内容正文:
2025年中考物理二轮热点题型归纳与变式演练(辽宁省专用)
第四篇 实验探究题答题技巧与攻略
实验18 电和磁学重点考查5个类型
目录
题型综述..................................................................................................................................................1
解题攻略..................................................................................................................................................1
一、探究串并联电路电流电压特点实验的解题技巧....................................1
二、探究电流与电压、电阻关系实验的解题技巧......................................2
三、伏安法测电阻实验的解题技巧..................................................3
四、探究电磁铁磁性强弱与什么因素有关因素.................................................................................4
五、探究导体在磁场中运动时产生感生电流的条件实验的解题技巧......................4
真题例析........................................................................4
变式演练........................................................................8
中考炼场.................................................................................................................................................11
物理课程标准规定,以下5个实验是电磁中学生必做实验,也是中考必考实验。
1.探究串并联电路电流电压特点实验;
2. 探究电流与电压、电阻关系实验;
3. 伏安法测电阻实验;
4. 探究电磁铁磁性强弱与什么因素有关因素;
5. 探究导体在磁场中运动时产生感生电流的条件实验。
在复习过程中,要学习对应实验的探究案例,掌握探究过程和注意事项,抓住实验的考查点,研究考查点的解决办法是快速解题关键。希望复习时多强化训练,找准解题技巧。对辽宁2024年中考考情分析知道,实验题出现4道题,其中电磁知识体系各考查1道题,考查内容是:探究电流与电压、电阻关系。
预测2025年仍然会在本专题里出现考查的实验。伏安法测电阻应该是重点命题方向,其它实验也要加强训练,一定会在中考战场上取得高分的成绩。
【提分秘籍】
一、探究串并联电路电流电压特点实验的解题技巧
A.把握探究串、并联电路的电流规律的考向
1.实验方法:归纳法;
2.在连接实物图过程中,开关应属于断开位置;
3.连接电流表时,要使电流从正接线柱流入,从负接线柱流出;
4.根据估测的电流大小选择电流表的量程,若不能事先估计被测电流的大小,连接好电路,检查无误后,采用试触的方法来选择合适的量程;
5.连接电路和改变电流表位置时,都应断开开关;
6.实验中若电流表偏转角度太小时,要把它换到小量程以减小读数误差;
7.实验时要避免两个小灯泡的规格相同;
8.多次测量的目的:避免偶然性,使结论具有普遍性;
9.用电流表要串联在电路中;
10.并联电路中电流规律:干路电流等于各支路电流的之和;
11.更换不同小灯泡的目的:进行多次测量,寻找普遍规律;
12.各支路电流是否相同:两个支路小灯泡相同时,支路电流相同;小灯泡不相同时,支路电流不相同。
B. 把握探究串、并联电路的电压规律的考向
1.连接电路时,开关应处于什么状态:断开;
2.电路连接:应从电源正极(或负极)起按电路图将元件逐个连接起来;
3.电压表的连接:电流应从电压表的正极流入,从负极流出;
4.电压表的路程选择:连接好电路后,要先用开关试触,观察电压表的指针偏转情况,确认无误后,再闭合开关,观察示数;
5.电路故障的判断:根据电流表或电压表有无示数以及读数大小,根据电路连接特点判断;
6.如果电压表量程选择过大,会出现:读数误差;
7.电压表的使用前应:使指针调到“零”位;
8.测量电压时,电压表应:与被测用电器并联;
9.多次测量的目的:寻找普遍规律;
10.更换小灯泡的目的:进行多次测量,避免偶然性。
二、探究电流与电压、电阻关系实验的解题技巧
1.探究方法:控制变量法;
2.探究电流与电压关系时:控制电阻不变;
3.探究电流与电阻关系时:控制电压不变;
4.连接电路前应注意哪些问题:断开开关、变阻器处于最大位置、电流表和电压表选择合适量程、注意正负接线柱不能接反;
5.探究电流与电压关系时,变阻器的作用:改变导体两端电压;保护电路;
6.探究电流与电阻关系时,变阻器的作用:控制导体两端电压不变;保护电路;
7.变阻器的连接时:一上一下;
8.多次测量目的:寻找规律;
9.电路连接改错:电流要从电流表、电压表正极入、负极出,量程选择要预估,元件连接要符合要求,电流表要串联在电路中,电压表要与被测元件并联,变阻器要一上一下接入电路;
10.连接电路时:开关应处于断开状态;变阻器应置于阻值最大位置;
11.完善表格,填入正确值:根据实验规律和给出数据,填入正确值;
12.补充实验电路:按元件顺序观察缺少部分,然后进行连接,注意不能交叉;
13.在电阻一定时,导体电流与导体两端电压的关系:电流与电压成正比。
14.在电阻一定时,导体电流与导体电阻的关系:电流与电阻成反比。
15.如何选择电流表和电压表的量程:根据电源电压选择电压表,电压表量程大于电源电压;不能估测电源电压时,用试触法选择电流表,为了提高测量的精确度,尽量选用小量程;
16.在改变电压时,要用眼睛观察电压表的示数,调到合适的值;
17.在探究电流与电阻的关系时,更换电阻后将如何操作:在更换电阻后,电阻两端的电压会发生变化,所以下一步操作是:调节滑动变阻器,使定值电阻两端的电压保持不变。例如换用更小阻值的电阻时,要调节滑动变阻器使接入电路的阻值变小;若换用更大阻值的电阻时,要调节滑动变阻器使接入电路的阻值变大(换大调大,换小调小);
18.实验中定值电阻可不可以用小灯泡代替:不能。因为小灯泡的电阻会随温度变化而发生变化,无法控制变量。
三、伏安法测电阻实验的解题技巧
1.伏安法测电阻注意事项
(1)在连接电路的过程中,接线应有序进行,按照电路图从电源正极出发,把干路上的各元件串联起来,然后把电压表并联在待测电阻的两端;
(2)连接实物图时,要将开关断开;
(3)实验前,要将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处,以保证电路安全,防止开关突然闭合时,产生瞬间电流过大而损坏电源或电表;
(4)可采用试触法确定电表的路程;
(5)电表的正、负接线柱不能接反;
(6)滑动变阻器应采用“一上一下”的连接方式;
(7)进行多次测量并计算电阻的平均值,可以减小误差。
2.器材选择原则
(1)滑动变阻器:所选滑动变阻器的最大阻值应接近待测电阻的阻值;
(2)电流表、电压表量程:在不超过量程的前提下,选用小量程测得的值要比选用大量程测得值准确,这是因为小量程的分度值小,准确的高。因此测量时,能用小量程就不要大量程。
3.滑动变阻器在实验中的作用
(1)保护电路;(2)改变待测电阻两端电压,实现多次测量。
4.常见故障分析:
5. 会正确连接电路图。主要体现是电流表、电压表、滑动变阻器的使用。
四、探究电磁铁磁性强弱与什么因素有关因素
探究电磁铁磁性强弱与什么因素有关因素
探究方法
控制变量法;转换法(电磁铁的强弱可通过吸引铁钉的多少来判断)
结论
匝数一定时,通过的电流越大,磁性越强;电流一定时,线圈匝数越多,磁性越强
五、探究导体在磁场中运动时产生感生电流的条件实验的解题技巧
掌握实验主要考查点是关键:
(1)电磁感应现象内容:闭合电路中的一部分导体在磁场中做运动时,导体中产生切割磁感线的现象叫做电磁感应现象
(2)感应电流产生条件: 闭合电路;导体做切割磁感线运动。
(3)影响感应电流方向因素:导体运动的方向;磁感线的方向。
(4)影响感应电流大小因素:导体运动的快慢;磁场的强弱
(5)应用:发电机等。
【易错点】(1)要产生感应电流,必须同时满足两个条件:一是导体必须是闭合电路的一部分,二是导体必须做切割磁感线运动(包括两种情况:磁极不动导体运动或导体不动磁极运动)
(2)感应电流方向跟磁场方向和导体运动方向有关,这两个方向任何一个与原来方向相反,感应电流的方向都会与原来方向相反。若两个方向同时与原来方向相反,则感应电流的方向不变。
【真题例析】
【例题1】(2024黑龙江绥化中考真题) 如图甲是“探究并联电路的电流规律”实验装置。
实验次数
两端
电压
两端
电压
、两端
总电压U/V
1
1.3
1.5
28
2
1.2
1.2
2.8
3
1.1
1.1
2.8
(1)连接电路时应__________开关;
(2)如图甲,电流表测量的是灯泡__________的电流,实验中和应该选择规格__________(选填“相同”或“不同”)的灯泡;
(3)完成实验后,利用已有器材又找来电压表“探究串联电路的电压规律”,设计了图乙所示电路。闭合开关,发现灯均不亮,电压表示数接近电源电压,故障原因可能是__________;(写出一种即可)
(4)排除故障后,选择合适的器材多次实验并记录数据,如图丙所示,由此可得出串联电路的电压规律:__________。(用U、、写表达式即可)
【例题2】(2024辽宁省中考真题)某小组猜想电流与电压和电阻有关,现要探究电流与电压的关系。
(1)为探究电流与电压的关系,实验中应控制______不变;
(2)该小组连接的部分电路如图所示,请用笔画线代替导线将电路补充完整________(导线不能交叉);
(3)正确连接电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调到最______端;
(4)试触时发现电压表和电流表的指针均不偏转。为查找故障,闭合开关,保持导线ab的a端不动,将b端依次接到A、B和C接线柱,电压表的指针均偏转,电流表指针均不偏转。若电路中只有一处故障,则发生的故障是______;
(5)排除故障后,闭合开关,通过移动______的位置改变电阻两端的电压,测量电阻两端的电压U和对应的电流I,记录的实验数据如下表所示;
数据序号
1
2
3
4
5
电压U/V
1.60
1.90
2.20
2.50
2.80
电流I/A
0.16
0.19
0.22
0.25
0.28
分析表格中的数据,发现电压与其对应电流的比值______,从而得出结论:______。
【例题3】(2024甘肃临夏中考真题)科技兴趣小组测量额定电压为2.5V的灯泡L正常发光时的电阻,实验装置如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的实物图连接完整;( )
(2)正确连接电路后,滑动变阻器的滑片从一端移到另一端的过程中(实验过程中曾改变电压表的量程),测得了如表所示的实验数据,根据第________次数据可知,电路出现故障,故障原因是__________,由此也可知电源电压是________V;
实验次数
电压表示数/V
电流表示数/A
灯泡亮度
1
1
0.2
较暗
2
2.5
正常发光
3
2.8
0.32
强烈发光
4
6
0
不发光
(3)实验中滑动变阻器的作用:________、________。小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则灯泡L正常发光时的电阻约为________(结果保留一位小数);
(4)兴趣小组的其中一位同学对灯泡的电阻提出了不同看法,他认为应将所测电阻取平均值以减小实验误差,你同意该同学的看法吗?________;说说自己的理由:______;
(5)实验装置中有“ ”“ ”两种规格的滑动变阻器,此实验中选用的滑动变阻器规格应为______。
【例题4】(2024安徽省中考真题)图甲为小明同学用铜导线穿过硬纸板绕制而成的螺线管。他先在水平放置的硬纸板上均匀地撒满铁屑,然后在螺线管中通以图乙所示的电流,轻敲纸板,观察到铁屑的排列情况如图丙所示。
(1)由图丙中的铁屑排列情况可以得出:通电螺线管外部的磁场与______(选填“条形”或“蹄形”)磁体的磁场相似;
(2)若将一小磁针放置在图丙中通电螺线管右端轴线上的A处,则小磁针静止时N极的指向水平向______(选填“左”或“右”)。
【例题5】 (2024湖南长沙中考真题)为了探究什么情况下磁可以生电,小明按图示将AB棒放在蹄形磁体的磁场中,用导线将AB棒的两端跟灵敏电流计连接。
(1)实验室备有铜棒、橡胶棒和玻璃棒,小明应选用______作为本实验中的AB棒;
(2)实验中记录了AB棒运动情况与灵敏电流计指针偏转情况如下表所示;
序号
AB棒运动情况
灵敏电流计指针偏转情况
1
不动
不偏转
2
向上运动
不偏转
3
向下运动
不偏转
4
向左运动
向右偏转
5
向右运动
向左偏转
①分析可得:闭合电路的一部分导体在磁场中做______运动时,导体中就产生感应电流;
②灵敏电流计指针偏转的方向可以反映电路中的电流方向。根据序号为______的两次实验现象可以提出问题:感应电流的方向是否与导体运动的方向有关?
