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專(zhuān)題08電學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)攻略】備戰(zhàn)2024年中考物理高頻熱點(diǎn)實(shí)驗(yàn)解讀與突破實(shí)驗(yàn)序號(hào)實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)實(shí)驗(yàn)要求星級(jí)指標(biāo)1探究驗(yàn)電器是否可以檢驗(yàn)物體帶電演示☆2探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素分組探究☆☆☆☆☆3探究串、并聯(lián)電路的電六規(guī)律分組探究☆☆☆4探究串、并聯(lián)電路的電壓規(guī)律分組探究☆☆☆5探究電流與電阻和電壓的關(guān)系分組探究☆☆☆☆6探究電流的熱效應(yīng)與哪些因素有關(guān)演示☆☆☆☆☆【電學(xué)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)元件注意事項(xiàng)】1.開(kāi)關(guān):在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中,開(kāi)關(guān)用于控制電路的通斷。在使用開(kāi)關(guān)時(shí),需要注意以下幾點(diǎn):(1)連接電路時(shí),確保開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)狀態(tài),電路中沒(méi)有電流通過(guò),以避免意外觸電。(2)在打開(kāi)或關(guān)閉開(kāi)關(guān)時(shí),要緩慢而穩(wěn)定地操作,避免產(chǎn)生電弧或電火花。(3)如果需要在實(shí)驗(yàn)中頻繁切換開(kāi)關(guān)狀態(tài),可以使用雙刀雙擲開(kāi)關(guān)或電子開(kāi)關(guān),以確保電路的穩(wěn)定性和可靠性。2.滑動(dòng)變阻器:滑動(dòng)變阻器用于調(diào)節(jié)電路中的電阻值,從而改變電路中的電流和電壓。在使用滑動(dòng)變阻器時(shí),需要注意以下幾點(diǎn):(1)閉合開(kāi)關(guān)前,滑動(dòng)變阻器要置于最大阻值處以保護(hù)電路。(2)選擇合適的滑動(dòng)變阻器,確保其電阻范圍和額定電流符合實(shí)驗(yàn)要求。(3)在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí),要緩慢而均勻地移動(dòng)滑塊,避免突然改變電阻值導(dǎo)致電路中的電流和電壓發(fā)生突變。(4)滑動(dòng)變阻器應(yīng)該正確接入電路中,通常是將一端連接到電源的正極,另一端連接到負(fù)載或電路的其他部分。3.電流表和電壓表:電流表用于測(cè)量電路中的電流,電壓表用于測(cè)量電路中的電壓。在使用電流表和電壓表時(shí),需要注意以下幾點(diǎn):(1)選擇合適的量程,確保測(cè)量值在量程范圍內(nèi),避免損壞儀器。(2)在接入電路時(shí),要確保電流表和電壓表的正負(fù)極連接正確,避免反接導(dǎo)致儀器損壞。(3)在測(cè)量電流或電壓時(shí),要注意儀器的讀數(shù)單位和精度,避免讀取錯(cuò)誤的數(shù)值。4.電源:電源用于提供電路中的電能。在使用電源時(shí),需要注意以下幾點(diǎn):(1)選擇合適的電源電壓和電流,確保其符合實(shí)驗(yàn)要求。(2)在接入電路時(shí),要確保電源的正負(fù)極連接正確,避免反接導(dǎo)致儀器損壞。(3)在使用電源時(shí),要注意電源的穩(wěn)定性和可靠性,避免電源波動(dòng)或故障導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。實(shí)驗(yàn)一:探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹刻骄坑绊憣?dǎo)體電阻大小的因素【實(shí)驗(yàn)材料】電源、開(kāi)關(guān)、電流表、電壓表、不同材料和橫截面積的導(dǎo)體、導(dǎo)線(xiàn)【實(shí)驗(yàn)步驟】1.按照實(shí)驗(yàn)電路圖連接電路,將不同材料和橫截面積的導(dǎo)體接入電路中。2.閉合開(kāi)關(guān),記錄不同導(dǎo)體的電流和電壓值。3.根據(jù)R=U/I計(jì)算出不同導(dǎo)體的電阻值。4.改變導(dǎo)體的長(zhǎng)度、材料和橫截面積,重復(fù)上述步驟,記錄多組數(shù)據(jù)。5.分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出影響導(dǎo)體電阻大小的因素?!緦?shí)驗(yàn)現(xiàn)象】1.不同材料和橫截面積的導(dǎo)體接入電路中時(shí),電路中的電流和電壓值會(huì)發(fā)生變化。2.通過(guò)計(jì)算得出的不同導(dǎo)體的電阻值也會(huì)發(fā)生變化?!緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】導(dǎo)體的電阻大小與導(dǎo)體的長(zhǎng)度、材料和橫截面積有關(guān)。【注意事項(xiàng)】1.在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,要注意安全,避免觸電。2.在改變導(dǎo)體的長(zhǎng)度、材料和橫截面積時(shí),要注意保持其他因素不變,以便進(jìn)行對(duì)比。【典例1】在探究“電阻大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中,采用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置,a、b、c是鎳鉻合金制成的三根導(dǎo)體,a、b長(zhǎng)度相同但粗細(xì)橫截面積不同,b、c粗細(xì)相同而長(zhǎng)短不同,導(dǎo)線(xiàn)d由錳銅合金制成,長(zhǎng)短、粗細(xì)與導(dǎo)線(xiàn)b相同。
(1)實(shí)驗(yàn)中電流表的示數(shù)越大,對(duì)應(yīng)的導(dǎo)線(xiàn)電阻越;(2)將導(dǎo)線(xiàn)a接在M、N之間,閉合開(kāi)關(guān),電流表的示數(shù)如圖乙所示,為A;(3)依次將導(dǎo)線(xiàn)接入電路,電流表對(duì)應(yīng)的示數(shù)如表所示:導(dǎo)線(xiàn)代號(hào)abcd電流表示數(shù)由上表可知,導(dǎo)線(xiàn)電阻的大小與導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)度和橫截面積都有關(guān),用相同材料制成的導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度越,橫截面積越,電阻越大;(4)在物理實(shí)驗(yàn)中常用到等效替代法。例如將一個(gè)7Ω的電阻替換某支路中2Ω和5Ω串聯(lián)的電阻,下列實(shí)驗(yàn)也用到了等效替代法的是(填字母)。A.探究平面鏡成像的特點(diǎn)B.探究影響壓力作用效果的因素【答案】小長(zhǎng)小A【詳解】(1)[1]實(shí)驗(yàn)中通過(guò)電流表示數(shù)大小反映電阻大小,電流表示數(shù)越大,說(shuō)明導(dǎo)線(xiàn)的電阻越小。(2)[2]圖乙中,電流表的量程為,分度值為,示數(shù)為。(3)[3][4]根據(jù)表格中數(shù)據(jù)分析,導(dǎo)線(xiàn)a、b的材料、長(zhǎng)度相同,a的橫截面積小于b的橫截面積,接入導(dǎo)線(xiàn)a時(shí)電流表示數(shù)小于接入導(dǎo)線(xiàn)b時(shí)的電流,由此說(shuō)明在相同材料制成的相同長(zhǎng)度的導(dǎo)線(xiàn),其橫截面積越小,電阻越大。同理根據(jù)表格中數(shù)據(jù)分析,導(dǎo)線(xiàn)b、c的材料、橫截面積相同,b的長(zhǎng)度大于c的長(zhǎng)度,接入導(dǎo)b時(shí)電流表示數(shù)小于接入導(dǎo)線(xiàn)c時(shí)的電流,由此說(shuō)明在相同材料制成的橫截面積相同的導(dǎo)線(xiàn),其長(zhǎng)度越長(zhǎng),電阻越大。綜合可知:用相同材料制成的導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度越長(zhǎng),橫截面積越小,電阻越大。(4)[5].探究平面鏡成像的特點(diǎn),實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中用未點(diǎn)燃的蠟燭替代點(diǎn)燃蠟燭,使用到了等效替代法,故A符合題意;B.探究影響壓力作用效果的因素,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中為了研究多因素對(duì)壓力作用效果的影響,運(yùn)用了控制變量法,同時(shí)通過(guò)接觸面的形變情況判斷壓力作用效果,這利用了轉(zhuǎn)換法,故B不符合題意。故選A?!镜淅?】小麗同學(xué)為了探究“電阻絲的電阻R與長(zhǎng)度L、橫截面積S和材料的關(guān)系”,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)操作:
(1)如圖甲所示是用累積法測(cè)量電阻絲直徑的示意圖,取一段電阻絲緊密繞制20匝,由圖可知,電阻絲的直徑為cm,從而計(jì)算出電阻絲的橫截面積S;(2)在實(shí)驗(yàn)中,保持電阻絲的橫截面積S和材料不變,探究電阻絲的電阻R與長(zhǎng)度L的關(guān)系,下列探究中也用到此方法的是;A.探究串、并聯(lián)電路中的電流規(guī)律時(shí),把電流比作水流B.探究聲音的傳播條件時(shí),把正在響鈴的鬧鐘放在玻璃罩內(nèi),逐漸抽出其中的空氣,聽(tīng)到鬧鐘的聲音逐漸變小,由此推理真空不能傳聲C.探究液體壓強(qiáng)的影響因素時(shí),用壓強(qiáng)計(jì)中的U形管兩側(cè)液面的高度差反映金屬探頭處液體壓強(qiáng)大小D.探究電流與電壓的關(guān)系時(shí),保持電阻阻值不變(3)為了探究電阻絲的電阻R與長(zhǎng)度L的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)室備有以下實(shí)驗(yàn)器材:電源電壓U=1.5V,電流表A1(量程0~100mA),電流表A2(量程0~0.6A),電阻箱R0(阻值0~999.9Ω),阻值約為10Ω的電阻絲R,開(kāi)關(guān)一個(gè),導(dǎo)線(xiàn)若干;為了提高實(shí)驗(yàn)的精確程度,在實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選的是(選填“A1”或“A2”);把電阻絲拉直后,將其兩端固定在刻度尺的接線(xiàn)柱a和b上,在電阻絲上夾一個(gè)金屬夾P,移動(dòng)金屬夾P的位置,就可改變接入電路中金屬絲的長(zhǎng)度L,把這些實(shí)驗(yàn)器材按乙圖的電路連接起來(lái);(4)閉合開(kāi)關(guān)S前,電阻箱的阻值應(yīng)調(diào)整到最大值;閉合開(kāi)關(guān)S后,將電阻箱調(diào)到適當(dāng)位置不動(dòng),多次改變金屬夾P的位置,得到多組I、L的數(shù)據(jù);根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)在坐標(biāo)平面內(nèi),以電阻絲的長(zhǎng)度L為橫坐標(biāo)、電流的倒數(shù)為縱坐標(biāo),畫(huà)出對(duì)應(yīng)的關(guān)系圖像如圖丙所示;根據(jù)實(shí)驗(yàn)和圖像可知,橫截面積S相同的同種材料的電阻絲,接入長(zhǎng)度L越長(zhǎng),電流I越小,電阻R越;結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)一步分析可知,在橫截面積和材料一定時(shí),導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體的長(zhǎng)度成;(5)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定長(zhǎng)度為1cm的這種電阻絲的阻值為Ω?!敬鸢浮?.08DA1大正比0.3【詳解】(1)[1]根據(jù)刻度尺讀出電阻絲的長(zhǎng)度為:l=1.60cm,則電阻絲的直徑為(2)[2]電阻的大小在不考慮溫度的前提下,有三個(gè)決定因素:材料、長(zhǎng)度、橫截面積;因此要研究電阻的大小與每一個(gè)因素的具體關(guān)系時(shí),要用到控制變量法,在實(shí)驗(yàn)中,先保持電阻絲的橫截面積S和材料不變,探究電阻絲的電阻R與長(zhǎng)度L的關(guān)系,這種方法叫做控制變量法。[3]A.探究串、并聯(lián)電路中的電流規(guī)律時(shí),把電流比作水流,采用的是類(lèi)比法,故A不符合題意;B.探究聲音的傳播條件時(shí),把正在響鈴的鬧鐘放在玻璃罩內(nèi),逐漸抽出其中的空氣,聽(tīng)到鬧鐘的聲音逐漸變小,由此推理真空不能傳聲,采用的是實(shí)驗(yàn)推理法,故B不符合題意;C.探究液體壓強(qiáng)的影響因素時(shí),用壓強(qiáng)計(jì)中的U形管兩側(cè)液面的高度差反映金屬探頭處液體壓強(qiáng)大小,采用的是轉(zhuǎn)換法,故C不符合題意;D.探究電流與電壓的關(guān)系時(shí),保持電阻阻值不變,采用的是控制變量法,故D符合題意。故選D。(3)[4]電路中的最大電流所以為了提高實(shí)驗(yàn)的精確程度,電流表選最量程為100mA的電流表A1。(4)[5]根據(jù)圖丙可知,圖像為一條斜線(xiàn),電阻的長(zhǎng)度越長(zhǎng),電流的倒數(shù)越大,電流越小,在電壓一定時(shí),電阻越大;結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)一步分析可知,在橫截面積和材料一定時(shí),導(dǎo)體越長(zhǎng),電阻越大,導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體的長(zhǎng)度成正比。(5)[6]由圖乙知,電阻絲和電阻箱是串聯(lián)的,由圖丙知,當(dāng)電阻絲接入0cm,就是電阻絲的電阻為零時(shí),電源電壓為1.5V,讀圖所示電流值為0.1A,則電阻箱的電阻為當(dāng)電阻絲接入10cm,就是電阻絲的電阻為R時(shí),電源電壓為1.5V,讀圖所示電流值為I''=A則電路總電阻為所以10cm電阻絲的電阻為在橫截面積和材料一定時(shí),導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體的長(zhǎng)度成正比,所以1cm的電阻絲電阻為實(shí)驗(yàn)二:探究串、并聯(lián)電路的電流規(guī)律【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹刻骄看⒙?lián)電路中電流的規(guī)律【實(shí)驗(yàn)材料】電源、開(kāi)關(guān)、電流表、不同規(guī)格的小燈泡、導(dǎo)線(xiàn)【實(shí)驗(yàn)步驟】1.按照實(shí)驗(yàn)電路圖連接電路,將電流表分別接入串聯(lián)電路和并聯(lián)電路中。2.閉合開(kāi)關(guān),記錄不同位置的電流值。3.改變燈泡的規(guī)格,重復(fù)上述步驟,記錄多組數(shù)據(jù)。4.分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出串并聯(lián)電路中電流的規(guī)律?!緦?shí)驗(yàn)現(xiàn)象】1.在串聯(lián)電路中,電流處處相等。2.在并聯(lián)電路中,干路電流等于各支路電流之和?!緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】在串聯(lián)電路中,電流處處相等;在并聯(lián)電路中,干路電流等于各支路電流之和?!咀⒁馐马?xiàng)】1.在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,要注意安全,避免觸電。2.在改變燈泡規(guī)格時(shí),要注意保持其他因素不變,以便進(jìn)行對(duì)比?!镜淅?】以下是小明和小杰寫(xiě)的一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告。問(wèn)題:并聯(lián)電路中干路電流與各支路電流的關(guān)系是怎樣的?猜想:干路電流等于各支路電流之和。進(jìn)行實(shí)驗(yàn):設(shè)計(jì)的電路圖如圖甲所示,并連接實(shí)驗(yàn)器材。(1)小明和小杰連接電路時(shí)有一根導(dǎo)線(xiàn)連錯(cuò)了,請(qǐng)?jiān)趫D乙中的這根導(dǎo)線(xiàn)上打“×”,然后畫(huà)出正確的連線(xiàn);(2)電路正確連接后,小明和小杰分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn),記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:①小明測(cè)量A處的電流時(shí),使用的電流表及指針位置如圖丙所示,此時(shí)刻度盤(pán)上的分度值是A,并讀出此時(shí)電流表的示數(shù)為A;②請(qǐng)根據(jù)他們的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),寫(xiě)出并聯(lián)電路中干路電流和各支路電流關(guān)系的表達(dá)式:。(3)小杰根據(jù)他的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還斷定“并聯(lián)電路中各支路的電流一定相等”,這是因?yàn)樗x用的兩個(gè)燈泡;(4)分別指出小明、小杰的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)各有哪些可改進(jìn):小明——,小杰——?!敬鸢浮?.020.4相同規(guī)格實(shí)驗(yàn)只做了一次,就尋找規(guī)律,明顯次數(shù)太少,要多做幾次使用了相同規(guī)格的燈,應(yīng)該要調(diào)換不同規(guī)格的燈再多試幾次實(shí)驗(yàn)【詳解】[1]實(shí)驗(yàn)中電路為并聯(lián)電路,電流分別經(jīng)過(guò)兩個(gè)燈泡回到電源的,實(shí)物圖的連接方式見(jiàn)下圖(2)①[2][3]如圖所示的電流表選擇的是小量程,分度值為0.02A,此時(shí)電流表的示數(shù)為0.4A。②[4]從電路圖可以寫(xiě)出并聯(lián)電路中干路電流與各支路電流的關(guān)系表達(dá)式為(3)[5]小杰根據(jù)他的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還斷定“并聯(lián)電路各支路的電流一定相等”,這個(gè)說(shuō)法肯定是不正確的,很可能是小杰實(shí)驗(yàn)中使用了相同規(guī)格的兩只小燈,導(dǎo)致小杰產(chǎn)生了這樣的錯(cuò)誤判斷。(4)[6]小明在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中實(shí)驗(yàn)只做了一次,就尋找規(guī)律,明顯次數(shù)太少,要多做幾次。[7]小杰在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中使用了相同規(guī)格的燈,應(yīng)該要調(diào)換不同規(guī)格的燈再多試幾次實(shí)驗(yàn)。【典例4】某實(shí)驗(yàn)小組“探究并聯(lián)電路電流的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn),電路圖如圖甲所示。(1)按圖甲連接電路時(shí),開(kāi)關(guān)S應(yīng)該(填“斷開(kāi)”或“閉合”)。在閉合開(kāi)關(guān)前,觀(guān)察電流表,發(fā)現(xiàn)指針指在如圖乙所示的位置;(2)閉合開(kāi)關(guān)S后,觀(guān)察到L1一會(huì)兒亮,一會(huì)兒滅,原因可能是;(3)排除故障后,他在第一次實(shí)驗(yàn)電流表接在B處時(shí),發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)如圖丙所示A;(4)為尋找普遍規(guī)律,小明進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn),并把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表格中。分析數(shù)據(jù)可知小明是通過(guò)(填“換不同規(guī)格的燈泡”或“改變電源電壓”)進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn),由表格中的數(shù)據(jù)可以初步得到結(jié)論:(用IA、IB和IC表示)。