专题34 电磁学实验专题【12大实验+真题训练】--【点击中考】备战2025年中考物理一轮复习重难点讲与练
2025-01-18
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内容正文:
专题34 电磁学实验专题(解析版)
特别说明:
典例主要是2024年的中考真题,变式是最新的全国各地名校的模拟题,课后作业真题训练,全部来自于2024年的中考真题。
知识点以挖空的形式设计,便于学生提前预习,考点通过方法总结,知识加工,便于学生理解和记忆。
目录
【教学目标】 2
【考点必备】 2
实验一 探究串并联电路电流的特点 2
实验二 探究串并联电路电压的特点 5
实验三 探究影响电阻大小的因素 8
实验四 探究电流与电压的关系 12
实验五 探究电流与电阻的关系 16
实验六 伏安法测定值电阻的阻值 20
实验七 伏安法测小灯泡的电阻 25
实验八 测量小灯泡的电功率 28
实验九 探究电热与那些因素有关 33
实验十 探究电磁铁磁性强弱与那些因素有关 36
实验十一 探究磁场对通电导体的作用 39
实验十二 探究电磁感应现象 42
【真题训练】 46
1. 掌握探究串并联电路电流的特点的实验原理、实验步骤、注意事项和数据处理;
2. 掌握探究串并联电流电压的特点的实验原理、实验步骤、注意事项和数据处理;
3. 掌握探究影响电阻大小因素的实验原理、实验步骤、注意事项和数据处理;
4. 掌握探究电流与电压和电阻的实验原理、实验步骤、注意事项和数据处理;
5. 掌握伏安法测电阻的实验原理、实验步骤、注意事项和数据处理;
实验一 探究串并联电路电流的特点
实验探究
探究串联电路电流的特点
探究并联电路电流的特点
实验
电路图
设计方法
(1)将电流表分别接在ABC三处,并测量其电流分别为IA、IB、IC
(2)换用两个不同规格的小灯泡,重复做三次实验(其目的是结论具有普遍性)
结论
IA=IB=IC,则:串联电路中,电流处处相等
IA=IB+IC,则:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和
1.(2024·吉林长春·中考真题)在“探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系”的实验中:
次数
1
0.18
0.24
0.42
2
0.22
0.22
0.44
3
0.20
0.26
0.46
4
0.14
(1)请根据图甲中的电路图,用笔画线代替导线将图乙中的电路连接完整,使电流表测量流过小灯泡的电流。 连接电路时应 开关;
(2)用电流表分别测量A、B、C三点的电流,更换灯泡多次测量,将实验数据记录在表格中,其中第4次实验中B点的电流如图丙所示,则 ;分析数据可知:并联电路中电流的特点是 ;
(3)在第2次实验中测得A、B两点的电流相等,原因可能是 。
【答案】 见解析 断开 0.28 选用规格相同的灯泡
【详解】(1)[1]由图甲得,两灯泡并联,开关在干路上,电流表测量流过小灯泡的电流,则电流表与L1串联,如图所示:
[2]为了保护电路,连接电路时应断开开关。
(2)[3]由图丙得,电流表的分度值为0.02A,示数为0.28A。
[4]分析数据可知:并联电路中电流的特点是干路电流等于各支路电流之和,即
(3)[5]并联电路中各支路的电压相等,在第2次实验中测得A、B两点的电流相等,两灯泡的电阻相等,原因可能是选用的灯泡规格相同。
2.(2024·湖北随州·一模)在“探究并联电路中电流的规律”实验中:
(1)如图甲是小明设计的电路图,图乙是他们测量电流时连接的实验电路,此时电流表测量的是 (填“A”“B”或“C”)处的电流。
(2)在图乙中移动一根导线,使电流表只测量通过L1的电流.在移动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线连接正确的电路 。
(3)测出A、B、C三处电流如表所示,由此得出初步结论(只写表达式): 。
位置
A
B
C
电流I/A
0.24
0.24
0.48
该实验结论具有偶然性,原因是 (填序号)
A.实验参与人员少 B.实验认真程度不够
C.实验次数少 D.实验数据测量不够准确
(4)根据表格数据可知IA=IB,这说明小明器材选用不妥,为了得出更普遍的规律,他应该 。
【答案】(1)C
(2)见详解
(3) IC=IA+IB C
(4)换用不同规格的灯泡多次测量
【详解】(1)在图乙是电流表测量是干路的电流,而图甲中的C点处在干路的位置上,故此时电流表测量的是通过C处的电流。
(2)要测量灯泡L1的电流,电流表与灯泡L1串联,L2的电流不经过电流表,如下图所示:
(3)[1]根据表格中的数据可得
0.24A+0.24A=0.48A
故由表中数所得出初步结论为
IC=IA+IB
[2]只根据一组实验数据得结论具有偶然性,即实验次数少。
故选C。
(4)根据表格数据IA=IB可知,小明选用了相同规格的灯泡,为得出普遍结论,应换用不同规格的灯泡多次测量。
实验二 探究串并联电路电压的特点
实验探究
探究串联电路电压的特点
探究并联电路电压的特点
实验
原理图
设计方法
(1)将电压表分别于并联在L1、L2和L1与L2的两端,并记录数据;
(2)换用两个不同规格的小灯泡,重复做三次实验(其目的是结论具有普遍性)
结论
U总=U1+U2,
则:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和
U总=U1=U2,
则:并联电路各支路的电压相等,都等于总电压
3.(2024·山东东营·中考真题)某小组在“探究并联电路中电压的特点”实验中。
(1)如图甲,根据电路图,用笔画线表示导线,将实物连接起来 ;
(2)连接电路时,开关处于 状态;
(3)正确连接好电路后,闭合开关,电压表的示数如图乙所示,为 V;
(4)测得灯泡L1两端电压后,再测得灯泡L2两端电压和A、B两端电压,记录数据。改变两个小灯泡的规格,重复以上操作,其目的是 ;
(5)评估交流环节,有同学提出:实验中连接完电路,闭合开关,发现电压表指针反向偏转,原因是 。
【答案】(1)
(2)断开
(3)2.8
(4)多次测量,以得到普遍的规律
(5)电压表正、负接线柱接反
【详解】(1)由图甲电路图可知,L1、L2并联,电压表测L1两端电压。可以根据电流路径法连接实物电路,电流从电源正极出发,先分为两条路径,分别经过L1、L2,之后汇合,再经过开关,回到电源负极;最后将电压表并联在L1两端,因电源为2节干电池,电源电压约为3V,所以电压表选择0~3V量程,注意电流从“3”接线柱流入、从“-”接线柱流出。作图如下:
(2)为保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。
(3)由图乙可知,电压表量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.8V。
(4)探究并联电路中电压的特点,多次实验的目的是多次测量,以得到普遍的规律。
(5)闭合开关,电压表指针反向偏转,说明电流从“-”接线柱流入、从“+”接线柱流出,原因是电压表正、负接线柱接反。
4.(2024·辽宁·模拟预测)小李在探究“串联电路的电压特点”的实验中,连接了如图甲所示的电路,电源为两节新干电池。
(1)小李在连上最后一根导线时,灯泡 L1 不发光、L2发光,且电压表的示数为0,则小李在连接电路时存在的错误是 ,此时电路中的故障可能是 ;
(2)小李排除故障并纠正错误后重新实验,某次测量时,电压表的示数如图乙所示,电压表的示数是 V;
(3)在测量完L1两端的电压后,小李想移动一根导线来测量两个灯泡两端的总电压,请你在图甲中要移动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线正确连接电路;
(4)完成实验后,小李记录的数据如表所示;
由此初步得出结论:串联电路, (写表达式);
此实验在设计方案上存在的不足之处是 ,改进方法是 。
UAB / V
UCD / V
UAD / V
0.5
2.5
3
【答案】(1) 连接电路时开关未断开 L1短路
(2)0.5
(3)
(4) UAD=UAB+UCD 实验次数少,结论不具有普遍性 更换不同规格的灯泡再做几次实验
【详解】(1)[1][2]由图甲中可知灯泡L1、L2串联,电压表并联在灯泡L1两端,当连上最后一根导线时,灯泡L2就发光,说明连接电路时开关未断开,此时电路是通路,但灯泡L1不发光、电压表的示数是零,说明灯泡L1短路。
(2)题中电源是2节新干电池,即电源电压是3V,所以电压表是小量程接入,分度值是0.1V,示数是0.5V。
(3)要测两个灯泡的总电压,需将电压表并联在两个灯泡的两端,所以只需将灯泡L1右接线柱上的导线改接到灯L2右接线柱即可,具体如图所示:
(4)[1]由图中数据可得表达式
UAD=UAB+UCD
[2][3]此方案只做了一次实验,不能得出普遍结论的,所以需要更换不同规格的灯泡再做几次实验。
实验三 探究影响电阻大小的因素
1.实验器材
电源、开关、导线、电流表、灯泡、演示版(四条规格不同的金属丝)、酒精灯、火柴;镍铬合金、康铜合金、铜合金制作的线圈各一个。
2.实验电路
3.实验步骤
(1)按照甲图,连接实物图。
(2)分别将A、B两根材料横截面积相同但长度不同的镍铬合金接入电路中,观察电流表读数的大小。
(3)分别将A、C两根材料长度相同但横截面积不同的镍铬合金接入电路中,观察电流表读数的大小。
(4)分别将A、D两根长度横截面积相同材料不同的镍铬合金和锰铜合金接入电路中,观察电流表读数的大小。
(5)将镍铬合金、康铜合金、铜合金制作的线圈分别接在电路中,如图乙所示,用酒精灯加热,观察电流表读数的大小。
4.分析与论证
(1)导体的材料和横截面积相同时,导体越长通过的电流越小,即导体的电阳与导体的长度有关。
(2)导体的长度和材料相同时,导体的横截面积越大通过的电流越大,即导体的电阳与导体的横截面积有关。
(3)导体的长度和横截面积相同时,导体的材料不同通过的电流不同,即导体的电阳与导体的材料有关
(4)将不同材料制成的金属丝线圈接入电路中,用酒精灯加热,通过的电流都会减小,即导体的电阻与温度有关
5. 注意事项
(1)控制变量法的应用:探究导体的电阻与其中的一个因素是否有关时,应保持其他因素不变。
(2)转换法的应用:用电流表示数大小(或灯泡的亮度)间接反映导体电阻的大小。
(3)实验中确保电源电压保持不变
5.(2023·西藏·中考真题)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下表所示。
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)。
【答案】 电流表示数大小 A、B 小 见解析
【详解】(1)[1]电流表应串联在电路中使用,且电流应从正接线柱流入,负接线柱流出,故用导线将电流表的负接线柱和电源负极连接,作图如下:
(2)[2]电阻的大小是无法直接观察出来的,可以通过电流表示数的大小来判断,电流表示数越大,导体的电阻小,电流表示数越小,导体的电阻大。
(3)[3]要探究导体电阻大小与长度的关系,应控制导体的材料、横截面积相同,改变电阻的长度,由表格数据可知,故应选用A、B两根导体进行实验。
(4)[4]由A、C两根导线长度、材料相同,横截面积不同,所以将A、C两根导体分别接入电路是探究的是导体电阻大小与横截面积的关系。由表中数据可知,导体C比A的横截面积大,接C导体时比接A导体时电流大,说明导体C比A电阻小,所以可得出的结论是:当导体的长度和材料相同时,横截面积越大,电阻越小。
(5)[5]由(4)可知,当导体的长度和材料相同时,横截面积越大,电阻越小。所以要改装一个滑动变阻器使其最大阻值变小,可以增大绕制滑动变阻器电阻丝的横截面积。
6.(2024·广东清远·二模)(1)图中凸透镜的焦距是 cm,停表的读数是 s,温度计的读数是 ℃。
(2)如图所示,在探究影响导体电阻大小的因素时,小兵、小红两位同学作出了如下猜想:
猜想一:导体的电阻与导体的长度有关,
猜想二:导体的电阻与导体的横截面积有关
猜想三:导体的电阻与导体的材料有关
实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如表:
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
0.5
a、为了验证上述猜想一,应该选用编号 两根电阻丝进行实验;如果选用编号A、C两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想 (填序号)。
b、有同学认为,可以根据灯泡亮度的变化来判断接入的电阻丝阻值的变化情况。老师指出:此实验中这种方法不可取。这是因为电源电压一定时,所选电阻丝的阻值相差太小,灯泡亮度变化 (选填“明显”或“不明显”)。
c、在最近几年,我国城乡许多地区进行了输电线路的改造,将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,这样就 了输电线的电阻(选填“增大”或“减小”)。
【答案】(1) 10.0 104 -34
(2) A、B 二 不明显 减小
【详解】(1)[1]平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚在焦点,由图可知,凸透镜的中心距离焦点10.0cm,则凸透镜的焦距为10.0cm。
[2]由图可知,小盘的分度值为0.5min,读数为1min,大盘的分度值为0.1s,小盘指针超过了半格,则大盘的读数为44.0s,故停表的读数为104.0s。
[3]由图可知,温度计的分度值为1℃,刻度上小下大,为零下温度,故读数为-34℃。
(2)[1]要验证猜想一,导体的电阻与导体的长度有关时,应控制材料和横截面积相同,长度不同,符合此要求的有A、B两根电阻丝。
[2]如果选用编号为A、C两根电阻丝进行实验,A、C两根电阻丝的材料和长度相同,只有横截面积不同,因此研究的是导体的电阻与导体的横截面积的关系。
[3]电源电压一定时,所选电阻丝的阻值相差太小,灯泡的亮度变化不明显,因此不能根据灯泡亮度的变化来判断接入的电阻丝的变化情况。
[4]细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,导线的横截面积增大了,长度、材料不变,电阻值减小了,导线上消耗损失的电能也就减小了,从而起到节能的效果。
实验四 探究电流与电压的关系
1. 实验器材
电源、开关、导线、电流表、电压表、定值电阻、滑动变阻器。
2. 实验电路图
3.
实验思路:应用控制变量法,控制电阻不变,改变电阻两端的电压,观察电流表的变化,记录数据,绘制图象,寻找电流与电压之间的关系.
4. 实验步骤
(1)按照电路图连接实物图
(2)闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片P,使定值电阻R两端的电压成整数倍变化,如2V、4V、6V等;
(3)根据电压表和电流表的示数,读出每次R两端的电压值和通过R的电流值,并记录。
5.分析与论证
由实验数据可以看出电流和电压有关,电流随电压的增大而增大,将实验数据通过图像的形式表示出来,如图所示。
6.结论
在电阻一定的情况下,导体中的电流与该导体两端的电压成正比
【特别提示】
滑动变阻器的作用是:(1)保护电路;(2)改变通过R的电流和R两端的电压,便于多次测量。
7.(2024·四川乐山·中考真题)物理学习小组在“探究电流与电压的关系”时,设计了如图甲所示的电路。其中电源电压为3V,定值电阻R1约为4Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。该小组同学完成了以下实验步骤:
U/V
0.3
0.6
0.9
1.2
1.5
I/A
0.08
0.15
0.23
0.38
(1)正确连接好电路,闭合开关S前,需将滑片P移动至 (选填“a”或“b”)端;
(2)闭合开关S后,发现无论怎样移动滑片P,电流表、电压表均无示数。在检查电源和导线均正常的前提下,你认为引起上述现象的原因可能是 ;(写出一种即可)
(3)排除故障后,小组同学正常进行操作,在表格中记录多组电流表、电压表的示数。当电压表示数为1.2V时,电流表如图乙所示为 A;
(4)根据表格数据,在图丙中画出I-U关系图像;
(5)分析所绘制的图像得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;
(6)该小组同学认为还需更换不同阻值的定值电阻重复上述操作,你认为他们这么做的目的是 。
【答案】 b 滑动变阻器断路 0.3 正比 多次实验,找普遍规律
【详解】(1)[1]正确连接好电路,为了保护电路,闭合开关S前,需将滑片P移动到电阻最大位置,即至b端。
(2)[2]闭合开关S后,发现无论怎样移动滑片P,电流表无示数,说明电路是断路,而电压表均无示数,说明电压表并联支路以外的电路出现断路,在检查电源和导线均正常的前提下,可能是滑动变阻器断路。
(3)[3]电流表示数如图乙所示,量程为0-0.6A,分度值为0.02A,读数为0.3A。
(4)[4]根据表格数据,描点连线,如图所示:
(5)[5]分析所绘制的图像是一条过原点的直线,可得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(6)[6]该小组同学认为还需更换不同阻值的定值电阻重复上述操作,他们这么做的目的是排除偶然性,得出普遍规律。
8.(2024·广东汕头·一模)小红用如图甲所示电路“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”,电源电压为6V,滑动变阻器的规格为“ ”。
(1)请根据图甲的电路图,用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整,要求滑动变阻器滑到最右端时阻值最大。( )
(2)电路连接正确后闭合开关,发现电压表示数为0,电流表有示数,则原因可能是 。
(3)实验时小红设计并记录了表格如下,其中第 次实验数据一定不是这次做实验得到的;修正后,通过分析表格中有效的数据,可得结论: 。
实验次数
1
2
3
4
5
1
1.5
2
2.5
3
0.10
0.15
0.20
0.25
0.3
(4)接下来探究电流与电阻的关系,先用的定值电阻进行实验,闭合开关S,调节滑片P到合适位置,电流表示数如图丙所示,则此时电流大小为 A,并记录电压表示数。再将的定值电阻依次更换为、、继续探究,移动滑片P,直到电压表示数每次均为 V,并记录数据。
【拓展】小红还想使用的电阻继续完成第5次实验,发现无论怎样调节滑动变阻器,都无法使电压表的示数与之前相同,为了让前4次数据有效利用,下列解决方案可行的有 (填字母)。
A.将定值电阻两端电压改为3V
B.电源改为3节干电池的串联
C.在电流表附近串联一个的定值电阻
【答案】 电阻短路 1 当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 0.4 2 B
【详解】(1)[1]滑动变阻器滑片移到最右端时阻值最大,且满足使电流从正接线柱流入电压表,滑动变阻器左下端的接线柱应与定值电阻左接线柱相连,如图所示:
(2)[2]电路连接正确后闭合开关,发现电流表有示数,说明电路是通路,电压表示数为0,说明故障可能是电压表并联的电路短路,即原因可能是电阻R短路。
(3)[3]由表中第1组数据可知,当定值电阻两端电压为1.0V时,通过定值电阻的电流为0.1A,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压为5.0V,此时滑动变阻器的阻值为
故第一组数据不是实验得到的。
[4]第2组数据可计算出定值电阻的阻值为
第3组数据可计算出定值电阻的阻值为
由剩余表中数据可知,计算的定值电阻阻值均相同,故可得结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4)[5]根据电流表的接线柱和读数规则可知,电流表示数为0.4A,即电流大小为0.4A。
[6]定值电阻为5Ω时两端电压为
故后续测量均需要保持定值电阻两端电压为2V。
[7]A.控制定值电阻两端电压由2V改为3V,虽然此时滑动变阻器分得的电压减小,当30Ω的电阻接入电路中时,滑动变阻器接入电路的阻值减小,但该方案改变了定值电阻两端的电压,需要分别用不同阻值的定值电阻重新进行实验,而根据题意可知其余各组数据有效利用,故A不符合题意;
B.将电源更换为3节干电池,即4.5V,定值电阻两端的电压是2 V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压为
此时电路中电流为
滑动变阻器接入阻值为
滑动变阻器连入电路中的电阻没有超过滑动变阻器的最大阻值,可以完成实验,故B符合题意;
C.为了能完成这次实验,滑动变阻器和串联的电阻分配的电压为4V,由上述分析可知电路中电流,故滑动变阻器和串联电阻的总阻值为
故需要串联的定值电阻的阻值至少应为
故C不符合题意。
故选B。
实验五 探究电流与电阻的关系
1. 实验目的
研究电路中电流与电阻的关系
2. 实验器材
电源、开关、电流表、电压表、定值电阻、滑动变阻器.
