电学实验题集
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1.串联电路和并联电路的比较
图甲是安装在木板正面的两个相同的小灯泡L1、L2.闭合开关通电后，两灯都能正常发光.
（1）小明说出了判断两灯是串联还是并联的正确方法：用手将其中一个小灯泡取掉，若另一灯泡仍发光，则说明两灯的连接方式是 ，否则是另一种连接方式.
（2）小丽在电源和开关之间串联接入电流表，闭合开关，两灯亮，电流表示数如图乙所示，可初步判断通过灯L的电流可能是 A，也可能是 A.
（3）小聪先后将电压表分别并联接在ab、cd、ad之间，电压表示数均为3V，这表明两灯的连接方式是 .
分析 该题考查同学们辨别串并联电路的方法，以及串并联电路的电流、电压特点.
（1）并联电路个用电器单独工作，互不影响；所以拧开一盏灯泡，另一个灯泡能够继续发光的是并联电路（单独工作互不影响）；若拧开一盏灯泡，另一个灯泡不能够继续发光的是串联，电流路径只有一条.
（2）串联电路中电流处处相等，电路中的电流等于流经各用电器电流；而并联电路中干路电流等于各用电器电流之和.现在电流表接在电源和开关之间，若是并联电路则测量的是干路电流，若是串联电路则是每个用电器电流.再看电流表选择的是0～0.6A的接线柱，所以电流可能是0.3A（串联）或是0.15A（并联）.
（3）在并联电路中，各用电器两端电压等于电源电压，而在串联电路中，各用电器两端的电压之和等于电源电压.所以该题答案是并联.
2.电流表的使用、探究串联和并联电路的电流特点
某同学希望通过比较电路中不同位置的电流表的读数来研究串联电路的电流规律.所接电路图如图2甲所示，闭合开关后，两电流表指针偏转情况如图2乙.
（1）电流表A2的读数是 .
（2）该同学发现电流表A1指针偏转较A2小，所以他认为“串联电路电流每流经一个用电器，电流都会减弱一些”.请你指出造成他判断错误的原因 .
（3）另一同学认为：若两灯的亮度一样，说明串联电路电流处处相等，若两灯的亮度不同，则说明串联电路电流不相等.
a.若两灯亮度相同，能说明流过两灯电流相等吗？简要说明理由： .
b.该同学连接电路后，两灯泡都亮，由于连线较乱，一时无法确定电路是串联还是并联，以下两种简单判断方法是否可行？请你在表中空格填写“可行”或“不可行”.
分析 该题考查同学们理解串联电路电流的特点，以及电流表的读数方法.
（1）A2选择的是小量程，所以读数是0.4A.
（2）根据图甲，两只电流表是串联在电路中的，在串联电路中，电流应该处处相等.为什么会出现两只电表指针偏转不同，那是因为两只电表所选择的量程不同.
（3）这里要说明的是灯泡的亮度不是由电流决定的，灯泡的规格不同，它们的亮度有可能也不同；对于表格中的两种方法而言，方法1是可行的，这就是区分串并联电路的方法；方法2是不可行的，如果这根导线是干路中的，那两盏灯全部熄灭，而这根导线相当于干路上的开关.
3.电压表的使用、探究串联和并联电路的电压特点
如图3所示，在探究串联电路中的电压关系时，小华同学用电压表测出ab、bc、ac两端的电压分别为Uab=1.5V，Ubc=1.5V，Uac=3V.在表格中记录数据后，下一步应该做的是（ ）.
A.整理器材，结束实验
B.分析数据，得出结论
C.换用不同规格的小灯泡，再测出几组电压值
D.换用电压表的另一量程，再测出一组电压值
分析 该题实际上考查同学们对实验的理解，要想得到实验的结论，必须要换用不同规格的灯泡进行多次实验.选C.
4.探究影响电阻大小的因素
在“探究导体的电阻跟哪些因素有关”的实验中：
（1）小明的猜想是：①电阻可能与导体的材料有关；
小亮的猜想是：②电阻可能与导体的温度有关；
小敏的猜想是：③电阻可能与导体的长度有关；
根据你掌握的电学知识，你认为：④电阻还与 有关.
（2）如图4所示是三位同学为上述探究活动准备的实验器材，他们已经完成了部分实物的连接.若电阻受温度的影响可以忽略，要探究猜想①，应该控制 不变；要探究猜想③，应该选用导线
和导线 （填导线的代号字母）进行对比实验.
分析 该题实验研究的方法是典型的控制变量法，影响电阻大小的因素很多，有导体的长度、材料、横截面积和温度等.要想研究R与其中的一个关系时，必须要保证其余量不变.所以（2）问中，要探究猜想①，要保证长度、横截面积（粗细）不变，即选c、d；要研究③，那材料、横截面积（粗细）不变，即选a、c.
