專題二

實(shí)驗(yàn)專題類型6

電磁學(xué)探究型實(shí)驗(yàn)考點(diǎn)精練一、探究影響電阻大小的因素【例1】在“探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)室提供了4根電阻絲，它們的規(guī)格如下表所示，小兵、小紅兩位同學(xué)的猜想如下：①導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長(zhǎng)度有關(guān)；②導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)；③導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的材料有關(guān)。為了驗(yàn)證上述猜想，他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖2-2-64所示的實(shí)驗(yàn)電路。編號(hào)材料長(zhǎng)度/m橫截面積/mm2A鎳鉻合金0.50.5B鎳鉻合金1.00.5C鎳鉻合金0.51.0D錳銅合金0.50.5【基礎(chǔ)設(shè)問】（1）在M、N之間分別接上不同的電阻絲，然后通過觀察________________來比較導(dǎo)體電阻的大小。（2）為了驗(yàn)證上述猜想③，應(yīng)該選用編號(hào)為__________的兩根電阻絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（3）如果選用編號(hào)為A、C的兩根電阻絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，是為了驗(yàn)證猜想__________（填序號(hào)）。電流表的示數(shù)A、D②（4）為了驗(yàn)證猜想①，小紅分別將A和B兩根電阻絲接入電路中M、N之間，發(fā)現(xiàn)電阻絲A接入時(shí)電流表的示數(shù)較大，說明其電阻較__________；由此，得到的結(jié)論是材料與橫截面積都相同的電阻，長(zhǎng)度越__________，電阻越大。小長(zhǎng)【拓展設(shè)問】（5）為了探究溫度對(duì)電阻的影響，小紅進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)（如圖2-2-65）。①實(shí)驗(yàn)器材：酒精燈、電流表、細(xì)鐵絲、電源、開關(guān)等;②實(shí)驗(yàn)步驟：閉合開關(guān)后，用酒精燈給細(xì)鐵絲加熱，在細(xì)鐵絲溫度逐漸升高并發(fā)紅的過程中，觀察電流表的示數(shù)變化;③實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：隨著細(xì)鐵絲的溫度升高，電流表的示數(shù)減小;④實(shí)驗(yàn)結(jié)論：導(dǎo)體的電阻大小與它的溫度高低有關(guān)，金屬導(dǎo)體的電阻通常隨溫度的升高而__________。增大【素養(yǎng)設(shè)問】（6）小兵在科普雜志中看到：礦泉水中含有多種礦物質(zhì)，導(dǎo)電能力強(qiáng)，電阻小；純凈水是用自來水過濾得到的，礦物質(zhì)含量少，導(dǎo)電能力差，電阻大。這時(shí)他想到教室飲水機(jī)中的水是礦泉水還是純凈水呢？他設(shè)計(jì)了如圖2-2-66所示電路，選取兩根長(zhǎng)度、橫截面積都相同的玻璃管P、Q，在P、Q管內(nèi)分別裝滿優(yōu)質(zhì)的礦泉水和“教室水”，并將P、Q管連入電路。實(shí)驗(yàn)中，將單刀雙擲開關(guān)S從1撥到2時(shí)，若觀察到電壓表數(shù)__________（填“變大”或“變小”），則Q內(nèi)是純凈水，否則Q內(nèi)是礦泉水。變小二、探究串聯(lián)電路和并聯(lián)電路中電流、電壓的特點(diǎn)【例2】小海和小梅一起做“探究并聯(lián)電路中電流的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)。圖2-2-67甲是他們?cè)O(shè)計(jì)的電路圖。位置ABC電流I/A0.300.240.54【基礎(chǔ)設(shè)問】（1）實(shí)驗(yàn)中，為了防止損壞電流表，在不能事先估計(jì)電流大小的情況下，應(yīng)先進(jìn)行__________，以正確選擇電流表的量程。（2）小海在連接電路時(shí)，發(fā)現(xiàn)剛接好最后一根導(dǎo)線，電流表的指針就發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，且指針向零刻度線的左側(cè)偏轉(zhuǎn)，連接電路時(shí)存在的錯(cuò)誤有①_______________________________________;②______________________________________。試觸開關(guān)未斷開電流表的正負(fù)接線柱接反了（3）圖2-2-67乙是他們測(cè)量電流時(shí)連接的實(shí)驗(yàn)電路，此時(shí)電流表測(cè)量的是__________（填“A”“B”或“C”）處的電流。（4）在實(shí)驗(yàn)過程中，L2突然熄滅，L1亮度不變，電路可能出現(xiàn)的故障是__________。（5）他們測(cè)出A、B、C三處的電流如表格所示，由此得出初步結(jié)論：_____________（只寫表達(dá)式）。