###电学设计性实验专题(含答案)

1 11 电学设计实验电学设计实验 例 1 平谷 36 实验室有如下器材 满足实验要求的电源一个 电压表一块 电阻箱 电路图符号 一个 阻值为 5 的定值电阻多个 开关一个和 导线若干 利用这些器材 设计一个实验证明 当通过导体的电流一定时 导体两端的电压跟导体的电阻成正比 请你根据上述要求 画出实验电路图 写出实验步骤 设计出实验数据记录表 例 2 延庆37 小芳设计了如图 20 所示的实验电路 其中 Rx是电阻箱 R2是 阻值为 10 定值电阻 Rx与 R2串联的总电阻 即等效电阻 用 R 表示 小芳 想通过实验研究 R 与 Rx的关系 请你帮她利用给出的实验电路设计实验验证 R Rx 10 请写出实验步骤并画出实验数据记录表 Rx V A S R2 图 20 A B 2 11 例 3 丰台 36 实验桌上有如下器材 电源一台 调好的电流表 电压表各一 块 开关一个 电阻箱一个 阻值为 10 的定值电阻 R2和导线若干 请你利用 上述器材设计一个实验探究 R1与 R2串联的总电阻 即等效电阻 R 与电阻 R1的 关系 5 分 在虚框中画出实验电路图 写出主要实验操作步骤 3 画出实验表格 例 4 西城 37 实验桌上有如下器材 符合实验要求的电源一台 调好的电流 表 电压表各一块 开关一个 阻值已知但大小不同的定值电阻八个 导线若 干 请你从中选择器材 设计一个实验证明 当通过电阻的电流保持不变时 电阻消耗的电功率跟电阻值成正比 画出实验电路图 写出主要实验操作步骤 设计实验记录表格 例 5 门头沟 37 实验桌上有如下器材 符合实验要求的电源一个 电流表和 电压表各一只 开关一个 滑动变阻器一个 两个电阻箱 各种阻值已知的定 值电阻和导线若干 要求从实验桌上选择适当器材 设计一个实验证明 当电 阻两端的电压保持不变时 电阻消耗的电功率与该电阻的阻值成反比 请画出 实验电路图 并写出实验步骤 并设计数据记录表格 3 11 例 6 实验桌上有如下实验器材 稳压电源一个 电源电压不作为已知 阻值 已知的定值电阻 R0一个 电阻箱 R 电路图符号 一个 电流表 电 压表各一块 开关一个 导线若干 请选用上述实验器材设计一个实验 证明 电源电压 U 保持不变时 电阻 R0与 R 并联 电路消耗的总功率 P 跟电阻 R 的关系为 c c 为常量 画出实验电路图 写出实验步骤 并设计 P R U 2 实验数据记录表 例 7 实验桌上有如下实验器材 满足实验要求 输出电压合适且不变 的电 源一个 阻值已知的定值电阻一个 电阻箱一个 滑动变阻器一个 已调零的 电压表一块 三个开关 导线若干 请选用上述实验器材 设计一个实验证明 当电阻两端电压保持不变时 电阻消耗的电功率与电阻的关系为P k R k 为常量 请你 1 画出实验电路图 2 写出实验步骤 3 画出实验数 据记录表 要求 在实验过程中不要拆卸电路 例 8 请用玩具电动机 滑动变阻器 开关 电源 导线 质量已知的钩码一 个 细线 刻度尺 铁架台 秒表等器材设计一个实验 探究电流通过电动机 做的功与通电时间的关系 以上器材都符合实验要求 忽略电动机电阻 电源 电压保持不变 1 在虚框中画出实验电路 电动机符号 2 写出实验步骤 3 设计实验记录表格 M 4 11 例 9 实验桌上有如下实验器材 满足实验要求的电源一个 电源电压不变 已调零的电流表一块 开关两个 粗细均匀横截面积为 1mm2的合金丝 电路符 号 一根 阻值已知的定值电阻一个 刻度尺一把 导线若干 请选用 上述实验器材 设计一个实验 证明 该合金丝的电阻跟长度成正比 1 请你画出实验电路图 2 写出实验步骤 3 画出实验数据记录表 例 10 实验桌上有如下器材 符合实验要求的电源 滑动变阻器和电流表各一个 装有适 量煤油的保温容器一个 容器内部封装有电阻不变的加热电阻丝 R0 R0通过导线与接线柱 