专题36 电磁学实验专题（二）（原卷版）

专题36 电磁学实验专题（二）（原卷版） 【内容播报】 特别说明：典例主要是2023 年的中考真题，即时检测是最新的全国各地的模拟题，好题冲关 中的基础过关主要是2022 年的期末考试题，能力提升主要是2023 年的模拟考试题，真题感 悟主要2023 年的中考真题中，所有题型经过多次筛选。知识点以挖空的形式设计，便于学生 提前预习，实验通过方法总结，知识加工，便于学生理解和记忆，好题冲关分层设计，针对 于不同的学生。 实验 好题冲关 实验7：伏安法测小灯泡的电阻（1 典例+2 即时检测） 基础过关（12） 实验8：测量小灯泡的电功率（1 典例+2 即时检测） 能力提升（12） 实验9：探究电热与那些因素有关（1 典例+2 即时检测） 真题感悟（12 题） 实验10：探究电磁铁磁性强弱与那些因素有关（1 典例+2 即时检 测） 实验11：探究磁场对通电导体的作用（1 典例+2 即时检测） 实验12：探究电磁感应现象（1 典例+2 即时检测） 1 . 掌握伏安法测小灯泡的电阻的实验原理、实验步骤、注意事项和数据处理； 2 . 掌握测量小灯泡的电功率的实验原理、实验步骤、注意事项、数据和图像处理； 3 . 掌握探究电热与那些因素有关的实验原理、实验步骤、注意事项和数据处理； 4 . 掌握探究电磁铁磁性强弱与那些因素有关的实验原理、实验步骤、注意事项和数据处理； 5 . 掌握探究磁场对通电导体的作用的实验原理、实验步骤、注意事项和数据处理； 6 . 掌握探究电磁感应现象的实验原理、实验步骤、注意事项和数据处理； 实验七 伏安法测小灯泡的电阻 1. 原理:欧姆定律的变形公式 2. 实验电路图 3. 实验器材:电压表电流表、电源、开关、小灯泡、滑动变阻器和导线。 4. 注意事项 （1）在选取器材时，电流表所选用量程的最大值要大于电路中的最大电流，滑动变阻器的最大阻值应略 大于或接近小灯泡的电阻。 （2）连接电路时要断开开关，并按照电压表、电流表、滑动变阻器的使用规则，将它们正确地接入电路。 电压表与电流表要注意量程的选择、连接和读数，滑动变阻器也要注意规格的选择。 （3）进行实验时，在闭合开关前，要把滑动变阻器的滑片调到阻值最大处，使电路中的电流最小，目的 是保证电路中的灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表等仪器的安全。 （4）把每次测量的结果记录下来，以便最后分析、总结。 （5）对于测得的各组电流和电压值计算出相应的电阻值，然后比较实验数据，找出其中的规律。 5 滑动变阻器的作用 (1)保护电路:(2)改变电路中的电流和小灯泡两端的电压。 【特别提示】 小灯泡灯丝的电阻受温度影响明显，不同温度下其阻值不同且温度越高其电阻越大，因此不能多次测量电 阻求其平均值。 【典例1】（2023·河南·统考中考真题）在“测量小灯泡电阻”实验中，选用的器材有：两节新干电池，额 定电压为 的待测小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表，开关和若干导线。 （1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整 ； （2）正确连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于 （选填“”或“B”）端； （3）闭合开关，发现小灯泡不发光，电压表无示数，电流表有示数，造成这一现象的原因可能是 （选 填字母代号）； ．电流表短路 B．小灯泡短路 ．滑动变阻器断路 （4）排除故障后，移动滑片P，某次实验时，电压表的示数为 ，电流表的示数如图乙所示，则通过 小灯泡的电流为 ，小灯泡正常发光时的电阻约为 （结果保留一位小数）； （5）经过多次实验，测出并记录多组电压和电流的值，得到小灯泡的 图像如图丙所示，通过分析图 像，写出一条你发现的结论： 。 【即时检测1】（2023·山东临沂·统考一模）小明在“测量小灯泡电阻”的实验中，所用小灯泡的额定电压 为25V。 （1）用笔画线代替导线，将图甲的实物图连接完整； （2）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数、电流表无示数，则可能 的原因是 ； （3）排除故障后，闭合开关，发现此时电压表的示数为22V，若要测量小灯泡的正常发光时的电阻，应 将滑动变阻器的滑片P 向 （选填“左”或“右”）移动，直到电压表的示数为 V，此时电流表示 数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电阻约为 Ω（保留一位小数）。 