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专题04 电磁学实验
【电学实验的相关元件注意事项】
1.开关：在电学实验中，开关用于控制电路的通断。在使用开关时，需要注意以下几点：
（1）连接电路时，确保开关处于断开状态，电路中没有电流通过，以避免意外触电。
（2）在打开或关闭开关时，要缓慢而稳定地操作，避免产生电弧或电火花。
（3）如果需要在实验中频繁切换开关状态，可以使用双刀双掷开关或电子开关，以确保电路的稳定性和可靠性。
2.滑动变阻器：滑动变阻器用于调节电路中的电阻值，从而改变电路中的电流和电压。在使用滑动变阻器时，需要注意以下几点：
（1）闭合开关前，滑动变阻器要置于最大阻值处以保护电路。
（2）选择合适的滑动变阻器，确保其电阻范围和额定电流符合实验要求。
（3）在调节滑动变阻器时，要缓慢而均匀地移动滑块，避免突然改变电阻值导致电路中的电流和电压发生突变。
（4）滑动变阻器应该正确接入电路中，通常是将一端连接到电源的正极，另一端连接到负载或电路的其他部分。
3.电流表和电压表：电流表用于测量电路中的电流，电压表用于测量电路中的电压。在使用电流表和电压表时，需要注意以下几点：
（1）选择合适的量程，确保测量值在量程范围内，避免损坏仪器。
（2）在接入电路时，要确保电流表和电压表的正负极连接正确，避免反接导致仪器损坏。
（3）在测量电流或电压时，要注意仪器的读数单位和精度，避免读取错误的数值。
4.电源：电源用于提供电路中的电能。在使用电源时，需要注意以下几点：
（1）选择合适的电源电压和电流，确保其符合实验要求。
（2）在接入电路时，要确保电源的正负极连接正确，避免反接导致仪器损坏。
（3）在使用电源时，要注意电源的稳定性和可靠性，避免电源波动或故障导致实验失败。
1．如图甲是“探究并联电路中电流规律”的实验电路。
（1）在实验前检查器材时，小明发现电流表指针位置如图乙所示，他接下来的操作是 　调零　；
（2）实验中，用电流表、测得通过灯泡、的电流分别为和。用另一只电流表测干路电流时，量程应该选用 　　（选填“”或“” 。
（3）闭合开关后，测干路电流时，发现电流表的指针偏转到最大值。对于该现象，下列分析合理的是 　　。
电流表与开关并联
某盏灯泡突然短路
（4）探究过程中，若灯发生断路，则点电流将 　　（选填“增大”、“减小”或“不变” 。
【答案】（1）调零；（2）；（3）；（4）减小。
【解答】解：（1）电流表使用前需要调零；
（2）已知用电流表、测得通过灯泡、的电流分别为和，所以干路电流应该为，所以用另一只电流表测干路电流时，量程应该选用；
（3）电流表的指针偏转到最大值，说明电流比较大，由（1）可知，正常情况下干路电流应该小于，电流表与开关并联，电流表测量干路电流，被短路，没有示数，故不符合题意；
．某盏灯泡突然短路，因为两灯并联，所以电路短路，故符合题意。
故选：；
（4）并联电路中干路电流等于各支路电流之和，若灯发生断路，则点电流将减小。
故答案为：（1）调零；（2）；（3）；（4）减小。
2．小明和小华一起进行伏安法测电阻的活动。
（1）请你用笔画线代替导线将实物电路连接完整，要求：滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变大；
（2）连接电路时，应该 　断开　开关；
（3）闭合开关，发现电流表、电压表均无示数，进一步检查电路，发现电压表、电流表、导线及其连接均完好，则故障可能是 　　；
（4）排除故障后继续实验，当电压表示数为时，图乙电流表示数为 　　，则待测电阻　　；
（5）小明和小华经过思考，将电压表改装为间接测量电阻大小的仪表，分别设计了如图丙、丁所示的方案（电源电压恒定不变），并进行了以下操作和分析：
①小明在电路的、两点之间接入电阻箱，调节旋钮使它接入电路的阻值分别为、、，闭合开关，电压表指针分别指向、、的刻度线，并在表盘相应位置标出了电阻的数值（图戊），以此方法再标出其他刻度线，电压表就可以用来间接测量阻值了。由以上数据可知：电源电压为 　　，定值电阻的阻值为 　　；
②小华的设计方案，所用器材的规格、电表的量程都与小明的完全相同，分析她的设计方案可知：在保证器材安全的前提下，她改装后的电压表所能测的最小电阻值 　　（大于小于等于）小明改装的电压表所能测量的最小电阻值。
【答案】（1）见解答图；（2）断开；（3）滑动变阻器断路；（4）5；（5）①4.5；10；②等于。
【解答】解：（1）滑动变阻器的滑片向右移动时电路中电流变大，说明滑动变阻器接入电路的阻值变小，故滑动变阻器选用右下接线柱与电阻串联在电路中，如下图所示：
（2）连接电路之前，应该断开开关；
（3）移动滑动变阻器的滑片，观察电流表、电压表有无示数；如无均无示数，则故障可能是移动滑动变阻器断路；
（4）排除故障后继续实验，当电压表示数为时，电流表示数如图乙，电流表选用小量程，分度值，其示数为，则定值电阻的阻值为：
；
（5）①由图丙可知，时，，时，，
由图丙电路可知：在测量电阻时定值电阻与电阻箱串联；
由和串联电路的电压特点可得：
当测量电阻时，电源电压：①
当测量电阻时，电源电压②
解①②得：，电源电压；
②小华的设计方案，电路为串联电路，电压表测量定值电阻两端电压，
