专题八电学实验探究题(原卷)

专题八电学实验探究题（原卷）科学实验与探究是物理学习的重要内容，也是一种认识科学、应用科学的物理方法。

进行科学探究活动的一般思维程序是：提出问题→建立假说（或猜想）→实验检验→归纳分析→解决问题（或得出结论）→实验修正。

探究性试题是考查学生综合分析能力、归纳总结能力、发散性思维和创造性思维能力的中考热点题型，是近年来中考必考内容。

探究性试题可分为：现象探究、方法探究、实验探究、数据探究、阅读情景探究等。

解答此类试题要具备的知识基础、能力基础、生活经验基础。

思维方法是发掘物理现象与物理知识、物理过程与物理方法之间隐含的联系，找到物理知识、物理规律的应用原型，是学生能力得到锻炼与升华的过程。

实验探究题主要以选择、填空、解答、分析为主。

电学实验探究题的分类与解法：1.考查内容（1）基本测量仪器仪表使用与掌握情况，灵活使用电流表、电压表、滑动变阻器的能力。

（2）综合应用知识解决问题的能力。

（3）设计实验的能力。

（4）思维发展能力、创新能力。

2.考查形式：选择、填空、连线作图、电路故障分析、实验方案设计。

3.考查重点和热点：热点：电学仪表的使用、滑动变阻器的作用、验证电学规律、电学量的测量、创新能力。

难点：创新设计实验和对实验过程进行评估。

4.题目分类及分类解法技巧（1）考查测量仪器的读数和使用：关于实验器材的读数是物理实验的一个基本要素，也是考察实验基本技能的一种重要手段。

新课程标准要求学生应熟练掌握刻度尺、秒表、温度计、托盘天平、量筒、弹簧测力计、电流表、电压表和电能表这九种测量工具的读数方法。

其中，电学主要是电流表、电压表读数和滑动变阻器的接线，有时也将电能表与秒表组合探究家用电器的功率。

攻略：读数前都应首先弄清测量工具的量程、分度值、零刻线的位置。

学生实验中电压表两个量程分别是0～3V 和0～15V ，分度值对应的是0.1V 和0.5V ；电流表量程分别0～0.6A 和0～3A 分度值对应的是0.02A 和0.1A 。

滑动变阻器的接线通常只考“一上一下”的接线方式，影响接入电阻大小的是所使用的下接线柱和滑片的移动方向，滑片靠近所使用的下接线柱，接入电阻变小，相应的电流就变大。

（2）考查实验探究方法：研究物理问题的方法很多，如：控制变量法、等效替代法、推理法、建立模型法、类比法、转换法、归纳法等，其中控制变量法、转换法的应用最为普遍，对这些研究方法要理解和掌握。

5.电学实验探究题主要内容：探究电流与电压关系、电流与电阻关系、欧姆定律、测量小灯泡额定功率、测量电阻额定功率、电阻测量、焦耳定律、电与磁等。

一、电流与电压关系探究实验【典例1】下图是小明同学探究电流与电压、电阻关系的电路图，提供的器材有：6V的电源一个，电流表（0～0.6A，0～3A）。

电压表（0～3V，0～15V）各一个，开关一个，5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值电阻各一个，“20Ω 1A”的滑动变阻器一个，导线若干（忽略导线电阻），以上实验器材完好无损，实验中数据读取准确无误。

（1）探究电流与电压的关系时，移动滑动变阻器的滑片，改变电阻两端的电压，进行了多次测量，归纳得出，的规律。

这里的多次测量目的是：。

（2）探究电流与电阻的关系时，测得的几组数据如下表所示。

由于操作不当，导致表中第次实验的数据存在错误，出错的原因是。

纠正错误以后，小明用30Ω的电阻替换15Ω电阻进行第4次实验，发现实验无法进行下去，为完成第4次实验，请给小明提出可行的解决方案（不限于提供的实验器材）：。

实验次数电阻R/Ω电流I/A1 5 0.62 10 0.33 15 0.24（3）利用该实验电路图也可以测量定值电阻的阻值，实验中也要进行多次测量，其目的是，；（4）将定值电阻换成小灯泡后，利用该实验电路图还可以“测量小灯泡的电功率”，实验中也要移动滑动变阻器的滑片，其目的是。

