猜想05 实验探究题【考题猜想】【10大题型】-2024-2025学年九年级物理上学期期末考点大串讲(北师大版·北京)
2024-11-30
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2份
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40页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理北师大版(北京)(2013)九年级全一册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 北京市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.66 MB |
| 发布时间 | 2024-11-30 |
| 更新时间 | 2024-11-30 |
| 作者 | 飞哥物理研究站 |
| 品牌系列 | 上好课·考点大串讲 |
| 审核时间 | 2024-11-30 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/49007450.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
猜想05 实验探究题
【题型1 探究串并联电路电流的特点】 1
【题型2 探究串并联电路电压的特点】 1
【题型3 探究影响电阻大小的因素】 4
【题型4 探究电流、电压和电阻间的关系】 7
【题型5 测量未知电阻的阻值】 9
【题型6 测量小灯泡的电功率】 12
【题型7 探究电流产生的热量与电流的关系】 13
【题型8 探究电磁铁磁性强弱与那些因素有关】 17
【题型9 探究磁场对通电导线的作用】 20
【题型10 探究电磁感应现象】 22
【题型1 探究串并联电路电流的特点】
1.(23-24九年级上·陕西西安·期末)为了探究并联电路的电流特点,同学们设计了如图所示的电路进行实验。
(1)连接电路过程中,开关应处于 状态;
(2)图甲中电流表的连接是为了测量 (选填“A”“B”或“C”)处的电流;闭合开关后,电流表的指针指向“0”刻度线的左侧,原因可能是 ;
(3)改正电路正确无误后开始实验,得到的数据如下表所示,分析表格中的数据,得出的结论是并联电路中 。(用文字描述)
实验次数
A处的电流IA/A
B处的电流IB/A
C处的电流IC/A
1
0.10
0.12
0.22
2
0.22
0.24
0.46
3
0.26
0.30
0.56
【答案】 断开 C 电流表的正负接线柱接反 干路电流等于各支路电流之和
【详解】(1)[1]为保证电路安全,在连接电路时开关处于断开状态。
(2)[2]分析图,两灯泡并联,电流表在干路中,所以电流表是为了测量C处的电流;闭合开关后,指针偏向零刻度线处左侧是因为电流表的正负接线柱接反。
(3)根据图中的第1次实验数据可得
第2次实验数据可得
第3次实验数据可得
所以得出的结论是并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。
2.(23-24九年级上·内蒙古呼伦贝尔·期末)为了探究并联电路的电流特点。小丽设计了如图所示的电路进行实验。
(1)在连接电路时,开关应处于 状态;
(2)通过实验,她测出了R1、R2支路和干路上的电流分别为I1、I2和I,电流表示数如图甲、乙、丙,根据测量结果,在误差允许范围内你认为并联电路中干路电流和各支路电流的关系是: ;(写出关系式)
(3)根据电流表所测数据可知,电阻R1、R2的阻值关系是:R1 R2(填“>、=或<”);
(4)为了使结论更具有普遍性,小丽下一步如何操作 后继续实验进行验证。
【答案】 断开 = 更换不同电阻
【详解】(1)[1]为了保护电路,在连接电路时,开关应处于断开状态。
(2)[2]图甲,电流表接小量程,分度值是0.02A,示数是0.5A,即I1是0.5A,图乙,电流表接小量程,分度值是0.02A,示数是0.5A,即I2是0.5A,图丙,电流表接大量程,分度值是0.1A,示数是1A,即I是1A,所以有0.5A+0.5A=1A
可得关系式
(3)[3]并联电路各支路电压相等,每条支路的电流也相等,根据欧姆定律可知,两个导体的电阻应是相等的。
(4)[4]为了验证结论的普遍性,应选用不同规格的电阻进行多次实验,避免实验的偶然性。
3.(23-24九年级上·吉林四平·期末)在“探究串联电路的电流规律”的实验中,小伊和小通连接了如图所示的电路。
(1)在实验中,小伊发现L1比L2亮,她认为通过灯L1的电流大于通过灯泡L2的电流,请回答:小伊的判断是 的;(选填“正确”或“错误”)
(2)他们把电流表分别接入电路中a、b、c三处,闭合开关,测得、、 ,则初步判断;
(3)为了得到普遍规律,应该进行的操作是 。
【答案】 错误 0.16A 换用不同规格灯泡多次测量
【详解】(1)[1]由图可知灯L1和L2串联的,根据串联电路电流处处相等可知通过灯L1的电流和L2是相等的。
(2)[2]当测得,,时,可以判断出。
(3)[3]换用不同规格多次测量,避免实验结论偶然性,得到普遍规律。
4.“用电流表测电流”的实验中,如图1所示是电流表测量电路中电流的电路图。
(1)在连接电路过程中,开关应该 ;为了选定电流表的量程,应该先用电流表的 量程试触一下;
(2)如果电流表示数如图1所示,则测出的电流是 A。若该同学发现同桌读出的电流数据是自己的5倍,请指出同桌错误的原因: ;
(3)甲、乙、丙三位同学在做“用电流表测电流”的分组实验中,闭合开关前,他们的电流表指针均指在零刻度线处。当闭合开关时,发现电流表指针摆动分别出现了如图3甲、乙、丙所示的三种情况。请分析他们在电流表的使用上分别存在什么问题,并写在下面的横线上。
甲同学的问题 ;
乙同学的问题 ;
丙同学的问题 ;
(4)在如图3所示的电路中,闭合开关能正确地测出小灯泡L1的电流的电路是 ;
(5)在图4中的〇里填上适当的电表符号,使小灯正常工作。
【答案】 断开 大 0.36 选的是小量程,却按大量程读数 电流表的正负接线柱接反了 电流表选择的量程太大了 电流表选择的量程太小了 A
【详解】(1)[1]在连接电路过程中,为了保护电路,开关应该断开。
[2]为了保护电流表,应用用大量程试触选定电流表的量程。
(2)[3]电流表读数时要先看所选的量程再看分度值,由图可知电流表接入电路的量程是小量程,分度值为0.02A,示数为0.36A。
[4]电流表指针指在同一位置时,大量程读数是小量程的5倍,说明同桌选的是小量程,却按大量程读数。
(3)[5]①电流表的指针反偏,则电流表的正负接线柱接反了。
[6]②电流表的指针偏转角度太小,则电流表选择的量程太大了。
[7]③电流表的指针偏转角度太大,则电流表选择的量程太小了。
(4)[8]根据电流表的使用方法可知电流表应遵循“正进负出”的原则与灯泡L1串联接入电路,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(5)[9]电流表串联接入电路,电压表并联接入电路,如图所示:
【题型2 探究串并联电路电压的特点】
5.(23-24九年级上·吉林长春·期末)某实验小组用如图甲所示电路“探究串联电路的电压规律”。
(1)连接电路时开关应 ;为了得到普遍规律,实验中应选用规格 (选填“相同”或“不相同”)的小灯泡;
(2)小颖测完灯两端电压后,想测灯两端的电压,保持电压表所接的B接点不动,断开A接点,并改接到C接点上,她 (填“能”或“不能”)测出灯两端的电压;
(3)实验所测得、、的数据记录在图乙中,分析实验数据,可得到串联电路的电压规律是: (用字母表示);
实验次数
1
0.8
2.2
3.0
2
1.0
2.0
3.0
3
1.2
1.8
3.0
(4)实验时小慧按甲图连接实物,错连接成图乙所示情况,闭合开关,电压表的示数为 V。
【答案】 断开 不相同 不能 / 3
【详解】(1)[1][2]为保护电路,连接电路时开关应断开;用归纳法得出普遍性的结论要满足2个条件;一是样本要有代表性,二是样本数量足够多;为了得到普遍规律,实验中应选用规格不相同的小灯泡。
(2)[3]已测出L两端的电压,与A相连的为电压表正接线柱,与B相连的为电压表的负接线柱,想测L2灯两端的电压,保持 电压表所接的B接点不动,断开A接点,并改接到C接点上,她不能测出L2灯两端的电压,理由是电压表正负接线接反了。
(3)[4]分析实验数据有
0.8V+2.2V=3.0V
1.0V+2.0V=3.0V
1.2V+1.8V=3.0V
可得到串联电路的电压规律是UAC=UAB+UBC
(4)[5]实验时小慧按图甲连接实物,错连接成如图乙所示情况,闭合开关,电压表与L1串联后再与L2并联,电压表测电源的电压,示数为3V。
6.(23-24九年级上·江西宜春·期中)小明同学对串联电路电压规律进行了探究;
(1)请你按照图甲用笔画线代替导线连接图乙所示的实验电路;要求电压表测量灯L1两端的电压 ;
(2)在拆接电路时,开关必须 ;
(3)闭合开关,发现电压表示数为零,则小灯泡的故障可能是 或L1短路;
(4)在测L2两端的电压时,小明为了节省时间,采用以下方法:电压表所接B点不动,只断开A接点并改接到C接点上,小明用上面的方法能否测出L2两端的电压? (选填“能”或“不能”);为什么? ;
(5)小明完成了三次实验,数据如表格所示;进行多次实验的目的是 (选填“寻找普遍规律”或“减小实验误差”);分析实验数据,可得到串联电路的电压特点是:串联电路总电压等于 。
次数
L1两端电压/V
L2两端电压/V
1
1.8
1.2
2
1.4
1.6
3
1.1
1.9
【答案】 断开 L2断路 不能 电压表的正负接线柱接反了 寻找普遍规律 各部分电路两端电压之和
