中考物理二輪復習核心素養(yǎng)提升專題11物理探究實驗（6）——電學中的4個探究實驗練習（含解析）-試卷下載-教習網(wǎng)

探究實驗一、探究串、并聯(lián)電路中電流規(guī)律
【猜想與假設】
1. 在圖1中，兩個小燈泡L1、L2是串聯(lián)在電路中的。流過A、B、C各點的電流可能存在什么關系？請做出猜想。
猜想1：流過A、B、C各點的電流可能相等.
猜想2：流過A、B、C各點的電流可能不相等，C處的電流最大，A處的電流最小.
猜想3：……
圖1探究串聯(lián)電路的電流規(guī)律圖2探究并聯(lián)電路的電流規(guī)律
2. 在圖2中，兩個小燈泡L1、L2是并聯(lián)在電路中的。流過A、B、C各點的電流可能存在什么關系？請做出猜想。
猜想1：流過A、B、C各點的電流可能相等.
猜想2：流過A、B、C各點的電流可能不相等，A處的電流等于B、C處的電流之和.
猜想3：……
【設計與進行實驗】
1. 使用電流表時的注意事項：
①使用電流表前應先校零；
②電流應從電流表的正接線柱流入，負接線柱流出；
③電流表應與被測對象串聯(lián)；
④閉合開關，若電流表指針左偏，說明電流表正負接線柱接反了；
⑤閉合開關，若電流表指針偏轉(zhuǎn)幅度較小，說明電流表所選量程較大.
2. 連接電路時，開關應處于斷開狀態(tài)，目的是保護電路.
3. 實驗步驟:
①設計實驗電路（串聯(lián)電路）.
②根據(jù)電路圖連接電路，并進行測量。
③把測量數(shù)據(jù)記錄在表格中，并把操作中出現(xiàn)的問題簡明扼要地寫下來。
④換上另外兩個規(guī)格不同的小燈泡，再次測量各點的電流，看看是否還有同樣的關系。
⑤設計實驗電路（并聯(lián)電路）。
⑥根據(jù)電路圖連接電路，并進行測量。
⑦把測量數(shù)據(jù)記錄在表格中，并把操作中出現(xiàn)的問題簡明扼要地寫下來。
⑧換上另外兩個規(guī)格不同的小燈泡，再次測量各點的電流，看看是否還有同樣的關系。
4. 本實驗要換用不同規(guī)格的小燈泡或改變電源電壓，多測幾組數(shù)據(jù)，尋找普遍規(guī)律，只測一組數(shù)據(jù)，得出的結(jié)論具有偶然性.
【交流與反思】
1. 探究串聯(lián)電路的電流規(guī)律時，為了簡化操作，可以在A、B、C三點各接一個電流表.
2. 探究并聯(lián)電路的電流規(guī)律時，為了簡化操作，還可以在A、B兩點各接一個開關，把電流表接在C點，如圖所示.并聯(lián)電路中各支路獨立工作，互不影響，故只閉合S、S1時，電流表測通過L1的電流；只閉合S、S2時，電流表測通過L2的電流；三個開關都閉合時，電流表測干路電流.
【分析與論證】
實驗結(jié)論：①串聯(lián)電路中的電流處處相等. ②并聯(lián)電路干路中的電流等于各支路中的電流之和.
【例題1】為了驗證并聯(lián)電路的電流特點，小薇設計了如圖甲所示的電路進行實驗。
（1）在連接電路時，開關應處于______狀態(tài)，此時電流表的指針如圖乙所示，根據(jù)你的分析，你認為原因是___________；
（2）小薇先將電流表接在L1所在的支路上，閉合開關后，觀察到燈L2發(fā)光，但L1不發(fā)光，電流表的示數(shù)為零，電路可能存在的故障是___________；
（3）排除故障后，她測出了通過L1的電流為I1=1.6A，她又測出了L2支路和干路上的電流分別為I2和I，兩次電流表指針均如圖丙所示，則I2=_____A，I=______；
（4）她接下來的操作應該是___________，這樣操作的好處是__________；
（5）根據(jù)測量結(jié)果，你認為并聯(lián)電路中干路電流和各支路電流的關系是：_________（寫出關系式即可）。
【答案】（1）斷開，電流表沒有調(diào)零；（2）L1或電流表開路；（3）0.4，2 ；（4）換用不同規(guī)格的燈泡多次測量，得出普遍規(guī)律；（5）I=I1+I2.
