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专题七 电学、磁学实验
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课标解读
《义务教育初中物理课程标准(2022年版)》
电学 磁学 实验 测量类学生必做实验 4.1.7用电流表测量电流 例7用实验室指针式电流表,测量直流电路中的电流。
4.1.8用电压表测量电压 例8用实验室指针式电压表,测量直流电路中的电压。
4.1.9用电流表电压表测量电阻 例9用电流表、电压表、滑动变阻器等,测量小灯泡正常发光时的电阻。
探究类学生必做实验 4.2.9探究通电螺线管外部磁场的方向。 例9用小磁针、通电螺线管等,探究通电螺线管外部磁场的方向。
4.2.10探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。 例10用矩形线圈或单根导线、磁体、灵敏电流计等探究产生感应电流的条件。
4.2.11探究串联电路和并联电路中电流、电压的特点。 例11用电流表和电压表,分别探究串联电路和并联电路中电流、电压的特点。
4.2.12探究电流与电压、电阻的关系。 例12用定值电阻、滑动变阻器、电流表、电压表等,探究电流与电压、电阻的关系。
根据《义务教育初中物理课程标准(2022年版)》的要求,电学与磁学实验一共包括七大实验,其中测量类学生必做实验一共有三个,包括用电流表测量电流、用电压表测量电压、用电流表电压表测量电阻。探究类实验一共有四个,包括探究通电螺线管外部磁场的方向、探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件、探究串联电路和并联电路中电流、电压的特点、探究电流与电压、电阻的关系。每个实验的要求如上图所示。
由于4.1.7用电流表测量电流一般会结合4.1.8用电压表测量电压、4.1.9用电流表电压表测量电阻的实验进行考查,所以将三者设置为一个考点,即考点一 用电流表电压表测量电阻;其余四个必做实验分别设置为考点二 探究串联电路和并联电路中电流、电压的特点、考点三 探究电流与电压、电阻的关、考点四 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件、考点五 探究通电螺线管外部磁场的方向。
类型 实验 考点分类
电学 、 磁学实验 测量类学生必做实验 4.1.7用电流表测量电流 考点一 用电流表电压表测量电阻
4.1.8用电压表测量电压
4.1.9用电流表电压表测量电阻
探究类学生必做实验 4.2.9探究通电螺线管外部磁场的方向。 考点五 探究通电螺线管外部磁场的方向
4.2.10探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。 考点四 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
4.2.11探究串联电路和并联电路中电流、电压的特点。 考点二 探究串联电路和并联电路中电流、电压的特点
4.2.12探究电流与电压、电阻的关系。 考点三 探究电流与电压、电阻的关系
课堂精讲
01考点一 用电流表电压表测量电阻
1.小明用如图甲所示的电路测量定值电阻RX的阻值,用两节新干电池串联组成电源。
(1)该实验的原理是 ;
(2)正确连接电路后,闭合开关之前,应将滑动变阻器的滑片P置于 (选填“a”或“b”)端;
(3)闭合开关后,电压表示数如图乙所示,小明接下来应该 ;
(4)正确操作后进行实验,当电压表示数为2.4V时,电流表示数如图丙所示,则通过定值电阻RX的电流为 A,定值电阻为RX= Ω;
(5)如果没有电压表,电源电压未知但不变,可以用最大阻值为R0的滑动变阻器,利用图丁所示电路,来测量电阻RX的阻值。闭合开关后,滑动变阻器滑片置于最左端时,电流表示数为I1;滑动变阻器滑片置于最右端时,电流表示数为I2,则电阻RX= 。(用题中所给物理量的字母表示)
【答案】 a 断开开关,导线由“15”接线柱改接到“3”接线柱 0.2 12
【详解】(1)[1]“伏安法”测电阻的实验原理是欧姆定律表达式的变形式 。
(2)[2]闭合开关之前,应将滑动变阻器的滑片P置于阻值最大处,即a端。
(3)[3]如图可看到电压表指针偏转角度太小,小于3V,所以量程选大了,需要换用小量程,故断开开关,导线由“15”接线 柱改接到“3”接线柱。
(4)[4][5]由图丙可知,电流表用的小量程,故I=0.2A,定值电阻为
(5)[6]闭合开关后,滑动变阻器滑片置于最左端时,电流表示数为I1,R0与Rx串联,电路中总电阻为
R=R0+Rx
由欧姆 定律电源电压
U=I1R=I1 ( R0+Rx)
滑动变阻器滑片置于最右端时,电流表示数为I2,只有Rx接入电路,由欧姆定律电源电压U=I2R0;电源电压不变
I1( R0+Rx) =I2Rx
解得:。
2.如图所示,甲是小明利用“伏安法”测量未知电阻阻值的实验电路图(电源电压不变)。
(1)请在甲图的虚线框中画出滑动变阻器,要求滑片右移时,电流表示数变小 ;
(2)闭合开关,发现电压表无示数,电流表有示数,出现的故障可能是 ;
(3)排除故障后,闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P到某一位置时,电压表的示数如图乙所示,电流表的示数如图丙所示,则此次测得电阻的阻值为 ,接着小明又测出了两次的阻值,分别为和,则的阻值应取为 ;
(4)小明还想测量一个阻值约为的定值电阻的阻值,实验中只有一个电压表和一个已知电阻,小明设计了如图丁所示的电路;
①闭合S、断开,记下电压表示数为;
②闭合 ,记下电压表示数为;
③的表达式: 。(用、及表示)
【答案】 短路 4 3.9 闭合S、Sl
【详解】(1)[1]滑片右移时,电流表示数变小,则滑片右移时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,如图所示:
(2)[2]闭合开关,电流表有示数,说明电路是通路,但是电压表无示数,说明电压表被短路了,则故障原因为与电压表并联的Rx被短路了。
(3)[3]由乙图可知,电压表所选量程为0~3V,分度值为0.1V,读出其示数为2V;由丙图可知,电流表所选量程为0~0.6A,分度值为0.02A,读出其示数为0.5A。则电阻Rx的阻值
[4]小明又测出了两次Rx的阻值,分别为4Ω和3.7Ω,则Rx的阻值
(4)[5][6]由图可知,闭合S、断开Sl,R0和Rx串联,电压表测Rx两端电压为U1;闭合S、Sl,电路中只有Rx接入电路,电压表测电源电压为U2;则R0和Rx串联时R0两端电压
