专题19 电学重点实验(专项训练)(广东,省卷区专用)2026年中考物理一轮复习讲练测
2026-03-02
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2份
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78页
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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 | - |
| 使用场景 | 中考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 广东省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 15.40 MB |
| 发布时间 | 2026-03-02 |
| 更新时间 | 2026-03-02 |
| 作者 | 理化课代表精品中心 |
| 品牌系列 | 上好课·一轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-03-02 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56583213.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题19 电学重点实验(专项训练)
目 录
01·趋势领航练 1
02·考点通关练 8
基础通关 8
通关01 探究串并联电路中电流和电压的特点 8
通关02 探究影响电流产生热量与什么因素有关实验 9
通关03 探究电流与电压、电阻的关系 10
通关04 伏安法及特殊法测电阻的实验 12
通关05 探究影响电流产生热量与什么因素有关实验 13
通关06 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件 13
能力通关 15
03·真题诊断练 18
1.【新考法・结合并联电路电流规律考察实验操作、故障分析与数据处理】阳阳同学设计了如图甲所示的电路探究“并联电路的电流规律”。
(1)请根据图甲所示的电路,用笔画线代替导线完成图乙中的电路连接。要求:灯L1和L2并联,电流表测灯L2中的电流;
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现灯泡L1发光,灯泡L2不发光,电流表无示数,电路可能存在的故障是 ;排除故障后,闭合开关,电流表的指针的位置如图丙,则的电流为 A;
(3)在完成第一次测量后,为了寻找普遍规律,阳阳接下来的操作应该是 ;
(4)经过测量,阳阳得到下表中的三组数据。以下对数据的处理方法更合理的是______;
次数
1
0.10
0.20
0.30
2
0.24
0.24
0.48
3
0.22
0.46
0.7
A.尊重实验事实,允许测量误差的存在 B.分析数据时,排除第3次实验的数据
2.【新考法・结合串联电路电压规律考察实验操作、故障分析与电路连接】如图丁所示,这是“探究串联电路中电压的特点”实验电路。
(1)将电压表接入电路前,观察到指针位置如图甲所示,为保证测量结果准确,接下来应进行的操作是 ;
(2)如图乙所示测量,连接电路时,开关应处于 状态。闭合开关后,若灯泡发光,电压表示数为零,则灯泡的故障可能是 ;
(3)排除故障后,用电压表分别测出电压、、。第1次测两端的电压值为图丙中电压表的示数,此时 ;想测灯和灯的总电压,请在图丁中将电压表接入电路中且符合测量要求 。接着更换不同规格的灯泡并多次实验,数据记录见下表。
实验次数
电压
电压
电压
1
1.3
2.9
2
1.1
1.8
2.9
3
1.4
1.5
2.9
①分析表中数据,得到串联电路两端的总电压与各部分电路两端的电压的关系为 (请用本题中给出的字母写出关系式);
②实验中更换不同规格的灯泡多次实验,其目的是 。
3.【新情境 + 新考法・结合光敏电阻探究考察半导体特性与动态电路分析】在跨学科实践课上,某小组同学开展了“探究光敏电阻阻值大小与光照强度关系”的学习活动,实验电路如图所示,其中为光敏电阻。
(1)该小组同学用黑色罩子套住光敏电阻,以模拟 (选填“A.强光”或“B.弱光”)照射;
(2)二极管具有单向导电性,它是 (选填“A.导体”“B.半导体”或“C.绝缘体”);
(3)实验中发现:光照变弱时,二极管变暗;光照变强时,二极管变亮。由此可知:光照变强时,光敏电阻的阻值 (选填“A.变大”“B.不变”或“C.变小”);
(4)该小组同学利用此光敏电阻设计了一个能自动测定光照强度的装置,如图所示。是定值电阻,电源电压不变。要求:当光照强度增强时,光照强度显示器(由电压表改装而成)示数增大,反之示数减小,则光照强度显示器应接在 (选填“A.ab”“B.bc”或“C.ac”)两点间。
4.【新考法・结合电流与电压、电阻的关系考察实验操作、故障分析与数据处理】小吴和小李分别进行探究“电流与电压、电阻的关系”实验,实验室提供的器材有:学生电源(3V)、滑动变阻器“50Ω 2A”、定值电阻(10Ω、20Ω、30Ω、50Ω)、电流表、电压表、开关、导线若干。
实验一:探究电流与电压的关系
(1)他们选用的器材如图甲所示,请你用笔画线代替导线将实物电路连接完整,要求:滑动变阻器的滑片P向右移动时电流表的示数变大;
(2)小吴连接好电路后闭合开关,发现两电表均无示数;然后将电压表改接在滑动变阻器两端时,两电表也均无示数;将电压表改接在开关两端时,电压表有示数,电流表无示数。则电路故障可能是 ;
(3)排除故障后,小吴继续进行实验,在该实验过程中滑动变阻器的作用是:①保护电路;② ;
(4)根据实验数据小吴绘制了I-U图像,如图乙所示,根据图像可得到的实验结论是 。
实验二:探究电流与电阻的关系
(5)小李按照图甲正确连接电路后,依次选用、、、的定值电阻进行探究“电流与电阻的关系”的实验。
①小李先将电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器滑片P,记录电流表示数;
②断开开关,将电阻换成电阻,闭合开关后,发现电压表示数变化了,调节滑动变阻器的滑片P,同时观察 表,使其示数保持不变,记录电流表示数;
③断开开关,将电阻换成电阻,继续实验;
④当将电阻换成电阻时,闭合开关后发现滑动变阻器的滑片不管如何移动,电压表示数都无法达到指定电压,为了使实验中提供的定值电阻均能完成上述实验,应控制定值电阻两端电压至少为
V;
⑤小李根据实验数据绘制出了I-R图像,如图丙所示,分析图像可知:实验时,定值电阻R两端的电压为 V。
5.【新考法・结合电流与电压、电阻的关系考察实验操作与控制变量法应用】小华按照如图所示的电路图做“探究电流与电压、电阻的关系”实验。所用电源电压为6V保持不变,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。
(1)在“探究电流与电压的关系”时,①闭合开关前,滑片应该置于 端。
A.a B.b
②滑片向左移动过程中,电流表A的示数将 。
A.变小 B.变大 C.不变
(2)在“探究电流与电阻的关系”时,小华在电路中先接入10Ω的定值电阻,当移动滑片P至某位置时,读取电压表的示数为2.0V,电流表的示数0.20A。他还应进行的操作是 。(多选)
A.断开开关,改变电源电压
B.断开开关,用不同阻值的导体替换原来10Ω的定值电阻,并调节滑片使电压表示数回到,记录电流
C.每次闭合开关后,移动滑片P的位置使电压表的示数为2.0V,再读取电流表的示数
D.每次闭合开关后,移动滑片P的位置使电流表的示数为0.20A,再读取电压表的示数
6.【新考法・结合定值电阻测量考察电路连接、故障分析与数据评估】如图所示是小明测量定值电阻阻值的实验,用到的器材有:待测电阻R(约为10Ω)、电源(电压为3V)、电流表、电压表、滑动变阻器(10Ω1A)、开关各1个,导线若干。请完成以下问题:
(1)在连接电路时,开关应处于 状态(选填“断开”或“闭合”);
(2)图甲是小明接好的实物连接图,其中有一条导线连接错误,该导线是第 条(从图中选填导线序号);
(3)改正错误后再进行实验,实验前应将滑动变阻器的滑片P移到 端(选填“A”或“B”)端。小明闭合开关S后,无论怎样调节滑动变阻器,发现电流表无示数,电压表的示数较大,出现故障的原因可能是 ;
(4)排除故障后,小明继续实验,他的实验数据如下表所示,但此时小华认为第 组数据不是由本实验得出的;
第一组
第二组
第三组
第四组
电压U/V
1.2
1.6
2.0
2.4
电流I/A
0.12
0.16
0.20
0.24
(5)另一组的小华在实验过程中电流表突然损坏,不能正常使用,他想出一个方法,在撤掉电流表的情况下利用现有的器材也测出了待测电阻R的阻值(滑动变阻器的最大阻值记为)。实验步骤如下:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移至A端,记下此时电压表的示数U;
② ,记下此时电压表的示数;
③则被测电阻 (用U、、表示)。
7.【新考法・结合伏安法测电阻考察电路连接、实验安全与故障分析】某小组用“伏安法”测量定值电阻的阻值,提供的实验器材有:待测电阻,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,将图甲中电路连接完整,导线不得交叉。
(2)连接完毕后,小明建议要对电路进行检查后再闭合开关,请你提出其中一项需要检查的内容: 。
(3)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,造成这一现象的原因可能是 。
(4)排除电路故障后,通过三次实验得出的实验数据如下表所示:
实验次数
1
2
3
电压/V
1.2
1.8
2.5
电流/A
0.2
0.3
电阻/
6
6
第三次实验电流表示数如图乙所示,为 A,则第三次实验测得的阻值为 。本实验多次测量的目的是 。
(5)第二个实验小组做该实验时发现电压表损坏了,于是老师从实验室拿来一只标有“R”字样的滑动变阻器,并设计了如图丙所示的两个实验电路,分别按如下步骤进行实验:
①闭合开关S,调节滑片至最左端,读出此时电流表的示数;
②闭合开关S,调节滑片至最右端,读出此时电流表的示数;
③未知电阻阻值的表达式:按照丙图方案, ;(两空均用、、表示)
8.【新情境 + 新考法・结合电动机额定功率考察非纯电阻电路分析与计算】小明想测一下玩具汽车上电动机的额定功率,他发现电动机上标明额定电压为12V。他设计的实验电路如图甲,正确连接好电路后,根据记录的电动机两端的电压和通过电动机的电流,画出的I-U图像如图乙。在电压0~4V段时,电动机不转,电压大于4V后电动机开始转动,图像显示0~4V段图像为直线。
(1)从图像显示的数据分析可知,电动机正常工作时电压表选择的量程是 ,电流表选择的量程是 ;
(2)根据小明设计的电路图,在丙图中完成电动机正常工作时的实物连线;
(3)小电动机的额定功率为 W;
(4)小明通过自主学习得知:电动机内部的线圈电阻,通电后,电动机不转时就相当于一个定值电阻,电动机转动时将电能转化为内能和机械能。
(a)小明的电动机内部线圈电阻的阻值为 Ω;
(b)将电动机接到3V的电源上,它消耗的实际功率为 W;
(c)电动机正常工作时,1min内产生的热量为 J。
9.【新情境・结合发电机探究考察电磁感应实验原理与条件】发电机是如何发电的呢?同学们用如图所示的装置进行探究。
(1)实验中,ab棒的材料应该是 (选填“塑料棒”“铁棒”或“铝棒”)。
(2)小芳无意间碰到导体ab,导体ab晃动起来,小明发现电流表指针发生了偏转,他说:“让导体在磁场中运动就可产生电流”,但小芳说:“不一定,还要看导体怎样运动”。为验证猜想,同学们继续探究,并把观察到的现象记录如下:
序号
磁体摆放方向
ab运动方向
电流计指针偏转情况
1
N极在上
竖直上下运动
不偏转
2
水平向左运动
向右偏转
3
水平向右运动
向左偏转
4
N极在下
竖直上下运动
不偏转
5
水平向左运动
向左偏转
6
水平向右运动
向右偏转
分析实验现象后,同学们一致认为小芳的观点是正确的,比较第2、3次实验现象发现,产生的电流的方向跟 有关;比较第3、6次实验现象发现,产生的电流的方向还跟 有关。
(3)在整理器材时,小明未断开开关,先撤去蹄形磁铁,有同学发现指针又偏转了!他们再重复刚才的操作,发现电流表的指针都偏转,请教老师后得知,不论是导体运动还是磁体运动,只要闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动,电路中就会产生感应电流,这就是发电机发电的原理。
(4)若将此装置中的灵敏电流计换成 ,可进一步探究电动机的工作原理。
通关01 探究串并联电路中电流和电压的特点
1.在探究“串联和并联电路中电流的特点”实验中,小红设计了如图甲的电路。
(1)小红在连接电路时,开关应该处于 状态。
(2)在探究串联电路的电流特点时,小红将电流表分别串联在图甲电路中、、三处,电流表的示数均如图乙所示,为 A,为了得出具有普遍性的实验结论,接下来她应该进行的操作是 。
(3)完成“串联电路中电流特点”的探究任务后,小红继续探究“并联电路中电流特点”,按图丙所示的电路测量了、、三点的电流后,准备再测量、和的电流时,老师说没有必要再测量。请结合(2)中电流特点说明不必再测量的理由是 。
2.小明按照图甲所示电路进行实验探究串联电路中电压的规律。
(1)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。
(2)用电压表分别测出电压、和。其中测时,电压表的示数如图乙所示,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
电压
电压
1
2
3
