###电学设计性实验专题(含答案)

电学设计实验
【例1】 平谷36．实验室有如下器材：满足实验要求的电源一个、电压表一块、
电阻箱（电路图符号
）一个、阻值为5 的定值电阻多个、开关一个和“当通过导体的电流一定时，导体两端的电压跟导体的电阻成正比”。

请你根据上述要求： ⑴画出实验电路图； ⑵写出实验步骤；
⑶设计出实验数据记录表。

【例2
】 延庆37．小芳设计了如图20所示的实验电路，其中R x 是电阻箱，R 2是
阻值为10Ω定值电阻，R x 与R 2串联的总电阻（即等效电阻）用R 表示。

小芳想通过实验研究R 与R x 的关系。

请你帮她利用给出的实验电路设计实验验证：R=R x +10
图20
【例3】丰台36. 实验桌上有如下器材：电源一台；调好的电流表、电压表各一块、开关一个、电阻箱一个、阻值为10Ω的定值电阻R2和导线若干。

请你利用上述器材设计一个实验探究R1与R2串联的总电阻（即等效电阻）R与电阻R1的关系。

（5分）
⑴在虚框中画出实验电路图；
⑵写出主要实验操作步骤。

（3）画出实验表格。

【例4】西城37．实验桌上有如下器材：符合实验要求的电源一台；调好的电流表、电压表各一块，开关一个，阻值已知但大小不同的定值电阻八个，导线若干。

请你从中选择器材，设计一个实验证明：“当通过电阻的电流保持不变时，电阻消耗的电功率跟电阻值成正比”。

⑴画出实验电路图；
⑵写出主要实验操作步骤；
⑶设计实验记录表格。

【例5】门头沟37.实验桌上有如下器材：符合实验要求的电源一个、电流表和电压表各一只、开关一个、滑动变阻器一个，两个电阻箱、各种阻值已知的定值电阻和导线若干。

要求从实验桌上选择适当器材，设计一个实验证明：“当电阻两端的电压保持不变时，电阻消耗的电功率与该电阻的阻值成反比”。

请画出实验电路图，并写出实验步骤，并设计数据记录表格。

【例6】 、阻值
已知的定值电阻R 0一个，电阻箱R ，
（电路图符号 ）一个，电流表、电压表各一块，开关一个，导线若干。

请选用上述实验器材设计一个实验，证明“电
源电压U 保持不变时，电阻R 0与R ，并联，电路消耗的总功率P 跟电阻R ，
的关系
为：P =R U
2+ c （c 为常量）”。

画出实验电路图，写出实验步骤，并设计实验
数据记录表。

【例7】
实验桌上有如下实验器材：满足实验要求（输出电压合适且不变）的电源
一个、阻值已知的定值电阻一个，电阻箱一个，滑动变阻器一个，已调零的电压表一块、三个开关、导线若干。

请选用上述实验器材，设计一个实验证明：“当电阻两端电压保持不变时，电阻消耗的电功率与电阻的关系为P ＝k /R （k 为常量）”。

请你（1）画出实验电路图；（2）写出实验步骤；（3）画出实验数据记录表。

（要求：在实验过程中不要拆卸电路）
【例8】 请用玩具电动机、滑动变阻器、开关、电源、导线、质量已知的钩码一个、
细线、刻度尺、铁架台、秒表等器材设计一个实验，探究电流通过电动机做的功与通电时间的关系。

（以上器材都符合实验要求，忽略电动机电阻，电源电压保持不变）
（1）在虚框中画出实验电路；（电动机符号： ）
（2）写出实验步骤；
（3）设计实验记录表格。

M
【例9】实验桌上有如下实验器材：满足实验要求的电源一个（电源电压不变），已调零的电流表一块，开关两个，粗细均匀横截面积为1mm2的合金丝（电路符
号）一根，阻值已知的定值电阻一个，刻度尺一把，导线若干。

请选用上
述实验器材，设计一个实验，证明“该合金丝的电阻跟长度成正比”。

（1）请你画出实验电路图；
（2）写出实验步骤；
（3）画出实验数据记录表。

例10.实验桌上有如下器材：符合实验要求的电源、滑动变阻器和电流表各一个，装有适量煤油的保温容器一个（容器内部封装有电阻不变的加热电阻丝R0，R0通过导线与接线柱相连，容器盖上安装有温度计，如图21所示），开关一个，秒表一个，导线若干。

使用上述器材，设计实验证明：“在煤油没有沸腾的条件下，当煤油的质量和加热电阻丝的电阻一定时，每加热60s时间，煤油升高的温度Δt与通过加热电阻丝的电流的平方I2成正比”。

