1、專項六實驗探究重難點27電學規律探究類實驗探究【知識梳理】電學規律探究類實驗,主要是探究電流與電壓和電阻的關系，其次是探究串并聯電路中電流、電壓的規律，影響導體電阻的因素、焦耳定律、影響通電螺線管磁性強弱的因素、感應電流產生的條件。探究電流與電壓和電阻的關系中，主要考點在于實物圖的連接、電表量程的選擇、電表的接線、滑動變阻器的作用、故障分析、結論敘述等。【易混淆點】1.電表的正負接線柱接反。導致指針反向偏轉。2.電表量程選擇不正確，導致指針偏轉角度太小或太大。3.滑動變阻器的作用中，保護電路是其基本作用，但在兩個實驗中還有一個作用不同：在探究電流與電壓的關系實驗中，是改變定值電阻兩端的電壓；而

2、在探究電流與電阻的關系實驗中，是保持定值電阻兩端的電壓不變，剛好相反。4.在“探究電流與電阻的關系實驗”中，當定值電阻有小電阻換成大電阻之后，滑動變阻器的滑片要向阻值變大的方法滑動。【典例分析】【例1】（2020黔西南19）小明用如圖所示的實驗電路探究“電流與電阻的關系”。（1）在方框內畫出此實驗電路圖。（2）連接電路時，開關應處于狀態，連接好電路后，閉合開關前滑動變阻器的滑片P應置于端。（3）閉合開關，移動滑動變阻器的滑片P發現：電壓表始終無示數，電流表有示數。其原因可能是（填序號）。A滑動變阻器斷路 B電阻R短路 C電阻R斷路（4）排除故障后，用5的電阻替換R接入電路，閉合開關，調節滑動變

3、阻器，使電壓表示數為1.5V時，電流表指針位置如圖乙所示，將電流表示數填入表中。R/I/A50.3100.15150.1（5）將5的電阻換成10的電阻后，閉合開關，調節滑動變阻器的滑片P到合適位置時，記錄電流數據。此操作中調節滑動變阻器的目的是。（6）再將電阻換成15，重復上述操作。（7）進行多次實驗，其目的是為了得到。（8）分析表格中的數據可得出結論：一定時，。【答案】（1）（2）斷開 B （3）B（4）0.3 （5）控制電阻兩端的電壓不變（7）普遍性的規律（8）電壓電流與電阻成反比【分析】（1）根據實物電路，先畫出電源的符號，從電源的正極出發依次畫出開關、電流表、滑動變阻器、定值電阻R回到

4、電源的負極，然后把電壓表并聯在定值電阻R兩端，如答案圖所示。（2）連接電路時，開關應處于斷開狀態，連接好電路后，閉合開關前滑動變阻器的滑片P應置于阻值最大處的B端。（3）根據電流表有示數可知電路是通路，根據電壓表無示數可知與電壓表并聯的部分短路，由選項可知其原因可能是電阻R短路，選B。（4）由圖乙可知，電流表的量程為00.6A，分度值為0.02A，其示數為0.3A。（5）探究“電流與電阻的關系”時應控制定值電阻兩端的電壓不變，所以將5的電阻換成10的電阻后，閉合開關，調節滑動變阻器的滑片P到合適位置時，記錄電流數據。（7）探究“電流與電阻的關系”時，要進行多次實驗，其目的是為了得出普遍性的規律

5、。（8）縱向分析表格中的數據可知，電阻增大為原來的幾倍，則電流減小為原來的幾分之一，故可得出結論：電壓一定時，電流與電阻成反比。【思路小結】1.由實物圖畫電路圖，要注意元件的位置，一般從電源正極出發依次畫，先畫較長的部分，最后畫電壓表。2.為保護電路，連接電路時，開關應處于斷開狀態，連接好電路后，閉合開關前滑動變阻器的滑片P應置于阻值最大處。3.電表讀數時注意量程和分度值。4.多次測量的目的有：減小誤差；尋找普遍規律。這里是后者。5分析表格中的數據結合控制變量法得出結論。【真題操練】1.(2020綏化26)如圖甲是小明“探究串聯電路的電壓規律”的實驗電路圖。(1)連接電路時，開關應_。實驗時，

