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抢分07 实验题(电磁学综合)(广东省卷专用)
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3年考情
抢分依据
命题预测
2024T17
2023T16(2)
广东中考常考,考查串并联电路电流、电压规律及影响电阻因素,考点固定、实验操作规范明确,易掌握。
电学基础实验:考查串并联电路电流/电压测量、影响电阻因素实验,侧重电路连接、电表读数与实验结论分析,难度基础。
2025T18
广东中考常考,包含欧姆定律、伏安法测电阻、电热影响因素,为电学核心实验,套路固定、分值高。
电学综合实验:考查欧姆定律探究、伏安法测电阻/电功率、电流热效应影响因素实验,侧重控制变量法应用、数据处理与误差分析,难度适中。
2025T16(3)
广东中考常考,涉及电生磁、磁生电、电磁铁原理,为电磁学重点实验,易得分。
电与磁实验:考查奥斯特实验、电磁铁极性探究、电磁感应、磁场对电流作用实验,侧重现象观察、能量转化与原理辨析,难度基础。
【考向一】电学基础实验
1、探究串、并联电路中电流与电压的关系
(1)对数据分析处理,从这三次的实验数据中找出共同的规律,就是结论。
(2)实验至少得做三次,使结论更具普遍性;只测一组数据得出结论具有偶然性,要想得到普遍规律应多次实验,多次实验时可以更换灯泡规格也可以改变电池节数。
(3)可以用三个电流表同时对支路和干路电流进行测量。
(4)选用相同规格的灯泡具有特殊性,要想得到一般规律应选用不同规格的灯泡再进行多次实验。
2、探究影响电阻大小的因素
(1)本实验应用的两种科学研究方法是控制变量法和转换法
(2)在设计实验方案和实验步骤时,要注意正确运用控制变量法;
(3)作出猜想时,要注意猜想全面,考虑到影响导体电阻大小的因素有导体的材料、长度、横截面积和温度。
【考向二】电学综合实验
1、探究电流与电压和电阻的关系
(1)该实验采用的研究方法是:控制变量法。
(2)电路在连接过程中,开关要 断开 。
(3)实验结论:在电阻一定的情况下,导体中的电流与导体两端的电压成正比。
(4)电路连接注意事项:开关断开,滑动变阻器滑片移至阻值最大处。
(5)检查电路时发现电压表、电流表位置互换了,电流表几乎无示数,电压表接近电源电压。
(6)电表异常偏转原因:①指针反向偏转,原因是正负接线柱接反;②正向偏转幅度过小,原因是量程选择过大;③正向偏转幅度过大超过最大刻度,原因是量程选择过小。
(7)滑动变阻器的作用:①保护电路;②改变电阻两端电压。
(8)换不同规格的电阻多次测量的目的是:得出普遍规律,避免实验的偶然性。
(9)做“电流与电压的关系”实验时,若使用灯泡代替电阻,那么在画出的I-U图像中,其图像是一条曲 线。
(10)做“电流与电压的关系”实验时,考虑到电压表的电阻对电路的影响,每次电流表的示数比测量时通过待测电阻的实际电流偏大。
(11)做“电流与电阻的关系”实验时,为了避免来回更换电阻,带来的麻烦,我们可以使用 电阻箱 来替换定值电阻。
(12)做“电流与电阻的关系”实验时,电阻箱阻值改变后,发现无论怎样调节滑动变阻器都不能达到实验要求,若电路无故障,则引起这种情况的原因可能是电阻箱的阻值调得太大(或滑动变阻器最大阻值太小)。
(13)做“电流与电阻的关系”实验时,电路中滑动变阻器阻最大值Rx的确定方法:UR/R=(U-UR)/RX。
2、伏安法测电阻
(1)连接电路时开关应处于断开状态。
(2)闭合电路前滑动变阻器的滑片应调到阻值最大处。
(3)原理:欧姆定律变形式。
(4)电压表量程的选择:看电源电压,一般电压表量程稍大于电源电压。
(5)测定值电阻的阻值,它需要求平均值,因为多次多次测量求平均值,减小实验误差。
(6)测小灯泡阻值,它不需求平均值,因为灯丝电阻随温度变化而变化,求平均值失去意义。
(7)测量结果偏小是因为:有部分电流通过电压表,电流表的示数大于实际通过Rx电流。根据电阻偏小。
(8)如果在实验中,无论如何移动滑动变阻器,电压表,或电流表的示数没有任何变化,那么可能的原因是:滑动变阻器接法错误,可能同时接成了上面的两个接线柱或同时接在了下面的两个接线柱。
(9)通过移动滑动变阻器的滑片P记录了多组数据,并作出了的I﹣U图象,发现其图像并不是一条直线,是因为:小灯泡的电阻丝阻值会随温度的变化而变化。
(10)闭合开关后,如果发现灯泡不亮,接下来的操作是:移动滑动变阻器,观察小灯泡是否会发光。
3、实验测量小灯泡的电功率
(1)正确连接电路后,闭合开关S,发现小灯泡不发光、电压表无示数,但电流表有示数,造成这一现象的原因可能是 小灯泡短路 。
(2)实验中测量小灯泡电功率的实验原理是 。
(3)闭合开关前,应该先调节滑动变阻器的滑片,使其连入电路中的 电阻阻值 最大。
(4)电源电压应高于小灯泡的额定电压。
(5)在被测电压、电流不超电压表、电流表量程的情况下,应尽可能选用小量程。
(6)滑动变阻器的允许通过最大电流要大于灯泡的正常工作电流,而其最大阻值应与灯泡的电阻差不多,以便调节效果明显。
(7)滑动变阻器的作用:①保护电路;②将小灯泡两端电压调成额定电压。
(8)实验多次测量的目的:测量小灯泡在不同电压下的电功率,并进行比较。
(9)为什么不能通过求平均值求小灯泡的额定功率?额定功率是小灯泡额定电压下的功率,多次测量算出的功率不是额定功率。
(10)实验中,调节滑动变阻器发现小灯泡一直比较亮,是由于:滑动变阻器接法错误,错误地接成了上面两个接线柱,相当于接入电路中的是导线。
(11)实验中,调节滑动变阻器发现小灯泡一直比较暗,是由于:滑动变阻器接法错误,错误地接成了,滑动变阻器的下面两个接线柱,电路中相当于接入了一个定值电阻。
(12)实验中如果发现小灯泡不亮原因可能是:灯泡被短路、干路断路、电池电压太小、灯泡被短路、电路中阻值过大,电流太小。
4、探究影响电流通过导体时产生热量的因素
(1)U形管内液面高度差越大,产生的热量越多。
(2)使用中,无论条件如何,U形管内液面高度都相同,可能是:
装置气密性不好,重新安装,检查气密性是否良好。
(3)实验中加热空气相比加热液体的好处:①空气膨胀体积变大,实验效果明显;②加热空气,耗电量少,实验时间短。
【考向三】电与磁实验
1、探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验
实验中用到的方法:
(1)转换法:电磁铁的磁性无法直接观察,通过它吸引大头针的多少来判断,这里用到的是转换法。
(2)控制变量法:电磁铁的磁性和多个因素有关,在探究中要采用控制变量法。
2、探究探究什么情况下磁可以生电
(1)我们可以通过灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生;还可以通过指针偏转的方向判断电流方向。
(2)根据实验现象,初步得出电路中产生感应电流的条件是:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,在该运动过程中,主要将机械能转化为电能。
(3)上下移动单根导线时,观察到灵敏电流计的指针不偏转;左右移动该导线时,观察到灵敏电流计的指针偏转。
(4)通过这个实验现象得出初步结论:闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时,导体中就会产生电流。
(5)为了进一步验证这个结论,他又用如图乙的装置进行实验,发现将条形磁铁向下插入线圈时,灵敏电流计的指针偏转;保持条形磁铁在线圈中不动,向上提起线圈时,灵敏电流计的指针偏转,结果符合上述实验结论。
(6)探究感应电流方向与导体切割磁感线方向的关系时,应该保持 磁场 的方向不变。
(7)实验中用电磁铁代替永磁体的好处是: 易于改变磁体的磁性强弱 。
题型一 探究串、并联电路中电流与电压的关系
1.(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______。
2.(2025·广东珠海·三模)在探究并联电路电流规律实验中,如图甲是实验的电路图:
(1)连接电路时,开关应该______;
(2)图丙的实物图中,电流表测量的是图甲电路图中______(选填“A”“B”或“C”)点的电流;
(3)按图甲的电路图,连好电路闭合开关前,发现电流表指针偏转如图乙所示,原因是______;
(4)下表是某同学将实验中测得的A、B、C三点的电流值,记录在如下表格中:
A点电流
B点电流
C点电流
0.14
0.18
0.32
比较上表数据,可得出初步结论:并联电路中,______(用表示);
(5)将数据记录在表格中,下一步应该做的是( )
A.整理器材,结束实验
B.改变电流表的量程,再重新测出电流值
C.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电流值
D.分析数据,得出结论
(6)按图甲连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,小灯泡发光,则电路故障是______。
3.(2026·广东梅州·一模)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,这样做的目的是为了防止接线过程中出现____(选填“短路”、“断路”或“通路”)
(3)正确连接电路后,闭合开关,若灯L2断路,则L1两端____(选填“有”或“无”)电压;
(4)用电压表分别测出电压UAB、UBC和UAC。其中测UAB时,电压表的示数如图丙所示,示数为____V。
(5)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UAB/V
电压UBC/V
电压UAC/V
1
1.7
2.9
2
1.3
1.6
2.9
3
1.1
1.8
2.9
分析表中数据,得到初步结论:__________(用题中符号表示)。
4.(2026·广东惠州·一模)小明利用图甲所示电路图对串联电路中电压的规律进行了探究,实验数据如下表。
实验次序
电压UAB/V
电压UBC/V
电压UAC/V
1
6
1.6
2.8
2
1.3
1.5
2.8
3
1.0
2.8
(1)由实验表格数据可知小明在实验时,选择的灯泡规格________(选填“相同”“不同”)
(2)用电压表分别测出电压、和。其中第3次实验测时,电压表的示数如图乙所示为_______V。
(3)小明进行多次实验的目的是________(填序号)。
①寻找普遍规律 ②减小实验误差
(4)表格中有一个数据是明显错误的,这个数据是_______V,造成错误的原因是_______,改正错误后可得到的结论为:_______(用字母表示)。
题型二 探究影响电阻大小的因素
5.(2026·广东梅州·一模)按要求完成下列实验题;
(1)如图甲所示,这是水和酒精混合前后的实验现象,该实验现象说明构成物质的分子之间存在_______。
(2)在电学实验中,电流表应_______(选填“串联”或“并联”)在被测电路中,为防止出现指针反偏的现象,电流应从电流表的_______接线柱流入。如图乙所示,电流表的示数为_______A。
(3)如图丙所示,在探究电荷间的相互作用时,用丝绸摩擦过的两个玻璃棒相互靠近,发现两者相互排斥,这说明_______。
(4)如图丁所示,将钨丝接入电路,闭合开关S后,电流表有示数。用酒精灯对钨丝进行加热,电流表的示数变小,此过程中钨丝的电阻_____(选填“变大”“不变”或“变小”),说明钨丝的电阻大小与____有关。
6.(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______。
7.(2025·广东韶关·一模)(1)如图甲所示,电压表的示数为 ________ V,电流表的示数为 _________ A;
(2)如图乙是探究导体电阻的大小与导体的 _______ 的关系实验,可通过观察灯泡亮度来比较导体a、b电阻的大小,当接入电路的镍铬合金丝由a换成b后,如果小灯泡的亮度变化不明显,可在原电路中连接一个 ________ (选填“电压表”或“电流表”)。近年,我国许多城乡地区进行了输电线路的改造,将原来细的输电线换成较粗的输电线_______ (选填“增大”或“减小”)了输电线的电阻。
8.(2024·广东清远·一模)小明做“探究影响导体的电阻大小的因素”时用到如题图的器材与电路。作了如下的猜想:
猜想①:导体的电阻可能跟导体的横截面积有关;
猜想②:导体的电阻可能跟导体的材料有关。
(1)小钢认为小明做实验时灯光的亮度变化不够明显,请你帮他改进电路______;
(2)依次把A、B跟a、b的两端连接,闭合开关,根据实验现象,分析比较a、b两根金属电阻丝的电阻大小,可探究电阻跟______的关系,其结论是猜想______正确;
(3)以上方法在研究物理问题时经常被用到,被称为______法;
(4)小明连接某根电阻较大的电阻丝时长时间没有断开开关,发现电灯暗了(电灯没有老化,电源电压不变),请你用学过的物理知识解释其现象______;
(5)小明了解到某些半导体的电阻随着外界的条件改变而急剧变化,这种性质可做成专用开关,请你举一例______。
题型三 探究电流与电压和电阻的关系
