北师大版物理九年级 第十一章 简单电路 实验探究题 复习解析版.docx
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北师大版物理九年级第十一章简单电路实验探究题复习解析版
第十一章简单电路实验探究题复习
1.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l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。
2.在“探究影响电阻大小的因素”的实验中,某实验小组同学利用如图所示的电路分别对“导体电阻跟它的材料、长度、横截面积有关”的猜想进行实验验证。
实验中使用4根电阻丝,其规格、材料如表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
电流大小/A
A
锰铜合金
0.5
0.8
0.40
B
镍铬合金
0.5
0.8
0.32
C
镍铬合金
0.5
0.4
0.16
D
镍铬合金
1.0
0.4
0.08
(1)实验中通过观察 来比较电阻的大小,此过程用到的研究方法是 。
(2)分别将C、D两根合金丝接入电路,可初步探究出的结论是 。
(3)分别将 (填编号)两根合金丝接入电路,可初步探究出的结论是:
导体的材料、长度相同时,横截面积越小,电阻越大。
3.某科技兴趣小组在实验室看到若干长方体金属导体。
它们的材料相同,外形都如图甲所示,他们想探究该种导体电阻与厚度及边长的关系。
在老师的帮助下,他们测量了部分导体厚度h、边长a和电阻R,并记录在表格中。
(在测量电阻时,老师要求导体都要按照图乙所示的方式通过导线接入电路;实验时环境温度保持不变。
)
根据以上信息,请回答下面问题:
(1)分析表格中的数据可得:
该种导体电阻大小与边长a (选填“有关”或“无关”),与厚度h成 (选填“正比”或“反比”)。
(2)从该种导体中,选取了厚度h之比为2:
3、边长a之比为2:
1的两个导体R1、R2,按图丙方式串联后接在闭合电路中,设两端的电压为U1,R2两端的电压为U2,则U1:
U2= 。
(3)现代集成电路技术需要电子元件微型化,且集成度越高,电子元件越需要微小。
现某集成电路需要一只阻值为1.6×10﹣3Ω的该种导体,小华从边长a为5mm、10mm、15mm、20mm的四个导体中选择了边长为5mm的导体。
与其它三个导体相比,请分析该导体工作时的优缺点:
。
次数
厚度h/mm
边长a/mm
电阻R/×10﹣3Ω
1
1
5
1.6
2
1
10
1.6
3
1
15
1.6
4
1
20
1.6
5
2
10
0.8
6
4
10
0.4
7
5
10
0.32
4.小芳在“探究串联电路电压特点”的实验中,连接好了的实物电路图如图甲所示,请你协助完成:
(1)在方框内画出与图甲对应的电路图,并在电路图中标上L1、L2。
(2)在某次测量时,电压表的示数如图乙所示,此时灯L1两端的电压为 V。
(3)闭合开关后,小芳发现L1、L2均不发光,电压表有示数且大小接近3V,则电路中出现的故障可能是L1发生了 (选填“短路”或“断路”)。
(4)排除故障后,小芳在测量了灯L1两端的电压后,断开开关,然后将导线AE的A端松开,接到D接线柱上,测量灯L2两端的电压,这一做法会造成 。
5.在“探究串联电路的电流特点”的实验中,小红同学选用两个不同的小灯泡组成了如图甲所示的串联电路,然后用一个电流表分别接在a,b,c三处去测量电流。
(1)她先把电流表接在a处,闭合开关后,发现两灯的亮度不稳定,电流表的指针也来回摆动。
故障的原因可能是 。
A.某段导线断开
B.某接线柱处接触不良
C.某灯泡被短路
D.电流表被烧坏
(2)她排除故障后,重新闭合开关,电流表的指针指示位置如图乙所示,则所测的电流值为 A。
(3)她测量了a,b,c三处的电流,又改变灯泡的规格进行了多次实验,其中一次实验的测量数据如下表,在分析数据时,发现三处的测量值有差异。
下列分析正确的是 。
Ia/(A)
Ib/(A)
Ic/(A)
0.16
0.15
0.14
A.可能是因为测量误差造成的
B.是因为没有对电流表调零造成的
C.串联电路中各处的电流本来就不等
D.电流从电源正极流向负极的过程中,电流越来越小
6.“智多星”学习小组对“串联电路中电流处处相等”这个知识表示怀疑,他们认为电流流过小灯泡,小灯泡发光了,电流应该会减小!
