电学中的“伏安法”实验一、考査功能：试题对学生的能力考查主要涉及对实验原理的理解，实验探究中科学方法的运用，连接实物图，包括滑动变阻器、电流表及电压表的接法，电路故障，主要有断路及短路故障的分析，实验误差分析，实验设计能力，数据读取、分析与处理能力等。

二、考査重点和热点：初中物理电学中的“伏安法”实验主要包括探究电流与电压的关系、电流与电阻的关系，伏安法测电阻的阻值，伏安法测灯泡的电阻，伏安法测灯泡的功率等几个重要实验．三、考查难点：1、对这部分知识系统的掌握，特别是几个重要实验的相同和不同点的比较；2、学生分析问题、灵活解决问题、语言表达、论证问题等能力；3、滑动变阻器在几个实验中的作用，电路故障分析，实验误差分析，实验设计能力等。

四、知识回顾：电学中的“伏安法”实验实验名称电流与电压的关系电流与电阻的关系伏安法测电阻的阻值伏安法测灯泡的电阻伏安法测灯泡的功率实验目的研究电流与电压的定性和定量的关系研究电流与电阻的定性和定量的关系准确得到待测电阻的阻值研究造成灯丝电阻不同的真实原因测量小灯泡在不同电压下的实际功率和观察灯泡的发光情况实验原理I=U/R（欧姆定律）I=U/R（欧姆定律）P=UI电路图实验的设计调节滑动变阻器使定值电阻两端的电压成整数倍的变化，得成整数倍的换用不同的定值电阻，并保证电压不变，得到对应调节滑动变阻器改变待测电阻两端的电压，得到多组对应的调节滑动变阻器改灯泡两端的电压（电压的变化要稍大些），得到多组对应的电压值调节滑动变阻器使灯泡分别在额定电压、略高于额定电压、低于额定电压到三组对应的电压值和电流值。

分析电流与电压的关系。

的三个电流值。

分析电流与电阻的关系。

电压值和电流值，并算出对应的电阻，再取平均值以减小误差。

和电流值，并算出对应的电阻，判断电阻不同的原因。

下工作。

分析实际电压与实际功率的关系，和亮度与实际功率的关系。

滑动变阻器的主要作用改变定值电阻两端的电压保证换了的电阻两端的电压不变改变待测电阻两端的电压改变灯泡两端的电压改变灯泡两端的电压多次测量的目的以准确得到电流、电压、电阻之间定性和定量的关系取平均值以减小误差。

灯丝电阻不同的原因是由于温度对电阻的影响分析实际电压与实际功率的关系，和亮度与实际功率的关系五、题型分析：【典例1】探究电流与电压和电阻的关系(成都中考)在探究“电流与电压、电阻的关系”的过程中，两小组同学提出了以下猜想：小组1猜想：电流可能跟电压成正比；小组2猜想：电流可能跟电阻成反比。

(1)小组1的做法是：按如图所示连接电路，此时开关应处于____________(选填“断开”或“闭合”)状态。

保持定值电阻R=10Ω不变，闭合开关S后，调节滑动变阻器R′，得到多组数据。

在分析数据的基础上得出正确结论。

(2)小组2连接了如图所示的电路。

正确的实验步骤为：①让5Ω电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为1.5V，记录电流表示数；②将5Ω电阻换成10Ω电阻，闭合开关后发现电压表示数大于1.5V，应将滑动变阻器的滑片向_________(选填“左”或“右”)移动，当观察到电压表示数为_________V时，记录电流表示数；③将10Ω电阻换成15Ω电阻，闭合开关后发现：当滑动变阻器的滑片移动到最右端时，电流表和电压表的示数如图所示。

出现上述情况的原因可能是( )A.滑动变阻器最大阻值太大B.滑动变阻器最大阻值太小C.滑动变阻器断路D.定值电阻短路【思路分析】本题考查电流与电压、电阻关系的探究。

(1)在连接电路过程中，开关应处于断开状态，以便保护电路，避免因误接、错接而引起电路及电路元件的损坏。

(2)在探究电流与电阻的关系时，要保证电阻两端的电压不变，当将5Ω电阻换成10Ω电阻时，电压表示数大于1.5 V，应将滑动变阻器的滑片向右移动，此时滑动变阻器接入电路的电阻变大，其两端电压变大，而电源电压保持不变，所以定值电阻两端的电压就会变小，直至电压表示数减小到1.5 V为止。

当将10Ω电阻换成15Ω电阻时，滑动变阻器的滑片移动到最右端时，电压表的示数仍大于1.5 V，说明滑动变阻器最大阻值太小，无法分得更多的电压。

答案：(1)断开；(2)②右；1.5；③B【延伸探究】结合典例探究以下问题：(1)小组1通过实验得出表中数据：实验序号R/ΩU/V I/A1 10 3 0.32 10 2 0.2 31010.1分析后可以得出的结论是_____________________________。

(2)小组2改进实验，正确操作后，记下电流表的示数，得到电流I 随电阻R 变化的图像如图所示，由图像可得出的结论是_______________________________________________。

【思路分析】(1)实验数据中，电阻R =10Ω不变，电压值变为原来的32时，电流值也变为原来的32；电压值变为原来的31时，电流值也变为原来的31，因此可以得出结论：电阻一定时，电流跟它两端的电压成正比。

(2)由图像可知，在电压不变时，电流与电阻的乘积不变，结合数学知识，得出的结论是电压不变时，电流跟电阻成反比。

答案：(1)电阻一定时，电流与电压成正比；(2)电压一定时，电流跟电阻成反比【典例2】“伏安法”测电阻(自贡中考)某小组同学利用电压表和电流表测量电阻R 1的阻值(约9Ω)，电源选用两节干电池。

