专题35 电磁学实验专题（一）（原卷版）

专题35 电磁学实验专题（一）（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1：探究串并联电路电流的特点（1 典例+2 即时检 测） 基础过关（12） 实验2：探究串并联电路电压的特点（1 典例+2 即时检 测） 能力提升（12） 实验3：探究影响电阻大小的因素（1 典例+2 即时检测） 真题感悟（12 题） 实验4：探究电流与电压的关系（1 典例+2 即时检测） 实验5：探究电流与电阻的关系（1 典例+2 即时检测） 实验6：伏安法测定值电阻的阻值（1 典例+2 即时检测） 1. 掌握探究串并联电路电流的特点的实验原理、实验步骤、注意事项和数据处理； 2. 掌握探究串并联电流电压的特点的实验原理、实验步骤、注意事项和数据处理； 3. 掌握探究影响电阻大小因素的实验原理、实验步骤、注意事项和数据处理； 4. 掌握探究电流与电压和电阻的实验原理、实验步骤、注意事项和数据处理； 5. 掌握伏安法测电阻的实验原理、实验步骤、注意事项和数据处理； 实验一 探究串并联电路电流的特点 实验探究 探究串联电路电流的特点 探究并联电路电流的特点 实验 电路图 设计方法 （1）将电流表分别接在B 三处，并测量其电流分别为、B、 （2）换用两个不同规格的小灯泡，重复做三次实验（其目的是结论具有普遍性） 结论 =B=，则：串联电路中，电流处处相等 =B+，则：并联电路中，干路电流等于各支路 电流之和 【典例1】（2023·四川甘孜·统考中考真题）如图所示，小覃同学所在的兴趣小组正在探究并联电路中 电流的规律。 （1）图甲是他们设计的电路图，实验时需要测量、B、三处的电流。图乙是他们某次测量时连接的实验电 路，此时电流表测量的是 （选“”“B”或 ）处的电流； “” （2）小覃同学要测量通过L2的电流，只需将图乙中导线 （选填 或 “” “b”）的一端移动到电流表的 负接线柱上；重新连接好电路后，闭合开关，电流表的示数如图丙所示，则电流表的示数为 ； （3）该小组另一位同学测出一组、B、三处的电流，数据如下表所示，由此他得出结论： 02 02 04 ①干路电流等于各支路电流之和。 ②各支路电流相等。 （4）小组内交流讨论后，一致认为该同学的结论不具普遍性，要得到并联电路中电流的规律，还应该选 用规格 （选填 相同 或 不相同 ）的灯泡进行实验。 “ ” “ ” 【即时检测1】（2023·广西柳州·统考一模）实验室，同学们在探究 并联电路中电流的特点 。 “ ” （1）连接电路时，开关应 ； （2）实验时应选择规格 （选填 相同 或 不相同 ）的两盏灯泡；某同学在闭合开关时发现电流 “ ” “ ” 表指针如图乙所示，原因是 ； （3）图丙是他们对照图甲连接的实物电路图，此时电流表测的是 （选填 、 “” “B”或 ）处的电 “” 流；某同学发现L1发光，L2不发光，则可能的原因是： 。 （4）第2 组的同学测得、B、三处电流如表所示，并由此得出结论，你觉得他们的做法正确吗？ ，你 的依据是 ； 位置 B 电流/ 022 024 046 （5）实验结束后，第3 组的同学又利用实验器材连接了如图丁所示的电路，当开关S 由断开到闭合时，电 流表1的示数 （选填 变大 、 变小 或 不变 ）。 “ ” “ ” “ ” 【即时检测2】（2023·河南信阳·校联考一模）如图是小刚和小强设计的电路图，他们打算按图将元件 连接起来。 （1）在连接电路的过程中，开关应该 （选填 断开 或 闭合 ）； “ ” “ ” （2）小刚连接了如左图所示电路，如果合上开关，两个灯泡都将 （选填 不会发光 或 会被烧 “ ” “ 坏 ），原因是电源 ” （选填 断路 、 短路 或 通路 ）； “ ” “ ” “ ” （3）小刚想将电路全部拆散，重新连接。小强认为只需拆除 （填字母）这一根导线，就能成为串联 电路； （4）连接成串联电路后，若把L1的灯泡拧下来，则看到的现象是L2 （选填 亮 或 不亮 ）， “ ” “ ” 说明在串联电路中，各个用电器之间 （选填 互不 相互 ）影响。 “ ”“ ” 实验二 探究串并联电路电压的特点 实验探究 探究串联电路电压的特点 探究并联电路电压的特点 实验 原理图 设计方法 （1）将电压表分别于并联在L1、L2和L1与L2的两端，并记录数据； （2）换用两个不同规格的小灯泡，重复做三次实验（其目的是结论具有普遍性） 结论 U 总=U1+U2， 则：串联电路两端的总电压等于各部分电路 两端的电压之和 U 总=U1=U2， 则：并联电路各支路的电压相等，都等于总 电压 【典例2】（2023·四川雅安·统考中考真题）小雅和同学进行 探究串联电路电压规律 的实验。所用 “ ” 器材有：电压恒为3V 的电源，一个开关，两只灯泡（L1和L2），两只相同电压表 和 （量程均为 0~3V 和0~15V），导线若干。 （1）他们按图甲所示的电路图连接电路，用一只电压表分别测B、B、间的电压。每次拆接电压表时，开 关应处于 状态； （2）为测量 两端电压，请在图乙中用笔画线代替导线将实物图连接完整； （3）具有创新精神的小雅决定改进实验。她按照图丙所示电路图连接好电路，闭合开关，发现电压表 和 的指针偏转角度相同，则可能的原因是电压表 （选填“ 或 ” “ ）的量程选大了，此时电 ” 压表 和 的示数分别为 V 和 V； （4）解决问题后，小雅同学测出了B 间和间的电压，为了测量B 间的电压，断开开关，接下来可以 ； ．保持B 接线不动，将电压表 连线由改接到 B．保持接线不动，将电压表 连线由改接到B （5）为了得到更普遍的规律，下列操作最合理的是 ； ．将灯泡 和 互换位置进行多次测量 B．换用不同规格的灯泡进行多次测量 （6）分析B、B、间的电压关系，得出结论：在串联电路中，各部分电路电压之和等于总电压。 【即时检测1】（2023·河南·统考模拟预测）在 探究串联电路电压规律 实验中，某同学把两只小灯 “ ” 泡L1、L2串联起来接到电源上，如图甲所示。 （1）闭合开关时，发现小灯泡L1亮，L2不亮，该同学于是将电压表连在图中、B 两点，此时电压表的示 数如图乙所示是 V，他又将电压表连在图中B、两点，测得UB=0V 由此可知，电路中存在的故障是 ； （2）排除故障后，闭合开关，两只小灯泡均能发光，重新测量的结果为：UB=15V，UB=15V，U=3V，根 据以上测量结果可知：该同学选用的两只小灯泡的规格是 （选填 相同 或 不相同 ）的，由此 “ ” “ ” （选填 能 或 不能 ）得到普遍规律； “ ” “ ” （3）通过正确的实验操作，可以得到串联电路中用电器两端的电压与电源两端的电压的关系式为 （用图中所给的符号表示）； （4）小明在研究并联电路的电流规律时，所用实验器材如图1 所示，请完成下列任务： （5）按照如图2 所示的电路图，以笔画线代替导线，完成图1 的电路连接； （6）下表记录了实验过程中得到的部分数据，电流表3的示数如图3 所示，请将该数据填入表格中。 1的示数1/ 2的示数2/ 3的示数3/ 02 03 （7）在误差允许范围内，分析表中的数据可初步得到的结论是 ，同学们指出实验次数太少，需要 更换不同规格的灯泡进行多次实验，这样做的目的是为了 。 【即时检测2】（2023·河南商丘·统考模拟预测）实验小组用如图甲所示的电路探究串联电路的电压关 系。 （1）请你按照图甲用笔画线代替导线连接图乙所示的实验电路。要求电压表测量灯L1两端的电压； （2）在连接电路时，开关必须 ； （3）实验中应选择规格 （选填 相同 或 不同 ）的小灯泡； “ ” “ ” （4）正确连接电路后，闭合开关S，电压表的示数如图丙所示，此时小灯泡L1两端的电压为 V。一段 时间后，L1突然熄灭，L2仍然发光，电压表无示数，原因可能是 ； （5）小组完成了三次实验，数据如表格所示。进行多次实验的目的是 （选填 寻找普遍规律 或 “ ” 减小实验误差 ）。分析实验数据，可得到串联电路的电压特点是：串联电路总电压 “ ” ； （6）另一小组在测出L1两端电压后，认为只须将与点相连的导线改接到点即可测出L2两端的电压，这种 办法是错误的，原因是 。 次数 L1两端电压 L2两端电压 1 12 2 14 16 3 11 19 实验三 探究影响电阻大小的因素 1 . 实验器材 电源、开关、导线、电流表、灯泡、演示版(四条规格不同的金属丝)、酒精灯、火柴;镍铬合金、康铜合 金、铜合金制作的线圈各一个。 2 . 实验电路 3 . 实验步骤 (1)按照甲图，连接实物图。 (2)分别将、B 两根材料横截面积相同但长度不同的镍铬合金接入电路中，观察电流表读数的大小。 (3)分别将、两根材料长度相同但横截面积不同的镍铬合金接入电路中，观察电流表读数的大小。 (4)分别将、D 两根长度横截面积相同材料不同的镍铬合金和锰铜合金接入电路中，观察电流表读数的大小。 (5)将镍铬合金、康铜合金、铜合金制作的线圈分别接在电路中，如图乙所示，用酒精灯加热，观察电流 表读数的大小。 5 分析与论证 (1)导体的材料和横截面积相同时，导体越长通过的电流越小，即导体的电阳与导体的长度有关。 (2)导体的长度和材料相同时，导体的横截面积越大通过的电流越大，即导体的电阳与导体的横截面积有 关。 (3)导体的长度和横截面积相同时，导体的材料不同通过的电流不同，即导体的电阳与导体的材料有关 (4)将不同材料制成的金属丝线圈接入电路中，用酒精灯加热，通过的电流都会减小，即导体的电阻与温 度有关 6 注意事项 (1)控制变量法的应用:探究导体的电阻与其中的一个因素是否有关时，应保持其他因素不变。 (2)转换法的应用:用电流表示数大小(或灯泡的亮度)间接反映导体电阻的大小。 (3)实验中确保电源电压保持不变 【典例3】（2023·西藏·统考中考真题）某学习小组在 探究影响导体电阻大小的因素 实验时，设计 “ ” 了如图所示的实验装置，实验中分别将、B、、D 四根导体接入电路，四根导体的材料规格如下表所示。 导体代 号 长度/m 横截面积/mm2 材料 电流表示数/ 10 04 锰铜 14 B 05 04 锰铜 27 10 06 锰铜 20 D 10 04 镍铬合 金 06 （1）请你在图中用一根导线将电流表正确连入电路 ； （2）为比较、B、、D 四根导体电阻的大小，可通过观察 来判断； （3）要探究导体电阻大小与长度的关系，应选用 两根导体进行实验； （4）将、两根导体分别接入电路中进行实验，可得出：当导体的长度和材料相同时，横截面积越大，电 阻越 ； （5）老师想改装一个滑动变阻器使其最大阻值变小，请你根据该实验结论，帮老师想出一种方法： （写出一种合理方法即可）。 【即时检测1】（2023·四川成都·校考模拟预测）实验小组同学在做 探究影响导体电阻大小的因素 “ ” 实验时，做出如下猜想： 猜想一：电阻可能与导体的长度有关； 猜想二：电阻可能与导体的横截面积有关； 猜想三：电阻可能与导体的材料有关； 实验室提供了4 根电阻丝，其规格、材料如表所示： 编 号 材料 横截面积S/（mm2） 长度L/（m） 镍铬合金 10 025 B 镍铬合金 10 050 镍铬合金 20 025 D 锰铜合金 10 025 （1）小明设计了如图所示电路。在M、之间分别接入不同的导体，来比较导体电阻的大小，小明认为可 以根据灯泡亮度的变化来判断接入导体电阻的大小；小梦提出应该根据电流表的示数变化来判断接入导体 电阻的大小。你赞同谁，理由是 ； （2）在最近几年，我国城乡许多地区进行了输电线路的改造，将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输 电线，这样就 （选填 增大 或 减小 ）了输电线的电阻。为了验证该结论，应该选用编号为 “ ” “ ” 的 两段导体接入M 两端，进行实验； （3）接上对应电阻丝，进行实验时发现，刚闭合开关时电流表示数较大，过一会后电流表的示数慢慢变 小，你认为造成该现象的原因可能是 。 【即时检测2】（2023·黑龙江绥化·统考模拟预测）在探究 电阻大小与哪些因素有关 的实验中，采 “ ” 用如图甲所示的实验装置，、b、是镍铬合金制成的三根导体，、b 长度相同但粗细横截面积不同，b、 粗细相同而长短不同，导线d 由锰铜合金制成，长短、粗细与导线b 相同。 （1）实验中电流表的示数越大，对应的导线电阻越 ； （2）将导线接在M、之间，闭合开关，电流表的示数如图乙所示，为 ； （3）依次将导线接入电路，电流表对应的示数如表所示： 导线代号 b d 电流表示 数 由上表可知，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； （4）在物理实验中常用到等效替代法。例如将一个7Ω 的电阻替换某支路中2Ω 和5Ω 串联的电阻，下列 实验也用到了等效替代法的是 （填字母）。 ．探究平面镜成像的特点 B．探究影响压力作用效果的因素 实验四 探究电流与电压的关系 1 . 实验器材 电源、开关、导线、电流表、电压表、定值电阻、滑动变阻器。 