【变式演练】
(例题1的变式题)(2025大连一模)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:_________。
(例题2的变式题)(2025沈阳一模)图甲为小英同学设计“探究电流与电压的关系”电路图,电源两端电压为3V,滑动变阻器的规格为“50Ω 1.5A”。
(1)请按照图甲,将图乙中的实物电路连接完整;_____
(2)正确连接电路后,将滑动变阻器的滑片P移至电阻值最大处,闭合开关,移动滑片P,小英发现电流表和电压表均无示数。为了排查电路故障,她断开开关,然后按图丙所示的电路图,只将与电压表“+”接线柱相连导线的另一端拆下,并正确连接到滑动变阻器的接线柱上。重复前面的操作,发现电压表有示数且保持不变,电流表始终无示数。若电路中只有一处故障,则故障可能是______。
(3)排除故障后进行实验,得到的实验数据如下表所示。
数据序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.30
0.60
0.90
1.20
1.50
1.80
电流I/A
0.08
0.15
0.23
0.30
0.38
0.45
分析表中的数据,可以初步得出结论,在电阻一定的情况下,______。
(4)本实验中,定值电阻R的阻值为______Ω(保留一位小数)。
(例题3的变式题)(2025辽阳一模)小明和小红为了测量灯泡电阻设计了如图甲所示的电路图并进行实验。
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至其阻值最______处。
(2)闭合开关,观察不到灯泡发光,但电流表指针正常偏转,小明认为灯丝断了。小红说:“灯泡和电流表是______联的,若灯丝断了,电流表指针不会偏转。”
(3)移动滑片至灯泡发光,当电压表示数为1V时,电流表示数如图乙所示,此时灯泡电阻为______。
(4)他们发现:多次正确实验得出的灯泡电阻差距较大。为找到灯泡电阻变化的原因,你认为实验中还需关注灯泡______的变化。
(例题4的变式题)(2025阜新一模)如图所示为“探究通电螺线管外部磁场方向”的实验装置。
(1)闭合开关前,把小磁针放在水平桌面上,发现小磁针静止时总是指向南北方向,这是因为________。
(2)闭合开关后,竖直悬挂的小铁球向右运动,这说明通电螺线管周围存在________;同时发现小磁针的N极与通电螺线管的右端相互________。
(3)将小铁球换成小铝球,闭合开关后,小铝球将________。(选填“向右运动”“向左运动”或“保持静止”)
(4)为了探究通电螺线管周围磁场强弱与电流大小是否有关,可在电路中串联一个________(填电学元件)。
(5)为了探究通电螺线管周围磁场方向与电流方向是否有关,写出一种操作方法:________。
(例题5的变式题)(2025营口一模)图是小明做“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置。
(1)实验时,小明通过观察___________来判断电路中是否产生感应电流;
(2)小明进行了如图所示的5次操作,其中能产生感应电流的是___________(选填所有符合要求的操作序号);
(3)完成实验后,小明认为实验现象不太明显,请你提出一条改进措施:___________;
(4)利用“磁生电”工作的装置有___________(选填“电铃”“扬声器”“动圈式话筒”或“电磁起重机”)。
1. (2024四川成都中考真题)在“探究并联电路中的电流特点”实验中,图甲是某小组同学设计的电路图。
(1)图乙是该小组连接的电路,闭合开关S,电流表测通过__________的电流;
(2)该小组同学换用不同规格的小灯泡进行实验,用电流表多次测A、B、C三点电流,记录实验数据如下表。
实验次数
IA/A
IB/A
IC/A
1
0.30
0.22
0.50
2
0.22
0.28
0.50
3
0.24
0.22
0.46
4
0.28
0.30
0.28
分析表中数据,以下说法不合理的是__________;
A.四次实验中电流表选用量程为0~0.6A
B.表中的数据均在误差范围内
C.此实验还可测量更多组数据
D.通过多次实验,可避免偶然性
(3)小成同学测量通过灯泡L1电流时,L1正常发光,L2忽亮忽灭,他接下来的操作应该是__________。(写出一条即可)
2. (2024广东省中考真题)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
29
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. (2024长春市中考真题)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
024
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________。
4. (2025大连一模)小华用如图所示的电路探究电流与电压、电阻的关系。电源电压恒为4.5V,滑动变阻器最大阻值为20Ω。
(1)她先用阻值为10Ω的定值电阻探究电流与电压的关系。
①图1是根据设计的电路图连接的实物电路,请在虚线框中画出该电路图。______
②闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最右端,否则,闭合开关时______(填“电流表”或“电压表”)指针的偏转可能超出所用量程。
③闭合开关,移动滑片,记录了如下数据。第5次的电压表和电流表的示数如图2、3所示,请将示数填入表中。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.6
2.0
2.2
2.4
a.______
电流I/A
0.16
0.20
0.22
0.24
b.______
④请在图4中描出表中各组数据对应的点,并根据描出的点画出图像。______
⑤分析表中数据或图像的特点,可得出:电阻一定时,电流与电压成正比。得出此结论的理由是______。
(2)接下来,她用原电路探究电压一定时,电流与电阻的关系。先调节滑片,使电压表示数为2V,记录电流表示数;然后断开开关,将10Ω电阻依次换成5Ω、15Ω电阻,闭合开关,移动滑片,使电压表示数仍为2V,记录电流表示数。当换成20Ω电阻后,发现电压表示数始终不能为2V,为了完成实验,下列方案可行的是______(填字母代号)。
A.换用电压为6V的电源
B.把电压表改接为0~15V量程
C.在开关与滑动变阻器之间串联一个10Ω电阻
5. (2025营口一模)某实验小组探究电流与电压的关系。实验中电源电压恒为3V,定值电阻R为5Ω,实验电路图如图甲所示。
实验序号
1
2
3
(1)请根据电路图,用笔画线表示导线,连接图乙所示的实物电路(要求导线不能交叉);
(2)连接好电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑片,电压表的示数约为3V保持不变,电流表的示数几乎为零,则电路的故障可能是 (选填“定值电阻R短路”“定值电阻R断路”或“滑动变阻器断路”);
(3)排除故障后,将多次实验测得的数据记录在表格中,请根据表格中的数据,在图丙的坐标图中画出定值电阻R的I-U图像;
(4)分析图像可知,电阻一定时,电流与电压成 比。
2025沈阳一模)实验室里有一个标识不清的定值电阻,小亮设计实验进行测量(电源为两节干电池)。
(1)根据公式___________可知,通过对电流和电压的测量来间接测出导体的电阻。请用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整(导线不得交叉);___________
(2)连接电路时,开关应_______,滑动变阻器的滑片P应放在________(选填“A”或“B”)端。闭合开关,电压表示数接近电源电压,电流表无示数。经检查电流表及各接线处均完好,则电路的故障可能是________;
(3)排除故障后闭合开关,移动滑片使电压表示数为2.4V,电流表示数如图乙所示为________A,则电阻为_______Ω。小亮把该数据作为本实验的最终结果,请你做出评价或建议:_________。
7. (2025营口一模)小明探究铅笔芯的电阻大小与长度的关系时,找来一支铅笔芯,测量其长度,并用两枚金属回形针夹住其两端进行实验。
(1)图甲是测铅笔芯电阻的电路,请用笔画线代替导线将其连接完整。
①闭合开关,发现两电表均无示数,为排查故障他将电压表改接在变阻器两端,发现电压表有示数,则电路故障可能是 。
②排除故障,移动滑片P,电流表示数为0.14A时,电压表示数如图乙,为 V,测出的电阻
为 Ω。
(2)移动回形针,改变并测量铅笔芯接入电路的长度,实验时发现电流表损坏,他又设计了图丙电路测量电阻。
①正确连好电路,闭合开关S,将开关S1先拨至b。移动滑动变阻器滑片P,使电压表示数为U。
②再将S1拨至a,调节电阻箱旋钮至图丁位置,观察到电压表示数略大于U,他把“×1”档的旋钮又旋了一格,发现电压表示数略小于U,此时他 (选填“应”或“不应”)再调节滑动变阻器,以使电压表的示数恰好为U。
③推断铅笔芯接入电路的阻值 (填写范围)。
(3)小明由上述两次实验,得出铅笔芯电阻与长度的关系。请评价他在探究过程中的不足之处: 。
8. (2025大连一模)利用如图甲所示电路测量小灯泡正常发光时的电阻,己知电源电压为6V,R0的阻值为10Ω,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路正确连接,导线不要交叉_______,闭合开关前,需将滑片移至左端;
(2)闭合开关移动滑片,发现小灯泡不发光,电压表Vl示数接近电源电压,电压表V2无示数(接线均完好,导线无断路),故障原因可能是_______;
(3)排除故障后,闭合开关移动滑片,电压表V2示数如图乙所示,此时通过小灯泡的电流为_______A;
(4)继续移动滑片,当电压表Vl示数为5V时,小灯泡正常发光,此时小灯泡的电阻为_______Ω。
9. (2025锦州一模)某同学利用如图所示的电路测量一待测电阻的阻值,图中电源电压恒为6V,滑动变阻器的最大阻值为。
(1)正确连接电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至_______端(选填“A”或“B”);
(2)实验过程中向左移动滑片P,变阻器接入电路的电阻______,电压表的示数_______(选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)实验中测量多组电压和电流值的目的是_________;
(4)若为,在保证电路安全的情况下,滑动变阻器连入电路的阻值范围是________。
10. (2025大连一模)某物理实验小组在“测量小灯泡电功率”的实验中,选用器材连接了如图甲所示的电路,其中电源电压恒为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V。
(1)所有元件均完好,正确连接电路,将滑动变阻器的阻值调到最大,闭合开关,发现电流表和电压表均有示数,小灯泡不发光,原因是: 。
(2)三次实验记录如下表,在完成第1次实验后,要测量小灯泡的额定功率,则需将滑动变阻器的滑片向 (选填“A”或“B”)端移动,直到电压表示数为2.5V,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
实验次数
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
灯泡亮暗情况
1
1.4
0.20
0.28
较暗
2
2.5
正常发光
3
2.8
0.30
0.84
很亮
(3)实验小组根据三次实验数据分别算出对应的阻值,取三次阻值的平均值作为小灯泡的电阻值,他们的做法是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是: 。
(4)另一组的同学设计了如图丙所示的实验电路,测出了小灯泡的额定功率。电源电压未知但恒定不变,小灯泡的额定电压为U额,R1和R2为滑动变阻器,R1的最大阻值为R0,实验步骤如下:
