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2026年中考科学实验专题突破:电路探秘
1.某科学兴趣小组在探究“电流与电阻的关系”的实验中,设计了如图甲所示的电路。已知电源电压为9V保持不变,所给的定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω。
(1)图乙是尚未完成连接的实物电路,请你在答卷对应图中用笔画线代替导线完成连接。要求:滑动变阻器的滑片P向A端移动时,电压表示数变大。
(2)电路连接好后,闭合开关,发现电流表有示数、电压表示数为零,则电路故障原因可能是____
A.电压表的量程太大 B.电阻R发生断路
C.电阻R发生短路 D.滑动变阻器发生短路
(3)小科由小到大依次更换定值电阻继续探究,为了完成表中的4次实验,滑动变阻器的最大阻值至少为____(填字母)。
A.15Ω B.30Ω C.60Ω D.90Ω
(4)分析图丙I-R图像可以得到的实验结论是 。
2.如图是研究“影响导体电阻大小的因素”的实验装置,已知电源恒为3伏。实验中用四根电阻丝作被测导体,A、B、C三根电阻丝等长,D最长。将电阻丝两端接入电路后,通过调节滑动变阻器,保持电阻丝两端电压2伏不变,进行测量并记录,数据如下表。
实验组 电阻丝 材料 横截面积(cm2) 电流 (A)
1 A 锰铜合金 0.4 0.56
2 B 镍铬合金 0.4 0.44
3 C 镍铬合金 0.2 0.22
4 D 镍铬合金 0.2 0.10
(1)将电阻丝A的两端接入电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至最 (填“左”或“右”)端。
(2)分析上表中实验组2和3,得到的结论是 。
(3)下列三个不同规格的滑动变阻器中,可以完成上述实验的是____。(填选项)
A. “5Ω 1.0A”
B. “10Ω 0.5A”
C. “20Ω 1.0A”
3.离渠边不同距离处水流速度相等吗,小科想到顺水漂流的乒乓球速度与水流速度相等,于是进行了如下实验:选一段流速稳定、宽为2m的水平水渠为实验场地,如图甲所示,在A1A2连线上,同一时间把11个乒乓球等间距地轻轻放入水中,并开始计时,t=5s时测得实验数据如下表:
离渠中心线距离r/m 0.1 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00
乒乓球移动距离s/m 1.00 0.96 0.84 0.64 0.38 几乎为0
水流速度v/m·s- 0.200 0.192 0.168 0.128 0.076 几乎为0
(1)分析数据可以得出:离渠中心线距离r越大,水流速度v
(2)为了得出v与r的定量关系,小科根据上表数据绘制、 图线如图乙,据此图可得到v与r的关系式是 v=
(3)图丙是该段水渠的横截面示意图。假如上述结论同样适用于水下,则实验时图丙中同一深度的B、C两点处的压强大小关系为pB pc。
(4)学习《电流》时,老师常用水的流量和水流来类比电量和电流。理想水渠交叉点上,单位时间内流入的总水量等于流出的总水量,同理,在电路的某连接处,流入的电流总和等于流出的电流总和。图丁是某实验电路的一部分,电流表的示数为 A,若通过导线 ab 电流为0.6A,请分析通过导线 cd的电流大小及方向 。
4.导体的电阻是导体本身的一种性质,其大小和导体的材料、长度和横截面积等因素有关。已知导体电阻的决定式为: 其中L 为导体长度,S为导体横截面积,ρ为导体的电阻率。国际(GB/T)规定自来水在 15℃时电阻率应大于 13Ω·m。一学生利用图甲电路测量15℃自来水的电阻率,其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管,细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量,玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略),右活塞固定,左活塞可自由移动。
实验器材还有:电源(电压为3V,内阻可忽略);电压表V1(量程为3V,内阻很大);电压表 V2(量程为3V,内阻很大);定值电阻R1(阻值4kΩ);定值电阻R2(阻值2kΩ);电阻箱R(最大阻值9999Ω);单刀双掷开关S;⑧导线若干;⑨刻度尺。
实验步骤如下:
A.用刻度尺测量玻璃管的内径d;
B.向玻璃管内注满自来水,并用刻度尺测量水柱长度L;
C.把S拔到1位置,记录电压表 V1示数;
D.把S拨到2位置,调整电阻箱阻值,使电压表 V2示数与电压表 V1示数相同,记录电阻箱的阻值R;
E.改变玻璃管内水柱长度,重复步骤C、D,记录每一次水柱长度L 和电阻箱阻值R;
F.断开 S,整理好器材。
完成下列问题:
(1) 玻璃管内水柱的电阻 Rx 的表达式为:Rx= (用R1、R2、R 表示)
