内容正文:
专项突破提升(三) 电学实验
(时间:90分钟 满分:100分)
电学探究型实验
【类型一】 探究并联电路中的电流规律
1.(14分)如图甲所示是小明在做“探究并联电路中的电流规律”的实验时的电路图。
第1题图
(1)小明在连接电路时发现,刚接好最后一根导线,电流表的指针就发生了偏转,由此可知,在连接电路时, 没有断开开关 。
(2)小明先将电流表接在A处,闭合开关S后,观察到灯L2发光,但灯L1不发光,电流表的示数为0,电路可能存在的故障: 电流表或灯L1开路 。
(3)小明在测量B处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是 电流表的正、负接线柱接反了 ;在排除故障后,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为 0.24 A。
(4)在解决了上述问题后,将电流表分别接入A、B、C三点处,闭合开关S,测出了一组电流并记录在表格中,立即得出了并联电路中的电流规律。请你指出实验应改进的地方是 换用不同规格的小灯泡多测量几次 。
(5)实验结束后,小明又利用器材连接了如图丁所示的电路图。当开关S由断开到闭合时,电流表A1的示数 不变 ,电流表A2的示数 变大 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
【类型二】 探究串联电路中的电压规律
2.(8分)在“探究串联电路中的电压规律”的实验中,小明将两节新干电池串联作为电源。
第2题图
(1)按如图甲所示的电路图连接电路,小明刚连接好最后一根导线,两灯立即发光,这说明他在连接电路时没有 断开开关 。
(2)正确连接电路,闭合开关S,发现电压表的示数为0,则小灯泡的故障可能是 小灯泡L1短路或小灯泡L2开路 。
(3)如果小明发现电压表出现了如图乙所示的现象,则他在实验时出现问题的原因可能是 电压表的量程选择过大 。
(4)在测量过小灯泡L1两端的电压后,小明为了节省时间,采用下列方法测量小灯泡L2两端的电压:电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上。实验中他发现不能测出小灯泡L2两端的电压。原因是 电压表的正、负接线柱接反了 。
【类型三】 探究电流与电压和电阻的关系
3.(14分)小华在探究电流与电阻的关系时,器材有新干电池两节,5 Ω、10 Ω、20 Ω的定值电阻各一个,规格为“20 Ω 1 A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一个,导线若干。
第3题图
(1)如图甲所示,电路中有一根导线连接错了,请在该导线上打“×”,然后画出正确的连线。
答案:(1)如图所示。
(2)在正确连接电路时,开关必须处于 断开 状态,并将滑动变阻器的滑片调至最 右 (选填“左”或“右”)端。
(3)移动滑动变阻器的滑片,直至电压表的示数为1 V,此时电流表的示数如图乙所示,大小为 0.24 A。
(4)小华逐一将5 Ω、10 Ω和20 Ω的定值电阻接入电路,继续进行实验。当 20 Ω的定值电阻接入电路后,无法将电压表的示数调节到1 V。于是,他改变定值电阻两端的电压,重新依次进行实验,调节后的电压值应该不低于 1.5 V。
(5)通过正确的实验后,可得到结论: 当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 。
4.(8分)在“探究电流与电压的关系”的实验中,电源是两节新干电池,电阻R的阻值为5 Ω。
第4题图
(1)图甲是没有连接完整的实验电路,若滑动变阻器的滑片向右移动时电压表的示数变大,用笔画线代替导线,将电路连接完整。
答案:如图所示。
(2)电路连接完毕后,闭合开关,发现两个电表的示数如图乙所示,则电路中的故障可能是 电阻R开路 。
(3)实验数据记录见表所示,其中一个电流数据记录错误,这个数据是 0.30 。
实验序号
1
2
3
4
电压U/V
0.6
1.2
1.8
2.4
电流I/A
0.12
0.24
0.30
0.48
(4)分析实验数据可以得出: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 。
【类型四】 探究电流产生的热量与哪些因素有关
5.(8分)在“探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”的实验中,某兴趣小组猜想:电流通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关。于是他们利用甲、乙、丙三个装置进行实验探究,如图所示,三个装置的透明容器中各有一段电阻丝,容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。
第5题图
(1)要探究电热与电阻的关系,应选用 甲、乙 组合,并将它们 串联 接到电源两端进行实验。
(2)选用乙、丙组合,串联接到电源两端进行实验,在通电时间相同的情况下,发现乙装置U形管中液面高度变化大,由此可得到结论:在电阻相同、通电时间相同的情况下, 通过导体的电流越大,产生的热量越多 。
(3)实验中通过观察U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化,在研究许多物理问题时都会用到这种方法,下列实例采用研究方法与此相同的是 B 。