①闭合开关S、S1,断开开关S2,调节R1的阻值,使电压表的示数为U额;
②闭合开关S、S2,断开开关S1,保持R1的阻值不变,调节R2的阻值,使电压表的示数为U额;
③保持R2的阻值不变,将R1的滑片P调至最左端,记下电压表的示数U1,再将R1的滑片P调至最右端,记下电压表的示数U2,则小灯泡的额定功率P额= 。(用U额、U1、U2、R0表示)
11. (2025葫芦岛一模)小志同学在“测量小灯泡电功率”实验中,用到的器材有:新干电池两节、小灯泡(标有0.3A)1只、电流表1只、电压表1只、滑动变阻器1只、开关1支,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中将实验电路连接完整(要求滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变小);________
(2)连接好电路,闭合开关,发现灯不亮,电流表无示数,电压表示数接近3V,造成这一现象的原因可能是________(选填序号);
①小灯泡短路; ②小灯泡开路; ③滑动变阻器短路; ④滑动变阻器开路
(3)排除故障,进行实验,当电流表的示数如图乙时,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片P向______(选填“A”或“B”)端移动,当电流表示数达到0.3A时,电压表的示数如图丙,则小灯泡的额定功率为______W;
(4)小刚用相同的器材进行该实验时发现电压表损坏,他找来一只阻值为R0的定值电阻,设计了如图丁所示的电路,也可测出小灯泡的额定功率,主要的操作步骤如下:
①把电流表接在a处,闭合开关,调节滑片P,使电流表的示数为I额;
②保持滑片P的位置不变,断开开关,把电流表接在b处,闭合开关,读出电流表的示数为I;
③计算得出小灯泡的额定功率P额=_______(用R0、I额、I表示)。
12. (2024广西)小明用标有“2.5V”字样的小灯泡做“测量小灯泡的电功率”实验,设计了如图甲所示的电路图。
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于________(选填“a”或“b”)端,闭合开关后,发现小灯泡不亮,则电路故障可能是滑动变阻器________(选填“短路”或“断路”);
(2)排除故障后,某次实验电压表的示数如图乙所示,为________ V;小明测得多组数据,并画出如图丙所示的图像,由图像可知小灯泡正常发光时的电阻为________,小灯泡的额定功率为________W;
(3)图丙的图像是一条曲线的原因是小灯泡的电阻随温度升高而________(选填“增大”或“减小”)。
(4)受到上述实验的启发,为测量高温物体的温度,小明将图甲电路改装成一个简易的温度传感器。思路如下:将图甲中的小灯泡换成与灯丝同种材料的电阻丝,选择图中一个电表改装为温度显示仪。你建议他选哪个电表?请说明理由(从电表的示数随待测物体的温度变化关系进行阐述)。
答:________
13. (2025大连一模) 小明在课堂上给同学们展示了一个装置如图所示的实验。请完成下列问题:
(1)闭合开关后,标出通电螺线管的N、S极及磁感线的方向( );
(2)闭合开关后,螺线管右侧的小磁针将______(选填序号)
①顺时针旋转90° ②逆时针旋转90° ③顺时针旋转180° ④逆时针旋转180°
(3)要增强此螺线管的磁性,可采用______方法(写出一条即可)。
14. (2025沈阳一模)实验室备有嵌入螺线管的玻璃板和电源,小明和小亮分别选用铁屑和小磁针来“探究通电螺线管外部磁场的方向”。
(1)小明在螺线管周围的玻璃板上均匀地撒上一层铁屑。给螺线管通电后,轻敲玻璃板,小明观察到螺线管周围铁屑的分布情况如图甲所示。小明的实验说明,通电螺线管外部的磁场和_________外部的磁场相似;
(2)小亮在螺线管周围的玻璃板上整齐、均匀地放置了32个小磁针,如图乙所示。给螺线管通电后,小亮观察到这32个小磁针的指向更接近于下图中的_________。
A. B.
C. D.
(3)小明的实验方案具有明显的不足,其不足之处是_________;
(4)为了弥补小明实验方案的不足,请提出一条改进建议:_________。
15. (2025辽宁丹东一模)如图,在“探究什么情况下磁可以生电”实验中:
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
…
(1)比较1、2(或1、3)实验想象可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做_____运动时,导体中就产生电流;
(2)要使感应电流方向发生改变,可采取的具体措施是:_______;(选填字母)
A.使用磁性更强的磁体
B.保持磁体静止,只改变导体水平运动的方向
C.上下调换磁极,同时改变导体水平运动的方向
(3)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:
(4)如果将电流表换成________,可以探究磁场对通电导体的作用。
16. (2025辽宁锦州一模)在测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率实验中,电源是三节新干电池。
(1)请用笔画线代替导线,将图的电路连接完整;( )
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于___________(选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关,移动滑片,当电压表的示数为___________ V时,小灯泡正常发光,读出电流表示数,可测得额定功率;
(4)继续移动滑片,电压表示数如图所示,为___________ V,此时电流表示数为0.24 A,小灯泡的实际功率为___________W;为了研究小灯泡发光情况与电功率的关系,除了表中记录的电表示数和电功率,还需要增加记录的内容是___________ ;
实验次数
电压U/V
电流I/A
电功率P/ W
1
2.5
026
2
0.24
3
2.8
028
(5)分析实验数据可以发现,小灯泡两端的电压越高,它的实际功率___________ ;
(6)完成上述实验后,某小组设计了图所示的电路,用原来的电源和电压表测量原小灯泡的额定功率。方案如下:
①把定值电阻R0接入电路,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光;
②保持滑片位置不变,将电压表改接在R0两端,读出电压表示数;
③算出小灯泡的额定功率。
现有阻值为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻,为了能测出小灯泡的额定功率,结合题中的数据分析,定值电阻R0应选___________Ω的。
17. (2025辽宁丹东一模)小志同学在“测量小灯泡电功率”实验中,用到的器材有:新干电池两节、小灯泡(标有0.3A)1只、电流表1只、电压表1只、滑动变阻器1只、开关1支,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中将实验电路连接完整(要求滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变小);
(2)连接好电路,闭合开关,发现灯不亮,电流表无示数,电压表示数接近3V,造成这一现象的原因可能是________(选填序号);
①小灯泡短路; ②小灯泡开路; ③滑动变阻器短路; ④滑动变阻器开路
(3)排除故障,进行实验,当电流表的示数如图乙时,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片P向______(选填“A”或“B”)端移动,当电流表示数达到0.3A时,电压表的示数如图丙,则小灯泡的额定功率为______W;
(4)小刚用相同的器材进行该实验时发现电压表损坏,他找来一只阻值为R0的定值电阻,设计了如图丁所示的电路,也可测出小灯泡的额定功率,主要的操作步骤如下:
①把电流表接在a处,闭合开关,调节滑片P,使电流表的示数为I额;
②保持滑片P的位置不变,断开开关,把电流表接在b处,闭合开关,读出电流表的示数为I;
③计算得出小灯泡的额定功率P额=_______(用R0、I额、I表示)。
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2025年中考物理二轮热点题型归纳与变式演练(辽宁省专用)
第四篇 实验探究题答题技巧与攻略
实验18 电和磁学重点考查5个类型
目录
题型综述..................................................................................................................................................1
解题攻略..................................................................................................................................................1
一、探究串并联电路电流电压特点实验的解题技巧....................................1
二、探究电流与电压、电阻关系实验的解题技巧......................................2
三、伏安法测电阻实验的解题技巧..................................................3
四、探究电磁铁磁性强弱与什么因素有关因素.................................................................................4
五、探究导体在磁场中运动时产生感生电流的条件实验的解题技巧......................4
真题例析........................................................................4
变式演练........................................................................11
中考炼场.................................................................................................................................................16
物理课程标准规定,以下5个实验是电磁中学生必做实验,也是中考必考实验。
1.探究串并联电路电流电压特点实验;
2. 探究电流与电压、电阻关系实验;
3. 伏安法测电阻实验;
4. 探究电磁铁磁性强弱与什么因素有关因素;
5. 探究导体在磁场中运动时产生感生电流的条件实验。
在复习过程中,要学习对应实验的探究案例,掌握探究过程和注意事项,抓住实验的考查点,研究考查点的解决办法是快速解题关键。希望复习时多强化训练,找准解题技巧。对辽宁2024年中考考情分析知道,实验题出现4道题,其中电磁知识体系各考查1道题,考查内容是:探究电流与电压、电阻关系。
预测2025年仍然会在本专题里出现考查的实验。伏安法测电阻应该是重点命题方向,其它实验也要加强训练,一定会在中考战场上取得高分的成绩。
【提分秘籍】
一、探究串并联电路电流电压特点实验的解题技巧
A.把握探究串、并联电路的电流规律的考向
1.实验方法:归纳法;
2.在连接实物图过程中,开关应属于断开位置;
3.连接电流表时,要使电流从正接线柱流入,从负接线柱流出;
4.根据估测的电流大小选择电流表的量程,若不能事先估计被测电流的大小,连接好电路,检查无误后,采用试触的方法来选择合适的量程;
