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文檔簡介
1、電學最新實驗探究題演練 實驗十九、探究電路中的電流、電壓規(guī)律(實驗常規(guī)考點) 實驗突破 1.串并聯(lián)電路中的電流規(guī)律 (1)在串聯(lián)電路中選擇電路中的不同的位置,分別將電流表接入電路,閉合開關后記錄電流表的示數;并換用不同規(guī)格的小燈泡重復實驗,得出。 (2)在并聯(lián)電路中選擇干路和不同支路的位置分別將電流表接入電路,閉合開關后記錄電流表的示數;并換用不同規(guī)格的小燈泡重復實驗,得出。 (3)實驗注意:電流表應串聯(lián)在被測電路中,注意電流表要選擇合適的量程,根據被測電流的大小,合理選擇電流表量程,如果選擇不當,會造成很大的測量誤差。被測的電流不能超過電流表的量程;實驗中小量程改用大量程不會燒壞電流表,只是
2、測得的電流值誤差較大,電流值在小量程范圍內用小量程,能使讀數更精確。正負接線柱不要接反,反接時會發(fā)生指針反轉,損壞電流表。實驗中要用不同規(guī)格的小燈泡多次測量,這可使得到的實驗結論具有普遍性。 2.串并聯(lián)電路中電壓規(guī)律 (1)在串聯(lián)電路中,分別把電壓表接在不同的用電器兩端和電源兩端,閉合開關,記錄電壓表的示數。換用不同規(guī)格的小燈泡重復這個實驗,得出。 (2)在各支路兩端和電源兩端分別接入電壓表,閉合開關記錄電壓表的示數。換用不同規(guī)格的小燈泡重復這個實驗,得出。 (3)電壓表使用時的注意事項:電壓表與被測電路并聯(lián),要測哪部分電路的電壓,電壓表就和哪部分電路并聯(lián)。電壓表接入電路時,應當使電流從“+”
3、接線柱流入,從“”接線柱流出。注意觀察電壓表的量程,被測電壓不允許超過電壓表的量程。電壓表可以直接接在電源兩端,測的是電源電壓。 試題演練1.(2019·成都)在“探究串聯(lián)電路的電壓”實驗中,小涵同學設計了如圖1所示的電路。 (1)在連接電路中,開關應處于 (填“閉合”和“斷開”)狀態(tài)。 (2)根據圖連接好電路,閉合開關后,他發(fā)現兩只燈泡都不亮,且電壓表示數為0,若只有L1或L2中的一處發(fā)生故障,則故障是 (填“L1開路”“L1短路”“L2開路”或“L2短路”)。 (3)故障排除后,小涵選用不同的燈泡完成了三次實驗,并記錄了數據。分析下表中的數據,可得出結論為:串聯(lián)電路兩端的電壓 串
4、聯(lián)電路中各部分電路兩端電壓之和。 2.在“研究串聯(lián)電路電壓的特點”實驗中,小陽同學設計并連接了如圖2甲所示的電路,電壓表均選擇了合適的量程且能正常使用。 (1)閉合開關S后,小陽發(fā)現電壓表V1的示數為6V,而電壓表V2的示數為2 V,V3的示數如圖2乙所示,為 V,他由此得出:在串聯(lián)電路中,電路兩端的總電壓等于 之和。這樣得出結論的不足之處是 。 (2)于是小剛設計了如圖2丙所示的電路,利用此電路還可以完成測小燈泡電阻的實驗,實驗步驟如下: 閉合開關S,調節(jié) ,讀出電壓表V1的示數為U1和電流表A的示數為I1,則小燈泡的電阻RL1= 。 滑片向左移動的過程中,再分別讀出電壓表V1的示數和電流表
5、A的示數兩次,分別計算出燈泡的電阻,發(fā)現燈泡的電阻 (填“變大”“變小”或“不變”),產生這種現象的原因是 。 3.(2019·山西)通過閱讀,小明知道了1791年意大利物理學家伏特發(fā)明了最早的電池伏打電池。在老師的幫助下,小明自制了一個如圖3所示的伏打電池,但是不能確定哪個金屬片是正極。請你幫他設計實驗并進行判斷。圖3(1)寫出你選用的實驗儀器: 。(2)簡述操作方法、實驗現象和結論: 4. ( 2019·青島)歸納式探究研究帶電粒子在電場中的運動:給兩塊等大、正對、靠近的平行金屬板加上電壓,兩板之間就有了電場。帶電粒子在電場中受到力的作用,速度的大小和方向都可能發(fā)生變化