①分析数据,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,可将灯泡换成其他类型用电器多次实验。此外,还可以 。
通关02 探究影响电流产生热量与什么因素有关实验
3.小明在吃饭时发现了一个现象:不锈钢勺和木筷同时放入热水中,过一会感觉钢勺烫手而木筷不烫手,这说明钢和木材的导热性能不同。
(1)为了进一步了解不同物质导热性能的差异,小明设计了下面的实验:将横截面积和高度相同的铁棒和木棒放在如图甲所示的加热板上加热,可以认为两种材料在相同时间内吸收的热量相同。
①铁棒和木棒从加热板上吸收热量,内能 :这个过程中发生热传递的方式是 (选填“热传导”“热辐射”或“热对流”);
②在铁棒和木棒的顶端分别放置两块相同的巧克力。若铁棒顶端的巧克力先开始熔化,则表明铁比木材的导热性 :
③生活中,常选用导热性好的材料为我们服务,请举出一个实例 ;
(2)在进行完上述实验后,小明想要继续探究不同物质的导电性能。于是又设计了下述实验:选用长度和横截面积相同的干木棒和铁棒,分别将它们接入如图乙所示电路中,实验数据如下表。
接入电路的物体
干木棒
铁棒
电流
0
0.22
①通过上述实验数据可以发现:相同情况下,通过 的电流较大,其电阻较小,表明它的导电性能较 ;
②某些材料在温度降低到一定程度时,电阻为零的现象叫超导现象。科学家们称超导现象是当代科学的“明珠”,我国已研制出常温下的超导体,在电炉丝、输电导线、保险丝中,适合用超导材料制作的是 。
通关03 探究电流与电压、电阻的关系
4.创新实践小组的同学利用图甲进行实验,已知电源电压为6V不变。
(1)小明同学利用图甲进行“探究电流与电压关系”的实验,图乙是他根据图甲电路图连接的实物电路,仔细检查电路后,发现有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确;
(2)正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,观察到电流表始终没有示数,电压表有示数且有明显变化,则电路存在的故障可能是 。排除电路故障后,小明测量了如下表所示的数据,分析表中数据小明可以得到的结论是 ;
电压/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流/A
0.1
0.16
0.2
0.24
0.3
(3)小明完成上述实验后,又选择了5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值电阻继续“探究电流与电阻”的关系。根据实验数据绘制出图丙所示的电流与电阻的关系图像,分析图像可以得到实验结论: ;
(4)为了使实验结论更具有普遍性,小明又重新连接电路做了一组实验,根据实验数据绘制出电流与电阻关系的图像如图丁,通过对图像的分析小明判断出a点数据是错误的,他判断的依据是 。
5.小明用如图甲所示电路探究“电流与电阻的关系”,其电路图如图乙所示,实验器材有:学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“”字样)、定值电阻4个(、、、)、开关一个、导线若干。
(1)连接电路时,开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态。
(2)连接好电路,将电源电压调至保持不变,滑动变阻器阻值调到最大,闭合开关,移动滑片,发现电流表无示数,电压表示数始终接近电源电压,导致这一现象的原因可能是( )(填序号)。
A.滑动变阻器断路 B.定值电阻断路 C.定值电阻短路
(3)排除故障后利用四个定值电阻进行实验,图丙曲线是根据实验数据得到的图像:其中阴影部分面积表示的物理量是 ,其值为 ;
(4)把每次实验时记录的电流值和对应变阻器的阻值,在图丙坐标系中描成点,将这些点绘成曲线,发现曲线与曲线无交点,其原因是 。
通关04 伏安法及特殊法测电阻的实验
6.小明想用一个定值电阻来探究电流与电压的关系,于是连接了图甲所示的电路,请你帮他完成探究过程。
(1)请用笔画线代替导线将电路连接完整;
(2)连接好电路后,闭合开关,发现电流表指针无偏转,电压表指针有明显偏转,原因是定值电阻R ;
(3)排除故障后,调节滑动变阻器的滑片,测得实验数据如下表;当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,为 A;请在图丙中画出通过定值电阻的电流与其两端电压关系的图像 。根据图像可得出结论: ;
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
1
1.5
2
2.5
电流I/A
0.2
0.3
0.4
(4)同学小虎用同样的方法进行实验,得到了如图丁所示的图象,小虎在实验操作中可能存在什么问题: 。
7.实验小组用伏安法测量小灯泡正常发光时的电阻,连接了如图甲所示的电路,小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压恒定。
(1)连接电路时开关应处于 状态;
(2)连接好电路后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表接近电源电压,故障可能是 ;
(3)小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻是 Ω(结果保留一位小数);
(4)小组同学计划用该装置测量某定值电阻阻值时,发现电压表损坏,于是设计了如图丙所示的电路,测出了Rx的阻值。电源电压不变,滑动变阻器的最大阻值为R0,a、b为滑动变阻器两端点,实验步骤如下:
①将滑片移到a端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为;
②将滑片移到b端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为;
③计算待测电阻Rx。
你认为该方案可行吗?若可行,请用、和R0表示出Rx;若不可行,请提出改进方案 、 。
通关05 探究影响电流产生热量与什么因素有关实验
8.如图甲和乙所示,是探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验,两透明容器中密封着等质量的空气,两容器中的电阻丝串联起来连接到电源两端,通电一定时间后,比较两个U形管中液面高度差的变化。
(1)在该实验中,通过观察U形管中液面的 来反映电阻丝产生热量的多少,这种研究方法叫 法。
(2)在图甲中,通过两电阻丝的电流 ,该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体的 的关系。
(3)在图乙中,是探究电流通过导体产生的热量与 的关系,通电一段时间后, 侧容器 U形管液面高度差较大,这说明 。
(4)英国物理学家焦耳通过大量实验,首先精确地确定了电流通过导体时产生的热量跟 成正比,跟导体的电阻正比,跟通电时间成正比,这个规律叫做焦耳定律。
(5)生活中我们经常见到“电炉丝热得发红,而与其相连的导线却不怎么热”,这一现象可用 装置(选“甲”或“乙”)的实验结论解释。
通关06 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
9.2025年,第四批052D驱逐舰的飞行甲板上,全新涂装的舰载反潜直升机揭开面纱。如图甲,这款代号“黑旋风”的国产机型,其机尾有根“棍子”,叫做舰载磁异探测器,它能将潜艇经过海域引起的磁场强弱变化转为相应的变化电流,从而发现潜艇的存在。那么,感应电流是如何产生的呢?下面是小明的探究过程,如图乙所示。请帮他解答相应问题。
(1)小明进行了如图丙中的五次操作,在五次操作中电流表指针能发生偏转的是1、3、4;小明分析实验现象,得出了产生感应电流的条件:闭合电路中的一部分导体在磁场中做 时,导体中就会产生感应电流。在此装置中, 相当于电源;
(2)在探究实验中,小明发现每次电流表指针摆动的角度不同,猜想可能与导体切割磁感线运动速度有关。小明为了验证自己的猜想,再次利用如图乙装置进行多次实验(导体运动区域的磁场强弱相同)。如表所示是实验测得的数据,分析数据可得出结论:在磁场强弱相同时, ;
实验次数
1
2
3
4
5
速度
1
2
3
4
5
电流
2.0
4.0
5.9
8.1
10.2
(3)图中实验现象与 (选填“动圈式话筒”或“扬声器”)的工作原理相同。
10.(2025·广东·二模)探究并联电路的电流规律。
(1)请根据图甲的电路图,用笔画线代替导线,将图乙的实物电路连接完整 。
(2)连接电路时,开关S处于 状态;正确连接电路后,闭合开关S,若电流表断路,则灯 (选填“有”或“无”)电流通过。
(3)用电流表分别测灯的电流及干路中的电流,其中测电流时,电流表的示数如图丙所示,示数为 A。接着更换不同规格的灯泡并多次实验,数据记录见表。
实验序号
电流/A
电流/A
电流/A
1
0.20
0.50
2
0.24
0.26
0.50
3
0.32
0.18
0.50
(4)分析实验数据,可知并联电路中电流及的关系为 。
(5)为使结论更具普遍性,实验中除更换用电器外,还可以采取的措施是 。
1.(2025·广东清远·一模)物理兴趣小组的同学开展“探究盐水电阻大小与哪些因素有关”的实验,他们提出了以下猜想:
A.可能与盐水的浓度有关。
B.可能与盐水的液柱长度有关。
他们利用玻璃管(管中带有接线柱的金属活塞可以左右移动)、电源、开关、小灯泡、导线等器材,组装成如图所示的电路进行实验。
(1)向玻璃管内注满盐水,闭合开关后灯泡发光,说明盐水是 (选填“导体”或“绝缘体”);根据小灯泡的亮度可以判断盐水的电阻大小,这种研究方法是 ;
(2)探究猜想A时,为了增加盐水的浓度,可向玻璃管中添加 (选填“盐”或“清水”)并搅拌均匀。探究猜想B时,用注射器缓慢地从玻璃管中抽取部分盐水,同时调节活塞使玻璃管中仍充满盐水,灯泡的亮度逐渐变亮,这一实验过程 (选填“能”或“不能”)验证猜想B;
(3)实验中发现,盐水的电阻改变较小时,灯泡的亮度无明显变化。甲、乙同学分别对实验装置做以下改进:甲同学把灯泡更换为电流表,乙同学在原电路中串联接入电流表,改进方法更好的是 同学,理由是 。
2.(2025·广东深圳·三模)小深利用4节新干电池,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻,铭牌上标有”40Ω 1A”的滑动变阻器等实验器材”探究电流与电阻关系”。
(1)小深连接好如图所示的电路,检查时发现电路中有一处连接错误,请你在错误的导线上画”✕”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确;
(2)电路改接正确后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到最 (选填“左”或“右”)端,闭合开关后,发现电压表有示数,电流表无示数,此时电路的故障可能是定值电阻 路;
(3)排除故障后,根据I - R图像可知,当小深将10Ω的定值电阻更换为15Ω的定值电阻后,直接闭合开关,此时应将滑动变阻器的滑片在原来基础上向 (选填“左”或“右”)端移动,直到电压表示数为 V ,记录电流表的示数;
(4)当小深将25Ω定值电阻接入电路时,无论怎样调节滑动变阻器的滑片,都无法使定值电阻两端电压为2V,其原因可能是 (写出一条即可)。
3.(2025·广东肇庆·三模)为完成“探究电流与电阻的关系”实验,某实验小组连接了如图甲所示的电路,选用5、10、 25的定值电阻各一个,电源电压保持6V不变。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表示数变大 。
(2)连接电路时,开关应处于 状态。连接好电路,闭合开关,发现电压表示数为零,电流表示数不为零,则实验电路出现的故障可能是定值电阻处 (选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后,小海将5的电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,直到电压表的示数 如图乙所示,为 V,并记录电流表的示数;接着断开开关,用10的电阻替换5的电阻,然后闭合开关,一边移动滑动变阻器的滑片,一边观察电压表示数,使 ,并记下此时电流表的示数。
(4)通过实验得到电流随电阻变化的关系图像如图丙所示,由图像可得出实验结论:电压一定时,通过导体的电流跟电阻成 。
(5)为使结论更具普遍性,在不增加器材的基础上,可以 。
4.(2025·广东深圳·模拟预测)实验小组用如图甲所示实验装置比较a、b两种液体的吸热能力,在两个相同的烧瓶内分别装入a、b两种液体,接入电阻丝、并分别插入温度计。
(1)实验中分别装入烧瓶的两种液体应满足的实验条件是 。
(2)实验过程中,通过加热相同时间,比较 来判断物质的吸热能力。
(3)仔细观察电路图,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调到最 端;
(4)正确实验后,数据如表,结合表格内的数据分析,a、b两种液体比热容之比是 。
物质
加热时间/min
初温/°C
末温/°C
a液体
10
20
40
b液体
10
20
35
(5)利用上面的电路图,还能探究电流通过导体产生的热量与_____的关系(选填序号)。
A.通电时间 B.通过导体的电流 C.导体的电阻
5.(2025·广东梅州·模拟预测)
(1)小明同学用图A的实验装置探究“某固体熔化时温度的变化规律”。加热过程中某一时刻温度计的示数如图B所示,读数为 ℃;根据实验数据,小明绘出了熔化图像C,由图像可知,此固体是 (选填“晶体”或“非晶体”);