5.连接电路和改变电流表位置时,都应断开开关;
6.实验中若电流表偏转角度太小时,要把它换到小量程以减小读数误差;
7.实验时要避免两个小灯泡的规格相同;
8.多次测量的目的:避免偶然性,使结论具有普遍性;
9.用电流表要串联在电路中;
10.并联电路中电流规律:干路电流等于各支路电流的之和;
11.更换不同小灯泡的目的:进行多次测量,寻找普遍规律;
12.各支路电流是否相同:两个支路小灯泡相同时,支路电流相同;小灯泡不相同时,支路电流不相同。
B. 把握探究串、并联电路的电压规律的考向
1.连接电路时,开关应处于什么状态:断开;
2.电路连接:应从电源正极(或负极)起按电路图将元件逐个连接起来;
3.电压表的连接:电流应从电压表的正极流入,从负极流出;
4.电压表的路程选择:连接好电路后,要先用开关试触,观察电压表的指针偏转情况,确认无误后,再闭合开关,观察示数;
5.电路故障的判断:根据电流表或电压表有无示数以及读数大小,根据电路连接特点判断;
6.如果电压表量程选择过大,会出现:读数误差;
7.电压表的使用前应:使指针调到“零”位;
8.测量电压时,电压表应:与被测用电器并联;
9.多次测量的目的:寻找普遍规律;
10.更换小灯泡的目的:进行多次测量,避免偶然性。
二、探究电流与电压、电阻关系实验的解题技巧
1.探究方法:控制变量法;
2.探究电流与电压关系时:控制电阻不变;
3.探究电流与电阻关系时:控制电压不变;
4.连接电路前应注意哪些问题:断开开关、变阻器处于最大位置、电流表和电压表选择合适量程、注意正负接线柱不能接反;
5.探究电流与电压关系时,变阻器的作用:改变导体两端电压;保护电路;
6.探究电流与电阻关系时,变阻器的作用:控制导体两端电压不变;保护电路;
7.变阻器的连接时:一上一下;
8.多次测量目的:寻找规律;
9.电路连接改错:电流要从电流表、电压表正极入、负极出,量程选择要预估,元件连接要符合要求,电流表要串联在电路中,电压表要与被测元件并联,变阻器要一上一下接入电路;
10.连接电路时:开关应处于断开状态;变阻器应置于阻值最大位置;
11.完善表格,填入正确值:根据实验规律和给出数据,填入正确值;
12.补充实验电路:按元件顺序观察缺少部分,然后进行连接,注意不能交叉;
13.在电阻一定时,导体电流与导体两端电压的关系:电流与电压成正比。
14.在电阻一定时,导体电流与导体电阻的关系:电流与电阻成反比。
15.如何选择电流表和电压表的量程:根据电源电压选择电压表,电压表量程大于电源电压;不能估测电源电压时,用试触法选择电流表,为了提高测量的精确度,尽量选用小量程;
16.在改变电压时,要用眼睛观察电压表的示数,调到合适的值;
17.在探究电流与电阻的关系时,更换电阻后将如何操作:在更换电阻后,电阻两端的电压会发生变化,所以下一步操作是:调节滑动变阻器,使定值电阻两端的电压保持不变。例如换用更小阻值的电阻时,要调节滑动变阻器使接入电路的阻值变小;若换用更大阻值的电阻时,要调节滑动变阻器使接入电路的阻值变大(换大调大,换小调小);
18.实验中定值电阻可不可以用小灯泡代替:不能。因为小灯泡的电阻会随温度变化而发生变化,无法控制变量。
三、伏安法测电阻实验的解题技巧
1.伏安法测电阻注意事项
(1)在连接电路的过程中,接线应有序进行,按照电路图从电源正极出发,把干路上的各元件串联起来,然后把电压表并联在待测电阻的两端;
(2)连接实物图时,要将开关断开;
(3)实验前,要将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处,以保证电路安全,防止开关突然闭合时,产生瞬间电流过大而损坏电源或电表;
(4)可采用试触法确定电表的路程;
(5)电表的正、负接线柱不能接反;
(6)滑动变阻器应采用“一上一下”的连接方式;
(7)进行多次测量并计算电阻的平均值,可以减小误差。
2.器材选择原则
(1)滑动变阻器:所选滑动变阻器的最大阻值应接近待测电阻的阻值;
(2)电流表、电压表量程:在不超过量程的前提下,选用小量程测得的值要比选用大量程测得值准确,这是因为小量程的分度值小,准确的高。因此测量时,能用小量程就不要大量程。
3.滑动变阻器在实验中的作用
(1)保护电路;(2)改变待测电阻两端电压,实现多次测量。
4.常见故障分析:
5. 会正确连接电路图。主要体现是电流表、电压表、滑动变阻器的使用。
四、探究电磁铁磁性强弱与什么因素有关因素
探究电磁铁磁性强弱与什么因素有关因素
探究方法
控制变量法;转换法(电磁铁的强弱可通过吸引铁钉的多少来判断)
结论
匝数一定时,通过的电流越大,磁性越强;电流一定时,线圈匝数越多,磁性越强
五、探究导体在磁场中运动时产生感生电流的条件实验的解题技巧
掌握实验主要考查点是关键:
(1)电磁感应现象内容:闭合电路中的一部分导体在磁场中做运动时,导体中产生切割磁感线的现象叫做电磁感应现象
(2)感应电流产生条件: 闭合电路;导体做切割磁感线运动。
(3)影响感应电流方向因素:导体运动的方向;磁感线的方向。
(4)影响感应电流大小因素:导体运动的快慢;磁场的强弱
(5)应用:发电机等。
【易错点】(1)要产生感应电流,必须同时满足两个条件:一是导体必须是闭合电路的一部分,二是导体必须做切割磁感线运动(包括两种情况:磁极不动导体运动或导体不动磁极运动)
(2)感应电流方向跟磁场方向和导体运动方向有关,这两个方向任何一个与原来方向相反,感应电流的方向都会与原来方向相反。若两个方向同时与原来方向相反,则感应电流的方向不变。
【真题例析】
【例题1】(2024黑龙江绥化中考真题) 如图甲是“探究并联电路的电流规律”实验装置。
实验次数
两端
电压
两端
电压
、两端
总电压U/V
1
1.3
1.5
28
2
1.2
1.2
2.8
3
1.1
1.1
2.8
(1)连接电路时应__________开关;
(2)如图甲,电流表测量的是灯泡__________的电流,实验中和应该选择规格__________(选填“相同”或“不同”)的灯泡;
(3)完成实验后,利用已有器材又找来电压表“探究串联电路的电压规律”,设计了图乙所示电路。闭合开关,发现灯均不亮,电压表示数接近电源电压,故障原因可能是__________;(写出一种即可)
(4)排除故障后,选择合适的器材多次实验并记录数据,如图丙所示,由此可得出串联电路的电压规律:__________。(用U、、写表达式即可)
【答案】 (1) 断开 (2) 不同 (3)灯泡断路(灯丝断了或灯泡接线柱接触不良) (4)
【解析】(1)连接电路时,为了保护电路,开关应断开。
(2)图甲中,两灯并联在电路中,电流表与灯L1串联在同一支路,测量灯L1电流。
为了避免实验的偶然性,实验中应选择规格不同的灯泡进行实验。
(3)图乙中,两灯串联连接,电压表测灯L1两端的电压,闭合开关,两灯都不亮,可能是电路出现了断路,电压表示数接近电源电压,电压表测量电源电压,则其并联部分断路了,所以故障原因是灯L1断路了。
(4)由表格数据知,每组对应的数据都有:L1两端的电压与L2两端的电压之和等于L1、L2两端总电压,所以有U=U1+U2
【例题2】(2024辽宁省中考真题)某小组猜想电流与电压和电阻有关,现要探究电流与电压的关系。
(1)为探究电流与电压的关系,实验中应控制______不变;
(2)该小组连接的部分电路如图所示,请用笔画线代替导线将电路补充完整________(导线不能交叉);
(3)正确连接电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调到最______端;
(4)试触时发现电压表和电流表的指针均不偏转。为查找故障,闭合开关,保持导线ab的a端不动,将b端依次接到A、B和C接线柱,电压表的指针均偏转,电流表指针均不偏转。若电路中只有一处故障,则发生的故障是______;
(5)排除故障后,闭合开关,通过移动______的位置改变电阻两端的电压,测量电阻两端的电压U和对应的电流I,记录的实验数据如下表所示;
数据序号
1
2
3
4
5
电压U/V
1.60
1.90
2.20
2.50
2.80
电流I/A
0.16
0.19
0.22
0.25
0.28
分析表格中的数据,发现电压与其对应电流的比值______,从而得出结论:______。
【答案】 (1)电阻 (2) (3)右 (4)滑动变阻器断路 (5)滑动变阻器滑片 不变 电阻一定时,电流与电压成正比
【解析】(1)探究电流与电压的关系时,根据控制变量法,需要控制电阻不变。
(2)探究电流与电压的关系的实验,定值电阻与滑动变阻器要串联,电压表测定值电阻两端的电压,所以连接如下图所示:
(3)正确连接电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片要移到阻值最大的位置,由图可知,滑动变阻器的滑片要移动最右端。
(4)闭合开关,保持导线ab的a端不动,将b端依次接到A,电压表有示数;接到B,电压表有示数;接到C接线柱,电压表有示数,据此可知开关、电流表是完好的;但是电流表都没有示数,说明电路为断路,则故障可能为滑动变阻器断路。
(5)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,改变定值电阻两端的电压,测出多组数据;根据表格数据可知,发现电压与其对应电流的比值为
即电压与电流的比值不变;故可得出结论为:当电阻一定时,电流与电压成正比。
【例题3】(2024甘肃临夏中考真题)科技兴趣小组测量额定电压为2.5V的灯泡L正常发光时的电阻,实验装置如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的实物图连接完整;( )
(2)正确连接电路后,滑动变阻器的滑片从一端移到另一端的过程中(实验过程中曾改变电压表的量程),测得了如表所示的实验数据,根据第________次数据可知,电路出现故障,故障原因是__________,由此也可知电源电压是________V;
实验次数
电压表示数/V
电流表示数/A
灯泡亮度
1
1
0.2
较暗
2
2.5
正常发光
3
2.8
0.32
强烈发光
4
6
0
不发光
(3)实验中滑动变阻器的作用:________、________。小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则灯泡L正常发光时的电阻约为________(结果保留一位小数);
(4)兴趣小组的其中一位同学对灯泡的电阻提出了不同看法,他认为应将所测电阻取平均值以减小实验误差,你同意该同学的看法吗?________;说说自己的理由:______;
(5)实验装置中有“ ”“ ”两种规格的滑动变阻器,此实验中选用的滑动变阻器规格应为______。
【答案】 (1) (2)4 灯泡L断路 6
(3)限制电流,保护电路 改变灯泡两端的电压 8.3
(4)不同意 见解析 (5) “ ”
【解析】(1)图甲所示,滑动变阻器采用一上一下的方式串联接入电路。如图所示:
(2)由表格中第4组数据可知,电压表示数为6V,电流表示数为0,灯泡不发光,所以根据第4次数据可知,电路出现故障。
电压表有示数,说明电压表与电源接通,电流表无示数,说明电路存在断路,此时灯泡不发光,故障原因是灯泡L断路。
由于灯泡L断路,使得电压表串联在电路中,此时电压表示数等于电源电压,所以由此也可知电源电压是6V。
(3)滑动变阻器可以起到限制电流,保护电路的作用。
本实验是为了测量额定电压为2.5V的灯泡L正常发光时的电阻,所以滑动变阻器的另一个作用是:改变灯泡两端的电压。
小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,由图甲可知,电流表所选量程为小量程,分度值为0.02A,读出图乙电流表示数为0.3A,已知灯泡L的额定电压为2.5V,由欧姆定律变形公式可得,灯泡L正常发光时的电阻约为
(4)由表格中前三次实验数据可求得每一次实验灯泡L电阻,发现灯泡L的电阻并不是固定值,将所测电阻取平均值没有意义,所以不同意该同学的看法。
小灯泡的电阻受灯丝温度的影响,所以不同意将所测电阻取平均值的理由是:灯泡的电阻不是一个固定值,受灯丝温度的影响,灯丝温度越高,灯泡的电阻越大。