所用器材的规格、电表接入的量程都与小明的完全相同，电源电压，电压表量程，根据串联分压的原理，当电压表示数最大为时，所能测的最小电阻值最小，其两端电压最小，此时两端的电压是能测电阻两端电压的倍，故所能测的最小阻值为，在保证器材安全的前提下，她改装后的电压表所能测的最小电阻值等于小明改装的电压表所能测量的最小电阻值。
故答案为：（1）见解答图；（2）断开；（3）滑动变阻器断路；（4）5；（5）①4.5；10；②等于。
3．小明和小华一起复习伏安法测电阻的实验。
（1）他们选用的器材如图甲所示，请你用笔画线代替导线将实物电路连接完整，要求：滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变大，并画出相应的电路图；
（2）连接电路之前，应该 　断开　开关；
（3）闭合开关，小明发现两电表均无示数。为了查找故障，他将电压表拆下，保持电路其他部分连接完好，再将电压表分别接在电源、待测电阻、滑动变阻器两端，然后闭合开关，发现只有接在待测电阻两端时，电压表无示数，则故障可能是 　　；
（4）检查电路连接无误后，闭合开关，将滑动变阻器滑片移至某处时，电流表示数（如图乙所示）为 　　，待测电阻的阻值为 　　。
【答案】（1）如上图；如上图；（2）断开；（3）滑动变阻器断路；（4）0.2；7.5。
【解答】解：（1）滑动变阻器的滑片向右移动时电路中电流变大，说明滑动变阻器接入电路的阻值变小，故滑动变阻器选用右下接线柱与电阻串联在电路中，如下图所示：
根据实物图画出相应的电路图，如下图：
（2）连接电路时，必须断开开关；
（3）电流表无示数，说明电路中有断路；电压表并联在电源两端时，有示数，说明电源正常，并联在滑动变阻器两端时，电压表有示数，说明滑动变阻器以外电路是通路，并联在定值电阻两端，电压表无示数，说明定值电阻以外电路有断路，所以故障可能是滑动变阻器断路；
（4）由图可知电压表接入电路的是小量程，分度值为，示数为，电流表接入电路的是小量程，分度值为，示数为，
根据欧姆定律可得灯泡此时的电阻：。
故答案为：（1）如上图；如上图；（2）断开；（3）滑动变阻器断路；（4）0.2；7.5。
4．小明利用图甲所示的装置测量定值电阻的阻值。
（1）小明连成如图甲所示的电路，图中有一根导线未连接，请用笔画线代替导线将电路连接完整；
（2）在连接电路时，当把最后一根导线连接完时，电压表和电流表都有较大示数（元件连接没有错误）。请你指出小明在连接电路时出现的两个问题：
①　连接电路时，开关没有断开　；
②　　。
（3）实验中，当电压表的示数为时，电流表的示数如图乙所示，则可求得定值电阻的阻值为 　　；
（4）同组的小华同学继续向 　　（选填“”或“”端移动滑片，适当减小电阻两端的电压，并进行了多次测量，实验记录表格设计如下：
实验次数 1 2 3 4 5
电压
电流
电阻
平均电阻
表格中有待完善之处是：　　。
（5）实验完成后，他们又利用如图丙所示的电路测量另一个未知电阻的阻值阻值已知）。实验过程如下，请你帮他们完成实验。
①闭合开关、，读出此时电压表的示数为；
②　　，读出此时电压表的示数为；
③未知电阻阻值　　（用、和表示）。
【答案】（1）见解答；（2）连接电路时，开关没有断开；滑动变阻器连入电路时的阻值没有调到最大值；（3）10；（4）；（5）②闭合开关，断开；③。
【解答】解：（1）电路中定值电阻与滑动变阻器串联，完整电路如图所示：
（2）当把最后一根导线连接完时，电压表和电流表都有较大示数，说明电路连接时存在的问题有：
①连接电路时，开关没有断开；
②滑动变阻器连入电路时的阻值没有调到最大值。
（3）电流表接入电路的量程是，分度值是，根据指针位置得到电流表示数为；根据欧姆定律得，。
（4）适当减小电阻两端的电压，由串联电路的规律，即增大变阻器的电压，由分压原理，应增大变阻器连入电路的电阻，故继续向端移动滑片；表格中有待完善之处是：各物理量没有单位。
（5）小明利用利用欧姆定律和串联电路的特点设计了实验方案：
①闭合开关和，电路是只有的简单电路，电压表测量电源电压，用电压表测出电源的电压为；
②闭合开关，断开，两电阻串联，电压表测量两端电压，用电压表测出待测器电阻两端的电压；
③由串联电路电压之间的关系知，；由欧姆定律得，；。
故答案为：（1）见解答；（2）连接电路时，开关没有断开；滑动变阻器连入电路时的阻值没有调到最大值；（3）10；（4）；（5）②闭合开关，断开；③。
5．某实验小组的同学用如图所示的器材测量小灯泡的电功率。已知待测小灯泡的额定电压为，小灯泡的额定功率估计为左右，电流表有“”和“”大小两个量程。
（1）则连接电流表时应选 　大　（选填“大”或“小” 量程，连接实物图；
（2）在虚线框中画出相应的电路图。
（3）小组的同学进行了正确操作，观察到的现象和测得的数据如下：
实验次数 1 2 3 4 5
发光情况 很暗 较暗 较亮 亮 很亮
电压 1 2 3 3.8 4.5
电流 0.2 0.22 0.25 0.30 0.34
由表中数据可得，小灯泡的额定功率是 　　；
（4）小组的同学根据表中数据，计算了各次实验的灯丝电阻，分析后认为，闭合开关前灯丝的阻值小于，他们的理由是 　　。
【答案】（1）大；见解答；（2）如图；（3）1.14；（4）在第1次实验中，灯丝电阻为，没用通电时，温度更低，所以电阻会更小。
