内容正文:
专题19 电学实验复习(复习讲义)
目 录
01 析·考情目标 1
02 筑·专题框架 2
03 攻·重难考点 2
真题动向 核心提炼 拓展提升
考点一 电学实验
04 测·预测闯关 23
命题透视
电学实验是中考物理实验探究题的核心板块,涵盖探究串并联电路电流、电压规律,探究影响导体电阻大小的因素,探究电流与电压、电阻的关系(欧姆定律),伏安法测电阻,测量小灯泡电功率、焦耳定律探究、探究通电螺线管外部磁场的方向和探究电磁感应现象的条件。命题从器材选择、电路连接、操作规范、数据记录、图像分析、结论归纳、故障判断、评估改进等维度综合考查。试题素材融入传统文化、科技创新(如电子秤、传感器)、制作为器材的跨学科实践项目(简易调光灯)等元素。
命题预测
1.探究串、并联电路中电流、电压的特点:实验题极大概率考查电路连接、数据记录、故障分析及规律总结。电路图与实物图互画是所有实验题的基本技能和渗透必考点,必在实验题中考查。跨学科实践(制作简易调光灯)成为命题重要素材,在电压与电阻考查中贯穿电流特点和电压特点,以及电路实物图与简图的相互转化。
2.探究电流与电压、电阻的关系:实验题必考,重点考查滑动变阻器的双重作用、图像绘制与分析、故障判断。可能结合“电流与电压关系”的表格数据,要求计算电阻或得出结论。I-U图像为过原点直线(斜率倒数等于电阻值);I-R图像为双曲线(电压一定时电流与电阻成反比)。跨学科实践(如电子秤、传感器)可能作为新情境素材。
3.伏安法测电阻:实验题高频考查电路连接、滑动变阻器调节、数据记录与处理。可能结合“特殊方法测电阻”进行拓展,跨学科实践(如自制电阻测量仪)可能融入复习仿真。需注意区分测定值电阻与测小灯泡电阻的多次测量目的:前者求平均值减小误差,后者不取平均值(因灯丝电阻随温度变化,取平均无意义)。
4.测量小灯泡电功率:实验题必考,重点考查额定功率计算、亮度与实际功率关系、实验操作规范。测小灯泡电功率可能综合多个电学知识点,如与电路的动态分析、电热计算、家庭电路安全等相结合,考查学生的综合分析和计算能力。缺电表的特殊测量方法依然是压轴潜在考点。
5.探究通电螺线管外部磁场的方向:作图题必考,往往与安培定则结合考查。实验探究题可能会设计为让考生通过铁屑分布推断螺线管两端磁极性质,或者利用电路设计探究通电螺线管的磁场与电流方向的关系。
6.探究电磁感应现象的条件(发电机原理):选择题高频出现电动机与发电机的原理辨析;实验题考查三个条件缺一不可的判断,以及电流方向与导体切割方向、磁场方向的逻辑关系。能量转化题中出现大量守恒表达,能量由机械能转变为电能。
考点一 电学实验
1.(2025·吉林长春·中考真题)在“探究串联电路中各处电流的关系”的实验中:
数据序号
点电流
点电流
点电流
1
0.30
0.30
2
0.28
0.28
0.28
3
0.22
0.22
0.22
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示的实物图连接完整,使电流表测量点的电流。
(2)连接电路时开关应___________。正确连接电路后,闭合开关,电流表的示数如图丙所示,为___________A,继续测量、两点的电流,填入表格中。
(3)换用不同规格的灯泡,再测出两组实验数据,并填在表格中。请指出表格设计的不足之处:___________。
(4)完善表格后,分析实验数据,得出结论:在串联电路中电流处处___________。
【答案】(1)
(2) 断开 0.3
(3)电流的测量值没有单位
(4)相等
【详解】(1)由图甲可知电路为串联电路,电流表测量点的电流,则应将电流表接电源负极,两个灯泡串联,连接如下图所示:
(2)[1]为了保护电路,连接电路时开关应处于断开状态。
[2]由图丙可知电流表接小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A。
(3)表格中电流没有单位,即表格设计的不足之处为:电流的测量值没有单位。
(4)由表格数据可知,串联电路中各点的电流相等,故可得出结论:在串联电路中电流处处相等。
2.(2025·四川·中考真题)小强同学做“探究并联电路电流的特点”实验的电路如图所示,请你帮助他完善下列实验操作。
(1)电流表应与待测的那部分电路___________(选填“串联”或“并联”);
(2)在测量A处的电流时,发现电流表的指针反向偏转,他应该立即___________(选填“断开开关”或“更换电流表”)。然后改变连线方式,使电流从电流表的___________接线柱流入(选填“正”或“负”);
(3)测出A、B、C三处电流大小后,他应该___________(选填“改变开关的位置”或“更换规格不同的灯泡”),多次实验得出结论。
【答案】(1)串联
(2) 断开开关 正
(3)更换规格不同的灯泡
【详解】(1)由于电流表电阻非常小,可以忽略不计,相当于一根导线,所以要与被测对象串联,故电流表要与待测的那部分电路串联。
(2)[1][2]有电流通过电流表,电流表指针反向偏转,是因为正负接线柱接反,为保护电路,应立即断开开关。然后改变连线方式,让电流从电流表的正接线柱流入,保证指针正向偏转。
(3)为使实验结论具有普遍性,避免偶然性,测出一组数据后,应更换规格不同的灯泡,多次实验。
3.(2025·四川成都·中考真题)在探究“串联电路中的电压特点”实验中,图甲是某小组设计的电路图。
(1)图乙是他们连接的实物电路图,闭合开关,电压表测量_____两端的电压。
(2)他们没有将电压表与小灯泡串联的原因是_____。(写出一条即可)
(3)某次操作中他们将电压表并联在两端,闭合开关,发现灯泡不亮,灯泡发光,电压表有较小示数,下列分析合理的是( )
A.断路 B.短路
C.电阻比电阻小 D.电阻比电阻大
【答案】(1)和
(2)电压表应与所测用电器并联
(3)C
【详解】(1)由图乙可知电压表并联在和两端,则电压表测量的是和两端的总电压。
(2)根据电压表的使用方法,电压表应并联在用电器两端,如果电压表串联在电路中,整个电路相当于断路,电压表测量电源电压。
(3)根据题意可知灯泡发光,所以电路不可能断路;电压表有较小示数,说明不可能短路;灯泡不亮,说明的实际功率太小,串联电路电流处处相等,根据可知,电阻比电阻小,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4.(2025·山东东营·中考真题)在“探究导体电阻的大小跟哪些因素有关”实验中,某兴趣小组设计了如图甲所示的实验电路。四根电阻丝中,a、b、c是镍铬合金丝,d是铜丝,a、c、d长度相同,a、b、d横截面积相同。
(1)选用___________(填字母)两根电阻丝进行实验,可以探究电阻的大小跟横截面积的关系。
(2)实验器材中同时选用电流表和小灯泡,小灯泡的作用是___________。
(3)通过实验还可以发现,导体的电阻还跟导体的___________有关,这也是国家进行农村电网改造,将电线更换成铜芯线的原因。
(4)学习欧姆定律之后,该小组设计了如图乙所示的电路来测量电阻丝的电阻。
①将MN接在电阻丝a两端,闭合开关,电压表示数为1.4V,电流表示数为0.5A,则本次测量电阻丝a的阻值是___________。
②请针对该实验的不足之处,写出改进方法及目的:___________。
【答案】(1)a、c
(2)保护电路
(3)材料
(4) 2.8 串联一个滑动变阻器,多次测量求平均值减小误差
【详解】(1)探究电阻的大小跟横截面积的关系时,应遵循控制变量法,控制电阻的材料、长度相同,横截面积不同,满足条件的为a、c两材料。
(2)实验器材中同时选用电流表和小灯泡,其中电流表的作用是根据电流表示数间接说明材料电阻的大小,小灯泡的作用是保护电路,避免电路短路。
(3)国家进行农村电网改造,将电线更换成铜芯线,说明电阻大小还与导体材料有关。
(4)[1]由图乙所示的电路可知,电压表测量电阻丝a两端的电压,电流表测量流过电阻丝a的电流,则电阻丝a的阻值为
[2]该实验测量电阻丝的阻值,只测量了一组实验数据,会导致测量结果误差较大,故应串联一个滑动变阻器,多次测量求平均值减小误差。
5.(2025·内蒙古·中考真题)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,定值电阻的阻值为)
(1)连接电路时,开关应处于______状态;
(2)连接的电路如图甲所示,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现电流表示数有变化,电压表示数无变化。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)正确连接后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,记录实验数据如下表,其中第5次测量时的电压表示数如图乙所示,示数为______;
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
(4)①请你根据表中数据在图丙中描点作出图像; ______;②分析图像可初步得出结论:在电阻一定的情况下,______;
(5)进一步分析,发现上述探究方案有不足的地方。请你提出科学合理的建议:______。(写出一条即可)
【答案】(1)断开
(2)
(3)2.8
(4) 电流和电压成正比
(5)见解析
【详解】(1)为了保护电路,连接电路时,开关处于断开状态。
(2)由图甲可知,电压表测量定值电阻和变阻器的总电压,即电压表测量电源电压,电压表应该测量定值电阻的电压,电压表和定值电阻并联,如图所示:
(3)由图乙可知,电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,电压表的示数是2.8V。
(4)①[1]根据表中数据,利用描点法画出电流和电压的关系图像,如图所示:
②[2]由图像可知,电压增大几倍,对应的电流也增大几倍,可以得到在电阻一定的情况下,电流和电压成正比。
(5)当前实验仅使用5Ω电阻,结论可能具有局限性,为了使实验结论具有普遍性,需验证不同电阻下的电流和电压的关系。
6.(2025·广东·中考真题)探究电流与电阻的关系实验如图,使用的器材如下:电压恒为6V的电源,规格为“50Ω;1.2A”的滑动变阻器,规格为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各1个等。
(1)连接电路时,开关应处于________状态;请用笔画线代替导线将如图所示实物图连接完整________。
(2)将如表所示的实验记录表①、②处补充完整:①________,②________。
U=2V
实验序号
① /Ω
② /A
1
5
2
10
3
15
4
20
(3)将5Ω的定值电阻接入电路,并将滑动变阻器调到最大阻值处,闭合开关,________,直到电压表的示数为2V,此时电流表的示数如图乙所示,为________A,记录数据。
(4)依次更换定值电阻,重复实验。
(5)若计划将定值电阻两端的电压U取1.5V,是否仍能依次用上述4个定值电阻完成实验?请判断并说明理由:________。
【答案】 断开 电阻R 电流I 见解析 0.4 见解析
【详解】(1)[1]为了保护电路,连接电路时,开关要断开。
[2]滑动变阻器一上一下串联接入电路中,如图所示:
(2)[3][4]探究电流和电阻的关系,保持电压不变,改变电阻的阻值,记录对应的电流,①处是电阻R,②处是电流I。
(3)[5][6]将5Ω的定值电阻接入电路,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2V,由图乙可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.4A。
(5)[7]若计划将定值电阻两端的电压取1.5V,变阻器两端的电压U滑=U-UV=6V-1.5V=4.5V
由串联分压可知
电阻为20Ω时,
变阻器的阻值R滑=60Ω>50Ω
所以不能依次用上述4个定值电阻完成实验。
7.(2025·甘肃·中考真题)小勤从废旧收音机上拆下一个完好的定值电阻R,他想知道该电阻的阻值,采用“伏安法”进行测量,图甲实验所用电源电压为3V。
(1)请用笔画线表示导线,补全图甲实物电路的连接;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应位于__________端(选填“A”或“B”);
(3)闭合开关后,发现电压表有示数,电流表无示数,由此可判断产生的故障是__________;
(4)排除故障后,正确连接电路。移动滑动变阻器滑片到某一位置时,发现电流表示数为0.24A,电压表示数如图乙所示,为__________V,则定值电阻R的阻值为__________Ω;
(5)为了减小实验误差,小勤应采取的措施是:______________________;
(6)小勤不小心将电压表损坏,爸爸告诉小勤,仅利用电流表和已知阻值的定值电阻也可以测电阻。小勤设计了图丙所示的电路(电源电压未知)来测量另一个待测电阻Rx的阻值,电流表选0~0.6A的量程,定值电阻R0的阻值为10Ω。
①具体操作如下:
a.闭合开关S1,断开开关S2,读出电流表示数为0.40A;
b._____________,读出电流表示数为0.50A(请将实验操作补充完整);
②由以上数据可得,待测电阻Rx的阻值为__________Ω;
③小勤研究发现,在电源电压和电流表量程不变的情况下,利用该电路能测出的最小阻值为__________Ω,原因是__________________。
【答案】(1)
(2)A
(3)电阻R处断路
(4) 2.4 10
(5)多次测量求平均值
(6) 闭合开关S1、S2 40 20 当待测电阻阻值为20Ω时,电流表中的电流已达到0.6A最大量程
【详解】(1)如图,伏安法测电阻的实验中,电压表接在电阻R两端,电源电压为3V,电压表选用小量程,电路如图:
(2)闭合开关前,为了电路安全,滑动变阻器的电阻应接入最大值,滑片应位于A端。
(3)闭合开关后,电流表无示数,电路可能断路,电压表有示数,说明电压表与电源接通,由此可判断产生的故障可能是与电压表并联的电阻断路。
(4)[1][2]如图乙,电压表接入小量程,分度值为0.1V,读数为2.4V,电阻的值
(5)为了减小实验误差,小勤应采取的措施是:改变电路中的电流,多次测量电阻两端的电压和通过电阻的电流,求出电阻的平均值。