(1)按图甲电路，将图乙中电流表正确连入电路。

(2)该同学检查电路连接正确，合上开关，可是无论怎样移动滑片，电压表示数总为3V 不变，你认为发生故障的原因可能是___________或_____________。

(3)清除故障后，小明将滑片P 向左滑动时，电压表示数将_____ (选填“增大”“减小”或“不变”)，当P 滑到某一位置时，两表读数如图丙所示，由此可知R 1=________Ω。

你认为这个结果可靠吗?________，理由是________________________________________________。

【思路分析】本题考查“伏安法”测电阻。

(1)由题意知，电源电压U =1.5V×2=3V，电路最大电流为0.33A 9Ω3V===R U I ，因此电流表应选0～0.6 A 量程，把电流表串联接入电路。

(2)电压表示数为电源电压有两种可能，电压表所测元件断路，即R 1断路；或电压表直接接在电源两端，即R 2短路。

(3)电压表示数为R 1两端电压U 1。

当滑动变阻器的滑片P 向左滑动时，R 2接入电路中的阻值变小，电路中电流I 变大，电压表示数U 1=IR 1变大。

电流表量程是0～0.6A ，由图丙可知，电流表分度值是0.02A ，电流表示数是0.2A ；电压表量程是0～3V ，由图丙知电压表分度值是0.1V ，电压表示数是2V ，被测电阻的阻值Ω010.2A2V 1===I U R 。

不能将这一结果作为被测电阻的阻值，因为只进行了一次测量，误差较大，并且具有偶然性，实验结果不可靠，应进行多次测量，求平均值。

答案：(1)如图所示：(2)R 1处断路；R 2处短路；(3)增大；10；不可靠；没有多次测量求平均值 【延伸探究】结合典例思考以下问题：小明同学在实验中，将定值电阻换成小灯泡，通过调节滑动变阻器的滑片，得到三组电流、电压的对应值。

他发现，同一个灯泡计算出的三组电阻值差异较大，请你分析造成这种现象的原因是________________________________________。

【思路点拨】在不同的电压下，小灯泡的亮度不同，灯丝的温度不同，灯丝的电阻随温度的升高而增大，所以在不同的电压下灯丝的电阻不同。

答案：灯丝的温度发生变化【方法技巧】其他测量方法和伏安法的比较解读：测电阻的基本方法是“伏安法”，其他测量方法还有“安阻法”和“伏阻法”。

在“安阻法”中，用一只电流表和已知阻值的R 0来替代电压表，R 0与被测电阻R x 并联，根据并联电路电压规律，R x 的电压U x =U 0=I 0R 0，可推出R x 的表达式为xx I R I R 00=；在“伏阻法”中，用一只电压表和已知阻值的R 0来替代电流表，R 0与被测电阻R x 串联，根据串联电路电流规律，R x 的电流000R U I I x ==，可推出R x 的表达式为0U R U R x x =。

【典例3】测量小灯泡的电功率(福州中考)如图甲所示是小刚“测小灯泡电功率”的实验电路。

其中电源电压为6V ，小灯泡额定电压为2.5V ，电阻约为10Ω。

滑动变阻器有A 规格“10Ω 2A”、B 规格“50Ω 1A”可选。

(1)本实验应该选择___________规格的滑动变阻器。

连接电路时，开关应__________。

(2)请用笔画线代替导线将图甲的实验电路连接完整。

(3)闭合开关后，小刚发现电流表和电压表有示数但都很小，且看不到小灯泡发光，其原因是_______________________。

(4)当变阻器滑片P移到某一位置时，电压表示数如图乙所示，为__________V。

要测小灯泡的额定功率，应将滑片P向________(选填“A”或“B”)端移动，使电压表示数为2.5V。

【思路分析】本题考查电功率的测量实验，包括电路的连接、电表的读数、滑动变阻器的使用。

(1)实验中要让小灯泡正常工作，小灯泡两端的电压应等于其额定电压2.5V，变阻器两端的电压6V-2.5V=3.5V，3.5V>2.5V，根据串联电路中电压跟电阻成正比的分压原理，滑动变阻器连入电路的电阻一定大于小灯泡的电阻(10Ω)，故选B规格“50Ω1A”。

连接电路时，为了防止最后一根导线连接好电路接通，在未检查电路情况下电流过大(如短路)而烧坏电路，开关应该断开。

(2)实验中电流表与小灯泡串联(已连接好)，电压表应与小灯泡并联，因其额定电压为2.5V，故选择0～3V量程，将电压表3V接线柱与小灯泡右接线柱连接即可。

(3)由于在连接电路时滑动变阻器的滑片在其阻值最大端，闭合开关后还未调节滑动变阻器的滑片，此时连入电路的滑动变阻器阻值最大，电路中的电流最小。

小灯泡的亮度由其实际功率决定，若通过小灯泡的实际电流过小(或其两端电压过小)，则其实际功率过小，看不到小灯泡发光。

(4)由题图可知电压表示数为1.8V，小于小灯泡的额定电压，要测量小灯泡的额定功率，可通过减小滑动变阻器两端电压来增大小灯泡两端电压，根据串联电路分压原理，减小滑动变阻器连入电路的电阻(滑片向A端移动)即可实现。

答案：(1)B；断开；(2)如图所示：(3)滑动变阻器连入电路中的电阻太大，灯的实际功率很小。

(4)1.8；A【易错警示】实验数据的处理：伏安法测电阻和测电功率在数据处理方法上不同，测电阻最后要求测出三个电阻值的平均值，目的是减小实验误差；而测电功率时，在小于、等于、大于额定电压的情况下，求出三个电功率值的含义是不同的，不能用来求平均值。