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2023年中考物理真题《压轴挑战》分类汇编（原卷版）
挑战17 实验探究题（电磁学综合32题）
【题型1 串、并联电路的概念与辨别】..................................................................................................................1
【题型2 探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系】.................................................................................2
【题型3 探究串联电路中的电压规律】..................................................................................................................3
【题型4 探究影响导体电阻大小的因素】..............................................................................................................7
【题型5 实验 测量小灯泡的电功率】....................................................................................................................7
【题型6 探究影响电流通过导体时产生热量的因素】.......................................................................................21
【题型7 焦耳定律】................................................................................................................................................22
【题型8 通电螺线管的磁场】................................................................................................................................24
【题型9 探究通电螺线管外部的磁场分布】.......................................................................................................24
【题型10 电磁继电器的组成、原理和应用】.....................................................................................................25
【题型1 串、并联电路的概念与辨别】
1．（2023•南充）小红同学利用图甲所示的电路来探究串联电路的部分特点。已知 R ＝
1
20 、R ＝10 、R ＝8 、R ＝4 ，电源电压可调。
2 3 4
Ω Ω Ω Ω
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（ 1）请根据图甲所示电路图用笔画线，代替导线将图乙所示实物图补充完整（此时电
源电压为3V）。
（2）电路连接完成后，闭合开关S，发现电压表有示数、电流表无示数；小红同学又将
电压表并联在R 两端，闭合开关S，发现电压表、电流表均无示数。则电路中可能存在
2
的故障是 （选填字母）。
A.R 处断路 B.R 处短路 C.电流表处短路
1 2
（3）排除故障后，继续实验。实验中，小红同学调节了电源电压，换用了不同的电
阻，分别将电压表并联在AB、BC、AC两端，收集的数据如表．表格中第2次实验空
格处的数据为 。在误差范围内，探究串联电路中总电压与各部分电压关系
时，分析表中数据可得到结论是 ；探究串联电路中电压与电
阻关系时，分析表中数据可得到结论是 。
I/A U /V U /V U /V
AB BC AC
1 R 与R 串联 0.1 2 1 3
1 2
2 R 与R 串联 2 1.6 3.6
2 3
3 R 与R 串联 0.4 3.2 1.6 4.8
3 4
4 R 与R 串联 0.3 6 1.2 7.2
1 4
【题型2 探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系】
2．（2023•四川）如图所示，小覃同学所在的兴趣小组正在探究并联电路中电流的规律。
（1）图甲是他们设计的电路图，实验时需要测量A、B、C三处的电流。图乙是他们某
次测量时连接的实验电路，此时电流表测量的是 （选“A”“B”或“C”）处
的电流。
（2）小覃同学要测量通过 L 的电流，只需将图乙中导线 （选
