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专题 03 探究类实验题
初中物理探究类实验题常考的有：探究平面镜成像的特点，探究凸透镜成像规律、探究影响电阻大小
的因素、探究串并联电路中电流和电压的规律、探究电流与电压、电阻的关系等。
对于“探究平面镜成像的特点”可能会关注学生对平面镜成像基本原理的理解和掌握程度。题目可能
会要求描述平面镜成像的基本规律，如像与物的位置关系、像与物的大小关系等，并可能通过实际情境让
学生应用这些规律进行问题解答。
对于“探究凸透镜成像规律”，可能会侧重于学生对凸透镜成像条件、成像特点的理解。题目可能会
包含给定不同物距、焦距条件下，让学生判断凸透镜成像的性质，或者通过实验数据记录和分析，让学生
总结凸透镜成像的规律。
在“探究影响电阻大小的因素”，可能会通过设计实验来让学生探究电阻与导线长度、横截面积、材
料等因素的关系。题目可能会要求学生设计实验方案，收集实验数据，并通过数据分析得出影响电阻大小
的因素。
对于“探究串并联电路中电流和电压的规律”，可能会要求学生通过实验来探究串并联电路中电流和
电压的分布规律。题目可能会给出具体的电路连接情况，要求学生测量电流和电压值，并据此分析串并联
电路中电流和电压的关系。
在“探究电流与电压、电阻的关系”中，可能会要求学生通过实验来验证欧姆定律。题目可能会给出
不同的电阻和电压条件，要求学生测量电流值，并据此分析电流与电压、电阻之间的关系。这些题目旨在
考查学生对欧姆定律的理解和应用能力。
2024年中考物理的命题预测将注重学生对基本物理原理的理解和实验探究能力，通过实际情境和实验
设计来考查学生的应用能力和创新思维。
知识点1：探究平面镜成像的特点
【实验目的】探究平面镜成像特点
【实验器材】两支完全一样的蜡烛、一块玻璃板、一个光屏、火柴、刻度尺
【实验步骤】：
①将玻璃板垂直置于桌面，在玻璃板的一 侧立一支点燃的蜡烛，透过玻璃板观察其另一侧面的蜡烛的
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像。
②将光屏放在像的位置，不透过玻璃板，直接观察光屏上有无像。
③将相同的未点燃的蜡烛放在像的位置，观察像与蜡烛的大小关系。
④移到蜡烛的位置，观察其像的大小有无变化。
⑤量出蜡烛和像到玻璃板的距离。
【实验数据】：
像与物的大 物体与玻璃 像与玻璃的 物像连线与 实像或虚像
小关系 的 距 离 距离(cm) 镜面的关系
（cm）
位置1
位置2
位置3
【实验结论】：
平面镜成像特点：
1.像和物大小 相等 ；
2.像到镜面的距离和物到镜面的距离 相等 ；
3.像和物的连线与镜面 互相垂直 ；
4.平面镜所成像是 虚 像。
【考点方向】：
1、平面镜成像的原理是：光的反射。
2、镜面的选择与放置：用薄的 茶色 透明 玻璃代替平面镜的目的是 便于确定像的位置 ；由于玻璃板的
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前后表面均能反射成像，为了减小两个像之间的干扰，玻璃板要 薄 一些较好。放置时玻璃板要和纸面
垂直 ，否则玻璃板后的蜡烛无法与像完全重合 。
3、像的位置与大小：选取两段完全相同的蜡烛的目的是 为了比较像与物的大小关系 ，拿一支没有点燃
的相同蜡烛在玻璃板后寻找蜡烛像的位置时，眼睛应在玻璃板前侧从不同角度观察，同时移动玻璃板后面
的蜡烛，直到跟前面那支蜡烛的像 完全重合，说明 ：像和物的大小相等 。
（1）镜前蜡烛点燃，目的是成像清晰 ；镜后蜡烛不点燃，替代镜前蜡烛的像，用到了“等效替代法”。
（2）平面镜成像是光的反射现象，在 镜前 反射光线所在的区域可以观察到物体的像，在镜后无法观察
到物体的像，因为镜后没有反射光线进入人眼。即“镜前观察，镜后成像”。
4、多次测量探求规律：要分析像距和物距的关系，就要改变物距并用刻度尺多次测量记录像距和物距，
比较得出像距等于物距的结论，多次测量的目的是 得出普遍结论 。 使用有刻度的方格纸，其目的是便于
比较 像距与物距的关系 。
5、虚像的理解和应用：人眼逆着反射光线看到镜后的像点，是反射光线反向延长线的交点，没有实际光
线的会聚，是虚像，光屏 不能 承接。
6、像的亮度：像的亮度取决于物体和环境的光线亮度关系。可以在 较暗 的环境中观察蜡烛的像；若用