【解答】解：（1）小灯泡的额定电压为，所以电压表选用大量程；待测小灯泡的额定电压为，所以电压表选用大量程，将电压表并联在灯的两端；
电流表串联在电路中；电压表并联到灯泡的两端，变阻器按“一上一下”的原则接入电路中，如下图所示：
（2）根据实物图画出对应的电路图，如下图所示：
（3）由图表可知，小灯泡的额定电压，额定电流，
小灯泡的额定功率：；
（4）在第1次实验中，由欧姆定律，灯丝电阻：，没通电时，温度更低，因小灯泡灯丝电阻随着温度降低而减小，所以电阻会更小，故闭合开关前灯丝的阻值小于。
故答案为：（1）大；见解答；（2）如图；（3）1.14；（4）在第1次实验中，灯丝电阻为，没用通电时，温度更低，所以电阻会更小。
6．小明在测量额定电压为小灯泡的额定功率时，选择了电压恒定的电源、滑动变阻器、电压表和电流表等器材，设计了如图甲所示的电路。
（1）正确连接电路后，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片滑至最 　左　（选填“左”或“右” 端，闭合开关后，发现电流表和电压表的指针均不发生偏转，则电路出现的故障可能是滑动变阻器 　　。
（2）排除故障闭合开关，适当移动滑片，小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为 　　。
（3）小阳设计了如图丙所示的电路，用一个电压表，测量额定电压为的小灯泡的额定功率，已知定值电阻的阻值为，电源电压未知。请你完成下面的步骤：
①先闭合和，断开，调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为 　　，灯泡正常发光；
②再断开，闭合开关和，滑动变阻器滑片位置 　　（选填“保持不动”、“向右移动”或“向左移动” ，读出电压表的示数为；
③小灯泡的额定功率表达式为：　　。
【答案】（1）左；断路；（2）1；（3）①；②保持不动；③。
【解答】解：（1）为了保护电路，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片滑至阻值最大处，即最左端；
闭合开关后，发现电流表的指针不发生偏转，说明电路可能有断路，电压表无示数，表明电压表两接线柱与电源两极存在断路，则电路出现的故障可能是滑动变阻器断路；
（2）小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值，其示数为，小灯泡的额定功率为：
；
（3）①先闭合和，断开，调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为，灯泡正常发光；
②只闭合开关和，滑动变阻器滑片位置保持不动，读出电压表的示数为；
③定值电阻两端的电压为，电流为：，
小灯泡的额定功率表达式为：。
故答案为：（1）左；断路；（2）1；（3）①；②保持不动；③。
7．有两个阻值未知的定值电阻和约为，约为，要求测出未知电阻的阻值。
（1）图甲是小明测量阻值的部分实物图，电源为两节干电池。
①用一根导线将电路连接完整（连线不得交叉）；
②闭合开关，移动滑片，发现电压表有示数，电流表无示数，故障可能是导线 　　（选填“”或“” 内部断路；
③排除故障后，闭合开关，移动滑片，当电压表示数为时，电流表示数如图乙所示，则　　。
（2）小明从图甲中的器材和电阻箱（符号规格“ ” 、若干开关及导线中选择器材，连成图丙所示的电路，测出了的阻值。请你将所选元件符号填入虚线框内。
【答案】（1）①；②；③5；（2）。
【解答】解：（1）变阻器上下接线柱各接一个连入电路中，变阻器与电阻串联，如下图所示：
②若导线、内部断路，则整个电路断路，两表都没有示数，若导线内部断路，可导致电压表串联在电路中，电流表没有示数，但电压表串联在电路中测电源电压，电压表有示数，符合题意；
③排除故障后，闭合开关，移动滑片，当电压表示数为时，电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为，电流为，由欧姆定律，则；
（2）根据分析设计的电路如下图2所示：
故答案为：（1）①；②；③5；（2）。
8．九年级五班的同学利用如图甲所示的电路分组测量定值电阻的阻值，电源电压保持不变。
（1）照甲图所示的电路图，请你用笔画线代替导线，把图乙中的器材连接成完整的电路（导线不允许交叉）。
（2）连接电路前，小明在检查实验仪器时观察发现，电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧，如图丙所示，产生这个现象的原因是 　电流表没有调零　。
（3）小明调整好电流表后，接好电路，闭合开关，适当调节滑片的位置，电流表的示数如图丁所示，其示数为 　　。
（4）小明和同组的同学认真实验，记录的实验数据如表。
序号 1 2 3 4 5
电压 1 2 3 4 4.4
电流 0.1 0.2 0.3 0.4 0.44
①根据实验数据可知，定值电阻　　。
②进一步分析实验数据，可以得出“在电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比”，请你简要写出分析方法：　　。
（5）实验桌上老师提供了两个滑动变阻器，观察发现分别标有“ ”和“ ”的字样，小明组完成实验使用的滑动变阻器是 　　。
