内容正文:
初中物理中考常考电学实验巩固复习100题
一、电流和电路
1.小帆用如图所示的电路探究串联电路的电流规律,他利用两个完全相同的电流表、多个不同规格的小灯泡等器材,分别探究了流出L1的电流I1与流入L1的电流Iₐ的关系、流出L2的电流I2与流入L2的电流Ib的关系,实验数据如表1、表2所示。
[表1]
Iₐ/A
0.12
0.16
0.18
0.2
0.22
0.26
I1/A
0.12
0.16
0.18
0.2
0.22
0.26
[表2]
Ib/A
0.08
0.12
0.18
0.22
0.24
0.26
I2/A
0.08
0.12
0.18
0.22
0.24
0.26
(1)分析表1中的数据,归纳得出实验结论:______。分析表2中的数据,也可得到类似结论。
(2)基于以上的分析经过推理可以进一步得出结论:______。
2.小军和小亮在探究并联电路电流规律的实验中,设计了如图甲所示的实验电路图,并连接了如图乙所示的实验电路。
(1)在图乙所示的实验电路中,电流表是______(选填“串联”或“并联”)在被测电路中的。闭合开关S,电流表测量的是对应图甲中的______(选填“A”、“B”或“C”)点的电流;
(2)①小亮发现在图乙所示的电路中,只需移动一根导线,就可以测量另外一点的电流。请你画出一种改接的方法:在移动的导线上画“×”______;
②改接后电流表测量的是对应图甲中______(选填“A”、“B”或“C”)点的电流;
(3)下表是他们在实验中用两盏规格相同的灯泡得到的实验数据,、、分别表示通过A、B、C三点的电流。小军根据数据得出:在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。小亮认为不妥,原因是______。
0.16
0.16
0.32
3.同学们做“探究并联电路电流规律”的实验,用两节干电池串联做电源,连接了如图甲所示电路
(1)电路连接时开关应________,否则图甲电路连接完最后一根导线时会出现______(选填“”或“”)不亮,电流表______(选填“有”或“无”)示数的现象。
(2)若只改动甲图电路中一根导线就能使两灯并联,并且电流表测干路电流,请在要改动的导线上打上“×”号,并画出改动后的导线。
(3)为更方便地测出两支路的电流,小明找来一个单刀双掷开关,设计了如图乙所示的电路,当开关接“2”时,电流表可测通过______(选填“”或“”)的电流;那么当开关接“1”时,请判断电流表能否正常测量通过另一条支路的电流,并说明理由:__________。
4.为了探究并联电路中干路电流与各支路电流之和的关系,某同学利用两端电压不变的电源、两个规格不同的小灯泡、两个规格相同的滑动变阻器、开关和电流表各一个、导线若干,按照如图所示的电路进行实验,虚线框内有未画出的电路元件,实验中他将电流表依次接在A、B、C点,测量电流并记为IA、IB、IC。
(1)实验中的自变量是____,为了能多次改变自变量,实验中虚线框内电路元件应选择____。
(2)画出实验数据记录表格。
5.在“探究串联电路的电流特点”的实验中,小虹同学选用两个不同的小灯泡组成了如图甲所示的串联电路,然后用一个电流表分别接在a、b、c三处去测量电流。
(A)
(A)
(A)
0.16
0.15
0.14
(1)她先把电流表接在a处,闭合开关后,发现两灯的亮度不稳定,电流表的指针也来回摆动。故障的原因可能是( )
A.某段导线断开 B.某接线柱处接触不良
C.某灯泡被短路 D.电流表被烧坏
(2)她排除故障后,重新闭合开关。电流表的指针指示位置如图乙所示。则所测的电流值为______A。
(3)她测量了a、b、c三处的电流,又改变灯泡的规格进行了多次实验,其中一次实验的测量数据如上表所示,在分析数据时,她发现三处的测量值有差异。下列分析正确的是( )
A.可能是因为测量误差造成的
B.是因为没有对电流表调零造成的
C.串联电路中各处的电流本来就不等
D.电流从电源正极流向负极的过程中,电流越来越小
6.小阳设计了如图所示的电路,其中通过的电流用表示,通过的电流用表示,干路电流用I表示。探究:与并联时,干路电流等于两支路电流之和,即。
(1)实验中的自变量是________;
(2)画出实验数据记录表格_______。
7.小强在探究并联电路的特点时发现:当一条支路电阻发生变化时,其他支路上的小灯泡亮度并不发生变化。他推测:并联电路中,其他支路电阻不变,干路电流变化量等于电阻发生变化的支路电流变化量。请你利用稳压电源、1个定值电阻、1个滑动变阻器、开关、两块已调零的电流表和若干导线,协助小强设计实验,证明他的推测是正确的。请你完成以下两项任务:
(1)画出实验电路图;
(2)画出实验数据记录表。
二、电压和电阻
8.小东和小文利用如图所示的电路探究串联电路中用电器两端电压的关系。
U1/V
0.8
1.2
1.5
1.8
2.2
2.5
U2/V
0.8
1.2
1.5
1.8
2.2
2.5
小东操作的主要实验过程如下:
①断开开关,将滑动变阻器的滑片P放在阻值最大处,根据电路图连接实验电路;
②检查电路无误后,闭合开关,调整滑动变阻器的滑片P到适当位置,正确读出电压表V1与V2的示数,记录在实验数据记录表中;
③仿照上述步骤又进行了五次实验。实验数据如表所示。小东通过分析实验数据,得出结论:串联电路中各用电器两端电压相等。小文不同意小东的观点,提出了实验改进建议。请简述小文的实验改进措施(说出一条即可):___________。
9.利用两端电压不变的电源、三个电压表、两个定值电阻和、滑动变阻器、开关和导线若干,探究“和串联接入电路中,和串联两端的总电压与两端电压和两端电压之和是否相等。
(1)本实验的自变量是_________,改变自变量的操作方法是_________;
(2)画出实验电路图;
(3)画出实验数据记录表格。
10.在探究“串联电路的电压规律”时,小明同学进行了如下操作:
①断开开关,按如图所示的电路图连接电路;
②闭合开关,用电压表测出L1两端的电压U1,并记录数据;
③在测L2两端的电压时,小明同学为了节省实验时间,采用以下方法:断开开关,电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上,闭合开关,用电压表测出L2两端的电压U2,并记录数据;
④断开开关,将电压表并联在A、C两点之间,闭合开关,测出AC间的电压U,并记录数据。
(1)在拆改电路时,开关必须先______;
(2)小明用上面的方法能否测出L2两端的电压?______(选填“能”或“不能”)。为什么?______;
(3)方法改进后,分别测出AB、BC、AC间的电压记录在下表中。分析小明同学的实验数据,可以得出串联电路的电压关系的初步猜想是______(填写文字);
UAB/V
UBC/V
UAC/V
2.4
2.4
4.8
(4)小明想验证上述猜想,需要多测几组数据得出结论,可以进行的操作是______。
11.小兴用如图甲所示电路探究灯泡和组成的串联电路中,和两端总电压跟两端电压与两端电压之和有什么关系,实验中所用电源为电压可调的学生电源。
(1)实验中的自变量是______;
(2)某次实验中电压表的示数如图乙所示,则此时被测电压为______V;
(3)小兴主要的实验过程如下,请你把他的实验步骤补充完整;
①把学生电源两端的电压设置为一个合适的值,闭合开关,用电压表分别测量、和的大小并把测得的数据记录在表格中,断开开关;
②______,闭合开关,用电压表分别测量、和的大小并把测得的数据记录在表格中,断开开关;
③仿照步骤②再进行四次实验,把测得的数据记录在表格中;
(4)请你画出记录实验数据的表格_______。
12.实验桌上有如下器材:电池组一个、已调零的电流表一块、开关一个、导线若干、如图所示的实验板一块,实验板上固定着1~5号电阻丝,每根电阻丝旁边分别标注着它的材料、长度(L)、横截面积(S),已知:。请你选用上述器材,设计一个实验证明“导体的电阻跟导体的横截面积有关”。要求:
(1)画出实验电路图;
(2)补充实验步骤:
①将1号锰铜电阻丝按电路图连入电路,记录___________。
②闭合开关S,用电流表测量通过电阻丝的电流I,并记录。
③断开开关S,___________。闭合开关S,用电流表测量通过电阻丝的电流I,并记录该电阻丝横截面积S与电流I的数据。
(3)画出实验数据记录表。
13.小科想探究食盐水的电阻与哪些因素有关。他猜想食盐水的电阻可能跟食盐水浓度、电极间距、电极面积和电极插入食盐水中的深度有关。
小科的实验过程如下:他用长方体水槽、浓度一定的食盐水、电源、滑动变阻器、电压表及电流表等器材进行了探究。实验电路连接如图所示(水槽中有食盐水),将电极M、N分别固定在水槽左右两侧。
(1)闭合开关,读出电流表和电压表的示数,再向水槽中添加一定质量的相同浓度的食盐水,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变。观察到电流表的示数变大了,可以得出容器中食盐水的电阻_________(选填“变大”“变小”或“不变”)。可以得出的结论是:食盐水的电阻与_________有关。
(2)小科再次向容器中加入一定量的水,降低容器内食盐水的浓度,结果发现容器内食盐水的电阻增大了,由此得出结论:食盐水的电阻与食盐水的浓度有关。你认为这个结论应该是_________(选填“可靠”或“不可靠”)的,原因是___________。
(3)小科还发现,使用相同浓度的热食盐水和冷食盐水做实验,电流表的示数不同。据此你还能提出可探究的科学问题是___________?
14.小刚利用如图所示的装置(电源电压保持不变),探究导体的电阻大小与哪些因素有关。a、b、c、d是四根金属丝,实验数据如表所示。请你解答以下问题:
金属丝
材料
长度l/m
横截面积S/m2
电流I/A
a
镍铬合金
1
0.5
0.7
b
锰钢合金
1
0.5
1.7
c
镍铬合金
1
1
1.4
d
镍铬合金
1
2
2.8
(1)实验中通过观察______来比较导体的电阻大小;
(2)分析______两根金属丝的实验数据,可得出的初步结论是:导体的电阻大小与导体的材料有关;
(3)将金属丝d对折后接入电路中,与金属丝d全部接入电路时对比,电流表示数变大了,由此得出结论:导体的横截面积越大,电阻越小。这种做法______(选填“正确”或“不正确”),理由是______。
15.小海在探究影响导体电阻大小的因素时,将不同的电阻丝分别连入如图所示电路的之间,实验中的部分数据如表所示。请回答下列问题:
导体代号
长度
横截面积
材料
A
1.0
0.2
锰铜
B
1.0
0.4
锰铜
C
1.0
0.6
锰铜
D
0.5
0.4
锰铜
E
1.5
0.4
锰铜
F
1.0
0.6
镍铬合金
(1)实验中导体的电阻大小用___________来反映;
(2)小海所做的___________两组实验是要探究导体电阻大小与导体材料是否有关;
(3)小海所做的三组实验中,电流表的示数逐渐变大,由此可得结论:___________。
16.小晨同学通过实验探究金属丝电阻的大小与某个预想因素是否有关,用如图所示的电路进行实验。用电路中电流的大小表示金属丝电阻的大小,电路中电流越小,说明金属丝电阻越大。闭合开关,用酒精灯给金属丝加热。在金属丝温度逐渐升高的过程中,观察到小灯泡变暗,电流表示数变小。请你根据小晨的实验现象,写出她所探究的问题:____________?
17.小宣做“探究导体电阻与导体长度的关系”的实验。他准备在如图中的A、B两点间接入待研究的电阻丝,电源两端电压恒定,忽略灯丝电阻随温度变化的影响,待用电阻丝的规格如下表。请回答下列问题:
序号
材料
长度
横截面积
1
碳钢合金丝
L
S
2
镍铬合金丝
L
S
3
镍铬合金丝
L
2S
4
镍铬合金丝
2L
S
(1)小宣若选择序号为1、2的两根电阻丝,则探究的是电阻与______的关系;
(2)实验中,导体的电阻大小通过观察______来反映,采用了______的研究方法。选择两根电阻丝接入电路,两次电流表指针均有偏转,但第二次的示数小于第一次的示数,说明第二次接入电路的电阻丝的阻值较______(选填“大”或“小”);
(3)小宣判断电阻大小的方法在物理学习中经常用到,以下研究过程能体现这种方法的是______(选填选项前的字母,只有一个选项正确)。
A.水压使水管中形成水流,类似的电压使导体中形成电流
B.借助电动机提升重物的高度反映电流做功多少
C.探究电流的大小与导体电阻的关系,应控制电阻两端的电压相同
18.小石探究灯丝电阻与温度的关系。所用器材有学生电源、灯泡RL、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、测温枪及导线若干,连接如图甲所示电路,记录数据如下表。
序号
1
19.1
0
0
2
20.2
0.7
0.20
3.5
3
21.7
1
0.22
4.5
4
23.6
1.5
0.26
5.8
5
25.7
2.1
6
28.1
2.5
0.32
7.4
(1)表格中第1组数据的电阻______(选填“等于”或“不等于”)。
(2)电路连接无误,闭合开关,为使滑动变阻器阻值变小,应将滑片P向______(选填“A”或“B”)端移动。
(3)第5次实验过程中,电流表的示数如图乙所示,则电流表的示数是______A,测得的______。
(4)每次测量时,小石先用测温枪测量了灯泡的温度(可以反映灯丝温度),如表中第一列数据。分析表格数据可得到:该灯泡灯丝电阻随温度升高而______。
三、欧姆定律
19.实验桌上有学生电源、滑动变阻器R“ ”、电流表和电压表各一块、开关一个,阻值分别为、、、、、的定值电阻和导线若干。小十选用这些器材,探究“导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体电阻的关系”。他的实验步骤如下:
①将电压表和电流表调零,断开开关S,按图所示的电路图连接电路,定值电阻选择,将滑动变阻器的滑片P调至阻值最大处。
②闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P使电压表的示数为,同时读出电流表的示数I,断开开关S,将定值电阻的阻值、电压表和电流表的示数记录在表格中。
③更换阻值稍大的另一定值电阻,闭合开关S,读出电流表的示数I,断开开关S,将实验数据记录在表格中。
④仿照步骤③,再进行4次实验,将实验数据记录在表格中。
请根据以上叙述回答下列问题:
(1)小十实验过程中存在的主要问题是:__________。
(2)小十将问题改正后继续实验,当他将阻值为的定值电阻替换的定值电阻接入电路后,应该调节滑片使滑动变阻器接入电路的阻值_________(选填“减小”或“增大”)。
(3)若要完成实验,小十需要将电源电压调节为不高于_________V。
20.同学们在“探究电流与电压的关系”实验中,用到器材:干电池两节、开关、电流表、电压表、定值电阻(阻值为5Ω、10Ω和15Ω各一个)、规格为“30Ω1A”的滑动变阻器、规格为“20Ω2A”的滑动变阻器、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整,要求当滑动变阻器滑片向右滑动时电流变小;
(2)电路连接后,闭合开关,发现无论怎样移动滑片,电压表的示数都接近3V且保持不变,电流表的示数几乎为0,则电路的故障可能是_______;排除故障后闭合开关,需多次改变_______(选填“A”或“B”)进行实验;
A.导体两端的电压 B.定值电阻的阻值
(3)小明测量并记录了几组电压和电流值,最后一次实验中电流表的示数如图乙所示,此时电流为_______A。由表数据可得出:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成_______;
电压
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流
0.10
0.20
0.30
0.40
(4)表中实验所用的滑动变阻器为______(选填“”或“”);若滑动变阻器坏了,可以用_______(选填“粗铜线”“细铅笔芯”或“橡胶棒”)替代滑动变阻器完成实验;
(5)图丙为同学们根据测得的三组实验数据绘制出的电流与电压关系图像,小明发现b组数据与a和c明显不同,导致该现象的原因是________。
21.物理探究合作小组已经知道“加在导体两端的电压越大,电流就越大。”他们为了进一步探究电流与电压之间的定量关系,进行了如下实验。(电源电压保持不变,定值电阻R的阻值为5Ω)
(1)连接电路时,开关应处于________状态;
(2)连接的电路如图甲所示,经检查有一根导线连接错误,请你在该导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线(导线不得交叉);
(3)检查电路时,发现电流表指针如图乙所示,接下来正确的操作是________(填序号):
①将电流表调零;②将电流表正负接线柱上的导线对换。
(4)正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,数据记录如表。其中第5次测量时的电压表示数如图丙所示,示数为________V;
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.1
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.22
0.30
0.40
0.50
0.56
(5)根据表中数据可初步得出结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成________。
(6)某同学用小灯泡代替电阻重复上述实验,发现无法得出(5)中的结论,原因是________(填序号):
①测量过程中存在误差;②小灯泡的电阻随温度变化而变化。
22.在“探究电流与电压的关系”实验中,滑动变阻器的规格是“10Ω 1A”。
(1)请用笔画线代替导线,将甲图中电路连接完整,要求滑片P向D端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大(连线时导线不允许交叉);
(2)小明排除故障后,移动滑片P到某一位置时电流表示数如乙图所示,此时通过电阻的电流为_________A;
(3)实验中测得多组数据,绘制出电阻R的图像如图丙所示:由图像可得:电阻一定时,电流与电压成_________;(选填“正比”或“反比”)
(4)许多实验需测量多组数据,下列实验中,多次测量的主要目的与本次实验相同的是_________(填字母);
A.测量物体的长度 B.探究杠杆的平衡条件 C.用伏安法测量定值电阻的阻值
(5)另一个小组在“探究电流与电阻的关系”实验时,更换了实验器材,进行的实验步骤如下:
①在电路中接入阻值为5Ω的定值电阻,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使得电压表示数为2.5V,记录电流表示数;
③将5Ω定值电阻更换为20Ω定值电阻再闭合开关,他们调节滑动变阻器的滑片P,发现电压表示数始终不能变为2.5V,下列原因中不可能的一项是_________。(填字母)
A.滑动变阻器最大阻值过小 B.所替换的定值电阻阻值过大
C.电源电压过低 D.控制不变的电压设定过低
23.为了探究“导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻是否成反比”,小石选择以下器材进行实验:电压可调节的电源,此时输出电压为,规格为“ ”的滑动变阻器,已调零的电压表(量程为)和电流表(量程为),阻值分别为、、、、、的定值电阻各一个,开关和导线。
(1)小石主要操作步骤如下:
①如图所示连接电路,将的定值电阻接入电路中。闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为,将和记录在表格中。
②断开开关,将电路中的定值电阻更换为,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片使__________,读出电流表的示数,将和记录在表格中。
③仿照步骤②,更换不同的定值电阻继续进行实验。
④当小石将电路中的定值电阻更换为后,闭合开关,发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片,都无法完成实验。
(2)在不改变电路连接和实验器材的前提下,为了完成六次实验且保证电路安全,可采取的措施(一种即可):使电压表取值范围在__________之间,或调节电源电压值,使其取值范围在__________。
24.小刚同学在探究“流过导体的电流跟导体电阻的关系”实验中,利用如图所示实验器材进行实验,其中电源电压恒为4.5V
(1)闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应置于________(选填“A”或“B”)端;
(2)小刚的主要实验步骤如下,请你将其补充完整:
①调节电阻箱的阻值R为5Ω,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P使电压表的示数U为3V,读取电流表的示数I,并将R、I记录在表格中。
