电学实验专题及拓展练习
一、串并联电路的电流与电压
1、为了探究并联电路中干路的电流与支路的电流有什么关系，小明同学选择的实验器材是： 3节干电池串联作电源、两个标为2.5V 字样的小灯泡、一只电流表、一个开关、导线若干. 他的实验设想是：首先将实验器材连成如图所示的电路，然后用电流表选择恰当的量程分别测出A．B．C三点的电流，分析这一次测量中三点电流的数据，就得出干路与支路的电流的关系。请你分析说明小明同学这一实验方案中存在哪些的不足，并提出相应的改进意见.
不足：
____________________________________________
___________________________________________
改进：_____________________________________________________
____________________________________________________
2、小宇按图示电路实验，探究并联电路的电流关系．
(1)按电路图连接好电路进行实验，当只闭合S1时，发现电流表指针迅速偏转，则出现该现象的原因是L1 _______．(填“断路”或“短路”)
(2)排除故障后，重新实验，只闭合S1时，电流表示数如图甲；只闭合S2时，电流表示数如图乙；同时闭合S1与S2，电流表示数如图丙，请你帮小宇完成表中数据和结论.
| 物理量 | L1的电流/A | L2的电流/A | 干路电流/A |
| 测量值 | |||
| 结论 | |||
（4）小翔同学认为小宇的方案不科学，还需要增加一个器材，是____________________；
二、研究电流、电压、电阻的关系
| 电阻/Ω | 5 | 10 | 15 |
| 电流/A | 0.6 | 0.3 | 0.2 |
在这个实验中存在什么问题？应怎样改进？说出你的看法？
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
2、某校兴趣小组同学想探究“一段电路中的电流跟电阻的关系”，设计了如下图甲所示的电路图
（1）根据该兴趣小组设计的图甲电路图，把图乙的实物图连接完整。
（2）通过实验，该兴趣小组测得4组数据，如下表所示：其中第4次实验时电流表的指针位置如图丙所示，请把测得的电流数值填入表格中。
（3）在此探究实验过程中，当E、F两点间的电阻由4Ω更换为5Ω后，为了探究上述问题，你认为应该采取的操作是 。
A．闭合开关，读出电流表的读数
B．闭合开关，将变阻器的滑片适当向左移
| 试验序号 | 电压/V | 电阻/Ω | 电流/A |
| 1 | 2 | 4 | 0.5 |
| 2 | 2 | 5 | 0.4 |
| 3 | 2 | 8 | 0.25 |
| 4 | 2 | 10 |
D．闭合开关，将变阻器的滑片适当向右移
（4）从该实验中你可得出什么结论? 。（用文字表述）
三、测电阻
1、在“测量小灯泡的电阻”实验中，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为2．5V。
⑴电路接通后，小明发现移动滑动变阻器的滑片使其接入电路的电阻减小时，电压表的示数也变小了，你认为电路连接中存在的错误是_____________________。
⑵改正电路后，他将测得的数据及计算结果填在下面的表格中：
| 实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| 电压U/V | 2.5 | 2.0 | 1.5 | 1.0 |
| 电流I/A | 0.30 | 0.26 | 0.22 | 0.20 |
| 电阻R/Ω | 7.7 | 6.8 | 5.0 |
(3)分析表中的数据发现灯丝的电阻是变化的，这说明____________。这种现象在生活中也有体现，例如家里的白炽灯在刚开灯的瞬间，灯丝_______烧断(选填“容易”或“不容易”)。
(4)小明还想测出一段电炉丝的电阻值，可是在连接电路时发现电流表已被烧坏；请你利用现有器材(电压未知的电源、量程合适的电压表、最大阻值为20Ω的滑动变阻器、开关各一个，导线若干)，帮助小明设计一个不移动电压表就能测出这段电炉丝阻值的电路。请在虚线框内画出设计的电路图 (电炉丝的符号为“ — — ”)。
2、某同学在进行实验时遇到以下问题期待解决：
(1)、如图所示的电路图能否测出待测电阻的阻值，请写出方法和过程及最后的表达式（电源电压未知）。
方法和过程：_____________________________________________
________________________________________________________
___________________________________________________________表达式：______________________
（2）、若只是把Rx换成一个已知额定电流为0.3A的小灯泡，其它器材不变。能否测出小灯泡的额定功率？为什么？_____________________________________________________
______________________________________________________________________________
应添加一个什么器材？其作用是什么？_________________________________________
画出电路图，并写出实验过程（要有相关的字母表示所测物理量）及表达式：
方法和过程：_______________________________________________________________
___________________________________________________________________________
表达式：______________
3、做测定电阻阻值的实验.