6、。圖4 (1)圖4甲中兩板間電壓為U,若一個質量為m,電荷量為q的負粒子,在力的作用下由靜止開始從負極板向正極板運動,忽略重力的影響,到達正極板時的速度v與質量m、電荷量q和電壓U的關系數據如表一。則帶電粒子到達正極板時速度的平方 。 (2)在其他條件一定時,若第二次實驗中的帶電粒子以不同的速度沿著圖4乙中的兩板中線方向入射到電場中,帶電粒子就會發(fā)生偏轉,離開電場時偏移距離與入射初速度的關系數據如表二。則偏移距離 。將數據的表格形式變成公式形式,運用了 法。 (3)將甲、乙兩裝置組合,如圖丙所示.甲裝置兩板間電壓為2V,質量為4 × 1030 kg,帶1.6 × 1019
7、C電荷量的負粒子,自甲裝置負極板由靜止開始運動,則其最終離開乙裝置時偏移距離 m。 實驗二十、探究決定電阻大小的因素(實驗常規(guī)考點) 實驗突破 1.探究決定電阻大小的因素 (1)決定電阻大小的因素有:長度、材料、橫截面積、溫度。 (2)實驗方法:要研究導體的電阻與橫截面積的關系,需要保持不同導線的材料、長度和溫度相同(一般條件下的實驗,溫度因素可以認為不變)這是控制變量法;通過燈泡的亮度或電流表示數表示電阻的大小,這是轉換法。 2.滑動變阻器 (1)使用滑動變阻器應注意的問題:應注意銘牌。某滑動變阻器標有“50 1.5 A”字樣,50表示滑動變阻器的最大阻值為50或變阻范圍為050;1.5 A
8、表示滑動變阻器允許通過的最大電流為1.5 A。使用滑動變阻器時,要采用“一上一下”的接法,一般是把它串聯(lián)在電路中。在閉合開關前應將滑片置于遠離“下接線柱”處,使滑動變阻器連入電路的阻值最大。了解其優(yōu)缺點:能夠逐漸改變連入電路的電阻,但不能直接表示出連入電路的阻值。 (2)滑動變阻器在電路中的作用:保護電路,改變定值電阻兩端的電壓和電路中的電流。 試題演練 1.陳慧同學在學了電阻的大小與哪些因素有關后,她決定自己再進行探究,回家后她找來了鉛筆芯、廢舊燈絲、電池、導線、小燈泡、開關、蠟燭、打火機、鱷魚夾等,并從學校實驗室借出了電流表。甲 乙圖5 (1)她選取了上述的部分器材先連成了圖5甲所示的電路
9、。其中導線纏繞在鉛筆芯的A端固定,纏繞在B端的導線可以通過鱷魚夾左右滑動。該電路研究的是導體的電阻與 的關系。劉星同學認為該電路存在著缺陷,應該再串聯(lián)一個定值電阻,你認為串聯(lián)定值電阻的作用是 。電路更改正確后,她發(fā)現將鱷魚夾向左移動電流表示數變大,向右移動電流表示數變小,這說明長度越長,導體的電阻 。 (2)接著陳慧同學又選取了部分元件連成了如圖5乙所示的電路,她發(fā)現給廢燈絲加熱過程中,小燈泡逐漸變暗。這說明燈絲的電阻隨溫度的升高而 (填“變大”“變小”或“不變”)。 2. ( 2019·昆明)在研究導體電阻與哪些因素有關的實驗中,小明采用了圖6所示的電路,閉合開關,夾子P向左滑動時
10、,電阻絲連入電路的長度變長,觀察到電流表示數變小,燈的亮度變暗,小明在得出導體電阻與長度關系的同時,還得出“燈泡的亮度由電流大小決定”的結論:圖6 (1)你認為小明關于燈泡的亮度由電流大小決定的結論是 的。 (2)小麗用L1“6 V 3 W”和L2“6 V 2 W”的兩個小燈泡及6V的電源等器材,設計如下實驗來驗證小明的結論是否正確,請你幫她將實驗步驟填寫完整: 將兩個小燈泡串聯(lián),接到6V的電路中,則通過兩燈的電流;燈兩端的電壓較大;可觀察到燈 較亮。 將兩個小燈泡并聯(lián),接到6V的電路中,則兩燈兩端的電壓 ;通過燈 的電流較大,可觀察到燈 較亮。 (3)由以上實驗可以得出燈泡的亮度由 決定。
