2026年中考物理一轮复习重点题型突破---专题9 作图题(电磁学作图)
2026-01-06
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 电和磁 |
| 使用场景 | 中考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 1.18 MB |
| 发布时间 | 2026-01-06 |
| 更新时间 | 2026-01-06 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-01-06 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55817637.html |
| 价格 | 1.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2026年中考物理一轮复习重点题型突破
专题9 作图题(电磁学作图)
一.作图题(共24小题)
1.如图所示,闭合开关后,静止的小磁针发生顺时针转动,请在括号内标出电源的“+”极和“﹣”极。
2.如图所示,请用箭头标出A点的磁感线方向。
3.如图,当闭合开关S后,用细线悬挂的条形磁体与通电螺线管相互吸引,请在图中虚线上标出磁感线的方向,并在括号内标出条形磁体左端的极性。
4.如图为地磁场的示意图,请在括号内填上地磁的磁极和小磁针右下端的磁极(选填“N”或“S”)。
5.请在图中标出通电螺线管的N极和静止的小磁针的N极。
6.根据如图所示电磁铁的极性,在图中标出通过导线的电流方向和小磁针的N极。
7.如图中小磁针处于自由静止状态,在括号内标上“N”或“S”。
8.如图所示,按小磁针的指向标出螺线管的“N”、“S”极和电源的“+”、“﹣”极。
9.如图所示,根据磁感线的方向,标出磁体a端的磁极名称和小磁针的S极。
10.如图,已知静止在通电螺线管右端小磁针N极的指向,请用箭头在磁感线上标出磁感线的方向并在括号内用“正”“负”标出电源的正负极。
11.如图所示,闭合开关,根据电源的正负极和小磁针的指向,在图中画出螺线管的绕线。
12.请在图中标出通电螺线管外部磁感线的方向及小磁针的N极。
13.如图所示,请根据通电螺线管的磁感线方向标出螺线管的N极和A处导线中的电流方向。
14.如图所示,开关闭合的瞬间,位于螺线管右侧的小磁针发生顺时针旋转。请在图中合适的位置标出通电螺线管的“N”、“S”极和电源的“+”、“﹣”极。
15.如图所示,请根据小磁针指向确定电源a端的极性,用“+”或“﹣”填在( )内。
16.闭合开关后,小磁针静止在如图所示的位置。请用箭头标出螺线管中a处的电流方向和b处的磁感线方向。
17.根据要求作图:
请根据小磁针的南、北极指向,在图中括号内标出电源“+”或“﹣”极,并用箭头标出磁感线方向。
18.如图所示,请标出通电螺线管的N、S极并用箭头画出图中磁感线的方向。
19.楼道里常用一种自动控制的照明灯:楼道光线充足时无论是否有声音,照明灯都不发光;光线很暗并且有一定响度的声音时,照明灯就发光(光线很暗时光控开关闭合;有一定响度的声音时,声控开关闭合)。请根据以上要求在虚线框内将如图中的电路连接完整。
20.图中已经正确连接好了部分电路,将其余部分连接完整。
21.如图,标出通电螺线管和静止小磁针的N极。
22.请在图中标出电磁铁的N极和图中这条磁感线的方向。
23.放有条形磁体的小车静止在水平地面上,闭合开关S,条形磁体因受磁力向左运动,请在图中括号里标明电源左端的极性和电磁铁右端的磁极。
24.如图所示,请用笔划线代替导线将实物图补充完整。要求:①小磁针的指向满足如图所示方向;②滑动变阻器的滑片向右端滑动,通电螺线管的磁性减弱。
二.实验探究题(共16小题)
25.小明利用图1所示的电路来探究串联电路的部分特点,已知R1=2Ω、R2=4Ω、R3=5Ω、R4=10Ω,电源电压可调。
(1)请根据图1所示电路图用笔画线代替导线将图2所示实物图补充完整。(此时电源电压为3V)
(2)电路连接完成后,闭合开关S,发现电压表、电流表均无示数;小明又将电压表并联在R2两端,闭合开关S,发现电压表有示数、电流表无示数。则电路中一定存在的故障是 (选填字母)。
A.R1处短路 B.R2处断路 C.电流表处短路
(3)排除故障后,继续实验,实验中,小明调节了电源电压,换用了规格不同的电阻,分别将电压表并联在AB、BC和AC两端,收集的数据如表。
I/A
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1
R1与R2串联
0.5
1
2
3
2
R2与R3串联
0.2
0.8
1
1.8
3
R3与R4串联
0.3
1.5
3
4.5
4
R1与R4串联
1
5
6
①表格中第4次实验空格处的数据为 。
②探究串联电路中电压的关系时,分析表中数据可得其规律是 。
③探究串联电路中电阻的关系时,分析表中数据可得其规律是 。
④探究串联电路中电压与电阻关系时,分析表中数据可得其关系是 。
【拓展】完成实验后,小红连接了如图3所示电路,已知Rx>R1。调整电源电压,将电压表分别并联在AB、BC和AC两端,电压表指针三次偏转中,其中一次满偏,一次偏转的角度为满偏的三分之二。则所有符合上述情况的Rx的最大值与最小值之比是 。
26.用两节干电池、两个开关、一个电压表、一只阻值为20Ω的定值电阻R0、导线若干,测量未知电阻Rx的阻值,电路实物图如图甲所示。
(1)用笔画线代替导线将图甲中的电压表接在R0两端。
(2)正确连接电路,闭合开关S1和S。电压表示数如图乙,为 V。
(3)断开S1,闭合S,电压表示数为1.4V,则Rx= Ω。
(4)若没有电压表,只有一个电流表,其余元件不变,设计并在图丙方框内画出测量Rx阻值的电路图(要求电
路连接后不能再拆接)。
27.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
U/V
0.5
1.0
2.0
I/A
0.1
0.2
0.4
(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。
