資源簡介 第十八講《電學實驗》達標檢測卷時間:45分鐘 滿分:100分一.選擇題(共44分)1.甲和乙兩個泡沫塑料小球用絕緣細線懸掛,甲帶正電,乙不帶電。會出現的情形是下列圖中的( )A. B. C. D.2.在“探究串聯電路中的電流特點”實驗中,某同學用電流表分別測出圖中A、B、C三處的電流大小,并初步得到它們之間關系的結論。為了進一步探究它們之間的關系,下一步他的操作是( )A.將電源兩極對調,再次測量A、B、C三處的電流B.改變開關S的位置,再次測量A、B、C三處的電流C.將圖中兩只燈泡位置對調,再次測量A、B、C三處的電流D.換用不同規格的燈泡,再次測量A、B、C三處的電流3.如圖所示,在探究并聯電路中的電流關系時,小明同學用電流表測出A、B、C三處的電流分別為IA=0.4A、IB=0.2A、IC=0.2A,在表格中記錄數據后,下一步應該做的是( )A.整理器材,結束實驗B.分析數據,得出結論C.換用不同規格的小燈泡,再測出幾組電流值D.換用電流表的另一量程,再測出一組電流值4.如圖所示,在探究串聯電路中的電壓關系時,小華同學用電壓表測出ab、bc、ac兩端的電壓分別為Uab=2V,Ubc=2V,Uac=4V,在表格中記錄數據后,下一步應該做的是( )A.整理器材,結束實驗B.分析數據,得出結論C.換用不同規格的小燈泡,再測出幾組電壓值D.換用電壓表的另一量程,再測出一組電壓值5.如圖是學生設計的模擬調光臺燈電路。閉合開關燈泡發光后,無論如何移動回形針,發現燈泡亮度幾乎不變,產生這一現象的原因可能是( )A.燈泡被短路 B.鉛筆芯的總阻值太小 C.燈泡燈絲的阻值太小 D.電源被斷路6.小剛同學用如圖電路探究“一段電路中電流跟電阻的關系”。在此實驗過程中,當A、B兩點間的電阻由5Ω更換為10Ω后,為了探究上述問題,他應該采取的唯一操作是( )A.保持變阻器滑片不動 B.將變阻器滑片適當向左移動C.將變阻器滑片適當向右移動 D.將電池個數增加7.在研究“一定電壓下,電流與電阻的關系”時,電路圖如圖所示。電源電壓恒為4.5V.滑動變阻器上標有“10 1.5A”字樣。在a、b兩點間先后接入不同阻值的定值電阻,閉合開關,移動滑片P,使電壓表示數為2.5V,讀出電流表的示數。當20Ω的電阻接入a、b問時,電壓表示數始終無法達到2.5V,其原因可能是( )A.控制電壓為2.5V太高 B.電源電壓4.5V太低C.滑動變阻器的最大阻值太大 D.20Ω的電阻阻值太大8.小明同學練習用伏安法測電阻,他所測電阻的阻值約為2Ω.電壓表的量程為3V,電流表的量程為3A.測量結束后,他得到的結論是待測電阻的阻值為10Ω,則他在測量中所出現的錯誤可能是( )A.電壓表和電流表的位置接反了B.他沒有多次測量取平均值,致使誤差過大C.電壓表按15V量程讀數,電流表按3A量程讀數D.電壓表按15V量程讀數,電流表按0.6A量程讀數9.在科學實驗時,往往需要我們注意操作,才能取得良好的實驗效果,在“測定小燈泡額定功率”的實驗中,當手移動變阻器滑片時,眼睛應觀察( )A.燈泡的發光情況 B.變阻器滑片的位置 C.電壓表的示數 D.電流表的示數10.下列電路圖中,電源電壓U保持不變,且U>UL,小燈泡的額定電流為IL,電流表的量程足夠,R0是已知的定值電阻。若只通過開關改變電路的連接方式,并可移動變阻器的滑片,能測出小燈泡額定功率的電路是( )A.丙 B.丙丁 C.甲丙丁 D.甲乙丙丁11.研究電功率與電壓、電流的關系時,某同學連接了如圖所示電路進行實驗。下列關于該實驗的說法,不合理的是( )A.該電路所示實驗能研究電功率與電壓的關系B.該實驗選擇的兩個小燈泡規格應該不同C.小燈泡消耗的電功率可通過燈泡的亮度來比較D.該實驗能得出電流相同時,電功率與電壓成正比12.研究電流通過導體產生熱量的影響因素時,設計了如下四個實驗裝置,已知R1>R2,則能研究熱量與電阻、電流、通電時間關系的裝置是( )A. B. C. D.13.如圖是“探究電流產生的熱量跟哪些因素有關”的實驗,已知R1>R2,兩個相同的燒瓶中裝入質量相等的煤油。則下列說法不正確的是( )A.這個電路可以控制電流和通電時間相等B.這個電路只能探究電流產生的熱量與電阻的關系C.電阻絲通電時電能轉化為內能D.煤油溫度越高,表明電流通過導體產生熱量越多14.在研究“磁極間的相互作用規律”時,實驗小組的同學分別設計了如下四個方案,其中最合理的是( )A.兩人各拿一塊條形磁鐵,并將各自的一個磁極相互靠近B.將放在粗糙木板上的兩塊條形磁鐵的磁極相互靠近C.用條形磁鐵的一個磁極靠近另一塊用細線懸掛并靜止的條形磁鐵中間D.用條形磁鐵的一個磁極分別靠近另一塊用細線懸掛并靜止的條形磁鐵的兩端15.三個形狀完全相同的磁鐵或鐵棒懸掛在細線下,已知標有N、S的是磁鐵,它們的相互作用如圖所示。由此可以判斷( )A.AB一定是磁鐵,CD一定是鐵棒 B.AB一定是鐵棒,CD一定是磁鐵C.AB一定是磁鐵,CD可能是鐵棒 D.AB可能是鐵棒,CD一定是磁鐵16.小鵬在研究通電導體周圍磁場的情況時,將能夠自由轉動的小磁針靜置在水平桌面上,將一根直導線平行置于小磁針正上方。當直導線中的通電電流由P向Q時,小磁針在水平面內的轉動方向如圖所示,當改變直導線中的電流方向時,小磁針轉動方向也發生了改變,下列說法錯誤的是( )A.歷史上第一個發現這一現象的科學家是奧斯特B.上述現象說明了電流有磁效應C.上述現象說明電流的磁場方向與電流方向有關D.只改變通過直導線的電流大小時,小磁針的轉動方向也會改變17.如圖所示,A是懸掛在彈簧測力計下的條形磁鐵,B是螺線管。閉合開關S,待彈簧測力計示數穩定后,將變阻器R的滑片緩慢向右滑動,在此過程中下列說法錯誤的是( )A.通電螺旋管的上端是 N 極 B.電壓表和電流表的示數都變大C.彈簧測力計示數變小 D.實驗中應用了電流的磁效應和磁極間的相互作用原理18.小明設計的研究“電磁鐵磁性強弱”的實驗電路圖如圖所示,下表是他所做實驗的記錄。下列結論不正確的是( )電磁鐵(線圈)100匝50匝實驗次數123456電流(A)0.81.21.50.81.21.5吸引鐵釘的最多數目(枚)711145810A.比較 1、4 兩次實驗可知:線圈中的電流一定時,匝數越多,磁性越強B.比較 l、3、5 三次實驗可知,匝數一定時,線圈中的電流越大,磁性越強C.比較 1、2、3 或 4、5、6 三次實驗可知:匝數一定時,線圈中的電流越大磁性越強D.電磁鐵的磁性越強吸引磁釘的數目越多19.我國未來的航母將采用自行研制的電磁彈射器。電磁彈射器的彈射車與飛機前輪連接,并處于強磁場中,當彈射車內的導體通以強電流時,艦載機受到強大的推力而快速起飛。電磁彈射器工作原理與下列設備或用電器工作原理一致的是( ) A.電鈴 B.手搖發電機 C.電風扇 D.電磁起重機20.如圖所示,要使流過靈敏電流計的電流反向,下列措施中可行的是( )①只將磁場反向;②只將線圈的運動方向反向;③同時將磁場和線圈的運動方向反向;④增加磁鐵的磁性或線圈匝數。A.①② B.②③ C.①③ D.①④21.如圖所示的四個裝置可以用來演示物理現象或原理,下列表述正確的是( )A.圖a可用來演示電磁感應現象 B.圖b可用來演示電動機原理C.圖c可用來演示發動機原理 D.圖d可用來演示電磁鐵性強弱與線圈匝數的關系22.現將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計及開關如圖連接,在開關閉合、線圈A放在線圈B中的情況下,某同學發現當他將滑動變阻器的滑動端P向左加速滑動或線圈A向上移動時,電流計指針向右偏轉,由此可以判斷( )A.線圈B向上運動,能引起電流計指針向右偏轉B.滑動變阻器滑動端P向右加速滑動,能引起電流計指針向左偏轉C.滑動變阻器的滑動端P勻速向左或勻速向右滑動,都能使電流計指針靜止在中央D.因為線圈A、線圈B的繞線方向未知,故無法判斷電流計指針偏轉方向二.實驗探究題(共56分)23.如圖,探究“兩種電荷間的相互作用規律”。(1)兩根用絲綢摩擦過的玻璃棒相互靠近時,它們之間發生相互排斥的現象。兩根用毛皮摩擦過的橡膠棒相互靠近時,它們之間發生相互排斥的現象。用絲綢摩擦過的玻璃棒和用毛皮摩擦過的橡膠棒相互靠近時,它們之間發生相互吸引的現象;由此實驗可以得出________________________________________。(2)小明和小紅在做此實驗時,小明才做完一次實驗后就得出結論,小紅認為小明的實驗結論不對。你認為小明不對的原因是:____________。24.小剛和小強在組成串并聯電路的實驗中,(1)在連接過程中,開關應該是____________(選填“斷開”或“閉合”)的;(2)小剛連接了如圖所示電路,如果合上開關,兩個燈泡都將____________(選填“不會發光”或“會被燒壞”),出現____________(選填“開路”或“短路”)現象;(3)小剛想將電路全部拆散,重新連接。小強認為只需拆除c這一根導線,就能成為兩燈____________(選填“串聯”或“并聯”)的正確電路;(4)小強認為,在小剛連接的電路中,如果將某根導線的一端移接到另一位置,電路就能成為兩燈并聯的正確電路了。請在圖中要移接的導線上打上“×”號,并畫出改動后的導線;(5)畫出改正后的并聯電路圖。25.某研究小組想測一個額定電壓為2.5伏的燈泡的額定電流,已知電源電壓為6伏。(1)他們設計的電路如圖a所示,你認為他們設計的電路圖中錯誤之處是____________。(2)改正錯誤后,繼續實驗,第4次實驗時電流表的示數如圖b所示。通過分析可知,燈泡的額定電流為____________安。(3)根據實驗過程分析,實驗中選用的滑動變阻器最合適的是____________實驗次數1234電壓表示數/伏1.01.52.02.5電流表示數/安0.160.220.2626.在圖1所示電路中,(1)連接電路之前開關應____________;(2)若要兩燈串聯,應閉合開關____________;若要兩燈并聯,應閉合開關____________;(3)若并聯時干路的電流如圖2電流表所示,則干路電流大小為____________;而流過L1燈的電流為0.3A,則流過L2燈的電流大小為____________。(4)為避免短路,不能同時閉合開關____________。(5)如果實驗時發現電流表指針反偏,是因為________________________。27.某科學興趣小組在探究影響導體電阻大小及燈泡亮暗的因素時。做了如甲圖所示的實驗:將鱷魚夾從較長的鎳鉻合金絲的A端逐漸滑向B端時,發現電流表示數逐漸增大,同燈泡逐漸變亮。(1)通過實驗可得出結論:導體的電阻大小與____________有關;燈泡的亮暗與通過燈泡的電流大小有關。(2)小明認為決定燈泡亮暗的因素只是電流大小,請你設計一個實驗來否定小明的觀點(只需在相應的方框內畫出電路圖)。實驗材料:兩個不同規恪的燈泡L1和L2,電泡組、開關S及導線若干。(3)接下來,小明又做了如下實驗:將整條鎳合金絲AB接入電路,閉合開關,然后用大功率吹風機先對鎳鉻合金絲吹一段時間熱風,再改用冷風檔對鎳鉻合金吹冷風。在整個過程中觀察電流表示數的變化情況,小明所做的這一實驗基于的假設是____________。28.為了探究“電流與電阻的關系”,小明用阻值不同的定值電阻、電壓為6伏的電源、滑動變阻器(20Ω 2.5A)等器材按圖甲方式連接電路,進行如下實驗。①將4歐的R1接入電路,當電壓表示數為4伏時,記錄電流表的示數。②用R2替換R1,發現無論如何左右移動滑片P,電壓表指針在4伏的刻度左右擺動,但無法準確指在4伏的刻度線上。老師告知小明:滑動變阻器的線圈結構如圖乙所示,因此無法連續改變接入電路的有效阻值,當定值電阻與滑動變阻器最大阻值相比過小時,會導致步驟②現象發生。③用一根阻值為0.5歐的電阻絲制作一個可連續改變阻值的旋鈕式變阻器,并按圖丙方式接入電路,繼續實驗。通過調節滑片P和旋鈕觸片Q使電壓表示數為4伏,此時電流表示數如圖丁所示。(1)圖丁中電流表的示數為____________安。(2)步驟③中滑片P和旋鈕觸片Q處在如圖丙所示的位置時,電壓表示數略超過4伏,則小明應如何調節滑片P和旋鈕觸片Q使電壓表示數為4伏?________________________________________________。(3)小明利用圖甲電路繼續他的探究實驗,仍保持定值電阻兩端的電壓為4伏,則下列定值電阻可用來替換R1進行實驗的有 ABC (可多選)。29.“測量小燈泡電阻”的電路連接情況如圖,電源電壓保持不變,小燈泡的額定電壓為2.5V(1)閉合開關后,當滑片P向右移動時,電壓表示數____________(填“變大”、“變小”或“不變”)(2)實驗中測得的小燈泡相關數據記錄在表中。科學量實驗次數123電壓U/V1.52.02.5電流I/A0.220.260.30電阻R/Ω則小燈泡正常發光時的電阻為____________Ω(結果保留一位小數)30.在“測量小燈泡的電功率”實驗中,小燈泡額定電壓為2.5V。(1)按照圖甲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,則出現故障的原因是____________(選填“小燈泡斷路”或“小燈泡短路”)。(2)故障排除后,閉合開關,移動滑動變阻器滑片P到某處時,電壓表示數為2.8V,為了測量小燈泡的額定功率,應將滑片P向____________(選填“左”或“右”)端移動,使電壓表示數為2.5V。(3)在實驗中發現電流表壞了,為了測出小燈泡的額定功率,小組同學在電流表處換上了一個RQ=5Ω的定值電阻,如圖乙,并進行了如下實驗方案:①調節滑片,使電壓表的示數為小燈泡的額定電壓;②____________________________________________________,得到通過小燈泡的電流I,從而計算出小燈泡的額定功率。31.如圖是探究電流通過導體時產生熱量的多少跟什么因素有關的實驗裝置中的部分電路(所連接5Ω電阻均可上下活動).兩個相同的透明容器中密封著等量的空氣,甲、乙兩U形管中所有液面初始狀態是等高相平,通電一段時間后液面的高度如圖所示。(1)本實驗利用U形管中液面的高度差的大小反映放出熱量的多少,這是利用了裝置中____________(填“液體”或者“空氣”)的熱脹冷縮。(2)根據題干中的實驗結果,本實驗能得到的結論是:________________________________________________。(3)為了研究電流產生的熱量跟電阻的關系。在不增加實驗器材和不改變電路接線的前提下,斷開開關,U 型管中的液面降回到原來液面后,你需要進行的實驗操作是________________________。32.丹麥科學家奧斯特發現電流的周圍存在磁場(圖1),法國科學家安培發現兩根平行導線通電后有如圖2所示的現象(圖中實線、虛線分別表示通電前、后的情況)。(1)如圖1,通電前靜止的小磁針南北指向。現要在小磁針上方拉一根直導線,使通電時小磁針會發生明顯的偏轉,直導線所指的方向應為____________(選填“東西方向”、“南北方向”或“任意方向”)。(2)圖2的實驗表明平行通電導線之間有力的作用,若此時改變其中一根導線的電流方向,你預測會產生的實驗現象是____________。(3)安培發現平行通電導線之間相互作用力F的大小可能跟兩根導線中的電流I1,I2,導線的長度L,導線之間的距離r有關,有關實驗數據如下:實驗次數L/mI1/AI2/Ar/mF/N110.20.20.11.0×10﹣7210.10.20.10.5×10﹣731.50.20.20.11.5×10﹣7410.20.20.052.0×10﹣751.50.20.40.13.0×10﹣7分析表格實驗數據,可獲得的結論是____________________________________。33.為探究電磁鐵的磁性強弱跟哪些因素有關,小科做了如下的實驗。步驟1:在水平桌面上放置一小車,小車上固定一塊條形磁鐵(如圖)。步驟2:當閉合開關時,小車會沿水平方向向右運動,記錄小車在水平桌面上運動的距離s1。步驟3:斷開開關,把小車重新放在起始位置,依次向右移動變阻器滑片,閉合開關,記錄小車在水平桌面上運動的距離。實驗數據如下:實驗次數123456電流的大小(安)1.21.41.61.82.02.2小車運動的距離(厘米)15192430??(1)請你在圖中用一根導線(用筆畫線代替)完成實驗電路的連接。(2)通過本實驗可得出的結是:____________________________________。(3)小科在第4次實驗后結束了實驗,小明覺得實驗數據還不夠。重新連接電路后,閉合開關,移動滑動變阻器滑片,電流表均有示數分別記為第5次和第6次數據,小車始終不能向右前進,你認為可能的是________________________。(4)電磁鐵的磁性不僅跟電流的大小有關,而且還與線圈的匝數有關,若要研究電磁鐵磁性與線圈匝數的關系,已知線圈的電阻不能忽略,那么將滑動變阻器的連接線從a處移動到b處后,閉合開關后下一步的操作是________________________,然后再記錄小車運動的距離。34.小李在研究磁場對電流作用的實驗中,將直導線換作一塊厚度為d、寬度為b的導體板。如圖所示,將電壓表連在導體板的兩側,發現電壓表指針發生偏轉。進一步做了如下實驗:板的材料板的厚度通入板的電流磁場強弱電壓表示數甲dIBU1乙dIBU2(U2≠U1)甲2 dIB0.5U1乙d2IB2U2甲dI2 B2U1乙0.5d3I3 B(1)你將表中的空格填上。(2)請你利用上述裝置及電源、滑動變阻器、彈簧、小燒杯、開關各一個,導線若干。設計一個可以通過電壓表示數比較液體密度大小的裝置。①請在右框內畫出裝置示意圖。②說明工作過程。35.在學校實驗室開放時,同學們對手搖發電機非常感興趣,他們想:發電機產生感應電流大小跟哪些因素有關呢?于是他們開展了探究,如圖是他們所用的發電機和實驗記錄表:(1)根據表格可知,他們準備研究發電機產生感應電流的大小是否與____________有關。 實驗順序線圈轉速線圈轉向小燈泡亮度123(2)他們根據小燈泡的亮度來判斷電路中感應電流的大小,像這種用能直接觀測的量來顯示不易直接觀測的量的方法叫“轉換法”。下列方法屬于“轉換法”的是____________(填序號):①通過力的作用效果來感知力;②比較速度大小時,選取一定的時間,比較通過的路程;③根據純凈物中元素種類的多少來區分單質與化合物;④用力的示意圖表示力的三要素(3)判斷電流大小,除了借助小燈泡觀察之外,實驗室常用____________表來測量。第十八講《電學實驗》達標檢測卷時間:45分鐘 滿分:100分一.選擇題(共44分)1.甲和乙兩個泡沫塑料小球用絕緣細線懸掛,甲帶正電,乙不帶電。會出現的情形是下列圖中的( )A. B. C. D.【答案】A【解析】由圖知,A、兩個小球相互吸引,是因為甲帶正電,乙不帶電。符合題意;B、兩個小球相互排斥,應該帶同種電。不符合題意;C、乙靠近甲,是甲吸引的結果;但力的作用是相互的,乙也會吸引甲,使甲的位置改變。不符合題意;D、乙不帶電,不會吸引甲。所以甲不可能主動靠近乙,而乙的位置不變。不符合題意。故選A。2.在“探究串聯電路中的電流特點”實驗中,某同學用電流表分別測出圖中A、B、C三處的電流大小,并初步得到它們之間關系的結論。為了進一步探究它們之間的關系,下一步他的操作是( )A.將電源兩極對調,再次測量A、B、C三處的電流B.改變開關S的位置,再次測量A、B、C三處的電流C.將圖中兩只燈泡位置對調,再次測量A、B、C三處的電流D.換用不同規格的燈泡,再次測量A、B、C三處的電流【答案】D【解析】A、將電源的正負極對調,不能改變電路中的電阻、電壓、電流,實驗數據不變,不能得出普遍結論。B、改變開關S的位置,不能改變電路中的電阻、電壓、電流,實驗數據不變,不能得出普遍結論。C、將圖中兩只燈泡位置對調,不能改變電路的電阻、電壓和電流,實驗數據不變,不能讀出普遍結論。D、更換不同的燈泡,電阻變化,電路中的電流發生變化。使實驗結論具有普遍性;故選D。3.如圖所示,在探究并聯電路中的電流關系時,小明同學用電流表測出A、B、C三處的電流分別為IA=0.4A、IB=0.2A、IC=0.2A,在表格中記錄數據后,下一步應該做的是( )A.整理器材,結束實驗B.分析數據,得出結論C.換用不同規格的小燈泡,再測出幾組電流值D.換用電流表的另一量程,再測出一組電流值【答案】C【解析】小明選取兩個相同的小燈泡進行實驗,太特殊,具有偶然性;所以做完一次實驗得出數據后,應依次換用不同規格的燈泡,得到多組實驗數據;然后再分析數據得出結論,使實驗結論具有普遍性。故選C。4.如圖所示,在探究串聯電路中的電壓關系時,小華同學用電壓表測出ab、bc、ac兩端的電壓分別為Uab=2V,Ubc=2V,Uac=4V,在表格中記錄數據后,下一步應該做的是( )A.整理器材,結束實驗B.分析數據,得出結論C.換用不同規格的小燈泡,再測出幾組電壓值D.換用電壓表的另一量程,再測出一組電壓值【答案】C【解析】用電壓表測出ab、bc、ac兩端的電壓分別為Uab=2V,Ubc=2V,Uac=4V,說明兩個小燈泡是同一個規格的,接下來的操作是換用不同規格的小燈泡,再測出幾組電壓值,然后分析數據,這樣的結論才具有科學性。故選C。5.如圖是學生設計的模擬調光臺燈電路。閉合開關燈泡發光后,無論如何移動回形針,發現燈泡亮度幾乎不變,產生這一現象的原因可能是( )A.燈泡被短路 B.鉛筆芯的總阻值太小 C.燈泡燈絲的阻值太小 D.電源被斷路【答案】B【解析】鉛筆芯和小燈泡串聯分壓,在移動回形針的過程中,發現燈泡發光,但亮度幾乎不變,根據公式P=可知,燈泡實際功率和其兩端的電壓的平方成正比,燈泡實際功率幾乎不變,是因為兩端的電壓幾乎不變,原因是鉛筆芯的電阻相對于小燈泡來說,其電阻太小,故B正確。故選B。6.小剛同學用如圖電路探究“一段電路中電流跟電阻的關系”。在此實驗過程中,當A、B兩點間的電阻由5Ω更換為10Ω后,為了探究上述問題,他應該采取的唯一操作是( )A.保持變阻器滑片不動 B.將變阻器滑片適當向左移動C.將變阻器滑片適當向右移動 D.將電池個數增加【答案】C【解析】在滑動變阻器的電阻值Rp不變的情況下,電路中由于將5Ω的定值電阻換成10Ω的定值電阻,使整個電路的總電阻增大。利用公式I=可知,電路中的總電流減小。根據U=IR可知,此時滑動變阻器兩端的電壓的減小,根據串聯電路的總電壓等于各分電壓之和可知,定值電阻兩端的電壓變大;要使電壓表的示數不變,只能減小電路中的電流,所以要使電路中的電阻增大,即滑片P向右端移動增大電阻。故選C。7.在研究“一定電壓下,電流與電阻的關系”時,電路圖如圖所示。電源電壓恒為4.5V.滑動變阻器上標有“10 1.5A”字樣。在a、b兩點間先后接入不同阻值的定值電阻,閉合開關,移動滑片P,使電壓表示數為2.5V,讀出電流表的示數。當20Ω的電阻接入a、b問時,電壓表示數始終無法達到2.5V,其原因可能是( )A.控制電壓為2.5V太高 B.電源電壓4.5V太低C.滑動變阻器的最大阻值太大 D.20Ω的電阻阻值太大【答案】D【解析】由題意知,電源電壓為4.5V,電阻兩端的電壓為2.5V,則滑動變阻器兩端的電壓應為4.5V﹣2.5V=2V;根據串分壓的知識:===,滑動變阻器的最大阻值為10Ω,電阻的阻值為滑動變阻器阻值的2倍,所以其兩端的電壓也為滑動變阻器兩端電壓的2倍,其電阻太大或滑動變阻器的最大阻值太小,而造成了電壓表示數始終大于2.5V,而無法達到2.5V,D正確,AC錯誤;若增大電源電壓,則電阻兩端的電壓會更大,B錯誤;故選D。8.小明同學練習用伏安法測電阻,他所測電阻的阻值約為2Ω.電壓表的量程為3V,電流表的量程為3A.測量結束后,他得到的結論是待測電阻的阻值為10Ω,則他在測量中所出現的錯誤可能是( )A.電壓表和電流表的位置接反了B.他沒有多次測量取平均值,致使誤差過大C.電壓表按15V量程讀數,電流表按3A量程讀數D.電壓表按15V量程讀數,電流表按0.6A量程讀數【答案】C【解析】A、如果電流表和電壓表位置接反了,電路相當于斷路,電壓表測量電源電壓,電流表示數接近為零。此選項錯誤;B、已知待測電阻的阻值約為2Ω,測量值應該接近或等于2Ω,不可能為10Ω,與測量次數多少沒有關系。此選項錯誤;C、電壓表按15V量程讀數,電流表按3A量程讀數,得到的電壓是實際電壓的5倍,所以本該是2Ω的電阻測成了10Ω.此選項正確;D、電壓表按15V量程讀數,電流表按0.6A量程讀數,得到的電壓是實際電壓的5倍,電流是正確電流的,測量的電阻是實際電阻的25倍。此選項錯誤。故選C。9.在科學實驗時,往往需要我們注意操作,才能取得良好的實驗效果,在“測定小燈泡額定功率”的實驗中,當手移動變阻器滑片時,眼睛應觀察( )A.燈泡的發光情況 B.變阻器滑片的位置 C.電壓表的示數 D.電流表的示數【答案】C【解析】測燈泡的額定功率的實驗中,閉合開關時,要通過調節滑動變阻器的滑片,使小燈泡兩端的電壓等于其額定電壓,用手調節滑片,眼睛看著電壓表的示數。然后記下燈泡正常發光時電流表的示數,然后根據P=UI計算出小燈泡的功率。故選C。10.下列電路圖中,電源電壓U保持不變,且U>UL,小燈泡的額定電流為IL,電流表的量程足夠,R0是已知的定值電阻。若只通過開關改變電路的連接方式,并可移動變阻器的滑片,能測出小燈泡額定功率的電路是( )A.丙 B.丙丁 C.甲丙丁 D.甲乙丙丁【答案】B【解析】甲、把S2接在2處,移動滑動變阻器,當電流表的示數為IL,燈泡正常發光,但由于不知道額定電壓,不能計算額定功率;乙、由于不能測量出電路的電流,不能測量出小燈泡的額定功率;丙、定值電阻R與燈泡串聯流過它們的電流相等,開關處于2的位置時,電壓表測量的是燈泡的兩端電壓,調節滑動變阻器使電壓表示數等于為ILR0,再將單刀雙擲開關打到1時,電壓表測量的是燈泡和電阻串聯后的兩端電壓U;則小燈泡的電壓為U﹣ILR0,小燈泡的額定功率表達式是P=(U﹣ILR0)IL,故丙能測出燈泡的額定功率;D、只閉合S1調節滑動變阻器是電流表的示數為IL,滑片位置不變,再只閉合S2電流表測量燈泡和電阻的總電流為I,因為燈泡和電阻并聯,燈泡兩端的電壓等于電阻的電壓,電阻的電壓為(I﹣IL)R0,根據P=UI即可算出小燈泡的額定功率。綜合分析丙丁可以測量出小燈泡的額定功率。故選B。11.研究電功率與電壓、電流的關系時,某同學連接了如圖所示電路進行實驗。下列關于該實驗的說法,不合理的是( )A.該電路所示實驗能研究電功率與電壓的關系B.該實驗選擇的兩個小燈泡規格應該不同C.小燈泡消耗的電功率可通過燈泡的亮度來比較D.該實驗能得出電流相同時,電功率與電壓成正比【答案】D【解析】A、電功率與電壓和電流有關,由圖可知兩燈泡串聯,通過兩燈泡的電流相同,所以該電路所示實驗可以研究電功率與電壓的關系;故A正確;B、兩燈泡串聯,流過它們的電流相同,LI、L2規格不同,則燈泡兩端的電壓不同,因此設計此實驗可以探究電功率與電壓的關系;故B正確;C、為了判斷燈泡的功率大小,我們可以通過觀察燈泡的亮度來判斷燈泡功率的大小,燈泡越亮燈泡的功率越大;故C正確;D、因為燈泡的亮暗無法準確反映實際功率的大小,所以無法得出“電流相同時,電功率跟電壓成正比”這個結論;故D錯誤。故選D。12.研究電流通過導體產生熱量的影響因素時,設計了如下四個實驗裝置,已知R1>R2,則能研究熱量與電阻、電流、通電時間關系的裝置是( )A. B. C. D.【答案】C【解析】電流通過導體產生的熱量與電流、電阻、通電時間有關,要探究電流通過導體產生熱量與電阻的關系,需要將兩電阻串聯,使兩電阻的電流相同;A、圖中只有R1和滑動變阻器,不能改變電阻,只能探究電流產生的熱量與電流大小的關系,故A不符合題意;B、圖中只有R1,不能改變電阻和電流,不能探究電流產生的熱量與電流大小和電阻的關系,故B不符合題意;C、圖中兩電阻串聯,電流大小相等,電阻不同,故可以探究電流產生的熱量與電流大小的關系;移動滑動變阻器,改變電路的電流,觀察觀察R1或R2溫度計的示數,得出電流產生的熱量與電阻的關系,故C符合題意。