A.探究电流与电压、电阻的关系
B.用铁屑显示磁体周围磁场分布
C.研究光的传播时,引入“光线”
D.探究平面镜成像的特点
电学测量型实验
【类型一】 “伏安法”测电阻
6.(14分)如图甲所示,小聪同学设计了用“伏安法”测电阻的实验。
第6题图
(1)同组的小丽发现他的连接中有一处错误,而且只需改动一根导线的连接,就可以顺利进行实验。请你在需要改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接线。
答案:如图所示。
(2)电路连接正确后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该滑到最 右 (选填“左”或“右”)端。
(3)小聪闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P时,发现两个电表只有一个有示数,初步检查确认,电路接线完好,两个电表均无故障,则发生故障的元件应是 C (填字母)。
A.电源 B.滑动变阻器
C.定值电阻R D.开关
(4)排除故障后,小聪正常进行实验并将实验数据记录在表中。若第2次测量时电流表的示数如图乙所示,为 0.2 A,根据三次实验数据可得定值电阻R= 9.9 Ω(结果保留1位小数)。(6分)
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
1.5
0.16
9.4
2
2.0
3
2.5
0.24
10.4
(5)在物理实验中,经常要对物理量进行多次测量,下列实验与本次实验进行多次测量的目的相同的是 A (填字母)。
A.用刻度尺测量作业本的长度
B.探究同种物质的质量与体积的关系
C.测量小灯泡的电功率
7.(17分)实践小组的同学们进行“伏安法测小灯泡电阻”的实验,小灯泡的额定电压为2.5 V(阻值约为 10 Ω),滑动变阻器的规格为“20 Ω 1 A”。
第7题图
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整(导线不得交叉)。
答案:(1)如图所示。
(2)滑动变阻器在实验中除保护电路外,还有 改变小灯泡两端的电压 的作用。同学们把电路元件接入电路,刚接好最后一根导线,灯泡就立即发光,发生这种现象的原因可能是 电路连接过程中开关没有断开 。
(3)经检查无误后,接通电路,向左移动滑动变阻器的滑片P,观察到 电压表的示数为2.5 V ,表明小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的阻值为 8.3 Ω(结果保留1位小数)。继续向左移动滑片,则可能出现的现象有 小灯泡变亮(或电压表的示数变大或电流表的示数变大) (写出一条即可)。(9分)
(4)实验结束后,小组同学根据实验数据,绘制了如图丙所示的图像,分析图像可得出结论: 小灯泡两端的电压和电流之比不是定值 。
【类型二】 测量电功率
8.(4分)利用如图所示的装置测量小灯泡的电功率,电源电压保持不变,小灯泡上标有“3.8 V”字样。闭合开关,实验操作过程中出现了下列几种情况,下列说法错误的是( C )
第8题图
A.无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡都不亮,电压表的示数几乎等于电源电压,电流表几乎无示数,原因是小灯泡开路
B.无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡很暗且亮度不变,原因是滑动变阻器同时接入两个下接线柱
C.当小灯泡的实际电压为2.5 V时,要测量小灯泡的额定功率,需将滑动变阻器的滑片P向左移动
D.电压表无示数,小灯泡不亮,可能是小灯泡短路
9.(4分)在“测定小灯泡功率”的实验中,已知小灯泡的额定电压为2.5 V,秀秀同学通过正确实验得到的数据见表所示。她分析数据得到了下列结论,其中正确的是( B )
电压U/V
1.5
2
2.5
3
电流I/A
0.25
0.29
0.32
0.35
A.小灯泡灯丝的电阻随电压的增大而减小
B.小灯泡的额定功率为0.8 W
C.小灯泡的额定功率为所测四次功率的平均值
D.通过小灯泡的电流与它两端的电压成正比
10.(9分)某同学做“测量小灯泡的电功率”的实验,小灯泡标有“2.5 V”字样,测量电路图如图甲所示。
第10题图
(1)电路图中E表和F表分别是 B (填字母)。
A.V和A B.A和V
(2)正确接入电表后,实验中滑动变阻器的滑片移到某个位置时,电压表的示数如图乙所示,其电压为 1.8 V,若该同学想测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 b (选填“a”或“b”)端滑动。
(3)该同学的实验记录分析见表所示。
实验
次数
电压表
的示数
U/V
电流表
的示数
I/A
实际功
率P/W
额定功率
P额/W
1
1.5
0.22
0.33
P=≈0.53
2
2.0
0.26
0.52
3
2.5
0.30
0.75
老师认为该同学的数据处理过程有误,你认为正确的测量结果为P额= 0.75 W。(3分)
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