28.在“探究电流与电阻的关系”实验中,实物器材有:电源(电压恒为4.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样)和开关各一个,定值电阻五个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),导线若干。
(1)将如图甲实验电路连接完整。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到最 端。
(3)图乙是根据实验数据画出的定值电阻的I﹣R图象,其中阴影面积的物理意义是 ,其数值为 。
29.小君在做“测量定值电阻Rx的阻值”的实验时,老师为他提供的器材有:电源、未知阻值的定值电阻Rx、符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线,图乙是没有连接完整的实物电路图。
(1)请根据图甲用笔画线代替导线将实物电路图(图乙)连接完整(要求:向右移动滑动变阻器的滑片P使电流表示数变小;导线不交叉)。
(2)在连接电路时,开关必须 ;实验前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片P应置于 端(选填“A”或“B”)。
(3)闭合开关后,无论怎样移动滑片P,发现电流表始终无示数,电压表有示数,其原因可能是 。
A.滑动变阻器断路 B.定值电阻断路 C.定值电阻短路
(4)排除故障后,当电压表示数为2.4V时,电流表示数如图丙所示,则定值电阻的阻值为 Ω,定值电阻的电功率为 W。
(5)完成上述实验后,小君同学又想测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率,但发现电流表已经损坏,于是他又找来了两个开关和一个阻值为R0的定值电阻,设计了如图丁所示的电路。已知电源电压恒为U(U>U额),请你完成下面的实验步骤。
①闭合开关S、S1,断开开关S2,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 ;
②闭合开关 ,断开开关 (填写S、S1、S2),保持滑动变阻器的滑片不动,读出电压表示数为U1;
③小灯泡额定功率的表达式为P额= 。
30.“圆梦”学习小组在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整(导线不得交叉)。(其他接法合理即可)
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表指针不动。但用手按住开关,发现电流表指针摆动,出现这种现象的原因是 。
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 W。
(4)小组的同学在实验中又测出了几组数据,请你帮他们设计一个实验记录表格。
31.某实验小组在探究“电流与电阻关系”的实验时,
(1)设计了如图甲所示电路,电源为三节新干电池,此实验中滑动变阻器的作用是保护电路和 。
(2)请用笔画线代替导线,将图甲所示电路连接完整(要求滑片向左滑动时,电流表示数变大,连线不得交叉);
(3)经检查电路连接正确后,闭合开关,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,若电路中只有一处故障可能是 ;排除故障后,闭合开关前应将滑动变阻器滑片移至 (选填:“A”或“B”)端,如图乙所示,闭合开关后移动滑片到某一位置时,电流表的示数为 A;
(4)图丙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R的变化图像,由图像可知电阻R两端的电压为 V,当电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端滑动,若实验中R的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω,则滑动变阻器的最大阻值至少是 Ω。
32.物理兴趣小组利用“伏安法”测量一个阻值较小的定值电阻Rx的阻值,电路如图甲所示。已知电源电压为12V,R0=20Ω,滑动变阻器规格为“100Ω 0.6A”。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整,要求滑片向左移动连入电路中的阻值变小,导线不要交叉。
(2)连接电路后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压。若导线和器材均完好,则故障可能是 。
(3)排除故障后,闭合开关调节滑片,测出多组数据,作出I﹣U图象,如图乙所示。则Rx阻值为 Ω。
(4)该电路中串联R0的作用是 。(填正确答案标号)
A.增大串联电阻,增大分压,电压表易于读数
B.增大串联电阻,增大分流,电流表易于读数
(5)利用该电路继续验证:电压一定,导体中电流与电阻成反比。断开开关,将R0单独接入CD间,闭合开关调节滑片,电压表示数为4V,记录电流值;用16Ω的电阻替换R0,调节滑片,使电压表示数为4V,再次记录电流值,此时滑片位置与上次实验相比 (填“偏左”或“偏右”)。实验室还有12Ω、10Ω、8Ω、6Ω、4Ω的定值电阻各一个,按上述步骤继续实验(每次CD间仅接入一个电阻),最多还可得出 组数据来验证该结论,在这几组可得出的实验数据中,电路总功率最大为 W。
33.在探究电流与电阻关系的实验中,所用实验器材均完好,如图所示,电源电压为6V不变,定值电阻分别为10Ω、15Ω、20Ω、30Ω,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。
(1)实验前,发现电流表的指针位置如图甲所示,原因是电流表 。
(2)如图乙所示,导线a应与滑动变阻器的 接线柱相连。
(3)电路连接完成后,分别用10Ω、15Ω、20Ω的电阻进行实验,正确操作,记录的数据如下表所示,则实验中控制电压表的示数为 V不变。当使用30Ω的电阻做实验时,无论怎样调节滑动变阻器的滑片都无法使电压表的示数与前三次相同,为了继续完成第四次实验,如果只能更换电源,则电源电压应不高于 V。
(4)分析实验数据得出结论:在电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成 。
实验次数
1
2
3
4
R/Ω
10
15
20