【详解】(1)[1]根据电路图将两灯泡串联,电压表测量灯L1两端的电压,则电压表与灯泡L1并联,因为电源为两节干电池,则电压为3V,所以电压表选用0~3V的量程,如下图所示:
(2)[2]在拆接电路时,为了保护电路中各元件安全,开关必须处于断开状态。
(3)[3]闭合开关,电压表示数为零,说明没有电流通过电压表,则可能电路中出现断路或电压表短路,因此故障可能是L2断路或L1短路。
(4)[4][5]当电压表B点不动,只断开A点,并改接到C点上时,虽然电压表此时与L2并联,但电压表的正负接线柱接反了,所以闭合开关后,指针会反向偏转,故不能测出L2两端的电压。
(5)[6]由于本实验为探究串联电路电压规律,所以本实验是找规律实验,所以实验过程中,测量得到多组电压值的目的是为了寻找普遍规律,避免结论的偶然性。
[7]由表中的数据可以看出,第一次实验UAB1+UBC1=1.8V+1.2V=3V
第二次实验UAB2+UBC2=1.4V+1.6V=3V
第三次实验UAB3+UBC3=1.1V+1.9V=3V
则三次测量两个灯泡两端的电压之和都等于电源电压,因此可以得出:串联电路两端的总电压等于各串联电阻两端的电压之和,即UAC=UAB+UBC
【题型3 探究影响电阻大小的因素】
7.(23-24九年级上·湖南湘潭·期末)在“探究影响电阻大小的因素”实验中,某实验小组同学利用如图所示的电路分别对“导体电阻跟它的材料、长度、横截面积有关”的猜想进行实验验证。实验中使用4根电阻丝,其规格、材料如表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
电流大小/A
a
锰铜合金
0.5
0.8
0.40
b
镍铬合金
0.5
0.8
0.32
c
镍铬合金
0.5
0.4
0.16
d
镍铬合金
1.0
0.4
0.08
(1)实验中通过观察电流表的示数来比较电阻的大小,此过程用到的研究方法是 ;
(2)分别将 两根合金丝接入电路,可初步探究出的结论是:其他条件一定时,导体的电阻大小与横截面积有关;
(3)分别将c、d两根合金丝接入电路,可初步探究出的结论是:其他条件一定时,导体的电阻大小与 有关。
【答案】 转换法 b、c 长度
【详解】(1)[1]在该实验中,电阻的大小是通过电流的大小来体现的,电流越小说明电阻越大,这种方法是转换法。
(2)[2]由表中数据可知,将b、c两根合金丝接入电路,b、c合金线的材料、长度相同,而横截面积不同,并且c合金丝的横截面积小于b的横截面积,发现接入c合金丝时,电流表的示数比接入b合金丝时更小,说明c合金丝的电阻比b合金丝的电阻大,由此初步得出结论:导体的材料、长度相同时,横截面积越小,电阻越大。
(3)[3]由表中数据可知,将c、d两根合金丝接入电路,c、d合金线的材料、横截面积相同,而长度不同,并且d合金丝的长度大于c的长度,发现接入d合金丝时,电流表的示数比接入c合金丝时更小,说明d合金丝的电阻比c合金丝的电阻大,由此初步得出结论:导体的材料、横截面积相同时,长度越长,电阻越大,即其他条件一定时,导体的电阻大小与长度有关。
8.(23-24九年级上·贵州贵阳·期末)湿手触摸开关有触电的危险,这是因为液体具有一定的导电性,那么影响液体导电性能强弱的因素有哪些呢?小明提出如下猜想:
A.可能与液体的密度有关; B.可能与液体的质量有关。
根据猜想,小明用到的器材有:电源、开关、电流表、滑动变阻器、导线、两根相同的铜棒、水槽、盐、水。他将两铜棒紧靠水槽侧壁并竖直置于水槽底部,把混合均匀的适量盐水倒入水槽内,两铜棒均有一部分露出水面,将这一装置与上述电学元件连接成如图所示电路。
(1)评估实验器材:盛装盐水的容器应该选择 (选填“金属”或“塑料”)水槽,根据铜棒与水槽组成的装置,小明还提出了猜想C:可能与浸在液体中铜棒的 有关。本实验可通过 来判断液体导电能力的强弱;
(2)探究猜想A:闭合开关,调节滑片至适当位置,记录电流表的示数为:再向水中撒适量盐并搅拌(不计液体质量变化),记录电流表的示数为,比较发现,由此可得出结论;液体质量几乎保持不变时,其密度越大, ;
(3)探究猜想B:小明设计的实验方案如下,在上述实验基础上,将适量清水缓慢倒入盛有盐水的水槽并搅拌,并多次记录电流表的示数进行比较。请你结合小明的猜想评估这一实验方案是否可行? (选填“可行”或“不可行”),理由是: 。
【答案】 塑料 长度 电流表示数 液体的导电性能越强 不可行 没有控制液体的密度不变
【详解】(1)[1][2]探究液体导电性能,避免容器导电对实验的影响,选择绝缘体的塑料容器,根据电阻与横截面积有关,铜棒与水槽组成的装置,小明还提出了猜想C:可能与浸在液体中铜棒的长度有关。
[3]根据转换法知,本实验可通过电流表的示数来判断液体导电能力的强弱。
(2)[4]探究猜想A:闭合开关,调节滑片至适当位置,记录电流表的示数为:再向水中撒适量盐并搅拌(不计液体质量变化),此时浓度变大,液体的密度变大,记录电流表的示数为,比较发现,说明电阻变小了,导电性能变强了,由此可得出结论; 液体质量几乎保持不变时,其密度越大,导电性能越强。
(3)[5][6]探究猜想B:小明设计的实验方案如下,在上述实验基础上,将适量清水缓慢倒入盛有盐水的水槽并搅拌,由于是清水,使得液体的密度减小,同时铜棒浸入的深度增大,根据控制变量法知,这一实验方案不可行,理由是:没有控制液体的密度不变。
【题型4 探究电流、电压和电阻间的关系】
9.(23-24九年级上·北京平谷·期末)小华在“探究电流与电阻的关系”时,实验室提供的器材有:电压恒为6V的电源一个,定值电阻6个(阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω),规格为“50Ω 1A”的滑动变阻器一个,电流表、电压表、开关各一个,导线若干。
(1)小华设计并连接了如图所示的实验电路,想用电压表的3V量程测量定值电阻R两端的电压,请你用笔画线代替导线,帮助他把电压表正确连接在电路中(导线不能交叉);( )
(2)请你帮小华把实验步骤补充完整:
①将5Ω的电阻接在a、b间,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为,读出电流表的示数I,并把相关数据记录在表格中;
②断开开关,把其它五个电阻依次替换a、b间的电阻,闭合开关, ,分别读出电流表的示数I,并把相关数据记录在表格中;
(3)请你帮小华设计出实验数据记录表格:( )
(4)小华进行实验时,把定为2V,然后从小到大更换电阻,当他用30Ω的电阻替换25Ω的电阻后,发现电压表示数始终不能调为。为继续完成此次探究,其他同学帮他一起设计了如下方案,下列方案可行的一项是 ;
A.将原滑动变阻器更换为“60Ω 1A”的滑动变阻器,其余不变
B.将电压为6V的电源更换为电压为10V的电源,其余不变
C.只调节滑动变阻器,使为2.25V
【答案】 移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数仍为
实验次数
1
2
3
4
5
6
电阻R/Ω
电流I/A
A
【详解】(1)[1]电压表测量定值电阻两端的电压,故应将定制电阻并联在定值电阻两端,并使电流从正接线柱接入,从负接线柱流出,如图所示:
(2)[2]实验为了探究电流与电阻的关系,应控制定值电阻两端电压不变,把其它五个电阻依次替换a、b间的电阻,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数仍为,读出电流表的示数I,并把相关数据记录在表格中。
(3)[3]实验中需要记录每次更换的电阻值和电流值,设计表格如下:
实验次数
1
2
3
4
5
6
电阻R/Ω
电流I/A
(4)[4]A.当接入30Ω的电阻时,,则滑动变阻器应接入的阻值为
故若将原滑动变阻器更换为“60Ω 1A”的滑动变阻器,其余不变,方案可行,故A符合题意;
B.若更换为电压为10V的电源,当接入30Ω的电阻时,,则滑动变阻器应接入的阻值为
方案不可行,故B不符合题意;
C.只调节滑动变阻器,使为2.25V,改变了定值电阻两端电压,没有控制电压不变,方案不可行,故C不符合题意。
故选A。
10.(23-24九年级上·北京西城·期末)小萱计划做“探究通过导体的电流跟导体电阻的关系”的实验,她设计了电路图,并按照电路图连接电路元件如图所示。
(1)她闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P移动到 端(选填“A”或“B”);
(2)小萱的实验方案主要步骤如下:
①闭合开关S,调节滑片位置,使电压表的示数为U,读出此时电流表的示数I,
并将R、U、I的数据记录在表格中;
②调节滑动变阻器的滑片,改变R两端的电压,并将U、I的数据记录在表格中;
③仿照步骤②,再做四次实验,并将实验数据记录在表格中。
请你根据以上的实验步骤,回答下列问题:
(3)小萱的方案实际上探究的是: 的关系;
(4)在上述步骤中存在的两个主要问题是: , ;
(5)针对上述问题,应修改步骤②。请你将以下正确的步骤补充完整:断开开关S, ,再闭合开关S, ,使 ,读出此时电流表的示数I,将R、I的数据记录在表格中;
(6)小萱修改了自己的实验步骤后,进行了正确的探究实验。下表是她记录的实验数据。请你分析表中数据得出实验结论: 。
R/Ω
5
10
15
20
25
30
I/A
0.60
0.30
0.20
0.15
0.12
0.10
【答案】 A 通过导体的电流跟导体两端电压 没有控制电阻两端的电压不变 每次实验没有改变自变量电阻值 改变电阻箱接入电路的阻值R 调节滑动变阻器的滑片 使电压表的示数仍为U 当导体两端电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比
【详解】(1)[1]她闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P移动到阻值最大的A端。
(2)小萱的实验方案主要步骤如下:
①闭合开关S,调节滑片位置,使电压表的示数为U,读出此时电流表的示数I,
并将R、U、I的数据记录在表格中;
②调节滑动变阻器的滑片,改变R两端的电压,并将U、I的数据记录在表格中;
③仿照步骤②,再做四次实验,并将实验数据记录在表格中。
请你根据以上的实验步骤,回答下列问题:
(3)[2]小萱的方案控制电阻不变,改变电阻的电压与电流进行多次实验,实际上探究的是:通过导体的电流跟导体两端电压的关系;
(4)[3][4]要探究“通过导体的电流跟导体电阻的关系”,要控制导体的电压不变,且为了得到普遍规律,要改变导体电阻的大小进行多次实验,即在上述步骤中存在的两个主要问题是:每次实验没有改变自变量电阻值;没有控制电阻两端的电压不变。
(5)[5][6][7]由图得,电阻箱与变阻器串联,电压表测量电阻箱的电压,电流表测量电路电流。步骤②应改为断开开关S,改变电阻箱接入电路的阻值R,再闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,控制电阻的电压不变,即使电压表的示数仍为U,读出此时电流表的示数I,将R、I的数据记录在表格中。
(6)[8]由表格中数据得,电阻的电流与电阻的乘积为定值,由此可得结论:当导体两端电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比。
【题型5 测量未知电阻的阻值】
11.(23-24九年级上·北京平谷·期末)小华利用图甲所示的器材“测量小灯泡的电阻”,其中电源电压恒为3V,小灯泡的额定电流为0.2A。
(1)小华按图甲将电路连接完整,闭合开关前,滑片P应处于 端;(选填“左”或“右”)
(2)检查电路连接无误后,闭合开关,移动滑片P,小华发现小灯泡始终不亮,电压表示数接近电源电压,电流表几乎无示数,经检查电表和导线完好,则故障可能是 ;
(3)故障排除后,小华移动滑片P,使小灯泡正常发光,此时电压表的指针位置如图乙所示,读出电压表的示数 V,由此可知小灯泡正常发光时的电阻为 。
【答案】 左 小灯泡断路 2.5 12.5
【详解】(1)[1]为了保护电路,闭合开关前,滑片应位于阻值最大处,即最左端。
(2)[2]移动滑片P,小华发现小灯泡始终不亮,电流表几乎无示数,则电路存在断路故障,电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则故障是与电压表并联的小灯泡断路了。
(3)[3][4]由图乙可知,电压表使用的0~3V量程,分度值为0.1V,示数为2.5V,则小灯泡正常发光时的电阻为
12.(23-24九年级上·北京丰台·期末)小明为了研究小灯泡的电学特性,连接了如图甲所示的电路,其中小灯泡的额定电压为2.5 V。请回答下列问题:
(1)小明闭合开关S,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,接下来他首先应进行的操作是 (选填字母序号);
A.更换小灯泡 B.检查电路是否断路 C.调节滑动变阻器,观察小灯泡是否发光
(2)解决问题后,小明闭合开关S,调滑动变阻器的滑片P,测量了多组小灯泡的电流与其两端电压的数据,并根据这些数据绘制出小灯泡的I-U图像如图乙所示,由图像可得,小灯泡两端电压为1 V时,小灯泡的电阻R= Ω;
(3)小明认为利用该电路也可以探究导体中的电流与导体两端电压的关系。你认为这种想法是 的(选填“正确”或“错误”),理由是 。
【答案】 C 5 错误 小灯泡电阻随温度的变化而变化
【详解】(1)[1]闭合开关前,滑片置于阻值最大处,闭合开关后,电流表有示数,说明电路是通路,电路不存在断路,滑动变阻器阻值全部接入电路,电路总电阻很大,电路电流很小,灯泡实际功率很小,可能不足以引起灯泡发光,下一步操作:移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(2)[2]如图乙,当小灯泡两端电压为1V时,通过小灯泡的电流为0.2A,故小灯泡的电阻为
(3)[3][4]探究导体中的电流与导体两端电压的关系时,应保持电阻不变,但小灯泡电阻随温度的变化而变化,故这种想法是错误的。
【题型6 测量小灯泡的电功率】
13.(23-24九年级上·北京顺义·期末)某同学测量额定电压为小灯泡L的额定电功率。
(1)他连接了如图所示的实验电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于 端(选填“A”或“B”);
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,进行多次测量,记录的实验数据如下表所示,根据图所示电路可知,若使小灯泡两端电压从调至,需将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动。小灯泡L的额定电功率 ;
0.9
1.3
1.7
2.1
2.5
0.18
0.22
0.24
0.26
0.28
(3)实验中,灯熄灭了,电流表没有示数,电压表却有示数,电路故障可能是 。(选填选项前字母)
A.小灯泡断路 B.变阻器断路 C.小灯泡短路 D.变阻器短路
【答案】 B A 0.7 A
【详解】(1)[1]为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处,即B端。
(2)[2]根据串联分压原理,若使小灯泡两端电压从调至,需要减小变阻器阻值,即将滑片P向A端移动。
[3]由表格数据可知,小灯泡两端电压为额定电压2.5V时,电流为0.28A,则小灯泡L的额定电功率为
(3)[4]灯熄灭了,电流表没有示数,说明发生断路,电压表却有示数,说明电压表两端与电源相通,故电路故障可能是小灯泡断路。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
14.(23-24九年级上·北京通州·期末)小华和小明分别测量两只发光原理相同的小灯泡的额定功率。小华测量的小灯泡L1额定电压为2.5V,小明测量的小灯泡L2额定电压为3.8V。
(1)图甲是小华的实验电路,请用笔画线代替导线将电路补充完整,使滑片P在A端时接入电路的阻值最大;( )
(2)小华闭合开关,发现小灯泡很暗,电流表和电压表的示数都比较小。随着滑动变阻器的滑片P向右移动,小灯泡逐渐变亮,电流表和电压表的示数逐渐增大。当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示时,则L1的额定功率是 W;
(3)小明测出小灯泡L2的额定功率为1.14W。他们通过对比发现:两只灯泡都正常发光时,L2要更亮一些;
(4)通过交流评估两人的实验,可以发现:发光原理相同的小灯泡,实际功率越大,小灯泡就越 (选填“亮”或“暗”);
(5)当小华和小明把两只灯泡并联起来,发现L1似乎要比L2亮一些,但不明显。在不考虑温度对灯丝电阻影响的情况下,请你结合前面的实验数据和所学公式推理出L1和L2并联时实际功率的大小关系,验证他们的观察结果是否正确。( )
【答案】 0.75 亮 见详解
【详解】(1)[1]滑片P在A端时接入电路的阻值最大,则滑动变阻器下端的接线柱应接入B,如图所示
(2)[2]电流表的示数如图乙所示时,电流表接入的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,此时的电流为0.3A,则L1的额定功率是
(4)[3]通过实验发现,灯泡两端电压越大,通过的电流越大,实际功率就越大,灯泡越亮,即灯泡的亮度是由实际功率决定的,故在发光原理相同的小灯泡,实际功率越大,小灯泡就越亮。
(5)[4]L1、L2的电阻分别为
,
即,根据,并联时,电压相同,则L1的实际功率更大,更亮。
15.(23-24九年级上·北京·期末)“测小灯泡电功率”实验如图甲所示,已知电源电压为 3V,小灯泡额定电压为 2.5V。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调至最 (填“左”或“右”)端。闭合开关,移动滑片,当电压表示数为 1.5V 时,电流表示数如图乙所示,则此时小灯泡的功率为 W。若使小灯泡正常发光,应将滑片向 (填“左”或“右”)端移动;
(2)完成上述实验后,小敏设计了如图丙所示的电路,测量额定电流为 I 额的小灯泡的额定功率。已知电源电压不变,滑动变阻器 R1的最大阻值为 R1。实验方案如下:
①按电路图连接电路;
②闭合开关S1,移动 R1滑片,使电流表的示数为I额,小灯泡正常发光;
③使开关 ,保持R1滑片位置不动,移动R2滑片使电流表的示数为I额;
④保持 滑片位置不动(填“R1”或“R2”),将另一个滑动变阻器滑片移到最左端,电流表的示数为I1,再将此滑动变阻器的滑片移到最右端,电流表的示数为I2;
⑤小灯泡额定功率的表达式为 P额= (用 I额、I1、I2、R1表示)。
【答案】 左 0.45 右 S1断开,S2闭合 R2
【详解】(1)[1]闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器的滑片应调至阻值最大处,即最左端。
[2]闭合开关,移动滑片,当电压表示数为1.5V时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,则此时小灯泡的功率为
[3]灯在额定电压下正常发光,此时电压表的示数为1.5V,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,故滑片应向右移动。
(2)用如图丙所示的电路,测额定电流为I的小灯泡的额定功率。实验方案如下
①按电路图连接电路。
②闭合开关S1,移动R1滑片,使电流表的示数为I额,灯泡正常发光;此时灯泡与R1串联;
③[4]闭合开关S2、断开S1,保持R1滑片位置不动,移动R2滑片,使电流表的示数为I额。此时R1与R2串联,因为电路中电流仍为I额,所以R2=RL
