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2023年中考物理真题《压轴挑战》分类汇编（解析版）
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】.................................................................................3
【题型3 探究串联电路中的电压规律】..................................................................................................................4
【题型4 探究影响导体电阻大小的因素】...........................................................................................................10
【题型5 实验 测量小灯泡的电功率】..................................................................................................................12
【题型6 探究影响电流通过导体时产生热量的因素】.......................................................................................45
【题型7 焦耳定律】................................................................................................................................................47
【题型8 通电螺线管的磁场】................................................................................................................................50
【题型9 探究通电螺线管外部的磁场分布】.......................................................................................................51
【题型10 电磁继电器的组成、原理和应用】.....................................................................................................52
【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
【1 淘宝店铺：向阳百分百】关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
（ 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 A （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 0.2A 。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 串联电路，总电压等于各部分电路两端电压之和
；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 在串联电路中，
电压与电阻成正比 。
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
【答案】（1）如上图所示；（2）A；（3）0.2A；串联电路，总电压等于各部分电路两
端电压之和；在串联电路中，各部分电路两端电压之比等于各电路的电阻之比。
【解答】解：（1）已知电源电压为3V，当R 、R 串联接入电路时，则此时电路中的电
1 2
流I＝ ＝ ＝ ＝0.1A＜0.6A，所以电流表选用的量程为0～0.6A。电流表
要串联接入电路，且电流要从“+”接线柱流入，“﹣”接线柱流出，如图所示：
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（2）电路连接完成后，电压表测R 两端电压，闭合开关S，发现电压表、电流表均无
1
示数，说明电路中存在断路；将电压表并联在 R 两端，电压表测R 两端电压，闭合开
2 2
关S，发现电压表有示数、电流表无示数，说明电压表所在电路是通路，与电压表并联
的这部分电路存在断路；
（3）当R 、R 串联接入电路时，通过它们的电流相等，I ＝ ＝ ＝
2 3 2
＝0.2A；
探究串联电路中电压的关系时，分析表中数据可以发现：U ＝U +U ，则可得出结
AC AB BC
论：串联电路，总电压等于各部分电路两端电压之和；
在串联电路中，通过电路的电流为I＝ ＝ ，将表格中数据代入上式子后，可以
确认关系成立，故可得出结论：在串联电路中，电压与电阻成正比。
故答案为：（1）如上图所示；（2）A；（3）0.2A；串联电路，总电压等于各部分电路
两端电压之和；在串联电路中，各部分电路两端电压之比等于各电路的电阻之比。
【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 C （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 a （选填“a”或“b”）
2
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，电流表的示数如图
丙所示，则电流表的示数为 0. 3 A。
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（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 不相同 （选填“相同”或“不相同”）的灯泡进行实
验。
【答案】（1）C；（2）a；0.3；（4）不相同。
【解答】解：（1）由图乙可知，电流表测量干路电流，所以测量的是C处电流；
（2）测量通过L 的电流时，电流表就要与L 串联，只需将图乙中导线a的一端移动到
2 2
电流表的负接线柱上，此时电流表就和 L 串联；根据此时电流表选用的小量程，所以
2
分度值为0.02A，示数为0.3A；
（4）要得到并联电路中电流的规律，应选用不同规格的小灯泡进行实验；
故答案为：（1）C；（2）a；0.3；（4）不相同。
【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 断开 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
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（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 V （选
1 2 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 0.6 V和
1 2 1 2
3 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
开开关，接下来可以 B 。
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 B 。
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。
【答案】（1）断开；（2）见解答图；（3）V ；0.6；3；（4）B；（5）B。
2
【解答】解：（1）为了保护电路中各用电器的安全，每次拆接电压表时，开关应处于
断开状态。
（2）灯泡L 和L 为串联电路，电压表测量L 两端的电压，故电压表与L 并联，根据
1 2 1 1
电流从电压表正接线柱流入，从负接线柱流出得到图乙中电流从 L 的右端流出，则L
1 1
的右端应与L 的右端连接，电路如图所示：
2
。
（3）由图可知电压表V 测量的是灯泡L 两端的电压，电压表V 测量的是灯泡L 和L
1 1 2 1 2
两者电压的总电压，实验发现两电压表指针偏转角度相同，可能的原因是电压表V 的
2
量程选大了；电压表V 的示数是V 的5倍，图中电压表V 测量的是灯泡L 和L 两者
2 1 2 1 2
电压的总电压，也是电源电压，即电压表 V 的示数为3V，那么电压表V 的示数为
2 1
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0.6V。
（4）为了测量BC间的电压，应该保持C接线柱不动，将电压表V 的A点改接到B；
2
如果保持B接线柱，将电压表V 的连线由A改接到C会导致电压表V 的正负接线柱接
1 1
反。
（5）换用不同规格的灯泡进行多次测量，由于测量数据多，可以使结论具有普遍性；
将灯泡L 和L 互换位置进行多次测量，得到的数据本质还是同一次实验的数据，结论
1 2
不具有普遍性。
故答案为：（1）断开；（2）见解答图；（3）V ；0.6；3；（4）B；（5）B。
2
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 断开 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 0.3 2 A；
（3）实验数据记录如表，分析数据可得：串联电路中电流 处处相等 ；
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， 不能 （选填“能”或“不能”）
1