9.(2026·广东江门·一模)小明和小东在探究电流与电阻的关系时,所用的实验电路如图甲所示,其中电源电压为3V。
(1)小明在连接电路前发现电压表指针如图乙所示,原因是:______。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于最______(选填“左”或“右”)端,从而保护电路。
(3)闭合开关后,小明发现电流表有示数,电压表无示数,出现该现象的原因可能是定值电阻______(选填“短路”或“断路”)。
(4)排除故障后,小明换用阻值不同的定值电阻,并控制______不变进行实验。
(5)小明根据实验数据作出I-R图像如图丙所示,图丙中,阴影部分面积的物理意义是______。
(6)小东还想将40Ω的定值电阻接入电路进行实验,则滑动变阻器的最大阻值至少为______Ω。
(7)小东对实验数据处理之后,作出了如图丁所示的I-图像。与图丙图像相比,图丁图像的优点是______。
10.(2026·广东珠海·一模)小九用如图甲所示装置探究电流与电压的关系,电源电压3V恒定不变,滑动变阻器规格为“30Ω 2A”。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中完成电路连接,要求滑片P向右滑动时,电流表的示数变大;
(2)连接好电路闭合开关后,移动滑片发现,电流表无示数,电压表有示数且接近电源电压,则出现该故障的原因可能是___________
(3)排除故障后,改变滑片位置,记录实验数据如下表,空白处的电流如图乙所示,则该数据应为___________ A;
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.10
0.20
______
0.40
0.50
0.60
(4)为了进一步探究电流与电阻的关系,又找来10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻继续实验。
① 将滑动变阻器滑片置于阻值最大处,闭合开关,缓慢移动滑片,直至电压表示数为1V接下来用10Ω的电阻替换5Ω的电阻,应将滑片向___________(选填“左”或“右)滑动,使电压表示数仍为1V,记录电流表示数。再将15Ω、20Ω的定值电阻分别按入电路,重复以上步骤:
② 当将20Ω的电阻接入电路进行实验时,发现无论如何调节滑片都无法满足预设电压为1V的条件。为使该电阻也能完成实验,小九认为可以改变电压表的预设电压,该预设值应不低于___________V;同组的小洲认为不改变电压预设值也可解决上述问题,只将上述准备的10Ω电阻___________(选填“串联”或“并联”)在电路中就可以顺利完成实验。
11.(2025·广东·模拟预测)小明在探究“电流与电阻的关系”,准备的实验器材有:三节新的干电池(电压为),电流表,滑动变阻器(标有“”字样),定值电阻4个(、、、),导线若干。
(1)小明按照图甲所示的电路图连实物图,请用笔画线代替导线将图乙连接完整,要求:滑片P向右移动时电流表示数变小;
(2)闭合开关前,应将滑片P调到_____(选填“A”或“B”)处;闭合开关后,若电流表有示数,电压表无示数,则电路故障原因可能是_____;
(3)排除故障后,将定值电阻由更换为时,应将滑动变阻器的滑片P向_____(选填“左”或“右”)适当调节,使电压表示数_____;
(4)若小明再次换接的定值电阻后,发现无论怎样移动滑片,都不能使电压表示数达到原来的数值,为了完成这次实验,他采取的措施可行的是_____(选填字母)。
A.更换阻值更大的滑动变阻器 B.将电压表改接到滑动变阻器两端
12.(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___________。
13.(2025·广东茂名·二模)小明用如图所示的器材探究电流与电阻关系,电源电压是6V保持不变,定值电阻5个,滑动变阻器的规格为“,1A”。
(1)用笔画线代替导线将实物图连接完整。
(2)正确连接电路,闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数,则电路可能出现的故障是___________。
(3)排除故障后,进行实验,测量出的数据如下表。
实验次数
1
2
3
4
5
5
10
15
20
30
……
①换用15Ω的电阻进行实验时,当电压表示数达到U0时,电流表的示数如图乙所示,是___________ A。
②实验中小明控制电阻R两端的电压是U0=___________V。
(4)前4次实验的数据可得出结论:电压一定时,通过导体的电流和导体的电阻成___________。
(5)当小明用30Ω的电阻替换20Ω的电阻后,发现电压表示数始终不能调为U0,可能的原因是___________,在不更换器材的情况下,可以采用___________的方法完成这次实验。
14.(2025·广东汕头·一模)小源同学在“探究电流与电压的关系”实验中,使用的实验器材有:两节新干电池、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、定值电阻和导线若干。
(1)请帮助小源同学将实物图(图甲)连接完整_______(要求:滑片向左移动,电流表示数变大);
(2)小源同学把10Ω的定值电阻接入电路,将滑动变阻器的滑片调至最______(选填“左”或“右”)端;闭合开关前发现电流表如图乙所示,其原因可能是______;
(3)改正错误后,闭合开关,调节滑片,进行多次实验,将实验数据记录在表中并绘制图像,如图丙所示,分析图像可得出结论:当电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成______;
(4)接着小源又想完成“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验,将定值电阻替换为额定电压为3.8V小灯泡,新电源电压恒为6V,连接完电路后发现电压表只有的量程能正常使用,在现有器材条件下,为了顺利完成实验,他接下来还需调整的操作是______,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为______。此时电流表的示数如图丁所示,则小灯泡正常发光时的电阻为______。
题型四 伏安法测电阻
15.(2026·广东中山·一模)小明同学在“测量定值电阻的阻值”实验中,电路图如图甲所示,请回答以下问题。
(1)连接电路时,开关应处于_____状态。闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于_______端(选填“A”或“B”);闭合开关后指针如图甲原因是_____;
(2)闭合开关,调节滑动变阻器滑片,当电压表的示数为2.5V时,电流表示数如图丙所示,则电阻的阻值为_____。小明进行了多次测量,计算出R的阻值的平均值,目的是_____;
(3)实验后,小明要利用上述器材测量未知电阻的阻值,设计的实验电路如图丁所示,电源电压保持不变,定值电阻的阻值记为,请将实验步骤补充完整:
①闭合开关、,断开开关,读出电流表的示数为;
②_____,读出电流表的示数为;
③未知电阻阻值的表达式:_____(用、和表示)。
16.(2026·广东佛山·一模)小明用伏安法测量盐水柱的电阻,他连接的电路如图甲所示,导线与盐水接触良好。
(1)图甲中,连接错误的电路元件是______。
(2)纠正错误后,将滑动变阻器的滑片P移至______(选填“A”或“B”)端,闭合开关,得到第1组数据。调节滑动变阻器,依次记录数据如下表所示,其中第6次实验电压表示数如图乙所示,为______V。
实验序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1.00
1.20
1.50
1.80
2.00
电流I/A
0.10
0.12
0.16
0.18
0.20
0.25
(3)小明根据实验数据在坐标系中描绘的点如图丙所示,请你帮他完成U-I图像______。由图像可知:盐水柱的电阻为______Ω。
(4)若要获取盐水柱两端电压为0.5V时的数据,可采取的办法是______。
17.(2025·广东佛山·二模)实验小组在进行测量小灯泡正常发光时电阻的实验,设计的电路如图甲所示。小灯泡标有“3.8V”,滑动变阻器的规格是“50Ω 2A”,电源电压U恒为6V。
(1)按照图甲连接实物电路;
(2)检查连好的电路时,组员小明提出按图甲______(选填“能“或”不能”)确定小灯泡何时正常发光;
(3)解决小明提出的问题后,闭合开关,移动滑片过程中,电流表无示数,电压表有示数,故障原因可能是______(选填“灯泡断路”或“滑动变阻器短路”);
(4)解决第(3)小题问题后,移动滑片P直至小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,为______A,则小灯泡正常发光时的电阻为______Ω(计算结果保留一位小数);
(5)在评估实验过程和结果时,实验小组提出:小灯泡的额定电压为3.8V,考虑到连接的电压表的分度值较大,上述实验过程测出的电阻误差会较大,为了减小由于电压表分度值较大引起的误差,在不增减器材的情况下,可以这样做:______。
题型五 实验测量小灯泡的电功率
18.(2025·广东东莞·一模)小明做测“小灯泡电功率”实验时,所用器材有电压为6V的电源、额定电压为2.5V的小灯泡、以及符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。
(1)小明连好电路闭合开关后,发现小灯泡不亮,无论如何移动滑动变阻器滑片P,电流表无示数,电压表示数接近6V,则故障原因可能是_____;
(2)小明调整电路后闭合开关,移动滑片P到某处,电压表的示数为2.2V。要测得小灯泡的额定功率,应将滑片P向______(填“左”或“右”)端滑动;
(3)小明通过移动滑片P分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成了如图乙所示的U-I图像,根据图像提供的信息,可计算出小灯泡的额定功率是_____W;
(4)实验结束后,小明仅将小灯泡换成定值电阻,来探究电流与电阻的关系,小明想要完成四组实验,准备好的定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω,滑动变阻器(30Ω 0.5A)。
①将电路连接正确后,闭合开关,移动变阻器的滑片P,使定值电阻两端的电压为2V,此时电流表的示数如图丙所示,为_____A;
②断开开关,将5Ω的定值电阻换成阻值为10Ω的电阻,其余不动,闭合开关,电压表示数将_____(选填“变大”或“变小”);为使电压表示数仍保持为2V,滑动变阻器的滑片P向_____(选填“左”或“右”)移动。
③另一个小组实验过程中,接入20Ω电阻时无论怎么调节滑动变阻器都不能使电压表示数满足要求,原因是_____。
19.(2025·广东茂名·二模)小华用如图甲所示电路完成“测量小灯泡电功率”的实验,已知小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)如图甲所示是小华连接的电路,请用笔画线代替导线将电路连接完整_______。
(2)电路连接完毕,闭合开关S,电压表示数如图乙所示,要使灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片P向________(A/B)端移,并注意观察电压表示数。
(3)小华进行了多次实验,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图丙中①所示的I-U图像,由图像可知,小灯泡的额定功率为_______W,观察图中①所示的I-U图像不是直线的原因是________。
(4)完成上述实验后,小华将小灯泡换成待测电阻,通过实验测得数据后,作出它的I-U关系图像(图丙②),则该待测电阻的阻值为________Ω。
(5)完成上面实验后,小华又设计了如图丁所示的电路测某未知电阻Rx的阻值,(R0为已知阻值的定值电阻),请帮他写出Rx的表达式。实验步骤:
①只闭合开关S,记下电流表的示数I0;
②闭合开关S、S1,记下电流表的示数I1;
③计算电阻的表达式是:Rx= ________(用已知物理量和测量出的物理量的符号表示)。
20.(2025·广东梅州·模拟预测)小聪用如图所示装置做“测量小灯泡电功率”的实验,小灯泡上标有“2.5V”字样。
(1)电路连接正确且无故障,当闭合开关后,两电表的示数分别如图乙所示,则电压表的示数为__________________________V,造成此现象的原因是________________________。
(2)调整后继续实验,记录数据如下表:
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
电压/V
0.3
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
2.8
电流/A
0.12
0.16
0.21
0.26
0.30
0.32
0.33
由此可知,小灯泡的额定功率为______W。
