【备考2021】中考物理 二轮复习 高频考点剖析电学专题 专题六:电磁学作图题问题学案(考点扫描+考点剖析+问题原卷+问题解析)

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名称 【备考2021】中考物理 二轮复习 高频考点剖析电学专题 专题六:电磁学作图题问题学案(考点扫描+考点剖析+问题原卷+问题解析)
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资源类型 试卷
版本资源 通用版
科目 物理
更新时间 2021-01-12 09:20:13

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文档简介

电学部分
专题六:电磁学作图题问题
考点扫描☆名师点拨
考点解析
作图题是反映学生对知识理解和掌握程度的一种题型,主要考查学生作图技能和应用方法解决问题的能力。作图题分布在各个知识点中,由于各部分知识的特点不同,所以对作图要求也就不同;但其共同特点都是让学生把相关的知识以作图的形式展示出来。作图题的内容广泛,图的形式有示意图、实物图、模拟图、图像图等。常见电磁学作图题分为三种情况,一是普通作图,按题设要求完成答题,此类作图磁现象较多;二是完善或补充作图,就是题目给出的图不完善或有错误,按要求把图完善,此类作图电路较多;三是改错作图,此类出现在电学实验探究题较多。
作图题是反映学生对知识理解和掌握程度的一种题型,主要考查学生作图技能和应用方法解决问题的能力。作图题一般指根据题目的要求,完成相应的作图。
2019年中考,这部分内容有可能会出现在中考试卷中,在试卷中也会和其他知识结合组成一个试题。
解答此类问题要注意以下问题:
1.画条形磁铁的磁感线条数要对称,至少画五条。
2.使用安培定则时要明确电流的流向。
3.地磁两极与地理两极是相反的,地磁南极在地理北极附近,地磁北极在地理南极附近。
4.电流表和电压表要注意串联并联,选择合适量程,接线柱的正负。
5.滑动变阻器要注意接一上一下两个接线柱,往哪滑阻值变大还是变小,闭合开关前阻值要滑到最大。
6.电路图与物图要对应。21
考点剖析☆聚焦高频
高频考点一:普通作图题
【典例1】(2020?黔西南州)给螺线管通电后,能自由转动的小磁针静止时的指向如图所示。在图中标出电源的“+”“-”极、螺线管的N极,并标出螺线管外磁感线的方向。
【考查角度】通电螺线管的磁场.
【解析】由图可知,小磁针的左端是S极,右端为N极;由同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引可知,通电螺线管的左端是S极,右端是N极。根据安培定则,伸出右手握住螺线管使大拇指指向通电螺线管的N极,则四指弯曲所指的方向为电流的方向,所以电源的右端为正极,左端是负极;在磁体的周围,磁感线从磁体的N极出发回到S极,所以图中磁感线的方向是向左的,如图所示:
【答案】见解析
高频考点二:完善或补充作图题
【典例2】(2020?毕节市)将一个通电螺线管AB用单线悬挂起来,如图所示,闭合开关,最后静止时A端指南、B端指北。画出螺线管上导线环绕图示,并在螺线管两端标出N、S极。
【考查角度】通电螺线管的磁场.
