1、 中考物理 （安徽专用） 题型突破二 实验探究题 第四讲 电学实验 1.(2020江苏苏州,29,9分)小明用如图甲所示电路探究电流与电阻的关系,电源电压3 V,电阻R有4个阻值 (5 、10 、15 、25 )供选用,滑动变阻器RP规格为“10 2 A”。 (1)开关闭合前,应将滑动变阻器滑片P移到最 (左/右)端;闭合开关后,小明发现电流表、电压表 示数均为0,他将一根导线的一端接电源正极,另一端依次试触a、b、c、d各接线柱,当接触到d时,电压表 开始有示数且为3 V,电流表示数仍为0,经进一步检查,电流表及各接线处均完好,则电路中所有可确定的 故障是 。 实验序号 R/ I/A 5 1
2、0 0.20 15 0.13 丙 (2)排除故障并将问题元件进行同规格更换,此时R的阻值为5 。闭合开关,调节滑片P,使电压表示数到 达某一数值,此时电流表示数如图乙所示,该示数为 A。接着将R阻值换成10 ,向 (左/ 右)端移动滑动变阻器滑片,以保持电压表的示数不变。 (3)将R阻值换成15 重复上述操作。三组数据如图丙所示,由此可得:电压一定时,电流与电阻成 。为提高结论的可靠性,换用阻值为25 的电阻继续上述实验,是否可行? (可行/不可行)。 (4)下列图像中,能大致反映本实验中各物理量之间关系的是 。 答案答案 (1)右 电阻R断路;滑动变阻器RP(cd间)断路 (2)0.4 右
3、(3)反比 不可行 (4)C 解析解析 (1)开关闭合前要确认滑动变阻器滑片处在使接入电路中的阻值最大处,即最右端。电路是串联 电路,所以当电流表没有示数时说明电路断路,而电压表也没有示数说明连接到电压表的线路有断路,经 过试触,发现到d时电压表显示示数,说明cd间出现断路,被导线替代后可以有电流通过,但发现电流表示 数仍为0,说明电路中不只一处断路,由于连接到电压表的接线都是完好的,通路才能使电压表有示数,通 过分析只能是电阻R断路,使电流表无示数。 (2)题图乙中分度值为0.02 A,示数为0.4 A。在做探究电流与电阻关系实验时,应该控制定值电阻两端电 压不变,根据串联电路电压与电阻关系
4、特点可知,定值电阻阻值与滑动变阻器接入电路的阻值之比不能 变,所以当定值电阻增大时,滑动变阻器接入电路的阻值也要变大,所以滑片向右移动。 (3)由丙可知,电压一定时,电流与电阻成反比;而定值电阻两端电压为2 V,滑动变阻器两端电压为1 V,所 以定值电阻阻值与滑动变阻器接入电路阻值之比为21,当定值电阻变为25 时,滑动变阻器接入电路 的阻值应为12.5 ,超过了滑动变阻器的最大阻值,所以不可行。 (4)当电压一定时,电流与电阻成反比,所以A错误;本实验中应控制电压表示数不变,所以B错误;滑动变阻 器接入电路的阻值与定值电阻阻值之比为定值,所以滑动变阻器接入电路的阻值和定值电阻阻值成正 比,C
5、正确;根据P=,电压一定时,电阻R的功率与R阻值成反比,D错误。 2 U R 考查重点考查重点 该题核心是考查在探究电流与电阻关系实验中控制定值电阻两端电压不变,所以滑动变阻 器两端的电压也不变,这样就要满足分压定律:U定U滑=R定R滑,所以定值电阻阻值增大或减小,滑动变 阻器接入电路的阻值也增大或减小。 2.(2020云南,20,7分)如图甲所示是小明同学测定额定电压为2.5 V,额定功率不大于1 W的小灯泡功率的 实物连接图。 甲 乙 (1)在小明连接好的电路中存在错误或不妥之处,请你找出其中的两处: ; 。 (2)改正错误和不妥之处后,闭合开关,发现电流表和电压表均有示数,但小灯泡不亮,
6、可能的原因是 (填写选项中的字母)。 A.小灯泡短路 B.连接小灯泡的导线接触不良 C.滑动变阻器接入电路的电阻过大 (3)小明调节滑动变阻器,依次正确读取三组实验数据,随手写在了草稿纸上(如图乙所示)。下表是小明 在老师指导下设计的记录数据及现象的表格,请你补出阴影处所缺的内容: ,分析数据后得 到小灯泡的额定电流为 A,额定功率为 W。 次数 小灯泡两端电压U /V 通过灯丝电流I/A 小灯泡的电功率P /W 1 2 3 (4)实验后,小明将一只5 的定值电阻与标有“20 1 A”的滑动变阻器串联接在电压恒定为3 V 的电源上,请你帮小明计算出滑动变阻器消耗的最大功率为 W。 答案答案 (