(3)根据实验数据在图中画出小灯泡的电流与电压的关系图像____。由图像可知,当小灯泡两端电压为2.2V时,通过小灯泡的电流为_________A。
21.(2025·广东·二模)田田在“测量小灯泡正常发光时电功率”的实验中,实验电路如图甲所示,小灯泡L1额定电压为2.5V,电源电压保持为4.5V不变,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应放置在___________端(选填“A”、“B”);闭合开关,应移动滑动变阻器滑片,当电压表示数为___________时,小灯泡L1正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡L1正常发光时的电功率P1=___________
(2)田田想比较P1与另一个额定电压也为2.5V的小灯泡L2正常发光时电功率P2的大小关系,他将L1替换成L2接入电路,闭合开关后,他调节滑动变阻器使L2正常发光,此时电流表示数如图丙所示,依据上述现象,可推断出P1___________P2(选填“>”、“=”或“<”)。
题型六 探究影响电流通过导体时产生热量的因素
22.(2026·广东江门·一模)探究实验一:小红同学利用图甲设计的电路图来“探究电流与电阻关系”。
电阻
5
10
15
电流
0.3
0.15
0.10
(1)开关闭合前,滑动变阻器滑片P应移至______(选“A”或“B”)端;
(2)当小红同学闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数且大小接近电源电压,则电路中出现的故障可能是定值电阻发生了______(选填“短路”或“断路”);
(3)小红改正错误后,将5Ω的电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片P,电压表的示数如图乙所示,为______V,记下电流表示数。当将原来5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,应将滑动变阻器的滑片P向______(选填“A”或“B”)端移动;
(4)经过三次实验后,记录的数据如表所示,可得出实验结论______
探究实验二:用如图所示的实验装置探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”。
(5)利用甲装置可以探究导体产生的热量与______的关系;
(6)给乙装置通电一段时间后,发现______侧U形管中液柱的高度差更大。
23.(2025·广东肇庆·三模)如图所示是探究“电流通过导体产生的热量和___________大小的关系”的实验,实验中通过观察U形管两侧液面的___________来反映电阻产生热量的多少。若通过R1的电流为1A,则通电1min后,R1产生的热量为___________J。
24.(2025·广东清远·二模)按要求完成下列填空。
(1)如图甲所示,物体的长度是_______cm。用已调好的天平正确称量一物体的质量,砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示,则物体的质量是_______g;
(2)在探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”时,往图丙中的U形管内注入适量红墨水,U形管_______(填“属于”或“不属于”)连通器;接入电路后,可探究电流产生的热量跟_______(填“电流”或“电阻”)的关系;
(3)小明用图丁所示的实验装置做“探究水沸腾前后温度变化的特点”的实验,a图中温度计的示数是________℃,当烧杯中出现如图b所示的气泡变化时,水_______(填“未沸腾”或“正在沸腾”);若实验所用时间太长,请你帮小明提出一条缩短实验时间的建议:_______。
题型七 探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验
25.(2025·广东汕头·三模)图1是某恒温箱的电路原理图。工作电路电压为220V,电热丝R0的阻值为88Ω;控制电路电源电压为8V,线圈的电阻R1为10Ω,调温电阻R2最大阻值为120Ω;热敏电阻R3的阻值随温度t变化的关系如图2所示。R0和R3均置于恒温箱中,当继电器线圈中的电流达到50mA时,继电器的衔铁会被吸下。求:
(1)S闭合时,电磁铁上端是______极(用字母表示),当恒温箱中温度升高时,线圈中的电流将变______;
(2)恒温箱中温度保持为40℃,R3的阻值为______Ω,此时R2的阻值为_______Ω;
(3)R0工作时,功率为_________W;
(4)该恒温箱能设定的最高温度为______℃。
26.(2025·广东茂名·一模)按要求填空;
(1)如图1甲所示,温度计的读数是______,图1乙中物体的长度是______cm,图1丙中秒表的读数是______s;
(2)如图2所示的研究“电磁铁磁性强弱”的实验中,大头针若干,用漆包线(表面涂有绝缘的导线)在大铁钉上绕若干圈,制成简单的电磁铁,如图所示的a、b、c、d为实验中的四种情况,其中b和c线圈匝数相同。请完成下面填空:
①通过观察______,来判断磁性强弱的不同,这种研究方法叫______(选填“转换法”或“控制变量法”);
②在b图中铁钉的下端为______极;
③通过比较b、c中两电磁铁,发现磁性强弱与______有关。
27.(2025·广东·二模)(1)用机械停表测量小黄同学在体育课上跑一百米的成绩如图示,则他的成绩是______s;
(2)用测力计测量物体的重力,如图,把物体悬挂在测力计的钩子上保持静止,利用______原理可知,物体的重力与弹簧测力计的示数相等,其大小为______N;
(3)如图的实验装置中,当闭合开关时,发现小磁针发生偏转,说明通电螺线管通电时周围存在______;把滑动变阻器的阻值调小,螺线管导线的电流变大,则通电螺线管的磁性______(选填“变强”、“不变”或“变弱”);在通电螺线管内部插入______就可以制成电磁铁;
(4)如图,凸透镜的焦距为10cm,在凸透镜左侧放置一点燃的蜡烛。为了使得烛焰的像成在光屏的中心,应把蜡烛向______(选填“上”或“下”)移动;把光屏向______移动适当距离(“左”或“右”),才可以在光屏上找到烛焰所成清晰的像,此时,光屏上烛焰的像是______(选填“正立”或“倒立”)的______(选填“实”或“虚”)像。
28.(2025·广东茂名·模拟预测)在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,小明用铁钉制成简易电磁铁甲、乙,并设计了如图所示的电路。
(1)实验中是通过______来显示电磁铁磁性的强弱,这种研究方法叫______法;
(2)当闭合开关后,电磁铁乙的上端是______极;
(3)当滑动变阻器的滑片向右移动时,电磁铁吸引大头针的个数______(选填“增多”或“减少”),说明电磁铁的磁性将______(选填“变强”或“变弱”);
(4)实验发现:
①电流一定时,线圈匝数______,电磁铁磁性越强;
②被电磁铁吸引的大头针下端是分散的,其原因是大头针被磁化后,______。
题型八 探究探究什么情况下磁可以生电
29.(2026·广东惠州·一模)科技的浪潮深刻影响着我们的生活。部分手机和电动牙刷的充电装置已经采用了电能无线传输技术。图乙是小明科技小组的同学制作的模拟无线充电装置的示意图,送电线圈利用电流产生磁场,正对的受电线圈两端随之输出电压,于是用相同规格的漆包线绕制了多个匝数相同,直径不同的受电线圈进行探究。
(1)如甲图所示,开关闭合,移动磁铁或金属导体ab,当导体切割磁感线时,电路中就会产生电流,这个现象叫________;
(2)在模拟的无线充电装置如图乙中,送电线圈相当于甲图中的_______,受电线圈相当于甲图中________(选填①或②,①代表U形磁铁,②代表导体ab);
(3)在实验中,收集到的证据如下表:
实验次数
两线圈间距L/mm
受电线圈的直径D/mm
输出电压U/V
1
5
144.0
10
2
5
108.0
18
3
5
72.0
22
4
5
48.0
16
5
5
32.0
6
①根据表中数据,可归纳出输出电压的规律是:在两线圈间距不变的情况下,输出电压随受电线圈直径的增大先增大后_________;
②要想探究输出电压的大小与两线圈间距的关系。应该控制_______一定,改变两线圈间距,观察_______示数。
30.(2025·广东佛山·二模)(1)如图1,甲所示的物块长度为______cm,乙所示的水温为______℃;
(2)如图2甲所示,将用细导线悬挂的导体放入蹄形磁体中,让导体在蹄形磁体中竖直上下运动,灵敏电流表的指针______偏转;如图2乙,让条形磁体在线圈中竖直上下运动,灵敏电流表的指针______偏转(两空均选填“会”或“不会”);
(3)如图3所示,小明使用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律:
①实验过程中应将蜡烛烛焰、透镜、光屏三者的中心调整在______;
②将蜡烛移至光具座上45cm刻度线处,固定透镜,取下光屏,小明应该在图中______区域去观察烛焰的虚像(选填图中序号);
③小明想要自制投影仪,他可将蜡烛放在______区域(选填图中序号)。
31.(2025·广东佛山·模拟预测)
(1)小明在探究“凸透镜成像规律”的实验中,为提高实验效率,使用秒表计时,使用平行光测量透镜焦距。根据图甲所示,测得该凸透镜的焦距为____ cm;图乙所示所用的时间为_____ s;
(2)同桌小张利用图丙所示装置探究“导体在磁场中产生电流的条件”,闭合开关后,经过多次尝试,他发现导线ab在磁场中沿着竖直方向运动时,导体中产生感应电流。生产生活中的________ (选填“电热毯”、“发电机”或“电动机”)是利用该实验原理工作的。小张在实验中将导线ab换成一个线圈,其目的是____ 。
(3)在“探究固体熔化时温度的变化规律”实验中,加热过程搅拌试管中的海波是为了使它_______ 受热,海波的温度升高,内能_______ ;在海波熔化过程中温度不变,温度计示数如图丁所示为_______ ℃。
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抢分07 实验题(电磁学综合)(广东省卷专用)
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3年考情
抢分依据
命题预测
2024T17
2023T16(2)
广东中考常考,考查串并联电路电流、电压规律及影响电阻因素,考点固定、实验操作规范明确,易掌握。
电学基础实验:考查串并联电路电流/电压测量、影响电阻因素实验,侧重电路连接、电表读数与实验结论分析,难度基础。
2025T18
广东中考常考,包含欧姆定律、伏安法测电阻、电热影响因素,为电学核心实验,套路固定、分值高。
电学综合实验:考查欧姆定律探究、伏安法测电阻/电功率、电流热效应影响因素实验,侧重控制变量法应用、数据处理与误差分析,难度适中。
2025T16(3)
广东中考常考,涉及电生磁、磁生电、电磁铁原理,为电磁学重点实验,易得分。
电与磁实验:考查奥斯特实验、电磁铁极性探究、电磁感应、磁场对电流作用实验,侧重现象观察、能量转化与原理辨析,难度基础。
【考向一】电学基础实验
1、探究串、并联电路中电流与电压的关系
(1)对数据分析处理,从这三次的实验数据中找出共同的规律,就是结论。
(2)实验至少得做三次,使结论更具普遍性;只测一组数据得出结论具有偶然性,要想得到普遍规律应多次实验,多次实验时可以更换灯泡规格也可以改变电池节数。
(3)可以用三个电流表同时对支路和干路电流进行测量。
(4)选用相同规格的灯泡具有特殊性,要想得到一般规律应选用不同规格的灯泡再进行多次实验。
2、探究影响电阻大小的因素
(1)本实验应用的两种科学研究方法是控制变量法和转换法
(2)在设计实验方案和实验步骤时,要注意正确运用控制变量法;
(3)作出猜想时,要注意猜想全面,考虑到影响导体电阻大小的因素有导体的材料、长度、横截面积和温度。
【考向二】电学综合实验
1、探究电流与电压和电阻的关系
(1)该实验采用的研究方法是:控制变量法。
(2)电路在连接过程中,开关要 断开 。
(3)实验结论:在电阻一定的情况下,导体中的电流与导体两端的电压成正比。
(4)电路连接注意事项:开关断开,滑动变阻器滑片移至阻值最大处。
(5)检查电路时发现电压表、电流表位置互换了,电流表几乎无示数,电压表接近电源电压。
(6)电表异常偏转原因:①指针反向偏转,原因是正负接线柱接反;②正向偏转幅度过小,原因是量程选择过大;③正向偏转幅度过大超过最大刻度,原因是量程选择过小。
(7)滑动变阻器的作用:①保护电路;②改变电阻两端电压。
(8)换不同规格的电阻多次测量的目的是:得出普遍规律,避免实验的偶然性。
(9)做“电流与电压的关系”实验时,若使用灯泡代替电阻,那么在画出的I-U图像中,其图像是一条曲 线。
(10)做“电流与电压的关系”实验时,考虑到电压表的电阻对电路的影响,每次电流表的示数比测量时通过待测电阻的实际电流偏大。
