壓軸題05 實驗探究——物理電學(xué)實驗設(shè)計 在中考試題中物理的實驗題一直都是以電路為主，而電路的設(shè)計實驗在試題的靈活度上大，且對學(xué)生的能力考查要求高，實驗考查的重點也從原來的考查原理、步驟、數(shù)據(jù)處理、誤差分析等，逐步演變?yōu)橐罂忌鷷\用學(xué)過的實驗原理、方法，使用過的儀器、裝置來解決立意新穎、靈活的實驗問題，即設(shè)計型實驗問題。其中電學(xué)實驗設(shè)計是中考的難點和重點。 電學(xué)實驗設(shè)計原則 科學(xué)性：實驗方案所依據(jù)的原理應(yīng)當正確，符合物理學(xué)的基本規(guī)律。 安全性：實驗方案的實施要安全可靠，不會對儀器、器材及人身造成危害。 精確性：實驗誤差允許的范圍內(nèi)，應(yīng)盡可能選擇誤差較小的方案。 可操作性：實驗應(yīng)便于操作和讀數(shù)，便于進行數(shù)據(jù)處理。 一、實驗設(shè)計方法： 1.分析清楚三個物理量.利用控制變量法，控制一個量不變的前提下，研究因變量隨自變量的變化； 2.明確在實驗中采取什么措施來使自變量在實驗中不斷變化，明確如何知道它大小的方法； 3.在自變量不斷變化時，知道在實驗中采取什么措施來保證控制不變的量在實驗中一直保持不變； 4.用工具測量或通過公式計算知道因變量在實驗中的大小變化. 二、實驗步驟書寫時的注意事項： 1.實驗前，要調(diào)節(jié)好電表； 2.每一個主要步驟前的準備工作要強調(diào)到位； 3.明確實驗步驟書寫的基本格式，按步驟進行實驗并記錄數(shù)據(jù)； 4.實驗中要把每次實驗中的自變量和因變量都記錄在表格中； 5.若不能直接測量因變量，則要寫出計算因變量大小的過程； 6.規(guī)律性實驗，實驗次數(shù)至少要6次. 三、實驗表格的設(shè)計； 1.實驗表格由兩部分組成：表頭+空格； 2.表頭部分由兩部分組成：物理量的字母/單位； 3.表頭中的物理量應(yīng)由實驗中的直接測量量和間接測量量組成； 4.空格的個數(shù)與實驗次數(shù)相符. 1．小科在“探究影響導(dǎo)體電阻大小因素”的實驗中，提出了如下猜想： 猜想一：導(dǎo)體電阻的大小跟導(dǎo)體長度有關(guān)。 猜想二：導(dǎo)體電阻的大小跟導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)。 猜想三：導(dǎo)體電阻的大小跟導(dǎo)體的材料有關(guān)。 小科利用圖示電路進行探究，實驗材料除圖示元件外，還有多根規(guī)格、材料不同的電阻絲。 （1）實驗是通過觀察　 　來比較電阻的大小。 （2）小明在實驗時僅選用一根電阻絲，他不能完成驗證的猜想有　 　。 （3）針對猜想二，請你設(shè)計出記錄實驗數(shù)據(jù)的表格。 2．現(xiàn)有一個電壓約為36V的電源(電壓保持不變)，一個量程為0~1A的電流表，兩個阻值已知的電阻R1(20Ω)、R2(30Ω)，開關(guān)和導(dǎo)線若干。請合理選擇器材設(shè)計實驗，比較精確地測出約為10Ω的未知電阻Rx的阻值。要求： （1）畫出實驗電路圖； （2）寫出主要的實驗步驟和需要測量的物理量； （3）寫出待測電阻Rx的數(shù)學(xué)表達式　 　(用已知量和測量量表示)。 3．現(xiàn)有一阻值為10Ω的定值電阻、一個開關(guān)、若干根導(dǎo)線和一個電壓表,該電壓表表面上有刻度但無刻度值.另有一個電源箱（如圖），要求設(shè)計一個能測定某電源內(nèi)阻r的阻值的實驗方案(已知電壓表內(nèi)阻很大,其量程大于電源電壓,r約為幾歐)要求: （1）在答題卷指定框內(nèi)完成實驗電路圖； （2）簡要寫出完成接線后的實驗步驟； （3）寫出用測得的量計算r的表達式。 4．“測定小燈泡的額定功率”實驗的電路圖如圖甲所示。電源電壓為 6V，小燈泡 L 的額定電壓為 2.5V，電阻約為 10Ω，可供選用的滑動變阻器 R1 和 R2 的最大阻值分別為 10Ω 和 50Ω。 甲 乙 （1）圖乙是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪成的U—I 圖象，根據(jù)圖象提供的信息可計算出小燈泡的額定功率為　 ??；當滑動變阻器的滑片向左移動過程中，小燈泡的電阻將　 　。（選填“變大”、“變小”或“不變”） （2）還有一組同學(xué)沒有電壓表，而是利用兩只電流表和一個阻值已知的電阻 R0，其它元件與前面相同，仍然完成了實驗。請在虛線方框內(nèi)畫出該組同學(xué)實驗的電路圖并寫出實驗方案。 5．某興趣小組探究滑動變阻器消耗的電功率大小與滑動變阻器阻值大小之間的關(guān)系。