9 电学实验探究题（解析版）.docx

中考第三轮复习计算题之九一一电学实验探究题1、在探究电流与电阻关系的实验中，所用实验器材均完好，如下图，电源电压为6 V不变，定值电阻分别为10。、15 Q、20。、30 Q,滑动变阻器规格为“20 Q 1 A”。实验前，发现电流表的指针位置如图甲所示，原因是电流表 o如图乙所示，导线a应与滑动变阻器的 接线柱相连。电路连接完成后，分别用10 Q、15 Q、20。的电阻进行实验，正确操作，记录的数据如表所示，那么实验中控制电压表的示数为 V不变。当使用30 Q的电阻做实验时，无论怎样调节滑动变阻器的滑片都无法使电压表的示数与前三次相同，为了继续完成第四次实验，如果只能更换电源，那么电源电压应不高于 Vo实验次数1234R/Q10152030I/A0.30.20. 15分析实验数据得出结论：在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成 o【答案】没有调零(2)C(或D) (3)3 5 反比【解析】(1)实验前，发现电流表的指针在零刻度线右侧，即指针没有对准零刻度线，原因 是电流表指针没调零；(2)变阻器按一上一下接入电路中，如图乙所示，导线a应与滑动变阻器的C (或D)接线 柱相连接；(3)由表中数据，根据欧姆定律，电压表示数为：Uv=IR=0.3AX10Q=3V；设用30。的电 阻进行实验时，假设要保证定值电阻的电压不变，设电压表示数为Uv,根据串联电路电压规律 和分压原理有：Uv/R=( U-Uv) /R 滑，3V/30Q = (UTV) /20Q,解得 U=5V；(4)分析表中数据有，当电阻为原来的几倍时，通过导体的电流为原来的几分之一，所以 得出的结论是：当导体两端电压一定时，通过导体的电流与电阻成反比。2、在学习了并联电路特点和欧姆定律后，科学兴趣小组为研究并联电路总电阻和各分电阻 之间的关系，开展了以下探究。【实验步骤】设计电路，根据电路图连接实物；闭合开关，分别读出电压表和电流表的示数并记录；计算总电阻并填入表格；换用不同规格的电阻重复上述实验。率为 w.【解析】（1）滑动变阻器的滑片P向左移动时,小灯泡变暗，电流变小，电阻变大，那么 变阻器使用的是右半局部，因此变阻器上B接线柱必须与灯泡相连，如下列图：电流表有示数，说明电路不存在断路，可能发生短路；灯泡Li和电压表并联，它们都不 正常，说明灯泡发生短路；根据乙图可知，当L1的电压为2. 5V时，电流为0. 2A,那么它的额定功率为：P1=U1I1=2. 5V X0. 2A=0. 5W；（2）当灯泡L2电压为3.8V时，通过电流表AM电路电流为：I°= = =0.38A； 电流表A2的额定电流为0.8A,那么灯泡L2的额定电流为：12=1总-1。=0.8A-0. 38A=0. 42A； 那么它的额定功率为：P2=U2l2=3. 8VX0. 42A=1. 596W。10、小金利用如图甲所示的电路，探究通过“导体的电流跟电阻的关系”。实验器材：电源（电 压恒为4.5V）,电流表、电压表各一只，开关，三个定值电阻（5 Q、10。、15Q）,两只滑 动变阻器（甲“10。2A”、乙“20。1A”），导线假设干。甲乙丙用笔画线代替导线完成图甲电路的连接。实验中小金发现，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，两电表的指针始终处于图乙所示的状态，那么电路故障可能是。排除故障后，屡次改变R的阻值，根据实验数据画出如图丙所示的I-R图象，得到的结 论是 o(4)在上述实验中，小金用10Q的电阻替换5。的电阻，为了完成实验，他应该将滑动变阻器的滑片向 端移动(选填"A”或"B”)，使电压表示数为Vo【答案】(1).【答案】(1).(3).在电压不变时，电流与电阻成反比 (4). A (5). 2.5(2).定值电阻断路【解析】(1)口将电压表并联在定值电阻的两端，如下图:(2) 2乙图中，左表为电压表，示数满偏，说明电压表与电源连通；右边为电流表示为0,说明电路断路或总电阻很大，由此可知，与电压表并联的定值电阻断路了。