專題二

實驗專題類型6

電磁學探究型實驗考點精練一、探究影響電阻大小的因素【例1】在“探究影響導體電阻大小的因素”實驗中，實驗室提供了4根電阻絲，它們的規格如下表所示，小兵、小紅兩位同學的猜想如下：①導體的電阻與導體的長度有關；②導體的電阻與導體的橫截面積有關；③導體的電阻與導體的材料有關。為了驗證上述猜想，他們設計了如圖2-2-64所示的實驗電路。編號材料長度/m橫截面積/mm2A鎳鉻合金0.50.5B鎳鉻合金1.00.5C鎳鉻合金0.51.0D錳銅合金0.50.5【基礎設問】（1）在M、N之間分別接上不同的電阻絲，然后通過觀察________________來比較導體電阻的大小。（2）為了驗證上述猜想③，應該選用編號為__________的兩根電阻絲進行實驗。（3）如果選用編號為A、C的兩根電阻絲進行實驗，是為了驗證猜想__________（填序號）。電流表的示數A、D②（4）為了驗證猜想①，小紅分別將A和B兩根電阻絲接入電路中M、N之間，發現電阻絲A接入時電流表的示數較大，說明其電阻較__________；由此，得到的結論是材料與橫截面積都相同的電阻，長度越__________，電阻越大。小長【拓展設問】（5）為了探究溫度對電阻的影響，小紅進行了如下實驗（如圖2-2-65）。①實驗器材：酒精燈、電流表、細鐵絲、電源、開關等;②實驗步驟：閉合開關后，用酒精燈給細鐵絲加熱，在細鐵絲溫度逐漸升高并發紅的過程中，觀察電流表的示數變化;③實驗現象：隨著細鐵絲的溫度升高，電流表的示數減小;④實驗結論：導體的電阻大小與它的溫度高低有關，金屬導體的電阻通常隨溫度的升高而__________。增大【素養設問】（6）小兵在科普雜志中看到：礦泉水中含有多種礦物質，導電能力強，電阻?。患儍羲怯米詠硭^濾得到的，礦物質含量少，導電能力差，電阻大。這時他想到教室飲水機中的水是礦泉水還是純凈水呢？他設計了如圖2-2-66所示電路，選取兩根長度、橫截面積都相同的玻璃管P、Q，在P、Q管內分別裝滿優質的礦泉水和“教室水”，并將P、Q管連入電路。實驗中，將單刀雙擲開關S從1撥到2時，若觀察到電壓表數__________（填“變大”或“變小”），則Q內是純凈水，否則Q內是礦泉水。變小二、探究串聯電路和并聯電路中電流、電壓的特點【例2】小海和小梅一起做“探究并聯電路中電流的特點”實驗。圖2-2-67甲是他們設計的電路圖。位置ABC電流I/A0.300.240.54【基礎設問】（1）實驗中，為了防止損壞電流表，在不能事先估計電流大小的情況下，應先進行__________，以正確選擇電流表的量程。（2）小海在連接電路時，發現剛接好最后一根導線，電流表的指針就發生了偏轉，且指針向零刻度線的左側偏轉，連接電路時存在的錯誤有①_______________________________________;②______________________________________。試觸開關未斷開電流表的正負接線柱接反了（3）圖2-2-67乙是他們測量電流時連接的實驗電路，此時電流表測量的是__________（填“A”“B”或“C”）處的電流。（4）在實驗過程中，L2突然熄滅，L1亮度不變，電路可能出現的故障是__________。（5）他們測出A、B、C三處的電流如表格所示，由此得出初步結論：_____________（只寫表達式）。小梅指出：為了得出普遍的規律，應當進行多次實驗。操作方法是_________________________________________________________________________________。CL2斷路IC=IA+IB換用不同規格的燈泡進行多次實驗【拓展設問】（6）如圖2-2-68所示，小梅在“探究串聯電路中電壓的特點”的實驗中:①如圖甲所示，實驗中應選擇規格__________（填“相同”或“不同”)的小燈泡。不同②某次測量時，電壓表的示數如圖乙所示,則此時燈泡L1兩端的電壓為__________V。③閉合開關后,小梅發現燈泡L1、L2均不發光，電壓表有示數且大小接近3V，則電路中出現的故障可能是燈泡L1發生了__________（填“短路”或“斷路”)。④排除故障后,小梅在測量了燈泡Ll兩端的電壓后,斷開開關，然后將AE導線的A端松開，接到D端接線柱上，閉合開關，測量燈泡L2兩端的電壓。小梅的做法是__________（填“正確”或“錯誤”）。⑤小梅進行多次實驗的主要目的是為了___________________。