2
填“a”或“b”）的一端移动到电流表的负接线柱上；重新连接好电路后，闭合开关，
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电流表的示数如图丙所示，则电流表的示数为 A。
（3）该小组另一位同学测出一组A、B、C三处的电流，数据如下表所示，由此他得出
结论：
I /A I /A I /A
A B C
0.2 0.2 0.4
①干路电流等于各支路电流之和。
②各支路电流相等。
（4）小组内交流讨论后，一致认为该同学的结论不具普遍性，要得到并联电路中电流
的规律，还应该选用规格 （选填“相同”或“不相同”）的灯泡进行实
验。
【题型3 探究串联电路中的电压规律】
3．（2023•雅安）小雅和同学进行“探究串联电路电压规律”的实验。所用器材有：电压
恒为3V的电源，一个开关，两只灯泡（L 和L ），两只相同电压表V 和V （量程均
1 2 1 2
为0～3V和0～15V），导线若干。
（1）他们按图甲所示的电路图连接电路，用一只电压表分别测 AB、BC、AC间的电
压。每次拆接电压表时，开关应处于 状态。
（2）为测量L 两端电压，请在图乙中用笔画线代替导线将实物图连接完整。
1
（3）具有创新精神的小雅决定改进实验。她按照图丙所示电路图连接好电路，闭合开
关，发现电压表V 和V 的指针偏转角度相同，则可能的原因是电压表 （选
1 2
填“V ”或“V ”）的量程选大了，此时电压表V 和V 的示数分别为 V
1 2 1 2
和 V。
（4）解决问题后，小雅同学测出了AB间和AC间的电压，为了测量BC间的电压，断
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开开关，接下来可以 。
A.保持B接线不动，将电压表V 连线由A改接到C
1
B.保持C接线不动，将电压表V 连线由A改接到B
2
（5）为了得到更普遍的规律，下列操作最合理的是 。
A.将灯泡L 和L 互换位置进行多次测量
1 2
B.换用不同规格的灯泡进行多次测量
（6）分析AB、BC、AC间的电压关系，得出结论：在串联电路中，各部分电路电压之
和等于总电压。
4．（2023•青海）在“探究串联电路中电流、电压的特点”时，设计实验如下。
探究一：串联电路中电流的特点：
（1）在连接实物电路时，开关应处于 状态；
（2）第2次实验中，B点的电流表示数如图乙所示，则电流为 A；
（3）实验数据记录如表，分析数据可得：串联电路中电流 ；
实验序号 I /A I /A I /A
A B C
1 0.18 0.18 0.18
2 0.32 0.32
3 0.50 0.50 0.50
探究二：串联电路中电压的特点：
（4）根据图丙电路图，请在图丁中用笔画线代替导线将实物图补充完整；
（5）用电压表正确测量灯泡 L 两端的电压之后， （选填“能”或“不
1
能”）只将A点的导线接到C点测L 两端的电压，理由是 ；
2
（6）做实验时选用不同规格的小灯泡重复多次实验，这样做的目的是
。
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5．（2023•贵州）小明和小红用如图甲所示电路探究“串联电路电压的规律”，用新干电
池作为电源。
（1）接线时，开关应处于 （选填“断开”或“闭合”）状态；小明检查电
路时发现 （选填“电池”“开关”或“灯座”）安装错误。
（2）正确安装后，闭合开关，两灯均不发光，小明用电压表试接 A、B接线柱，发现
指针偏转情况如图乙所示，则可判断 发生了断（开）路。
（3）排除故障后，小明选用两只小灯泡，只通过增加电池进行多次实验；小红仅更换
小灯泡进行多次实验。他们将电压表接在不同位置进行测量，实验记录如下表。小明认
为：误差允许范围内，串联电路中各用电器两端电压相等且电压之和等于电源电压；小
红认为：串联电路中各用电器两端电压之和等于电源电压。请判断谁的观点更具普遍性
并说明理由： 。
小明实验记录：
实验次数 U /V U /V U /V
AB CD EF
1 0.7 0.7 1.4
2 1.4 1.4 2.9
3 2.1 2.1 4.3
小红实验记录：
实验次数 U /V U /V U /V
AB CD AD
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4 1.8 0.9 2.7
5 1.4 1.4 2.8
6 1.1 1.7 2.8
（4）对比两表，从小明的第 次实验记录发现，两人使用的电池数量相同，测
得的电源电压却不相等。请你分析：两人所测电源电压的差值对应电路中哪些部分的电
压？
（用图中字母表示）。
6．（2023•成都）某小组同学利用如图所示电路探究串联电路中的电压关系。
（1）下列操作不正确的是 。
A.连接电路时，开关S处于断开状态 B.连接电压表时，试触后再选择合适量程
C.将电压表A接点连线转接至C接点，测量L 两端电压
2
（2）测量灯泡L 两端电压时，两灯突然熄灭，电压表示数变为0，若故障可能是由某
1
只灯泡“短路”或“开路”引起的，则发生故障的灯泡及故障类型是
。
（3）该小组同学用电阻箱代替故障灯泡，继续进行实验，记录数据如下表所示。
实验次数 U /V U /V U /V
AB BC AC
第1次 0.8 2.0 2.8
第2次 1.0 1.8 2.8
