进行了探究，他们将开关闭合，移动滑动变阻器的滑片使灯泡发光，不添加器材，请你说出接下来的操作及判断方法．
①操作 ；
②如何判断：
．
（3）小明和小华重新设计了一种测量小灯泡额定功率的电路，如图丙所示，电源电压保持3.5V不变，R0为阻值为10Ω的定值电阻，连接好电路后进行如下操作：
（1）断开开关S2，闭合开关S和、S1，移动滑动变阻器滑片P，使电压表示数为2.5V；
（2）保持滑动变阻器滑片P位置不变，断开开关S1，闭合开关S、S2，读出电压表示数为2.6V；
小灯泡的额电功率为 W（计算结果保留两位小数）．
11．在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源电压为6V（不可调节），小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为8Ω且工作时电阻变化不计，有滑动变阻器R1“10Ω1A”和“20Ω1.5A”及导线若干；
（1）小红选择合适的滑动变阻器连接了如图甲的电路，请用笔画线代替导线将电路连接完整．
（2）小红连好电路后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的功率为 W．
（3）要利用现有器材测量小灯泡两端电压为1.5V时的电功率，在原电路的基础上，小红应该 ．
12．实验室电源电压为6V，要测量小灯泡的额定功率，小伟选择一个额定电压为2.5V，电阻大约为10Ω左右的小灯泡，小强画出了电路图（图甲）．
（1）小伟看到电路图后提出一个建议：
简化实验，去掉滑动变阻器测量小灯泡的额定电功率．你认为小伟的实验方案可行吗？
为什么？
（2）若按照小强设计的电路图进行实验，实验室里有最大阻值是10Ω和60Ω的滑动变阻器，你认为应该选择最大阻值为 Ω的滑动变阻器．
（3）将图乙中的滑动变阻器和电压表（选用合适的量程）接入电路．
（4）在实验器材选择无误，电路连接正确的情况下，闭合开关，小灯泡不亮，但电压表和电流表都有示数，按照图乙的电路连接图判断，要让灯泡发光，你的操作是：
．调整电路正常后开始实验，在调节滑动变阻器的过程中，灯泡突然熄灭，电流表的示数突然变得无示数，电压表的示数是6V，你判断故障可能是：
．
（5）为进一步确定小灯泡亮度与电压的关系，做了多次实验，并根据实验数据绘出了小灯泡的U﹣I图象（如图丙所示）．请根据图象信息计算出小灯泡的额定功率是 W．
13．小雷想知道小灯的亮暗程度与什么因素有关．于是找来额定电流均小于0.6A，额定电压是2.5V的灯L1和额定电压是3.8V的灯L2，先后接在电源电压恒为6V的电路中，按照如图所示的电路开始探究．
（1）请你用笔画线代替导线，根据上图所示的电路图，将下图所示实物图连接完整．
（2）若小雷连接好电路后闭合开关，灯L1几乎不发光，移动滑片P也不能改变灯的亮度．原因是他把滑动变阻器的 （选填“A、B”或“C、D”）接线柱接入了电路．
（3）小雷排除故障后，按上图所示的电路继续进行实验：
①闭合开关，滑片P向 （选填“A“或“B“）端移动，使灯L1发光，测出灯L1的相关物理量，记录和计算结果如下表：
次数
电压/V
实际功率/W
电阻Ω
1
1.6
0.20
0.32
8.00
2
2.5
0.24
0.60
10.42
3
2.8
0.26
0.73
10.77
②请将记录数据时遗漏的物理量和单位填入表格的空格处．
（4）小雷注意到灯L1的亮度变化是：
第二次比第一次亮，第三次比第二次更亮．结合表中数据得出的结论是小灯泡越亮，它的实际功率越 ．
（5）用L2替换L1重复上面的实验时，需要改变 表的量程，发现灯L2的亮度变化规律与灯L1相似．
（6）小雷在实验结束后与同学们讨论：
①有同学认为“用上表中灯L1的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确．“这种说法错误的原因是小雷忽略了 对小灯电阻的影响．
②有同学认为“把灯L1换成定值电阻，该实验可以用来研究导体中的电流与电压的关系．“你认为这种说法 （选填“正确”或“错误”）．
初中物理实验探究类专题训练
参考答案与试题解析
一．实验探究题（共13小题）
1．小明用“伏安法”测量一个定值电阻Rx的阻值（约为20Ω左右）．实验器材有：
定值电阻Rx、电压表（量程0～3V和0～15V）、电流表（量程0～0.6V和0～3A）、滑动变阻器（20Ω1A）、开关、学生电源各一个，导线若干．