2 . 实验电路图 3. 实验思路：应用控制变量法，控制电阻不变，改变电阻两端的电压，观察电流表的变化，记录数据，绘 制 图象，寻找电流与电压之间的关系 4 . 实验步骤 (1)按照电路图连接实物图 (2)闭合开关S 后，调节滑动变阻器的滑片P，使定值电阻R 两端的电压成整数倍变化，如2V、4V、6V 等; (3)根据电压表和电流表的示数，读出每次R 两端的电压值和通过R 的电流值，并记录。 5 分析与论证 由实验数据可以看出电流和电压有关，电流随电压的增大而增大，将实验数据通过图像的形式表示出 来，如图所示。 6 结论 在电阻一定的情况下，导体中的电流与该导体两端的电压成正比 【特别提示】 滑动变阻器的作用是：（1）保护电路；（2）改变通过R 的电流和R 两端的电压，便于多次测量。 【典例4】（2023·湖南益阳·统考中考真题）小明同学想探究 通过灯泡的电流与灯泡两端电压的关 “ 系 ，设计了如图甲所示的电路图。 ” （1）请用笔画线代替导线，按照图甲所示的电路图，在图乙中将实物电路连接完整（要求连线不得交叉； 滑动变阻器的滑片向左移动，小灯泡变亮）； （2）小明同学正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表无示数，但电压表示数较大。接 下来正确的操作是 ； ．检查电路是否短路 B．更换电流表 ．检查小灯泡是否接触良好或损坏 D．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光 （3）排除电路故障后，下表是按正确的操作测得的数据，其中第一次测得的电流如图丙所示，则电流表 示数为 。从表中数据可看出，通过灯泡的电流与灯泡两端的电压不成正比，其原因是 。 实验次数 1 2 3 电压U/V 20 30 38 电流/ 038 040 【即时检测1】（2023·广东清远·统考二模）为了做 探究电流与电压的关系 的实验，小明使用电压 “ ” 恒为3V 的电源、开关、导线若干、定值电阻R、电流表、电压表和滑动变阻器连接了图甲所示的电路。 （1）请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整 ，连接电路时，开关应 ； （2）检查电路连接无误后闭合开关后，无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，电流表几乎无示数，电压表有 示数且不变，原因可能是 ； （3）排除上述故障，闭合开关后，小明调节滑片使电压表示数为05V，记录电流表读数，再将滑片向着 靠近 端的方向移动，使电压表示数为10V，继续记录电流表读数；（选填 或 “” “B”） （4）完成实验并整理器材后，小明将所得数据描点连线画出如图乙所示的R 的-U 图像，并根据图像得出 结论： ； （5）为了得到更具有普遍性的结论，小白利用小明的实验器材，仅将R 更换为不同阻值的定值电阻R2， 重新连接电路并进行相同操作，画出的-U 图像却如图丙所示： ①小明帮助小白进行分析，确认是电路连接错误，该错误为： 。 ②小明还认为，即使不重新进行实验，利用小白的现有数据，也能画出R2的-U 图像。请你在图乙中画出 R2的-U 图像 。 【即时检测2】（2023·江苏无锡·统考一模）小明在探究 通过导体的电流与导体两端电压的关系 时 “ ” ， 电路如图甲所示，电源电压保持不变，R 为定值电阻。 （1）请用笔画线代替导线，将图乙中的电路按甲图连接完整（要求导线不交叉）； （2）闭合开关前滑动变阻器的滑片应位于 （/B）端； （3）电路连接正确后，闭合开关，发现电压表有示数但电流表无示数，此时出现的故障可能是 （选 填字母：．电阻R 短路/B．电阻R 断路）； （4）排除故障后，小明又取了几个定值电阻，想利用这些器材继续探究 电压不变时，电流与电阻的关 “ 系 。实验中所用电阻的阻值分别为 ” 5Ω、10Ω、20Ω，电源电压为6V，分别接入三个在定值电阻，图丙是 接入5Ω 定值电阻并调节滑动变阻器后得到的电流大小为 。将5Ω 的定值电阻换成10Ω 的定值电阻时， 闭合开关后，应将滑动变阻器的滑片向 （左/右）端移动，直到定值电阻两端的电压为 V； （5）小明为了完成整个实验，应选取最大阻值不小于 Ω 的滑动变阻器。 实验五 探究电流与电阻的关