内容正文:
猜押12 实验题(18-20题)电学和磁学实验
猜押考点
3年安徽真题
考情分析
押题依据
探究电流与电压的关系
2024
重点考查滑动变阻器调节对电流、电压的影响,要求绘制I-U图像并分析数据偏差。
安徽中考近3年实验题中,电学实验占比40%,2024年真题已考滑动变阻器对电流的控制,2025年可能结合“半导体材料导电性”设计新情境(如热敏电阻阻值随温度变化对电流的影响)
伏安法测小灯泡电阻和电功率的实验
2023
故障分析(如电压表无示数判断断路位置)、滑动变阻器阻值计算。
2023年真题强调实际功率与额定功率的区别,2025年可能结合“LED灯节能特性”设计多组数据对比(如不同电压下电阻变化)
伏安法测电阻的实验
2022
新增“等效替代法”测电阻,对比传统伏安法优缺点。基础实验,重点考查电表量程选择及读数规范。
2022年真题考查等效替代法,2025年可能新增“电表内接/外接法选择”考点(如电压表分流导致电阻测量值偏小)
1.动态电路分析与故障判断
预测方向:滑动变阻器阻值变化对电流/电压的影响(结合电表量程选择)。电压表无示数或电流表反向偏转的故障分析(如断路、短路判断)。
依据:近3年真题中动态电路占比超40%,2024年新增“光敏电阻控制电路”动态分析。
2.伏安法测电阻与电功率
预测方向:等效替代法测电阻(对比传统伏安法优缺点)。多档位电器功率计算(如电饭煲高/低温档电阻差异)。
依据:2024年真题强调实际功率与额定功率的区别,2025年可能结合“智能温控系统”设计新情境。
3.电磁铁与电动机原理
预测方向:影响电磁铁磁性强弱的因素(线圈匝数、电流大小)。电动机工作原理(通电导体受力、换向器作用)及能量转化。
依据:2024年真题考查电动机原理,2025年或对比“电动机vs发电机”设计差异。
4.电磁感应与发电机原理
预测方向:感应电流产生条件(导体切割磁感线、闭合回路)。发电机输出电压与转速的关系(结合能量转化效率)。
依据:2023年真题已考感应电流方向判断,2025年可能新增“风力发电效率优化”情境。
一、欧姆定律
1.(2025·安徽滁州·一模)如图甲所示,小明测量接线柱AB间镍铬合金丝的电阻。
(1)如图甲,请指出小明在连接电路时,操作中的一处不妥之处: ;
(2)用笔画线代替导线将电路补充完整,使滑动变阻器滑片向右移动电阻增大;
(3)排除故障后,第一次实验中电压表示数为0.5V,电流表的示数如图乙所示,此时合金丝的电阻为 Ω;
(4)继续实验,根据测量需要及时调换电表量程,测得数据如下表所示。
实验序号
1
2
3
4
5
6
7
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
电流I/A
0.16
0.24
0.30
0.37
0.42
0.45
请推测若在该合金丝两端加4V的电压,电流表示数最可能为___________(选填序号)。
A.0.45A B.0.47A C.0.52A
2.(2025·安徽滁州·一模)用图甲所示电路测量小灯泡的电阻。电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器的规格为“30Ω 1.5A”。
(1)连接电路后,闭合开关,小灯泡不亮,电流表和电压表都有较小的示数。无论怎样移动滑片,小灯泡都不发光,两表示数均无变化,其原因可能是________(填选项);
A.小灯泡短路 B.小灯泡断路 C.滑动变阻器接的是下端两个接线柱
(2)排除故障后,正确连接电路如图甲所示,移动滑片到某一位置时,电压表的示数如图乙所示,此时小灯泡两端的电压为 V。要测量小灯泡正常发光时的电阻,应将图甲中滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移动到适当位置;
(3)图丙是根据实验数据绘制成的小灯泡的图像,则小灯泡正常发光时的电阻为 (结果保留一位小数)。
3.(2025·安徽马鞍山·模拟预测)小明利用甲图所示的器材“测量小灯泡的电阻”,其中电源电压恒为3V,小灯泡的额定电流为0.2A。
(1)请用笔画线代替导线,将甲图电路连接完整(要求:滑片P向右移,电路中电流变大,导线不得交叉)。
(2)检查电路连接无误后,闭合开关,移动滑片P,小明发现小灯泡始终不亮,电压表示数接近电源电压,电流表几乎无示数,则故障可能是 。
(3)故障排除后,小明移动滑片P,使小灯泡正常发光,此时电压表的指针位置如图乙所示,由此可知小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。
(4)小明发现在相同情况下,长期使用的灯泡的亮度明显不如规格相同的新灯泡亮。请你帮他分析灯泡变暗的原因可能是: (写出1条即可)。
4.(2025·安徽合肥·一模)在“伏安法测量小灯泡的电阻”实验中:
(1)请用笔画线代替导线,完成图甲实物电路的连接 ;
(2)检查电路连接无误后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于 (选填“A”或“B”)的位置。闭合开关后,灯泡不亮,电压表有示数,电流表指针几乎不动。产生这一现象的原因可能是 ;
(3)故障排除后进行实验,通过移动滑片记录了多组数据,并作出了如图乙所示的图像。已知待测小灯泡的额定电压为2.5V,据图可知小灯泡正常发光时电阻为 Ω(结果保留一位小数)。
5.(2025·安徽合肥·一模)用如图甲所示的电路测量一未知电阻R的阻值,所选电源电压保持不变,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的电路连接完整。要求:滑动变阻器的滑片向B端滑动时,电流表示数变小。