1.9斷路錯誤尋找普遍規律三、探究電流與電壓、電阻的關系【例3】在“探究通過導體的電流與電阻的關系”實驗中，有兩個可供選用的滑動變阻器分別為A（1A20Ω），B（1A50Ω）?！净A設問】（1）用筆畫線代替導線，將圖2-2-69甲的電路連接完整，要求開關閉合后，滑動變阻器的滑片P向右移動時，電流表的示數變大。如答圖2-2-2所示。（2）閉合開關后，發現電壓表和電流表均沒有示數。此時實驗電路出現的故障可能是__________（雙選）。A.電流表處斷路 B.定值電阻處斷路C.電壓表處斷路 D.滑動變阻器處斷路（3）如果將5Ω的電阻換成10Ω的電阻，閉合開關后，電壓表的示數將變__________，接下來應該將滑片P向__________（填“A”或“B”）端移動。AD大A（4）多次更換電阻進行實驗，正確操作后，記下電流表的示數，得到電流I隨電阻R變化的圖像如圖2-2-69乙所示，由圖像可知，實驗過程中電壓表的示數為__________V。由圖像可得出的結論是____________________________________________________________。1.5電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比【拓展設問】（5）實驗中的電源電壓為6V，所選用的定值電阻的阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω，為了順利完成實驗，應該選取的滑動變阻器為__________（填“A”或“B”）。B（6）在第（3）問的基礎上繼續實驗，將20Ω的定值電阻接入電路中后，閉合開關，小靜同學無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，都不能使電壓表的示數達到原來的數值，為了能完成這次實驗，小靜同學應采取的措施是__________（雙選）。A.調高電源電壓B.更換一個最大阻值為60Ω的滑動變阻器C.再串聯一個10Ω的電阻D.將電壓表改接到滑動變阻器兩端BC【例4】在“探究電流與電壓的關系”的實驗中，準備的電學器材如下：電源（4.5V）、電流表、電壓表、滑動變阻器R標有“30Ω1A”、定值電阻（5Ω、10Ω、20Ω、30Ω）、開關、導線若干?！净A設問】（1）按如圖2-2-70甲所示電路圖連接實物電路，開始實驗后，應將滑動變阻器的滑片P向__________（填“左”或“右”）移動，使電阻R0兩端的電壓由1.5V逐漸增大到2V、2.5V，讀出所對應的電流值。實驗數據如表格所示，其中第二次電流表的示數如圖2-2-70乙所示，為__________A。左實驗次序123U/V1.52.02.5I/A0.15—0.250.2（2）分析數據，得出結論：電阻一定時，通過導體中的電流與導體兩端的電壓成__________。（3）分析表中的數據可知，該同學所用的定值電阻的阻值為__________Ω。正比10實驗次序123U/V1.52.02.5I/A0.15—0.25【拓展設問】（4）若在實驗的過程中，閉合開關后，發現電流表的示數幾乎為0，電壓表的示數接近電源電壓，則故障可能是__________________________________。（5）小輝分別用兩個阻值未知的電阻R1和R2進行實驗，得到兩個電阻的I-U圖像如圖2-2-71所示。由圖可知，R1__________（填“>”“<”或“=”）R2。定值電阻發生了斷路<（6）若將定值電阻換成小燈泡，不能達到本實驗的探究目的，原因是___________________________________________________________________________________________________________________。實驗中應控制電阻的阻值不變，而燈泡的電阻會隨溫度的變化而變化四、探究焦耳定律【例5】某學習小組在老師的指導下，探究電流通過導體時產生熱量的多少跟什么因素有關。他們用的實驗裝置如圖2-2-72所示，兩個透明容器中密封著等量空氣，U形管兩側液面最初相平，兩個密閉容器中都有一段電阻絲?！净A設問】（1）圖甲中，將兩段阻值不同的電阻絲串聯連接，這是為了控制通電時間和_______________相等，探究的是電流產生的熱量與__________大小的關系。（2）將圖甲中的開關閉合，通電一段時間后，__________（填“左”或“右”）側U形管中液面高度的變化較大。(3)本實驗是研究電流的__________效應，從能量轉化的角度分析，是__________能轉化為__________能。