专题22 中考实验之电(二)(举一反三专项训练)(全国通用)2026年中考物理二轮复习
2026-04-27
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内容正文:
专题22 中考实验之电(二)
目 录
01 课标达标练 1
题型06 测小灯泡的电阻 1
题型07 测小灯泡的电功率 7
题型08 探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关 13
题型09 探究通电螺线管外部磁场的分布 16
题型10 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件 20
02 核心突破练 23
03 真题溯源练 42
06 测小灯泡的电阻
1.(2026·陕西西安·二模)某探究小组要测量一个标有“2.5V”字样的小灯泡在正常发光时的电阻,连接了如图1所示的部分电路,已知电源电压恒定,滑动变阻器规格为“ ”。
(1)该实验的原理是______。
(2)请用笔画线代替导线,将图1中的电路补充完整。
(3)正确连接电路后,闭合开关前,滑动变阻器滑片应向______(选填“A”或“B”)滑动。
(4)闭合开关后,移动滑动变阻器,观察到小灯泡在电压达到0.42V时开始发光,小灯泡正常发光时的电阻是______。(小数点后保留一位)
(5)图2为根据实验数据绘制小灯泡U-I图,由此推断小灯泡未发光时电阻可能为______。
A. B. C. D.
(6)完成实验后还设计了如图3所示的电路,测出另一小灯泡的额定功率.已知滑动变阻器的最大阻值为,小灯泡的额定电压为,请完成下列实验步骤:
①只闭合开关,调节的滑片,使电压表的示数为;
②接着保持______的滑片不动,只闭合开关______,调节______使电压表的示数为;
③调节的滑片调至最左端,记下电压表示数;将的滑片调至最右端,记下电压表示数为,小灯泡额定功率的表达式:______(用、,、表示)
【答案】(1) (2) (3)B (4)8.3 (5)B (6) S、S2
【解析】(1)测量电阻的实验原理是欧姆定律的变形公式
(2)小灯泡的额定电压为,电压表应选择 量程,并联在小灯泡两端,滑动变阻器采用“一上一下”的接线方式,将其左上方的接线柱与小灯泡的右端接线柱相连,电路图如下:
(3)闭合开关前,滑动变阻器应调到最大阻值处,以保护电路,由图1可知,滑片向B滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值最大。
(4)小灯泡正常发光时,电压,由U-I图像可得对应的电流约为, 则其电阻(小数点后保留一位)。
(5)小灯泡在电压达到0.42V时开始发光,由图2可得,当电压为时,对应的电流约为,此时电阻,则小灯泡未发光时电阻应大于0且小于3.2Ω。
故选B。
(6)[1][2][3][4]只闭合开关S、S1,灯泡与R1串联,电压表测量灯泡的两端电压,调节R1,使电压表的示数为U额,此时灯泡正常发光;接着应保持的滑片不动,只闭合开关 S、S2,使R2与R1串联,电压表测量R2的两端电压,调节R2使电压表的示数为U额;最后再调节R1的滑片调至最左端,此时电压表示数U1即电源的电压,将R1的滑片调至最右端,记下电压表示数U2,此时R2的阻值等于小灯泡正常发光时的电阻,由串联电路电流特点,即,可得
则小灯泡额定功率为
2.(2026·安徽阜阳·二模)小明同学在“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验中,设计了如图甲所示的电路。电源电压为3V恒定不变,小灯泡正常发光时两端的电压为2.5V。
(1)根据实验要求,请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路补充完整。要求:滑片P向右移,电路中的电流变大,且导线不得交叉。
(2)小明正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡发光,电压表有示数,电流表无示数,造成这一现象的原因可能是电流表______(选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后,多次改变滑动变阻器滑片P的位置,获得多组数据,并绘制了如图乙所示的I—U图像。由图像可知,小灯泡正常发光时的电阻为______Ω(结果保留一位小数)。
(4)小明接着移动滑动变阻器的滑片P,逐渐减小小灯泡两端的电压,使小灯泡变暗,若小灯泡的电阻变化了3Ω,则滑动变阻器接入电路的电阻的变化量ΔR______(选填“>”“<”或“=”)3Ω。
【答案】(1) (2)短路 (3)8.3 (4)>
【解析】(1)滑片P向右移,电路中的电流变大,说明滑动变阻器连入电路的电阻变小,应将其右下接线柱接入电路,如图所示:
(2)小灯泡发光,说明电路是通路,电压表有示数,电流表无示数,造成这一现象的原因可能是电流表短路。
(3)由图乙可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的电流约为0.3A,根据,可得小灯泡正常发光时的电阻
(4)移动滑片减小小灯泡两端的电压,使小灯泡变暗,小灯泡电阻变化了3Ω,根据欧姆定律可知,此时电路中的电流变小了,电源电压不变,因此总电阻变大,所以滑动变阻器接入电路中的电阻变化量要大于3Ω。
3.(2026·山东烟台·一模)小明和小兰在做“测定小灯泡电阻”的实验,所用小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω左右。
(1)小明连接的实验电路如图甲所示,其中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线,将甲图的实验电路正确连接;
(2)连接电路时,应在开关闭合之前,将滑动变阻器的滑片移到最______(选填“左”或“右”)端;闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表的示数为零,产生这种现象的原因可能是______;
(3)以上故障排除后,再闭合开关,发现小灯泡仍不亮,但电流表和电压表均有示数,接下来他应进行的操作是______;
(4)如图乙为滑动变阻器滑片移到某一位置时电流表的示数,此时通过小灯泡的电流是______A;
(5)如图丙,小明根据实验数据绘制成U-I图像,根据图像提供的信息,求小灯泡正常发光时的电阻是______Ω;
(6)小兰想利用如图丁所示的电路测量未知电阻的大小(阻值已知)。下面是她的实验过程,请你帮她完成实验。
①闭合开关S和S2,断开S1,读出此时电压表的示数U1;
②______,读出此时电压表的示数;
③则未知电阻阻值的表达式为:______。
【答案】(1) (2) 右 灯泡短路 (3)向左移动变阻器的滑片,观察灯的发光情况 (4)0.16 (5)12.5 (6) 闭合开关和、断开
【解析】(1)实验中电流表、变阻器和灯泡应串联,电压表应与灯泡并联,作图如下:
(2)为保护电路,应在开关闭合之前,将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,即最右端;闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,说明电路为通路,电压表的示数为零,产生这种现象的原因可能是灯泡短路。
(3)以上故障排除后,再闭合开关,发现小灯泡仍不亮,但电流表和电压表均有示数,则电路为通路,这是因为电路中的电流过小,故接下来他应进行的操作是向左移动变阻器的滑片,观察灯的发光情况。
(4)如图乙,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.16A,则这时通过小灯泡的电流是0.16A。
(5)由图丙可知,灯泡在额定电压2.5V时的电流为0.2A,则小灯泡正常发光时的电阻为
(6)①闭合开关S和S2,断开S1,和串联,电压表测电源电压,读出此时电压表的示数U1;
②闭合开关和、断开,电压表改测电压,读出此时电压表的示数,根据串联电压规律,电压为;
③根据串联分压原理则有,解得未知电阻
4.(2026·广东东莞·一模)小明利用图甲所示的装置测量“小灯泡的电阻”,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)连接电路时,开关应处于______状态;滑动变阻器的滑片应位于最______端。
(2)如图甲所示,正确连接电路闭合开关后发现小灯泡不亮,接下来最合理的操作是:______(选填“A”或“B”)。
A.更换小灯泡
B.移动滑动变阻器的滑片
(3)小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,电流大小为______A,此时小灯泡的电阻为_____(小数点后保留一位小数);若继续移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为3V时,根据所学知识,小灯泡的实际功率可能为_____W(选填“0.9”“0.96”或“1.08”)。
(4)他将小灯泡换成定值电阻进行多次实验,根据收集的数据绘制出小灯泡和定值电阻的图像如图丙所示,图中、两点电阻的大小关系为______。
【答案】(1)断开 左 (2)B (3)0.3 8.3 0.96 (4)>
【解析】(1)连接电路时,为保护电路,开关必须处于断开状态;滑动变阻器滑片需要调到最大阻值处,由图甲可知滑动变阻器接右下接线柱,滑片在最左端时接入电阻最大。
(2)正确连接电路后,闭合开关时滑动变阻器处于最大阻值处,电路电流很小,灯泡实际功率过小,因此不发光,接下来最合理的操作是移动滑动变阻器滑片,减小滑动变阻器接入的电阻,观察灯泡是否发光,不需要直接更换灯泡。
故选B。
(3)电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,读数为0.3A;小灯泡正常发光电压为2.5V,灯泡电阻为
若灯泡的电阻不变,电压为3V时灯泡的功率为
因为小灯泡电阻随温度升高而增大,所以实际功率小于1.08W;
当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的电流是0.3A。当灯泡两端电压变成3V时,通过灯泡的电流一定大于0.3A,所以灯泡的实际功率一定大于
因此实际功率为0.96W。
(4)在图像上过B点竖直方向上画一条虚线,与定值电阻的图线相较于C点,由于定值电阻的阻值不变,故定值电阻在A点和C点的电阻是相等的。B点和C点对应的电流相同,C点的电压较大,由可知,C点的电阻大,即A点的电阻大,故。
07 测小灯泡的电功率
5.(2026·湖南·模拟预测)在“测量小灯泡额定功率”的实验中,实验室提供的器材有:标有“2.5V”的小灯泡、电源(电压恒为3V)、电压表、电流表、滑动变阻器(20Ω 1A)、开关、导线若干;
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片P向左移动时,电流表示数变小);
(2)连接好电路,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,则故障可能是_____________;
(3)排除故障后,移动滑片P到某一位置时,电压表示数如图乙所示;若要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向__________(选填“左”或“右”)端移动,直到电压表的示数为2.5V;
(4)移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图丙所示的I-U图像。根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是___________W;
(5)小丽将该灯泡与一个阻值为10Ω的定值电阻串联在3.5V的电源两端,则此时小灯泡的实际功率是___________W。
【答案】(1) (2)小灯泡短路 (3)右 (4)0.625 (5)0.3
【解析】(1)电流表需要串联在电路中,大量程试触,电压表需要并联在小灯泡两端,正接线柱流入,负接线柱流出,要求滑动变阻器的滑片P向左移动时,电流表示数变小,则滑动变阻器接入的阻值变大,即B端接线柱接入电路,故如图所示:
(2)闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电路中没有断路,电压表无示数,电压表所测量的小灯泡短路。
(3)如图乙所示,电压表的读数为2.2V,而小灯泡的额定电压为2.5V,故滑动变阻器需要向右端移动,减小滑动变阻器接入的阻值,减小滑动变阻器分担的电压,从而增大小灯泡两端的电压直至2.5V。
(4)如图丙所示,当小灯泡的电压为2.5V时,通过小灯泡的电流为0.25A,小灯泡的额定功率是
(5)将该灯泡与一个阻值为10Ω的定值电阻串联在3.5V的电源两端,电路中的电流处处相等,根据图丙可知,当电路中的电流为0.2A时,小灯泡两端的电压为1.5V,电源电压为
与题意相符,此时小灯泡的实际功率为
6.(2026·四川德阳·一模)实验小组进行“测量小灯泡的电功率”实验。现有器材:小灯泡L(,额定功率约为0.8W)、电压为3V且保持不变的电源、标有“20Ω 1A”字样的滑动变阻器、开关、电流表、电压表、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物连接完整。(导线不允许交叉)
(2)①小明检查电表量程的选择和电路的连接都无误后。闭合开关,将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处,开始实验。小丽指出小明的实验操作存在错误,正确的操作应是:___________。
②正确操作后,继续实验的过程中,电压表指针出现如图乙所示的情况。经检查只有滑动变阻器发生故障,则故障可能是滑动变阻器___________(选填“断路”或“被短接”)。
(3)排除故障后,继续实验,获取实验数据。当电压表示数为2.5V时,电流表表盘如图丙所示,通过计算可知,小灯泡L的额定功率为___________W。
(4)完成实验后,小明设计了如图丁所示的电路,想要用原有的实验器材和定值电阻,在不使用电流表的情况下,测量该小灯泡L的额定功率。请你帮助他完成实验方案:
①检查电路无误后,闭合开关S,将开关S1接a,调节滑动变阻器的滑片直至电压表示数为___________V;
②保持滑片不动,再将开关S1接b,读出电压表示数为U0;
③小灯泡L的额定功率___________(用、U0、R0表示)。
【答案】(1) (2)先将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处,再闭合开关。 断路 (3)0.75 (4) 0.5
【解析】(1)电压表测量灯泡两端的电压,应该并联接在灯泡两端,接线如图所示。
(2)[1]为保护电路,应在闭合开关前,将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处。
[2]如图乙,电压表无示数,只有滑动变阻器出问题,则故障可能是滑动变阻器断路,使得电压表的两端无法与电源相通。
(3)当电压表示数为2.5V时,电流表表盘如图丙所示,由图甲可知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,则示数为0.3A,则小灯泡L的额定功率为
(4)[1]检查电路无误后,闭合开关S,将开关接a,灯泡、和变阻器串联,电压表测和变阻器总电压,调节滑动变阻器的滑片直至灯泡正常发光(2.5V),根据串联电压规律,电压表示数为
[2]保持滑片不动,再将开关接b,连接方式不变,电压表改测电压,读出电压表示数为,则电路中电流为;小灯泡L的额定功率
7.(2026·广东深圳·二模)小明利用如图甲所示电路测量小灯泡的功率。被测小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压为4.5V。
(1)实验前在检查仪器时,发现电流表指针如图乙所示,则接下来的操作是___________。
(2)排除电路故障后,闭合开关,改变滑动变阻器的阻值,多次测量,小明画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像。在多次测量中,小明发现:当电压表的示数增大时,电压表与电流表的示数之比变大,原因是___________。
(3)灯泡的功率测量完毕,小明用定值电阻更换电路中的灯泡,探究电流跟电阻的关系,根据实验数据绘制了如图丁所示的图像。若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为20Ω,则所选定值电阻的阻值为___________Ω。
【答案】(1)电流表调零 (2)灯丝电阻随温度的升高而增大 (3)25
【解析】(1)实验前电流表指针未指零,接下来的操作是:对电流表进行调零,调节表盘上的调零旋钮,使指针指在零刻度线处。
(2)电压表与电流表示数的比值是小灯泡的电阻()。当电压增大时,小灯泡的实际功率增大,温度升高,而灯丝电阻随温度升高而增大,因此该比值变大。
(3)探究 “电流跟电阻的关系” 时,需控制定值电阻两端的电压不变。由图丁( 图像)可知,为定值,取图像中一点(如 时,),则
电源电压,滑动变阻器两端电压
当滑动变阻器阻值 时,电路电流
因此定值电阻
8.(2026·甘肃兰州·一模)测量小灯泡电阻的实验如图甲所示,已知电源电压恒为4.5V,小灯泡L1标有“2.5V”字样。
(1)闭合开关调节滑片到某一位置时,电压表示数如图乙所示,现在要测定小灯泡L1正常发光时的电阻,应将滑动变阻器滑片P适当地向______(选填“A“或“B”)端移动。
(2)如图丙所示为小灯泡的U-I图像,由图像可知,小灯泡正常发光时阻值为______Ω。
(3)若在实验中不慎损坏了电流表,小虎利用图丁所示电路也能测出了额定电压为U额的小灯泡L2的额定电功率,R0是阻值已知的定值电阻,请将下列实验步骤补充完整。
①闭合开关S1和S2,断开开关S3,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为U额;
②______(填写出开关的状态),保持滑动变阻器接入电路的阻值不变,记录此时电压表的示数为U;
③小灯泡L2的额定功率P额=______(用U额、U、R0表示):
④若实际测量过程中,步骤②中不小心将滑片向右移动了一些,则所测的灯泡额定功率会______(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
