
特別說明:典例主要是2023年的中考真題,即時檢測是最新的全國各地的模擬題,好題沖關(guān)中的基礎(chǔ)過關(guān)主要是2022年的期末考試題,能力提升主要是2023年的模擬考試題,真題感悟主要2023年的中考真題中,所有題型經(jīng)過多次篩選。知識點以挖空的形式設(shè)計,便于學(xué)生提前預(yù)習(xí),實驗通過方法總結(jié),知識加工,便于學(xué)生理解和記憶,好題沖關(guān)分層設(shè)計,針對于不同的學(xué)生。
掌握伏安法測小燈泡的電阻的實驗原理、實驗步驟、注意事項和數(shù)據(jù)處理;
掌握測量小燈泡的電功率的實驗原理、實驗步驟、注意事項、數(shù)據(jù)和圖像處理;
掌握探究電熱與那些因素有關(guān)的實驗原理、實驗步驟、注意事項和數(shù)據(jù)處理;
掌握探究電磁鐵磁性強弱與那些因素有關(guān)的實驗原理、實驗步驟、注意事項和數(shù)據(jù)處理;
掌握探究磁場對通電導(dǎo)體的作用的實驗原理、實驗步驟、注意事項和數(shù)據(jù)處理;
掌握探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗原理、實驗步驟、注意事項和數(shù)據(jù)處理;
實驗七 伏安法測小燈泡的電阻
原理:歐姆定律的變形公式
實驗電路圖
實驗器材:電壓表電流表、電源、開關(guān)、小燈泡、滑動變阻器和導(dǎo)線。
注意事項
(1)在選取器材時,電流表所選用量程的最大值要大于電路中的最大電流,滑動變阻器的最大阻值應(yīng)略大于或接近小燈泡的電阻。
(2)連接電路時要斷開開關(guān),并按照電壓表、電流表、滑動變阻器的使用規(guī)則,將它們正確地接入電路。電壓表與電流表要注意量程的選擇、連接和讀數(shù),滑動變阻器也要注意規(guī)格的選擇。
(3)進(jìn)行實驗時,在閉合開關(guān)前,要把滑動變阻器的滑片調(diào)到阻值最大處,使電路中的電流最小,目的是保證電路中的燈泡、滑動變阻器、電壓表、電流表等儀器的安全。
(4)把每次測量的結(jié)果記錄下來,以便最后分析、總結(jié)。
(5)對于測得的各組電流和電壓值.計算出相應(yīng)的電阻值,然后比較實驗數(shù)據(jù),找出其中的規(guī)律。
5.滑動變阻器的作用
(1)保護電路:(2)改變電路中的電流和小燈泡兩端的電壓。
【特別提示】
小燈泡燈絲的電阻受溫度影響明顯,不同溫度下其阻值不同且溫度越高其電阻越大,因此不能多次測量電阻求其平均值。
【典例1】(2023·河南·統(tǒng)考中考真題)在“測量小燈泡電阻”實驗中,選用的器材有:兩節(jié)新干電池,額定電壓為的待測小燈泡、滑動變阻器、電流表、電壓表,開關(guān)和若干導(dǎo)線。
(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲中的實物電路連接完整 ;
(2)正確連接好電路,閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片應(yīng)置于 (選填“A”或“B”)端;
(3)閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光,電壓表無示數(shù),電流表有示數(shù),造成這一現(xiàn)象的原因可能是 (選填字母代號);
A.電流表短路 B.小燈泡短路 C.滑動變阻器斷路
(4)排除故障后,移動滑片P,某次實驗時,電壓表的示數(shù)為,電流表的示數(shù)如圖乙所示,則通過小燈泡的電流為 A,小燈泡正常發(fā)光時的電阻約為 (結(jié)果保留一位小數(shù));
(5)經(jīng)過多次實驗,測出并記錄多組電壓和電流的值,得到小燈泡的圖像如圖丙所示,通過分析圖像,寫出一條你發(fā)現(xiàn)的結(jié)論: 。
【答案】 A B 0.28 8.9 小燈泡的電阻是變化的
【詳解】(1)[1]測小燈泡的電阻實驗中,電壓表并聯(lián)在小燈泡兩端,電壓表“正進(jìn)負(fù)出”,如圖所示:
(2)[2]為了保護電路,閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片應(yīng)在阻值最大處,由圖可知,滑動變阻器的滑片置于A端。
(3)[3]A.若電流表短路,電流表沒有示數(shù),電壓表有示數(shù),故A不符合題意;
B.若小燈泡短路,電壓表測一段導(dǎo)線的電壓,所以電壓表無示數(shù),電流表有示數(shù),小燈泡不發(fā)光,故B符合題意;
C.若滑動變阻器斷路,整個電路斷路,兩表都沒有示數(shù),故C不符合題意。
故選B。
(4)[4]由圖乙可知,電流表的量程是0~0.6A,此時電流表的示數(shù)為0.28A。
[5]小燈泡的額定電壓是2.5V,此時流過小燈泡的電流為0.28A,所以小燈泡正常發(fā)光時的電阻
(5)[6]由圖丙可知,小燈泡的I-U圖像不是過原點的傾斜直線,所以小燈泡的電阻是變化的,可以得出的結(jié)論是小燈泡兩端的電壓與通過它的電流的比值不是定值。
【即時檢測1】(2023·山東臨沂·統(tǒng)考一模)小明在“測量小燈泡電阻”的實驗中,所用小燈泡的額定電壓為2.5V。
(1)用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲的實物圖連接完整;
(2)閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片P,發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮,電壓表有示數(shù)、電流表無示數(shù),則可能的原因是 ;
(3)排除故障后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)此時電壓表的示數(shù)為2.2V,若要測量小燈泡的正常發(fā)光時的電阻,應(yīng)將滑動變阻器的滑片P向 (選填“左”或“右”)移動,直到電壓表的示數(shù)為 V,此時電流表示數(shù)如圖乙所示,則小燈泡正常發(fā)光時的電阻約為 Ω(保留一位小數(shù))。
【答案】 小燈泡斷路 左 2.5 10.4
【詳解】(1)[1]根據(jù)題意可知,燈泡的額定電壓為2.5V,因此電壓表量程選擇0~3V,即將電壓表的3V接線柱與燈泡的右接線柱相連,如下圖所示:
(2)[2]燈泡不亮,可能是燈泡斷路,或燈泡短路,或燈泡之外電路斷路造成的;電流表無示數(shù),說明電路斷路;電壓表有示數(shù),說明電壓表與電源連接相連,電壓表并聯(lián)電路之外電路不存在斷路,綜合分析可知,小燈泡斷路。
(3)[3][4]電壓表示數(shù)小于燈泡額定電壓,故需減小滑動變阻器兩端電壓,即減小滑動變阻器接入電路的阻值,故將滑片向左移動;使電壓表示數(shù)為2.5V;根據(jù)圖乙可知,燈泡兩端電壓為2.5V時,通過燈泡的電流為0.24A,故燈泡的
【即時檢測2】(2022·云南文山·統(tǒng)考模擬預(yù)測)如圖甲所示是小剛設(shè)計的“用伏安法測量小燈泡的電阻”的實驗,已知待測小燈泡的額定電壓為。
(1)請你用筆畫線代替導(dǎo)線,將如圖甲所示的實物電路圖連接完整 ;
(2)在閉合開關(guān)前,小剛應(yīng)該將滑動變阻器的滑片移動到最 (選填“左”或“右”)端,這樣做的目的是 ;
(3)小剛在做實驗時,電路連接無誤,閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電流表的指針有明顯偏轉(zhuǎn),而電壓表的示數(shù)幾乎為零,出現(xiàn)這種情況的原因可能是 ;
(4)排除故障后,小剛移動滑動變阻器的滑片,記錄多組小燈泡兩端不同的電壓以及通過小燈泡的電流值,根據(jù)這些數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上繪制出了通過小燈泡的電流隨其兩端電壓變化關(guān)系的圖象如圖乙所示,分析圖象可知:小燈泡的額定功率為 W,其正常發(fā)光時的電阻為 Ω;
(5)用該實驗裝置 (選填“能”或“不能”)完成探究電流與電壓的關(guān)系這一實驗,請說出你的理由。 。
【答案】 左 保護電路 小燈泡短路 0.625 10 不能 小燈泡的電阻發(fā)生改變
【詳解】(1)[1]滑動變阻器應(yīng)“一上一下”連接,如圖所示:
(2)[2][3]閉合開關(guān)前,滑動變阻器應(yīng)置于最大阻值處,即滑片移動到最左端,這樣做的目的是為保護電路。
(3)[4]電流表的指針有明顯偏轉(zhuǎn),說明電路發(fā)生短路,電壓表的示數(shù)幾乎為零,說明小燈泡短路。
(4)[5]由圖乙可知,當(dāng)電壓為時,電流為,小燈泡的額定功率
[6]小燈泡正常發(fā)光時的電阻
(5)[7][8]探究電流與電壓的關(guān)系這一實驗,應(yīng)使電阻保持不變,由圖乙可知小燈泡的電阻發(fā)生改變,故該實驗裝置不能完成探究電流與電壓的關(guān)系這一實驗。
實驗八 測量小燈泡的電功率
實驗 測量小燈泡的電功率
1.實驗原理:.
2.實驗器材:電流表、電壓表、滑動變阻器、電源、開關(guān)、小燈泡、燈座、導(dǎo)線等.
3.實驗電路:
4.實驗思路:分別測量小燈泡兩端電壓高于、等于和低于其額定電壓的電功率,觀察小燈泡的變化,并計算出三種情況下的實際電壓,進(jìn)行比較.
5.實驗步驟:
(1)按電路圖連接實物圖,將滑動變阻器的滑片滑到阻值最大(右)端;
(2)檢查電路無誤后,閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片,當(dāng)電壓表的示數(shù)等于2.5V時,停止滑動,記錄此時電流表的示數(shù),并觀察燈泡的亮度,記錄在表格中;
(3)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,分別使電壓表的示數(shù)低于2.5V、等于2.5V的1.2倍,記錄每一次對應(yīng)電流表的示數(shù),并觀察燈泡的亮度,記錄在表格中;
(4)將實驗中記錄的數(shù)據(jù)分別代入,算出小燈泡的實際功率,并填人表格中.
6.實驗分析:
(1)小燈泡的發(fā)光情況由它的實際功率決定,實際功率越大,燈泡越亮.
(2)燈泡實際消耗的電功率隨著加在它兩端的電壓而改變,電壓越大,功率越大.
(3)燈泡的實際功率可以等于額定功率,也可以不等于額定功率.
【特別提示】
連接電路時,開關(guān)要處于斷開狀態(tài)
實際電壓不能超過額定電壓太多,易損壞小燈泡;
當(dāng)實際電壓等于額定電壓時,此時小燈泡的實際功率為其額定功率
滑動變阻器的作用:
①閉合開關(guān)前,應(yīng)該先調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使其連入電路中的電阻最大,電路中的電流最小,這樣能夠保護電路中的各個電路元件不至于損壞;
②接通電源后,移動滑動變阻器的滑片,可以調(diào)節(jié)小燈泡兩端的電壓
【典例2】(2023·陜西·統(tǒng)考中考真題)如圖-1,是“測量小燈泡的電功率”的實驗電路,電源電壓為4.5V且保持不變,小燈泡L的額定電壓為2.5V。
(1)連接如圖1所示電路時,開關(guān)S應(yīng)處于斷開狀態(tài),滑動變阻器的滑片P應(yīng)置于最 (選填“左”或“右”)端。
(2)閉合開關(guān)S,觀察到小燈泡L不亮,電壓表有示數(shù)且接近電源電壓,電流表指針幾乎不偏轉(zhuǎn),移動滑動變阻器的滑片P,兩表的示數(shù)均無變化,則故障原因可能是 。
(3)排除故障后,閉合開關(guān)S,移動滑動變阻器的滑片P,多次實驗并將數(shù)據(jù)和現(xiàn)象記錄在下表中。分析表中信息,回答下列問題。
①小燈泡L在額定電壓下工作時,電流表的指針位置如圖-2所示,則電流表示數(shù)為 A,小燈泡L的額定功率為 W。
②第1次實驗中,小燈泡L不亮的原因可能是 。
③分析數(shù)據(jù)還發(fā)現(xiàn),通過小燈泡L的電流與其兩端的電壓不成正比,其原因可能是 。
(4)本次實驗所選用的滑動變阻器的規(guī)格是 。
A.10Ω 2A B.20Ω 1A
【答案】 右 小燈泡L斷路 0.36 0.90 小燈泡L實際功率太?。ㄆ渌鸢负侠砑纯傻梅郑? 燈絲電阻隨溫度的升高而增大 B
【詳解】(1)[1]連接電路時,為保護電路,開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài),滑動變阻器滑片應(yīng)置于阻值最大處,由圖可知應(yīng)置于最右端。
(2)[2]閉合開關(guān),燈泡不亮,電流表示數(shù)幾乎為零,可能電路有斷路發(fā)生,電壓表示數(shù)接近電源電壓,說明電壓表到電源間是通路,所以電路故障可能是燈泡斷路。
(3)[3]如圖所示,電流表所選量程為0~0.6A,分度值為0.02A,所以電流表示數(shù)為0.36A。
[4]燈泡的額定電壓2.5V,此時的電流為0.36A,則燈泡的額定功率為
[5]由表中數(shù)據(jù)知,第一次實驗滑動變阻器連入電路電阻較大,電路的總電阻較大,電路中電流很小,實際功率太小,不能使燈泡發(fā)光。
[6]燈絲的阻值會受溫度的影響,溫度越高阻值越大,所以燈泡的電流與兩端的電壓不成正比。
(4)[7]由第一組實驗數(shù)據(jù)可知,燈泡兩端電壓為0.5V,所以滑動變阻器兩端電壓為4V,燈泡和滑動變阻器串聯(lián),所以滑動變阻器電流等于燈泡電流為0.20A,故滑動變阻器此時電阻為
故選B。
【即時檢測1】(2023·遼寧丹東·統(tǒng)考模擬預(yù)測)實驗室購買了一批小燈泡,同學(xué)們發(fā)現(xiàn)其中有一只小燈泡上標(biāo)有“2.5V”字樣,小明想知道其額定功率。老師告訴他燈泡的電阻約8~15Ω,滑動變阻器有兩種規(guī)格,分別是R1“10Ω;1A”、 R2“50Ω;2A”,電源(電壓恒為6V)、開關(guān)、導(dǎo)線若干。
(1)按如圖甲的電路圖連接實物,為了防止小燈泡被燒壞,應(yīng)選用滑動變阻器 (選填“R1”或“R2”)連入電路,電壓表的量程選擇 (選填“0~3V”或“0~15V”);
(2)將滑動變阻器的滑片P移到最 (選填“左”或“右”)端,閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片P,并讀出對應(yīng)的電流值,繪制出了如圖乙所示的I﹣U曲線。由圖乙可知小燈泡的額定功率為 W,通過小燈泡的電流與它兩端的電壓并不成正比,其原因是 ;
(3)小強也想測燈泡的額定功率,老師給他一個額定電流為0.3A的小燈泡和一個阻值為20Ω的定值電阻R0,電源電壓未知。小強設(shè)計的電路圖如圖丙所示,請將以下實驗步驟補充完整。
①閉合開關(guān)S、S2,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P,使電流表的示數(shù)為 A;
②保持滑片P的位置不變,斷開開關(guān)S2,閉合開關(guān)S1,電流表示數(shù)為0.2A;將滑動變阻器的滑片P移到最左端,電流表的示數(shù)為0.3A,則電源電壓為 V;
③小燈泡的額定功率:P額= W。
【答案】 R2 0~3V 右 0.625 燈泡的電阻是變化的 0.3 6 0.9
【詳解】(1)[1]圖甲中燈泡和滑動變阻器串聯(lián)接入電路,電源電壓恒為6V,燈絲電阻的最小值約為8Ω,串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和,根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知,
代入數(shù)據(jù)得
解得RP=11.5Ω>10Ω
所以為了防止小燈泡被燒壞,應(yīng)將R2連入電路。
[2]燈泡的額定電壓為2.5V,電壓表與燈泡并聯(lián)接入電路,電壓表的量程選擇0~3V。
(2)[3]為保護電路,閉合開關(guān)前,滑動變阻器應(yīng)位于阻值最大處,由圖甲可知應(yīng)將滑片移到最右端。
[4]由圖乙可知燈泡正常發(fā)光時的電流為0.25A,則小燈泡的額定功率為
P額=U額I額=2.5V×0.25A=0.625W
[5]由圖乙可知通過小燈泡的電流與它兩端的電壓并不成正比,其原因是燈泡的電阻隨溫度的升高而增大。
(3)用圖丙所示電路測量額定電流為0.3A的小燈泡的額定功率,步驟如下:
①[6]閉合開關(guān)S、S2,燈泡和滑動變阻器串聯(lián)接入電路,電流表測電路中的電流,使電流表的示數(shù)為0.3A;
②[7]保持滑片P的位置不變,斷開開關(guān)S2,閉合開關(guān)S1,此時定值電阻和滑動變阻器串聯(lián)接入電路,電流表示數(shù)為0.2A(如下面圖3);
將滑動變阻器的滑片P移到最左端,此時電路為定值電阻R0的簡單電路(如下面圖3),電流表的示數(shù)為0.3A,則電源電壓為U=0.3A×20Ω=6V
圖2中定值電阻兩端的電壓為UP=I′R0=0.2A×20Ω=4V
此時滑動變阻器接入電路的阻值為
圖1和圖2中變阻器接入電路的阻值相同,則燈泡正常發(fā)光時變阻器兩端的電壓為
U滑=IR滑=0.3A×10Ω=3V
則燈泡正常發(fā)光時燈泡兩端的電壓為UL=U﹣U滑=6V﹣3V=3V
③[8]小燈泡的額定功率為PL=ULI=3V×0.3A=0.9W
