题型专题06　电学实验题(河北版)

题型专题(六)电学实验题[34题,7分]类型一探究串、并联电路电流、电压的规律2016年【并联电路的电流特点】1.小河和小北一起做“探究并联电路中电流的规律”的实验,电路图如图T6-1甲所示,对应实物图如图乙所示。(1)请在图乙中移动一根导线,测量另外一处的电流。在移动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线连接正确的电路。移动后电流表测量的是图甲中(选填“A”“B”或“C”)处的电流。

图T6-1(2)测出A、B、C三处的电流如下表所示,由此得出初步结论:(只写表达式)。小北指出:为了得出更普遍的规律,应当进行多次实验。操作方法是。

位置ABCI/A0.300.240.54[拓展](3)小河利用原有的实验器材,添加一个开关,又设计了一个电路。利用这个电路,不用更换电流表的位置,就可直接测出A、B、C三处的电流,同样可得出三处电流的关系。请在图丙所示的虚线框中画出电路图。【串联电路的电压特点】2.在探究“串联电路电压规律”的实验中:(1)图T6-2甲是小明连接的部分电路,请你用笔画线代替导线帮他完成电路。(2)小明在检查实验器材时,发现电压表的指针如图乙所示,他接下来的操作是。

(3)解决上述问题后,小明闭合开关进行实验,得到下表所示数据。测R2两端电压时电压表示数如图丙所示,请你将电压表的示数填入表格中。U1/VU2/VU/V1.4

2.9图T6-2(4)根据表格中的数据,小明得出以下结论:①串联电路中总电压等于各用电器两端电压之和;②串联电路中各用电器两端电压相等。请你对他得出结论的原因进行评估:①;

②。

[拓展](5)小明发现,串联电路各部分电压之和很接近但小于总电压。这与“串联电路中总电压等于各用电器两端电压之和”不完全一致。老师告诉他电池是有内阻的,电池可简化为如图丁所示的部分,小明想要测量这两节干电池串联后的内阻。他将图甲电路中的两个定值电阻拆下,换成一个阻值为5Ω的定值电阻,闭合开关,电压表示数为2.5V;若将电压表直接接在电源两端,电压表示数为3V,据此小明算出两节干电池的内阻为Ω。

3.如图T6-3甲所示,小明在探究“串联电路的电压特点”时,将两盏标有“2.5V0.3A”的小灯泡串联起来,接到可调直流电源两端。图T6-3(1)小明在闭合开关后,发现电压表的指针偏转如图乙所示,这是因为;

上述问题纠正后,小明正确操作测出了L1的电压。在测L2两端的电压时,为了节省实验时间,小明采用了以下方法:电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上,小明用上面的方法能否测出L2两端的电压?为什么?。

(2)调节直流电源两端的电压,使两灯泡都正常发光。突然,原来正常发光的两盏灯同时熄灭。①发生这种故障的原因是什么呢?指导老师经过分析检查,给出下列两种原因供小明选择,你认为可能的是。

A.一盏灯断路,另一盏灯完好B.一盏灯短路,另一盏灯完好②为了检测故障,指导老师又提供了下列四种器材:A.规格仍为“2.5V0.3A”的灯泡B.符合要求的电压表C.符合要求的电流表D.一根导线从它们中间每次选择一种器材来检测故障,你认为不适用的有(填器材前的字母代号)。

(3)在故障排除的情况下,小明将实验中测出的数据记录如下:AB两端的电压/VBC两端的电压/VAC两端的电压/V2.52.55.0根据上述数据,小明总结得出了以下实验结论:①串联电路中的总电压等于各部分电路两端的电压之和;②串联电路中各部分两端的电压相等。请你对此进行评估,写出小明在本次实验中存在的问题:。(写出一条即可)

[拓展](4)若将L2换成规格为“0~20Ω”的滑动变阻器,若使灯泡L1正常发光,则电源电压可调范围为(电源电压连续可调),滑动变阻器消耗的最大功率为W。

类型二探究影响电阻大小的因素2015年1.在探究影响导体电阻大小的因素时,小兵、小红两位同学作出了如下猜想:①导体的电阻可能与导体的长度有关;②导体的电阻可能与导体的横截面积有关;③导体的电阻可能与导体的材料有关。实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如表所示。编号材料长度/m横截面积/mm2A镍铬合金0.50.5B镍铬合金1.00.5C镍铬合金0.51.0D锰铜合金0.50.5为了验证上述猜想,他们设计了如图T6-4所示的实验电路。图T6-4(1)如图所示是“探究影响导体电阻大小因素”的实验电路,在M、N之间分别接上不同的导体,则通过观察来比较导体电阻的大小。