【答案】(1)A (2)10 (3)闭合开关、,断开开关 大于
【解析】(1)图乙电压表选0~3V量程,分度值0.1V,读数为,大于小灯泡额定电压。要降低小灯泡两端电压,根据串联分压规律,需要增大滑动变阻器接入电路的电阻,由图甲滑动变阻器接线可知,滑片向端移动时接入电阻变大,因此滑片向端移动。
(2)小灯泡额定电压为,由丙图图像可知,电压为时,对应的额定电流为,根据欧姆定律
(3)[1][2]实验原理:利用串联电路电流相等,通过定值电阻得到小灯泡额定电流,进而计算额定功率:
①第一步已经让小灯泡正常发光(电压为);
②接下来需要保持滑动变阻器滑片位置不变,闭合开关、,断开开关,此时电压表测小灯泡和的总电压,因此两端电压为;
③串联电路电流相等,小灯泡额定电流
因此额定功率
[3]④若步骤②滑片右移,滑动变阻器接入电阻变小,根据串联分压,滑动变阻器分压变小,小灯泡和总电压会比真实值偏大,计算出的额定电流偏大,因此测得的额定功率大于真实值。
08 探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关
9.(2026·河南郑州·一模)在学习焦耳定律时,郭老师做了如图所示的实验,此过程是为了探究电热跟_________(选填“电流”或“电阻”)的关系。已知通过的电流为1A,空气的比热容为,各容器内密闭的空气质量为1g,假设电热全部被密闭的空气吸收,则右边容器内电阻丝通电10s产生的热量为_________J,这些热量可以使该容器内的空气温度升高_________。
【答案】电流 12.5 12.5
【解析】 [1]由图可知,容器内的和阻值相等(均为5Ω),与容器外的5Ω电阻并联后,再与串联,因此、的通电时间相同、电阻相同,但通过二者的电流不同,所以实验探究的是电热跟电流的关系。
[2]已知通过的干路电流为1A,由于与并联的外部电阻阻值相等,并联电路两支路电流相等,因此通过的电流
电阻丝通电10s产生的热量为
[3]电热全部被空气吸收,即
空气质量
空气温度升高
10.(2026·广东深圳·一模)小明用图中的装置“探究影响电流产生的热量的因素”,a、b、c、d四个密闭容器中装有等量的空气,分别将导线1、2和3、4接到电源两端。请回答下列问题:
(1)实验中可通过观察U形管中液面的____反映电流通过容器中电阻丝产生热量的多少;乙装置中电阻R3的作用主要是使通过R1和R2的电流____(选填“相同”或“不同”);
(2)若通过c容器中R1的电流为0.2A,那么R1在1min内产生的热量为____J;
(3)生活中我们经常看到“电炉丝热得发红,而与它相连的导线却不热”这一现象,可用图中____(选填“甲”或“乙”)的实验结论来解释。
【答案】(1)高度差 不同 (2)24 (3)甲
【解析】(1)[1]本实验用到转换法,电流通过电阻产生的热量越多,容器内空气膨胀越明显,U形管两侧液面的高度差就越大,因此通过观察液面高度差反映产热多少。
[2]R3与R2并联后再与R1串联,干路R1的电流等于R2与R3的电流之和,因此R3的作用是使通过R1和R2的电流不同。
(2)R1在1min内产生的热量为
(3)电炉丝和导线串联,通过它们的电流、通电时间相同,电炉丝电阻远大于导线电阻,因此产热更多,故出现“电炉丝热得发红,导线却不热”的现象,该现象对应电流和通电时间相同时,产热与电阻的关系,甲装置正是控制电流、通电时间相同,改变电阻探究规律,因此用甲的实验结论解释。
11.(2026·河北石家庄·模拟预测)如图是某兴趣小组“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。仔细分析甲乙两图,回答下面的问题:
(1)为了实验能够顺利进行,甲乙两个相同的透明容器中必须密闭着初温、______都相等的空气;
(2)图甲中将两电阻丝串联的目的是______,可得结论:电流相同、______相同的情况下,电阻越大,产生的热量越多;
(3)图乙装置是用来探究电流通过导体产生的热量与______的关系,相同时间内,和产生的热量之比为______;
(4)若将图乙中也放在右侧容器中,则此时该装置探究的是电流通过导体产生的热量与______的关系;
【拓展】
(5)生活中有很多用电器是根据电流的热效应制成的,请举一例:______。
【答案】(1)质量 (2)控制电流和通电时间相同 通电时间 (3)电流 (4)电阻 (5)电熨斗
【解析】(1)根据控制变量法,甲乙两个相同的透明容器中必须密闭着初温、质量都相等的空气。
(2)图甲中将两电阻丝串联,则电流和通电时间相同,右侧透明容器中电阻较大,与之相连的U形管中液面高度差较大,可得:电流相同、通电时间相同的情况下,电阻越大,产生的热量越多。
(3)[1][2]图乙装置中,、并联后与串联,三个电阻阻值相同,通过、的电流大小不同,根据控制变量法可知,图乙装置是用来探究电流通过导体产生的热量与电流的关系。根据串并联电流规律可知,通过、的电流之比为,根据可知,相同时间内,和产生的热量之比为。
(4)若将图乙中也放在右侧容器中,则左右两容器中通过的电流大小相同,而总电阻大小不同,根据控制变量法可知,此时该装置探究的是电流通过导体产生的热量与电阻的关系。
(5)生活中电熨斗、电饭锅、电烙铁等用电器工作时都消耗电能,放出热量,都是利用电流的热效应工作的。
12.(2026·湖南长沙·一模)如图是“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验装置,甲、乙两图的密闭容器中都装有等量的空气。
(1)图甲装置可研究电流产生的热量与________的关系,闭合开关后,通电一段时间后发现右侧形管的液面高度差更大,由此可初步得出的结论是:其他条件一定时,________,电流通过导体产生的热量越多;
(2)图乙两密闭容器中的电阻丝阻值相等,在右侧容器外部并联一个阻值相等的电阻,目的是使通过两侧容器内电阻丝的________不同。
【答案】(1)电阻 电阻越大 (2)电流
【解析】(1)[1]图甲中,两个电阻丝串联,通过它们的电流、通电时间都相同,只有电阻大小不同,因此研究电流产生的热量与电阻的关系。
[2]实验中右侧电阻更大,U形管液面高度差更大,说明产生热量更多,因此可得结论:其他条件一定时,电阻越大,电流通过导体产生的热量越多。
(2)图乙中,两个容器内的电阻丝阻值相等,右侧容器外并联一个电阻后,干路电流被分流,最终通过左侧容器电阻的电流和通过右侧容器电阻的电流大小不同,因此并联电阻的目的是使通过两侧电阻丝的电流不同。
09 探究通电螺线管外部磁场的分布
13.(2026·湖南邵阳·二模)小李同学在探究通电螺线管外部磁场的方向。
(1)小李首先在螺线管的玻璃板上均匀撒上铁粉,通电后轻敲玻璃板铁粉分布如图甲,发现通电螺线管的外部磁场与________磁体的磁场相似;
(2)图乙是小李同学根据甲通电螺线管作出的电路图,闭合开关后,小磁针如图乙所示。请在a点作出这条磁感线的方向(用箭头表示);
(3)利用图乙电路继续验证通电螺线管两端的极性与电流方向的关系,下列操作可行的是________。
A.增加一节干电池 B.对调干电池的正负极 C.增加螺线管线圈的匝数
【答案】(1)条形 (2) (3)B
【解析】(1)实验观察可得,通电螺线管外部磁场的分布特点与条形磁体一致,两端磁场强、中间磁场弱。
(2)小磁针N极向右,根据磁极间的相互作用可知,通电螺线管右端为N极,左端为S极;通电螺线管外部磁感线始终从N极出发,回到S极,因此螺线管上方a点的磁感线方向向左。
(3)验证通电螺线管极性与电流方向的关系,需要改变电流方向,控制其他条件不变。
A.增加干电池只改变电流大小,不改变电流方向,故A不符合题意;
B.对调干电池正负极,改变了电流方向,可以探究二者关系,故B符合题意;
C.增加线圈匝数只改变磁场强弱,不改变电流方向,故C不符合题意。
故选B。
14.(2026·海南省直辖县级单位·模拟预测)小海用螺线管、小磁针、电源、开关和导线来探究通电螺线管外部磁场的方向。
(1)小海将小磁针置于螺线管周围不同位置,在螺线管未通电时,小磁针N极所指的方向是________(填“南方”或“北方”);
(2)如图所示,给螺线管通电后,通电螺线管的左端是________极,小磁针的指向如图所示,黑色部分为________极;
(3)调换电源的正、负极,闭合开关,小磁针的N、S极反转,说明通电螺线管外部的磁场方向与___有关;
(4)若想增强通电螺线管的外部磁场,使实验效果更明显,可采取的方法是:_____。
【答案】(1)北方 (2)N N (3)电流方向 (4)增大电流
【解析】(1)螺线管未通电时,小磁针在地磁场的作用下静止,小磁针N极指向地理北方。
(2)如图所示,电流从螺线管右端流入,左端流出,根据安培定则,通电螺线管的左端为N极;通电螺线管外部磁场方向从N极指向S极,小磁针静止时N极指向与磁场方向一致,所以黑色部分为N极。
(3)调换电源正负极后,螺线管内的电流方向改变,小磁针指向反转,说明通电螺线管外部的磁场方向与电流方向有关。
(4)通电螺线管的磁性强弱与电流大小、线圈匝数、是否有铁芯有关,想要增强磁场,可以增大电流、增加线圈匝数,或在螺线管内插入铁芯。
15.(2026·云南玉溪·一模)在探究通电螺线管外部磁场分布的实验中:
(1)在装有螺线管的玻璃板上均匀撒满铁屑,通电后铁屑分布无明显变化,这时需_________(填写操作方法)玻璃板,再观察铁屑的排列情况。
(2)铁屑排列如图甲所示,说明通电螺线管外部的磁场与___________磁体的磁场相似。
(3)对调螺线管所接电源的正负极,闭合开关后小磁针指向与原来相反,说明通电螺线管的磁场方向与___________方向有关。
(4)如图乙所示的两个通电螺线管会相互___________(选填“吸引”或“排斥”)。
【答案】(1)轻敲 (2)条形 (3)电流 (4)排斥
【解析】(1)通电后铁屑受静摩擦力保持原位,分布没有明显变化;轻敲玻璃板可以减小铁屑受到的摩擦力,让铁屑在螺线管磁场力的作用下重新排列,方便观察磁场分布。
(2)实验结果显示,通电螺线管外部磁场两端磁场强、中部磁场弱,分布规律和条形磁体的磁场相似。
(3)对调电源正负极只改变了螺线管内电流的方向,此时磁场方向改变、小磁针指向反转,说明通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。
(4)根据安培定则可判断:左侧螺线管的右端为N极,右侧螺线管的左端也为N极,同名磁极相互排斥,因此两个通电螺线管相互排斥。
16.(2026·山东济南·一模)小明用图甲所示的装置探究“通电螺线管外部的磁场分布特点”。
(1)他将螺线管安装在一块有机玻璃板上,连入电路中。在板面上均匀地撒满铁屑,______,并轻敲玻璃板面,观察到_____________,进而可知:通电螺线管周围存在磁场;
(2)为了研究磁场的方向,他在螺线管周围放置了一些能自由转动的小磁针(小磁针涂黑的一端为N极),小磁针静止时的指向如图乙所示,则图乙中通电螺线管左端为______(选填“N”或“S”)极;
(3)小明将电源正负极对调后再次闭合开关,发现小磁针偏转方向与原来相反(如图丙),说明通电螺线管外部磁场方向与______方向有关;
(4)接下来,他用图丁所示电路探究“电磁铁磁性强弱的影响因素”。
①根据图丁可判断,此时铁钉乙的上端为______(选填“N”或“S”)极;
②小明观察到甲、乙两铁钉所吸引的小铁钉的数量几乎相同,便得出结论:电磁铁磁性的强弱与线圈匝数的多少无关;你认为他的做法是否合理?若合理,请说明理由;若不合理,请给出进一步的操作建议:___________。
【答案】(1)闭合开关 铁屑呈现出有规律地排列 (2)S (3)电流 (4)N 不合理。增大甲、乙两枚铁钉上线圈匝数的差异,再次比较磁性强弱。/调节滑动变阻器滑片、增大电流,再次比较磁性强弱。/用电子秤分别测出两支铁钉所吸引小铁钉的总质量,精确比较磁性强弱。
【解析】(1)[1][2]在板面上均匀地撒满铁屑,闭合开关,使电路中有电流通过,从而产生磁场,轻敲玻璃板面,在磁场的作用下,可以看到铁屑呈现出有规律地排列。
(2)异名磁极相互吸引,故图乙中通电螺线管左端为S极。
(3)对调电源正负极后,螺线管中的电流方向改变,小磁针静止时N极的指向也发生改变,由此得出结论:通电螺线管的磁极方向与电流方向有关。
(4)①[1]闭合开关,电流从电磁铁乙的上前方流入,下前方流出,由右手螺旋定则可知,铁钉乙的上端为N极。
②[2]只进行一次实验就得到结论,具有偶然性,可以增大甲、乙两枚铁钉上线圈匝数的差异,再次比较磁性强弱;或者调节滑动变阻器滑片、增大电流,再次比较磁性强弱。也可以用电子秤分别测出两支铁钉所吸引小铁钉的总质量,精确比较磁性强弱。
10 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
17.(2026·云南大理·模拟预测)小明用如图所示的实验装置探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”。
次数
AB棒在磁场中的运动情况
是否有感应电流
1
静止
无
2
左右运动
有
3
上下运动
无
(1)实验中通过观察______来判断电路中是否有感应电流产生;
(2)闭合开关,导体AB左右运动,电路中有感应电流产生,若保持AB棒运动方向不变,仅将磁体N、S极对调,是为了探究感应电流方向与______的关系;
(3)实验现象如上表所示,可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______运动,据此原理可以制成______(选填“发电机”或“电动机”)。
【答案】(1)灵敏电流计是否偏转 (2)磁场方向 (3)切割磁感线 发电机
【解析】(1)根据转换法,实验中通过观察灵敏电流计是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生。
(2)若保持AB棒运动方向不变,仅将磁体N、S极对调,磁场方向改变,是为了探究感应电流方向与磁场方向的关系。
(3)由表可知,AB棒在磁场中左右运动,即切割磁感线时,有感应电流产生,静止或上下运动(没有切割磁感线)时,没有产生感应电流,可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,据此原理可以制成发电机,将机械能转化为电能。
18.(2026·河南洛阳·一模)西西用如图所示的实验装置探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”。
次数
AB棒在磁场中的运动情况
是否有感应电流
1
静止
无
2
左右运动
有
3
上下运动
无
(1)实验中通过______来判断是否有感应电流产生。
(2)闭合开关,进行多次尝试,记录的实验数据如上表所示。可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______运动。
(3)闭合开关,若导体AB不动,向右移动磁体,电路中______(选填“有”或“无”)感应电流产生。
(4)感应电流的方向可能与磁场方向和导体切割磁感线运动的方向有关,为了探究感应电流的方向与磁场方向的关系,应该进行的操作是______。
【答案】(1)灵敏电流计指针是否偏转 (2)切割磁感线 (3)有 (4)保持AB棒运动方向不变,仅将磁体N、S极对调,观察指针的偏转情况
【解析】(1)感应电流无法直接观察,可以通过观察灵敏电流计的指针是否偏转来判断电路中是否存在感应电流,这里应用了转换法。
(2)导体静止、沿磁场方向上下运动时,不切割磁感线,无感应电流,只有左右切割磁感线时才有感应电流,因此得出结论:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中才会产生感应电流。
(3)闭合开关,若导体AB不动,向右移动磁体,相当于向左移动导体,此时切割磁感线,电路中有感应电流产生。
(4)在探究感应电流的方向与磁场方向的关系,应该控制切割磁感线的方向不变,改变磁场方向,所以可进行的操作是保持AB棒运动方向不变,仅将磁体N、S极对调,观察灵敏电流计指针的偏转情况。
19.(2026·山西大同·一模)大同风能资源丰富,是打造“算力之城”的核心绿色能源之一。图甲所示为某种风力发电机,主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成,其简化结构如图乙。
创新小组想探究影响风力发电机发电功率的因素有哪些,小组成员提出了如下猜想:
猜想一:可能与扇叶的长度有关:
猜想二:可能与扇叶的倾斜角度有关;
针对以上猜想,小组成员将电压表接在小型发电机模型输出电能导线两端,用吹风机来模拟自然风,通过调节扇叶与风向的夹角θ,利用形状相同、长度不同的扇叶进行实验,通过多次实验得到下表数据:
实验序号
扇叶长度/cm
扇叶与风向的夹角θ
电压表示数/V
1
10
45°
1.2
2
15
45°
1.3
3
20
45°
1.8
4
10
30°
0.5
5
10
60°
0.8
(1)扇叶产生的动力通过传动系统传递给发电机,利用______原理进行发电;
(2)实验中是通过______来反映风力发电机发电功率大小的;
(3)根据表格数据,可以得到结论:______。
【答案】(1)电磁感应 (2)电压表的示数 (3)当扇叶与风向的夹角相同时,风力发电机的发电功率随扇叶长度增大而增大; 当扇叶长度相同时,发电功率与扇叶和风向的夹角有关,在30°~60°范围内,随着夹角增大,发电功率先增大后减小。
【解析】(1)发电机的发电原理是电磁感应现象,通过闭合导体在磁场中切割磁感线产生感应电流,将机械能转化为电能。
(2)本实验采用转换法:发电机输出电压越大,发电功率越大,实验中通过电压表示数的大小反映风力发电机发电功率的大小。
(3)由表格1、2、3组实验和控制变量法可知:扇叶倾斜角度相同,扇叶长度越长,电压表示数越大,说明发电功率越大;
由1、4、5组实验:扇叶长度相同,扇叶与风向的夹角由30°到45°时,电压表示数(发电功率)逐渐增大;扇叶与风向的夹角由45°到60°时,电压表示数(发电功率)逐渐减小。
20.(2026·北京·一模)如图所示,是探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件的装置,导体AB、开关、灵敏电流计用导线连接组成电路,导体AB悬挂于蹄形磁体的磁场中,请回答下列问题:
(1)闭合开关,当导体AB在磁场中静止时,电路中__________(选填“能”或“不能”)产生感应电流。
(2)闭合开关,保持磁体的N、S极位置不变,让导体AB在磁场中水平向左运动,观察到灵敏电流计的指针向右偏转;让导体AB在磁场中水平向右运动,观察到灵敏电流计的指针向左偏转。根据以上现象,请你提出一个可探究的科学问题:_________。