30
I/A
0.3
0.2
0.15
34.某小组进行电学实验探究。
(一)某同学探究“电流与电压”的关系,他用了3个干电池,一个定值电阻、一个滑动变阻器,一个电压表,一个电流表,导线若干。
(1))请补充实物图;
(2)若电压表无余数,电流表有示数,此时原因可能是 (选填“R断路”或“R短路”);
(3)他用此电路做了若干组实验,以下第 组实验数据有误。
①
②
③
④
I
0.1
0.2
0.3
0.4
U
1
2
3
4
(4)根据此表格可知:电阻一定时,电流与电压成 (选填“正比”或“反比”)。
(二)某同学探究“电流与电阻”的关系,他有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的电阻,一个电压表,一个电流表和导线若干,多次实验后得到电流与电阻的关系如图所示。
(1)电阻两段的电压为 V;
(2)滑动变阻器的最大功率为 W。
35.小丽在探究“电路中电流与电阻的关系”时,可供使用的实验器材有:电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个、阻值不同的定值电阻四个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将甲图的实物图补充完整,要求滑动变阻器滑片P向c端滑动时接入电路中的阻值变小。
(2)当闭合开关试触时,发现电流表指针摆动出现了图乙所示情况,存在的问题是: 。
(3)将5Ω的电阻接入a、b间,闭合开关后,移动滑片P使电压表示数为U0,记录相应的电流值;然后将5Ω的电阻换成10Ω、15Ω的电阻接入a、b间,闭合开关后,滑片P应向 (选填“c”或“d”)端移动,直至电压表示数也为U0,记下相应的电流值。
(4)小丽在换用20Ω电阻做实验时,发现电阻已经损坏,她灵机一动,利用现有的几个电阻解诀了这个问题。请你写出小丽的做法: 。
(5)小丽完成上述操作后又选了一个2Ω的电阻进行实验,结果发现实验不能正常进行,为完成此实验,电路需要做出调整的是 。
(6)小丽根据实验数据得出I﹣R变化的图像,如图丙所示:则小丽实验时U0= V,实验的小丽所用的滑动变阻器其最大阻值不能小于 Ω。
(7)小丽在得出I﹣R图像之后,又画出了如图丁所示的I﹣图像,得出结论,电流与电阻成反比。请对此做出评价 。
36.为测量一定值电阻的阻值,某实验小组选用的实验器材有:待测电阻Rx、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
(2)小组设计了一个记录与处理数据的表格,请将如表中①②处的内容填写完整。
实验次数
①
②
电阻R/Ω
1
2
3
(3)某次测量时,电压表示数为2.5V,电流表指针位置如图乙所示,则电流表示数为 A,本次测得Rx的阻值为 Ω。
(4)本实验进行了多次测量,其目的与下列实验中多次测量的目的相同的是 (填字母代号)。
A.用刻度尺测量铅笔的长度 B.测量小灯泡的电阻 C.测量小灯泡的电功率
(5)他们又对实验进行了拓展,利用电源(电压未知且恒定不变)、阻值已知为R0的定值电阻、电压表、开关等器材,设计了如图丙所示的电路,也测出了Rx的阻值,请你完成下列实验步骤:
①闭合开关S1,断开S2,读出电压表的示数U1;
② ,读出电压表的示数U2;
③待测电阻的阻值Rx= (用已知量和测得量的字母表示)
37.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3V,小灯泡的额定电压为2.5V(灯丝电阻约为10Ω),电流表有“0~0.6A”、“0~3A”两个量程,电压表有“0~3V”、“0~15V”两个量程。
(1)请用笔画线代替导线,完成图甲实物电路的连接,注意导线不能交叉。
(2)实验小组闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡不亮,电流表和电压表均无示数,若电路中仅有一处故障,则故障原因不可能是 。
A.电流表断路 B.小灯泡断路 C.滑动变阻器断路
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,观察两电表示数,记录数据。实验小组根据实验数据绘制的U﹣I图象如图乙所示,根据图象可计算出小灯泡的额定功率是 W。
(4)实验小组发现小灯泡的U﹣I图象不是一条直线,原因是小灯泡的电阻随 变化而变化。
38.小华利用如图甲所示的电路测量额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的实物图连接完整(要求滑动变阻器滑片向右移动时灯泡变亮)。
(2)小华在连接电路最后一根导线时灯泡立即发光,则她连接电路时存在的错误是 。
(3)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。实际测量时,电压表有示数时内部有微弱的电流通过,若考虑这个微弱电流的影响,则所测小灯泡的额定功率偏 。
(4)小明想利用小华的实验器材测量一未知电阻Rx的阻值,发现电流表损坏,善于动脑的小明认真思考后,利用小华实验中小灯泡的额定电压U额和测得的额定电流I额,设计如图丙所示电路,测出Rx的阻值,请你帮助小明补全实验步骤。
①先闭合开关S、S1,调节滑动变阻器滑片使电压表示数为 ;
②再断开开关S1,闭合开关S2,保持滑动变阻器滑片位置不变,读出此时电压表示数为U;
③待测电阻Rx= (用所测物理量和已知物理量符号表示)
39.在“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验中小亮已连接的部分电路如图甲所示,小灯泡的额定电压U额=3.8V。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整(要求:滑动变阻器滑片P向右移动时电阻变大)。
(2)实验中除保护电路外滑动变阻器另一个作用是 。闭合开关,小灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数接近电源电压,造成电路故障的原因是 。
(3)排除故障后,当实验中小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω(结果保留一位小数)。
