[2018名师导航]科学中考一轮复习第十八讲 电学实验

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[2018名师导航]科学中考一轮复习第十八讲 电学实验

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第十八讲《电学实验》达标检测卷
时间:45分钟 满分:100分
一.选择题(共44分)
1.在晴朗的冬日,用塑料梳子梳干燥的头发,头发会越梳越蓬松,主要原因是(  )
A.梳头时,空气进入头发 B.头发和梳子摩擦后,头发因带同种电荷而相互排斥
C.梳子对头发有吸引作用 D.头发和梳子摩擦后,头发因带异种电荷而相互吸引
2.将两只气球在化纤布上摩擦后,相互靠近,出现了如图所示的现象,由此说明两只气球(  )
A.带同种电荷,相互排斥 B.带同种电荷,相互吸引
C.带异种电荷,相互排斥 D.带异种电荷,相互吸引
3.关于电流表的使用规则,下列说法中正确的是(  )
A.电流表必须和被测电路串联 B.电流表可以和被测灯泡并联
C.电流表的两个量程可任意选择 D.电流表的三个接线柱可任意选两个接入电路中
4.如图是一连入电路的电流表的示意图,指针所指的示数为(  )
A.2.4A B.0.48A C.0.44A D.2.8A
5.小明要测量通过灯泡L1的电流大小,下列电路图正确的是(  )
A. B. C. D.
6.下列因素中,影响导体电阻大小的因素是(  )
A.通过导体的电流 B.导体两端的电压 C.导体在电路中的连接方式 D.导体的长度
7.如图所示,向同一方向移动滑片,电阻的变化效果相同的是(  )
A.甲和丙 B.乙和丁 C.甲和丁 D.甲和乙
8.在如图所示的电路中,当开关S闭合时,电压表测(  )
A.测R1的电压 B.测R2的电压 C.测R1和R2两端的总电压 D.测电源的电压
9.一次,小明同学用有3V和15V两个量程的电压表测电压时,电压表“﹣”接线柱已经接入电路,在用15V量程试触时,指针位置如图所示,则下一步的实验操作应该是(  )
A.直接接入c接线柱,然后读数
B.直接接入b接线柱,然后读数
C.断开开关,接入c接线柱,闭合开关后读数
D.断开开关,接入b接线柱,闭合开关后读数
10.下列表示电压表的示数为1.4V的是(  )
A. B. C. D.
11.小宁的探究小组在练习使用电压表时,军军把电压表接成了如图所示的电路。当闭合开关时所发生的现象是(  )
A.灯泡亮、电压表有示数 B.灯泡亮、电压表无示数
C.灯泡不亮、电压表有示数 D.灯泡不亮、电压表无示数
12.在研究“一定电压下,电流与电阻的关系”时,电路图如图所示。电源电压恒为4.5V.滑动变阻器上标有“10 1.5A”字样。在a、b两点间先后接入不同阻值的定值电阻,闭合开关,移动滑片P,使电压表示数为2.5V,读出电流表的示数。当20Ω的电阻接入a、b问时,电压表示数始终无法达到2.5V,其原因可能是(  )
A.控制电压为2.5V太高 B.电源电压4.5V太低
C.滑动变阻器的最大阻值太大 D.20Ω的电阻阻值太大
13.用如图所示的电路图,探究通过导体的电流与电压之间的关系,其中的滑动变阻器的作用是(  )
A.多次实验,求平均值,使实验结果更加准确 B.多次实验,取多组数据,寻找规律
C.保持电路中电阻不变 D.保持电路中的电流不变
14.如图所示,在探究串联电路中的电压关系时,小华同学用电压表测出ab、bc、ac两端的电压分别为Uab=2V,Ubc=2V,Uac=4V,在表格中记录数据后,下一步应该做的是(  )
A.整理器材,结束实验
B.分析数据,得出结论
C.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值
D.换用电压表的另一量程,再测出一组电压值
15.在“探究串联电路中的电流特点”实验中,某同学用电流表分别测出图中A、B、C三处的电流大小,并初步得到它们之间关系的结论。为了进一步探究它们之间的关系,下一步他的操作是(  )
A.将电源两极对调,再次测量A、B、C三处的电流
B.改变开关S的位置,再次测量A、B、C三处的电流
C.将图中两只灯泡位置对调,再次测量A、B、C三处的电流
D.换用不同规格的灯泡,再次测量A、B、C三处的电流
16.如图所示,在探究并联电路中的电流关系时,小明同学用电流表测出A、B、C三处的电流分别为IA=0.4A、IB=0.2A、IC=0.2A,在表格中记录数据后,下一步应该做的是(  )
A.整理器材,结束实验
B.分析数据,得出结论
C.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电流值
D.换用电流表的另一量程,再测出一组电流值
17.如图是奥斯特实验的示意图,有关分析正确的是(  )
A.通电导线周围磁场方向由小磁针的指向决定
B.发生偏转的小磁针对通电导线有力的作用
C.移去小磁针后的通电导线周围不存在磁场
D.通电导线周围的磁场方向与电流方向无关
18.为了探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关,某同学使用两个相同的大铁钉和相同的导线绕制成电磁铁进行实验,如图所示,则下列说法中错误的是(  )
A.若滑动变阻器的滑片向左移动,则能使电磁铁的磁性增强
B.实验中电磁铁的磁性强弱是用吸引大头针的数目多少来显示的
C.若要探究磁性强弱与电流大小的关系,只要用一次实验就有明显的实验现象
D.若要探究磁性强弱与线圈匝数的关系,只要用一次实验就有明显的实验现象
19.要使直流电动机的转速加快,下列采取的措施不可靠是(  )
A.增大线圈中的电流 B.更换电压较高的直流电源
C.将磁铁的两极对调 D.再增加一个磁铁,使该磁铁的磁场与原有的磁场方向一致
20.如图所示,要使流过灵敏电流计的电流反向,下列措施中可行的是(  )
①只将磁场反向;
②只将线圈的运动方向反向;
③同时将磁场和线圈的运动方向反向;
④增加磁铁的磁性或线圈匝数。
A.①② B.②③ C.①③ D.①④
21.在科学实验时,往往需要我们注意操作,才能取得良好的实验效果,在“测定小灯泡额定功率”的实验中,当手移动变阻器滑片时,眼睛应观察(  )
A.灯泡的发光情况 B.变阻器滑片的位置 C.电压表的示数 D.电流表的示数
22.课外兴趣小组活动时,某校两同学通过实验研究小灯泡的电功率跟两端电压的关系,已知小灯泡的额定电压为2.5伏、额定功率为0.75瓦。小明同学设计了如图甲所示的电路进行研究,他先测出若干组电压和电流值,再由公式P=UI,求得对应的功率,并作出功率随电压变化的图线a.小红同学设计了如图乙所示的电路进行研究,她先由R=计算出小灯泡的电阻R,再测出若干个电压值,最后根据P=,求得对应的功率,也作出功率随电压变化的图线b.则下列反映了他们的实验结果的图线是(  )
A. B. C. D.
二.实验探究题(共56分)
23.小明为了探究串联电路的电压特点,用电源、开关、若干不同规格的电灯、电压表和若干根导线,按图1所示的电路进行实验。实验中先后将电压表分别并联到AB、BC、AC处,测出电灯L1两端的电压U1、电灯L2两端的电压U2,以及串联电路两端的总电压U,并将测得的数据汇总记录在表格中。
(1)按上述实物图(图2)测完灯L1两端电压后,再测量灯L2两端的电压,能否只改动b导线将电压表与灯L2并联,说明理由   。
实验次数
AB间电压U1(V)
BC间电压 U2(V)
AC间电压U(V)
1
2.9
2.9
5.8
2
3.7
2.1
5.8
3
4.1
1.7
5.8
(2)根据实验小明得到的结论是   。(用文字表述)
(3)细心的小明发现,将电压表直接并联到电源两端,断开开关时,测得的电压为6.0V,但若闭合开关,电压表的示数立即变为5.8V.这是什么原因引起的呢?小明提出了两个猜想,猜想一:开关接触不良,有电阻,消耗电能;猜想二:电源有内阻。小明与其他同学讨论,同学一致否定了猜想一,理由是   。
24.如图,探究“两种电荷间的相互作用规律”。
(1)两根用丝绸摩擦过的玻璃棒相互靠近时,它们之间发生相互排斥的现象。两根用毛皮摩擦过的橡胶棒相互靠近时,它们之间发生相互排斥的现象。用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的橡胶棒相互靠近时,它们之间发生相互吸引的现象;由此实验可以得出   。
(2)小明和小红在做此实验时,小明才做完一次实验后就得出结论,小红认为小明的实验结论不对。你认为小明不对的原因是:   。
25.如图是研究导电液体的电阻与横截面积关系的实验装置,有机玻璃容器(该容器是绝缘体)内壁的两端安装了铜片M、N,容器内注入了适量的导电液体,电源电压保持12V不变。
(1)请将图中电路连接完整(电流表量程0.6A)。
(2)实验步骤:测出导电液体的横截面积S,闭合开关,调节滑动变阻器,记录   ,根据R=计算出电阻。断开开关,继续向容器注入导电液体,改变导电液体的横截面积,重复上述实验,得到如表中的数据。分析表中数据可知,导电液体的横截面积越大,电阻越   ;若导电液体的横截面积变为前一次的2倍,则其电阻大小变为前一次的   。
实验次数
1
2
3
4
横截面积S/cm2
10
20
30
40
电阻R/Ω
10
5.0
3.3
2.5
(3)李明改用一段可拉伸的乳胶管(是绝缘体),将乳胶管灌满导电液体,两端用金属塞堵住管口,若均匀拉伸乳胶管,使其横截面积变为原来的一半,测得的导电液体的电阻并不是原来的2倍,感觉与上述实验结论矛盾。请你帮他分析一下原因:   。
26.用滑动变阻器改变小灯泡的亮度
(1)实验室中有一铭牌上标有“20Ω 2A”字样的滑动变阻器,如图1所示。若要把它其中的两个接线柱连接到电路中去,共有   种正确接法;“20Ω”指的是   接线柱间的电阻值,“2A”指的是   。
(2)现再给电源、小灯泡、开关各一个,导线若干,请在图2中用笔画线代替导线连接电路,要求滑动变阻器的滑片向右移灯泡变暗。
(3)如果你还想知道电路中电流值的改变情况,需在电路中再   联一个电流表,并增加   根导线。
(4)请根据实物电路(图3),在图4的方框内画出电路图。
(3)想知道电路中电流值的改变情况,再用1根导线把电流表串联入电路,即可测电路中的电流。(4)由图3可知,两灯并联,S1接在干路上,S2与L2串联,根据实物电路画出电路图,如下图所示:
27.做“串联与并联电路中电流、电压的关系”实验时,实验用的两个灯泡L1、L2上分别标有“2.5V”和“3.8V”字样,电源电压恒为2.5V。
(1)串联时,小科连接了如图甲所示的电路。闭合开关,两灯均不发光。小科猜想是灯泡L1灯丝断了,就用一根导线的两端在灯泡L1两端接线柱处同时试触,若看到灯泡L2   ,说明小科猜想正确。
(2)并联时,小科连接了如图乙所示的电路。闭合开关前,小科检查发现电路连接有误,但只要改动一根导线即可。请你在要改动的这根导线上打“×”。并用笔画线代替导线,将图乙中的电路连接正确。
(3)改正电路后继续实验,小柯记录的实验数据如下表:
物理量
电流
电压
串联电路
IA=0.16A
IB=0.16A
IC=0.16A
U=0.9V
U=1.6V
U总=2.5V
并联电路
I=0.34A
I=0.20A
I总=0.54A
U=2.5V
U=2.5V
U总=2.5V
学习了欧姆定律以后,小科发现:根据串联电路中的数据,可计算得到R=5.63Ω,根据并联电路中的数据,可计算得到R=7.35Ω.造成这一差异的根本原因是灯丝电阻的大小随着   的升高而增大。
28.为了探究并联电路的电流规律,小薇设计了如图所示的电路进行实验。
(1)小薇先画出了电路图,请你在图2中用笔画线代替导线分别将导线a、b正确地连接到相应的接线柱上。
(2)小薇先将电流表接在L1所在的支路上,闭合开关后,看到灯L2发光,但灯L1不发光,电流表的示数为零,电路可能存在的故障是   。
(3)排除故障后,小薇测出通过L1的电流I1之后,想测量干路中的电流I,她思考一会儿后,就在原来已连接好的电路中将导线(即在本题第2小问题完成后的图中)进行改动,请你写出她具体的操作   。
(4)干路中的电流如图3所示,可读出:I=   A.接着她又测出通过L2的电流I2,就想根据这组数据分析得出结论,但同组的小林认为该实验还没有结束,他在表格中记录数据后,他接下来的具体操作是   。
29.某科学探究小组在探究“并联电路电压特点”的实验中先测得干电池组两端的电压为3.0V,然后将两只灯泡L1、L2并联接在该电池组两端,闭合三个开关,用电压表测得L1、L2两端电压U1、U2均为2.5V,如图1所示。根据他们的实验数据,可以得出结论:并联电路中,各支路两端电压   。进一步分析实验数据后,同学们发现了一个重要问题:并联的两个灯泡电压小于3.0V,还有0.5V的电压哪儿去了呢?难道电池组内部有电阻分得了电压吗?通过查阅资料和请教老师,实验小组得到的信息是:电池组内部有电阻r,在正常情况下r为定值;电池组相当于一个电压U恒定的理想电源与r的组合,如图2所示。
如果上述信息真实可靠,当我们把电路中电池以外的电阻等效成一个电阻R外时,图1所示电路可等效为图3所示电路。如果断开图1中的S2,R外将   (选填“变大”、“变小”或“不变”),则U外将   (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
为了测定r值,实验小组设计了如图4所示的测量电路。其中R1=5Ω,R2=14Ω.当只闭合S1时,电流表示数I1为0.5A,只闭合S2时,电流表示数I2为0.2A,请你依据上述数据,帮实验小组计算出r的值为   。
30.如图所示,将一根直导线放在静止小磁针的正上方,并与小磁针平行。接导电路后,观察到小磁针偏转。
(1)实验探究的是通电直导线周围是否存在   。
(2)实验中小磁针的作用是   。
(3)实验中用到的一种重要科学研究方法是   。
A.类比法 B.转换法C.控制变量法 D.等效替代法。
31.如图所示是小柯同学探究电磁铁磁性强弱跟哪些因素有关的实验装置。
(1)其中,A是电磁铁,B是弹簧,C应当选用   
①塑料块  ②铁块  ③铜块 ④石块
(2)实验中,小柯是通过   来比较电磁铁磁性强弱的。
次数
电流/A
所用接线柱
弹簧长度/cm
1
1
a、b
16
2
2
a、b
17.8
3
2
a、c
18.5
(3)如图所示,开关断开时,弹簧长度为15cm.a、b两接线柱之间的线圈匝数是1500匝,a、c两接线柱之间的线圈匝数是2500匝。小柯通过正确的实验操作,并将实验中的相关数据记录在表中。通过分析2和3两次实验数据,你可得出的结论是   。
32.在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中,小芳发现每次电流表指针摆动的角度不同,提出了“感应电流的大小与哪些因素有关”的问题。
(1)小芳猜想可能与导体切割磁感线运动速度有关。你的猜想是:可能与   有关。
(2)小芳为了验证自己的猜想,利用如图装置进行实验,足够大的磁体放在水平面上,驱动装置通过两根绝缘硬棒ab、cd使导体PQ沿直线水平向右运动(导体运动区域的磁场强弱相同).同一次实验,应使导体做   (填“匀速”或“变速”)运动。下表是实验测得的数据,分析数据可得出结论:   。
实验次数
1
2
3
4
5
6
速度(cm/s)
1
2
3
4
5
6
电流(mA)
2.0
4.0
5.9
8.1
10.2
11.8
(3)此实验运用的研究方法主要是   。
(1)如图甲是小田同学已连接的部分电路,请你用笔画线代替导线将电路连接完整,使滑片P向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大。
(2)小田将滑动变阻器的滑片向左边滑动,小灯泡慢慢变亮,电压表示数逐渐变大;接着又向右移动滑片,小灯泡又逐渐变暗,电压表示数也逐渐变小。小田分析:“电灯忽明忽暗是电灯两端的   不稳定造成的”。
(3)小田在将小灯泡两端的电压调至2.5V时。 电流表的示数如图乙所示,由此可以知道小灯泡的额定功率是   。
(4)小田结合学过的电学知识进一步分析:家里的电灯有时虽然暗些,但是电灯的实际功率变小了,消耗的电能也少了。由此他想到此时家里使用电热水壶烧水倒是可以省电了。他的想法对吗?请简要说明理由   。
34.孙雯同学到实验室做“测定小灯泡额定功率”的实验。被测小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω.实验室有如下器材:电源(电压为6V)、电流表(0~0.6A 0~3A)、电压表(0~3V 0~15V)、开关各一只,导线若干,滑动变阻器:R(50Ω 0.5A)。同学们设计的电路如图所示:
(1)电压表应选用   挡;
(2)如图1是她实验的电路,但连接不完整,请你帮她完成电路的连接,要求:滑动变阻器的滑片P向右移动时,小灯泡变亮。
(3)实验电路接好后,合上开关时,她发现电路出现故障,主要有下表所列的两种情况,请根据现象和检测结果指出故障的可能原因:
故 障 现 象
检 测
故 障 原 因
灯泡较暗、两表的示数均较小
移动滑动变阻器滑片,现象不变
灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数
取下灯泡,两表的示数不变
(4)排除故障后,小明测得的数据如下表,当小灯泡正常发光时电流表和电压表的示数如图2甲和乙所示,请你替小明把电流表和电压表的示数记在表中,并计算小灯泡的额定功率。
实验序号
电压表示数
电流表
示数
小灯亮暗程度
功率
1
2.0V
0.20A