第3次 1.4 1.4 2.7
分析表中实验数据，在误差允许范围内，可得出的结论是 。
A.串联电路中各处电流相等
B.灯泡阻值随灯泡两端电压增大而增大
C.串联电路中电阻值越大的部分两端电压越大
D.串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和
【题型4 探究影响导体电阻大小的因素】
7．（2023•西藏）某学习小组在“探究影响导体电阻大小的因素”实验时，设计了如图所
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示的实验装置，实验中分别将A、B、C、D四根导体接入电路，四根导体的材料规格如
表所示。
导体代号 长度/m 横截面积/mm2 材料 电流表示数/A
A 1.0 0.4 锰铜 1.4
B 0.5 0.4 锰铜 2.7
C 1.0 0.6 锰铜 2.0
D 1.0 0.4 镍铬合金 0.6
（1）请你在图中用一根导线将电流表正确连入电路。
（2）为比较A、B、C、D四根导体电阻的大小，可通过观察 来判断。
（3）要探究导体电阻大小与长度的关系，应选用 两根导体进行实验。
（4）将A、C两根导体分别接入电路中进行实验，可得出：当导体的长度和材料相同
时，横截面积越大，电阻越 。
（5）老师想改装一个滑动变阻器使其最大阻值变小，请你根据该实验结论，帮老师想
出一种方法： （写出一种合理方法即可）。
【题型5 实验 测量小灯泡的电功率】
8．（2023•内蒙古）在“测量小灯泡的电功率”的实验中，老师给同学们提供的器材有：
电压恒为6V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡（灯丝电阻约为10 ），电流表、电压
表、开关各一个，导线若干，三种规格的滑动变阻器R （10 ，0Ω.5A）、R （50 ，
1 2
0.5A）、R （200 ，0.2A）可供选择。 Ω Ω
3
Ω
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（1）通过估算，滑动变阻器应选择 （选填“R ”“R ”或“R ”）。选择
1 2 3
合适变阻器后，请用笔画线表示导线将电路连接完整。要求：变阻器的滑片P向B端移
动时，灯泡变暗。
（2）滑片P置于阻值最大处，闭合开关试触时，发现电压表示数很大，电流表几乎无
示数，出现的电路故障原因可能是 。
（3）排除故障后，闭合开关S，移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示为
V；若要测量小灯泡的额定功率，应将滑片 P向 （选填“A”或“B”）端移
动。根据图丙图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是 W。
9．（2023•吉林）在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为 3V，电源是两
节新的干电池。
（1）按照甲图正确连接电路，闭合开关，将滑片调至滑动变阻器的 端时，小
灯泡正常发光，此时电流表示数如乙图，小灯泡的额定功率是 W。
（2）若忽略小灯泡电阻随温度的变化，当滑片调节至某位置时，电流表的示数是
0.24A，此时小灯泡的实际功率是 W。
10．（2023•武威）小丽在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：电压恒为 3V的
电源一个、小灯泡（额定电压为2.5V）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个，
导线若干。
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（1）如图甲所示是小丽连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误
的导线上打“×”并补画出正确的连线；
（2）连接电路过程中，开关应该 （选填“断开”或“闭合”），滑动变阻
器的滑片应该移动到 （选填“最左”或“最右”）端；
（3）正确连接电路后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则电
路的故障可能是 ；（填选项符号）
A.灯泡短路 B.灯泡断路 C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器断路
（4）电路故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电流表指针如图乙所示，
则此时通过小灯泡的电流是 A；
（5）电路连接正确操作后，小灯泡发光，此时电压表的示数为2.0V，为了测量小灯泡
的额定电功率，这时应该向 （选填“左”或“右”）端移动滑动变阻器的滑
片；
（6）小丽根据记录的多组I﹣U数据，画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图
象（如图丙所示），则小灯泡的额定功率为 W；
（7）小丽根据小灯泡的I﹣U图象（如图丙所示），分析出小灯泡的电阻随两端电压的
增大而 （选填“增大”“不变”或“减小”），你认为原因是
。