②断开开关S,调节电阻箱R的阻值为10Ω,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P向________(选填“A”或“B”)端滑动,使电压表的示数U仍为3V,读取电流表的示数I,并将R、I记录在表格中。
③改变________的阻值,仿照步骤②再进行四次实验,并将相应的R、I记录在表格中。
(3)请你帮小刚设计实验数据记录表。
25.用图所示电路探究“电压一定时,电阻值增大,通过电阻的电流如何变化”实验器材有:干电池2节(串联使用电压为3V)、开关、滑动变阻器,电压表和电流表各一个,阻值为、、的定值电阻各一个,导线若干。
R/
5
10
15
I/A
0.40
0.20
0.14
(1)请将主要的实验步骤补充完整。
①选择电阻按照图连接电路,滑片P置于连入电路的最大阻值处;
②闭合开关,调节滑动变阻器滑片P至合适位置,观察到电压表示数为2V,记录电阻阻值和电流表示数;
③将电阻换成电阻后,将滑片P向_______(选填“A”或“B”)端移动,使_______,记录电阻阻值和电流表示数;
④再将电阻换成电阻,仿照③进行实验。
(2)实验数据如上表,分析数据可得出实验结论:_______
(3)在(1)的基础上,若想得出电流与电阻的定量关系,需要增加实验次数,可将、、的定值电阻分别连入电路,为了完成实验,滑动变阻器的最大阻值不得小于_________。
26.某同学用图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡L正常发光时的电阻,电源两端电压保持不变。
(1)闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应放置在______端。
(2)电路连好后,闭合开关S,发现灯泡L不亮,但电流表、电压表均有示数,接下来首先应进行的操作是______。
A.检查电路是否断路
B.更换小灯泡
C.移动滑动变阻器的滑片P,观察灯泡L是否发光
(3)正确完成上述操作后,应________________以确定灯泡L正常发光,电流表示数如图乙所示,此时灯泡L的电阻约为________Ω。(结果保留一位小数)
27.科学探究小组按照图甲所示的电路连接了电路图,测量定值电阻Rx的阻值。电源电压恒为6V,电流表的测量范围为0~0.6A,电压表的测量范围为0~3V,Rx的阻值约为8Ω,滑动变阻器有(a:“25Ω 2A”和b:“20Ω 0.2A”)两种规格。
(1)连接电路时,应选择的滑动变阻器是___________(选填“a”或“b”);
(2)正确连接导线后,滑片P移至某处,此时电压表示数为2.6V,电流表示数如图乙所示,本次测得Rx的阻值为___________Ω(精确到 0.1Ω);
(3)该探究小组还设计了如图丙所示的电路,利用阻值为R0的定值电阻和电流表等器材,测量Rx的阻值,经检查无误后进行实验。电源电压未知且保持不变,请将实验过程补充完整:
①只闭合开关S1,电流表的示数记为;
②___________,电流表的示数记为;
③用已知量R0和测量量、写出Rx的阻值表达式:___________。
28.小明用两节干电池、滑动变阻器、开关、导线、电压表和电流表,测量电阻的阻值,他连接了如图甲所示电路。
1.5
2.0
2.4
0.32
0.46
4.69
5.22
(1)小明连接的实物电路如图甲所示,小红指出小明连接的电路有一处错误,若闭合开关S,则电路中______表会无示数。请你在错接的导线上画“×”,然后用笔画线代替导线,画出正确接线______;
(2)小明改正了电路的错误连接后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于______端(选填“A”或“B”);
(3)正确连接电路后,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为2V时,电流表的示数如图乙所示,小明完成了实验数据记录的表格,根据表格数据可以得到电阻的阻值为______;
(4)若无电压表,小明用已知阻值为的定值电阻、两端电压保持不变的电源等器材,按图丙所示电路测量的阻值,主要步骤如下:
①开关接,闭合开关S,此时电流表示数为;
②开关接,闭合开关S,此时电流表示数为;
③电阻______。(用、和表示)
29.如图甲所示,小熊想测量正常工作电压为2.5V小灯泡的电阻,电源电压为4.5V。
(1)测量小灯泡电阻的原理是________(用公式表示);
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,某时刻电压表示数为2.2V,为使小灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片P向________(选填“左”、“右”)端移动,直到电压表示数为________V;
(3)小熊还测量了小灯泡在不同电压下的电流,并根据所测得的数据绘制了小灯泡的电流与电压的关系图像,如图乙所示,小灯泡正常发光的电阻为________Ω。分析图像还可以发现,灯泡的电阻是变化的,电阻变化的原因是________________。
(4)同组的小查认为,只将图甲中的小灯泡替换为一个定值电阻,其他实验器材不变,还能够完成“探究电流与电阻的关系”实验,你认为小查的看法________(选填“正确”或“错误”)。
30.某同学测量额定电压为2.5V的小灯泡L1正常发光时的电阻,电源两端电压恒定不变。
(1)他连接了如图甲所示的实验电路,闭合开关S后,移动滑动变阻器的滑片P,发现小灯泡L1不发光,电流表示数为零,但电压表有明显的示数。则电路故障可能是小灯泡L1________。(选填“短路”或“断路”)
(2)排除故障后,他闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P的位置,当小灯泡L1正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡L1正常发光时的电阻R1=________Ω。(结果保留一位小数)
(3)该同学想比较另一个额定电压为2.5V的小灯泡L2正常发光时的电阻R2与R1的大小关系。他断开开关S,保持滑动变阻器滑片P的位置不变,用L2替换L1,闭合开关S后,需要向B端移动滑片P才能使小灯泡L2正常发光。依据上述现象,可推断出R2________R1(选填“>”“=”或“<”),他继续完成了R2的测量后,验证了推断。
31.小华整理器材时发现一只铭牌模糊的滑动变阻器,他在不使用电压表的情况下,测出了该滑动变阻器的最大电阻值RX。电路设计如图所示,电源电压未知且恒定不变,R0为已知阻值的定值电阻。请把以下测量步骤补充完整:
①闭合开关S,当滑片P处于最左端时,电流表示数为I1;
②闭合开关S,当______________时,电流表示数为I2;
③则滑动变阻器的最大阻值RX为__________(用R0、I1、I2表示)。
32.小明要测量额定电压为2.5V的小灯泡L正常工作时的电阻,在实验桌上连接了如图甲所示的部分实验电路。定值电阻,电源两端电压不变。请回答下列问题:
(1)添加一根导线,完成图甲所示的实验电路的连接;
(2)正确连接电路后,请补充完成主要实验步骤。
①只闭合开关S和S1,调节滑动变阻器滑片P的位置,读出并记录电压表示数为2.5V;
②______________,读出并记录电压表示数(如图乙所示);
(3)计算出小灯泡L正常发光时的电阻______Ω。
33.小明利用电压表和阻值为的定值电阻,测量额定电压为的小灯泡正常发光时的电阻。他选择了满足实验要求的实验器材,设计的电路图如图所示。
(1)请补充主要实验步骤:
①按电路图连接电路,将滑动变阻器的阻值调到最大;
②闭合开关,、断开开关,移动滑动变阻器的滑片P,使_____,并记录;
③_____,记录电压表的示数为;
(2)小灯泡正常发光时的电阻_____。
34.小乐想利用两块电流表和阻值已知的电阻R0测量电阻Rx的阻值。小乐选择了满足实验要求的电源、电流表A1和A2,并连接好了实验电路,如图所示,闭合开关S1、S2读出电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2。
(1)电源电压表达式______;(用题中已知量和所测物理量符号表示)
(2)Rx的表达式______。(用题中已知量和所测物理量符号表示)
35.小明用稳压电源、电流表和电阻箱,测量未知电阻Rx的阻值,实验电路如图所示。
(1)请将实验步骤补充完整:
①电流表调零,断开开关S,按图连接电路,将电阻箱的阻值调到较大;
②闭合开关S,调节电阻箱阻值为R1,此时电流表示数为I1;
③再调节电阻箱阻值为R2,此时电流表示数为I2。
(2)用I1、I2、R1和R2表示Rx,则Rx =_________。
36.小丽要测量未知电阻的阻值,她利用符合实验要求的电源一个、已调零的电压表一块、滑动变阻器、电阻箱()各一个、开关两个、导线若干,小丽设计了如图所示的实验电路图,并写出了如下的实验步骤。请你将小丽的实验步骤补充完整。
①开关S1和S2均断开,按电路图连接电路,将滑动变阻器滑片P移到阻值最大端。
②只闭合开关________,调节滑动变阻器的滑片P到适当位置,记录电压表的示数U1;
③只闭合开关__________,_________,调节________,使电压表的示数仍为U1;
④记录此时电阻箱的示数,则待测电阻的阻值。
37.小阳同学利用滑动变阻器RP、电阻箱R、电压表、电压恒定的电源、开关等器材设计了测量电阻的实验电路,如图所示。
(1)请补充主要实验步骤:
①按电路图连接电路,将滑动变阻器的阻值调到最大端;
②闭合S1,______,记录电压表的示数U;
③闭合S1,______,使电压表的示数______;
④记录电阻箱的阻值R0;
(2)待测电阻的阻值Rx=______。(用测量量表示)
38.小明用电源、电压表、电阻箱和滑动变阻器等实验器材,测量标有“2.5V”字样的小灯泡的额定电功率。请将他的实验方案补充完整。
(1)将各开关均断开,按图连接好电路,将滑动变阻器滑片P调到阻值最大位置;
(2)闭合开关和,调节滑动变阻器滑片P的位置,___________,将数据记录在表格中;
(3)断开开关,闭合开关,保持滑动变阻器滑片P的位置不变,__________,并将相应数据记录在表格中;
(4)根据所测数据,写出小灯泡额定电功率的表达式:_________。
39.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___________、___________。
40.某兴趣小组按照图所示电路进行电学实验探究,其中为定值电阻,闭合开关S,通过调节滑动变阻器的阻值,测得表中实验数据。
实验次数
的示数/V
的示数/V
V的示数U/V
A的示数I/A
1
1.0
4.0
5.0
0.2
2
1.5
3.5
5.0
0.3
3
2.0
3.0
5.0
0.4
(1)分析表中数据,可归纳出串联电路中电压的规律是________;
(2)进一步对表格中电压表V1和电流表A的数据分析,可得出:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成________;的阻值为________Ω;
(3)将图中换成额定电压为3.8V的小灯泡,闭合开关,电压表V1的示数为3.2V,为使小灯泡正常发光,滑动变阻器的滑片应向________(选填“左”或“右”)移动。当电压表V1的示数为3.8V时,电流表A的示数如图所示,通过小灯泡的电流是________A,小灯泡的额定功率是________W。实验中发现,小灯泡两端的电压增大时,电压表V1示数与电流表A示数的比值也增大,原因是________。
41.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___________。
42.小明和小亮进行“伏安法测电阻”的实验
(1)小明连接好如图甲所示的电路(电源电压恒为3V),开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片移动到变阻器的___________(选填“最左端”或“最右端”); 实验中滑动变阻器除了保护电路,还有___________作用;
(2)闭合开关后,发现无论怎样移动变阻器的滑片,电流表始终没有示数,电压表示数接近电源电压,产生这种现象的原因可能是定值电阻___________(选填“短路”或“断路”);
(3)电路故障排除后,闭合开关,移动变阻器的滑片到某一位置时,电流表的示数如图乙所示,此时的电流为___________ A;改变变阻器滑片的位置进行多次测量,并根据所测数据绘制的电流与电压关系的图像如图丙所示,则被测电阻的阻值为___________Ω,多次测量的目的是___________;
(4)小亮利用已知阻值的定值电阻 R0和电流表设计了如图丁所示的电路, 测量出了小灯泡L(额定电压为U额)的额定功率。
①请在图丁中的虚线框内填入对应的电路元件符号;( )
②闭合开关S和S1,断开S2,移动变阻器的滑片,使电流表示数为___________;
③闭合开关S和S2,断开S1,保持变阻器滑片的位置不动,读出电流表的示数I;
④小灯泡的额定功率P额=___________。(均用物理量符号表示)
43.电学实验课上,老师提供了“20Ω 1A”字样的滑动变阻器R1、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、标有“0.5A”字样的小灯泡、两节干电池等器材。利用所学的知识,请你帮助小鹏同学完成下面的实验。
(1)探究电流与电阻关系
①小鹏连接了如图甲所示的电路。其中有一根导线连接错误,请在错误的导线上画“×”并用笔画线代替导线,将电路连接正确;___________
②正确连接电路后,根据现有器材,为了让四个电阻单独接入电路都可完成实验,定值电阻两端的电压不能低于 ___________V;
③电路中接入5Ω定值电阻,闭合开关前,将滑动变阻器的滑片移至最 ___________端。闭合开关,移动滑片,电流表的示数如图乙所示,为 ___________A;
④用10Ω电阻替换5Ω电阻后,滑片应该向 ___________调节。经过多次实验,分析实验数据,得出结论:电压一定时,电流与电阻成 ___________;
(2)小鹏想测量标有“0.5A”字样小灯泡的额定功率。老师从实验室中拿出最大阻值未知的滑动变阻器R2和一个电压未知的电源(以上两器材均能满足实验要求),经过思考,利用原有的“20Ω 1A”的滑动变阻器R1和电流表等器材,小鹏设计了如图丙所示的电路,请你帮他完成实验;
①为了完成实验,请在图丙的虚线框内填上滑动变阻器R1、R2;
②先将R1、R2的滑片移至最右端。闭合开关S、S1,断开开关S2,再将R2的滑片移至最左端,电流表的示数为0.3A;
③将R2的滑片移至最右端。断开开关S1,闭合开关S、S2,向左移动 ___________的滑片,直至电流表的示数为0.5A;
④___________,断开开关S2,闭合开关S、S1,电流表的示数恰好为0.24A;
⑤小灯泡的额定功率P额=___________W。
44.小严和小唐同学在探究导体中电流与电阻的关系时,选用的实验器材有:电源、电流表、电压表、三个定值电阻(阻值分别为、、)、滑动变阻器、开关以及导线若干,他们设计的电路图如图甲所示。
(1)按照图甲连接电路时,开关S应______(选填“断开”或“闭合”);接通电路前,滑动变阻器的滑片应移至其接入电路阻值最______(选填“大”或“小”)的位置。
(2)他们选择阻值为的定值电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片到适当位置,此时电流表示数如图乙所示,读出电流值为______A,并记录在表格中。
实验次数
电阻
电流
1
10
2
15
0.2
3
30
0.1
(3)更换不同的定值电阻进行实验,调节滑动变阻器,使定值电阻两端的电压保持不变,读数并记录在表格中。
(4)分析表格中的数据可知:当导体两端电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成______(选填“正比”或“反比”)。
45.某实验小组用以下电路探究电流与电压的关系,电源电压保持不变,R为定值电阻。
(1)连接电路时,开关应处于___________(选填“闭合”或“断开”)状态;
(2)闭合开关S后,向左移动滑动变阻器的滑片P,发现电压表无示数,电流表示数不断变小,则电路故障可能是定值电阻发生了___________(选填“断路”或“短路”);
(3)排除故障后,进行实验得到实验数据如表所示。分析数据可得出结论:___________。
实验次数
电压
电流
1
1.0
0.10
2
1.4
0.14
3
2.0
0.20
4
2.6
0.26
(4)物理实验常常需要多次测量,以下实验多次测量的目的与本实验相同的是___________(选填“①”“②”或“③”)。
①探究电流与电阻的关系
②测量定值电阻的阻值
③测量物体的长度
46.小滨在“探究电流与电压的关系”时,设计了如下实验。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整(滑片向右移动时,电流表示数变大)。
(2)闭合开关,小滨发现电流表没有示数,电压表示数接近电源电压,原因可能是定值电阻__________(选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后,进行实验,当电压表示数为0.6V时,电流表的示数如图乙所示,则通过定值电阻的电流为__________A。调节滑动变阻器,继续进行实验,并将实验数据记录在下表中。
数据序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.6
1
1.2
8
2
电流I/A
0.1
0.12
0.16
0.2
分析数据时,小滨发现一组数据是有问题的,可能是读数时出现了错误,它是第_________(填数据序号)组。
(4)剔除错误数据进一步分析,小滨得出如下结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成__________。
(5)将定值电阻分别换成小灯泡和发光二极管,移动滑动变阻器继续进行实验:
①通过实验,记录通过灯泡的电流和灯泡两端的电压,绘制成图丙所示的图像,分析图像,发现通过小灯泡的电流与电压关系不符合(4)得出的结论,其原因是灯泡的电阻随________变化而改变;
②测量小灯泡和发光二极管在不同电压下的电功率,通过观察亮度和电功率数值发现,在亮度相同的情况下,发光二极管的电功率要小于小灯泡的电功率,分析其原因是发光二极管工作时将电能主要转化为光能,从节能角度来看,在照明亮度相当的情况下,我们应选用_________(选填“小灯泡”或“发光二极管”)作为照明灯具。
(6)小滨整理器材时发现一只铭牌模糊的滑动变阻器,在不使用电压表的情况下,测出了该滑动变阻器的最大电阻值,电路设计如图丁所示,电源电压未知且恒定不变,R0为已知阻值的定值电阻。请把以下测量步骤补充完整:
①闭合开关S,当滑片P处于最左端时,电流表示数为I1;
②闭合开关S,当______________时,电流表示数为I2;
③则滑动变阻器的最大阻值为__________(用R0、I1、I2表示)。
47.为探究电流与电压、电阻的关系,小明连接的电路如图甲所示,R为定值电阻,电源电压为3V保持不变。
(1)小明发现电路中有一根导线连接错误,请在这根导线上画上“”,再用笔画线表示导线,改接到正确的位置上;
(2)电路连接正确后,闭合开关,探究电阻一定时电流与电压的关系,得到下表所示的实验数据。请在图乙中完善坐标系,根据下表数据在坐标系中描点,从图中看出序号为______的数据与其他数据的规律不同,是错误数据,剔除错误数据后请作出电阻一定时电流随电压变化的图像______;
序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.3
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
电流I/A
0.06
0.12
0.18
0.24
0.26
0.36
(3)小明继续使用图甲电路探究电压一定时电流与电阻的关系,并计划与上表中序号为6的数据进行比较。他用一只10Ω的定值电阻替换原电阻,闭合开关后发现电压表示数变大,接下来向______移动滑动变阻器的滑片,直到______为止,读取电流表示数,记录数据。再次更换电阻进行实验,比较分析后得出结论;
(4)整个实验中使用的滑动变阻器规格可能是以下哪一种?______(填字母)。
A.50Ω,1A
B.30Ω,1A
C.30Ω,2A
48.小西和小宁共同“探究电流与电阻的关系”时,实验器材有:电源电压为4.5V且保持不变,的三个定值电阻,“”的滑动变阻器、电流表、电压表、开关及导线若干。
(1)用笔画线代替导线,将图甲所示电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向右滑动时电流表示数变小;