(5)由表格中第1组数据可知,电压表的示数为1V,即灯泡L两端的电压为1V,已知电源电压为6V,所以滑动变阻器两端的电压为5V,此时电路中的电流为电流表的示数0.2A,所以由欧姆定律变形公式可得,滑动变阻器接入电路中的阻值为
所以此实验中选用的滑动变阻器规格应为“ ”。
【例题4】(2024安徽省中考真题)图甲为小明同学用铜导线穿过硬纸板绕制而成的螺线管。他先在水平放置的硬纸板上均匀地撒满铁屑,然后在螺线管中通以图乙所示的电流,轻敲纸板,观察到铁屑的排列情况如图丙所示。
(1)由图丙中的铁屑排列情况可以得出:通电螺线管外部的磁场与______(选填“条形”或“蹄形”)磁体的磁场相似;
(2)若将一小磁针放置在图丙中通电螺线管右端轴线上的A处,则小磁针静止时N极的指向水平向______(选填“左”或“右”)。
【答案】 (1)条形 (2)左
【解析】(1)由丙图中,利用铁屑可以形象地显示磁场的情况,分析可知,通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。
(2)根据安培定则,右手握住螺线管,四指指向电流方向,大拇指所指方向为螺线管的N极,因此螺线管的左端为N极,右端为S极,根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,所以小磁针的N极指向左。
【例题5】 (2024湖南长沙中考真题)为了探究什么情况下磁可以生电,小明按图示将AB棒放在蹄形磁体的磁场中,用导线将AB棒的两端跟灵敏电流计连接。
(1)实验室备有铜棒、橡胶棒和玻璃棒,小明应选用______作为本实验中的AB棒;
(2)实验中记录了AB棒运动情况与灵敏电流计指针偏转情况如下表所示;
序号
AB棒运动情况
灵敏电流计指针偏转情况
1
不动
不偏转
2
向上运动
不偏转
3
向下运动
不偏转
4
向左运动
向右偏转
5
向右运动
向左偏转
①分析可得:闭合电路的一部分导体在磁场中做______运动时,导体中就产生感应电流;
②灵敏电流计指针偏转的方向可以反映电路中的电流方向。根据序号为______的两次实验现象可以提出问题:感应电流的方向是否与导体运动的方向有关?
【答案】 (1)铜棒 (2)切割磁感线 4、5
【解析】(1)电路中要形成电流,则须保持通路,所以应选择导体作为AB棒,而铜棒是导体,橡胶棒和玻璃棒是绝缘体,故小明应选择铜棒作为本实验中的AB棒。
(2)①由表中现象可知,当导体棒左右运动切割磁感线时,电路中会产生感应电流,这就是电磁感应现象。
②4、5两次实验导体棒的运动方向相反,结果灵敏电流计的指针偏转方向相反,说明电流的方向相反;故根据序号4、5的两次实验现象可以提出问题:感应电流的方向是否与导体运动的方向有关?
【变式演练】
(例题1的变式题)(2025大连一模)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】(2)L1断路 (3)0.3 错误 (4) 因为,,所以
【解析】(2)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)电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,即IA=0.3A。
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) 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,
以IB=IC,所以IA=IB=IC
(例题2的变式题)(2025沈阳一模)图甲为小英同学设计“探究电流与电压的关系”电路图,电源两端电压为3V,滑动变阻器的规格为“50Ω 1.5A”。
(1)请按照图甲,将图乙中的实物电路连接完整;_____
(2)正确连接电路后,将滑动变阻器的滑片P移至电阻值最大处,闭合开关,移动滑片P,小英发现电流表和电压表均无示数。为了排查电路故障,她断开开关,然后按图丙所示的电路图,只将与电压表“+”接线柱相连导线的另一端拆下,并正确连接到滑动变阻器的接线柱上。重复前面的操作,发现电压表有示数且保持不变,电流表始终无示数。若电路中只有一处故障,则故障可能是______。
(3)排除故障后进行实验,得到的实验数据如下表所示。
数据序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.30
0.60
0.90
1.20
1.50
1.80
电流I/A
0.08
0.15
0.23
0.30
0.38
0.45
分析表中的数据,可以初步得出结论,在电阻一定的情况下,______。
(4)本实验中,定值电阻R的阻值为______Ω(保留一位小数)。
【答案】(1)见详解 (2)电流表断路(或与电流表相连的某根导线断了)(3)电流与电压成正比(4)3.9
【解析】(1)由电路图可知,滑动变阻器的右下接线柱与电流表串联,由于电源电压较低,电流表选择小量程,实物电路连接如下:
(2)由电路图甲可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻两端电压,电流表测量电路中的电流。由于电流表无示数,说明电路中某处断开,电压表无示数说明电压表不能与电路两极连通;由电路图丙可知,电压表测量定值电阻和电流表两端的电压,此时电压表有示数,说明电压表能与电源两极连通,则故障可能是电流表断路或与电流表相连的某根导线断了。
(3)由表中数据可知,在误差允许的范围内,电流与电压的比值不变,即:在电阻一定的情况下,电流与电压成正比。
(4)根据可得,六次测量时,定值电阻的阻值分别为:R1=3.75Ω、R2=4Ω、R3≈3.91Ω、R4=4Ω、R5≈3.95Ω、R6=4Ω,则定值电阻R的阻值为
(例题3的变式题)(2025辽阳一模)小明和小红为了测量灯泡电阻设计了如图甲所示的电路图并进行实验。
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至其阻值最______处。
(2)闭合开关,观察不到灯泡发光,但电流表指针正常偏转,小明认为灯丝断了。小红说:“灯泡和电流表是______联的,若灯丝断了,电流表指针不会偏转。”
(3)移动滑片至灯泡发光,当电压表示数为1V时,电流表示数如图乙所示,此时灯泡电阻为______。
(4)他们发现:多次正确实验得出的灯泡电阻差距较大。为找到灯泡电阻变化的原因,你认为实验中还需关注灯泡______的变化。
【答案】 (1)大 (2) 串 (3) 5 (4)温度
【解析】(1)闭合开关前,为了保护电路的安全,应将滑动变阻器的滑片移动到阻值最大处。
(2)灯泡和电流表是串联关系,串联电路电流只有一条路径,若灯丝断了,则电流表也没有电流通过,电流表指针不会偏转。
(3)如图乙所示,电流表选择小量程,分度值为0.02A,示数为0.2A,此时灯泡电阻
此时灯泡电阻5Ω。
(4)灯丝电阻随温度的升高而变大,为找到灯泡电阻变化的原因,实验中还需关注灯泡灯丝温度的变化。
(例题4的变式题)(2025阜新一模)如图所示为“探究通电螺线管外部磁场方向”的实验装置。
(1)闭合开关前,把小磁针放在水平桌面上,发现小磁针静止时总是指向南北方向,这是因为________。
(2)闭合开关后,竖直悬挂的小铁球向右运动,这说明通电螺线管周围存在________;同时发现小磁针的N极与通电螺线管的右端相互________。
(3)将小铁球换成小铝球,闭合开关后,小铝球将________。(选填“向右运动”“向左运动”或“保持静止”)
(4)为了探究通电螺线管周围磁场强弱与电流大小是否有关,可在电路中串联一个________(填电学元件)。
(5)为了探究通电螺线管周围磁场方向与电流方向是否有关,写出一种操作方法:________。
【答案】(1)小磁针受到地磁场的作用(2)磁场;吸引(3)保持静止
(4)滑动变阻器(或电阻箱)(5)只对调电源正负极,观察小磁针的偏转情况(或只改变螺线管中线圈绕线的方向,观察小磁针的偏转情况)
【解析】(1)由于地球的周围存在地磁场,所以地球周围任何范围内的小磁针(指南针)都要受到地磁场的作用而指向南北方向;
(2)闭合开关后,竖直悬挂的小铁球向右运动,这说明通电螺线管周围存在磁场;由图知,电流从螺线管的右端流入,左端流出,根据安培定则可知,螺线管的右端为S极;由于异名磁极相互吸引,所以小磁针的N极与通电螺线管的右端相互吸引;
(3)通电螺线管周围存在磁场,对小铁球存在磁力作用,铝球不受磁力作用,故铝球将保持静止;
(4)要想探究通电螺线管周围磁场强弱与电流大小是否有关,可在电路中串联一个滑动变阻器,用来改变电流的大小;
(5)要想探究通电螺线管周围磁场方向与电流方向是否有关,可以将电池的正负极对调。
(例题5的变式题)(2025营口一模)图是小明做“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置。
(1)实验时,小明通过观察___________来判断电路中是否产生感应电流;
(2)小明进行了如图所示的5次操作,其中能产生感应电流的是___________(选填所有符合要求的操作序号);
(3)完成实验后,小明认为实验现象不太明显,请你提出一条改进措施:___________;
(4)利用“磁生电”工作的装置有___________(选填“电铃”“扬声器”“动圈式话筒”或“电磁起重机”)。
【答案】 (1)灵敏电流计的指针是否偏转 (2) ①③④ (3)将导体AB换成多匝线圈 (4)动圈式话筒
【解析】(1)感应电流的有无是通过灵敏电流计的指针是否偏转来体现的,若灵敏电流表的指针发生偏转,就说明产生了感应电流。
(2)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中会产生感应电流,①导体棒AB水平向右运动,导体棒AB做切割磁感线运动,产生感应电流;③导体棒AB斜向上运动,导体棒AB做切割磁感线运动,产生感应电流;④磁体水平向左运动,导体棒AB切割磁感线,产生感应电流。②导体棒AB竖直运动,没有切割磁感线运动,不产生感应电流;⑤磁体竖直向上运动,磁感线没有被导体切割,不产生感应电流。所以①③④可以产生感应电流。
(3)电流的大小应与切割磁感线的速度、磁场强度、线圈匝数有关;将导体AB换成多匝线圈(或换磁性更强的磁体,增大导体AB切割磁感线的运动速度)。
(4)扬声器是把电信号转化为声信号,利用通电导体在磁场中受力原理;电铃、电磁起重机的主要部件是电磁铁,利用电流的磁效应;动圈式话筒是把声信号转变成电信号的,声信号的振动带动线圈在磁场中振动,产生电流,是电磁感应原理。
1. (2024四川成都中考真题)在“探究并联电路中的电流特点”实验中,图甲是某小组同学设计的电路图。
(1)图乙是该小组连接的电路,闭合开关S,电流表测通过__________的电流;
(2)该小组同学换用不同规格的小灯泡进行实验,用电流表多次测A、B、C三点电流,记录实验数据如下表。
实验次数
IA/A
IB/A
IC/A
1
0.30
0.22
0.50
2
0.22
0.28
0.50
3
0.24
0.22
0.46
4
0.28
0.30
0.28
分析表中数据,以下说法不合理的是__________;
A.四次实验中电流表选用量程为0~0.6A
B.表中的数据均在误差范围内
C.此实验还可测量更多组数据
D.通过多次实验,可避免偶然性
(3)小成同学测量通过灯泡L1电流时,L1正常发光,L2忽亮忽灭,他接下来的操作应该是__________。(写出一条即可)
【答案】 (1)L2 (2)B (3)将灯泡L2拧一拧
【解析】(1)由图乙可知,两灯泡并联,电流表在L2所在支路,因此测量的是通过L2电流。
(2)A.由表中数据可知,分度值为0.02A,因此电流表选用的是0~0.6A量程,故A不符合题意;
B.由第4次实验数据可知,IC处的电流不在误差范围内,故B符合题意;
CD.本实验中多次测量可以避免偶然性,寻找普遍性规律,因此实验还可测量更多组数据,故CD不符合题意。故选B。
(3)由题意可知,L2忽亮忽灭,说明L2接触不良,因此可以将灯泡L2拧一拧。
2. (2024广东省中考真题)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
29
