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專題04 電磁學實驗
【電學實驗的相關元件注意事項】
1.開關：在電學實驗中，開關用于控制電路的通斷。在使用開關時，需要注意以下幾點：
（1）連接電路時，確保開關處于斷開狀態，電路中沒有電流通過，以避免意外觸電。
（2）在打開或關閉開關時，要緩慢而穩定地操作，避免產生電弧或電火花。
（3）如果需要在實驗中頻繁切換開關狀態，可以使用雙刀雙擲開關或電子開關，以確保電路的穩定性和可靠性。
2.滑動變阻器：滑動變阻器用于調節電路中的電阻值，從而改變電路中的電流和電壓。在使用滑動變阻器時，需要注意以下幾點：
（1）閉合開關前，滑動變阻器要置于最大阻值處以保護電路。
（2）選擇合適的滑動變阻器，確保其電阻范圍和額定電流符合實驗要求。
（3）在調節滑動變阻器時，要緩慢而均勻地移動滑塊，避免突然改變電阻值導致電路中的電流和電壓發生突變。
（4）滑動變阻器應該正確接入電路中，通常是將一端連接到電源的正極，另一端連接到負載或電路的其他部分。
3.電流表和電壓表：電流表用于測量電路中的電流，電壓表用于測量電路中的電壓。在使用電流表和電壓表時，需要注意以下幾點：
（1）選擇合適的量程，確保測量值在量程范圍內，避免損壞儀器。
（2）在接入電路時，要確保電流表和電壓表的正負極連接正確，避免反接導致儀器損壞。
（3）在測量電流或電壓時，要注意儀器的讀數單位和精度，避免讀取錯誤的數值。
4.電源：電源用于提供電路中的電能。在使用電源時，需要注意以下幾點：
（1）選擇合適的電源電壓和電流，確保其符合實驗要求。
（2）在接入電路時，要確保電源的正負極連接正確，避免反接導致儀器損壞。
（3）在使用電源時，要注意電源的穩定性和可靠性，避免電源波動或故障導致實驗失敗。
1．如圖甲是“探究并聯電路中電流規律”的實驗電路。
（1）在實驗前檢查器材時，小明發現電流表指針位置如圖乙所示，他接下來的操作是 　調零　；
（2）實驗中，用電流表、測得通過燈泡、的電流分別為和。用另一只電流表測干路電流時，量程應該選用 　　（選填“”或“” 。
（3）閉合開關后，測干路電流時，發現電流表的指針偏轉到最大值。對于該現象，下列分析合理的是 　　。
電流表與開關并聯
某盞燈泡突然短路
（4）探究過程中，若燈發生斷路，則點電流將 　　（選填“增大”、“減小”或“不變” 。
【答案】（1）調零；（2）；（3）；（4）減小。
【解答】解：（1）電流表使用前需要調零；
（2）已知用電流表、測得通過燈泡、的電流分別為和，所以干路電流應該為，所以用另一只電流表測干路電流時，量程應該選用；
（3）電流表的指針偏轉到最大值，說明電流比較大，由（1）可知，正常情況下干路電流應該小于，電流表與開關并聯，電流表測量干路電流，被短路，沒有示數，故不符合題意；
．某盞燈泡突然短路，因為兩燈并聯，所以電路短路，故符合題意。
故選：；
（4）并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，若燈發生斷路，則點電流將減小。
故答案為：（1）調零；（2）；（3）；（4）減小。
2．小明和小華一起進行伏安法測電阻的活動。
（1）請你用筆畫線代替導線將實物電路連接完整，要求：滑動變阻器的滑片向右移動時電流表的示數變大；
（2）連接電路時，應該 　斷開　開關；
（3）閉合開關，發現電流表、電壓表均無示數，進一步檢查電路，發現電壓表、電流表、導線及其連接均完好，則故障可能是 　　；
（4）排除故障后繼續實驗，當電壓表示數為時，圖乙電流表示數為 　　，則待測電阻　　；
（5）小明和小華經過思考，將電壓表改裝為間接測量電阻大小的儀表，分別設計了如圖丙、丁所示的方案（電源電壓恒定不變），并進行了以下操作和分析：
①小明在電路的、兩點之間接入電阻箱，調節旋鈕使它接入電路的阻值分別為、、，閉合開關，電壓表指針分別指向、、的刻度線，并在表盤相應位置標出了電阻的數值（圖戊），以此方法再標出其他刻度線，電壓表就可以用來間接測量阻值了。由以上數據可知：電源電壓為 　　，定值電阻的阻值為 　　；
②小華的設計方案，所用器材的規格、電表的量程都與小明的完全相同，分析她的設計方案可知：在保證器材安全的前提下，她改裝后的電壓表所能測的最小電阻值 　　（大于小于等于）小明改裝的電壓表所能測量的最小電阻值。
【答案】（1）見解答圖；（2）斷開；（3）滑動變阻器斷路；（4）5；（5）①4.5；10；②等于。
【解答】解：（1）滑動變阻器的滑片向右移動時電路中電流變大，說明滑動變阻器接入電路的阻值變小，故滑動變阻器選用右下接線柱與電阻串聯在電路中，如下圖所示：
（2）連接電路之前，應該斷開開關；
（3）移動滑動變阻器的滑片，觀察電流表、電壓表有無示數；如無均無示數，則故障可能是移動滑動變阻器斷路；
（4）排除故障后繼續實驗，當電壓表示數為時，電流表示數如圖乙，電流表選用小量程，分度值，其示數為，則定值電阻的阻值為：
；
（5）①由圖丙可知，時，，時，，
