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- 2021-05-10 发布
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电学最新实验探究题演练
实验十九、探究电路中的电流、电压规律(实验常规考点)
实验突破
1.串并联电路中的电流规律
(1)在串联电路中选择电路中的不同的位置,分别将电流表接入电路,闭合开关后记录电流表的示数;并换用不同规格的小灯泡重复实验,得出。
(2)在并联电路中选择干路和不同支路的位置分别将电流表接入电路,闭合开关后记录电流表的示数;并换用不同规格的小灯泡重复实验,得出。
(3)实验注意:①电流表应串联在被测电路中,注意电流表要选择合适的量程,根据被测电流的大小,合理选择电流表量程,如果选择不当,会造成很大的测量误差。被测的电流不能超过电流表的量程;实验中小量程改用大量程不会烧坏电流表,只是测得的电流值误差较大,电流值在小量程范围内用小量程,能使读数更精确。②正负接线柱不要接反,反接时会发生指针反转,损坏电流表。③实验中要用不同规格的小灯泡多次测量,这可使得到的实验结论具有普遍性。
2.串并联电路中电压规律
(1)在串联电路中,分别把电压表接在不同的用电器两端和电源两端,闭合开关,记录电压表的示数。换用不同规格的小灯泡重复这个实验,得出。
(2)在各支路两端和电源两端分别接入电压表,闭合开关记录电压表的示数。换用不同规格的小灯泡重复这个实验,得出。
(3)电压表使用时的注意事项:①电压表与被测电路并联,要测哪部分电路的电压,电压表就和哪部分电路并联。②电压表接入电路时,应当使电流从“+”接线柱流入,从“―”接线柱流出。③注意观察电压表的量程,被测电压不允许超过电压表的量程。④电压表可以直接接在电源两端,测的是电源电压。
试题演练
1.(2019·成都)在“探究串联电路的电压”实验中,小涵同学设计了如图1所示的电路。
(1)在连接电路中,开关应处于 (填“闭合”和“断开”)状态。
(2)根据图连接好电路,闭合开关后,他发现两只灯泡都不亮,且电压表示数为0,若只有L1或L2中的一处发生故障,则故障是 (填“L1开路”“L1短路”“L2开路”或“L2短路”)。
(3)故障排除后,小涵选用不同的灯泡完成了三次实验,并记录了数据。分析下表中的数据,可得出结论为:串联电路两端的电压 串联电路中各部分电路两端电压之和。
2.在“研究串联电路电压的特点”实验中,小阳同学设计并连接了如图2甲所示的电路,电压表均选择了合适的量程且能正常使用。
(1)闭合开关S后,小阳发现电压表V1的示数为6V,而电压表V2的示数为2 V,V3的示数如图2乙所示,为 V,他由此得出:在串联电路中,电路两端的总电压等于 之和。这样得出结论的不足之处是 。
(2)于是小刚设计了如图2丙所示的电路,利用此电路还可以完成测小灯泡电阻的实验,实验步骤如下:
①闭合开关S,调节 ,读出电压表V1的示数为U1
和电流表A的示数为I1,则小灯泡的电阻RL1= 。
②滑片向左移动的过程中,再分别读出电压表V1的示数和电流表A的示数两次,分别计算出灯泡的电阻,发现灯泡的电阻 (填“变大”“变小”或“不变”),产生这种现象的原因是 。
3.(2019·山西)通过阅读,小明知道了1791年意大利物理学家伏特发明了最早的电池——伏打电池。在老师的帮助下,小明自制了一个如图3所示的伏打电池,但是不能确定哪个金属片是正极。请你帮他设计实验并进行判断。
图3
(1)写出你选用的实验仪器: 。
(2)简述操作方法、实验现象和结论:
4. ( 2019·青岛)归纳式探究——研究带电粒子在电场中的运动:给两块等大、正对、靠近的平行金属板加上电压,两板之间就有了电场。带电粒子在电场中受到力的作用,速度的大小和方向都可能发生变化。
图4
(1)图4甲中两板间电压为U,若一个质量为m,电荷量为q的负粒子,在力的作用下由静止开始从负极板向正极板运动,忽略重力的影响,到达正极板时的速度v与质量m、电荷量q和电压U的关系数据如表一。则带电粒子到达正极板时速度的平方 。
(2)在其他条件一定时,若第二次实验中的带电粒子以不同的速度沿着图4乙中的两板中线方向入射到电场中,带电粒子就会发生偏转,离开电场时偏移距离与入射初速度的关系数据如表二。则偏移距离 。将数据的表格形式变成公式形式,运用了 法。
(3)将甲、乙两装置组合,如图丙所示.甲装置两板间电压为2V,质量为4 × 10―30 kg,带1.6 × 10―19 C电荷量的负粒子,自甲装置负极板由静止开始运动,则其最终离开乙装置时偏移距离 m。
