专题二 实验探究题(四)
实验21 探究串、并联电路中电流、电压的规律
1．(2024·绥化)如图甲是“探究并联电路的电流规律”实验装置。
(1)连接电路时应断开开关。
(2)如图甲，电流表测量的是灯泡L1的电流，实验中L1和L2应该选择规格不同(选填“相同”或“不同”)的灯泡。
(3)完成实验后，利用已有器材又找来电压表探究“串联电路的电压规律”，设计了图乙所示电路。闭合开关，发现灯L1和L2均不亮，电压表示数接近电源电压，故障原因可能是灯泡L1断路(L1灯丝断了或灯泡L1接线柱接触不良)。(写出一种即可)
(4)排除故障后，选择合适的器材多次实验并记录数据，如下表所示，由此可得出串联电路的电压规律：U＝U1＋U2。(用U、U1、U2写表达式即可)
实验次数 L1两端电压U1/V L2两端电压U2/V L1、L2两端总电压U/V
1 1.3 1.5 2.8
2 1.2 1.6 2.8
3 1.1 1.7 2.8
2.(2024·长春)在“探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系”的实验中：
次数 IA/A IB/A IC/A
1 0.18 0.24 0.42
2 0.22 0.22 0.44
3 0.20 0.26 0.46
4 0.14
(1)请根据图甲中的电路图，用笔画线代替导线将图乙中的电路连接完整，使电流表测量流过小灯泡L1的电流。连接电路时应断开开关。
(2)用电流表分别测量A、B、C三点的电流，更换灯泡多次测量，将实验数据记录在表格中，其中第4次实验中B点的电流如图丙所示，则IB＝0.28A；分析数据可知：并联电路中电流的特点是干路电流等于各支路电流之和或IC＝IA＋IB。
(3)在第2次实验中测得A、B两点的电流相等，原因可能是选用规格相同的灯泡。
实验22 探究导体电阻与哪些因素有关
3．(2023·西藏)某学习小组在“探究影响导体电阻大小的因素”实验时，设计了如图所示的实验装置，实验中分别将A、B、C、D四根导体接入电路，四根导体的材料规格如下表所示。
导体代号 长度/m 横截面积/mm2 材料 电流表示数/A
A 1.0 0.4 锰铜 1.4
B 0.5 0.4 锰铜 2.7
C 1.0 0.6 锰铜 2.0
D 1.0 0.4 镍铬合金 0.6
(1)请你在图中用一根导线将电流表正确连入电路。
(2)为比较A、B、C、D四根导体电阻的大小，可通过观察电流表示数大小来判断。
(3)要探究导体电阻大小与长度的关系，应选用A、B两根导体进行实验。
(4)将A、C两根导体分别接入电路中进行实验，可得出：当导体的长度和材料相同时，横截面积越大，电阻越小。
(5)老师想改装一个滑动变阻器使其最大阻值变小，请你根据该实验结论，帮老师想出一种方法：减少绕制滑动变阻器电阻丝的圈数。(写出一种合理方法即可)
实验23 探究电流与电压、电阻的关系
4．(2024·云南)实验小组探究“电流与电压的关系”。
(1)实验前，他们设计了实验探究的思路：保持电阻不变，探究电流与电压的关系，物理上把这种研究方法叫控制变量法。
(2)根据图甲的电路图连接电路时，开关应断开。闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到A端(选填“A”或“B”)。
(3)检查图乙，发现有一根导线接错，请在这根导线上打“×”，并画出正确接法，且导线不交叉。
(4)正确连接电路后，闭合开关，移动滑片，记录第1组电压表和电流表的示数后，为完成后续实验，应逐渐将滑片向B端移动(选填“A”或“B”)，数据记录如下表。其中第3次实验时电流表的示数如图丙所示，读数为0.12A。
次数 1 2 3 4 5
电压U/V 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6
电流I/A 0.08 0.10 0.14 0.16
(5)分析实验数据可得结论：当导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(6)某同学用小灯泡代替电阻重复上述实验，发现无法得出(5)中的结论，原因是灯丝电阻随温度的升高而增大，不是定值。