老師提供的器材有：定值電阻R1=20Ω、R2=30Ω、R3=40Ω，標有“50Ω 3A”滑動變阻器R，電壓表（量程0--3V、0--15V），電流表（量程0--0.6A、0--3A），電壓為12V的電源，開關(guān)、導(dǎo)線若干。 （1）根據(jù)實驗要求，連接實物圖。 （2）請補充完整實驗步驟①之后的其它步驟，并說明對 測量數(shù)據(jù)的處理方法。 ①連接實物；…… ②　 　 6．為了探究氯化鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)對其導(dǎo)電能力（電阻）的影響，請利用下列提供的實驗儀器和藥品，完成任務(wù)。 可供選擇的實驗儀器有：干電池3節(jié)，電流表1個，電壓表1個，滑動變阻器1個，小燈泡1個，開關(guān)1個，氯化鈉溶液導(dǎo)電裝置（如圖所示，在電路圖中用“ ”表示），氯化鈉固體若干，蒸餾水若干，天平一架，量筒（200毫升）1個，燒杯（250毫升）若干。 實驗步驟要求： ①不必敘述氯化鈉溶液配制過程，只需說明配制后氯化鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)，建議氯化鈉溶液質(zhì)量分數(shù)在10%~25%之間。 ②步驟中包括預(yù)測實驗現(xiàn)象（若是數(shù)據(jù)，可用字母表示），并根據(jù)實驗現(xiàn)象推測實驗結(jié)論。 （1）請完成實驗步驟： ①按照如下的電路圖連接電路： ②…… （2）小明進一步實驗時發(fā)現(xiàn)，向同一杯氯化鈉溶液進行實驗時，將裝置中的a、b距離變大，則導(dǎo)電能力（電阻）也會隨之變化，從影響導(dǎo)體電阻大小的因素分析，這是　 　對導(dǎo)體電阻的影響。 7．小麗要測量未知電阻RX的阻值，她利用符合實驗要求的電源一個、已調(diào)零的電壓表一塊、滑動變阻器、電阻箱各一個、開關(guān)兩個、導(dǎo)線若干，小麗設(shè)計了如圖所示的實驗電路圖，并寫出了如下的實驗步驟。請你將小麗的實驗步驟補充完整。 ①開關(guān)S1和S2均斷開，按電路圖連接電路，將滑動變阻器滑片P移到阻值最大端。 ②只閉合開關(guān)　 　，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P到適當位置，記錄電壓表的示數(shù)U1； ③斷開開關(guān)　 　，閉合　 　，保持　 　不變，調(diào)節(jié)　 　，使電壓表的示數(shù)仍為U1； ④記錄此時電阻箱的示數(shù)R0，則待測電阻的阻值Rx=R0。 8．實驗桌上有如下器材：符合實驗要求的電源一個、電流表和電壓表各一只、開關(guān)一個、各種阻值已知的定值電阻和導(dǎo)線若干。要求從實驗桌上選擇適當器材，設(shè)計一個實驗證明：“當通過電阻的電流保持不變時，電阻消耗的電功率與該電阻的阻值成正比”。請根據(jù)上述要求，畫出實驗電路圖，并寫出實驗步驟，畫出實驗數(shù)據(jù)記錄表。 9．實驗桌上有滿足實驗要求的電源、電阻箱、滑動變阻器、開關(guān)各一個，已調(diào)零的電壓表和電流表各一塊，導(dǎo)線若干。小華利用以上器材探究“在導(dǎo)體兩端電壓不變時，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比”。小華設(shè)計的實驗電路圖如圖。以下是他的部分實驗步驟，請你依據(jù)他的實驗設(shè)計圖把步驟補充完整。 實驗步驟： ⑴開關(guān)斷開，按照電路圖連接電路，電阻箱調(diào)適當值 為R，滑動變阻器的滑片置于最大阻值處； ⑵閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù) 為U，用電流表測通過電阻R的電流為I，記錄　 　和電流I的數(shù)據(jù)。 ⑶　 　； ⑷　 　。 10．如圖是小明只用一個電壓表和一個已知電阻R0的定值電阻，設(shè)計的電路，測量未知電阻R0，請在空格內(nèi)將實驗步驟補充完整。 ①　 　，用電壓表測出待測電阻Rx兩端的電壓為U1； ②　 　，用電壓表測出電源的電壓U： ③請寫出用測量值U、U1及R0來表示Rx的表達式：Rx=　 　 11．小麗用伏安法測量標有“2.5V 0.5A”的小燈泡L的電功率，她正確連接如圖所示實物電路后，閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)小燈泡L不發(fā)光．于是她認為：小燈泡L不發(fā)光，一定是由于小燈泡L所在電路斷路或小燈泡L短路造成的．