内容正文:
题型三 电学教材重点实验及拓展
(2025.25,2024.26)
实验1 研究串、并联电路的电流、电压特点(2022年版课标要求学生必做探究实践活动)
1.图甲是研究“串联电路电流和电压特点”的实验装置。闭合开关后测量 A、B、C三个点位的电流以及 L1、L2和“L1和 L2”两端的电压,整理数据如下表。
第1题图甲
测量对象
电流大小
测量对象
电压大小
A点
0.16安
L1
1.3伏
B点
0.16安
L2
0.8伏
C点
0.16安
L1和L2
?
(1)为了能够得到更加普遍的规律,应挑选 的灯泡进行多次实验。
(2)连接完毕后闭合开关,测得A、C两点之间电压示数如图乙所示,其示数为
伏。
第1题图乙
(3)实验初步得出串联电路中电流处处相等。其证据是 。
(4)在实验中,发现两个灯泡的亮暗不同。请判断L1、L2哪个灯泡的亮度更亮并说明理由: 。
2.如图所示为探究并联电路电流特点的实物连接图。
第2题图
(1)连接电路,闭合开关,发现L1亮,L2不亮,小明认为L2不亮的原因是L2被短路,小明的判断是 (选填“正确”或“错误”)的。
(2)问题解决后,闭合开关,两灯都发光,此时电流表测 a (选填“a”“b”或“c”)处的电流;小明继续实验,将图中的c导线上端不动,下端由“0.6”接线柱改接到“-”接线柱上,其他都不变;请评价其做法是否可行并说明理由? 。
(3)如表是小明正确实验测得的数据:
a点电流Ia/安
b点电流Ib/安
c点电流Ic/安
0.16
0.16
0.32
小明根据实验数据认为并联电路中两条支路总是平分电流的,如果你作为老师,你会给小明提什么建议: 。
实验2 探究影响导体电阻大小的因素(2024.26)
3.(2025杭州萧山区二模)为了探究导体导电能力是否与材料等因素有关,科学兴趣小组利用电压恒定的学生电源、不同规格的金属丝(如表所示)、电流表、开关等器材进行了如下实验。
编号
材料
长度
横截面积
①
镍铬合金
1米
1毫米2
②
镍铬合金
1米
2毫米2
③
镍铁合金
1米
1毫米2
④
锰铜合金
1米
1毫米2
第3题图
步骤一:将①号金属丝的A、B端接入电路,使导线的P端与B相连(如图甲)。
步骤二:闭合开关,记录电流表示数I1,立刻断开开关。
步骤三:将P分别移至金属丝的C、D点,闭合开关,记录电流表示数分别为I2、I3,并立即断开开关。
步骤四:分别用②、③、④号金属丝替换①号金属丝重复上述步骤。
(1)步骤二中,记录图乙所示电流表的示数为0.34安,请用箭头标出此时电流表指针的位置。
(2)编号①②实验对比,探究的问题是 。
(3)实验中,每次都要等材料完全冷却后,再测量电流。这种做法主要是因为 。
(4)查阅资料得知:长度、粗细均相同的锰铜合金电阻非常小。试分析用④号金属丝实验时可能存在的安全隐患: 。
实验名称
研究电流与
电压的关系
研究电流与
电阻的关系
测量定值电阻
的阻值
测量小灯泡的
阻值
测量小灯泡的
电功率
原理
—
R=
P=UI
电路图及
实物连接
实验方法
控制定值电阻不变,移动滑片改变定值电阻两端的电压
控制定值电阻两端的电压不变,更换不同阻值的定值电阻
用电压表、电流表测出定值电阻(小灯泡)工作时的电压值和电流值,根据R=计算出定值电阻(小灯泡)的阻值,根据P=UI计算出小灯泡的电功率
电路连接
注意事项
(1)连接电路时,开关应处于断开状态
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处
(3)电压表与电流表使用前指针不在0刻度线处都要进行调零
(4)电流表要与被测元件串联,电压表要与被测元件并联;按“正进负出”的接法接入电路,注意选择合适的量程
滑动变阻
器在电路
中的作用
保护电路
改变定值电阻两端的电压
保持定值电阻两端的电压不变
改变定值电阻两端的电压
改变小灯泡两端的电压