由圖丙電路可知：在測量電阻時定值電阻與電阻箱串聯；
由和串聯電路的電壓特點可得：
當測量電阻時，電源電壓：①
當測量電阻時，電源電壓②
解①②得：，電源電壓；
②小華的設計方案，電路為串聯電路，電壓表測量定值電阻兩端電壓，
所用器材的規格、電表接入的量程都與小明的完全相同，電源電壓，電壓表量程，根據串聯分壓的原理，當電壓表示數最大為時，所能測的最小電阻值最小，其兩端電壓最小，此時兩端的電壓是能測電阻兩端電壓的倍，故所能測的最小阻值為，在保證器材安全的前提下，她改裝后的電壓表所能測的最小電阻值等于小明改裝的電壓表所能測量的最小電阻值。
故答案為：（1）見解答圖；（2）斷開；（3）滑動變阻器斷路；（4）5；（5）①4.5；10；②等于。
3．小明和小華一起復習伏安法測電阻的實驗。
（1）他們選用的器材如圖甲所示，請你用筆畫線代替導線將實物電路連接完整，要求：滑動變阻器的滑片向右移動時電流表的示數變大，并畫出相應的電路圖；
（2）連接電路之前，應該 　斷開　開關；
（3）閉合開關，小明發現兩電表均無示數。為了查找故障，他將電壓表拆下，保持電路其他部分連接完好，再將電壓表分別接在電源、待測電阻、滑動變阻器兩端，然后閉合開關，發現只有接在待測電阻兩端時，電壓表無示數，則故障可能是 　　；
（4）檢查電路連接無誤后，閉合開關，將滑動變阻器滑片移至某處時，電流表示數（如圖乙所示）為 　　，待測電阻的阻值為 　　。
【答案】（1）如上圖；如上圖；（2）斷開；（3）滑動變阻器斷路；（4）0.2；7.5。
【解答】解：（1）滑動變阻器的滑片向右移動時電路中電流變大，說明滑動變阻器接入電路的阻值變小，故滑動變阻器選用右下接線柱與電阻串聯在電路中，如下圖所示：
根據實物圖畫出相應的電路圖，如下圖：
（2）連接電路時，必須斷開開關；
（3）電流表無示數，說明電路中有斷路；電壓表并聯在電源兩端時，有示數，說明電源正常，并聯在滑動變阻器兩端時，電壓表有示數，說明滑動變阻器以外電路是通路，并聯在定值電阻兩端，電壓表無示數，說明定值電阻以外電路有斷路，所以故障可能是滑動變阻器斷路；
（4）由圖可知電壓表接入電路的是小量程，分度值為，示數為，電流表接入電路的是小量程，分度值為，示數為，
根據歐姆定律可得燈泡此時的電阻：。
故答案為：（1）如上圖；如上圖；（2）斷開；（3）滑動變阻器斷路；（4）0.2；7.5。
4．小明利用圖甲所示的裝置測量定值電阻的阻值。
（1）小明連成如圖甲所示的電路，圖中有一根導線未連接，請用筆畫線代替導線將電路連接完整；
（2）在連接電路時，當把最后一根導線連接完時，電壓表和電流表都有較大示數（元件連接沒有錯誤）。請你指出小明在連接電路時出現的兩個問題：
①　連接電路時，開關沒有斷開　；
②　　。
（3）實驗中，當電壓表的示數為時，電流表的示數如圖乙所示，則可求得定值電阻的阻值為 　　；
（4）同組的小華同學繼續向 　　（選填“”或“”端移動滑片，適當減小電阻兩端的電壓，并進行了多次測量，實驗記錄表格設計如下：
實驗次數 1 2 3 4 5
電壓
電流
電阻
平均電阻
表格中有待完善之處是：　　。
（5）實驗完成后，他們又利用如圖丙所示的電路測量另一個未知電阻的阻值阻值已知）。實驗過程如下，請你幫他們完成實驗。
①閉合開關、，讀出此時電壓表的示數為；
②　　，讀出此時電壓表的示數為；
③未知電阻阻值　　（用、和表示）。
【答案】（1）見解答；（2）連接電路時，開關沒有斷開；滑動變阻器連入電路時的阻值沒有調到最大值；（3）10；（4）；（5）②閉合開關，斷開；③。
【解答】解：（1）電路中定值電阻與滑動變阻器串聯，完整電路如圖所示：
（2）當把最后一根導線連接完時，電壓表和電流表都有較大示數，說明電路連接時存在的問題有：
①連接電路時，開關沒有斷開；
②滑動變阻器連入電路時的阻值沒有調到最大值。
（3）電流表接入電路的量程是，分度值是，根據指針位置得到電流表示數為；根據歐姆定律得，。
（4）適當減小電阻兩端的電壓，由串聯電路的規律，即增大變阻器的電壓，由分壓原理，應增大變阻器連入電路的電阻，故繼續向端移動滑片；表格中有待完善之處是：各物理量沒有單位。
（5）小明利用利用歐姆定律和串聯電路的特點設計了實驗方案：
①閉合開關和，電路是只有的簡單電路，電壓表測量電源電壓，用電壓表測出電源的電壓為；
②閉合開關，斷開，兩電阻串聯，電壓表測量兩端電壓，用電壓表測出待測器電阻兩端的電壓；
③由串聯電路電壓之間的關系知，；由歐姆定律得，；。
故答案為：（1）見解答；（2）連接電路時，開關沒有斷開；滑動變阻器連入電路時的阻值沒有調到最大值；（3）10；（4）；（5）②閉合開關，斷開；③。
5．某實驗小組的同學用如圖所示的器材測量小燈泡的電功率。已知待測小燈泡的額定電壓為，小燈泡的額定功率估計為左右，電流表有“”和“”大小兩個量程。
（1）則連接電流表時應選 　大　（選填“大”或“小” 量程，連接實物圖；
（2）在虛線框中畫出相應的電路圖。
（3）小組的同學進行了正確操作，觀察到的現象和測得的數據如下：
