中考物理专题训练及解析电与磁实验.docx
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中考物理专题训练及解析电与磁实验
2022年中考物理专题训练及解析:
电与磁实验
1.如图所示是探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气,电阻丝b的阻值为10Ω,其余电阻丝的阻值均为5Ω。
(1)实验中通过比较U形管中______的变化来判断电流通过导体产生的热量的多少。
(2)甲装置可探究电流产生的热量与______的关系。
(3)乙装置通电一段时间后,______(选填“c”或“d”)电阻丝产生的热量多。
(4)若把乙装置右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内,接通电源一段时间后,产生的热量情况是______(选填“左瓶多”、“右瓶多”或“两瓶一样多”)。
2.某同学在“测定小灯泡电功率”的实验中,所用小灯标有“2.5V”字样,可供使用的电源有1.5V、3V和4.5V三种规格。
实验电路如图所示。
(1)实验时,应选用电压为______的电源;闭合电键前,滑动变阻器的滑片P应移到
最____端(选填“左”或“右”);
(2)实验过程中,移动滑动变阻器滑片P的目的是:
______;
(3)实验过程中,判断小灯泡正常发光的方法是:
______。
3.在“测量小灯泡的电功率”实验中,已知小灯泡的额定电压为2.5V,正常工作时的电阻约为12Ω。
现有器材:
电源(电压为6V,保持不变),电流表,电压表,开关、导线若干,另有两种规格的滑动变阻器可供选择:
R1(50Ω,2A)、R2(10Ω,1A)。
请完成下列问题
(1)本次实验中应选择的滑动变阻器是______(选填“R1”或“R2”);
(2)某同学连接成了如图甲所示的电路,该电路中存在一处连接错误,只要改接一根导线就可以使电路连接正确,请你把接错的那一根导线找出来打上“×”,再用笔画线代替导线画出正确的连接______;
(3)电路正确连接后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P到某一位置,电压表示数如图乙所示为______V;要测量小灯泡的额定功率,此时应将滑片P向______(选填“A”或“B”)端移动;
(4)实验小组多次改变滑动变阻器滑片的位置,并根据实验数据画出了小灯泡的I﹣U关系图像如图丙所示。
由图像可知:
小灯泡的额定功率P额=______W;小灯泡的实际功率随实际电压的降低而______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
4.小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压保持不变)、待测电阻Rx、电流表、电压表(只有0~3V完好)、滑动变阻器A标有“10欧2安”字样、滑动变阻器B标有“20欧2安”字样、开关以及导线若干。
他选择一个滑动变阻器正确连接电路,实验步骤正确,刚闭合开关时,电流表示数为0.44安,电压表示数如图(a)所示。
于是他经过思考后换用另一个滑动变阻器,重新正确连接电路,实验步骤正确,闭合开关,发现两电表示数如图(b)(c)所示。
①第一次实验小华同学选用的滑动变阻器为______(选填“A”或“B”);根据第二次实验数据,计算待测电阻阻值为______欧(计算电阻时,精确到0.1欧);
②实验中电源电压为______伏;
③计算第一次实验待测电阻的阻值______(本小题需写出计算过程,计算电阻时,精确到0.1欧)。
5.在“探究电阻的大小与哪些因素有关”实验装置如图所示,其中a、b、c是镍铬合金制成的三根导线,a、b长度相同但横截面积不同,a、c横截面积相同而长度不同;导线d由锰铜合金制成,长度、横截面积与导线c相同。
导线代号
a
b
c
d
电流表示数I/A
1.1
1.3
2.2
2.7
(1)实验中,通过观察___________来比较导线电阻的大小,这种物理研究方法叫做___________(选填“控制变量”或“转换”)法;
(2)将导线a接在M、N之间,闭合开关,观察电流表示数,然后依次将导线b、c、d替换导线a接入电路,重复实验,实验记录的数据如表。
分析实验数据可知,导线电阻的大小与导线的长度和横截面积都有关,用相同材料制成的导线长度越___________,横截面积越___________,电阻越大。
6.一只小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时的电流约为0.3A.小雨同学想测量这个小灯泡的额定功率,实验室中有如下器材:
一个电压表、一个电流表、一个开关,电压为6V的电源,滑动变阻器,导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整_______;