多次测量
的目的
获得多组实验数据,得出普遍规律
获得多组数据求平均值,减小误差
测出小灯泡在不同电压下的阻值或实际功率
图像
结论
电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
定值电阻的阻值不随电流和电压的改变而改变
小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大
小灯泡的亮度由它的实际功率决定
实验3 研究电流与电压、电阻的关系(2022年版课标要求学生必做探究实践活动)
4.(2025金华东阳市二模)小科用图甲电路验证“电流与电压的关系”。器材有:两节新干电池,开关,滑动变阻器,阻值分别为5欧、10欧的定值电阻各一个,电压表和电流表各一个,导线若干。
第4题图甲
(1)图甲中,电表1应为 表(选填“电压”或“电流”)。
(2)小科将5欧的电阻接入电路,检查电路无误后,依次得到五组数据,并绘制I-U图像如图乙,发现电流与电压并不成正比,则可能的原因是 。
第4题图
(3)得知原因后小科重新进行实验,并绘制I-U图像如图丙,从而验证了电流与电压的关系,则滑动变阻器最大阻值不少于 欧。
(4)为了使实验结论更具有普遍性,小科换用10欧的电阻重复前面操作,得到多组数据,请在图丙中画出本次实验中I-U的大致图像。
5.研究电流与电阻的关系时,小明利用阻值为5欧、10欧、15欧、20欧的定值电阻、电压为3伏的电源、规格为“30 Ω 1 A”的滑动变阻器等器材按图甲连接电路展开实验。
甲 乙
第5题图
(1)闭合开关前,应将滑片滑到最 端。
(2)小明将5欧电阻接入电路,调节滑片后,使得电压表示数如图乙。电压表读数是
伏。
(3)用20欧的定值电阻替换15欧的定值电阻后再闭合开关,他调节滑动变阻器,发现电压表始终不能调到图乙所示的电压。为完成四次探究实验,他尝试了两种方案:
①改变滑动变阻器规格:需要滑动变阻器的最大阻值至少为 欧。
②调整电压表的示数:应控制电压表示数的范围为 。
实验4 伏安法测电阻(2022年版课标要求学生必做探究实践活动)(2025.25)
6.厚膜电阻是一种被广泛应用于高温电子设备中的定值电阻,具有耐高温的特性。小宁想测定某一型号的厚膜电阻的阻值大小,设计如下实验。连接如图甲所示电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,测量并记录的实验数据如下表所示。
甲 乙
第6题图
实验
电压(伏)
电流(安)
1
4.8
0.1
2
9.8
0.2
3
12
0.25
(1)连接电路时,应将最后一根导线a连接滑动变阻器的 (选填“A”或“B”)接线柱,连接过程中存在的问题是 。
(2)分析表中的实验数据,可知该厚膜电阻的阻值是 欧。(结果保留一位小数)
(3)查阅资料发现:该厚膜电阻材料为导电金属陶瓷,滑动变阻器金属丝材料为镍铬合金丝,两种材料电阻随温度变化图像如图乙所示。保持滑片位置不变,开关闭合一段时间后,小宁发现电压表示数减小,请解释其原因 。
实验5 测量小灯泡的电功率(2022年版课标要求学生必做探究实践活动)
7.小明用如图1所示电路测量小灯泡的电功率。电源电压恒为3伏,小灯泡的额定电压为 2.5伏。请回答:
(1)请用笔画线代替导线,完成实物电路的连接。
第7题图
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮。小明推测可能是由于小灯泡两端电压过小导致。为验证该猜想,只需将 。(填实验操作)
(3)实验中,小明多次调节小灯泡两端的电压,并记录对应的电流值与小灯泡亮度,结果整理如表。
电压/伏
电流/安
电功率/瓦
亮度
1
0.15
0.15
暗
2.5
0.25
0.625
正常
3
0.28
0.84
更亮