實驗次數 1 2 3 4 5
發光情況 很暗 較暗 較亮 亮 很亮
電壓 1 2 3 3.8 4.5
電流 0.2 0.22 0.25 0.30 0.34
由表中數據可得，小燈泡的額定功率是 　　；
（4）小組的同學根據表中數據，計算了各次實驗的燈絲電阻，分析后認為，閉合開關前燈絲的阻值小于，他們的理由是 　　。
【答案】（1）大；見解答；（2）如圖；（3）1.14；（4）在第1次實驗中，燈絲電阻為，沒用通電時，溫度更低，所以電阻會更小。
【解答】解：（1）小燈泡的額定電壓為，所以電壓表選用大量程；待測小燈泡的額定電壓為，所以電壓表選用大量程，將電壓表并聯在燈的兩端；
電流表串聯在電路中；電壓表并聯到燈泡的兩端，變阻器按“一上一下”的原則接入電路中，如下圖所示：
（2）根據實物圖畫出對應的電路圖，如下圖所示：
（3）由圖表可知，小燈泡的額定電壓，額定電流，
小燈泡的額定功率：；
（4）在第1次實驗中，由歐姆定律，燈絲電阻：，沒通電時，溫度更低，因小燈泡燈絲電阻隨著溫度降低而減小，所以電阻會更小，故閉合開關前燈絲的阻值小于。
故答案為：（1）大；見解答；（2）如圖；（3）1.14；（4）在第1次實驗中，燈絲電阻為，沒用通電時，溫度更低，所以電阻會更小。
6．小明在測量額定電壓為小燈泡的額定功率時，選擇了電壓恒定的電源、滑動變阻器、電壓表和電流表等器材，設計了如圖甲所示的電路。
（1）正確連接電路后，閉合開關前應將滑動變阻器的滑片滑至最 　左　（選填“左”或“右” 端，閉合開關后，發現電流表和電壓表的指針均不發生偏轉，則電路出現的故障可能是滑動變阻器 　　。
（2）排除故障閉合開關，適當移動滑片，小燈泡正常發光時，電流表的示數如圖乙所示，小燈泡的額定功率為 　　。
（3）小陽設計了如圖丙所示的電路，用一個電壓表，測量額定電壓為的小燈泡的額定功率，已知定值電阻的阻值為，電源電壓未知。請你完成下面的步驟：
①先閉合和，斷開，調節滑動變阻器的滑片使電壓表的示數為 　　，燈泡正常發光；
②再斷開，閉合開關和，滑動變阻器滑片位置 　　（選填“保持不動”、“向右移動”或“向左移動” ，讀出電壓表的示數為；
③小燈泡的額定功率表達式為：　　。
【答案】（1）左；斷路；（2）1；（3）①；②保持不動；③。
【解答】解：（1）為了保護電路，閉合開關前應將滑動變阻器的滑片滑至阻值最大處，即最左端；
閉合開關后，發現電流表的指針不發生偏轉，說明電路可能有斷路，電壓表無示數，表明電壓表兩接線柱與電源兩極存在斷路，則電路出現的故障可能是滑動變阻器斷路；
（2）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，其示數為，小燈泡的額定功率為：
；
（3）①先閉合和，斷開，調節滑動變阻器的滑片使電壓表的示數為，燈泡正常發光；
②只閉合開關和，滑動變阻器滑片位置保持不動，讀出電壓表的示數為；
③定值電阻兩端的電壓為，電流為：，
小燈泡的額定功率表達式為：。
故答案為：（1）左；斷路；（2）1；（3）①；②保持不動；③。
7．有兩個阻值未知的定值電阻和約為，約為，要求測出未知電阻的阻值。
（1）圖甲是小明測量阻值的部分實物圖，電源為兩節干電池。
①用一根導線將電路連接完整（連線不得交叉）；
②閉合開關，移動滑片，發現電壓表有示數，電流表無示數，故障可能是導線 　　（選填“”或“” 內部斷路；
③排除故障后，閉合開關，移動滑片，當電壓表示數為時，電流表示數如圖乙所示，則　　。
（2）小明從圖甲中的器材和電阻箱（符號規格“ ” 、若干開關及導線中選擇器材，連成圖丙所示的電路，測出了的阻值。請你將所選元件符號填入虛線框內。
【答案】（1）①；②；③5；（2）。
【解答】解：（1）變阻器上下接線柱各接一個連入電路中，變阻器與電阻串聯，如下圖所示：
②若導線、內部斷路，則整個電路斷路，兩表都沒有示數，若導線內部斷路，可導致電壓表串聯在電路中，電流表沒有示數，但電壓表串聯在電路中測電源電壓，電壓表有示數，符合題意；
③排除故障后，閉合開關，移動滑片，當電壓表示數為時，電流表示數如圖乙所示，電流表選用小量程，分度值為，電流為，由歐姆定律，則；
（2）根據分析設計的電路如下圖2所示：
故答案為：（1）①；②；③5；（2）。
8．九年級五班的同學利用如圖甲所示的電路分組測量定值電阻的阻值，電源電壓保持不變。
（1）照甲圖所示的電路圖，請你用筆畫線代替導線，把圖乙中的器材連接成完整的電路（導線不允許交叉）。
（2）連接電路前，小明在檢查實驗儀器時觀察發現，電流表的指針偏向“0”刻度線的左側，如圖丙所示，產生這個現象的原因是 　電流表沒有調零　。
（3）小明調整好電流表后，接好電路，閉合開關，適當調節滑片的位置，電流表的示數如圖丁所示，其示數為 　　。
（4）小明和同組的同學認真實驗，記錄的實驗數據如表。
序號 1 2 3 4 5
電壓 1 2 3 4 4.4
電流 0.1 0.2 0.3 0.4 0.44
①根據實驗數據可知，定值電阻　　。