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】 (1) (2)断开 无 (3) 1.20 之和 更换电压不同的电源多次实验
【解析】(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)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)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. (2024长春市中考真题)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
024
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】 (1)见解析 断开 (2) 0.28 (3)选用规格相同的灯泡
【解析】(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:
为了保护电路,连接电路时应断开开关。
(2)由图丙得,电流表的分度值为0.02A,示数为0.28A。
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)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。
4. (2025大连一模)小华用如图所示的电路探究电流与电压、电阻的关系。电源电压恒为4.5V,滑动变阻器最大阻值为20Ω。
(1)她先用阻值为10Ω的定值电阻探究电流与电压的关系。
①图1是根据设计的电路图连接的实物电路,请在虚线框中画出该电路图。______
②闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最右端,否则,闭合开关时______(填“电流表”或“电压表”)指针的偏转可能超出所用量程。
③闭合开关,移动滑片,记录了如下数据。第5次的电压表和电流表的示数如图2、3所示,请将示数填入表中。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.6
2.0
2.2
2.4
a.______
电流I/A
0.16
0.20
0.22
0.24
b.______
④请在图4中描出表中各组数据对应的点,并根据描出的点画出图像。______
⑤分析表中数据或图像的特点,可得出:电阻一定时,电流与电压成正比。得出此结论的理由是______。
(2)接下来,她用原电路探究电压一定时,电流与电阻的关系。先调节滑片,使电压表示数为2V,记录电流表示数;然后断开开关,将10Ω电阻依次换成5Ω、15Ω电阻,闭合开关,移动滑片,使电压表示数仍为2V,记录电流表示数。当换成20Ω电阻后,发现电压表示数始终不能为2V,为了完成实验,下列方案可行的是______(填字母代号)。
A.换用电压为6V的电源
B.把电压表改接为0~15V量程
C.在开关与滑动变阻器之间串联一个10Ω电阻
【答案】(1)
电压表 2.8 0.28 . I−U图像为一条过原点的直线 (2) C
【解析】(1)根据实物电路连接电路图如下:
电源电压恒为4.5V,定值电阻10Ω,电流最大值
故不可能是电流表超量程,电压表测定值电阻两端电压,当滑动变阻器阻值为零时,等于电源电压4.5V,故当滑动变阻器阻值太小是电压表会超量程。
电压表量程,分度值0.1V,读数由图可知2.8V。
电流表量程,分度值0.02A,读数由图可知0.28A。
依据表格数据进行标点,再连接各点可得
由I−U图像为一条过原点的直线可知电阻一定时,电流与电压成正比。
(2)A.根据串联电路的分压原理可知,将定值电阻由15Ω改接成20Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大,为了保持定值电阻两端电压不变,应将电源电压调小,故A不符合题意;
B.此实验需始终保持定值电阻两端电压为2V,无需更换电压表量程,更换电压表量程没有任何效果,故B不符合题意;
C.定值电阻两端的电压始终保持Uv=2V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
变阻器分得的电压为电压表示数的
倍,根据分压原理,当接入20Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
因此应换用最大阻值更大的滑动变阻器,故C符合题意。故选C。
5. (2025营口一模)某实验小组探究电流与电压的关系。实验中电源电压恒为3V,定值电阻R为5Ω,实验电路图如图甲所示。
实验序号
1
2
3
(1)请根据电路图,用笔画线表示导线,连接图乙所示的实物电路(要求导线不能交叉);
(2)连接好电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑片,电压表的示数约为3V保持不变,电流表的示数几乎为零,则电路的故障可能是 (选填“定值电阻R短路”“定值电阻R断路”或“滑动变阻器断路”);
(3)排除故障后,将多次实验测得的数据记录在表格中,请根据表格中的数据,在图丙的坐标图中画出定值电阻R的I-U图像;
(4)分析图像可知,电阻一定时,电流与电压成 比。
【答案】定值电阻R断路 正
【解析】滑动变阻器一上一下的串联在电路中,如下所示:
若定值电阻R短路,电路为通路,电流表有示数,电压表无示数,不符合题意;
若定值电阻R断路,电流表没有示数,电压表与电源连通测电源电压,电压表指针有明显偏转,符合题意;
若滑动变阻器断路,则两表都没有示数,不符合题意;
根据表格数据描点画出图像,如下所示:
因电流随电压的变化图像为过原点的直线,根据图像可知,当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比。
6. (2025沈阳一模)实验室里有一个标识不清的定值电阻,小亮设计实验进行测量(电源为两节干电池)。
(1)根据公式___________可知,通过对电流和电压的测量来间接测出导体的电阻。请用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整(导线不得交叉);___________
(2)连接电路时,开关应_______,滑动变阻器的滑片P应放在________(选填“A”或“B”)端。闭合开关,电压表示数接近电源电压,电流表无示数。经检查电流表及各接线处均完好,则电路的故障可能是________;
(3)排除故障后闭合开关,移动滑片使电压表示数为2.4V,电流表示数如图乙所示为________A,则电阻为_______Ω。小亮把该数据作为本实验的最终结果,请你做出评价或建议:_________。
【答案】 (1)
(2)断开 B 定值电阻断路
(3) 0.30 8 只测量一次数据就得出了未知电阻的阻值,误差较大
【解析】(1)测量未知电阻的阻值,需要测量未知电阻两端的电压和通过的电流,然后通过公式计算电阻的阻值。
测量电阻的阻值时,电源、开关、滑动变阻器、待测电阻、电流表串联,电压表与待测电阻并联,如图所示:
(2)为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态;闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于最大阻值处,由图可知,滑片应置于B端。
闭合开关,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,说明与电压表并联的定值电阻断路。
(3)由图乙可知,电流表的量程为0~0.6A;分度值为0.02A,因此示数为0.3A。
因此定值电阻的阻值为
只测量一次数据就得出了未知电阻的阻值,误差较大,因此应改变电阻两端的电压,测量多组数据,对测得的阻值求平均值,减小误差。
7. (2025营口一模)小明探究铅笔芯的电阻大小与长度的关系时,找来一支铅笔芯,测量其长度,并用两枚金属回形针夹住其两端进行实验。
(1)图甲是测铅笔芯电阻的电路,请用笔画线代替导线将其连接完整。
①闭合开关,发现两电表均无示数,为排查故障他将电压表改接在变阻器两端,发现电压表有示数,则电路故障可能是 。
②排除故障,移动滑片P,电流表示数为0.14A时,电压表示数如图乙,为 V,测出的电阻
为 Ω。
(2)移动回形针,改变并测量铅笔芯接入电路的长度,实验时发现电流表损坏,他又设计了图丙电路测量电阻。
①正确连好电路,闭合开关S,将开关S1先拨至b。移动滑动变阻器滑片P,使电压表示数为U。
②再将S1拨至a,调节电阻箱旋钮至图丁位置,观察到电压表示数略大于U,他把“×1”档的旋钮又旋了一格,发现电压表示数略小于U,此时他 (选填“应”或“不应”)再调节滑动变阻器,以使电压表的示数恰好为U。
③推断铅笔芯接入电路的阻值 (填写范围)。
(3)小明由上述两次实验,得出铅笔芯电阻与长度的关系。请评价他在探究过程中的不足之处: 。
【答案】(1)如图所示; ①变阻器断路; ②2.8; 20; (2)②不应; ③14Ω<R铅<15Ω; (3)第一次只测了一组数据,具有偶然性、误差大; 第二次不能测出铅笔芯具体的阻值,只能是一个范围值
【解析】(1)根据测量电阻的要求,铅笔芯应串联接入电路,由题图甲,开关的右接线柱连接铅笔芯的右边的金属回形针。根据电源电压2节干电池(3V),则电压表的“3”接线柱连接铅笔芯的右边金属回形针:
①由题意,将电压表改接在变阻器两端,电压表有示数,说明此时电压表能与电源正负极相连通,故电路故障可能是变阻器断路;
②根据电压表应用的“3V”量程,乙图电压表的读数为2.8V,由欧姆定律,测出电阻为:
R===20Ω;
(2)如题图丙,当S闭合,S1拨至b时,R铅与滑动变阻器R串联,电压表测R铅两端的电压。再将S1拨至a,电阻箱R0与滑动变阻器R串联,电压表测R0两端的电压。如题图丁,电阻箱读数为15Ω,电压表的示数大于U,根据串联电路的分压原理可得:R铅<15Ω;当把“×1”挡旋转一格,即电阻箱接入的阻值为14Ω或16Ω,电压表的示数小于U,则电阻箱接入的阻值为14Ω,得R铅>14Ω,此时不能调节滑动变阻器,故铅笔芯接入的阻值是14Ω<R铅<15Ω;
(3)第一次实验,只测了一组数据,就测出铅笔芯的阻值,使误差太大,应多测出几组数据,分别计算出铅笔芯的阻值,最后计算平均值;第二次实验,电阻箱接入电路的阻值是跳跃的,只能测出铅笔芯阻值的一个范围,不能测出具体的阻值。
8. (2025大连一模)利用如图甲所示电路测量小灯泡正常发光时的电阻,己知电源电压为6V,R0的阻值为10Ω,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路正确连接,导线不要交叉_______,闭合开关前,需将滑片移至左端;
(2)闭合开关移动滑片,发现小灯泡不发光,电压表Vl示数接近电源电压,电压表V2无示数(接线均完好,导线无断路),故障原因可能是_______;
(3)排除故障后,闭合开关移动滑片,电压表V2示数如图乙所示,此时通过小灯泡的电流为_______A;
(4)继续移动滑片,当电压表Vl示数为5V时,小灯泡正常发光,此时小灯泡的电阻为_______Ω。
【答案】 (1) (2)小灯泡断路
(3) 0.15 (4)10
【解析】(1)滑动变阻器要串联在被测电路中,接线柱要“一上一下连接”,如图所示
闭合开关前,需将滑动变阻器置于阻值最大端,也就滑动变阻器的最左端。
(2)由实物图可知,定值电阻R0、灯泡、滑动变阻器三者串联,电压表Vl测R0与灯泡两端的电压,电压表V2测R0两端的电压,闭合开关移动滑片,发现小灯泡不发光,电压表Vl示数接近电源电压,电压表V2无示数,说明电路出现了断路故障,若R0断路,则电压表Vl与电压表V2示数都接近电源电压,不符合题意;若灯泡断路,则电压表Vl串联在电路中测电源电压,电压表V2测导线,导线电压为0,满足题意;若滑动变阻器断路,则电压表Vl与电压表V2示数都为0,不满足题意。综上所述,电路故障是灯泡断路。
(3)由乙图可知,电压表接的是0~3V的量程,分度值为0.1V,指针所指位置的示数为1.5V,所以电 压表V2示数为1.5V;由欧姆定律可知,此时通过小灯泡的电流为