(2)小华在探究电磁现象的实验中,设计了如图D所示的实验装置。在图甲中将磁体向右插入螺线管中时,观察到灵敏电流计的指针向右偏转,由此可知:电路中 电流产生(选填“有”或“没有”)。图E装置的实验结果表明磁场对通电导体有 的作用,电动机就是根据这个原理制成的;
(3)在探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关时,采用了如图F所示的实验装置,这是为了探究电流产生的热量与 的关系,通电一段时间后, (选填“左侧”或“右侧”)U形管中液面高度的变化较大。
命题点01 探究串并联电路中电流和电压的特点
6.(2025·吉林长春·中考真题)在“探究串联电路中各处电流的关系”的实验中:
数据序号
点电流
点电流
点电流
1
0.30
0.30
2
0.28
0.28
0.28
3
0.22
0.22
0.22
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示的实物图连接完整,使电流表测量点的电流。
(2)连接电路时开关应 。正确连接电路后,闭合开关,电流表的示数如图丙所示,为 A,继续测量、两点的电流,填入表格中。
(3)换用不同规格的灯泡,再测出两组实验数据,并填在表格中。请指出表格设计的不足之处: 。
(4)完善表格后,分析实验数据,得出结论:在串联电路中电流处处 。
7.(2025·四川资阳·中考真题)为了“探究串联电路中用电器两端的电压与电源两端电压的关系”,某实验小组准备了如下实验器材:
A.蓄电池组一个(电压为6V)
B.小灯泡两类规格(额定电压分别为3.8V,3V)各若干个
C.电压表三个(量程0-3V,0-15V)
D.开关一个,导线若干
(1)通过讨论,实验小组设计了如图甲所示的电路图,均选用额定电压为3V的小灯泡,由于实验前未明确两端的电压大小,故电压表的量程应选 (选填“0-3V”或“0-15V”),待完成电压值的初步测量后,最终选定的量程;
(2)之后接入电压表V,完成实物连线如图乙所示,经检查有一根导线连接错误,请你在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法 ;
(3)正确连接电路后,闭合开关S,发现不亮,几乎不偏转,过亮,超量程,造成这一现象的原因可能是发生了 (选填“短路”或“断路”);
(4)故障排除后,测量结果如下表所示,的读数如图丙所示,请将相应的读数填入下表
电压表
V
电压U/V
2.6
5.5
(5)结合上述测量结果,实验小组提出如下猜想:在实验误差允许的范围内,电源两端电压等于串联电路中用电器两端的电压之和,且用电器两端电压均分电源两端电压。你认为该猜想 (选填“可靠”或“不可靠”),理由是 。
8.(2024·广东·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
2.9
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 。
命题点02 探究电流与电压、电阻的关系
28.(2025·海南·中考真题)某实验小组用以下电路探究电流与电压的关系,电源电压保持不变,R为定值电阻。
(1)连接电路时,开关应处于 (选填“闭合”或“断开”)状态;
(2)闭合开关S后,向左移动滑动变阻器的滑片P,发现电压表无示数,电流表示数不断变小,则电路故障可能是定值电阻发生了 (选填“断路”或“短路”);
(3)排除故障后,进行实验得到实验数据如表所示。分析数据可得出结论: 。
实验次数
电压
电流
1
1.0
0.10
2
1.4
0.14
3
2.0
0.20
4
2.6
0.26
(4)物理实验常常需要多次测量,以下实验多次测量的目的与本实验相同的是 (选填“①”“②”或“③”)。
①探究电流与电阻的关系 ②测量定值电阻的阻值 ③测量物体的长度
29.(2025·广东·中考真题)探究电流与电阻的关系实验如图,使用的器材如下:电压恒为6V的电源,规格为“50Ω;1.2A”的滑动变阻器,规格为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各1个等。
(1)连接电路时,开关应处于 状态;请用笔画线代替导线将如图所示实物图连接完整 。
(2)将如表所示的实验记录表①、②处补充完整:① ,② 。
U=2V
实验序号
① /Ω
② /A
1
5
2
10
3
15
4
20
(3)将5Ω的定值电阻接入电路,并将滑动变阻器调到最大阻值处,闭合开关, ,直到电压表的示数为2V,此时电流表的示数如图乙所示,为 A,记录数据。
(4)依次更换定值电阻,重复实验。
(5)若计划将定值电阻两端的电压U取1.5V,是否仍能依次用上述4个定值电阻完成实验?请判断并说明理由: 。
命题点03 伏安法及特殊法测电阻的实验
30.(2023·广东深圳·中考真题)已知:电源电压为3V,小灯泡额定电压为2.5V,滑动变阻器(30Ω,1.2A)
(1)请帮助亮亮根据电路图,连接实物图;(要求:滑片在最右端时,电阻最大。)( )
(2)在闭合开关前,滑动变阻器滑片需要调到端 (选填“M”或“N”);
(3)亮亮同学检查电路连接正确,并且电路元件没有故障后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表偏转角度很小,请问故障原因是: ,接下来亮亮同学的操作方法是: ;
(4)实验数据如下图:
电压U/V
1
1.5
2
2.5
2.8
电流I/A
0.14
0.21
0.27
0.3
0.31
请问:正常发光时,小灯泡的电阻是: Ω;
(5)由实验数据说明:小灯泡的电阻随电压的增大而 ;(选填:“增大”,“变小”或“不变”)
(6)小白同学在电路连接正确后,闭合开关,小灯泡亮了一下之后就熄灭,电流表无示数,电压表有示数,请在图丙中,画出电压表指针指的位置。(用带箭头的线段表示)( )
31.(2025·四川攀枝花·中考真题)在做“伏安法测电阻”的实验中,小林设计并连接了如图甲所示的部分电路。
(1)请用笔画线补齐图中缺失的一根导线,使电路连接完整(要求:导线不可交叉),并标出电池的“+”极。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至最 (选填“左”或“右”)端。此时,滑动变阻器的作用是 。
(3)在实验过程中,电压表指针猛然偏向表盘最右侧,电流表示数几乎为0。若电路中只有一处故障,则发生的故障可能是定值电阻 (选填“短路”或“断路”)。
(4)排除故障后,小林继续进行实验,某次测量中电压表和电流表的示数如图乙所示时,则该次测得未知电阻的阻值为 。
(5)为了减小实验误差,应调节 ,改变电压表、电流表的示数,记录多组电压、电流值,并算出相应的电阻值,取这些阻值的平均值记为电阻的阻值。
(6)小林对实验进一步拓展,在缺少电流表的情况下,设计了如图丙所示的实验电路来测量未知电阻的阻值,已知滑动变阻器的最大阻值为,电源电压未知且恒定不变。实验步骤如下:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片移至端,读出电压表的示数为;
②再将滑动变阻器的滑片移至端,读出电压表的示数为;
③未知电阻阻值的表达式: (用、、表示)。
命题点04 探究影响电流产生热量与什么因素有关实验
32.(2025·河北·中考真题)在“探究电流与电压的关系”的实验中,小明设计了图示的实验电路。电源电压为6V不变,为定值电阻,间粗细均匀的电阻丝和夹子(M和)一起组成变阻器,、为电阻丝上的六个点,两点未标出。
(1)根据实验要求,请用笔画线代替导线将图中的实物电路补充完整;
(2)闭合开关前,将变阻器的全部电阻接入电路是为了 ;
(3)闭合开关,电流表无示数,电压表示数为,电路的故障(仅有一处)是 ;
(4)排除故障后,闭合开关,保持夹子N位置不动,夹子依次接在变阻器的、、六个点,每次电表均选用合适的量程,进行实验,收集数据并记录在表格中。表格中①处的数据如图所示,为 A;
接线位置
电压
1.5
2.0
2.5
3.0
4.0
6.0
电流I/A
0.3
①
0.5
0.6
0.8
1.2
(5)分析数据,可以得出实验结论:在电阻一定的情况下, ;
(6)在电阻丝点放一小蜡块,闭合开关,发现小蜡块逐渐熔化,为使小蜡块熔化得更快,一定可行的方法是: (写出一条即可);
(7)【拓展】在上面的实验电路中,电流表接量程,把另一电压表接在点和图中电压表标有“15”的接线柱两点上。夹子接在点不动,夹子可在电阻丝上连续改变位置,在保证电路安全的情况下,夹子在任意位置时,用电阻替换,使电压表和图中的电压表示数之比总是。则满足上述条件的的取值范围是 Ω。
命题点05 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
33.(2025·山东济宁·中考真题)小明学习了电磁知识后,从物理学的视角对图所涉及的物理问题进行了分析。
(1)如图甲所示,在A处接入 ,可探究电动机的工作原理;(填实验器材名称)
(2)在图甲的金属轨道上增加一根金属杆cd,俯视图如图乙所示(磁感线垂直纸面向外,用“·”表示);在外力的作用下,金属杆ab沿光滑金属轨道向右运动,请判断静止在光滑轨道上的金属杆cd是否运动并说明理由,判断∶ ;理由∶ ;
(3)电吉他中电拾音器基本结构如图丙所示,磁体附近金属弦被磁化,因此弦振动时,在线圈中产生感应电流,感应电流经电路放大后传送到音响发出声音,则弦振动时,线圈中的感应电流方向 (选填“变化”或“不变”)。
34.(2025·四川德阳·中考真题)电与磁之间存在着相互联系,彰显物理现象的对称之美。
(1)如图甲所示,导线通电后小磁针发生偏转,断电后小磁针复位。实验表明通电导线周围存在 ;
(2)如图乙所示为水位自动报警器的原理图。当水位到达金属块A时, 灯亮,控制电路中电磁铁的上端为 极(选填“S”或“N”);
(3)如图丙所示,电路中的开关为单刀双掷开关。
①将开关掷于1,观察到导体棒运动,说明 (选填字母);
A.电路中产生了感应电流 B.通电导体在磁场中受力的作用
②将开关掷于2,使导体棒向右运动,观察到灵敏电流计指针向左偏转;若要使灵敏电流计的指针向右偏转,可以 (选填字母)。
A.保持磁体不动,使导体棒向左运动
B.将磁体的磁极对调,使导体棒向左运动
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专题19 电学重点实验(专项训练)
目 录
01·趋势领航练 1
02·考点通关练 11
基础通关 11
通关01 探究串并联电路中电流和电压的特点 11
通关02 探究影响电流产生热量与什么因素有关实验 16
通关03 探究电流与电压、电阻的关系 13
通关04 伏安法及特殊法测电阻的实验 14
通关05 探究影响电流产生热量与什么因素有关实验 16
通关06 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件 16
能力通关 20
03·真题诊断练 30
1.【新考法・结合并联电路电流规律考察实验操作、故障分析与数据处理】阳阳同学设计了如图甲所示的电路探究“并联电路的电流规律”。
(1)请根据图甲所示的电路,用笔画线代替导线完成图乙中的电路连接。要求:灯L1和L2并联,电流表测灯L2中的电流;
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现灯泡L1发光,灯泡L2不发光,电流表无示数,电路可能存在的故障是 ;排除故障后,闭合开关,电流表的指针的位置如图丙,则的电流为 A;
(3)在完成第一次测量后,为了寻找普遍规律,阳阳接下来的操作应该是 ;
(4)经过测量,阳阳得到下表中的三组数据。以下对数据的处理方法更合理的是______;
次数
1
0.10
0.20
0.30
2
0.24
0.24
0.48
3
0.22
0.46
0.7
A.尊重实验事实,允许测量误差的存在
B.分析数据时,排除第3次实验的数据
【答案】(1)
(2) 灯泡L2断路 0.24
(3)换用不同规格的灯泡进行多次实验
(4)A
【详解】(1)灯L1和L2并联,电流表测灯L2中的电流,则电流表与灯L2串联,电流表可选用小量程,如图所示:
(2)[1]闭合开关,发现灯泡L1发光,灯泡L2不发光,电流表无示数,说明电流表所在支路断路,故障可能是灯泡L2断路。
[2]由图丙可知,电流表的量程为0-0.6A,分度值为0.02A,示数为0.24A。
(3)为了寻找普遍规律,需要多次实验,故应该换用不同规格的灯泡多次测量。
(4)处理实验数据时,应该尊重实验事实,允许测量误差的存在,故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
2.【新考法・结合串联电路电压规律考察实验操作、故障分析与电路连接】如图丁所示,这是“探究串联电路中电压的特点”实验电路。
(1)将电压表接入电路前,观察到指针位置如图甲所示,为保证测量结果准确,接下来应进行的操作是 ;
(2)如图乙所示测量,连接电路时,开关应处于 状态。闭合开关后,若灯泡发光,电压表示数为零,则灯泡的故障可能是 ;
(3)排除故障后,用电压表分别测出电压、、。第1次测两端的电压值为图丙中电压表的示数,此时 ;想测灯和灯的总电压,请在图丁中将电压表接入电路中且符合测量要求 。接着更换不同规格的灯泡并多次实验,数据记录见下表。
实验次数
电压
电压
电压
1
1.3
2.9
2
1.1
1.8
2.9
3
1.4
1.5
2.9
①分析表中数据,得到串联电路两端的总电压与各部分电路两端的电压的关系为 (请用本题中给出的字母写出关系式);
②实验中更换不同规格的灯泡多次实验,其目的是 。
【答案】(1)对电压表调零
(2) 断开 短路
(3) 1.6V 寻求普遍规律
【详解】(1)将电压表接入电路前,观察到指针位置如图甲所示,指针没有指在零刻度线,为保证测量结果准确,接下来应进行的操作是对电压表调零。
(2)[1]为保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。