(2)为了验证上述猜想③,应该选用编号和两根电阻丝进行实验。

(3)如果选用编号为A、B两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想(选填序号)。分别将A和B两电阻丝接入电路中M、N两点间时,电阻丝A接入时电流表示数较大,由此,得到的结论是。

2.小明学习过《电阻》这一节课后,感觉“探究影响电阻大小的因素”的实验探究设计太麻烦,于是他设计了一个电路(如图T6-5所示),一次就可以探究出电阻与材料、长度、横截面积的关系。图T6-5(1)实验中电压表的示数越大,表示与该电压表并联的电阻阻值越(选填“大”或“小”)。

(2)现有几根镍铬合金和锰铜合金丝,其规格如表所示。为了便于探究和分析,实验中要利用控制变量法,要求都与金属丝a比较,因此电路图中金属丝a应选择表中的,b、c、d应分别选表中的。(均用编号表示)

编号材料长度/dm横截面积/mm2①镍铬合金丝0.80.8②镍铬合金丝0.50.5③镍铬合金丝0.30.5④镍铬合金丝0.31.0⑤锰铜合金丝0.30.5⑥锰铜合金丝0.80.8类型三探究电流与电压、电阻的关系2014年【电流与电压的关系】1.[2017·嘉兴]在探究“电流与电压关系”的实验中,同学们设计了如图T6-6所示的三种电路:图T6-6(1)甲同学认为图b电路比图a电路好,理由是:。

乙同学认为图c电路比图b电路更好,理由是图c电路便于多次实验。(2)乙同学利用图c电路(其中电阻R=5Ω)完成了本实验,测得数据如下表所示。实验次数电压U/V电流I/A电压/电流110.2220.4340.8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了,但经过思考后利用图b电路最终也完成了多次实验,该同学的做法是。

2.[2017·宜昌]小明同学在探究“电流与电压的关系”时选取了如下材料:3.6V锂电池一枚、10Ω定值电阻一个、电压表一只、电流表一只、最大阻值为20Ω的滑动变阻器一个、开关一个、导线若干。(1)请根据如图T6-7甲所示的电路,用笔画线代替导线在图乙中将电路元件连接完整,注意导线不要交叉。图T6-7(2)下表中是小明同学实验并整理的数据,请你在图丙坐标系中画出I-U的关系图像,通过分析图像,你得出的实验结论是。

实验次数第1次第2次第3次第4次第5次电压/V11.522.53电流/A0.10.150.20.250.3(3)王老师查看了小明的实验数据后说:“小明,你的实验数据看上去很不错,不过,你有没有编造数据呀?”小明不好意思地说:“对不起,王老师,确实有一组数据是编造的。”请你指出小明的哪组数据是编造的?并说出你的理由。【电流与电阻的关系】3.小明和小红在探究“电压一定时,电流跟电阻的关系时”,设计的电路图如图T6-8甲所示。图T6-8(1)请根据电路图甲用笔画线代替导线将实物电路乙连接完整。(2)小明连接好电路,闭合开关,发现电流表无示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是。

A.电流表坏了 B.滑动变阻器短路C.电阻处接触不良 D.电阻短路(3)排出电路故障,闭合开关进行实验,多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,实验数据记录如下表。其中第5次实验电流表示数如图丙所示,其示数为A。

实验次数12345电阻R/Ω510152025电流I/A0.60.30.20.15(4)分析表中数据,可以初步得到结论为

。

[拓展]实验结束后,老师提出只给一个电流表、一个已知阻值R0、待测电阻Rx、两个开关、电源(电压未知且不变)和导线若干,要求他们通过探究测出电阻Rx的值。(5)请设计一个能测出电阻Rx阻值的电路图,画在图丁所示的虚线框内。(6)实验步骤:①;

②。

(7)表达式Rx=。(用测量量表示)

4.探究“电流与电阻的关系”的实验中实验器材有:电源(电压约为6V),电流表、电压表、滑动变阻器(20Ω2A)、开关各一个,三个定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω)导线若干。(1)请帮助小明完成实物图T6-9甲的连接。(要求滑片向右移动时电流表的示数变大,导线不允许交叉)(2)小明闭合开关,发现电压表有示数电流表无示数,若电路只有一处故障则可能是。

