初中物理电学实验专题练习.docx
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初中物理电学实验专题练习
初中物理电学实验专项练习
一、串、并联电路电流、电压的规律
1.小明利用如图1所示的电路“探究串、并联电路中电流的关系“.
(1)探究串联电路中电流的关系.
①用笔画线代替导线将开关S3连入电路中.(要求:
只闭合开关S3后,R1、R2以及电流表串联;导线不许交叉)
②小明将S3闭合后,发现电流表均无示数.于是他用一只电压表对电路故障(电路中只有一处故障)进行了检测,将电压表接在R1两端时,电压表与电流表均无示数;接在R2两端时,电压表有示数,电流表无示数.电路中的故障是 .小明排除故障后继续实验,读出了电路中各电流表的示数,得到了串联电路中电流的关系是:
串联电路中各处电流相等.
(2)完成上述实验后,小明继续探究并联电路中电流的关系.
①各开关的连接情况是 (填写各开关断开或闭合).
②分析实验中各电流表的读数(如图2所示),可知并联电路中电流的关系是:
.
③电阻R1:
R2= .
(3)为了验证结论的普遍性,你可以采用的方法是:
.
【拓展】在电源电压不变的情况下,小明两次实验中电路消耗的最大功率与最小功率之比P最大:
P最小= .
2.小海和小梅一起做“探究并联电路中电流的规律”实验.
(1)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)请在图乙中移动一根导线,测量另外一处的电流.在移动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线连接正确的电路.移动后电流表测量的是 (选填“A”“B”或“C”)处的电流.
(3)测出A、B、C三处的电流如表所示,由此得出初步结论:
(只写表达式).小梅指出:
为了得出更普遍的规律,应当进行多次实验.操作方法是:
.
位置
A
B
C
电流/A
(4)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A、B、C三处的电流,同样可得出三处电流的关系.请在图丙中的虚线框中画出电路图.
3.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
二、电流跟电压、电阻关系(探究欧姆定律)
1..小明同学在做“探究电流与电压的关系”实验时,准备了以下器材:
干电池()两节,电流表(0~0~3A)、电压表(0~3V0~15V)、滑动变阻器(20Ω、2A)、定值电阻(5Ω)、开关各一只、导线若干.根据图甲所示的电路图进行实验.
(1)用笔画线代替导线,按照图甲所示电路,将乙图中的实物图连接完整.
(2)连接电路.闭合开关前,滑动变阻器滑片P应处于 (选填“A”或“B”)端.
(3)闭合开关,发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转,原因可能是 .
(4)实验过程中,要使电压表示数逐渐变大,滑动变阻器滑片P应向 (选填“左”或“右”)移动.
(5)实验过程中,电流表的示数如图丙所示,此时电路中的电流为 A.
(6)试验中通过调节滑动变阻器滑片P,测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压值如表所示.老师看后说其中一次是错误的.帮小明分析出错的是第 次,原因是 .
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
电流I/A
2.在“探究电流与电压、电阻的关系”的实验中,实验室老师给同学们准备了以下器材:
5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,“15Ω 1A”的滑动变阻器一个,电流表,电压表,电源,开关和导线若干.
(1)根据如图所示的实物图,在指定位置的虚线框内画出电路图.
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 (填“左”或“右”)端.
(3)在“探究电流与电压的关系”时,记录的电流表与电压表的示数如下表所示,请在图示坐标纸上描点画出I﹣U图象,由此得出的实验结论是:
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
电流I/A
(4)在“探究电流与电阻的关系”的实验中,先将5Ω电阻连入电路中,闭合开关,移动滑片,使电压表的示数为,读出电流表的示数;再分别改接10Ω、15Ω、20Ω的电阻,重复上述实验.当改接20Ω的电阻进行实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,电压表的示数始终无法达到,经检查,电路连接无误,各元件均完好,请你找出一种可能的原因 .