小梅指出：為了得出普遍的規(guī)律，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)。操作方法是_________________________________________________________________________________。CL2斷路IC=IA+IB換用不同規(guī)格的燈泡進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)【拓展設(shè)問】（6）如圖2-2-68所示，小梅在“探究串聯(lián)電路中電壓的特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)中:①如圖甲所示，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇規(guī)格__________（填“相同”或“不同”)的小燈泡。不同②某次測(cè)量時(shí)，電壓表的示數(shù)如圖乙所示,則此時(shí)燈泡L1兩端的電壓為__________V。③閉合開關(guān)后,小梅發(fā)現(xiàn)燈泡L1、L2均不發(fā)光，電壓表有示數(shù)且大小接近3V，則電路中出現(xiàn)的故障可能是燈泡L1發(fā)生了__________（填“短路”或“斷路”)。④排除故障后,小梅在測(cè)量了燈泡Ll兩端的電壓后,斷開開關(guān)，然后將AE導(dǎo)線的A端松開，接到D端接線柱上，閉合開關(guān)，測(cè)量燈泡L2兩端的電壓。小梅的做法是__________（填“正確”或“錯(cuò)誤”）。⑤小梅進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)的主要目的是為了___________________。1.9斷路錯(cuò)誤尋找普遍規(guī)律三、探究電流與電壓、電阻的關(guān)系【例3】在“探究通過導(dǎo)體的電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，有兩個(gè)可供選用的滑動(dòng)變阻器分別為A（1A20Ω），B（1A50Ω）?！净A(chǔ)設(shè)問】（1）用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖2-2-69甲的電路連接完整，要求開關(guān)閉合后，滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，電流表的示數(shù)變大。如答圖2-2-2所示。（2）閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表均沒有示數(shù)。此時(shí)實(shí)驗(yàn)電路出現(xiàn)的故障可能是__________（雙選）。A.電流表處斷路 B.定值電阻處斷路C.電壓表處斷路 D.滑動(dòng)變阻器處斷路（3）如果將5Ω的電阻換成10Ω的電阻，閉合開關(guān)后，電壓表的示數(shù)將變__________，接下來應(yīng)該將滑片P向__________（填“A”或“B”）端移動(dòng)。AD大A（4）多次更換電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，正確操作后，記下電流表的示數(shù)，得到電流I隨電阻R變化的圖像如圖2-2-69乙所示，由圖像可知，實(shí)驗(yàn)過程中電壓表的示數(shù)為__________V。由圖像可得出的結(jié)論是____________________________________________________________。1.5電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比【拓展設(shè)問】（5）實(shí)驗(yàn)中的電源電壓為6V，所選用的定值電阻的阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω，為了順利完成實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該選取的滑動(dòng)變阻器為__________（填“A”或“B”）。B（6）在第（3）問的基礎(chǔ)上繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，將20Ω的定值電阻接入電路中后，閉合開關(guān)，小靜同學(xué)無論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，都不能使電壓表的示數(shù)達(dá)到原來的數(shù)值，為了能完成這次實(shí)驗(yàn)，小靜同學(xué)應(yīng)采取的措施是__________（雙選）。A.調(diào)高電源電壓B.更換一個(gè)最大阻值為60Ω的滑動(dòng)變阻器C.再串聯(lián)一個(gè)10Ω的電阻D.將電壓表改接到滑動(dòng)變阻器兩端BC【例4】在“探究電流與電壓的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，準(zhǔn)備的電學(xué)器材如下：電源（4.5V）、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器R標(biāo)有“30Ω1A”、定值電阻（5Ω、10Ω、20Ω、30Ω）、開關(guān)、導(dǎo)線若干?！