
1.“網(wǎng)絡(luò)式”復(fù)習(xí)法:即采用章節(jié)、標(biāo)題要點四個層次對教材進行梳理和編織記憶網(wǎng)絡(luò)。
2.提高“回頭率”:為了防止遺忘,就要采用提高“回頭率”的`方法,即看完一節(jié)、一章、一部分之后,再回頭掃視一遍,這樣知識得到了系統(tǒng)的鞏固,效果很好。
3.“空想法”:所謂空想法就是不看課本回想看過的內(nèi)容;或看課本的大綱填充細(xì)節(jié)。
4.樹形圖:可以在每門考試科目眾多的參考書中,理出該領(lǐng)域研究的主要線索。
5.梳理錯題法:把綜合復(fù)習(xí)階段做過的所有習(xí)題重新瀏覽一遍。
6.“齊頭并進”法:在復(fù)習(xí)過程中,由于要復(fù)習(xí)的學(xué)科多,所以必須合理安排時間。
模塊四 熱點專題
專題18 電學(xué)實驗復(fù)習(xí)
01考情透視·目標(biāo)導(dǎo)航
02知識導(dǎo)圖·思維引航
03核心精講·題型突破
考點一 電學(xué)實驗
【真題研析】
?考法01 探究串、并聯(lián)電路的電流規(guī)律
?考法02 探究串、并聯(lián)電路電壓的規(guī)律
?考法03 探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素
?考法04 探究電流與電壓和電阻的關(guān)系
?考法05 用電流表和電壓表測量電阻
?考法06 測量小燈泡的電功率
?考法07 探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)
?考法08 探究通電螺線管外部的磁場方向
?考法09 探究導(dǎo)體在磁場中運動時產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件
【核心精講】
?知識點一 電學(xué)實驗
【命題預(yù)測】
考點一 電學(xué)實驗
考法01 探究串、并聯(lián)電路的電流規(guī)律
1.(2024·北京·中考真題)利用兩端電壓不變的電源、兩個電流表、兩個不同規(guī)格的小燈泡、滑動變阻器、開關(guān)和導(dǎo)線若干,探究在串聯(lián)電路中,流入第二個燈泡的電流與流入第一個燈泡的電流是否相等。
(1)畫出實驗電路圖 ;
(2)畫出實驗數(shù)據(jù)記錄表格 。
【答案】(1)見解析
(2)見解析
【詳解】(1)探究在串聯(lián)電路中,則需要連接成串聯(lián)電路,流入第二個燈泡的電流與流入第一個燈泡的電流是否相等,兩個電流表,一個需要在第一個燈泡前,測量流入第一個燈泡的電流,靠近電源的正極,第二個電流表需要在第二個燈泡前,測量流入第二個燈泡,即兩個燈泡之間,并串聯(lián)接入滑動變阻器,以改變電流大小,實現(xiàn)多次測量,避免實驗偶然性。故電路圖如下圖所示:
(2)需要記錄的物理量有A1的示數(shù),A2的示數(shù),一共需要三組實驗,尋找普遍規(guī)律,故表格為:
2.(2024·吉林長春·中考真題)在“探究并聯(lián)電路中干路電流與各支路電流的關(guān)系”的實驗中:
(1)請根據(jù)圖甲中的電路圖,用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙中的電路連接完整,使電流表測量流過小燈泡的電流。 連接電路時應(yīng) 開關(guān);
(2)用電流表分別測量A、B、C三點的電流,更換燈泡多次測量,將實驗數(shù)據(jù)記錄在表格中,其中第4次實驗中B點的電流如圖丙所示,則 ;分析數(shù)據(jù)可知:并聯(lián)電路中電流的特點是 ;
(3)在第2次實驗中測得A、B兩點的電流相等,原因可能是 。
【答案】 見解析 斷開 0.28 選用規(guī)格相同的燈泡
【詳解】(1)[1]由圖甲得,兩燈泡并聯(lián),開關(guān)在干路上,電流表測量流過小燈泡的電流,則電流表與L1串聯(lián),如圖所示:
[2]為了保護電路,連接電路時應(yīng)斷開開關(guān)。
(2)[3]由圖丙得,電流表的分度值為0.02A,示數(shù)為0.28A。
[4]分析數(shù)據(jù)可知:并聯(lián)電路中電流的特點是干路電流等于各支路電流之和,即
(3)[5]并聯(lián)電路中各支路的電壓相等,在第2次實驗中測得A、B兩點的電流相等,兩燈泡的電阻相等,原因可能是選用的燈泡規(guī)格相同。
考法02 探究串、并聯(lián)電路電壓的規(guī)律
3.(2023·海南·中考真題)小海和小南探究串聯(lián)電路電壓的特點,選用一個“2.5V 0.3A”的小燈泡和一個10Ω的定值電阻串聯(lián),按照圖甲電路圖進行實驗。
(1)用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖乙中實物電路連接完整。( )
(2)用電壓表測量定值電阻ab兩端電壓時,閉合開關(guān),小燈泡忽明忽暗,電壓表指針搖擺不定。小海認(rèn)為電路故障是線路接觸不良,小南認(rèn)為是小燈泡斷路。判斷正確的是 (選填“小海”或“小南”)。
(3)排除故障后,通過測量得到一組數(shù)據(jù)如下表:
根據(jù)數(shù)據(jù)得出結(jié)論:串聯(lián)電路的總電壓等于各用電器兩端的電壓之和。
這樣得出結(jié)論 (選填“合理”或“不合理”),理由是: 。
【答案】 小海 不合理 只做了一次實驗,實驗結(jié)論具有偶然性
【詳解】(1)[1]由電路圖可知,燈泡與電阻串聯(lián),電壓表測量定值電阻兩端的電壓,故應(yīng)將燈泡左接線柱與電阻右接線柱相連,如圖所示
(2)[2]若小燈泡斷路,整個電路均處于斷路狀態(tài),電表不會有示數(shù),燈泡也不會忽明忽暗,故小南的說法不正確。若線路接觸不良,電路時斷時通,燈泡忽明忽暗,故小海的說法正確。
(3)[3][4]只做了一次實驗,得到了一組數(shù)據(jù)就得出結(jié)論,存在偶然性,應(yīng)多次實驗,尋找普遍規(guī)律。
4.(2023·吉林長春·中考真題)在“探究并聯(lián)電路中電壓的特點”實驗中,實驗電路如圖甲所示:
(1)連接電路時開關(guān)應(yīng)處于 狀態(tài);
(2)要用電壓表測量小燈泡L1兩端的電壓,請用筆畫線代替導(dǎo)線將實物電路連接完整;
(3)閉合開關(guān),觀察到小燈泡L1發(fā)光、L2不發(fā)光,故障可能是 ;
(4)排除故障后,用電壓表分別測量小燈泡L1、L2及電源兩端的電壓,電壓表示數(shù)均如圖乙所示,為 V。更換不同規(guī)格的小燈泡多次測量,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)均如圖乙所示。由此得出結(jié)論:并聯(lián)電路中各支路用電器兩端的電壓與電源兩端的電壓 。
【答案】 斷開 燈泡L2斷路 3 相等
【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)。
(2)[2]要用電壓表測量小燈泡L1兩端的電壓,電壓表和燈泡L1并聯(lián),如圖所示:
(3)[3]并聯(lián)電路中各個支路互不影響,閉合開關(guān),觀察到小燈泡L1發(fā)光、L2不發(fā)光,可能燈泡L2斷路。
(4)[4]由圖乙可知,電壓表的量程是0~3V,分度值是0.1V,電壓表的示數(shù)為3V。
[5]更換不同規(guī)格的小燈泡多次測量,電壓表的示數(shù)是3V,說明并聯(lián)電路中各支路用電器兩端的電壓相等,都等于電源電壓。
考法03 探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素
5.(2023·西藏·中考真題)某學(xué)習(xí)小組在“探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素”實驗時,設(shè)計了如圖所示的實驗裝置,實驗中分別將A、B、C、D四根導(dǎo)體接入電路,四根導(dǎo)體的材料規(guī)格如下表所示。
(1)請你在圖中用一根導(dǎo)線將電流表正確連入電路 ;
(2)為比較A、B、C、D四根導(dǎo)體電阻的大小,可通過觀察 來判斷;
(3)要探究導(dǎo)體電阻大小與長度的關(guān)系,應(yīng)選用 兩根導(dǎo)體進行實驗;
(4)將A、C兩根導(dǎo)體分別接入電路中進行實驗,可得出:當(dāng)導(dǎo)體的長度和材料相同時,橫截面積越大,電阻越 ;
(5)老師想改裝一個滑動變阻器使其最大阻值變小,請你根據(jù)該實驗結(jié)論,幫老師想出一種方法: (寫出一種合理方法即可)。
【答案】 電流表示數(shù)大小 A、B 小 見解析
【詳解】(1)[1]電流表應(yīng)串聯(lián)在電路中使用,且電流應(yīng)從正接線柱流入,負(fù)接線柱流出,故用導(dǎo)線將電流表的負(fù)接線柱和電源負(fù)極連接,作圖如下:
(2)[2]電阻的大小是無法直接觀察出來的,可以通過電流表示數(shù)的大小來判斷,電流表示數(shù)越大,導(dǎo)體的電阻小,電流表示數(shù)越小,導(dǎo)體的電阻大。
(3)[3]要探究導(dǎo)體電阻大小與長度的關(guān)系,應(yīng)控制導(dǎo)體的材料、橫截面積相同,改變電阻的長度,由表格數(shù)據(jù)可知,故應(yīng)選用A、B兩根導(dǎo)體進行實驗。
(4)[4]由A、C兩根導(dǎo)線長度、材料相同,橫截面積不同,所以將A、C兩根導(dǎo)體分別接入電路是探究的是導(dǎo)體電阻大小與橫截面積的關(guān)系。由表中數(shù)據(jù)可知,導(dǎo)體C比A的橫截面積大,接C導(dǎo)體時比接A導(dǎo)體時電流大,說明導(dǎo)體C比A電阻小,所以可得出的結(jié)論是:當(dāng)導(dǎo)體的長度和材料相同時,橫截面積越大,電阻越小。
(5)[5]由(4)可知,當(dāng)導(dǎo)體的長度和材料相同時,橫截面積越大,電阻越小。所以要改裝一個滑動變阻器使其最大阻值變小,可以增大繞制滑動變阻器電阻絲的橫截面積。
考法04 探究電流與電壓和電阻的關(guān)系
6.(2024·山東臨沂·中考真題)用電壓表和電流表等器材探究電流與電阻的關(guān)系,電源電壓為4.5V,所用定值電阻的阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω。
(1)先將30Ω的電阻接入圖甲所示電路,閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片移到最 (選填“左”或“右”)端;
(2)圖甲所示電路有一條導(dǎo)線連接錯誤,請在該導(dǎo)線上打“×”,并用筆畫一條線代替導(dǎo)線,將電路連接正確;
(3)改正錯誤后閉合開關(guān),電流表無示數(shù),電壓表有示數(shù),可能是定值電阻 路;
(4)排除故障后閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片,當(dāng)電壓表的示數(shù)為3.0V時,電流表的示數(shù)為0.1A。斷開開關(guān),將30Ω的電阻換成25Ω的后再閉合開關(guān),應(yīng)將滑動變阻器的滑片向 (選填“左”或“右”)移動,直至電壓表示數(shù)為3.0V,此時,電流表的示數(shù)如圖乙所示,為 A;
(5)實驗數(shù)據(jù)如下表所示,請在圖丙中描繪出的關(guān)系圖象;
(6)為順利完成該實驗,所用滑動變阻器的最大阻值應(yīng)大于 Ω。
【答案】 左 見解析 開(或斷) 右 0.12 見解析 15
【詳解】(1)[1]為了保護電路,在閉合開關(guān)前,變阻器的滑片應(yīng)置于阻值最大的最左端。
(2)[2]探究電流與電阻的關(guān)系,定值電阻與滑動變阻器串聯(lián),電壓表測定值電阻兩端的電壓,電流表測電路中的電流,圖甲電路圖中,定值電阻及電壓表未接入電路,所以連接開關(guān)與定值電阻間的導(dǎo)線將定值電阻及電壓表短路了,應(yīng)將這根導(dǎo)線接在定值電阻左接線柱的一端改接到右接線柱或接到電壓表的正接線柱,作圖如下:
或
(3)[3]在串聯(lián)電路中,電流表無示數(shù),可能電路出現(xiàn)斷路,而電壓表有示數(shù),說明電壓表與電源接通,是電壓表并聯(lián)部分?jǐn)嗦罚钥赡苁嵌ㄖ惦娮钄嗦妨恕?br>(4)[4]將25歐定值電阻替代30歐電阻,據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點知,定值電阻兩端的電壓變小,而在探究電流與電阻的關(guān)系時,應(yīng)保持定值電阻兩端的電壓不變,所以變阻器的滑片應(yīng)向右移動,讓變阻器接入電路的阻值變小,分得的電壓變小。
