2020年中考物理重难点专练24 实验专题三 电磁学重点实验-热点题型(解析版)
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热点题型专练重难点24 实验探究(三)——电磁学重点实验【解题思路】一、电学实验探究主要有:1.探究串联电路中电压的规律;2.探究并联电路中电流的规律;3.探究影响电阻大小的因素;4.探究电流与电压和电阻的关系;5.电阻的测量;6.焦耳定律;7.测量小灯泡的功率;8.探究影响电磁铁磁性强弱的因素;9.产生感应电流的条件。
其中常考题时3、4、5、7.二、解电学探究题的基本方法与其它探究题相同。
但共同点更多,了解共同点,再注意细节特点,会事半功倍。
这些共同点如下:1.连接电路时,开关必须处于“断开”状态。
2.闭合开关前,滑动变阻器的滑片要处于“最大阻值处”,即滑片和与接滑动变阻器下端相连接的那一边各处滑动变阻器的一端。
滑动变阻器的连接要“一上一下”的连入电路。
3.电流表和电压表都不能将正负接线柱接反。
正接线柱与电源正极相连,负接线柱与电源负极相连。
4.要控制电路中的电流相等,采用串联;要控制电压相等,需要并联。
5.导体电阻的大小与两端的电压和通过的电流大小都无关。
6.小灯泡的电阻和电功率都不能求“平均值”。
因为小灯泡的灯丝电阻随温度的升高而增大,所以电压不同,小灯泡的电阻和电功率不同。
7.测量原理与相应的基本计算公式一致,如测电功率的原理就是P=UI.例 1.(2019吉林省)在探究电流与电压和电阻的关系实验中,电路图如图所示,电源电压为4.5V 保持不变,三个定值电阻分别为R x、10Ω、20Ω(忽略温度对电阻的影响)。
(1)在开关闭合前,滑动变阻器的滑片应放在________端;(2)将电阻R x连入电路,调节滑片位置进行三次实验,数据如下表所示,分析数据可得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成________;实验次数 1 2 3电压U/V 1.0 2.0 3.0电流I/A 0.2 0.4 0.6(3)做完第三次实验后,保持滑片位置不变,断开开关,将电阻Rx换成10Ω的电阻,再闭合开关,此时电压表的示数________3V,调节滑片位置,使电压表的示数仍为3V,读出电流表的示数,此时滑动变阻器接入电路的阻值为R1;(4)再断开开关,将10Ω的电阻换成20Ω的电阻,闭合开关,调节滑片位置,使电压表的示数仍为3V,读出电流表的示数,此时滑动变阻器接入电路的阻值为R2,则R1________R2。
类型四电磁学实验[典例1]在探究“通过导体中的电流与电阻的关系”实验中,所用电源电压恒为10 V.已有的5个定值电阻的阻值分别为20 Ω,30 Ω,40 Ω,50 Ω,60 Ω.(1)根据图1(甲)所示电路,用笔画线代替导线将图1(乙)所示的实物电路连接完整.(导线不交叉)(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至最(选填“左”或“右”)端;闭合开关后,发现电流表指针无偏转,电压表指针有明显偏转,原因可能是电阻R(选填“短路”或“断路”).(3)在实验中,先接入20 Ω的电阻,调节滑动变阻器的滑片P至某一位置时,观察到电流表、电压表指针位置如图2(甲)、(乙)所示,则电流表示数为A,电压表示数为V,接下来用30 Ω代替20 Ω的电阻做实验时,应将滑动变阻器的滑片P从上一位置向(选填“左”或“右”)滑动.(4)为了完成实验探究,依次将剩下的3个定值电阻分别接入图1(乙)的电路中,替换前一次接入的定值电阻,调节滑动变阻器的滑片P至合适位置,再读出电流表的示数,计算出每次接入的定值电阻R的倒数,以电阻的倒数为横坐标,电流I为纵坐标,在坐标系中描点并作出I图线,如图2(丙)所示.由I图线可初步得出结论:在电压一定时,导体中的电流跟导体电阻的倒数成比;由此进一步得出结论:在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成比.(5)上述实验中所选滑动变阻器的最大阻值至少为Ω.解析:(1)滑动变阻器与定值电阻串联,滑动变阻器要“一上一下”连接.(2)为了保护电路,开关闭合前,应将滑片P移到阻值最大处;由题图知,滑片左侧电阻丝接入电路,所以滑片应移到右端;闭合开关后,电流表指针无偏转,说明电路中可能存在断路故障;而电压表指针有明显偏转,则电压表与电源两极相连通,说明与电压表并联部分发生断路,可能是电阻R断路.(3)根据图示可知,电流表的量程为0~0.6 A,分度值为0.02 A,示数为0.4 A;电压表的量程为0~15 V,分度值为0.5 V,示数为8 V;在探究“通过导体中的电流与电阻的关系”实验中,应保持电压表的示数不变,将20 Ω电阻换成30 Ω后,根据串联电路的分压特点,则电压表的示数会变大,要保持电压表的示数不变(即电压表示数减小为原来的值),所以应该增大滑动变阻器两端的电压,增大滑动变阻器的阻值,即应将滑动变阻器的滑片P向右端移动.(4)根据描绘出的I图线,可以看出通过导体的电流与导体电阻的倒数成正比,由此进一步得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比.(5)根据串联分压的知识,当电阻的阻值最大为60 Ω时,所需滑动变阻器的阻值最大,此时电路中电流I=== A;所以滑动变阻器的最大阻值至少为R滑===15 Ω.答案:(1)如图所示(2)右断路(3)0.4 8 右(4)正反(5)15[典例2](2019孝感)某班同学分成两个小组做了以下不同的实验:(1)第一小组观察小灯泡的亮度与实际功率的关系,小灯泡的额定电压为2.5 V,实物电路连接如图(甲)所示.①开关闭合后,会发现电压表(选填“电压表”或“电流表”)的指针反偏.②将错误连接改正后,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数为0.2 V时,发现灯泡不亮,你认为其原因是B(填写选项前的字母).A.小灯泡断路B.小灯泡的实际功率太小③继续调节滑动变阻器,使电压表的示数为2.5 V,灯泡正常发光,电流表的示数为0.30 A;再调节滑动变阻器使电压表的示数达到3.0 V,灯泡强烈发光,此时灯泡的实际功率小于(选填“小于”“等于”或“大于”)1.08 W.(2)第二小组测量额定电压为3.8 V的小灯泡的额定功率,采用如图(乙)所示的电路图,其中电源电压为4.5 V,R=10 Ω.①闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为0.38A,灯泡正常发光.②保持滑动变阻器滑片的位置不变,断开开关,将电流表改接到灯泡所在的支路,与灯泡串联,闭合开关后,电流表的示数如图(丙)所示,则此时通过灯泡的电流为0.40 A.③灯泡的额定功率为 1.52W.解析:(1)①由实物图可知,电压表的两个接线柱接反了,因此开关闭合后,会发现电压表的指针反偏.②将错误连接改正后,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数为0.2 V时,远小于小灯泡的额定电压2.5 V,因此灯泡不亮的原因是小灯泡的实际功率太小,故选B.③小灯泡正常发光时,电压表的示数为2.5 V,电流表的示数为0.30 A,由I=可得此时小灯泡的电阻为R===Ω,如果小灯泡电阻不变,则当电压表的示数达到3.0 V,小灯泡强烈发光时的实际功率为P实===1.08 W,但小灯泡的电阻会随着温度的升高而增大,因此灯泡的实际功率小于1.08 W.(2)①灯泡正常发光时的电压为3.8 V,灯泡L和电阻R并联,因此电阻R两端电压为3.8 V,则其电流为I R===0.38 A,即电流表的示数为0.38 A;②由图(丙)可知此时通过灯泡的电流为0.40 A;③又因为滑动变阻器滑片的位置不变,所以电流表的示数即为小灯泡的额定电流,则灯泡的额定功率为P额=U额I额=3.8 V×0.40 A=1.52 W.[典例3]在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中,电源电压恒定,大、小铁钉各自完全相同,进行如图所示的甲、乙、丙三次实验.(1)甲图中大铁钉的N极是钉帽(选填“钉尖”或“钉帽”).(2)通过观察甲、乙两次实验现象,得出的结论是在线圈匝数相同时,电流越大,磁性越强.(3)通过观察丙图实验现象得出的结论是在电流一定时,线圈的匝数越多,磁性越强.解析:(1)甲图中电流从铁钉的上端流入,根据安培定则判断出钉帽端为N极.(2)通过观察甲、乙两次实验可知,线圈的匝数相同,滑动变阻器接入电路中的电阻不同,乙的电阻小,通过的电流大,乙中铁钉吸引的小铁钉个数多,故结论为在线圈匝数相同时,电流越大,磁性越强.(3)由丙图可知,该电路为串联电路,电流相同,线圈匝数不同,匝数越多的吸引的小铁钉个数越多,故结论为在电流一定时,线圈的匝数越多,磁性越强.