[2]如图乙所示测量,闭合开关后,若灯泡发光,说明电路为通路,电压表示数为零,则灯泡的故障可能是短路。
(3)[1]图丙中电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为1.6V,则。
[2]若想测灯和灯的总电压,则应将电压表与电源并联,电源电压为3V,所以电压表选用小量程,作图如下:
[3]分析表中数据可知,串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和,即。
[4]本实验是探究类实验,实验中更换不同规格的灯泡多次实验,其目的是寻求普遍规律。
3.【新情境 + 新考法・结合光敏电阻探究考察半导体特性与动态电路分析】在跨学科实践课上,某小组同学开展了“探究光敏电阻阻值大小与光照强度关系”的学习活动,实验电路如图所示,其中为光敏电阻。
(1)该小组同学用黑色罩子套住光敏电阻,以模拟 (选填“A.强光”或“B.弱光”)照射;
(2)二极管具有单向导电性,它是 (选填“A.导体”“B.半导体”或“C.绝缘体”);
(3)实验中发现:光照变弱时,二极管变暗;光照变强时,二极管变亮。由此可知:光照变强时,光敏电阻的阻值 (选填“A.变大”“B.不变”或“C.变小”);
(4)该小组同学利用此光敏电阻设计了一个能自动测定光照强度的装置,如图所示。是定值电阻,电源电压不变。要求:当光照强度增强时,光照强度显示器(由电压表改装而成)示数增大,反之示数减小,则光照强度显示器应接在 (选填“A.ab”“B.bc”或“C.ac”)两点间。
【答案】(1)B
(2)B
(3)C
(4)A
【详解】(1)黑色罩子吸收所有的光,则该小组同学用黑色罩子套住光敏电阻,以模拟弱光照射。
(2)二极管是半导体,具有单向导电性。
(3)由图得,光敏电阻RG与二极管串联。实验中发现:光照变弱时,二极管变暗,说明通过二极管的电流越小,电路电阻较大,光敏电阻较大;光照变强时,二极管变亮,说明通过二极管的电流越大,电路电阻较小,光敏电阻较小。由此可知:光照变强时,光敏电阻的阻值变小。
(4)由图得,光敏电阻与定值电阻R0串联。当电压表接在ac两端时,电压表测量电源电压,电源电压不变,故电压表不能接在ac两端;当光照强度增强时,光敏电阻的阻值变小,串联电路中电阻越小,分到的电压越小,由串联电路电压特点得,此时定值电阻R0的电压变大,则为了使光照强度显示器(由电压表改装而成)示数增大,反之示数减小,则光照强度显示器应接在ab的两端,测量定值电阻R0的两端电压。
4.【新考法・结合电流与电压、电阻的关系考察实验操作、故障分析与数据处理】小吴和小李分别进行探究“电流与电压、电阻的关系”实验,实验室提供的器材有:学生电源(3V)、滑动变阻器“50Ω 2A”、定值电阻(10Ω、20Ω、30Ω、50Ω)、电流表、电压表、开关、导线若干。
实验一:探究电流与电压的关系
(1)他们选用的器材如图甲所示,请你用笔画线代替导线将实物电路连接完整,要求:滑动变阻器的滑片P向右移动时电流表的示数变大;
(2)小吴连接好电路后闭合开关,发现两电表均无示数;然后将电压表改接在滑动变阻器两端时,两电表也均无示数;将电压表改接在开关两端时,电压表有示数,电流表无示数。则电路故障可能是 ;
(3)排除故障后,小吴继续进行实验,在该实验过程中滑动变阻器的作用是:①保护电路;② ;
(4)根据实验数据小吴绘制了I-U图像,如图乙所示,根据图像可得到的实验结论是 。
实验二:探究电流与电阻的关系
(5)小李按照图甲正确连接电路后,依次选用、、、的定值电阻进行探究“电流与电阻的关系”的实验。
①小李先将电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器滑片P,记录电流表示数;
②断开开关,将电阻换成电阻,闭合开关后,发现电压表示数变化了,调节滑动变阻器的滑片P,同时观察 表,使其示数保持不变,记录电流表示数;
③断开开关,将电阻换成电阻,继续实验;
④当将电阻换成电阻时,闭合开关后发现滑动变阻器的滑片不管如何移动,电压表示数都无法达到指定电压,为了使实验中提供的定值电阻均能完成上述实验,应控制定值电阻两端电压至少为 V;
⑤小李根据实验数据绘制出了I-R图像,如图丙所示,分析图像可知:实验时,定值电阻R两端的电压为 V。
【答案】(1)
(2)开关断路
(3)改变定值电阻两端电压
(4)电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(5) 电压 1.5 2
【详解】(1)探究“电流与电压、电阻的关系”实验中,若要使电流表示数变大,需要减小滑动变阻器连入电路的阻值,如图所示:
(2)闭合开关,两电表均无示数,说明电路可能断路;将电压表并联接在滑动变阻器两端时也无示数,说明滑动变阻器与电源之间的电路存在断路,但接在开关两端时有示数,则说明开关的两接线柱与电源之间的电路为通路,故电路故障是开关断路。
(3)探究电流与电压的关系时,需要控制定值电阻阻值不变,改变定值电阻两端电压,所以滑动变阻器的作用是保护电路和改变定值电阻两端电压。
(4)由图乙可知,图线为一条过原点的斜线,因此得到的结论是电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(5)[1]探究“电流与电阻的关系”时,需要控制定值电阻两端电压不变,改变定值电阻阻值,将电阻换成电阻,闭合开关后,发现电压表示数变化了,调节滑动变阻器的滑片P控制电压不变,所以要观察电压表,使其示数保持不变。
[2]控制定值电阻两端电压至少为
[3]由图丙可知,实验时,定值电阻R两端的电压为
5.【新考法・结合电流与电压、电阻的关系考察实验操作与控制变量法应用】小华按照如图所示的电路图做“探究电流与电压、电阻的关系”实验。所用电源电压为6V保持不变,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。
(1)在“探究电流与电压的关系”时,①闭合开关前,滑片应该置于 端。
A.a B.b
②滑片向左移动过程中,电流表A的示数将 。
A.变小 B.变大 C.不变
(2)在“探究电流与电阻的关系”时,小华在电路中先接入10Ω的定值电阻,当移动滑片P至某位置时,读取电压表的示数为2.0V,电流表的示数0.20A。他还应进行的操作是 。(多选)
A.断开开关,改变电源电压
B.断开开关,用不同阻值的导体替换原来10Ω的定值电阻,并调节滑片使电压表示数回到,记录电流
C.每次闭合开关后,移动滑片P的位置使电压表的示数为2.0V,再读取电流表的示数
D.每次闭合开关后,移动滑片P的位置使电流表的示数为0.20A,再读取电压表的示数
【答案】(1) B B
(2)BC
【详解】(1)[1]在实验开始前,为了电路安全,滑动变阻器应置于阻值最大端,图中定值电阻与滑动变阻器串联,滑片置于端时阻值最大,故选B。
[2]滑片向左移动过程中,阻值变小,电压不变,由知,电流表示数将变大,故选B。
(2)“探究电流与电阻关系”时,要控制电阻两端电压不变。
A.改变电源电压,会影响实验控制变量,即控制电压不变,导致不能准确探究电流与电阻之间关系,故A错误;
B.断开开关,更换不同阻值电阻,同时保持电压不变,记录电流,故B正确;
C.每次闭合开关后,移动滑片使电压表示数为,控制电压不变,再读取电流表的示数,故C正确;
D.控制电流表示数不变,会导致电压和电阻变化,不能探究电流与电阻关系,故D错误。
故选BC。
6.【新考法・结合定值电阻测量考察电路连接、故障分析与数据评估】如图所示是小明测量定值电阻阻值的实验,用到的器材有:待测电阻R(约为10Ω)、电源(电压为3V)、电流表、电压表、滑动变阻器(10Ω1A)、开关各1个,导线若干。请完成以下问题:
(1)在连接电路时,开关应处于 状态(选填“断开”或“闭合”);
(2)图甲是小明接好的实物连接图,其中有一条导线连接错误,该导线是第 条(从图中选填导线序号);
(3)改正错误后再进行实验,实验前应将滑动变阻器的滑片P移到 端(选填“A”或“B”)端。小明闭合开关S后,无论怎样调节滑动变阻器,发现电流表无示数,电压表的示数较大,出现故障的原因可能是 ;
(4)排除故障后,小明继续实验,他的实验数据如下表所示,但此时小华认为第 组数据不是由本实验得出的;
第一组
第二组
第三组
第四组
电压U/V
1.2
1.6
2.0
2.4
电流I/A
0.12
0.16
0.20
0.24
(5)另一组的小华在实验过程中电流表突然损坏,不能正常使用,他想出一个方法,在撤掉电流表的情况下利用现有的器材也测出了待测电阻R的阻值(滑动变阻器的最大阻值记为)。实验步骤如下:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移至A端,记下此时电压表的示数U;
② ,记下此时电压表的示数;
③则被测电阻 (用U、、表示)。
【答案】(1)断开
(2)2
(3) B 电阻R断路
(4)一
(5) 将滑动变阻器的滑片P移至B端
【详解】(1)为保护电路,在连接电路时,开关应处于断开状态
(2)原电路中,电阻和电压表被短路,电阻应与电流表串联,电压表与电阻并联,且电流从电表的正接线柱流入、负接线柱流出,所以错误的是导线2。
(3)[1]保护电路,实验前应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,滑动变阻器右下接线柱接入电路,阻值最大处在最左端,即B端。
[2]闭合开关,发现电流表无示数,电路可能开路,电压表的示数较大,则电压表正负接线柱与电源连通,则电路故障可能是与电压表并联的电阻R断路。
(4)根据分析表格数据可知待测电阻的阻值为10Ω;串联电路总电阻等于各部分电阻之和,滑动变阻器接入电路最大阻值时,通过电路的电流
则第一组数据不是由本实验得出的。
(5)[1]将滑动变阻器的滑片P移至B端,此时滑动变阻器最大阻值与未知电阻串联接入电路,电压表测量未知电阻两端电压,此时电压表的示数为。
[2]当滑片在A端时,滑动变阻器接入电路阻值为0,未知电阻单独接入电路,电压表测量电源电压,则电源电压为U。滑动变阻器的滑片P移至B端时,滑动变阻器两端电压
电路电流
被测电阻
7.【新考法・结合伏安法测电阻考察电路连接、实验安全与故障分析】某小组用“伏安法”测量定值电阻的阻值,提供的实验器材有:待测电阻,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,将图甲中电路连接完整,导线不得交叉。
(2)连接完毕后,小明建议要对电路进行检查后再闭合开关,请你提出其中一项需要检查的内容: 。
(3)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,造成这一现象的原因可能是 。
(4)排除电路故障后,通过三次实验得出的实验数据如下表所示:
实验次数
1
2
3
电压/V
1.2
1.8
2.5
电流/A
0.2
0.3
电阻/
6
6
第三次实验电流表示数如图乙所示,为 A,则第三次实验测得的阻值为 。本实验多次测量的目的是 。
(5)第二个实验小组做该实验时发现电压表损坏了,于是老师从实验室拿来一只标有“R”字样的滑动变阻器,并设计了如图丙所示的两个实验电路,分别按如下步骤进行实验:
①闭合开关S,调节滑片至最左端,读出此时电流表的示数;
②闭合开关S,调节滑片至最右端,读出此时电流表的示数;
③未知电阻阻值的表达式:按照丙图方案, ;(两空均用、、表示)
【答案】(1)
(2)滑动变阻器的滑片是否在最大阻值处
(3)待测定值电阻Rx断路
(4) 0.4 6.25 减小误差
(5)
【详解】(1)电源电压为两节干电池,即3V,故电压表选用小量程并联在定值电阻两端;滑动变阻器上下各选一个接线柱与定值电阻串联在电路中,如图所示:
(2)为了保护电路,闭合开关前需要使电路中的总电阻最大,则其中一项需要检查的内容是:滑动变阻器的滑片是否在最大阻值处。
(3)闭合开关后,发现电流表无示数,说明电路可能断路;电压表示数不变始终接近电源电压,说明电压表与电源连通,说明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,即造成这一现象的原因可能是待测定值电阻Rx断路。
(4)[1]第三次实验电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.4A。
[2]第三次实验测得的阻值
[3]本实验多次测量求电阻的平均值,是为了减小误差。
(5)在步骤②中,当滑片在最右端时,滑动变阻器以最大阻值R接入电路,此时Rx被短接,电路为滑动变阻器的简单电路,电流表测通过滑动变阻器的电流,根据欧姆定律可知电源电压
在步骤①中,当滑片在最左端时,滑动变阻器以最大阻值和Rx并联接入电路,电流表测干路电流,示数为,根据并联电路的电流规律可知,通过待测电阻的电流
并联电路各支路两端电压相等,根据欧姆定律可得待测电阻的阻值
8.【新情境 + 新考法・结合电动机额定功率考察非纯电阻电路分析与计算】小明想测一下玩具汽车上电动机的额定功率,他发现电动机上标明额定电压为12V。他设计的实验电路如图甲,正确连接好电路后,根据记录的电动机两端的电压和通过电动机的电流,画出的I-U图像如图乙。在电压0~4V段时,电动机不转,电压大于4V后电动机开始转动,图像显示0~4V段图像为直线。
(1)从图像显示的数据分析可知,电动机正常工作时电压表选择的量程是 ,电流表选择的量程是 ;
(2)根据小明设计的电路图,在丙图中完成电动机正常工作时的实物连线;
(3)小电动机的额定功率为 W;
(4)小明通过自主学习得知:电动机内部的线圈电阻,通电后,电动机不转时就相当于一个定值电阻,电动机转动时将电能转化为内能和机械能。
(a)小明的电动机内部线圈电阻的阻值为 Ω;
(b)将电动机接到3V的电源上,它消耗的实际功率为 W;
(c)电动机正常工作时,1min内产生的热量为 J。