【即時檢測2】(2023·山東濟寧·濟寧學(xué)院附屬中學(xué)??既#嶒炚n上,小剛等同學(xué)想要測量小燈泡的額定功率,老師給他們準(zhǔn)備了如圖所示的器材:小燈泡(額定電壓,電阻大約),電流表,電壓表,電源(電壓恒為),導(dǎo)線若干。
(1)小剛發(fā)現(xiàn)在圖甲電路中只改變了某根導(dǎo)線一端的接點位置,電路就能測量小燈泡的額定功率。請你在要改動的這根導(dǎo)線上打“”,并用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲中的電路連接正確 ;
(2)實驗時,電壓表的示數(shù)如圖乙所示,則應(yīng)將滑片向 (選填“左”或“右”)端移到某一位置,才能使小燈泡正常工作。若正常工作時電流表示數(shù)為0.5A,則小燈泡的額定功率為 W;
(3)完成上述實驗后,小剛又設(shè)計了一種測額定功率的方案,如圖丙所示,R0是阻值已知的定值電阻。請完成下列操作:
①連接好電路,閉合開關(guān)S,將開關(guān)S1撥到觸點 (選填“A”或“B”),移動滑片,使電壓表的示數(shù)為小燈泡的額定電壓。
②保持滑片的位置不動,再將開關(guān)S1撥到另一觸點,讀出電壓表的示數(shù)U2;
③用、、表示小燈泡的額定功率, 。
【答案】 左 1.25 A
【詳解】(1)[1]由圖得,燈泡與電流表并聯(lián)后再與變阻器、電壓表串聯(lián),而要測量小燈泡的額定功率,應(yīng)是燈泡與變阻器串聯(lián),電壓表測量燈泡電壓,電流表測量電路電流,電路更改如圖所示:
(2)[2]由圖乙得,電壓表額分度值為0.1V,示數(shù)為1.9V,小于燈泡的額定電壓,則應(yīng)將滑片向左端移到某一位置,減小變阻器接入電路中電阻,直到電壓表為2.5V時,才能使小燈泡正常工作。
[3]若正常工作時電流表示數(shù)為0.5A,則小燈泡的額定功率為
(3)[4][5]由圖丙得,①連接好電路,閉合開關(guān)S,將開關(guān)S1撥到觸點A,此時定值電阻R0、燈泡L、變阻器串聯(lián),電壓表測量燈泡電壓,移動滑片,使電壓表的示數(shù)為小燈泡的額定電壓;
②保持滑片的位置不動,再將開關(guān)S1撥到另一觸點,此時電路連接方式不變,燈泡仍然正常發(fā)光,電壓表測量定值電阻R0與燈泡L的總電壓,讀出電壓表的示數(shù)U2;
③燈泡正常發(fā)光時,定值電阻R0的電壓為
燈泡的額定電流為
小燈泡的額定功率
實驗九 探究電熱與那些因素有關(guān)
【典例3】(2021·江蘇常州·統(tǒng)考中考真題)小組同學(xué)選擇阻值不變的電阻絲,探究“電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量(簡稱電熱)與通電時間、電流、電阻的關(guān)系”。
(1)為探究電熱與通電時間、電流的關(guān)系,在錐形瓶內(nèi)裝入適量煤油,設(shè)計電路如圖甲所示,開關(guān)閉合前,滑動變阻器的滑片P應(yīng)置于 (A/B)端;
(a)閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P,直至電流表示數(shù)為0.5A,通電5分鐘、溫度計的示數(shù)升高了5℃;
(b)保持滑動變阻器滑片P的位置不變,通電10分鐘、溫度計的示數(shù)升高了9℃,(a)、(b)對比可得結(jié)論: ;
(c)向 移動滑動變阻器的滑片P,直至電流表示數(shù)為1A,通電10分鐘、溫度計的示數(shù)升高了33℃,(b)、(c)對比可得結(jié)論: ;
(d)實驗只能得到定性結(jié)論,主要原因是 ;
(2)為探究電熱與電阻的關(guān)系,并測出標(biāo)簽污損的電阻絲R2的阻值,在兩個相同的錐形瓶內(nèi)裝入等質(zhì)量的煤油,設(shè)計如圖乙所示電路。開關(guān)閉合后,電壓表有示數(shù),但電流表無示數(shù),電路故障是 ,排除故障后,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P得到電表示數(shù)如圖丙所示,則電壓表示數(shù)為 V,電流表示數(shù)為 A,R2阻值為 Ω。一段時間后,觀察到電阻絲 所在錐形瓶中的溫度計示數(shù)升高的比較多;
(3)請分析“電爐工作時,電爐絲發(fā)熱明顯、而與電爐絲相連的導(dǎo)線發(fā)熱不明顯”:電爐絲的電流 導(dǎo)線的電流,電爐絲的電阻 導(dǎo)線的電阻。
【答案】 B 見詳解 左 見詳解 實驗中存在熱量損失 R2斷路 8 0.5 16 R2 等于 大于
【詳解】(1)[1]開關(guān)閉合前,為保護電路,變阻器滑片在最大處,即B端。
[2]其他條件不變,通電10分鐘比通電5分鐘升溫多,說明電流電阻一定時,電熱和通電時間有關(guān),時間越長放熱越多。
[3]要增大電流,需要減小電阻,所以滑片左移。
[4]電阻和通電時間一樣,電流大,升溫多,說明當(dāng)電阻和通電時間一樣時,電熱和電流有關(guān),電流越大,放熱越多。
[5]因為用電熱加熱液體過程中存在熱量損失,無法精確定量。
(2)[6]電流表無示數(shù),可能斷路,電壓表有示數(shù),電壓表和電源相連,可能R2斷路。
[7][8][9]電壓表用大量程,分度值0.5V,示數(shù)為8V,電流表小量程,分度值0.02A,示數(shù)0.5A,R2阻值為
[10]根據(jù)Q=I2Rt,串聯(lián)電流和通電時間相同,R2阻值大,放熱多,所以R2所在錐形瓶中的溫度計示數(shù)升高的比較多。
(3)[11][12]電爐在使用時,電爐絲和導(dǎo)線串聯(lián),I電爐絲=I導(dǎo)線,通電時間t相同,根據(jù)Q=I2Rt,R電爐絲>R導(dǎo)線,電流產(chǎn)生的熱量Q電爐絲>Q導(dǎo)線,從而出現(xiàn)電爐絲熱得發(fā)紅,而與電爐絲相連的導(dǎo)線卻不怎么發(fā)熱的現(xiàn)象。
【即時檢測1】(2023·廣東佛山·??既#┘住⒁覂蓤D為“探究電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)”實驗的部分裝置圖,兩個相同的透明容器中封閉著等量的空氣。
(1)甲、乙實驗中,通過觀察 來反映電阻產(chǎn)生熱量的多少。
(2)探究“電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系”時,應(yīng)選擇 (選填“甲”或“乙”)圖裝置進(jìn)行實驗。通過觀察實驗現(xiàn)象,可以得到的實驗結(jié)論是:當(dāng)電阻和通電時間相同時,電流越 (選填“大”或“小”)電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量越多。
(3)連接好電路后閉合開關(guān),通電一段時間后圖乙的容器中左、右兩個電阻產(chǎn)生熱量的比值Q左∶Q右= 。
(4)完成上述實驗后,小明同學(xué)又設(shè)計了如圖丙所示實驗裝置,探究“比較不同物質(zhì)的吸熱能力”的實驗,其中A,B兩個電阻絲的電阻應(yīng)該是 (選填“相同”或“不同”)的。向兩個燒瓶中分別加入初溫相同、質(zhì)量相等的水和煤油,通電一段時間后,煤油的溫度更高,說明 (選填“水”或“煤油”)的吸熱能力更強。
【答案】 U形管液面高度差 乙 大 4∶1 相同 水
【詳解】(1)[1]電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察,但空氣盒內(nèi)溫度的變化可以通過液面高度差的變化來反映。
(2)[2][3]圖乙中所研究的兩電阻阻值相同,通電時間相同,但電流不同,可探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系;左側(cè)液柱更高,可以得到的實驗結(jié)論是:當(dāng)電阻和通電時間相同時,電流越大,電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量越多。
(3)[4]容器右側(cè)兩個的電阻并聯(lián),再與左側(cè)電阻串聯(lián),根據(jù)并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等和歐姆定律可知,支路中電流相等,即,通電時間相同,電阻大小相同,由可知,電阻和時間一定時,電阻產(chǎn)生熱量與電流的平方成正比,故左側(cè)容器U形管的液面高度差較大;左、右兩側(cè)容器中電阻產(chǎn)生熱量之比為∶∶∶1
(4)[5]為保證不同物質(zhì)能吸收相同的熱量,甲、乙兩個電阻絲的阻值必須相等。
[6]通電一段時間后,煤油的溫度更高,因此升高相同的溫度,水的加熱時間長,說明水的吸熱能力更強。
【即時檢測2】(2023·云南昆明·云南省昆明市第十中學(xué)??既#榱搜芯俊半娏鳟a(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)”,小芳小組采用如圖(1)所示的裝置進(jìn)行探究。
(1)為了便于比較兩根電阻絲通過電流后產(chǎn)生熱量的多少,甲、乙兩燒瓶中要裝入 相等、初溫相同的同種液體。為了在較短時間內(nèi)達(dá)到明顯的實驗效果,實驗時應(yīng)選用液體是 (選填“煤油”或“水”);
(2)本實驗中電阻產(chǎn)生熱量的多少是通過 (選填“溫度計示數(shù)”或“加熱時間”)來反映的。在研究許多物理問題時都會用到這種方法,下列研究實例采用研究方法與此相同的是 ;
A.探究電流與電壓、電阻的關(guān)系
B.利用小桌陷入海綿的深度判斷壓力的作用效果
C.研究光的傳播時,引入光線
D.探究聲音的傳播條件
(3)已知電阻絲R1和R2的材料和長度相同,R1的橫截面積大于R2,通電一定時間后,可以看到 (選填“甲”或“乙”)瓶中煤油溫度升得高,這表明在相同時間內(nèi),電流相同的情況下,導(dǎo)體的電阻越 (選填“大”或“小”),電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量越多;
(4)如果在甲、乙兩燒瓶中分別裝入質(zhì)量相等的不同液體,并接入兩根阻值 (選填“相同”或“不同”)的電阻絲,就可用這個裝置來探究兩種不同液體的吸熱能力。若閉合開關(guān)后一段時間,發(fā)現(xiàn)如圖(2)所示溫度變化規(guī)律,則甲瓶中液體的比熱容 (選填“大于”“等于”或“小于”)乙瓶中液體的比熱容。
【答案】 質(zhì)量 煤油 溫度計示數(shù) B 乙 大 相同 大于
【詳解】(1)[1]為了便于比較兩根電阻絲通過電流后產(chǎn)生熱量的多少,甲、乙兩燒瓶中要裝入質(zhì)量相等、初溫相同的同種液體;
[2]根據(jù)比熱容公式
在質(zhì)量和吸熱相同的條件下,因煤油的比熱容小,故煤油升溫明顯,為了在較短時間內(nèi)達(dá)到明顯的實驗效果,實驗時應(yīng)選用液體是煤油。
(2)[3]根據(jù)轉(zhuǎn)換法,本實驗中電阻產(chǎn)生熱量的多少是通過溫度計示數(shù)來反映的:
[4] A.探究電流與電壓、電阻的關(guān)系,采用了控制變量法,故A不符合題意;
B.利用小桌陷入海綿的深度判斷壓力的作用效果,采用了轉(zhuǎn)換法,故B符合題意;
C.研究光的傳播時,引入光線,采用了模型法,故C不符合題意;
D.探究聲音的傳播條件,采用了實驗推理法,故D不符合題意。
故選B。
(3)[5][6]圖中兩電阻串聯(lián),通過的電流和通電時間相等,已知電阻絲和的材料和長度相同,的橫截面積大于,故的電阻大,通電一定時間后,可以看到乙瓶中煤油溫度升得高,這表明在相同時間內(nèi),電流相同的情況下,導(dǎo)體的電阻越大,電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量越多
(4)[7]為控制相同時間吸熱相同,根據(jù)
如果在甲、乙兩燒瓶中分別裝入質(zhì)量相等的不同液體,并接入兩根阻值相同的電阻絲,就可用這個裝置來探究兩種不同液體的吸熱能力;
[8]若閉合開關(guān)后一段時間,發(fā)現(xiàn)如圖所示溫度變化規(guī)律,可知加熱相同時間,甲升溫慢,則甲瓶中液體的比熱容大于乙瓶中液體的比熱容。
實驗十 探究電磁鐵磁性強弱與那些因素有關(guān)
【典例4】(2022·山東東營·統(tǒng)考中考真題)如圖所示是“探究影響通電螺線管磁性強弱的因素”的實驗裝置。
(1)正確連接好電路,閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片應(yīng)置于最 (選填“左”或“右”)端;
(2)閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑片位置,電流表的指針如圖所示,則電流表的示數(shù)為 A,此時通電螺線管的下端是 (選填“N”或“S”)極;
(3)下列操作能減弱通電螺線管磁性的是 (選填字母);
A.抽去鐵芯 B.電源兩極對調(diào) C.減少線圈的匝數(shù)
(4)電磁鐵的用途很多,如電磁起重機,試再列舉至少2項電磁鐵在實際中的應(yīng)用: 、 。
【答案】 左 0.52 N AC 電鈴 揚聲器
【詳解】(1)[1]由圖可知,正確連接好電路,閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片置于阻值最大的一端,即最左端。
(2)[2]由圖可知,電流表選0~0.6A的量程,分度值為0.02A,電流表的示數(shù)為0.52A。
[3]由圖可知,電流從螺線管的上端流進(jìn),下端流出,由安培定則可知,通電螺線管的下端是N極。
(3)[4]影響通電螺線管磁性的強弱的因素有:①電流的大小,②線圈匝數(shù)的多少,③有無鐵芯。故要減弱通電螺線管的磁性,可以減小電流的大小、減少線圈的匝數(shù)和抽去鐵芯,故AC符合題意,B不符合題意。
故選AC。
(4)[5][6]電磁鐵在日常生活中的應(yīng)用有:電磁起重機、電磁繼電器、電鈴、磁懸浮列車、揚聲器等。
【即時檢測1】(2023·湖北省直轄縣級單位·統(tǒng)考二模)在探究影響電磁鐵磁性強弱的因素的實驗中,實驗室準(zhǔn)備的器材有,電源、開關(guān)、滑動變阻器、兩根完全相同的鐵釘、表面絕緣的銅線、大頭針若干。小明利用上述器材,制成簡易電磁鐵甲、乙,并設(shè)計了電路,如圖所示。
(1)實驗中通過觀察電磁鐵 的不同,可以判斷電磁鐵的磁性強弱不同,這種研究問題的方法物理上稱之為 法;
(2)當(dāng)滑動變阻器滑片向左移動時,電磁鐵甲、乙吸引大頭針的個數(shù) (選填“增加”或“減少”),說明電流越 ,電磁鐵磁性越強;
(3)根據(jù)圖中的情境可知, (選填“甲”或“乙”)的磁性強,說明電流一定時, 電磁鐵磁性越強;
(4)實驗結(jié)束,斷開開關(guān),大頭針全部掉落,說明電磁鐵磁性的有無可以通過 來控制。
【答案】 吸引大頭針數(shù)量 轉(zhuǎn)換 增加 大 甲 線圈匝數(shù)越多 電流通斷
【詳解】(1)[1][2]電磁鐵吸引的大頭針數(shù)量不同,說明電磁鐵的磁性強弱不同。實驗中通過觀察電磁鐵吸引大頭針數(shù)量的不同,可以判斷電磁鐵的磁性強弱不同,吸引得多,說明磁性強,這種研究問題的方法物理上稱之為轉(zhuǎn)換法。
(2)[3][4]當(dāng)滑動變阻器滑片向左移動時,接入電路的電阻變小,根據(jù)歐姆定律可知,在電壓一定時,電流變大,電磁鐵吸引大頭針個數(shù)增加,說明電流越大,電磁鐵的磁性越強。
(3)[5][6]甲乙串聯(lián)在電路中,電流相等,甲的線圈匝數(shù)多,吸引的大頭針數(shù)量多,說明電流一定時,線圈匝數(shù)越多,電磁鐵磁性越強。
(4)[7]實驗結(jié)束,斷開開關(guān),電路中沒有電流,大頭針全部掉落,說明電磁鐵沒有磁性,說明電磁鐵的磁性有無可以通過電流的通斷來控制。
【即時檢測2】(2023·河北石家莊·??级#┰谔骄俊坝绊戨姶盆F磁性強弱的因素”實驗中,實驗室準(zhǔn)備的器材有:電源、開關(guān)、滑動變阻器、兩根完全相同的鐵釘、表面絕緣的銅線、大頭針若干。小楊同學(xué)利用上述器材,制成簡易電磁鐵甲、乙,并設(shè)計了如圖所示的電路。
(1)當(dāng)滑動變阻器滑片向左移動時,電磁鐵甲、乙吸引大頭針的個數(shù) ( 選 填“增加”或“減少”),說明電流越 ,電磁鐵磁性越強。
(2)根據(jù)圖示的情境可知,乙的磁性強,說明電流一定時, ,電磁鐵的磁性越強,這兩種操作的研究方法是 法。
【答案】 增加 大 線圈匝數(shù)越多 控制變量
【詳解】(1)[1][2]由圖知,當(dāng)滑動變阻器滑片向左移動時,滑動變阻器的電阻變小,電路中的電流變大,電磁鐵甲、乙的磁性增強,吸引大頭針的個數(shù)都增加,所以在線圈匝數(shù)一定時,電流越大,電磁鐵磁性越強。
(2)[3][4]由圖知,兩電磁鐵串聯(lián),電流相等,乙的線圈匝數(shù)較多,吸引的大頭針較多,說明電流相同,線圈匝數(shù)越多,電磁鐵的磁性越強,采用的是控制變量法。
實驗十一 探究磁場對通電導(dǎo)體的作用
提出問題
通電導(dǎo)體在磁場中是否受力的作用
設(shè)計實驗
將一根金屬桿吊在磁場中,并連入電路中,觀察導(dǎo)體棒的運動方向,改變電流方向和磁場方向,觀察導(dǎo)體棒的運動情況,實驗原理圖如圖所示:
實驗步驟
(1)將所需器材按如圖所示的電路連接好;
(2)將金屬桿橫放在金屬軌道上,觀察金屬桿是否運動;
(3)閉合開關(guān),觀察金屬桿是否運動,運動方向如何?
(4)改變電流的方向,觀察金屬桿是否運動,運動方向如何?