5．(2024·达州)小明在老师的指导下对“电流与电阻的关系”进行探究，现提供如下器材：电压恒定为4.5 V的电源；阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω的五个定值电阻；标有“15 Ω 2 A”的滑动变阻器R1和“30 Ω 1 A”的滑动变阻器R2；电压表(0～3 V)、电流表(0～0.6 A)、开关各1只，导线若干。
(1)小明同学设计了如图甲所示的实验电路图，请根据电路图帮助他将图乙中的实物图连接完整。
(2)若电路连接正确，小明在闭合开关前，发现电流表指针如图丙所示，那么他接下来的操作应该是将电流表指针调零。
(3)排除电路故障后，将滑动变阻器的滑片P移动到最右端，闭合开关，调节滑片P，使电压表的示数为2.5 V时，电流表的指针如图丁所示，此时电路中电流为0.5A，他此时接入电路的定值电阻R的阻值为5Ω。
(4)完成步骤(3)后，若保持滑片P位置不变，断开开关，将定值电阻替换成10 Ω，闭合开关，向右(选填“左”或“右”)移动滑片P直到电压表示数再次变为2.5 V为止，并读出此时电流表的示数。
(5)多次改变接入电路的定值电阻R，并重复步骤(4)。最终得出电流与电阻的关系。
(6)为确保后续所有定值电阻接入电路后都能完成该探究内容，应选择滑动变阻器R2(选填“R1”或“R2”)接入电路。
(7)在完成上述探究内容后，小明将电路中的定值电阻替换成未知电阻Rx，并利用伏安法成功测量出了Rx的阻值。在他兴奋地向老师汇报成果后，老师告诉他还有其他的方法也能够测出未知电阻的阻值，下列电路不能成功测出未知电阻Rx阻值的是B。(R0阻值已知，电源电压不变)
实验24 探究影响电流热效应的因素
6．(2024·无锡)用如图所示的装置探究影响电流热效应的因素。甲、乙、丙三个相同的容器内均装有质量相等的煤油，电阻丝R1、R2、R3浸没在煤油中，其中R1＝R2＝5 Ω、R3＝10 Ω。闭合开关前，记录下煤油的初温度t0，开关S接a、调节滑动变阻器滑片P，使电流表的示数为1 A，记录下第100 s和第200 s时甲容器中煤油的末温度t；开关S接b，调节滑片P，使电流表的示数为0.5 A，记录下第200 s时乙、丙容器中煤油的末温度t，断开开关，结果如下表，比较序号①②可得：当通过导体的电流和导体的电阻相等时，导体产生的热量与通电时间有关。比较序号②和③可知导体产生的热量与电流大小有关。实验中，电阻R2产生的热量为250J。
序号 电阻 I/A 时间/s t0/℃ t/℃
① R1 1 100 20 34
② R1 1 200 20 48
③ R2 0.5 200 20 27
④ R3 0.5 200 20 34
实验25 探究影响电磁铁磁性强弱的因素
7．(2024·广州)在学习“电与磁”后，某小组做了如下实验研究。
(1)如图甲，将指南针水平放置在木板上，指南针静止时a端指向北方，则a端是指南针的N极(选填“N极”或“S极”)，这是因为地球周围存在磁场。
(2)为研究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，请完成下列实验内容：
①如图乙，漆包线绕在铁钉上构成一个电磁铁，将它平行指南针放置在木板上；
②请用笔画线表示接线，按要求将图乙中的电源、开关、电流表、滑动变阻器和电磁铁连成串联电路(有部分导线已连接)。要求如下：
Ⅰ.合上开关K，指南针在电磁铁的作用下，静止时a端仍然指向北方；
Ⅱ.滑动变阻器滑片P由C端向D端移动时，电流表的示数减小；
③电磁铁磁性强弱可以通过电磁铁吸引大头针的数目来判断。为研究线圈匝数一定时，电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，请设计记录实验数据的表格；
次数 电流大小I/A 吸引大头针数目
1
2
2
④某次实验，电流表示数如图丙，此时电流为0.6A。