D、圖中兩電阻并聯,電流不同、電阻不同,不能用控制變量法來探究電流產生的熱量與電流大小和電阻的關系,故D不符合題意。故選C。13.如圖是“探究電流產生的熱量跟哪些因素有關”的實驗,已知R1>R2,兩個相同的燒瓶中裝入質量相等的煤油。則下列說法不正確的是( )A.這個電路可以控制電流和通電時間相等B.這個電路只能探究電流產生的熱量與電阻的關系C.電阻絲通電時電能轉化為內能D.煤油溫度越高,表明電流通過導體產生熱量越多【答案】B【解析】A、實驗采用控制變量法進行研究,電路采用串聯,是為了控制電流和通電時間相等,故A正確;B、該實驗采用控制變量法,觀察同一導體在相同的時間,不同電流下溫度計示數的變化多少,可以研究“電流通過導體產生的熱量與電流之間的關系”,故B錯誤;C、電阻絲通電時電能轉化為內能,故C正確;D、電能轉化為內能,煤油溫度越高,表明電流通過導體產生熱量越多,故D正確;故選B。14.在研究“磁極間的相互作用規律”時,實驗小組的同學分別設計了如下四個方案,其中最合理的是( )A.兩人各拿一塊條形磁鐵,并將各自的一個磁極相互靠近B.將放在粗糙木板上的兩塊條形磁鐵的磁極相互靠近C.用條形磁鐵的一個磁極靠近另一塊用細線懸掛并靜止的條形磁鐵中間D.用條形磁鐵的一個磁極分別靠近另一塊用細線懸掛并靜止的條形磁鐵的兩端【答案】D【解析】A、當兩人各拿一個磁體時,由于外力的作用,在主觀感覺上容易產生誤判,故A不是最佳方案;B、若兩個磁體的磁性都不是很強時,放在粗糙的桌面上實驗現象就不是很明顯,故B不是最佳方案;C、條形磁鐵的中間磁性最弱,兩端的磁性最強,故要驗證磁極間的相互作用規律應該讓兩極去靠近,故C不是最佳方案;D、當用條形磁鐵的一個磁極靠近另一塊用細線懸掛并靜止的條形磁鐵的兩端時,若是同名則相互排斥,而且觀察到另一磁體會旋轉,直到異名相互吸引,現象較明顯,故D較合理。故選D。15.三個形狀完全相同的磁鐵或鐵棒懸掛在細線下,已知標有N、S的是磁鐵,它們的相互作用如圖所示。由此可以判斷( )A.AB一定是磁鐵,CD一定是鐵棒 B.AB一定是鐵棒,CD一定是磁鐵C.AB一定是磁鐵,CD可能是鐵棒 D.AB可能是鐵棒,CD一定是磁鐵【答案】D【解析】據圖能看出,AB和磁鐵相互吸引,相互吸引的為異名磁極,AB可能是磁鐵;根據磁體能吸引鐵、鈷、鎳等物質的性質,AB可能是鐵棒;CD和磁鐵相互排斥,如果CD為鐵棒則會被磁鐵吸引,根據同名磁極相互排斥,說明CD一定是磁鐵。故選D。16.小鵬在研究通電導體周圍磁場的情況時,將能夠自由轉動的小磁針靜置在水平桌面上,將一根直導線平行置于小磁針正上方。當直導線中的通電電流由P向Q時,小磁針在水平面內的轉動方向如圖所示,當改變直導線中的電流方向時,小磁針轉動方向也發生了改變,下列說法錯誤的是( )A.歷史上第一個發現這一現象的科學家是奧斯特B.上述現象說明了電流有磁效應C.上述現象說明電流的磁場方向與電流方向有關D.只改變通過直導線的電流大小時,小磁針的轉動方向也會改變【答案】D【解析】A、圖中為奧斯特實驗,歷史上第一個發現這一現象的科學家是奧斯特,故A正確;B、實驗中,小磁針發生偏轉,說明了磁場的存在,說明了電流有磁效應,故B正確;C、由題知,改變直導線中的電流方向,小磁針偏轉方向也發生改變,表明電流所產生磁場的方向與電流方向有關,故C正確;D、只改變通過直導線的電流大小時,電流產生磁場的方向不變,則小磁針的轉動方向不變,故D錯誤。故選D。17.如圖所示,A是懸掛在彈簧測力計下的條形磁鐵,B是螺線管。閉合開關S,待彈簧測力計示數穩定后,將變阻器R的滑片緩慢向右滑動,在此過程中下列說法錯誤的是( )A.通電螺旋管的上端是 N 極 B.電壓表和電流表的示數都變大C.彈簧測力計示數變小 D.實驗中應用了電流的磁效應和磁極間的相互作用原理【答案】B【解析】(1)由圖可知,電流由螺線管的下方流入,則由安培定則可知螺線管上端為N極,下端為S極,故A正確;因螺線管上端與磁鐵下端為同名磁極,相互排斥,閉合開關S后,由于螺線管與磁鐵之間相互排斥,所以彈簧測力計示數變小,故C正確。(2)由電路圖可知,R0與R以及螺線管B串聯,電壓表測R兩端的電壓,電流表測電路中的電流,將滑動變阻器R的滑片緩慢向右移動,接入電路中的電阻變小,電路中的總電阻變小,由I=可知,電路中的電流變大,即電流表的示數變大;由U=IR可知,R0兩端的電壓變大,因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和,所以R兩端的電壓變小,即電壓表的示數變小,故B錯誤;(3)螺線管通電產生磁性,與磁體間由于為同名磁極產生排斥的作用,故實驗中應用了電流的磁效應和磁極間的相互作用原理,D正確。故選B。18.小明設計的研究“電磁鐵磁性強弱”的實驗電路圖如圖所示,下表是他所做實驗的記錄。下列結論不正確的是( )電磁鐵(線圈)100匝50匝實驗次數123456電流(A)0.81.21.50.81.21.5吸引鐵釘的最多數目(枚)711145810A.比較 1、4 兩次實驗可知:線圈中的電流一定時,匝數越多,磁性越強B.比較 l、3、5 三次實驗可知,匝數一定時,線圈中的電流越大,磁性越強C.比較 1、2、3 或 4、5、6 三次實驗可知:匝數一定時,線圈中的電流越大磁性越強D.電磁鐵的磁性越強吸引磁釘的數目越多【答案】B【解析】A、比較 1、4 兩次實驗,電流相同,匝數越多,吸引磁釘的數目越多,所以可得出結論:線圈中的電流一定時,匝數越多,磁性越強,故A正確。B、比較 l、3、5 三次實驗,電流大小不同,線圈匝數不同,不能得出任何結論,故B不正確。C、比較 1、2、3 或 4、5、6 三次實驗,匝數相同,電流越大,吸引磁釘的數目越多,所以可得出結論:匝數一定時,線圈中的電流越大,磁性越強,故C正確。D、電磁鐵的磁性越強,吸引鐵釘的數目越多,故D正確。故選B。19.我國未來的航母將采用自行研制的電磁彈射器。電磁彈射器的彈射車與飛機前輪連接,并處于強磁場中,當彈射車內的導體通以強電流時,艦載機受到強大的推力而快速起飛。電磁彈射器工作原理與下列設備或用電器工作原理一致的是( ) A.電鈴 B.手搖發電機 C.電風扇 D.電磁起重機【答案】C【解析】由題意可知,電磁彈射器的彈射車與飛機前輪連接,并處于強磁場中,當彈射車內的導體通以強電流時,即可受到強大的推力,由此可知其原理是通電導體在磁場中受力而運動。A、電鈴是利用電磁繼電器來工作的,故A不符合題意;B、發電機的工作原理是電磁感應現象,故B不符合題意;C、電風扇的主要部件是電動機,是利用通電導體在磁場中受力而運動的原理工作的,故C符合題意;D、電磁起重機是利用電磁鐵工作的,故D不符合題意。故選C。20.如圖所示,要使流過靈敏電流計的電流反向,下列措施中可行的是( )①只將磁場反向;②只將線圈的運動方向反向;③同時將磁場和線圈的運動方向反向;④增加磁鐵的磁性或線圈匝數。A.①② B.②③ C.①③ D.①④【答案】A【解析】要使流過靈敏電流計的電流反向,就是要改變感應電流的方向;①只將磁場反向,就可以改變感應電流的方向,從而使靈敏電流計的電流反向;②只將線圈的運動方向改變,就會改變感應電流的方向,從而使靈敏電流計的電流反向;③同時改變磁場方向和線圈的運動方向,感應電流的方向時不變的;④增加磁鐵的磁性或線圈匝數,只能是電流的大小,不能改變感應電流的方向。故選A。21.如圖所示的四個裝置可以用來演示物理現象或原理,下列表述正確的是( )A.圖a可用來演示電磁感應現象 B.圖b可用來演示電動機原理C.圖c可用來演示發動機原理 D.圖d可用來演示電磁鐵性強弱與線圈匝數的關系【答案】D【解析】A、是奧斯特實驗,演示電流的磁效應的實驗裝置,故A錯誤;B、此圖中沒有電源,即是研究電磁感應現象的實驗裝置,故B錯誤;C、此圖中有電源,是演示磁場對電流作用的實驗裝置,故C錯誤;D、是演示電磁鐵中線圈匝數的多少與磁性強弱的關系的實驗裝置,故D正確。故選D。22.現將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計及開關如圖連接,在開關閉合、線圈A放在線圈B中的情況下,某同學發現當他將滑動變阻器的滑動端P向左加速滑動或線圈A向上移動時,電流計指針向右偏轉,由此可以判斷( )A.線圈B向上運動,能引起電流計指針向右偏轉B.滑動變阻器滑動端P向右加速滑動,能引起電流計指針向左偏轉C.滑動變阻器的滑動端P勻速向左或勻速向右滑動,都能使電流計指針靜止在中央D.因為線圈A、線圈B的繞線方向未知,故無法判斷電流計指針偏轉方向【答案】B【解析】由題意可知當P加速向左滑動時,電阻變大,故線圈B中的電流變小,故線圈A中的磁性變弱,電流計指針向右偏轉;線圈A向上移動時,磁性變弱,電流計指針向右偏轉;故可知;A、線圈B向上運動,導致穿過線圈B的磁性增強,能引起電流計指針向左偏轉,故A錯誤;B、滑動變阻器滑動端P向右加速滑動,電阻變小,故線圈B中的電流變大,故線圈A中的磁性變強,電流計指針向左偏轉,故B正確;C、滑動變阻器的滑動端P勻速向左或勻速向右滑動,A中也會產生變化的磁場,故B中同樣會產生感應電流,故指針不會靜止,故C錯誤;D、由以上分析可知,D錯誤。故選B。二.實驗探究題(共56分)23.如圖,探究“兩種電荷間的相互作用規律”。(1)兩根用絲綢摩擦過的玻璃棒相互靠近時,它們之間發生相互排斥的現象。兩根用毛皮摩擦過的橡膠棒相互靠近時,它們之間發生相互排斥的現象。用絲綢摩擦過的玻璃棒和用毛皮摩擦過的橡膠棒相互靠近時,它們之間發生相互吸引的現象;由此實驗可以得出________________________________________。(2)小明和小紅在做此實驗時,小明才做完一次實驗后就得出結論,小紅認為小明的實驗結論不對。你認為小明不對的原因是:____________。【答案】(1)同種電荷相互排斥;異種電荷相互吸引;(2)沒有多次實驗找普遍規律。【解析】(1)兩根用絲綢摩擦過的玻璃棒相互靠近時,它們帶有同種電荷,發生相互排斥的現象。兩根用毛皮摩擦過的橡膠棒相互靠近時,它們帶有同種電荷,發生相互排斥的現象。用絲綢摩擦過的玻璃棒和用毛皮摩擦過的橡膠棒相互靠近時,它們帶有異種電荷,發生相互吸引的現象;由此實驗可以得出同種電荷相互排斥;異種電荷相互吸引。(2)一次實驗得不出普遍結論,故小明不對的原因是沒有多次實驗找普遍規律。24.小剛和小強在組成串并聯電路的實驗中,(1)在連接過程中,開關應該是____________(選填“斷開”或“閉合”)的;(2)小剛連接了如圖所示電路,如果合上開關,兩個燈泡都將____________(選填“不會發光”或“會被燒壞”),出現____________(選填“開路”或“短路”)現象;(3)小剛想將電路全部拆散,重新連接。小強認為只需拆除c這一根導線,就能成為兩燈____________(選填“串聯”或“并聯”)的正確電路;(4)小強認為,在小剛連接的電路中,如果將某根導線的一端移接到另一位置,電路就能成為兩燈并聯的正確電路了。請在圖中要移接的導線上打上“×”號,并畫出改動后的導線;(5)畫出改正后的并聯電路圖。【答案】(1)斷開;(2)不會發光;短路;(3)串聯;(4)如上圖;(5)如上圖。【解析】(1)連接電路時,開關必須處于斷開狀態;(2)根據電路圖可知,電源兩極直接將導線連接起來,形成了電源短路,因此燈泡都不發光;(3)根據電路圖可知,拆除c這一根導線,電流從電源正極依次經過兩個燈泡回到電源負極,因此兩燈串聯連接;(4)使兩燈成為并聯的電路。從電源的正極出發,經開關分別流入兩個燈泡、然后匯合流入電流表,回電源的負極。如圖所示:(5)改動后從正極開關S后開始分支;一支經燈L1回到負極;另一支經燈L2回到負極,電路圖如圖所示25.某研究小組想測一個額定電壓為2.5伏的燈泡的額定電流,已知電源電壓為6伏。(1)他們設計的電路如圖a所示,你認為他們設計的電路圖中錯誤之處是____________。(2)改正錯誤后,繼續實驗,第4次實驗時電流表的示數如圖b所示。通過分析可知,燈泡的額定電流為____________安。(3)根據實驗過程分析,實驗中選用的滑動變阻器最合適的是____________實驗次數1234電壓表示數/伏1.01.52.02.5電流表示數/安0.160.220.26【答案】(1)燈泡被短路;(2)0.3;(3)乙。【解析】(1)由圖a知,電壓表與燈泡串聯,電流表與燈泡并聯了,因為自身電阻非常大,所以電路中電阻非常大,而電流表自身電阻非常小,相當于一根導線,所以相當于燈泡被短路,故燈泡不發光;(2)由圖b,電流表使用0﹣0.6A量程,分度值為0.02A,所以燈泡正常發光時的電流,即燈泡的額定電流為0.3A;(3)燈與變阻器串聯,當燈泡正常發光時滑動變阻器兩端電壓:U滑=U﹣U額=6V﹣2.5V=3.5V,串聯電路中電流處處相等,所以燈泡正常發光時變阻器連入阻值:R滑==≈11.7Ω,所以滑動變阻器應選擇乙。26.在圖1所示電路中,(1)連接電路之前開關應____________;(2)若要兩燈串聯,應閉合開關____________;若要兩燈并聯,應閉合開關____________;(3)若并聯時干路的電流如圖2電流表所示,則干路電流大小為____________;而流過L1燈的電流為0.3A,則流過L2燈的電流大小為____________。(4)為避免短路,不能同時閉合開關____________。(5)如果實驗時發現電流表指針反偏,是因為________________________。【答案】(1)斷開;(2)S2;S1S3;(3)0.54A;0.24A;(4)S2S3;(5)電流表正負接線柱接反了。【解析】(1)為防止連接電路時出現短路等安全事故,在連接電路之前,應先斷開開關;(2)串聯電路中電流只有一條路徑,依次經過多個用電器,由圖可知,電流從正極依次流經L2、L1、S2再到負極,此時,因此只要閉合開關S2就能使L1與L2串聯;在并聯電路中電流有多條流通路徑,各個用電器之間互不影響,由圖可知,電流從正極到S3時,須分成兩部分,一部分流經S3、L1、S1再到負極,另一部分流經L2、S1再到負極,因此須閉合開關S3、S1便能使兩燈并聯;(3)由圖2可知,電流表使用的量程是0~0.6A,最小分度值0.02A,讀出示數為0.54A;L1與L2并聯,所以通過L2的電流I2=I﹣I1=0.54A﹣0.3A=0.24A;(4)當同時閉合開關S2、S3時,由圖可知,電源的兩端直接被導線相連接,所以會出現短路現象,應該避免;(5)電流表指針反偏,說明電流表的正負接線柱接反了。27.某科學興趣小組在探究影響導體電阻大小及燈泡亮暗的因素時。做了如甲圖所示的實驗:將鱷魚夾從較長的鎳鉻合金絲的A端逐漸滑向B端時,發現電流表示數逐漸增大,同燈泡逐漸變亮。(1)通過實驗可得出結論:導體的電阻大小與____________有關;燈泡的亮暗與通過燈泡的電流大小有關。(2)小明認為決定燈泡亮暗的因素只是電流大小,請你設計一個實驗來否定小明的觀點(只需在相應的方框內畫出電路圖)。實驗材料:兩個不同規恪的燈泡L1和L2,電泡組、開關S及導線若干。(3)接下來,小明又做了如下實驗:將整條鎳合金絲AB接入電路,閉合開關,然后用大功率吹風機先對鎳鉻合金絲吹一段時間熱風,再改用冷風檔對鎳鉻合金吹冷風。在整個過程中觀察電流表示數的變化情況,小明所做的這一實驗基于的假設是____________。【答案】(1)導體長度;(2)如圖;(3)導體的電阻與溫度有關。【解析】(1)將鱷魚夾從較長的鎳鉻合金絲的A端逐漸滑向B端時,電阻絲接入電路中的長度變短了,發現電流表示數逐漸增大,同燈泡逐漸變亮,這說明導體的電阻減小了,即電阻大小與導體的長度有關;(2)實驗中,可以將兩個不同規恪的燈泡L1和L2組成串聯電路,此時通過兩燈的電流是相同的,然后通過觀察燈泡的亮度來驗證小明的觀點;如圖:;(3)用大功率吹風機先對鎳鉻合金絲吹一段時間熱風,再改用冷風檔對鎳鉻合金吹冷風,此時會改變導體的溫度,根據電流表示數變化可以得出電阻大小與溫度的關系;故小明所做的這一實驗基于的假設是導體的電阻與溫度有關。28.為了探究“電流與電阻的關系”,小明用阻值不同的定值電阻、電壓為6伏的電源、滑動變阻器(20Ω 2.5A)等器材按圖甲方式連接電路,進行如下實驗。①將4歐的R1接入電路,當電壓表示數為4伏時,記錄電流表的示數。②用R2替換R1,發現無論如何左右移動滑片P,電壓表指針在4伏的刻度左右擺動,但無法準確指在4伏的刻度線上。老師告知小明:滑動變阻器的線圈結構如圖乙所示,因此無法連續改變接入電路的有效阻值,當定值電阻與滑動變阻器最大阻值相比過小時,會導致步驟②現象發生。③用一根阻值為0.5歐的電阻絲制作一個可連續改變阻值的旋鈕式變阻器,并按圖丙方式接入電路,繼續實驗。通過調節滑片P和旋鈕觸片Q使電壓表示數為4伏,此時電流表示數如圖丁所示。(1)圖丁中電流表的示數為____________安。(2)步驟③中滑片P和旋鈕觸片Q處在如圖丙所示的位置時,電壓表示數略超過4伏,則小明應如何調節滑片P和旋鈕觸片Q使電壓表示數為4伏?________________________________________________。(3)小明利用圖甲電路繼續他的探究實驗,仍保持定值電阻兩端的電壓為4伏,則下列定值電阻可用來替換R1進行實驗的有 ABC (可多選)。A.15歐 B.25歐 C.35歐 D.45歐【答案】(1)2;(2)將滑片P向右移,使電壓表示數略小于4V,再將觸片Q沿逆時針轉動,直到電壓表示數為4V;(3)ABC。【解析】(1)圖丁中電流表選用大量程,分度值為0.1A,電流大小為2安。(2)由②知,當定值電阻與滑動變阻器最大阻值相比過小時,因滑動變阻器的線圈結構如圖乙所示,無法連續改變接入電路的有效阻值,故導致電壓表指針在4伏的刻度左右擺動,圖丙中,用一根阻值為0.5歐的電阻絲制作一個可連續改變阻值的旋鈕式變阻器與滑動變阻器串聯,且此時將其最大電阻連入了電路中,故只能將觸片Q沿逆時針轉動,減小旋鈕式變阻器連入電路中的電阻,因步驟③中滑片P和旋鈕觸片Q處在如圖丙所示的位置時,電壓表示數略超過4伏,為使電壓表示數略小于4V,即應減小電路中的電流大小,由歐姆定律,要增大電路的電阻大小,故將滑片P向右移,使電壓表示數略小于4V,再將觸片Q沿逆時針轉動(電路中總電阻變小,總電流變大),根據U=IR,電壓表示數變大,直到電壓表示數為4V。(3)根據串聯電路電壓的規律和分壓原理:=﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,①式左邊為一定值,故右邊也為一定值,當變阻器取最大值時,對應的定值電阻最大,即=,即定值電阻的最大電阻為40Ω,故用來替換R1進行實驗的有15歐、25歐、35歐的電阻,即選ABC;29.“測量小燈泡電阻”的電路連接情況如圖,電源電壓保持不變,小燈泡的額定電壓為2.5V(1)閉合開關后,當滑片P向右移動時,電壓表示數____________(填“變大”、“變小”或“不變”)(2)實驗中測得的小燈泡相關數據記錄在表中。科學量實驗次數123電壓U/V1.52.02.5電流I/A0.220.260.30電阻R/Ω則小燈泡正常發光時的電阻為____________Ω(結果保留一位小數)【答案】(1)變大;(2)8.3。【解析】(1)由圖知,閉合開關,將滑片P向右移動時,離下接線柱遠近,接入電路的電阻變小,電路的總電阻變小;根據歐姆定律可知,電路中的電流變大,燈泡兩端的電壓變大,電壓表示數變大。(2)燈泡正常發光時的電壓為2.5V,根據表格數據知此時的電流為0.30A,小燈泡正常發光時的電阻:R==≈8.3Ω。30.在“測量小燈泡的電功率”實驗中,小燈泡額定電壓為2.5V。(1)按照圖甲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,則出現故障的原因是____________(選填“小燈泡斷路”或“小燈泡短路”)。(2)故障排除后,閉合開關,移動滑動變阻器滑片P到某處時,電壓表示數為2.8V,為了測量小燈泡的額定功率,應將滑片P向____________(選填“左”或“右”)端移動,使電壓表示數為2.5V。(3)在實驗中發現電流表壞了,為了測出小燈泡的額定功率,小組同學在電流表處換上了一個RQ=5Ω的定值電阻,如圖乙,并進行了如下實驗方案:①調節滑片,使電壓表的示數為小燈泡的額定電壓;②____________________________________________________,得到通過小燈泡的電流I,從而計算出小燈泡的額定功率。【答案】(1)小燈泡短路;(2)右;(3)保持滑片位置不變,將電壓表改接到定值電阻R0兩端,測出電壓U0,再根據Io=。【解析】(1)閉合開關,發現小燈泡不亮,電流表有示數,電壓表無示數,說明在電壓表兩接線柱之間的電路是短路,所以出現故障的原因是小燈泡短路;(2)電壓表示數為2.8V時,大于燈泡的額定電壓2.5V,要使燈泡正常發光,根據圖甲可知,應向右移動滑片,使滑動變阻器接入電路的阻值變大,使電壓表示數減小,當電壓表示數等于燈泡額定電壓2.5V時,燈泡正常發光;(3)在實驗中電流壞了,無法測出電流的大小,可以根據串聯電路中電流相等進行間接的測量,故實驗方案為:①調節滑片,使電壓表的示數為小燈泡的額定電壓;②保持滑片位置不變,將電壓表改接到定值電阻R0兩端,測出電壓U0,再根據Io=,得到通過小燈泡的電流I,從而計算出小燈泡的額定功率。31.如圖是探究電流通過導體時產生熱量的多少跟什么因素有關的實驗裝置中的部分電路(所連接5Ω電阻均可上下活動).兩個相同的透明容器中密封著等量的空氣,甲、乙兩U形管中所有液面初始狀態是等高相平,通電一段時間后液面的高度如圖所示。(1)本實驗利用U形管中液面的高度差的大小反映放出熱量的多少,這是利用了裝置中____________(填“液體”或者“空氣”)的熱脹冷縮。(2)根據題干中的實驗結果,本實驗能得到的結論是:________________________________________________。(3)為了研究電流產生的熱量跟電阻的關系。在不增加實驗器材和不改變電路接線的前提下,斷開開關,U 型管中的液面降回到原來液面后,你需要進行的實驗操作是________________________。【答案】(1)液體;(2)在相同時間內,電阻相同的情況下,電流越大,產生熱量越多;(3)把右邊上面的電阻放入右側的容器中。【解析】(1)電流通過導體產生熱量的多少不能直接觀察,但液體溫度的變化可以引起由圖體積的變化,然后通過液面高度差的變化來反映,這是利用了科學方法中的轉換法。(2)裝置中一個5Ω的電阻與兩個5Ω的電阻并聯后再串聯,根據串聯電路的電流特點可知,B端兩個電阻的總電流和左端的電阻電流相等,即I右=I左,兩個5Ω的電阻并聯,根據并聯電路的電流特點知I右=I1+I2,兩電阻阻值相等,則支路中電流相等,I1=I2,所以右邊容器中的通過電阻的電流是左側通過電流的一半,由Q=I2Rt可知,左邊容器中的電阻產生的熱量多,溫度升得較快;因此通電一段時間后,玻璃管A、B內液面,A更高。這表明:在相同時間內,電阻相同,電流越大,通過導體時產生的熱量越多。(3)為了研究電流產生的熱量跟電阻的關系時,應控制電流、通電時間相同,電阻不同,故需要的實驗操作是把右邊上面的電阻放入右側的容器中。32.丹麥科學家奧斯特發現電流的周圍存在磁場(圖1),法國科學家安培發現兩根平行導線通電后有如圖2所示的現象(圖中實線、虛線分別表示通電前、后的情況)。(1)如圖1,通電前靜止的小磁針南北指向。現要在小磁針上方拉一根直導線,使通電時小磁針會發生明顯的偏轉,直導線所指的方向應為____________(選填“東西方向”、“南北方向”或“任意方向”)。(2)圖2的實驗表明平行通電導線之間有力的作用,若此時改變其中一根導線的電流方向,你預測會產生的實驗現象是____________。(3)安培發現平行通電導線之間相互作用力F的大小可能跟兩根導線中的電流I1,I2,導線的長度L,導線之間的距離r有關,有關實驗數據如下:實驗次數L/mI1/AI2/Ar/mF/N110.20.20.11.0×10﹣7210.10.20.10.5×10﹣731.50.20.20.11.5×10﹣7410.20.20.052.0×10﹣751.50.20.40.13.0×10﹣7分析表格實驗數據,可獲得的結論是____________________________________。【答案】(1)南北方向;(2)兩根導線將會相互排斥;(3)平行通電導線之間相互作用力 F 的大小與 I1、I2、L 成正比,與 r 成反比。【解析】(1)由于小磁針受到地磁場的作用,要指南北方向,為了觀察到明顯的偏轉現象,應使電流產生的磁場方向為東西方向,故應使把直導線南北方向放置;(2)電流產生的磁場方向是由電流的方向決定的,當一個通電導體中電流的方向改變時,它產生的磁場方向也會發生改變;而磁場對通電導體的作用力的方向與電流的方向和磁場的方向有關,另一個通電導體中電流的方向不變,但磁場的方向變化了,它受到的磁場力的方向就會改變,所以改變其中一根導線的電流方向,產生的實驗現象是兩根導線將會相互排斥;(3)①分析1、2實驗可知:在兩個導線中電流大小和導線之間的距離r相同時,導線越長,平行通電導線之間相互作用力F越大,說明其他條件不變時,平行通電導線之間作用力的大小F與電流成正比;②分析1、3實驗可知:在兩個導線的長度和導線之間的距離r相同時,電流越大,平行通電導線之間相互作用力F越大,說明其他條件不變時,平行通電導線之間作用力的大小F與導線的長度成正比;③分析1、4實驗可知:在導線長度和兩個導線中電流大小相同時,導線之間的距離r越小,平行通電導線之間相互作用力F越大,說明其他條件不變時,平行通電導線之間作用力的大小F與導線之間的距離r成反比。33.為探究電磁鐵的磁性強弱跟哪些因素有關,小科做了如下的實驗。步驟1:在水平桌面上放置一小車,小車上固定一塊條形磁鐵(如圖)。步驟2:當閉合開關時,小車會沿水平方向向右運動,記錄小車在水平桌面上運動的距離s1。步驟3:斷開開關,把小車重新放在起始位置,依次向右移動變阻器滑片,閉合開關,記錄小車在水平桌面上運動的距離。實驗數據如下:實驗次數123456電流的大小(安)1.21.41.61.82.02.2小車運動的距離(厘米)15192430??(1)請你在圖中用一根導線(用筆畫線代替)完成實驗電路的連接。(2)通過本實驗可得出的結是:____________________________________。(3)小科在第4次實驗后結束了實驗,小明覺得實驗數據還不夠。重新連接電路后,閉合開關,移動滑動變阻器滑片,電流表均有示數分別記為第5次和第6次數據,小車始終不能向右前進,你認為可能的是________________________。(4)電磁鐵的磁性不僅跟電流的大小有關,而且還與線圈的匝數有關,若要研究電磁鐵磁性與線圈匝數的關系,已知線圈的電阻不能忽略,那么將滑動變阻器的連接線從a處移動到b處后,閉合開關后下一步的操作是________________________,然后再記錄小車運動的距離。【答案】(1)見上圖;(2)線圈匝數一定時,電流越大,磁性越強,排斥力越大,小車移動距離越遠;(3)對調了磁極,改變了電流的方向,使電磁鐵與磁鐵相互吸引而不能向右移動;(4)移動滑動變阻器保持線圈中的電流不變。【解析】(1)滑動變阻器要“一上一下”的接入電路,如圖所示:(2)在線圈匝數一定時,電流越大,磁性越強,排斥力越大,小車移動距離越遠;(3)重新連接電路后,閉合開關,移動滑動變阻器滑片,小車始終不能向右前進,可能是對調了磁極,改變了電流的方向,使電磁鐵與磁鐵相互吸引,使小車始終不能向右前進。(4)要研究電磁鐵磁性與線圈匝數的關系,需要控制電流大小不變,改變線圈匝,當將滑動變阻器的連接線從a處移動到b處后,線圈匝數改變,需要移動滑動變阻器保持線圈中的電流不變,然后再記錄小車運動的距離。