[强化训练]1.实验小组完成了“探究串联电路电压规律”的实验后,得到“电源两端电压总大于各用电器两端电压之和”的结论,这与之前“电源两端电压等于各用电器两端电压之和”的猜想不符,老师引导同学们用如图(甲)所示的电路继续进行了深入探究.(1)在连接电路时,开关应该处于断开状态.(2)连接好电路后闭合开关S,发现L1,L2两只灯泡都不亮,用手按一下灯泡L1,L1,L2仍然都不亮,按一下灯泡L2,两灯都亮,松开手两灯又不亮,则故障可能是L2与灯座接触不良(选填“L1灯丝断了”“L2灯丝断了”“L1短路”或“L2与灯座接触不良”).(3)测量电源及灯泡两端电压.电压表接在CD两点,是为了测量灯泡L1的电压,闭合开关,电压表的示数[如图(乙)所示]是 1.7V.(4)测量电路中导线的电压.测出导线BC间的电压大约为0.05 V,由此得知导线分压可能是造成结论与猜想不符的原因.为了能更明显地观察到导线分压的现象,应选择较细(选填“粗”或“细”)的导线,原因是在长度和材料相同时,横截面积越小电阻越大.(5)完成以上步骤后,他们准备测量开关两端的电压,你认为这一步骤是否有必要,理由是有必要,开关容易接触不良,造成电阻变大,分压增多.解析:(1)为了保护电路,在连接电路时,开关应该处于断开状态.(2)当用手按一下灯泡L1,L1,L2仍然都不亮,说明故障可能不在L1;按一下灯泡L2,两灯都亮,则故障在L2;松开手两灯又不亮,说明故障可能是L2与灯座接触不良.(3)电压表接在CD两点,与灯泡L1并联,测量灯泡L1的电压;闭合开关,电压表的量程为0~3 V,分度值为0.1 V,则电压表的示数为1.7 V.(4)在长度和材料相同时,横截面积越小电阻越大,故为了能更明显地观察到导线分压的现象,需要选用较细的导线使导线的电阻大,分压多.(5)开关容易接触不良,造成电阻变大,分压增多,故有必要测量开关两端的电压.2.(2019金华)利用如图所示的电路研究“电流与电阻的关系”,其中电流表量程为0~0.6 A,电压表量程为0~3 V,滑动变阻器的规格为“50 Ω 1 A”.依次将阻值为5 Ω,10 Ω,20 Ω的实验组别123电阻R/Ω51020电流I/A0.40.20.1请回答:(1)完成第一组实验,断开开关,拆下5 Ω的电阻,改接10 Ω的电阻.继续操作有以下四步:①闭合开关;②将滑动变阻器的滑片移到最右端;③记录电流表示数;④将滑动变阻器的滑片移到适当位置.从安全和规范角度考虑,正确的顺序是②①④③.(2)上述操作④中判断滑片已处于适当位置的依据是电压表示数为2 V.(3)依据表中数据作出了下列图象,其中正确的是AB.(4)要完成本次实验,电源最多只能将4节新干电池串联.解析:(1)从安全和规范的角度,在开关闭合前,应该将滑动变阻器的滑片移到接入电路部分阻值最大处,即先②再①;接着移动滑动变阻器的滑片到适当位置,记录电流表的示数,因此正确的顺序为②①④③.(2)此实验是研究“电流与电阻的关系”,控制的变量是定值电阻两端的电压保持不变,根据表中数据,定值电阻两端的电压为2 V,即闭合开关后移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2 V.(3)根据表中的数据可知导体中的电流跟导体的电阻成反比,或导体中的电流跟导体电阻的倒数成正比,AB图象正确.(4)因为电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~3 V;当定值电阻的最大阻值为20 Ω,为探究“电流与电阻的关系”,此时电压表示数为2 V,此时电路电流为0.1 A,而滑动变阻器的最大阻值为50 Ω,此时滑动变阻器两端电压最大为5 V,因此电源电压最多为7 V,也即电源电压小于7 V,故电源最多只能将4节新干电池串联.3.(2019苏州)小明要测量定值电阻R x的阻值(约十几欧).现有器材:电源(6 V)、滑动变阻器、电流表、电压表、开关各一个、导线若干.(1)他设计并连接了如图(甲)所示电路.请用笔画线代替导线,将该电路连接完整.(2)电路连好后,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移至最端.闭合开关,移动滑片到某一位置,电压表示数如图(乙)所示,此时R x两端的电压为V.(3)当小明准备读取电流表示数时,发现两电表示数突然都变为0.他用一条导线检查电路故障,当将该导线两端分别接到a,d接线柱上,发现电流表有示数,电压表示数仍为0;当将该导线两端分别接到c,f 接线柱上,发现电压表有示数,电流表示数仍为0;则由此可以判断故障是.(4)排除故障后继续实验,却不慎将电流表损坏.小明发现桌上有一根标有长度刻度、总长为20.0 cm、总阻值为10 Ω的均匀电阻丝,还有一根带有鳄鱼夹的导线[如图(丙)所示],查阅资料了解到,均匀电阻丝阻值与长度成正比,经过思考,重新设计了如图(丁)所示的电路(AB 为电阻丝,C为鳄鱼夹),继续进行实验.①根据已知条件判断,电压表量程应选用V.②按照图(丁)所示电路连接好器材,多次实验测得数据如下表所示,求出第1次实验时电路次数123 AC长度/cm 4.014.020.0电压表示数/V0.8 2.0 2.4解析:(1)实物图中只有滑动变阻器的一根线没连,可在开关右侧与变阻器上端的任意一个接线柱相连即可.(2)闭合开关前,要将滑动变阻器的滑片移到电阻最大处,即最左端,由题图(甲)可知电压表使用的是0~3 V 的量程,此时示数为1.2 V.(3)若两个电表的示数突然都变为零,说明从正极到c点之间有断路,将导线接在a,d之间,此时电流表有示数,电压表无示数,说明从正极到d点之间是通路;将导线接在c,f之间,此时电流表无示数,电压表有示数,说明从负极到b到c之间是通路,可以判断出c,d之间发生了断路. (4)①待测电阻的阻值约为十几欧,根据串联分压的原理可知,电压表示数不会超过3 V,故电压表应选用0~3 V量程.②第1次实验时,连入电路的电阻丝的电阻R1=×4.0 cm=2 Ω,电路中的电流I1===0.4 A,则R x1===13 Ω;第2次实验时,连入电路的电阻丝的电阻R2=×14.0 cm=7 Ω,电路中的电流为I2=== A,R x2===14 Ω;第3次实验时,连入电路的电阻丝的电阻R3=10 Ω,电路中的电流I3===0.24 A,R x3===15 Ω;则R x的阻值为R x===14 Ω.答案:(1)如图所示(2)左 1.2 (3)c,d间断路(4)①0~3 ②0.4 144.(2019娄底)小明设计的“测量小灯泡额定功率”的电路图如图(甲),已知电源电压U恒为6 V,小灯泡标有“3.8 V”字样,它正常发光时通过的电流约为0.32 A.(1)小明按图(甲)进行电路连接,当他接好最后一根导线时,小灯泡立即发出耀眼的光,接着小灯泡烧坏.请指出小明在连接电路时的错误操作:①;②滑动变阻器滑片P在图(甲)最右端位置.(2)另一组同学也在做这个实验,但开关闭合后,无论怎样移动滑片发现小灯泡都不亮,电流表没有示数,但电压表有示数,请分析造成此现象的可能原因是.(3)小明更换了一个同型号的新灯泡,正确连接电路,闭合开关,移动滑片P,灯泡正常发光时,电流表示数如图(乙)所示,则小灯泡的额定功率为W.(4)小明还想用已有实验器材测量未知电阻R x(约1 Ω)的阻值.当他用电阻R x替换小灯泡后,发现电压表已损坏(注意:其他器材完好、桌上还有一个开关S1可以使用,滑动变阻器的铭牌模糊不清,其最大阻值约为15 Ω).请帮他完成实验设计:在方框中画出一个能测出R x阻值的电路图.解析:(1)当他连接好最后一根导线时,发现小灯泡立即发出耀眼的光,接着小灯泡烧坏,这说明①连接电路时开关没有断开,②开关闭合前滑动变阻器没有调到最大阻值处.(2)开关闭合后,无论怎样移动滑片发现小灯泡都不亮,电流表没有示数,但电压表有示数,这说明与电压表并联部分断路,即原因可能是灯泡断路.(3)由小灯泡正常发光时通过的电流约为0.32 A可知,实验时电流表的量程为0~0.6 A,分度值为0.02 A,所以,图(乙)中电流表的示数为0.3 A,则小灯泡的额定功率为P=UI=3.8 V×0.3A=1.14 W.(4)当他用电阻R x替换小灯泡后,发现电压表已损坏,若不用滑动变阻器,则电路中的电流I1===6 A,超出电流表的量程,所以电路中需要串联滑动变阻器,又因滑动变阻器的铭牌模糊不清,其最大阻值约为15 Ω,所以,实验时应先测出滑动变阻器的阻值,然后再测出R x的阻值.电路图如图所示.答案:(1)连接电路时开关没有断开(2)灯泡断路(3)1.14 (4)如图所示5.用如图1所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”.相同烧瓶内装满了煤油.(1)烧瓶中装入的煤油是(选填“导体”或“绝缘体”).(2)请根据实物电路,在虚线框内画出对应的电路图.(3)为达到实验目的,选用的两电阻丝R1与R2的阻值应,通过R1的电流通过R2的电流.