6、燈L1和燈L2的規格應_。（填“相同”或“不相同”）(2)閉合開關后，小明發現兩燈都不發光，于是分別把電壓表接在圖甲中AB兩點、BC兩點及AC兩點，測得數據分別是UAB=3V，UBC=0V，UAC=3V；小明檢查發現只有燈L1和燈L2中的一盞出現故障，則故障可能是_。(3)處理好故障后，小明把電壓表接在AB之間重新測量，電壓表示數如圖乙所示，電壓表的分度值是_V；為了使實驗結果更準確，接下來小明應該：斷開開關_。(4)正確實驗后，小明分析多組數據得出結論_。（請使用文字敘述）【答案】(1)斷開不相同(2)L1斷路或L1開路或L1接觸不良 (3)0.5 電壓表改接03V量程或電壓表改接小量程 (

7、4) 串聯電路中，電源兩端電壓等于各用電器兩端電壓之和【解析】(1)為了保護電路，連接電路時，開關應斷開。為了使實驗結論具有普遍性，應選用不同規格的燈泡進行實驗。(2)把電壓表接在圖甲中AB兩點，UAB=3V，說明AB兩點的外側是通路，把電壓表接在BC兩點，UBC=0V，說明BC兩點的外側有斷路，把電壓表接在AC兩點，UAC=3V，說明AC兩點的外側是通路，所以故障可能是L1斷路。(3)電壓表示數如圖乙所示，電壓表的量程是0-15V，電壓表的分度值是0.5V。圖乙中電壓表的示數是2V，為了使實驗結果更準確，需要選擇03V量程。(4)由實驗數據可知：串聯電路中，電源兩端電壓等于各用電器兩端電壓之

8、和。2.某物理興趣小組在“探究導體電阻大小與導體長度的關系”實驗中，他們在如圖所示電路中的A、B兩點間接入待研究的電阻絲，電源電壓恒定。忽略電阻絲電阻隨溫度變化的影響，待用電阻絲的規格如表格所示。序號材料長度橫截面積1碳鋼合金絲LS2鎳鉻合金絲2LS3鎳鉻合金絲L2S4鎳鉻合金絲2L2S(1)他們應選擇序號為_的兩根電阻絲來研究；(2)從表中所給電阻絲的規格看，還可以用這些電阻絲來做另一個探究實驗，即探究導體電阻大小與導體_的關系，這次你應該選擇序號為_的兩根電阻絲來做實驗。【答案】 (1)3、4 (2)橫截面積 2、4【解析】(1)要探究導體電阻大小與導體長度的關系，根據控制變量法的思路，應

9、該選擇材料和橫截面積都相同的兩根電阻絲。從表格中可知，序號3和序號4的材料、橫截面積都相同，所以應選擇序號3與序號4的兩根電阻絲來研究。(2)從表中所給電阻絲的規格看，序號2、3、4的材料都相同，長度和橫截面積不完全相同，而序號2和4的材料、長度都相同，只有橫截面積不同，故可以用2、4探究電阻與橫截面積的關系。3.(2020武漢18)在探究電阻一定時電流與電壓關系的實驗中，小強和小紅設計的電路如圖甲所示，電源電壓3V保持不變。(1)閉合開關前，滑動變阻器的滑片P應該置于_（填“a”或“b”）端。(2)小強同學按圖甲正確連接電路，閉合開關S，調節滑片P，得到的實驗數據如下表:實驗序號12345電

10、壓U/V0.60.91.21.51.8電流I/A0.150.320.300.380.45分析數據可知，應將實驗序號_的一組數據剔除，進而得出結論：電阻一定時，_，為了能夠順利完成上述實驗，所用滑動變阻器的最大阻值不小于_。(3)小紅同學連接的電路如圖乙所示小強同學發現接錯了一根導線，請在這根導線上打“x”，并補畫出正確的那根導線。【答案】(1)a (2)2電流跟電壓成正比16 (3)【解析】(1)為了保護電路，閉合開關之前應將滑動變阻器調到阻值最大的地方，即滑片P應該置于a端。(2)分析數據得知：第2組數據電壓與電流比值，明顯不同其他組的比值，故第2組數據錯誤，應剔掉，實驗結論電阻一定時，電流

11、跟電壓成正比。由第一組數據分析得知，定值電阻電壓為0.6V，則滑動變阻器至少要分得2.4V電壓，即滑動變阻器分得的電壓是定值電阻的4倍，因此滑動變阻器的阻值為定值電阻阻值的4倍，根據公式R=U/I可算出定值電阻的阻值為R=U/I=0.6V/0.15A=4,因此滑動變阻器最大阻值為16。(3)如圖乙所示的電路連接，此時滑動變阻器沒有接入電路，正確畫法，如答案圖所示。4.(2020棗莊16)在探究“電流與電壓、電阻的關系“實驗中，實驗室老師給小莉和小明同學分別準備了以下器材：電源（電壓恒為4.5 V）、電壓表、電流表。滑動變陽器、開關。“5、10、15”的定值電阻各一個，導線若干。(1)根據如圖所