(6)a.闭合开关S1,断开开关S2,电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流,读出电流表示数为0.40A,电源电压
b.[1]闭合开关S1、S2,两个电阻并联,电流表测干路电流,读出电流表示数为0.50A;电阻R0两端的电压不变,通过电阻R0的电流不变,通过Rx的电流
②[2]待测电阻Rx的阻值为
③[3][4]在电源电压和电流表量程不变的情况下,电路中电流为0.6A最大时,电路中的电阻最小,通过电阻R0的最大电流
利用该电路能测出的最小阻值
8.(2025·陕西·中考真题)在测量小灯泡电阻的实验中,小明设计了如图-1所示的电路。已知小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压为3V,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
数据序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.14
0.18
0.22
0.24
电阻R/Ω
3.6
5.6
6.8
8.3
(1)该实验的原理是___________。
(2)连接电路时,开关应处于_________状态,且将滑动变阻器的滑片P移至图-1中所示的___________(选填“a”或“b”)端,电压表应选择___________(选填“0~3V”或“0~15V”)的量程。
(3)正确连接电路,闭合开关,移动滑片P的过程中,小灯泡不发光,电流表、电压表均无示数;直至移动滑片P到图-1中M点时,小灯泡突然发光,电流表、电压表均有明显示数,小明立即断开开关,查找原因。出现以上现象的原因可能是___________(填选项字母)。
A.滑动变阻器短路
B.滑动变阻器M点右侧附近有断路
C.滑动变阻器M点左侧附近有断路
(4)排除故障后,改变滑片P的位置,记录电压表的示数U和电流表的示数I,并计算出对应的阻值。当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图-2所示,其读数为___________A。
(5)请结合表中信息分析,能否用该实验的器材探究电流与电压的关系,并说明理由___________。
【答案】(1)
(2) 断开 b 0~3V
(3)B
(4)0.28
(5)见解析
【详解】(1)测量小灯泡电阻的实验中,通过测量通过小灯泡的电流和小灯泡两端的电压,根据即可算出小灯泡的电阻,所以该实验的实验原理是。
(2)[1]为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。
[2]闭合开关前,滑动变阻器滑片要移到阻值最大的位置,由图1可知为b端。
[3]电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,电压表测量小灯泡两端电压,则电压表应选择小量程,即“0~3V”的量程。
(3)闭合开关前滑片处于阻值最大位置,即最右端;闭合开关,移动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电流表、电压表均无示数,说明电路发生断路;直至移动滑片P到图-1中M点时,小灯泡突然发光,电流表、电压表均有明显示数,此时电路为通路,说明滑动变阻器M点左侧部分没有断路,则发生断路的是滑动变阻器M点右侧附近,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(4)由图2可知,电流表接小量程,分度值为0.02A,示数为0.28A。
(5)探究电流与电压的关系,需要控制电阻不变,分析表格数据可知灯泡电阻是变化的,所以用该实验器材不能探究电流与电压的关系。
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
【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。
10.(2025·甘肃兰州·中考真题)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)。
【答案】(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。
11.(2025·山东济宁·中考真题)小明学习了电磁知识后,从物理学的视角对图所涉及的物理问题进行了分析。
(1)如图甲所示,在A处接入______,可探究电动机的工作原理;(填实验器材名称)
(2)在图甲的金属轨道上增加一根金属杆cd,俯视图如图乙所示(磁感线垂直纸面向外,用“·”表示);在外力的作用下,金属杆ab沿光滑金属轨道向右运动,请判断静止在光滑轨道上的金属杆cd是否运动并说明理由,判断∶______;理由∶______;
(3)电吉他中电拾音器基本结构如图丙所示,磁体附近金属弦被磁化,因此弦振动时,在线圈中产生感应电流,感应电流经电路放大后传送到音响发出声音,则弦振动时,线圈中的感应电流方向______(选填“变化”或“不变”)。
【答案】(1)电源
(2) 运动 见详解
(3)变化
【详解】(1)电动机的工作原理是通电导线在磁场中受到力的作用;如图甲所示,在A处接入电源,闭合开关后,金属轨道上原来静止的轻质金属杆会朝着某个方向运动。
(2)[1][2]在外力的作用下,金属杆ab沿光滑金属轨道向右运动,金属杆ab切割磁感线产生感应电流,在图甲的金属轨道上增加一根金属杆cd,cd中有电流通过,周围产生新的磁场,与原磁场相互作用使得cd运动起来。
(3)弦振动过程中,磁场方向不变,弦的运动方向会不断变化,则线圈中的电流方向不断变化。
知识1 电学实验
1.探究串、并联电路的电流规律
实验目的
探究串、并联电路的电流规律
电路图
实验器材
电流表、电源、开关、小灯泡(不同规格)导线
实验设计与分析
(1)画电路图、连接实物图、电路错误或该接电路;
(2)进行实验(连接好电路前开关要断开);
(3)分析电流表指针反偏的原因和偏转角度太大和过小的原因,并且进行正确操作;
(4)更换不同规格的灯泡进行多次实验的目的:寻找普遍规律,避免偶然性;
(5)改进实验
实验结论
(1)串联电路:电流处处相等,即I=I1=I2。
(2)并联电路:干路电流等于各支路电流之和,即I=I1+I2。
交流与反思
(1)记录数据要真实,不得随意修改实验数据,在误差允许范围内得出结论;
(2)同一次实验过程中,每盏小灯泡的亮度可能不同,甚至有的小灯泡不亮,但这不能说明各处电流不相等,因为各小灯泡的规格不同。
(3)分析实验数据可知,并联电路中各支路电流不一定相等。当并联的两个小灯泡规格相同时,各支路电流相等;当并联的两个小灯泡规格不相同时,各支路电流不相等。
2.探究串、并联电路电压的规律
实验目的
探究串、并联电路的电压规律
电路图
实验器材
电压表、两个灯泡(不同规格)、电源、开关、导线
实验设计与分析
(1)画电路图、连接实物图、电路错误或该接电路;
(2)进行实验(连接好电路前开关要断开);
(3)分析电压表指针反偏的原因和偏转角度太大和过小的原因,并且进行正确操作;
(4)更换不同规格的灯泡进行多次实验的目的:寻找普遍规律,避免偶然性;
(5)改进实验
实验结论
(1)串联电路:电源两端电压等于各个用电器两端电压之和,即U=U1+U2。
(2)并联电路:各支路两端电压相等,且等于电源电压,即U=U1=U2。
3.探究影响导体电阻大小的因素
【常考考向】
(1)转换法:通过比较电流表示数(或灯泡亮度)判断电阻丝电阻的大小。电流表示数越小(灯泡越暗),表明电阻越大
(2)控制变量法:(影响电阻大小的因素:长度、横截面积、材料、温度)①探究电阻大小和长度的关系时,选择材料、粗细相同,长度不同的电阻丝;②探究电阻大小和横截面积的关系时,选择材料、长度相同,粗细不同的电阻丝;③探究电阻大小和材料的关系时,选择长度、粗细相同,材料不同的电阻丝。
(3)灯泡的作用:①反映电阻丝的电阻大小;②保护电路
(4)电流表的作用:更方便判断电阻丝的电阻大小关系
(5)只用灯泡反映电阻大小的缺点:当电流变化不大时,无法比较出电阻的大小
(6)只用电流表反映电阻大小的缺点:当电阻较小时容易烧坏电流表
(7)只有一根电阻丝:对折,可探究电阻与横截面积的关系;改变接入电路的导体长度,可探究电阻与长度的关系;无法探究电阻与材料的关系
拓展:
(8)金属导体的电阻还受温度的影响:温度越高,电阻越大
4.探究电流与电压和电阻的关系
(一)电流与电压的关系
【常考考向】
(1)实验结论和图像
在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端电压成正比。
(2)画电路图、连接实物图、找出电路错误之处或改接电路。
(3)电路问题:①连接问题:电压表、电流表的调零、量程选择和接法;滑动变阻器要“一上一下”连入电路。②操作问题:连接电路前开关断开,闭合开关前滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。③故障问题:电路中用电器断路或短路、开关接触不良。
(4)滑动变阻器的作用:改变电阻两端的电压和保护电路。
(5)电流表、电压表、滑动变阻器的选取:①安全:电表不能超过量程,滑动变阻器不能超过限定电流。②方便:电表量程不能过大,滑动变阻器最大阻值要能够满足调节电压的要求,且不能过大导致使用不便。
(6)设计或补充实验表格(序号、电流、电压或电阻)。
(7)多次实验的目的:寻找普遍规律。
(二)电流与电阻的关系
【常考考向】
(1)实验结论和图像
在电压一定的情况下,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(2)画电路图、连接实物图、找出电路错误之处或改接电路。
(3)电路问题:①连接问题:电压表、电流表的调零、量程选择和接法;滑动变阻器要“一上一下”连入电路。②操作问题:连接电路前开关断开,闭合开关前滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。③故障问题:电路中用电器断路或短路、开关接触不良。
(4)滑动变阻器的作用:控制电阻两端的电压保持不变和保护电路。
(5)电流表、电压表、滑动变阻器的选取:①安全:电表不能超过量程,滑动变阻器不能超过限定电流。②方便:电表量程不能过大,滑动变阻器最大阻值要能够满足调节电压的要求,且不能过大导致使用不便。
(6)设计或补充实验表格(序号、电流、电压或电阻)。
(7)多次实验的目的:寻找普遍规律。
(8)实验中,更换电阻,滑动变阻器接入电路中的电阻变化:当定值电阻阻值变大,电阻两端电压变大,要让电阻两端电压减小到控制的电压,则滑动变阻器两端电压变大,因此需要向电阻变大的方向移动滑片。反之,向电阻变小的方向移动滑片。(换大调大,换小调小)
(9)实验中,更换大电阻后,无论怎么移动滑片,电压表示数始终不能回到控制的电压,原因可能是:①滑动变阻器的最大阻值太小;②电源电压太大;③控制不变的电压太小。
5.用电流表和电压表测量电阻
【常考考向】
(1)画电路图、连接实物图、找出电路错误之处或改接电路
(2)电路问题:①连接问题:电压表、电流表的调零、量程选择和接法;滑动变阻器要“一上一下”连入电路。②操作问题:连接电路前开关断开,闭合开关前滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。③故障问题:电路中用电器断路或短路、开关接触不良
(3)滑动变阻器的作用:①改变电阻两端电压;②保护电路
(4)滑动变阻器的选择:在保证电路安全和测量要求的情况下,最大阻值尽可能小
(5)设计实验数据表格(序号、电压、电流、电阻)
(6)测量小灯泡的电阻:电阻随温度的升高而增大
(9)测量小灯泡电阻时不求平均值,因灯丝电阻可变,平均值没有意义
(10)多次测量的目的:寻找普遍规律,避免偶然性
(11)特殊方法测电阻
设计思路
实验电路图
需要测量的物理量及RX的表达式
利用串联电路中电流处处相同求电阻值
(1)闭合开关S,分别测出R0、RX两端电压U0、UX;
(2)
利用串联电路中各电阻两端电压之和等于电源电压列方程求电阻值
(1)闭合开关S,变阻器接入阻值最大时的电压表读数U1;
(2)变阻器接入阻值最小(等于0)时电压表的读数U2;
(3)被测电阻:
(1)只闭合开关S,测出R0两端电压U0,闭合S、S1,测出电源电压U;
(2)
(1)闭合S,将S1置于a,R0与Rx串联,读出电压表示数U;
(2)闭合S,将S1置于b,R0与Rx串联,读出电压表示数U0则Ux=U-U0;
(3)
利用并联电路各支路两端电压相等求阻值
(1)闭合S,分别测出通过R0、RX的电流I0、IX;
(2)
(1)闭合S、断开S1,此时只有R0连入电路,读出A的示数I0
(2)闭合S、S1,R0与Rx并联,读出A的示数I;
(3)
利用电源电压不变列方程求阻值(已知R0阻值)
(1)闭合S,将S1置于a时,读出A的示数I0
(2)闭合S,将S1置于b时,读出A的示数Ix,
(3)
(1)闭合S,将S1置于a时,读出A的示数I0
(2)闭合S,将S1置于b时,读出A的示数Ix,
(3)
(1)闭合S,将滑动变阻器滑片移至a端时,此时R0=0 ,读出A的示数I1,
(2)闭合S,将滑动变阻器的滑片移至b端时,此时滑动变阻器连入电路的阻值为R,读出此时A表示数I2,
(3)
利用等效思想测电阻
(1)闭合S,将S1置于a,调节R0,读出A的示数I1
(2)闭合S,将S1置于b,保持滑片P位置不变,调节电阻箱R′,使A的示数仍为I,读出此时R′连入电路的阻值R′,即Rx=R'。
(1)按照电路图连接好电路后,闭合开关S,开关S1接1,将滑片调至某一位置,记录电压表的示数U0
(2)开关S1改接2,滑片位置不动,调节电阻箱使电压表的示数重新变为U0
(3)读出电阻箱的示数R,则Rx=R 。
6.测量小灯泡的电功率
【常考考向】
(1)画电路图、连接实物图、找出电路错误之处或改接电路
(2)电路问题:①连接问题:电压表、电流表的调零、量程选择和接法;滑动变阻器要“一上一下”连入电路。②操作问题:连接电路前开关断开,闭合开关前滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。③故障问题:电路中用电器断路或短路、开关接触不良
(3)滑动变阻器的作用:①改变电阻两端电压;②保护电路