实验二十、探究决定电阻大小的因素(实验常规考点)
实验突破[来源:Z+xx+k.Com]
1.探究决定电阻大小的因素
(1)决定电阻大小的因素有:长度、材料、横截面积、温度。
(2)实验方法:要研究导体的电阻与横截面积的关系,需要保持不同导线的材料、长度和温度相同(一般条件下的实验,温度因素可以认为不变)这是控制变量法;通过灯泡的亮度或电流表示数表示电阻的大小,这是转换法。
2.滑动变阻器
(1)使用滑动变阻器应注意的问题:①应注意铭牌。某滑动变阻器标有“50Ω 1.5 A”字样,50Ω表示滑动变阻器的最大阻值为50Ω或变阻范围为0~50Ω;1.5 A表示滑动变阻器允许通过的最大电流为1.5 A。②使用滑动变阻器时,要采用“一上一下”的接法,一般是把它串联在电路中。③在闭合开关前应将滑片置于远离“下接线柱”处,使滑动变阻器连入电路的阻值最大。④了解其优缺点:能够逐渐改变连入电路的电阻,但不能直接表示出连入电路的阻值。
(2)滑动变阻器在电路中的作用:保护电路,改变定值电阻两端的电压和电路中的电流。[来源:学*科*网Z*X*X*K]
试题演练
1.陈慧同学在学了电阻的大小与哪些因素有关后,她决定自己再进行探究,回家后她找来了铅笔芯、废旧灯丝、电池、导线、小灯泡、开关、蜡烛、打火机、鳄鱼夹等,并从学校实验室借出了电流表。
甲 乙
图5
(1)她选取了上述的部分器材先连成了图5甲所示的电路。其中导线缠绕在铅笔芯的A端固定,缠绕在B端的导线可以通过鳄鱼夹左右滑动。该电路研究的是导体的电阻与 的关系。刘星同学认为该电路存在着缺陷,应该再串联一个定值电阻,你认为串联定值电阻的作用是 。电路更改正确后,她发现将鳄鱼夹向左移动电流表示数变大,向右移动电流表示数变小,这说明长度越长,导体的电阻 。[来源:Zxxk.Com]
(2)接着陈慧同学又选取了部分元件连成了如图5乙所示的电路,她发现给废灯丝加热过程中,小灯泡逐渐变暗。这说明灯丝的电阻随温度的升高而 (填“变大”“变小”或“不变”)。
2. ( 2019·昆明)在研究导体电阻与哪些因素有关的实验中,小明采用了图6所示的电路,闭合开关,夹子P向左滑动时,电阻丝连入电路的长度变长,观察到电流表示数变小,灯的亮度变暗,小明在得出导体电阻与长度关系的同时,还得出“灯泡的亮度由电流大小决定”的结论:
图6
(1)你认为小明关于灯泡的亮度由电流大小决定的结论是 的。
(2)小丽用L1“6 V 3 W”和L2“6 V 2 W”的两个小灯泡及6V的电源等器材,设计如下实验来验证小明的结论是否正确,请你帮她将实验步骤填写完整:
①将两个小灯泡串联,接到6V的电路中,则通过两灯的电流;灯两端的电压较大;可观察到灯 较亮。
②将两个小灯泡并联,接到6V的电路中,则两灯两端的电压 ;通过灯 的电流较大,可观察到灯 较亮。
(3)由以上实验可以得出灯泡的亮度由 决定。
3.某学习小组在认识了滑动变阻器的结构和原理后,准备利用滑动变阻器定量研究导体的电阻与长度和横截面积的关系,做了如下探究性实验。请帮助完成如下问题:
(1)猜想:如果导体越长,则它的电阻值 ;如果导体横截面积越大,则它的电阻 。(填“越大”或“越小”)
(2)实验设计要分别研究导体的电阻与它长度和横截面积的关系,根据控制变量法实验思想,应先保持导体的 不变,研究导体的电阻与它长度的关系;再保持 不变,研究导体的电阻与它横截面积的关系。
为了测量各种情况下滑动变阻器接入电路的电阻,学习小组设计了一个如图7所示的电路,请帮助将滑动变阻器接入电路在不损坏滑动变阻器的前提下,请在下面横线上写出测量绕在滑动变阻器上的电阻丝接入电路的长度的方法:
(3)实验探究:根据上述实验设计,研究小组通过移动滑动变阻器的滑动片,分别测出电阻丝接入电路的长度,以及对应的电流表和电压表示数,如上表所示。请根据表中电流表和电压表示数,求出变阻器接入电路的电阻值并填入表格中。
(4)若以电阻丝接入电路的长度为横坐标,以变阻器接入电路的电阻值R为纵坐标建立如上图所示的坐标系,请用描点法作出R与的关系图线。根据作出的图线,可以得出,导体的电阻和它长度的定量关系是
实验二十一、探究电流与电压、电阻的关系(课标规定学生必做的实验)
实验突破
1.电流跟电压、电阻关系的实验探究过程中要特别注意控制变量法的应用。
(1)探究电流与电压的关系:应保持电阻不变,用滑动变阻器多次改变导体两端的电压,分别读出在不同电压下的电流。