实验26 探究通电螺线管外部的磁场分布
8．(2024·枣庄)某实验小组用铁屑和小磁针来探究“通电螺线管外部磁场的方向”。
(1)在闭合开关前，小磁针静止时，N极指向地理的北极(选填“南极”或“北极”)，说明地球周围存在磁场。
(2)在玻璃板上均匀地洒满铁屑，将螺线管连入电路，闭合开关，轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示，铁屑的分布情况与条形磁体周围铁屑的分布情况相似。
(3)把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，小磁针静止时N极所指方向如图乙所示，对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时N极指方向与图乙中小磁针N极指向相反，说明通电螺线管的极性与电流的方向有关。
(4)实验时发现通电螺线管的磁场较弱，铁屑规则排列的效果不明显，为增强螺线管的磁场，可行的措施：调节滑片，增大螺线管中的电流或提高电源电压(写出一种方法即可)。
(5)为了研究通电螺线管的磁极性质，同学们一起对螺线管的电流方向和绕线方式进行了实验，得到了如图所示的四种情况。实验说明通电螺线管的磁极极性只与电流方向有关，且这个关系可以用安培定则来判断。
实验27 探究什么情况下磁可以生电
9．(2024·陕西)如图，是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。
实验次数 导体ab在磁场中的运动情况 灵敏电流计指针偏转情况
1 静止 不偏转
2 上下运动 不偏转
3 左右运动 偏转
(1)闭合开关后，观察各种情况下灵敏电流计指针偏转情况，将实验现象记录在表格中。分析实验现象可知：闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流。产生感应电流时，导体ab相当于电路中的电源(填电路元件名称)。
(2)若要探究感应电流方向与磁场方向的关系，应保持导体ab运动方向不变，将磁极对调，观察灵敏电流计指针偏转情况。
(3)下列物品中，应用该实验结论工作的是B(填选项字母)。
A．电风扇 B．手摇发电手电筒专题二 实验探究题(四)
实验21 探究串、并联电路中电流、电压的规律
1．(2024·绥化)如图甲是“探究并联电路的电流规律”实验装置。
(1)连接电路时应 开关。
(2)如图甲，电流表测量的是灯泡 电流，实验中L1和L2应该选择规格 (选填“相同”或“不同”)的灯泡。
(3)完成实验后，利用已有器材又找来电压表探究“串联电路的电压规律”，设计了图乙所示电路。闭合开关，发现灯L1和L2均不亮，电压表示数接近电源电压，故障原因可能是 。(写出一种即可)
(4)排除故障后，选择合适的器材多次实验并记录数据，如下表所示，由此可得出串联电路的电压规律： 。(用U、U1、U2写表达式即可)
实验次数 L1两端电压U1/V L2两端电压U2/V L1、L2两端总电压U/V
1 1.3 1.5 2.8
2 1.2 1.6 2.8
3 1.1 1.7 2.8
2.(2024·长春)在“探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系”的实验中：
次数 IA/A IB/A IC/A
1 0.18 0.24 0.42
2 0.22 0.22 0.44
3 0.20 0.26 0.46
4 0.14
(1)请根据图甲中的电路图，用笔画线代替导线将图乙中的电路连接完整，使电流表测量流过小灯泡L1的电流。连接电路时应 开关。
(2)用电流表分别测量A、B、C三点的电流，更换灯泡多次测量，将实验数据记录在表格中，其中第4次实验中B点的电流如图丙所示，则IB＝0.28A；分析数据可知：并联电路中电流的特点是 。
(3)在第2次实验中测得A、B两点的电流相等，原因可能是 。
实验22 探究导体电阻与哪些因素有关