(2)将的定值电阻接入电路,闭合开关后,小西发现无论怎样调节滑动变阻器滑片,电流表和电压表的示数都不变且较小,则可能的原因是______;
(3)正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片使电压表示数为2V,并记下电流值;再断开开关,只将电阻换成,电压示数如图乙所示为______V,此时应向______(选填“左”或“右”)移动滑动变阻器滑片,直至电压表示数为2V;
(4)小宁继续将的定值电阻接入电路,发现无论怎样调节滑动变阻器滑片,仍无法使电压表的示数达到2V,出现这种现象的原因可能是______;
实验次数
1
5
0.4
2
10
0.2
3
20
0.1
(5)解决上述问题完成实验后,小西和小宁分析数据、绘制图像得出结论:当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成______比。
49.小明在学习电阻概念的过程中,经历了以下三个探究活动。
活动一:在如图甲所示电路中的A、B两点间先后接入:铜线、铅笔芯、镍铬合金丝,通电后观察到灯泡的亮度分别为:亮、较亮、较暗;
(1)该实验现象说明:______;
活动二:小明将三个不同的导体分别接入如图乙所示电路中的M、N两点间,分别测出不同导体两端的电压U和通过的电流I,实验结果记录在表1中;
表1
导体
导体a
导体b
导体c
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
电压/V
2
4
6
1
2
3
4
6
8
电流/A
0.2
0.4
0.6
0.2
0.4
0.6
0.2
0.3
0.4
(2)①请用笔画线代替导线把图乙电路连接完整______,要求当滑片P向左滑动时,变阻器接入电路的电阻变大;
②分析表1数据,可知,同一导体,______;不同导体,______。可见,______反映了导体本身的一种性质,物理学上把导体的这种性质定义为电阻;
活动三:利用表2中提供的导体,探究影响电阻大小的因素;
表2
导体序号
①
②
③
④
⑤
⑥
材料
镍铬
镍铬
镍铬
镍铬
锰铜
锰铜
长度/m
1
0.8
1
0.5
1
0.8
横截面积/mm2
0.5
0.8
1.8
0.5
0.5
1.2
(3)为了探究导体电阻的大小与导体的材料、长度和横截面积的关系,至少需要选择表2中的______(填导体的序号)导体作为研究对象,若仅选择导体③和⑤用来探究导体电阻的大小与横截面积的关系,你觉得是否可行?请作出判断并说出理由:______;
(4)电阻的定义方法,反映了导体阻碍电流的物理性质。物理学上还有一些用这种方法定义的。能反映出物质或物体某种物理性质的物理量,请列举一个:______。
四、电功和电功率
50.某同学利用电压恒定的电源、一个电流表、两个电压表、两个阻值已知但不同的定值电阻、开关和导线若干,探究在串联电路中,电功率与电阻R是否有关。
(1)画出实验电路图;
(2)画出实验数据记录表格。
51.在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡正常发光时的电阻约为9Ω,如图甲所示连接好电路。
(1)连接电路时应断开开关,闭合开关之前滑动变阻器的滑片应移到______(选填“A”或“B”)端;
(2)移动滑动变阻器的滑片P到某一位置时电压表示数为2.1V,为了让小灯泡正常发光,滑片P应向______(选填“A”或“B”)端移动;
(3)移动滑片P使小灯泡正常发光,电流表示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为______W;
(4)在“测量小灯泡电功率”拓展实验中,电流表坏了,老师给同学们提供了一个阻值为的定值电阻和一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计了如图丙所示的实验电路图,请你完成下面实验步骤:
①连接好实验电路,闭合开关,将开关拨到触点2,移动滑片P,使电压表的示数为;
②保持滑动变阻器滑片P位置不变,再将开关拨到触点1,读出电压表的示数为U;
③小灯泡额定功率的表达式______(用“”“U”和“”表示)。
52.某同学进行了如下实验:
(1)用如图所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,电源两端电压保持不变。
①闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P移动至______端(选填“A”或“B”)。
②闭合开关S,小灯泡发光,但电压表无示数。经检查,图中a、b、c三根导线中有一根断了,则该导线是______(选填“a”“b”或“c”)。
③排除故障后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,直到____________,此时电流表示数如图所示,则的额定功率为______W。
(2)断开开关S,保持滑动变阻器滑片位置不变,将换成“2.5V 0.75W”的另一个灯泡,那么灯泡的实际功率______0.75W(选填“大于”“等于”或“小于”)。
53.小明为测量额定电压为的小灯泡的额定功率,进行了以下实验。
(1)他连接了如图甲所示的部分实验电路、请用笔画线代替导线,将实验电路连接完整。
(2)闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P移至______端(选填“A”或“B”)。
(3)小明连接好实验电路。闭合开关S,发现小灯泡不发光。电流表、电压表均有示数,接下来合理的操作是______(选填选项前的字母)。
A.检查滑动变阻器是否断路
B.检查小灯泡与灯座是否接触良好
C.移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光
(4)小明在某次实验时发现电压表的示数为,为使小灯泡正常发光,他应将滑片P向______端移动(选填“A”或“B”)。在本次调节中。滑动变阻器接入电路的阻值变化了,小灯泡的阻值变化了,则______(选填“>”“=”或“<”)。
(5)当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为______W。
54.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__________。
55.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:______。
56.用如图甲所示的实验电路来测量小灯泡的额定功率。已知电源电压恒定,是滑动变阻器,是阻值为1Ω的定值电阻,小灯泡通过的电流为0.3A时正常发光。
(1)连接电路,在闭合开关前,应将的滑片移到最______(选填“左”或“右”)端;
(2)闭合开关,开关接b端,小灯泡不发光,电压表有示数,移动的滑片,电压表示数有变化,则电路中的故障是( )(选填序号)
A.小灯泡短路 B.小灯泡断路
C.定值电阻短路 D.定值电阻断路
(3)排除故障后,闭合开关,将开关接b端,移动的滑片,使电压表示数达到0.3V;保持的滑片位置不变,仅将接a端,电压表示数如图乙所示,则电压表的读数为______V;
(4)小灯泡的额定功率______W。
57.如图,在“测定小灯泡电功率”的实验中,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)图甲中有一根导线连接错误,请在错误的导线上画“×”,并在图中改正(导线不许交叉);_____
(2)正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不亮。两电表无示数。为判断故障。将电压表与滑动变阻器并联,电压表有示数,则电路发生故障的原因是 _____;
(3)排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P到某一点,电压表示数如图乙所示为____________V;
(4)根据实验记录绘制I﹣U图像如图丙所示,根据图像信息,计算小灯泡的额定功率是 ____________W;
(5)完成上述实验后,小敏设计了如图丁所示的电路,测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率。实验方案如下:(电源电压不变,滑动变阻器R1的最大阻值为R1)
①按电路图连接电路;
②闭合开关 _____,移动R1滑片,使电流表的示数为I额,灯泡正常发光;
③闭合开关 _____,保持R1滑片位置不动,移动R2滑片,使电流表的示数为I额;
④保持R2滑片位置不动,将另一个滑动变阻器滑片移到最左端,电流表的示数为I1,再将此滑动变阻器的滑片移到最右端,电流表的示数为I2;
⑤小灯泡额定功率的表达式为P额=_____。(用I额,I1、I2、R1表示)
58.如图所示,甲同学在做“测量小灯泡的电功率”实验。实验器材:电源(电压恒为6V)、小灯泡(额定电压为2.5V,正常发光时灯丝电阻约为10Ω)、电流表、电压表、开关各一个,规格分别为 (10Ω 1A)和 (30Ω 0.5A)的滑动变阻器各一个,导线若干。
(1)连接电路时,滑动变阻器应选___________(选填“”或“”);
(2)连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,电路故障原因是___________;
(3)排除故障,闭合开关,移动滑片P至某位置时。电压表的示数为2.2V,若想测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向___________端移动(选填“A”或“B”)。通过实验绘制出小灯泡的U-I图像,如图乙所示,小灯泡的额定功率为___________W;
(4)乙同学设计了如图丙所示电路,来测量另一只小灯泡的额定功率(已知灯泡的额定电压为 ), 阻值已知:
①断开开关S3,闭合开关S1、S2,调节滑动变阻器滑片P,使得电流表示数为___________(用字母表示),此时灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器滑片P位置不变,断开开关S2,闭合开关S1、S3,记下电流表的读数为I;
③小灯泡额定功率的表达式 ___________(用字母表示)。
59.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)。
60.在“比较两个灯泡的亮暗”的活动中,如图(a)所示(电源由四节干电池串联,每节电压恒为1.5V,L1灯额定电压为3.8V,L2灯额定电压为2.5V).
(1)请用笔画线代替导线,将图a中的实物电路连接完整,使滑片在最右端时滑动变阻器连入电路的阻值最大______________.
(2)L1、L2两灯应选择电阻_______(相同/不同)的白炽灯泡,连接电路后闭合开关,调节滑动变阻器,应比较两灯泡亮暗和_______.总结发现:两灯串联时,通过灯泡的电流相等,电压越高,相同时间内_______越多,灯泡就越亮.
(3)小明为测出L1灯的额定电功率,在原电路中串联一只电流表如图(b),正确连接电路后闭合开关,读出甲表示数为2.8V,乙表示数为1.8V,电流表示数为0.14A,当滑片移动阻值最小处时,甲表示数如图(c)所示为_______V,小明对电路进行改进,取走L2灯和乙表,正确连接电路后,发现还是无法测量L1灯的额定功率,小明思考后,在不增加电路元件的情况下又对实验进行改进,顺利完成了实验,他的做法是_______.
61.如图所示,实验桌上有两个完全相同的烧瓶,烧瓶内装有质量相等,初温相同的煤油,完全相同的温度计,烧瓶内还分别装有阻值为10Ω的电阻丝R1和阻值为5Ω的电阻丝R2。实验桌上还有满足实验要求的电源、电阻箱和开关各一个,电流表和停表各一块,导线若干。小新利用上述实验器材证明“电流通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小有关”。
小新的主要实验过程如下:
①将电阻箱、电流表及图所示的装置甲等电路元件串联接入电路中,将电阻箱的阻值调为5Ω;
②闭合开关,同时按下停表开始计时,记录电流表的示数为0.3A,通电时间为2min时,停止计时,记录此时温度计的示数40℃,断开开关;
③用图所示的装置乙替换电路中的装置甲,将电阻箱的阻值调为10Ω,闭合开关,同时按下停表开始计时,观察电流表示数仍为0.3A,当温度计示数为40℃时,停止计时,读出通电时间5min,记录数据,断开开关;
于是小新认为“电流表通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小有关”。
请根据以上叙述回答下列问题:
(1)小新实验过程中存在的问题:______;
(2)请你针对小新实验过程汇总存在的问题,写出改进措施:______。
62.如图所示是探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验,两个透明的容器中密封着初温和质量相同的空气,与透明容器相连的U形管中注入等量的液体,实验前A、B两管液面相平。
(1)实验中可通过观察________反映电流通过容器中电阻丝产生热量的多少。
(2)如图甲所示,容器中的电阻、,通电一定时间后,观察U形管中液面高度的变化如图甲所示,该实验得出的结论是_________。
(3)如图乙所示,容器中的电阻、,右侧容器外部电阻,并与并联,该实验探究的问题是电流通过导体产生的热量与_____是否有关,若将换成阻值为10Ω的电阻,则______(选填“能”或“不能”)完成此探究实验。
63.如图所示,是小明探究与“热”有关的两个实验装置。
(1)甲图中,如果加热时间相同、食用油升高的温度大于水,则______吸热能力更强;
(2)按乙图装置进行实验,是为了探究电流产生的热量与______的关系;
(3)上述两个实验中,都需要控制被加热液体的初温相同、______相等;
(4)上述两个实验装置中,通过液体升高的温度来反映液体吸热多少的是______(选填“甲”或“乙”)。
64.小一连接了如图所示的电路,两个完全相同的烧瓶内分别装有初温t0相同,质量不同的煤油,,以及阻值不等的定值电热丝R1和R2。闭合开关,通电一段时间后,煤油并未沸腾,观察到甲烧瓶内温度计示数和乙烧瓶内温度计示数相等均为t,忽略热传递过程中能量的损耗。
(1)通过实验现象可以判断出甲烧瓶中煤油吸收的热量多,依据是___________。(已知煤油的比热容c煤油)
(2)根据上述信息,得到电热丝阻值R1___________R2。(选填“大于”或“小于”)
(3)小一将甲、乙烧瓶内分别装入初温和质量相同的水和煤油来探究水和煤油吸收热量相同时,液体温度变化的情况。
①为了完成实验,两个烧瓶内应放入阻值___________(选填“相同”或“不同”)的电热丝;
②小一将实验数据记录到表格中时,忘记记录液体的种类。
液体
质量/g
初温/℃
加热时间/min
末温/℃
①
150
20
10
50
②
150
20
10
35
分析数据,可知___________(选填“①”或“②”)液体更适合做汽车发动机的冷却液。
65.如图所示,实验桌上有两个完全相同的烧瓶,烧瓶内装有质量相等、初温相同的煤油、完全相同的温度计,烧瓶内还分别装有阻值为10Ω的电阻丝R1和阻值为5Ω的电阻丝R2。实验桌上还有满足实验要求的电源、电阻箱和开关各一个,电流表和停表各一块,导线若干。小新利用上述实验器材证明“电流通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小有关”。小新的主要实验过程如下:
①将电阻箱、电流表及图所示的装置甲等电路元件串联接入电路中,将电阻箱的阻值调为5Ω,记录初温T0。
②闭合开关,同时按下停表开始计时,电流表的示数为0.3A,通电时间为2min时,停止计时,记录此时温度计的示数40℃,记录数据,断开开关。
③用如图所示的装置乙替换电路中的装置甲,闭合开关,同时按下停表开始计时,当温度计示数为40℃时,停止计时,读出通电时间5min,记录数据,断开开关。
于是小新认为“电流通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小有关”。
请根据以上叙述回答下列问题:
(1)小新实验过程中存在的问题:_____。
(2)请你针对小新实验过程中存在的问题,写出改进措施:_____。
(3)该实验设计的表格________。
66.某同学想探究电流通过导体产生的热量与电阻是否有关。他连接了如图所示的电器进行实验,其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量和初温都相同的煤油,以及阻值不等的电阻丝和。
(1)该实验中,电流通过导体产生热量的多少用______来反映;
(2)电阻丝和采用如图所示连接方式的目的是______。
67.在探究电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间是否有关的实验中,小阳首先想探究电流通过导体产生的热量与电阻是否有关,他连接了如图所示的电路进行实验,图中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量和初温都相同的煤油,以及阻值不等的电阻丝R1和R2。主要的实验步骤如下:
①如图所示,将装有R1的烧瓶连入电路,闭合开关,同时开始计时,通电时间为2min时,停止计时,断开开关,记录相关数据。
②用装有R2的烧瓶替换装有R1的烧瓶连入电路,闭合开关,同时开始计时,通电时间为2min时,停止计时,断开开关,记录相关数据。
(1)该实验中,通过___________反映电流通过导体产生热量的多少;
(2)小阳实验步骤中存在的问题是_______。
68.小力用图所示的器材及导线探究电流通过导体产生的热量与导体电阻大小是否有关。其中两个烧瓶完全相同,瓶内装有质量和初温相同的煤油、电阻丝R1=10Ω和R2=5Ω、相同的温度计A和B。
(1)本实验的因变量是______,通过______来反映。
(2)画出实验电路图________。
(3)画出实验数据记录表________。
69.实验桌上有三个完全相同的烧瓶,烧瓶内装有质量相等的煤油、型号相同的温度计和阻值相等且不变的电阻丝,如图所示。另外,还有满足实验要求的电源、滑动变阻器和开关各一个,电流表和停表各一块,导线若干。请利用上述实验器材,设计一个实验证明:“保持电阻阻值不变,在相同时间内通过电阻的电流越大,电流通过电阻产生的热量越多”。实验设计中可用煤油升高的温度的大小表示电流通过电阻丝产生热量的多少。
(1)画出实验电路图
(2)设计实验数据记录表格
五、电和磁
70.如图所示的是四个常见的电磁实验,A中导体棒向右运动时,灵敏电流计指针向右偏转,如果对调磁体的N、S磁极位置,导体棒仍然向右运动,则灵敏电流计指针将向______偏转;B中闭合开关以后,电磁继电器正常工作,则此时电动机和电热器两个用电器中,______能够工作;C中通电导线下方的小磁针发生偏转,电流对小磁针的作用力是通过______施加的;D中所示是两个磁体的磁极靠近时相互远离的现象,这说明同名磁极______。
71.在条形磁铁四周放置的小磁针静止时的指向如图所示,图中小磁针涂黑的一端为它的N极,由此可以判断出条形磁铁的A端是________(选填“N”或“S”)极
72.
(1)如图甲所示,将小铁钉靠近磁铁N极,小铁钉被吸引获得______性。此时,小铁钉相当于一个______,钉尖是______极。如图乙所示,给磁铁加热一段时间后,小铁钉会掉落,表明磁铁的磁性可能与______有关;
(2)用一个磁性很强的磁铁球靠近一块铝板,铝板______(选填“能”或“不能”)被吸引。如图丙所示,把磁铁球做成单摆悬挂起来,使其来回摆动,将铝板放到摆的下方,当磁铁球靠近铝板时,摆动速度明显变小,并且很快停止摆动。磁铁球在铝板上方摆动,相当于铝板在磁场中运动,可能会产生______。
73.在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中,电源电压恒定,大、小铁钉各自完全相同,进行如图所示的甲、乙、丙三次实验.甲图中大铁钉的极是 ______ (填“钉尖”或“钉帽”).通过观察甲、乙两次实验现象,得出的结论是 ______ ;通过观察丙图实验现象得出的结论是 ______ .将甲图中的小铁钉换成小钢钉进行实验,断开开关后,发现的有趣的实验现象是 ______ .
74.小明在探究“磁体间相互作用规律”时发现:磁体间的距离不同,作用力大小也不同.他想:磁体间作用力的大小与磁极间的距离有什么关系呢?
(1)你的猜想是______________________________________.
(2)小明用如图所示的实验进行探究.由于磁体间作用力的大小不便测量,他通过观察细线与竖直方向的夹角θ的变化,来判断磁体间力的变化,用到的科学方法是__________法.
(3)小明分析三次实验现象,得出结论:磁极间距离越近,相互作用力越大,小月认为:这个结论还需进一步实验论证,联想到磁体间的相互作用规律,还须研究甲、乙两块磁铁相互_________时,磁体间作用与距离的关系.