(2)连接好电路后,闭合开关,无论怎样移动滑片,发现电压表示数接近电源电压,而电流表几乎无示数,则故障的原因可能是 (填选项)。
A.滑动变阻器断路 B.电阻R断路 C.电阻R短路
(3)某次测量,电压表和电流表示数如图乙所示,则该次实验测得的电阻阻值为 Ω。
(4)若电流表损坏,小马利用一个定值电阻R0(阻值已知)和剩余的器材,设计了如下图所示的四个电路,其中能测量出未知电阻Rx的阻值的电路是 (填选项)。
A. B. C. D.
6.(2024·安徽宣城·二模)某小组连接如图甲所示的电路测量小灯泡正常发光时的电阻,电源为三节新干电池,待测小灯泡的额定电压为,滑动变阻器的规格为“”。
(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:连线不得交叉,滑动变阻器的滑片P向左移动时接入电路中的阻值变小);
(2)正确连接电路,当电压表示数为时,电流表示数如图乙所示,为 A,则小灯泡正常工作时的电阻为 (结果保留一位小数);
(3)另一组同学在测量额定电压为小灯泡的额定功率时的数据及发光情况如下表。在交流讨论过程中,小组同学发现某次实验中的电流值是编造的。请你判断是哪次 实验。并说明判断的理由 。
实验次数
电压
电流
电功率
灯泡发光情况
1
2.5
0.30
0.75
正常发光
2
3.0
0.50
1.50
比正常发光亮
3
2.0
0.26
0.52
比正常发光暗
7.(2024·安徽宿州·二模)小明同学在“用伏安法测量定值电阻Rx阻值”的实验中,所用的电源电压为3V,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,待测的定值电阻Rx的阻值约为5Ω。
(1)如图甲是小明同学连接的部分电路,请用笔画线代替导线将实物电路连接完整(要求:闭合开关前,需要将变阻器的滑片放到最右端);
(2)小明同学正确连接电路后,移动滑动变阻器的滑片P至不同的位置,记录电流表和电压表的示数,并将每次记录的电流表和电压表的示数填入下表,其中第4次测量中电流表的示数如图乙所示,四次测量中有一次的数值有错误,则有错误的次数是 (填实验次数的序号),待测的定值电阻的阻值约为 Ω(结果保留一位小数)。
实验次数
电压/V
电流/A
1
0.5
0.1
2
0.9
0.2
3
1.3
0.26
4
1.5
8.(2024·安徽六安·模拟预测)如图甲所示是“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验电路,小灯泡的额定电压是3.8V,电源电压为6V,实验时发现电压表0~15V量程已经损坏,在不换电压表的情况下也能完成实验。
(1)请用笔画线代替导线把图甲中电压表接入电路中 ;
(2)正确连接好电路后调节滑动变阻器滑片,当灯泡正常发光时,电流表示数为0.25A,测得灯泡正常发光的电阻为 Ω;
(3)若不用电压表,按图乙所示的连接来测量灯泡发光时的实际功率,电源电压为U,滑动变阻器阻值为R0,操作步骤如下:
①先将滑动变阻器滑片滑到最左端,再闭合开关S、S1,断开开关S2,向右调节滑动变阻器滑片,使灯泡发光,使电流表示数为I1;
② (填开关的通断情况),保持滑动变阻器滑片的位置不变,记下电流表示数I2;则测得小灯泡此时发光的实际功率是 (用所给字母代数式表示)。
9.(2024·安徽合肥·二模)阿牛做“探究电流与电阻关系”实验。
实验器材有:电源(电压恒为6V)、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω各一只)、滑动变阻器(规格 为“30Ω 1A”)、电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)、开关、导线若干。
(1)阿牛连接好如图甲所示的电路,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移到最 (选填 “左”或“右”)端,闭合开关,阿牛发现电压表示数接近电源电压,可能是定值电阻R 出现了 (选填“短路”或“断路”)故障;
(2)排除故障后,多次改变R的阻值,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表示数,得到如图乙所示的电流 I 随电阻R 的变化图象;由图象可得: ;
(3)为了顺利完成本次实验,则定值电阻两端控制的电压 (选填“可以”或“不可以”)选为2V 保持不变。
10.(2024·安徽蚌埠·二模)小杨用如图所示的电路探究电流与电阻的关系。电源电压为8V,滑动变阻器最大阻值为20Ω,实验用到的定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、30Ω,小杨同学顺利地完成了前三次实验,第四次实验没有成功,实验数据如表所示。
实验次数
1
2
3
4
电阻R/Ω
5
10
20
30
电流I/A
0.8
0.4
0.2
(1)开关闭合前滑片应该放在阻值最大端,目的是 ,开关闭合后发现电压表有示数且较大,电流表无示数,故障可能是定值电阻处 ;
(2)分析前三次实验数据,得到结论: ;
(3)老师告诉小杨第四次实验没有成功的原因是控制定值电阻两端的电压不合适,为了使接入5Ω、10Ω、20Ω、30Ω的电阻都能顺利完成实验,应控制定值电阻两端的电压至少为 V。
11.(2024·安徽合肥·二模)在探究“电流与电压关系”的实验中,小明同学选用的器材有:直流电源(电压恒为4.5V)、电流表、电压表、定值电阻R、开关S、导线若干和标有“50Ω 0.5A”字样的滑动变阻器。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整(要求:滑片P向C端移动时,电路中的电流变小,且导线不能交叉) ;
(2)电路连接完整后,闭合开关S后,缓慢移动滑片P时发现电压表无示数,电流表指针正常偏转,则电路故障可能是: (正确写出一种即可);
(3)排除故障后,闭合开关S,移动滑片P,当电流表示数为0.32A时,电压表指针位置如图乙所示,则实验中所使用的定值电阻R= Ω;
(4)爱动脑筋的小明同学利用电压表、旋钮式电阻箱、滑动变阻器、电压保持不变的电源、单刀双掷开关等器材设计了如图丙所示的电路测量未知的定值电阻的阻值。正确连接电路后,实验步骤如下:
①先将开关S拨至1位置,调节变阻器的滑片至某一位置,记下此时电压表的示数;
②再将开关S拨至2位置,调节旋钮式电阻箱的旋钮,使电压表的示数恰好为,记下此时旋钮式电阻箱的示数为,则未知电阻的测量值为 。
二、电功和电功率
12.(2025·安徽合肥·一模)在探究“电流产生的热量跟什么因素有关”的实验中,两个密闭容器中都接有一段电阻丝,接通电路前,两个U形管的液面相均平:
(1)图甲中通电一段时间后,观察到b管内液柱上升的较快,说明: ;
(2)如图乙所示的装置,是探究电流通过导体产生的热量跟 关系;
(3)如图丙、丁所示,电阻R1、R2、R3、R4均为发热电阻。请根据实验结果分析推理:图丙、丁中的最大功率和最小功率均相同,则电阻R1 R3;(选填“>”、“<”或“=”)
13.(2025·安徽合肥·一模)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,电路图如图甲所示,电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)电路连接正确后,闭合开关,小明发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,接下来应进行的操作是______;
A.检查灯泡是否断路 B.检查灯泡是否短路