3．(2023·西藏)某学习小组在“探究影响导体电阻大小的因素”实验时，设计了如图所示的实验装置，实验中分别将A、B、C、D四根导体接入电路，四根导体的材料规格如下表所示。
导体代号 长度/m 横截面积/mm2 材料 电流表示数/A
A 1.0 0.4 锰铜 1.4
B 0.5 0.4 锰铜 2.7
C 1.0 0.6 锰铜 2.0
D 1.0 0.4 镍铬合金 0.6
(1)请你在图中用一根导线将电流表正确连入电路。
(2)为比较A、B、C、D四根导体电阻的大小，可通过观察 。
(3)要探究导体电阻大小与长度的关系，应选用 两根导体进行实验。
(4)将A、C两根导体分别接入电路中进行实验，可得出：当导体的长度和材料相同时，横截面积越大，电阻越 。
(5)老师想改装一个滑动变阻器使其最大阻值变小，请你根据该实验结论，帮老师想出一种方法： 。(写出一种合理方法即可)
实验23 探究电流与电压、电阻的关系
4．(2024·云南)实验小组探究“电流与电压的关系”。
(1)实验前，他们设计了实验探究的思路：保持电阻不变，探究电流与电压的关系，物理上把这种研究方法叫 法。
(2)根据图甲的电路图连接电路时，开关应 。闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到 端(选填“A”或“B”)。
(3)检查图乙，发现有一根导线接错，请在这根导线上打“×”，并画出正确接法，且导线不交叉。
(4)正确连接电路后，闭合开关，移动滑片，记录第1组电压表和电流表的示数后，为完成后续实验，应逐渐将滑片向 端移动(选填“A”或“B”)，数据记录如下表。其中第3次实验时电流表的示数如图丙所示，读数为 2A。
次数 1 2 3 4 5
电压U/V 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6
电流I/A 0.08 0.10 0.14 0.16
(5)分析实验数据可得结论：当导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成 。
(6)某同学用小灯泡代替电阻重复上述实验，发现无法得出(5)中的结论，原因是 。
5．(2024·达州)小明在老师的指导下对“电流与电阻的关系”进行探究，现提供如下器材：电压恒定为4.5 V的电源；阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω的五个定值电阻；标有“15 Ω 2 A”的滑动变阻器R1和“30 Ω 1 A”的滑动变阻器R2；电压表(0～3 V)、电流表(0～0.6 A)、开关各1只，导线若干。
(1)小明同学设计了如图甲所示的实验电路图，请根据电路图帮助他将图乙中的实物图连接完整。
(2)若电路连接正确，小明在闭合开关前，发现电流表指针如图丙所示，那么他接下来的操作应该是 。
(3)排除电路故障后，将滑动变阻器的滑片P移动到最右端，闭合开关，调节滑片P，使电压表的示数为2.5 V时，电流表的指针如图丁所示，此时电路中电流为 A，他此时接入电路的定值电阻R的阻值为 Ω。
(4)完成步骤(3)后，若保持滑片P位置不变，断开开关，将定值电阻替换成10 Ω，闭合开关，向 (选填“左”或“右”)移动滑片P直到电压表示数再次变为2.5 V为止，并读出此时电流表的示数。
(5)多次改变接入电路的定值电阻R，并重复步骤(4)。最终得出电流与电阻的关系。
(6)为确保后续所有定值电阻接入电路后都能完成该探究内容，应选择滑动变阻器 (选填“R1”或“R2”)接入电路。
(7)在完成上述探究内容后，小明将电路中的定值电阻替换成未知电阻Rx，并利用伏安法成功测量出了Rx的阻值。在他兴奋地向老师汇报成果后，老师告诉他还有其他的方法也能够测出未知电阻的阻值，下列电路不能成功测出未知电阻Rx阻值的是 。(R0阻值已知，电源电压不变)
实验24 探究影响电流热效应的因素