【答案】(1) 0~15V 0~3A
(2)
(3)36
(4) 2 4.5 1080
【详解】(1)[1][2]从图像乙显示的数据分析可知,电压的变化范围0~12V,小明在实验时电压表选择的量程是0~15V;电流的变化范围0~3.0A,实验时电流表选择的量程是0~3A。
(2)由电路图可知,电压表与电动机并联,电流表与电动机串联,根据所选量程连接实物图,如图所示;
(3)小电动机工作电压为12V时,通过它的电流为3.0A,则小电动机的额定功率为
(4)[1]由题意可知,在电压0~4V时,电动机不转,相当于一个定值电阻。由图乙可知,当电动机两端的电压时,通过的电流,由可得,小明的电动机内部线圈电阻的阻值为
[2]当电动机两端电压为时,通过它的电流为,它消耗的实际功率为
[3]电动机正常工作时,通过它的电流为3.0A,则1min内产生的热量为
9.【新情境・结合发电机探究考察电磁感应实验原理与条件】发电机是如何发电的呢?同学们用如图所示的装置进行探究。
(1)实验中,ab棒的材料应该是 (选填“塑料棒”“铁棒”或“铝棒”)。
(2)小芳无意间碰到导体ab,导体ab晃动起来,小明发现电流表指针发生了偏转,他说:“让导体在磁场中运动就可产生电流”,但小芳说:“不一定,还要看导体怎样运动”。为验证猜想,同学们继续探究,并把观察到的现象记录如下:
序号
磁体摆放方向
ab运动方向
电流计指针偏转情况
1
N极在上
竖直上下运动
不偏转
2
水平向左运动
向右偏转
3
水平向右运动
向左偏转
4
N极在下
竖直上下运动
不偏转
5
水平向左运动
向左偏转
6
水平向右运动
向右偏转
分析实验现象后,同学们一致认为小芳的观点是正确的,比较第2、3次实验现象发现,产生的电流的方向跟 有关;比较第3、6次实验现象发现,产生的电流的方向还跟 有关。
(3)在整理器材时,小明未断开开关,先撤去蹄形磁铁,有同学发现指针又偏转了!他们再重复刚才的操作,发现电流表的指针都偏转,请教老师后得知,不论是导体运动还是磁体运动,只要闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动,电路中就会产生感应电流,这就是发电机发电的原理。
(4)若将此装置中的灵敏电流计换成 ,可进一步探究电动机的工作原理。
【答案】(1)铝棒
(2) 导体的运动方向 磁场方向
(3)切割磁感线
(4)电源
【详解】(1)实验中,ab棒需要是导体才能产生感应电流,同时不能是磁性材料。铁棒会被磁体吸引,影响实验。塑料棒是绝缘体,铝棒是导体且非磁性材料。所以ab棒的材料应该是铝棒。
(2)[1]比较第2、3次实验,磁体摆放方向(磁场方向)相同,ab的运动方向不同,电流表指针偏转方向(电流方向)不同。因此产生的电流的方向跟导体运动的方向有关。
[2]比较第3、6次实验,磁体摆放方向(磁场方向)不同,ab的运动方向相同,电流表指针偏转方向(电流方向)不同。因此产生的电流的方向跟磁场的方向有关。
(3)根据电磁感应的条件,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。无论是导体运动,还是磁体运动,只要满足相对切割即可。
(4)电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动,需要给导体通电,因此要将灵敏电流计换成电源。
通关01 探究串并联电路中电流和电压的特点
1.在探究“串联和并联电路中电流的特点”实验中,小红设计了如图甲的电路。
(1)小红在连接电路时,开关应该处于 状态。
(2)在探究串联电路的电流特点时,小红将电流表分别串联在图甲电路中、、三处,电流表的示数均如图乙所示,为 A,为了得出具有普遍性的实验结论,接下来她应该进行的操作是 。
(3)完成“串联电路中电流特点”的探究任务后,小红继续探究“并联电路中电流特点”,按图丙所示的电路测量了、、三点的电流后,准备再测量、和的电流时,老师说没有必要再测量。请结合(2)中电流特点说明不必再测量的理由是 。
【答案】(1)断开
(2) 更换不同规格灯泡多次实验
(3)属于同一条支路电流相等
【详解】(1)为了电路的安全,电路在连接过程中开关应处于断开状态。
(2)[1]电流表选用的量程是0~0.6A,分度值为0.02A,指针所指位置为0.3A,故电流表的读数为0.3A。
[2]更换不同规格的灯泡多次实验,比较实验结果,这样能避免偶然性,使结论更具普遍性。
(3)由第二问可得出结论“串联电路电流处处相等”,而同一条支路上的用电器属于串联,因此属于同一条支路电流相等。
2.小明按照图甲所示电路进行实验探究串联电路中电压的规律。
(1)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。
(2)用电压表分别测出电压、和。其中测时,电压表的示数如图乙所示,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
电压
电压
1
2
3
①分析数据,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,可将灯泡换成其他类型用电器多次实验。此外,还可以 。
【答案】(1)无
(2) 之和 改变电源电压并多次实验
【详解】(1)由图可知,该电路为串联电路,所以正确连接电路后,闭合开关,若灯断路,整个电路断路,则两端无电压。
(2)[1]如图乙所示,电压表选用小量程,分度值,其示数为。
[2]分析表中数据可得出:AC两端电压等于AB两端电压与BC两端电压之和,即串联电路中,电源两端电压等于各用电器两端电压之和。
[3]根据一组数据得出的结论有偶然性,所以为使结论更具有普遍性,除了换用不同规格的灯泡进行实验外,还可以改变电源电压并多次实验。
通关02 探究影响电流产生热量与什么因素有关实验
3.小明在吃饭时发现了一个现象:不锈钢勺和木筷同时放入热水中,过一会感觉钢勺烫手而木筷不烫手,这说明钢和木材的导热性能不同。
(1)为了进一步了解不同物质导热性能的差异,小明设计了下面的实验:将横截面积和高度相同的铁棒和木棒放在如图甲所示的加热板上加热,可以认为两种材料在相同时间内吸收的热量相同。
①铁棒和木棒从加热板上吸收热量,内能 :这个过程中发生热传递的方式是 (选填“热传导”“热辐射”或“热对流”);
②在铁棒和木棒的顶端分别放置两块相同的巧克力。若铁棒顶端的巧克力先开始熔化,则表明铁比木材的导热性 :
③生活中,常选用导热性好的材料为我们服务,请举出一个实例 ;
(2)在进行完上述实验后,小明想要继续探究不同物质的导电性能。于是又设计了下述实验:选用长度和横截面积相同的干木棒和铁棒,分别将它们接入如图乙所示电路中,实验数据如下表。
接入电路的物体
干木棒
铁棒
电流
0
0.22
①通过上述实验数据可以发现:相同情况下,通过 的电流较大,其电阻较小,表明它的导电性能较 ;
②某些材料在温度降低到一定程度时,电阻为零的现象叫超导现象。科学家们称超导现象是当代科学的“明珠”,我国已研制出常温下的超导体,在电炉丝、输电导线、保险丝中,适合用超导材料制作的是 。
【答案】(1) 增大 热传导 好 用铁锅做饭
(2) 铁棒 好 输电导线
【详解】(1)[1][2]铁棒和木棒从加热板上吸收热量,内能增加,是通过热传递改变内能,铁棒和木棒与加热板直接接触吸收热量,这个过程中发生热传递的方式是热传导。
[3]根据转换法,在铁棒和木棒的顶端分别放置两块相同的巧克力。若铁棒顶端的巧克力先开始熔化,则表明铁比木材的导热性好。
[4]生活中,常选用导热性好的材料为我们服务,如用铁锅做饭。
(2)[1][2]通过上述实验数据可以发现:相同情况下,通过铁棒的电流大于通过干木棒的电流,说明铁棒的电阻较小,表明它的导电性能较好。
[3] 电炉丝需要将电能转化为内能,电阻为零无法将电能转化为内能;保险丝是利用电流的热效应,当电流过大时,自动熔断来保护电路的,电阻为零无法将电能转化为内能,无法熔断;根据焦耳定律Q=I2Rt可知,远距离输电,当电阻为零时,可使导线损耗为零,便可提高传输效率。
通关03 探究电流与电压、电阻的关系
4.创新实践小组的同学利用图甲进行实验,已知电源电压为6V不变。
(1)小明同学利用图甲进行“探究电流与电压关系”的实验,图乙是他根据图甲电路图连接的实物电路,仔细检查电路后,发现有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确;
(2)正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,观察到电流表始终没有示数,电压表有示数且有明显变化,则电路存在的故障可能是 。排除电路故障后,小明测量了如下表所示的数据,分析表中数据小明可以得到的结论是 ;
电压/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流/A
0.1
0.16
0.2
0.24
0.3
(3)小明完成上述实验后,又选择了5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值电阻继续“探究电流与电阻”的关系。根据实验数据绘制出图丙所示的电流与电阻的关系图像,分析图像可以得到实验结论: ;
(4)为了使实验结论更具有普遍性,小明又重新连接电路做了一组实验,根据实验数据绘制出电流与电阻关系的图像如图丁,通过对图像的分析小明判断出a点数据是错误的,他判断的依据是 。
【答案】(1)
(2) 电流表短路 当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(3)当电压一定时,电流与电阻成反比
(4)该次实验没有控制定值电阻两端电压一定
【详解】(1)原电路图中,电流表、电压表和定值电阻没有接入电路,是错误的,在“探究电流与电压关系“实验中,定值电阻、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在定值电阻两端。将滑动变阻器右上接线柱与开关右接线柱连接的导线画“×”,再将滑动变阻器右上接线柱与定值电阻右接线柱用导线连接。如图所示:
(2)[1]闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,观察到电压表有示数且有明显变化,说明电路是通路,电流表始终没有示数,说明电流表短路。
[2]忽略误差不计,由表中数据可知,电阻两端电压增大为原来的几倍,通过电阻的电流也增大为原来的几倍,故可得出结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(3)由图丙可知,电流与电阻的乘积,,,
为一定值,故可得出结论:当电压一定时,电流与电阻成反比。
(4)研究电流与电阻关系时要控制电压不变;由图丁可知,a点电流与电阻的乘积与其它点不同,即电压与其它点的电压不同,说明该次实验没有控制定值电阻两端电压一定。
5.小明用如图甲所示电路探究“电流与电阻的关系”,其电路图如图乙所示,实验器材有:学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“”字样)、定值电阻4个(、、、)、开关一个、导线若干。
(1)连接电路时,开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态。
(2)连接好电路,将电源电压调至保持不变,滑动变阻器阻值调到最大,闭合开关,移动滑片,发现电流表无示数,电压表示数始终接近电源电压,导致这一现象的原因可能是( )(填序号)。
A.滑动变阻器断路 B.定值电阻断路 C.定值电阻短路
(3)排除故障后利用四个定值电阻进行实验,图丙曲线是根据实验数据得到的图像:其中阴影部分面积表示的物理量是 ,其值为 ;
(4)把每次实验时记录的电流值和对应变阻器的阻值,在图丙坐标系中描成点,将这些点绘成曲线,发现曲线与曲线无交点,其原因是 。
【答案】(1)断开
(2)B
(3) 电压 3V
(4)见解析
【详解】(1)为保护电路,连接电路时,应断开开关。
(2)闭合开关,移动滑片,发现电流表无示数,说明电路可能断路,电压表示数始终接近电源电压,说明电压表与电源连通,电压表被串联在电路中,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,与电压表并联的电路断路了,即导致这一现象的原因可能是定值电阻断路,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(3)[1][2] 根据图乙可知,图中阴影面积为长方形,其面积等于电流与电阻的乘积,由欧姆定律得,,所以阴影面积表示的物理量是电阻两端的电压,其数值为:
(4)在探究“电流与电阻的关系”实验中,要控制定值电阻两端的电压不变。由前面分析可知,定值电阻两端电压始终保持UR=3V不变,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器两端的电压UP=U−UR=4.5V−3V=1.5V。因为电源电压不变,而定值电阻的电压保持不变,滑动变阻器的电压也不变,根据串联分压规律知,,因而各次实验中,定值电阻和滑动变阻器的阻值倍数关系保持不变,因而对每一个电流值,变阻器的阻值始终是定值电阻的阻值倍数不变,则把每次实验时记录的电流值和对应变阻器的阻值,在图丙坐标系中描成点,将这些点绘成曲线,如果有交点则它们两端电压相等,而定值电阻两端电压控制为,变阻器两端电压为是不等的,因而两者无交点。
通关04 伏安法及特殊法测电阻的实验
6.小明想用一个定值电阻来探究电流与电压的关系,于是连接了图甲所示的电路,请你帮他完成探究过程。
(1)请用笔画线代替导线将电路连接完整;
(2)连接好电路后,闭合开关,发现电流表指针无偏转,电压表指针有明显偏转,原因是定值电阻R ;