(2)电路闭合开关前滑片P应移至_________(选填“最左端”、“最右端”);
(3)确认电路无误后,进行了三次测量,测量数据如下表,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,此时电流为_______A;小灯泡的额定功率为________W。
电压U/V
1
2.5
2.8
电流I/A
0.18
0.28
(4)利用所给器材,该实验装置__________(选填“能”成“不能”)用来验证欧姆定律中的电流与电压的关系。
(5)完成上述实验后,小雨用了一个已知阻值为R0的电阻和一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计了如图所示的电路,他测出了灯泡的额定功率,请完成下列
实验步骤
①闭合开关S1,将S2拨到触点____________(选填“1”或“2”),移动滑片,使电压表的示数为______V;
②再将开关S2拨到触点__________(选填“1”或“2”),保持滑片的位置不动,读出电压表的示数U;
③灯泡额定功率的表达式为P额=_______(用已知量和测量量表示)。
7.在探究“电流与电压的关系”的实验中:
次数
电压U/V
电流I/A
1
1.5
0.30
2
2.0
0.40
3
2.5
(1)如图甲所示,a应为______b应为______(选填“电流表”或“电压表”);
(2)连接电路时开关处于______状态,实验中滑动变阻器除保护电路外,还有______的作用;
(3)第三次实验时电流表数如图乙所示,该值是______A;
(4)请根据表格中的数据,在图丙的坐标图中画出定值电阻R的I-U图像______
(5)分析图像可知电阻一定时电流与电压成______比。
8.如图示,在探究电流与电压、电阻关系的实验中,小芳同学在实验中选用的定值电阻分别为5Ω,10Ω,20Ω,电源是由两节新干电池(每节1.5V)串联组成,滑动变阻器标有“20Ω1A”。
(1)请用笔画线代替导线将图中实物连接成完整的电路______;
(2)连接好电路后,闭合开关前,小芳应将滑动变阻器的滑片调到___端
(选“A”或“B”)
(3)小芳在研究电流与电压关系时,连好电路,检查电路与滑动变阻器连接正确无误后,她闭合开关,立即读出图中电压表示数是______V,则她这次是选______Ω的定值电阻接入电路进行实验的;
(4)在研究电流与电阻关系时,小芳先把5Ω的电阻接入电路,调节滑动变阻器并记下一组数据后,断开开关,又换用10Ω的电阻接入电路,滑片位置没动,再闭合开关,接下来她应进行的操作是:
将滑动变阻器滑片向______(填“左”或“右”)移动,使______(填“电压表”或“电流表”)示数保持不变。
9.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10Ω。
请完成以下实验问题:
(1)连接电路时开关应断开,避免因______烧坏电源。
(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,图中滑动变阻器的滑片P应位于______(选填“A”或“B”)端。
(4)按电路图连接完电路后,闭合开关快速试触的瞬间,电流表和电压表出现了如图乙所示的情况,经检查,所有仪器、元件完好。
请分析出现以上现象的可能原因
(两表各写一条)。
①电流表:
______;
②电压表:
______;
(5)当______表的示数为2.5V时,另一表示数0.24A,则小灯泡正常发光的电功率
为______W。
10.一小灯泡标有“12V”字样,小江要测量这个小灯泡的额定电功率
(1)请在图中连接实物____(当滑片向右移时,滑动变阻器接入电路中阻值变小)
(2)小灯泡正常发光时,测得它的电功率为18W,则此时电压表示数为_______________V,电流表示数为_______________A,小灯泡10s消耗的电能为_______________
(3)实验过程中,实验室电路中只接了上述学生电源,实验室的电能表如图所示。
小江认为此时实验室电路的总功率就是18W,他由此可算得该电能表的铝盘转过一圈所需要的时间为_______________s,实际上由于滑动变阻器、学生电源等元件都要消耗电能,所以这个电能表的铝盘转过一圈所需的时间比小江的计算值要__________(选填“大”或“小”)
11.如题图探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关“的实验,如图甲和乙所示,两个透明容器中密闭着等质量的空气,两容器中的电阻丝串联起来,连接到电源两端,通电一定时间后,比较两个U形管中液面高度差的变化。
(1)在图甲中,通过两电热丝的电流______,该装置是探究电流通过导体产生的热量与导体______的关系;