(4)由实物图可知,电压表Vl测R0与灯泡两端的电压,当电压表Vl示数为5V时,小灯泡正常发光,依题意可知,小灯泡正常发光时,额定电压为2.5V,则R0两端的电压为
由串联分压原理可知,灯泡正常发光时的阻值为
9. (2025锦州一模)某同学利用如图所示的电路测量一待测电阻的阻值,图中电源电压恒为6V,滑动变阻器的最大阻值为。
(1)正确连接电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至_______端(选填“A”或“B”);
(2)实验过程中向左移动滑片P,变阻器接入电路的电阻______,电压表的示数_______(选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)实验中测量多组电压和电流值的目的是_________;
(4)若为,在保证电路安全的情况下,滑动变阻器连入电路的阻值范围是________。
【答案】(1)A (2)变小 变大 (3)多次测量取平均值减小误差 (4)10~50Ω
【解析】(1)为了保护电路,闭合开关前,应将变阻器的滑片移至阻值最大处,即A端。
(2)实验过程中向左移动滑片P,变阻器接入电路的电阻变小,所以变阻器分压变小,由串联电路电压的规律可知定值电阻两端的电压变大,电压表示数变大。
(3)该实验进行多次测量,求出多组电压与电流值,由欧姆定律求出电阻值,然后求平均值,可以减小误差。
(4)电压表的量程是0~3V,当电压表的示数为3V时,通过电路的电流最大,变阻器连入电路的电阻最小,电路中的电流
由串联电路电压的规律和欧姆定律得到变阻器的最小阻值
滑动变阻器的最大阻值为,滑动变阻器连入电路的最大阻值是50Ω,在保证电路安全的情况下,滑动变阻器连入电路的阻值范围是10~50Ω。
10. (2025大连一模)某物理实验小组在“测量小灯泡电功率”的实验中,选用器材连接了如图甲所示的电路,其中电源电压恒为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V。
(1)所有元件均完好,正确连接电路,将滑动变阻器的阻值调到最大,闭合开关,发现电流表和电压表均有示数,小灯泡不发光,原因是: 。
(2)三次实验记录如下表,在完成第1次实验后,要测量小灯泡的额定功率,则需将滑动变阻器的滑片向 (选填“A”或“B”)端移动,直到电压表示数为2.5V,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
实验次数
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
灯泡亮暗情况
1
1.4
0.20
0.28
较暗
2
2.5
正常发光
3
2.8
0.30
0.84
很亮
(3)实验小组根据三次实验数据分别算出对应的阻值,取三次阻值的平均值作为小灯泡的电阻值,他们的做法是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是: 。
(4)另一组的同学设计了如图丙所示的实验电路,测出了小灯泡的额定功率。电源电压未知但恒定不变,小灯泡的额定电压为U额,R1和R2为滑动变阻器,R1的最大阻值为R0,实验步骤如下:
①闭合开关S、S1,断开开关S2,调节R1的阻值,使电压表的示数为U额;
②闭合开关S、S2,断开开关S1,保持R1的阻值不变,调节R2的阻值,使电压表的示数为U额;
③保持R2的阻值不变,将R1的滑片P调至最左端,记下电压表的示数U1,再将R1的滑片P调至最右端,记下电压表的示数U2,则小灯泡的额定功率P额= 。(用U额、U1、U2、R0表示)
【答案】 (1)滑动变阻器接入电路中的阻值太大 (2)B 0.7 (3)错误 灯丝电阻随温度变化而变化,求平均值无意义 (4)
【解析】(1)由题意可知,电流表和电压表均有示数,说明电路为通路,小灯泡不发光,说明小灯泡的实际功率很小,电路中的电流较小,这是因为滑动变阻器接入电路中的阻值太大。
(2)由表中数据可知,在第一次实验中,灯泡两端的电压为1.4V,小于灯泡的额定电压2.5V,所以应该增加灯泡两端的电压,根据串联电路电压的规律可知,应减少滑动变阻器两端电压,由分压原理可知,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小,所以滑片应该向B端移动,直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V。
由图可知,电流表选用的是小量程,分度值为0.02A,根据指针所在的位置可知,电流表的示数为0.28A,所以小灯泡的额定功率为
P额=U额I额=2.5V×0.28A=0.7W
(3)由于灯泡在不同的电压下的灯丝的电阻值不同,所以取平均值没有意义,故他们的做法是错误的。
(4)闭合开关S、S1,断开开关S2,调节R1的阻值,使电压表的示数为U额,此时灯泡正常发光;闭合开关S、S2,断开开关S1,保持R1的阻值不变,调节R2的阻值,使电压表的示数为U额,由于R1的阻值不变,当R2两端的电压等于灯泡正常发光时的电压U额时,根据等效替代法可知,R2连入电路中的电阻大小等于小灯泡正常发光时的电阻RL的大小;保持R2的阻值不变,将R1的滑片P调至最左端,记下电压表的示数U1,再将R1的滑片P调至最右端,记下电压表的示数U2,在将R1的滑片P调至最左端时,R1接入电路中的电阻为R0,所以电压表的示数U1,即为R2两端的电压,在将R1的滑片P调至最右端时,R1接入电路中的电阻为0,电压表的示数为U2等于电源电压,根据串联电路分压原理可得
解得
因此灯泡的电阻
所以小灯泡的额定电压为
11. (2025葫芦岛一模)小志同学在“测量小灯泡电功率”实验中,用到的器材有:新干电池两节、小灯泡(标有0.3A)1只、电流表1只、电压表1只、滑动变阻器1只、开关1支,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中将实验电路连接完整(要求滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变小);________
(2)连接好电路,闭合开关,发现灯不亮,电流表无示数,电压表示数接近3V,造成这一现象的原因可能是________(选填序号);
①小灯泡短路; ②小灯泡开路; ③滑动变阻器短路; ④滑动变阻器开路
(3)排除故障,进行实验,当电流表的示数如图乙时,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片P向______(选填“A”或“B”)端移动,当电流表示数达到0.3A时,电压表的示数如图丙,则小灯泡的额定功率为______W;
(4)小刚用相同的器材进行该实验时发现电压表损坏,他找来一只阻值为R0的定值电阻,设计了如图丁所示的电路,也可测出小灯泡的额定功率,主要的操作步骤如下:
①把电流表接在a处,闭合开关,调节滑片P,使电流表的示数为I额;
②保持滑片P的位置不变,断开开关,把电流表接在b处,闭合开关,读出电流表的示数为I;
③计算得出小灯泡的额定功率P额=_______(用R0、I额、I表示)。
【答案】 (1) 见解析 (2)② (3)A 0.75 (4)
【解析】(1)因电源为两节新干电池,则电源电压为3V,故电压表选择小量程,要求
滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变小,则此时滑动变阻器接入电路中的阻值应变大,故滑动变阻器应接入左下接线柱,电路连接如下图所示
(2)闭合开关,发现灯不亮,电流表无示数,则电路中可能存在开路,而电压表示数接近3V,故可知电压表与电源接通,则与电压表并联的部分出现开路,即小灯泡开路,故选②。
(3)因电流表选择小量程,故电流表的分度值为0.02A,由图乙可知,电流表的示数为0.14A,因小灯泡的额定电流为0.3A,故为了测量小灯泡的额定功率,应增大通过小灯泡的电流,故应减小滑动变阻器接入电路中的阻值,则应将滑动变阻器的滑片P向A端移动。
因电压表选择小量程,分度值为0.1V,故由图丙可知,电压表的示数为U=2.5V,由P=UI可得,小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
(4)③由电路图可知,小灯泡L与定值电阻R0并联,由步骤①可知,把电流表接在a处,闭合开关,调节滑片P,使电流表的示数为I额,则此时小灯泡正常工作,电流表的示数为流过小灯泡支路的电流,此时定值电阻两端电压等于小灯泡的额定电压,由步骤②可知,保持滑片P的位置不变,断开开关,把电流表接在b处,闭合开关,读出电流表的示数为I,此时电流表测干路电流,故由并联电路的电流规律可得,流过定值电阻R0的电流为
I0=I-I额
此时定值电阻两端电压等于小灯泡的额定电压,由欧姆定律可得
U额=U0=I0R0=(I-I额)R0
故由P=UI可得,小灯泡的额定功率为
P额=U额I额=(I-I额)R0I额
12. (2024广西)小明用标有“2.5V”字样的小灯泡做“测量小灯泡的电功率”实验,设计了如图甲所示的电路图。
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于________(选填“a”或“b”)端,闭合开关后,发现小灯泡不亮,则电路故障可能是滑动变阻器________(选填“短路”或“断路”);
(2)排除故障后,某次实验电压表的示数如图乙所示,为________ V;小明测得多组数据,并画出如图丙所示的图像,由图像可知小灯泡正常发光时的电阻为________,小灯泡的额定功率为________W;
(3)图丙的图像是一条曲线的原因是小灯泡的电阻随温度升高而________(选填“增大”或“减小”)。
(4)受到上述实验的启发,为测量高温物体的温度,小明将图甲电路改装成一个简易的温度传感器。思路如下:将图甲中的小灯泡换成与灯丝同种材料的电阻丝,选择图中一个电表改装为温度显示仪。你建议他选哪个电表?请说明理由(从电表的示数随待测物体的温度变化关系进行阐述)。
答:________
【答案】 (1)b 断路 (2) 1.2 6.25 1 (3)增大 (4)见解析
【解析】(1)为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片应移到阻值最大处,即b端。
闭合开关,灯泡不亮,电路可能断路,则电路故障可能是滑动变阻器断路。
(2)电压表选择小量程,分度值为0.1V,所以电压表示数为1.2V。
由图丙可知,小灯泡正常发光时电流为0.4A,则小灯泡正常发光时的电阻为
根据可知,小灯泡的额定功率为
(3)图丙中,当灯泡电压变大时,通过灯泡的电流也增大,灯泡的功率变大,灯丝温度变高,灯泡的电阻随温度的升高而增大。
(4)温度越高,电阻丝的电阻越大,根据串联电路分压原理可知,电阻丝两端的电压越大,因此选择电压变改装为温度显示仪。
13. (2025大连一模) 小明在课堂上给同学们展示了一个装置如图所示的实验。请完成下列问题:
(1)闭合开关后,标出通电螺线管的N、S极及磁感线的方向( );
(2)闭合开关后,螺线管右侧的小磁针将______(选填序号)
①顺时针旋转90° ②逆时针旋转90° ③顺时针旋转180° ④逆时针旋转180°
(3)要增强此螺线管的磁性,可采用______方法(写出一条即可)。
【答案】(1) 见解析 (2)① (3)增大电路电流
【解析】(1)根据安培定则可判断出,螺线管上电流方向向上,螺线管的左端为N极,右端为S极,磁体外部的磁感线由磁体的N极出发,回到S极,如图所示
(2)已判断出螺线管右端为S极,根据磁极间异名磁极相互吸引的作用规律可知,小磁针顺时针旋转90°,故应选择①。
(3)题干中要增强此螺线管的磁性,说明螺线管已经固定,不可改变螺线管的匝数,若改变匝数就不是此螺线管了,故可采用增大电路电流的方法来增强螺线管的磁性。
14. (2025沈阳一模)实验室备有嵌入螺线管的玻璃板和电源,小明和小亮分别选用铁屑和小磁针来“探究通电螺线管外部磁场的方向”。
(1)小明在螺线管周围的玻璃板上均匀地撒上一层铁屑。给螺线管通电后,轻敲玻璃板,小明观察到螺线管周围铁屑的分布情况如图甲所示。小明的实验说明,通电螺线管外部的磁场和_________外部的磁场相似;