(4)滑动变阻器的选择:在保证电路安全和测量要求的情况下,最大阻值尽可能小
(5)设计实验数据表格(序号、电压、电流、电功率)
(6)通过数据表格或I-U图像读取数据计算电功率,会读额定功率
①额定功率不是功率的平均值
②实验多次测量的目的:寻找小灯泡亮度、实际功率与实际电压的关系
(7)I-U图像不是直线的原因:灯丝的阻值随温度的升高而增大
(8)特殊方法测电功率
方法
电路原理图
直接测量的物理量
小灯泡的电功率表达式
安阻法
闭合开关S,调节滑动变阻器,使电流表A1、A2的示数分别为I1、I额
(U额=I1R0)
只闭合开关S1、S3,调节滑动变阻器,使电流表示数为I额;保持滑片位置不变,断开开关S3,闭合S1、S2,电流表示数为I1
U额=(I1-I额)R0
伏阻法
闭合开关S,调节滑动变阻器滑片,使电压表V1、V2示数分别为U1、U额
,
闭合开关S1,开关S2与1端闭合,调节滑动变阻器,使电压表示数为U额;保持滑片位置不变,把开关S2与2闭合,记录此时电压表示数为U1
,
保持电源电压U不变,闭合开关S,调节电阻箱至恰当的数值,使电压表示数为U额,记录此时电阻箱的阻值R0
,
7.探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关
【常考考向】
(1)转换法:通过U形管液面高度的变化或温度计升高的温度反映产生电热的多少
(2)控制变量法:
a.探究电热与通电电流的关系:控制电热丝阻值和通电时间相同,改变通过电热丝的电流大小;
b.探究电热与电阻的关系:控制电热丝的电流和通电时间相同,选择两个不同阻值的电阻丝;
c.探究电热与通电时间的关系:控制电热丝的阻值和电流相同,改变通电时间的长短;
(3)被加热的物质选用煤油或空气的原因:①不导电,对实验结果影响小;②比热容小,实验现象明显
(4)实验异常现象分析,通电一段时间后,U形管两侧液面高度差为零:可能是电阻丝短路或断路
8.探究通电螺线管外部的磁场方向
【常考考向】
(1)转换法:通过小磁针静止时N极的指向反映通电螺线管外部磁场的方向
(2)模型法:磁感线是为了描述磁场而引入的物理模型,并非真实存在
(3)铁棒的作用:增强磁场
(4)小磁针静止时N极的指向就是该点磁场的方向
(5)判断通电螺线管的极性(安培定则,即右手螺旋定则)
拓展:
(6)用铁屑代替小磁针探究通电螺线管外部磁场的强度:铁屑的疏密情况反映磁场的强度(转换法)
(7)轻敲盛放铁屑的玻璃板:减小铁屑和玻璃板间的摩擦,使铁屑因受到磁场的作用而呈现出规则的排列
9.探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
【常考考向】
(1)转换法:用灵敏电流计指针的偏转情况反映电路中感应电流的情况(是否偏转反映是否产生感应电流,偏转方向反映感应电流的方向,偏转角度反映感应电流的大小)
(2)控制变量法:①探究感应电流的产生与磁场强弱是否有关:控制磁场方向不变,使导体静止,更换磁性更强的磁体;
②探究感应电流的产生与导体的运动方向是否有关:控制磁场方向、强弱不变,改变导体的运动方向;
③探究感应电流的方向与导体切割磁感线的方向是否有关:控制磁场方向不变,改变导体切割磁感线的方向;
④探究感应电流的方向与磁场的方向是否有关:控制导体切割磁感线的方向不变,改变磁场的方向
(3)使灵敏电流计指针偏转更明显的措施:①换用更灵敏的电流计;②用多匝线圈代替导体;③加快切割磁感线的速度;④更换磁性更强的磁体
(4)能量转化的方向:机械能转化为电能
拓展:
(5)应用:发电机、金属探测器、动圈式话筒
1.(2026·四川成都·二模)在探究“并联电路中的电流特点”实验中,根据图甲的电路图连接了图乙实物电路。
(1)闭合图乙电路的开关,电流表测量通过____的电流。
(2)实验使用了两节新干电池,关于其他实验器材的选择和使用的说法合理的是 。
A.小灯泡的额定电压必须为3V B.选择不同规格的小灯泡各1只
C.电流表测量范围可以任意选择 D.电流表与小灯泡并联接入电路
(3)闭合图甲电路中的开关,发现B、C两点均有电流且相等,接下来应该进行的实验操作是________。
【答案】(1)L2
(2)B
(3)换用不同规格的小灯泡,多次实验,测量多组数据,寻找普遍规律
【详解】(1)由图乙可知,闭合开关,电流表串联在L2所在的支路,因此测量的是通过L2的电流。
(2)A.两节新干电池的电压为3V,实验时两灯泡并联,两端的电压等于电源电压,为了避免损坏小灯泡,两个小灯泡的额定电压需大于等于3V,不是必须为3V,故A不符合题意;
B.为了避免实验偶然性,应选择不同规格的小灯泡多只进行多次实验,故B符合题意;
C.电流表测量范围需要根据电路中实际电流大小选择,不能任意选择,故C不符合题意;
D.电流表的使用规则是与被测用电器串联接入电路,故D不符合题意。
故选B。
(3)闭合甲图电路中的开关,发现B、C两点电流相等,C点是干路电流,B点是L2支路电流,说明此时只有L2接入电路,则L1可能断路。因此为了探究并联电路电流的普遍规律,接下来应该:换用不同规格的小灯泡,多次实验,测量多组数据,寻找普遍规律。
2.(2026·山东济南·一模)小轩组在“探究串联电路电压规律”实验中设计了如图甲所示电路图。
(1)要测量图甲中AB两点间的电压,请用笔画线代替导线将乙图的实物图补充完整。
(2)闭合开关后,两个灯泡都不亮,电压表示数接近电源电压,为了排除故障,接下来的操作是:断开开关,拧紧______(选填“L1”或“L2”)及其两端的接线柱,再闭合开关,若两灯仍不发光则将其更换。
(3)排除故障后,小轩用不同规格的灯泡分别进行了实验,数据如下表:
实验次数
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1
1.00
2.90
2
0.70
2.10
2.80
3
0.50
1.00
1.50
①第1次实验测BC两点间电压时,电压表示数如图丙所示,则电压表示数为______V。
②分析表格数据可得结论:___________________________。
③小轩发现同样测量AC两点间的电压,三次测量值均不相同,其原因可能是:____________________。
【答案】(1)
(2)
(3) 1.90 串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压之和 第1次与第2次测量结果相差较小,可能是由读数误差造成的;第1(或2)次与第3次测量结果相差较大,可能因为改变了电源电压。
【详解】(1)要测量A、B间电压,电压表需并联在L1两端,电流正进负出,电源为两节干电池串联,电压为3V,故电压表选择0~3V测量范围,即将电压表的3接线柱接到L1的右接线柱即可。
(2)两灯都不亮说明电路断路,电压表测L1两端电压,示数接近电源电压,说明电压表两端能连通电源,故障可能为L1接触不良或断路,因此需要拧紧L1及其接线柱。
(3)①电压表选用0~3V量程,分度值为0.1V,指针读数为1.90V。
②分析表格数据,三次实验均满足,因此得出该结论:串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压之和。
③略
3.(2026·吉林长春·二模)在探究串联电路的电压规律实验中:
序号
1
0.9
2
1.5
1.2
2.7
3
1.2
1.7
2.9
(1)请根据图乙的实物连接情况将图甲的电路图补画完整;
(2)连接图乙的电路后,闭合开关,电压表的示数如图丙所示,则灯两端的电压__________V;用电压表分别测出灯两端的电压及总电压。换不同规格灯泡多次实验,将数据记录在表格中。分析数据得出实验结论:串联电路两端的总电压__________各部分电路两端的电压之和;
(3)有同学建议:测完灯两端的电压后,将电压表接在灯左端的导线改接到灯的右端就能直接测出灯两端的电压。他的建议是否正确?__________,理由是__________。
【答案】(1)
(2) 1.9 等于
(3) 不正确 这样连接会导致电压表的正负接线柱接反,测不出电压值
【详解】(1)由乙图实物连接可知,电压表并联在L1两端,因此在甲图L1两端并联画出电压表即可。
(2)丙图电压表选用量程,分度值为0.1V,指针示数为1.9V;分析表格数据可得
每组数据都满足,因此结论为:串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。
(3)测完灯两端的电压后,将电压表接在灯左端的导线改接到灯的右端,该改接方法会使电流从电压表负接线柱流入、正接线柱流出,即正负接线柱接反,电压表指针反向偏转,无法测出的电压,因此建议错误。
4.(2026·广西南宁·一模)图甲是研究影响导体电阻大小因素的电路。实验所用的铅笔芯规格如下表所示。
铅笔芯代号
A
B
C
D
E
型号
2B
HB
2B
4B
HB
长度/cm
10
15
10
10
5
横截面积/mm2
3
0.8
0.8
0.8
0.8
(1)连接电路时,开关应处于_________状态,在电路的M、N之间分别接入不同的铅笔芯,闭合开关后,通过观察_________来比较铅笔芯电阻的大小。
(2)为了研究铅笔芯的电阻与长度的关系,选择铅笔芯B和_________分别接入电路,这种研究方法是_________法。
(3)如果想测量铅笔芯电阻的阻值,还需要增加一个_________表。
(4)研究铅笔芯电阻与温度的关系时,保持电源电压不变,用酒精灯给铅笔芯加热,发现灯泡越来越亮,可知铅笔芯电阻随温度升高而_________。
(5)用铅笔芯和一个电压表改装成一个温度计,设计的电路如图乙所示(电压表未画出),要使电压表示数随温度升高而增大,则电压表应与_________并联。
【答案】(1) 断开 灯泡的亮度(或电流表的示数)
(2) E 控制变量
(3)电压
(4)减小
(5)定值电阻
【详解】(1)[1]连接电路时,开关应处于断开状态,防止电路连接过程中出现短路损坏元件。
[2]闭合开关后,通过观察电流表示数或灯泡亮度来比较电阻大小,电阻越大,电流越小,灯泡越暗,这是应用了转换法。
(2)[1]研究铅笔芯的电阻与长度的关系,需要控制材料、横截面积相同,长度不同,表格中铅笔芯E符合条件。
[2]这种控制其他变量不变,只改变一个变量的研究方法是控制变量法。
(3)如果想测量铅笔芯电阻的阻值,根据欧姆定律可知,还需要增加一个电压表测量电压。
(4)用酒精灯给铅笔芯加热,发现灯泡越来越亮,说明电路中电流变大,电源电压不变,根据可知,铅笔芯电阻随温度升高而减小。
(5)图乙中定值电阻和铅笔芯串联,当温度升高:时,铅笔芯电阻减小,根据串联电路分压规律可知,铅笔芯两端电压减小, 要使电压表示数随温度升高而增大,电压表应与定值电阻并联。
5.(2026·山西临汾·一模)李同学用电压恒为3V的电源,5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω的定值电阻,做“探究电流与电阻的关系”实验。
(1)他连接了图甲所示的实物图,检查发现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画出正确的电路。(导线不允许交叉)
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于最___________(选填“左”或“右”)端。
(3)将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P至适当位置,此时电流表示数如图乙所示,为___________A。将5Ω的定值电阻替换成10Ω的定值电阻后,闭合开关S,应调节滑片P,保持___________(选填“电流”或“电压”)表示数不变。
(4)根据实验数据画出的电流与电阻的关系图像如图丙,由图像可得出结论:___________。
(5)分析图丙可知,实验中选用的滑动变阻器的最大阻值至少为___________Ω。
【答案】(1)
(2)右
(3) 0.5 电压
(4)导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(5)5
【详解】(1)在该实验中,电流表应与电阻R串联,电压表应与电阻R并联,改正后如图所示:
(2)滑动变阻器在闭合开关前应调到最大阻值处。由图甲可知,滑片P在最右端时,接入电路的电阻丝最长,阻值最大。
(3)电流表量程为,分度值0.02A,指针指向0.5A位置,读数为0.5A;探究电流与电阻的关系时,要控制定值电阻两端的电压不变,因此更换电阻后,需调节滑片,保持电压表示数不变。
(4)由图丙可知,电压一定时,电流与电阻的乘积为定值,因此结论为:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(5)电源电压,定值电阻两端的电压,因此滑动变阻器两端的电压
当接入最大定值电阻时,电路电流
此时滑动变阻器阻值
6.(2026·河南驻马店·二模)小明利用如图甲所示电路探究电路中的电流与电压、电阻的关系,电源电压恒为4.5V,滑动变阻器的规格有“15Ω 1A”“40Ω 1A”两种。
(1)请用笔画线表示导线,将图甲中的电路连接完整。(要求:当滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表的示数变小)
(2)小明将的定值电阻连入电路中,探究电流与电压的关系:
①若滑动变阻器发生短路,则闭合开关后______(填“电流表”或“电压表”)会超出测量范围。
②闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,记录电流表与电压表的示数如下表所示,空白处电流表示数如图乙所示为______A。
电流表
0.16
0.20
0.22
0.24
电压表
1.6
2.0
2.2
2.4
2.8
分析表格中的实验数据可知:在导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成______。
③为了完成该实验,小明选择的滑动变阻器的规格是______(填“”或“”)。
④小明又利用小灯泡代替定值电阻重复上述实验,发现无法得出②的结论,主要原因是________________________。
(3)小明用电阻箱代替定值电阻,探究电流与电阻的关系:
①实验过程中,不断地调节电阻箱的旋钮改变电阻箱连入电路中的阻值,同时移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数保持设定值,若将电阻箱连入电路中的阻值从调至,需将滑动变阻器的滑片向______(填“右”或“左”)移动。
②小明将记录的实验数据绘制成了如图丙所示的电流随电阻变化的图像,分析图像可以得出结论:__________________;
③小明用电阻箱代替定值电阻,其优点在于__________________________。
【答案】(1)
(2) 电压表 0.28 正比 小灯泡的电阻随温度变化而改变
(3) 右 在导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 无需更换电阻,可直接调节阻值,操作更方便,且能精准读出阻值
【详解】(1)要求滑动变阻器滑片向右移动时电流表示数变小,说明滑动变阻器接入电路的电阻变大,因此应将滑动变阻器的左下接线柱接入电路,与定值电阻串联。
(2)若滑动变阻器短路,电路中只有定值电阻,此时电压表测电源电压(4.5V),根据电路图,电压表量程为0~3V,因此电压表会超出测量范围;
图乙中电流表量程为0~0.6A,分度值0.02A,指针指向0.28A,故电流表示数为0.28A;
分析表格数据,电压与电流的比值为定值,因此在导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
当定值电阻为,电压为1.6V时,电路电流为0.16A,此时滑动变阻器两端电压为
滑动变阻器接入电阻为
因此选择的滑动变阻器的规格是;
小灯泡的电阻随温度变化而改变,无法控制电阻不变,因此无法得出“电流与电压成正比”的结论。
(3)电阻箱阻值从调至,根据串联分压规律,电阻箱两端电压会升高,为保持其电压不变,需增大滑动变阻器接入电阻,因此滑片向右移动;
由图丙可知,电流与电阻的乘积为定值2V,故可得出结论:在导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
电阻箱的优点是无需更换电阻,可直接调节阻值,操作更方便,且能精准读出阻值。
7.(2026·河南周口·二模)在“探究电流与电阻关系”的实验中,小名选用了阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的五个定值电阻,电源电压恒为6V,连接了如图甲所示的实物电路图。
(1)检查电路时,发现有一根导线连接错误,请你在图甲中将连接错误的导线画上“×”,并用笔画线代替导线正确连接电路,要求:滑片P向右移动时电流表的示数变小________。电路正确连接后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应放在________(填“A”或“B”)端。
(2)小名将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,电流表无示数,电压表有示数,则电路出现的故障可能是定值电阻R________;排除故障后,重新实验,实验过程中用较小的电阻做完实验后,保持滑片的位置不变,断开开关,用较大的电阻替换,闭合开关,此时电压表示数________(填“变大”“变小”或“不变”),接下来应将滑片向________(填“A”或“B”)端移动。
(3)小名将所有的定值电阻依次分别接入电路,认真测量,得到的图像如图乙所示,由此可知,导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成________,他每次实验保持电压表示数为________V不变,滑动变阻器的最大阻值至少要________Ω。
【答案】(1) B
(2) 断路 变大 B
(3) 反比 2.5 35
【详解】(1)电路中滑动变阻器只连一个上接线柱,未接入电路,要使滑片P向右移动时电流表的示数变小,即向右移动时滑动变阻器接入电路电阻变大,故应使滑动变阻器左下接线柱接入电路。
闭合开关前滑片应放在最大阻值处,滑动变阻器左下接线柱接入电路,则滑片应位于最右端,即B端。
(2)电流表无示数说明电路断路,电压表有示数说明电压表能连通电源,因此故障为定值电阻R断路。
根据串联分压规律,更换更大电阻后,定值电阻分得的电压变大,因此电压表示数变大。
用较大的电阻替换,需要保持定值电阻电压不变,需增大滑动变阻器的分压,因此要增大滑动变阻器接入电阻,滑片向B端移动。
(3)由图像可知,电流与电阻的乘积是一个定值,则可得出结论:电压一定时,电流与电阻成反比。
根据乙图数据
可知每次保持电压2.5V不变。
电源电压6V,滑动变阻器需要分压
接入最大25Ω电阻时,电路电流,因此滑动变阻器的最大阻值至少应为
8.(2026·内蒙古呼和浩特·一模)小明利用如图甲所示装置探究“电流与电压的关系”。
(1)在如图甲所示的虚线框内,小明应接入_________(填一种电路元件);
(2)在开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片P移到最_________端;
(3)在闭合开关后,小明发现电流表指针几乎无偏转,电压表指针有较大偏转,若电路中只有一处故障,则可能是_________;
(4)排除故障后,测量并记录了如下几组电压表和电流表的示数,第3次实验中电流表的示数如图乙所示,此时电流为_________A;
实验次序
1
2
3
4
电压U/V
1.0
1.6
2.0
2.8
电流I/A
0.20
0.32
0.56
(5)由上面表格数据可知,电压与电流的比值_________(选填“相同”或“不同”),小明由此得出结论:__________,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
(6)图丙为此实验中根据实验数据所作的I-U图像,分析图像,小明发现图线②与图线③不同的原因是_________。
【答案】(1)定值电阻
(2)右
(3)定值电阻断路
(4)0.4
(5) 相同 电阻一定时
(6)电流表未调零
【详解】(1)探究“电流与电压的关系”时,需要控制电阻不变,改变电阻两端电压,因此虚线框内应接入定值电阻。
(2)开关闭合前,滑动变阻器需要调至最大阻值处保护电路;由图甲可知,滑动变阻器接入左下端接线柱,滑片移到最右端时,接入电路的电阻丝最长,电阻最大。
(3)电流表几乎无偏转,说明电路发生断路;电压表有较大偏转,说明电压表两端连通电源,因此故障是与电压表并联的定值电阻断路。
(4)由表格数据可知电流表选用量程,分度值为,读数为。
(5)[1]计算所有数据可得,电压与电流的比值都等于定值电阻的阻值,因此比值相同。
[2]实验结论为:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(6)在图丙的坐标图中,图线②对应的I-U图像不过坐标原点,而图线1和3对应的I-U图像过坐标原点,也就是图线2数据中电阻两端的电压为零时,电流表的示数不为零,所以导致图线②与图线③不同的原因是实验前电流表没有调零。
9.(2026·江西吉安·一模)小明有一只小灯泡,如图甲所示,螺纹上面的参数有些模糊,只能看到“0.3A”的字样,已知灯泡的额定电压不超过电源电压。小明决定测量该小灯泡在额定电压时的实际电阻。电源为3节新干电池。
(1)小明连接了如图乙所示的电路,闭合开关前,小明检查发现图甲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实物电路连接正确(只改动一根导线)。
(2)改正电路连接后,准备进行实验前,应该先将变阻器的滑片移到最___(选填“左”或“右”)端。闭合开关后,调节滑动变阻器的过程中,眼睛要注意观察_______表的示数,以免灯泡被烧坏。
(3)当电流表示数达到0.3A时,发现电压表示数不足3V,此时小明应该先断开开关,改变电压表测量范围,再将滑动变阻器的滑片调到合适位置,然后闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,当电流表示数达到0.3A时,电压表的读数如图丙所示,则灯泡在额定电压时的实际电阻为_______(结果保留一位小数)。
(4)小芳又设计了如图丁所示的电路,用来测量另一小灯泡在额定电流时的实际电阻。实验方案如下:( 电源电压不变且未知,滑动变阻器的最大阻值为,滑动变阻器的最大阻值未知 )
①只闭合开关,移动滑片,使电流表的示数为。
②只闭合开关 ____,保持滑片位置不动,移动的滑片,使电流表的示数仍为。
③在②的基础上保持滑动变阻器 ____的滑片位置不动,将另一个滑动变阻器滑片移到最左端,电流表的示数为,再将滑动变阻器的滑片移到最右端,电流表的示数为。
④小灯泡在额定电流时的实际电阻_________(用、、表示)
【答案】(1)
(2) 右 电流
(3)8.3
(4)
【详解】(1)乙图中,原导线把电压表串联进电路了,错误导线是连接灯泡右端到电流表负接线柱的那根导线,在该导线上画×,然后将灯泡右端接线柱接电压表负接线柱,将电压表并联在灯泡两端;
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片应移到最大阻值处,由图乙可知,滑片移到右端时,接入电阻丝最长,阻值最大;
灯泡额定电流为 0.3A,因此调节滑片时,眼睛要观察电流表的示数,防止电流超过 0.3A 烧坏灯泡;
(3)电源为 3 节新干电池,总电压为,故开始选用的0-15V的测量范围,改变后为0-3V的测量范围,图丙中指针指向2.5V,由欧姆定律,灯泡在额定电压时的实际电阻为
(4)灯泡正常发光后,保持滑动变阻器的滑片位置不动,用滑动变阻器代替灯泡,只闭合开关,移动的滑片,使电流表的示数同样为,此时的电阻和灯泡电阻相等;保持的滑片位置不动,将的滑片移到最左端,此时只有接入电路,为的简单电路,电流表的示数为,再将的滑片移到最右端,此时接入电路的电阻最大,为,电流表的示数为,由电源电压不变以及串联分压关系得
解得
10.(2026·河南南阳·一模)小雨利用电源(恒定不变)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、等器材,测电阻R的阻值。
(1)图甲是小雨连接的部分电路,请用笔画线代线将电路连接完整。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应调到________(填“A”或“B”)端。小雨连接好电路后移动滑片P,发现两表都有示数但指针均不动,且电流表示数很小,产生这一现象的原因是___________________。
(3)改正错误后,闭合开关,将滑片P移到某位置,记下电压表和电流表的示数。接下来的操作是________(填字母)。
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
1
0.2
2
2
0.42
3
3
A.结束实验,整理器材
B.将滑片P移到另外几个位置,分别记下电压表和电流表的示数
C.换用另一个定值电阻将滑片P移到某位置,记下电压表和电流表的示数
(4)小雨将实验数据记录在表格中。
①第3次实验时,将滑片P移到A端,电流表的指针位置如图乙所示,此时,电流表的示数为________A。
②本实验进行了多次实验,其目的与下列实验相同的是________(填字母代号)
A.用刻度尺测铅笔的长度。
B.测小灯泡的阻值
C.测小灯泡的电功率
(5)另外一个小组只有一个电压表,电压未知且恒定不变的电源,最大阻值已知为滑动变阻器、开关等器材,设计了如图丙所示的电路,测出了的阻值。
①把滑动变阻器的滑片P调至B端,闭合开关,记下电压表示数;
②把滑动变阻器的滑片P调至A端,闭合开关,记下电压表示数。
③待测电阻的阻值=________。(用已知量和测得量的字母表示)
【答案】(1)
(2) B 同时将滑动变阻器下边两个接线柱接入电路
(3)B
(4) 0.6 A
(5)
【详解】(1)伏安法测电阻中,滑动变阻器需要“一上一下”串联接入电路,电压表已经并联在待测电阻两端,只需将滑动变阻器的一个上端接线柱连接定值电阻右端完成串联即可。据此作图。
(2)闭合开关前,滑动变阻器需调至最大阻值处,本题滑动变阻器下接线柱接A,滑片在B端时接入电阻丝最长,电阻最大。
移动滑片时两表指针都不动,说明接入电阻不变,电流很小说明总电阻很大,故障原因是滑动变阻器同时接了两个下端接线柱,接入全部电阻且无法改变阻值。
(3)测定值电阻阻值时,需要多次测量得到多组数据,通过求平均值减小误差,因此记录一组数据后,需要移动滑片得到多组数据,故选B。
(4)电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,指针对应示数为0.6A。
本实验多次实验的目的是多次测量求平均值,减小误差:刻度尺测长度多次实验的目的也是减小误差;测小灯泡电阻、测小灯泡电功率多次实验的目的是寻找普遍规律,因此选A。
(5)滑片调至A端时,滑动变阻器接入电阻为0,电压表测电源电压,得电源电压;滑片调至B端时,滑动变阻器全部接入,与串联,电压表测电压,此时滑动变阻器两端电压为
串联电路电流相等
整理得
11.(2026·四川宜宾·一模)某实验小组“用电流表和电压表测量小灯泡的电阻”,准备了以下实验器材如图甲(小灯泡额定电压为2.5V)
(1)开关闭合前,应将变阻器的滑片滑到最__________端,实验小组连接的实物电路如图甲所示,经检查发现有一处连接错误,请在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线连接正确;____
(2)排除故障后,闭合开关,缓慢移动滑动变阻器的滑片,当滑片移到某一位置时,电压表示数如图乙所示,此时电压表的示数为__________V,要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”)移动,同时眼睛注意观察电压表的示数;
(3)实验小组进行多次实验,记录的实验数据如表,小阳认为应该增加“电阻平均值”一项,小红认为不合理,你认为_________的观点是正确的,理由是____________;
实验次序
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.1
0.14
0.18
0.22
0.24
电阻R/Ω