【即时检测2】（2022·云南文山·统考模拟预测）如图甲所示是小刚设计的“用伏安法测量小灯泡的电阻” 的实验，已知待测小灯泡的额定电压为 。 （1）请你用笔画线代替导线，将如图甲所示的实物电路图连接完整 ； （2）在闭合开关前，小刚应该将滑动变阻器的滑片移动到最 （选填“左”或“右”）端，这样做的目 的是 ； （3）小刚在做实验时，电路连接无误，闭合开关后，发现电流表的指针有明显偏转，而电压表的示数几 乎为零，出现这种情况的原因可能是 ； （4）排除故障后，小刚移动滑动变阻器的滑片，记录多组小灯泡两端不同的电压以及通过小灯泡的电流 值，根据这些数据在坐标纸上绘制出了通过小灯泡的电流随其两端电压变化关系的图象如图乙所示，分析 图象可知：小灯泡的额定功率为 ，其正常发光时的电阻为 Ω； （5）用该实验装置 （选填“能”或“不能”）完成探究电流与电压的关系这一实验，请说出你的理由。 。 实验八 测量小灯泡的电功率 实验 测量小灯泡的电功率 1 实验原理： 2 实验器材：电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关、小灯泡、灯座、导线等 3 实验电路： 4 实验思路：分别测量小灯泡两端电压高于、等于和低于其额定电压的电功率，观察小灯泡的变化，并计 算出三种情况下的实际电压，进行比较 5 实验步骤： （1）按电路图连接实物图，将滑动变阻器的滑片滑到阻值最大（右）端； （2）检查电路无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数等于25V 时，停止滑动，记 录此时电流表的示数，并观察灯泡的亮度，记录在表格中； （3）调节滑动变阻器的滑片，分别使电压表的示数低于25V、等于25V 的12 倍，记录每一次对应电流表 的示数，并观察灯泡的亮度，记录在表格中； （4）将实验中记录的数据分别代入 ，算出小灯泡的实际功率，并填人表格中． 6 实验分析： （1）小灯泡的发光情况由它的实际功率决定，实际功率越大，灯泡越亮． （2）灯泡实际消耗的电功率随着加在它两端的电压而改变，电压越大，功率越大． （3）灯泡的实际功率可以等于额定功率，也可以不等于额定功率． 【特别提示】 （1）连接电路时，开关要处于断开状态 （2）实际电压不能超过额定电压太多，易损坏小灯泡； （3）当实际电压等于额定电压时，此时小灯泡的实际功率为其额定功率 （4）滑动变阻器的作用： ①闭合开关前，应该先调节滑动变阻器的滑片，使其连入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，这 样能够保护电路中的各个电路元件不至于损坏； ②接通电源后，移动滑动变阻器的滑片，可以调节小灯泡两端的电压 【典例2】（2023·陕西·统考中考真题）如图-1，是“测量小灯泡的电功率”的实验电路，电源电压为45V 且保持不变，小灯泡L 的额定电压为25V。 （1）连接如图1 所示电路时，开关S 应处于断开状态，滑动变阻器的滑片P 应置于最 （选填“左”或 “右”）端。 （2）闭合开关S，观察到小灯泡L 不亮，电压表有示数且接近电源电压，电流表指针几乎不偏转，移动滑 动变阻器的滑片P，两表的示数均无变化，则故障原因可能是 。 （3）排除故障后，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，多次实验并将数据和现象记录在下表中。分析 表中信息，回答下列问题。 实验次数 电压U/V 电流/ 小灯泡亮度 电功率P/ 1 05 020 不亮 010 2 10 024 暗 024 3 20 032 较暗 064 4 25 正常亮 5 30 038 很亮 114 ①小灯泡L 在额定电压下工作时，电流表的指针位置如图-2 所示，则电流表示数为 ，小灯泡L 的额定 功率为 。 ②第1 次实验中，小灯泡L 不亮的原因可能是 。 ③分析数据还发现，通过小灯泡L 的电流与其两端的电压不成正比，其原因可能是 。 （4）本次实验所选用的滑动变阻器的规格是 。 ．10Ω 2 B．20Ω 1 【即时检测1】（2023·辽宁丹东·统考模拟预测）实验室购买了一批小灯泡，同学们发现其中有一只小灯泡 上标有“25V”字样，小明想知道其额定功率。老师告诉他灯泡的电阻约8~15Ω，滑动变阻器有两种规格， 分别是R1“10Ω；1”、 R2“50Ω；2”，电源（电压恒为6V）、开关、导线若干。 （1）按如图甲的电路图连接实物，为了防止小灯泡被烧坏，应选用滑动变阻器 （选填“R1”或 “R2”）连入电路，电压表的量程选择 （选填“0~3V”或“0~15V”）； （2）将滑动变阻器的滑片P 移到最 （选填“左”或“右”）端，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片 P，并读出对应的电流值，绘制出了如图乙所示的﹣U 曲线。