(4)另一组的同学设计了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,R1和R2为滑动变阻器,R2的最大阻值R0,请你将实验步骤补充完整。
①只闭合开关S、S1调节R2,使电压表的示数为U额;
②只闭合开关S、S2, ,使电压表示数仍为U额;
③接着将R2的滑片P调至最左端,记下电压表的示数U1,再R2的滑片P调至最右端,记下电压表的示数U2,则小灯泡额定功率表达P额= (U额、R0、U1、U2表示)。
40.用如图甲所示的电路测量定值电阻Rx的阻值。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物连接完整(要求滑片P向左移动的过程中电流表示数变小);
(2)正确连接电路后,闭合开关之前,应将滑动变阻器的滑片P置于 (选填“A”或“B”)端;
(3)实验时,闭合开关,发现电流表和电压表示数都为0。用一根导线在图甲中先后连接接线柱G与F、F与E时,电压表和电流表示数仍为0,连接接线柱E与D时。电压表和电流表指针明显偏转,则电路的故障是 ;
(4)排除故障后继续实验,当电压表示数为2V时,电流表示数如图乙所示,则定值电阻Rx= Ω。(5)如果没有电压表,电源电压未知,可以用最大阻值为R0的滑动变阻器和如图丙所示电路,来测量电阻Rx的阻值。闭合开关后,滑动变阻器滑片在最左端时,电流表示数为I1,滑动变阻器滑片在最右端时,电流表示数为I2,则电阻Rx= 。(用题中所给物理量的符号表示)
参考答案与试题解析
一.作图题(共24小题)
1.【解答】由题意可知,闭合开关S后小磁针沿顺时针方向偏转后静止,则小磁针N极指向右端,S极指向左端,根据异名磁极相互吸引可知,通电螺线管的右端为N极、左端为S极;
根据安培定则,伸出右手使大拇指指向螺线管的N极(即右端),则四指弯曲所指的方向为电流的方向,所以电流从螺线管的左端流入,则电源的左端为正极,右端为负极,如图所示:
2.【解答】由图可知,磁体的左端为N极,在磁体的外部,磁感线是从N极出来回到S极的,如图所示:
3.【解答】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,根据异名磁极相互吸引可知,条形磁铁的左端为N极,如图所示:
4.【解答】(1)地球相当于一个巨大的磁体,而在磁体外部,磁感线都是从N极出发,回到S极,所以根据题图我们得出,在地理北极附近的是地磁S极,在地理南极附近的是地磁N极。
(2)根据磁极之间的相互作用规律可知,指向地理南极(地磁北极)的是小磁针的S极,故小磁针的右下端是S极。
故答案为:如下图所示
5.【解答】根据安培定则:用右手握住螺线管,四指指向电流的方向,大拇指所指的就是N极,可知通电螺线管的左端为N极;由于同名磁极相互排斥,故静止小磁针的右端为N极。
6.【解答】由图可知,电磁铁的左端为N极,右端为S极,根据异名磁极相互吸引可知,小磁针的左端为S极,右端为N极;
根据安培定则可知,电流从螺线管的右端流入,左端流出,如图所示:
7.【解答】根据磁极间的相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,可知图中小磁针处于自由静止状态时右侧是N极,如图所示:
8.【解答】由异名磁极相互吸引可知,通电螺线管的右端是S极,左端是N极。
根据安培定则,伸出右手握住螺线管使大拇指指示通电螺线管的N极,则四指弯曲所指的方向为电流的方向,所以电流由螺线管的右端流入,即电源的右端为正极,左端是负极。
故答案为:
9.【解答】因为在磁体外部,磁感线都是从N极指向S极的,因此,图中两磁体的中间都是S极;根据异名磁极相互吸引可知,小磁针的下端的N极,上端为S极。如图所示:
故答案为:见上图。
10.【解答】由于异名磁极相互吸引,所以当小磁针自由静止时,与小磁针S极靠近的螺线管右端一定是N极,其左端为S极;
在磁体的外部,磁感线方向从N极指向S极,方向向左;根据图示的线圈绕向和螺线管的N极,利用安培定则可以确定螺线管中电流的方向是从螺线管的左端流入,右端流出,因此电源的左端为正极,右端为负极;如下图所示:
11.【解答】闭合开关后,小磁针N极指向螺线管的左端,根据异名磁极相互吸引可知,通电螺线管的左端为S极、右端为N极,再由右手螺旋定则得出线圈的绕向如下图所示:
12.【解答】电流从螺线管的右侧流入、左侧流出,根据安培定则可判断出螺线管的左端为N极、右端为S极,磁感线在磁体外部是由N极指向S极的,所以方向向右;由磁极间的相互作用可知,小磁针的左端为N极、右端为S极;如图所示。
13.【解答】由图可知,磁感线在磁体的外部是从N极出来回到S极的,则上端为N极,下端为S极,根据安培定则可知,电流从螺线管的下端流入,上端流出,故A点的电流的方向是向左的,如图:
14.【解答】已知开关闭合后,位于螺线管右侧的小磁针顺时针旋转,根据磁极间的相互作用可知,螺线管左端为N极,右端为S极,由右手螺旋定则可得,电流由右侧流入,故电源右侧为正极,左侧为负极;如图所示:
15.【解答】已知小磁针右端为N极,根据磁极间的相互作用可确定螺线管的左端为S极,右端为N极,用右手握住螺线管,大拇指所指的方向为N极方向,四指指向电流方向,则电流从螺线管的左端流入,所以电源a 端为正极,如图所示:
。
16.【解答】由图可知,小磁针的左端是N极,右端为S极;由同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引可知,通电螺线管的右端是S极,左端是N极。
根据安培定则:右手握住螺线管,使大拇指指向通电螺线管的N极,则四指弯曲所指的方向为电流的方向,所以电流由螺线管的右端流出,则图中a处电流方向应向上;
磁体周围的磁感线是从N极出来,回到S极,故b处的磁感线方向向右,如图所示:
17.【解答】由图知小磁针的右端为S极、左端为N极,自由静止时靠近螺线管的右端,所以螺线管的右端为S极,在磁体的周围,磁感线从磁体的N极流出回到S极,所以磁感线的方向是向右的。
利用螺线管的左端为N极和线圈的绕向,根据安培定则可以确定电流从螺线管的左端流入右端流出,从而可以确定电源的右端为负极,左端为正极。如下图所示:
18.【解答】根据电源的正负极和螺线管的绕向,伸出右手,四肢指向电流的方向,大拇指指向螺线管的右端为N极,则左端为S极;