若被测小灯泡的额定电压为3.8V，在调节滑片使小灯泡正常发光时，电压表的示数很难准确达到3.8V，测量误差较大；为此，小明改动电路，在不更换现有器材的情况下，提高了测量数据的精确度。

请补全小明的做法：断开开关；闭合开关，；读出此时电流表的示数，计算小灯泡的额定功率。

（实验误差来源要清楚：工具、人、方法等）答案为：（1）电阻不变时，电流与电压成正比；寻找普遍规律，避免偶然性。

（2）3；滑动变阻器滑片没有调节就读数了；换用最大阻值至少为30Ω的变阻器；（3）取平均值，减小误差；（4）改变灯泡两端的电压；将电压表的小量程（0﹣3V）并联在变阻器的两端；移动变阻器的滑片，当电压表示数为2.2V时。

二、电流与电阻关系探究实验【典例2】在探究“电流与电阻的关系”的实验过程中，小明选择了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω五个电阻进行实验，电路图如图甲所示。

请用笔画线代替导线将图乙中未完成的电路完成，且使变阻器滑片向右移动时电流表示数变大。

导线不能交叉连接好电路，闭合开关，发现电流表没有示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压。

造成这一现象的原因可能是______填字母。

A.电阻断路B.电流表坏了C.滑动变阻器短路D.电阻短路排除电路故障进行实验。

为达到实验目的，滑动变阻器除了起到保护电路的作用外，还起到___________________________的作用。

实验中，当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，应把变阻器滑片向______填“左”或“右”滑动，同时眼睛盯住才可能达到这个目的。

根据实验数据，作出图象如图丙所示。

根据实验目的分析图象可得出结论：，。

答案为：略；；调节电阻两端电压保持不变；左；电压表；电压不变时，导体中的电流与导体的电阻成反比。

三、小灯泡额定功率探究实验【典例3】在“测小灯泡电功率”的实验中，实验室有以下器材：电源（电压恒为4.5V）、标有2.5V的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器“20Ω、1A”、开关各一个，定值电阻三个（10Ω、20Ω、30Ω）、导线若干。

（1）请用笔画线代替导线，将图甲中电路连接完整。

要求：滑动变阻器滑片向左移动时小灯泡亮度变亮。

（2）电路连接好后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片进行多次实验，并将其中三次数据记录在表格中，根据数据求出小灯泡的额定功率为 W。

实验次数 1 2 3电压表示U/V 2.0 2.5 2.8电流表示数I/A 0.20 0.24 0.26（3）上述实验结束后，小华同学想进一步“探究电流与电阻的关系”，他将小灯泡取下后，按图乙电路在R的位置依次换成已有的定值电阻（10Ω、20Ω、30Ω）先后接入电路，为保证每次都能将接入的定值电阻两端电压调为2.5V，应在电路中再串联一个阻值范围为Ω至Ω的电阻Rˊ。

（3）为保证每次都能将接入的定值电阻两端电压调为2.5V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压为：4.5V﹣2.5V=2V，变阻器分得的电压为定值电阻电压的=0.8倍：当接入30Ω的电阻时，根据分压原理，变阻器连入电路中的电阻R滑1=0.8×30Ω=24Ω，而变阻器的最大电阻为20Ω，将变阻器与R′视为一个整体，故R′的最小值，R′小=R滑1﹣R滑=24Ω﹣20Ω=4Ω，当接入10Ω的定值电阻时，同理，变阻器连入电路中的电阻R滑2=0.8×10Ω=8Ω，将变阻器与R′视为一个整体，当变阻器连入电路中的电阻为0时，R′=8Ω即可；四、电阻测量探究实验【典例4】现有两节新的干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、定值电阻R、开关、导线利用给定器材连接成“伏安法测电阻”的电路。