(1)小明根据图20所示的电路图，将图21中的实验器材连接成实验电路. 同小组的小亮在检查时认为，从实验目的来看，实验电路上有一根导线连接错了，建议小明改接. ①请你在接错的那根线上打“×”；②另画一根导线，使电路连接正确；③如果不改接这根导线，对实验的影响是：__________________________ （具体说明是什么影响）.
(2)小明将电路改接正确后，合上开关，调节变阻器的滑片到某位置时，电压表和电流表的指示如图22所示，则电压表的读数是 V，电流表的读数是 A，被测电阻Rx的阻值是 Ω.
(3)小明和小亮为他俩在全班首先获得测量结果而高兴，准备整理实验器材结束实验. 你认为他们的实验真的结束了吗？你会给他们提出什么建议呢？
①写出你的建议：________________________________________________；
②你提出这个建议的目的是：________________________________________.
（4）就该同学的电路图而言，假若电压表的电阻不是很大，则电阻值的测量结果将 ____________（选填“偏大”“准确”、“偏小”）
4、①伏安法测定值电阻的实验中，最后所测出的三个阻值不同，且差异不大，是因为：
____________________________________________
②而在测小灯泡电阻时，得到的三个阻值也是不同的，且差异不小，是因为：___________
______________________________________
四、测灯泡的功率
1、小张和小明两同学分别做“测定小灯泡的功率”实验，除了小灯泡外他们所使用的器材规格均相同,小灯的额定电压可能是“1.5V”、“2.0V”或“2.8V”，小灯泡功率相差不大
(1)下面是小张同学没有连接完的实物电路, 请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整(要求滑片向右滑时,灯泡变暗)
(2)小张正确连接好电路，闭合电键时记录了第1组数据，当小灯正常发光时记录了第2组数据，把滑片移到端点时小灯闪亮一下，后熄灭，并记录了第3组数据，如上表所示。则他们所用电源的电压为_______伏,甲同学所用小灯的额定功率为______ 瓦。
(3)同座位的小明实验时, 当他连接完最后一根导线，立即看到灯泡发出明亮的光。在一旁观察的小张一惊，提醒小明实验中有问题。请你帮助小明找出实验中两个操作不当之处：
① _____________________________________________；
② _____________________________________。
(4)小明同学改正了操作错误重新连接好电路后,当小明同学所选用的小灯正常发光时，电压表的示数如图所示，而滑片恰好在滑动变阻器的中点上，此时滑动变阻器连入电路的电阻值为_______欧，乙同学所选用小灯泡正常发光时的电流为______安。
2、在课外活动中，老师给出了下列器材：电源(电压为6V)、一个定值电阻(9)、一个滑动变阻器(最大阻值是30)、电压表、电流表、开关和导线若干。活动中小明同学设计的电路如图所示，在正确连线和调节滑片后，小明测出的数据如下表一所示。
表一：
| 实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 电压表示数（V） | 4.5 | 4.0 | 3.5 | 3.0 | 2.5 | 2.0 | 1.5 | 1.0 |
| 电流表示数（A） | 0.17 | 0.22 | 0.28 | 0.34 | 0.39 | 0.44 | 0.50 | 0.56 |
| 功率（W） | 0.77 | 0.88 | 0.98 | 1.02 | 0.98 | 0.88 | 0.75 | 0.56 |