11、3.某學習小組在認識了滑動變阻器的結構和原理后,準備利用滑動變阻器定量研究導體的電阻與長度和橫截面積的關系,做了如下探究性實驗。請幫助完成如下問題: (1)猜想:如果導體越長,則它的電阻值 ;如果導體橫截面積越大,則它的電阻 。(填“越大”或“越小”) (2)實驗設計要分別研究導體的電阻與它長度和橫截面積的關系,根據控制變量法實驗思想,應先保持導體的 不變,研究導體的電阻與它長度的關系;再保持 不變,研究導體的電阻與它橫截面積的關系。 為了測量各種情況下滑動變阻器接入電路的電阻,學習小組設計了一個如圖7所示的電路,請幫助將滑動變阻器接入電路在不損壞滑動變阻器的前提下,請在下面橫線上寫出測量繞在
12、滑動變阻器上的電阻絲接入電路的長度的方法: (3)實驗探究:根據上述實驗設計,研究小組通過移動滑動變阻器的滑動片,分別測出電阻絲接入電路的長度,以及對應的電流表和電壓表示數,如上表所示。請根據表中電流表和電壓表示數,求出變阻器接入電路的電阻值并填入表格中。 (4)若以電阻絲接入電路的長度為橫坐標,以變阻器接入電路的電阻值R為縱坐標建立如上圖所示的坐標系,請用描點法作出R與的關系圖線。根據作出的圖線,可以得出,導體的電阻和它長度的定量關系是 實驗二十一、探究電流與電壓、電阻的關系(課標規(guī)定學生必做的實驗) 實驗突破 1.電流跟電壓、電阻關系的實驗探究過程中要特別注意控制變量法的應用。 (1)探究
13、電流與電壓的關系:應保持電阻不變,用滑動變阻器多次改變導體兩端的電壓,分別讀出在不同電壓下的電流。 (2)探究電流與電阻的關系:應保持電阻兩端的電壓不變,更換不同的電阻,調節(jié)滑動變阻器保持每個電阻兩端的電壓相同,分別讀出電流表的示數。 2.在探究電流與電壓的關系時,滑動變阻器的作用是改變定值電阻兩端的電壓和通過定值電阻的電流。在探究電流與電阻的關系時,滑動變阻器的作用是保持定值電阻兩端的電壓不變。 3.用圖象表示一個量隨另一個量變化的情況,是物理學中常用的方法。在本實驗中可以用圖像進行數據處理,用圖像把實驗結果表示出來。 (1)在探究“電流與電壓關系”時,得到的圖象是過原點的直線,直線與橫軸的
14、夾角反映電阻阻值大小,總結的規(guī)律為:電阻一定,導體中的電流與電壓成正比。 (2)在探究“電流與電阻關系”時,得到的圖像是雙曲線的一支,結論是:電壓一定,導體中的電流與電阻成反比。 4.實驗指導 (1)實物圖連接(電路圖連接中應該注意滑動變阻器“一上一下”的接法、電流表串聯(lián)在電路中、電壓表并聯(lián)在電路中)、根據實物圖畫電路圖 (2)電表的讀數及量程的選取(一般的方法是:電壓表根據電源電壓估測后確定。電流表根據題中提示道電阻大約是多少確定;如果無法估測,則選擇大量程進行試觸,再確定適當的量程) (3)滑動變阻器的作用及其使用注意事項(保護電路,改變電路中的電流及定值電阻兩端的電壓) (4)電路故障分
15、析(短路、斷路判斷) (5)控制變量法的應用(研究電流與電壓的關系時,控制電阻不變,通過移動滑動變阻器的滑片改變電阻兩端電壓) (6)多次測量的目的(獲得多組數據,找出電壓、電流、電阻的關系) 試題演練 1.(2019·連云港)小明同學在“探究通過導體的電流與電阻的關系”時,他用圖8甲所示的電路進行實驗,實驗中電阻兩端的電壓始終保持2.4 V不變。 (1)請用筆畫線代替導線,將甲圖中實物電路連接完整(導線不得交叉開關)。 (2)閉合前滑動變阻器的滑片P應置于 (填“A”或“B”)端。 (3)在實驗過程中,當把電阻由5變更換為10 時,滑動變阻器接入電路中的電阻應 (填“變大”“變小”
16、或“不變”)。 (4)某次實驗時,電流表的示數如圖8乙所示,則電流表示數為 A,此時的電阻為 。 2. ( 2019·嘉興)在探究電流與電壓關系的實驗中,同學們設計了圖9所示三種電路: (1)甲同學認為圖乙電路比圖甲電路好,理由是: 。乙同學認為圖丙電路比圖乙電路更好,理由是圖丙電路便于多次實驗。 (2)乙同學利用圖丙電路(其中電阻R=5)完成了本實驗,測得數據如下: 分析表格數據,可得出的結論是 。 (3)實驗操作過程中,丙同學發(fā)現滑動變阻器損壞,但經過思考后利用圖9電路最終也完成了多次實驗,該同學的做法是 。 3.(2019·宜賓)小明探究“通過導體的電流與導體兩端電壓