(5)保持電流方向不變,改變磁場的方向,觀察金屬桿的運動情況;
(6)同時改變電流方向和磁場方向,觀察金屬桿的運動情況
4. 實驗記錄
5. 實驗結(jié)論
通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用,力的方向跟導(dǎo)體中的電流方向和磁場方向有關(guān),當(dāng)電流方向或磁場方向與原來相反時,力的方向也與原來相反;當(dāng)電流方向和磁場方向同時改變時,力的方向不變。
【典例5】(2022·黑龍江牡丹江·統(tǒng)考中考真題)【分析歸納,拓展提升】如圖甲是小雪自制的小風(fēng)扇,使用時發(fā)現(xiàn)小風(fēng)扇轉(zhuǎn)動,但風(fēng)卻向后吹。小雪設(shè)計了如圖乙所示的實驗,探究其原因。
(1)閉合開關(guān),給銅棒ab通電,發(fā)現(xiàn)銅棒ab向右運動,這表明銅棒ab在磁場中受到 的作用;
(2)保持磁場方向不變,將電源正負(fù)極對調(diào)后接入電路,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)銅棒ab向左運動,這表明 ;
(3)保持電流方向不變,將磁體的兩極對調(diào),閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)銅棒ab向右運動,這表明 ;
(4)根據(jù)實驗,要改變小風(fēng)扇轉(zhuǎn)動方向,小雪應(yīng)該 ;
(5)請列舉一個和小風(fēng)扇工作原理相同的用電器 。
【答案】 磁力 通電導(dǎo)體在磁場中受力的方向與電流方向有關(guān) 通電導(dǎo)體在磁場中受力的方向與磁場方向有關(guān) 改變電流方向(或?qū)φ{(diào)電源正負(fù)極或?qū)⑿★L(fēng)扇拆開后將磁極對調(diào)) 電吹風(fēng)(或揚聲器或洗衣機或電動車等)
【詳解】(1)[1]銅棒ab本來靜止,當(dāng)通電后發(fā)生了運動狀態(tài)的改變向右運動,說明此時受到了磁力的作用。
(2)[2] 保持磁場方向不變,將電源正負(fù)極對調(diào)后接入電路,閉合開關(guān),此時電流的方向發(fā)生了改變,這時發(fā)現(xiàn)銅棒ab由原來的向右運動變成向左運動,說明電流會影響通電導(dǎo)線在磁場中的受力方向。
(3)[3] 保持電流方向不變,將磁體的兩極對調(diào),閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)銅棒ab由原來的向左運動變成了向右運動,說明電流不變時,磁場的方向也會影響通電導(dǎo)線在磁場中的受力方向。
(4)[4]要改變風(fēng)扇的方向可以通過改變電流方向來調(diào)節(jié),具體的方法可以對調(diào)電源正負(fù)極或?qū)⑿★L(fēng)扇拆開后將里面電動機的磁極對調(diào)。
(5)[5]和小風(fēng)扇工作原理相同的用電器有電吹風(fēng)、洗衣機或電動車等,因為它們都是利用通電線圈在磁場中受力而轉(zhuǎn)動的。
【即時檢測1】(2022·海南??凇ず?谑械谄咧袑W(xué)??家荒#┤鐖D所示,圖甲是課本上“通電導(dǎo)線在磁場中受力”的實驗示意圖,實驗記錄如下表。
(1)比較實驗2和3,說明通電導(dǎo)線在磁場中受力方向與 有關(guān)。比較實驗 ,說明通電導(dǎo)線在磁場中受力方向與電流方向有關(guān);
(2)小謙通過觀察導(dǎo)線運動方向,來判斷導(dǎo)線在磁場中受力方向,用到的科學(xué)方法是 ;
(3)小謙想在甲圖的基礎(chǔ)上對實驗進(jìn)行改造,來探究產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件及影響感應(yīng)電流方向的因素。為了觀察到明顯的實驗現(xiàn)象,他要把圖甲中的電源換成圖乙中的 。
【答案】 磁場方向 2和4 轉(zhuǎn)換法 靈敏電流計
【詳解】(1)[1]實驗2和3中,電流方向相同,磁場方向不同,導(dǎo)體運動的方向不同,說明通電導(dǎo)線在磁場中受力方向與磁場方向有關(guān)。
[2]探究通電導(dǎo)線在磁場中的受力方向與電流方向的關(guān)系時,必須控制磁場方向相同而改變電流方向,故選2和4。
(2)[3]導(dǎo)線在磁場中受力方向是通過觀察導(dǎo)線運動方向,用到了轉(zhuǎn)換法。
(3)[4]探究影響感應(yīng)電流方向的因素,為了觀察到明顯的實驗現(xiàn)象,需要用靈敏電流計代替電源來顯示產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向。
【即時檢測2】(2023·貴州貴陽·??寄M預(yù)測)在探究“通電導(dǎo)體在磁場中受力作用”的實驗中,小剛發(fā)現(xiàn)金屬棒在磁場中擺動的幅度不同,這體現(xiàn)了金屬棒受力的大小不同,根據(jù)這一現(xiàn)象他提出了“通電導(dǎo)體在金屬線磁場中受力大小與哪些因素有關(guān)”的問題,并進(jìn)行了以下猜想。
猜想1:與通過導(dǎo)體的電流大小有關(guān);
猜想2:與導(dǎo)體的材料有關(guān);
猜想3:與磁場的強弱有關(guān)。
他選用的實驗器材有:鐵架臺、外觀相同磁性不同的U形磁鐵兩塊電源、滑動變阻器、金屬細(xì)線,長度、粗細(xì)均相同的銅棒和鋁棒各一根、開關(guān)、導(dǎo)線若干。
小剛用金屬細(xì)線與銅棒兩端相連,豎直懸掛于鐵架臺上,將銅棒置于水平放置的U形磁鐵的磁場中,并連接了如圖所示的電路。請你回答下列問題:
(1)實驗中銅棒的擺動幅度大小可以通過觀察 與豎直方向的夾角來判斷;
(2)探究猜想1時,小剛將銅棒水平懸掛于磁場中的某位置,閉合開關(guān)并向左移動滑片,金屬細(xì)線偏轉(zhuǎn)的角度越來越大,可得出結(jié)論:當(dāng)磁場的強弱與材料相同時,電流越大,通電導(dǎo)體受到的力越 ;
(3)為了探究猜想2,小剛僅用鋁棒代替銅棒并保持滑片的位置不變,閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)鋁棒靜止時金屬細(xì)線偏轉(zhuǎn)的角度與用銅棒實驗時不同,于是得出:電流和磁場強弱相同時,通電導(dǎo)體受力大小與導(dǎo)體棒的材料有關(guān)這一結(jié)論。請你分析小剛得出的結(jié)論是否可信? (選填:“可信”或“不可信”),理由是 ;
(4)探究猜想3的過程中,當(dāng)金屬細(xì)線偏轉(zhuǎn)到一定角度時,鋁棒處于靜止?fàn)顟B(tài),此時磁場對鋁棒施加了一個水平向左的力F,則鋁棒受到繩子拉力與重力的合力方向為 ,你判斷的理由是 。
【答案】 金屬線 大 不可行 長度、粗細(xì)相同的銅棒和鋁棒的電阻不同 水平向右 見解析
【詳解】(1)[1]實驗中銅棒的擺動幅度大小可以通過觀察金屬線與豎直方向的夾角來判斷,屬于轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用。
(2)[2]探究猜想1時,通電導(dǎo)體在金屬線磁場中受力大小與通過導(dǎo)體的電流大小的關(guān)系;將銅棒水平懸掛于磁場中的某位置,閉合開關(guān)并向左移動滑片,變阻器連入電路的電阻變小,電路中的電流變大,金屬細(xì)線偏轉(zhuǎn)的角度越來越大,可得出結(jié)論:當(dāng)磁場的強弱與材料相同時,電流越大,通電導(dǎo)體受到的力越大。
(3)[3][4]為了探究猜想2,通電導(dǎo)體在金屬線磁場中受力大小與導(dǎo)體棒的材料的關(guān)系,保持電流和磁場強度相同,用鋁棒代替銅棒并保持滑片的位置不變,閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)鋁棒靜止時金屬細(xì)線偏轉(zhuǎn)的角度與用銅棒實驗時不同,于是得出:電流和磁場強弱相同時,通電導(dǎo)體受力大小與導(dǎo)體棒的材料有關(guān)這一結(jié)論,這個結(jié)論不可行,因為長度、粗細(xì)相同的銅棒和鋁棒的電阻不同,通過電路的電流不同。
(4)[5][6]探究猜想3的過程中,當(dāng)金屬細(xì)線偏轉(zhuǎn)到一定角度時,鋁棒處于靜止?fàn)顟B(tài),此時磁場對鋁棒施加了一個水平向左的力F,則鋁棒受到繩子拉力與重力的合力方向為水平向右,磁場對鋁棒施加的力與繩子拉力和重力的合力是一對平衡力,大小相等,方向相反。
實驗十二 探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象
實驗裝置
如圖,在磁體的磁場中放置一根導(dǎo)線,導(dǎo)線的兩端跟靈賈電流表連接,用開關(guān)控制電路的通斷
實驗步驟
(1)閉合開關(guān),當(dāng)導(dǎo)線AB 順著磁感線上下運動或靜止不動時,電流表指針不偏轉(zhuǎn),說明電路中沒有電流。
(2)閉合開關(guān),當(dāng)導(dǎo)線AB水平向左運動時,電流表指向右偏轉(zhuǎn),表明電路中產(chǎn)生了電流,導(dǎo)線AB中電流方向是從B到A。
(3)閉合開關(guān),當(dāng)導(dǎo)線AB水平向右運動時,電流表指針向左偏轉(zhuǎn),表明電路中產(chǎn)生了電流,導(dǎo)線AB中電流方向是從A到B。
(4)將磁鐵的磁極位置對調(diào),閉合開關(guān),當(dāng)導(dǎo)線 AB 水向左運動時,導(dǎo)線 AB 中電流方向是從A到B。
(5)斷開開關(guān),使導(dǎo)線以不同的方式運動,電流表指針不偏轉(zhuǎn).說明電路中沒有電流通過
3. 實驗現(xiàn)象
(1)導(dǎo)線做切磁感線運動時電流表指針偏轉(zhuǎn);
(2)切割方向或磁感線方向變得相反時,電流表指針偏轉(zhuǎn)方向變得相反,表示感應(yīng)電流方向相反。
4. 實驗結(jié)論
(1)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動。
(2)導(dǎo)體中感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體的運動方向和磁場方向有關(guān)。
5. 實驗方法:控制變量法
探究“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”實驗中,研究感應(yīng)電流的方向和大小時需控制變量。
(1)感應(yīng)電流方向與磁場方向和導(dǎo)線切割磁感線方向有關(guān);探究感應(yīng)電流方向與其中一個因素的關(guān)系時,應(yīng)控制另一個因素及其他相關(guān)條件不變。
(2)感應(yīng)電流大小與磁場強弱和導(dǎo)體切割磁感線速度大小有關(guān);探究感應(yīng)電流大小與其中一個因素的關(guān)系時,應(yīng)控制另一個因素及其他相關(guān)條件不變
【典例6】(2023·江蘇泰州·統(tǒng)考中考真題)如圖所示,小明和小剛利用蹄形磁體、靈敏電流計、開關(guān)、導(dǎo)體AB和若干導(dǎo)線等器材來探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。閉合開關(guān),他們完成操作,將觀察到的現(xiàn)象記入表格:
(1)分析①、②兩次實驗現(xiàn)象,小明說:“閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中的運動方向與磁場方向垂直時,電路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流?!毙傉J(rèn)為不準(zhǔn)確,因為導(dǎo)體AB 運動時,其運動方向也與磁場方向垂直,但無感應(yīng)電流;
(2)采納小剛意見后,小明又說:“閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中垂直切割磁感線時,電路中才會產(chǎn)生感應(yīng)電流”,小剛認(rèn)為不全面,因為導(dǎo)體AB 運動時,也有感應(yīng)電流;
(3)從能量的角度來分析,感應(yīng)電流的產(chǎn)生過程是將 能轉(zhuǎn)化為電能;如果將圖中的靈敏電流計換成 ,可以探究磁場對電流的作用。
【答案】 前后 斜向上/斜向下 機械 電源
【詳解】(1)[1]根據(jù)表格中收集現(xiàn)象可以發(fā)現(xiàn),導(dǎo)體AB在蹄形磁體中前后運動時,在磁場中的運動方向與磁場方向垂直時,但這個時候沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生,所以小明的說法不正確。
(2)[2]根據(jù)表格中收集現(xiàn)象可以發(fā)現(xiàn),導(dǎo)體AB在蹄形磁體中斜向上或斜向下運動時,此時雖然在切割磁感線,但不是垂直切割,也有感應(yīng)電流產(chǎn)生,所以小明說:“閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中垂直切割磁感線時,電路中才會產(chǎn)生感應(yīng)電流”是不全面的。
(3)[3]閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場切割磁感線運動時,從而產(chǎn)生感應(yīng)電流,從能量的角度來分析,感應(yīng)電流的產(chǎn)生過程是將機械能轉(zhuǎn)化為電能。
[4]要探究磁場對電流的作用,電流中需要有電源,所以可將圖中的靈敏電流計換成電源。
【即時檢測1】(2023·江蘇常州·統(tǒng)考二模)在探究“導(dǎo)體在磁場中運動時產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件”的實驗中,小芳發(fā)現(xiàn)每次電流表指針擺動的角度不同,又提出了“感應(yīng)電流的大小與哪些因素有關(guān)”的問題。
(1)小芳猜想:感應(yīng)電流的大小可能與導(dǎo)體切割磁感線運動的速度有關(guān),速度越大, 能越大,轉(zhuǎn)化成的電能就越多,電流就越大;
(2)小芳為了驗證自己的猜想,利用如圖所示的裝置進(jìn)行實驗,足夠大的磁體放在水平面上,驅(qū)動裝置通過兩根絕緣硬棒ab、cd使導(dǎo)體PQ水平向右運動(導(dǎo)體運動區(qū)域的磁場強弱相同)。同一次實驗,應(yīng)使導(dǎo)體PQ做 (勻速/變速)運動;
下表是實驗測得的數(shù)據(jù),分析數(shù)據(jù)可得出感應(yīng)電流的大小與導(dǎo)體運動速度成 ;
(3)此實驗運用的探究方法主要是 ;
(4)你的猜想:感應(yīng)電流的大小可能還與 有關(guān)。
【答案】 動 勻速 正比 控制變量法 磁場強弱
【詳解】(1)[1]物體的動能與質(zhì)量和速度有關(guān),因此導(dǎo)體的質(zhì)量不變,速度越大,動能越大,轉(zhuǎn)化成電能就越多,電流就越大。
(2)[2][3]為了驗證感應(yīng)電流與速度之間的關(guān)系,應(yīng)保持導(dǎo)體運動區(qū)域的磁場強弱相同,改變導(dǎo)體的運動速度,但同一次實驗,應(yīng)使導(dǎo)體做勻速運動;分析表格中的電流值和速度值,可得出結(jié)論:感應(yīng)電流的大小與導(dǎo)體運動速度成正比。
(3)[4]由(2)知,實驗中控制其他變量不變,只研究其中一個因素,因此運用的是控制變量法。
(4)[5]根據(jù)描述可知要產(chǎn)生感應(yīng)電流,還存在磁場這個因素,所以感應(yīng)電流的大小還可能與磁場的強弱有關(guān)。
【即時檢測2】(2023·湖北襄陽·??寄M預(yù)測)小李利用圖示裝置探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件;
(1)開關(guān)閉合后,將AB棒沿著水平方向向右運動時,觀察到靈敏電流計指針 (選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”);
(2)要使靈敏電流計的指針偏轉(zhuǎn)方向與(1)中相反,可采取的具體措施是: ;
A.使用磁性更強的磁;
B.保持磁體靜止,只改變導(dǎo)體水平運動的方向
C.上下調(diào)換磁極,同時改變導(dǎo)體水平運動的方向
(3)若將圖中靈敏電流計換成 ,該裝置還可以用來研究通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用,并據(jù)此制成了 (選填“發(fā)電機”或“電動機”)。
【答案】 偏轉(zhuǎn) B 電源 電動機
【詳解】(1)[1]開關(guān)閉合后,將AB棒沿著水平方向向右運動時,導(dǎo)線做切割磁感線運動,電路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,則靈敏電流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
(2)[2]由于電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流方向與導(dǎo)體運動方向和磁極方向有關(guān),同時改變磁極方向和導(dǎo)體水平運動的方向,電流方向不變,所以將磁鐵兩極對調(diào)或者AB棒水平向左運動,產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向變化,則電流計的指針偏轉(zhuǎn)方向與(1)中相反,故B符合題意,AC不符合題意。
故選B。
(3)[3]將圖中的靈敏電流計換成電源,閉合開關(guān),電路中有電流,通電直導(dǎo)線在磁場中受力而運動。
[4]由于電動機的工作原理是通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用,所以電動機就是利用該原理制成的。
1.用伏安法測量小燈泡的電阻,電源電壓為3V,小燈泡的額定電壓為2.5V。
(1)請將圖甲中的滑動變阻器連接入電路。
(2)閉合開關(guān),當(dāng)滑動變阻器的滑片P移到某一位置時,電壓表示數(shù)如圖乙所示,此時小燈泡兩端電壓為 V。