“功率”的变化情况是__________________________________________________。
（2）小明通过分析数据提出了一个猜想：“在电源电压不变的情况下，图中的定值电阻和滑动变阻器的阻值相等时，滑动变阻器的功率最大”。为了验证猜想是否正确，小明用一个阻值为10的电阻把原电路中的定值电阻换下，进行了一次验证，数据记录如下表二。
表二：
| 实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| 电压表示数（V） | 4.5 | 4.0 | 3.5 | 3.0 |
| 电流表示数（A） | 0.15 | 0.20 | 0.25 | 0.30 |
| 变阻器电阻（） | 30.0 | 20.0 | 14.0 | 10.0 |
| 变阻器功率（W） | 0.68 | 0.80 | 0.86 | 0.90 |
答：_________(选填“能”或“不能”)；理由是：________________________。
②现实验室有三个定值电阻，阻值分别是20，30，40。为了继续验证小明的猜想，应选择的电阻是_____________________。
3、在测定小灯泡电功率的实验中，按如图a所示电路图连接电路（注：电表本身无故障）
（1）若连接完电路后，闭合开关，电压表示数出现如图b所示的情况，其原因是：__________________________。
（2）若连接完电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，小灯泡的亮暗程度不变化。其原因可能是滑动变阻器连入电路时，导线分别接在如图c所示的__________接线柱或___________接线柱。
| 次数 | U/V | I/A | P/W |
| 1 | 2.00 | 0.16 | 0.32 |
| 2 | 2.50 | 0.25 | 0.63 |
| 3 | 3.00 | 0.27 | 0.81 |
| 小灯泡电功率的平均值P平均=0.59W | |||
（4）下表是为测定小灯泡电功率而设计的实验数据表，某组同学按照表格要求认真作了填写。
问：此表格设计不妥之处是___________________
____________________________________________________。
4、小明和小华合作测量额定电压为2.5V小灯泡的功率，已知灯丝电阻大于8Ω.现有下列器材：干电池三节，电流表（0 - 0.6A,0 - 3A）、电压表（0 – 3V,0 - 15V）、滑动变阻器（15Ω，1.5A）、开关各一个、导线若干.
（1）欲使滑动变阻器滑片向右移动时，灯泡变亮.请你用笔画线信替导线将图12所示的电路连接完整.
| 实验次数 | 灯泡两端电压U/V | 通过灯丝电流I/A |
| 1 | 2.2 | 0.26 |
| 2 | 2.5 | 0.28 |
| 3 | 3.0 | 0.30 |
①_______________________________________________;
②_______________________________________________;
③_______________________________________________.
（3）他们测得的三次数据如上表，则小灯泡的额定功率为 ______ W.
（4）小明分析表中数据后发现：当灯丝两端电压改变时，灯丝电阻也在改变.你认为引起灯丝电阻变化的原因是：_______________ ；有何生活经验或科技应用能支持你的观点（请举一例）__________________________________ .
（5）实验过程中，由于不小心造成灯泡短路，则电路中可能出现的现象是（至少说出两点）：__________________________________ .