【解析】（1）為保護電路，在連接電路時，開關應處于斷開狀態(tài)，此時電流表的指針如圖乙所示，即電流表指針沒有正對零刻線，原因是電流表沒有調(diào)零。
（2）兩燈并聯(lián)，L2發(fā)光，但燈L1不發(fā)光，電流表的示數(shù)為零，說明L1支路不可能短路（若L1短路，則燈L2也不發(fā)光），只能是斷路，即電路可能存在的故障是L1或電流表開路。
（3）排除故障后，她測出了L2支路和干路上的電流分別為I2和I，兩次電流表示數(shù)均如圖丙所示，因并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和，測燈L2的電流時，電流表選用小量程，分度值為0.02A，電流為I2=0.4A；測干路電流時電流表選用大量程，分度值為0.1A，電流為I=2A
（4）根據(jù)一組數(shù)據(jù)得出的結(jié)論有偶然性，她接下來的操作應該是換用不同規(guī)格的燈泡多次測量；這樣操作的好處是得出普遍性的規(guī)律。
（5）根據(jù)測量結(jié)果可知，并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，故并聯(lián)電路中干路電流和各支路電流的關系是I=I1+I2
探究實驗二、探究串、并聯(lián)電路中電壓規(guī)律
【設計與實驗】
1. 實驗器材：多個規(guī)格不同的小燈泡、電壓表、電源、開關、導線等.
2. 實驗電路如圖所示.
探究串聯(lián)電路的電壓規(guī)律探究并聯(lián)電路的電壓規(guī)律

3. 實驗步驟：
（1）使用電壓表時的注意事項：
①使用電壓表前應先校零；
②電流應從電壓表的正接線柱流入，負接線柱流出；
③電壓表應與被測對象并聯(lián)；
④選取電壓表量程時，應先用0~15 V量程試觸，若示數(shù)小于3 V，則改接0~3 V量程；
⑤閉合開關，若電壓表指針左偏，說明電壓表正負接線柱接反了；
（2）連接電路時，開關應處于斷開狀態(tài)，目的是保護電路.
（3）實驗步驟：
①選用不同規(guī)格的小燈泡，依據(jù)電路圖連接電路，根據(jù)電源電壓選擇電壓表量程；
②用電壓表分別測量L1、L2和電源兩端的電壓；
③換上另外兩個規(guī)格不同的小燈泡，重復上述實驗.
（4）換用不同規(guī)格的小燈泡或改變電源電壓，多測幾組數(shù)據(jù)，是為了尋找普遍規(guī)律，只測一組數(shù)據(jù)，得出的結(jié)論具有偶然性.
【交流與反思】
探究串聯(lián)電路的電壓規(guī)律時，為了簡化操作，使每次換接電壓表只動一個接線柱，可以先測A、B兩點間的電壓，再測A、C兩點間的電壓，最后測量B、C兩點間的電壓.
【分析和論證】
實驗結(jié)論：
（1）串聯(lián)電路中電源兩端電壓等于各用電器兩端電壓之和.
（2）并聯(lián)電路中電源兩端電壓與各支路用電器兩端的電壓相等.
【例題2】小明和小華同學在“探究串聯(lián)電路電壓的規(guī)律”實驗中，都設計了如圖甲所示的電路．
（1）連接電路前，小明發(fā)現(xiàn)電壓表指針如圖乙所示，接下來他要對電壓表進行的操作是______．
（2）小明根據(jù)圖甲連接好電路，閉合開關后，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)為零，若只有L1或L2中的一處發(fā)生故障，則故障可能是______（寫出一種即可）．

（3）排除故障后，小明完成了實驗，并把數(shù)據(jù)記錄在下表中．
分析實驗數(shù)據(jù)得出兩個實驗結(jié)論：
①串聯(lián)電路兩端的電壓______各部分電路兩端電壓之和：
②串聯(lián)電路中，各部分電路兩端電壓相等．
（4）實驗結(jié)束后小明和小華互相交流，小華指出結(jié)論②是錯誤的，造成結(jié)論錯誤的原因是______，另外，小明的實驗在設計方案上還存在另一個不足之處是______．
（5）小明和小華還進行了深入交流，為了節(jié)省時間，利用原來的電路圖，在測L2兩端的電壓時，電壓表所接的B接點不動，只斷開A接點，并把接線改接到C接點上，這個方法______（選填“能”或“不能”）測出L2兩端的電壓，理由是______．
【答案】（1）對電壓表進行調(diào)零；（2） L2斷路或L1短路；（3）等于；（4）選用相同規(guī)格的燈泡做實驗，只測出了一組實驗數(shù)據(jù)，實驗次數(shù)太少，得出的實驗結(jié)論具有偶然性和片面性；（5）不能，電壓表的正負接線柱接反了。
【解析】（1）連接電路前，發(fā)現(xiàn)電壓表指針如圖乙所示，指針沒有指零刻度，應對電壓表進行調(diào)零；
（2）由電路圖可知，兩燈泡串聯(lián)，電壓表測燈泡L1兩端的電壓．閉合開關后，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)為零；若燈L1、L2均不亮，說明電路發(fā)生斷路，而電壓表沒有示數(shù)，說明電壓表的兩端不能與電源連通，則是L2斷路；若L2亮、L1不亮，而電壓表沒有示數(shù)，則是燈L1短路；
（3）由表中實驗數(shù)據(jù)可知，UAC=UAB+UBC，即串聯(lián)電路的總電壓等于各部分電路電壓之和．
（4）由實驗數(shù)據(jù)可知，各部分電路兩端電壓相等，該結(jié)論是錯誤的，造成結(jié)論錯誤的原因是選用了規(guī)格相同的燈泡做實驗；
由實驗數(shù)據(jù)可知，只測出了一組實驗數(shù)據(jù)，實驗次數(shù)太少，得出的實驗結(jié)論具有偶然性和片面性，為得出普遍結(jié)論，應改變燈泡的規(guī)格進行多次實驗或改變電源電壓進行多次實驗；
（5）為了節(jié)省時間，利用原來的電路圖，在測L2兩端的電壓時，電壓表所接的B接點不動，只斷開A接點，并把接線改接到C接點上，這樣做不能測出L2兩端的電壓，因為根據(jù)電路圖分析可以看出，直接改接一端連線，會造成電壓表的正負接線柱接反了.
