初中物理串、并联电路的设计实验题

实验：测量小灯泡的电功率

实验中选择的小灯泡的额定电压为 $2.5V$。

【实验步骤】

（1）请你用笔画线代替导线，把图1中的电路连接完整（导线不准交叉），并要求滑动变阻器的滑片向左移动时，小灯泡会变亮；

（2）正确连接电路后，闭合开关，电流表指针不动，但用手按住开关，发现电流表指针摆动，出现这种现象的原因是　　。

（3）查明原因，排除故障，正确操作，得到下表所示数据。请将表中内容补充完整：

实验序号	电压 $U/V$	电流 $I/A$	电功率 $P/W$	灯泡亮度
1	2.0	0.28	0.56	发光暗淡
2	2.5	0.32	0.80
3	3.0	0.36	1.08	发光强烈

由表中数据可知，该灯的额定电功率为　　 $W$；

（4）利用上述电路，用定值电阻替换小灯泡，测量该定值电阻的阻值。请在图2虚线方框中设计一个记录数据的表格。

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
1
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。

为了探究不同情形下小灯泡的灯丝电阻，某课外小组设计了如图甲电路图。小灯泡上标有“2.5V，0.25A”，没有找到滑动变阻器而用三个定值电阻代替，开关是旋转式单刀三掷开关。

（1）按图甲的设计在图乙中加画一根导线；

（2）当图乙连线完毕后，将开关旋转至某个接触点时，电表盘面出现了图丙指示，则此时读数为　　V；

（3）同学们发现，随着小灯泡两端电压下降，灯丝电阻减小，这是因为　　。

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应该是      的（“相同”或“不同”）．
（2）如表是某同学实验中的一组数据．

电流表的位置	A	B	C
电流/A	0.3	0.3	1.5

指出表格中所记录的数据中，明显错误的数据      ，造成错误的原因是      ．
（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可能是
A．通过灯泡的电流小    B．灯泡的灯丝断了
C．灯泡被短路了       D．小灯泡靠近负极．

阿不都同学在进行探究串并联电路的电流规律实验中，完成如下几项工作：

（1）探究串联电路的电流规律时，如图1所示，测得A点处的电流如图1所示为      A，若测得A、B、C三点电流相同；则由数据可得串联电路的电流规律（写数学表达式）      ．
（2）探究并联电路的电流规律时，如图2所示，测得A点处的电流如图2所示为      A，已知C点的电流为1.2A，B点的电流为1.3A；由数据可得并联电路电流规律（写数学表达式）      ．
（3）他在测量电流时，有两次电流表无法读数，电流表的表盘如图3中的甲、乙两图所示，可能在连接电流表时出现了错误，请你帮她分析原因：甲：      ；乙：      ．

三个探究小组的同学选用不同规格的灯泡来验证“串联电路的电流规律”．所接电路图如图甲所示．

（1）在连接电路时，开关应该      ．
（2）第一小组的同学实验时根据电流表A₁指针偏转角度较A₂小，如图乙所示，他们判断“串联电路中各处的电流不等”．请你指出造成他判断错误的原因是：      ．
（3）第二小组的同学闭合电路后发现：灯L₂的亮度比灯L₁的亮度大．下列说法正确的是
A．灯L₂中的电流较大，所以L₂更亮
B．电流从电源正极出来先通过灯L₂，所以L₂更亮
C．两灯中的电流相等，亮度不同是由于两灯规格不同所致
（4）第三小组同学闭合开关S后，发现灯L₁发光，L₂不发光．同学们有以下几种猜想：①灯L₂灯丝断了；②灯L₂的灯座短路；③灯L₂也工作，但L₂中电流比L₁中电流小．以上猜想中正确有      （填序号）．

按照课本要求探究并联电路中电流的关系，他们设计的电路如图所示。把电流表分别接入到电路中的A.B.C处，测出它们的电流，填入下表：


（1）通过对上面数据的分析,可以得出是:             ；
（2）测量三次的目的是：     ，在实验中我们可以采用       的方法改变电流的大小从而进行三次实验；
（3）结合你用一个电流表做实验时的体会，提出一条对本实验的改进意见：       。
（4）若两只灯泡的规格相同，则通过的电流______(选填“相等”或“不相等)

某实验小组想探究并联电路中电流的规律，晓丹同学猜想：并联电路中各支路电流相等．她设计了如图所示的电路，准备测量a、b、c三处的电流，并从实验室取来电流表3只、灯泡2只、开关1个、电池和导线若干进行实验．
        
（1）画好电路图后，晓丹同学开始连接电路，闭合开关后，发现电流表指针偏转情况如图，则出现这种现象的原因是__________________，检查电路连接无误后，她开始实验，并读出电流表示数记录在表格中．

Ιb/A	Ιc/A	Ιa/A
0.18	0.18	0.36

晓丹同学分析数据后得出结论：并联电路中各支路电流相等．
（2）晓丹得出错误的实验结论，主要原因是________________________________
（3）请你对接下来的实验提出改进措施（一条即可）________________________________．
（4）晓丹同学在实验过程中还发现：闭合开关时电流表指针迅速偏转较大角度，紧接着指针再偏回一定角度后，示数才稳定下来；同组的小刚同学同时发现，闭合开关瞬间灯泡亮度较大，紧接着变暗一点后，亮度才稳定下来．造成这种现象的原因是____________________________________。