流过该电路的电流
Rx的电阻
3.小健同学选用电源电压为6V的铅蓄电池组,电流表、电压表等器材测量定值电阻的阻值,他已连接了部分电路,如图甲所示,请你接着完成下列步骤:
(1)用笔画线代替导线完成实物图的连接;(要求导线不能交叉)
(2)电路连接完整后闭合开关S,移动滑片P时发现电压表无示数,电流表指针正常偏转,则电路故障可能是 ;(写出一种情况即可)
(3)排除故障后再次闭合开关S,移动滑片P,当电压表示数为3.6V时,电流表的示数如图乙所示,电阻的阻值为 ,通过调节滑动变阻器,测得多组的电压值和电流值,最后算出阻值的平均值,这样做的目的是 ;
(4)在完成R阻值的测量后,将电阻换成小灯泡,继续调节滑动变阻器,测得多组小灯泡的电压和电流值,根据前后所得数据描绘出电阻及小灯泡的图像,如图丙、丁所示,其中 图(选填“丙”或“丁”)是小灯泡的图像。
【答案】 定值电阻Rx短路 12 减小误差 丙
【详解】(1)[1] 测量定值电阻的阻值时,滑动变阻器、Rx、电流表开关串联,电压表接在Rx两端,电源电压为6V,则电压表应选用大量程,如图
(2)[2]电路连接完整后闭合开关S,移动滑片P时发现电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,则电路故障可能是:定值电阻Rx发生了短路或电压表断路或电压表短路。
(3)[3]根据图乙知,电流表的量程为,分度值为0.02A,所以示数为0.3A,电阻的阻值为
[4] 实验中通过调节滑动变阻器,测得多组的电压值和电流值,最后算出阻值的平均值,多次测量求平均值的目的是减小误差。
(4)[5]小灯泡的电阻随温度的升高而增大,则通过灯泡的电流与灯泡两端的电压不成正比,所以灯的图像为曲线,故能正确反映出小灯泡的电流和电压关系的是图丙。
4.学习了欧姆定律的知识后,老师给同学们布置了设计不同方案测量未知电阻的任务,二位同学的设计方案如下:
(1)小林的设计方案如图甲所示,闭合开关S,电流表A1和A2的示数分别为I1和I2,已知定值电阻的阻值为R0,则未知电阻Rx= (用I1、I2和R0表示);
(2)小刚的设计方案如图乙所示,闭合开关S后,先将开关S1拨至触点 ,移动滑动变阻器R的滑片P至适当位置,此时电压表的示数为U;保持滑片P的位置不变,再将开关S1拨至另一触点,调节电阻箱R1的阻值,使 ,此时电阻箱的读数为R0,则未知电阻Rx= 。
【答案】 b 电压表的示数恰好为U R0
【详解】(1)[1]由图甲可知,闭合开关S,定值电阻R0和Rx并联接入电路,电流表A1和A2的示数分别为I1和I2,由并联电路的电压规律可知
Ux=U0=I2R0
由并联电路的电流规律可知
Ix=I1-I2
未知电阻
(2)[2][3]由图乙可知,先将开关S1拨至b,移动滑动变阻器R的滑片P至适当位置,此时电压表的示数为U,此时Rx与R串联,电压表测Rx两端的电压,再将开关S1拨至另一位置a,调节电阻箱阻值R1,使电压表的示数恰好为U,记下电阻箱的读数为R0,此时R1与R串联,电压表测R1两端的电压,因两种情况下滑动变阻器接入电路中的电阻不变,且电压表的示数相同,由可知,两种情况下电路中电流相同,电路的总电阻相等,故
Rx=R0
5.在用“伏安法测量小灯泡的电阻”实验中,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)如图甲所示,在闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P处于 端(选填“A”或“B”);
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为2.5V,电流表示数(如图乙所示)为 A,则小灯泡的灯丝电阻为 Ω;
(3)如果缺少电压表,小军发现利用两个电流表和一个已知阻值为10Ω的电阻R0,同样可以测出小灯泡的电阻,原理如图丙所示,闭合开关后,小军读出电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2,则小灯泡L两端的电压的表达式为 ,电阻的表达式为 。(用字母表示)(小灯泡的电阻不受温度影响)
【答案】 A 0.5 5 (I1-I2)R0
【详解】(1)[1]为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片要移动到最大阻值处,由图知,滑动变阻器的左下端接线柱接入电路,所以滑动变阻器的滑片要移动到A端。
(2)[2]闭合开关,移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为2.5V,由图乙可知,电流表所选的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,因此示数为0.5A。
[3]小灯泡的阻值
(3)[4][5]由图丙可知,电阻R0与灯泡并联,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量灯泡的电流;由并联电路电流的特点知,流过定值电阻R0的电流
I0=I1-I2
则小灯泡两端的电压
UL=U=U0=I0R0=(I1-I2)R0
灯泡的电阻
6.如图甲所示,小明想测量正常工作电压为小灯泡的电阻,电源电压恒为。
(1)测量小灯泡电阻的原理是 (用公式表示);
(2)实验中某时刻电压表示数为,为使小灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片P向 (左/右)端移动,直到电压表示数为 V;
(3)小明还测量了小灯泡在不同电压下的电流,并根据所测得的数据绘制了小灯泡的电流与电压的关系图像,如图乙所示,小灯泡正常发光的电阻为 Ω。
(4)根据图像乙反映的信息,在不增加任何器材的情况下,仅利用本实验的器材 (选填“能”或“不能”)探究电流跟电压的关系。
(5)小明设计了一个测量未知电阻Rx阻值,如图丙所示,已知变阻器的最大阻值为R0,电源电压未知:
①闭合开关S,当变阻器滑片P在a端时,电压表的示数为U1;
②闭合开关S,当变阻器滑片P在b端时,电压表的示数为U2;
③Rx= 。(用U1、U2、Ro表示)
【答案】 左 2.5 10 不能
【详解】(1)[1]测量小灯泡电阻利用欧姆定律,间接测量电阻,故原理为
(2)[2][3]小灯泡的正常工作电压为2.5V,实际电压为2.2V,故应增大小灯泡电压,减小滑动变阻器电压,滑片向左移动,直到电压表示数为2.5V时,小灯泡正常发光。