3. 实验电路:
4. 实验思路:应用控制变量法,控制电压不变,改变定值电阻的阻值,观察电流表的变化,记录数据,绘制图象,寻找电流与电压之间的关系.
5. 实验步骤:
(1)按照电路图连接实物图;
(2)闭合开关S后,调节滑动变阻器的划片P使定值电阻两端的电压成整数倍地变化,如2V、4V、6V等.
(3)根据电压表和电流表的示数,读出 每次两端的电压值和通过的电流值,并记录在表格中.
(4)绘制实验图象:
6. 实验结论:在电压不变的情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比
【特别提示】
(1) 每次更换定值电阻R时,都应先断开开关;
(2) 滑动变阻器的作用:①保护电路;②控制R两端的电压不变
9.(2024·江苏南通·中考真题)在“探究电流与电阻的关系”实验中,提供的器材有:
电源(电压6V)、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)、滑动变阻器(0~20Ω)、电流表、电压表、开关及导线若干。
(1)用笔画线代替导线将图甲电路连接完整,要求:滑片P向右移动时,变阻器接入电路的阻值变大;
(2)闭合开关,移动滑片,发现电流表有示数,电压表无示数,故障可能是 ;
(3)排除故障后,移动滑片P使电压表示数为4V;将5Ω电阻换成10Ω,按规范调整电路,继续操作,使电压表示数仍为4V,此时滑动变阻器接入电路的阻值比上一次 ;
(4)将测得的数据在图丙中描点连线,发现有一组数据错误,究其原因可能是 ;
(5)仅用电阻箱(最小倍率是×1)替换滑动变阻器,仍控制定值电阻两端电压为4V,利用上述器材能否完成实验探究,简述你的判断依据: 。
【答案】(1)
(2)定值电阻短路
(3)大
(4)电流表选用小量程,但按大量程读数,造成读数错误
(5)见详解
【详解】(1)在“探究电流与电阻的关系”实验中,定值电阻和滑动变阻器串联,电流表串联在电路中测通过定值电阻的电流,电压表测定值电阻两端的电压,所以电压表与定值电阻并联;题目要求变阻器滑片P向右移动时,变阻器接入电路的阻值变大,所以把滑动变阻器左下接线柱接入,如下图所示:
(2)闭合开关,移动滑片,发现电流表有示数,说明有电流通过,没有断路的情况;电压表无示数,若不是电压表本身损坏,故障就可能是与电压表并联的定值电阻短路。
(3)在“探究电流与电阻的关系”实验中,需要采用控制变量法使定值电阻两端的电压保持不变;若将5Ω电阻换成10Ω,根据串联电路分压规律可知,更换较大的定值电阻后,定值电阻两端的电压会增大,为了使定值电阻两端的电压保持在4V不变,就需要适当增大滑动变阻器两端的电压,方法是适当增大滑动变阻器接入电路的电阻。
(4)由图丙可知,错误的一组数据应该是当定值电阻为20Ω时,通过的电流为1A,出现这种情况的原因可能是电流表改用0~0.6A量程接入电路,但仍按0~3A量程读数,造成读数错误。
(5)若控制定值电阻两端电压为4V,则变阻箱两端的电压为2V,根据分压原理可知在串联电路中电压之比等于电阻之比;因为定值电阻两端的电压是电阻箱两端电压的2倍,所以电阻箱接入电路的阻值是定值电阻阻值的一半;当定值电阻为5Ω、15Ω、25Ω时,变阻箱接入电路的阻值为2.5Ω、7.5Ω、12.5Ω,用来替换变阻器的电阻箱最小倍率是×1,所以无法完成实验。
10.(2024·广西南宁·模拟预测)为了探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”,小明采用了如图甲所示的实物图。实验供选择的定值电阻有5个,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω,电源电压恒为4.5V,滑动变阻器的最大阻值为30Ω。
(1)实验前,滑动变阻器的滑片应移到 端(选填“A”或“B”);
(2)小明首先用5Ω电阻实验,闭合开关后发现,无论怎么移动滑片,电流表指针无偏转,电压表指针迅速满偏,则电路中的故障可能是__________(填字母);
A.开关断路 B.滑片接触不良 C.电阻断路 D.电流表短路
(3)排除故障后,小明根据实验数据在乙图中描点,则阴影部分的面积表示 ,其数值为 (不用带单位);
(4)第2次实验中他将5Ω电阻换成10Ω,如果滑片仍然停留在第1次实验的位置,小明应向 (选填“A”或“B”)端移动滑片;
(5)只用30Ω的滑动变阻器 (选填“能”或“不能”)完成5次实验:其原因可能是 。(写出一条即可)
【答案】(1)B
(2)C
(3) 电压U 2
(4)B
(5) 不能 当接入电路中的定值电阻的阻值为30Ω时,变阻器接入电路中电阻大于30Ω
【详解】(1)实验前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大的B端。
(2)小明首先用5Ω电阻实验,闭合开关后发现,无论怎么移动滑片,电流表指针无偏转,电压表指针迅速满偏,说明电路中没有电流,为断路现象,且电压表与电源相连接,则电路中的故障可能是与电压表并联的电阻断路,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
(3)[1][2]乙图中的阴影部分的面积为电流与电阻的乘积,表示电压,其数值为
(4)实验中应控制定值电阻的电压不变,电源电压不变,则变阻器的电压不变,由串联电路电流特点与欧姆定律得
第2次实验中他将5Ω电阻换成10Ω,为了保证定值电阻的电压不变,小明应增大变阻器接入电路中的电阻,则应将滑片向B端移动滑片。
(5)[1][2]定值电阻的电压控制为2V,电源电压为4.5V,则变阻器的电压为
由串联电路电流特点与欧姆定律得
当接入30Ω定值电阻时,变阻器接入电路中电阻为
则只用30Ω的滑动变阻器不能完成5次实验。
实验六 伏安法测定值电阻的阻值
1. 实验目的:用电压表、电流表间接测电阻.
2.
实验原理:.
3. 实验器材:电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、待测电阻.
4.
实验思路:利用电流表、电压表分别测得经过电阻的电流和电阻两端的电压,利用欧姆定律的变形式计算得出电阻的值.
5. 实验电路图:
6. 实验步骤:
(1)调节电流表、电压表的指针到零刻度;按电路图连接实物,调节滑动变阻器的滑片到阻值最大端;
(2)闭合开关,调节滑动变阻器的滑片至适当位置,分别读出电流表的示数 I、电压表的示数U,并记录在表格中;
(3)根据公式计算出的值,并记录在表格中.
(4)调节滑动变阻器的滑片改变待测电阻中的电流及两端的电压,再测几组数据,并计算的值.
(5)整理实验器材.
7. 注意事项:
(1)在连接电路前要调节电流表、电压表到零刻度.
(2)连接电路时开关要断开,闭合开关前滑动变阻器的滑片应调到最大阻值.
(3)连接好电路,在检查电路连接无误后要用开关试触,在确定电路完好后再闭合开关S.
(4)电压表和电流表要注意选择合适的量程,指针最好在满偏刻度的以上.
【特别提示】
(1)滑动变阻器在实验中的作用:保护电路;改变定值电阻(灯泡)两端的电压;改变通过定值电阻(灯泡)的电流.
(2)测灯泡电阻时不能求平均值,因为在不同电压下灯泡的温度不同,其电阻是不同的,求平均值没有意义;测定值电阻的阻值时应该求平均值,因为定值电阻的阻值不变,求平均值可以减小误差
11.(2024·山东泰安·中考真题)某同学利用有关器材测量定值电阻的阻值。可选用的器材有电源(电压恒为)、三个滑动变阻器(规格分别为a:“”、b:“”和c:“”)、电流表(有,两个量程)、电压表(有,两个量程)、开关、导线等。该同学根据甲电路图,进行了正确的实验操作,当滑动变阻器滑片P处于中间位置附近时,电表示数如乙图所示。请你根据以上信息回答问题:
(1)实验中选择的滑动变阻器是 (选填“a”“b”或“c”);
(2)乙图中电压表的示数为 ,电流表的示数为 A,本次测量的阻值为 (精确到);
(3)请根据甲电路图,正确选择电表量程,用笔画线代替导线,完成图丙所示实物图的连接 ;
(4)该同学进行了实验创新,利用阻值为的定值电阻和电压表等器材,测量的阻值。设计了如丁图所示的电路,经检查无误后进行实验。请将实验过程补充完整:
①闭合开关、,断开开关,读出电压表的示数,记为;
②保持处于闭合状态,断开开关,闭合开关,使电压表测 (选填“”或“”)两端电压,记为;
③用已知物理量和测量量的符号表示出的电阻, 。
【答案】(1)c
(2) 1.9 0.16 11.9
(3)
(4)
【详解】(1)电源电压为6V,所以电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为1.9V;电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.16A,则此时变阻器阻值为
则变阻器最大阻值约为
所以实验中选择的滑动变阻器是c。
(2)[1][2][3]电源电压为6V,所以电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为1.9V;电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.16A,则本次测量的阻值为
(3)分析甲电路图可知,和变阻器串联,电流表测电路电流,选用小量程,电压表测电压,选用小量程,据此连接实物图如下:
(4)[1][2]①闭合开关、,断开开关,和串联,电压表测电源电压,读出电压表的示数,记为;
②保持处于闭合状态,断开开关,闭合开关,连接方式不变,电压表测电压,记为;
③根据串联分压原理则有
解得。
12.(2025·上海崇明·一模)在“用电流表、电压表测电阻”的实验中,所用的电路图如图(a)所示,已知电源电压U保持不变,滑动变阻器的最大阻值为。
(1)实验时在闭合开关S前,变阻器的滑片P应调至 (选填“A”“中间”或“B”)端;
(2)闭合开关S,移动变阻器滑片,当电压表示数为2.5伏时,电流表示数如图(b)所示,则待测电阻的阻值为 欧。接着继续改变滑片位置,测量电压和电流值,实验中测量多组电压和电流值的目的是 (选填“A.验证实验结果是否正确”“B.寻找普遍规律”“C.减小测量误差”);
(3)完成测电阻后,小明同学思考这样一个问题,假如没有电流表,应该也能测出待测电阻的阻值。于是他就设计出如图(c)所示电路,请你帮助他将实验步骤补充完整。
①首先 前,将滑动变阻器的滑片移至 ;
②然后闭合开关S,读出此时电压表的读数为;
③待测电阻阻值的表达式是 (用已知量和所测物理量的符号来表示)。
【答案】(1)B
(2) 5 C
(3) 闭合开关S 阻值最大处
【详解】(1)实验时,为了保护电路,在闭合开关S前,应该将变阻器的滑片移到阻值最大处,即B端。
(2)[1]由图(b)可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.5A,由图(a)可知,电压表测待测电阻R两端的电压,电流表测电路中的电流,电压表示数为2.5伏,则待测电阻的阻值
[2]用电流表、电压表测电阻时,改变变阻器的阻值多次实验,是为了求平均值,减小误差,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(3)[1][2][3]由图(c)可知,定值电阻Rx与变阻器串联,电压表测量定值电阻Rx两端的电压,将滑片置于阻值最大处,闭合开关,读出此时电压表示数Ux。 根据串联电路的电压特点可知,滑动变阻器两端的电压
U滑=U-Ux
电路中电流
由欧姆定律可知,未知电阻阻值的表达式
实验七 伏安法测小灯泡的电阻
1.
原理:欧姆定律的变形公式
2. 实验电路图
3. 实验器材:电压表电流表、电源、开关、小灯泡、滑动变阻器和导线。
4. 注意事项
(1)在选取器材时,电流表所选用量程的最大值要大于电路中的最大电流,滑动变阻器的最大阻值应略大于或接近小灯泡的电阻。
(2)连接电路时要断开开关,并按照电压表、电流表、滑动变阻器的使用规则,将它们正确地接入电路。电压表与电流表要注意量程的选择、连接和读数,滑动变阻器也要注意规格的选择。
(3)进行实验时,在闭合开关前,要把滑动变阻器的滑片调到阻值最大处,使电路中的电流最小,目的是保证电路中的灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表等仪器的安全。
(4)把每次测量的结果记录下来,以便最后分析、总结。
(5)对于测得的各组电流和电压值.计算出相应的电阻值,然后比较实验数据,找出其中的规律。
5.滑动变阻器的作用
(1)保护电路:(2)改变电路中的电流和小灯泡两端的电压。
【特别提示】
小灯泡灯丝的电阻受温度影响明显,不同温度下其阻值不同且温度越高其电阻越大,因此不能多次测量电阻求其平均值。
13.(2024·青海西宁·中考真题)小宁和同学们在“测量小灯泡电阻”的实验中,选用额定电压为2.5V的小灯泡、三节新干电池、电流表、电压表、滑动变阻器(50Ω 1A)、开关、导线等实验器材进行实验。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向右滑动时,小灯泡变亮。
(2)连接电路时,开关应该 ,滑动变阻器的滑片调到阻值最大处。
(3)闭合开关,在移动滑动变阻器滑片的过程中,发现两个电表指针都左右摆动,同时看到小灯泡闪烁,用手捏紧滑动变阻器的滑片后,电路恢复正常,则电路故障的原因可能是 。
(4)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,记录多组数据,并绘制出图乙所示的I-U关系图象。当电压表的示数为 V时小灯泡正常发光,此时的电阻为 Ω。
(5)同学们交流后,发现该实验还可以测量小灯泡的电功率,并分析出小灯泡的实际电压为额定电压的一半时,小灯泡的实际功率 (选填“大于”“等于”或“小于”)额定功率的四分之一,其根本原因是 。
【答案】(1)
(2)断开
(3)滑动变阻器的滑片接触不良
(4) 2.5 10
(5) 大于 灯丝的电阻随温度的升高而增大
【详解】(1)由题知,灯泡额定电压为2.5V,所以电压选用0-3V量程与灯泡并联,滑动变阻器滑片P向右滑动时灯泡变亮,说明电路中电流变大,变阻器连入阻值变小,所以应将滑动变阻器右端接入电路中且与灯泡串联,实物连接如图所示:
(2)为了保护电路,连接电路时,开关必须断开。
(3)在移动滑动变阻器滑片的过程中,发现电表指针左右摆动,同时看到小灯泡闪烁,其原因是移动滑片引起的,所以原因可能是滑动变阻器接触不良。
(4)[1][2]由题知,灯泡额定电压为 2.5V,根据制出如图丙所示的I-U图象,灯的额定电压下的电流为0.25A,则小灯泡正常发光时的电阻是
(5)[1][2]灯丝电阻随灯泡两端的电压升高、灯丝的温度升高而变大,实际电压是额定电压一半时的灯丝电阻小于额定电压时的电阻,由可知,灯泡两端的实际电压为其额定电压的一半时,它的实际功率大于额定功率。
14.(2023·广东阳江·一模)如图所示,小明在测量小灯泡电阻的实验中,用标有“20Ω 2A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线、3节干电池和额定电压为2.5V的小灯泡,进行实验。
(1)根据图甲,请用笔画线代替导线,将图乙中的实物电路补充完整 。
(2)小明连接好最后一根导线,小灯泡立即发出耀眼的光,请你指出一个实验中操作的不当之处: 。
(3)排除电路故障后,闭合开关,移动滑片,先后测量得到2组数据如下表所示。小明要继续测量小灯泡正常发光时的电阻,接下来的操作是 ,记录此时电流表示数为0.30A,此时小灯泡的电阻值为 Ω(保留1位小数)。
次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
1.2
0.18
6.7
2
2.2
0.28
7.9
3
2.5
0.30
(4)根据测量数据,还能得到什么结论: 。
【答案】(1)
(2)连接电路时开关没有断开(或滑动变阻器的滑片没有移到最大阻值处)
(3) 向左移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为2.5V 8.3
(4)小灯泡的电阻随温度的升高而增大
【详解】(1)由图甲可知,电压表与小灯泡并联,测量小灯泡两端电压,小灯泡额定电压为2.5V,则电压表量程应选择0-3V,所以应将电压表的“3V”正接线柱与小灯泡的右接线柱相连;滑动变阻器滑片向右移动时,其接入电路中的阻值变大,则根据实物图应将电流表的负接线柱与滑动变阻器的右上接线柱相连,如下图所示:
(2)由题意可知,小明刚连接好电路小灯泡就发光了,说明小明在连接电路时没有断开开关。
(3)[1]由表中数据可知,前两次实验小灯泡两端电压都小于额定电压,所以要增大电路中的电流使小灯泡两端电压达到额定电压,应向左移动滑动变阻器的滑片减小接入电路阻值,增大电路中的电流直到电压表示数为2.5V。
[2]由欧姆定律可得此时小灯泡的电阻值为
(4)根据表中数据可知,随着实验的进行,小灯泡的灯丝电阻阻值越来越大,而小灯泡点亮时间越长,灯丝温度越高,所以可得小灯泡的电阻随温度的升高而增大。
实验八 测量小灯泡的电功率
实验 测量小灯泡的电功率
1.实验原理:.
2.实验器材:电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关、小灯泡、灯座、导线等.
3.实验电路:
4.实验思路:分别测量小灯泡两端电压高于、等于和低于其额定电压的电功率,观察小灯泡的变化,并计算出三种情况下的实际电压,进行比较.
5.实验步骤:
(1)按电路图连接实物图,将滑动变阻器的滑片滑到阻值最大(右)端;
(2)检查电路无误后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数等于2.5V时,停止滑动,记录此时电流表的示数,并观察灯泡的亮度,记录在表格中;
(3)调节滑动变阻器的滑片,分别使电压表的示数低于2.5V、等于2.5V的1.2倍,记录每一次对应电流表的示数,并观察灯泡的亮度,记录在表格中;
(4)将实验中记录的数据分别代入,算出小灯泡的实际功率,并填人表格中.
6.实验分析:
(1)小灯泡的发光情况由它的实际功率决定,实际功率越大,灯泡越亮.
(2)灯泡实际消耗的电功率随着加在它两端的电压而改变,电压越大,功率越大.
(3)灯泡的实际功率可以等于额定功率,也可以不等于额定功率.