75.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___________。
76.在“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验中:
(1)闭合开关S前,小磁针均指向南北方向,说明地球周围存在_______ ;
(2)闭合开关S后,小磁针静止时的指向如图所示(涂黑的一端为N极),由此可知:通电螺线管的右端为_____ 极,电源的右端为_____ 极;
(3)对调电源两极,小磁针的指向也随之改变,说明通电螺线管的磁场方向与_______ 方向有关;
(4)为了使通电螺线管的磁场增强,可采取的有效措施是_________________ (写出一条即可)。
77.如图所示,探究通电螺线管外部磁场的方向。
(1)玻璃板上均匀撒上铁屑,放上小磁针。闭合开关后,______玻璃板,铁屑分布情况表明,螺线管的外部磁场与______磁体周围的磁场相似;
(2)接通电路,小磁针静止时______极的指向是该点的磁场方向;
(3)调换电源的正负极,闭合开关,小磁针反方向偏转,说明通电螺线管外部的磁场方向与______有关。
78.为了探究磁场,小华做了如下实验。
(1)探究磁体周围的磁场:
①在玻璃板上均匀撒上一层铁屑,再将玻璃板放在条形磁体上方,然后______玻璃板,观察铁屑的分布情况。铁屑在磁场中被______成一个个小磁针,从而在磁场中有序地排列起来,如图甲所示;
②再在玻璃板上放一些小磁针,小磁针静止时的情况如图乙所示,黑色一端表示磁体的N极,某点小磁针______极所指的方向就是该点的______方向;
③人们仿照铁屑在磁场中排列的情况和小磁针N极的指向画出一些带箭头的曲线来形象、直观地描述磁场,物理学中把这样的曲线叫作______。
(2)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丙所示,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”成“右”)端是螺线管的N极;
②对调电源的正负极重复上述实验,小磁针的指向与之前相反,说明通电螺线管的极性跟______有关,断开开关后,小磁针静止时______极指向南方。
79.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
80.实验室备有嵌入螺线管的玻璃板和电源,小明和小亮分别选用铁屑和小磁针来“探究通电螺线管外部磁场的方向”。
(1)小明在螺线管周围的玻璃板上均匀地撒上一层铁屑。给螺线管通电后,轻敲玻璃板,小明观察到螺线管周围铁屑的分布情况如图甲所示。
小明的实验说明,通电螺线管外部的磁场和_________外部的磁场相似;
(2)小亮在螺线管周围的玻璃板上整齐、均匀地放置了32个小磁针,如图乙所示。给螺线管通电后,小亮观察到这32个小磁针的指向更接近于下图中的_________。
A. B.
C. D.
(3)小明的实验方案具有明显的不足,其不足之处是_________;
(4)为了弥补小明实验方案的不足,请提出一条改进建议:_________。
81.如图所示,学习奥斯特,探究通电导体周围的磁场。
(1)当闭合开关的瞬间,会观察到小磁针___________;通过改变电池___________的连接,可以改变电路中的电流方向;
(2)此现象说明,电流方向会影响电流所产生磁场的___________。
82.(1)小京用图甲所示的装置进行实验,闭合开关的瞬间,观察到小磁针______的现象,说明电流周围存在磁场;
(2)小京用图乙所示的装置进行实验,其中灵敏电流计指针偏转的方向可以反映电路中的电流方向。使金属棒ab向左做切割磁感线运动,灵敏电流计指针向右偏转,如图乙所示;保持磁场方向不变,使金属棒ab向右做切割磁感线运动,灵敏电流计指针向左偏转,如图丙所示。小京探究的问题是:______。
83.某校九年级一班物理兴趣小组的同学,学习了磁现象的知识后,深受物理学家奥斯特和法拉第科学探索精神的影响,怀着极大的兴趣对下列实验进行了探究。
(1)如图甲,将小磁针放在南北方向的直导线正下方,小磁针静止,N极指向北。如图乙触接电源,小磁针的N极向纸外偏转。断开连接后,小磁针恢复到图甲位置。如图丙,将电源正负极对调,再次触接电源,小磁针的N极向纸内偏转。则:
①通电导线周围存在磁场,且磁场的方向与___________有关;
②断开电源后,小磁针恢复到图甲状态,这是因为小磁针受到了___________的作用;
③如图丁所示,高速电子束飞过小磁针上方时,小磁针将发生如图___________所示方向的偏转,原因是___________。
(2)利用图戊所示的装置,让闭合电路中的一部分导体AB在磁场中运动,观察电流表指针的偏转情况,记录在下表中。已知当电流从电流表的左侧接线柱流入时,指针向左偏转;从右侧接线柱流入时,指针向右偏转。
实验次数
导体棒移动情况
电流表指针偏转情况
1
竖直向上
不偏转
2
竖直向下
不偏转
3
水平向左
向右偏转
4
水平向右
向左偏转
根据表中记录的实验信息,完成下列问题:
④由第1、2两次实验可知,导体棒AB平行于磁感线运动,闭合回路中___________(填“会”或“不会”)产生感应电流;
⑤由第3、4两次实验可知,导体棒AB中感应电流的方向与___________的方向有关。如果固定导体棒AB,水平向右移动磁铁,电流表的指针向___________偏转;
⑥本实验的设计不完整,不能探究感应电流的方向与磁场方向的关系。为了使探究过程更加完整,应___________;
⑦小明将电流表换成完好的小灯泡,再做第3、4两次实验时小灯泡不亮,最可能的原因是___________;
⑧发电机的原理与本实验的原理一样,己图为发电机的示意图,图中时刻线框水平,箭头为线框旋转的方向,此时ab边中的电流方向___________(填“由a到b”或“由b到a”)
84.电与磁之间存在着相互联系,彰显物理现象的对称、统一之美。
(1)如图1所示,小雨利用干电池、导线和小磁针进行实验;
①通电后小磁针发生偏转,断电后小磁针复位。实验表明______;
②若把图甲中的小磁针换成直导线并通电。推测:两条通电导线之间______(填“有”或“没有”)相互作用力,依据是______ (填字母);
A.电磁感应现象 B.磁场对电流的作用
(2)小雨又将直导线绕成螺线管形状,在螺线管的两端各放一个小磁针,并在硬纸板上均匀地撒满铁屑。通电后观察小磁针的指向及铁屑的排列情况,如图2所示。实验结果表明:通电螺线管外部的磁场与______的磁场一样;
(3)在螺线管中插入软铁棒,制成电磁铁。下列设备中没有用到电磁铁的是______(填字母)。
A.大型发电机
B.电磁起重机
C.电炉
85.丽丽利用电池、小磁针和导线等器材做了如图所示的实验。
(1)由图甲与乙可知通电导体周围存在______;生活中利用这个原理来工作的是______(选填“电磁铁”或“发电机”);
(2)改变电流方向,如图丙所示,小磁针偏转方向与图甲______(选填“相同”或“相反”)。
86.在“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验中:
(1)小磁针的作用:______。
(2)在螺线管外部A、B两处放置小磁针,闭合开关,发现A处小磁针发生偏转,而B处小磁针不偏转,试说明B处小磁针不偏转的可能原因:______
(3)将电池的正负极对调,重复上述实验,是为了探究通电螺线管外部磁场的方向与______方向的关系。
(4)观察实验现象后,应立即断开开关,是为了______。
87.小明用如图所示的装置探究“通电螺线管外部磁场的分布”。
(1)在螺线管的两端各放一个小磁针,并在硬纸板上均匀地撒满铁屑,通电后观察小磁针的指向,轻敲纸板,观察铁屑的排列情况,如图甲所示;把小磁针放到螺线管四周不同的位置,闭合开关后,小磁针再次静止时的指向如图乙所示。
①通电后小磁针发生偏转,说明通电螺线管周围有________;
②通电螺线管外部的磁场与________磁体的磁场相似;
(2)将电源正负极对调,闭合开关,发现小磁针偏转方向与原来相反,说明通电螺线管的磁场方向与________有关;
(3)如图乙所示,根据小磁针静止时的指向,a端应接电源的________极;小明将一铁芯插入螺线管中,其磁场会变________;请写出一种能增强电磁铁外部磁场的方法:________。
88.如图所示,用蹄形磁体、导体棒AB、电流表等实验器材探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
(1)请用笔画线代替导线完成实物图连接;______
(2)当导体棒AB沿______(填“上下”或“左右”)方向运动时,电流表指针发生偏转。通过多次实验可得:当闭合电路的部分导体在磁场中做______运动时,电路中就产生感应电流;
(3)当导体棒AB向右运动时,导体棒______(填“受到”或“不受”)磁场对它的力的作用。
89.小红在学习了电磁感应的知识后,用如图所示的装置重新做了“怎样产生感应电流”的实验。
(1)她发现,如果开关处于___________状态,无论磁体怎样放置、导体棒怎样运动,灵敏电流计指针均不偏转,这说明闭合电路是产生感应电流的必要条件;
(2)如图所示,电路闭合后,下列实验操作能使灵敏电流计指针发生偏转的是___________;
A.磁体不动,导体棒水平向右运动
B.磁体不动,导体棒向斜上方运动
C.导体棒不动,磁体竖直向下运动
D.导体棒不动,磁体水平向左运动
(3)小红在实验中有了新的思考:如果把灵敏电流计换成___________,就能继续探究磁场对通电导体的作用了。
90.小丹做了一个有趣的实验,她将两个相同的玩具电机A、B的转轴用塑料管连接起来,图甲是电机A、B简易结构的示意图。
(1)如图乙所示,闭合开关S,电流通过电机B,B中线圈在磁场中会受到___________的作用转动起来,带动电机A中线圈转动,小灯泡发光。此时,电机A相当于___________(选填“用电器”“开关”或“电源”),这是利用了___________原理;
(2)若想改变电机B中线圈的转动方向,可以通过改变___________来实现;
(3)当电机B中线圈转动方向改变时,电机A中线圈的转动方向也随之改变,通过小灯泡的电流方向___________(选填“会”或“不会”)改变。在电机A所在电路中添加___________(一种器材),用来判断电路中电流方向是否改变。
91.在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中,实验装置如图所示,磁场方向竖直向下。依次进行如下实验,在横线上选填“偏转”或“不偏转”:
(1)导体棒不动,电流表指针不偏转;
(2)导体棒沿竖直方向运动,电流表指针__________;
(3)导体棒沿垂直于的方向水平运动,电流表指针__________。
92.在“探究导体在磁场中运动时产生感应电流条件”实验中,某小组利用电流计、开关、U形磁铁、导线、导体棒组成了如图甲所示电路。
(1)探究小组将观察到的现象记录在下表中:
开关闭合
导体棒运动方向
电流表指针偏转情况
开关断开
导体棒运动方向
电流表指针偏转情况
竖直上下(乙图)
不偏转
竖直上下(乙图)
不偏转
垂直里外(丙图)
不偏转
垂直里外(丙图)
不偏转
水平左右(丁图)
偏转
水平左右(丁图)
不偏转
分析表中信息可知导体在磁场中运动产生感应电流的条件:闭合电路的一部分导体在磁场中做_________运动;
(2)探究小组观察到磁体不动时,导体棒向右运动指针向右偏转,向左运动指针向左偏转;若导体棒静止不动,磁体向右运动时,观察到电流表指针向_________偏转;
(3)探究小组发现实验中电流表的指针偏转角度较小,你有什么方法使指针偏转角度变大?答:__________ (写出一种即可)。
93.(1)为了探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件,在如图甲所示的实验装置中,还需在导线夹a、b间接入的电路元件是________;
(2)某同学用图乙所示的装置探究通电螺线管外部磁场的方向与螺线管中电流的方向是否有关,闭合开关,标出通电螺线管中电流的方向、小磁针静止时N极的指向;仅将电源正负极对调后连入电路,如图丙所示,闭合开关,标出通电螺线管中电流的方向、小磁针静止时N极的指向。小磁针涂黑的一端是N极,依据图乙、丙所示的现象可以得出的结论是:________。
94.如图,是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。
实验次数
导体ab在磁场中的运动情况
灵敏电流计指针偏转情况
1
静止
不偏转
2
上下运动
不偏转
3
左右运动
偏转
(1)闭合开关后,观察各种情况下灵敏电流计指针偏转情况,将实验现象记录在表格中。分析实验现象可知:闭合电路中的一部分导体在磁场中做________运动时,电路中会产生感应电流。产生感应电流时,导体ab相当于电路中的________(填电路元件名称);
(2)若要探究感应电流方向与磁场方向的关系,应保持导体ab运动方向不变,将________对调,观察灵敏电流计指针偏转情况。
(3)下列物品中,应用该实验结论工作的是________(填选项字母)。
A.电风扇 B.手摇发电手电筒
95.如图所示,小明和小刚利用蹄形磁体、灵敏电流计、开关、导体AB和若干导线等器材来探究感应电流产生的条件。闭合开关,他们完成操作,将观察到的现象记入表格:
序号
导体AB的运动情况
有无感应电流
①
左右运动
有
②
上下运动
无
③
前后运动
无
④
斜向上、斜向下运动
有
(1)分析①、②两次实验现象,小明说:“闭合电路的一部分导体在磁场中的运动方向与磁场方向垂直时,电路中就会产生感应电流。”小刚认为不准确,因为导体AB______运动时,其运动方向也与磁场方向垂直,但无感应电流;
(2)采纳小刚意见后,小明又说:“闭合电路的一部分导体在磁场中垂直切割磁感线时,电路中才会产生感应电流”,小刚认为不全面,因为导体AB______运动时,也有感应电流;
(3)从能量的角度来分析,感应电流的产生过程是将______能转化为电能;如果将图中的灵敏电流计换成______,可以探究磁场对电流的作用。
96.物理小组的同学们利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。
(1)磁铁不动,闭合开关,导体棒沿___________(选填“上下”、“左右”或“前后”)方向运动时,灵敏电流计指针会发生偏转;
(2)断开开关,无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动,灵敏电流计指针都不发生偏转。由此得出结论:___________电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中就产生感应电流;
(3)该实验在探究过程中,是将___________能转化成电能,生活中的___________(填“电动机”或“发电机”)是根据这一原理制成的。
97.小明对电流表指针偏转的原因产生了兴趣,他在实验室找到一只可拆卸的电流表,进行了如下探究。
(1)打开外壳,观察电流表的内部结构,示意图如图所示。按照操作规范将电流表______联接入电路,通电后线圈转动,带动指针偏转;撤去磁体再次通电,指针不动。这说明电流表指针偏转的原因是通电线圈在______中受力转动,这与______的工作原理相同;
(2)若让电流从电流表的“-”接线柱流入,“+”接线柱流出,指针偏转方向会与(1)中的偏转方向______,因此使用电流表时不能把接线柱接反;
(3)若在电流表“+”“-”接线柱之间连接一根导线,用手拨动电流表指针,导线中会产生感应电流,这种现象叫做______,据此可制成______。
98.某个LED发光的颜色与通过其电流方向的关系如图1
(1)该LED在两次实验中发光情况如图2所示,两次实验线圈均在转动,线圈1顺时针转动,由此可知线圈2___________转动(选填“顺时针”“逆时针”)。
(2)如图3,导体棒a与该LED相连;在某磁场中,使a垂直于纸面左右往复运动(虚线为运动轨迹),LED交替发出红、黄光,则该过程a中电流方向_________(选填“不变”“变化”),该磁场可能的分布包括图4中哪些选项_____?
99.某同学用如图甲所示的装置探究什么情况下磁可以生电。在蹄形磁体的磁场中放置一根导线,导线两端跟电流表连接组成闭合回路。
(1)让导线AB在磁场中静止,观察到电流表指针______;让导线AB在磁场中静止,换用磁性更强的蹄形磁体,观察到电流表指针______;保持蹄形磁体静止让导线AB从图中所示位置水平向右运动,观察到电流表指针______。(填“偏转”或“不偏转”)
(2)图乙中的a表示垂直于纸面的-根导线,它是闭合电路的一部分。它在磁场中按箭头方向运动时,会产生感应电流的是______(填标号)。
100.图是小明做“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置。
(1)实验时,小明通过观察___________来判断电路中是否产生感应电流;
(2)小明进行了如图所示的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,小明认为实验现象不太明显,请你提出一条改进措施:___________;
(4)利用“磁生电”工作的装置有___________(选填“电铃”“扬声器”“动圈式话筒”或“电磁起重机”)。
试卷第1页,共3页
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《初中物理中考常考电学实验巩固复习100题》参考答案
1.(1)通过用电器的电流,流入该用电器的电流与流出该用电器的电流大小相等
(2)在串联电路中,各处的电流都相等
【详解】(1)从表1数据可以看出,流入用电器L1的电流与流出L1的电流大小相等,表2中流入L2的电流与流出L2的电流也大小相等。可得出结论:通过用电器的电流,流入该用电器的电流与流出该用电器的电流大小相等。
(2)L1和L2是串联在电路中的,流出L1的电流会全部流入L2,即
结合(1)的结论,,则
因此可推出结论:在串联电路中,各处的电流都相等。
2.(1) 串联 C
(2) A
(3)实验次数太少,结论不具有普遍性
【详解】(1)[1][2]根据电流表的使用方法,电流表应与被测电路串联。在图乙所示的实验电路中,电流表是串联在被测电路中的,且处于干路,则闭合开关S,电流表测量的是对应图甲中的C点的电流。
(2)[1][2]把灯泡L2右侧接线柱与电流表负接线柱相连的导线右端改接到电流表的“0.6”接线柱上,改动后,电流表处于灯泡L1所在支路,即测量图甲中A点的电流,作图如下:
(3)由表可知,只做了一次实验,实验次数太少,结论不具有普遍性,应换用规格不同的灯泡多次实验。
3.(1) 断开 有
(2)
(3) 不能,电流表正负接线柱接反了
【详解】(1)[1][2][3]仔细观察图甲,电路连接时开关应断开,否则灯泡被短路不亮,而电流表与串联形成通路,电流表有示数。
(2)灯泡右端接线柱与开关相连接的导线打上“×”号,将右端接线柱与左端接线柱相连,使两灯泡并联,此时电流表测干路电流。电路图见答案。
(3)[1]根据图乙,当开关接“2”时,电流表与串联,测通过的电流。
[2]当开关接“1”时,不能正常测量,电流表的正负接线柱接反了,电流会从负接线柱流入、正接线柱流出,导致指针反向偏转,无法正确读取电流值。
4.(1) 通过A、B点的电流 滑动变阻器
(2)
【详解】(1)[1][2]探究并联电路中干路电流与各支路电流之和的关系,在实验中有目的地改变的变量是通过A、B点的电流;因只有两个规格不同的小灯泡,不能多次测量,故为了能多次改变自变量,实验中虚线框内电路元件应选择滑动变阻器。
(2)实验表格中要测量通过A、B、C点的电流,为得出普遍性的结论,要多次测量,如下表:
5.(1)B
(2)0.22
(3)A
【详解】(1)闭合开关后,灯泡L1、L2串联,电流表接在a处,电流表测量电路电流。
A.某段导线断开,电路断路,两灯不亮,电流表没有示数,故A不符合题意;
B.某接线柱处接触不良,导致电路时通时断,会导致两灯的亮度不稳定,电流表的指针也来回摆动,故B符合题意;
C.某灯泡被短路,另一盏灯通路,另一盏灯亮,电流表有示数,故C不符合题意;
D.电流表被烧坏,电路断路,两灯不亮,电流表没有示数,故D不符合题意。
故选B。
(2)由图乙得,电流表的量程为0~0.6A,电流表的分度值为0.02A,示数为0.22A。
(3)AC.串联电路电流处处相等,由表格中数据得,a、b、c三处的电流相差不大,可能是因为测量误差造成的,故A正确,C错误;
B.若电流表没有调零,测得的a、b、c三处的电流均有偏差,但偏差相同,则测得的a、b、c三处的电流仍会相等,故B错误;
D.电流从电源正极流向负极的过程中,电流大小不变,故D错误。
故选A。
6.(1)I1和I2
(2)
实验次数
物理量
1
2
3
4
5
6
【详解】(1)在验证“并联电路中电流规律”的实验中,通过调节滑动变阻器滑片的位置,从而改变通过该支路的电流大小,并将两支路的电流之和与通过干路的电流作比较。因此自变量是通过两条支路的电流I1和I2。
(2)实验中需要分别记录两条支路的电流和干路电流,以及两支路电流之和,则表格设计为:
实验次数物理量
1
2
3
4
5
6
7.(1)
(2)见解析
【详解】(1)根据推测,设计电路时需要定值电阻与滑动变阻器并联,两个电流表分别测量滑动变阻器的电流和干路电流,实验电路图,如图所示:
(2)根据推测并联电路中,其他支路电阻不变,干路电流变化量等于电阻发生变化的支路电流变化量,实验中需要移动滑动变阻器滑片,记录滑动变阻器的电流I2和干路电流I1,然后计算出两电流表的变化量,若二者相等,则可证明推测正确,为了得到普遍规律,一般需要多次实验,记录表如图所示:
实验次数
滑动变阻器的电流I2/A
干路电流I1/A
1
2
3
4
8.将R1、R2改为阻值不等的电阻,闭合开关,调节滑动变阻器,读取电压表V1、V2的示数
【详解】图中两电阻串联后与变阻器串联,由表中数据知,两电阻的电压相等,是因为选用的两电阻的阻值相等,选用的器材太特殊,结论具有偶然性。改进措施:将R1、R2改为阻值不等的电阻,闭合开关,调节滑动变阻器,读取电压表V1、V2的示数,分析实验数据得出的结论具有普遍性,从而避免偶然性。
9.(1) 两端电压、两端电压 调节滑动变阻器的滑片
(2)
(3)见详解
【详解】(1)[1]探究“和串联接入电路中,和串联两端的总电压与两端电压和两端电压之和是否相等”。自变量是:两端电压、两端电压。
[2]根据串联电路分压的规律,改变自变量的操作方法是:调节滑动变阻器的滑片。
(2)本实验需要测量两端电压,两端电压,和串联后的两端电压,因此需要让三个电压表分别并联在两端、两端、和串联后的两端,并需要多次测量才能得出普遍规律,所以需要串联一个滑动变阻器并通过调节滑动变阻器的滑片改变电阻两端的电压,用开关控制电路,电路设计如下:
(3)需要测量两端电压U1、两端电压U2、和串联后的两端电压U,并且需要计算两端电压和两端电压之和U1+U2,所以表格如下:
实验次数
1
2
3
U1/V
U2/V
(U1+U2)/V
U/V
10.(1)断开
(2) 不能 会导致电压表正负接线柱接反
(3)电路总电压等于各用电器两端的电压之和
(4)换用不同规格的小灯泡多次实验
【详解】(1)为保护电路,在拆改电路时,开关必须先断开。
(2)[1][2]在测L2两端的电压时,小明同学为了节省实验时间,采用以下方法:断开开关,电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上。这样会导致电压表正负接线柱接反,指针反偏,不能测出L2两端的电压。
(3)由表可知,
可以得出串联电路的电压关系的初步猜想是:串联电路中,电路总电压等于各用电器两端的电压之和。
(4)为寻求普遍规律,应换用不同规格的小灯泡多次实验。
11.(1)电源电压
(2)1.8
(3)改变电源电压
(4)
实验次数
/V
/V
/V
1
2
3
【详解】(1)本实验为探究串联电路中的电压规律,需要更换不同规格的灯泡或者改变电源电压,进行多次实验寻找普遍规律。实验中所用电源为电压可调的学生电源,所以通过改变电源电压进行多次实验寻找普遍规律,故实验中的自变量是电源电压。
(2)图乙所示,电压表的测量范围0~3V,分度值0.1V,电压表的示数1.8V,则此时被测电压为1.8V。
(3)本实验是通过改变电源电压进行多次实验寻找普遍规律的,故在第②步时需要改变电源电压,再次测量相关数据。
(4)表格中需要记录每次实验中的和两端总电压跟两端电压与两端电压。设计的表格如下:
实验次数
/V
/V
/V
1
2
3
12.(1)
(2) 该电阻丝的横截面积S 将1号电阻丝拆下,把3号锰铜电阻丝接入电路
(3)
【详解】(1)实验中通过电流表示数显示电阻大小,故将电流表与电阻丝串联,据此作图。
(2)[1]将1号锰铜电阻丝按电路图连入电路,记录该电阻丝横截面积S的数据。
[2]根据控制变量法,选择材料、长度都相同,横截面积不同的1号、3号电阻丝实验。
(3)实验中应记录电阻丝的横截面积,和该电阻丝接入电路时的电流,如图所示:
13.(1) 变小 电极插入食盐水中的深度
(2) 可靠 见解析
(3)食盐水的电阻与温度是否有关
【详解】(1)[1][2]水槽中添加一定质量的相同浓度的食盐水,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变。观察到电流表的示数变大了,则盐水对电流的阻碍作用减小了,可以得出容器中食盐水的电阻变小;在此过程中,食盐水浓度、电极间距、电极面积都没有变,电极插入食盐水中的深度变大,可以得出的结论是:食盐水的电阻与电极插入食盐水中的深度有关。
(2)[1][2]这个结论应该是可靠的。向容器中加入一定量的水,在降低食盐水浓度的同时,电极插入食盐水中的深度也变大了;由前面分析可知,若食盐水浓度不变,电极插入食盐水中的深度变大,食盐水的电阻变小;而在此步骤中,食盐水的电阻变大了,所以,食盐水的电阻与食盐水的浓度有关。
(3)电阻还与温度有关,所以还可以探究的科学问题是:食盐水的电阻与食盐水的温度有什么关系?