經(jīng)老師檢查發(fā)現(xiàn)，圖中電路元件均無故障，且電路連線完好．請你選用圖所示電路中的元件，設(shè)計一個實驗證明小麗的觀點是錯誤的．請你畫出實驗電路圖，并簡述實驗步驟和實驗現(xiàn)象． 12．在物理實驗中常用到等效替代法，例如將一個7Ω的電阻替換電路中2Ω和5Ω串聯(lián)的電阻。 在用如圖所示電路測量未知電阻的實驗中，用的就是等 效替代法。其中R x是待測電阻（阻值大約幾百歐），R是滑動變阻器，R0是電阻箱（電阻箱的最大電阻值大于Rx）。 請根據(jù)實驗電路如圖把下列主要實驗步驟中的空白填齊。 ⑴按電路圖連好電路，并將電阻箱R0的電阻值調(diào)至最大。 ⑵閉合開關(guān)S1前，滑片P置于　 　 端。（選填“a”或“b”） ⑶閉合開關(guān)S1． ⑷閉合開關(guān)　 　，調(diào)節(jié)滑片P，使電壓表指針指在適當?shù)奈恢茫浵麓藭r電壓表的示數(shù)U。 ⑸先斷開開關(guān)　 　，再閉合開關(guān)　 　，保持　 　 的電阻不變，調(diào)節(jié)　 　，使電壓表的示數(shù)仍為U。 ⑹讀出電阻箱的阻值，則Rx阻值與電阻箱的阻值相等。 壓軸題05 實驗探究——物理電學(xué)實驗設(shè)計 在中考試題中物理的實驗題一直都是以電路為主，而電路的設(shè)計實驗在試題的靈活度上大，且對學(xué)生的能力考查要求高，實驗考查的重點也從原來的考查原理、步驟、數(shù)據(jù)處理、誤差分析等，逐步演變?yōu)橐罂忌鷷\用學(xué)過的實驗原理、方法，使用過的儀器、裝置來解決立意新穎、靈活的實驗問題，即設(shè)計型實驗問題。其中電學(xué)實驗設(shè)計是中考的難點和重點。 電學(xué)實驗設(shè)計原則 科學(xué)性：實驗方案所依據(jù)的原理應(yīng)當正確，符合物理學(xué)的基本規(guī)律。 安全性：實驗方案的實施要安全可靠，不會對儀器、器材及人身造成危害。 精確性：實驗誤差允許的范圍內(nèi)，應(yīng)盡可能選擇誤差較小的方案。 可操作性：實驗應(yīng)便于操作和讀數(shù)，便于進行數(shù)據(jù)處理。 一、實驗設(shè)計方法： 1.分析清楚三個物理量.利用控制變量法，控制一個量不變的前提下，研究因變量隨自變量的變化； 2.明確在實驗中采取什么措施來使自變量在實驗中不斷變化，明確如何知道它大小的方法； 3.在自變量不斷變化時，知道在實驗中采取什么措施來保證控制不變的量在實驗中一直保持不變； 4.用工具測量或通過公式計算知道因變量在實驗中的大小變化. 二、實驗步驟書寫時的注意事項： 1.實驗前，要調(diào)節(jié)好電表； 2.每一個主要步驟前的準備工作要強調(diào)到位； 3.明確實驗步驟書寫的基本格式，按步驟進行實驗并記錄數(shù)據(jù)； 4.實驗中要把每次實驗中的自變量和因變量都記錄在表格中； 5.若不能直接測量因變量，則要寫出計算因變量大小的過程； 6.規(guī)律性實驗，實驗次數(shù)至少要6次. 三、實驗表格的設(shè)計； 1.實驗表格由兩部分組成：表頭+空格； 2.表頭部分由兩部分組成：物理量的字母/單位； 3.表頭中的物理量應(yīng)由實驗中的直接測量量和間接測量量組成； 4.空格的個數(shù)與實驗次數(shù)相符. 1．小科在“探究影響導(dǎo)體電阻大小因素”的實驗中，提出了如下猜想： 猜想一：導(dǎo)體電阻的大小跟導(dǎo)體長度有關(guān)。 猜想二：導(dǎo)體電阻的大小跟導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)。 猜想三：導(dǎo)體電阻的大小跟導(dǎo)體的材料有關(guān)。 小科利用圖示電路進行探究，實驗材料除圖示元件外，還有多根規(guī)格、材料不同的電阻絲。 （1）實驗是通過觀察　 　來比較電阻的大小。 （2）小明在實驗時僅選用一根電阻絲，他不能完成驗證的猜想有　 　。 （3）針對猜想二，請你設(shè)計出記錄實驗數(shù)據(jù)的表格。 【答案】（1）電流表的示數(shù) （2）猜想三 （3） 【解答】（1）實驗是通過觀察電流表的示數(shù)來比較電阻的大小。 （2）探究猜想一時，需控制橫截面積和材料相同而改變長度。同一根電阻絲，材料和橫截面積相等，只需接入一半和整根，就可以改變長度，則猜想一可以驗證； 探究猜想二時，需要控制長度和材料相同，而改變橫截面積。同一根電阻絲，材料相同，將它對折，第一次接入其中的一半，第二次并聯(lián)接入，這樣可以改變橫截面積，則猜想二可以驗證； 探究猜想三時，需要控制長度和橫截面積相同而改變材料，只有一根電阻絲無法實現(xiàn)。 因此它不能完成驗證的猜想是猜想三。 （3）探究猜想二時，需要控制長度和材料相同，而改變橫截面積，且需要通過電流表的示數(shù)反映電阻大小，則需要記錄的內(nèi)容為：材料、長度、橫截面積和電流表的示數(shù)。因為實驗要進行多次，因此最前面增設(shè)一列為實驗次數(shù)，那么表格如下： 2．現(xiàn)有一個電壓約為36V的電源(電壓保持不變)，一個量程為0~1A的電流表，兩個阻值已知的電阻R1(20Ω)、R2(30Ω)，開關(guān)和導(dǎo)線若干。請合理選擇器材設(shè)計實驗，比較精確地測出約為10Ω的未知電阻Rx的阻值。要求： （1）畫出實驗電路圖； （2）寫出主要的實驗步驟和需要測量的物理量； （3）寫出待測電阻Rx的數(shù)學(xué)表達式　 　(用已知量和測量量表示)。 【答案】（1） （2）①按電路圖連接電路 ②只閉合開關(guān)S1，讀出電流表的示數(shù)I1 ③只閉合開關(guān)S2，讀出電流表的示數(shù)I2 （3）I1×50ΩI2?30Ω 【解答】（1）首先將定值電阻R1與待測電阻Rx并聯(lián)，在兩個支路上各放置一個開關(guān)，再與定值電阻R2和電流表串聯(lián)在干路上，如下圖所示： （2）實驗步驟為： ①按電路圖連接電路 ； ②只閉合開關(guān)S1，讀出電流表的示數(shù)I1； ③只閉合開關(guān)S2，讀出電流表的示數(shù)I2 。 （3） 只閉合開關(guān)S1，R1與R2串聯(lián)，讀出電流表的示數(shù)I1 ； 總電壓為：U總=I總R總=I1×（R1+R2）=I1×50Ω； 只閉合開關(guān)S2，待測電阻Rx與R2串聯(lián)，讀出電流表的示數(shù)I2 ； 此時的總電阻為：R總'=U總I總'=I1×50ΩI2； 那么待測電阻的阻值為：Rx=R總-R2=I1×50ΩI2?30Ω。 3．現(xiàn)有一阻值為10Ω的定值電阻、一個開關(guān)、若干根導(dǎo)線和一個電壓表,該電壓表表面上有刻度但無刻度值.另有一個電源箱（如圖），要求設(shè)計一個能測定某電源內(nèi)阻r的阻值的實驗方案(已知電壓表內(nèi)阻很大,其量程大于電源電壓,r約為幾歐)要求: （1）在答題卷指定框內(nèi)完成實驗電路圖； （2）簡要寫出完成接線后的實驗步驟； （3）寫出用測得的量計算r的表達式。 【答案】（1） （2）①斷開開關(guān),記下電壓表偏轉(zhuǎn)格數(shù)N1, ②合上開關(guān),記下電壓表偏轉(zhuǎn)格數(shù)N2, （3）斷開開關(guān)時設(shè)電源電動勢U=N1,閉合開關(guān)后應(yīng)有U=N2+N2r/R,聯(lián)立兩式計算得出 r=（N1?N2）RN2 【解答】（1）將10Ω的定值電阻與電源串聯(lián)，再將電壓表與定值電阻串聯(lián)，如下圖所示： （2）實驗步驟： ①斷開開關(guān)，記下電壓表偏轉(zhuǎn)格數(shù)N1； ②合上開關(guān)，記下電壓表偏轉(zhuǎn)格數(shù)N2, （3）斷開開關(guān)時，電壓表的示數(shù)就是電源總電壓，即U=N1； 根據(jù)串聯(lián)電路U總=U1+U2得到：U=N2+N1=N2+N2R×r； 解得：r=（N1?N2）RN2。 4．“測定小燈泡的額定功率”實驗的電路圖如圖甲所示。電源電壓為 6V，小燈泡 L 的額定電壓為 2.5V，電阻約為 10Ω，可供選用的滑動變阻器 R1 和 R2 的最大阻值分別為 10Ω 和 50Ω。 甲 乙 （1）圖乙是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪成的U—I 圖象，根據(jù)圖象提供的信息可計算出小燈泡的額定功率為　 　；當滑動變阻器的滑片向左移動過程中，小燈泡的電阻將　 　。（選填“變大”、“變小”或“不變”） （2）還有一組同學(xué)沒有電壓表，而是利用兩只電流表和一個阻值已知的電阻 R0，其它元件與前面相同，仍然完成了實驗。請在虛線方框內(nèi)畫出該組同學(xué)實驗的電路圖并寫出實驗方案。 【答案】（1）0.5W；變大 （2）把定值電阻與燈泡并聯(lián)，當定值電阻兩端的電壓為燈泡的額定電壓時燈泡正常工作， 用電流表測兩支路的電流或測出一條之路和干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點得 出通過燈泡的電流，根據(jù) P=UI 即可得出小燈泡的額定功率．電路圖如下圖： 【解答】（1）當燈泡電壓為2.5V時，電流是0.2A，那么燈泡的額定功率為：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W； 當滑動變阻器的滑片向左移動過程中， 變阻器電阻變小，電路電流變大，燈泡燈絲溫度升高，電阻變大。 （2） 把定值電阻與燈泡并聯(lián)，當定值電阻兩端的電壓為燈泡的額定電壓時燈泡正常工作， 用電流表測兩支路的電流或測出一條之路和干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點得 出通過燈泡的電流，根據(jù) P=UI 即可得出小燈泡的額定功率．電路圖如下圖： 故答案為：（1）0.5W，變大；（2）同解析 5．某興趣小組探究滑動變阻器消耗的電功率大小與滑動變阻器阻值大小之間的關(guān)系。老師提供的器材有：定值電阻R1=20Ω、R2=30Ω、R3=40Ω，標有“50Ω 3A”滑動變阻器R，電壓表（量程0--3V、0--15V），電流表（量程0--0.6A、0--3A），電壓為12V的電源，開關(guān)、導(dǎo)線若干。 （1）根據(jù)實驗要求，連接實物圖。 （2）請補充完整實驗步驟①之后的其它步驟，并說明對 測量數(shù)據(jù)的處理方法。 ①連接實物；…… ②　 　 【答案】（1） （2）②移動滑片到最右端，閉合開關(guān)S，讀出電壓表和電流表示數(shù)并記錄在表格中。 ③向左移動滑片，讀出電壓表和電流表的示數(shù)并記錄在表格中。 ④繼續(xù)向左移動滑片，重復(fù)第③步多次，讀出電壓表和電流表的示數(shù)并記錄在表格中。 ⑤依次用R2、R3代替R1，重復(fù)以上步驟。 ⑥計算每次滑動變阻器的功率與電阻，記錄在表格中。分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論。 【解答】（1）電壓表要與變阻器并聯(lián)，電流表要與變阻器串聯(lián)，其它的都串聯(lián)。因為電源電壓是12V，所以電壓表選擇0~15V的量程；因為I=12V20Ω=0.6A，所以電流表選擇0~0.6A量程，如下圖所示： （2）實驗步驟為： ①連接實物； ②移動滑片到最右端，閉合開關(guān)S，讀出電壓表和電流表示數(shù)并記錄在表格中。 ③向左移動滑片，讀出電壓表和電流表的示數(shù)并記錄在表格中。 ④繼續(xù)向左移動滑片，重復(fù)第③步多次，讀出電壓表和電流表的示數(shù)并記錄在表格中。 ⑤依次用R2、R3代替R1，重復(fù)以上步驟。 ⑥計算每次滑動變阻器的功率與電阻，記錄在表格中。分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論。 故答案為：（1）同解析；（2）同解析 6．為了探究氯化鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)對其導(dǎo)電能力（電阻）的影響，請利用下列提供的實驗儀器和藥品，完成任務(wù)。 可供選擇的實驗儀器有：干電池3節(jié)，電流表1個，電壓表1個，滑動變阻器1個，小燈泡1個，開關(guān)1個，氯化鈉溶液導(dǎo)電裝置（如圖所示，在電路圖中用“ ”表示），氯化鈉固體若干，蒸餾水若干，天平一架，量筒（200毫升）1個，燒杯（250毫升）若干。 實驗步驟要求： ①不必敘述氯化鈉溶液配制過程，只需說明配制后氯化鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)，建議氯化鈉溶液質(zhì)量分數(shù)在10%~25%之間。 ②步驟中包括預(yù)測實驗現(xiàn)象（若是數(shù)據(jù)，可用字母表示），并根據(jù)實驗現(xiàn)象推測實驗結(jié)論。 （1）請完成實驗步驟： ①按照如下的電路圖連接電路： ②…… （2）小明進一步實驗時發(fā)現(xiàn)，向同一杯氯化鈉溶液進行實驗時，將裝置中的a、b距離變大，則導(dǎo)電能力（電阻）也會隨之變化，從影響導(dǎo)體電阻大小的因素分析，這是　 　對導(dǎo)體電阻的影響。 【答案】（1）①按照如下的電路圖連接電路②配制溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為10%、15%、20%和25%的氯化鈉溶液；③將10%的氯化鈉溶液裝入導(dǎo)電裝置，接入電路中，讀出電流表示數(shù)I1與電壓表的示數(shù)U1，計算電阻值R1a并記錄，改變滑動變阻器的滑片位置，測量得出R1b、R1c，計算出平均值R1； ④將不同溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的溶液分別裝入導(dǎo)電裝置，重復(fù)步驟③，計算出電阻的平均值R2、R3、R4； ⑤比較R1 、R2 、R3 和R4，若R1 >R2 >R3 >R4，則可得出結(jié)論：氯化鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)越大，其導(dǎo)電能力越強（電阻越?。