届中考物理热点猜押练3 实验探究题十五 电学实验含答案.docx

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届中考物理热点猜押练3实验探究题十五电学实验含答案

猜押练三实验探究题

十五　电学实验

1.小明同学对串联电路电压规律进行了探究

【猜想与假设】串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和

【设计与进行实验】

（1）按图所示的电路图连接电路。

（2）闭合开关，排除故障，用电压表测出L1两端的电压。

（3）在测L2两端的电压时，小明为了节省时间，采用以下方法：

电压表所接的B接点不动，只断开A接点，并改接到C接点上。

（4）测出AC间的电压，得出结论。

【交流与评估】

（1）在拆接电路时，开关必须_______。

（2）闭合开关，发现电压表示数为零，则小灯泡的故障可能是_______或_______。

（3）小明用上面的方法能否测出L2两端的电压？

_______，为什么？

　 　。

（4）方法改进后，测出AB、BC、AC间的电压记录在表格中，小明分析实验数据得出结论：

串联电路总电压等于各用电器两端电压之和。

此实验在设计方案上存在的不足之处是_____________。

改进方法　_______。

UAB/V

UBC/V

UAC/V

2.4

1.4

3.8

2.导体的电阻与哪些因素有关？

实验小组用如图所示的装置进行探究。

实验记录数据如表：

步骤

材料

长度/cm

横截面积/mm2

M接

N接

灯泡亮度

1

镍铬合金丝

30

0.5

a

a′

暗

2

镍铬合金丝

30

1.0

b

b′

较亮

3

镍铬合金丝

15

0.5

c

c′

较亮

4

镍铜合金丝

15

0.5

d

d′

亮

（1）连接电路时，开关应_______； 

（2）比较步骤__________，得出结论：

导体的电阻与材料有关； 

（3）比较步骤1和2，得出结论：

　______________； 

（4）比较步骤1和3，得出结论：

__________________________； 

（5）根据你掌握的电学知识，你认为电阻还与_____________有关； 

（6）王刚同学在完成上述实验后，将M同时接到c、d，N同时接到c′、d′，此时小灯泡的亮度比步骤4的小灯泡还亮，是因为______________　。

3.为了探究“电流与电压的关系”，给定的器材有：

电压恒为6V的电源、电流表、电压表、5Ω的定值电阻，开关、滑动变阻器（30Ω　2A）、导线若干。

（1）请将实物图补充完整，要求滑动变阻器的滑片向左移动时电流表示数变大；

（2）电路正确连接后，闭合开关，发现两电表的指针总在晃动。

造成这一现象的原因是电路存在__________。

（3）实验中调节滑动变阻器滑片P，得到的数据如表所示，其中第_______组数据存在问题，原因是________　。

排除问题数据，可以得出结论：

________　。

实验次数

1

2

3

4

5

6

电压U/V

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

电流I/A

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

拓展：

为了用该电路继续探究“电流与电阻的关系”，将5Ω的定值电阻更换为10Ω、20Ω、30Ω三个定值电阻。

每次更换电阻时，调节滑动变阻器使电压表示数为2.5V，记录电流表示数。

当他换为30Ω的电阻时，发现无论怎样调节滑动变阻器都无法使电压表示数为2.5V。

为了完成实验，可采用以下两种方案：

①提高定值电阻两端电压至少为_______V，即可完成实验； 

②降低电源电压使电源电压在　_____范围之内，即可完成实验。

4.做“测定小灯泡电阻”的实验中，电源电压恒为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V。

实验过程如下：

（1）小文和小明连接了如图甲所示的电路，闭合开关，发现电压表__________（选填“指针反偏”或“超量程”），原因是_____________　　。

（2）小文将导线的a端改接到滑动变阻器的c端，进行测量，调节滑动变阻器，当电压表的示数为_______V时，小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电阻为_______Ω，当他继续向_______（选填“左”或“右”）端调节滑动变阻器，小灯泡变暗，电压表示数_______（选填“变大”“变小”或“不变”）。