探究實驗三、探究影響導體電阻大小的因素
【猜想與假設】
導體的電阻可能與導體的材料、長度、橫截面積等因素有關。
【設計與進行實驗】
1. 實驗器材：開關、電源、帶鱷魚夾的導線、規(guī)格不同的鎳鉻合金絲、銅絲、燈泡、電流表等。
2. 實驗步驟：
①實驗一：導體電阻大小與長度的關系（如圖1所示）
結(jié)論1：在材料、橫截面積相同時，電阻大小與導體長度有關，長度越長，電阻越大。
圖1 圖2
實驗二：導體電阻大小與橫截面積的關系（如圖2所示）
結(jié)論2：在材料、長度相同時，導體電阻大小與橫截面積有關，橫截越大，則電阻越小。
實驗三：導體電阻大小與材料的關系（如圖3）
圖3 圖4
結(jié)論3：導體電阻大小與導體材料有關。
【拓展實驗】
如圖4所示，將廢舊的白熾燈的鎢絲小心地取出，接入電路中，閉合開關記下電流表示數(shù)，再通過酒精燈給鎢絲加熱，觀察電流表示數(shù)。
實驗現(xiàn)象：加熱過程中，電流表示數(shù)明顯減小，加熱到鎢絲發(fā)紅時，燈泡變暗，甚至不發(fā)光。
實驗結(jié)論：導體的電阻大小與導體溫度有關。
【實驗結(jié)論】
導體電阻大小取決于導體的材料、長度和橫截面積，還與導體的溫度有關；①在導體的材料和橫截面積相同時，導體的長度越長，電阻越大；②在導體的材料和長度相同時，導體的橫截面積越大，電阻越?。虎蹖w的長度和橫截面積相同時，導體的電阻與導體的材料有關。
【實驗方法】
（1）轉(zhuǎn)換法：在電源電壓不變的情況下，通過電流表示數(shù)或燈泡亮度來判斷導體電阻的大小。
（2）控制變量法：
①探究導體電阻與導體材料的關系：選取長度、橫截面積均相同的不同材料制成的導體；
②探究導體電阻與導體長度的關系：選取橫截面積、材料均相同，長度不同的導體；
③探究導體電阻與導體橫截面積的關系：選取長度、材料均相同，橫截面積不同的導體；
【交流與討論】
（1）電路連接時開關應斷開。
（2）電流表的使用及讀數(shù)。
（3）畫電路圖或連接實物電路圖。
（4）實驗中應多次測量，讓實驗結(jié)論更具有普遍性。
（5）實驗中使用電流表或小燈泡的評價：
當電阻變化較大時，選用電流表或小燈泡都能夠直觀反映出來；但若電阻變化不大時，優(yōu)先選用電流表，使用電流表能夠直觀判斷電阻的變化情況，通過小燈泡亮度無法直觀比較出電阻變化情況。
【實驗評估】
為了使電路更安全地工作，可在電路中串聯(lián)一個滑動變阻器，且在開關閉合前滑動變阻器滑片移動到阻值最大處。
【例題3】在探究影響導體電阻大小的因素中，小明猜想導體電阻大小可能與下列因素有關：
A．導體的材料 B．導體的長度 C．導體的橫截面積
為驗證上述猜想，他用如圖所示的器材進行實驗，①②④橫截面積相同，③橫截面積最大。
（1）該實驗中，通過觀察_________（選填“電流表示數(shù)”或“燈泡亮度”）來反應電阻的大小，這種物理研究方法是_________；
A．轉(zhuǎn)換法 B．控制變量法 C．等效潛代法
（2）選用①②兩根導體分別接入電路進行實驗，可驗證猜想______（選填猜想因素選項“A”“B”或“C”）；
（3）選用①④兩根導體分別接入圖中M、N兩點間，閉合開關電流表的示數(shù)不同，可知在導體的長度和橫截面積相同時，導體電阻大小跟導體的___________有關；
（4）將①③兩段金屬絲串聯(lián)接入同一電路中，流過①③的電流關系是I①______I③（選填“>”、“

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