34.小李在研究磁場對電流作用的實驗中,將直導線換作一塊厚度為d、寬度為b的導體板。如圖所示,將電壓表連在導體板的兩側,發現電壓表指針發生偏轉。進一步做了如下實驗:板的材料板的厚度通入板的電流磁場強弱電壓表示數甲dIBU1乙dIBU2(U2≠U1)甲2 dIB0.5U1乙d2IB2U2甲dI2 B2U1乙0.5d3I3 B(1)你將表中的空格填上。(2)請你利用上述裝置及電源、滑動變阻器、彈簧、小燒杯、開關各一個,導線若干。設計一個可以通過電壓表示數比較液體密度大小的裝置。①請在右框內畫出裝置示意圖。②說明工作過程。【答案】(1)18U2,(2)①裝置如圖。②當將液體分別倒滿小燒杯時,液體密度越大,滑動變阻器滑片下移越大,電流越大,電壓表的示數越大。【解析】(1)通過分析對比第一行和第三行數據,可以發現在其它條件相同時,電壓表示數與板的厚度成反比;通過分析對比第二行和第四行數據,可以發現其它條件相同時,電壓表示數與板中電流成正比;通過分析對比第一行和第五行數據,可以發現其它條件相同時,電壓表示數與磁場強度成正比。這樣的話,對比第二行和第六行,第六行中的厚度、電流、磁場強度分別是第二行的1/2、3倍、3倍,綜合分析可以得出,第六行的電壓表示數應該是第二行電壓表示數的2×3×3=18倍,即18U2。(2)①解析過程見上面分析(2),實驗裝置如圖。②杯中分別裝入等體積(或裝滿)不同密度的液體時,液體密度越大,質量越大,對彈簧的壓力越大,使滑動變阻器的滑片向下移,這樣,電阻增大,根據歐姆定律,電路中的電流增大,則電壓表的示數增大。35.在學校實驗室開放時,同學們對手搖發電機非常感興趣,他們想:發電機產生感應電流大小跟哪些因素有關呢?于是他們開展了探究,如圖是他們所用的發電機和實驗記錄表:(1)根據表格可知,他們準備研究發電機產生感應電流的大小是否與____________有關。 實驗順序線圈轉速線圈轉向小燈泡亮度123(2)他們根據小燈泡的亮度來判斷電路中感應電流的大小,像這種用能直接觀測的量來顯示不易直接觀測的量的方法叫“轉換法”。下列方法屬于“轉換法”的是____________(填序號):①通過力的作用效果來感知力;②比較速度大小時,選取一定的時間,比較通過的路程;③根據純凈物中元素種類的多少來區分單質與化合物;④用力的示意圖表示力的三要素(3)判斷電流大小,除了借助小燈泡觀察之外,實驗室常用____________表來測量。用到了控制變量法,故②不符合題意;③根據純凈物中元素種類的多少來區分單質與化合物,用到了分類法,故③不符合題意;④用力的示意圖表示力的三要素,用到了模型法,故④不符合題意。故選①;(3)小燈泡的作用是判斷電路中感應電流的大小,也可電流表的指針偏轉來判斷電流大小。第十八講《電學實驗》達標檢測卷時間:45分鐘 滿分:100分一.選擇題(共44分)1.甲和乙兩個泡沫塑料小球用絕緣細線懸掛,甲帶正電,乙不帶電。會出現的情形是下列圖中的( )A. B. C. D.2.在“探究串聯電路中的電流特點”實驗中,某同學用電流表分別測出圖中A、B、C三處的電流大小,并初步得到它們之間關系的結論。為了進一步探究它們之間的關系,下一步他的操作是( )A.將電源兩極對調,再次測量A、B、C三處的電流B.改變開關S的位置,再次測量A、B、C三處的電流C.將圖中兩只燈泡位置對調,再次測量A、B、C三處的電流D.換用不同規格的燈泡,再次測量A、B、C三處的電流3.如圖所示,在探究并聯電路中的電流關系時,小明同學用電流表測出A、B、C三處的電流分別為IA=0.4A、IB=0.2A、IC=0.2A,在表格中記錄數據后,下一步應該做的是( )A.整理器材,結束實驗B.分析數據,得出結論C.換用不同規格的小燈泡,再測出幾組電流值D.換用電流表的另一量程,再測出一組電流值4.如圖所示,在探究串聯電路中的電壓關系時,小華同學用電壓表測出ab、bc、ac兩端的電壓分別為Uab=2V,Ubc=2V,Uac=4V,在表格中記錄數據后,下一步應該做的是( )A.整理器材,結束實驗B.分析數據,得出結論C.換用不同規格的小燈泡,再測出幾組電壓值D.換用電壓表的另一量程,再測出一組電壓值5.如圖是學生設計的模擬調光臺燈電路。閉合開關燈泡發光后,無論如何移動回形針,發現燈泡亮度幾乎不變,產生這一現象的原因可能是( )A.燈泡被短路 B.鉛筆芯的總阻值太小 C.燈泡燈絲的阻值太小 D.電源被斷路6.小剛同學用如圖電路探究“一段電路中電流跟電阻的關系”。在此實驗過程中,當A、B兩點間的電阻由5Ω更換為10Ω后,為了探究上述問題,他應該采取的唯一操作是( )A.保持變阻器滑片不動 B.將變阻器滑片適當向左移動C.將變阻器滑片適當向右移動 D.將電池個數增加7.在研究“一定電壓下,電流與電阻的關系”時,電路圖如圖所示。電源電壓恒為4.5V.滑動變阻器上標有“10 1.5A”字樣。在a、b兩點間先后接入不同阻值的定值電阻,閉合開關,移動滑片P,使電壓表示數為2.5V,讀出電流表的示數。當20Ω的電阻接入a、b問時,電壓表示數始終無法達到2.5V,其原因可能是( )A.控制電壓為2.5V太高 B.電源電壓4.5V太低C.滑動變阻器的最大阻值太大 D.20Ω的電阻阻值太大8.小明同學練習用伏安法測電阻,他所測電阻的阻值約為2Ω.電壓表的量程為3V,電流表的量程為3A.測量結束后,他得到的結論是待測電阻的阻值為10Ω,則他在測量中所出現的錯誤可能是( )A.電壓表和電流表的位置接反了B.他沒有多次測量取平均值,致使誤差過大C.電壓表按15V量程讀數,電流表按3A量程讀數D.電壓表按15V量程讀數,電流表按0.6A量程讀數9.在科學實驗時,往往需要我們注意操作,才能取得良好的實驗效果,在“測定小燈泡額定功率”的實驗中,當手移動變阻器滑片時,眼睛應觀察( )A.燈泡的發光情況 B.變阻器滑片的位置 C.電壓表的示數 D.電流表的示數10.下列電路圖中,電源電壓U保持不變,且U>UL,小燈泡的額定電流為IL,電流表的量程足夠,R0是已知的定值電阻。若只通過開關改變電路的連接方式,并可移動變阻器的滑片,能測出小燈泡額定功率的電路是( )A.丙 B.丙丁 C.甲丙丁 D.甲乙丙丁11.研究電功率與電壓、電流的關系時,某同學連接了如圖所示電路進行實驗。下列關于該實驗的說法,不合理的是( )A.該電路所示實驗能研究電功率與電壓的關系B.該實驗選擇的兩個小燈泡規格應該不同C.小燈泡消耗的電功率可通過燈泡的亮度來比較D.該實驗能得出電流相同時,電功率與電壓成正比12.研究電流通過導體產生熱量的影響因素時,設計了如下四個實驗裝置,已知R1>R2,則能研究熱量與電阻、電流、通電時間關系的裝置是( )A. B. C. D.13.如圖是“探究電流產生的熱量跟哪些因素有關”的實驗,已知R1>R2,兩個相同的燒瓶中裝入質量相等的煤油。則下列說法不正確的是( )A.這個電路可以控制電流和通電時間相等B.這個電路只能探究電流產生的熱量與電阻的關系C.電阻絲通電時電能轉化為內能D.煤油溫度越高,表明電流通過導體產生熱量越多14.在研究“磁極間的相互作用規律”時,實驗小組的同學分別設計了如下四個方案,其中最合理的是( )A.兩人各拿一塊條形磁鐵,并將各自的一個磁極相互靠近B.將放在粗糙木板上的兩塊條形磁鐵的磁極相互靠近C.用條形磁鐵的一個磁極靠近另一塊用細線懸掛并靜止的條形磁鐵中間D.用條形磁鐵的一個磁極分別靠近另一塊用細線懸掛并靜止的條形磁鐵的兩端15.三個形狀完全相同的磁鐵或鐵棒懸掛在細線下,已知標有N、S的是磁鐵,它們的相互作用如圖所示。由此可以判斷( )A.AB一定是磁鐵,CD一定是鐵棒 B.AB一定是鐵棒,CD一定是磁鐵C.AB一定是磁鐵,CD可能是鐵棒 D.AB可能是鐵棒,CD一定是磁鐵16.小鵬在研究通電導體周圍磁場的情況時,將能夠自由轉動的小磁針靜置在水平桌面上,將一根直導線平行置于小磁針正上方。當直導線中的通電電流由P向Q時,小磁針在水平面內的轉動方向如圖所示,當改變直導線中的電流方向時,小磁針轉動方向也發生了改變,下列說法錯誤的是( )A.歷史上第一個發現這一現象的科學家是奧斯特B.上述現象說明了電流有磁效應C.上述現象說明電流的磁場方向與電流方向有關D.只改變通過直導線的電流大小時,小磁針的轉動方向也會改變17.如圖所示,A是懸掛在彈簧測力計下的條形磁鐵,B是螺線管。閉合開關S,待彈簧測力計示數穩定后,將變阻器R的滑片緩慢向右滑動,在此過程中下列說法錯誤的是( )A.通電螺旋管的上端是 N 極 B.電壓表和電流表的示數都變大C.彈簧測力計示數變小 D.實驗中應用了電流的磁效應和磁極間的相互作用原理18.小明設計的研究“電磁鐵磁性強弱”的實驗電路圖如圖所示,下表是他所做實驗的記錄。下列結論不正確的是( )電磁鐵(線圈)100匝50匝實驗次數123456電流(A)0.81.21.50.81.21.5吸引鐵釘的最多數目(枚)711145810A.比較 1、4 兩次實驗可知:線圈中的電流一定時,匝數越多,磁性越強B.比較 l、3、5 三次實驗可知,匝數一定時,線圈中的電流越大,磁性越強C.比較 1、2、3 或 4、5、6 三次實驗可知:匝數一定時,線圈中的電流越大磁性越強D.電磁鐵的磁性越強吸引磁釘的數目越多19.我國未來的航母將采用自行研制的電磁彈射器。電磁彈射器的彈射車與飛機前輪連接,并處于強磁場中,當彈射車內的導體通以強電流時,艦載機受到強大的推力而快速起飛。電磁彈射器工作原理與下列設備或用電器工作原理一致的是( ) A.電鈴 B.手搖發電機 C.電風扇 D.電磁起重機20.如圖所示,要使流過靈敏電流計的電流反向,下列措施中可行的是( )①只將磁場反向;②只將線圈的運動方向反向;③同時將磁場和線圈的運動方向反向;④增加磁鐵的磁性或線圈匝數。A.①② B.②③ C.①③ D.①④21.如圖所示的四個裝置可以用來演示物理現象或原理,下列表述正確的是( )A.圖a可用來演示電磁感應現象 B.圖b可用來演示電動機原理C.圖c可用來演示發動機原理 D.圖d可用來演示電磁鐵性強弱與線圈匝數的關系22.現將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計及開關如圖連接,在開關閉合、線圈A放在線圈B中的情況下,某同學發現當他將滑動變阻器的滑動端P向左加速滑動或線圈A向上移動時,電流計指針向右偏轉,由此可以判斷( )A.線圈B向上運動,能引起電流計指針向右偏轉B.滑動變阻器滑動端P向右加速滑動,能引起電流計指針向左偏轉C.滑動變阻器的滑動端P勻速向左或勻速向右滑動,都能使電流計指針靜止在中央D.因為線圈A、線圈B的繞線方向未知,故無法判斷電流計指針偏轉方向二.實驗探究題(共56分)23.如圖,探究“兩種電荷間的相互作用規律”。(1)兩根用絲綢摩擦過的玻璃棒相互靠近時,它們之間發生相互排斥的現象。兩根用毛皮摩擦過的橡膠棒相互靠近時,它們之間發生相互排斥的現象。用絲綢摩擦過的玻璃棒和用毛皮摩擦過的橡膠棒相互靠近時,它們之間發生相互吸引的現象;由此實驗可以得出________________________________________。(2)小明和小紅在做此實驗時,小明才做完一次實驗后就得出結論,小紅認為小明的實驗結論不對。你認為小明不對的原因是:____________。24.小剛和小強在組成串并聯電路的實驗中,(1)在連接過程中,開關應該是____________(選填“斷開”或“閉合”)的;(2)小剛連接了如圖所示電路,如果合上開關,兩個燈泡都將____________(選填“不會發光”或“會被燒壞”),出現____________(選填“開路”或“短路”)現象;(3)小剛想將電路全部拆散,重新連接。小強認為只需拆除c這一根導線,就能成為兩燈____________(選填“串聯”或“并聯”)的正確電路;(4)小強認為,在小剛連接的電路中,如果將某根導線的一端移接到另一位置,電路就能成為兩燈并聯的正確電路了。請在圖中要移接的導線上打上“×”號,并畫出改動后的導線;(5)畫出改正后的并聯電路圖。25.某研究小組想測一個額定電壓為2.5伏的燈泡的額定電流,已知電源電壓為6伏。(1)他們設計的電路如圖a所示,你認為他們設計的電路圖中錯誤之處是____________。(2)改正錯誤后,繼續實驗,第4次實驗時電流表的示數如圖b所示。通過分析可知,燈泡的額定電流為____________安。(3)根據實驗過程分析,實驗中選用的滑動變阻器最合適的是____________實驗次數1234電壓表示數/伏1.01.52.02.5電流表示數/安0.160.220.2626.在圖1所示電路中,(1)連接電路之前開關應____________;(2)若要兩燈串聯,應閉合開關____________;若要兩燈并聯,應閉合開關____________;(3)若并聯時干路的電流如圖2電流表所示,則干路電流大小為____________;而流過L1燈的電流為0.3A,則流過L2燈的電流大小為____________。(4)為避免短路,不能同時閉合開關____________。(5)如果實驗時發現電流表指針反偏,是因為________________________。27.某科學興趣小組在探究影響導體電阻大小及燈泡亮暗的因素時。做了如甲圖所示的實驗:將鱷魚夾從較長的鎳鉻合金絲的A端逐漸滑向B端時,發現電流表示數逐漸增大,同燈泡逐漸變亮。(1)通過實驗可得出結論:導體的電阻大小與____________有關;燈泡的亮暗與通過燈泡的電流大小有關。(2)小明認為決定燈泡亮暗的因素只是電流大小,請你設計一個實驗來否定小明的觀點(只需在相應的方框內畫出電路圖)。實驗材料:兩個不同規恪的燈泡L1和L2,電泡組、開關S及導線若干。(3)接下來,小明又做了如下實驗:將整條鎳合金絲AB接入電路,閉合開關,然后用大功率吹風機先對鎳鉻合金絲吹一段時間熱風,再改用冷風檔對鎳鉻合金吹冷風。在整個過程中觀察電流表示數的變化情況,小明所做的這一實驗基于的假設是____________。28.為了探究“電流與電阻的關系”,小明用阻值不同的定值電阻、電壓為6伏的電源、滑動變阻器(20Ω 2.5A)等器材按圖甲方式連接電路,進行如下實驗。①將4歐的R1接入電路,當電壓表示數為4伏時,記錄電流表的示數。②用R2替換R1,發現無論如何左右移動滑片P,電壓表指針在4伏的刻度左右擺動,但無法準確指在4伏的刻度線上。老師告知小明:滑動變阻器的線圈結構如圖乙所示,因此無法連續改變接入電路的有效阻值,當定值電阻與滑動變阻器最大阻值相比過小時,會導致步驟②現象發生。③用一根阻值為0.5歐的電阻絲制作一個可連續改變阻值的旋鈕式變阻器,并按圖丙方式接入電路,繼續實驗。通過調節滑片P和旋鈕觸片Q使電壓表示數為4伏,此時電流表示數如圖丁所示。(1)圖丁中電流表的示數為____________安。(2)步驟③中滑片P和旋鈕觸片Q處在如圖丙所示的位置時,電壓表示數略超過4伏,則小明應如何調節滑片P和旋鈕觸片Q使電壓表示數為4伏?________________________________________________。(3)小明利用圖甲電路繼續他的探究實驗,仍保持定值電阻兩端的電壓為4伏,則下列定值電阻可用來替換R1進行實驗的有 ABC (可多選)。29.“測量小燈泡電阻”的電路連接情況如圖,電源電壓保持不變,小燈泡的額定電壓為2.5V(1)閉合開關后,當滑片P向右移動時,電壓表示數____________(填“變大”、“變小”或“不變”)(2)實驗中測得的小燈泡相關數據記錄在表中。科學量實驗次數123電壓U/V1.52.02.5電流I/A0.220.260.30電阻R/Ω則小燈泡正常發光時的電阻為____________Ω(結果保留一位小數)30.在“測量小燈泡的電功率”實驗中,小燈泡額定電壓為2.5V。(1)按照圖甲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,則出現故障的原因是____________(選填“小燈泡斷路”或“小燈泡短路”)。(2)故障排除后,閉合開關,移動滑動變阻器滑片P到某處時,電壓表示數為2.8V,為了測量小燈泡的額定功率,應將滑片P向____________(選填“左”或“右”)端移動,使電壓表示數為2.5V。(3)在實驗中發現電流表壞了,為了測出小燈泡的額定功率,小組同學在電流表處換上了一個RQ=5Ω的定值電阻,如圖乙,并進行了如下實驗方案:①調節滑片,使電壓表的示數為小燈泡的額定電壓;②____________________________________________________,得到通過小燈泡的電流I,從而計算出小燈泡的額定功率。31.如圖是探究電流通過導體時產生熱量的多少跟什么因素有關的實驗裝置中的部分電路(所連接5Ω電阻均可上下活動).兩個相同的透明容器中密封著等量的空氣,甲、乙兩U形管中所有液面初始狀態是等高相平,通電一段時間后液面的高度如圖所示。(1)本實驗利用U形管中液面的高度差的大小反映放出熱量的多少,這是利用了裝置中____________(填“液體”或者“空氣”)的熱脹冷縮。(2)根據題干中的實驗結果,本實驗能得到的結論是:________________________________________________。(3)為了研究電流產生的熱量跟電阻的關系。在不增加實驗器材和不改變電路接線的前提下,斷開開關,U 型管中的液面降回到原來液面后,你需要進行的實驗操作是________________________。32.丹麥科學家奧斯特發現電流的周圍存在磁場(圖1),法國科學家安培發現兩根平行導線通電后有如圖2所示的現象(圖中實線、虛線分別表示通電前、后的情況)。(1)如圖1,通電前靜止的小磁針南北指向。現要在小磁針上方拉一根直導線,使通電時小磁針會發生明顯的偏轉,直導線所指的方向應為____________(選填“東西方向”、“南北方向”或“任意方向”)。(2)圖2的實驗表明平行通電導線之間有力的作用,若此時改變其中一根導線的電流方向,你預測會產生的實驗現象是____________。(3)安培發現平行通電導線之間相互作用力F的大小可能跟兩根導線中的電流I1,I2,導線的長度L,導線之間的距離r有關,有關實驗數據如下:實驗次數L/mI1/AI2/Ar/mF/N110.20.20.11.0×10﹣7210.10.20.10.5×10﹣731.50.20.20.11.5×10﹣7410.20.20.052.0×10﹣751.50.20.40.13.0×10﹣7分析表格實驗數據,可獲得的結論是____________________________________。33.為探究電磁鐵的磁性強弱跟哪些因素有關,小科做了如下的實驗。步驟1:在水平桌面上放置一小車,小車上固定一塊條形磁鐵(如圖)。步驟2:當閉合開關時,小車會沿水平方向向右運動,記錄小車在水平桌面上運動的距離s1。步驟3:斷開開關,把小車重新放在起始位置,依次向右移動變阻器滑片,閉合開關,記錄小車在水平桌面上運動的距離。實驗數據如下:實驗次數123456電流的大小(安)1.21.41.61.82.02.2小車運動的距離(厘米)15192430??(1)請你在圖中用一根導線(用筆畫線代替)完成實驗電路的連接。(2)通過本實驗可得出的結是:____________________________________。(3)小科在第4次實驗后結束了實驗,小明覺得實驗數據還不夠。重新連接電路后,閉合開關,移動滑動變阻器滑片,電流表均有示數分別記為第5次和第6次數據,小車始終不能向右前進,你認為可能的是________________________。(4)電磁鐵的磁性不僅跟電流的大小有關,而且還與線圈的匝數有關,若要研究電磁鐵磁性與線圈匝數的關系,已知線圈的電阻不能忽略,那么將滑動變阻器的連接線從a處移動到b處后,閉合開關后下一步的操作是________________________,然后再記錄小車運動的距離。34.小李在研究磁場對電流作用的實驗中,將直導線換作一塊厚度為d、寬度為b的導體板。如圖所示,將電壓表連在導體板的兩側,發現電壓表指針發生偏轉。進一步做了如下實驗:板的材料板的厚度通入板的電流磁場強弱電壓表示數甲dIBU1乙dIBU2(U2≠U1)甲2 dIB0.5U1乙d2IB2U2甲dI2 B2U1乙0.5d3I3 B(1)你將表中的空格填上。(2)請你利用上述裝置及電源、滑動變阻器、彈簧、小燒杯、開關各一個,導線若干。設計一個可以通過電壓表示數比較液體密度大小的裝置。①請在右框內畫出裝置示意圖。②說明工作過程。35.在學校實驗室開放時,同學們對手搖發電機非常感興趣,他們想:發電機產生感應電流大小跟哪些因素有關呢?于是他們開展了探究,如圖是他們所用的發電機和實驗記錄表:(1)根據表格可知,他們準備研究發電機產生感應電流的大小是否與____________有關。 實驗順序線圈轉速線圈轉向小燈泡亮度123(2)他們根據小燈泡的亮度來判斷電路中感應電流的大小,像這種用能直接觀測的量來顯示不易直接觀測的量的方法叫“轉換法”。下列方法屬于“轉換法”的是____________(填序號):①通過力的作用效果來感知力;②比較速度大小時,選取一定的時間,比較通過的路程;③根據純凈物中元素種類的多少來區分單質與化合物;④用力的示意圖表示力的三要素(3)判斷電流大小,除了借助小燈泡觀察之外,實驗室常用____________表來測量。第十八講 電學實驗1.通過實驗或實例認識摩擦起電現象,會運用摩擦起電的知識解釋一些簡單的相關現象2.通過實驗感知兩種電荷及其作用規律3.通過實驗認識導體和絕緣體,能從常見的物體中識別出那些是導體,哪些是絕緣體,并進一步說明電荷的定向移動可以形成電流4.通過實驗探究串、并聯電路的連接特點,會連接簡單的串、并聯電路5.通過實驗學會將電流表正確接入電路,并能正確讀數,會畫出相應的電路圖6.通過實驗探究串聯電路的電流規律.7.通過實驗探究能用電流表測出并得出串聯電路的電流規律8.能根據實驗目的實際實驗,并能根據實驗數據歸納出串聯電路電壓的規律9. 能根據實驗目的實際實驗,并能根據實驗數據歸納出并聯電路電壓的規律;10.會用控制變量法設計實驗探究影響電阻大小的因素;11.能根據實驗數據分析、歸納出影響導體電阻大小的因素12.會把滑動變阻器正確的接入電路來改變電路中的電流及用電器兩端的電壓。13.學會用“控制變量法”探究實驗,會觀察、收集、分析實驗中的數據14.根據實驗設計,會選擇實驗器材,設計電路圖,探究電流與電壓的關系;15.會用圖像處理實驗數據,根據圖像得出電阻一定時,電流與電壓成正比。16.通過設計實驗,對控制變量法進一步理解;17.根據實驗設計,探究電流與電阻的關系;18.根據圖像得出電壓一定時,電流與電阻成反比。19.結合探究實驗,明確滑動變阻器在電路中的作用。20.知道伏安法測電阻的實驗原理;21.學會設計實驗方案并連接電路22.知道減小實驗誤差的一般做法。23. 理解電阻是導體本身固有屬性,了解燈絲(鎢絲)的電阻特性24.練習設計實驗方案、連接電 路、測量數據及分析歸納實驗結論。25.知道用電壓表和電流表可以測電功率,還可用電能表和秒表測量用電器的電功率。26.知道測量功率的原理,能設計符合測量需要的實驗方案,并根據需要測量和記錄的物理量設計實驗記錄的表格27.會根據小燈泡的額定電壓選擇合適的電源和電壓表的量程,能測量和計算出小燈泡的額定功率。進一步理解 額 定 功 率 的 含義。28.能測出當小燈泡兩端電壓略大于額定電壓和小于額定電壓時小燈泡的功率,并能同時觀察小燈泡的亮度,計入表格29.通過實驗知道電流的熱效應與電流和電阻的關系,理解在實驗探究中控制變量和轉換法的使用30.通過實驗認識磁場。31.通過奧斯特實驗能表達電流的磁效應。感知電能生磁32.能通過實驗探究出通電螺線管外部的磁場與條形磁鐵相似。33.通過演示實驗總結電磁鐵的特點34.通過實驗探究電磁鐵的磁性強弱與電流大小、線圈匝數的關系。35.通過實驗探究明確通電導體在磁場中受到力的作用,知道力的方向跟電流的方向、磁場的方向有關36.通過實驗探究知道導體在磁場中運動時產生感應電流的條件。 類型內容目的考察點測量型實驗直接測量1.電流的測量2.電壓的測量測量出結果正確、準確。正確保證:正確使用測量工具準確保證(減小誤差):選擇精密儀器、優選測量方法、多次測量取平均值會選用合適量程和分度值的測量工具,會正確操作、會正確讀數,能判斷哪些是錯誤的操作間接測量1.伏安法測電阻2.測量小燈泡的電阻3.電功率的測量4.測小燈泡的額定功率測量出結果正確、準確。正確保證:原理正確、正確使用測量工具準確保證:測量方法、測量順序、測量次數熟練掌握各實驗原理,正確的實驗方法,選擇測量器材,設計實驗步驟,特別是一些關鍵步驟順序,實驗數據進行處理等,總結實驗過程中各種做法的目的和作用;缺少器材時思路。探究型實驗普遍性規律探究1.兩種電荷的相互使用規律2.導體和絕緣體3.連接串聯和并電路4.串聯電路電流規律5.并聯電路的電流規律6.串聯電路的電壓規律7.并聯電路的電壓規律目的:得出規律具有普遍性得出普遍性規律的實驗特點1、一次實驗能夠得出關系(結論)2、每次實驗都能到相同結論3、每次實驗必須更換不同的條件探究性實驗考查中包含測量性實驗中的知識與技能的考察。除此之外還包括科學探究的方法,如控制變量、轉化、替代、模型等科學探究的方法。還包括科學探究過程中的各個環節中能力考查。如考查制定計劃要素包括器材的選擇、方法確定、設計實驗記錄表格(包括實驗次數、測量項目、控制的條件)進行實驗要素考查包括如何操作、收集數據等分析論證要素考查包括數據處理,得出結論等評估要素考查包括實驗出現現象的與原因分析、解釋,方案的優點和不足、改進實驗方案針對每個探究實驗的復習需要做到以下幾點:1、探究中采用的方法2、?選擇那些器材?作用是什么?怎樣組裝實驗器材?為什么這樣組裝?3、需要記錄的內容(現象或物理量)4、具體操作步驟描述,為何這樣操做?5、實驗中出現現象原因分析如何改進實驗,有什么好處?相關因素及其關系的探究1.影響電阻大小的因素2.電流與電壓的關系3.電流與電阻的關系4.小燈泡的實際功率與小燈泡兩端電壓的和小燈泡亮度的關系5.探究電熱與電流或電阻的關系。目的:得出探究結論1、甲物理量與乙物理量有關(或無關)2、甲物理量一定時(條件),乙物理量隨丙物理量的的增大而增大或減小(甲物理量一定時,乙物理量越大,丙物理量越大或越小)3、甲物理量一定時(條件),乙物理量與乙物理量成正比4、甲物理量一定時(條件),乙物理量與丙物理量成反比5、甲物理量與乙物理量的關系式6、注意研究條件、范圍的確定確定,針對探究問題的回答。得不出結論的情況:對于探究普遍規律性實驗1、實驗次數不足2、實驗條件特殊,沒有在不同的實驗條件下進行多次實驗對于相關性探究1、沒有控制變量2、自變量取值范圍太小觀察實驗?1.變阻器的應用2.變阻器在電路中的作用3.電流的熱效應4.探究磁體周圍磁場的分布狀況,5.電流的磁效應6.通電螺線管的磁場7.電磁鐵的磁性8.磁場對通電導體的作用9.什么情況下磁能生電觀察實驗現象得出結論此類實驗突出觀察性,一個物理現象說明一個物理道理。理解物理概念規律的輔助實驗。描述實驗的現象說明的物理道理實驗中的物理知識、物理思想、方法知識點一:考查測量儀器的讀數和使用【例1】(2017秋?寧波期末)如圖所示的電路,當開關S閉合后,電流表測量的是通過________(選填“電源”、“L1”或“L2”)的電流,電流表的指針偏轉如圖所示,電流表的示數為________A。【答案】L2;0.28。【解析】(1)由電路圖可知,電流表與燈L2串聯,所以電流表測量的是通過L2的電流。(2)電流表選用的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,電流表的示數是0.28A。【例2】(2017秋?義烏市校級期中)圖中,電壓表的讀數是 ,電流表的讀數是 .【答案】12.5;0.2.【解析】由圖可知,電壓表的量程為0~15V,分度值為0.5V,其示數為12.5V.電流表的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,其示數為0.2A.