(2)探究电流与电阻的关系:应保持电阻两端的电压不变,更换不同的电阻,调节滑动变阻器保持每个电阻两端的电压相同,分别读出电流表的示数。
2.在探究电流与电压的关系时,滑动变阻器的作用是改变定值电阻两端的电压和通过定值电阻的电流。在探究电流与电阻的关系时,滑动变阻器的作用是保持定值电阻两端的电压不变。
3.用图象表示一个量随另一个量变化的情况,是物理学中常用的方法。在本实验中可以用图像进行数据处理,用图像把实验结果表示出来。
(1)在探究“电流与电压关系”时,得到的图象是过原点的直线,直线与横轴的夹角反映电阻阻值大小,总结的规律为:电阻一定,导体中的电流与电压成正比。
(2)在探究“电流与电阻关系”时,得到的图像是双曲线的一支,结论是:电压一定,导体中的电流与电阻成反比。
4.实验指导
(1)实物图连接(电路图连接中应该注意滑动变阻器“一上一下”的接法、电流表串联在电路中、电压表并联在电路中)、根据实物图画电路图
(2)电表的读数及量程的选取(一般的方法是:电压表根据电源电压估测后确定。电流表根据题中提示道电阻大约是多少}确定;如果无法估测,则选择大量程进行试触,再确定适当的量程)
(3)滑动变阻器的作用及其使用注意事项(保护电路,改变电路中的电流及定值电阻两端的电压)
(4)电路故障分析(短路、断路判断)
(5)控制变量法的应用(研究电流与电压的关系时,控制电阻不变,通过移动滑动变阻器的滑片改变电阻两端电压)
(6)多次测量的目的(获得多组数据,找出电压、电流、电阻的关系)
试题演练
1.(2019·连云港)小明同学在“探究通过导体的电流与电阻的关系”时,他用图8甲所示的电路进行实验,实验中电阻两端的电压始终保持2.4 V不变。
(1)请用笔画线代替导线,将甲图中实物电路连接完整(导线不得交叉开关)。
(2)闭合前滑动变阻器的滑片P应置于 (填“A”或“B”)端。
(3)在实验过程中,当把电阻由5Ω变更换为10 Ω时,滑动变阻器接入电路中的电阻应 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)某次实验时,电流表的示数如图8乙所示,则电流表示数为 A,此时的电阻为 Ω。
2. ( 2019·嘉兴)在探究电流与电压关系的实验中,同学们设计了图9所示三种电路:
(1)甲同学认为图乙电路比图甲电路好,理由是: 。乙同学认为图丙电路比图乙电路更好,理由是图丙电路便于多次实验。
(2)乙同学利用图丙电路(其中电阻R=5Ω)完成了本实验,测得数据如下:
分析表格数据,可得出的结论是 。
(3)实验操作过程中,丙同学发现滑动变阻器损坏,但经过思考后利用图9电路最终也完成了多次实验,该同学的做法是 。
3.(2019·宜宾)小明探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”时,使用的器材如图10甲所示,电源电压不变,R为定值电阻。
(1)请用笔画线代替导线,将图中的电路连接完整。(要求导线不交叉)
(2)由于导线中的电流可能与两端的电压和导体的电阻都有关系,所以,在本次实验中应该保持 不变。变阻器的作用除了保护电路外,还起到 的作用。
(3)连接电路时,开关应该 ,合上开关前,变阻器滑片P应该处于图中 (填“C”或“D”)端。
(4)某次实验电压表示数如图乙所示,电压为 V。
(5)通过实验,他得到如图丙所示的I―U图象,根据此图象,他初步得到实验结论:导体的电阻一定时,导体中的电流与该导体两端的电压成 。
实验二十二、伏安法测电阻实验(实验常规考点)
实验突破
1.伏安法测电阻
(1)器材的选择:电流表、电压表的量程;电源电压、滑动变阻器的规格。
(2)实物电路的连接:连接电路时要注意断开开关;变阻器要“一上一下”连人电路,滑片放在阻值最大处;电流表、电压表量程选择正确,正负接线柱不能接反。
(3)变阻器在电路中的作用:保护电路;若测定值电阻的阻值,则调节电流,便于多次测量求平均值,减小实验误差;若测小灯泡电阻,便于改变灯两端的电压。
(4)实验数据的分析处理:若是测定值电阻的阻值,利用公式求出电阻值,然后再求平均值;若是测小灯泡的电阻,由于灯丝电阻受温度影响,使得电流与灯泡两端电压关系的图像不是正比例函数图像。
2.测电阻常用特殊方法
3.实验指导
(1)实物图连接(补充或根据电路图画实物图、根据实物图画电路图)
(2)滑动变阻器的作用(保护电路,测定值电阻的阻值时,调节定值电阻两端的电压,便于多次测量)
(3)多次测量的目的(获得多组数据求平均值,减小误差)