①小明计算三次电功率的平均值作为小灯泡的额定功率,判断该方法是否可行并说明理由: 。
②小明发现小灯泡的电功率越大,亮度越亮。为进一步研究不同种类灯泡的发光情况,他将额定功率相同的LED灯与白炽灯分别放置在相同的密闭装置内,并测定其在正常工作时装置内的温度值结果如图乙。据此从发光亮度说明生活中普遍使用LED灯的原因。 。
实验6 电学拓展实验
8.(2025温州四地联考二模)小明利用电学实验盒中的器材制作了简易台灯(如图甲),发现该台灯无法调节亮度,为实现亮度可调并探究灯泡最大工作电压,小明添加电表等元件进行进一步探究,电路如图乙所示。实验中使用了电池盒(电压4.5伏)、滑动变阻器(30 Ω 2 A)、额定电压2.5伏的小灯泡、开关和导线若干。
甲 乙 丙
第8题图
(1)闭合开关,将图乙中滑动变阻器的滑片P左移,则滑动变阻器接入电路的阻值将 。
(2)某次测量中,电压表示数为1.5伏时,电流表示数如图丙所示,此时电流大小为
安。
(3)小明通过移动滑动变阻器滑片,获得灯泡的电压—电流数据,绘制成图丁。当灯泡两端电压从2.5伏升至3.0伏时,电流仅增加不到0.01安。结合图丁解释其原因: 。
第8题图丁
(4)小明想继续探究灯泡两端电压为1伏时的发光情况,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数始终达不到,请简述产生该现象的成因: 。
9.某同学想研究灯泡的电阻是否会随着灯泡两端电压的变化而变化,他进行了如图甲实验。其中电源电压恒为4.5伏,电压表量程为3伏,滑动变阻器上标有“1 A 10 Ω”,灯泡在常温下的电阻大约为8欧。
第9题图甲
(1)为不超过电压表量程,该同学将电压表接在滑动变阻器两端,请将图甲连接完整。
(2)该同学按如图甲连接好电路后,闭合开关,移动滑片,发现电压表始终为0伏,电流表始终无示数,如果电流表和电压表都正常,则故障的原因可能是 。
(3)排除故障后,该同学利用图甲进行了5次实验,记录实验数据并绘制成I-U图像,如图乙所示。据图可得出的结论是 。
乙 丙
第9题图
(4)该同学在图乙的基础上画出了小灯泡的I-U图像,如图丙中的虚线所示。请判断画的虚线是否正确,并说出判断的依据 。
参考答案
1.(1)规格不同 (2)2.2 (3)电路中A、B、C三处的电流大小相等 (4)L1更亮,因为L1的实际功率大于L2的实际功率
2.(1)错误 (2)a 不可行,电流表的正负接线柱接反了 (3)换用不同规格的灯泡进行实验
3.(1)如答图所示 (2)导体电阻的大小与横截面积的关系 (3)要控制材料温度相同
(4)可能会导致电路中电流过大而烧坏电流表
第3题答图
4.(1)电压
(2)电流表在使用前未调零或电压表在使用前未调零
(3)25
(4)如答图所示
第4题答图
5.(1)左 (2)1 (3)①40 ②1.2~3伏
6.(1)B 开关没有断开 (2)48.3
(3)镍铬合金丝的电阻随温度的升高而增大,导电金属陶瓷的电阻受温度的影响较小
7.(1)如答图所示
(2)滑动变阻器的滑片向右移动,观察小灯泡是否发光
(3)①不可行,测量额定功率应该在额定电压下测量,不能这样取平均值
②由图乙可知,白炽灯发光时将电能更多的转化为内能,在相同实际功率下,白炽灯的亮度低于LED灯
第7题答图
8.(1)减小 (2)0.12
(3)电压增大后,由于电流热效应,灯丝温度升高,电阻增大,根据欧姆定律I=,导致电流增加比较小
(4)两者串联,滑动变阻器最大阻值过小,不够分压
9.(1)如答图所示 (2)灯泡断路
(3)灯泡两端电压越大,灯泡的电阻越大
(4)不正确,当电流相同时,U灯=U滑=2.8 V时,此时U总=5.6 V>4.5 V。当电流相同时,U灯=4.2 V,U滑=0.7 V时,U总=4.9 V>4.5 V,前后两次测得的总电压不相同
第9题答图
学科网(北京)股份有限公司
$