11．（2023•陕西）如图﹣1，是“测量小灯泡的电功率”的实验电路，电源电压为4.5V且
保持不变，小灯泡L的额定电压为2.5V。
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（1）连接如图﹣1所示电路时，开关S应处于断开状态，滑动变阻器的滑片P应置于最
（选填“左”或“右”）端。
（2）闭合开关S，观察到小灯泡L不亮，电压表有示数且接近电源电压，电流表指针
几乎不偏转，移动滑动变阻器的滑片P，两表的示数均无变化，则故障原因可能是
。
（3）排除故障后，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，多次实验并将数据和现象记
录在如表中。分析表中信息，回答下列问题。
实验序号 电压U/V 电流I/A 灯泡的亮度 电功率P/W
1 0.5 0.20 不亮 0.10
2 1.0 0.24 暗 0.24
3 2.0 0.32 较暗 0.64
4 2.5 正常亮
5 3.0 0.38 很亮 1.14
①小灯泡L在额定电压下工作时，电流表的指针位置如图﹣2所示，则电流表示数为
A，小灯泡L的额定功率为 W。
②第1次实验中，小灯泡L不亮的原因可能是 。
③分析数据还发现，通过小灯泡L的电流与其两端的电压不成正比，其原因可能是
。
（4）本次实验所选用的滑动变阻器的规格是 。
A.10 2A B.20 1A
12．（2Ω023•菏泽）实验室有一只Ω标有“2.5V”字样的灯泡，额定功率模糊不清。现欲测量
其在不同电压U下的功率P，并作出灯泡的P﹣U2关系图线。
（1）除被测灯泡、电源、滑动变阻器、开关、导线外，实验中还需要用到的两个器材
是 、 ；
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（2）请把测量电路的实验原理图甲补充完整；
（3）开关闭合前，滑动变阻器的滑动触头应置于 端；
（4）某同学作出灯泡的 P﹣U2图线如图乙所示，则该灯泡的额定功率为
W，正常发光时的电阻为 。
Ω
13．（2023•镇江）在测量小灯泡额定功率的实验中，小兵连接的电路如图1所示。图2中
图线a是V与A示数间的关系图线，图线b是一只定值电阻R 的U﹣I图线。电源电压
0
U恒为3V，小灯泡L的额定电压为2.5V。则：
（1）L的额定功率为 W。
（2）图线a对应的过程中，R的调节范围为 。
（3）若将R替换成R
0
，则L工作时的阻值为 。Ω
（4）若将R替换成与L相同的小灯泡，则根据图线可Ω求得电路消耗的总功率约为
W。
14．（2023•哈尔滨）小明用如图甲所示器材做“测量小灯泡电功率”的实验，电源电压约
为4.5V且恒定不变，小灯泡上标有“3.8V”的字样，电压表只有 0～3V量程可用。
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（1）连接电路时开关需要 。
（2）图甲的电路还差最后一根导线，请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整，
连好就通电实验。
（3）接下来小明为准确测出小灯泡的额定功率，实验步骤如下：
①调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数为3V，然后断开开关，将电压表并联在滑动
变阻器两端。
②保持滑片位置不动，再次闭合开关后，观察电压表并继续移动滑片，直至电压表示
数 ，读出此时电流表示数如图乙所示，此时电流为 A。
③小灯泡额定功率为 W。
15．（2023•湘潭）利用图 1 所示的电路测量小灯泡的电功率，小灯泡的额定电压为
2.5V。
（1）用笔画线代替导线，将图1中所示的器材连接成完整电路。
（2）连接电路时开关应处于 （选填“断开”或“闭合”）状态，正确连接
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后，应将滑片P由最大电阻处缓慢向 端移动（选填“A”或“B”），使灯逐
渐变亮。
（3）某次实验时，电流表的示数如图2所示，则通过灯L的电流为 A；移
动滑片P，记下多组电压和电流值，绘制成图3所示的图像，根据图像的信息，小灯泡
的额定电功率为 W。
（4）实验时，由于操作失误，在未断开开关的情况下，直接将亮着的小灯泡从灯座上
取出，电压表的示数 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（5）在没有电流表的情况下，用如图4所示的实验电路，也可以测出小灯泡的额定功
率。已知小灯泡的额定电压为U额 ，定值电阻的阻值为R，实验步骤如下：
①只闭合开关S、S
1
，调节滑片，使电压表示数为U额 ；
②保持滑片位置不变，只闭合开关S、S ，此时电压表的示数为U；
2
可知小灯泡的额定功率P额 ＝ （用U额 、U和R表示）；若已知电源电
压为U
0
，此时滑动变阻器接入电路的阻值R
x
＝ （用U
0
、U额 、U和R
表示）。
16．（2023•徐州）如图甲所示，小明在做“比较两个灯泡的亮暗”的实验时，将A、B两
个阻值不等的白炽灯泡，分别串联和并联在电路中。
（1）将两个灯泡串联在电路中，目的是控制电路中的 不变，比较灯泡的亮
暗与 的关系。
灯泡 串联 并联
电压/V 亮暗 电流/A 亮暗
A 1.8 较亮 0.6