试题演练
1.(2019·长沙)小天同学在做“用伏安法测电阻”的实验时,除了滑动变阻器的铭牌不清楚之外,其他实验器材齐全且完好,电源电压不变,电流表和电压表对电路的影响均忽略不计。以下是他实验过程,请回答下列问题:
(1)小天连接了如图12甲所示的电路测量待测电阻的阻值,请指出电路连接的错误之处: (写出一种即可)。
(2)更正电路之前,小天发现可以利用图12甲所示的电路来测量滑动变阻器的最大阻值;他闭合开关,读出电压表的示数为10 V,电流表的示数为0.2 A,则可计算出滑动变阻器的最大阻值为 Ω。
(3)小天按照图12乙所示电路图正确连接好电路后,为了减小实验误差,他选用了合适的量程进行了多次测试,以下是他的实验记录,第一次:当滑动变阻器的滑片位于最左端
时,电压表的指针位置如图12丙所示;第二次;当滑动变阻器的滑片位于某位置是,电流表的示数为0.58 A,电压表的指针位置如图12丁所示;第三次:当滑动变阻器的滑片位于最右端
是,电流表的示数为1.1 A,则平均阻值为 Ω。(精确到0.1Ω)
2. ( 2019·江西)【实验名称】用电流表和电压表测电阻
【实验器材】电压恒为3V的电源、电压表、电流表、标有“20Ω 2 A”字样的滑动变阻器,待测电阻、开关、导线若干。
【实验原理】
【实验步骤】
(1)小明按如图13甲所示的电路图连接电路。
丙
图13
(2)闭合开关,发现电流表示数如图13乙所示,则下一步的实验操作是:先 ,然后 。
C3)小明测出待测电阻的阻值后,向老师汇报,老师指出他实验设计中存在不足,其不足是 。
(4)改进后,小明继续实验并将数据记录在下表中,分析数据可知待测电阻的阻值为 Ω;还可以初步得出:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 。
数据表格:
(5)实验过程中,若小明将滑片P移到了如图丙所示位置,闭合开关,此时电流表的示数为 。
3. ( 2019·温州)为了研究小灯泡电流与电压的关系,小明选择额定电压为2.5 V的小灯泡、电压为4V的电源以及其他相关器材按图甲连接电路,进行实验。
(1)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当观察到 时,可以判断此时小灯泡正常发光。
(2)在实验过程中,小明将滑动变阻器的滑片从A端开始移动,直到灯泡正常发光,在此过程中测得小灯泡电流和电压的几组数据,并正确画出曲线a,如图14乙所示。该实验中小明选择的滑动变阻器可能是 。
A.滑动变阻器R1(20Ω,3 A)
B.滑动变阻器R2(50Ω ,2 A)
C.滑动变阻器R3 ( 2019Ω,0.2 5 A )
(3)小明在图乙中还画出了本实验中滑动变阻器的电流随电压变化的曲线b,老师据图指出该曲线是错误的,其理由是
4. (2019·孝感)小明同学利用图15甲所示的电路来测量一未知电阻。
(1)请用笔画线代替导线,将图15甲中实物电路连接完整。
(2)闭合开关后,调节滑动变阻器,当电压表的示数为1.2 V时,电流表的示数如图15乙所示,则 Ω。
(3)该同学又设计了如图丙所示的测量电路,测量小灯泡正常发光时的电阻和额定功率,其中R0是已知定值电阻,请在空格内把实验步骤补充完整。
①闭合开关S,调节滑动变阻器,使灯泡正常发光。
②S'拨 ,测出灯泡与R0串联后的总电阻U。
③保持滑动变阻器滑片P的位置不变,再将S'拨 ,测出R0两端的电压U1。
④小灯泡正常发光时的电阻R1= (用R0、U、U1列表达式);小灯泡的额定功率 。
实验二十三、测量小灯泡电功率(课标规定学生必做的实验)
实验突破
1.伏安法测功率
(1)原理
(2)实验电路图、实物连接图(图16所示)
(3)仪器选择
①电源:电源电压应高于小灯泡的额定电压。例如:U=2.5 V,至少要选择2节干电池串
联做电源,学生电源选择3V的电源。
②电压表的量程应大于U,电流表的量程应大于灯泡正常的工作电流;在被测电压、电流不超电压表、电流表量程的情况下,应尽可能选用小量程;例如U=2.5 V的小灯泡电压表量程选0~3V,电流表选0~0.6 A的量程。
③滑动变阻器允许通过的最大电流要大于灯泡的正常工作电流,而其最大阻值应与灯泡的电阻差不多,以便调节的效果明显。
(4)连接电路时注意事项:要注意断开开关,变阻器要“一上一下”连入电路且滑片放在阻值最大的位置,电流表、电压表量程的选择及正负接线柱不能接反。