14.(1)电流表示数
(2)a、b
(3) 不正确 见解析
【详解】(1)根据转换法,实验中通过观察电流表示数来比较导体的电阻大小,电流表示数越大,说明导体电阻越小。
(2)要探究导体的电阻大小与导体的材料的关系,根据控制变量法,需要控制两根金属丝的长度和横截面积相同,金属丝的材料不同,故应选择a、b两根金属丝进行实验。
(3)[1][2]要探究导体电阻大小与导体横截面积的关系,需控制金属丝的材料、长度相同,横截面积不同,将金属丝d对折后与原金属丝d对比,金属丝的长度变小,横截面积变大,则这种做法是不正确的,因为没有控制导体的长度不变。
15.(1)电流表的示数
(2)C与F
(3)导体的材料、长度相同时,导体的横截面积越大电阻越小
【详解】(1)由电路图可知,电流表串联在电路中,导体的电阻越大,电路的电流越小,即电流表的示数越小,因此根据转换法,导体的电阻大小用电流表的示数来反映。
(2)要探究导体的电阻大小与导体的材料有关,则需要电阻丝材料不同而横截面积、长度相同;由题图表可知,电阻丝C与F的材料不同而横截面积、长度相同,这两组实验可以探究导体的电阻大小与导体的材料有关。
(3)由题图表可知,A、B、C三根电阻丝材料、长度相同,而横截面积不同,导体的横截面积越大,电流表的示数越大,说明导体的电阻越小,因此可得结论:导体的材料、长度相同时,导体的横截面积越大电阻越小。
16.金属导体的电阻随温度如何变化
【详解】根据题意可知,用酒精灯给金属丝加热,在金属丝温度升高并发热的过程中,观察到电流表的示数变小了,灯泡变暗了,说明金属丝的电阻变大,可以从金属丝的电阻和温度的关系角度提出问题,因此可以提出的问题:金属导体的电阻随温度如何变化?
17.(1)导体材料
(2) 电流表示数大小 转换法 大
(3)B
【详解】(1)由表中实验序号为1、2的数据可知,电阻丝的长度与横截面积相同而材料不同,探究的是导体电阻与导体材料的关系。
(2)[1][2]实验中导体的电阻通过观察电流表示数大小来反映,电流表示数越大,说明电阻的阻值越小,电流表示数越小,说明电阻的阻值越大,用到转换法。
[3]电源电压一定,电路电阻越大,电路电流越小,第二次实验时电流表示数小于第一次实验时电流表的示数,说明第二次接入电路的电阻丝的阻值较大。
(3)小宣判断电阻大小的方法是转换法;
A.水压使水管中形成水流,类似的电压使导体中形成电流,应用了类比法,故A不符合题意;
B.借助电动机提升重物的高度反映电流做功多少,应用了转换法,故B符合题意;
C.探究电流的大小与导体电阻的关系,应控制电阻两端的电压相同,应用了控制变量法,故C不符合题意。
故选B。
18.(1)不等于
(2)A
(3) 0.3 7
(4)增大
【详解】(1)电阻是导体的一种属性,电阻大小由导体材料,横截面积,长度决定,与两端电压和流经电流无关,因此表格中第1组数据的电阻不为0Ω。
(2)滑动变阻器接入电路中的长度越短,电阻越小,所以为使滑动变阻器阻值变小,应将滑片P向A端移动,以减小接入电路中电阻丝的长度。
(3)[1][2]由图乙所示,电流表接的是小量程,分度值为0.02A,所以第5次电流即电流表的示数为0.3A,此时电压为2.1V,由欧姆定律可知,小灯泡的电阻为
(4)分别计算第2、3、4、6次的小灯泡的电阻值,分别为,,,
因此,随着灯丝温度的升高,小灯泡的电阻增大,故分析表格数据可得到:该灯泡灯丝电阻随温度升高而增大。
19.(1)实验过程中没有控制定值电阻两端电压不变
(2)增大
(3)3
【详解】(1)探究通过导体的电流与导体电阻的关系,需保持导体两端的电压不变,小十实验过程中存在的主要问题是:实验过程中没有控制定值电阻两端电压不变。
(2)探究通过导体的电流与导体电阻的关系,需保持导体两端的电压不变,当他将阻值为的定值电阻替换的定值电阻接入电路后,由串联分压原理可知,定值电阻两端的电压变大,电源电压不变,故应增大滑动变阻器两端的电压,即调节滑片使滑动变阻器接入电路的阻值增大。
(3)定值电阻两端的电压时,若要完成实验,当,,电源电压最高;此时滑动变阻器两端的电压
小十需要将电源电压调节为不高于
20.(1)
(2) 定值电阻断路 A
(3) 0.5 正比
(4) 细铅笔芯
(5)电流表或电压表未调零
【详解】(1)滑动变阻器的滑片向右滑动时,电路中的电流变小,说明变阻器接入电路的阻值变大,故变阻器选用左下接线柱与灯泡串联接入电路中,如下图
(2)[1]连接好电路后,闭合开关,电流表无示数,电路可能断路,电压表有示数,电压表与电源连通,则电路故障原因可能是定值电阻R断路。
[2]在探究电流与电压的关系”实验中,需要保持定值电阻的阻值不变,通过改变接入的滑动变阻器的电阻来改变导体两端的电压,然后观察通过的电流的变化,故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
(3)[1]电流表选用的是小量程,分度值为0.02A,示数为0.5A。
[2]由表中数据可知,电压与电流的比为一定值,故可得出结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。
(4)[1]电源是两节干电池,电压为3V。由表格中数据可知,当电压表示数为0.5V时,滑动变阻器两端电压为U=3V-0.5V=2.5V
此时电路电流为0.1A,则滑动变阻器连入电路的阻值为
R2的最大值是20Ω,不符合要求,所以所用的滑动变阻器为R1。
[2]通常情况下,橡胶棒不容易导电,属于绝缘体,因此滑动变阻器坏了,不能用橡胶棒替代滑动变阻器完成实验;根据影响电阻大小因素可知,粗铜线横截面积较大,电阻较小,对电路的总电阻影响较小,因此不宜替代滑动变阻器;而细铅笔芯电阻较大,所以可以用细铅笔芯替代滑动变阻器完成实验。
(5)由图丙可知,b组数据,电压表示数为零时,电流表示数不为零。 可能是电压表已经调零,电流表没有调零(不工作时,指针在零刻度线右侧); 也可能是电流表已经调零,电压表没有调零(不工作时,指针在零刻度线左侧)。
21.(1)断开
(2)
(3)①
(4)2.8
(5)正比
(6)②
【详解】(1)连接电路时,为保护电路,开关应处于断开状态。
(2)原电路中,电压表测电源电压是错误的,应与定值电阻并联,把电压表“3”接线柱与滑动变阻器右上连线打“×”,再把电压表“3”接线柱与定值电阻右接线柱连接。
(3)检查电路时,发现电流表指针如图乙所示,即指针在零刻度线左侧,接下来正确的操作是将电流表调零,故选①。
(4)第5次测量时的电压表示数如图丙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为2.8V。
(5)根据表中数据,电压与电流的比值为一定值(),可初步得出结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(6)某同学用小灯泡代替电阻重复上述实验,发现无法得出(5)中的结论,原因是小灯泡的电阻随温度变化而变化,不是一个定值,故选②。
22.(1)
(2)
(3)正比
(4)B
(5)D
【详解】(1)片向端滑动时电阻变大,故滑动变阻器接接线柱,如图所示:
(2)电流表选用小量程,分度值,示数为。
(3)图像为过原点的直线,说明电阻一定时,电流与电压成正比。
(4)本次实验多次测量目的是找普遍规律。测量物体的长度以及用伏安法测量定值电阻的阻值实验的多次测量目的是减小误差,探究杠杆平衡条件多次测量目的是找普遍规律,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(5)AB.因定值电阻的电压不变,在电源电压不变的情况下,变阻器分得的电压也不变,即电阻的电压与变阻器的电压之比为一定值,故5Ω定值电阻更换为20Ω定值电阻,由分压原理,要求变阻器连入电路中的电阻更大,故原有滑动变阻器最大阻值过小是可能的;由分压原理,所替换的定值电阻阻值过大,要求变阻器连入电路中的电阻要变大,B也可能;故AB不符合题意;
C.电源电压越低,变阻器分得的电压越小,由分压原理,变阻器连入电路中的电阻越小,该选项不可能,故C符合题意;
D.控制不变的电压设定越低,在电源电压不变的情况下,变阻器分得的越高,变阻器与定值电阻电压之比越大,由分压原理,变阻器连入电路中的电阻越大,故D可能,故D不符合题意。
故选C。
23.(1)电压表的示数为2.5V
(2) 2.7~3V 2.5V~4.17V
【详解】(1)本实验探究导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体电阻的关系,需控制定值电阻两端的电压不变。因此步骤②中,更换10Ω定值电阻后,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数仍为2.5V,再记录电流表示数。
(2)[1]不改变电源电压,调整电压表量程:由图可知,电流表量程为0~0.6A,因此电路最大电流为0.6A,当接入最小定值电阻时,定值电阻两端允许的最大电压为
电源电压,滑动变阻器最大阻值。当接入最大定值电阻时,根据串联分压原理,且,代入得,解得,即定值电阻两端的最小电压为2.7V,因此定值电阻两端电压需控制在2.7V~3V范围内。
[2]调节电源电压值,保持电压表量程:定值电阻两端控制电压,当接入、滑动变阻器取最大阻值20Ω时,根据串联分压,得滑动变阻器两端电压
此时电源最大允许电压
当,时,电路电流
满足电流表安全要求。因此电源电压需控制在2.5V~4.17V之间。
24.(1)B
(2) B 电阻箱
(3)
实验次数
1
2
3
4
5
6
电阻R/Ω
电流I/A
【详解】(1)闭合开关S前,为保护电路,滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处的B端。
(2)[1]将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,根据串联分压原理可知,其分得的电压增大。探究电流与电阻的实验应保持定值电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律,应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向B端移动,使电压表的示数为3V,读取电流表的示数I,并将R、I记录在表格中。
[2]改变电阻箱的阻值R,仿照步骤②再进行四次实验,并将相应的R、I记录在表格中。
(3)本实验要记录不同电阻对应的电流大小,根据实验步骤,设计的记录数据的表格如图:
实验次数
1
2
3
4
5
6
电阻R/Ω
电流I/A
25.(1) B 电压表示数为2V
(2)在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(3)25
【解析】【小题1】[1]本实验探究 “电压一定时,电流与电阻的关系”,核心原则是控制定值电阻两端电压不变。将5Ω 换成 10Ω 后,根据串联分压原理,定值电阻阻值变大,其两端电压会升高。为使电压降回 2V,需增大滑动变阻器接入的电阻。由图可知,滑片向B端移动时,接入电路的电阻变大。
[2]实验必须控制定值电阻两端电压保持2V不变,因此需调节滑片,使电压表示数为2V。
【小题2】实验中每一组的电流和电阻的数据乘积均为2左右。故电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【小题3】电源电压U总=3V,需控制定值电阻电压UR=2V,则滑动变阻器两端电压需保持
根据串联电路分压规律
则
即
当接入最大电阻R=50Ω 时,所需滑动变阻器最大阻值
故滑动变阻器的最大阻值不得小于25Ω。
26.(1)A/左
(2)C
(3) 移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2.5V 8.3
【详解】(1)闭合开关前,滑动变阻器需要调至接入电路的最大阻值处,保护电路。由图甲可知,滑动变阻器下接线柱接的是右端B,滑片P在A(左)端时,接入电阻丝最长,电阻最大,因此滑片放在A端。
(2)闭合开关后,电流表、电压表均有示数,说明电路是通路,不存在断路;由图甲可知,滑动变阻器与小灯泡串联,所以小灯泡不亮是因为滑动变阻器接入阻值过大,电路电流太小,所以接下来首先应该移动滑片,减小滑动变阻器接入电阻,观察灯泡是否发光,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
(3)[1]本实验要测量小灯泡额定电压下的电阻,因此连接完电路后,需要移动滑动变阻器滑片,直到电压表示数等于小灯泡额定电压2.5V,此时灯泡正常发光。
[2]由图乙可知,电流表接0~0.6A量程,分度值为0.02A,读数为0.3A。此时灯泡L的电阻
27.(1)a
(2)8.1
(3) 闭合开关S1、S2
【详解】(1)当选择b滑动变阻器时,滑动变阻器的最大阻值为20Ω,整个电路的最大总电阻约为
电路中的最小电流为
超过了滑动变阻器b允许通过的最大电流0.2A,故连接电路时,应选择的滑动变阻器是a。
(2)由图可知,电流表选0~0.6A的测量范围,分度值为0.02A,电流表示数0.32A,本次测得Rx的阻值为
(3)[1][2]由于没有电压表,需要根据电源电压和串联的定值电阻R0两端的电压计算出待测电阻Rx两端的电压,则需先测出电源电压,再根据欧姆定律求出与待测电阻Rx串联的定值电阻R0两端电压,根据分压原理计算出待测电阻Rx两端电压,因此步骤②闭合开关S1、S2,待测电阻Rx被短路,电路中只有定值电阻R0连入电路,电流表的示数记为,可计算出电源电压
步骤①只闭合开关S1,定值电阻R0与待测电阻Rx串联,电流表测串联电路的电流为,定值电阻R0两端电压为
根据串联分压可知,待测电阻两端电压为
待测电阻的阻值为
28.(1) 电压
(2)A
(3)4.97
(4)
【详解】(1)[1]如图甲所示,若闭合开关S,电压表和电阻会被短路,电压表无示数而电流表有示数。
[2]实验中,电压表应与电阻并联,电流表与电阻串联,作图如下:
(2)为保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于阻值最大处,即A端。
(3)当电压表示数为2V时,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.4A,则此次测得电阻的阻值为
为减小误差,应求平均值,则电阻的阻值应为
(4)①开关接,闭合开关S,和并联,电流表测支路的电流,此时电流表示数为;
②开关接,闭合开关S,连接方式不变,电流表改测干路电流,此时电流表示数为;
③根据并联电流规律,支路的电流为,根据分流原理则有
解得
29.(1)
(2) 左 2.5
(3) 10 灯丝的电阻随温度的升高而增大
(4)错误
【详解】(1)伏安法测电阻的原理是欧姆定律的变形公式,通过测量小灯泡两端电压和通过的电流,计算得到小灯泡的电阻。
(2)[1][2]此时电压表示数为2.2V,小于小灯泡的额定电压2.5V,需要增大小灯泡两端电压;根据串联分压规律,需要减小滑动变阻器接入电路的电阻。由图甲可知,滑片向左移动时,滑动变阻器接入电阻变小,因此滑片向左移动,直到电压表示数等于额定电压2.5V,让小灯泡正常发光。
(3)[1]小灯泡正常发光时电压为2.5V,由图乙的规律可得此时电流为0.25A,根据计算得
[2]小灯泡不同电压下实际功率不同,灯丝温度不同,而灯丝的电阻随温度升高而增大,因此小灯泡电阻随电压变化而改变。
(4)探究电流与电阻的关系,需要多次更换不同阻值的定值电阻,控制电阻两端电压不变,得到多组数据总结规律;本题中只更换为一个定值电阻,无法改变电阻多次实验,因此无法完成该探究,小查的看法错误。
30.(1)断路
(2)8.3
(3)<
【详解】(1)由图甲可知,小灯泡与滑动变阻器串联,电流表串联在电路中,电压表与小灯泡并联,测小灯泡两端的电压。闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡不发光,电流表示数为零,说明串联电路处于断路的情况,没有电流流过小灯泡,电压表有明显的示数,说明电压表串联在电路中,则电路的故障可能是小灯泡断路。
(2)小灯泡正常发光时的电压为,由图乙可知,电流表的测量范围为,分度值为,小灯泡正常发光时的电流为,小灯泡正常发光时的电阻
(3)小灯泡和小灯泡的额定电压相同,小灯泡正常发光的电压相同,电源电压不变,根据串联电路的分压规律可知,滑动变阻器两端的电压相同,断开开关,保持滑动变阻器滑片位置不变,用替换,闭合开关后,需要向端移动滑片才能使小灯泡正常发光,滑动变阻器阻值减小,由可知,则小灯泡正常发光时的电阻小于灯泡正常发光时的电阻,即。
31. 滑片P处于最右端
【详解】[1][2]要测量滑动变阻器的最大阻值,当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,即滑片P处于最右端时,记录此时的电流表示数。当滑片P处于最左端时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,此时电路中只有定值电阻,根据欧姆定律,可得电源电压
当滑片P处于最右端时,滑动变阻器接入最大阻值,此时定值电阻与滑动变阻器串联,根据欧姆定律可得电源电压
因为电源电压恒定不变,所以
解得
32.(1)
(2)闭合开关S、,断开开关,保持滑动变阻器接入电路的阻值不变
(3)5
【详解】(1)当不考虑开关、、电压表时,定值电阻与灯泡L串联,开关的组合需要改变电压表的测量对象,闭合开关S、时,需要测量小灯泡两端的电压,故需要一根导线将开关右端与灯泡的左端相连,只闭合开关S和时,电压表测量定值电阻与灯泡L两端的总电压,据此作图。
(2)①只闭合开关S和,电压表测灯泡电压,调节滑动变阻器滑片P的位置,读出并记录电压表示数为2.5V,此时灯泡正常发光;②闭合开关S、,断开开关,保持滑动变阻器接入电路的阻值不变,此时电压表测定值电阻和灯泡的总电压,读出并记录电压表示数,电压表选用大量程,分度值为0.5V,示数为7.5V。
(3)串联电路中,定值电阻两端电压
电路电流
小灯泡正常发光电阻
33.(1) 电压表的示数为 保持滑片位置不动,闭合开关,、断开开关
(2)
【详解】(1)[1][2]②闭合开关,、断开开关, L、R0、滑动变阻器串联,电压表测量灯泡的电压,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为,使灯泡正常发光,并记录;③保持滑片位置不动,闭合开关,、断开开关,电路连接方式不变,灯泡仍正常发光,电压表测量L与R0的总电压,记录电压表的示数为。
(2)串联电路电流处处相等,由欧姆定律得,小灯泡正常发光时的电流为
由欧姆定律得,小灯泡正常发光时的电阻
34.(1)I2R0
(2)
【详解】(1)由图可知,闭合开关S1、S2,电阻R0与电阻Rx并联,电流表A1测干路中电流,则干路电流为I1,电流表A2测电阻R0的电流,则电阻R0的电流为I2,则电阻R0的电压
U0=I2R0
根据并联电路电压的特点可知,电源电压等于电阻R0的电压,即
U=U0=I2R0
(2)由图可知,闭合开关S1、S2,电阻R0与电阻Rx并联,电流表A1测干路中电流,则干路电流为I1,电流表A2测电阻R0的电流,则电阻R0的电流为I2,则电阻Rx的电流
Ix=I1-I2
电阻R0与电阻Rx并联,则电阻Rx的电压等于电阻R0的电压,则电阻Rx的阻值
35.