只将A点的导线接到C点测L 两端的电压，理由是 电压表正负接线柱接反 ；
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 使结论更具普
遍性 。
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【答案】（1）断开；（2）0.32；（3）处处相等；（4）见解析；（5）不能；电压表正
负接线柱接反；（6）使结论更具普遍性
【解答】解：（1）为了保护电路，连接电路时开关应断开；
（2）第2次实验中，B点的电流表示数如图乙所示，电流表选用的是小量程，分度值
为0.02A，示数为0.32A；
（3）根据表格中的数据可知，串联电路中A、B、C三处的电流是相同的，故结论为：
串联电路中电流处处相等；
（4）根据图丙可知，电压表并联在了灯泡L 两端，则电压表测量的是L 两端的电压；
1 1
电源有两节干电池组成，电源电压为3V，所以电压表选用小量程并联在灯泡L 两端；
1
如下所示：
；
（5）将与A点相连的导线改接到C点，会导致电压表的正负接线柱接反，电压表的指
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针会反偏；
（6）为了使结论更具普遍性，应使用不同规格的灯泡进行实验。
故答案为：（1）断开；（2）0.32；（3）处处相等；（4）见解析；（5）不能；电压表
正负接线柱接反；（6）使结论更具普遍性。
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 断开 （选填“断开”或“闭合”）状态；小明检查电路
时发现 电池 （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 灯 L 发生了断（开）路。
1
（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： 小红的结论更具普遍性，小红选用规格不相同的灯泡进行了多次实验
。
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
4 1.8 0.9 2.7
5 1.4 1.4 2.8
6 1.1 1.7 2.8
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（4）对比两表，从小明的第 2 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？ DF 、 EA （用图中字母表示）。
【答案】（1）断开；电池；（2）灯L ；（3）小红的结论更具普遍性，小红选用规格
1
不相同的灯泡进行了多次实验；（4）2；DF、EA。
【解答】解：（1）在连接电路过程中，为保护电路，开关应处于断开状态；
电池不能正极对正极，电池安装错误；
（2）实验中若发现电压表指针偏转情况如图乙所示，电压表指针已经满偏为 3V，与电
源电压相等，说明电压表与电源两极连通，电压表所测部分灯L 断路；
1
（3）小红的结论更具普遍性，小红选用规格不相同的灯泡进行了多次实验；
（4）每节新干电池为1.5V，结合表格发现小红实验中电源电压与2节新干电池电压接
近，小明的第2次实验中电压2.9V与2节新干电池电压接近；
串联电路中各用电器两端电压之和等于电源电压，实际情况下导线电阻较小但不为0，
导线两端也有一部分电压，由表中信息可知小明将电压表接在 E、F两接线柱间测电源
电压，而小红将电压表接在A、D两接线柱间测电源电压，结合甲图可知，两人所测电
源电压的差值对应电路中导线DF、EA两端的电压。
故答案为：（1）断开；电池；（2）灯L ；（3）小红的结论更具普遍性，小红选用规
1
格不相同的灯泡进行了多次实验；（4）2；DF、EA。
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 C 。
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 小灯泡 L 断路
2
。
（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
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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 D 。
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
【答案】（1）C；（2）小灯泡L 断路；（3）D。
2
【解答】解：（1）为了保护电路，连接电路时，开关S处于断开状态，故A正确；
B、为了不超过量程，所以电压表可通过试触来选择合适的量程，故B正确；
C、测量完L 两端的电压后，在测量L 两端的电压时，将电压表A接点连线转接至C
1 2
接点，这样导致电压表正负接线柱接反了，不能测量出L 两端电压，故C错误；
2
（2）两灯泡都熄灭，可能是某个灯泡断路或两个灯泡都短路，由题意知故障可能是由
某只灯泡“短路”或“开路”引起的，所以应该是一个灯泡断路，由于电压表的示数为
零，说明电压表与电源的两端不相连，所以故障为小灯泡L 断路；
2
（3）分析表格数据，在误差允许的范围内，比较 AB间、BC间、AC间的电压值可
得：串联电路中总电压等于各部分电路电压之和，故D正确。
故答案为：（1）C；（2）小灯泡L 断路；（3）D。
2
【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
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
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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 电流表示数 来判断。
（3）要探究导体电阻大小与长度的关系，应选用 A 、 B 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 小 。
（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： 在电阻丝材料和横截面积不变时，换用较短的电阻丝 （写出一种合理
方法即可）。
【答案】（1）见解析；（2）电流表示数；（3）A、B；（4）小；（5）在电阻丝材料
和横截面积不变时，换用较短的电阻丝（合理即可）
【解答】解：（1）电流应该从电流表的正接线柱流入、从负接线柱流出，则将电流表
的负接线柱与电源负极相连即可，如图所示：
；
（2）在该实验中，导体电阻的大小是通过电流的大小（电流表的示数）来体现的，电
流越小说明电阻越大，采用了转换法；
（3）探究导体电阻大小与长度的关系时，需要让导体的材料和横截面积都相同，而长
度不同，所以需要选择A、B两根导体进行实验；分析实验数据可知，当导体的横截面
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积和材料相同时，长度越小，电流越大，说明电阻越小；
（4）由表中信息可知，A、C两根导体的材料和长度都相同，而横截面积不同，且横截
面积越大，电流越大，说明电阻越小，故可得出结论：当导体的长度和材料相同时，横
截面积越大，电阻越小；
（5）老师想改装一个滑动变阻器使其最大阻值变小，在电阻丝材料和横截面积不变
时，可以减小电阻丝的长度来减小电阻（即换用较短的电阻丝）；在电阻丝材料和长度
不变时，可以增大电阻丝的横截面积来减小电阻（即换用较粗的电阻丝）。
故答案为：（1）见解析；（2）电流表示数；（3）A、B；（4）小；（5）在电阻丝材
料和横截面积不变时，换用较短的电阻丝（合理即可）。
【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
（1）通过估算，滑动变阻器应选择 R （选填“R ”“R ”或“R ”）。选择合适
2 1 2 3
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 灯泡断路 。
（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
2.2 V；若要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 A （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 0. 5 W。
【答案】（1）R ；见解答；（2）灯泡断路；（3）2.2；A；0.5。
2
【解答】解：（1）灯泡正常发光时的电压U ＝2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10 ，
L
Ω
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由欧姆定律，灯的额定电流约为：
I ＝ ＝ ＝0.25A＞0.2A；
L
电源电压恒为6V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，灯正常发光时，滑
动变阻器两端的电压：U滑 ＝U﹣U
L
＝6V﹣2.5V＝3.5V，
由欧姆定律I＝ ，灯正常发光时，变阻器连入电路的电阻为：R滑 ＝ ＝ ＝
14 ＞10 ，考虑到电流因素，则滑动变阻器选R ；
2
滑Ω动变阻Ω器按“一上一下”的方式串联接入电路，滑片向右移动，灯泡变暗，表明电路
中的电流减小，电路的总电阻变大，滑动变阻器电阻变大，故变阻器左下接线柱连入电
路中，如下图所示：
（2）闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，说明电路出现了断路现象，电压表有
示数，说明电压表与电源之间是接通的，出现故障的原因可能是灯泡断路；
（3）P到图甲中某一位置时，电压表示数（如图乙所示），电压表选用小量程，分度值