净A(chǔ)設(shè)問】（1）按如圖2-2-70甲所示電路圖連接實(shí)物電路，開始實(shí)驗(yàn)后，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向__________（填“左”或“右”）移動(dòng)，使電阻R0兩端的電壓由1.5V逐漸增大到2V、2.5V，讀出所對(duì)應(yīng)的電流值。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表格所示，其中第二次電流表的示數(shù)如圖2-2-70乙所示，為__________A。左實(shí)驗(yàn)次序123U/V1.52.02.5I/A0.15—0.250.2（2）分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論：電阻一定時(shí)，通過導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成__________。（3）分析表中的數(shù)據(jù)可知，該同學(xué)所用的定值電阻的阻值為__________Ω。正比10實(shí)驗(yàn)次序123U/V1.52.02.5I/A0.15—0.25【拓展設(shè)問】（4）若在實(shí)驗(yàn)的過程中，閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)幾乎為0，電壓表的示數(shù)接近電源電壓，則故障可能是__________________________________。（5）小輝分別用兩個(gè)阻值未知的電阻R1和R2進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到兩個(gè)電阻的I-U圖像如圖2-2-71所示。由圖可知，R1__________（填“>”“<”或“=”）R2。定值電阻發(fā)生了斷路<（6）若將定值電阻換成小燈泡，不能達(dá)到本實(shí)驗(yàn)的探究目的，原因是___________________________________________________________________________________________________________________。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制電阻的阻值不變，而燈泡的電阻會(huì)隨溫度的變化而變化四、探究焦耳定律【例5】某學(xué)習(xí)小組在老師的指導(dǎo)下，探究電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)。他們用的實(shí)驗(yàn)裝置如圖2-2-72所示，兩個(gè)透明容器中密封著等量空氣，U形管兩側(cè)液面最初相平，兩個(gè)密閉容器中都有一段電阻絲。【基礎(chǔ)設(shè)問】（1）圖甲中，將兩段阻值不同的電阻絲串聯(lián)連接，這是為了控制通電時(shí)間和_______________相等，探究的是電流產(chǎn)生的熱量與__________大小的關(guān)系。（2）將圖甲中的開關(guān)閉合，通電一段時(shí)間后，__________（填“左”或“右”）側(cè)U形管中液面高度的變化較大。(3)本實(shí)驗(yàn)是研究電流的__________效應(yīng)，從能量轉(zhuǎn)化的角度分析，是__________能轉(zhuǎn)化為__________能。當(dāng)密閉容器中的空氣溫度升高時(shí)，空氣的內(nèi)能將會(huì)__________(填“變大”“變小”或“不變”)。電流大小電阻右熱電內(nèi)變大（4）將圖甲中的器材進(jìn)行更換：讓兩個(gè)密閉容器中電阻絲的電阻一樣大，在其中一個(gè)容器的外部將一個(gè)阻值相同的電阻絲和這個(gè)容器內(nèi)的電阻絲并聯(lián)（如圖乙），此時(shí)通過兩容器中電阻絲的電流__________（填“相等”或“不相等”），在通電時(shí)間相同的情況下，__________（填“左”或“右”）側(cè)U形管中液面高度的變化較大，由此得到的結(jié)論是____________________________________________________________________________________。不相等左在電阻和通電時(shí)間相同時(shí)，電流越大，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多【創(chuàng)新設(shè)問】（5）某興趣小組在研究電阻絲產(chǎn)生的熱量與電阻、電流及通電時(shí)間的定量關(guān)系時(shí)，制作了如圖2-2-73甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置：有機(jī)玻璃盒內(nèi)裝有電阻絲、水和電子溫度計(jì)，盒外采用優(yōu)質(zhì)保溫材料包裹。①采用優(yōu)質(zhì)保溫材料的目的是減少實(shí)驗(yàn)過程中__________的散失；②保持水的質(zhì)量和電流大小不變，換用不同阻值的電阻絲R，記錄水溫變化量ΔT和通電時(shí)間t的數(shù)據(jù)，整理部分?jǐn)?shù)據(jù)并繪制圖像，如圖2-2-73乙所示；③根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得出結(jié)論：_____________________________________________________________________________________。