【详解】由图可知,未知电阻Rx与电阻箱串联,稳压电源的电压保持不变。闭合开关S,调节电阻箱阻值为R1,此时电流表示数为I1,此时电源电压
再调节电阻箱阻值为R2,此时电流表示数为I2时,电源电压
因此
解得
36. 保持滑片的位置不变 电阻箱的阻值
【详解】[1][2][3][4]由题意可知,本实验采用的等效替代法测电阻。基本思路是先将待测电阻单独接入电路,将滑动变阻器滑片移动到合适位置时记下电压表示数;然后用电阻箱来替代待测电阻接入电路,在保持滑动变阻器阻值不变的情况下,调节电阻箱阻值,使电压表示数仍为原来的示数,这样电阻箱此时接入的阻值就等于待测电阻的阻值。所以实验的步骤为:只闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P到适当位置,记录电压表的示数U;然后断开开关,闭合,保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱的电阻值,使电压表的示数仍为U;记录此时电阻箱的示数,则待测电阻的阻值。
37.(1) 接2 接1,调节电阻箱R 仍为U
(2)R0
【详解】(1)[1][2][3]①按电路图连接电路,将滑动变阻器的阻值调到最大端;
②闭合S1,接2,和滑动变阻器RP串联,电压表测滑动变阻器RP电压,记录电压表的示数U;
③闭合S1,接1,电阻箱R和滑动变阻器RP串联,电压表测滑动变阻器RP电压,调节电阻箱R,使电压表的示数仍为U;
④记录电阻箱的阻值R0。
(2)步骤②和③中,滑动变阻器RP分压相同,则和电阻箱R分压相同,根据等效替代法可知,待测电阻的阻值。
38. 使电压表示数为2.5V 调节电阻箱R,使电压表示数仍为2.5V,读出此时电阻箱示数
【详解】[1]实验的目的是测量标有“2.5V”字样的小灯泡的额定电功率,因此闭合开关和,此时滑动变阻器和小灯泡接入电路,调节滑动变阻器滑片P的位置,使电压表示数等于小灯泡额定电压,即2.5V。
[2]断开开关,闭合开关,此时滑动变阻器和电阻箱接入电路,调节电阻箱R,使电压表示数仍为2.5V,此时电阻箱的电阻就等于小灯泡正常发光时的电阻,因此应该的操作是:保持滑动变阻器滑片P的位置不变,调节电阻箱R,使电压表示数仍为2.5V,读出此时电阻箱示数,将数据记录在表格中。
[3]本实验应用了等效替代法,灯泡电阻等于电阻箱电阻,即,小灯泡的额定电功率
39.(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
【详解】(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。
40.(1)串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和
(2) 正比 5
(3) 左 0.32 1.216 灯丝的电阻随温度的升高而增大
【详解】(1)从表格数据来看,
比如第一次实验数据:
第二次实验数据:
第三次实验数据:
所以可归纳出串联电路中电压的规律是:串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和。
(2)[1]由表格中的数据可知,对于电压表和电流表A的数据,比如第一次实验数据:
第二次实验数据:
第三次实验数据:
当电阻一定时,电压增大,电流也随之增大,且电压与电流的比值是一个定值,所以在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
[2]根据欧姆定律,取第一次实验数据,,,则的阻值
(3)[1]由电路图和题意可知,小灯泡与滑动变阻器串联,电压表V1测小灯泡两端电压,电压表V2测滑动变阻器两端电压,电压表V测电源电压,电流表A测电路电流。小灯泡额定电压为3.8V,现在电压表V1示数为3.2V,要使小灯泡正常发光,需要增大小灯泡两端的电压。根据串联电路分压原理,应减小滑动变阻器两端的电压,即减小的阻值,所以滑片应向左移动。
[2]由电流表可知,其量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.32A,所以通过小灯泡的电流是0.32A。
[3]小灯泡的额定功率
[4]小灯泡两端的电压增大时,灯泡发光变亮,灯丝的温度升高,灯丝的电阻变大,根据可知,电压表V1示数与电流表A示数的比值就是小灯泡的电阻值,因此电压表V1示数与电流表A示数的比值增大的原因是灯丝的电阻随温度的升高而增大。
41.(1) 右 2
(2) 10 温度
(3) 1.5 0.75
【详解】(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
42. 最右端 改变电阻的电压和电流 断路 0.26 10 减小误差
【详解】(1)[1]为了保护电路,开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片移动到变阻器的阻值最大处,即最右端。
[2]为提高测量的准确程度减小误差,要多次测量取平均值,实验中,滑动变阻器除了保护电路,还有一个重要作用是改变电阻的电压和电流。
(2)[3]闭合开关,无论怎样调节滑动变阻器的滑片,电流表始终没有示数,电路可能断路,电压表示数接近电源电压,电压表与电源连通,故原因可能是定值电阻断路。
(3)[4]图甲中电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,由图乙中电流表的示数是0.26A。
[5]由图丙可知,被测电阻的阻值为
[6]实验中多次测量取平均值,可以减小误差,提高测量的准确程度。
(4)①[7]实验中缺少电压表,需要用电流表和定值电阻代替电压表,所以电流表和定值电阻串联后再和灯泡并联,通过移动变阻器的滑片使电流表示数为时,由并联电路电压的规律,灯的电压等于额定电压,灯正常发光;保持滑片位置不变,通过开关的转换,使电流表测灯与R0并联的总电流,因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,根据并联电路电流的规律求出灯的额定电流,根据P=UI得到灯的额定功率的表达式,如图所示
②[8]闭合开关S和S1,断开S2,小灯泡和定值电阻R0并联,电流表测R0的电流,调节滑动变阻器使小灯泡两端的电压为额定电压U额,定值电阻两端的电压为U额,电流表的示数为
④[9]闭合开关S和S2,断开S1,小灯泡和定值电阻并联,电流表测总电流,保持滑动变阻器滑片位置不变,R0的电流不变,小灯泡的电流为
I′=I-I1
小灯泡的额定电功率
43. 1.5 左 0.4 左 反比 R2 保持R2滑片位置不变 1.75
【详解】(1)[1]①探究电流与电阻关系时,需要测量定值电阻两端的电压和通过定值电阻的电流,因此电压表要并联在定值电阻两端,并且滑动变阻器和定值电阻串联,用来调节定值电阻两端电压,如下图所示:
[2]②在此实验中,滑动变阻器和定值电阻是串联关系,研究电流与电阻的关系时,要保持定值电阻两端电压不变,根据串联电路电压的规律可知,滑动变阻器两端电压也不变,由串联电路分分压原理可知,当定值电阻换用最大电阻20Ω时,滑动变阻器阻值也达到最大值20Ω,则有
由题意知,电源是两节干电池,故电源电压是3V ,当定值电阻为20Ω,滑动变阻器接入最大电阻20Ω,此时滑动变阻器两端电压为1.5V,即滑动变阻器最多可分配1.5V的电压,因此定值电阻两端电压不能小于1.5V。
[3]③为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片要置于最大阻值处,因此滑片要移到最左端。
[4]由图乙可知,电流表选择了小量程,故示数为0.4A。
[5]④根据串联电路的分压原理可知,电阻变大时,分配的电压也变大,因此用10Ω电阻替换5Ω电阻后,定值电阻两端电压变大,而探究电流与电阻关系时,要保持定值电阻两端电压不变,因此滑片要向左移动,增大滑动变阻器接入电路的电阻,使滑动变阻器分配的电压变大,定值电阻两端电压就会变小为原来的大小。
[6]经过多次实验,分析实验数据得出结论:电压一定时,电流与电阻成反比。
(2)[7] ①②③为了完成实验,可将最大阻值已知的R1滑动变阻器作为定值电阻使用,用R2滑动变阻器调节小灯泡中通过的电流,因此R2应该和小灯泡串联,R1和小灯泡并联,如下图所示:
先将R1、R2的滑片移至最右端,即都处于最大阻值处,起到保护电路的作用。闭合开关S、S1,断开开关S2,再将R2的滑片移至最左端,此时电路中R1和 R2串联,且R2接入电路的阻值为0,R1接入电路的阻值为最大阻值20Ω,电流表的示数为0.3A,则电源电压
U=U1=IR1=0.3A×20Ω=6V
将R2的滑片移至最右端。断开开关S1,闭合开关S、S2,此时R2和小灯泡串联,向左移动R2的滑片到某一位置,直至电流表的示数为0.5A,此时小灯泡正常发光。
[8][9]④⑤保持R2滑片位置不变,断开开关S2,闭合开关S、S1,此时电路为R1和R2的串联电路,电流为0.24A,则电路中的总电阻
已知R1接入最大阻值20Ω,所以R2接入电路的阻值
R2=R总-R1=25Ω-20Ω=5Ω
由题意可知,此时R2接入电路的电阻和③中接入阻值相同,所以当电路中电流为0.5A时,R2两端的电压
U2=I额R2=0.5A×5Ω=2.5V
所以小灯泡的额定电压
U额=U-U2=6V-2.5V=3.5V
故小灯泡的额定功率
P额=U额I额=3.5V×0.5A=1.75W
44. 断开 大 0.3 反比
【详解】(1)[1]连接电路的安全操作要求:连接电路时开关必须断开,防止线路连接过程中短路损坏器材。
[2]接通电路前,滑动变阻器滑片要移到接入电路阻值最大处,使电路初始电流最小,保护电路。
(2)[3]电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,指针指向0.3A,因此读数为0.3A。
(4)[4]分析表格数据可知,定值电阻两端电压不变时,电流与电阻的乘积为定值,因此结论为:当导体两端电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
45.(1)断开
(2)短路
(3)当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4)①
【详解】(1)连接电路时,为了防止电路出现短路等故障损坏仪器,开关应处于断开状态。
(2)闭合开关后,向左移动滑动变阻器滑片P,电流表示数不断变小,说明电路是通路但电阻变大;同时电压表无示数,若定值电阻R短路,它相当于一根导线,则电压表相当于测 “导线电压”(示数为 0),且电路总电阻为滑动变阻器接入电路中的阻值。向左移动滑片,接入电路中的阻值变大,则电流表示数不断变小,符合题意。故故障为R短路。(若R断路,电流表无示数,电压表有示数。)
(3)分析表格数据:电压U增大时,电流I也随之增大,且的值保持不变。因此可得出结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4)本实验探究电流与电压的关系,多次测量是为了寻找普遍规律。
①探究电流与电阻的关系:需多次实验寻找 “电压一定时,电流与电阻的反比关系”,目的是寻找普遍规律,与本实验相同。
②测量定值电阻的阻值:多次测量是为了求平均值减小误差。
③测量物体的长度:多次测量是为了求平均值减小误差。
因此多次测量的目的与本实验相同的是①。
46.(1)
(2)断路
(3) 0.06 4
(4)正比
(5) 温度 发光二极管
(6) 滑片P处于最右端
【详解】(1)将滑片向右移动时电流表示数变大,即滑动变阻器接入电路的电阻变小,故滑动变阻器接右下接线柱,如图所示
(2)如图甲所示,串联电路中,电流表没有示数,说明电路中存在断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表两端与电源电压连通,所以故障可能是定值电阻断路。
(3)[1]如图乙所示,电流表选用的是0~0.6A的量程,对应的分度值为0.02A,电流表的读数为0.06A,即通过定值电阻的电流为0.06A。
[2]分析表格数据可得,1、2、3、5这4组数据的电压与电流的比值约为10Ω,第4组数据的电压与电流的比值约为50Ω;据此分析只有根据第4次实验数据算出来的电阻阻值不同,因此可知第4组数据有误,读数时将电压读错了。
(4)分析表格数据可知,当电阻一定时,电阻两端的电压增大为原来的几倍,通过电阻的电流就增大为原来的几倍,由此可得出实验结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(5)[1]小灯泡灯丝的电阻在变化,其原因是灯泡的电阻随温度的变化而变化。
[2]在亮度相同的情况下,发光二极管的电功率要小于小灯泡的电功率,分析其原因是发光二极管工作时将电能主要转化为光能,从节能角度来看,在照明亮度相当的情况下,我们应选用发光二极管作为照明灯具。
(6)[1][2]如图丁所示,电源电压未知且恒定不变,R0为已知阻值的定值电阻。闭合开关S,当滑片P处于最左端时,电流表示数为I1;此时的电源电压为
闭合开关S,当滑片P处于最右端时,电流表示数为I2;此时的电源电压为
根据电源电压不变可得,
解得滑动变阻器的最大阻值为
47.(1)
(2) 5
(3) 左 电压表示数为1.8V
(4)A
【详解】(1)原电路中电流表与定值电阻并联后再与电压表串联是错误的,探究电流与电压、电阻的关系,电流表应与定值电阻串联,电压表与定值电阻并联。将电流表“0.6”接线柱与定值电阻右接线柱连接的导线打“×”,将定值电阻右接线柱与电压表“-”接线柱用导线连接,改正后的电路图,如图所示:
(2)[1][2]设横坐标每小格为0.1V,纵坐标每小格为0.02A,根据表格中数据描点,用平滑的曲线连接起来,如图所示:
导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,即电阻的图像为一条过原点的直线,根据所作图像可知,第5组数据不在直线上,故第5组数据是错误的。
(3)[1][2]在“电压一定时电流与电阻的关系”探究实验中,定值电阻的两端电压应保持不变;由欧姆定律可得,原电路定值电阻
用的电阻替换原电阻后,闭合开关,发现电压表示数变大,由于需控制定值电阻的两端电压保持不变,则需减小定值电阻的两端电压,根据串联电路的电压规律可知,需增大滑动变阻器两端的电压,根据分压原理,需增大滑动变阻器连入电路的电阻,由电路图可知,滑动变阻器右下接线柱接入电路,所以此时应向左移动滑片,由于与上表中序号为6的数据进行比较,因此直到电压表示数为1.8V,读出电流表示数并记录数据。
(4)电源电压保持不变,由串联电路分压原理,根据表格实验数据,定值电阻分压最小,电路电流时,滑动变阻器分压最大,滑动变阻器接入电路阻值最大,此时滑动变阻器阻值
所以为了满足实验需要,应选用滑动变阻器的规格为“”,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
48.(1)
(2)滑动变阻器接了两个下接线柱
(3) 2.7 右
(4)滑动变阻器的最大阻值过小
(5)反
【详解】(1)根据实验,电路是串联的,滑动变阻器的滑片向右移动时,电流变小,说明变阻器接入电路的电阻将变大,所以滑动变阻器的左下接线柱接入电路;如图所示:
(2)闭合开关,发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片,电流表和电压表的示数都不变且较小,说明变阻器无法变阻,且变阻器接入电路阻值较大,则出现这种现象的原因是滑动变阻器选择了下方的两个接线柱。
(3)[1]电压表量程为0~3V,分度值为0.1V,电压表示数为2.7V。
[2]只将电阻换成,由串联分压原理可知,定值电阻两端电压会变大,要探究电流与电阻的关系,需保持电压表的示数不变,则滑动变阻器两端电压要变大,应增大滑动变阻器的阻值,将滑片向右端滑动,直到电压表的示数为2V。
(4)根据串联电路的分压原理可知,当将10Ω定值电阻换为20Ω定值电阻接入电路时,根据串联分压原理可得
解得,而滑动变阻器的最大阻值是20Ω,因此无法使电压表的示数达到2V,是由于滑动变阻器的最大阻值太小。
(5)由表中数据和图像可知,导体的电阻增大,通过导体的电流减小,通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变,故可得出结论:电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比。
49. 导体的电阻与导体的材料有关 电压与电流的比值相同 电压与电流的比值不相同 电压与电流的比值 ①、③、④、⑤ 不可行,没有控制导体的材料相同 密度
【详解】(1)[1]实验中的A、B两点间先后接入铜线、铅笔芯、镍铬合金丝,即接入电阻的材料不同,通电后灯泡的亮度不同,说明导体的电阻与导体的材料有关。
(2)①[2]滑片P向左滑,变阻器接入电路的电阻变大,故滑片以右下接线柱连入电路中,如下图所示
②[3][4][5]由表1知导体a电压与电流的比都为10,导体b电压与电流的比都为5,导体c电压与电流的比都为20,故可以得出:同一导体,电压与电流的比值相同;不同导体,电压与电流的比值不相同。由此可见,电压与电流的比值可以反映导体本身的一种性质,在物理学上把导体的这种性质定义为电阻。
(3)[6]为了探究导体电阻的大小与导体的材料的关系,需要控制长度和横截面积相同,改变导体的材料,①、⑤符合题意;为了探究导体电阻的大小与长度的关系,需要控制导体的材料和横截面积相同,改变导体的长度,①、④符合题意;为了探究导体电阻的大小与横截面积的关系,需要控制长度和导体的材料相同,改变导体的横截面积,①、③符合题意;故要探究导体电阻的大小与导体的材料、长度和横截面积的关系,至少需要选择表2中的①、③、④、⑤导体作为研究对象。
[7]由表格数据知③和⑤的长度相同,材料不同,横截面积不同,由于没有控制导体的材料相同,根据控制变量法,所以不能选择导体③和⑤用来探究导体电阻的大小与横截面积的关系。
(4)[8]用电压与电流的比值表示电阻,这种方法叫比值定义法,物理学中用某种物质的质量与其体积的比值来表示这种物质的密度。
50.(1)
(2)
【详解】(1)探究在串联电路中,电功率与电阻R是否有关,需要测量两个电阻的电压和通过它们的电流,求出它们的电功率,将两个电阻串联,电压表V1测量R1两端的电压,电压表V2测量R2两端的电压,电流表测量电路中的电流,如图所示:
(2)需要测量两个电阻的电压和通过它们的电流,根据得到两个电阻的电功率,如下表
51.(1)A