(3) 3由图丙所示图象可知:通过电阻的电流与电阻值的乘积为2. 5保持不变，是一个定值, 这说明：在电压不变时，电流与电阻成反比。(4) 4 5根据图丙所示的IY图象知，电阻两端的电压U=IR=5VX0. 5A=2. 5V保持不变；实验中应该控制定值电阻两端的电压不变，所以用10 Q的电阻替换5 Q的电阻, 为保持电阻的电压不变，应增加变阻器分得的电压，根据分压原理可知，应增大变阻器连入 电路中的电阻，他应该将滑动变阻器的滑片向A端移动，使电压表示数为2. 5V。请你在图中用笔画线代替导线，将实物图连接完整。实验次数电阻R/Q电阻R2/Q电压U/V电流I/A总电阻R/Q1103030.47. 52303030.2153301530.310【得出结论】并联电路总电阻小于任何一个分电阻。【思考讨论】请根据影响导体电阻大小的因素解释上述结论。分析表中数据，假设增大其中一个分电阻的阻值，那么总电阻将 O【答案】【实验步骤】如图 【思考讨论】（1）并联后相当于增大了导体的横截面积，在导体材料、长度、温度不变时，横截面积越大，导体电阻越小（2）增大【解析】根据表中数据可知，电流表量程选择00.6A,使电流表串联在干路中，两电阻并 联，电压表与电阻并联，如下图.并联后相当于增大了导体的横截面积，在导体材料、长度、温度不变时，横截面积越大, 导体电阻越小。根据表中1、2实验数据可知，当R2的不变，R1的阻值增大时，电路的总 电阻变大，因此并联电路中，增大其中一个分电阻的阻值，那么总电阻会增大。3、如图甲是测定小灯泡电功率的实验电路图，电压表有。3V和。15V两个量程，小灯泡 额定电压为2.5V。(1)实验中电压表应选用 V的量程，闭合开关前，滑片P应放在滑动变阻器的右端；(2)排除故障后，根据实验测得的数据，画出了小灯泡的电流随电压变化的图象，如下图，分析图象：小灯泡的额定功率是 W,当小灯泡两端的电压为IV时，小灯泡的电阻为C；(3)小灯泡的电流随电压变化的图象不是一条直线，这是因为 o【答案】(1)03; (2)0.75； 5； (3)小灯泡的电阻随温度的升高而增大【解析】(1)因为小灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表选择的量程为03V;为了保护电路中各元件，因此闭合开关前，应将滑动变阻器的 滑片移至阻值最大处，即最右端；(2)当小灯泡两端电压为2.5V时，从坐标系中读出此时电流为I = 0.3A； 所以小灯泡的额定功率为P = UI = 2.5V x 0.3A = 0.75W；当小灯泡两端 电压为IV时，从坐标系中读出此时电流为I' = 0.2A；所以小灯泡此时的电阻为R = ¥ =怒=5。；(3)小灯泡的电流随电压变化的图象不是一条直线，说明小灯泡的电阻不是定值，并且灯丝 随电压的增大而升高，即灯丝的电阻随温度的变化而变化。故答案为：(1)0-3: (2)0.75； 5； (3)小灯泡的电阻随温度的升高而增大。4、在“测量小灯泡额定功率”的实验中，器材有：电源(电压恒为3V)、开关、电压表和电 流表各一只、额定电压为2.5V的灯泡、滑动变阻器(20。、1A)、导线假设干。甲乙丙(1)以画线代替导线，将图甲中的实物图连接完整。(要求：滑片向左移动时小灯泡变亮)(2)闭合开关前，发现电流表的指针如图乙所示，其原因是；(3)问题解决后，第一小组的同学通过改变滑动变阻器的阻值，得到了小灯泡的电流随其两端电压变化的图象，如图丙所示，那么小灯泡的额定功率为 W；(4)第一小组的同学在实验中还发现，电压表与电流表示数的比值变大，原因是；(5)第二小组的同学在准备进行实验时，发现电压表坏了，他们找到了一个阻值为10。