(3)本实验原理可应用于__________(选填“电动机”或“发电机”)。
【答案】(1)不能 (2)感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关吗? (3)发电机
【解析】(1)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。导体 AB 在磁场中静止时,没有切割磁感线,因此电路中不能产生感应电流。
(2)实验中控制磁场方向不变,改变导体 AB 的运动方向(左移/右移),灵敏电流计指针的偏转方向相反(右偏/左偏),说明感应电流方向与导体运动方向有关,因此可提出该探究性问题。
(3)本实验利用了电磁感应现象,闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动产生感应电流,该原理是发电机的工作基础;而电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作的。
1.(2026·江苏南京·模拟预测)小明用如图甲所示电路,测量标有“2.5 V”字样小灯泡的电阻。现有器材:电源、电流表、电压表、滑动变阻器(20 Ω 2 A)、开关和若干导线。
(1)请用笔画线代替导线将图甲实物图电路连接完成;
(2)小明闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,当电压表示数为时,电流表示数如图乙,大小为__________A,为测量小灯泡正常发光时的电阻,滑片P要向__________滑动;
(3)根据实验数据,分别画出小灯泡和滑动变阻器的图像,如图丙所示,根据图像可知:小灯泡正常发光的电阻为_________Ω。
(4)为了测量额定电流为的小灯泡正常发光时的电阻,小华设计了图丁所示的电路,定值电阻的阻值为,电源电压恒为(、、已知,且满足测量要求)。
①将滑动变阻器的滑片移至阻值最大端;
②闭合、,断开,调节滑片,使电压表示数为_________时,小灯泡正常发光;
③共同完成上述操作后,小明和小华分别只进行了以下一步操作。
小明:保持滑片不动,断开,闭合、,读出电压表的示数。
小华:保持滑片不动,闭合、、,读出电压表的示数。
综合以上信息,对小明、小华的方案能否测量出小灯泡正常发光时的电阻进行评价_________(填字母)。
A.只有小明的方案可行 B.只有小华的方案可行
C.两人的方案都可行 D.两人的方案都不可行
【答案】(1) (2)0.24 右 (3)10 (4) C
【解析】(1)伏安法测小灯泡正常发光时的电阻,电压表并联在小灯泡两端,电流表串联在电路中,据此作图。
(2)电流表选用 0~0.6A 量程,分度值为 0.02A,指针指向 0.24A,故电流为0.24A。
此时电压为2.2V小于额定电压2.5V,根据串联电路分压规律,需减小滑动变阻器接入电阻以减小其分压,使小灯泡电压达到2.5V,因此滑片P向右滑动。
(3)电压表测量小灯泡两端的电压,电压越大,电流越大。根据图像可知,小灯泡正常发光时电压为2.5V,对应的电流为 0.25A,电阻为
(4)[1]闭合、,断开,小灯泡、滑动变阻器和定值电阻R0串联。小灯泡正常发光时,电流为额定电流I0。此时定值电阻R0两端的电压为
电压表测量的是小灯泡和滑动变阻器的总电压,电源电压为U,所以电压表的示数应为
[2]小明的方案:保持滑片不动,断开,闭合、,此时电压表测量的是滑动变阻器两端的电压U2。小灯泡正常发光时的电压
再结合,可以计算出小灯泡正常发光时的电阻。
小华的方案:保持滑片不动,闭合、、,此时小灯泡被短路,电压表测量的是滑动变阻器两端的电压U3。定值电阻R0两端的电压为
此时通过定值电阻R0的电流为
滑动变阻器现在的阻值为
当闭合、,断开,小灯泡、滑动变阻器和定值电阻R0串联时,电路中的电流为I0,滑动变阻器两端的电压为
小灯泡正常发光时的电阻为
故两人的方案都可行。故选C。
2.(2026·辽宁鞍山·一模)小明做测量“小灯泡正常发光时电阻”的实验,电源电压恒为3V,小灯泡的额定电压为2.5V。开关、滑动变阻器、电流表、电压表各一个、导线若干。
(1)如图甲所示电路,经检查发现有一根导线连接错误。请在错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确。
(2)正确连接电路后进行实验,闭合开关S前,滑动变阻器的滑片移到最___________端。闭合开关,改变滑片的位置进行实验,并记录数据。小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为__________(小数点后保留一位小数);他继续向左移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为3 V时,小明根据所学知识,计算出小灯泡的实际功率可能为___________W(选填“0.9”、“1.0”或“1.08”)。
(3)小明又将小灯泡换成定值电阻进行多次实验,记录多组数据,小明根据收集的数据绘制出的图像如图丙所示,则___________图线是小灯泡的图像。图像中A、B两点电阻的大小关系为__________(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
(4)小明又设计了一个测量未知电阻阻值的电路,如图丁所示,已知变阻器的最大阻值为,电源电压恒定但未知,实验步骤如下:
①闭合开关S,当变阻器滑片P在a端时,电压表的示数为1.5V;
②闭合开关S,当变阻器滑片P在b端时,电压表的示数为4.5V;
③根据实验测得的数据可知___________。
【答案】(1) (2)右 8.3 1.0 (3)① 小于 (4)10
【解析】(1)错误是连接小灯泡左接线柱和开关左接线柱的导线,在该导线上打×,将小灯泡左接线柱改接到电压表的负接线柱,使电压表并联在小灯泡两端。据此作图。
(2)[1]闭合开关前,滑动变阻器需要调到接入阻值最大处,图中滑动变阻器接左下接线柱,滑片移到最右端时接入电阻最大。
[2]小灯泡额定电压为2.5V,电流表选0∼0.6A量程,分度值0.02A,图乙示数为0.3A,由
[3]小灯泡电阻随温度升高而增大,当电压为3V时:若电阻不变,功率
但实际电阻大于8.3Ω,因此;又电压升高电流增大,,
因此实际功率只能是1.0W。
(3)[1]小灯泡电阻随温度(电压)升高而增大,因此图像是曲线,定值电阻的是过原点的直线,因此①是小灯泡的图像。
[2]②是定值电阻的图线,阻值不变,因此图中与A点电压相等点的阻值与B点电阻相比,A点的电流大,可知。
(4) 滑片P在b端时,电压表测电源总电压,因此电源电压;滑片在a端时,电压表测电压,此时两端电压
串联电流相等
因此
3.(2026·陕西西安·三模)在“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验中,小灯泡额定电压为2.5V,电源电压为4.5V,滑动变阻器标有“20Ω;1A”字样。
(1)连接电路时,开关应__________,试触时发现,电压表无示数,电流表有示数,小灯泡发光,则电压表发生了__________故障。
(2)纠正错误后继续进行实验,移动滑动变阻器滑片,电压表示数为2.5V时,电流表示数为0.2A,小灯泡正常发光时的电阻为__________。
(3)利用原有电路,将小灯泡替换为定值电阻(5、10、15、20、25各一个)探究电流和电阻关系,为了能完成实验,可以控制电压表示数为__________(填写选项字母)。
A.1.7V B.2.2V C.2.7V
【答案】(1)断开 断路 (2)12.5 (3)C
【解析】(1)[1][2]连接电路时,为保护电路,开关应断开;电流表有示数、小灯泡发光,说明电路是通路;但电压表无示数,说明电压表发生了断路故障。
(2)小灯泡正常发光时的电阻
(3)探究电流与电阻关系时,需控制定值电阻两端电压不变,同时保证滑动变阻器能调节到对应阻值。滑动变阻器最大阻值为,最大阻值的定值电阻为,根据串联分压,
解得
因此,定值电阻两端电压需不低于2.5V,否则接入电阻时,无法满足分压要求。故选C。
4.(2026·河北沧州·二模)小华同学按照图甲所示的电路图测量小灯泡在不同电压下的电阻。已知小灯泡的额定电压为2.5V、电源电压恒为4.5V。
(1)连接电路时,开关应处于______状态;
(2)如图甲是小华连接的实验电路,经检查发现其中有一根导线连接有误。请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法(导线不得交叉);
(3)电路问题排除后,闭合开关并移动滑片,眼睛应观察______(选填“电流表”或“电压表”),直到灯泡正常发光,读出电流表的示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻______Ω;
(4)小华根据实验数据绘制出小灯泡的关系图像并分出6块区域,面积分别为,他有了新的发现与收获:
①小灯泡的电阻随着两端电压的增大而______(选填“增大”“不变”或“减小”);
②当电流为时,小灯泡的功率可以用图丙中的面积______表示(用图中字母、、、、或表示);
(5)【拓展】做完实验后,小华看到实验台上有一个定值电阻,上边的数字模糊不清,小华想测出它的阻值,可是发现电压表已损坏,经过小组讨论设计了如图丁中的①和②所示的电路图,小华认为利用前面的数据和这两个电路图,都能测出的阻值。你认为能测出阻值的电路图是______。
【答案】(1)断开 (2) (3)电压表 5 (4)增大 (5)①
【解析】(1)为保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。
(2)实验中电流表应与灯泡串联,电压表与灯泡并联,作图如下:
(3)[1][2]灯泡两端电压为额定电压时正常发光。所以要测量灯泡正常发光时的电阻,移动滑片时,眼睛应观察电压表直到灯泡正常发光。如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,则此时电流表示数为0.5A,则此时小灯泡的电阻
(4)[1]由图丙可知,灯泡电压增大时,电流也增大,但是电流的增速减慢,根据可知,灯泡电阻变大。
[2]由图丙可知,当电流为时,小灯泡的电压为,则小灯泡的功率,,所以当电流为时,小灯泡的功率可以用图丙中的面积表示。
(5)图①中,只闭合上方开关时,灯泡和定值电阻R并联后与滑动变阻器串联,电流表测灯泡的电流,移动滑片使电流表示数等于灯泡正常发光的电流0.5A,此时R两端电压等于灯泡的额定电压2.5V;然后只闭合下方开关,连接方式不变,电流表改测灯泡和定值电阻R的总电流,根据并联电流规律可得到R的电流,再由欧姆定律计算R的电阻,所以①可行;图②中,无论开关处于何种状态,都难以确定灯泡是否正常发光,这样就不能得到R的电压和电流,故②图不可行。
5.(2026·广东深圳·二模)小布查阅资料得知,常用白炽灯约将10%电能用来发光,其余的用来发热。于是他设计如图电路,将”测小灯泡电功率实验”和“电流热效应实验”一并探究。图中甲乙丙烧杯中连接着小灯泡且密封等量空气,灯泡额定电压均为2.5V,电阻。
(1)正确连接电路后,闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图。为使甲灯正常发光,则变阻器滑片应向______(选填“左”或“右”)侧滑;
(2)灯泡甲正常发光时,电流表示数如图,则灯泡甲的额定功率为______W;
(3)若要探究电热与电阻的关系,则应观察______两个装置中U形管液面变化情况;
(4)观察甲和乙两个装置中U形管液面变化情况,是为了电热与______的关系。根据灯泡丁的作用可知,灯泡丁与灯泡乙的阻值______(选填“必须”或“不一定”)相同。
【答案】(1)左 (2)0.75 (3)甲和丙 (4)电流 不一定
【解析】(1)由图可知,电压表选用的是0∼3V 的量程,其分度值为0.1V ,示数为1.8V 。灯泡甲的额定电压为2.5V ,要使灯泡甲正常发光,需要增大其两端的电压。根据串联电路的分压规律,应减小滑动变阻器接入电路的电阻。由电路图可知,滑动变阻器连接的是左下接线柱,因此应将滑片向左侧滑动。
(2)由图可知,电流表选用的是0∼0.6A的量程,其分度值为0.02A ,示数为
所以灯泡甲的额定功率
(3)要探究电热与电阻的关系,需要控制电流和通电时间相同,而电阻不同。电路中乙与丁并联后与甲、丙两个灯泡串联,通过甲、丙的电流和通电时间都相同。而且电阻 ,所以为了比较不同电阻产生的热量,应选择电阻不同的两个装置进行对比,即甲和丙。
(4)[1]在甲、乙两个装置中,电阻丝的电阻相同,通电时间相同。由于灯泡丁与灯泡乙并联,根据并联电路的电流规律,通过灯泡甲的电流等于通过灯泡乙的电流与通过灯泡丁的电流之和,所以 。因此,观察甲和乙两个装置中U形管液面变化情况,是为了探究电热与电流的关系。
[2]灯泡丁的作用是与灯泡乙并联,使通过灯泡乙的电流与通过灯泡甲的电流不同,从而构成对比实验。只要能起到分流作用即可,对灯泡丁的电阻值没有特殊要求,其阻值与灯泡乙的阻值不一定相同。
6.(2026·山东济宁·一模)同学们测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率。
(1)实验前,电流表指针位置如图甲所示,应对电流表进行________;
(2)同学们连接的电路如图乙所示,经检查发现A、E两点间的导线连接错误,应改接到________两点之间;
(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光,继续调节滑动变阻器,使电压表示数低于、略高于小灯泡的额定电压。实验数据和现象记录如下表,表中a处的数据为________;
实验次数
小灯泡两端的电压U/V
通过小灯泡的电流I/A
小灯泡的亮度
1
a
0.30
正常发光
2
2.0
0.26
较暗
3
3.0
0.32
较亮
(4)分析表格中的信息可知小灯泡的额定功率为________W。某同学通过计算不同电压下小灯泡电功率的平均值来减小误差,这种做法是________(选填“正确”或“错误”)的。
【答案】(1)调零 (2)BE (3)2.5 (4) 0.75 错误
【解析】(1)由图甲可知,实验前电流表的指针未指在零刻度线处,故应对电流表进行调零。
(2)由图乙可知,A、E两点间的导线将小灯泡短路,小灯泡应串联在电路中,故应将导线改接到B、E两点间。
(3)小灯泡正常发光时的电压为其额定电压,故表中a处的数据应为其额定电压2.5V。
(4)[1]在额定电压下的消耗的功率为额定功率,由表格中数据可知,小灯泡的额定功率为
[2]小灯泡不同电压下对应的实际功率不同,故通过计算不同电压下小灯泡电功率的平均值来减小误差,这种做法是错误的。
7.(2026·江苏无锡·一模)小王同学要测定额定电压为3.8V的小灯泡正常发光时的电阻,他选择了一些器材进行实验,其中电源电压为4.5V恒定,滑动变阻器R上标有“20Ω,1A”字样。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整。(要求滑片P向右移动时,灯泡变亮)
(2)小王继续进行实验,调节滑动变阻器的滑片,当电压表示数为3.8V时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,小灯泡正常发光时电阻为________Ω。
(3)完成实验后,小王还想探究“导体中的电流与电阻的关系”,他选取了10Ω、20Ω、40Ω的定值电阻,利用上述器材探究。为了使三个电阻单独接入电路都能完成实验,他应控制定值电阻两端的电压不低于________V,通过实验数据可以得出的结论是:电压一定时,导体中的电流与电阻________。
(4)实验结束后,小王没有用电流表,又多用了一个滑动变阻器(最大阻值用表示),他设计如图丙所示电路,测出了额定电压为的小灯泡的额定功率,请补全下列步骤:
①闭合开关S,先调节滑动变阻器的滑片到最左,再调节滑动变阻器的滑片,直到电压表的示数为时为止,小灯泡正常发光。
②接着保持滑动变阻器的滑片不动,调节滑动变阻器的滑片到最右端,读出这时电压表的示数为。
③小灯泡的额定功率表达式________(用含、、的字母表示)。
(5)学习电学知识后,小梁想自制几个定值电阻,她找到一卷规格为的镍铬合金丝(无绝缘表层),截取了长度为0.4m、0.8m、1.2m的三段,对应阻值为4Ω、8Ω、12Ω,再分别将它们绕成螺旋状后,两端缠绕在接线柱上固定,如图戊所示。接下来,她对制作的电阻进行了测量检验,发现测量值均偏小,且有的偏差较大,原因可能是________。
【答案】(1) (2)10 (3)3 成反比 (4)
(5)根据题意,两端缠绕在接线柱上固定后,合金丝有电流通过的实际长度变短了, 因此测量值均偏小。
【解析】(1)滑片右移灯泡变亮,说明滑动变阻器接入电阻减小,因此将滑动变阻器右下接线柱连接到开关的右端接线柱。据此作图。
(2)电流表选0~0.6A量程,分度值0.02A,读数为,根据
(3)[1]滑动变阻器最大阻值20Ω,接入最大定值电阻40Ω时,根据串联分压规律
代入数据得
解得,因此控制电压不低于3V。
[2]结论为:电压一定时,导体中的电流与电阻成反比。
(4)第一步使灯泡正常发光,电压为额定电压;第二步保持滑片不动,接入最大阻值,此时电压表测灯泡和的总电压,两端电压为,串联电流相等,灯泡额定电流
因此额定功率
(5)见答案
8.(2026·安徽滁州·一模)小华同学在“测定小灯泡电功率”的实验中,提供的器材有:电压恒为6V的电源,额定电压为2.5V(灯丝电阻约为10Ω)的待测小灯泡,电流表,电压表,滑动变阻器,开关和导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整,要求:滑动变阻器的滑片向左移动时,小灯泡变亮;
(2)小华同学闭合开关,移动滑片,发现电压表的示数如图乙所示,为了测量小灯泡的额定功率,此时应将滑动变阻器的滑片向_________(选填“A”或“B”)端移动;
(3)根据实验测得的数据,绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图像如图丙所示,分析图像可知,小灯泡的额定功率为_________W;
(4)小华继续实验,设计了下列四种测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率的电路。电路中有阻值已知的定值电阻R,电源电压恒定但未知,滑动变阻器的最大电阻未知,在不拆改电路的前提下,能够测出小灯泡额定功率的电路是_________。