(2)B
(3)0.75
(4)
【详解】(1)为了保护电路,闭合开关前滑动变阻器滑片要移到阻值最大处。由图甲知,滑动变阻器右下接线柱连入电路,所以滑动变阻器的滑片应移到A端。
(2)移动滑动变阻器的滑片到某一位置时电压表示数为2.1V,小于灯泡额定电压2.5V,为了让灯泡正常发光,应增大灯泡两端电压,根据串联电路的电压规律,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,故滑片应向B端移动。
(3)由图乙知,电流表选用0~0.6A量程,分度值0.02A,其示数为0.3A,即灯泡正常发光时电流,则小灯泡额定功率为
(4)要测小灯泡的额定功率,首先使小灯泡正常发光,将电压表并联到小灯泡的两端测其电压(将开关拨到触点2),通过移动滑片P,使电压表的示数即小灯泡的电压为;然后保持滑片位置不动,通过开关的转换,使电压表并联到小灯泡与定值电阻两端测出其总电压为U(将开关S2拨到触点1),此时各电阻的大小和电压不变,小灯泡仍正常工作,根据串联电路电压的规律,此时定值电阻两端的电压为
根据欧姆定律,串联电路的电流(即小灯泡的额定电流)为
故小灯泡额定功率的表达式为
52.(1) A c 电压表示数为2.5V 0.5
(2)小于
【详解】(1)[1]为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器需调至最大阻值处。由图可知,滑片P移到A端时,接入电路的电阻丝最长,阻值最大。
[2] 闭合开关后小灯泡发光,说明电路是通路;但电压表无示数,说明电压表两端未接在灯泡两端。若a、b断路,灯泡不会发光。导线c连接电压表与灯泡,若c断路,电压表就无法检测灯泡两端电压,符合题中描述的现象。
[3] 排除故障后,闭合开关 S,移动滑动变阻器的滑片P,直到电压表示数为2.5V,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图所示,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.2A。L1的额定功率为
(2)原灯泡 L1的电阻
新灯泡 L2的电阻
由于,更换灯泡后,电路总电阻变小,总电流变大;滑动变阻器阻值不变,其分压变大,导致 L2两端电压小于2.5V。 L2的实际电压小于额定电压,故实际功率小于0.75W。
53.(1)
(2)B
(3)C
(4) A >
(5)0.75
【详解】(1)因为小灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表应该0到3V的量程,则电路连接如图所示:
(2)闭合开关前,为了保护电路,应该将滑动变阻器的滑片移动到阻值最大处,故移动到B端。
(3)闭合开关S,发现小灯泡不发光。电流表、电压表均有示数,说明电路接通,可能是电路中电流太小,灯泡的实际功率太小,接下来合理的操作是:移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光。故选C。
(4)[1]因为电压表示数为2.2V,而额定电压是2.5V,所以应该增大灯的电压,根据公式可知应该增大电路中的电流,所以要减小电路中的电阻,即滑片向A端移动。
[2]当滑动变阻器的电阻变小时(总电阻也会变小),其分得的电压变小,则灯泡两端的电压增大,由图像可知通过灯泡的电流也增大,灯泡的功率增大、灯丝温度升高,则灯泡电阻变大,但总电阻变小。根据可知,只有当的减小量大于的增加量才会让总电阻变小,即。
(5)电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,则小灯泡的额定功率为
54.(1)
(2) 2.3 右
(3)8.3
(4)B
(5) 0.75 实际功率
【详解】(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。
55.(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
【详解】(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。
56.(1)右
(2)A
(3)2.8
(4)0.75
【详解】(1)闭合开关前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片要处于最大阻值处,由图甲可知为最右端。
(2)闭合开关,开关接b端,电路为串联电路,电压表有示数,说明电压表与电源两极接通;移动的滑片,电压表示数有变化,说明定值电阻没有故障;小灯泡不发光,则故障可能是小灯泡短路了。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(3)由图乙可知电压表接小量程,分度值为0.1V,其示数为2.8V。
(4)电压表示数为0.3V,则电路中电流为
根据题意可知此时小灯泡正常发光。闭合开关,将开关接b端,电压表测定值电阻两端电压为0.3V;保持的滑片位置不变,仅将接a端,电压表测定值电阻和小灯泡两端总电压,则根据串联电路电压规律可得小灯泡正常发光时两端电压为
小灯泡的额定功率为
57. 滑动变阻器断路 2.2 0.5 S1 S2
【详解】(1)[1]甲图的电路中,灯与变阻器并联,电压表串联在电路中,这是错误的,变阻器应与灯串联,电压表应与灯并联,改正后如下图所示:
(2)[2]小灯泡不亮,两电表无示数,电路可能有断路发生,将电压表改接在滑动变阻器下面两接线柱上,发现电压表有示数,此时电压表两接线柱到电源两极间是通路,则说明与电压表并联的滑动变阻器断路。
(3)[3]排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P到某一点,电压表选择的量程是0-3V,分度值是0.1V,所以电压表示数如图乙所示为2.2V。
(4)[4]由灯泡的I-U图像知,U额=2.5V时,I额=0.2A,所以小灯泡的额定功率为
P额=U额I额=2.5V×0.2A=0.5W
(5)[5][6][7]①按电路图连接电路;
②闭合开关S1,移动R1滑片,使电流表的示数为I额,灯泡正常发光。此时灯泡与R1串联;
③闭合开关S2,保持R1滑片位置不动,移动R2滑片,使电流表的示数为I额。此时R1与R2串联;因为电路中电流仍为I额,所以R2=RL;
④保持R2滑片位置不动,将另一个滑动变阻器(R1)滑片移到最左端,电流表的示数为I1,再将此滑动变阻器(R1)的滑片移到最右端,电流表的示数为I2。由串联电路特点和欧姆定律可得
解得:
小灯泡额定功率的表达式为
58. 小灯泡处短路 B 0.625
【详解】(1)[1]滑变器若选择,与灯泡串联接入电路中,电源电压 ,灯泡电阻约为10Ω,变阻器阻值最大,即时,根据串联分压,此时灯泡和变阻器两端电压均为3V,变阻器阻值无法再增大,则灯泡两端电压最低为3V,无法达到2.5V的额定电压,即R1的最大阻值偏小,无法完成实验,故实验中应选择最大阻值较大的。
(2)[2]分析电路,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测串联电路电流,电压表测灯泡两端电压。电流表有示数则电路为通路,电压表无示数则说明灯泡可能被短路。
(3)[3]小灯泡的额定电压为2.5V,想要达到额定电压,需使灯泡两端电压增大,根据串联电路电压规律,需减小变阻器两端电压,根据串联分压的规律可知,需减小变阻器的阻值,由图可知,滑片P应向B端移动。
[4]由图可知,当小灯泡两端电压为额定电压2.5V时,通过小灯泡电流为0.25A,小灯泡的额定功率
(4)[5][6]分析丙图中的测量方法:由于没有电压表,需要用和电流表代替电压表,使灯泡两端电压为额定电压时,测出电流即可求出额定功率。图中灯泡和并联,要使灯泡两端电压为,则两端电压也为,则电流表示数为
再通过开关改变电流表测量对象,测出干路电流 ,得出通过小灯泡的电流
则小灯泡的额定功率为
59.(1)(C、D点均可)
(2)B
(3)A
(4)0.75
(5)
【详解】(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
60. 不同 电压表示数 电流做功 3.5 去掉一节电池
【详解】(1)根据题意知道,应将滑动变阻器串联在电路中,由于要求滑片位于最右端B时,滑动变阻器接入电路的电阻值最大,所以,滑动变阻器的下面应接左边的接线柱,如图:
(2)因为串联电路电流处处相等,所以L1 、L2 两灯应选择电阻不同的白炽灯泡,这样当闭合开关,调节滑动变阻器时,两灯的功率和电压就会不同,此时比较两灯泡亮暗和电压表示数就可以发现规律:两灯串联时,通过灯泡的电流相等,电压越高,相同时间内电流做功 越多,灯泡就越亮;
(3)由图(c)知道,电压表量程是0~15V,分度值是0.5V,故电压表示数是3.5V;根据题意知道,小明对电路进行改进时,取走了L2 灯和乙表,正确连接电路后,发现还是无法测量,由于L1灯额定电压为3.8V,此时电源电压是:
U=nU0 =4×1.5V=6V,
电压较大,若去掉一节电池,则电源电压是:
3×1.5V=4.5V,
调节滑动变阻器,可以使L1的电压达到额定电压3.8V,结合电流表的示数,即可计算L1 灯的额定功率,故小明思考后,在不增加电路元件的情况下,他的做法应是去掉一节电池.
【点睛】本题考查的是电功率的测量,是一道测量型实验综合题,考查了滑动变阻器接线柱的选择,电压表的读数及实验的设计,有一定的难度.
61. 没有控制时间一定 加热相同的时间,观察温度计示数变化
【详解】(1))[1]由焦耳定律可知:电流流过电阻产生的热量跟电流的平方成正比,跟电阻的大小成正比,跟通电时间成正比,故研究电流流过电阻产生的热量跟电阻大小的关系时,应该控制电流及通电时间相同,小新实验过程存在的问题就是电流一定时,没有控制时间一定。
(2)[2]应该改为加热相同的时间,观察温度计示数的变化。
【点睛】
62.(1)U形管左右两侧液面的高度差
(2)在电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多
(3) 电流大小 能
【详解】(1)产生电热的多少不容易直接测量,实验中是通过观察U形管左右两侧液面的高度差来反映电流通过容器中电阻丝产生的热量多少的,这是转换法的应用。
(2)甲图中,两电阻串联,电流和通电时间均相同。闭合开关,通电一段时间后,由图可知,右侧U形管中液面高度变化大,说明右侧容器内电阻丝产生的热量多,而右侧容器内电阻丝R2的阻值大于左侧容器内电阻丝R1的阻值,所以得出的结论是:在电流和通电时间均相同的情况下,电阻越大,所产生的热量越多。
(3)[1]根据图乙可知,R3和并联,然后再与串联接入电路中,根据并联电路的电流规律可知,通过两个容器内电阻的电流大小不同,通电时间、电阻大小相同,所以可以探究电流通过导体产生的热量与电流大小是否有关。
[2]若将R3换成阻值为10Ω的电阻,通过两个容器内电阻的电流是不同的,能完成此探究实验。
63.(1)水
(2)电阻
(3)质量
(4)乙
【详解】(1)图甲中,如果加热相同时间,吸热相同,质量相同的食用油升高的温度比水高,根据可知水吸热能力更强。
(2)乙装置中,两电阻串联,通过的电流和通电时间相同,而电阻不同,故该装置用来探究电流热效应与电阻的关系。
(3)由控制变量法,上述两个实验中都需要控制被加热液体的质量和初温相等。
(4)甲实验中,通过加热时间反映吸热多少,乙实验装置中,液体的种类和质量相同,通过液体升高的温度来反映液体吸热多少。
64.(1)见详解
(2)大于
(3) 相同 ②
【详解】(1)在同种物质、初末温相同、m甲>m乙的情况下,根据,可以判断出甲烧瓶中煤油吸收的热量多。
(2)由小问1可知,甲烧瓶中煤油吸收的热量多,因为电阻R1和R2是串联在电路中的,所以电流相等,根据,可知加热电阻丝R1大于R2。
(3)[1]为了控制相同时间内吸收的热量相同,所以两个烧瓶内应放入阻值应该相等。
[2]吸热能力更强的液体更适合做汽车发动机的冷却液,所以应该选择在吸收相同热量后末温更低的液体,所以选用②液体更适合。
65.(1)没有控制电阻的通电时间和电流相同
(2)见解析
(3)见解析
【详解】(1)由焦耳定律可知,电流流过电阻产生的热量跟电流的平方成正比,跟电阻的大小成正比,跟通电时间成正比,故研究电流流过电阻产生的热量跟电阻大小的关系时,应该控制电流及通电时间相同,小新实验过程中先后两次将不同的电阻丝接入电路中,将装置乙替换电路中的装置甲后,没有调节滑动变阻器的阻值,则电流不同,所以存在的问题就是没有控制电阻的通电时间相同和电流相同。
(2)要探究“电流通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小有关”,根据焦耳定律可知,应控制电流和通电时间相同,才能得到正确的规律,同时通过转换法,通过观察温度计示数的变化来比较热量产生的多少,即针对上诉小新实验过程中存在的问题,改进措施为:在步骤③中替换装置后,将电阻箱的阻值调为。闭合开关,同时按下停表开始计时。通电时间仍为2min,记录对应的末温T到表格中。。
(3)实验表格要清楚记录实验的原始数据,如电流、电阻、通电时间、初温和末温,电流通过电阻产生的热量是通过温度升高变化量来体现的,所以要由温度变化量,如下表:
实验次数
I / A
R / Ω
t / min
T 0 / ℃
T / ℃
Δ T / ℃
66.(1)温度计示数的变化量
(2)控制电流大小和通电时间相同
【详解】(1)两个完全相同的烧瓶内分别装有质量和初温都相同的煤油,电流通过导体产生热量越多,煤油升高的温度越多,所以根据转换法,电流通过导体产生热量的多少用温度计示数的变化量来反映。
(2)如图,阻值不同的电阻丝和串联,可以控制电流大小和通电时间相同,根据控制变量法,可以探究电流通过导体产生的热量与电阻是否有关。
67.(1)温度计示数变化
(2)没有控制两次实验的电流相同
【详解】(1)实验中,电流通过导体产生热量不同,温度计的示数不同,所以通过温度计示数变化反映电流通过导体产生热量的多少。
(2)要探究电流通过导体产生的热量与电阻的有关系,需要保持通过阻值不同的电阻的电流及通电时间相同。小阳的实验中,通电时间相同,但将两个烧瓶分别接入电路,两个烧杯中电阻丝的阻值不同,电源电压相同,则通过两个电阻丝的电流不同,不能达到探究目的。
68.(1) 电流通过导体产生的热量 温度计示数的变化
(2)
(3)
电阻丝R/Ω
煤油的初温t0/℃
煤油的末温t/℃
煤油温度的变化量∆t/℃
【详解】(1)[1]探究电流通过导体产生的热量与导体电阻大小是否有关,则本实验的因变量是电流通过导体产生的热量。
[2]电流通过导体产生的热量通过温度计示数的变化来反映,温度计示数升高越多,说明导体产生的热量越多。
(2)为了控制通过电阻丝的电流相同,应将两电阻丝串联接入电路,如图所示:
(3)根据实验要求,控制通电时间、通过电阻丝的电流大小相同,改变电阻的大小,用煤油升高的温度的大小表示电流通过电阻丝产生热量的多少,据此设计记录数据的表格如下所示:
电阻丝R/Ω
煤油的初温t0/℃
煤油的末温t/℃
煤油温度的变化量∆t/℃
69.(1)
(2)见解析
【详解】(1)为了设计一个实验能证明“保持电阻阻值不变,在相同时间内通过电阻的电流越大,电流通过电阻产生的热量越多”此时应将烧瓶内电阻丝R与电流表串联,为了改变电流应将滑动变阻器也串联进电路中,如图所示
(2)①按照电路图先将装置甲、滑动变阻器、电流表等串联接入,将滑动变阻器移到最大阻值处,观察并记录装置甲中温度计的示数记为t0。
②闭合开关S的同时按下停表开始计时,观察并记录电流表示数I,通电3min停止计时的同时观察并记录温度计示数t,断开开关S。
③拆掉烧瓶甲,然后把烧瓶乙再串联在电路中,改变滑动变阻器滑片的位置,观察并记录装置乙中温度计的示数记为t0。仿照步骤②,做一次实验。
④拆掉烧瓶乙,然后把烧瓶丙再串联在电路中,再次改变滑动变阻器滑片的位置,观察并记录装置丙中温度计的示数记为t0。仿照步骤②,做一次实验。
实验数据记录表
I/A
70. 左 电动机 磁场 排斥
【详解】[1]感应电流的方向与导体运动的方向和磁场的方向有关,如果对调磁体的N、S磁极位置,磁场方向改变,导体运动的方向不变,则感应电流的方向发生改变,则灵敏电流计指针将向左偏转。
[2]B中闭合开关以后,电磁继电器正常工作,具有磁性,衔铁会被吸下,电动机能够工作。
[3]C中通电导线下方的小磁针发生偏转,是因为通电导体周围存在磁场,磁场的基本性质是对放入其中的磁体的力的作用,所以 电流对小磁针的作用力是通过磁场施加的。
[4]D中所示是两个磁体的磁极靠近时相互远离的现象,两个相互靠近的磁极相同,相互排斥,这说明同名磁极相互排斥。
71.N
【详解】小磁针静止时北极(小磁针涂黑端),所指的方向为磁场的方向,根据磁感线方向的规定,从北极出来回到南极,读图可以看出,左侧A端条形磁铁N极.
72. 磁 磁体 S 温度 不能 电流
【详解】(1)[1]小铁钉靠近磁铁N极,小铁钉被磁化,所以小铁钉获得磁性。
[2][3]磁化后的小铁钉相当于一个磁体,小铁钉靠近磁铁N极,所以钉尖是S极。
[4]加热一段时间后,温度升高,小铁钉掉落,磁性减弱,说明磁铁的磁性可能与温度有关。
(2)[5]铝不是磁性材料,所以铝板不能被磁化,所以铝板不能被吸引。
[6]铝是导体,铝板在磁场中运动,根据电磁感应原理可知,会产生感应电流。
73. 钉帽 在线圈匝数相同时,电流越大,磁性越强 在电流一定时,线圈的匝数越多,磁性越强 小钢钉不会掉下来
【详解】[1]由图可知,甲图中铁钉的电流的方向是从左向右的,根据安培定则可知,钉帽端为N极;
[2]通过观察甲、乙两次实验可知,线圈的匝数相同,滑动变阻器接入电路的电阻不同,乙的电阻小,通过的电流大,乙中铁钉吸引的小铁钉个数多,故结论为:在线圈匝数相同时,电流越大,磁性越强;
[3]由丙图可知,该电路为串联电路,电流相同,线圈匝数不同,匝数越多的吸引的小铁钉多,故结论为:在电流一定时,线圈的匝数越多,磁性越强;
[4]将甲图中的小铁钉换成小钢钉进行实验,由于钢是永磁材料,被铁钉磁化后,断开开关,仍具有磁性,故小钢钉不会掉下来.
74. 详见解析 转换 排斥
【详解】(1)由生活经验可提出猜想,即:磁体间的距离越近,作用力越大;
(2)磁力大小可以通过丝线与竖直方向的夹角大小来反映,故采用了转换法;
(3)联想到磁体间的相互作用规律,同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,故还须研究甲、乙两块磁铁相互排斥时,磁体间作用力与距离的关系.