棋子或圆斑小人代替蜡烛时，若像不清晰，可以用激光灯照亮棋子或小人 ， 注意要照亮朝向镜面的一侧 。
7、如果在实验过程中，垂直于桌面的玻璃板向蜡烛方向倾斜，那么看到玻璃板另一侧的像会怎么变化：
像的大小不变，像的位置会升高，与未点燃的蜡烛不在重合 。
8、评估：
（1）像无法和蜡烛重合，可能是因为 平面镜放置时与纸面 不垂直 。
（2）分析像距与物距关系时， 一组数据太少 ， 结论没有普遍性 。
9、结论：平面镜成像时，像的大小取决于 物的大小 ， 像距取决于物距。
知识点2：探究凸透镜成像规律
【实验目的】：观察凸透镜成各种像的条件和规律
【实验器材】：凸透镜、光具座、蜡烛、光屏、火柴
【实验步骤】：
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①共轴调节,把蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上。点燃蜡烛，调整蜡烛、凸透镜、光屏的中心大致
在同一高度。
u 2f
②把蜡烛放在较远处，使 ，移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。观察这个像是倒
立的还是正立的，是放大的还是缩小。测量像距和物距。
2f
③把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离等于 ，移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的
像。观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。测量像距和物距。
2f u f
④把蜡烛再靠近凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离在 ，移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的
烛焰的像。观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。测量像距和物距。
⑤把蜡烛继续靠近凸透镜，让蜡烛在凸透镜的焦点上，移动光屏，看是否能够成像
⑥把蜡烛移动到凸透镜的焦点以内，移动光屏，在光屏上还能看到烛焰的像吗?
⑦表格：透镜焦距f= cm
像的性质
物距与焦距的关系 物距u/cm 像距v/cm
实虚 大小 正倒
u 2f
u 2f
2f u f
u f
u f
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【实验结论】：
像的性质
物距 像距 应用
倒、
放、缩 虚、实
正
u>2f 倒立 缩小 实像 f2f 幻灯机
【 考 点 uR ，所以要选择电阻与滑动变阻器串联，需要串联的电阻最小值
滑最大
R =R'- R =50Ω-40Ω=10Ω
串 滑最大
所以选用R。
2
13．（2024·广东深圳·一模）在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中，部分器材选用如下：电压为6V
的电源，标有“50Ω； 1A”的滑动变阻器，阻值不同的定值电阻若干，其他器材。
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（1）甲图是小明同学连接的实验电路，检查发现有一根导线接错，请你把接错的那一根导线找出来，打
上“×”，再用笔画线代替导线，把它改到正确的位置上 ；
（2）闭合开关后，发现电流表无示数，电压表指针超过量程，则故障可能是定值电阻 （选填
“短路”或“断路”）；
（3）排除故障后，小明同学首先“探究电流与电压的关系”，进行了多次实验，并得到如表所示的实验
数据，分析数据可得结论： ；
电压U/V 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8
电流I/A 0.12 0.16 0.20 0.24 0.28
（4）接着，小明又进行了“探究电流与电阻关系”的实验，先将5Ω定值电阻接入电路，在移动滑片的过
程中，记录实验数据，并绘制成图乙所示图像，根据图像可知，实验中控制电阻两端的电压为
V不变；
（5）实验中发现将20Ω定值电阻换成30Ω电阻时，无论怎样移动滑片，电阻两端电压都不能达到预设值。