(3)[4]由图像知,电压为2.5V时,电流为0.25A,则小灯泡正常发光的电阻为
(4)[5]探究电流跟电压的关系,需要保持电阻大小不变,而小灯泡电阻随温度升高而增大,不能保持不变,故不能进行该实验。
(5)[6]由题意,当变阻器滑片P在a端时,测量电压,当变阻器滑片P在b端时,测量电源电压,故电压为
电路中通过的电流大小为
因串联电路中电流相等,故阻值为
02考点二 探究串联电路和并联电路中电流、电压的特点
7.小敏利用图甲所示电路探究并联电路的电流特点。
0.15 0.15 0.30
(1)连接电路时,开关必须处于 状态;
(2)请用笔画线代替导线将图乙所示实物图连接完整,要求电流表测量灯的电流;
(3)小敏测出A、B、C三点的电流后,将数据记录在表格中,为得出正确结论,接下来小敏应 (选填字母);
A.改变电流表的量程再测量B.换其他规格的电流表再测量
C.改变电源电压再测量D.换用不同规格的灯泡再测量
(4)若实验过程中,小敏不小心将一根导线连接在灯泡的两端,则灯将 (选填“变亮”“变暗”或“熄灭”)。
【答案】 断开 D 熄灭
【详解】(1)[1]连接电路时,为保护电路,开关必须处于断开状态。
(2)[2]两灯并联,电流表测量灯L2的电流,电流表与这个灯串联,如下图:
(3)[3]第一次测量完成后,小明记录的数据如表所示。为得出普遍规律,接下来小明应换用不同规格的灯泡再测量,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(4)[4]两灯并联,若实验过程中灯泡L1因短路而熄灭,则另一个灯也发生短路,则灯L2将熄灭。
8.实验小组利用如图所示电路完成“探究并联电路中电流的规律”的实验,所用器材包括电源(2节干电池)、开关、电流表各1个及导线若干,另有规格不同的小灯泡。
(1)图(a)是他们设计的电路图,图(b)是他们测量电流时连接的实验电路;
(2)同学们按照图(b)做实验时,闭合开关后,两灯均发光;再将灯泡L1拧下,则电流表的示数将 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(3)如图所示,测量了通过干路C的电流以后,只需要移动a、b、c三条导线中 导线的一端就能够实现测量L2的电流。
(4)为了验证结论的普遍性,下列做法可行的是 。
A.将灯泡更换位置多次实验 B.换不同量程的电表多次试验
C.换用不同的电源多次试验 D.用相同的小灯泡进行实验
【答案】 变小 a C
【详解】(2)[1]同学们按照图(b)做实验时,电流表测干路的电流,将灯泡L1拧下,则只有灯泡L2工作,电流表只测L2的电流,则电流表的示数变小。
(3)[2]如图所示,测量了通过干路C的电流以后,要实现测量L2的电流,则电流表应与L2串联,通过L1的电流没有通过电流表,则只需将a导线与电流表正接线柱相连的那端改接到电流表的负接线柱上。
(4)[3]为了使实验结论具有普遍性,应选不同规格的灯泡多次实验或者换用不同的电源多次试验,故C符合题意,ABD不符合同意。
故选C。
9.小轩利用如图甲所示电路探究“串联电路的电压规律”,实验中保持电源电压不变。
(1)正确连接好电路,闭合开关前,小轩发现电压表指针如图乙所示,出现这种情况的原因是 ;
(2)检查好电路后,小轩应选择多只规格 (选填“相同”或“不同”)的小灯泡进行多次测量,这样做的目的主要是 (填符号);
A.避免偶然性,寻找普遍规律 B.减小电压测量的误差
(3)在某次测量的电压后,小轩保持电压表的B连接点不动,只断开A连接点,并改接到C连接点上,她 (选填“能”或“不能”)测量出两端电压,理由是 ;
(4)多次实验测得数据如下表所示,分析数据得出的结论:在串联电路中, (用和U表示)。
实验次数 两端电压 两端电压 与两端总电压U/V
1 1.5 1.5 3.0
2 1.2 1.8 3.0
3 1.1 1.9 3.0
【答案】 电压表指针未调零 不同 A 不能 会导致电压表正负接线柱接反
【详解】(1)[1] 正确连接好电路,闭合开关前,小轩发现电压表指针如图乙所示,指针没有指在零刻度线,说明电压表指针未调零。
(2)[2][3] 为避免偶然性,寻找普遍规律,检查好电路后,小轩应选择多只规格不同的小灯泡进行多次测量。故选A。
(3)[4][5] 在某次测量的电压后,保持电压表的B连接点不动,只断开A连接点,并改接到C连接点上,这会导致电压表正负接线柱接反,指针反偏,无法测量出两端电压。
(4)[6] 分析表格数据可知串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和,即。
10.小明同学用图所示电路探究“串联电路电压规律”:
甲 乙 丙
(1)在连接电路的过程中,开关应该 (选填“断开”或“闭合”);
(2)实验中发现两个小灯泡,一个很亮,一个发光微弱,造成这种现象的原因可能是 ;
A.通过两个灯泡的电流大小不同 B.发光微弱的灯泡的灯丝断了
C.灯泡的规格不同 D.发光微弱的灯泡被短路
(3)在测量两端电压时,保持电压表B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上,闭合开关后,会出现电压表 ;
A.超过电压表量程 B.指针反偏 C.正确测出灯泡两端的电压
(4)在用电压表测量两端电压时,发现两灯都不亮,电压表示数为电源电压3V,造成此现象的原因可能是 ;
A.短路 B.断路 C.短路 D.断路
(5)测量的电压时,小明连接了如图丙所示的电路,小明发现电压表的示数始终为3V,请你在图丙上改动一根线的连接,帮助小明完成对两端的电压的测量(在改动的线旁上打×,再用笔画出正确的接线) 。
【答案】 断开 C B B
【详解】(1)[1]为保护电路安全,在连接电路时,开关必须断开。
(2)[2]A.小灯泡为串联,电流大小相等,故A不符合题意;
B.小灯泡为串联,两灯相互影响,若发光微弱的灯泡的灯丝断了,则另一灯不会发光,故B不符合题意;
C.串联的小灯泡,电流相等,灯泡的规格不同,则电阻不同,故亮度不同,故C符合题意;
D.若灯泡被短路,则无电流流过该灯泡,该灯应完全不发光,故D不符合题意。
故选C。
(3)[3]如图所示,将电压表并联在AB两点之间,则与A点连接的接线柱为电压表的正接线柱,与B点连接的接线柱为电压表的负接线柱,若只断开A接点,并改接到C接点上,则电压表正负接线柱反接,会造成电压表指针反偏。故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
(4)[4]A.若L1短路,则灯L1不亮,灯L2亮,故A不符合题意;