【答案】（1）见解答；（2）电流表没有调零；（3）0.4；（4）①10；②每组数据的电压和电流的比值都是10；（5）。
【解答】解：（1）定值电阻与滑动变阻器串联，滑动变阻器“一上一下”接入电路；
（2）小王在检查实验仪器时，发现电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧，说明电流表指针没有处于零刻度线，产生这个现象的原因是电流表没有调零；
（3）电流表的示数如图丁所示，电流表选用小量程，分度值，其示数为；
（4）①根据欧姆定律知，定值电阻；
根据每次电压与电流的比值不变知，电压增大几倍，电流跟着增大几倍，即在电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比；
（5）探究电流与电阻之间的关系时，应控制电阻两端的电压不变，故由表格中数据可知，当电路中电流最小时，电阻最大，定值电阻两端电压为：，
由于串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以滑动变阻器两端电压为，
则滑动变阻器接入电路的最大阻值为：，
故应该选择滑动变阻器的规格为 “” 。
故答案为：（1）见解答；（2）电流表没有调零；（3）0.4；（4）①10；②每组数据的电压和电流的比值都是10；（5）。
9．实验小组完成了“探究串联电路电压规律”的实验后，得到“电源两端电压总大于各用电器两端电压之和”的结论，这与之前“电源两端电压等于各用电器两端电压之和”的猜想不符。老师引导同学们用如图甲所示的电路继续进行了深入探究：
（1）测量电源及灯泡两端电压。电压表接在、两点，是为了测量灯泡 　　的电压，电压表的示数（如图乙所示）是 　　。
（2）测量电路中导线的电压。测出导线间的电压大约为，由此得知导线分压可能是造成结论与猜想不符的原因。为了能更明显地观察到导线分压的现象，应选择较 　　（选填：“粗”或“细” 的导线。
（3）完成以上步骤后，他们准备测量开关两端的电压，你认为这一步骤是否有必要，理由是 　　。
【答案】（1）；1.7；（2）细；（3）有必要，开关容易接触不良，造成电阻变大，分压增多。
【解答】解：（1）电压表接在两点，与灯泡并联，测量灯泡的电压；
闭合开关，电压表的量程为，分度值为，则电压表的示数；
（2）在长度和材料相同时，横截面积越小电阻越大，故为了能更明显地观察到导线分压的现象，需要选用较细的导线使导线的电阻大，分压多；
（3）有必要，开关容易接触不良，造成电阻变大，分压增多，故有必要测量开关两端的电压。
故答案为：（1）；1.7；（2）细；（3）有必要，开关容易接触不良，造成电阻变大，分压增多。
10．小明测量小灯泡发光时的电阻，如图甲所示，其中电源电压为，小灯泡的额定电压为。
（1）用笔画线代替导线，将图甲所示的实物电路连接完整。
（2）开关闭合前，滑动变阻器的滑片移到最 　右　（选填“左”或“右” 端。
（3）实验中电压表的示数如图乙所示，其读数为 　　；如果要测量小灯泡正常发光时的电阻，应将滑片向 　　（选填“左”或“右” 端移动。
（4）小明绘制的图象如图丙所示，在电压表示数变大的过程中，电压表示数与电流表示数之比 　　（选填“变大”“变小”或“不变” ，小灯泡正常发光时的电阻为 　　。
（5）小明用待测定值电阻替换小灯泡测量时，由于电阻阻值较大，电流表偏转很小，测量不准确。老师告诉他：电压表相当于能显示自身两端电压的定值电阻，且阻值较大。于是他设计了图丁所示电路测量电阻的阻值，电源电压恒为，定值电阻为，闭合开关，并进行了如下操作：
①接1时，电压表示数为；
②接2时，电压表示数为；
③待测电阻　　。
【答案】（1）见解答图；（2）右；（3）2.2；左；（4）10；（5）800。
【解答】解：（1）小灯泡的额定电压为，故电压表选用小量程并联在灯泡两端，如下图所示：
（2）开关闭合前，滑动变阻器的滑片应该滑至最右端；
（3）由图甲可知，电压表选用小量程；调节滑动变阻器过程中，发现电压表的示数如图乙所示，电压表分度值，其示数为，小于灯泡额定电压，如果要测量小灯泡正常发光时的电阻，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端的电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故应将滑片向左端移动；
（4）由欧姆定律，电压表与电流表的示数之比即灯丝的电阻，在多次测量中还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比变大；
由图丙可知，当灯泡两端电压为时，通过灯泡的额定电流为，则小灯泡正常发光时的电阻为：
；
（5）电源电压恒为，接1时，定值电阻与电压表串联，电压表示数为，由串联电路电压的规律，定值电阻的电压为：，由分压原理，电压表内阻为：
；
闭合，接2时，待测电阻与电压表串联，电压表示数为；由串联电路电压的规律，待测电阻的电压为：，由分压原理，
。
故答案为：（1）见解答图；（2）右；（3）2.2；左；（4）10；（5）800。
11．为了探究“感应电流产生的条件”。小明将铁架台、导体、小量程电流表、蹄形磁体、开关和若干导线按图连接。