②進一步分析實驗數據，可以得出“在電阻一定時，通過導體的電流跟導體兩端的電壓成正比”，請你簡要寫出分析方法：　　。
（5）實驗桌上老師提供了兩個滑動變阻器，觀察發現分別標有“ ”和“ ”的字樣，小明組完成實驗使用的滑動變阻器是 　　。
【答案】（1）見解答；（2）電流表沒有調零；（3）0.4；（4）①10；②每組數據的電壓和電流的比值都是10；（5）。
【解答】解：（1）定值電阻與滑動變阻器串聯，滑動變阻器“一上一下”接入電路；
（2）小王在檢查實驗儀器時，發現電流表的指針偏向“0”刻度線的左側，說明電流表指針沒有處于零刻度線，產生這個現象的原因是電流表沒有調零；
（3）電流表的示數如圖丁所示，電流表選用小量程，分度值，其示數為；
（4）①根據歐姆定律知，定值電阻；
根據每次電壓與電流的比值不變知，電壓增大幾倍，電流跟著增大幾倍，即在電阻一定時，通過導體的電流跟導體兩端的電壓成正比；
（5）探究電流與電阻之間的關系時，應控制電阻兩端的電壓不變，故由表格中數據可知，當電路中電流最小時，電阻最大，定值電阻兩端電壓為：，
由于串聯電路兩端電壓等于各部分電壓之和，所以滑動變阻器兩端電壓為，
則滑動變阻器接入電路的最大阻值為：，
故應該選擇滑動變阻器的規格為 “” 。
故答案為：（1）見解答；（2）電流表沒有調零；（3）0.4；（4）①10；②每組數據的電壓和電流的比值都是10；（5）。
9．實驗小組完成了“探究串聯電路電壓規律”的實驗后，得到“電源兩端電壓總大于各用電器兩端電壓之和”的結論，這與之前“電源兩端電壓等于各用電器兩端電壓之和”的猜想不符。老師引導同學們用如圖甲所示的電路繼續進行了深入探究：
（1）測量電源及燈泡兩端電壓。電壓表接在、兩點，是為了測量燈泡 　　的電壓，電壓表的示數（如圖乙所示）是 　　。
（2）測量電路中導線的電壓。測出導線間的電壓大約為，由此得知導線分壓可能是造成結論與猜想不符的原因。為了能更明顯地觀察到導線分壓的現象，應選擇較 　　（選填：“粗”或“細” 的導線。
（3）完成以上步驟后，他們準備測量開關兩端的電壓，你認為這一步驟是否有必要，理由是 　　。
【答案】（1）；1.7；（2）細；（3）有必要，開關容易接觸不良，造成電阻變大，分壓增多。
【解答】解：（1）電壓表接在兩點，與燈泡并聯，測量燈泡的電壓；
閉合開關，電壓表的量程為，分度值為，則電壓表的示數；
（2）在長度和材料相同時，橫截面積越小電阻越大，故為了能更明顯地觀察到導線分壓的現象，需要選用較細的導線使導線的電阻大，分壓多；
（3）有必要，開關容易接觸不良，造成電阻變大，分壓增多，故有必要測量開關兩端的電壓。
故答案為：（1）；1.7；（2）細；（3）有必要，開關容易接觸不良，造成電阻變大，分壓增多。
10．小明測量小燈泡發光時的電阻，如圖甲所示，其中電源電壓為，小燈泡的額定電壓為。
（1）用筆畫線代替導線，將圖甲所示的實物電路連接完整。
（2）開關閉合前，滑動變阻器的滑片移到最 　右　（選填“左”或“右” 端。
（3）實驗中電壓表的示數如圖乙所示，其讀數為 　　；如果要測量小燈泡正常發光時的電阻，應將滑片向 　　（選填“左”或“右” 端移動。
（4）小明繪制的圖象如圖丙所示，在電壓表示數變大的過程中，電壓表示數與電流表示數之比 　　（選填“變大”“變小”或“不變” ，小燈泡正常發光時的電阻為 　　。
（5）小明用待測定值電阻替換小燈泡測量時，由于電阻阻值較大，電流表偏轉很小，測量不準確。老師告訴他：電壓表相當于能顯示自身兩端電壓的定值電阻，且阻值較大。于是他設計了圖丁所示電路測量電阻的阻值，電源電壓恒為，定值電阻為，閉合開關，并進行了如下操作：
①接1時，電壓表示數為；
②接2時，電壓表示數為；
③待測電阻　　。
【答案】（1）見解答圖；（2）右；（3）2.2；左；（4）10；（5）800。
【解答】解：（1）小燈泡的額定電壓為，故電壓表選用小量程并聯在燈泡兩端，如下圖所示：
（2）開關閉合前，滑動變阻器的滑片應該滑至最右端；
（3）由圖甲可知，電壓表選用小量程；調節滑動變阻器過程中，發現電壓表的示數如圖乙所示，電壓表分度值，其示數為，小于燈泡額定電壓，如果要測量小燈泡正常發光時的電阻，應增大燈泡兩端的電壓，根據串聯電路電壓規律，應減小滑動變阻器兩端的電壓，根據分壓原理，應減小滑動變阻器接入電路的阻值，故應將滑片向左端移動；
（4）由歐姆定律，電壓表與電流表的示數之比即燈絲的電阻，在多次測量中還發現：當電壓表的示數增大時，電壓表與電流表的示數之比變大；
由圖丙可知，當燈泡兩端電壓為時，通過燈泡的額定電流為，則小燈泡正常發光時的電阻為：
；
（5）電源電壓恒為，接1時，定值電阻與電壓表串聯，電壓表示數為，由串聯電路電壓的規律，定值電阻的電壓為：，由分壓原理，電壓表內阻為：
；
閉合，接2時，待測電阻與電壓表串聯，電壓表示數為；由串聯電路電壓的規律，待測電阻的電壓為：，由分壓原理，
。
故答案為：（1）見解答圖；（2）右；（3）2.2；左；（4）10；（5）800。
11．為了探究“感應電流產生的條件”。小明將鐵架臺、導體、小量程電流表、蹄形磁體、開關和若干導線按圖連接。