在磁体的外部,磁感线从磁体的N极出发回到S极。由此可以确定磁感线的方向,如图所示:
19.【解答】根据题意可得,声控开关和光控开关共同控制灯泡,且相互影响,所以声控开关和光控开关、灯泡串联在电源的两端,如图所示:
20.【解答】在家庭电路中,灯泡与三孔插座并联;
由图可知,开关与灯泡串联,为了用电的安全,开关应接在火线与灯泡之间,所以最上面的导线为火线;
三孔插座的上孔接地线,所以最下面的导线为地线,则中间的线为零线;三孔插座的左孔接零线,右孔接火线;如图所示:
21.【解答】已知电源右端为正极,由安培定则可知,螺线管的左端为N极,右端为S极;当小磁针静止时,根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引可知,小磁针的右端为N极,左端为S极;如下图所示:
22.【解答】电流由右侧流入电磁铁,则由右手螺旋定则可得螺线管左侧为N极,
在磁体的周围磁感线从磁体的N极出发回到S极,所以磁感线的方向是向右的。如图所示:
23.【解答】
(1)闭合开关S,条形磁体因受磁力向左运动,说明条形磁体受到了一个向左的排斥力,已知条形磁体左端为S极、右端为N极,根据同名磁极相互排斥可确定通电螺线管的左端是N极、右端为S极;
(2)根据安培定则,大拇指指向通电螺线管的N极,则电流从电磁铁右侧流入,所以电源的左端为负极,如图所示:
24.【解答】①如图,根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,所以螺线管的右端是S极,左端是N极;根据安培定则判断电流从螺线管的右端进入,从左端流出。
②在匝数一定时,电流越小,磁性越弱。滑片向右端移动后,通电螺线管的磁性减弱,螺线管的电流减小,滑动变阻器接入电路的电阻增大,所以滑动变阻器一定接入左端下面接线柱。如图。
。
二.实验探究题(共16小题)
25.【解答】(1)已知电源电压为3V,当R1、R2串联接入电路时,电路中的总电阻最小,则此时电路中的电流最大,为I====0.5A<0.6A,所以电流表选用的量程为0~0.6A。电流表要串联接入电路,且电流要从“+”接线柱流入,“﹣”接线柱流出。
(2)电路连接完成后,电压表测R1两端电压,闭合开关S,发现电压表、电流表均无示数,说明电路中存在断路;将电压表并联在R2两端,电压表测R2两端电压,闭合开关S,发现电压表有示数、电流表无示数,说明电压表所在电路是通路,与电压表并联的这部分电路存在断路。
(3)①当R1、R4串联接入电路时,通过它们的电流相等,为。
②探究串联电路中电压的关系时,分析表中数据可以发现:UAC=UAB+UBC,则可得出结论:串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和。
③探究串联电路中电阻的关系时,分析表中数据可可以发现:RAC=RAB+RBC,则可得出结论:串联电路的总电阻等于各分电阻之和。
④在串联电路中,通过电路的电流为I==,则可得:=。将表格中数据代入上式子后,可以确认关系成立。故可得出结论:在串联电路中,各部分电路两端电压之比等于各电路的电阻之比。
【拓展】已知Rx>R1,则Rx两端电压>R1两端电压。
①当电压表选用0~3V量程时,若UAC=3V,UBC=2V,则UAB=1V,符合题意。根据=、R1=2Ω、UBC=2V、UAB=1V可求得RBC=4Ω,即Rx=4Ω。
②当电压表选用0~15V量程时,若UAC=15V,UBC=10V,则UAB=5V,符合题意。根据=、R1=2Ω、UBC=10V、UAB=5V可求得RBC=4Ω,即Rx=4Ω。
③当测量UAC使用0~15V量程,测量UAB使用0~3V量程时,若UAC=15V、UAB=2V,则UBC=13V,同上求得RBC=13Ω,即Rx=13Ω;若UAC=10V、UAB=3V,则UBC=7V,同上求得RBC=,即Rx=;若UBC=10V、UAB=3V,则UAC=13V,同上求得RBC=Ω,即Rx=Ω;若UAB=2V(0~3V量程)、UBC=3V(0~3V量程),则UAB=5V,同上求得RBC=3Ω,即Rx=3Ω。
综上所述,Rx最小为3Ω,最大为13Ω。则Rx的最大值与最小值之比是13:3。
故答案为:(1)如上图所示。
(2)B。
(3)①0.5;②串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和;③串联电路的总电阻等于各分电阻之和;④在串联电路中,各部分电路两端电压之比等于各电路的电阻之比。
【拓展】13:3。
26.【解答】
(1)由题知,要求图甲中的电压表接在R0两端,因两节干电池的最大电压为3V,所以电压表应选用“0~3”量程,注意电流从“+”接线柱流入,从“﹣”接线柱流出。如图所示:
(2)由(1)可知电压表选用“0~3V”量程,分度值为 0.1V,图乙中指针指在2.8刻度线上,读数为2.8V;
(3)闭合开关S1和S时,Rx被短路,电路为R0的简单电路,电压表测电源电压,由2小题可知电源电压为2.8V;
断开S1,闭合S,则Rx和R0串联,U0=1.4V,
根据串联电路的电压特点,Rx两端的电压为Ux=U总﹣U1=2.8V﹣1.4V=1.4V,
因Ux=U1=1.4V,且串联电路中电流处处相等,则由欧姆定律可知Rx=R0=20Ω;
(4)测量Rx阻值的电路图如图所示;当只闭合开关S1时,读出此时电流表的示数为I1即为通过R0的电流,已知R0的阻值,根据U=I1R0可求出电源电压;断开开关S1,闭合开关S时,读出此时的电流表示数为I2即为通过Rx的电流,根据并联电路的电压特点可知,Rx两端的电压等于电源电压,再根据R=计算Rx的阻值为:Rx=。
答案为:(1)如上图所示;(2)2.8;(3)20;(4)如上图所示。
27.【解答】(1)滑动变阻器一上一下的串联在电路中,如下所示:
(2)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;
(3)根据表格数据描点画出图像,如下所示:
(4)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。
故答案为:(1)如上图所示;(2)定值电阻R断路;(3)如图所示;(4)正。
28.【解答】(1)滑动变阻器一上一下的串联在电路中,电流表串联在电路中,如下图所示:
;