0.4W
2
正常发光
3
3.0V
0.28A
较亮
0.84W
35.小科同学在测定“小灯泡电功率”的实验中,用三节干电池,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)请你用笔划线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整(实验刚开始时):
(2)小科同学闭合开关,移动滑动变阻器滑片P到某一位置时,电压表示数如图乙所示,若要测量小灯泡的额定功率,他接下来的操作应该是   。
(3)小科同学测量了六组且记下对应的电压表(0.5V、1.0V、3.0V)和电流表的示数,并绘制成图丙所示的I﹣U图象,可计算出小灯泡的额定功率是   W。
第十八讲《电学实验》达标检测卷
时间:45分钟 满分:100分
一.选择题(共44分)
1.在晴朗的冬日,用塑料梳子梳干燥的头发,头发会越梳越蓬松,主要原因是(  )
A.梳头时,空气进入头发 B.头发和梳子摩擦后,头发因带同种电荷而相互排斥
C.梳子对头发有吸引作用 D.头发和梳子摩擦后,头发因带异种电荷而相互吸引
【答案】B
【解析】梳子梳头发,属于摩擦起电现象。被梳子摩擦过的头发会带上同种电荷,同种电荷互相排斥,所以头发越梳越蓬松。故选:B。
2.将两只气球在化纤布上摩擦后,相互靠近,出现了如图所示的现象,由此说明两只气球(  )
A.带同种电荷,相互排斥 B.带同种电荷,相互吸引
C.带异种电荷,相互排斥 D.带异种电荷,相互吸引
【答案】A
【解析】由图可知,两只气球相互远离,说明两只气球带上了同种电荷而相互排斥。故选:A。
3.关于电流表的使用规则,下列说法中正确的是(  )
A.电流表必须和被测电路串联 B.电流表可以和被测灯泡并联
C.电流表的两个量程可任意选择 D.电流表的三个接线柱可任意选两个接入电路中
【答案】A
【解析】AB、使用时,电流表要与被测电路串联,故A正确,B错误;CD、电流表有两个量程,一个公共接线柱,另外两个接线柱根据电路中电流的大小进行选择,不可以超过电流表的量程,但为了准确选择合适的量程,无论选择任何一个量程,都必须使用公共接线柱,故CD错误。故选:A。
4.如图是一连入电路的电流表的示意图,指针所指的示数为(  )
A.2.4A B.0.48A C.0.44A D.2.8A
【答案】B
【解析】图中电流表的量程是0~0.6A,分度值为0.02A,读数为0.48A。故选:B。
5.小明要测量通过灯泡L1的电流大小,下列电路图正确的是(  )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】A、由电路图可知,电流表串联在L1支路中,电流从电流表正接线柱流入,从负接线柱流出,电流表测灯泡L1的电流,故A正确;B、由电路图可知,电流表串联在L2支路中,电流从电流表正接线柱流入,从负接线柱流出,电流表测灯泡L2的电流,故B错误;C、由电路图可知,电流表串联接在干路中,测干路电流,不测通过灯泡L1的电流,故C错误;D、由电路图可知,电流表正负接线柱接反了,电流表连接错误,故D错误;故选:A。
6.下列因素中,影响导体电阻大小的因素是(  )
A.通过导体的电流 B.导体两端的电压 C.导体在电路中的连接方式 D.导体的长度
【答案】D
【解析】电阻是导体本身的一种性质,其大小只与导体的材料、长度、横截面积以及温度有关,所以,导体的电阻与通过导体的电流、导体两端的电压、导体在电路中的连接方式无关,故ABC错误、D正确。故选:D。
7.如图所示,向同一方向移动滑片,电阻的变化效果相同的是(  )
A.甲和丙 B.乙和丁 C.甲和丁 D.甲和乙
【答案】C
【解析】甲图中连入电路的电阻线是PA,乙图中连入电路的电阻线是AB,丙图中连入电路的电阻线是PB,丁图中连入电路的电阻线是PA,从以上分析可知,甲和丁图中连入电路的电阻线是相同的,向同一方向移动滑片时,电阻的变化效果相同。故选:C。
8.在如图所示的电路中,当开关S闭合时,电压表测(  )
A.测R1的电压 B.测R2的电压 C.测R1和R2两端的总电压 D.测电源的电压
【答案】A
【解析】从电路图中可以看出,电压表并联在R1两端,因此电压表测量R1两端的电压。
故选:A。
9.一次,小明同学用有3V和15V两个量程的电压表测电压时,电压表“﹣”接线柱已经接入电路,在用15V量程试触时,指针位置如图所示,则下一步的实验操作应该是(  )
A.直接接入c接线柱,然后读数
B.直接接入b接线柱,然后读数
C.断开开关,接入c接线柱,闭合开关后读数
D.断开开关,接入b接线柱,闭合开关后读数
【答案】D
【解析】从图可知,试触时指针摆幅较小,在1V附近,这是选用了电压表较大量程的结果,
为了使测量数据准确,应换用较小量程,所以用0~3V的量程,并且换接线柱时应断开开关。故选:D。
10.下列表示电压表的示数为1.4V的是(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】AB、AB两图中表头上的符号是A,是电流表,故AB不符合题意;CD、CD两图中表头上的符号是V,是电压表;图C中电压表的量程为0~15V,分度值为0.5V,示数为7V,图D中电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为1.4V,故C不符合题意,D符合题意。故选:D。
11.小宁的探究小组在练习使用电压表时,军军把电压表接成了如图所示的电路。当闭合开关时所发生的现象是(  )
A.灯泡亮、电压表有示数 B.灯泡亮、电压表无示数
C.灯泡不亮、电压表有示数 D.灯泡不亮、电压表无示数
【答案】C
【解析】由于电压表的电阻比较大,串联使用时,电路中的电流很小,灯泡不会亮,但电压表有读数,接近于电源电压。故选:C。
12.在研究“一定电压下,电流与电阻的关系”时,电路图如图所示。电源电压恒为4.5V.滑动变阻器上标有“10 1.5A”字样。在a、b两点间先后接入不同阻值的定值电阻,闭合开关,移动滑片P,使电压表示数为2.5V,读出电流表的示数。当20Ω的电阻接入a、b问时,电压表示数始终无法达到2.5V,其原因可能是(  )
A.控制电压为2.5V太高 B.电源电压4.5V太低
C.滑动变阻器的最大阻值太大 D.20Ω的电阻阻值太大
【答案】D
【解析】由题意知,电源电压为4.5V,电阻两端的电压为2.5V,则滑动变阻器两端的电压应为4.5V﹣2.5V=2V;根据串分压的知识:===,滑动变阻器的最大阻值为10Ω,电阻的阻值为滑动变阻器阻值的2倍,所以其两端的电压也为滑动变阻器两端电压的2倍,其电阻太大或滑动变阻器的最大阻值太小,而造成了电压表示数始终大于2.5V,而无法达到2.5V,D正确,AC错误;若增大电源电压,则电阻两端的电压会更大,B错误;故选:D。
13.用如图所示的电路图,探究通过导体的电流与电压之间的关系,其中的滑动变阻器的作用是(  )
A.多次实验,求平均值,使实验结果更加准确 B.多次实验,取多组数据,寻找规律
C.保持电路中电阻不变 D.保持电路中的电流不变
【答案】B
【解析】该实验是探究电流与电压的关系,所以应利用滑动变阻器改变电阻两端的电压,并测出对应的电流,从而可分析得出电流与电压的正比例关系。故选:B。
14.如图所示,在探究串联电路中的电压关系时,小华同学用电压表测出ab、bc、ac两端的电压分别为Uab=2V,Ubc=2V,Uac=4V,在表格中记录数据后,下一步应该做的是(  )
A.整理器材,结束实验
B.分析数据,得出结论
C.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值
D.换用电压表的另一量程,再测出一组电压值
【答案】C
【解析】用电压表测出ab、bc、ac两端的电压分别为Uab=2V,Ubc=2V,Uac=4V,说明两个小灯泡是同一个规格的,接下来的操作是换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值,然后分析数据,这样的结论才具有科学性。故选:C。
15.在“探究串联电路中的电流特点”实验中,某同学用电流表分别测出图中A、B、C三处的电流大小,并初步得到它们之间关系的结论。为了进一步探究它们之间的关系,下一步他的操作是(  )
A.将电源两极对调,再次测量A、B、C三处的电流
B.改变开关S的位置,再次测量A、B、C三处的电流
C.将图中两只灯泡位置对调,再次测量A、B、C三处的电流
D.换用不同规格的灯泡,再次测量A、B、C三处的电流
【答案】D
【解析】A、将电源的正负极对调,不能改变电路中的电阻、电压、电流,实验数据不变,不能得出普遍结论。B、改变开关S的位置,不能改变电路中的电阻、电压、电流,实验数据不变,不能得出普遍结论。C、将图中两只灯泡位置对调,不能改变电路的电阻、电压和电流,实验数据不变,不能读出普遍结论。D、更换不同的灯泡,电阻变化,电路中的电流发生变化。使实验结论具有普遍性;故选:D。
16.如图所示,在探究并联电路中的电流关系时,小明同学用电流表测出A、B、C三处的电流分别为IA=0.4A、IB=0.2A、IC=0.2A,在表格中记录数据后,下一步应该做的是(  )
A.整理器材,结束实验
B.分析数据,得出结论
C.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电流值
D.换用电流表的另一量程,再测出一组电流值
【答案】C
【解析】小明选取两个相同的小灯泡进行实验,太特殊,具有偶然性;所以做完一次实验得出数据后,应依次换用不同规格的灯泡,得到多组实验数据;然后再分析数据得出结论,使实验结论具有普遍性。故选:C。
17.如图是奥斯特实验的示意图,有关分析正确的是(  )
A.通电导线周围磁场方向由小磁针的指向决定
B.发生偏转的小磁针对通电导线有力的作用
C.移去小磁针后的通电导线周围不存在磁场
D.通电导线周围的磁场方向与电流方向无关
【答案】B
【解析】AD、通电导线周围磁场方向由电流的方向决定的,故AD错误;B、当将通电导体放在小磁针上方时,小磁针会发生偏转,说明了小磁针受到了力的作用,改变了运动状态,故B正确;C、该磁场与小磁针的有无无关,故移走小磁针后,该结论仍成立,故C错误;故选:B。
18.为了探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关,某同学使用两个相同的大铁钉和相同的导线绕制成电磁铁进行实验,如图所示,则下列说法中错误的是(  )
A.若滑动变阻器的滑片向左移动,则能使电磁铁的磁性增强
B.实验中电磁铁的磁性强弱是用吸引大头针的数目多少来显示的
C.若要探究磁性强弱与电流大小的关系,只要用一次实验就有明显的实验现象
D.若要探究磁性强弱与线圈匝数的关系,只要用一次实验就有明显的实验现象
【答案】C
【解析】A、变阻器的滑片向左滑动,变阻器接入电路的阻值减小,电路中的电流增大,所以电磁铁的磁性增强,故A正确;B、在实验中电磁铁的磁性强弱无法直接看出,通过吸引大头针的多少来进行判断。吸引的大头针越多,说明电磁铁的磁性越强,否则越弱。故B正确;C、若要探究磁性强弱与电流大小的关系,需要控制线圈匝数不变,改变电流大小,至少要用两次实验才有明显的实验现象,故C错误;D、若要探究磁性强弱与线圈匝数的关系,需要控制电流大小不变,改变线圈的匝数,可以把匝数不同的线圈组成串联电路,只要用一次实验就有明显的实验现象,故D正确。故选:C。
19.要使直流电动机的转速加快,下列采取的措施不可靠是(  )
A.增大线圈中的电流 B.更换电压较高的直流电源
C.将磁铁的两极对调 D.再增加一个磁铁,使该磁铁的磁场与原有的磁场方向一致
【答案】C
【解析】通过电动机线圈的电流越大,电动机转动得越快,所以A措施可行;增高电压,也可以增大通过电动机的电流,所以B也可行;将磁铁的磁极对调,只是改变了线圈的受力方向,只能改变电动机的转动方向,所以C不可行;增加一个磁铁,可以加大线圈的受力,所以D可行;故选:C。
20.如图所示,要使流过灵敏电流计的电流反向,下列措施中可行的是(  )
①只将磁场反向;
②只将线圈的运动方向反向;
③同时将磁场和线圈的运动方向反向;
④增加磁铁的磁性或线圈匝数。
A.①② B.②③ C.①③ D.①④
【答案】A
【解析】要使流过灵敏电流计的电流反向,就是要改变感应电流的方向;①只将磁场反向,就可以改变感应电流的方向,从而使灵敏电流计的电流反向;②只将线圈的运动方向改变,就会改变感应电流的方向,从而使灵敏电流计的电流反向;③同时改变磁场方向和线圈的运动方向,感应电流的方向时不变的;④增加磁铁的磁性或线圈匝数,只能是电流的大小,不能改变感应电流的方向。故选:A。
21.在科学实验时,往往需要我们注意操作,才能取得良好的实验效果,在“测定小灯泡额定功率”的实验中,当手移动变阻器滑片时,眼睛应观察(  )
A.灯泡的发光情况 B.变阻器滑片的位置 C.电压表的示数 D.电流表的示数
【答案】C
【解析】测灯泡的额定功率的实验中,闭合开关时,要通过调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端的电压等于其额定电压,用手调节滑片,眼睛看着电压表的示数。然后记下灯泡正常发光时电流表的示数,然后根据P=UI计算出小灯泡的功率。故选:C。
22.课外兴趣小组活动时,某校两同学通过实验研究小灯泡的电功率跟两端电压的关系,已知小灯泡的额定电压为2.5伏、额定功率为0.75瓦。小明同学设计了如图甲所示的电路进行研究,他先测出若干组电压和电流值,再由公式P=UI,求得对应的功率,并作出功率随电压变化的图线a.小红同学设计了如图乙所示的电路进行研究,她先由R=计算出小灯泡的电阻R,再测出若干个电压值,最后根据P=,求得对应的功率,也作出功率随电压变化的图线b.则下列反映了他们的实验结果的图线是(  )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】(1)∵P=,∴灯泡正常发光时的电阻R==≈8.3Ω;由题意知:P甲=和P乙=,由此可见,电功率P关于电压U的二次函数(跟y=ax2+bx+c,且a>0,b=0,c=0时相符合),故图象是经过原点开口向上的抛物线,故CD错误。(2)∵P甲=和P乙=,灯泡电阻R随温度升高而变大,∴①当小灯泡两端电压U<2.5V时,小灯泡在低于额定电压下工作,它的电阻R<8.3Ω,则P甲>P乙,此时抛物线a在抛物线b的上方。②当小灯泡两端电压U=2.5V时,小灯泡在额定电压下工作,它的电阻R=8.3Ω,则P甲=P乙=0.75W,且此时两抛物线相交。③当小灯泡两端电压U>2.5V,小灯泡在高于额定电压下工作,它的电阻R>8.3Ω,则P甲<P乙,此时抛物线a在抛物线b的下方。综上所述,B图中的图线反映了他们的实验结果。故选:B。
二.实验探究题(共56分)
23.小明为了探究串联电路的电压特点,用电源、开关、若干不同规格的电灯、电压表和若干根导线,按图1所示的电路进行实验。实验中先后将电压表分别并联到AB、BC、AC处,测出电灯L1两端的电压U1、电灯L2两端的电压U2,以及串联电路两端的总电压U,并将测得的数据汇总记录在表格中。
(1)按上述实物图(图2)测完灯L1两端电压后,再测量灯L2两端的电压,能否只改动b导线将电压表与灯L2并联,说明理由   。
实验次数
AB间电压U1(V)
BC间电压 U2(V)
AC间电压U(V)
1
2.9
2.9
5.8
2
3.7
2.1
5.8
3
4.1
1.7
5.8
(2)根据实验小明得到的结论是   。(用文字表述)
(3)细心的小明发现,将电压表直接并联到电源两端,断开开关时,测得的电压为6.0V,但若闭合开关,电压表的示数立即变为5.8V.这是什么原因引起的呢?小明提出了两个猜想,猜想一:开关接触不良,有电阻,消耗电能;猜想二:电源有内阻。小明与其他同学讨论,同学一致否定了猜想一,理由是   。
【答案】(1)不能;电压表正负接线柱接反了;(2)串联电路两端的总电压等于各部分电压之和;(3)电压表并联在电源的两端,当开关接触不良时,即开关断开,不会影响电压表的示数。
【解析】(1)测完灯L1两端电压后,再测量灯L2两端的电压,若只改动b导线将电压表与灯L2并联,则电流会从电压表的负接线柱流入,从正接线柱流出,即电压表的正负接线柱接反了,不能测出灯L2两端的电压;(2)由表格中的数据可知,AC间电压U等于AB间电压U1和BC间电压 U2的和,即:串联电路两端的总电压等于各部分电压之和;(3)由题知,电压表并联在电源的两端,电压表测电源电压;当开关接触不良时,即开关断开,不会影响电压表的示数;所以,造成两次电压表示数不同的原因不是猜想一。
24.如图,探究“两种电荷间的相互作用规律”。
(1)两根用丝绸摩擦过的玻璃棒相互靠近时,它们之间发生相互排斥的现象。两根用毛皮摩擦过的橡胶棒相互靠近时,它们之间发生相互排斥的现象。用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的橡胶棒相互靠近时,它们之间发生相互吸引的现象;由此实验可以得出   。
(2)小明和小红在做此实验时,小明才做完一次实验后就得出结论,小红认为小明的实验结论不对。你认为小明不对的原因是:   。
【答案】(1)同种电荷相互排斥;异种电荷相互吸引;(2)没有多次实验找普遍规律。
【解析】(1)两根用丝绸摩擦过的玻璃棒相互靠近时,它们带有同种电荷,发生相互排斥的现象。两根用毛皮摩擦过的橡胶棒相互靠近时,它们带有同种电荷,发生相互排斥的现象。用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的橡胶棒相互靠近时,它们带有异种电荷,发生相互吸引的现象;由此实验可以得出同种电荷相互排斥;异种电荷相互吸引。(2)一次实验得不出普遍结论,故小明不对的原因是没有多次实验找普遍规律。
25.如图是研究导电液体的电阻与横截面积关系的实验装置,有机玻璃容器(该容器是绝缘体)内壁的两端安装了铜片M、N,容器内注入了适量的导电液体,电源电压保持12V不变。
(1)请将图中电路连接完整(电流表量程0.6A)。
(2)实验步骤:测出导电液体的横截面积S,闭合开关,调节滑动变阻器,记录   ,根据R=计算出电阻。断开开关,继续向容器注入导电液体,改变导电液体的横截面积,重复上述实验,得到如表中的数据。分析表中数据可知,导电液体的横截面积越大,电阻越   ;若导电液体的横截面积变为前一次的2倍,则其电阻大小变为前一次的   。
实验次数
1
2
3
4
横截面积S/cm2
10
20
30
40
电阻R/Ω
10
5.0
3.3
2.5
(3)李明改用一段可拉伸的乳胶管(是绝缘体),将乳胶管灌满导电液体,两端用金属塞堵住管口,若均匀拉伸乳胶管,使其横截面积变为原来的一半,测得的导电液体的电阻并不是原来的2倍,感觉与上述实验结论矛盾。请你帮他分析一下原因:   。
【答案】(1)如上图;(2)电表示数;小;;(3)没有控制导电液体的长度不变。
【解析】(1)电流表要串联在电路中使用,根据题意(量程0.6A),把0.6A接线柱与铜片M相连即可,如下图:
(2)实验步骤:测出导电液体的横截面积S,闭合开关,调节滑动变阻器,记录电表示数,根据R=计算出电阻。断开开关,继续向容器注入导电液体,改变导电液体的横截面积,重复上述实验;分析表中数据可知,导电液体的横截面积越大,电阻越小;若导电液体的横截面积变为前一次的2倍,则其电阻大小变为前一次的;(3)当材料和长度一定时,导体的电阻与其横截面积成正反比。若均匀拉伸乳胶管,使其横截面积变为原来的一半,此时导电液体的电阻远远大于原来的2倍,因为液柱的横截面积变小的过程中乳胶管被拉长,故长度变长导致液柱的电阻变大。即李明实验时没有控制导电液体的长度不变。
26.用滑动变阻器改变小灯泡的亮度
(1)实验室中有一铭牌上标有“20Ω 2A”字样的滑动变阻器,如图1所示。若要把它其中的两个接线柱连接到电路中去,共有   种正确接法;“20Ω”指的是   接线柱间的电阻值,“2A”指的是   。
(2)现再给电源、小灯泡、开关各一个,导线若干,请在图2中用笔画线代替导线连接电路,要求滑动变阻器的滑片向右移灯泡变暗。
(3)如果你还想知道电路中电流值的改变情况,需在电路中再   联一个电流表,并增加   根导线。
(4)请根据实物电路(图3),在图4的方框内画出电路图。
【答案】(1)2;AB;允许通过的最大电流是2A;(2)如上图;(3)串;一;(4)见下图。
【解析】(1)图1有两个下接线柱,一个上接线柱;按照“一上一下”的原则,有2种接法,分别是AC和BC;滑动变阻器铭牌上常标着两个数据:电阻和电流。其中“20Ω”表示这个最大电阻值是20Ω,即AB接线柱间的电阻值为20Ω;“2A”表示允许通过的最大电流是2A。(2)滑动触片向右移动时,灯泡变暗,说明电路中电阻变大,电流减小,因此需将滑动变阻器的左下接线柱接入电路;从电源正极依次串联滑动变阻器、开关、灯泡回到电源负极,如图所示。
(3)想知道电路中电流值的改变情况,再用1根导线把电流表串联入电路,即可测电路中的电流。(4)由图3可知,两灯并联,S1接在干路上,S2与L2串联,根据实物电路画出电路图,如下图所示:
27.做“串联与并联电路中电流、电压的关系”实验时,实验用的两个灯泡L1、L2上分别标有“2.5V”和“3.8V”字样,电源电压恒为2.5V。
(1)串联时,小科连接了如图甲所示的电路。闭合开关,两灯均不发光。小科猜想是灯泡L1灯丝断了,就用一根导线的两端在灯泡L1两端接线柱处同时试触,若看到灯泡L2   ,说明小科猜想正确。
(2)并联时,小科连接了如图乙所示的电路。闭合开关前,小科检查发现电路连接有误,但只要改动一根导线即可。请你在要改动的这根导线上打“×”。并用笔画线代替导线,将图乙中的电路连接正确。
(3)改正电路后继续实验,小柯记录的实验数据如下表:
物理量
电流
电压
串联电路
IA=0.16A
IB=0.16A
IC=0.16A
U=0.9V
U=1.6V
U总=2.5V
并联电路
I=0.34A
I=0.20A
I总=0.54A
U=2.5V
U=2.5V
U总=2.5V
学习了欧姆定律以后,小科发现:根据串联电路中的数据,可计算得到R=5.63Ω,根据并联电路中的数据,可计算得到R=7.35Ω.造成这一差异的根本原因是灯丝电阻的大小随着   的升高而增大。
【答案】故答案为:(1)发光;(2)如图;(3)温度。
【解析】(1)小科猜想是灯泡L1灯丝断了,一根导线的两端在灯泡L1两端接线柱处同时试触,该处处于通路状态,则灯泡L2 会发光;
(2)由图可知,当开关闭合时,电源会短路;要使两灯并联,应改动L1、L2的四个接线柱的连线,如图所示:

(3)灯丝电阻的大小与温度有关;当电压变大时,灯泡的功率会变大,灯丝温度升高,电阻变大。
28.为了探究并联电路的电流规律,小薇设计了如图所示的电路进行实验。
(1)小薇先画出了电路图,请你在图2中用笔画线代替导线分别将导线a、b正确地连接到相应的接线柱上。
(2)小薇先将电流表接在L1所在的支路上,闭合开关后,看到灯L2发光,但灯L1不发光,电流表的示数为零,电路可能存在的故障是   。
(3)排除故障后,小薇测出通过L1的电流I1之后,想测量干路中的电流I,她思考一会儿后,就在原来已连接好的电路中将导线(即在本题第2小问题完成后的图中)进行改动,请你写出她具体的操作   。
(4)干路中的电流如图3所示,可读出:I=   A.接着她又测出通过L2的电流I2,就想根据这组数据分析得出结论,但同组的小林认为该实验还没有结束,他在表格中记录数据后,他接下来的具体操作是   。
【答案】(1)如上图所示;(2)L1或电流表开路;(3)将b导线改接到电流表的负接线柱上;(4)1.2;换用不同规格的灯泡,测出多组数据,然后得出结论。
【解析】(1)由电路图可知,灯L1与电流表串联,灯L1与电流表作为一个整体和L2并联,如下图所示:
(3)灯L2发光,但灯L1不发光,电流表的示数为零,说明L1支路不可能短路,只能是断路,即电路可能存在的故障是L1或电流表开路;(4)要电流表测干路电流,则电流表应串联在干路中,具体的操作:将b导线改接到电流表的负接线柱上时;
图3中电流表的量程为0~3A,分度值为0.1A,则干路电流I=1.2A;实验中只测量了一组数据,就得出结论,不具有普遍性,为了得出普遍结论,应换用不同规格的灯泡,测出多组数据,然后得出结论。
29.某科学探究小组在探究“并联电路电压特点”的实验中先测得干电池组两端的电压为3.0V,然后将两只灯泡L1、L2并联接在该电池组两端,闭合三个开关,用电压表测得L1、L2两端电压U1、U2均为2.5V,如图1所示。根据他们的实验数据,可以得出结论:并联电路中,各支路两端电压   。进一步分析实验数据后,同学们发现了一个重要问题:并联的两个灯泡电压小于3.0V,还有0.5V的电压哪儿去了呢?难道电池组内部有电阻分得了电压吗?通过查阅资料和请教老师,实验小组得到的信息是:电池组内部有电阻r,在正常情况下r为定值;电池组相当于一个电压U恒定的理想电源与r的组合,如图2所示。
如果上述信息真实可靠,当我们把电路中电池以外的电阻等效成一个电阻R外时,图1所示电路可等效为图3所示电路。如果断开图1中的S2,R外将   (选填“变大”、“变小”或“不变”),则U外将   (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
为了测定r值,实验小组设计了如图4所示的测量电路。其中R1=5Ω,R2=14Ω.当只闭合S1时,电流表示数I1为0.5A,只闭合S2时,电流表示数I2为0.2A,请你依据上述数据,帮实验小组计算出r的值为   。
【答案】相等;变大;变大;1Ω。
【解析】(1)如图1所示,闭合三个开关,用电压表测得L1、L2两端电压U1、U2均为2.5V,因得L1、L2是并联连接的,可以得出结论是:并联电路中,各支路两端的电压相等。(2)由图3可知,电池内部电阻r与外部电阻R外的关系是串联,串联电路起分压作用,并且根据电阻的比值进行分压;当断开图1中的S2,减少了一条支路,由于并联电路的总电阻小于任一支路上的电阻,所以将使R外增大,则根据串联电路的分压特点可知,外部电路分得的电压U外会增大;(3)如图4所示的测定r的电路中,当只闭合S1时,R1与r的串联;则由欧姆定律可得电源电压:U=I1(R1+r);
即:U=0.5A(5Ω+r)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①;只闭合S2时,R2与r的串联,电流表示数I2为0.2A,则电源电压:U=I2(R2+r);即:U=0.2A(14Ω+r)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②;。解①、②得为得组成的方程组可得:r=1Ω。
30.如图所示,将一根直导线放在静止小磁针的正上方,并与小磁针平行。接导电路后,观察到小磁针偏转。
(1)实验探究的是通电直导线周围是否存在   。
(2)实验中小磁针的作用是   。
(3)实验中用到的一种重要科学研究方法是   。
A.类比法 B.转换法C.控制变量法 D.等效替代法。
【答案】(1)磁场;(2)检测磁场的存在;(3)B。
【解析】(1)该实验通过小磁针的偏转来探究通电导线周围是否存在磁场;
(2)小磁针受到磁场力的作用能够发生偏转,故小磁针可以检测磁场的存在;
(3)本实验中采用可观察的小磁针的偏转来演示通过导体周围的磁场,故采用的是转换法;
31.如图所示是小柯同学探究电磁铁磁性强弱跟哪些因素有关的实验装置。
(1)其中,A是电磁铁,B是弹簧,C应当选用   
①塑料块  ②铁块  ③铜块 ④石块
(2)实验中,小柯是通过   来比较电磁铁磁性强弱的。
次数
电流/A
所用接线柱
弹簧长度/cm
1
1
a、b
16
2
2
a、b
17.8
3
2
a、c
18.5
(3)如图所示,开关断开时,弹簧长度为15cm.a、b两接线柱之间的线圈匝数是1500匝,a、c两接线柱之间的线圈匝数是2500匝。小柯通过正确的实验操作,并将实验中的相关数据记录在表中。通过分析2和3两次实验数据,你可得出的结论是   。
【答案】(1)②;(2)弹簧伸长的长度;(3)在通过线圈的电流相同时,线圈匝数越多的电磁铁磁性越强。
【解析】(1)电磁铁通电之后具有磁性,吸引上面物体C,使弹簧被拉长。所以物体C是磁性材料,故选择②铁块。
(2)电磁铁磁性的强弱用弹簧伸长的长度来表示,弹簧伸长的越长,电磁铁磁性越强。
(3)第2、3次实验数据,电流相同,匝数越多,弹簧的长度越长,弹簧伸长的越长,电磁铁的磁性越强,可得出的结论:在通过线圈的电流相同时,线圈匝数越多的电磁铁磁性越强。
32.在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中,小芳发现每次电流表指针摆动的角度不同,提出了“感应电流的大小与哪些因素有关”的问题。
(1)小芳猜想可能与导体切割磁感线运动速度有关。你的猜想是:可能与   有关。
(2)小芳为了验证自己的猜想,利用如图装置进行实验,足够大的磁体放在水平面上,驱动装置通过两根绝缘硬棒ab、cd使导体PQ沿直线水平向右运动(导体运动区域的磁场强弱相同).同一次实验,应使导体做   (填“匀速”或“变速”)运动。下表是实验测得的数据,分析数据可得出结论:   。
实验次数
1
2
3
4
5
6
速度(cm/s)
1
2
3
4
5
6
电流(mA)
2.0
4.0
5.9
8.1
10.2
11.8
(3)此实验运用的研究方法主要是   。
【答案】(1)磁场强弱;(2)匀速;导体运动速度越快,感应电流越大;(3)控制变量法。
【解析】(1)因为要产生感应电流,还存在磁场这个因素,所以感应电流的大小还可能与磁场的强弱有关;
(2)为了验证感应电流与导体运动速度之间的关系,应保持导体运动区域的磁场强弱相同,改变导体的运动速度,但同一次实验,应使导体做匀速运动;
由表格中数据可知,当导体运动速度增大时,产生的感应电流大小也增大,所以可得:感应电流的大小与导体切割磁感线的速度有关,导体运动速度越快,感应电流越大。
(3)由2小题可知,此实验运用的研究方法主要是控制变量法。
33.盛夏,小田家里的电灯经常忽明忽暗。小田从学校借来额定电压为2.5V的小灯泡等实验器材,想通过实验来研究产生这种现象的原因。
(1)如图甲是小田同学已连接的部分电路,请你用笔画线代替导线将电路连接完整,使滑片P向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大。
(2)小田将滑动变阻器的滑片向左边滑动,小灯泡慢慢变亮,电压表示数逐渐变大;接着又向右移动滑片,小灯泡又逐渐变暗,电压表示数也逐渐变小。小田分析:“电灯忽明忽暗是电灯两端的   不稳定造成的”。
(3)小田在将小灯泡两端的电压调至2.5V时。 电流表的示数如图乙所示,由此可以知道小灯泡的额定功率是   。
(4)小田结合学过的电学知识进一步分析:家里的电灯有时虽然暗些,但是电灯的实际功率变小了,消耗的电能也少了。由此他想到此时家里使用电热水壶烧水倒是可以省电了。他的想法对吗?请简要说明理由   。
【答案】(1)见下图;(2)电压;(4)0.75W;(4)不对,因为烧开一壶水,水吸收的热量是一定的,即消耗的电能一定,根据W=Pt可知,若实际功率变小,则通电时间变长,并不能省电。
【解析】(1)滑片P向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大,故滑片以左电阻丝连入电路中与灯串联,灯的额定电压为2.5V,电压表选用小量程与灯并联,如下所示:
(2)闭合开关后,将滑动变阻器的滑片向左滑动,连入的电阻变小,使电路中的电流变大;
由U=IR可知,则加在灯两端的电压变大,即电压表示数逐渐变大,小灯泡亮度逐渐变亮;
再向右移动滑片时,连入的电阻变大,使电路中的电流变小,由U=IR可知,加在灯两端的电压变小,电压表示数逐渐变小,小灯泡又逐渐变暗;显然灯泡两端电压忽大忽小引起了小灯泡的忽明忽暗现象,故电灯忽明忽暗可能是由于灯泡两端的电压不稳定造成的。
(3)电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,由指针位置可知,灯泡的电流为0.3A;
灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。
(4)小田的想法不对。使用电热壶烧开一壶水消耗的电能(或水吸收的热量)是一定的,根据W=Pt可知,当电热水壶的实际功率变小时,需要的加热时间变大,所以并不能省电。
34.孙雯同学到实验室做“测定小灯泡额定功率”的实验。被测小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω.实验室有如下器材:电源(电压为6V)、电流表(0~0.6A 0~3A)、电压表(0~3V 0~15V)、开关各一只,导线若干,滑动变阻器:R(50Ω 0.5A)。同学们设计的电路如图所示:
(1)电压表应选用   挡;
(2)如图1是她实验的电路,但连接不完整,请你帮她完成电路的连接,要求:滑动变阻器的滑片P向右移动时,小灯泡变亮。
(3)实验电路接好后,合上开关时,她发现电路出现故障,主要有下表所列的两种情况,请根据现象和检测结果指出故障的可能原因:
故 障 现 象
检 测
故 障 原 因
灯泡较暗、两表的示数均较小
移动滑动变阻器滑片,现象不变
灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数
取下灯泡,两表的示数不变
(4)排除故障后,小明测得的数据如下表,当小灯泡正常发光时电流表和电压表的示数如图2甲和乙所示,请你替小明把电流表和电压表的示数记在表中,并计算小灯泡的额定功率。
实验序号
电压表示数
电流表
示数
小灯亮暗程度
功率
1
2.0V
0.20A