为0.1V，电压为2.2V，因2.2V小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电
路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大
小，故滑片向A端移动，直到电压表示数为额定电压；
根据图丙信息，灯在额定电压下的电流为0.2A，可计算出小灯泡的额定功率是：
P＝U I ＝2.5V×0.2A＝0.5W。
L L
故答案为：（1）R ；见解答；（2）灯泡断路；（3）2.2；A；0.5。
2
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。
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（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 A 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 1.4 4 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 0.3 6 W。
【答案】（1）A；1.44；（2）0.36。
【解答】解：（1）电源是两节新的干电池串联，即3V；小灯泡的额定电压为3V，故
闭合开关，将滑片调至滑动变阻器的A端时，即滑动变阻器接入电路的阻值为0，小灯
泡正常发光；
小灯泡正常发光，此时电流表示数如乙图，电流表选用小量程，分度值 0.02A，其示数
为0.48A，则小灯泡额定功率为：
P ＝U I ＝3V×0.48A＝1.44W；
L L L
（2）由（1）可知，灯泡正常发光时的电阻为：
R＝ ＝ ＝6.25 ，
因忽略小灯泡电阻随温度Ω的变化，故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为：
P＝I2R＝（0.24A）2×6.25 ＝0.36W。
故答案为：（1）A；1.44；Ω （2）0.36。
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 断开 （选填“断开”或“闭合”），滑动变阻器
的滑片应该移动到 最左 （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 B ；（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 0.1 4 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 右 （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 0.62 5 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 增大 （选填“增大”“不变”或“减小”），你认为原因是 灯丝电阻随
温度的升高而增大 。
【答案】（1）见解答图；（2）断开；最左；（3）B；（4）0.14；（5）右；（6）
0.625；（7）增大；灯丝电阻随温度的升高而增大。
【解答】解：（1）原电路图中，电流表与灯泡并联，电压表串联在电路中是错误的，
在“测量小灯泡的电功率”实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在灯
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泡两端，如下图所示：
；
（2）为了保护电路，连接电路过程中，开关应该断开，滑动变阻器的滑片应该移动到
阻值最大处，即最左端；
（3）正确连接电路后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，说明电路可能断路，
电压表有示数，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，即电路的故障可能是灯泡断路，故选：B；
（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，
电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.14A；
（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，小于灯泡额定电
压2.5V，为了测量小灯泡的额定电功率，应增大灯泡两端电压，根据串联电路电压规
律，应减小滑动变阻器两端电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，
故这时应该向右端移动滑动变阻器的滑片；
（6）由图丙可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的额定电流为0.25A，则小灯
泡额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；
（7）由图丙可知，当灯泡两端电压增大，通过灯泡的电流也增大，根据P＝UI可知，
灯泡功率变大，温度升高，灯丝电阻随温度的升高而增大，故小灯泡的电阻随两端电压
的增大而增大。
故答案为：（1）见解答图；（2）断开；最左；（3）B；（4）0.14；（5）右；（6）
0.625；（7）增大；灯丝电阻随温度的升高而增大。
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
右 （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 小
灯泡 L 断路 。
（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
0.36 A，小灯泡L的额定功率为 0. 9 W。
②第1次实验中，小灯泡L不亮的原因可能是 小灯泡 L 实际功率太小 。
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
灯丝电阻随温度的升高而增大 。
（4）本次实验所选用的滑动变阻器的规格是 B 。
A.10 2A
B.20Ω 1A
【答Ω案】（1）右；（2）小灯泡L断路；（3）①0.36；0.9；②小灯泡L实际功率太
小；③灯丝电阻随温度的升高而增大；（4）B。
【解答】解：（1）为了保护电路，连接电路时，开关S应处于断开状态，滑动变阻器
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的滑片P应置于阻值最大处，即最右端；
（2）闭合开关S，观察到小灯泡L不亮，电流表指针几乎不偏转，说明电路可能断
路，电压表有示数且接近电源电压，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，即故障原因可能是小灯泡L断路；
（3）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，电流表选用
小量程，分度值0.02A，其示数为0.36A，则小灯泡L的额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.36A＝0.9W；
②由表中数据可知，在第1次实验中，两表均匀示数，说明电路是通路，小灯泡 L不
亮，说明小灯泡L实际功率太小；
③由表中数据可知，灯泡两端电压增大，通过灯泡的电流也增大，根据P＝UI可知，
灯泡功率变大，温度升高，灯丝电阻随温度的升高而增大，故通过小灯泡L的电流与其
两端的电压不成正比；
（4）由表中数据可知，当灯泡两端电压为0.5V时，通过灯泡的电流为0.2A，由串联电
路电压规律可知，此时滑动变阻器两端电压为U滑 ＝U﹣U
1
＝4.5V﹣0.5V＝4V，
则滑动变阻器接入电路的阻值为：
R滑 ＝ ＝ ＝20 ，故选：B。
故答案为：（1）右；（Ω2）小灯泡L断路；（3）①0.36；0.9；②小灯泡L实际功率
太小；③灯丝电阻随温度的升高而增大；（4）B。
12．（2023•菏泽）实验室有一只标有“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 电流表 、 电压表 ；
（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 A 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 0. 9 W，正
常发光时的电阻为 6. 9 。
Ω
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【答案】（1）电流表；电压表；（2）见解答图；（3）A；（4）0.9；6.9。
【解答】解：（1）由本实验目的和原理（P＝UI＝ ）知，实验中还需要用到的两个
器材是电流表、电压表；
（2）电压表与灯泡并联，电流表串联在电路中，如下图所示：
（3）为保护电路，由图甲所示电路图可知，闭合开关前，滑片要置于A端；
（4）灯泡的额定电压为“2.5V”，U2＝（2.5V）2＝6.25V2，由图乙得出灯泡的额定功
率为0.9W，
灯泡正常发光时的电阻为：R＝ ≈6.9 。
Ω
故答案为：（1）电流表；电压表；（2）见解答图；（3）A；（4）0.9；6.9。
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：
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（1）L的额定功率为 0.62 5 W。
（2）图线a对应的过程中，R的调节范围为 2 5 ～ 2 。
（3）若将R替换成R
0
，则L工作时的阻值为 6 。Ω
（4）若将R替换成与L相同的小灯泡，则根据图Ω线可求得电路消耗的总功率约为
0.6 W。
【答案】（1）0.625；（2）25～2；（3）6；（4）0.6。
