初中物理串、并联电路的设计实验题

根据所学知识，回答问题

（1）阅读短文，回答问题

三峡工程是一项伟大的工程，主要由大坝、电站厂房和通航建筑物三部分组成。三峡大坝上窄下宽。蓄水位高达175m，水从高处落下，冲击涡轮进行发电，年平均发电量880亿千瓦时，三峡大坝正常蓄水后，上下游水位落差达113m，为方便船只在上、下游之间往返，三峡船闸设有5个闸室。三峡大坝蓄水后，水域面积扩大使附近地区昼夜温差缩小，改变了库区的气候环境。

请在上面的材料中找出与物理相关的描述，并说明所涉及的物理知识，填写下表。（不能与示例相同，物理知识不能重复。）

	相关的描述	物理知识
示例	三峡大坝上窄下宽	液体压强随深度的增加而增大
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2

（2）有人发明了"感应照孔门把手"只有在夜间且有人摸门把手时，锁孔旁的灯才亮，从而方使夜间开锁，它利用感应开关S ₁（有人摸门把手时，S ₁闭合；无人摸门把手，S ₁断开）以及光敏开关S ₂（天暗时S ₂闭合，天亮时S ₂断开）控制电路，达到目的。请根据上述描述，完成电路连接。

小明在拆装手电筒时，发现手电筒的小灯泡上标有“3.8V”的字样，但上面的电流值已经模糊不清，他想通过实验测量该灯泡正常发光时的电阻和功率，图甲为他所连的实验电路。

⑴经检查发现电路接线有错误，小明只做了一处改动后闭合开关进行了实验．请在他接错的导线上打上“×”，并改正。
⑵电路连接正确后，闭合开关，发现灯泡不发光，电流表无示数，但电压表示数接近电源电压，则产生此故障的原因可能是___________________________________．
⑶排除故障后继续实验时，小明移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为3.8V时，电流表的示数如图乙所示．则该小灯泡正常发光时的电阻为________Ω（结果保留一位小数），额定功率为_________ W．
⑷在此实验的基础上，老师又出示了一只数百欧的电阻Rx，问能否用上述方法进行测量。同学们分析后得出上述方案不行，原因是：_______________________________ ．接着，小明与同学们经过讨论，通过增加一电阻箱R₀(0～9999Ω 5A)、定值电阻R₁(200Ω 2A)、单刀双掷开关等器材，设计出了A、B两种不同方案，其电路图如上右图：
①A方案所涉及的思想方法是 _______________，
②在A、B两种不同的方案中，你认为方案____________的设计可以让测量结果更准确，理由是：________________________________。

小明利用标有“6V 6W”的灯泡L₁和标有额定电压为6V的L₂进行实验：

（1）分别对通过L₁和L₂中的电流和两端电压进行测量，绘制了电流随两端电压变化曲线图甲所示，A、B分别对应L₁和L₂,则L₂的额定功率为    W。
（2）现将两灯连入图乙所示电路。实验过程中，小明不慎把电路中的L₂的玻璃泡打碎了（碰巧灯丝没有断），此时他惊奇的发现：这个小灯泡几乎不发光，可另一个灯L₁反而更亮了。①你认为L₂变暗的原因是：______________________________________________。
②此时电路消耗的总功率与原来相比将____。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
（3）小明用一只新的同样规格的L₂将打碎玻璃泡的灯更换后，要使其中一只灯泡正常发光，此时电源电压为     V。

小明等3人实验小组用如图所示的电路来探究并联电路中电流的关系，其实验过程如下：

（1）把电流表分别接入到电路中的a、b、c处，将第一次测出的电流填入上表：
（2）为了防止个别偶然因素的影响，他们采用了以下两种方法之一来重复实验，完成了第二次和第三次测量，并将测出的电流填入上表格中：
方法一：改变电源电压；
方法二：更换其中一条支路中的灯泡（规格不同）.
请你根据他们的实验步骤和有关数据回答下列问题：
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表格补充完整后，通过对上面数据的分析可知后面两次实验是采用方法___________来进行的；
④实验的结论是：                                                     ．

如图是“探究串联电路电流特点”的实验电路图：

（1）实验中，选择两个小灯泡的规格是       的(填“相同”或“不相同”)．某同学连接好最后一根导线时，发现灯都亮了，出现这种情况的原因是                        。
（2）下表是某同学实验中的一组数据：指出上述表格所记录的数据中，明显错误的数值是        ，造成错误的原因是                     。

电流表的位置	A	B	C
电流I/A	0.3	0.3	1.5

 
（3）实验中某同学发现两个串联的小灯泡中，一个发光，一个不发光，造成其中一个小灯泡不发光的原因是         。
Ａ．通过灯泡的电流小         Ｂ．灯泡的灯丝断了
Ｃ．灯丝的电阻小             Ｄ．小灯泡靠近负极
（4）甲、乙两同学在做实验时，闭合开关前，电流表的指针均指在零刻度处；当闭合开关试触时，发现电流表指针摆动分别出现了如图甲、乙所示的两种情况．请分析他们在电流表的使用上分别存在什么问题？（填在下面横线上）