(4)实验小组设计的测电阻的电路如图丙所示,电源电压一定,R0为定值电阻,电压表选择0~3V量程,在MN之间接入待测电阻,可根据电压表示数求出待测电阻值。小强已经将部分待测电阻值标在了对应的电压表刻度线的上方,如图丁所示,由电表表盘数据可知:当电压表的示数为2V时,电路中的电流为_______A,定值电阻R0的阻值为________Ω。
【答案】(1) 右
(2) 2 左
(3) 小红 小灯泡的电阻是随温度而变化,求平均值没有任何意义
(4) 0.25 10
【详解】(1)[1]开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片滑到阻值最大端,即最右端。
[2]电流表需要串联在电路中,电压表需要并联在小灯泡两端,故电路中的电流从电池的正极出发,经过开关、滑动变阻器、电流表、灯泡,回到负极,故电流表正接线柱与灯泡的连线错误,用一根导线将小灯泡右端接线柱与电压表负接线柱相连,如图所示:
(2)[1]如图乙所示,电压表接0~3V小量程,分度值为0.1V,此时电压表的示数为2V。
[2]要测量小灯泡正常发光时的电阻,小灯泡的额定电压为2.5V,应将滑动变阻器的滑片向左移动,减小滑动变阻器接入的阻值,从而减小滑动变阻器分担的电压,小灯泡两端的电压增大。
(3)[1][2]小红的观点是正确的,小灯泡的电阻是随温度而变化,求平均值没有任何意义。
(4)[1]如图丙所示,定值电阻R0与待测电阻Rx串联,电压表测量待测电阻两端电压,如图丁所示,当电压表的示数为2V时,此时待测电阻的阻值为8Ω,则电路中的电流为
[2]当电压表的示数为2V时,此时待测电阻的阻值为8Ω,电源电压为------①
根据图丁可知,当电压表的示数为3V时,待测电阻的阻值为20Ω,则电源电压为------②
由①②解得。
12.(2026·安徽滁州·一模)在“测量小灯泡的电阻”实验中,选用的器材有:两节新干电池、额定电压为的待测小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表、开关和若干导线。
(1)正确连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最________(选填“左”或“右”)端;
(2)正确完成上述操作后,移动滑动变阻器的滑片使灯泡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________(结果保留一位小数);
(3)接下来,同桌小明想利用实验器材测一个未知阻值的电阻,可检查时发现电压表已损坏,于是又找到一个已知阻值的电阻和一个开关,设计的电路如图丙所示。
①闭合开关,断开开关,读出此时电流表的示数;
②闭合开关,断开开关,读出此时电流表示数;
③得出待测电阻表达式:________。(用已知量符号表示)
【答案】(1)右
(2)8.3
(3)
【详解】(1)闭合开关前,滑动变阻器需要调到最大阻值处,保护电路。由图甲可知,滑动变阻器下接线柱接在左端,滑片在最右端时接入电阻丝最长,电阻最大,因此滑片应置于最右端。
(2)小灯泡额定电压为2.5V,由图乙读得此时电流为0.3A,根据欧姆定律
(3)图丙中与并联: 闭合、断开时,电流表测量支路电流,可得电源电压
闭合、断开时,电流表测量支路电流,并联电路各支路电压相等,两端电压等于电源电压,因此待测电阻
13.(2026·四川内江·二模)如图甲是飞飞测量额定电压为2.5V的小灯泡额定功率电路图,电源电压有4V和6V两款,滑动变阻器的规格为“10Ω,1A”。
(1)连接实物图时,开关应该_______,闭合开关前,滑动变阻器滑片应该处于_____端(选填A或B)。
(2)闭合开关后,小灯泡发光,但电压表示数为0,经检查,图中a、b、c三根导线中有一根断了,则该导线是________(填写字母)。
(3)排除故障后继续测量灯泡的额定功率,但无论如何调节滑动变阻器都无法使小灯泡的电压达到2.5V,电流如图乙所示,经过思考,飞飞发现是自己选择的电源电压不合适,她选择的电源电压为______;
(4)同组的小林重新找到一个可以任意调节电压的电源,将滑动变阻器调至最大阻值处,将电源挡位调整合适,此时小灯泡恰好正常发光,电流表在如图乙的基础上偏转了2小格,小林计算出小灯泡正常发光时的电源电压为___V,灯泡的额定功率为_____W。
【答案】(1) 断开 A
(2)a
(3)6V
(4) 4.9 0.6
【详解】(1)连接电路时,为保护电路,开关必须断开;闭合开关前,滑动变阻器滑片应调到最大阻值处,由图甲可知,滑动变阻器接下接线柱B,滑片在A端时接入电阻最大,因此滑片处于A端。
(2)小灯泡发光说明灯泡与电源之间接通,因此导线b、c完好;电压表示数为0,说明电压表断路,电压表的连接导线是a,因此断的导线是a。
(3)滑动变阻器最大阻值为10Ω,由图乙可知,电流表的分度值为0.02A,示数为0.28A,此时滑动变阻器两端的电压为
若选取4V的电源电压,此时灯泡两端的最小电压为
在滑动变阻器接入电路的电阻逐渐变小时,灯泡两端的电压可以从1.2V增大为4V,则可以完成实验;若选取的电源电压为6V,当滑动变阻器电阻全部接入电路时,灯泡两端的最小电压为
则无论滑片向哪端移动,都不能使灯泡两端的电压为2.5V,故飞飞选择的电源电压是6V。
(4)将滑动变阻器调至最大电阻处,将电源挡位调整合适,由于电源电压调整后小于6V,灯泡两端电压能降为2.5V正常发光,则电路中电流基于原电流表示数变小。电流表在图乙的基础上偏转了2小格,则电流表示数为0.24A,小灯泡正常发光时的电源电压为
灯泡的额定功率为
14.(2026·陕西·一模)小敏在“测定小灯泡的电功率”的实验中,选用电压为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡和额定电流为的小灯泡进行实验。
(1)图甲是小敏同学在测量小灯泡的额定功率时连接的实物电路。
①图甲中有一根导线连接错误,请在这根线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法___________。
②改正电路连接后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至___________端以保护电路(选填“A”或“B”);
③闭合开关后发现灯泡不亮,电流表示数为零,电压表示数接近电源电压,故障原因可能是___________;
A.灯泡短路 B.灯泡断路 C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器断路
④实验中,观察到小灯泡的电压为2.0V时,为了测量其额定功率,滑动变阻器的滑片应向___________(选填“A”或“B”)端移动。若通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图乙所示,可知小灯泡的额定功率为___________W。
⑤实验中滑动变阻器有三种规格,分别为“ 1A”、“ 0.2A”、“ 0.5A”应选用___________(选填“”、“”或“”)。
(2)小宇同学还设计了如图丙所示的电路,测出了灯泡的额定功率。已知:滑动变阻器的最大阻值均为。
①只闭合开关S、,移动的滑片,使电流表示数为。
②断开开关,并保持滑片的位置不变,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为。
③保持滑片的位置不变,再将的滑片调至最左端,记下电流表的示数;最后将的滑片调至最右端,记下电流表的示数。
④写出灯泡额定功率的表达式:___________。(用、、、表示)
【答案】(1) B B A 0.625 RC
(2)
【详解】(1)根据实验,电路是串联的,电压表测灯泡两端电压,原电路电压表未并联在灯泡两端,由实物图可知,应将灯泡左接线柱与电流表正极相连的线改接到与开关右接线柱相连。
闭合开关前,为了保护电路,应将滑动变阻器滑片移至阻值最大处,即B端。
电流表示数为0说明电路断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表能连通电源两极,因此故障是小灯泡断路,故选B。
灯泡实际电压2V小于额定电压2.5V,要增大灯泡电压,由串联电压规律,减小滑动变阻器两端电压,根据串联分压原理,需要减小滑动变阻器接入电路中的阻值,因此滑片向A端移动。
由图乙可知,额定电压2.5V对应的电流是0.25A,因此额定功率
灯泡正常发光时,滑动变阻器分压为
电路电流为0.25A,滑动变阻器需要的电阻
电阻不足14Ω,额定电流0.2A小于工作电流0.25A,因此选。
(2)利用等效替代法:两次电流都为时,滑动变阻器接入的电阻等于L2正常发光的电阻。滑片调至最左端,接入电阻为0,得电源电压①
滑片调至最右端,接入最大电阻,得电源电压②
联立①②解得,因此L2额定功率
15.(2026·安徽芜湖·一模)小明同学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,铁屑的排列情况如图甲所示,通电螺线管外部的磁场与_________磁体的磁场相似。
(2)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,将电源正负极对调,闭合开关,小磁针再次静止时的指向如图丙所示,说明通电螺线管的磁场方向与_________有关。
【答案】(1)条形
(2)电流方向
【详解】(1)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。
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。
【详解】(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。
17.(25-26九年级下·江苏盐城·期中)小明利用如图甲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闭合开关,保持磁铁不动,让AB棒沿左右方向运动时,灵敏电流计指针发生偏转;
②闭合开关,保持磁铁不动,让AB棒沿上下方向运动时,灵敏电流计指针不发生偏转;
③断开开关,无论磁铁如何放置,AB棒怎样运动,灵敏电流计指针都不发生偏转。
(1)分析得出:闭合电路的部分导体在磁场中做__________运动时,电路中产生感应电流。请举一例据此原理制造的设备__________;
(2)若AB棒向右运动时灵敏电流计的指针向右偏转,若要使灵敏电流计的指针向左偏转,你采取的具体措施是__________;
(3)我国电磁炮研究近年来取得了重大进展,福建舰上的炮弹均配置了电磁弹射装置。如图乙所示,这是电磁炮的原理简化图。请说明电磁炮发射的原理。
【答案】(1) 切割磁感线 发电机
(2)使导体棒AB向左运动或将磁铁的N、S极对调
(3)通电导体在磁场中受到力的作用
【详解】(1)[1]由三步实验可知,AB棒沿左右方向运动时切割磁感线,灵敏电流计指针发生偏转,说明产生感应电流;AB棒沿上下方向运动时不切割磁感线,灵敏电流计指针不发生偏转,说明没有感应电流产生;断开开关,无论磁铁如何放置,AB棒怎样运动,灵敏电流计指针都不发生偏转,说明要产生感应电流,电路必须闭合。所以得出结论:闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中产生感应电流。
[2]根据电磁感应现象制成了发电机,发电机在工作中将机械能转化为电能。
(2)感应电流的方向与导体运动方向和磁场方向有关,改变其中一个因素,电流方向就会改变,灵敏电流计指针偏转方向也会改变,所以可采取的具体措施是让导体棒AB向左运动或改变磁场方向,如将磁铁的N、S极对调。
(3)电磁炮发射的原理是通电导体在磁场中受到力的作用;金属杆中有电流通过,在磁场中受到力的作用,从而推动炮弹发射。
18.(2026·安徽淮南·一模)在“探究产生感应电流的条件”实验中,某兴趣小组用导线将铜棒AB、开关、灵敏电流计连接成如图所示的电路,实验情况分别如图所示。
(1)分析实验现象可知:闭合电路中的部分导体在磁场中做________运动时,电路中会产生感应电流;
(2)为了探究感应电流的方向与哪些因素有关,图乙和图丁可知:导体运动方向相同,感应电流的方向与_________有关;
(3)完成实验后,若将此装置中灵敏电流计换成_________,可进一步探究电动机的工作原理。
【答案】(1)切割磁感线
(2)磁场方向
(3)电源
【详解】(1)分析实验现象可知,只有切割磁感线时灵敏电流计指针才会偏转,故闭合电路的部分导体只有在磁场中做切割磁感线运动时,电路中才会产生感应电流。
(2)对比乙、丁两图:导体运动方向相同,磁场方向不同,感应电流的方向不同,因此可得:感应电流的方向与磁场方向有关。
(3)电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动,电路需要外接电源提供电流,因此将灵敏电流计换成电源,就可以探究电动机的工作原理。
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专题19 电学实验复习(复习讲义)
目 录
01 析·考情目标 1
02 筑·专题框架 2
03 攻·重难考点 2
真题动向 核心提炼 拓展提升
考点一 电学实验
04 测·预测闯关 16
命题透视
电学实验是中考物理实验探究题的核心板块,涵盖探究串并联电路电流、电压规律,探究影响导体电阻大小的因素,探究电流与电压、电阻的关系(欧姆定律),伏安法测电阻,测量小灯泡电功率、焦耳定律探究、探究通电螺线管外部磁场的方向和探究电磁感应现象的条件。命题从器材选择、电路连接、操作规范、数据记录、图像分析、结论归纳、故障判断、评估改进等维度综合考查。试题素材融入传统文化、科技创新(如电子秤、传感器)、制作为器材的跨学科实践项目(简易调光灯)等元素。
命题预测
1.探究串、并联电路中电流、电压的特点:实验题极大概率考查电路连接、数据记录、故障分析及规律总结。电路图与实物图互画是所有实验题的基本技能和渗透必考点,必在实验题中考查。跨学科实践(制作简易调光灯)成为命题重要素材,在电压与电阻考查中贯穿电流特点和电压特点,以及电路实物图与简图的相互转化。
2.探究电流与电压、电阻的关系:实验题必考,重点考查滑动变阻器的双重作用、图像绘制与分析、故障判断。可能结合“电流与电压关系”的表格数据,要求计算电阻或得出结论。I-U图像为过原点直线(斜率倒数等于电阻值);I-R图像为双曲线(电压一定时电流与电阻成反比)。跨学科实践(如电子秤、传感器)可能作为新情境素材。