相连 容器盖上安装有温度计 如图 21 所示 开关一个 秒表一个 导线若干 使用上 述器材 设计实验证明 在煤油没有沸腾的条件下 当煤油的质量和加热电阻丝的电阻 一定时 每加热 60s 时间 煤油升高的温度 t 与通过加热电阻丝的电流的平方 I2成正比 1 在虚框中画出实验电路图 在电路图中 整个保温容器只需画出其中的加热电阻 丝 R0 用电阻符号代替 2 写出实验步骤 3 设计实验数据记录表格 图 21 煤油 温度计 加热 电阻丝 R0 保温 容器 接线柱 接线柱 5 11 平谷 36 把六个 5 电阻串联 再与电阻箱串联 保护电路 1 分 把电压表接在 AG 之间 闭合开关 调节 Rw 使电压不超过测量电压表范围 保持 Rw位置不变 用电压表分别测量 AB AC AD AE AF AG 之间电压为 U1 U2 U3 U4 U5 U6 1 分 把 AB AC AD AE AF AG 之间电阻和电压记录在表格中 1 分 电阻 电压 V 例 1 延庆 37 实验步骤 4 分 1 将电压表 电流表调零 2 按实验电路图连接电路 开关 S 保持断开 3 调节电阻箱 Rx 使其电阻为 R1 闭合开关 读出此时电压表的读数 U1 电流表 的读数 I1 并将 R1 U1 I1记录在数据表中 4 调节电阻箱使其电阻为 R2 闭合开关 读出此时电压表的读数 U2 电流表的读 数 I2 并将 R2 U2 I2记录在数据表中 5 重复上述操作步骤 分别调节电阻箱使其电阻为 R3 R4 R5 R6 电压表读数 U3 U4 U5 U6 电流表读数为 I3 I4 I5 I6 并记录在表格中 6 依据分别计算出各次实验的等效电阻值 并记录在数据表中 I U R 数据记录表 1 分 R 与 Rx 关系数据记录表 Rx S A V B C DE FG 6 11 U V I A R 例 2 丰台 36 1 实验电路图如图 5 所示 1 分 2 实验操作步骤 按照电路图连接实物 调节电阻箱阻值用 R1表示 闭合开关 电流表测出电路中电流用 I 表示 电压 表测出 R1和 R2两端电压用 U 表示 将 R1 U I 的数据记录在表格中 断开开 关 1 分 仿照步骤 5 次 将各次的 R1 U I 的数据记录在表格中 1 分 R1和 R2的总电阻用 R 表示 根据公式 R U I 计算出 6 次实验的总电阻并记录在 表格中 1 分 3 实验表格 1 分 R1 U V I A R 例 3 西城 37 见图 1 分 按照电路图连接电路 并把 R1 R6这六个电阻的阻值记录在表格中 1 分 闭合开关 S 用电压表测出电阻 R1两端的电压 U1 用电流表测出电路中的电流 I 并把数据记录在表格中 1 分 断开开关 S 把电压表并联在电阻 R2两端 闭合开关 S 用电压表测出电阻 R2两 端的电压 U2 并把数据记录在表格中 1 分 仿照步骤 完成对 R3 R4 R5和 R6两端电压 U3 U4 U5和 U6的测量 并把 数据记录在表格中 1 分 利用公式 P UI 和测量数据依次计算出 R1 R6消耗的电功率 P1 P6 并把数据 记录在表格中 1 分 实验记录表格 1 分 R U V I A P W 37 题图 7 11 例 4 门头沟 37 1 电路图 见右图 2 实验步骤 将电表调零 按照右图连接实验电路 滑动变阻器滑至最大 闭合开关 S 调节滑动变阻器 使电压表示数为 U 读出电流 表的示数 I1 并记录 R1 U 和 I1 断开开关 S 将 R1取下 换接另一电阻 R2 闭合开关 S 改变滑动变阻器电阻 使电压 表的示数不变 读出电流表的示数 I2并记录 R2 U 和 I2 仿照步骤 分别测出 R3 R4 R5 R6各自对应的电流 I3 I4 I5 I6 根据 P UI 计算出电功率 P1 P6 并记录数据 3 数据记录表格 R U V I A P W 例 5 电路图 1 分 实验步骤 