A. B.
C. D.
【答案】(1) (2)A (3)0.625 (4)D
【解析】(1)由题意可知,滑动变阻器的滑片向左移动时小灯泡变亮,说明滑动变阻器接入电路的电阻变小,应接A接线柱;根据小灯泡的额定电压可知,电压表应选用小量程,即小灯泡右端接电压表的“3”接线柱,据此作图。
(2)由图乙可知,电压表的分度值为0.1V,示数为2.2V,为了测小灯泡的额定功率,应使小灯泡达到额定电压2.5V,根据串联电路分压特点,应减小滑动变阻器阻值,即向A端移动滑片。
(3)由图丙可知,当灯泡额定电压为2.5V时,电流为0.25A,则小灯泡的额定功率为
(4)A.可通过定值电阻的电流,间接确定小灯泡正常发光时滑片的位置,但不能直接或间接得到小灯泡正常发光时的电流,故A不符合题意;
B.无法通过S1和S2的通断,同时测量定值电阻和灯两端的电压,不能得到小灯泡正常发光时的电流,故B不符合题意;
C.没有滑动变阻器调节小灯泡两端的电压,且不能直接或间接得到小灯泡正常发光时的电流,故C不符合题意;
D.由图可知,小灯泡和定值电阻串联,电压表V1测小灯泡两端的电压,电压表V2测定值电阻两端的电压,可根据V2的示数和定值电阻的阻值,确定小灯泡正常发光时的电流,根据可得出小灯泡的额定功率,故D符合题意。
故选D。
9.(2026·河北邯郸·模拟预测)在“探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”的实验中。某兴趣小组猜想:电流通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关。于是他们利用如图所示装置进行实验,甲、乙、丙三个装置的透明容器中各有一段电阻丝,容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。
(1)利用U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化,这种方法称为_________;此实验还用了另一种实验方法_________;(以上两空选填“控制变量法”或“转换法”)
(2)要探究电热与电阻的关系,应选用________组合,并将它们__________接到电源两端进行实验;
(3)选用乙、丙组合,串联接到电源两端进行实验,在通电时间相同的情况下,发现乙装置U形管中液面高度变化大,由此可得到的结论是:在电阻相同、通电时间相同的情况下,________,产生的热量越多。
【答案】(1)转换法 控制变量法 (2)甲、乙 串联 (3)电流越大
【解析】(1)[1]电流产生的热量不能直接观察,通过U形管液面高度变化反映密闭空气温度(热量)的变化,这种将不易观察的物理量转换为易观察的物理量的方法是转换法。
[2]本实验探究电热与多个因素的关系,探究时控制其他变量不变,只改变一个变量,因此另一种方法是控制变量法。
(2)[1][2]探究电热与电阻的关系,需要控制电流、通电时间相同,只改变电阻大小。由图可知,甲容器电阻为,乙为,电阻不同;将二者串联可以保证电流和通电时间相同,因此选甲、乙串联实验。
(3)由图可知,乙、丙容器内电阻都是,二者串联后通电时间相同;丙容器外并联了一个电阻,使得通过乙容器电阻的电流大于丙容器电阻的电流,乙液面变化更大说明乙产生热量更多,因此得出结论:电阻、通电时间相同时,电流越大,产生的热量越多。
10.(2026·辽宁抚顺·一模)下面是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验:
(1)如图甲所示的电路中,两个透明容器中密封着___________的空气。通电一段时间后,通过观察U形管液面的___________可判断电流通过导体时产生热量与___________的关系。
(2)如图乙所示电路中,探究电流产生的热量与___________的关系,右侧容器内电阻丝的阻值应为___________,右侧容器外并联的电阻丝起到的是___________(填“分流”或“分压”)作用。
(3)将图乙右侧容器外并联的电阻丝也放入右侧容器内,通电一段时间后,你认为___________(填“左侧”或“右侧”)容器中电阻丝产生的热量多。
【答案】(1)质量相等 高度差 电阻 (2)电流 5 分流 (3)左侧
【解析】(1)[1][2]在该实验中,通过观察U形管中液面的高度差来比较各容器中电热丝产生热量的多少。根据可知,空气质量相等的情况下,电热丝产生热量越多,温度升高越大,容器内空气体积膨胀的越大,U形管中液面的高度差越大。
[3]在图甲中,两个电热丝串联,控制通过5Ω和10Ω电热丝的电流与通电时间相等,仅电阻不同,该实验探究电流通过导体产生的热量与导体电阻的关系。
(2)[1][2][3]实验采用控制变量法,图乙中,右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联,根据并联和串联电路电流的规律,右侧容器外并联的电阻丝起到了分流作用,使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。因此实验中改变了电流大小,探究的是电流产生的热量与电流的关系,此时右侧容器内电阻丝的阻值应等于左侧容器内电阻丝的阻值,即为5Ω。
(3)图乙中,把右侧容器外并联的电阻丝也放入右侧容器内,右边两个电阻并联后再与左边的电阻串联。根据并联电路的等效电阻小于并联各电阻,此时左侧容器内电阻大于右侧总电阻,电流和通电时间相等,根据可知,左侧容器内电阻产生的热量多。
11.(2026·山东济南·一模)如图甲所示是小辛用铁屑和小磁针探究“通电螺线管外部磁场的方向”的实验装置。
(1)如图乙所示,小辛同学在用铁屑探究螺线管外部磁场分布时,经历了以下步骤:①轻敲有机玻璃板,观察铁屑分布;②将铁屑均匀撒在有机玻璃板上;③闭合开关。三个步骤合理的顺序是_______(填序号);
(2)小辛观察碎铁屑的分布情况后推测通电螺线管外部的磁场与______磁体的磁场相似。
(3)然后他把小磁针放在螺线管四周不同的位置,通电后,小磁针分布如图丙所示,发现通电前后最左侧和最右侧两个小磁针未发生明显偏转,此时的螺线管可能是向_____(选填“南北”或“东西”)方向放置的;
(4)根据图丁中小磁针静止时的指向,在括号中标出电源左端的极性;
(5)未来,科学家想研究月球是否也像地球一样是一个磁体,在月球科研站内将小磁针放在不同位置,若观察到_______现象,则说明月球也是一个磁体。
【答案】(1)②③① (2)条形 (3)南北 (4) (5)小磁针偏转
【解析】(1)铁屑在磁场中容易被磁化,故可以用铁屑来显示通电螺线管周围的磁场分布。在用铁屑探究螺线管外部磁场分布时,应先将铁屑均匀撒在有机玻璃板上,再闭合开关使得螺线管产生磁场将铁屑磁化,最后轻敲有机玻璃板,观察铁屑分布。所以三个步骤合理的顺序是②③①。
(2)通电螺线管两端的磁性最强,中间磁性最弱,磁场分布形状和条形磁体一致。
(3)若螺线管沿南北方向放置,其两端磁场方向与地磁场方向一致,因此最左侧和最右侧两个小磁针通电前后偏转不明显;若沿东西方向放置,磁场方向与地磁场垂直,最左侧和最右侧两个小磁针会发生明显偏转。因此此时螺线管可能是向南北方向放置的。
(4)根据小磁针静止时N极指向左端,根据磁极间的相互作用,可判断螺线管右端为N极、左端为S极;再用安培定则(右手握住螺线管,大拇指指向N极,四指指向电流方向),可知电流从螺线管左端流入、右端流出,因此电源左端为正极。
(5)磁体周围存在磁场,小磁针在磁场中会受到力的作用而发生偏转,若月球是磁体,小磁针在不同位置的指向会因磁场分布不同而不同。
12.(2026·江西上饶·二模)为了探究电与磁的关系,小华做了如下两个实验探究。
(一)用如图甲所示实验装置来探究通电螺线管周围的磁场;
(1)把小磁针放在螺线管四周不同的位置,通电后发现小磁针的指向如图甲所示,说明通电螺线管周围的磁场跟___________磁体的磁场相似,图中___________(选填“左”或“右”)端是螺线管的N极。
(2)对调电源的正负极,重复上述实验,发现小磁针的指向与之前相反,说明通电螺线管的极性跟___________有关。
(二)如图乙所示是“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置,用棉线将一段导体ab悬挂起来,放置于蹄形磁体的磁场中,再用导线把导体ab和灵敏电流计(电流表)连接起来,组成了闭合电路。
序号
磁体(磁极)放置方式
导体ab运动情况
电流计指针偏转情况
1
上N下S
静止
不偏转
2
竖直向上运动
不偏转
3
竖直向下运动
不偏转
4
上N下S
向左运动
向右偏转
5
向右运动
向左偏转
6
上S下N
向左运动
向左偏转
7
向右运动
向右偏转
(3)在老师的指导下,兴趣小组对实验方案进行完善后,观察到的现象如表所示,由此可知:闭合电路的一部分导体在磁场中做___________运动时,电路中会产生感应电流。
(4)比较第4、5(或6、7)次实验可以得出:导体中产生感应电流时,感应电流的方向与___________方向有关。比较第4、6(或5、7)次实验可以得出:导体中产生感应电流时,感应电流的方向与___________方向有关。
(5)利用这一原理,人们在生产生活中制成了___________。
【答案】(1)条形 右 (2)电流的方向 (3)切割磁感线 (4)导体的运动 磁场 (5)发电机
【解析】(1)[1]由图中各小磁针N、S极的指向可知,通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。
[2]由图可知,电流从左端流入螺线管,根据安培定则可知,螺线管的右端是N极。
(2)对调电源的正负极重复上述实验,电流的方向发生了变化,小磁针的指向与之前相反,螺线管的极性发生变化,说明通电螺线管的极性跟电流的方向有关。
(3)表中导体ab静止或竖直上、下运动时,不切割磁感线时,电流计指针不偏转,没有电流产生,导体ab左右运动时,切割磁感线,电流计指针偏转,有电流产生,因此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。
(4)[1]由第4、5(或6、7)次实验可知,磁场方向相同,导体运动方向相反,电流计指针偏转方向即电流方向相反,说明导体中感应电流的方向与导体的运动方向有关。
[2]比较第4、6(或5、7)次实验可知,导体运动方向相同,而磁场方向不同,当导体运动方向相同时,电流计指针偏转方向即电流方向相反,说明感应电流的方向与磁场方向有关。
(5)实验过程中,由于导体ab运动而获得电流,能量由机械能转化电能,根据这一原理,人们在生产生活中制成了发电机。
13.(2026·云南昆明·一模)校园科技节开展“制作简易直流电动机模型”的实践活动,如图是小明制作与实践的过程:
(1)在图甲所示电路中闭合开关,通电线圈在______中受力而转动,但线圈无法持续转动。
(2)为了让线圈能持续转动,如图乙所示,在外部加装了换向器,该装置能使线圈刚转过平衡位置时,自动改变线圈中的______方向。
(3)小明利用漆包线、金属支架、强磁体、电源等器材完成了如图丙所示的模型组装。如图丁所示,制作线圈时,他将线圈一端漆皮全部刮除,另一端只刮半周,这样操作后能使线圈持续转动。图丙和图乙中线圈持续转动的原因是______(选填“相同”或“不相同”)的。
(4)下列两种设备与电动机原理相同的是______(选填“A”或“B”)。
A.动圈式话筒 B.扬声器
【答案】(1)磁场 (2)电流 (3)不相同 (4)B
【解析】(1)在图甲所示,线圈周围有磁体,存在磁场,电路中闭合开关,通电线圈在磁场中受力而转动。
(2)如图乙所示,在外部加装了换向器,该装置能使线圈刚转过平衡位置时,自动改变线圈中的电流方向,从而改变受力方向,使得线圈连续转动下去。
(3)如图丁所示,制作线圈时,他将线圈一端漆皮全部刮除,另一端只刮半周,这样操作后如图丙所示,可以使线圈在刚转过平衡位置时切断线圈中的电流,由于线圈具有惯性,所以可以转过后半圈,从而使线圈持续转动;而图乙是在线圈刚转过平衡位置时,自动改变线圈中的电流方向,从而改变受力方向,使得线圈连续转动下去,故图丙和图乙中线圈持续转动的原因是不相同的。
(4)电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力运动;动圈式话筒的工作原理是电磁感应;扬声器的工作原理是通电线圈在磁场中受力运动;故与电动机原理相同的是扬声器。
故选B。
14.(2026·云南曲靖·一模)某小组同学在探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”实验中,所用器材有:蹄形磁体、灵敏电流计、导体棒各一个,导线若干。
(1)如图(a)组装器材,当导体棒AB在磁场中沿不同方向运动时,观察的现象如表:
实验次数
1
2
3
4
导体棒运动方向
水平向左
水平向右
竖直向上
竖直向下
灵敏电流计指针
向右偏转
向左偏转
不偏转
不偏转
①分析上述表格,小明同学得出:导体在磁场中水平运动是产生感应电流的条件。小红提出了质疑,她将蹄形磁体竖直放置,导体棒AB水平运动,灵敏电流计指针没偏转,说明导体在磁场中水平运动______(选填“是”或“不是”)产生感应电流的条件;
②如图(b)所示,如果把磁感线想象成一根根实实在在的线,把导体棒想象成一把刀,则可将“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”表述为:闭合电路的一部分导体,在磁场中做______运动时,导体中就会产生感应电流;
(2)人们根据该实验结论制造了发电机。如图(c)所示是实验室用的手摇发电机,通过摇把带动线圈在磁场中转动。
①用手摇发电机研究感应电流大小的变化:将小灯泡与手摇发电机连接起来,摇动摇把发现小灯泡发光,随着摇动速度逐渐增大,小灯泡的亮度逐渐增加。该现象说明发电机线圈转速越大,产生的感应电流______;
②把小灯泡换成红、绿两个发光二极管(发光二极管具有单向导电性),用二极管的发光来显示手摇发电机中感应电流的方向。则两个发光二极管的连接方式应是:______。
A.极性相同地串联 B.极性相反地串联 C.极性相同地并联 D.极性相反地并联
【答案】(1)不是 切割磁感线 (2)越大 D
【解析】(1)[1]将蹄形磁体竖直放置,导体棒AB水平运动,灵敏电流计指针没偏转,没有产生感应电流,说明导体在磁场中水平运动不是产生感应电流的条件。
[2]如果把磁感线想象成一根根实实在在的线,把导体棒想象成一把刀,由表可知,导体棒AB水平向左和向右运动时,磁感线被切断,灵敏电流计指针偏转,竖直向上或向下运动时,磁感线没有被切断,灵敏电流计指针不偏转,说明导体在磁场中运动时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时,导体中就会产生感应电流。
(2)[1]将小灯泡与手摇发电机连接起来,摇动摇把发现小灯泡发光,随着摇动速度逐渐增大,发电机线圈转速增大,小灯泡的亮度逐渐增加,说明产生的感应电流变大。该现象说明发电机线圈转速越大,产生的感应电流越大。
[2]ABC.手摇发电机产生的感应电流的方向是周期性变化的,二极管具有单向导电性,若极性相同地串联时,两个二极管同时发光同时熄灭。若极性相反的串联时,二极管不会发光,若极性相同地并联,两个二极管也会同时发光同时熄灭,以上都不能用二极管的发光来反映感应电流的方向,故ABC不符合题意;
D.当两个二极管极性相反的并联时,会交替发光,可以用来反映感应电流的方向,故D符合题意。
故选D。
15.(2026·河南郑州·一模)如图甲,游乐园里有一块能发电的地板,当游客在上面跳跃时,地板下的小灯泡便会一闪一闪的,很是有趣。小平通过查阅资料了解到这是电磁感应现象,于是和同学们一起设计实验,利用图乙中的器材探究小灯泡中感应电流产生的原因。
(1)实验时,小平通过观察_________来判断电路中是否产生感应电流。
(2)小平进行了如图丙所示的5次操作,其中能产生感应电流的是__________(选填所有符合要求的操作序号)。
(3)完成实验后,小平认为实验现象不太明显,请你提出一条改进措施:_________。
(4)游乐园发光地板的主要结构由磁体和线圈构成,如图丁所示。小平与同学们用学到的知识分析其原理,认为当踩踏地板时,线圈相对于磁体______,产生感应电流,使小灯泡发光。
【答案】(1)灵敏电流计指针是否偏转 (2)①③④ (3)将导体棒换成多匝线圈或换用磁性更强的磁体或增大导体棒切割磁感线运动的速度 (4)做切割磁感线运动
【解析】(1)感应电流很小,无法直接观察,实验中通过灵敏电流计指针是否偏转来间接判断电路中是否产生感应电流,属于转换法的应用。
(2)图丙中U形磁铁的磁感线为竖直方向,根据切割磁感线的要求分析:
①导体水平向右、③导体斜向上运动、④磁体水平向左运动(导体相对磁体做切割运动),都满足切割磁感线的条件,能产生感应电流;
②导体竖直向上、⑤磁体竖直向上运动,运动方向与磁感线平行,不切割磁感线,不能产生感应电流。因此选①③④。
(3)实验现象不明显是因为感应电流太小,可通过换用强磁体、加快切割速度、增加线圈匝数等方法增大感应电流,使现象更明显,任意一条合理即可。
(4)游乐园发光地板利用电磁感应发电,踩踏地板时,线圈相对于磁体切割磁感线,闭合电路产生感应电流,使小灯泡发光。
1.(2025·江苏南京·中考真题)现要测量两个小灯泡L1、L2正常发光时的电阻。
(1)图甲是用“伏安法”测量L1(U额=2.5V)正常发光时电阻的实物电路。
①用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整(导线不允许交叉)____;
②闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表指针几乎不动,电压表指针明显偏转,故障原因可能是小灯泡_______ (选填“断路”或“短路”);
③排除故障后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为________Ω(精确到0.1)。
(2)为了测量额定电流为I0的小灯泡L2正常发光时的电阻,小明和小华设计了图丙所示的电路,定值电阻的阻值为R0,电源电压恒为U。(I0、R0、U已知,且满足测量要求)
①将滑动变阻器R的滑片移至阻值最大端;
②闭合S、S1,断开S2,调节滑片P,使电压表示数为___________ 时,小灯泡正常发光;
③共同完成上述操作后,小明和小华分别只进行了以下一步操作。
小明:保持滑片不动,断开S1,闭合S、S2,读出电压表的示数。
小华:保持滑片不动,闭合S、S1、S2,读出电压表的示数。
综合以上信息,对小明、小华的方案能否测量出小灯泡正常发光时的电阻进行评价_____ (填字母)。
A.只有小明的方案可行 B.只有小华的方案可行
C.两人的方案都可行 D.两人的方案都不可行
【答案】(1) 断路 8.3 (2)U-I0R0 C
【解析】(1)[1]伏安法测小灯泡正常发光时的电阻,电压表并联在小灯泡两端测电压,电流表串联在电路中测电流,且两表都要使电流从正接线柱流入,负接线柱流出,如图所示;
[2]闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表指针几乎不动,电路中出现断路,电压表指针明显偏转,故障原因可能是小灯泡断路。
[3]电流表的量程0~0.6A,分度值为0.02A,电流为I=0.3A,电阻为
(2)闭合S、S1,断开S2,小灯泡、滑动变阻器和定值电阻R0串联;小灯泡正常发光时,电路中的电流为I0,因此调节滑动变阻器滑片P使电压表的示数为U1=U﹣I0R0
①小明:保持滑片不动,断开S1,闭合S、S2,电压表测滑动变阻器两端的电压U2。
小灯泡正常发光时的电压为UL=U1﹣U2=U﹣I0R0﹣U2
小灯泡正常发光时的电阻为
小明的方案可行;
②小华:保持滑片不动,闭合S、S1、S2,读出电压表的示数U3。此时小灯泡被短路,电路由滑动变阻器和定值电阻R0串联;
定值电阻R0两端的电压为U0=U﹣U3
通过定值电阻R0电流为
串联电路各处电流相等,则
滑动变阻器现在的阻值为RP
当闭合S、S1,断开S2,小灯泡、滑动变阻器和定值电阻R0串联时,电压表的示数为U1=U﹣I0R0
电路中的电流为I0,滑动变阻器两端的电压为UP
小灯泡正常发光时的电阻为
小华的方案可行;
故选C。
2.(2025·陕西·中考真题)如图甲所示,是小明做“测量小灯泡的电阻”的实验装置,小灯泡的额定电压为2.5V,电源为两节新干电池且电压保持不变。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中的电路补充完整;(要求滑动变阻器的滑片向右移动,小灯泡变亮)
(2)连接电路前,发现电流表的指针没有指在零刻度线处,接下来应该对电流表进行___________;连接好电路,闭合开关后,发现电流表无示数,电压表示数为___________V,则故障可能为小灯泡断路;
(3)排除故障后进行实验,移动滑动变阻器的滑片,得到数据如下表:
实验序号
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
1.0
0.16
2
0.20
3
2.0
0.22
4
2.5
0.25
①第2次实验时,电压表的示数如图乙所示,为___________V;
②小灯泡正常发光时的电阻为___________Ω;
③小组的同学认为应该将测出的电阻的平均值作为小灯泡的电阻,这种想法不可行的原因是___________;
(4)小明发现在移动滑动变阻器滑片的过程中,小灯泡的亮度也会发生变化,查阅资料得知,小灯泡的亮度与实际功率有关,若想探究小灯泡亮度与实际功率的关系,除了表中记录的数据外,实验表格中还需添加的两列表头是___________、___________。
【答案】(1) (2)调零 3 (3)1.5 10 小灯泡的电阻受温度影响,不是一个定值,不能求平均值 (4) 小灯泡的功率P/W 小灯泡的亮度
【解析】(1)如图甲是小明做“测量小灯泡的电阻”的实验装置,要求滑动变阻器的滑片向右移动,小灯泡变亮,说明电路中电流变大,滑动变阻器的阻值减小,所以下方接线要接在滑动变阻器的右下接线柱上,如图所示:
(2)[1]连接电路前,发现电流表的指针没有指在零刻度线处,接下来应对电流表进行调零。
[2]两节新干电池电压为3V,连接好电路,闭合开关后,如果小灯泡断路,电流表无示数,电压表与电源是通路,此时电压表测电源电压,为3V。
(3)[1]电压表的示数如图乙所示,所选测量范围为0~3V,分度值为0.1V,其示数为1.5V。
[2]小灯泡正常发光时的电阻为
[3]小组的同学认为应该将测出的电阻的平均值作为小灯泡的电阻,这种想法不可行的原因小灯泡的电阻受温度影响较大,不是一个定值,不能求平均值。
(4)[1][2]小灯泡的亮度与实际功率有关,若想探究小灯泡亮度与实际功率的关系,除了表中记录的数据外,实验表格中还需添加的两列表头是小灯泡的功率P/W、小灯泡的亮度。
3.(2025·四川绵阳·中考真题)小灯泡工作时的电阻会随着温度升高而增大,为测量额定电压为2.0V的小灯泡正常发光时的电阻,某同学用两节干电池、两个电压表、滑动变阻器和阻值为1.0Ω的定值电阻等器材,连接成如图甲所示的电路进行实验。
(1)正确连接电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑到最_______(选填“左”或“右”)端;
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,发现灯泡始终不亮,两个电压表示数相等且不为零,若电路中只有一处故障,则故障可能是________;
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器,使一个电压表的示数达到2.0V,另一个电压表的示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为________Ω;
(4)将直接与灯泡并联的电压表示数记为U1,另一电压表示数记为U2,当滑动变阻器的滑片从最右端向最左端移动的过程中,以下U2与U1的变化关系图像可能是________。(选填序号)
