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【2023名師導航】中考物理一輪復習學案 實驗部分 電學實驗綜合 (考綱解讀+考點解析+真題訓練)

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【2023名師導航】中考物理一輪復習學案 實驗部分 電學實驗綜合 (考綱解讀+考點解析+真題訓練)

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【名師導航】中考物理一輪復習學案
實驗部分二 電學綜合實驗
考點分布 考查頻率 考點內容 命題趨勢
1. 探究串、并聯電路中電流、電壓的規律 ★★★ 1. 實驗原理. 2. 實驗主要器材 3.設計與進行實驗 4. 實驗操作 5. 實驗方法 6. 分析現象和數據,總結結論:實驗結論總結、交流與反思、實驗誤差分析 2023年物理實驗仍然是必考知識點。所占比例整張物理卷的40%左右。
2. 探究電流與電壓的關系 ★★★★
3. 探究電流與電阻的關系 ★★★★
4. 測量定值電阻的阻值 ★★★★
5. 測量小燈泡的電阻 ★★★
6. 測量小燈泡的電功率 ★★★★
實驗一: 探究串、并聯電路中電流、電壓的規律
【設計與進行實驗】
1. 實驗注意事項
(1)連接電路前開關應_斷開_
(2)進行實驗前,應先進行試觸,同時觀察電表是否正常工作
(3)實驗結束后,應先___斷開開關__,再將電路中的接線拆除
2. 電表指針異常偏轉的原因
(1)閉合開關前指針有偏轉→電表沒有_調零__
(2)使用過程中偏轉異常(①幅度過小→電表量程選擇過_大_,則需要換用較_小_量程;②幅度過大→電表量程選擇過_小_,則需要換用較_大_量程;③指針反向偏轉→電表正負接線柱_接反__)
(3)常見電路故障分析(根據電流表確定電路故障類型,根據電壓表確定故障位置。
3. 多次實驗的操作及目的
(1)操作:改變電源電壓或換用__不同_(選填“相同”或“不同”)規格的燈泡
(2)目的:避免偶然性,得到普遍結論
【分析現象和數據,總結結論】
▲4. 實驗結論:(1)串聯電路中各處的電流_相等__,并聯電路中,干路中的電流等于___各支路中電流的總和___;
(2)串聯電路兩端的電壓等于___各部分電路兩端電壓的總和____;并聯電路中各支路兩端的電壓__相等_.
【交流與反思】
5. 實驗評估:根據是否可以正確測量,實驗數據是否具有普遍性等進行分析。
如圖所示,在探究“并聯電路的電流特點”的實驗中,小明設計了如圖甲所示的電路進行實驗:
(1)實驗中,小明應該選擇兩個小燈泡規格是 (選填“相同”或“不相同”)的。
(2)請用筆畫線代替導線,按圖甲中的電路圖把圖乙中的實物電路連接完整(導線不得交叉)。
(3)小明在連接電路時,開關應處于 (選填“閉合”或“斷開”)狀態。
(4)小明先將電流表接在L1所在的支路上,閉合開關,觀察到燈L2發光,但燈L1不亮,電流表的示數為零,電路可能存在的故障是 (選填“燈L1斷路”或“燈L1短路”)。
(5)排除故障后,他測出了L1支路上的電流I1=0.8A,然后他把電流表依次接入電路分別測量出L2支路電流I2、干路電流I,兩次測得的結果都如圖丙所示,則I2= A、I= A。小明由此數據得出并聯電路中干路電流和各支路電流的關系是 (寫關系式即可)。
(6)本次實驗的不足之處是: 。
參考答案:1. (1)不相同;(2)如圖;(3)斷開;(4)燈L1斷路;(5)0.2;1;I=I1+I2;(6)只做一次實驗,結論具有偶然性。
實驗二:探究電流與電壓的關系
實驗三 探究電流與電阻的關系
實驗四 測量定值電阻的阻值
實驗五 測量小燈泡的電阻
通用命題點對比分析
實驗二 探究電流與電壓的關系
【設計與進行實驗】
1.多次實驗的操作和目的(操作:更換阻值不同的定值電阻,重復實驗,測出多組電流與電壓數據;目的:_______________________________)
2. 電路故障分析
3.實驗數據表格設計(含電壓、電流項且要有單位,至少需要記錄3次數據)
【分析現象和數據,總結結論】
▲4. 實驗結論:保持電阻不變時,電流跟電壓成__正比_關系.
【交流與反思】
5. 實驗方案評估(從控制變量法的要求角度評估,實驗中是否保持定值電阻不變)
6. 實驗改進:若電壓表示數不能降低到某一數值,可通過減小電源電壓、串聯一個電阻或換用阻值更大的滑動變阻器等。
2.在“探究電流與電壓關系”實驗中,小峰所用電路如圖甲所示。
(1)電路連接完整后,閉合開關前應將滑動變阻器的滑片P滑到 (填“a”或“b”)端。
(2)閉合開關,移動滑片,依次進行實驗,小峰記錄的數據如下表所示。其中第二次實驗時,電流表指針如圖乙所示,則電流表的示數為 A。
實驗序號 1 2 3 4
電壓U/V 0.8 1.6 2.4 3.0
電流I/A 0.16 0.48 0.58
(3)分析表中數據,得到的結論是 。
(4)實驗結束,小峰整理器材時發現定值電阻很熱,他聯想到處理數據時,第四組數據之間的關系與前三組數據之間的關系存在差異,他和同組的小華就此展開討論,認為數據差異可能是 造成的。由此反思實驗過程:實驗時每次讀取數據后要 (寫具體操作),再記錄數據,減小此因素對測量結果的影響。
參考答案:2. (1)a;(2)0.32;(3)在電阻一定時,通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比;(4)溫度變化導致R變大;斷開開關并冷卻到室溫后。
實驗三 探究電流與電阻的關系
【設計與進行實驗】
1. 實驗數據表格設計(含電阻、電流項且要有單位,至少需要記錄3次數據)
【分析現象和數據,總結結論】
▲2. 實驗結論:保持電壓不變時,電流跟電阻成_反比_關系.
3. 根據表格數據描繪I-U圖像(先描點,再用平滑的曲線連接)
【交流與反思】
4. 實驗評估(從控制變量法的要求角度評估,實驗操作和結論是否保持電阻兩端的電壓不變)
5. 實驗改進
(1)對實驗電路進行評估與改進:將定值電阻換為電阻箱,使操作更簡便
(2)I-R曲線無法直觀判斷定量關系:作出I-圖像.
3.圖甲是探究“電流與電阻關系”的電路,電源電壓4.5V,有4個阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值電阻供選用,滑動變阻器的規格為“10Ω 2A”。
(1)用筆劃線代替導線將圖中實物電路連接完整(要求:滑動變阻器的滑片P向左移動時,電路中電流變大,導線不得交叉)。
(2)連好電路,閉合開關,發現電壓表、電流表均無示數,電路故障可能是 。(填選項)
A.定值電阻R短路 B.定值電阻R斷路 C.滑動變阻器斷路
(3)依次將5Ω、10Ω、15Ω、20Ω電阻接入電路進行實驗,獲得數據如表:
實驗次數 1 2 3 4
電阻/Ω 5 10 15 20
電流/A 0.60 0.30 0.15
其中第3次實驗時,電流表的示數如圖乙所示,其示數是 A。根據表中數據可知,實驗中電壓表的示數是 V。
(4)為提高結論的可靠性,又增加一個30Ω的電阻繼續實驗,其他器材不變。為保持電壓表示數不變,電路中需要再串聯一個定值電阻才能完成實驗,上述4個定值電阻中符合要求的有 。
(5)下列圖像中不能大致反映實驗中各物理量之間關系的是 。
參考答案:3. (1)如圖所示;(2)C;(3)0.20;3;(4)5Ω、10Ω、15Ω;(5)B。
實驗四 測量定值電阻的阻值
【設計與進行實驗】
1. 實驗原理:__R=__
2. 多次測量的操作和目的(操作:移動滑動變阻器的滑片,__改變待測電阻兩端的電壓__;
目的:求電阻的平均值,_減小誤差__).
3.設計實驗表格[至少測3組數據,記錄測量量(每次移動滑片后電流表、電壓表示數),計算量(每次定值電阻阻值、電阻平均值),物理量要有符號和單位]
【分析現象和數據,總結結論】
4. 電阻計算(R=,電阻平均值
【交流與反思】
5. 電壓表和干電池內阻的計算(電壓表看作顯示電壓值的大電阻,干電池看作理想電源與一個電阻串聯)
6.數據呈現出“電流隨電壓的增大而減小”的原因(電壓表并聯在__滑動變阻器__兩端)
7. 特殊方法測電阻(缺電流表時,利用電壓表并聯定值電阻等效替代電流表;缺電壓表時,利用電流表串聯定值電阻等效替代電壓表)
4.小志用如下器材;電壓恒為6V的電源、電壓表、電流表、規格為“60Ω 1A”的滑動變阻器、阻值為5Ω、10Ω、15Ω,20Ω的定值電阻、開關、導線,探究電流和電阻關系。
(1)小志連接了如圖甲所示電路,開關閉合前,滑片應調到 (填“A”或“B”)端。
(2)閉合開關前,小志發現有一根導線連接錯誤,請在圖甲中錯誤的導線上畫“×”,并用筆畫線代替導線把電路連接正確。
(3)當5Ω電阻接入電路后,閉合開關,調節滑片,電流表指針指在如圖乙所示位置,電流表示數 A,電壓表示數應為 V。
(4)保持滑片位置不動,當把5Ω電阻換成10Ω電阻后,閉合開關,為使電壓表示數與第一次實驗示數相同,應將滑片向 (填“A”或“B”)端移動。為使4個電阻單獨連入電路中都能完成實驗,定值電阻兩端控制不變的電壓不應小于 V。
(5)根據多次實驗數據,分析得出結論;電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成 。
(6小志又設計了如圖丙所示的電路,測出了額定電流為0.3A小燈泡的額定功率。電源電壓未知(大于小燈泡的額定電壓),滑動變阻器R2的最大阻值為25Ω,滑動變阻器R1的最大阻值未知,但可以滿足實驗要求。
閉合S,S1接b,將R1、R2的滑片都移到最左端,電流表的示數為0.36A,電源電壓為 V。
②將R1滑片調到阻值最大處,閉合S,S1接a,移動R1滑片,使電流表的示數為 A,小燈泡正常發光。
閉合S,S1接b,使R1滑片 (填“移到左端”“移到右端”或“保持不動”),將R2滑片在最左端保持不動,電流表示數為0.2A。
④小燈泡的額定功率P額= W。
參考答案:4. (1)B;(2)如圖(3)0.4;2;(4)B;1.5;(5)反比;(6)①9;②0.3;③保持不動;④0.9。
實驗五 測量小燈泡的電阻
【設計與進行實驗】
1. 使小燈泡正常發光的操作(移動滑片位置,同時觀察電壓表的示數,當電壓表的示數為小燈泡的__額定電壓_時,小燈泡正常發光)
2. 多次實驗的操作及目的(操作:移動滑片P,改變小燈泡兩端電壓;目的:測量__小燈泡在不同電壓下的電阻__)
3. 設計實驗表格[至少測3組數據,記錄測量量(每次移動滑片時電流表、電壓表示數),計算量(每次燈泡的阻值),物理量要帶單位(U/V、I/A、R/Ω)]
【交流與反思】
4. I-U圖像為曲線、求小燈泡電阻平均值不合理的原因(燈絲電阻隨溫度的升高而_變大__)。
5.小明所在的物理實驗小組,利用圖甲所示的電路測量額定電壓為3.8V的小燈泡正常發光時的電阻。
(1)圖甲中小明將一根導線連接錯誤,若此時閉合開關,小燈泡 (選填“發光”或“不發光”)。請你在接錯的導線上打“×”,并用筆畫線代替導線將電路連接正確。
(2)小明將電路改接正確后,閉合開關,調節滑動變阻器的滑片,使小燈泡正常發光。此時電流表示數如圖乙所示,則小燈泡正常發光時的電阻是 Ω。
(3)小明測量了小燈泡在不同電壓下的電流,并繪制了如圖丙所示的圖像,根據圖像可知電流與電壓并不成正比。原因是燈絲的電阻隨溫度升高而 。在這個圖像中,橫軸應該表示的物理量是 (選填“電壓”或“電流”)。
(4)小明又設計了圖丁所示的電路,只用電壓表測量額定電壓為2.5V小燈泡的額定功率。已知滑動變阻器R最大阻值為15Ω。電源電壓恒定,其測量過程如下:
①閉合開關S1、S2,斷開S3,將滑動變阻器的滑片移到右端,電壓表示數為4.5V;
② (填三個開關閉合與斷開情況)移動滑動變阻器的滑片,使電壓表示數為 V,這時小燈泡正常發光。
閉合開關S1、S2,斷開S3,保持滑動變阻器滑片的位置不變,此時電壓表示數為3V;
小燈泡的額定功率P額= W。
參考答案:5. (1)不發光;如圖;(2)9.5;(3)增大;電壓;(4)②閉合開關S1、S3,斷開S2;2;④0.5。
實驗六:測量小燈泡的電功率
命題點:
【設計與進行實驗】
1. 實驗原理:_P=UI__
▲2. 實驗電路(實物電路的連接、找錯并改正,畫電路圖)
3. 滑動變阻器的主要作用[(1)保護電路;(2)改變___小燈泡兩端的電壓___]
4. 使小燈泡正常發光的操作(移動滑片,直至電壓表的示數等于小燈泡的__額定電壓__)
5. 多次測量的操作和目的(操作:多次移動滑動變阻器的滑片進行測量;目的:測量小燈泡在不同電壓下的實際功率)
6. 實驗表格設計、補全表格及記錄數據[記錄測量量(移動滑片后電流表、電壓表示數),計算量(小燈泡的電功率)、實驗現象,至少測3組數據,物理量及單位(U/V、I/A、P/W)]
【分析現象和數據,總結結論】
▲7. 圖像或表格數據分析:
(1)小燈泡兩端電壓越高,實際功率越__大___
(2)小燈泡的實際功率越大,小燈泡的亮度越__亮___
(3)I-U圖像不是一條直線的原因:燈絲電阻隨溫度的升高而__增大___。
【交流與反思】
8. 實驗測量誤差分析:電壓表有內阻,使電流測量值偏大,導致所測電功率偏大。
9. 特殊方法測小燈泡正常發光時的電功率(缺電壓表時,利用電流表與定值電阻串聯等效替代電壓表;缺電流表時,利用電壓表并聯定值電阻等效替代電流表)。
6.如圖所示,小明在做“測量小燈泡電功率”的實驗。實驗室有如下器材:電源(設電壓恒為6V不變)、小燈泡(額定電壓為2.5V,燈絲的電阻約為10Ω)、電流表、電壓表、開關各一個,規格分別為R1“10Ω 1A”和R2“30Ω 0.5A”的滑動變阻器各一個,導線若干。
(1)連接電路時,小明應選用規格為 (選填“R1”、“R2”)的滑動變阻器。
(2)連接好電路后,閉合開關前,在甲圖中滑動變阻器的滑片P應置于 端(選填“A”或“B”);閉合開關,發現小燈泡不亮,電流表有示數,電壓表無示數,則故障原因可能是小燈泡發生 (選填“短路”或“斷路”)。
(3)排除故障,閉合開關,移動滑片P到某位置時,電壓表的示數為2.2V,若想測量小燈泡的額定功率,應將滑片P向 (選填“A”或“B”)端移動,使電壓表的示數為 V;通過實驗,小燈泡的U-I圖像如圖乙所示,則小燈泡的額定功率為 W。
(4)由圖乙可知,小燈泡燈絲電阻大小的變化可能與 有關。
參考答案:6. (1)R2;(2)A;短路;(3)B;2.5;0.625;(4)燈絲溫度。
1.(2022 大連)某同學在探究“串聯電路電流的特點”時,將兩個規格不同的小燈泡L1、L2串聯起來,實驗電路圖如圖甲所示。
(1)根據實驗電路圖,用筆畫線將圖乙中的實物連接起來,電流表測A處電流。
(2)該同學連接好電路后,用開關“試觸”觀察到電流表指針迅速偏轉到零刻線左側,則他連接的電路存在的問題是    。
(3)正確連接電路后,閉合開關S,發現L1燈不發光,L2燈發光。該同學猜想可能是L1燈被短接了。他拿來一根導線進行檢驗,根據看到的現象判斷出他的猜想是錯誤的。
①請寫出他檢驗時的做法及觀察到的現象。
做法:   。
現象:   。
②請你對L1燈不發光提出一個合理的猜想:   。
2.(2022 桂林)小桂和小林在“探究并聯電路中電流的規律”的實驗中:
(1)他們按如圖甲的電路圖連接電路,在圖乙的實物圖中還差一根導線沒有連接,請在圖中畫出該條導線。
(2)在實驗過程中,L2突然熄滅,L1亮度不變,電路可能出現的故障是L2   路。
(3)排除故障后,用電流表測出通過L1、L2和干路的電流,記錄如下表,第三次實驗時電流表A1指針指在如圖丙的位置,其讀數應為    A;小桂分析實驗數據后得出結論:并聯電路干路電流等于各支路電流之和,且各支路電流相等。小林認為小桂的結論可能不正確,為了驗證這個結論是否正確,他們應該更換規格    (選填“相同”或“不同”)的燈泡再次實驗。
實驗次數 1 2 3
電流表A1的示數/A 0.18 0.2
電流表A2的示數/A 0.18 0.2
電流表A的示數/A 0.36 0.4
(4)本實驗要進行多次實驗的目的是    。
3.(2022 陜西)在“探究并聯電路電流特點”的實驗中,小華設計了如圖﹣1所示的電路進行實驗。
(1)連接電路時,開關應處于    狀態。
(2)實驗中,在A、B、C三處各接入一個電流表,并選擇合適的量程。閉合開關,測得A、B、C三處的電流分別為IA、IB、IC。更換多組    (選填“相同”或“不同”)規格的燈泡重復實驗,部分實驗數據如表所示。
實驗序號 IA/A IB/A IC/A
1 0.46 0.18 0.28
2 0.36 0.20 0.16
3 0.7 0.32 0.38
(3)分析實驗數據可得:在并聯電路中,干路電流與各支路電流的關系是    (寫出關系式)。
(4)小華在某次實驗時,測得C處電流IC為0.30A,觀察到A處電流表指針位置如圖﹣2所示,則A處電流大小為    A。
4.(2022 德陽)如圖所示,有“3.8V”字樣的兩個小燈泡串聯并接在電源電壓為3V的電路中,在閉合開關時,兩個小燈泡都發光。如果把一根完好導線接在小燈泡L2的兩端,你所看到兩小燈泡的變化情況是:(1)L1   ;(2)L2   (選填“熄滅”“變亮”或“變暗”)。
5.(2022 賀州)在“探究影響導體電阻大小的因素”中,小明猜想導體電阻大小可能與下列因素有關:
A.導體的材料     B.導體的長度     C.導體的橫截面積
為了驗證上述猜想,他用如圖甲所示的器材進行實驗,編號①②③是鎳鉻合金導體,④是錳銅導體。
(1)實驗前開關應處于    狀態。
(2)選用①②兩根導體分別接入電路進行實驗,可驗證猜想    (選填猜想因素選項“A”“B”或“C”)。
(3)選用①④兩根導體分別接入圖中M、N兩點間,閉合開關電流表的示數不同,可知在導體的長度和橫截面積相同時,導體電阻大小跟導體的    有關。
(4)用②導體接在M、N兩點間后,用電壓表測出其兩端電壓如圖乙所示,讀數為    V,此時電路中電流表的示數為0.2A,則②導體的電阻為    Ω。
6.(2022 朝陽)小明利用兩節干電池、電流表、電壓表、開關、滑動變阻器、阻值為5Ω、10Ω和20Ω的定值電阻各一個以及導線若干等器材,進行了“探究電流與電阻的關系”的實驗:
(1)請用筆畫線代替導線將圖甲實物圖連接完整,要求滑動變阻器的滑片向左移動時電流表示數變大。
(2)先把5Ω的電阻接入電路中,將滑片移至阻值最大端,閉合開關后,發現電壓表有示數且接近電源電壓,電流表無示數,其原因可能是    。
次數 電阻R/Ω 電流I/A
1 5
2 10 0.2
3 20 0.1
(3)排除故障后繼續實驗,電流表示數如圖乙,為    A;接下來換上10Ω的電阻進行實驗,閉合開關后,滑片應該向    端移動,使電壓表的示數保持不變。
(4)通過表中實驗數據可以得出的結論是:   。
(5)上述實驗完成后,他想測量另一個銘牌模糊不清的滑動變阻器Rx的最大阻值,在保證電路安全的情況下,設計了如圖丙所示的電路(電源電壓恒定但未知,定值電阻的阻值為R0),請將他的實驗步驟補充完整:
①閉合開關S,將滑動變阻器的滑片移至最左端,讀出電壓表的示數為U1;
②   ,讀出電壓表的示數為U2;
③滑動變阻器最大阻值Rx=   (用已知量和測量量的符號表示)。
7.(2022 株洲)用圖甲所示的電路探究“電流與電阻的關系”,電源為兩節干電池,實驗室提供了阻值分別為30Ω、15Ω、10Ω、7.5Ω的電阻各一個。
實驗次數 1 2 3 4
電阻R/Ω 30 15 10 7.5
電流I/A 0.08 0.16 0.24
(1)用筆畫線代替導線,在圖甲中請將實驗電路連接完整。(要求滑片向右移,電流表示數變大)
(2)實驗時,從大到小依次更換不同的定值電阻,調節滑動變阻器,保證電阻兩端電壓不變,分別記錄每次電阻R和電流表示數I,數據如上表,其中第4次實驗的電流表示數如圖乙所示,讀數為    A;電壓表示數應為    V。
(3)在現有實驗器材不變的條件下,某同學通過實驗還獲得一組“5Ω,0.48A”的數據,請寫出他所使用的方法    。
8.(2022 錦州)小明在“探究電流與電阻關系”的實驗中,所用電源是兩節新的干電池,定值電阻的阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
(1)小明將5Ω的定值電阻接入如圖甲所示的電路中,閉合開關,向右移動滑動變阻器的滑片,電壓表示數    (選填“變大”、“變小”或“不變”)。經檢查發現電路中有一根導線連接錯誤,請你在錯誤的導線上畫“×”,并用筆畫線代替導線將電路連接正確。
(2)改正電路后,閉合開關,調節滑動變阻器的滑片,當電壓表的示數為某一值時,電流表示數如圖乙所示。接著小明用10Ω電阻替換5Ω電阻,并移動滑動變阻器的滑片,使電壓表的示數仍為    V;
(3)小明將5Ω和15Ω電阻分別接入電路,并將電壓表示數調到所控制的電壓時,兩次實驗整個電路消耗的電功率之比為    ;
(4)為確保所給的定值電阻接入電路后都能正常進行實驗,那么,滑動變阻器的最大阻值至少為    Ω;
(5)通過實驗探究,小明得出的結論是:當電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻    。
(6)實驗結束后,小明想測一個額定電壓為2.5V小燈泡的額定功率,但電流表損壞。他用四節新干電池串聯作電源,另有規格為“20Ω 1A”的滑動變阻器R1和一個銘牌不清的滑動變阻器R2,設計了如圖丙所示的電路。請你幫他完成測量過程:
①閉合開關,將滑動變阻器R1的滑片移至最左端,調節滑動變阻器R2的滑片,使電壓表示數為    V,小燈泡正常發光;
②保持滑動變阻器R2的滑片位置不動,將滑動變阻器R1的滑片移至最右端,讀出電壓表的示數為0.5V;
③小燈泡的額定功率為    W。
9.(2022 營口)在“探究電流與電阻關系”的實驗中,可供使用的實驗器材有:電源(電壓恒為3V)、電流表、電壓表、滑動變阻器、開關各一個,三個阻值不同的定值電阻(5Ω、10Ω、20Ω)和導線若干。
(1)用筆畫線表示導線,把圖甲實物圖連接完整(要求:向左移動滑片電流表示數變大)。
(2)連接電路前,開關應處于    狀態。
(3)正確連接電路后,閉合開關,發現電壓表和電流表均無示數,用一根導線分別與定值電阻和電流表并聯,兩表仍無示數,當導線與滑動變阻器并聯時,發現兩表指針有明顯偏轉,故障原因是    。
(4)排除故障后,閉合開關,電壓表的示數為0.6V,電流表的示數如圖乙所示,則電流為    A,使用的定值電阻阻值為    Ω。
(5)圖丙是根據測量的數據繪制的電流與電阻關系的圖像,分析圖像可得出結論:導體兩端電壓一定時,   。
(6)小明利用電源(電壓恒定)、電流表、阻值為R0的定值電阻、銘牌磨損的滑動變阻器、開關和單刀雙擲開關各一個,設計了如圖丁所示的電路,測量未知電阻Rx的阻值,請將實驗步驟補充完整:
①開關S閉合,開關S1接a時,移動變阻器的滑片到某一位置,此時電流表的示數為I1;
②開關S閉合,開關S1接b時,變阻器的滑片    (選填“移到最左端”、“移到最右端”或“保持不動”),此時電流表的示數為I2;
③電阻Rx=   (用I1、I2和R0表示)。
10.(2022 湖北)在探究電流與電壓關系的實驗中,實驗器材有:電源、電流表、電壓表、定值電阻、滑動變阻器、開關、導線若干。
(1)如圖甲所示,請用筆畫線代替導線,將電路連接完整。要求滑動變阻器的滑片向左移動時,接入電路的電阻變大。
(2)連接電路后,閉合開關,移動滑動變阻器的滑片,發現電流表無示數,電壓表有示數。則電路故障可能是定值電阻    (選填“短路”或“斷路”)。
(3)排除故障后,完成實驗。根據實驗數據繪制的I﹣U圖象如圖乙所示。分析圖象初步得到:電阻一定時,通過導體的電流與導體兩端的電壓成    。
(4)若用小燈泡(燈絲電阻受溫度影響)代替定值電阻進行上述實驗,   (選填“能”或“不能”)達到實驗目的。
11.(2022 臨沂)用5Ω、10Ω、20Ω的三個定值電阻探究電流與電阻的關系,實驗所用電源電壓為6V。
(1)請用筆畫線代替導線將圖甲所示電路連接完整(滑動變阻器的滑片向右移動時電流表的示數變大)。
(2)先將5Ω的定值電阻接入電路,閉合開關后,電流表有示數,電壓表無示數,可能是定值電阻    路。
(3)排除故障后進行實驗,移動滑動變阻器的滑片,當電流表的示數如圖乙所示時記錄數據,則本實驗中控制的定值電阻兩端的電壓為    V。
(4)斷開開關,將5Ω的定值電阻換成10Ω的定值電阻,閉合開關,應將滑動變阻器的滑片向    (選填“左”或“右”)端移動;移動滑片的過程中,眼睛應觀察    表的示數。
(5)根據實驗數據描繪出電流與電阻倒數的圖象如圖丙所示,由圖象可知,電壓一定時,電流與電阻成    比。
(6)分析實驗數據可知,本實驗所用滑動變阻器的最大阻值應不小于    Ω。
12.(2022 河北)在“探究通過導體的電流與電壓和電阻的關系”實驗中,小明利用可調電壓電源(可調為1.5V、3.0V、4.5V、6.0V之一)、5個定值電阻(阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω)、滑動變阻器(10Ω 1A)、電壓表和電流表做了如下實驗:
(1)他根據圖甲所示電路圖連接成了圖乙所示的實物電路,其中只有一根導線連接錯誤,請在這根導線上打“×”,并用筆重新畫一根正確連接的導線。(連線不要交叉)
(2)改正圖乙電路后,閉合開關前,滑動變阻器的滑片應置于    端。
(3)實驗時小明設計了如下表格,通過表格可以看出,他的實驗目的是探究通過導體的電流與    的關系。