B.若L1断路,则两灯都不亮,此时电压表相当于接在电源的两端,因此其示数为电源电压3V,故B符合题意;
C.若L2短路,则灯L2不亮,灯L1亮,故C不符合题意;
D.若L2断路,则两灯都不亮,电压表无示数,故D不符合题意。
故选B。
(5)[5]分析电路图可知,灯泡L1先与电压表串联,再与L2并联,因为电压表电阻很大,因此电流几乎不通过L1,相当于电路中只有L2,则电压表测量的是L2两端电压,也是电源电压。因此应使两灯泡串联,电压表与L2并联,且正进负出,如图所示
03考点三 探究电流与电压、电阻的关系
11.在探究“电流与电压的关系”实验中,小刚同学连接的实验电路如图所示。
(1)接好电路闭合开关前,滑动变阻器的滑片应放在最 (选填“左”或“右”)端;
(2)实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外,还有 的作用;
(3)小刚同学经过正确的实验操作后,得到的实验数据如表所示,分析得出结论:电阻一定时,电流与电压成 ;
实验序号 1 2 3
电压/V 1.2 1.8 2.4
电流/A 0.24 0.36 0.48
【答案】 左 改变电阻两端电压 正比
【详解】(1)[1]为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应放在阻值最大处,即最左端。
(2)[2]探究电流与电压的关系时,需要改变定值电阻两端的电压,因此本实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外,还有改变定值电阻两端电压的作用。
(3)[3]由表中数据可知,电流增大几倍,电阻的电压增大几倍,可以得到电阻一定时,电流与电压成正比。
12.小华利用如图甲所示电路图探究“电流与电压的关系”。她使用的器材包括:两节新干电池、电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)、滑动变阻器(45Ω,1A)(10Ω、15Ω、20Ω)、开关、导线若干。
(1)连接电路时,开关应 ,此时电压表示数如图乙所示,其原因可能是 ;
表一
实验序号 1 2 3 4
电压表示数/V 1 1.5 2 2.5
电流表示数/A 0.1 0.15 0.2 0.25
(2)闭合开关前,需要将滑动变阻器滑片移到最 (选填“左”或者“右”)端,然后闭合开关,发现电压表无示数,可能发生的故障是 ;
(3)排除故障后,调节滑动变阻器滑片,得到如表一所示数据:由表可知,小华所选择的是 Ω的定值电阻。由此可以得出实验结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成 比;
(4)同组小明利用上述器材进一步探究“电流与电阻的关系”,实验记录数据如表二所示:分析表中数据, (选填“能”或“不能”)得出电流与电阻成反比,理由是: 。
表二
序号 R/Ω I/A
1 10 0.15
2 15 0.12
3 20 0.10
【答案】 断开 电压表未调零 右 定值电阻R短路 10 正 不能 没有控制定值电阻两端电压不变
【详解】(1)[1][2]在连接电路时,为了保护电路,开关处于断开状态;电压表使用前应保证指针归零,图乙中指针未归零则要对电压表调零。
(2)[3][4]在闭合开关前,为保护电路应将滑动变阻器滑片置于阻值最大端,即图中的最右端;闭合开关,发现电流表有示数,说明电路是通路,而电压表无示数,说明可能是与电压表并联的电路部分出现了短路,由此可知可能的电路故障为定值电阻R短路。
(3)[5][6]据欧姆定律可得,实验中所用定值电阻R的阻值为
分析实验数据可知,分析实验数据可知,定值电阻两端的电压增大为原来的几倍,通过电阻的电流也增大为原来的几倍,电压与电流的比值为定值,即电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4)[7][8]根据控制变量法原则,在探究电流与电阻的关系的实验中,应控制定值电阻两端的电压表不变,结合记录的实验数据
U1=I1R1=0.15A×10Ω=1.5V
U2=I2R2=0.12A×15Ω=1.8V
U3=I3R3=0.10A×20Ω=2V
由此可知三次定值电阻两端的电压均不相同,因此根据此实验数据不能得出电流与电阻成反比的结论。
13.探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:三节新的干电池(电压为4.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20Ω2A”字样)、定值电阻4个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),开关一个,导线若干。小静等同学设计了如图甲所示的电路图。
(1)根据图甲连接好图乙电路后,滑片P位于滑动变阻器阻值最大处,闭合开关,电流表有示数,电压表无示数,则电路故障原因是电阻R 。
(2)将定值电阻由5Ω更换为10Ω时,应向 适当调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数保持3V不变。
(3)图丙是根据实验数据画出的定值电阻的I-R图像,由此可得,当电压一定时, 。
(4)小静同学继续探究,换接50Ω的定值电阻后,发现无论怎样移动滑片P,都不能使电压表示数达到原来的3V,为了完成这次实验,她采取的措施可行的是 。
A.调高电源电压 B.再串联一个10Ω的电阻 C.将电压表改接到滑动变阻器两端
【答案】 短路 右 电流与电阻成反比 B
【详解】(1)[1]闭合开关,电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,可能电阻被短路。
(2)[2]由图丙可知,电流与电阻的乘积,即电压表的示数
UV=I1R1=0.6A×5Ω=3V
将定值电阻由5Ω更换为10Ω时,由串联分压可知,电压表的示数会变大,为了保持电压表的示数不变,由串联电路电压的规律可知需要增大变阻器两端的电压,由串联分压可知增大变阻器连入电路的电阻,滑片向右移动,使电压表的示数保持3V不变。
(3)[3]由图丙可知,电流与电阻的乘积为3V,为一定值,故由此可得,当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)[4]A.设电源电压为U总,定值电阻两端的电压为UV=3V,根据串联电路电压的规律及分压原理有方程左边为一定值,故右边也为一定值,当滑动变阻器最大电阻连入电路中时,对应的定值电阻也最大,即电源电压为
U总=4.2V<4.5V