(11)做“电流与电阻的关系”实验时,为了避免来回更换电阻,带来的麻烦,我们可以使用 电阻箱 来替换定值电阻。
(12)做“电流与电阻的关系”实验时,电阻箱阻值改变后,发现无论怎样调节滑动变阻器都不能达到实验要求,若电路无故障,则引起这种情况的原因可能是电阻箱的阻值调得太大(或滑动变阻器最大阻值太小)。
(13)做“电流与电阻的关系”实验时,电路中滑动变阻器阻最大值Rx的确定方法:UR/R=(U-UR)/RX。
2、伏安法测电阻
(1)连接电路时开关应处于断开状态。
(2)闭合电路前滑动变阻器的滑片应调到阻值最大处。
(3)原理:欧姆定律变形式。
(4)电压表量程的选择:看电源电压,一般电压表量程稍大于电源电压。
(5)测定值电阻的阻值,它需要求平均值,因为多次多次测量求平均值,减小实验误差。
(6)测小灯泡阻值,它不需求平均值,因为灯丝电阻随温度变化而变化,求平均值失去意义。
(7)测量结果偏小是因为:有部分电流通过电压表,电流表的示数大于实际通过Rx电流。根据电阻偏小。
(8)如果在实验中,无论如何移动滑动变阻器,电压表,或电流表的示数没有任何变化,那么可能的原因是:滑动变阻器接法错误,可能同时接成了上面的两个接线柱或同时接在了下面的两个接线柱。
(9)通过移动滑动变阻器的滑片P记录了多组数据,并作出了的I﹣U图象,发现其图像并不是一条直线,是因为:小灯泡的电阻丝阻值会随温度的变化而变化。
(10)闭合开关后,如果发现灯泡不亮,接下来的操作是:移动滑动变阻器,观察小灯泡是否会发光。
3、实验测量小灯泡的电功率
(1)正确连接电路后,闭合开关S,发现小灯泡不发光、电压表无示数,但电流表有示数,造成这一现象的原因可能是 小灯泡短路 。
(2)实验中测量小灯泡电功率的实验原理是 。
(3)闭合开关前,应该先调节滑动变阻器的滑片,使其连入电路中的 电阻阻值 最大。
(4)电源电压应高于小灯泡的额定电压。
(5)在被测电压、电流不超电压表、电流表量程的情况下,应尽可能选用小量程。
(6)滑动变阻器的允许通过最大电流要大于灯泡的正常工作电流,而其最大阻值应与灯泡的电阻差不多,以便调节效果明显。
(7)滑动变阻器的作用:①保护电路;②将小灯泡两端电压调成额定电压。
(8)实验多次测量的目的:测量小灯泡在不同电压下的电功率,并进行比较。
(9)为什么不能通过求平均值求小灯泡的额定功率?额定功率是小灯泡额定电压下的功率,多次测量算出的功率不是额定功率。
(10)实验中,调节滑动变阻器发现小灯泡一直比较亮,是由于:滑动变阻器接法错误,错误地接成了上面两个接线柱,相当于接入电路中的是导线。
(11)实验中,调节滑动变阻器发现小灯泡一直比较暗,是由于:滑动变阻器接法错误,错误地接成了,滑动变阻器的下面两个接线柱,电路中相当于接入了一个定值电阻。
(12)实验中如果发现小灯泡不亮原因可能是:灯泡被短路、干路断路、电池电压太小、灯泡被短路、电路中阻值过大,电流太小。
4、探究影响电流通过导体时产生热量的因素
(1)U形管内液面高度差越大,产生的热量越多。
(2)使用中,无论条件如何,U形管内液面高度都相同,可能是:
装置气密性不好,重新安装,检查气密性是否良好。
(3)实验中加热空气相比加热液体的好处:①空气膨胀体积变大,实验效果明显;②加热空气,耗电量少,实验时间短。
【考向三】电与磁实验
1、探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验
实验中用到的方法:
(1)转换法:电磁铁的磁性无法直接观察,通过它吸引大头针的多少来判断,这里用到的是转换法。
(2)控制变量法:电磁铁的磁性和多个因素有关,在探究中要采用控制变量法。
2、探究探究什么情况下磁可以生电
(1)我们可以通过灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生;还可以通过指针偏转的方向判断电流方向。
(2)根据实验现象,初步得出电路中产生感应电流的条件是:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,在该运动过程中,主要将机械能转化为电能。
(3)上下移动单根导线时,观察到灵敏电流计的指针不偏转;左右移动该导线时,观察到灵敏电流计的指针偏转。
(4)通过这个实验现象得出初步结论:闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时,导体中就会产生电流。
(5)为了进一步验证这个结论,他又用如图乙的装置进行实验,发现将条形磁铁向下插入线圈时,灵敏电流计的指针偏转;保持条形磁铁在线圈中不动,向上提起线圈时,灵敏电流计的指针偏转,结果符合上述实验结论。
(6)探究感应电流方向与导体切割磁感线方向的关系时,应该保持 磁场 的方向不变。
(7)实验中用电磁铁代替永磁体的好处是: 易于改变磁体的磁性强弱 。
题型一 探究串、并联电路中电流与电压的关系
1.(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。
2.(2025·广东珠海·三模)在探究并联电路电流规律实验中,如图甲是实验的电路图:
(1)连接电路时,开关应该______;
(2)图丙的实物图中,电流表测量的是图甲电路图中______(选填“A”“B”或“C”)点的电流;
(3)按图甲的电路图,连好电路闭合开关前,发现电流表指针偏转如图乙所示,原因是______;
(4)下表是某同学将实验中测得的A、B、C三点的电流值,记录在如下表格中:
A点电流
B点电流
C点电流
0.14
0.18
0.32
比较上表数据,可得出初步结论:并联电路中,______(用表示);
(5)将数据记录在表格中,下一步应该做的是( )
A.整理器材,结束实验
B.改变电流表的量程,再重新测出电流值
C.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电流值
D.分析数据,得出结论
(6)按图甲连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,小灯泡发光,则电路故障是______。
【答案】(1)断开
(2)C
(3)电流表没有调零
(4)
(5)C
(6)灯泡L1断路
【详解】(1)连接电路时,为了保护电路,开关需要断开。
(2)如图丙所示,电流从电池的正极出发,经过开关、两个灯泡后汇合经过电流表,故电流表测量干路电流,此时电流表测量C的电流。
(3)连好电路闭合开关前,发现电流表指针偏转如图乙所示,电流表的指针没有指向零刻度线处,原因是电流表没有调零。
(4)分析表格中的数据
可得出初步结论,在并联电流中,
(5)仅凭一组实验数据就得出实验结论,具有偶然性,不具普遍性,接下来的步骤是换不同规格的灯泡多次实验,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(6)按图甲连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,小灯泡发光,说明干路正常,灯泡L2所在的支路正常,则说明灯泡L1所在的支路断路,可能原因是灯泡L1断路。
3.(2026·广东梅州·一模)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,这样做的目的是为了防止接线过程中出现____(选填“短路”、“断路”或“通路”)
(3)正确连接电路后,闭合开关,若灯L2断路,则L1两端____(选填“有”或“无”)电压;
(4)用电压表分别测出电压UAB、UBC和UAC。其中测UAB时,电压表的示数如图丙所示,示数为____V。
(5)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UAB/V
电压UBC/V
电压UAC/V
1
1.7
2.9
2
1.3
1.6
2.9
3
1.1
1.8
2.9
分析表中数据,得到初步结论:__________(用题中符号表示)。
【答案】(1)
(2) 断开 短路
(3)无
(4)1.2
(5)
【详解】(1)由图甲可知,两个灯泡串联,故将L1左接线柱与L2右接线柱连接,电路图如下图所示
(2)[1]为了保护电路,在连接电路时,开关应处于断开状态。
[2]这样做的目的是为了防止接线过程中出现短路,引起电路电流过大,烧坏电路。
(3)正确连接电路后,两个灯泡串联,闭合开关,若灯L2断路,则L1左接线柱到电源负极断路,故L1两端无电压。
(4)如图丙可知,电压表选用小量程,分度值0.1V,故其示数为1.2V。
(5)分析表中数据可知,AC两端电压UAC始终等于AB两端电压UAB与BC两端电压UBC之和,故得到初步结论用公式表示为
4.(2026·广东惠州·一模)小明利用图甲所示电路图对串联电路中电压的规律进行了探究,实验数据如下表。
实验次序
电压UAB/V
电压UBC/V
电压UAC/V
1
6
1.6
2.8
2
1.3
1.5
2.8
3
1.0
2.8
(1)由实验表格数据可知小明在实验时,选择的灯泡规格________(选填“相同”“不同”)
(2)用电压表分别测出电压、和。其中第3次实验测时,电压表的示数如图乙所示为_______V。
(3)小明进行多次实验的目的是________(填序号)。
①寻找普遍规律 ②减小实验误差
(4)表格中有一个数据是明显错误的,这个数据是_______V,造成错误的原因是_______,改正错误后可得到的结论为:_______(用字母表示)。
【答案】(1)不同
(2)1.8
(3)①
(4) 6 电压表接0~3V量程却按0~15V读数
【详解】(1)串联电路中,若灯泡规格相同,其两端电压相等,由表格数据可知,每次实验两个灯泡两端电压不同,说明选择的灯泡规格不同。
(2)由图乙可知,电压表选 0∼3V 量程,分度值 0.1V ,指针示数为1.8V。
(3)该实验属于探究性实验,多次实验的目的是寻找普遍规律,故选①。
(4)[1][2]总电压仅为2.8V,因此第一次实验中是明显错误数据。根据后边实验中的电压规律可知,正确的电压值应为
当前电压值是6V,刚好是正确数值的5倍,因此错误的原因是:电压表实际用的是0~3V量程,读数时误按0∼15V量程读数了。
[3]分析实验数据,每组数据中都满足,总电压等于各用电器两端电压之和,因此可得结论为
题型二 探究影响电阻大小的因素
5.(2026·广东梅州·一模)按要求完成下列实验题;
(1)如图甲所示,这是水和酒精混合前后的实验现象,该实验现象说明构成物质的分子之间存在_______。
(2)在电学实验中,电流表应_______(选填“串联”或“并联”)在被测电路中,为防止出现指针反偏的现象,电流应从电流表的_______接线柱流入。如图乙所示,电流表的示数为_______A。
(3)如图丙所示,在探究电荷间的相互作用时,用丝绸摩擦过的两个玻璃棒相互靠近,发现两者相互排斥,这说明_______。
(4)如图丁所示,将钨丝接入电路,闭合开关S后,电流表有示数。用酒精灯对钨丝进行加热,电流表的示数变小,此过程中钨丝的电阻_______(选填“变大”“不变”或“变小”),说明钨丝的电阻大小与_________有关。
【答案】(1)间隙
(2) 串联 正 0.3
(3)同种电荷相互排斥
(4) 变大 温度
【详解】(1)水和酒精混合后总体积变小,说明分子之间存在间隙,两种分子相互进入对方的空隙中,导致总体积减小。
(2)[1][2]电流表必须串联在被测电路中,为避免指针反偏损坏仪表,电流应从正接线柱流入,从负接线柱流出。
[3]图乙中电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,指针指向0.3A刻度线,因此示数为0.3A。
(3)用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,两根带同种电荷的玻璃棒相互靠近时发生排斥,说明同种电荷相互排斥。
(4)[1]电源电压不变,加热后电流表示数变小,可知钨丝的电阻变大。
[2]实验中只改变了钨丝的温度,因此说明钨丝的电阻大小与温度有关。
6.(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。
7.(2025·广东韶关·一模)(1)如图甲所示,电压表的示数为 ________ V,电流表的示数为 _________ A;
(2)如图乙是探究导体电阻的大小与导体的 _______ 的关系实验,可通过观察灯泡亮度来比较导体a、b电阻的大小,当接入电路的镍铬合金丝由a换成b后,如果小灯泡的亮度变化不明显,可在原电路中连接一个 ________ (选填“电压表”或“电流表”)。近年,我国许多城乡地区进行了输电线路的改造,将原来细的输电线换成较粗的输电线_______ (选填“增大”或“减小”)了输电线的电阻。
【答案】(1) 2.3 0.28
(2) 长度 电流表 减小
【详解】(1)[1]电压表使用的量程为0~3V,分度值为0.1V,读数为2.3V。
[2]电流表使用的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,读数为0.28A。
(2)[1]灯泡亮度变化不明显时,为了精确地比较通过灯泡的电流,可以在原电路中串联一个电流表,准确读出通过灯泡的电流大小,间接地比较出电阻大小。