3.伏安法测电阻:实验题高频考查电路连接、滑动变阻器调节、数据记录与处理。可能结合“特殊方法测电阻”进行拓展,跨学科实践(如自制电阻测量仪)可能融入复习仿真。需注意区分测定值电阻与测小灯泡电阻的多次测量目的:前者求平均值减小误差,后者不取平均值(因灯丝电阻随温度变化,取平均无意义)。
4.测量小灯泡电功率:实验题必考,重点考查额定功率计算、亮度与实际功率关系、实验操作规范。测小灯泡电功率可能综合多个电学知识点,如与电路的动态分析、电热计算、家庭电路安全等相结合,考查学生的综合分析和计算能力。缺电表的特殊测量方法依然是压轴潜在考点。
5.探究通电螺线管外部磁场的方向:作图题必考,往往与安培定则结合考查。实验探究题可能会设计为让考生通过铁屑分布推断螺线管两端磁极性质,或者利用电路设计探究通电螺线管的磁场与电流方向的关系。
6.探究电磁感应现象的条件(发电机原理):选择题高频出现电动机与发电机的原理辨析;实验题考查三个条件缺一不可的判断,以及电流方向与导体切割方向、磁场方向的逻辑关系。能量转化题中出现大量守恒表达,能量由机械能转变为电能。
考点一 电学实验
1.(2025·吉林长春·中考真题)在“探究串联电路中各处电流的关系”的实验中:
数据序号
点电流
点电流
点电流
1
0.30
0.30
2
0.28
0.28
0.28
3
0.22
0.22
0.22
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示的实物图连接完整,使电流表测量点的电流。
(2)连接电路时开关应___________。正确连接电路后,闭合开关,电流表的示数如图丙所示,为___________A,继续测量、两点的电流,填入表格中。
(3)换用不同规格的灯泡,再测出两组实验数据,并填在表格中。请指出表格设计的不足之处:___________。
(4)完善表格后,分析实验数据,得出结论:在串联电路中电流处处___________。
2.(2025·四川·中考真题)小强同学做“探究并联电路电流的特点”实验的电路如图所示,请你帮助他完善下列实验操作。
(1)电流表应与待测的那部分电路___________(选填“串联”或“并联”);
(2)在测量A处的电流时,发现电流表的指针反向偏转,他应该立即___________(选填“断开开关”或“更换电流表”)。然后改变连线方式,使电流从电流表的___________接线柱流入(选填“正”或“负”);
(3)测出A、B、C三处电流大小后,他应该___________(选填“改变开关的位置”或“更换规格不同的灯泡”),多次实验得出结论。
3.(2025·四川成都·中考真题)在探究“串联电路中的电压特点”实验中,图甲是某小组设计的电路图。
(1)图乙是他们连接的实物电路图,闭合开关,电压表测量_____两端的电压。
(2)他们没有将电压表与小灯泡串联的原因是_____。(写出一条即可)
(3)某次操作中他们将电压表并联在两端,闭合开关,发现灯泡不亮,灯泡发光,电压表有较小示数,下列分析合理的是( )
A.断路 B.短路
C.电阻比电阻小 D.电阻比电阻大
4.(2025·山东东营·中考真题)在“探究导体电阻的大小跟哪些因素有关”实验中,某兴趣小组设计了如图甲所示的实验电路。四根电阻丝中,a、b、c是镍铬合金丝,d是铜丝,a、c、d长度相同,a、b、d横截面积相同。
(1)选用___________(填字母)两根电阻丝进行实验,可以探究电阻的大小跟横截面积的关系。
(2)实验器材中同时选用电流表和小灯泡,小灯泡的作用是___________。
(3)通过实验还可以发现,导体的电阻还跟导体的___________有关,这也是国家进行农村电网改造,将电线更换成铜芯线的原因。
(4)学习欧姆定律之后,该小组设计了如图乙所示的电路来测量电阻丝的电阻。
①将MN接在电阻丝a两端,闭合开关,电压表示数为1.4V,电流表示数为0.5A,则本次测量电阻丝a的阻值是___________。
②请针对该实验的不足之处,写出改进方法及目的:___________。
5.(2025·内蒙古·中考真题)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,定值电阻的阻值为)
(1)连接电路时,开关应处于______状态;
(2)连接的电路如图甲所示,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现电流表示数有变化,电压表示数无变化。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)正确连接后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,记录实验数据如下表,其中第5次测量时的电压表示数如图乙所示,示数为______;
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
(4)①请你根据表中数据在图丙中描点作出图像; ______;②分析图像可初步得出结论:在电阻一定的情况下,______;
(5)进一步分析,发现上述探究方案有不足的地方。请你提出科学合理的建议:______。(写出一条即可)
6.(2025·广东·中考真题)探究电流与电阻的关系实验如图,使用的器材如下:电压恒为6V的电源,规格为“50Ω;1.2A”的滑动变阻器,规格为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各1个等。
(1)连接电路时,开关应处于________状态;请用笔画线代替导线将如图所示实物图连接完整________。
(2)将如表所示的实验记录表①、②处补充完整:①________,②________。
U=2V
实验序号
① /Ω
② /A
1
5
2
10
3
15
4
20
(3)将5Ω的定值电阻接入电路,并将滑动变阻器调到最大阻值处,闭合开关,________,直到电压表的示数为2V,此时电流表的示数如图乙所示,为________A,记录数据。
(4)依次更换定值电阻,重复实验。
(5)若计划将定值电阻两端的电压U取1.5V,是否仍能依次用上述4个定值电阻完成实验?请判断并说明理由:________。
7.(2025·甘肃·中考真题)小勤从废旧收音机上拆下一个完好的定值电阻R,他想知道该电阻的阻值,采用“伏安法”进行测量,图甲实验所用电源电压为3V。
(1)请用笔画线表示导线,补全图甲实物电路的连接;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应位于__________端(选填“A”或“B”);
(3)闭合开关后,发现电压表有示数,电流表无示数,由此可判断产生的故障是__________;
(4)排除故障后,正确连接电路。移动滑动变阻器滑片到某一位置时,发现电流表示数为0.24A,电压表示数如图乙所示,为__________V,则定值电阻R的阻值为__________Ω;
(5)为了减小实验误差,小勤应采取的措施是:______________________;
(6)小勤不小心将电压表损坏,爸爸告诉小勤,仅利用电流表和已知阻值的定值电阻也可以测电阻。小勤设计了图丙所示的电路(电源电压未知)来测量另一个待测电阻Rx的阻值,电流表选0~0.6A的量程,定值电阻R0的阻值为10Ω。
①具体操作如下:
a.闭合开关S1,断开开关S2,读出电流表示数为0.40A;
b._____________,读出电流表示数为0.50A(请将实验操作补充完整);
②由以上数据可得,待测电阻Rx的阻值为__________Ω;
③小勤研究发现,在电源电压和电流表量程不变的情况下,利用该电路能测出的最小阻值为__________Ω,原因是__________________。
8.(2025·陕西·中考真题)在测量小灯泡电阻的实验中,小明设计了如图-1所示的电路。已知小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压为3V,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
数据序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.14
0.18
0.22
0.24
电阻R/Ω
3.6
5.6
6.8
8.3
(1)该实验的原理是___________。
(2)连接电路时,开关应处于_________状态,且将滑动变阻器的滑片P移至图-1中所示的___________(选填“a”或“b”)端,电压表应选择___________(选填“0~3V”或“0~15V”)的量程。
(3)正确连接电路,闭合开关,移动滑片P的过程中,小灯泡不发光,电流表、电压表均无示数;直至移动滑片P到图-1中M点时,小灯泡突然发光,电流表、电压表均有明显示数,小明立即断开开关,查找原因。出现以上现象的原因可能是___________(填选项字母)。
A.滑动变阻器短路
B.滑动变阻器M点右侧附近有断路
C.滑动变阻器M点左侧附近有断路
(4)排除故障后,改变滑片P的位置,记录电压表的示数U和电流表的示数I,并计算出对应的阻值。当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图-2所示,其读数为___________A。
(5)请结合表中信息分析,能否用该实验的器材探究电流与电压的关系,并说明理由___________。
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.(2025·甘肃兰州·中考真题)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)。
11.(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”)。
知识1 电学实验
1.探究串、并联电路的电流规律
实验目的
探究串、并联电路的电流规律
电路图
实验器材
电流表、电源、开关、小灯泡(不同规格)导线
实验设计与分析
(1)画电路图、连接实物图、电路错误或该接电路;
(2)进行实验(连接好电路前开关要断开);
(3)分析电流表指针反偏的原因和偏转角度太大和过小的原因,并且进行正确操作;
(4)更换不同规格的灯泡进行多次实验的目的:寻找普遍规律,避免偶然性;
(5)改进实验
实验结论
(1)串联电路:电流处处相等,即I=I1=I2。
(2)并联电路:干路电流等于各支路电流之和,即I=I1+I2。
交流与反思
(1)记录数据要真实,不得随意修改实验数据,在误差允许范围内得出结论;
(2)同一次实验过程中,每盏小灯泡的亮度可能不同,甚至有的小灯泡不亮,但这不能说明各处电流不相等,因为各小灯泡的规格不同。
(3)分析实验数据可知,并联电路中各支路电流不一定相等。当并联的两个小灯泡规格相同时,各支路电流相等;当并联的两个小灯泡规格不相同时,各支路电流不相等。
2.探究串、并联电路电压的规律
实验目的
探究串、并联电路的电压规律
电路图
实验器材
电压表、两个灯泡(不同规格)、电源、开关、导线
实验设计与分析
(1)画电路图、连接实物图、电路错误或该接电路;
(2)进行实验(连接好电路前开关要断开);
(3)分析电压表指针反偏的原因和偏转角度太大和过小的原因,并且进行正确操作;
(4)更换不同规格的灯泡进行多次实验的目的:寻找普遍规律,避免偶然性;
(5)改进实验
实验结论
(1)串联电路:电源两端电压等于各个用电器两端电压之和,即U=U1+U2。
(2)并联电路:各支路两端电压相等,且等于电源电压,即U=U1=U2。
3.探究影响导体电阻大小的因素
【常考考向】
(1)转换法:通过比较电流表示数(或灯泡亮度)判断电阻丝电阻的大小。电流表示数越小(灯泡越暗),表明电阻越大
(2)控制变量法:(影响电阻大小的因素:长度、横截面积、材料、温度)①探究电阻大小和长度的关系时,选择材料、粗细相同,长度不同的电阻丝;②探究电阻大小和横截面积的关系时,选择材料、长度相同,粗细不同的电阻丝;③探究电阻大小和材料的关系时,选择长度、粗细相同,材料不同的电阻丝。
(3)灯泡的作用:①反映电阻丝的电阻大小;②保护电路
(4)电流表的作用:更方便判断电阻丝的电阻大小关系
(5)只用灯泡反映电阻大小的缺点:当电流变化不大时,无法比较出电阻的大小
(6)只用电流表反映电阻大小的缺点:当电阻较小时容易烧坏电流表
(7)只有一根电阻丝:对折,可探究电阻与横截面积的关系;改变接入电路的导体长度,可探究电阻与长度的关系;无法探究电阻与材料的关系
拓展:
(8)金属导体的电阻还受温度的影响:温度越高,电阻越大
4.探究电流与电压和电阻的关系
(一)电流与电压的关系
【常考考向】
(1)实验结论和图像
在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端电压成正比。
(2)画电路图、连接实物图、找出电路错误之处或改接电路。
(3)电路问题:①连接问题:电压表、电流表的调零、量程选择和接法;滑动变阻器要“一上一下”连入电路。②操作问题:连接电路前开关断开,闭合开关前滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。③故障问题:电路中用电器断路或短路、开关接触不良。
(4)滑动变阻器的作用:改变电阻两端的电压和保护电路。
(5)电流表、电压表、滑动变阻器的选取:①安全:电表不能超过量程,滑动变阻器不能超过限定电流。②方便:电表量程不能过大,滑动变阻器最大阻值要能够满足调节电压的要求,且不能过大导致使用不便。
(6)设计或补充实验表格(序号、电流、电压或电阻)。
(7)多次实验的目的:寻找普遍规律。
(二)电流与电阻的关系
【常考考向】
(1)实验结论和图像
在电压一定的情况下,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(2)画电路图、连接实物图、找出电路错误之处或改接电路。
(3)电路问题:①连接问题:电压表、电流表的调零、量程选择和接法;滑动变阻器要“一上一下”连入电路。②操作问题:连接电路前开关断开,闭合开关前滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。③故障问题:电路中用电器断路或短路、开关接触不良。