(3)通過移動滑片P記錄了多組數(shù)據(jù),并作出如圖丙所示小燈泡的I﹣U圖線,由圖丙可知小燈泡正常發(fā)光時的電阻為 Ω。
【答案】 2.2 12.5
【詳解】(1)[1]連接電路時,滑動變阻器應(yīng)“一上一下”連入電路,且與燈泡串聯(lián),具體如圖所示:
(2)[2]由圖乙可知,電壓表是小量程接入,分度值是0.1V,所以電壓表的示數(shù)是2.2V,而電壓表是并聯(lián)在燈泡兩端,所以小燈泡兩端的電壓是2.2V。
(3)[3]當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時,即小燈泡兩端的電壓是2.5V,由圖丙可知,電流是0.2A,所以燈泡正常發(fā)光時電阻是
2.實驗小組測量標(biāo)有“2.5V”字樣的小燈泡電阻,其中電源由三節(jié)新干電池串聯(lián)組成。
(1)小明連接了如圖甲所示的電路,同組的小洋發(fā)現(xiàn)電路連接有錯誤。如果立即閉合開關(guān),可能會損壞的是 (選填“電壓表”或“電流表”);
(2)小明主張拆了以后重新連接,可是時間來不及了,小洋眼珠一轉(zhuǎn),在圖示電路中只改變了某根導(dǎo)線一端的接線位置,電路就能測量小燈泡的電阻。在圖甲中找出那條導(dǎo)線打“×”,并用筆畫線表示該導(dǎo)線,將該導(dǎo)線改接后使得電路連接正確;
(3)排除故障后正確操作實驗,測量數(shù)據(jù)如表所示:
分析實驗數(shù)據(jù)可知:
①第5次實驗時,電流表的示數(shù)如圖乙所示,此時電流表示數(shù)為 A,則此時小燈泡的電阻為 Ω;(結(jié)果保留一位小數(shù))
②以上表格的缺陷是缺少 ;
③小燈泡在斷電很長一段時間后的電阻可能是 (選填“0Ω”、“2Ω”、“5Ω”或“8.33Ω”);
(4)老師布置一個挑戰(zhàn)任務(wù):原器材中去掉電壓表,增加一個阻值為5Ω定值電阻R,測小燈泡正常發(fā)光時的電阻。小洋設(shè)計的電路圖如圖丙所示。先斷開S2,閉合開關(guān)S和S1,調(diào)節(jié)滑動變阻器,當(dāng)電流表的示數(shù)為 A時,小燈泡正常發(fā)光;接著保持滑動變阻器滑片位置不動,正確控制開關(guān)閉合后,讀出電流表的示數(shù)為0.7A,求小燈泡正常發(fā)光時的電阻RL。( )(寫出必要的文字說明,表達(dá)式及最后結(jié)果)。
【答案】 電壓表 0.3 8.3 單位 2Ω 0.5 12.5Ω
【詳解】(1)[1]由圖得,立即閉合開關(guān),燈泡短路,電流表、電壓表、滑動變阻器串聯(lián),電壓表電阻很大,此時電壓表示數(shù)接近于電源電壓,電路中電流很小,幾乎為0,電源由三節(jié)干電池串聯(lián)組成,電源電壓為4.5V,電壓表的量程為0~3V,所以電壓表可能會被燒壞。
(2)[2]電路測量小燈泡電阻,燈泡與滑動變阻器串聯(lián),電壓表應(yīng)測量燈泡的電壓,電流表測量燈泡的電流,故電路改錯如下:
(3)①[3][4]由甲圖可知,電流表的量程為,分度值為0.02A,則圖乙中電流表示數(shù)為0.3A,則此時小燈泡的電阻為
②[5]電路要測量燈泡的電阻,表格中應(yīng)記錄不同電壓 、電流值,表格中的數(shù)據(jù)缺少單位,也缺少對應(yīng)的電阻值。
③[6]燈泡的電阻與溫度有關(guān),溫度越高,電阻越大,燈泡電壓為0.5V時,電流為0.10A,由歐姆定律得,此時電阻為
則小燈泡在斷電很長一段時間后,溫度為常溫,電阻會變小,但不可能為0Ω,故電阻可能是2Ω。
(4)[7][8]當(dāng)斷開,閉合開關(guān)S和時,電阻與燈并聯(lián),電流表測定值電阻電流,燈正常發(fā)光時電壓為
則電流表示數(shù)為
當(dāng)斷開,閉合開關(guān)S和時,電阻與燈并聯(lián),電流表測干路電流,示數(shù)為0.7A,則燈泡的額定電流為
則小燈泡正常發(fā)光時的電阻為
3.在“測量小燈泡電功率”的實驗中,電源電壓為3V,小燈泡額定電壓為2.5V。
(1)小王同學(xué)連接電路時,開關(guān)應(yīng)處于 (選填“閉合”或“斷開”)狀態(tài)。小王已連接了部分電路,如圖甲所示。要使滑片P向右移動時滑動變阻器接入電路的電阻變大,你應(yīng)將電流表的負(fù)接線柱與滑動變阻器上的 (選填“A”“B”“D”或“P”)點相連;
(2)小王連接好電路后,閉合開關(guān),逐漸減小滑動變阻器接入電路的阻值,發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮,電壓表有示數(shù),電流表指針幾乎不偏轉(zhuǎn),此現(xiàn)象的原因可能是 (選填“開關(guān)”“小燈泡”“滑動變阻器”或“電流表”)出現(xiàn)故障;故障原因可能是 (選填“短路”或“斷路”);
(3)排除故障后,閉合開關(guān),移動滑動變阻器滑片P,并做好數(shù)據(jù)記錄。小王根據(jù)多組實驗數(shù)據(jù)繪的U﹣I圖像如圖乙所示,根據(jù)圖像可得小燈泡的額定功率是 W,此時小燈泡的電阻是 Ω;
(4)小王還發(fā)現(xiàn)圖線在電流較小時是直線,隨著電流增大,圖線變成了一條曲線,燈泡的功率 (選填“增大”、“不變”或“減小”);
(5)在實際測量中,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P使其接入電路中電阻減小,相應(yīng)小燈泡的阻值變化了,則 (選填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】 斷開 A 小燈泡 斷路 0.5 12.5 增大 大于
【詳解】(1)[1]為了保護電路,連接電路時,要將開關(guān)斷開。
[2]要使滑片P向右移動時滑動變阻器接入電路的電阻變大,即要求滑片右移后,接入電路的有效長度變長,所以將電流表的負(fù)接線柱與滑動變阻器上的A點相連。
(2)[3][4]小王連接好電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮,說明電路可能斷路,電壓表有示數(shù),說明電壓表與電源連通,則故障是與電壓表并聯(lián)的電路斷路了,即小燈泡斷路。
(3)[5]由圖乙可知,當(dāng)燈泡兩端電壓為2.5V時,流過燈泡的電流為0.2A,小燈泡額定功率為
燈泡的電阻
(4)[6]由圖乙可知,當(dāng)燈泡兩端電壓為1V時,流過燈泡的電流為0.1A,此時的電功率為,故隨著電流增大,燈泡的功率增大。
(5)[8]當(dāng)滑動變阻器接入電路的電阻變小時,電路中電流變大,說明總電阻減?。淮?lián)電路中,總電阻等于各用電器電阻之和,所以滑動變阻器減小的阻值必然大于燈泡電阻增大的阻值,即大于。
4.圖甲是測量小燈泡電功率的部分實物連接圖。其中電源電壓為6V,小燈泡額定電壓是3.8V,其燈絲電阻約為10Ω,滑動變阻器標(biāo)有“10Ω,1A”字樣,電流表(0~0.6A、0~3A),電壓表(0~3V、0~15V)。
(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,把圖甲中實物連接圖補充完整 ;(要求:滑片P向左移動時燈變亮,且連線不得交叉)
(2)江濤連接好電路,并按正確的順序操作,閉合開關(guān)后燈不亮,聰明的江濤猜想;
A.可能燈絲斷了 B.可能變阻器開路 C.可能小燈泡短路
請根據(jù)電表示數(shù)判斷故障原因,或?qū)⑴c故障對應(yīng)的電表示數(shù)填入下表;
(3)排除故障后,江濤移動滑動變阻器滑片使小燈泡正常發(fā)光,此時電流表示數(shù)如圖乙所示,則通過小燈泡的電流是 A,小燈泡的額定功率為 W。
【答案】 0 6 C B 0.32 1.216
【詳解】(1)[1]測量小燈泡電功率的電路為串聯(lián)電路,電壓表測量小燈泡兩端電壓,燈泡額定電壓為3.8V,所以電壓表選擇大量程。滑片P向左移動時燈變亮,說明滑動變阻器連入電路的阻值減小,即連入電路的電阻絲的長度減小,故用導(dǎo)線將燈泡右接線柱與滑動變阻器左側(cè)下方接線柱相連,再將燈泡右接線柱與電壓表15V接線柱相連,如圖所示
(2)[2][3]若燈絲斷路,電壓表串聯(lián)在電路中,電壓表電阻很大,分壓大,示數(shù)為電源電壓,電路中電流極小,故電流示數(shù)為0,即電壓表示數(shù)為6V,電流表示數(shù)為0。
[4]燈泡短路時,相當(dāng)于電壓表測量一段導(dǎo)線兩端的電壓,由于導(dǎo)線電阻很小,所以電壓表無示數(shù);電路仍為通路,故電流表有示數(shù)。
故選C。
[5]電流表和電壓表均無示數(shù),說明是燈泡之外的位置開路。故可能是變阻器開路。
故選B。
(3)[6]電流表連接的是小量程,分度值為0.02A,示數(shù)為0.32A。
[7]小燈泡的額定功率
5.如圖所示為“探究電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)”實驗的部分裝置,兩個相同的透明容器中封閉著等量的空氣。
(1)實驗中通過觀察兩個U型管中 的變化來反映電阻產(chǎn)生熱量的多少。下列實驗中,也運用了這種實驗方法的是 (填選項前的字母);
A. 探究電流與電壓和電阻的關(guān)系
B. 在相同電壓下,通過比較流過長短或粗細(xì)不同的鎳鉻合金絲電流的大小來比較它們電阻的大小
(2)連接好電路后閉合開關(guān),通電一段時間,觀察到右側(cè)液面高于左側(cè)液面,如圖甲所示,可以得到結(jié)論是電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與 大小有關(guān);
(3)如圖乙,該裝置是探究電流產(chǎn)生的熱量跟 大小的關(guān)系,左右兩瓶電阻絲產(chǎn)生的熱量之比為 。
【答案】 液面高度 B 電阻 電流
【詳解】(1)[1][2]電阻絲產(chǎn)生的熱量不易直接觀察,可給等質(zhì)量的氣體加熱,氣體吸熱越多,氣體膨脹程度越大,U形管兩側(cè)的液面高度差越大,利用了轉(zhuǎn)換法;探究電流與電壓、電阻的關(guān)系,利用了控制變量法;在相同電壓下,通過比較流過長短或粗細(xì)不同的鎳鉻合金絲電流的大小來比較它們電阻的大小,利用轉(zhuǎn)換法。
故選B。
(2)[3]如圖甲所示,兩電阻串聯(lián),通過兩電阻的電流和通電時間相同,電阻不同,可以探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系。
(3)[4][5]如圖乙所示,兩瓶中裝有阻值相同的電熱絲,根據(jù)控制變量法,電阻和通電時間相同,通過兩瓶中電熱絲的電流不同,可以探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系;圖乙中,右側(cè)兩個5Ω的電阻并聯(lián)后再與左側(cè)的5Ω的電阻串聯(lián),根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點可知,通過左側(cè)電阻的電流等于通過右側(cè)容器中電阻的電流的2倍,根據(jù)公式可知,通電后,甲、乙中左、右電阻產(chǎn)生的熱量之比是4∶1。
6.在探究“導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體兩端的電壓、導(dǎo)體的電阻和通電時間關(guān)系”的實驗中,實驗裝置如圖所示,兩燒瓶A、B中煤油質(zhì)量相等,兩只溫度計的示數(shù)相同,電阻絲的阻值R1>R2。
(1)燒瓶中不裝水而裝煤油,是因為水的比熱容較 (選填“大”或“小”)。開關(guān)接在干路,是為了控制 相同;
(2)閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)B中溫度計的示數(shù)上升較快。則B中電阻絲放出的熱量比A中放出的熱量 (選填“多”或“少”)。
由以上實驗得出結(jié)論:當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓和通電時間相同時,導(dǎo)體電阻越大,導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越 (選填“多”或“少”)。
【答案】 大 通電時間 多 少
【詳解】(1)[1]因煤油比水具有較小的比熱容,故用煤油比用水更容易看出溫度的變化。
[2]將開關(guān)接在干路上,可以控制通電時間相同。
(2)[3]通電后電流通過電阻絲做功,產(chǎn)生熱量使煤油的溫度升高,通過觀察溫度計的示數(shù)大小來判斷電流產(chǎn)生的熱量的多少,發(fā)現(xiàn)B中溫度計的示數(shù)上升較快。則說明B中電阻絲放出的熱量比A中放出的熱量多。
[4]由可得,當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓和通電時間相同時,導(dǎo)體電阻越大,導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越少。
7.為了探究“影響電磁鐵磁性強弱的因素”,小新用鐵釘制成簡易磁鐵甲、乙,并設(shè)計了如圖所示的電路。
(1)此時電壓表的示數(shù)為3V,滑動變阻器接入電路的阻值是15Ω,閉合開關(guān)S 后此時電流表的示數(shù)為 A;
(2)把甲乙兩個電磁鐵串聯(lián),目的是使通過它們的電流 ,實驗中是觀察通過吸引大頭針的 來比較電磁鐵磁性的強弱;
(3)根據(jù)圖示的情景可知,電磁鐵 (填“甲”或“乙”)的磁性較強,說明電流一定時,線圈匝數(shù) ,電磁鐵磁性越強;實驗發(fā)現(xiàn)被電磁鐵吸引的大頭針下端是分散的,其原因是大頭針被磁化后 ;
(4)此實驗探究運用 法。在你所學(xué)過的知識中哪個實驗還運用了此探究方法,寫出實驗名稱 。
【答案】 0.2 相等 數(shù)量 乙 越多 同名磁極相互排斥 控制變量法 見解析
【詳解】(1)[1]由歐姆定律可知,閉合開關(guān)S后此時電流表的示數(shù)為
(2)[2]由圖可知,探究的是電磁鐵磁性強弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系,所以要控制電流相同,故采用串聯(lián)電路。
[3]電磁鐵磁性的強弱不易觀察,可采用轉(zhuǎn)換法,用吸引大頭針的數(shù)量來反映電磁鐵磁性的強弱。
(3)[4]由圖可知,乙吸引的大頭針數(shù)量更多,說明乙的磁性較強。
[5]乙的磁性強,線圈匝數(shù)多,說明在電流一定時,線圈匝數(shù)越多,電磁鐵磁性越強。
[6]被電磁鐵吸引的大頭針下端是分散的,說明彼此排斥,故大頭針下端磁性相同。
(4)[7]探究電磁鐵磁性強弱與匝數(shù)關(guān)系時,控制電磁鐵電流相同,采用了控制變量法。
[8]運用了控制變量法的實驗有:探究電流與電阻的關(guān)系、探究電流與電壓的關(guān)系、探究電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱量的多少與什么因素有關(guān)等。
8.在探究“影響電磁鐵磁性強弱的因素”實驗中,小明制成簡易電磁鐵甲、乙,并設(shè)計了如圖所示的電路。
(1)當(dāng)滑動變阻器滑片向左移動時,電磁鐵甲、乙吸引大頭針的個數(shù) (填“增加”或“減少”),說明線圈匝數(shù)一定時,電流越 ,電磁鐵磁性越強;
(2)根據(jù)圖示的情境可知甲的磁性強,說明電流一定時, ,電磁鐵磁性越強;
(3)電磁鐵吸引的大頭針下端分散的原因是 ;
(4)下列用電器中,不屬于電磁鐵的應(yīng)用的是 。
A.電鈴B.電磁繼電器C.電爐子 D.電磁起重機
【答案】 增加 大 線圈匝數(shù)越多 大頭針被磁化,同名磁極相互排斥 C
【詳解】(1)[1][2]當(dāng)滑動變阻器滑片向左移動時,滑動變阻器連入電路的電阻減小,根據(jù)歐姆定律可知,此時通過電路的電流變大,所以電磁鐵甲、乙的磁性增強,吸引大頭針的個數(shù)增加;說明線圈匝數(shù)一定時,電流越大,電磁鐵的磁性越強。
(2)[3]根據(jù)圖示的情境可知,電磁鐵甲吸引的大頭針數(shù)量多,說明甲的磁性強;兩電磁鐵串聯(lián),電流相同,甲的匝數(shù)多于乙的匝數(shù),所以得出的結(jié)論是:電流一定時,線圈匝數(shù)越多,電磁鐵磁性越強。
(3)[4]大頭針被磁化,同一端的磁性相同,互相排斥,所以下端分散。
(4)[5]A.電鈴?fù)姇r,電磁鐵有電流通過,產(chǎn)生了磁性,把小錘下方的彈性片吸過來,使小錘打擊電鈴發(fā)出聲音,同時電路斷開,電磁鐵失去了磁性,小錘又被彈回,電路閉合,不斷重復(fù),電鈴便發(fā)出連續(xù)擊打聲,應(yīng)用了電磁鐵,故A不符合題意;
B.電磁繼電器是通過控制電磁鐵中電流有無來控制另外更大的電器的開關(guān),應(yīng)用了電磁鐵,故B不符合題意;
C.電爐子工作時,電流通過電熱絲做功,消耗電能轉(zhuǎn)換為內(nèi)能,沒有應(yīng)用電磁鐵,故C符合題意;
D.通電時,電磁鐵有電流通過,電磁起重機產(chǎn)生了磁性,當(dāng)電路斷開時,電磁鐵失去了磁性,應(yīng)用了電磁鐵,故D不符合題意。
故選C。
9.小明正在進(jìn)行電磁學(xué)相關(guān)知識的實驗探究。
(1)小明用電池、小磁針和導(dǎo)線等器材做了如圖1所示實驗,觀察到當(dāng)導(dǎo)線通電時,小磁針偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生改變,這說明通電導(dǎo)體周圍存在 ;
(2)小明利用如圖2所示裝置進(jìn)行實驗時發(fā)現(xiàn),閉合開關(guān)前,導(dǎo)體ab靜止不動,閉合開關(guān)后,導(dǎo)體ab運動。只將磁體磁極對調(diào)后,再次閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體ab運動方向 (選填“改變”或“保持不變”),說明導(dǎo)體ab所受力的方向與 有關(guān);保持磁體不動,可以通過改變 方向改變導(dǎo)體ab受力的方向;
(3)利用圖2的實驗原理人們制成了 (選填“發(fā)電機”或“電動機”)。
【答案】 磁場 改變 磁場方向 電流 電動機
【詳解】(1)[1]當(dāng)導(dǎo)線通電時,小磁針偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生改變,說明小磁針附近有磁場,通電導(dǎo)體周圍存在磁場。