[2]导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,当其他条件不变,输电线换成较粗的输电线时,横截面积变大,阻值会减小。
8.(2024·广东清远·一模)小明做“探究影响导体的电阻大小的因素”时用到如题图的器材与电路。作了如下的猜想:
猜想①:导体的电阻可能跟导体的横截面积有关;
猜想②:导体的电阻可能跟导体的材料有关。
(1)小钢认为小明做实验时灯光的亮度变化不够明显,请你帮他改进电路______;
(2)依次把A、B跟a、b的两端连接,闭合开关,根据实验现象,分析比较a、b两根金属电阻丝的电阻大小,可探究电阻跟______的关系,其结论是猜想______正确;
(3)以上方法在研究物理问题时经常被用到,被称为______法;
(4)小明连接某根电阻较大的电阻丝时长时间没有断开开关,发现电灯暗了(电灯没有老化,电源电压不变),请你用学过的物理知识解释其现象______;
(5)小明了解到某些半导体的电阻随着外界的条件改变而急剧变化,这种性质可做成专用开关,请你举一例______。
【答案】(1)在电路中串联一个电流表
(2) 横截面积 ①
(3)控制变量
(4)灯丝电阻随温度升高而增大
(5)光敏电阻
【详解】(1)小明做实验时灯光的亮度变化不够明显,可以在电路中串联一个电流表,根据电流表示数比较导体电阻大小,电流表示数越大,说明导体电阻越小。
(2)[1][2]依次把A、B跟a、b的两端连接,闭合开关,a、b导体的长度和材料相同,横截面积不同,则可探究电阻跟横截面积的关系,观察到电流表示数不同,说明猜想①正确。
(3)探究影响导体的电阻大小的因素时,因为存在多个因素,要用到控制变量法。
(4)灯丝电阻随温度升高而增大,时间越长,灯丝温度越高,电阻越大,则电路中电流越小,所以电灯暗了。
(5)某些半导体的电阻随着外界的条件改变而急剧变化,这种性质可做成专用开关,如光敏电阻、压敏电阻等。
题型三 探究电流与电压和电阻的关系
9.(2026·广东江门·一模)小明和小东在探究电流与电阻的关系时,所用的实验电路如图甲所示,其中电源电压为3V。
(1)小明在连接电路前发现电压表指针如图乙所示,原因是:______。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于最______(选填“左”或“右”)端,从而保护电路。
(3)闭合开关后,小明发现电流表有示数,电压表无示数,出现该现象的原因可能是定值电阻______(选填“短路”或“断路”)。
(4)排除故障后,小明换用阻值不同的定值电阻,并控制______不变进行实验。
(5)小明根据实验数据作出I-R图像如图丙所示,图丙中,阴影部分面积的物理意义是______。
(6)小东还想将40Ω的定值电阻接入电路进行实验,则滑动变阻器的最大阻值至少为______Ω。
(7)小东对实验数据处理之后,作出了如图丁所示的I-图像。与图丙图像相比,图丁图像的优点是______。
【答案】(1)电压表未调零
(2)左
(3)短路
(4)定值电阻两端的电压
(5)定值电阻两端的电压
(6)20
(7)图像是一条过原点的直线,能直观反映出电压一定时,电流与电阻的倒数成正比。比I-R曲线更易判断规律。
【详解】(1)连接电路前电压表指针不在零刻度线,是因为使用前没有进行调零操作。
(2)闭合开关前,滑动变阻器需调到最大阻值处,即图甲中的左端,以保护电路(防止电流过大烧坏元件)。
(3)电流表有示数说明电路是通路;电压表无示数,可能是与电压表并联的定值电阻短路,电压表被短路所以无示数。
(4)探究电流与电阻的关系,需用控制变量法,控制定值电阻两端电压不变,改变电阻阻值。
(5)I-R 图像中,阴影部分面积 =电流I×电阻R,根据欧姆定律的变式,面积表示定值电阻两端的电压。
(6)由图丙可知,定值电阻两端控制电压,滑动变阻器两端电压
当接入时,电路中的电流
滑动变阻器的最大阻值至少是
(7)I- 图像为过原点的直线,能直观、清晰地体现电流与电阻成反比的关系,比I-R曲线更易判断规律。
10.(2026·广东珠海·一模)小九用如图甲所示装置探究电流与电压的关系,电源电压3V恒定不变,滑动变阻器规格为“30Ω 2A”。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中完成电路连接,要求滑片P向右滑动时,电流表的示数变大;
(2)连接好电路闭合开关后,移动滑片发现,电流表无示数,电压表有示数且接近电源电压,则出现该故障的原因可能是___________
(3)排除故障后,改变滑片位置,记录实验数据如下表,空白处的电流如图乙所示,则该数据应为___________ A;
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.10
0.20
______
0.40
0.50
0.60
(4)为了进一步探究电流与电阻的关系,又找来10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻继续实验。
① 将滑动变阻器滑片置于阻值最大处,闭合开关,缓慢移动滑片,直至电压表示数为1V接下来用10Ω的电阻替换5Ω的电阻,应将滑片向___________(选填“左”或“右)滑动,使电压表示数仍为1V,记录电流表示数。再将15Ω、20Ω的定值电阻分别按入电路,重复以上步骤:
② 当将20Ω的电阻接入电路进行实验时,发现无论如何调节滑片都无法满足预设电压为1V的条件。为使该电阻也能完成实验,小九认为可以改变电压表的预设电压,该预设值应不低于___________V;同组的小洲认为不改变电压预设值也可解决上述问题,只将上述准备的10Ω电阻___________(选填“串联”或“并联”)在电路中就可以顺利完成实验。
【答案】(1)
(2)定值电阻R断路
(3)0.3
(4) 左 1.2 串联
【详解】(1)滑动变阻器应“一上一下”串联在电路中,由于滑片P向右滑动时,电流表示数变大,说明滑动变阻器接入的电阻减小,需将B接线柱接入电路,据此作图。
(2)闭合开关后,电流表无示数,说明电路可能断路或电流表短路;电压表有示数且接近电源电压,说明电压表两接线柱到电源两极是连通的,所以故障原因可能是定值电阻R断路。
(3)由图乙可知,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,电流表读数为0.3A。
(4)[1]用10Ω的电阻替换取5Ω的电阻,根据串联分压规律,此时电压表示数将增大,为使电压表示数仍为1V,应将滑片向左滑动,增大滑动变阻器接入电阻,增大滑动变阻器两端的电压,减小定值电阻两端的电压。
[2]当将20Ω的电阻接入电路进行实验时,由串联分压规律可知,应增大滑动变阻器接入电阻,当其阻值到最大30Ω时,有,代入已知数据可得,解得,故为完成实验可以改变电压表的预设电压,该预设值应不低于1.2V。
[3]若不改变预设电压,仍为1V,根据串联分压,需增大滑动变阻器的最大阻值,可将10Ω电阻与滑动变阻器串联。
11.(2025·广东·模拟预测)小明在探究“电流与电阻的关系”,准备的实验器材有:三节新的干电池(电压为),电流表,滑动变阻器(标有“”字样),定值电阻4个(、、、),导线若干。
(1)小明按照图甲所示的电路图连实物图,请用笔画线代替导线将图乙连接完整,要求:滑片P向右移动时电流表示数变小;
(2)闭合开关前,应将滑片P调到_____(选填“A”或“B”)处;闭合开关后,若电流表有示数,电压表无示数,则电路故障原因可能是_____;
(3)排除故障后,将定值电阻由更换为时,应将滑动变阻器的滑片P向_____(选填“左”或“右”)适当调节,使电压表示数_____;
(4)若小明再次换接的定值电阻后,发现无论怎样移动滑片,都不能使电压表示数达到原来的数值,为了完成这次实验,他采取的措施可行的是_____(选填字母)。
A.更换阻值更大的滑动变阻器 B.将电压表改接到滑动变阻器两端
【答案】(1)
(2) 电阻短路
(3) 右 保持不变
(4)A
【详解】(1)滑片向右移动时电流表示数变小,说明滑动变阻器阻值变大,故滑动变阻器选用左下接线柱与电阻串联。如图所示:
(2)[1]闭合开关前,应将滑片位于滑动变阻器阻值最大处,即处。
[2]闭合开关,电流表有示数,说明电路是通路;电压表无示数,说明可能是电压表并联的电路短路,即电路故障原因可能是电阻短路。
(3)[1][2]在探究电流与电阻关系实验时,定值电阻两端电压需要保持不变。将定值电阻由5Ω更换为10Ω时,定值电阻两端电压变大,为了保持定值电阻两端电压不变,由串联分压规律可知,需要增大滑动变阻器两端电压,应增大滑动变阻器的阻值,故将滑动变阻器的滑片向右调节,使电压表示数保持不变。
(4)A.定值电阻两端电压需要保持不变,由串联分压原理可知,定值电阻变大时,滑动变阻器需要接入的阻值变大,可能会超过滑动变阻器的最大阻值。更换阻值更大的滑动变阻器可以增大调节范围,故A符合题意;
B.将电压表改接到滑动变阻器两端,电压表原来测定值电阻的电压,现在测变阻器两端的电压,对改变定值电阻的电压大小没有影响,无论怎样移动滑片,都不能使定值电阻两端的电压达到原来的数值,所以不能完成这次实验,故B不符合题意。
故选A。
12.(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。
13.(2025·广东茂名·二模)小明用如图所示的器材探究电流与电阻关系,电源电压是6V保持不变,定值电阻5个,滑动变阻器的规格为“,1A”。
(1)用笔画线代替导线将实物图连接完整。
(2)正确连接电路,闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数,则电路可能出现的故障是___________。
(3)排除故障后,进行实验,测量出的数据如下表。
实验次数
1
2
3
4
5
5
10
15
20
30
……
①换用15Ω的电阻进行实验时,当电压表示数达到U0时,电流表的示数如图乙所示,是___________ A。
②实验中小明控制电阻R两端的电压是U0=___________V。
(4)前4次实验的数据可得出结论:电压一定时,通过导体的电流和导体的电阻成___________。
(5)当小明用30Ω的电阻替换20Ω的电阻后,发现电压表示数始终不能调为U0,可能的原因是___________,在不更换器材的情况下,可以采用___________的方法完成这次实验。
【答案】(1)
(2)定值电阻断路
(3) 0.2 3
(4)反比
(5) 滑动变阻器的最大电阻过小 在电路中串联一个阻值为10Ω的电阻
【详解】(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;电源电压为6V,所以电压表量程选择的,电路图如下:
(2)正确连接电路,闭合开关后,发现电流表无示数存在断路,电压表有示数,说明电压表与电源形成通路,与电压表并联的定值电阻断路。
(3)[1]根据电路图确定电流表量程为,分度值为,电流表读数为。
[2]由欧姆定律得,R两端的电压是
(4)根据表中数据知,当定值电阻的电压不变时,定值电阻的电流与电阻的乘积为定值,由此可得结论:电路两端电压一定,电流与电阻成反比。
(5)[1][2]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
串联电路电流处处相等,由欧姆定律得
当接入30Ω的定值电阻时,滑动变阻器接入电路中电阻为
而滑动变阻器的规格为“,1A”,所以滑动变阻器的最大阻值为,根据串联电路电阻规律可知需在电路中串联一个阻值至少为
的电阻,即在不增加原有实验器材时,在电路中串联10Ω的电阻。
14.(2025·广东汕头·一模)小源同学在“探究电流与电压的关系”实验中,使用的实验器材有:两节新干电池、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、定值电阻和导线若干。
(1)请帮助小源同学将实物图(图甲)连接完整_______(要求:滑片向左移动,电流表示数变大);
(2)小源同学把10Ω的定值电阻接入电路,将滑动变阻器的滑片调至最______(选填“左”或“右”)端;闭合开关前发现电流表如图乙所示,其原因可能是______;
(3)改正错误后,闭合开关,调节滑片,进行多次实验,将实验数据记录在表中并绘制图像,如图丙所示,分析图像可得出结论:当电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成______;
(4)接着小源又想完成“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验,将定值电阻替换为额定电压为3.8V小灯泡,新电源电压恒为6V,连接完电路后发现电压表只有的量程能正常使用,在现有器材条件下,为了顺利完成实验,他接下来还需调整的操作是______,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为______。此时电流表的示数如图丁所示,则小灯泡正常发光时的电阻为______。
【答案】(1)
(2) 右 电流表未调零或开关短路
(3)正比
(4) 将电压表与滑动变阻器并联 2.2 19