甲：                            ， 乙：                            。
（5）小明分别测出AB间的电压是2.5 V，BC间的电压是3.5 V，AC间的电压是6 V，由此他得出了“串联后的总电压等于各用电器电压之和”的结论。他这种分析、归纳得出结论的方法科学吗？
为什么？                                  。

如图是小明探究串联电路电流特点的实验电路图：

（1）小明最好选择两个小灯泡的规格应该是       的。（填“相同”或“不相同”）。
（2）小明连电路时把一只开关和两个小灯泡连接后，刚将线路两端接到电源两极，L₂就亮了，但L₁没亮。他在实验操作中不当之处是：        。实验时L₁没亮的原因可能是（    ）

A．通过灯泡L1的电流比L2中的电流小	B．L1灯泡的灯丝断了
C．L1灯座处可能短路了	D．L1灯泡靠近电源正极

（3）下表是小明实验中测得的三组数据：由表格数据可得出结论：       。

（4）他获得三组不同电流值的方法是：                              
（5）甲、乙两同学在做实验时，闭合开关前，电流表的指针均指在零刻度处；当闭合开关试触时，发现电流表指针摆动分别出现了如图甲、乙所示的两种情况．请分析他们在电流表的使用上分别存在什么问题？（填在下面横线上）
甲：                   乙：                     ．

【共10分，（1）3分，（4）（5）2分，（2）（3）每空1分】在“探究并联电路的电流规律”实验中，某小组的同学们在老师的指导下，设计了如图所示的电路图．

（1）请你根据电路图1，用笔画线代替导线，把图2中的实物连接起来．（导线不能交叉）
（2）电流表在使用时必须     在被测电路中，并且所测电路中的电流不能超过它的     。
（3）闭合开关，通过C点的电流如图3所示，则通过C点的电流值为    A．
（4）该小组的同学又分别测出A、B两点的电流值后，得出结论：I_A+I_B=I_C，请你对该小组的实验进行简单评估（实验过程中存在的问题和改进的方法）：                     。
（5）该小组同学觉得，在实验中反复把电流表接入电路中不同的位置进行实验有些繁琐且容易出错，请帮助他们改进上述实验，以便简单快捷．（实验室仪表可以任意选用）          。

实验小组用如图（1）所示的电路来探究并联电路中电流的关系，其实验思路如下：接好电路后，把电流表分别接入到A、B、C三处，测出第一组数据.为防止个别偶然因素的影响，他们采用以下两种方法之一来重复实验，并完成第二次和第三次测量．
方法一：改变电源电压；方法二：更换其中一条支路中的灯泡（规格不同）
（1）实验时，接好电路后，闭合开关发现两灯都亮．但由于连线较乱，一时无法确定两灯是串联还是并联，小明灵机一动，随意拆下一根导线，发现两灯都熄灭，因此他认定两灯是串联的，小明的结论是      的（“可靠”或“不可靠”），理由是              .
（2）如图（2）是某同学连接的并联电路的局部图，某次实验中，测量完干路C处电流之后，某同学想测量通过L₁的电流，为接入电流表，a、b、c、d四个接点中，最方便的导线拆接点是      点，同时注意，在拆接电路时，开关必须      .

（3）该同学表格设计中存在的不足之处是：         ；

（4）若“试触”时出现图（3）中的实验现象，说明：         
（5）表格补充完整后，对数据分析可知，后面两次实验是采用方法    （选填“一”或“二”）进行实验的；本实验可以得出的结论是：并联电路干路中的电流等于          ．

实验桌上有如下器材：满足实验要求的电源一个、电压表一个、开关一个、电阻箱（电路图符号）一个、各种阻值已知的定值电阻和导线若干。小敏想利用实验桌上的器材，设计一个实验证明：“当通过电阻的电流保持不变时，电阻两端的电压与该电阻的阻值成正比”。请你根据上述要求帮助小敏画出实验电路图，并写出实验步骤。
（1）实验电路图：
（2）实验步骤：

某物理兴趣小组同学设计了如图（甲）所示的电路图进行实验探究，电源为可调压直流学生电源，电压表量程为“0～15 V”、电流表量程为“0～0.6A”，小灯泡标有“6V 1.2W”字样，R₀为20Ω的定值电阻。兴趣小组根据记录的电流表和电压表示数变化，描绘出U－I关系图，如图（乙）所示。当电压表示数为1V时，通过电流表的电流是      A；当灯泡两端的电压为3V时，灯泡能发光，此时灯泡灯丝的电阻是      Ω；调节电源电压，当小灯泡与定值电阻R₀消耗的总功率为0.8W时，此时的电源电压为      V，小灯泡的实际电功率是      W。