（3）老师又拿来两只额定电压不同，额定电流相同的灯泡L1和L2，他们设计了如图丙所示的电路图测出了灯泡L1的额定功率，已知灯泡L2的额定电压为U额，定值电阻的阻值为R0，请你将实验步骤补充完整：

①开关S、S2、S3闭合，S1、S4断开，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为

U额，此时_____________（选填“只L1”“只L2”或“L1和L2”）正常发光； 

②使滑动变阻器的滑片位置不动，开关S、S2、S4闭合，S1、S3断开，读出电压表的示数为U1，则灯L1的额定电流为_______； 

③使滑动变阻器的滑片位置不动，__________________________（填开关的闭合和断开情况），读出电压表的示数为U2； 

④小灯泡L1的额定功率表达式为P额=　_____________（用字母表示）。

5.在学习了“伏安法测电阻”的实验后，同学们积极动脑设计了很多测电阻的电路。

其中小华设计的测量电阻的电路（如图1），在MN之间接入待测电阻，可以在电流表表盘上直接读出电阻阻值，小华已经标出了部分电阻值（如图2），由电表表盘数据可知：

（1）该电路电源电压是_______V，定值电阻R0是_______Ω； 

（2）该电表测量电阻的最小值是_______Ω； 

（3）小明想要测量一个阻值约为几百欧的电阻Rx，实验室提供的器材有电压为3V的电源、电压表（量程0～15V，0～3V），电流表（量程0～3A，0～0.6A），滑动变阻器R1和电阻箱R2（0～9999Ω　5A）各一个，开关、导线若干。

小明设计的电路图如图所示的几种方案来测Rx的电阻，其中可行的有_______。

6.在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4V，小灯泡额定电压为

2.5V，其阻值约10Ω。

（1）连接电路时开关应_______，电压表量程应选_______。

（2）要使滑动变阻器的滑片P向右滑动时变阻器阻值变大，请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整。

（3）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应位于滑动变阻器_______（选填“左”或“右”）端。

（4）闭合开关，移动滑片P到某一点，电压表的示数如图为_______V。

若要测量小灯泡的额定功率，应将实物电路中的滑片P向滑动变阻器_______（选填“左”或“右”）端移动，才能使电压表的示数为2.5V。

（5）移动滑片P，记录多组电压表和电流表的I-U数据，并绘制如图所示的I-U图象。

根据图象信息，可计算小灯泡额定功率是_____W。

（6）连接好电路，刚闭合开关，就发现小灯泡发光很亮，电流表与电压表都有示数，并且无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，电流表与电压表的示数都不发生变化。

这是因为　__________。

7.小明利用如图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。

甲、乙两瓶中装有质量与初温都相同的煤油，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小。

（1）实验中煤油吸热的多少是通过__________来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）。

（2）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水做实验，是因为煤油的比热容_______水的比热容。

（选填“大于”或“小于”） 

（3）通电一定时间后，乙瓶中的温度计示数升高得快，由此得出的实验结论是

____________ 　。

（4）该实验中用到的研究物理问题的方法是____________。

十五　电学实验

1.【解析】本题考查探究串联电路的电压关系。

（1）电学实验的常识是拆接电路时，开关是断开的；

（2）电压表示数为零的原因有两个，一个是电压表被短路，另一个是电压表两接线柱到电源两极的电路存在断路，所以小灯泡的故障可能是L1短路或L2断路；（3）只断开A接点，改接到C接点上，电压表正负接线柱接反，指针会反偏，不能测量电路两端的电压；（4）总结规律性的实验，不能一次实验得出规律，这样得出的规律具有偶然性，应改变条件多次实验得出规律。