C.检查开关接触是否良好 D.移动滑动变阻器的滑片
(2)电流表选用小量程,当小灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 W;
(3)小明测出在不同电压下灯泡的电流值,将记录下来的数据描绘成I—U图像,如图丙,则正确的图像为 ;
(4)实验中电流表突然损坏了,为了能测出灯泡的额定功率,小明用一个R0=10Ω的定值电阻代替了电流表,并调节滑动变阻器,使灯泡两端的电压为额定电压时,将电压表并联在R0两端,测出R0两端的电压为U0,则小灯泡的额定功率P额= (用U0、U额、R0表示)。
三、电和磁
14.(2025·安徽合肥·一模)小斌在做“科学探究:怎样产生感应电流”的实验,装置如图所示,蹄形磁体水平放置。
(1)小斌利用此装置进行了多次实验,观察灵敏电流计的指针是否偏转,实验现象如下表:
实验次数
开关状态
磁体运动情况
导体ab运动情况
灵敏电流计指针偏转情况
1
断开
静止
左右运动
不偏转
2
闭合
静止
左右运动
偏转
3
闭合
静止
上下运动
不偏转
4
闭合
静止
前后运动
不偏转
5
闭合
左右运动
静止
分析第1—4次实验得出结论:当闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流。请判断在第5次实验中,灵敏电流计 (选填“偏转”或“不偏转”)。
(2)他想进一步探究感应电流的方向与什么因素有关,于是利用原有实验器材又做了3次实验,实验现象如下表:
实验次数
开关状态
磁极位置
导体ab运动方向
灵敏电流计指针偏转方向
6
闭合
上N下S
向左运动
向右偏转
7
闭合
上S下N
向左运动
向左偏转
8
闭合
上S下N
向右运动
向右偏转
分析6、7、8三次实验可知,感应电流的方向与 方向及导体切割磁感线的方向有关。
15.(2024·安徽合肥·二模)在探究通电螺线管外部磁场方向的实验中:
(1)实验中用小磁针探究磁场方向时,发现小磁针没有标N、S极,请写出一种判断小磁针N、 S 极的做法: ;
(2)在装有螺线管的硬纸板上均匀撒满铁屑,通电后铁屑分布无明显变化,这时需轻敲纸板,观察到铁屑排列情况如图甲所示。可见,通电螺线管外部磁场与 磁体的磁场相似;
(3)阿牛在判断图乙通电螺线管磁极时,错误地用了左手进行判断,四指沿着电流方向握住 通电螺线管,大拇指指向B 端,请你分析此时电流是从螺线管的 (选填“A” 或 “B”)端流入。
16.(2024·安徽·模拟预测)在“探究导体在磁场中产生电流的条件”的实验中。
(1)如图甲所示,导体ab向右运动,电流表指针不发生偏转,这是因为 ;
(2)如图乙所示,导体ab在蹄形磁体中竖直向下运动,电流表指针 (选填“偏转”或“不偏转”);
(3)如图丙所示,导体ab水平向左运动,电流表指针发生偏转,说明电路中有 产生;
(4)产生感应电流时, 相当于电源。
17.(2024·安徽滁州·二模)某实验小组探究“通电螺线管外部磁场的特点”。
(1)将螺线管安装在一块有机玻璃板上,连入电路中,如图甲所示。在板面上均匀地洒满铁屑,通电后,闭合开关并轻敲玻璃板面,观察到铁屑分布规律不明显,则接下来应进行的操作是 ;
(2)在通电螺线管两端分别放一个小磁针,小磁针静止时如图乙所示,如果想让小磁针旋转后静止,接下来的操作是 。
四、电压和电阻
18.(2025·安徽合肥·一模)在“探究电流与电阻的关系”的实验中,提供的器材有:电源(电压6V)、定值电阻(、、、、)、滑动变阻器()、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,电流表的示数变小 。
(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,在图乙中标出指针的位置,记录数据;将电阻换成,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,究其原因是 ;进一步分析数据,可得出结论是: 。
19.(2025·安徽滁州·一模)如图甲所示为“测量小灯泡额定功率”的实验装置,已知小灯泡标有“2.5V”字样。
(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灯泡变亮)。
(2)在检查电路无误后进行实验,当电压表的示数如图乙时,为了测量小灯泡正常发光的电阻,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,同时眼睛注意观察 (选填“电压表”“电流表”或“灯泡”),直至灯泡正常发光。
(3)通过移动滑动变阻器的滑片P,进行多次测量记录数据,并绘制U-I图像如图丙所示,由此可得小灯泡的额定功率为 W。
五、电流和电路
20.(2024·安徽阜阳·二模)小明和小宇测未知电阻R的阻值时,设计了如图甲所示的电路图.选取的实验器材:两节干电池、电流表、电压表及导线若干,滑动变阻器的规格为“20Ω 0.6A”。
(1)连接电路时,开关断开是防止因电路 (选填“短路”或“断路”)造成电流过大而损坏电路元件;
(2)实验过程中,闭合开关S,发现电压表示数为3.0V,电流表示数几乎为零,为了继续实验,小明接下来要进行的实验操作是: ;
(3)某次实验中,电压表示数为2.4V时,电流表的示数如图乙所示,则该次实验测得未知电阻的阻值为 Ω;
(4)小宇将实验中测得的数据绘制成图丙中的A、B、C三点并连线,断开开关后发现电流表未调零,他利用测量数据求得电流表接入电路前指针所指的刻度值为 A。
7 / 8
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$$
猜押12 实验题(18-20题)电学和磁学实验
猜押考点
3年安徽真题
考情分析
押题依据
探究电流与电压的关系
2024
重点考查滑动变阻器调节对电流、电压的影响,要求绘制I-U图像并分析数据偏差。
安徽中考近3年实验题中,电学实验占比40%,2024年真题已考滑动变阻器对电流的控制,2025年可能结合“半导体材料导电性”设计新情境(如热敏电阻阻值随温度变化对电流的影响)
伏安法测小灯泡电阻和电功率的实验
2023
故障分析(如电压表无示数判断断路位置)、滑动变阻器阻值计算。
2023年真题强调实际功率与额定功率的区别,2025年可能结合“LED灯节能特性”设计多组数据对比(如不同电压下电阻变化)
伏安法测电阻的实验
2022
新增“等效替代法”测电阻,对比传统伏安法优缺点。基础实验,重点考查电表量程选择及读数规范。
2022年真题考查等效替代法,2025年可能新增“电表内接/外接法选择”考点(如电压表分流导致电阻测量值偏小)
1.动态电路分析与故障判断
预测方向:滑动变阻器阻值变化对电流/电压的影响(结合电表量程选择)。电压表无示数或电流表反向偏转的故障分析(如断路、短路判断)。
依据:近3年真题中动态电路占比超40%,2024年新增“光敏电阻控制电路”动态分析。
2.伏安法测电阻与电功率
预测方向:等效替代法测电阻(对比传统伏安法优缺点)。多档位电器功率计算(如电饭煲高/低温档电阻差异)。
依据:2024年真题强调实际功率与额定功率的区别,2025年可能结合“智能温控系统”设计新情境。
3.电磁铁与电动机原理
预测方向:影响电磁铁磁性强弱的因素(线圈匝数、电流大小)。电动机工作原理(通电导体受力、换向器作用)及能量转化。
依据:2024年真题考查电动机原理,2025年或对比“电动机vs发电机”设计差异。
4.电磁感应与发电机原理
预测方向:感应电流产生条件(导体切割磁感线、闭合回路)。发电机输出电压与转速的关系(结合能量转化效率)。
依据:2023年真题已考感应电流方向判断,2025年可能新增“风力发电效率优化”情境。