12、示的實物圖在虛線框內畫出對應的電路圖；(2)閉合開關后，移動滑動變阻器的滑片，發現電流表有示數，電壓表的示數始終為0，經檢查后發現是電路中一根導線斷路，則發生斷路的導線是a、b、c、d中的_（填字母）；(3)小莉同學在“探究電流與電壓的關系”時，記錄的電流表與電壓表的示數如表一所示，請在坐標中描點畫出U- I圖像，由此得出的實驗結論是_；表一實驗次數電壓U/V電流I/A11.00.221.50.332.00.442.505表二實驗次數電阻R/電流I/A150.62100.33150.24 (4)小明同學在“探究電流與電阻的關系”時，測得的三組數據如表二所示。由于操作不當，導致表二中第_次實驗的

13、數據存在情誤，出錯的原因是_。小明及時糾正了錯誤，得出了正確的測量結果和實驗結論。接著小明又計算出本次實驗中滑動變阻器連入電路的阻值范圍是_。【答案】 (1). (2)b(3)(4)電阻一定時，電流與電壓成正比 (4)3沒有保持定值電阻兩端電壓一定，定值電阻兩端電壓為3.6V，大于3V 2.57.5【解析】(1)根據電流從電源正極出發，經過依次經過各個電學元件后回到電源負極按照實物圖連接，如答案圖所示。(2)閉合開關后，移動滑動變阻器的滑片，發現電流表有示數，說明電路通路，電壓表的示數始終為0，即電壓表沒有連接在電路中，則發生斷路的導線是b。(3)根據表一中的數據利用描點法將這些數據在坐標圖上

14、描出來，然后用一條光滑的直線將這些點依次連接起來，如答案圖所示。從畫出的U- I圖像可知隨著電阻兩端電壓增大，通過電阻的電流也在增大，由此得出的實驗結論是：電阻一定時，電流與電壓成正比。(5)探究電流與電阻的關系時，要控制電阻兩端的電壓不變，由表二數據可知，電阻兩端電壓：UV=IR=0.6A×5=0.3A×100.24A×15=3.6V,所以第3次實驗的數據存在錯誤，產生錯誤的原因是：定值電阻兩端電壓為3.6V，大于3V。定值電阻兩端電壓為3V，則電阻為15時，第三次實驗通過的電流應為：I3=U3/R3=3V/15=0.2A,根據串聯分壓可知滑動變阻器兩端電壓為：

15、U滑=U-UV=4.5V-3V=1.5V,當電路電流為0.2A時，滑動變阻器接入的阻值：R滑= = = 7.5。當電路電流為0.6A時，滑動變阻器接入的阻值：R滑= = = 2.5，所以本次實驗中滑動變阻器連入電路的阻值范圍是2.57.5。5.(2020青島22)探究電流與電阻的關系：小明連接的實驗電路如圖甲所示。實驗次數12電阻R/510電流I/A0.400.20 (1)閉合開關前，應將滑動變阻器的滑片置于最_端。(2)閉合開關后，發現電流表示數為零，電壓表的示數如圖乙所示，為_V；改變滑動變阻器滑片的位置，兩電表指針的位置不變電路中有一處故障，可能是_（選填序號）。電流表短路電壓表短路導線

16、a斷路導線b斷路(3)排除電路故障后，小明先后用5、10的定值電阻進行實驗。實驗中，通過_控制定值電阻兩端的電壓不變，得到的實驗數據如表。小明據此得出結論：電流與電阻成反比。請指出實驗存在的問題或需要改進的地方_（寫出一條即可）。【答案】 (1)右 (2)2.9 (3)調節滑動變阻器換不同的定值電阻多次實驗【解析】(1)為了保護電路，閉合開關前，應將滑動變阻器滑片置于阻值最大處，即最右端。(2)如圖乙所示：電壓表接在03V上，示數為2.9V。閉合開關后，發現電流表示數為零，電壓表的示數接近電源電壓，改變滑動變阻器滑片的位置，兩電表指針的位置不變，故障可能為電阻R或導線a斷路。(3)探究電流與電