(2)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,即最左端;
(3)根据画出I﹣R图象(如图乙)知,图中阴影面积为长方形,其面积等于IR,由欧姆定律得,U=IR,阴影面积表示的物理量是电阻两端的电压,其数值为U=IR=0.5A×5Ω=2.5V。
故答案为:(1)如上图所示;(2)左;(3)电阻两端的电压;2.5V。
29.【解答】(1)向右移动滑动变阻器的滑片P使电流表示数变小,说明滑动变阻器的滑片P在向右移动过程中接入电路的有效电阻在增大,故应接A端;如图所示:
(2)在连接电路时,开关必须断开;实验前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片P应滑到阻值最大处,即B端;
(3)分析电路可知为串联电路,电压表测Rx两端电压,发现电流表始终无示数,则一定发生断路故障;同时电压表有示数,说明此时电压表与电源连通,测电源电压,电压表与电源两端连接的地方无故障,故障一定是Rx断路;
(4)电流表接“0~0.6A”量程,指针指针0.3A处,则电流为0.3A,电阻R===8Ω;电功率P=UI=2.4V×0.3A=0.72W;
(5))①闭合开关S、S1,断开开关S2,灯L、R0、滑动变阻器R三者串联,此时电压表测R0和R串联的总电压,根据串联电路电压的特点,电压表的示数为U′=U﹣U额;
②要测小灯泡的额定功率,已知小灯泡的额定电压U额,还需要测定小灯泡正常发光时的电流,根据串联电路电流处处相等的特点,可先测通过R0的电流,通过闭合开关 S、S2,断开开关S1,此时电压表测R0两端电压示数为U1;
③则通过R0的电流为:I=,由于串联电路电路处处相等,则通过灯的电流大小等于通过R0的电流大小,根据P额=U额I=U额得到小灯泡的额定功率。
答案为:(1);
(2)断开;B;
(3)B;
(4)8;0.72;
(5)①U﹣U额;②S、S2;S1;③U额。
30.【解答】(1)由电功率的计算公式P=UI可知,要想测出小灯泡的电功率,我们就需要测出它两端的电压及通过它的电流。所以我们要将电压表与小灯泡并联以测出它两端的电压,将电流表与小灯泡串联测出通过它的电流。已知小灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表要用0~3V量程;由图乙接线可知,电流表选用的是0~0.6A量程。滑动变阻器要按照“一上一下”的原则串联在电路中。
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表指针不动,说明电路处于断路状态。但用手按住开关,发现电流表指针摆动,说明电路时断时续。由此可知是开关存在问题。
(3)当小灯泡两端的电压为2.5V时,灯泡正常发光。由图乙可知,此时电流表的示数为0.28A,故小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.28A=0.7W。
(4)在测量小灯泡电功率的实验中,我们至少要测量三次:①灯泡两端电压低于额定电压时的电功率;②灯泡两端电压等于额定电压时的电功率;③灯泡两端电压略高于额定电压时的电功率。所以设计的表格中实验次数至少为3次。由公式P=UI可知,除要记录电压外,还要记录电流和电功率。此外,我们知道,小灯泡的亮度是由其实际功率决定的,所以灯泡的亮度也是我们需要记录的内容。
故答案为:(1)如下图所示;(2)开关接触不良;(3)0.7;(4)如下表所示。
31.【解答】(1)电源为三节新干电池,则电源电压为U=3×1.5V=4.5V。连接好电路,闭合开关前,要求把滑动变阻器的滑片调到阻值最大处,这是为了保护电路,使开关闭合后,电路中的各个元件不会因电路中电流过大而损坏。实验过程中,因本实验探究的是“电流与电阻的关系”,所以要求排除电压对实验的干扰,则应保持电阻两端的电压不变,调节滑动变阻器的滑片,使其连入电路的电阻发生对应的改变,可以起到这样的作用。
(2)要求滑片向左滑动时,电流表示数变大,则应将滑动变阻器的左下接线柱接入电路中。如右图所示。
(3)电压表有示数、电流表无示数,说明与电压表并联的这部分电路存在断路,故可能原因是:电阻R断路。闭合开关前,应使滑动变阻器连入电路的阻值最大,即应将滑动变阻器的滑片移到B端。由图乙可知,电流表选用的是0~0.6A量程,所以电流表的示数为0.2A。
(4)此实验中,电阻R两端的电压是一定的,所以我们可以任取图像中的一点进行计算。如取(15,0.2),则电阻R两端的电压为UR=IR=0.2A×15Ω=3.0V。当电阻由5Ω更换为10Ω时,根据串联电路的分压特点可知,电阻R两端的电压将增大,所以我们应增大滑动变阻器连入电路的阻值来减小电阻R两端的电压,即应向右移动滑片。当将阻值为20Ω的电阻接入电路时,若调节滑动变阻器的滑片使其两端电压为3.0V,则滑动变阻器两端的电压为U滑动=U﹣UR=4.5V﹣3.0V=1.5V,根据串联电路的分压特点可得:=,则R滑动===10Ω。若滑动变阻器的最大阻值小于10Ω,则无论如何调节滑片,电阻R两端的电压都大于3.0V。
故答案为:(1)保证电阻R两端的电压恒定。(2)如上图所示。(3)电阻R断路;B;0.2。(3)3.0;右;10。
32.【解答】(1)伏安法测电阻的实验中,滑动变阻器应串联入电路中,要求滑片向左移动连入电路中的阻值变小,由图甲知,应将变阻器的左下接线柱接入电路中,如图所示:
(2)连接电路后,闭合开关,发现电流表无示数,说明电路有断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表两接线柱到电源两极间是通路,则断路出现在图中C到D之间,
可能是导线A或B处断路、或D处两导线连接完好但与R0断路、或C处两导线连接完好但与Rx断路;
(3)由图甲知,电压表测R0和Rx的总电压,电流表测电路中电流,
由图象知,I﹣U图象是正比例图象,当电压表示数为12V时,电流表示数为0.5A,
根据串联电路的电阻特点和欧姆定律可得:R0+Rx=,
所以Rx=﹣R0=﹣20Ω=4Ω;
(4)因为Rx的阻值较小,所以R0和Rx串联后两者总电阻较大,根据串联电路的分压原理知,两者分得总电压较大,便于电压表的读数,故选A;
串联电路中电流处处相等,没有分流作用,故B错误;
(5)①验证:电压一定,导体中电流与电阻成反比时,要保持定值电阻两端电压不变,
