中考物理二轮复习核心素养提升专题11物理探究实验（6）——电学中的4个探究实验练习 （含解析）

这是一份中考物理二轮复习核心素养提升专题11物理探究实验（6）——电学中的4个探究实验练习 （含解析），共18页。试卷主要包含了探究串，探究影响导体电阻大小的因素，探究电流与电压和电阻的关系等内容，欢迎下载使用。
探究实验一、探究串、并联电路中电流规律
【猜想与假设】
1. 在图1中，两个小灯泡L1、L2是串联在电路中的。流过A、B、C各点的电流可能存在什么关系？请做出猜想。
猜想1：流过A、B、C各点的电流可能相等.
猜想2：流过A、B、C各点的电流可能不相等，C处的电流最大，A处的电流最小.
猜想3：……
图1探究串联电路的电流规律 图2探究并联电路的电流规律
2. 在图2中，两个小灯泡L1、L2是并联在电路中的。流过A、B、C各点的电流可能存在什么关系？请做出猜想。
猜想1：流过A、B、C各点的电流可能相等.
猜想2：流过A、B、C各点的电流可能不相等，A处的电流等于B、C处的电流之和.
猜想3：……
【设计与进行实验】
1. 使用电流表时的注意事项：
①使用电流表前应先校零；
②电流应从电流表的正接线柱流入，负接线柱流出；
③电流表应与被测对象串联；
④闭合开关，若电流表指针左偏，说明电流表正负接线柱接反了；
⑤闭合开关，若电流表指针偏转幅度较小，说明电流表所选量程较大.
2. 连接电路时，开关应处于断开状态，目的是保护电路.
3. 实验步骤:
①设计实验电路（串联电路）.
②根据电路图连接电路，并进行测量。
③把测量数据记录在表格中，并把操作中出现的问题简明扼要地写下来。
④换上另外两个规格不同的小灯泡，再次测量各点的电流，看看是否还有同样的关系。
⑤设计实验电路（并联电路）。
⑥根据电路图连接电路，并进行测量。
⑦把测量数据记录在表格中，并把操作中出现的问题简明扼要地写下来。
⑧换上另外两个规格不同的小灯泡，再次测量各点的电流，看看是否还有同样的关系。
4. 本实验要换用不同规格的小灯泡或改变电源电压，多测几组数据，寻找普遍规律，只测一组数据，得出的结论具有偶然性.
【交流与反思】
1. 探究串联电路的电流规律时，为了简化操作，可以在A、B、C三点各接一个电流表.
2. 探究并联电路的电流规律时，为了简化操作，还可以在A、B两点各接一个开关，把电流表接在C点，如图所示.并联电路中各支路独立工作，互不影响，故只闭合S、S1时，电流表测通过L1的电流；只闭合S、S2时，电流表测通过L2的电流；三个开关都闭合时，电流表测干路电流.
【分析与论证】
实验结论：①串联电路中的电流处处相等. ②并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和.
【例题1】为了验证并联电路的电流特点，小薇设计了如图甲所示的电路进行实验。
（1）在连接电路时，开关应处于______状态，此时电流表的指针如图乙所示，根据你的分析，你认为原因是___________；
（2）小薇先将电流表接在L1所在的支路上，闭合开关后，观察到灯L2发光，但L1不发光，电流表的示数为零，电路可能存在的故障是___________；
（3）排除故障后，她测出了通过L1的电流为I1=1.6A，她又测出了L2支路和干路上的电流分别为I2和I，两次电流表指针均如图丙所示，则I2=_____A，I=______；
（4）她接下来的操作应该是___________，这样操作的好处是__________；
（5）根据测量结果，你认为并联电路中干路电流和各支路电流的关系是：_________（写出关系式即可）。
【答案】（1）断开，电流表没有调零；（2）L1或电流表开路；（3）0.4，2 ；（4）换用不同规格的灯泡多次测量，得出普遍规律；（5）I=I1+I2.