0.4W
2
正常发光
3
3.0V
0.28A
较亮
0.84W
(5)小明分析表中数据后发现:当灯丝两端电压改变时,灯丝电阻也在改变。你认为引起灯丝电阻变化的原因是:   。
【答案】(1)0~3V.(2)电路图如图所示。(3)滑动变阻器同时接到下面两个接线柱;灯泡断路。(4)2.5V;0.24A;0.6W.(5)灯丝的阻值随温度升高增大。
【解析】(1)电压表应选用0~3V挡。
(2)灯泡右接线柱接滑动变阻器B接线柱,电压表3V接线柱接灯泡右端接线柱,电路图如图所示。
(3)①灯泡较暗、两表的示数均较小,移动滑动变阻器滑片,现象不变,故障原因是:滑动变阻器同时接到下面两个接线柱。②灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数,取下灯泡,两表的示数不变故障原因是:灯泡断路。
(4)由图知电压表示数为U=2.5V,电流表示数为I=0.24A,灯泡正常发光,它的额定功率P=UI=2.5V×0.24A=0.6W。
(5)当灯丝两端电压改变时,灯丝功率变变化,灯丝温度变化,灯丝电阻变化的原因是:灯丝的阻值随温度升高增大。
35.小科同学在测定“小灯泡电功率”的实验中,用三节干电池,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)请你用笔划线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整(实验刚开始时):
(2)小科同学闭合开关,移动滑动变阻器滑片P到某一位置时,电压表示数如图乙所示,若要测量小灯泡的额定功率,他接下来的操作应该是   。
(3)小科同学测量了六组且记下对应的电压表(0.5V、1.0V、3.0V)和电流表的示数,并绘制成图丙所示的I﹣U图象,可计算出小灯泡的额定功率是   W。
阻值应调至最大,如图所示:

(2)灯在额定电压下正常发光,图中电压选用小量程,分度值为0.1V,示数为2.2V,小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向左移动,使电压表示数为2.5V;
(3)由图丙知,灯在额定电压下的电流为0.2A,灯的额定功率:P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;
第十八讲 电学实验
1.通过实验或实例认识摩擦起电现象,会运用摩擦起电的知识解释一些简单的相关现象
2.通过实验感知两种电荷及其作用规律
3.通过实验认识导体和绝缘体,能从常见的物体中识别出那些是导体,哪些是绝缘体,并进一步说明电荷的定向移动可以形成电流
4.通过实验探究串、并联电路的连接特点,会连接简单的串、并联电路
5.通过实验学会将电流表正确接入电路,并能正确读数,会画出相应的电路图
6.通过实验探究串联电路的电流规律.
7.通过实验探究能用电流表测出并得出串联电路的电流规律
8.能根据实验目的实际实验,并能根据实验数据归纳出串联电路电压的规律
9. 能根据实验目的实际实验,并能根据实验数据归纳出并联电路电压的规律;
10.会用控制变量法设计实验探究影响电阻大小的因素;
11.能根据实验数据分析、归纳出影响导体电阻大小的因素
12.会把滑动变阻器正确的接入电路来改变电路中的电流及用电器两端的电压。
13.学会用“控制变量法”探究实验,会观察、收集、分析实验中的数据
14.根据实验设计,会选择实验器材,设计电路图,探究电流与电压的关系;
15.会用图像处理实验数据,根据图像得出电阻一定时,电流与电压成正比。
16.通过设计实验,对控制变量法进一步理解;
17.根据实验设计,探究电流与电阻的关系;
18.根据图像得出电压一定时,电流与电阻成反比。
19.结合探究实验,明确滑动变阻器在电路中的作用。
20.知道伏安法测电阻的实验原理;
21.学会设计实验方案并连接电路
22.知道减小实验误差的一般做法。
23. 理解电阻是导体本身固有属性,了解灯丝(钨丝)的电阻特性
24.练习设计实验方案、连接电 路、测量数据及分析归纳实验结论。
25.知道用电压表和电流表可以测电功率,还可用电能表和秒表测量用电器的电功率。
26.知道测量功率的原理,能设计符合测量需要的实验方案,并根据需要测量和记录的物理量设计实验记录的表格
27.会根据小灯泡的额定电压选择合适的电源和电压表的量程,能测量和计算出小灯泡的额定功率。进一步理解 额 定 功 率 的 含义。
28.能测出当小灯泡两端电压略大于额定电压和小于额定电压时小灯泡的功率,并能同时观察小灯泡的亮度,计入表格
29.通过实验知道电流的热效应与电流和电阻的关系,理解在实验探究中控制变量和转换法的使用
30.通过实验认识磁场。
31.通过奥斯特实验能表达电流的磁效应。感知电能生磁
32.能通过实验探究出通电螺线管外部的磁场与条形磁铁相似。
33.通过演示实验总结电磁铁的特点
34.通过实验探究电磁铁的磁性强弱与电流大小、线圈匝数的关系。
35.通过实验探究明确通电导体在磁场中受到力的作用,知道力的方向跟电流的方向、磁场的方向有关
36.通过实验探究知道导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。

类型
内容
目的
考察点
测量型实验
直接测量
1.电流的测量
2.电压的测量
测量出结果正确、准确。
正确保证:正确使用测量工具
准确保证(减小误差):
选择精密仪器、优选测量方法、多次测量取平均值
会选用合适量程和分度值的测量工具,会正确操作、会正确读数,能判断哪些是错误的操作
间接测量
1.伏安法测电阻
2.测量小灯泡的电阻 3.电功率的测量
4.测小灯泡的额定功率
测量出结果正确、准确。
正确保证:原理正确、正确使用测量工具
准确保证:测量方法、测量顺序、测量次数
熟练掌握各实验原理,正确的实验方法,选择测量器材,设计实验步骤,特别是一些关键步骤顺序,实验数据进行处理等,总结实验过程中各种做法的目的和作用;缺少器材时思路。
探究型实验
普遍性规律探究
1.两种电荷的相互使用规律
2.导体和绝缘体
3.连接串联和并电路
4.串联电路电流规律
5.并联电路的电流规律
6.串联电路的电压规律
7.并联电路的电压规律
目的:得出规律具有普遍性
得出普遍性规律的实验特点
1、一次实验能够得出关系(结论)
2、每次实验都能到相同结论
3、每次实验必须更换不同的条件
探究性实验考查中包含测量性实验中的知识与技能的考察。除此之外还包括科学探究的方法,如控制变量、转化、替代、模型等科学探究的方法。还包括科学探究过程中的各个环节中能力考查。
如考查制定计划要素包括器材的选择、方法确定、设计实验记录表格(包括实验次数、测量项目、控制的条件)
进行实验要素考查包括如何操作、收集数据等
分析论证要素考查包括数据处理,得出结论等
评估要素考查包括实验出现现象的与原因分析、解释,方案的优点和不足、改进实验方案
针对每个探究实验的复习需要做到以下几点:
1、探究中采用的方法
2、?选择那些器材?作用是什么?怎样组装实验器材?为什么这样组装?
3、需要记录的内容(现象或物理量)
4、具体操作步骤描述,为何这样操做?
5、实验中出现现象原因分析
如何改进实验,有什么好处?
相关因素及其关系的探究
1.影响电阻大小的因素
2.电流与电压的关系
3.电流与电阻的关系
4.小灯泡的实际功率与小灯泡两端电压的和小灯泡亮度的关系
5.探究电热与电流或电阻的关系。
目的:得出探究结论
1、甲物理量与乙物理量有关(或无关)
2、甲物理量一定时(条件),乙物理量随丙物理量的的增大而增大或减小(甲物理量一定时,乙物理量越大,丙物理量越大或越小)
3、甲物理量一定时(条件),乙物理量与乙物理量成正比
4、甲物理量一定时(条件),乙物理量与丙物理量成反比
5、甲物理量与乙物理量的关系式
6、注意研究条件、范围的确定确定,针对探究问题的回答。
得不出结论的情况:
对于探究普遍规律性实验
1、实验次数不足
2、实验条件特殊,没有在不同的实验条件下进行多次实验
对于相关性探究
1、没有控制变量
2、自变量取值范围太小
观察实验
?
1.变阻器的应用
2.变阻器在电路中的作用
3.电流的热效应
4.探究磁体周围磁场的分布状况,
5.电流的磁效应
6.通电螺线管的磁场
7.电磁铁的磁性
8.磁场对通电导体的作用
9.什么情况下磁能生电
观察实验现象得出结论
此类实验突出观察性,一个物理现象说明一个物理道理。理解物理概念规律的辅助实验。
描述实验的现象
说明的物理道理
实验中的物理知识、物理思想、方法
知识点一:考查测量仪器的读数和使用
【例1】(2013?温州二模)测量电路中电流大小的仪器叫 。图中的读数

【答案】A
【解析】电路中的电流可以用电流表测量; 由图可知,电流表的量程为0~3A,分度值为0.1A,则示数为2.5A。 故答案为:电流表;2.5A。 【例2】(2017秋?义乌市校级期中)图中,电压表的读数是 ,电流表的读数是 .
【答案】凝固.
【解析】由图可知,电压表的量程为0~15V,分度值为0.5V,其示数为12.5V. 电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,其示数为0.2A. 故答案为:12.5;0.2.
知识点二:考查实验探究方法
【例3】(2014秋?拱墅区校级期末)在温度一定的条件下,做“研究决定电阻大小的因素”的实验,采用了 的方法.下表给出了实验中所用到的导体的情况,选择B、E导体进行对比,是为了研究导体电阻大小是否与 有关系;为了研究导体电阻与横截面积的关系,应选择的两根导体是D和 (填导体的代号).
导体代号
A
B
C
D
E
F
长度(m)
1.0
0.5
1.5
1.0
1.5
1.5
横截面积(mm2)
1.2
0.8
1.0
0.6
0.8
1.0
材料
锰铜

镍铬丝
锰铜

锰铜
【答案】控制变量法;长度;?A.
【解析】本实验用到的物理学研究中常用的一种研究方法是控制变量法. B和E对比,材料和横截面积都相同,只有长度不同,故研究电阻与长度的关系; 为了研究导线电阻与横截面积是否有关,就要使导线的材料、长度相同,横截面积不同,根据表格中的数据,只有A、D两根导线符合条件. 知识点三:考查实验方案、表格设计
【例4】(2017春?萧山区月考)现有一个电压表、若干导线、两节干电池和一个开关,请你设计一个实验来判断两段材料不同,长度、横截面积都相同的甲、乙合金丝电阻的大小. (1)画出实验电路图. (2)说明实验的步骤以及需要测量的物理量.
【答案】见解析
【解析】(1)将两节干电池串联,甲、乙合金丝串联接入电路,把开关并联在甲合金丝两端,把电压表并联在乙合金丝两端,如图所示:
(2)实验的步骤:以两节干电池为电源,用导线把两段材料不同,长度、横截面积都相同的甲、乙合金丝串联进电路,把开关并联在甲合金丝两端,把电压表并联在乙合金丝两端,闭合开关,读出电压表示数为U1,断开开关,读出电压表示数U2. 甲合金丝两端的电压为U1-U2,乙合金丝两端的电压为U2,根据欧姆定律,导体两端的电压等于电流和电阻的乘积,而串联电路中,电流处处相等,所以导体电压之比等于电阻之比,所以比较U1-U2和U2的大小关系,若U1-U2>U2,则甲合金丝的电阻大于乙合金丝的电阻;若U1-U2<U2,则甲合金丝的电阻小于乙合金丝的电阻;若U1-U2=U2,则甲合金丝的电阻等于乙合金丝的电阻. 知识点四:对实验细节、误差分析评估
【例5】(2017?台州)小柯利用如图甲所示的电路探究电流与电阻的关系,已知电源电压为6V且保持不变,实验所用电阻R的阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω,滑动变阻器的规格为“30Ω 2A”。
(1)请设计实验数据记录表,画在虚线框内。 (2)小柯将5欧的电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器使电压表示数为2伏,读出相应的电流值记录在表格中;然后更换电阻重复上述实验。当接入20欧的电阻时,发现无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数都无法达到2伏,其原因是 。 (3)小柯用图乙所示的电路测未知电阻RX的阻值,图中R0为定值电阻,他先将导线a端接到电流表“-”接线柱上,电流表示数为I1,然后将导线a端接到电流表“3”接线柱上,电流表示数为I2,则RX的阻值为 。
(用I1、I2、R0表示)
【答案】(1)如上所示;(2)原因是变阻器的最大电阻太小;(3)。
【解析】(1)探究电流与电阻的关系,要控制电压表示数不变,应记录电阻和对应的电流大小,为得出普遍性的规律,要多次测量,如下所示:
实验次数
电阻/Ω
电流/A
1
?
?
2
?
?
3
?
?
(2)调节滑动变速器使电压表示数为2伏,根据串联电路电压的规律,变阻器的电压U滑=6V-2V=4V,变阻器的电阻是定值电阻电压的倍,根据分压原理,当接入20欧的电阻时,变阻器连入电路中的电阻为定值电阻的2倍,即2×20Ω=40Ω>30Ω,故发现无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数都无法达到2伏,其原因是变阻器的最大电阻太小; (3)他先将导线a端接到电流表“-”接线柱上,电流表示数为I1,此时电流表测量两电阻并联的总电流;然后将导线a端接到电流表“3”接线柱上,电流表示数为I2,此时电流表测通过R0的电流,根据欧姆定律,此时R0的电压即电源电压:U=I2R0;因定值电阻的电压始终为电源电压,由欧姆定律,通过R0的电流大小不变,根据并联电路电流的规律,通过待测电阻的电流IX=I1-I2,由欧姆定律,待测电阻:。
【例6】(2017?杭州一模)下面是课本中的一个表格,由表格中的数据其实可知相应材料的电阻率.
?材料
?电阻(欧)
?材料
?电阻(欧)
?银
?0.016
?铁
?0.10
?铜
?0.0175
?镍铬合金
?1.0
在常温下(20℃时),单位长度、单位横截面积的某种材料制成的导线的电阻叫做这种材料的电阻率(常用ρ表示).这里长度和横截面积的单位分别为米、毫米2. 小乐为了测量铜的电阻率,利用实验室购买的一捆标注长度为100米的铜导线,首先测得导线横截面积为1.0毫米2,再利用图甲所示电路测出铜导线两端电压和其中电流,则可得出铜材料的电阻率ρ. (1)请在答题纸相应图中,用笔画线代替导线完成剩余部分的连接. (2)调节滑动变阻器,使铜导线两端的电压表示数为1.0V时,电流表的读数如图乙所示,则可通过计算得到铜材料的电阻率为 . (3)经过比较会发现,小乐测得的数据与表中有差异,写出一种可能的原因:

【答案】(1)如图;(2)0.02Ω/(m?mm2);(3)电表读数有误差
【解析】(1)由伏安法测电阻的原理,电流表串联在电路中,电压表并联在铜材料的两端,如下图:
(2)电流表如图乙所示,量程是0~0.6A,分度值0.02A,电流表示数,I=0.5A, 由变形可得,长度为100m、横截面积为1.0mm2的铜导线的电阻,, 根据导体的电阻跟长度成正比,可得长度为1m、横截面积为1.0mm2的铜导线的电阻,; (3)经过比较会发现,小乐测得的数据与表中有差异,实验过程中由于电表读数可得存在误差,故可能的原因:电表读数有误差.
知识点五:考查分析实验数据得出实验结论
【例7】(2017?嘉兴模拟)甲乙两同学为了探究导体中的电流与电压的关系,用A、B两导体进行实验,实验中改变导体两端的电压,并将测量的数据记录在表一、表二中. 表一
导体
实验序号
电压(伏)
电流(安)
A
1
1.2
0.08
2
2.4
0.16
3
3.6
0.24
表二
导体
实验序号
电压(伏)
电流(安)
B
4
2.4
0.40
5
3.6
0.60
6
4.8
0.80
(1)分析比较实验序号1、2、3或4、5、6中的电流与电压变化的倍数关系,可得出的初步结论是:对于同一导体, . (2)分析比较实验序号 中的数据,可得出的初步结论是:在电压相等时,通过不同导体的电流大小不同.
【答案】(1)通过的电流与其两端的电压成正比;(2)2、4或3、5.
【解析】(1)分析比较实验序号1、2、3或4、5、6可知,通过同一导体电流的变化倍数等于其两端电压变化倍数的倒数, 故可得结论:对于同一导体,通过的电流与其两端的电压成正比; (2)要得出“在电压相等时,通过不同导体的电流大小不同”应控制导体两端的电压相等,由表格数据可知,实验序号2、4或3、5数据符合.
知识点六:考查综合运用和创新能力
【例8】(2017?嵊州市模拟)小明通过实验验证小灯泡灯丝的阻值随温度变化的规律.
(1)小明完成的电路连接如图甲所示,变化开关前滑动变阻器的滑片P应置于
(选填“左”或“右”)端; ?(2)小明闭合开关,发现灯不亮,电压表有示数,电流表无示数,任意移动滑动变阻器的滑片,电压表示数不变.经检查电路连接无误且导线无接触不良,产生这种故障原因是 ; (3)小明还想利用上述实验装置测量一段电炉丝的电阻Rx,可是连接电路时发现电流表已损坏不能继续使用.他通过仔细思考设计了如图乙所示的电路图(电源电压未知但保持不变,滑动变阻器的最大值已知为R0).请你帮助小明写出主要的实验过程及测量的物理量,并根据实验数据写出电炉丝电阻Rx的表达式.
【答案】(1)铁圈;(2)丙.
【解析】(1)为了保护电路,滑动变阻器在闭合开关前应滑到电阻最大位置,即最左端位置; (2)将滑动变阻器的滑片调到接入最大电阻处,闭合开关,发现灯不亮,电压表有示数,电流表无示数.则故障的原因可能是:灯泡断路; (3)具体实验过程为:①闭合电路,先将滑动变阻器的滑片调到最左端,使滑动变阻器接入电路电阻为0,记下电压表的示数U1也就是电源电压; ②再调节滑动变阻器滑片到最右端,使得接入电路电阻为最大值R0,记下电压表的示数U2,则此时电路电流为; ③待测电阻. 故答案为:(1)左;(2)灯泡断路;(3)实验过程:①闭合电路,先将滑动变阻器的滑片调到最左端,使滑动变阻器接入电路电阻为0,记下电压表的示数U1也就是电源电压;②再调节滑动变阻器滑片到最右端,使得接入电路电阻为最大值R0,记下电压表的示数U2.测量物理量:U1、U2;表达式.

一、测量小灯泡的电阻易错
若电流表针几乎不偏转表,灯不亮,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的灯泡断路了;由图乙找到对应的电流,根据欧姆定律求电阻;根据灯的电阻随温度的升高而增大分析.
【例1】(2017春?宁波期中)某同学用如图甲所示的实验装置测小灯泡的电阻:
(1)该同学连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表的指针几乎不偏转,电压表有示数,接近电源电压,你认为该电路故障可能是 . (2)该同学排除电路故障后,完成实验并将实验数据绘制成图象,如图乙所示,当小灯泡两端的电压为2.0V时,小灯泡的电阻为 Ω. (3)该同学提出在测定值电阻的实验中,绘制的图象是一条直线,而本实验得到的是曲线,你认为原因可能是 .
【答案】(1)灯泡断路;(2)5;(3)灯泡的电阻随温度的升高而增大.
【解析】(1)经分析,该同学连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表的指针几乎不偏转,电压表有示数,接近电源电压,你认为该电路故障可能是:灯泡断路; (2)该同学排除电路故障后,完成实验并将实验数据绘制成图象,由图乙可知,当小灯泡两端的电压为2.0V时,通过灯的电流为0.4A,由欧姆定律,小灯泡的电阻为:; (3)由欧姆定律,电压U=IR,因灯泡的电阻随温度的升高而增大,不是一个定值,故电流I随电压U变化的图象不是该一条直线. 二、测小灯泡的额定功率易错
根据滑片P向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大,确定变阻器的连接,根据灯的额定电压为2.5V确定电压表选用的量程与灯并联;当滑片左右移动时,改变了连入的电阻,改变了电路中的电流,根据欧姆定律分析灯两端的电压变化。根据电流表的量程和分度值读出电流表的示数,根据P=UI求出灯泡的额定功率。实际功率变小,在时间相同时,根据W=Pt,消耗电能少;烧水时,要把水烧开,水吸收的热量是一定的,据此进行分析。
【例2】(2017?镇海区模拟)盛夏,小田家里的电灯经常忽明忽暗。小田从学校借来额定电压为2.5V的小灯泡等实验器材,想通过实验来研究产生这种现象的原因。
(1)如图甲是小田同学已连接的部分电路,请你用笔画线代替导线将电路连接完整,使滑片P向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大。 (2)小田将滑动变阻器的滑片向左边滑动,小灯泡慢慢变亮,电压表示数逐渐变大;接着又向右移动滑片,小灯泡又逐渐变暗,电压表示数也逐渐变小。小田分析:“电灯忽明忽暗是电灯两端的 不稳定造成的”。 (3)小田在将小灯泡两端的电压调至2.5V时。 电流表的示数如图乙所示,由此可以知道小灯泡的额定功率是 。 (4)小田结合学过的电学知识进一步分析:家里的电灯有时虽然暗些,但是电灯的实际功率变小了,消耗的电能也少了。由此他想到此时家里使用电热水壶烧水倒是可以省电了。他的想法对吗?请简要说明理由

【答案】(1)见图;(2)电压;(4)0.75W;(4)不对,因为烧开一壶水,水吸收的热量是一定的,即消耗的电能一定,根据W=Pt可知,若实际功率变小,则通电时间变长,并不能省电。
【解析】(1)滑片P向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大,故滑片以左电阻丝连入电路中与灯串联,灯的额定电压为2.5V,电压表选用小量程与灯并联,如下所示:
(2)闭合开关后,将滑动变阻器的滑片向左滑动,连入的电阻变小,使电路中的电流变大; 由U=IR可知,则加在灯两端的电压变大,即电压表示数逐渐变大,小灯泡亮度逐渐变亮; 再向右移动滑片时,连入的电阻变大,使电路中的电流变小,由U=IR可知,加在灯两端的电压变小,电压表示数逐渐变小,小灯泡又逐渐变暗;显然灯泡两端电压忽大忽小引起了小灯泡的忽明忽暗现象,故电灯忽明忽暗可能是由于灯泡两端的电压不稳定造成的。 (3)电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,由指针位置可知,灯泡的电流为0.3A; 灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。 (4)小田的想法不对。使用电热壶烧开一壶水消耗的电能(或水吸收的热量)是一定的,根据W=Pt可知,当电热水壶的实际功率变小时,需要的加热时间变大,所以并不能省电。 三、电流与电阻的关系易错
首先明确水蒸气是无色的气体,如果看到白气一定不是水蒸气,同学们经常会把白气当成水蒸气。常见的白气一般都是水蒸气液化成的小水滴,如:是舞台上经常施放“白气”,是干冰升华吸热,使空气中水蒸气遇冷液化后的小水滴;热水瓶口处会出现“白气”,这是瓶内水蒸气冒出后遇冷液化为小水滴;河面上有一团团的“白气”,这是河水蒸发后的水蒸气又遇冷液化为小水滴;打开冰箱门时常会出现“白气”,这是空气中的水蒸气遇冷液化为小水滴.冬天人嘴里呼出的白气是人呼出的水蒸气遇冷液化成的小水滴;从冰箱中拿出的雪糕(或冰冻食品)冒白气,是空气中的水蒸气遇冷液化成的小水滴;水烧开时,壶嘴冒出的白气是水蒸气先汽化,后在空气中遇冷液化成的小水滴。
【例3】(2017?婺城区校级模拟)在探究“电流与电阻的关系”的实验过程中,电源电压恒定为6V,所用滑动变阻器的规格为“50Ω??1A”,小科选择了5Ω、10Ω、20Ω、25Ω五个电阻进行实验。电路图如图甲所示。
(1)请用铅笔画线代替导线将图乙中未完成的实物图连接完整。 (2)闭合开关S后,观察发现:电阻是完好的,电压表有示数,电流表指针指向零刻度线。电路可能存在的故障是 (填字母)。 A.滑动变阻器????B.电流表短路?????C.滑动变阻器短路?????D.开关接触不良 (3)根据实验数据,作出I-R图象如图丙所示。根据实验目的分析图象可能得出结论:
。 (4)小科将定值电阻换成了规格为“2.5V,0.5W”的小灯泡,想利用该电路测量小灯泡的电功率。当小灯泡正常发光时,滑动变阻器的实际功率为 。
【答案】(1)如图所示;(2)B;(3)在电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;(4)0.7W。
【解析】(1)由图丙可知,当电阻为5Ω、10Ω、25Ω时,对应的电流分别为0.5A、0.25A、0.1A,电流与电阻的之积: U=IR=0.5A×5Ω=-----0.1A×25Ω=2.5V,故电压表选用小量程,变阻器按一下一上串联接入电路中,如下所示:
(2)A.滑动变阻器断路,整个电路断路,两表均无示数,不符合题意; ?B.电流表短路,电流表示数为0,电压表有示数,符合题意; C.滑动变阻器短路,电压表示数为电源电压,超过电压表量程,将烧坏电压表,电流表有示数,不符合题意; D.开关接触不良,整个电路断路,两表均无示数,不符合题意;故选B; (3)由(1)知,U=IR=0.5A×5Ω=-----0.1A×25Ω=2.5V为定值,即在电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比; (4)当小灯泡正常发光时,灯的电压为2.5V,灯的额定电流:,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压: U滑=U-UL=6V-2.5V=3.5V,滑动变阻器的实际功率为: P滑=U滑×IL=3.5V×0.2A=0.7W。
四、什么情况下磁能生电易错
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生电流的现象叫电磁感应,产生的电流叫感应电流.产生的感应电流的方向与导体运动方向和磁场方向有关,当其中一个方向改变时,电流方向改变;若导体运动方向和磁场方向同时改变,电流方向不改变,据此分析回答;应掌握磁场对电流的作用及应用;质量较小的物体在相同的情况下,运动状态容易改变.
【例4】(2017春?下城区期中)小华在探究怎样产生感应电流的实验中,设计了如图所示的实验装置.
(1)将磁体向右插入螺线管中时,观察到灵敏电流计的指针向右偏转,由此可知:电路中有 产生. (2)将磁体从螺线管中向左拔出时,会观察到灵敏电流计的指针向 偏转(选填“左”或“右”). (3)通过前两步实验,可得出感应电流的方向与 方向有关. (4)图乙装置为了使实验效果更明显,图中悬挂在细线下的物体最好选用
(填字母代号). A.铁棒????B.玻璃棒????C.铝棒????D.铜棒.
【答案】(1)感应电流;(2)左;(3)导体做切割磁感线运动的;(4)C.
【解析】(1)将磁体向右插入螺线管中时,灵敏电流计的指针偏转,说明电路中产生了感应电流; (2)将磁体从螺线管中向左拔出时,导体切割磁感线的运动方向与第1次实验相反,所以产生的电流方向也与第1次实验相反,则灵敏电流计的指针向左偏转; (3)在上面(1)(2)中,将磁铁从螺线管中向右插入、向左拔出,磁场的方向不变,改变了磁体的运动方向,产生的感应电流方向发生变化,由此可知:感应电流的方向与导体做切割磁感线运动的方向有关.
第十八讲 电学实验
1.通过实验或实例认识摩擦起电现象,会运用摩擦起电的知识解释一些简单的相关现象
2.通过实验感知两种电荷及其作用规律
3.通过实验认识导体和绝缘体,能从常见的物体中识别出那些是导体,哪些是绝缘体,并进一步说明电荷的定向移动可以形成电流
4.通过实验探究串、并联电路的连接特点,会连接简单的串、并联电路
5.通过实验学会将电流表正确接入电路,并能正确读数,会画出相应的电路图
6.通过实验探究串联电路的电流规律.
7.通过实验探究能用电流表测出并得出串联电路的电流规律
8.能根据实验目的实际实验,并能根据实验数据归纳出串联电路电压的规律
9. 能根据实验目的实际实验,并能根据实验数据归纳出并联电路电压的规律;
10.会用控制变量法设计实验探究影响电阻大小的因素;
11.能根据实验数据分析、归纳出影响导体电阻大小的因素
12.会把滑动变阻器正确的接入电路来改变电路中的电流及用电器两端的电压。
13.学会用“控制变量法”探究实验,会观察、收集、分析实验中的数据
14.根据实验设计,会选择实验器材,设计电路图,探究电流与电压的关系;
15.会用图像处理实验数据,根据图像得出电阻一定时,电流与电压成正比。
16.通过设计实验,对控制变量法进一步理解;
17.根据实验设计,探究电流与电阻的关系;
18.根据图像得出电压一定时,电流与电阻成反比。
19.结合探究实验,明确滑动变阻器在电路中的作用。
20.知道伏安法测电阻的实验原理;
21.学会设计实验方案并连接电路
22.知道减小实验误差的一般做法。
23. 理解电阻是导体本身固有属性,了解灯丝(钨丝)的电阻特性
24.练习设计实验方案、连接电 路、测量数据及分析归纳实验结论。
25.知道用电压表和电流表可以测电功率,还可用电能表和秒表测量用电器的电功率。
26.知道测量功率的原理,能设计符合测量需要的实验方案,并根据需要测量和记录的物理量设计实验记录的表格
27.会根据小灯泡的额定电压选择合适的电源和电压表的量程,能测量和计算出小灯泡的额定功率。进一步理解 额 定 功 率 的 含义。
28.能测出当小灯泡两端电压略大于额定电压和小于额定电压时小灯泡的功率,并能同时观察小灯泡的亮度,计入表格
29.通过实验知道电流的热效应与电流和电阻的关系,理解在实验探究中控制变量和转换法的使用
30.通过实验认识磁场。
31.通过奥斯特实验能表达电流的磁效应。感知电能生磁
32.能通过实验探究出通电螺线管外部的磁场与条形磁铁相似。
33.通过演示实验总结电磁铁的特点
34.通过实验探究电磁铁的磁性强弱与电流大小、线圈匝数的关系。
35.通过实验探究明确通电导体在磁场中受到力的作用,知道力的方向跟电流的方向、磁场的方向有关
36.通过实验探究知道导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。