【详解】(1)根据实验,电路是串联的,电压表测定值电阻两端电压,电流表测电路中的电流,滑片向左移动,电流表示数变大,即滑片向左移动时滑动变阻器接入电路中电阻变小,故应接左侧接线柱。如图所示:
(2)[1]开关闭合前,滑动变阻器应滑到阻值最大处,故应将滑片滑动至最右端。
[2]如图乙所示电流表有示数,可能出现两种情况:一是电流表未调零,因此开关未闭合时,电流表有示数;二是电路中有电流流过,由题意可知开关未闭合,则出现这一现象的原因是开关短路。
(3)由图像可知,I-U图像是一条过原点的倾斜直线,所以可得出结论:当电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。
(4)[1][2]电压表示数不能测量3.8V电压,因电源电压为6V,故当滑动变阻器两端电压为2.2V时,灯两端电压为3.8V,因此将电压表与滑动变阻器并联测量其电压,当电压表示数为2.2V时,则灯两端电压为3.8V。
[3]如图丁所示,电流表选择的是小量程,分度值是0.02A,电流表读数为0.2A,根据欧姆定律,则小灯泡正常发光时的电阻为
题型四 伏安法测电阻
15.(2026·广东中山·一模)小明同学在“测量定值电阻的阻值”实验中,电路图如图甲所示,请回答以下问题。
(1)连接电路时,开关应处于_____状态。闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于_______端(选填“A”或“B”);闭合开关后指针如图甲原因是_____;
(2)闭合开关,调节滑动变阻器滑片,当电压表的示数为2.5V时,电流表示数如图丙所示,则电阻的阻值为_____。小明进行了多次测量,计算出R的阻值的平均值,目的是_____;
(3)实验后,小明要利用上述器材测量未知电阻的阻值,设计的实验电路如图丁所示,电源电压保持不变,定值电阻的阻值记为,请将实验步骤补充完整:
①闭合开关、,断开开关,读出电流表的示数为;
②_____,读出电流表的示数为;
③未知电阻阻值的表达式:_____(用、和表示)。
【答案】(1) 断开 B 电流表正负接线柱接反了
(2) 5 减小误差
(3) 闭合开关S、S2、断开S1
【详解】(1)[1]为了保护电路安全,连接电路时开关必须处于断开状态。
[2]闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大端。根据图乙,滑片应置于B端。
[3]闭合开关后,若电流表指针反向偏转(向左偏),说明电流从电流表的负接线柱流入、正接线柱流出了。
(2)[1]根据图丙,电流表量程为0~0.6 A,分度值0.02 A,指针指在0.5 A处,电流。电压,由欧姆定律得电阻:
[2]在本实验中,测量的定值电阻阻值是个定值,多次测量求平均值的目的是减小误差,使测量结果更接近真实值。
(3)步骤①两电阻并联,电流表测量通过R0的电流,可得电源电压(等于定值电阻两端电压)
步骤②应为闭合开关、,断开开关使待测电阻与定值电阻并联,电流表测干路电流I2,电源电压不变,则根据并联电路电流特点,通过的电流为
电源电压不变,由并联电路电压规律及欧姆定律得:
可得未知电阻:
16.(2026·广东佛山·一模)小明用伏安法测量盐水柱的电阻,他连接的电路如图甲所示,导线与盐水接触良好。
(1)图甲中,连接错误的电路元件是______。
(2)纠正错误后,将滑动变阻器的滑片P移至______(选填“A”或“B”)端,闭合开关,得到第1组数据。调节滑动变阻器,依次记录数据如下表所示,其中第6次实验电压表示数如图乙所示,为______V。
实验序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1.00
1.20
1.50
1.80
2.00
电流I/A
0.10
0.12
0.16
0.18
0.20
0.25
(3)小明根据实验数据在坐标系中描绘的点如图丙所示,请你帮他完成U-I图像______。由图像可知:盐水柱的电阻为______Ω。
(4)若要获取盐水柱两端电压为0.5V时的数据,可采取的办法是______。
【答案】(1)电流表
(2) B 2.6
(3) 10
(4)换一个最大阻值更大的滑动变阻器/减小电源电压
【详解】(1)电流表测量电路中的电流时,应该使电流从电流表的正接线柱流入,负接线柱流出,图中电流从电流表的负接线柱流入,所以电流表连接错误。
(2)[1]闭合开关前,应将滑片移至阻值最大处,由图甲可知,应将滑片移至B端。
[2]由图乙可知,电压表选0~3V的量程,分度值是0.1V,此时电压表的示数为2.6V。
(3)[1]根据小明描绘的点连线即可,如图所示:
[2]由图丙可知,盐水柱的电阻
(4)由图甲可知,盐水柱和滑动变阻器串联,要使盐水柱两端电压为0.5V,则滑动变阻器两端电压增大,可采取的办法是换一个最大阻值更大的滑动变阻器或减小电源电压。
17.(2025·广东佛山·二模)实验小组在进行测量小灯泡正常发光时电阻的实验,设计的电路如图甲所示。小灯泡标有“3.8V”,滑动变阻器的规格是“50Ω 2A”,电源电压U恒为6V。
(1)按照图甲连接实物电路;
(2)检查连好的电路时,组员小明提出按图甲______(选填“能“或”不能”)确定小灯泡何时正常发光;
(3)解决小明提出的问题后,闭合开关,移动滑片过程中,电流表无示数,电压表有示数,故障原因可能是______(选填“灯泡断路”或“滑动变阻器短路”);
(4)解决第(3)小题问题后,移动滑片P直至小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,为______A,则小灯泡正常发光时的电阻为______Ω(计算结果保留一位小数);
(5)在评估实验过程和结果时,实验小组提出:小灯泡的额定电压为3.8V,考虑到连接的电压表的分度值较大,上述实验过程测出的电阻误差会较大,为了减小由于电压表分度值较大引起的误差,在不增减器材的情况下,可以这样做:______。
【答案】(1)
(2)不能
(3)灯泡断路
(4) 0.3 12.7
(5)选择电压表小量程,并联在滑动变阻器两端
【详解】(1)测量小灯泡正常发光时电阻的实验时,滑动变阻器应与灯泡串联在电路中,且根据滑动变阻器应一上一下连接,则变阻器应选择右上或左上接线柱与灯泡连接,如图所示:
(2)由图可知,电压表选择了“0~3V”量程,达不到小灯泡的额定电压3.8V,所以按图甲无法确定小灯泡何时正常发光。
(3)闭合开关,移动滑片过程中,电流表无示数,说明电路可能断路;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,则与电压表并联的灯泡断路。
(4)[1][2]由图乙可知,电流表选择0~0.6A量程,分度值为0.02A,其示数为0.3A。由得,小灯泡正常发光时的电阻为
(5)根据串联电路电压的特点,由于电源电压为6V,当滑动变阻器两端的电压为2.2V时,则小灯泡两端的电压为3.8V,此时小灯泡正常发光。因此,可将电压表用小量程并联在滑动变阻器两端,这样就可以解决电压表量程大、分度值大、误差大的问题。
题型五 实验测量小灯泡的电功率
18.(2025·广东东莞·一模)小明做测“小灯泡电功率”实验时,所用器材有电压为6V的电源、额定电压为2.5V的小灯泡、以及符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。
(1)小明连好电路闭合开关后,发现小灯泡不亮,无论如何移动滑动变阻器滑片P,电流表无示数,电压表示数接近6V,则故障原因可能是_____;
(2)小明调整电路后闭合开关,移动滑片P到某处,电压表的示数为2.2V。要测得小灯泡的额定功率,应将滑片P向______(填“左”或“右”)端滑动;
(3)小明通过移动滑片P分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成了如图乙所示的U-I图像,根据图像提供的信息,可计算出小灯泡的额定功率是_____W;
(4)实验结束后,小明仅将小灯泡换成定值电阻,来探究电流与电阻的关系,小明想要完成四组实验,准备好的定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω,滑动变阻器(30Ω 0.5A)。
①将电路连接正确后,闭合开关,移动变阻器的滑片P,使定值电阻两端的电压为2V,此时电流表的示数如图丙所示,为_____A;
②断开开关,将5Ω的定值电阻换成阻值为10Ω的电阻,其余不动,闭合开关,电压表示数将_____(选填“变大”或“变小”);为使电压表示数仍保持为2V,滑动变阻器的滑片P向_____(选填“左”或“右”)移动。
③另一个小组实验过程中,接入20Ω电阻时无论怎么调节滑动变阻器都不能使电压表示数满足要求,原因是_____。
【答案】(1)灯泡断路
(2)右
(3)0.5
(4) 0.4 变大 左 滑动变阻器的最大电阻过小
【详解】(1)小明连好电路闭合开关后,发现小灯泡不亮,无论如何移动滑动变阻器滑片P,电流表几乎无示数,说明电路断路,电压表示数接近6V,说明电压表与电源连通,则故障原因可能是灯泡断路。
(2)电压表示数为2.2V,小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向右移动,直到电压表示数等于额定电压。
(3)根据U﹣I图像知,灯在额定电压2.5V时通过的电流为0.2A,小灯泡的额定功率
(4)[1]电流表选用小量程,分度值为0.02A,由图丙电流为0.4A。
[2][3]将5Ω的定值电阻换成阻值为10Ω的电阻后,其余不动,因电阻变大,由分压原理,电压表示数将变大,所以应将滑片向左移动,以增大变阻器分得电压,从而减小定值电阻两端的电压,使其两端电压保持2V不变。
[4]当定值电阻两端的电压为2V时,根据串联电压规律可知
滑动变阻器的电压为定值电阻电压的2倍。根据分压原理,接入20Ω电阻时,滑动变阻器的阻值为
所以无论怎么调节滑动变阻器都不能使电压表示数满足要求,原因是滑动变阻器的最大电阻过小。
19.(2025·广东茂名·二模)小华用如图甲所示电路完成“测量小灯泡电功率”的实验,已知小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)如图甲所示是小华连接的电路,请用笔画线代替导线将电路连接完整_______。
(2)电路连接完毕,闭合开关S,电压表示数如图乙所示,要使灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片P向________(A/B)端移,并注意观察电压表示数。
(3)小华进行了多次实验,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图丙中①所示的I-U图像,由图像可知,小灯泡的额定功率为_______W,观察图中①所示的I-U图像不是直线的原因是________。
(4)完成上述实验后,小华将小灯泡换成待测电阻,通过实验测得数据后,作出它的I-U关系图像(图丙②),则该待测电阻的阻值为________Ω。
(5)完成上面实验后,小华又设计了如图丁所示的电路测某未知电阻Rx的阻值,(R0为已知阻值的定值电阻),请帮他写出Rx的表达式。实验步骤:
①只闭合开关S,记下电流表的示数I0;
②闭合开关S、S1,记下电流表的示数I1;
③计算电阻的表达式是:Rx= ________(用已知物理量和测量出的物理量的符号表示)。
【答案】(1)
(2)B
(3) 0.75 小灯泡的电阻随着温度升高而增大
(4)20
(5)
【详解】(1)小灯泡的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程并联在灯泡两端,如下图所示:
(2)由图甲可知,电压表选用小量程;电路连接完毕,闭合开关S,电压表示数如图乙所示,电压表分度值0.1V,其示数为1.2V,小于灯泡额定电压2.5V,要使灯泡正常发光,应增大灯泡两端电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应将滑动变阻器的滑片P向B端移,并注意观察电压表示数。
(3)[1][2]由图丙①可知,灯泡额定电压对应的额定电流为0.3A,则小灯泡额定功率为
因灯丝的电阻随温度升高而增大,不是一定值,故图中①所示的I-U图像不是直线。
(4)由图丙②可知,当待测电阻两端电压为2V时,通过待测电阻的电流为0.1A,则该待测电阻的阻值为
(5)闭合开关S,此时的电路为只有R0的简单电路,记下电流表的示数I0,则电源电压为
接着闭合S1,电路为并联电路,电流表测量干路电流,记下电流表示数为I1;并联电路各支路互不影响,所以R0的电流大小不变,仍为I0;支路电压等于电源电压,干路电流等于支路电流之和,故流过Rx的电流为
则Rx的电阻为
20.(2025·广东梅州·模拟预测)小聪用如图所示装置做“测量小灯泡电功率”的实验,小灯泡上标有“2.5V”字样。
(1)电路连接正确且无故障,当闭合开关后,两电表的示数分别如图乙所示,则电压表的示数为__________________________V,造成此现象的原因是________________________。
(2)调整后继续实验,记录数据如下表:
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
电压/V
0.3
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
2.8
电流/A
0.12
0.16
0.21
0.26
0.30
0.32
0.33
由此可知,小灯泡的额定功率为______W。
(3)根据实验数据在图中画出小灯泡的电流与电压的关系图像____。由图像可知,当小灯泡两端电压为2.2V时,通过小灯泡的电流为_________A。
【答案】(1) 2.7 滑动变阻器接入阻值较小
(2)0.8
(3) 0.31
【详解】(1)[1][2]图乙中,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.32A;电源电压为3V,电压表使用的是量程,分度值为0.1V,电压表示数为2.7V,电流表和电压表示数偏大,造成此现象的原因是滑动变阻器接入阻值较小。
(2)由表中数据可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的电流为0.32A,小灯泡额定功率为
(3)[1]根据表中数据在坐标系中描点,画出图像,如图所示:
[2]由图分析可知,当灯泡两端电压为2.2V时,通过灯泡的电流约为0.31A。
21.(2025·广东·二模)田田在“测量小灯泡正常发光时电功率”的实验中,实验电路如图甲所示,小灯泡L1额定电压为2.5V,电源电压保持为4.5V不变,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应放置在___________端(选填“A”、“B”);闭合开关,应移动滑动变阻器滑片,当电压表示数为___________时,小灯泡L1正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡L1正常发光时的电功率P1=___________
(2)田田想比较P1与另一个额定电压也为2.5V的小灯泡L2正常发光时电功率P2的大小关系,他将L1替换成L2接入电路,闭合开关后,他调节滑动变阻器使L2正常发光,此时电流表示数如图丙所示,依据上述现象,可推断出P1___________P2(选填“>”、“=”或“<”)。
【答案】(1) A 2.5V 0.75W
(2)>
【详解】(1)[1]闭合开关前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片应放在阻值最大处。由图甲可知,滑动变阻器的滑片P在A端时,接入电路的电阻最大,所以应放置在A端。
[2]小灯泡L1的额定电压为2.5V,所以当电压表示数为2.5V时,小灯泡L1正常发光。
[3]由图乙可知,电流表选用的是0−0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.3A。小灯泡L1正常发光时的电功率
(2)由图丙可知,电流表的示数为0.2A。小灯泡L2正常发光时的电压也为2.5V,小灯泡L2正常发光时的电功率
因为0.75W>0.5W,所以P1>P2。
题型六 探究影响电流通过导体时产生热量的因素
22.(2026·广东江门·一模)探究实验一:小红同学利用图甲设计的电路图来“探究电流与电阻关系”。
电阻
5
10
15
电流
0.3
0.15
0.10
(1)开关闭合前,滑动变阻器滑片P应移至______(选“A”或“B”)端;
(2)当小红同学闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数且大小接近电源电压,则电路中出现的故障可能是定值电阻发生了______(选填“短路”或“断路”);
(3)小红改正错误后,将5Ω的电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片P,电压表的示数如图乙所示,为______V,记下电流表示数。当将原来5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,应将滑动变阻器的滑片P向______(选填“A”或“B”)端移动;
(4)经过三次实验后,记录的数据如表所示,可得出实验结论______
探究实验二:用如图所示的实验装置探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”。
(5)利用甲装置可以探究导体产生的热量与______的关系;
(6)给乙装置通电一段时间后,发现______侧U形管中液柱的高度差更大。
【答案】(1)A
(2)断路
(3) 1.5 A
(4)电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比
(5)电阻
(6)左
【详解】(1)开关闭合前,滑动变阻器需要调至电阻最大处以保护电路。本电路滑动变阻器下接线柱接右端,滑片移到A端时接入电阻最大。
(2)电流表无示数说明电路断路,电压表接近电源电压,说明电压表串联在电路中测电源电压,因此故障可能是定值电阻断路。
(3)[1][2]电压表接0~3V量程,分度值0.1V,读数为1.5V;将5Ω电阻换成10Ω后,定值电阻分压增大,为保持定值电阻电压不变,需要增大滑动变阻器的分压,因此滑片向接入电阻更大的A端移动。
(4)由表格数据可得,三次实验中对应电流与电阻的乘积不变。因此得到结论:电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比。
(5)甲装置中两个电阻串联,电流、通电时间相等,只有电阻大小不同,因此可探究电流产生热量与电阻的关系。
(6)乙装置中,两个容器内电阻阻值相等,右侧容器外并联了一个电阻,因此左侧容器内电阻的电流更大,根据,电阻、通电时间相同时,电流越大产生热量越多,因此左侧U形管液柱高度差更大。
23.(2025·广东肇庆·三模)如图所示是探究“电流通过导体产生的热量和___________大小的关系”的实验,实验中通过观察U形管两侧液面的___________来反映电阻产生热量的多少。若通过R1的电流为1A,则通电1min后,R1产生的热量为___________J。
【答案】 电流 高度差 300
【详解】[1]实验采用控制变量法,保持电阻和通电时间相同,改变电路中的电流大小,探究的是电流通过导体产生的热量和电流大小的关系。
[2]电流通过电阻产生热量,会使密闭容器内空气受热膨胀,U形管两侧液面出现高度差。热量越多,液面高度差越大,因此通过观察高度差来反映电阻产生热量的多少。
[3]由常见实验装置可知,R1的阻值为5Ω。根据焦耳定律Q=I2Rt,代入数据计算得Q=I2Rt=(1A)2×5Ω×60s=300J
24.(2025·广东清远·二模)按要求完成下列填空。
(1)如图甲所示,物体的长度是_______cm。用已调好的天平正确称量一物体的质量,砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示,则物体的质量是_______g;
(2)在探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”时,往图丙中的U形管内注入适量红墨水,U形管_______(填“属于”或“不属于”)连通器;接入电路后,可探究电流产生的热量跟_______(填“电流”或“电阻”)的关系;
(3)小明用图丁所示的实验装置做“探究水沸腾前后温度变化的特点”的实验,a图中温度计的示数是________℃,当烧杯中出现如图b所示的气泡变化时,水_______(填“未沸腾”或“正在沸腾”);若实验所用时间太长,请你帮小明提出一条缩短实验时间的建议:_______。
【答案】(1) 2.90 26.2
(2) 不属于 电流
(3) 37 正在沸腾 适当减少水量
【详解】(1)[1]刻度尺一大格代表1cm,一大格有10个小格,每个小格代表0.1cm=1mm,即刻度尺的分度值为1mm,物体的左端与0.00cm对齐,右端与2.90cm对齐,则物体长度为L=2.90cm-0.00cm=2.90cm
[2]由图乙知,标尺的分度值为0.2g,游码所对应的质量为1.2g,则物体的质量为
(2)[1]上端开口、底部连通的容器,叫做连通器。形管内注入适量红墨水,下端相连通,有一端没开口,所以不属于连通器。
[2]丙装置中,左侧两电阻并联后再与右侧电阻串联,容器内两电阻大小相等,根据并联和串联电路电流的规律,通过左侧容器中电阻的电流小于通过右侧容器中电阻的电流,而通电时间相同,故丙实验可以研究电流产生的热量与电流的关系。
(3)[1]如图丁a所示,温度计的分度值是1°C,其温度示数为37℃。
[2]水沸腾时,整个容器中水温相同,水内部不停地汽化,产生大量的水蒸气进入气泡,气泡变大,由图丁b可知,符合水沸腾时的现象,所以,此时水正在沸腾。
[3]为了减少加热所用时间,可以适当减少水量,还可以给烧杯加盖,减少热量的损失或适当提高水温。
题型七 探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验
25.(2025·广东汕头·三模)图1是某恒温箱的电路原理图。工作电路电压为220V,电热丝R0的阻值为88Ω;控制电路电源电压为8V,线圈的电阻R1为10Ω,调温电阻R2最大阻值为120Ω;热敏电阻R3的阻值随温度t变化的关系如图2所示。R0和R3均置于恒温箱中,当继电器线圈中的电流达到50mA时,继电器的衔铁会被吸下。求:
(1)S闭合时,电磁铁上端是______极(用字母表示),当恒温箱中温度升高时,线圈中的电流将变______;
(2)恒温箱中温度保持为40℃,R3的阻值为______Ω,此时R2的阻值为_______Ω;
(3)R0工作时,功率为_________W;
(4)该恒温箱能设定的最高温度为______℃。
【答案】(1) N 大
(2) 120 30
(3)550
(4)160
【详解】(1)[1]S闭合时,电流从电磁铁的上端流入、下端流出,根据安培定则可知,电磁铁上端是N极。
[2]由图2可知,当恒温箱中温度升高时,热敏电阻R₃的阻值变小,控制电路的总电阻变小,由可知,控制电路的电流变大,则线圈中的电流将变大。
(2)由题意可知,当继电器线圈中的电流达到时,继电器的衔铁会被吸下,此时恒温箱中温度最高,此时控制电路的总电阻
由图2可知,恒温箱中温度保持为40℃,热敏电阻R3的阻值,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,此时R2的阻值
(3)R0工作时功率
(4)当恒温箱能设定的温度最高时,热敏电阻R3的阻值最小,而此时控制电路的总电阻为160Ω不变,R2取最大阻值,则热敏电阻R3的最小阻值,由图2可知,该恒温箱能设定的最高温度为160℃。
26.(2025·广东茂名·一模)按要求填空;
(1)如图1甲所示,温度计的读数是______,图1乙中物体的长度是______cm,图1丙中秒表的读数是______s;
(2)如图2所示的研究“电磁铁磁性强弱”的实验中,大头针若干,用漆包线(表面涂有绝缘的导线)在大铁钉上绕若干圈,制成简单的电磁铁,如图所示的a、b、c、d为实验中的四种情况,其中b和c线圈匝数相同。请完成下面填空:
①通过观察______,来判断磁性强弱的不同,这种研究方法叫______(选填“转换法”或“控制变量法”);
②在b图中铁钉的下端为______极;
③通过比较b、c中两电磁铁,发现磁性强弱与______有关。
【答案】(1) -39 1.80
(2) 电磁铁吸引大头针的数量 转换法 N 电流大小
【详解】(1)[1]图1甲中,温度计的分度值为,液柱在以下,读数为。
[2]图1乙中,刻度尺的分度值是1mm,物体左端对准刻度,右端对准刻度,所以物体的长度是L=4.80cm-3.00cm=1.80cm
[3]图1丙中,秒表小盘的分度值是,指针在和之间,且超过;大盘的分度值是,指针指在36.8s处,所以秒表的读数是5min36.8s,即336.8s
(2)[1]在研究“电磁铁磁性强弱”的实验中,通过观察电磁铁吸引大头针的数量来判断磁性强弱的不同,这种研究方法叫转换法。
[2]根据安培定则,用右手握住铁钉,让四指指向电流的方向,大拇指所指的一端就是电磁铁的N极。在b图中,电流从铁钉的上端流入,所以铁钉的下端为N极。
[3]b和c线圈匝数相同,通过滑动变阻器的滑片位置判断,b中电流小,c中电流较大,b吸引的大头针数量比c少,说明通过比较b、c中两电磁铁,发现磁性强弱与电流大小有关。
27.(2025·广东·二模)(1)用机械停表测量小黄同学在体育课上跑一百米的成绩如图示,则他的成绩是______s;
(2)用测力计测量物体的重力,如图,把物体悬挂在测力计的钩子上保持静止,利用______原理可知,物体的重力与弹簧测力计的示数相等,其大小为______N;
(3)如图的实验装置中,当闭合开关时,发现小磁针发生偏转,说明通电螺线管通电时周围存在______;把滑动变阻器的阻值调小,螺线管导线的电流变大,则通电螺线管的磁性______(选填“变强”、“不变”或“变弱”);在通电螺线管内部插入______就可以制成电磁铁;