75.(1) 轻敲 条形
(2) N 电流
(3)磁场
【详解】(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。
76.(1)磁场
(2) N 正
(3)电流
(4)见解析
【详解】(1)闭合开关 S前,小磁针均指向南北方向,这是因为地球本身是一个巨大的磁体,地球周围存在地磁场,小磁针在地磁场的作用下会指向南北方向。
(2)[1]根据磁极间的相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。由图可知,左侧小磁针的N极指向通电螺线管的左端,说明通电螺线管的左端为S极,那么右端为N极。
[2]根据安培定则:用右手握住通电螺线管,让四指弯曲的方向与螺线管中电流的方向一致,那么大拇指所指的那一端就是通电螺线管的N极。已知通电螺线管的右端为N极,用右手握住螺线管,大拇指指向右端,则四指弯曲的方向为电流的方向,由此可判断出电流从螺线管的右端流入,左端流出,所以电源的左端为负极,右端为正极。
(3)对调电源两极,电流方向改变,小磁针的指向也随之改变,说明通电螺线管的磁场方向发生了改变,由此可知通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。
(4)影响通电螺线管磁场强弱的因素有:电流大小、线圈匝数、有无铁芯。为了使通电螺线管的磁场增强,可采取的有效措施有:增大电流、增加线圈匝数、插入铁芯等。
77. 轻轻敲击 条形 N 电流方向
【详解】(1)[1][2]实验中轻敲玻璃板的目的是减小铁屑与玻璃板的摩擦,使铁屑受到磁场的作用力而有规律地排列;实验探究的结果是:通电螺线管外部磁场与条形磁体相似。
(2)[3]物理学中规定:将小磁针放在通电螺线管外部,小磁针静止时N极的指向就是该点处磁场的方向。
(3)[4]调换电源的正负极后闭合开关,发现小磁针反方向偏转,即磁场方向发生了偏转,故有此可得通电螺线管外部的磁场方向与通电导线的电流方向有关。
78. 轻敲 磁化 N 磁场 磁感线 条形 右 电流方向 S
【详解】(1)[1]轻敲玻璃板的目的是减小摩擦力对铁屑的影响。
[2]铁屑在磁场中会被磁体磁化,成为一个个小磁针,具有了磁性,从而在磁场中有序地排列起来。
[3][4]物理学规定,磁场中某点小磁针N极方向即为该点的磁场方向。
[5]为了形象地描述磁场,人们用一些带箭头的曲线来表示磁场的存在以及磁场的强弱,这样的曲线叫做磁感线,磁感线不是实际存在的。
(2)[6][7]由图丙从铁屑的排列情况可以看出,通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似,都是具有两个磁性较强的磁极;电流左进右出,根据安培定则,右边为N极。
[8][9]对调电源的正负极重复上述实验,电流方向相反,小磁针的指向与之前相反,说明通电螺线管的极性跟电流方向有关;小磁针相当于指南针,静止时S极指地理南方。
79.(1)磁场
(2) 红 S
(3) B A
【详解】(1)导线通电后小磁针发生偏转,说明小磁针受到磁力的作用,断电后小磁针复位,小磁针没有受到磁力的作用,实验表明通电导体周围存在磁场。
(2)[1]当水位到达金属块A时,一般的水是导体,AB之间导通,电磁铁有了磁性,吸下衔铁,动触点向下运动,接通红灯电路,红灯亮。
[2]控制电路的电源右端为正极时,根据安培定则可以判定,电磁铁的上端为S极,下端为N极。
(3)[1]将开关掷于1,导体棒ab中有电流通过,导体棒ab会发生运动,说明通电导体在磁场中受力的作用,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
[2]产生感应电流的方向与导体运动方向和磁场方向有关;若保持磁体不动,将导体ab水平向右运动,灵敏电流计指针向左偏转;若要使灵敏电流计的指针向右偏转,可以将磁体的磁极对调或导体ab向左运动,两者不能同时改变,故B不符合题意,A符合题意。
故选A。
80. 条形磁体 B 无法判断出(通电螺线管外部)磁场的方向 增加小磁针
【详解】(1)[1]通电后小磁针的指向如图甲所示,通电螺线管的两端磁性最强,中间磁性最弱,说明通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。
(2)[2]在图中,根据周围小磁针N极指向与该点磁感线方向一致,在通电螺线管外部,磁感线是从北极发出,最后回到南极,只有B图所示小磁针N极指向一致,左侧小磁针N极都指向外侧,右侧小磁针N极都指向内侧,其它三个图示小磁针N极指向均有不同方向之处,故选B。
(3)[3]此方案中无法从图示判断出通过螺线管电流的方向,铁屑静止时也不能够通过铁屑的分布判断通电螺线管外部磁场的方向,故无法判断出通电螺线管外部磁场的方向。
(4)[4]根据周围小磁针N极指向与该点磁感线方向一致,在通电螺线管外部,磁感线是从北极发出,最后回到南极,小磁针与铁屑相比,能更好地显示出各点的磁场方向,增加小磁针,把小磁针放到螺线管四周不同位置,螺线管通电后,小磁针N极所指的方向就是该点的磁场方向。
81. 偏转 正负极 方向
【详解】(1)[1][2]接通电路后,观察到小磁针偏转,说明电流周围存在磁场;将电池的正负极对调,可以改变电路中的电流方向。
(2)[3]电流方向改变,小磁针的偏转方向发生了改变,说明电流周围的磁场方向与电流方向有关。
82. 发生偏转 感应电流的方向与金属棒切割磁感线运动的方向是否有关
【详解】(1)[1]如图,闭合开关的瞬间,导线中有电流通过,由于通电导线周围存在磁场,小磁针受到电流的磁场作用而发生偏转。
(2)[2]保持磁场方向不变,改变导体切割磁感线的方向,灵敏电流计指针偏转方向也发生改变,说明感应电流方向发生改变,所以小京探究的问题是感应电流的方向与金属棒切割磁感线运动的方向是否有关。
83. 导线中的电流方向 地磁场 乙 物理学规定正电荷定向移动的方向为电流方向,负电荷定向移动的方向与电流方向相反。 不会 导体做切割磁感线运动 右 保持导体棒切割磁感线运动的方向不变,对调磁体的N、S极,记录电流表的偏转情况 导体棒运动速度太慢,产生的感应电流太小 由a到b
【详解】(1)①[1]由图甲、乙可知,导线中通过电流时,小磁针发生偏转,说明通电导线周围存在磁场,能使小磁针发生偏转,由图乙、丙可知,导线中的电流方向不同时,小磁针的偏转方向不同,说明导线中的电流方向不同时产生的磁场方向不同,即电流产生的磁场的方向与导线中的电流方向有关。
②[2]断开电源后,通电导线的磁场消失,小磁针在地磁场的作用下恢复到图甲状态。
③[3][4]如图丁所示,高速电子束飞过小磁针上方时,电流方向与电子运动的方向相反,电流方向与图乙相同,小磁针将发生如图乙所示方向的偏转,原因是:物理学规定正电荷定向移动的方向为电流,负电荷定向移动的方向与电流方向相反。
(2)④[5]由第1、2两次实验可知,导体棒AB平行于磁感线运动,不切割磁感线,电流表指针不发生偏转,闭合回路中不会产生感应电流。
⑤[6]由第3、4两次实验可知,导体棒AB运动的方向相反,导体棒AB中感应电流的方向也相反,因此感应电流的方向与导体做切割磁感线运动的方向有关。
[7]如果固定导体棒AB,水平向右移动磁铁,相当于磁体不动,导体棒向左运动,与第3次实验情况相同,根据表中记录的实验信息可知,电流表的指针向右偏转。
⑥[8]本实验的设计不完整,只探究了感应电流的方向与导体棒AB运动方向的关系,为了使探究过程更加完整,还需探究感应电流的方向与磁场方向的关系,根据控制变量的要求,应保持导体棒切割磁感线运动的方向不变,对调N、S极,记录电流表的偏转情况,从而得出结论。
⑦[9]小明将电流表换成完好的小灯泡,再做第3、4两次实验时小灯泡不亮,最可能的原因是导体棒运动速度太慢,产生的感应电流太小,不足以使小灯泡发光。
⑧[10]发电机的原理与本实验的原理一样,己图为发电机的示意图,图中时刻线框水平,箭头为线框旋转的方向;将发电机旋转,N极在上,与实验原理图一样,此时相当于ab向左运动,电流表指针向右偏转,即电流从右侧流入,b端相当于电源正极,此时ab边中的电流方向由a到b。
84. 通电导线周围存在磁场 有 B 条形磁体 C
【详解】(1)①[1]通电后小磁针发生偏转,断电后小磁针复位。实验表明表明通电导线周围存在磁场。
②[2][3]由于通电导线周围有磁场,磁场对电流有力的作用,故若把图甲中的小磁针换成直导线并通电,两条通电导线之间有相互作用力。故选B。
(2)[4]通电后观察小磁针的指向及铁屑的排列情况,画出通电螺线管的磁感线,根据通电螺线管的磁感线分布形状可知,通电螺线管外部的磁场和条形磁体外部的磁场一样,通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极。
(3)[5]电炉是完全的发热装置,而发电机和电磁起重机均需要电磁铁产生磁性进行工作。
故选C。
85. 磁场 电磁铁 相反
【详解】(1)[1]小磁针的方向发生偏转,说明小磁针处于磁场中,故通电导体周围存在磁场。
[2]电磁铁就是利用通电导体周围存在磁场来工作的,发电机是利用磁场对通电导体有力的作用来工作的。
(2)[3]通电导体周围的磁场其方向与导体中的电流有关,电流方向变化时,磁场方向也改变。
86. 检验磁场的存在 小磁针N极的指向与磁场方向相同 电流 保护电路,防止螺线管温度过高
【详解】(1)[1]通电时螺线管周围存在磁场,小磁针在磁场中受到力的作用会发生偏转,所以小磁针能显示磁场的存在;当电流方向改变时,产生的磁场方向也改变,所以小磁针的偏转方向也改变,因此利用小磁针还可以判断磁场的方向。
(2)[2]在螺线管外部A、B两处放置小磁针,闭合开关,发现A处小磁针发生偏转,A处的小磁针会指示磁场的方向;B处小磁针不偏转,可能原因是小磁针N极的指向与磁场方向相同。
(3)[3]将电池的正负极对调,此时螺线管中电流的方向发生变化,磁场的方向发生变化,是为了探究通电螺线管外部磁场的方向与电流方向的关系。
(4)[4]螺线管是由导线绕成的,其电阻较小,根据欧姆定律可知,通过螺线管的电流较大,产生的热量较多,为了保护电路,观察实验现象后,应立即断开开关。
87.(1) 磁场 条形
(2)电流方向
(3) 正 强 用更多匝数的线圈或增大电流
【详解】(1)[1]小磁针原指示地磁场的南北,通电后小磁针发生偏转,说明通电螺线管周围有磁场,对小磁针有磁力的作用。
[2]由图甲所示的铁屑分布情况可知,通电螺线管周围铁屑的分布情况与条形磁体周围磁场的分布情况相似。
(2)对调电源正负极,电路中电流方向改变,小磁针静止时N极所指方向也改变,说明通电螺线管的极性与电流的方向有关。
(3)[1]如图乙所示,根据小磁针静止时的N极指向,可判断通电螺线管左端为N极,根据安培定则,可判断电流从a出,b回,因此a端应接电源的正极。
[2]在螺线管中插入一根铁芯,铁芯会被磁化,与通电螺线管的磁场叠加,其磁场会变强。
[3]电磁铁的磁性与线圈匝数有关,与电流大小有关,因此要增强电磁铁的外部磁场,还可以增加线圈匝数、增大电流等。
88.(1)
(2) 左右 切割磁感线
(3)受到
【详解】(1)探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件的实验中,导体棒AB要与电流表串联,作图如下:
(2)[1][2] 根据电磁感应原理,当闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中就产生感应电流;当导体棒AB沿左右方向运动时,切割了磁感线,电路中产生了感应电流,电流表指针发生偏转。
(3)当导体棒AB向右运动时,切割了磁感线,电路中产生了感应电流,导体棒AB变成了通电导体,而通电导体在磁场中会受到力的作用。
89.(1)断开
(2)ABD
(3)电源
【详解】(1)如果实验时,开关处于断开状态,电路是断路状态,无论磁体怎样放置、导体棒怎样运动,灵敏电流计指针均不偏转,说明电路中没有感应电流产生,说明断路状态不能产生感应电流,闭合电路是产生感应电流的必要条件。
(2)由电磁感应现象可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中才能产生感应电流;
A.磁体不动,导体棒水平向右运动,则导体棒在磁场中做切割磁感线运动,所以电路会产生感应电流,故能使灵敏电流计指针发生偏转,故A符合题意;
B.磁体不动,导体棒向斜上方运动,则导体棒在磁场中做切割磁感线运动,所以电路会产生感应电流,故能使灵敏电流计指针发生偏转,故B符合题意;
C.导体棒不动,磁体竖直向下运动,则导体棒不能做切割磁感线运动,所以电路不会产生感应电流,故灵敏电流计指针不会发生偏转,故C不符合题意;
D.导体棒不动,磁体水平向左运动,则导体棒在磁场中做切割磁感线运动,所以电路会产生感应电流,故能使灵敏电流计指针发生偏转,故D符合题意。
故选ABD。
(3)要继续探究磁场对通电导体的作用,则导体棒中有电流通过,所以电路中需要有电源,故把灵敏电流计换成电源,就能继续探究磁场对通电导体的作用了。
90. 力 电源 电磁感应 电流方向 会 发光二极管
【详解】(1)[1][2][3]通电导体在磁场中会受到力的作用。如图乙,当有电流通过电机B,B中线圈在磁场中会受到力的作用,从而使线圈转起来;B中线圈带动A中线圈转动,导体做切割磁感线的运动产生电流,小灯泡发光,这种现象称为电磁感应现象,此时的电机A相当于电源。
(2)[4]通电导体在磁场中要受到力的作用,受到的力的方向跟电流方向和磁场方向有关,电机B中磁场方向是固定的,所以只能通过改变电流方向来改变导体在磁场中的受力的方向。
(3)[5]当电机B中线圈转动方向改变时,电机A中线圈的转动方向也会随之改变,线圈的转动方向不同,所产生的电流方向也会发生变化,即通过小灯泡的电流方向会发生改变。
[6]发光二极管具有单向导电性,所以可以在电机A所在电路中添加一个发光二极管,用来判断电路中电流方向是否改变。
91. 不偏转 偏转
【详解】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。只有满足这个条件,电路中才会产生感应电流,电流表指针才会偏转;反之,指针不偏转。
[1]导体棒ab沿竖直方向运动 ,其运动方向与磁感线方向平行,没有切割磁感线,因此电路中不会产生感应电流,电流表指针不偏转。
[2]导体棒ab沿水平方向运动时,其运动方向与磁感线方向垂直,会切割磁感线,因此电路中会产生感应电流,电流表指针偏转。
92.(1)切割磁感线运动
(2)左
(3)增大导体切割磁感线的速度/换用磁场更强的U形磁铁
【详解】(1)由表中数据可知,当导体棒竖直向下、垂直里外运动时,导体棒没有切割磁感线,电流表指针不偏转,没有产生感应电流;当导体棒水平左右运动时,切割磁感线,电流表指针偏转,说明此时产生了感应电流,因此可知,开关闭合,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)导体棒向右运动指针向右偏转,向左运动指针向左偏转,若导体棒静止不动,磁体向右运动时,相当于导体向左切割磁感线,电流表指针向左偏转。
(3)感应电流的大小与磁场的强弱和导体切割磁感线的速度有关,灵敏电流计指针偏转角度较小,要偏转更明显,可以增大导体切割磁感线的速度或换用磁场更强的U形磁铁。
93. 灵敏电流计 通电螺线管外部磁场的方向与螺线管中电流的方向有关
【详解】[1]为了探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件,需要灵敏电流计反应电流的方向和电流的大小,故需要在导线夹a、b间接入灵敏电流计。
[2]根据乙丙对比,发现螺线管中电流的方向发生了变化,通电螺线管外部磁场的方向发生变化,故结论为通电螺线管外部磁场的方向与螺线管中电流的方向有关。
94. 切割磁感线 电源 磁极 B
【详解】(1)[1][2]对比分析实验1、2和3及实验现象可知:闭合电路中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。产生感应电流时,导体ab相当于电路中的电源。
(2)[3]若要探究感应电流方向与磁场方向的关系,应保持导体ab运动方向不变,改变磁场的方向,故将磁极对调,观察灵敏电流计指针偏转情况。
(3)[4]闭合电路中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,叫电磁感应现象,应用该实验结论工作的是手摇发电手电筒,故选B。
95. 前后 斜向上/斜向下 机械 电源
【详解】(1)[1]根据表格中收集现象可以发现,导体AB在蹄形磁体中前后运动时,在磁场中的运动方向与磁场方向垂直时,但这个时候没有感应电流产生,所以小明的说法不正确。
(2)[2]根据表格中收集现象可以发现,导体AB在蹄形磁体中斜向上或斜向下运动时,此时虽然在切割磁感线,但不是垂直切割,也有感应电流产生,所以小明说:“闭合电路的一部分导体在磁场中垂直切割磁感线时,电路中才会产生感应电流”是不全面的。
(3)[3]闭合电路的一部分导体在磁场切割磁感线运动时,从而产生感应电流,从能量的角度来分析,感应电流的产生过程是将机械能转化为电能。
[4]要探究磁场对电流的作用,电流中需要有电源,所以可将图中的灵敏电流计换成电源。
96. 左右 闭合 机械 发电机
【详解】(1)[1]磁铁不动,闭合开关,导体棒沿左右方向运动时,导体做切割磁感线运动,会产生感应电流,电流表指针会发生偏转。
(2)[2]断开开关,不是闭合电路,无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动,都不会产生感应电流,电流表指针都不发生偏转,由此得出结论:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中就产生感应电流。
(3)[3][4]产生感应电流的过程中,消耗了机械能,转化为电能,人们利用电磁感应现象制成了发电机。
97. 串 磁场 电动机 相反 电磁感应 发电机
【详解】(1)[1][2][3]电流表的内阻比较小,电流表相当于导线,故需要串联接入电路;通电后线圈转动,带动指针偏转;撤去磁体再次通电,指针不动,说明没有磁场;指针就不动,说明电流表指针偏转的原因是通电线圈在磁场中受到了力的作用;通电后,将电能转化为机械能,与电动机的原理相同,都是通电线圈在磁场中受到了力的作用。
(2)[4]当让电流从电流表的“-”接线柱流入,“+”接线柱流出,电流的方向相反,指针受到的力的方向也是相反的,故电流表的指针与(1)中的偏转方向相反。
(3)[5][6]若在电流表“+”“-”接线柱之间连接一根导线,组成了闭合回路,用手拨动电流表指针,会产生感应电流,这一现象叫做电磁感应现象;据此可以制成发电机,都是将机械能转化为内能。
98. 顺时针 变化 ①③④
【详解】(1)[1]某个LED发光的颜色与通过其电流方向的关系如图1,电流方向不同,LED灯发光颜色不同,由图可知,两次灯光颜色不同,证明线圈中的电流方向不同,而电流方向和磁场方向和线圈转动方向有关,两图中磁场方向不同,故线圈转动方向相同,这样会导致电流方向不同。故线圈也顺时针转动。
(2)[2]电流方向不同,LED灯发光颜色不同,LED交替发出红、黄光,则该过程a中电流方向变化。
[3]由电磁感应现象可知,闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流,所以①③④符合题意,②不符合题意。
故选①③④。
99. 不偏转 不偏转 偏转 CD
【详解】(1)[1]让导线AB在磁场中静止,导线没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,观察到电流表指针不偏转。
[2]让导线AB在磁场中静止,换用磁性更强的蹄形磁体,导线没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,观察到电流表指针不偏转。
[3]持蹄形磁体静止让导线AB从图中所示位置水平向右运动,导体做切割磁感线运动,会产生感应电流,观察到电流表指针偏转。
(2)[4]AB.图AB中导体运动的方向与磁感线平行,导线没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,故AB不符合题意;
CD.图CD中,导体做切割磁感线运动,会产生感应电流,故CD符合题意。
故选CD。
100. 灵敏电流计的指针是否偏转 ①③④ 将导体AB换成多匝线圈 动圈式话筒
【详解】(1)[1]感应电流的有无是通过灵敏电流计的指针是否偏转来体现的,若灵敏电流表的指针发生偏转,就说明产生了感应电流。
(2)[2]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,①导体棒AB水平向右运动,导体棒AB做切割磁感线运动,产生感应电流;③导体棒AB斜向上运动,导体棒AB做切割磁感线运动,产生感应电流;④磁体水平向左运动,导体棒AB切割磁感线,产生感应电流。②导体棒AB竖直运动,没有切割磁感线运动,不产生感应电流;⑤磁体竖直向上运动,磁感线没有被导体切割,不产生感应电流。所以①③④可以产生感应电流。
(3)[3]电流的大小应与切割磁感线的速度、磁场强度、线圈匝数有关;将导体AB换成多匝线圈(或换磁性更强的磁体,增大导体AB切割磁感线的运动速度)。
(4)[4]扬声器是把电信号转化为声信号,利用通电导体在磁场中受力原理;电铃、电磁起重机的主要部件是电磁铁,利用电流的磁效应;动圈式话筒是把声信号转变成电信号的,声信号的振动带动线圈在磁场中振动,产生电流,是电磁感应原理。
答案第1页,共2页
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