（1）在虚框中画出实验电路图（在电路图中，整个保温容器只需画出其中的加热电阻丝R0，用电阻符号代替）；
（2）写出实验步骤；
（3）设计实验数据记录表格。

图21
温度计
加热
电阻丝R0接线柱
接线柱
平谷36．
⑴把六个5Ω电阻串联（再与电阻箱串联：保护电路） ……（1分） ⑵把电压表接在AG 之间，闭合开关，调节R w 使电压不超过测量电压表范围
⑶保持R w 位置不变，用电压表分别测量AB 、AC 、AD 、AE 、AF 、AG 之间电压为U 1、U 2、U 3、U 4、U 5、U 6 ……（1分 ⑷把AB 、AC 、AD 、AE 、AF 、AG 之间电阻和电压记录在表格中
【例1】 延庆37． 实验步骤：(4分)
（1） 将电压表、电流表调零
（2）按实验电路图连接电路，开关S 保持断开。

（3）调节电阻箱Rx 使其电阻为R 1，闭合开关，读出此时电压表的读数U 1，电流表的
读数I 1，并将R 1、U 1、I 1记录在数据表中。

（4）调节电阻箱使其电阻为R 2，闭合开关，读出此时电压表的读数U 2，电流表的读
数I 2，并将R 2、U 2、I 2记录在数据表中。

（5）重复上述操作步骤，分别调节电阻箱使其电阻为R 3、R 4、R 5、R 6，电压表读数
U 3、U 4、U 5、U 6，电流表读数为I 3、I 4、I 5、I 6，并记录在表格中。

（6）依据I
U
R
分别计算出各次实验的等效电阻值，并记录在数据表中。

数据记录表 （1分）
【例2】 丰台36．
（1）实验电路图如图5所示。

（1分） （2）实验操作步骤
①按照电路图连接实物。

②调节电阻箱阻值用R 1表示，闭合开关，电流表测出电路中电流用I 表示，电压表测出R 1和R 2两端电压用U 表示，将R 1、U 、I 的数据记录在表格中，断开开关。

……（1分）
③仿照步骤②5次，将各次的R 1、U 、I 的数据记录在表格中。

……（1分） ④R 1和R 2的总电阻用R 表示，根据公式R =U /I 计算出6次实验的总电阻并记录在表格中。

……（1分） （3）实验表格
……（1分） R 1（Ω） U （V ） I （A ） R （Ω）
【例3】 西城37．⑴见图（1分）
⑵①按照电路图连接电路，并把R 1…R 6这六个电阻的阻值记录在表格中；……1分 ②闭合开关S ，用电压表测出电阻R 1两端的电压U 1，用电流表测出电路中的电流I ，并把数据记录在表格中；……………………………………………………1分 ③断开开关S ，把电压表并联在电阻R 2两端，闭合开关S ，用电压表测出电阻R 2两端的电压U 2，并把数据记录在表格中；……………………………………1分
④仿照步骤③，完成对R 3、R 4、R 5和R 6两端电压U 3、U 4、U 5和U 6的测量，并把数据记录在表格中；……………………………………………………………1分 ⑤利用公式P ＝UI 和测量数据依次计算出R 1…R 6消耗的电功率P 1…P 6，并把数据记录在表格中。

………………………………………………………………1分
【例4】 门头沟37． （1）电路图：见右图。

（2）实验步骤
R /
U /V
I /A
P /W
37题图
V
A R 0
①将电表调零，按照右图连接实验电路，滑动变阻器滑至最大； ②闭合开关S ，调节滑动变阻器，使电压表示数为U ，读出电流 表的示数I 1，并记录R 1、U 和I 1；
③断开开关S ，将R 1取下，换接另一电阻R 2，闭合开关S ，改变滑动变阻器电阻，使电压表的示数不变，读出电流表的示数I 2并记录R 2、U 和I 2；
④仿照步骤③，分别测出R 3、R 4、R 5、R 6各自对应的电流I 3、I 4、I 5、I 6。

⑤根据P =UI ，计算出电功率P 1-------P 6 ，并记录数据。

（3）数据记录表格
R （Ω） U （V ） I （A ） P （W ）
【例5】 ⑴电路图：··········（1分） ⑵实验步骤：
① 调节电流表、电压表使指针在零刻线位置；断开开关S ，按
照电路图连接实验电路；··········（1分）
②闭合开关S ，调节电阻箱R ，为适当电阻值R ，
1。