17、的關系”時,使用的器材如圖10甲所示,電源電壓不變,R為定值電阻。 (1)請用筆畫線代替導線,將圖中的電路連接完整。(要求導線不交叉) (2)由于導線中的電流可能與兩端的電壓和導體的電阻都有關系,所以,在本次實驗中應該保持 不變。變阻器的作用除了保護電路外,還起到 的作用。 (3)連接電路時,開關應該 ,合上開關前,變阻器滑片P應該處于圖中 (填“C”或“D”)端。 (4)某次實驗電壓表示數如圖乙所示,電壓為 V。 (5)通過實驗,他得到如圖丙所示的IU圖象,根據此圖象,他初步得到實驗結論:導體的電阻一定時,導體中的電流與該導體兩端的電壓成 。 實驗二十二、伏安法測電阻實驗(實驗常規(guī)考點) 實
18、驗突破 1.伏安法測電阻 (1)器材的選擇:電流表、電壓表的量程;電源電壓、滑動變阻器的規(guī)格。 (2)實物電路的連接:連接電路時要注意斷開開關;變阻器要“一上一下”連人電路,滑片放在阻值最大處;電流表、電壓表量程選擇正確,正負接線柱不能接反。 (3)變阻器在電路中的作用:保護電路;若測定值電阻的阻值,則調節(jié)電流,便于多次測量求平均值,減小實驗誤差;若測小燈泡電阻,便于改變燈兩端的電壓。 (4)實驗數據的分析處理:若是測定值電阻的阻值,利用公式求出電阻值,然后再求平均值;若是測小燈泡的電阻,由于燈絲電阻受溫度影響,使得電流與燈泡兩端電壓關系的圖像不是正比例函數圖像。 2.測電阻常用特殊方法3.實
19、驗指導 (1)實物圖連接(補充或根據電路圖畫實物圖、根據實物圖畫電路圖) (2)滑動變阻器的作用(保護電路,測定值電阻的阻值時,調節(jié)定值電阻兩端的電壓,便于多次測量) (3)多次測量的目的(獲得多組數據求平均值,減小誤差) 試題演練 1.(2019·長沙)小天同學在做“用伏安法測電阻”的實驗時,除了滑動變阻器的銘牌不清楚之外,其他實驗器材齊全且完好,電源電壓不變,電流表和電壓表對電路的影響均忽略不計。以下是他實驗過程,請回答下列問題:(1)小天連接了如圖12甲所示的電路測量待測電阻的阻值,請指出電路連接的錯誤之處: (寫出一種即可)。 (2)更正電路之前,小天發(fā)現可以利用圖12甲所示
20、的電路來測量滑動變阻器的最大阻值;他閉合開關,讀出電壓表的示數為10 V,電流表的示數為0.2 A,則可計算出滑動變阻器的最大阻值為 。 (3)小天按照圖12乙所示電路圖正確連接好電路后,為了減小實驗誤差,他選用了合適的量程進行了多次測試,以下是他的實驗記錄,第一次:當滑動變阻器的滑片位于最左端時,電壓表的指針位置如圖12丙所示;第二次;當滑動變阻器的滑片位于某位置是,電流表的示數為0.58 A,電壓表的指針位置如圖12丁所示;第三次:當滑動變阻器的滑片位于最右端是,電流表的示數為1.1 A,則平均阻值為 。(精確到0.1) 2. ( 2019·江西)【實驗名稱】用電流表和電壓表測電
21、阻 【實驗器材】電壓恒為3V的電源、電壓表、電流表、標有“20 2 A”字樣的滑動變阻器,待測電阻、開關、導線若干。 【實驗原理】 【實驗步驟】 (1)小明按如圖13甲所示的電路圖連接電路。丙圖13 (2)閉合開關,發(fā)現電流表示數如圖13乙所示,則下一步的實驗操作是:先 ,然后 。 C3)小明測出待測電阻的阻值后,向老師匯報,老師指出他實驗設計中存在不足,其不足是 。(4)改進后,小明繼續(xù)實驗并將數據記錄在下表中,分析數據可知待測電阻的阻值為 ;還可以初步得出:電阻一定時,通過導體的電流與導體兩端的電壓成 。 數據表格: (5)實驗過程中,若小明將滑片P移到了如圖丙所示位置,閉合開關,此時電流