（1）在選擇導體的材料時，你認為最好選擇 　銅棒　（選填“鋁棒”“銅棒”或“鐵棒” ；
（2）閉合開關，小明左右移動導體，發現電流表的指針發生了擺動，小明又沿多個不同方向來回移動導體，均發現電流表的指針發生了擺動；
（3）經歷了（2）的探究，小明便得出了產生感應電流的條件為：閉合電路的一部分導體在磁場中運動。你認為小明的結論 　　（選填“正確”或“不正確” ，你認為他在實驗中可能存在的問題是：　　；
（4）實驗中，小明在電路閉合時將導體向右移動一段距離后松開手，發現導體左右擺動，此時小量程電流表的指針 　　（選填“左右擺動”“偏向一邊”或“靜止不動” 。導體擺動過程中，如果不計空氣阻力及導線懸掛點的摩擦，導體的機械能將 　　（選填“變大”“變小”或“不變” 。
【答案】（1）銅棒；（3）不正確；導體沒有上下或前后運動；（4）左右擺動；減小。
【解答】解：（1）探究“感應電流產生的條件”，在選擇導體的材料時，不能選擇鐵棒，因為鐵棒會被磁化，影響實驗效果，而鋁棒和銅棒不會被磁化，而銅棒比鋁棒的導電性好，故選銅棒；
（3）產生感應電流的條件是：閉合電路的部分導體在磁場中做切割磁感線運動。對于小明的結論不準確，為了得出準確的結論，應分別使導體棒在磁場中沿不同方向運動，比較切割磁感線和不切割磁感線時是否都能獲得感應電流。
（4）導體左右擺動，切割磁感線方向不斷改變，所以電流方向不斷改變，電流表指針會左右擺動；導體運動過程中，將機械能轉化為電能，所以機械能不斷減少。
故答案為：（1）銅棒；（3）不正確；導體沒有上下或前后運動；（4）左右擺動；減小。
12．在探究通電螺線管外部磁場方向的實驗中：
（1）實驗中用小磁針探究磁場方向時，發現小磁針沒有標、極，請寫出一種判斷小磁針、極的做法：　將小磁針水平放置在桌面上，靜止時指北的就是它的極　。
（2）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，這時需輕敲紙板，觀察到鐵屑排列情況如圖甲所示。可見，通電螺線管外部磁場與 　　磁體的磁場相似。
（3）阿牛在判斷圖乙通電螺線管磁極時，錯誤地用了左手進行判斷，四指沿著電流方向握住通電螺線管，大拇指指向端，請你分析此時電流是從螺線管的 　　（選填“”或“” 端流入。
【答案】（1）將小磁針水平放置在桌面上，靜止時指北的就是它的極；（2）條形；（3）。
【解答】解（1）用小磁針探究磁場方向時，發現小磁針沒有標、極，判斷小磁針、極的做法：將小磁針水平放置在桌面上，靜止時指北的就是它的極；
（2）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，這時需輕敲紙板，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條形磁體的磁場相似；
（3）用了左手進行判斷，四指沿著電流方向握住通電螺線管，大拇指指向端，說明電流從通電螺線管的端流入，端流出。
故答案為：（1）將小磁針水平放置在桌面上，靜止時指北的就是它的極；（2）條形；（3）。
13．學習了電磁方面的知識后，小明對神奇的電磁現象非常著迷，懷著極大的興趣利用如圖所示裝置探究電磁感應現象。
（1）他應在、之間接入 　靈敏電流計　；（填實驗器材名稱）
（2）閉合開關，若導體棒不動，左右移動磁鐵，電路中 　　（選填“有”或“沒有” 感應電流產生。
【答案】（1）靈敏電流計；（2）有。
【解答】解：（1）為顯示電路中有無電流，他應在、之間接入靈敏電流計。
（2）若導體棒不動，左右移動磁鐵，相當于磁鐵不動，導體棒向右向左移動，導體切割切割磁感線，電路中有感應電流產生。
故答案為：（1）靈敏電流計；（2）有。
14．如圖甲所示是“探究通電螺線管外部磁場方向”的實驗電路，小磁針涂黑部分是極。
（1）閉合開關前，滑動變阻器的滑片需移至阻值最 　大　處。
（2）閉合開關后，發現螺線管周圍的小磁針幾乎不轉動，猜想可能是螺線管周圍的磁場太弱，你的解決辦法是：　　。
（3）解決上述問題后，小磁針靜止時的指向如圖乙所示，則該小磁針所在位置的磁場方向是 　　。
（4）若要探究通電螺線管外部磁場方向與電流方向的關系，可以采取的操作是 　　或 　　。（填序號）
對調左右兩側的小磁針
對調連接電池正負極的導線
對調螺線管兩接線柱上的導線
【答案】（1）大；（2）移動滑動變阻器的滑片；（3）向左；（4）；。
【解答】解：（1）閉合開關前，滑動變阻器的滑片移至阻值最大位置，是為了保護電路；
（2）螺線管周圍的磁場太弱，可以通過移動滑動變阻器的滑片增大螺線管電流的大小；
（3）放在磁場中某點的小磁針，靜止時北極所指的方向就是該點的磁場方向，由圖可知小磁針靜止時極的指向向左，則該小磁針所在位置的磁場方向是向左的；
（4）為了探究通電螺線管外部磁場方向與電流方向的關系，需要改變電流的方向，即需要對調電池的正負極，或對調螺線管兩接線柱上的導線，故選：。
故答案為：（1）大；（2）移動滑動變阻器的滑片；（3）向左；（4）；。