（1）在选择导体的材料时，你认为最好选择 　铜棒　（选填“铝棒”“铜棒”或“铁棒” ；
（2）闭合开关，小明左右移动导体，发现电流表的指针发生了摆动，小明又沿多个不同方向来回移动导体，均发现电流表的指针发生了摆动；
（3）经历了（2）的探究，小明便得出了产生感应电流的条件为：闭合电路的一部分导体在磁场中运动。你认为小明的结论 　　（选填“正确”或“不正确” ，你认为他在实验中可能存在的问题是：　　；
（4）实验中，小明在电路闭合时将导体向右移动一段距离后松开手，发现导体左右摆动，此时小量程电流表的指针 　　（选填“左右摆动”“偏向一边”或“静止不动” 。导体摆动过程中，如果不计空气阻力及导线悬挂点的摩擦，导体的机械能将 　　（选填“变大”“变小”或“不变” 。
【答案】（1）铜棒；（3）不正确；导体没有上下或前后运动；（4）左右摆动；减小。
【解答】解：（1）探究“感应电流产生的条件”，在选择导体的材料时，不能选择铁棒，因为铁棒会被磁化，影响实验效果，而铝棒和铜棒不会被磁化，而铜棒比铝棒的导电性好，故选铜棒；
（3）产生感应电流的条件是：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动。对于小明的结论不准确，为了得出准确的结论，应分别使导体棒在磁场中沿不同方向运动，比较切割磁感线和不切割磁感线时是否都能获得感应电流。
（4）导体左右摆动，切割磁感线方向不断改变，所以电流方向不断改变，电流表指针会左右摆动；导体运动过程中，将机械能转化为电能，所以机械能不断减少。
故答案为：（1）铜棒；（3）不正确；导体没有上下或前后运动；（4）左右摆动；减小。
12．在探究通电螺线管外部磁场方向的实验中：
（1）实验中用小磁针探究磁场方向时，发现小磁针没有标、极，请写出一种判断小磁针、极的做法：　将小磁针水平放置在桌面上，静止时指北的就是它的极　。
（2）在装有螺线管的硬纸板上均匀撒满铁屑，通电后铁屑分布无明显变化，这时需轻敲纸板，观察到铁屑排列情况如图甲所示。可见，通电螺线管外部磁场与 　　磁体的磁场相似。
（3）阿牛在判断图乙通电螺线管磁极时，错误地用了左手进行判断，四指沿着电流方向握住通电螺线管，大拇指指向端，请你分析此时电流是从螺线管的 　　（选填“”或“” 端流入。
【答案】（1）将小磁针水平放置在桌面上，静止时指北的就是它的极；（2）条形；（3）。
【解答】解（1）用小磁针探究磁场方向时，发现小磁针没有标、极，判断小磁针、极的做法：将小磁针水平放置在桌面上，静止时指北的就是它的极；
（2）在装有螺线管的硬纸板上均匀撒满铁屑，通电后铁屑分布无明显变化，这时需轻敲纸板，观察到铁屑排列成如图所示的形状。可见，通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场相似；
（3）用了左手进行判断，四指沿着电流方向握住通电螺线管，大拇指指向端，说明电流从通电螺线管的端流入，端流出。
故答案为：（1）将小磁针水平放置在桌面上，静止时指北的就是它的极；（2）条形；（3）。
13．学习了电磁方面的知识后，小明对神奇的电磁现象非常着迷，怀着极大的兴趣利用如图所示装置探究电磁感应现象。
（1）他应在、之间接入 　灵敏电流计　；（填实验器材名称）
（2）闭合开关，若导体棒不动，左右移动磁铁，电路中 　　（选填“有”或“没有” 感应电流产生。
【答案】（1）灵敏电流计；（2）有。
【解答】解：（1）为显示电路中有无电流，他应在、之间接入灵敏电流计。
（2）若导体棒不动，左右移动磁铁，相当于磁铁不动，导体棒向右向左移动，导体切割切割磁感线，电路中有感应电流产生。
故答案为：（1）灵敏电流计；（2）有。
14．如图甲所示是“探究通电螺线管外部磁场方向”的实验电路，小磁针涂黑部分是极。
（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片需移至阻值最 　大　处。
（2）闭合开关后，发现螺线管周围的小磁针几乎不转动，猜想可能是螺线管周围的磁场太弱，你的解决办法是：　　。
（3）解决上述问题后，小磁针静止时的指向如图乙所示，则该小磁针所在位置的磁场方向是 　　。
（4）若要探究通电螺线管外部磁场方向与电流方向的关系，可以采取的操作是 　　或 　　。（填序号）
对调左右两侧的小磁针
对调连接电池正负极的导线
对调螺线管两接线柱上的导线
【答案】（1）大；（2）移动滑动变阻器的滑片；（3）向左；（4）；。
【解答】解：（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片移至阻值最大位置，是为了保护电路；
（2）螺线管周围的磁场太弱，可以通过移动滑动变阻器的滑片增大螺线管电流的大小；
（3）放在磁场中某点的小磁针，静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向，由图可知小磁针静止时极的指向向左，则该小磁针所在位置的磁场方向是向左的；
（4）为了探究通电螺线管外部磁场方向与电流方向的关系，需要改变电流的方向，即需要对调电池的正负极，或对调螺线管两接线柱上的导线，故选：。
故答案为：（1）大；（2）移动滑动变阻器的滑片；（3）向左；（4）；。