5、一个研究性学习小组在探究“小灯泡的发光情况与其两端电压的关系”时，得出如下U、I的数据：
| 编号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| U/V | 0.20 | 0.60 | 1.00 | 1.40 | 1.80 | 2.20 | 2.60 | 3.00 |
| I/A | 0.020 | 0.060 | 0.100 | 0.150 | 0.165 | 0.190 | 0.200 | 0.205 |
| 灯泡发光情况 | 不亮 | 微亮 | 逐渐变亮 | 正常发光 | ||||
（1）请你在图中画出I/U图线。
（2）从数据或图线上可以看出，当U或功率逐渐增大时，灯丝电阻的变化情况是 。这表明 。
（3）请你就该研究性学习小组的探究成果，举一与之有关的事例或事实 。
五、焦耳定律
1、小红和小华在做研究电流产生的热量跟哪些因素有关的实验时，分别采用了图16-A和图16-B两种电路进行研究．图A和图B两组实验器材完全相同；每组器材中的两个烧杯完全相同，都装满了煤油，瓶中各放一根电阻丝，且都有R甲>R乙．两人做实验时的通电时间相同，电路连接及操作均正确，但却得到了
相反的结论；“图A中，甲瓶中煤油上升得高，表明电阻越大产生的热量越多”；“图B中，乙瓶中煤油上升得高，表明电阻越小产生的热量越多”．于是他们去找老师，老师告诉他们…………
（1）焦耳定律的计算公式是 ．
（2）在右边的虚框内画出小华实验（图B）的电路图．
（3）他们有没有谁错了？你想老师会怎样分析他们的实验结论？
2、在甲、乙两个瓶子里装有质量相等的煤油，瓶内各安装一根电阻丝，两瓶中电阻丝的电阻分别为R甲=10Ω，R2=20Ω，两瓶中各插入了一支温度计，在测量两瓶煤油的温度后，闭合开关，通电100S后再记录两瓶煤油的温度，得到温度的升高量。把通电时间和温度升高量填在表中，这就是表中的第1组和第3组数据。然后，通电时间改为200S，重复这个实验，获得第2组和第4组数据，并填在表中。
表1 甲瓶中的数据 表2 乙瓶中的数据
| 数据编号 | 第1组 | 第2组 |
| 电流/A | 0.3 | 0.3 |
| 电阻/Ω | 10 | 10 |
| 通电时间/S | 100 | 200 |
| 温度升高量/℃ | 1.5 | 3 |
| 数据编号 | 第3组 | 第4组 |
| 电流/A | 0.3 | 0.3 |
| 电阻/Ω | 20 | 20 |
| 通电时间/S | 100 | 200 |
| 温度升高量/℃ | 3 | 6 |
表3 甲瓶中的数据 表4 乙瓶中的数据
| 数据编号 | 第5组 | 第6组 |
| 电流/A | 0.6 | 0.6 |
| 电阻/Ω | 10 | 10 |
| 通电时间/S | 100 | 200 |
| 温度升高量/℃ | 6 | 12 |
| 数据编号 | 第7组 | 第8组 |
| 电流/A | 0.6 | 0.6 |
| 电阻/Ω | 20 | 20 |
| 通电时间/S | 100 | 200 |
| 温度升高量/℃ | 12 | 24 |
(2)如果想探究“同一导体（电阻不变），在通电时间相等时，其放出的热量和通过的电流大小有何关系”，应对比第_____组和第______组数据，得出的结论是___________________。
(3)如果想探究“两个不同的导体，在通电电流和通电时间相等时，其放出的热量和导体的电阻大小有何关系”，应对比第_____组和第______组数据，得出的结论是___________________。
（4）整个实验分析过程应用了一种研究物理的常用方法是___________________。
电功率实验拓展练习
1.小华同学做“测量小灯泡电功率”的实验（小灯泡标有“2.5V”字样）．
（1）如图甲所示，是小华所连接的不完整实验电路，请你用笔画线代替导线，将缺少的一根导线接好．
甲 乙
（2）电路接好后，闭合开关，发现小灯泡特别亮，电压表与电流表的示数较大．接下来应进行的操作是 ， （两空按操作步骤先后顺序填写字母代号）．
A．更换电池或小灯泡 B．检查电路是否短路
C．移动滑动变阻器滑片至最大值位置 D．断开电路开关
（3）实验过程中，当电压表示数为 V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，其值为 A．小灯泡正常发光时灯丝电阻约 Ω，额定功率为 W．
答案：（1）图略（在灯泡的左面接线柱和电流表的0.6接线柱之间连一导线） （2）D C （3）2.5 0.3 8.3 0.75
2. 在测定“小灯泡电功率”的实验中，小灯泡额定电压为2.5V，电阻约为10Ω.
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路图连接完整.
