电学实验探究专题练习讲述资料.docx

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电学实验探究专题练习讲述资料

电学实验探究专题练习

1、在如图所示的电路中，闭合开关S灯L不亮，电压表V的示数接近电源电压．已知电路中各处均接触良好，除灯L和电阻R两者中的某个元件故障外，其余元件均完好．

2、

（1）请判断该电路中存在的故障可能是灯泡L短路或　　　　　　．

（2）为进一步确定故障，小明同学将一个电流表正确串联在如图所示的电路中，闭合开关S，观察电流表的示数情况．若电流表有示数，说明故障是　　　　　　；若电流表无示数，说明故障是　　　　　　．（3）为进一步确定故障，小华同学将图中的电压表V正确并联在灯L两端，请判断他能否查找出电路的故障，并说明理由．

　2、在如图所示的电路中，闭合开关S，灯L不亮，电压表有示数.已知电路中各处均接触良好

.

（1）请写出发生上述现象的三个可能原因：

_____________；_____________；___________.

（2）为进一步确定原因，小华同学将

一个电流表正确串联在该电路中，闭合开关S，观察电流表的示数情况.若电流表有示数，说明上述现象产生的原因是_______________（写出一个可能原因）；若电流表无示数，说明上述现象产生的原因是________________.

（3）小明同学准备用一根导线并联接在电阻R两端，根据灯泡能否发光进一步确定原因.此操作方案是否可行，请说明理由.

3、大梦利用图甲所示的电路探究“电流跟电阻的关系”。

已知电源电压为6V且保持不变，定值电阻R的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。

请你解答下列问题：

（1）他在检查仪器时，发现电流表如图乙所示，则接下来的操作是；

（2）根据图甲所示的电路图，将图丙所示的实物电路连接完整（导线不允许交叉）；

（3）实验中多次换接阻值不同的定值电阻，调节滑动变阻器滑片的位置，使电压表示数保持不变，记下每次电流表的示数，绘制了图丁所示的电流I随电阻R变化的图像。

由图像进一步分析可知，当电阻R=12.5Ω时，通过R的电流I=A;

（4）完成实验后，小明发现桌上有一个标着“0.3AV”的小灯泡。

他想测量此灯的额定电压，而电压表又坏了，于是更换了一个已知电压为U的电源，用如图B所示的电路进行了如下实验:

a．闭合S1断开S2，移动滑片P使电流表示数I1为0.3A；

b．保持的位置不变，闭合S2断开S1，记下此时电流表示数I2；

c．小灯泡额定电压的表达式为：

U额=（用所测物理量符号表示）

4、小明利用一个电流表和一个已知阻值为R0的定值电阻，测量学生电源的电压（电源电压不变）和一个定值电阻Rx的阻值，连接好电路如图所示。

（1）在方框内，画出图对应的电路图。

（2）①测量电源电压

     实验操作：

S1闭合；S2闭合

     记录数据：

记录电流表读数I1.

    实验结果：

电源电压U=　　　　（用题目已知条件和所测物理量的符号表示）

    ②测量电阻Rx的阻值。

    实验操作：

S1闭合；S2断开

    记录数据：

记录电流表读数I2

    实验结果：

电阻Rx=　　　　　（用题目已知条件和所测物理量的符号表示）

5、小明用如图甲所示的电路图，测量未知定值电阻Rx的阻值．

（1）实验开始前，滑动变阻器的滑片P应置于　　　　　　（填“A”或“B”）端．

（2）小明闭合开关后，电流表和电压表都有示数，移动滑动变阻器的滑片时，发现电流表和电压表的示数都保持不变，可能的原因是　　　　　　．

（3）故障排除后，闭合开关，移动滑片P到不同位置时，分别测出通过电阻Rx的电流和对应的电压值，作出了如图乙所示的“U﹣I”图象，由图象可得Rx=　　　　　　Ω．

（4）同组的小华将定值电阻Rx换成额定电压为3.8V的小灯泡来“测小灯泡的额定功率”．于是他调节滑动变阻器的滑片P使灯泡两端的电压为3.8V时，电流表示数如图丙所示，则电路电流是　　　　　　A，小灯泡的额定功率是　　　　　　W．