【解析】通电螺线管水平悬吊静止时一端指南一端指北,指北的是N极,指南的是S极,如图所示,电流方向如图所示,根据安培定则用右手握住螺线管,四指指向电流方向,大拇指指向通电螺线管的N极,所以先从螺线管的后面开始绕螺线管,如图所示。
【答案】如上图。
高频考点三:改错或修正作图题
【典例3】(2020?广安)在探究“电流与电阻关系”的实验中,所用的器材有:电压恒定为6V的电源、开关、电流表、电压表、三个定值电阻(5Ω,10Ω,20Ω)、几个规格不同的滑动变阻器、导线若干。
(1)如图所示是某同学连接的电路,图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”,并补画出正确的连线。
(2)电路连接正确后,闭合开关前滑动变阻器的滑片应置于 (选填“A端”或“B端”)。
(3)分别把5Ω和10Ω的定值电阻接入电路中,移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为2V,记录下电流表的示数。可是当把20Ω的定值电阻接入电路中时,该同学无论怎样移动滑片都无法使电压表示数调到控制值,说明选择的滑动变阻器 。
(4)更换器材后,重新实验,将数据记录在表格中,分析实验数据可得结论: 。
电压U/V
2
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.4
0.2
0.1
【考查角度】探究电流与电压、电阻的关系实验。
【解析】(1)原电路中,电阻和电压表短路了,电阻应和电流表串联,电压表与电阻并联,如下所示:
(2)电路连接正确后,闭合开关前滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处的A端;
(3)电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:U滑=U-UV=6V-2V=4V,变阻器分得的电压为电压表示数的2倍,根据分压原理,当接入20Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
R滑=2×20Ω=40Ω,故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少40Ω的滑动变阻器,当把20Ω的定值电阻接入电路中时,该同学无论怎样移动滑片都无法使电压表示数调到控制值,说明选择的滑动变阻器最大电阻过小;
(4)横向分析表中数据,电阻增大为原来的几倍,通过的电流减小为原来的几分之一,即得出的结论是:电压一定时,电流与电阻成反比。
【答案】(1)如上;(2)A端;(3)最大电阻过小;(4)电压一定时,电流与电阻成反比。
考点过关☆专项突破
类型一:普通作图题
1.(2020?泰安)根据小磁针静止时的指向,请在图中标出螺线管的北极和电源的正极。
2.(2020?鞍山)请根据图中磁感线的方向标出永磁体的N极,并在括号内标出电源右侧的极性(用“+”或“﹣”表示)。
3.(2020?锦州)如图所示,根据电磁铁通电后磁感线的方向,标出小磁针左端的磁极(用“N”或“S”表示)和电源左端的极性(用“+”或“﹣”表示)。
4.(2020?吉林)请在图中标出小磁针的N极。
5.(2020?鄂州)如图所示,根据小磁针的指向标出螺线管的N,S极和电流方向。
6.(2020?恩施州)在探究电磁铁的实验中,用相同的漆包线和铁钉绕制成电磁铁A和B.闭合开关,移动滑片后,铁钉A和B都能吸住一些大头针,如图所示。经实验发现,磁铁磁化大头针时,仍满足异名磁极相吸引的关系,并且B下方大头针下端为N极。请在图中标出A下方大头针下端的磁极名。并在电源的两端注明+﹣极。
7.(2020?仙桃)如图所示,根据小磁针静止时的指向标出通电螺线管的N极和电源的正、负极。
8.(2020?连云港)如图所示,箭头表示通电螺线管周围磁感线的方向,请在图中标出通电螺线管中的电流方向和小磁针静止时的N极。
9.(2020?甘南州)请根据图所示的实物图,画出对应的电路图。
10.(2020?天水)请根据如图所示的实物图,画出对应的电路图。
11.(2020?南通)如图,请用笔画线代替导线将两线插座、电灯和开关分别接入电路。
12.(2020?金昌)一个房间要安装2盏“220V 40W”的电灯和一个插座,要求开关S只控制两盏灯且每盏灯都能正常发光,请按以上要求将图中元件用笔画线代替导线连接起来。