为了防止电路中电流过大，发生危险，电路中常常需要安装保险丝．通常保险丝电阻比较大、熔点比较低，当电路中通过保险丝的电流达到或超过其熔断电流时保险丝就会熔断，从而切断电路．保险丝安装在玻璃管中，称为保险管．
实验室有熔断电流分别为1A和4A的两种保险管，保险管上印刷的文字已经模糊不清，但小明知道：熔断电流较大的保险丝，其电阻较小，因此，小明设计了如图甲所示实验电路图，想通过比较它们的电阻大小来区别这两种保险管．

（1）根据图甲电路图，在图乙的实物图中，用笔代替导线把电源接入电路．
（2）连接好电路之前，开关应保持     （选填“闭合”或“断开”）．
（3）若想用此电路测出各保险管的具体电阻值，还缺一实验仪器：       ．
（4）在图甲中，若电压表V2的读数为2.7V，电压表Vl读数如图丙所示，则保险管A两端的电压为   V，保险管B两端的电压为     V．
（5）根据测量数据可知：保险管A的熔断电流为    A．
（6）将这两个保险管并联接入某一电路中，当电路中的电流达到         A时，保险管将熔断．

有一阻值恒定的电阻元件，额定功率P_额=6W，额定电压在10V～19V之间．若要正确使用该元件，应先知道其额定电压．实验室里有如下器材：一个蓄电池（电压约为6V）、一个电流表（量程：0～0.6A和0～3A）、一个定值电阻R₀=10Ω，两个单刀开关、导线若干．请你用上述器材测出该元件的额定电压．
（1）猜想与假设：根据欧姆定律I=U/R，电功率P=UI，只要我们测出元件电阻的阻值，进而就可计算出其额定电压．
（2）设计实验：
a．该元件的额定电流不超过　 　A．为提高测量的精确度，电流表应选量程　   　A．
b．根据实验器材请把你设计的电路图画在方框中．
（3）进行实验：请按照你设计的电路图补全以下实验步骤，并写出测量的物理量及其对应的符号．
a．连接电路；b．　                     　；c．　                             　；d．断开开关，整理器材．
（4）用测量的物理量和已知物理量的符号表示出额定电压：U_额=　               　．

实验桌上有如下实验器材：电源电压不变的电源、阻值已知的定值电阻各一个，电阻箱（电路图符号       ）一个，已调零的电压表两块，开关一个，导线若干。请用上述实验器材，设计一个实验证明“两个电阻R₁与R₂串联时，如果R₁的阻值保持不变，则电阻R₁与R₂串联的等效电阻R跟电阻R₂的关系为： R= R₂+ b（b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。

.离渠边不同距离处水流速度相等吗，小科想到顺水漂流的乒乓球速度与水流速度相等，于是进行了如下实验：选一段流速稳定、宽为2m的水平水渠为实验场地，如图甲所示，在A₁A₂连线上，同一时间把11个乒乓球等间距地轻轻放入水中，并开始汁时，t=5s时测得实验数据如下表：

离渠中心线距离r/m	0．1	0．20	0．40	0．60	0．80	1．00
乒乓球移动距离S/m	1．00	0．96	0．84	0．64	0．38	几乎为0
水流速度／m·s^-1	0．200	0．192	0．168	0．128	0．076	几乎为0

（1）分析数据可以得出：离渠中心线距离r越大，水流速度v            。
（2）为了得出v与r的定量关系，小科根据上表数据绘制v一r²图线如图乙，据此图可得到v与r的关系式是v=            。
（3）图丙是该段水渠的横截面示意图。假如上述结论同样适用于水下，则实验时图丙中同一深度的B、C两点处的压强大小关系为P₈           P_C。
（4）上《电流》一课时，老师常用水的流量和水流来类比电量和电流。理想水渠交叉点上，单位时间内流入的总水量等于流出的总水量，同理，在电路的某连接处，流入的电流总和等于流出的电流总和。图丁是某实验电路的一部分，电流表的示数为          A，若通过导线 ab电流为0.6A，请分析通过导线cd的电流大小及方向。

小明实验小组利用左下图的电路进行“并联电路电流规律”的实验探究，图中两个小灯泡的规格相同。

(l)请按左边的电路图帮小明连好右侧的实物图（注：电流表量程任选，导线不许交叉）。
(2)实验中小明在接好电路的最后一根导线时，小灯泡立即发光，同时发现电流表A的指针向左偏转，则导致上述现象的两个操作错误是：
①                               ；②                                    。
(3)改正实验错误后，小明将开关S闭合，记录了三块电流表示数如下表：
于是小明实验小组得出的结论是：在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，且各支路的电流都相等。根据你已有的知识经验评价小明的实验结论是否正确？

(4)为了让探究出的结论更科学更具有普遍性，请你指出小明的实验设计及探究过程有哪些需要改进之处？