所以降低电源电压可以完成这次实验,故A不符合题意;
B.根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压
U滑=U-UV=4.5V-3V=1.5V
滑动变阻器分得的电压为电压表示数的0.5倍,根据分压原理,当接入50Ω电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻为
R滑=0.5×50Ω=25Ω>20Ω
即为了能完成这次实验,滑动变阻器的最小电阻为25Ω,而题中原来滑动变阻器的最大电阻为20Ω,若再串联一个10Ω的电阻,根据电阻的串联可知,滑动变阻器连入电路的电阻为
R滑′=25Ω-10Ω=15Ω
故B符合题意;
C.将电压表改接到滑动变阻器两端,电压表原来测定值电阻的电压,现在测变阻器的电压,对改变定值电阻的电压大小没有影响,无论怎样移动滑片,都不能使电压表示数达到原来的数值,所以不能完成这次实验,故C不符合题意。
故选B。
14.在探究“电流与电阻关系”的实验中,小明连接了如图所示的电路,其中电源电压恒为6V,R为定值电阻,请你回答下列问题。
实验次数 1 2 3
电阻R/Ω 5 10 20
电流I/A 0.4 0.2 0.1
(1)根据甲图电路图,用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整 ;
(2)闭合开关前,需将滑动变阻器的滑片移至最 端(选填“左”或“右”);
(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电压表有示数,电流表始终无示数。造成这一现象的原因可能是 (只填序号);
A.定值电阻R短路 B.定值电阻R开路 C.滑动变阻器开路
(4)排除故障后多次实验,小明得到如上表的数据。若保持滑动变阻器的滑片P位置不变,当小明用10Ω的定值电阻替换原来5Ω的定值电阻后,应将滑片P向 (选填“左”或“右”)端滑动。直到电压表示数不变;
(5)根据表中数据得到结论是:电压一定时,导体中的电流与电阻成 (选填“正比”或“反比”);
(6)分析可知,小明实验中所选择的滑动变阻器的规格是 (选填字母)。
A.10Ω、2A B.50Ω、2A C.10Ω、0.5A D.200Ω、0.5A
【答案】 右 B 左 反比 B
【详解】(1)[1]根据电路图连接实物图,实物图须与电路图一一对应,由表中数据可知定值两端电压为
所以电压表接小量程,如下图:
(2)[2]闭合开关前,需将滑动变阻器的滑片移至阻值最大位置,即右端。
(3)[3]电流表始终无示数,说明电路为断路;电压表有示数,说明有微小电流通过电压表,则电路故障可能为定值电阻R开路。
故选B。
(4)[4]小明用10Ω的定值电阻替换原来5Ω的定值电阻后,根据串联分压规律可知定值电阻两端电压减小,接下来应将滑片P向左移动,减小接入电路阻值,直到电压表示数和原来相等。
(5)[5]分析表中数据可得实验结论:电压一定时,导体中的电流与电阻成反比。
(6)[6]由题中数据可知定值电阻两端电压保持2V不变,则滑动变阻器两端电压为
滑动变阻器两端电压为定值电阻两端电压的二倍,根据串联电路分压规律,可知滑动变阻器接入电阻的阻值为定值电阻的两倍,当定值电阻为20Ω时,滑动变阻器接入电阻为40Ω。
故选B。
04考点四 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
15.在探究电磁感应现象中,如图所示,把导体ab、开关、灵敏电流表用导线连接,组成电路。请帮助小明完成实验。闭合开关,让导体ab在磁场中向左运动,发现电流表的指针向右偏转。如果让磁体向右运动发现电流表的指针向 偏转(选填“左”或“右”)实验时能量转化是 (选填“机械能转化为电能”或“电能转化为机械能”)。如果将电流表换成电源就变成跟 原理相同(选填“动圈式扬声器”或“动圈式话筒”)。
【答案】 右 机械能转化为电能 动圈式扬声器
【详解】[1]如果让磁体向右运动,相当于导体ab在磁场中向左运动,发现电流表的指针向右偏转。
[2]实验时,通过切割磁感线产生感应电流,能量转化是机械能转化为电能。
[3]如果将电流表换成电源,导体ab变成通电导线,变成通电导体在磁场中受力作用的实验原理图,跟动圈式扬声器相同,而动圈式话筒的工作原理是:电磁感应现象。
16.小李利用如图所示的装置探究感应电流产生的条件;
(1)开关闭合后,将导体棒AB沿 (选填“上下”或“左右”)方向运动时,灵敏电流表指针会发生偏转;
(2)要使灵敏电流计的指针偏转方向与(1)中相反,可采取的具体措施是 (填选项);
A.使用磁性更强的磁体
B.保持磁体静止,只改变导体水平运动的方向
C.上下调换磁极,同时改变导体水平运动的方向
(3)英国物理学家 通过该实验现象发现了电磁感应,并根据此现象制成了 (选填“发电机”或“电动机”),使人类进入电气化时代。
【答案】 左右 B 法拉第 发电机
【详解】(1)[1]开关闭合后,将AB棒沿着水平方向左右运动时,满足感应电流产生的条件,灵敏电流计指针偏转。
(2)[2]若要改变电流方向,可以改变磁场方向或者改变导体切割磁感线的运动方向;
A.使用磁性更强的磁体,没有改变磁场方向或者改变导体切割磁感线的运动方向,故A不符合题意;
B.保持磁体静止,改变导体水平运动的方向,可以改变电流的方向,故B符合题意;
C.上下调换磁极,同时改变导体水平运动的方向,电流的方向不变,故C不符合题意;
故选B。
(3)[3][4]英国物理学家法拉第通过该实验现象发现了电磁感应,并根据此现象制成了发电机,使人类进入电气化时代。
05考点五 探究通电螺线管外部磁场的方向
17.在“探究通电螺线管外部磁场分布”实验中:
(1)如图甲所示,在嵌有通电螺线管的硬纸板上均匀地洒上铁屑,轻敲纸板,铁屑在磁场力的作用下有规律地排列。根据铁屑的排布可知通电螺线管外部的磁场与 磁体周围的磁场相似;
(2)小磁针静止时 极的指向是该点的磁场方向。可以判定图甲中通电螺线管的 端是它的N极;
(3)依照铁屑在磁场中排列的情况和小磁针N极的指向画出一些带箭头曲线来形象、直观地描述磁场,物理学中把这样的曲线叫做 ;
(4)如图乙所示,可以分析得出,通电螺线管的极性与 有关。
【答案】 条形 N 右 磁感线 电流方向
【详解】(1)[1]由题意知,闭合开关,螺线管接上电源通电后,周围铁屑会被磁化,轻敲玻璃板,铁屑的分布情况通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似,都有两个磁极。