實(shí)驗(yàn)次數(shù)1234電流IA/A0.120.120.180.24電流IB/A0.180.300.36電流IC/A0.370.300.470.60【答案】斷開(kāi)更換電流表的正負(fù)接線(xiàn)柱該支路接觸不良0.24換不同規(guī)格的燈泡IC=IA+IB【詳解】(1)[1][2]為了保護(hù)電路,按圖甲連接電路時(shí),開(kāi)關(guān)S應(yīng)該斷開(kāi);觀(guān)察電流表,發(fā)現(xiàn)指針指在如圖乙所示的位置,此時(shí)指針?lè)雌?,說(shuō)明電流表正負(fù)接線(xiàn)柱接反了,因此他接下來(lái)的操作應(yīng)該更換電流表的正負(fù)接線(xiàn)柱。(2)[3]閉合開(kāi)關(guān)S后,觀(guān)察到L1一會(huì)兒亮,一會(huì)兒滅,說(shuō)明該支路電路接觸不良。(3)[4]排除故障后,他在第一次實(shí)驗(yàn)電流表接在B處時(shí),此時(shí)電流表所選量程為0~0.6A,分度值為0.02A,所以電流表的示數(shù)為0.24A。(4)[5]為尋找普遍規(guī)律,小明進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)。分析數(shù)據(jù)可知小明是通過(guò)換不同規(guī)格的燈泡進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)。[6]分析數(shù)據(jù)可知,兩個(gè)支路的電流IA和IB之和總等于IC,因此可得出干路電流等于各支路電流之和,即IC=IA+IB實(shí)驗(yàn)三:探究串、并聯(lián)電路的電壓規(guī)律【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹刻骄看⒙?lián)電路中電壓的規(guī)律【實(shí)驗(yàn)材料】電源、開(kāi)關(guān)、電壓表、不同規(guī)格的小燈泡、導(dǎo)線(xiàn)【實(shí)驗(yàn)步驟】1.按照實(shí)驗(yàn)電路圖連接電路,將電壓表分別接入串聯(lián)電路和并聯(lián)電路中。2.閉合開(kāi)關(guān),記錄不同位置的電壓值。3.改變燈泡的規(guī)格,重復(fù)上述步驟,記錄多組數(shù)據(jù)。4.分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出串并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律。【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】1.在串聯(lián)電路中,各用電器兩端的電壓之和等于電源兩端的電壓。2.在并聯(lián)電路中,各支路兩端的電壓相等,且等于電源兩端的電壓?!緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】在串聯(lián)電路中,各用電器兩端的電壓之和等于電源兩端的電壓;在并聯(lián)電路中,各支路兩端的電壓相等,且等于電源兩端的電壓?!咀⒁馐马?xiàng)】1.在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,要注意安全,避免觸電。2.在改變燈泡規(guī)格時(shí),要注意保持其他因素不變,以便進(jìn)行對(duì)比?!镜淅?】小涵同學(xué)想探究串聯(lián)電路的電壓規(guī)律。
(1)在連接串聯(lián)電路時(shí),開(kāi)關(guān)應(yīng)該處于狀態(tài),否則將出現(xiàn)的現(xiàn)象是(在所有器材完好的情況下);(2)請(qǐng)按照?qǐng)D甲電路圖,幫小涵用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)將圖乙實(shí)物圖補(bǔ)充完整;()(3)根據(jù)電路圖甲連接好電路,閉合開(kāi)關(guān)后,她發(fā)現(xiàn)兩只燈泡都不亮,且電壓表示數(shù)為0,若只有L1或L2中的一處發(fā)生故障,則故障是(選填“L1開(kāi)路”“L1短路”“L2開(kāi)路”或“L2短路”);(4)故障排除,小涵繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。她保持電壓表的B連接點(diǎn)不動(dòng),只斷開(kāi)A連接點(diǎn),并改接到C連接點(diǎn)上,閉合開(kāi)關(guān),此時(shí)出現(xiàn)的現(xiàn)象是。小涵排除故障后,繼續(xù)實(shí)驗(yàn)得結(jié)論:串聯(lián)電路兩端電壓等于各部分電路兩端電壓的總和;(5)為了進(jìn)一步探究電壓的分配規(guī)律,小明采用如圖丙所示電路且換用下表中不同阻值的定值電阻完成了三次實(shí)驗(yàn),觀(guān)察到每次實(shí)驗(yàn)電壓表示數(shù)幾乎不變。分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)每次實(shí)驗(yàn)R1兩端的電壓和R2兩端的電壓之比相等,于是得出“串聯(lián)電路中各部分電路按其阻值之比分配電源電壓”的結(jié)論。小涵認(rèn)為根據(jù)這一實(shí)驗(yàn)過(guò)程得出的結(jié)論不可信,理由是。實(shí)驗(yàn)次數(shù)R1的阻值/ΩR2的阻值Ω11052201033015【答案】斷開(kāi)連接好電路,小燈泡就會(huì)發(fā)光
L2開(kāi)路電壓表指針向左偏轉(zhuǎn)不可信;要得到普遍規(guī)律,實(shí)驗(yàn)中每次實(shí)驗(yàn)的電阻比值應(yīng)不同【詳解】(1)[1]為了保護(hù)電路,連接電路時(shí),開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)。[2]若開(kāi)關(guān)閉合,連接好電路,電路為通路,小燈泡就會(huì)發(fā)光。(2)[3]由電路圖得,兩燈泡串聯(lián),電壓表測(cè)量燈泡L1電壓,電源電壓為3V,因此電壓表選0~3V量程,如下圖所示:
(3)[4]閉合開(kāi)關(guān)后,發(fā)現(xiàn)兩只燈泡都不亮,說(shuō)明電路故障為斷路;電壓表的示數(shù)為0,說(shuō)明電壓表的正負(fù)接線(xiàn)柱與電源兩極斷開(kāi),因此電路故障為L(zhǎng)2開(kāi)路。(4)[5]圖中電壓表測(cè)L1兩端電壓,電流從電壓表正接線(xiàn)柱流入,負(fù)接線(xiàn)柱流出,若保持電壓表的B接點(diǎn)不動(dòng),只斷開(kāi)A接點(diǎn),并改接到C接點(diǎn)上,這樣電流流入方向與前面相反,即正負(fù)接線(xiàn)柱反接了,所以閉合開(kāi)關(guān),出現(xiàn)的現(xiàn)象是電壓表指針向左偏轉(zhuǎn)。(5)[6]實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,三次實(shí)驗(yàn)的電阻比都是2:1,具有偶然性,實(shí)驗(yàn)中每次實(shí)驗(yàn)的電阻比不同,才能得到普遍結(jié)論,所以這次實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論不可信?!镜淅?】在“探究串聯(lián)電路電壓規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)把兩只小燈泡L1、L2串聯(lián)起來(lái)接到電源上,如圖甲所示。
(1)閉合開(kāi)關(guān)時(shí),發(fā)現(xiàn)小燈泡L1亮,L2不亮,該同學(xué)于是將電壓表連在圖中A、B兩點(diǎn),此時(shí)電壓表的示數(shù)如圖乙所示是V,他又將電壓表連在圖中B、C兩點(diǎn),測(cè)得UBC=0V由此可知,電路中存在的故障是;(2)排除故障后,閉合開(kāi)關(guān),兩只小燈泡均能發(fā)光,重新測(cè)量的結(jié)果為:UAB=1.5V,UBC=1.5V,UAC=3V,根據(jù)以上測(cè)量結(jié)果可知:該同學(xué)選用的兩只小燈泡的規(guī)格是(選填“相同”或“不相同”)的,由此(選填“能”或“不能”)得到普遍規(guī)律;(3)通過(guò)正確的實(shí)驗(yàn)操作,可以得到串聯(lián)電路中用電器兩端的電壓與電源兩端的電壓的關(guān)系式為(用圖中所給的符號(hào)表示);(4)小明在研究并聯(lián)電路的電流規(guī)律時(shí),所用實(shí)驗(yàn)器材如圖1所示,請(qǐng)完成下列任務(wù):
(5)按照如圖2所示的電路圖,以筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn),完成圖1的電路連接;(6)下表記錄了實(shí)驗(yàn)過(guò)程中得到的部分?jǐn)?shù)據(jù),電流表A3的示數(shù)如圖3所示,請(qǐng)將該數(shù)據(jù)填入表格中。A1的示數(shù)I1/AA2的示數(shù)I2/AA3的示數(shù)I3/A0.20.3(7)在誤差允許范圍內(nèi),分析表中的數(shù)據(jù)可初步得到的結(jié)論是,同學(xué)們指出實(shí)驗(yàn)次數(shù)太少,需要更換不同規(guī)格的燈泡進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),這樣做的目的是為了。【答案】3L2短路相同不能UAC=UAB+UBC
0.52見(jiàn)解析使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更具有普遍性【詳解】(1)[1]由圖可知,電壓表是0~15V的量程,分度值是0.5V,故此時(shí)的示數(shù)是3V。[2]據(jù)題意可知,閉合開(kāi)關(guān)時(shí),發(fā)現(xiàn)小燈泡L1亮,L2不亮,說(shuō)明電路是通路,將電壓表連在圖中A、B兩點(diǎn),此時(shí)電壓表有示數(shù),當(dāng)電壓表接到B、C兩點(diǎn),電壓表示數(shù)為零,既說(shuō)明L2短路。(2)[3][4]重新測(cè)量的結(jié)果為:UAB=1.5V,UBC=1.5V,UAC=3V,說(shuō)明兩個(gè)燈泡的規(guī)格相同,這樣進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是不具有普遍性的,既不能得到普遍性的規(guī)律。(3)[5]通過(guò)正確的實(shí)驗(yàn)操作,可以得到串聯(lián)電路中,電源電壓等于各個(gè)用電器的電壓,關(guān)系式為UAC=UAB+UBC(5)[6]根據(jù)電路圖可知,兩燈并聯(lián),A1測(cè)量L1的電流,A2測(cè)量L2的電流,A3測(cè)量干路電流,開(kāi)關(guān)S控制整個(gè)電路;因電路由2節(jié)干電池供電,則通過(guò)每盞燈的電流較?。ú怀^(guò)0.6A),所以電流表A1、A2都選用小量程,由圖3可知電流表A3應(yīng)選用小量程,電路連接如圖所示:
(6)[7]電流表A3的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,此時(shí)示數(shù)為0.52A。(7)[8][9]由表中數(shù)據(jù)知0.20A+0.30A=0.50A故在誤差允許范圍內(nèi)可以得出:并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流的和,即I=I1+I2更換不同規(guī)格的燈泡進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更具有普遍性。實(shí)驗(yàn)四:探究電流與電阻和電壓的關(guān)系【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹刻骄侩娏髋c電壓和電阻的關(guān)系【實(shí)驗(yàn)材料】電源、開(kāi)關(guān)、電流表、電壓表、定值電阻、滑動(dòng)變阻器、導(dǎo)線(xiàn)【實(shí)驗(yàn)步驟】1.按照實(shí)驗(yàn)電路圖連接電路,將定值電阻接入電路中。2.閉合開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使定值電阻兩端的電壓逐漸增大,記錄不同電壓下的電流值。3.改變定值電阻的阻值,重復(fù)上述步驟,記錄多組數(shù)據(jù)。4.分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出電流與電壓和電阻的關(guān)系。【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】1.當(dāng)定值電阻不變時(shí),隨著電壓的增大,電流也隨之增大。2.當(dāng)電壓不變時(shí),隨著電阻的增大,電流逐漸減小。【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】在電阻一定的情況下,通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比;在電壓一定的情況下,通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比?!咀⒁馐马?xiàng)】1.在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,要注意安全,避免觸電。2.在改變定值電阻的阻值時(shí),要注意保持其他因素不變,以便進(jìn)行對(duì)比。【典例7】在“探究電流與電壓關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,圖甲是某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)的電路,電源電壓3V保持不變。(1)請(qǐng)用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn),在圖甲中完成電路連接,要求滑片P向B端滑動(dòng)時(shí),電流表的示數(shù)變?。唬?)連好電路閉合開(kāi)關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)置于(選填“A”或“B”)端;(3)檢查無(wú)誤后,閉合開(kāi)關(guān)發(fā)現(xiàn)電流表幾乎無(wú)示數(shù),電壓表示數(shù)接近3V。移動(dòng)滑片P,兩電表示數(shù)均無(wú)變化,則電路故障可能是;(4)排除故障后,移動(dòng)滑片P到某一位置時(shí)電流表示數(shù)如圖乙所示,此時(shí)通過(guò)定值電阻R的電流為A;(5)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得五組數(shù)據(jù),并繪制出定值電阻R的I-U圖像如圖丙所示;由圖像可得:①實(shí)驗(yàn)中所用定值電阻R的阻值為Ω;②實(shí)驗(yàn)結(jié)論:保持電阻不變時(shí),電流跟電壓成關(guān)系?!敬鸢浮緽定值電阻R斷路0.35正比【詳解】(1)[1]如圖,滑片P向B端滑動(dòng)時(shí),電流表的示數(shù)變小,說(shuō)明變阻器連入電路的阻值變大,所以應(yīng)選擇C點(diǎn)接線(xiàn)柱將其串聯(lián)入電路中,如圖所示:(2)[2]為了保護(hù)電路安全,閉合開(kāi)關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)置于阻值最大處,即B端。(3)[3]閉合開(kāi)關(guān)發(fā)現(xiàn)電流表幾乎無(wú)示數(shù),說(shuō)明電路可能存在斷路;電壓表示數(shù)接近電源電壓3V,說(shuō)明電壓表和電源之間是通路;移動(dòng)滑片P,兩電表示數(shù)均無(wú)變化,所以電路故障可能是與電壓表并聯(lián)的定值電阻R斷路。(4)[4]如圖乙所示,電流表選接了0~0.6A的小量程,分度值為0.02A,示數(shù)為0.3A。(5)①[5]如圖丙所示,當(dāng)定值電阻兩端的電壓為2V時(shí),通過(guò)的電流為0.4A,則實(shí)驗(yàn)中所用定值電阻R的阻值為②[6]由圖丙中圖線(xiàn)可知,當(dāng)定值電阻兩端的電壓增大時(shí),電流也增大,且電壓和電流對(duì)應(yīng)增大的比例相同;由此可得保持電阻不變時(shí),電流跟電壓成正比關(guān)系?!镜淅?】小明利用如圖甲所示的電路探究“電流與電阻的關(guān)系”,其中電源電壓為6V且保持不變,實(shí)驗(yàn)用到的定值電阻分別是50、10、15和20,滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“501A”。(1)請(qǐng)用筆代替導(dǎo)線(xiàn),將圖甲中的電路連接完整,要求滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)時(shí),電流表示數(shù)變小;(2)連接完電路后,閉合開(kāi)關(guān),發(fā)現(xiàn)電壓表無(wú)示數(shù),電流表有示數(shù),經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)線(xiàn)路接觸良好,各電表完好,其原因可能是。(3)排除故障后,小明通過(guò)實(shí)驗(yàn),記錄的數(shù)據(jù)如表所示,其中第4次實(shí)驗(yàn)中電流表的指針如圖乙所示,其示數(shù)為A。實(shí)驗(yàn)次數(shù)①②③④電阻5101520電流0.480.240.16分析數(shù)據(jù)可以得到結(jié)論:電壓一定時(shí),。(4)第①次實(shí)驗(yàn)中,滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為?!敬鸢浮慷ㄖ惦娮鑂短路0.12通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比7.5【詳解】(1)[1]實(shí)物圖中,要使滑動(dòng)變阻器的滑片P向右端移動(dòng)時(shí)電流變小,故接入電路的電阻變大,滑動(dòng)變阻器的下接線(xiàn)柱要接入左下接線(xiàn)柱,如圖所示:(2)[2]電流表有示數(shù),說(shuō)明電路中沒(méi)有斷路,電壓表示數(shù)為0,說(shuō)明電壓表被短路,則故障原因可能是定值電阻R短路。(3)[3]根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知電流表接的是小量程,分度值為0.02A,電流表示數(shù)為0.12A。[4]由表中數(shù)據(jù)可知,導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。(4)[5]第一組數(shù)據(jù),定值電阻兩端電壓為電源電壓為6V,定值電阻和滑動(dòng)變阻器串聯(lián),所以滑動(dòng)變阻器兩端電壓為滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為實(shí)驗(yàn)五:探究電流的熱效應(yīng)與哪些因素有關(guān)【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹刻骄侩娏魍ㄟ^(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)【實(shí)驗(yàn)材料】電源、開(kāi)關(guān)、電流表、滑動(dòng)變阻器、不同阻值的電阻絲、溫度計(jì)、導(dǎo)線(xiàn)【實(shí)驗(yàn)步驟】1.按照實(shí)驗(yàn)電路圖連接電路,將不同阻值的電阻絲接入電路中。2.閉合開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使電阻絲中通過(guò)不同大小的電流。3.記錄不同電流下電阻絲的溫度變化,以及通過(guò)電阻絲的電流大小。4.改變電阻絲的長(zhǎng)度,重復(fù)上述步驟,記錄多組數(shù)據(jù)。5.分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)?!緦?shí)驗(yàn)現(xiàn)象】1.當(dāng)通過(guò)電阻絲的電流增大時(shí),電阻絲的溫度升高。2.當(dāng)電阻絲的長(zhǎng)度減小時(shí),電阻絲的溫度升高。【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與通過(guò)導(dǎo)體的電流大小、導(dǎo)體的電阻大小以及通電時(shí)間有關(guān)?!咀⒁馐马?xiàng)】1.在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,要注意安全,避免觸電。2.在改變電阻絲的長(zhǎng)度時(shí),要注意保持其他因素不變,以便進(jìn)行對(duì)比。【典例9】物理興趣小組的同學(xué)完成了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)探究:(1)為觀(guān)察水沸騰實(shí)驗(yàn),該小組組裝了如圖A的裝置:①水沸騰時(shí)冒出的“白氣”是現(xiàn)象(填物態(tài)變化名稱(chēng));②水沸騰時(shí)的溫度如上圖B所示,此時(shí)水面上方的氣壓(選填“高于”“低于”或“等于”)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓;③如圖C,若將試管里的水放在燒杯中加熱,當(dāng)燒杯中的水沸騰以后,試管中的水(選填“能”或“不能”)沸騰。(2)如圖乙,探究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)。