5.探究通过导体的电流与电压、电阻的关系（欧姆定律）
探究电流与电压、电阻的关系.
【提出问题】通过导体的电流与导体两端电压及导体电阻的大小有什么关系？
【猜想】①导体的电阻一定时，通过导体的电流与其两端电压成正比.
②导体的电阻一定时，通过导体的电流与其两端电压的平方成正比.
③导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比.
【实验器材】电源（电压恒为4.5V），电流表、电压表各一只，开关一个，三个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω），两只滑动变阻器（20Ω 2A、50Ω 1A），导线若干.
【实验过程】（1）根据图5所示的实物图在虚线框内画出电路图.
（2）小明按图正确连接电路后，闭合开关，发现电流表有示数，电压表指针超过量程.小明操作中的错误是 .
（3）小明改正错误后继续实验，通过改变定值电阻R两端的电压，测得电流、电压的值如表一.分析数据可得出猜想
是正确的.
表一
表二
（4）小红在探究猜想③时，先将5Ω的电阻连入电路中，闭合开关，移动滑片，使与电阻并联的电压表的示数为1.5V，并记下电流值；再分别改接10Ω、15Ω的电阻，重复上述实验，得到了表二中的实验数据.分析数据得出，猜想③是正确的.实验中，小红多次移动变阻器滑片的目的是 .
（5）小华在探究猜想③时，重新设计了电路，保持电压表的示数为3V，得到了与表二相同的数据，也完成了实验探究.小华与小红的实验相比不同之处是 .
【知识拓展】
（1）小明实验时选择的是 Ω的电阻.
（2）小红实验时选择的变阻器规格是 .
分析 该题实验是电学中非常重要的实验，在电学中起到承上启下的作用；在研究I-U、I-R关系时都是采用控制变量的思想，而移动滑动变阻器能够起到改变电压的作用.该题还涉及电路的故障分析.
（1）实物图到电路图要按照一一对应的原则进行；
（2）电流表有示数，说明整个电路是通的，没有问题，而电压超过电压表量程说明电压表量程选择小了.
（3）分析表一，不难发现通过导体的电流与电压成正比即猜想①正确.
（4）该题考查的是控制变量的思想；I与R、U都有关系，要研究I-R关系时，应当控制R量端的电压一定，故该问中移动滑动变阻器的作用就是控制R两端的电压一定.
（5）仔细分析题目，电源电压是4.5V，而小华实验时保证电压表示数为3V不变，也完成实验，很显然小华将电压表与滑动变阻器并联即小华电压表测量的是滑动变阻器两端电压.
（6）仔细分析表一的数据（小明的实验），不难发现电阻是10Ω；小红选择的变阻器规格有一定的难度；可以利用欧姆定律，定值电阻两端的电压始终是1.5V，则滑动变阻器两端的电压始终为3V，即滑动变阻器的电阻为定值电阻阻值的两倍，而定值电阻最大为15Ω，所以变阻器的阻值最大值至少为30Ω，即“50Ω 1A”.
6.测定定值电阻的阻值
某同学想用电流表、电压表测量一段电阻丝R的电阻，他已连接了部分电路，如图7甲所示.请你接着完成下列步骤：
（1）用笔画线代替导线，将电路补画完整.
（2）当电压表示数为2.4V时，电流表的示数如图7乙所示，这时电路中的电流是 A，电阻丝的电阻为 Ω.这位同学通过改变被测电阻两端的电压，共测得三组对应的电压值和电流值，最后算出电阻的平均值，这样做的目的是
.
（3）不改变上面连好的电路，用它还可以完成的实验是 .
（4）若将上面实验中的定值电阻R换成小灯泡，在多次测电阻的过程中，发现当电压表的示数增大时，电压表与电流表示数的比值将增大，造成这一现象的原因是
.
分析 该题实验是欧姆定律的应用，利用R=U/I，利用电压表测量定值电阻两端的电压，利用电流表测量流过定值电阻的电流，利用公式再计算出电阻值，在该实验中一般要多次测量，取平均值以减小实验的误差.
（1）图略.
（2）电流表示数为0.24A，利用R=U/I得到电阻为10Ω；多次测量取平均值以减小实验的误差.
（3）不改变电路还可以研究I-U的关系，还可以测量定值电阻的电功率等.
（4）灯丝的电阻会随温度的升高的增大，这就是为什么白炽灯在开灯的瞬间最容易烧断的原因.