为了完成本实验，接入的定值电阻最大应不超过 Ω。
【答案】 断路 见解析 2 25
【解析】（1）[1]由图可知，此时的电流表与电阻并联在了电路中，所以电流表的连接是错误的；电压表
应并联到定值电阻的两端；实物图为
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（2）[2]闭合开关，发现电流表无示数，说明电路存在断路故障，电压表指针超过量程，说明从电压表的
两端到电源两极都是通路，所以断路故障在与电压表并联的部分，所以故障为定值电阻R断路。
（3）[3]由表中数据可知，当定值电阻两端电压增大为原来的几倍，通过定值电阻的电流也增大为原来的
几倍，故分析数据后可得出结论：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
（4）[4]在研究电流与电阻关系实验中，更换不同阻值的电阻时，应控制电阻两端的电压不变，由图乙数
据和欧姆定律可知定值电阻两端电压为
U ＝IR＝0.2A×10Ω＝2V
R
（5）[5]当滑动变阻器接入电阻50Ω后，要保持定值电阻两端电压U ＝2V，则此时电路的电流为
R
此时接入定值电阻最大阻值为
故为了完成本实验，接入的定值电阻最大应不超过25Ω。
14．（2024·山东日照·模拟预测）小飞在做“探究电流与电压、电阻的关系”实验时，准备了以下器材：
两节新的干电池，电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻（5Ω，10Ω，15Ω，20Ω）、开关、导线若干。
（1）在按电路图连接实物时，开关必须处于 状态；
（2）如图甲是小飞连接好的实验电路，闭合开关后，他发现移动滑片的过程中，电流表的示数 ，
电压表的示数 （均选填“变大”、“变小”或“不变”）；
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（3）小冲在一旁观察后指出小飞没有按照电路图正确连接实物，请你在实物图上对连接错误的一根导线
打“×”，并用笔补画一根线代替导线将电路连接正确 ；
（4）小李在探究电流与电压的关系时，要控制 不变。通过实验探究，得到以下数据。在进行数据
分析时，小李发现表格中有一组错误的数据，请你找出第 组数据是错误的；
序号 1 2 3 4 5
电压U/V 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4
电流I/A 0.16 0.24 0.32 0.44 0.48
（5）接下来他们分别接入其他电阻再次对电流与电阻关系进行探究，并作出了如图乙所示图像，请你通
过图像中所给信息计算出实验过程中滑动变阻器两端的电压U= V；
（6）小亮同学将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系，小梦认为他的做法不正确，请你说明理
由： 。
【答案】 断开 不变 不变 电阻
4 2 小灯泡的电阻随温度的变化而变化
【解析】（1）[1]在按电路图连接实物时，为了保护电路，开关必须处于断开状态。
（2）[2][3]由图可知，滑动变阻器与电压表串联后再与定值电阻并联在一起，根据电压表的特点可知，通
过滑动变阻器的电流为0，当移动滑动变阻器器时，电压表测量的是电阻两端的电压，也是电源电压，保
持不变，电流也保持不变，故电流表、电压表示数都不变。
（3）[4]定值电阻与滑动变阻器应串联在电路中，电压表应测量定值电阻两端的电压，如图所示：
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（4）[5]根据控制变量法的思想，在探究电流与电压的关系时，要控制电阻不变，改变定值电阻两端电压
得到多组数据进行分析。
[6]分析数据可知，第1、2、3、5次实验
而第4 次实验
因此第4 次实验数据是错误的。
（5）[7]由图可知，该图象为反比例函数，当电流为0.1A时，电阻为20Ω，则电压为
U=IR=0.1A×20Ω=2V
1
（6）[8]将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系是不正确的，因为探究电流与电压的关系需保持
电阻一定，而小灯泡的电阻随温度的变化而变化，因此不正确。
