資源簡介

(共38張PPT)
專題二 實 驗 專 題
類型6 電磁學探究型實驗
考點精練
一、探究影響電阻大小的因素
【例1】在“探究影響導體電阻大小的因素”實驗中，實驗室提供了4根電阻絲，它們的規(guī)格如下表所示，小兵、小紅兩位同學的猜想如下：①導體的電阻與導體的長度有關(guān)；②導體的電阻與導體的橫截面積有關(guān)；③導體的電阻與導體的材料有關(guān)。為了驗證上述猜想，他們設(shè)計了如圖2-2-64所示的實驗電路。
編號 材料 長度/m 橫截面積/mm2
A 鎳鉻合金 0.5 0.5
B 鎳鉻合金 1.0 0.5
C 鎳鉻合金 0.5 1.0
D 錳銅合金 0.5 0.5
【基礎(chǔ)設(shè)問】
（1）在M、N之間分別接上不同的電阻絲，然后通過觀察________________來比較導體電阻的大小。
（2）為了驗證上述猜想③，應(yīng)該選用編號為__________的兩根電阻絲進行實驗。
（3）如果選用編號為A、C的兩根電阻絲進行實驗，是為了驗證猜想__________（填序號）。
電流表的示數(shù)
A、D
②
（4）為了驗證猜想①，小紅分別將A和B兩根電阻絲接入電路中M、N之間，發(fā)現(xiàn)電阻絲A接入時電流表的示數(shù)較大，說明其電阻較__________；由此，得到的結(jié)論是材料與橫截面積都相同的電阻，長度越__________，電阻越大。
小
長
【拓展設(shè)問】
（5）為了探究溫度對電阻的影響，小紅進行了如下實驗（如圖2-2-65）。
①實驗器材：酒精燈、電流表、細鐵絲、電源、開關(guān)等;
②實驗步驟：閉合開關(guān)后，用酒精燈給細鐵絲加熱，在細鐵絲溫度逐漸升高并發(fā)紅的過程中，觀察電流表的示數(shù)變化;
③實驗現(xiàn)象：隨著細鐵絲的溫度升高，電流
表的示數(shù)減小;
④實驗結(jié)論：導體的電阻大小與它的溫度高
低有關(guān)，金屬導體的電阻通常隨溫度的升
高而__________。
增大
【素養(yǎng)設(shè)問】
（6）小兵在科普雜志中看到：礦泉水中含有多種礦物質(zhì)，導電能力強，電阻小；純凈水是用自來水過濾得到的，礦物質(zhì)含量少，導電能力差，電阻大。這時他想到教室飲水機中的水是礦泉水還是純凈水呢？他設(shè)計了如圖2-2-66所示電路，選取兩根長度、橫截面積都相同的玻璃管P、Q，在P、Q管內(nèi)分別裝滿優(yōu)質(zhì)的礦泉水和“教室水”，
并將P、Q管連入電路。實驗中，將單刀雙擲開關(guān)
S從1撥到2時，若觀察到電壓表數(shù)__________
（填“變大”或“變小”），則Q內(nèi)是純凈水，
否則Q內(nèi)是礦泉水。
變小
二、探究串聯(lián)電路和并聯(lián)電路中電流、電壓的特點
【例2】小海和小梅一起做“探究并聯(lián)電路中電流的特點”實驗。圖2-2-67甲是他們設(shè)計的電路圖。
位置 A B C
電流I/A 0.30 0.24 0.54
【基礎(chǔ)設(shè)問】
（1）實驗中，為了防止損壞電流表，在不能事先估計電流大小的情況下，應(yīng)先進行__________，以正確選擇電流表的量程。
（2）小海在連接電路時，發(fā)現(xiàn)剛接好最后一根導線，電流表的指針就發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，且指針向零刻度線的左側(cè)偏轉(zhuǎn)，連接電路時存在的錯誤有①_______________________________________;
②______________________________________。
試觸
開關(guān)未斷開
電流表的正負接線柱接反了
（3）圖2-2-67乙是他們測量電流時連接的實驗電路，此時電流表測量的是__________（填“A”“B”或“C”）處的電流。
（4）在實驗過程中，L2突然熄滅，L1亮度不變，電路可能出現(xiàn)的故障是__________。
（5）他們測出A、B、C三處的電流如表格所示，由此得出初步結(jié)論：_____________（只寫表達式）。小梅指出：為了得出普遍的規(guī)律，應(yīng)當進行多次實驗。操作方法是____________________
_____________________________________________________________。
C
L2斷路
IC=IA+IB
換用不同規(guī)格的燈泡進行多次實驗
【拓展設(shè)問】
（6）如圖2-2-68所示，小梅在“探究串聯(lián)電路中電壓的特點”的實驗中:
①如圖甲所示，實驗中應(yīng)選擇規(guī)格__________（填“相同”或“不同”)的小燈泡。
不同
②某次測量時，電壓表的示數(shù)如圖乙所示,則此時燈泡L1兩端的電壓為__________V。