④[5]为测量变阻器R2接入电路的阻值,应保持R2滑片位置不动,将另一个滑动变阻器(R1)滑片移到最左端,电流表的示数为I1,再将此滑动变阻器(R1)的滑片移到最右端,电流表的示数为I2,因电源电压不变,由串联电路特点和欧姆定律可得,解得
⑤[6]小灯泡额定功率的表达式为
16.(23-24九年级上·北京海淀·期末)小海在“测量小灯泡的电功率”实验中,连接了部分实验电路,如图甲所示,电源两端电压为且保持不变,小灯泡的额定电压为。
(1)请你用笔画线表示导线,将图甲所示的电路连接完整;( )
(2)闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P至某位置时,电压表的示数为2V,要想测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (选填“左”或“右”)移动,使电压表的示数为2.5V;
(3)图乙是通过小灯泡的电流随其两端电压U变化的图像,则小灯泡的额定功率为 W。若仅将与上述小灯泡L规格完全相同的两个小灯泡串联在电压为3V的电源两端,则电路消耗的总电功率为 W。
【答案】 左 0.625 0.6
【详解】(1)[1]要测量小灯泡的电功率,图甲中,应用电流表测量电路中的电流,电压表测小灯泡两端的电压。由乙图可知,电流表选用小量程,作图如下:
(2)[2]小灯泡的额定电压为2.5V,而电压表示数为2V时,说明变阻器分得的电压太大,将滑片向左移动,变阻器接入电路的阻值变小,分得的电压变小,直到电压表示数为2.5V。
(3)[3]由图乙知,小灯泡两端的电压为2.5V时,通过的电流为0.25A,其额定功率
[4]将两个相同规格的上述小灯泡串联在电压为3V的电源两端,据串联电路的分压特点知,每个小灯泡两端的电压都为1.5V,据图乙知,通过小灯泡的电流为0.2A,则电路消耗的总功率
【题型7 探究电流产生的热量与电流的关系】
17.(23-24九年级上·北京东城·期末)为了验证“电热丝产生的热量与电热丝电阻有关”的猜想,小炜选用了如图所示的两个完全相同的保温烧瓶,烧瓶内装有质量和初温均相同的煤油,以及完全相同的温度计和阻值不同的电热丝,其中两个电热丝的电阻值大小关系为R1<R2,它们的电阻值均不随温度发生变化。请你帮他完成实验:
(1)实验中用 表示电流通过电阻丝产生热量的多少;
(2)请添加必要的器材,画出实验电路图 ;
(3)请针对你的电路设计,说明在实验中如何操作,使哪些控制变量保持不变: ;
(4)画出实验数据记录表格 。
【答案】 温度计示数的变化 见解析 见解析
【详解】(1)[1]电阻丝产生热量是看不见的,可以通过温度计升高的温度来反映,这是转换法。
(2)[2]还需要电源、开关滑动变阻器,因探究的是电流通过电热丝时产生的热量与电阻丝阻值的关系,因此要控制电流和通电时间相同,电路图如图所示:
(3)[3]探究“电热丝产生的热量与电热丝电阻有关”,需控制电流和通电时间相等,为了实现这一目的,将电阻R1、R2串联以控制通过它们电流相等,开关控制整个电路,控制通电时间相等,然后观察电阻R1、R2所在烧瓶中温度计示数的变化。
(4)[4]要分别记录2个电阻丝的阻值、煤油的初温、末温,以及煤油的温度变化量,因此表格如下:
R/Ω
R1
R2
t0/℃
t/℃
Δt/℃
18.(23-24九年级上·北京·期末)如图所示是探究电流产生的热量与哪些因素有关的实验装置,其中乙图 A、B 烧瓶内装有质量和初温完全相同的煤油,瓶中铜丝和镍铬合金丝的长度、横截面积相同。
(1)图甲可以探究电流产生的热量与通电时间及 大小是否有关,图乙可以用来探究电流产生热量的大小与 是否有关;
(2)在两个实验中都是通过观察 来判断电流产生热量的多少的;
(3)在实验中,某小组的同学发现上述实验有缺陷:在做图乙实验时,改变滑片位置后必须让煤油重新冷却至室温,否则初温不同会对实验造成影响。经过讨论,利用所学的电学知识,设计了如图丙所示的电路(R1=R2>R3),使得甲、乙两实验同时完成,且不必等候煤油冷却,从而大大提高了实验效率。从电路图中我们可判断,选择比较 R2与 可研究电流产生的热量与电流的关系;选择比较 R2与 可研究电流产生的热量与电阻的关系。
【答案】 电流 电阻 温度计的示数变化 R1 R3
【详解】(1)[1][2]在甲图中,改变滑动变阻器滑片的位置,电路电流随之改变,所以探究的是电流产生热量与通电时间及电路电流大小是否有关;在乙图中,两只电阻丝串联,所以闭合开关后,通过的电流及通电时间是相同的,所以探究的是电流产生的热量与电阻大小的关系。
(2)[3]实验利用了转换法,实验中电流产生热量的多少不易直接测量,因此,在这个实验中是通过温度计示数升高的多少来反映电流产生热量的多少,示数升高的越多,产生的热量越多。
(3)[4][5]在丙图中,R2与R3串联后与R1并联,所以,要研究电流产生热量与电流的关系,需要选择R2与R1,目的是在电阻和通电时间一定时,研究电流大小对热量的影响;要研究电流产生热量与电阻的关系,需要选择R2与R3,目的是在电流和通电时间一定时,研究电阻大小对热量的影响。
19.(22-23九年级上·北京·期末)小明为了探究“电流通过导体产生热量与电阻大小是否有关”,选择的实验器材有:如图所示的甲、乙两个完全相同的烧瓶,两个烧瓶口都盖有胶塞并插入相同规格的温度计,烧瓶内装入质量和初温相等的煤油,阻值为R1和R2的电阻丝,R1=5Ω,R2=10Ω,阻值不随温度变化,电压不变的电源、调零的电流表、开关、滑动变阻器各一个,导线若干。小明设计的实验电路如图所示。
(1)实验中用 反映电流通过电阻丝产生热量的多少;
(2)为完成该探究实验,还需添加的测量仪器是: ;
(3)以下是该探究实验主要的实验步骤,请你将其补充完整:
①将图中的装置甲、滑动变阻器、电流表等电路元件串联接入电路中, ;
②闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P到适当位置,使电流表的示数为I,记录电阻R1的阻值和温度计的示数t0,同时开始计时,通电时间为2min时,记录此时温度计的示数t;
③ ;
④利用公式Δt=t-t0计算出每次实验中煤油升高的温度,并记录在表格中;
(4) 请画出该实验的实验数据记录表格;
(5) 小红想出另一个实验方案也能完成这个实验探究,请你帮小红画出实验电路图。
【答案】 温度计示数变化 秒表 将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处 断开开关S,将图中的装置乙替换装置甲并将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P到适当位置,使电流表的示数为I,记录电阻R2的阻值和温度计的示数t0,同时开始计时,通电时间为2min时,记录此时温度计的示数t′
实验次数
电阻大小R/Ω
初温t0/℃
末温t/℃
升高的温度Δt/℃
1
2
【详解】(1)[1]实验中电流通过电热丝产生的热量越多,煤油吸收的热量越多,温度升高的越高,所以实验中用温度计示数变化表示电流通过电热丝产生热量的多少。
(2)[2]实验中需要测量加热的时间,所以需要用到秒表。
(3)①[3]为了保护电路,在连接电路时,将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。
③[4]探究“电流通过导体产生热量与电阻大小是否有关”实验中,根据控制变量法可知,需控制通过电阻的电流以及通电时间相同,电阻大小不同。因此断开开关S,将图中的装置乙替换装置甲并将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P到适当位置,使电流表的示数为I,记录电阻R2的阻值和温度计的示数t0,同时开始计时,通电时间为2min时,记录此时温度计的示数t′。
(4)[5]根据实验要求,控制通电时间、通过电阻丝的电流大小相同,改变电阻的大小,用煤油升高的温度Δt的大小表示电流通过电阻丝R产生热量的多少,据此设计记录数据的表格如下所示
实验次数
电阻大小R/Ω
初温t0/℃
末温t/℃
升高的温度Δt/℃
1
2
(5)[6]根据控制变量法可知,研究电流通过导体产生的热量与电阻的大小有关,为达到通过电阻的电流相同的目的,可以把滑动变阻器与电阻R1、R2串联在电路中,电路图如下图所示
【题型8 探究电磁铁磁性强弱与那些因素有关】
20.(23-24九年级上·北京通州·期末)在探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验中,小华用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)绕在铁钉上做成了有五个接线柱(抽头)o、a、b、c、d的电磁铁,相邻抽头之间线圈均为40匝。小华将它与电源、电流表、滑动变阻器、开关、导线和一些大头针,组成了如图所示的实验电路。
(1)此实验中电磁铁磁性的强弱用 来反映;
(2)小华实验步骤如下:
①先将抽头o、a连入电路,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P到某一位置,用电磁铁的一端吸引大头针,同时观察电流表的示数I。断开开关,将o、a间的匝数和被吸引的大头针的个数记入实验数据表中;
②小华再将抽头o、b连入电路,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,使电流表的示数I保持不变,再用电磁铁的一端吸引大头针。断开开关,将o、b间线圈的匝数和被吸引的大头针的个数记入实验数据表中;
③仿照上一步骤,分别接入o、c和o、d,记录相关数据;
(3)根据实验步骤可知,小华探究具体问题是: 。
【答案】 吸引大头针的个数多少 电流一定时,电磁铁的匝数越多,磁性是否越强呢?