(2)[2][3]因为小磁针放入磁场,小磁针静止时N极指向和该点磁场方向相同,所以实验中使用小磁针是为了指示磁场方向,从而判断该点的磁场方向,由图示知,通电螺线管两端的小磁针的N极都指向右,据同名磁极互排斥,异名磁极相互吸引知,通电螺线管的右端为N极,左端为S极。
(3)[4]由题意知,为了直观、形象地描述磁场而在磁体周围画出的一些带箭头的曲线叫做磁感线。
(4)[5]由图乙知,将电源的正负极对调,则通过螺线管的电流方向相反,小磁针的指向与之前相反,说明螺线管的磁极与之前相反,由此可说明,通电螺线管的极性与电流方向有关。
18.如图甲所示,是“探究通电螺线管外部的场分布”的实验。
(1)在玻璃板上均匀撒上铁屑,放上小磁针,闭合开关后,轻敲玻璃板,铁屑分布情况表明:通电螺线管外部的磁场与 磁体的磁场相似;
(2)调换电源的正负极,闭合开关,小磁针反方向偏转,这说明通电螺线管外部磁场的方向与 有关;
(3)通电螺线管通入如图乙所示的电流I,其右端为 极。
【答案】 条形 电流方向 S
【详解】(1)[1]闭合开关,轻敲玻璃板,铁屑的分布情况反映了磁场情况,由甲图可知,通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似,都有两个磁极,两极磁性强,中间磁性弱。
(2) [2]保持绕线方法不变,调换电源的正负极,螺线管中的电流方向发生改变,发现两端小磁针的偏转方向也发生改变,说明通电螺线管外部的磁场的方向与电流方向有关。
(3)[3]乙图中,电流从右端流入,根据安培定则可判断,通电螺线管的左端为N极,右端为S极。
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专题七 电学、磁学实验
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课标解读
《义务教育初中物理课程标准(2022年版)》
电学 磁学 实验 测量类学生必做实验 4.1.7用电流表测量电流 例7用实验室指针式电流表,测量直流电路中的电流。
4.1.8用电压表测量电压 例8用实验室指针式电压表,测量直流电路中的电压。
4.1.9用电流表电压表测量电阻 例9用电流表、电压表、滑动变阻器等,测量小灯泡正常发光时的电阻。
探究类学生必做实验 4.2.9探究通电螺线管外部磁场的方向。 例9用小磁针、通电螺线管等,探究通电螺线管外部磁场的方向。
4.2.10探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。 例10用矩形线圈或单根导线、磁体、灵敏电流计等探究产生感应电流的条件。
4.2.11探究串联电路和并联电路中电流、电压的特点。 例11用电流表和电压表,分别探究串联电路和并联电路中电流、电压的特点。
4.2.12探究电流与电压、电阻的关系。 例12用定值电阻、滑动变阻器、电流表、电压表等,探究电流与电压、电阻的关系。
根据《义务教育初中物理课程标准(2022年版)》的要求,电学与磁学实验一共包括七大实验,其中测量类学生必做实验一共有三个,包括用电流表测量电流、用电压表测量电压、用电流表电压表测量电阻。探究类实验一共有四个,包括探究通电螺线管外部磁场的方向、探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件、探究串联电路和并联电路中电流、电压的特点、探究电流与电压、电阻的关系。每个实验的要求如上图所示。
由于4.1.7用电流表测量电流一般会结合4.1.8用电压表测量电压、4.1.9用电流表电压表测量电阻的实验进行考查,所以将三者设置为一个考点,即考点一 用电流表电压表测量电阻;其余四个必做实验分别设置为考点二 探究串联电路和并联电路中电流、电压的特点、考点三 探究电流与电压、电阻的关、考点四 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件、考点五 探究通电螺线管外部磁场的方向。
类型 实验 考点分类
电学 、 磁学实验 测量类学生必做实验 4.1.7用电流表测量电流 考点一 用电流表电压表测量电阻
4.1.8用电压表测量电压
4.1.9用电流表电压表测量电阻
探究类学生必做实验 4.2.9探究通电螺线管外部磁场的方向。 考点五 探究通电螺线管外部磁场的方向
4.2.10探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。 考点四 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
4.2.11探究串联电路和并联电路中电流、电压的特点。 考点二 探究串联电路和并联电路中电流、电压的特点
4.2.12探究电流与电压、电阻的关系。 考点三 探究电流与电压、电阻的关系
课堂精讲
01考点一 用电流表电压表测量电阻
1.小明用如图甲所示的电路测量定值电阻RX的阻值,用两节新干电池串联组成电源。
(1)该实验的原理是 ;
(2)正确连接电路后,闭合开关之前,应将滑动变阻器的滑片P置于 (选填“a”或“b”)端;
(3)闭合开关后,电压表示数如图乙所示,小明接下来应该 ;
(4)正确操作后进行实验,当电压表示数为2.4V时,电流表示数如图丙所示,则通过定值电阻RX的电流为 A,定值电阻为RX= Ω;
(5)如果没有电压表,电源电压未知但不变,可以用最大阻值为R0的滑动变阻器,利用图丁所示电路,来测量电阻RX的阻值。闭合开关后,滑动变阻器滑片置于最左端时,电流表示数为I1;滑动变阻器滑片置于最右端时,电流表示数为I2,则电阻RX= 。(用题中所给物理量的字母表示)
2.如图所示,甲是小明利用“伏安法”测量未知电阻阻值的实验电路图(电源电压不变)。
(1)请在甲图的虚线框中画出滑动变阻器,要求滑片右移时,电流表示数变小 ;
(2)闭合开关,发现电压表无示数,电流表有示数,出现的故障可能是 ;
(3)排除故障后,闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P到某一位置时,电压表的示数如图乙所示,电流表的示数如图丙所示,则此次测得电阻的阻值为 ,接着小明又测出了两次的阻值,分别为和,则的阻值应取为 ;
(4)小明还想测量一个阻值约为的定值电阻的阻值,实验中只有一个电压表和一个已知电阻,小明设计了如图丁所示的电路;
①闭合S、断开,记下电压表示数为;
②闭合 ,记下电压表示数为;
③的表达式: 。(用、及表示)
3.小健同学选用电源电压为6V的铅蓄电池组,电流表、电压表等器材测量定值电阻的阻值,他已连接了部分电路,如图甲所示,请你接着完成下列步骤:
(1)用笔画线代替导线完成实物图的连接;(要求导线不能交叉)