B 较暗 0.4
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P置于 端。
（3）串联时，灯泡B两端的电压如图乙所示，为 V。
（4）将两个灯泡并联在电路中时，小明在表格中记录的电流值有错误，请你帮他指出
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来： 。
17．（2023•丹东）在“测量小灯泡的额定功率”实验中，小潘选用的小灯泡L的额定电压
为2.5V。
（1）小潘设计了如图甲所示的电路图，连接好电路后，闭合开关S，发现电流表的指针
向左偏转，如图乙所示，其原因是 。
（2）排除故障后，闭合开关S，移动滑动变阻器R的滑片P到某一位置时，电压表示
数如图丙所示，为 V，要测量小灯泡 L 的额定功率，滑片 P 应向
（选填“左”或“右”）移动，使电压表示数为2.5V，此时电流表示数为0.24A，则小
灯泡L的额定功率为 W。
（3）实验结束后，小潘认为没有电流表也能测出小灯泡的额定功率。于是他找来了另
一个电源（电压恒为8V）、一个额定电压为6V的小灯泡L 和一个阻值为20 的定值
1
电阻R 等器材，设计了如图丁所示的电路，并完成了实验。实验过程如下： Ω
0
①断开开关S ，闭合开关S、S ，移动滑动变阻器R的滑片P，使电压表的示数为
1 2
V，小灯泡L 正常发光；
1
②断开开关S ，闭合开关S、S ，保持滑动变阻器R的滑片P位置不变，读出电压表的
2 1
示数为1.6V；
③小灯泡L 的额定功率为 W。
1
18．（2023•大庆）现有L
1
、L
2
、L
3
三只额定电压U额 均为2.5V，电阻值不同的小灯泡。
某研究小组分别利用甲、乙、丙三种电路图测量三只小灯泡的额定功率。
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（1）图甲电路中，实验操作如下：
①闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为U额 ；
②图丁是图甲电流表的表盘，此时示数为 A；
③小灯泡L
1
的额定功率为P额1 ＝ W。
（2）图乙电路中，定值电阻的阻值为R ＝12.5 ，实验操作如下：
0
①闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使电压Ω表的示数为U额 ；
②读出电流表的示数为I＝0.60A，计算出通过R 的电流为 A；
0
③小灯泡L
2
的额定功率为P额2 ＝ W。
（3）图丙电路中，电源电压未知但恒定不变，R 和R 为滑动变阻器，R 的最大阻值为
1 2 2
10 ，实验操作如下：
①Ω保持开关S
2
断开，同时闭合开关S和S
1
，调节R
2
的滑片，使电压表的示数为U额 ；
②断开开关S ，同时闭合开关S和S ，保持 （填“R ”或“R ”）的滑片
1 2 1 2
位置不变，调节 （填“R
1
”或“R
2
”）的滑片，使电压表示数仍为U额 ；
③仅将R 的滑片P调至最左端，记下电压表的示数U ＝3.00V，再仅将R 的滑片P调
2 1 2
至最右端，记下电压表的示数 U 2 ＝1.00V，则小灯泡 L 3 的额定功率 P 额 3 ＝
W。
（4）通过图甲和图乙实验，可以得到小灯泡L 和L 在额定电压工作时电阻之比为
1 2
。
19．（2023•通辽）小华利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的电功率。已知电源电压 3V
且保持不变，小灯泡额定电压为2.5V。
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（1）请在图甲中用笔画线代替导线，将实物图连接完整（要求：滑片 P向右端移动
时，灯变亮）。
（2）闭合开关后，小华发现小灯泡不发光，电流表示数几乎为零，电压表示数接近
3V，则电路故障可能是 。
（3）排除电路故障后，重新开始实验，小华从滑动变阻器连入电路阻值最大时开始记
录数据，得到小灯泡I﹣U图象如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W。
（4）测出小灯泡的额定功率后，小华又把灯泡两端的电压调为其额定电压的一半，发
现测得的实际功率不等于其额定功率的 ，此时它的实际功率 P额 （选
填“大于”或“小于”），原因是 。
（5）实验中，有甲“15 2A”、乙“25 2A”、丙“30 2A”三种规格的滑动变阻
器供选择，小华在该实验Ω中选用的是 Ω （选填“甲”Ω、“乙”或“丙”）。
20．（2023•朝阳）小红想测量标有“2.5V”字样小灯泡的电功率，从实验室找来了电源、
电压表、电流表、滑动变阻器、开关和导线若干，进行了如下实验。
（1）用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整。
（2）检查无误后，闭合开关，发现电流表无示数，小灯泡不亮，电压表示数接近电源
电压。造成这一故障的原因可能是小灯泡 。
（3）排除电路故障后，闭合开关，移动滑片，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图
