实验专题（五）电学实验
★ 知识点：欧姆定律、伏安法测电阻、电功、伏安法测小灯泡的电功率、焦耳定律
1.(2018·荆门中考)现有两节新的干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。在利用“伏安法”测量定值电阻Rx阻值的实验中：
【答案】
(1)请你按图甲所示的电路图，以笔画线代替导线，将图乙中的电路连接完整。
(2)实验前为了保护电路，滑动变阻器的滑片应置于__B__(选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关，无论怎样移动滑片P，发现电流表始终无示数，电压表有示数，其原因可能是__B__(填字母代号)。
A．滑动变阻器断路B．Rx断路C．Rx短路
(4)排除故障后，当电压表示数为2.7 V时，电流表示数如图丙所示，则通过Rx的电流大小为__0.3__A。它的阻值是__9__Ω。
(5)本实验要多次测量取平均值，是为了__减小误差__。
对应练习：
1．（2018四川省乐山市）成绵乐高铁开通以来，极大地促进了沿线经济发展，为保障列车安全运行，列车上安装有烟雾报警装置。如图所示是列车上烟雾报警的简化原理图。电源电压保持不变，R0为定值电阻，光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大，当电路中的电流减小至某一数值时报警器开始报警。当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时，电流表示数 ，电压[表示数 。 (选填“增大”、“减小”或“不变”)
2．[探究名称]探究并联电路中电流的关系
[提出问题]如图2所示的并联电路中，流过A、B、C各处的电流之间可能有什么关系？
[设计实验与进行实验]
（1）按图2所示连接电路；
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（2）把电流表分别接入到电路中的A、B、C处，测出它们的电流．为了防止个别偶然因素的影响，我们可以采用改变电源电压的方法，重复上面实验步骤，并将3次实验的数据填入下表；
测量次数
A处的电流IA
B处的电流IB
C处的电流IC
1
0.10
0.12
0.22
2
0.20
0.24
0.44
3
0.25
0.30
0.55
图2 图3
[分析与论证]
（1）在拆接电路时，开关必须 ；
（2）上面设计的表格中存在的不足之处是： 。
（3）图3中的实验现象说明 。
（4）改正连接错误后，两灯泡都亮．但由于连线较乱，一时无法确定两灯是串联还是并联，以下两种简单判断方法是否可行？请你在表中空格填写“可行”或“不可行”。
方法
操作
现象
结论
方法是否可行
方法1
把其中一灯泡从灯座中取下
另一灯熄灭
两灯一定是串联
方法2
把任意一根导线断开
两灯熄灭
两灯一定是串联
（5）实验最后，通过对上表数据的分析，可以得出结论：并联电路，干路中的电流等于 。
表一：
实验序号
电压U/V
电流I/A
1
1.0
0.20
2
1.5
0.30
3
2.0
0.40
表二：
实验序号
电阻R/Ω
电流I/A
1
5
0.40
2
10
0.20
3
20
0.10
图4
3．如图4所示是“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”
的电路图。所用实验器材是：电源（6V）、电流表（0～0.6A）、
电压表（0～3V）、电阻箱（0～999.9Ω）、滑动变阻器
（40Ω 2A）、开关、导线若干。
（1）探究电流与电压的关系时，所测得的几组电流、电压值见表一。分析表中数据可知：电阻箱接入电路的阻值为 Ω；当导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成 关系。
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（2）探究电流与电阻的关系时，应调节 改变接入电路中的阻值，并调节 使电压表的示数保持 ，读出电流值，所测得几组数据见表二。分析表中数据可知：电阻箱两端的电压为 V；当导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 关系。
（3）就本实验所用器材，在探究电流与电阻的关系时，若保持电阻箱两端的电压为2V，为能完成实验，电阻箱可接入电路的阻值范围是 Ω至 Ω（保留一位小数）。
4．小谢利用图5甲的电路做“探究通过导体的电流与导体两端的电压、导体电阻的关系”的实验。
（1）图5乙是未连接好的电路，请在图上用笔画线代替导线连接好电路。
（2）探究电流与电压的关系，应控制不变的量是 。开关S闭合后，将滑动阻器的滑片P从b端移至a端，电流表和电压表示数变化关系如图5丙所示。实验时，电源电压保持3V不变，当滑片P位于a端时，电流表的示数为 A。
图5
（3）探究电流与电阻的关系的实验过程中，当A、B两点间的电阻R由5Ω更换为10Ω后，为了探究上述问题，他应该采取的正确操作是（ ）
A．保持滑动变阻器的滑片不动 B．将滑动变阻器的滑片适当向左移动
C．将滑动变阻器的滑片适当向右移动 D．适当增加电池的节数
5．在测量小灯泡正常发光时的电阻的实验中，选用的电源电压为4．5V，小灯泡的额定电压为2．5 V，图6甲是未连接完整的实验电路。
甲 图6 乙 丙
（1）连接实验电路的过程中开关应__________。
（2）请你用笔画线代替导线，将图6甲所示的实验电路连接完整(要求滑动变阻器的滑片P向左移动时电流表的示数变大)。