将R0单独接入CD间,闭合开关调节滑片,电压表示数为4V;用16Ω的电阻替换R0,若不移动滑片,根据串联电路的分压原理知,定值电阻两端分得电压变小,
要保护电压不变,应减小变阻器连入电路的阻值,以减小变阻器分得电压,从而使定值电阻两端分得电压保护不变,即滑片向左滑动。
②定值电阻两端的电压始终保持UV=4V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:U滑=U﹣UV=12V﹣4V=8V,变阻器分得的电压为电压表示数(定值电阻分得电压)的2倍,
根据分压原理,当变阻器的最大电阻20Ω连入电路中时,对应的定值电阻最大值R最大=×100Ω=50Ω,
变阻器允许通过最大电流为0.6A,所以定值电阻的最小值R最小===Ω>6Ω,
若每次CD间仅接入一个电阻连入电路,能够继续完成实验的电阻为12Ω、10Ω、8Ω的定值电阻,即最多还可得出3组数据来验证该结论;
③定值电阻两端电压保持4V不变,当使用8Ω电阻进行实验时,电路中电流最大,
最大电流I最大===0.5A,
所以电路总功率最大为P最大=UI最大=12V×0.5A=6W。
故答案为:(1)见上图;(2)导线A或B处断路、或D处两导线连接完好但与R0断路、或C处两导线连接完好但与Rx断路;(3)4;(4)A;(5)偏左;3;6。
33.【解答】(1)实验前,发现电流表的指针在零刻度线左端,即指针没有在零刻度,原因是电流表指针没调零;
(2)变阻器按一上一下接入电路中,如图乙所示,导线a应与滑动变阻器的C(或D)接线柱相连接;
(3)由表中数据,根据欧姆定律,电压表示数为:
UV=IR=0.3A×10Ω=3V;
设用30Ω 的电阻进行实验时,若要保证定值电阻的电压不变,设电压表示数为UV,根据串联电路电压规律和分压原理有:
=,=,
解得U=5V;
(4)分析表中数据有,当电阻为原来的几倍时,通过导体的电流为原来的几分之一,所以得出的结论是:当导体两端电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比。
故答案为:(1)指针没有调零;(2)C(或D);(3)3;5;(4)反比。
34.【解答】(一)(1)将电压表并联在定值电阻的两端,连接电路如图所示;
(2)电路为串联电路,只有一条电流的路径,且电压表在电路中相当于断开,则电流表有示数说明电路没有断路,而电压表没有示数说明与其并联的定值电阻R短路;
(3)在第①次实验中,电源电压约为4.5V,当定值电阻两端电压为1V,电路中的电流为0.1A,由串联电路分压规律可知:
滑动变阻器两端的电压约为:U滑=U﹣U定=4.5V﹣1V=3.5V,
由公式可得滑动变阻器接入电路的阻值为:,大于滑动变阻器的最大阻值20Ω,故第①组实验数据有误;
(4)由表中数据可知:I与U的比值一定,即:电阻一定时,电流与电压成正比;
(二)(1)电流与电压、电阻有关,探究“电流与电阻”的关系时,要控制电阻两端的电压不变,
由公式可得电阻两端的电压为:U=IR=0.5A×5Ω=2.5V;
(2)四次实验中,电源电压不变,由公式P=UI可知,选用5Ω电阻实验时,电路中的电流最大,电路的总功率最大为:P=UI=4.5V×0.5A=2.25W;
同时,四次实验中,电阻两端的电压不变,由公式可知,选用5Ω电阻实验时,电阻消耗的功率最小为:=,
则滑动变阻器在此次实验中消耗的功率最大为:P滑=P﹣P定=2.25W﹣1.25W=1W。
故答案为:(一)(1)电路连接如图所示;(2)R短路;(3)①;(4)正比;
(二)(1)2.5;(2)1。
35.【解答】(1)滑动变阻器滑片P向c端滑动时接入电路中的阻值变小,故变阻器左下接线柱连入电路中,如下所示:
(2)当闭合开关试触时,发现电流表指针摆动出现了如图乙所示的情况,即电流表指针反向偏转,则他们在电流表的使用上存在的问题是:电流表正负接线柱接反了;
(3)将5Ω电阻换成10Ω、15Ω的电阻后,定值电阻两端分压变大,大于U0,滑动变阻器分压减小,为保持电阻两端电压不变,应向d移动滑片,使滑动变阻器接入电路的阻值增大,减小定值电阻的分压,直到电压表示数为U0;
(4)根据电阻串联知,当20Ω电阻损坏,可以把5Ω与15Ω的电阻串联接入ab间进行实验;
(5)电阻两端的电压为:U0=IR=0.48A×5Ω=2.4V,若选用2Ω多的电阻,则通过电阻的电流应为:
I′===1.2A,超过了电流表的量程,所以实验不能正常进行,电路需做出的调整是电流表换用大量程;
(6)由(4)知U0=2.4V,由图像丙知当定值定值阻值为20Ω时,电路电流为0.12A,此时滑动变阻器接入电路的阻值:
R滑===30Ω,则实验所用的滑动变阻器,其最大阻值不能小于30Ω;
(7)如图丁所示的I﹣图像可知在电压一定时电流与电阻的倒数成正比,所以可以得出在电压一定时电流与电阻成反比,但不能只说电流与电阻成反比。
故答案为:(1)见上图;(2)电流表正负接线柱接反了;(3)d;(4)把5Ω与15Ω的电阻串联接入ab间进行实验;(5)电流表换用大量程;(6)2.4;30;(7)说法错误,应该说在电压一定时电流与电阻成反比。
36.【解答】(1)将滑动变阻器、定值电阻、电流表开关串联在电路中,电压表与定值电阻并联,滑动变阻器一上一下的串联在电路中,因为电源为两节电池,电压为3V,所以电压表的量程为0﹣3V,根据图乙知电流表选用0﹣0.6A的量程,如下图所示:
(2)根据R=知表中①②处的内容应该为电压U/V和电流I/A;
(3)当电压表示数为2.5V时,由图乙知电流表的量程为0﹣0.6A,分度值为0.02A,示数为0.5A,
由欧姆定律I=知待测电阻为:
Rx===5Ω;
(4)本实验进行了多次测量,其目的是减小误差;
A.用刻度尺测量铅笔的长度时多次测量求平均值减小误差,故A符合题意;
B.测量小灯泡的电阻时多次测量找出电阻与温度的规律,故B不符合题意;
C.在测量小灯泡的电功率时,测量多组对应的电压和电流值,利用P=UI得到多个功率,总结灯泡亮度与功率大小的关系,故C不符合题意;
故选:A;
(5)分析图丙的电路可知:只闭合S1时,电路为断路,电压表测量电源电压,示数为U1,再闭合开关S2,R0与RX串联,电压表测R0两端的电压U2;
根据串联电路电流的规律:IX=I,
根据串联电路电压的规律和欧姆定律有:=,
所以待测电阻的阻值为:RX=。