(4)通电一段时间后,乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大.说明.(5)小红用如图2所示的装置,进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”.经多次实验测量,收集实验数据,绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流I的关系图象.根据焦耳定律可知,图3中能正确反映h I关系的是.【拓展】用Q=I2Rt可以计算电流通过任何用电器产生的热量,能用Q=UIt计算通过任何用电器产生的热量吗?.请用实例说明原因:. 解析:(1)烧瓶中装入的煤油是绝缘体.(2)根据实物图可知,从电源正极先接开关,再接R2,R0和R1并联后,再串联在电路中.(3)探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”的实验,应采取控制变量法,必须控制电阻相等,电流不同,根据并联电路的特点可知,通过R1的电流小于通过R2的电流.(4)通电一段时间后,乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大,说明在电阻和通电时间相同的条件下,电流越大,导体产生的热量越多.(5)根据焦耳定律Q=I2Rt可知,电阻产生的热量与电流的平方成正比.而烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h越大,导体产生的热量越多,能正确反映h I关系的是A.【拓展】不能用Q=UIt计算通过任何用电器产生的热量,因为用Q=UIt计算出来的是电路产生的总功,而总功除了用电器产生的热量,另外一部分可能转化为其他能量,例如电风扇电路产生的总功一部分转化为电热,一部分转化为机械能.答案:(1)绝缘体(2)如图所示(3)相等小于(4)在电阻和通电时间相同的条件下,电流越大,导体产生的热量越多(5)A【拓展】不能因为用Q=UIt计算出来的是电路产生的总功,而总功除了用电器产生的热量,另外一部分可能转化为其他能量,例如电风扇电路产生的总功一部分转化为电热,一部分转化为机械能6.图(甲)是“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验装置.(1)为了使通电螺线管的磁场增强,可以在螺线管中插入一根铁棒.(2)闭合开关,小磁针A静止后的指向如图(甲)所示,小磁针的左端为S极.在通电螺线管四周不同位置摆放多枚小磁针后,我们会发现通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似.(3)如果把一根导线绕成螺线管,再在螺线管内插入铁芯,就制成了一个电磁铁,图(乙)所示的实例中没有应用到电磁铁的是动圈式话筒(填实例名称).解析:(1)通电螺线管磁性的强弱与电流的大小、线圈的匝数及是否有铁芯插入有关,所以为了使通电螺线管的磁场增强,可以在螺线管中插入一根铁棒.(2)根据图示的线圈绕向可知,螺线管外侧电流的方向是从下到上,利用安培定则可知通电螺线管左侧为N极、右侧为S极;由于异名磁极相互吸引,所以当小磁针自由静止时,小磁针的左端为S极,右端为N极;通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似,都是具有两个磁性较强的磁极.(3)电铃通电时,电磁铁有磁性,把衔铁片吸过来,使小锤打击电铃发出声音,同时电路断开,电磁铁失去了磁性,小锤又被弹回,电路闭合,不断重复,电铃便发出连续击打声,应用了电磁铁;水位自动报警器是通过控制电磁铁中电流有无来控制工作电路用电器的开关,应用了电磁铁;动圈式话筒的原理是电磁感应现象,没有应用到电磁铁.7.探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件.如图所示,实验时,控制磁场方向相同,改变导体ab的运动方向.步骤一:导体水平左右运动,如图(甲)所示,电流计指针不发生偏转,这是因为开关没有闭合.步骤二:导体竖直上下运动,如图(乙)所示,电流计指针不发生偏转,这是因为导体没有做切割磁感线运动.步骤三:导体水平左右运动,如图(丙)所示,电流计指针发生偏转,电路中有电流产生.综合上面实验现象,可以得出感应电流产生的条件是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中有感应电流产生.解析:导体水平左右运动,如题图(甲)所示,电流计指针不发生偏转,因为开关没有闭合;导体竖直上下运动,如题图(乙)所示,电流计指针不发生偏转,因为导体没有做切割磁感线运动;由此可得出,感应电流产生的条件:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中产生感应电流.类型五创新实验[典例1]太阳光在通过透镜时会被会聚或发散,那么声音在传播中遇到不同介质时,会不会像光一样也被会聚或发散呢?在老师的帮助下,同学们用音叉、三个相同的气球(内部充有不同气体)、示波器、麦克风等器材设计了如图1所示的实验装置,并进行了如下探究:①调整音叉和麦克风之间的距离,让音叉发出的声音只通过空气传播,用麦克风将声音信号输入示波器,观察并记录此时的波形如图2(甲)所示.②分别将充有二氧化碳气体、空气和氢气的气球,依次放在音叉和麦克风之间,保持音叉和球之间的距离不变,让音叉发出声音,记录示波器显示的波形如图2(乙)、(丙)、(丁)所示.分析以上实验过程和现象可知:(1)实验过程中,敲击音叉,使其振动发声,且应控制音叉发出声音的响度相同(选填“相同”或“不同”).(2)比较图2的(甲)与(乙),发现声波在通过充有二氧化碳气体的气球后,麦克风接收到的声音响度变大(选填“变大”“变小”或“不变”),此时充有二氧化碳气体的气球对声波具有会聚作用,相当于一个凸透镜,比较(甲)与(丁)后,发现充有氢气的气球对声波具有发散作用,由此可见,声音与光之间存在某种对应关系.(3)实验后,同学们查阅资料了解到,生物体组织在激光照射下,会因升温膨胀而产生频率高于20 000 Hz的超声波,生物医学上通过特殊介质和装置使这种声波集中并成像,克服纯光学成像的不足,更加有效地进行病情诊断、跟踪和治疗.解析:(1)声音是由于物体的振动产生的,要探究声音能否被会聚或发散,需要控制音叉发出声音的振幅相同,即响度相同.(2)根据图2的(甲)和(乙)相比知,声波在通过充有二氧化碳气体的气球后,振幅增大,麦克风接收到的声音响度变大,说明充有二氧化碳气体的气球对声音有会聚作用,相当于一个“凸透镜”;根据(甲)和(丁)相比知,声波在通过充有氢气的气球后,振幅减小,麦克风接收到的声音响度变小,说明充有氢气的气球对声音有发散作用,相当于一个“凹透镜”.(3)频率高于20 000 Hz的声波是超声波.[典例2](2019连云港)船只停泊在岸边时,常常将缆绳缠绕在码头的立柱上,为什么缆绳要缠绕多圈呢?某校课外兴趣小组展开了研讨,他们猜想:绕绳的圈数越多,绳和立柱间的摩擦力越大,且摩擦力与绕绳的圈数成正比.为了验证猜想,该兴趣小组的同学设计了如下的实验进行探究:棉线绕的圈数弹簧测力计的示数F/N摩擦力的大小f/N07.601 2.9 4.72 1.1 6.5 340.27.4 50.17.5(1)如图(甲)所示,将弹簧测力计挂在铁架台上,用棉线将重物挂在弹簧测力计下方,测出重物的重力为7.6 N,将数据记录在表格中.(2)如图(乙)所示,将铁棒固定在铁架台上,将棉线在铁棒上绕1圈,读出弹簧测力计的示数为 2.9 N,老师告诉同学们,用重力减去弹簧测力计的示数,就可以算出棉线和铁棒之间的摩擦力,随后同学们算出此时的摩擦力为4.7 N.(3)逐渐增加棉线绕在铁棒上的圈数重复实验,直至弹簧测力计的示数接近于0,并将有关数据记录在表格中.(4)棉线绕3圈时,弹簧测力计示数如图(丙)所示,此时示数为0.5N,棉线与铁棒之间的摩擦是静摩擦(选填“静摩擦”或“滑动摩擦”),该摩擦力的大小为7.1N.(5)分析实验数据,在弹簧测力计的示数接近0之前,关于摩擦力与绳子缠绕圈数之间关系的探究结论是:绕绳的圈数越多,绳和立柱间的摩擦力越大,但摩擦力与绕绳的圈数不成正比.解析:(4)由图(丙)可知,弹簧测力计的分度值是0.1 N,示数是0.5 N;棉线与铁棒之间未发生相对运动,它们之间的摩擦属于静摩擦;该摩擦力的大小为f=G-F=7.6 N-0.5 N=7.1 N.(5)由表中数据可知,绕绳的圈数越多,弹簧测力计的示数越小,绳和立柱间的摩擦力越大,但摩擦力与绕绳的圈数不成正比.[强化训练]1.(2019山西改编)建筑节能保温,材料的选择是关键.小明选择钟表、烧杯、冷水、热水、温度计等器材,还有用塑料、纸、泡沫制成相同的带盖子的杯子,探究不同材料的隔热性能.步骤1:在塑料杯盖上扎个小洞,向杯中倒入半杯冷水.步骤2:将杯盖盖好,在盖子的小洞中插一支温度计,将塑料杯放入烧杯中,再在烧杯中加入热水至塑料杯盖下方约1 cm观察并记录水温上升5 ℃所用的时间.步骤3:选择另外两个杯子重复上述步骤进行实验.(1)实验装置中,杯子可以代表建筑物的墙壁,可代表外界大气,实验通过反映材料隔热性能的优劣.(2)请你设计一个记录实验数据的表格.(3)分析实验方案,请你提出改进建议.解析:(1)杯子可代表建筑物的墙壁,热水可代表外界大气;用杯中冷水温度上升5 ℃所用的时间反映材料隔热性能的优劣,杯中水温上升5 ℃的时间越短,说明材料的隔热性能越差.(3)在进行该实验时应控制冷水的初温相同,倒入杯中冷水的质量相同,温度计的玻璃泡不要碰容器底等.答案:(1)热水杯中冷水的温度上升5 ℃所用的时间(3)应控制冷水的初温相同,倒入杯中冷水的质量相同,温度计的玻璃泡不要碰容器底等. 2.小明同学根据“小磁针在通电螺线管周围会受到磁力的作用,说明电流周围存在磁场”,从而猜想在地球周围也可能存在某种“重力场”.(1)小明猜想的依据是物体在地球表面附近会受到重力的作用.(2)同一物体在月球上受到的重力大约是地球的六分之一,推测月球上的“重力场”比地球上的要弱(选填“强”或“弱”).。