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（3）闭合开关后，缓慢移动滑动变阻器的滑片p，同时观察 (选填“电压表”或“电流表”)示数的变化，当电压表的示数如图6乙所示时，其读数为_______V；若要测得小灯泡正常发光时的电阻，滑片P应向 (选填“A”或“B”)端移动。
（4）实验时闭合开关，两表均有示数，若将小灯泡从灯座中取走，电压表 示数，电流表 示数(两空均选填“有”或“无”)。
（5）改变滑片P的位置，获得多组对应的电压、电流值，绘制了如图6丙所示的I—U图象(不计小灯泡电阻随温度的变化)。由图像可知，小灯泡正常发光时的电阻是_________Ω。
6．在“测量小灯泡的额定功率”实验中，灯泡上标有“3.8V”字样，电源电压恒定。
（1）请你用笔画线代替导线，将图7中的实物电路连接完整。
图7
图9
图8
（2）连接完实验电路后，开关试触时，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表的示数接近电源电压，其故障原因可能是：_______________________________。
（3）故障排除后，开始实验，在移动变阻器滑片的过程中，眼睛应注视的______示数，直至灯泡正常发光，此时电流表的示数如图8所示，则灯泡的额定功率为________W。
（4）完成上述实验后，小聪向老师要了一个已知阻值为R0的电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图9所示的电路，也测出了灯泡的额定功率。请完成下列实验步骤：
①闭合开关S1，将S2拨到触点_______(选填“1”或“2”) ，移动滑片，使电压表的示数为______V。
②再将开关S2拨到触点________(选填“1”或“2”)，保持滑片的位置不动，读出电压表的示数U。
③灯泡额定功率的表达式为P额=______________________(用已知量和测量量表示)。
7．小明和小红想利用如图10的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A中的金属丝是铜丝，电阻比较小，烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大。温度计显示煤油的温度。
（1）这两个烧瓶中所盛煤油的质量应该 。
（2）小红问小明“水比较容易获得，干嘛不用水代替煤油”。对于这个问题，小明与他的同学给出了下列四种答案，你认为合理的是( )
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A．因为煤油有颜色便于观察 B．因为煤油有比较大的热值
C．因为煤油有比较小的密度 D．因为煤油有比较小的比热容
图10
图11
（3）实验中，小明和小红发现B烧瓶中温度计的示数升高的快。这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越 ，产生的热量越多。
8．小明看到研究焦耳定律的实验装置后，将它改装成了如图11所示的一种测量未知液体比热容的装置。测量时，分别往甲乙两瓶中装入水和待测液体，闭合开关一段时间后，再分别用温度计测出这段时间内水和待测液体升高的温度Δt水和Δt，在不计热损失的情况下，就可以求得待测液体的比热容C=Δt水Ｃ水／Δt。
（1）为了使这一段时间内水和待测液体吸收的热量相等，小明设计的电路中必须满足的条件是________________。
（2）为了得出待测液体的比热容表达式“c=Δt水Ｃ水／Δt。”，小明的测量方案中至少还需要的一种测量仪器是 _________，目的是__________________________________。
（3）闭合开关后，要使水和待测液体的温度升高得更快，滑动变阻器的滑片应向 滑动。
9．为了探究影响电热的因素，小伟设计了如图12甲所示电路，
烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油，R甲>R乙。
（1）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，选用煤油而不用水，主要是由于 。
（2）通电一段时间后，比较两烧瓶中温度计的示数，是为了探究电热与 的关系。
（3）要利用此装置来探究电热与电流的关系，你还需要的操作是 。
（4）将此装置改装后可测量煤油的比热容，如图11乙所示。测量时，分别向两个相同的烧瓶中加入初温均为t0质量相等的水和煤油，通电一段时间后，分别读出温度计的示数为t水、t煤油，请写出煤油比热容的表达C 煤油= (已知水的比热容为c水)。
图12
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【参考答案】
1．减小 增大
2．（1）断开 （2）物理量没有单位 （3）电流表正负接线柱接反了
（4）可行 不可行 （5）各支路中的电流之和
3．（1）5 正比例 （2）电阻箱 滑动变阻器 2 反比例 （3）3.3 20
4．（1）图略 （2）电阻R（或电阻） 0.6 （3） C
5．（1）断开 （2）略 （3）电压表 1.8 B A （4）有 无 （5）10
6．（1）略 （2）灯泡处断路(或灯泡的灯丝断路、灯泡与底座接触不良等)
（3）电压表 1.52 （4）① 2 3.8 ② 1
7．（1）相等 （2）D （3） 大
8．（1）R甲=R乙 （2）天平；称出质量相等的水和待测液体 （3）A端
9．（1）煤油的比热容小 （2）电阻 （3）移动滑动变阻器滑片，比较通电时间相同时，甲(或乙)烧瓶中温度计的示数变化 （4）
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