(2)电路连接完整后闭合开关S,移动滑片P时发现电压表无示数,电流表指针正常偏转,则电路故障可能是 ;(写出一种情况即可)
(3)排除故障后再次闭合开关S,移动滑片P,当电压表示数为3.6V时,电流表的示数如图乙所示,电阻的阻值为 ,通过调节滑动变阻器,测得多组的电压值和电流值,最后算出阻值的平均值,这样做的目的是 ;
(4)在完成R阻值的测量后,将电阻换成小灯泡,继续调节滑动变阻器,测得多组小灯泡的电压和电流值,根据前后所得数据描绘出电阻及小灯泡的图像,如图丙、丁所示,其中 图(选填“丙”或“丁”)是小灯泡的图像。
4.学习了欧姆定律的知识后,老师给同学们布置了设计不同方案测量未知电阻的任务,二位同学的设计方案如下:
(1)小林的设计方案如图甲所示,闭合开关S,电流表A1和A2的示数分别为I1和I2,已知定值电阻的阻值为R0,则未知电阻Rx= (用I1、I2和R0表示);
(2)小刚的设计方案如图乙所示,闭合开关S后,先将开关S1拨至触点 ,移动滑动变阻器R的滑片P至适当位置,此时电压表的示数为U;保持滑片P的位置不变,再将开关S1拨至另一触点,调节电阻箱R1的阻值,使 ,此时电阻箱的读数为R0,则未知电阻Rx= 。
5.在用“伏安法测量小灯泡的电阻”实验中,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)如图甲所示,在闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P处于 端(选填“A”或“B”);
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为2.5V,电流表示数(如图乙所示)为 A,则小灯泡的灯丝电阻为 Ω;
(3)如果缺少电压表,小军发现利用两个电流表和一个已知阻值为10Ω的电阻R0,同样可以测出小灯泡的电阻,原理如图丙所示,闭合开关后,小军读出电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2,则小灯泡L两端的电压的表达式为 ,电阻的表达式为 。(用字母表示)(小灯泡的电阻不受温度影响)
6.如图甲所示,小明想测量正常工作电压为小灯泡的电阻,电源电压恒为。
(1)测量小灯泡电阻的原理是 (用公式表示);
(2)实验中某时刻电压表示数为,为使小灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片P向 (左/右)端移动,直到电压表示数为 V;
(3)小明还测量了小灯泡在不同电压下的电流,并根据所测得的数据绘制了小灯泡的电流与电压的关系图像,如图乙所示,小灯泡正常发光的电阻为 Ω。
(4)根据图像乙反映的信息,在不增加任何器材的情况下,仅利用本实验的器材 (选填“能”或“不能”)探究电流跟电压的关系。
(5)小明设计了一个测量未知电阻Rx阻值,如图丙所示,已知变阻器的最大阻值为R0,电源电压未知:
①闭合开关S,当变阻器滑片P在a端时,电压表的示数为U1;
②闭合开关S,当变阻器滑片P在b端时,电压表的示数为U2;
③Rx= 。(用U1、U2、Ro表示)
02考点二 探究串联电路和并联电路中电流、电压的特点
7.小敏利用图甲所示电路探究并联电路的电流特点。
0.15 0.15 0.30
(1)连接电路时,开关必须处于 状态;
(2)请用笔画线代替导线将图乙所示实物图连接完整,要求电流表测量灯的电流;
(3)小敏测出A、B、C三点的电流后,将数据记录在表格中,为得出正确结论,接下来小敏应 (选填字母);
A.改变电流表的量程再测量B.换其他规格的电流表再测量
C.改变电源电压再测量D.换用不同规格的灯泡再测量
(4)若实验过程中,小敏不小心将一根导线连接在灯泡的两端,则灯将 (选填“变亮”“变暗”或“熄灭”)。
8.实验小组利用如图所示电路完成“探究并联电路中电流的规律”的实验,所用器材包括电源(2节干电池)、开关、电流表各1个及导线若干,另有规格不同的小灯泡。
(1)图(a)是他们设计的电路图,图(b)是他们测量电流时连接的实验电路;
(2)同学们按照图(b)做实验时,闭合开关后,两灯均发光;再将灯泡L1拧下,则电流表的示数将 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(3)如图所示,测量了通过干路C的电流以后,只需要移动a、b、c三条导线中 导线的一端就能够实现测量L2的电流。
(4)为了验证结论的普遍性,下列做法可行的是 。
A.将灯泡更换位置多次实验 B.换不同量程的电表多次试验
C.换用不同的电源多次试验 D.用相同的小灯泡进行实验
9.小轩利用如图甲所示电路探究“串联电路的电压规律”,实验中保持电源电压不变。
(1)正确连接好电路,闭合开关前,小轩发现电压表指针如图乙所示,出现这种情况的原因是 ;
(2)检查好电路后,小轩应选择多只规格 (选填“相同”或“不同”)的小灯泡进行多次测量,这样做的目的主要是 (填符号);
A.避免偶然性,寻找普遍规律 B.减小电压测量的误差
(3)在某次测量的电压后,小轩保持电压表的B连接点不动,只断开A连接点,并改接到C连接点上,她 (选填“能”或“不能”)测量出两端电压,理由是 ;
(4)多次实验测得数据如下表所示,分析数据得出的结论:在串联电路中, (用和U表示)。
实验次数 两端电压 两端电压 与两端总电压U/V
1 1.5 1.5 3.0
2 1.2 1.8 3.0
3 1.1 1.9 3.0
10.小明同学用图所示电路探究“串联电路电压规律”:
甲 乙 丙
(1)在连接电路的过程中,开关应该 (选填“断开”或“闭合”);
(2)实验中发现两个小灯泡,一个很亮,一个发光微弱,造成这种现象的原因可能是 ;
A.通过两个灯泡的电流大小不同 B.发光微弱的灯泡的灯丝断了
C.灯泡的规格不同 D.发光微弱的灯泡被短路
(3)在测量两端电压时,保持电压表B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上,闭合开关后,会出现电压表 ;
A.超过电压表量程 B.指针反偏 C.正确测出灯泡两端的电压
(4)在用电压表测量两端电压时,发现两灯都不亮,电压表示数为电源电压3V,造成此现象的原因可能是 ;
A.短路 B.断路 C.短路 D.断路
(5)测量的电压时,小明连接了如图丙所示的电路,小明发现电压表的示数始终为3V,请你在图丙上改动一根线的连接,帮助小明完成对两端的电压的测量(在改动的线旁上打×,再用笔画出正确的接线) 。
03考点三 探究电流与电压、电阻的关系