【特别提示】
(1) 连接电路时,开关要处于断开状态
(2) 实际电压不能超过额定电压太多,易损坏小灯泡;
(3) 当实际电压等于额定电压时,此时小灯泡的实际功率为其额定功率
(4) 滑动变阻器的作用:
①闭合开关前,应该先调节滑动变阻器的滑片,使其连入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,这样能够保护电路中的各个电路元件不至于损坏;
②接通电源后,移动滑动变阻器的滑片,可以调节小灯泡两端的电压
15.(2024·黑龙江牡丹江·中考真题)小江发现家里不同房间的灯亮度不同,猜想可能是与灯泡的电功率有关。他找来若干节新干电池、开关、滑动变阻器、电流表、电压表、同一规格的导线若干,测量额定电压为2.5V小灯泡的功率。
(1)小江选择两节新干电池进行实验,连接的实物电路如图甲所示,请在方框内画出对应的电路图。
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2V,读出电流表示数,将数据记入表格。继续移动滑片,即使将滑片移动到阻值最小的位置,小灯泡两端电压也无法达到2.5V,解决的办法是 。
(3)问题解决后,移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端电压达到2.5V。如图乙所示,此时电流表的示数为 A,小灯泡的额定功率为 W。
(4)继续移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端电压为2.9V,读出电流表示数,将数据记入表格。如表所示,小江设计的表格不足之处是 。
实验次数
灯泡两端电压U
通过灯泡的电流I
灯泡的电功率P
发光情况
1
2
0.26
0.52
较暗
2
2.5
正常发光
3
2.9
0.32
0.93
较亮
(5)实验表明小灯泡的亮度由 决定。
【答案】 增加一节新的干电池 0.3 0.75 测量的物理量没有单位 实际功率
【详解】(1)[1]根据实物图画电路图,电路图与实物图须一一对应,电路图如下:
(2)[2]将滑片移动到阻值最小的位置,滑动变阻器两端电压最小,此时小灯泡两端电压也无法达到2.5V,说明电源电压偏低,则可以增大电源电压,即增加一节新的干电池。
(3)[3]由图乙可知电流表接小量程,所以电流表示数为0.3A。
[4]小灯泡的额定功率为
(4)[5]根据小江设计的表格可知不足之处为:所测量的物理量没有带单位。
(5)[6]根据表格数据,小灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮,故小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定。
16.(2024·湖南岳阳·二模)如图所示,在“测量小灯泡电功率”的实验中,物理实验小组第一小组选用了一个额定电压为2.5V的小灯泡。
(1)为保护电路,在连接电路时,滑动变阻器的滑片应位于最 (选填“左”或“右”)端;
(2)闭合开关,小灵发现电流表无示数,电压表示数为电源电压,则故障原因可能是___________;
A.小灯泡断路 B.滑动变阻器断路 C.小灯泡短路 D.电流表短路
(3)通过调节滑动变阻器滑片,测出多组数据,并作出如图乙所示图像,由乙图可知小灯泡的额定功率为 W;
(4)第二组的小雅同学设计了如图丙所示的电路,只用电压表就可以测量额定电压为3.8V小灯泡的额定功率。已知电路中使用的滑动变阻器R最大阻值为30Ω,电源电压恒定。其测量过程如下:
①闭合开关,断开,将滑动变阻器的滑片移到右端,电压表示数为6.0V;
②闭合开关,断开,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 V,这时小灯泡正常发光;
③闭合开关,断开,保持②步骤中滑动变阻器滑片的位置不变,此时电压表示数为2.0V;
④小灯泡的额定功率 W。
【答案】(1)右
(2)A
(3)0.625
(4) 2.2 0.836
【详解】(1)为了保护电路,在连接电路时,滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处,即最右端。
(2)闭合开关,小灵发现电流表无示数,说明电路可能断路,电压表示数为电源电压,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断路,故选A。
(3)由图乙可知,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
(4)[1][2]实验步骤:
①闭合开关S1、S2,断开S3,将滑动变阻器的滑片移到右端,电压表示数为6.0V;
②闭合开关S1、S3,断开S2,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2.2V,这时小灯泡正常发光;
③闭合开关S1、S2,断开S3,保持②步骤中滑动变阻器滑片的位置不变,此时电压表示数为2.0V;
④在步骤①中,电压表测电源电压为6.0V;
在步骤②中,灯与滑片左侧电阻丝的电阻串联,电压表测其电压,当电压表示数为2.2V,根据串联电路电压的规律,灯两端的电压
灯正常发光;
在步骤③中,电路中只有滑动变阻器,根据串联电路电压的规律,滑片右侧电阻丝的电压为
根据分压原理
因滑动变阻器的总电阻为30Ω,故,由欧姆定律和串联电路电流的规律,通过滑动变阻器的电流即灯的额定电流
则小灯泡的额定功率为
实验九 探究电热与那些因素有关
实验探究
探究电流通过导体时产生的热量跟电阻的关系
探究电流通过导体时产生的热量跟电流的关系
实验
装置
探究方法
控制变量法、转换法法
设计方法
通过观看U型管液面高度的变化判断电阻产生热量的多少
电阻串联的目的是控制电流和通电时间相同
将等大的电阻串联,然后再将第三个电阻与其中一个并联,目的是改变通过电流的大小
结论
在电流、通电时间相同的情况下,电阻越大,产生的热量越多
在电阻、通电时间相同的情况下,通过的电流越大,产生的热量越多
17.(2024·山东日照·中考真题)小明在电学学习中,对电学的神奇和电能对人类生产生活产生的巨大影响深感敬畏,他通过下列实验对电学知识进行了进一步的探究。实验一:如图甲所示,在“探究电流与电阻关系”的实验时选用了如下器材:电压恒为6V的电源,阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻,电流表、电压表、开关、滑动变阻器各1个,导线若干。
(1)在检查电路时,他发现有一根导线连接错误,请你在答题卡的甲图中将连接错误的那条导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确 ;
(2)要完成该实验,滑动变阻器应该选用以下哪种规格:______(填下列选项前的字母);
A.20Ω,0.5A B.40Ω,0.2A C.50Ω,1A
(3)改正电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑至最 (选填“左”或“右”)端。闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数较大;移动滑动变阻器的滑片,两表的示数无变化,可能是定值电阻发生 (填“断路”或“短路”);
(4)更换正常电阻后,A、B两同学根据各自的实验数据作出了如图乙所示的图像,分析图像,你认为 (选填“A”或“B”)同学的实验操作是错误的,他操作中的问题是: ;
(5)改正错误后,他们都正确完成了实验,并记录相关数据,描绘出合理的图像,据此得出结论:在电压一定时, ;
(6)实验二:为了探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关,设计了如图所示的实验装置(电源、开关未画出)。图丙是控制通过导体的电流和通电时间相同,探究 对产生热量多少的影响;图丁是控制导体电阻和通电时间相同,探究 对产生热量多少的影响。这两套装置进行实验的过程中都采用的研究方法是 。
【答案】(1)
(2)C
(3) 左 断路
(4) A 没有控制定值电阻两端的电压一定
(5)通过电阻的电流与导体的电阻成反比
(6) 电阻 电流 控制变量法
【详解】(1)由于电压表测定值电阻的电压,则可知电路连接正确如下图所示:
(2)由于电压表的小量程接入电路中,其能测量的最大的电压为3V,而电路中定值阻值的阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,则电路的最大电流为
由于电源电压为6V,则滑动变阻器分得的最小电压为3V,定值电阻的最大阻值为25Ω,根据串联电路的电压与电阻的规律可知,滑动变阻器最小阻值为25Ω,综上所述,为了要完成该实验,滑动变阻器应选50Ω,1A,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
(3)[1]为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值应最大,即应将滑动变阻器的滑片滑至最左端。
[2]闭合开关,发现电流表无示数,这说明电路断路,电压表示数较大;移动滑动变阻器的滑片,两表的示数无变化,说明定值电阻发生断路。
(4)[1][2]探究“电流与电阻关系”的实验,实验过程中应控制定值电阻两端的电压一定,而A同学所绘制的图像可得电压为
可知实验过程中,定值电阻两端的电压发生了变化,没有控制定值电阻两端的电压一定。
(5)根据图像,据此得出结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(6)[1]图丙是控制通过导体的电流和通电时间相同,导体的电阻不同,所以探究导体电阻对产生热量多少的影响。
[2]图丁是控制导体电阻和通电时间相同,通过导体电阻的电流不同,所以探究电流对产生热量的影响。
[3]探究电流与电阻的关系时,保证了定值电阻两端的电压是一定的,而探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关时,当探究电流与导体产生的热量的关系,保证了导体的电阻和通电时间相同,当探究电阻与导体产生的热量的关系,保证了导体的电流和通电时间相同,所以这两套装置进行实验的过程中都保证其它因素相同,所以都采用的研究方法是控制变量法。
实验十 探究电磁铁磁性强弱与那些因素有关
实验探究
探究线圈的匝数是否形响磁性强弱
探究线圈中电流大小是否影响磁性强弱
实验
装置
探究方法
转换法
控制变量法
设计方法
(1)用漆包线分别绕成50和100的单层线圈,串联接入如图所示的电路中;
(2)闭合开关,比较它们吸引大头针的数量
(1)把自制的一个带铁芯的螺线管接入如图所示的电路中
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,改变电路中的电流,比较当通入的电流变化时,电磁铁吸引大头针的数量
现象
线圈匝数多的吸引大头钉数目较多
调节滑动变阻器,电流越大,吸引的大头钉数目越多
结论
线圈匝数越多,螺线管磁性越强
电流越大,螺线管磁性越强
18.(2024·云南昆明·一模)如图甲是探究“影响电流热效应的因素”的实验装置。
(1)为了探究电流通过导体产生的热量与电流大小的关系,小明用图甲装置进行实验,在烧瓶内安装一根电阻丝,并插入一支温度计,他想让烧瓶内液体在短时间内温度变化的更明显,应选用 (选填“煤油”或“水”),理由是 。该实验是通过比较 来判断电流产生的热量多少;
(2)小明先读出烧瓶内液体的初温,闭合开关,通电30s再读出烧瓶内液体的温度,得到温度升高量并填入下表中,然后移动滑动变阻器的滑片改变电流大小,重复上述操作,获得了第二组数据(如下表):
实验次数
通电时间/s
电流/A
温度升高量/℃
1
10
30
0.3
1.5
2
10
30
0.6
6.0
①请你帮他把表格补充完整 ;
②由表格得出:同一导体,在通电时间相等时,通过的电流越大,其产生的热量 ;
(3)小明提议利用上述实验装置改做“比较水和煤油比热容的大小”的实验,则他应选择图乙中 (选填“A”或“B”)烧瓶与图甲中的烧瓶内的电阻丝并联,并给该烧瓶内装入与图甲烧瓶中的液体 相同的水。。
【答案】(1) 煤油 煤油的比热容较小 温度计示数的变化
(2) m/g 越多
(3) A 质量
【详解】(1)[1][2]由于煤油的比热容较小,质量相同吸收热量相同时,温度变化比较明显,应选用煤油进行实验。
[3]图中实验是通过比较烧瓶内液体的温度计示数变化来判断电阻丝产生热量的多少,这种方法叫作转换法。
(2)[1]探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关时,需要控制被加热液体的质量相同,所以表格空格处的内容为m/g。
[2]由表格数据分析,同一导体,电阻相同,通电时间相同,电流越大,温度升高量越大,说明电流产生热量越多。
(3)[1][2]“比较水和煤油比热容的大小”,实验中,要用相同的热源加热质量相同的水和煤油,所以应选择图乙中A烧瓶与图甲中的烧瓶内的电阻丝并联,并给该烧瓶内装入与图甲烧瓶中的液体相同的水。
19.(2024·广东广州·中考真题)在学习“电与磁”后,某小组做了如下实验研究。
(1)如图甲,将指南针水平放置在木板上,指南针静止时a端指向北方,则a端是指南针的 (选填“N极”“S极”),这是因为地球周围存在 ;
(2)为研究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系,请完成下列实验内容:
①如图乙,漆包线绕在铁钉上构成一个电磁铁,将它平行指南针放置在木板上;
②请用笔画线表示接线,按要求将图乙中的电源、开关、电流表、滑动变阻器和电磁铁连成串联电路(有部分导线已连接)。要求如下:
Ⅰ.合上开关K,指南针在电磁铁的作用下,静止时a端仍然指向北方;
Ⅱ.滑动变阻器滑片P由C端向D端移动时,电流表的示数减小;
③电磁铁磁性强弱可以通过电磁铁吸引大头针的数目来判断。为研究线圈匝数一定时,电磁铁磁性强弱与电流大小的关系,请设计记录实验数据的表格;
④某次实验,电流表示数如图丙,此时电流为 A。
【答案】 N极 磁场 见解析 0.6
【详解】(1)[1][2]由于地球周围存在磁场,地理的北极是地磁的南极,地理的南极是地磁的北极,将指南针水平放置在木板上,指南针静止时a端指向北方,即a端指向地磁南极,根据磁极间的相互作用可知,a端是指南针的N极。
(2)②[3]合上开关K,指南针在电磁铁的作用下,静止时a端仍然指向北方,由于a端是指南针的N极,根据磁极间的相互作用可知,吸引大头针的那一端为电磁铁的N极,根据安培定则可知,电流是从吸引大头针的那一端流入,从另一端流出;滑动变阻器滑片P由C端向D端移动时,电流表的示数减小,根据欧姆定律可知,电路总电阻变大,滑动变阻器连入电路的电阻变大,根据“一上一下”的接法,变阻器的A接线柱连入电路中;由图丙可知,电流表选择大量程接入电路中,图乙实物图连接如图所示
③[4]为研究线圈匝数一定时,电磁铁磁性强弱与电流大小的关系,控制线圈匝数一定,改变电路电流进行多次实验,记录实验数据的表格如下表格所示(线圈匝数一定)
次数
电流大小I/A
吸引大头针数目
1
2
3
④[5]某次实验,电流表示数如图丙,电流表的分度值为0.1A,示数为0.6A。
实验十一 探究磁场对通电导体的作用
1. 提出问题
通电导体在磁场中是否受力的作用
2. 设计实验
将一根金属杆吊在磁场中,并连入电路中,观察导体棒的运动方向,改变电流方向和磁场方向,观察导体棒的运动情况,实验原理图如图所示:
3. 实验步骤
(1)将所需器材按如图所示的电路连接好;
(2)将金属杆横放在金属轨道上,观察金属杆是否运动;
(3)闭合开关,观察金属杆是否运动,运动方向如何?
(4)改变电流的方向,观察金属杆是否运动,运动方向如何?
(5)保持电流方向不变,改变磁场的方向,观察金属杆的运动情况;
(6)同时改变电流方向和磁场方向,观察金属杆的运动情况
4. 实验记录
电流方向
无
ab
b
ab
a
磁场方向
上下
上下
上下
上
上
金属杆运动情况
不动
向左运动
向右运动
向右运动
向左运动
5. 实验结论
通电导体在磁场中受到力的作用,力的方向跟导体中的电流方向和磁场方向有关,当电流方向或磁场方向与原来相反时,力的方向也与原来相反;当电流方向和磁场方向同时改变时,力的方向不变。
20.(2024·辽宁朝阳·一模)在跨学科实践课上,小明所在小组展开了“电动车安全性”的项目化学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程,请帮助他们完成下列内容;
【项目分解】
(1)设计转向指示灯
(2)设计电动车骑行时的安全警示灯
(1)转向灯警示时要具备“一亮一暗”持续闪烁的功能;雾天湿度增加,能见度低。设计优化要求:雾天时仍能闪烁,需要“一亮”时灯发光比平时更亮,“一暗”时亮度无要求,从而提高警示功能。已知湿敏电阻Rs的阻值随湿度的增大而减小,线圈有电阻,衔铁电阻忽略不计,衔铁具有弹性。下列能实现设计功能的一项是 。