【解答】解：（1）由图1可知，灯泡和滑动变阻器串联，电压表并联在滑动变阻器两
端，电流表串联电路中的电流；由图2可知，图线a是滑动变阻器的电压与电流关系图
线；当灯泡两端电压为2.5V时，根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压为 3V﹣
2.5V＝0.5V，由图2可知，此时电路中的电流为0.25A，根据串联电路电流特点可知，
灯泡额定电流为0.25A，则灯泡额定功率为：
P ＝U I ＝2.5V×0.25A＝0.625W；
L L L
（2）由图2可知，当滑动变阻器两端电压为2.5V时，通过滑动变阻器的电流为0.1A，
此时滑动变阻器的阻值为：
R滑1 ＝ ＝ ＝25 ，
同理，当滑动变阻器两端Ω电压为0.5V时，通过滑动变阻器的电流为0.25A，此时滑动变
阻器的阻值为：
R滑2 ＝ ＝ ＝2 ，
故图线a对应的过程中，Ω R的调节范围为25～2 ；
（3）根据串联电路特点，由图2中图线a可知Ω，当滑动变阻器两端电压为2.5V时，灯
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泡两端的电压为3V﹣2.5V＝0.5V，通过的电流为0.10A，记为A点，
当滑动变阻器两端电压为1.5V时，灯泡两端的电压为3V﹣1.5V＝1.5V，通过的电流为
0.2A，记为B点；
当滑动变阻器两端电压为0.5V时，灯泡两端的电压为3V﹣0.5V＝2.5V，通过的电流为
0.25A，记为C点，通过A、B、C三点在图2中画出灯泡的I﹣U图线，如下图所示：
，
若将R替换成R ，由灯泡的I﹣U图线可知，当电流为0.125A时，灯泡两端电压为
0
0.75V，R 两端电压为2.25V，灯泡与R 两端电压之和等于电源电压，则L工作时的阻
0 0
值为：
R＝ ＝ ＝6 ；
（4）若将R替换成与LΩ相同的小灯泡，根据串联分压原理可知，此时每个灯泡两端为
1.5V，由图2中灯泡I﹣U图线可知，此时电路中的电流约为0.2A，则电路消耗的总功
率约为：
P'＝UI''＝3V×0.2A＝0.6W。
故答案为：（1）0.625；（2）25～2；（3）6；（4）0.6。
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 断开 。
（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 减小 0.8V ，读出此时电流表示数如图乙所示，此时电流为 0. 3 A。
③小灯泡额定功率为 1.1 4 W。
【答案】（1）断开；（2）见解答图；（3）②减小0.8V；0.3；③1.14。
【解答】解：（1）为保证器材安全，连接电路时开关需要断开；
（2）连好就通电实验，则连入时应使滑动变阻器位于最大处，应连接右下接线柱，如
图所示：
（3）②小灯泡的额定电压为3.8V，第①步操作已经使小灯泡的电压到达3V，滑动变
阻器与小灯泡串联，移动滑动变阻器滑片时，滑动变阻器减小的电压值等于小灯泡增加
的电压值，故观察电压表并继续移动滑片，直至电压表示数减小0.8V，此时小灯泡两端
的电压增加0.8V，达到额定电压3.8V；
电流表选择的时0～0.6A的量程，故此时的读数为0.3A；
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③小灯泡额定功率：P＝UI＝3.8V×0.3A＝1.14W。
故答案为：（1）断开；（2）见解答图；（3）②减小0.8V；0.3；③1.14。
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 断开 （选填“断开”或“闭合”）状态，正确连接
后，应将滑片P由最大电阻处缓慢向 A 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 0. 2 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 0.62 5 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 变大 （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
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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）。
【答案】（1）见解答图；（2）断开；A；（3）0.2；0.625；（4）变大；（5）
； 。
【解答】解：（1）连接电路时，电压表与灯泡并联，且电流从电压表的正接线柱流
入，根据额定电压2.5V，确定选择小量程，完整电路如图所示：
。
（2）为保护电路，连接电路时，开关应处于断开状态；滑动变阻器开始处于最大阻值
处，即在图中的B端，正确连接后，要使灯变亮，应减小滑动变阻器连入电路的电阻，
应将滑片向A端移动；
（3）由图2知，电流表选择的量程为0﹣0.6A，分度值为0.02A，指针位于0.2A位置，
故电流表示数为0.2A；
由图3知，当小灯泡两端电压为其额定电压2.5V时，通过灯泡的电流为0.25A，
故小灯泡的额定电功率P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；
（4）电路为灯泡与滑动变阻器串联，正常工作时电压表测量灯泡两端电压，灯泡两端
电压小于电源电压；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，小灯
泡处发生断路，电压表测量电源电压，故电压表示数变大；
（5）①只闭合开关S、S ，灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联，电压表测量灯泡两端
1
电压，调节滑片，使电压表示数为U额 ，此时灯泡正常发光；
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②保持滑片位置不变，只闭合开关S、S ，电路仍为灯泡、定值电阻和滑动变阻器串
2
联，电路电流不变，电压表测量灯泡和定值电阻两端的总电压，此时电压表的示数为
U，则定值电阻两端电压为U﹣U额 ，电路电流为I额 ＝ ；
故可知小灯泡的额定功率P额 ＝U额I额 ＝ （用U额 、U和R表示）；若已
知电源电压为U ，则滑动变阻器两端的电压为U ﹣U，此时滑动变阻器接入电路的阻值
0 0
R
x
＝ ＝ （用U
0
、U额 、U和R表示）。
故答案为：（1）见解答图；（2）断开；A；（3）0.2；0.625；（4）变大；（5）
； 。
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 电流 不变，比较灯泡的亮暗
与 电压 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 右 端。
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（3）串联时，灯泡B两端的电压如图乙所示，为 1. 2 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
来： 流过灯泡 A 的电流应小于流过灯泡 B 的电流 。
【答案】（1）电流；电压；（2）右；（3）1.2；（4）流过灯泡A的电流应小于流过
灯泡B的电流。
【解答】解：（1）将两个灯泡串联在电路中，由串联电路电流处处相等可知，目的是
控制电路中的电流不变，比较灯泡的亮暗与电压的关系；
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P置于右端，使滑动变阻器接入电路的电阻
最大；
（3）由图可知，电压表的量程是0～3V，分度值为0.1V，此时的示数为1.2V；
（4）由I＝ 可得R＝ ，两灯串联时，电流相同，灯泡A两端的电压大于灯泡B两端
的电压，说明灯泡A的电阻大于灯泡B的电阻；
两灯并联时，电压相等，由I＝ 可知，流过灯泡A的电流应小于流过灯泡B的电流。
故答案为：（1）电流；电压；（2）右；（3）1.2；（4）流过灯泡A的电流应小于流
过灯泡B的电流。
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 电流表正、负接线柱接反了 。
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（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 1.8 V，要测量小灯泡L的额定功率，滑片P应向 左 （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 0. 6 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 2
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 2. 4 W。
1
【答案】（1）电流表正、负接线柱接反了；（2）1.8；左；0.6；（3）①2；③2.4。
【解答】解：（1）乙中电流表指针反偏，说明电流表正、负接线柱接反了；
（2）由乙图可知，电压表所选量程为0～3V，分度值为0.1V，读出其示数为1.8V；示
数小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器
的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向左移动，直到电
压表示数为额定电压；灯泡的额定功率：P额 ＝U额I额 ＝2.5V×0.24A＝0.6W；
（3）①断开开关S ，闭合开关S、S ，滑动变阻器与小灯泡L 串联，电压表测滑动变
1 2 1
阻器的电压，根据串联分压原理，移动滑动变阻器R的滑片P，使电压表的示数为：U