(2)在图乙中,是探究电流通过导体产生的热量与通过导体的______关系;
(3)在该实验中,我们是通过观察U形管中两侧液面的______来比较各容器中电热丝产生热量的多少的;
(4)英国物理学家焦耳通过大量实验,最先精确地测定了电流通过导体时产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的______成正比,跟______成正比。
这个规律叫做焦耳定律
12.如图所示,小红在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,电阻大约为10Ω,有两个规格分别为“10Ω1A”的A滑动变阻器和“50Ω2A”的B滑动变阻器,电源电压为6V。
(1)本实验中应选择滑动变阻器______(选填“A”或“B”);
(2)请你用笔画线代替导线将如图甲中的实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向左移动时,滑动变阻器连入电路的阻值变大______;
(3)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应该位于滑动变阻器电阻丝的______端;(选填“左”或“右”)
(4)连好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数。
接下来应进行的操作是______;
A.断开开关,更换小灯泡
B.检查电路是否断路
C.移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光
(5)问题解决后,继续进行实验,发现电压表的示数如图乙所示,要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向______(选填“左”或“右”)移动,此时电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为______W;
(6)实验中多次测量的目的是______;
A.测不同电压下小灯泡的实际功率
B.多次测量求平均值,减小误差
(7)小红想要继续探究“电流与电阻”的关系,只将小灯泡换成阻值不同的定值电阻,实验时控制定值电阻两端的电压保持2V不变,则更换的定值电阻的阻值不能大于______Ω
13.如图所示,在“测量小灯泡的电功率”的实验中(小灯泡的额定电压为2.5V):
(1)连接电路时,开关应______(选填“断开”或“闭合”);
(2)图甲是未连接好的实验电路,请你用笔画线代替导线将它连接完整______;
(3)连完电路,在闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于最______端(选填“左”或“右”),若无论怎样移动变阻器的滑片,发现小灯泡都不亮、电流表有示数、电压表无示数,则故障原因可能是小灯泡______(选填“短路”或“断路”)。
(4)故障排除后,某次测量中电压表示数为2V,为测量小灯泡额定功率,应向______移动变阻器的滑片P(选填“左”或“右”),使电压表的示数为______V,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是______W。
(5)根据测出的数据,画出了小灯泡的电流与电压变化的关系图像,所图丙所示,发现图线是弯曲的,其主要原因是______。
(6)若把小灯泡换成一个定值电阻,不能进行哪项实验:
______(选填序号)。
A.探究电流与电阻关系
B.测量电阻阻值
C.探究电流与电压关系
14.如图所示是老师设计的一个实验装置,用来探究“影响电磁铁磁性强弱因素”,它是由电源、滑动变阻器、开关、带铁芯的螺线管(线圈电阻忽略不计)和自制的针式刻度板组成,通过观察指针偏转角度的大小,来判断电磁铁磁性的强弱。
用竹片削制的指针下方加装固定一物体E,导线a与接线柱2相连。
(1)为了使指针在受磁场力的作用时能够绕O点转动,需要在E处加装_____(选填“铜块”、“铝块”或“铁块”),加装物体后,为了确保指针能正确指示且具有一定的灵敏度,老师在O点转轴处涂抹润滑油,目的是_____,使指针转动更灵活。
(2)按如图所示连接好电路,闭合开关,调节变阻器滑片P到某一位置,记下此时指针偏转的角度,保持滑片P位置不变,导线a改为与接线柱1相连,可以探究电磁铁磁性强
弱与_____的关系;保持接线方式不变,移动变阻器滑片P,可以探究电磁铁磁性强弱与_____的关系。
(3)保持滑片P位置不变,导线a改为与接线柱1相连时,闭合开关后,指针偏转的角度将会_____,当滑动变阻器的滑片P向左滑动时,指针偏转的角度将会_____(填“增大”或“减小”)。
(4)你认为该装置中指针的偏转角度大小可能还与哪些因素有关?