A. B. C.
(2)设计一种“警示灯”,要求骑行过程中灯泡会持续交替闪烁发光,以提示过往的行人和车辆。如图1所示是“警示灯”的电路图,R0为定值电阻,电磁铁线圈及弹性衔铁的电阻忽略不计。当电流通过电磁铁时,电磁铁的下端是 极。“警示灯”能自动进行交替发光的工作原理是:闭合开关,电磁铁与灯泡都有电流经过,灯泡发光且电磁铁产生磁性,之后电磁铁将动触点吸下,与静触点分离,电路被切断,灯 (选填“亮”或者“灭”)且电磁铁磁性消失,弹性衔铁形变恢复,动触点与静触点接触,灯泡发光且电磁铁又具有磁性,如此反复,灯泡闪烁发光。
【项目拓展】
为了操作方便,于是想将转向指示灯和“警示灯”整合在同一个电路中,并设计了如图2所示的电路图,接通相应指示灯后,该指示灯会亮、暗(微弱发光)交替闪烁发光,R为定值电阻,电磁铁线圈及衔铁电阻忽略不计。
(3)转向开关与触点3接触的瞬间,电磁铁 (填“具有”或者“不具有”)磁性;
(4)由电路图可知整合电路的工作原理是:当转向开关接触3、4或者3和4的瞬间,电磁铁中有电流经过,磁铁有磁性,并将动触点A吸下,灯泡亮度变 ;此时电磁铁失去磁性,静触点B与动触点A分离,灯泡亮度变 。如此更替循环,起到转向和警示两个作用。
【答案】(1)C
(2) S 灭
(3)具有
(4) 亮 暗
【详解】(1)雾天湿度增加,湿敏电阻Rs的阻值减小。
A.闭合开关,电磁铁具有磁性,能把衔铁吸下,通过湿敏电阻有电流,由于电磁铁始终具有磁性,灯泡的发光亮度不变,不能闪烁,故A错误;
BC.这两幅图中,闭合开关,灯泡、电磁铁线圈与湿敏电阻串联,雾天湿度增加,湿敏电阻Rs的阻值减小,根据欧姆定律可知电路中的电流变大(即通过电磁铁的电流变大),能把衔铁吸下,此时电磁铁被短路,灯泡两端电压增大,则灯泡变亮;衔铁被吸下后电磁铁不具有磁性(没有电流通过电磁铁),则衔铁会恢复原状(向上弹起);然后循环往复,所以灯泡能闪烁;BC两图的不同之处是湿敏电阻Rs的位置不同,B图中,不论是否是雾天,较大的电流流经电磁铁时,Rs都被短路,则平时和雾天灯在“亮”的状态时一样亮,不符合设计要求;而C图中灯在“亮”的状态时,灯和Rs串联,雾天时Rs的阻值减小,通过灯泡的电流增大,则灯发光比平时更亮;由此可知,C图符合要求,故C正确,B错误;
故选C。
(2)[1][2]由图1可知,电流从螺线管的下端流入,上端流出,根据安培定则知电磁铁的下端是S极;闭合开关,电磁铁与灯泡都有电流经过,灯泡发光且电磁铁产生磁性;之后电磁铁将动触点吸下,与静触点分离,电路被切断,灯灭且电磁铁磁性消失;弹性衔铁变形复位,动触点与静触点接触,电路通路,灯泡发光且电磁铁又具有磁性,如此反复,灯泡交替发光。
(3)由图可知,若转向开关与触点3接触的瞬间,电磁铁中是有电流经过的,所以电磁铁具有磁性。
(4)[1][2]据图可知,当转向开关接触3、4或3和4的瞬间,灯泡较暗,电磁铁中有电流经过,产生磁性,之后将动触点A吸下,电路电流会经过衔铁、动触点A和指示灯回到负极,即电磁铁和定值电阻被R0短路,电路电阻变小,灯泡变亮;但此时电磁铁失去磁性,在弹簧的作用下,衔铁被拉起,使得动触点A与静触点B分离,即上面的电路会断开,电磁铁和定值电阻R0接入电路,电灯又变暗,且此时电磁铁会再具有磁性,从而使得动触点再次被吸下,灯泡再变亮,如此更替循环。
实验十二 探究电磁感应现象
1. 实验装置
如图,在磁体的磁场中放置一根导线,导线的两端跟灵贾电流表连接,用开关控制电路的通断
2. 实验步骤
(1)闭合开关,当导线AB 顺着磁感线上下运动或静止不动时,电流表指针不偏转,说明电路中没有电流。
(2)闭合开关,当导线AB水平向左运动时,电流表指向右偏转,表明电路中产生了电流,导线AB中电流方向是从B到A。
(3)闭合开关,当导线AB水平向右运动时,电流表指针向左偏转,表明电路中产生了电流,导线AB中电流方向是从A到B。
(4)将磁铁的磁极位置对调,闭合开关,当导线 AB 水向左运动时,导线 AB 中电流方向是从A到B。
(5)断开开关,使导线以不同的方式运动,电流表指针不偏转.说明电路中没有电流通过
3. 实验现象
(1)导线做切磁感线运动时电流表指针偏转;
(2)切割方向或磁感线方向变得相反时,电流表指针偏转方向变得相反,表示感应电流方向相反。
4. 实验结论
(1)产生感应电流的条件:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
(2)导体中感应电流的方向与导体的运动方向和磁场方向有关。
5. 实验方法:控制变量法
探究“电磁感应现象”实验中,研究感应电流的方向和大小时需控制变量。
(1)感应电流方向与磁场方向和导线切割磁感线方向有关;探究感应电流方向与其中一个因素的关系时,应控制另一个因素及其他相关条件不变。
(2)感应电流大小与磁场强弱和导体切割磁感线速度大小有关;探究感应电流大小与其中一个因素的关系时,应控制另一个因素及其他相关条件不变
21.(2024·福建莆田·二模)如图为某电动机的原理简图,EF、为螺线管,为电动机的线圈,为转轴,电源电压恒定。闭合开关后,从O点沿转轴观察,线圈顺时针转动,则
(1)螺线管的F端为 极,FP间的磁场对 有力的作用,在铜半环和电刷的配合下,电动机能持续转动下去,该过程是电能转化为 能;
(2)若将电源的正负极对调,从O点沿转轴观察,线圈 时针转动;
(3)若只将滑动变阻器的滑片向右移动,能观察到的现象是: 。
【答案】(1) S 通电线圈 机械
(2)顺
(3)线圈转速加快
【详解】(1)[1]由图知道,电流从螺线管的左端流入、右端流出,据安培定则知道,通电螺线管EF的E端为N极、F端为S极。
[2][3] FP间的磁场对通电线圈有力的作用,电动机能持续转动下去,该过程是电能转化为机械能。
(2)若只将电源的正负极对调,则电流的方向发生改变,两个螺线管的磁极的方向也发生了改变,即线圈所处磁场方向改变,则受到的磁场力的方向不改变,线圈转动方向会与原来的转动方向相同,即顺时针转动。
(3)将滑动变阻器的滑片向右移动,电阻变小,电流变大,通电导体在磁场中受到力的作用变大,能观察到的现象是线圈转速加快。
22.(2024·安徽·三模)小华组装了如图所示的实验装置。
(1)这套装置可以用来探究______;(填字母)
A.电磁感应现象
B.磁场对通电导体的作用
C.通电螺线管外部磁场的方向
(2)实验中把导体棒ab放在磁场里,接通电源,让电流通过导体棒ab,会观察到导体棒ab向左运动;如果把电源正、负极和蹄形磁体上下磁极同时对调后接入电路,会观察到导体棒ab向 (选填“左”或“右”)运动;
(3)请你举出一个利用此原理工作的电器名称: 。
【答案】(1)B
(2)左
(3)电动机或动圈式扬声器
【详解】(1)如图所示装置,有电源,有磁场,有闭合电路,可以用来探究通电导体在磁场中受力的作用,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
(2)实验中把导体棒ab放在磁场里,接通电源,让电流通过导体棒ab,会观察到导体棒ab向左运动;如果把电源正、负极和蹄形磁体上下磁极同时对调后接入电路,导体棒ab受力方向不变,会观察到导体棒ab向左运动。
(3)根据磁场对通电导体的作用制作的电器有电动机或动圈式扬声器。
23.(2024·山东青岛·中考真题)小明用如图所示的装置,探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
(1)比较 两图可知,产生感应电流时电路应闭合;
(2)比较 两图可知,产生感应电流时导体要在磁场中做切割磁感线运动;
(3)比较乙、丁两图可知,感应电流的方向与 方向有关。
【答案】(1)甲、乙
(2)乙、丙
(3)磁场
【详解】(1)在甲图和乙图中,磁场的方向相同,导体AB均向左运动,甲中开关断开,指针没有摆动,没有感应电流,而乙中开关闭合,指针向右偏转,有感应电流,因此比较甲、乙两图可知,产生感应电流时电路应闭合。
(2)蹄形磁铁中,磁感线由N极出发回到S极,在乙图和丙图中,磁场的方向相同,当导体AB向左运动切割磁感线时,指针摆动,产生感应电流,当导体AB向上运动,没有切割磁感线,指针没有摆动,没有感应电流,因此比较乙、丙两图可知,产生感应电流时导体要在磁场中做切割磁感线运动。
(3)比较乙、丁两图可知,当导体运动的方向不变,磁场方向改变时,指针摆动的方向相反,即产生的感应电流方向相反,因此可知感应电流的方向与磁场方向有关。
24.(22-23九年级下·江苏泰州·阶段练习)利用下图所示的装置进行电与磁的相关实验。
(1)若利用该装置探究“通电导体在磁场中受力”,应将开关的接线柱1与 (选填“2”或“3”)接通;为使观察到的现象更明显,导体ab应选择 (选填“铜棒”或“铁棒”);
(2)将开关反方向闭合,利用该装置探究“产生感应电流的条件”:
①让悬挂的导体ab在图所示位置沿竖直方向上下运动,灵敏电流计指针 (选填“会”或“不会”) 发生偏转;
②保持磁体不动,若导体ab水平向右运动,灵敏电流计指针向左偏转; 若要使灵敏电流计的指针向右偏转,可以 (填字母)。
A.将磁体的磁极对调,导体ab向左运动 B.保持磁体不动,导体ab向左运动
【答案】(1) 3 铜棒
(2) 不会 B
【详解】(1)[1]因为要探究通电导体在磁场中受力的作用,因此应当连接电源,使导体中有电流通过。则应将开关的接线柱1与3接通。
[2]因为铁棒是磁性物质,会被磁铁所吸引,影响实验效果,因此选铜棒。
(2)[3]根据电磁感应现象,当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时,导体中就会产生感应电流。而当导体ab沿竖直方向上下运动时,没有切割磁感线,因此没有感应电流,灵敏电流表不会偏转。
[4]影响感应电流方向的因素是磁场方向和导体切割磁感线的运动方向。因此要想改变感应电流方向应当只改变其中一个因素。若同时改变两个影响因素,则感应电流的方向不发生变化。故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
1.(2024·江苏苏州·中考真题)探究串联电路中电流的特点
(1)猜想:由于用电器耗电,电流流过用电器会减小;
(2)按图甲接好电路,闭合开关后发现灯不亮,为了找出原因,将电压表接在A、B两点间,闭合开关发现电压表有示数,说明有可能存在 故障;
(3)排除故障后,用电流表测出A点电流,如图乙所示,则 A,再测出B点电流,得到A、B两点电流相等。更换不同规格的灯泡,重复上述实验,都得到相同结论.由此判断猜想是 的;
(4)为进一步得出两个灯串联时电流的规律,小明按图丙连接电路,测量A、B、C三点的电流,得出;小华认为不需要再测量,在(3)结论的基础上,通过推理也可以得出相同结论,请写出小华的推理过程: 。
【答案】 L1断路 0.3 错误 因为,,所以
【详解】(2)[1]电压表有示数说明电压表与电源是连通的,灯不亮说明电路断路,即电压表并联的部分断路,即L1断路。
(3)[2]电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,即IA=0.3A。
[3]串联电路中电流处处相等,故猜想:由于用电器耗电,电流流过用电器会减小是错误的。
(4)[4]串联电路中电流处处相等,由(3)结论可知,IA=IB,又因为串联电路中电流处处相等,所以IB=IC,所以
IA=IB=IC
2.(2024·广东·中考真题)探究串联电路中电压的规律;
(1)根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示电路连接完整;
(2)连接电路时,开关应处于 状态,正确连接电路后,闭合开关,若灯断路,则两端 (选填“有”或“无”)电压;
(3)用电压表分别测出电压和。其中测时,电压表的示数如图丙所示,示数为 V。接着更换不同规格的灯泡并多次实验,数据记录见表;
实验次序
电压/V
电压/V
电压/V
1
1.7
2.9
2
1.3
1.6
2.9
3
1.1
1.8
2.9
①分析表中数据,得到初步结论:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压 ;
②为使结论更具普遍性,小明将灯泡换成其他类型用电器并多次实验。此外,还可以 。
【答案】 断开 无 1.20 之和 更换电压不同的电源多次实验
【详解】(1)[1]如图所示,电流从电池的正极出发,经过开关、灯泡L1、灯泡L2、回到负极,故用一个导线将灯泡L2的右端接线柱和灯泡L1左端接线柱相连,故电路图如图所示:
(2)[2][3]为了保护电路,开关需要断开;闭合开关,若灯断路,则没有电流灯泡L1,则两端无电压。
(3)[4]电压表的示数如图丙所示,选择小量程,分度值为0.1V,故读数为1.20V。
①[5]分析表格中的数据可知,
故结论为串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。
②[6]为使结论更具普遍性,小明将灯泡换成其他类型用电器并多次实验。此外,还可以更换电压不同的电源多次实验,避免偶然性。
3.(2022·黑龙江绥化·中考真题)“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示,在实验中使用四根电阻丝,其材料规格如下表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
灯泡亮度
A
锰铜合金
0.5
0.8
亮
B
镍铬合金
0.5
0.8
较亮
C
镍铬合金
0.5
0.4
较暗
D
镍铬合金
1.0
0.4
暗
(1)实验中通过观察 比较电阻丝电阻的大小;
(2)实验中采用的研究方法是 和转换法;
(3)分别将编号为 的电阻丝接入电路进行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的材料有关;
(4)分别将编号为B、C的电阻丝接入电路进行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的 有关;
(5)分别将编号为C、D的电阻丝接入电路进行实验,其得到的实验结论被实际应用到了 的工作原理中;
A.电压表 B.电流表 C.滑动变阻器
(6)实验过程中某小组同学更换电阻丝后发现小灯泡亮度变化不明显,可用 代替小灯泡完成实验。
【答案】 小灯泡亮度 控制变量法 A、B 横截面积 C 电流表
【详解】(1)[1]在实验中,电阻的大小是通过观察灯泡的亮度来体现的,灯泡的亮度越暗,说明电阻越大。
(2)[2]导体电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积及温度有关,因此要研究电阻大小与每一个因素的具体关系时,要用到控制变量法;通过观察灯泡的亮度来体现电阻的大小,这是用到转换法,故本实验中采用的研究方法有控制变量法和转换法。
(3)[3]电阻大小若不考虑温度的前提下,要研究导体的电阻大小与导体的材料有关,就要使导体的长度和横截面积保持不变,故选用编号A、B。
(4)[4]编号B、C两根电阻丝,材料、长度都相同,横截面积不同,将电阻丝分别接入电路中,灯泡的发光情况不同,故可以得出结论:导体的电阻大小与导体的横截面积有关。
(5)[5]编号C、D两根电阻丝,材料、横截面积都相同,长度不同,把他们分别接入电路中,灯泡的发光情况不同,且接编号D的电阻丝比接编号C的电阻丝,灯泡发光情况要暗,相当于改变电阻丝接入电路中的长度来改变接入电路中电阻的大小,与滑动变阻器的工作原理相同,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
(6)[6]更换电阻丝后,小灯泡的亮度不明显,说明电阻丝的电阻太大,流过小灯泡的电流太小,为了完成实验可以用电流表代替小灯泡。通过观察电流表示数的大小,来判断接入电路中电阻丝阻值的大小。
4.(2024·江苏镇江·中考真题)小明用图1电路探究“电压一定时,电流与电阻的关系”。
(1)用笔画线代替导线将图1中的电压表正确接入电路;
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于最 (选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关,小明发现无论怎样调节滑动变阻器,电流表指针不偏转,电压表指针有明显偏转且保持不变。已知导线及各接线柱连接完好,则电路中 出现了 故障。故障排除后,移动滑片,使电压表示数为,记录电流表示数。多次更换定值电阻重复实验,得到电流I与定值电阻R的倒数关系如图2中图线甲所示,从而得出结论;
(4)实验结束后,小明应先断开开关,再拆除 两端的导线。在整理器材时,他突然发现电压表指针位置如图3所示。
①小明遗漏的实验操作是 ;
②小华通过正确实验操作也进行了上述实验,小明发现他与小华的实验结论一致。遗漏的实验操作并未影响结论,你认为其原因是 ;
③小明按正确操作重新进行实验,你认为他得到的电流I与定值电阻R的倒数关系应为图2中的图线 (选填“甲”、“乙”或“丙”)。
【答案】(1)
(2)右
(3) 定值电阻 断路
(4) 电源 电压表调零(校零) 实验时定值电阻两端电压仍保持为定值 乙
【详解】(1)在探究“电压一定时,电流与电阻的关系”的实验中,电压表应并联在定值电阻两端,以测量定值电阻两端的电压。根据图1中的电路图,我们可以确定电压表的正负接线柱,并将其正确接入电路。将电压表的“+”接线柱与定值电阻的右端相连,如图所示:
(2)开关闭合前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片应置于最大阻值处。根据图1中的滑动变阻器接法,可以确定滑片应置于最右端,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大。
(3)[1][2]闭合开关后,小明发现电流表指针不偏转,说明电路中存在断路故障。而电压表指针有明显偏转且保持不变,说明电压表与电源两极是连通的,且电压表并联的部分(即定值电阻)发生了断路。因此,可以判断电路中定值电阻出现了断路故障。
(4)[1]实验结束后,为了安全起见,小明应先断开开关,再拆除电源两端的导线,以避免在拆除过程中发生触电或短路等危险情况。
[2]在整理器材时,小明发现电压表指针位置如图3所示,即电压表指针没有指向零刻度线。这说明小明在实验前遗漏了将电压表指针调零的实验操作。
[3]尽管小明遗漏了将电压表指针调零的实验操作,但他与小华的实验结论仍然一致。这是因为小明和小华在实验中都是控制定值电阻两端的电压保持不变,然后探究电流与电阻的关系。因此,遗漏的实验操作并未影响结论。
[4]小明原来的操作中,电压表示数为2V时,实际电压应小于2V,按正确操作重新进行实验时,他会控制定值电阻两端的电压为2V不变,即定值电阻两端电压电压变大。根据欧姆定律,我们可以推导出电流I与定值电阻R的倒数的关系为。由于U是定值,因此电流I与定值电阻R的倒数成正比,这种关系在图2中应表现为一条过原点的直线,但与图甲相比,在电阻一定时,电压变大,电流变大,所以应为图线乙。
5.(2024·江苏常州·中考真题)小组同学探究“欧姆定律”.