22、表的示數為 。 3. ( 2019·溫州)為了研究小燈泡電流與電壓的關系,小明選擇額定電壓為2.5 V的小燈泡、電壓為4V的電源以及其他相關器材按圖甲連接電路,進行實驗。 (1)閉合開關,移動滑動變阻器的滑片,當觀察到 時,可以判斷此時小燈泡正常發(fā)光。 (2)在實驗過程中,小明將滑動變阻器的滑片從A端開始移動,直到燈泡正常發(fā)光,在此過程中測得小燈泡電流和電壓的幾組數據,并正確畫出曲線a,如圖14乙所示。該實驗中小明選擇的滑動變阻器可能是 。 A.滑動變阻器R1(20,3 A) B.滑動變阻器R2(50 ,2 A) C.滑動變阻器R3 ( 2019,0.2 5 A ) (3)小明在圖乙
23、中還畫出了本實驗中滑動變阻器的電流隨電壓變化的曲線b,老師據圖指出該曲線是錯誤的,其理由是4. (2019·孝感)小明同學利用圖15甲所示的電路來測量一未知電阻。 (1)請用筆畫線代替導線,將圖15甲中實物電路連接完整。 (2)閉合開關后,調節(jié)滑動變阻器,當電壓表的示數為1.2 V時,電流表的示數如圖15乙所示,則 。 (3)該同學又設計了如圖丙所示的測量電路,測量小燈泡正常發(fā)光時的電阻和額定功率,其中R0是已知定值電阻,請在空格內把實驗步驟補充完整。 閉合開關S,調節(jié)滑動變阻器,使燈泡正常發(fā)光。 S'撥 ,測出燈泡與R0串聯(lián)后的總電阻U。 保持滑動變阻器滑片P的位置不變,再
24、將S'撥 ,測出R0兩端的電壓U1。 小燈泡正常發(fā)光時的電阻R1= (用R0、U、U1列表達式);小燈泡的額定功率 。 實驗二十三、測量小燈泡電功率(課標規(guī)定學生必做的實驗) 實驗突破 1.伏安法測功率 (1)原理 (2)實驗電路圖、實物連接圖(圖16所示) (3)儀器選擇 電源:電源電壓應高于小燈泡的額定電壓。例如:U=2.5 V,至少要選擇2節(jié)干電池串聯(lián)做電源,學生電源選擇3V的電源。 電壓表的量程應大于U,電流表的量程應大于燈泡正常的工作電流;在被測電壓、電流不超電壓表、電流表量程的情況下,應盡可能選用小量程;例如U=2.5 V的小燈泡電壓表量程選03V,電流表選00.6 A的量
25、程。 滑動變阻器允許通過的最大電流要大于燈泡的正常工作電流,而其最大阻值應與燈泡的電阻差不多,以便調節(jié)的效果明顯。 (4)連接電路時注意事項:要注意斷開開關,變阻器要“一上一下”連入電路且滑片放在阻值最大的位置,電流表、電壓表量程的選擇及正負接線柱不能接反。 (5)滑動變阻器在電路中的作用:保護電路;調節(jié)小燈泡兩端的電壓。 (6)實驗數據的分析處理:次數電壓U/V電流I/A功率P/W發(fā)光情況123 實驗表格的設計:不需要求功率的平均值; 讀電壓表、電流表示數填寫表格,并利用P=UI計算功率。 分析數據知:實際功率隨實際電壓改變而改變;燈泡的亮度取決于燈泡的實際功率,實際功率越大燈泡越亮。 2.
26、測功率常用的特殊方法 3.實驗指導 (1)燈絲的電阻會隨溫度的變化而變化。 (2)在測小燈泡額定功率的實驗中,手和眼的分工(手移動滑片的位置,同時眼睛觀察電壓表的示數,當示數達到小燈泡的額定電壓時,停止移動滑片)。 (3)多次測量的目的(研究小燈泡的電功率在不同電壓下的實際功率而不能求平均值)。 (4)實驗“測量小燈泡的電功率”與實驗“測量小燈泡的電阻”非常類似,在中考時要注意它們的相同和區(qū)別之處。 相同點:實驗所用器材和電路連接相同;實驗步驟相同;實驗考查的問題(連接電路圖、故障分析與處理、讀表計算、拓展測量等)基本相同。 不同點:原理不同;(R=UI P=UI )實驗結論不同。小燈泡的電阻
27、受溫度的影響而變化,小燈泡的電功率隨小燈泡消耗的實際電壓(或電流)而變化。 試題演練1.(2019·泰安)有一個小燈泡標有5.0 V字樣,要測定它的額定功率。已知小燈泡正常發(fā)光時的電阻值約為10 ,電源電壓為6 V。圖17 (1)請你用筆畫線代替導線,連接完成圖17所示電路。 (2)閉合開關前,滑動變阻器的滑片應該 在(填“a”或“b”)端。 (3)某次連接好電路后,閉合開關燈泡不亮,電流表有示數,電壓表無示數,猜想一下3種故障,其中可能的是( ) A.燈絲斷了 B.開關接線處斷路 C.小燈泡的燈座短路 為了避免出現上述故障時損壞電流表,選擇的滑動變阻器的最大阻值不小于 。 (4)排