（5）小华在实验过程中还发现，当小灯泡两端的电压逐渐增大时，通过它的电流也随之增大，灯泡的亮度变亮，这说明灯泡的亮度取决于它的　　　　　　．

（6）完成实验后，小华还想探究“导体中的电流与导体电阻”的关系，他选用两个电阻R1、R2（R1≠R2），设计的电路图如图丁所示．小华分别用电压表测出了R1、R2两端的电压．请你判断：

通过以上操作，他能探究出“导体中的电流与导体电阻”的关系吗？

　　　　　　（填“能”或“不能”），你判断的依据是：

　　　　　　．

　6、在“用电压表和电流表测电阻”的实验中，提供的器材有：

待测电阻R（阻值约为5Ω）、两节就干电池、电压表（量程“0～3V”、“0～15V”）、电流表（“0～0.6A”、“0～3A”）、滑动变阻器、开关、导线若干。

（1）电压表的量程应选＿＿＿V

（2）小兰同学按如图所示的电路图连接好电路后，闭合开关，发现电压表的指针偏转角度很大，接近量程，而电流表的指针偏转角度很小，不到量程的1/5。

小兰检查电路后发现自己连接电路时出现了两个问题：

一是把滑动变阻器的滑片放在了＿＿＿（a或b）位置，二是＿＿＿（电压表、电流表）的量程选择不当。

（3）小勇同学自己连接好电路后通过实验得到多组数据，并作出如图所示的U-I图像，则小勇同学把电压表并联在了＿＿＿（电阻R或滑动变阻器）的两端。

根据U-I图像，可求得待测电阻R=＿＿＿Ω。

7、在“测小灯泡功率”的实验中，小灯泡标有“2.5V”字样。

⑴连接电路时开关应__________，滑动变阻器的滑片应移至________________处。

⑵甲组同学连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，但电压表有示数，电路故障可能是小灯泡处_____________。

（选填“短路”或“断路”）

⑶乙组同学连接的电路如图甲所示，其中有一根导线接错了，请在接错的导线上打“×”再把它改接到正确的位置上。

⑷乙组同学正确连接电路后，先测小灯泡两端电压为2V时的电功率，若要继续测量小灯泡的额定功率，此时应将滑动变阻器的滑片向_________移动，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，此时电路中的电流是_________A,小灯泡的额定功率为_________W，小灯泡正常发光时的电阻为_________Ω。

（保留一位小数）

8、同学们在“探究小灯泡的亮度与功率的关系”实验中，所用电源电压为6V，灯泡的额定电压U0=3

.8V，额定功率在1~1.5W的范围内。

（1）按图17甲所示的电路图，请你用笔画线代替导线将图17乙的电路补充完整。

（2）小杜同学在实验过程中，将滑动变阻器的滑片P缓慢向B端移动，小

灯泡的实际功率将_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；同时观察到小灯泡的亮度将变_________（选填“亮”或“暗”）。

（3）另一组的小张同学在实验过程中发现电流表、电压表示数如图17丙所示，此时电流表的示数是______A，电压表的示数是______V；经分析造成这种现象的原因是________________________________。