Ｕf明：①對比實驗3組或以上；②電路中觀測對象電流表、電壓表、燈泡三者只取其一，結(jié)果定性判斷邏輯合理也可； （2）導(dǎo)體長度 【解答】（1）該題主要是探究NaCl溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)對其導(dǎo)電能力的影響，所以溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)是變量；實驗的第一步是準備器材和不同的溶液； 故答案為：①按照如下的電路圖連接電路 ②配制溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為10%、15%、20%和25%的氯化鈉溶液； ③將10%的氯化鈉溶液裝入導(dǎo)電裝置，接入電路中，讀出電流表示數(shù)I1與電壓表的示數(shù)U1，計算電阻值R1a并記錄，改變滑動變阻器的滑片位置，測量得出R1b、R1c，計算出平均值R1； ④將不同溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的溶液分別裝入導(dǎo)電裝置，重復(fù)步驟③，計算出電阻的平均值R2、R3、R4； ⑤比較R1 、R2 、R3 和R4，若R1 >R2 >R3 >R4，則可得出結(jié)論：氯化鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)越大，其導(dǎo)電能力越強（電阻越小）。說明：①對比實驗3組或以上；②電路中觀測對象電流表、電壓表、燈泡三者只取其一，結(jié)果定性判斷邏輯合理也可； ； （2）影響導(dǎo)體電阻的因素有長度、橫截面積、材料種類；而該實驗中改變了ab之間的距離，所以是導(dǎo)體長度對電阻的影響；故答案為：導(dǎo)體長度； 故答案為：（1）①按照如下的電路圖連接電路 ②配制溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為10%、15%、20%和25%的氯化鈉溶液； ③將10%的氯化鈉溶液裝入導(dǎo)電裝置，接入電路中，讀出電流表示數(shù)I1與電壓表的示數(shù)U1，計算電阻值R1a并記錄，改變滑動變阻器的滑片位置，測量得出R1b、R1c，計算出平均值R1； ④將不同溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的溶液分別裝入導(dǎo)電裝置，重復(fù)步驟③，計算出電阻的平均值R2、R3、R4； ⑤比較R1 、R2 、R3 和R4，若R1 >R2 >R3 >R4，則可得出結(jié)論：氯化鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)越大，其導(dǎo)電能力越強（電阻越?。?。說明：①對比實驗3組或以上；②電路中觀測對象電流表、電壓表、燈泡三者只取其一，結(jié)果定性判斷邏輯合理也可； ；（2）導(dǎo)體長度。 7．小麗要測量未知電阻RX的阻值，她利用符合實驗要求的電源一個、已調(diào)零的電壓表一塊、滑動變阻器、電阻箱各一個、開關(guān)兩個、導(dǎo)線若干，小麗設(shè)計了如圖所示的實驗電路圖，并寫出了如下的實驗步驟。請你將小麗的實驗步驟補充完整。 ①開關(guān)S1和S2均斷開，按電路圖連接電路，將滑動變阻器滑片P移到阻值最大端。 ②只閉合開關(guān)　 　，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P到適當位置，記錄電壓表的示數(shù)U1； ③斷開開關(guān)　 　，閉合　 　，保持　 　不變，調(diào)節(jié)　 　，使電壓表的示數(shù)仍為U1； ④記錄此時電阻箱的示數(shù)R0，則待測電阻的阻值Rx=R0。 【答案】S1；S1；S2；滑片的位置；電阻箱的阻值 【解答】②③本實驗采用的等效替代法。先將待測電阻單獨接入電路，將滑動變阻器滑片移動到合適位置時記下電壓表示數(shù)；然后用電阻箱來替代待測電阻接入電路，在保持滑動變阻器阻值不變的情況下，調(diào)節(jié)電阻箱阻值，使它在電路中達到和待測電阻一樣的效果，即使電壓表示數(shù)仍為原來的示數(shù)；所以，實驗的步驟為：只閉合開關(guān)S1，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P到適當位置，記錄電壓表的示數(shù)U1；然后斷開開關(guān)S1，閉合S2，保持滑動變阻器滑片的位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱的電阻值，使電壓表的示數(shù)仍為U1；記錄此時電阻箱的示數(shù)R0，則待測電阻的阻值Rx=R0。 