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电学实验探究精选
电学实验探究精选
1.(2014道里二模)同学们在回忆探究电流与电压、电阻的关系的实验中,
提出问题:
通过导体的电流与导体两端电压及导体电阻的大小有什么关系?
猜想:
(1)导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压成正比;
(2)导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压的平方成正比;
(3)导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,
实验器材:
电源(电压恒为4.5V),电流表、电压表各一只,开关一个,三个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω),两只滑动变阻器(50Ω,1A),导线若干,
实验过程:
(1)根据如图所示实物图在虚线框内画出电路图;
(2)小明按如图正确连接电路后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表指针超过量程,小明操作中的错误是_________________________________________________________________________________.
(3)小明改正错误后继续实验,通过改变定值电阻R两端的电压,测得电流、电压的值如表一:
分析数据
可得出猜想____________是正确的.
(4)小红在验证猜想(3)时,先将5Ω的电阻连入电路中,闭合开关,移动滑片,使与电阻并联的电压表的
示数为1.5V,并记下电流值为0.3A;再分别改接10Ω、15Ω的电阻,重复上述实验,得到了对应的
电流值请你将记录的实验数据填入你设计的表格中并分析处理数据验证猜想(3)是正确的.
2.(2014平房二模)在电学实验复习时,某小组进行了下面的实验.
(1)在探究“电流跟电阻、电压的关系”实验时,他们用三节新
干电池做电源、滑动变阻器、电压表(0-3V、0-15V)、电
流表(0-0.6A、0-3A)、开关、导线和三个定值电阻
R(5Ω、10Ω、20Ω).
①他们设计连接的实验电路如图,请你用笔画线代替导
线,将滑动变阻器接入电路中(要求滑片P向右滑动时
电路中的电流变小);
②他们进行实验,收集数据如表所示,请你具体分析表中数据,说明他们的实验是否合理.
③在探究完“电流跟电阻的关系”后,同学们想
要继续探究“电流跟电压的关系”在交流中
提出了甲、乙两个探究思路(如右图),请从收
集数据的角度对这两个探究思路进行比较评估;
(2)他们还想利用此实验电路测量小灯泡的额定功率,于是找到一个额定电压为3.8V,阻值约为10Ω的小灯泡,为了完成实验,他们必须对实验电路进行怎样的改动.
3.(2014松北三模)小文、小志、小杉探究“电流大小与什么因素有关”,根据以下场景回答问题
(1)猜想也是有依据的,请写出小杉猜想的依据是_________________________________________________
(2)为了探究小杉的猜想,他们设计了如甲图的实验电路,在实验室中选取了如
下的实验器材:
电源电压4.5V,三个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω),滑动变阻器
(20Ω,1A),电流表(0-0.6A,0-3A),电压表(0-3V,0-15V),开关,他们
设计的实验步骤如下:
步骤一:
将5Ω电阻接入电路中,滑动变阻器调到最大阻值处,闭合开关,调
节滑动变阻器,使电压表的示数为2V,记录此时电流表的示数为I1;
步骤二:
断开开关,更换10欧姆电阻_______________________________________________________.
步骤三:
更换15欧姆电阻,重复步骤
(2).
请你将步骤二补充完整.
(3)他们得到了如下数据,请写出处理实验数据的过程
4.(2012道外一模)小涵在探究“串联电路的电流和电压”特点的实
“验中,将两盏标有“1.5V0.2A”的小灯泡按如图所示连接起来,
用电压恒定的新电池供电.闭合开关S后,发现L1、L2均不亮.对
此故障,他有下列几种猜想:
(A)一盏灯断路,另一盏灯完好
(B)一盏灯短路,另一盏灯完好
(C)一盏灯断路,另一盏灯短路
(1)你认为上述猜想可能性最大的是__________________________;
(2)如果这两盏灯熄灭的原因是其中的一盏灯有故障,现有以下3种器材可选:
①规格相同的灯泡②符合要求的电压表③符合要求的电流表
小涵将该器材接入此电路,闭合开关后就判断出是哪盏灯出了故障.你认为这3种器材中不适用的
有________________.你的理由是:
_____________________________________________________.
(3)故障排除后,小涵测出了如下数据,并得出了结论
结论1:
串联电路中电流处处相等;
结论2:
串联电路中各部分电压相等,各部分电压之和等于总电压
请你根据所学知识对上述结论进行评价,写出评价意见______________________________________
______________________________________________________________________________________
5.(2012香坊三模)如图甲所示是小东“探究串联电路中电压的关系”的实验电路图
(1)帮助小东完成以下实验中的步骤:
A.按图甲所示接好电路,闭合开关前,滑片P应置于
____________端;
B.滑片P移到适当位置,用电压表测出定值电阻R0两
端的电压U1;
C.______________________________________________;
D.保持滑片P不动,用电压表测出a、b两点之间的电压U.
E.移动滑片P的位置,重复步骤B、C、D两次.
(2)小东测电阻R0两端的电压时,电压表示数如图乙所示,则此时R0两端的电压为_____________V;
(3)另一小组按图甲所示接好电路后,闭合开关S,无论怎样移动滑片P,灯泡都不亮,但电压表有读数,
经检查:
除灯L和定值电阻R0外,其余都没有问题,则电路中存在的故障可能是_____________________
_____________________________________________________________________.
为进一步确定故障,应将电压表接____________________________________________________________.
6.(2012香坊三模)在学习“串联电路的等效电阻”时,小东通过理论探究推导出:
R等=R1+R2,他还想通过实验探究验证结论是否正确.实验如下:
(1)下图甲是他设计的实验电路图,请按电路图连接实物图乙;
(2)将已知阻值的定值电阻R1和R2串联在电路中,接通电源后读出电压表和电流表的示数U和I,下
表是小东收集到的几组数据:
请写出分析处理实验数据的具体过程及验证的结果;
(3)如下图所示是两个电阻串联的示意图.请根据影响电阻大小的因素,在图中“等号”的右边画出两个电阻串联后的等效电阻,并说明串联电路的等效电阻大于各串联导体电阻的道理.
7.(2013道里一模)小明利用实验探究电阻上的电流跟两端电压的关系.
(1)请你用笔画线代替导线,按图甲所示的电路图,帮小明将图乙中的器材连接起来,要求:
变阻器滑片
向右移动时,电流表的示数变小,导线不能交叉;
(2)小明连接好电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电流表示数始终为0,电压表示数约为6V,
则电路中出现的故障可能是________________________________________________________________;
(3)小明排除故障后继续实验,通过调节滑动变阻器,改变定值电阻R1两端的电压,测得电流、电压的值
如表一.分析表一中的数据可以得出结论:
___________________________________________________.
(4)为了检验结论是否具有普遍性,小明又换用10Ω的电阻R2继续实验,测得数据如表二,小明分析表
二的数据发现上面的结论仍成立,观察对比两表格中的数据,你还能发现电流与电阻的关系吗?
请
你写出分析过程和结论.
分析过程:
__________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
结论:
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________.
8.(2013香坊一模)在电学的探究实验中:
(1)月月小组在探究“电流和电压的关系”时选用如图甲所示电路进行探究.小组同学测得如下表的实
验数据:
小组同学分析表中的实验数据得出的结论是:
通过导体中的电流随导体两端的电压增加而增大,请
你评价月月小组的探究过程存在的问题是什么?
如何解决问题;
(2)玲玲小组想利用上面小组的实验器材测量一个额定电压为UL的小灯泡的额定功率,但发现电流表
已坏不能用,老师又给了他们一个已知电阻R0,请你帮他们设计测量的电路图,并写出简要的实验
步骤及灯泡额定功率的表达式。
9.(2014中考)同学们用如图所示的电路复习电学实验,有两个额定电流相同、
额定电压分别为2.5V和3.8V的灯泡L1和L2.
(l)连接电路后,开关闭合,灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数,若电路
中仅有一处故障,这个故障可能是__________________________________;
(2)排除故障后,甲组同学用灯泡L1进行“研究小灯泡的电阻”的实验,收集
的信息如下表,请写出分析信息得出结论的过程;
(3)乙组同学想用该电路,通过更换L1、L2的方法,探究“在电压相同时,电功率与电流的关系”,他们能否完成实验目的?