于是他们想通过实验来验证“串联电路中电流处处相等”这个结论是否正确。
请写出所需要的实验器材名称 ,并简要说明实验步骤 。
7.如图所示,李明用额定电压为2.5V的灯泡和一只滑动变阻器对串联电路的电压规律进行了探究。
(1)请根据图甲的电路图,用笔画线代替导线,连接图乙所示的实验电路。
(2)闭合开关,发现灯泡L不发光,这时应首先观察电压表,若电压表无示数,则灯泡L不发光的原因可能是 ;若电压表有示数,但示数远小于电源电压,则灯泡L不发光的原因可能是 。
(3)上述问题解决后,李明参照图甲主要进行了如下操作,请将实验步骤填写完整。
①将滑片P移到适当位置,用电压表测出a、b两点之间的电压U1;
② ;
③保持滑片P不动,用电压表测出a、c两点之间的电压U;
④移动滑片P的位置,再重复步骤①、②、③两次;
⑤分析实验数据,得出串联电压中的电压规律为:
(写字母表达式)
8.某实验小组的同学用铅笔芯探究导体的电阻与长度的关系,如图所示是该实验的电路图。
(1)闭合开关,向右移动铅笔芯上的滑片P1,电路中的电流 (选填“变大”“变小、”或“不变”)。
(2)如果滑片P1滑动到铅笔芯最右端时,电压表示数很小,应该将滑动变阻器的滑片P2向 移动。
(3)移动铅笔芯上面的滑片P1,记录铅笔芯AP1之间的距离和电压表的示数,数据如下:
AP1/mm
0
30.0
60.0
90.0
120.0
150.0
180.0
U/V
0
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
通过数据反映出的规律和 可以推出导体的电阻与导体的长度成 比的结论。
若图示位置时电压表示数为0.9V,滑片P2向右移动一段距离,电压表示数变为1.2V,滑片P2再向右移动一段相同的距离,电压表示数为 V。
9.在某次电学实验中,已知所使用的双量程电流表能够满足实验的测量要求。
在不能事先估计电流的情况下,为了避免损坏电流表,且又能较准确的测出电路中的电流,常常通过“试触”来确定电流表的量程。
(1)假如先选用电流表的小量程:
闭合开关然后迅速断开,同时观察开关闭合瞬间电流表的指针偏转情况,若指针 ,则换用电流表的大量程;
(2)假如先选用电流表的大量程:
闭合开关然后迅速断开,同时观察开关闭合瞬间电流表的指针偏转情况,若指针 ,则换用电流表的小量程。
10.在“探究串联电路电压的特点”活动中。
(1)如图所示,连接电路时,至少需要 根导线;实验中应选择规格 (相同/不同)的小灯泡。
(2)在测L1两端电压时,闭合开关,发现电压表示数为零,原因可能是 (填出一种即可)。
(3)小芳保持电压表的B连接点不动,只断开A连接点,并改接到C连接点上,测量L2两端电压。
她能否测出L2两端电压?
,理由是 。
(4)小明分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在如下表格中,分析实验数据得出结论:
串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。
请对小明的做法进行评价:
,改进方法是 。
UAB/V
UBC/V
UAC/V
2.4
1.4
3.8
11.小禹在复习“探究导体的电阻与哪些因素有关”的实验时,产生了一些疑惑;实验中为什么选择不常见的镍铬合金作为研究的导体,而不选用常见的铜丝?
难道选用铜丝会不利于探究?