(4)滑动变阻器的作用:控制电阻两端的电压保持不变和保护电路。
(5)电流表、电压表、滑动变阻器的选取:①安全:电表不能超过量程,滑动变阻器不能超过限定电流。②方便:电表量程不能过大,滑动变阻器最大阻值要能够满足调节电压的要求,且不能过大导致使用不便。
(6)设计或补充实验表格(序号、电流、电压或电阻)。
(7)多次实验的目的:寻找普遍规律。
(8)实验中,更换电阻,滑动变阻器接入电路中的电阻变化:当定值电阻阻值变大,电阻两端电压变大,要让电阻两端电压减小到控制的电压,则滑动变阻器两端电压变大,因此需要向电阻变大的方向移动滑片。反之,向电阻变小的方向移动滑片。(换大调大,换小调小)
(9)实验中,更换大电阻后,无论怎么移动滑片,电压表示数始终不能回到控制的电压,原因可能是:①滑动变阻器的最大阻值太小;②电源电压太大;③控制不变的电压太小。
5.用电流表和电压表测量电阻
【常考考向】
(1)画电路图、连接实物图、找出电路错误之处或改接电路
(2)电路问题:①连接问题:电压表、电流表的调零、量程选择和接法;滑动变阻器要“一上一下”连入电路。②操作问题:连接电路前开关断开,闭合开关前滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。③故障问题:电路中用电器断路或短路、开关接触不良
(3)滑动变阻器的作用:①改变电阻两端电压;②保护电路
(4)滑动变阻器的选择:在保证电路安全和测量要求的情况下,最大阻值尽可能小
(5)设计实验数据表格(序号、电压、电流、电阻)
(6)测量小灯泡的电阻:电阻随温度的升高而增大
(9)测量小灯泡电阻时不求平均值,因灯丝电阻可变,平均值没有意义
(10)多次测量的目的:寻找普遍规律,避免偶然性
(11)特殊方法测电阻
设计思路
实验电路图
需要测量的物理量及RX的表达式
利用串联电路中电流处处相同求电阻值
(1)闭合开关S,分别测出R0、RX两端电压U0、UX;
(2)
利用串联电路中各电阻两端电压之和等于电源电压列方程求电阻值
(1)闭合开关S,变阻器接入阻值最大时的电压表读数U1;
(2)变阻器接入阻值最小(等于0)时电压表的读数U2;
(3)被测电阻:
(1)只闭合开关S,测出R0两端电压U0,闭合S、S1,测出电源电压U;
(2)
(1)闭合S,将S1置于a,R0与Rx串联,读出电压表示数U;
(2)闭合S,将S1置于b,R0与Rx串联,读出电压表示数U0则Ux=U-U0;
(3)
利用并联电路各支路两端电压相等求阻值
(1)闭合S,分别测出通过R0、RX的电流I0、IX;
(2)
(1)闭合S、断开S1,此时只有R0连入电路,读出A的示数I0
(2)闭合S、S1,R0与Rx并联,读出A的示数I;
(3)
利用电源电压不变列方程求阻值(已知R0阻值)
(1)闭合S,将S1置于a时,读出A的示数I0
(2)闭合S,将S1置于b时,读出A的示数Ix,
(3)
(1)闭合S,将S1置于a时,读出A的示数I0
(2)闭合S,将S1置于b时,读出A的示数Ix,
(3)
(1)闭合S,将滑动变阻器滑片移至a端时,此时R0=0 ,读出A的示数I1,
(2)闭合S,将滑动变阻器的滑片移至b端时,此时滑动变阻器连入电路的阻值为R,读出此时A表示数I2,
(3)
利用等效思想测电阻
(1)闭合S,将S1置于a,调节R0,读出A的示数I1
(2)闭合S,将S1置于b,保持滑片P位置不变,调节电阻箱R′,使A的示数仍为I,读出此时R′连入电路的阻值R′,即Rx=R'。
(1)按照电路图连接好电路后,闭合开关S,开关S1接1,将滑片调至某一位置,记录电压表的示数U0
(2)开关S1改接2,滑片位置不动,调节电阻箱使电压表的示数重新变为U0
(3)读出电阻箱的示数R,则Rx=R 。
6.测量小灯泡的电功率
【常考考向】
(1)画电路图、连接实物图、找出电路错误之处或改接电路
(2)电路问题:①连接问题:电压表、电流表的调零、量程选择和接法;滑动变阻器要“一上一下”连入电路。②操作问题:连接电路前开关断开,闭合开关前滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。③故障问题:电路中用电器断路或短路、开关接触不良
(3)滑动变阻器的作用:①改变电阻两端电压;②保护电路
(4)滑动变阻器的选择:在保证电路安全和测量要求的情况下,最大阻值尽可能小
(5)设计实验数据表格(序号、电压、电流、电功率)
(6)通过数据表格或I-U图像读取数据计算电功率,会读额定功率
①额定功率不是功率的平均值
②实验多次测量的目的:寻找小灯泡亮度、实际功率与实际电压的关系
(7)I-U图像不是直线的原因:灯丝的阻值随温度的升高而增大
(8)特殊方法测电功率
方法
电路原理图
直接测量的物理量
小灯泡的电功率表达式
安阻法
闭合开关S,调节滑动变阻器,使电流表A1、A2的示数分别为I1、I额
(U额=I1R0)
只闭合开关S1、S3,调节滑动变阻器,使电流表示数为I额;保持滑片位置不变,断开开关S3,闭合S1、S2,电流表示数为I1
U额=(I1-I额)R0
伏阻法
闭合开关S,调节滑动变阻器滑片,使电压表V1、V2示数分别为U1、U额
,
闭合开关S1,开关S2与1端闭合,调节滑动变阻器,使电压表示数为U额;保持滑片位置不变,把开关S2与2闭合,记录此时电压表示数为U1
,
保持电源电压U不变,闭合开关S,调节电阻箱至恰当的数值,使电压表示数为U额,记录此时电阻箱的阻值R0
,
7.探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关
【常考考向】
(1)转换法:通过U形管液面高度的变化或温度计升高的温度反映产生电热的多少
(2)控制变量法:
a.探究电热与通电电流的关系:控制电热丝阻值和通电时间相同,改变通过电热丝的电流大小;
b.探究电热与电阻的关系:控制电热丝的电流和通电时间相同,选择两个不同阻值的电阻丝;
c.探究电热与通电时间的关系:控制电热丝的阻值和电流相同,改变通电时间的长短;
(3)被加热的物质选用煤油或空气的原因:①不导电,对实验结果影响小;②比热容小,实验现象明显
(4)实验异常现象分析,通电一段时间后,U形管两侧液面高度差为零:可能是电阻丝短路或断路
8.探究通电螺线管外部的磁场方向
【常考考向】
(1)转换法:通过小磁针静止时N极的指向反映通电螺线管外部磁场的方向
(2)模型法:磁感线是为了描述磁场而引入的物理模型,并非真实存在
(3)铁棒的作用:增强磁场
(4)小磁针静止时N极的指向就是该点磁场的方向
(5)判断通电螺线管的极性(安培定则,即右手螺旋定则)
拓展:
(6)用铁屑代替小磁针探究通电螺线管外部磁场的强度:铁屑的疏密情况反映磁场的强度(转换法)
(7)轻敲盛放铁屑的玻璃板:减小铁屑和玻璃板间的摩擦,使铁屑因受到磁场的作用而呈现出规则的排列
9.探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
【常考考向】
(1)转换法:用灵敏电流计指针的偏转情况反映电路中感应电流的情况(是否偏转反映是否产生感应电流,偏转方向反映感应电流的方向,偏转角度反映感应电流的大小)
(2)控制变量法:①探究感应电流的产生与磁场强弱是否有关:控制磁场方向不变,使导体静止,更换磁性更强的磁体;
②探究感应电流的产生与导体的运动方向是否有关:控制磁场方向、强弱不变,改变导体的运动方向;
③探究感应电流的方向与导体切割磁感线的方向是否有关:控制磁场方向不变,改变导体切割磁感线的方向;
④探究感应电流的方向与磁场的方向是否有关:控制导体切割磁感线的方向不变,改变磁场的方向
(3)使灵敏电流计指针偏转更明显的措施:①换用更灵敏的电流计;②用多匝线圈代替导体;③加快切割磁感线的速度;④更换磁性更强的磁体
(4)能量转化的方向:机械能转化为电能
拓展:
(5)应用:发电机、金属探测器、动圈式话筒
1.(2026·四川成都·二模)在探究“并联电路中的电流特点”实验中,根据图甲的电路图连接了图乙实物电路。
(1)闭合图乙电路的开关,电流表测量通过____的电流。
(2)实验使用了两节新干电池,关于其他实验器材的选择和使用的说法合理的是 。
A.小灯泡的额定电压必须为3V B.选择不同规格的小灯泡各1只
C.电流表测量范围可以任意选择 D.电流表与小灯泡并联接入电路
(3)闭合图甲电路中的开关,发现B、C两点均有电流且相等,接下来应该进行的实验操作是________。
2.(2026·山东济南·一模)小轩组在“探究串联电路电压规律”实验中设计了如图甲所示电路图。
(1)要测量图甲中AB两点间的电压,请用笔画线代替导线将乙图的实物图补充完整。
(2)闭合开关后,两个灯泡都不亮,电压表示数接近电源电压,为了排除故障,接下来的操作是:断开开关,拧紧______(选填“L1”或“L2”)及其两端的接线柱,再闭合开关,若两灯仍不发光则将其更换。
(3)排除故障后,小轩用不同规格的灯泡分别进行了实验,数据如下表:
实验次数
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1
1.00
2.90
2
0.70
2.10
2.80
3
0.50
1.00
1.50
①第1次实验测BC两点间电压时,电压表示数如图丙所示,则电压表示数为______V。
②分析表格数据可得结论:___________________________。
③小轩发现同样测量AC两点间的电压,三次测量值均不相同,其原因可能是:____________________。
3.(2026·吉林长春·二模)在探究串联电路的电压规律实验中:
序号
1
0.9
2
1.5
1.2
2.7
3
1.2
1.7
2.9
(1)请根据图乙的实物连接情况将图甲的电路图补画完整;
(2)连接图乙的电路后,闭合开关,电压表的示数如图丙所示,则灯两端的电压__________V;用电压表分别测出灯两端的电压及总电压。换不同规格灯泡多次实验,将数据记录在表格中。分析数据得出实验结论:串联电路两端的总电压__________各部分电路两端的电压之和;
(3)有同学建议:测完灯两端的电压后,将电压表接在灯左端的导线改接到灯的右端就能直接测出灯两端的电压。他的建议是否正确?__________,理由是__________。
4.(2026·广西南宁·一模)图甲是研究影响导体电阻大小因素的电路。实验所用的铅笔芯规格如下表所示。
铅笔芯代号
A
B
C
D
E
型号
2B
HB
2B
4B
HB
长度/cm
10
15
10
10
5
横截面积/mm2
3
0.8
0.8
0.8
0.8
(1)连接电路时,开关应处于_________状态,在电路的M、N之间分别接入不同的铅笔芯,闭合开关后,通过观察_________来比较铅笔芯电阻的大小。
(2)为了研究铅笔芯的电阻与长度的关系,选择铅笔芯B和_________分别接入电路,这种研究方法是_________法。
(3)如果想测量铅笔芯电阻的阻值,还需要增加一个_________表。
(4)研究铅笔芯电阻与温度的关系时,保持电源电压不变,用酒精灯给铅笔芯加热,发现灯泡越来越亮,可知铅笔芯电阻随温度升高而_________。
(5)用铅笔芯和一个电压表改装成一个温度计,设计的电路如图乙所示(电压表未画出),要使电压表示数随温度升高而增大,则电压表应与_________并联。
5.(2026·山西临汾·一模)李同学用电压恒为3V的电源,5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω的定值电阻,做“探究电流与电阻的关系”实验。
(1)他连接了图甲所示的实物图,检查发现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画出正确的电路。(导线不允许交叉)
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于最___________(选填“左”或“右”)端。
(3)将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P至适当位置,此时电流表示数如图乙所示,为___________A。将5Ω的定值电阻替换成10Ω的定值电阻后,闭合开关S,应调节滑片P,保持___________(选填“电流”或“电压”)表示数不变。
(4)根据实验数据画出的电流与电阻的关系图像如图丙,由图像可得出结论:___________。
(5)分析图丙可知,实验中选用的滑动变阻器的最大阻值至少为___________Ω。
6.(2026·河南驻马店·二模)小明利用如图甲所示电路探究电路中的电流与电压、电阻的关系,电源电压恒为4.5V,滑动变阻器的规格有“15Ω 1A”“40Ω 1A”两种。
(1)请用笔画线表示导线,将图甲中的电路连接完整。(要求:当滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表的示数变小)
(2)小明将的定值电阻连入电路中,探究电流与电压的关系:
①若滑动变阻器发生短路,则闭合开关后______(填“电流表”或“电压表”)会超出测量范围。
②闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,记录电流表与电压表的示数如下表所示,空白处电流表示数如图乙所示为______A。
电流表
0.16
0.20
0.22
0.24
电压表
1.6
2.0
2.2
2.4
2.8
分析表格中的实验数据可知:在导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成______。
③为了完成该实验,小明选择的滑动变阻器的规格是______(填“”或“”)。
④小明又利用小灯泡代替定值电阻重复上述实验,发现无法得出②的结论,主要原因是________________________。
(3)小明用电阻箱代替定值电阻,探究电流与电阻的关系:
①实验过程中,不断地调节电阻箱的旋钮改变电阻箱连入电路中的阻值,同时移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数保持设定值,若将电阻箱连入电路中的阻值从调至,需将滑动变阻器的滑片向______(填“右”或“左”)移动。
②小明将记录的实验数据绘制成了如图丙所示的电流随电阻变化的图像,分析图像可以得出结论:__________________;