A. B.
C. D.
【答案】(1)右 (2)灯泡断路 (3)4 (4)C
【解析】(1)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑到阻值最大处,即最右端。
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,发现灯泡始终不亮,说明电路可能断路,两个电压表示数相等且不为零,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,即故障可能是灯泡断路。
(3)由图甲可知,灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联,其中一个电压表测灯泡两端电压,另一个电压表测灯泡和定值电阻两端电压,由图乙可知,另一个电压表选用小测量范围,分度值0.1V,其示数为2.5V,说明此时灯泡两端电压为2.0V,灯泡正常发光,根据串联电路电压规律,定值电阻两端电压为
根据串联电路电流特点,灯泡额定电流为
则小灯泡正常发光时的电阻为
(4)将直接与灯泡并联的电压表示数记为U1,另一电压表示数记为U2,根据串联电路电压规律,,当滑动变阻器的滑片从最右端向最左端移动的过程中,滑动变阻器阻值变小,电路中电流变大,由得
当电流变大时,灯泡电阻会变大,会变小,则的值也会变小,所以U2与U1的变化关系图像为向U1轴靠近的曲线,故ABD错误,C正确。
故选C。
4.(2025·山东德州·中考真题)在用电流表和电压表测量小灯泡电阻的实验中,电源电压为3V,待测小灯泡L的额定电压为2.5V,正常发光时阻值约为8Ω。
实验次数
电压U/V
电流I/A
灯泡发光情况
1
1.5
0.24
较暗
2
2.5
0.30
正常发光
3
2.8
0.32
较亮
(1)请用笔画线代替导线将图甲电路补充完整(导线不得交叉)______;
(2)闭合开关,移动滑片P至某位置,电压表示数如图乙所示,为______V。为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向______(选填“左”或“右”)端滑动;
(3)多次实验后,实验数据如表所示,可知小灯泡L正常发光时的阻值为______Ω(结果保留一位小数);
(4)根据表中数据可推测闭合开关前小灯泡阻值可能为______;
A.0Ω B.3Ω C.6.3Ω D.10Ω
(5)根据表中数据,可得小灯泡正常发光时的电功率为______W。结合实验数据和发光情况,可知小灯泡的亮度取决于其__________。
【答案】(1) (2)2.3 右 (3)8.3 (4)B (5)0.75 实际功率
【解析】(1)由题意,电源电压为 3V,小灯泡额定电压为 2.5V,正常发光时电阻约为 8Ω,所以额定电流约为
所以电流表应选 0~0.6A 量程,电压表选 0~3V 量程。滑动变阻器要串联在电路中,用来调节小灯泡两端电压。如图所示:
(2)[1][2]如图乙,电压表量程为0~3V,分度值为0.1V,故读数为2.3V,小于小灯泡额定电压,要使灯泡电压增大到 2.5V,应减小滑动变阻器连入电阻,滑动变阻器接入右下接线柱 ,故应将滑动变阻器的滑片向右端移动。
(3)由表中第 2 次实验数据:,,则小灯泡正常发光时的电阻
(4)闭合开关前,灯丝温度低,电阻比正常发光时小。由第1次实验数据:,,对应电阻
但这是通电后较暗时的电阻,比闭合开关前小灯泡阻值大。闭合开关前小灯泡温度更低,小灯泡阻值比 6.25Ω 更小,但不会为0,故闭合开关前小灯泡阻值可能为3Ω,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
(5)由表可知,小灯泡正常发光时的电功率
结合实验数据和发光情况可知小灯泡的亮度取决于实际功率。
5.(2025·四川眉山·中考真题)在测量小灯泡发光时的电阻实验中,小灯泡的额定电压为,电源电压恒为。
(1)如图甲所示电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于___________(选填“左”或“右”)端;闭合开关,移动滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示,此时灯泡两端的电压为___________V。
(2)根据实验测得的数据,作出小灯泡的图像如图丙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为___________;进一步分析发现,小灯泡的电阻在发生变化,原因是小灯泡电阻随___________的改变而改变。
(3)另一组同学在没有电流表的情况下,测量另一只额定电压为的小灯泡的额定功率,设计了如图丁所示的电路,电源电压恒为,滑动变阻器最大阻值为。实验步骤如下:
①闭合开关和,断开,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为___________V,这时小灯泡正常发光;
②闭合开关和,断开,保持①步骤中滑动变阻器滑片的位置不变,此时电压表示数为;
③小灯泡的额定功率___________。
【答案】(1)右 2 (2)10 温度 (3)1.5 0.75
【解析】(1)[1]为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处。由图甲可知,滑动变阻器接的是左下接线柱,所以闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于最右端。
[2]由图乙可知,电压表选用的是0−3V的量程,分度值为0.1V,其示数为2V,即此时灯泡两端的电压为2V。
(2)[1]小灯泡的额定电压为2.5V,由图丙可知,当小灯泡两端的电压为2.5V时,通过小灯泡的电流为0.25A。根据欧姆定律可得小灯泡正常发光时的电阻
[2]影响电阻大小的因素有材料、长度、横截面积和温度。小灯泡的电阻在发生变化,是因为小灯泡的电阻随温度的改变而改变,当小灯泡两端的电压和通过的电流发生变化时,小灯泡的功率发生变化,温度也会发生变化,从而导致电阻发生变化。
(3)[1]要使小灯泡正常发光,则小灯泡两端的电压应等于其额定电压2.5V。闭合开关S1和S3,断开S2,R与L串联,电压表测滑动变阻器两端电压。由串联电路电压规律可知,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为4V-2.5V=1.5V时,小灯泡正常发光。
[2]闭合开关和,断开,灯泡L短路,电路中只有R全部接入电路中,电压表测滑动变阻器滑片以左部分电阻两端的电压,示数为1V。保持①步骤中滑动变阻器滑片的位置不变,由串联分压规律可得,代入数据解得
小灯泡正常工作时电路中的电流
小灯泡的额定功率
6.(2025·福建·中考真题)用伏安法测量额定电压为2.5V小灯泡的电阻,实验装置如图甲。
(1)用笔画线代替导线将图甲电路连接正确;
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于最______端;
(3)闭合开关,定向移动滑片P,发现电表指针示数忽大忽小,且变化幅度较大。经检查,故障只发生在滑动变阻器,故障的原因可能是______;
A.滑动变阻器短路 B.滑动变阻器的滑片P与电阻丝接触不良
(4)排除故障,继续实验。实验小组设计如下表格并记录部分实验数据:
实验次序
1
2
3
4
5
电压U/V
0.9
1.3
1.7
2.1
2.5
电流I/A
0.20
0.22
0.28
0.30
电阻R/Ω
4.5
5.9
7.5
电阻平均值/Ω
①电压表示数为1.7V时,电流表示数如图乙所示,读数为______A;
②小灯泡正常发光时电阻为______Ω;(保留一位小数)
③表格中设计不合理的一项是______,原因是______。
【答案】(1) (2)右 (3)B (4)0.26 8.3 电阻平均值 小灯泡的电阻会随温度变化而变化
【解析】(1)由图可知,电压表未接入到电路中,应该将电压表并联在小灯泡两端,如下图所示:
(2)为了保证电路安全,应该将滑动变阻器调至阻值最大处,即将滑动变阻器的滑片P置于最右端。
(3)因为电表指针示数忽大忽小,且变化幅度较大,说明电路某处接触不良,故B符合题意。
(4)[1]由乙图可知,电压表所接量程为0~0.6A,其分度值为0.02A,所以读数为0.26A。
[2]因为小灯泡的额定电压为2.5V,所以由第5次实验数据可知,小灯泡正常发光时电阻
[3][4]因为小灯泡发光时会发热,所以小灯泡的电阻会随温度变化而变化,故表格中设计不合理的一项是电阻平均值。
7.(2025·黑龙江哈尔滨·中考真题)为了测量标有“12V”汽车灯泡的额定功率,提供给小莹同学的器材有:学生电源(电压恒定不变)、电压表(0~3V,0~15V)、电流表(0~0.6A,0~3A)、最大阻值为6Ω的滑动变阻器和开关各一个,导线若干。
(1)如图甲,小莹想连好最后一根导线就闭合开关进行实验,请你用笔画线代替导线连接实物图;
(2)小莹连接完电路,刚闭合开关就观察电流表、电压表,示数如图乙所示,则电流表示数为______A,电压表示数为______V;
(3)接下来小莹边思考边实验,当滑动变阻器的滑片恰好在中点(此时滑动变阻器连入电路阻值为3Ω)时,灯泡正常发光。判断灯泡正常发光的方法是______,灯泡的额定功率为______W。请在虚线框中画出灯泡正常发光时的电路图______。
【答案】(1) (2)3 6 (3)电压表示数为12V 48
【解析】(1)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处,如图甲,小莹想连好最后一根导线就闭合开关进行实验,则滑动变阻器应选择左下接线柱串联到电路中,如图所示:
(2)[1]如图乙所示,电流表选用大量程,分度值为0.1A,示数为3A。
[2]如图乙所示,电压表选用大量程,分度值为0.5V,示数为6V。
(3)[1]图甲中,电压表测灯泡电压,灯泡额定电压为12V,所以电压表示数为12V时说明灯泡正常发光。
[2]直接闭合开关时,滑动变阻器的滑片位于阻值最大处,电流表示数为3A,电压表示数为6V,则此时变阻器电压为
所以电源电压为
当滑动变阻器的滑片恰好在中点(此时滑动变阻器连入电路阻值为3Ω)时,灯泡正常发光。此时电路中电流为
则灯泡的额定功率为
[3]灯泡正常发光时,滑动变阻器的滑片恰好在中点,如图所示:
8.(2025·四川巴中·中考真题)实验室里有一小灯泡的铭牌模糊不清,只能看清小灯泡的额定电流,为了测出该小灯泡的额定功率,小明和小王分别设计了两种不同的测量方案,请你帮助完善。
(1)方案一:请用笔画线代替导线帮小明补全甲图的实物电路_____。(要求:只连一根导线且不交叉)
(2)甲图中,闭合开关前,滑片P应位于______(选填“A”或“B”)端。
(3)当滑动变阻器的滑片位于某位置时,电流表的示数为0.2A,为了测出小灯泡的额定功率,应向______(选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片。
(4)当电流表的示数为0.3A时,电压表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为______W。
(5)方案二:
小王同学设计了如图丙所示的电路图,电源电压不变,和为滑动变阻器,的最大电阻为,实验步骤如下:
①闭合开关S和,断开,调节,使电流表的示数为0.3A;
②保持不变,闭合开关S和,断开,调节,使电流表的示数仍为0.3A;
③保持不变,接着将的滑片P调至最左端,记下电流表的示数为,再将的滑片P调至最右端,记下电流表的示数为,则小灯泡额定功率的表达式______(用、、、表示)。
【答案】(1)(C、D点均可) (2)B (3)A (4)0.75 (5)
【解析】(1)滑动变阻器与灯泡串联且一上一下的接入电路,如图所示:
(C、D点均可)
(2)在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处,以保护电路,故滑片P应位于B端。
(3)电流表的示数为0.2A小于小灯泡的额定电流0.3A,如果要测量小灯泡的额定功率,应增大电路的电流,所以应减小滑动变阻器连入电路的电阻,则滑片P应向A端移动。
(4)当电流表的示数为0.3A时,此时为小灯泡的额定电流,电压表示数如图乙所示为2.5V,此时为小灯泡的额定电压,该小灯泡的额定功率
(5)在①中,R2与灯串联,灯正常发光;在②中,R1与R2串联,因为电路中电流仍为I额,所以;在③中,将R2的滑片移到最左端时,只有电阻R1连入电路,此时的电源电压为
将R2滑片的移到最右端,连入电路中的阻值最大,此时R2的阻值为R0,此时的电源电压为
电源电压不变,则解得
则额定功率为
9.(2025·黑龙江齐齐哈尔·中考真题)实验小组进行“测量小灯泡的电功率”实验。现有器材:小灯泡,额定功率约为)、电压为且保持不变的电源、标有“”字样的滑动变阻器、开关、电流表、电压表、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物连接完整;(导线不允许交叉)
(2)①小明检查电表量程的选择和电路的连接都无误后。闭合开关,将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处,开始实验。小丽指出小明的实验操作存在错误,正确的操作应是:______;
②正确操作后,继续实验的过程中,电压表指针出现如图乙所示的情况。经检查只有滑动变阻器发生故障,则故障可能是滑动变阻器______(选填“断路”或“被短接”);
(3)排除故障后,继续实验,获取实验数据。当电压表示数为时,电流表表盘如图丙所示,通过计算可知,小灯泡L的额定功率为______W;
(4)完成实验后,小明设计了如图丁所示的电路,想要用原有的实验器材和定值电阻,在不使用电流表的情况下,测量该小灯泡的额定功率。请你帮助他完成实验方案:
①检查电路无误后,闭合开关S,将开关接,调节滑动变阻器的滑片直至电压表示数为______;
②保持滑片不动,再将开关接,读出电压表示数为;
③小灯泡L的额定功率______(用、、表示);
(5)小明找来了阻值为的定值电阻,按照该方案进行测量。你认为小明能否测出该小灯泡的额定功率?请说明你的判断依据:______。
【答案】(1) (2)先将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处,再闭合开关 断路 (3)0.75 (4)0.5 (5)见解析
【解析】(1)小灯泡正常发光时电流约为
所以电流表选择小量程串联到电路中,作图如下:
(2)[1]为保护电路,应在闭合开关前,将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处。
[2]如图乙,电压表无示数,只有变阻器出问题,则故障可能是滑动变阻器断路,使得电压表的两端无法与电源相通。
(3)当电压表示数为时,电流表表盘如图丙所示,由(1)可知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,则示数为0.3A,则小灯泡L的额定功率为
(4)[1][2]①检查电路无误后,闭合开关S,将开关接,灯泡、和变阻器串联,电压表测和变阻器总电压,调节滑动变阻器的滑片直至灯泡正常发光(2.5V),根据串联电压规律,电压表示数为
②保持滑片不动,再将开关接,连接方式不变,电压表改测电压,读出电压表示数为,则电路中电流为;
③小灯泡L的额定功率
(5)由前面实验可知,若小灯泡正常发光时,额定电流为0.3A。若定值电阻阻值为,则灯泡正常发光时,两端的电压
两端的电压大于电源电压。电源实际电压为,不能满足实验要求。所以不可行。
10.(2024·山东日照·中考真题)小明在电学学习中,对电学的神奇和电能对人类生产生活产生的巨大影响深感敬畏,他通过下列实验对电学知识进行了进一步的探究。实验一:如图甲所示,在“探究电流与电阻关系”的实验时选用了如下器材:电压恒为6V的电源,阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻,电流表、电压表、开关、滑动变阻器各1个,导线若干。
(1)在检查电路时,他发现有一根导线连接错误,请你在答题卡的甲图中将连接错误的那条导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确______;
(2)要完成该实验,滑动变阻器应该选用以下哪种规格:______(填下列选项前的字母);
A.20Ω,0.5A B.40Ω,0.2A C.50Ω,1A
(3)改正电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑至最______(选填“左”或“右”)端。闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数较大;移动滑动变阻器的滑片,两表的示数无变化,可能是定值电阻发生______(填“断路”或“短路”);
(4)更换正常电阻后,A、B两同学根据各自的实验数据作出了如图乙所示的图像,分析图像,你认为______(选填“A”或“B”)同学的实验操作是错误的,他操作中的问题是:______;
(5)改正错误后,他们都正确完成了实验,并记录相关数据,描绘出合理的图像,据此得出结论:在电压一定时,______;
(6)实验二:为了探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关,设计了如图所示的实验装置(电源、开关未画出)。图丙是控制通过导体的电流和通电时间相同,探究______对产生热量多少的影响;图丁是控制导体电阻和通电时间相同,探究______对产生热量多少的影响。这两套装置进行实验的过程中都采用的研究方法是______。
【答案】(1) (2)C (3)左 断路 (4)A 没有控制定值电阻两端的电压一定 (5)通过电阻的电流与导体的电阻成反比 (6)电阻 电流 控制变量法
【解析】(1)由于电压表测定值电阻的电压,则可知电路连接正确如下图所示:
(2)由于电压表的小量程接入电路中,其能测量的最大的电压为3V,而电路中定值阻值的阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,则电路的最大电流为
由于电源电压为6V,则滑动变阻器分得的最小电压为3V,定值电阻的最大阻值为25Ω,根据串联电路的电压与电阻的规律可知,滑动变阻器最小阻值为25Ω,综上所述,为了要完成该实验,滑动变阻器应选50Ω,1A,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
(3)[1]为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值应最大,即应将滑动变阻器的滑片滑至最左端。
[2]闭合开关,发现电流表无示数,这说明电路断路,电压表示数较大;移动滑动变阻器的滑片,两表的示数无变化,说明定值电阻发生断路。
(4)[1][2]探究“电流与电阻关系”的实验,实验过程中应控制定值电阻两端的电压一定,而A同学所绘制的图像可得电压为
可知实验过程中,定值电阻两端的电压发生了变化,没有控制定值电阻两端的电压一定。
(5)根据图像,据此得出结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(6)[1]图丙是控制通过导体的电流和通电时间相同,导体的电阻不同,所以探究导体电阻对产生热量多少的影响。