(5)滑动变阻器在电路中的作用:保护电路;调节小灯泡两端的电压。
(6)实验数据的分析处理:
次数
电压U/V
电流I/A
功率P/W
发光情况
1
2
3
①实验表格的设计:不需要求功率的平均值;
②读电压表、电流表示数填写表格,并利用P=UI计算功率。
③分析数据知:实际功率随实际电压改变而改变;灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率,实际功率越大灯泡越亮。
2.测功率常用的特殊方法
3.实验指导
(1)灯丝的电阻会随温度的变化而变化。
(2)在测小灯泡额定功率的实验中,手和眼的分工(手移动滑片的位置,同时眼睛观察电压表的示数,当示数达到小灯泡的额定电压时,停止移动滑片)。
(3)多次测量的目的(研究小灯泡的电功率在不同电压下的实际功率而不能求平均值)。
(4)实验“测量小灯泡的电功率”与实验“测量小灯泡的电阻”非常类似,在中考时要注意它们的相同和区别之处。
相同点:①实验所用器材和电路连接相同;②实验步骤相同;③实验考查的问题(连接电路图、故障分析与处理、读表计算、拓展测量等)基本相同。[来源:1ZXXK]
不同点:①原理不同;(R=UI P=UI )②实验结论不同。[小灯泡的电阻受温度的影响而变化,小灯泡的电功率随小灯泡消耗的实际电压(或电流)而变化]。
试题演练
1.(2019·泰安)有一个小灯泡标有5.0 V字样,要测定它的额定功率。已知小灯泡正常发光时的电阻值约为10 Ω,电源电压为6 V。
图17
(1)请你用笔画线代替导线,连接完成图17所示电路。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该 在(填“a”或“b”)端。
(3)某次连接好电路后,闭合开关灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,猜想一下3种故障,其中可能的是( )
A.灯丝断了 B.开关接线处断路
C.小灯泡的灯座短路
为了避免出现上述故障时损坏电流表,选择的滑动变阻器的最大阻值不小于 Ω。
(4)排除故障后,移动变阻器滑片,观察当 表示数为 时,在记录一个电表的示数,可以计算小灯泡的额定功率。
2.(2019·济宁)小可将电源、开关、导线、滑动变阻器、电流表和电压表接入电路,用“伏安法”测额定电压为2.5 V小灯泡的功率。
(1)请在方框内甲画出实验电路图。
(2)小可根据实验数据绘制了U-I图象,如图18所示。观察图象,发现AB部分为线段,
BC部分为曲线。为便于分析,将线段AB延长作出图象,如图乙所示。比较甲、乙两图象,发现两图象间的距离随着电流的增大而增大,说明 。
(3)根据图象中B点对应的电压和电流值,计算小灯泡的电阻R= Ω。当电压为2.5 V时,根据甲图象计算小灯泡的功率 W,根据乙图象计算小灯泡的功率 W。
(4)请结合以上分析和计算,解释白炽灯泡烧坏往往发生在开灯瞬间的原因:
3. (2019·南京)在“测量小灯泡额定功率”实验中,小灯泡的额定电压2.5 V 。
(1)图19甲是小明测量小灯泡额定功率的实物电路图,图中有一根线连接错误,请在这根线上打“×”并在图中改正.。
(2)闭合开关前,滑片P应位于 (填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关,移动滑片P直到电压表示数为2.5 V,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(4)小华设计了如图19丙所示的电路也完成了该实验,请完成下列填空(电源电压不变,R1和R2为滑动变阻器,R2的最大电阻为R0)。
①只闭合开关 ,调节R2,使电压表的示数为2.5V。
②只闭合开关 ,调节 ,使电压表的示数仍为2.5 V 。
③接着将R2的滑片P调至最左端,记下电压表的示数为U1;再将R2的滑片P调至最右端,记下电压表的示数为U2。则小灯泡额定功率的表达式 (用、R0、U1、U2表示)。
4.(2019·河北)小明利用如图20所示的实验器材“测量小灯泡的额定功率”,已知电源电压恒为6V,小灯泡正常工作时的电压为3.8 V,电阻约为12 Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω 20A”。
甲 乙
(1)请用笔画线代替导线,完成图甲实物电路的连接。
(2)正确连接电路后,用开关试触,灯泡不亮,电压表瞬间满偏,电流表指针几乎不动,电路的故障是 (电路只有一处故障)。