(2)[2][3]磁體磁極對調(diào)后,磁場方向發(fā)生改變,再次閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體ab運動方向改變,說明導(dǎo)體ab所受力的方向與磁場方向有關(guān)。
[4]磁場對通電導(dǎo)線的作用力方向,和電流方向、磁場方向有關(guān),只改變其中一個方向時,受力方向改變;要改變導(dǎo)體ab受力的方向,保持磁體不動,可以改變電流的方向。
(3)[5]圖2提供電源,閉合開關(guān)后,磁場對通電導(dǎo)體有力的作用,導(dǎo)體運動起來,利用圖2的實驗原理人們制成了電動機。
10.小明學(xué)習(xí)電動機原理后,制作小小電動機。把一段粗漆包線繞成約3cm×2cm的矩形線圈,如圖甲所示,漆包線在線圈的兩端各伸出約3cm。然后,用小刀刮兩端引線的漆皮,一端全部刮掉,另一端只刮半周。用硬金屬絲做兩個支架,固定在硬紙板上。兩個支架分別與電池的兩極相連。把線圈放在支架上,線圈下放一塊磁鐵,如圖乙所示。給線圈通電并用手輕推一下,線圈就會不停地轉(zhuǎn)下去,小小電動機就制作好了。
(1)電動機工作原理是:通電線圈在 中受力轉(zhuǎn)動。
(2)只將磁鐵的N、S極對調(diào),線圈轉(zhuǎn)動方向與原來 (選填“相同”或“相反”)。
(3)線圈在轉(zhuǎn)動過程中 能轉(zhuǎn)化為 能。
(4)若制作和電路無誤,接上電源后線圈不動,請仿照示例寫出可能原因和解決方法。
【答案】 磁場 相反 電 機械 電流太小 增大電源電壓
【詳解】(1)[1]由于電動機是利用通電的導(dǎo)體在磁場中受到力的作用,故電動機的工作原理是通電線圈在磁場中受到力的作用。
(2)[2]通電線圈受力方向與電流方向和磁場方向有關(guān),只將磁鐵的N、S極對調(diào),線圈轉(zhuǎn)動方向與原來相反。
(3)[3][4]通電線圈在磁場中受到力的作用,則線圈轉(zhuǎn)動時主要是電能轉(zhuǎn)化為機械能。
(4)[5][6]電動機不轉(zhuǎn)動的原因還有可能是因為線圈受力太小,而造成線圈受力太小的原因可能是線圈中電流太小或磁體磁性較弱,所以應(yīng)試著增大電源電壓或換一塊磁性更強的磁體。
11.如圖,在探究“產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件”實驗中:
(1)實驗中通過觀察 來判斷電路中是否有感應(yīng)電流;
(2)磁鐵不動,閉合開關(guān),導(dǎo)體AB沿 (選填“上下”或“左右”)方向運動時,電流表指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn);
(3)該實驗的結(jié)論是:閉合電路的一部分導(dǎo)體,在磁場中做 運動時,導(dǎo)體中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流;
(4)如果將小量程電流表換成 ,可以探究磁場對通電導(dǎo)體的作用。
【答案】 電流表指針是否偏轉(zhuǎn) 左右 切割磁感線 電源
【詳解】(1)[1]實驗中,通過觀察靈敏電流計指針是否偏轉(zhuǎn)來判斷電路中是否有感應(yīng)電流存在,指針偏轉(zhuǎn)表明電路中有感應(yīng)電流,否則電路中沒有感應(yīng)電流。
(2)[2]閉合開關(guān),若磁體不動,導(dǎo)體AB沿左右方向運動時,導(dǎo)體做切割磁感線運動,電路中有感應(yīng)電流,電流表指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn);導(dǎo)體AB不動,閉合開關(guān),磁鐵上下運動,導(dǎo)體沒有做切割磁感線運動,不會產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流表指針不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
(3)[3]由實驗現(xiàn)象可知,閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中進(jìn)行切割磁感線運動,導(dǎo)體中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,此過程中機械能轉(zhuǎn)化為電能。
(4)[4]探究磁場對通電導(dǎo)體的作用時,電路中要有電源,所以將小量程電流表換成電源,可以探究磁場對通電導(dǎo)體的作用。
12.小明用如圖甲所示的裝置來探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件,記錄觀察到的現(xiàn)象如下表:
①比較第1、2(或1、3)次的實驗現(xiàn)象可知,閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做 運動時,電路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流,此過程中 轉(zhuǎn)化為電能;
②比較 次的實驗現(xiàn)象可知,產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向跟導(dǎo)體的運動方向有關(guān)。[拓展]如圖乙所示是實驗室用的手搖發(fā)電機,在發(fā)電機和小燈泡的電路里串聯(lián)一個電流表,緩慢轉(zhuǎn)動線圈,電流表的指針會左右擺動,這說明 。
【答案】 切割磁感線 機械能 2、3 電流的方向是變化的
【詳解】①[1]根據(jù)表格中的信息可知,比較1、2(或1、3)實驗現(xiàn)象,當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運動時,電流計指針不一定偏轉(zhuǎn),只有閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時,電路中才會產(chǎn)生感應(yīng)電流。
[2]導(dǎo)體在磁場中運動,消耗了機械能,產(chǎn)生了電能。所以產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程是機械能轉(zhuǎn)化為電能的過程。
②[3]比較第2、3次實驗現(xiàn)象發(fā)現(xiàn),磁場方向相同,導(dǎo)體運動的方向不同,產(chǎn)生電流的方向不同,即產(chǎn)生的電流的方向跟導(dǎo)體運動方向有關(guān)。
[4]由于發(fā)電機產(chǎn)生的電流的方向是變化的,故指針會左右擺動。
1.(2023·云南臨滄·統(tǒng)考一模)小明同學(xué)想測量當(dāng)小燈泡兩端電壓為2.5V時的電阻,實物電路如圖甲所示,電源電壓恒為4.5V。
(1)測量小燈泡電阻的原理是 (用公式表示);
(2)請在圖甲中將電路補充完整,要求導(dǎo)線不能交叉;( )
(3)開關(guān)閉合前滑動變阻器的滑片P應(yīng)置于 (選填“A”或“B”)端;
(4)實驗中某時刻電壓表示數(shù)為2.2V,為了完成實驗,應(yīng)將滑動變阻器的滑片P向 端移動,同時眼睛觀察 ;
(5)同組的小麗還想測量當(dāng)小燈泡兩端電壓為3.8V時的電阻,但發(fā)現(xiàn)電壓表0~15V量程損壞,在不改變原有器材的情況下,請寫出你的做法: ;
(6)小明還測量了小燈泡在不同電壓下的電流,并根據(jù)所測得的數(shù)據(jù)繪制了小燈泡的電流與電壓的關(guān)系圖像,如圖乙所示。在這個圖像中,橫軸應(yīng)該表示的是 (選填“電壓”或“電流”);根據(jù)圖像反映的信息,在不增加任何器材的情況下,僅利用本實驗的器材 (選填“能”或“不能”)探究電流與電壓的關(guān)系。
【答案】 A 右 電壓表,使其示數(shù)為2.5V 將電壓表0~3V量程并聯(lián)在滑動變阻器的兩端 電流 不能
【詳解】(1)[1]用“伏安法”測小燈泡的電阻實驗中,用電壓表測燈泡兩端的電壓,用電流表測通過燈泡的電流,根據(jù)求出燈泡的電阻,故測量小燈泡電阻的原理是。
(2)[2]測量小燈泡的功率的實驗中,變阻器、燈泡、電流表應(yīng)串聯(lián),電壓表與燈泡并聯(lián)測其兩端電壓,變阻器“一上一下”接入電路;小燈泡的額定電壓是2.5V,所以電壓表應(yīng)使用0~3V量程,如圖所示:
(3)[3]為了保護電路,開關(guān)閉合前滑動變阻器滑片應(yīng)置于阻值最大處,即A端。
(4)[4][5]實驗中,看到電壓表示數(shù)為2.2V,小于燈的額定電壓2.5V,根據(jù)串聯(lián)分壓規(guī)律,應(yīng)減小滑動變阻器兩端的電壓,使燈泡兩端的電壓為額定電壓2.5V,故應(yīng)該向右調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使電壓表的示數(shù)為2.5V。
(5)[6]電源電壓為4.5V,由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,當(dāng)滑動變阻器兩端的電壓為
U滑=4.5V-3.8V=0.7V
時,燈正常發(fā)光,若電壓表的大量程“0~15V”量程已經(jīng)損壞,在不改變原有器材的情況下還想完成實驗,可將電壓表0~3V量程并聯(lián)在滑動變阻器的兩端。
(6)[7]根據(jù)圖象可知電流與電壓并不成正比,原因是燈絲的電阻隨溫度升高而增大,不是一個定值;燈絲的電阻隨溫度升高而增大,故電壓增大量大于電流的增大量,根據(jù)圖線的彎曲情況可判斷橫軸應(yīng)該表示的是電流。
[8]探究電流與電壓關(guān)系,應(yīng)控制電阻不變,燈絲的電阻隨溫度升高而增大,不是一個定值,因此,僅利用本實驗的器材不能探究電流與電壓關(guān)系。
2.(2021·河南南陽·南陽市第十三中學(xué)校??既#┬偼瑢W(xué)利用如圖所示的器材測量小燈泡的電阻,已知小燈泡的額定電壓為2.5V。
(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線將如圖所示的電路連接完整 ;(滑片向右移動時燈泡變亮)
(2)閉合開關(guān),小剛移動滑片,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電壓表無示數(shù),電流表有示數(shù),則故障原因可能是小燈泡 ;
(3)排除故障后,閉合開關(guān),當(dāng)滑動變阻器的滑片位于某一位置時,電壓表示數(shù)如圖乙所示,接下來應(yīng)該向 (選填“左”、“右”)移動滑片,才能使小燈泡正常發(fā)光;
(4)小剛根據(jù)測得的數(shù)據(jù)繪制了小燈泡的電流隨電壓變化的圖像(如圖丙所示),由圖像可知,小燈泡正常工作時的電阻是 Ω(保留一位小數(shù)),進(jìn)一步分析圖像可以發(fā)現(xiàn)小燈泡的電阻不斷變化,這是因為燈絲的電阻隨溫度的升高而 (選填“增大”或“減小”);
(5)小剛想用原電路測某未知電阻Rx的阻值,他用該電阻替換燈泡后,發(fā)現(xiàn)電壓表損壞,于是設(shè)計了圖丁實驗電路(滑動變阻器最大阻值為R0,電源電壓未知且不變),請將下列實驗步驟補充完整:
①閉合開關(guān)S,將滑動變阻器的滑片P移到a端,記錄電流表示數(shù)為I1;
②閉合開關(guān)S,將滑動變阻器的滑片P移到 ,記錄電流表示數(shù)I2;
③寫出待測電阻的表達(dá)式,Rx= 。(用已知量和測量量符號表示)
【答案】 短路 右 8.3 增大 b端
【詳解】(1)[1]將滑動變阻器一上一下串聯(lián)接入電路,滑片向右移動時燈泡變亮,說明向右移時滑動變阻值變小,電流變大,由圖可知,應(yīng)接滑動變阻器的右下接線柱,由于小燈泡的額定電壓為2.5V,所以電壓表選擇0~3V的小量程接入電路,實物圖連接如圖所示:
(2)[2]電壓表無示數(shù),電流表有示數(shù),說明電路通路,與電壓表并聯(lián)段電路短路,即小燈泡短路。
(3)[3]由圖乙可知,電壓表接的是0~3V的小量程,分度值為0.1V,指針?biāo)谖恢玫氖緮?shù)為1.8V,小于燈泡額定電壓,為使小燈泡正常發(fā)光,應(yīng)增大燈泡兩端的電壓,減小滑動變阻器兩端的電壓,由分壓原理可知,應(yīng)減小滑動變阻器的阻值,所以應(yīng)將滑片向右滑動。
(4)[4]由圖丙可知,小燈泡額定電壓2.5V,額定電流0.3A,由歐姆定律可知,燈泡的阻值為
[5]進(jìn)一步分析圖像,隨著電壓的增大,小燈泡溫度升高,但電流增加越來越慢,說明小燈泡電阻變大。
(5)[6][7]由圖丁可知,滑動變阻器的滑片P移到a端,兩電阻并聯(lián),電流表測量干路電流為I1;滑動變阻器的滑片P移到b端,未知電阻短路,電流表測量滑動變阻器電流為I2;滑片P在a端時,流過未知電阻的電流為
根據(jù)并聯(lián)電路分流規(guī)律有如下關(guān)系式成立
解得
3.(2023·陜西西安·校聯(lián)考三模)明明用如圖甲所示的實驗裝置測量額定電壓為2.5V的小燈泡的功率,電源電壓為3V,所用器材均能滿足實驗需要。
(1)連接電路時,開關(guān)要 ;
(2)連接好電路后閉合開關(guān)S,發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表均有示數(shù),但小燈泡不發(fā)光,則原因可能是 ;
(3)實驗過程中,當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時小燈泡正常發(fā)光,由圖乙可知,此時電流表的示數(shù)為 A,小燈泡的額定功率為 W;
(4)明明受此實驗啟發(fā),想測定電動自行車上用作照明的LED(發(fā)光二極管)的額定功率。在老師的幫助下通過實驗得到該LED的I-U圖象如圖丙所示。由圖象可知LED燈的電阻隨電壓的增大而 (選填“增大”、“不變”或“減小”)。查閱資料知道該LED的額定電壓為3V,結(jié)合圖象可得該LED的額定功率為 W。
【答案】 斷開 燈泡實際功率太小 0.3 0.75 減小 0.072
【詳解】(1)[1]為保護電路,連接電路時開關(guān)要斷開。
(2)[2]閉合開關(guān)后,電流表、電壓表均有示數(shù),燈泡不亮可能是由于電路電阻太大,電路電流太小,燈泡實際功率太小造成的。
(3)[3][4]電流表的量程為,分度值為,故示數(shù)為;小燈泡的額定功率為
(4)[5][6]由圖丙可知,圖象不是一條直線,隨著電壓的升高,電流變大,電壓的變化量要小于電流的變化量,根據(jù)歐姆定律可知,電阻減小,則LED燈的電阻隨電壓的增大而減?。划?dāng)電壓時,電流為
則該LED的額定功率
4.(2023·內(nèi)蒙古通遼·統(tǒng)考二模)如圖,在“測定小燈泡電功率”的實驗中,小燈泡額定電壓為。
(1)圖甲中有一根導(dǎo)線連接錯誤,請在錯誤的導(dǎo)線上畫“×”,并在圖中改正(導(dǎo)線不許交叉);( )
(2)正確連接電路后,閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片,發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮。兩電表無示數(shù)。為判斷故障。將電壓表與滑動變阻器并聯(lián),電壓表有示數(shù),則電路發(fā)生故障的原因是 ;
(3)排除故障后閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片P到某一點,電壓表示數(shù)如圖乙所示為 V;
(4)根據(jù)實驗記錄繪制I-U圖像如圖丙所示,根據(jù)圖像信息,計算小燈泡的額定功率是 W;
(5)完成上述實驗后,小敏設(shè)計了如圖丁所示的電路,測出了額定電流為I0的小燈泡的額定功率。實驗方案如下:(電源電壓不變,滑動變阻器R1的最大阻值為R1)
①按電路圖連接電路;
②只閉合開關(guān)S1,移動R1滑片,使電流表的示數(shù)為I0,燈泡正常發(fā)光;
③只閉合開關(guān)S2, ,移動R2滑片,使電流表的示數(shù)為I0;
④保持R2滑片位置不動,將另一個滑動變阻器滑片移到最左端,電流表的示數(shù)為I1,再將此滑動變阻器的滑片移到最右端,電流表的示數(shù)為I2;
⑤小燈泡額定功率的表達(dá)式為P0= 。(用I0、I1、I2、R1表示)
【答案】 滑動變阻器斷路 2.2 0.5 保持R1滑片位置不動
【詳解】(1)[1]由圖甲知,電壓表串聯(lián)在了電路中,應(yīng)將其與燈泡并聯(lián),將滑動變阻器與燈泡串聯(lián),電路圖如圖所示
(2)[2]小燈泡不亮,兩電表無示數(shù),電路可能有斷路發(fā)生,將電壓表改接在滑動變阻器下面兩接線柱上,發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù),此時電壓表兩接線柱到電源兩極間是通路,則說明與電壓表并聯(lián)的滑動變阻器斷路。
(3)[3]由圖乙知,電壓表使用量程,分度值為,所以電壓表示數(shù)為。
(4)[4]當(dāng)時燈泡正常發(fā)光,由圖象知此時燈泡中的電流,所以燈泡的額定功率為
(5)①按電路圖連接電路。
②閉合開關(guān),移動滑片,使電流表的示數(shù)為燈泡正常發(fā)光。
此時燈泡與串聯(lián);
③[5]閉合開關(guān),保持滑片位置不動,移動滑片,使電流表的示數(shù)為。
此時與串聯(lián),因為電路中電流仍為,所以。
④保持滑片位置不動,將另一個滑動變阻器滑片移到最左端,電流表的示數(shù)為,再將此滑動變阻器的滑片移到最右端,電流表的示數(shù)為。
由串聯(lián)電路特點和歐姆定律可得
解得
⑤[5]小燈泡額定功率的表達(dá)式為
5.(2023·黑龍江綏化·校考三模)小明用如圖甲所示實驗裝置探究a、b兩種液體的吸熱能力,在兩個相同的燒瓶內(nèi)分別接入電阻絲,裝入質(zhì)量相等的a、b兩種液體,并分別插入溫度計。
(1)實驗中選用的兩根電阻絲的阻值應(yīng) (選填“相同”或“不同”)。
(2)實驗中,用 (選填“A”或“B”)間接反映液體吸收熱量的多少;通過比較 (選填“A”或“B”)來判斷液體吸熱能力的強弱。
A.通電時間
B.溫度計示數(shù)的變化量