15．某物理小組利用如圖所示的實驗裝置，探究“導體在磁場中運動時產生感應電流的條件”。
（1）實驗中通過 　靈敏電流計指針是否發生偏轉　來反映電路中產生了感應電流；
（2）保持磁鐵不動，閉合開關，導體棒沿 　　（選填“上下”“左右”或“前后” 方向運動時，靈敏電流計指針會發生偏轉；
（3）斷開開關，無論磁鐵如何放置、導體棒怎樣運動，靈敏電流計指針都不發生偏轉。由此得出結論：　　電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，電路中就產生感應電流；
（4）該實驗原理在生活中的應用是 　　（選填“電動機”或“發電機” 。
【答案】（1）靈敏電流計指針是否發生偏轉；（2）左右；（3）閉合；發電機。
【解答】解：（1）導體在磁場中運動時，電路中產生的感應電流不能用眼睛直接觀察，需要通過靈敏電流計指針是否發生偏轉來判斷電路中是否有感應電流產生。
（2）保持磁鐵不動，閉合開關，只有導體棒沿左右運動時才能切割磁感線，產生感應電流，靈敏電流計指針才會發生偏轉。
（3）斷開開關，無論磁鐵如何放置、導體棒怎樣運動，電流表指針都不發生偏轉，因為電路沒有閉合，由此小明得出結論：閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，電路中就產生感應電流。
（4）導體在磁場中做切割磁感線的運動而產生感應電流，可以利用此過程來發電，所以該實驗原理在生活中的應用是發電機。
故答案為：（1）靈敏電流計指針是否發生偏轉；（2）左右；（3）閉合；發電機。
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專題04 電磁學實驗
【電學實驗的相關元件注意事項】
1.開關：在電學實驗中，開關用于控制電路的通斷。在使用開關時，需要注意以下幾點：
（1）連接電路時，確保開關處于斷開狀態，電路中沒有電流通過，以避免意外觸電。
（2）在打開或關閉開關時，要緩慢而穩定地操作，避免產生電弧或電火花。
（3）如果需要在實驗中頻繁切換開關狀態，可以使用雙刀雙擲開關或電子開關，以確保電路的穩定性和可靠性。
2.滑動變阻器：滑動變阻器用于調節電路中的電阻值，從而改變電路中的電流和電壓。在使用滑動變阻器時，需要注意以下幾點：
（1）閉合開關前，滑動變阻器要置于最大阻值處以保護電路。
（2）選擇合適的滑動變阻器，確保其電阻范圍和額定電流符合實驗要求。
（3）在調節滑動變阻器時，要緩慢而均勻地移動滑塊，避免突然改變電阻值導致電路中的電流和電壓發生突變。
（4）滑動變阻器應該正確接入電路中，通常是將一端連接到電源的正極，另一端連接到負載或電路的其他部分。
3.電流表和電壓表：電流表用于測量電路中的電流，電壓表用于測量電路中的電壓。在使用電流表和電壓表時，需要注意以下幾點：
（1）選擇合適的量程，確保測量值在量程范圍內，避免損壞儀器。
（2）在接入電路時，要確保電流表和電壓表的正負極連接正確，避免反接導致儀器損壞。
（3）在測量電流或電壓時，要注意儀器的讀數單位和精度，避免讀取錯誤的數值。
4.電源：電源用于提供電路中的電能。在使用電源時，需要注意以下幾點：
（1）選擇合適的電源電壓和電流，確保其符合實驗要求。
（2）在接入電路時，要確保電源的正負極連接正確，避免反接導致儀器損壞。
（3）在使用電源時，要注意電源的穩定性和可靠性，避免電源波動或故障導致實驗失敗。
1．如圖甲是“探究并聯電路中電流規律”的實驗電路。
（1）在實驗前檢查器材時，小明發現電流表指針位置如圖乙所示，他接下來的操作是 　　；
（2）實驗中，用電流表、測得通過燈泡、的電流分別為和。用另一只電流表測干路電流時，量程應該選用 　　（選填“”或“” 。
（3）閉合開關后，測干路電流時，發現電流表的指針偏轉到最大值。對于該現象，下列分析合理的是 　　。
電流表與開關并聯
某盞燈泡突然短路
（4）探究過程中，若燈發生斷路，則點電流將 　　（選填“增大”、“減小”或“不變” 。
2．小明和小華一起進行伏安法測電阻的活動。
（1）請你用筆畫線代替導線將實物電路連接完整，要求：滑動變阻器的滑片向右移動時電流表的示數變大；
（2）連接電路時，應該 　　開關；
（3）閉合開關，發現電流表、電壓表均無示數，進一步檢查電路，發現電壓表、電流表、導線及其連接均完好，則故障可能是 　　；
（4）排除故障后繼續實驗，當電壓表示數為時，圖乙電流表示數為 　　，則待測電阻　　；
（5）小明和小華經過思考，將電壓表改裝為間接測量電阻大小的儀表，分別設計了如圖丙、丁所示的方案（電源電壓恒定不變），并進行了以下操作和分析：
①小明在電路的、兩點之間接入電阻箱，調節旋鈕使它接入電路的阻值分別為、、，閉合開關，電壓表指針分別指向、、的刻度線，并在表盤相應位置標出了電阻的數值（圖戊），以此方法再標出其他刻度線，電壓表就可以用來間接測量阻值了。由以上數據可知：電源電壓為 　　，定值電阻的阻值為 　　；