图T6-9(3)排除故障后,小明将5Ω电阻接入电路,闭合开关,移动滑片使电压表示数为2.5V,读出电流表示数并记录;然后再将10Ω电阻接入电路,此时滑动变阻器滑片应向(选填“左”或“右”)端移动。当他把20Ω的电阻接入电路发现实验无法进行,原因是。

[拓展](4)完成上述实验后小明想知道电源电压为多大,他在挑选器材时发现电流表已损坏,电压表大量程接线柱也坏了,他利用剩余器材完成了测量。请在图乙所示的虚线框中画出他设计的电路图(要求电压表指针偏转角度超过12,定值电阻标上阻值),①实验步骤:。

②表达式:电源电压U=。

类型四电阻的测量【测定值电阻】1.如图T6-10甲所示是用“伏安法”测量未知电阻Rx的实物电路图。图T6-10(1)闭合开关S,当滑片移动到某位置时,电压表示数为2.4V,电流表示数如图乙所示,其示数为A,则未知电阻Rx=Ω。

(2)若实验中电压表损坏,利用其他的原有器材也能测出未知电阻Rx的阻值。实验电路如图丙所示(滑动变阻器最大阻值为R0,电源电压未知且不变),请将下列相关实验步骤补充完整:①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,记录电流表示数为I1;②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到,记录电流表示数I2;

③写出待测电阻的表达式,Rx=。(用已知量和测量量符号表示)

2.在测电阻的实验中,实验的器材有:干电池3节,电流表、电压表各一个,开关2个,滑动变阻器1只,待测电阻2个,导线若干。(1)如图T6-11所示,图甲是实验的电路图,小丽按照电路图连接电路时,开关应。

图T6-11①闭合开关S后,小丽发现电流表和电压表指针均不动,她断开开关S,检查线路无误后,把电压表与b点相连的那根导线改接到c点,再次闭合开关S时,发现电流表的指针仍不动,但电压表的指针有明显偏转,若电路中只有一处故障,则故障是。

②排除故障后,正确连接电路,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为1.6V时,电流表的示数如图乙所示,则电路中的电流为A,Rx=。

(2)实验时某小组同学利用一只电流表和最大阻值为R0的滑动变阻器完成对未知电阻Ry的测量,如图T6-12所示是他们按照设计连接的部分电路。图T6-12①请你依据下面的实验步骤,用笔画代替导线,将实验电路连接完整。(只添加一条导线)实验步骤:A.开关S1和S2断开,将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,观察电流表无示数;B.保持滑片P位置不动,只闭合开关S1时,读取电流表的示数I1;C.在闭合开关S1、S2时,读取电流表的示数I2(I2大于I1)。②请你用I1、I2和R0表示Ry,则Ry=。

【测小灯泡电阻】3.在“测定小灯泡的电阻”的实验中,实验器材有:2节干电池,标有电压为2.5V的小灯泡(正常发光时,电阻约为10Ω),电流表、电压表、滑动变阻器(20Ω1A)、开关等各一个和导线若干。如图T6-13甲所示是小明没有连接完整的实物电路。图T6-13(1)请你用笔画线代替导线将图甲电路连接完整。(2)正确连接电路后闭合开关,发现电流表有示数,电压表示数几乎为零,灯泡不发光,导致这一现象的原因可能是。

(3)排除故障后,继续实验。在图甲的电路中,改变滑片的位置,能否使灯泡两端的电压在0~2.5V之间连续变化?答:(选填“能”或“不能”),理由是

。

[拓展](4)接下来小明更换了部分器材后探究“电流与电阻的关系”,电路图如图乙所示。他们的实验数据记录如表所示。实验序号1234R/Ω10203050I/A0.600.300.200.12①实验结论是。

②若在第3次实验时,将定值电阻R的阻值由20Ω换为30Ω接入电路中后,没有调节滑片的位置就直接读取电流表的示数,则此时电流表的示数可能为。

A.0.30A B.0.24AC.0.20A D.0.14A4.[2018·唐山丰南区二模]小明用图T6-14甲所示的电路测量小灯泡的电阻,已知电源电压恒为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器上标有“20Ω1A”字样。图T6-14(1)请你按照电路图,用笔画线代替导线,完成图乙中实验电路的连接。(2)小明连接好电路,闭合开关后发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,那么电路的故障可能是。