③閉合開關(guān)后,小梅發(fā)現(xiàn)燈泡L1、L2均不發(fā)光，電壓表有示數(shù)且大小接近3 V，則電路中出現(xiàn)的故障可能是燈泡L1發(fā)生了__________（填“短路”或“斷路”)。
④排除故障后,小梅在測量了燈泡Ll兩端的電壓后,斷開開關(guān)，然后將AE導線的A端松開，接到D端接線柱上，閉合開關(guān)，測量燈泡L2兩端的電壓。小梅的做法是__________（填“正確”或“錯誤”）。
⑤小梅進行多次實驗的主要目的是為了___________________。
1.9
斷路
錯誤
尋找普遍規(guī)律
三、探究電流與電壓、電阻的關(guān)系
【例3】在“探究通過導體的電流與電阻的關(guān)系”實驗中，有兩個可供選用的滑動變阻器分別為A（1 A20 Ω），B（1 A50 Ω）。
【基礎(chǔ)設(shè)問】
（1）用筆畫線代替導線，將圖2-2-69甲的電路連接完整，要求開關(guān)閉合后，滑動變阻器的滑片P向右移動時，電流表的示數(shù)變大。
如答圖2-2-2所示。
（2）閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表均沒有示數(shù)。此時實驗電路出現(xiàn)的故障可能是__________（雙選）。
A. 電流表處斷路 B. 定值電阻處斷路
C. 電壓表處斷路 D. 滑動變阻器處斷路
（3）如果將5 Ω的電阻換成10 Ω的電阻，閉合開關(guān)后，電壓表的示數(shù)將變__________，接下來應(yīng)該將滑片P向__________（填“A”或“B”）端移動。
AD
大
A
（4）多次更換電阻進行實驗，正確操作后，記下電流表的示數(shù)，得到電流I隨電阻R變化的圖像如圖2-2-69乙所示，由圖像可知，實驗過程中電壓表的示數(shù)為__________V。由圖像可得出的結(jié)論是____________________________________________________________。
1.5
電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比
【拓展設(shè)問】
（5）實驗中的電源電壓為6 V，所選用的定值電阻的阻值分別為5 Ω、10 Ω、15 Ω，為了順利完成實驗，應(yīng)該選取的滑動變阻器為__________（填“A”或“B”）。
B
（6）在第（3）問的基礎(chǔ)上繼續(xù)實驗，將20 Ω的定值電阻接入電路中后，閉合開關(guān)，小靜同學無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，都不能使電壓表的示數(shù)達到原來的數(shù)值，為了能完成這次實驗，小靜同學應(yīng)采取的措施是__________（雙選）。
A. 調(diào)高電源電壓
B. 更換一個最大阻值為60 Ω的滑動變阻器
C. 再串聯(lián)一個10 Ω的電阻
D. 將電壓表改接到滑動變阻器兩端
BC
【例4】在“探究電流與電壓的關(guān)系”的實驗中，準備的電學器材如下：電源（4.5 V）、電流表、電壓表、滑動變阻器R標有“30 Ω1 A”、定值電阻（5 Ω、10 Ω、20 Ω、30 Ω）、開關(guān)、導線若干。
【基礎(chǔ)設(shè)問】
（1）按如圖2-2-70甲所示電路圖連接實物電路，開始實驗后，應(yīng)將滑動變阻器的滑片P向__________（填“左”或“右”）移動，使電阻R0兩端的電壓由1.5 V逐漸增大到2 V、2.5 V，讀出所對應(yīng)的電流值。實驗數(shù)據(jù)如表格所示，其中第二次電流表的示數(shù)如圖2-2-70乙所示，為__________A。
左
實驗次序 1 2 3
U/V 1.5 2.0 2.5
I/A 0.15 — 0.25
0.2
（2）分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論：電阻一定時，通過導體中的電流與導體兩端的電壓成__________。
（3）分析表中的數(shù)據(jù)可知，該同學所用的定值電阻的阻值為__________Ω。
正比
10
實驗次序 1 2 3
U/V 1.5 2.0 2.5
I/A 0.15 — 0.25
【拓展設(shè)問】
（4）若在實驗的過程中，閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)幾乎為0，電壓表的示數(shù)接近電源電壓，則故障可能是__________________________________。
（5）小輝分別用兩個阻值未知的電阻R1和R2進
行實驗，得到兩個電阻的I-U圖像如圖2-2-71
所示。由圖可知，R1__________（填“>”
“<”或“=”）R2。