3.小华同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲的实验电路,她在学校实验室找来了如下一些实验器材:
电压恒为3V的电源,电流表、电压表各一只,一个开关,阻值分别为10Ω,20Ω,50Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器上标有“20Ω1A”字样,导线若干.
(1)请你用笔画线代替导线,将图乙中的实物连接完整.
(2)在连接实验电路时,小华应将开关处于 状态.闭合开关前,应将滑动变阻器滑片滑到最 端(选填“左”或“右”).
(3)小华连接好电路,闭合开关后,移动滑变阻器滑片时,发现电流表指针正常偏转,电压表示数为零,则发生这种故障的原因可能是 .
(4)故障排除后,小华先把10Ω的电阻接入电路,移动滑变阻器滑片,使电压表示数为2V,读出电流表示数后,断开开关,她直接拆下10Ω的电阻,改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验,闭合开关,电压表示数如图丙所示,其示数是 V,要完成这次实验,接下来她应将变阻器滑片向 端(选填“左”或“右”)移动,使电压表的示数为 V.
(5)当小华改用50Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,你认为“电压表的示数无法达到实验要求的值”的原因可能是( )
A.滑动变阻器的阻值太大B.电压表量程选小了
C.滑动变阻器的阻值太小D.滑动变阻器烧坏了
(6)小华解决了上述问题后,完成了实验.利用收集到的多组数据.作出了如图丁所示的电流I随电阻R变化的关系图象.分析图象得出了电流与电阻的关系是 .
三、电阻跟材料、长度、横截面积关系
1.某实验小组探究金属丝电阻大小与长度的关系,他们取一段粗细均匀的由同种材料制成的金属丝,将金属丝拉直连接在A、B接线柱上,在金属丝上安装一个可滑动的金属夹P.实验室还提供了下列器材:
电压表、电流表、电池组(电压3V)、滑动变阻器(20Ω 2A)、刻度尺、开关和导线若干.
(1)为了测量AP段的电阻R,他们连接了如图甲所示的电路,请用笔画线代替导线,把图中还没有连接的一根导线接上,使电路完整.
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至变阻器的最 (选填“左”或“右”)端.
(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,测得电压表的读数为,电流表指针偏转如图乙所示,此时金属丝的电阻R= Ω.
(4)实验中移动金属夹P,分别测得AP段的长度L和对应的电阻值R,数据如表:
分析表中数据,可知R与L的关系是:
当导体的材料和横截面积一定时,导体的长度越长,电阻 (选填“越大”或“越小”)..
L/cm
15
30
45
60
75
R/Ω
5
10
(5)在实验中,探究金属丝电阻大小与长度的关系时,必须保持导体的材料和横截面积一定,这种探究问题的科学方法叫:
.在下列两个电学实验中,应用此方法的是:
(选填字母)
A.用伏安法测电阻B.探究电流与电压、电阻的关系.
2.如图所示,在探究影响导体电阻大小因素的实验中,导线a、b、c粗细相同,b、d粗细不同;a、b、d长度相同
(1)该实验是通过观察 的示数间接比较导线电阻的大小.
(2)选用导线a、b分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的 有关.
(3)选用导线b、c分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的 有关.
(4)选用导线 分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的横截面积有关.
(5)影响导体电阻大小因素除了上述因素外,还可能跟 有关.
3.在探究影响导体电阻大小的因素时,小兵、小红两位同学作出了如下猜想:
①导体的电阻与导体的长度有关;②导体的电阻与导体的横截面积有关;③导体的电阻与导体的材料有关.
实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如表
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
B
镍铬合金
C
镍铬合金
D
锰铜合金
为了验证上述猜想,他们设计了如图所示的实验电路.
(1)按照图所示“探究影响导体电阻大小因素”的实验电路,在M、N之间分别接上不同的导体,则通过观察 来比较导体电阻的大小.