(3)下表是某次的實驗數(shù)據(jù)液體a加熱后的溫度如圖乙所示。分析可知, (選填“a”或“b”)液體的吸熱能力較強。
(4)如果在兩燒瓶中分別裝入質(zhì)量相等的煤油,并接入兩根阻值不同的電阻絲,就可用這個裝置來探究電流產(chǎn)生的熱量與 的關(guān)系。
【答案】 相同 A B b 電阻
【詳解】(1)[1]甲中兩電阻絲串聯(lián),通過的電流相同和通電時間相同,為控制吸熱相同,根據(jù)
實驗中選用的兩根電阻絲的阻值應(yīng)相同。
(2)[2]根據(jù)轉(zhuǎn)換法,實驗中,用通電時間間接反映液體吸收熱量的多少,故選A;
[3]通過比較溫度計示數(shù)的變化量來判斷液體吸熱能力的強弱,故選B。
(3)[4][5]圖乙中溫度計分度值為,示數(shù)為
吸收相同的熱量,b液體溫度升高的少,則b液體的吸熱能力較強。
(4)[4]如果在兩燒瓶中分別裝入質(zhì)量相等的煤油,并接入兩根阻值不同的電阻絲,通過的電流相同,通電時間相同,就可用這個裝置來探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系。
6.(2023·福建廈門·統(tǒng)考模擬預(yù)測)如圖是探究“電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱量與哪些因素有關(guān)”的實驗裝置,兩個透明容器中密封著初溫、質(zhì)量相同的空氣。
(1)利用甲裝置可探究電流產(chǎn)生的熱量與 的關(guān)系;
(2)乙裝置中的電阻R3的作用主要是使電阻R1和R2中的電流 (選填“等”或“不相等”),為了使實驗現(xiàn)象更明顯,可以將R3的阻值換成 (選填“更大的”或“更小的”);
(3)通過觀察乙裝置可知,在電阻和通電時間相同時,電流越 ,導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多。該裝置 (選填“能”或“不能”)解釋”電爐絲熱得發(fā)紅,而連接它的導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱”。
【答案】 電阻 不相等 更小的 大 不能
【詳解】(1)[1]甲裝置中,兩個電熱絲串聯(lián),通過它們的電流相等,工作時間相等,只是兩個電熱絲的電阻不同,故可探究電熱與電阻的關(guān)系。
(2)[2][3]想探究電熱與電流的關(guān)系,需使兩個相同電熱絲中的電流不相等。電阻與容器中的電熱絲并聯(lián),兩條支路中的電流之和等于右側(cè)容器中電熱絲的電流,從而使兩個容器中電熱絲中的電流不相等。如果想使兩個容器中的電熱絲中的電流相關(guān)較大,根據(jù)并聯(lián)電路中的電流與電阻成反比的規(guī)律,可以使電阻更小,從而使通過它的電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過容器中電熱絲的電流,使兩個容器中電熱絲中的電流相關(guān)更大。
(3)[4]通過觀察實驗現(xiàn)象可以知道,在電阻和通電時間相同的情況下,電流越大,電熱就越大。
[5]電爐工作時,導(dǎo)線與電爐絲串聯(lián),工作時間和電流相同。電流通過二者產(chǎn)生的電熱不同,是由于電阻不同造成的。所以乙實驗現(xiàn)象不能解釋電爐中電爐絲發(fā)紅而導(dǎo)線不怎么熱的問題。
7.(2023·遼寧鞍山·??既#┎璨柙谡韺嶒炇視r發(fā)現(xiàn)幾段長度不同但粗細(xì)相同的鎳鉻合金線,合金線外有絕緣漆。于是她找來兩個鐵芯,將較短的合金線纏繞成電磁鐵,將較長的合金線纏繞成電磁鐵,則電磁鐵的電阻 (填“大于”或“小于”)電磁鐵的電阻。
(1)將電磁鐵和電磁鐵接入如圖甲所示電路,通電后兩個電磁鐵會相互 ;
(2)用電路中的兩個電磁鐵左端分別吸引大頭針,電磁鐵吸引的大頭針更多。說明在外形和 相同時,匝數(shù)越多,電磁鐵的磁性越 ;
(3)茶茶找來相同材料又做了一些與、相同的電磁鐵,并將它們接入如圖乙所示的氣缸中研究焦耳定律。
Ⅰ焦耳定律實驗中,通過觀察 來反應(yīng)電阻線產(chǎn)生熱量的多少;
Ⅱ觀察比較缸和缸可知:在 相同時, 越大,產(chǎn)生熱量越多;
Ⅲ為找到電熱與電流關(guān)系。觀察比較缸和 缸,可得出正確結(jié)論;
Ⅳ根據(jù)所學(xué)知識判斷缸內(nèi)電阻線產(chǎn)生的熱量 (填“大于”或“小于”)缸外電阻線產(chǎn)生的熱量。
【答案】 小于 吸引 電流 強 形管中液面的高度差 電流和通電時間 電阻 ③ 小于
【詳解】[1]因為電阻的大小與材料、長度、橫截面積和溫度有關(guān),所以當(dāng)兩段鎳鉻合金線的粗細(xì)相同,長短不同時,較長的電阻大,故電磁鐵的電阻小于電磁鐵的電阻。
(1)[2]由于同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引,根據(jù)圖甲可知,兩個電磁鐵的線圈纏繞方式相同,所以左邊的磁極相同,右邊的磁極也相同,所以電磁鐵的右端和電磁鐵的左端磁極相反,所以相互吸引。
(2)[3][4]因為電磁鐵磁性強弱跟電磁鐵電流的大小、線圈匝數(shù)多少、有關(guān)鐵芯有關(guān),當(dāng)圖中通過兩個電磁鐵的電流相同,而電磁鐵的線圈匝數(shù)多時,吸引的大頭針多,所以說明在外形和電流相同時,匝數(shù)越多,電磁鐵的磁性越強。
(3)[5]因為形管中液面的高度差反映了液體吸收熱量即電流產(chǎn)生熱量的多少,所以實驗中通過形管中液面的高度差來比較電流產(chǎn)生的熱量的多少。
[6][7]觀察比較缸和缸可知:此時電流大小相同,的電阻大于的,中形管的液面高度差大,產(chǎn)生的熱量多,所以可得出:在電流和通電時間相同時,電阻越大,產(chǎn)生的熱量越多。
[8]為找到電熱與電流關(guān)系,應(yīng)控制電阻相同,改變電流的大小,所以應(yīng)該選擇圖和。
[9]在純電阻電路中
由于在中和兩個電磁鐵并聯(lián),電壓相同,的電阻小,產(chǎn)生的電熱多。
8.(2023·湖南永州·統(tǒng)考模擬預(yù)測)在探究“影響電磁鐵磁性強弱的因素”實驗中,小明制成簡易電磁鐵甲、乙,并設(shè)計了如圖所示的電路。
(1)電磁鐵磁性的強弱是通過觀察 來確定的;
(2)當(dāng)滑動變阻器滑片向左移動時,電磁鐵甲、乙吸引大頭針的個數(shù)增加,說明電流越 ,電磁鐵磁性越強;
(3)根據(jù)圖示的情境可知,說明電流一定時, ,電磁鐵磁性越強;
(4)根據(jù)安培定則,可判斷出乙鐵釘?shù)纳隙耸请姶盆F的 極;
(5)電磁鐵吸引的大頭針下端分散的原因是 。
【答案】 吸引大頭針的數(shù)量 大 線圈匝數(shù)越多 S 同名磁極相互排斥
【詳解】(1)[1]實驗中運用轉(zhuǎn)換法,將電磁鐵磁性的強弱轉(zhuǎn)換為吸引大頭針的數(shù)量,所以可以通過觀察吸引大頭針的數(shù)量來確定電磁鐵磁性的強弱。
(2)[2]分析電路圖可知,滑動變阻器滑片向左移動時,滑動變阻器的阻值變小,則電路中電流增大,電磁鐵甲、乙吸引大頭針的個數(shù)增加,說明電流越大,電磁鐵磁性越強。
(3)[3]觀察圖片可知,甲、乙串聯(lián),由串流電路中電流特點可知,甲、乙的電流相同,甲的線圈匝數(shù)較多,甲吸引大頭針的數(shù)量較多,所以可得電流一定時,線圈匝數(shù)越多,電磁鐵磁性越強。
(4)[4]觀察電路發(fā)現(xiàn),電流從乙鐵釘?shù)纳隙肆魅耄瑥囊诣F釘?shù)南露肆鞒?,由安培定則可判斷出乙鐵釘?shù)纳隙耸请姶盆F的S極。
(5)[5]被電磁鐵吸引的大頭針都具有磁性,由異名磁極相吸引可知,與電磁鐵相吸的大頭針的上端的磁極相同,則下端的磁極也相同,由同名磁極相排斥可得,大頭針下端相互排斥。
9.(2023·廣東惠州·惠州市河南岸中學(xué)??家荒#┰谘芯俊按艌鰧ν妼?dǎo)體的作用”實驗中:
(1)利用如圖甲所示的裝置研究“磁場對電流的作用”時,應(yīng)在a、b之間接入 (選填“靈敏電流計”或“電源”);
(2)在乙圖中,通電后cd段導(dǎo)線受磁場力F1的方向為豎直向下,此時,ab段導(dǎo)線所受磁場力F2的方向是豎直向 (選填“上”或“下”);
(3)要使圖乙中的線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動,應(yīng)在其外部加裝換向器,自動改變線圈中的 方向。
【答案】 電源 上 電流
【詳解】(1)[1]在研究“磁場對通電導(dǎo)體的作用”實驗中,需使導(dǎo)體通電,故應(yīng)在a、b之間接入,電源。
(2)[2]導(dǎo)體在中的受力方向與磁場方向、電流方向有關(guān),在乙圖中,通電后,cd段導(dǎo)線與ab段導(dǎo)線所處的磁場方向相同,但電流方向相反,所以ab段受磁場力的方向與cd段受力方向相反,由于cd段導(dǎo)線受磁場力F1的方向為豎直向下,所以ab段導(dǎo)線所受磁場力的方向是豎直向上的。
(3)[3]線圈可以持續(xù)轉(zhuǎn)動,是在外部加裝了換向器,當(dāng)通電線圈所在平面與磁感線垂直時(平衡位置),它能自動改變線圈中的電流方向,從而使線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動。
10.(2023·陜西西安·??寄M預(yù)測)小明用自己安裝好的直流電動機模型(如圖甲)來研究電動機的工作過程;
(1)電動機的工作原理是磁場對 有力的作用;圖乙是直流電動機工作原理圖,其中C、D叫作 ,線圈左右兩邊框的受力方向相反,其原因是 方向相反;
(2)小明將直流電動機模型接入電路,各部分連接完好,閉合開關(guān)后電動機卻不能轉(zhuǎn)動;他用手輕輕地碰了一下線圈后,直流電動機模型開始正常轉(zhuǎn)動;剛開始不轉(zhuǎn)的原因可能是 ;(填序號)
A.蹄形磁鐵磁性太弱
B.電源電壓太低
C.線圈剛好處于平衡位置
D.線圈中的電流太小
(3)小明按圖丙電路將電動機模型連入電路,閉合開關(guān),電動機正常轉(zhuǎn)動,小明記下了電流表和電壓表的示數(shù);實驗過程中,由于弧形鐵片螺絲松動,電動機線圈被弧形鐵片卡住了,小明驚奇地發(fā)現(xiàn),電動機線圈被卡住后,電流表和電壓表的示數(shù)都發(fā)生了變化,小明趕緊記下了兩表的示數(shù)(如下表所示)并斷開了開關(guān);
為什么電動機線圈被卡住后電流會變大呢?小明經(jīng)過反復(fù)思考,終于明白了其中的道理,原來線圈不轉(zhuǎn)時只有線圈電阻阻礙電流,線圈電阻比較小,因此電流較大;當(dāng)通電線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時,線圈同時也會在磁場中做 運動,產(chǎn)生感應(yīng)電流,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可以判斷,感應(yīng)電流的方向應(yīng)該與原來線圈中的電流方向 ;在實際生活中,如果電動機轉(zhuǎn)軸被卡住而不轉(zhuǎn)動時,電能將全部轉(zhuǎn)化為 能,很容易燒壞電動機線圈。
【答案】 通電導(dǎo)體 換向器 電流 C 切割磁感線 相反 內(nèi)
【詳解】(1)[1][2][3]電動機的工作原理是磁場對通電導(dǎo)體有力的作用;圖乙是直流電動機工作原理圖,其中C、D叫作換向器,線圈左右兩邊框的受力方向相反,其原因是電流方向相反。
(2)[4]A.蹄形磁鐵磁性太弱,用手輕輕碰了以后也不會持續(xù)轉(zhuǎn)動,故A不符合題意;
B.電源電壓太低,用手輕輕碰了以后也不會持續(xù)轉(zhuǎn)動,故B不符合題意;
C.線圈剛好處于平衡位置,用手輕輕碰了以后會持續(xù)轉(zhuǎn)動,故C符合題意;
D.線圈中的電流太小,用手輕輕碰了以后也不會持續(xù)轉(zhuǎn)動,故D不符合題意。
故選C。
(3)[5][6]當(dāng)通電線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時,線圈同時也會在磁場中做切割磁感線運動,產(chǎn)生感應(yīng)電流,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可以判斷,感應(yīng)電流的方向應(yīng)該與原來線圈中的電流方向相反。
[7]在實際生活中,如果電動機轉(zhuǎn)軸被卡住而不轉(zhuǎn)動時,電能將全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,很容易燒壞電動機線圈。
11.(2023·山東臨沂·統(tǒng)考一模)某同學(xué)用如圖甲所示的裝置探究什么情況下磁可以生電。在蹄形磁體的磁場中放置一根導(dǎo)線,導(dǎo)線兩端跟電流表連接組成閉合回路。
(1)讓導(dǎo)線AB在磁場中靜止,觀察到電流表指針不偏轉(zhuǎn);然后再換用磁性更強的蹄形磁體,觀察到電流表指針也不偏轉(zhuǎn);保持蹄形磁體靜止讓導(dǎo)線AB從圖中所示位置水平向右運動,觀察到電流表指針偏轉(zhuǎn),說明有 產(chǎn)生;
(2)如圖乙中的a表示垂直于紙面的一根導(dǎo)線,它是閉合電路的一部分,它在磁場中按箭頭方向運動時,會產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 (填標(biāo)號)。
【答案】 電流/感應(yīng)電流 CD
【詳解】(1)[1]保持蹄形磁體靜止讓導(dǎo)線AB從圖中所示位置水平向右運動,導(dǎo)線AB做切割磁感線運動,觀察到電流表指針偏轉(zhuǎn),說明電路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流,這就是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
(2)[2]磁場的方向都是從N極出發(fā)回到S極,圖乙中的a表示垂直于紙面的一根導(dǎo)線,它在磁場中按箭頭方向運動時,只有在CD兩圖中做切割磁感線運動,會產(chǎn)生感應(yīng)電流,故AB不符合題意,CD符合題意。
故選CD。
12.(2023·云南德宏·統(tǒng)考模擬預(yù)測)電能可以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,那么內(nèi)能能否轉(zhuǎn)化為電能呢?某物理興趣小組利用一根鐵絲、兩根銅絲、靈敏電流計組成了如圖所示的裝置進(jìn)行探究。
(1)他們把銅絲、鐵絲的一個接點D放在盛有冰水混合物的燒杯中,另一個接點G用火焰加熱時,發(fā)現(xiàn)電流計指針向右發(fā)生偏轉(zhuǎn),此現(xiàn)象表明回路中產(chǎn)生了電流,且鐵絲中電流的方向是從 (選填“D→G”或“G→D”)。對換燒杯和火焰的位置,重復(fù)上述實驗,他們發(fā)現(xiàn)電流計指針向左發(fā)生了偏轉(zhuǎn),這說明回路中電流的方向與 有關(guān)。
(2)上網(wǎng)查詢相關(guān)資料后,他們驚訝地發(fā)現(xiàn),上述現(xiàn)象居然是可逆的。即把原回路中的電流計更換為直流電源后,兩端接點溫度 (選填“相同”或“不相同”),兩端接點 (選填“會”或“不會”)發(fā)生能量轉(zhuǎn)移。實際生活中人們已經(jīng)將產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原理用于為電腦CPU等的降溫之中。
【答案】 D→G 兩接點的溫度的高低 不相同 會
【詳解】(1)[1]把一個接點放在盛有冰水混合物的燒杯中,另一個接點用酒精燈加熱時,發(fā)現(xiàn)電流計的指針向右偏轉(zhuǎn),這說明電流從電流表的正接線柱流入,從負(fù)接線柱流出,故電流的方向是從。
[2]對換燒杯和火焰的位置,連接點的溫度發(fā)生了變化,他們發(fā)現(xiàn)電流計指針向左發(fā)生了偏轉(zhuǎn),這說明電路中電流的方向與兩接點的溫度的高低有關(guān)。
(2)[3][4]實驗接點D放在盛有冰水混合物的燒杯中,接點D溫度是不變的,把原回路中的電流計更換為直流電源,當(dāng)增大電流時,兩端接點會發(fā)生一端溫度升高,另一端溫度不變,即兩端接點溫度不相同;由于兩個端點存在溫度差,兩端接點會發(fā)生能量轉(zhuǎn)移,該原理用于為電腦CPU等的降溫之中。
1.(2023·湖南株洲·統(tǒng)考中考真題)某同學(xué)利用實驗室提供的器材,測量標(biāo)有電壓為2.5V的小燈泡在不同電壓下的電阻。他所連接的實驗電路如圖甲所示。
(1)在閉合開關(guān)前,需要將滑動變阻器的滑片移至 (填“A”或“B”)端;
(2)實驗中,第一次測量時的電壓等于2.5V,小燈泡正常發(fā)光。之后調(diào)節(jié)滑動變阻器,讓電壓逐次下調(diào),使燈絲溫度不斷降低,燈泡變暗直至完全不發(fā)光,測量的數(shù)據(jù)如下表所示;
根據(jù)表格中的實驗數(shù)據(jù),圖乙中能正確描述通過該小燈泡的電流I和其兩端電壓U之間關(guān)系的是 ;(填“①”或“②”)
(3)第6次測量時,電流表指針的偏轉(zhuǎn)如圖丙所示。則電流表的讀數(shù)為 A,此時小燈泡的電阻為 Ω;
(4)對比不同電壓下小燈泡的電阻值可知,小燈泡的電阻隨電壓的增大而 (填“增大”“減小”或“不變”),主要原因是小燈泡的電阻受 的影響。
【答案】 B ① 0.16 3.125 增大 溫度
【詳解】(1)[1]為了保護電路,閉合開關(guān)之前,滑動變阻器的滑片應(yīng)該移到阻值最大處B端。
(2)[2]由表中數(shù)據(jù)可知,第1次實驗測得電阻為
第2次實驗測得電阻為
第3次實驗測得電阻為
同理可知,第四次、第五次、第七次測得的電阻分別為0.69Ω、4.74Ω、2Ω。即電阻隨電壓的降低而降低,并不是不變的。因此圖乙中能正確描述通過該小燈泡的電流I和其兩端電壓U之間關(guān)系的是①。
(3)[3]有圖甲可知,電流表的量程為0~0.6A,分度值為0.02A。電流表的示數(shù)為0.16A。
[4]此時小燈泡的電阻為
(4)[5][6]由(2)的計算結(jié)果可得,小燈泡的電阻并不是固定不變的,它受溫度的影響,隨著電壓的增大而增大。
2.(2023·湖南郴州·統(tǒng)考中考真題)如圖,是小明為測量小燈泡的電阻所連的部分電路。電源電壓恒為6V,待測小燈泡的額定電壓為3.8V。
(1)用筆畫線代替導(dǎo)線,將實物電路圖連接完整 (要求:導(dǎo)線不能交叉,滑動變阻器的滑片向左移動時,小燈泡變暗);