带着这些思考,小禹决定进行实验验证;
(1)为了能够更好地反映出电阻的变化,小禹可以在如图所示的电路中接入 ,且与研究导体 联。
(2)连接电路时,开关必须处于 状态。
(3)实验中,选择一根带鳄鱼夹的导线,主要是为了方便改变 。
(4)分别用铜丝、镍铬合金丝进行实验,记录实验结果于下表,对比实验记录,发现用 作为研究导体,实验现象不明显。
不明显之处是:
。
研究导体
铜丝
镍铬合金丝
长度/cm
100
80
50
100
100
80
50
100
直径/mm
0.5
0.5
0.5
0.7
0.5
0.5
0.5
0.7
灯泡亮度
很亮
很亮
很亮
很亮
较亮
较亮
亮
亮
电流/A
0.42
0.42
0.43
0.43
0.24
0.26
0.31
0.30
(5)通过实验,小禹解开了心中的疑惑,并进一步理解了滑动变阻器的原理及其在电学实验中的作用,如在图2所示的“探究电流与电阻的关系”实验中,将电阻R由5Ω换成10Ω后,滑动变阻器的滑片应该向 (选填“上”或“下”)端移动,以起到使电阻R两端电压 的作用。
12.在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中,某实验小组为了对各影响因素进行多次对比,选择了如表的七种导体利用如图电路图进行了如下探究:
导体代号
长度/m
横截面积/mm2
材料
接入MN两点后电路中的电流/A
A
1.0
0.2
镍铬合金
0.24
B
1.0
0.4
镍铬合金
0.51
C
1.0
0.8
镍铬合金
0.95
D
0.5
0.4
镍铬合金
0.94
E
1.5
0.4
镍铬合金
0.32
F
1.0
0.2
锰铜
0.60
G
1.0
0.2
铁
2.60
(1)为了探究“导体电阻跟长度的关系”,应选用 三种导体进行对比探究,经对比可得出的实验结论是:
。
(2)若选用了A、B、C三种导体进行对比探究,是在探究 问题,经对比可得出的实验结论是:
。
(3)若探究“导体材料的导电能力”,应选用 三种导体进行对比探究,经对比可知三种导体材料, 的导电能力最弱。
13.小明同学探究“串联电路电压规律”主要实验步骤如下:
【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按如电路图连接电路
②闭合开关,用电压表测L1两端的电压记为U1,并将U1记录在数据表格中
③仿照
(2)分别测L2两端的电压记为U2,测AC两点间的电压记为U总,并将U2和U总记录在数据表格中;
(1)本实验的自变量是:
。
(2)为了让探究结论更具有普遍性,实验中的两个小灯泡应选择规格 (选填“相同”或“不同”)
(3)同组同学指出小明同学的实验设计存在一些问题,他认真思考改进了实验设计并进行了实验。
请画出改进后的实验记录表格。
14.小明选用两节新电池,两个小灯泡,一个电压表。
用如图甲所示电路来探究“串联电路的电压特点”
(1)电压表在接入电路前通常要进行 实验中最好选择规格 (填“相同”或“不同”)的小灯泡。
(2)用电压表分别测出A与B、B与C、A与C两点间的电压为UAB、UBC、UAC得到的数据记录在下表中分析实验数据,你可得到串联电路的电压特点是 (用公式表示)
试验次数
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1
0.8
2.2
3.0
2
1.0
2.0
3.0
3
1.2
1.8
3.0
(3)小明进行多次实验的主要目的是 (填序号)
①寻找普遍规律②减小实验误差
(4)某次测量时,电压表的示数如图乙,则此时灯L1两端的电压为 V。
(5)小明在测量了灯L1两端的电压后,断开开关,然后将电压表的B端不动,A端松开,接到C接线柱上,测量L2两端的电压,这一做法存在的问题是 。
(6)小明发现同桌小雨按照甲图连接的实物图丙是 (选填“正确”或“错误”)的,此时闭合开关,电压表的示数为 V。
15.小波在探究影响导体电阻大小的因素时,选择了如图所示的器材,在实验板上固定有a、b、c、d四根金属丝,其中a、b、c三根的长度均为2L,d的长度为L,a、b、d的横截面积均为S,c的横截面积为2S;a、c、d的材料相同,b的材料与另外三根的材料不同,电源两端的电压保持不变。
小波分别将四根金属丝的两端接入电路M、N两点间进行实验,并将实验过程与数据记录如下表。
实验顺序
1
2
3
4
MN两端连接的金属丝
a
b
c
d
电流表示数I/A
0.4
1.5
0.8
0.8
(1)如果要研究导体的长度对电阻大小的影响,应选择第的两组数据进行比较 (选填“1”“2”“3”“4”);
(2)比较第2和3的两组数据, (选填“能”或“不能”)得出导体的电阻与其横截面积有关的结论。