13.(2020?咸宁)如图所示,楼梯有一电灯受控于两个开关,光线较暗且有声响时灯才亮。其中“光控开关”在光线较暗时自动闭合“声控开关”在有声响时自动闭合,请用铅笔画线代替导线把元件连在电路中。
类型二:完善或补充作图题
1.(2020?陕西)如图,将灯泡及开关正确连入家庭电路。
2.(2020?扬州)如图,只闭合开关S,风扇M工作;只闭合开关S1,灯泡和风扇M都不工作;同时闭合开关S、S1,风扇M和灯泡都工作。请用笔画线代替导线把电路连接完整。
3.(2020?无锡)为判断如图所示的家庭电路中白炽灯L1是否短路,将火线上的熔丝断开,用另一只完好的白炽灯L2作为“校验灯”接入电路。然后闭合总开关,再闭合开关S,即可根据L2的亮暗做出判断。请在图中补画一根导线,将L2正确接入电路。
4.(2020?苏州)如图,请把节能灯正确接入到家庭电路中。
5.(2020?葫芦岛)如图所示,闭合开关后,套在通电螺线管上的磁环会向右运动,已知磁环的左侧为N极。请在图中标出:
(1)通电螺线管左端的磁极(用“N”或“S”表示)。
(2)磁感线的方向。
(3)电源右端的极性(用“+”或“﹣”表示)。
6.(2020?金昌)如图所示,根据小磁针的N极指向,判断电源的正负极,填在括号内。
7.(2020?铜仁市)如图为通电螺线管,请根据螺线管的极性标出小磁针的N极和在虚线框内标出电源的“+”“﹣”极。
8.(2020?镇江)如图,小磁针处于静止状态且螺线管的左端极性已知。请在两虚线框内分别标出小磁针和电源的极性。
9.(2020?丹东)如图,用笔画线代替导线将图中实物连接起来。要求:闭合开关后,使电磁铁的右端为N极,并且当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电磁铁的磁性增强。
10.(2020?毕节市)将一个通电螺线管AB用单线悬挂起来,如图所示,闭合开关,最后静止时A端指南、B端指北。画出螺线管上导线环绕图示,并在螺线管两端标出N、S极。
11.(2020?云南)如图所示,根据图中通电螺线管的磁感线方向,在括号中标出通电螺线管的N、S极和电源的正、负极。
12.(2020?随州)如图所示,开关闭合后,将滑片P向右滑动的过程中,螺线管右侧的磁体所受的吸引力会变大。请将图中的滑动变阻器按要求连入电路,并画出螺线管的绕法,标出磁感线的方向。
13.(2020?荆州)小青在“测量小灯泡的额定功率”实验中,选用的小灯泡标有“2.5V”字样。
(1)如图甲是小青测量小灯泡额定功率不完整的实物电路,请用笔画线代替导线将电路连接完整;
(2)连接好电路后闭合开关,小青发现小灯泡没有发光,但电流表有示数,接下来应进行的操作是   (选填标号);
A.更换小灯泡 B.检查开关是否闭合
C.移动滑动变阻器滑片 D.检查电压表是否断路
(3)实验时,电压表的示数如图乙所示,则应将滑片向   (选填“A”或“B”)端移到某一位置,才能使小灯泡正常工作。若正常工作时电流表示数为0.5A,则小灯泡的额定功率为   W;
(4)完成上述实验后,小青又设计了一种测额定功率的方案,如图丙所示,R0是阻值已知的定值电阻。请完成下列操作:
①连接好电路,闭合开关S,将开关S1拨到触点   (选填“A”或“B”),移动滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压U1;
②保持滑片的位置不动,再将开关S1拨到另一触点,读出电压表的示数U2;
③用U1、U2、R0表示小灯泡的额定功率,则表达式P=   。
类型三:改错或修正作图题
1.(2020?沈阳)安安和康康在“测量小灯泡的电功率“实验中,所选小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)如图1甲是测量小灯泡的电功率的电路图。在检查仪器时,康康发现电流表的指针位置如图1乙所示,老师提示他电流表没有损坏,他稍作思考,判断出现问题的原因是电流表   。
(2)纠正问题后,他连接的电路如图2所示,他将滑片P移到   (选填“A”或“B”)后,闭合开关开始实验。在移动滑片P位置时他发现灯泡亮度、电流表的示数均发生变化,只有电压表的表指针在一个较大的示数不发生改变。检查电路连接后,他发现指针有一根导线连接出现了错误,请你在这根错误的导线上打“×”,再用笔画线代替导线在图中改正过来(导线不允许交叉)。