③小明用电阻箱代替定值电阻,其优点在于__________________________。
7.(2026·河南周口·二模)在“探究电流与电阻关系”的实验中,小名选用了阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的五个定值电阻,电源电压恒为6V,连接了如图甲所示的实物电路图。
(1)检查电路时,发现有一根导线连接错误,请你在图甲中将连接错误的导线画上“×”,并用笔画线代替导线正确连接电路,要求:滑片P向右移动时电流表的示数变小________。电路正确连接后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应放在________(填“A”或“B”)端。
(2)小名将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,电流表无示数,电压表有示数,则电路出现的故障可能是定值电阻R________;排除故障后,重新实验,实验过程中用较小的电阻做完实验后,保持滑片的位置不变,断开开关,用较大的电阻替换,闭合开关,此时电压表示数________(填“变大”“变小”或“不变”),接下来应将滑片向________(填“A”或“B”)端移动。
(3)小名将所有的定值电阻依次分别接入电路,认真测量,得到的图像如图乙所示,由此可知,导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成________,他每次实验保持电压表示数为________V不变,滑动变阻器的最大阻值至少要________Ω。
8.(2026·内蒙古呼和浩特·一模)小明利用如图甲所示装置探究“电流与电压的关系”。
(1)在如图甲所示的虚线框内,小明应接入_________(填一种电路元件);
(2)在开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片P移到最_________端;
(3)在闭合开关后,小明发现电流表指针几乎无偏转,电压表指针有较大偏转,若电路中只有一处故障,则可能是_________;
(4)排除故障后,测量并记录了如下几组电压表和电流表的示数,第3次实验中电流表的示数如图乙所示,此时电流为_________A;
实验次序
1
2
3
4
电压U/V
1.0
1.6
2.0
2.8
电流I/A
0.20
0.32
0.56
(5)由上面表格数据可知,电压与电流的比值_________(选填“相同”或“不同”),小明由此得出结论:__________,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
(6)图丙为此实验中根据实验数据所作的I-U图像,分析图像,小明发现图线②与图线③不同的原因是_________。
9.(2026·江西吉安·一模)小明有一只小灯泡,如图甲所示,螺纹上面的参数有些模糊,只能看到“0.3A”的字样,已知灯泡的额定电压不超过电源电压。小明决定测量该小灯泡在额定电压时的实际电阻。电源为3节新干电池。
(1)小明连接了如图乙所示的电路,闭合开关前,小明检查发现图甲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实物电路连接正确(只改动一根导线)。
(2)改正电路连接后,准备进行实验前,应该先将变阻器的滑片移到最___(选填“左”或“右”)端。闭合开关后,调节滑动变阻器的过程中,眼睛要注意观察_______表的示数,以免灯泡被烧坏。
(3)当电流表示数达到0.3A时,发现电压表示数不足3V,此时小明应该先断开开关,改变电压表测量范围,再将滑动变阻器的滑片调到合适位置,然后闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,当电流表示数达到0.3A时,电压表的读数如图丙所示,则灯泡在额定电压时的实际电阻为_______(结果保留一位小数)。
(4)小芳又设计了如图丁所示的电路,用来测量另一小灯泡在额定电流时的实际电阻。实验方案如下:( 电源电压不变且未知,滑动变阻器的最大阻值为,滑动变阻器的最大阻值未知 )
①只闭合开关,移动滑片,使电流表的示数为。
②只闭合开关 ____,保持滑片位置不动,移动的滑片,使电流表的示数仍为。
③在②的基础上保持滑动变阻器 ____的滑片位置不动,将另一个滑动变阻器滑片移到最左端,电流表的示数为,再将滑动变阻器的滑片移到最右端,电流表的示数为。
④小灯泡在额定电流时的实际电阻_________(用、、表示)
10.(2026·河南南阳·一模)小雨利用电源(恒定不变)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、等器材,测电阻R的阻值。
(1)图甲是小雨连接的部分电路,请用笔画线代线将电路连接完整。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应调到________(填“A”或“B”)端。小雨连接好电路后移动滑片P,发现两表都有示数但指针均不动,且电流表示数很小,产生这一现象的原因是___________________。
(3)改正错误后,闭合开关,将滑片P移到某位置,记下电压表和电流表的示数。接下来的操作是________(填字母)。
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
1
0.2
2
2
0.42
3
3
A.结束实验,整理器材
B.将滑片P移到另外几个位置,分别记下电压表和电流表的示数
C.换用另一个定值电阻将滑片P移到某位置,记下电压表和电流表的示数
(4)小雨将实验数据记录在表格中。
①第3次实验时,将滑片P移到A端,电流表的指针位置如图乙所示,此时,电流表的示数为________A。
②本实验进行了多次实验,其目的与下列实验相同的是________(填字母代号)
A.用刻度尺测铅笔的长度。
B.测小灯泡的阻值
C.测小灯泡的电功率
(5)另外一个小组只有一个电压表,电压未知且恒定不变的电源,最大阻值已知为滑动变阻器、开关等器材,设计了如图丙所示的电路,测出了的阻值。
①把滑动变阻器的滑片P调至B端,闭合开关,记下电压表示数;
②把滑动变阻器的滑片P调至A端,闭合开关,记下电压表示数。
③待测电阻的阻值=________。(用已知量和测得量的字母表示)
11.(2026·四川宜宾·一模)某实验小组“用电流表和电压表测量小灯泡的电阻”,准备了以下实验器材如图甲(小灯泡额定电压为2.5V)
(1)开关闭合前,应将变阻器的滑片滑到最__________端,实验小组连接的实物电路如图甲所示,经检查发现有一处连接错误,请在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线连接正确;____
(2)排除故障后,闭合开关,缓慢移动滑动变阻器的滑片,当滑片移到某一位置时,电压表示数如图乙所示,此时电压表的示数为__________V,要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”)移动,同时眼睛注意观察电压表的示数;
(3)实验小组进行多次实验,记录的实验数据如表,小阳认为应该增加“电阻平均值”一项,小红认为不合理,你认为_________的观点是正确的,理由是____________;
实验次序
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.1
0.14
0.18
0.22
0.24
电阻R/Ω
(4)实验小组设计的测电阻的电路如图丙所示,电源电压一定,R0为定值电阻,电压表选择0~3V量程,在MN之间接入待测电阻,可根据电压表示数求出待测电阻值。小强已经将部分待测电阻值标在了对应的电压表刻度线的上方,如图丁所示,由电表表盘数据可知:当电压表的示数为2V时,电路中的电流为_______A,定值电阻R0的阻值为________Ω。
12.(2026·安徽滁州·一模)在“测量小灯泡的电阻”实验中,选用的器材有:两节新干电池、额定电压为的待测小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表、开关和若干导线。
(1)正确连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最________(选填“左”或“右”)端;
(2)正确完成上述操作后,移动滑动变阻器的滑片使灯泡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________(结果保留一位小数);
(3)接下来,同桌小明想利用实验器材测一个未知阻值的电阻,可检查时发现电压表已损坏,于是又找到一个已知阻值的电阻和一个开关,设计的电路如图丙所示。
①闭合开关,断开开关,读出此时电流表的示数;
②闭合开关,断开开关,读出此时电流表示数;
③得出待测电阻表达式:________。(用已知量符号表示)
13.(2026·四川内江·二模)如图甲是飞飞测量额定电压为2.5V的小灯泡额定功率电路图,电源电压有4V和6V两款,滑动变阻器的规格为“10Ω,1A”。
(1)连接实物图时,开关应该_______,闭合开关前,滑动变阻器滑片应该处于_____端(选填A或B)。
(2)闭合开关后,小灯泡发光,但电压表示数为0,经检查,图中a、b、c三根导线中有一根断了,则该导线是________(填写字母)。
(3)排除故障后继续测量灯泡的额定功率,但无论如何调节滑动变阻器都无法使小灯泡的电压达到2.5V,电流如图乙所示,经过思考,飞飞发现是自己选择的电源电压不合适,她选择的电源电压为______;
(4)同组的小林重新找到一个可以任意调节电压的电源,将滑动变阻器调至最大阻值处,将电源挡位调整合适,此时小灯泡恰好正常发光,电流表在如图乙的基础上偏转了2小格,小林计算出小灯泡正常发光时的电源电压为___V,灯泡的额定功率为_____W。
14.(2026·陕西·一模)小敏在“测定小灯泡的电功率”的实验中,选用电压为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡和额定电流为的小灯泡进行实验。
(1)图甲是小敏同学在测量小灯泡的额定功率时连接的实物电路。
①图甲中有一根导线连接错误,请在这根线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法___________。
②改正电路连接后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至___________端以保护电路(选填“A”或“B”);
③闭合开关后发现灯泡不亮,电流表示数为零,电压表示数接近电源电压,故障原因可能是___________;
A.灯泡短路 B.灯泡断路 C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器断路
④实验中,观察到小灯泡的电压为2.0V时,为了测量其额定功率,滑动变阻器的滑片应向___________(选填“A”或“B”)端移动。若通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图乙所示,可知小灯泡的额定功率为___________W。
⑤实验中滑动变阻器有三种规格,分别为“ 1A”、“ 0.2A”、“ 0.5A”应选用___________(选填“”、“”或“”)。
(2)小宇同学还设计了如图丙所示的电路,测出了灯泡的额定功率。已知:滑动变阻器的最大阻值均为。
①只闭合开关S、,移动的滑片,使电流表示数为。
②断开开关,并保持滑片的位置不变,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为。
③保持滑片的位置不变,再将的滑片调至最左端,记下电流表的示数;最后将的滑片调至最右端,记下电流表的示数。
④写出灯泡额定功率的表达式:___________。(用、、、表示)
15.(2026·安徽芜湖·一模)小明同学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,铁屑的排列情况如图甲所示,通电螺线管外部的磁场与_________磁体的磁场相似。
(2)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,将电源正负极对调,闭合开关,小磁针再次静止时的指向如图丙所示,说明通电螺线管的磁场方向与_________有关。
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:___________。
17.(25-26九年级下·江苏盐城·期中)小明利用如图甲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闭合开关,保持磁铁不动,让AB棒沿左右方向运动时,灵敏电流计指针发生偏转;
②闭合开关,保持磁铁不动,让AB棒沿上下方向运动时,灵敏电流计指针不发生偏转;
③断开开关,无论磁铁如何放置,AB棒怎样运动,灵敏电流计指针都不发生偏转。
(1)分析得出:闭合电路的部分导体在磁场中做__________运动时,电路中产生感应电流。请举一例据此原理制造的设备__________;
(2)若AB棒向右运动时灵敏电流计的指针向右偏转,若要使灵敏电流计的指针向左偏转,你采取的具体措施是__________;
(3)我国电磁炮研究近年来取得了重大进展,福建舰上的炮弹均配置了电磁弹射装置。如图乙所示,这是电磁炮的原理简化图。请说明电磁炮发射的原理。
18.(2026·安徽淮南·一模)在“探究产生感应电流的条件”实验中,某兴趣小组用导线将铜棒AB、开关、灵敏电流计连接成如图所示的电路,实验情况分别如图所示。
(1)分析实验现象可知:闭合电路中的部分导体在磁场中做________运动时,电路中会产生感应电流;
(2)为了探究感应电流的方向与哪些因素有关,图乙和图丁可知:导体运动方向相同,感应电流的方向与_________有关;
(3)完成实验后,若将此装置中灵敏电流计换成_________,可进一步探究电动机的工作原理。
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