知識點二:考查實驗探究方法【例3】(2017秋?常熟市期末)我們已經知道導體的電阻是導體本身的一種性質,它的大小與導體的長度、材料、橫截面積有關,進一步研究表明,在溫度不變時,一導體的電阻R跟導體的長度L成正比,跟導體的橫截面積S成反比,這個規律叫做電阻定律,用公式表示為,其中ρ是反映材料導電性能的物理量,我們把它叫做材料的電阻率。材料的電阻率的大小與什么有關?小明同學提出如下猜想:猜想1:電阻率與材料的長度有關;猜想2:電阻率與材料的橫截面積有關;猜想3:電阻率與材料的種類有關。于是小明找來不同規格的導線進行測量,實驗數據見下表:實驗序號材料長度L/m橫截面積S/m2電阻R/Ω電阻率ρ1銅1.01.0×10-70.171.7×10-82銅2.01.0×10-70.341.7×10-83銅1.00.5×10-70.341.7×10-84鐵1.01.0×10-71.01.0×10-75鎳鉻合金1.01.0×10-711.01.1×10-6(1)分析比較實驗序號1、2兩組數據,可以確定猜想1是_______(正確/錯誤)的,分析比較實驗序號__________兩組數據,可以確定猜想2是錯誤的,這里用到的科學方法為__________。(2)分析比較實驗序號1、4、5的數據,可以得到的初步結論是__________。(3)根據題中所給信息,請推導電阻率ρ在國際單位制中的單位是__________。【答案】(1)錯誤;1、3;控制變量法;(2)電阻率與材料的種類有關;(3)Ω?m。 【解析】(1)分析比較實驗序號1、2的數據,可知長度改變時電阻率不變,所以猜想1是錯誤的;分析比較實驗序號1、3的數據,可以看出電阻率與材料的橫截面積無關,所以猜想2是錯誤的;由于電阻率與多個因素有關,故本實驗研究采用的方式是控制變量法;(2)分析比較實驗序號1、4、5的數據,它們的長度、橫截面積相同,而材料不同時,可得到的初步結論是電阻率大小與材料的種類有關;(3)已知R的單位是Ω、L的單位是m、S的單位是m2,由電阻定律公式,根據等式兩邊的單位相等,可知,ρ的單位是Ω?m。知識點三:考查實驗方案、表格設計【例4】(2017春?蕭山區月考)現有一個電壓表、若干導線、兩節干電池和一個開關,請你設計一個實驗來判斷兩段材料不同,長度、橫截面積都相同的甲、乙合金絲電阻的大小.(1)畫出實驗電路圖.(2)說明實驗的步驟以及需要測量的物理量.【答案】見解析 【解析】(1)將兩節干電池串聯,甲、乙合金絲串聯接入電路,把開關并聯在甲合金絲兩端,把電壓表并聯在乙合金絲兩端,如圖所示:(2)實驗的步驟:以兩節干電池為電源,用導線把兩段材料不同,長度、橫截面積都相同的甲、乙合金絲串聯進電路,把開關并聯在甲合金絲兩端,把電壓表并聯在乙合金絲兩端,閉合開關,讀出電壓表示數為U1,斷開開關,讀出電壓表示數U2.甲合金絲兩端的電壓為U1-U2,乙合金絲兩端的電壓為U2,根據歐姆定律,導體兩端的電壓等于電流和電阻的乘積,而串聯電路中,電流處處相等,所以導體電壓之比等于電阻之比,所以比較U1-U2和U2的大小關系,若U1-U2>U2,則甲合金絲的電阻大于乙合金絲的電阻;若U1-U2<U2,則甲合金絲的電阻小于乙合金絲的電阻;若U1-U2=U2,則甲合金絲的電阻等于乙合金絲的電阻.知識點四:對實驗細節、誤差分析評估【例5】(2018?西湖區模擬)在“探究電流跟電阻關系”的實驗中,小明設計的實驗電路如右圖所示。已知電源電壓恒為3V,滑動變阻器上標有“15Ω1A”字樣。(1)根據實物圖在答題卷中畫出對應的電路圖。(2)實驗中,移動滑動變阻器的滑片,使電壓表的示數為1.5V,并記下電流值;再將5Ω的電阻改接成10Ω的電阻,發現電壓表示數大于1.5V,于是他下一步的操作是:__________,并記下電流值。(3)當他再將10Ω的電阻改接成20Ω的電阻重復上述實驗時,卻發現無論如何電壓表的示數總是大于1.5V,其原因是__________。【答案】(1)如圖;(2)向左移動滑片,使電壓表示數為1.5V;變阻器的最大電阻太小。【解析】(1)根據實物圖畫出電路圖,注意各元件與實物圖一一對應,如下所示;(2)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,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,所以滑片應向左端移動,使電壓表的示數為1.5V;電阻兩端的電壓始終保持1.5V,根據串聯電路電壓的規律,變阻器分得的電壓:U滑=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20Ω電阻時,變阻器連入電路中的電阻為:R滑=1×20Ω=20Ω,故為了完成整個實驗,應該選取最大阻值至少20Ω的滑動變阻器,而現有變阻器最大電阻為15Ω,故無論如何電壓表的示數總是大于1.5V。【例6】(2018?蕭山區模擬)小亮同學想探究“導體中電流跟電阻的關系”,設計了如圖所示的電路圖(電源電壓恒定)。(1)小亮共做了2次實驗。他把第一次實驗得到的數據填入表中;第二次實驗,他將A、B兩點間的定值電阻由12Ω換成24Ω,然后使滑動變阻器的滑片P向__________(選填“C”或“D”)移動,使電壓表的示數不變,則此時表格中空白處的電流為__________。(2)小亮根據實驗數據得到如下結論:導體中的電流與其電阻成反比。請你對以上的探究過程做出評價,并寫出兩點評價意見____________________。實驗序號U/VR/ΩI/A14.8120.424.824【答案】(1)D;0.2。(2)實驗次數太少;結論缺少“電壓一定”的前提。 【解析】(1)實驗中應控制電阻兩端的電壓不變,電阻R由12Ω更換為24Ω,電阻兩端的電壓會變大,因此應當減小電路中電流,滑片應向D端移動,直到電壓表示數為4.8V;所以電流表的示數;(2)因為實驗次數太少,存在很大的偶然性,應該多次測量才能得出普遍規律;在得出實驗結論時,需要加上“電壓一定”的條件。知識點五:考查分析實驗數據得出實驗結論【例7】(2018?椒江區模擬)在探究“通過導體的電流與電阻的關系”時,小科選用的電源電壓恒定為4.5V,電阻阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω,滑動變阻器“50Ω 1A”。(1)小科連接了如圖實驗電路,閉合開關后,調節滑動變阻器,電流表、電壓表均有示數但示數保持不變。經檢查,小科發現只要改動一根導線即可進行實驗,請在需要改動的導線上打“×”,將畫線代替導線將電路修改正確。U=2伏次數電阻/歐電流/安150.42100.23150.144200.1(2)分析表格中的實驗數據,可得出結論:_______________________。(3)小科發現家里有一只標有“220V?W”的白熾燈,他提出一個測定白熾燈額定功率的方法:用該白熾燈替換圖中的定值電阻接入電路,剛閉合開關時白熾燈不發光,但測得如圖所示一組數據。于是,他求得此時燈絲的電阻為__________歐。小科再根據公式P=U2/R求得該白熾燈的額定功率。你認為他的測量方法是否合理,并說明理由?______________________________。【答案】(1)如圖;(2)電壓一定時,電流與電阻成反比;(3)35;不合理,燈的電阻隨溫度的變化而變化。【解析】(1)原電路中,電流經電流表通過變阻器直接回到電源負極,電阻沒有接入電路中,可將電壓表與變阻器串聯而達到控制電阻電壓不變的目的,改正后如下所示:(2)由表中數據,考慮到誤差因素,U=IR′=0.4A×5Ω=-----=0.1A×20Ω=2V,為一定值,故得出的結論是:電壓一定時,電流與電阻成反比;(3)燈在額定電壓下的功率為額定功率,圖中電壓表選用小量程,分度值為0.1V,電壓為2.8V,電流表選用小量程,分度值為0.02A,電流為0.08A.由歐姆定律,燈的電阻: -----①,通過燈的電流隨電壓的增大而變大,根據P=UI,燈的功率變大,燈的溫度升高,故燈的電阻變大,即燈的電壓越大電阻越大,①為燈在2.8V電壓下的電阻,小于燈在220V下的電阻大小,故小科再根據公式求得該白熾燈的額定功率是不合理的。知識點六:考查綜合運用和創新能力【例8】(2018?紹興)小敏用圖甲所示電路來測定某定值電阻的阻值實驗次數U/vI/AR/Ω12.00.2010.022.532.90.2810.4(1)閉合開關前,要將滑動變阻器滑片滑到________(選填“A”或“B”)端(2)閉合開關后,發現只有一只電表的指針發生偏轉,請結合圖甲電路分析產生此現象的原因是________________________________。(3)排除故障后,進行三次實驗,測得數據如上表。表中第二次實驗的電流可從圖乙中讀取,根據這三次測得的數據求得此電阻的阻值為________歐(保留一位小數)(4)下列實驗電路圖丙中,也能夠得出定值電阻Rx阻值的電路有________。【答案】(1)A;(2)電壓表和電流表的位置互換了;(3)10.3;(4)ACD。【解析】(1)為了保護電路,閉合開關前滑片在阻值最大處即A端;(2)由電路圖知:電壓表串聯在電路中,電流表并聯在電路中,由于電壓表的電阻很大串聯在電路中相當于斷路,電路中沒有電流,電流表示數為零,電壓表與電源兩端相連,有示數;(3)圖乙中電流表的量程為0-0.6A,分度值為0.02A,示數為0.24A,此時的電阻;三次的平均電阻為:;(4)A.兩電阻串聯,電壓表測電源電壓示數為U,電流表測量總電流示數為I,總電阻為,Rx的阻值為,故A可以測出Rx的阻值,故不A正確;B、兩電阻并聯,電壓表測電源電壓示數為U,電流表測量R的電流示數為I,已知R的電阻,根據U=IR算出R兩端的電壓也就是電源電壓,無法知電流,不能測出電阻,故B錯誤;C、兩電阻并聯,上面的電流表測量干路的總電流示數I,下面的電流表測量電阻R的電流示數為I1,已知R的電阻和電流,根據歐姆定律求出R的電壓U=I1R,Rx的電流Ix=I-I1,則,故C正確;D、兩電阻串聯,分別利用電流表測出滑片位于最大阻值處和0Ω時電路中的電流分別為I1和I2,根據電阻的串聯和歐姆定律表示出電源的電壓,利用電源的電壓不變得出等式即可求出Rx的阻值,故D正確。故選ACD。 一、測量小燈泡的電阻易錯若電流表針幾乎不偏轉表,燈不亮,說明電路可能斷路;電壓表示數接近電源電壓,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,則與電壓表并聯的燈泡斷路了;由圖乙找到對應的電流,根據歐姆定律求電阻;根據燈的電阻隨溫度的升高而增大分析.【例1】(2018?拱墅區二模)在“伏安法測定值電阻”的實驗中,小金同學所用的電源電壓恒定不變,但電源電壓未知,滑動變阻器標有“20Ω1.5A”字樣,電壓表和電流表的量程合適,但已連接了部分電路,如圖甲所示。請你接著完成下列問題:(1)用筆畫線代替導線,將圖甲中的電路連接完整。(2)當電壓表示數為2.4V時,電流表的示數如圖乙所示,則電阻絲的電阻為________Ω。(3)在某次實驗時,小金連接電路后,閉合開關,移動滑動變阻器滑片的過程中發現,電流表示數變大時,電壓表示數反而減小,電流表示數變小時,電壓反而增大。經檢查所用器材均完好,小金猜想電路連接有誤。你認為出現上述實驗現象的原因是________________。(4)小金正準備繼續實驗,發現電壓表已損壞。他利用余下的電流表和滑動變阻器完成對Rx的再一次測量。請你在圖丙中畫出設計的電路圖,并完善下列步驟。①照電路圖連接好電路;②調節滑動變阻器的滑片,使接入電路的阻值為0時,讀出電流表的示數I1;③調節滑動變阻器的滑片,使接入電路的阻值為最大值時,讀出電流表的示數I2;④據已知條件和測量結果,寫出定值電阻的表達式:Rx=________________。【答案】(1)如圖;(2)10;(3)將電壓表并聯在變阻器的兩端了;(4)如上右圖;④。【解析】(1)定值電阻RX的兩端電壓未知,則電壓表選擇0~15V量程,電壓表與定值電阻并聯,滑動變阻器已經選定了下面接線柱,任意選擇上面一個接線柱串聯在電路中。如下左圖:(2)電流表選擇0~0.6A量程,分度值為0.02A,電流為0.24A,此時電壓表示數為2.4V,則電阻絲的電阻為。(3)電源電壓恒定,電流表串聯在電路中,當電流表示數變大時,通過定值電阻的電流變大,由U=IR可知,定值電阻的電壓增大,由串聯電路的電壓特點可知,滑動變阻器的電壓減小,而已知電流表示數變大時,電壓表示數反而減小,所以,原因是電壓表并聯在滑動變阻器兩端了。(4)電壓表已損壞,用余下的電流表和滑動變阻器完成對Rx的再一次測量,設計的電路圖如上右圖,實驗步驟:①按照電路圖連接好電路;②調節滑動變阻器的滑片,使接入電路的阻值為0時,讀出電流表的示數I1;③再調節滑動變阻器的滑片,使接入電路的阻值為20Ω時,讀出電流表的示數I2;當滑動變阻器滑到最左端,只有定值電阻Rx接入電路,測得電流I1,滑動變阻器滑到最右端端,定值電阻與滑動變阻器最大值20Ω串聯在電路中,測得電流I2。根據電路在兩種狀態下電源電壓相等,故I1Rx=I2(Rx+20Ω),解得。二、測小燈泡的額定功率易錯(1)電壓表并聯在燈的兩端,滑動變阻器與燈泡應串聯,且一上一下連接;(2)電路連接無誤,閉合開關后,在很大一段范圍內調節滑動變阻器,發現小燈泡不發光、電流表和電壓表幾乎沒有示數說明選擇的滑動變阻器的最大阻值太大造成的;(3)根據電流表的量程和分度值,讀出電流,根據P=UI算出燈泡的額定功率;(4)根據串聯電路特點與歐姆定律分析答題。【例2】(2018?杭州二模)一個額定電壓是6V、額定電阻是約20Ω的小燈泡,小明想實驗驗證這個小燈泡的額定功率,實驗室中有如下器材:電流表、電壓表、開關各一個,三個規格分別為“10Ω lA”、“100Ω 0.5A”、“1000Ω 0.5A”的滑動變阻器,導線若干,電源(電壓為12V)。(1)小明設計了如圖甲所示電路圖,實物圖也已連接了部分電路。請你根據電路圖補上兩根導線,將電路連接完整。(2)連接好電路,檢查電路連接無誤后,閉合開關,在很大一段范圍內調節滑動變阻器,發現小燈泡不發光,電流表和電壓表幾乎沒有示數,出現這種現象的原因可能是_____________。(3)調整后,小明在實驗過程中,移動滑片P使燈泡L正常發光,此時電流表的示數如圖乙所示,則小燈泡的額定電功率是________W;(4)某同學還想探究電流與電阻的關系,于是將甲圖中的小燈泡換成定值電阻R,并使電壓表的示數始終保持4V不變,多次更換阻值不同的定值電阻R,記錄各次電流表的示數,在不更換其他器材的情況下,為了能夠完成實驗,他更換的定值電阻R的阻值不能小于________Ω。【答案】(1)見圖;(2)滑動變阻器選用了“1000Ω?0.5A”;(3)1.44;(4)8。【解析】(1)電壓表并聯在燈的兩端且“正進負出”,滑動變阻器與燈泡應串聯,且一上一下連接,如圖所示:(2)電路連接無誤,閉合開關,在很大一段范圍內調節滑動變阻器,發現小燈泡不發光、電流表和電壓表幾乎沒有示數,出現這種現象的原因是:選擇了“1000Ω 1A”的變阻器;(3)由圖乙知,電流表的量程為0~0.6A,其分度值為0.02A,其讀數為0.24A,所以小燈泡的額定功率P=UI=6V×0.24A=1.44W。(4)開始時,測定這個小燈泡的額定功率,變阻器要分去12V-6V=6V的電壓,根據分壓原理,電壓表分配與電阻成正比,變阻器連入電路中的阻值至少為20Ω,所以應選用“100Ω??0.5A”的變阻器;想探究電流與電阻的關系,于是將甲圖中的小燈泡換成定值電阻R,此時電源電壓仍為12V,電阻兩端電壓為4V,由電流表量程和變阻器規格可知,電路中電流最大0.5A,此時電路電阻最小,此時定值電阻的阻值為,他更換的定值電阻R的阻值不能小于8Ω。三、電流與電阻的關系易錯(1)根據圖象分析電流和電阻的關系:電壓一定,電流和電阻成反比;分析圖丙中圖象,曲線上每一點對應的電流和電阻的乘積相等,據此得出結論;(2)在連接電路時,必須斷開開關;將滑動變阻器的滑片移到最左端時接入電路中的電阻最大,將5Ω的電阻更換為10Ω的電阻接入電路后,應減小滑動變阻器接入電路中的電阻,使電壓表的示數達到原來的示數不變。(3)電流表示數為零說明電路斷路,電壓表有示數說明電壓表和電源連接的部分電路正常;(4)知道燈絲的電阻受溫度的影響,要探究電流與電壓的關系,需保持電阻不變。【例3】(2018?邵陽模擬)小紅利用圖甲所示的電路探究電流與電阻的關系。已知電源電壓為6V且保持不變,實驗用到的電阻阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。(1)實驗中多次改變R的阻值,調節滑動變阻器的滑片,使電壓表示數保持不變,記下電流表的示數,得到如圖乙所示的電流I隨電阻R變化的圖象,由圖象可得出結論:_________________________________。(2)在上述實驗中,某同學在讀取完電流表示數后,直接拆下阻值為5Ω的電阻,改換成阻值為10Ω的電阻,請你指出他在操作中的錯誤:____________;在讀取電流表示數之前,他應進行的操作是:向_________移動滑片,使電壓表示數為______V。(3)若在實驗過程中出現電流表示數為0,電壓表的示數為6V,則電路出現的故障可能是____________。(4)小紅想將定值電阻換成小燈泡來探究電流與電壓的關系,你認為她的實驗方案可行嗎?______(選填“可行”或“不可行”),你的理由是____________。【答案】(1)電壓一定時,電流與電阻成反比;(2)沒有斷開開關;右;3;(3)電阻斷路;(4)不可行;燈絲的電阻隨溫度的變化而變化。【解析】(1)分析圖乙圖象,曲線上每點對應的電流和電阻的乘積都等于3V,由此得出結論:電壓一定時,導體中的電流與電阻成反比;(2)上述實驗中這位同學沒有斷開開關就更換電阻,是錯誤的;在用10Ω電阻替換5Ω電阻時,應先斷開開關,拆下5Ω的電阻,然后換上10Ω的電阻,閉合開關,由于10Ω電阻兩端的電壓變大,所以應增大滑動變阻器接入電路中的電阻,將即滑動變阻器的滑片向右移動,減小電路中的電流,使電壓的示數達到3V。(3)電流表的示數為零說明電路中有斷路,再根據電壓表的示數判斷出電路故障。電壓表示數為3V等于電源電壓,說明電壓表的兩個接線柱和電源連接的部分沒有斷路,所以故障是電阻斷路了;(4)由于燈絲的電阻受溫度的影響,要探究電流與電壓的關系,需保持電阻不變,所以不能用小燈泡做此實驗。四、什么情況下磁能生電易錯閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時產生電流的現象叫電磁感應,產生的電流叫感應電流.產生的感應電流的方向與導體運動方向和磁場方向有關,當其中一個方向改變時,電流方向改變;若導體運動方向和磁場方向同時改變,電流方向不改變,據此分析回答;應掌握磁場對電流的作用及應用;質量較小的物體在相同的情況下,運動狀態容易改變.【例4】(2018?突泉縣一模)如圖為探究“磁生電”的實驗裝置。(1)閉合開關,讓懸著的導體AB_________(選填“左右”、“上下”、“沿A向B”或“沿B向A”)運動時,電流表會發生偏轉。(2)若保持導體AB不動,要產生感應電流,正確的操作是_________。(3)實驗中發現電流表指針偏轉不明顯,為了使指針偏轉明顯,請你從實驗裝置和操作上各提一條改進建議。裝置改進:__________________,操作改進:__________________。【答案】(1)左右;(2)左右移動磁鐵;(3)換用磁性更強的磁鐵;快速移動導體。第十八講《電學實驗》達標檢測卷時間:45分鐘 滿分:100分一.選擇題(共44分)1.甲和乙兩個泡沫塑料小球用絕緣細線懸掛,甲帶正電,乙不帶電。會出現的情形是下列圖中的( )A. B. C. D.【答案】A【解析】由圖知,A、兩個小球相互吸引,是因為甲帶正電,乙不帶電。符合題意;B、兩個小球相互排斥,應該帶同種電。不符合題意;C、乙靠近甲,是甲吸引的結果;但力的作用是相互的,乙也會吸引甲,使甲的位置改變。不符合題意;D、乙不帶電,不會吸引甲。所以甲不可能主動靠近乙,而乙的位置不變。不符合題意。故選A。2.在“探究串聯電路中的電流特點”實驗中,某同學用電流表分別測出圖中A、B、C三處的電流大小,并初步得到它們之間關系的結論。為了進一步探究它們之間的關系,下一步他的操作是( )A.將電源兩極對調,再次測量A、B、C三處的電流B.改變開關S的位置,再次測量A、B、C三處的電流C.將圖中兩只燈泡位置對調,再次測量A、B、C三處的電流D.換用不同規格的燈泡,再次測量A、B、C三處的電流【答案】D【解析】A、將電源的正負極對調,不能改變電路中的電阻、電壓、電流,實驗數據不變,不能得出普遍結論。B、改變開關S的位置,不能改變電路中的電阻、電壓、電流,實驗數據不變,不能得出普遍結論。C、將圖中兩只燈泡位置對調,不能改變電路的電阻、電壓和電流,實驗數據不變,不能讀出普遍結論。D、更換不同的燈泡,電阻變化,電路中的電流發生變化。使實驗結論具有普遍性;故選D。3.如圖所示,在探究并聯電路中的電流關系時,小明同學用電流表測出A、B、C三處的電流分別為IA=0.4A、IB=0.2A、IC=0.2A,在表格中記錄數據后,下一步應該做的是( )A.整理器材,結束實驗B.分析數據,得出結論C.換用不同規格的小燈泡,再測出幾組電流值D.換用電流表的另一量程,再測出一組電流值【答案】C【解析】小明選取兩個相同的小燈泡進行實驗,太特殊,具有偶然性;所以做完一次實驗得出數據后,應依次換用不同規格的燈泡,得到多組實驗數據;然后再分析數據得出結論,使實驗結論具有普遍性。故選C。4.如圖所示,在探究串聯電路中的電壓關系時,小華同學用電壓表測出ab、bc、ac兩端的電壓分別為Uab=2V,Ubc=2V,Uac=4V,在表格中記錄數據后,下一步應該做的是( )A.整理器材,結束實驗B.分析數據,得出結論C.換用不同規格的小燈泡,再測出幾組電壓值D.換用電壓表的另一量程,再測出一組電壓值【答案】C【解析】用電壓表測出ab、bc、ac兩端的電壓分別為Uab=2V,Ubc=2V,Uac=4V,說明兩個小燈泡是同一個規格的,接下來的操作是換用不同規格的小燈泡,再測出幾組電壓值,然后分析數據,這樣的結論才具有科學性。故選C。5.如圖是學生設計的模擬調光臺燈電路。閉合開關燈泡發光后,無論如何移動回形針,發現燈泡亮度幾乎不變,產生這一現象的原因可能是( )A.燈泡被短路 B.鉛筆芯的總阻值太小 C.燈泡燈絲的阻值太小 D.電源被斷路【答案】B【解析】鉛筆芯和小燈泡串聯分壓,在移動回形針的過程中,發現燈泡發光,但亮度幾乎不變,根據公式P=可知,燈泡實際功率和其兩端的電壓的平方成正比,燈泡實際功率幾乎不變,是因為兩端的電壓幾乎不變,原因是鉛筆芯的電阻相對于小燈泡來說,其電阻太小,故B正確。故選B。6.小剛同學用如圖電路探究“一段電路中電流跟電阻的關系”。在此實驗過程中,當A、B兩點間的電阻由5Ω更換為10Ω后,為了探究上述問題,他應該采取的唯一操作是( )A.保持變阻器滑片不動 B.將變阻器滑片適當向左移動C.將變阻器滑片適當向右移動 D.將電池個數增加【答案】C【解析】在滑動變阻器的電阻值Rp不變的情況下,電路中由于將5Ω的定值電阻換成10Ω的定值電阻,使整個電路的總電阻增大。利用公式I=可知,電路中的總電流減小。根據U=IR可知,此時滑動變阻器兩端的電壓的減小,根據串聯電路的總電壓等于各分電壓之和可知,定值電阻兩端的電壓變大;要使電壓表的示數不變,只能減小電路中的電流,所以要使電路中的電阻增大,即滑片P向右端移動增大電阻。故選C。7.在研究“一定電壓下,電流與電阻的關系”時,電路圖如圖所示。電源電壓恒為4.5V.滑動變阻器上標有“10 1.5A”字樣。在a、b兩點間先后接入不同阻值的定值電阻,閉合開關,移動滑片P,使電壓表示數為2.5V,讀出電流表的示數。當20Ω的電阻接入a、b問時,電壓表示數始終無法達到2.5V,其原因可能是( )A.控制電壓為2.5V太高 B.電源電壓4.5V太低C.滑動變阻器的最大阻值太大 D.20Ω的電阻阻值太大【答案】D【解析】由題意知,電源電壓為4.5V,電阻兩端的電壓為2.5V,則滑動變阻器兩端的電壓應為4.5V﹣2.5V=2V;根據串分壓的知識:===,滑動變阻器的最大阻值為10Ω,電阻的阻值為滑動變阻器阻值的2倍,所以其兩端的電壓也為滑動變阻器兩端電壓的2倍,其電阻太大或滑動變阻器的最大阻值太小,而造成了電壓表示數始終大于2.5V,而無法達到2.5V,D正確,AC錯誤;若增大電源電壓,則電阻兩端的電壓會更大,B錯誤;故選D。8.小明同學練習用伏安法測電阻,他所測電阻的阻值約為2Ω.電壓表的量程為3V,電流表的量程為3A.測量結束后,他得到的結論是待測電阻的阻值為10Ω,則他在測量中所出現的錯誤可能是( )A.電壓表和電流表的位置接反了B.他沒有多次測量取平均值,致使誤差過大C.電壓表按15V量程讀數,電流表按3A量程讀數D.電壓表按15V量程讀數,電流表按0.6A量程讀數【答案】C【解析】A、如果電流表和電壓表位置接反了,電路相當于斷路,電壓表測量電源電壓,電流表示數接近為零。此選項錯誤;B、已知待測電阻的阻值約為2Ω,測量值應該接近或等于2Ω,不可能為10Ω,與測量次數多少沒有關系。此選項錯誤;C、電壓表按15V量程讀數,電流表按3A量程讀數,得到的電壓是實際電壓的5倍,所以本該是2Ω的電阻測成了10Ω.此選項正確;D、電壓表按15V量程讀數,電流表按0.6A量程讀數,得到的電壓是實際電壓的5倍,電流是正確電流的,測量的電阻是實際電阻的25倍。此選項錯誤。故選C。9.在科學實驗時,往往需要我們注意操作,才能取得良好的實驗效果,在“測定小燈泡額定功率”的實驗中,當手移動變阻器滑片時,眼睛應觀察( )A.燈泡的發光情況 B.變阻器滑片的位置 C.電壓表的示數 D.電流表的示數【答案】C【解析】測燈泡的額定功率的實驗中,閉合開關時,要通過調節滑動變阻器的滑片,使小燈泡兩端的電壓等于其額定電壓,用手調節滑片,眼睛看著電壓表的示數。然后記下燈泡正常發光時電流表的示數,然后根據P=UI計算出小燈泡的功率。故選C。10.下列電路圖中,電源電壓U保持不變,且U>UL,小燈泡的額定電流為IL,電流表的量程足夠,R0是已知的定值電阻。若只通過開關改變電路的連接方式,并可移動變阻器的滑片,能測出小燈泡額定功率的電路是( )A.丙 B.丙丁 C.甲丙丁 D.甲乙丙丁【答案】B【解析】甲、把S2接在2處,移動滑動變阻器,當電流表的示數為IL,燈泡正常發光,但由于不知道額定電壓,不能計算額定功率;乙、由于不能測量出電路的電流,不能測量出小燈泡的額定功率;丙、定值電阻R與燈泡串聯流過它們的電流相等,開關處于2的位置時,電壓表測量的是燈泡的兩端電壓,調節滑動變阻器使電壓表示數等于為ILR0,再將單刀雙擲開關打到1時,電壓表測量的是燈泡和電阻串聯后的兩端電壓U;則小燈泡的電壓為U﹣ILR0,小燈泡的額定功率表達式是P=(U﹣ILR0)IL,故丙能測出燈泡的額定功率;D、只閉合S1調節滑動變阻器是電流表的示數為IL,滑片位置不變,再只閉合S2電流表測量燈泡和電阻的總電流為I,因為燈泡和電阻并聯,燈泡兩端的電壓等于電阻的電壓,電阻的電壓為(I﹣IL)R0,根據P=UI即可算出小燈泡的額定功率。綜合分析丙丁可以測量出小燈泡的額定功率。故選B。11.研究電功率與電壓、電流的關系時,某同學連接了如圖所示電路進行實驗。下列關于該實驗的說法,不合理的是( )A.該電路所示實驗能研究電功率與電壓的關系B.該實驗選擇的兩個小燈泡規格應該不同C.小燈泡消耗的電功率可通過燈泡的亮度來比較D.