（1）“伏安法”测电阻的原理是 R=
．
（2）如图a所示是“伏安法”测电阻的实验电路图，图中甲、乙为两个电表，其中甲为 电压 表；
（3）本实验电源电压选用12V，电压表应选用 0～15V 量程，电流表选用0～0.6A量程；连接如图b所示的电流表时，应使电流从“ 0.6 ”接线柱流入电流表；
（4）闭合开关后，发现电压表的示数约为6V，电流表示数为零；移动滑动变阻器滑片，电压表示数有明显变化，但电流表示数始终为零，则发生故障的元件是 电流表 ；
（5）排除故障后，接通线路，移动滑动变阻器滑片，当电流表的示数如图b所示时，通过电阻Rx的电流大小是 0.34 A；
（6）经多次测量，小明由实验数据绘制得如图c所示的U﹣I图象，由图象可知：
电阻Rx= 22.2 Ω（保留1位小数）
（7）在物理实验中，经常要对物理量进行多次测量，下列实验与本次实验进行多次测量的目的相同的是 A （填序号）．
A．用刻度尺测量物理课本的长与宽
B．探究杠杆的平衡条件
C．测量小灯泡的电功率．
【分析】
（1）伏安法测电阻的原理：
R=
；
（2）电流表和待测电阻串联，电压表和待测电阻并联；
（3）根据串联电路分压规律来做出解答；电流从“+”接线柱流入电流表；
（4）根据电流表和电压表是否有示数确定电路的故障；电流表示数为零说明电路断路或电流表短路；再根据电压表示数变化进行分析；
（5）弄清楚电流表的量程和分度值，再读出电流表示数；
（6）在U﹣I图象中选取一组数据，根据I=
求出电阻值．
（7）实验中多次测量有的是为了得出普遍性的结论，有的是取平均值减小误差，明确本实验多次测量的目的，分析每个选项，确定正确答案；
【解答】解：
（1）伏安法测电阻的原理是：
R=
；
（2）图a中甲表和待测电阻并联，所以甲为电压表；
（3）待测电阻和滑动变阻器串联，滑动变阻器滑到电阻最大位置时，电阻为20Ω，待测电阻的阻值约为20Ω，电源电压为12V，它们两个各分担电压为6V，所以电压表应选用0～15V量程；
接如图b所示的电流表，“0.6”接线柱为“+”接线柱，所以应使电流从，“0.6”接线柱流入电流表；
（4）闭合开关后，发现电压表的示数约为6V，两电阻串联分压，电流表示数为零，说明电路故障不是断路；移动滑动变阻器滑片，电压表示数有明显变化，但电流表示数始终为零，说明电流表被短路；
（5）电流表接的是0～0.6A量程，分度值为0.02A，此时的电流为0.34A；
（6）在U﹣I图象中，电压U=10V时，电流为0.45A，
所以Rx=
=
≈22.2Ω．
（7）本实验多次测量是为了取平均值是为了提高测量的准确度，减小误差；
A．用刻度尺测量物理课本的长与宽，需要多次测量，是为了取平均值减小误差，符合题意；
B．探究杠杆平衡条件时，也需要多次测量，是为了得出普遍性的结论，不符合题意；
C．测量小灯泡的电功率时，也需要多次测量，是为了探究灯泡亮度与实际功率的关系，找到普遍规律，不符合题意；
故选A．
故答案为：
（1）R=
；
（2）电压；（3）0～15V；0.6；（4）电流表；（5）0.34；（6）22.2；（7）A．
【点评】本题考查了实验原理、电表的连接和电路故障的判断、电流表的读数以及电阻的计算，难度不大．
2．小红和小云各自做“测量电阻的阻值”实验，她们使用的实验器材完好无损，各自的读数也很准确，她们测量的三组数据分别记录在下表中．
表一（小红）
实验序号
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
1.5
0.46
2
2
0.4
3
2.5
0.36
表二（小云）
实验序号
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
1.5
0.32
2
2
0.4
3
2.5
0.52
老师看了这两个数据表后，指出其中一位同学的实验电路接错了．
（1）分析表一、表二可知， 小红 同学的电路接错了，理由是 小红同学测得的电流随电压增大而减小 ．
（2）请画出该同学的错误电路图．
（3）实验电路正确的同学测量的电阻平均值是 4.8 Ω（精确到0.1Ω）．
【分析】
（1）伏安法测量电阻的实验中，电流表和电压表测量的是同一电阻的两个量，据欧姆定律知道I与U成正比；
（2）小红同学测得的电流随电压增大而减小，是电压表并联在滑动变阻器两端；
（3）根据欧姆定律算出每次的电阻，求出平均值．
【解答】解：