(只写出一个即可)。
______
15.小刘在测量小灯泡电功率的实验中,所用电源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为
2.5V。
(1)请你用笔画线帮小刘将图甲电路连接完整_____(要求:
滑片向右移动电路中电流
变大)。
(2)连接电路时,应将滑动变阻器的滑片P应滑到_________端(选填“A”或“B”);闭合开关后,发现无论怎样移动滑片,灯泡亮度不变,且很亮,则电路故障是_________。
(3)小刘在实验中观察到电压表示数为2.2V,若要使灯泡L正常发光,应移动滑片P,同时视线注意观察_________(选填“电流表”或“电压表”)示数,当灯正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是_________W。
(4)小刘根据实验数据绘制了灯泡的I-U关系图象,如图丙所示。
则小灯泡正常工作时的电阻为_________,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”)。
(5)实验中如果考虑到电压表本身的电阻,那么,所测小灯泡的功率值比实际值______(选填“偏大”或“偏小”)。
若将小灯泡换成定值电阻来探究电流与电压的关系,调节滑动变阻器滑片P,多次实验后得到的定值电阻的I-U图象,如图所示,图象在前半区(即阴影区)没有实验数据,为了扩大数据的范围,可行的方法是_________。
16.在探究影响导体电阻大小的因素时,小兵、小红两位同学做出了如下猜想:
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
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
0.5
为了验证上述猜想,他们设计了如图所示的实验电路。
(1)小兵选用编号为A、C的两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想_____(填序号)
(2)小红选用编号为A、B的两根电阻丝进行实验,发现把A接入电路时电流表的示数比把B接入电路时电流表的示数大,说明导体材料和横截面积相同时,长度越长,电阻
越_________(选填“大”或“小”)。
(3)有同学认为:
可以只根据灯泡亮度的变化来判断接入的电阻丝阻值的变化情况。
老师指出,此实验中这种方法不可取,这是因为电源电压一定时,所选电阻丝的阻值若是相差不大,那么灯泡亮度变化_________(选填“明显”或“不明显”)。
(4)小红认为仅材料B也可以探究电阻大小与导体长度的关系。
她第一次将B接入电路测出电流大小,再将B对折后接入电路中测出电流,她的做法_________(选填“正确”或“不正确”),原因是_________。
17.在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中,如图所示,小明将蹄形磁体放在水平桌面上,在蹄形磁体的磁场中放置一根导线AB,导线AB的两端跟灵敏电流计连接,导线AB和灵敏电流计组成闭合回路.
(1)如图所示,使导线AB竖直上下运动,观察发现灵敏电流计的指针______(选“偏转”或“不偏转”);再使导线AB水平向右运动,发现灵敏电流计指针向右偏转;再让导线AB水平向左运动,发现灵敏电流计向左偏转,这说明感应电流的方向与导体的______有
关;
(2)小明得出初步结论:
闭合电路的一部分导体在磁场里做______磁感线的运动时,导体中就会产生电流;
(3)小明将灵敏电流计更换成电池组,观察到导线AB向左侧运动,若想改变导线AB的运动方向应______;
A.增大电源电压
B.改变电路中电流方向
C.对调导线AB两端
D.换用磁性
更强的蹄形磁体
18.在做“测量小灯泡的电阻”的实验时,小明选用了电压为6V的电源,额定电压为3.8V的小灯泡和其它合适的器材,并连接了部分实验电路,如图所示:
(1)为了完成实验,请你帮他用笔画线代替导线将电路连接完整(要求导线不能交叉,滑动变阻器的滑片向右移动时电流表示数变小)______;
(2)电路连接好后,在闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到______(选填“A端”或“B端”);
(3)当闭合开关,移动滑动变阻器的滑片时,灯丝突然烧断,此时电压表的示数______(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)换相同规格的灯泡,重新实验并记录数据如表:
电压/V
2.0
2.5
2.8
3.0
3.2
3.5
电流/A
0.40
0.48
0.53
0.56
0.58
0.61
电阻/Ω
5.0
5.2
5.3
5.4
5.5
5.7
平均电阻/Ω
5.4
根据实验数据,小明确定平均电阻就是小灯泡的电阻,你认为这种做法合理吗?