該實驗能得出電流相同時,電功率與電壓成正比【答案】D【解析】A、電功率與電壓和電流有關,由圖可知兩燈泡串聯,通過兩燈泡的電流相同,所以該電路所示實驗可以研究電功率與電壓的關系;故A正確;B、兩燈泡串聯,流過它們的電流相同,LI、L2規格不同,則燈泡兩端的電壓不同,因此設計此實驗可以探究電功率與電壓的關系;故B正確;C、為了判斷燈泡的功率大小,我們可以通過觀察燈泡的亮度來判斷燈泡功率的大小,燈泡越亮燈泡的功率越大;故C正確;D、因為燈泡的亮暗無法準確反映實際功率的大小,所以無法得出“電流相同時,電功率跟電壓成正比”這個結論;故D錯誤。故選D。12.研究電流通過導體產生熱量的影響因素時,設計了如下四個實驗裝置,已知R1>R2,則能研究熱量與電阻、電流、通電時間關系的裝置是( )A. B. C. D.【答案】C【解析】電流通過導體產生的熱量與電流、電阻、通電時間有關,要探究電流通過導體產生熱量與電阻的關系,需要將兩電阻串聯,使兩電阻的電流相同;A、圖中只有R1和滑動變阻器,不能改變電阻,只能探究電流產生的熱量與電流大小的關系,故A不符合題意;B、圖中只有R1,不能改變電阻和電流,不能探究電流產生的熱量與電流大小和電阻的關系,故B不符合題意;C、圖中兩電阻串聯,電流大小相等,電阻不同,故可以探究電流產生的熱量與電流大小的關系;移動滑動變阻器,改變電路的電流,觀察觀察R1或R2溫度計的示數,得出電流產生的熱量與電阻的關系,故C符合題意。D、圖中兩電阻并聯,電流不同、電阻不同,不能用控制變量法來探究電流產生的熱量與電流大小和電阻的關系,故D不符合題意。故選C。13.如圖是“探究電流產生的熱量跟哪些因素有關”的實驗,已知R1>R2,兩個相同的燒瓶中裝入質量相等的煤油。則下列說法不正確的是( )A.這個電路可以控制電流和通電時間相等B.這個電路只能探究電流產生的熱量與電阻的關系C.電阻絲通電時電能轉化為內能D.煤油溫度越高,表明電流通過導體產生熱量越多【答案】B【解析】A、實驗采用控制變量法進行研究,電路采用串聯,是為了控制電流和通電時間相等,故A正確;B、該實驗采用控制變量法,觀察同一導體在相同的時間,不同電流下溫度計示數的變化多少,可以研究“電流通過導體產生的熱量與電流之間的關系”,故B錯誤;C、電阻絲通電時電能轉化為內能,故C正確;D、電能轉化為內能,煤油溫度越高,表明電流通過導體產生熱量越多,故D正確;故選B。14.在研究“磁極間的相互作用規律”時,實驗小組的同學分別設計了如下四個方案,其中最合理的是( )A.兩人各拿一塊條形磁鐵,并將各自的一個磁極相互靠近B.將放在粗糙木板上的兩塊條形磁鐵的磁極相互靠近C.用條形磁鐵的一個磁極靠近另一塊用細線懸掛并靜止的條形磁鐵中間D.用條形磁鐵的一個磁極分別靠近另一塊用細線懸掛并靜止的條形磁鐵的兩端【答案】D【解析】A、當兩人各拿一個磁體時,由于外力的作用,在主觀感覺上容易產生誤判,故A不是最佳方案;B、若兩個磁體的磁性都不是很強時,放在粗糙的桌面上實驗現象就不是很明顯,故B不是最佳方案;C、條形磁鐵的中間磁性最弱,兩端的磁性最強,故要驗證磁極間的相互作用規律應該讓兩極去靠近,故C不是最佳方案;D、當用條形磁鐵的一個磁極靠近另一塊用細線懸掛并靜止的條形磁鐵的兩端時,若是同名則相互排斥,而且觀察到另一磁體會旋轉,直到異名相互吸引,現象較明顯,故D較合理。故選D。15.三個形狀完全相同的磁鐵或鐵棒懸掛在細線下,已知標有N、S的是磁鐵,它們的相互作用如圖所示。由此可以判斷( )A.AB一定是磁鐵,CD一定是鐵棒 B.AB一定是鐵棒,CD一定是磁鐵C.AB一定是磁鐵,CD可能是鐵棒 D.AB可能是鐵棒,CD一定是磁鐵【答案】D【解析】據圖能看出,AB和磁鐵相互吸引,相互吸引的為異名磁極,AB可能是磁鐵;根據磁體能吸引鐵、鈷、鎳等物質的性質,AB可能是鐵棒;CD和磁鐵相互排斥,如果CD為鐵棒則會被磁鐵吸引,根據同名磁極相互排斥,說明CD一定是磁鐵。故選D。16.小鵬在研究通電導體周圍磁場的情況時,將能夠自由轉動的小磁針靜置在水平桌面上,將一根直導線平行置于小磁針正上方。當直導線中的通電電流由P向Q時,小磁針在水平面內的轉動方向如圖所示,當改變直導線中的電流方向時,小磁針轉動方向也發生了改變,下列說法錯誤的是( )A.歷史上第一個發現這一現象的科學家是奧斯特B.上述現象說明了電流有磁效應C.上述現象說明電流的磁場方向與電流方向有關D.只改變通過直導線的電流大小時,小磁針的轉動方向也會改變【答案】D【解析】A、圖中為奧斯特實驗,歷史上第一個發現這一現象的科學家是奧斯特,故A正確;B、實驗中,小磁針發生偏轉,說明了磁場的存在,說明了電流有磁效應,故B正確;C、由題知,改變直導線中的電流方向,小磁針偏轉方向也發生改變,表明電流所產生磁場的方向與電流方向有關,故C正確;D、只改變通過直導線的電流大小時,電流產生磁場的方向不變,則小磁針的轉動方向不變,故D錯誤。故選D。17.如圖所示,A是懸掛在彈簧測力計下的條形磁鐵,B是螺線管。閉合開關S,待彈簧測力計示數穩定后,將變阻器R的滑片緩慢向右滑動,在此過程中下列說法錯誤的是( )A.通電螺旋管的上端是 N 極 B.電壓表和電流表的示數都變大C.彈簧測力計示數變小 D.實驗中應用了電流的磁效應和磁極間的相互作用原理【答案】B【解析】(1)由圖可知,電流由螺線管的下方流入,則由安培定則可知螺線管上端為N極,下端為S極,故A正確;因螺線管上端與磁鐵下端為同名磁極,相互排斥,閉合開關S后,由于螺線管與磁鐵之間相互排斥,所以彈簧測力計示數變小,故C正確。(2)由電路圖可知,R0與R以及螺線管B串聯,電壓表測R兩端的電壓,電流表測電路中的電流,將滑動變阻器R的滑片緩慢向右移動,接入電路中的電阻變小,電路中的總電阻變小,由I=可知,電路中的電流變大,即電流表的示數變大;由U=IR可知,R0兩端的電壓變大,因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和,所以R兩端的電壓變小,即電壓表的示數變小,故B錯誤;(3)螺線管通電產生磁性,與磁體間由于為同名磁極產生排斥的作用,故實驗中應用了電流的磁效應和磁極間的相互作用原理,D正確。故選B。18.小明設計的研究“電磁鐵磁性強弱”的實驗電路圖如圖所示,下表是他所做實驗的記錄。下列結論不正確的是( )電磁鐵(線圈)100匝50匝實驗次數123456電流(A)0.81.21.50.81.21.5吸引鐵釘的最多數目(枚)711145810A.比較 1、4 兩次實驗可知:線圈中的電流一定時,匝數越多,磁性越強B.比較 l、3、5 三次實驗可知,匝數一定時,線圈中的電流越大,磁性越強C.比較 1、2、3 或 4、5、6 三次實驗可知:匝數一定時,線圈中的電流越大磁性越強D.電磁鐵的磁性越強吸引磁釘的數目越多【答案】B【解析】A、比較 1、4 兩次實驗,電流相同,匝數越多,吸引磁釘的數目越多,所以可得出結論:線圈中的電流一定時,匝數越多,磁性越強,故A正確。B、比較 l、3、5 三次實驗,電流大小不同,線圈匝數不同,不能得出任何結論,故B不正確。C、比較 1、2、3 或 4、5、6 三次實驗,匝數相同,電流越大,吸引磁釘的數目越多,所以可得出結論:匝數一定時,線圈中的電流越大,磁性越強,故C正確。D、電磁鐵的磁性越強,吸引鐵釘的數目越多,故D正確。故選B。19.我國未來的航母將采用自行研制的電磁彈射器。電磁彈射器的彈射車與飛機前輪連接,并處于強磁場中,當彈射車內的導體通以強電流時,艦載機受到強大的推力而快速起飛。電磁彈射器工作原理與下列設備或用電器工作原理一致的是( ) A.電鈴 B.手搖發電機 C.電風扇 D.電磁起重機【答案】C【解析】由題意可知,電磁彈射器的彈射車與飛機前輪連接,并處于強磁場中,當彈射車內的導體通以強電流時,即可受到強大的推力,由此可知其原理是通電導體在磁場中受力而運動。A、電鈴是利用電磁繼電器來工作的,故A不符合題意;B、發電機的工作原理是電磁感應現象,故B不符合題意;C、電風扇的主要部件是電動機,是利用通電導體在磁場中受力而運動的原理工作的,故C符合題意;D、電磁起重機是利用電磁鐵工作的,故D不符合題意。故選C。20.如圖所示,要使流過靈敏電流計的電流反向,下列措施中可行的是( )①只將磁場反向;②只將線圈的運動方向反向;③同時將磁場和線圈的運動方向反向;④增加磁鐵的磁性或線圈匝數。A.①② B.②③ C.①③ D.①④【答案】A【解析】要使流過靈敏電流計的電流反向,就是要改變感應電流的方向;①只將磁場反向,就可以改變感應電流的方向,從而使靈敏電流計的電流反向;②只將線圈的運動方向改變,就會改變感應電流的方向,從而使靈敏電流計的電流反向;③同時改變磁場方向和線圈的運動方向,感應電流的方向時不變的;④增加磁鐵的磁性或線圈匝數,只能是電流的大小,不能改變感應電流的方向。故選A。21.如圖所示的四個裝置可以用來演示物理現象或原理,下列表述正確的是( )A.圖a可用來演示電磁感應現象 B.圖b可用來演示電動機原理C.圖c可用來演示發動機原理 D.圖d可用來演示電磁鐵性強弱與線圈匝數的關系【答案】D【解析】A、是奧斯特實驗,演示電流的磁效應的實驗裝置,故A錯誤;B、此圖中沒有電源,即是研究電磁感應現象的實驗裝置,故B錯誤;C、此圖中有電源,是演示磁場對電流作用的實驗裝置,故C錯誤;D、是演示電磁鐵中線圈匝數的多少與磁性強弱的關系的實驗裝置,故D正確。故選D。22.現將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計及開關如圖連接,在開關閉合、線圈A放在線圈B中的情況下,某同學發現當他將滑動變阻器的滑動端P向左加速滑動或線圈A向上移動時,電流計指針向右偏轉,由此可以判斷( )A.線圈B向上運動,能引起電流計指針向右偏轉B.滑動變阻器滑動端P向右加速滑動,能引起電流計指針向左偏轉C.滑動變阻器的滑動端P勻速向左或勻速向右滑動,都能使電流計指針靜止在中央D.因為線圈A、線圈B的繞線方向未知,故無法判斷電流計指針偏轉方向【答案】B【解析】由題意可知當P加速向左滑動時,電阻變大,故線圈B中的電流變小,故線圈A中的磁性變弱,電流計指針向右偏轉;線圈A向上移動時,磁性變弱,電流計指針向右偏轉;故可知;A、線圈B向上運動,導致穿過線圈B的磁性增強,能引起電流計指針向左偏轉,故A錯誤;B、滑動變阻器滑動端P向右加速滑動,電阻變小,故線圈B中的電流變大,故線圈A中的磁性變強,電流計指針向左偏轉,故B正確;C、滑動變阻器的滑動端P勻速向左或勻速向右滑動,A中也會產生變化的磁場,故B中同樣會產生感應電流,故指針不會靜止,故C錯誤;D、由以上分析可知,D錯誤。故選B。二.實驗探究題(共56分)23.如圖,探究“兩種電荷間的相互作用規律”。(1)兩根用絲綢摩擦過的玻璃棒相互靠近時,它們之間發生相互排斥的現象。兩根用毛皮摩擦過的橡膠棒相互靠近時,它們之間發生相互排斥的現象。用絲綢摩擦過的玻璃棒和用毛皮摩擦過的橡膠棒相互靠近時,它們之間發生相互吸引的現象;由此實驗可以得出________________________________________。(2)小明和小紅在做此實驗時,小明才做完一次實驗后就得出結論,小紅認為小明的實驗結論不對。你認為小明不對的原因是:____________。【答案】(1)同種電荷相互排斥;異種電荷相互吸引;(2)沒有多次實驗找普遍規律。【解析】(1)兩根用絲綢摩擦過的玻璃棒相互靠近時,它們帶有同種電荷,發生相互排斥的現象。兩根用毛皮摩擦過的橡膠棒相互靠近時,它們帶有同種電荷,發生相互排斥的現象。用絲綢摩擦過的玻璃棒和用毛皮摩擦過的橡膠棒相互靠近時,它們帶有異種電荷,發生相互吸引的現象;由此實驗可以得出同種電荷相互排斥;異種電荷相互吸引。(2)一次實驗得不出普遍結論,故小明不對的原因是沒有多次實驗找普遍規律。24.小剛和小強在組成串并聯電路的實驗中,(1)在連接過程中,開關應該是____________(選填“斷開”或“閉合”)的;(2)小剛連接了如圖所示電路,如果合上開關,兩個燈泡都將____________(選填“不會發光”或“會被燒壞”),出現____________(選填“開路”或“短路”)現象;(3)小剛想將電路全部拆散,重新連接。小強認為只需拆除c這一根導線,就能成為兩燈____________(選填“串聯”或“并聯”)的正確電路;(4)小強認為,在小剛連接的電路中,如果將某根導線的一端移接到另一位置,電路就能成為兩燈并聯的正確電路了。請在圖中要移接的導線上打上“×”號,并畫出改動后的導線;(5)畫出改正后的并聯電路圖。【答案】(1)斷開;(2)不會發光;短路;(3)串聯;(4)如上圖;(5)如上圖。【解析】(1)連接電路時,開關必須處于斷開狀態;(2)根據電路圖可知,電源兩極直接將導線連接起來,形成了電源短路,因此燈泡都不發光;(3)根據電路圖可知,拆除c這一根導線,電流從電源正極依次經過兩個燈泡回到電源負極,因此兩燈串聯連接;(4)使兩燈成為并聯的電路。從電源的正極出發,經開關分別流入兩個燈泡、然后匯合流入電流表,回電源的負極。如圖所示:(5)改動后從正極開關S后開始分支;一支經燈L1回到負極;另一支經燈L2回到負極,電路圖如圖所示25.某研究小組想測一個額定電壓為2.5伏的燈泡的額定電流,已知電源電壓為6伏。(1)他們設計的電路如圖a所示,你認為他們設計的電路圖中錯誤之處是____________。(2)改正錯誤后,繼續實驗,第4次實驗時電流表的示數如圖b所示。通過分析可知,燈泡的額定電流為____________安。(3)根據實驗過程分析,實驗中選用的滑動變阻器最合適的是____________實驗次數1234電壓表示數/伏1.01.52.02.5電流表示數/安0.160.220.26【答案】(1)燈泡被短路;(2)0.3;(3)乙。【解析】(1)由圖a知,電壓表與燈泡串聯,電流表與燈泡并聯了,因為自身電阻非常大,所以電路中電阻非常大,而電流表自身電阻非常小,相當于一根導線,所以相當于燈泡被短路,故燈泡不發光;(2)由圖b,電流表使用0﹣0.6A量程,分度值為0.02A,所以燈泡正常發光時的電流,即燈泡的額定電流為0.3A;(3)燈與變阻器串聯,當燈泡正常發光時滑動變阻器兩端電壓:U滑=U﹣U額=6V﹣2.5V=3.5V,串聯電路中電流處處相等,所以燈泡正常發光時變阻器連入阻值:R滑==≈11.7Ω,所以滑動變阻器應選擇乙。26.在圖1所示電路中,(1)連接電路之前開關應____________;(2)若要兩燈串聯,應閉合開關____________;若要兩燈并聯,應閉合開關____________;(3)若并聯時干路的電流如圖2電流表所示,則干路電流大小為____________;而流過L1燈的電流為0.3A,則流過L2燈的電流大小為____________。(4)為避免短路,不能同時閉合開關____________。(5)如果實驗時發現電流表指針反偏,是因為________________________。【答案】(1)斷開;(2)S2;S1S3;(3)0.54A;0.24A;(4)S2S3;(5)電流表正負接線柱接反了。【解析】(1)為防止連接電路時出現短路等安全事故,在連接電路之前,應先斷開開關;(2)串聯電路中電流只有一條路徑,依次經過多個用電器,由圖可知,電流從正極依次流經L2、L1、S2再到負極,此時,因此只要閉合開關S2就能使L1與L2串聯;在并聯電路中電流有多條流通路徑,各個用電器之間互不影響,由圖可知,電流從正極到S3時,須分成兩部分,一部分流經S3、L1、S1再到負極,另一部分流經L2、S1再到負極,因此須閉合開關S3、S1便能使兩燈并聯;(3)由圖2可知,電流表使用的量程是0~0.6A,最小分度值0.02A,讀出示數為0.54A;L1與L2并聯,所以通過L2的電流I2=I﹣I1=0.54A﹣0.3A=0.24A;(4)當同時閉合開關S2、S3時,由圖可知,電源的兩端直接被導線相連接,所以會出現短路現象,應該避免;(5)電流表指針反偏,說明電流表的正負接線柱接反了。27.某科學興趣小組在探究影響導體電阻大小及燈泡亮暗的因素時。做了如甲圖所示的實驗:將鱷魚夾從較長的鎳鉻合金絲的A端逐漸滑向B端時,發現電流表示數逐漸增大,同燈泡逐漸變亮。(1)通過實驗可得出結論:導體的電阻大小與____________有關;燈泡的亮暗與通過燈泡的電流大小有關。(2)小明認為決定燈泡亮暗的因素只是電流大小,請你設計一個實驗來否定小明的觀點(只需在相應的方框內畫出電路圖)。實驗材料:兩個不同規恪的燈泡L1和L2,電泡組、開關S及導線若干。(3)接下來,小明又做了如下實驗:將整條鎳合金絲AB接入電路,閉合開關,然后用大功率吹風機先對鎳鉻合金絲吹一段時間熱風,再改用冷風檔對鎳鉻合金吹冷風。在整個過程中觀察電流表示數的變化情況,小明所做的這一實驗基于的假設是____________。【答案】(1)導體長度;(2)如圖;(3)導體的電阻與溫度有關。【解析】(1)將鱷魚夾從較長的鎳鉻合金絲的A端逐漸滑向B端時,電阻絲接入電路中的長度變短了,發現電流表示數逐漸增大,同燈泡逐漸變亮,這說明導體的電阻減小了,即電阻大小與導體的長度有關;(2)實驗中,可以將兩個不同規恪的燈泡L1和L2組成串聯電路,此時通過兩燈的電流是相同的,然后通過觀察燈泡的亮度來驗證小明的觀點;如圖:;(3)用大功率吹風機先對鎳鉻合金絲吹一段時間熱風,再改用冷風檔對鎳鉻合金吹冷風,此時會改變導體的溫度,根據電流表示數變化可以得出電阻大小與溫度的關系;故小明所做的這一實驗基于的假設是導體的電阻與溫度有關。28.為了探究“電流與電阻的關系”,小明用阻值不同的定值電阻、電壓為6伏的電源、滑動變阻器(20Ω 2.5A)等器材按圖甲方式連接電路,進行如下實驗。①將4歐的R1接入電路,當電壓表示數為4伏時,記錄電流表的示數。②用R2替換R1,發現無論如何左右移動滑片P,電壓表指針在4伏的刻度左右擺動,但無法準確指在4伏的刻度線上。老師告知小明:滑動變阻器的線圈結構如圖乙所示,因此無法連續改變接入電路的有效阻值,當定值電阻與滑動變阻器最大阻值相比過小時,會導致步驟②現象發生。③用一根阻值為0.5歐的電阻絲制作一個可連續改變阻值的旋鈕式變阻器,并按圖丙方式接入電路,繼續實驗。通過調節滑片P和旋鈕觸片Q使電壓表示數為4伏,此時電流表示數如圖丁所示。(1)圖丁中電流表的示數為____________安。(2)步驟③中滑片P和旋鈕觸片Q處在如圖丙所示的位置時,電壓表示數略超過4伏,則小明應如何調節滑片P和旋鈕觸片Q使電壓表示數為4伏?________________________________________________。(3)小明利用圖甲電路繼續他的探究實驗,仍保持定值電阻兩端的電壓為4伏,則下列定值電阻可用來替換R1進行實驗的有 ABC (可多選)。A.15歐 B.25歐 C.35歐 D.45歐【答案】(1)2;(2)將滑片P向右移,使電壓表示數略小于4V,再將觸片Q沿逆時針轉動,直到電壓表示數為4V;(3)ABC。【解析】(1)圖丁中電流表選用大量程,分度值為0.1A,電流大小為2安。(2)由②知,當定值電阻與滑動變阻器最大阻值相比過小時,因滑動變阻器的線圈結構如圖乙所示,無法連續改變接入電路的有效阻值,故導致電壓表指針在4伏的刻度左右擺動,圖丙中,用一根阻值為0.5歐的電阻絲制作一個可連續改變阻值的旋鈕式變阻器與滑動變阻器串聯,且此時將其最大電阻連入了電路中,故只能將觸片Q沿逆時針轉動,減小旋鈕式變阻器連入電路中的電阻,因步驟③中滑片P和旋鈕觸片Q處在如圖丙所示的位置時,電壓表示數略超過4伏,為使電壓表示數略小于4V,即應減小電路中的電流大小,由歐姆定律,要增大電路的電阻大小,故將滑片P向右移,使電壓表示數略小于4V,再將觸片Q沿逆時針轉動(電路中總電阻變小,總電流變大),根據U=IR,電壓表示數變大,直到電壓表示數為4V。(3)根據串聯電路電壓的規律和分壓原理:=﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,①式左邊為一定值,故右邊也為一定值,當變阻器取最大值時,對應的定值電阻最大,即=,即定值電阻的最大電阻為40Ω,故用來替換R1進行實驗的有15歐、25歐、35歐的電阻,即選ABC;29.“測量小燈泡電阻”的電路連接情況如圖,電源電壓保持不變,小燈泡的額定電壓為2.5V(1)閉合開關后,當滑片P向右移動時,電壓表示數____________(填“變大”、“變小”或“不變”)(2)實驗中測得的小燈泡相關數據記錄在表中。科學量實驗次數123電壓U/V1.52.02.5電流I/A0.220.260.30電阻R/Ω則小燈泡正常發光時的電阻為____________Ω(結果保留一位小數)【答案】(1)變大;(2)8.3。【解析】(1)由圖知,閉合開關,將滑片P向右移動時,離下接線柱遠近,接入電路的電阻變小,電路的總電阻變小;根據歐姆定律可知,電路中的電流變大,燈泡兩端的電壓變大,電壓表示數變大。(2)燈泡正常發光時的電壓為2.5V,根據表格數據知此時的電流為0.30A,小燈泡正常發光時的電阻:R==≈8.3Ω。30.在“測量小燈泡的電功率”實驗中,小燈泡額定電壓為2.5V。(1)按照圖甲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,則出現故障的原因是____________(選填“小燈泡斷路”或“小燈泡短路”)。(2)故障排除后,閉合開關,移動滑動變阻器滑片P到某處時,電壓表示數為2.8V,為了測量小燈泡的額定功率,應將滑片P向____________(選填“左”或“右”)端移動,使電壓表示數為2.5V。(3)在實驗中發現電流表壞了,為了測出小燈泡的額定功率,小組同學在電流表處換上了一個RQ=5Ω的定值電阻,如圖乙,并進行了如下實驗方案:①調節滑片,使電壓表的示數為小燈泡的額定電壓;②____________________________________________________,得到通過小燈泡的電流I,從而計算出小燈泡的額定功率。【答案】(1)小燈泡短路;(2)右;(3)保持滑片位置不變,將電壓表改接到定值電阻R0兩端,測出電壓U0,再根據Io=。【解析】(1)閉合開關,發現小燈泡不亮,電流表有示數,電壓表無示數,說明在電壓表兩接線柱之間的電路是短路,所以出現故障的原因是小燈泡短路;(2)電壓表示數為2.8V時,大于燈泡的額定電壓2.5V,要使燈泡正常發光,根據圖甲可知,應向右移動滑片,使滑動變阻器接入電路的阻值變大,使電壓表示數減小,當電壓表示數等于燈泡額定電壓2.5V時,燈泡正常發光;(3)在實驗中電流壞了,無法測出電流的大小,可以根據串聯電路中電流相等進行間接的測量,故實驗方案為:①調節滑片,使電壓表的示數為小燈泡的額定電壓;②保持滑片位置不變,將電壓表改接到定值電阻R0兩端,測出電壓U0,再根據Io=,得到通過小燈泡的電流I,從而計算出小燈泡的額定功率。31.如圖是探究電流通過導體時產生熱量的多少跟什么因素有關的實驗裝置中的部分電路(所連接5Ω電阻均可上下活動).兩個相同的透明容器中密封著等量的空氣,甲、乙兩U形管中所有液面初始狀態是等高相平,通電一段時間后液面的高度如圖所示。(1)本實驗利用U形管中液面的高度差的大小反映放出熱量的多少,這是利用了裝置中____________(填“液體”或者“空氣”)的熱脹冷縮。(2)根據題干中的實驗結果,本實驗能得到的結論是:________________________________________________。(3)為了研究電流產生的熱量跟電阻的關系。在不增加實驗器材和不改變電路接線的前提下,斷開開關,U 型管中的液面降回到原來液面后,你需要進行的實驗操作是________________________。【答案】(1)液體;(2)在相同時間內,電阻相同的情況下,電流越大,產生熱量越多;(3)把右邊上面的電阻放入右側的容器中。【解析】(1)電流通過導體產生熱量的多少不能直接觀察,但液體溫度的變化可以引起由圖體積的變化,然后通過液面高度差的變化來反映,這是利用了科學方法中的轉換法。(2)裝置中一個5Ω的電阻與兩個5Ω的電阻并聯后再串聯,根據串聯電路的電流特點可知,B端兩個電阻的總電流和左端的電阻電流相等,即I右=I左,兩個5Ω的電阻并聯,根據并聯電路的電流特點知I右=I1+I2,兩電阻阻值相等,則支路中電流相等,I1=I2,所以右邊容器中的通過電阻的電流是左側通過電流的一半,由Q=I2Rt可知,左邊容器中的電阻產生的熱量多,溫度升得較快;因此通電一段時間后,玻璃管A、B內液面,A更高。這表明:在相同時間內,電阻相同,電流越大,通過導體時產生的熱量越多。(3)為了研究電流產生的熱量跟電阻的關系時,應控制電流、通電時間相同,電阻不同,故需要的實驗操作是把右邊上面的電阻放入右側的容器中。32.丹麥科學家奧斯特發現電流的周圍存在磁場(圖1),法國科學家安培發現兩根平行導線通電后有如圖2所示的現象(圖中實線、虛線分別表示通電前、后的情況)。(1)如圖1,通電前靜止的小磁針南北指向。現要在小磁針上方拉一根直導線,使通電時小磁針會發生明顯的偏轉,直導線所指的方向應為____________(選填“東西方向”、“南北方向”或“任意方向”)。(2)圖2的實驗表明平行通電導線之間有力的作用,若此時改變其中一根導線的電流方向,你預測會產生的實驗現象是____________。(3)安培發現平行通電導線之間相互作用力F的大小可能跟兩根導線中的電流I1,I2,導線的長度L,導線之間的距離r有關,有關實驗數據如下:實驗次數L/mI1/AI2/Ar/mF/N110.20.20.11.0×10﹣7210.10.20.10.5×10﹣731.50.20.20.11.5×10﹣7410.20.20.052.0×10﹣751.50.20.40.13.0×10﹣7分析表格實驗數據,可獲得的結論是____________________________________。【答案】(1)南北方向;(2)兩根導線將會相互排斥;(3)平行通電導線之間相互作用力 F 的大小與 I1、I2、L 成正比,與 r 成反比。【解析】(1)由于小磁針受到地磁場的作用,要指南北方向,為了觀察到明顯的偏轉現象,應使電流產生的磁場方向為東西方向,故應使把直導線南北方向放置;(2)電流產生的磁場方向是由電流的方向決定的,當一個通電導體中電流的方向改變時,它產生的磁場方向也會發生改變;而磁場對通電導體的作用力的方向與電流的方向和磁場的方向有關,另一個通電導體中電流的方向不變,但磁場的方向變化了,它受到的磁場力的方向就會改變,所以改變其中一根導線的電流方向,產生的實驗現象是兩根導線將會相互排斥;(3)①分析1、2實驗可知:在兩個導線中電流大小和導線之間的距離r相同時,導線越長,平行通電導線之間相互作用力F越大,說明其他條件不變時,平行通電導線之間作用力的大小F與電流成正比;②分析1、3實驗可知:在兩個導線的長度和導線之間的距離r相同時,電流越大,平行通電導線之間相互作用力F越大,說明其他條件不變時,平行通電導線之間作用力的大小F與導線的長度成正比;③分析1、4實驗可知:在導線長度和兩個導線中電流大小相同時,導線之間的距離r越小,平行通電導線之間相互作用力F越大,說明其他條件不變時,平行通電導線之間作用力的大小F與導線之間的距離r成反比。33.為探究電磁鐵的磁性強弱跟哪些因素有關,小科做了如下的實驗。步驟1:在水平桌面上放置一小車,小車上固定一塊條形磁鐵(如圖)。步驟2:當閉合開關時,小車會沿水平方向向右運動,記錄小車在水平桌面上運動的距離s1。步驟3:斷開開關,把小車重新放在起始位置,依次向右移動變阻器滑片,閉合開關,記錄小車在水平桌面上運動的距離。實驗數據如下:實驗次數123456電流的大小(安)1.21.41.61.82.02.2小車運動的距離(厘米)15192430??(1)請你在圖中用一根導線(用筆畫線代替)完成實驗電路的連接。(2)通過本實驗可得出的結是:____________________________________。(3)小科在第4次實驗后結束了實驗,小明覺得實驗數據還不夠。重新連接電路后,閉合開關,移動滑動變阻器滑片,電流表均有示數分別記為第5次和第6次數據,小車始終不能向右前進,你認為可能的是________________________。