15．某物理小组利用如图所示的实验装置，探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”。
（1）实验中通过 　灵敏电流计指针是否发生偏转　来反映电路中产生了感应电流；
（2）保持磁铁不动，闭合开关，导体棒沿 　　（选填“上下”“左右”或“前后” 方向运动时，灵敏电流计指针会发生偏转；
（3）断开开关，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，灵敏电流计指针都不发生偏转。由此得出结论：　　电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就产生感应电流；
（4）该实验原理在生活中的应用是 　　（选填“电动机”或“发电机” 。
【答案】（1）灵敏电流计指针是否发生偏转；（2）左右；（3）闭合；发电机。
【解答】解：（1）导体在磁场中运动时，电路中产生的感应电流不能用眼睛直接观察，需要通过灵敏电流计指针是否发生偏转来判断电路中是否有感应电流产生。
（2）保持磁铁不动，闭合开关，只有导体棒沿左右运动时才能切割磁感线，产生感应电流，灵敏电流计指针才会发生偏转。
（3）断开开关，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，电流表指针都不发生偏转，因为电路没有闭合，由此小明得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就产生感应电流。
（4）导体在磁场中做切割磁感线的运动而产生感应电流，可以利用此过程来发电，所以该实验原理在生活中的应用是发电机。
故答案为：（1）灵敏电流计指针是否发生偏转；（2）左右；（3）闭合；发电机。
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专题04 电磁学实验
【电学实验的相关元件注意事项】
1.开关：在电学实验中，开关用于控制电路的通断。在使用开关时，需要注意以下几点：
（1）连接电路时，确保开关处于断开状态，电路中没有电流通过，以避免意外触电。
（2）在打开或关闭开关时，要缓慢而稳定地操作，避免产生电弧或电火花。
（3）如果需要在实验中频繁切换开关状态，可以使用双刀双掷开关或电子开关，以确保电路的稳定性和可靠性。
2.滑动变阻器：滑动变阻器用于调节电路中的电阻值，从而改变电路中的电流和电压。在使用滑动变阻器时，需要注意以下几点：
（1）闭合开关前，滑动变阻器要置于最大阻值处以保护电路。
（2）选择合适的滑动变阻器，确保其电阻范围和额定电流符合实验要求。
（3）在调节滑动变阻器时，要缓慢而均匀地移动滑块，避免突然改变电阻值导致电路中的电流和电压发生突变。
（4）滑动变阻器应该正确接入电路中，通常是将一端连接到电源的正极，另一端连接到负载或电路的其他部分。
3.电流表和电压表：电流表用于测量电路中的电流，电压表用于测量电路中的电压。在使用电流表和电压表时，需要注意以下几点：
（1）选择合适的量程，确保测量值在量程范围内，避免损坏仪器。
（2）在接入电路时，要确保电流表和电压表的正负极连接正确，避免反接导致仪器损坏。
（3）在测量电流或电压时，要注意仪器的读数单位和精度，避免读取错误的数值。
4.电源：电源用于提供电路中的电能。在使用电源时，需要注意以下几点：
（1）选择合适的电源电压和电流，确保其符合实验要求。
（2）在接入电路时，要确保电源的正负极连接正确，避免反接导致仪器损坏。
（3）在使用电源时，要注意电源的稳定性和可靠性，避免电源波动或故障导致实验失败。
1．如图甲是“探究并联电路中电流规律”的实验电路。
（1）在实验前检查器材时，小明发现电流表指针位置如图乙所示，他接下来的操作是 　　；
（2）实验中，用电流表、测得通过灯泡、的电流分别为和。用另一只电流表测干路电流时，量程应该选用 　　（选填“”或“” 。
（3）闭合开关后，测干路电流时，发现电流表的指针偏转到最大值。对于该现象，下列分析合理的是 　　。
电流表与开关并联
某盏灯泡突然短路
（4）探究过程中，若灯发生断路，则点电流将 　　（选填“增大”、“减小”或“不变” 。
2．小明和小华一起进行伏安法测电阻的活动。
（1）请你用笔画线代替导线将实物电路连接完整，要求：滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变大；
（2）连接电路时，应该 　　开关；
（3）闭合开关，发现电流表、电压表均无示数，进一步检查电路，发现电压表、电流表、导线及其连接均完好，则故障可能是 　　；
（4）排除故障后继续实验，当电压表示数为时，图乙电流表示数为 　　，则待测电阻　　；
（5）小明和小华经过思考，将电压表改装为间接测量电阻大小的仪表，分别设计了如图丙、丁所示的方案（电源电压恒定不变），并进行了以下操作和分析：
①小明在电路的、两点之间接入电阻箱，调节旋钮使它接入电路的阻值分别为、、，闭合开关，电压表指针分别指向、、的刻度线，并在表盘相应位置标出了电阻的数值（图戊），以此方法再标出其他刻度线，电压表就可以用来间接测量阻值了。由以上数据可知：电源电压为 　　，定值电阻的阻值为 　　；