【详解】(1)[1]电磁铁的磁性强弱不易直接观察,此实验中利用电磁铁吸引大头针数量的不同来反映磁性强弱的不同,采用了转换法。
(3)[2]根据(2)中的实验操作可知,改变电磁铁的匝数,而控制电路电流不变,观察电磁铁吸热大头针数量的多少,故小华探究具体问题是:电流一定时,电磁铁的匝数越多,磁性是否越强呢?
21.(22-23九年级上·北京石景山·期末)在探究“电磁铁磁性强弱的影响因素”实验中,使用了如图所示的器材,请完成下列问题:
(1)开关S闭合后,螺线管的左端为 极;(选填“N”或“S”)
(2)当导线由触点1改接为触点2时,线圈的匝数发生改变,调节滑动变阻器使电流表示数不变,发现悬挂的小铁箔M偏离竖直位置的角度明显变小,请结合以上情景提出一个可探究的科学问题: 。
【答案】 N 电磁铁磁性与线圈匝数有什么关系
【详解】(1)[1]由电流流向可知,通电螺线管外侧的导线电流方向是向上的,由安培定则:用右手握住螺线管,让四指指向螺线管中电流方向,大拇指所指方向为螺线管的N极,可知左侧为N极。
(2)[2]导线由触点1改接为触点2时,线圈的匝数发生改变,虽然调节滑动变阻器使电流表示数不变,但线圈匝数变少后电磁铁的磁性发生了变化,所以对铁箔M的吸引力减小了,故可以提出问题:电磁铁磁性与线圈匝数有什么关系。
22.(22-23九年级上·北京海淀·期末)某学习小组同学用两个相同的铁钉作为铁芯,绕制了两个线圈匝数不同的电磁铁,探究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关,所设计的实验电路如图所示。
(1)实验中是通过观察 来比较电磁铁磁性强弱的。
(2)保持滑动变阻器滑片位置不变,通过观察如图所示的实验现象,可得出的实验结论是:电磁铁的磁性强弱与 有关。
(3)电路中的滑动变阻器除了起到保护电路的作用,还可以通过调节滑动变阻器的滑片探究电磁铁的磁性强弱与 是否有关。
【答案】 电磁铁吸引大头针的多少 线圈匝数 电流大小
【详解】(1)[1]实验中是通过观察电磁铁吸引大头针的数目多少来比较电磁铁磁性强弱的,电磁铁吸引大头针的数目越多,磁性越强。
(2)[3]由图可知,该电路为串联电路,保持滑动变阻器滑片位置不变,电流大小不变,即通过两个电磁铁的电流是相同的,线圈的匝数越多,吸引的大头针的个数越多,磁性越强,即结论为:在电流相同时,线圈的匝数越多,磁性越强。
(3)[3]电路中滑动变阻器除了起到保护电路的作用,滑动变阻器还可以改变自身的电阻,从而改变电路中的电流,达到改变电磁铁磁性的强弱的目的,因此还可以通过调节滑动变阻器的滑片探究电磁铁的磁性强弱与电流大小是否有关
【题型9 探究磁场对通电导线的作用】
23.(23-24九年级上·山东济南·期末)在探究“磁场对通电导体的作用”的实验中,小明设计了如图所示的电路,导体棒ab用绝缘细线悬挂在蹄形磁铁的两极之间。
(1)磁体周围和通电导线周围都存在一种特殊物质是 (选填“磁场”或“磁感线”);
(2)闭合开关前,导体棒ab静止,闭合开关后,导体棒ab向右运动,说明磁场对 有力的作用;
(3)如果同时改变磁场方向和电流方向, (选填“能”或“不能”)确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。
【答案】 磁场 通电导体 不能
【详解】(1)[1]磁体周围和通电导线周围都存在一种特殊物质是磁场,而磁感线是不存在的。
(2)[2]将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间,未闭合开关前,电路中没有电流,导体静止不动,闭合开关后,电路中有电流,导体运动,说明磁场对通电导体有力的作用。
(3)[3]同时改变磁场方向和电流方向,导体运动的方向不变,不能确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。
24.(23-24九年级上·江苏南通·期末)在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中,小明用导线在固定的接线柱MN下悬挂一根较轻的金属棒ab,然后将其作为通电导线接入电路放在蹄形磁体的磁场里,如图甲所示。
(1)在做实验前,为了排除其他因素的干扰,应选择 (选填“铁”或“铝”)棒为好;
(2)在(1)中提供的金属棒中,选择合适金属棒ab进行实验,看到金属棒ab稳定时如图乙所示,这说明通电导体在磁场中受到 的作用;在探究导线在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向的关系时,小明先仅对调磁极位置,观察到金属棒ab稳定时如图丙所示,由此可知通电导线在磁场中受力的方向与 方向有关。然后小明保持图甲中的磁极位置不动,将金属棒ab两端对调后接入电路,发现金属棒ab的摆动方向依然如图乙所示,由此小明认为通电导线在磁场中的受力方向与电流方向无关。你认为小明的做法错在哪里? ;
(3)小明进一步猜想:在同一磁场中,磁场对导线的作用力是否与通过导线的电流大小有关呢?为此小明决定在图丙所示的实验基础上,在电路中串入电流表(已知铜的密度均大于铁和铝的密度)来改变电路中的电流,进行对比实验。
①实验过程中,小明应根据 (选填“电流表的示数”或“导线摆动角度”)来推断通电导线在磁场中的受力大小;
②闭合开关,小明发现铜棒稳定时的位置都如图丁所示,与丙图实验现象相比,小明得出结论:“在同一磁场中,通过导线的电流越大,磁场对导线的作用力就越小”。小明的这种说法是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
【答案】 铝 力 磁场 没有改变铝棒中电流方向 导线摆动的角度 错误 铜棒的质量和原先的金属棒不同
【详解】(1)[1]因为磁铁可以吸引铁钴镍,因此在做实验前,为了防止铁棒被磁体吸引着而影响实验,因此应选择铝棒。
(2)[2]在(1)中提供的金属棒中,选择合适金属棒ab进行实验,看到金属棒ab稳定时如图乙所示,运动状态改变了,说明通电导体在磁场中受到力的作用。
[3]在探究导线在磁场中受力方向与电流方向,小明先仅对调磁极位置,再闭合开关,受力方向改变,由此可知通电导线在磁场中受力的方向与磁场方向有关。
[4]小明保持图甲中的磁极位置不动,将金属棒ab两端对调后接入电路,发现金属棒ab的摆动方向依然如图乙所示,此时没有改变铝棒中电流方向,所以小明的做法错误。
(3)[5]实验过程中,小明应根据导线摆动角度来推断通电导线在磁场中的受力大小。
[6][7]闭合开关,小明发现铜棒稳定时的位置都如图丁所示,与丙图实验现象相比,由于导体棒变为了铜棒,质量变大,重力变大,摆动角度相同,但受到的力不同,因此小明的这种说法是错误。
【题型10 探究电磁感应现象】
25.(23-24九年级上·河南安阳·期末)如图是“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置,实验数据记录如下表。
序号
实验操作
电流表指针偏转情况
1
保持导体与磁体静止
不偏转
2
保持磁体静止,导体水平向左切割磁感线
向右偏转
3
保持磁体静止,导体水平向右切割磁感线
向左偏转
4
保持导体静止,磁体水平向左运动
A
5
对调磁极,保持磁体静止,导体水平向右切割磁感线
B
(1)比较1、2(或1、3)实验现象可知,闭合电路的部分导体在磁场中做 运动时,导体中就产生感应电流,根据这一原理科学家发明了 ;
(2)从能量的角度来分析,感应电流的产生过程是 能转化为电能;
(3)根据表中实验操作,推测第4、5次实验中电流表指针偏转情况:A: ;B: ;
(4)如果将电流表换成 可以探究磁场对通电导体的作用。
【答案】 切割磁感线 发电机 机械能 向左偏转 向右偏转 电源
【详解】(1)[1][2]根据控制变量法,比较1、2(或1、3)实验现象可知,保持磁体和导体不动,电路中不会产生感应电流,但是保持磁体不动,导体水平切割磁感线时会产生感应电流,故可得出闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时电路中就会产生感应电流,根据这一原理科学家发明了发电机。
(2)[3]闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时电路中就会产生感应电流,因此是将导体的机械能转化为了电能。
(3)[4][5]感应电流方向与磁场方向和导体切割磁感线方向有关,所以想要改变感应电流的方向,可以只上下调换磁极,或者只改变导体水平运动的方向。第4次实验中,保持导体静止,磁体水平向左运动,相当于导体水平向右切割磁感线,对比第3次实验可知电流表指针向左偏转;第5次实验中,对调磁极,保持磁体静止,导体水平向右切割磁感线,对比第3次实验相当于只改变了磁场方向,因此电流表指针向右偏转。
(4)[6]要探究磁场对通电导体的作用,则需要电源,所以将电流表换成电源,则构成一个完整的闭合回路,这样可以探究磁场对通电导体的作用。
26.(23-24九年级上·北京丰台·期末)在探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件的实验中,小明用绝缘细线将矩形线框悬挂起来,使它的底边AB水平置于蹄形磁体的磁场中,并把线框的两端用导线与灵敏电流计、开关连接起来,如图所示。他闭合开关后,进行了多次实验,观察并记录灵敏电流计的指针偏转情况如下表所示。请回答下列问题:
实验序号
磁感线的方向
导体AB的运动情况
灵敏电流计指针的偏转情况
1
竖直向下
竖直上下运动
不偏转
2
水平左右运动
偏转
3
斜向左右运动
偏转
(1)根据实验现象可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时,电路中会产生感应电流;
(2)小明在实验过程中,还发现AB向右运动时,灵敏电流计的指针向左偏转;AB向左运动时,灵敏电流计的指针向右偏转。由此可知:感应电流的方向与 有关;
(3)从能量角度分析,AB在磁场中运动时产生感应电流,是 能转化为电能的过程。
【答案】 切割磁感线 导体切割磁感线的方向 机械
【详解】(1)[1]根据表格中的信息可知,当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电流表指针发生偏转,电路中才会产生感应电流。
(2)[2]从已知条件可以看出,当导体AB的运动方向发生变化时,电流计指针的偏转方向发生变化,即电流的方向发生了改变,所以可以看出感应电流方向与导体的运动方向有关。
(3)[3]从能量的角度来分析,感应电流的产生过程是机械能转化为电能。
27.(23-24九年级上·北京房山·期末)(1)小京用图甲所示的装置进行实验,金属棒ab金属棒静止时,观察到灵敏电流计指针没有发生偏转,金属棒ab向左做切割磁感线运动时,观察到灵敏电流计指针发生偏转,由此说明闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动时 ;
(2)小京用图乙所示的装置进行实验,其中小磁针偏转的方向可以反映电流产生的磁场方向。闭合开关,小磁针的偏转情况如图乙中箭头所示;只改变电流方向,再次进行实验,小磁针的偏转情况如图丙中箭头所示。小京探究的问题是: 。
【答案】 电路中产生了电流 见解析
【详解】(1)[1]图甲中,金属棒ab是闭合电路的一部分,且做切割磁感线运动时,电流计发生偏转,说明此时有电流通过,所以闭合电路的部分导体做切割磁感线运动时,电路中产生了感应电流。
(2)[2]小京在实验中,只改变电路中电流的方向,其它条件不变,通过观察小磁针的偏转反映磁场方向,探究的问题是:电流产生的磁场方向与电流方向是否有关。
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猜想05 实验探究题
【题型1 探究串并联电路电流的特点】 1
【题型2 探究串并联电路电压的特点】 1
【题型3 探究影响电阻大小的因素】 3
【题型4 探究电流、电压和电阻间的关系】 5
【题型5 测量未知电阻的阻值】 6
【题型6 测量小灯泡的电功率】 7
【题型7 探究电流产生的热量与电流的关系】 8
【题型8 探究电磁铁磁性强弱与那些因素有关】 10
【题型9 探究磁场对通电导线的作用】 11
【题型10 探究电磁感应现象】 13
【题型1 探究串并联电路电流的特点】
1.(23-24九年级上·陕西西安·期末)为了探究并联电路的电流特点,同学们设计了如图所示的电路进行实验。
(1)连接电路过程中,开关应处于 状态;
(2)图甲中电流表的连接是为了测量 (选填“A”“B”或“C”)处的电流;闭合开关后,电流表的指针指向“0”刻度线的左侧,原因可能是 ;
(3)改正电路正确无误后开始实验,得到的数据如下表所示,分析表格中的数据,得出的结论是并联电路中 。(用文字描述)
实验次数
A处的电流IA/A
B处的电流IB/A
C处的电流IC/A
1
0.10
0.12
0.22
2
0.22
0.24
0.46
3
0.26
0.30
0.56
2.(23-24九年级上·内蒙古呼伦贝尔·期末)为了探究并联电路的电流特点。小丽设计了如图所示的电路进行实验。
(1)在连接电路时,开关应处于 状态;
(2)通过实验,她测出了R1、R2支路和干路上的电流分别为I1、I2和I,电流表示数如图甲、乙、丙,根据测量结果,在误差允许范围内你认为并联电路中干路电流和各支路电流的关系是: ;(写出关系式)
(3)根据电流表所测数据可知,电阻R1、R2的阻值关系是:R1 R2(填“>、=或<”);
(4)为了使结论更具有普遍性,小丽下一步如何操作 后继续实验进行验证。
3.(23-24九年级上·吉林四平·期末)在“探究串联电路的电流规律”的实验中,小伊和小通连接了如图所示的电路。
(1)在实验中,小伊发现L1比L2亮,她认为通过灯L1的电流大于通过灯泡L2的电流,请回答:小伊的判断是 的;(选填“正确”或“错误”)
(2)他们把电流表分别接入电路中a、b、c三处,闭合开关,测得、、 ,则初步判断;
(3)为了得到普遍规律,应该进行的操作是 。
4.“用电流表测电流”的实验中,如图1所示是电流表测量电路中电流的电路图。
(1)在连接电路过程中,开关应该 ;为了选定电流表的量程,应该先用电流表的 量程试触一下;
(2)如果电流表示数如图1所示,则测出的电流是 A。若该同学发现同桌读出的电流数据是自己的5倍,请指出同桌错误的原因: ;
(3)甲、乙、丙三位同学在做“用电流表测电流”的分组实验中,闭合开关前,他们的电流表指针均指在零刻度线处。当闭合开关时,发现电流表指针摆动分别出现了如图3甲、乙、丙所示的三种情况。请分析他们在电流表的使用上分别存在什么问题,并写在下面的横线上。
甲同学的问题 ;
乙同学的问题 ;
丙同学的问题 ;
(4)在如图3所示的电路中,闭合开关能正确地测出小灯泡L1的电流的电路是 ;
(5)在图4中的〇里填上适当的电表符号,使小灯正常工作。
【题型2 探究串并联电路电压的特点】
5.(23-24九年级上·吉林长春·期末)某实验小组用如图甲所示电路“探究串联电路的电压规律”。
(1)连接电路时开关应 ;为了得到普遍规律,实验中应选用规格 (选填“相同”或“不相同”)的小灯泡;
(2)小颖测完灯两端电压后,想测灯两端的电压,保持电压表所接的B接点不动,断开A接点,并改接到C接点上,她 (填“能”或“不能”)测出灯两端的电压;
(3)实验所测得、、的数据记录在图乙中,分析实验数据,可得到串联电路的电压规律是: (用字母表示);
实验次数
1
0.8
2.2
3.0
2
1.0
2.0
3.0
3
1.2
1.8
3.0
(4)实验时小慧按甲图连接实物,错连接成图乙所示情况,闭合开关,电压表的示数为 V。
6.(23-24九年级上·江西宜春·期中)小明同学对串联电路电压规律进行了探究;
(1)请你按照图甲用笔画线代替导线连接图乙所示的实验电路;要求电压表测量灯L1两端的电压 ;
(2)在拆接电路时,开关必须 ;
(3)闭合开关,发现电压表示数为零,则小灯泡的故障可能是 或L1短路;
(4)在测L2两端的电压时,小明为了节省时间,采用以下方法:电压表所接B点不动,只断开A接点并改接到C接点上,小明用上面的方法能否测出L2两端的电压? (选填“能”或“不能”);为什么? ;
(5)小明完成了三次实验,数据如表格所示;进行多次实验的目的是 (选填“寻找普遍规律”或“减小实验误差”);分析实验数据,可得到串联电路的电压特点是:串联电路总电压等于 。
次数
L1两端电压/V
L2两端电压/V
1
1.8
1.2
2
1.4
1.6
3
1.1
1.9
【题型3 探究影响电阻大小的因素】
7.(23-24九年级上·湖南湘潭·期末)在“探究影响电阻大小的因素”实验中,某实验小组同学利用如图所示的电路分别对“导体电阻跟它的材料、长度、横截面积有关”的猜想进行实验验证。实验中使用4根电阻丝,其规格、材料如表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
电流大小/A
a
锰铜合金
0.5
0.8
0.40
b
镍铬合金
0.5
0.8
0.32
c
镍铬合金
0.5
0.4
0.16
d
镍铬合金
1.0
0.4
0.08
(1)实验中通过观察电流表的示数来比较电阻的大小,此过程用到的研究方法是 ;
(2)分别将 两根合金丝接入电路,可初步探究出的结论是:其他条件一定时,导体的电阻大小与横截面积有关;
(3)分别将c、d两根合金丝接入电路,可初步探究出的结论是:其他条件一定时,导体的电阻大小与 有关。
8.(23-24九年级上·贵州贵阳·期末)湿手触摸开关有触电的危险,这是因为液体具有一定的导电性,那么影响液体导电性能强弱的因素有哪些呢?小明提出如下猜想:
A.可能与液体的密度有关; B.可能与液体的质量有关。
根据猜想,小明用到的器材有:电源、开关、电流表、滑动变阻器、导线、两根相同的铜棒、水槽、盐、水。他将两铜棒紧靠水槽侧壁并竖直置于水槽底部,把混合均匀的适量盐水倒入水槽内,两铜棒均有一部分露出水面,将这一装置与上述电学元件连接成如图所示电路。
(1)评估实验器材:盛装盐水的容器应该选择 (选填“金属”或“塑料”)水槽,根据铜棒与水槽组成的装置,小明还提出了猜想C:可能与浸在液体中铜棒的 有关。本实验可通过 来判断液体导电能力的强弱;
(2)探究猜想A:闭合开关,调节滑片至适当位置,记录电流表的示数为:再向水中撒适量盐并搅拌(不计液体质量变化),记录电流表的示数为,比较发现,由此可得出结论;液体质量几乎保持不变时,其密度越大, ;
(3)探究猜想B:小明设计的实验方案如下,在上述实验基础上,将适量清水缓慢倒入盛有盐水的水槽并搅拌,并多次记录电流表的示数进行比较。请你结合小明的猜想评估这一实验方案是否可行? (选填“可行”或“不可行”),理由是: 。
【题型4 探究电流、电压和电阻间的关系】