(3)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2.5V时,电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定电流为A,此时小灯泡的灯丝电阻值是Ω。

(4)小明发现当小灯泡两端的电压为1.5V时,计算得小灯泡的电阻为10Ω。请你解释小灯泡的灯丝电阻发生变化的原因是;考虑到通过电压表的电流不为零,则测出的结果必然存在误差,那么测量出的电阻值会比真实值偏(选填“大”或“小”)。

[拓展](5)在测量小灯泡电阻的过程中,由右向左移动滑动变阻器的滑片,若灯泡电阻为额定电压下的电阻不变,滑动变阻器消耗的最大电功率为W。

类型五测小灯泡电功率2017年1.在“测量小灯泡电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时的电阻为10Ω,有两个规格分别为“10Ω1A”“50Ω2A”的滑动变阻器,电源电压为6V。(1)本实验中应选择规格为的滑动变阻器。

(2)将图T6-15甲中的实物电路连接完整。图T6-15(3)移动滑动变阻器的滑片P到某一位置时电流表示数如图乙所示,为A,此时小灯泡的电功率(选填“大于”或“小于”)额定功率。

[拓展](4)在进行误差分析时,老师说:虽然电压表内部电阻很大,但电路接通后仍有微小电流流过电压表,请你根据这一事实并结合电路图分析判断:实验中测得小灯泡的额定功率比真实值偏(选填“大”或“小”),原因是

。

(5)用图甲所示的实验电路也可以测量电阻,若考虑电压表的分流作用,那么测量值要比真实值(选填“大”或“小”)。

2.[2018·南充]在“测量小灯泡额定功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V。图T6-16(1)将图T6-16甲中电路连接完整。(要求:滑动变阻器滑片P向右移时灯泡变亮)(2)正确连接电路后,闭合开关S,移动滑片P,小张发现小灯泡始终不亮,电流表无示数,电压表示数始终为3V,则故障原因为。

(3)电路故障排除后,闭合开关,移动滑片P,直到电压表示数为2.5V,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为W。

(4)小张设计了如图丙所示的电路也完成了该实验。(电源电压不变,R阻值已知)①闭合开关S和S1,断开S2,并调节滑动变阻器使电压表示数为U额;②闭合开关S和S2,断开S1,滑动变阻器滑片P不动,读出此时电压表示数为U;③小灯泡额定功率的表达式为P额=。(用U额、R、U表示)

3.在“测量小灯泡的额定功率”实验中,灯泡上标有“3.8V”的字样,电源电压恒定不变。(1)请用笔画线代替导线,将图T6-17甲中的实物电路连接完整,要求滑片向左移动时灯泡变亮。图T6-17(2)闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现灯泡始终不亮,电流表有示数,电压表无示数,其故障原因可能是。

(3)排除故障后,开始实验,闭合开关,观察到电压表的示数为2.5V,此时应将滑动变阻器滑片向(选填“左”或“右”)端调节,在移动滑片的过程中,眼睛应注视的示数,直至灯泡正常发光,此时电流表的示数为0.4A,则灯泡的额定功率为W。

(4)某同学完成上述实验后,又找来了一个阻值为R0的电阻和两个开关,并借助部分现有的实验器材,设计了如图乙所示的电路,也测出了小灯泡的额定功率。请完成下列的实验步骤:①闭合开关,移动滑片,当电压表的示数为V时,停止移动滑片,断开开关;

②保持滑片的位置不动,再闭合开关,读出此时电压表的示数为U;

③灯泡额定功率的表达式为P额=。(用已知量和测量量表示)

4.在“测量小灯泡的额定功率”的实验中,灯泡上标有“3.8V”字样,电源电压恒定。(1)请用笔画线代替导线,将图T6-18甲中的实物电路连接完整。图T6-18(2)闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,则故障原因可能是。

(3)排除故障后,再次闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表的示数为V时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为W。

[拓展](4)完成上述实验后,小聪向老师要了一个最大阻值为R2的滑动变阻器,借助部分现有的实验器材,设计了如图丙所示的电路,也测出了小灯泡的额定功率。请写出实验步骤并写出额定功率的表达式。实验步骤:

。

表达式:P额=(用已知量和测量量表示)。类型六焦耳定律2018年1.在探究“影响电流热效应的因素”实验中。(1)为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系,小明设计了图T6-19甲所示装置,在烧瓶内安装一根电阻丝,并插入一支温度计,通过比较烧瓶内液体的温度变化,来判断相同时间内不同电流产生的热量多少,这种研究方法叫。若他想让烧瓶内液体在短时间内温度变化更明显,应选用(选填“煤油”或“水”),理由是。

图T6-19(2)小明先测量烧瓶内液体的温度后,闭合开关,通电30s再测量烧瓶内液体的温度,将得到温度的升高量填入表中;然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小,重复上述操作,获得第2组数据(如下表所示)。实验次数电流/A通电时间/s电阻/Ω温度升高量/℃10.330101.520.630106.0由此得出:同一导体,在通电时间相等时,通过的电流越大,其产生的热量。

(3)要探究电流通过电阻产生的热量与电阻的关系,可选择图乙中烧瓶(选填“A”或“B”)与图甲中的烧瓶(选填“串联”或“并联”)。(三个烧瓶中液体质量相等)

(4)小明提议利用上述实验装置改做“比较水和煤油比热容的大小”的实验,则他应选择图乙中烧瓶(选填“A”或“B”)与图甲中的烧瓶并联,并将其中一烧瓶中的液体换成,水和煤油吸热的多少是通过(选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的。

2.如图T6-20甲、乙所示是探究电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气。图T6-20(1)实验中,用反映密闭空气温度的变化。

(2)图甲可探究电流产生的热量与的关系。通电一段时间后,(选填“左”或“右”)侧容器中电阻产生的热量多。

(3)图乙可探究电流产生的热量与的关系。通电一段时间后,(选填“左”或“右”)侧容器中电阻产生的热量多。

(4)该实验中用到的研究物理问题的方法是。(写出两种)

(5)某同学将两段阻值不同的电阻丝R1、R2分别密封在两个完全相同的烧瓶中,设计了如图丙所示的装置,装入烧瓶的煤油质量相等,利用图丙装置也可探究电流通过导体时产生热量与的关系;烧瓶中用煤油而不用水是因为。

(6)现在教材中用甲装置替代了丙装置,请对比甲、丙装置,评价一下甲装置的优点:

。类型七课外实验

1.如图T6-21甲所示是小宇自制的几种水果电池的一种,可以让LED灯发光。图T6-21(1)为了确定水果电池的正负极,他可以选用下列实验仪器进行判断。(选填字母)

A.小灯泡B.电压表C.电阻(2)在水果中插入不同金属制成的极板,并保持两块极板间的距离、极板与水果的接触面积不变,测量两块极板之间的电压,结果如下表。极板材料水果种类两极板间的电压/V铁—锌铁—铜铜—锌苹果0.550.600.95梨0.400.500.90菠萝0.500.551.00橙0.750.781.05①“水果电池”实现的是能转化为电能。

②根据表中数据及相关条件可知:“水果电池”电压与和有关。

(3)若该小组的同学选用一只橙子及铜—锌材料的极板,探究水果电池的电压跟极板与水果的接触面积之间的关系时,应控制不变。

(4)小宇学习了野外生火的知识,做了如图丙所示的点火实验,用铁丝把两种材料的钉子两两一组缠在一起,留下头尾两颗钉子接上电线,柠檬电池就完成了。把准备好的钢丝绒拿出来,上面铺上一些碎纸片,然后用柠檬电池两条电线去接触钢丝绒,通电后观察到钢丝绒上面的纸片很快开始燃烧。①多插几组钉子相当于多几节电池联,效果会比较明显;

②通电后的钢丝绒会使纸片着火是因为电流的效应;

③在选择柠檬电池的两极材料时,最好选择上表中的极板材料制成的钉子。

(5)关于影响水果电池电压大小的因素,你还可以探究的问题是

?(写出一个即可)

2.小明为了探究铅笔芯的电阻与温度的关系,把两节干电池、额定电压为2.5V的小灯泡、一根长度约为7cm的铅笔芯用导线连接起来,如图T6-22甲所示。图T6-22调节铅笔芯接入电路中的长度,刚好使小灯泡不发光,然后把点燃的酒精灯放在铅笔芯的下方,观察到小灯泡逐渐变亮。若将酒精灯移走,小灯泡又逐渐变暗,直至熄灭。这个现象说明了:当给铅笔芯加热时温度升高,铅笔芯的电阻(选填“变大”“变小”或“不变”)。为了测量不同温度下铅笔芯的电阻变化情况,小明进一步进行探究。实验过程如下。