[2]图丁是控制导体电阻和通电时间相同,通过导体电阻的电流不同,所以探究电流对产生热量的影响。
[3]探究电流与电阻的关系时,保证了定值电阻两端的电压是一定的,而探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关时,当探究电流与导体产生的热量的关系,保证了导体的电阻和通电时间相同,当探究电阻与导体产生的热量的关系,保证了导体的电流和通电时间相同,所以这两套装置进行实验的过程中都保证其它因素相同,所以都采用的研究方法是控制变量法。
11.(2025·江苏淮安·中考真题)“探究通电螺线管外部磁场的特点”的实验装置如图甲所示。
(1)在用铁屑探究螺线管外部磁场分布时,需要经历下列步骤:①轻敲有机玻璃板,观察铁屑分布;②将铁屑均匀撒在有机玻璃板上;③闭合开关。三个步骤合理的顺序是______(填序号);
(2)经过对铁屑分布的观察,发现通电螺线管外部磁场与______磁体周围磁场分布相似;
(3)把小磁针放在螺线管四周不同的位置,通电后,小磁针分布如图乙所示,发现通电前后A、B两个小磁针未发生明显偏转,此时的螺线管可能是向______(选填“南北”或“东西”)方向放置的;
(4)根据图丙中小磁针静止时的指向,在括号中标出电源左端的极性;
(5)未来,科学家想研究月球是否也像地球一样是一个磁体,在月球科研站内将小磁针放在不同位置,若观察到______现象,则说明月球也是一个磁体。
【答案】(1)②③① (2)条形 (3)南北 (4) (5)小磁针指示固定的方向
【解析】(1)铁屑在磁场中容易被磁化,故可以用铁屑来显示通电螺线管周围的磁场分布。在用铁屑探究螺线管外部磁场分布时,应先将铁屑均匀撒在有机玻璃板上,再闭合开关使得螺线管产生磁场将铁屑磁化,最后轻敲有机玻璃板,观察铁屑分布。所以三个步骤合理的顺序是②③①。
(2)观察铁屑分布可知通电螺线管两端铁屑分布较多,中间较少,说明两端磁性强,中间磁性弱,说明通电螺线管外部磁场与条形磁体周围磁场分布相似。
(3)小磁针静止时指示南北,通电后,A、B两个小磁针所在位置的磁场方向是水平方向的,发现通电前后A、B两个小磁针未发生明显偏转,说明此时的螺线管可能是向南北方向放置的。
(4)图丙中小磁针静止时左端为N极,根据磁极间相互作用规律可知螺线管左端为S极,右端为N极,根据安培定则可知电流从螺线管左端流入,则电源左端为正极,作图如下:
(5)若月球也是一个磁体,则会对放入其中的小磁针产生磁场力的作用。所以在月球科研站内将小磁针放在不同位置,若观察到小磁针指示固定的方向,则说明月球也是一个磁体。
12.(2025·吉林长春·中考真题)在“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验中:
(1)如图甲所示,在嵌入螺线管的硬纸板上均匀地撒满铁屑,通电后,用手___________纸板,观察到铁屑有规则地排列。实验结果表明:通电螺线管外部的磁场与___________磁体的磁场相似。
(2)根据图甲中小磁针的N极指向,可知通电螺线管的左端为___________极。将电源的正负极对调,小磁针的N极指向也改变了,说明通电螺线管外部的磁场方向与___________方向有关。
(3)图乙是《事林广记》中所记载的“指南鱼”的复原图,“指南鱼”内部藏有磁石,能够指示南北方向,这是由于地球的周围存在___________。
【答案】(1)轻敲 条形 (2)N 电流 (3)磁场
【解析】(1)[1][2]通电螺线管周围存在磁场,磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生磁力的作用,所以通电螺线管周围的小磁针(铁屑)会被磁化,且排列情况反映其磁场分布情况,为了使铁屑分布情况更加直观,实验时应对着螺线管轻轻敲击纸板,这样铁屑与纸板脱离,铁屑在磁场的作用下会重新排列,与通电螺线管的磁场情况相吻合,从而可以确定通电螺线管的N、S极,通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。
(2)[1]由图甲可知小磁针的N极指向为向左,根据磁极间的相互作用规律可知通电螺线管的左端为N极。
[2]对调螺线管所接电源正、负极,周围小磁针的指向也随之对调,由此可知通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。
(3)地球是一个大磁体,其周围存在磁场,“指南鱼”在地磁场的作用下能够指示南北方向。
13.(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
【解析】(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。
14.(2025·四川攀枝花·中考真题)小明用如图所示的实验装置做“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”实验,请在下列实验记录表格中,将观察到的实验现象补充完整。
序号
实验条件
电流表指针偏转情况
(1)
导体棒ab不动
不偏转
(2)
导体棒ab沿水平方向左右运动
______
(3)
导体棒ab沿ab方向前后运动
______
(4)
导体棒ab沿竖直方向上下运动
______
【答案】偏转 不偏转 不偏转
【解析】[1]导体棒ab沿水平方向左右运动时,导体棒做切割磁感线运动,导体中会产生感应电流,故灵敏电流计指针会发生偏转。
[2]导体棒ab沿ab方向前后运动时,导体棒没有做切割磁感线运动,导体中不会产生感应电流,故灵敏电流计指针不会发生偏转。
[3]导体棒ab沿竖直方向上下运动时,导体棒没有做切割磁感线运动,导体中不会产生感应电流,故灵敏电流计指针不会发生偏转。
15.(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 见解析 (3)变化
【解析】(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。
16.(2025·江西·中考真题)探究通电螺线管外部磁场的方向
某组同学通过探究,已了解通电螺线管的两端相当于条形磁体的两极,它们的极性可以用小磁针的指向来判定后,接着探究通电螺线管两端的极性由什么因素决定。
【猜想】
A.可能由螺线管的绕向决定
B.可能由电源正负极的接法决定
C.可能由螺线管中电流的方向决定
(注解:螺线管两接线柱和电源正负极的接法简称电源正负极的接法)
【证据】用___________将如图所示的器材连接成电路,把小磁针放在螺线管两端,闭合开关,观察并记录小磁针静止时极的指向、螺线管的绕向、电源正负极的接法、螺线管中电流的方向。如图所示,是本组同学用画图的方法呈现出的四次实验现象。
【解释】
(1)观察分析图甲、乙两图,螺线管的绕向相同,通电螺线管的同一端磁极___________;
(2)观察分析图甲、丙两图,电源正负极的接法相同,通电螺线管的同一端磁极___________;
(3)观察分析图___________两图,螺线管中电流的方向相同,通电螺线管的同一端磁极相同;
(4)分析以上证据可知,通电螺线管的极性由螺线管中___________决定,而不决定于___________,也不决定于___________。
【答案】导线 不同 不同 甲、丁(或乙、丙) 电流的方向 螺线管的绕向 电源正负极的接法
【解析】[1]可以用导线将如图所示的器材连接成电路,导线具有良好的导电性,能有效连接电路各元件,实现电流通路。
(1)[2]甲、乙两图中螺线管绕向一致,但电源正负极接法相反,导致螺线管中电流方向相反。根据安培定则,电流方向决定磁场方向,因此磁极相反。
(2)[3]甲、丙两图中电源正负极接法相同,但螺线管绕向相反,导致电流在螺线管中的实际流向相反。安培定则中,电流方向决定磁极方向,绕向改变等效于电流方向相对改变,故磁极相反,则通电螺线管的同一端磁极不同。
(3)[4]甲和丁(或乙和丙)两图,螺线管中电流的方向相同,根据安培定则,电流方向决定磁场方向,通电螺线管的同一端磁极相同。
(4)[5][6][7]单独改变绕向或电源正负极接法,电流方向改变,则磁极改变;若电流方向不变(如同时改变绕向和电源接法),则磁极不变。因此,通电螺线管的极性由螺线管中电流的方向决定,而不决定于螺线管的绕向,也不决定于电源正负极的接法。
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专题22 中考实验之电(二)
目 录
01 课标达标练 1
题型06 测小灯泡的电阻 1
题型07 测小灯泡的电功率 4
题型08 探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关 6
题型09 探究通电螺线管外部磁场的分布 8
题型10 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件 10
02 核心突破练 13
03 真题溯源练 23
06 测小灯泡的电阻
1.(2026·陕西西安·二模)某探究小组要测量一个标有“2.5V”字样的小灯泡在正常发光时的电阻,连接了如图1所示的部分电路,已知电源电压恒定,滑动变阻器规格为“ ”。
(1)该实验的原理是______。
(2)请用笔画线代替导线,将图1中的电路补充完整。
(3)正确连接电路后,闭合开关前,滑动变阻器滑片应向______(选填“A”或“B”)滑动。
(4)闭合开关后,移动滑动变阻器,观察到小灯泡在电压达到0.42V时开始发光,小灯泡正常发光时的电阻是______。(小数点后保留一位)
(5)图2为根据实验数据绘制小灯泡U-I图,由此推断小灯泡未发光时电阻可能为______。
A. B. C. D.
(6)完成实验后还设计了如图3所示的电路,测出另一小灯泡的额定功率.已知滑动变阻器的最大阻值为,小灯泡的额定电压为,请完成下列实验步骤:
①只闭合开关,调节的滑片,使电压表的示数为;
②接着保持______的滑片不动,只闭合开关______,调节______使电压表的示数为;
③调节的滑片调至最左端,记下电压表示数;将的滑片调至最右端,记下电压表示数为,小灯泡额定功率的表达式:______(用、,、表示)
2.(2026·安徽阜阳·二模)小明同学在“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验中,设计了如图甲所示的电路。电源电压为3V恒定不变,小灯泡正常发光时两端的电压为2.5V。
(1)根据实验要求,请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路补充完整。要求:滑片P向右移,电路中的电流变大,且导线不得交叉。
(2)小明正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡发光,电压表有示数,电流表无示数,造成这一现象的原因可能是电流表______(选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后,多次改变滑动变阻器滑片P的位置,获得多组数据,并绘制了如图乙所示的I—U图像。由图像可知,小灯泡正常发光时的电阻为______Ω(结果保留一位小数)。
(4)小明接着移动滑动变阻器的滑片P,逐渐减小小灯泡两端的电压,使小灯泡变暗,若小灯泡的电阻变化了3Ω,则滑动变阻器接入电路的电阻的变化量ΔR______(选填“>”“<”或“=”)3Ω。
3.(2026·山东烟台·一模)小明和小兰在做“测定小灯泡电阻”的实验,所用小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω左右。
(1)小明连接的实验电路如图甲所示,其中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线,将甲图的实验电路正确连接;
(2)连接电路时,应在开关闭合之前,将滑动变阻器的滑片移到最______(选填“左”或“右”)端;闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表的示数为零,产生这种现象的原因可能是______;
(3)以上故障排除后,再闭合开关,发现小灯泡仍不亮,但电流表和电压表均有示数,接下来他应进行的操作是______;
(4)如图乙为滑动变阻器滑片移到某一位置时电流表的示数,此时通过小灯泡的电流是______A;
(5)如图丙,小明根据实验数据绘制成U-I图像,根据图像提供的信息,求小灯泡正常发光时的电阻是______Ω;
(6)小兰想利用如图丁所示的电路测量未知电阻的大小(阻值已知)。下面是她的实验过程,请你帮她完成实验。
①闭合开关S和S2,断开S1,读出此时电压表的示数U1;
②______,读出此时电压表的示数;
③则未知电阻阻值的表达式为:______。
4.(2026·广东东莞·一模)小明利用图甲所示的装置测量“小灯泡的电阻”,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)连接电路时,开关应处于______状态;滑动变阻器的滑片应位于最______端。
(2)如图甲所示,正确连接电路闭合开关后发现小灯泡不亮,接下来最合理的操作是:______(选填“A”或“B”)。
A.更换小灯泡
B.移动滑动变阻器的滑片
(3)小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,电流大小为______A,此时小灯泡的电阻为_____(小数点后保留一位小数);若继续移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为3V时,根据所学知识,小灯泡的实际功率可能为_____W(选填“0.9”“0.96”或“1.08”)。
(4)他将小灯泡换成定值电阻进行多次实验,根据收集的数据绘制出小灯泡和定值电阻的图像如图丙所示,图中、两点电阻的大小关系为______。
07 测小灯泡的电功率
5.(2026·湖南·模拟预测)在“测量小灯泡额定功率”的实验中,实验室提供的器材有:标有“2.5V”的小灯泡、电源(电压恒为3V)、电压表、电流表、滑动变阻器(20Ω 1A)、开关、导线若干;
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片P向左移动时,电流表示数变小);
(2)连接好电路,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,则故障可能是_____________;
(3)排除故障后,移动滑片P到某一位置时,电压表示数如图乙所示;若要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向__________(选填“左”或“右”)端移动,直到电压表的示数为2.5V;
(4)移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图丙所示的I-U图像。根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是___________W;
(5)小丽将该灯泡与一个阻值为10Ω的定值电阻串联在3.5V的电源两端,则此时小灯泡的实际功率是___________W。
6.(2026·四川德阳·一模)实验小组进行“测量小灯泡的电功率”实验。现有器材:小灯泡L(,额定功率约为0.8W)、电压为3V且保持不变的电源、标有“20Ω 1A”字样的滑动变阻器、开关、电流表、电压表、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物连接完整。(导线不允许交叉)
(2)①小明检查电表量程的选择和电路的连接都无误后。闭合开关,将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处,开始实验。小丽指出小明的实验操作存在错误,正确的操作应是:___________。
②正确操作后,继续实验的过程中,电压表指针出现如图乙所示的情况。经检查只有滑动变阻器发生故障,则故障可能是滑动变阻器___________(选填“断路”或“被短接”)。
(3)排除故障后,继续实验,获取实验数据。当电压表示数为2.5V时,电流表表盘如图丙所示,通过计算可知,小灯泡L的额定功率为___________W。
(4)完成实验后,小明设计了如图丁所示的电路,想要用原有的实验器材和定值电阻,在不使用电流表的情况下,测量该小灯泡L的额定功率。请你帮助他完成实验方案:
①检查电路无误后,闭合开关S,将开关S1接a,调节滑动变阻器的滑片直至电压表示数为___________V;
②保持滑片不动,再将开关S1接b,读出电压表示数为U0;
③小灯泡L的额定功率___________(用、U0、R0表示)。
7.(2026·广东深圳·二模)小明利用如图甲所示电路测量小灯泡的功率。被测小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压为4.5V。
(1)实验前在检查仪器时,发现电流表指针如图乙所示,则接下来的操作是___________。
(2)排除电路故障后,闭合开关,改变滑动变阻器的阻值,多次测量,小明画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像。在多次测量中,小明发现:当电压表的示数增大时,电压表与电流表的示数之比变大,原因是___________。
(3)灯泡的功率测量完毕,小明用定值电阻更换电路中的灯泡,探究电流跟电阻的关系,根据实验数据绘制了如图丁所示的图像。若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为20Ω,则所选定值电阻的阻值为___________Ω。
8.(2026·甘肃兰州·一模)测量小灯泡电阻的实验如图甲所示,已知电源电压恒为4.5V,小灯泡L1标有“2.5V”字样。
(1)闭合开关调节滑片到某一位置时,电压表示数如图乙所示,现在要测定小灯泡L1正常发光时的电阻,应将滑动变阻器滑片P适当地向______(选填“A“或“B”)端移动。
(2)如图丙所示为小灯泡的U-I图像,由图像可知,小灯泡正常发光时阻值为______Ω。
(3)若在实验中不慎损坏了电流表,小虎利用图丁所示电路也能测出了额定电压为U额的小灯泡L2的额定电功率,R0是阻值已知的定值电阻,请将下列实验步骤补充完整。
①闭合开关S1和S2,断开开关S3,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为U额;
②______(填写出开关的状态),保持滑动变阻器接入电路的阻值不变,记录此时电压表的示数为U;
③小灯泡L2的额定功率P额=______(用U额、U、R0表示):
④若实际测量过程中,步骤②中不小心将滑片向右移动了一些,则所测的灯泡额定功率会______(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
08 探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关