9.(23-24九年级上·北京平谷·期末)小华在“探究电流与电阻的关系”时,实验室提供的器材有:电压恒为6V的电源一个,定值电阻6个(阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω),规格为“50Ω 1A”的滑动变阻器一个,电流表、电压表、开关各一个,导线若干。
(1)小华设计并连接了如图所示的实验电路,想用电压表的3V量程测量定值电阻R两端的电压,请你用笔画线代替导线,帮助他把电压表正确连接在电路中(导线不能交叉);( )
(2)请你帮小华把实验步骤补充完整:
①将5Ω的电阻接在a、b间,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为,读出电流表的示数I,并把相关数据记录在表格中;
②断开开关,把其它五个电阻依次替换a、b间的电阻,闭合开关, ,分别读出电流表的示数I,并把相关数据记录在表格中;
(3)请你帮小华设计出实验数据记录表格:( )
(4)小华进行实验时,把定为2V,然后从小到大更换电阻,当他用30Ω的电阻替换25Ω的电阻后,发现电压表示数始终不能调为。为继续完成此次探究,其他同学帮他一起设计了如下方案,下列方案可行的一项是 ;
A.将原滑动变阻器更换为“60Ω 1A”的滑动变阻器,其余不变
B.将电压为6V的电源更换为电压为10V的电源,其余不变
C.只调节滑动变阻器,使为2.25V
10.(23-24九年级上·北京西城·期末)小萱计划做“探究通过导体的电流跟导体电阻的关系”的实验,她设计了电路图,并按照电路图连接电路元件如图所示。
(1)她闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P移动到 端(选填“A”或“B”);
(2)小萱的实验方案主要步骤如下:
①闭合开关S,调节滑片位置,使电压表的示数为U,读出此时电流表的示数I,
并将R、U、I的数据记录在表格中;
②调节滑动变阻器的滑片,改变R两端的电压,并将U、I的数据记录在表格中;
③仿照步骤②,再做四次实验,并将实验数据记录在表格中。
请你根据以上的实验步骤,回答下列问题:
(3)小萱的方案实际上探究的是: 的关系;
(4)在上述步骤中存在的两个主要问题是: , ;
(5)针对上述问题,应修改步骤②。请你将以下正确的步骤补充完整:断开开关S, ,再闭合开关S, ,使 ,读出此时电流表的示数I,将R、I的数据记录在表格中;
(6)小萱修改了自己的实验步骤后,进行了正确的探究实验。下表是她记录的实验数据。请你分析表中数据得出实验结论: 。
R/Ω
5
10
15
20
25
30
I/A
0.60
0.30
0.20
0.15
0.12
0.10
【题型5 测量未知电阻的阻值】
11.(23-24九年级上·北京平谷·期末)小华利用图甲所示的器材“测量小灯泡的电阻”,其中电源电压恒为3V,小灯泡的额定电流为0.2A。
(1)小华按图甲将电路连接完整,闭合开关前,滑片P应处于 端;(选填“左”或“右”)
(2)检查电路连接无误后,闭合开关,移动滑片P,小华发现小灯泡始终不亮,电压表示数接近电源电压,电流表几乎无示数,经检查电表和导线完好,则故障可能是 ;
(3)故障排除后,小华移动滑片P,使小灯泡正常发光,此时电压表的指针位置如图乙所示,读出电压表的示数 V,由此可知小灯泡正常发光时的电阻为 。
12.(23-24九年级上·北京丰台·期末)小明为了研究小灯泡的电学特性,连接了如图甲所示的电路,其中小灯泡的额定电压为2.5 V。请回答下列问题:
(1)小明闭合开关S,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,接下来他首先应进行的操作是 (选填字母序号);
A.更换小灯泡 B.检查电路是否断路 C.调节滑动变阻器,观察小灯泡是否发光
(2)解决问题后,小明闭合开关S,调滑动变阻器的滑片P,测量了多组小灯泡的电流与其两端电压的数据,并根据这些数据绘制出小灯泡的I-U图像如图乙所示,由图像可得,小灯泡两端电压为1 V时,小灯泡的电阻R= Ω;
(3)小明认为利用该电路也可以探究导体中的电流与导体两端电压的关系。你认为这种想法是 的(选填“正确”或“错误”),理由是 。
【题型6 测量小灯泡的电功率】
13.(23-24九年级上·北京顺义·期末)某同学测量额定电压为小灯泡L的额定电功率。
(1)他连接了如图所示的实验电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于 端(选填“A”或“B”);
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,进行多次测量,记录的实验数据如下表所示,根据图所示电路可知,若使小灯泡两端电压从调至,需将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动。小灯泡L的额定电功率 ;
0.9
1.3
1.7
2.1
2.5
0.18
0.22
0.24
0.26
0.28
(3)实验中,灯熄灭了,电流表没有示数,电压表却有示数,电路故障可能是 。(选填选项前字母)
A.小灯泡断路 B.变阻器断路 C.小灯泡短路 D.变阻器短路
14.(23-24九年级上·北京通州·期末)小华和小明分别测量两只发光原理相同的小灯泡的额定功率。小华测量的小灯泡L1额定电压为2.5V,小明测量的小灯泡L2额定电压为3.8V。
(1)图甲是小华的实验电路,请用笔画线代替导线将电路补充完整,使滑片P在A端时接入电路的阻值最大;( )
(2)小华闭合开关,发现小灯泡很暗,电流表和电压表的示数都比较小。随着滑动变阻器的滑片P向右移动,小灯泡逐渐变亮,电流表和电压表的示数逐渐增大。当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示时,则L1的额定功率是 W;
(3)小明测出小灯泡L2的额定功率为1.14W。他们通过对比发现:两只灯泡都正常发光时,L2要更亮一些;
(4)通过交流评估两人的实验,可以发现:发光原理相同的小灯泡,实际功率越大,小灯泡就越 (选填“亮”或“暗”);
(5)当小华和小明把两只灯泡并联起来,发现L1似乎要比L2亮一些,但不明显。在不考虑温度对灯丝电阻影响的情况下,请你结合前面的实验数据和所学公式推理出L1和L2并联时实际功率的大小关系,验证他们的观察结果是否正确。( )
15.(23-24九年级上·北京·期末)“测小灯泡电功率”实验如图甲所示,已知电源电压为 3V,小灯泡额定电压为 2.5V。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调至最 (填“左”或“右”)端。闭合开关,移动滑片,当电压表示数为 1.5V 时,电流表示数如图乙所示,则此时小灯泡的功率为 W。若使小灯泡正常发光,应将滑片向 (填“左”或“右”)端移动;
(2)完成上述实验后,小敏设计了如图丙所示的电路,测量额定电流为 I 额的小灯泡的额定功率。已知电源电压不变,滑动变阻器 R1的最大阻值为 R1。实验方案如下:
①按电路图连接电路;
②闭合开关S1,移动 R1滑片,使电流表的示数为I额,小灯泡正常发光;
③使开关 ,保持R1滑片位置不动,移动R2滑片使电流表的示数为I额;
④保持 滑片位置不动(填“R1”或“R2”),将另一个滑动变阻器滑片移到最左端,电流表的示数为I1,再将此滑动变阻器的滑片移到最右端,电流表的示数为I2;
⑤小灯泡额定功率的表达式为 P额= (用 I额、I1、I2、R1表示)。
16.(23-24九年级上·北京海淀·期末)小海在“测量小灯泡的电功率”实验中,连接了部分实验电路,如图甲所示,电源两端电压为且保持不变,小灯泡的额定电压为。
(1)请你用笔画线表示导线,将图甲所示的电路连接完整;( )
(2)闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P至某位置时,电压表的示数为2V,要想测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (选填“左”或“右”)移动,使电压表的示数为2.5V;
(3)图乙是通过小灯泡的电流随其两端电压U变化的图像,则小灯泡的额定功率为 W。若仅将与上述小灯泡L规格完全相同的两个小灯泡串联在电压为3V的电源两端,则电路消耗的总电功率为 W。
【题型7 探究电流产生的热量与电流的关系】
17.(23-24九年级上·北京东城·期末)为了验证“电热丝产生的热量与电热丝电阻有关”的猜想,小炜选用了如图所示的两个完全相同的保温烧瓶,烧瓶内装有质量和初温均相同的煤油,以及完全相同的温度计和阻值不同的电热丝,其中两个电热丝的电阻值大小关系为R1<R2,它们的电阻值均不随温度发生变化。请你帮他完成实验:
(1)实验中用 表示电流通过电阻丝产生热量的多少;
(2)请添加必要的器材,画出实验电路图 ;
(3)请针对你的电路设计,说明在实验中如何操作,使哪些控制变量保持不变: ;
(4)画出实验数据记录表格 。
18.(23-24九年级上·北京·期末)如图所示是探究电流产生的热量与哪些因素有关的实验装置,其中乙图 A、B 烧瓶内装有质量和初温完全相同的煤油,瓶中铜丝和镍铬合金丝的长度、横截面积相同。
(1)图甲可以探究电流产生的热量与通电时间及 大小是否有关,图乙可以用来探究电流产生热量的大小与 是否有关;