(一)小明探究“电流与电压的关系”.实验器材为:3节干电池(每节电池的电压恒为1.5V)、开关S、定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、导线。
(1)请在图甲中以笔画线代替导线完成电路连接,要求:电流表、电压表均使用大量程(测量时再选择合适的量程),电压表测量的电压;( )
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至 端;
(3)闭合开关S,发现电流表无示数、电压表有示数,则电路故障可能是 ;
A.处发生短路 B.处发生断路
C.处发生短路 D.处发生断路
(4)排除电路故障,移动滑动变阻器的滑片P,测得多组数据.进行实验④时,电压表、电流表的示数如图乙所示,请将数据记录在表格内;
实验序号
①
②
③
④
1.0
2.0
3.0
I/A
0.2
0.4
0.6
(5)分析实验数据,可得探究结论: ;
(二)小华利用如图甲所示的电路,附加数个阻值不同的定值电阻,探究“电流与电阻的关系”,测得实验数据如表格所示;
实验序号
①
②
③
④
R/Ω
5
10
15
20
I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
(6)小华完成实验①后,进行实验②,具体操作为:首先,断开开关S,将定值电阻由5Ω换成10Ω;接着,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P时,眼睛应观察 表直至其示数为 ;
(7)分析实验数据,可得探究结论: 。
【答案】 B B 4.0 0.8 见解析 电压 3V 见解析
【详解】(一)(1)[1]将电流表和电阻串联在电路中,电压表和电阻并联,电流表、电压表均使用大量程,如图所示:
(2)[2]为了保护电路,应将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大处,即B端。
(3)[3]闭合开关S,发现电流表无示数,可能电路中出现断路,电压表有示数,可能与电压表并联的处发生断路,故选B。
(4)[4][5]由图乙可知,电压表的量程是0~15V,分度值是0.5V,电压表的示数是4V,电流表的量程是0~3A,分度值是0.1A,电流表的示数是0.8A。
(5)[6]由表中数据可知,电压增大几倍,对应的电流也增大几倍,可以得到电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(二)(6)[7][8]探究电流与电阻的关系时,要控制电阻的电压不变,由第二个表可知,电阻两端的电压始终保持
UV=IR=0.6A×5Ω=3V
将定值电阻由5Ω换成10Ω,接着,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P时,眼睛应观察电压表的示数直到电压表的示数是3V。
(7)[9]由表中数据可知电流与电阻之积(电压)为一定值,故根据已测数据可得探究结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
6.(2024·山东德州·中考真题)探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样)、定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω)、开关一个、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整,要求:滑片P向右移动时电压表示数变大,导线不交叉。
(2)连接好电路,将电源电压调至4.5V,滑动变阻器阻值调到最大,闭合开关S,移动滑片P,发现电流表无示数,电压表示数始终接近电源电压,导致这一现象的原因可能是_________(填序号)。
A.滑动变阻器断路 B.定值电阻R断路 C.定值电阻R短路
(3)排除故障后利用前四个定值电阻进行实验,图乙是根据实验数据得到的I-R图像:
①其中阴影部分面积表示的物理量是 ,其值为 ;
②由实验图像可得出结论:在电压一定时, 。
(4)实验时更换为50Ω的定值电阻后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能使电压表示数达到原来的数值,为了能完成这次实验,下列措施可行的是_________(填序号)。
A.调高电源电压
B.将电压表改接到滑动变阻器两端
C.在电源和开关之间串联一个15Ω的电阻
(5)实验结束后,该小组用电压表和一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器,测量未知电阻Rx的阻值。他们设计了如图丙所示电路图,实验操作如下:
①将滑动变阻器滑片P移到最右端,闭合开关S,此时电压表的示数为U1;
②将滑动变阻器滑片P移到最左端,此时电压表的示数为U2;
③则Rx= (用R0、U1、U2表示)。
【答案】(1)
(2)B
(3) 电压 通过导体的电流与导体的电阻成反比
(4)C
(5)
【详解】(1)由图甲可知,电压表测定值电阻两端电压,滑片P向右移动时电压表示数变大,根据欧姆定律可知,通过定值电阻的电流变大,则滑动变阻器与定值电阻串联,滑片P向右移动时其连入电路的阻值变小,因此将滑动变阻器的右下接线柱与定值电阻的右接线柱连接,如图所示:
(2)电流表无示数,说明电路中某处断路,电压表示数始终接近电源电压,说明电压表两接线柱到电源两极之间是通路,则可能的原因是定值电阻R断路,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(3)[1][2]由图乙可知,图中阴影部分的面积为I×R,则表示的物理量是电压,其值为
I×R=0.2A×15Ω=3V
[3]由图乙可知,图像上各点电流与电阻的乘积
0.6A×5Ω=3V
0.3A×10Ω=3V
0.2A×15Ω=3V
乘积为一定值,可得出结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)A.根据串联电路电流、电压特点和欧姆定律可得
则。实验时更换为的定值电阻,即变大,则变大,下一步应减小至原来的数值,可减小或增大,调高电源电压,即增大,则增大,故A错误;
B.将电压表改接到滑动变阻器两端,不能改变定值电阻两端电压,故B错误;
C.在电源和开关之间串联一个的电阻,相当于增大了,则减小,故C正确。
故选C。
(5)步骤②,滑动变阻器连入电路的阻值为0,则电源电压等于此时电压表的示数;步骤①,根据串联电路的电压特点可知,两端电压
根据欧母定律可知,电路中的电流
则
7.(2024·内蒙古·中考真题)在测量小灯泡电阻的实验中,某同学选用标有“2.5V”字样的小灯泡进行实验;
(1)如图甲所示连接好电路,将滑片P移至最右端,接通电路后,发现小灯泡不发光,电流表有示数,电压表示数为零,其原因可能是小灯泡 ;
(2)排除故障后,闭合开关S,调节滑片P,电流表的示数如图乙所示为 A,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动;
(3)分析表格中记录的实验数据,可知小灯泡正常发光时的电阻约为 Ω(结果保留小数点后一位);实验中发现灯泡越亮,温度越高,结合数据可知:灯丝温度越高,电阻越 ;
次数
1
2
3
4
U/V
1.0
2.0
2.5
2.8
I/A
0.18
0.28
0.30
0.32
(4)某同学在实验过程中发现用力捏滑片与电阻丝接触处,灯泡发光明显变亮。请依据影响导体电阻大小的因素分析,产生这一现象的原因可能是 。
【答案】(1)短路
(2) 0.24 A
(3) 8.3 大
(4)捏滑片减小了滑动变阻器接入电路中电阻丝的长度,减小了电阻
【详解】(1)将滑片P移至最右端,接通电路后,发现小灯泡不发光,电流表有示数,说明电路是通路,电压表示数为零,说明电压表所测量小小灯泡短路。
(2)[1]选择小量程,分度值为0.02A,电流表的示数如图乙所示为0.24A。
[2]分析表格可知,此时小灯泡两端的电压为2V左右,为测量小灯泡正常发光时的电阻,小灯泡两端的电压需要增大,故应减小滑动变阻器两端的电压,应将滑片P向A端移动。
(3)[1]分析表格中记录的实验数据,可知小灯泡正常发光时的电阻约为
[2]当电压比较低时,比如为1V,电流为0.18A,此时小灯泡的电阻为
当电压为2.5V时,电阻的大小为8.3Ω,实验中发现灯泡越亮,温度越高,结合数据可知:灯丝温度越高,电阻越大。
(4)在实验过程中发现用力捏滑片与电阻丝接触处,灯泡发光明显变亮,说明捏滑片减小了滑动变阻器接入电路中电阻丝的长度,减小了电阻。
8.(2024·黑龙江鸡西·中考真题)(1)在“探究电流与电压的关系”实验中,电源为两节干电池,滑动变阻器的规格是“25Ω 2A”。
①开关闭合前,发现电流表的指针在零刻度线左端,如图乙,其原因是 。
②确认无误后,闭合开关进行实验,第4次实验时电流表示数为0.5A,电压表示数如图丙所示,计算出R的阻值 Ω。
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
0.6
1.2
1.8
电流I/A
0.12
0.24
0.36
0.5
③记录的数据如上表所示,分析数据可以得到结论:导体的电阻一定时, 。
(2)用图甲所示电路“测量小灯泡额定电功率”。待测小灯泡的额定电压为2.5V,额定功率小于1W,电源为两节干电池,滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”。
①请你用笔画线代替导线,在图甲中把电路连接完整(滑片向右移动,灯泡变亮) 。
②正确连接完电路,闭合开关,向右逐渐移动滑片,小灯泡逐渐变亮,突然小灯泡熄灭,电流表示数几乎为零,电压表示数接近3V,原因是小灯泡 (选填“短路”或“断路”)。
③排除故障后,闭合开关,缓慢移动滑动变阻器的滑片,同时观察 表示数的变化,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为 W。
④小灯泡用久了,钨丝会变细,在2.5V电压下,小灯泡实际功率 (选填“大于”“小于”或“等于”)额定功率。
【答案】 电流表没有进行调零 5 通过导体的电流与导体两端的电压成正比 断路 电压 0.7 小于
【详解】(1)[1]在开关闭合前,就已经发现电流表的指针在零刻度线左端,这说明电流表没有进行调零。
[2]第4次实验时电流表示数为0.5A,电压表示数如图丙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压表示数为2.5V;根据欧姆定律,电阻大小为
[3]根据表中数据可知,在导体的电阻不变时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(2)[4]对于电路的连接,首先需要将电源、开关、滑动变阻器、灯泡和电流表依次串联起来。注意电流从电源的正极流出,经过开关、滑动变阻器、灯泡和电流表,最后回到电源的负极。此外,滑动变阻器需要采用“一上一下”的接法,确保滑片向右移动时,灯泡变亮,即接入电路的电阻变小。电压表需要并联在灯泡的两端,用来测量灯泡两端的电压,如下图所示:
[5]当向右逐渐移动滑片,小灯泡逐渐变亮时,如果突然小灯泡熄灭,电流表示数几乎为零,说明电路可能是断路,而电压表示数接近3V,说明电压表能与电源正负极连通,由此判断与电压表并联的小灯泡可能生了断路,因为在这种情况下,电压表直接测量了电源电压,而电流由于断路而几乎为零。
[6]为了测量小灯泡的额定功率,我们需要确保小灯泡在额定电压下工作,因此,在移动滑动变阻器的滑片时,我们需要同时观察电压表的示数变化。
[7]当电压表的示数达到2.5V时,小灯泡正常发光,此时根据图乙所示,电流表用小量程,分度值为0.02A,读取电流表的示数为0.28A,因此小灯泡的额定功率为
[8]小灯泡用久了,钨丝会变细,而钨丝的材料和长度不变,所以其电阻变大,由
可知,在不变的2.5V电压下,小灯泡实际功率小于额定功率。
9.(2023·辽宁盘锦·中考真题)在“测量小灯泡电阻”的实验中,电源电压恒定,小灯泡额定电压为。
(1)请用笔画线代替导线按要求将甲图连接完整(向左移动滑片时电流表示数变大,导线不交叉);
(2)正确连接电路后,闭合开关,小灯泡不亮,发现电流表有示数,电压表无示数,原因可能是小灯泡 (选填“断路”或“短路” );
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片P,电压表示数如图乙所示,此时小灯泡两端电压为 ;
(4)改变滑片的位置,获得多组对应的电压值和电流值,根据实验数据绘制了如图丙所示的图像。由图像可知:
①小灯泡正常发光时的电阻为 ;
②小灯泡灯丝电阻随温度升高而 ;
(5)若要测量一个额定电压为的小灯泡的额定功率,电源电压为且保持不变,定值电阻阻值已知。下列电路能够实现的是 (填写字母)。
A.只有①
B.只有②
C.①②
【答案】 见解析 短路 1.9 10 变大 C
【详解】(1)[1]“测量小灯泡电阻”,灯泡与变阻器串联,电压表测量灯泡电压,电流表测量电路电流,向左移动滑片P时电流表示数变大,说明滑动变阻器阻值变小,据此确定滑动变阻器选用的下端接线柱,如下图所示:
(2)[2]正确连接电路后,闭合开关,小灯泡不亮,发现电流表有示数,说明电路是通路;电压表无示数,说明电压表并联的电路短路或电压表短路,即原因可能是小灯泡短路。
(3)[3]由图乙得,电压表选用小量程,分度值,其示数为。
(4)[4]①由图丙可知,当灯泡两端电压为时,通过灯泡的额定电流为,由欧姆定律得,小灯泡正常发光时的电阻为
[5]②由图丙可知,当灯泡两端电压增大,通过灯泡的电流也增大,根据可知,灯泡功率变大,温度升高,小灯泡灯丝电阻随温度升高而变大。
(5)[6]①闭合开关、,断开开关,灯泡、滑动变阻器和串联,电压表测灯泡两端电压;移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为,此时灯泡正常发光;保持滑动变阻器滑片位置不动,闭合开关、,断开开关,灯泡、滑动变阻器和仍串联,电压表测灯泡和滑动变阻器两端电压,其示数为;因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,根据串联电路电压规律,两端电压为,根据串联电路电流特点和欧姆定律可求出灯泡的额定电流,利用可求出灯泡额定功率,故①电路能够测出小灯泡的额定功率;
②闭合开关、,断开开关,灯泡、滑动变阻器和串联,电压表测滑动变阻器和两端电压,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为,根据串联电路电压规律,此时灯泡两端为,灯泡正常发光;保持滑动变阻器滑片位置不动,闭合开关、,断开开关,灯泡、滑动变阻器和仍串联,电压表测滑动变阻器两端电压,其示数为;因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,根据串联电路电压规律,两端电压为,根据串联电路电流特点和欧姆定律可求出灯泡的额定电流,利用可求出灯泡额定功率,故②电路能够测出小灯泡的额定功率,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
10.(2023·湖北襄阳·中考真题)根据你学过的电学知识将下列实验补充完整。
(1)在按电路图连接实物电路时,开关应该处于 状态;某次实验时电流表示数如图甲所示为 A;
(2)把图乙中实物图用笔画线代替导线补接完整,要求滑动变阻器向右滑时电路中的电阻变小;
(3)将图乙电路中的电阻换成一个额定电压为的小灯泡,为了测量小灯泡的额定功率,调节滑动变阻器时,眼睛应该注意观察 ;(选填一个物理器材名称)
(4)将电路图中的电阻换成一个额定电压为的小灯泡,闭合开关后,发现小灯泡不亮,电流表示数为0,电压表示数为,你认为产生该现象的原因是 发生了开路(若故障只发生在小灯泡或滑动变阻器上);
(5)小俊利用电流表、电压表,几节干电池、3个定值电阻(阻值分别为、、、1个阻值为的滑动变阻器、开关和若干导线,又做了下面的实验:
①按乙图所示连接电路,当电源为时,选了一个定值电阻接入电路,移动滑片至电压表示数为;
②保持滑片不动,改变电源电压为,换接入另一个定值电阻,发现电压表示数没变。
则①时选接上的那个定值电阻阻值为 。
【答案】 断开 0.2 电压表 小灯泡 20
【详解】(1)[1][2]为保护电路,在连接实物图时,开关应该处于断开状态。由图甲可知,电流表选择0-0.6A,分度值为,示数为。
(2)[3]滑动变阻器向右滑时电路中的电阻变小,则B接线柱与开关连接,如图所示:
(3)[4]灯在额定电压下的功率为额定功率,将图乙电路中的电阻换成一个额定电压为的小灯泡,为完成实验,应调节滑动变阻器是小灯泡两端电压等于额定电压,故眼睛应该注意观察电压表,使电压表示数等于2.5V。
(4)[5]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,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,与电压表并联的小灯泡开路了。
(5)[6]按乙图所示连接电路,当电源为4.5V时,选了一个定值电阻接入电路,移动滑片至电压表示数为3.0V,根据串联电路电流相等及串联电路电压的规律和欧姆定律有
即
可知
①
保持滑片不动,改变电源电压为6.0V,换接入另一个定值电阻,发现电压表示数没变,同理有
即
解之
②
由①②得
3个定值电阻阻值分别为、、,则
11.(2023·内蒙古兴安盟·中考真题)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:电压恒为的电源、额定电压为的小灯泡(灯丝电阻约为),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、、可供选择。
(1)通过估算,滑动变阻器应选择 (选填“R1”“ R2”或“R3”)。选择合适变阻器后,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 ;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 。
【答案】 灯泡断路 2.2 A 0.5
【详解】(1)[1]灯泡正常发光时的电压UL=2.5V,正常发光时灯丝电阻约为10Ω,由欧姆定律,灯的额定电流约为
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-UL=6V-2.5V=3.5V
由欧姆定律知道,灯正常发光时,变阻器连入电路的电阻为
考虑到电流因素,则滑动变阻器选R2。
[2]滑动变阻器按“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
(2)[3]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)[4]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。
[5]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。
[6]根据图丙信息知道,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
12.(2023·辽宁大连·中考真题)在“探究导体中的电流与电压的关系”实验中,所用的器材有:定值电阻、滑动变阻器、电流表、电压表、干电池、开关、导线等。
(1)甲小组同学连接的电路如图所示。闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至 (选填“a”或“b”)端,并检查电流表、电压表的指针是否 ;
(2)他们设计的实验表格如表:
电阻R=10Ω
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
电流I
请指出表格设计的不规范之处: ;
(3)乙小组同学不用滑动变阻器,通过改变干电池节数来改变电阻两端电压(每节干电池的电压为1.5V),他们选用的电阻上标有“5Ω 1.5A”字样。当串联6节干电池进行实验时,竟闻到焦糊味,发现是电阻温度过高了。请你用初中物理知识分析说明电阻温度过高的原因。
【答案】 b 调零 物理量“电压”和“电流”没有单位 见解析
【详解】(1)[1][2]为了保护电路,闭合开关前,变阻器连入电路的电阻最大,应将滑动变阻器的滑片移至b端,并检查电流表、电压表的指针是否在零刻度线处,如果电流表和电压表的指针没有在零刻度处,需要调零。
(2)[3]实验数据中物理量“电压”和“电流”没有单位,需要给电压和电流分别加上单位V和A。
(3)[4]1节干电池的电压是1.5V,6节干电池串联后电阻两端的电压为9V,通过它的电流
根据,电阻、通电时间一定时,电流越大,产生的热量越多,电阻温度过高就会产生焦煳味。
13.(2023·新疆·中考真题)某兴趣小组利用电源、电压表V、电流表A、滑动变阻器R、开关S、导线等实验器材,测量某额定电流为700mA的LED灯正常工作时的电阻。
(1)请将图甲中的元件符号连成实验电路图(要求:电流必须从LED的“+”接线柱流入,“-”接线柱流出);
(2)兴趣小组连好电路并闭合开关S后,移动滑动变阻器R的滑片,发现LED灯不亮,通过检查电路发现LED的“+”“-”接线柱接反了;正确连接后,闭合开关S,LED灯亮了。该现象说明LED具有 (填“单向”或“双向”)导电性;
(3)实验过程中,当电流表的示数为0.70A时,电压表的示数为3.5V,则LED灯正常工作时的电阻为 Ω;
(4)该兴趣小组通过查阅资料得到,通过该型号LED灯的电流与两端的电压的变化关系如图乙所示。由图乙可知,该LED灯发光过程中,电阻温度升高时,LED灯的电阻值 (填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 单向 5 变小
【详解】(1)[1]根据题意可知,利用伏安法测量LED灯正常工作时的电阻,LED灯、滑动变阻器和电流表串联在电路中,电压表并联接在LED灯的两端,电流必须从LED的“+”接线柱流入,“-”接线柱流出,如图所示
(2)[2]LED的“+”“-”接线柱接反时,电流无法通过LED灯,故LED灯不亮;当LED的“+”“-”接线柱正确连接时,电流通过LED灯,LED灯亮。由此可知,LED灯具有单向导电性。
(3)[3]根据欧姆定律可得,LED灯正常工作时的电阻为
(4)[4]由图乙可知,图像为I-U图像,由欧姆定律的变形公式可知,图像越来越陡,说明越来越大,LED灯的电阻越来越小。又由图乙可知,当LED灯的两端电压增大时,通过的电流也在增大,根据P=UI可知,LED灯的电功率增大,根据焦耳定律可知,由于电流通过LED灯产生热量,因此在相同的时间内,产生的热量增加,温度升高,由此可知,LED灯发光过程中,电阻温度升高时,LED灯的电阻值变小。
14.(2024·陕西·中考真题)请完成下列填空。
(1)如图1,是“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置,若要探究导体电阻大小与长度的关系,应选择 (选填图中导体左侧字母)两段导体接入电路。
(2)在“探究水在沸腾前后温度变化的特点”实验中,绘制了温度随时间变化的图像,如图2所示。分析可知,实验时水面上方的大气压 (选填“大于”“小于”或“等于”)标准大气压。
(3)在“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验中,将小磁针放在螺线管周围不同位置,闭合开关前,观察到所有的小磁针都指向南北,这是由于小磁针受到了 的作用;闭合开关,小磁针偏转情况如图3所示,对调电源正负极,发现小磁针的偏转方向发生改变,说明通电螺线管的磁场方向与 方向有关。
【答案】(1)B、D
(2)小于
(3) 地磁场 电流
【详解】(1)若要探究导体电阻大小与长度的关系,利用控制变量法,要控制导体的材料和横截面积相同,长度不同,所以应选择B、D两段导体。
(2)由题图可知水的沸点是98℃,在1标准大气压下水的沸点是100℃,气压越大水的沸点越高,气压越小水的沸点越低,所以分析可知,实验时水面上方的大气压小于1标准大气压。
(3)[1]地球周围存在地磁场,闭合开关前,螺线管没有形成磁场,观察到所有的小磁针都指向南北,这是由于小磁针受到了地磁场的作用。
[2]闭合开关,小磁针偏转情况如图所示,则可判断通过螺线管的左侧是其N极,对调电源正负极,通电螺线管的电流方向发生改变,小磁针的偏转方向也发生改变,说明通过螺线管的磁场方向与电流方向有关。
15.(2024·北京·中考真题)(1)为了探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件,在如图甲所示的实验装置中,还需在导线夹a、b间接入的电路元件是 ;
(2)某同学用图乙所示的装置探究通电螺线管外部磁场的方向与螺线管中电流的方向是否有关,闭合开关,标出通电螺线管中电流的方向、小磁针静止时N极的指向;仅将电源正负极对调后连入电路,如图丙所示,闭合开关,标出通电螺线管中电流的方向、小磁针静止时N极的指向。小磁针涂黑的一端是N极,依据图乙、丙所示的现象可以得出的结论是: 。
【答案】 灵敏电流计 通电螺线管外部磁场的方向与螺线管中电流的方向有关
【详解】[1]为了探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件,需要灵敏电流计反应电流的方向和电流的大小,故需要在导线夹a、b间接入灵敏电流计。
[2]根据乙丙对比,发现螺线管中电流的方向发生了变化,通电螺线管外部磁场的方向发生变化,故结论为通电螺线管外部磁场的方向与螺线管中电流的方向有关。
16.(2024·新疆·中考真题)如图所示,用蹄形磁体、导体棒AB、电流表等实验器材探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
(1)请用笔画线代替导线完成实物图连接;
(2)当导体棒AB沿 (填“上下”或“左右”)方向运动时,电流表指针发生偏转。通过多次实验可得:当闭合电路的部分导体在磁场中做 运动时,电路中就产生感应电流;
(3)当导体棒AB向右运动时,导体棒 (填“受到”或“不受”)磁场对它的力的作用。
【答案】 左右 切割磁感线 受到
【详解】(1)[1] 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件的实验中,导体棒AB要与电流表串联,作图如下:
(2)[2][3] 根据电磁感应原理,当闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中就产生感应电流;当导体棒AB沿左右方向运动时,切割了磁感线,电路中产生了感应电流,电流表指针发生偏转。
(3)[4] 当导体棒AB向右运动时,切割了磁感线,电路中产生了感应电流,导体棒AB变成了通电导体,而通电导体在磁场中会受到力的作用。
17.(2024·山西·中考真题)小亮发现进入电梯后手机信号会变弱,老师告诉小亮这是因为密闭的电梯对手机信号有屏蔽作用。小亮想知道不同材质的密闭容器对手机信号是否都有屏蔽作用,他设计如下实验进行探究。
步骤一:收集纸盒、塑料盒、木盒、装茶叶的铁盒、铝质饭盒和锡箔纸做成的密闭盒子。
步骤二:将一部手机分别放入密闭盒中,用另一部手机拨打该手机并记录现象如下表。
盒子材质
纸
塑料
木头
铁
铝
锡箔
能否打通
能
能
能
不能
不能
不能
步骤三:从铁盒、铝盒和锡箔纸盒中拿出手机,手机立刻打通。
(1)手机是用 传递信息的。通过实验,可得出初步结论: 。
(2)过量的电磁波辐射对人体有害。小亮调查发现很多地方需要进行电磁波屏蔽,如:为减少微波泄漏,微波炉玻璃门上安装有致密的细金属网;医院CT室为防止射线泄漏,房门用含有铅板夹层的厚钢板制成。根据以上信息,请你提出一个可探究的科学问题: 。
【答案】 电磁波 不同材质的密闭容器对手机信号的屏蔽效果不同 电磁波屏蔽效果与材料有关吗
【详解】(1)[1][2]手机是人们常用的通讯工具,它传递信息依靠的是电磁波;根据表格中的数据可知,纸盒、塑料盒、木盒对手机信号没有屏蔽作用,而铁盒、铝盒和锡箔纸盒对手机信号有屏蔽作用,所以可得出初步结论:不同材质的密闭容器对手机信号的屏蔽效果不同。
(2)[3]根据题中的信息,可提出可探究的科学问题:电磁波屏蔽效果与材料有关吗?