28、除故障后,移動變阻器滑片,觀察當 表示數為 時,在記錄一個電表的示數,可以計算小燈泡的額定功率。 2.(2019·濟寧)小可將電源、開關、導線、滑動變阻器、電流表和電壓表接入電路,用“伏安法”測額定電壓為2.5 V小燈泡的功率。 (1)請在方框內甲畫出實驗電路圖。 (2)小可根據實驗數據繪制了U-I圖象,如圖18所示。觀察圖象,發(fā)現AB部分為線段,BC部分為曲線。為便于分析,將線段AB延長作出圖象,如圖乙所示。比較甲、乙兩圖象,發(fā)現兩圖象間的距離隨著電流的增大而增大,說明 。 (3)根據圖象中B點對應的電壓和電流值,計算小燈泡的電阻R= 。當電壓為2.5 V時,根據甲圖象計算小燈泡的
29、功率 W,根據乙圖象計算小燈泡的功率 W。(4)請結合以上分析和計算,解釋白熾燈泡燒壞往往發(fā)生在開燈瞬間的原因: 3. (2019·南京)在“測量小燈泡額定功率”實驗中,小燈泡的額定電壓2.5 V 。(1)圖19甲是小明測量小燈泡額定功率的實物電路圖,圖中有一根線連接錯誤,請在這根線上打“×”并在圖中改正.。 (2)閉合開關前,滑片P應位于 (填“A”或“B”)端。 (3)閉合開關,移動滑片P直到電壓表示數為2.5 V,此時電流表示數如圖乙所示,則小燈泡的額定功率為 W。 (4)小華設計了如圖19丙所示的電路也完成了該實驗,請完成下列填空(電源電壓不變,R1和R2為滑動變阻
30、器,R2的最大電阻為R0)。 只閉合開關 ,調節(jié)R2,使電壓表的示數為2.5V。 只閉合開關 ,調節(jié) ,使電壓表的示數仍為2.5 V 。 接著將R2的滑片P調至最左端,記下電壓表的示數為U1;再將R2的滑片P調至最右端,記下電壓表的示數為U2。則小燈泡額定功率的表達式 (用、R0、U1、U2表示)。 4.(2019·河北)小明利用如圖20所示的實驗器材“測量小燈泡的額定功率”,已知電源電壓恒為6V,小燈泡正常工作時的電壓為3.8 V,電阻約為12 ,滑動變阻器的規(guī)格為“20 20A”。 甲 乙 (1)請用筆畫線代替導線,完成圖甲實物電路的連接。 (2)正確連接電路后,用開關試觸,燈泡
31、不亮,電壓表瞬間滿偏,電流表指針幾乎不動,電路的故障是 (電路只有一處故障)。 (3)排除故障后,繼續(xù)實驗,閉合開關,移動滑片,當電壓表的指針在某電壓值時,(請在圖乙中標出相應的電壓值),小燈泡正常發(fā)光,電流表的示數如圖丙所示,小燈泡的額定功率是 W。 (4)側量完燈泡的額定功率后,小明有測量了幾組數據,計算后發(fā)現燈絲電阻隨其兩端電壓的增大而增大,原因是 。 【評估】小紅也利用上述器材對該小燈泡的額定功率進行了測量,實驗電路圖如圖丁所示,實驗結束后,兩人對實驗進行了交流與評估。 小紅的實驗結果誤差較大,理由是 。 小明的實驗更不容易操作,理由是 。 實驗二十四、探究電流產生的熱量與哪些因素有關
32、(實驗常規(guī)考點) 實驗突破 1.電流產生的熱量跟電流大小、電阻大小、通電時間有關。 (1)探究電流產生熱量跟電阻關系時,控制通電時間和電流不變。 (2)探究電流產生熱量跟通電時間關系時,控制電流和電阻不變。 (3)探究電流產生的熱量跟電流大小和電阻大小關系時運用了控制變量法。2.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通過液面高度差的變化來反映(圖21所示),體現的是轉換思想。 3.實驗結論:在電流、通電時間一定的情況下,電阻越大,電流通過導體產生的熱量越多;在通電時間一定、電阻相同的情況下,電流越大,電流通過導體產生的熱量越多。 試題演練1.(2019·綏化)利