(3)纠正错误后,他重新开始实验,移动滑片P直到电压表示数为2.5V,此时电流表示数如图3所示,则小灯泡的额定功率为   W。
(4)安安的电流表坏了,老师给她一个已知阻值的定值电阻R0、若干开关和导线,安安重新设计了电路如图4所示,并正确测出小灯泡的额定功率。具体实验步骤如下:闭合开关S、S1,断开S2,调节滑片P使电压表读数为U额,此时小灯泡正常发光;不改变滑动变阻器滑片P的位置,闭合开关S、S2,断开S1,记录电压表此时读数为U.请用R0、U额、U写出小灯泡额定功率的表达式P额=   。
2.(2020?咸宁)有一只小灯泡的铭牌上仅能看清“0.5A”的字样,小强为了测量该小灯泡的额定功率,进行了如下实验:
(1)他连接了如图甲所示的电路,闭合开关后移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡不亮,电流表的示数始终为零,电压表的示数接近3V保持不变,为了排除故障,接下来的操作合理的是   (选填字母);
A.拧紧开关两端的接线柱 B.拧紧小灯泡和它两端的接线柱
(2)他测量小灯泡额定功率的实验原理是   (填公式),图甲中   (填仪器名称)的量程选择不合理;
(3)排除故障后,正确连接电路,使小灯泡正常发光,电压表示数如图乙所示为   V,小灯泡的额定功率为   W;
(4)小强对实验进行了拓展,利用如图丙所示的电路,测出了另一只已知额定电流为I1的小灯泡的额定功率,请完成实验步骤:
①闭合开关S1,开关S2连接b,移动滑动变阻器的滑片,使电流表示数为   ;
②保持滑动变阻器的滑片位置不变,开关S2连接a,调节电阻箱的阻值,使电流表示数为I1,读出电阻箱的示数为R0;
③则小灯泡的额定功率表达式P额=   (用字母表示)。
3.(2020?威海)在“探究电流与电阻的关系”实验中,电源电压保持不变。
(1)检查器材时,在电流表的左侧观察到指针恰好指在零刻度线处,如果直接用该电流表测电流,测量值与真实值相比会   (选填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
(2)如图所示,电路中有一根导线连接错了,请在该导线上打“×”,然后画正确的连线。
(3)选择5Ω的定值电阻,正确连接电路进行实验。闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至最   端(选填“左”或“右”)。闭合开关,移动滑片使电压表的示数为U1,此时电流表的示数如图乙所示,电流为   。
(4)滑动变阻器滑片位置不变,将5Ω电阻换成10Ω电阻,继续实验,为使电压表的示数保持U1不变,应向   (选填“左”或“右”)移动滑片。
(5)实验结束后,小明利用图丙所示原理,制作了简易电流表:导体可以在水平光滑轨道上左右滑动(轨道电阻忽略不计),导体与水平弹簧相连,弹簧由绝缘材料制成,整套装置处于竖直方向的均匀磁场中。电流表接入电路前,弹簧不受力,在导体与轨道的接触点处画一个刻度线,标记为“0A”。当电流表正确接入电路,导体受到磁场力的方向水平向右,电流每增加0.1A,磁场力就增大1N,弹簧就伸长2cm,在导体与轨道的接触点处就增加一个刻度线,相邻两个刻度线之间的长度表示“0.1A”的电流。当弹簧被拉伸至最大弹性限度时,弹簧的弹力为20N,则该电流表的量程为   A.若用此电流表测量电流时,发现弹簧被向左压缩,原因可能是   。
4.(2020?遂宁)小红与小刚实验小组在探究“电流与电阻的关系”实验时,选择的实验器材有:电源(电压恒定为3V)、电流表、电压表、开关、电阻箱、滑动变阻器(规格为“20Ω 2A”)和导线若干。
(1)图甲是他们设计的实验电路图,小刚根据电路图连接了如图乙的实验电路,小红检查时发现有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”,用笔划线代替导线正确连接(注意:导线不能交叉)。
(2)改正错误后,他们将滑动变阻器阻值调到最大,电阻箱阻值调到5Ω,闭合开关,发现电压表有示数,电流表无示数,造成这一现象的原因可能是   (写出一条即可)。
(3)排除故障后进行实验,得到第一次实验数据如下表,接着他们将电阻箱阻值调到10Ω,闭合开关,调节滑片,直到电压表的示数为   V,此时电流表的示数如图丙所示,读数为   A。
电阻R/Ω
5
10
电流I/A
0.4
0.1