15．（2024·江西赣州·一模）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0-3V）、电流表（量程为0-0.6A）无损坏，阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、
20Ω、25Ω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；（要求：滑片向右滑电流表示数变小）
（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）接着将5Ω的电阻换为10Ω，调节滑动变阻器， 使电压表示数仍为 V， 读出对应电流表的示
数并记录， 此过程滑片 P向 （选填“A”或“B”） 端滑；
（4） 为完成5次实验，滑动变阻器的最大电阻应不小于 Ω；
（5）接下来小宇在“探究电流与电压的关系”实验中，运用了控制变量的科学方法。他和实验小组成员
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经过相互讨论，完成了该实验方案的三次设计如图1： 从A、B、C三幅电路图可以看出他们对实验不断改
进的设计过程。
①由图 1A到图1B，改进的主要理由是 ；
②由图1B到图 1C， 改进的主要理由是 。
【答案】 或 定值电
阻R开路 2.5 B 35 实验需要保证电阻大小保持不变 可方便改变定值电阻两端电压，
从而多次测量，得出普遍性的规律
【解析】（1）[1]在探究“电流与电阻的关系”实验中，电压表并联在定值电阻两端；根据题意知道，要
求滑片向右滑电流表示数变小，即滑动变阻器滑片向右移动阻值变大，故滑动变阻器选用左下接线柱与定
值电阻串联在电路中，如下图
或
（2）[2]连接好电路，闭合开关后，电流表无示数，说明电路可能断路，电压表指针迅速偏转到最右端，
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说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，即
其原因可能是定值电阻R断路。
（3）[3][4]由图丙知道，电流与电阻的乘积为
为一定值，故可以得出实验结论：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
根据串联分压原理知道，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，即应
保持电阻两端的电压不变，即保持2.5V不变；接着将5Ω的电阻换为10Ω，根据串联电路电压的规律知道，
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B端移
动。
（4）[5]实验中使用的定值电阻阻值最大为25Ω，定值电阻两端的电压始终保持U =2.5V，根据串联电路电
V
压的规律，滑动变阻器分得的电压
滑动变阻器分得的电压为电压表示数的
根据分压原理，当接入25Ω电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻为
即所选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于35Ω。
（5）①[6]由图1A到图1B，将小灯泡换成了定值电阻，改进的主要理由是小灯泡的电阻随温度的升高而增
大，实验需要保证电阻大小保持不变。
②[7]由图1B到图1C，电路中增加了滑动变阻器，通过改变滑动变阻器接入电路的电阻来改变定值电阻两
端的电压，故改进的主要理由是可方便改变定值电阻两端电压，从而多次测量，得出普遍性的规律。
16．（2024·安徽合肥·一模）小梦学习小组利用两节干电池，规格为“50Ω 1A”的滑动变阻器，阻值为
5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻探究“电流与电阻的关系”。
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（1）图甲是小组同学连接的部分电路，请你用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整。