9.(2026·河南郑州·一模)在学习焦耳定律时,郭老师做了如图所示的实验,此过程是为了探究电热跟_________(选填“电流”或“电阻”)的关系。已知通过的电流为1A,空气的比热容为,各容器内密闭的空气质量为1g,假设电热全部被密闭的空气吸收,则右边容器内电阻丝通电10s产生的热量为_________J,这些热量可以使该容器内的空气温度升高_________。
10.(2026·广东深圳·一模)小明用图中的装置“探究影响电流产生的热量的因素”,a、b、c、d四个密闭容器中装有等量的空气,分别将导线1、2和3、4接到电源两端。请回答下列问题:
(1)实验中可通过观察U形管中液面的____反映电流通过容器中电阻丝产生热量的多少;乙装置中电阻R3的作用主要是使通过R1和R2的电流____(选填“相同”或“不同”);
(2)若通过c容器中R1的电流为0.2A,那么R1在1min内产生的热量为____J;
(3)生活中我们经常看到“电炉丝热得发红,而与它相连的导线却不热”这一现象,可用图中____(选填“甲”或“乙”)的实验结论来解释。
11.(2026·河北石家庄·模拟预测)如图是某兴趣小组“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。仔细分析甲乙两图,回答下面的问题:
(1)为了实验能够顺利进行,甲乙两个相同的透明容器中必须密闭着初温、______都相等的空气;
(2)图甲中将两电阻丝串联的目的是______,可得结论:电流相同、______相同的情况下,电阻越大,产生的热量越多;
(3)图乙装置是用来探究电流通过导体产生的热量与______的关系,相同时间内,和产生的热量之比为______;
(4)若将图乙中也放在右侧容器中,则此时该装置探究的是电流通过导体产生的热量与______的关系;
【拓展】
(5)生活中有很多用电器是根据电流的热效应制成的,请举一例:______。
12.(2026·湖南长沙·一模)如图是“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验装置,甲、乙两图的密闭容器中都装有等量的空气。
(1)图甲装置可研究电流产生的热量与________的关系,闭合开关后,通电一段时间后发现右侧形管的液面高度差更大,由此可初步得出的结论是:其他条件一定时,________,电流通过导体产生的热量越多;
(2)图乙两密闭容器中的电阻丝阻值相等,在右侧容器外部并联一个阻值相等的电阻,目的是使通过两侧容器内电阻丝的________不同。
09 探究通电螺线管外部磁场的分布
13.(2026·湖南邵阳·二模)小李同学在探究通电螺线管外部磁场的方向。
(1)小李首先在螺线管的玻璃板上均匀撒上铁粉,通电后轻敲玻璃板铁粉分布如图甲,发现通电螺线管的外部磁场与________磁体的磁场相似;
(2)图乙是小李同学根据甲通电螺线管作出的电路图,闭合开关后,小磁针如图乙所示。请在a点作出这条磁感线的方向(用箭头表示);
(3)利用图乙电路继续验证通电螺线管两端的极性与电流方向的关系,下列操作可行的是________。
A.增加一节干电池 B.对调干电池的正负极 C.增加螺线管线圈的匝数
14.(2026·海南省直辖县级单位·模拟预测)小海用螺线管、小磁针、电源、开关和导线来探究通电螺线管外部磁场的方向。
(1)小海将小磁针置于螺线管周围不同位置,在螺线管未通电时,小磁针N极所指的方向是________(填“南方”或“北方”);
(2)如图所示,给螺线管通电后,通电螺线管的左端是________极,小磁针的指向如图所示,黑色部分为________极;
(3)调换电源的正、负极,闭合开关,小磁针的N、S极反转,说明通电螺线管外部的磁场方向与___有关;
(4)若想增强通电螺线管的外部磁场,使实验效果更明显,可采取的方法是:_____。
15.(2026·云南玉溪·一模)在探究通电螺线管外部磁场分布的实验中:
(1)在装有螺线管的玻璃板上均匀撒满铁屑,通电后铁屑分布无明显变化,这时需_________(填写操作方法)玻璃板,再观察铁屑的排列情况。
(2)铁屑排列如图甲所示,说明通电螺线管外部的磁场与___________磁体的磁场相似。
(3)对调螺线管所接电源的正负极,闭合开关后小磁针指向与原来相反,说明通电螺线管的磁场方向与___________方向有关。
(4)如图乙所示的两个通电螺线管会相互___________(选填“吸引”或“排斥”)。
16.(2026·山东济南·一模)小明用图甲所示的装置探究“通电螺线管外部的磁场分布特点”。
(1)他将螺线管安装在一块有机玻璃板上,连入电路中。在板面上均匀地撒满铁屑,______,并轻敲玻璃板面,观察到_____________,进而可知:通电螺线管周围存在磁场;
(2)为了研究磁场的方向,他在螺线管周围放置了一些能自由转动的小磁针(小磁针涂黑的一端为N极),小磁针静止时的指向如图乙所示,则图乙中通电螺线管左端为______(选填“N”或“S”)极;
(3)小明将电源正负极对调后再次闭合开关,发现小磁针偏转方向与原来相反(如图丙),说明通电螺线管外部磁场方向与______方向有关;
(4)接下来,他用图丁所示电路探究“电磁铁磁性强弱的影响因素”。
①根据图丁可判断,此时铁钉乙的上端为______(选填“N”或“S”)极;
②小明观察到甲、乙两铁钉所吸引的小铁钉的数量几乎相同,便得出结论:电磁铁磁性的强弱与线圈匝数的多少无关;你认为他的做法是否合理?若合理,请说明理由;若不合理,请给出进一步的操作建议:___________。
10 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
17.(2026·云南大理·模拟预测)小明用如图所示的实验装置探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”。
次数
AB棒在磁场中的运动情况
是否有感应电流
1
静止
无
2
左右运动
有
3
上下运动
无
(1)实验中通过观察______来判断电路中是否有感应电流产生;
(2)闭合开关,导体AB左右运动,电路中有感应电流产生,若保持AB棒运动方向不变,仅将磁体N、S极对调,是为了探究感应电流方向与______的关系;
(3)实验现象如上表所示,可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______运动,据此原理可以制成______(选填“发电机”或“电动机”)。
18.(2026·河南洛阳·一模)西西用如图所示的实验装置探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”。
次数
AB棒在磁场中的运动情况
是否有感应电流
1
静止
无
2
左右运动
有
3
上下运动
无
(1)实验中通过______来判断是否有感应电流产生。
(2)闭合开关,进行多次尝试,记录的实验数据如上表所示。可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______运动。
(3)闭合开关,若导体AB不动,向右移动磁体,电路中______(选填“有”或“无”)感应电流产生。
(4)感应电流的方向可能与磁场方向和导体切割磁感线运动的方向有关,为了探究感应电流的方向与磁场方向的关系,应该进行的操作是______。
19.(2026·山西大同·一模)大同风能资源丰富,是打造“算力之城”的核心绿色能源之一。图甲所示为某种风力发电机,主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成,其简化结构如图乙。
创新小组想探究影响风力发电机发电功率的因素有哪些,小组成员提出了如下猜想:
猜想一:可能与扇叶的长度有关:
猜想二:可能与扇叶的倾斜角度有关;
针对以上猜想,小组成员将电压表接在小型发电机模型输出电能导线两端,用吹风机来模拟自然风,通过调节扇叶与风向的夹角θ,利用形状相同、长度不同的扇叶进行实验,通过多次实验得到下表数据:
实验序号
扇叶长度/cm
扇叶与风向的夹角θ
电压表示数/V
1
10
45°
1.2
2
15
45°
1.3
3
20
45°
1.8
4
10
30°
0.5
5
10
60°
0.8
(1)扇叶产生的动力通过传动系统传递给发电机,利用______原理进行发电;
(2)实验中是通过______来反映风力发电机发电功率大小的;
(3)根据表格数据,可以得到结论:______。
20.(2026·北京·一模)如图所示,是探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件的装置,导体AB、开关、灵敏电流计用导线连接组成电路,导体AB悬挂于蹄形磁体的磁场中,请回答下列问题:
(1)闭合开关,当导体AB在磁场中静止时,电路中__________(选填“能”或“不能”)产生感应电流。
(2)闭合开关,保持磁体的N、S极位置不变,让导体AB在磁场中水平向左运动,观察到灵敏电流计的指针向右偏转;让导体AB在磁场中水平向右运动,观察到灵敏电流计的指针向左偏转。根据以上现象,请你提出一个可探究的科学问题:_________。
(3)本实验原理可应用于__________(选填“电动机”或“发电机”)。
1.(2026·江苏南京·模拟预测)小明用如图甲所示电路,测量标有“2.5 V”字样小灯泡的电阻。现有器材:电源、电流表、电压表、滑动变阻器(20 Ω 2 A)、开关和若干导线。
(1)请用笔画线代替导线将图甲实物图电路连接完成;
(2)小明闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,当电压表示数为时,电流表示数如图乙,大小为__________A,为测量小灯泡正常发光时的电阻,滑片P要向__________滑动;
(3)根据实验数据,分别画出小灯泡和滑动变阻器的图像,如图丙所示,根据图像可知:小灯泡正常发光的电阻为_________Ω。
(4)为了测量额定电流为的小灯泡正常发光时的电阻,小华设计了图丁所示的电路,定值电阻的阻值为,电源电压恒为(、、已知,且满足测量要求)。
①将滑动变阻器的滑片移至阻值最大端;
②闭合、,断开,调节滑片,使电压表示数为_________时,小灯泡正常发光;
③共同完成上述操作后,小明和小华分别只进行了以下一步操作。
小明:保持滑片不动,断开,闭合、,读出电压表的示数。
小华:保持滑片不动,闭合、、,读出电压表的示数。
综合以上信息,对小明、小华的方案能否测量出小灯泡正常发光时的电阻进行评价_________(填字母)。
A.只有小明的方案可行 B.只有小华的方案可行
C.两人的方案都可行 D.两人的方案都不可行
2.(2026·辽宁鞍山·一模)小明做测量“小灯泡正常发光时电阻”的实验,电源电压恒为3V,小灯泡的额定电压为2.5V。开关、滑动变阻器、电流表、电压表各一个、导线若干。
(1)如图甲所示电路,经检查发现有一根导线连接错误。请在错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确。
(2)正确连接电路后进行实验,闭合开关S前,滑动变阻器的滑片移到最___________端。闭合开关,改变滑片的位置进行实验,并记录数据。小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为__________(小数点后保留一位小数);他继续向左移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为3 V时,小明根据所学知识,计算出小灯泡的实际功率可能为___________W(选填“0.9”、“1.0”或“1.08”)。
(3)小明又将小灯泡换成定值电阻进行多次实验,记录多组数据,小明根据收集的数据绘制出的图像如图丙所示,则___________图线是小灯泡的图像。图像中A、B两点电阻的大小关系为__________(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
(4)小明又设计了一个测量未知电阻阻值的电路,如图丁所示,已知变阻器的最大阻值为,电源电压恒定但未知,实验步骤如下:
①闭合开关S,当变阻器滑片P在a端时,电压表的示数为1.5V;
②闭合开关S,当变阻器滑片P在b端时,电压表的示数为4.5V;
③根据实验测得的数据可知___________。
3.(2026·陕西西安·三模)在“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验中,小灯泡额定电压为2.5V,电源电压为4.5V,滑动变阻器标有“20Ω;1A”字样。
(1)连接电路时,开关应__________,试触时发现,电压表无示数,电流表有示数,小灯泡发光,则电压表发生了__________故障。
(2)纠正错误后继续进行实验,移动滑动变阻器滑片,电压表示数为2.5V时,电流表示数为0.2A,小灯泡正常发光时的电阻为__________。
(3)利用原有电路,将小灯泡替换为定值电阻(5、10、15、20、25各一个)探究电流和电阻关系,为了能完成实验,可以控制电压表示数为__________(填写选项字母)。
A.1.7V B.2.2V C.2.7V
4.(2026·河北沧州·二模)小华同学按照图甲所示的电路图测量小灯泡在不同电压下的电阻。已知小灯泡的额定电压为2.5V、电源电压恒为4.5V。
(1)连接电路时,开关应处于______状态;
(2)如图甲是小华连接的实验电路,经检查发现其中有一根导线连接有误。请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法(导线不得交叉);
(3)电路问题排除后,闭合开关并移动滑片,眼睛应观察______(选填“电流表”或“电压表”),直到灯泡正常发光,读出电流表的示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻______Ω;
(4)小华根据实验数据绘制出小灯泡的关系图像并分出6块区域,面积分别为,他有了新的发现与收获:
①小灯泡的电阻随着两端电压的增大而______(选填“增大”“不变”或“减小”);
②当电流为时,小灯泡的功率可以用图丙中的面积______表示(用图中字母、、、、或表示);
(5)【拓展】做完实验后,小华看到实验台上有一个定值电阻,上边的数字模糊不清,小华想测出它的阻值,可是发现电压表已损坏,经过小组讨论设计了如图丁中的①和②所示的电路图,小华认为利用前面的数据和这两个电路图,都能测出的阻值。你认为能测出阻值的电路图是______。
5.(2026·广东深圳·二模)小布查阅资料得知,常用白炽灯约将10%电能用来发光,其余的用来发热。于是他设计如图电路,将”测小灯泡电功率实验”和“电流热效应实验”一并探究。图中甲乙丙烧杯中连接着小灯泡且密封等量空气,灯泡额定电压均为2.5V,电阻。
(1)正确连接电路后,闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图。为使甲灯正常发光,则变阻器滑片应向______(选填“左”或“右”)侧滑;
(2)灯泡甲正常发光时,电流表示数如图,则灯泡甲的额定功率为______W;
(3)若要探究电热与电阻的关系,则应观察______两个装置中U形管液面变化情况;
(4)观察甲和乙两个装置中U形管液面变化情况,是为了电热与______的关系。根据灯泡丁的作用可知,灯泡丁与灯泡乙的阻值______(选填“必须”或“不一定”)相同。
6.(2026·山东济宁·一模)同学们测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率。
(1)实验前,电流表指针位置如图甲所示,应对电流表进行________;
(2)同学们连接的电路如图乙所示,经检查发现A、E两点间的导线连接错误,应改接到________两点之间;
(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光,继续调节滑动变阻器,使电压表示数低于、略高于小灯泡的额定电压。实验数据和现象记录如下表,表中a处的数据为________;
实验次数
小灯泡两端的电压U/V
通过小灯泡的电流I/A
小灯泡的亮度
1
a
0.30
正常发光
2
2.0
0.26
较暗
3
3.0
0.32
较亮
(4)分析表格中的信息可知小灯泡的额定功率为________W。某同学通过计算不同电压下小灯泡电功率的平均值来减小误差,这种做法是________(选填“正确”或“错误”)的。
7.(2026·江苏无锡·一模)小王同学要测定额定电压为3.8V的小灯泡正常发光时的电阻,他选择了一些器材进行实验,其中电源电压为4.5V恒定,滑动变阻器R上标有“20Ω,1A”字样。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整。(要求滑片P向右移动时,灯泡变亮)
(2)小王继续进行实验,调节滑动变阻器的滑片,当电压表示数为3.8V时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,小灯泡正常发光时电阻为________Ω。
(3)完成实验后,小王还想探究“导体中的电流与电阻的关系”,他选取了10Ω、20Ω、40Ω的定值电阻,利用上述器材探究。为了使三个电阻单独接入电路都能完成实验,他应控制定值电阻两端的电压不低于________V,通过实验数据可以得出的结论是:电压一定时,导体中的电流与电阻________。
(4)实验结束后,小王没有用电流表,又多用了一个滑动变阻器(最大阻值用表示),他设计如图丙所示电路,测出了额定电压为的小灯泡的额定功率,请补全下列步骤:
①闭合开关S,先调节滑动变阻器的滑片到最左,再调节滑动变阻器的滑片,直到电压表的示数为时为止,小灯泡正常发光。
②接着保持滑动变阻器的滑片不动,调节滑动变阻器的滑片到最右端,读出这时电压表的示数为。
③小灯泡的额定功率表达式________(用含、、的字母表示)。
(5)学习电学知识后,小梁想自制几个定值电阻,她找到一卷规格为的镍铬合金丝(无绝缘表层),截取了长度为0.4m、0.8m、1.2m的三段,对应阻值为4Ω、8Ω、12Ω,再分别将它们绕成螺旋状后,两端缠绕在接线柱上固定,如图戊所示。接下来,她对制作的电阻进行了测量检验,发现测量值均偏小,且有的偏差较大,原因可能是________。
8.(2026·安徽滁州·一模)小华同学在“测定小灯泡电功率”的实验中,提供的器材有:电压恒为6V的电源,额定电压为2.5V(灯丝电阻约为10Ω)的待测小灯泡,电流表,电压表,滑动变阻器,开关和导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整,要求:滑动变阻器的滑片向左移动时,小灯泡变亮;
(2)小华同学闭合开关,移动滑片,发现电压表的示数如图乙所示,为了测量小灯泡的额定功率,此时应将滑动变阻器的滑片向_________(选填“A”或“B”)端移动;
(3)根据实验测得的数据,绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图像如图丙所示,分析图像可知,小灯泡的额定功率为_________W;
(4)小华继续实验,设计了下列四种测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率的电路。电路中有阻值已知的定值电阻R,电源电压恒定但未知,滑动变阻器的最大电阻未知,在不拆改电路的前提下,能够测出小灯泡额定功率的电路是_________。