______(选填“合理”或“不合理”),你的理由是______。
参考答案:
1.液面高度差电阻c左瓶多
【解析】
(1)[1]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但给等量的气体加热,根据热胀冷缩,产生的热量越多,气体膨胀程度越大,U形管液面的高度差越大,即通过U形管液面高度差的变化来反映。
(2)[2]在甲装置中,将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端,通过它们的电流和通电时间相同,探究电流产生的热量与电阻的关系。
(3)[3]图乙的装置中,右侧容器的外部,将一个完全相同的电阻和这个容器内的电阻并联,再接入原电路,使通过左边容器中c电阻的电流大于通过右边容器中电阻的电流,故c电阻丝产生的热量多。
(4)[4]若把乙装置右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内,根据并联电路总电阻可得,右瓶中两根电阻丝的总电阻为2.5Ω,小于5Ω,接通电源一段时间后,通电时间相同、电流相等,左瓶内的电阻丝的电阻大,产生的热量越多。
2.3V或4.5V右改变小灯泡两端的电压电压表示数为2.5V
【解析】
(1)[1]由题知,灯泡的额定电压2.5V,电源电压应该大于灯泡的额定电压,所以应选择电压为3V或4.5V的电源。
[2]为保护电路,闭合电键前,滑动变阻器的滑片P应移到最大值,在最右端时阻值
最大。
(2)[3]实验过程中,要测量灯泡在不同电压下的电功率,所以移动滑动变阻器滑片P的目的是改变灯泡两端的电压。
(3)[4]小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡在额定电压下正常工作,电路中电压表测量小灯泡两端的电压,所以当电压表电压为2.5V时,小灯泡正常工作。
3.R1
1.2A0.5减小
【解析】
(1)[1]由题意可知,当灯泡正常发光时,电路中的电流约为
因电源电压为6V,由串联电路的电压规律可知,此时滑动变阻器两端的电压为
U滑=U-UL=6V-2.5V=3.5V
由欧姆定律可得,此时滑动变阻器接入电路中的阻值为
可知滑动变阻器的最大阻值应大于等于17.5Ω,故可知应选择R1。
(2)[2]原电路中,灯泡与电流表并联,电压表串联在电路中是错误的,为了测量灯泡的额定功率,应让电流表与灯泡串联,电压表与灯泡并联,改正后如下所示:
(3)[3]由图乙可知,电压表选用小量程,分度值为0.1V,故电压表示数为1.2V。
[4]因小灯泡的额定电压为2.5V,所以应增加小灯泡两端的电压,减小滑动变阻器的电压,根据串联电路电阻等比例分压可知,要减小滑动变阻器接入电路中的电阻,所以,应将滑片P向A端移动。
(4)[5]由图丙可知,当小灯泡两端电压为U额=2.5V时,小灯泡的额定电流为I额=0.2A,所以小灯泡的额电功率为
P额=U额I额=2.5V×0.2A=0.5W
[6]由图丙可知,小灯泡两端的实际电压降低时,流过小灯泡的电流减小,故由P=UI可知小灯泡的实际功率随实际电压的降低而减小。
4.A6.87.57.0
【解析】
①[1]他选择一个滑动变阻器正确连接电路,实验步骤正确,刚闭合开关时,滑动变阻器处于最大阻值处,电压表仍超过量程,表明滑动变阻器最大阻值过小,未起到保护作用,故选择滑动变阻器是A。
[2]根据题意,第二次实验中,电压表和电流表测定值电阻两端电压和电流,电压表只有0~3V完好,分度值是0.1V,故读数为1.9V,电流表选择0~0.6A,分度值为0.02A,读数为0.28A,由欧姆定律
可得定值电阻的阻值为
②[3]根据题意,第二次实验中,滑动变阻器选择了B,闭合开关时处于最大阻值处,为
,其两电压为
由串联电路电压的规律可得电源总电压为
③[4]第一次实验中选择滑动变阻器A,闭合开关时,处于最大阻值处,为
,电流表示数为0.44安,则滑动变阻器A两端电压为
由串联电路电压的规律可得第一次实验定值电阻两端电压为
由欧姆定律
可得此次实验中定值电阻的阻值为
5.电流表示数大小转换长小
【解析】
(1)[1][2]实验中通过电流表示数大小反映电阻大小,电流表示数越大,说明导线的电阻越小;这种物理研究方法叫做转换法。
(2)[3][4]导线a、b的材料、长度相同,横截面积不同,由图可知b的横截面积较大,由表格数据可知,通过a的电流小于通过b的电流,由此可以得在材料、长度相同时,导线的横截面积越小,电阻越大;导线a、c的材料、横截面积相同,长度不同,由图可知a的长度大,由表格数据可知,通过a的电流小于通过c的电流,由此可以得在材料、横截面积相同时,导线长度越长,电阻越大;通过以上分析可得出结论:
导线电阻的大小与导线的长度和横截面积都有关,用相同材料制成的导线长度越长,横截面积越小,电阻越大。
6.
最左端0.260.65不能
22.51
【解析】
(1)[1]灯泡正常发光时的电流为0.3A,所以电流表选择0~0.6A的量程,开关、灯泡、电流表串联接入电路,电路图如图所示
(2)[2]电路闭合开关前,为了起到保护电路的作用,滑动变阻器的滑片应滑到最大阻值处的最左端。
(3)[3][4]由图知,电流表量程是0.6A,分度值是0.02A,电流表示数是0.26A,灯泡的额定电
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