7、1)滑动变阻器连接成两个下接线柱;电压表选用015 V量程;电流从电流表的“-”接线柱流进 (或电流表的正、负接线柱接反)。(答出“滑动变阻器、电流表连接错误,电压表连接不妥”也给分;每 空1分,共2分) (2)C(1分) (3)小灯泡的发光情况(小灯泡的亮度)(1分) 0.30(0.3也给分)(1分) 0.75(1 分) (4)0.45(1分) 解析解析 (1)题图甲中电路连接存在的错误和不妥之处有:图中滑动变阻器都接到了下面两个接线柱,移 动滑片过程中不能调节小灯泡两端的电压,所以不正确。电流表的正、负接线柱要求电流“正入负 出”,题图甲中接反了。小灯泡的额定电压是2.5 V,考虑实验测量
8、的准确度,电压表应当选择03 V量 程,若选用大量程会导致测量误差过大。(2)若小灯泡短路,则电压表不会有示数,A项错。若连接小灯泡 的导线接触不良,会导致电路断开,则电流表不会有示数,B项错。滑动变阻器连入电路的电阻过大,则电 路中电流过小,小灯泡实际功率过小而不发光,故C项正确。(3)添加小灯泡发光情况可以比较小灯泡实 际功率与亮度的关系。小灯泡工作时电压越大则电流越大。比较所测的三组数据可发现:额定电压2.5 V在三个电压值中属于中间值,所以对应的额定电流也应是属于中间值即0.30 A,根据P=UI可得,P额=U额I 额=2.5 V0.30 A=0.75 W。(4)设滑动变阻器接入电路中
9、的阻值为R,定值电阻R0=5 ,则滑动变阻器消耗 的功率P= R=,可知当滑动变阻器连入电路中的阻值与定值电阻的 阻值相等时,滑动变阻器自身消耗的功率最大,此时滑动变阻器两端电压为电源电压的一半,即U变=1.5 V,P变=U变I=0.45 W。 2 0 U RR 2 22 00 2 UR RRRR 2 2 0 0 ( -) 4 U R R R R 2 U R 变 变 2 (1.5V) 5 3.(2020江苏南京,26,8分)有两个阻值未知的定值电阻R1、R2(R1约6 ,R2约500 )和一个电水壶。要求测 出未知电阻的阻值和电水壶的额定功率。 甲 乙 丙 (1)图甲是测量R1阻值的部分实物图
10、,电源为两节干电池。 用一根导线将电路连接完整(连线不得交叉)。 闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑到 (选填“A”或“B”)端。 闭合开关,移动滑片P,发现电压表有示数,电流表无示数,故障可能是导线 (选填“a”“b”或 “c”)内部断路。 排除故障后,闭合开关,移动滑片P,当电压表示数为1.2 V时,电流表示数如图乙所示,则R1= 。 (2)小明从图甲中的器材和电阻箱(符号,规格“09 999 5 A”)、若干开关及导线中,选择 器材,连成图丙所示的电路,测出了R2的阻值。请将所选元件符号填入虚线框内。 (3)小华利用家里的电子式电能表和秒表估测电水壶的额定功率。她只让电水壶正常工作,记下
11、电能表 的指示灯闪烁n1次所用时间为t1。由于电能表常数被遮挡,她借助额定功率为P0的电热水器,只让电热水 器正常工作,记下指示灯闪烁n2次所用时间为t2。则电水壶的额定功率为 。 答案答案 (1)见图答1 B b 5 图答1 (2)见图答2 图答2 (3)P0 1 2 2 1 nt n t 解析解析 (1)题图甲测量R1的阻值,应将R1与滑动变阻器串联,并保证滑动变阻器“一上一下”接入电路, 故应将滑动变阻器D接线柱或C接线柱与R1右接线柱相接; 闭合开关前,滑动变阻器滑片应在其接入电路的阻值最大处,所以滑片P应滑到B端; 闭合开关,移动滑片,电压表有示数,电流表无示数,故障可能是导线b内部
12、断路,如果导线a或c内部断路, 则电压表无示数; 电压表示数为1.2 V时,电流表示数如题图乙所示为0.24 A,则R1=5 。 (2)由题意可知,R2约500 ,电源为两节干电池串联,电源电压约为3 V,如果用电流表测量电流,I= =610-3 A,小于电流表的分度值0.02 A,所以设计实验时应排除电流表,而选用电压表,通过测量R2两 端电压、R2和电阻箱串联后的总电压,通过分压原理求出R2的阻值。 (3)电能表参数固定,设参数为N imp/(kW h),额定功率为P0的电热水器正常工作t2,则消耗的电能W2=P0t2, 同时电能表的指示灯闪烁n2次,则W2= kW h,有P0t2= kW