當密閉容器中的空氣溫度升高時，空氣的內能將會__________(填“變大”“變小”或“不變”)。電流大小電阻右熱電內變大（4）將圖甲中的器材進行更換：讓兩個密閉容器中電阻絲的電阻一樣大，在其中一個容器的外部將一個阻值相同的電阻絲和這個容器內的電阻絲并聯（如圖乙），此時通過兩容器中電阻絲的電流__________（填“相等”或“不相等”），在通電時間相同的情況下，__________（填“左”或“右”）側U形管中液面高度的變化較大，由此得到的結論是____________________________________________________________________________________。不相等左在電阻和通電時間相同時，電流越大，電流通過導體產生的熱量越多【創新設問】（5）某興趣小組在研究電阻絲產生的熱量與電阻、電流及通電時間的定量關系時，制作了如圖2-2-73甲所示的實驗裝置：有機玻璃盒內裝有電阻絲、水和電子溫度計，盒外采用優質保溫材料包裹。①采用優質保溫材料的目的是減少實驗過程中__________的散失；②保持水的質量和電流大小不變，換用不同阻值的電阻絲R，記錄水溫變化量ΔT和通電時間t的數據，整理部分數據并繪制圖像，如圖2-2-73乙所示；③根據上述實驗數據，可以得出結論：_____________________________________________________________________________________。熱量當電流和通電時間一定時，電流通過導體產生的熱量跟導體的電阻成正比五、探究通電螺線管外部磁場的方向【例6】小沈和同學們一起探究通電螺線管外部磁場的特點。【基礎設問】（1）如圖2-2-74甲所示，在閉合開關前,小磁針靜止時，N極指向地理的__________（填“南極”或“北極”)，說明地球周圍存在磁場。接通電路后,將小磁針放在螺線管周圍的不同位置，記錄通電螺線管周圍各點的磁場方向，實驗現象如圖2-2-74乙所示。（小磁針黑色的一端為小磁針的N極)北極（2）把電池的正負極對調，再重復上述步驟，實驗現象如圖2-2-74丙所示。（3）由以上現象可知:①通電螺線管外部的磁場分布與__________磁體的磁場分布相似；②通電螺線管外部的磁場方向與__________方向有關。（4）下列研究問題的方法與本實驗所用的方法相同的是__________（填字母）。A.用光線來描述光的傳播路徑 B.用水壓類比電壓C.用燈泡亮暗反映電流做功多少條形電流C【拓展設問】（5）小沈之所以用小磁針代替鐵屑探究通電螺線管外部磁場特點,原因是____________________________________。(寫出一條即可)（6）實驗后,進行交流評價。有同學提出他在螺線管外部A、B兩處放置小磁針,如圖2-2-74丁所示,閉合開關,發現A處的小磁針發生偏轉，而B處的小磁針不偏轉。關于出現該現象的原因，有同學指出是因為中間的磁場太弱。除此之外，使B處的小磁針不偏轉的原因是____________________________________________。小磁針可以顯示磁場的方向B處的磁場方向與地磁場的方向相同【創新設問】（7）另一位同學提出：在學完通電直導線周圍的磁場后,她把通電臺燈（60W）的導線與小磁針平行放置,結果發現小磁針也未發生偏轉。同學們對此有兩種不同的觀點:A.臺燈線內有兩根導線，且電流的方向相反，產生的磁性相互抵消B.臺燈線內的電流太小，產生的磁場太弱,不足以讓小磁針偏轉帶著疑問,老師讓同學們用兩節新干電池（3V)和一段電阻絲（15Ω）重新做這個實驗，結果發現小磁針發生了偏轉，由此說明：__________(填“A”或“B”)觀點是錯誤的。B六、探究導體在磁場中運動時產生感應電流的條件【例7】如圖2-2-75所示，在蹄形磁體產生的磁場中放置一根導線，導線的兩端跟靈敏電流計連接，小麗用這個裝置做“探究什么情況下磁可以生電”的實驗?！净A設問】（1）實驗時，小麗通過觀察________________________________________來判斷電路中是否產生感應電流。靈敏電流計的指針是否偏轉（2）讓導線在磁場中上下運動，或者保持導線靜止，讓磁鐵上下運動，靈敏電流計的指針均__________（填“會”或“不會”）發生偏轉。（3）讓導線在磁場中左右運動，或者保持導線靜止，讓磁鐵左右運動，靈敏電流計的指針均__________（填“會”或“不會”）發生偏轉。不會會(4)由以上實驗現象可以得出結論：閉合電路的一部分導體在磁場中做_________________