答案：

（1）断开　

（2）L1短路　L2断路

（3）不能　测L2两端电压时，正负接线柱接反　（4）一次实验得出的结论具有偶然性　改变小灯泡的规格和电源电压，多次实验，然后比较数据，得出结论

2.【解析】

（1）为了保护电路，在连接电路时，开关应处于断开状态。

（2）若探究导体的电阻与材料的关系，控制导体的长度、横截面积不变，改变导体的材料，故选3和4。

（3）比较1和2，导体的材料和长度不同，横截面积不同，灯泡亮度不同，说明导体的电阻不同，故可得出导体的电阻与导体的横截面积有关。

（4）比较1和3，导体的材料和横截面积相同，导体的长度不同，灯泡亮度不同，说明导体的电阻不同，故可得出导体的电阻与导体的长度有关。

（5）在灯泡刚开始亮和过一会儿灯泡的亮度变暗，故可猜想导体的电阻还可能与导体的温度有关。

（6）M同时接到c、d，N同时接到c′、d′后，两导体并联，相当于增大了导体的横截面积，长度不变，故总电阻变小，故灯泡变亮

答案：

（1）断开　

（2）3和4　（3）导体的电阻与导体的横截面积有关　（4）导体的电阻与导体的长度有关　（5）导体的温度　（6）相当于增大了横截面积，长度不变，总电阻减小，故灯泡变亮

3.【解析】

（1）滑动变阻器的滑片向左移动时电流表示数变大；即电阻变小，故变阻器左下接线柱连入电路中。

（2）电路正确连接后，闭合开关，发现两电表的指针总在晃动，则电路时通时断，造成这一现象的原因是电路存在接触不良。

（3）滑动变阻器的最大电阻为30Ω，由电阻的串联和欧姆定律，电路的最小电流为：

I小=

=

，故其中第1组数据存在问题，横向比较表中数据知，电压表为原来的几倍，电流也来原来的几倍，即电阻一定时，电流与电压成正比；

拓展：

①设提高定值电阻两端电压至少为UV，由串联电路的规律及分压原理有：

=

左边为一定值，故右边也为一定值，当变阻器取最大值时，对应的定值电阻也为最大，即

=

故UV=3V，为可完成实验，提高定值电阻两端电压至少为3V；

②由

=

，得

=

，即完成实验的最大电压为U′=5V，降低电源电压使电源电压在2.5～5V范围之内，即可完成实验。

答案：

（1）如图所示

（2）接触不良　（3）1　电路的最小电流大于0.1A　电阻一定时，电流与电压成正比

拓展：

①3　②2.5～5V

4.【解析】

（1）小文和小明连接了如图甲所示的电路，闭合开关，电流从电压表负接线柱流入了，故发现电压表指针反偏；

（2）灯泡在额定电压下正常发光，小文将导线的a端改接到滑动变阻器的c端，电压表测变阻器的电压，调节滑动变阻器，由串联电路电压的规律，当电压表的示数为4.5V-2.5V=2V时，小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为

0.02A，电流为0.4A，由欧姆定律，则小灯泡正常发光时的电阻为：

R=

=

=6.25Ω；要使小灯泡变暗，则应减小电路的电流，由欧姆定律应增大电路的电阻，故当他继续向右端调节滑动变阻器，小灯泡变暗，灯的电压变小，由串联电路电压的规律，电压表示数变大；

（3）实验步骤：

①开关S、S2、S3闭合，S1、S4断开，两灯串联后与定值电阻串联，电压表测灯L2的电压，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为U额，灯L2正常发光，因两灯的额定电流相同，故此时L1和L2正常发光；②使滑动变阻器的滑片位置不动，开关S、S2、S4闭合，S1、S3断开，电压表测L2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和欧姆定律，灯泡L1的额定电流为：

I=

；③使滑动变阻器的滑片位置不动，开关S、S1、S3闭合，S2、S4断开读出电压表的示数为U2；④在③中，电压表测两灯的总电压，因此时各电阻的大小和电压不变，两灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，灯泡L1的额定电压为：