11.在探究“电流与电压的关系”实验中,小刚同学连接的实验电路如图所示。
(1)接好电路闭合开关前,滑动变阻器的滑片应放在最 (选填“左”或“右”)端;
(2)实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外,还有 的作用;
(3)小刚同学经过正确的实验操作后,得到的实验数据如表所示,分析得出结论:电阻一定时,电流与电压成 ;
实验序号 1 2 3
电压/V 1.2 1.8 2.4
电流/A 0.24 0.36 0.48
12.小华利用如图甲所示电路图探究“电流与电压的关系”。她使用的器材包括:两节新干电池、电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)、滑动变阻器(45Ω,1A)(10Ω、15Ω、20Ω)、开关、导线若干。
(1)连接电路时,开关应 ,此时电压表示数如图乙所示,其原因可能是 ;
表一
实验序号 1 2 3 4
电压表示数/V 1 1.5 2 2.5
电流表示数/A 0.1 0.15 0.2 0.25
(2)闭合开关前,需要将滑动变阻器滑片移到最 (选填“左”或者“右”)端,然后闭合开关,发现电压表无示数,可能发生的故障是 ;
(3)排除故障后,调节滑动变阻器滑片,得到如表一所示数据:由表可知,小华所选择的是 Ω的定值电阻。由此可以得出实验结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成 比;
(4)同组小明利用上述器材进一步探究“电流与电阻的关系”,实验记录数据如表二所示:分析表中数据, (选填“能”或“不能”)得出电流与电阻成反比,理由是: 。
表二
序号 R/Ω I/A
1 10 0.15
2 15 0.12
3 20 0.10
13.探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:三节新的干电池(电压为4.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20Ω2A”字样)、定值电阻4个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),开关一个,导线若干。小静等同学设计了如图甲所示的电路图。
(1)根据图甲连接好图乙电路后,滑片P位于滑动变阻器阻值最大处,闭合开关,电流表有示数,电压表无示数,则电路故障原因是电阻R 。
(2)将定值电阻由5Ω更换为10Ω时,应向 适当调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数保持3V不变。
(3)图丙是根据实验数据画出的定值电阻的I-R图像,由此可得,当电压一定时, 。
(4)小静同学继续探究,换接50Ω的定值电阻后,发现无论怎样移动滑片P,都不能使电压表示数达到原来的3V,为了完成这次实验,她采取的措施可行的是 。
A.调高电源电压 B.再串联一个10Ω的电阻 C.将电压表改接到滑动变阻器两端
14.在探究“电流与电阻关系”的实验中,小明连接了如图所示的电路,其中电源电压恒为6V,R为定值电阻,请你回答下列问题。
实验次数 1 2 3
电阻R/Ω 5 10 20
电流I/A 0.4 0.2 0.1
(1)根据甲图电路图,用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整 ;
(2)闭合开关前,需将滑动变阻器的滑片移至最 端(选填“左”或“右”);
(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电压表有示数,电流表始终无示数。造成这一现象的原因可能是 (只填序号);
A.定值电阻R短路 B.定值电阻R开路 C.滑动变阻器开路
(4)排除故障后多次实验,小明得到如上表的数据。若保持滑动变阻器的滑片P位置不变,当小明用10Ω的定值电阻替换原来5Ω的定值电阻后,应将滑片P向 (选填“左”或“右”)端滑动。直到电压表示数不变;
(5)根据表中数据得到结论是:电压一定时,导体中的电流与电阻成 (选填“正比”或“反比”);
(6)分析可知,小明实验中所选择的滑动变阻器的规格是 (选填字母)。
A.10Ω、2A B.50Ω、2A C.10Ω、0.5A D.200Ω、0.5A
04考点四 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
15.在探究电磁感应现象中,如图所示,把导体ab、开关、灵敏电流表用导线连接,组成电路。请帮助小明完成实验。闭合开关,让导体ab在磁场中向左运动,发现电流表的指针向右偏转。如果让磁体向右运动发现电流表的指针向 偏转(选填“左”或“右”)实验时能量转化是 (选填“机械能转化为电能”或“电能转化为机械能”)。如果将电流表换成电源就变成跟 原理相同(选填“动圈式扬声器”或“动圈式话筒”)。
16.小李利用如图所示的装置探究感应电流产生的条件;
(1)开关闭合后,将导体棒AB沿 (选填“上下”或“左右”)方向运动时,灵敏电流表指针会发生偏转;
(2)要使灵敏电流计的指针偏转方向与(1)中相反,可采取的具体措施是 (填选项);
A.使用磁性更强的磁体
B.保持磁体静止,只改变导体水平运动的方向
C.上下调换磁极,同时改变导体水平运动的方向
(3)英国物理学家 通过该实验现象发现了电磁感应,并根据此现象制成了 (选填“发电机”或“电动机”),使人类进入电气化时代。
05考点五 探究通电螺线管外部磁场的方向
17.在“探究通电螺线管外部磁场分布”实验中:
(1)如图甲所示,在嵌有通电螺线管的硬纸板上均匀地洒上铁屑,轻敲纸板,铁屑在磁场力的作用下有规律地排列。根据铁屑的排布可知通电螺线管外部的磁场与 磁体周围的磁场相似;
(2)小磁针静止时 极的指向是该点的磁场方向。可以判定图甲中通电螺线管的 端是它的N极;
(3)依照铁屑在磁场中排列的情况和小磁针N极的指向画出一些带箭头曲线来形象、直观地描述磁场,物理学中把这样的曲线叫做 ;
(4)如图乙所示,可以分析得出,通电螺线管的极性与 有关。
18.如图甲所示,是“探究通电螺线管外部的场分布”的实验。
(1)在玻璃板上均匀撒上铁屑,放上小磁针,闭合开关后,轻敲玻璃板,铁屑分布情况表明:通电螺线管外部的磁场与 磁体的磁场相似;
(2)调换电源的正负极,闭合开关,小磁针反方向偏转,这说明通电螺线管外部磁场的方向与 有关;
(3)通电螺线管通入如图乙所示的电流I,其右端为 极。
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