(2)测玻璃管内径d时刻度尺示数如图丙,利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R 的数据,绘制出如图丁所示的 关系图象,自来水的电阻率ρ = Ω·m(π取3)
(3)本实验中若电压表V1内阻不是很大,则自来水电阻率测量结果将 (填“偏大”“不变”或“偏小”)。
5.兴趣小组开展“彩灯带设计”的项目化活动,包括参数测定、灯带设计、改进优化三个环节。
(1)【参数测定】小组成员购买了一款彩灯泡,其正常工作时的电流为0.25A;为测定该彩灯泡正常工作所需电压,小组成员按图甲电路进行实验:闭合开关,调节滑动变阻器滑片,当电流表示数为0.25A时,电压表示数如图乙所示。滑动变阻器在这个实验中的作用是 。
(2)【灯带设计】小组成员打算先将彩灯泡串联成短灯带(如图丙),再将短灯带连接成长灯带,使长、短灯带均能在 220V电压下安全工作,以满足不同应用场景的要求。
①为确保安全,彩灯泡的电压不能超过其正常工作时的电压,则一条短灯带中至少要串联 个彩灯泡。
②将短灯带连接成长灯带时,小组成员设计了Ⅰ、Ⅱ两种连接方案(如图丁),则正确的方案是 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(3)【改进优化】小组成员欲用闪泡代替彩灯泡,实现“一亮一暗”交替闪烁效果,闪泡结构及工作原理如图戊所示,金属片2 常温下与金属片1接触,升温后发生形变并与金属片1断开,温度降低又恢复原状。据图分析,闪泡接入电路时,应选择a、b、c中的 两个接线柱。
6.研究小组同学设计实验探究“电流与电阻的关系”,器材如下:两节新干电池,滑动变阻器(10Ω 1A),电流表(0~0.6A、0~3A),电压表(0~3V、0~15V),定值电阻(2Ω、4Ω、6Ω、8Ω),开关,导线若干(所有器材均完好)。
(1)研究小组同学连接的电路如图甲所示,检查后发现有一根导线连接错误。若电路开关闭合,则电流表、电压表会出现的现象是 。
(2)找出图甲中连接错误的导线并画“×”,再补充一根导线,使电路连接正确。
(3)正确连接电路,依次接入电阻进行实验,如果实验中出现如图乙所示情况,为了此次读数更精确,那么在不更换电路元件的前提下,需要做的调整是 。
(4)为确保电路安全,并能使所有定值电阻接入电路都能完成实验,则定值电阻两端电压最大不能超过 V。
7.图甲是用伏安法测未知电阻R的实验图。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中实物电路连接完整。
(2)闭合开关,将滑片P向左滑动时,此时电压表示数为2.4V,电流表示数如图乙所示,其读数为I= A。
(3)若实验中只有一个电压表和一个已知电阻R0,小明设计了如图丙所示的电路,同样可以测量未知电阻Rx,请在空格内将实验步骤补充完整。
①闭合S、断开S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
② ,用电压表测出电源的电压U;
③请写出用测量值U、U1及R0来表示Rx的表达式:Rx= 。
8.在“探究通过导体的电流与导体两端电压的关系”的活动中,同学们进行了如下实验:
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整,使滑动变阻器的滑片 P 向左移动时,电路中的电流变大。
(2)某同学连接电路时,误将电压表与电流表的位置接反了,如果闭合开关,那么电路中将出现 的现象。(填电流表与电压表有无示数现象)
(3)纠正错误后,闭合开关,改变滑动变阻器的滑片 P 的位置,记录实验数据,绘制出如图乙所示的图像。根据图乙可得到的结论是 。
(4)某小组的同学们在处理数据时发现,电压与电流的比值恰好等于 R 的阻值,这是一种巧合吗?于是同学们想利用其他小组的实验数据来进一步论证,并提出了以下两种收集数据的方案:
方案一:收集阻值均为10 Ω的几个小组的数据。
方案二:收集阻值不同的几个小组的数据。你认为方案 更合理。
答案解析部分
1.【答案】(1)
(2)C
(3)C
(4)在电压相同时,电流和电阻成反比
2.【答案】(1)右
(2)导体的材料和长度相同时,横截面积越大,电阻越小(合理即给分)
(3)C
3.【答案】(1)小
(2)
(3)小于
(4)0.54;方向为d→c, 电流大小为1.14A, 或者方向为c→d, 电流大小为0.06A
4.【答案】(1)
(2)13.5
(3)偏大
5.【答案】(1)调节电路中的电流(或“控制电流”)
(2)19;Ⅱ
(3)ac
6.【答案】(1)电流表几乎没有示数,电压表示数接近3V
(2)
(3)将电流表改接到小量程
(4)2
7.【答案】(1)
(2)0.3
(3)闭合开关S、S1;
8.【答案】(1)
(2)电流表没有示数,电压表示数有示数
(3)在电阻一定时,电流与电压成正比
(4)二
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