的定 值电阻Ro,设计了如图丁所示的电路，也顺利的完成了实验：先闭合开关S、Si，断开S2,调节滑动变阻器，使电流表的示数为Ii，那么Ii=A；保持滑片P的位置不变，闭合开关s、s2,断开sr读出电流表的示数为12,那么小灯泡的 额定功率P额=o （用U额、11、12表不）【答案】没有将电流表的指针调零0.5灯丝电阻随着温度的升高而增大 0.25U 额 3 - I）【解析】解：（1）因滑片向左移动时小灯泡变亮，即电流变大，电阻变小，故变阻器左下接 线柱连入电路中，如下所示：（2）闭合开关前，发现电流表的指针如图乙所示，其原因是：没有将电流表的指针调零；（3）根据图丙小灯泡的电流随其两端电压变化的图象知，灯在额定电压2.5V时的电流为0.2A, 那么小灯泡的额定功率为：P = UI = 2.5V x 0.2A = 0.5W；（4）由欧姆定律，电压表与电流表示数的比值变大，即灯的电阻，灯的电阻变大原因是灯丝 电阻随着温度的升高而增大；（5）先闭合开关S、断开S2,调节滑动变阻器，使电流表的示数为Ii = 0.25A；保持滑片P的位置不变，闭合开关S、S2,断开S读出电流表的示数为12，在中，电流表测定值电阻的电流，电流表的示数为I】=0.25A,值电阻的电压为2.5V,由 并联电路电压的规律，灯的电压为2.5V,灯正常发光；在中，电流表测灯与R。并联的总电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通 过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律，灯的额定电流：I额=12 - 11, 那么小灯泡的额定功率：额=U额I额=U额。2 - 11）。故答案为：（1）如上所示；（2）没有将电流表的指针调零；（3）0.5； （4）灯丝电阻随着温度的升 高而增大；（5）0.25;U额&T1）。5、小宇用图甲的电路图测量“小灯泡正常发光时的电阻”，选用的电源电压为3.0V,小灯 泡的额定电压为2. 5Vo正确连接电路后，发现灯泡不亮，电压表电流表均有示数，接下来他应该 OA.更换小灯泡B.移动滑动变阻器滑片的同时观察电压表示数C.移动滑动变阻器滑片的同时观察电流表示数小宇测量时，当电压表的示数如图乙所示时，测得的灯泡电阻 灯泡正常发光时的电阻（选填“大于”“小于”或“等于”）。实验时，闭合开关，两表均有示数，假设将小灯泡从灯座中取走，电压表示数 （选填“变大”“变小”或“不变通过移动滑动变阻器，屡次测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流，画出了通过小 灯泡的电流随其两端电压变化的图像，如图丙所示，在该图像中发现电流与电压不成正比, 这是因为，实验中屡次测量是为了 O分析图像，小宇不仅测出了小灯泡正常发光时的电阻，还测出了小灯泡的额定功率是W,此时滑动变阻器的阻值为 Qo（6）活动最后，老师提出挑战，增加一个阻值的定值电阻R。，只利用一只电表，通过操 作开关来测量这个小灯泡的额定功率（额定电压仍为2.5V,额定电流未知）。如图是同学们 设计的四种不同方案的电路图。其中能够测出小灯泡额定功率的是 o【答案】B小于变大灯的电阻随温度的变化而变化得出普遍性的规律0.52.5 B【解析】（1）口闭合开关后，电流表有示数，说明电路是通路，灯泡正常，也不是断路，可 能是连入电阻太大，电路中电流太小所致，下一步操作：移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡 是否发光，同时观察电压表示数，即应进行B项操作。（2） 2小宇测量时，当电压表的示数如图乙所示时，电压表选用小量程，分度值为0.IV, 电压为1.8V,灯的电压小于灯的额定电压，通过灯的电流小于灯的额定电流，根据P = UI, 灯的实际功率小于灯的额定功率，灯的温度小于正常发光时的温度，故测得的灯泡电阻小于 灯泡正常发光时的电阻。（3） 3实验时，闭合开关，两表均有示数，假设将小灯泡从灯座中取走，那么电压表串联在电路 中测电源电压（原来测灯的电压），由串联电路电压的规律，电压表示数变大。4 5如图丙所示，在该图像中发现电流与电压不成正比，这是因为灯的电阻随温度的 变化而变化，实验中屡次测量是为了得出普遍性的规律。