兩個(gè)透明容器中密封著等量的空氣,U形管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化。閉合開(kāi)關(guān)前,圖中與左、右容器相連的兩個(gè)U形管內(nèi)液面相平。①右邊容器外部并聯(lián)一個(gè)5Ω電阻,是為了使左右容器內(nèi)導(dǎo)體的不相等;②實(shí)驗(yàn)中是通過(guò)觀(guān)察U形管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化,與其采用的物理研究方法相同的是(選填“A”或“B”);A.通過(guò)觀(guān)察海綿的凹陷程度,反映壓力的作用效果B.保持壓力大小不變,改變接觸面的粗糙程度,探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素③讓圖乙裝置冷卻到初始狀態(tài),把右邊容器外部并聯(lián)的5Ω電阻折入右邊容器內(nèi),并使之與右邊容器內(nèi)的5Ω電阻并聯(lián)此時(shí)右邊容器內(nèi)密封著與左邊容器內(nèi)等量的空氣,接通電源比較兩瓶?jī)?nèi)電阻絲發(fā)熱多少,此時(shí)該裝置是探究電流產(chǎn)生的熱量跟的關(guān)系?!敬鸢浮恳夯陀诓荒茈娏鰽電阻【詳解】(1)①[1]水沸騰時(shí)冒出的“白氣”是汽化后的水蒸氣遇到冷的空氣液化形成的小水滴,不是水蒸氣。②[2]1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)是100℃,乙圖中水沸騰時(shí)的溫度是98℃,液體沸點(diǎn)的大小跟氣壓有關(guān),氣壓越大,沸點(diǎn)越高,所以乙圖水面上方的氣壓低于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。③[3]燒杯中的水沸騰時(shí),根據(jù)熱傳遞原理,試管內(nèi)的水可以達(dá)到沸點(diǎn),但是不能再?gòu)臒瓋?nèi)水中吸收熱量,所以試管中的水無(wú)法沸騰。(2)①[4]由圖乙可知,右邊容器內(nèi)外兩電阻并聯(lián)后與左邊容器內(nèi)的電阻串聯(lián),右邊容器兩電阻的電流之和等于左邊容器中電阻的電流,所以右邊容器外部的電阻的作用是為了使左右容器內(nèi)導(dǎo)體的電流不相等,因?yàn)樽笥胰萜鲀?nèi)兩導(dǎo)體的阻值相等,必須讓兩電阻的電流不同,才能探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系。②[5]實(shí)驗(yàn)中是通過(guò)觀(guān)察U形管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化,采用的物理研究方法是轉(zhuǎn)換法,與其采用的物理研究方法相同的是通過(guò)觀(guān)察海綿的凹陷程度,反映壓力的作用效果。③[6]由圖知,左容器內(nèi)電阻中通過(guò)的電流與右邊容器內(nèi)兩個(gè)電阻通過(guò)的總電流相同,通電時(shí)間相同,但通過(guò)左邊容器內(nèi)一個(gè)5Ω電阻在干路上,阻值大于右邊容器內(nèi)兩個(gè)5Ω電阻并聯(lián)后的總電阻,根據(jù)控制變量法可知該裝置是探究電流產(chǎn)生的熱量跟電阻的關(guān)系。【典例10】小明用如圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置探究a、b兩種液體的吸熱能力,在兩個(gè)相同的燒瓶?jī)?nèi)分別接入電阻絲,裝入質(zhì)量相等的a、b兩種液體,并分別插入溫度計(jì)。(1)實(shí)驗(yàn)中選用的兩根電阻絲的阻值應(yīng)(選填“相同”或“不同”)。(2)實(shí)驗(yàn)中,用(選填“A”或“B”)間接反映液體吸收熱量的多少;通過(guò)比較(選填“A”或“B”)來(lái)判斷液體吸熱能力的強(qiáng)弱。A.通電時(shí)間B.溫度計(jì)示數(shù)的變化量(3)下表是某次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)液體a加熱后的溫度如圖乙所示。分析可知,(選填“a”或“b”)液體的吸熱能力較強(qiáng)。物質(zhì)的量質(zhì)量加熱前溫度℃加熱時(shí)間加熱后溫度℃液體a1502010液體b150201035(4)如果在兩燒瓶中分別裝入質(zhì)量相等的煤油,并接入兩根阻值不同的電阻絲,就可用這個(gè)裝置來(lái)探究電流產(chǎn)生的熱量與的關(guān)系?!敬鸢浮肯嗤珹Bb電阻【詳解】(1)[1]甲中兩電阻絲串聯(lián),通過(guò)的電流相同和通電時(shí)間相同,為控制吸熱相同,根據(jù)實(shí)驗(yàn)中選用的兩根電阻絲的阻值應(yīng)相同。(2)[2]根據(jù)轉(zhuǎn)換法,實(shí)驗(yàn)中,用通電時(shí)間間接反映液體吸收熱量的多少,故選A;[3]通過(guò)比較溫度計(jì)示數(shù)的變化量來(lái)判斷液體吸熱能力的強(qiáng)弱,故選B。(3)[4][5]圖乙中溫度計(jì)分度值為,示數(shù)為吸收相同的熱量,b液體溫度升高的少,則b液體的吸熱能力較強(qiáng)。(4)[4]如果在兩燒瓶中分別裝入質(zhì)量相等的煤油,并接入兩根阻值不同的電阻絲,通過(guò)的電流相同,通電時(shí)間相同,就可用這個(gè)裝置來(lái)探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系。1.小明用如圖甲所示的電路探究“影響電阻大小的因素”,圖乙是備用的幾種導(dǎo)體(A、B、C、D代表導(dǎo)體,S代表導(dǎo)體的橫截面積)。請(qǐng)你回答以下問(wèn)題:(1)為了探究導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體長(zhǎng)度的關(guān)系,M、N之間應(yīng)接入圖乙中的(選填導(dǎo)體的代表字母)。之所以這樣做,是為了控制相同;(2)若要探究導(dǎo)體的電阻與橫截面積的關(guān)系,M、N之間應(yīng)接入導(dǎo)體B、C,得到的結(jié)論是:;(3)實(shí)驗(yàn)中,如果接入M、N之間的導(dǎo)體電阻阻值比較接近而無(wú)法通過(guò)燈泡的亮暗判斷電阻大小,你的解決辦法是:;(4)完成上述實(shí)驗(yàn)后,小明進(jìn)一步進(jìn)行了如圖丙所示的實(shí)驗(yàn),他把M、N與廢日光燈管中的鎢絲連接,閉合開(kāi)關(guān)S后,用酒精燈給鎢絲加熱,可以觀(guān)察到電流表示數(shù)變小,這表明:溫度升高,鎢絲的電阻?!敬鸢浮緽、D材料和橫截面積在導(dǎo)體的長(zhǎng)度、材料相同時(shí),橫截面積越大,電阻越小將一個(gè)電流表串聯(lián)到電路中隨溫度的升高而增大【詳解】(1)[1][2]探究導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體長(zhǎng)度的關(guān)系,應(yīng)該控制導(dǎo)體的材料、橫截面積相同,長(zhǎng)度不同,故應(yīng)該選擇B、D來(lái)探究導(dǎo)體長(zhǎng)度對(duì)電阻的影響,這種探究方法是控制變量法。(2)[3]探究導(dǎo)體的電阻與橫截面積的關(guān)系,應(yīng)該控制導(dǎo)體的長(zhǎng)度、材料相同,橫截面積不同,故M、N之間應(yīng)接入導(dǎo)體B、C,C的橫截面積大,接入C時(shí)燈泡越亮,這說(shuō)明電路中的電流大,導(dǎo)體的電阻小,故結(jié)論為:在導(dǎo)體的長(zhǎng)度、材料相同時(shí),橫截面積越大,電阻越小。(3)[4]當(dāng)M、N之間接入的導(dǎo)體電阻比較接近,人眼無(wú)法分辨燈泡的亮暗,可以增加一個(gè)電流表串聯(lián)接入到電路中,通過(guò)電流表讀數(shù)大小來(lái)判斷。(4)[5]閉合開(kāi)關(guān)S后,用酒精燈給鎢絲加熱,可以觀(guān)察到電流表示數(shù)變小,這說(shuō)明電路中的總電阻變大,鎢絲電阻變大,故結(jié)論為:鎢絲的電阻隨溫度的升高而增大。2.在水果中平行插入兩片不同金屬制成的極板,就組成了一個(gè)水果電池,如圖所示。物理興趣小組的同學(xué)在課外實(shí)踐活動(dòng)中探究影響水果電池電壓大小的因素,實(shí)驗(yàn)前,他們的部分實(shí)驗(yàn)猜想如下:猜想一:水果電池電壓可能與水果的種類(lèi)有關(guān);猜想二:水果電池電壓可能與極板的材料有關(guān)。為了驗(yàn)證猜想一和猜想二,在不同水果中插入不同金屬制成的極板,并保持兩塊極板間的距離、極板插入水果的深度不變,分別測(cè)出電壓,實(shí)驗(yàn)記錄如下表所示。實(shí)驗(yàn)序號(hào)水果種類(lèi)兩極板間電壓U/V鐵—鋅鐵—銅銅—鋅1蘋(píng)果0.60.71.02菠蘿0.50.60.93梨0.40.50.84橙0.70.81.1(1)為了驗(yàn)證猜想一,保持不變,改變水果種類(lèi),多次實(shí)驗(yàn)后,得出結(jié)論:猜想一是(選填“正確”或“錯(cuò)誤”)的;(2)分析數(shù)據(jù)可知,水果電池電壓與極板材料有關(guān),表中效果最好的兩極板材料是;(3)圖中,與電壓表標(biāo)有“3”字樣的接線(xiàn)柱相連的極板是水果電池的極;(4)將兩極板插入水果更深些,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)發(fā)生了變化,由此,可以提出一個(gè)可探究的科學(xué)問(wèn)題是;(5)興趣小組的同學(xué)將兩極板都換成銅片,發(fā)現(xiàn)兩銅極板間無(wú)電壓,于是提出一個(gè)新的探究問(wèn)題:水果的電阻是多大?為此,利用一個(gè)電源(未知電壓)、已知阻值的定值電阻、導(dǎo)線(xiàn)、三個(gè)開(kāi)關(guān)及原有的電壓表進(jìn)行電路設(shè)計(jì),測(cè)出此時(shí)水果的電阻,請(qǐng)?jiān)诰€(xiàn)框內(nèi)畫(huà)出可行的電路圖。(水果的電阻用“
”這樣的符號(hào)表示)【答案】極板的材料正確銅—鋅正水果電池電壓可能與極板與水果的接觸面積有關(guān)