（4）小张同学重新调整电路连接后，继续探究小灯泡在额定功率时的亮度，但发现无法准确读出额定电压，他用（3）小问中所测数据

先算出灯泡的电阻RL，再根据P0=

计算灯泡的额定功率。

按此方法算出灯的额定功率比真实值偏__________（选填“大”或“小”），原因是_______________________________。

9、实验室电源电压为6V，要测量小灯泡的额定功率，小伟选择一个额定电压为2.5V，电阻大约为10Ω左右的小灯泡，小强画出了电路图（图甲）．

（1）小伟看到电路图后提出一个建议：

简化实验，去掉滑动变阻器测量小灯泡的额定电功率．你认为小伟的实验方案可行吗？

为什么？

（2）若按照小强设计的电路图进行实验，实验室里有最大阻值是10Ω和60Ω的滑动变阻器，你认为应该选择最大阻值为　　Ω的滑动变阻器．

（3）将图乙中的滑动变阻器和电压表（选用合适的量程）接入电路．

（4）在实验器材选择无误，电路连接正确的情况下，闭合开关，小灯泡不亮，但电压表和电流表都有示数，按照图乙的电路连接图判断，要让灯泡发光，你的操作是：

　　．调整电路正常后开始实验，在调节滑动变阻器的过程中，灯泡突然熄灭，电流表的示数突然变得无示数，电压表的示数是6V，你判断故障可能是：

　     　．

（5）为进一步确定小灯泡亮度与电压的关系，做了多次实验，并根据实验数据绘出了小灯泡的U﹣I图象（如图丙所示）．请根据图象信息计算出小灯泡的额定功率是 　   W．

10、小明在做“测量小灯泡电功率”的实验中，已知电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V（阻值约为10Ω）

（1）他在检查仪器时，发现电流表指针如图16所示，则接下来的操作是                  。

（2）图17是小明画出的实验电路图，请你根据电路图用笔画线代替导线，帮他将图18中未完成的电路连接好，要求：

电流表、电压表选择合适的量程；滑动变阻器的滑片向右移动时，连入电路的阻值变小，导线不能交叉。

（3）经检查无误后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片到某一位置，灯泡正常发光，此时电流表的示数如图19所示，则灯泡的额定功率是          W。

 （4）另一位同学在测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率时，不慎损坏了电流表，老师给了他们一只阻值已知的定值电阻R0，他们设计了如图20所示电路，请你帮他完成实验步骤和小灯泡额定电功率的表达式。

实验步骤：

1．闭合S、S1，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为           ；

2．断开S1，闭合S2，保持滑动变阻器滑片的位置不动，读出电压表示数为U1；灯泡额定电功率的表达式：

P额=                        。

11、圆圆同学在探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置．请仔细观察甲、乙两图．

（1）实验总通过观察两个U形管中　　　　　　的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少．

（2）你认为甲图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．

（3）由乙图所示的实验现象可以得到的结论是在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的　　　　　　越大，电阻产生的热量越多．

（4）该实验采取的探究方法是　　　　　　．

12、如图是“探究电流通过导体产生的热量跟电阻大小关系”的实验装置图．A、B两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A内金属丝是铜丝，电阻较小；烧瓶B内的金属丝是镍镉合金丝，电阻较大．

（1）实验中通过观察　　　　　　来比较电流产生的热量的多少．物理学把这种试验方法为　　　　　　．

（2）实验中应使两瓶中盛装的煤油的质量　　　　　　（选填”相等”或“不相等”）．

（3）当开关闭合后，　　　　　　（选填“A”或“B”）瓶中电流产生的热量较多．

（4）该实验装置还可以研究通电时间一定时导体产生的热量与　　　　　　的关系．

13、小明利用如图29示的装置，探究电流通过导体时产生热量的多少与电阻大小是否有关：

在两个相同的烧瓶中盛着质量和温度都相同的煤油，煤油中都浸泡着一段金属丝，甲烧瓶中的金属丝是铜丝（电阻比较小），乙烧瓶中的金属丝是镍铬合金丝（电阻比较大）。

（1）闭合开关前，还需要进行的操作是____________________________________。

（2）闭合开关接通电路一段时间后，将会发现乙乙

烧瓶中温度计的示数较大，这表明_________________________________________________________________________。

（3）本实验中烧瓶中的液体是煤油而不是水，试说出煤油相对于水的优点：

________________________________________________________________________。

14、如图所示，电与磁的联系，可以用实验甲、乙、丙所证实，在这三个实验中：

（1）甲实验表明了　　　　　　

（2）乙实验证实　　　　　　，它在技术上的应用是　　　　　　

（3）丙实验证实了　　　　　　，它在技术上的应用是　　　　　　．

参考答案

一、实验,探究题

1、解：

（1）两灯串联，电压表与电阻R并联，并且示数等于电源电压，说明电压表与电源两极连接的部分电路没有断路，即灯泡L没有断路，可能是灯泡L短路；电压表有示数，说明电阻R也没有被短路，可能是开路，由上可见，电路故障可能是灯泡L短路或电阻R开路；