6 7分析图像，灯在额定电压下的电流为0.2A,小灯泡的额定功率是P=UlI = 2. 5VX0. 2A = 0. 5W由串联电路的规律及欧姆定律，此时滑动变阻器连入电路的阻值为u-u1/u-u1/3V-2.5V0.2A= 2.5Q(6) 8A.定值电阻与灯串联，电路中只有电压表，只闭合S2,电表测定值电阻的电压；当 只闭合，时，电压表测灯与定值电阻的电压，无法确定灯是否正常发光，故A不符合题意； B.只闭合S2,移动变阻器的滑片，使电压表示数为2.5V,那么灯正常发光；保持滑片位置不 动，闭合S”断开合S2,记下电压表的示数U”此时电压表测R。与灯的电压，因电路的连 接没有改变，各电阻的大小和电压没有改变，灯仍正常发光，由串联电路电压的规律，R。 的两端电压为Uo=Ui - 2. 5V由欧姆定律可得出通过R。的电流，即灯的额定电流为，U-25V一根据P = UI可求灯的额定功率，故B符合题意；C.无论将S2接a (电压表测定值电阻的电压)还是将接b (电压表测灯与定值电阻3的电 压)，不能确定是否正常发光，故C不符合题意；D.图中只有电流表，通过开关的转换，定值电阻与灯分别与变阻器串联，无法确定灯是否正常发光，故D不符合题意。应选Bo6、某同学在探究“小灯泡发光时的亮度与电功率的关系”的实验中，所用的电源电压时4V,小灯泡额定电压为2. 5V,小灯泡两端允许加的最大电压为额定电压的1.2倍。IA甲乙(1)请将图甲的实验电路连接完整。(2)该同学正确电连接电路后，闭合开关并移动滑片P,记下多组对应的电压电压表和电 流表的示数，并绘制成图乙所示的图像。根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率 是 瓦。他发现该图像不是直线，你认为出现这种情况的主要原因是 O(3)继续实验，移动变阻器的滑片，是灯泡两端电压等于额定电压的0.8倍，同时观察小 灯泡亮度比正常发光时暗一些和亮一些，结合图乙数据可知，灯泡的亮度是由于 决定的。【答案】(1)（2） 0.5；灯丝的电阻随温度升高而增大（3）实际功率【解析】（1）探究灯泡发光亮度与电功率的关系时，除了电压表与灯泡并联，其它的都是串 联。电压表与灯泡并联，只需将3V的接线柱与灯泡右端相连即可；变阻器接线一上一下， 只需将右上角的接线柱与灯泡左端相连即可，如下列图所示：（2）根据图乙可知，当灯泡正常发光时，电压为2.5V,此时额定电流为0.2A,那么灯泡的额 定功率：P二111二2.5/乂0.2人二0.5肌他发现该图像不是直线，我认为出现这种情况的主要原因 是：灯丝的电阻随温度升高而增大。（3）根据图乙可知，当实际电压为额定电压的0.8 倍时，即电压为：2. 5VX0. 8=2V,此时的实际电流大约为0.18A,实际功率：P=UI=2VX 0. 18A=0. 36W<0. 5W,因此得到结论：灯泡的亮度是由于实际功率决定的。7、在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约 为 10Q。图1图2图3（1）假设将图1中的实物电路连接完整，还需要将电流表0.6所对应的接线柱与图示中灯座 的 （选填“左”或“右”）侧接线柱相连；（2）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2所示）为 V,假设他想测量小灯泡的额定功率，应将图1中滑片P向 （选填"A”或"B”）端 移动，使电压表的示数为2.5V。（3）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3所示的IU图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是 Wo【答案】（1）左（2） 2.2； B （3） 0.5【解析】（1）在测量小灯泡电功率的实验中，电流表应该与灯泡串联。由于灯泡的右端已经 与变阻器串联，所以电流表0. 