若能,请说出实验思路;若不能,请说明原因.
10.(2014市模)在“探究电功率跟电压、电流的关系”时,利用电源电压约6V,L1“2.5V0.3A”、L2“3.8V0.3A”两个小灯泡、电流表(0–0.6A、0–3A)、电压表(0–3V、0–15V)、滑动变阻器、开关、导线等实验器材,进行了以下实验探究.
第一组探究“电功率跟电压的关系”.
(1)连接如图电路,试触开关时,发现L1不亮,而L2很亮,产生
这种现象的原因可能是____________________________________;
(2)排除故障后继续进行实验,收集了如表格所示相关信息
①写出实验初步结论:
______________________________________.
②实验中还需要测L2两端电压,写出拆接电压表时的注意事项____________________________________
___________________________________________________________________________________________.
第二组探究“电功率跟电流的关系”.
(3)为得出具有普遍性的实验结论,请在方框内画出实验电路图(若需要可加文字说明)
11.(2014道外一模)某班同学到实验室做“测定小灯泡的功率”的实验.被测小灯泡
的额定电压为3.8V.电阻约为l0Ω.实验室有如下器材:
电源(电压为6V)、
电流表(0-0.6A0-3A)、电压表(0-3V0-15V)、开关各一个,导线若干,
滑动变阻器三只:
R1(5Ω0.5A)、R2(l0Ω0.5A)、R3(500Ω1A).同学们设计的
电路如图所示:
(1)电压表和电流表应选的量程分别为________________________;
(2)滑动变阻器应选用_______(选填“R1”、“R2”或“R3”),通过计算说明理由;
(3)实验电路接好后,闭合开关时,部分同学发现电路出现故障,主要有下表所列的两种情况,请根据现象和检测结果指出故障的可能原因;
(4)下表为某小组的实验记录分析表:
老师认为该小组的数据处理过程有错误,你认为错误之处是______________________________________
_________________________________________________________________________________________.
12.(2014南岗二模)晓彤在复习课上设计如图所示的电路,再现部分电学实验内容.电源电压约6V、
L1(“2.5V××A”)、L2(3.8V××A)”两个小灯泡、电流表(0~0.6A、0~3A)、电压表(0~3V、0~15V)、
滑动变阻器、开关、导线等实验器材,进行了以下实验探究:
(1)在探究“申联电路的电压特点”时,设计的实验步骤及实验数据
记录表格如下:
①按电路图连接电路;
②用电压表测量L1两端电压并记录在表格中;
③用电压表测量L2两端电压并记录在表格中;
④_________________________________________________________.
请你帮助晓彤完成实验步骤,并完善实验数据记录表格.
(2)晓彤想利用此电路图探究“灯泡发光时灯丝电阻跟温度的关系”,请你写出实验思路;
(3)晓彤想利用图中器材探究“灯泡电功率跟电流的关系”,为得出具有普遍性的结论,请你在方框内画出电路图(若需要可加文字说明).
13.(2014香坊二模)小东在探究“小灯泡发光时的亮度与其电功率的关
系”实验中,所用电源的电压是8V,小灯泡的额定电压是5V,小灯泡两
端允许加的最大电压为小灯泡额定电压的1.2倍(小灯泡电阻大于8Ω).
(1)正确连接电路后,闭合开关前,应将变阻器的滑片滑到___________.闭
合开关时,发现两表示数都较小,此时将变阻器的滑片向阻值最小端缓慢
滑动,同时观察两表示数,那么观察电流表示数的目的是______________________________________
(2)当小灯泡两端加到最大电压时,电流表的示数如图所示,那么,你选择的滑动变阻器的最小阻值不得
小于多少?
(3)请画出实验记录表格并填入能够收集的相应信息.