类型
内容
目的
考察点
测量型实验
直直接测量
1.电流的测量
2.电压的测量
测量出结果正确、准确。
正确保证:正确使用测量工具
准确保证(减小误差):
选择精密仪器、优选测量方法、 取平均值
会选用合适 和
的测量工具,会正确操作、会正确读数,能判断哪些是错误的操作
间间接测量
1.伏安法测电阻
2.测量小灯泡的电阻 3.电功率的测量
4.测小灯泡的额定功率
测量出结果正确、准确。
正确保证:原理正确、正确使用测量工具
准确保证:测量方法、测量顺序、测量次数
熟练掌握各实验 ,正确的实验 ,选择 ,设计实验 ,特别是一些关键步骤顺序,实验数据进行处理等,总结实验过程中各种做法的 和 ;缺少器材时思路。
探究型实验
普普遍性规律探究
1.两种电荷的相互使用规律
2.导体和绝缘体
3.连接串联和并电路
4.串联电路电流规律
5.并联电路的电流规律
6.串联电路的电压规律
7.并联电路的电压规律
目的:得出规律具有
得出普遍性规律的实验特点
1、一次实验能够得出关系(结论)
2、每次实验都能到相同结论
3、每次实验必须更换不同的条件
探究性实验考查中包含测量性实验中的知识与技能的考察。除此之外还包括科学探究的方法,如 、 、 、模型等科学探究的方法。还包括科学探究过程中的各个环节中能力考查。
如考查制定计划要素包括器材的选择、方法确定、设计实验记录表格(包括实验次数、测量项目、控制的条件)
进行实验要素考查包括如何操作、收集数据等
分析论证要素考查包括数据处理,得出结论等
评估要素考查包括实验出现现象的与原因分析、解释,方案的优点和不足、改进实验方案
针对每个探究实验的复习需要做到以下几点:
1、探究中采用的方法
2、?选择那些器材?作用是什么?怎样组装实验器材?为什么这样组装?
3、需要记录的内容(现象或物理量)
4、具体操作步骤描述,为何这样操做?
5、实验中出现现象原因分析
如何改进实验,有什么好处?
相有关因素及其关系的探究
1.影响电阻大小的因素
2.电流与电压的关系
3.电流与电阻的关系
4.小灯泡的实际功率与小灯泡两端电压的和小灯泡亮度的关系
5.探究电热与电流或电阻的关系。
目的:得出探究结论
1、甲物理量与乙物理量有关(或无关)
2、甲物理量一定时(条件),乙物理量随丙物理量的的增大而增大或减小(甲物理量一定时,乙物理量越大,丙物理量越大或越小)
3、甲物理量一定时(条件),乙物理量与乙物理量成正比
4、甲物理量一定时(条件),乙物理量与丙物理量成反比
5、甲物理量与乙物理量的关系式
6、注意研究条件、范围的确定确定,针对探究问题的回答。
得不出结论的情况:
对于探究普遍规律性实验
1、实验次数
2、实验条件特殊,没有在不同的实验条件下进行
实验
对于相关性探究
1、没有
2、自变量取值范围太小
观察实验
?
1.变阻器的应用
2.变阻器在电路中的作用
3.电流的热效应
4.探究磁体周围磁场的分布状况,
5.电流的磁效应
6.通电螺线管的磁场
7.电磁铁的磁性
8.磁场对通电导体的作用
9.什么情况下磁能生电
观察实验现象得出结论
此类实验突出观察性,一个物理现象说明一个物理道理。理解物理概念规律的辅助实验。
描述实验的现象
说明的物理道理
实验中的物理知识、物理思想、方法
知识点一:考查测量仪器的读数和使用
【例1】(2013?温州二模)测量电路中电流大小的仪器叫 。图中的读数

【答案】A
【解析】电路中的电流可以用电流表测量; 由图可知,电流表的量程为0~3A,分度值为0.1A,则示数为2.5A。 故答案为:电流表;2.5A。 【例2】(2017秋?义乌市校级期中)图中,电压表的读数是 ,电流表的读数是 .
【答案】凝固.
【解析】由图可知,电压表的量程为0~15V,分度值为0.5V,其示数为12.5V. 电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,其示数为0.2A. 故答案为:12.5;0.2.
知识点二:考查实验探究方法
【例3】(2014秋?拱墅区校级期末)在温度一定的条件下,做“研究决定电阻大小的因素”的实验,采用了 的方法.下表给出了实验中所用到的导体的情况,选择B、E导体进行对比,是为了研究导体电阻大小是否与 有关系;为了研究导体电阻与横截面积的关系,应选择的两根导体是D和 (填导体的代号).
导体代号
A
B
C
D
E
F
长度(m)
1.0
0.5
1.5
1.0
1.5
1.5
横截面积(mm2)
1.2
0.8
1.0
0.6
0.8
1.0
材料
锰铜

镍铬丝
锰铜

锰铜
【答案】控制变量法;长度;?A.
【解析】本实验用到的物理学研究中常用的一种研究方法是控制变量法. B和E对比,材料和横截面积都相同,只有长度不同,故研究电阻与长度的关系; 为了研究导线电阻与横截面积是否有关,就要使导线的材料、长度相同,横截面积不同,根据表格中的数据,只有A、D两根导线符合条件. 知识点三:考查实验方案、表格设计
【例4】(2017春?萧山区月考)现有一个电压表、若干导线、两节干电池和一个开关,请你设计一个实验来判断两段材料不同,长度、横截面积都相同的甲、乙合金丝电阻的大小. (1)画出实验电路图. (2)说明实验的步骤以及需要测量的物理量.
【答案】见解析
【解析】(1)将两节干电池串联,甲、乙合金丝串联接入电路,把开关并联在甲合金丝两端,把电压表并联在乙合金丝两端,如图所示:
(2)实验的步骤:以两节干电池为电源,用导线把两段材料不同,长度、横截面积都相同的甲、乙合金丝串联进电路,把开关并联在甲合金丝两端,把电压表并联在乙合金丝两端,闭合开关,读出电压表示数为U1,断开开关,读出电压表示数U2. 甲合金丝两端的电压为U1-U2,乙合金丝两端的电压为U2,根据欧姆定律,导体两端的电压等于电流和电阻的乘积,而串联电路中,电流处处相等,所以导体电压之比等于电阻之比,所以比较U1-U2和U2的大小关系,若U1-U2>U2,则甲合金丝的电阻大于乙合金丝的电阻;若U1-U2<U2,则甲合金丝的电阻小于乙合金丝的电阻;若U1-U2=U2,则甲合金丝的电阻等于乙合金丝的电阻. 知识点四:对实验细节、误差分析评估
【例5】(2017?台州)小柯利用如图甲所示的电路探究电流与电阻的关系,已知电源电压为6V且保持不变,实验所用电阻R的阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω,滑动变阻器的规格为“30Ω 2A”。
(1)请设计实验数据记录表,画在虚线框内。 (2)小柯将5欧的电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器使电压表示数为2伏,读出相应的电流值记录在表格中;然后更换电阻重复上述实验。当接入20欧的电阻时,发现无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数都无法达到2伏,其原因是 。 (3)小柯用图乙所示的电路测未知电阻RX的阻值,图中R0为定值电阻,他先将导线a端接到电流表“-”接线柱上,电流表示数为I1,然后将导线a端接到电流表“3”接线柱上,电流表示数为I2,则RX的阻值为 。
(用I1、I2、R0表示)
【答案】(1)如上所示;(2)原因是变阻器的最大电阻太小;(3)。
【解析】(1)探究电流与电阻的关系,要控制电压表示数不变,应记录电阻和对应的电流大小,为得出普遍性的规律,要多次测量,如下所示:
实验次数
电阻/Ω
电流/A
1
?
?
2
?
?
3
?
?
(2)调节滑动变速器使电压表示数为2伏,根据串联电路电压的规律,变阻器的电压U滑=6V-2V=4V,变阻器的电阻是定值电阻电压的倍,根据分压原理,当接入20欧的电阻时,变阻器连入电路中的电阻为定值电阻的2倍,即2×20Ω=40Ω>30Ω,故发现无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数都无法达到2伏,其原因是变阻器的最大电阻太小; (3)他先将导线a端接到电流表“-”接线柱上,电流表示数为I1,此时电流表测量两电阻并联的总电流;然后将导线a端接到电流表“3”接线柱上,电流表示数为I2,此时电流表测通过R0的电流,根据欧姆定律,此时R0的电压即电源电压:U=I2R0;因定值电阻的电压始终为电源电压,由欧姆定律,通过R0的电流大小不变,根据并联电路电流的规律,通过待测电阻的电流IX=I1-I2,由欧姆定律,待测电阻:。
【例6】(2017?杭州一模)下面是课本中的一个表格,由表格中的数据其实可知相应材料的电阻率.
?材料
?电阻(欧)
?材料
?电阻(欧)
?银
?0.016
?铁
?0.10
?铜
?0.0175
?镍铬合金
?1.0
在常温下(20℃时),单位长度、单位横截面积的某种材料制成的导线的电阻叫做这种材料的电阻率(常用ρ表示).这里长度和横截面积的单位分别为米、毫米2. 小乐为了测量铜的电阻率,利用实验室购买的一捆标注长度为100米的铜导线,首先测得导线横截面积为1.0毫米2,再利用图甲所示电路测出铜导线两端电压和其中电流,则可得出铜材料的电阻率ρ. (1)请在答题纸相应图中,用笔画线代替导线完成剩余部分的连接. (2)调节滑动变阻器,使铜导线两端的电压表示数为1.0V时,电流表的读数如图乙所示,则可通过计算得到铜材料的电阻率为 . (3)经过比较会发现,小乐测得的数据与表中有差异,写出一种可能的原因:

【答案】(1)如图;(2)0.02Ω/(m?mm2);(3)电表读数有误差
【解析】(1)由伏安法测电阻的原理,电流表串联在电路中,电压表并联在铜材料的两端,如下图:
(2)电流表如图乙所示,量程是0~0.6A,分度值0.02A,电流表示数,I=0.5A, 由变形可得,长度为100m、横截面积为1.0mm2的铜导线的电阻, 根据导体的电阻跟长度成正比,可得长度为1m、横截面积为1.0mm2的铜导线的电阻,(3)经过比较会发现,小乐测得的数据与表中有差异,实验过程中由于电表读数可得存在误差,故可能的原因:电表读数有误差.
知识点五:考查分析实验数据得出实验结论
【例7】(2017?嘉兴模拟)甲乙两同学为了探究导体中的电流与电压的关系,用A、B两导体进行实验,实验中改变导体两端的电压,并将测量的数据记录在表一、表二中. 表一
导体
实验序号
电压(伏)
电流(安)
A
1
1.2
0.08
2
2.4
0.16
3
3.6
0.24
表二
导体
实验序号
电压(伏)
电流(安)
B
4
2.4
0.40
5
3.6
0.60
6
4.8
0.80
(1)分析比较实验序号1、2、3或4、5、6中的电流与电压变化的倍数关系,可得出的初步结论是:对于同一导体, . (2)分析比较实验序号 中的数据,可得出的初步结论是:在电压相等时,通过不同导体的电流大小不同.
【答案】(1)通过的电流与其两端的电压成正比;(2)2、4或3、5.
【解析】(1)分析比较实验序号1、2、3或4、5、6可知,通过同一导体电流的变化倍数等于其两端电压变化倍数的倒数, 故可得结论:对于同一导体,通过的电流与其两端的电压成正比; (2)要得出“在电压相等时,通过不同导体的电流大小不同”应控制导体两端的电压相等,由表格数据可知,实验序号2、4或3、5数据符合.
知识点六:考查综合运用和创新能力
【例8】(2017?嵊州市模拟)小明通过实验验证小灯泡灯丝的阻值随温度变化的规律.
(1)小明完成的电路连接如图甲所示,变化开关前滑动变阻器的滑片P应置于
(选填“左”或“右”)端; ?(2)小明闭合开关,发现灯不亮,电压表有示数,电流表无示数,任意移动滑动变阻器的滑片,电压表示数不变.经检查电路连接无误且导线无接触不良,产生这种故障原因是 ; (3)小明还想利用上述实验装置测量一段电炉丝的电阻Rx,可是连接电路时发现电流表已损坏不能继续使用.他通过仔细思考设计了如图乙所示的电路图(电源电压未知但保持不变,滑动变阻器的最大值已知为R0).请你帮助小明写出主要的实验过程及测量的物理量,并根据实验数据写出电炉丝电阻Rx的表达式.
【答案】(1)铁圈;(2)丙.
【解析】(1)为了保护电路,滑动变阻器在闭合开关前应滑到电阻最大位置,即最左端位置; (2)将滑动变阻器的滑片调到接入最大电阻处,闭合开关,发现灯不亮,电压表有示数,电流表无示数.则故障的原因可能是:灯泡断路; (3)具体实验过程为:①闭合电路,先将滑动变阻器的滑片调到最左端,使滑动变阻器接入电路电阻为0,记下电压表的示数U1也就是电源电压; ②再调节滑动变阻器滑片到最右端,使得接入电路电阻为最大值R0,记下电压表的示数U2,则此时电路电流为; ③待测电阻. 故答案为:(1)左;(2)灯泡断路;(3)实验过程:①闭合电路,先将滑动变阻器的滑片调到最左端,使滑动变阻器接入电路电阻为0,记下电压表的示数U1也就是电源电压;②再调节滑动变阻器滑片到最右端,使得接入电路电阻为最大值R0,记下电压表的示数U2.测量物理量:U1、U2;表达式.

一、测量小灯泡的电阻易错
若电流表针几乎不偏转表,灯不亮,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的灯泡断路了;由图乙找到对应的电流,根据欧姆定律求电阻;根据灯的电阻随温度的升高而增大分析.
【例1】(2017春?宁波期中)某同学用如图甲所示的实验装置测小灯泡的电阻:
(1)该同学连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表的指针几乎不偏转,电压表有示数,接近电源电压,你认为该电路故障可能是 . (2)该同学排除电路故障后,完成实验并将实验数据绘制成图象,如图乙所示,当小灯泡两端的电压为2.0V时,小灯泡的电阻为 Ω. (3)该同学提出在测定值电阻的实验中,绘制的图象是一条直线,而本实验得到的是曲线,你认为原因可能是 .
【答案】(1)灯泡断路;(2)5;(3)灯泡的电阻随温度的升高而增大.
【解析】(1)经分析,该同学连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表的指针几乎不偏转,电压表有示数,接近电源电压,你认为该电路故障可能是:灯泡断路; (2)该同学排除电路故障后,完成实验并将实验数据绘制成图象,由图乙可知,当小灯泡两端的电压为2.0V时,通过灯的电流为0.4A,由欧姆定律,小灯泡的电阻为:; (3)由欧姆定律,电压U=IR,因灯泡的电阻随温度的升高而增大,不是一个定值,故电流I随电压U变化的图象不是该一条直线. 二、测小灯泡的额定功率易错
根据滑片P向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大,确定变阻器的连接,根据灯的额定电压为2.5V确定电压表选用的量程与灯并联;当滑片左右移动时,改变了连入的电阻,改变了电路中的电流,根据欧姆定律分析灯两端的电压变化。根据电流表的量程和分度值读出电流表的示数,根据P=UI求出灯泡的额定功率。实际功率变小,在时间相同时,根据W=Pt,消耗电能少;烧水时,要把水烧开,水吸收的热量是一定的,据此进行分析。
【例2】(2017?镇海区模拟)盛夏,小田家里的电灯经常忽明忽暗。小田从学校借来额定电压为2.5V的小灯泡等实验器材,想通过实验来研究产生这种现象的原因。
(1)如图甲是小田同学已连接的部分电路,请你用笔画线代替导线将电路连接完整,使滑片P向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大。 (2)小田将滑动变阻器的滑片向左边滑动,小灯泡慢慢变亮,电压表示数逐渐变大;接着又向右移动滑片,小灯泡又逐渐变暗,电压表示数也逐渐变小。小田分析:“电灯忽明忽暗是电灯两端的 不稳定造成的”。 (3)小田在将小灯泡两端的电压调至2.5V时。 电流表的示数如图乙所示,由此可以知道小灯泡的额定功率是 。 (4)小田结合学过的电学知识进一步分析:家里的电灯有时虽然暗些,但是电灯的实际功率变小了,消耗的电能也少了。由此他想到此时家里使用电热水壶烧水倒是可以省电了。他的想法对吗?请简要说明理由

【答案】(1)见图;(2)电压;(4)0.75W;(4)不对,因为烧开一壶水,水吸收的热量是一定的,即消耗的电能一定,根据W=Pt可知,若实际功率变小,则通电时间变长,并不能省电。
【解析】(1)滑片P向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大,故滑片以左电阻丝连入电路中与灯串联,灯的额定电压为2.5V,电压表选用小量程与灯并联,如下所示:
(2)闭合开关后,将滑动变阻器的滑片向左滑动,连入的电阻变小,使电路中的电流变大; 由U=IR可知,则加在灯两端的电压变大,即电压表示数逐渐变大,小灯泡亮度逐渐变亮; 再向右移动滑片时,连入的电阻变大,使电路中的电流变小,由U=IR可知,加在灯两端的电压变小,电压表示数逐渐变小,小灯泡又逐渐变暗;显然灯泡两端电压忽大忽小引起了小灯泡的忽明忽暗现象,故电灯忽明忽暗可能是由于灯泡两端的电压不稳定造成的。 (3)电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,由指针位置可知,灯泡的电流为0.3A; 灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。 (4)小田的想法不对。使用电热壶烧开一壶水消耗的电能(或水吸收的热量)是一定的,根据W=Pt可知,当电热水壶的实际功率变小时,需要的加热时间变大,所以并不能省电。 三、电流与电阻的关系易错
首先明确水蒸气是无色的气体,如果看到白气一定不是水蒸气,同学们经常会把白气当成水蒸气。常见的白气一般都是水蒸气液化成的小水滴,如:是舞台上经常施放“白气”,是干冰升华吸热,使空气中水蒸气遇冷液化后的小水滴;热水瓶口处会出现“白气”,这是瓶内水蒸气冒出后遇冷液化为小水滴;河面上有一团团的“白气”,这是河水蒸发后的水蒸气又遇冷液化为小水滴;打开冰箱门时常会出现“白气”,这是空气中的水蒸气遇冷液化为小水滴.冬天人嘴里呼出的白气是人呼出的水蒸气遇冷液化成的小水滴;从冰箱中拿出的雪糕(或冰冻食品)冒白气,是空气中的水蒸气遇冷液化成的小水滴;水烧开时,壶嘴冒出的白气是水蒸气先汽化,后在空气中遇冷液化成的小水滴。
【例3】(2017?婺城区校级模拟)在探究“电流与电阻的关系”的实验过程中,电源电压恒定为6V,所用滑动变阻器的规格为“50Ω??1A”,小科选择了5Ω、10Ω、20Ω、25Ω五个电阻进行实验。电路图如图甲所示。
(1)请用铅笔画线代替导线将图乙中未完成的实物图连接完整。 (2)闭合开关S后,观察发现:电阻是完好的,电压表有示数,电流表指针指向零刻度线。电路可能存在的故障是 (填字母)。 A.滑动变阻器????B.电流表短路?????C.滑动变阻器短路?????D.开关接触不良 (3)根据实验数据,作出I-R图象如图丙所示。根据实验目的分析图象可能得出结论:
。 (4)小科将定值电阻换成了规格为“2.5V,0.5W”的小灯泡,想利用该电路测量小灯泡的电功率。当小灯泡正常发光时,滑动变阻器的实际功率为 。
【答案】(1)如图所示;(2)B;(3)在电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;(4)0.7W。
【解析】(1)由图丙可知,当电阻为5Ω、10Ω、25Ω时,对应的电流分别为0.5A、0.25A、0.1A,电流与电阻的之积: U=IR=0.5A×5Ω=-----0.1A×25Ω=2.5V,故电压表选用小量程,变阻器按一下一上串联接入电路中,如下所示:
(2)A.滑动变阻器断路,整个电路断路,两表均无示数,不符合题意; ?B.电流表短路,电流表示数为0,电压表有示数,符合题意; C.滑动变阻器短路,电压表示数为电源电压,超过电压表量程,将烧坏电压表,电流表有示数,不符合题意; D.开关接触不良,整个电路断路,两表均无示数,不符合题意;故选B; (3)由(1)知,U=IR=0.5A×5Ω=-----0.1A×25Ω=2.5V为定值,即在电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比; (4)当小灯泡正常发光时,灯的电压为2.5V,灯的额定电流:,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压: U滑=U-UL=6V-2.5V=3.5V,滑动变阻器的实际功率为: P滑=U滑×IL=3.5V×0.2A=0.7W。
四、什么情况下磁能生电易错
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生电流的现象叫电磁感应,产生的电流叫感应电流.产生的感应电流的方向与导体运动方向和磁场方向有关,当其中一个方向改变时,电流方向改变;若导体运动方向和磁场方向同时改变,电流方向不改变,据此分析回答;应掌握磁场对电流的作用及应用;质量较小的物体在相同的情况下,运动状态容易改变.
【例4】(2017春?下城区期中)小华在探究怎样产生感应电流的实验中,设计了如图所示的实验装置.
(1)将磁体向右插入螺线管中时,观察到灵敏电流计的指针向右偏转,由此可知:电路中有 产生. (2)将磁体从螺线管中向左拔出时,会观察到灵敏电流计的指针向 偏转(选填“左”或“右”). (3)通过前两步实验,可得出感应电流的方向与 方向有关. (4)图乙装置为了使实验效果更明显,图中悬挂在细线下的物体最好选用
(填字母代号). A.铁棒????B.玻璃棒????C.铝棒????D.铜棒.
【答案】(1)感应电流;(2)左;(3)导体做切割磁感线运动的;(4)C.
【解析】(1)将磁体向右插入螺线管中时,灵敏电流计的指针偏转,说明电路中产生了感应电流; (2)将磁体从螺线管中向左拔出时,导体切割磁感线的运动方向与第1次实验相反,所以产生的电流方向也与第1次实验相反,则灵敏电流计的指针向左偏转; (3)在上面(1)(2)中,将磁铁从螺线管中向右插入、向左拔出,磁场的方向不变,改变了磁体的运动方向,产生的感应电流方向发生变化,由此可知:感应电流的方向与导体做切割磁感线运动的方向有关.

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