6的接线柱只能与灯座左侧的接线柱相连。（2）根据图2可知，电压表选择量程03V,分度值为0. IV,那么示数为2. 2VO由于2. 2V<2. 5V, 所以电压表的示数耍增大，根据U=（R可知，通过电路的电流耍增大，而总电阻要变小。为 了减小变阻器的阻值，所以滑片应该向B端移动。（3）根据图3可知,灯泡的额定电流为0.2A,那么它的额定功率：P=UI=2. 5VX0. 2A=0. 5WO 8、小华在做“测量小灯泡电功率”的实验中，实验室有如下器材：电源（电压恒为6V）, 小灯泡1 （额定电压为2. 5V,灯丝电阻约为10 Q）,电流表、电压表、开关、规格分别为“10 Q1A”的滑动变阻器Ri和“50Q0.5A”的滑动变阻器R?各一个，导线假设干。（1）请用笔画线代替导线，帮小华同学将图甲中的电路连接完整；（2）为了顺利完成实验，小华应选用规格为 （填“RJ'或"R2”）的滑动变阻器；（3）连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，原因可能 是 O（4）排除故障后，移动滑动变阻器滑片P的位置，获得多组对应的电压值和电流值，绘制 小灯泡U-I图像如图乙所示，小灯泡的额定功率为 Wo分析乙中图像发现小灯泡电阻是变化的，影响其变化的主要原因是；（5）小华打算增加一个阻值为150的定值电阻R。,只利用一只电表，通过操作图中单刀 双掷开关（单刀双掷开关分别接“a”、b”各一次）测量小灯泡的额定电功率，图丙、图丁 是他设计的两种不同方案的电路图，那么以下判断正确的选项是 oA.两种方案都能B.两种方案都不能C.丙方案能，丁方案不能D.丙方案不能，丁方案能【答案】（1）【答案】（1）C P D（2） R2 （3）灯泡（或电压表）短路（4） 0.625；小灯泡的电阻受温度的影响（5） B【解析】（1）电压表应与小灯泡并联，灯泡的额定电压为2. 5V ,电压表选用03V量程； 电流表应串联在电路中，灯丝电阻约为10Q,灯泡正常发光时电路中电流约为：1=上=名= 0.25A ，应选用(TO. 6A量程，连接电路图如下:(2)实验时，滑动变阻器应分得的电压U滑=UU额= 6V 2.5V=3.5V,灯泡正常发光时电路中电流的为I=0.25A ,变阻器的阻值至少为：R滑=?=辞 =14。，即应选用滑动变阻器R2 (50 Q 0. 5A)； I 0.25A(3)闭合开关后，电流表有示数，说明电路为通路，根据小灯泡始终不发光，电压表无示 数，可能是 灯泡或电压表短路，电流没有通过灯泡和电压表；(4)由图象可知，灯泡两端的电压为U额=2.5V时，通过的电流为I = 0.25A,灯泡的额定 功率：P额=U额I=2.5VX0.25AR.625W ；灯泡电阻受温度的影响，所以灯丝的电阻是变化的；(5)图丙中，无论开关接a还是接b都无法得知小灯泡是否正常发光，此方案不能测定 小灯泡的额定电功率；图丁中，R。、小灯泡、变阻器三者串联，不能通过调节滑动变阻 器使灯泡两端的电压为额定电压，所以两种方案都不能测出小灯的额定电功率，B符合题意。9、现有两只小灯泡 L和L2,它们的额定电压分别是2.5V和3. 8V 。(1)图甲是小红测量小灯泡Li额定功率的实物电路图(不完整)请用笔画线代替导线将实物电路图甲连接完整,要求:滑动变阻器的滑片P向左移动时，小 灯泡变暗.正确连接电路后，闭合开关,移动滑片,发现灯泡L1不亮，电流表有示数，电压表无示数,那么 故障可能是.排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,记下多组I、U数据,并作出图乙所示的I-U图象,那么 小灯泡L的额定功率为 W.(2)小华用两只电流表A1、A2和阻值为10 Q的定值电阻R0,连接了如图丙所示的电路,测出 了小灯泡L2的额定功率.具体操作是：闭合开关,移动滑动变阻器的滑片，使电流表A的示数 为 A,小灯泡L2正常发光，此时电流表A2的示数如图丁所示,那么小灯泡L2的额定功