读出电流表、电压表的示数I 1、和U ，并把数据R 0、R ，
1、I 1和U 记录在表格
中；··········（1分）
③仿照步骤②，分别5次调节电阻箱R ，的电阻值，读出电阻值R ，2、R ，3、R ，4、R ，5、R
，
6及所对应的电流值I 2、I 3、I 4、I 5、I 6和U 并把数据记录在表格中；·
·········（1分） ④利用U 、R ０的数据计算出ｃ= ，利用公式P =UI 分别计算出电阻箱阻值为R ，
1、R
，
2、R ，
3、R ，
4、R ，
5、R ，
6时，电路消耗的总功率
P 1、P 2、P 3、P 4、P 5和P 6，利用U 、R
，
的数据计算出 ，并把数据记录在表格中···（1分）
R 0 /Ω U /V R ，
/Ω I /A P /W
R U '
2
/W
【例6】 实验电路图：如图6所示（1分）
R U
'
2
2
R U R 0
R
（2）实验步骤：（5分）
① 按照电路图连接电路，滑动变阻器接入电路电阻 最大，电阻箱接入电路电阻为R 。

将R 和定值电 阻的阻值R 0记录在表格中。

② 闭合开关S 1和S 2，用电压表测出电阻箱两端的电 压U 1，将U 1的测量数据记录在表格中。

③ 闭合开关S 1和S 3，用电压表测出电阻箱和定值电阻两端的电压U 2。

将U 2的测量数据记录在表格中。

④ 再分别改变5次电阻箱接入的电阻R 。

闭合开关S 1和S 2，改变滑动变阻器接入 电路的电阻，使电阻箱两端的电压始终为U 1不变。

将R 的阻值记录在表格中。

并仿照步骤③，用电压表测出各次相应的U 2，将U 2的测量数据记录在表格中。

⑤ 利用公式P ＝U 1I 1＝1210
()
U U U R -和测量数据，计算电阻箱的电功率P ，将P 的数值记录在
表格中。

（3）实验数据记录表格：（1分）
R / Ω
R 0/ Ω U 1 / V U 2/ V P / W
【例7】
．
（2）①把电动机水平固定在铁架台上方的支架上，将长细线一端系在电动机转轴上，另一端系在钩码上，钩码垂于转轴下方，把刻度尺直立固定在电动机旁，根据电路图连接电路，调节滑动变阻器为适当阻值；
②闭合开关S ，用刻度尺测出钩码提升的高度h ，用秒表测出钩码上升的时间t ，断开开关S ，记录h 和t 到表格，恢复钩码到初始位置；
③闭合开关S ，用刻度尺测出钩码提升的新高度h ，用秒表测出本次钩码上升的时间t ，断开开关S ．记录h 和t 到表格，恢复钩码到初始位置； ④仿照步骤③再做4次；
⑤记录钩码的质量m 到表格，利用公式W=Gh=mgh 计算6次电动机做的功，并记录到表格． （3）实验记录表格如下：
【例8】
⑵①如图组装电路，将合金丝全部接入电路；
②调节接入电路中合金丝的长度，用刻度尺测出合金丝接入电路的长度l ；闭合开关S 1，断开S 2，读电流表A 的示数I 1；闭合开关S 1和S 2，读电流表A 的示数I 2，将I 1, I 2, l 和定值电阻的阻值R 0的数据记录到表格中；
③改变合金丝接入电路中的长度，仿照步骤②再做5次，将I 1, I 2, l 和R 0的数据记录到表格中； ④利用1
20
1I I R I R -=
计算六次接入电路中合金丝的阻值R ,并记录到表格中。

（5分）
37题评分标准说明：自变量的改变与测量给1分，测两次电流1分；因变量计算给1分；电路图、表格设计各给1分。

【例9】 （1）实验电路图如答图3所示；（1分） （2）实验步骤：
①将电流表调零，断开开关，按图连接电路，移动滑动变阻器的滑片使变阻器接入电路的阻值为最大；
②闭合开关，移动滑片至适当位置，读出电流表的示数I。

用温度计测量初始温度t初，用手表开始计时，60s后用温度计测量末态温度t末。

断开开关，将I、t初和t末分别记录到表格中；（1分）
③改变滑片的位置，闭合开关，读出电流表的示数I。

用温度计测量初始温度t初，用手表开始计时，60s后用温度计测量末态温度t末。

断开开关，将I、t初和t末分别记录到表格中；
④重复步骤③四次，分别将每次测得的I、t初和t末记录到表格中；（1分）
⑤用公式Δt=t末-t初计算煤油升高的温度，计算电流的平方I2，将结果记录到表格中。

（1分）（3）实验数据记录表格（1分）
I/A
t初/℃
t末/℃
I2/A2
Δt/℃。