(4)第三次实验,电阻箱接入电阻如图丁所示,读数为   Ω。
(5)分析表中数据得出的结论是:电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成   。
(6)为了验证以上规律的可靠性,可以测量更多组数据,但电阻箱接入电路的阻值不得超过   Ω。
5.(2020?宁波)在做“研究相同电压下不同导体中电流与电阻的关系”实验时,电源电压恒为3V,滑动变阻器规格为“20Ω 1.0A”,还有多个阻值不小于5Ω的定值电阻可供选择。
(1)实验电路如图所示,小科检查电路时发现有一个元件连接错误(其它元件连接正确),该元件和错误分别是   。
(2)改正错误后,正确操作,测得实验数据如下表所示。
实验次数
第一次
第二次
第三次
定值电阻/Ω
5
10

电流表示数/A
0.40
0.20
0.10
表中“★“处所选用定值电阻的阻值是   Ω。
(3)小科用更多不同阻值的定值电阻重复上述实验,并将滑动变阻器的功率P变与其电阻值R变的关系绘制图象。该图象最接近于下列图象中的   。
6.(2019?淄博)在“探究并联电路中的电流关系”实验中
(1)小明想测量干路电流,连接的电路如图甲所示,检查电路发现只有一根导线接错了,请在这根导线上打上“×”,并改正。
(2)连接正确的电路后,闭合开关,电流表的示数为0.46A,请在图乙中画出指针的位置(O为指针转轴)。
(3)小明换用不同规格的灯泡,多次改变电表位置,将测量数据记录在下表中。
实验次数
支路电流I1/A
支路电流I2/A
干路电流I总/A
1
0.30
0.16
0.46
2
0.20
0.20
0.40
3
0.24
0.34
0.58
分析数据得出结论:在并联电路中,   。
(4)第1次实验发现,灯泡L1比L2亮,则灯泡L1的电阻   灯泡L2的电阻;若两灯泡灯丝长度相同,   的灯丝更细。
考点过关☆专项突破解析
类型一:普通作图题
1.【解答】小磁针N极向左,则所在处磁感线向左,因电磁铁的外部磁感线由N极指向S极,故说明螺线管左侧为N极,右侧为S极;
由右手螺旋定则可知电流由左侧流入,则电源左侧为正极。
答案如图所示:
2.【解答】图中磁感线从左向右,可以判断永磁体的右端为N极,电磁铁的左端为S极,右端是N极;
根据安培定则,用右手握住螺线管,大拇指指向螺线管的N极,则四指所指的方向为电流的方向,则电流从电磁铁的右端流入,从左端流出,所以电源的右端为正极。如图所示:
3.【解答】由图可知,磁感线回到电磁铁的右端,所以电磁铁的右端为S极,左端为N极,根据磁极间的相互作用规律可知,小磁针的左端为S极;根据安培定则可知,电源的左端为正极,如图所示:
4.【解答】由图知,电流从螺线管的右端流入、左端流出,根据安培定则,用右手握住螺线管,四指指向电流方向,大拇指所指的方向是N极,则通电螺线管的左端是N极,右端是S极;又因为同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,所以小磁针的左端为S级,右端为N极,如图所示。
故答案为:如上图。
5.【解答】由异名磁极相互吸引可知,通电螺线管的右端是S极,所以通电螺线管的左端是N极,右端为S极。
根据安培定则,伸出右手握住螺线管使大拇指指示通电螺线管的N极,则四指弯曲所指的方向为电流的方向,如图所示:
6.【解答】
B下方大头针的下端是N极,大头针的上端是S极,根据异名磁极相互吸引,可以判断B铁钉的下端是N极,上端是S极,根据安培定则可以判断电流从B铁钉的上端进入,从下端流出,可以判断电源的左端是负极,右端是正极;
电源的左端是负极,右端是正极,流从A铁钉的下端进入,从上端流出,根据安培定则可以判断A铁钉的下端是N极,上端是S极,根据异名磁极相互吸引可以判断大头针的上端是S极,下端是N极,如图所示:
7.【解答】
因为同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引,所以和小磁针N极靠近的左端是S极、右端是N极,
根据安培定则可以判断电流从螺线管的左端进入、从右端流出,可以判断电源的左端是正极、右端是负极,如图所示:
8.【解答】在磁体的周围,磁感线从磁体的N极发出回到S极,所以,根据螺线管周围磁感线的方向可知,螺线管的左端为N极,右端为S极,由安培定则可知螺线管中电流的方向是向上的;
根据异名磁极相互吸引、同名磁极相互排斥可知,小磁针的左端为N极,右端为S极,如图所示:
9.【解答】
由实物图知,电流从电源正极出发,经过开关S、电流表A2后分支,一支路是经灯泡L1,另一支路是经灯泡L2电流表A1,两支电流汇合后回到电源负极,电路图如下图所示:
10.【解答】电流从正极出发,通过开关S和电流表A2后开始分支,一支经灯泡L1,另一支经灯泡L2、电流表A1,然后两支汇合回到电源负极。如图所示:
11.【解答】
(1)灯泡接法:火线进入开关,经灯泡连到零线,这样在断开开关能切断火线,接触灯泡不会发生触电事故。既能控制灯泡,又能更安全。
(2)两孔插座的接法:左孔接零线;右孔接火线,如图所示:
12.【解答】要求开关S只控制两盏灯且每盏灯都能正常发光,则两个灯泡是并联的,且与插座之间也是并联的;开关同时控制两个灯泡,灯泡接法:火线进入开关,再进入灯泡顶端的金属点,零线直接接入灯泡的螺旋套,这样在断开开关时,能切断火线与灯泡的连接,接触灯泡不会发生触电事故。既能控制灯泡,又能更安全。
两孔插座的接法,左边接零线,右边接火线。如图所示:
13.【解答】由分析知:“光控开关”在光线较暗时闭合,“声控开关”在有声响时闭合,光线较暗且有声响时灯才亮,则灯泡与两个开关串联,且为了保证安全,开关应接在火线上;如图所示:
类型二:完善或补充作图题
1.【解答】
开关要接在火线和灯之间,这样在断开开关时能切断火线,接触灯泡不会发生触电事故。既能控制灯泡,又能更安全。
2.【解答】
由题知,只闭合开关S,风扇能单独工作,灯和风扇为并联;若只闭合开关S,灯泡不亮,由此可知S1在灯所在支路上,S在干路上,如图所示:
3.【解答】
将火线上的熔丝断开,把校验灯L2接入电路,当L1短路时,只有校验灯L2接入电路,此时校验灯L2正常发光,亮度较亮;当L1支路正常时,校验灯L2和灯泡L1串联接入电路,此时校验灯L2两端的电压小于电源电压,其发光较暗;当L1断路时,无电流通过校验灯L2,校验灯L2不发光,所以应将校验灯L2并联在火线熔丝的两端,如图所示:

4.【解答】
灯泡接法:火线先进入开关,再进入灯泡顶端的金属点,零线直接接入灯泡的螺旋套,如图所示:
5.【解答】
(1)(3)磁环的左侧为N极,闭合开关后,磁环会向右运动,说明磁环受到了排斥力的作用,即螺线管的右端为N极,左端为S极,根据安培定则可知,电源的左端为正极,右端为负极;
(2)磁感线是从磁体的N极出来回到磁体的S极的;如图所示:

6.【解答】根据同名磁极相互排斥异名磁极相互吸引,可以判断通电螺线管的左端是N 极,右端是S极,根据安培定则判断,电流从螺线管的右端进入,从左端流出,可以判断电源的右端是正极,左端是负极,如图:
7.【解答】根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引,可知小磁针的左端为S极,右端为N极。
根据安培定则,用右手握住螺线管,大拇指指向通电螺线管的N极(左端),则四指指向电流的方向,可以判断电流从螺线管的左端流入、右端流出,所以电源的左端是正极,右端是负极,如图所示。
故答案为:如上图。
8.【解答】①由图可知,螺线管的左端为N极,则右端为S极,根据磁极间的相互作用判断出小磁针的右侧为N极;
②根据安培定则,伸出右手使大拇指指示螺线管的左端N极,则四指弯曲所指的方向为电流的方向,所以电流从螺线管的左端流入,则电源的右端为负极,左端为正极。
如图所示:
9.【解答】
闭合开关后,使电磁铁的右端为N极,根据安培定则可知,电流从通过螺线管的左端流入,右端流出,故应将电源正极与开关右接线柱相连,开关的左接线柱与螺线管的左接线柱相连,螺线管的右接线柱与变阻器的C接线柱相连(即变阻器应串联接入电路);
因滑动变阻器的滑片P向右移动时,电磁铁的磁性增强,说明电路中的电流增大,则此时滑动变阻器接入电路的阻值减小,故应将电源的负极与变阻器的B接线柱相连,如图所示。
10.【解答】通电螺线管水平悬吊静止时一端指南一端指北,指北的是N极,指南的是S极,如图所示,
电流方向如图所示,根据安培定则用右手握住螺线管,四指指向电流方向,大拇指指向通电螺线管的N极,所以先从螺线管的后面开始绕螺线管,如图所示。
故答案为:如上图。
11.【解答】根据磁体周围的磁感线都是从N极出发回到S极,可以判断通电螺线管的右端是N极,左端是S极。
根据安培定则,用右手握住通电螺线管,四指指向电流方向,大拇指所指的方向N极,可以判断电流从螺线管的左端进入,从右端流出,可以判断电源的左端是正极,右端是负极,如图所示:
12.【解答】由图可知,磁体的左端为N极,右端为S极;将滑片P向右滑动的过程中,螺线管右侧的磁体所受的吸引力会变大,根据异名磁极相互吸引可知,螺线管的右端为S极、左端为N极;磁感线是从N极出来,回到S极的;吸引力变大,表明螺线管的磁性变强,电路中的电流变大,根据欧姆定律可知,滑动变阻器的电阻减小,所以应接右下方的接线柱;根据螺线管的极性和安培定则可知,螺线管中电流的方向是向上的;绕法如图所示:
13.【解答】(1)电压表应并联到灯泡的两端,灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表选用的是小量程;如图所示:

(2)闭合开关前,滑动变阻器阻值调至最大,连接好电路后闭合开关,小青发现小灯泡没有发光,但电流表有示数,说明电路是通路,由于滑动变阻器的阻值最大,根据欧姆定律可知,电路中的电流较小,灯泡的实际功率过小,所以接下来应进行的操作是移动滑动变阻器滑片,改变电路中电流的大小,观察灯泡是否发光,故C正确;
(3)图乙中电压表选用0﹣3V的小量程,分度值为0.1V,电压大小为1.9V;灯在额定电压下正常发光,电压表示数为1.9V时,小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向A端移动到合适位置,直到电压表示数为额定电压2.5V;
灯泡的额定功率为:P=UI=2.5V×0.5A=1.25W;
(4)①连接好电路,闭合开关S,将开关S1拨到触点A点,移动滑片,当电压表的示数为小灯泡的额定电压U1=2.5V时,小灯泡正常发光;
②保持滑片的位置不动,再将开关S1拨到另一触点,电压表测量的是灯泡与定值电阻两端的总电压,读出电压表的示数U2;此时R0两端的电压为:U0=U2﹣U1;
③此时为串联电路,则电路中的电流为:I==,
小灯泡的额定功率表达式为:P=U1=。
故答案为:(1)如图;(2)C;(3)A;1.25;(4)。
类型三:改错或修正作图题
1.【解答】(1)康康发现电流表的指针位置如图1乙所示,老师提示他电流表没有损坏,他稍作思考,判断出现问题的原因是电流表没有调零;
(2)为保护电路,变阻器连入电路的电阻应最大,即将滑片P移到A后,闭合开关开始实验;
原电路中,电压表测电源电压(示数不变)是错误的,应测灯的电压,如下所示:
(3)纠正错误后,他重新开始实验,移动滑片P直到电压表示数为2.5V,此时电流表示数如图3所示,电流表选用小量程,分度值为0.26A,则小灯泡的额定功率为:
P=UI=2.5V×0.26A=0.65W;
(4)实验步骤如下:闭合开关S、S1,断开S2,调节清片P使电压表读数为U额,此时小灯泡正常发光;不改变滑动变阻器滑片P的位置,闭合开关S、S2,断开S1,记录电压表此时读数为U;
在第一步操作中,电压表测灯的电压,灯正常发光,在第二步操作中,电压表测灯与定值电阻的电压,因此时各电阻的大小和电压不变,灯仍正常工作,根据串联电路电压的规律,此时定值电阻的电压:
U0=U﹣U额,由欧姆定律可求出灯的额定电流:IL=,小灯泡额定功率的表达式:
P额=U额IL=U额×。
故答案为:(1)没有调零;(2)A;如上所示;(3)0.65;(4)U额×。
2.【解答】(1)他连接了如图甲所示的电路,闭合开关后移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡不亮,电流表的示数始终为零,电路可能断路,电压表的示数接近3V保持不变,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的部分断路了,为了排除故障,接下来的操作合理的是拧紧小灯泡和它两端的接线柱,选B;
(2)他测量小灯泡额定功率的实验原理是:P=UI,灯的额定电流为0.5A,故电流表选用小量程,故图甲中电流表的量程选择不合理;
(3)排除故障后,正确连接电路,使小灯泡正常发光,电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为2.4V,小灯泡的额定功率为:
P=UI=2.4V×0.5A=1.2 W;
(4)小强对实验进行了拓展,利用如图丙所示的电路,测出了另一只已知额定电流为I1的小灯泡的额定功率,请完成实验步骤:
①闭合开关S1,开关S2连接b,移动滑动变阻器的滑片,使电流表示数为I1;