(2)为了验证上述猜想③,应该选用编号 和 两根电阻丝进行实验;
(3)如果选用编号为A、C两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想 (填序号);
(4)如果选用编号为A、B两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想 (填序号).分别将A和B两电阻丝接入电路中M、N两点间时,电阻丝A接入时电流表示数较大,由此,得到的结论是:
.
(5)以上研究问题的科学方法是采用了 .
(6)在最近几年,我国城乡许多地区进行了输电线路的改造,将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,这样就 了输电线的电阻,从而可以 输电线上的电能损失(选填“增大”或“减小”).
四、测量小灯泡(定值电阻)的电阻
1.小明在做“用伏安法测量某定值电阻R的阻值”的实验中:
(1)请你按照图甲所示的电路图,以笔画线代替导线,将图乙小明未连接好的电路连接完整.
(2)实验前,为保护电路,滑动变阻器的滑片应置于 端(填“A”或“B”).
(3)闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现电压表始终无示数,电流表有示数,其原因可能是 (填符号).
A.滑动变阻器断路B.R断路C.R短路
(4)排除故障后,当电压表的示数如图丙所示时,电流表的示数如图丁所示,则通过定值电阻的电流大小为 A,它的阻值是 Ω.
(5)通常情况下要进行多次测量并取平均值,其目的是为了 .
2.现用“伏安法”测量一个未知电阻Rx的阻值(Rx约为20Ω).在实验室中,配有的实验器材如下:
A.电源E(电压U=3V恒定);B.电流表A1(量程0~50mA);
C.电流表A2(量程0~3A);D.电压表V1(量程0~3V);
E.电压表V2(量程0~15V);F.滑动变阻器R(0~80Ω);
G.定值电阻R0=40Ω;H.开关一个,导线若干.则:
为了测量多组数据使结果尽量准确,在滑动变阻器的整个滑动过程中,要使两电表的测量值范围尽可能大一些,并且两电表的读数均大于其量程的
.则:
(1)根据实验要求,电压表选用 ,电流表选用 .(选填器材前的字母代号)
(2)请在虚线方框内画出实验电路图(其中,部分电路已画出,并标出所选器材的字母).
(3)根据所画的电路图,用笔画线代替导线,将实物图连接起来.
(4)若在某次实验中,电压表的示数为U,电流表的示数为I,那么,待测电阻阻值的表达式为Rx= .
3.小琳想知道一只标明“220V40W”白炽灯不发光时的灯丝电阻有多大,她设计了图甲所示电路原理图,并招来器材动手实验.
(1)按照如图甲所示连接电路,检查无误后闭合开关S,调节滑动变阻器R,电压表和电流表的示数分别如图乙、丙所示,此时灯丝电阻为 Ω.
(2)小琳设想如果没有电压表,能否再找一只电流表和一个定值电阻来代替电压表,于是她设计了如图丁所示电路原理图(R0为阻值已知的定值电阻),连接电路并检查无误后闭合开关S,调节滑动变阻器R,当电流表
示数分别为I1,I2时,灯丝电阻RL= (用R0,I1,I2表示测量结果).
(3)小琳用公式R=
计算出灯泡正常发光时的电阻为1210Ω,比
(1)中测量的电阻大得多,请你帮助小琳给出合理的解释 .
(4)小琳根据图乙和丙的示数,计算了此时灯泡实际消耗的电功率与灯泡额定功率相差 W.
4.小明要测定标有“”小灯泡正常发光时的电阻,选择一些器材连接了如图甲所示电路.
(1)同组的小芳发现小明所选的器材不能完成此实验,其原因是 .并且电路连接也有错误,如果此时闭合开关,小灯泡 (选填“发光”或“不发光”),电压表 (选填“有示数”或“无示数”).请你在接错的那根导线上打“×”,并另画一根导线,使电路连接正确.
(2)小明重新选择合理器材,将电路改接正确后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡正确发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻是 Ω.