（2）用5Ω的定值电阻做实验时，将滑动变阻器的滑片移至合适的位置，电压表的示数如图乙所示。记录
数据后，将5Ω的电阻换成10Ω的电阻，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，应使电压表的示数为
V。
（3）将测得的数据描成图像，如图丙所示，则实验结论是 。
【答案】 2 电压一定时，通过导体的电流与导体的电
阻成反比
【解析】（1）[1]探究“电流与电阻的关系”实验时，滑动变阻器应与定值电阻串联，根据一上一下原则
连入滑动变阻器，如图：
（2）[2]由图乙可知，电压表选择小量程，分度值为0.1V，示数为2V。用 的定值电阻做实验时，电压
表的示数为2V，探究电流与电阻的关系时，定值电阻两端的电压应保持不变，将 的电阻换成 的电
阻，闭合开关，定值电阻两端的电压变大，应减小定值电阻两端的电压，增大滑动变阻器两端的电压，即
增大滑动变阻器的电阻，滑动变阻器的滑片更靠近右端，直到电压表的示数为2V。
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（3）[3]由图丙结合数学知识可知为反比例函数图像，得出结论电压一定时，通过导体的电流与导体的电
阻成反比。
17．（2024·湖南长沙·一模）在“探究电流与电阻的关系”实验中，部分器材选用如下：电压恒为3V的电
源，阻值为0~20Ω的滑动变阻器，10Ω、20Ω、30Ω、50Ω的定值电阻各一个，其他器材，回答下列问题．
（1）为了保护电路，实验开始时，图甲中滑动变阻器的滑片P应移动到 端（填字母）；
（2）小华将10Ω的电阻更换为20Ω的电阻接入电路，拆下10Ω电阻后，发现电压表、电流表指针偏转如
图乙所示，则不规范的操作可能是 ；
（3）记录实验数据，并绘制成图丙，分析图像可知：当导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体
的电阻成 ；
（4）当将30Ω电阻换成50Ω电阻时，无论怎样移动滑片，都无法保持原来的电压不变。为了完成以上所
有探究，可以更换电源，则更换的电源电压范围是 V。
【答案】 B 开关未断开 反比 2~2.8
【解析】（1）[1]为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器滑片应移动最大阻值处，即B端。
（2）[2]如图乙所示，电流表示数为零，表明电路中可能存在断路，电压表接近电源电压，表明电压表与
电源两极是通路，由此可知，拆下10Ω电阻过程开关依然处于闭合状态，则不规范的操作可能是开关在连
接电路时没有断开。
（3）[3]由图丁可知，定值电阻两端的电压
U =IR=0.2A×10Ω=2V
V 1 1
保持不变，可以得到当导体两端的电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。
（4）[4]为了完成以上所有探究，当用最大的定值电阻（即50Ω）做实验，且变阻器接入电路的阻值最大
为20Ω时，变阻器分得的电压最大，定值电阻两端电压为2V不变，此时电源电压最大；根据串联电路电
压规律和分压原理有
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U=2.8V
变阻器连入电路的电阻为零，电源电压最小值是2V，更换的电源电压范围是2~2.8V。
18．（2024·辽宁沈阳·模拟预测）用图甲电路探究“电流与电压和电阻的关系”。器材有：两节新干电池，
开关，滑动变阻器，阻值分别为 、 、 、 和 的定值电阻各一个，电压表和电流表各一个，
导线若干。
实验一：探究“电流与电压的关系”
（1）图甲中，电表1应为 表（选填“电压”或“电流”）；
（2）闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片P应移动到最 端；
（3）小明将 的电阻接入电路，检查电路无误后并正确操作，依次得到A到E点的数据，并绘制
图像如图乙，根据图像可得出结论： ；
（4）为了使实验结论更具有普遍性，小明依次换用 和 的电阻重复前面操作，得到多组数据，并得
出相同的结论。
实验二：探究“电流与电阻的关系”
（5）小明将 的电阻更换为 的电阻接入电路，拆下 电阻后，发现电压表、电流表指针偏转如图
丙所示，小明不规范的操作是 ；