(1)连接如图乙所示的电路,控制接入电路中铅笔芯的长度、横截面积、不变。

(2)给铅笔芯加热改变其,通过观察电流表的示数判断电阻的变化。

(3)根据电流的变化情况,得出对于长度、横截面积一定的铅笔芯,其电阻大小与其温度的变化有关,依据是:电压一定时,电阻越小,电流。

(4)在本实验操作过程中,你认为存在的困难有:。(写出一点即可)

3.小明要探究“当电流一定时,小灯泡的功率与电阻的关系”。器材有:两节干电池,三个小灯泡L1、L2、L3(分别标有“1.5V0.25A”“2.5V0.25A”和“3.8V0.3A”字样),滑动变阻器(10Ω1A),电流表,电压表,开关及导线若干。图T6-23(1)请用笔画线代替导线,将图T6-23甲电路连接完整。(2)小明先将灯L1接入电路,闭合开关后,调节滑动变阻器的滑片P,通过灯L1的电流为0.2A,此时电压表示数如图乙所示,则灯L1两端的电压为V,实际功率是W。

(3)保持滑动变阻器滑片的位置不变,用L2替换L1,闭合开关,为保持电流表的示数为0.2A不变,应将滑片P向(选填“左”或“右”)端移动,再测出L2两端的电压,算出L2的电阻和功率。

(4)再用灯L3替换L2,做第3次实验,并将实验数据记录在下表中。分析表中数据可得:在电流一定时,小灯泡的实际功率与电阻成。

实验次数灯泡I/AU/VR/ΩP/W1L10.22L22100.43L32.4120.48[拓展](5)实验结束后,小明感觉以上实验存在一些问题,于是他找来小红进行评估。①这样实验不够简便,改进方法:

;

②有一组数据不符合实际,原因是

。

4.图T6-24为一自制的发电机,装有手摇柄(未画出)的转轴垂直穿过圆盘中心,金属圆盘放在蹄形磁铁之间,圆盘的轴心和能在圆盘的边缘滑动接触的滑片通过金属导线与电流表相连。金属圆盘可以看成是由无数根长度等于圆盘半径的导线组成的,圆盘在磁极间不断转动,每根导线都在做切割磁感线的运动,从而产生持续电流。当以某一转速匀速转动金属圆盘时,电流表有一定的示数。根据上述材料,回答下列问题:图T6-24(1)换用的磁铁,其他条件不变,发现电流表示数增大,说明感应电流大小跟有关。

(2)换用一个半径大一些的金属圆盘,其他条件不变,发现电流表示数增大,说明感应电流大小跟有关。

(3)当圆盘转速增大,其他条件不变时,发现电流表示数也增大,说明感应电流大小跟有关。

5.小宇同学参加了学校“研究性学习小组”,探究了“磁性强弱是否与温度有关”的课题,他做的实验如下:将一条形磁铁的一端固定在铁架台上,另一端吸着一些小铁钉,用酒精灯给磁铁加热,如图T6-25甲所示。图T6-25(1)经过一段时间后,当磁铁被烧红时,发现铁钉纷纷落下。从小宇的实验可得出的初步结论是。