定值電阻發(fā)生了斷路
<
（6）若將定值電阻換成小燈泡，不能達到本實驗的探究目的，原因是______________________________________________________
_____________________________________________________________。
實驗中應(yīng)控制電阻的阻值不變，而燈泡的電阻會隨溫度的變化而變化
四、探究焦耳定律
【例5】某學習小組在老師的指導下，探究電流通過導體時產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)。他們用的實驗裝置如圖2-2-72所示，兩個透明容器中密封著等量空氣，U形管兩側(cè)液面最初相平，兩個密閉容器中都有一段電阻絲。
【基礎(chǔ)設(shè)問】
（1）圖甲中，將兩段阻值不同的電阻絲串聯(lián)連接，這是為了控制通電時間和_______________相等，探究的是電流產(chǎn)生的熱量與__________大小的關(guān)系。
（2）將圖甲中的開關(guān)閉合，通電一段時間后，__________（填“左”或“右”）側(cè)U形管中液面高度的變化較大。
(3)本實驗是研究電流的__________效應(yīng)，從能量轉(zhuǎn)化的角度分析，是__________能轉(zhuǎn)化為__________能。當密閉容器中的空氣溫度升高時，空氣的內(nèi)能將會__________(填“變大”“變小”或“不變”)。
電流大小
電阻
右
熱
電
內(nèi)
變大
（4）將圖甲中的器材進行更換：讓兩個密閉容器中電阻絲的電阻一樣大，在其中一個容器的外部將一個阻值相同的電阻絲和這個容器內(nèi)的電阻絲并聯(lián)（如圖乙），此時通過兩容器中電阻絲的電流__________（填“相等”或“不相等”），在通電時間相同的情況下，__________（填“左”或“右”）側(cè)U形管中液面高度的變化較大，由此得到的結(jié)論是________________________
____________________________________________________________。
不相等
左
在電阻和通電時間相同時，電流越大，電流通過導體產(chǎn)生的熱量越多
【創(chuàng)新設(shè)問】
（5）某興趣小組在研究電阻絲產(chǎn)生的熱量與電阻、電流及通電時間的定量關(guān)系時，制作了如圖2-2-73甲所示的實驗裝置：有機玻璃盒內(nèi)裝有電阻絲、水和電子溫度計，盒外采用優(yōu)質(zhì)保溫材料包裹。
①采用優(yōu)質(zhì)保溫材料的目的是減少實驗過程中__________的散失；
②保持水的質(zhì)量和電流大小不變，換用不同阻值的電阻絲R，記錄水溫變化量ΔT和通電時間t的數(shù)據(jù)，整理部分數(shù)據(jù)并繪制圖像，如圖2-2-73乙所示；
③根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)，可以得出結(jié)論：_______________________
______________________________________________________________。
熱量
當電流和通電時間一定時，電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟導體的電阻成正比
五、探究通電螺線管外部磁場的方向
【例6】小沈和同學們一起探究通電螺線管外部磁場的特點。
【基礎(chǔ)設(shè)問】
（1）如圖2-2-74甲所示，在閉合開關(guān)前,小磁針靜止時，N極指向地理的__________（填“南極”或“北極”)，說明地球周圍存在磁場。接通電路后,將小磁針放在螺線管周圍的不同位置，記錄通電螺線管周圍各點的磁場方向，實驗現(xiàn)象如圖2-2-74乙所示。（小磁針黑色的一端為小磁針的N極)
北極
（2）把電池的正負極對調(diào)，再重復(fù)上述步驟，實驗現(xiàn)象如圖2-2-74丙所示。
（3）由以上現(xiàn)象可知:①通電螺線管外部的磁場分布與__________磁體的磁場分布相似；②通電螺線管外部的磁場方向與__________方向有關(guān)。
（4）下列研究問題的方法與本實驗所用的方法相同的是__________（填字母）。
A. 用光線來描述光的傳播路徑 B. 用水壓類比電壓
C. 用燈泡亮暗反映電流做功多少
條形
電流
C
【拓展設(shè)問】
（5）小沈之所以用小磁針代替鐵屑探究通電螺線管外部磁場特點,原因是____________________________________。(寫出一條即可)