②保持滑动变阻器的滑片位置不变,开关S2连接a,调节电阻箱的阻值,使电流表示数为I1,读出电阻箱的示数为R0;
③在①中,灯与变阻器串联,电流表测电路的电流,电流表示数为I1,故灯正常发光;
在②中,电阻箱与变阻器串联,电流表示数仍为I1,由等效代法,电阻箱的示数R0;即为灯正常发光时的电阻,则小灯泡的额定功率表达式P额=I12R0。
故答案为:(1)B;(2)P=UI;电流表;(3)2.4;1.2;(4)I1;I12R0。
3.【解答】
(1)检查器材时,在电流表的左侧观察到指针恰好指在零刻度线处,则指针在零刻度线偏左,如果直接用该电流表测电流,测量值与真实值相比会偏小;
(2)原电路中,电流表与电阻并联,电压表与电阻串联是错误的,电流表应与电阻串联,电压表与电阻并联,如下所示:
(3)选择5Ω的定值电阻,正确连接电路进行实验。闭合开关前,变阻器连入电路的电阻最大,故应将滑动变阻器的滑片调至最右端;闭合开关,移动滑片使电压表的示数为U1,此时电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.38A;
(4)根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数不变;
(5)电流每增加0.1A,磁场力就增大1N,弹簧就伸长2cm,当弹簧被拉伸至最大弹性限度时,弹簧的弹力为20N,由这时磁场力为10N;
当弹簧被拉伸至最大弹性限度时,弹簧的弹力为20N,弹簧的伸长量为40cm,电流增大到2A,则该电流表的量程为0~2A,
若用此电流表测量电流时,发现弹簧被向左压缩,说明导体的受力方向改变,原因可能是电流方向或磁场方向改变了;
故答案为:(1)偏小;(2)见解析;(3)右;0.38A;(4)右;(5)0~2A;电流方向或磁场方向改变了。
4.【解答】(1)图中电阻箱被短路,应该将电阻箱串联在电路中,电压表并联在电路中,如下图所示:
(2)电流表无示数说明电路中有断路,电压表有示数说明电压表两端与电源两极相连;因此电路故障为电阻箱断路;
(3)由I=可知,电阻箱两端电压:U=IR=0.4A×5Ω=2V;
由图乙知电流表的量程为0﹣0.6A,分度值为0.02A,电流表的示数为0.2A;
(4)电阻箱的读数为0×1000+0×100+2×10+0×1=20Ω;
(5)根据表中数据可知,当电阻变为原来的几倍时,电流变为原来的几分之一,因此当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关系;
(6)根据串联电路电压的规律知,滑动变阻器两端的电压为3V﹣2V=1V,
所以电阻箱与滑动变阻器的电压之比为2V:1V=2:1,
根据串联电路的分压作用,
所以可以得出:==,
解得:R箱=40Ω。
故答案为:(1)见上图;(2)电阻箱断路;(3)2;0.2;(4)20;(5)反比;(6)40。
5.【解答】(1)在使用电流表时,电流必须从正接线柱流入,负接线柱流出,根据图可知,电流表的正负接线柱接反了;
(2)研究相同电压下不同导体中电流与电阻的关系时,需要控制电压不变,根据欧姆定律可知,定值电阻两端的电压为:U=IR=0.4A×5Ω=2V;
当电流为0.10A时,接入的电阻的阻值为:R'===20Ω;
(3)小科用更多不同阻值的定值电阻重复上述实验,实验中控制定值电阻两端的电压不变,根据串联电路的电压的规律可知,滑动变阻器两端的电压保持不变,根据P=可知,当滑动变阻器接入电路的电阻变大时,功率会变小,故A符合题意。
故答案为:(1)电流表;正负接线柱接反;(2)20;(3)A。
6.【解答】(1)原电路中,两灯短路了,改正后如下左所示:
(2)电流表分度值为0.02A,连接正确的电路后,闭合开关,电流表的示数为0.46A,指针的位置如上右所示;
(3)分析数据得出结论:在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。
(4)第1次实验发现,灯泡L1比L2亮,根据并联电路各支路电压相等和P=,则灯泡L1的电阻小于灯泡L2的电阻;由影响电阻大小的因素,若两灯泡灯丝长度相同,L2的灯丝更细。
故答案为:(1)如上左所示;(2)如上右所示;(3)干路电流等于各支路电流之和;(4)小于;L2。
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