②小華的設計方案，所用器材的規格、電表的量程都與小明的完全相同，分析她的設計方案可知：在保證器材安全的前提下，她改裝后的電壓表所能測的最小電阻值 　　（大于小于等于）小明改裝的電壓表所能測量的最小電阻值。
3．小明和小華一起復習伏安法測電阻的實驗。
（1）他們選用的器材如圖甲所示，請你用筆畫線代替導線將實物電路連接完整，要求：滑動變阻器的滑片向右移動時電流表的示數變大，并畫出相應的電路圖；
（2）連接電路之前，應該 　　開關；
（3）閉合開關，小明發現兩電表均無示數。為了查找故障，他將電壓表拆下，保持電路其他部分連接完好，再將電壓表分別接在電源、待測電阻、滑動變阻器兩端，然后閉合開關，發現只有接在待測電阻兩端時，電壓表無示數，則故障可能是 　　；
（4）檢查電路連接無誤后，閉合開關，將滑動變阻器滑片移至某處時，電流表示數（如圖乙所示）為 　　，待測電阻的阻值為 　　。
4．小明利用圖甲所示的裝置測量定值電阻的阻值。
（1）小明連成如圖甲所示的電路，圖中有一根導線未連接，請用筆畫線代替導線將電路連接完整；
（2）在連接電路時，當把最后一根導線連接完時，電壓表和電流表都有較大示數（元件連接沒有錯誤）。請你指出小明在連接電路時出現的兩個問題：
①　　；
②　　。
（3）實驗中，當電壓表的示數為時，電流表的示數如圖乙所示，則可求得定值電阻的阻值為 　　；
（4）同組的小華同學繼續向 　　（選填“”或“”端移動滑片，適當減小電阻兩端的電壓，并進行了多次測量，實驗記錄表格設計如下：
實驗次數 1 2 3 4 5
電壓
電流
電阻
平均電阻
表格中有待完善之處是：　　。
（5）實驗完成后，他們又利用如圖丙所示的電路測量另一個未知電阻的阻值阻值已知）。實驗過程如下，請你幫他們完成實驗。
①閉合開關、，讀出此時電壓表的示數為；
②　　，讀出此時電壓表的示數為；
③未知電阻阻值　　（用、和表示）。
5．某實驗小組的同學用如圖所示的器材測量小燈泡的電功率。已知待測小燈泡的額定電壓為，小燈泡的額定功率估計為左右，電流表有“”和“”大小兩個量程。
（1）則連接電流表時應選 　　（選填“大”或“小” 量程，連接實物圖；
（2）在虛線框中畫出相應的電路圖。
（3）小組的同學進行了正確操作，觀察到的現象和測得的數據如下：
實驗次數 1 2 3 4 5
發光情況 很暗 較暗 較亮 亮 很亮
電壓 1 2 3 3.8 4.5
電流 0.2 0.22 0.25 0.30 0.34
由表中數據可得，小燈泡的額定功率是 　　；
（4）小組的同學根據表中數據，計算了各次實驗的燈絲電阻，分析后認為，閉合開關前燈絲的阻值小于，他們的理由是 　　。
6．小明在測量額定電壓為小燈泡的額定功率時，選擇了電壓恒定的電源、滑動變阻器、電壓表和電流表等器材，設計了如圖甲所示的電路。
（1）正確連接電路后，閉合開關前應將滑動變阻器的滑片滑至最 　　（選填“左”或“右” 端，閉合開關后，發現電流表和電壓表的指針均不發生偏轉，則電路出現的故障可能是滑動變阻器 　　。
（2）排除故障閉合開關，適當移動滑片，小燈泡正常發光時，電流表的示數如圖乙所示，小燈泡的額定功率為 　　。
（3）小陽設計了如圖丙所示的電路，用一個電壓表，測量額定電壓為的小燈泡的額定功率，已知定值電阻的阻值為，電源電壓未知。請你完成下面的步驟：
①先閉合和，斷開，調節滑動變阻器的滑片使電壓表的示數為 　　，燈泡正常發光；
②再斷開，閉合開關和，滑動變阻器滑片位置 　　（選填“保持不動”、“向右移動”或“向左移動” ，讀出電壓表的示數為；
③小燈泡的額定功率表達式為：　　。
7．有兩個阻值未知的定值電阻和約為，約為，要求測出未知電阻的阻值。
（1）圖甲是小明測量阻值的部分實物圖，電源為兩節干電池。
①用一根導線將電路連接完整（連線不得交叉）；
②閉合開關，移動滑片，發現電壓表有示數，電流表無示數，故障可能是導線 　　（選填“”或“” 內部斷路；
③排除故障后，閉合開關，移動滑片，當電壓表示數為時，電流表示數如圖乙所示，則　　。
（2）小明從圖甲中的器材和電阻箱（符號規格“ ” 、若干開關及導線中選擇器材，連成圖丙所示的電路，測出了的阻值。請你將所選元件符號填入虛線框內。
8．九年級五班的同學利用如圖甲所示的電路分組測量定值電阻的阻值，電源電壓保持不變。
（1）照甲圖所示的電路圖，請你用筆畫線代替導線，把圖乙中的器材連接成完整的電路（導線不允許交叉）。
（2）連接電路前，小明在檢查實驗儀器時觀察發現，電流表的指針偏向“0”刻度線的左側，如圖丙所示，產生這個現象的原因是 　　。
（3）小明調整好電流表后，接好電路，閉合開關，適當調節滑片的位置，電流表的示數如圖丁所示，其示數為 　　。
（4）小明和同組的同學認真實驗，記錄的實驗數據如表。
序號 1 2 3 4 5
電壓 1 2 3 4 4.4
電流 0.1 0.2 0.3 0.4 0.44
①根據實驗數據可知，定值電阻　　。
②進一步分析實驗數據，可以得出“在電阻一定時，通過導體的電流跟導體兩端的電壓成正比”，請你簡要寫出分析方法：　　。