【詳解】(1)[1]究影響水果電池電壓大小的因素可能不只一個(gè),為了控制變量,在探究水果種類(lèi)的影響時(shí),要控制兩極板的材料相同。[2]由表中數(shù)據(jù)可知,兩極板的材料相同時(shí),不同水果兩電極間電壓大小不相等,故猜想一是正確的。(2)[3]由表中數(shù)據(jù)可知,采用銅—鋅作為電極材料時(shí),兩極板間電壓最大。(3)[4]電壓表標(biāo)有“3”字樣的接線(xiàn)柱與電池的正極相連。(4)[5]將兩極板插入水果更深些,增大了極板與水果的接觸面積,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)發(fā)生了變化,說(shuō)明水果電池電壓大小可能還與極板與水果的接觸面積有關(guān)。(5)[6]探究水果電池的電阻大小,可以將定值電阻與水果電池串聯(lián),電壓表測(cè)量定值電阻電壓,利用歐姆定律計(jì)算出通過(guò)定值電阻的電流,再利用串聯(lián)電路電流以及電壓的關(guān)系,求解出水果電池的阻值大小。電路圖如下所示3.實(shí)驗(yàn)室,同學(xué)們?cè)谔骄俊安⒙?lián)電路中電流的特點(diǎn)”。(1)連接電路時(shí),開(kāi)關(guān)應(yīng);(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)選擇規(guī)格(選填“相同”或“不相同”)的兩盞燈泡;某同學(xué)在閉合開(kāi)關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)電流表指針如圖乙所示,原因是;(3)圖丙是他們對(duì)照?qǐng)D甲連接的實(shí)物電路圖,此時(shí)電流表測(cè)的是(選填“A”、“B”或“C”)處的電流;某同學(xué)發(fā)現(xiàn)L1發(fā)光,L2不發(fā)光,則可能的原因是:。(4)第2組的同學(xué)測(cè)得A、B、C三處電流如表所示,并由此得出結(jié)論,你覺(jué)得他們的做法正確嗎?,你的依據(jù)是;位置ABC電流I/A0.220.240.46(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,第3組的同學(xué)又利用實(shí)驗(yàn)器材連接了如圖丁所示的電路,當(dāng)開(kāi)關(guān)S由斷開(kāi)到閉合時(shí),電流表A1的示數(shù)(選填“變大”、“變小”或“不變”)。【答案】斷開(kāi)不相同電流表正負(fù)接線(xiàn)柱接反了CL2斷路不正確只做了一次實(shí)驗(yàn)就得出的結(jié)論具有偶然性不變【詳解】(1)[1]連接電路時(shí),為了用電安全,開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)。(2)[2]實(shí)驗(yàn)時(shí),為了尋找普遍規(guī)律,應(yīng)選擇規(guī)格不相同的兩盞燈泡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。[3]如圖乙所示,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中電流表指針?lè)雌?,說(shuō)明電流表的正負(fù)接線(xiàn)柱接反了。(3)[4]圖丙,電流表在干路上,所以此時(shí)電流表測(cè)的是干路中的電流,即C處的電流。[5]根據(jù)題意可知,L1和L2并聯(lián),并聯(lián)電路中,用電器之間互不影響,所以,L1發(fā)光,L2不發(fā)光,電路故障只能是L2斷路。(4)[6][7]根據(jù)表格可知,實(shí)驗(yàn)次數(shù)太少,實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有偶然性,做法不正確。(5)[8]如圖丁,當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),電流表A2測(cè)量通過(guò)L1的電流,當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),電流表A2測(cè)量干路中的電流,根據(jù)并聯(lián)電路各支路互不影響和在并聯(lián)電路中干路中的電流等于各支路中的電流之和可知,電流表A2的示數(shù)變大,電流表A1示數(shù)不變。4.為了做“探究電流與電壓的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn),小明使用電壓恒為3V的電源、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)若干、定值電阻R、電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器連接了圖甲所示的電路。(1)請(qǐng)用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)將圖甲中的實(shí)物圖連接完整,連接電路時(shí),開(kāi)關(guān)應(yīng);(2)檢查電路連接無(wú)誤后閉合開(kāi)關(guān)后,無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P,電流表幾乎無(wú)示數(shù),電壓表有示數(shù)且不變,原因可能是;(3)排除上述故障,閉合開(kāi)關(guān)后,小明調(diào)節(jié)滑片使電壓表示數(shù)為0.5V,記錄電流表讀數(shù),再將滑片向著靠近端的方向移動(dòng),使電壓表示數(shù)為1.0V,繼續(xù)記錄電流表讀數(shù);(選填“A”或“B”)(4)完成實(shí)驗(yàn)并整理器材后,小明將所得數(shù)據(jù)描點(diǎn)連線(xiàn)畫(huà)出如圖乙所示的R的I-U圖像,并根據(jù)圖像得出結(jié)論:;(5)為了得到更具有普遍性的結(jié)論,小白利用小明的實(shí)驗(yàn)器材,僅將R更換為不同阻值的定值電阻R2,重新連接電路并進(jìn)行相同操作,畫(huà)出的I-U圖像卻如圖丙所示:①小明幫助小白進(jìn)行分析,確認(rèn)是電路連接錯(cuò)誤,該錯(cuò)誤為:。②小明還認(rèn)為,即使不重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn),利用小白的現(xiàn)有數(shù)據(jù),也能畫(huà)出R2的I-U圖像。請(qǐng)你在圖乙中畫(huà)出R2的I-U圖像?!敬鸢浮繑嚅_(kāi)斷路B見(jiàn)解析電壓表并聯(lián)在變阻器兩端了【詳解】(1)[1][2]電源電壓為3V,故電壓表選用小量程與并聯(lián),如下圖1所示:連接電路時(shí),為保護(hù)電路,開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)。(2)[3]檢查電路連接無(wú)誤后閉合開(kāi)關(guān)后,無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P,電流表幾乎無(wú)示數(shù),電路可能斷路,電壓表有示數(shù)且不變,電壓表與電源連通,原因可能是斷路。(3)[4]排除上述故障,閉合開(kāi)關(guān)后,小明調(diào)節(jié)滑片使電壓表示數(shù)為0.5V,記錄電流表讀數(shù),要使電壓表示數(shù)變大,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,變阻器的電壓變小,由分壓原理,變阻器連入電路的電阻變小,故將滑片向著靠近端的方向移動(dòng),使電壓表示數(shù)為1.0V,繼續(xù)記錄電流表讀數(shù)。(4)[5]R的圖像為一過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn),故得出結(jié)論:電阻一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比。(5)①[6]電阻與變阻器串聯(lián),當(dāng)電路的電流變小時(shí),根據(jù)歐姆定律可知,電阻的電壓變小,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,變阻器的電壓變大,根據(jù)圖丙可知,電壓表并聯(lián)在變阻器兩端了。②[7]由圖丙可知,當(dāng)電壓表的示數(shù)為時(shí),電路中的電流為,此時(shí)定值電阻兩端的電壓為當(dāng)電壓表的時(shí),電路中的電流為,此時(shí)定值電阻兩端的電壓為當(dāng)電壓表的時(shí),電路中的電流為,此時(shí)定值電阻兩端的電壓為當(dāng)電壓表的時(shí),電路中的電流為,此時(shí)定值電阻兩端的電壓為當(dāng)電壓表的時(shí),電路中的電流為,此時(shí)定值電阻兩端的電壓為根據(jù)定值電阻兩端的電壓與電流的數(shù)據(jù)畫(huà)出圖像,下圖所示:5.小東在探究“電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)”時(shí),猜想因素有電流、電阻和通電時(shí)間。(1)如圖甲所示,密封著空氣的透明容器中接入電阻絲,將導(dǎo)線(xiàn)A、B分別接到電源兩端,密封在容器中的電阻絲通過(guò)(選填“做功”或“熱傳遞”)的方式對(duì)容器中的空氣加熱,空氣受熱推動(dòng)U形管內(nèi)液面發(fā)生變化。通電時(shí)間越長(zhǎng),U形管左右兩側(cè)液面高度差越大,表明在電流和電阻相同的情況下,通電時(shí)間越長(zhǎng),電流通過(guò)這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越;(2)現(xiàn)有阻值為5Ω和10Ω的電阻絲若干,利用如圖乙所示裝置探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與電阻的關(guān)系時(shí),R1應(yīng)選Ω的電阻絲;利用如圖丙所示裝置探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與電流的關(guān)系時(shí),R2應(yīng)選Ω的電阻絲。【答案】熱傳遞膨脹多105【詳解】(1)[1][2][3]將導(dǎo)線(xiàn)A、B分別接到電源兩端,電熱絲有電流通過(guò),電熱絲產(chǎn)生熱量,容器內(nèi)空氣吸收熱量,內(nèi)能增大,溫度升高,通過(guò)熱傳遞的方式改變空氣的內(nèi)能;空氣受熱后膨脹推動(dòng)U形管內(nèi)液面發(fā)生變化;電阻和電流不變,通電時(shí)間越長(zhǎng),U形管左右兩側(cè)液面高度差越大,電阻產(chǎn)生的熱量越多。(2)[4]探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與電阻的關(guān)系時(shí),保持電流和通電時(shí)間相同,電阻不同,R1應(yīng)選10Ω的電阻絲。[5]探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與電流的關(guān)系時(shí),保持電阻和通電時(shí)間相同,電流不同,R2應(yīng)選5Ω的電阻絲。6.在“探究液體壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中:
(1)如圖是小明同學(xué)設(shè)計(jì)的用壓強(qiáng)計(jì)探究影響液體壓強(qiáng)因素的兩次實(shí)驗(yàn)情景,比較甲、乙兩圖得到的結(jié)論是;