熱量當(dāng)電流和通電時(shí)間一定時(shí)，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟導(dǎo)體的電阻成正比五、探究通電螺線管外部磁場(chǎng)的方向【例6】小沈和同學(xué)們一起探究通電螺線管外部磁場(chǎng)的特點(diǎn)?！净A(chǔ)設(shè)問】（1）如圖2-2-74甲所示，在閉合開關(guān)前,小磁針靜止時(shí)，N極指向地理的__________（填“南極”或“北極”)，說明地球周圍存在磁場(chǎng)。接通電路后,將小磁針放在螺線管周圍的不同位置，記錄通電螺線管周圍各點(diǎn)的磁場(chǎng)方向，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如圖2-2-74乙所示。（小磁針黑色的一端為小磁針的N極)北極（2）把電池的正負(fù)極對(duì)調(diào)，再重復(fù)上述步驟，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如圖2-2-74丙所示。（3）由以上現(xiàn)象可知:①通電螺線管外部的磁場(chǎng)分布與__________磁體的磁場(chǎng)分布相似；②通電螺線管外部的磁場(chǎng)方向與__________方向有關(guān)。（4）下列研究問題的方法與本實(shí)驗(yàn)所用的方法相同的是__________（填字母）。A.用光線來描述光的傳播路徑 B.用水壓類比電壓C.用燈泡亮暗反映電流做功多少條形電流C【拓展設(shè)問】（5）小沈之所以用小磁針代替鐵屑探究通電螺線管外部磁場(chǎng)特點(diǎn),原因是____________________________________。(寫出一條即可)（6）實(shí)驗(yàn)后,進(jìn)行交流評(píng)價(jià)。有同學(xué)提出他在螺線管外部A、B兩處放置小磁針,如圖2-2-74丁所示,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)A處的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而B處的小磁針不偏轉(zhuǎn)。關(guān)于出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因，有同學(xué)指出是因?yàn)橹虚g的磁場(chǎng)太弱。除此之外，使B處的小磁針不偏轉(zhuǎn)的原因是____________________________________________。小磁針可以顯示磁場(chǎng)的方向B處的磁場(chǎng)方向與地磁場(chǎng)的方向相同【創(chuàng)新設(shè)問】（7）另一位同學(xué)提出：在學(xué)完通電直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)后,她把通電臺(tái)燈（60W）的導(dǎo)線與小磁針平行放置,結(jié)果發(fā)現(xiàn)小磁針也未發(fā)生偏轉(zhuǎn)。同學(xué)們對(duì)此有兩種不同的觀點(diǎn):A.臺(tái)燈線內(nèi)有兩根導(dǎo)線，且電流的方向相反，產(chǎn)生的磁性相互抵消B.臺(tái)燈線內(nèi)的電流太小，產(chǎn)生的磁場(chǎng)太弱,不足以讓小磁針偏轉(zhuǎn)帶著疑問,老師讓同學(xué)們用兩節(jié)新干電池（3V)和一段電阻絲（15Ω）重新做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)小磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，由此說明：__________(填“A”或“B”)觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。B六、探究導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件【例7】如圖2-2-75所示，在蹄形磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)中放置一根導(dǎo)線，導(dǎo)線的兩端跟靈敏電流計(jì)連接，小麗用這個(gè)裝置做“探究什么情況下磁可以生電”的實(shí)驗(yàn)?！净A(chǔ)設(shè)問】（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，小麗通過觀察________________________________________來判斷電路中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流。靈敏電流計(jì)的指針是否偏轉(zhuǎn)（2）讓導(dǎo)線在磁場(chǎng)中上下運(yùn)動(dòng)，或者保持導(dǎo)線靜止，讓磁鐵上下運(yùn)動(dòng)，靈敏電流計(jì)的指針均__________（填“會(huì)”或“不會(huì)”）發(fā)生偏轉(zhuǎn)。（3）讓導(dǎo)線在磁場(chǎng)中左右運(yùn)動(dòng)，或者保持導(dǎo)線靜止，讓磁鐵左右運(yùn)動(dòng)，靈敏電流計(jì)的指針均__________（填“會(huì)”或“不會(huì)”）發(fā)生偏轉(zhuǎn)。不會(huì)會(huì)(4)由以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以得出結(jié)論：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做_________________