7.探究影响电流做功多少的因素
在“探究影响电流做功多少的因素”活动中：
（1）图8中观察 现象，我们可以比较相同时间内电流做功的多少；
（2）同学们设计了甲、乙两个电路，图8甲电路是为研究电流做功与 的关系.实验发现，在相同时间情况下，如果
相等，则 较大的电灯中电流做的功比较多；
（3）经过讨论，认为图乙电路中存在一个缺陷，请你说说问题可能在哪里？
.
分析 白炽灯是将电能转化为内能并进而转化为光能的装置.一般来说，在相同时间内电流做功越多，消耗的电能就越多，电灯获得的内能也就越多，电灯就越亮.因此，根据电灯的亮暗程度可以比较相同时间内电流做功的多少.
（1）电灯的亮暗程度可以比较相同时间内电流做功的多少.
（2）电压表分别测量的两盏灯的电压，所以是研究电流做功与电压的关系；电流相等时，电压大的电流做功多；
（3）图乙与图甲对比发现，图乙只有一次实验数据，没有滑动变阻器改变电流并进行多次实验，也没有滑动变阻器保护电路.
8.测定小灯泡的电功率
用如图9甲所示的实验电路，测量一个标有“2.5V”字样的小灯泡的额定功率.
（1）请在虚线框内画出与甲图对应的电路图.
（2）闭合开关后，电流表和电压表的示数都较小，小灯泡不发光，其原因是
.
（3）经过调整后，小灯泡发光，但如何使小灯泡正常发光呢？你的措施是
.
（4）爱探究的小强用另一只电流表A2和一个5Ω的定值电阻R，连接了如乙图所示的电路，同样测出了小灯泡的额定功率.具体操作是：闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电流表A2的示数为 A，
小灯泡正常发光.此时电流表A1的示数如丙图所示，则小灯泡的额定功率为 W.
分析 伏安法测小灯泡的电功率是非常重要的一个实验，对同学们的综合要求也很高，涉及电路故障的分析、实验的原理、实验的相关计算等内容.
（1）电路图如图10所示.
（2）、（3）电路中的电流、电压很小，这说明滑动变阻器起到了保护电路的作用，灯泡不亮是因为实际电功率较小，所以接下来的操作应该是移动滑动变阻器使灯泡正常发光，即使电压表的示数等于2.5V；
（4）该问是知识的提升；电阻和灯泡并联，所以灯泡两端的电压等于电阻两端的电压即定值电阻与电流表A2的乘积要等于额定电压，所以A2的示数为0.5A；图中并没有给出电流表的量程，但是该电流表是测量的定值电阻和灯泡的电流和，定值电阻的电流为0.5A，故该表选择的是大量程，示数为0.9A，所以灯泡的额定电流为0.4A，额定电功率为1W.
9.影响电流热效应的因素
小明和小红想利用如图11所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”.两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A中的金属丝是铜丝，电阻比较小，烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大.两瓶煤油中温度计可以显示煤油的温度.
（1）根据 法的研究思想，应该使这两个烧瓶中煤油的质量相等.
（2）小红问小明：“打开水龙头就可以得到水，干吗不用水代替煤油？”对于这个问题，小明与他的同学给出了下列4种答案，你认为最合理的是 .
A.因为煤油有颜色便于观察
B.因为煤油有比较大的热值
C.因为煤油有比较小的密度
D.因为煤油有比较小的比热容
（3）实验中，小明和小红发现烧瓶B中温度计的示数升高得快.这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越
，产生的热量越多.
（4）小红把实验装置作了一些改动：在相同的烧瓶A、B中装满煤油，用细玻璃管代替温度计做实验，当煤油温度上升时，会看到细玻璃管内的液面明显上升.下列实验中也用到这种思想和方法的是 .
A.将不同的电阻丝分别接到同一电路中，通过比较电流的大小来比较电阻的大小
B.将乒乓球靠近发声的音叉，通过乒乓球被弹开显示音叉在振动
C.让不同的纸团从相同高度同时下落，通过落地的先后判断运动的快慢
D.将小铁屑均匀洒在磁体周围，通过观察铁屑的分布情况来认识磁场的分布情况
分析 研究电热实验采用的是转换法和控制变量的思想，将产生的热量转换成等质量的同种液体温度上升的多少.
（1）分析题目“烧瓶中煤油质量相等”，所以填控制变量.
（2）对于等质量水和煤油而言，吸收相同的热量后煤油的温度变化比水明显得多，因为煤油的比热容较小，选D.
（3）烧瓶A中的金属丝是铜丝，电阻比较小，烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大；所以在其他条件一定时，R越大产生的热量越多.
（4）B中将将微小的变化进行放大，让人能够直接感知到.选B.