＝U电源 ﹣U
L
＝8V﹣6V＝2V，小灯泡L
1
正常发光；
②断开开关S ，闭合开关S、S ，滑动变阻器与R 串联，电压表测滑动变阻器的电
2 1 0
压；保持滑动变阻器R的滑片P位置不变，读出电压表的示数为1.6V；根据串联分压原
理得， ，则滑动变阻器的电阻为： ＝5 ，
Ω
③在①中，电路电流为：I＝ ＝0.4A；
小灯泡L
1
的额定功率为：P额 ＝U
L
I＝6V×0.4A＝2.4W。
故答案为：（1）电流表正、负接线柱接反了；（2）1.8；左；0.6；（3）① 2；
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③2.4。
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。
（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 0. 3 A；
③小灯泡L
1
的额定功率为P额1 ＝ 0.7 5 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 0. 2 A；
0
③小灯泡L
2
的额定功率为P额2 ＝ 1 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 R （填“R ”或“R ”）的滑片位置
1 2 2 1 2
不变，调节 R
1
（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 ＝ 1.2 5 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
4 ： 3 。
【答案】（1）②0.3；③0.75；（2）②0.2；③1；（3）②R ；R ；③1.25；
2 1
（4）4：3。
【解答】解：（1）图甲知电压表测量小灯泡两端的电压，电流表测量通过小灯泡的电
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流，由图丁知当小灯泡正常发光时通过小灯泡的电流为I ＝0.3A，
1
小灯泡L 的额定功率为：
1
P额1 ＝U额I
1
＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（2）由图乙知，定值电阻与小灯泡并联，再和滑动变阻器串联，电流表测量干路的电
流，电压表测量小灯泡和定值电阻两端的电压，由并联电路电压的规律知当小灯泡正常
发光时，定值电阻两端的电压等于小灯泡两端的电压，
则通过R 的电流为：
0
I ＝ ＝ ＝0.2A，
0
由并联电路电流的规律知通过小灯泡的额定电流为：
I ＝I﹣I ＝0.6A﹣0.2A＝0.4A，
2 0
小灯泡L 的额定功率为：
2
P额2 ＝U额I
2
＝2.5V×0.4A＝1W；
（3）①保持开关S 断开，同时闭合开关S和S ，调节R 的滑片，使电压表的示数为
2 1 2
U额 ；
②断开开关S ，同时闭合开关S和S ，保持R 的滑片位置不变，通过调节滑动变阻器
1 2 2
R
1
，使R
1
两端电压为小灯泡的额定电压U额 ；
③根据等效替代法，此时R ＝R ；
1 L
将R 的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U ＝3.00V；再将R 的滑片P调至最
2 1 2
右端，记下电压表的示数为U ＝1.00V，
2
将R 的滑片P调至最左端，R 连入电路中的电阻为0，电压表的示数为U ＝3.00V即为
2 2 1
电源电压；再将R 的滑片P调至最右端，此时两变阻器串联，电压表的示数为U ，即
2 2
为R 的电压为U ＝1.00V，根据串联电路电压的规律和欧姆定律有：
1 2
＝ ，
解得，R ＝ •R ＝ ×10 ＝5 ，
1 2
小灯泡额定功率的表达式： Ω Ω
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P额3 ＝ ＝ ＝ ＝1.25W；
（4）小灯泡L 和L 在额定电压工作时电阻之比为：
1 2
＝ ＝ ＝ ＝4：3。
故答案为：（1）②0.3；③0.75；（2）②0.2；③1；（3）②R ；R ；③1.25；
2 1
（4）4：3。
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。
（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 小灯泡断路 。
（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 0.7 5 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 大于 P额 （选
填“大于”或“小于”），原因是 灯的电阻随温度的降低而减小 。
（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 乙Ω （选填“甲”、Ω“乙”或“丙”）。
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【答案】（1）见解答图；（2）小灯泡断路；（3）0.75；（4）大于；灯的电阻随温度
的降低而减小；（5）乙。
【解答】解：（1）滑片向右移动时，灯变亮，说明电流变大，则滑动变阻器的有效电
阻变小，故选择滑动变阻器的右下接线柱串联接入电路，电路连接如下图所示：
；
（2）小灯泡不亮、电流表示数几乎为零，说明电路可能断路，电压表示数接近 3V，说
明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的
支路断路了，即小灯泡断路；
（3）由图乙可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.3A，灯泡的额定功
率为：P＝U I＝2.5V×0.3A＝0.75W；
L
（4）若灯的电阻不变，则当灯泡两端的电压调为额定电压的一半时，根据 P＝ ，灯
的实际功率为额定功率的四分之一，但当灯泡两端的电压调为额定电压的一半时，灯的
温度降低了，此时灯的电阻减小了，根据P＝ ，测得的P实 ＞ P额 ；
（5）当灯泡两端电压最小时，变阻器两端电压最大，变阻器的阻值最大，由图乙知，
U ′＝0.5V时，I′＝0.1A，
L
根据串联电路电压的规律得滑动变阻器两端的电压为：
U滑 ＝U﹣U
L
′＝3V﹣0.5V＝2.5V；
由欧姆定律，则滑动变阻器的最大阻值：
R滑 ＝ ＝ ＝25 ，
Ω
所以小华实验中选用的滑动变阻器是乙。
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故答案为：（1）见解答图；（2）小灯泡断路；（3）0.75；（4）大于；灯的电阻随温
度的降低而减小；（5）乙。
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 断路 。
（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
乙所示，则小灯泡的额定功率为 0.7 5 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 灯丝电阻随温度的变化而变化 。
（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 2 ，断开S 1 ，移动滑片P，使电压表示数为 U 额 ；
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 ， 滑片移动到最左端 ，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）。
【答案】（1）见解析；（2）断路；（3）0.75；（4）灯丝电阻随温度的变化而变化；
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（5）U额 ；滑片移动到最左端； 。
【解答】解：（1）测量标有“2.5V”字样小灯泡的电功率时，电压表与小灯泡并联接
入电路中，如下所示：
（2）电流表无示数，灯泡不亮，说明电路是断路，电压表示数接近电源电压，说明与
电压表并联部分以外的电路是通路，故造成这一现象的原因可能是小灯泡断路；
（3）图中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，则小灯泡的额定功率
是：P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（4）探究电流与电压的关系时，需要控制与电压表并联的电阻的阻值不变，根据图丙
可知，小灯泡灯丝的电阻是变化的，所以不能完成实验探究；
（5）①闭合S、S
2
，断开S
1
，移动滑片P，使电压表示数为U额 ，此时灯泡正常发光；
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 ，根据欧姆定律
1 2 1
可知，此时电路中的电流为：I＝ ；
③闭合S、S ，断开S ，滑片移动到最左端，此时电压表测量的是电源电压，读出电压
1 2
表的示数为U ，则电源电压为U ；
2 2
④②中滑动变阻器两端的电压为：U滑 ＝U
2
﹣U
1
；则滑动变阻器接入电路中的阻值
为：R滑U '＝ ＝ ＝ R
0
；
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①中滑动变阻器两端的电压为：U'滑 ＝U
2
﹣U额 ；此时电路中的电流为：I'＝ ；
则小灯泡正常发光时的电阻R ＝ ＝ ＝ 。
L
故答案为：（1）见解析；（2）断路；（3）0.75；（4）灯丝电阻随温度的变化而变
化；（5）U额 ；滑片移动到最左端； 。
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 B （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 小灯泡断路 ；