16.小海和小梅一起做“探究并联电路中电流的规律”实验。
(1)如图甲是他们设计的电路图,图乙是他们测量电流时连接的实验电路,此时电流表测量的是 (选填“A”“B”或“C”)处的电流。
(2)在图乙中移动一根导线,电流表只测量L1的电流。
在移动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线连接正确的电路。
(3)测出A、B、C三处电流如表所示,由此得出初步结论(只写表达式) 。
位置
A
B
C
电流I/A
0.30
0.24
0.54
(4)小梅指出:
为了得出更普遍的规律,接下来的做法是 。
(5)已知电压电压恒定不变,小海利用原有的实验器材,添加一个开关,又设计了一个电路。
利用这个电路,不用更换电流表的位置,就可直接测出ABC三处的电流,同样可得出三处电流之间的关系。
在虚线框中画出这个电路图。
第十一章简单电路实验探究题复习
参考答案与试题解析
1.【分析】
(1)原电路中,两灯短路了,据此改正;
(2)电流表分度值为0.02A,画出示数为0.46A指针的位置;
(3)分析测量数据得出结论;
(4)根据并联电路各支路电压相等和P=
分析;
在材料和长度相同的条件下,横截面积越小,电阻越大。
【解答】解:
(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。
【点评】本题探究并联电路中的电流关系”实验,考查电路连接、电流表读数、数据分析和电功率公式的运用及影响电阻大小的因素。
2.【分析】
(1)电阻的大小可以通过电流的大小来转换比较,结合给出的实验器材,可以利用电流表的示数来比较。
(2)(3)电阻的大小在不考虑温度的前提下,有三个决定因素:
材料、长度、横截面积。
因此要研究电阻的大小与每一个因素的具体关系时,要用到控制变量法。
即研究电阻的大小与哪个因素有关,就要让这个因素变化,其余的因素都相同,去做实验。
根据这个思路可以解决此题。
【解答】解:
(1)在该实验中,电阻的大小是通过电流的大小来体现的,电流越小说明电阻越大。
这种方法是转换法。
(2)由表中数据可知,将C、D两根合金丝接入电路,C、D合金线的材料、横截面积相同,而长度不同,并且D合金丝的长度大于C的长度,发现接入D合金丝时,电流表的示数比接入C合金丝时更小,说明D合金丝的电阻比C合金丝的电阻大,由此初步得出结论:
导体的材料、横截面积相同时,长度越长,电阻越大;
(3)由表中数据可知,将B、C两根合金丝接入电路,B、C合金线的材料、长度相同,而横截面积不同,并且C合金丝的横截面积小于B的横截面积,发现接入C合金丝时,电流表的示数比接入B合金丝时更小,说明C合金丝的电阻比B合金丝的电阻大,由此初步得出结论:
导体的材料、长度相同时,横截面积越小,电阻越大;
故答案为:
(1)电流表的示数大小;转换法;
(2)导体的材料、横截面积相同时,长度越长,电阻越大;
(3)B、C。
【点评】本题考查了导体电阻的决定因素,解题时注意控制变量法的应用,分析实验数据,根据导体条件的不同及对应的实验数据的不同得出结论,是正确解题的前提与关键。
3.【分析】
(1)探究电阻和边长的关系,需要其他物理量相同,探究电阻和厚度关系,需要控制其他物理量相同。
(2)导体的电阻跟厚度成反比,串联电路中电压跟电阻成正比。
(3)导体的电阻跟边长没有关系,在电阻不变时,选取的边长越小所占空间越小。
【解答】解:
(1)由实验1、2、3、4得,导体的厚度一定时,边长增大,电阻不变,说明导体的电阻跟边长无关。
由实验2、5、6、7得,在导体的边长一定时,导体的厚度和电阻的乘积都为1.6,所以可以判断导体的电阻跟厚度成反比。
(2)导体的电阻跟边长无关,导体的电阻跟厚度成反比,厚度A之比为2:
3,所以电阻之比为3:
2,串联电路中电压跟电阻成正比,所以电阻两端的电压之比为3:
2。
(3)导体的电阻跟边长没有关系,在电阻不变时,选取的边长越小所占空间越小,所以选择边长为5mm的导体。
故答案为:
(1)无关;反比;
(2)3:
2;(3)电阻大小不变,所占空间小。
【点评】这种题目属于信息给予题,给定数据学生自己归纳结论,然后利用结论去解题,这种题目特别考查学生的能力。
4.【分析】
(1)从实物图中可以看出,电流从正极流出,依次经过开关、灯泡L2、L1,然后回到电源负极,电压表并联在灯泡L1两端。
(2)据实物图判断出电压表的量程,而后判断出分度值,进而读出电压表的示数即可;
(3)闭合开关灯泡不亮,原因有两个:
断路或短路。
具体原因从电流表、电压表有无示数判断故障;
(4)电学实验中,电压表并联在待测电路两端,电流从“+”接线柱流入,从“﹣”接线柱流出,不能接反了