(3)排除故障后,调节滑动变阻器的滑片,测得实验数据如下表;当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,为 A;请在图丙中画出通过定值电阻的电流与其两端电压关系的图像 。根据图像可得出结论: ;
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
1
1.5
2
2.5
电流I/A
0.2
0.3
0.4
(4)同学小虎用同样的方法进行实验,得到了如图丁所示的图象,小虎在实验操作中可能存在什么问题: 。
【答案】(1)见解析
(2)断路
(3) 0.5 见解析 当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(4)电流表使用前指针没有调零
【详解】(1)由图甲可知,电源为两节干电池串联,即3V,故电压表选用小量程并联在电阻R两端;滑动变阻器滑片位于最右端,为了保护电路,滑动变阻器应选用左下接线柱与电阻R串联在电路中,如图所示:
;
(2)连接好电路后,闭合开关,发现电流表指针无偏转,说明电路可能断路;电压表指针有明显偏转,说明电压表与电源连通,电压表被串联在电路中,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,即原因是定值电阻R断路;
(3)[1]当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.5A;
[2]在图丙中利用描点法画出通过定值电阻的电流与其两端电压关系的图像,如下图所示:
[3]由图丙可知,图线为一条过原点的斜线,故可得出结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
(4)由图丁可知,图象不过原点,且每次的电流总是偏大,说明电流表使用前指针没有调零。
7.实验小组用伏安法测量小灯泡正常发光时的电阻,连接了如图甲所示的电路,小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压恒定。
(1)连接电路时开关应处于 状态;
(2)连接好电路后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表接近电源电压,故障可能是 ;
(3)小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻是 Ω(结果保留一位小数);
(4)小组同学计划用该装置测量某定值电阻阻值时,发现电压表损坏,于是设计了如图丙所示的电路,测出了Rx的阻值。电源电压不变,滑动变阻器的最大阻值为R0,a、b为滑动变阻器两端点,实验步骤如下:
①将滑片移到a端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为;
②将滑片移到b端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为;
③计算待测电阻Rx。
你认为该方案可行吗?若可行,请用、和R0表示出Rx;若不可行,请提出改进方案 、 。
【答案】(1)断开
(2)小灯泡断路
(3)9.6
(4) 该方案可行 新增答案空
【详解】(1)连接电路时,为保护电路,开关应处于断开状态。
(2)闭合开关后,电流表无示数,说明电路可能断路;电压表接近电源电压,说明电压表与电源两端连通,即电压表所测部分断路,即小灯泡断路。因此,故障可能是小灯泡断路。
(3)小灯泡正常发光时电压为2.5V。由图乙可知,电流表选用0~0.6A量程,分度值0.02A,示数为0.26A。此时电阻为
(4)[1][2]该方案可行:
当滑片移到a端,此电路为的简单电路,闭合开关S,读出电流表的示数,记为,由可得电源电压为
将滑片移到b端,此时与串联,读出电流表的示数,记为,则
联立可得,待测电阻的阻值为
通关05 探究影响电流产生热量与什么因素有关实验
8.如图甲和乙所示,是探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验,两透明容器中密封着等质量的空气,两容器中的电阻丝串联起来连接到电源两端,通电一定时间后,比较两个U形管中液面高度差的变化。
(1)在该实验中,通过观察U形管中液面的 来反映电阻丝产生热量的多少,这种研究方法叫 法。
(2)在图甲中,通过两电阻丝的电流 ,该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体的 的关系。
(3)在图乙中,是探究电流通过导体产生的热量与 的关系,通电一段时间后, 侧容器 U形管液面高度差较大,这说明 。
(4)英国物理学家焦耳通过大量实验,首先精确地确定了电流通过导体时产生的热量跟 成正比,跟导体的电阻正比,跟通电时间成正比,这个规律叫做焦耳定律。
(5)生活中我们经常见到“电炉丝热得发红,而与其相连的导线却不怎么热”,这一现象可用 装置(选“甲”或“乙”)的实验结论解释。
【答案】(1) 高度差 转换
(2) 相等 电阻
(3) 电流 左 在其它情况相同时,电流越大,电流产生的热量越多
(4)电流的平方
(5)甲
【详解】(1)[1][2]实验中,电流通过电阻丝产生热量,容器内空气吸收热量温度升高,体积变大,U形管内液面产生高度差;电热越多,U形管内液面高度差越大;实验中通过U形管液面高度差来间接反映电热多少,这种研究方法是转换法。
(2)[1][2]图甲中,两电阻丝串联,通过它们电流相等;两容器电阻丝中电流相等,通电时间相等,只是两个电阻丝电阻不同,通电一段时间后,右侧U形管液面高度差较大,实验可以探究电热与电阻关系。
(3)[1][2][3]图乙中,左右两容器中电阻丝电阻相等,通电时间相等,因为右侧容器内外两个电阻并联后再与左侧容器中的电阻串联,由于右侧容器外电阻丝的分流作用,右侧容器中电阻丝中电流小于左侧,是探究电流通过导体产生的热量与电流的关系;一段时间后,左侧U形管内液面高度差大,这说明,在电阻与通电时间都相同时,电流越大,电热越大。
(4)最先准确研究影响电热多少因素的科学家是焦耳,该结论被称为焦耳定律,内容为:电流通过导体产生热量的多少与电流的平方成正比,与导体的电阻成正比,与通电时间成正比,数学表达式为。
(5)导线与电炉丝串联,通过的电流相等,通电时间相等,只是电炉丝电阻大于导线电阻,所以电流通过电炉丝产生的电热大,这可以用甲装置的实验结论来解释。
通关06 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
9.2025年,第四批052D驱逐舰的飞行甲板上,全新涂装的舰载反潜直升机揭开面纱。如图甲,这款代号“黑旋风”的国产机型,其机尾有根“棍子”,叫做舰载磁异探测器,它能将潜艇经过海域引起的磁场强弱变化转为相应的变化电流,从而发现潜艇的存在。那么,感应电流是如何产生的呢?下面是小明的探究过程,如图乙所示。请帮他解答相应问题。
(1)小明进行了如图丙中的五次操作,在五次操作中电流表指针能发生偏转的是1、3、4;小明分析实验现象,得出了产生感应电流的条件:闭合电路中的一部分导体在磁场中做 时,导体中就会产生感应电流。在此装置中, 相当于电源;
(2)在探究实验中,小明发现每次电流表指针摆动的角度不同,猜想可能与导体切割磁感线运动速度有关。小明为了验证自己的猜想,再次利用如图乙装置进行多次实验(导体运动区域的磁场强弱相同)。如表所示是实验测得的数据,分析数据可得出结论:在磁场强弱相同时, ;
实验次数
1
2
3
4
5
速度
1
2
3
4
5
电流
2.0
4.0
5.9
8.1
10.2
(3)图中实验现象与 (选填“动圈式话筒”或“扬声器”)的工作原理相同。
【答案】(1) 切割磁感线运动 导体AB
(2)导体切割磁感线速度越大,感应电流越大
(3)动圈式话筒
【详解】(1)[1]闭合电路的一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,这种现象叫电磁感应现象。
[2]金属棒AB在磁场中做切割磁感线运动时,电路中会有电流,所以导体AB相当于电源。
(2)为了验证感应电流与速度之间的关系,应保持导体运动区域的磁场强弱相同,改变导体的运动速度,但同一次实验,应使导体做匀速运动;由表格中数据知,当导体运动速度不同时,产生的感应电流大小也不同,在磁场强弱相同时,导体切割磁感线速度越大,感应电流越大。
(3)动圈式话筒:其核心原理是电磁感应。说话时声音振动带动膜片和线圈运动,线圈在磁场中切割磁感线,产生随声音变化的感应电流,与图中实验原理一致。
扬声器:其原理是通电导体在磁场中受力运动。它接收电信号后,通电线圈在磁场中受力振动,带动纸盆发声,与实验原理不同。
10.(2025·广东·二模)探究并联电路的电流规律。
(1)请根据图甲的电路图,用笔画线代替导线,将图乙的实物电路连接完整 。
(2)连接电路时,开关S处于 状态;正确连接电路后,闭合开关S,若电流表断路,则灯 (选填“有”或“无”)电流通过。
(3)用电流表分别测灯的电流及干路中的电流,其中测电流时,电流表的示数如图丙所示,示数为 A。接着更换不同规格的灯泡并多次实验,数据记录见表。
实验序号
电流/A
电流/A
电流/A
1
0.20
0.50
2
0.24
0.26
0.50
3
0.32
0.18
0.50
(4)分析实验数据,可知并联电路中电流及的关系为 。
(5)为使结论更具普遍性,实验中除更换用电器外,还可以采取的措施是 。
【答案】(1)
(2) 断开 无
(3)0.3
(4)
(5)更换不同电压的电源(或并联更多的用电器)
【详解】(1)根据图甲的电路图,L1与电流表串联后再与L2并联,开关在干路。连接实物电路时,如图L1与电流表所在支路已经连接好,应将L2右端连接到电流表的负接线柱,将L2支路连接好即可,如下图所示:
(2)[1]连接电路时,为了保护电路,开关S处于断开状态。
[2]因为L1与电流表串联,若电流表断路,那么L1所在的支路就会断开,所以灯L1无电流通过。
(3)由图丙可知,电流表选用的是0~0.6A量程,分度值为0.02A,其示数为0.3A。
(4)分析实验数据可发现干路电流等于各支路电流与之和,即并联电路中电流的关系为。
(5)为使结论更具普遍性,除更换用电器外,还可以采取的措施是更换不同电压的电源来改变电源电压多次实验,或者并联更多的用电器进行多次实验。
1.(2025·广东清远·一模)物理兴趣小组的同学开展“探究盐水电阻大小与哪些因素有关”的实验,他们提出了以下猜想:
A.可能与盐水的浓度有关。
B.可能与盐水的液柱长度有关。
他们利用玻璃管(管中带有接线柱的金属活塞可以左右移动)、电源、开关、小灯泡、导线等器材,组装成如图所示的电路进行实验。
(1)向玻璃管内注满盐水,闭合开关后灯泡发光,说明盐水是 (选填“导体”或“绝缘体”);根据小灯泡的亮度可以判断盐水的电阻大小,这种研究方法是 ;
(2)探究猜想A时,为了增加盐水的浓度,可向玻璃管中添加 (选填“盐”或“清水”)并搅拌均匀。探究猜想B时,用注射器缓慢地从玻璃管中抽取部分盐水,同时调节活塞使玻璃管中仍充满盐水,灯泡的亮度逐渐变亮,这一实验过程 (选填“能”或“不能”)验证猜想B;
(3)实验中发现,盐水的电阻改变较小时,灯泡的亮度无明显变化。甲、乙同学分别对实验装置做以下改进:甲同学把灯泡更换为电流表,乙同学在原电路中串联接入电流表,改进方法更好的是 同学,理由是 。
【答案】(1) 导体 转换法
(2) 盐 能
(3) 乙 可以起到保护电路的作用
【详解】(1)[1]将适量盐水从注水口倒入玻璃管中并闭合开关,观察到小灯泡发光,说明盐水容易导电,所以盐水是导体。
[2]盐水浓度不同,灯泡的亮度不同,可以根据灯泡的亮度判断盐水电阻的大小,运用了转换法。
(2)[1]要增加盐水的浓度,应该往盐水中加盐,并搅拌。
[2]探究猜想B时,用注射器缓慢地从玻璃管中抽取部分盐水,同时调节活塞使玻璃管中仍充满盐水,保持了横截面积、盐水的浓度不变,盐水的长度变短,灯泡的亮度逐渐变亮,表明盐水的电阻大小与长度有关,即这一实验过程能验证猜想B。
(3)[1][2]将灯泡换为电流表,盐水的电阻变化会引起电路中的电流的变化,但是,当盐水的电阻过小时,电流会过大,电路可能会被烧坏;在原电路中串联一个电流表,灯泡可以起到保护电路的作用,因此乙同学的方案更好。
2.(2025·广东深圳·三模)小深利用4节新干电池,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻,铭牌上标有”40Ω 1A”的滑动变阻器等实验器材”探究电流与电阻关系”。
(1)小深连接好如图所示的电路,检查时发现电路中有一处连接错误,请你在错误的导线上画”✕”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确;
(2)电路改接正确后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到最 (选填“左”或“右”)端,闭合开关后,发现电压表有示数,电流表无示数,此时电路的故障可能是定值电阻 路;
(3)排除故障后,根据I - R图像可知,当小深将10Ω的定值电阻更换为15Ω的定值电阻后,直接闭合开关,此时应将滑动变阻器的滑片在原来基础上向 (选填“左”或“右”)端移动,直到电压表示数为 V ,记录电流表的示数;
(4)当小深将25Ω定值电阻接入电路时,无论怎样调节滑动变阻器的滑片,都无法使定值电阻两端电压为2V,其原因可能是 (写出一条即可)。
【答案】(1)
(2) 左 断
(3) 左 2
(4)滑动变阻器的最大阻值太小
【详解】(1)在探究电流与电阻关系实验中,电流表应与定值电阻串联,电压表与定值电阻并联,故正确接法如图所示:
(2)[1]为保护电路,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处,即图中最左端。
[2]闭合开关后,电流表无示数,故障可能是断路,电压表有示数,说明与电源连通,故障可能是定值电阻断路。
(3)[1][2]由I - R图像可知,定值电阻两端的电压为