14.(2014道里三模)同学们进行“测定小灯泡电功率”的实验.探究小灯泡的
亮度跟什么因素有关和在什么情况下小灯泡消耗的功率大于或小于它的额定
功率,实验中使用的小灯泡上标有“2.5V”字样,滑动变阻器上标有
“20Ω2A”字样.回答下列问题:
(1)实验的原理________________;测量的物理量________________________;
(2)小平连接的电路如图所示,实验步骤正确,闭合开关后,发现小灯泡发光较暗,电流表、电压表的示数如图所示,则他所用的电源电压为______V.
接着他移动滑动变阻器的滑片P,观察到电压表的示数分别为2.5V时、
3V时、2V时,在草纸上记录了电流和灯泡的亮度,请你根据他的记录
写出主要实验步骤;
(3)请你设计实验记录的表格并将记录的证据正确的填入表格中:
(4)写出处理数据的过程并得出结论.
15.(2014道外三模)小明学习了电功率的知识后,想要测量“小灯泡的电功率”.小灯泡的额定电流为0.3A,灯丝阻值在10Ω—15Ω之间.所提供的器材有:
电流表、电压表、电源(电压恒为6V)、开关各一个,滑动变阻器(“5Ω2A”、“20Ω1A”)两个,导线若干.
(1)如图甲所示是没有连接完的实物电路,请用笔画线代替导线将实物图补充完整;
(2)小明选用的滑动变阻器的规格为______________,请通过计算说明理由;
(3)闭合开关,移动滑片,当电流表的示数为0.3A时,电压表的示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为
_____________W:
(4)同组的小涵没用电压表,但多用了一个开关,其它器材与小明的相同,也测出了小灯泡的额定功率,
请在虚线框内画出她设计的电路图,并写出测定功率的表达式,
表达式:
P额=________
电学实验探究精选答案
1.
(1)图略
(2)闭合开关前,滑动变阻器的阻值没有调到最大值。
电阻R/Ω
5
10
15
电流I/A
0.3
0.15
0.10
(3)①(4)
2.
(1)①图略
②U1=I1R1=0.3A×5Ω=1.5VU2=I2R2=0.22A×10Ω=2.2V
U3=I3R3=0.15A×20Ω=3V∵U1≠U2≠U3实验中没有控制加在电阻两端的电压相等∴他们的实验不合理。
③甲电路不能选取任意数据,结论存在特殊性,乙电路可以选取多组数据,
结论具有普遍性。
(2)将定值电阻R拆掉,换成3.8V小灯泡;将电压表量程改为0-15V
3.
(1)电阻对电流有阻碍作用.
(2)步骤二将滑动变阻器阻值调至最大阻值处,闭合开关,调节滑动变阻器,是电压表示数仍为2V,记下此时的电流表示数I2
(3)U1=I1R1=0.4A×5Ω=2VU2=I2R2=0.2A×10Ω=2VU3=I3R3=0.13A×15Ω=1.95V
此时电流表的量程为0-0.6A,分度值为0.02A,第三次实验中电流值0.13A,不在刻度线处,估读时误差较大,第三次电流、电阻的乘积为1.95V,近似于2V,这样三次的电压值可以看成是相等的,实验是科学的。
∵I1:
I2=0.4A:
0.2A=2:
1,R1:
R2=5Ω:
10Ω=1:
2,∴I1:
I2=R2:
R1同理I1:
I3=R3:
R1,I2:
I3=R3:
R2即可得出结论:
在电压一定时,电流与电阻成反比。
4.
(1)A
(2)③电源电压3V恒定,在检测过程中,把电流表并联在断路灯的两端,将导致另一只完好的灯泡因电压过高而烧坏,而其余两种器材不存在这种情况,当把电流表串联在电路中,电路仍为断路,判断不出是哪盏灯出了故障。
(3)结论1是正确的,结论2中“串联电路中各部分电压相等”是错误的,应换用不同规格的灯泡多做几次实验,再总结规律,使实验结论具有普遍性。
5.
(1)A最右端C保持滑片P不动,用电压表测出灯泡L两端的电压U2
(2)1.2(3)灯L短路或R0断路在滑动变阻器两端并观察电压表有无示数。
6.