A. B.
C. D.
9.(2026·河北邯郸·模拟预测)在“探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”的实验中。某兴趣小组猜想:电流通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关。于是他们利用如图所示装置进行实验,甲、乙、丙三个装置的透明容器中各有一段电阻丝,容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。
(1)利用U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化,这种方法称为_________;此实验还用了另一种实验方法_________;(以上两空选填“控制变量法”或“转换法”)
(2)要探究电热与电阻的关系,应选用________组合,并将它们__________接到电源两端进行实验;
(3)选用乙、丙组合,串联接到电源两端进行实验,在通电时间相同的情况下,发现乙装置U形管中液面高度变化大,由此可得到的结论是:在电阻相同、通电时间相同的情况下,________,产生的热量越多。
10.(2026·辽宁抚顺·一模)下面是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验:
(1)如图甲所示的电路中,两个透明容器中密封着___________的空气。通电一段时间后,通过观察U形管液面的___________可判断电流通过导体时产生热量与___________的关系。
(2)如图乙所示电路中,探究电流产生的热量与___________的关系,右侧容器内电阻丝的阻值应为___________,右侧容器外并联的电阻丝起到的是___________(填“分流”或“分压”)作用。
(3)将图乙右侧容器外并联的电阻丝也放入右侧容器内,通电一段时间后,你认为___________(填“左侧”或“右侧”)容器中电阻丝产生的热量多。
11.(2026·山东济南·一模)如图甲所示是小辛用铁屑和小磁针探究“通电螺线管外部磁场的方向”的实验装置。
(1)如图乙所示,小辛同学在用铁屑探究螺线管外部磁场分布时,经历了以下步骤:①轻敲有机玻璃板,观察铁屑分布;②将铁屑均匀撒在有机玻璃板上;③闭合开关。三个步骤合理的顺序是_______(填序号);
(2)小辛观察碎铁屑的分布情况后推测通电螺线管外部的磁场与______磁体的磁场相似。
(3)然后他把小磁针放在螺线管四周不同的位置,通电后,小磁针分布如图丙所示,发现通电前后最左侧和最右侧两个小磁针未发生明显偏转,此时的螺线管可能是向_____(选填“南北”或“东西”)方向放置的;
(4)根据图丁中小磁针静止时的指向,在括号中标出电源左端的极性;
(5)未来,科学家想研究月球是否也像地球一样是一个磁体,在月球科研站内将小磁针放在不同位置,若观察到_______现象,则说明月球也是一个磁体。
12.(2026·江西上饶·二模)为了探究电与磁的关系,小华做了如下两个实验探究。
(一)用如图甲所示实验装置来探究通电螺线管周围的磁场;
(1)把小磁针放在螺线管四周不同的位置,通电后发现小磁针的指向如图甲所示,说明通电螺线管周围的磁场跟___________磁体的磁场相似,图中___________(选填“左”或“右”)端是螺线管的N极。
(2)对调电源的正负极,重复上述实验,发现小磁针的指向与之前相反,说明通电螺线管的极性跟___________有关。
(二)如图乙所示是“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置,用棉线将一段导体ab悬挂起来,放置于蹄形磁体的磁场中,再用导线把导体ab和灵敏电流计(电流表)连接起来,组成了闭合电路。
序号
磁体(磁极)放置方式
导体ab运动情况
电流计指针偏转情况
1
上N下S
静止
不偏转
2
竖直向上运动
不偏转
3
竖直向下运动
不偏转
4
上N下S
向左运动
向右偏转
5
向右运动
向左偏转
6
上S下N
向左运动
向左偏转
7
向右运动
向右偏转
(3)在老师的指导下,兴趣小组对实验方案进行完善后,观察到的现象如表所示,由此可知:闭合电路的一部分导体在磁场中做___________运动时,电路中会产生感应电流。
(4)比较第4、5(或6、7)次实验可以得出:导体中产生感应电流时,感应电流的方向与___________方向有关。比较第4、6(或5、7)次实验可以得出:导体中产生感应电流时,感应电流的方向与___________方向有关。
(5)利用这一原理,人们在生产生活中制成了___________。
13.(2026·云南昆明·一模)校园科技节开展“制作简易直流电动机模型”的实践活动,如图是小明制作与实践的过程:
(1)在图甲所示电路中闭合开关,通电线圈在______中受力而转动,但线圈无法持续转动。
(2)为了让线圈能持续转动,如图乙所示,在外部加装了换向器,该装置能使线圈刚转过平衡位置时,自动改变线圈中的______方向。
(3)小明利用漆包线、金属支架、强磁体、电源等器材完成了如图丙所示的模型组装。如图丁所示,制作线圈时,他将线圈一端漆皮全部刮除,另一端只刮半周,这样操作后能使线圈持续转动。图丙和图乙中线圈持续转动的原因是______(选填“相同”或“不相同”)的。
(4)下列两种设备与电动机原理相同的是______(选填“A”或“B”)。
A.动圈式话筒 B.扬声器
14.(2026·云南曲靖·一模)某小组同学在探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”实验中,所用器材有:蹄形磁体、灵敏电流计、导体棒各一个,导线若干。
(1)如图(a)组装器材,当导体棒AB在磁场中沿不同方向运动时,观察的现象如表:
实验次数
1
2
3
4
导体棒运动方向
水平向左
水平向右
竖直向上
竖直向下
灵敏电流计指针
向右偏转
向左偏转
不偏转
不偏转
①分析上述表格,小明同学得出:导体在磁场中水平运动是产生感应电流的条件。小红提出了质疑,她将蹄形磁体竖直放置,导体棒AB水平运动,灵敏电流计指针没偏转,说明导体在磁场中水平运动______(选填“是”或“不是”)产生感应电流的条件;
②如图(b)所示,如果把磁感线想象成一根根实实在在的线,把导体棒想象成一把刀,则可将“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”表述为:闭合电路的一部分导体,在磁场中做______运动时,导体中就会产生感应电流;
(2)人们根据该实验结论制造了发电机。如图(c)所示是实验室用的手摇发电机,通过摇把带动线圈在磁场中转动。
①用手摇发电机研究感应电流大小的变化:将小灯泡与手摇发电机连接起来,摇动摇把发现小灯泡发光,随着摇动速度逐渐增大,小灯泡的亮度逐渐增加。该现象说明发电机线圈转速越大,产生的感应电流______;
②把小灯泡换成红、绿两个发光二极管(发光二极管具有单向导电性),用二极管的发光来显示手摇发电机中感应电流的方向。则两个发光二极管的连接方式应是:______。
A.极性相同地串联 B.极性相反地串联 C.极性相同地并联 D.极性相反地并联
15.(2026·河南郑州·一模)如图甲,游乐园里有一块能发电的地板,当游客在上面跳跃时,地板下的小灯泡便会一闪一闪的,很是有趣。小平通过查阅资料了解到这是电磁感应现象,于是和同学们一起设计实验,利用图乙中的器材探究小灯泡中感应电流产生的原因。
(1)实验时,小平通过观察_________来判断电路中是否产生感应电流。
(2)小平进行了如图丙所示的5次操作,其中能产生感应电流的是__________(选填所有符合要求的操作序号)。
(3)完成实验后,小平认为实验现象不太明显,请你提出一条改进措施:_________。
(4)游乐园发光地板的主要结构由磁体和线圈构成,如图丁所示。小平与同学们用学到的知识分析其原理,认为当踩踏地板时,线圈相对于磁体______,产生感应电流,使小灯泡发光。
1.(2025·江苏南京·中考真题)现要测量两个小灯泡L1、L2正常发光时的电阻。
(1)图甲是用“伏安法”测量L1(U额=2.5V)正常发光时电阻的实物电路。
①用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整(导线不允许交叉)____;
②闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表指针几乎不动,电压表指针明显偏转,故障原因可能是小灯泡_______ (选填“断路”或“短路”);
③排除故障后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为________Ω(精确到0.1)。
(2)为了测量额定电流为I0的小灯泡L2正常发光时的电阻,小明和小华设计了图丙所示的电路,定值电阻的阻值为R0,电源电压恒为U。(I0、R0、U已知,且满足测量要求)
①将滑动变阻器R的滑片移至阻值最大端;
②闭合S、S1,断开S2,调节滑片P,使电压表示数为___________ 时,小灯泡正常发光;
③共同完成上述操作后,小明和小华分别只进行了以下一步操作。
小明:保持滑片不动,断开S1,闭合S、S2,读出电压表的示数。
小华:保持滑片不动,闭合S、S1、S2,读出电压表的示数。
综合以上信息,对小明、小华的方案能否测量出小灯泡正常发光时的电阻进行评价_____ (填字母)。
A.只有小明的方案可行 B.只有小华的方案可行
C.两人的方案都可行 D.两人的方案都不可行
2.(2025·陕西·中考真题)如图甲所示,是小明做“测量小灯泡的电阻”的实验装置,小灯泡的额定电压为2.5V,电源为两节新干电池且电压保持不变。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中的电路补充完整;(要求滑动变阻器的滑片向右移动,小灯泡变亮)
(2)连接电路前,发现电流表的指针没有指在零刻度线处,接下来应该对电流表进行___________;连接好电路,闭合开关后,发现电流表无示数,电压表示数为___________V,则故障可能为小灯泡断路;
(3)排除故障后进行实验,移动滑动变阻器的滑片,得到数据如下表:
实验序号
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
1.0
0.16
2
0.20
3
2.0
0.22
4
2.5
0.25
①第2次实验时,电压表的示数如图乙所示,为___________V;
②小灯泡正常发光时的电阻为___________Ω;
③小组的同学认为应该将测出的电阻的平均值作为小灯泡的电阻,这种想法不可行的原因是___________;
(4)小明发现在移动滑动变阻器滑片的过程中,小灯泡的亮度也会发生变化,查阅资料得知,小灯泡的亮度与实际功率有关,若想探究小灯泡亮度与实际功率的关系,除了表中记录的数据外,实验表格中还需添加的两列表头是___________、___________。
3.(2025·四川绵阳·中考真题)小灯泡工作时的电阻会随着温度升高而增大,为测量额定电压为2.0V的小灯泡正常发光时的电阻,某同学用两节干电池、两个电压表、滑动变阻器和阻值为1.0Ω的定值电阻等器材,连接成如图甲所示的电路进行实验。
(1)正确连接电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑到最_______(选填“左”或“右”)端;
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,发现灯泡始终不亮,两个电压表示数相等且不为零,若电路中只有一处故障,则故障可能是________;
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器,使一个电压表的示数达到2.0V,另一个电压表的示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为________Ω;
(4)将直接与灯泡并联的电压表示数记为U1,另一电压表示数记为U2,当滑动变阻器的滑片从最右端向最左端移动的过程中,以下U2与U1的变化关系图像可能是________。(选填序号)
A. B.
C. D.
4.(2025·山东德州·中考真题)在用电流表和电压表测量小灯泡电阻的实验中,电源电压为3V,待测小灯泡L的额定电压为2.5V,正常发光时阻值约为8Ω。
实验次数
电压U/V
电流I/A
灯泡发光情况
1
1.5
0.24
较暗
2
2.5
0.30
正常发光
3
2.8
0.32
较亮
(1)请用笔画线代替导线将图甲电路补充完整(导线不得交叉)______;
(2)闭合开关,移动滑片P至某位置,电压表示数如图乙所示,为______V。为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向______(选填“左”或“右”)端滑动;
(3)多次实验后,实验数据如表所示,可知小灯泡L正常发光时的阻值为______Ω(结果保留一位小数);
(4)根据表中数据可推测闭合开关前小灯泡阻值可能为______;
A.0Ω B.3Ω C.6.3Ω D.10Ω
(5)根据表中数据,可得小灯泡正常发光时的电功率为______W。结合实验数据和发光情况,可知小灯泡的亮度取决于其__________。
5.(2025·四川眉山·中考真题)在测量小灯泡发光时的电阻实验中,小灯泡的额定电压为,电源电压恒为。
(1)如图甲所示电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于___________(选填“左”或“右”)端;闭合开关,移动滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示,此时灯泡两端的电压为___________V。
(2)根据实验测得的数据,作出小灯泡的图像如图丙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为___________;进一步分析发现,小灯泡的电阻在发生变化,原因是小灯泡电阻随___________的改变而改变。
(3)另一组同学在没有电流表的情况下,测量另一只额定电压为的小灯泡的额定功率,设计了如图丁所示的电路,电源电压恒为,滑动变阻器最大阻值为。实验步骤如下:
①闭合开关和,断开,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为___________V,这时小灯泡正常发光;
②闭合开关和,断开,保持①步骤中滑动变阻器滑片的位置不变,此时电压表示数为;
③小灯泡的额定功率___________。
6.(2025·福建·中考真题)用伏安法测量额定电压为2.5V小灯泡的电阻,实验装置如图甲。
(1)用笔画线代替导线将图甲电路连接正确;
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于最______端;
(3)闭合开关,定向移动滑片P,发现电表指针示数忽大忽小,且变化幅度较大。经检查,故障只发生在滑动变阻器,故障的原因可能是______;
A.滑动变阻器短路 B.滑动变阻器的滑片P与电阻丝接触不良
(4)排除故障,继续实验。实验小组设计如下表格并记录部分实验数据:
实验次序
1
2
3
4
5
电压U/V
0.9
1.3
1.7
2.1
2.5
电流I/A
0.20
0.22
0.28
0.30
电阻R/Ω
4.5
5.9
7.5
电阻平均值/Ω
①电压表示数为1.7V时,电流表示数如图乙所示,读数为______A;
②小灯泡正常发光时电阻为______Ω;(保留一位小数)
③表格中设计不合理的一项是______,原因是______。
7.(2025·黑龙江哈尔滨·中考真题)为了测量标有“12V”汽车灯泡的额定功率,提供给小莹同学的器材有:学生电源(电压恒定不变)、电压表(0~3V,0~15V)、电流表(0~0.6A,0~3A)、最大阻值为6Ω的滑动变阻器和开关各一个,导线若干。
(1)如图甲,小莹想连好最后一根导线就闭合开关进行实验,请你用笔画线代替导线连接实物图;
(2)小莹连接完电路,刚闭合开关就观察电流表、电压表,示数如图乙所示,则电流表示数为______A,电压表示数为______V;
(3)接下来小莹边思考边实验,当滑动变阻器的滑片恰好在中点(此时滑动变阻器连入电路阻值为3Ω)时,灯泡正常发光。判断灯泡正常发光的方法是______,灯泡的额定功率为______W。请在虚线框中画出灯泡正常发光时的电路图______。
8.(2025·四川巴中·中考真题)实验室里有一小灯泡的铭牌模糊不清,只能看清小灯泡的额定电流,为了测出该小灯泡的额定功率,小明和小王分别设计了两种不同的测量方案,请你帮助完善。
(1)方案一:请用笔画线代替导线帮小明补全甲图的实物电路_____。(要求:只连一根导线且不交叉)
(2)甲图中,闭合开关前,滑片P应位于______(选填“A”或“B”)端。
(3)当滑动变阻器的滑片位于某位置时,电流表的示数为0.2A,为了测出小灯泡的额定功率,应向______(选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片。
(4)当电流表的示数为0.3A时,电压表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为______W。
(5)方案二:
小王同学设计了如图丙所示的电路图,电源电压不变,和为滑动变阻器,的最大电阻为,实验步骤如下:
①闭合开关S和,断开,调节,使电流表的示数为0.3A;
②保持不变,闭合开关S和,断开,调节,使电流表的示数仍为0.3A;
③保持不变,接着将的滑片P调至最左端,记下电流表的示数为,再将的滑片P调至最右端,记下电流表的示数为,则小灯泡额定功率的表达式______(用、、、表示)。
9.(2025·黑龙江齐齐哈尔·中考真题)实验小组进行“测量小灯泡的电功率”实验。现有器材:小灯泡,额定功率约为)、电压为且保持不变的电源、标有“”字样的滑动变阻器、开关、电流表、电压表、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物连接完整;(导线不允许交叉)
(2)①小明检查电表量程的选择和电路的连接都无误后。闭合开关,将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处,开始实验。小丽指出小明的实验操作存在错误,正确的操作应是:______;
②正确操作后,继续实验的过程中,电压表指针出现如图乙所示的情况。经检查只有滑动变阻器发生故障,则故障可能是滑动变阻器______(选填“断路”或“被短接”);
(3)排除故障后,继续实验,获取实验数据。当电压表示数为时,电流表表盘如图丙所示,通过计算可知,小灯泡L的额定功率为______W;
(4)完成实验后,小明设计了如图丁所示的电路,想要用原有的实验器材和定值电阻,在不使用电流表的情况下,测量该小灯泡的额定功率。请你帮助他完成实验方案:
①检查电路无误后,闭合开关S,将开关接,调节滑动变阻器的滑片直至电压表示数为______;
②保持滑片不动,再将开关接,读出电压表示数为;
③小灯泡L的额定功率______(用、、表示);
(5)小明找来了阻值为的定值电阻,按照该方案进行测量。你认为小明能否测出该小灯泡的额定功率?请说明你的判断依据:______。
10.(2024·山东日照·中考真题)小明在电学学习中,对电学的神奇和电能对人类生产生活产生的巨大影响深感敬畏,他通过下列实验对电学知识进行了进一步的探究。实验一:如图甲所示,在“探究电流与电阻关系”的实验时选用了如下器材:电压恒为6V的电源,阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻,电流表、电压表、开关、滑动变阻器各1个,导线若干。
(1)在检查电路时,他发现有一根导线连接错误,请你在答题卡的甲图中将连接错误的那条导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确______;
(2)要完成该实验,滑动变阻器应该选用以下哪种规格:______(填下列选项前的字母);
A.20Ω,0.5A B.40Ω,0.2A C.50Ω,1A
(3)改正电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑至最______(选填“左”或“右”)端。闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数较大;移动滑动变阻器的滑片,两表的示数无变化,可能是定值电阻发生______(填“断路”或“短路”);
(4)更换正常电阻后,A、B两同学根据各自的实验数据作出了如图乙所示的图像,分析图像,你认为______(选填“A”或“B”)同学的实验操作是错误的,他操作中的问题是:______;
(5)改正错误后,他们都正确完成了实验,并记录相关数据,描绘出合理的图像,据此得出结论:在电压一定时,______;
(6)实验二:为了探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关,设计了如图所示的实验装置(电源、开关未画出)。图丙是控制通过导体的电流和通电时间相同,探究______对产生热量多少的影响;图丁是控制导体电阻和通电时间相同,探究______对产生热量多少的影响。这两套装置进行实验的过程中都采用的研究方法是______。
11.(2025·江苏淮安·中考真题)“探究通电螺线管外部磁场的特点”的实验装置如图甲所示。
(1)在用铁屑探究螺线管外部磁场分布时,需要经历下列步骤:①轻敲有机玻璃板,观察铁屑分布;②将铁屑均匀撒在有机玻璃板上;③闭合开关。三个步骤合理的顺序是______(填序号);
(2)经过对铁屑分布的观察,发现通电螺线管外部磁场与______磁体周围磁场分布相似;
(3)把小磁针放在螺线管四周不同的位置,通电后,小磁针分布如图乙所示,发现通电前后A、B两个小磁针未发生明显偏转,此时的螺线管可能是向______(选填“南北”或“东西”)方向放置的;
(4)根据图丙中小磁针静止时的指向,在括号中标出电源左端的极性;
(5)未来,科学家想研究月球是否也像地球一样是一个磁体,在月球科研站内将小磁针放在不同位置,若观察到______现象,则说明月球也是一个磁体。
12.(2025·吉林长春·中考真题)在“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验中:
(1)如图甲所示,在嵌入螺线管的硬纸板上均匀地撒满铁屑,通电后,用手___________纸板,观察到铁屑有规则地排列。实验结果表明:通电螺线管外部的磁场与___________磁体的磁场相似。
(2)根据图甲中小磁针的N极指向,可知通电螺线管的左端为___________极。将电源的正负极对调,小磁针的N极指向也改变了,说明通电螺线管外部的磁场方向与___________方向有关。
(3)图乙是《事林广记》中所记载的“指南鱼”的复原图,“指南鱼”内部藏有磁石,能够指示南北方向,这是由于地球的周围存在___________。
13.(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
14.(2025·四川攀枝花·中考真题)小明用如图所示的实验装置做“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”实验,请在下列实验记录表格中,将观察到的实验现象补充完整。
序号
实验条件
电流表指针偏转情况
(1)
导体棒ab不动
不偏转
(2)
导体棒ab沿水平方向左右运动
______
(3)
导体棒ab沿ab方向前后运动
______
(4)
导体棒ab沿竖直方向上下运动
______
15.(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”)。
16.(2025·江西·中考真题)探究通电螺线管外部磁场的方向
某组同学通过探究,已了解通电螺线管的两端相当于条形磁体的两极,它们的极性可以用小磁针的指向来判定后,接着探究通电螺线管两端的极性由什么因素决定。
【猜想】
A.可能由螺线管的绕向决定
B.可能由电源正负极的接法决定
C.可能由螺线管中电流的方向决定
(注解:螺线管两接线柱和电源正负极的接法简称电源正负极的接法)
【证据】用___________将如图所示的器材连接成电路,把小磁针放在螺线管两端,闭合开关,观察并记录小磁针静止时极的指向、螺线管的绕向、电源正负极的接法、螺线管中电流的方向。如图所示,是本组同学用画图的方法呈现出的四次实验现象。
【解释】
(1)观察分析图甲、乙两图,螺线管的绕向相同,通电螺线管的同一端磁极___________;
(2)观察分析图甲、丙两图,电源正负极的接法相同,通电螺线管的同一端磁极___________;
(3)观察分析图___________两图,螺线管中电流的方向相同,通电螺线管的同一端磁极相同;
(4)分析以上证据可知,通电螺线管的极性由螺线管中___________决定,而不决定于___________,也不决定于___________。
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