(2)閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù),電壓表無示數(shù),移動滑動變阻器滑片時,電流表示數(shù)有明顯變化,電壓表示數(shù)始終為零。其原因可能是 ;
A.滑動變阻器接觸不良 B.開關(guān)接觸不良
C.小燈泡被短路 D.小燈泡的燈絲斷了
(3)排除故障后,進(jìn)行了多次測量。其中小燈泡正常發(fā)光時的電流表示數(shù)如圖所示,其讀數(shù)為 A,此時小燈泡的電阻為 Ω;
(4)該實驗多次測量的目的是 ;
A.求平均值,減小實驗的誤差
B.尋找普遍規(guī)律,避免實驗的偶然性
(5)分析下表中的數(shù)據(jù),你認(rèn)為小燈泡的電阻變化規(guī)律最接近下面I-U圖像中的哪一條 。
A.甲曲線 B.乙曲線 C.丙曲線
【答案】 C 0.4 9.5 B C
【詳解】(1)[1]用伏安法測小燈泡的電阻,用電壓表與小燈泡并聯(lián)測小燈泡兩端的電壓,用電流表與之串聯(lián)測流過小燈泡的電流,滑動變阻器的滑片向左移動時,小燈泡變暗,即滑動變阻器的滑片向左移動時接入電路的電阻變大,所以滑動變阻器選接右下接線柱,如圖所示:
(2)[2]A.滑動變阻器接觸不良,電壓表、電流表均無示數(shù),移動滑片,兩表示數(shù)不變且一直無示數(shù),故A不符合題意;
B.開關(guān)接觸不良,電壓表、電流表均無示數(shù),移動滑片,兩表示數(shù)不變且一直無示數(shù),故B不符合題意;
C.小燈泡被短路,則與小燈泡并聯(lián)的電壓表也被短路,則電壓表無示數(shù),電流表和滑動變阻器仍能形成閉合回路,電流表有示數(shù),且移動滑動變阻器的滑片時,電流表示數(shù)會發(fā)生改變,故C符合題意;
D.小燈泡的燈絲斷了,則電壓表與電流表串聯(lián)接入電路,此時電壓表示數(shù)接近電源電壓,電流表無示數(shù),移動滑片,兩表示數(shù)都不變,故D不符合題意。
故選C。
(3)[3][4]由圖可知,電流表所選量程為0~0.6A,分度值為0.02A,此時電流表的示數(shù)為0.4A。此時小燈泡正常發(fā)光,其兩端電壓為額定電壓3.8V,則小燈泡的電阻
(4)[5]小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大,所以測量其電阻時取平均值毫無意義,這里多次測量的目的主要是尋找溫度對小燈泡電阻的影響的普遍規(guī)律,故A不符合題意,B符合題意。
故選B。
(5)[6]由表中數(shù)據(jù)可知,小燈泡的電阻先變化較快,后變化較慢,圖中丙曲線為小燈泡的電阻變化規(guī)律,故AB不符合題意,C符合題意。
故選C。
3.(2023·山東聊城·統(tǒng)考中考真題)如圖所示,在“測量小燈泡的電功率”實驗中,小燈泡的額定電壓為2.5V,電阻大約為10Ω,電源電壓為6V;
(1)圖甲電路中還有一根導(dǎo)線沒有連接,請用筆畫線代替導(dǎo)線,將電路連接完整(要求:導(dǎo)線不交叉);
(2)連接好電路,檢查無誤后,將滑動變阻器接入電路的電阻調(diào)節(jié)到最大,接著閉合開關(guān)試觸,觀察到電壓表的示數(shù)超過2.5V,其原因可能是該滑動變阻器的最大阻值 (選填“太小”或“太大”);
(3)解決問題后,閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片P,使電壓表示數(shù)為2.5V,小燈泡正常發(fā)光,此時電流表示數(shù)如圖乙所示,則小燈泡的額定功率為 W。若要使小燈泡變得更亮一些,滑動變阻器的滑片應(yīng)向 (選填“左”或“右”)移動;
(4)將上表數(shù)據(jù)填完整后進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)小燈泡亮度是變化的,小燈泡的亮度是由其 (選填“實際功率”或“額定功率”)決定的;
(5)觀察表中的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),雖然是同一小燈泡,但通過小燈泡的電流與其兩端的電壓并不成正比,其原因是 。
【答案】 太小 0.75 右 實際功率 燈泡的電阻隨溫度的升高而增大
【詳解】(1)[1]測量小燈泡的電功率,燈泡應(yīng)串聯(lián)接入電路,小燈泡的額定電壓為2.5V電壓表并聯(lián)在燈泡兩端且用小量程。故連接電路圖如下
(2)[2]連接好電路,檢查無誤后,將滑動變阻器接入電路的電阻調(diào)節(jié)到最大,接著閉合開關(guān)試觸,觀察到電壓表的示數(shù)超過2.5V,根據(jù)串聯(lián)分壓的原理知,滑動變阻器分得電壓較小,其原因可能是該滑動變阻器的最大阻值太小。
(3)[3]小燈泡正常發(fā)光,此時電流表示數(shù)如圖乙所示,電流表用的是小量程,分度值為0.02A,通過小燈泡的電流為0.3A,則小燈泡的額定功率為
[4]若要使小燈泡變得更亮一些,燈泡兩端電壓應(yīng)更大一點,滑動變阻器分得的電壓應(yīng)小一些。根據(jù)串聯(lián)分壓原理知,滑動變阻器接入電路阻值應(yīng)變小,故滑動變阻器的滑片應(yīng)向右移動。
(4)[5]將上表數(shù)據(jù)填完整后進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)小燈泡的電功率越大,小燈泡的越亮,所以小燈泡的亮度是由其實際功率決定的。
(5)[6]觀察表中的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),當(dāng)小燈泡兩端電壓為2.2V時,小燈泡的電阻為
當(dāng)小燈泡兩端電壓為2.5V時,小燈泡的電阻為
當(dāng)小燈泡兩端電壓為2.8V時,小燈泡的電阻為
由上分析可知,當(dāng)電壓表的示數(shù)增大時,電壓表與電流表的示數(shù)之比在增大。雖然是同一小燈泡,但通過小燈泡的電流與其兩端的電壓并不成正比,其原因是燈泡的電阻隨溫度的升高而增大。
4.(2023·遼寧錦州·統(tǒng)考中考真題)小明利用4節(jié)新干電池,阻值分別為10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω的定值電阻,銘牌上標(biāo)有“20Ω 1A”的滑動變阻器等實驗器材“探究電流與電阻關(guān)系”。
(1)小明連接好如圖甲所示的電路,檢查時發(fā)現(xiàn)電路中有一處連接錯誤,請你在錯誤的導(dǎo)線上畫“×”,并用筆畫線代替導(dǎo)線,將電路連接正確;
(2)電路改接正確后,閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片應(yīng)滑到最 (選填“左”或“右”)端;
(3)小明將10Ω的定值電阻接入電路中,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使定值電阻兩端電壓為4V,讀出并記錄電流表示數(shù);保持滑動變阻器的滑片位置不變,把10Ω的定值電阻換成20Ω的定值電阻后,直接閉合開關(guān),電壓表的示數(shù)將 (選填“大于”、“小于”或“等于”)4V,此時應(yīng)將滑動變阻器的滑片在原來基礎(chǔ)上向 (選填“左”或“右”)端移動,直到電壓表的示數(shù)再次達(dá)到4V,記錄電流表的示數(shù);
(4)當(dāng)小明將50Ω定值電阻接入電路時,無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,都無法使定值電阻兩端電壓為4V,則原因可能是 (寫出一條即可);
(5)完成實驗探究后,小明得出結(jié)論:當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成 ;
(6)完成上述實驗后,小明又利用原實驗器材,設(shè)計了如圖乙所示的電路,測出了額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率。請幫他將實驗步驟補充完整:
①閉合開關(guān)S、S1和S2,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)為 V時,小燈泡正常發(fā)光;
②閉合開關(guān)S、S1,斷開S2,保持滑片位置不變,讀出電壓表示數(shù)為2.5V;
③閉合開關(guān)S、S2,斷開S1,讀出電壓表的示數(shù)為4V;
④小燈泡的額定功率 W。
【答案】 左 大于 左 所選滑動變阻器的最大阻值太小或電源電壓過大(其他答案合理即可) 反比 3.5 0.7
【詳解】(1)[1]小明連接好如圖甲所示的電路,該電路有一處故障是:電阻與電流表并聯(lián)了,將電流表應(yīng)與電阻串聯(lián),電壓表與電阻并聯(lián),下圖所示:
(2)[2]為了保護電路,閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片應(yīng)置于阻值最大處,即圖中最左端。
(3)[3][4]實驗中,當(dāng)把10Ω的電阻換成20Ω的電阻后,根據(jù)分壓原理,電阻兩端的電壓變大,研究電流與電阻關(guān)系時要控制電壓不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,要增大滑動變阻器兩端的電壓,由分壓原理,要增大滑動變阻器電阻阻值,故應(yīng)把滑動變阻器滑片向左滑動。
(4)[5] 4節(jié)新干電池電壓為6V,電阻兩端的電壓始終保持UV=4V,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,變阻器分得的電壓U滑=U-UV= 6V-4V=2V
變阻器分得的電壓為電壓表示數(shù)的0.5倍,根據(jù)分壓原理,當(dāng)接入50Ω電阻時,變阻器連入電路中的電阻為
R滑=0.5×50Ω=25Ω
故為了完成整個實驗,應(yīng)該選取最大阻值至少25Ω的滑動變阻器,而現(xiàn)有變阻器的最大電阻太?。ɑ蚩刂频碾娮桦妷翰蛔?,變阻器分得的電壓過小,即電源電壓太大了),故當(dāng)小明將50Ω定值電阻接入電路時,無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,都無法使定值電阻兩端電壓為4V,則原因可能是所選滑動變阻器的最大阻值太小或電源電壓過大。
(5)[6]在導(dǎo)體兩端電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。
(6)①[7]閉合開關(guān)S、S1、S2,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,變阻器滑片以左電阻絲與燈串聯(lián),此時電壓表測量滑動變阻器電阻絲以左電阻絲兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律知,當(dāng)電壓表示數(shù)為6V-2.5V=3.5V時,燈泡正常發(fā)光。
②閉合開關(guān)S、S1,斷開S2,保持滑片位置不變,讀出電壓表示數(shù)為2.5V,即滑片以左電阻絲的電壓,因電壓表接在滑片上,故電流要全部經(jīng)過變阻器的電阻絲。
③[8]閉合開關(guān)S、S2,斷開S1,讀出電壓表的示數(shù)為4V,變阻器的所有電阻絲與燈串聯(lián),電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓,因電壓表的示數(shù)為4V,與②電路相比,這兩次電路的連接不變,電流大小不變,只是電壓表的測量范圍變化了,因此時電壓表的示數(shù)為“閉合開關(guān)S、S1,斷開S2"時的倍,故變阻器的最大電阻為②中與電壓表并聯(lián)的電阻的 倍,即閉合開關(guān)S、S1、S2,滑動變阻器左電阻絲接入阻值為,即在①中,滑動變阻器的電阻為12.5Ω,由歐姆定律,在①中,通過滑動變阻器的電流為
即燈的額定電流,小燈泡的額定功率P額=UI=2.5V×0.28A=0.7W
5.(2022·江蘇無錫·統(tǒng)考中考真題)用如圖所示的裝置探究影響電流熱效應(yīng)的因素,三個相同的錐形瓶內(nèi)均裝有質(zhì)量相等的煤油,電阻絲R1、R2、R3浸沒在煤油中,其中R1=R3=6Ω、R2=3Ω。閉合開關(guān)前,記錄下煤油的初溫度t0;接通電源,同時閉合開關(guān)S1、S2,記錄下電流I,通電相同時間,記錄下煤油的末溫度,結(jié)果如表所示,則R1、R2所在錐形瓶中的煤油升溫所吸收的熱量之比為 比較①③可知,導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與 有關(guān);比較 (選填序號)可知,導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻有關(guān),若要探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與通電時間的關(guān)系,應(yīng)進(jìn)行的探究是: 。
【答案】 5:2 電流 ①② 只閉合開關(guān)S2,改變通電時間,觀察溫度計示數(shù)的變化量
【詳解】[1]因為三個相同的錐形瓶內(nèi)均裝有質(zhì)量相等的煤油,根據(jù)可得,吸收的熱量與溫度變化量成正比,R1所在錐形瓶內(nèi)的液體溫度升高30℃-20℃=10℃
R2所在錐形瓶內(nèi)的液體溫度升高24℃-20℃=4℃,故吸收熱量之比為5:2;
[2]由題可知,R1=R3=6Ω,兩個電阻阻值相同,由表格數(shù)據(jù)可知,③的電流大于①的電流,而升高的溫度是③多一些,根據(jù)控制變量法,所以能夠得出導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流有關(guān)。
[3]根據(jù)題目可知R1 =6Ω、R2=3Ω,電阻不同,且①②電流相同,①升高的溫度比②高,能夠得出導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻有關(guān)。
[4]只閉合開關(guān)S2,改變通電時間,觀察溫度計示數(shù)的變化量就能夠探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與通電時間的關(guān)系。
6.(2022·湖北宜昌·中考真題)小杰和小芳在探究“電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)系”的實驗中,在兩個透明容器中密封等量的空氣,各放置一段電阻絲,并連接一個裝水的U形管,通過U形管中水面的高度差來判斷電阻產(chǎn)生熱量的多少。裝置的密封性能良好,電源電壓為6V。
(1)小杰根據(jù)圖甲觀察到的現(xiàn)象得到“在通電時間和電阻相同時, ,電阻產(chǎn)生的熱量越多”的結(jié)論。
(2)小芳猜想電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小有關(guān),下列能支持她猜想的現(xiàn)象是( )
A.正常工作時,“36V 54W”的燈泡比“12V 6W”的燈泡亮
B.接線板上接入的用電器越多,導(dǎo)線越容易發(fā)熱
C.電熨斗工作時發(fā)熱明顯,而與之相連的導(dǎo)線卻不怎么熱
(3)為了驗證猜想,小芳選用了5Ω和100Ω的電阻絲進(jìn)行實驗,如圖乙所示,請你用筆畫線把電路連接完整。 閉合開關(guān),她發(fā)現(xiàn)較長時間后兩個U形管的高度差均不明顯,原因是 ,請你提出改進(jìn)辦法: 。
【答案】 電流越大 C 電路中電流太?。ɑ蛘唠娮杼蠡蛘唠妷禾停? 將100Ω的電阻絲換為阻值更小的電阻絲(或增大電源電壓)
【詳解】(1)[1]由圖甲可知,兩容器內(nèi)的電阻大小相等,右側(cè)兩根電阻絲并聯(lián),然后與左側(cè)的電阻絲串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)電路和并聯(lián)電路特點可知,左側(cè)容器內(nèi)的電阻絲的電流大于右側(cè)容器內(nèi)電阻絲的電流,在通電時間相同的情況下,左側(cè)U型管內(nèi)液體的高度差大于右側(cè),說明左側(cè)電阻絲產(chǎn)生的熱量多,所以可以得出:在通電時間和電阻相同時,電流越大,電阻產(chǎn)生的熱量越多。
(2)[2]要探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小有關(guān),要控制電流和通電時間相同。
A.正常工作時,“36V 54W”的燈泡的電流為
“12V 6W”的燈泡的電流為,電流不同,故A不符合題意;
B.接線板上接入的用電器越多,總功率越大,在電壓不變時,根據(jù)歐姆定律可知,電流越大,沒有控制電流相同,故B不符合題意;
C.電熨斗工作時,內(nèi)部的電熱絲和與之相連的導(dǎo)線串聯(lián),電流和工作時間相同,由于電熱絲的電阻遠(yuǎn)大于導(dǎo)線電阻,電熱絲產(chǎn)生的熱量遠(yuǎn)大于導(dǎo)線產(chǎn)生的熱量,說明電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小有關(guān),故C符合題意。
故選C。
(3)[3]要探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小有關(guān),在電阻不同時,要控制電流和通電時間相同,應(yīng)該把電源、開關(guān)和兩段電阻絲串聯(lián)起來,如圖所示
[4][5]較長時間后兩個U形管的高度差均不明顯,可能是電路的電流太小,導(dǎo)致電阻絲產(chǎn)生的熱量較少,根據(jù)歐姆定律,可以把其中較大的100Ω的電阻換成一個阻值較小的電阻絲(不能為5Ω),也可以增大電源電壓。
7.(2022·海南·統(tǒng)考中考真題)某實驗小組用自制電磁鐵探究影響電磁鐵磁性強弱的因素。他們用相同的漆包線和鐵釘繞制成兩個電磁鐵A和B,B鐵釘上繞有更多匝數(shù)的線圈,實驗裝置如圖所示。
(1)如圖甲,閉合開關(guān),電磁鐵A的釘尖是 極(選填“N”或“S”);將滑動變阻器的滑片P向右移動,能吸引 的大頭針(選填“更多”“不變”或“更少”);