(3)排除故障后,继续实验,闭合开关,移动滑片,当电压表的指针在某电压值时,(请在图乙中标出相应的电压值),小灯泡正常发光,电流表的示数如图丙所示,小灯泡的额定功率是 W。
(4)侧量完灯泡的额定功率后,小明有测量了几组数据,计算后发现灯丝电阻随其两端电压的增大而增大,原因是 。
【评估】小红也利用上述器材对该小灯泡的额定功率进行了测量,实验电路图如图丁所示,实验结束后,两人对实验进行了交流与评估。
①小红的实验结果误差较大,理由是 。
②小明的实验更不容易操作,理由是 。
实验二十四、探究电流产生的热量与哪些因素有关(实验常规考点)
实验突破
1.电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关。
(1)探究电流产生热量跟电阻关系时,控制通电时间和电流不变。
(2)探究电流产生热量跟通电时间关系时,控制电流和电阻不变。
(3)探究电流产生的热量跟电流大小和电阻大小关系时运用了控制变量法。
2.电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映(图21所示),体现的是转换思想。
3.实验结论:在电流、通电时间一定的情况下,电阻越大,电流通过导体产生的热量越多;在通电时间一定、电阻相同的情况下,电流越大,电流通过导体产生的热量越多。
试题演练
1.(2019·绥化)利用如图22所示的电路装置,探究“电流产生的热量跟什么因素有关”。接通电源,两容器内的空气被加热后膨胀,使U形管的液面发生变化,通过观察U形管液面变化情况,比较瓶内电阻丝的发热多少。
(1)此装置可以探究电流产生的热量跟 的关系,一段时间后, (填“左”或“右”)容器内电阻丝产生的热量较多。
(2)如果通过R1电流为2A,那10s内通过R1的电流产生的热量是 J。
2.(2019·威海)实际生活中,用电器接通电源后,都伴有热量的产生。小明在“探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”时,采用了如图23所示的实验装置,其中a、b、c、d四个相同的容器密闭着等量空气并与U形管紧密相连,实验前U形管两端液面相平,将1、2和3、4导线分别接到电源两端。在实验过程中,通过观察U管中 的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少;图甲所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系:图乙所示的实验装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系。综合分析图甲乙两装置的实验现象,可以得出的结论是
甲 乙
图23
3.采用如图24所示的装置探究“电流产生的热量跟什么因素有关”,接通电源,瓶内的空气被加热后膨胀,使U型管中的液面发生变化,通过观察U型管的液面变化情况比较出瓶内电阻丝的发热多少。
图24
(1)图24所示的是探究电流产生的热量跟 的关系,通电一段时间 (填“左瓶”或“右瓶”)内的电阻丝产生的热量多。
(2)让实验装置冷却到初始状态,把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内,接通电源比较两瓶内电阻丝发热多少。此时该装置是探究电流产生的热量跟 的关系,一段时间后电阻丝产生的热量 (填“左瓶”“右瓶”或“两瓶一样”)多。
实验二十五、探究通电螺线管外部磁场的方向(课标规定学生必做的实验)
实验突破
1.通电螺线管外部的磁场
(1)通电螺线管外部的磁场和条形磁体磁场相似在磁体外部,磁感线是由北极出发回到南极;在磁场中,小磁针静止时北极所指的方向为该点的磁场方向;
(2)判断通电螺线管磁场强弱的操作:在通电螺线管上放一玻璃板,并在玻璃板上撒铁屑,铁屑分布密集的地方磁场强,疏松的地方磁场弱。
2.通电螺线管外部的磁场的方向和电流的方向有关;改变电流方向,则磁场方向发生改变,通电螺线管的极性改变,但通电螺线管的磁场形式不变。
3.通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向和线圈的绕法有关.可根据安培定则判断通电螺线管的极性。
4.实验中轻敲玻璃板的目的:减小铁屑与玻璃板的摩擦,使铁屑受到磁场的作用力而有规律地排列,
5.可根据小磁针的指向判断通电螺线管的极性,这是转换法的应用
试题演练