(1)图略
(2)验证过程:
分别计算R1+R2分别计算R等=U/I
第一组5Ω+10Ω=15Ω1.5V/0.1A=15Ω
第二组5Ω+15Ω=20Ω2V/0.1A=20Ω
第三组10Ω+15Ω=25Ω3V/0.12A=25Ω
经比较每一组的R1+R2和R等都相等,验证结果:
串联电路等效电阻等于各串联电阻之和。
(3)图画的合理即可得分,(画图时注意等效电阻的横截面积与R1和R2相同,长度为R1和R2之和。
串联相当于增加了导体的长度,在其他因素不变时,导体长度越长其电阻越大。
7.
(1)图略。
(2)电阻R1断路。
(3)在电阻一定时,导体中电流与导体两端的电压成正比。
(4)分析过程:
对比2、4(或3、5)两次实验数据可知U1=U2=3VI1/I2=2/1,R1/R2=1/2
∴I1/I2=R2/R1结论:
在电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
8.存在问题:
灯丝电阻随温度升高而增大,故探究中没有控制电阻一定,解决办法:
将小灯
泡换成定值电阻。
实验步骤:
①按电路图连好电路,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表示数为UL
②断开开关,将电压表改接在R0两端,闭合开关,直接读出电压表示数为U0表达式P额=UL·U0/R0
9.
(1)小灯泡短路
(2)分析数据:
R1=U1/I1=1V/0.2A=5ΩR2=U2/I2=1.5V/0.25A=6Ω
R3=U3/I3=2.5V/0.3A=8.3Ω由以上数据分析可知,灯丝电阻变大,由灯亮度变化可知,灯丝温度升高。
结论:
灯丝电阻随温度升高而增大。
(3)能完成,分别接入L1、L2,调节滑片,使电压表示数相同,比较L1、L2的亮度和所对应电流的关系,即可得出电功率与电流的关系。
10.
(1)L1被短路,
(2)①用电器两端的电压越大,其电功率越大。
②要断开开关;
电压表要换用0-15V量程;要让电流从电压表的正接线柱流入,从负接线柱流出。
(3)
11.
(1)0-15V0-0.6A
(2)R2U1/U2=R1/RP,3.8V/6V-3.8V=10Ω/RPRP=5.8Ω
(3)滑动变阻器同时接下面两个接线柱了;灯泡处开路。
(4)额定功率是用电器在额定电压下的功率,不是功率的平均值,求平均值无意义。
12.
(1)④用电压表测L1、L2两端的总电压,并记录在表格中。
实验次数
L1电压/V
L2电压/V
L1、L2电压/V
1
2
3
(2)只将L1作为研究对象,调节滑动变阻器的滑片P,用伏安法测出L1在不同亮度时的电阻,并观察记录对应的亮度,分析比较即可。
(3)
13.
(1)B端选择合适量程,减小读数时误差。
(2)RP=U-1.2UL/I=2V/0.2A=10Ω(3)
实验次数
电压/V
电流/A
电功率/W
灯泡亮度
1
6
0.2
1.2
2
3
14.
(1)P=UI通过灯泡的实际电流I和灯泡两端的实际电压U
(2)4.5
实验步骤:
a.调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压为2.5V时,观察下灯泡的发光情况,算出小灯泡的功率;b.使小灯泡两端的电压为3V时观察下灯泡的发光情况,算出小灯灯泡的功率。
c.使小灯泡两端的电压为2V时观察下灯泡的发光情况,算出小灯灯泡的功率。
(3)
实验次数
电压/V
电流/A
电功率/W
灯泡亮度
1
2.5
0.28
亮
2
3.0
0.32
很亮
3
2.0
0.24
很暗
(4)过程:
P额=2.5V×0.28A=0.70WP1=3.0V×0.32A=0.96WP2=2.0V×0.24A=0.48W
P1>P额>P2结论:
小灯泡消耗的实际功率越大,灯泡越亮,当U实>U额时,P实>P额;当U实=U额时P实=P额;当U实<U额时,P实<P额;
15.
(1)图略
(2)20Ω1A理由:
I=U/RR总=U/I=6V/0.3A=20Ω
RP=R总-RL=20Ω-(10Ω--15Ω)=10Ω---5Ω>5Ω所以取20Ω1A(3
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