调节电流表 电压表使指针在零刻线位置 断开开关 S 按照电路图连接实验电路 1 分 闭合开关 S 调节电阻箱 R 为适当电阻值 R 1 读出电流表 电压表的示数 I1 和 U 并把数据 R0 R 1 I1和 U 记录在表 格中 1 分 仿照步骤 分别 5 次调节电阻箱R 的电阻值 读出电阻值 R 2 R 3 R 4 R 5 R 6及所对应的电流值 I2 I3 I4 I5 I6和 U 并把数据记录在 表格中 1 分 利用 U R 的数据计算出 利用公式 P UI 分别计算出电阻箱阻值为 R 1 R 2 R 3 R 4 R 5 R 6时 电路消耗的总功率 P1 P2 P3 P4 P5和 P6 利用 U R 的数据计算出 并把数据记录在表格中 1 分 实验记录表格 1 分 R0 U V R I A P W V A R0 S R U 2 0 2 R U 8 11 W R U 2 例 6 实验电路图 实验电路图 如图 6 所示 1 1 分 分 2 2 实验步骤 实验步骤 5 5 分 分 按照电路图连接电路 滑动变阻器接入电路电阻 最大 电阻箱接入电路电阻为R 将R和定值电 阻的阻值R0记录在表格中 闭合开关 S1和 S2 用电压表测出电阻箱两端的电 压U1 将U1的测量数据记录在表格中 闭合开关 S1和 S3 用电压表测出电阻箱和定值电阻两端的电压U2 将U2的测量数据记 录在表格中 再分别改变 5 次电阻箱接入的电阻R 闭合开关 S1和 S2 改变滑动变阻器接入 电路的电阻 使电阻箱两端的电压始终为U1不变 将R的阻值记录在表格中 并仿照步骤 用电压表测出各次相应的U2 将U2的测量数据记录在表格中 利用公式P U1I1 和测量数据 计算电阻箱的电功率P 将P的数值记录 121 0 U UU R 在表格中 3 3 实验数据记录表格 实验数据记录表格 1 1 分 分 R R0 U1 V U2 V P W 例7 2 把电动机水平固定在铁架台上方的支架上 将长细线一端系在电动机转轴上 另一 端系在钩码上 钩码垂于转轴下方 把刻度尺直立固定在电动机旁 根据电路图连接电路 调节滑动变阻器为适当阻值 闭合开关 S 用刻度尺测出钩码提升的高度 h 用秒表测出钩码上升的时间 t 断开开关 S 记录 h 和 t 到表格 恢复钩码到初始位置 闭合开关 S 用刻度尺测出钩码提升的新高度 h 用秒表测出本次钩码上升的时间 t 断 开开关 S 记录 h 和 t 到表格 恢复钩码到初始位置 V R0 S1 S2 S3 R P 图 6 9 11 仿照步骤 再做 4 次 记录钩码的质量 m 到表格 利用公式 W Gh mgh 计算 6 次电动机做的功 并记录到表格 3 实验记录表格如下 t s h m m kg G N W J 例8 如图组装电路 将合金丝全部接入电路 调节接入电路中合金丝的长度 用刻度尺测出合金丝接入电路的长度 l 闭合开关 S1 断开 S2 读电流表 A 的示数 I1 闭合开关 S1和 S2 读电流表 A 的示数 I2 将 I1 I2 l 和定值电阻的阻值R0的数据记录到表格中 改变合金丝接入电路中的长度 仿照步骤 再做 5 次 将 I1 I2 l 和R0的数据记录到 表格中 利用计算六次接入电路中合金丝的阻值R 并记录到表格中 12 01 II RI R 实验表格 I1 A I2 A R0 l m R 5 分 37 题评分标准说明 自变量的改变与测量给 1 分 测两次电流 1 分 因变量计算给 1 分 电路图 表格设计各给 1 分 A S1 S2 R0 S A 答图 3 R0 R P 10 11 例9 1 实验电路图如答图 3 所示 1 分 2 实验步骤 将电流表调零 断开开关 按图连接电路 移动滑动变阻器的滑片使变阻器接入电路的 阻值为最大 闭合开关 移动滑片至适当位置 读出电流表的示数 I 用温度计测量初始温度 t初 用 手表开始计时 60s 后用温度计