1.图25所示是“探究通电螺线管周围磁场分布”的实验,实验时先在螺线管的两端各放一个小磁针,并在硬纸板上均匀地撒满铁屑,通电后观察小磁针的指向,轻敲纸板,观察铁屑的排列情况;改变螺线管中的电流方向,发现小磁针转动,南北所指方向发生了改变。
(1)实验中轻敲纸板的目的是 ,使铁屑受到磁场力的作用力而有规律地排列;
(2)由以上实验可知:通电螺线管外部磁场与 的磁场相似;通电螺线管外部磁场方向与螺线管中 的方向有关;
(3)为了进一步探究通电螺线管周围磁场的方向,可用 代替铁屑进行实验。
2.在做“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验时,小明在螺线管周围摆放一些小磁针。
(1)实验中小磁针的作用是: 。
(2)通电后小磁针的指向如图26甲所示,由此可以看出通电螺线管外部的磁场与 磁体的磁场相似。
(3)小明改变螺线管中的电流方向,发现小磁针转动180°,南北极所指方向发生了改变,由此可知:通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的 方向有关。
(4)由安培定则可知乙图中S闭合后,螺线管的上端为 极。
3. (2019·枣庄)物理学中,用磁感应强度(用字母B表示)来描述磁场的强弱,国际单位是特斯拉(用字母T表示),磁感应强度B越大表示磁场越强;B=0表明没有磁场。有一种电阻,其阻值大小随周围磁感应强度的变化而变化,这种电阻叫磁敏电阻,为了探究电磁铁磁感应强度的大小与哪些因素有关,小超设计了如图27所示的电路,图甲中电源电压恒为6 V,R为磁敏电阻,图乙中的电磁铁左端靠近且正对图甲中的磁敏电阻R1,磁敏电阻R的阻值随周围磁感应强度变化的关系图象如图丙所示。
(1)当图乙S2断开,图甲S1闭合时,磁敏电阻R的阻值是 Ω,电流表的示数为 A。
(2)闭合S1和S2,图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动时,小超发现图甲中的电流表的示数逐渐减小,说明磁敏电阻R的阻值变 ,电磁铁的磁感应强度变 。
(3)闭合S1和S2,图乙中滑动变阻器的滑片P保持不动,将磁敏电阻R水平向左逐渐远离电磁铁时,小超将测出的磁敏电阻与电磁铁左端的距离L、对应的电流表的示数I及算出的磁感应强度B同时记录在下表中,请计算当L=5 cm时,磁敏电阻R所在位置的磁感应强度B= T。
(4)综合以上实验可以看出:电磁铁磁感应强度随通过电流的增大而 ;离电磁铁越远,磁感应强度越 。
实验二十六、探究导体在磁场中运动时产
生感应电流的条件(课标规定学生必做的
实验)
实验突破
1.实验装置图(图28所示)。
图28
2.实验现象:现象将导体ab放入磁场中,发现当ab沿切割磁感线方向运动时,灵敏电流计的指针会发生偏转,不切割磁感线运动时灵敏电流计的指针不偏转。
3.影响感应电流方向的因素:产生的感应电流方向与运动的方向和磁感线方向有关,运动的方向和磁感线方向中的一个方向发生变化,产生的感应电流方向就发生改变,而两个方向同时改变时,产生的感应电流方向就不变。
4.实验指导
(1)转化法的应用(如何感知感应电流的产生及其方向)(通过灵敏电流计的指针偏转感知感应电流的有无:若灵敏电流计的指针右偏,则电流从灵敏电流计的正接线柱进入)
(2)感应电流产生的条件(闭合回路、导体需做切割磁感线运动)
(3)若产生的感应电流较小,应如何采取措施使现象明显(改选磁性强的磁体、切割磁感线时保持垂直且尽量快速、改用导线制成矩形的多匝线圈代替单根导线)
(4)控制变量法的应用:探究感应电流的方向和磁场方向的关系(实验中改变磁场方向的目的);探究感应电流的方向与导体运动方向的关系
试题演练
1. (2019·昆明)为了探究导体在磁场中怎样运动,才能在电路中产生电流,采用了图29所示的实验装置:
(1)将细导线悬挂的导体放入蹄形磁体中,闭合开关,电流计指针不偏转,让导体在蹄形磁体中左右运动,电流计指针 偏转;断开开关,让导体在蹄形磁体中左右运动,电流计指针 偏转。(填“会”或“不会”)
图29
(2)将细导线悬挂的导体放入蹄形磁体中,闭合开关,让导体在蹄形磁体中竖直上下运动,电流计指针 偏转;让导体在蹄形磁体中斜向上或斜向下运动,电流计指针 偏转。(填“会”或“不会”)
(3)综合(1)(2)中的实验现象可知,导体在磁场中运动产生电流的条件是:导体必须是 电路的一部分,且一定要做 的运动。
(4)在这个实验中 能转化为了电能。