②小华的设计方案，所用器材的规格、电表的量程都与小明的完全相同，分析她的设计方案可知：在保证器材安全的前提下，她改装后的电压表所能测的最小电阻值 　　（大于小于等于）小明改装的电压表所能测量的最小电阻值。
3．小明和小华一起复习伏安法测电阻的实验。
（1）他们选用的器材如图甲所示，请你用笔画线代替导线将实物电路连接完整，要求：滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变大，并画出相应的电路图；
（2）连接电路之前，应该 　　开关；
（3）闭合开关，小明发现两电表均无示数。为了查找故障，他将电压表拆下，保持电路其他部分连接完好，再将电压表分别接在电源、待测电阻、滑动变阻器两端，然后闭合开关，发现只有接在待测电阻两端时，电压表无示数，则故障可能是 　　；
（4）检查电路连接无误后，闭合开关，将滑动变阻器滑片移至某处时，电流表示数（如图乙所示）为 　　，待测电阻的阻值为 　　。
4．小明利用图甲所示的装置测量定值电阻的阻值。
（1）小明连成如图甲所示的电路，图中有一根导线未连接，请用笔画线代替导线将电路连接完整；
（2）在连接电路时，当把最后一根导线连接完时，电压表和电流表都有较大示数（元件连接没有错误）。请你指出小明在连接电路时出现的两个问题：
①　　；
②　　。
（3）实验中，当电压表的示数为时，电流表的示数如图乙所示，则可求得定值电阻的阻值为 　　；
（4）同组的小华同学继续向 　　（选填“”或“”端移动滑片，适当减小电阻两端的电压，并进行了多次测量，实验记录表格设计如下：
实验次数 1 2 3 4 5
电压
电流
电阻
平均电阻
表格中有待完善之处是：　　。
（5）实验完成后，他们又利用如图丙所示的电路测量另一个未知电阻的阻值阻值已知）。实验过程如下，请你帮他们完成实验。
①闭合开关、，读出此时电压表的示数为；
②　　，读出此时电压表的示数为；
③未知电阻阻值　　（用、和表示）。
5．某实验小组的同学用如图所示的器材测量小灯泡的电功率。已知待测小灯泡的额定电压为，小灯泡的额定功率估计为左右，电流表有“”和“”大小两个量程。
（1）则连接电流表时应选 　　（选填“大”或“小” 量程，连接实物图；
（2）在虚线框中画出相应的电路图。
（3）小组的同学进行了正确操作，观察到的现象和测得的数据如下：
实验次数 1 2 3 4 5
发光情况 很暗 较暗 较亮 亮 很亮
电压 1 2 3 3.8 4.5
电流 0.2 0.22 0.25 0.30 0.34
由表中数据可得，小灯泡的额定功率是 　　；
（4）小组的同学根据表中数据，计算了各次实验的灯丝电阻，分析后认为，闭合开关前灯丝的阻值小于，他们的理由是 　　。
6．小明在测量额定电压为小灯泡的额定功率时，选择了电压恒定的电源、滑动变阻器、电压表和电流表等器材，设计了如图甲所示的电路。
（1）正确连接电路后，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片滑至最 　　（选填“左”或“右” 端，闭合开关后，发现电流表和电压表的指针均不发生偏转，则电路出现的故障可能是滑动变阻器 　　。
（2）排除故障闭合开关，适当移动滑片，小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为 　　。
（3）小阳设计了如图丙所示的电路，用一个电压表，测量额定电压为的小灯泡的额定功率，已知定值电阻的阻值为，电源电压未知。请你完成下面的步骤：
①先闭合和，断开，调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为 　　，灯泡正常发光；
②再断开，闭合开关和，滑动变阻器滑片位置 　　（选填“保持不动”、“向右移动”或“向左移动” ，读出电压表的示数为；
③小灯泡的额定功率表达式为：　　。
7．有两个阻值未知的定值电阻和约为，约为，要求测出未知电阻的阻值。
（1）图甲是小明测量阻值的部分实物图，电源为两节干电池。
①用一根导线将电路连接完整（连线不得交叉）；
②闭合开关，移动滑片，发现电压表有示数，电流表无示数，故障可能是导线 　　（选填“”或“” 内部断路；
③排除故障后，闭合开关，移动滑片，当电压表示数为时，电流表示数如图乙所示，则　　。
（2）小明从图甲中的器材和电阻箱（符号规格“ ” 、若干开关及导线中选择器材，连成图丙所示的电路，测出了的阻值。请你将所选元件符号填入虚线框内。
8．九年级五班的同学利用如图甲所示的电路分组测量定值电阻的阻值，电源电压保持不变。
（1）照甲图所示的电路图，请你用笔画线代替导线，把图乙中的器材连接成完整的电路（导线不允许交叉）。
（2）连接电路前，小明在检查实验仪器时观察发现，电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧，如图丙所示，产生这个现象的原因是 　　。
（3）小明调整好电流表后，接好电路，闭合开关，适当调节滑片的位置，电流表的示数如图丁所示，其示数为 　　。
（4）小明和同组的同学认真实验，记录的实验数据如表。
序号 1 2 3 4 5
电压 1 2 3 4 4.4
电流 0.1 0.2 0.3 0.4 0.44
①根据实验数据可知，定值电阻　　。
②进一步分析实验数据，可以得出“在电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比”，请你简要写出分析方法：　　。