實驗次數 1 2 3 4 5
R/Ω 5 10 15 20 30
I/A
(4)小明將電源電壓調為3V時,按(3)設計的方案進行實驗。
①圖丙是第2次實驗時電流表的示數,示數為    A。
②當其中某個定值電阻接入電路時,無法滿足實驗條件,這個定值電阻的阻值為    Ω。
(5)小明根據實驗數據描繪出了如圖丁所示的圖象,可以得出結論:   。
【拓展】小紅利用現有器材又做了下面的實驗:
①按圖甲連接電路,將電源電壓調到某個值,在電路安全條件下閉合開關,移動滑片直到電壓表示數為2.5V。
②保持滑片不動,換接入另一個定值電阻,調節電源電壓,在電路安全條件下閉合開關,發現電壓表示數恰好為2.5V。通過以上實驗現象可以推斷:此時滑動變阻器接入電路的阻值為    Ω。
13.(2022 金華)研究小組同學設計實驗探究“電流與電阻的關系”。
【實驗器材】
兩節新干電池,滑動變阻器(10Ω,1A),電流表(0~0.6A、0~3A),電壓表(0~3V、0~15V),定值電阻(2Ω、4Ω、6Ω、8Ω),開關,導線若干(所有器材均完好)。
【實驗探究】
小組同學連接的電路如圖甲所示,檢查后發現有一根導線連接錯誤。
(1)圖甲電路開關閉合后,電流表、電壓表會出現的現象是    ;
(2)找出圖甲中連接錯誤的導線并畫“×”,再補充一根導線,使電路連接正確;
(3)正確連接電路,依次接入電阻進行實驗,實驗中出現如圖乙所示情況,為了此次讀數更精確,在不更換電路元件的前提下,需要做的調整是    ;
【問題討論】
(4)為確保電路安全,并能使所有定值電阻接入電路都能完成實驗,定值電阻兩端電壓最大不能超過    V。
14.(2022 麗水)為研究“電流與電壓的關系”,小科和小麗設計了如圖甲的電路,其中電源電壓恒定不變,定值電阻R為5歐。
請回答:
實驗次數 一 二 三
電壓/伏 1.0 1.5 2.0
電流/安 0.2 0.3 0.4
(1)如圖甲,若滑片P向右移時接入的阻值變小,則待接導線應與    相連(填字母);
(2)閉合開關,小科發現電壓表指針不偏轉,電流表指針偏轉,則故障可能是    ;
(3)小科排除故障后,通過實驗獲得數據如表,分析數據可得出的結論是    ;
(4)小麗用另一組同規格器材進行實驗,獲得的數據作出U﹣I關系如圖乙,發現與預期結果不一樣,分析實驗過程中可能存在的問題有    。
15.(2022 資陽)在“測量小燈泡的電功率”實驗中,實驗室提供的實驗器材如下:
A.待測小燈泡一個(額定電壓3.8V,電阻約為10Ω)
B.電源一個(電壓6V)
C.電流表一個(量程0~0.6A和0~3A)
D.電壓表一個(量程0~3V和0~15V)
E.滑動變阻器R(最大阻值10Ω,額定電流1A)
F.開關一個,導線若干
(1)圖甲是已經完成部分連線的實物電路圖,請用筆畫線代替導線將實物電路連接完整(要求當滑動變阻器的滑片P向C端移動時,接入電路的電阻變小);
(2)電路連接完成之后,在開關S閉合之前,從安全性原則出發,應將滑動變阻器的滑片P置于    端(選填“C”或“D”);
(3)正確連接電路后,閉合開關S,發現小燈泡不發光,電壓表有示數但電流表無明顯示數,且移動滑動變阻器滑片P時,兩表示數均無顯著變化。造成這一現象的原因可能是    ;
A.小燈泡發生短路       B.小燈泡發生斷路
C.滑動變阻器發生短路     D.滑動變阻器發生斷路
(4)排除故障繼續實驗,閉合開關S,移動滑動變阻器滑片P,當電壓表讀數U=3.8V時,小燈泡正常發光,電流表示數如圖乙所示,則可以求得小燈泡的額定功率P0=   W。
16.(2022 鹽城)小聰做“測量小燈泡電功率”實驗,燈泡上標有“2.5V”字樣。
(1)用筆畫線代替導線將甲圖連接完整,要求:當滑片P向右滑動時,燈泡變亮。
(2)電路連接正確且無故障,閉合開關,兩電表示數如圖乙所示,電壓表的示數為    V,造成此現象的原因是    。
(3)調整后繼續實驗,數據如下:
1 2 3 4 5 6 7
電壓/V 0.3 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 2.8
電流/A 0.12 0.16 0.21 0.26 0.30 0.32 0.33
小燈泡的額定功率為    W。
(4)根據實驗數據在圖丙中畫出燈泡的電流與電壓的關系圖像,由圖像可知,當燈泡兩端電壓為2.2V時,通過燈泡的電流為    A。
(5)小華小組在做此實驗的過程中,正確連接電路,無論怎樣調節滑動變阻器滑片都不能使小燈泡正常發光,請對這一現象產生的原因提出合理的猜想    。
17.(2022 鄂爾多斯)物理實驗小組利用圖甲所示器材來測量小燈泡的額定功率,小燈泡的額定電壓2.5V,電源電壓值為3V。
(1)圖甲中缺少一根導線,請你用筆畫線代替導線將實物圖補充完整。
(2)電路連接正確后,滑動變阻器的滑片P從阻值最大處開始移動,逐漸改變小燈泡兩端的電壓,利用測得的數據繪制出燈泡的I﹣U圖像,如圖乙。由圖像可知,小燈泡的額定功率為    W,該電路所選的滑動變阻器為    。
A.10Ω 1.5A     B.15Ω 1A     C.25Ω 0.5A    D.30Ω 0.5A
(3)同學們觀察圖像,發現通過小燈泡的電流與其兩端的電壓不成正比,其原因可能是    。
(4)為了測量額定電壓為U0的小燈泡的額定功率,同組的小玲設計了如圖丙所示的電路(R0為已知阻值的定值電阻,R為滑動變阻器),實驗操作如下:
①閉合開關S和S2,斷開開關S1,移動滑動變阻器滑片P,使電流表示數為    時小燈泡恰好正常發光。
②保持變阻器滑片P位置不變,閉合開關S和S1,斷開開關S2,記下電流表示數I,則小燈泡L的額定功率P額=   。(均用U0、R0和I表示)
18.(2022 襄陽)請你完成以下“測量額定電壓為2.5V小燈泡電功率”實驗的任務。
(1)請用筆畫線代替導線,將圖甲中的實物電路連接完整。
(2)小強同學連接好電路后,閉合開關時發現燈泡特別亮,這表明他在閉合開關前沒有把滑動變阻器    ;
(3)閉合開關,移動滑片P到電壓表示數為2.5V時,電流表示數如圖乙所示,則小燈泡的額定功率為    W;
(4)上述實驗過程中,當電壓表、電流表的示數逐漸變大時,小燈泡的電阻也逐漸變大,滑動變阻器接入電路的電阻逐漸變小,則小燈泡電阻的變化量ΔRL   (選填“大于”“小于”或“等于”)滑動變阻器電阻的變化量ΔR;
(5)利用圖甲所示電路,依據    (原理)也可測出小燈泡正常工作時的電阻。如果考慮電表的電阻,此時電流表測量值比通過燈泡電流真實值    (選填“偏大”或“偏小”)。
19.(2022 遵義)某同學用如圖甲所示的實物圖測量額定電壓為2.5V的小燈泡的電功率,其中電源為兩節新干電池。
(1)請用筆畫線代替導線幫該同學完成電路連接;
(2)正確連接電路后,閉合開關,調節滑動變阻器,當小燈泡正常發光時,電流表的示數如圖乙所示。此時小燈泡的電功率為    W;
(3)該同學還想利用此電路探究“電流與電阻的關系”,他分別用5Ω、10Ω、15Ω和20Ω的定值電阻替換小燈泡,并控制定值電阻兩端電壓始終為1.5V,則要完成實驗,所用滑動變阻器的最大阻值不小于    Ω。
20.(2022 丹東)“測量小燈泡的電功率”實驗,小丹同學設計了如圖甲所示的電路圖。所用電學器材如下:電源(6V)、額定電壓為2.5V的小燈泡(正常發光時電阻約為11Ω)、電流表(0~0.6A,0~3A)、電壓表(0~3V,0~15V)、滑動變阻器R1標有“10Ω 1A”、滑動變阻器R2標有“20Ω 1.5A”、開關、導線若干。
(1)進行實驗
①連接電路時,應選用滑動變阻器    (選填“R1”或“R2”)進行實驗,電流表量程應選    (選填“0~0.6A”或“0~3A”)更合理。
②閉合開關,調節滑動變阻器滑片P,使小燈泡兩端的電壓分別低于、等于、高于額定電壓,記下電壓值和電流值,并觀察小燈泡的亮度,把實驗數據和觀察到的現象記錄在表格里。
次數 電壓U/V 電流I/A 電功率P/W 小燈泡亮暗情況
1 2 0.2 較暗
2 2.5 0.22 正常
3 3 0.24 較亮
(2)分析與歸納
由表格中數據可得:
①小燈泡額定功率為    W。
②小燈泡亮度由    功率決定。
(3)完成上述實驗后,小丹同學在缺少電壓表的情況下,為了測量另一個額定電流為0.25A的小燈泡的額定功率,設計了如圖乙所示的電路。電源電壓(未知)保持不變。請完成實驗步驟:
①閉合開關,移動滑動變阻器滑片P,使電流表示數為0.25A。
②斷開開關,用5Ω的定值電阻替換燈泡,滑動變阻器滑片P    (選填“向左移動”、“向右移動”或“保持不動”)。閉合開關,電流表的示數為0.3A。
③將滑動變阻器滑片P移到最左端,電流表示數為0.9A,可得電源電壓為    V。
④小燈泡的額定功率為    W。
21.(2022 遼寧)電學實驗課上,老師提供了“20Ω 1A”字樣的滑動變阻器R1、定值電阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、標有“0.5A”字樣的小燈泡、兩節干電池等器材。利用所學的知識,請你幫助小鵬同學完成下面的實驗。
(1)探究電流與電阻關系
①小鵬連接了如圖甲所示的電路。其中有一根導線連接錯誤,請在錯誤的導線上畫“×”并用筆畫線代替導線,將電路連接正確。
②正確連接電路后,根據現有器材,為了讓四個電阻單獨接入電路都可完成實驗,定值電阻兩端的電壓不能低于    V。
③電路中接入5Ω定值電阻,閉合開關前,將滑動變阻器的滑片移至最    端。閉合開關,移動滑片,電流表的示數如圖乙所示,為    A。
④用10Ω電阻替換5Ω電阻后,滑片應該向    調節。經過多次實驗,分析實驗數據,得出結論:電壓一定時,電流與電阻成    。
(2)小鵬想測量標有“0.5A”字樣小燈泡的額定功率。老師從實驗室中拿出最大阻值未知的滑動變阻器R2和一個電壓未知的電源(以上兩器材均能滿足實驗要求),經過思考,利用原有的“20Ω 1A”的滑動變阻器R1和電流表等器材,小鵬設計了如圖丙所示的電路,請你幫他完成實驗。
①為了完成實驗,請在圖丙的虛線框內填上滑動變阻器R1、R2。
②先將R1、R2的滑片移至最右端。閉合開關S、S1,斷開開關S2,再將R2的滑片移至最左端,電流表的示數為0.3A。
③將R2的滑片移至最右端。斷開開關S1,閉合開關S、S2,向左移動    的滑片,直至電流表的示數為0.5A。
④   ,斷開開關S2,閉合開關S、S1,電流表的示數恰好為0.24A。
⑤小燈泡的額定功率P額=   W。
22.(2022 通遼)如圖所示,甲同學在做“測量小燈泡的電功率”實驗。實驗器材:電源(電壓恒為6V)、小燈泡(額定電壓為2.5V,正常發光時燈絲電阻約為10Ω)、電流表、電壓表、開關各一個,規格分別為R1(10Ω 1A)和R2(30Ω 0.5A)的滑動變阻器各一個,導線若干。
(1)連接電路時,滑動變阻器應選    (選填“R1”或“R2”)。
(2)連接好電路后,閉合開關,發現小燈泡不亮,電流表有示數,電壓表無示數,電路故障原因是    。
(3)排除故障,閉合開關,移動滑片P至某位置時,電壓表的示數為2.2V,若想測量小燈泡的額定功率,應將滑片P向    端移動(選填“A”或“B”)。通過實驗繪制出小燈泡的U﹣I圖象,如圖乙所示,小燈泡的額定功率為    W。
(4)乙同學設計了如圖丙所示電路,來測量另一只小燈泡的額定功率(已知燈泡的額定電壓為U額),R0阻值已知。
①斷開開關S3,閉合開關S1、S2,調節滑動變阻器滑片P,使得電流表示數為    (用字母表示),此時燈泡正常發光;
②保持滑動變阻器滑片P位置不變,斷開開關S2,閉合開關S1、S3,記下電流表的讀數為I;
③小燈泡額定功率的表達式P額=   (用字母U額、I、R0表示)。
23.(2022 西藏)物理是以觀察、實驗為基礎的科學,根據下列實驗回答對應的問題。
(1)將圖1燒瓶中的水加熱至沸騰,迅速用橡皮塞塞住瓶口,把燒瓶倒置并向瓶底澆冷水,我們會看到燒瓶中的水又    了。這是因為澆冷水使燒瓶內水蒸氣液化,減小了瓶內氣壓,使水的    降低。
(2)手握如圖2所示的兩張紙,讓紙自然下垂。在兩張紙的中間向下吹氣,我們會看到這兩張紙相互    ,這是因為兩張紙中間空氣的流速增大,   減小。
(3)如圖3所示,將一枚轉動靈活的小磁針置于水平桌面上,在小磁針上方放一條直導線,使導線與電池觸接,電路連通瞬間,會看到小磁針發生偏轉,這個實驗說明通電導線周圍存在    ,這個現象是1820年丹麥物理學家    首先發現的。
24.(2022 淮安)如圖所示,探究通電螺線管外部磁場的方向。
(1)玻璃板上均勻撒上鐵屑,放上小磁針。閉合開關后,   玻璃板,鐵屑分布情況表明,螺線管的外部磁場與    磁體周圍的磁場相似。
(2)接通電路,小磁針靜止時    極的指向是該點的磁場方向。
(3)調換電源的正負極,閉合開關,小磁針反方向偏轉,說明通電螺線管外部的磁場方向與    有關。
25.(2022 青島)小明對電流表指針偏轉的原因產生了興趣,他在實驗室找到一只可拆卸的電
流表,進行了如下探究。
(1)打開外殼,觀察電流表的內部結構,示意圖如圖所示。按照操作規范將電流表    聯接入電路,通電后線圈轉動,帶動指針偏轉;撤去磁體再次通電,指針不動。這說明電流表指針偏轉的原因是通電線圈在    中受力轉動,這與    的工作原理相同。
(2)若讓電流從電流表的“﹣”接線柱流入,“+”接線柱流出,指針偏轉方向會與(1)中的偏轉方向    ,因此使用電流表時不能把接線柱接反。
(3)若在電流表“+”“﹣”接線柱之間連接一根導線,用手撥動電流表指針,導線中會產生感應電流,這種現象叫做    ,據此可制成    。
26.(2022 東營)如圖所示是“探究影響通電螺線管磁性強弱的因素”的實驗裝置。
(1)正確連接好電路,閉合開關前,滑動變阻器的滑片應置于最    (選填“左”或“右”)端;
(2)閉合開關,調節滑片位置,電流表的指針如圖所示,則電流表的示數為    A,此時通電螺線管的下端是    (選填“N”或“S”)極;
(3)下列操作能減弱通電螺線管磁性的是    (選填字母);
A.抽去鐵芯     B.電源兩極對調    C.減少線圈的匝數
(4)電磁鐵的用途很多,如電磁起重機,試再列舉至少2項電磁鐵在實際中的應用:   、   。
27.(2022 攀枝花)法國科學家阿爾貝 費爾和德國科學家彼得 格林貝格爾由于發現了巨磁電阻(GMR)效應,榮獲了諾貝爾物理學獎。巨磁電阻效應是指某些材料的電阻在磁場中急劇變化的現象,這一發現大大提高了磁電之間信號轉換的靈敏度,從而引發了現代硬盤生產的一場革命。實驗小組設計了如圖所示的電路,來探究某GMR的阻值與磁場的關系。
(1)閉合開關S1,電磁鐵的左邊是    (選填“N”或“S”)極。滑動變阻器R1的滑片向右端滑動,電磁鐵的磁性    (選填“增強”或“減弱”)。
(2)斷開開關S1,閉合開關S2,無論怎樣移動滑動變阻器R2的滑片,電流表指針幾乎不偏轉,電壓表有示數但不變。請分析電路故障    。
(3)排除電路故障后,閉合開關S1、S2,保持R2滑片位置不變,將滑動變阻器R1的滑片向左端滑動,觀察到電流表示數增大,電壓表示數    (選填“增大”、“減小”或“不變”)。
(4)分析上述實驗現象可知:該GMR的阻值隨其周圍磁場的增強而    (選填“增大”、“減小”或“不變”)。
28.(2022 日照)某校九年級一班物理興趣小組的同學,學習了磁現象的知識后,深受物理學家奧斯特和法拉第科學探索精神的影響,懷著極大的興趣對下列實驗進行了探究。
(1)如圖甲,將小磁針放在南北方向的直導線正下方,小磁針靜止,N極指向北。如圖乙觸接電源,小磁針的N極向紙外偏轉。斷開連接后,小磁針恢復到圖甲位置。如圖丙,將電源正負極對調,再次觸接電源,小磁針的N極向紙內偏轉。則:
①通電導線周圍存在磁場,且磁場的方向與    有關。
②斷開電源后,小磁針恢復到圖甲狀態,這是因為小磁針受到了    的作用。
③如圖丁所示,高速電子束飛過小磁針上方時,小磁針將發生如圖    所示方向的偏轉,原因是    。
(2)利用圖戊所示的裝置,讓閉合電路中的一部分導體AB在磁場中運動,觀察電流表指針的偏轉情況,記錄在表中。已知當電流從電流表的左側接線柱流入時,指針向左偏轉;從右側接線柱流入時,指針向右偏轉。
實驗次數 導體棒移動情況 電流表指針偏轉情況
1 豎直向上 不偏轉
2 豎直向下 不偏轉
3 水平向左 向右偏轉
4 水平向右 向左偏轉
根據表中記錄的實驗信息,完成下列問題:
④由第1、2兩次實驗可知,導體棒AB平行于磁感線運動,閉合回路中    (填“會”或“不會”)產生感應電流。
⑤由第3、4兩次實驗可知,導體棒AB中感應電流的方向與    的方向有關。如果固定導體棒AB,水平向右移動磁鐵,電流表的指針向    偏轉。
⑥本實驗的設計不完整,不能探究感應電流的方向與磁場方向的關系。為了使探究過程更加完整,應    。
⑦小明將電流表換成完好的小燈泡,再做第3、4兩次實驗時小燈泡不亮,最可能的原因是    。
⑧發電機的原理與本實驗的原理一樣,己圖為發電機的示意圖,圖中時刻線框水平,箭頭為線框旋轉的方向,此時ab邊中的電流方向    (填“由a到b”或“由b到a”)。
29.(2022 長春)在“探究通電螺線管外部磁場的方向”的實驗中:
(1)開關閉合前,小磁針均指南北,說明地球周圍存在    。
(2)開關閉合后,小磁針的指向如圖所示,可知:通電螺線管的左端為    極,電源的左端為    極。
(3)將連接電源正、負極的導線對調,小磁針的指向也改變了,說明通電螺線管的磁場方向與    方向有關。
(4)為了使通電螺線管的磁場增強,可采取的有效措施是    。(寫出一條即可)
30.(2022 河南)在探究通電螺線管外部磁場方向的實驗中:
(1)在裝有螺線管的硬紙板上均勻撒滿鐵屑,通電后鐵屑分布無明顯變化,這時需    紙板,觀察到鐵屑排列成如圖所示的形狀。可見,通電螺線管外部磁場與    磁體的磁場相似。
(2)用小磁針探究磁場方向時,發現小磁針沒有標N、S極,請寫出一種判斷小磁針N、S極的做法:   。
(3)對調螺線管所接電源正、負極,周圍小磁針的指向也隨之對調,說明通電螺線管的極性與螺線管中電流的    有關。
31.(2022 海南)某實驗小組用自制電磁鐵探究影響電磁鐵磁性強弱的因素。他們用相同的漆包線和鐵釘繞制成兩個電磁鐵A和B,B鐵釘上繞有更多匝數的線圈,實驗裝置如圖所示。
(1)如圖甲,閉合開關,電磁鐵A的釘尖是    極(選填“N”或“S”);將滑動變阻器的滑片P向右移動,能吸引    的大頭針(選填“更多”“不變”或“更少”)。
(2)如圖乙,把電磁鐵A和B串聯,閉合開關,多次移動滑動變阻器的滑片P,發現電磁鐵B總能吸引更多的大頭針,通過比較,得出的結論是    。
(3)電磁鐵在生活中應用廣泛,請舉一例:   。
32.(2022 湖州)學習了“電生磁”的知識后,小柯在家里進行實驗探究。實驗器材主要有:全新干電池若干節、鐵釘3枚、大頭針若干、長導線1根。
實驗過程:
①用細線把3枚鐵釘捆綁在一起,再用長導線纏繞鐵釘6圈,連接在1節全新干電池兩端(如圖所示),制成簡易的電磁鐵。用電磁鐵尖端去靠近大頭針,觀察吸引大頭針的數目(通電時間不超過10秒鐘,下同)。
②將電磁鐵連接在2節串聯的全新干電池兩端,重復實驗。
③將電磁鐵連接在3節串聯的全新干電池兩端,重復實驗。
④增加電磁鐵的線圈匝數至9匝,連接在1節全新干電池兩端,重復實驗。
⑤增加電磁鐵的線圈匝數至12匝,連接在1節全新干電池兩端,重復實驗。
(1)1節全新干電池的電壓是    伏。
(2)小柯的實驗想要探究的問題是:   。
(3)本實驗用電磁鐵吸引大頭針的數目來比較電磁鐵的磁性強弱,此科學方法屬于    (選填“類比法”或“轉換法”)。
(4)請幫助小柯設計用于記錄實驗數據的表格。
33.(2022 牡丹江)【分析歸納,拓展提升】如圖甲是小雪自制的小風扇,使用時發現小風扇轉動,但風卻向后吹。小雪設計了如圖乙所示的實驗,探究其原因。
(1)閉合開關,給銅棒ab通電,發現銅棒ab向右運動,這表明銅棒ab在磁場中受到    的作用。
(2)保持磁場方向不變,將電源正負極對調后接入電路,閉合開關,發現銅棒ab向左運動,這表明    。
(3)保持電流方向不變,將磁體的兩極對調,閉合開關,發現銅棒ab向右運動,這表明    。
(4)根據實驗,要改變小風扇轉動方向,小雪應該    。
(5)請列舉一個和小風扇工作原理相同的用電器    。
34.(2022 河池)學習電磁感應現象后,小昌同學想進一步探究感應電流的大小跟哪些因素有關。他使用如圖所示的裝置,讓導體棒ab在U形磁鐵中做切割磁感線運動而產生感應電流,記錄的實驗數據如下表所示。
實驗次數 1 2 3 4 5
磁場強弱(磁鐵個數) 1個 1個 1個 2個 3個
導體切割磁感線速度 慢速 中速 快速 慢速 慢速
電流計指針偏轉格數 1格 2.5格 4格 2格 3格
(1)比較1、2、3三組數據,可以探究感應電流的大小與導體切割磁感線速度的關系。當磁場強弱一定時,導體切割磁感線速度越    ,感應電流越大;
(2)比較    三組數據,可以探究感應電流的大小與磁場強弱的關系。當導體棒切割磁感線速度一定時,磁場越    ,感應電流越大。
35.(2022 武漢)某同學用如圖甲所示的裝置探究什么情況下磁可以生電。在蹄形磁體的磁場中放置一根導線,導線兩端跟電流表連接組成閉合回路。
(1)讓導線AB在磁場中靜止,觀察到電流表指針    ;讓導線AB在磁場中靜止,換用磁性更強的蹄形磁體,觀察到電流表指針    ;保持蹄形磁體靜止,讓導線AB從圖中所示位置水平向右運動,觀察到電流表指針    。(填“偏轉”或“不偏轉”)
(2)圖乙中的a表示垂直于紙面的一根導線,它是閉合電路的一部分。它在磁場中按箭頭方向運動時,會產生感應電流的是    (填標號)。
36.(2022 衡陽)如圖,在“探究什么情況下磁可以生電”實驗中:
序號 實驗操作 電流表指針偏轉情況
1 保持導體與磁體靜止 不偏轉
2 保持磁體靜止,導體水平向左切割磁感線 向右偏轉
3 保持磁體靜止,導體水平向右切割磁感線 向左偏轉
……
(1)比較1、2(或1、3)實驗現象可知,閉合電路的一部分導體在磁場中做    運動時,導體中就產生電流;
(2)要使感應電流方向發生改變,可采取的具體措施是    ;(選填字母)
A.使用磁性更強的磁體
B.保持磁體靜止,只改變導體水平運動的方向
C.上下調換磁極,同時改變導體水平運動的方向
(3)從能量的角度來分析,感應電流的產生過程是    能轉化為電能;
(4)如果將電流表換成    ,可以探究磁場對通電導體的作用。
37.(2022 攀枝花)為測量某定值電阻Rx的阻值,實驗探究小組設計了如圖甲所示的電路圖,并進行了實驗。
(1)請根據實驗電路圖,用筆畫線代替導線將圖乙的實物連線圖補充完整。
(2)為不損壞電路元件,在閉合開關S前,調節滑動變阻器,讓通過電流表的電流最    (選填“大”或“小”)。
(3)閉合開關S,調節滑動變阻器,記錄電壓表和電流表的讀數,其中某次測量數據如圖丙所示,此次電壓表讀數為    V。
(4)根據實驗數據,該小組作出了電壓U隨電流I的變化圖像,如圖丁所示,根據圖像,可得電阻Rx=   Ω。
38.(2022 牡丹江)【規范操作,精準測量】小冰在測量小燈泡電阻的實驗中,用標有“20Ω 2A”的滑動變阻器、電壓表、電流表、開關、導線、3節干電池和額定電壓為2.5V的小燈泡,進行實驗。
(1)根據電路圖甲,請用筆畫線代替導線,將圖乙中的實物電路補充完整。
(2)小冰連接好最后一根導線,小燈泡立即發光,請你指出實驗中操作的不當之處    。
(3)排除電路故障后,閉合開關,移動滑片,先后測量得到2組數據如下表所示。小冰要繼續測量小燈泡正常發光時的電阻,接下來的操作是    。當電壓表示數為2.5V時,記錄電流表示數如圖丙所示,為    A,此時小燈泡的電阻值為    Ω(保留1位小數)。
次數 電壓U/V 電流I/A 電阻R/Ω
1 1.2 0.22
2 2.2 0.28
3 2.5
(4)根據測得的數據,小冰發現小燈泡在不同電壓下的電阻值不相等,其原因是    。
39.(2022 河池)某實驗小組用伏安法測量待測電阻Rx的阻值,設計的實驗電路如圖甲所示。
(1)根據圖甲用筆畫線代替導線將圖乙的實物圖補充完整;
(2)該實驗的原理是    ;
(3)某次測量時,電壓表的示數為1.5V,電流表的示數為0.3A,則待測電阻的阻值為    Ω;實驗時應多測幾組數據,求電阻的平均值,目的是    ;
(4)若撤去電壓表和滑動變阻器,新增一個阻值為R0的定值電阻,利用如圖丙所示的實驗電路,也可以測量待測電阻Rx的阻值。實驗步驟如下:
①首先,閉合開關S1、S2,記錄電流表的示數I1;
②接著,斷開開關    ,記錄電流表的示數I2;
則待測電阻的阻值Rx=   (用R0、I1、I2表示)。
參考答案與試題解析
1.【解答】(1)根據甲圖按順序連接實物,如下圖所示;
(2)用開關“試觸”觀察到電流表指針迅速偏轉到零刻線左側,即電流表指針向左偏轉,表明電流表正負接線柱接反了;
(3)①做法:用一根導線接在L2兩端;現象:觀察到L1發光了;
②L1燈不發光提出一個合理的猜想:電功率太小造成的。
故答案為:(1)圖見解答;(2)電流表正負接線柱接反了;(3)①用一根導線接在L2兩端;觀察到L1發光了;②電功率太小造成的。
2.【解答】(1)根據實物圖可知,該電路為并聯電路,電流表A2與L2先串聯,再并聯在L1和電流表A1的兩端,見下圖:

(2)由電路圖知燈泡L1和L2并聯,在實驗過程中,L2突然熄滅,L1亮度不變,所以電路可能出現的故障是L2斷路,若L2短路時,L1也會同時被短路,不會發光;
(3)(4)由圖丙知電流表的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,所以電流表示數為0.24A;
為了尋找普遍規律,應該換用不同規格的器材多次實驗;之所以得出:并聯電路中,干路電流等于各支路電流之和,且各支路的電流相等,是因為選兩個規格相同的小燈泡,該結論不具有普遍性。
故答案為:(1)見解答圖;(2)斷;(3)0.24;不同;(4)尋找普遍規律。
3.【解答】(1)為了保護電路,連接電路時開關應斷開;
(2)為了使結論更具普遍性,應使用不同規格的燈泡進行實驗;
(3)分析表格中實驗數據可知,在并聯電路中,干路電流等于各支路電流之和,表達式為:IA=IB+IC;
(4)由電路圖可知,C處為支路,A處為干路,由并聯電路的電流特點可知,A處的電流應大于C處的電流,
由圖2中電流表的指針位置可知,若電流表選用0~0.6A的量程,分度值為0.02A,示數為0.16A<0.30A,不符合條件,因此電流表應選用的是0~3A的量程,分度值為0.1A,示數為0.8A,因此A處電流大小為0.8A。
故答案為:(1)斷開;(2)不同;(3)IA=IB+IC;(4)0.8。
4.【解答】由圖知:閉合開關,兩只燈泡串聯,都發光。
若把一根導線接在小燈泡L2的兩端,L2被短路不能發光,但L1仍然有電流通過,照常發光。同時電源電壓全部加在L1兩端,所以L1變亮。
故答案為:變亮;熄滅。
5.【解答】(1)為了保護電路,實驗前開關應處于斷開狀態;
(2)選用①②兩根導體分別接入電路進行實驗,根據題意可知,①②兩根導體材料、橫截面積相同,而長度不同,所以是驗證B電阻與導體長度的關系;
(3)①④兩根導體,長度、橫截面積相同,材料不同,而電流表的示數不同,說明兩導體的電阻不同,所以導體電阻大小跟導體的材料有關;
(4)用②導體接在M、N兩點間后,用電壓表測出其兩端電壓如圖乙所示,電壓表選用小量程,分度值0.1V,其示數為2.2V;此時電路中電流表的示數為0.2A,則②導體的電阻為:
R===11Ω。
故答案為:(1)斷開;(2)B;(3)材料;(4)2.2;11。
6.【解答】(1)滑動變阻器的滑片向左移動時電流表示數變大,說明電路中電阻變小,故變阻器應選左下接線柱與電源串聯在電路中,如下圖所示:

(2)閉合開關后,發現電流表無示數,說明電路可能斷路;電壓表有示數且接近電源電壓,說明電壓表與電源連通,則與電壓表并聯的支路以外的電路是完好的,則與電壓表并聯的支路斷路了,故其原因可能是定值電阻斷路;
(3)排除故障后繼續實驗,電流表示數如圖乙,電流表選用小量程,分度值0.02A,其示數為0.4A;
根據串聯分壓原理可知,將定值電阻由5Ω改接成10Ω的電阻,電阻增大,其分得的電壓增大;
探究電流與電阻的實驗中應控制電壓不變,即應保持電阻兩端的電壓不變,根據串聯電路電壓的規律可知應增大滑動變阻器分得的電壓,由分壓原理,應增大滑動變阻器連入電路中的電阻,所以滑片應向右端移動,使電壓表的示數保持不變;
(4)由表中數據可知,電流與電阻的乘積UV=IR=5Ω×0.4A=0.2A×10Ω=0.1A×20Ω=2V,為一定值,故可以得出的結論是:在電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成反比;
(5)實驗步驟:
①閉合開關S,將滑動變阻器的滑片移至最左端,讀出電壓表的示數為U1;
②將滑動變阻器的滑片移至最右端,讀出電壓表的示數為U2;
③在步驟①中,電路為只有R0的簡單電路,電壓表測電源電壓,其示數為U1;
在步驟②中,R0與變阻器最大阻值Rx串聯,電壓表測R0兩端的電壓,其示數為U2;根據串聯電路電壓規律,變阻器兩端電壓為U滑=U1﹣U2,根據串聯電路分壓原理,
=,即=,
解得:Rx=R0。
故答案為:(1)見解答圖;(2)定值電阻斷路;(3)0.4;右;(4)在電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成反比;(5)②將滑動變阻器的滑片移至最右端;③R0。
7.【解答】(1)電源為兩節干電池,電壓為3V,故電壓表應選用小量程并聯在電阻兩端;變阻器滑片向右移,電流表示數變大,說明電路中電阻阻值變小,變阻器應選用右下接線柱與開關串聯接入電路中,如下圖所示:

(2)其中第4次實驗的電流表示數如圖乙所示,電流表選用小量程,分度值0.02A,其示數為0.32A;由表中數據可知,第4次實驗時,電阻阻值為7.5Ω,則電壓表示數為:U=IR=0.32A×7.5Ω=2.4V;
(3)根據串聯分壓原理可知,將15Ω與7.5Ω并聯得到等效電阻5Ω,電阻減小,其分得的電壓減小;
探究電流與電阻的實驗中應控制電壓不變,即應保持電阻兩端的電壓不變,根據串聯電路電壓的規律可知應減小滑動變阻器分得的電壓,由分壓原理,應減小滑動變阻器連入電路中的電阻,所以滑片應向右端移動,使電壓表的示數為2.4V。
故答案為:(1)見解答圖;(2)0.32;2.4;(3)15Ω與7.5Ω并聯得到等效電阻5Ω,并向右端移動滑動變阻器滑片,使電壓表的示數為2.4V。
8.【解答】(1)原電路圖中,電壓表并聯在變阻器和定值電阻兩端,相當于測電源電壓,由于電源電壓不變,故當閉合開關,向右移動滑動變阻器的滑片,電壓表示數不變;
在“探究電流與電阻關系”的實驗中,電壓表應并聯在定值電阻兩端,如下圖所示:

(2)當電壓表的示數為某一值時,電流表示數如圖乙所示,電流表選用小量程,分度值0.02A,其示數為0.3A;由歐姆定律,當定值電阻為5Ω時,定值電阻兩端電壓為:UV=IR=0.3A×5Ω=1.5V;
根據控制變量法,研究電流與電阻的關系時,需控制定值電阻兩端的電壓相同,故用10Ω電阻替換5Ω電阻,并移動滑動變阻器的滑片,使電壓表的示數仍為1.5V;
(3)已知定值電阻5Ω和15Ω,根據I=可知,在電壓不變時,電流與電阻成反比,故電路的電流之比為3:1;
由P=UI可知,在電壓不變時,電功率與電流成正比,故兩次實驗整個電路的電功率之比為3:1;
(4)由(2)知,電阻兩端的電壓始終保持UV=1.5V,根據串聯電路電壓的規律,變阻器分得的電壓:
U滑=U﹣UV=3V﹣1.5V=1.5V,變阻器分得的電壓為電壓表示數的1倍,根據分壓原理,當接入25Ω電阻時,變阻器連入電路中的電阻為:
R滑=1×25Ω=25Ω,故為了完成整個實驗,應該選取最大阻值至少25Ω的滑動變阻器;
(5)在5次實驗中,定值電阻兩端的電壓始終保持UV=1.5V不變,故得出的結論是:當電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成反比;
(6)①將R1的滑片P1移至最左端,調節R2的滑片P2,此時小燈泡、R1和滑動變阻器R2串聯,電壓表測量R1和滑動變阻器R2兩端的電壓,當電壓表的示數為6V﹣2.5V=3.5V時,小燈泡L兩端的電壓為2.5V,燈泡正常發光;
②保持R2的滑片位置不動,將變阻器R1的滑片移至最右端,此時電路的連接不變,電壓表只測量滑動變阻器R2兩端的電壓,讀出電壓表的示數0.5V,根據串聯電路電壓的規律知定值電阻R1兩端的電壓為:U1=3.5V﹣0.5V=3V,
此時電路的電流為:I1===0.15A,根據串聯電路電流特點,燈泡的額定電流IL=I1=0.15A;
③小燈泡L的額定功率為:P=U額IL=2.5V×0.15A=0.375W。
故答案為:(1)不變;見解答圖;(2)1.5;(3)3:1;(4)25;(5)成反比;(6)3.5;0.375。
9.【解答】(1)滑片向左滑動時,電流表示數變大,說明滑動變阻器連入電路的電阻變小,故滑動變阻器左下接線柱連入電路中,如圖所示:

(2)為了保護電路,連接電路時開關應斷開;
(3)正確連接電路后,閉合開關,發現電壓表和電流表均無示數,說明電路中出現了斷路,用一根導線分別與定值電阻和電流表并聯,兩表仍無示數,說明除定值電阻和電流表之外仍然存在斷路,當導線與滑動變阻器并聯時,發現兩表指針有明顯偏轉,說明除滑動變阻器之外的元件沒有故障,因此故障原因是滑動變阻器斷路;
(4)圖乙中電流表選用小量程,分度值為0.02A,示數為0.12A,使用的定值電阻阻值:R===5Ω;
(5)由圖像可知,導體的電阻增大,通過導體的電流減小,通過導體的電流與導體的電阻的乘積保持不變,故可得出結論:導體兩端電壓一定時,通過導體的電流與其電阻成反比;
(6)①開關S閉合,開關S1接a時,移動變阻器的滑片到某一位置,此時電流表的示數為I1,定值電阻R0與未知電阻Rx并聯,電流表測通過未知電阻Rx的電流;
②開關S閉合,開關S1接b時,變阻器的滑片保持不動,此時電流表的示數為I2,定值電阻R0與未知電阻Rx并聯,電流表測通過定值電阻R0與未知電阻Rx的總電流;
③由并聯電路的電流特點可知,通過R0的電流為:I0=I2﹣I1,
由歐姆定律可知,R0兩端的電壓:U0=I0R0=(I2﹣I1)R0,
由并聯電路的電壓特點可知,Rx兩端的電壓:Ux=U0=(I2﹣I1)R0,
則未知電阻的阻值:Rx==。
故答案為:(1)如圖所示;(2)斷開;(3)滑動變阻器斷路;(4)0.12;5;(5)通過導體的電流與其電阻成反比;(6)保持不動;。
10.【解答】(1)滑動變阻器的滑片向左移動時,接入電路的電阻變大,則滑動變阻器的電阻絲接入電路中的長度增大,所以應該接右下接線柱;如圖所示:

(2)閉合開關,移動滑動變阻器的滑片,發現電流表無示數,這說明電路出現了斷路故障;電壓表有示數,這說明電壓表與電源的兩極之間是接通的,所以故障是與電壓表并聯的定值電阻斷路;
(3)根據圖象可知,I﹣U圖像為一條過原點的直線,所以結論為:在電阻一定時,通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比;
(4)由于小燈泡的燈絲的電阻受溫度的影響,其阻值會發生變化,實驗沒有控制電阻不變,所以用小燈泡代替定值電阻進行上述實驗,不能達到實驗目的。
故答案為:(1)見解析;(2)斷路;(3)正比;(4)不能。
11.【解答】(1)變阻器上下接線柱各接一個接入電路中,要滑動變阻器的滑片向右移動時電流表的示數變大,則滑動變阻器右下接線柱接入電路,如下所示:
(2)閉合開關,小剛發現電流表有示數,電路為通路,電壓表無示數,可能是定值電阻發生了短路;
(3)由圖乙可知,電流表量程為0—0.6A,分度值為0.02A,示數為0.4A,所以此時此定值電阻兩端的電壓U=IR=0.4A×5Ω=2V,則本實驗中控制的定值電阻兩端的電壓為2V;
(4)探究“電流與電阻關系”時要控制定值電阻兩端的電壓不變,每次更換電阻后,都要移動滑動變阻器的滑片,此時眼睛應注意觀察電壓表示數;
探究電流與電阻的實驗中應控制定值電阻兩端的電壓不變,實驗中控制定值電阻兩端的電壓為2V,根據串聯分壓原理可知,將定值電阻由5Ω改換成10Ω的電阻,定值電阻增大,其分得的電壓增大,要控制定值電阻兩端的電壓不變,根據串聯電路電壓的規律可知應增大滑動變阻器分得的電壓,由分壓原理知,應增大滑動變阻器連入電路中的電阻,所以滑片應向左端移動,使電壓表的示數仍為2V;
(5)由圖丙知,電流與電阻的乘積為U=IR=0.1A×Ω=﹣﹣﹣﹣0.4A×Ω=2V,故由圖像可以得出結論:電阻兩端電壓一定時,導體中的電流跟電阻成反比;
(6)變阻器分得的電壓:U滑=6V﹣2V=4V,變阻器分得的電壓為電壓表示數的=2倍,根據分壓原理,當接入20Ω電阻時,變阻器連入電路中的電阻為:R滑=2×20Ω=40Ω,故為了完成整個實驗,所用的滑動變阻器的最大阻值應不小于40Ω。
故答案為:(1)見解答;(2)短;(3)2;(4)左;電壓;(5)反;(6)40。
12.【解答】(1)由圖乙可知,圖中定值電阻沒有接入電路,定值電阻應串聯在電路中與電壓表并聯,電流從電壓表的正接線柱流入,負接線柱流出,如圖所示:

(2)為了保護電路,閉合開關實驗前,應將滑動變阻器的滑片移到最大阻值處,由圖知,滑片右側電阻絲接入電路,所以滑片應移到阻值最大的左端;
(3)由表中數據可知,小明改變的是定值電阻的阻值,因此探究通過導體的電流與導體電阻的關系;
(4)①由圖乙可知,電流表的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,由丙圖電流表的指針位置可知,讀數為0.2A;
②由表中數據可知,第2次所用定值電阻的阻值為10Ω,由歐姆定律可知,定值電阻兩端的電壓始終保持UV=IR=0.2A×10Ω=2V,
根據串聯電路電壓的規律,變阻器分得的電壓:U滑=U﹣UV=3V﹣2V=1V,電壓表示數為變阻器分得的電壓的=2倍,根據分壓原理,當變阻器連入電路中的電阻最大為10Ω時,定值電阻的阻值為:R=2×10Ω=20Ω,因此定值電阻的阻值不能超過20Ω,故30Ω的定值電阻無法滿足實驗條件;
(5)由圖丁可知,I﹣的圖象為過原點的一條直線,因此電流與電阻的倒數成正比,故可得結論:在導體兩端的電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成反比;
【拓展】根據電壓表的示數為2.5V,可以排除電源電壓為1.5V,
由串聯電路的電壓特點可知,當電源電壓為3V時,滑動變阻器兩端的電壓為:U滑=U﹣UV=3V﹣2.5V=0.5V,
當電源電壓為4.5V時,滑動變阻器兩端的電壓為:U滑=U﹣UV=4.5V﹣2.5V=2V,
當電源電壓為6V時,滑動變阻器兩端的電壓為:U滑=U﹣UV=6V﹣2.5V=3.5V,
由串聯電路的分壓原理可知:滑動變阻器接入電路的電阻與定值電阻的阻值之比分別為:===,===,===,
由題意可知,兩次實驗中滑動變阻器接入電路的阻值不變,因此兩次實驗中定值電阻的阻值之比可能為:==,==,==,
由器材中的5個定值電阻的阻值可知,只有5Ω和20Ω滿足上述條件,故兩次的電源電壓分別為3V和4.5V,
因為滑動變阻器的最大阻值為10Ω,結合=和=可知,定值電阻R1=20Ω,R2=5Ω,
因此滑動變阻器接入電路的阻值:R滑=×20Ω=4Ω。
故答案為:(1)如圖所示;(2)左;(3)導體電阻;(4)30;(5)在導體兩端的電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成反比;【拓展】4。
13.【解答】(1)由于電壓表的電阻很大,在電路中相當于開路,電路中的電流幾乎為零,所以電流表幾乎沒有示數;電壓表此時相當于測量電源電壓,所以電壓表示數接近3V;
(2)原電路中,電流表與電阻并聯,電壓表串聯在電路中是錯誤的,電流表應與電阻串聯,電壓表與電阻并聯,電流通過開關回到電源負極,如下圖所示:
(3)由圖乙指針的偏轉情況可知,電流表所接的量程太大,所以要換用0~0.6A的小量程進行實驗;
(4)根據題意可知,滑動變阻器允許通過的最大電流為1A,為確保電路安全,電路中的最大電流為I大=1A,
當使用2Ω的定值電阻進行實驗時,根據歐姆定律可知,定值電阻兩端的電壓U大=I大R=1A×2Ω=2V;
當定值電阻兩端的電壓大于2V時,2Ω的定值就不能用來實驗,所以定值電阻兩端電壓最大不能超過2V。
故答案為:(1)電流表幾乎沒有示數,電壓表示數接近3V;(2)見解析;(3)電流表改接0~0.6A量程;(4)2。
14.【解答】(1)滑片P向右移時接入的阻值變小,說明接入阻值長度變短,由此可知,滑動變阻器是右下接線柱接入電路;
(2)電流表指針偏轉說明有電流通過,排除斷路,電壓表沒有示數說明R被短路;
(3)由數據可知,電壓變大,電流變大,比值不變。所以結論為電阻一定時,電流和電壓成正比;
(4)圖乙中,當電流為0時,電壓表有示數,意味著電壓表沒有調零,指針偏右,或者是電流表沒有調零,指針偏左;
故答案為:(1)A;(2)電阻R短路;(3)電阻一定時,電流和電壓成正比;(4)電壓表沒有調零,指針偏右,或者是電流表沒有調零,指針偏左。
15.【解答】(1)該實驗的電路屬于串聯電路,小燈泡、電流表、滑動變阻器串聯,電壓表與小燈泡并聯;
由題知,待測小燈泡的額定電壓為3.8V,電阻約為10Ω,則小燈泡的額定電流大約為:I額===0.38A,為了電流測量值更準確,所以電流表應該選擇0~0.6A的量程;
要求當滑動變阻器的滑片P向C端移動時,接入電路的電阻變小,根據圖甲知,滑動變阻器應該選擇C處的接線柱,則完整的電路連接圖如下:
(2)為了保護電路,在開關S閉合之前,滑動變阻器的滑片應置于其阻值最大處,由電路圖知,滑動變阻器的滑片P應該置于D端;
(3)該實驗的電路屬于串聯電路,電流表與小燈泡和滑動變阻器串聯,電壓表與小燈泡并聯。當小燈泡不發光,且電流表無明顯示數時,電路中發生了斷路,而電壓表有示數,且移動滑動變阻器滑片P時,兩表示數均無顯著變化,則原因是與電壓表并聯的小燈泡發生了斷路,故B正確;
(4)由于電流表選擇的是0~0.6A的量程,則圖乙中電流表的示數為0.3A,則小燈泡的額定功率為:
P0=U額I額′=3.8V×0.3A=1.14W。
故答案為:(1)見解析;(2)D;(3)B;(4)1.14。
16.【解答】(1)當滑片P向右滑動時,燈泡變亮,說明電路中電流變大,電阻變小,故變阻器應選右下接線柱與電源串聯在電路中,如下圖所示:

(2)閉合開關,兩電表示數如圖乙所示,電壓表選用小量程,分度值0.1V,其示數為2.7V;電流表和電壓表示數偏大,造成此現象的原因是滑動變阻器接入阻值較小;
(3)由表中數據可知,當燈泡兩端電壓為2.5V時,通過燈泡的電流為0.32A,小燈泡額定功率為:P=UI=2.5V×0.32A=0.8W;
(4)根據表格數據描點畫出圖像,如下圖所示:

由圖分析可知,當燈泡兩端電壓為2.2V時,通過燈泡的電流為0.31A;
(5)無論怎樣調節滑動變阻器滑片都不能使小燈泡正常發光,可能是電源電壓太小,使得小燈泡兩端電壓始終小于2.5V,或者滑動變阻器最大阻值太小,使得小燈泡兩端電壓始終大于2.5V。
故答案為:(1)見解答圖;(2)2.7;滑動變阻器接入阻值較小;(3)0.8;(4)見解答圖;0.31;(5)電源電壓太小或滑動變阻器最大阻值太小。
17.【解答】(1)圖甲中,電壓表應該并聯在燈泡的兩端,因為小燈泡的額定電壓2.5V,所以電壓表可選0~3V量程,如下圖所示:

(2)由圖象乙可知,當燈泡兩端電壓為2.5V時,燈泡的額定電流為0.3A,小燈泡額定功率為:
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
電路連接正確后,滑動變阻器的滑片P從阻值最大處開始移動,由圖象乙可知,當燈泡兩端的電壓為0.5V時,電路中的電流為0.1A,
由串聯分壓可知,此時變阻器兩端的電壓為:U滑=U源﹣U1=3V﹣0.5V=2.5V,
則變阻器此時的阻值為:R滑===25Ω,即為了實驗能順利進行,滑動變阻器的最大阻值應等于25Ω,故選C;
(3)由圖象可知,通過小燈泡的電流與其兩端的電壓不成正比,這是因為燈絲的電阻隨溫度的升高而增大;
(4)實驗步驟:
①閉合開關S和S2,斷開開關S1,移動滑動變阻器滑片P,使電流表示數為時小燈泡恰好正常發光;
②保持變阻器滑片P位置不變,閉合開關S和S1,斷開開關S2,記下電流表示數I;
在步驟①中,燈泡L與定值電阻R0并聯后再與滑動變阻器串聯,所以燈泡與定值電阻兩端電壓相同;
移動滑動變阻器滑片P,當燈泡兩端的電壓為額定電壓U0時,R0兩端的電壓也為U0,根據歐姆定律可知當電流表的示數為時,小燈泡恰好正常發光;
在步驟②中,燈泡L與定值電阻R0仍并聯,電流表測燈泡L與定值電阻R0的總電流,因電路的連接方式不變,各電阻的大小和通過的電流不變,此時燈泡仍正常發光,根據并聯電路電流規律,通過燈泡的電流I額=I﹣,
則小燈泡L的額定功率P額=U額I額=U0×(I﹣)。
故答案為:(1)見解答圖;(2)0.75;C;(3)燈絲的電阻隨溫度的升高而增大;(4)①;②U0×(I﹣)。
18.【解答】(1)小燈泡額定電壓為2.5V,故電壓表選用小量程并聯在燈泡兩端,如下圖所示:

(2)小強同學連接好電路后,閉合開關時發現燈泡特別亮,說明電路中電流較大,總電阻較小,原因是在閉合開關前沒有把滑動變阻器滑片調到最大阻值處;
(3)閉合開關,移動滑片P到電壓表示數為2.5V時,電流表示數如圖乙所示,電流表選用小量程,分度值0.02A,其示數為0.2A,小燈泡的額定功率為:
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;
(4)實驗過程中隨滑動變阻器阻值減小,小燈泡逐漸變亮,此時燈泡兩端電壓增大,通過燈的電流也增大,電源電壓不變,由R=知,電路的總電阻變小,由P=UI知,燈泡的實際功率增大,燈絲的溫度升高,小燈泡阻值隨溫度的升高而變大,由電阻的串聯規律可知:小燈泡阻值增大的值ΔRL小于滑動變阻器電阻的變化量ΔR;
(5)由圖甲可知,電壓表測燈泡兩端的電壓,電流表測通過燈泡的電流,根據R=求出小燈泡正常工作時的電阻,故依據R=(原理)也可測出小燈泡正常工作時的電阻;
如圖甲,電流表實際測量的是小燈泡與電壓表電流之和,故電流表測量值比通過燈泡電流真實值偏大。
故答案為:(1)見解答圖;(2)滑片調到最大阻值處;(3)0.5;(4)小于;(5)R=;偏大。
19.【解答】(1)燈泡額定電壓為2.5V,故電壓表應選小量程并聯在燈泡兩端,燈泡與變阻器串聯在電路中,如下圖所示:

(2)正確連接電路后,閉合開關,調節滑動變阻器,當小燈泡正常發光時,電流表的示數如圖乙所示,電流表選用小量程,分度值0.02A,其示數為0.32A,小燈泡的電功率為:
P=UI=2.5V×0.32A=0.8W;
(3)探究電流與電阻的關系,要保持定值電阻兩端的電壓一定;根據串聯電路分壓原理可知,當定值電阻的阻值變大時,其兩端的電壓將變大,要減小電壓,所以滑動變阻器的阻值也要變大,當定值電阻的阻值為20Ω時,此時滑動變阻器的阻值最大,根據串聯分壓原理,
=,即=,
解得:R滑=20Ω,
故要完成實驗,所用滑動變阻器的最大阻值不小于20Ω。
故答案為:(1)見解答圖;(2)0.8;(3)20。
20.【解答】(1)①連接電路時,應選用滑動變阻器R2進行實驗,因為:=,即=,得出R變=15.4Ω,所以應選R2。
電流表量程應選0~0.6A更合理,因為:I===0.23A,所以應該選擇0~0.6A的量程。
(2)①小燈泡額定功率為:P=UI=2.5V×0.22A=0.55W。
②由表格中的數據可得出:小燈泡亮度由實際功率決定。
(3)③將滑動變阻器滑片P移到最左端,電流表示數為0.9A,可得電源電壓為:U=IR=0.9A×5Ω=4.5V。
②用5Ω的定值電阻替換燈泡,滑動變阻器滑片P保持不動,閉合開關,電流表的示數為0.3A。此時總電阻為:R總===15Ω;
變阻器接入的電阻為:R變=R總﹣R定=15Ω﹣5Ω=10Ω;
①閉合開關,移動滑動變阻器滑片P,使電流表示數為0.25A。此時總電阻為:R總′===18Ω;
小燈泡的電阻為R燈=R總′﹣R變=18Ω﹣10Ω=8Ω;
則燈泡的額定功率為:P額=I額2R燈=(0.25A)2×8Ω=0.5W。
故答案為:(1)R2;0~0.6A;(2)0.55;實際;(3)保持不動;4.5;0.5。
21.【解答】(1)①原電路圖中,變阻器沒有接入電路,電壓表并聯在定值電阻和變阻器兩端是錯誤的;變阻器應串聯在電路中,電壓表應并聯在定值電阻兩端,如下圖所示:

②研究電流與電阻的關系,要控制電壓表示數不變,變阻器與定值電阻串聯,設電壓表示數為UV,根據串聯電路電壓的規律,變阻器分得的電壓:
U滑=U源﹣UV=3V﹣UV,
根據分壓原理有:
=,即=﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
因電壓表示數UV為定值,由①式知,方程左邊為一定值,故右邊也為一定值,故當定值電阻取最大時,變阻器連入電路中的電阻最大,由①式得:=,
解得電壓表的示數:U=1.5V,即為完成實驗,電壓表的最小電壓為1.5V;
③為了保護電路,閉合開關前,將滑動變阻器的滑片移至阻值最大處,即最左端;閉合開關,移動滑片,電流表的示數如圖乙所示,電流表選用小量程,分度值0.02A,其示數為0.4A;
④實驗中,當把5Ω的電阻換成10Ω的電阻后,根據分壓原理,電阻兩端的電壓變大,研究電流與電阻關系時要控制電壓不變,根據串聯電路電壓的規律,要增大變阻器兩端的電壓,由分壓原理,要增大變阻器電阻阻值,故應把變阻器滑片向左調節;
經過多次實驗,分析實驗數據,得出結論:電壓一定時,電流與電阻成反比;
(2)實驗步驟:
①為了完成實驗,在圖丙的虛線框內填上滑動變阻器R1、R2,如下圖所示:

②先將R1、R2的滑片移至最右端。閉合開關S、S1,斷開開關S2,再將R2的滑片移至最左端,電流表的示數為0.3A;
③將R2的滑片移至最右端。斷開開關S1,閉合開關S、S2,向左移動R2的滑片,直至電流表的示數為0.5A;
④R2滑片位置不動,斷開開關S2,閉合開關S、S1,電流表的示數恰好為0.24A;
⑤在步驟②中,R1與R2串聯,且R2的阻值為0,電路為只有R1的簡單電路,此時R1的阻值最大,電流表測串聯電路電流為0.3A,根據歐姆定律,電源電壓為:
U=I1R1=0.3A×20Ω=6V;
在步驟③中,R2與燈泡串聯,電流表測串聯電路電流;向左移動R2的滑片,使電流表的示數為0.5A,此時燈泡正常發光;
在步驟④中,R1與R2串聯,電流表測串聯電路電流;保持R2滑片位置不動,R1的阻值最大,此時電流表示數為0.24A,根據歐姆定律,電路中的總電阻為:
R總1===25Ω,
根據電阻的串聯,R2=R總1﹣R1=25Ω﹣20Ω=5Ω;
當燈泡正常發光時,根據歐姆定律,電路中的總電阻為:
R總2===12Ω,
燈泡正常發光時的電阻為:
RL=R總2﹣R2=12Ω﹣5Ω=7Ω,
小燈泡的額定功率為:
P額=I額2RL=(0.5A)2×7Ω=1.75W。
故答案為:(1)①見解答圖;②1.5;③左;0.4;④左;反比;(2)①見解答圖;③R2;④R2滑片位置不動;⑤1.75。
22.【解答】(1)燈泡正常發光時電路電流約為I'===0.25A;
此時滑動變阻器兩端的電壓U滑=U﹣UL=6V﹣2.5V=3.5V,
此時滑動變阻器接入電路的阻值為R滑===14Ω>10Ω,因此應選規格為“30Ω 0.5A”的R2滑動變阻器;
(2)連接好電路后,閉合開關,發現小燈泡不亮,電流表有示數,說明電路是通路;電壓表無示數,說明電壓表并聯的支路短路,即電路故障原因是小燈泡短路;
(3)排除故障,閉合開關,移動滑片P至某位置時,電壓表的示數為2.2V,小于燈泡的額定電壓2.5V,若想測量小燈泡的額定功率,應增大燈泡兩端的電壓,根據串聯電路電壓規律,應減小變阻器兩端的電壓,根據分壓原理,應減小變阻器接入電路的阻值,故變阻器滑片應向B端移動;
由U﹣I圖象可知,當燈泡兩端電壓為2.5V時,通過燈泡的電流為0.25A,小燈泡額定功率為:
P=ULIL=2.5V×0.25A=0.625W;
(4)實驗步驟:
①斷開開關S3,閉合開關S1、S2,調節滑動變阻器滑片P,使得電流表示數為,此時燈泡正常發光;
②保持滑動變阻器滑片P位置不變,斷開開關S2,閉合開關S1、S3,記下電流表的讀數為I;
③在步驟①中,燈泡L與電阻R0并聯,電流表測通過R0的電流,調節滑動變阻器滑片P,使得電流表示數為,根據并聯電路電壓特點和歐姆定律可知,燈的電壓為U額,燈正常發光;
在步驟②中,燈泡L與電阻R0仍并聯,電流表測通過燈泡和電阻R0的總電流;因電路的連接關系沒有改變,各電阻的大小和通過的電流不變,燈仍正常發光,根據并聯電路電流的規律,燈的額定電流為:
I額=I﹣,燈的額定功率的表達式:
P額=U額I額=U額×(I﹣)。
故答案為:(1)R2;(2)小燈泡短路;(3)B;0.625;(4)①;③U額×(I﹣)。
23.【解答】(1)在瓶底澆冷水后,瓶內溫度降低,燒瓶內水蒸氣遇冷液化,瓶內氣壓降低,由于水的沸點會隨氣壓的減小而降低,因此,水會重新沸騰起來;
(2)如圖2所示,用手握著兩張紙,讓紙自然下垂,在兩張紙的中間向下吹氣,中間空氣流速大,壓強小,兩側壓強大,這兩張紙將相互靠攏;
(3)因為磁場對放入其中的磁體有力的作用,所以導線與電池觸接后,觀察到小磁針偏轉,說明電流周圍存在磁場,物理學家奧斯特首先發現通電導線周圍有磁場。
故答案為:(1)沸騰;沸點;(2)靠攏;壓強;(3)磁場;奧斯特。
24.【解答】(1)閉合開關,輕敲玻璃板,鐵屑的分布情況通電螺線管周圍的磁場與條形磁體的磁場相似,都有兩個磁極。
(2)因為小磁針放入磁場,小磁針靜止時N極指向和該點磁場方向相同,所以實驗中使用小磁針是為了指示磁場方向,從而判斷該點的磁場方向;
(3)調換電源正負極,即改變螺線管中的電流方向,發現小磁針偏轉方向改變,說明磁場方向與電流方向有關。
故答案為:(1)輕敲;條形;(2)N;(3)電流方向。
25.【解答】(1)電流表在測量電流時,應串聯接入電路;電流表通電后線圈轉動,帶動指針偏轉;撤去磁體再次通電,指針不動,這說明電流表指針偏轉的原因是通電線圈在磁場中受力轉動,這與電動機的工作原理相同;
(2)若讓電流從電流表的“﹣”接線柱流入,“+”接線柱流出,磁場方向不變,電流方向改變,指針偏轉方向改變,會與(1)中的偏轉方向相反,因此使用電流表時不能把接線柱接反;
(3)若在電流表“+”“﹣”接線柱之間連接一根導線,用手撥動電流表指針,閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動,導線中會產生感應電流,這是電磁感應現象,是發電機的工作原理。
故答案為:(1)串;(2)磁場;電動機;(2)相反;(3)電磁感應現象;發電機。
26.【解答】(1)由圖可知,正確連接好電路,閉合開關前,應將滑動變阻器的滑片置于阻值最大的一端,即最左端。
(2)由圖可知,電流表選0~0.6A的量程,分度值為0.02A,電流表的示數為0.5A;由圖可知,電流從螺線管的上端流進,下端流出,由安培定則可知,通電螺線管的下端是N極。
(3)影響通電螺線管磁性的強弱的因素有:①電流的大小,②線圈匝數的多少,③有無鐵芯。故要減弱通電螺線管的磁性,可以減小電流的大小、減少線圈的匝數和抽去鐵芯,故AC符合題意,B不符合題意。
故選AC。
(4)電磁鐵在日常生活中的應用有:電磁起重機、電磁繼電器、電鈴、磁懸浮列車、揚聲器等。
故答案為:(1)左;(2)0.5;N;(3)AC;(4)電鈴、電磁繼電器。
27.【解答】
(1)如圖所示,當閉合開關S,電流從左端流入電磁鐵,根據安培定則可知電磁鐵右端為N極,其左端為S極;將滑動變阻器滑片向右移動時,滑動變阻器連入電路的電阻變大,電路中的電流變小,則電磁鐵的磁性減弱。
(2)電流表指針幾乎不偏轉,說明電路可能斷路;電壓表有示數但不變,說明電壓表與電源連通,則與電壓表并聯的支路以外的電路是完好的,則與電壓表并聯的支路斷路了。
(3)閉合開關S1、S2,右圖中變阻器R2和GMR串聯,電壓表測GMR兩端的電壓;
保持R2滑片位置不變,觀察到電流表示數增大,由U=IR可知R2兩端的電壓增大,則根據串聯電路電壓規律可知GMR兩端電壓減小,即電壓表示數減小。
(4)由(3)可知電流表示數增大,而電壓表示數減小,結合串聯電路的分壓原理可知GMR的阻值減小;而閉合開關S1,將滑動變阻器R1的滑片向左端滑動時,變阻器R1連入電路的電阻變小,左側電路中的電流變大,電磁鐵的磁性增強,由此可知該GMR的阻值隨其周圍磁場的增強而減小。
故答案為:(1)S;減弱;(2)與電壓表并聯的支路斷路;(3)減小;(4)減小。
28.【解答】
(1)①根據甲乙丙三圖可知:通電導線周圍存在磁場,且磁場的方向與電流方向有關;
②斷開電源后,小磁針靜止,N極指向北,是因為受地磁場作用;
③電子在小磁針上方飛過,因為電子束帶負電,所以當電子束從左向右運動時,電流的方向應從右向左,與圖乙相同。
(2)④由第1、2兩次實驗可知,導體棒AB平行于磁感線運動時,電流表指針不偏轉,說明沒有感應電流。
⑤由第3、4兩次實驗可知,磁場方向不變,導體運動方向改變時,感應電流的方向也發生改變,這說明導體棒AB中感應電流的方向與導體運動的方向有關;
如果固定導體棒AB,水平向右移動磁鐵,此時相當于導體棒AB水平向左運動,由表格中的信息可知,電流表的指針將向右偏轉。
⑥電流方向不僅與導體運動方向有關,也與磁場方向有關。
⑦小明將電流表換成完好的小燈泡做實驗,電路是通路,燈泡不亮,可能原因是電流太小。
⑧根據己圖可知,電流方向是由a到b。
故答案是:①電流方向;②地磁場;③乙;電子帶負電;④不會;⑤導體運動;右;⑥調換磁體的方向;⑦產生的感應電流太小;⑧由a到b。
29.【解答】(1)地球的周圍存在磁場,小磁針靜止且能指向南北,這是因為小磁針受到地磁場的作用;
(2)最左側小磁針的左端為N極,右端為S極,根據異名磁極相互吸引可知,螺線管的左端為N極,右端為S極,根據安培定則可知,電流從螺線管的右端流入,所以電源的左端為負極,右端為正極;
(3)將連接電源正、負極的導線對調,螺線管中電流的方向發生了變化,小磁針的指向也改變了,這說明磁場的方向發生了變化,所以通電螺線管的磁場方向與電流方向有關;
(4)要使通電螺線管的磁場增強,可采取的有效措施是:增加線圈的匝數、增大電流。
故答案為:(1)磁場;(2)N;負;(3)電流;(

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