(2)在乙圖中,小明保持壓強(qiáng)計(jì)的橡皮膜到燒杯底部的高度不變,將橡皮膜朝向不同方向,發(fā)現(xiàn)U型管兩側(cè)液面的高度差(填“變大”、“變小”或“不變”);之后,向水中加入適量的食鹽并充分?jǐn)嚢瑁ㄔO(shè)液面高度不變),發(fā)現(xiàn)U型管兩邊液面的高度差與原來(lái)相比增加了,小明設(shè)計(jì)此步驟想探究的問(wèn)題是;
(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)把金屬盒放入液體中,通過(guò)觀(guān)察U型管兩側(cè)液面的高度差來(lái)判斷液體壓強(qiáng)的大小。在以下幾個(gè)實(shí)驗(yàn)中,所用研究方法與此方法相同的有(填序號(hào))
A.探究滑動(dòng)摩擦力大小與壓力大小、接觸面粗糙程度關(guān)系B.將玻璃罩內(nèi)的空氣慢慢抽出,聽(tīng)到罩內(nèi)鬧鐘的鈴聲逐漸減弱,由此推理得出真空不能傳聲C.探究電流產(chǎn)生的熱量與電流強(qiáng)度大小、電阻大小的關(guān)系D.探究動(dòng)能大小相關(guān)因素實(shí)驗(yàn)中,由木塊移動(dòng)距離反映小車(chē)動(dòng)能的大小【答案】在液體密度相同時(shí),液體的壓強(qiáng)隨著深度的增加而增大不變液體壓強(qiáng)大小與液體密度大小的關(guān)系D【詳解】(1)[1]如圖所示,甲乙兩次實(shí)驗(yàn)燒杯中的液體都是水,則兩次實(shí)驗(yàn)中液體密度相同;甲實(shí)驗(yàn)中壓強(qiáng)計(jì)的橡皮膜在液體中深度較小,乙實(shí)驗(yàn)中壓強(qiáng)計(jì)的橡皮膜在液體中深度較大;我們可以觀(guān)察到乙實(shí)驗(yàn)中U型管兩側(cè)液面高度差比甲實(shí)驗(yàn)中U型管兩側(cè)液面高度差大,說(shuō)明在液體密度相同時(shí),液體的壓強(qiáng)隨著深度的增加而增大。(2)[2]保持壓強(qiáng)計(jì)橡皮膜在液體中的深度不變,將橡皮膜朝向不同方向,通過(guò)觀(guān)察實(shí)驗(yàn)可知,發(fā)現(xiàn)U型管兩側(cè)液面的高度差不變,說(shuō)明在同一深度,液體向各個(gè)方向的壓強(qiáng)相等。[3]向水中加入適量的食鹽并充分?jǐn)嚢瑁瑒t液體的密度增大;設(shè)液面高度不變也就是保持壓強(qiáng)計(jì)橡皮膜在液體中的深度不變,觀(guān)察實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)U型管兩側(cè)液面的高度差與原來(lái)相比增加了,說(shuō)明在不同密度的液體中的相同深度處,液體密度越大的壓強(qiáng)越大;所以小明設(shè)計(jì)此步驟想探究的問(wèn)題是:液體壓強(qiáng)大小與液體密度大小的關(guān)系。(3)[4]本實(shí)驗(yàn)是通過(guò)觀(guān)察U型管兩側(cè)液面的高度差來(lái)判斷探頭處液體壓強(qiáng)的大小,這里用到了轉(zhuǎn)換法。A.探究滑動(dòng)摩擦力大小與壓力大小、接觸面粗糙程度關(guān)系時(shí),運(yùn)用了控制變量法,故A不符合題意;B.將玻璃罩內(nèi)的空氣慢慢抽出,聽(tīng)到罩內(nèi)鬧鐘的鈴聲逐漸減弱,由此推理得出真空不能傳聲,運(yùn)用了科學(xué)推理法,故B不符合題意;C.探究電流產(chǎn)生的熱量與電流強(qiáng)度大小、電阻大小的關(guān)系,運(yùn)用了控制變量法,故C不符合題意;D.探究動(dòng)能大小相關(guān)因素實(shí)驗(yàn)中,由木塊移動(dòng)距離反映小車(chē)動(dòng)能的大小,這是運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法,故D符合題意。故選D。7.在探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素時(shí),小明作出了如下猜想:導(dǎo)體的電阻可能與①導(dǎo)體的長(zhǎng)度有關(guān);②導(dǎo)體的橫截面積有關(guān);③導(dǎo)體的材料有關(guān)。實(shí)驗(yàn)室提供了4根電阻絲,其規(guī)格、材料如表所示,小明設(shè)計(jì)的探究電路如圖所示,M、N兩線(xiàn)夾接電阻絲。編號(hào)材料長(zhǎng)度橫截面積A鎳鉻合金B(yǎng)鎳鉻合金C課鎳鉻金D錳鋼合金(1)小明在檢查電路時(shí)發(fā)現(xiàn)電路中缺少一個(gè)重要元件:這個(gè)元件是;(2)小明連接好電路后進(jìn)行實(shí)驗(yàn),該實(shí)驗(yàn)中是通過(guò)觀(guān)察小燈泡的亮度或電流表的示數(shù)來(lái)判斷M、N兩點(diǎn)間接入導(dǎo)體的電阻大小,這過(guò)程中應(yīng)用的物理研究方法叫法;(3)若選用表中A、B兩種導(dǎo)體,是為了驗(yàn)證導(dǎo)體電阻與的關(guān)系,可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是:在材料和橫截面積相同時(shí),,導(dǎo)體的電阻越大;如果選用編號(hào)為A、D的電阻絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn),是為了驗(yàn)證猜想。(4)電路中的小燈泡除了能通過(guò)其亮度判斷導(dǎo)體電阻的大小之外,還起到的作用。(5)近幾年,我國(guó)城鄉(xiāng)許多地區(qū)進(jìn)行了輸電線(xiàn)路的改造,將原來(lái)細(xì)的鋁質(zhì)輸電線(xiàn)換成較粗的鋁質(zhì)輸電線(xiàn),這樣就了輸電線(xiàn)的電阻,從而可以輸電線(xiàn)上的電能損失(均選填“增大”或“減小”)。
【答案】開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換長(zhǎng)度長(zhǎng)度越長(zhǎng)(大)③保護(hù)電路減小減小【詳解】(1)[1]由圖可知,電路中缺少電路的基本組成元件是開(kāi)關(guān);(2)[2]因?yàn)橥ㄟ^(guò)燈泡的電流越大,燈泡越亮,因此M、N兩點(diǎn)間的電阻越大,電路中的電流越小,燈泡越暗;反之,燈泡越亮;故可以通過(guò)小燈泡的亮度或電流表示數(shù)大小反映M、N兩點(diǎn)間電阻的大小,這種研究問(wèn)題的方法叫轉(zhuǎn)換法;(3)[3][4]當(dāng)選編號(hào)為A、B的兩根電阻絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),此時(shí)兩導(dǎo)體的材料與橫截面積相同而長(zhǎng)度不同,因此可以要驗(yàn)證猜想①導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長(zhǎng)度的關(guān)系,且可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是:在材料和橫截面積相同時(shí),長(zhǎng)度越長(zhǎng)大,導(dǎo)體的電阻越大;[5]如果選用編號(hào)為A、D兩根電阻絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn),即此時(shí)的長(zhǎng)度和橫截面積相同,但材料不同,故是為了驗(yàn)證猜想③;(4)[6]因?yàn)镸、N間的電阻決定電路中的電流,因此,當(dāng)M、N間電阻過(guò)小時(shí),電流會(huì)過(guò)大,電路可能會(huì)被燒壞;而通過(guò)串聯(lián)一個(gè)小燈泡可以避免這種情況的發(fā)生,因此串聯(lián)的小燈泡還可以起到保護(hù)電路的作用;(5)[7][8]進(jìn)行輸電線(xiàn)路的改造時(shí),將原來(lái)細(xì)的鋁質(zhì)輸電線(xiàn)換成較粗的鋁質(zhì)輸電線(xiàn),即在導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度一定時(shí),增大橫截面積,可以減小輸電線(xiàn)路的電阻,導(dǎo)線(xiàn)上消耗損失的電能也就減小了,從而起到節(jié)能的效果。8.小明在探究“通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系”時(shí),電路如圖甲所示,電源電壓保持不變,R為定值電阻。(1)請(qǐng)用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn),將圖乙中的電路按甲圖連接完整(要求導(dǎo)線(xiàn)不交叉);(2)閉合開(kāi)關(guān)前滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)位于(A/B)端;(3)電路連接正確后,閉合開(kāi)關(guān),發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)但電流表無(wú)示數(shù),此時(shí)出現(xiàn)的故障可能是(選填字母:A.電阻R短路/B.電阻R斷路);(4)排除故障后,小明又取了幾個(gè)定值電阻,想利用這些器材繼續(xù)探究“電壓不變時(shí),電流與電阻的關(guān)系”。實(shí)驗(yàn)中所用電阻的阻值分別為5Ω、10Ω、20Ω,電源電壓為6V,分別接入三個(gè)在定值電阻,圖丙是接入5Ω定值電阻并調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器后得到的電流大小為A。將5Ω的定值電阻換成10Ω的定值電阻時(shí),閉合開(kāi)關(guān)后,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向(左/右)端移動(dòng),直到定值電阻兩端的電壓為V;(5)小明為了完成整個(gè)實(shí)驗(yàn),應(yīng)選取最大阻值不小于Ω的滑動(dòng)變阻器?!敬鸢浮緼B0.4左240【詳解】(1)[1]變阻器一上一下串聯(lián)接入電路中,如圖所示:(2)[2]為保護(hù)電路,閉合開(kāi)關(guān)前滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)位于最大阻值處,即滑片應(yīng)位于A端。(3)[3]閉合開(kāi)關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表無(wú)示數(shù),說(shuō)明電路是斷路,電壓表有示數(shù)說(shuō)明與電壓表并聯(lián)的部分?jǐn)嗦妨?,因此,出現(xiàn)的故障可能是電阻R斷路,故選B。