[5]定值電阻接入電路的阻值為30歐時,電流表示數(shù)為0.1A,則電流表選用的是小量程。圖乙中,電流表對應(yīng)的分度值為0.02A,示數(shù)為0.12A。
(5)[6]將表格中對應(yīng)的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)軸中描出對應(yīng)的點,用線將各點相連。作圖如下:
(6)[7]實驗中,定值電阻兩端的電壓保持為3.0V,則變阻器兩端的電壓
U變=U-U定=4.5V-3.0V=1.5V
據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點知,定值電阻接入電路的阻值最大為30歐時,變阻器所需接入電路的阻值也最大,則有
解得,變阻器的最大阻值R大=15Ω。
7.(2024·云南·中考真題)實驗小組探究“電流與電壓的關(guān)系”。
(1)實驗前,他們設(shè)計了實驗探究的思路:保持電阻不變,探究電流與電壓的關(guān)系,物理上把這種研究方法叫 法。
(2)根據(jù)圖甲的電路圖連接電路時,開關(guān)應(yīng) 。閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片移到 端(選填“A”或“B”)。
(3)檢查圖乙,發(fā)現(xiàn)有一根導(dǎo)線接錯,請在這根導(dǎo)線上打“×”,并畫出正確接法,且導(dǎo)線不交叉。
(4)正確連接電路后,閉合開關(guān),移動滑片,記錄第1組電壓表和電流表的示數(shù)后,為完成后續(xù)實驗,應(yīng)逐漸將滑片向 端移動(選填“A”或“B”),數(shù)據(jù)記錄如下表。其中第3次實驗時電流表的示數(shù)如圖丙所示,讀數(shù)為 A。
(5)分析實驗數(shù)據(jù)可得結(jié)論:當(dāng)導(dǎo)體的電阻一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成 。
(6)某同學(xué)用小燈泡代替電阻重復(fù)上述實驗,發(fā)現(xiàn)無法得出(5)中的結(jié)論,原因是 。
【答案】 控制變量 斷開 A B 0.12 正比 燈絲電阻隨溫度的升高而增大,不是定值
【詳解】(1)[1]探究電流與電壓的關(guān)系時,應(yīng)控制電阻不變,改變電壓,觀察電流的變化,這種研究方法叫控制變量法。
(2)[2][3]為保護電路,連接電路時,開關(guān)應(yīng)斷開;閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處,即A處。
(3)[4]根據(jù)電路圖可知,電壓表應(yīng)與定值電阻并聯(lián),而圖中電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端,所以應(yīng)將電壓表的“+”接線柱與定值電阻的左接線柱相連,將電壓表的“?”接線柱與定值電阻的右接線柱相連,如下圖所示:
(4)[5]根據(jù)串聯(lián)分壓的知識,要增大定值電阻兩端的電壓,應(yīng)減小滑動變阻器的阻值,所以滑片應(yīng)向右端移動,即B端。
[6]電流表使用0~0.6A量程,分度值為0.02A,示數(shù)為0.12A。
(5)[7]由表格中數(shù)據(jù)知,電阻一定時,電壓增大為原來的幾倍,電流也增大為原來的幾倍,可知在電阻一定時,電流與電壓成正比。
(6)[8]燈泡的電阻隨溫度的升高而增大,不是定值,所以不能用小燈泡代替定值電阻進行實驗。
考法05 用電流表和電壓表測量電阻
8.(2024·四川瀘州·中考真題)某校物理興趣小組在課后拓展活動中對一未知電阻進行探究;選用了3V的電源、待測電阻、電阻箱、電壓表、開關(guān)和導(dǎo)線若干。
(1)連接好如圖甲所示的電路后,閉合開關(guān),電壓表示數(shù)約為3V,無論怎樣調(diào)節(jié)電阻箱,電壓表示數(shù)幾乎不變,其原因可能是 ;
(2)排除故障后,調(diào)節(jié)電阻箱,電壓表示數(shù)如圖乙所示,則電阻箱兩端的電壓為 V;此時,電阻箱示數(shù)如圖丙所示,則電阻箱接入電路的阻值為 Ω,的阻值為 Ω;
(3)同學(xué)們交流中發(fā)現(xiàn),電阻箱接入電路的阻值不同,電壓表示數(shù)不同。當(dāng)電阻箱接入電路的阻值增大時,電壓表示數(shù)將 (選填“變大”“變小”或“不變”);
(4)同學(xué)們進行了深入探究,閉合開關(guān),多次調(diào)節(jié)電阻箱,記錄電阻箱接入電路的阻值R和與之對應(yīng)的電壓表示數(shù)U,分別算出待測電阻的阻值,求其平均值是為了 ;利用測得的多組數(shù)據(jù),描繪出電壓U隨電阻R的變化關(guān)系圖像如下圖,其中正確的是 。
【答案】 電阻Rx斷路 0.5 5 25 變小 減小誤差 B
【詳解】(1)[1]電源電壓是3V,閉合開關(guān),電壓表示數(shù)約為3V,說明電壓表和電源的兩極連接,無論怎樣調(diào)節(jié)電阻箱,電壓表示數(shù)幾乎不變,可能電阻Rx斷路。
(2)[2]圖甲中電壓表測量電阻Rx兩端的電壓,由圖乙可知電壓表的量程是0~3V,分度值是0.1V,電壓表的示數(shù)是2.5V,由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知電阻箱兩端的電壓
UR=U-Ux=3V-2.5V=0.5V
[3][4]由圖丙可知,電阻箱的阻值
R=0×100Ω+0×10Ω+5×1Ω+0×0.1Ω=5Ω
通過電路的電流
的阻值為
(3)[5]當(dāng)電阻箱接入電路的阻值增大時,由串聯(lián)分壓可知電阻箱兩端的電壓增大,由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知電阻Rx兩端的電壓變小,即電壓表的示數(shù)變小。
(4)[6]實驗中,測量多組數(shù)據(jù),求平均值,是為了減小誤差。
[7]電壓表的示數(shù)為
電壓表的示數(shù)隨R的增大而減小,圖像不是直線,是曲線,電壓表的示數(shù)不為零,故選B。
9.(2024·四川遂寧·中考真題)老師帶領(lǐng)芳芳所在的班到實驗室進行分組實驗,利用兩節(jié)干電池、電流表、電壓表、滑動變阻器(最大阻值為)等器材測量未知電阻的阻值,實驗所用的電路如甲圖。
(1)根據(jù)甲圖,用筆畫線代替導(dǎo)線,在乙圖中完成實物電路的連接(要求滑片P向右移動時,滑動變阻器阻值變小);
(2)芳移動滑片P到最大阻值處,閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)電壓表無示數(shù),電流表有示數(shù),電路故障可能是出現(xiàn)了 (選填“開路”或“短路”);
(3)排除故障后,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑片P,直到電壓表、電流表示數(shù)如丙圖所示,則的阻值為 Ω;
(4)改變待測電阻兩端電壓進行多次測量,目的是 (選填序號);
A.避免偶然性,尋找普遍規(guī)律 B.求平均值減少誤差
(5)另一實驗小組的電流表損壞不能使用,小組成員找老師更換電流表。老師向他們指出:不用電流表,利用現(xiàn)有器材也能進行測量。測量電路如丁圖,操作步驟如下:
①閉合開關(guān),滑片P移至A端,電壓表示數(shù)為;
②再將滑片P移至B端,電壓表示數(shù)為;
③則 (用、、表示)。
【答案】 短路 10 B
【詳解】(1)[1]滑動變阻器的滑片P向右移動時,滑動變阻器阻值變小,所以,滑動變阻器接右下接線柱,電壓表并聯(lián)在Rx兩端,如下圖
(2)[2]閉合開關(guān)S后,滑片P到最大阻值處時,電流表有示數(shù),則電路為通路,發(fā)現(xiàn)電壓表無示數(shù),則說明電路故障可能是定值電阻Rx發(fā)生了短路。
(3)[3]由圖丙知道,電壓表的量程應(yīng)為0~3V,分度值為0.1V,示數(shù)為2.0V,電流表的量程應(yīng)為0~0.6A,分度值為0.02A,示數(shù)為0.20A,由歐姆定律知道,的阻值為
(4)[4]在測電阻的實驗中,為了減小誤差,應(yīng)多次測量取平均值,所以本實驗中多次測量的目的是求平均值減小誤差,故B符合題意,A不符合題意。
故選B。
(5)[5]①閉合開關(guān),Rx與滑動變阻器串聯(lián),將滑動變阻器滑片移到A端時,電壓表示數(shù)為U1,為Rx兩端的電壓;
②將滑動變阻器滑片移到B端時,只有Rx接入,此時電壓表示數(shù)為U2,即為電源電壓;
③根據(jù)串聯(lián)電路電流規(guī)律有
考法06 測量小燈泡的電功率
10.(2024·上?!ぶ锌颊骖})物理王興趣小組的同學(xué)小徐和小王做“測定小燈泡的電功率”實驗,現(xiàn)有電源(電源電壓未知且不變)、滑動變阻器兩個分別標(biāo)有A“5Ω 3A”B“20Ω 2A”字樣,待測小燈(標(biāo)有“2.5V”字樣)、電流表、電壓表、開關(guān)及導(dǎo)線若干。小徐選取其中一個變阻器進行實驗,將電流表串聯(lián)在電路中,將電壓表并聯(lián)在待測小燈泡兩端,將滑動變阻器的滑片移至最大阻值處;閉合開關(guān)S后,此時電壓表如圖所示,他發(fā)現(xiàn)無法繼續(xù)實驗。小王選取另一個變阻器進行實驗,并將電壓表并聯(lián)在電路中某處;移動滑片,進行實驗,記錄數(shù)據(jù)如下表,并用其中一組數(shù)據(jù)成功計算出小燈泡的額定電功率。
①測定小燈泡電功率的實驗原理是 ;
②請通過以上信息判斷,小王同學(xué)所選滑動變阻器規(guī)格為 ,電壓表并聯(lián)在 兩端(選填“電源”或“待測小燈泡”或“滑動變阻器”);
③請根據(jù)相關(guān)信息計算出小燈泡的額定功率P額。(需寫出主要推理和計算過程)( )
【答案】 P=UI B 滑動變阻器 0.7W
【詳解】(1)[1]測定小燈泡電功率的實驗原理是P=UI。
(2)[2][3]根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)分析可知:電路中的電流越大,電壓表的示數(shù)越小,所以電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端。 由表中數(shù)據(jù)可知,當(dāng)電路中的電流為0.22A時,滑動變阻器兩端的電壓為3V, 由歐姆定律可得,實驗中變阻器連入電路中的電阻
故選擇的滑動變阻器B;
(3)[4]因為小徐電路將滑片移至阻值最大處,所以R滑1=5Ω,由電壓表示數(shù)可得U燈=3V。由小王的序號3數(shù)據(jù)可知,U3=1.5V,I3=0.3A時,小王電路中
此時小徐所接電路和小王3號電路一致,則電源電壓
U總=U燈+U3=3V+1.5V=4.5V
由2號數(shù)據(jù)知U2=2V時
U燈=U總-U2=4.5-2V=2.5V=U額
所以小燈泡的額定功率為
P額=U額I額=2.5V×0.28A=0.7W
11.(2024·黑龍江綏化·中考真題)在“測量小燈泡的電功率”實驗中,選用的小燈泡上標(biāo)有“2.5V”字樣,額定電流約為0.3A,電源電壓恒為6V,實驗電路如圖甲所示。
(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲電路連接完整 ;(導(dǎo)線不允許交叉)
(2)現(xiàn)有規(guī)格為A“”、B“”和C“”的三個滑動變阻器可供選擇,應(yīng)選擇 (選填字母)滑動變阻器接入電路才能順利進行實驗。實驗中滑動變阻器的作用是 和調(diào)節(jié)小燈泡兩端的電壓及通過的電流;
(3)電路連接完成后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡發(fā)光很暗,這時眼睛應(yīng)該看著 (選填“電流表”或“電壓表”)移動滑動變阻器的滑片,當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時電流表的示數(shù)如圖乙所示,則小燈泡的額定功率為 W;
(4)實驗中改變小燈泡兩端的電壓,多次測量的目的是 ;
(5)測得小燈泡的額定功率后,把小燈泡兩端的電壓調(diào)為額定電壓的一半,發(fā)現(xiàn)測得的功率大于其額定功率的四分之一,請對其加以分析: 。
【答案】 或 B 保護電路 電壓表 0.65 見解析 見解析
【詳解】(1)[1]要測量小燈泡的電功率,小燈泡與滑動變阻器應(yīng)串聯(lián)連接,電壓表測小燈泡兩端的電壓,電流表測電路中的電流,電壓表應(yīng)并聯(lián)在小燈泡的兩端,小燈泡的額定電壓為2.5V,電壓表選用小量程,作圖如下:
>或
(2)[2]小燈泡的額定電流約為0.3A>0.2A,C變阻器不符合題意;小燈泡正常發(fā)光時的電阻約為
此時變阻器兩端的電壓
U變=U總-U=6V-2.5V=3.5V