专题05电磁学(压轴题)在预测2024年中考物理“电磁学(压轴题)”的命题趋势时,我们需要关注当前的课程标准、科技发展和历年考试趋势。
电磁学作为物理学的重要分支,一直是中考的热点和难点。
我们可以预见,基础知识的考查依然是重点。
包括磁现象、电磁继电器、电磁铁、电流的磁效应、电磁感应等基本概念和原理,以及它们在实际生活中的应用。
这些基础知识点可能会以选择题、填空题、计算题、实验题、科技阅读题和综合题型等形式出现,考查学生的基础掌握情况。
对电磁学实验和应用的考查也将是命题的重点。
例如,可能会考查学生对电磁铁、电动机、发电机等设备的理解和应用能力。
这些题目可能会以实验题或应用题的形式出现,考查学生的实验操作能力和解决问题的能力。
随着科技的发展,新的电磁学现象和应用也可能会成为命题的热点。
例如,近年来兴起的无线充电技术、电磁悬浮技术等,都可能会成为中考的考点。
这些题目可能会以信息给予题或创新题的形式出现,考查学生的创新能力和综合素质。
压轴题可能会考查学生对电磁学知识的综合运用能力。
这类题目可能会涉及多个知识点,需要学生进行综合分析和解答。
这类题目旨在考查学生的逻辑思维能力和解题技巧,需要学生具备较高的物理素养和解题能力。
2024年中考物理“电磁学(压轴题)”的命题趋势可能会更加注重基础知识的考查,同时加强对实验和应用能力的考查,以及关注新的科技发展和电磁学现象。
因此,建议考生在平时的学习中要注重基础知识的掌握,加强实验操作和解决问题的能力,同时也要关注科技发展的新动态,提高自己的综合素质。
(限时:20分钟)一、单选题1.小明设计了一个电梯自动报警模拟装置,如图-1所示。
在控制电路中,电源电压为12V,R1为滑动变阻器,R2为压敏电阻,R2的阻值大小随压力F的变化关系如图-2。
所示。
闭合开关S1和S2,当压敏电阻受到的压力达到4000N时,电磁铁线圈中的电流为0.1A,此时衔铁被吸下,动触点K与触点A断开,同时与触点B接触,电动机停止工作,报警铃声开始响起。
专题24 力、热、电综合一、选择题1.(2020·山东省德州市)在探究物理知识的过程中,经常会用到一些研究方法,下列事例中运用相同研究方法的是(1)研究光现象时,用光线描述光的传播情况(2)探究通过导体的电流与导体两端电压的关系(3)将发声的音叉紧靠乒乓球,乒乓球被弹开说明音叉在振动(4)探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系()A.(1)与(3)B. (1)与(4)C. (2)与(4)D. (2)与(3) 【答案】C 【解析】【详解】(1)研究光现象时,用光线描述光的传播情况,采用的是模型法;(2)通过导体的电流与电压和电阻都有关系。
探究通过导体的电流与导体两端电压的关系,采用的是控制变量法;(3)发声体在振动,有时候不容易观察。
将发声的音叉紧靠乒乓球,乒乓球被弹开说明音叉在振动,采用的是转换法;(4)电流产生的热量与多个因素有关。
探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系,采用的是控制变量法。
所以,研究方法相同的是(2)和(4)。
故选C。
2.(2020·山东省德州市)关于生活中的物理,下列说法正确的是()A. 图甲中装满水的塑料管,倒置后纸片不会掉落,证明大气压强的存在B. 图乙中向两只纸片中间吹气,两纸片靠拢说明流速越大,压强越大C. 图丙中人提着滑板车在水平地面上前行,人的竖直拉力对滑板做功D. 图丁中人站在绝缘的木凳上,通电后不会触电【答案】A【详解】A.盖在杯口的纸片能托住倒过来的一满杯水而不洒出,正是大气压支持着杯内的水不会流出来,故A正确;B.向两张纸的中间吹气纸片靠拢,说明流体中流速越大的地方压强越小,故B错误;C.用力提着滑板在水平路面上前行,此过程中,滑板在拉力的方向上没有移动距离,拉力没有做功,故C错误;D.人手分别握住火线和零线,则人体形成电路,身体内有电流,故会使人体触电,故D错误。
故选A。
3.(2020·山东省德州市)新型冠状肺炎爆发后,全国人民万众一心齐抗疫,下列说法正确的是()A. 感染者须通过负压救护车运送,负压救护车内的空气压强大于车外的大气压强B. 负压救护车的行驶速度越大,惯性越大C. 检测体温的额温枪采用的是紫外线热感原理D. 喷洒消毒剂后,离得远的地方也能闻到刺鼻的气味,说明一切物质的分子都在不停地做无规则的运动【答案】D【解析】【详解】A.由负压原理可知,负压救护车内的负压发生器是通过排风机向车外空间主动排风,使车内气压低于外界大气压,故A错误;B.惯性的大小只与物体的质量有关,与速度无关,救护车的行驶速度越大,惯性不变,故B 错误;C.检测体温的额温枪采用的是红外线热感原理,故C错误;D.喷洒消毒剂后,离得远的地方也能闻到刺鼻的气味,是因为消毒剂分子在不停地做无规则的运动,故D正确。
2024年中考物理专题训练——电和磁实验题(填字母代号)A.铁棒B.玻璃棒C.铝棒(2)选择好硬棒AB后闭合开关,记录观察到的现象如表:比较1、2(或1、3)次实验的现象可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做运动时,电路中就会产生感应电流。
比较2、3次实验的现象还发现,产生的感应电流的方向跟有关。
(3)如图所示的两幅示意图中,(选填“甲”或“乙”)图就是根据法拉第电磁感应原理制作,用来获取电能的。
2.如图所示,这是小明探究“产生感应电流的条件”的实验装置,ab是一根导体棒,通过导线连接在灵敏电流计的两接线柱上。
(1)实验时,小明通过观察来判断电路中是否产生感应电流;(2)实验中,导体棒ab左右移动,电路中有感应电流产生,导体棒ab上下移动,电路中没有感应电流产生。
根据实验现象可得出初步结论:当闭合电路的一部分导体在磁场中做运动时,导体中产生感应电流;(3)根据结论分析可知,若导体棒ab不动,左右移动磁铁,电路中(选填“有”或“无”)感应电流产生;(4)若要使灵敏电流计指针偏转方向发生改变,可以采取的方法是(写出一种即可);(5)请写出一条该实验原理在生活中应用的实例。
3.小辉同学在探究“导体在磁场中产生电流的条件”实验中,将导体ab、开关、灵敏电流计连接成一个闭合电路,如图所示。
(1)本实验中,通过观察来判断电路中是否有电流产生;(2)下列操作中,能使闭合电路产生电流的是(选填字母);A.让导体ab和蹄形磁体保持相对静止B.导体ab静止,使蹄形磁体水平向左运动C.让导体ab在磁场中沿磁场方向竖直向上运动(3)从能量角度分析,电流产生过程中是能转化为了电能;(4)在仪器和电路连接都完好的情况下,小辉同学的实验现象不太明显。
请你帮他提出一条合理的改进措施:。
4.小海在探究通电螺线管的磁场特点时,螺线管通电后,小磁针(黑色一端为N极)静止时的指向情况如图所示。
(1)实验表明通电螺线管内部(选填“存在”或“不存在”)磁场;(2)如果移去图中的小磁针,通电螺线管周围的磁场(选填“会”或“不会”)消失;(3)请用箭头标出图中A点的电流方向;( )(4)仅改变通电螺线管中的电流方向,各小磁针N极的指向(选填“改变”或“不变”)。