一、欧姆定律
1.(2025·安徽滁州·一模)如图甲所示,小明测量接线柱AB间镍铬合金丝的电阻。
(1)如图甲,请指出小明在连接电路时,操作中的一处不妥之处: ;
(2)用笔画线代替导线将电路补充完整,使滑动变阻器滑片向右移动电阻增大;
(3)排除故障后,第一次实验中电压表示数为0.5V,电流表的示数如图乙所示,此时合金丝的电阻为 Ω;
(4)继续实验,根据测量需要及时调换电表量程,测得数据如下表所示。
实验序号
1
2
3
4
5
6
7
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
电流I/A
0.16
0.24
0.30
0.37
0.42
0.45
请推测若在该合金丝两端加4V的电压,电流表示数最可能为___________(选填序号)。
A.0.45A B.0.47A C.0.52A
【答案】(1)连接电路前,开关闭合
(2)
(3)6.25
(4)B
【解析】(1)为了保护电路,连接电路时,开关应断开,根据甲图知,开关是闭合的。
(2)滑动变阻器要“一上一下”串联接入电路,要使滑动变阻器滑片向右移动电阻增大,故应将左下接线柱接入电路,如图所示:
(3)由图可知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.08A,所以此时合金丝的电阻为
(4)根据表中数据分析可知,当合金丝两端的电压超过2V时,随着电压的继续变大,电流也在继续变大,但电压与电流不再成正比,且这个比值(电阻)越来越大,故当电压为4V时,合金丝的电阻比电压为3.5V时的电阻要大一些,根据欧姆定律计算可知,当电压为3.5V时,电阻为
所以,当电压为4V时,电流应该小于
所以当电压为4V时,电流大于0.45A,小于0.51A,此时电流可能为0.47A,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
2.(2025·安徽滁州·一模)用图甲所示电路测量小灯泡的电阻。电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器的规格为“30Ω 1.5A”。
(1)连接电路后,闭合开关,小灯泡不亮,电流表和电压表都有较小的示数。无论怎样移动滑片,小灯泡都不发光,两表示数均无变化,其原因可能是________(填选项);
A.小灯泡短路 B.小灯泡断路 C.滑动变阻器接的是下端两个接线柱
(2)排除故障后,正确连接电路如图甲所示,移动滑片到某一位置时,电压表的示数如图乙所示,此时小灯泡两端的电压为 V。要测量小灯泡正常发光时的电阻,应将图甲中滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移动到适当位置;
(3)图丙是根据实验数据绘制成的小灯泡的图像,则小灯泡正常发光时的电阻为 (结果保留一位小数)。
【答案】(1)C
(2) 1.5 右
(3)8.3
【解析】(1)连接电路后,闭合开关,小灯泡不亮,电流表、电压表都有示数,电路为通路,电路的电流较小,说明电路的总电阻较大,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,灯泡都不发光,两电表示数均无变化,则变阻器不能起到变阻的作用,且电路电阻较大,产生这一现象的原因是连接变阻器时,将下端两接线柱连入了电路中,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(2)[1][2]由图乙可知,电压表选择0~3V的量程,分度值是0.1V,电压表的示数示数1.5V。小于灯泡的额定电压2.5V,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压的规律,应减小滑动变阻器两端的电压,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,故滑片向右移动,直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V。
(3)由图丙可知,灯在额定电压2.5V时的电流为0.3A,小灯泡正常发光时的电阻为
3.(2025·安徽马鞍山·模拟预测)小明利用甲图所示的器材“测量小灯泡的电阻”,其中电源电压恒为3V,小灯泡的额定电流为0.2A。
(1)请用笔画线代替导线,将甲图电路连接完整(要求:滑片P向右移,电路中电流变大,导线不得交叉)。
(2)检查电路连接无误后,闭合开关,移动滑片P,小明发现小灯泡始终不亮,电压表示数接近电源电压,电流表几乎无示数,则故障可能是 。
(3)故障排除后,小明移动滑片P,使小灯泡正常发光,此时电压表的指针位置如图乙所示,由此可知小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。
(4)小明发现在相同情况下,长期使用的灯泡的亮度明显不如规格相同的新灯泡亮。请你帮他分析灯泡变暗的原因可能是: (写出1条即可)。
【答案】(1)
(2)小灯泡断路
(3)12.5
(4)灯丝电阻变大
【解析】(1)滑片P向右移,电路中电流变大,说明滑动变阻器阻值变小,故滑动变阻器选用右下端接线柱与开关串联在电路中。如图所示:
(2)检查电路连接无误后,闭合开关,移动滑片P,小明发现小灯泡始终不亮,电流表几乎无示数,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,即故障可能是小灯泡断路。
(3)故障排除后,小明移动滑片P,使小灯泡正常发光,此时电压表的指针位置如图乙所示,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为2.5V,则小灯泡正常发光时的电阻为
(4)影响电阻大小的因素有导体的材料、长度、横截面积和温度。灯泡长期使用,灯丝由于表面升华而变细,在材料和长度不变的情况下,灯丝的横截面积越小,灯丝电阻越大,根据可知,会导致小灯泡在额定电压下工作时的实际功率小于额定功率,造成灯泡的亮度变暗。
4.(2025·安徽合肥·一模)在“伏安法测量小灯泡的电阻”实验中:
(1)请用笔画线代替导线,完成图甲实物电路的连接 ;
(2)检查电路连接无误后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于 (选填“A”或“B”)的位置。闭合开关后,灯泡不亮,电压表有示数,电流表指针几乎不动。产生这一现象的原因可能是 ;
(3)故障排除后进行实验,通过移动滑片记录了多组数据,并作出了如图乙所示的图像。已知待测小灯泡的额定电压为2.5V,据图可知小灯泡正常发光时电阻为 Ω(结果保留一位小数)。
【答案】(1)
(2) B 灯泡断路
(3)8.3
【解析】(1)电源电压为3V,所以电压表应选择0~3V量程与灯泡并联,实物电路连接如图所示:
(2)[1]为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于阻值最大处,即B的位置。
[2]灯泡不亮,电流表指针几乎不动,说明电路有断路,电压表有示数,说明电压表两接线柱到电源间是通路,所以故障的原因可能是灯泡断路了。
(3)灯泡电压等于额定电压2.5V时正常发光,由图像知,此时通过灯泡的电流为0.3A,则小灯泡正常发光时电阻为
5.(2025·安徽合肥·一模)用如图甲所示的电路测量一未知电阻R的阻值,所选电源电压保持不变,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的电路连接完整。要求:滑动变阻器的滑片向B端滑动时,电流表示数变小。