(2)小亮在螺线管周围的玻璃板上整齐、均匀地放置了32个小磁针,如图乙所示。给螺线管通电后,小亮观察到这32个小磁针的指向更接近于下图中的_________。
A. B.
C. D.
(3)小明的实验方案具有明显的不足,其不足之处是_________;
(4)为了弥补小明实验方案的不足,请提出一条改进建议:_________。
【答案】(1)条形磁体(2)B(3)无法判断出(通电螺线管外部)磁场的方向(4)增加小磁针
【解析】(1)通电后小磁针的指向如图甲所示,说明通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似;
(2)在图中,根据周围小磁针N极指向与该点磁感线方向一致,在通电螺线管外部,磁感线是从北极发出,最后回到南极,只有B图所示小磁针N极指向一致,左侧小磁针N极都指向外侧,右侧小磁针N极都指向内侧,其它三个图示小磁针N极指向均有不同方向之处;
(3)根据安培定则,右手握住螺线管,四指指向电流的方向,大拇指指向螺线管的那一端,是电磁铁N极,另一端为S极;但此方案中无法从图示判断出电流的方向确定四指指向,且铁屑静止时也不能够通过铁屑的分布判断通电螺线管外部磁场的方向,故无法判断出通电螺线管外部磁场的方向;
(4)根据周围小磁针N极指向与该点磁感线方向一致,在通电螺线管外部,磁感线是从北极发出,最后回到南极,小磁针与铁屑相比,能更好地显示出各点的磁场方向,增加小磁针,把小磁针放到螺线管四周不同位置,螺线管通电后,小磁针N极所指的方向就是该点的磁场方向。
15. (2025辽宁丹东一模)如图,在“探究什么情况下磁可以生电”实验中:
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
…
(1)比较1、2(或1、3)实验想象可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做_____运动时,导体中就产生电流;
(2)要使感应电流方向发生改变,可采取的具体措施是:_______;(选填字母)
A.使用磁性更强的磁体
B.保持磁体静止,只改变导体水平运动的方向
C.上下调换磁极,同时改变导体水平运动的方向
(3)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:
(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】 (1)切割磁感线 (2)B (3)机械 (4)电源
【解析】(1)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。
(2)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,如果上下调换磁极,同时改变导体水平运动的方向,感应电流的方向不会发生变化。
故选B。
(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,所以是机械能转化为电能。
(4)如果将电流表换成电源,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。
16. (2025辽宁锦州一模)在测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率实验中,电源是三节新干电池。
(1)请用笔画线代替导线,将图的电路连接完整;( )
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于___________(选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关,移动滑片,当电压表的示数为___________ V时,小灯泡正常发光,读出电流表示数,可测得额定功率;
(4)继续移动滑片,电压表示数如图所示,为___________ V,此时电流表示数为0.24 A,小灯泡的实际功率为___________W;为了研究小灯泡发光情况与电功率的关系,除了表中记录的电表示数和电功率,还需要增加记录的内容是___________ ;
实验次数
电压U/V
电流I/A
电功率P/ W
1
2.5
026
2
0.24
3
2.8
028
(5)分析实验数据可以发现,小灯泡两端的电压越高,它的实际功率___________ ;
(6)完成上述实验后,某小组设计了图所示的电路,用原来的电源和电压表测量原小灯泡的额定功率。方案如下:
①把定值电阻R0接入电路,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光;
②保持滑片位置不变,将电压表改接在R0两端,读出电压表示数;
③算出小灯泡的额定功率。
现有阻值为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻,为了能测出小灯泡的额定功率,结合题中的数据分析,定值电阻R0应选___________Ω的。
【答案】 (1) (2)左 (3)2.5 (4)2.2 0.528 小灯泡的亮度 (5)越大 (6) 5
【解析】(1)本实验是为了测量小灯泡的电功率,所以滑动变阻器使用“一上一下”的接线柱串联接入电路,电压表并联在小灯泡两端,因为小灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表的量程选择0~3V,如图所示:
(2)闭合开关前,为了保护电路,滑片应位于滑动变阻器的阻值最大处,根据电路图可知,下接线柱接在了右端,所以滑动变阻器的滑片应置于左端。
(3)闭合开关,移动滑片,当电压表的示数为小灯泡的额定电压,即2.5V时,小灯泡正常发光,读出电流表示数,根据电功率公式可测得额定功率。
(4)如图所示,因为电压表的量程选择的是0~3V,所以根据指针所在的位置可得,电压表的示数为2.2V。
当电压表的示数为2.2V时,电流表的示数为0.24A,根据电功率公式可测得小灯泡的实际功率为
因为研究的是小灯泡发光情况与电功率的关系,所以还需要增加记录的内容是:小灯泡的亮度。
(5)由表格可知,小灯泡两端电压越大,通过小灯泡电流越大,由公式可知,小灯泡的实际功率越大。
(6)当小灯泡正常发光时
因为使用的还是原来的小灯泡,所以根据表格可知,小灯泡正常发光时,通过小灯泡的电流为0.26A,又因为使用的还是原来的电源,所以此时R0两端的最大电压为
根据欧姆定律可得R0的最大阻值为
故R0应选5Ω的。
17. (2025辽宁丹东一模)小志同学在“测量小灯泡电功率”实验中,用到的器材有:新干电池两节、小灯泡(标有0.3A)1只、电流表1只、电压表1只、滑动变阻器1只、开关1支,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中将实验电路连接完整(要求滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变小);
(2)连接好电路,闭合开关,发现灯不亮,电流表无示数,电压表示数接近3V,造成这一现象的原因可能是________(选填序号);
①小灯泡短路; ②小灯泡开路; ③滑动变阻器短路; ④滑动变阻器开路
(3)排除故障,进行实验,当电流表的示数如图乙时,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片P向______(选填“A”或“B”)端移动,当电流表示数达到0.3A时,电压表的示数如图丙,则小灯泡的额定功率为______W;
(4)小刚用相同的器材进行该实验时发现电压表损坏,他找来一只阻值为R0的定值电阻,设计了如图丁所示的电路,也可测出小灯泡的额定功率,主要的操作步骤如下:
①把电流表接在a处,闭合开关,调节滑片P,使电流表的示数为I额;
②保持滑片P的位置不变,断开开关,把电流表接在b处,闭合开关,读出电流表的示数为I;
③计算得出小灯泡的额定功率P额=_______(用R0、I额、I表示)。
【答案】 (1)
(2)② (3)A 0.75 (4)
【解析】(1)因电源为两节新干电池,则电源电压为3V,故电压表选择小量程,要求滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变小,则此时滑动变阻器接入电路中的阻值应变大,故滑动变阻器应接入左下接线柱,电路连接如下图所示
(2)闭合开关,发现灯不亮,电流表无示数,则电路中可能存在开路,而电压表示数接近3V,故可知电压表与电源接通,则与电压表并联的部分出现开路,即小灯泡开路,故选②。
(3)因电流表选择小量程,故电流表的分度值为0.02A,由图乙可知,电流表的示数为0.14A,因小灯泡的额定电流为0.3A,故为了测量小灯泡的额定功率,应增大通过小灯泡的电流,故应减小滑动变阻器接入电路中的阻值,则应将滑动变阻器的滑片P向A端移动。
因电压表选择小量程,分度值为0.1V,故由图丙可知,电压表的示数为U=2.5V,由P=UI可得,小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
(4)③由电路图可知,小灯泡L与定值电阻R0并联,由步骤①可知,把电流表接在a处,闭合开关,调节滑片P,使电流表的示数为I额,则此时小灯泡正常工作,电流表的示数为流过小灯泡支路的电流,此时定值电阻两端电压等于小灯泡的额定电压,由步骤②可知,保持滑片P的位置不变,断开开关,把电流表接在b处,闭合开关,读出电流表的示数为I,此时电流表测干路电流,故由并联电路的电流规律可得,流过定值电阻R0的电流为
I0=I-I额
此时定值电阻两端电压等于小灯泡的额定电压,由欧姆定律可得
U额=U0=I0R0=(I-I额)R0
故由P=UI可得,小灯泡的额定功率为
P额=U额I额=(I-I额)R0I额
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