《电磁学》专项测试题一、单选题(每小题只有一个正确答案)1.产生感应电流的条件是()A.导体在磁场中运动B.导体在磁场中切割磁感线运动C闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动D.闭合导体在磁场中做切割磁感线运动2.将灯L1、L2串联在电路中,发现灯L1较暗,灯L2较亮,通过L1的电流为0.2A,通过L的电流()A.大于0.2A B.小于0.2A C等于0.2A D.无法判断3.关于电现象的说法正确的是()A.自然界中只存在正负两种电荷B.两个物体摩擦时,得到电子的物体带正电C.带正电的物体一定会排斥带负电的物体D.验电器是检测物体是否带正电的仪器4.电给我们生活带来了极大的便利,但不正确用电也会带来很大的危害,甚至危及生命.下列做法符合安全用电要求的是()A.发现有人触电时,立即切断电源B.洗衣机的三脚插头用两脚插头代替C控制电灯的开关接在零线上D.家用保险丝被烧断后,用铁丝或铜丝代替5.关于家用电器的使用情况,下列说法中正确的是()A.电暖气工作一段时间后,室内的温度升高了,是扩散现象B.电视机的屏幕容易吸灰尘,是因为屏幕和灰尘都带了同种电荷C.洗衣机插头上标“E”的插脚与金属外壳相连,防止外壳带电使人触电D.两个大功率电水壶在同一插排上同时工作,插排的保险开关自动断开,保险开关与漏电保护器的作用相同6.一灯泡的铭牌如图所示,根据图中所给信息,下列说法中正确的是A.只有在220V的电压下工作时灯泡的功率才是25WB.灯泡工作时的功率一定是25 WC.只要电压高于220V,灯泡一定会烧坏D.只要电压低于220V,灯泡一定不能工作7.下列关于静电知识说法正确的是()A.摩擦起电是创造了电荷B.与头发摩擦过的塑料梳子可以吸引碎纸屑C.与丝绸摩擦过的玻璃棒因获得正电荷而带正电D.验电器是利用异种电荷相互排斥的原理制成的8.某小灯泡标有“6V 6W”的字样,依据灯泡上标注的数据,我们不能知道或求出的物理量是A.灯泡的额定电压B.灯泡的额定功率C.灯泡的实际功率D.灯泡正常发光时的电阻9.关于电能和电功,下列说法正确的是()A.家用电器每消耗1度电,产生的热量就是3.6X106 JB.用电器消耗的电能等于电流通过该用电器所做的功C电流做功的过程实质就是其他形式能转化为电能的过程D.通过导体的电流越大,电流做的功就越多10.下列说法正确的是()A.公路边的灯要亮一起亮,要灭一起灭,所以这些灯一定是串联的B.点亮的节日小彩灯串上取下任一个,一串都不亮了,它们是串联的C.并联电路中,若一个用电器断路,则其余用电器也不可能工作D.家中的电灯、电视机、电冰箱等电器设备之间是串联的11.如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器R的滑片P向右移动,在此过程中()A.电压表V1示数变大,电压表V2示数变小B.电流表A示数变小,电压表V1示数不变C.电流表A示数不变,灯泡L亮度变亮D.电压表V1示数不变,灯泡L亮度变暗12.旧白炽灯在工作时,灯丝容易在最细处熔断,这是因为与相同长度的灯丝较粗处相比,在灯丝最细处A.电压最小B.功率最小C.电阻最大D.电流最大 13.如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关S,电路正常工作,一段时间后,发C •灯L 2可能短路D•灯I 2可能断路14.如图1所示是电阻甲和乙的I-U 图象,下列说法不正确的是()A.电阻甲为定值电阻B.当电阻甲两端电压为1V 时,R 甲=5QC.如图2所示,当开关闭合,电路电流为0.5A 时,电路总电阻是10QD.如图3所示,当开关闭合,电源电压为2V 时,电路总电流为0.4A 15.如图所示的电路,当开关S 闭合时,下列说法正确的是()A. L 1不亮,L 2亮,电流表不会损坏B. L 1L 2都不亮,电流表不会损坏C. L 1L 2都不亮,电流表会损坏D. L 2不亮,L 1亮,电流表会损坏二、多选题(每小题至少有两个正确答案)16.两定值电阻甲、乙的/ U 关系图象如图所示.现将甲和乙并联后接在电压为6V 的 电源两端,下列分析正确的是( )现其中一个电压表示数变大,则( )11A.灯L 的灯丝可能已烧断B.灯L 亮度可能不变A.甲中的电流小于乙中的电流B.甲两端的电压等于乙两端的电压C.甲的电阻小于乙的电阻D.甲消耗的电功率大于乙消耗的电功率17.如图所示电路,开关闭合后,发现两灯都不亮,用一根导线检查电路故障,当导线接在灯L I两端时,发现两灯仍然不亮;当导线连接在灯L2两端时,发现灯\亮了则故障原因可能是oA•灯1断路B•灯12断路C•灯L1开路D•灯I2开路18.关于下列验证性小实验的说法,正确的是()A.与丝绸摩擦过的玻璃棒能够吸引小纸片,说明玻璃棒带电B.取两个带正电的小球悬挂并靠近,发现两者排斥,说明同种电荷互相排斥C.与丝绸摩擦过的玻璃棒能够吸引小纸片,说明玻璃棒带正电D.与丝绸摩擦过的玻璃棒能够吸引小纸片,说明摩擦起电19.如图甲所示的电路,当滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程中,电流表和电压表的示数关系如图乙所示,则以下说法正确的是()A.滑动变阻器的最大阻值为50QB. R o的阻值为20QC.当电压表的示数为2V时,R°的功率为1.6WD.当电流表的示数为0.25A时,滑片P恰好移至ab的中点20.如图所示,电源电压恒为6V,小灯泡L标有“4V 1.6W”字样(阻值保持不变),R1=20Q。
2019-2020年中考物理复习专题《电磁学实验》串并联电路中电流和电压规律、电阻的影响因素、欧姆定律、电热的影响因素、电流的磁效应、电生磁、磁生电是电与磁的探究题常考的知识点,控制变量法和转换法是电磁学探究题考查的实验方法,实验设计、结论概括、实验评估是电磁学探究题常见的类型.1.探究影响电阻大小的因素如图所示,AC、EG分别为长度和粗细都相同的锰铜丝和镍铬合金丝,B、F分别为这两段电阻丝的中点,张明同学用该装置做“探究决定电阻大小的因素”实验,记录数据见下表:步骤M接N接电流/A1 A C0.52 A B 1.03 A和C B 2.04 E G0.25 E F0.46 E和G F0.8(1)比较步骤___________________,得出结论:导体电阻大小与材料有关.(2)比较步骤1与2(或4与5),得出结论:___________________________________;(3)比较步骤2与3(或5与6),得出结论:___________________________________;(4)张明同学在完成上述实验后,将M同时接到A和E,N同时接到C和G,读出安培表示数为0.7A,再与步骤1与4结果相比较,又悟出一个电流规律:____________________ ____________________________________.点拨:该题主要考查控制变量法,答题时注意控制变量.2.探究电流与电阻的关系(2014·绵阳)在“探究电压一定,电流与电阻的关系”实验中,实验室提供的实验器材有:电源一个(两端电压恒为 3 V),电流表、电压表各一个,开关一个,六个定值电阻(阻值分别为: 4 Ω、6 Ω、8 Ω、10 Ω、14 Ω和25 Ω),两只滑动变阻器(规格分别为:“15 Ω 1 A”和“20 Ω 0.3 A”),导线若干.实验前电压表和电流表已调零,实验时用导线a、b、c、d、e、f和g按如图1所示方式连接电路.(1)闭合开关前,应把滑动变组器的滑片调到端______(填“A”或“B”).(2)闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,结果电流表有示数,电压表示数始终为零,则可能是导线_______出现断路.(3)故障排除后.先将25 Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为 2 V.并记下相应的电流值;然后改接14 Ω的电阻,此时滑片应向______端滑动(填“A”或“B”),为了用六个定值电阻分别进行实验,他应该选择的一个滑动变阻器规格是_______.(4)小张测出了六组数据并在老师的指导下,通过作I-1/R图像,来分析电压一定时电流与电阻的关系.如图2所示,小张已在坐标纸上描了六个点,请在图中做出I-1/R图像;并通过分析图像,可以得出结论:________________________________________________.点拨:(2)题中,电流表有示数,说明电路通路,断路的应接电压表的线,但电流不通过该导线.(3)画图像时,错误的描点不能利用.(4)由图像知,电压一定时,电流与电阻的倒数成正比,即电压一定时,电流与电阻成反比.3.探究磁场对通电导线的作用课堂上,老师做了如图所示的演示实验,给直导线(铝棒)通电,观察到直导线运动起来.(1)实验现象说明________________有力的作用__________________________机就是利用这种现象制成的.(2)判断“有力的作用”的依据是( )A.力是维持物体运动的原因B.一切物体都有惯性C.物体运动状态改变时,一定受到力的作用(3)将磁极上下对调,观察直导线的运动情况,这样操作是为了研究____________ ____________________________________.点拨:力是改变物体运动状态的原因.导体在磁场中运动起来,说明磁场对通电导体有力的作用,利用这一原理,人们制成了电动机.控制其他条件不变,改变磁场方向,是为了研究通电导体在磁场中受力方向与磁场方向的关系.1.