（6）小明将五个电阻分别连入电路完成测量。用测量数据绘制 图像如图丁，每次实验电压表保持
V不变。为了确保实验的顺利进行，选取的滑动变阻器最大阻值至少为 。
【答案】 电压 左 导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比 开关在
连接电路时没有断开 2 12.5
【解析】（1）[1]电压表应与被测电路并联，电流表应与被测电路串联。由图甲中，电表1并联在电阻R
两端，应为电压表。
（2）[2]由图甲知，为了保护电路，闭合开关实验前，应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处，即最左端。
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（3）[3]由图乙知，因为绘制出电阻R的I-U图象为过原点的直线，所以可得结论：导体电阻一定时，通过
导体的电流与导体两端的电压成正比。
（5）[4]如图丙所示，电流表示数为零，表明电路中可能存在断路，电压表接近电源电压，表明电压表与
电源两极是通路，则定值电阻存在断路。由题意知，拆下5Ω电阻后，电路断路，电流表示数为零，电压
表示数接近电源电压（两节干电池约3V），说明此时电路是通路的，由此可知，小明不规范的操作可能是
开关在连接电路时没有断开。
（6）[5][6]如图丁图像所示，定值电阻两端的电压为
保持不变，根据串联电压规律，变阻器分得的电压为
定值电阻最大为25Ω，根据串联电路分压原理可得
解得
即滑动变阻器的最大阻值至少为12.5Ω。
19．（2024·辽宁鞍山·一模）小明利用如图甲所示的电路，探究“导体的电流跟电阻的关系”。实验器材：
电源（电压恒为4.5V），电流表、电压表各一只，一个开关，三个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω），两只滑
动变阻器（“10Ω 2A”、“20Ω 1A”），导线若干。
（1）用笔画线代替导线完成图甲电路的连接。
（2）实验中小明发现，闭合开关后，两电表的指针处于图乙所示的状态，则电路故障可能是
。
（3）改正错误后，小明先用5Ω的电阻做完实验后，断开开关，将10Ω的电阻接入电路，闭合开关发现电
压表的示数变 。
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（4）当小明改用15Ω的电阻继续实验时，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，都无法使电压表的示数
达到实验要求的值，则小明选用的滑动变阻器的规格是 。
（5）除了更换滑动变阻器的方案以外，小明想到原有器材不变，调整定值电阻两端的电压也可以完成实
验，他应控制定值电阻两端的电压范围是 。
（6）为了测量额定电流为I 的小灯泡正常发光时的电阻。设计了如图丁所示电路，电源电压未知、定值
额
电阻的阻值为R 请你将实验步骤补充完整。
0.
①只闭合开关 ，将滑动变阻器的滑片移至最左端，读出电压表V 的示数为U；
1 1
②只闭合开关 ，再次调节滑片，直到电压表V 的示数为 ，此时小灯泡正常发光，
2
电压表V 的示数为U；
1 2
③小灯泡正常发光时电阻的表达式是 。
【答案】 定值电阻断路 大 10Ω 2A 2.7V~3V
S S U﹣I R
1 2 1 额 0
【解析】（1）[1]探究“导体的电流跟电阻的关系”实验定值电阻与滑动变阻器串联，变阻器选择一上一
下接线柱，如图所示
（2）[2]串联电路中，电流表无示数，故障可能是断路，但电压表有示数，说明电压表与电源连通，故与
电压表并联部分断路，即定值电阻断路。
（3）[3]电压表测定值电阻两端电压，将5Ω的电阻换成10Ω的电阻接入电路，根据分压原理，电压表示数
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变大。
（4）[4]当用15Ω的电阻继续实验时，即使将“10Ω 2A”的变阻器的全部电阻10Ω连入电路，由欧姆定律，
此时电路中的电流为
电压表的最小示数
则小明选用的滑动变阻器的规格是“10Ω 2A”。
（5）[5]由（4）知，使用“10Ω 2A”的变阻器时，电压表能达到的最小示数为2.7V,电压表量程为0~3V，当
电压表示数U =3V时，变阻器此时分得的电压