(2)连接好电路后,闭合开关,无论怎样移动滑片,发现电压表示数接近电源电压,而电流表几乎无示数,则故障的原因可能是 (填选项)。
A.滑动变阻器断路 B.电阻R断路 C.电阻R短路
(3)某次测量,电压表和电流表示数如图乙所示,则该次实验测得的电阻阻值为 Ω。
(4)若电流表损坏,小马利用一个定值电阻R0(阻值已知)和剩余的器材,设计了如下图所示的四个电路,其中能测量出未知电阻Rx的阻值的电路是 (填选项)。
A. B. C. D.
【答案】(1)
(2)B
(3)5
(4)D
【解析】(1)实验中,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻的电压,电流表测量电路电流。滑动变阻器的滑片向B端滑动时,电流表示数变小,说明此时变阻器接入电路中的电阻变大,则变阻器的A接线柱接入电路中,如图所示:
(2)连接好电路后,闭合开关,无论怎样移动滑片,发现电压表示数接近电源电压,而电流表几乎无示数,说明电压表与电源相连接,电路可能出现断路现象,导致电路中没有电流,则故障的原因可能是与电压表并联的电阻R断路,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
(3)电压表选小量程,电压表的分度值为0.1V,示数为2.5V;电流表选小量程,电流表的分度值为0.02A,示数为0.5A,由欧姆定律得,该次实验测得的电阻阻值为
(4)A.开关S1闭合,开关S2接左端的接线柱,电路为R0的简单电路,电压表被断路;当开关S1闭合,开关S2接右端的接线柱,Rx与R0串联,电压表测R0的电压,电源电压未知,无法得出未知电阻Rx的阻值,故A不符合题意;
B.闭合开关S,R0与电压表串联后再与Rx并联,无法得出未知电阻Rx的阻值,故B不符合题意;
C.当开关S1闭合,开关S2接上端的接线柱, R0与电压表串联;当开关S1闭合,开关S2接下端的接线柱, Rx与电压表串联,由于电压表的阻值非常大,电路几乎都相当于断路,无法得出未知电阻Rx的阻值,故C不符合题意;
D.开关S1、 S2闭合,电路为Rx的简单电路,电压表测量电源电压;只闭合开关S1, Rx与R0串联,电压表测Rx的电压,由串联电路电压特点,可得R0的电压,由欧姆定律可得R0的电流,由于串联电路电流处处相等,可得此时Rx的电流,由欧姆定律可求出Rx的电阻,故D符合题意。
故选D。
6.(2024·安徽宣城·二模)某小组连接如图甲所示的电路测量小灯泡正常发光时的电阻,电源为三节新干电池,待测小灯泡的额定电压为,滑动变阻器的规格为“”。
(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:连线不得交叉,滑动变阻器的滑片P向左移动时接入电路中的阻值变小);
(2)正确连接电路,当电压表示数为时,电流表示数如图乙所示,为 A,则小灯泡正常工作时的电阻为 (结果保留一位小数);
(3)另一组同学在测量额定电压为小灯泡的额定功率时的数据及发光情况如下表。在交流讨论过程中,小组同学发现某次实验中的电流值是编造的。请你判断是哪次 实验。并说明判断的理由 。
实验次数
电压
电流
电功率
灯泡发光情况
1
2.5
0.30
0.75
正常发光
2
3.0
0.50
1.50
比正常发光亮
3
2.0
0.26
0.52
比正常发光暗
【答案】(1)
(2) 0.3 12.7
(3) 2 见解析
【解析】(1)待测小灯泡的额定电压为,则电压表选用大量程与灯泡并联;要求滑动变阻器的滑片P向左移动时接入电路中的阻值变小,则变阻器选择左下接线柱与灯泡串联,作图如下:
(2)[1][2]当电压表示数为时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,则小灯泡正常工作时的电阻为
(3)[1][2]第1次实验灯泡电阻为
第2次实验灯泡电阻为
第3次实验灯泡电阻为
灯丝电阻随温度升高而变大,灯泡的实际功率越大,温度越高,则阻值变大,所以第2次实验中的电流值是编造的。
7.(2024·安徽宿州·二模)小明同学在“用伏安法测量定值电阻Rx阻值”的实验中,所用的电源电压为3V,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,待测的定值电阻Rx的阻值约为5Ω。
(1)如图甲是小明同学连接的部分电路,请用笔画线代替导线将实物电路连接完整(要求:闭合开关前,需要将变阻器的滑片放到最右端);
(2)小明同学正确连接电路后,移动滑动变阻器的滑片P至不同的位置,记录电流表和电压表的示数,并将每次记录的电流表和电压表的示数填入下表,其中第4次测量中电流表的示数如图乙所示,四次测量中有一次的数值有错误,则有错误的次数是 (填实验次数的序号),待测的定值电阻的阻值约为 Ω(结果保留一位小数)。
实验次数
电压/V
电流/A
1
0.5
0.1
2
0.9
0.2
3
1.3
0.26
4
1.5
【答案】(1)
(2) 1 4.8
【解析】(1)“用伏安法测量定值电阻Rx阻值”的实验中,电流表、定值电阻、滑动变阻器串联,滑动变阻器接入电路中按照一上一下连接,电源电压为3V,待测的定值电阻Rx的阻值约为5Ω,则电路中最大电流
所以电流表选择0~0.6A量程,如下图所示:
(2)[1]由表格中第一次实验数据可知,电压表示数为0.5V时,电流表示数为0.1A,则定值电阻两端电压为0.5V,则滑动变阻器两端电压
则滑动变阻器的阻值
由于滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,所以第一次的实验数值是错误的。
[2]由于表格中第一次实验数据错误,应舍去;第二次实验,定值电阻的阻值
第三次实验,定值电阻的阻值
由图乙可知,电流表选择0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,第四次实验,定值电阻的阻值
则待测的定值电阻的阻值
8.(2024·安徽六安·模拟预测)如图甲所示是“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验电路,小灯泡的额定电压是3.8V,电源电压为6V,实验时发现电压表0~15V量程已经损坏,在不换电压表的情况下也能完成实验。
(1)请用笔画线代替导线把图甲中电压表接入电路中 ;
(2)正确连接好电路后调节滑动变阻器滑片,当灯泡正常发光时,电流表示数为0.25A,测得灯泡正常发光的电阻为 Ω;
(3)若不用电压表,按图乙所示的连接来测量灯泡发光时的实际功率,电源电压为U,滑动变阻器阻值为R0,操作步骤如下:
①先将滑动变阻器滑片滑到最左端,再闭合开关S、S1,断开开关S2,向右调节滑动变阻器滑片,使灯泡发光,使电流表示数为I1;
② (填开关的通断情况),保持滑动变阻器滑片的位置不变,记下电流表示数I2;则测得小灯泡此时发光的实际功率是 (用所给字母代数式表示)。
【答案】(1)
(2)15.2
(3) 闭合开关S、S2,断开开关S1
【解析】(1)灯泡的额定电压是3.8V,实验时发现电压表0~15V量程已经损坏,根据串联电路电压的规律,当变阻器的电压为
U滑=U-UL=6V-3.8V=2.2V