某同学进行了如下实验:根据电路图连接好实物,用电流表分别测出I、I1、I2的电流,改变电源电压,重复实验,记录数据如下表.I1/A I2/A I/A 电流次数1 0.2 0.2 0.42 0.3 0.3 0.63 0.4 0.4 0.8(1)该实验探究的问题是_________________________________________;(2)该同学根据实验得出结论:并联电路中干路电流为支路电流的2倍.该实验有不完善之处,请你提出改进的建议:_______________________________________________.2.(2014·嘉兴)在研究通过导体的电流与两端电压关系的活动中,同学们进行了如下实验探究.【实验步骤】①按图甲所示电路图连接好电路;②闭合开关,改变滑动变阻器滑片P的位置,读出电压表和电流表的示数,并记录数据;③对数据进行处理,并绘制成如图乙所示的图像.实验时要增大定值电阻两端的电压,滑动变阻器滑片P应向___(填“左”或“右”移动). 【实验结论】根据图像,可以得到的结论是___________________________________.【实验反思】某小组的同学在处理数据时发现,电压与电流的比值恰好等于R的阻值,这是一种巧合吗?于是同学想利用其他小组的实验数据来进一步论证,并提出了以下两种收集数据的方案:方案一:收集电阻值均为10 Ω的几个小组的数据;方案二:收集电阻值不同的几个小组的数据.你认为方案_____更合理.3.(2014·泸州)如图甲所示的电路中电源电压U=6 V,滑动变阻器的最大阻值为50 Ω. 我们在图甲中的M、N之间接入不同的待测电阻和小灯泡,进行了下列实验探究.请完成下列填空:(1)利用该电路探究电流与电阻的关系时,仅将M、N间的电阻由10 Ω替换成 5 Ω,闭合开关S,电流表示数将_________(填“增大”或“减小”),要使电压表示数不变,应将滑片向________(填“a”或“b”)端滑动到一定位置.(2)若在M、N间接入额定电压为 3.6 V的小灯泡L,调节滑片P使灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,此时通过灯泡的电流为_________A,灯泡的额定功率是________W.保持滑动变阻器滑片现在的位置不动,将灯泡L换成看不淸标识的电阻箱,只调节电阻箱,将电压表的示数调为 3.6 V时,此时电阻箱接入电路的阻值为________Ω.(3)为探究串联电路总电阻的阻值与各串联电阻的阻值之间的关系,他们将 5 Ω和10 Ω的定值电阻串联后接入M、N之间,移动滑片读得电压表和电流表的示数分别如下:当U1=2.92 V时,I1=0.20 A;当U2=4.44 V,I2=0.30 A,分析两组数据可得到两电阻串联后总电阻阻值的测量值是_________Ω.4.(2014·黔西南)图甲是测量灯泡(U额=2.5 V)电阻的电路,电源电压为 4 V.(1)请将图甲电路连接完整(导线不能交叉).连接电路时开关应处于_______状态.(2)实验中滑动变阻器除了保护电路外,还可以_______________________________.下表是记录部分实验数据图乙是第一次实验中电流表示数,该示数为________A,这 5次实验中,灯泡电阻的最大值大约为_______Ω(结果保留2位小数).实验次数 1 2 3 4 5 电压 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5电流- 0.22 0.19 0.16 0.105.为了探究电流产生的热量跟什么因素有关系,王军设计了如图所示的甲、乙两装置.他将两段阻值不同的电阻丝(R1<R2)分别密封在两个完全相同的烧杯中,并通过短玻璃管与相同的气球相连,两次实验电源电压不变.(1)甲装置可探究电流产生的热量与____________是否有关.(2)在这个实验中,电流产生热量的多少是通过_________________体现出来的,像这种用能直接观测的量来显示不易直接观测的量的方法叫“转换法”.这种方法在物理学的研究中经常用到,请你列举一例:_________________________________________. (3)在装置甲、乙所示的两次实验中,比较相同时间里气球A与C体积变化情况可探究电流产生的热量与________________有关.(4)若甲、乙两装置同时实验,在相同的通电时间里,A、B、C、D四个气球胀大的程度从大到小的排列顺序是___________________.6.磁铁具有吸引铁、钴、镍等物质的性质,小蕊和小昌同学想探究磁体对回形针的吸引力的大小与放入它们之间物体的哪些因素有关,请你参与探究并解决一些问题.(1)如图甲,保持磁体和纸片间的距离一定,在纸片上放入不同的物体时,通过比较纸片下面能吸附的回形针数量,显示磁体对回形针吸引力的大小.回形针的放置有乙、两两种方法,依据_______________的原理,回形针在磁场中某点受到的吸引力等于它的重力,应选择图中_______(填“乙”或“丙”)所示的方法.(2)选择正确的方法后,他们在纸片上分别放入形状、面积和厚度相同,材料不同的铁板、铝板等,观察能吸引的回形针个数,多次实验后将数据记录在下表中.磁体与纸片间放入的物体吸引回形针数量/个不放物体 4铁板 1镍板 1铝板 3陶瓷板 3玻璃板 3塑料板 3①分析数据,可以得出,在其他条件相同时,放入铁板或镍板,吸引回形针的数量_______,说明铁板和镍板对吸引力的影响_______________,即对磁性屏蔽效果明显.②铁、镍、铝都是导体,而铝对磁性屏蔽效果不明显,原因可能是___________________.③铝是导体,陶瓷、玻璃和塑料是绝缘体,从表中数据知道,它们对吸引力影响效果相同.据此,你提出一个值得探究的问题:_______________________________.(3)他们在纸片上分别放入形状和__________相同、面积不同的铁板.发现铁板面积越大,吸住的回形针数量越少.(4)日常生活中,磁卡常受外界磁场影响出现消磁现象.请你根据含有铁、镍的物体对磁性屏蔽效果明显的性质,再写出一种保护磁卡磁性的方法.____________________.7.(2013·衡阳)小明为了探究“电磁铁的磁性强弱与哪些因素”有关,做了以下几次实验,实验现象如图所示.根据图示现象回答下列问题:(1)通过观察图甲中A与B两个电磁铁可知:当通过线圈的电流相同时、有无铁芯相同时,电磁铁线圈的匝数越多,它的磁性就越_________.(2)通过观察图甲中B与C两个电磁铁可知:当通过线圈的电流相同时、线圈的匝数相同时,__________(填“有”或“无”)铁芯的电磁铁的磁性强.(3)通过观察图乙与图丙可知:当线圈的匝数相同、有无铁芯相同时,电磁铁的电流越_______,它的磁性就越强.(4)结论:影响电磁铁磁性强弱的因素有_____________________________________________________.8.(2014·江西)探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件:如图所示,实验时,控制磁场方向相同,改变导体ab的运动方向.(1)导体水平左右运动,如图甲所示,电流表指针_________,这是因为__________. (2)导体水平上下运动,如图乙所示,电流表指针_________,这是因为___________. (3)导体水平左右运动,如图丙所示,电流表指针_________,电路中有____________. (4)结合上面实验现象,可以得出感应电流产生的条件是:______________________.9.探究电磁波特性的实验过程如下:(1)将手机的“背景灯光提示”功能打开后放在真空罩中,用抽气机抽去罩中空气,打电话呼叫罩中手机,这时,手机背景灯光闪烁,如图所示.这个事实表明:电磁波________ (填“能”或“不能”)在真空中传播.(2)将手机放在金属容器中(手机不与金属容器壁接触),打电话呼叫金属容器中的手机,这时手机_______(填“能”或“不能”)接收到信号.10.小明想知道小灯泡的亮暗程度与什么因素有关,于是找来额定电压是 2.5 V、电阻约为 10Ω的小灯泡L,按照图甲所示的电路,将其接在电源电压为 6 V的电路中开始探究.(1)请用笔画线代替导线,根据图甲所示的电路图,完成图乙所示实物图的连接.(2)小明正确连接电路后,闭合开关,发现灯泡特别亮,此时电流表、电压表都有示数,出现该现象的原因可能是_______________________________________________.(3)小明移动滑动变阻器的滑片P,记下三组数据如下表,其中当电压表的示数为 2 V 时,电流表的示数如图丙所示,这时通过小灯泡的电流是____A.