(3)小明还测量了小灯泡在不同电压下的电流,并根据所测得数据绘制了小灯泡的I﹣U图象,如图丙所示,根据图象可知电流与电压并不成正比,原因是灯丝的电阻随温度升高而 .在这个图象中,横轴应该表示的是 (选填“电压”或“电流”)
(4)上述实验结束后,小明又设计了如图丁所示的电路,只用电压表来测量额定电压为的小灯泡的额定功率.已知滑动变阻器R的最大阻值为15Ω,电源电压恒定,其测量过程如下:
①闭合开关S、S2,断开S1,将滑动变阻器的滑片移到最上端,电压表示数为.
② (填三个开关闭合与断开情况),移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 V,这时小灯泡正常发光.
③闭合开关S、S2,断开S1,保持滑动变阻器滑片的位置不变,电压表示数为3V.
④小灯泡的额定功率P额= W.
5.某次旅游,密闭大巴内坐满了游客,司机忘了打开换气设备,时间一久,车内二氧化碳浓度上升,令人头晕脑胀.为此,小明设计了车载自动换气设备
(一)小明找来二氧化碳气敏电阻Rx,其电阻值与空气中二氧化碳浓度关系如表格所示,其中二氧化碳浓度为0时,Rx阻值模糊不清,他对该电阻阻值进行测量
氧气浓度/%
0
5
10
15
20
25
30
Rx/Ω
28
22
17
13
10
8
小明把空气通过氢氧化钠溶液,得到二氧化碳浓度为0的空气,并收集于集气瓶中,再将Rx置于其中
(1)图甲电源电压恒为6V,请以笔画导线完成电路图剩余部分的连接.要求,滑片P向B端移动时,电压表、电流表的示数都变大
(2)开关S闭合前,滑片P应移至 (选填“A”或“B”)端.
(3)闭合开关S,发现电流表无示数,电压表有示数.电路某一故障可能为 .
A、S断路B、R'断路C、Rx短路D、Rx断路
(4)排除故障后,移动滑片P,电压表、电流表示数如图乙所示,二氧化碳为0时,Rx的阻值为 Ω
(5)请在丙图中画出Rx阻值与空气中二氧化碳浓度的关系图象
(二)小明利用电磁继电器设计车载自动换气设备,如图丁所示,控制电路,恒为6V的蓄电池,开关S,定值电阻R0,二氧化碳气敏电阻Rx,电磁继电器的线圈电阻不计,线圈电流大时衔铁被吸下,线圈电流小于衔铁被弹回,受控电路包括,恒为24V的蓄电池,额定电压均为24V的绿灯、红灯、换气扇.
(6)请以笔画线完成电路连接,要求:
闭合开关S,周围空气中二氧化碳浓度小于8%时,绿灯亮;大于8%时,红灯亮且换气扇正常工作.
(7)定值电阻R0的阻值应为 Ω.
五、测量小灯泡的电功率
1.同学们在“探究小灯泡实际功率的规律”时,用两节新干电池串联组成的电源和标有“”字样的小灯泡等元件连接了如图甲所示的电路,请回答:
(1)连接电路时,开关应 (选填“闭合”或“断开”);
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到 处(选填“A”或“B”);
(3)实验中,小飞发现闭合开关后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡都不亮,电流表无示数,电压表示数接近3V,则电路故障可能是 .
(4)小飞排除故障后,进行多次实验,并记下相应的电压表和电流表的示数,绘制成如图乙所示的I﹣U关系图象.根据图象可知,小灯泡的实际功率随实际电压的增大而 (选填“增大”、“减小”或“不变”),小灯泡正常发光时的电功率为 W;
(5)另一组同学通过测额定电流计算小灯泡的额定功率时,电压表突然坏了,又没有好的电压表更换,但有一个R=5Ω的定值电阻和另一个电流表K,小飞和他们一起讨论找到了解决问题的方法,此方法应是:
先 ,再调节滑动变阻器,使电流表K的示数为 A即可.