由图乙可知小灯泡的额定功率为 ，通过 小灯泡的电流与它两端的电压并不成正比，其原因是 ； （3）小强也想测灯泡的额定功率，老师给他一个额定电流为03 的小灯泡和一个阻值为20Ω 的定值电阻 R0，电源电压未知。小强设计的电路图如图丙所示，请将以下实验步骤补充完整。 ①闭合开关S、S2，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为 ； ②保持滑片P 的位置不变，断开开关S2，闭合开关S1，电流表示数为02；将滑动变阻器的滑片P 移到最左 端，电流表的示数为03，则电源电压为 V； ③小灯泡的额定功率：P 额＝ 。 【即时检测2】（2023·山东济宁·济宁学院附属中学校考三模）实验课上，小刚等同学想要测量小灯泡的额 定功率，老师给他们准备了如图所示的器材：小灯泡（额定电压 ，电阻大约 ），电流表，电压表， 电源（电压恒为 ），导线若干。 （1）小刚发现在图甲电路中只改变了某根导线一端的接点位置，电路就能测量小灯泡的额定功率。请你 在要改动的这根导线上打“ ”，并用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接正确 ； （2）实验时，电压表的示数如图乙所示，则应将滑片向 （选填“左”或“右”）端移到某一位置，才 能使小灯泡正常工作。若正常工作时电流表示数为05，则小灯泡的额定功率为 ； （3）完成上述实验后，小刚又设计了一种测额定功率的方，如图丙所示，R0是阻值已知的定值电阻。请 完成下列操作： ①连接好电路，闭合开关S，将开关S1拨到触点 （选填“”或“B”），移动滑片，使电压表的示数为 小灯泡的额定电压 。 ②保持滑片的位置不动，再将开关S1拨到另一触点，读出电压表的示数U2； ③用 、 、 表示小灯泡的额定功率， 。 实验九 探究电热与那些因素有关 实验探究 探究电流通过导体时产生的热量跟电阻的关系 探究电流通过导体时产生的热量跟电流的关系 实验 装置 探究方法 控制变量法、转换法法 设计方法 通过观看U 型管液面高度的变化判断电阻产生热量的多少 电阻串联的目的是控制电流和通电时间相同 将等大的电阻串联，然后再将第三个电阻与其 中一个并联，目的是改变通过电流的大小 结论 在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大， 产生的热量越多 在电阻、通电时间相同的情况下，通过的电流 越大，产生的热量越多 【典例3】（2021·江苏常州·统考中考真题）小组同学选择阻值不变的电阻丝，探究“电流通过电阻丝产生 的热量（简称电热）与通电时间、电流、电阻的关系”。 （1）为探究电热与通电时间、电流的关系，在锥形瓶内装入适量煤油，设计电路如图甲所示，开关闭合 前，滑动变阻器的滑片P 应置于 （/B）端； （）闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，直至电流表示数为05，通电5 分钟、温度计的示数升高了 5℃； （b）保持滑动变阻器滑片P 的位置不变，通电10 分钟、温度计的示数升高了9℃，（）、（b）对比可得 结论： ； （）向 移动滑动变阻器的滑片P，直至电流表示数为1，通电10 分钟、温度计的示数升高了33℃， （b）、（）对比可得结论： ； （d）实验只能得到定性结论，主要原因是 ； （2）为探究电热与电阻的关系，并测出标签污损的电阻丝R2的阻值，在两个相同的锥形瓶内装入等质量 的煤油，设计如图乙所示电路。开关闭合后，电压表有示数，但电流表无示数，电路故障是 ，排除故 障后，调节滑动变阻器的滑片P 得到电表示数如图丙所示，则电压表示数为 V，电流表示数为 ， R2阻值为 Ω。一段时间后，观察到电阻丝 所在锥形瓶中的温度计示数升高的比较多； （3）请分析“电炉工作时，电炉丝发热明显、而与电炉丝相连的导线发热不明显”：电炉丝的电流 导线的电流，电炉丝的电阻 导线的电阻。 【即时检测1】（2023·广东佛山·校考三模）甲、乙两图为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有 关”实验的部分装置图，两个相同的透明容器中封闭着等量的空气。 （1）甲、乙实验中，通过观察 来反映电阻产生热量的多少。 （2）探究“电流通过导体时产生的热量与电流的关系”时，应选择 （选填“甲”或“乙”）图装置 进行实验。通过观察实验现象，可以得到的实验结论是：当电阻和通电时间相同时，电流越 （选填 “大”或“小”）电流通过导体时产生的热量越多。 （3）连接好电路后闭合开关，通电一段时间后图乙的容器中左、右两个电阻产生热量的比值Q 左∶Q 右= 。 （4）完成上述实验后，小明同学又设计了如图丙所示实验装置，探究“比较不同物质的吸热能力”的实 验，其中，B 两个电阻丝的电阻应该是 （选填“相同”或“不同”）的。向两个烧瓶中分别加入初温 相同、质量相等的水和煤油，通电一段时间后，煤油的温度更高，说明 （选填“水”或“煤油”）的 吸热能力更强。 【即时检测2】（2023·云南昆明·云南省昆明市第十中学校考三模）为了研究“电流产生的热量与哪些因素 有关”，小芳小组采用如图（1）所示的装置进行探究。 （1）为了便于比较两根电阻丝通过电流后产生热量的多少，甲、乙两烧瓶中要装入 相等、初温相 同的同种液体。为了在较短时间内达到明显的实验效果，实验时应选用液体是 （选填“煤油”或 “水”）； （2）本实验中电阻产生热量的多少是通过 （选填“温度计示数”或“加热时间”）来反映的。在 研究许多物理问题时都会用到这种方法，下列研究实例采用研究方法与此相同的是 ； ．探究电流与电压、电阻的关系 B．利用小桌陷入海绵的深度判断压力的作用效果 ．研究光的传播时，引入光线 D．探究声音的传播条件 （3）已知电阻丝R1和R2的材料和长度相同，R1的横截面积大于R2，通电一定时间后，可以看到 （选填“甲”或“乙”）瓶中煤油温度升得高，这表明在相同时间内，电流相同的情况下，导体的电阻越 （选填“大”或“小”），电流通过导体时产生的热量越多； （4）如果在甲、乙两烧瓶中分别装入质量相等的不同液体，并接入两根阻值 （选填“相同”或 “不同”）的电阻丝，就可用这个装置来探究两种不同液体的吸热能力。若闭合开关后一段时间，发现如 图（2）所示温度变化规律，则甲瓶中液体的比热容 （选填“大于”“等于”或“小于”）乙瓶中 液体的比热容。 实验十 探究电磁铁磁性强弱与那些因素有关 实验探究 探究线圈的匝数是否形响磁性强弱 探究线圈中电流大小是否影响磁性强弱 实验 装置 探究方法 转换法 控制变量法 设计方法 （1）用漆包线分别绕成50 和100 的单层线 圈，串联接入如图所示的电路中； （2）闭合开关，比较它们吸引大头针的数量 （1）把自制的一个带铁芯的螺线管接入如图所 示的电路中 （2）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，改变 电路中的电流，比较当通入的电流变化时，电 磁铁吸引大头针的数量 现象 线圈匝数多的吸引大头钉数目较多 调节滑动变阻器，电流越大，吸引的大头钉数 目越多 结论 线圈匝数越多，螺线管磁性越强 电流越大，螺线管磁性越强 【典例4】（2022·山东东营·统考中考真题）如图所示是“探究影响通电螺线管磁性强弱的因素”的实验装 置。 （1）正确连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最 （选填“左”或“右”）端； （2）闭合开关，调节滑片位置，电流表的指针如图所示，则电流表的示数为 ，此时通电螺线管的下 端是 （选填“”或“S”）极； （3）下列操作能减弱通电螺线管磁性的是 （选填字母）； ．抽去铁芯 B．电源两极对调 ．减少线圈的匝数 （4）电磁铁的用途很多，如电磁起重机，试再列举至少2 项电磁铁在实际中的应用： 、 。 【即时检测1】（2023·湖北省直辖县级单位·统考二模）在探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验中，实验 室准备的器材有，电源、开关、滑动变阻器、两根完全相同的铁钉、表面绝缘的铜线、大头针若干。小明 利用上述器材，制成简易电磁铁甲、乙，并设计了电路，如图所示。 （1）实验中通过观察电磁铁 的不同，可以判断电磁铁的磁性强弱不同，这种研究问题的方法物理上 称之为 法； （2）当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数 （选填“增加”或“减少”）， 说明电流越 ，电磁铁磁性越强； （3）根据图中的情境可知， （选填“甲”或“乙”）的磁性强，说明电流一定时， 电磁铁磁性 越强； （4）实验结束，断开开关，大头针全部掉落，说明电磁铁磁性的有无可以通过 来控制。 【即时检测2】（2023·河北石家庄·校考二模）在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，实验室准备 的器材有：电源、开关、滑动变阻器、两根完全相同的铁钉、表面绝缘的铜线、大头针若干。小杨同学利 用上述器材，制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。 （1）当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数 （ 选 填“增加