实验次数电压U/V 电流I/A 小灯泡的亮度1 2.0 _________ 暗2 2.5 0.25 亮3 2.8 0.26 很亮分析上表,可以发现小灯泡亮度是变化的,小灯泡的亮度是由_________(填“实际功率”或“额定功率”)决定的.小灯泡正常工作时的电功率为__________.(4)小明从数据中发现,灯泡的电阻是变化的,你认为影响其变化的主要因素是_____ __________________________________.(5)完成上述实验后,小明认为把灯L换成定值电阻,该实验可以用来探究“电流跟电压、电阻的关系”,于是继续进行下面的实验.在探究“电流与电阻的关系”的过程中,应控制___________不变.实验中小明将定值电阻由10 Ω更换为20 Ω时,闭合开关后,下一步的操作应当是使滑动变阻器的滑片向________(填“右”或“左”)移动.参考答案例10(1)1与4(或2与5,3与6)(2)横截面积相同时,导线越长电阻越大(3)长度相同时,横截面积越大电阻越小(4)并联电路的总电流等于各支路电流之和例11(1)A (2)e (3)B“15 Ω 1 A”(4)电压一定时,电流与电阻成反比例12(1)磁场对通电导体电动(2)C (3)通电导体受力方向与磁感线方向关系针对训练1.(1)并联电路的电流特点(2)选用不同规格的灯泡进行实验2.【实验步骤】③左【实验结论】电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成正比【实验反思】二3.(1)增大 b (2)0.24 0.864 15 (3)15.24.(1)断开(2)调节电压表和电流表的示数0.24 10.425.(1)电阻(2)气球膨胀的程度大小研究声音是由振动产生时,用乒乓球的振动显示音叉的振动(3)电流大小(4)C、D、B、A6.(1)二力平衡乙(2)①较少较大②铝不能被磁体吸引(或铝不能被磁化)③磁体屏蔽的效果与哪些因素有关(3)厚度(4)磁卡放入铁盒中(或放入含有铁、镍丝的网状包里)7.(1)强(2)有(3)大(4)通过电磁铁的电流大小、线圈的匝数、有无铁芯8.(1)不发生偏转开关没有闭合(2)不发生偏转导体没有切割磁感线运动(3)偏转电流产生(4)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中有感应电流. 9.(1)能(2)能10.(1)(2)滑动变阻器接入电路的阻值没有调至最大(3)0.22 0.625 W(4)温度(5)电压右。
2020中考物理三轮专题复习磁现象、磁场、电生磁专题复习(含答案)一、选择题1.图1甲是水位自动报警器的原理示意图,图乙所示的四个实验中能反映其自动报警原理的是()图12.在一次物理实验中,小于同学连接了如图4所示的电路,电磁铁的B端有一个可自由转动的小磁针,闭合开关后,下列说法错误的是()图2A.电磁铁的A端为N极B.小磁针静止时,N极水平指向左C.利用这一现象所揭示的原理可制成的设备是发电机D.当滑动变阻器滑片P向右端移动,电磁铁磁性增强3.一条形磁铁放在水平桌面上,处于静止状态,电磁铁置于条形磁铁附近并正对(如图5所示)。
下列叙述中正确的是()图3A.闭合开关前,电磁铁与条形磁铁间没有力的作用B.闭合开关后,条形磁铁受到桌面向左的摩擦力C.闭合开关后,滑片P向a移动时电磁铁与条形磁铁间的作用力增大D.闭合开关后,滑片P向a移动过程中,若条形磁铁始终处于静止状态,则它受到桌面的摩擦力大小保持不变4.如图4所示,内部均装有磁铁的两块清洁器M和N隔着窗玻璃总能合在一起移动,这让玻璃清洁变得安全高效。
下列关于清洁器的分析正确的是()图4A.两块清洁器能合在一起的原理是异名磁极相互吸引B.N受到的重力和M对N的吸引力是一对平衡力C.玻璃对N的支持力和M对N的吸引力是一对相互作用力D.移动M时,N也能跟着一起移动,说明力能改变物体的形状5.某同学学习了磁现象后,画出了如图2所示的四幅图,其中正确的是()图56.指南针是我国古代的四大发明之一,下列有关指南针和地磁场的说法正确的是()A.指南针静止时指示南北方向,是因为指南针受到地磁场的作用B.指南针静止时南极指向地理北极C.如果地磁场消失,指南针还能指示南北方向D.信鸽是靠绑在身上的小磁铁实现导航的二、填空题7.如图6所示,磁悬浮无线蓝牙音箱可由蓝牙通过(选填“超声波”或“电磁波”)实现与手机数据的光速传输。
该产品底座里有一个电磁铁,可使箱体悬在空中,这是根据同名磁极相互的原理实现的。
(2016北京中考)在探究产生感应电流的条件时,小东采用了如图2016所示的实验装(1)以下是她的部分实验步骤,请你帮她补充完整:①断开开关,按如图1所示组装实验电路,将滑动变阻器的滑动头置于最右端。
用已调零的电子测力计测出软铁块P2.(2018海淀一模)如图2所示,某物理兴趣小组的同学,用较长的软电线两端与电流表两接线柱连接起来,两位同学手持电线分别站在地面上东、西方位,像摇跳绳一样在空中摇动电线,使电线切割地磁场的磁感线,发现电流表指针不偏转。
经检查各元件完好连接无故障。
请完成下列问题。
(1)猜想电流表指针不偏转的可能原因:____________________;朝阳二模)为了探究通电螺线管周围不同位置的磁场强弱,某小组同学将通电螺线管放置在水平玻璃板正下方,在玻璃板上均匀撒上铁屑,轻敲玻璃板后发现,在不同位置处铁屑的分布不同。
如图4(a)所示,该小组同学选取通电螺线管2.(2017平谷一模)(单选)为了探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关,小敏用大(1)实验中磁场的强弱是通过________来反映的;(2)分析比较图4中的A、B、C三个区域或D、E、F三个区域可得出的初步结论是:________________________;5.(2017顺义一模)小明在参观某个物理实验室时看到一个与巨磁电阻有关的实验, 2.(2018丰台一模)小燕用如图5所示的装置,探究“磁场对通电导体的作用力”合开关后,小燕左右移动滑动变阻器的滑片,发现金属导体ab始终保持静止。
经3.(2017西城一模)小明利用如图3所示的实验装置,探究磁场对通电导体的作用时,闭合开关后,他左右移动滑动变阻器的滑片,发现导轨上的导体ab始终处于静止5.(2017通州二模)(单选)如图5所示的四个电磁实验中,能够说明“电动机工作原理”的实验是6.(2017燕山一模)(单选)把一个正在发光的灯泡放到U形磁体中间,会发现灯丝晃动,如图6甲所示。
热点题型专练重难点24 实验探究(三)——电磁学重点实验【解题思路】一、电学实验探究主要有:1.探究串联电路中电压的规律;2.探究并联电路中电流的规律;3.探究影响电阻大小的因素;4.探究电流与电压和电阻的关系;5.电阻的测量;6.焦耳定律;7.测量小灯泡的功率;8.探究影响电磁铁磁性强弱的因素;9.产生感应电流的条件。
其中常考题时3、4、5、7.二、解电学探究题的基本方法与其它探究题相同。
但共同点更多,了解共同点,再注意细节特点,会事半功倍。
这些共同点如下:1.连接电路时,开关必须处于“断开”状态。
2.闭合开关前,滑动变阻器的滑片要处于“最大阻值处”,即滑片和与接滑动变阻器下端相连接的那一边各处滑动变阻器的一端。
滑动变阻器的连接要“一上一下”的连入电路。
3.电流表和电压表都不能将正负接线柱接反。
正接线柱与电源正极相连,负接线柱与电源负极相连。
4.要控制电路中的电流相等,采用串联;要控制电压相等,需要并联。
5.导体电阻的大小与两端的电压和通过的电流大小都无关。
6.小灯泡的电阻和电功率都不能求“平均值”。
因为小灯泡的灯丝电阻随温度的升高而增大,所以电压不同,小灯泡的电阻和电功率不同。
7.测量原理与相应的基本计算公式一致,如测电功率的原理就是P=UI.例 1.(2019吉林省)在探究电流与电压和电阻的关系实验中,电路图如图所示,电源电压为4.5V 保持不变,三个定值电阻分别为R x、10Ω、20Ω(忽略温度对电阻的影响)。
(1)在开关闭合前,滑动变阻器的滑片应放在________端;(2)将电阻R x连入电路,调节滑片位置进行三次实验,数据如下表所示,分析数据可得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成________;实验次数 1 2 3电压U/V 1.0 2.0 3.0电流I/A 0.2 0.4 0.6(3)做完第三次实验后,保持滑片位置不变,断开开关,将电阻Rx换成10Ω的电阻,再闭合开关,此时电压表的示数________3V,调节滑片位置,使电压表的示数仍为3V,读出电流表的示数,此时滑动变阻器接入电路的阻值为R1;(4)再断开开关,将10Ω的电阻换成20Ω的电阻,闭合开关,调节滑片位置,使电压表的示数仍为3V,读出电流表的示数,此时滑动变阻器接入电路的阻值为R2,则R1________R2。
【答案】(1)A (2)正比(3)大于(4)<【简析】(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片要处于“最大阻值处”,即滑片和与接滑动变阻器下端相连接的那一边各处滑动变阻器的一端。