17、阻的關系，那么定值電阻R的電壓就不能改變，滑動變阻器與定值電阻串聯，串聯分壓，因此可通過調節滑動變阻器，控制定值電阻兩端的電壓不變。為了尋找普遍規律，實驗的次數至少3次，或多次實驗，因此本實驗還需換不同的定值電阻進行多次測量，驗證實驗結果的正確性。6.(2020黔西南19)小明用如下圖所示的實驗電路探究“電流與電阻的關系”。(1)在方框內畫出此實驗電路圖。(2)連接電路時，開關應處于_狀態，連接好電路后，閉合開關前滑動變阻器的滑片P應置于_端。(3)閉合開關，移動滑動變陽器的滑片P發現：電壓表始終無示數，電流表有示數。其原因可能是_（填序號）。A滑動變阻器斷路 B電阻R短路 C電阻R斷路(4)

18、排除故障后，用5的電阻替換R接入電路，閉合開關，調節滑動變阻器，使電壓表示數為1.5V時，電流表指針位置如圖乙所示，將電流表示數填入下表中。(5)將5的電阻換成10的電阻后，閉合開關，調節滑動變阻器的滑片P到合適位置時，記錄電流數據。此操作中調節滑動變阻器的目的是_。(6)再將電阻換成15，重復上述操作(7)進行多次實驗，其目的是為了得到_。(8)分析表格中的數據可得出結論：_一定時，_。【答案】 (1) (2)斷開右 (3)B (4)0.3 (5)使電阻R兩端的電壓保持不變 (7)普遍規律 (8). 電壓通過導體的電流與導體的電阻成反比【解析】(1)按照實物圖，先將開關，電流表、滑動變阻器，

19、電阻串聯接入電路，再將電壓表并聯接入電路，如答案圖所示。(2)接電路時，開關應處于斷開狀態，滑動變阻器移到阻值最大處，即置于右端，以保護電路。(3)閉合開關，移動滑動變陽器的滑片P，電流表有示數，說明不可能是電路斷路，電壓表始終無示數，說明與電壓表并聯的電路短路，即電阻R短路。選B。(4)由圖乙可知：電流表此時的量程為00.6A，分度值為0.02A，此時電流的示數為0.3A。(5)探究電流與電阻關系實驗中，要控制電壓不變，將5的電阻換成10的電阻后，滑動變阻器兩端的電壓會變大，要節滑動變阻器的滑片P到合適位置，控制電阻R兩端的電壓保持不變。(7)進行多次實驗，其目的是為了得到普遍規律。(8)分

20、析表格中的數據，電流與電阻的乘積是定值，可得出結論：電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比。7.(2020黔東南州20)某學習小組在“探究通電導體中的電流與電阻的關系”實驗中，連接了如圖甲所示的電路（電源電壓保持4.5V不變）。(1)用筆畫線代替導線將圖甲實物電路連接完整；（要求：滑動變阻器的滑片P向左移動時，電路中電流變大；導線不得交叉）(2)連接好電路，閉合開關，發現電壓表示數等于電源電壓，電流表有示數，移動滑片，電表示數不變，則故障為滑動變阻R_；(3)探究通電導體中的電流與電阻的關系實驗要在電壓一定時進行，圖乙是小組根據測得的實驗數據繪制的電流I隨電阻R變化的圖像。由圖像可知R兩

21、端的電壓為_V；當R的電阻由5更換為10時，閉合開關后，為使R兩端的電壓_ （選填“改變”或“不變”），滑動變阻器的滑片應向_（選填“左”或“右”）端滑動；若實驗中R的阻值分別是5、10、15、20、25，為了保證完成實驗，則滑動變阻器的阻值至少是_。【答案】 (1) (2)被短路 (3)3不變右12.5【解析】(1)滑動變阻器的滑片P向左移動，電路中電流變大，即電阻變小，故變阻器左下接線柱連入電路中與電阻串聯，如答案圖所示。(2)連接好電路，閉合開關，電流表有示數，即電路中有電流通過，則故障類型為短路，電壓表示數等于電源電壓，只能是滑動變阻R被短路。(3)圖乙是小組根據測得的實驗數據繪制的電