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乙所示，则小灯泡的额定功率为 W；接下来她又测量了几组对应的电压值
和电流值，并绘制了小灯泡的I﹣U图象，如图丙所示。
（4）小红认为，利用图甲的装置也可以探究电流与电压的关系。小明认为小红的观点
不合理，理由是 。
（5）小红还想测出另一个额定电压为U额 的小灯泡正常发光时的电阻，在保证电路安
全的前提下，设计了如图丁所示的电路（电源电压恒定大于 U额 且未知，滑动变阻器R
最大阻值未知，定值电阻阻值为R ），请将实验步骤补充完整：
0
①闭合S、S ，断开S ，移动滑片P，使电压表示数为 ；
2 1
②闭合S、S ，断开S ，保持滑片P位置不变，读出电压表的示数为U ；
1 2 1
③闭合S、S ，断开S ， ，读出电压表的示数为U ；
1 2 2
④小灯泡正常发光时的电阻R
L
＝ （用U
1
、U
2
、U额 、R
0
表
示）。
21．（2023•荆州）课后服务社团活动中，“创新”兴趣小组在“测定小灯泡的电功率”的
实验中先用如图甲所示的器材进行实验，其中电源电压为6V，小灯泡额定电压为2.5V
（正常发光时电阻约为12 ）。
Ω
（1）为能顺利完成该实验，下列不同规格的滑动变阻器应选用 （选填字
母）；
A.“10 ，0.5A”的滑动变阻器
B.“20Ω，2A”的滑动变阻器
Ω
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C.“5 ，1A”的滑动变阻器
（2）Ω电路连接完成后，闭合开关，发现电压表示数接近电源电压，电流表无示数，小
灯泡不亮。那么出现该故障的原因是 ；
（3）故障排除后重新连接电路，闭合开关，移动滑片，电压表的示数如图乙所示，为
了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向 端移动（选
填“左”或“右”）；
（4）通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示，则小灯泡的额定功率为
W；
（5）实验结束后，某同学设计了如图丁所示的电路来测量额定电压为 6V的小灯泡的额
定功率。已知电源电压为18V，定值电阻R的阻值为20 。实验步骤如下：
①开关S、S
1
闭合，S
2
断开，调节滑动变阻器R′的滑片Ω，使小灯泡正常发光；
②保持滑片位置不动，开关S、S 闭合，S 断开，此时电压表的示数为8V；
2 1
③再将滑动变阻器的滑片移至最右端，此时电压表的示数为14V；
④小灯泡的额定功率P额 ＝ W。
22．（2023•泰安）物理实验小组连接了如图甲所示的电路，做“测量小灯泡的电功率”实
验。可供选择的器材有：电源（可选电压为4.5V、6V），规格为“20 2A”的滑动变
阻器一个，小灯泡（额定电压为2.5V，额定功率小于0.75W）一个，电Ω压表、电流表各
一个，开关，导线若干。
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（1）甲图连接的电路有一处错误，请把接错的那根导线找出来打“×”，用笔画线代替
导线画出正确的连接（只改接一根导线）。
（2）正确连接电路后，当变阻器的滑片P在中点时小灯泡正常发光。该实验所用的电
压为 V，小灯泡的额定功率为 W。
（3）变阻器的滑片P移至某处时，电流表示数为0.18A，电压表示数如图乙所示为
V，此时小灯泡的电阻为 。
（4）该实验小组的同学又设计了如图Ω丙所示的电路，利用阻值为R
0
的定值电阻和电压
表V
1
、V
2
等器材，测量额定电压为U额 的小灯泡L的额定功率，经检查无误后进行实
验。请你帮助他们将实验过程补充完整；
①闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表 （选填“V ”或“V ”）
1 2
的示数为U额 ，同时读出另一个电压表的示数，记为U；
② 用 已 知 物 理 量 和 测 量 量 的 符 号 表 示 出 小 灯 泡 额 定 功 率 P 额 ＝
。
23．（2023•达州）小明学习了电功率的知识后，在家中找来了一个标有额定电压
为“6V”的小灯泡，为了测定该小灯泡的额定功率，他在学校的实验室找到了相关器
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材，并进行了如下实验，已知电源电压恒为8V。
（1）请用笔画线代替导线，帮他连接好实物图。要求闭合开关后，滑片向右移，灯泡
变亮。
（2）小明在实际操作中发现灯泡很暗，电流表和电压表示数均很小，无论怎样移动滑
片，电表的示数几乎不变，你认为出现此现象的原因是 （选填字母）。
A.滑动变阻器同时接入了下方的两个接线柱
B.灯泡的电阻太小
C.滑动变阻器的最大阻值太小
（3）排除故障后，闭合开关，发现电压表的示数如图乙所示，接下来他应该将滑动变
阻器的滑片向 移动，同时眼睛注意观察 （选填“电流表”、“电
压表”或“灯泡”），直到灯泡正常发光。
（4）经过多次测量，小明绘制了小灯泡的I﹣U图象，如图丙所示，则该小灯泡的额定
功率为 W。
（5）若该实验中电压表标有15V的接线柱损坏了无法使用，于是他向老师请教，老师
告诉他用该电压表仍能测量该灯泡的额定功率，你认为老师的方案可能是 （选
填字母）。
A.只将电源电压减小
B.只更换一个其他规格的滑动变阻器