灯泡正常发光。因此可将电压表并联在变阻器的两端,如图所示:
(2)当灯泡正常发光时,电流表示数为0.25A,测得灯泡正常发光的电阻为
(3)[1][2]将滑动变阻器滑片滑到最左端,再闭合开关S、S1,断开开关S2,变阻器和灯泡串联,向右调节滑动变阻器滑片,使灯泡发光,使电流表示数为I1,此时电路的总电阻
闭合开关S、S2,断开开关S1,保持滑动变阻器滑片的位置不变,记下电流表示数I2,此时变阻器滑片左端连入电路的电阻
变阻器滑片右端连入电路的电阻为
灯泡的电阻
小灯泡此时发光的实际功率
9.(2024·安徽合肥·二模)阿牛做“探究电流与电阻关系”实验。
实验器材有:电源(电压恒为6V)、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω各一只)、滑动变阻器(规格 为“30Ω 1A”)、电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)、开关、导线若干。
(1)阿牛连接好如图甲所示的电路,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移到最 (选填 “左”或“右”)端,闭合开关,阿牛发现电压表示数接近电源电压,可能是定值电阻R 出现了 (选填“短路”或“断路”)故障;
(2)排除故障后,多次改变R的阻值,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表示数,得到如图乙所示的电流 I 随电阻R 的变化图象;由图象可得: ;
(3)为了顺利完成本次实验,则定值电阻两端控制的电压 (选填“可以”或“不可以”)选为2V 保持不变。
【答案】(1) 左 断路
(2)电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比
(3)不可以
【解析】(1)[1]闭合开关前,为保护电路,需将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,故将滑片移到最左端。
[2]闭合开关后电压表有示数,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,则与电压表并联的定值电阻发生了断路。
(2)根据图乙可得
U=IR=0.5A×5Ω=……=0.25A×10Ω=2.5V为一定值,故得出:在导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(3)当定值电阻两端控制的电压为2V时,则滑动变阻器两端的分压为
U滑=6V-2V=4V根据串联分压可得
当将20Ω的定值电阻接入电路时,需要滑动变阻器接入电路的阻值为
R滑=2×R定=2×20Ω=40Ω>30Ω由此可知此时滑动变阻器不能满足实验要求,因此定值电阻两端控制的电压不可以选为2V保持不变。
10.(2024·安徽蚌埠·二模)小杨用如图所示的电路探究电流与电阻的关系。电源电压为8V,滑动变阻器最大阻值为20Ω,实验用到的定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、30Ω,小杨同学顺利地完成了前三次实验,第四次实验没有成功,实验数据如表所示。
实验次数
1
2
3
4
电阻R/Ω
5
10
20
30
电流I/A
0.8
0.4
0.2
(1)开关闭合前滑片应该放在阻值最大端,目的是 ,开关闭合后发现电压表有示数且较大,电流表无示数,故障可能是定值电阻处 ;
(2)分析前三次实验数据,得到结论: ;
(3)老师告诉小杨第四次实验没有成功的原因是控制定值电阻两端的电压不合适,为了使接入5Ω、10Ω、20Ω、30Ω的电阻都能顺利完成实验,应控制定值电阻两端的电压至少为 V。
【答案】(1) 保护电路 断路
(2)电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(3)4.8
【解析】(1)[1]为了保护电路,开关闭合前,变阻器的滑片应该放在阻值最大端,使得变阻器接入电路的阻值最大。
[2]开关闭合后,电流表无示数,说明电路某处出现断路;电压表有示数且较大,说明电压表的两端与电源两端是连通的,与电压表并联的那部分电路出现断路,所以,故障可能是定值电阻处断路。
(2)由表中前三次实验数据可知,电流与电阻的乘积为
为一定值,故可得出结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(3)研究电流与电阻的关系,要控制电压表示数不变,滑动变阻器与定值电阻串联,设电压表示数为,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压
根据分压原理有
即
①
因电压表示数为定值,由①式知,方程左边为一定值,故右边也为一定值,故当定值电阻取最大时,滑动变阻器连入电路中的电阻最大,由①式得
解得电压表的示数,即为完成实验,电压表的最小电压为4.8V。
11.(2024·安徽合肥·二模)在探究“电流与电压关系”的实验中,小明同学选用的器材有:直流电源(电压恒为4.5V)、电流表、电压表、定值电阻R、开关S、导线若干和标有“50Ω 0.5A”字样的滑动变阻器。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整(要求:滑片P向C端移动时,电路中的电流变小,且导线不能交叉) ;
(2)电路连接完整后,闭合开关S后,缓慢移动滑片P时发现电压表无示数,电流表指针正常偏转,则电路故障可能是: (正确写出一种即可);
(3)排除故障后,闭合开关S,移动滑片P,当电流表示数为0.32A时,电压表指针位置如图乙所示,则实验中所使用的定值电阻R= Ω;
(4)爱动脑筋的小明同学利用电压表、旋钮式电阻箱、滑动变阻器、电压保持不变的电源、单刀双掷开关等器材设计了如图丙所示的电路测量未知的定值电阻的阻值。正确连接电路后,实验步骤如下:
①先将开关S拨至1位置,调节变阻器的滑片至某一位置,记下此时电压表的示数;
②再将开关S拨至2位置,调节旋钮式电阻箱的旋钮,使电压表的示数恰好为,记下此时旋钮式电阻箱的示数为,则未知电阻的测量值为 。
【答案】(1)
(2)定值电阻R被短路
(3)8.75
(4)R`
【解析】(1)探究“电流与电压关系”的实验中,电流表、滑动变阻器与定值电阻应串联在电路中,电压表并联在定值电阻两端,结合后面电流表的读数0.32A,可判断电流表选用的量程为0.~0.6A。又因滑片P向C端移动时,电路中的电流变小,可知滑动变阻器接入电路电阻变大,由此可判断滑动变阻器是右下部分电阻接入电路,据此分析完成电路连接如下图
(2)闭合开关S后,移动滑片P时,电流表指针正常偏转,则电路为通路,发现电压表无示数,则电路故障可能是定值电阻R短路。
(3)根据电路图知道,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,电压为2.8V,由知道,定值电阻
(4)实验步骤:
①闭合开关S,将S拨至“1“,调节滑动变阻器的滑片至某一位置,电压表的示数U1;