大
当定值电阻为15Ω时，据串联电路分压原理有
R =7.5Ω
滑
该滑动变阻器能满足要求，所以电压表的最大示数可以为3V，他应控制定值电阻两端的电压范围是
2.7V~3V。
（6）[6]只闭合开关S ，将滑动变阻器的滑片移至最左端，为只有R 串联在电路中的简单电路，读出电压
1 0
表V 的示数为U，即电源电压U。
1 1 1
[7][8]只闭合开关S ，灯与变阻器和R 串联，再次调节滑片，当灯正常发光时，即通过电路中的电流为I ，
2 0 额
由欧姆定律，定值电阻的电压为I R，根据串联电路电压的规律，当V 的示数大小为U﹣I R 时灯一定
额 0 2 1 额 0
正常发光，如果此时记下V 的示数为U，则灯的额定电压为U﹣U。
1 2 1 2
[9]此时小灯泡正常发光时电阻的表达式
20．（2024·辽宁大连·一模）某物理实践小组设计了一种质量测量装置（电子秤），开展了项目式学习，
下面是该小组同学交流的实践过程，请帮助他们完成下列内容。
[项目分解]
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（1）制作质量测量装置；
（2）应用质量测量装置。
[项目实施]
（1）制作质量测量装置：经过课堂学习，某物理实践小组设计了一种质量测量装置，其原理如图甲所示，
电源电压恒为6V，电阻R 为120Ω，电压表量程为0～3V（可显示质量大小），R 是力敏电阻，其阻值随
0 1
压力变化图象如图乙所示。O点是杠杆ABO的支点，托盘固定在A点，AO：BO=5：1。托盘及杠杆组件的
质量忽略不计，g取10N/kg。请回答下列问题：
①托盘中加入物体时产生的力作为动力，该杠杆OBA属于 杠杆（选填“省力”“费力”或
“等臂”）；
②由图像乙可知，力敏电阻R 的阻值随着压力的减小而 （选填“增大”“减小”或“不
1
变”）；
③当托盘所受压力增大时，电压表的示数 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
（2）应用质量测量装置：
①检托盘不受压力时，电压表的示数为 V；（保留一位小数）
②在保证电路安全的前提下，力敏电阻可承受的最大压力为 N，电子秤能称量的最大质量是
kg；
③托盘中放2kg物体时，电路消耗总功率是 W。
[项目优化]
（3）优化：为了提高质量测量精确度，再次设计测量装置时，可以通过 方法实现。（写一种
方法即可）
【答案】 省力 增大 增大 1.7 300 6 0.1 增加A点力臂：托盘远离
支点；减小B点力臂：触电（B点）靠近支点；增大A点力臂与B点力臂比值等适当增大电源电压适当增
大R 的阻值（答案合理即可）
0
【解析】（1）①[1]托盘中加入物体时产生的力作为动力，即点A为动力作用点，点B为阻力作用点，动
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力臂大于阻力臂，该杠杆OBA属于省力杠杆。
②[2]由图像乙可知，当压力增大，力敏电阻R 的阻值变小，即力敏电阻R 的阻值随着压力的增大而减小，
1 1
随着压力的减小而增大。
③[3]由图甲得，R 与R 串联，电压表测量R 两端的电压，当检测板所受压力减小时，力敏电阻R 的阻值
1 0 0 1
变大，电路中总电阻变大，电路中电流变小，由欧姆定律得，R 两端电压减小，即电压表的示数减小。
0
（2）①[4]检测板不受压力时，力敏电阻的阻值为R =300Ω，此时电路中的电流为
1
R 两端的电压即电压表的示数为
0
②[5]当电压表示数达到3V时，此时电路中的最大电流为
该装置测量的压力达到最大值，R 两端的电压为
1
由欧姆定律得，R 的阻值为
1
由图乙可知，此时力敏电阻可承受的最大压力为F =300N。因为
B大
AO：BO=5：1
对杠杆OBA，A处所受的压力为
[6]电子秤能称量的最大质量是
③[7]托盘中放2kg物体时，A处所受的压力为
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力敏电阻可承受的压力为
由图乙可知，此时R 的阻值为240Ω，电路消耗总功率是
1
（3）[8]为了提高质量测量精确度，再次设计测量装置时，增加A点力臂：托盘远离支点；减小B点力臂：
触电（B点）靠近支点；增大A点力臂与B点力臂比值等适当增大电源电压适当增大R 的阻值。
0
41