C.将该电压表并联到滑动变阻器的两端
（6）小明还想用该灯泡和电压表测量一个未知电阻R 的阻值，于是他设计了如图丁所
x
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示的电路图，操作步骤如下：
①闭合开关S、S ，断开S ，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为3V；
1 2
②保持滑动变阻器的滑片位置不动，闭合S、S ，断开S ，电压表示数为4.5V；则R
2 1 x
＝ 。
24．（2023•自Ω贡）小周利用如图甲所示电路，测量标有“2.5V”字样的灯泡L正常发光时
的电阻和电功率。请按要求完成下列问题：
（1）请用笔画线代替导线，将图甲所示的实物图连接完整；
（2）连接电路后，闭合开关S，发现灯泡不亮，电压表有示数且接近电源电压，电流表
示数为零，产生这种现象的原因可能是： ；
（3）排除故障后进行实验，闭合开关 S，发现电压表的示数为0.5V，为使灯泡L两端
电压达到额定电压，应向 端（选填“A”或“B”）移动滑动变阻器的滑片P，
直到观察到电压表示数为 2.5V。此时，电流表示数如图乙所示，电流表示数为
A，则灯泡L正常发光时的电阻为 ，电功率为 W。
25．（2023•重庆）在“测量小灯泡的电功率”Ω 实验中，小华准备了以下器材：电源、标
有“2.5V”的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。请完成下列问
题：
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（1）如图甲，请用笔画线代替导线，正确连接电路。
（2）在开关S闭合前，应将滑片P移到 端（选填“A”或“B”）。
（3）闭合开关S，发现灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，该电路故障可能是小
灯泡 。
（4）排除故障后，闭合开关S，移动滑片P，同时眼睛要观察 表的示数，直
到示数为 V时，小灯泡正常发光，记录电压表和电流表示数。
（5）继续移动滑片 P，让电压表示数低于 2.5V，某时刻电流表示数如图乙为
A，观察灯泡亮度并记录电表示数；继续缓慢移动滑片 P，让电压表示数高出2.5V少
许，观察灯泡亮度并记录电表示数。小华根据所有实验数据作出了小灯泡的 U﹣I图
象，如图丙，则小灯泡额定功率为 W。
（6）根据小灯泡U﹣I图象和亮度变化，还可以发现 。
【题型6 探究影响电流通过导体时产生热量的因素】
26．（2023•沈阳）如图是探究“电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关”的实验装
置，透明容器A和B中密封着等质量的空气，U形管中液面相平。
（1）将两容器中的电阻丝R 和R 串联起来接到电源两端，通电一段时间后、观察比较
1 2
两个装置中 U形管液面高度差的大小关系，来研究电流通过导体产生的热量与
的关系；
（2）实验中如果单独观察R 或R 所在装置，会发现随着通电时间的增加，U形管中液
1 2
面的高度差增大，这表明：在电阻和电流不变时，通电时间越长，电流通过导体产生的
热量越 。
27．（2023•枣庄）在探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关的实验中。某兴趣
小组猜想：电流通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有
关，于是他们利用甲、乙、丙三个装置进行实验探究，如图所示，三个装置的透明容器
中各有一段电阻丝，容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气
温度的变化。
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（1）要探究电热与电阻的关系，应选用 组合，并将它们 接到电
源两端进行实验。
（2）选用乙、丙组合，串联接到电源两端进行实验，在通电时间相同的情况下，发现
乙装置U形管中液面高度变化大，由此可得到的结论是：在电阻相同、通电时间相同的
情况下， 。
（3）实验中通过观察U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，在研究许多
物理问题时都会用到这种方法，下列实例采用研究方法与此相同的是 。
A．探究电流与电压、电阻的关系 B．用铁屑显示磁体周围磁场分布
C．研究光的传播时，引入“光线” D．探究平面镜成像的特点
【题型7 焦耳定律】
28．（2023•济宁）电流做的功跟电压、电流和通电时间三个因素都有关。小明想通过实验
验证电功跟电压的关系，选用的器材如图所示。其中甲、乙两玻璃瓶内装有初始温度相
同、等质量的煤油，两电阻丝阻值不同（R ＞R ）。
1 2
（1）将两根电阻丝串联后接入电路中，可控制 和 相等；
（2）通电一段时间后，通过观察 来比较电流做功多少；
（3）通过实验发现：在相同时间内，电流通过电阻丝 （选
填“R ”或“R ”）做的功多；
1 2
（4）若R 两端的电压为3V，电路中的电流为0.4A，则10s内电流通过R 做的功为
1 1
J。