33、用如圖22所示的電路裝置,探究“電流產生的熱量跟什么因素有關”。接通電源,兩容器內的空氣被加熱后膨脹,使U形管的液面發(fā)生變化,通過觀察U形管液面變化情況,比較瓶內電阻絲的發(fā)熱多少。 (1)此裝置可以探究電流產生的熱量跟 的關系,一段時間后, (填“左”或“右”)容器內電阻絲產生的熱量較多。(2)如果通過R1電流為2A,那10s內通過R1的電流產生的熱量是 J。2.(2019·威海)實際生活中,用電器接通電源后,都伴有熱量的產生。小明在“探究電流通過導體產生熱量的多少與什么因素有關”時,采用了如圖23所示的實驗裝置,其中a、b、c、d四個相同的容器密閉著等量空氣并與U形管緊密相連,實驗
34、前U形管兩端液面相平,將1、2和3、4導線分別接到電源兩端。在實驗過程中,通過觀察U管中 的變化來比較電流通過電阻絲產生熱量的多少;圖甲所示的裝置是用來研究電流通過電阻絲產生的熱量與 的關系:圖乙所示的實驗裝置是用來研究電流通過電阻絲產生的熱量與 的關系。綜合分析圖甲乙兩裝置的實驗現象,可以得出的結論是 甲 乙圖23 3.采用如圖24所示的裝置探究“電流產生的熱量跟什么因素有關”,接通電源,瓶內的空氣被加熱后膨脹,使U型管中的液面發(fā)生變化,通過觀察U型管的液面變化情況比較出瓶內電阻絲的發(fā)熱多少。圖24 (1)圖24所示的是探究電流產生的熱量跟 的關系,通電一段時間 (填“左瓶”或“右瓶”)內的
35、電阻絲產生的熱量多。 (2)讓實驗裝置冷卻到初始狀態(tài),把右瓶并聯(lián)的兩根電阻絲都放入瓶內,接通電源比較兩瓶內電阻絲發(fā)熱多少。此時該裝置是探究電流產生的熱量跟 的關系,一段時間后電阻絲產生的熱量 (填“左瓶”“右瓶”或“兩瓶一樣”)多。 實驗二十五、探究通電螺線管外部磁場的方向(課標規(guī)定學生必做的實驗) 實驗突破 1.通電螺線管外部的磁場 (1)通電螺線管外部的磁場和條形磁體磁場相似在磁體外部,磁感線是由北極出發(fā)回到南極;在磁場中,小磁針靜止時北極所指的方向為該點的磁場方向; (2)判斷通電螺線管磁場強弱的操作:在通電螺線管上放一玻璃板,并在玻璃板上撒鐵屑,鐵屑分布密集的地方磁場強,疏松的地方磁場
36、弱。 2.通電螺線管外部的磁場的方向和電流的方向有關;改變電流方向,則磁場方向發(fā)生改變,通電螺線管的極性改變,但通電螺線管的磁場形式不變。 3.通電螺線管外部磁場方向與螺線管中的電流方向和線圈的繞法有關.可根據安培定則判斷通電螺線管的極性。 4.實驗中輕敲玻璃板的目的:減小鐵屑與玻璃板的摩擦,使鐵屑受到磁場的作用力而有規(guī)律地排列, 5.可根據小磁針的指向判斷通電螺線管的極性,這是轉換法的應用 試題演練 1.圖25所示是“探究通電螺線管周圍磁場分布”的實驗,實驗時先在螺線管的兩端各放一個小磁針,并在硬紙板上均勻地撒滿鐵屑,通電后觀察小磁針的指向,輕敲紙板,觀察鐵屑的排列情況;改變螺線管中的電流方
37、向,發(fā)現小磁針轉動,南北所指方向發(fā)生了改變。 (1)實驗中輕敲紙板的目的是 ,使鐵屑受到磁場力的作用力而有規(guī)律地排列; (2)由以上實驗可知:通電螺線管外部磁場與 的磁場相似;通電螺線管外部磁場方向與螺線管中 的方向有關; (3)為了進一步探究通電螺線管周圍磁場的方向,可用 代替鐵屑進行實驗。 2.在做“探究通電螺線管外部磁場的方向”的實驗時,小明在螺線管周圍擺放一些小磁針。 (1)實驗中小磁針的作用是: 。 (2)通電后小磁針的指向如圖26甲所示,由此可以看出通電螺線管外部的磁場與 磁體的磁場相似。 (3)小明改變螺線管中的電流方向,發(fā)現小磁針轉動180°,南北極所指方向發(fā)生了改變
38、,由此可知:通電螺線管外部磁場方向與螺線管中的 方向有關。 (4)由安培定則可知乙圖中S閉合后,螺線管的上端為 極。 3. (2019·棗莊)物理學中,用磁感應強度(用字母B表示)來描述磁場的強弱,國際單位是特斯拉(用字母T表示),磁感應強度B越大表示磁場越強;B=0表明沒有磁場。有一種電阻,其阻值大小隨周圍磁感應強度的變化而變化,這種電阻叫磁敏電阻,為了探究電磁鐵磁感應強度的大小與哪些因素有關,小超設計了如圖27所示的電路,圖甲中電源電壓恒為6 V,R為磁敏電阻,圖乙中的電磁鐵左端靠近且正對圖甲中的磁敏電阻R1,磁敏電阻R的阻值隨周圍磁感應強度變化的關系圖象如圖丙所示。 (1)當圖