(4)如图,凸透镜的焦距为10cm,在凸透镜左侧放置一点燃的蜡烛。为了使得烛焰的像成在光屏的中心,应把蜡烛向______(选填“上”或“下”)移动;把光屏向______移动适当距离(“左”或“右”),才可以在光屏上找到烛焰所成清晰的像,此时,光屏上烛焰的像是______(选填“正立”或“倒立”)的______(选填“实”或“虚”)像。
【答案】(1)13.4
(2) 二力平衡 4.6
(3) 磁场 变强 铁芯
(4) 下 左 倒立 实
【详解】(1)由图可知,停表的小圈代表分,分度值是0.5min,示数为0min,没有超过半格,大圈代表秒,分度值是0.1s,示数是13.4s,故示数为13.4s,他的成绩是13.4s。
(2)[1][2]如图所示,把物体悬挂在测力计的钩子上保持静止,该测力计的分度值是0.2N,利用二力平衡原理可知,物体的重力与弹簧测力计的示数相等,其大小为4.6N。
(3)[1][2][3]如图的实验装置中,当闭合开关时,发现小磁针发生偏转,小磁针受到力的作用,说明通电螺线管通电时周围存在磁场;把滑动变阻器的阻值调小,由欧姆定律可知通过螺线管导线的电流变大,则通电螺线管的磁性变强;内部有铁芯的螺线管叫电磁铁,在通电螺线管内部插入铁芯就可以制成电磁铁。
(4)[1]由图可知,烛焰的位置较高,应把蜡烛向下移动,使得烛焰的像成在光屏的中心。
[2][3][4]物距为50.0cm-20.0cm=30.0cm
物距大于2倍焦距,像距大于1倍焦距小于2倍焦距,成倒立缩小的实像,光屏应该在60~70cm之间,成清晰的像,所以把光屏向左移动适当距离,才可以在光屏上找到烛焰所成清晰的像。
28.(2025·广东茂名·模拟预测)在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,小明用铁钉制成简易电磁铁甲、乙,并设计了如图所示的电路。
(1)实验中是通过______来显示电磁铁磁性的强弱,这种研究方法叫______法;
(2)当闭合开关后,电磁铁乙的上端是______极;
(3)当滑动变阻器的滑片向右移动时,电磁铁吸引大头针的个数______(选填“增多”或“减少”),说明电磁铁的磁性将______(选填“变强”或“变弱”);
(4)实验发现:
①电流一定时,线圈匝数______,电磁铁磁性越强;
②被电磁铁吸引的大头针下端是分散的,其原因是大头针被磁化后,______。
【答案】(1) 吸引大头针的个数 转换
(2)N
(3) 减少 变弱
(4) 越多 同名磁极相互排斥
【详解】(1)实验中是通过吸引大头针的数量来显示电磁铁磁性的强弱,电磁铁吸引大头针个数较多,说明电磁铁的磁性较强,这种研究方法叫转换法。
(2)电流从电磁铁乙的上端流入,由安培定则可知电磁铁乙的上端是N极。
(3)[1][2]当滑动变阻器滑片向右移动时,吸引大头针的个数减少,因为滑动变阻器的阻值增大,电路中的电流变小,电磁铁的磁性减弱。
(4)[1]由图可知,甲吸引的大头针数多,说明甲的磁性强,这说明:在电流一定时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强。
[2]大头针被磁化,同一端的磁极相同,同名磁极互相排斥,所以下端分散。
题型八 探究探究什么情况下磁可以生电
29.(2026·广东惠州·一模)科技的浪潮深刻影响着我们的生活。部分手机和电动牙刷的充电装置已经采用了电能无线传输技术。图乙是小明科技小组的同学制作的模拟无线充电装置的示意图,送电线圈利用电流产生磁场,正对的受电线圈两端随之输出电压,于是用相同规格的漆包线绕制了多个匝数相同,直径不同的受电线圈进行探究。
(1)如甲图所示,开关闭合,移动磁铁或金属导体ab,当导体切割磁感线时,电路中就会产生电流,这个现象叫________;
(2)在模拟的无线充电装置如图乙中,送电线圈相当于甲图中的_______,受电线圈相当于甲图中________(选填①或②,①代表U形磁铁,②代表导体ab);
(3)在实验中,收集到的证据如下表:
实验次数
两线圈间距L/mm
受电线圈的直径D/mm
输出电压U/V
1
5
144.0
10
2
5
108.0
18
3
5
72.0
22
4
5
48.0
16
5
5
32.0
6
①根据表中数据,可归纳出输出电压的规律是:在两线圈间距不变的情况下,输出电压随受电线圈直径的增大先增大后_________;
②要想探究输出电压的大小与两线圈间距的关系。应该控制_______一定,改变两线圈间距,观察_______示数。
【答案】(1)电磁感应现象
(2) ① ②
(3) 减小 受电线圈直径 数字电压表
【详解】(1)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,产生感应电流的现象叫做电磁感应。
(2)[1]无线充电原理是电磁感应:送电线圈通电后产生磁场,作用和甲图中提供磁场的U形磁铁一致,因此对应①。
[2]受电线圈在磁场中产生感应电流并输出电压,作用和甲图中切割磁感线产生感应电流的导体ab一致,因此对应②。
(3)[1]分析表格数据:两线圈间距不变,随受电线圈直径增大,输出电压从升高到,再降低到,因此规律为:输出电压随受电线圈直径的增大先增大后减小。
[2][3]探究输出电压与两线圈间距的关系时,根据控制变量法,需要保持受电线圈直径不变,改变两线圈间距,通过观察数字电压表的示数,得到输出电压和间距的关系。
30.(2025·广东佛山·二模)(1)如图1,甲所示的物块长度为______cm,乙所示的水温为______℃;
(2)如图2甲所示,将用细导线悬挂的导体放入蹄形磁体中,让导体在蹄形磁体中竖直上下运动,灵敏电流表的指针______偏转;如图2乙,让条形磁体在线圈中竖直上下运动,灵敏电流表的指针______偏转(两空均选填“会”或“不会”);
(3)如图3所示,小明使用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律:
①实验过程中应将蜡烛烛焰、透镜、光屏三者的中心调整在______;
②将蜡烛移至光具座上45cm刻度线处,固定透镜,取下光屏,小明应该在图中______区域去观察烛焰的虚像(选填图中序号);
③小明想要自制投影仪,他可将蜡烛放在______区域(选填图中序号)。
【答案】(1) 1.35 93
(2) 不会 会
(3) 同一高度 ④ ②
【详解】(1)[1]如图1,刻度尺的分度值为0.1cm,甲所示的物块长度为1.35cm。
[2]温度计分度值为1℃,乙所示的水温为93℃。
(2)[1]如图2甲所示,将用细导线悬挂的导体放入蹄形磁体中,让导体在蹄形磁体中竖直上下运动,没有切割磁感线,不产生感应电流,灵敏电流表的指针不偏转;[2]如图2乙,让条形磁体在线圈中竖直上下运动,线圈切割磁感线,灵敏电流表的指针会偏转。
(3)[1]为使像成在光屏中央,实验过程中应将蜡烛烛焰、透镜、光屏三者的中心调整在同一高度。
[2]将蜡烛移至光具座上45cm刻度线处,物距为5cm小于焦距,故成正立、放大的虚像,像与物在透镜的同侧,小明应该在图中④区域去观察烛焰的虚像。
[3]物距大于1倍焦距小于2倍焦距时,成倒立、放大的实像,应用是投影仪,因凸透镜焦距为10cm,小明想要自制投影仪,他可将蜡烛放在②区域。
31.(2025·广东佛山·模拟预测)
(1)小明在探究“凸透镜成像规律”的实验中,为提高实验效率,使用秒表计时,使用平行光测量透镜焦距。根据图甲所示,测得该凸透镜的焦距为____ cm;图乙所示所用的时间为_____ s;
(2)同桌小张利用图丙所示装置探究“导体在磁场中产生电流的条件”,闭合开关后,经过多次尝试,他发现导线ab在磁场中沿着竖直方向运动时,导体中产生感应电流。生产生活中的________ (选填“电热毯”、“发电机”或“电动机”)是利用该实验原理工作的。小张在实验中将导线ab换成一个线圈,其目的是____ 。
(3)在“探究固体熔化时温度的变化规律”实验中,加热过程搅拌试管中的海波是为了使它_______ 受热,海波的温度升高,内能_______ ;在海波熔化过程中温度不变,温度计示数如图丁所示为_______ ℃。
【答案】(1) 10.0 337.5
(2) 发电机 增大感应电流
(3) 均匀 增大 48
【详解】(1)[1]图甲中,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在焦点,焦点到凸透镜光心的距离即为焦距。由图可知,刻度尺的分度值为1cm,焦距为
[2]图乙中,秒表中间小表盘代表分钟,周围大表盘代表秒。小表盘指针在5min和6min 之间,且偏向6min,说明小表盘读数为5min;大表盘分度值为0.1s,指针指向37.5s,因此总时间为5min37.5s,即337.5s。
(2)[1]图丙实验探究的是 “导体在磁场中产生电流的条件”,即电磁感应现象。发电机利用该原理工作,将机械能转化为电能;而电热毯利用电流的热效应,电动机利用通电导体在磁场中受力运动,均不符合。
[2]导线ab换成线圈后,切割磁感线的导体长度增加,在相同条件下能增大感应电流,使实验现象更明显。
(3)[1]加热过程中搅拌试管中的海波,是为了使海波均匀受热,避免局部温度过高。
[2]海波温度升高时,分子热运动加剧,内能增大。
[3]图丁中温度计的分度值为1℃,液柱在48℃处,因此海波熔化过程中温度为48℃。
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抢分07 实验题(电磁学综合)(广东省卷专用)
参考答案
题型一 探究串、并联电路中电流与电压的关系
1.(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)
2.(1)断开
(2)C
(3)电流表没有调零
(4)
(5)C
(6)灯泡L1断路
3.(1)
(2)断开 短路
(3)无
(4)1.2
(5)
4.(1)不同
(2)1.8
(3)①
(4)6 电压表接0~3V量程却按0~15V读数
题型二 探究影响电阻大小的因素
5.(1)间隙
(2)串联 正 0.3
(3)同种电荷相互排斥
(4)变大 温度
6.(1)导体 转换法
(2)盐 能
(3)乙 可以起到保护电路的作用
7.(1)2.3 0.28
(2)长度 电流表 减小
8.(1)在电路中串联一个电流表
(2)横截面积 ①
(3)控制变量
(4)灯丝电阻随温度升高而增大
(5)光敏电阻
题型三 探究电流与电压和电阻的关系
9.(1)电压表未调零
(2)左
(3)短路
(4)定值电阻两端的电压
(5)定值电阻两端的电压
(6)20
(7)图像是一条过原点的直线,能直观反映出电压一定时,电流与电阻的倒数成正比。比I-R曲线更易判断规律。
10.(1)
(2)定值电阻R断路
(3)0.3
(4)左 1.2 串联
11.(1)
(2) 电阻短路
(3)右 保持不变
(4)A
12.(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
13.(1)
(2)定值电阻断路
(3)0.2 3
(4)反比
(5)滑动变阻器的最大电阻过小 在电路中串联一个阻值为10Ω的电阻
14.(1)
(2)右 电流表未调零或开关短路
(3)正比
(4)将电压表与滑动变阻器并联 2.2 19
题型四 伏安法测电阻
15.(1)断开 B 电流表正负接线柱接反了
(2)5 减小误差
(3)闭合开关S、S2、断开S1
16.(1)电流表
(2)B 2.6
(3) 10
(4)换一个最大阻值更大的滑动变阻器/减小电源电压
17.(1)
(2)不能
(3)灯泡断路
(4)0.3 12.7
(5)选择电压表小量程,并联在滑动变阻器两端
题型五 实验测量小灯泡的电功率
18.(1)灯泡断路
(2)右
(3)0.5
(4)0.4 变大 左 滑动变阻器的最大电阻过小
19.(1)
(2)B
(3)0.75 小灯泡的电阻随着温度升高而增大
(4)20
(5)
20.(1)2.7 滑动变阻器接入阻值较小
(2)0.8
(3) 0.31
21.(1)A 2.5V 0.75W
(2)>
题型六 探究影响电流通过导体时产生热量的因素
22.(1)A
(2)断路
(3)1.5 A
(4)电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比
(5)电阻
(6)左
23.电流 高度差 300
24.(1)2.90 26.2
(2)不属于 电流
(3)37 正在沸腾 适当减少水量
题型七 探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验
25.(1)N 大
(2)120 30
(3)550
(4)160
26.(1)-39 1.80
(2)电磁铁吸引大头针的数量 转换法 N 电流大小
27.(1)13.4
(2)二力平衡 4.6
(3)磁场 变强 铁芯
(4)下 左 倒立 实
28.(1)吸引大头针的个数 转换
(2)N
(3)减少 变弱
(4)越多 同名磁极相互排斥
题型八 探究探究什么情况下磁可以生电
29.(1)电磁感应现象
(2)① ②
(3)减小 受电线圈直径 数字电压表
30.(1)1.35 93
(2)不会 会
(3)同一高度 ④ ②
31.(1)10.0 337.5
(2)发电机 增大感应电流
(3)均匀 增大 48
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