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专题34 电磁学实验专题(解析版)
特别说明:
典例主要是2024年的中考真题,变式是最新的全国各地名校的模拟题,课后作业真题训练,全部来自于2024年的中考真题。
知识点以挖空的形式设计,便于学生提前预习,考点通过方法总结,知识加工,便于学生理解和记忆。
目录
【教学目标】 2
【考点必备】 2
实验一 探究串并联电路电流的特点 2
实验二 探究串并联电路电压的特点 3
实验三 探究影响电阻大小的因素 5
实验四 探究电流与电压的关系 8
实验五 探究电流与电阻的关系 10
实验六 伏安法测定值电阻的阻值 12
实验七 伏安法测小灯泡的电阻 15
实验八 测量小灯泡的电功率 17
实验九 探究电热与那些因素有关 19
实验十 探究电磁铁磁性强弱与那些因素有关 21
实验十一 探究磁场对通电导体的作用 23
实验十二 探究电磁感应现象 25
【真题训练】 28
1. 掌握探究串并联电路电流的特点的实验原理、实验步骤、注意事项和数据处理;
2. 掌握探究串并联电流电压的特点的实验原理、实验步骤、注意事项和数据处理;
3. 掌握探究影响电阻大小因素的实验原理、实验步骤、注意事项和数据处理;
4. 掌握探究电流与电压和电阻的实验原理、实验步骤、注意事项和数据处理;
5. 掌握伏安法测电阻的实验原理、实验步骤、注意事项和数据处理;
实验一 探究串并联电路电流的特点
实验探究
探究串联电路电流的特点
探究并联电路电流的特点
实验
电路图
设计方法
(1)将电流表分别接在ABC三处,并测量其电流分别为IA、IB、IC
(2)换用两个不同规格的小灯泡,重复做三次实验(其目的是结论具有普遍性)
结论
IA=IB=IC,则:串联电路中,电流处处相等
IA=IB+IC,则:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和
1.(2024·吉林长春·中考真题)在“探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系”的实验中:
次数
1
0.18
0.24
0.42
2
0.22
0.22
0.44
3
0.20
0.26
0.46
4
0.14
(1)请根据图甲中的电路图,用笔画线代替导线将图乙中的电路连接完整,使电流表测量流过小灯泡的电流。 连接电路时应 开关;
(2)用电流表分别测量A、B、C三点的电流,更换灯泡多次测量,将实验数据记录在表格中,其中第4次实验中B点的电流如图丙所示,则 ;分析数据可知:并联电路中电流的特点是 ;
(3)在第2次实验中测得A、B两点的电流相等,原因可能是 。
2.(2024·湖北随州·一模)在“探究并联电路中电流的规律”实验中:
(1)如图甲是小明设计的电路图,图乙是他们测量电流时连接的实验电路,此时电流表测量的是 (填“A”“B”或“C”)处的电流。
(2)在图乙中移动一根导线,使电流表只测量通过L1的电流.在移动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线连接正确的电路 。
(3)测出A、B、C三处电流如表所示,由此得出初步结论(只写表达式): 。
位置
A
B
C
电流I/A
0.24
0.24
0.48
该实验结论具有偶然性,原因是 (填序号)
A.实验参与人员少 B.实验认真程度不够
C.实验次数少 D.实验数据测量不够准确
(4)根据表格数据可知IA=IB,这说明小明器材选用不妥,为了得出更普遍的规律,他应该 。
实验二 探究串并联电路电压的特点
实验探究
探究串联电路电压的特点
探究并联电路电压的特点
实验
原理图
设计方法
(1)将电压表分别于并联在L1、L2和L1与L2的两端,并记录数据;
(2)换用两个不同规格的小灯泡,重复做三次实验(其目的是结论具有普遍性)
结论
U总=U1+U2,
则:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和
U总=U1=U2,
则:并联电路各支路的电压相等,都等于总电压
3.(2024·山东东营·中考真题)某小组在“探究并联电路中电压的特点”实验中。
(1)如图甲,根据电路图,用笔画线表示导线,将实物连接起来 ;
(2)连接电路时,开关处于 状态;
(3)正确连接好电路后,闭合开关,电压表的示数如图乙所示,为 V;
(4)测得灯泡L1两端电压后,再测得灯泡L2两端电压和A、B两端电压,记录数据。改变两个小灯泡的规格,重复以上操作,其目的是 ;
(5)评估交流环节,有同学提出:实验中连接完电路,闭合开关,发现电压表指针反向偏转,原因是 。
4.(2024·辽宁·模拟预测)小李在探究“串联电路的电压特点”的实验中,连接了如图甲所示的电路,电源为两节新干电池。
(1)小李在连上最后一根导线时,灯泡 L1 不发光、L2发光,且电压表的示数为0,则小李在连接电路时存在的错误是 ,此时电路中的故障可能是 ;
(2)小李排除故障并纠正错误后重新实验,某次测量时,电压表的示数如图乙所示,电压表的示数是 V;
(3)在测量完L1两端的电压后,小李想移动一根导线来测量两个灯泡两端的总电压,请你在图甲中要移动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线正确连接电路;
(4)完成实验后,小李记录的数据如表所示;
由此初步得出结论:串联电路, (写表达式);
此实验在设计方案上存在的不足之处是 ,改进方法是 。
UAB / V
UCD / V
UAD / V
0.5
2.5
3
实验三 探究影响电阻大小的因素
1.实验器材
电源、开关、导线、电流表、灯泡、演示版(四条规格不同的金属丝)、酒精灯、火柴;镍铬合金、康铜合金、铜合金制作的线圈各一个。
2.实验电路
3.实验步骤
(1)按照甲图,连接实物图。
(2)分别将A、B两根材料横截面积相同但长度不同的镍铬合金接入电路中,观察电流表读数的大小。
(3)分别将A、C两根材料长度相同但横截面积不同的镍铬合金接入电路中,观察电流表读数的大小。
(4)分别将A、D两根长度横截面积相同材料不同的镍铬合金和锰铜合金接入电路中,观察电流表读数的大小。
(5)将镍铬合金、康铜合金、铜合金制作的线圈分别接在电路中,如图乙所示,用酒精灯加热,观察电流表读数的大小。
4.分析与论证
(1)导体的材料和横截面积相同时,导体越长通过的电流越小,即导体的电阳与导体的长度有关。
(2)导体的长度和材料相同时,导体的横截面积越大通过的电流越大,即导体的电阳与导体的横截面积有关。
(3)导体的长度和横截面积相同时,导体的材料不同通过的电流不同,即导体的电阳与导体的材料有关
(4)将不同材料制成的金属丝线圈接入电路中,用酒精灯加热,通过的电流都会减小,即导体的电阻与温度有关
5. 注意事项
(1)控制变量法的应用:探究导体的电阻与其中的一个因素是否有关时,应保持其他因素不变。
(2)转换法的应用:用电流表示数大小(或灯泡的亮度)间接反映导体电阻的大小。
(3)实验中确保电源电压保持不变
5.(2023·西藏·中考真题)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下表所示。
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)。
6.(2024·广东清远·二模)(1)图中凸透镜的焦距是 cm,停表的读数是 s,温度计的读数是 ℃。
(2)如图所示,在探究影响导体电阻大小的因素时,小兵、小红两位同学作出了如下猜想:
猜想一:导体的电阻与导体的长度有关,
猜想二:导体的电阻与导体的横截面积有关
猜想三:导体的电阻与导体的材料有关
实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如表:
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
0.5
a、为了验证上述猜想一,应该选用编号 两根电阻丝进行实验;如果选用编号A、C两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想 (填序号)。
b、有同学认为,可以根据灯泡亮度的变化来判断接入的电阻丝阻值的变化情况。老师指出:此实验中这种方法不可取。这是因为电源电压一定时,所选电阻丝的阻值相差太小,灯泡亮度变化 (选填“明显”或“不明显”)。
c、在最近几年,我国城乡许多地区进行了输电线路的改造,将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,这样就 了输电线的电阻(选填“增大”或“减小”)。
实验四 探究电流与电压的关系
1. 实验器材
电源、开关、导线、电流表、电压表、定值电阻、滑动变阻器。
2. 实验电路图
3.
实验思路:应用控制变量法,控制电阻不变,改变电阻两端的电压,观察电流表的变化,记录数据,绘制图象,寻找电流与电压之间的关系.
4. 实验步骤
(1)按照电路图连接实物图
(2)闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片P,使定值电阻R两端的电压成整数倍变化,如2V、4V、6V等;
(3)根据电压表和电流表的示数,读出每次R两端的电压值和通过R的电流值,并记录。
5.分析与论证
由实验数据可以看出电流和电压有关,电流随电压的增大而增大,将实验数据通过图像的形式表示出来,如图所示。
6.结论
在电阻一定的情况下,导体中的电流与该导体两端的电压成正比
【特别提示】
滑动变阻器的作用是:(1)保护电路;(2)改变通过R的电流和R两端的电压,便于多次测量。
7.(2024·四川乐山·中考真题)物理学习小组在“探究电流与电压的关系”时,设计了如图甲所示的电路。其中电源电压为3V,定值电阻R1约为4Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。该小组同学完成了以下实验步骤:
U/V
0.3
0.6
0.9
1.2
1.5
I/A
0.08
0.15
0.23
0.38
(1)正确连接好电路,闭合开关S前,需将滑片P移动至 (选填“a”或“b”)端;
(2)闭合开关S后,发现无论怎样移动滑片P,电流表、电压表均无示数。在检查电源和导线均正常的前提下,你认为引起上述现象的原因可能是 ;(写出一种即可)
(3)排除故障后,小组同学正常进行操作,在表格中记录多组电流表、电压表的示数。当电压表示数为1.2V时,电流表如图乙所示为 A;
(4)根据表格数据,在图丙中画出I-U关系图像;
(5)分析所绘制的图像得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;
(6)该小组同学认为还需更换不同阻值的定值电阻重复上述操作,你认为他们这么做的目的是 。
8.(2024·广东汕头·一模)小红用如图甲所示电路“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”,电源电压为6V,滑动变阻器的规格为“ ”。
(1)请根据图甲的电路图,用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整,要求滑动变阻器滑到最右端时阻值最大。( )
(2)电路连接正确后闭合开关,发现电压表示数为0,电流表有示数,则原因可能是 。
(3)实验时小红设计并记录了表格如下,其中第 次实验数据一定不是这次做实验得到的;修正后,通过分析表格中有效的数据,可得结论: 。
实验次数
1
2
3
4
5
1
1.5
2
2.5
3
0.10
0.15
0.20
0.25
0.3
(4)接下来探究电流与电阻的关系,先用的定值电阻进行实验,闭合开关S,调节滑片P到合适位置,电流表示数如图丙所示,则此时电流大小为 A,并记录电压表示数。再将的定值电阻依次更换为、、继续探究,移动滑片P,直到电压表示数每次均为 V,并记录数据。
【拓展】小红还想使用的电阻继续完成第5次实验,发现无论怎样调节滑动变阻器,都无法使电压表的示数与之前相同,为了让前4次数据有效利用,下列解决方案可行的有 (填字母)。
A.将定值电阻两端电压改为3V
B.电源改为3节干电池的串联
C.在电流表附近串联一个的定值电阻
实验五 探究电流与电阻的关系
1. 实验目的
研究电路中电流与电阻的关系
2. 实验器材
电源、开关、电流表、电压表、定值电阻、滑动变阻器.
3. 实验电路:
4. 实验思路:应用控制变量法,控制电压不变,改变定值电阻的阻值,观察电流表的变化,记录数据,绘制图象,寻找电流与电压之间的关系.
5. 实验步骤:
(1)按照电路图连接实物图;
(2)闭合开关S后,调节滑动变阻器的划片P使定值电阻两端的电压成整数倍地变化,如2V、4V、6V等.
(3)根据电压表和电流表的示数,读出 每次两端的电压值和通过的电流值,并记录在表格中.
(4)绘制实验图象:
6. 实验结论:在电压不变的情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比
【特别提示】
(1) 每次更换定值电阻R时,都应先断开开关;
(2) 滑动变阻器的作用:①保护电路;②控制R两端的电压不变
9.(2024·江苏南通·中考真题)在“探究电流与电阻的关系”实验中,提供的器材有:
电源(电压6V)、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)、滑动变阻器(0~20Ω)、电流表、电压表、开关及导线若干。
(1)用笔画线代替导线将图甲电路连接完整,要求:滑片P向右移动时,变阻器接入电路的阻值变大;
(2)闭合开关,移动滑片,发现电流表有示数,电压表无示数,故障可能是 ;
(3)排除故障后,移动滑片P使电压表示数为4V;将5Ω电阻换成10Ω,按规范调整电路,继续操作,使电压表示数仍为4V,此时滑动变阻器接入电路的阻值比上一次 ;
(4)将测得的数据在图丙中描点连线,发现有一组数据错误,究其原因可能是 ;
(5)仅用电阻箱(最小倍率是×1)替换滑动变阻器,仍控制定值电阻两端电压为4V,利用上述器材能否完成实验探究,简述你的判断依据: 。
10.(2024·广西南宁·模拟预测)为了探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”,小明采用了如图甲所示的实物图。实验供选择的定值电阻有5个,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω,电源电压恒为4.5V,滑动变阻器的最大阻值为30Ω。
(1)实验前,滑动变阻器的滑片应移到 端(选填“A”或“B”);
(2)小明首先用5Ω电阻实验,闭合开关后发现,无论怎么移动滑片,电流表指针无偏转,电压表指针迅速满偏,则电路中的故障可能是__________(填字母);
A.开关断路 B.滑片接触不良 C.电阻断路 D.电流表短路
(3)排除故障后,小明根据实验数据在乙图中描点,则阴影部分的面积表示 ,其数值为 (不用带单位);
(4)第2次实验中他将5Ω电阻换成10Ω,如果滑片仍然停留在第1次实验的位置,小明应向 (选填“A”或“B”)端移动滑片;
(5)只用30Ω的滑动变阻器 (选填“能”或“不能”)完成5次实验:其原因可能是 。(写出一条即可)
实验六 伏安法测定值电阻的阻值
1. 实验目的:用电压表、电流表间接测电阻.
2.
实验原理:.
3. 实验器材:电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、待测电阻.
4.
实验思路:利用电流表、电压表分别测得经过电阻的电流和电阻两端的电压,利用欧姆定律的变形式计算得出电阻的值.
5. 实验电路图:
6. 实验步骤:
(1)调节电流表、电压表的指针到零刻度;按电路图连接实物,调节滑动变阻器的滑片到阻值最大端;
(2)闭合开关,调节滑动变阻器的滑片至适当位置,分别读出电流表的示数 I、电压表的示数U,并记录在表格中;
(3)根据公式计算出的值,并记录在表格中.
(4)调节滑动变阻器的滑片改变待测电阻中的电流及两端的电压,再测几组数据,并计算的值.
(5)整理实验器材.
7. 注意事项:
(1)在连接电路前要调节电流表、电压表到零刻度.
(2)连接电路时开关要断开,闭合开关前滑动变阻器的滑片应调到最大阻值.
(3)连接好电路,在检查电路连接无误后要用开关试触,在确定电路完好后再闭合开关S.