(4)電磁鐵的磁性不僅跟電流的大小有關,而且還與線圈的匝數有關,若要研究電磁鐵磁性與線圈匝數的關系,已知線圈的電阻不能忽略,那么將滑動變阻器的連接線從a處移動到b處后,閉合開關后下一步的操作是________________________,然后再記錄小車運動的距離。【答案】(1)見上圖;(2)線圈匝數一定時,電流越大,磁性越強,排斥力越大,小車移動距離越遠;(3)對調了磁極,改變了電流的方向,使電磁鐵與磁鐵相互吸引而不能向右移動;(4)移動滑動變阻器保持線圈中的電流不變。【解析】(1)滑動變阻器要“一上一下”的接入電路,如圖所示:(2)在線圈匝數一定時,電流越大,磁性越強,排斥力越大,小車移動距離越遠;(3)重新連接電路后,閉合開關,移動滑動變阻器滑片,小車始終不能向右前進,可能是對調了磁極,改變了電流的方向,使電磁鐵與磁鐵相互吸引,使小車始終不能向右前進。(4)要研究電磁鐵磁性與線圈匝數的關系,需要控制電流大小不變,改變線圈匝,當將滑動變阻器的連接線從a處移動到b處后,線圈匝數改變,需要移動滑動變阻器保持線圈中的電流不變,然后再記錄小車運動的距離。34.小李在研究磁場對電流作用的實驗中,將直導線換作一塊厚度為d、寬度為b的導體板。如圖所示,將電壓表連在導體板的兩側,發現電壓表指針發生偏轉。進一步做了如下實驗:板的材料板的厚度通入板的電流磁場強弱電壓表示數甲dIBU1乙dIBU2(U2≠U1)甲2 dIB0.5U1乙d2IB2U2甲dI2 B2U1乙0.5d3I3 B(1)你將表中的空格填上。(2)請你利用上述裝置及電源、滑動變阻器、彈簧、小燒杯、開關各一個,導線若干。設計一個可以通過電壓表示數比較液體密度大小的裝置。①請在右框內畫出裝置示意圖。②說明工作過程。【答案】(1)18U2,(2)①裝置如圖。②當將液體分別倒滿小燒杯時,液體密度越大,滑動變阻器滑片下移越大,電流越大,電壓表的示數越大。【解析】(1)通過分析對比第一行和第三行數據,可以發現在其它條件相同時,電壓表示數與板的厚度成反比;通過分析對比第二行和第四行數據,可以發現其它條件相同時,電壓表示數與板中電流成正比;通過分析對比第一行和第五行數據,可以發現其它條件相同時,電壓表示數與磁場強度成正比。這樣的話,對比第二行和第六行,第六行中的厚度、電流、磁場強度分別是第二行的1/2、3倍、3倍,綜合分析可以得出,第六行的電壓表示數應該是第二行電壓表示數的2×3×3=18倍,即18U2。(2)①解析過程見上面分析(2),實驗裝置如圖。②杯中分別裝入等體積(或裝滿)不同密度的液體時,液體密度越大,質量越大,對彈簧的壓力越大,使滑動變阻器的滑片向下移,這樣,電阻增大,根據歐姆定律,電路中的電流增大,則電壓表的示數增大。35.在學校實驗室開放時,同學們對手搖發電機非常感興趣,他們想:發電機產生感應電流大小跟哪些因素有關呢?于是他們開展了探究,如圖是他們所用的發電機和實驗記錄表:(1)根據表格可知,他們準備研究發電機產生感應電流的大小是否與____________有關。 實驗順序線圈轉速線圈轉向小燈泡亮度123(2)他們根據小燈泡的亮度來判斷電路中感應電流的大小,像這種用能直接觀測的量來顯示不易直接觀測的量的方法叫“轉換法”。下列方法屬于“轉換法”的是____________(填序號):①通過力的作用效果來感知力;②比較速度大小時,選取一定的時間,比較通過的路程;③根據純凈物中元素種類的多少來區分單質與化合物;④用力的示意圖表示力的三要素(3)判斷電流大小,除了借助小燈泡觀察之外,實驗室常用____________表來測量。用到了控制變量法,故②不符合題意;③根據純凈物中元素種類的多少來區分單質與化合物,用到了分類法,故③不符合題意;④用力的示意圖表示力的三要素,用到了模型法,故④不符合題意。故選①;(3)小燈泡的作用是判斷電路中感應電流的大小,也可電流表的指針偏轉來判斷電流大小。第十八講 電學實驗1.通過實驗或實例認識摩擦起電現象,會運用摩擦起電的知識解釋一些簡單的相關現象2.通過實驗感知兩種電荷及其作用規律3.通過實驗認識導體和絕緣體,能從常見的物體中識別出那些是導體,哪些是絕緣體,并進一步說明電荷的定向移動可以形成電流4.通過實驗探究串、并聯電路的連接特點,會連接簡單的串、并聯電路5.通過實驗學會將電流表正確接入電路,并能正確讀數,會畫出相應的電路圖6.通過實驗探究串聯電路的電流規律.7.通過實驗探究能用電流表測出并得出串聯電路的電流規律8.能根據實驗目的實際實驗,并能根據實驗數據歸納出串聯電路電壓的規律9. 能根據實驗目的實際實驗,并能根據實驗數據歸納出并聯電路電壓的規律;10.會用控制變量法設計實驗探究影響電阻大小的因素;11.能根據實驗數據分析、歸納出影響導體電阻大小的因素12.會把滑動變阻器正確的接入電路來改變電路中的電流及用電器兩端的電壓。13.學會用“控制變量法”探究實驗,會觀察、收集、分析實驗中的數據14.根據實驗設計,會選擇實驗器材,設計電路圖,探究電流與電壓的關系;15.會用圖像處理實驗數據,根據圖像得出電阻一定時,電流與電壓成正比。16.通過設計實驗,對控制變量法進一步理解;17.根據實驗設計,探究電流與電阻的關系;18.根據圖像得出電壓一定時,電流與電阻成反比。19.結合探究實驗,明確滑動變阻器在電路中的作用。20.知道伏安法測電阻的實驗原理;21.學會設計實驗方案并連接電路22.知道減小實驗誤差的一般做法。23. 理解電阻是導體本身固有屬性,了解燈絲(鎢絲)的電阻特性24.練習設計實驗方案、連接電 路、測量數據及分析歸納實驗結論。25.知道用電壓表和電流表可以測電功率,還可用電能表和秒表測量用電器的電功率。26.知道測量功率的原理,能設計符合測量需要的實驗方案,并根據需要測量和記錄的物理量設計實驗記錄的表格27.會根據小燈泡的額定電壓選擇合適的電源和電壓表的量程,能測量和計算出小燈泡的額定功率。進一步理解 額 定 功 率 的 含義。28.能測出當小燈泡兩端電壓略大于額定電壓和小于額定電壓時小燈泡的功率,并能同時觀察小燈泡的亮度,計入表格29.通過實驗知道電流的熱效應與電流和電阻的關系,理解在實驗探究中控制變量和轉換法的使用30.通過實驗認識磁場。31.通過奧斯特實驗能表達電流的磁效應。感知電能生磁32.能通過實驗探究出通電螺線管外部的磁場與條形磁鐵相似。33.通過演示實驗總結電磁鐵的特點34.通過實驗探究電磁鐵的磁性強弱與電流大小、線圈匝數的關系。35.通過實驗探究明確通電導體在磁場中受到力的作用,知道力的方向跟電流的方向、磁場的方向有關36.通過實驗探究知道導體在磁場中運動時產生感應電流的條件。 類型內容目的考察點測量型實驗直直接測量1.電流的測量2.電壓的測量測量出結果正確、準確。正確保證:正確使用測量工具準確保證(減小誤差):選擇精密儀器、優選測量方法、 取平均值會選用合適 和 的測量工具,會正確操作、會正確讀數,能判斷哪些是錯誤的操作間間接測量1.伏安法測電阻2.測量小燈泡的電阻3.電功率的測量4.測小燈泡的額定功率測量出結果正確、準確。正確保證:原理正確、正確使用測量工具準確保證:測量方法、測量順序、測量次數熟練掌握各實驗 ,正確的實驗 ,選擇 ,設計實驗 ,特別是一些關鍵步驟順序,實驗數據進行處理等,總結實驗過程中各種做法的 和 ;缺少器材時思路。探究型實驗普普遍性規律探究1.兩種電荷的相互使用規律2.導體和絕緣體3.連接串聯和并電路4.串聯電路電流規律5.并聯電路的電流規律6.串聯電路的電壓規律7.并聯電路的電壓規律目的:得出規律具有 得出普遍性規律的實驗特點1、一次實驗能夠得出關系(結論)2、每次實驗都能到相同結論3、每次實驗必須更換不同的條件探究性實驗考查中包含測量性實驗中的知識與技能的考察。除此之外還包括科學探究的方法,如 、 、 、模型等科學探究的方法。還包括科學探究過程中的各個環節中能力考查。如考查制定計劃要素包括器材的選擇、方法確定、設計實驗記錄表格(包括實驗次數、測量項目、控制的條件)進行實驗要素考查包括如何操作、收集數據等分析論證要素考查包括數據處理,得出結論等評估要素考查包括實驗出現現象的與原因分析、解釋,方案的優點和不足、改進實驗方案針對每個探究實驗的復習需要做到以下幾點:1、探究中采用的方法2、?選擇那些器材?作用是什么?怎樣組裝實驗器材?為什么這樣組裝?3、需要記錄的內容(現象或物理量)4、具體操作步驟描述,為何這樣操做?5、實驗中出現現象原因分析如何改進實驗,有什么好處?相有關因素及其關系的探究1.影響電阻大小的因素2.電流與電壓的關系3.電流與電阻的關系4.小燈泡的實際功率與小燈泡兩端電壓的和小燈泡亮度的關系5.探究電熱與電流或電阻的關系。目的:得出探究結論1、甲物理量與乙物理量有關(或無關)2、甲物理量一定時(條件),乙物理量隨丙物理量的的增大而增大或減小(甲物理量一定時,乙物理量越大,丙物理量越大或越小)3、甲物理量一定時(條件),乙物理量與乙物理量成正比4、甲物理量一定時(條件),乙物理量與丙物理量成反比5、甲物理量與乙物理量的關系式6、注意研究條件、范圍的確定確定,針對探究問題的回答。得不出結論的情況:對于探究普遍規律性實驗1、實驗次數 2、實驗條件特殊,沒有在不同的實驗條件下進行 實驗對于相關性探究1、沒有 2、自變量取值范圍太小觀察實驗?1.變阻器的應用2.變阻器在電路中的作用3.電流的熱效應4.探究磁體周圍磁場的分布狀況,5.電流的磁效應6.通電螺線管的磁場7.電磁鐵的磁性8.磁場對通電導體的作用9.什么情況下磁能生電觀察實驗現象得出結論此類實驗突出觀察性,一個物理現象說明一個物理道理。理解物理概念規律的輔助實驗。描述實驗的現象說明的物理道理實驗中的物理知識、物理思想、方法知識點一:考查測量儀器的讀數和使用【例1】(2017秋?寧波期末)如圖所示的電路,當開關S閉合后,電流表測量的是通過________(選填“電源”、“L1”或“L2”)的電流,電流表的指針偏轉如圖所示,電流表的示數為________A。【答案】L2;0.28。【解析】(1)由電路圖可知,電流表與燈L2串聯,所以電流表測量的是通過L2的電流。(2)電流表選用的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,電流表的示數是0.28A。【例2】(2017秋?義烏市校級期中)圖中,電壓表的讀數是 ,電流表的讀數是 .【答案】12.5;0.2.【解析】由圖可知,電壓表的量程為0~15V,分度值為0.5V,其示數為12.5V.電流表的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,其示數為0.2A.知識點二:考查實驗探究方法【例3】(2017秋?常熟市期末)我們已經知道導體的電阻是導體本身的一種性質,它的大小與導體的長度、材料、橫截面積有關,進一步研究表明,在溫度不變時,一導體的電阻R跟導體的長度L成正比,跟導體的橫截面積S成反比,這個規律叫做電阻定律,用公式表示為,其中ρ是反映材料導電性能的物理量,我們把它叫做材料的電阻率。材料的電阻率的大小與什么有關?小明同學提出如下猜想:猜想1:電阻率與材料的長度有關;猜想2:電阻率與材料的橫截面積有關;猜想3:電阻率與材料的種類有關。于是小明找來不同規格的導線進行測量,實驗數據見下表:實驗序號材料長度L/m橫截面積S/m2電阻R/Ω電阻率ρ1銅1.01.0×10-70.171.7×10-82銅2.01.0×10-70.341.7×10-83銅1.00.5×10-70.341.7×10-84鐵1.01.0×10-71.01.0×10-75鎳鉻合金1.01.0×10-711.01.1×10-6(1)分析比較實驗序號1、2兩組數據,可以確定猜想1是_______(正確/錯誤)的,分析比較實驗序號__________兩組數據,可以確定猜想2是錯誤的,這里用到的科學方法為__________。(2)分析比較實驗序號1、4、5的數據,可以得到的初步結論是__________。(3)根據題中所給信息,請推導電阻率ρ在國際單位制中的單位是__________。【答案】(1)錯誤;1、3;控制變量法;(2)電阻率與材料的種類有關;(3)Ω?m。 【解析】(1)分析比較實驗序號1、2的數據,可知長度改變時電阻率不變,所以猜想1是錯誤的;分析比較實驗序號1、3的數據,可以看出電阻率與材料的橫截面積無關,所以猜想2是錯誤的;由于電阻率與多個因素有關,故本實驗研究采用的方式是控制變量法;(2)分析比較實驗序號1、4、5的數據,它們的長度、橫截面積相同,而材料不同時,可得到的初步結論是電阻率大小與材料的種類有關;(3)已知R的單位是Ω、L的單位是m、S的單位是m2,由電阻定律公式,根據等式兩邊的單位相等,可知,ρ的單位是Ω?m。知識點三:考查實驗方案、表格設計【例4】(2017春?蕭山區月考)現有一個電壓表、若干導線、兩節干電池和一個開關,請你設計一個實驗來判斷兩段材料不同,長度、橫截面積都相同的甲、乙合金絲電阻的大小.(1)畫出實驗電路圖.(2)說明實驗的步驟以及需要測量的物理量.【答案】見解析 【解析】(1)將兩節干電池串聯,甲、乙合金絲串聯接入電路,把開關并聯在甲合金絲兩端,把電壓表并聯在乙合金絲兩端,如圖所示:(2)實驗的步驟:以兩節干電池為電源,用導線把兩段材料不同,長度、橫截面積都相同的甲、乙合金絲串聯進電路,把開關并聯在甲合金絲兩端,把電壓表并聯在乙合金絲兩端,閉合開關,讀出電壓表示數為U1,斷開開關,讀出電壓表示數U2.甲合金絲兩端的電壓為U1-U2,乙合金絲兩端的電壓為U2,根據歐姆定律,導體兩端的電壓等于電流和電阻的乘積,而串聯電路中,電流處處相等,所以導體電壓之比等于電阻之比,所以比較U1-U2和U2的大小關系,若U1-U2>U2,則甲合金絲的電阻大于乙合金絲的電阻;若U1-U2<U2,則甲合金絲的電阻小于乙合金絲的電阻;若U1-U2=U2,則甲合金絲的電阻等于乙合金絲的電阻.知識點四:對實驗細節、誤差分析評估【例5】(2018?西湖區模擬)在“探究電流跟電阻關系”的實驗中,小明設計的實驗電路如右圖所示。已知電源電壓恒為3V,滑動變阻器上標有“15Ω1A”字樣。(1)根據實物圖在答題卷中畫出對應的電路圖。(2)實驗中,移動滑動變阻器的滑片,使電壓表的示數為1.5V,并記下電流值;再將5Ω的電阻改接成10Ω的電阻,發現電壓表示數大于1.5V,于是他下一步的操作是:__________,并記下電流值。(3)當他再將10Ω的電阻改接成20Ω的電阻重復上述實驗時,卻發現無論如何電壓表的示數總是大于1.5V,其原因是__________。【答案】(1)如圖;(2)向左移動滑片,使電壓表示數為1.5V;變阻器的最大電阻太小。【解析】(1)根據實物圖畫出電路圖,注意各元件與實物圖一一對應,如下所示;(2)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,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,所以滑片應向左端移動,使電壓表的示數為1.5V;電阻兩端的電壓始終保持1.5V,根據串聯電路電壓的規律,變阻器分得的電壓:U滑=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20Ω電阻時,變阻器連入電路中的電阻為:R滑=1×20Ω=20Ω,故為了完成整個實驗,應該選取最大阻值至少20Ω的滑動變阻器,而現有變阻器最大電阻為15Ω,故無論如何電壓表的示數總是大于1.5V。【例6】(2018?蕭山區模擬)小亮同學想探究“導體中電流跟電阻的關系”,設計了如圖所示的電路圖(電源電壓恒定)。(1)小亮共做了2次實驗。他把第一次實驗得到的數據填入表中;第二次實驗,他將A、B兩點間的定值電阻由12Ω換成24Ω,然后使滑動變阻器的滑片P向__________(選填“C”或“D”)移動,使電壓表的示數不變,則此時表格中空白處的電流為__________。(2)小亮根據實驗數據得到如下結論:導體中的電流與其電阻成反比。請你對以上的探究過程做出評價,并寫出兩點評價意見____________________。實驗序號U/VR/ΩI/A14.8120.424.824【答案】(1)D;0.2。(2)實驗次數太少;結論缺少“電壓一定”的前提。 【解析】(1)實驗中應控制電阻兩端的電壓不變,電阻R由12Ω更換為24Ω,電阻兩端的電壓會變大,因此應當減小電路中電流,滑片應向D端移動,直到電壓表示數為4.8V;所以電流表的示數;(2)因為實驗次數太少,存在很大的偶然性,應該多次測量才能得出普遍規律;在得出實驗結論時,需要加上“電壓一定”的條件。知識點五:考查分析實驗數據得出實驗結論【例7】(2018?椒江區模擬)在探究“通過導體的電流與電阻的關系”時,小科選用的電源電壓恒定為4.5V,電阻阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω,滑動變阻器“50Ω 1A”。(1)小科連接了如圖實驗電路,閉合開關后,調節滑動變阻器,電流表、電壓表均有示數但示數保持不變。經檢查,小科發現只要改動一根導線即可進行實驗,請在需要改動的導線上打“×”,將畫線代替導線將電路修改正確。U=2伏次數電阻/歐電流/安150.42100.23150.144200.1(2)分析表格中的實驗數據,可得出結論:_______________________。(3)小科發現家里有一只標有“220V?W”的白熾燈,他提出一個測定白熾燈額定功率的方法:用該白熾燈替換圖中的定值電阻接入電路,剛閉合開關時白熾燈不發光,但測得如圖所示一組數據。于是,他求得此時燈絲的電阻為__________歐。小科再根據公式P=U2/R求得該白熾燈的額定功率。你認為他的測量方法是否合理,并說明理由?______________________________。【答案】(1)如圖;(2)電壓一定時,電流與電阻成反比;(3)35;不合理,燈的電阻隨溫度的變化而變化。【解析】(1)原電路中,電流經電流表通過變阻器直接回到電源負極,電阻沒有接入電路中,可將電壓表與變阻器串聯而達到控制電阻電壓不變的目的,改正后如下所示:(2)由表中數據,考慮到誤差因素,U=IR′=0.4A×5Ω=-----=0.1A×20Ω=2V,為一定值,故得出的結論是:電壓一定時,電流與電阻成反比;(3)燈在額定電壓下的功率為額定功率,圖中電壓表選用小量程,分度值為0.1V,電壓為2.8V,電流表選用小量程,分度值為0.02A,電流為0.08A.由歐姆定律,燈的電阻: -----①,通過燈的電流隨電壓的增大而變大,根據P=UI,燈的功率變大,燈的溫度升高,故燈的電阻變大,即燈的電壓越大電阻越大,①為燈在2.8V電壓下的電阻,小于燈在220V下的電阻大小,故小科再根據公式求得該白熾燈的額定功率是不合理的。知識點六:考查綜合運用和創新能力【例8】(2018?紹興)小敏用圖甲所示電路來測定某定值電阻的阻值實驗次數U/vI/AR/Ω12.00.2010.022.532.90.2810.4(1)閉合開關前,要將滑動變阻器滑片滑到________(選填“A”或“B”)端(2)閉合開關后,發現只有一只電表的指針發生偏轉,請結合圖甲電路分析產生此現象的原因是________________________________。(3)排除故障后,進行三次實驗,測得數據如上表。表中第二次實驗的電流可從圖乙中讀取,根據這三次測得的數據求得此電阻的阻值為________歐(保留一位小數)(4)下列實驗電路圖丙中,也能夠得出定值電阻Rx阻值的電路有________。【答案】(1)A;(2)電壓表和電流表的位置互換了;(3)10.3;(4)ACD。【解析】(1)為了保護電路,閉合開關前滑片在阻值最大處即A端;(2)由電路圖知:電壓表串聯在電路中,電流表并聯在電路中,由于電壓表的電阻很大串聯在電路中相當于斷路,電路中沒有電流,電流表示數為零,電壓表與電源兩端相連,有示數;(3)圖乙中電流表的量程為0-0.6A,分度值為0.02A,示數為0.24A,此時的電阻;三次的平均電阻為:;(4)A.兩電阻串聯,電壓表測電源電壓示數為U,電流表測量總電流示數為I,總電阻為,Rx的阻值為,故A可以測出Rx的阻值,故不A正確;B、兩電阻并聯,電壓表測電源電壓示數為U,電流表測量R的電流示數為I,已知R的電阻,根據U=IR算出R兩端的電壓也就是電源電壓,無法知電流,不能測出電阻,故B錯誤;C、兩電阻并聯,上面的電流表測量干路的總電流示數I,下面的電流表測量電阻R的電流示數為I1,已知R的電阻和電流,根據歐姆定律求出R的電壓U=I1R,Rx的電流Ix=I-I1,則,故C正確;D、兩電阻串聯,分別利用電流表測出滑片位于最大阻值處和0Ω時電路中的電流分別為I1和I2,根據電阻的串聯和歐姆定律表示出電源的電壓,利用電源的電壓不變得出等式即可求出Rx的阻值,故D正確。故選ACD。 一、測量小燈泡的電阻易錯若電流表針幾乎不偏轉表,燈不亮,說明電路可能斷路;電壓表示數接近電源電壓,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,則與電壓表并聯的燈泡斷路了;由圖乙找到對應的電流,根據歐姆定律求電阻;根據燈的電阻隨溫度的升高而增大分析.【例1】(2018?拱墅區二模)在“伏安法測定值電阻”的實驗中,小金同學所用的電源電壓恒定不變,但電源電壓未知,滑動變阻器標有“20Ω1.5A”字樣,電壓表和電流表的量程合適,但已連接了部分電路,如圖甲所示。請你接著完成下列問題:(1)用筆畫線代替導線,將圖甲中的電路連接完整。(2)當電壓表示數為2.4V時,電流表的示數如圖乙所示,則電阻絲的電阻為________Ω。(3)在某次實驗時,小金連接電路后,閉合開關,移動滑動變阻器滑片的過程中發現,電流表示數變大時,電壓表示數反而減小,電流表示數變小時,電壓反而增大。經檢查所用器材均完好,小金猜想電路連接有誤。你認為出現上述實驗現象的原因是________________。(4)小金正準備繼續實驗,發現電壓表已損壞。他利用余下的電流表和滑動變阻器完成對Rx的再一次測量。請你在圖丙中畫出設計的電路圖,并完善下列步驟。①照電路圖連接好電路;②調節滑動變阻器的滑片,使接入電路的阻值為0時,讀出電流表的示數I1;③調節滑動變阻器的滑片,使接入電路的阻值為最大值時,讀出電流表的示數I2;④據已知條件和測量結果,寫出定值電阻的表達式:Rx=________________。【答案】(1)如圖;(2)10;(3)將電壓表并聯在變阻器的兩端了;(4)如上右圖;④。【解析】(1)定值電阻RX的兩端電壓未知,則電壓表選擇0~15V量程,電壓表與定值電阻并聯,滑動變阻器已經選定了下面接線柱,任意選擇上面一個接線柱串聯在電路中。如下左圖:(2)電流表選擇0~0.6A量程,分度值為0.02A,電流為0.24A,此時電壓表示數為2.4V,則電阻絲的電阻為。(3)電源電壓恒定,電流表串聯在電路中,當電流表示數變大時,通過定值電阻的電流變大,由U=IR可知,定值電阻的電壓增大,由串聯電路的電壓特點可知,滑動變阻器的電壓減小,而已知電流表示數變大時,電壓表示數反而減小,所以,原因是電壓表并聯在滑動變阻器兩端了。(4)電壓表已損壞,用余下的電流表和滑動變阻器完成對Rx的再一次測量,設計的電路圖如上右圖,實驗步驟:①按照電路圖連接好電路;②調節滑動變阻器的滑片,使接入電路的阻值為0時,讀出電流表的示數I1;③再調節滑動變阻器的滑片,使接入電路的阻值為20Ω時,讀出電流表的示數I2;當滑動變阻器滑到最左端,只有定值電阻Rx接入電路,測得電流I1,滑動變阻器滑到最右端端,定值電阻與滑動變阻器最大值20Ω串聯在電路中,測得電流I2。根據電路在兩種狀態下電源電壓相等,故I1Rx=I2(Rx+20Ω),解得。二、測小燈泡的額定功率易錯(1)電壓表并聯在燈的兩端,滑動變阻器與燈泡應串聯,且一上一下連接;(2)電路連接無誤,閉合開關后,在很大一段范圍內調節滑動變阻器,發現小燈泡不發光、電流表和電壓表幾乎沒有示數說明選擇的滑動變阻器的最大阻值太大造成的;(3)根據電流表的量程和分度值,讀出電流,根據P=UI算出燈泡的額定功率;(4)根據串聯電路特點與歐姆定律分析答題。【例2】(2018?杭州二模)一個額定電壓是6V、額定電阻是約20Ω的小燈泡,小明想實驗驗證這個小燈泡的額定功率,實驗室中有如下器材:電流表、電壓表、開關各一個,三個規格分別為“10Ω lA”、“100Ω 0.5A”、“1000Ω 0.5A”的滑動變阻器,導線若干,電源(電壓為12V)。(1)小明設計了如圖甲所示電路圖,實物圖也已連接了部分電路。請你根據電路圖補上兩根導線,將電路連接完整。(2)連接好電路,檢查電路連接無誤后,閉合開關,在很大一段范圍內調節滑動變阻器,發現小燈泡不發光,電流表和電壓表幾乎沒有示數,出現這種現象的原因可能是_____________。(3)調整后,小明在實驗過程中,移動滑片P使燈泡L正常發光,此時電流表的示數如圖乙所示,則小燈泡的額定電功率是________W;(4)某同學還想探究電流與電阻的關系,于是將甲圖中的小燈泡換成定值電阻R,并使電壓表的示數始終保持4V不變,多次更換阻值不同的定值電阻R,記錄各次電流表的示數,在不更換其他器材的情況下,為了能夠完成實驗,他更換的定值電阻R的阻值不能小于________Ω。【答案】(1)見圖;(2)滑動變阻器選用了“1000Ω?0.5A”;(3)1.44;(4)8。【解析】(1)電壓表并聯在燈的兩端且“正進負出”,滑動變阻器與燈泡應串聯,且一上一下連接,如圖所示:(2)電路連接無誤,閉合開關,在很大一段范圍內調節滑動變阻器,發現小燈泡不發光、電流表和電壓表幾乎沒有示數,出現這種現象的原因是:選擇了“1000Ω 1A”的變阻器;(3)由圖乙知,電流表的量程為0~0.6A,其分度值為0.02A,其讀數為0.24A,所以小燈泡的額定功率P=UI=6V×0.24A=1.44W。(4)開始時,測定這個小燈泡的額定功率,變阻器要分去12V-6V=6V的電壓,根據分壓原理,電壓表分配與電阻成正比,變阻器連入電路中的阻值至少為20Ω,所以應選用“100Ω??0.5A”的變阻器;想探究電流與電阻的關系,于是將甲圖中的小燈泡換成定值電阻R,此時電源電壓仍為12V,電阻兩端電壓為4V,由電流表量程和變阻器規格可知,電路中電流最大0.5A,此時電路電阻最小,此時定值電阻的阻值為,他更換的定值電阻R的阻值不能小于8Ω。三、電流與電阻的關系易錯(1)根據圖象分析電流和電阻的關系:電壓一定,電流和電阻成反比;分析圖丙中圖象,曲線上每一點對應的電流和電阻的乘積相等,據此得出結論;(2)在連接電路時,必須斷開開關;將滑動變阻器的滑片移到最左端時接入電路中的電阻最大,將5Ω的電阻更換為10Ω的電阻接入電路后,應減小滑動變阻器接入電路中的電阻,使電壓表的示數達到原來的示數不變。(3)電流表示數為零說明電路斷路,電壓表有示數說明電壓表和電源連接的部分電路正常;(4)知道燈絲的電阻受溫度的影響,要探究電流與電壓的關系,需保持電阻不變。【例3】(2018?邵陽模擬)小紅利用圖甲所示的電路探究電流與電阻的關系。已知電源電壓為6V且保持不變,實驗用到的電阻阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。(1)實驗中多次改變R的阻值,調節滑動變阻器的滑片,使電壓表示數保持不變,記下電流表的示數,得到如圖乙所示的電流I隨電阻R變化的圖象,由圖象可得出結論:_________________________________。(2)在上述實驗中,某同學在讀取完電流表示數后,直接拆下阻值為5Ω的電阻,改換成阻值為10Ω的電阻,請你指出他在操作中的錯誤:____________;在讀取電流表示數之前,他應進行的操作是:向_________移動滑片,使電壓表示數為______V。(3)若在實驗過程中出現電流表示數為0,電壓表的示數為6V,則電路出現的故障可能是____________。(4)小紅想將定值電阻換成小燈泡來探究電流與電壓的關系,你認為她的實驗方案可行嗎?______(選填“可行”或“不可行”),你的理由是____________。