據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點有
解得,變阻器應(yīng)接入電路的阻值,R大大于10歐,而小于20歐,所以應(yīng)選擇B變阻器。
[3]實驗中,為了保護電路,在閉合開關(guān)前,滑片應(yīng)置于變阻器阻值最大位置處。
(3)[4]小燈泡發(fā)光較暗時,說明未正常發(fā)光,移動滑片時,應(yīng)觀察電壓表,直到其示數(shù)為2.5V。
[5]由圖書知,電流表選用小量程,分度值為0.02A,示數(shù)為0.26A。小燈泡的額定功率
(4)[6]實驗中需要測量不同電壓下小燈泡的實際功率,所以改變小燈泡兩端的電壓,多次測量。
(5)[7]根據(jù)可知,若燈絲電阻不變,實際電壓為額定電壓一半時,實際功率恰好等于額定功率的四分之一;當(dāng)實際電壓低于額定電壓時,燈絲溫度降低。電阻減小,所以此時實際功率大于額定功率的四分之一。
考法07 探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)
12.(2023·青海西寧·中考真題)如圖所示,甲、乙兩個透明容器中密封著等量的空氣,U形管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化。通電一定時間后 (選填“甲”或“乙”)容器連接的U形管液面高度差較大,由此可以得出結(jié)論:在電流和通電時間相同時,導(dǎo)體的 越大,產(chǎn)生的熱量越多;當(dāng)電流為0.3A,通電10s后,甲容器中的電阻產(chǎn)生的熱量是 J。
【答案】 甲 電阻 9
【詳解】[1][2]由圖得,兩電阻串聯(lián),電流與通電時間相同,甲容器中電阻較大,產(chǎn)生熱量較多,甲容器連接的U形管液面高度差較大。
[3]當(dāng)電流為0.3A,通電10s后,甲容器中的電阻產(chǎn)生的熱量
13.(2023·山東棗莊·中考真題)在探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與什么因素有關(guān)的實驗中。某興趣小組猜想:電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量可能與通過導(dǎo)體的電流、導(dǎo)體的電阻和通電時間有關(guān),于是他們利用甲、乙、丙三個裝置進行實驗探究,如圖所示,三個裝置的透明容器中各有一段電阻絲,容器中密封著等量的空氣,U形管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化。
(1)要探究電熱與電阻的關(guān)系。應(yīng)選用 組合,并將它們 接到電源兩端進行實驗。
(2)選用乙、丙組合,串聯(lián)接到電源兩端進行實驗,在通電時間相同的情況下,發(fā)現(xiàn)乙裝置U型管中液面高度變化大,由此可得到的結(jié)論是:在電阻相同、通電時間相同的情況下, 。
(3)實驗中通過觀察U型管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化,在研究許多物理問題時都會用到這種方法,下列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.用鐵屑顯示磁體周圍磁場分布
C.研究光的傳播時,引入“光線”
D.探究平面鏡成像的特點
【答案】 甲、乙 串聯(lián) 通過導(dǎo)體的電流越大,產(chǎn)生的熱量越多 B
【詳解】(1)[1][2]要研究電熱與電阻的關(guān)系,需要控制通過電阻的電流與通電時間相同,而電阻的阻值不同,因此選用甲和乙組合,將它們串聯(lián)接到電源兩端進行實驗。
(2)[3]乙和丙,由于串聯(lián)在電路中,可知通過電路乙中5Ω電阻的電流大于通過丙中5Ω電阻的電流,當(dāng)在通電時間相同的情況下,發(fā)現(xiàn)乙裝置U型管中液面高度變化大,可知氣壓差越大,溫度差越大,熱量越多,可以得出的結(jié)論是:通過導(dǎo)體的電流越大,產(chǎn)生的熱量越多。
(3)[4] A.實驗中通過觀察U型管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化,這用到了轉(zhuǎn)化法,而探究電流與電壓、電阻的關(guān)系時,用到的方法是控制變量法,故A不符合題意;
B.用鐵屑顯示磁體周圍磁場分布時,磁體周圍磁場的強弱轉(zhuǎn)化為吸引鐵屑的多少,故B符合題意;
C.研究光的傳播時,引入“光線”,這是模型法,故C不符合題意;
D.探究平面鏡成像的特點,用到的是替代法,故D不符合題意。
故選B。
考法08 探究通電螺線管外部的磁場方向
14.(2024·陜西·中考真題)請完成下列填空。
(1)如圖1,是“探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素”的實驗裝置,若要探究導(dǎo)體電阻大小與長度的關(guān)系,應(yīng)選擇 (選填圖中導(dǎo)體左側(cè)字母)兩段導(dǎo)體接入電路。
(2)在“探究水在沸騰前后溫度變化的特點”實驗中,繪制了溫度隨時間變化的圖像,如圖2所示。分析可知,實驗時水面上方的大氣壓 (選填“大于”“小于”或“等于”)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。
(3)在“探究通電螺線管外部磁場的方向”的實驗中,將小磁針放在螺線管周圍不同位置,閉合開關(guān)前,觀察到所有的小磁針都指向南北,這是由于小磁針受到了 的作用;閉合開關(guān),小磁針偏轉(zhuǎn)情況如圖3所示,對調(diào)電源正負(fù)極,發(fā)現(xiàn)小磁針的偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生改變,說明通電螺線管的磁場方向與 方向有關(guān)。
【答案】(1)B、D
(2)小于
(3) 地磁場 電流
【詳解】(1)若要探究導(dǎo)體電阻大小與長度的關(guān)系,利用控制變量法,要控制導(dǎo)體的材料和橫截面積相同,長度不同,所以應(yīng)選擇B、D兩段導(dǎo)體。
(2)由題圖可知水的沸點是98℃,在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點是100℃,氣壓越大水的沸點越高,氣壓越小水的沸點越低,所以分析可知,實驗時水面上方的大氣壓小于1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。
(3)[1]地球周圍存在地磁場,閉合開關(guān)前,螺線管沒有形成磁場,觀察到所有的小磁針都指向南北,這是由于小磁針受到了地磁場的作用。
[2]閉合開關(guān),小磁針偏轉(zhuǎn)情況如圖所示,則可判斷通過螺線管的左側(cè)是其N極,對調(diào)電源正負(fù)極,通電螺線管的電流方向發(fā)生改變,小磁針的偏轉(zhuǎn)方向也發(fā)生改變,說明通過螺線管的磁場方向與電流方向有關(guān)。
15.(2023·云南·中考真題)某實驗小組探究“通電螺線管外部磁場的特點”。
(1)將螺線管安裝在一塊有機玻璃板上,連入電路中。在板面上均勻地灑滿鐵屑,閉合開關(guān)并輕敲玻璃板面,觀察到鐵屑分布情況如圖甲所示。鐵屑的分布情況與 磁體周圍鐵屑的分布情況相似,鐵屑的作用是顯示 ;
(2)把小磁針放在通電螺線管四周不同的位置,小磁針靜止時N極所指方向如圖乙所示,則通電螺線管的右端為 極。對調(diào)電源正負(fù)極,閉合開關(guān),小磁針靜止時N極所指方向如圖丙所示,說明通電螺線管的極性與 的方向有關(guān)。
【答案】 條形 電螺線管周圍的磁場分布 N 電流
【詳解】(1)[1]由圖可知,螺線管通電后外部鐵屑的分布情況與條形磁體周圍鐵屑的分布情況相似。
[2]鐵屑在磁場容易被磁化,故可以用鐵屑來顯示通電螺線管周圍的磁場分布。
(2)[3]由圖乙知,根據(jù)小磁針的指向可知,螺線管的右端為N極,左端為S極。
[4]將電源正、負(fù)極對調(diào),小發(fā)現(xiàn)小磁針的指向也改變了,說明通電螺線管極性與電流方向有關(guān)。
考法09 探究導(dǎo)體在磁場中運動時產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件
16.(2024·陜西·中考真題)如圖,是“探究導(dǎo)體在磁場中運動時產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件”的實驗裝置。
(1)閉合開關(guān)后,觀察各種情況下靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)情況,將實驗現(xiàn)象記錄在表格中。分析實驗現(xiàn)象可知:閉合電路中的一部分導(dǎo)體在磁場中做 運動時,電路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流。產(chǎn)生感應(yīng)電流時,導(dǎo)體ab相當(dāng)于電路中的 (填電路元件名稱);
(2)若要探究感應(yīng)電流方向與磁場方向的關(guān)系,應(yīng)保持導(dǎo)體ab運動方向不變,將 對調(diào),觀察靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)情況。
(3)下列物品中,應(yīng)用該實驗結(jié)論工作的是 (填選項字母)。
A.電風(fēng)扇 B.手搖發(fā)電手電筒
【答案】 切割磁感線 電源 磁極 B
【詳解】(1)[1][2]對比分析實驗1、2和3及實驗現(xiàn)象可知:閉合電路中的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時,電路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流。產(chǎn)生感應(yīng)電流時,導(dǎo)體ab相當(dāng)于電路中的電源。
(2)[3]若要探究感應(yīng)電流方向與磁場方向的關(guān)系,應(yīng)保持導(dǎo)體ab運動方向不變,改變磁場的方向,故將磁極對調(diào),觀察靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)情況。
(3)[4]閉合電路中的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時,電路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流,叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象,應(yīng)用該實驗結(jié)論工作的是手搖發(fā)電手電筒,故選B。
17.(2024·新疆·中考真題)如圖所示,用蹄形磁體、導(dǎo)體棒AB、電流表等實驗器材探究導(dǎo)體在磁場中運動時產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。
(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線完成實物圖連接;
(2)當(dāng)導(dǎo)體棒AB沿 (填“上下”或“左右”)方向運動時,電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。通過多次實驗可得:當(dāng)閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場中做 運動時,電路中就產(chǎn)生感應(yīng)電流;
(3)當(dāng)導(dǎo)體棒AB向右運動時,導(dǎo)體棒 (填“受到”或“不受”)磁場對它的力的作用。
【答案】 左右 切割磁感線 受到
【詳解】(1)[1] 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,導(dǎo)體棒AB要與電流表串聯(lián),作圖如下:
(2)[2][3] 根據(jù)電磁感應(yīng)原理,當(dāng)閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時,電路中就產(chǎn)生感應(yīng)電流;當(dāng)導(dǎo)體棒AB沿左右方向運動時,切割了磁感線,電路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流,電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
(3)[4] 當(dāng)導(dǎo)體棒AB向右運動時,切割了磁感線,電路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流,導(dǎo)體棒AB變成了通電導(dǎo)體,而通電導(dǎo)體在磁場中會受到力的作用。