6．(2024·无锡)用如图所示的装置探究影响电流热效应的因素。甲、乙、丙三个相同的容器内均装有质量相等的煤油，电阻丝R1、R2、R3浸没在煤油中，其中R1＝R2＝5 Ω、R3＝10 Ω。闭合开关前，记录下煤油的初温度t0，开关S接a、调节滑动变阻器滑片P，使电流表的示数为1 A，记录下第100 s和第200 s时甲容器中煤油的末温度t；开关S接b，调节滑片P，使电流表的示数为0.5 A，记录下第200 s时乙、丙容器中煤油的末温度t，断开开关，结果如下表，比较序号①②可得：当通过导体的电流和导体的电阻 时，导体产生的热量与通电 有关。比较序号②和 可知导体产生的热量与电流大小有关。实验中，电阻R2产生的热量为 J。
序号 电阻 I/A 时间/s t0/℃ t/℃
① R1 1 100 20 34
② R1 1 200 20 48
③ R2 0.5 200 20 27
④ R3 0.5 200 20 34
实验25 探究影响电磁铁磁性强弱的因素
7．(2024·广州)在学习“电与磁”后，某小组做了如下实验研究。
(1)如图甲，将指南针水平放置在木板上，指南针静止时a端指向北方，则a端是指南针的 (选填“N极”或“S极”)，这是因为地球周围存在 。
(2)为研究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，请完成下列实验内容：
①如图乙，漆包线绕在铁钉上构成一个电磁铁，将它平行指南针放置在木板上；
②请用笔画线表示接线，按要求将图乙中的电源、开关、电流表、滑动变阻器和电磁铁连成串联电路(有部分导线已连接)。要求如下：
Ⅰ.合上开关K，指南针在电磁铁的作用下，静止时a端仍然指向北方；
Ⅱ.滑动变阻器滑片P由C端向D端移动时，电流表的示数减小；
③电磁铁磁性强弱可以通过电磁铁吸引大头针的数目来判断。为研究线圈匝数一定时，电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，请设计记录实验数据的表格；
次数 电流大小I/A 吸引大头针数目
1
2
2
④某次实验，电流表示数如图丙，此时电流为 A。
实验26 探究通电螺线管外部的磁场分布
8．(2024·枣庄)某实验小组用铁屑和小磁针来探究“通电螺线管外部磁场的方向”。
(1)在闭合开关前，小磁针静止时，N极指向地理的 (选填“南极”或“北极”)，说明地球周围存在磁场。
(2)在玻璃板上均匀地洒满铁屑，将螺线管连入电路，闭合开关，轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示，铁屑的分布情况与 磁体周围铁屑的分布情况相似。
(3)把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，小磁针静止时N极所指方向如图乙所示，对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时N极指方向与图乙中小磁针N极指向相反，说明通电螺线管的极性与 的方向有关。
(4)实验时发现通电螺线管的磁场较弱，铁屑规则排列的效果不明显，为增强螺线管的磁场，可行的措施： 。
(5)为了研究通电螺线管的磁极性质，同学们一起对螺线管的电流方向和绕线方式进行了实验，得到了如图所示的四种情况。实验说明通电螺线管的磁极极性只与 有关，且这个关系可以用 来判断。
实验27 探究什么情况下磁可以生电
9．(2024·陕西)如图，是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。
实验次数 导体ab在磁场中的运动情况 灵敏电流计指针偏转情况
1 静止 不偏转
2 上下运动 不偏转
3 左右运动 偏转
(1)闭合开关后，观察各种情况下灵敏电流计指针偏转情况，将实验现象记录在表格中。分析实验现象可知：闭合电路中的一部分导体在磁场中做 运动时，电路中会产生感应电流。产生感应电流时，导体ab相当于电路中的 (填电路元件名称)。
(2)若要探究感应电流方向与磁场方向的关系，应保持导体ab运动方向不变，将 对调，观察灵敏电流计指针偏转情况。
(3)下列物品中，应用该实验结论工作的是 (填选项字母)。
A．电风扇 B．手摇发电手电筒