13、 h,只让电水壶正常工作,电能表指示灯闪烁 U I 1.2V 0.24A 2 U R 3V 500 2 n N 2 n N n1次,则电水壶消耗的电能W1= kW h,此过程所用时间为t1,电水壶的额定功率满足Pt1= kW h,联立解 得P=P0。 1 n N 1 n N 1 2 2 1 nt n t 命题趋势命题趋势 利用单个电压表或单个电流表测量电阻或电功率,是中考考查的热点。 4.(2020内蒙古呼和浩特,14,3分)在历史的长河中,有相当长的一段时间里,人们认为电现象和磁现象是互 不相关的。直到1820年,丹麦物理学家 (选填“安培”、“奥斯特”或“法拉第”)发现,电流 周围存在磁场
14、,成为世界上第一个发现电与磁联系的科学家。 如图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流条件”的实验装置。闭合开关后,导体棒、灵敏电流 计、开关、导线组成闭合电路。实验观察到的现象如下表:(实验中电流由左进入电流计,指针向左偏, 电流由右进入电流计,指针向右偏) 实验序号 磁场方向 导体棒ab运动方向 灵敏电流计指针偏转情况 1 向下 向上 不偏转 2 向下 不偏转 3 向左 向右偏 4 向右 向左偏 5 向上 向上 不偏转 6 向下 不偏转 7 向左 向左偏 8 向右 向右偏 (1)实验表明,闭合电路中的部分导体在磁场中做下列哪种运动时,电路中产生感应电流 。 A.平行磁感线运动 B.切割磁感
15、线运动 (2)导体中产生的电流方向,与导体的运动方向,以及磁感线的方向都有关系,根据题给信息,分析判断下 列方向关系正确的是 。 A B C 答案答案 奥斯特 (1)B (2)C 解析解析 丹麦的物理学家奥斯特发现了通电导体的周围存在磁场,成为世界上第一个发现电与磁联系的 科学家。(1)根据表格中记录的现象可知,当运动方向与磁场方向平行时,不产生感应电流,当运动方向与 磁场方向垂直时,产生感应电流,由此可知闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中 产生感应电流,故选B。(2)根据表格中记录的现象可知,磁场方向向下,导体向左运动时,灵敏电流计指针 向右偏,电流方向由b到a,故A错误
16、;磁场方向向上,导体向左运动时,灵敏电流计指针向左偏,电流方向由a 到b,故B错误;磁场方向向上,导体向右运动时,灵敏电流计指针向右偏,电流方向由b到a,故C正确。 5.(2019辽宁大连,31,4分)某同学在探究“并联电路中干路电流与各支路电流的关系”的实验中,所用的 实验器材有两节干电池串联组成的电池组,电流表(量程分别为00.6 A、03 A)和开关各一个,定值电阻 三个(阻值分别为5 、10 、15 ),导线若干。 (1)该同学选用两个电阻连接并联电路,在连接电流表时需要选择电流表的量程,请简单描述如何进行实 验操作,如何选择量程。 (2)某次实验中,所用的两个电阻阻值分别为10 和1
17、5 ,未连接完整的电路如图所示,请将电路连接完整 (要求:电流表测量10 电阻所在支路的电流)。 (3)该同学继续进行实验,记录的实验数据如表。 10 电阻所在 支路的电流I1/A 15 电阻所在 支路的电流I2/A 干路电流I/A 0.28 0.18 0.46 分析实验数据得出的探究结论是 。 (4)为了验证该探究结论是否具有普遍性,该同学使用5 电阻分别与10 、15 电阻组成并联电路,重 复上述实验,比较 (填“测量的数据”或“得出的结论”)是否一致。 答案答案 (1)见解析 (2)如图所示 (3)并联电路的干路电流等于各支路电流之和 (4)得出的结论 解析解析 (1)将电流表的大量程分别与两个定值电阻串联接入各自所在的支路上及接在干路上,观察电流 表的示数,若电流表示数小于0.6 A,则应选用小量程,若其中有任意一次的电流超过0.6 A,则选用大量 程。(2)电流表应与10 的电阻串联,如答案图所示。(3)0.46 A=0.28 A+0.18 A,故分析实验数据得出的 探究结论是:并联电路的干路电流等于各支路电流之和。(4)为了验证该探究结论是否具有普遍性,该同 学使用5 电阻分别与10 、15 电阻组成并联电路,重复上述实验,应比较得出的结论是否一致。