（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 左 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
0.5 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 ＝ 1. 8 W。
【答案】（1）B；（2）小灯泡断路；（3）左；（4）0.5；（5）1.8。
【解答】解：（1）已知小灯泡额定电压为2.5V，正常发光时电阻约为12 ，则小灯泡
正常发光时的电流约为： Ω
I'＝ ＝ ≈0.21A；
根据串联电路电压规律结合欧姆定律可知，此时滑动变阻器接入电路的阻值为：
R滑 ＝ ＝ ＝16.7 ＞10 ，所以滑动变阻器应选用“20 ，2A”，即B；
Ω Ω Ω
（2）电路连接完成后，闭合开关，发现电流表无示数，小灯泡不亮，说明电路可能断
路，电压表示数接近电源电压，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，即出现该故障的原因是小灯泡断路；
（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，电
压表选用小量程，分度值0.1V，其示数为2.2V，小于灯泡额定电压2.5V，为了测量小
灯泡的额定功率，应增大灯泡两端电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两
端电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故应将滑动变阻器的滑片
向左端移动；
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（4）由图丙可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的额定电流为0.2A，则小灯泡
额定功率为：
P ＝U I ＝2.5V×0.2A＝0.5W；
L L L
（5）实验步骤：
①开关S、S 闭合，S 断开，滑动变阻器滑片左边的电阻与灯泡串联，电压表测滑动变
1 2
阻器的电压，要使小灯泡正常发光，则灯泡两端的电压为6V，
根据串联电路电压的规律可得：U滑 ＝U﹣U额 ＝18V﹣6V＝12V，所以，调节滑动变阻
器的滑片，使电压表的示数为12V，则灯泡正常发光；
②保持滑片位置不动，开关S、S 闭合，S 断开，滑动变阻器的全部电阻R′与定值电
2 1
阻R串联，电压表测量滑动变阻器滑片左边电阻两端的电压，此时电压表示数为U左 ＝
8V；
由于滑动变阻器的全部电阻连入电路，为了间接测出定值电阻R两端的电压，所以需要
测出滑动变阻器两端的电压，故再将滑动变阻器的滑片移至最右端，此时电压表示数为
滑动变阻器两端的电压，即U′＝14V；
③在步骤②中，滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联，根据串联电路电压的
规律可得，R的电压为：
U ＝U﹣U′＝18V﹣14V＝4V，
R
由分压原理可得：
＝ ，
所以滑动变阻器滑片左边电阻的阻值：
R左 ＝ •R＝ ×20 ＝40 ；
故在步骤①中，灯的额Ω定电流Ω为：
I额 ＝ ＝ ＝0.3A，
则小灯泡的额定功率：
P额 ＝U额I额 ＝6V×0.3A＝1.8W。
故答案为：（1）B；（2）小灯泡断路；（3）左；（4）0.5；（5）1.8。
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
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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。
（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 4. 5 V，小灯泡的额定功率为 0. 5 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
1.8 V，此时小灯泡的电阻为 1 0 。
（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 V （选填“V ”或“V ”）的
1 1 2
示数为U额 ，同时读出另一个电压表的示数，记为U；
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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 ＝ U 额 • 。
【答案】（1）见解答图；（2）4.5；0.5；（3）1.8；10；（4）①V
1
；②U额 •
。
【解答】解：（1）原电路图中，灯泡没有接入电路，电压表串联在电路中是错误的，
在测量小灯泡的电功率实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在灯泡两
端，如下图所示：
；
（2）已知小灯泡额定电压为2.5V，额定功率小于0.75W，由P＝UI可知，小灯泡额定
电流小于I'＝ ＝ ＝0.3A；
假设灯泡额定电流为0.3A，当变阻器的滑片P在中点时小灯泡正常发光，此时电源电压
为U'＝U
L
+I'R滑 ＝2.5V+0.3A×10 ＝5.5V，
因可选电源电压为4.5V和6V，故Ω该实验所用的电压为U源 ＝4.5V；
当变阻器的滑片P在中点时小灯泡正常发光，此时滑动变阻器两端电压为U滑 ＝U源 ﹣
U ＝4.5V﹣2.5V＝2V，
L
根据串联电路电流特点，小灯泡额定电流为I
L
＝I滑 ＝ ＝ ＝0.2A，
则小灯泡额定功率为：
P ＝U I ＝2.5V×0.2A＝0.5W；
L L L
（3）由图甲可知，电压表选用小量程；变阻器的滑片 P移至某处时，电流表示数为
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0.18A，电压表示数如图乙所示，电压表分度值0.1V，其示数为1.8V，则此时小灯泡的
电阻为：
R＝ ＝ ＝10 ；
（4）实验步骤： Ω
①闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表V
1
的示数为U额 ，同时读出另一个电
压表的示数，记为U；
②由图丙可知，灯泡、R 和滑动变阻器串联，电压表V 测灯泡两端电压，电压表V 测
0 1 2
灯泡和R
0
两端电压，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表V
1
的示数为U额 ，此时灯泡正
常发光；
根据串联电路电压规律，R
0
两端电压为U
0
＝U﹣U额 ，
根据串联电路电流特点，灯泡额定电流为I额 ＝I
0
＝ ＝ ，
则小灯泡额定功率为：
P额 ＝U额I额 ＝U额 • 。
故答案为：（1）见解答图；（2）4.5；0.5；（3）1.8；10；（4）①V
1
；②U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
材，并进行了如下实验，已知电源电压恒为8V。
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（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 A （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 右 移动，同时眼睛注意观察 电压表 （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 3 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 C （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
＝ 5 。
【答案】Ω（1）见解答图；（2）A；（3）右；电压表；（4）3；（5）C；（6）5。
【解答】解：（1）滑片向右移，灯泡变亮，说明电路中电流变大，滑动变阻器阻值变
小，故滑动变阻器选用右下接线柱与开关串联在电路中，如下图所示：
；
（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，说明电路是通
路，且电路中电阻较大；无论怎样移动滑片，电表的示数几乎不变，说明滑动变阻器失
去了变阻的作用，即出现此现象的原因是滑动变阻器同时接入了下方的两个接线柱，故
选：A；
（3）闭合开关，发现电压表的示数如图乙所示，电压表选用大量程，分度值 0.5V，其
示数为4V，小于灯泡额定电压6V，为了使灯泡正常发光，即灯泡两端电压为6V，应
增大灯泡两端电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端电压，根据分压原
理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故接下来他应该将滑动变阻器的滑片向右移
动，同时眼睛注意观察电压表，直到灯泡正常发光；
（4）由小灯泡的I﹣U图象可知，当灯泡两端电压为6V时，通过灯泡的额定电流为
0.5A，则小灯泡额定功率为：
P ＝U I ＝6V×0.5A＝3W；
L L L
（5）电源电压为8V，灯泡和滑动变阻器串联在电路中，灯泡额定电压为6V，要让灯
泡正常工作，滑动变阻器的电压为8V﹣6V＝2V＜3V，可以用电压表0～3V量程，并联
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在滑动变阻器两端，当滑动变阻器的电压为2V时，灯泡正常工作，故选：C；
（6）实验步骤：
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；
2 1