（5）實驗桌上老師提供了兩個滑動變阻器，觀察發現分別標有“ ”和“ ”的字樣，小明組完成實驗使用的滑動變阻器是 　　。
9．實驗小組完成了“探究串聯電路電壓規律”的實驗后，得到“電源兩端電壓總大于各用電器兩端電壓之和”的結論，這與之前“電源兩端電壓等于各用電器兩端電壓之和”的猜想不符。老師引導同學們用如圖甲所示的電路繼續進行了深入探究：
（1）測量電源及燈泡兩端電壓。電壓表接在、兩點，是為了測量燈泡 　　的電壓，電壓表的示數（如圖乙所示）是 　　。
（2）測量電路中導線的電壓。測出導線間的電壓大約為，由此得知導線分壓可能是造成結論與猜想不符的原因。為了能更明顯地觀察到導線分壓的現象，應選擇較 　　（選填：“粗”或“細” 的導線。
（3）完成以上步驟后，他們準備測量開關兩端的電壓，你認為這一步驟是否有必要，理由是 　　。
10．小明測量小燈泡發光時的電阻，如圖甲所示，其中電源電壓為，小燈泡的額定電壓為。
（1）用筆畫線代替導線，將圖甲所示的實物電路連接完整。
（2）開關閉合前，滑動變阻器的滑片移到最 　　（選填“左”或“右” 端。
（3）實驗中電壓表的示數如圖乙所示，其讀數為 　　；如果要測量小燈泡正常發光時的電阻，應將滑片向 　　（選填“左”或“右” 端移動。
（4）小明繪制的圖象如圖丙所示，在電壓表示數變大的過程中，電壓表示數與電流表示數之比 　　（選填“變大”“變小”或“不變” ，小燈泡正常發光時的電阻為 　　。
（5）小明用待測定值電阻替換小燈泡測量時，由于電阻阻值較大，電流表偏轉很小，測量不準確。老師告訴他：電壓表相當于能顯示自身兩端電壓的定值電阻，且阻值較大。于是他設計了圖丁所示電路測量電阻的阻值，電源電壓恒為，定值電阻為，閉合開關，并進行了如下操作：
①接1時，電壓表示數為；
②接2時，電壓表示數為；
③待測電阻　　。
11．為了探究“感應電流產生的條件”。小明將鐵架臺、導體、小量程電流表、蹄形磁體、開關和若干導線按圖連接。
（1）在選擇導體的材料時，你認為最好選擇 　　（選填“鋁棒”“銅棒”或“鐵棒” ；
（2）閉合開關，小明左右移動導體，發現電流表的指針發生了擺動，小明又沿多個不同方向來回移動導體，均發現電流表的指針發生了擺動；
（3）經歷了（2）的探究，小明便得出了產生感應電流的條件為：閉合電路的一部分導體在磁場中運動。你認為小明的結論 　　（選填“正確”或“不正確” ，你認為他在實驗中可能存在的問題是：　　；
（4）實驗中，小明在電路閉合時將導體向右移動一段距離后松開手，發現導體左右擺動，此時小量程電流表的指針 　　（選填“左右擺動”“偏向一邊”或“靜止不動” 。導體擺動過程中，如果不計空氣阻力及導線懸掛點的摩擦，導體的機械能將 　　（選填“變大”“變小”或“不變” 。
12．在探究通電螺線管外部磁場方向的實驗中：
（1）實驗中用小磁針探究磁場方向時，發現小磁針沒有標、極，請寫出一種判斷小磁針、極的做法：　　。
（2）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，這時需輕敲紙板，觀察到鐵屑排列情況如圖甲所示。可見，通電螺線管外部磁場與 　　磁體的磁場相似。
（3）阿牛在判斷圖乙通電螺線管磁極時，錯誤地用了左手進行判斷，四指沿著電流方向握住通電螺線管，大拇指指向端，請你分析此時電流是從螺線管的 　　（選填“”或“” 端流入。
13．學習了電磁方面的知識后，小明對神奇的電磁現象非常著迷，懷著極大的興趣利用如圖所示裝置探究電磁感應現象。
（1）他應在、之間接入 　　；（填實驗器材名稱）
（2）閉合開關，若導體棒不動，左右移動磁鐵，電路中 　　（選填“有”或“沒有” 感應電流產生。
14．如圖甲所示是“探究通電螺線管外部磁場方向”的實驗電路，小磁針涂黑部分是極。
（1）閉合開關前，滑動變阻器的滑片需移至阻值最 　　處。
（2）閉合開關后，發現螺線管周圍的小磁針幾乎不轉動，猜想可能是螺線管周圍的磁場太弱，你的解決辦法是：　　。
（3）解決上述問題后，小磁針靜止時的指向如圖乙所示，則該小磁針所在位置的磁場方向是 　　。
（4）若要探究通電螺線管外部磁場方向與電流方向的關系，可以采取的操作是 　　或 　　。（填序號）
對調左右兩側的小磁針
對調連接電池正負極的導線
對調螺線管兩接線柱上的導線
15．某物理小組利用如圖所示的實驗裝置，探究“導體在磁場中運動時產生感應電流的條件”。
（1）實驗中通過 　　來反映電路中產生了感應電流；
（2）保持磁鐵不動，閉合開關，導體棒沿 　　（選填“上下”“左右”或“前后” 方向運動時，靈敏電流計指針會發生偏轉；
（3）斷開開關，無論磁鐵如何放置、導體棒怎樣運動，靈敏電流計指針都不發生偏轉。由此得出結論：　　電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，電路中就產生感應電流；
（4）該實驗原理在生活中的應用是 　　（選填“電動機”或“發電機” 。
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