（6）實驗后,進行交流評價。有同學提出他在螺線管外部A、B兩處放置小磁針,如圖2-2-74丁所示,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)A處的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而B處的小磁針不偏轉(zhuǎn)。關(guān)于出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因，有同學指出是因為中間的磁場太弱。除此之外，使B處的小磁針不偏轉(zhuǎn)的原因是____________________________________________。
小磁針可以顯示磁場的方向
B處的磁場方向與地磁場的方向相同
【創(chuàng)新設(shè)問】
（7）另一位同學提出：在學完通電直導線周圍的磁場后,她把通電臺燈（60 W）的導線與小磁針平行放置,結(jié)果發(fā)現(xiàn)小磁針也未發(fā)生偏轉(zhuǎn)。同學們對此有兩種不同的觀點:
A.臺燈線內(nèi)有兩根導線，且電流的方向相反，產(chǎn)生的磁性相互抵消
B.臺燈線內(nèi)的電流太小，產(chǎn)生的磁場太弱,不足以讓小磁針偏轉(zhuǎn)帶著疑問,老師讓同學們用兩節(jié)新干電池（3 V)和一段電阻絲（15 Ω）重新做這個實驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)小磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，由此說明：__________(填“A”或“B”)觀點是錯誤的。
B
六、探究導體在磁場中運動時產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件
【例7】如圖2-2-75所示，在蹄形磁體產(chǎn)生的磁場中放置一根導線，導線的兩端跟靈敏電流計連接，小麗用這個裝置做“探究什么情況下磁可以生電”的實驗。
【基礎(chǔ)設(shè)問】（1）實驗時，小麗通過觀察
________________________________________
來判斷電路中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流。
靈敏電流計的指針是否偏轉(zhuǎn)
（2）讓導線在磁場中上下運動，或者保持導線靜止，讓磁鐵上下運動，靈敏電流計的指針均__________（填“會”或“不會”）發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
（3）讓導線在磁場中左右運動，或者保持導線靜止，讓磁鐵左右運動，靈敏電流計的指針均__________（填“會”或“不會”）發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
不會
會
(4)由以上實驗現(xiàn)象可以得出結(jié)論：閉合電路的一部分導體在磁場中做____________________運動時，電路中就產(chǎn)生感應(yīng)電流。根據(jù)本實驗中探究出來的實驗結(jié)論工作的裝置有__________（雙選）。
A. 手搖發(fā)電機 B. 揚聲器
C. 動圈式話筒 D. 電磁繼電器
切割磁感線
AC
（5）小麗改用線圈代替直導線，用相同的速度在磁場中左右運動，發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針偏轉(zhuǎn)角度變大，說明感應(yīng)電流的大小與____________________________________________________有關(guān)。
（6）小麗想探究感應(yīng)電流的方向與導體運動的方向是否有關(guān)，她應(yīng)進行的操作是____________________________________________
________，觀察__________________________________________。
導體在磁場中做切割磁感線運動時的長度
讓導線在靜止的磁場中分別水平向左、向右運動
靈敏電流計的指針偏轉(zhuǎn)的方向是否改變
【拓展設(shè)問】
(7)若將圖中的靈敏電流計換成__________，該裝置還可以用來研究通電導體在磁場中受到力的作用，并據(jù)此制成了__________（填“發(fā)電機”或“電動機”）。
(8)將揚聲器與燈泡連接成如圖2-2-76所示電路，閉合開關(guān)，快速按動紙盆，小燈泡__________（填“可能”或“不可能”）
電源
電動機
可能
（9）下圖中的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(chǎn)生感應(yīng)電流的是__________（雙選）。
CD

展開更多......

收起↑