U2-U额，小灯泡L1的额定功率表达式为：

P额=（U2-U额）×

。

答案：

（1）指针反偏　正负接线柱接反了　

（2）2　6.25　右　变大

（3）①L1和L2　②

　③开关S、S1、S3闭合，S2、S4断开

④（U2-U额）×

5.解：

（1）由图2可知：

I1=0.2A时，R1=28Ω，I2=0.4A时，R1=13Ω；由图1电路可知：

在测量电阻时定值电阻R0与待测电阻R串联；由I=

和串联电路的电压特点可得：

当测量电阻R1时，电源电压U=U0+U1=I1R0+I1R1=0.2A×R0+0.2A×28Ω①

当测量电阻R2时，电源电压U=U0′+U2=I2R0+I2R2=0.4A×R0+0.4A×13Ω②

解①②得：

R0=2Ω，U=6V；

（2）由于电流表量程是0.6A，所以当电路中的最大电流为Imax=0.6A时测量的电阻值最小，此时，由I=

可知电路中的最小电阻为Rmin=

=

=10Ω根据串联电路中总电阻等于各电阻之和可知：

测量的电阻值R=Rmin-R0=10Ω-2Ω=8Ω。

（3）由A电路图可知，Rx与R2串联，电压表测R2两端的电压，调节R2的阻值，使两电阻两端的电压差不多，并读出合适的电压值，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流，根据串联电路的电压特点求出Rx两端的电压，根据欧姆定律求出Rx的阻值，故A可行；由B电路图可知，Rx与R2串联，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出Rx的阻值，但Rx的阻值太大，电路中的电流太小，无法确定电流表的示数，故B不可行；由C电路图可知，只闭合开关S1时，Rx与R1串联，电压表测Rx两端的电压，调节滑动变阻器R1使电压表有一个合适的值U；保持变阻器R1的滑片位置不动，只闭合开关S2时，R2与R1串联，电压表测R2两端的电压，调节变阻器R2保持电流表的示数U不变，两种情况下R1两端的电压和阻值不变，电路中的电流不变，则Rx=R2，故C可行；由D电路图可知，只闭合开关S1时，Rx与R1串联，电流表测电路中的电流，调节滑动变阻器R1使电流表有一个合适的值I；保持变阻器R1的滑片位置不动，只闭合开关S2时，R2与R1串联，电流表测电路中的电流，调节变阻器R2保持电流表的示数I不变，由I（R1+Rx）=I（R1+R2）可得，Rx=R2，但Rx的阻值太大，电路中的电流太小，无法确定电流表合适的示数，故D不可行。

故选A、C。

答案：

（1）6　2　

（2）8　（3）A、C

6.【解析】在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4V，小灯泡额定电压为2.5V，其阻值约10Ω。

所以：

（1）连接电路时应断开开关，电压表量程应选3V。

（2）电压表并联在小灯泡两端，要使滑动变阻器的滑片P向右滑动时变阻器阻值变大，接线柱应接左下端：

（3）为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应位于滑动变阻器右端，阻值最大处。

（4）图中电压表示数为2.2V，小于小灯泡额定电压2.5V，故要测额定功率，应减小变阻器电压，故应向左移动滑片，使灯泡两端电压变大。

（5）根据图象信息，电压为2.5V时，灯电流为0.2A，可计算小灯泡额定功率是P=IU=0.2A×2.5V=0.5W。

（6）由题意知，滑动变阻器电阻不变，又因为小灯泡很亮，则R滑=0，则滑动变阻器同时接上面两个接线柱。

答案：

（1）断开　3V　

（2）如图所示

（3）右　（4）2.2　左　（5）0.5　（6）滑动变阻器同时接上面两个接线柱

7.【解析】本题考查导体产生的热量与电阻大小关系的实验探究。

（1）实验前，甲、乙中的煤油温度相同，在实验过程中，两电热丝放热，煤油吸热，温度升高，故煤油吸热的多少是通过温度计的示数来反映的；

（2）在吸收相等热量和等质量的情况下，因煤油的比热容小于水的比热容，根据Q吸=cmΔt可知煤油升温比水显著，实验效果明显；（3）由题图可知，两电热丝串联，通过的电流及通电时间相等，乙瓶中的温度计示数升高得快，说明乙瓶中电阻较大的镍铬合金丝放热多，故可得出结论：

在电流和通电时间相同时，导体电阻越大产生的热量越多；（4）在该实验中，两电热丝放热的多少，通过煤油升温的高低来反映，这是转换法；两电热丝串联，控制电流及通电时间相等，而电阻大小不同，这是控制变量法。

答案：

（1）温度计示数　

（2）小于　（3）在电流和通电时间相同时，导体电阻越大产生的热量越多　（4）控制变量法和转换法