故答案为:(1)见上图;(2)电压U/V;电流I/A;(3)0.5;5;(4)A;(5)闭合开关S1、S2;。
37.【解答】(1)电压表测小灯泡的电压,电流表测小灯泡的电流。图中只有电流表还未连接完成,又小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω,所以其额定电流约为0.25A,故电流表选择“0~0.6A”这个量程接入电路中,实物图的连接方式如图所示:
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现灯泡不亮,电流表和电压表均无示数,说明电路中出现了断路,而电压表测的是小灯泡的电压,当小灯泡断路时,电压表的正负接线柱与电源两极相连,电压表测的是电源电压,电压表会有读数,所以不可能是小灯泡断路,故选B;
(3)小灯泡的额定电压为2.5V,根据图乙可知,小灯泡正常工作时的电流为0.25A,所以其额定功率:P=UI=2.5V×0.25A=0.625W
(4)由于灯丝的电阻随温度的升高而增大,所以U﹣I图象不是直线。
故答案为:(1)如图所示;(2)B;(3)0.625(4)温度。
38.【解答】(1)从电源的正极出发,依次连接开关、灯泡、滑动变阻器、电流表到电源的负极,要求滑片向右移动灯泡变亮说明电路中电阻变小,故滑动变阻器接入右半段,电压表并联在灯泡的两端,由于灯泡的额定电压是3.8V,故电压表选择0~15V量程,电路连接如图。
(2)小华在连接电路最后一根导线时灯泡立即发光,说明连接完最后一根导线电路接通,是因为连接电路时,开关没有断开。
(3)电流表使用的0~3A量程,每一个大格代表1A,每一个小格代表0.1A,电流为0.3A,故灯泡的额定电流I额=0.3A,
灯泡的额定电压是U额=3.8V,
则灯泡的额定功率P额=U额I额=3.8V×0.3A=1.14W。
电压表和灯泡并联,考虑有电流通过电压表,电流表测量电压表和灯泡的总电流,故灯泡的额定定律测量值偏大,灯泡两端的电压测量是准确的,根据P额=U额I额得,灯泡的额定功率偏大。
(4)实验步骤:
①先闭合开关S、S1,灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联在电路中,电压表测量灯泡两端的电压,调节滑动变阻器滑片使电压表示数为3.8V,灯泡正常工作,灯泡中的电流是I额;
②再断开开关S1,闭合开关S2,灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联在电路中,电压表测量灯泡和定值电阻两端的总电压,保持滑动变阻器滑片位置不变,读出此时电压表示数为U,即灯泡和定值电阻两端的总电压,定值电阻两端的电压UX=U﹣U额;
③灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联在电路中,定值电阻中的电流IX=I额,
待测电阻Rx==。
故答案为:(1)如上图;(2)开关没有断开;(3)1.14;大;(4)3.8;。
39.【解答】(1)变阻器接一上一下接入电路中,滑动变阻器的滑片P向右移动时电阻变大,滑动变阻器应接A接线柱,把滑动变阻器串联接入电路,实物电路图如图所示:
(2)实验中除保护电路外滑动变阻器另一个作用是:改变通过灯泡的电流(或改变灯泡两端的电压);
经分析,在实验中连接好电路,闭合开关,小灯泡不亮,电流表无示数,则电路发生断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表两接线柱与电源两极相连,所以造成电路故障的原因是小灯泡断路;
(3)当电压表示数等于灯泡额定电压3.8V时灯泡正常发光;由图乙所示电流表可知,其量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,
灯泡电阻为:R==≈12.7Ω;
(4)电源电压为6V,灯泡正常发光时,滑动变阻器两端电压为6V﹣3.8V=2.2V<3V,电压表15V接线柱损坏,电压表可以选择0~3V量程,把电压表并联在滑动变阻器两端。
(4)①只闭合开关S、S1调节R2,使电压表的示数为U额;
②只闭合开关S、S2,调节R1,使电压表示数仍为U额;
③接着将R2的滑片P调至最左端,记下电压表的示数U1,再R2的滑片P调至最右端,记下电压表的示数U2,
在③中,将R2的滑片P调至最左端,R2连入电路中的电阻为0,电压表的示数为U1即为电源电压,再将R2的滑片P调至最右端,此时两变阻器串联,电压表的示数为U2,即为R1的电压,根据串联电路的规律和欧姆定律有:=
解得:R1=,
根据等效替代法,此时R1连入电路中的电阻大小等于灯正常发光时的电阻RL的大小;
小灯泡额定功率的表达式为:
P额====。
故答案为:(1)实物电路图如下图所示:
;
(2)改变灯泡两端的电压(或改变通过灯泡的电流);小灯泡断路;(3)12.7;(4)调节R1;。
40.【解答】(1)滑动变阻器应选择一上一下两个接线柱接入电路,要求滑片P向左移动的过程中电流表示数变小,则应使滑片左移时滑动变阻器接入电路的电阻变大,如图:;
(2)正确连接电路后,闭合开关之前,应将滑动变阻器的滑片P置于阻值最大处,所以应将滑动变阻器的滑片P置于A端;
(3)实验时,闭合开关,发现电流表和电压表示数都为0,电流表示数为0,说明电路断路,用一根导线在图甲中先后连接接线柱G与F、F与E时,电压表和电流表示数仍为0,则说明G与F、F与E之外部分断路,连接接线柱E与D时。电压表和电流表指针明显偏转,则电路的故障是滑动变阻器断路;
(4)电流表接入电路的量程为0~0.6A,每一小格表示0.02A,电流表的示数为0.2A,由欧姆定律可得定值电阻Rx===10Ω;
(5)闭合开关后,滑动变阻器滑片在最左端时,两电阻串联,电流表测电路的电流,电流表示数为I1;
根据串联电路电阻的规律及欧姆定律可得电源电压:U=I1(R0+Rx)﹣﹣﹣﹣﹣①;
滑动变阻器滑片在最右端时,为待测电阻的简单电路,电流表示数为I2,由欧姆定律可得电源电压:U=I2Rx﹣﹣﹣﹣﹣②;
1 ②两式联立可得电阻Rx=×R0。
故答案为:(1)见上图;(2)A;(3)滑动变阻器断路;(4)10;(5)×R0。
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