（5）实验桌上老师提供了两个滑动变阻器，观察发现分别标有“ ”和“ ”的字样，小明组完成实验使用的滑动变阻器是 　　。
9．实验小组完成了“探究串联电路电压规律”的实验后，得到“电源两端电压总大于各用电器两端电压之和”的结论，这与之前“电源两端电压等于各用电器两端电压之和”的猜想不符。老师引导同学们用如图甲所示的电路继续进行了深入探究：
（1）测量电源及灯泡两端电压。电压表接在、两点，是为了测量灯泡 　　的电压，电压表的示数（如图乙所示）是 　　。
（2）测量电路中导线的电压。测出导线间的电压大约为，由此得知导线分压可能是造成结论与猜想不符的原因。为了能更明显地观察到导线分压的现象，应选择较 　　（选填：“粗”或“细” 的导线。
（3）完成以上步骤后，他们准备测量开关两端的电压，你认为这一步骤是否有必要，理由是 　　。
10．小明测量小灯泡发光时的电阻，如图甲所示，其中电源电压为，小灯泡的额定电压为。
（1）用笔画线代替导线，将图甲所示的实物电路连接完整。
（2）开关闭合前，滑动变阻器的滑片移到最 　　（选填“左”或“右” 端。
（3）实验中电压表的示数如图乙所示，其读数为 　　；如果要测量小灯泡正常发光时的电阻，应将滑片向 　　（选填“左”或“右” 端移动。
（4）小明绘制的图象如图丙所示，在电压表示数变大的过程中，电压表示数与电流表示数之比 　　（选填“变大”“变小”或“不变” ，小灯泡正常发光时的电阻为 　　。
（5）小明用待测定值电阻替换小灯泡测量时，由于电阻阻值较大，电流表偏转很小，测量不准确。老师告诉他：电压表相当于能显示自身两端电压的定值电阻，且阻值较大。于是他设计了图丁所示电路测量电阻的阻值，电源电压恒为，定值电阻为，闭合开关，并进行了如下操作：
①接1时，电压表示数为；
②接2时，电压表示数为；
③待测电阻　　。
11．为了探究“感应电流产生的条件”。小明将铁架台、导体、小量程电流表、蹄形磁体、开关和若干导线按图连接。
（1）在选择导体的材料时，你认为最好选择 　　（选填“铝棒”“铜棒”或“铁棒” ；
（2）闭合开关，小明左右移动导体，发现电流表的指针发生了摆动，小明又沿多个不同方向来回移动导体，均发现电流表的指针发生了摆动；
（3）经历了（2）的探究，小明便得出了产生感应电流的条件为：闭合电路的一部分导体在磁场中运动。你认为小明的结论 　　（选填“正确”或“不正确” ，你认为他在实验中可能存在的问题是：　　；
（4）实验中，小明在电路闭合时将导体向右移动一段距离后松开手，发现导体左右摆动，此时小量程电流表的指针 　　（选填“左右摆动”“偏向一边”或“静止不动” 。导体摆动过程中，如果不计空气阻力及导线悬挂点的摩擦，导体的机械能将 　　（选填“变大”“变小”或“不变” 。
12．在探究通电螺线管外部磁场方向的实验中：
（1）实验中用小磁针探究磁场方向时，发现小磁针没有标、极，请写出一种判断小磁针、极的做法：　　。
（2）在装有螺线管的硬纸板上均匀撒满铁屑，通电后铁屑分布无明显变化，这时需轻敲纸板，观察到铁屑排列情况如图甲所示。可见，通电螺线管外部磁场与 　　磁体的磁场相似。
（3）阿牛在判断图乙通电螺线管磁极时，错误地用了左手进行判断，四指沿着电流方向握住通电螺线管，大拇指指向端，请你分析此时电流是从螺线管的 　　（选填“”或“” 端流入。
13．学习了电磁方面的知识后，小明对神奇的电磁现象非常着迷，怀着极大的兴趣利用如图所示装置探究电磁感应现象。
（1）他应在、之间接入 　　；（填实验器材名称）
（2）闭合开关，若导体棒不动，左右移动磁铁，电路中 　　（选填“有”或“没有” 感应电流产生。
14．如图甲所示是“探究通电螺线管外部磁场方向”的实验电路，小磁针涂黑部分是极。
（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片需移至阻值最 　　处。
（2）闭合开关后，发现螺线管周围的小磁针几乎不转动，猜想可能是螺线管周围的磁场太弱，你的解决办法是：　　。
（3）解决上述问题后，小磁针静止时的指向如图乙所示，则该小磁针所在位置的磁场方向是 　　。
（4）若要探究通电螺线管外部磁场方向与电流方向的关系，可以采取的操作是 　　或 　　。（填序号）
对调左右两侧的小磁针
对调连接电池正负极的导线
对调螺线管两接线柱上的导线
15．某物理小组利用如图所示的实验装置，探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”。
（1）实验中通过 　　来反映电路中产生了感应电流；
（2）保持磁铁不动，闭合开关，导体棒沿 　　（选填“上下”“左右”或“前后” 方向运动时，灵敏电流计指针会发生偏转；
（3）断开开关，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，灵敏电流计指针都不发生偏转。由此得出结论：　　电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就产生感应电流；
（4）该实验原理在生活中的应用是 　　（选填“电动机”或“发电机” 。
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