知識點一 電學(xué)實驗
1.探究串、并聯(lián)電路的電流規(guī)律
2.探究串、并聯(lián)電路電壓的規(guī)律
3.探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素
【??伎枷颉?br>(1)轉(zhuǎn)換法:通過比較電流表示數(shù)(或燈泡亮度)判斷電阻絲電阻的大小。電流表示數(shù)越小(燈泡越暗),表明電阻越大
(2)控制變量法:(影響電阻大小的因素:長度、橫截面積、材料、溫度)①探究電阻大小和長度的關(guān)系時,選擇材料、粗細(xì)相同,長度不同的電阻絲;②探究電阻大小和橫截面積的關(guān)系時,選擇材料、長度相同,粗細(xì)不同的電阻絲;③探究電阻大小和材料的關(guān)系時,選擇長度、粗細(xì)相同,材料不同的電阻絲。
(3)燈泡的作用:①反映電阻絲的電阻大??;②保護電路
(4)電流表的作用:更方便判斷電阻絲的電阻大小關(guān)系
(5)只用燈泡反映電阻大小的缺點:當(dāng)電流變化不大時,無法比較出電阻的大小
(6)只用電流表反映電阻大小的缺點:當(dāng)電阻較小時容易燒壞電流表
(7)只有一根電阻絲:對折,可探究電阻與橫截面積的關(guān)系;改變接入電路的導(dǎo)體長度,可探究電阻與長度的關(guān)系;無法探究電阻與材料的關(guān)系
拓展:
(8)金屬導(dǎo)體的電阻還受溫度的影響:溫度越高,電阻越大
4.探究電流與電壓和電阻的關(guān)系
(一)電流與電壓的關(guān)系
【??伎枷颉?br>(1)實驗結(jié)論和圖像
在電阻一定的情況下,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比。
(2)畫電路圖、連接實物圖、找出電路錯誤之處或改接電路。
(3)電路問題:①連接問題:電壓表、電流表的調(diào)零、量程選擇和接法;滑動變阻器要“一上一下”連入電路。②操作問題:連接電路前開關(guān)斷開,閉合開關(guān)前滑動變阻器的滑片移到阻值最大處。③故障問題:電路中用電器斷路或短路、開關(guān)接觸不良。
(4)滑動變阻器的作用:改變電阻兩端的電壓和保護電路。
(5)電流表、電壓表、滑動變阻器的選?。孩侔踩弘姳聿荒艹^量程,滑動變阻器不能超過限定電流。②方便:電表量程不能過大,滑動變阻器最大阻值要能夠滿足調(diào)節(jié)電壓的要求,且不能過大導(dǎo)致使用不便。
(6)設(shè)計或補充實驗表格(序號、電流、電壓或電阻)。
(7)多次實驗的目的:尋找普遍規(guī)律。
(二)電流與電阻的關(guān)系
【常考考向】
(1)實驗結(jié)論和圖像
在電壓一定的情況下,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比
(2)畫電路圖、連接實物圖、找出電路錯誤之處或改接電路。
(3)電路問題:①連接問題:電壓表、電流表的調(diào)零、量程選擇和接法;滑動變阻器要“一上一下”連入電路。②操作問題:連接電路前開關(guān)斷開,閉合開關(guān)前滑動變阻器的滑片移到阻值最大處。③故障問題:電路中用電器斷路或短路、開關(guān)接觸不良。
(4)滑動變阻器的作用:控制電阻兩端的電壓保持不變和保護電路。
(5)電流表、電壓表、滑動變阻器的選取:①安全:電表不能超過量程,滑動變阻器不能超過限定電流。②方便:電表量程不能過大,滑動變阻器最大阻值要能夠滿足調(diào)節(jié)電壓的要求,且不能過大導(dǎo)致使用不便。
(6)設(shè)計或補充實驗表格(序號、電流、電壓或電阻)。
(7)多次實驗的目的:尋找普遍規(guī)律。
(8)實驗中,更換電阻,滑動變阻器接入電路中的電阻變化:當(dāng)定值電阻阻值變大,電阻兩端電壓變大,要讓電阻兩端電壓減小到控制的電壓,則滑動變阻器兩端電壓變大,因此需要向電阻變大的方向移動滑片。反之,向電阻變小的方向移動滑片。(換大調(diào)大,換小調(diào)?。?br>(9)實驗中,更換大電阻后,無論怎么移動滑片,電壓表示數(shù)始終不能回到控制的電壓,原因可能是:①滑動變阻器的最大阻值太小;②電源電壓太大;③控制不變的電壓太小。
5.用電流表和電壓表測量電阻
【??伎枷颉?br>(1)畫電路圖、連接實物圖、找出電路錯誤之處或改接電路
(2)電路問題:①連接問題:電壓表、電流表的調(diào)零、量程選擇和接法;滑動變阻器要“一上一下”連入電路。②操作問題:連接電路前開關(guān)斷開,閉合開關(guān)前滑動變阻器的滑片移到阻值最大處。③故障問題:電路中用電器斷路或短路、開關(guān)接觸不良
(3)滑動變阻器的作用:①改變電阻兩端電壓;②保護電路
(4)滑動變阻器的選擇:在保證電路安全和測量要求的情況下,最大阻值盡可能小
(5)設(shè)計實驗數(shù)據(jù)表格(序號、電壓、電流、電阻)
(6)測量小燈泡的電阻:電阻隨溫度的升高而增大
(9)測量小燈泡電阻時不求平均值,因燈絲電阻可變,平均值沒有意義
(10)多次測量的目的:尋找普遍規(guī)律,避免偶然性
(11)特殊方法測電阻
6.測量小燈泡的電功率
【??伎枷颉?br>(1)畫電路圖、連接實物圖、找出電路錯誤之處或改接電路
(2)電路問題:①連接問題:電壓表、電流表的調(diào)零、量程選擇和接法;滑動變阻器要“一上一下”連入電路。②操作問題:連接電路前開關(guān)斷開,閉合開關(guān)前滑動變阻器的滑片移到阻值最大處。③故障問題:電路中用電器斷路或短路、開關(guān)接觸不良
(3)滑動變阻器的作用:①改變電阻兩端電壓;②保護電路
(4)滑動變阻器的選擇:在保證電路安全和測量要求的情況下,最大阻值盡可能小
(5)設(shè)計實驗數(shù)據(jù)表格(序號、電壓、電流、電功率)
(6)通過數(shù)據(jù)表格或I-U圖像讀取數(shù)據(jù)計算電功率,會讀額定功率
①額定功率不是功率的平均值
②實驗多次測量的目的:尋找小燈泡亮度、實際功率與實際電壓的關(guān)系
(7)I-U圖像不是直線的原因:燈絲的阻值隨溫度的升高而增大
(8)特殊方法測電功率
7.探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)
【常考考向】
(1)轉(zhuǎn)換法:通過U形管液面高度的變化或溫度計升高的溫度反映產(chǎn)生電熱的多少
(2)控制變量法:
a.探究電熱與通電電流的關(guān)系:控制電熱絲阻值和通電時間相同,改變通過電熱絲的電流大?。?br>b.探究電熱與電阻的關(guān)系:控制電熱絲的電流和通電時間相同,選擇兩個不同阻值的電阻絲;
c.探究電熱與通電時間的關(guān)系:控制電熱絲的阻值和電流相同,改變通電時間的長短;
(3)被加熱的物質(zhì)選用煤油或空氣的原因:①不導(dǎo)電,對實驗結(jié)果影響小;②比熱容小,實驗現(xiàn)象明顯
(4)實驗異常現(xiàn)象分析,通電一段時間后,U形管兩側(cè)液面高度差為零:可能是電阻絲短路或斷路
8.探究通電螺線管外部的磁場方向
【??伎枷颉?br>(1)轉(zhuǎn)換法:通過小磁針靜止時N極的指向反映通電螺線管外部磁場的方向
(2)模型法:磁感線是為了描述磁場而引入的物理模型,并非真實存在
(3)鐵棒的作用:增強磁場
(4)小磁針靜止時N極的指向就是該點磁場的方向
(5)判斷通電螺線管的極性(安培定則,即右手螺旋定則)
拓展:
(6)用鐵屑代替小磁針探究通電螺線管外部磁場的強度:鐵屑的疏密情況反映磁場的強度(轉(zhuǎn)換法)
(7)輕敲盛放鐵屑的玻璃板:減小鐵屑和玻璃板間的摩擦,使鐵屑因受到磁場的作用而呈現(xiàn)出規(guī)則的排列
9.探究導(dǎo)體在磁場中運動時產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件
【??伎枷颉?br>(1)轉(zhuǎn)換法:用靈敏電流計指針的偏轉(zhuǎn)情況反映電路中感應(yīng)電流的情況(是否偏轉(zhuǎn)反映是否產(chǎn)生感應(yīng)電流,偏轉(zhuǎn)方向反映感應(yīng)電流的方向,偏轉(zhuǎn)角度反映感應(yīng)電流的大?。?br>(2)控制變量法:①探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生與磁場強弱是否有關(guān):控制磁場方向不變,使導(dǎo)體靜止,更換磁性更強的磁體;
②探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生與導(dǎo)體的運動方向是否有關(guān):控制磁場方向、強弱不變,改變導(dǎo)體的運動方向;
③探究感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體切割磁感線的方向是否有關(guān):控制磁場方向不變,改變導(dǎo)體切割磁感線的方向;
④探究感應(yīng)電流的方向與磁場的方向是否有關(guān):控制導(dǎo)體切割磁感線的方向不變,改變磁場的方向
(3)使靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)更明顯的措施:①換用更靈敏的電流計;②用多匝線圈代替導(dǎo)體;③加快切割磁感線的速度;④更換磁性更強的磁體
(4)能量轉(zhuǎn)化的方向:機械能轉(zhuǎn)化為電能
拓展:
(5)應(yīng)用:發(fā)電機、金屬探測器、動圈式話筒
1.探究“串聯(lián)電路電流特點”。小墨猜想:由于用電器耗電,電流流過用電器會減小。
(1)按圖甲接好電路,閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)燈不亮;為了找出原因,將電壓表兩端分別連到A與B,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù),說明燈可能存在 故障;
(2)排除故障后,用電流表測出A點電流,如圖乙所示,該電流 A;再測出B點電流,得到的結(jié)論;更換不同規(guī)格的燈泡,重復(fù)上述操作,都得到相同結(jié)論,由此判斷猜想是 的;
(3)為進一步得出兩個燈串聯(lián)時電流的規(guī)律,小墨按圖丙連接電路,測量A、B、C三點的電流,得出結(jié)論;小藍認(rèn)為不需要再測量,在以上結(jié)論的基礎(chǔ)上,通過推理也可以得出相同結(jié)論,請寫出小藍的推理過程: ;
(4)如圖丁,電源電壓可調(diào)節(jié),燈泡上分別標(biāo)有“2.5V 0.3A”“6.3V 0.15A”。閉合開關(guān),使電源電壓從0逐漸增加,先正常發(fā)光的燈泡是 ,此時較亮的燈泡是 。
【答案】(1)斷路
(2) 0.28 錯誤
(3)見解析
(4)
【詳解】(1)將電壓表接在A、B兩點間,電壓表有示數(shù)說明電壓表與電源是連通的,燈不亮說明電路斷路,即電壓表并聯(lián)的部分?jǐn)嗦?,即斷路?br>(2)[1][2]如圖乙所示,電流表選用小量程,分度值為,則,再測出B點電流,得到的結(jié)論;更換不同規(guī)格的燈泡,重復(fù)上述操作,都得到相同結(jié)論,說明電流流過用電器后并沒有減小,因此說明該猜想是錯誤的。
(3)在(2)結(jié)論的基礎(chǔ)上,通過推理也可以得出相同結(jié)論,因為、,所以。
(4)[1]如圖丁,電源電壓可調(diào)節(jié),燈泡串聯(lián),串聯(lián)電流相等,使電源電壓從0逐漸增加,則電路中電流逐漸變大,額定電流較小,所以先正常發(fā)光的燈泡是。
[2]電阻為
電阻為
電阻較大,串聯(lián)電流相等,根據(jù)可知實際功率較大,則較亮的燈泡是。
2.小余和小陳一起做“探究并聯(lián)電路中電流的規(guī)律”實驗,其中電源為兩節(jié)新干電池。
(1)按圖甲的電路圖,正確連接圖乙的實物電路時,開關(guān)應(yīng)保持 ;圖乙是他們測量電流時連接的實驗電路,此時電流表測量的是 (選填“A”、“B”或“C”)處的電流;
(2)請在圖乙中移動一根導(dǎo)線,移動后電流表測量的是B處的電流。在移動的導(dǎo)線上畫“×”,并用筆畫線代替導(dǎo)線連接正確的電路 ;
(3)他們在測量B處的電流時,發(fā)現(xiàn)電流表的指針偏轉(zhuǎn)如圖丙所示,原因是 ;在排除故障后,電流表的示數(shù)如圖丁所示,則電流表的示數(shù)為 A;
(4)通過多次測量,測出A、B、C三處的電流如表所示,由此得出初步結(jié)論:并聯(lián)電路中, (用IA、IB和IC表示)。
【答案】(1) 斷開 C
(2)
(3) 電流表正負(fù)(或“+”、“-”)接線柱接反了 0.24
(4)IC = IA + IB
【詳解】(1)[1]為了保護電路,連接實物時開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)。