2.为了研究小灯泡在不同电压下工作时(实际电压不允许超过额定电压的五分之一),消耗的电功率是否相同,某同学选取一个额定电压为的小灯泡.
(1)请你帮他设计电路,并在答题卡的指定位置画出电路图;
(2)他还准备了:
蓄电池(6V),电流表(0~0~3A)、电压表(0~3V0~15V)、滑动变阻器R1(10Ω)、滑动变阻器R2(50Ω)、开关、导线若干.为了完成实验,应选择滑动变阻器 接入电路,电压表选用 量程;
(3)由实验测得,通过小灯泡的电流随电压变化的关系图线如图所示.由图可知,小灯泡正常发光时,通过灯丝的电流是 A,此时消耗的电功率为 W;
(4)通过数据分析可以得出:
.
3.在“测量小灯泡的电功率”的实验中,小明连接了如图所示的电路.
(1)请帮小明将电路补充完整.
(2)正确连接电路后闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表、电压表都没有示数.小明确定电路的接线良好,且电表和电源都完好,小明做出了以下猜想:
猜想①:
小灯泡断路;猜想②:
开关断路;猜想③:
滑动变阻器断路
假设故障只有一处,经过分析,小明确定猜想①是不可能的.如果猜想①成立,则 会有示数.
为了尽快查出故障原因,小明将导线A端拆下,把它改接在 (填“B”或“C”)点的接线柱上.
如果电流表、电压表都无示数,则猜想 (填序号)正确.
如果电流表、电压表都有示数,则猜想 (填序号)正确.
4.小华在“探究小灯泡的亮度与哪些因素有关”的实验中,电源电压恒为3V,小灯泡上标有“”字样.
(1)请用笔画线代替导线,将下图中的实物电路连接完整.
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最 端(选填“左”或“右”).滑到变阻器的作用除保护电路外,还有 .
(3)闭合开关后,发现灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数.若电路中仅有一处故障,这个故障可能是:
.
(4)排除故障后继续实验,小华进行了4次测量,并将有关数据及现象记录在表格中.在第1次实验中小灯泡不亮的原因是:
.
物理量
次数
电压
U/V
电流
I/A
实际电功率
P/W
小灯泡
亮度
1
不亮
2
偏亮
3
正常
4
[
更亮
(5)分析表中信息,可知小灯泡的额定功率为 W.实验得出的结论是:
小灯泡的实际电功率 ,灯泡越亮.
5.在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为,小灯泡额定电压为、电阻约为10Ω.
(1)连接电路时开关应 ,电流表的量程应选0~ A.
(2)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整.
(3)闭合开关前,图甲中滑动变阻器的滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端.
(4)小叶同学闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表示数(如图乙所示)为 V,若他想测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为.
(5)小向同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的I﹣U图象,根据图象信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W.
六、电热与哪些因素有关
1.根据下列两个实验,回答相关问题:
(1)电流做功的过程是把电能转化为其他形式能的过程,一般情况下电流做功的多少我们无法直接观察出.小明同学为了“探究影响电流做功的因素”,设计了如图1所示的实验,通过此实验可以较形象的比较出电流做功的多少.该实验是通过观察 比较电流在不同情况下做功多少的,此过程中是把电能转化为 能;将滑动变阻器的滑片P向左调节时,电流表和电压表的示数都变大,相同时间内物体被吊起的高度也变大了,这说明 .
(2)实际生活中,用电器接通电源后,都伴有热量的产生,小明在“探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”时,采用了如图2所示的实验装置,其中a、b、c、d四个相同的容器密闭着等量空气并与U形管紧密相连,实验前U形管两端液面相平,将1、2和3、4导线分别接到电源两端.
在实验过程中,通过观察U形管中 的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少:
图甲所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系,图乙所示的装置是用来研究通过电阻丝产生的热量与 的关系,综合分析图甲乙两装置的实验现象,可以得出的结论是 .
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