8．實驗桌上有如下器材：符合實驗要求的電源一個、電流表和電壓表各一只、開關(guān)一個、各種阻值已知的定值電阻和導(dǎo)線若干。要求從實驗桌上選擇適當器材，設(shè)計一個實驗證明：“當通過電阻的電流保持不變時，電阻消耗的電功率與該電阻的阻值成正比”。請根據(jù)上述要求，畫出實驗電路圖，并寫出實驗步驟，畫出實驗數(shù)據(jù)記錄表。 【答案】實驗電路圖： 實驗步驟： ①按電路圖將電流表、電壓表和六個阻值不同的電阻R1、R2、R3、R4、R5和R6接入電路中，并把這六個電阻的阻值記錄在表格中； ②閉合開關(guān)S，測出R1兩端的電壓和通過R1的電流，并把數(shù)據(jù)記錄在表格中； ③斷開開關(guān)S，把電壓表并聯(lián)在R2兩端，仿照步驟②，測出R2兩端的電壓和通過R2的電流，并把數(shù)據(jù)記錄在表格中； ④仿照步驟③，分別測出電阻R3、R4、R5、R6兩端的電壓和相應(yīng)的電流，并把數(shù)據(jù)記錄在表格中； ⑤利用公式P=UI分別計算出R1、R2、R3、R4、R5和R6消耗的電功率，并把數(shù)據(jù)記錄在表格中。 實驗數(shù)據(jù)記錄表： 實驗數(shù)據(jù)表格應(yīng)包括電阻阻值、電阻兩端的電壓值、流過電路的電流、各電阻的功率，由電阻的個數(shù)確定表格的列數(shù)．實驗數(shù)據(jù)記錄表如下： 9．實驗桌上有滿足實驗要求的電源、電阻箱、滑動變阻器、開關(guān)各一個，已調(diào)零的電壓表和電流表各一塊，導(dǎo)線若干。小華利用以上器材探究“在導(dǎo)體兩端電壓不變時，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比”。小華設(shè)計的實驗電路圖如圖。以下是他的部分實驗步驟，請你依據(jù)他的實驗設(shè)計圖把步驟補充完整。 實驗步驟： ⑴開關(guān)斷開，按照電路圖連接電路，電阻箱調(diào)適當值 為R，滑動變阻器的滑片置于最大阻值處； ⑵閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù) 為U，用電流表測通過電阻R的電流為I，記錄　 　和電流I的數(shù)據(jù)。 ⑶　 　； ⑷　 　。 【答案】電阻箱的阻值；斷開開關(guān)，改變電阻箱R的阻值，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)保持不變?nèi)詾閁，讀出電流表的電流I，記錄電阻R和電流I的數(shù)據(jù)；仿照步驟（3），再改變4次電阻箱的阻值R，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)保持不變?nèi)詾閁，讀出電流表的電流I，記錄電阻R和電流I的數(shù)據(jù)。 【解答】解：（2）閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為U，用電流表測通過電阻R的電流為I，記錄電阻箱的阻值和電流I的數(shù)據(jù)。（3）斷開開關(guān)，改變電阻箱R的阻值，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)保持不變?nèi)詾閁，讀出電流表的電流I，記錄電阻R和電流I的數(shù)據(jù)；（4）仿照步驟（3），再改變4次電阻箱的阻值R，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)保持不變?nèi)詾閁，讀出電流表的電流I，記錄電阻R和電流I的數(shù)據(jù)。 故答案為：（2）電阻箱的阻值；（3）斷開開關(guān)，改變電阻箱R的阻值，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)保持不變?nèi)詾閁，讀出電流表的電流I，記錄電阻R和電流I的數(shù)據(jù)；（4）仿照步驟（3），再改變4次電阻箱的阻值R，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)保持不變?nèi)詾閁，讀出電流表的電流I，記錄電阻R和電流I的數(shù)據(jù)。 10．如圖是小明只用一個電壓表和一個已知電阻R0的定值電阻，設(shè)計的電路，測量未知電阻R0，請在空格內(nèi)將實驗步驟補充完整。 ①　 　，用電壓表測出待測電阻Rx兩端的電壓為U1； ②　 　，用電壓表測出電源的電壓U： ③請寫出用測量值U、U1及R0來表示Rx的表達式：Rx=　 　 【答案】閉合S，斷開S1；閉合開關(guān)S、S1；Rx=U1U?U1R0 【解答】根據(jù)電路圖，設(shè)計實驗為：①閉合S，斷開S1，電壓表測量Rx的電壓；②閉合開關(guān)S、S1，R0短路，電壓表測量電源電壓，③則Rx的阻值為Rx=U1U?U1R0。 故答案為：閉合S，斷開S1；閉合開關(guān)S、S1；Rx=U1U?U1R0。 11．小麗用伏安法測量標有“2.5V 0.5A”的小燈泡L的電功率，她正確連接如圖所示實物電路后，閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)小燈泡L不發(fā)光．于是她認為：小燈泡L不發(fā)光，一定是由于小燈泡L所在電路斷路或小燈泡L短路造成的．經(jīng)老師檢查發(fā)現(xiàn)，圖中電路元件均無故障，且電路連線完好．請你選用圖所示電路中的元件，設(shè)計一個實驗證明小麗的觀點是錯誤的．請你畫出實驗電路圖，并簡述實驗步驟和實驗現(xiàn)象． 【答案】解：如圖所示： 實驗步驟和實驗現(xiàn)象：按圖連接電路，將滑動變阻器的滑片移到阻值最大端，閉合開關(guān)S，觀察到小燈泡L不發(fā)光．移動滑動變阻器的滑片，使滑動變阻器連入電路中的電阻逐漸減小，觀察到小燈泡L逐漸變亮．這一實驗現(xiàn)象說明小麗的觀點是錯誤的． 【解答】實驗步驟和實驗現(xiàn)象： 按圖2連接電路，將滑動變阻器的滑片移到阻值最大端，閉合 開關(guān)S，觀察到小燈泡L不發(fā)光。 移動滑動變阻器的滑片，使滑動變阻器連入電路中的電阻逐漸 減小，觀察到小燈泡L逐漸變亮。 這一實驗現(xiàn)象說明小麗的觀點是錯誤的。 12．在物理實驗中常用到等效替代法，例如將一個7Ω的電阻替換電路中2Ω和5Ω串聯(lián)的電阻。 在用如圖所示電路測量未知電阻的實驗中，用的就是等 效替代法。其中R x是待測電阻（阻值大約幾百歐），R是滑動變阻器，R0是電阻箱（電阻箱的最大電阻值大于Rx）。 請根據(jù)實驗電路如圖把下列主要實驗步驟中的空白填齊。 ⑴按電路圖連好電路，并將電阻箱R0的電阻值調(diào)至最大。 ⑵閉合開關(guān)S1前，滑片P置于　 　 端。（選填“a”或“b”） ⑶閉合開關(guān)S1． ⑷閉合開關(guān)　 　，調(diào)節(jié)滑片P，使電壓表指針指在適當?shù)奈恢?，記下此時電壓表的示數(shù)U。 ⑸先斷開開關(guān)　 　，再閉合開關(guān)　 　，保持　 　 的電阻不變，調(diào)節(jié)　 　，使電壓表的示數(shù)仍為U。 ⑹讀出電阻箱的阻值，則Rx阻值與電阻箱的阻值相等。 【答案】a；S2；S2；S3；滑動變阻器；電阻箱 【解答】為保護電路，連接電路時，變阻器置于阻值最大的位置．原電路中，電壓表可分別測RX、R0的電壓，先使RX與變阻器串聯(lián)，RX兩端電壓即電壓表示數(shù)；然后保持滑片位置不變，再讓電阻箱接入電路中，通過調(diào)節(jié)電阻箱的旋鈕，使電壓表示數(shù)保持不變，此時，電阻廂的阻值即為RX的大小，這種研究問題的方法叫等效替代法．在上面分析的基礎(chǔ)上，實驗步驟如下：①按電路圖連接好電路，并將電阻箱R0的阻值調(diào)到最大；②為保護電路，閉合開關(guān)S1前，滑動變阻器滑片P應(yīng)置于阻值最大處，即a端；③閉合開關(guān)S1；④閉合開關(guān)S2此時變阻器與RX串聯(lián)，調(diào)節(jié)滑片P，使電壓表指針指在適當位置，記下此時電壓表示數(shù)U；⑤先斷開開關(guān)S2，再閉合開關(guān)S3，此時變阻器與電阻箱串聯(lián)，保持變阻器連入電路中的電阻不變，調(diào)節(jié)電阻箱的旋鈕，使電壓表的示數(shù)仍為U.在④和⑤中，變阻器連入電路中的電阻不變，因電壓表示數(shù)不變，所以，此時待測電阻的大小等于電阻箱對應(yīng)的阻值。 故答案為：a，S2，S2，S3，滑動變阻器，電阻箱. 次數(shù) 材料長度l/m橫截面積S/mm2電流表的示數(shù)I/A1相同相同 　 　2相同相同 　 　3相同相同 　 　次數(shù)材料長度l/m橫截面積S/mm2電流表的示數(shù)I/A1相同相同 　 　2相同相同 　 　3相同相同 　 　R/ΩU/V      I/A      P/W      

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