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29．（2023•云南）实验小组在老师的指导下探究“电流通过导体产生的热量与电流的关
系”。同学们在烧瓶内安装一根电阻丝，装入适量的煤油，插入一支温度计，设计了如
图甲所示的电路。
（1）用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整。要求滑动变阻器的滑片向右移动
时，电流表示数变大，且导线不交叉。
（2）闭合开关后，发现电流表指针未偏转，经检查仅电阻丝 R有故障，则电阻丝R
（选填“短路”或“开路”）。排除故障后进行实验，实验中通过观察
来比较相同时间内不同电流产生热量的多少。
（3）调节滑动变阻器改变电流的大小，经过多次实验发现：电阻丝阻值和通电时间一
定时，电流I越大，通电导体产生的热量Q越多。小明猜想：当电阻和通电时间一定
时，Q可能与I成正比。随后在老师帮助下，实验小组测出了多组Q与I的数据。请提
出一种判断小明猜想是否正确的方法： 。
（4）同学们进一步学习了解到：物理学家焦耳1840年就确定了当电阻和通电时间一定
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时，电流产生的热量跟电流的二次方成正比的关系。生活中利用电热工作的家用电器有
（请举一例）。
（5）若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，可选择图乙中 （选
填“A”或“B”）烧瓶中的电阻与图甲烧瓶中的电阻 联（选
填“串”或“并”）进行实验。
（6）本实验应用的研究方法有转换法和 法。
【题型8 通电螺线管的磁场】
30．（2023•菏泽）小明捡到一块废弃的正方体磁铁，为了探测其磁极性，他将相邻的三面
分别用A、B、C标记，然后放在透明的塑料袋里，用细线悬挂起来。第一次将磁铁按
图甲所示放置在塑料袋中，确保C面向上，结果A、B面在任意方向均可静止。第二次
将磁铁按图乙所示放置在塑料袋中，结果磁铁静止时总是C面朝南。
根据以上操作，请你帮助小明推断：
①A、B、C三面中， 是磁极所在面；
②该面对应的磁极性是 极；
③为了进一步判断其磁极性，让图丙所示的通电螺线管 P端靠近上述磁极面，它们之
间将相互 。
【题型9 探究通电螺线管外部的磁场分布】
31．（2023•济南）实验室备有嵌入螺线管的玻璃板和电源，小明和小亮分别选用铁屑和小
磁针来“探究通电螺线管外部磁场的方向”。
（1）小明在螺线管周围的玻璃板上均匀地撒上一层铁屑。给螺线管通电后，轻敲玻璃
板，小明观察到螺线管周围铁屑的分布情况如图甲所示。
小明的实验说明，通电螺线管外部的磁场和 外部的磁场相似。
（2）小亮在螺线管周围的玻璃板上整齐、均匀地放置了32个小磁针，如图乙所示。给
螺线管通电后，小亮观察到这32个小磁针的指向更接近于图中的 。
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（3）小明的实验方案具有明显的不足，其不足之处是 。
（ 4 ） 为 了 弥 补 小 明 实 验 方 案 的 不 足 ， 请 提 出 一 条 改 进 建 议 ：
。
【题型10 电磁继电器的组成、原理和应用】
32．（2023•常州）2022年卡塔尔世界杯足球赛，球场草坪所用的自动灌溉工程得到了中
国技术团队的支持。球场草坪种植的黑麦草，适合在湿度为50%的土壤中生长。
（一）灌溉技术
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（1）传统灌溉采用如图（a）所示的喷洒技术，这会导致草叶灼伤，原因是：水喷洒在
草叶上，如图（b）所示，透过水珠可见叶面正立、放大的 （虚/实）像，水珠
作为 透镜，对阳光有 作用。
（2）技术团队选择如图（c）所示的地下渗透灌溉新技术，该技术既可避免草叶灼伤，
又可节水，节水的原因是： 。
（二）电阻测量
自动灌溉系统需要湿敏电阻R ，小明把R 放入湿度为50%的土壤内，设计如图（d）所
x x
示的电路，测量R 的阻值。
x
（3）图中有一根导线连接错误，请在这根导线上打“×”，并以笔画线重新连接该导
线。
（4）闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P移到 （A/B）端。
（5）闭合开关S，移动滑片P，测得多组数据如表格所示。实验②的数据如图（e）所
示，电压表示数为 V，电流表示数为 A，根据实验①②③的
数据可得：湿度为50%的土壤内R 的阻值为 。
x
实验序号 ① ② ③ Ω
电压表示数/V 1.1 2.6
电流表示数/A 0.1 0.26
R /
x
（三）装置Ω设计
（6）湿敏电阻R 的阻值随所在土壤湿度变化的图像如图（f）所示。已知：蓄电池电压
x
恒为6V；电磁继电器线圈电流大于0.2A时衔铁被吸下，小于0.2A时衔铁被弹回，线圈
电阻不计；电动机的额定电压为220V。请以笔画线代替导线完成图（g）所示的电路连
接，要求：闭合开关S，当土壤湿度低于50%时，电动机转动送水；当土壤湿度高于
50%时，电动机不转停止送水。
（7）定值电阻R 的阻值为 。
0
（8）生物学家正在培育新品黑麦草，能Ω 在湿度低于50%的土壤中生长，一旦成功，电
路中的电阻R 应换用阻值更 的定值电阻。
0
27