2. ( 2019·云南)发电机是如何发电的呢?同学们用如图30所示的装置进行探究。
图30
(1)当导体ab静止悬挂起来后,闭合开关,灵敏电流计G指针不偏转,说明电路中 (填“有”或“无”)电流产生。
(2)小芳无意间碰到导体ab,导体ab晃动起来,小明发现电流表指针发生了偏转,就说:“让导体在磁场中运动就可产生电流”,但小芳说:“不一定,还要看导体怎样运动”。为验证猜想,它们继续探究,并把观察到的现象记录如下:
分析实验现象后,同学们一致认为小芳的观点是 (填“正确”或“错误”)的,比较第2、3次实验现象发现,产生的电流的方向跟 有关;比较第3、6次实验现象发现,产生的电流的方向还跟 有关。
(3)在整理器材时,小明未断开开关,先撤去蹄形磁铁,有同学发现指针又偏转了!他们再重复刚才的操作,发现电流表的指针都偏转,请教老师后得知,不论是导体运动还是磁体运动,只要闭合电路的一部分导体在 中做 运动,电路中就会产生感应电流,这就是发电机发电的原理,此原理最早由英国物理学家 发现。
电学最新实验探究题演练
实验十九
1.(1)断开;
(2)L2开路;
(3)等于。
2.(1)8;各部分电路两端的电压;不能多次实验,避免偶然性。
(2)①滑动变阻器; ;
②变大;灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大。
3.(1)电压表和导线;
(2)将电压表的正接线柱与铜片相连,再把与锌片相连的导线与电压表的负接线柱进行试触,若电压表指针正向偏转,说明与电压表正接线柱连接的铜片是水果电池的正极;若电压表反向偏转,锌片是电池的正极。
4.(1 )
(2)等价变换
(3)
实验二十
1.(1)导体长度;保护电路;越大;
(2)变大。
2.(1)错误;
(2)①相等;L2,L2
②相等; L1,L1:
(3)实际电功率。
3.(1)越大;越小;
(2)横截面积;长度;测出电阻丝绕成的螺线管直径,数出螺线管的总圈数和螺线管长度求出电阻丝的直径,通过数出接入电路的圈数就能算出接入电路的电阻丝长度。
(3)见下表。(4)如图所示;导体的电阻与它的长度成正比。
实验二十一
1.(1)如图所示;
(2)A;
(3)变大;
(4)0.2;12
2.(1)定值电阻能更好地保持电阻不变。
(2)在电阻不变时,通过导体的电流与电压成正比。
(3)改变电源电压,多次实验。
3.(1)如图所示;
(2)电阻;改变电路中的电流和电压;
(3)断开;D;
(4)2.6;
(5)正比。
实验二十二
1.(1)电压表并联在电阻器的两端,导线同时接在下端;电压表应接在两端;
(2)50;
(3)10.4。
2.【实验原理】欧姆定律(或) ;
【实验步骤】
(2)断开开关,将电流表正负接线柱上的导线对调;
(3)只测量一组数据,实验误差会较大;
(4)10;正比;
(5)0 A。
3. (1)电压表示数为2.5 V;
(2)B; [来源:1]
(3)小灯泡与滑动变阻器串联,两者电压之和应等于4V,而图中曲线b与a交点处,电压之和大于4V(其他合理答案也给分)。
4.(1)由电源负极连接到滑动变阻器下面接线柱的左端或右端;
(2)4;
(3)② b;
③a;
实验二十三
1.(1)如图所示;
(2)a;
(3)C;10;
(4)电压;5 V。
2.(1)如图所示;
(2)温度越高,灯丝电阻越大;
(3)5;0.625; 1.25;
(4)开灯时,灯丝的电阻相对较小,电功率较大,灯丝的温度瞬间升高,灯丝易烧断。
3.(1)如图所示;
(2)B;
(3)0.65;
(4)①S、S1
②S、S2;R1;
4.(1)如图所示;
(2)滑动变阻器断路;
(3)1.14;
(4)灯丝电阻随温度升高而增大。
实验二十四
1.(1)电阻;右;
(2)200。
2.液面高度;电阻大小;电流大小;电流通过导体产生热量与通过导体的电流和电阻大小有关,通过导体的电流越大,导体的电阻越大,产生的热量越多。
3.(1)电流;左瓶;
(2)电阻;左瓶。
实验二十五
1.(1)减小铁屑与纸板的摩擦;
(2)条形磁铁(体);电流;
(3)小磁针。
2. (1)体现磁场的方向;
(2)条形;
(3)电流;
(4)S。
3.(1)100;60;
(2)大;强;
(3)0.40;
(4)增大;弱。
实验二十六
1.(1)会;不会:
(2)不会;会;
(3)闭合;切割磁感线;
(4)机械。
2.(1)无;
(2)正确;导体的运动方向;磁场方向;
(3)磁场;切割磁感线;法拉第。