22、流I隨電阻R變化的圖象，由圖象可知R兩端的電壓為:U=IR=0.6A×5=3V。探究電流與電阻的實驗中應控制電壓不變，即保持電阻兩端的電壓不變。根據串聯電路電壓的規律可知，應增大滑動變阻器分得的電壓，由分壓原理，應增大滑動變阻器連入電路中的電阻，所以滑片應右端移動，使電壓表的示數仍為3V。電壓表控制的電壓為3V，根據串聯電路電壓的規律，變阻器分得的電壓：U滑=4.5V-3V=1.5V，變阻器分得的電壓為電壓表示數的0.5倍，根據分壓原理，當接入25電阻時，變阻器連入電路中的電阻為：R滑=0.5×25=12.5，所以為了完成整個實驗，應該選取最大阻值至少為12.5的滑動變阻器

23、。8.(2020泰州21)如圖所示是小明“探究影響電流熱效應的因素”的實驗裝置，在甲、乙兩瓶中裝入質量和初溫均相同的煤油，R1、R2采用如圖連接方式的目的是_。閉合開關一段時間后，乙瓶中溫度計的示數較高，由此說明通電導體產生的熱量與_有關。小華用相同裝置（煤油質量也相等）同時進行實驗，細心的小紅看到小明和小華兩組電阻絲阻值相等的燒瓶中，小華這一組的煤油升溫比小明的快，比較發現：小華的滑動變阻器接入電路的阻值較小，根據這一現象，小紅_（選填“能”或“不能”）初步判斷出通電導體產生的熱量與通過導體的電流有關。【答案】控制電流和通電時間相同電阻能【解析】由圖可知：兩電阻串聯，目的是控制R1和R2中的

24、電流相同，而且還可以控制通電時間相同。乙瓶中溫度計的示數較高，可知在電流與通電時間相同的情況下，電阻越大，產生的熱量越多；說明通電導體產生的熱量與電阻的大小有關。由題意可知：小華和小明用相同的裝置做實驗，可知加熱的電阻阻值相同；但小華的滑動變阻器接入電路的阻值較小，由歐姆定律可知，小華做實驗時電路中的電流較大，此時小華這一組的煤油升溫比小明的快，說明在通電時間和電阻大小相同的情況下，通過導體的電流越大，產生的熱量越大，即小紅可以初步判斷出通電導體產生的熱量與通過導體的電流有關。9.（2020淮安21）在“探究通電螺線管外部磁場的方向”實驗中：（1）小磁針的作用： 。（2）在螺線管外部A、B兩處

25、放置小磁針，閉合開關，發現A處小磁針發生偏轉，而B處小磁針不偏轉，試說明B處小磁針不偏轉的可能原因： 。（3）將電池的正負極對調，重復上述實驗，是為了探究通電螺線管外部磁場的方向與方向的關系。（4）觀察實驗現象后，應立即斷開開關，是為了 。【答案】（1）檢驗磁場的存在（2）小磁針N極的指向與磁場方向相同（3）電流（4）保護電路，防止螺線管溫度過高。【解析】（1）通電時螺線管周圍存在磁場，小磁針在磁場中受到力的作用會發生偏轉，所以小磁針能顯示磁場的存在；當電流方向改變時，產生的磁場方向也改變，所以小磁針的偏轉方向也改變，因此利用小磁針還可以判斷磁場的方向。（2）在螺線管外部A、B兩處放置小磁針，

26、閉合開關，發現A處小磁針發生偏轉，A處的小磁針會指示磁場的方向；B處小磁針不偏轉，可能原因是小磁針N極的指向與磁場方向相同。（3）將電池的正負極對調，此時螺線管中電流的方向發生變化，磁場的方向發生變化，是為了探究通電螺線管外部磁場的方向與電流方向的關系。（4）螺線管是由導線繞成的，其電阻較小，根據歐姆定律可知，通過螺線管的電流較大，產生的熱量較多，為了保護電路，觀察實驗現象后，應立即斷開開關。10. (2020青島21)探究磁生電的條件：實驗裝置如圖所示，在磁場中懸掛一根導體AB，把它的兩端跟電流表連接起來，組成閉合回路。(1)實驗中，用_提供磁場，用_顯示電路中有無電流。(2)下列操作，電路中能產生電流的是_（選填所有符合要求的選項序號）蹄形磁體和導體AB都靜止蹄形磁體靜止，導體AB左右運動導體AB靜止，蹄形磁體左右運動【答案】 (1)蹄形磁鐵 (2)電流表 (3)【解析】(1)蹄形磁鐵周圍存在磁場，所以蹄形磁鐵提供磁場。實驗時，觀察電流表的指針是否偏轉來確定電路中是否產生感應電流。(2)產生感應電流需要閉合電路的一部分導體做切割磁感線運動，蹄形磁體的磁感線為豎直方向。蹄形磁體和導體A