（2）实验中滑片P移到某点时，电压表示数（如图乙）为 V.如果要使小灯泡正常发光，滑动变阻器的滑片P应向_____端（填“A”或“B”）移动，直到电压表示数为2.5V.
（3）移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙的I-U图像.根据图像信息，小灯泡的额定电流为 A，小灯泡的额定功率为 W.
答案：（1）图略 （2）1.9；B （3）0.2；0.5
3. 如图是测定小灯泡电功率的实验电路图，电压表有0~3V和0~15V两个量程，小灯泡额定电压为2.5V。
（1）实验中电压表应选用 V的量程，闭合开关前，滑片P应放在滑动变阻器的 端（选填“左”或“右”）。
（2）实验过程中，小灯泡突然熄灭，电压表有示数，而电流且却无示数，则出现故障
的原因可能是小灯泡发生了 路。
（3）排除故障后，根据实验测得的数据，画出了小灯泡的电流随电压变化的图象，如
图所示，分析图象：小灯泡的额定功率是 W，当小灯泡两端的电压为1V时，小灯泡的电阻为 Ω。
（4）小灯泡的电流随电压变化的图象不是一条直线，这是因为 。
答案：0~3 右 断 0.75 5 温度升高，灯丝的电阻增大
4. 小华同学做“测定小灯泡的电功率”实验，电源电压为3V且保持不变，滑动变阻器标有“3A 5Ω”的字样，所用小灯泡是测定电压为“2.2V”和“2.5V”中的一个.
（1）小华连接的电路如图（a）所示，图中尚有一根导线未连接，请用笔线代替导线在图中正确连接， （用2B铅笔在答题纸的相应位置连线）
（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现滑片在中点附近某位置时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图（b）所示，则该试验中所用小灯泡的额定功率为 瓦.接着，小华又移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡发出耀眼的亮光，则此时小灯泡的电功率
额定功率（选填“小于”、“等于”或“大于”），可判断他是向滑动变阻器的 端移动（选填“左”或“右”）
图a 图b
答案：（1）略 （2）0.66 大于 右
5. 在做“测定小灯泡的电功率”实验时，选用的器材有电压为6V的电源，额定电压为2．5V的小灯泡，以及滑动变阻器，电流表，电压表，开关和导线等.下图是没有连接完的实物电路.
（1）请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整.
（2）连好电路闭合开关，发现电压表指针偏转很小，其原因可能是 （写出一种即可）.
（3）经适当调整后，闭合开关，移动滑片P到某处，发现电压表的示数为2.2V，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 端滑动.
（4）通过移动滑片P，测得多组数据，绘制成U - I，图像如上图.据此可计算出小灯泡正常发光时，滑动变阻器消耗的功率是 W（设电源电压保持不变）.
答案：（1）只要并联正确，接大量程也可给分 （2）滑动变阻器阻值太大 ， 电压表选用量程边大（其它答案合理均可给分） （3）右 （4）0.7
6. 在测额定电压为2.5V的小灯泡（电阻约为10Ω）功率的实验中，老师给小明提供了以下器材：电流表（0～0.6A 0～3A）、电压表（0～3V 0～15V）、开关、电源电压为6V的电源和滑动变阻器各一个，导线若干.
（1）小明根据电路图甲将各元件连接成如图乙所示的电路，在图乙中有两个元件的连接明显错误，分别是 和 （填写元件名称）.
（2）小明纠正电路中的错误后，移动滑动变阻器，使小灯泡发光，此时电流表和电压表的示数如下图丙、丁所示，则通过小灯泡的电流是 A，小灯泡两端的电压是________V.
（3）小明重新移动滑动变阻器多次测量通过小灯泡的电流和小灯泡两端的电压，画出了通过小灯泡的电流随两端电压变化的图象，如图戊所示，则小灯泡的额定功率是______W.
答案：（1）滑动变阻器 电流表 （2）0.2 1.5 （3）0.625
7. 如图甲所示是“测量小灯泡的电功率”的电路图，图乙是实物连接图.其中电源是两节新干电池，小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器上标有“10Ω lA”.