[2]由圖乙可知,此時電流表在干路上,故測量的是干路總電流,即C處的電流。
(2)由圖甲可知,B處電流即為通過燈泡L2的電流,故若要電流表測量B處的電流,應(yīng)將電流表先與燈L2串聯(lián)后,再與燈L1并聯(lián)接入電路中,如圖所示:
(3)[1]由圖丙可知,測量B處的電流時,電流表的指針偏向零刻度線的左側(cè),說明電流表的正負(fù)接線柱接反了。
[2]由圖丁可知,電流表接小量程,分度值為0.02A,故電流表的讀數(shù)為0.24A。
(4)由表格中數(shù)據(jù)可知,在并聯(lián)電路中,干路等于各支路電流之和,即。
3.小雨和小華同學(xué)在“探究串聯(lián)電路電壓的規(guī)律”實驗中,都設(shè)計了如圖甲所示的電路。
(1)連接電路前,小雨發(fā)現(xiàn)電壓表指針如圖乙所示,則他應(yīng)對電壓表進行的操作是 。
(2)小雨根據(jù)圖甲連接好電路,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)為零,則小燈泡的故障可能是 或 。
(3)排除故障后,小雨完成了實驗,并把數(shù)據(jù)記錄在表格中。分析實驗數(shù)據(jù)得出兩個結(jié)論:
①串聯(lián)電路中電源兩端電壓等于 ;
②串聯(lián)電路中各電器兩端電壓相等;
(4)實驗結(jié)束后小雨和小華互相交流,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,小雨的實驗操作在設(shè)計方案上還存在另一個不足之處是: 。
【答案】(1)對電壓表調(diào)零
(2) L1短路 L2斷路
(3)各部分電路兩端電壓之和
(4) 使用了相同規(guī)格的燈泡進行實驗 只進行了一次實驗,只憑一組實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論帶有偶然性
【詳解】(1)連接電路前,沒有電流通過電壓表,發(fā)現(xiàn)電壓表指針如圖乙所示,指針沒有指在零刻度線處,接下來他要對電壓表進行的操作是對電壓表調(diào)零。
(2)[1][2]根據(jù)圖甲連接好電路,電壓表并聯(lián)在L1兩端,閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)為零,可能是由于L1短路,導(dǎo)致電壓表也被短路,也可能是因為L2斷路,導(dǎo)致整個電路斷路。
(3)分析表中實驗數(shù)據(jù)知,1.4V+1.4V=2.8V,由此得出結(jié)論,串聯(lián)電路中電源兩端的電壓等于各部分電路兩端電壓之和。
(4)[1]分析表中實驗數(shù)據(jù)知,UAB=UBC=1.4V,在串聯(lián)電路中,如果各個用電器的電阻不同,那么它們兩端的電壓也會不同。由于選用的燈泡規(guī)格相同,因此它們的電阻相同,導(dǎo)致兩端電壓相等,但這并不能代表所有串聯(lián)電路的情況。故使用了相同規(guī)格的燈泡進行實驗,由此得出的結(jié)論②是錯誤的。
[2]為了得出可靠的結(jié)論,通常需要進行多次實驗以排除偶然因素的影響。所以這個實驗在設(shè)計方案上存在的另一個不足之處是:只進行了一次實驗,只憑一組實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論帶有偶然性。
4.小明和小華為了“探究串聯(lián)電路的電壓關(guān)系”,設(shè)計的實驗電路如圖甲所示,所用電源電壓為3V。
(1)根據(jù)電路圖甲,小明進行電路連接,當(dāng)他連接好最后一根導(dǎo)線時兩燈立即發(fā)光,小明實驗過程中開關(guān)處于 狀態(tài);小華根據(jù)圖甲連接好電路后,閉合開關(guān)前觀察到電壓表示數(shù)如圖乙所示,出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因是 。改正后小明讀出電壓表示數(shù)為1.5V;
(2)為了節(jié)省時間,在測L2兩端的電壓時,小明將電壓表所接的B接點不動,只斷開A接點,并把接線改接到C接點上,小華認(rèn)為這個方法不能測出L2兩端的電壓,理由是 ;
(3)正確操作后,小明完成了實驗,并把數(shù)據(jù)記錄在表格中。分析實驗數(shù)據(jù)得出實驗結(jié)論:串聯(lián)電路中,各用電器兩端電壓相等,總電壓等于各用電器兩端電壓之和。實驗結(jié)束后小明和小華互相交流,小華指出小明的結(jié)論是錯誤的,造成結(jié)論錯誤的原因是 ;另外,小明的實驗在設(shè)計方案上還存在另一個不足之處是 。
【答案】(1) h閉合 電壓表的沒有調(diào)零
(2)見解析
(3) 見解析 見解析
【詳解】(1)[1]連接電路時需要斷開開關(guān),把最后一根導(dǎo)線剛連接好,燈泡L1、L2就亮,說明連接電路時開關(guān)沒有斷開。
[2]電壓表使用前,需要調(diào)零,由圖乙可知,閉合開關(guān)前觀察到電壓表的指針沒有指到零刻度線,說明電壓表沒有進行調(diào)零。
(2)如果保持B接線柱,將電壓表V的連線由A改接到C會導(dǎo)致電壓表V的正負(fù)接線柱接反,指針會向左偏,不能測出L2兩端的電壓。
(3)[1][2]由表格中的數(shù)據(jù)可知UAB=UBC=1.5V
由于選用的燈泡規(guī)格相同,造成兩個燈泡兩端的電壓相等,實驗只有一組數(shù)據(jù),說明只進行了一次實驗,為了使結(jié)論具有普遍性,應(yīng)該選用不同規(guī)格的燈泡,多次實驗。所以實驗的不足之處是:實驗只進行了一次,結(jié)論不具有普遍性。
5.在“探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素”的實驗中,采用圖中所示的實驗裝置。a、b、c是鎳鉻合金制成的三根導(dǎo)線,a、b長度相同但橫截面積不同,a、c橫截面積相同但長度不同,導(dǎo)線d由錳銅合金制成,長度、橫截面積與導(dǎo)線b相同。
(1)圖中是通過觀察 來比較導(dǎo)體電阻的大小,這里用到的物理實驗方法為 ;
(2)在探究導(dǎo)體電阻大小與長度的關(guān)系時,應(yīng)選用的兩根金屬絲是 (填字母);如果只用一根金屬絲a進行實驗,可以探究導(dǎo)體電阻大小與 的關(guān)系(填序號);
①長度、橫截面積
②長度、材料
③橫截面積、材料
(3)在我國城鄉(xiāng)地區(qū)進行輸電線路的改造,將原來細(xì)的輸電線換成較粗的輸電線,這樣可以 (選填“增大”或“減小”)輸電線的電阻,進而減小電能損失。
【答案】(1) 電流表示數(shù) 轉(zhuǎn)換法
(2) a、c ①
(3)減小
【詳解】(1)[1][2]實驗中通過觀察電流表的示數(shù)判斷導(dǎo)體電阻的大小,采用了轉(zhuǎn)換法,電流表的示數(shù)越小,說明電阻越大。
(2)[1]在探究導(dǎo)體電阻大小與長度的關(guān)系時,應(yīng)控制導(dǎo)體的材料和橫截面積相同,長度不同,所以應(yīng)選擇a、c兩根金屬絲。
[2]如果只用一根金屬絲a,我們既可以通過改變夾子的位置來改變電阻絲接入電路的長度,也可以把電阻絲對折來改變電阻絲的橫截面積,即可以探究導(dǎo)體電阻大小與長度、橫截面積的關(guān)系,故選①。
(3)在我國城鄉(xiāng)地區(qū)進行輸電線路的改造,將原來細(xì)的輸電線換成較粗的輸電線,這樣在導(dǎo)線材料和長度不變的情況下,增加了導(dǎo)線的橫截面積,減小了輸電線的電阻,進而減小電能損失。
6.實驗中采用如圖甲所示的實驗裝置探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素,a、b、c是鎳鉻合金制成的三根導(dǎo)線,a、b長度相同但橫截面積不同,a、c橫截面積相同而長度不同。
(1)為了探究電阻與長度的關(guān)系,應(yīng)選擇 、 兩根導(dǎo)線先后接入M、N間,通過觀察 來比較導(dǎo)線電阻的大小。
(2)將導(dǎo)線a和b先后接入M、N間,發(fā)現(xiàn)接入a導(dǎo)線時電流表的示數(shù)比接入b導(dǎo)線時的 。
(3)將水槽中加入淡鹽水,兩鐵釘插入鹽水中(如圖乙所示),將鐵釘與M、N相連,不斷加入鹽攪拌均勻(鹽水始終未達到飽和狀態(tài)),獲得電流表示數(shù)如圖表所示。說明相同條件下,溶液的電阻與 有關(guān)。
(4)將水槽中的鹽水更換為煤油,再次進行實驗,會出現(xiàn)什么現(xiàn)象?請分析產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因: 。
【答案】(1) a c 電流表示數(shù)
(2)小
(3)鹽水濃度
(4)見解析
【詳解】(1)[1][2][3]導(dǎo)體的電阻大小與材料、長度、橫截面積、溫度有關(guān),無特殊說明時,默認(rèn)溫度相同,題中采用控制變量法,探究電阻的大小與導(dǎo)體的長度關(guān)系時,應(yīng)控制導(dǎo)體的橫截面積、材料相同,長度不同,即選a、c兩根導(dǎo)線;由于電阻的大小不好比較,所以實驗中是將電阻的大小轉(zhuǎn)化成電流表的示數(shù)大小來比較,即用到了轉(zhuǎn)換法。
(2)導(dǎo)線a和b材料及長度相同,橫截面積不同,將導(dǎo)線a和b先后接入M、N間,發(fā)現(xiàn)接入a導(dǎo)線時電流表的示數(shù)比接入b導(dǎo)線時的小,說明b導(dǎo)線的電阻小,該實驗表明:在其他條件相同時,導(dǎo)體橫截面積越小,電阻越大。
(3)將鐵釘與M、N相連,不斷加入鹽攪拌均勻(鹽水始終未達到飽和狀態(tài)),獲得電流表示數(shù)不同,說明相同條件下,溶液的電阻與鹽水濃度有關(guān)。
(4)煤油是絕緣體,不容易導(dǎo)電,會出現(xiàn)電流表沒有示數(shù)現(xiàn)象。
7.在“探究通過導(dǎo)體的電流與電阻的關(guān)系”實驗中,器材有:電源(電壓恒為4.5V)、電流表、電壓表、開關(guān)、定值電阻(10Ω、15Ω、20Ω、30Ω、50Ω)、滑動變阻器(規(guī)格“20Ω,2A”)、導(dǎo)線若干。
(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲所示電路連接完整(要求:滑動變阻器的滑片P移到最右端時電路中的電流最小) ;
(2)連接電路時開關(guān)應(yīng) ;
(3)正確連接電路后,閉合開關(guān),兩電表均無示數(shù);將電壓表接在滑動變阻器兩端時電壓表有示數(shù)。則電路故障可能是 ;
(4)將5Ω電阻換成15Ω電阻進行實驗時,滑片P應(yīng)向 (選填“左”或“右”)移動,同時眼睛盯著電壓表,使其示數(shù)為 V,并記錄相關(guān)數(shù)據(jù);
(5)根據(jù)實驗數(shù)據(jù),在圖乙所示的坐標(biāo)系中描繪出了的圖像,分析圖像可得出的結(jié)論是 ;
(6)實驗中發(fā)現(xiàn)把50Ω的電阻接入電路中時,無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P都不能使電阻兩端電壓達到預(yù)設(shè)值。若電阻兩端的電壓預(yù)設(shè)值不變,為保證五個電阻都可以單獨接入電路中完成實驗,可以更換電源,更換的電源電壓最大值不超過 V。
【答案】(1)
(2)斷開
(3)滑動變阻器斷路
(4) 右 3
(5)當(dāng)電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比
(6)4.2
【詳解】(1)根據(jù)滑片P移到最右端時,電流最小可知,滑動變阻器的滑片P向左滑動時,電流表示數(shù)變大,說明滑動變阻器接入電路的阻值變小,故滑動變阻器選用左下接線柱與電流表串聯(lián)在電路中,如圖
(2)為保護電路,連接電路時,開關(guān)應(yīng)斷開。
(3)閉合開關(guān),兩電表均無示數(shù),說明電路可能斷路;將電壓表并聯(lián)接在滑動變阻器兩端時有示數(shù),說明與電壓表并聯(lián)的滑動變阻器以外的電路正常,故電路故障可能是滑動變阻器斷路。
(4)[1][2]由乙圖可知,定值電阻兩端的電壓
探究電流與電阻的關(guān)系,需要控制定值電阻兩端電壓不變,將5Ω電阻換成15Ω電阻時,根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知,定值電阻阻值變大,定值電阻兩端電壓會變大,則需將滑動變阻器的阻值變大,即滑片向右調(diào)節(jié),且眼睛觀察電壓表的示數(shù),使電壓表的示數(shù)為3V,并記錄實驗數(shù)據(jù)。
(5)由乙圖可知,電流和電阻的乘積是一個定值,得到的結(jié)論為:當(dāng)電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。