【解析】（1）为保护电路，在连接电路时，开关应处于断开状态，此时电流表的指针如图乙所示，即电流表指针没有正对零刻线，原因是电流表没有调零。
（2）两灯并联，L2发光，但灯L1不发光，电流表的示数为零，说明L1支路不可能短路（若L1短路，则灯L2也不发光），只能是断路，即电路可能存在的故障是L1或电流表开路。
（3）排除故障后，她测出了L2支路和干路上的电流分别为I2和I，两次电流表示数均如图丙所示，因并联电路干路电流等于各支路电流之和，测灯L2的电流时，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为I2=0.4A；测干路电流时电流表选用大量程，分度值为0.1A，电流为I=2A
（4）根据一组数据得出的结论有偶然性，她接下来的操作应该是换用不同规格的灯泡多次测量；这样操作的好处是得出普遍性的规律。
（5）根据测量结果可知，并联电路中干路电流等于各支路电流之和，故并联电路中干路电流和各支路电流的关系是I=I1+I2
探究实验二、探究串、并联电路中电压规律
【设计与实验】
1. 实验器材：多个规格不同的小灯泡、电压表、电源、开关、导线等.
2. 实验电路如图所示.
探究串联电路的电压规律 探究并联电路的电压规律

3. 实验步骤：
（1）使用电压表时的注意事项：
①使用电压表前应先校零；
②电流应从电压表的正接线柱流入，负接线柱流出；
③电压表应与被测对象并联；
④选取电压表量程时，应先用0~15 V量程试触，若示数小于3 V，则改接0~3 V量程；
⑤闭合开关，若电压表指针左偏，说明电压表正负接线柱接反了；
（2）连接电路时，开关应处于断开状态，目的是保护电路.
（3）实验步骤：
①选用不同规格的小灯泡，依据电路图连接电路，根据电源电压选择电压表量程；
②用电压表分别测量L1、L2和电源两端的电压；
③换上另外两个规格不同的小灯泡，重复上述实验.
（4）换用不同规格的小灯泡或改变电源电压，多测几组数据，是为了寻找普遍规律，只测一组数据，得出的结论具有偶然性.
【交流与反思】
探究串联电路的电压规律时，为了简化操作，使每次换接电压表只动一个接线柱，可以先测A、B两点间的电压，再测A、C两点间的电压，最后测量B、C两点间的电压.
【分析和论证】
实验结论：
（1）串联电路中电源两端电压等于各用电器两端电压之和.
（2）并联电路中电源两端电压与各支路用电器两端的电压相等.
【例题2】小明和小华同学在“探究串联电路电压的规律”实验中，都设计了如图甲所示的电路．
（1）连接电路前，小明发现电压表指针如图乙所示，接下来他要对电压表进行的操作是______．
（2）小明根据图甲连接好电路，闭合开关后，发现电压表示数为零，若只有L1或L2中的一处发生故障，则故障可能是______（写出一种即可）．

（3）排除故障后，小明完成了实验，并把数据记录在下表中．
分析实验数据得出两个实验结论：
①串联电路两端的电压______各部分电路两端电压之和：
②串联电路中，各部分电路两端电压相等．
（4）实验结束后小明和小华互相交流，小华指出结论②是错误的，造成结论错误的原因是______，另外，小明的实验在设计方案上还存在另一个不足之处是______．
（5）小明和小华还进行了深入交流，为了节省时间，利用原来的电路图，在测L2两端的电压时，电压表所接的B接点不动，只断开A接点，并把接线改接到C接点上，这个方法______（选填“能”或“不能”）测出L2两端的电压，理由是______．
【答案】（1）对电压表进行调零；（2） L2断路或L1短路；（3）等于；（4）选用相同规格的灯泡做实验，只测出了一组实验数据，实验次数太少，得出的实验结论具有偶然性和片面性；（5）不能，电压表的正负接线柱接反了。
【解析】（1）连接电路前，发现电压表指针如图乙所示，指针没有指零刻度，应对电压表进行调零；
（2）由电路图可知，两灯泡串联，电压表测灯泡L1两端的电压．闭合开关后，发现电压表示数为零；若灯L1、L2均不亮，说明电路发生断路，而电压表没有示数，说明电压表的两端不能与电源连通，则是L2断路；若L2亮、L1不亮，而电压表没有示数，则是灯L1短路；
（3）由表中实验数据可知，UAC=UAB+UBC，即串联电路的总电压等于各部分电路电压之和．
（4）由实验数据可知，各部分电路两端电压相等，该结论是错误的，造成结论错误的原因是选用了规格相同的灯泡做实验；
由实验数据可知，只测出了一组实验数据，实验次数太少，得出的实验结论具有偶然性和片面性，为得出普遍结论，应改变灯泡的规格进行多次实验或改变电源电压进行多次实验；
（5）为了节省时间，利用原来的电路图，在测L2两端的电压时，电压表所接的B接点不动，只断开A接点，并把接线改接到C接点上，这样做不能测出L2两端的电压，因为根据电路图分析可以看出，直接改接一端连线，会造成电压表的正负接线柱接反了.