电路中接入电流表，电流表若有示数，说明电阻R没有处于开路，则是灯L被短路；电流表若没有示数，说明电路处于开路状态，即是电阻R开路．

（3）不能，因为将图中的电压表正确并联在灯L两端，灯L短路和电阻R开路都会使灯不亮、电压表的示数为0，所以不能查找出电路的故障．

故答案为：

（1）电阻R开路；

灯L短路，电阻R开路；

（3）不能，在灯L短路和电阻R开路两种情况下，电压表均无示数．

2、

（1）电阻R断路 灯L短路 灯泡两端电压远小于其额定电压 

（2）灯L短路 电阻R断路（3

）不可行，可能会造成电源短

路.

3、

（1）调零

（2）如图（2分）

（3）I=0.2A    （4）b．滑片P  c．U额=U-

【解析】

考点:

探究电流、电压与电阻的关系。

4、

（1）    

（2）U=I1R    （3）

5、解：

（1）在闭合开关前，滑片应打到最大阻值处即滑动变阻器的滑片P应置于B端．

（2）小明闭合开关后，电流表和电压表都有示数，移动滑动变阻器的滑片时，发现电流表和电压表的示数都保持不变，可能的原因是把滑动变阻器下方的两个接线柱同时接入电路；

（3）图乙中所示当电压是2V时，电流是0.2A，所以Rx=

=

=10Ω；

（4）此时灯泡的电压等于额定电压，即为3.8V；而电流表选的是小量程，即其分度值是0.02A，故电流表的示数是0.3A，故此时的功率是P=UI=3.8V×0.3A=1.14W，由于此时灯泡正常发光，所以该灯泡的额定功率就是1.14W；

（5）灯泡的额定功率不会改变，实际功率根据电路中电压的改变而改变，灯泡越亮实际功率越大，灯泡越暗实际功率越小．

（6）要探究电流与电阻的关系，需使电阻两端的电压相同．小华设计的电路是串联，通过两电阻的电流相等，所以不能得出电流与电阻的关系．

故答案为：

（1）B；

（2）把滑动变阻器下方的两个接线柱同时接入电路；

（3）10；

（4）0.3；1.14；

（5）实际功率；

（6）不能；因为该电路设计错误，无法控制电阻两端的电压相同．

6、

（1）0～3V 

（2）a  电流表  （3）滑动变阻器  5.5

7、

8、

（1）作图（图17） 

（2）   变大          亮   

  （3）   0.2            10      

     电压表选错量程     

  （4）    大        算出的灯泡电阻比正常发光时偏小（或灯丝电阻随温度升高会增大）

9、

（1）一节蓄电池的电压为2V，而灯泡的额定电压为2.5V，从是否能使灯泡两端的电压达到额定电压进行解答；

（2）额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中电流的大约值，再根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式求出变阻器接入电路中电阻阻值的可能值，然后确定滑动变阻器的规格；

（3）根据灯泡的额定电压确定电压表的量程且与灯泡并联，滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中；

（4）电压表和电流表都有示数说明电路通路且灯泡没有短路，灯泡不亮的原因是实际功率太小据此进行解答；电压表的示数是6V说明电压表与电源之间是通路，电流表无示数、灯泡不亮说明电路断路，即电压表并联部分断路；