【答案】(1)電壓一定時,電流與電阻成反比;(2)沒有斷開開關;右;3;(3)電阻斷路;(4)不可行;燈絲的電阻隨溫度的變化而變化。【解析】(1)分析圖乙圖象,曲線上每點對應的電流和電阻的乘積都等于3V,由此得出結論:電壓一定時,導體中的電流與電阻成反比;(2)上述實驗中這位同學沒有斷開開關就更換電阻,是錯誤的;在用10Ω電阻替換5Ω電阻時,應先斷開開關,拆下5Ω的電阻,然后換上10Ω的電阻,閉合開關,由于10Ω電阻兩端的電壓變大,所以應增大滑動變阻器接入電路中的電阻,將即滑動變阻器的滑片向右移動,減小電路中的電流,使電壓的示數達到3V。(3)電流表的示數為零說明電路中有斷路,再根據電壓表的示數判斷出電路故障。電壓表示數為3V等于電源電壓,說明電壓表的兩個接線柱和電源連接的部分沒有斷路,所以故障是電阻斷路了;(4)由于燈絲的電阻受溫度的影響,要探究電流與電壓的關系,需保持電阻不變,所以不能用小燈泡做此實驗。四、什么情況下磁能生電易錯閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時產生電流的現象叫電磁感應,產生的電流叫感應電流.產生的感應電流的方向與導體運動方向和磁場方向有關,當其中一個方向改變時,電流方向改變;若導體運動方向和磁場方向同時改變,電流方向不改變,據此分析回答;應掌握磁場對電流的作用及應用;質量較小的物體在相同的情況下,運動狀態容易改變.【例4】(2018?突泉縣一模)如圖為探究“磁生電”的實驗裝置。(1)閉合開關,讓懸著的導體AB_________(選填“左右”、“上下”、“沿A向B”或“沿B向A”)運動時,電流表會發生偏轉。(2)若保持導體AB不動,要產生感應電流,正確的操作是_________。(3)實驗中發現電流表指針偏轉不明顯,為了使指針偏轉明顯,請你從實驗裝置和操作上各提一條改進建議。裝置改進:__________________,操作改進:__________________。【答案】(1)左右;(2)左右移動磁鐵;(3)換用磁性更強的磁鐵;快速移動導體。【解析】(1)由圖知,磁感線方向在豎直方向,所以導體AB左右運動才會切割磁感線,電路中才會有感應電流;(2)AB不動,可以左右移動磁鐵,AB仍切割磁感線;(3)電流表指針偏轉不明顯,是電流太弱,從裝置上的改進方法:可以換用磁性更強的磁鐵、可以換用匝數更多的線圈;從操作角度改進:可以加快導體的移動速度,即使導體切割磁感線運動的速度更快。第十八講 電學實驗1.通過實驗或實例認識摩擦起電現象,會運用摩擦起電的知識解釋一些簡單的相關現象2.通過實驗感知兩種電荷及其作用規律3.通過實驗認識導體和絕緣體,能從常見的物體中識別出那些是導體,哪些是絕緣體,并進一步說明電荷的定向移動可以形成電流4.通過實驗探究串、并聯電路的連接特點,會連接簡單的串、并聯電路5.通過實驗學會將電流表正確接入電路,并能正確讀數,會畫出相應的電路圖6.通過實驗探究串聯電路的電流規律.7.通過實驗探究能用電流表測出并得出串聯電路的電流規律8.能根據實驗目的實際實驗,并能根據實驗數據歸納出串聯電路電壓的規律9. 能根據實驗目的實際實驗,并能根據實驗數據歸納出并聯電路電壓的規律;10.會用控制變量法設計實驗探究影響電阻大小的因素;11.能根據實驗數據分析、歸納出影響導體電阻大小的因素12.會把滑動變阻器正確的接入電路來改變電路中的電流及用電器兩端的電壓。13.學會用“控制變量法”探究實驗,會觀察、收集、分析實驗中的數據14.根據實驗設計,會選擇實驗器材,設計電路圖,探究電流與電壓的關系;15.會用圖像處理實驗數據,根據圖像得出電阻一定時,電流與電壓成正比。16.通過設計實驗,對控制變量法進一步理解;17.根據實驗設計,探究電流與電阻的關系;18.根據圖像得出電壓一定時,電流與電阻成反比。19.結合探究實驗,明確滑動變阻器在電路中的作用。20.知道伏安法測電阻的實驗原理;21.學會設計實驗方案并連接電路22.知道減小實驗誤差的一般做法。23. 理解電阻是導體本身固有屬性,了解燈絲(鎢絲)的電阻特性24.練習設計實驗方案、連接電 路、測量數據及分析歸納實驗結論。25.知道用電壓表和電流表可以測電功率,還可用電能表和秒表測量用電器的電功率。26.知道測量功率的原理,能設計符合測量需要的實驗方案,并根據需要測量和記錄的物理量設計實驗記錄的表格27.會根據小燈泡的額定電壓選擇合適的電源和電壓表的量程,能測量和計算出小燈泡的額定功率。進一步理解 額 定 功 率 的 含義。28.能測出當小燈泡兩端電壓略大于額定電壓和小于額定電壓時小燈泡的功率,并能同時觀察小燈泡的亮度,計入表格29.通過實驗知道電流的熱效應與電流和電阻的關系,理解在實驗探究中控制變量和轉換法的使用30.通過實驗認識磁場。31.通過奧斯特實驗能表達電流的磁效應。感知電能生磁32.能通過實驗探究出通電螺線管外部的磁場與條形磁鐵相似。33.通過演示實驗總結電磁鐵的特點34.通過實驗探究電磁鐵的磁性強弱與電流大小、線圈匝數的關系。35.通過實驗探究明確通電導體在磁場中受到力的作用,知道力的方向跟電流的方向、磁場的方向有關36.通過實驗探究知道導體在磁場中運動時產生感應電流的條件。 類型內容目的考察點測量型實驗直接測量1.電流的測量2.電壓的測量測量出結果正確、準確。正確保證:正確使用測量工具準確保證(減小誤差):選擇精密儀器、優選測量方法、多次測量取平均值會選用合適量程和分度值的測量工具,會正確操作、會正確讀數,能判斷哪些是錯誤的操作間接測量1.伏安法測電阻2.測量小燈泡的電阻3.電功率的測量4.測小燈泡的額定功率測量出結果正確、準確。正確保證:原理正確、正確使用測量工具準確保證:測量方法、測量順序、測量次數熟練掌握各實驗原理,正確的實驗方法,選擇測量器材,設計實驗步驟,特別是一些關鍵步驟順序,實驗數據進行處理等,總結實驗過程中各種做法的目的和作用;缺少器材時思路。探究型實驗普遍性規律探究1.兩種電荷的相互使用規律2.導體和絕緣體3.連接串聯和并電路4.串聯電路電流規律5.并聯電路的電流規律6.串聯電路的電壓規律7.并聯電路的電壓規律目的:得出規律具有普遍性得出普遍性規律的實驗特點1、一次實驗能夠得出關系(結論)2、每次實驗都能到相同結論3、每次實驗必須更換不同的條件探究性實驗考查中包含測量性實驗中的知識與技能的考察。除此之外還包括科學探究的方法,如控制變量、轉化、替代、模型等科學探究的方法。還包括科學探究過程中的各個環節中能力考查。如考查制定計劃要素包括器材的選擇、方法確定、設計實驗記錄表格(包括實驗次數、測量項目、控制的條件)進行實驗要素考查包括如何操作、收集數據等分析論證要素考查包括數據處理,得出結論等評估要素考查包括實驗出現現象的與原因分析、解釋,方案的優點和不足、改進實驗方案針對每個探究實驗的復習需要做到以下幾點:1、探究中采用的方法2、?選擇那些器材?作用是什么?怎樣組裝實驗器材?為什么這樣組裝?3、需要記錄的內容(現象或物理量)4、具體操作步驟描述,為何這樣操做?5、實驗中出現現象原因分析如何改進實驗,有什么好處?相關因素及其關系的探究1.影響電阻大小的因素2.電流與電壓的關系3.電流與電阻的關系4.小燈泡的實際功率與小燈泡兩端電壓的和小燈泡亮度的關系5.探究電熱與電流或電阻的關系。目的:得出探究結論1、甲物理量與乙物理量有關(或無關)2、甲物理量一定時(條件),乙物理量隨丙物理量的的增大而增大或減小(甲物理量一定時,乙物理量越大,丙物理量越大或越小)3、甲物理量一定時(條件),乙物理量與乙物理量成正比4、甲物理量一定時(條件),乙物理量與丙物理量成反比5、甲物理量與乙物理量的關系式6、注意研究條件、范圍的確定確定,針對探究問題的回答。得不出結論的情況:對于探究普遍規律性實驗1、實驗次數不足2、實驗條件特殊,沒有在不同的實驗條件下進行多次實驗對于相關性探究1、沒有控制變量2、自變量取值范圍太小觀察實驗?1.變阻器的應用2.變阻器在電路中的作用3.電流的熱效應4.探究磁體周圍磁場的分布狀況,5.電流的磁效應6.通電螺線管的磁場7.電磁鐵的磁性8.磁場對通電導體的作用9.什么情況下磁能生電觀察實驗現象得出結論此類實驗突出觀察性,一個物理現象說明一個物理道理。理解物理概念規律的輔助實驗。描述實驗的現象說明的物理道理實驗中的物理知識、物理思想、方法知識點一:考查測量儀器的讀數和使用【例1】(2017秋?寧波期末)如圖所示的電路,當開關S閉合后,電流表測量的是通過________(選填“電源”、“L1”或“L2”)的電流,電流表的指針偏轉如圖所示,電流表的示數為________A。【答案】L2;0.28。【解析】(1)由電路圖可知,電流表與燈L2串聯,所以電流表測量的是通過L2的電流。(2)電流表選用的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,電流表的示數是0.28A。【例2】(2017秋?義烏市校級期中)圖中,電壓表的讀數是 ,電流表的讀數是 .【答案】12.5;0.2.【解析】由圖可知,電壓表的量程為0~15V,分度值為0.5V,其示數為12.5V.電流表的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,其示數為0.2A.知識點二:考查實驗探究方法【例3】(2017秋?常熟市期末)我們已經知道導體的電阻是導體本身的一種性質,它的大小與導體的長度、材料、橫截面積有關,進一步研究表明,在溫度不變時,一導體的電阻R跟導體的長度L成正比,跟導體的橫截面積S成反比,這個規律叫做電阻定律,用公式表示為,其中ρ是反映材料導電性能的物理量,我們把它叫做材料的電阻率。材料的電阻率的大小與什么有關?小明同學提出如下猜想:猜想1:電阻率與材料的長度有關;猜想2:電阻率與材料的橫截面積有關;猜想3:電阻率與材料的種類有關。于是小明找來不同規格的導線進行測量,實驗數據見下表:實驗序號材料長度L/m橫截面積S/m2電阻R/Ω電阻率ρ1銅1.01.0×10-70.171.7×10-82銅2.01.0×10-70.341.7×10-83銅1.00.5×10-70.341.7×10-84鐵1.01.0×10-71.01.0×10-75鎳鉻合金1.01.0×10-711.01.1×10-6(1)分析比較實驗序號1、2兩組數據,可以確定猜想1是_______(正確/錯誤)的,分析比較實驗序號__________兩組數據,可以確定猜想2是錯誤的,這里用到的科學方法為__________。(2)分析比較實驗序號1、4、5的數據,可以得到的初步結論是__________。(3)根據題中所給信息,請推導電阻率ρ在國際單位制中的單位是__________。【答案】(1)錯誤;1、3;控制變量法;(2)電阻率與材料的種類有關;(3)Ω?m。 【解析】(1)分析比較實驗序號1、2的數據,可知長度改變時電阻率不變,所以猜想1是錯誤的;分析比較實驗序號1、3的數據,可以看出電阻率與材料的橫截面積無關,所以猜想2是錯誤的;由于電阻率與多個因素有關,故本實驗研究采用的方式是控制變量法;(2)分析比較實驗序號1、4、5的數據,它們的長度、橫截面積相同,而材料不同時,可得到的初步結論是電阻率大小與材料的種類有關;(3)已知R的單位是Ω、L的單位是m、S的單位是m2,由電阻定律公式,根據等式兩邊的單位相等,可知,ρ的單位是Ω?m。知識點三:考查實驗方案、表格設計【例4】(2017春?蕭山區月考)現有一個電壓表、若干導線、兩節干電池和一個開關,請你設計一個實驗來判斷兩段材料不同,長度、橫截面積都相同的甲、乙合金絲電阻的大小.(1)畫出實驗電路圖.(2)說明實驗的步驟以及需要測量的物理量.【答案】見解析 【解析】(1)將兩節干電池串聯,甲、乙合金絲串聯接入電路,把開關并聯在甲合金絲兩端,把電壓表并聯在乙合金絲兩端,如圖所示:(2)實驗的步驟:以兩節干電池為電源,用導線把兩段材料不同,長度、橫截面積都相同的甲、乙合金絲串聯進電路,把開關并聯在甲合金絲兩端,把電壓表并聯在乙合金絲兩端,閉合開關,讀出電壓表示數為U1,斷開開關,讀出電壓表示數U2.甲合金絲兩端的電壓為U1-U2,乙合金絲兩端的電壓為U2,根據歐姆定律,導體兩端的電壓等于電流和電阻的乘積,而串聯電路中,電流處處相等,所以導體電壓之比等于電阻之比,所以比較U1-U2和U2的大小關系,若U1-U2>U2,則甲合金絲的電阻大于乙合金絲的電阻;若U1-U2<U2,則甲合金絲的電阻小于乙合金絲的電阻;若U1-U2=U2,則甲合金絲的電阻等于乙合金絲的電阻.知識點四:對實驗細節、誤差分析評估【例5】(2018?西湖區模擬)在“探究電流跟電阻關系”的實驗中,小明設計的實驗電路如右圖所示。已知電源電壓恒為3V,滑動變阻器上標有“15Ω1A”字樣。(1)根據實物圖在答題卷中畫出對應的電路圖。(2)實驗中,移動滑動變阻器的滑片,使電壓表的示數為1.5V,并記下電流值;再將5Ω的電阻改接成10Ω的電阻,發現電壓表示數大于1.5V,于是他下一步的操作是:__________,并記下電流值。(3)當他再將10Ω的電阻改接成20Ω的電阻重復上述實驗時,卻發現無論如何電壓表的示數總是大于1.5V,其原因是__________。【答案】(1)如圖;(2)向左移動滑片,使電壓表示數為1.5V;變阻器的最大電阻太小。【解析】(1)根據實物圖畫出電路圖,注意各元件與實物圖一一對應,如下所示;(2)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,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,所以滑片應向左端移動,使電壓表的示數為1.5V;電阻兩端的電壓始終保持1.5V,根據串聯電路電壓的規律,變阻器分得的電壓:U滑=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20Ω電阻時,變阻器連入電路中的電阻為:R滑=1×20Ω=20Ω,故為了完成整個實驗,應該選取最大阻值至少20Ω的滑動變阻器,而現有變阻器最大電阻為15Ω,故無論如何電壓表的示數總是大于1.5V。【例6】(2018?蕭山區模擬)小亮同學想探究“導體中電流跟電阻的關系”,設計了如圖所示的電路圖(電源電壓恒定)。(1)小亮共做了2次實驗。他把第一次實驗得到的數據填入表中;第二次實驗,他將A、B兩點間的定值電阻由12Ω換成24Ω,然后使滑動變阻器的滑片P向__________(選填“C”或“D”)移動,使電壓表的示數不變,則此時表格中空白處的電流為__________。(2)小亮根據實驗數據得到如下結論:導體中的電流與其電阻成反比。請你對以上的探究過程做出評價,并寫出兩點評價意見____________________。實驗序號U/VR/ΩI/A14.8120.424.824【答案】(1)D;0.2。(2)實驗次數太少;結論缺少“電壓一定”的前提。 【解析】(1)實驗中應控制電阻兩端的電壓不變,電阻R由12Ω更換為24Ω,電阻兩端的電壓會變大,因此應當減小電路中電流,滑片應向D端移動,直到電壓表示數為4.8V;所以電流表的示數;(2)因為實驗次數太少,存在很大的偶然性,應該多次測量才能得出普遍規律;在得出實驗結論時,需要加上“電壓一定”的條件。知識點五:考查分析實驗數據得出實驗結論【例7】(2018?椒江區模擬)在探究“通過導體的電流與電阻的關系”時,小科選用的電源電壓恒定為4.5V,電阻阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω,滑動變阻器“50Ω 1A”。(1)小科連接了如圖實驗電路,閉合開關后,調節滑動變阻器,電流表、電壓表均有示數但示數保持不變。經檢查,小科發現只要改動一根導線即可進行實驗,請在需要改動的導線上打“×”,將畫線代替導線將電路修改正確。U=2伏次數電阻/歐電流/安150.42100.23150.144200.1(2)分析表格中的實驗數據,可得出結論:_______________________。(3)小科發現家里有一只標有“220V?W”的白熾燈,他提出一個測定白熾燈額定功率的方法:用該白熾燈替換圖中的定值電阻接入電路,剛閉合開關時白熾燈不發光,但測得如圖所示一組數據。于是,他求得此時燈絲的電阻為__________歐。小科再根據公式P=U2/R求得該白熾燈的額定功率。你認為他的測量方法是否合理,并說明理由?______________________________。【答案】(1)如圖;(2)電壓一定時,電流與電阻成反比;(3)35;不合理,燈的電阻隨溫度的變化而變化。【解析】(1)原電路中,電流經電流表通過變阻器直接回到電源負極,電阻沒有接入電路中,可將電壓表與變阻器串聯而達到控制電阻電壓不變的目的,改正后如下所示:(2)由表中數據,考慮到誤差因素,U=IR′=0.4A×5Ω=-----=0.1A×20Ω=2V,為一定值,故得出的結論是:電壓一定時,電流與電阻成反比;(3)燈在額定電壓下的功率為額定功率,圖中電壓表選用小量程,分度值為0.1V,電壓為2.8V,電流表選用小量程,分度值為0.02A,電流為0.08A.由歐姆定律,燈的電阻: -----①,通過燈的電流隨電壓的增大而變大,根據P=UI,燈的功率變大,燈的溫度升高,故燈的電阻變大,即燈的電壓越大電阻越大,①為燈在2.8V電壓下的電阻,小于燈在220V下的電阻大小,故小科再根據公式求得該白熾燈的額定功率是不合理的。知識點六:考查綜合運用和創新能力【例8】(2018?紹興)小敏用圖甲所示電路來測定某定值電阻的阻值實驗次數U/vI/AR/Ω12.00.2010.022.532.90.2810.4(1)閉合開關前,要將滑動變阻器滑片滑到________(選填“A”或“B”)端(2)閉合開關后,發現只有一只電表的指針發生偏轉,請結合圖甲電路分析產生此現象的原因是________________________________。(3)排除故障后,進行三次實驗,測得數據如上表。表中第二次實驗的電流可從圖乙中讀取,根據這三次測得的數據求得此電阻的阻值為________歐(保留一位小數)(4)下列實驗電路圖丙中,也能夠得出定值電阻Rx阻值的電路有________。【答案】(1)A;(2)電壓表和電流表的位置互換了;(3)10.3;(4)ACD。【解析】(1)為了保護電路,閉合開關前滑片在阻值最大處即A端;(2)由電路圖知:電壓表串聯在電路中,電流表并聯在電路中,由于電壓表的電阻很大串聯在電路中相當于斷路,電路中沒有電流,電流表示數為零,電壓表與電源兩端相連,有示數;(3)圖乙中電流表的量程為0-0.6A,分度值為0.02A,示數為0.24A,此時的電阻;三次的平均電阻為:;(4)A.兩電阻串聯,電壓表測電源電壓示數為U,電流表測量總電流示數為I,總電阻為,Rx的阻值為,故A可以測出Rx的阻值,故不A正確;B、兩電阻并聯,電壓表測電源電壓示數為U,電流表測量R的電流示數為I,已知R的電阻,根據U=IR算出R兩端的電壓也就是電源電壓,無法知電流,不能測出電阻,故B錯誤;C、兩電阻并聯,上面的電流表測量干路的總電流示數I,下面的電流表測量電阻R的電流示數為I1,已知R的電阻和電流,根據歐姆定律求出R的電壓U=I1R,Rx的電流Ix=I-I1,則,故C正確;D、兩電阻串聯,分別利用電流表測出滑片位于最大阻值處和0Ω時電路中的電流分別為I1和I2,根據電阻的串聯和歐姆定律表示出電源的電壓,利用電源的電壓不變得出等式即可求出Rx的阻值,故D正確。故選ACD。 一、測量小燈泡的電阻易錯若電流表針幾乎不偏轉表,燈不亮,說明電路可能斷路;電壓表示數接近電源電壓,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,則與電壓表并聯的燈泡斷路了;由圖乙找到對應的電流,根據歐姆定律求電阻;根據燈的電阻隨溫度的升高而增大分析.【例1】(2018?拱墅區二模)在“伏安法測定值電阻”的實驗中,小金同學所用的電源電壓恒定不變,但電源電壓未知,滑動變阻器標有“20Ω1.5A”字樣,電壓表和電流表的量程合適,但已連接了部分電路,如圖甲所示。請你接著完成下列問題:(1)用筆畫線代替導線,將圖甲中的電路連接完整。(2)當電壓表示數為2.4V時,電流表的示數如圖乙所示,則電阻絲的電阻為________Ω。(3)在某次實驗時,小金連接電路后,閉合開關,移動滑動變阻器滑片的過程中發現,電流表示數變大時,電壓表示數反而減小,電流表示數變小時,電壓反而增大。經檢查所用器材均完好,小金猜想電路連接有誤。你認為出現上述實驗現象的原因是________________。(4)小金正準備繼續實驗,發現電壓表已損壞。他利用余下的電流表和滑動變阻器完成對Rx的再一次測量。請你在圖丙中畫出設計的電路圖,并完善下列步驟。①照電路圖連接好電路;②調節滑動變阻器的滑片,使接入電路的阻值為0時,讀出電流表的示數I1;③調節滑動變阻器的滑片,使接入電路的阻值為最大值時,讀出電流表的示數I2;④據已知條件和測量結果,寫出定值電阻的表達式:Rx=________________。【答案】(1)如圖;(2)10;(3)將電壓表并聯在變阻器的兩端了;(4)如上右圖;④。【解析】(1)定值電阻RX的兩端電壓未知,則電壓表選擇0~15V量程,電壓表與定值電阻并聯,滑動變阻器已經選定了下面接線柱,任意選擇上面一個接線柱串聯在電路中。如下左圖:(2)電流表選擇0~0.6A量程,分度值為0.02A,電流為0.24A,此時電壓表示數為2.4V,則電阻絲的電阻為。(3)電源電壓恒定,電流表串聯在電路中,當電流表示數變大時,通過定值電阻的電流變大,由U=IR可知,定值電阻的電壓增大,由串聯電路的電壓特點可知,滑動變阻器的電壓減小,而已知電流表示數變大時,電壓表示數反而減小,所以,原因是電壓表并聯在滑動變阻器兩端了。(4)電壓表已損壞,用余下的電流表和滑動變阻器完成對Rx的再一次測量,設計的電路圖如上右圖,實驗步驟:①按照電路圖連接好電路;②調節滑動變阻器的滑片,使接入電路的阻值為0時,讀出電流表的示數I1;③再調節滑動變阻器的滑片,使接入電路的阻值為20Ω時,讀出電流表的示數I2;當滑動變阻器滑到最左端,只有定值電阻Rx接入電路,測得電流I1,滑動變阻器滑到最右端端,定值電阻與滑動變阻器最大值20Ω串聯在電路中,測得電流I2。根據電路在兩種狀態下電源電壓相等,故I1Rx=I2(Rx+20Ω),解得。二、測小燈泡的額定功率易錯(1)電壓表并聯在燈的兩端,滑動變阻器與燈泡應串聯,且一上一下連接;(2)電路連接無誤,閉合開關后,在很大一段范圍內調節滑動變阻器,發現小燈泡不發光、電流表和電壓表幾乎沒有示數說明選擇的滑動變阻器的最大阻值太大造成的;(3)根據電流表的量程和分度值,讀出電流,根據P=UI算出燈泡的額定功率;(4)根據串聯電路特點與歐姆定律分析答題。【例2】(2018?杭州二模)一個額定電壓是6V、額定電阻是約20Ω的小燈泡,小明想實驗驗證這個小燈泡的額定功率,實驗室中有如下器材:電流表、電壓表、開關各一個,三個規格分別為“10Ω lA”、“100Ω 0.5A”、“1000Ω 0.5A”的滑動變阻器,導線若干,電源(電壓為12V)。(1)小明設計了如圖甲所示電路圖,實物圖也已連接了部分電路。請你根據電路圖補上兩根導線,將電路連接完整。(2)連接好電路,檢查電路連接無誤后,閉合開關,在很大一段范圍內調節滑動變阻器,發現小燈泡不發光,電流表和電壓表幾乎沒有示數,出現這種現象的原因可能是_____________。(3)調整后,小明在實驗過程中,移動滑片P使燈泡L正常發光,此時電流表的示數如圖乙所示,則小燈泡的額定電功率是________W;(4)某同學還想探究電流與電阻的關系,于是將甲圖中的小燈泡換成定值電阻R,并使電壓表的示數始終保持4V不變,多次更換阻值不同的定值電阻R,記錄各次電流表的示數,在不更換其他器材的情況下,為了能夠完成實驗,他更換的定值電阻R的阻值不能小于________Ω。【答案】(1)見圖;(2)滑動變阻器選用了“1000Ω?0.5A”;(3)1.44;(4)8。【解析】(1)電壓表并聯在燈的兩端且“正進負出”,滑動變阻器與燈泡應串聯,且一上一下連接,如圖所示:(2)電路連接無誤,閉合開關,在很大一段范圍內調節滑動變阻器,發現小燈泡不發光、電流表和電壓表幾乎沒有示數,出現這種現象的原因是:選擇了“1000Ω 1A”的變阻器;(3)由圖乙知,電流表的量程為0~0.6A,其分度值為0.02A,其讀數為0.24A,所以小燈泡的額定功率P=UI=6V×0.24A=1.44W。(4)開始時,測定這個小燈泡的額定功率,變阻器要分去12V-6V=6V的電壓,根據分壓原理,電壓表分配與電阻成正比,變阻器連入電路中的阻值至少為20Ω,所以應選用“100Ω??0.5A”的變阻器;想探究電流與電阻的關系,于是將甲圖中的小燈泡換成定值電阻R,此時電源電壓仍為12V,電阻兩端電壓為4V,由電流表量程和變阻器規格可知,電路中電流最大0.5A,此時電路電阻最小,此時定值電阻的阻值為,他更換的定值電阻R的阻值不能小于8Ω。三、電流與電阻的關系易錯(1)根據圖象分析電流和電阻的關系:電壓一定,電流和電阻成反比;分析圖丙中圖象,曲線上每一點對應的電流和電阻的乘積相等,據此得出結論;(2)在連接電路時,必須斷開開關;將滑動變阻器的滑片移到最左端時接入電路中的電阻最大,將5Ω的電阻更換為10Ω的電阻接入電路后,應減小滑動變阻器接入電路中的電阻,使電壓表的示數達到原來的示數不變。(3)電流表示數為零說明電路斷路,電壓表有示數說明電壓表和電源連接的部分電路正常;(4)知道燈絲的電阻受溫度的影響,要探究電流與電壓的關系,需保持電阻不變。【例3】(2018?邵陽模擬)小紅利用圖甲所示的電路探究電流與電阻的關系。已知電源電壓為6V且保持不變,實驗用到的電阻阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。(1)實驗中多次改變R的阻值,調節滑動變阻器的滑片,使電壓表示數保持不變,記下電流表的示數,得到如圖乙所示的電流I隨電阻R變化的圖象,由圖象可得出結論:_________________________________。(2)在上述實驗中,某同學在讀取完電流表示數后,直接拆下阻值為5Ω的電阻,改換成阻值為10Ω的電阻,請你指出他在操作中的錯誤:____________;在讀取電流表示數之前,他應進行的操作是:向_________移動滑片,使電壓表示數為______V。(3)若在實驗過程中出現電流表示數為0,電壓表的示數為6V,則電路出現的故障可能是____________。(4)小紅想將定值電阻換成小燈泡來探究電流與電壓的關系,你認為她的實驗方案可行嗎?______(選填“可行”或“不可行”),你的理由是____________。【答案】(1)電壓一定時,電流與電阻成反比;(2)沒有斷開開關;右;3;(3)電阻斷路;(4)不可行;燈絲的電阻隨溫度的變化而變化。【解析】(1)分析圖乙圖象,曲線上每點對應的電流和電阻的乘積都等于3V,由此得出結論:電壓一定時,導體中的電流與電阻成反比;(2)上述實驗中這位同學沒有斷開開關就更換電阻,是錯誤的;在用10Ω電阻替換5Ω電阻時,應先斷開開關,拆下5Ω的電阻,然后換上10Ω的電阻,閉合開關,由于10Ω電阻兩端的電壓變大,所以應增大滑動變阻器接入電路中的電阻,將即滑動變阻器的滑片向右移動,減小電路中的電流,使電壓的示數達到3V。(3)電流表的示數為零說明電路中有斷路,再根據電壓表的示數判斷出電路故障。電壓表示數為3V等于電源電壓,說明電壓表的兩個接線柱和電源連接的部分沒有斷路,所以故障是電阻斷路了;(4)由于燈絲的電阻受溫度的影響,要探究電流與電壓的關系,需保持電阻不變,所以不能用小燈泡做此實驗。四、什么情況下磁能生電易錯閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時產生電流的現象叫電磁感應,產生的電流叫感應電流.