探究实验三、探究影响导体电阻大小的因素
【猜想与假设】
导体的电阻可能与导体的材料、长度、横截面积等因素有关。
【设计与进行实验】
1. 实验器材：开关、电源、带鳄鱼夹的导线、规格不同的镍铬合金丝、铜丝、灯泡、电流表等。
2. 实验步骤：
①实验一：导体电阻大小与长度的关系（如图1所示）
结论1：在材料、横截面积相同时，电阻大小与导体长度有关，长度越长，电阻越大。
图1 图2
实验二：导体电阻大小与横截面积的关系（如图2所示）
结论2：在材料、长度相同时，导体电阻大小与横截面积有关，横截越大，则电阻越小。
实验三：导体电阻大小与材料的关系（如图3）
图3 图4
结论3：导体电阻大小与导体材料有关。
【拓展实验】
如图4所示，将废旧的白炽灯的钨丝小心地取出，接入电路中，闭合开关记下电流表示数，再通过酒精灯给钨丝加热，观察电流表示数。
实验现象：加热过程中，电流表示数明显减小，加热到钨丝发红时，灯泡变暗，甚至不发光。
实验结论：导体的电阻大小与导体温度有关。
【实验结论】
导体电阻大小取决于导体的材料、长度和横截面积，还与导体的温度有关；①在导体的材料和横截面积相同时，导体的长度越长，电阻越大；②在导体的材料和长度相同时，导体的横截面积越大，电阻越小；③导体的长度和横截面积相同时，导体的电阻与导体的材料有关。
【实验方法】
（1）转换法：在电源电压不变的情况下，通过电流表示数或灯泡亮度来判断导体电阻的大小。
（2）控制变量法：
①探究导体电阻与导体材料的关系：选取长度、横截面积均相同的不同材料制成的导体；
②探究导体电阻与导体长度的关系：选取横截面积、材料均相同，长度不同的导体；
③探究导体电阻与导体横截面积的关系：选取长度、材料均相同，横截面积不同的导体；
【交流与讨论】
（1）电路连接时开关应断开。
（2）电流表的使用及读数。
（3）画电路图或连接实物电路图。
（4）实验中应多次测量，让实验结论更具有普遍性。
（5）实验中使用电流表或小灯泡的评价：
当电阻变化较大时，选用电流表或小灯泡都能够直观反映出来；但若电阻变化不大时，优先选用电流表，使用电流表能够直观判断电阻的变化情况，通过小灯泡亮度无法直观比较出电阻变化情况。
【实验评估】
为了使电路更安全地工作，可在电路中串联一个滑动变阻器，且在开关闭合前滑动变阻器滑片移动到阻值最大处。
【例题3】在探究影响导体电阻大小的因素中，小明猜想导体电阻大小可能与下列因素有关：
A．导体的材料 B．导体的长度 C．导体的横截面积
为验证上述猜想，他用如图所示的器材进行实验，①②④横截面积相同，③横截面积最大。
（1）该实验中，通过观察_________（选填“电流表示数”或“灯泡亮度”）来反应电阻的大小，这种物理研究方法是_________；
A．转换法 B．控制变量法 C．等效潜代法
（2）选用①②两根导体分别接入电路进行实验，可验证猜想______（选填猜想因素选项“A”“B”或“C”）；
（3）选用①④两根导体分别接入图中M、N两点间，闭合开关电流表的示数不同，可知在导体的长度和横截面积相同时，导体电阻大小跟导体的___________有关；
（4）将①③两段金属丝串联接入同一电路中，流过①③的电流关系是I①______I③（选填“>”、“