39、乙S2斷開,圖甲S1閉合時,磁敏電阻R的阻值是 ,電流表的示數為 A。 (2)閉合S1和S2,圖乙中滑動變阻器的滑片P向右移動時,小超發(fā)現圖甲中的電流表的示數逐漸減小,說明磁敏電阻R的阻值變 ,電磁鐵的磁感應強度變 。 (3)閉合S1和S2,圖乙中滑動變阻器的滑片P保持不動,將磁敏電阻R水平向左逐漸遠離電磁鐵時,小超將測出的磁敏電阻與電磁鐵左端的距離L、對應的電流表的示數I及算出的磁感應強度B同時記錄在下表中,請計算當L=5 cm時,磁敏電阻R所在位置的磁感應強度B= T。 (4)綜合以上實驗可以看出:電磁鐵磁感應強度隨通過電流的增大而 ;離電磁鐵越遠,磁感應強度越 。 實驗二十六、探究導體在
40、磁場中運動時產生感應電流的條件(課標規(guī)定學生必做的實驗) 實驗突破 1.實驗裝置圖(圖28所示)。圖28 2.實驗現象:現象將導體ab放入磁場中,發(fā)現當ab沿切割磁感線方向運動時,靈敏電流計的指針會發(fā)生偏轉,不切割磁感線運動時靈敏電流計的指針不偏轉。 3.影響感應電流方向的因素:產生的感應電流方向與運動的方向和磁感線方向有關,運動的方向和磁感線方向中的一個方向發(fā)生變化,產生的感應電流方向就發(fā)生改變,而兩個方向同時改變時,產生的感應電流方向就不變。 4.實驗指導 (1)轉化法的應用(如何感知感應電流的產生及其方向)(通過靈敏電流計的指針偏轉感知感應電流的有無:若靈敏電流計的指針右偏,則電流從靈敏
41、電流計的正接線柱進入) (2)感應電流產生的條件(閉合回路、導體需做切割磁感線運動) (3)若產生的感應電流較小,應如何采取措施使現象明顯(改選磁性強的磁體、切割磁感線時保持垂直且盡量快速、改用導線制成矩形的多匝線圈代替單根導線) (4)控制變量法的應用:探究感應電流的方向和磁場方向的關系(實驗中改變磁場方向的目的);探究感應電流的方向與導體運動方向的關系 試題演練 1. (2019·昆明)為了探究導體在磁場中怎樣運動,才能在電路中產生電流,采用了圖29所示的實驗裝置:(1)將細導線懸掛的導體放入蹄形磁體中,閉合開關,電流計指針不偏轉,讓導體在蹄形磁體中左右運動,電流計指針 偏轉;斷
42、開開關,讓導體在蹄形磁體中左右運動,電流計指針 偏轉。(填“會”或“不會”)圖29(2)將細導線懸掛的導體放入蹄形磁體中,閉合開關,讓導體在蹄形磁體中豎直上下運動,電流計指針 偏轉;讓導體在蹄形磁體中斜向上或斜向下運動,電流計指針 偏轉。(填“會”或“不會”) (3)綜合(1)(2)中的實驗現象可知,導體在磁場中運動產生電流的條件是:導體必須是 電路的一部分,且一定要做 的運動。 (4)在這個實驗中 能轉化為了電能。 2. ( 2019·云南)發(fā)電機是如何發(fā)電的呢?同學們用如圖30所示的裝置進行探究。圖30 (1)當導體ab靜止懸掛起來后,閉合開關,靈敏電流計G指針不偏轉,說明電路中 (填“有”或“無”)電流產生。 (2)小芳無意間碰到導體ab,導體ab晃動起來,小明發(fā)現電流表指針發(fā)生了偏轉,就說:“讓導體在磁場中運動就可產生電流”,但小芳說:“不一定,還要看導體怎樣運動”。為驗證猜想,它們繼續(xù)探究,并把觀察到的現象記錄如下: 分析實驗現象后,同學們一致認為小芳的觀點是 (填“正確”或“錯誤”)的,比較第2、3次實驗現象發(fā)現,產生的電流的方向跟 有關;比較第3、6次實驗現象發(fā)現,產生的電流的方向還跟 有關。 (3)在整理器材時,小明未斷開開關,先撤去蹄形磁鐵,有同學發(fā)現指針又偏轉了!他們再重復剛才
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