②再将S拨至“2”,保持滑动变阻器滑片位置不动,调节电阻箱旋钮使电压表的示数恰好为U1,读出电阻箱的示数;
由于电源电压不变,电路中的电流和滑动变阻器接入电路的阻值均不变,根据欧姆定律知道,电阻箱的示数即为待测电阻Rx的阻值。
二、电功和电功率
12.(2025·安徽合肥·一模)在探究“电流产生的热量跟什么因素有关”的实验中,两个密闭容器中都接有一段电阻丝,接通电路前,两个U形管的液面相均平:
(1)图甲中通电一段时间后,观察到b管内液柱上升的较快,说明: ;
(2)如图乙所示的装置,是探究电流通过导体产生的热量跟 关系;
(3)如图丙、丁所示,电阻R1、R2、R3、R4均为发热电阻。请根据实验结果分析推理:图丙、丁中的最大功率和最小功率均相同,则电阻R1 R3;(选填“>”、“<”或“=”)
【答案】(1)见解析
(2)电流
(3)<
【解析】(1)由图甲可知,两电阻串联,电路中电流的大小相等,右边容器中电阻较大,通过时间相同,b管内液柱上升的较快,说明右边容器中电阻产生的热量较多,则可得电流和通电时间相同时,电阻越大,电流产生的热量越多。
(2)由乙图知,左、右两容器中的电阻相同,右端的两个相同的电阻并联后,再与左端的电阻串联,则通过左端电阻的电流大于通过右端电阻的电流,故探究的是电阻和通电时间相同,电流通过导体产生的热量跟电流的关系。
(3)图丙中,当S与S1都闭合时,只有R1接入电路,电路中电阻最小,根据可知,电功率最大,则最大功率为
当S闭合,S1断开时,R1与R2串联,电路中电阻最大,根据可知,电功率最小,则最小功率为
图丁中,当S与S1都闭合时,R3与R4并联,电路中电阻最小,根据可知,电功率最大,则最大功率为
当S闭合,S1断开时,只有R4接入电路,电路中电阻最大,根据可知,电功率最小,则最小功率为
图丙、丁中的最大功率相同,则有
电源电压相等,则R1<R3
13.(2025·安徽合肥·一模)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,电路图如图甲所示,电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)电路连接正确后,闭合开关,小明发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,接下来应进行的操作是______;
A.检查灯泡是否断路 B.检查灯泡是否短路
C.检查开关接触是否良好 D.移动滑动变阻器的滑片
(2)电流表选用小量程,当小灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 W;
(3)小明测出在不同电压下灯泡的电流值,将记录下来的数据描绘成I—U图像,如图丙,则正确的图像为 ;
(4)实验中电流表突然损坏了,为了能测出灯泡的额定功率,小明用一个R0=10Ω的定值电阻代替了电流表,并调节滑动变阻器,使灯泡两端的电压为额定电压时,将电压表并联在R0两端,测出R0两端的电压为U0,则小灯泡的额定功率P额= (用U0、U额、R0表示)。
【答案】(1)D
(2)0.6
(3)C
(4)
【解析】(1)已知电路连接正确,闭合开关后,小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数。这表明电路是通路,不存在断路情况;若灯泡短路,电压表测量导线电压,电压表应无示数;开关接触不良的话,电流表和电压表不会有示数;而小灯泡不亮可能是因为滑动变阻器接入电路的阻值太大,导致通过小灯泡的电流过小,灯泡的实际功率过小,所以接下来应移动滑动变阻器的滑片。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
(2)由图乙可知,电流表的量程为0 ~0.6A,分度值为0.02A,其示数为0.24A。
已知小灯泡的额定电压2.5V,可得小灯泡的额定功率
(3)小灯泡的电阻会随温度的升高而增大。在I—U图像中,其斜率表示电阻的倒数。随着电压增大,电流增大,灯丝温度升高,电阻增大,电阻的倒数减小,即图像的斜率减小。所以正确的图像为C。
(4)小明用一个R0=10Ω的定值电阻代替了电流表,并调节滑动变阻器,使灯泡两端的电压为额定电压U额时,将电压表并联在R0两端,测出R0两端的电压为U0,根据串联电路电流特点和欧姆定律可知,小灯泡额定电流为
则小灯泡的额定功率为
三、电和磁
14.(2025·安徽合肥·一模)小斌在做“科学探究:怎样产生感应电流”的实验,装置如图所示,蹄形磁体水平放置。
(1)小斌利用此装置进行了多次实验,观察灵敏电流计的指针是否偏转,实验现象如下表:
实验次数
开关状态
磁体运动情况
导体ab运动情况
灵敏电流计指针偏转情况
1
断开
静止
左右运动
不偏转
2
闭合
静止
左右运动
偏转
3
闭合
静止
上下运动
不偏转
4
闭合
静止
前后运动
不偏转
5
闭合
左右运动
静止
分析第1—4次实验得出结论:当闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流。请判断在第5次实验中,灵敏电流计 (选填“偏转”或“不偏转”)。
(2)他想进一步探究感应电流的方向与什么因素有关,于是利用原有实验器材又做了3次实验,实验现象如下表:
实验次数
开关状态
磁极位置
导体ab运动方向
灵敏电流计指针偏转方向
6
闭合
上N下S
向左运动
向右偏转
7
闭合
上S下N
向左运动
向左偏转
8
闭合
上S下N
向右运动
向右偏转
分析6、7、8三次实验可知,感应电流的方向与 方向及导体切割磁感线的方向有关。
【答案】(1)偏转
(2)磁场
【解析】(1)当导体静止时,磁体左右运动,可以看作是导体相对于磁体左右运动,所以第5次实验和第2次实验一样,灵敏电流计会发生偏转。
(2)由6、7两次实验数据可知,当磁场方向发生改变时,感应电流的方向会发生改变,说明感应电流的方向与磁场方向有关;由7、8两次实验可知,当导体运动方向即导体切割磁感线的方向发生改变时,感应电流的方向会发生改变,故分析6、7、8三次实验可知,感应电流的方向与磁场方向及导体切割磁感线的方向有关。
15.(2024·安徽合肥·二模)在探究通电螺线管外部磁场方向的实验中:
(1)实验中用小磁针探究磁场方向时,发现小磁针没有标N、S极,请写出一种判断小磁针N、 S 极的做法: ;
(2)在装有螺线管的硬纸板上均匀撒满铁屑,通电后铁屑分布无明显变化,这时需轻敲纸板,观察到铁屑排列情况如图甲所示。可见,通电螺线管外部磁场与 磁体的磁场相似;
(3)阿牛在判断图乙通电螺线管磁极时,错误地用了左手进行判断,四指沿着电流方向握住 通电螺线管,大拇指指向B 端,请你分析此时电流是从螺线管的 (选填“A” 或 “B”)端流入。
【答案】(1)将小磁针水平放置在桌面上,静止时指北的一端就是它的N极
(2)条形
(3)A
【解析】(1)磁场方向规定为:小磁针静止时北极所指的方向为北极;根据地磁场的方向可知,将小磁针水平放置在桌面上,静止时指北的就是它的N极。
(2)对比通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场可知,通电螺线管的磁场与条形磁体的磁场方向相似。