这里下端连接的是右端(B端),所以滑片要处在滑动变阻器的另一端左端,即A端。
(2)从表中的数据可以看出是记录的“电压与对应的电流的关系”,对比分析数据发现:电压升高,电流与电压成等比值的增大,比值为5,所以可以得到结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(3)保持滑片位置不变,那么滑动变阻器连入电路中的阻值不变。
由(2)中表格数据可知R X=U X/I X=1.0V/0.2A=5Ω.将电阻由5Ω换成10Ω时,由于阻值变大,所以分得的电压升高,电压表的示数会变大,即大于3V。
(4)将10Ω的电阻换成20Ω的电阻后,定值电阻Rx的阻值变大,根据串联电路的分压规律可知,这时它两端的电压肯定大于3V。
电压表的示数要再次变成3V,它的示数就要减小;根据U总=U x+U变可知,滑动变阻器两端的电压就要增大,根据串联电路的分压规律可知,变阻器的阻值要变大,即R2>R1,那么R1<R2。
【点拨】根据欧姆定律进行定量计算,获得(2)、(3)(4)问的答案,会让我们对此类探究问题的理解更加深刻。
例2.(2019北京市)某同学测量额定电压为2.5V的小灯泡L在不同电压下的电阻。
(1)他连接了如图1所示的实验电路,其中有一个元件与导线连接有误,这个元件是:。
(2)改正(1)中的错误后,闭合开关,调节滑动变阻器,进行多次测量,测量的数据如表所示。
电压U/V 0.9 1.3 1.7 2.1 2.5电流I/A 0.18 0.22 0.24 0.26 0.28 请完成下列问题:①小灯泡L正常发光时的电阻R L=Ω.(结果保一位小数)②若将与上述小灯泡L规格完全相同的两个小灯泡串联接入电路,如图2所示。
闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数为1.8V,则电流表的示数为A。
【答案】(1)变阻器(2)①8.9 ②0.18【简析】(1)滑动变阻器要按“一下一上”接入电路中,原电路中同时将上面两个接线柱连入了电路中,实际是将金属杆连入电路中,起不到变阻的作用。
(2)①灯在额定电压下正常发光,两端的电压值必须等于它的“额定电压2.5V”,由表中数据可知:当U=2.5V时,I=0.28A,小灯泡L 正常发光时的电阻:R L==≈8.9Ω。
②若将与上述小灯泡L规格完全相同的两个小灯泡串联接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数为1.8V,因两灯的电阻相等,由分压强原理,每个灯的电压为:0.5×1.8V=0.9V,由表中数据可知,当U=0.9V时,I=0.18A。
【真题再现】1.(2019广西贵港市)用“伏安法”测未知电阻的阻值。
(1)请用笔画线表示导线,将图中甲所示的实物连接成完整电路。
要求:滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表示数变小(请勿更改原有导线,导线不能交叉)。
(2)连接电路前,开关必须。
电路接通前,滑动变阻器的滑片P应该移至图中________处(选填“A”,或“B”)。
(3)小林闭合开关后,发现电流表示数为零,但电压表有示数,此时电路中的一处故障是待测电阻R x________(选填“短路”或“断路”)。
(4)小林排除故障后,用滑动变阻器调节接入电路中的电阻,对应每次变化各测一次电流值和相应的电压值并记录到表格中。
有一次测量电流表的指针如图乙所示,其示数为________A;另一次测量电压表的指针如图丙所示,其示数为________V。
小林根据几组实验数据计算出R x的值,为了进一步减小误差,绘制了R x的U-I图像。
(5)另一组的小宇用相同的器材进行实验,并根据自己所记录的实验数据绘制了如图丁所示的U-I 图像。
小林发现小宇绘制的U-I图像和自己绘制的U-I图像不同,你认为其原因是小宇________________________;小林根据小宇的图像也可计算出待测电阻R x=________Ω。
(实验过程中电源电压保持不变)。
【答案】(1)见下图(2)B (3)断路(4)0.28 2.6 (5)电压表并联在了滑动变阻器两端10【简析】(1)滑动变阻器的连接要“一上一下”的连入电路,图中已将上面接线柱接好,我们只需接入下面的一个接线柱。
题目要求“滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表示数变小”,即P向右滑动时,电路中的电阻要增大。
所以要将滑动变阻器的左下端的接线柱接入,如上图。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片要处于“最大阻值处”,即滑片和与接滑动变阻器下端相连接的那一边各处滑动变阻器的一端。
因此要将滑片P滑向A的另一端B。
(3)电流表示数为零,故障类型为断路;电压表有示数,说明是电压表所测部分断路。
所以是R X断路。
(4)乙表中的电流表取的是0-0.6A的量程,所以读刻度盘下端的刻度,值为0.28A;丙表中的电压表取的是0-3V的量程,所以读刻度盘下端的刻度,值为2.6V。
(5)从丁图可以发现,电压越低,电流越大,最后电压为0时,电流最大。
造成这个结果的原因是实验时将电压表与滑动变阻器相并联了,这样,当滑动变阻器连入电路的阻值越小,分到的电压越低,但是整个电路的阻值却是越来越小,电流越来大。
由丁图可知当滑动变阻器全部接入电路时U变=2.5V,I变=0.05A,R变=U变/I变=2.5V/0.05A=50Ω。
当只有R X接入电路中时,电流I=0.3A。
实验过程中电源电压保持不变,所以有U=I变(R变+R X)=IR X,即0.05A(50Ω+ R X)=0.3A×R X.解得R X=10Ω.2.(2019铜仁市)小李为了探究“电流与电压的关系”,请你与他合作并完成以下实验步骤。
(1)请你在虚线框中设计出相应的电路图。
(2)小李在探究电流与电压的关系时,要控制不变。
通过实验探究,得到以下数据。
在进行数据分析时,小李发现表格中有一组错误的数据,请你找出第组数据是错误的。
序号 1 2 3 4 5电压U/V 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4电流I/A 0.16 0.24 0.32 0.44 0.48(3)为了分析电流与电压的定量关系,请你利用正确的数据,在坐标中绘制出电流与电压关系的图像。
【答案】(1)(2)电阻 4 (3)【简析】(1)探究“电流与电压的关系”实验中,要保持“电阻一定”,所以要选取定值电阻。
要探究定值电阻中的电流与两端的电压的关系,电压表需测定值电阻的电压,引入滑动变阻器,改变定值电阻两端的电压,同时保护电路。
电路图设计如上图。
(2)在探究电流与电压的关系时,要控制电阻不变。
比较表中的数据发现,第1、2、3、5组中的数据的电压与电阻的比值相等,为5,而4中的数据的电压与电流之比不等于5,所以第4组数据有问题。
(3)根据正确的4组数据描点,用平滑曲线连接即可,如上图。
3.(2019河北省)小文在做“测量小灯泡的额定功率”实验,已知灯泡的额定电压为2.5V,请你回答:(1)如图甲所示是他没有连接完整的实物电路。
请你用笔画线代替导线把图甲中的实物电路连接完整。
(2)连接电路时,开关应处于状态。
(3)右表是小文进行第一次测量后记录的数据,他认为可通过这组数据算出小灯泡的电阻,再进一步算出小灯泡的额定功率,老师指出他的想法是的(选填“正确”或“错误”),原因是。
电压/V 电流/A 电功率/W3 0.24 0.72(4)在第二次测量时,小文调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为 2.5V,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是W。
(5)同桌小冬利用一个阻值为10Ω的电阻R0,设计了一个测未知电阻R x的电路,如图丙所示,他发现两个电流表的指针偏转角度相同,由此可知R x=Ω。
【答案】(1)(2)断开(3)错误灯丝电阻随温度升高而增大(4)0.55 (5)40【简析】(1)将变阻器的最大电阻连入电路中与灯串联,电压表与灯并联,如上所示。
(2)连接电路时,开关应处于断开状态。
(3)由于灯丝电阻随温度升高而增大,2.5V时灯丝的电阻与3V时灯丝的电阻不同,所以根据P=,求出的3V时的电阻去计算2.5V时的功率是错误的。
(4)在第二次测量时,小文调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5V,电流表的示数如图乙所示,电流表选用的是0-0.6A的量程,应该读下面的刻度值,电流值为0.22A,小灯泡的额定功率是:P额=U额I额=2.5V×0.22A=0.55W。