实验中,当把10Ω的电阻换成15Ω的电阻后,根据分压原理,电阻两端的电压变大,研究电流与电阻关系时要控制电压不变,根据串联电路电压的规律,要增大滑动变阻器两端的电压,由分压原理,要增大滑动变阻器电阻阻值,故应把滑动变阻器滑片向左滑动,直到电压表示数为2V。
(4)4节新干电池电压为6V,电阻两端的电压始终保持,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2倍,根据分压原理,当接入25Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少50Ω的滑动变阻器,变阻器的最大阻值是40Ω,所以原因是滑动变阻器的最大电阻太小。
3.(2025·广东肇庆·三模)为完成“探究电流与电阻的关系”实验,某实验小组连接了如图甲所示的电路,选用5、10、 25的定值电阻各一个,电源电压保持6V不变。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表示数变大 。
(2)连接电路时,开关应处于 状态。连接好电路,闭合开关,发现电压表示数为零,电流表示数不为零,则实验电路出现的故障可能是定值电阻处 (选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后,小海将5的电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,直到电压表的示数 如图乙所示,为 V,并记录电流表的示数;接着断开开关,用10的电阻替换5的电阻,然后闭合开关,一边移动滑动变阻器的滑片,一边观察电压表示数,使 ,并记下此时电流表的示数。
(4)通过实验得到电流随电阻变化的关系图像如图丙所示,由图像可得出实验结论:电压一定时,通过导体的电流跟电阻成 。
(5)为使结论更具普遍性,在不增加器材的基础上,可以 。
【答案】(1)
(2) 断开 短路
(3) 2.5 电压表示数为2.5 V
(4)反比
(5)改变电源电压并多次实验
【详解】(1)滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电路中电阻的大小。由题目要求可知,滑片向右移动时,电流要变大,就说明接入电路中的电阻丝的长度要变短,则滑动变阻器下接线柱应接B端,如图所示
(2)[1]为保护电路,连接时开关应处于断开状态。
[2]电压表示数为零,电流表示数不为零,则电路无断路,与电压表并联的用电器短路,即定值电阻处短路。
(3)[1]由图可知电压表选择小量程,分度值为0.1V,故读数为2.5V。
[2]探究电流与电阻的关系需要保持电阻两端电压不变,故需要将电压表调至2.5V,即使电压表示数为2.5V。
(4)由图中数据可知,电流和电阻乘积保持不变,则在电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(5)在不增加器材的基础上,可以改变电源电压进行多次实验,使得结论具有普遍性。
4.(2025·广东深圳·模拟预测)实验小组用如图甲所示实验装置比较a、b两种液体的吸热能力,在两个相同的烧瓶内分别装入a、b两种液体,接入电阻丝、并分别插入温度计。
(1)实验中分别装入烧瓶的两种液体应满足的实验条件是 。
(2)实验过程中,通过加热相同时间,比较 来判断物质的吸热能力。
(3)仔细观察电路图,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调到最 端;
(4)正确实验后,数据如表,结合表格内的数据分析,a、b两种液体比热容之比是 。
物质
加热时间/min
初温/°C
末温/°C
a液体
10
20
40
b液体
10
20
35
(5)利用上面的电路图,还能探究电流通过导体产生的热量与_____的关系(选填序号)。
A.通电时间 B.通过导体的电流 C.导体的电阻
【答案】(1)质量相同、初温相同
(2)升高的温度
(3)右
(4)3∶4
(5)AB
【详解】(1)根据比热容公式,要比较的大小,需要控制和相同,观察的变化。或者控制和相同,观察的变化。但本实验中,是通过加热时间间接控制的,而必须相等才能保证实验公平。因此,两种液体需要满足质量相同、初温相同。
(2)由题可知, ,且两电阻丝串联,电流和通电时间相同。根据焦耳定律 ,两电阻丝产生的热量相同。因此,加热相同时间后,两种液体吸收的热量相同。此时,可以通过比较温度计示数的变化(即)来判断吸热能力,越小,说明该液体的比热容越大,吸热能力越强。
(3)观察电路图,滑动变阻器的接法是“一上一下”,即左下端和右上端接入电路。根据滑动变阻器的使用原则,闭合开关前应将滑片调至阻值最大处,以保护电路。从图中可以看出,滑片在最右端时,接入电路的电阻丝最长,阻值最大。因此,应将滑片调到最右端。
(4)根据 ,可得,
因为,所以,又因为相同,
则有
(5)由题可知,可以通过控制开关的通断来改变通电时间,观察同一个容器中温度计示数变化,从而探究导体产生的热量与通电时间的关系;也可以通过调节滑动变阻器改变电路中的电流,保持和不变,观察温度计示数的变化量,从而探究导体产生的热量与电流的关系;探究导体产生的热量与电阻的关系,需要更换不同阻值的电阻丝,但本实验中 ,因此无法直接探究热量与电阻的关系,故AB符合题意,C不符合题意。
故选AB。
5.(2025·广东梅州·模拟预测)
(1)小明同学用图A的实验装置探究“某固体熔化时温度的变化规律”。加热过程中某一时刻温度计的示数如图B所示,读数为 ℃;根据实验数据,小明绘出了熔化图像C,由图像可知,此固体是 (选填“晶体”或“非晶体”);
(2)小华在探究电磁现象的实验中,设计了如图D所示的实验装置。在图甲中将磁体向右插入螺线管中时,观察到灵敏电流计的指针向右偏转,由此可知:电路中 电流产生(选填“有”或“没有”)。图E装置的实验结果表明磁场对通电导体有 的作用,电动机就是根据这个原理制成的;
(3)在探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关时,采用了如图F所示的实验装置,这是为了探究电流产生的热量与 的关系,通电一段时间后, (选填“左侧”或“右侧”)U形管中液面高度的变化较大。
【答案】(1) 36 晶体
(2) 有 力
(3) 电流 左侧
【详解】(1)[1]由图B可知,温度计的分度值为1℃,此时温度计的示数为36℃。
[2]晶体有固定的熔点,在熔化过程中温度保持不变;非晶体没有固定的熔点,熔化过程中温度持续上升。由图C可知,该固体在熔化过程中温度保持不变,所以此固体是晶体。
(2)[1]在图D中,将磁体向右插入螺线管中时,此时闭合电路的一部分导体(线圈)在磁场中做切割磁感线运动,观察到灵敏电流计的指针向右偏转,这表明电路中有电流产生。
[2]图E装置中有电源,是通电导体在磁场中,导体通电后发生了运动,说明磁场对通电导体有力的作用,电动机就是根据这个原理制成的。
(3)[1]该装置F中,右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联,容器内两电阻大小相等,根据并联和串联电路电流的规律可知,通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流,而通电时间相同,故实验可以研究电流产生的热量与电流的关系。
[2]根据Q=I2Rt可知,通电一段时间左侧容器内的电阻丝产生的热量多,所以,左侧U形管中液面高度的变化较大。
命题点01 探究串并联电路中电流和电压的特点
6.(2025·吉林长春·中考真题)在“探究串联电路中各处电流的关系”的实验中:
数据序号
点电流
点电流
点电流
1
0.30
0.30
2
0.28
0.28
0.28
3
0.22
0.22
0.22
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示的实物图连接完整,使电流表测量点的电流。
(2)连接电路时开关应 。正确连接电路后,闭合开关,电流表的示数如图丙所示,为 A,继续测量、两点的电流,填入表格中。
(3)换用不同规格的灯泡,再测出两组实验数据,并填在表格中。请指出表格设计的不足之处: 。
(4)完善表格后,分析实验数据,得出结论:在串联电路中电流处处 。
【答案】(1)
(2) 断开 0.3
(3)电流的测量值没有单位
(4)相等
【详解】(1)由图甲可知电路为串联电路,电流表测量点的电流,则应将电流表接电源负极,两个灯泡串联,连接如下图所示:
(2)[1]为了保护电路,连接电路时开关应处于断开状态。
[2]由图丙可知电流表接小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A。
(3)表格中电流没有单位,即表格设计的不足之处为:电流的测量值没有单位。
(4)由表格数据可知,串联电路中各点的电流相等,故可得出结论:在串联电路中电流处处相等。
7.(2025·四川资阳·中考真题)为了“探究串联电路中用电器两端的电压与电源两端电压的关系”,某实验小组准备了如下实验器材:
A.蓄电池组一个(电压为6V)
B.小灯泡两类规格(额定电压分别为3.8V,3V)各若干个
C.电压表三个(量程0-3V,0-15V)
D.开关一个,导线若干
(1)通过讨论,实验小组设计了如图甲所示的电路图,均选用额定电压为3V的小灯泡,由于实验前未明确两端的电压大小,故电压表的量程应选 (选填“0-3V”或“0-15V”),待完成电压值的初步测量后,最终选定的量程;
(2)之后接入电压表V,完成实物连线如图乙所示,经检查有一根导线连接错误,请你在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法 ;
(3)正确连接电路后,闭合开关S,发现不亮,几乎不偏转,过亮,超量程,造成这一现象的原因可能是发生了 (选填“短路”或“断路”);
(4)故障排除后,测量结果如下表所示,的读数如图丙所示,请将相应的读数填入下表
电压表
V
电压U/V
2.6
5.5
(5)结合上述测量结果,实验小组提出如下猜想:在实验误差允许的范围内,电源两端电压等于串联电路中用电器两端的电压之和,且用电器两端电压均分电源两端电压。你认为该猜想 (选填“可靠”或“不可靠”),理由是 。
【答案】(1)0-15V
(2)
(3)短路
(4)2.7
(5) 不可靠 见解析
【详解】(1)实验前未明确两端的电压大小,故确定电压表的量程,应采用大量程试触法决定量程,故选用0-15V。
(2)如图乙所示,电压表并联在小灯泡两端,电压表V测量两个灯泡两端的总电压,故电压表V需要并联在两个小灯泡的两端,故如图所示:
(3)两个灯泡串联,闭合开关S,发现L1不亮,V1几乎不偏转,L2过亮,V2超量程,若灯泡L1断路,则两个灯泡都不亮,与题意不符,若灯泡L1短路,L2过亮,V2超量程,L1不亮,V1几乎不偏转,与题意相符。
(4)的读数如图丙所示,选择小量程,分度值为0.1V,读数为2.7V。
(5)[1][2]结合上述测量结果,结论是不可靠的,仅仅做了一次实验,实验次数太少。而且实验中使用了规格相同的灯泡进行实验,结论具有偶然性,不具有普遍性。
8.(2024·广东·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
2.9
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】 断开 无 1.20 之和 更换电压不同的电源多次实验
【详解】(1)[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)[2][3]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)[4]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[5]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[6]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。
命题点02 探究电流与电压、电阻的关系
28.(2025·海南·中考真题)某实验小组用以下电路探究电流与电压的关系,电源电压保持不变,R为定值电阻。
(1)连接电路时,开关应处于 (选填“闭合”或“断开”)状态;
(2)闭合开关S后,向左移动滑动变阻器的滑片P,发现电压表无示数,电流表示数不断变小,则电路故障可能是定值电阻发生了 (选填“断路”或“短路”);
(3)排除故障后,进行实验得到实验数据如表所示。分析数据可得出结论: 。
实验次数
电压
电流
1
1.0
0.10
2
1.4
0.14
3
2.0
0.20
4
2.6
0.26
(4)物理实验常常需要多次测量,以下实验多次测量的目的与本实验相同的是 (选填“①”“②”或“③”)。
①探究电流与电阻的关系
②测量定值电阻的阻值
③测量物体的长度
【答案】(1)断开
(2)短路
(3)当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4)①
【详解】(1)连接电路时,为了防止电路出现短路等故障损坏仪器,开关应处于断开状态。
(2)闭合开关后,向左移动滑动变阻器滑片P,电流表示数不断变小,说明电路是通路但电阻变大;同时电压表无示数,若定值电阻R短路,它相当于一根导线,则电压表相当于测 “导线电压”(示数为 0),且电路总电阻为滑动变阻器接入电路中的阻值。向左移动滑片,接入电路中的阻值变大,则电流表示数不断变小,符合题意。故故障为R短路。(若R断路,电流表无示数,电压表有示数。)
(3)分析表格数据:电压U增大时,电流I也随之增大,且的值保持不变。因此可得出结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4)本实验探究电流与电压的关系,多次测量是为了寻找普遍规律。