(2)如圖乙,把電磁鐵A和B串聯(lián),閉合開關(guān),多次移動滑動變阻器的滑片P,發(fā)現(xiàn)電磁鐵B總能吸引更多的大頭針,通過比較,得出的結(jié)論是 ;
(3)電磁鐵在生活中應(yīng)用廣泛,請舉一例: 。
【答案】 S 更少 電流相同時,匝數(shù)越多,電磁鐵磁性越強 電鈴
【詳解】(1)[1]由圖甲可知,鐵釘表面的電流方向向右,根據(jù)安培定則可知,釘尾為N極,頂尖為S極。
[2]當(dāng)滑動變阻器的滑片向右端滑動時,電路中的電阻變大,則電流變小,即由鐵釘組成的電磁鐵磁性減弱,則吸引的大頭針數(shù)量會更少。
(2)[3]由圖乙可知,電磁鐵A和B串聯(lián),則電路中的電流相等,因為電磁鐵B的線圈匝數(shù)多,所以吸引的大頭針多,則說明電流相同時,匝數(shù)越多,電磁鐵磁性越強。
(3)[4]電磁鐵在生活中應(yīng)用廣泛,如電鈴,電磁起重機等等。
8.(2022·山東東營·統(tǒng)考中考真題)如圖所示是“探究影響通電螺線管磁性強弱的因素”的實驗裝置。
(1)正確連接好電路,閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片應(yīng)置于最 (選填“左”或“右”)端;
(2)閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑片位置,電流表的指針如圖所示,則電流表的示數(shù)為 A,此時通電螺線管的下端是 (選填“N”或“S”)極;
(3)下列操作能減弱通電螺線管磁性的是 (選填字母);
A.抽去鐵芯 B.電源兩極對調(diào) C.減少線圈的匝數(shù)
(4)電磁鐵的用途很多,如電磁起重機,試再列舉至少2項電磁鐵在實際中的應(yīng)用: 、 。
【答案】 左 0.52 N AC 電鈴 揚聲器
【詳解】(1)[1]由圖可知,正確連接好電路,閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片置于阻值最大的一端,即最左端。
(2)[2]由圖可知,電流表選0~0.6A的量程,分度值為0.02A,電流表的示數(shù)為0.52A。
[3]由圖可知,電流從螺線管的上端流進(jìn),下端流出,由安培定則可知,通電螺線管的下端是N極。
(3)[4]影響通電螺線管磁性的強弱的因素有:①電流的大小,②線圈匝數(shù)的多少,③有無鐵芯。故要減弱通電螺線管的磁性,可以減小電流的大小、減少線圈的匝數(shù)和抽去鐵芯,故AC符合題意,B不符合題意。
故選AC。
(4)[5][6]電磁鐵在日常生活中的應(yīng)用有:電磁起重機、電磁繼電器、電鈴、磁懸浮列車、揚聲器等。
9.(2022·四川成都·統(tǒng)考中考真題)小鄭使用電流表測量小燈泡的電流,連接的實驗電路如圖甲所示。
(1)如果不能估計電流大小,他應(yīng)把導(dǎo)線a接到電流表標(biāo)有 (選填“-”、“0.6”或“3”)的接線柱上,通過開關(guān)來試觸并觀察;
(2)閉合開關(guān)后,他觀察到小燈泡正常發(fā)光,而電流表指針偏轉(zhuǎn)角度很小,對于該現(xiàn)象,下列分析合理的是 。
A.可能某處導(dǎo)線斷了 B.可能電流表燒壞
C.電流表的量程過大 D.電源的電壓過低
(3)某次測量中,小鄭不小心將電流表的正、負(fù)接線柱接反了,造成表的指針反向偏轉(zhuǎn),為弄清原因,他查看了說明書,表頭結(jié)構(gòu)示意圖如圖乙,他作出如下分析:當(dāng)反接時,電流方向改變,磁場對通電線圈的作用力方向改變,帶動指針反偏,你認(rèn)為小鄭的上述分析 (選填“有”或“沒有”)道理。
【答案】 3 C 有
【詳解】(1)[1]如果不能估計電流大小,為了不損壞電流表,應(yīng)先選擇電流表的大量程進(jìn)行試觸,即把導(dǎo)線a接到電流表標(biāo)有3的接線柱上,通過開關(guān)來試觸并觀察。
(2)[2]閉合開關(guān)后,小燈泡正常發(fā)光,則說明電路處于通路狀態(tài),而電流表指針偏轉(zhuǎn)角度很小,則原因可能是電流表的量程過大,故ABD不符合題意,C符合題意。
故選C。
(3)[3]通電導(dǎo)線在磁場中的受力方向與磁場和電流的方向均有關(guān),當(dāng)反接時,磁場的方向不變,而電流的方向相反,故此時通電線圈在磁場中的受力方向相反,帶動指針反偏,故小鄭的上述分析有道理。
10.(2022·江蘇無錫·統(tǒng)考中考真題)如圖所示的實驗中,閉合開關(guān),觀察到鋁棒向左運動,實驗現(xiàn)象說明磁場對 有力的作用,利用這一原理可以制成 機;斷開開關(guān),對調(diào)電源正、負(fù)兩極,重新接入電路,再次閉合開關(guān),觀察到鋁棒向 運動。
【答案】 通電導(dǎo)體 電動 右
【詳解】[1]通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用。鋁棒在磁場中,閉合開關(guān),鋁棒通電,鋁棒由靜止向左運動,說明磁場對通電導(dǎo)體有力的作用。
[2]電動機就是利用了通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用這一原理制成的。
[3]對調(diào)電源正、負(fù)兩極,改變了導(dǎo)體中電流的方向,再次閉合開關(guān),鋁棒將向與之前相反的方向運動,故鋁棒向右運動。
11.(2023·北京·統(tǒng)考中考真題)(1)小京用圖甲所示的裝置進(jìn)行實驗,閉合開關(guān)的瞬間,觀察到小磁針 的現(xiàn)象,說明電流周圍存在磁場;
(2)小京用圖乙所示的裝置進(jìn)行實驗,其中靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)的方向可以反映電路中的電流方向。使金屬棒ab向左做切割磁感線運動,靈敏電流計指針向右偏轉(zhuǎn),如圖乙所示;保持磁場方向不變,使金屬棒ab向右做切割磁感線運動,靈敏電流計指針向左偏轉(zhuǎn),如圖丙所示。小京探究的問題是: 。
【答案】 發(fā)生偏轉(zhuǎn) 感應(yīng)電流的方向與金屬棒切割磁感線運動的方向是否有關(guān)
【詳解】(1)[1]如圖,閉合開關(guān)的瞬間,導(dǎo)線中有電流通過,由于通電導(dǎo)線周圍存在磁場,小磁針受到電流的磁場作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
(2)[2]保持磁場方向不變,改變導(dǎo)體切割磁感線的方向,靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)方向也發(fā)生改變,說明感應(yīng)電流方向發(fā)生改變,所以小京探究的問題是感應(yīng)電流的方向與金屬棒切割磁感線運動的方向是否有關(guān)。
12.(2022·山東日照·統(tǒng)考中考真題)某校九年級一班物理興趣小組的同學(xué),學(xué)習(xí)了磁現(xiàn)象的知識后,深受物理學(xué)家奧斯特和法拉第科學(xué)探索精神的影響,懷著極大的興趣對下列實驗進(jìn)行了探究。
(1)如圖甲,將小磁針放在南北方向的直導(dǎo)線正下方,小磁針靜止,N極指向北。如圖乙觸接電源,小磁針的N極向紙外偏轉(zhuǎn)。斷開連接后,小磁針恢復(fù)到圖甲位置。如圖丙,將電源正負(fù)極對調(diào),再次觸接電源,小磁針的N極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)。則:
①通電導(dǎo)線周圍存在磁場,且磁場的方向與 有關(guān);
②斷開電源后,小磁針恢復(fù)到圖甲狀態(tài),這是因為小磁針受到了 的作用;
③如圖丁所示,高速電子束飛過小磁針上方時,小磁針將發(fā)生如圖 所示方向的偏轉(zhuǎn),原因是 。
(2)利用圖戊所示的裝置,讓閉合電路中的一部分導(dǎo)體AB在磁場中運動,觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況,記錄在下表中。已知當(dāng)電流從電流表的左側(cè)接線柱流入時,指針向左偏轉(zhuǎn);從右側(cè)接線柱流入時,指針向右偏轉(zhuǎn)。
根據(jù)表中記錄的實驗信息,完成下列問題:
④由第1、2兩次實驗可知,導(dǎo)體棒AB平行于磁感線運動,閉合回路中 (填“會”或“不會”)產(chǎn)生感應(yīng)電流;
⑤由第3、4兩次實驗可知,導(dǎo)體棒AB中感應(yīng)電流的方向與 的方向有關(guān)。如果固定導(dǎo)體棒AB,水平向右移動磁鐵,電流表的指針向 偏轉(zhuǎn);
⑥本實驗的設(shè)計不完整,不能探究感應(yīng)電流的方向與磁場方向的關(guān)系。為了使探究過程更加完整,應(yīng) ;
⑦小明將電流表換成完好的小燈泡,再做第3、4兩次實驗時小燈泡不亮,最可能的原因是 ;
⑧發(fā)電機的原理與本實驗的原理一樣,己圖為發(fā)電機的示意圖,圖中時刻線框水平,箭頭為線框旋轉(zhuǎn)的方向,此時ab邊中的電流方向 (填“由a到b”或“由b到a”)
【答案】 導(dǎo)線中的電流方向 地磁場 乙 物理學(xué)規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流方向,負(fù)電荷定向移動的方向與電流方向相反。 不會 導(dǎo)體做切割磁感線運動 右 保持導(dǎo)體棒切割磁感線運動的方向不變,對調(diào)磁體的N、S極,記錄電流表的偏轉(zhuǎn)情況 導(dǎo)體棒運動速度太慢,產(chǎn)生的感應(yīng)電流太小 由a到b
【詳解】(1)①[1]由圖甲、乙可知,導(dǎo)線中通過電流時,小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明通電導(dǎo)線周圍存在磁場,能使小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn),由圖乙、丙可知,導(dǎo)線中的電流方向不同時,小磁針的偏轉(zhuǎn)方向不同,說明導(dǎo)線中的電流方向不同時產(chǎn)生的磁場方向不同,即電流產(chǎn)生的磁場的方向與導(dǎo)線中的電流方向有關(guān)。
②[2]斷開電源后,通電導(dǎo)線的磁場消失,小磁針在地磁場的作用下恢復(fù)到圖甲狀態(tài)。
③[3][4]如圖丁所示,高速電子束飛過小磁針上方時,電流方向與電子運動的方向相反,電流方向與圖乙相同,小磁針將發(fā)生如圖乙所示方向的偏轉(zhuǎn),原因是:物理學(xué)規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流,負(fù)電荷定向移動的方向與電流方向相反。
(2)④[5]由第1、2兩次實驗可知,導(dǎo)體棒AB平行于磁感線運動,不切割磁感線,電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn),閉合回路中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流。
⑤[6]由第3、4兩次實驗可知,導(dǎo)體棒AB運動的方向相反,導(dǎo)體棒AB中感應(yīng)電流的方向也相反,因此感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體做切割磁感線運動的方向有關(guān)。
[7]如果固定導(dǎo)體棒AB,水平向右移動磁鐵,相當(dāng)于磁體不動,導(dǎo)體棒向左運動,與第3次實驗情況相同,根據(jù)表中記錄的實驗信息可知,電流表的指針向右偏轉(zhuǎn)。
⑥[8]本實驗的設(shè)計不完整,只探究了感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體棒AB運動方向的關(guān)系,為了使探究過程更加完整,還需探究感應(yīng)電流的方向與磁場方向的關(guān)系,根據(jù)控制變量的要求,應(yīng)保持導(dǎo)體棒切割磁感線運動的方向不變,對調(diào)N、S極,記錄電流表的偏轉(zhuǎn)情況,從而得出結(jié)論。
⑦[9]小明將電流表換成完好的小燈泡,再做第3、4兩次實驗時小燈泡不亮,最可能的原因是導(dǎo)體棒運動速度太慢,產(chǎn)生的感應(yīng)電流太小,不足以使小燈泡發(fā)光。
⑧[10]發(fā)電機的原理與本實驗的原理一樣,己圖為發(fā)電機的示意圖,圖中時刻線框水平,箭頭為線框旋轉(zhuǎn)的方向;將發(fā)電機旋轉(zhuǎn),N極在上,與實驗原理圖一樣,此時相當(dāng)于ab向左運動,電流表指針向右偏轉(zhuǎn),即電流從右側(cè)流入,b端相當(dāng)于電源正極,此時ab邊中的電流方向由a到b。實驗
好題沖關(guān)
實驗7:伏安法測小燈泡的電阻(1典例+2即時檢測)
基礎(chǔ)過關(guān)(12)
實驗8:測量小燈泡的電功率(1典例+2即時檢測)
能力提升(12)
實驗9:探究電熱與那些因素有關(guān)(1典例+2即時檢測)
真題感悟(12題)
實驗10:探究電磁鐵磁性強弱與那些因素有關(guān)(1典例+2即時檢測)
實驗11:探究磁場對通電導(dǎo)體的作用(1典例+2即時檢測)
實驗12:探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象(1典例+2即時檢測)
實驗次數(shù)
電壓U/V
電流I/A
小燈泡亮度
電功率P/W
1
0.5
0.20
不亮
0.10
2
1.0
0.24
暗
0.24
3
2.0
0.32
較暗
0.64
4
2.5
正常亮
5
3.0
0.38
很亮
1.14
實驗探究
探究電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量跟電阻的關(guān)系
探究電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量跟電流的關(guān)系
實驗
裝置
探究方法
控制變量法、轉(zhuǎn)換法法
設(shè)計方法
通過觀看U型管液面高度的變化判斷電阻產(chǎn)生熱量的多少
電阻串聯(lián)的目的是控制電流和通電時間相同
將等大的電阻串聯(lián),然后再將第三個電阻與其中一個并聯(lián),目的是改變通過電流的大小
結(jié)論
在電流、通電時間相同的情況下,電阻越大,產(chǎn)生的熱量越多
在電阻、通電時間相同的情況下,通過的電流越大,產(chǎn)生的熱量越多
實驗探究
探究線圈的匝數(shù)是否形響磁性強弱
探究線圈中電流大小是否影響磁性強弱
實驗
裝置
探究方法
轉(zhuǎn)換法
控制變量法
設(shè)計方法
(1)用漆包線分別繞成50和100的單層線圈,串聯(lián)接入如圖所示的電路中;
(2)閉合開關(guān),比較它們吸引大頭針的數(shù)量
(1)把自制的一個帶鐵芯的螺線管接入如圖所示的電路中
(2)閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片,改變電路中的電流,比較當(dāng)通入的電流變化時,電磁鐵吸引大頭針的數(shù)量
現(xiàn)象
線圈匝數(shù)多的吸引大頭釘數(shù)目較多
調(diào)節(jié)滑動變阻器,電流越大,吸引的大頭釘數(shù)目越多
結(jié)論
線圈匝數(shù)越多,螺線管磁性越強
電流越大,螺線管磁性越強
電流方向
無
a→b
b→a
a→b
b→a
磁場方向
上→下
上→下
上→下
下→上
下→上
金屬桿運動情況
不動
向左運動
向右運動
向右運動
向左運動
實驗序號
磁場方向
ab中電流方向
ab運動方向
1
向下
無電流
靜止不動
2
向下
由a向b
向左運動
3
向上
由a向b
向右運動
4
向下
由b向a
向右運動
序號
導(dǎo)體AB的運動情況
有無感應(yīng)電流
①
左右運動
有
②
上下運動
無
③
前后運動
無
④
斜向上、斜向下運動
有
實驗次數(shù)
1
2
3
4
5
6
速度/(cm?s﹣1)
1
2
3
4
5
6
電流/mA
2.0
4.0
5.9
8.1
10.2
11.8
序號
1
2
3
4
5
6
電壓
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
電流
0.10
0.16
0.22
0.28
0.34
猜想
電流表示數(shù)/A
電壓表示數(shù)/V
如果A成立
如果 成立
0.6
0
如果 成立
0
0
項目
原因
解決方法
示例
線圈剛好處于平衡位置
用手輕推一下
序號
ab運動方向
靈敏電流計的指針偏轉(zhuǎn)方向
1
沿磁場方向運動
不偏轉(zhuǎn)
2
水平向左
向右偏轉(zhuǎn)
3
水平向右
向左偏轉(zhuǎn)
物質(zhì)的量
質(zhì)量
加熱前溫度℃
加熱時間
加熱后溫度℃
液體a
150
20
10
液體b
150
20
10
35
電動機狀態(tài)
電壓U/V
電流I/A
正常轉(zhuǎn)動
2.2
0.18
被卡住不轉(zhuǎn)
2.0
0.33
數(shù)據(jù)序號
1
2
3
4
5
6
7
發(fā)光情況
明亮
不很亮
暗
較暗
微光
熄滅
熄滅
電壓U/V
2.5
2.1
1.7
1.3
0.9
0.5
0.1
電流I/A
0.28
0.26
0.24
0.21
0.19
0.05
實驗次數(shù)
1
2
3
4
5
電壓U/V
2.0
2.5
3.0
3.8
4.0
電流I/A
0.33
0.34
0.35
0.41
電阻R/Ω
6.1
7.4
8.6
9.8
實驗次數(shù)
小燈泡兩端的電壓U/V
通過小燈泡的電流I/A
小燈泡的亮度
小燈泡的電功率P/W
1
2.2
0.28
比正常發(fā)光暗
0.62
2
2.5
正常發(fā)光
3
2.8
0.32
比正常發(fā)光亮
0.90
序號
電阻
電流I/A
初溫度t0/℃
末溫度/℃
①
R1
1.0
20
30
②
R2
1.0
20
24
③
R3
1.5
20
44
實驗次數(shù)
導(dǎo)體棒移動情況
電流表指針偏轉(zhuǎn)情況
1
豎直向上
不偏轉(zhuǎn)
2
豎直向下
不偏轉(zhuǎn)
3
水平向左
向右偏轉(zhuǎn)
4
水平向右
向左偏轉(zhuǎn)
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