在步骤①中，滑动变阻器、灯泡和未知电阻R 串联，电压表测灯泡两端电压，移动滑
x
动变阻器滑片，使电压表的示数为3V；
在步骤②中，电压表测灯泡和未知电阻R 的总电压，电路的连接方式不变，且各电阻
x
的大小和电压不变，灯泡两端的电压仍为3V，根据串联电路电压的规律，未知电阻R
x
两端的电压为U ＝U﹣U ＝4.5V﹣3V＝1.5V；
x 1
由图丙可知，当灯泡两端电压为3V时，通过灯泡的电流为I ＝0.3A，根据串联电路电
1
流特点可知，通过未知电阻R 的电流为I ＝I ＝0.3A，
x x 1
则R ＝ ＝ ＝5 。
x
故答案为：（1）见解答Ω图；（2）A；（3）右；电压表；（4）3；（5）C；（6）5。
24．（2023•自贡）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： 小灯泡断路 ；
（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 A 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 0.5
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A，则灯泡L正常发光时的电阻为 5 ，电功率为 1.2 5 W。
【答案】（1）见解答图；（2）小灯泡断Ω路；（3）A；0.5；5；1.25。
【解答】解：（1）滑动变阻器按“一上一下”的原则串联在电路中，如图所示：
；
（2）灯泡不亮，电流表无示数，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，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，与电压表并联的小灯
泡断路了；
（3）灯在额定电压下正常发光，灯泡的实际电压0.5V小于灯泡的额定电压2.5V，应增
大灯泡两端的电压，根据串联电路电压的规律，应减小滑动变阻器两端的电压，由分压
原理可知，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向 A移动，直到电压表示
数为灯泡的额定电压2.5V；
图乙中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.5A，由欧姆定律可知，灯泡L正
常发光时的电阻值：R＝ ＝ ＝5 。
电功率为：P＝UI＝2.5V×0.5A＝1.25W。Ω
故答案为：（1）见解答图；（2）小灯泡断路；（3）A；0.5；5；1.25。
25．（2023•重庆）在“测量小灯泡的电功率”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 B 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 短路 。
（4）排除故障后，闭合开关S，移动滑片P，同时眼睛要观察 电压 表的示数，直
到示数为 2. 5 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 0.2
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 0.7 5 W。
（6）根据小灯泡U﹣I图象和亮度变化，还可以发现 小灯泡的 U ﹣ I 图象是曲线而不
是过原点的直线及小灯泡亮度有所变暗是因为小灯泡的电阻随温度的升高而增大 。
【答案】（1）见解答图；（2）B；（3）短路；（4）电压；2.5；（5）0.2；0.75；
（6）小灯泡的U﹣I图象是曲线而不是过原点的直线是因为小灯泡的电阻随温度的升高
而增大。
【解答】解：（1）“测量小灯泡的电功率”实验的要求是串联电路，从电源正极出
发，依次连接开关，滑动变阻器，电流表，灯泡回到电源负极，再将电压表并接在灯泡
两端，注意灯泡的额定电压为2.5V，选择电压表的量程为0～3V，与小灯泡并联接入电
路即可，连接电路如图所示：
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（2）为了保护电路，开关闭合前，滑动变阻器的滑片要滑到阻值最大处，故将滑片移
至B端。
（3）闭合开关，电流表有示数，电路为通路，灯泡不亮，电压表没有示数，说明电压
表所测的电路短路，即灯泡短路；
（4）为了测量小灯泡的额定功率，要将灯泡电压调到与额定电压相等，所以向左移动
滑片P的同时，眼睛应观察电压表，直到示数为2.5V，再确定电流表的示数；
（5）电流表的量程为0.6A，分度值为0.02A，由图知某时刻电流表示数是0.2A，
根据小华对所有实验数据作出的小灯泡的U﹣I图象，可知：当电压为2.5V时，对应的
电流为0.3A，
该灯泡的额定功率P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（6）小灯泡的U﹣I图象是曲线而不是过原点的直线是因为小灯泡的电阻随温度的升高
而增大。
故答案为：（1）如上图所示；（2）B；（3）短路；（4）电压；2.5；（5）0.2；
0.75；（6）小灯泡的U﹣I图象是曲线而不是过原点的直线是因为小灯泡的电阻随温度
的升高而增大。
【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 电阻
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大小 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 多 。
【答案】（1）电阻大小；（2）多。
【解答】解：（1）装置中，两电阻串联，通过两电阻的电流相等，而通电时间相同，
两电阻大小不同，故实验可以研究电流产生的热量与电阻大小的关系；
（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，根据转换法，产生的热量越多，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多。
故答案为：（1）电阻大小；（2）多。
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。
（1）要探究电热与电阻的关系，应选用 甲、乙 组合，并将它们 串联 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
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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， 通过导体的电流越大，产生的热量越多 。
（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 B 。
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
【答案】（1）甲、乙；串联；（2）通过导体的电流越大，产生的热量越多；（3）B
【解答】解：（1）要研究电热与电阻的关系，需要控制通过电阻的电流与通电时间相
同，而电阻的阻值不同，因此选用甲和乙组合，将它们串联接到电源两端进行实验。
（2）选用乙、丙组合，串联在电路中，此时右边两个电阻并联后再与左边的电阻串联
（如下图），由并联电路的电流特点可知通过乙容器中 5 电阻的电流大于通过丙容器
中5 电阻的电流，当在通电时间相同的情况下，发现乙Ω装置U形管中液面高度变化
大，Ω可知气压差越大，温度差越大，热量越多，可以得出的结论是：在电阻和通电时间
相同时，通过导体的电流越大，产生的热量越多。
（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，这是转换法
的应用；
A．探究电流与电压、电阻的关系时，用到的方法是控制变量法，故A不符合题意；
B．用铁屑显示磁体周围磁场分布时，磁体周围磁场的强弱转化为吸引铁屑的多少，是
转换法，故B符合题意；
C．研究光的传播时，引入“光线”，这是模型法，故C不符合题意；
D．探究平面镜成像的特点，用到的是替代法，故D不符合题意。
故选：B。
故答案为：（1）甲、乙；串联；（2）通过导体的电流越大，产生的热量越多；（3）
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B。
【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 电流 和 通电时间 相等；
（2）通电一段时间后，通过观察 温度计示数 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 R （选填“R ”或“R ”）
1 1 2
做的功多；
（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
12 J。
【答案】（1）电流；通电时间；（2）温度计示数；（3）R ；（4）12。
1
【解答】解：（1）由图可知，R 、R 串联，根据串联电路的特点可知，通过R 、R 的
1 2 1 2
电流相等，而且R 、R 同时工作，所以可控制两根电阻丝的电流和通电时间相同；
1 2
（2）在这个实验中，小明是通过观察比较温度计示数来比较电流做功多少的；
（3）通过R 、R 的电流大小相等，通电时间相同，由于R ＞R ，由Q＝I2Rt可知，电
1 2 1 2
流通过电阻丝R 产生的热量多，则表示R 做的功多；
1 1
（4）10s内电流通过R 做的功：W＝UIt＝3V×0.4A×10s＝12J。
1
故答案为：（1）电流；通电时间；（2）温度计示数；（3）R ；（4）12。
1
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。
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（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