(6)定值電阻兩端電壓為3V;根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知,當(dāng)滑動變阻器接入電路中的阻值最大時,根據(jù)串聯(lián)電路電流處處相等可得
代入數(shù)據(jù)為可得
解得,電源電壓的最大值為4.2V。
8.在“探究電流與電壓、電阻關(guān)系”的實驗中,實驗小組選用、、、、五個電阻,電壓恒為6V的電源,“,1A”的滑動變阻器等器材,設(shè)計了如圖甲的實驗電路。
(1)根據(jù)甲圖,將乙圖的電路連接完整(滑片向右移動時,電流表示數(shù)變大,導(dǎo)線不交叉) ;
(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),則電路存在的故障可能是定值電阻 (選填“短路”或“斷路”);
(3)首先,接入的電阻探究“電流與電壓的關(guān)系”;
①實驗過程中,通過多次改變滑片的位置來改變 ;當(dāng)電壓表示數(shù)為2.8V時,電流表如圖丙所示,為 A;
②分析數(shù)據(jù),可得出結(jié)論: ;
(4)接著小紅繼續(xù)按照圖乙所示電路,將、、、、這五個電阻隨機單獨接入電路,探究電流與電阻的關(guān)系;
①實驗中控制電阻兩端的電壓為2V不變。她用的電阻完成實驗后,保持滑動變阻器的滑片位置不動,斷開開關(guān)換上的電阻,閉合開關(guān),為了使電阻兩端的電壓恢復(fù)到2V,此時應(yīng)將滑動變阻器的阻值適當(dāng)調(diào) (選填“大”或“小”);
②她發(fā)現(xiàn)當(dāng)接入 的電阻時,無論怎樣調(diào)節(jié)滑片,電壓表的示數(shù)都大于2V,若想完成實驗,應(yīng)更換一個最大阻值不小于 的滑動變阻器。
【答案】(1)
(2)短路
(3) 電流 0.28 電阻一定時,電流與電壓成正比
(4) 大 25 50
【詳解】(1)根據(jù)滑片向右移動時,電流表示數(shù)變大,故變阻器連入電路的電阻變小,故變阻器右下接線柱連入電路中與電流表串聯(lián),電壓表與電阻并聯(lián),如圖所示:
(2)閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù),電路為通路,電壓表無示數(shù),則電路存在的故障可能是定值電阻短路。
(3)[1][2]實驗過程中,通過多次改變滑片的位置來改變滑動變阻器接入電路的阻值進而改變電流;當(dāng)電壓表示數(shù)為2.8V時,電流表如圖丙所示,分度值為0.02A,示數(shù)為0.28A。
[3]分析表中實驗數(shù)據(jù)可知,電壓擴大幾倍,電流也隨之?dāng)U大幾倍,可得:電阻一定時,電流與電壓成正比。
(4)[1]探究電流與電阻的實驗中應(yīng)控制電壓不變,即應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變,用的電阻完成實驗后,保持滑動變阻器的滑片位置不動,斷開開關(guān)換上電阻,根據(jù)串聯(lián)分壓原理,電阻的電壓變大,為保持電阻兩端的電壓不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知應(yīng)增大滑動變阻器分得的電壓,由分壓原理,應(yīng)增大滑動變阻器連入電路中的電阻。
[2]實驗中控制電阻兩端的電壓為2V不變,將變阻器的最大阻值接入電路,根據(jù)串聯(lián)分壓原理則有
解得對應(yīng)的定值電阻最大為,所以當(dāng)接入的電阻時,無論怎樣調(diào)節(jié)滑片,電壓表的示數(shù)都大于2V。
[3]當(dāng)接入的電阻時,根據(jù)串聯(lián)分壓原理則有
解得,所以若想完成實驗,應(yīng)更換一個最大阻值不小于的滑動變阻器。
9.在“測量小燈泡的電阻”實驗中,選用的器材有:兩節(jié)新干電池,標(biāo)定電壓為2.5V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 ;閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片應(yīng)置于 端;(選填“左”或“右”)
(2)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.小燈泡斷路D.滑動變阻器斷路
(3)排除故障后,移動滑片P,電壓表的示數(shù)為2.5V,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));
拓展:該小組的同學(xué)們進一步實驗,利用電源(電壓未知但恒定不變),阻值為R的定值電阻、電流表、開關(guān)等器材,設(shè)計了如圖丙的電路也能測量的阻值:
①閉合開關(guān)、斷開,讀出電流表的示數(shù);
② ,讀出電流表的示數(shù);
③根據(jù)實驗數(shù)據(jù),計算出待測電阻 。(用R、、表示)
【答案】(1) 左
(2)B
(3) 0.28 8.9 閉合開關(guān)、
【詳解】(1)[1]根據(jù)實驗電路是串聯(lián)的,電壓表測燈泡兩端電壓,電流表測電路中的電流,連接的電路如下圖所示:
[2]閉合開關(guān)前,為了保護電路,滑片應(yīng)置于阻值最大處,即左端。
(2)串聯(lián)電路中,閉合開關(guān),電流表有示數(shù),說明電路是通路,小燈泡不發(fā)光,電壓表無示數(shù),則可能是燈泡發(fā)生短路,電壓表相等于測導(dǎo)線電壓,因此無示數(shù),故B符合題意,ACD不符合題意。
故選B。
(3)[1]乙圖中電流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,讀數(shù)為0.28A。
[2]小燈泡正常發(fā)光時的電阻約為
[3][4]據(jù)丙圖可知,閉合開關(guān)、斷開,電路為定值電阻和未知電阻串聯(lián),電流表測電路中的電流,電源電壓可表示為--------①
接下來閉合開關(guān)、,電路為未知電阻單獨串聯(lián),可得電源電壓為------②
由于電源電壓不變,聯(lián)立①②可得未知電阻的阻值為
10.在“伏安法測電阻”的實驗中,實驗器材有干電池3節(jié)(電源電壓4.5V)、電流表和電壓表各一個、滑動變阻器、待測電阻、開關(guān)和導(dǎo)線若干。
(1)小亮連接了如圖甲所示電路,若閉合開關(guān),電壓表的指針將 (選填“正向偏轉(zhuǎn)”“反向偏轉(zhuǎn)”或“不動”),檢查電路時發(fā)現(xiàn)有一根導(dǎo)線連接錯誤,請在錯誤的導(dǎo)線上打“×”,畫出正確連線 ;
(2)排除故障后,閉合開關(guān),小亮多次調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片,記錄實驗數(shù)據(jù)如下表:
圖乙為第2次實驗電壓表的示數(shù),讀數(shù)為 V;
(3)本實驗多次測量,其目的與下列實驗中多次測量的目的相同的是___________(填字母代號);
A.用刻度尺測量鉛筆的長度B.測量小燈泡的電阻
(4)另一組同學(xué)利用圖丙所示電路也完成了該實驗,電源電壓不變,滑動變阻器的最大阻值為,a、b為滑動變阻器兩端點,請把實驗步驟補充完整。
①閉合開關(guān)S,移動滑動變阻器滑片P至a端,讀出電壓表示數(shù)U1;
②閉合開關(guān)S, ,讀出電壓表示數(shù)U2,則待測電阻的表達式Rx= 。(用R0、U1、U2、表示)
【答案】(1) 不動
(2)1.6
(3)A
(4) 移動滑動變阻器滑片P至b端
【詳解】(1)[1]電壓表與電流表并聯(lián)了,電壓表被短路,若閉合開關(guān),則電壓表指針不動。
[2]電流應(yīng)從電壓表的正接線柱流入,從負(fù)接線柱流 出,電壓表應(yīng)并聯(lián)接在定值電阻的兩端,如圖所示:
(2)由乙圖可知,電壓表量程為0~3V,其分度值為0.1V,示數(shù)為1.6V。
(3)本實驗多次測量的目的是用來求平均值來減小誤差。
A.用刻度尺測量鉛筆的長度,多次測量的目的是用來求平均值來減小誤差,故A符合題意;
B.測量小燈泡的電阻,小燈泡的電阻受溫度的影響發(fā)生變化,故不能對小燈泡的電阻求平均值,即多次測量的目的是尋找普遍規(guī)律,故B不符合題意。
故選A。
(4)[1][2]閉合開關(guān)S,移動滑動變阻器滑片P至a端,讀出電壓表示數(shù)U1;此時U1等于電源兩端電壓;閉合開關(guān)S,移動滑動變阻器滑片P至b端,讀出電壓表示數(shù)U2,此時U2等于待測電阻Rx兩端電壓;根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點可知
則待測電阻的表達式為。
11.在“測定小燈泡的電功率”的實驗中,小明同學(xué)選用了如圖甲所示的器材,其中電源電壓為6V,小燈泡的額定電壓為2.5V(燈絲電阻約為10Ω),滑動變阻器的銘牌“20Ω,1A”。
(1)請在如圖甲中連接電路。
(2)小明同學(xué)連接好電路后閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡沒有發(fā)光,電壓表無示數(shù),電流表的指針有明顯偏轉(zhuǎn),則故障可能是 。
(3)小明同學(xué)根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù),繪制出了小燈泡中的電流隨它兩端電壓變化的關(guān)系圖像如圖乙所示,分析圖像可知小燈泡的額定功率為 W。
(4)小華同學(xué)認(rèn)為不用電流表也可以測量小燈泡的額定功率,于是她找來一個阻值為5Ω的定值電阻R0,設(shè)計了如圖丙所示的電路,測量額定電壓為3.8V小燈泡的額定功率,正確連接電路后,其操作如下:
①閉合開關(guān)S和S2,斷開S1,移動滑片P,使電壓表的示數(shù)為 V;
②保持滑片Р的位置不變,閉合開關(guān) ,斷開其他開關(guān),記下電壓表的示數(shù)為5.8V;
③小燈泡的額定電功率為 W,同時也能計算出正常發(fā)光時小燈泡的電阻為 Ω。
【答案】(1)
(2)小燈泡短路
(3)0.625W
(4) 3.8 S和S1 1.52 9.5
【詳解】(1)由于小燈泡額定電壓為 2.5V,燈絲電阻約為 10Ω,根據(jù)可得,小燈泡正常工作電流,假設(shè)電路中沒有滑動變阻器的話,由可得,電路中的電流,因為實際上電路中還有滑動變阻器,故電路中的電流要小于0.6A,所以電流表量程選擇 0~0.6A;滑動變阻器采用 “一上一下” 的接法串聯(lián)在電路中,將電源、滑動變阻器、電流表、小燈泡、開關(guān)依次串聯(lián)起來,如圖所示:
(2)實驗電路是串聯(lián)連接,閉合開關(guān),移動變阻器滑片,小燈泡不發(fā)光,電流表有示數(shù)且發(fā)生變化,說明電路中無斷路,電壓表無示數(shù),則故障可能是小燈泡短路。
(3)小燈泡的額定電壓為2.5V,由圖乙可知,小燈泡在額定電壓下的電流為0.25A,故小燈泡的額定功率為
(4)[1]小華設(shè)計了如圖丙所示的電路,測量額定電壓為3.8V小燈泡的額定功率,正確連接電路后,閉合開關(guān)S和S2,斷開S1,小燈泡與定值電阻R0串聯(lián),電壓表測小燈泡兩端的電壓,為了使小燈泡正常工作,移動滑片P,使電壓表的示數(shù)為3.8V。
[2]保持滑片Р的位置不變,閉合開關(guān)S和S1,斷開開關(guān)S2,此時小燈泡與定值電阻R0串聯(lián),電壓表測小燈泡與定值電阻R0兩端的總電壓,記下此時電壓表的示數(shù)為5.8V。
[3]根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知,定值電阻R0兩端的電壓為
根據(jù)歐姆定律可得,通過定值電阻的電流為
故小燈泡的額定電功率為
[4]由可知,正常發(fā)光時小燈泡的電阻為
12.在“測量小燈泡的電功率”實驗中,小華準(zhǔn)備了以下器材:電源、標(biāo)有“2.5V”的小燈泡、電流表、電壓表、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線若干。請完成下列問題:
(1)如圖甲,請用筆畫線代替導(dǎo)線,正確連接電路 ;
(2)在開關(guān)S閉合前,應(yīng)將滑片P移到 端(選填“A”或“B”);
(3)閉合開關(guān)S,發(fā)現(xiàn)燈泡不亮,電流表有示數(shù),電壓表無示數(shù),該電路故障可能是小燈泡 ;
(4)排除故障后,閉合開關(guān)S,移動滑片P,同時眼睛要觀察 表的示數(shù),直到示數(shù)為 V時,小燈泡正常發(fā)光,記錄電壓表和電流表示數(shù);