產生的感應電流的方向與導體運動方向和磁場方向有關,當其中一個方向改變時,電流方向改變;若導體運動方向和磁場方向同時改變,電流方向不改變,據此分析回答;應掌握磁場對電流的作用及應用;質量較小的物體在相同的情況下,運動狀態容易改變.【例4】(2018?突泉縣一模)如圖為探究“磁生電”的實驗裝置。(1)閉合開關,讓懸著的導體AB_________(選填“左右”、“上下”、“沿A向B”或“沿B向A”)運動時,電流表會發生偏轉。(2)若保持導體AB不動,要產生感應電流,正確的操作是_________。(3)實驗中發現電流表指針偏轉不明顯,為了使指針偏轉明顯,請你從實驗裝置和操作上各提一條改進建議。裝置改進:__________________,操作改進:__________________。【答案】(1)左右;(2)左右移動磁鐵;(3)換用磁性更強的磁鐵;快速移動導體。第十八講 電學實驗1.通過實驗或實例認識摩擦起電現象,會運用摩擦起電的知識解釋一些簡單的相關現象2.通過實驗感知兩種電荷及其作用規律3.通過實驗認識導體和絕緣體,能從常見的物體中識別出那些是導體,哪些是絕緣體,并進一步說明電荷的定向移動可以形成電流4.通過實驗探究串、并聯電路的連接特點,會連接簡單的串、并聯電路5.通過實驗學會將電流表正確接入電路,并能正確讀數,會畫出相應的電路圖6.通過實驗探究串聯電路的電流規律.7.通過實驗探究能用電流表測出并得出串聯電路的電流規律8.能根據實驗目的實際實驗,并能根據實驗數據歸納出串聯電路電壓的規律9. 能根據實驗目的實際實驗,并能根據實驗數據歸納出并聯電路電壓的規律;10.會用控制變量法設計實驗探究影響電阻大小的因素;11.能根據實驗數據分析、歸納出影響導體電阻大小的因素12.會把滑動變阻器正確的接入電路來改變電路中的電流及用電器兩端的電壓。13.學會用“控制變量法”探究實驗,會觀察、收集、分析實驗中的數據14.根據實驗設計,會選擇實驗器材,設計電路圖,探究電流與電壓的關系;15.會用圖像處理實驗數據,根據圖像得出電阻一定時,電流與電壓成正比。16.通過設計實驗,對控制變量法進一步理解;17.根據實驗設計,探究電流與電阻的關系;18.根據圖像得出電壓一定時,電流與電阻成反比。19.結合探究實驗,明確滑動變阻器在電路中的作用。20.知道伏安法測電阻的實驗原理;21.學會設計實驗方案并連接電路22.知道減小實驗誤差的一般做法。23. 理解電阻是導體本身固有屬性,了解燈絲(鎢絲)的電阻特性24.練習設計實驗方案、連接電 路、測量數據及分析歸納實驗結論。25.知道用電壓表和電流表可以測電功率,還可用電能表和秒表測量用電器的電功率。26.知道測量功率的原理,能設計符合測量需要的實驗方案,并根據需要測量和記錄的物理量設計實驗記錄的表格27.會根據小燈泡的額定電壓選擇合適的電源和電壓表的量程,能測量和計算出小燈泡的額定功率。進一步理解 額 定 功 率 的 含義。28.能測出當小燈泡兩端電壓略大于額定電壓和小于額定電壓時小燈泡的功率,并能同時觀察小燈泡的亮度,計入表格29.通過實驗知道電流的熱效應與電流和電阻的關系,理解在實驗探究中控制變量和轉換法的使用30.通過實驗認識磁場。31.通過奧斯特實驗能表達電流的磁效應。感知電能生磁32.能通過實驗探究出通電螺線管外部的磁場與條形磁鐵相似。33.通過演示實驗總結電磁鐵的特點34.通過實驗探究電磁鐵的磁性強弱與電流大小、線圈匝數的關系。35.通過實驗探究明確通電導體在磁場中受到力的作用,知道力的方向跟電流的方向、磁場的方向有關36.通過實驗探究知道導體在磁場中運動時產生感應電流的條件。 類型內容目的考察點測量型實驗直直接測量1.電流的測量2.電壓的測量測量出結果正確、準確。正確保證:正確使用測量工具準確保證(減小誤差):選擇精密儀器、優選測量方法、 取平均值會選用合適 和 的測量工具,會正確操作、會正確讀數,能判斷哪些是錯誤的操作間間接測量1.伏安法測電阻2.測量小燈泡的電阻3.電功率的測量4.測小燈泡的額定功率測量出結果正確、準確。正確保證:原理正確、正確使用測量工具準確保證:測量方法、測量順序、測量次數熟練掌握各實驗 ,正確的實驗 ,選擇 ,設計實驗 ,特別是一些關鍵步驟順序,實驗數據進行處理等,總結實驗過程中各種做法的 和 ;缺少器材時思路。探究型實驗普普遍性規律探究1.兩種電荷的相互使用規律2.導體和絕緣體3.連接串聯和并電路4.串聯電路電流規律5.并聯電路的電流規律6.串聯電路的電壓規律7.并聯電路的電壓規律目的:得出規律具有 得出普遍性規律的實驗特點1、一次實驗能夠得出關系(結論)2、每次實驗都能到相同結論3、每次實驗必須更換不同的條件探究性實驗考查中包含測量性實驗中的知識與技能的考察。除此之外還包括科學探究的方法,如 、 、 、模型等科學探究的方法。還包括科學探究過程中的各個環節中能力考查。如考查制定計劃要素包括器材的選擇、方法確定、設計實驗記錄表格(包括實驗次數、測量項目、控制的條件)進行實驗要素考查包括如何操作、收集數據等分析論證要素考查包括數據處理,得出結論等評估要素考查包括實驗出現現象的與原因分析、解釋,方案的優點和不足、改進實驗方案針對每個探究實驗的復習需要做到以下幾點:1、探究中采用的方法2、?選擇那些器材?作用是什么?怎樣組裝實驗器材?為什么這樣組裝?3、需要記錄的內容(現象或物理量)4、具體操作步驟描述,為何這樣操做?5、實驗中出現現象原因分析如何改進實驗,有什么好處?相有關因素及其關系的探究1.影響電阻大小的因素2.電流與電壓的關系3.電流與電阻的關系4.小燈泡的實際功率與小燈泡兩端電壓的和小燈泡亮度的關系5.探究電熱與電流或電阻的關系。目的:得出探究結論1、甲物理量與乙物理量有關(或無關)2、甲物理量一定時(條件),乙物理量隨丙物理量的的增大而增大或減小(甲物理量一定時,乙物理量越大,丙物理量越大或越小)3、甲物理量一定時(條件),乙物理量與乙物理量成正比4、甲物理量一定時(條件),乙物理量與丙物理量成反比5、甲物理量與乙物理量的關系式6、注意研究條件、范圍的確定確定,針對探究問題的回答。得不出結論的情況:對于探究普遍規律性實驗1、實驗次數 2、實驗條件特殊,沒有在不同的實驗條件下進行 實驗對于相關性探究1、沒有 2、自變量取值范圍太小觀察實驗?1.變阻器的應用2.變阻器在電路中的作用3.電流的熱效應4.探究磁體周圍磁場的分布狀況,5.電流的磁效應6.通電螺線管的磁場7.電磁鐵的磁性8.磁場對通電導體的作用9.什么情況下磁能生電觀察實驗現象得出結論此類實驗突出觀察性,一個物理現象說明一個物理道理。理解物理概念規律的輔助實驗。描述實驗的現象說明的物理道理實驗中的物理知識、物理思想、方法知識點一:考查測量儀器的讀數和使用【例1】(2017秋?寧波期末)如圖所示的電路,當開關S閉合后,電流表測量的是通過________(選填“電源”、“L1”或“L2”)的電流,電流表的指針偏轉如圖所示,電流表的示數為________A。【答案】L2;0.28。【解析】(1)由電路圖可知,電流表與燈L2串聯,所以電流表測量的是通過L2的電流。(2)電流表選用的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,電流表的示數是0.28A。【例2】(2017秋?義烏市校級期中)圖中,電壓表的讀數是 ,電流表的讀數是 .【答案】12.5;0.2.【解析】由圖可知,電壓表的量程為0~15V,分度值為0.5V,其示數為12.5V.電流表的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,其示數為0.2A.知識點二:考查實驗探究方法【例3】(2017秋?常熟市期末)我們已經知道導體的電阻是導體本身的一種性質,它的大小與導體的長度、材料、橫截面積有關,進一步研究表明,在溫度不變時,一導體的電阻R跟導體的長度L成正比,跟導體的橫截面積S成反比,這個規律叫做電阻定律,用公式表示為,其中ρ是反映材料導電性能的物理量,我們把它叫做材料的電阻率。材料的電阻率的大小與什么有關?小明同學提出如下猜想:猜想1:電阻率與材料的長度有關;猜想2:電阻率與材料的橫截面積有關;猜想3:電阻率與材料的種類有關。于是小明找來不同規格的導線進行測量,實驗數據見下表:實驗序號材料長度L/m橫截面積S/m2電阻R/Ω電阻率ρ1銅1.01.0×10-70.171.7×10-82銅2.01.0×10-70.341.7×10-83銅1.00.5×10-70.341.7×10-84鐵1.01.0×10-71.01.0×10-75鎳鉻合金1.01.0×10-711.01.1×10-6(1)分析比較實驗序號1、2兩組數據,可以確定猜想1是_______(正確/錯誤)的,分析比較實驗序號__________兩組數據,可以確定猜想2是錯誤的,這里用到的科學方法為__________。(2)分析比較實驗序號1、4、5的數據,可以得到的初步結論是__________。(3)根據題中所給信息,請推導電阻率ρ在國際單位制中的單位是__________。【答案】(1)錯誤;1、3;控制變量法;(2)電阻率與材料的種類有關;(3)Ω?m。 【解析】(1)分析比較實驗序號1、2的數據,可知長度改變時電阻率不變,所以猜想1是錯誤的;分析比較實驗序號1、3的數據,可以看出電阻率與材料的橫截面積無關,所以猜想2是錯誤的;由于電阻率與多個因素有關,故本實驗研究采用的方式是控制變量法;(2)分析比較實驗序號1、4、5的數據,它們的長度、橫截面積相同,而材料不同時,可得到的初步結論是電阻率大小與材料的種類有關;(3)已知R的單位是Ω、L的單位是m、S的單位是m2,由電阻定律公式,根據等式兩邊的單位相等,可知,ρ的單位是Ω?m。知識點三:考查實驗方案、表格設計【例4】(2017春?蕭山區月考)現有一個電壓表、若干導線、兩節干電池和一個開關,請你設計一個實驗來判斷兩段材料不同,長度、橫截面積都相同的甲、乙合金絲電阻的大小.(1)畫出實驗電路圖.(2)說明實驗的步驟以及需要測量的物理量.【答案】見解析 【解析】(1)將兩節干電池串聯,甲、乙合金絲串聯接入電路,把開關并聯在甲合金絲兩端,把電壓表并聯在乙合金絲兩端,如圖所示:(2)實驗的步驟:以兩節干電池為電源,用導線把兩段材料不同,長度、橫截面積都相同的甲、乙合金絲串聯進電路,把開關并聯在甲合金絲兩端,把電壓表并聯在乙合金絲兩端,閉合開關,讀出電壓表示數為U1,斷開開關,讀出電壓表示數U2.甲合金絲兩端的電壓為U1-U2,乙合金絲兩端的電壓為U2,根據歐姆定律,導體兩端的電壓等于電流和電阻的乘積,而串聯電路中,電流處處相等,所以導體電壓之比等于電阻之比,所以比較U1-U2和U2的大小關系,若U1-U2>U2,則甲合金絲的電阻大于乙合金絲的電阻;若U1-U2<U2,則甲合金絲的電阻小于乙合金絲的電阻;若U1-U2=U2,則甲合金絲的電阻等于乙合金絲的電阻.知識點四:對實驗細節、誤差分析評估【例5】(2018?西湖區模擬)在“探究電流跟電阻關系”的實驗中,小明設計的實驗電路如右圖所示。已知電源電壓恒為3V,滑動變阻器上標有“15Ω1A”字樣。(1)根據實物圖在答題卷中畫出對應的電路圖。(2)實驗中,移動滑動變阻器的滑片,使電壓表的示數為1.5V,并記下電流值;再將5Ω的電阻改接成10Ω的電阻,發現電壓表示數大于1.5V,于是他下一步的操作是:__________,并記下電流值。(3)當他再將10Ω的電阻改接成20Ω的電阻重復上述實驗時,卻發現無論如何電壓表的示數總是大于1.5V,其原因是__________。【答案】(1)如圖;(2)向左移動滑片,使電壓表示數為1.5V;變阻器的最大電阻太小。【解析】(1)根據實物圖畫出電路圖,注意各元件與實物圖一一對應,如下所示;(2)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,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,所以滑片應向左端移動,使電壓表的示數為1.5V;電阻兩端的電壓始終保持1.5V,根據串聯電路電壓的規律,變阻器分得的電壓:U滑=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20Ω電阻時,變阻器連入電路中的電阻為:R滑=1×20Ω=20Ω,故為了完成整個實驗,應該選取最大阻值至少20Ω的滑動變阻器,而現有變阻器最大電阻為15Ω,故無論如何電壓表的示數總是大于1.5V。【例6】(2018?蕭山區模擬)小亮同學想探究“導體中電流跟電阻的關系”,設計了如圖所示的電路圖(電源電壓恒定)。(1)小亮共做了2次實驗。他把第一次實驗得到的數據填入表中;第二次實驗,他將A、B兩點間的定值電阻由12Ω換成24Ω,然后使滑動變阻器的滑片P向__________(選填“C”或“D”)移動,使電壓表的示數不變,則此時表格中空白處的電流為__________。(2)小亮根據實驗數據得到如下結論:導體中的電流與其電阻成反比。請你對以上的探究過程做出評價,并寫出兩點評價意見____________________。實驗序號U/VR/ΩI/A14.8120.424.824【答案】(1)D;0.2。(2)實驗次數太少;結論缺少“電壓一定”的前提。 【解析】(1)實驗中應控制電阻兩端的電壓不變,電阻R由12Ω更換為24Ω,電阻兩端的電壓會變大,因此應當減小電路中電流,滑片應向D端移動,直到電壓表示數為4.8V;所以電流表的示數;(2)因為實驗次數太少,存在很大的偶然性,應該多次測量才能得出普遍規律;在得出實驗結論時,需要加上“電壓一定”的條件。知識點五:考查分析實驗數據得出實驗結論【例7】(2018?椒江區模擬)在探究“通過導體的電流與電阻的關系”時,小科選用的電源電壓恒定為4.5V,電阻阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω,滑動變阻器“50Ω 1A”。(1)小科連接了如圖實驗電路,閉合開關后,調節滑動變阻器,電流表、電壓表均有示數但示數保持不變。經檢查,小科發現只要改動一根導線即可進行實驗,請在需要改動的導線上打“×”,將畫線代替導線將電路修改正確。U=2伏次數電阻/歐電流/安150.42100.23150.144200.1(2)分析表格中的實驗數據,可得出結論:_______________________。(3)小科發現家里有一只標有“220V?W”的白熾燈,他提出一個測定白熾燈額定功率的方法:用該白熾燈替換圖中的定值電阻接入電路,剛閉合開關時白熾燈不發光,但測得如圖所示一組數據。于是,他求得此時燈絲的電阻為__________歐。小科再根據公式P=U2/R求得該白熾燈的額定功率。你認為他的測量方法是否合理,并說明理由?______________________________。【答案】(1)如圖;(2)電壓一定時,電流與電阻成反比;(3)35;不合理,燈的電阻隨溫度的變化而變化。【解析】(1)原電路中,電流經電流表通過變阻器直接回到電源負極,電阻沒有接入電路中,可將電壓表與變阻器串聯而達到控制電阻電壓不變的目的,改正后如下所示:(2)由表中數據,考慮到誤差因素,U=IR′=0.4A×5Ω=-----=0.1A×20Ω=2V,為一定值,故得出的結論是:電壓一定時,電流與電阻成反比;(3)燈在額定電壓下的功率為額定功率,圖中電壓表選用小量程,分度值為0.1V,電壓為2.8V,電流表選用小量程,分度值為0.02A,電流為0.08A.由歐姆定律,燈的電阻: -----①,通過燈的電流隨電壓的增大而變大,根據P=UI,燈的功率變大,燈的溫度升高,故燈的電阻變大,即燈的電壓越大電阻越大,①為燈在2.8V電壓下的電阻,小于燈在220V下的電阻大小,故小科再根據公式求得該白熾燈的額定功率是不合理的。知識點六:考查綜合運用和創新能力【例8】(2018?紹興)小敏用圖甲所示電路來測定某定值電阻的阻值實驗次數U/vI/AR/Ω12.00.2010.022.532.90.2810.4(1)閉合開關前,要將滑動變阻器滑片滑到________(選填“A”或“B”)端(2)閉合開關后,發現只有一只電表的指針發生偏轉,請結合圖甲電路分析產生此現象的原因是________________________________。(3)排除故障后,進行三次實驗,測得數據如上表。表中第二次實驗的電流可從圖乙中讀取,根據這三次測得的數據求得此電阻的阻值為________歐(保留一位小數)(4)下列實驗電路圖丙中,也能夠得出定值電阻Rx阻值的電路有________。【答案】(1)A;(2)電壓表和電流表的位置互換了;(3)10.3;(4)ACD。【解析】(1)為了保護電路,閉合開關前滑片在阻值最大處即A端;(2)由電路圖知:電壓表串聯在電路中,電流表并聯在電路中,由于電壓表的電阻很大串聯在電路中相當于斷路,電路中沒有電流,電流表示數為零,電壓表與電源兩端相連,有示數;(3)圖乙中電流表的量程為0-0.6A,分度值為0.02A,示數為0.24A,此時的電阻;三次的平均電阻為:;(4)A.兩電阻串聯,電壓表測電源電壓示數為U,電流表測量總電流示數為I,總電阻為,Rx的阻值為,故A可以測出Rx的阻值,故不A正確;B、兩電阻并聯,電壓表測電源電壓示數為U,電流表測量R的電流示數為I,已知R的電阻,根據U=IR算出R兩端的電壓也就是電源電壓,無法知電流,不能測出電阻,故B錯誤;C、兩電阻并聯,上面的電流表測量干路的總電流示數I,下面的電流表測量電阻R的電流示數為I1,已知R的電阻和電流,根據歐姆定律求出R的電壓U=I1R,Rx的電流Ix=I-I1,則,故C正確;D、兩電阻串聯,分別利用電流表測出滑片位于最大阻值處和0Ω時電路中的電流分別為I1和I2,根據電阻的串聯和歐姆定律表示出電源的電壓,利用電源的電壓不變得出等式即可求出Rx的阻值,故D正確。故選ACD。 一、測量小燈泡的電阻易錯若電流表針幾乎不偏轉表,燈不亮,說明電路可能斷路;電壓表示數接近電源電壓,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,則與電壓表并聯的燈泡斷路了;由圖乙找到對應的電流,根據歐姆定律求電阻;根據燈的電阻隨溫度的升高而增大分析.【例1】(2018?拱墅區二模)在“伏安法測定值電阻”的實驗中,小金同學所用的電源電壓恒定不變,但電源電壓未知,滑動變阻器標有“20Ω1.5A”字樣,電壓表和電流表的量程合適,但已連接了部分電路,如圖甲所示。請你接著完成下列問題:(1)用筆畫線代替導線,將圖甲中的電路連接完整。(2)當電壓表示數為2.4V時,電流表的示數如圖乙所示,則電阻絲的電阻為________Ω。(3)在某次實驗時,小金連接電路后,閉合開關,移動滑動變阻器滑片的過程中發現,電流表示數變大時,電壓表示數反而減小,電流表示數變小時,電壓反而增大。經檢查所用器材均完好,小金猜想電路連接有誤。你認為出現上述實驗現象的原因是________________。(4)小金正準備繼續實驗,發現電壓表已損壞。他利用余下的電流表和滑動變阻器完成對Rx的再一次測量。請你在圖丙中畫出設計的電路圖,并完善下列步驟。①照電路圖連接好電路;②調節滑動變阻器的滑片,使接入電路的阻值為0時,讀出電流表的示數I1;③調節滑動變阻器的滑片,使接入電路的阻值為最大值時,讀出電流表的示數I2;④據已知條件和測量結果,寫出定值電阻的表達式:Rx=________________。【答案】(1)如圖;(2)10;(3)將電壓表并聯在變阻器的兩端了;(4)如上右圖;④。【解析】(1)定值電阻RX的兩端電壓未知,則電壓表選擇0~15V量程,電壓表與定值電阻并聯,滑動變阻器已經選定了下面接線柱,任意選擇上面一個接線柱串聯在電路中。如下左圖:(2)電流表選擇0~0.6A量程,分度值為0.02A,電流為0.24A,此時電壓表示數為2.4V,則電阻絲的電阻為。(3)電源電壓恒定,電流表串聯在電路中,當電流表示數變大時,通過定值電阻的電流變大,由U=IR可知,定值電阻的電壓增大,由串聯電路的電壓特點可知,滑動變阻器的電壓減小,而已知電流表示數變大時,電壓表示數反而減小,所以,原因是電壓表并聯在滑動變阻器兩端了。(4)電壓表已損壞,用余下的電流表和滑動變阻器完成對Rx的再一次測量,設計的電路圖如上右圖,實驗步驟:①按照電路圖連接好電路;②調節滑動變阻器的滑片,使接入電路的阻值為0時,讀出電流表的示數I1;③再調節滑動變阻器的滑片,使接入電路的阻值為20Ω時,讀出電流表的示數I2;當滑動變阻器滑到最左端,只有定值電阻Rx接入電路,測得電流I1,滑動變阻器滑到最右端端,定值電阻與滑動變阻器最大值20Ω串聯在電路中,測得電流I2。根據電路在兩種狀態下電源電壓相等,故I1Rx=I2(Rx+20Ω),解得。二、測小燈泡的額定功率易錯(1)電壓表并聯在燈的兩端,滑動變阻器與燈泡應串聯,且一上一下連接;(2)電路連接無誤,閉合開關后,在很大一段范圍內調節滑動變阻器,發現小燈泡不發光、電流表和電壓表幾乎沒有示數說明選擇的滑動變阻器的最大阻值太大造成的;(3)根據電流表的量程和分度值,讀出電流,根據P=UI算出燈泡的額定功率;(4)根據串聯電路特點與歐姆定律分析答題。【例2】(2018?杭州二模)一個額定電壓是6V、額定電阻是約20Ω的小燈泡,小明想實驗驗證這個小燈泡的額定功率,實驗室中有如下器材:電流表、電壓表、開關各一個,三個規格分別為“10Ω lA”、“100Ω 0.5A”、“1000Ω 0.5A”的滑動變阻器,導線若干,電源(電壓為12V)。(1)小明設計了如圖甲所示電路圖,實物圖也已連接了部分電路。請你根據電路圖補上兩根導線,將電路連接完整。(2)連接好電路,檢查電路連接無誤后,閉合開關,在很大一段范圍內調節滑動變阻器,發現小燈泡不發光,電流表和電壓表幾乎沒有示數,出現這種現象的原因可能是_____________。(3)調整后,小明在實驗過程中,移動滑片P使燈泡L正常發光,此時電流表的示數如圖乙所示,則小燈泡的額定電功率是________W;(4)某同學還想探究電流與電阻的關系,于是將甲圖中的小燈泡換成定值電阻R,并使電壓表的示數始終保持4V不變,多次更換阻值不同的定值電阻R,記錄各次電流表的示數,在不更換其他器材的情況下,為了能夠完成實驗,他更換的定值電阻R的阻值不能小于________Ω。【答案】(1)見圖;(2)滑動變阻器選用了“1000Ω?0.5A”;(3)1.44;(4)8。【解析】(1)電壓表并聯在燈的兩端且“正進負出”,滑動變阻器與燈泡應串聯,且一上一下連接,如圖所示:(2)電路連接無誤,閉合開關,在很大一段范圍內調節滑動變阻器,發現小燈泡不發光、電流表和電壓表幾乎沒有示數,出現這種現象的原因是:選擇了“1000Ω 1A”的變阻器;(3)由圖乙知,電流表的量程為0~0.6A,其分度值為0.02A,其讀數為0.24A,所以小燈泡的額定功率P=UI=6V×0.24A=1.44W。(4)開始時,測定這個小燈泡的額定功率,變阻器要分去12V-6V=6V的電壓,根據分壓原理,電壓表分配與電阻成正比,變阻器連入電路中的阻值至少為20Ω,所以應選用“100Ω??0.5A”的變阻器;想探究電流與電阻的關系,于是將甲圖中的小燈泡換成定值電阻R,此時電源電壓仍為12V,電阻兩端電壓為4V,由電流表量程和變阻器規格可知,電路中電流最大0.5A,此時電路電阻最小,此時定值電阻的阻值為,他更換的定值電阻R的阻值不能小于8Ω。三、電流與電阻的關系易錯(1)根據圖象分析電流和電阻的關系:電壓一定,電流和電阻成反比;分析圖丙中圖象,曲線上每一點對應的電流和電阻的乘積相等,據此得出結論;(2)在連接電路時,必須斷開開關;將滑動變阻器的滑片移到最左端時接入電路中的電阻最大,將5Ω的電阻更換為10Ω的電阻接入電路后,應減小滑動變阻器接入電路中的電阻,使電壓表的示數達到原來的示數不變。(3)電流表示數為零說明電路斷路,電壓表有示數說明電壓表和電源連接的部分電路正常;(4)知道燈絲的電阻受溫度的影響,要探究電流與電壓的關系,需保持電阻不變。【例3】(2018?邵陽模擬)小紅利用圖甲所示的電路探究電流與電阻的關系。已知電源電壓為6V且保持不變,實驗用到的電阻阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。(1)實驗中多次改變R的阻值,調節滑動變阻器的滑片,使電壓表示數保持不變,記下電流表的示數,得到如圖乙所示的電流I隨電阻R變化的圖象,由圖象可得出結論:_________________________________。(2)在上述實驗中,某同學在讀取完電流表示數后,直接拆下阻值為5Ω的電阻,改換成阻值為10Ω的電阻,請你指出他在操作中的錯誤:____________;在讀取電流表示數之前,他應進行的操作是:向_________移動滑片,使電壓表示數為______V。(3)若在實驗過程中出現電流表示數為0,電壓表的示數為6V,則電路出現的故障可能是____________。(4)小紅想將定值電阻換成小燈泡來探究電流與電壓的關系,你認為她的實驗方案可行嗎?______(選填“可行”或“不可行”),你的理由是____________。【答案】(1)電壓一定時,電流與電阻成反比;(2)沒有斷開開關;右;3;(3)電阻斷路;(4)不可行;燈絲的電阻隨溫度的變化而變化。【解析】(1)分析圖乙圖象,曲線上每點對應的電流和電阻的乘積都等于3V,由此得出結論:電壓一定時,導體中的電流與電阻成反比;(2)上述實驗中這位同學沒有斷開開關就更換電阻,是錯誤的;在用10Ω電阻替換5Ω電阻時,應先斷開開關,拆下5Ω的電阻,然后換上10Ω的電阻,閉合開關,由于10Ω電阻兩端的電壓變大,所以應增大滑動變阻器接入電路中的電阻,將即滑動變阻器的滑片向右移動,減小電路中的電流,使電壓的示數達到3V。(3)電流表的示數為零說明電路中有斷路,再根據電壓表的示數判斷出電路故障。電壓表示數為3V等于電源電壓,說明電壓表的兩個接線柱和電源連接的部分沒有斷路,所以故障是電阻斷路了;(4)由于燈絲的電阻受溫度的影響,要探究電流與電壓的關系,需保持電阻不變,所以不能用小燈泡做此實驗。四、什么情況下磁能生電易錯閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時產生電流的現象叫電磁感應,產生的電流叫感應電流.產生的感應電流的方向與導體運動方向和磁場方向有關,當其中一個方向改變時,電流方向改變;若導體運動方向和磁場方向同時改變,電流方向不改變,據此分析回答;應掌握磁場對電流的作用及應用;質量較小的物體在相同的情況下,運動狀態容易改變.【例4】(2018?突泉縣一模)如圖為探究“磁生電”的實驗裝置。(1)閉合開關,讓懸著的導體AB_________(選填“左右”、“上下”、“沿A向B”或“沿B向A”)運動時,電流表會發生偏轉。(2)若保持導體AB不動,要產生感應電流,正確的操作是_________。(3)實驗中發現電流表指針偏轉不明顯,為了使指針偏轉明顯,請你從實驗裝置和操作上各提一條改進建議。裝置改進:__________________,操作改進:__________________。【答案】(1)左右;(2)左右移動磁鐵;(3)換用磁性更強的磁鐵;快速移動導體。【解析】(1)由圖知,磁感線方向在豎直方向,所以導體AB左右運動才會切割磁感線,電路中才會有感應電流;(2)AB不動,可以左右移動磁鐵,AB仍切割磁感線;(3)電流表指針偏轉不明顯,是電流太弱,從裝置上的改進方法:可以換用磁性更強的磁鐵、可以換用匝數更多的線圈;從操作角度改進:可以加快導體的移動速度,即使導體切割磁感線運動的速度更快。 展開更多...... 收起↑ 資源列表 第18講 電學實驗 達標檢測 (學生版) .doc 第18講 電學實驗 達標檢測 (教師版).doc 第18講 電學實驗(考綱分析+思維導圖+重點歸納+難點突破+易錯點撥) 教師版.doc 第18講 電學實驗(考綱分析+思維導圖+重點歸納+難點突破+易錯點撥)學生版.doc 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