（1）伏安法测电阻的实验中，电压表应测待测电阻两端的电压，电流表测通过电阻的电流，电流随电压的增大而增大，而小红同学测得的电流随电压增大而减小，据此判断小红同学的电路接错了．
（2）小红同学测得的电流随电压增大而减小，原因是电压表并联在滑动变阻器两端了，如下图所示：
（3）小云同学的测量正确，其3次测得的电阻值分别为：
R1=
=
=4.7Ω；
R2=
=
=5Ω；
R3=
=
=4.8Ω；
电阻的平均值为：
R=
≈4.8Ω．
故答案为：
（1）小红；小红同学测得的电流随电压增大而减小；
（2）见上图；（3）4.8．
【点评】伏安法测量电阻的实验中，两表的示数变化应该是一致的，否则说明电压表接在了滑动变阻器的两端．
3．在探究“电流与电阻关系”的实验中，为同学们提供了以下实验器材：
电源一个（电压6V）
定值电阻R1=10Ω、R2=20Ω、R3=30Ω
滑动变阻器A（0～20Ω1A）
滑动变阻器B（0～50Ω1A）
电流表、电压表各1只，
开关1个、导线若干．
（1）请用笔画线代替导线将电路补充完整．
（2）某同学将R1接入电路后闭合开关，调节滑片P使电压表示数为3V，并记下此时电流表的示数；
（3）断开开关，更换电阻，先后将R2、R3接入电路进行实验，应选用的滑动变阻器是 B （选填“A”或“B”）；当用R3替换R2后，滑动变阻器的滑片P应向 a 端滑动（选填“a”或“b”）．
（4）实验数据如下表所示
电阻R/Ω
10
20
30
电流I/A
0.30
0.15
0.10
根据表中数据可得出的实验结论为：
电压一定时，电流与电阻成反比 ．
你是如何从表中数据得出上述结论的？
每一组电流与电阻的乘积相等 ．
【分析】
（1）由欧姆定律求出电路中的最大电流，确定电流表选用的量程与R串联；
（3）研究电流与电阻的关系时，要控制电压表示数不变，根据串联电路电压的规律求出故变阻器分得的电压，由分压原理，求出变阻器连入电路中的电阻确定应选用滑动变阻器；
根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向；
（4）根据表中电流I与电阻R的乘积为一定值分析得出结论．
【解答】解：
（1）电源电压6V，定值电阻R1=10Ω、R2=20Ω、R3=30Ω，由欧姆定律，电路中的最大电流：
I=
=
=0.6A，电流表选用小量程与R串联，如下所示：
（3）研究电流与电阻的关系时，要控制电压表示数不变，因调节滑片P使电压表示数为3V，故变阻器分得的电压：
U滑=6V﹣3V=3V，变阻器的电压与电压表示数之比为1：
1，当R3=30Ω接入电路中时，由分压原理，变阻器连入电路中的电阻为30Ω，故应选用滑动变阻器B（0～50Ω1A）；
根据串联分压原理可知，当用R3替换R2后，电阻增大，其分得的电压增大；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向a端移动，使电压表的示数为3V；
（4）由表中数据可知，每一组电流I与电阻R的乘积相等，即IR=U=定值，故电压一定时，电流与电阻成反比．
故答案为：
（1）如上所示；（3）B；a；（4）电压一定时，电流与电阻成反比；每一组电流与电阻的乘积相等．
【点评】本题探究“电流与电阻关系”，考查电路的连接、器材的选择、控制变量法和操作过程及分析数据归纳结论的能力．
4．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）、开关、滑动变阻器和导线若干，利用这些器材探究“电压不变时，电流与电阻的关系”
（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．（要求连线不得交叉）
（2）实验中依次接入三个定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，保持电压表示数不变，记下电流表的示数，利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象．由图象可以得出结论：
电压一定时，导体中的电流与电阻成反比 ．
（3）上述实验中，小强用5Ω的电阻做完实验后，保持滑动变阻器滑片的位置不变，接着把R换为10Ω的电阻接入电路，闭合开关，向 A （选填“A”或“B”）端移动滑片，使电压表示数为 2 V时，读出电流表
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