(4)[4]由圖丙可知,電流表選用0~0.6A的量程,分度值為0.02A,讀數(shù)為0.4A;則定值電阻兩端的電壓U定=IR=0.4A×5Ω=2V[5][6]實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)把5Ω的電阻換成10Ω的電阻后,根據(jù)分壓原理,電阻兩端的電壓變大,研究電流與電阻關(guān)系時(shí),要控制電壓不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,要增大滑動(dòng)變阻器兩端的電壓,由分壓原理,要增大滑動(dòng)變阻器電阻阻值,故應(yīng)把變阻器滑片向左移動(dòng)直到定值電阻兩端的電壓為是2V。(5)[7]由題意可知,只更換滑動(dòng)變阻器,電源電壓為6V,定值電阻兩端電壓為2V,滑動(dòng)變阻器兩端電壓為4V,根據(jù)串聯(lián)分壓原理得R定∶R變=U定∶U變=2V∶4V=1∶2已知R定=20Ω,則解得R變=40Ω,如果只更換滑動(dòng)變阻器,則更換的滑動(dòng)變阻器最大阻值至少為40Ω。9.按要求完成下列填空。(1)如圖-1所示,用刻度尺測(cè)量物體的長(zhǎng)度為cm;(2)如圖-2所示,A、B是兩個(gè)質(zhì)量相同的物體,圖中實(shí)驗(yàn)操作是為了探究重力勢(shì)能的大小與的關(guān)系;(3)如圖-3所示,提起水平接觸水面的玻璃板,需要的力大于玻璃板的重力,這說(shuō)明分子間存在;(4)如圖-4所示,在探究影響電熱大小因素的實(shí)驗(yàn)中,將兩個(gè)阻值不同的電熱絲串聯(lián)在電路中的目的是控制?!敬鸢浮?.25高度引力電流和通電時(shí)間相同?!驹斀狻浚?)[1]刻度尺的分度值為,左側(cè)對(duì)應(yīng)的刻度值為,右側(cè)對(duì)應(yīng)的刻度值為,則物體的長(zhǎng)度是(2)[2]如圖-2所示,A、B是兩個(gè)質(zhì)量相同的物體,則高度不同,圖中實(shí)驗(yàn)操作是為了探究重力勢(shì)能的大小與高度的關(guān)系。(3)[3]如圖-3所示,提起水平接觸水面的玻璃板,需要的力大于玻璃板的重力,這說(shuō)明分子間存在引力。(4)[4]串聯(lián)電路各處的電流相等,如圖-4所示,在探究影響電熱大小因素的實(shí)驗(yàn)中,將兩個(gè)阻值不同的電熱絲串聯(lián)在電路中的目的是控制電流相同,由于同一個(gè)電路,一個(gè)開(kāi)關(guān),控制了通電時(shí)間相同。10.小明組裝了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置“探究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)”,其中甲、乙、丙為三個(gè)完全相同的密閉容器,a、c電阻絲的阻值均為,b、d電阻絲的阻值均為。(1)通電后,若發(fā)現(xiàn)只有甲容器對(duì)應(yīng)的U形管中液面高度不變化,則可能是因?yàn)閍電阻絲出現(xiàn);(2)排除故障后,若選擇圖中甲、乙兩個(gè)容器進(jìn)行對(duì)比,則探究的是電流產(chǎn)生的熱量與的關(guān)系;若選擇圖中甲、丙兩個(gè)容器進(jìn)行對(duì)比,則探究的是電流產(chǎn)生的熱量與的關(guān)系;(3)a、c兩根電阻絲在相等的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為:,若減小電阻絲d的阻值,則這個(gè)比值將(填“變小”“變大”或“不變”)?!敬鸢浮慷搪冯娮桦娏?∶4變大【詳解】(1)[1]圖中三個(gè)電阻絲串聯(lián),通電后,若發(fā)現(xiàn)只有甲容器對(duì)應(yīng)的U形管中液面高度不變化,可知電路為通路,a電阻絲產(chǎn)生的熱量為0,則可能是因?yàn)閍電阻絲出現(xiàn)短路。(2)[2]甲、乙兩個(gè)容器進(jìn)行對(duì)比,兩電阻串聯(lián),通過(guò)的電流和通電時(shí)間相同,而電阻不同,故該裝置用來(lái)探究電流熱效應(yīng)與電阻大小的關(guān)系。[3]若選擇圖中甲、丙兩個(gè)容器進(jìn)行對(duì)比,丙中兩電阻并聯(lián)后與甲中電阻串聯(lián),甲丙容器內(nèi)兩電阻大小相等,根據(jù)并聯(lián)和串聯(lián)電路電流的規(guī)律,通過(guò)甲容器中電阻的電流大于通過(guò)丙容器中電阻的電流,而通電時(shí)間相同,則探究的是電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系。(3)[4]設(shè)通過(guò)c電阻絲的電流為I,根據(jù)并聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知,丙中兩電阻的電壓相等,由歐姆定律可知,在電壓不變時(shí),電流與電阻成反比,故通過(guò)d電阻絲的電流為,由并聯(lián)電路電流的規(guī)律,通過(guò)a電阻絲的電流為根據(jù)可知,在電阻和時(shí)間相等的條件下,產(chǎn)生熱量與電流的平方成正比,相等的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為(4)[5]若減小電阻絲d的阻值,根據(jù)并聯(lián)電阻的規(guī)律,丙中兩電阻并聯(lián)的值變小,根據(jù)串聯(lián)電阻的規(guī)律,整個(gè)電路的電阻變小,由歐姆定律,干路的電流變大,通過(guò)a電阻絲的電流變大;由分壓原理,丙中兩并聯(lián)電阻的電壓變小,由歐姆定律,通過(guò)c電阻絲的電流變小,根據(jù)在電阻和時(shí)間相等的條件下,產(chǎn)生熱量與電流的平方成正比,則這個(gè)比值將變大。11.小明用5Ω、10Ω、20Ω的三個(gè)定值電阻探究電流與電阻的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)所用電源電壓為6V。(1)請(qǐng)用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)將圖甲所示電路連接完整(要求:滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)電流表的示數(shù)變大);(2)先將5Ω的定值電阻接入電路,閉合開(kāi)關(guān)后,電流表有示數(shù),電壓表無(wú)示數(shù),可能是定值電阻;(3)排除故障后進(jìn)行實(shí)驗(yàn),閉合開(kāi)關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,當(dāng)電流表示數(shù)如圖乙所示時(shí)記錄數(shù)據(jù),則本實(shí)驗(yàn)中控制的定值電阻兩端的電壓為V;(4)斷開(kāi)開(kāi)關(guān),保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不變,將5Ω的定值電阻換成10Ω的定值電阻,閉合開(kāi)關(guān),應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向(填“左”或“右”)端移動(dòng);(5)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪出電流與電阻倒數(shù)的關(guān)系圖像如圖丙所示。由圖像可知,電壓一定時(shí),電流與電阻成比;(6)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,本實(shí)驗(yàn)所用滑動(dòng)變阻器的最大阻值應(yīng)不小于Ω?!敬鸢浮慷搪?左反40【詳解】(1)[1]滑動(dòng)變阻器上下接線(xiàn)柱各選一個(gè)接入電路中,題目要求當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)電流表的示數(shù)變大,即當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)接入電路的電阻變小,接入電路的電阻絲長(zhǎng)度變小,所以滑動(dòng)變阻器右下接線(xiàn)柱接入電路,如下圖所示:(2)[2]閉合開(kāi)關(guān),小剛發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù),說(shuō)明電路為通路,電壓表無(wú)示數(shù),可能是定值電阻發(fā)生了短路。(3)[3]如圖乙所示,電流表量程為0~0.6A,分度值為0.02A,示數(shù)為0.4A,所以此時(shí)定值電阻兩端的電壓為則本實(shí)驗(yàn)中控制的定值電阻兩端的電壓為2V。(4)[4]探究“電流與電阻關(guān)系”時(shí)要控制定值電阻兩端的電壓不變,每次更換電阻后都要移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,實(shí)驗(yàn)中控制定值電阻兩端的電壓為2V,根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知,將定值電阻由5Ω改換成10Ω的電阻,定值電阻增大,其分得的電壓增大,要控制定值電阻兩端的電壓不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器分得的電壓,由分壓原理知,應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻,所以滑片應(yīng)向左端移動(dòng),使電壓表的示數(shù)仍為2V。(5)[5]如圖丙所示,根據(jù)圖像可計(jì)算出電流與電阻的乘積為故可以根據(jù)圖像得出結(jié)論:電阻兩端電壓一定時(shí),導(dǎo)體中的電流跟電阻成反比。(6)[6]因?yàn)槎ㄖ惦娮鑳啥说碾妷簽?V,則滑動(dòng)變阻器兩端分得的電壓為則滑動(dòng)變阻器分得的電壓為電壓表示數(shù)的2倍,根據(jù)分壓原理可知,當(dāng)接入最大阻值20Ω電阻時(shí),變阻器連入電路中的電阻為故為了完成整個(gè)實(shí)驗(yàn),所用的滑動(dòng)變阻器的最大阻值應(yīng)不小于40Ω。12.某小組學(xué)習(xí)了電阻的知識(shí)后開(kāi)展對(duì)“液體電阻大小與哪些因素有關(guān)”的探究,他們提出了以下猜想:可能與液體的濃度有關(guān);于是根據(jù)如下器材:兩端接有金屬接線(xiàn)柱的塑料管、電源、開(kāi)關(guān)、小燈泡、導(dǎo)線(xiàn),組裝成如圖所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(1)將適量鹽水從注水口倒入塑料管中并閉合開(kāi)關(guān),觀(guān)察到小燈泡發(fā)光,說(shuō)明鹽水是(選填“導(dǎo)體”或“絕緣體”),其電阻大小可以根據(jù)進(jìn)行判斷;(2)請(qǐng)你設(shè)
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