(4)电压表和电流表要注意选择合适的量程,指针最好在满偏刻度的以上.
【特别提示】
(1)滑动变阻器在实验中的作用:保护电路;改变定值电阻(灯泡)两端的电压;改变通过定值电阻(灯泡)的电流.
(2)测灯泡电阻时不能求平均值,因为在不同电压下灯泡的温度不同,其电阻是不同的,求平均值没有意义;测定值电阻的阻值时应该求平均值,因为定值电阻的阻值不变,求平均值可以减小误差
11.(2024·山东泰安·中考真题)某同学利用有关器材测量定值电阻的阻值。可选用的器材有电源(电压恒为)、三个滑动变阻器(规格分别为a:“”、b:“”和c:“”)、电流表(有,两个量程)、电压表(有,两个量程)、开关、导线等。该同学根据甲电路图,进行了正确的实验操作,当滑动变阻器滑片P处于中间位置附近时,电表示数如乙图所示。请你根据以上信息回答问题:
(1)实验中选择的滑动变阻器是 (选填“a”“b”或“c”);
(2)乙图中电压表的示数为 ,电流表的示数为 A,本次测量的阻值为 (精确到);
(3)请根据甲电路图,正确选择电表量程,用笔画线代替导线,完成图丙所示实物图的连接 ;
(4)该同学进行了实验创新,利用阻值为的定值电阻和电压表等器材,测量的阻值。设计了如丁图所示的电路,经检查无误后进行实验。请将实验过程补充完整:
①闭合开关、,断开开关,读出电压表的示数,记为;
②保持处于闭合状态,断开开关,闭合开关,使电压表测 (选填“”或“”)两端电压,记为;
③用已知物理量和测量量的符号表示出的电阻, 。
12.(2025·上海崇明·一模)在“用电流表、电压表测电阻”的实验中,所用的电路图如图(a)所示,已知电源电压U保持不变,滑动变阻器的最大阻值为。
(1)实验时在闭合开关S前,变阻器的滑片P应调至 (选填“A”“中间”或“B”)端;
(2)闭合开关S,移动变阻器滑片,当电压表示数为2.5伏时,电流表示数如图(b)所示,则待测电阻的阻值为 欧。接着继续改变滑片位置,测量电压和电流值,实验中测量多组电压和电流值的目的是 (选填“A.验证实验结果是否正确”“B.寻找普遍规律”“C.减小测量误差”);
(3)完成测电阻后,小明同学思考这样一个问题,假如没有电流表,应该也能测出待测电阻的阻值。于是他就设计出如图(c)所示电路,请你帮助他将实验步骤补充完整。
①首先 前,将滑动变阻器的滑片移至 ;
②然后闭合开关S,读出此时电压表的读数为;
③待测电阻阻值的表达式是 (用已知量和所测物理量的符号来表示)。
实验七 伏安法测小灯泡的电阻
1.
原理:欧姆定律的变形公式
2. 实验电路图
3. 实验器材:电压表电流表、电源、开关、小灯泡、滑动变阻器和导线。
4. 注意事项
(1)在选取器材时,电流表所选用量程的最大值要大于电路中的最大电流,滑动变阻器的最大阻值应略大于或接近小灯泡的电阻。
(2)连接电路时要断开开关,并按照电压表、电流表、滑动变阻器的使用规则,将它们正确地接入电路。电压表与电流表要注意量程的选择、连接和读数,滑动变阻器也要注意规格的选择。
(3)进行实验时,在闭合开关前,要把滑动变阻器的滑片调到阻值最大处,使电路中的电流最小,目的是保证电路中的灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表等仪器的安全。
(4)把每次测量的结果记录下来,以便最后分析、总结。
(5)对于测得的各组电流和电压值.计算出相应的电阻值,然后比较实验数据,找出其中的规律。
5.滑动变阻器的作用
(1)保护电路:(2)改变电路中的电流和小灯泡两端的电压。
【特别提示】
小灯泡灯丝的电阻受温度影响明显,不同温度下其阻值不同且温度越高其电阻越大,因此不能多次测量电阻求其平均值。
13.(2024·青海西宁·中考真题)小宁和同学们在“测量小灯泡电阻”的实验中,选用额定电压为2.5V的小灯泡、三节新干电池、电流表、电压表、滑动变阻器(50Ω 1A)、开关、导线等实验器材进行实验。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向右滑动时,小灯泡变亮。
(2)连接电路时,开关应该 ,滑动变阻器的滑片调到阻值最大处。
(3)闭合开关,在移动滑动变阻器滑片的过程中,发现两个电表指针都左右摆动,同时看到小灯泡闪烁,用手捏紧滑动变阻器的滑片后,电路恢复正常,则电路故障的原因可能是 。
(4)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,记录多组数据,并绘制出图乙所示的I-U关系图象。当电压表的示数为 V时小灯泡正常发光,此时的电阻为 Ω。
(5)同学们交流后,发现该实验还可以测量小灯泡的电功率,并分析出小灯泡的实际电压为额定电压的一半时,小灯泡的实际功率 (选填“大于”“等于”或“小于”)额定功率的四分之一,其根本原因是 。
14.(2023·广东阳江·一模)如图所示,小明在测量小灯泡电阻的实验中,用标有“20Ω 2A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线、3节干电池和额定电压为2.5V的小灯泡,进行实验。
(1)根据图甲,请用笔画线代替导线,将图乙中的实物电路补充完整 。
(2)小明连接好最后一根导线,小灯泡立即发出耀眼的光,请你指出一个实验中操作的不当之处: 。
(3)排除电路故障后,闭合开关,移动滑片,先后测量得到2组数据如下表所示。小明要继续测量小灯泡正常发光时的电阻,接下来的操作是 ,记录此时电流表示数为0.30A,此时小灯泡的电阻值为 Ω(保留1位小数)。
次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
1.2
0.18
6.7
2
2.2
0.28
7.9
3
2.5
0.30
(4)根据测量数据,还能得到什么结论: 。
实验八 测量小灯泡的电功率
实验 测量小灯泡的电功率
1.实验原理:.
2.实验器材:电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关、小灯泡、灯座、导线等.
3.实验电路:
4.实验思路:分别测量小灯泡两端电压高于、等于和低于其额定电压的电功率,观察小灯泡的变化,并计算出三种情况下的实际电压,进行比较.
5.实验步骤:
(1)按电路图连接实物图,将滑动变阻器的滑片滑到阻值最大(右)端;
(2)检查电路无误后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数等于2.5V时,停止滑动,记录此时电流表的示数,并观察灯泡的亮度,记录在表格中;
(3)调节滑动变阻器的滑片,分别使电压表的示数低于2.5V、等于2.5V的1.2倍,记录每一次对应电流表的示数,并观察灯泡的亮度,记录在表格中;
(4)将实验中记录的数据分别代入,算出小灯泡的实际功率,并填人表格中.
6.实验分析:
(1)小灯泡的发光情况由它的实际功率决定,实际功率越大,灯泡越亮.
(2)灯泡实际消耗的电功率随着加在它两端的电压而改变,电压越大,功率越大.
(3)灯泡的实际功率可以等于额定功率,也可以不等于额定功率.
【特别提示】
(1) 连接电路时,开关要处于断开状态
(2) 实际电压不能超过额定电压太多,易损坏小灯泡;
(3) 当实际电压等于额定电压时,此时小灯泡的实际功率为其额定功率
(4) 滑动变阻器的作用:
①闭合开关前,应该先调节滑动变阻器的滑片,使其连入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,这样能够保护电路中的各个电路元件不至于损坏;
②接通电源后,移动滑动变阻器的滑片,可以调节小灯泡两端的电压
15.(2024·黑龙江牡丹江·中考真题)小江发现家里不同房间的灯亮度不同,猜想可能是与灯泡的电功率有关。他找来若干节新干电池、开关、滑动变阻器、电流表、电压表、同一规格的导线若干,测量额定电压为2.5V小灯泡的功率。
(1)小江选择两节新干电池进行实验,连接的实物电路如图甲所示,请在方框内画出对应的电路图。
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2V,读出电流表示数,将数据记入表格。继续移动滑片,即使将滑片移动到阻值最小的位置,小灯泡两端电压也无法达到2.5V,解决的办法是 。
(3)问题解决后,移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端电压达到2.5V。如图乙所示,此时电流表的示数为 A,小灯泡的额定功率为 W。
(4)继续移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端电压为2.9V,读出电流表示数,将数据记入表格。如表所示,小江设计的表格不足之处是 。
实验次数
灯泡两端电压U
通过灯泡的电流I
灯泡的电功率P
发光情况
1
2
0.26
0.52
较暗
2
2.5
正常发光
3
2.9
0.32
0.93
较亮
(5)实验表明小灯泡的亮度由 决定。
16.(2024·湖南岳阳·二模)如图所示,在“测量小灯泡电功率”的实验中,物理实验小组第一小组选用了一个额定电压为2.5V的小灯泡。
(1)为保护电路,在连接电路时,滑动变阻器的滑片应位于最 (选填“左”或“右”)端;
(2)闭合开关,小灵发现电流表无示数,电压表示数为电源电压,则故障原因可能是___________;
A.小灯泡断路 B.滑动变阻器断路 C.小灯泡短路 D.电流表短路
(3)通过调节滑动变阻器滑片,测出多组数据,并作出如图乙所示图像,由乙图可知小灯泡的额定功率为 W;
(4)第二组的小雅同学设计了如图丙所示的电路,只用电压表就可以测量额定电压为3.8V小灯泡的额定功率。已知电路中使用的滑动变阻器R最大阻值为30Ω,电源电压恒定。其测量过程如下:
①闭合开关,断开,将滑动变阻器的滑片移到右端,电压表示数为6.0V;
②闭合开关,断开,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 V,这时小灯泡正常发光;
③闭合开关,断开,保持②步骤中滑动变阻器滑片的位置不变,此时电压表示数为2.0V;
④小灯泡的额定功率 W。
实验九 探究电热与那些因素有关
实验探究
探究电流通过导体时产生的热量跟电阻的关系
探究电流通过导体时产生的热量跟电流的关系
实验
装置
探究方法
控制变量法、转换法法
设计方法
通过观看U型管液面高度的变化判断电阻产生热量的多少
电阻串联的目的是控制电流和通电时间相同
将等大的电阻串联,然后再将第三个电阻与其中一个并联,目的是改变通过电流的大小
结论
在电流、通电时间相同的情况下,电阻越大,产生的热量越多
在电阻、通电时间相同的情况下,通过的电流越大,产生的热量越多
17.(2024·山东日照·中考真题)小明在电学学习中,对电学的神奇和电能对人类生产生活产生的巨大影响深感敬畏,他通过下列实验对电学知识进行了进一步的探究。实验一:如图甲所示,在“探究电流与电阻关系”的实验时选用了如下器材:电压恒为6V的电源,阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻,电流表、电压表、开关、滑动变阻器各1个,导线若干。
(1)在检查电路时,他发现有一根导线连接错误,请你在答题卡的甲图中将连接错误的那条导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确 ;
(2)要完成该实验,滑动变阻器应该选用以下哪种规格:______(填下列选项前的字母);
A.20Ω,0.5A B.40Ω,0.2A C.50Ω,1A
(3)改正电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑至最 (选填“左”或“右”)端。闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数较大;移动滑动变阻器的滑片,两表的示数无变化,可能是定值电阻发生 (填“断路”或“短路”);
(4)更换正常电阻后,A、B两同学根据各自的实验数据作出了如图乙所示的图像,分析图像,你认为 (选填“A”或“B”)同学的实验操作是错误的,他操作中的问题是: ;
(5)改正错误后,他们都正确完成了实验,并记录相关数据,描绘出合理的图像,据此得出结论:在电压一定时, ;
(6)实验二:为了探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关,设计了如图所示的实验装置(电源、开关未画出)。图丙是控制通过导体的电流和通电时间相同,探究 对产生热量多少的影响;图丁是控制导体电阻和通电时间相同,探究 对产生热量多少的影响。这两套装置进行实验的过程中都采用的研究方法是 。
实验十 探究电磁铁磁性强弱与那些因素有关
实验探究
探究线圈的匝数是否形响磁性强弱
探究线圈中电流大小是否影响磁性强弱
实验
装置
探究方法
转换法
控制变量法
设计方法
(1)用漆包线分别绕成50和100的单层线圈,串联接入如图所示的电路中;
(2)闭合开关,比较它们吸引大头针的数量
(1)把自制的一个带铁芯的螺线管接入如图所示的电路中
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,改变电路中的电流,比较当通入的电流变化时,电磁铁吸引大头针的数量
现象
线圈匝数多的吸引大头钉数目较多
调节滑动变阻器,电流越大,吸引的大头钉数目越多
结论
线圈匝数越多,螺线管磁性越强
电流越大,螺线管磁性越强
18.(2024·云南昆明·一模)如图甲是探究“影响电流热效应的因素”的实验装置。
(1)为了探究电流通过导体产生的热量与电流大小的关系,小明用图甲装置进行实验,在烧瓶内安装一根电阻丝,并插入一支温度计,他想让烧瓶内液体在短时间内温度变化的更明显,应选用 (选填“煤油”或“水”),理由是 。该实验是通过比较 来判断电流产生的热量多少;
(2)小明先读出烧瓶内液体的初温,闭合开关,通电30s再读出烧瓶内液体的温度,得到温度升高量并填入下表中,然后移动滑动变阻器的滑片改变电流大小,重复上述操作,获得了第二组数据(如下表):
实验次数
通电时间/s
电流/A
温度升高量/℃
1
10
30
0.3
1.5
2
10
30
0.6
6.0
①请你帮他把表格补充完整 ;
②由表格得出:同一导体,在通电时间相等时,通过的电流越大,其产生的热量 ;
(3)小明提议利用上述实验装置改做“比较水和煤油比热容的大小”的实验,则他应选择图乙中 (选填“A”或“B”)烧瓶与图甲中的烧瓶内的电阻丝并联,并给该烧瓶内装入与图甲烧瓶中的液体 相同的水。。
19.(2024·广东广州·中考真题)在学习“电与磁”后,某小组做了如下实验研究。
(1)如图甲,将指南针水平放置在木板上,指南针静止时a端指向北方,则a端是指南针的 (选填“N极”“S极”),这是因为地球周围存在 ;
(2)为研究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系,请完成下列实验内容:
①如图乙,漆包线绕在铁钉上构成一个电磁铁,将它平行指南针放置在木板上;
②请用笔画线表示接线,按要求将图乙中的电源、开关、电流表、滑动变阻器和电磁铁连成串联电路(有部分导线已连接)。要求如下:
Ⅰ.合上开关K,指南针在电磁铁的作用下,静止时a端仍然指向北方;
Ⅱ.滑动变阻器滑片P由C端向D端移动时,电流表的示数减小;
③电磁铁磁性强弱可以通过电磁铁吸引大头针的数目来判断。为研究线圈匝数一定时,电磁铁磁性强弱与电流大小的关系,请设计记录实验数据的表格;
④某次实验,电流表示数如图丙,此时电流为 A。
次数
电流大小I/A
吸引大头针数目
1
2
3
实验十一 探究磁场对通电导体的作用
1. 提出问题
通电导体在磁场中是否受力的作用
2. 设计实验
将一根金属杆吊在磁场中,并连入电路中,观察导体棒的运动方向,改变电流方向和磁场方向,观察导体棒的运动情况,实验原理图如图所示:
3. 实验步骤
(1)将所需器材按如图所示的电路连接好;
(2)将金属杆横放在金属轨道上,观察金属杆是否运动;
(3)闭合开关,观察金属杆是否运动,运动方向如何?
(4)改变电流的方向,观察金属杆是否运动,运动方向如何?
(5)保持电流方向不变,改变磁场的方向,观察金属杆的运动情况;
(6)同时改变电流方向和磁场方向,观察金属杆的运动情况
4. 实验记录
电流方向
无
ab
b
ab
a
磁场方向
上下
上下
上下
上
上
金属杆运动情况
不动
向左运动
向右运动
向右运动
向左运动
5. 实验结论
通电导体在磁场中受到力的作用,力的方向跟导体中的电流方向和磁场方向有关,当电流方向或磁场方向与原来相反时,力的方向也与原来相反;当电流方向和磁场方向同时改变时,力的方向不变。
20.(2024·辽宁朝阳·一模)在跨学科实践课上,小明所在小组展开了“电动车安全性”的项目化学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程,请帮助他们完成下列内容;
【项目分解】
(1)设计转向指示灯
(2)设计电动车骑行时的安全警示灯
(1)转向灯警示时要具备“一亮一暗”持续闪烁的功能;雾天湿度增加,能见度低。设计优化要求:雾天时仍能闪烁,需要“一亮”时灯发光比平时更亮,“一暗”时亮度无要求,从而提高警示功能。已知湿敏电阻Rs的阻值随湿度的增大而减小,线圈有电阻,衔铁电阻忽略不计,衔铁具有弹性。下列能实现设计功能的一项是 。