(3)用了左手进行判断,四指沿着电流方向握住通电螺线管,大拇指指向B端,根据安培定则可知,若用右手判断,则大拇指指向A端,故电流从通电螺线管的A端流入,B端流出。
16.(2024·安徽·模拟预测)在“探究导体在磁场中产生电流的条件”的实验中。
(1)如图甲所示,导体ab向右运动,电流表指针不发生偏转,这是因为 ;
(2)如图乙所示,导体ab在蹄形磁体中竖直向下运动,电流表指针 (选填“偏转”或“不偏转”);
(3)如图丙所示,导体ab水平向左运动,电流表指针发生偏转,说明电路中有 产生;
(4)产生感应电流时, 相当于电源。
【答案】(1)开关未闭合
(2)不偏转
(3)感应电流
(4)导体ab
【解析】(1)由图甲知道,中导体ab向右运动,电流计指针不偏转,因为开关没有闭合。
(2)导体竖直向下运动,如图乙所示,因为导体没有做切割磁感线运动,所以电流计指针不发生偏转。
(3)导体水平向左运动,如图丙所示,电流计指针偏转,电路中有电流产生。
(4)产生感应电流时,做切割磁感线运动的导体ab相当于电源。
17.(2024·安徽滁州·二模)某实验小组探究“通电螺线管外部磁场的特点”。
(1)将螺线管安装在一块有机玻璃板上,连入电路中,如图甲所示。在板面上均匀地洒满铁屑,通电后,闭合开关并轻敲玻璃板面,观察到铁屑分布规律不明显,则接下来应进行的操作是 ;
(2)在通电螺线管两端分别放一个小磁针,小磁针静止时如图乙所示,如果想让小磁针旋转后静止,接下来的操作是 。
【答案】 向左移动滑动变阻器的滑片,增大螺线管中电流 改变通电螺线管电流方向
【解析】(1)[1]在板面上均匀地洒满铁屑,通电后,闭合开关并轻敲玻璃板面,观察到铁屑分布规律不明显,说明磁场太小,接着要改变螺线管中电流的强弱,应向左移动滑动变阻器的滑片,减小接入电路中的电阻丝长度,从而增大螺线管中电流,使磁场变强。
(2)[2]由乙图可知,通电螺线管两端的磁场方向与小磁针静止时N极的指向相反,如果想让小磁针旋转180°后静止,因小磁针N极的指向与磁场方向相同,则磁场方向与之前相反。因磁场方向与电流方向有关,故应改变螺线管中电流的方向,即调换电源的正负极。
四、电压和电阻
18.(2025·安徽合肥·一模)在“探究电流与电阻的关系”的实验中,提供的器材有:电源(电压6V)、定值电阻(、、、、)、滑动变阻器()、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,电流表的示数变小 。
(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,在图乙中标出指针的位置,记录数据;将电阻换成,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,究其原因是 ;进一步分析数据,可得出结论是: 。
【答案】(1)
(2)定值电阻R短路
(3)大
(4) 见解析 见解析
【解析】(1)滑片P向右移动时,电流表的示数变小,变阻器接入电路的阻值变大,说明滑动变阻器接入电路的电阻丝变长,因此变阻器左下接线柱连入电路中,如图所示:
(2)电流表有示数,说明电路不是断路,电压表无示数,可能是与电压表并联的电路短路,因此故障可能是与电压表并联的定值电阻R短路了。
(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)[1]开始实验时电流表选用大量程,随着电阻的变化,从接入10Ω进行实验时,电流表已改用小量程,当接入20Ω的电阻时,电路中的电流应该是
但图丙中的电流1.0A是0.2A的5倍,所以错误是读数时误按大量程读数。
[2]由图丙可知,导体的电阻增大,通过导体的电流减小,通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变,故可得出结论:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
19.(2025·安徽滁州·一模)如图甲所示为“测量小灯泡额定功率”的实验装置,已知小灯泡标有“2.5V”字样。
(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灯泡变亮)。
(2)在检查电路无误后进行实验,当电压表的示数如图乙时,为了测量小灯泡正常发光的电阻,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,同时眼睛注意观察 (选填“电压表”“电流表”或“灯泡”),直至灯泡正常发光。
(3)通过移动滑动变阻器的滑片P,进行多次测量记录数据,并绘制U-I图像如图丙所示,由此可得小灯泡的额定功率为 W。
【答案】(1)
(2) B 电压表
(3)0.75W
【解析】(1)要求:滑动变阻器的滑片向右移动时灯泡变亮,即滑片向右移动时滑动变阻器接入的阻值减小,则将开关右接线柱与滑动变阻器右下接线柱连接即可:
(2)[1][2]由图可知电压表所选量成为0~3V,分度值为0.1V,当前示数为1.8V,小于灯泡额定电压2.5V,故应该将滑动变阻器阻值调小以增大灯泡两端电压即让电压表示数增大到2.5V,故应将滑动变阻器的滑片P向A端移动,同时眼睛注意观察电压表,直至灯泡正常发光。
(3)由图知当灯泡达到额定电压2.5V时,其电流为0.3A,由此可得小灯泡的额定功率为
五、电流和电路
20.(2024·安徽阜阳·二模)小明和小宇测未知电阻R的阻值时,设计了如图甲所示的电路图.选取的实验器材:两节干电池、电流表、电压表及导线若干,滑动变阻器的规格为“20Ω 0.6A”。
(1)连接电路时,开关断开是防止因电路 (选填“短路”或“断路”)造成电流过大而损坏电路元件;
(2)实验过程中,闭合开关S,发现电压表示数为3.0V,电流表示数几乎为零,为了继续实验,小明接下来要进行的实验操作是: ;
(3)某次实验中,电压表示数为2.4V时,电流表的示数如图乙所示,则该次实验测得未知电阻的阻值为 Ω;
(4)小宇将实验中测得的数据绘制成图丙中的A、B、C三点并连线,断开开关后发现电流表未调零,他利用测量数据求得电流表接入电路前指针所指的刻度值为 A。
【答案】(1)短路
(2)见解析
(3)10
(4)0.04
【解析】(1)连接电路时,开关断开是为了保护电路,防止因电路短路造成电流过大而损坏电路元件。
(2)实验过程中,闭合开关S,发现电流表示数几乎为零,说明电路可能断路;电压表示数为3.0V,说明电压表与电源连通,与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则故障应为电压表并联的支路断路了,故小明接下来要进行的实验操作是:检查电阻R及其两端接线柱是否断路。
(3)由图可知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,其示数为0.24A,由欧姆定律得,未知电阻的阻值为
(4)延长A、B、C三点的连线,如下图所示,与横轴相交于0.04A,此时电阻R两端的电压为0V,说明电流表接入电路前指针所指的刻度值为0.04A。
7 / 8
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$$