（1）请在答题卡中相应位置画出图甲所示的实物图对应的电路图；（2）实验前为了保护电路滑动变阻器的滑片应置于端（选填“A“或“B”）；（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（写出一种原因即可）（4）排除故障后，当电压表示数为2.7V时，电流表示数如图乙所示，则通过R的电流大小为A，它的阻值是Ω。

五、焦耳定律探究实验【典例5】两个带有橡皮塞的粗细均匀的相同温度计，四根不同阻值（R1＞R2＝R3＝R4）的电阻丝，以及相同的滑动变阻器、开关、导线、电源等。

两个实验小组根据提供的实验器材，分别设计了如图甲、乙所示的两个方案。

（1）甲方案可探究电流和通电时间一定时，电流产生的热量跟关系。

（2）乙方案可探究和通电时间一定时，电流产生的热量跟关系。

（3）电阻在一定时间内产生的热量是通过烧瓶中煤油的多少反映出来的。

（4）本实验用到的物理方法有和。

【拓展】用Q=I2Rt可以计算电流通过任何用电器产生的热量，能用Q=UIt计算通过任何用电器产生的热量吗？请用实例说明原因。

_______________________________________。

因为用计算出来的是电路产生的总功，而总功除了用电器产生的热量，另外一部分可能转化为其他能量，例如电风扇电路产生的总功一部分转化为电热，一部分转化为机械能。

六、电与磁探究实验【典例6】小明利用图所示的实验装置探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”。

（1）磁铁不动，闭合开关，导体棒沿（选填“上下”或“左右”）方向运动时，电流表指针会发生偏转。

（2）导体棒不动，闭合开关，磁铁上下运动，电流表指针（选填“会”或“不会”）发生偏转。

（3）断开开关，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，电流表指针都不发生偏转。

由此小明得出结论：闭合电路得一部分导体在磁场中做运动时，电路中就产生感应电流。

（4）小明进一步猜想，感应电流的大小可能与导体运动速度和磁场强弱有关。

为了探究感应电流的大小与磁场强弱是否有关，他应进行的操作是：。

产生感应电流的条件是：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感应线运动。

当导体棒沿左右方向运动时，导体棒做切割磁感应线运动，能产生感应电流,则电流表会发生偏转。

（2）导体棒不动,磁铁上下移动，导体棒不做切割磁感应线运动，故不产生感应电流，电流表不会发生偏转。

（3）由实验现象可知，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感应线运动时，电路中会产生感应电流。

（4）注意使用控制变量法，探究感应电流大小与磁场强弱是否有关，需要保证其他条件不变，改变磁场强度。

故可通过换用不同磁场强度的磁体，观察电流表指针偏转幅度。

一、电流与电压关系探究实验1.某实验小组同学在“探究电流与电压的关系”实验中：（1）应该采用的实验方法是。

（2）如图甲所示，连接电路时，开关应处于状态。

（3）实验中，滑动变阻器的主要作用：一是改变电阻两端的电压大小，二是。

（4）闭合开关，电流表示数很大，而电压表示数很小，原因可能是。

（5）通过图乙U﹣I图象得出错误的结论：在电阻不变时，通过的电流与电压成反比。

请你分析错误的原因：。

（6）该小组的同学们为了测定待测电阻R x 的阻值，在图甲电路（电源电压恒定）中接入电阻R x 替换R 0，电流表和电压表的位置保持不变，则他们应进行的操作：①闭合开关S ，将滑片移至最左端，读出电流表示数为I 1；② ，读出电流表示数为I 2；③待测电阻R x 阻值的表达式为R x = （用I 1、I 2、R 表示）。