A. B. C.
(2)设计一种“警示灯”,要求骑行过程中灯泡会持续交替闪烁发光,以提示过往的行人和车辆。如图1所示是“警示灯”的电路图,R0为定值电阻,电磁铁线圈及弹性衔铁的电阻忽略不计。当电流通过电磁铁时,电磁铁的下端是 极。“警示灯”能自动进行交替发光的工作原理是:闭合开关,电磁铁与灯泡都有电流经过,灯泡发光且电磁铁产生磁性,之后电磁铁将动触点吸下,与静触点分离,电路被切断,灯 (选填“亮”或者“灭”)且电磁铁磁性消失,弹性衔铁形变恢复,动触点与静触点接触,灯泡发光且电磁铁又具有磁性,如此反复,灯泡闪烁发光。
【项目拓展】
为了操作方便,于是想将转向指示灯和“警示灯”整合在同一个电路中,并设计了如图2所示的电路图,接通相应指示灯后,该指示灯会亮、暗(微弱发光)交替闪烁发光,R为定值电阻,电磁铁线圈及衔铁电阻忽略不计。
(3)转向开关与触点3接触的瞬间,电磁铁 (填“具有”或者“不具有”)磁性;
(4)由电路图可知整合电路的工作原理是:当转向开关接触3、4或者3和4的瞬间,电磁铁中有电流经过,磁铁有磁性,并将动触点A吸下,灯泡亮度变 ;此时电磁铁失去磁性,静触点B与动触点A分离,灯泡亮度变 。如此更替循环,起到转向和警示两个作用。
实验十二 探究电磁感应现象
1. 实验装置
如图,在磁体的磁场中放置一根导线,导线的两端跟灵贾电流表连接,用开关控制电路的通断
2. 实验步骤
(1)闭合开关,当导线AB 顺着磁感线上下运动或静止不动时,电流表指针不偏转,说明电路中没有电流。
(2)闭合开关,当导线AB水平向左运动时,电流表指向右偏转,表明电路中产生了电流,导线AB中电流方向是从B到A。
(3)闭合开关,当导线AB水平向右运动时,电流表指针向左偏转,表明电路中产生了电流,导线AB中电流方向是从A到B。
(4)将磁铁的磁极位置对调,闭合开关,当导线 AB 水向左运动时,导线 AB 中电流方向是从A到B。
(5)断开开关,使导线以不同的方式运动,电流表指针不偏转.说明电路中没有电流通过
3. 实验现象
(1)导线做切磁感线运动时电流表指针偏转;
(2)切割方向或磁感线方向变得相反时,电流表指针偏转方向变得相反,表示感应电流方向相反。
4. 实验结论
(1)产生感应电流的条件:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
(2)导体中感应电流的方向与导体的运动方向和磁场方向有关。
5. 实验方法:控制变量法
探究“电磁感应现象”实验中,研究感应电流的方向和大小时需控制变量。
(1)感应电流方向与磁场方向和导线切割磁感线方向有关;探究感应电流方向与其中一个因素的关系时,应控制另一个因素及其他相关条件不变。
(2)感应电流大小与磁场强弱和导体切割磁感线速度大小有关;探究感应电流大小与其中一个因素的关系时,应控制另一个因素及其他相关条件不变
21.(2024·福建莆田·二模)如图为某电动机的原理简图,EF、为螺线管,为电动机的线圈,为转轴,电源电压恒定。闭合开关后,从O点沿转轴观察,线圈顺时针转动,则
(1)螺线管的F端为 极,FP间的磁场对 有力的作用,在铜半环和电刷的配合下,电动机能持续转动下去,该过程是电能转化为 能;
(2)若将电源的正负极对调,从O点沿转轴观察,线圈 时针转动;
(3)若只将滑动变阻器的滑片向右移动,能观察到的现象是: 。
22.(2024·安徽·三模)小华组装了如图所示的实验装置。
(1)这套装置可以用来探究______;(填字母)
A.电磁感应现象
B.磁场对通电导体的作用
C.通电螺线管外部磁场的方向
(2)实验中把导体棒ab放在磁场里,接通电源,让电流通过导体棒ab,会观察到导体棒ab向左运动;如果把电源正、负极和蹄形磁体上下磁极同时对调后接入电路,会观察到导体棒ab向 (选填“左”或“右”)运动;
(3)请你举出一个利用此原理工作的电器名称: 。
23.(2024·山东青岛·中考真题)小明用如图所示的装置,探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
(1)比较 两图可知,产生感应电流时电路应闭合;
(2)比较 两图可知,产生感应电流时导体要在磁场中做切割磁感线运动;
(3)比较乙、丁两图可知,感应电流的方向与 方向有关。
24.(22-23九年级下·江苏泰州·阶段练习)利用下图所示的装置进行电与磁的相关实验。
(1)若利用该装置探究“通电导体在磁场中受力”,应将开关的接线柱1与 (选填“2”或“3”)接通;为使观察到的现象更明显,导体ab应选择 (选填“铜棒”或“铁棒”);
(2)将开关反方向闭合,利用该装置探究“产生感应电流的条件”:
①让悬挂的导体ab在图所示位置沿竖直方向上下运动,灵敏电流计指针 (选填“会”或“不会”) 发生偏转;
②保持磁体不动,若导体ab水平向右运动,灵敏电流计指针向左偏转; 若要使灵敏电流计的指针向右偏转,可以 (填字母)。
A.将磁体的磁极对调,导体ab向左运动 B.保持磁体不动,导体ab向左运动
1.(2024·江苏苏州·中考真题)探究串联电路中电流的特点
(1)猜想:由于用电器耗电,电流流过用电器会减小;
(2)按图甲接好电路,闭合开关后发现灯不亮,为了找出原因,将电压表接在A、B两点间,闭合开关发现电压表有示数,说明有可能存在 故障;
(3)排除故障后,用电流表测出A点电流,如图乙所示,则 A,再测出B点电流,得到A、B两点电流相等。更换不同规格的灯泡,重复上述实验,都得到相同结论.由此判断猜想是 的;
(4)为进一步得出两个灯串联时电流的规律,小明按图丙连接电路,测量A、B、C三点的电流,得出;小华认为不需要再测量,在(3)结论的基础上,通过推理也可以得出相同结论,请写出小华的推理过程: 。
2.(2024·广东·中考真题)探究串联电路中电压的规律;
(1)根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示电路连接完整;
(2)连接电路时,开关应处于 状态,正确连接电路后,闭合开关,若灯断路,则两端 (选填“有”或“无”)电压;
(3)用电压表分别测出电压和。其中测时,电压表的示数如图丙所示,示数为 V。接着更换不同规格的灯泡并多次实验,数据记录见表;
实验次序
电压/V
电压/V
电压/V
1
1.7
2.9
2
1.3
1.6
2.9
3
1.1
1.8
2.9
①分析表中数据,得到初步结论:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压 ;
②为使结论更具普遍性,小明将灯泡换成其他类型用电器并多次实验。此外,还可以 。
3.(2022·黑龙江绥化·中考真题)“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示,在实验中使用四根电阻丝,其材料规格如下表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
灯泡亮度
A
锰铜合金
0.5
0.8
亮
B
镍铬合金
0.5
0.8
较亮
C
镍铬合金
0.5
0.4
较暗
D
镍铬合金
1.0
0.4
暗
(1)实验中通过观察 比较电阻丝电阻的大小;
(2)实验中采用的研究方法是 和转换法;
(3)分别将编号为 的电阻丝接入电路进行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的材料有关;
(4)分别将编号为B、C的电阻丝接入电路进行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的 有关;
(5)分别将编号为C、D的电阻丝接入电路进行实验,其得到的实验结论被实际应用到了 的工作原理中;
A.电压表 B.电流表 C.滑动变阻器
(6)实验过程中某小组同学更换电阻丝后发现小灯泡亮度变化不明显,可用 代替小灯泡完成实验。
4.(2024·江苏镇江·中考真题)小明用图1电路探究“电压一定时,电流与电阻的关系”。
(1)用笔画线代替导线将图1中的电压表正确接入电路;
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于最 (选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关,小明发现无论怎样调节滑动变阻器,电流表指针不偏转,电压表指针有明显偏转且保持不变。已知导线及各接线柱连接完好,则电路中 出现了 故障。故障排除后,移动滑片,使电压表示数为,记录电流表示数。多次更换定值电阻重复实验,得到电流I与定值电阻R的倒数关系如图2中图线甲所示,从而得出结论;
(4)实验结束后,小明应先断开开关,再拆除 两端的导线。在整理器材时,他突然发现电压表指针位置如图3所示。
①小明遗漏的实验操作是 ;
②小华通过正确实验操作也进行了上述实验,小明发现他与小华的实验结论一致。遗漏的实验操作并未影响结论,你认为其原因是 ;
③小明按正确操作重新进行实验,你认为他得到的电流I与定值电阻R的倒数关系应为图2中的图线 (选填“甲”、“乙”或“丙”)。
5.(2024·江苏常州·中考真题)小组同学探究“欧姆定律”.
(一)小明探究“电流与电压的关系”.实验器材为:3节干电池(每节电池的电压恒为1.5V)、开关S、定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、导线。
(1)请在图甲中以笔画线代替导线完成电路连接,要求:电流表、电压表均使用大量程(测量时再选择合适的量程),电压表测量的电压;( )
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至 端;
(3)闭合开关S,发现电流表无示数、电压表有示数,则电路故障可能是 ;
A.处发生短路 B.处发生断路
C.处发生短路 D.处发生断路
(4)排除电路故障,移动滑动变阻器的滑片P,测得多组数据.进行实验④时,电压表、电流表的示数如图乙所示,请将数据记录在表格内;
实验序号
①
②
③
④
1.0
2.0
3.0
I/A
0.2
0.4
0.6
(5)分析实验数据,可得探究结论: ;
(二)小华利用如图甲所示的电路,附加数个阻值不同的定值电阻,探究“电流与电阻的关系”,测得实验数据如表格所示;
实验序号
①
②
③
④
R/Ω
5
10
15
20
I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
(6)小华完成实验①后,进行实验②,具体操作为:首先,断开开关S,将定值电阻由5Ω换成10Ω;接着,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P时,眼睛应观察 表直至其示数为 ;
(7)分析实验数据,可得探究结论: 。
6.(2024·山东德州·中考真题)探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样)、定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω)、开关一个、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整,要求:滑片P向右移动时电压表示数变大,导线不交叉。
(2)连接好电路,将电源电压调至4.5V,滑动变阻器阻值调到最大,闭合开关S,移动滑片P,发现电流表无示数,电压表示数始终接近电源电压,导致这一现象的原因可能是_________(填序号)。
A.滑动变阻器断路 B.定值电阻R断路 C.定值电阻R短路
(3)排除故障后利用前四个定值电阻进行实验,图乙是根据实验数据得到的I-R图像:
①其中阴影部分面积表示的物理量是 ,其值为 ;
②由实验图像可得出结论:在电压一定时, 。
(4)实验时更换为50Ω的定值电阻后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能使电压表示数达到原来的数值,为了能完成这次实验,下列措施可行的是_________(填序号)。
A.调高电源电压
B.将电压表改接到滑动变阻器两端
C.在电源和开关之间串联一个15Ω的电阻
(5)实验结束后,该小组用电压表和一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器,测量未知电阻Rx的阻值。他们设计了如图丙所示电路图,实验操作如下:
①将滑动变阻器滑片P移到最右端,闭合开关S,此时电压表的示数为U1;
②将滑动变阻器滑片P移到最左端,此时电压表的示数为U2;
③则Rx= (用R0、U1、U2表示)。
7.(2024·内蒙古·中考真题)在测量小灯泡电阻的实验中,某同学选用标有“2.5V”字样的小灯泡进行实验;
(1)如图甲所示连接好电路,将滑片P移至最右端,接通电路后,发现小灯泡不发光,电流表有示数,电压表示数为零,其原因可能是小灯泡 ;
(2)排除故障后,闭合开关S,调节滑片P,电流表的示数如图乙所示为 A,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动;
(3)分析表格中记录的实验数据,可知小灯泡正常发光时的电阻约为 Ω(结果保留小数点后一位);实验中发现灯泡越亮,温度越高,结合数据可知:灯丝温度越高,电阻越 ;
次数
1
2
3
4
U/V
1.0
2.0
2.5
2.8
I/A
0.18
0.28
0.30
0.32
(4)某同学在实验过程中发现用力捏滑片与电阻丝接触处,灯泡发光明显变亮。请依据影响导体电阻大小的因素分析,产生这一现象的原因可能是 。
8.(2024·黑龙江鸡西·中考真题)(1)在“探究电流与电压的关系”实验中,电源为两节干电池,滑动变阻器的规格是“25Ω 2A”。
①开关闭合前,发现电流表的指针在零刻度线左端,如图乙,其原因是 。
②确认无误后,闭合开关进行实验,第4次实验时电流表示数为0.5A,电压表示数如图丙所示,计算出R的阻值 Ω。
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
0.6
1.2
1.8
电流I/A
0.12
0.24
0.36
0.5
③记录的数据如上表所示,分析数据可以得到结论:导体的电阻一定时, 。
(2)用图甲所示电路“测量小灯泡额定电功率”。待测小灯泡的额定电压为2.5V,额定功率小于1W,电源为两节干电池,滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”。
①请你用笔画线代替导线,在图甲中把电路连接完整(滑片向右移动,灯泡变亮) 。
②正确连接完电路,闭合开关,向右逐渐移动滑片,小灯泡逐渐变亮,突然小灯泡熄灭,电流表示数几乎为零,电压表示数接近3V,原因是小灯泡 (选填“短路”或“断路”)。
③排除故障后,闭合开关,缓慢移动滑动变阻器的滑片,同时观察 表示数的变化,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为 W。
④小灯泡用久了,钨丝会变细,在2.5V电压下,小灯泡实际功率 (选填“大于”“小于”或“等于”)额定功率。
9.(2023·辽宁盘锦·中考真题)在“测量小灯泡电阻”的实验中,电源电压恒定,小灯泡额定电压为。
(1)请用笔画线代替导线按要求将甲图连接完整(向左移动滑片时电流表示数变大,导线不交叉);
(2)正确连接电路后,闭合开关,小灯泡不亮,发现电流表有示数,电压表无示数,原因可能是小灯泡 (选填“断路”或“短路” );
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片P,电压表示数如图乙所示,此时小灯泡两端电压为 ;
(4)改变滑片的位置,获得多组对应的电压值和电流值,根据实验数据绘制了如图丙所示的图像。由图像可知:
①小灯泡正常发光时的电阻为 ;
②小灯泡灯丝电阻随温度升高而 ;
(5)若要测量一个额定电压为的小灯泡的额定功率,电源电压为且保持不变,定值电阻阻值已知。下列电路能够实现的是 (填写字母)。
A.只有①
B.只有②
C.①②
10.(2023·湖北襄阳·中考真题)根据你学过的电学知识将下列实验补充完整。
(1)在按电路图连接实物电路时,开关应该处于 状态;某次实验时电流表示数如图甲所示为 A;
(2)把图乙中实物图用笔画线代替导线补接完整,要求滑动变阻器向右滑时电路中的电阻变小;
(3)将图乙电路中的电阻换成一个额定电压为的小灯泡,为了测量小灯泡的额定功率,调节滑动变阻器时,眼睛应该注意观察 ;(选填一个物理器材名称)
(4)将电路图中的电阻换成一个额定电压为的小灯泡,闭合开关后,发现小灯泡不亮,电流表示数为0,电压表示数为,你认为产生该现象的原因是 发生了开路(若故障只发生在小灯泡或滑动变阻器上);
(5)小俊利用电流表、电压表,几节干电池、3个定值电阻(阻值分别为、、、1个阻值为的滑动变阻器、开关和若干导线,又做了下面的实验:
①按乙图所示连接电路,当电源为时,选了一个定值电阻接入电路,移动滑片至电压表示数为;
②保持滑片不动,改变电源电压为,换接入另一个定值电阻,发现电压表示数没变。
则①时选接上的那个定值电阻阻值为 。
11.(2023·内蒙古兴安盟·中考真题)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:电压恒为的电源、额定电压为的小灯泡(灯丝电阻约为),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、、可供选择。
(1)通过估算,滑动变阻器应选择 (选填“R1”“ R2”或“R3”)。选择合适变阻器后,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 ;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 。
12.(2023·辽宁大连·中考真题)在“探究导体中的电流与电压的关系”实验中,所用的器材有:定值电阻、滑动变阻器、电流表、电压表、干电池、开关、导线等。
(1)甲小组同学连接的电路如图所示。闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至 (选填“a”或“b”)端,并检查电流表、电压表的指针是否 ;
(2)他们设计的实验表格如表:
电阻R=10Ω
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
电流I
请指出表格设计的不规范之处: ;
(3)乙小组同学不用滑动变阻器,通过改变干电池节数来改变电阻两端电压(每节干电池的电压为1.5V),他们选用的电阻上标有“5Ω 1.5A”字样。当串联6节干电池进行实验时,竟闻到焦糊味,发现是电阻温度过高了。请你用初中物理知识分析说明电阻温度过高的原因。
13.(2023·新疆·中考真题)某兴趣小组利用电源、电压表V、电流表A、滑动变阻器R、开关S、导线等实验器材,测量某额定电流为700mA的LED灯正常工作时的电阻。
(1)请将图甲中的元件符号连成实验电路图(要求:电流必须从LED的“+”接线柱流入,“-”接线柱流出);
(2)兴趣小组连好电路并闭合开关S后,移动滑动变阻器R的滑片,发现LED灯不亮,通过检查电路发现LED的“+”“-”接线柱接反了;正确连接后,闭合开关S,LED灯亮了。该现象说明LED具有 (填“单向”或“双向”)导电性;
(3)实验过程中,当电流表的示数为0.70A时,电压表的示数为3.5V,则LED灯正常工作时的电阻为 Ω;
(4)该兴趣小组通过查阅资料得到,通过该型号LED灯的电流与两端的电压的变化关系如图乙所示。由图乙可知,该LED灯发光过程中,电阻温度升高时,LED灯的电阻值 (填“变大”“变小”或“不变”)。
14.(2024·陕西·中考真题)请完成下列填空。
(1)如图1,是“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置,若要探究导体电阻大小与长度的关系,应选择 (选填图中导体左侧字母)两段导体接入电路。
(2)在“探究水在沸腾前后温度变化的特点”实验中,绘制了温度随时间变化的图像,如图2所示。分析可知,实验时水面上方的大气压 (选填“大于”“小于”或“等于”)标准大气压。
(3)在“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验中,将小磁针放在螺线管周围不同位置,闭合开关前,观察到所有的小磁针都指向南北,这是由于小磁针受到了 的作用;闭合开关,小磁针偏转情况如图3所示,对调电源正负极,发现小磁针的偏转方向发生改变,说明通电螺线管的磁场方向与 方向有关。
15.(2024·北京·中考真题)(1)为了探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件,在如图甲所示的实验装置中,还需在导线夹a、b间接入的电路元件是 ;
(2)某同学用图乙所示的装置探究通电螺线管外部磁场的方向与螺线管中电流的方向是否有关,闭合开关,标出通电螺线管中电流的方向、小磁针静止时N极的指向;仅将电源正负极对调后连入电路,如图丙所示,闭合开关,标出通电螺线管中电流的方向、小磁针静止时N极的指向。小磁针涂黑的一端是N极,依据图乙、丙所示的现象可以得出的结论是: 。
16.(2024·新疆·中考真题)如图所示,用蹄形磁体、导体棒AB、电流表等实验器材探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
(1)请用笔画线代替导线完成实物图连接;
(2)当导体棒AB沿 (填“上下”或“左右”)方向运动时,电流表指针发生偏转。通过多次实验可得:当闭合电路的部分导体在磁场中做 运动时,电路中就产生感应电流;
(3)当导体棒AB向右运动时,导体棒 (填“受到”或“不受”)磁场对它的力的作用。
17.(2024·山西·中考真题)小亮发现进入电梯后手机信号会变弱,老师告诉小亮这是因为密闭的电梯对手机信号有屏蔽作用。小亮想知道不同材质的密闭容器对手机信号是否都有屏蔽作用,他设计如下实验进行探究。
步骤一:收集纸盒、塑料盒、木盒、装茶叶的铁盒、铝质饭盒和锡箔纸做成的密闭盒子。
步骤二:将一部手机分别放入密闭盒中,用另一部手机拨打该手机并记录现象如下表。
盒子材质
纸
塑料
木头
铁
铝
锡箔
能否打通
能
能
能
不能
不能
不能
步骤三:从铁盒、铝盒和锡箔纸盒中拿出手机,手机立刻打通。
(1)手机是用 传递信息的。通过实验,可得出初步结论: 。
(2)过量的电磁波辐射对人体有害。小亮调查发现很多地方需要进行电磁波屏蔽,如:为减少微波泄漏,微波炉玻璃门上安装有致密的细金属网;医院CT室为防止射线泄漏,房门用含有铅板夹层的厚钢板制成。根据以上信息,请你提出一个可探究的科学问题: 。
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