（1）图乙已连接了部分电路，请用笔画线代替导线按照电路图将未连接的电路连接完整
（2）小明同学连接好电路后，闭合开关时发现灯光特别亮，这表明他在闭合开关前没有 ；
（3）调节滑片P使电压表的示数为2.5V，此时电流表的示数如图丙所示，则该灯泡的额定功率为 W.若要增大小灯泡的电功率，则滑片P应向 移动；
（4）在完成以上实验后，小明进一步测量并描绘出小灯泡的电流随电压变化的曲线如图所示，通过图像发现灯丝的电阻是变化的，这一现象表明： ；
（5）有一位同学在连接好电路后，闭合开关，在移动滑动变阻器滑片P的过程中发现：灯泡变亮时电压表示数变小；灯泡变暗时，电压表示数变大.经检查所用器材完好，出现这种现象的原因可能是 .
答案：（1）如图所示
（2）将滑动变阻器的滑片放到最大阻值处
（3）0.75 左（或A或C）
（4）导体的电阻随温度的变化而变化
（5）电压表与滑动变阻器并联
8. 在“测定小灯泡的电功率”实验中，电源电压6V，小灯泡L的额定电压是2.5V，电阻大约l0Ω左右，可供选用的滑动变阻器R1和R2的最大阻值分别为10Ω、50Ω，实验电路如图所示。
（1）应该选用的滑动变阻器是 （选填“R1”或“R2”）；
（2）电路正确连接后．闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，接下来应进行的操作是 （填序号）；
A．更换小灯泡 B检查电路是否断路
C．向左移动滑动变阻器滑片 D．向右移动滑动变阻器滑片
（3）如图是根据实验数据绘成的U-I图象。根据图象提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是 W．当滑动变阻器的滑片向左移动时，小灯泡的电阻将变 ；
（4）继续移动滑片，小灯泡突然熄灭，此时电流表示数为0，而电压表有示数，那么发生的故障是 ，此时电压表的示数是 V。
答案：（1）R2 （2）C （3）0.5 大 （4）小灯泡断路 6
9. 在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源由2节新干电池组成.小灯泡的额定电压为2.5V.
图乙 图丙
（1）请用笔画线代替导线,将如图甲所示的实验电路连接完整.
（2）小芳同学闭合开关,移动滑片P到某一位置时,电压表示数如图乙所示.若她想要测定小灯泡的额定功率,应将图甲中的滑片P向_______（选填“A”或 “B”）端移动.
（3）小芳同学移动滑片P,记下了多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的I－U图像,根据图像信息,可算出小灯泡的额定功率是_______W.
（4）由图像知,小灯泡的电阻随电压的增大而逐渐_________（选填“增大”或“减小”）
答案：（1）图略 （2）A （3）0.5 （4）增大
10. 在“测定小灯泡的额定功率”试验中，小雨同学用一个电压表、一个电流表、一个开关，电压为3V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡和一个标有“20Ω、1.5A”的滑动变阻器.
（1）如果小灯泡的额定功率小于1W,电流表的量程应选＿＿＿＿＿A为宜.
（2）请用笔画线代替导线，将图甲的实物电路连接完整（连线不得交叉）.要求当滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表示数增大.
（3）改变滑动变阻器的阻值，多次测量通过小灯泡的电流和他两端的电压，根据记录的数据，小雨画出了小灯泡电流随其两端电压变化的关系图像（如图乙），根据图像提供的信息，计算出小灯泡的额定功率为＿＿W，小灯泡灯丝电阻随电压的增大而＿＿＿（填“增大”、“减小”或“不变”）.
（4）另一组的同学按同一电路连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光，并很快熄灭，检查后发现连线正确，请你找出实验中操作不当之处＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（写出一种即可）.
答案：
0～0.6 0.625 增大 连接电路时开关未断开且滑动变阻器的阻值调至最小（或连接电路时开关未断开且滑动变阻器的接线接在了金属杆两端
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