【解答】解:
(1)由实物图分析可知,两盏灯串联,开关控制整个电路,电压表测量灯泡L1两端电压,画出相应的电路图如下:
(2)由图甲可知,电源由2节干电池串联组成,则电源电压大约3V,因此图乙电压表选用的是小量程,其分度值是0.1V,此时电压表的示数是1.9V。
(3)闭合开关S后,灯L1、L2均不发光,说明电路中可能有断路故障,而电压表的示数大小接近电源电压3V,说明此时电压表的正负接线柱与电源两极相连,故灯L1发生断路。
(4)如图,如果将AE导线的A端松开,接到D接线柱上来测量灯L2两端的电压,这样电流从电压表的“﹣”接线柱流入,从“+”接线柱流出了,即会造成电压表的正负接线柱接反。
故答案为:
(1)见上图;
(2)1.9;(3)断路;(4)电压表的正负接线柱接反。
【点评】本题主要考查电路图的画法、电压表的使用及电路故障分析,重点是电压表的使用:
电压表检验电路故障时,将电压表与用电器并联,电压表有较大示数(接近电源电压),此处用电器断路或与之串联的用电器短路;电压表无示数,此处用电器短路或与之串联的用电器断路。
5.【分析】
(1)逐一分析每个选项,找出符合题意的答案;
(2)根据电流表选用小量程确定分度值读数;
(3)A.测量过程中总是存在误差;
B.若没有对电流表调零,则测量值总是偏大或偏小;
CD.串联电路各处的电流相等。
【解答】解:
(1)A.若某段导线断开,电路断路,则灯不发光,电流表没有示数,不符合题意;
B.某接线柱处接触不良,则电路时通断,发现两灯的亮度不稳定,电流表的指针也来回摆动,符合题意;
C.某灯泡被短路,则灯不发光,电流表示数大小不变,不符合题意;
D.电流表被烧坏,则电路断路,灯不发光,电流表没有示数,不符合题意;
故选B;
(2)她排除故障后,重新闭合开关,电流表的指针指示位置如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,则所测的电流值为0.22A。
(3)A.测量过程中总是存在误差,A正确;
B.若是因为没有对电流表调零造成的,则电流总是偏大或偏小;B错误;
CD.串联电路各处的电流相等,CD错误;
故选A。
故答案为:
(1)B;
(2)0.22;(3)A。
【点评】本题探究串联电路的电流特点,考查故障分析、电流表读数、数据分析等知识。
6.【分析】用电流表分别测量两相小灯泡之间、小灯泡与电源正极之间、小灯泡与电源负极之间的电流,进行比较,为得出普遍性的结论要再换用不同规格的小灯泡进行多次测量,据此分析。
【解答】解:
(1)需要的器材:
电源、开关、导线、小灯泡、电流表、滑动变阻器;
(2)实验步骤:
①把两个小灯泡与其它器材连接成串联电路;
②用电流表分别测量两小灯泡之间、小灯泡与电源正极之间、小灯泡与电源负极之间的电流,进行比较;
③再换用不同规格的小灯泡进行多次测量。
故答案为:
如上。
【点评】本题考查设计实验方案的能力,为中考的热点问题。
7.【分析】
(1)将电压表与电阻并联,根据电源确定其量程,滑动变阻器与灯泡串联,且要接一上一下;
(2)灯泡不亮说明某处断路或灯短路;电压表有示数,电压表的正负接线柱与电源正负极之间连接是连通的,说明灯泡断路;电压表无示数说明是某处断路或小灯泡短路,综合分析进行判断。
若电压表有示数,但示数远小于电源电压,则灯泡L不发光的原因可能是滑动变阻器阻值太大;
(3)①保持滑片P不动,用电压表测出b、c两点之间的电压U2;
②在串联电路中,各部分电压之和等于总电压,据此分析即可判断。
【解答】解:
(1)电源由两节干电池组成,电压表可选择0~3V量程,滑动变阻器与灯泡串联,且要接一上一下两个接线柱,实物电路如图所示:
;
(2)闭合开关,发现灯泡L不发光,这时应观察电压表,电压表无示数,有两种可能:
①除灯泡以外的电路断路,导致电压表不能与电源相连,电压表无示数;②灯泡短路时也会造成电压表短路,电压表无示数;所以,灯泡L不发光,电压表无示数说明是除灯泡以外的电路断路或小灯泡短路;
若电压表有示数,但示数远小于电源电压,说明灯泡分得电压太小,则变阻器分得电压太大(即变阻器接入的阻值太大),则灯泡L不发光的原因可能是滑动变阻器的阻值太大,电路中电流太小;
(3)①将滑片P移到适当位置,用电压表测出a、b两点之间的电压U1,即测灯泡的电压;
②为了测变阻器两端的电压,应保持滑片P不动,用电压表测出b、c两点之间的电压U2;
③保持滑片P不动,用电压表测出a、c两点之间的电压U,即测总电压;
分析实验数据,得出串联电压中的电压规律为:
U=U1+U2。
故答案为:
(1)如上图;
(2)除灯泡以外的电路断路或小灯泡短路;滑动变阻器的阻值太大,