(2)根据这一结论,他大胆设计了一个温度报警器,如图乙所示,图中的弹簧开关材质应该选用(选填“铜”“铁”或“铝”)。

(3)请简述该温度报警器的工作原理

。

(4)后来小宇发现磁铁被加热温度不太高的情况下,温度降低后该装置可以重复使用,而加热温度较高时,即使温度降低后该装置也是一直处于报警状态,原因可能是。

(5)同组的小明同学却认为小宇设计的温度报警器没有如图丙所示的这种设计好。请你比较两种温度报警器,指出小宇设计中的不足之处:。

参考答案类型一1.(1)如图所示A或B(2)IC=IA+IB换上规格不同的灯泡进行多次实验(3)如图所示2.(1)如图所示(2)将电压表指针调零(3)1.4(4)①应多次实验得出普遍规律②应选用两个阻值不同的电阻进行实验,得出一般规律(5)13.(1)电压表选择了0~15V的量程不能,改接后电压表正负接线柱接反(2)①A②CD(3)②所选灯泡规格相同(4)2.5~8.5V1.8[解析](1)当电压表B点不动,只断开A点,并改接到C点上时,虽然电压表此时与L2并联,但电压表的正负接线柱却是反的,闭合开关后,指针会反向偏转,所以不能测出L2两端的电压。(2)①把两盏灯串联起来接入电路中,若其中一盏灯断路后,另一个灯也不发光;若其中一盏灯短路后,另一盏灯仍然发光,并且更亮,故原来正常发光的两盏灯同时熄灭的原因是其中一盏灯断路。②当检查电路故障时,不能断开电路,因此只能把检验器材并联在电路里;电流表和导线的电阻很小,并联在用电器两端时,会造成该用电器短路,若另一盏灯完好,则电路中的电流过大从而会烧坏灯泡。(4)若将L2换成规格为“0~20Ω”的滑动变阻器,当滑动变阻器接入电路的电阻为0时,若使灯泡L1正常发光,电源电压为2.5V;当滑动变阻器接入电路的电阻为20Ω时,若使灯泡L1正常发光,灯泡L1两端的电压为2.5V,额定电流为0.3A,则滑动变阻器两端的电压为UR=IR滑=0.3A×20Ω=6V,此时电源电压为U=UR+UL=6V+2.5V=8.5V;所以电源电压可调节范围为2.5~8.5V。滑动变阻器消耗的最大功率为P最大=URI=0.3V×6A=1.8W。类型二1.(1)电流表示数(或小灯泡亮度)(2)AD(3)①材料和横截面积一定时,导体越长电阻越大2.(1)大(2)③②④⑤类型三1.(1)定值电阻能更好地保持电阻不变(2)在电阻不变时,通过导体的电流与两端电压成正比(3)改变电源电压,多次实验2.(1)如图所示(2)如图所示在电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比(3)第一组;电路的最小电流为0.12A,达不到0.1A。3.(1)如图所示(2)C(3)0.12(4)电压一定时,电流跟电阻成反比(5)如图所示(6)①闭合开关S1,断开开关S2,读出电流表示数为I1②闭合开关S1和S2,读出电流表示数为I2(7)(I2I1-4.(1)如图所示(2)R0断路(3)左滑动变阻器的最大阻值过小,电压表示数达到2.5V(4)如图所示①按电路图连接电路,闭合开关,记录电压表示数为U1(答案合理即可)②3U1[解析](2)电流表无示数,说明电路有断路;电压表有示数,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连,则可能与电压表并联的电路断路,即电阻R0断路。(3)把5Ω的换为10Ω后,根据串联电路分压的知识可知,电压表的示数变大,要探究电流与电阻的关系,需保持电压表的示数不变,应增大滑动变阻器接入电路的阻值,将滑片向左端滑动,直到电压表的示数为2.5V。把20Ω电阻接入电路中时,实验无法进行,是因为滑动变阻器最大阻值过小,分压少;当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电压表的示数仍大于2.5V,实验无法进行下去。(4)因为电源电压约为6V,电压表选用小量程且电压表指针偏转角度超过12,即电压表的示数大于1.5V小于3V,另一电阻分的电压在4.5V与3V之间,故两电阻两端电压之比在1.5V∶4.5V=1∶3与3V∶3V=1∶1之间。因为串联电路中电流处处相同,根据串联电路的分压作用,将两电阻串联,电压与电阻成正比,电阻之比为在1∶3与1∶1之间,故选用10Ω和20Ω的电阻即可。实验步骤:按答案给出的电路图连接电路,闭合开关,记录电压表示数为U1;因为串联电流相同,根据I=UR知,10Ω与20Ω电阻两端电压之比为1∶2;故当10Ω的电压为U1时,20Ω的电阻分的电压为2U1,则电源电压U=U1+2U1=3U类型四1.(1)0.2410(2)②b端③I2I[解析](2)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,两电阻并联,总电流为I1;闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到b端,Rx被短路,只有R0工作,电流表示数为I2,所以电源电压U=I2R0。