(5)繼續(xù)移動滑片P,讓電壓表示數(shù)低于2.5V,某時刻電流表示數(shù)如圖乙為 A,觀察燈泡亮度并記錄電表示數(shù);繼續(xù)緩慢移動滑片P,讓電壓表示數(shù)高出2.5V少許,觀察燈泡亮度并記錄電表示數(shù)。小華根據(jù)所有實驗數(shù)據(jù)作出了小燈泡的U-I圖像,如圖丙,則小燈泡額定功率為 W;
(6)根據(jù)小燈泡U-I圖像和亮度變化,還可以發(fā)現(xiàn) 。
【答案】(1)
(2)B
(3)短路
(4) 電壓 2.5
(5) 0.2 0.75
(6)小燈泡的亮度越高,其電阻變大
【詳解】(1)根據(jù)實驗要求可知,電源和小燈泡要串聯(lián)接入電路,電壓表測小燈泡兩端的電壓,由于小燈泡的額定電壓為2.5V,則電壓表選擇小量程,電路圖如圖所示:
(2)閉合開關(guān)前,為了保護電路,滑動變阻器的滑片應(yīng)置于阻值最大處。如圖,滑動變阻器左下接線柱接入電路,滑片應(yīng)置于阻值最大處的B端(右端)。
(3)燈泡不亮,說明沒有電流流過小燈泡,電流表有示數(shù),說明電路是通路,電壓表沒有示數(shù),說明小燈泡兩端沒有電壓,則電路故障可能是小燈泡短路。
(4)[1][2]閉合開關(guān)S,移動滑片P,要使小燈泡正常發(fā)光,則應(yīng)該觀察電壓表的示數(shù),使其達到小燈泡正常發(fā)光的額定電壓2.5V,記錄電壓表和電流表示數(shù)。
(5)[1]如圖,電流表量程為0~3A,分度值為0.02A,此時電路電流為0.2A。
[2]根據(jù)小燈泡的圖像圖丙可知,當(dāng)達到小燈泡的額定電壓2.5V時,通過小燈泡的額定電流為0.3A,小燈泡的額定功率為
(6)根據(jù)小燈泡圖像和亮度變化可知,隨著小燈泡兩端的電壓增大,小燈泡的亮度增加,溫度升高,其電阻也隨之變大。
13.如圖是某小組探究電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)的實驗裝置,兩個透明容器中密封著等量的空氣。
(1)實驗中,通過觀察U形管中 來判斷電熱絲產(chǎn)生熱量的多少,這種研究物理問題的方法叫 法;
(2)由圖甲實驗可知,通電一段時間后,觀察到右側(cè)U形管中液面較高,說明在通電時間相同、電流相等的情況下, 越大,電流產(chǎn)生的熱量越多;
(3)由圖乙實驗可知,通電一段時間后,觀察到左側(cè)U形管中液面較高,說明在通電時間相同、電阻大小相等的情況下,電流越大,電流產(chǎn)生的熱量越 (選填“多”或“少”)。
【答案】(1) 液面的高度差 轉(zhuǎn)換
(2)電阻
(3)多
【詳解】(1)[1][2]電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察,但可以通過液面高度差的變化來反映,通過觀察U形管中液面高度差來判斷電熱絲產(chǎn)生熱量的多少,這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法。
(2)由甲圖可知,兩段阻值不同的電阻絲串聯(lián),通過兩電阻絲的電流相同、通電時間相同,可探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系。通電一段時間后,右側(cè)電阻較大,右側(cè)U形管中液面較高,可以得到在通電時間相同、電流相等的情況下,電阻越大,電流產(chǎn)生的熱量越多。
(3)在乙裝置中一個5Ω的電阻與兩個5Ω的電阻并聯(lián)后再串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點可知,右端兩個電阻的總電流和左端的電阻電流相等,容器內(nèi)的電阻值都是5Ω,阻值相等,通電時間相等,電流不同,可探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系。通電一段時間后,通過左側(cè)電阻的電流較大,左側(cè)U形管中液面較高,由此可知在通電時間相同、電阻大小相等的情況下,電流越大,電流產(chǎn)生的熱量越多。
14.小李用如圖所示的裝置,探究物質(zhì)的吸熱能力。
(1)甲、乙兩個燒瓶中電阻絲的阻值 (選填“相等”或“不相等”)。由公式 可知,在相同時間內(nèi)兩燒瓶中電阻絲放出的熱量 (選填“相等”或“不相等”)。
(2)實驗時,在甲、乙兩燒瓶中分別裝入初溫相同、 相同的水和煤油。閉合開關(guān),通過比較 ,判斷燒瓶中液體吸熱能力的強弱。
(3)部分實驗數(shù)據(jù)如下表所示,分析數(shù)據(jù)可得結(jié)論:①在相同時間內(nèi),溫度變化 的物質(zhì)吸熱能力強,則 (選填“水”或“煤油”)的吸熱能力強;②煤油的比熱容是 。
【答案】(1) 相等 相等
(2) 質(zhì)量 升高的溫度
(3) 慢 水
【詳解】(1)[1][2][3]探究物質(zhì)的吸熱能力,需要控制熱源相同,即相同時間內(nèi)熱源產(chǎn)生的熱量相同,圖中兩電阻絲串聯(lián),通過的電流相同,通電時間相同,由可知,要產(chǎn)生相同的熱量,則實驗中選用的兩根電阻絲的阻值應(yīng)相等。
(2)[1][2]根據(jù)控制變量法,在甲、乙兩燒瓶中需要分別裝入初溫相同、質(zhì)量相同的水和煤油;根據(jù)轉(zhuǎn)換法,實驗中可用升高的溫度判斷燒瓶中液體吸熱能力的強弱,升溫越慢的物質(zhì)吸熱能力越強。
(3)①[1][2]由表格數(shù)據(jù)可知,質(zhì)量相同的水和煤油加熱相同時間,水升溫慢,煤油升溫快,因此水吸熱本領(lǐng)強,煤油的吸熱本領(lǐng)弱。
②[3]加熱相同時間水和煤油吸收的熱量相同,由表格數(shù)據(jù)可知,都加熱1min水升高的溫度為,煤油升高的溫度為
由可知,有如下關(guān)系,則煤油的比熱容為
15.如圖所示為“探究通電螺線管外部磁場的方向”的實驗裝置。
(1)由實驗裝置圖可知,該實驗通過 來判斷通電螺線管外部磁場的方向;
(2)在螺線管外部A、B兩處放置小磁針,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)A處小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn),而B處小磁針沒有偏轉(zhuǎn),B處小磁針沒有偏轉(zhuǎn)的原因可能是: ;
(3)將電源的正、負(fù)極對調(diào),重復(fù)上述實驗,是為了探究通電螺線管外部磁場的方向與 方向的關(guān)系;
(4)若讓你對這個實驗進行優(yōu)化,你將 。
【答案】(1)小磁針N所指的方向
(2)見詳解
(3)電流
(4)見詳解
【詳解】(1)通電時螺線管周圍存在磁場,小磁針在磁場中受到力的作用會發(fā)生偏轉(zhuǎn),所以小磁針能顯示磁場的存在,電流方向改變時,產(chǎn)生的磁場方向也改變,所以小磁針的偏轉(zhuǎn)方向也改變,因此利用小磁針還可以判斷磁場的方向。
(2)在螺線管外部A、B兩處放置小磁針,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)A處小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn),A處的小磁針會指示磁場的方向,B處小磁針不偏轉(zhuǎn),可能原因是小磁針N極的指向與磁場方向相同。
(3)將電池的正負(fù)極對調(diào),此時螺線管中電流的方向發(fā)生變化,磁場的方向發(fā)生變化,是為了探究通電螺線管外部磁場的方向與電流方向的關(guān)系。
(4)因螺線管的電阻較小,通電時通過螺線管的電流較大,因此為了保護電路,可以在電路中加裝一個滑動變阻器,減小通過電路的電流。
16.如圖,某實驗小組探究“通電螺線管外部磁場的特點”。
(1)將螺線管安裝在一塊有機玻璃板上,連入電路中。在板面上均勻地灑滿鐵屑,閉合開關(guān)并輕敲玻璃板面,觀察到鐵屑分布情況如圖甲所示。在這里鐵屑的作用是 ;
(2)實驗小組把小磁針放在通電螺線管四周不同的位置,小磁針靜止時N極所指方向如圖乙所示;斷開開關(guān),把電源正負(fù)極對調(diào),閉合開關(guān),小磁針靜止時N極所指方向如圖丙所示。則根據(jù)圖乙和圖丙實驗現(xiàn)象可知,實驗小組此時所探究的科學(xué)問題是 ;
(3)實驗表明通電螺線管內(nèi)部 (選填“存在”或“不存在”)磁場。
【答案】(1)顯示磁場的分布情況
(2)見解析
(3)存在
【詳解】(1)螺線管通電后,在有機玻璃板上均勻地灑滿鐵屑,鐵屑在磁場中容易被磁化,相當(dāng)于小磁針,可以用鐵屑的分布情況顯示磁場的分布情況。
(2)對調(diào)電源正負(fù)極,閉合開關(guān),通過螺線管的電流方向發(fā)生改變,由圖丙可知,小磁針靜止時N極所指方向發(fā)生改變,說明通電螺線管的極性與電流的方向有關(guān),探究的是通電螺線管外部磁場方向與電流方向是否有關(guān)。
(3)螺線管通電后,內(nèi)部的小磁針的南北極指向發(fā)生變化,說明通電螺線管內(nèi)部存在磁場。
17.“探究什么情況下磁能生電”的實驗裝置如圖甲所示。
(1)裝置中,C、D之間應(yīng)接入 表;
(2)為避免磁體與AB之間產(chǎn)生力的作用,AB應(yīng)選用 (選填“鋁”或“鐵”)棒;
(3)正確接入儀表后,閉合開關(guān),小藍先后進行了如圖乙所示的5次實驗,其中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的有 (填序號);
(4)實驗后,小藍認(rèn)為實驗現(xiàn)象不明顯,請你提出一條改進措施: ;
(5)圖甲中,若在C、D之間接入 ,就可探究磁場對通電導(dǎo)體的作用。
【答案】(1)靈敏電流
(2)鋁
(3)①②⑤
(4)換一個磁性更強的磁體
(5)電源
【詳解】(1)閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線的運動時,導(dǎo)體中就會產(chǎn)生電流,這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象,因此要在C、D之間應(yīng)接入靈敏電流表,來判斷電路中是否產(chǎn)生了感應(yīng)電流。
(2)鐵是磁性材料,鋁是非磁性材料,因為磁體能夠吸引磁性材料,故不能選擇鐵棒進行實驗,所以選擇的是鋁棒。
(3)①和②中磁場方向由上向下,當(dāng)閉合開關(guān)后,導(dǎo)體AB向左或者向右做切割磁感線運動時,會產(chǎn)生感應(yīng)電流。③和④中,導(dǎo)體沿著磁場方向運動或者沿導(dǎo)體方向前后運動時,沒有做切割磁感線運動,不會產(chǎn)生感應(yīng)電流。⑤中磁場方向由下向上,當(dāng)閉合開關(guān)后,磁體向左運動,導(dǎo)體AB相對于磁體向右做切割磁感線運動,會產(chǎn)生感應(yīng)電流。因此能產(chǎn)生感應(yīng)電流的有①②⑤。
(4)感應(yīng)電流的大小與磁場的強度有關(guān),磁場越強,感應(yīng)電流通常也會越大。因此,使用一個磁性更強的磁體可以增強磁場強度,從而有可能增大感應(yīng)電流,使實驗現(xiàn)象更明顯?。
(5)探究磁場對通電導(dǎo)體的作用,需要電路中有電流,因此C、D之間應(yīng)接入電源。
18.受到法拉第等科學(xué)家探索精神的影響,學(xué)習(xí)“磁生電”的知識后,實踐小組還想進一步進行探究新的問題;
【問題·假設(shè)】
實踐小組提出“感應(yīng)電流的大小與什么因素有關(guān)”的探究問題,并進行了如下猜想:
猜想一:感應(yīng)電流的大小與導(dǎo)體切割磁感線的速度有關(guān);
猜想二:感應(yīng)電流的大小與磁體周圍磁場的強弱有關(guān);
【方案·證據(jù)】
小組同學(xué)利用如圖所示的裝置進行了以下探究:
針對猜想一設(shè)計的方案:保持磁鐵磁性強弱不變,改變線框 進行多次實驗,觀察并記錄每次實驗中靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)的格數(shù),將收集的實驗數(shù)據(jù)填寫在下表中;
針對猜想二設(shè)計的方案:保持線框切割磁感線的速度不變,更換 不同的磁鐵再次實驗,觀察并記錄兩次實驗中靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)的格數(shù)。
【解釋·論證】
本實驗通過觀察 來判斷電路中感應(yīng)電流的大小,這里運用的研究方法是 ;
分析上表數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論是:磁體周圍磁場的強弱相同時, ,閉合電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大。
【交流·評估】
在探究猜想二的過程中,小組同學(xué)想用電磁鐵代替永磁鐵,請你評估這樣做的好處是什么 ?