①探究电流与电阻的关系:需多次实验寻找 “电压一定时,电流与电阻的反比关系”,目的是寻找普遍规律,与本实验相同。
②测量定值电阻的阻值:多次测量是为了求平均值减小误差。
③测量物体的长度:多次测量是为了求平均值减小误差。
因此多次测量的目的与本实验相同的是①。
29.(2025·广东·中考真题)探究电流与电阻的关系实验如图,使用的器材如下:电压恒为6V的电源,规格为“50Ω;1.2A”的滑动变阻器,规格为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各1个等。
(1)连接电路时,开关应处于 状态;请用笔画线代替导线将如图所示实物图连接完整 。
(2)将如表所示的实验记录表①、②处补充完整:① ,② 。
U=2V
实验序号
① /Ω
② /A
1
5
2
10
3
15
4
20
(3)将5Ω的定值电阻接入电路,并将滑动变阻器调到最大阻值处,闭合开关, ,直到电压表的示数为2V,此时电流表的示数如图乙所示,为 A,记录数据。
(4)依次更换定值电阻,重复实验。
(5)若计划将定值电阻两端的电压U取1.5V,是否仍能依次用上述4个定值电阻完成实验?请判断并说明理由: 。
【答案】 断开 电阻R 电流I 见解析 0.4 见解析
【详解】(1)[1]为了保护电路,连接电路时,开关要断开。
[2]滑动变阻器一上一下串联接入电路中,如图所示:
(2)[3][4]探究电流和电阻的关系,保持电压不变,改变电阻的阻值,记录对应的电流,①处是电阻R,②处是电流I。
(3)[5][6]将5Ω的定值电阻接入电路,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2V,由图乙可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.4A。
(5)[7]若计划将定值电阻两端的电压取1.5V,变阻器两端的电压U滑=U-UV=6V-1.5V=4.5V
由串联分压可知
电阻为20Ω时,
变阻器的阻值R滑=60Ω>50Ω
所以不能依次用上述4个定值电阻完成实验。
命题点03 伏安法及特殊法测电阻的实验
30.(2023·广东深圳·中考真题)已知:电源电压为3V,小灯泡额定电压为2.5V,滑动变阻器(30Ω,1.2A)
(1)请帮助亮亮根据电路图,连接实物图;(要求:滑片在最右端时,电阻最大。)( )
(2)在闭合开关前,滑动变阻器滑片需要调到端 (选填“M”或“N”);
(3)亮亮同学检查电路连接正确,并且电路元件没有故障后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表偏转角度很小,请问故障原因是: ,接下来亮亮同学的操作方法是: ;
(4)实验数据如下图:
电压U/V
1
1.5
2
2.5
2.8
电流I/A
0.14
0.21
0.27
0.3
0.31
请问:正常发光时,小灯泡的电阻是: Ω;
(5)由实验数据说明:小灯泡的电阻随电压的增大而 ;(选填:“增大”,“变小”或“不变”)
(6)小白同学在电路连接正确后,闭合开关,小灯泡亮了一下之后就熄灭,电流表无示数,电压表有示数,请在图丙中,画出电压表指针指的位置。(用带箭头的线段表示)( )
【答案】 N 灯泡的实际功率很小 移动滑动变阻器滑片 8.3 增大
【详解】(1)[1]滑动变阻器滑片在最右端时阻值最大,所以滑动变阻器应接左下接线柱,如图所示:
(2)[2]在闭合开关前,滑动变阻器滑片需要调到N端,使得滑动变阻器为最大阻值,保护电路。
(3)[3]闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值,闭合开关,由于电路总电阻很大,电路电流较小,灯泡的实际功率很小,可能不足以引起灯泡发光。
[4]闭合开关后,如果灯泡不亮,应移动滑动变阻器滑片,减小电路的总电阻,使电灯泡发光。
(4)[5]由题意可知小灯泡的额定电压是2.5V,所以小灯泡正常发光时,电压为2.5V,而电流由表中数据得0.3A,所以小灯泡电阻为
(5)[6]由表中数据得电压为1V,电流为0.14A,小灯泡电阻为
由表中数据得电压为1.5V,电流为0.21A,小灯泡电阻为
由表中数据得电压为2V,电流为0.27A,小灯泡电阻为
由表中数据得电压为2.8V,电流为0.31A,小灯泡电阻为
所以小灯泡的电阻随电压的增大而增大。
(6)[7]闭合开关,小灯泡亮了一下之后就熄灭,电流表无示数,电压表有示数,说明小灯泡断路了,电压表测电源的电压示数接近电源电压3V,如图所示:
31.(2025·四川攀枝花·中考真题)在做“伏安法测电阻”的实验中,小林设计并连接了如图甲所示的部分电路。
(1)请用笔画线补齐图中缺失的一根导线,使电路连接完整(要求:导线不可交叉),并标出电池的“+”极。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至最 (选填“左”或“右”)端。此时,滑动变阻器的作用是 。
(3)在实验过程中,电压表指针猛然偏向表盘最右侧,电流表示数几乎为0。若电路中只有一处故障,则发生的故障可能是定值电阻 (选填“短路”或“断路”)。
(4)排除故障后,小林继续进行实验,某次测量中电压表和电流表的示数如图乙所示时,则该次测得未知电阻的阻值为 。
(5)为了减小实验误差,应调节 ,改变电压表、电流表的示数,记录多组电压、电流值,并算出相应的电阻值,取这些阻值的平均值记为电阻的阻值。
(6)小林对实验进一步拓展,在缺少电流表的情况下,设计了如图丙所示的实验电路来测量未知电阻的阻值,已知滑动变阻器的最大阻值为,电源电压未知且恒定不变。实验步骤如下:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片移至端,读出电压表的示数为;
②再将滑动变阻器的滑片移至端,读出电压表的示数为;
③未知电阻阻值的表达式: (用、、表示)。
【答案】(1)/
(2) 右 保护电路
(3)断路
(4)10
(5)滑动变阻器的滑片
(6)
【详解】(1)伏安法测电阻的实验中,需要将电源、未知电阻、滑动变阻器、电流表和开关串联,电压表并联在未知电阻两端,由图可知,现缺少一根导线,可以将滑动变阻器的一个下接线柱与定值电阻的右端相连,或者将电压表的正接线柱与与定值电阻的右端相连。电池的“+”极应连接到电流表的正接线柱,以保证电流从正接线柱流入,故电池的右端是正极,如图所示:
##
(2)[1]闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至最右端,此时滑动变阻器接入电路的电阻最大。
[2]此时滑动变阻器的作用是保护电路,防止开关闭合时电流过大,损坏电路元件。
(3)电压表指针偏至最右侧,电流表示数几乎为0,说明电压表两接线柱到电源间是通路,但电路中无电流,因此故障为定值电阻断路。
(4)由图乙可知:电压表量程为0~3V,分度值为0.1V,示数,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数,根据欧姆定律
(5)为了减小实验误差,应调节滑动变阻器的滑片,改变电压表、电流表的示数,记录多组数据,计算电阻的平均值,可以减少误差。
(6)由图可知,电路中与串联,移动滑片不改变电路的总电阻的大小,只改变电压表的测量对象,滑片在a端时,电压表测量的电压,示数为,滑片在b端时,电压表测量与的电压,示数为,即电源电压,因此,此时滑动变阻器两端电压为,电路电流
因此
命题点04 探究影响电流产生热量与什么因素有关实验
32.(2025·河北·中考真题)在“探究电流与电压的关系”的实验中,小明设计了图示的实验电路。电源电压为6V不变,为定值电阻,间粗细均匀的电阻丝和夹子(M和)一起组成变阻器,、为电阻丝上的六个点,两点未标出。
(1)根据实验要求,请用笔画线代替导线将图中的实物电路补充完整;
(2)闭合开关前,将变阻器的全部电阻接入电路是为了 ;
(3)闭合开关,电流表无示数,电压表示数为,电路的故障(仅有一处)是 ;
(4)排除故障后,闭合开关,保持夹子N位置不动,夹子依次接在变阻器的、、六个点,每次电表均选用合适的量程,进行实验,收集数据并记录在表格中。表格中①处的数据如图所示,为 A;
接线位置
电压
1.5
2.0
2.5
3.0
4.0
6.0
电流I/A
0.3
①
0.5
0.6
0.8
1.2
(5)分析数据,可以得出实验结论:在电阻一定的情况下, ;
(6)在电阻丝点放一小蜡块,闭合开关,发现小蜡块逐渐熔化,为使小蜡块熔化得更快,一定可行的方法是: (写出一条即可);
(7)【拓展】在上面的实验电路中,电流表接量程,把另一电压表接在点和图中电压表标有“15”的接线柱两点上。夹子接在点不动,夹子可在电阻丝上连续改变位置,在保证电路安全的情况下,夹子在任意位置时,用电阻替换,使电压表和图中的电压表示数之比总是。则满足上述条件的的取值范围是 Ω。
【答案】(1)
(2)保护电路
(3)定值电阻R断路
(4)0.4
(5)电流和电压成正比
(6)见解析
(7)6~22.5
【详解】(1)将电流表串联接入电路中,开关右端的接线柱和电流表的负接线柱连接,如图所示:
(2)闭合开关前,为了保护电路,防止电路中的电流过大,烧坏用电器,将变阻器的全部电阻接入电路。
(3)闭合开关,电流表无示数,可能电路中出现断路,电压表有示数,说明电压表和电源的两极连接,与电压表并联的电阻断路。
(4)由图可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.4A。
(5)由表中数据可知,电压增大几倍,对应的电流也增大几倍,可以得到电阻一定,电流和电压成正比。
(6)为使小蜡块熔化得更快,电阻丝产生的热量较多,可以更换电压更大的电源,使电路中的电流变大。
(7)把另一电压表接在点和图中电压表标有“15”的接线柱两点上,变阻器和定值电阻串联,电压表V1测量变阻器两端的电压,电压表V2测量定值电阻两端的电压;由表中数据可知,接线A位置电路中的电流最小,变阻器连入电路的电阻最大,由串联电路电压的规律和欧姆定律得到变阻器的最大阻值
电压表和图中的电压表示数之比是,由串联分压可知
即
可以得到R0大=22.5Ω;电流表接量程,电路中的最大电流是0.6A,此时电路的总电阻最小,变阻器连入定律的电阻最小,R0的阻值最小,电压表和图中的电压表示数之比是,即①
电源电压是6V,由串联电路电压的规律可知U1+U2=6V②
由①②得到U1=2.4V,U2=3.6V,的阻值
的阻值取值范围是6~22.5Ω。
命题点05 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
33.(2025·山东济宁·中考真题)小明学习了电磁知识后,从物理学的视角对图所涉及的物理问题进行了分析。
(1)如图甲所示,在A处接入 ,可探究电动机的工作原理;(填实验器材名称)
(2)在图甲的金属轨道上增加一根金属杆cd,俯视图如图乙所示(磁感线垂直纸面向外,用“·”表示);在外力的作用下,金属杆ab沿光滑金属轨道向右运动,请判断静止在光滑轨道上的金属杆cd是否运动并说明理由,判断∶ ;理由∶ ;
(3)电吉他中电拾音器基本结构如图丙所示,磁体附近金属弦被磁化,因此弦振动时,在线圈中产生感应电流,感应电流经电路放大后传送到音响发出声音,则弦振动时,线圈中的感应电流方向 (选填“变化”或“不变”)。
【答案】(1)电源
(2) 运动 见详解
(3)变化
【详解】(1)电动机的工作原理是通电导线在磁场中受到力的作用;如图甲所示,在A处接入电源,闭合开关后,金属轨道上原来静止的轻质金属杆会朝着某个方向运动。
(2)[1][2]在外力的作用下,金属杆ab沿光滑金属轨道向右运动,金属杆ab切割磁感线产生感应电流,在图甲的金属轨道上增加一根金属杆cd,cd中有电流通过,周围产生新的磁场,与原磁场相互作用使得cd运动起来。
(3)弦振动过程中,磁场方向不变,弦的运动方向会不断变化,则线圈中的电流方向不断变化。
34.(2025·四川德阳·中考真题)电与磁之间存在着相互联系,彰显物理现象的对称之美。
(1)如图甲所示,导线通电后小磁针发生偏转,断电后小磁针复位。实验表明通电导线周围存在 ;
(2)如图乙所示为水位自动报警器的原理图。当水位到达金属块A时, 灯亮,控制电路中电磁铁的上端为 极(选填“S”或“N”);
(3)如图丙所示,电路中的开关为单刀双掷开关。
①将开关掷于1,观察到导体棒运动,说明 (选填字母);
A.电路中产生了感应电流 B.通电导体在磁场中受力的作用
②将开关掷于2,使导体棒向右运动,观察到灵敏电流计指针向左偏转;若要使灵敏电流计的指针向右偏转,可以 (选填字母)。
A.保持磁体不动,使导体棒向左运动
B.将磁体的磁极对调,使导体棒向左运动
【答案】(1)磁场
(2) 红 S
(3) B A
【详解】(1)导线通电后小磁针发生偏转,说明小磁针受到磁力的作用,断电后小磁针复位,小磁针没有受到磁力的作用,实验表明通电导体周围存在磁场。
(2)[1]当水位到达金属块A时,一般的水是导体,AB之间导通,电磁铁有了磁性,吸下衔铁,动触点向下运动,接通红灯电路,红灯亮。
[2]控制电路的电源右端为正极时,根据安培定则可以判定,电磁铁的上端为S极,下端为N极。
(3)[1]将开关掷于1,导体棒ab中有电流通过,导体棒ab会发生运动,说明通电导体在磁场中受力的作用,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
[2]产生感应电流的方向与导体运动方向和磁场方向有关;若保持磁体不动,将导体ab水平向右运动,灵敏电流计指针向左偏转;若要使灵敏电流计的指针向右偏转,可以将磁体的磁极对调或导体ab向左运动,两者不能同时改变,故B不符合题意,A符合题意。
故选A。
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