两次实验中,R0两端电压均等于电源电压,R0阻值不变,所以通过R0的电流均为I2,根据并联电路的电流特点可得,步骤①时通过待测电阻的电流Ix=I1-I2,并联电路各支路两端电压相等,则待测电阻两端的电压Ux=U=I2R0,所以待测电阻Rx=UxIx=I2.(1)断开①bc之间断路②0.325Ω(2)①如图所示②I[解析](1)①由题意可知bc部分存在断路;②电流表读数为0.32A,Rx=UI=1.6V(2)只闭合开关S1时,电流表有示数,说明有电流通过滑动变阻器,即滑动变阻器与未知电阻并联,且开关S2在Ry的支路上,电路图如答案图所示,且根据此步骤可得电源电压U=I1R0,根据欧姆定律可得Ry=I13.(1)如图所示(2)灯泡短路(3)不能灯泡两端的最小电压约为1V,不可能从零连续变化到2.5V(4)①电压一定时,电流与电阻成反比②B[解析](1)电流表与灯泡串联,灯泡的额定电流大约为IL=ULRL=2.5V10Ω=0.25A,电流表应选择0~(2)电流表有示数,说明电路是通路,电压表示数几乎为零、灯泡不发光,故障的原因是灯泡短路。(3)由题意可知,滑动变阻器与灯泡串联,闭合开关时,滑动变阻器连入阻值为其最大值,因为灯泡有电阻,灯两端分得的电压最小,UL'=UR总×RL=3V10Ω+20Ω×10Ω=1V,所以不能实现灯泡两端电压从零连续变化到2(4)②将定值电阻R的阻值由20Ω换为30Ω接入电路中后,没有调节滑动变阻器的滑片P,此时电路总电阻变大,电路中的电流变小,即直接读出电流表的示数小于0.30A,A不符合题意;由于定值电阻的阻值变大,其两端的电压将变大,即电压表的示数大于6V,由欧姆定律得,U'=IR'=0.24A×30Ω=7.2V>6V,B符合题意;U″=I″R=0.20A×30Ω=6V,C不符合题意;U‴=I‴R=0.14A×30Ω=4.2V<6V,D不符合题意。4.(1)如图所示(2)灯泡短路(3)0.212.5(4)灯丝的电阻随温度的升高而增大小(5)0.18[解析](2)灯泡与滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量灯泡两端电压;闭合开关后,电流表指针偏转,说明电路为通路;又因为电压表指针不动,小灯泡不亮,说明灯泡短路。(3)灯泡的额定电压为2.5V,由图丙知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,则其示数为0.2A;由I=UR可得小灯泡的灯丝电阻RL=ULIL=2.(4)灯泡两端的电压越大,通过灯泡的电流过大,灯丝温度升高,电阻增大,即灯丝的电阻随温度的升高而增大;通过电压表的电流不为零,则测得的电流值偏大,根据R=UI(5)在测量小灯泡电阻的过程中,由右向左移动滑动变阻器的滑片,滑动变阻器消耗的电功率P=I2R=(URL+R)2×R=U2RRL2+2RRL+R2=U2R(R类型五1.(1)“50Ω2A”(2)如图所示(3)0.24小于(4)大电流表示数大于通过小灯泡的实际电流,根据P=UI,实验中测得小灯泡的额定功率比真实值偏大(5)小[解析](1)灯正常发光时的电流IL=ULRL=2.5V10Ω=0.25A,灯正常发光时滑动变阻器分得的电压U滑=U-UL=6V-2.5V=3.5V,滑动变阻器连入电路中的电阻R滑=U滑I所以应选用“50Ω2A”的滑动变阻器。(3)由题意可知电流表应选用小量程,示数为0.24A,小于灯的额定电流,则此时小灯泡的电功率小于灯的额定功率。(4)图中电压表与灯并联,电压表测量值准确,虽然电压表内部电阻很大,但电路接通后仍有微小电流流过电压表,电流表示数大于通过灯的实际电流,由P=UI可知,测得小灯泡的额定功率比真实值偏大。(5)用图甲所示的实验电路也可以测量电阻,电压表与电阻并联,电压表测量准确;通过电阻的电流小于电流表示数,即测得的电流偏大,由R=UI可知,2.(1)如图所示(2)灯泡断路(3)0.75(4)③U[解析](3)图乙中,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,则示数为0.3A,灯泡的额定功率P额=U额I=2.5V×0.3A=0.75W。(4)闭合开关S和S1,断开S2,小灯泡与R和滑动变阻器串联,电压表测L两端电压,调节滑动变阻器使电压表示数为U额。闭合开关S和S2,断开S1,电压表测R与L的总电压,滑动变阻器滑片P不动,读出此时电压表示数为U;则通过小灯泡的电流I额=IR=URR=U-U额R,小灯泡额定功率的表达式为P额=U额I额=U3.(1)如图所示(2)小灯泡短路(3)左电压表1