(2)在两个实验中都是通过观察 来判断电流产生热量的多少的;
(3)在实验中,某小组的同学发现上述实验有缺陷:在做图乙实验时,改变滑片位置后必须让煤油重新冷却至室温,否则初温不同会对实验造成影响。经过讨论,利用所学的电学知识,设计了如图丙所示的电路(R1=R2>R3),使得甲、乙两实验同时完成,且不必等候煤油冷却,从而大大提高了实验效率。从电路图中我们可判断,选择比较 R2与 可研究电流产生的热量与电流的关系;选择比较 R2与 可研究电流产生的热量与电阻的关系。
19.(22-23九年级上·北京·期末)小明为了探究“电流通过导体产生热量与电阻大小是否有关”,选择的实验器材有:如图所示的甲、乙两个完全相同的烧瓶,两个烧瓶口都盖有胶塞并插入相同规格的温度计,烧瓶内装入质量和初温相等的煤油,阻值为R1和R2的电阻丝,R1=5Ω,R2=10Ω,阻值不随温度变化,电压不变的电源、调零的电流表、开关、滑动变阻器各一个,导线若干。小明设计的实验电路如图所示。
(1)实验中用 反映电流通过电阻丝产生热量的多少;
(2)为完成该探究实验,还需添加的测量仪器是: ;
(3)以下是该探究实验主要的实验步骤,请你将其补充完整:
①将图中的装置甲、滑动变阻器、电流表等电路元件串联接入电路中, ;
②闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P到适当位置,使电流表的示数为I,记录电阻R1的阻值和温度计的示数t0,同时开始计时,通电时间为2min时,记录此时温度计的示数t;
③ ;
④利用公式Δt=t-t0计算出每次实验中煤油升高的温度,并记录在表格中;
(4) 请画出该实验的实验数据记录表格;
(5) 小红想出另一个实验方案也能完成这个实验探究,请你帮小红画出实验电路图。
【题型8 探究电磁铁磁性强弱与那些因素有关】
20.(23-24九年级上·北京通州·期末)在探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验中,小华用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)绕在铁钉上做成了有五个接线柱(抽头)o、a、b、c、d的电磁铁,相邻抽头之间线圈均为40匝。小华将它与电源、电流表、滑动变阻器、开关、导线和一些大头针,组成了如图所示的实验电路。
(1)此实验中电磁铁磁性的强弱用 来反映;
(2)小华实验步骤如下:
①先将抽头o、a连入电路,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P到某一位置,用电磁铁的一端吸引大头针,同时观察电流表的示数I。断开开关,将o、a间的匝数和被吸引的大头针的个数记入实验数据表中;
②小华再将抽头o、b连入电路,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,使电流表的示数I保持不变,再用电磁铁的一端吸引大头针。断开开关,将o、b间线圈的匝数和被吸引的大头针的个数记入实验数据表中;
③仿照上一步骤,分别接入o、c和o、d,记录相关数据;
(3)根据实验步骤可知,小华探究具体问题是: 。
21.(22-23九年级上·北京石景山·期末)在探究“电磁铁磁性强弱的影响因素”实验中,使用了如图所示的器材,请完成下列问题:
(1)开关S闭合后,螺线管的左端为 极;(选填“N”或“S”)
(2)当导线由触点1改接为触点2时,线圈的匝数发生改变,调节滑动变阻器使电流表示数不变,发现悬挂的小铁箔M偏离竖直位置的角度明显变小,请结合以上情景提出一个可探究的科学问题: 。
22.(22-23九年级上·北京海淀·期末)某学习小组同学用两个相同的铁钉作为铁芯,绕制了两个线圈匝数不同的电磁铁,探究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关,所设计的实验电路如图所示。
(1)实验中是通过观察 来比较电磁铁磁性强弱的。
(2)保持滑动变阻器滑片位置不变,通过观察如图所示的实验现象,可得出的实验结论是:电磁铁的磁性强弱与 有关。
(3)电路中的滑动变阻器除了起到保护电路的作用,还可以通过调节滑动变阻器的滑片探究电磁铁的磁性强弱与 是否有关。
【题型9 探究磁场对通电导线的作用】
23.(23-24九年级上·山东济南·期末)在探究“磁场对通电导体的作用”的实验中,小明设计了如图所示的电路,导体棒ab用绝缘细线悬挂在蹄形磁铁的两极之间。
(1)磁体周围和通电导线周围都存在一种特殊物质是 (选填“磁场”或“磁感线”);
(2)闭合开关前,导体棒ab静止,闭合开关后,导体棒ab向右运动,说明磁场对 有力的作用;
(3)如果同时改变磁场方向和电流方向, (选填“能”或“不能”)确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。
24.(23-24九年级上·江苏南通·期末)在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中,小明用导线在固定的接线柱MN下悬挂一根较轻的金属棒ab,然后将其作为通电导线接入电路放在蹄形磁体的磁场里,如图甲所示。
(1)在做实验前,为了排除其他因素的干扰,应选择 (选填“铁”或“铝”)棒为好;
(2)在(1)中提供的金属棒中,选择合适金属棒ab进行实验,看到金属棒ab稳定时如图乙所示,这说明通电导体在磁场中受到 的作用;在探究导线在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向的关系时,小明先仅对调磁极位置,观察到金属棒ab稳定时如图丙所示,由此可知通电导线在磁场中受力的方向与 方向有关。然后小明保持图甲中的磁极位置不动,将金属棒ab两端对调后接入电路,发现金属棒ab的摆动方向依然如图乙所示,由此小明认为通电导线在磁场中的受力方向与电流方向无关。你认为小明的做法错在哪里? ;
(3)小明进一步猜想:在同一磁场中,磁场对导线的作用力是否与通过导线的电流大小有关呢?为此小明决定在图丙所示的实验基础上,在电路中串入电流表(已知铜的密度均大于铁和铝的密度)来改变电路中的电流,进行对比实验。
①实验过程中,小明应根据 (选填“电流表的示数”或“导线摆动角度”)来推断通电导线在磁场中的受力大小;
②闭合开关,小明发现铜棒稳定时的位置都如图丁所示,与丙图实验现象相比,小明得出结论:“在同一磁场中,通过导线的电流越大,磁场对导线的作用力就越小”。小明的这种说法是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
【题型10 探究电磁感应现象】
25.(23-24九年级上·河南安阳·期末)如图是“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置,实验数据记录如下表。
序号
实验操作
电流表指针偏转情况
1
保持导体与磁体静止
不偏转
2
保持磁体静止,导体水平向左切割磁感线
向右偏转
3
保持磁体静止,导体水平向右切割磁感线
向左偏转
4
保持导体静止,磁体水平向左运动
A
5
对调磁极,保持磁体静止,导体水平向右切割磁感线
B
(1)比较1、2(或1、3)实验现象可知,闭合电路的部分导体在磁场中做 运动时,导体中就产生感应电流,根据这一原理科学家发明了 ;
(2)从能量的角度来分析,感应电流的产生过程是 能转化为电能;
(3)根据表中实验操作,推测第4、5次实验中电流表指针偏转情况:A: ;B: ;
(4)如果将电流表换成 可以探究磁场对通电导体的作用。
26.(23-24九年级上·北京丰台·期末)在探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件的实验中,小明用绝缘细线将矩形线框悬挂起来,使它的底边AB水平置于蹄形磁体的磁场中,并把线框的两端用导线与灵敏电流计、开关连接起来,如图所示。他闭合开关后,进行了多次实验,观察并记录灵敏电流计的指针偏转情况如下表所示。请回答下列问题:
实验序号
磁感线的方向
导体AB的运动情况
灵敏电流计指针的偏转情况
1
竖直向下
竖直上下运动
不偏转
2
水平左右运动
偏转
3
斜向左右运动
偏转
(1)根据实验现象可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时,电路中会产生感应电流;
(2)小明在实验过程中,还发现AB向右运动时,灵敏电流计的指针向左偏转;AB向左运动时,灵敏电流计的指针向右偏转。由此可知:感应电流的方向与 有关;
(3)从能量角度分析,AB在磁场中运动时产生感应电流,是 能转化为电能的过程。
27.(23-24九年级上·北京房山·期末)(1)小京用图甲所示的装置进行实验,金属棒ab金属棒静止时,观察到灵敏电流计指针没有发生偏转,金属棒ab向左做切割磁感线运动时,观察到灵敏电流计指针发生偏转,由此说明闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动时 ;
(2)小京用图乙所示的装置进行实验,其中小磁针偏转的方向可以反映电流产生的磁场方向。闭合开关,小磁针的偏转情况如图乙中箭头所示;只改变电流方向,再次进行实验,小磁针的偏转情况如图丙中箭头所示。小京探究的问题是: 。
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