（5）根据图象读出额定电压下通过灯泡的电流，根据P=UI求出灯泡的额定功率．

【解答】解：

（1）一节蓄电池的电压为2V，而灯泡的额定电压为2.5V，去掉滑动变阻器无法使灯泡两端的电压达到灯泡的额定电压，所以小伟的实验方案不可行；

（2）额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，

因串联电路中各处的电流相等，

所以，电路中的电流：

I=

=

=0.25A，

因串联电路中总电压等于各分电压之和，

所以，滑动变阻器两端的电压：

U滑=U﹣UL=6V﹣2.5V=3.5V，

滑动变阻器接入电路中的电阻：

R滑=

=

=14Ω＞10Ω，

故选最大阻值是60Ω的滑动变阻器；

（3）灯泡的额定电压为2.5V，则电压表的量程为0～3V且与灯泡并联，滑动变阻器的任意上方接线柱与灯泡相连，如下图所示：

（4）电压表和电流表都有示数说明电路通路且灯泡没有短路，灯泡不亮的原因是实际功率太小，下一步的操作是：

将滑动变阻器的滑片向左移动；

灯泡突然熄灭，电流表的示数突然变得无示数，电压表的示数是6V，说明电压表并联部分断路，故障可能是小灯泡断路；

（5）由图象可知，灯泡两端的电压UL=2.5V时，通过的电流IL=0.2A，

则灯泡的额定功率PL=ULIL=2.5V×0.2A=0.5W．

故答案为：

（1）不可行；无法实现小灯泡两端的电压等于额定电压；

（2）60；

（3）如上图所示；

（4）将滑动变阻器的滑片向左移动；小灯泡断路；

（5）0.5．

【点评】本题考查了测量小灯泡额定功率的实验，涉及到实验的评估、串联电路的特点和欧姆定律的应用、电路操作的判断和电路故障的判断、额定功率的计算等，涉及到的知识点较多，综合性强，解题时要注意一节蓄电池的电压为2V和电压表量程的选择．

10、

（1）调零（校零、把指针调到0刻度处）

（2）如图所示（2分）

（3）0.55

（4）U额     U额（U1-U额）/R0

11、解：

（1）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，这种研究方法叫转化法；

（2）如图甲，两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同，运用控制变量法，探究电流产生热量跟电阻的关系；

（3）图乙装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，

根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右=I左，

两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右=I内+I外，

所以，I左＞I内，烧瓶内的电阻值都是5Ω，阻值相等，通电时间相等，电流不同，运用控制变量法，探究电流产生热量跟电流的关系；

（4）实验中采用的是控制变量法和转换法．

故答案为：

（1）液面高度；

（2）电阻；（3）电流；（4）控制变量法和转换法．

12、解：

（1）实验中通过观察两支温度计示数变化来比较电流产生的热量的多少；这种方法是转换法．

（2）为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，甲乙两瓶中要装入质量相同、初温相同的同种液体；

（3）根据电路图可知，铜丝和镍铬合金丝串联连接，即通过铜丝和镍铬合金丝的电流和通电时间相同，而镍铬合金丝的电阻大于铜丝的电阻；

由Q=I2Rt可知，镍铬合金丝产生的热量多，即B瓶中的电流产生的热量多；

（4）探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”时，调节滑动变阻器阻值，可以改变电路电流大小，因此应用该实验装置还可以探究通电时间一定时，导体产生的热量与电流大小的关系．

故答案为：

（1）两支温度计示数变化；转换；

（2）相等；（3）B；（4）电流大小．

13、1）将滑动变阻器的滑片移至最右端（1分）

（2）在电流和通电时间都相等的条件下，阻值大的电阻产生的热量多（1分）

（3）例如：

煤油是绝缘体而水是导体、煤油的比热容较小，温度变化得更快（1分）

14、解：

（1）甲实验是奥斯特实验，实验中通电后小磁针发生偏转，能证明通电导体在其周围产生磁场我们利用这个原理造出了电磁铁．

（2）乙实验将导线放在磁铁中，观察通电后导体发生了运动，即通电导体在磁场中受到力的作用；电能转化为机械能；我们造出了电动机．

（3）丙实验将导线和电流表相连，发现导体运动时电流表内部产生电流，即闭合电路中的一部分导体在磁场做切割磁感线运动时产生感应电流；机械能转化为电能；这是发电机的原理图．

故答案为：

（1）通电导线周围产生磁场；

（2）通电导线在磁场中受到力的作用；电动机；

（3）闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电流；发电机．