开路 （选填“短路”或“开路”）。排除故障后进行实验，实验中通过观察 温度
计示数的变化 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： 将测得的 Q 与 I 的数据描点画出 Q ﹣ I 图像，
若 Q ﹣ I 图像为过原点的一条直线，则 Q 与 I 成正比，否则不成正比 。
（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
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
电饭锅 （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 B （选
填 “ A” 或 “ B” ） 烧 瓶 中 的 电 阻 与 图 甲 烧 瓶 中 的 电 阻 串 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 控制变量 法。
【答案】（1）见解答图；（2）开路；温度计示数的变化；（3）将测得的Q与I的数
据描点画出Q﹣I图像，若Q﹣I图像为过原点的一条直线，则Q与I成正比，否则不成
正比；（4）电饭锅；（5）B；串；（6）控制变量。
【解答】解：（1）滑片向右滑动时，电流表示数变大，说明滑动变阻器连入电路的电
阻变小，故滑动变阻器右下接线柱连入电路中，如图所示：
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；
（2）闭合开关后，发现电流表指针未偏转，说明电路断路，由于经检查仅电阻丝 R有
故障，则电阻丝R开路；
由于电流产生的热量不能用眼睛直接观察，此时应采用转换法，通过温度计示数的变化
来反映产生热量的多少；
（3）实验小组测出了多组Q与I的数据，由数学知识可知，可以将测得的Q与I的数据
描点画出Q﹣I图像，若Q﹣I图像为过原点的一条直线，则Q与I成正比，否则不成正
比（或求出Q与I的比值，若Q与I的比值为定值，则 Q与I成正比，否则不成正
比）；
（4）利用电热工作的家用电器的特点是将电能转化为内能，根据生活常识可知，电饭
煲、电热水壶等都是利用电热工作；
（5）根据控制变量法可知，探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系时，应控制电
流相等，改变电阻的阻值，因此应该选用阻值与原来烧瓶中电阻丝阻值不同的B烧瓶中
的电阻，由于要控制两电阻的电流相等，因此应将图乙中B烧瓶中的电阻与图甲烧瓶中
的电阻串联；
（6）在研究某个因素对电流通过导体产生的热量的影响时，只改变这个因素，而保持
其他因素不变，从而确定该因素是否影响电流通过导体产生热量的多少，这种研究方法
称为控制变量法，因此还采用了控制变量法。
故答案为：（1）见解答图；（2）开路；温度计示数的变化；（3）将测得的Q与I的
数据描点画出Q﹣I图像，若Q﹣I图像为过原点的一条直线，则Q与I成正比，否则不
成正比；（4）电饭锅；（5）B；串；（6）控制变量。
【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
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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， C 是磁极所在面；
②该面对应的磁极性是 S 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 吸引 。
【答案】①C；②S；③吸引。
【解答】解：①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，说明C面是磁极所在；②指南的叫南极，也叫S极；
③根据安培定则判断通电螺线管的左端是N极，异名磁极相互吸引；
故答案为：①C；②S；③吸引。
【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 条形磁体 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 B 。
（3）小明的实验方案具有明显的不足，其不足之处是 无法判断出通电螺线管外部磁
场的方向 。
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（4）为了弥补小明实验方案的不足，请提出一条改进建议： 增加小磁针，把小磁针
放到螺线管四周不同位置 。
【答案】（1）条形磁体；（2）B；（3）无法判断出通电螺线管外部磁场的方向；
（4）增加小磁针，把小磁针放到螺线管四周不同位置。
【解答】解：（1）通电后小磁针的指向如图甲所示，说明通电螺线管外部的磁场与条
形磁体的磁场相似；
（2）小磁针涂黑部分为N极，在图中，根据周围小磁针N极指向与该点磁感线方向一
致，在通电螺线管外部，磁感线是从北极发出，最后回到南极，只有B图所示小磁针N
极指向一致，左侧小磁针N极都指向外侧，右侧小磁针N极都指向内侧，其它三个图示
小磁针N极指向均有不同方向之处；
（3）根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向螺线管的那
一端，是电磁铁N极，另一端为S极；但此方案中无法从图示判断出电流的方向确定四
指指向，且铁屑静止时也不能够通过铁屑的分布判断通电螺线管外部磁场的方向，故无
法判断出通电螺线管外部磁场的方向；
（4）根据周围小磁针N极指向与该点磁感线方向一致，在通电螺线管外部，磁感线是
从北极发出，最后回到南极，小磁针与铁屑相比，能更好地显示出各点的磁场方向，增
加小磁针，把小磁针放到螺线管四周不同位置，螺线管通电后，小磁针 N极所指的方向
就是该点的磁场方向。
故答案为：（1）条形磁体；（2）B；（3）无法判断出通电螺线管外部磁场的方向；
（4）增加小磁针，把小磁针放到螺线管四周不同位置。
【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
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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
（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 （虚/实）像，水珠
作为 凸 透镜，对阳光有 会聚 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： 减少水的蒸发 。
（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 B （A/B）端。
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（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 1.8 V，电流表示数为 0.2 A，根据实验①②③的数据可
得：湿度为50%的土壤内R 的阻值为 1 0 。
x
实验序号 ① ② ③ Ω
电压表示 1.1 2.6
数/V
电流表示 0.1 0.26
数/A
R /
x
（三）Ω装置设计
（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 2 0 。
0
（8）生物学家正在培育新品黑麦草Ω，能在湿度低于50%的土壤中生长，一旦成功，电
路中的电阻R 应换用阻值更 小 的定值电阻。
0
【答案】（1）虚；凸；会聚；（2）减少水的蒸发；（3）见上图；（4）B；（5）
1.8；0.2；10；（6）见上图；（7）20；（8）小。
【解答】解：（1）小水滴接近圆形，所以其相当于一个焦距很小的凸透镜，透过水珠
可见叶面正立、放大的虚像，凸透镜对光有会聚作用；
（2）地下渗透灌溉新技术，该技术既可避免草叶灼伤，又可节水，节水的原因是减小
水的表面积，减少水的蒸发；
（3）电压表应与湿敏电阻并联接入电路，如图：
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；
（4）为了保护电路，闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处，即B
端；
（5）电压表接入电路的是小量程，分度值为0.1V，示数为1.8V；
电流表接入电路的是小量程，分度值为0.02A，示数为0.2A；
根据欧姆定律可得：R ＝ ＝ ＝11 ，R ＝ ＝ ＝9 ，R ＝ ＝
1 2 3
＝10 ， Ω Ω
Ω
则湿敏电阻的阻值：R ＝ ＝ ＝10 ；
x
Ω
（6）由图像可知，湿度越大时，湿敏电阻R 的阻值越小，控制电路的电流越大，电磁
x
铁的磁性越强，衔铁被吸合，电动机不转停止送水，反之电动机转动送水，湿敏电阻R
x
与定值电阻R 串联，电磁继电器相当于开关，应控制火线，据此连接电路，如图：
0
；
（7）衔铁被吸下时电路总电阻：R＝ ＝ ＝30 ，
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，则定值电阻R ＝ΩR﹣R ＝30 ﹣10 ＝20 ；
0 x
（8）生物学家正在培育新品黑麦草，能在湿度低于50%的土壤中Ω生长，Ω湿敏电Ω 阻的阻
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值变大，通过控制电路的电流不变，根据欧姆定律可知电路总电阻不变，根据串联电路
电阻规律可知需减小定值电阻的阻值。
故答案为：（1）虚；凸；会聚；（2）减少水的蒸发；（3）见上图；（4）B；（5）
1.8；0.2；10；（6）见上图；（7）20；（8）小。
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