你認(rèn)為在探究猜想二的過程中,實驗操作上存在的困難是什么 ?
請你說出利用磁生電原理工作的裝置有什么 ?
【答案】 切割磁感線的速度 磁性強弱 靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)的多少 轉(zhuǎn)換法 導(dǎo)體切割磁感線的速度越大 電磁鐵可以很方便的改變磁性的強弱,進行多次實驗 較難的操作是控制線框切割磁感線的速度保持不變 發(fā)電機(動圈式話筒等)
【詳解】[1]針對猜想一,感應(yīng)電流的大小與導(dǎo)體切割磁感線的速度有關(guān);設(shè)計的方案需要改變導(dǎo)體切割磁感線的速度,控制磁鐵磁性強弱不變。
[2]針對猜想二,感應(yīng)電流的大小與磁體周圍磁場的強弱有關(guān),設(shè)計的方案:需要保持線框切割磁感線的速度不變,改變磁場的強弱,故可以更換磁性強弱不同的磁體進行實驗。
[3]電路中感應(yīng)電流越大,靈敏電流計偏轉(zhuǎn)的幅度越大,故可以根據(jù)靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)的多少來反映感應(yīng)電流的大小。
[4]用看得見的靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)的多少來反映看不見的感應(yīng)電流的大小,稱為轉(zhuǎn)換法。
[5]分析數(shù)據(jù)可知,導(dǎo)體切割磁感線的速度變快,電流表指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)越多,感應(yīng)電流越大,故結(jié)論為磁體周圍磁場的強弱相同時,導(dǎo)體切割磁感線的速度越大,閉合電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大。
[6]電磁鐵可以很方便的改變磁性的強弱,進行多次實驗。
[7]在探究猜想二的過程中,需要保持線框切割磁感線的速度不變,改變磁場的強弱,較難的操作是控制線框切割磁感線的速度保持不變。
[8]利用磁生電原理工作的裝置發(fā)電機,將機械能轉(zhuǎn)換為電能?;騽尤κ皆捦驳取?br>考點要求
新課標(biāo)要求
命題預(yù)測
電學(xué)實驗
4.1.9 用電流表和電壓表測量電阻。
4.2.9 探究通電螺線管外部磁場的方向。
探究導(dǎo)體在磁場中運動時產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。
探究串聯(lián)電路和并聯(lián)電路中電流、電壓的特點。
探究電流與電壓、電阻的關(guān)系。
(1)用電流表和電壓表測量電阻。
主要命題點有:補充電路連接完整、電表的讀數(shù)、電阻的計算、故障分析、特殊方法測電阻等。
(2)探究通電螺線管外部磁場的方向。
主要命題點有:影響磁場方向的因素、磁場的概念、磁感線的概念、有關(guān)作圖等。
(3)探究導(dǎo)體在磁場中運動時產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。
主要命題點有:產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件、感應(yīng)電流的方向與大小的影響因素、能量轉(zhuǎn)化、有關(guān)應(yīng)用等。
(4)探究串聯(lián)電路和并聯(lián)電路中電流、電壓的特點。
主要命題點有:電表的正確使用與讀數(shù)、電路故障分析、根據(jù)實驗數(shù)據(jù)歸納實驗結(jié)論等。
(5)探究電流與電壓、電阻的關(guān)系。主要命題點有:電表讀數(shù)、故障分析、探究方法、數(shù)據(jù)處理、實驗結(jié)論歸納等。
實驗次數(shù)
電流表A1的示數(shù)/A
電流表A2的示數(shù)/A
1
2
3
次數(shù)
1
0.18
0.24
0.42
2
0.22
0.22
0.44
3
0.20
0.26
0.46
4
0.14
實驗序號
1
2.4V
2.0V
4.4V
導(dǎo)體代號
長度/m
橫截面積/mm2
材料
電流表示數(shù)/A
A
1.0
0.4
錳銅
1.4
B
0.5
0.4
錳銅
2.7
C
1.0
0.6
錳銅
2.0
D
1.0
0.4
鎳鉻合金
0.6
實驗次數(shù)
1
2
3
4
5
6
電阻R/Ω
30
25
20
15
10
5
電流I/A
0.1
0.15
0.2
0.3
0.6
次數(shù)
1
2
3
4
5
電壓U/V
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
電流I/A
0.08
0.10
0.14
0.16
物理量實驗序號
電壓U(伏)
電流I(安)
1
3.0
0.22
2
2.0
0.28
3
1.5
0.30
實驗次數(shù)
導(dǎo)體ab在磁場中的運動情況
靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)情況
1
靜止
不偏轉(zhuǎn)
2
上下運動
不偏轉(zhuǎn)
3
左右運動
偏轉(zhuǎn)
實驗?zāi)康?br>探究串、并聯(lián)電路的電流規(guī)律
電路圖
實驗器材
電流表、電源、開關(guān)、小燈泡(不同規(guī)格)導(dǎo)線
實驗設(shè)計與分析
(1)畫電路圖、連接實物圖、電路錯誤或該接電路;
(2)進行實驗(連接好電路前開關(guān)要斷開);
(3)分析電流表指針反偏的原因和偏轉(zhuǎn)角度太大和過小的原因,并且進行正確操作;
(4)更換不同規(guī)格的燈泡進行多次實驗的目的:尋找普遍規(guī)律,避免偶然性;
(5)改進實驗
實驗結(jié)論
(1)串聯(lián)電路:電流處處相等,即I=I1=I2。
(2)并聯(lián)電路:干路電流等于各支路電流之和,即I=I1+I2。
交流與反思
(1)記錄數(shù)據(jù)要真實,不得隨意修改實驗數(shù)據(jù),在誤差允許范圍內(nèi)得出結(jié)論;
(2)同一次實驗過程中,每盞小燈泡的亮度可能不同,甚至有的小燈泡不亮,但這不能說明各處電流不相等,因為各小燈泡的規(guī)格不同。
(3)分析實驗數(shù)據(jù)可知,并聯(lián)電路中各支路電流不一定相等。當(dāng)并聯(lián)的兩個小燈泡規(guī)格相同時,各支路電流相等;當(dāng)并聯(lián)的兩個小燈泡規(guī)格不相同時,各支路電流不相等。
實驗?zāi)康?br>探究串、并聯(lián)電路的電壓規(guī)律
電路圖
實驗器材
電壓表、兩個燈泡(不同規(guī)格)、電源、開關(guān)、導(dǎo)線
實驗設(shè)計與分析
(1)畫電路圖、連接實物圖、電路錯誤或該接電路;
(2)進行實驗(連接好電路前開關(guān)要斷開);
(3)分析電壓表指針反偏的原因和偏轉(zhuǎn)角度太大和過小的原因,并且進行正確操作;
(4)更換不同規(guī)格的燈泡進行多次實驗的目的:尋找普遍規(guī)律,避免偶然性;
(5)改進實驗
實驗結(jié)論
(1)串聯(lián)電路:電源兩端電壓等于各個用電器兩端電壓之和,即U=U1+U2。
(2)并聯(lián)電路:各支路兩端電壓相等,且等于電源電壓,即U=U1=U2。
設(shè)計思路
實驗電路圖
需要測量的物理量及RX的表達式
利用串聯(lián)電路中電流處處相同求電阻值
(1)閉合開關(guān)S,分別測出R0、RX兩端電壓U0、UX;
(2)
利用串聯(lián)電路中各電阻兩端電壓之和等于電源電壓列方程求電阻值
(1)閉合開關(guān)S,讀出變阻器接入定值最大時的電壓表讀數(shù)U1;
(2)讀出變阻器接入阻值最?。ǖ扔?)時電壓表的讀數(shù)U2;
(3)被測電阻:
(1)只閉合開關(guān)S,測出R0兩端電壓U0,閉合S、S1,測出電源電壓U;
(2)
(1)閉合S,將S1置于a,R0與Rx串聯(lián),讀出電壓表示數(shù)U;
(2)閉合S,將S1置于b,R0與Rx串聯(lián),讀出電壓表示數(shù)U0則Ux=U-U0;
(3)
利用并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等求阻值
(1)閉合S,分別測出通過R0、RX的電流I0、IX;
(2)
(1)閉合S、斷開S1,此時只有R0連入電路,讀出A的示數(shù)I0
(2)閉合S、S1,R0與Rx并聯(lián),讀出A的示數(shù)I;
(3)
利用電源電壓不變列方程求阻值(已知R0阻值)
(1)閉合S,將S1置于a時,讀出A的示數(shù)I0
(2)閉合S,將S1置于b時,讀出A的示數(shù)Ix,
(3)
(1)閉合S,將S1置于a時,讀出A的示數(shù)I0
(2)閉合S,將S1置于b時,讀出A的示數(shù)Ix,
(3)
(1)閉合S,將滑動變阻器滑片移至a端時,此時R0=0 ,讀出A的示數(shù)I1,
(2)閉合S,將滑動變阻器的滑片移至b端時,此時滑動變阻器連入電路的阻值為R,讀出此時A表示數(shù)I2,
(3)
利用等效思想測電阻
(1)閉合S,將S1置于a,調(diào)節(jié)R0,讀出A的示數(shù)I1
(2)閉合S,將S1置于b,保持滑片P位置不變,調(diào)節(jié)電阻箱R′,使A的示數(shù)仍為I,讀出此時R′連入電路的阻值R′,即Rx=R'。
(1)按照電路圖連接好電路后,閉合開關(guān)S,開關(guān)S1接1,將滑片調(diào)至某一位置,記錄電壓表的示數(shù)U0
(2)開關(guān)S1改接2,滑片位置不動,調(diào)節(jié)電阻箱使電壓表的示數(shù)重新變?yōu)閁0
(3)讀出電阻箱的示數(shù)R,則Rx=R 。
方法
電路原理圖
直接測量的物理量
小燈泡的電功率表達式
安阻法
閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電流表A1、A2的示數(shù)分別為I1、I額
(U額=I1R0)
只閉合開關(guān)S1、S3,調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電流表示數(shù)為I額;保持滑片位置不變,斷開開關(guān)S3,閉合S1、S2,電流表示數(shù)為I1
U額=(I1-I額)R0
伏阻法
閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片,使電壓表V1、V2示數(shù)分別為U1、U額
,
閉合開關(guān)S1,開關(guān)S2與1端閉合,調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電壓表示數(shù)為U額;保持滑片位置不變,把開關(guān)S2與2閉合,記錄此時電壓表示數(shù)為U1
,
保持電源電壓U不變,閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)電阻箱至恰當(dāng)?shù)臄?shù)值,使電壓表示數(shù)為U額,記錄此時電阻箱的阻值R0
,
次數(shù)
IA/A
IB/A
IC/A
1
0.30
0.24
0.54
2
0.20
0.26
0.46
3
0.10
0.24
0.34
電壓UAB/V
電壓UBC/V
電壓UAC/V
1.4
1.4
2.8
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1.5
1.5
3
加鹽量/勺
1
2
3
4
電流I/A
0.08
0.14
0.2
0.28
實驗序號
1
2
3
4
5
6
電壓/
1.0
1.4
2.0
2.4
2.8
3.0
電流/
0.1
0.14
0.20
0.24
0.30
實驗次數(shù)
1
2
3
4
5
電壓
1.0
2.0
2.4
3.0
電流
0.10
016
0.18
0.26
0.30
加熱時間/min
0
1
2
3
4
……
10
水的溫度/℃
10
14
18
22
26
……
50
煤油溫度/℃
10
18
26
34
42
……
90
實驗次數(shù)
切割磁感線的速度
電流計指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)
1
慢速
1格
2
中速
2.5格
3
快速
4格
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