如图的电路盒面板上有：红、绿灯各一只，两个开关S₁、S₂，电流表二只，电源．在不打开盒子的情况下，为探究盒内电路结构，进行了如下实验：
闭合开关    S₁    S₂    S₁和S₂
灯的发光情况   红灯   不亮   亮   亮
绿灯   不亮   不亮   亮
电流表A₁示数   没有示数   有一定示数I₁   有一定示数I₂（I₂＞0.6A＞I₁）
电流表A₂示数   没有示数   有一定示数I₁    有一定示数I₁
请根据实验情况在方框内画出盒内电路的电路图，并将面板上的实物元件连接起来．

在“探究串联电路中各点的电流有什么关系”时，小明设计实验如下．把两个灯泡L₁、L₂串联起来接到如图所示电路中，分别把图中A、B、C各点断开，把＿＿＿＿接入，测量流过的电流，看看它们之间有什么关系．换上另外两个小灯泡，再次测量三点的＿＿＿＿＿＿，看看是否还有同样的关系．

下表是两次测量的记录数据．分析和论证：（1）在拆接电路时，开关S必须处于＿＿＿＿＿状态．
（2）结论：串联电路中各处＿＿＿＿＿＿相等．

这是小敏连接的电路，电源是由两节新干电池串联而成，且电源电压稳定。她进行了以下的几个操作，请你将电路的工作情况补充完整。

（1）只闭合S1，电压表的数值是        。
（2）先闭合S1，再闭合S2时，电压表的示数   ，电流表的示数  。（选填“变大”、“不变”、“变小”）
（3）将电压表和电流表位置对调，则电流表         （会/不会）被烧坏。电压表    （有/无）示数。

某同学进行了如下实验：根据如图连接好实物，用电流表分别测出I、I₁、I₂的电流，改变电源电压，重复实验，记录数据如下表。

（1）在拆接电路时，开关必须           ；
（2）在实验中，小余试触时电流表的指针向着没有刻度的一侧偏转，如图所示，原因可能是                            。
（3）该实验探究的问题是                               ；
（4）该同学根据实验得出结论：并联电路中干路电流为支路电流的2倍。该实验有不完善之处，请你提出改进的建议：                              。
（5）排除故障，测出I₁=0.26A，I₂=0.18A，I=0.44A，根据测量结果，可以得出结论:
并联电路干路中的电流等于                           .

某兴趣小组在研究“串联电路特点”的活动中，将一个阻值约为10欧的普通小灯泡L和一个LED灯串联后接入电路，电源由两节新的干电池组成（如图甲）。
闭合开关S₁，发现LED灯亮而小灯泡L不亮。针对这种现象，同学们提出了以下猜想：
猜想一：小灯泡L处发生短路
猜想二：LED灯电阻很大导致电路电流很小

为了验证猜想，小组同学进行如下实验：
实验一：将一根导线并联在图甲电路中LED灯的两端，根据观察到的现象否定了猜想一。
实验二：利用电流表和电压表，按图乙所示的电路对LED灯的电阻进行测量。闭合开关，
依次移动滑动变阻器的滑片，获得多组数据如下表。经分析，结果支持猜想二。

实验次数	电压（伏）	电流（毫安）	电阻（欧）
1	1.4	12	116.7
2	1.6	14	114.3
3	1.8	16	112.5
…	…	…	…

(1)实验一中观察到的现象是  _____________________  。
(2)实验二中，某次测量时电压表示数如图丙所示，此时电压表读数为    伏。
(3)在实验二测定LED灯电阻的过程中，滑动变阻器的滑片向    端移动。

如图1是小雨和小欣探究串联电路电流特点的实验电路图：

（1）小雨最好选择两个小灯泡的规格应该是的          。（填“相同”或“不相同”）。
（2）小雨把电源、一只开关和两个小灯泡逐一顺次连接，刚连接好最后一根导线，L₂就亮了，但L₁没亮
她们在实验操作中不当之处是              ；关于L₁没亮，小雨认为是L₁灯丝断了，但小欣说L₁灯丝没断．你应该支持           的观点．理由是                 ；L₁不亮，你认为可能的原因是           。
（3）在全班交流时，小欣发现其他小组的两盏灯串联时不一样亮，下列说法正确的是：（    ）
A．亮的灯泡电流大；B．暗的灯泡电流大；C．两灯电流一样大。
（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。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：

（一）如图是“探究串联电路电流特点”的实验电路图：

（1）在拆接电路时，开关必须      ；
（2）实验中，选择两个小灯泡的规格应该是的      （填“相同”或“不相同”）。
（3）下表是某同学实验中的一组数据：

电流表的位置	A	B	C
电流I／A	0.3	0.3	0.5

指出上述表格所记录的数据中，明显错误的数值是      A，
（4）如果用电压表测得AB、BC、AC间电压分别为U₁、U₂、U₃ ，则三者之间的关系式为：   。
（二）下列是某实验中的三个电路图，请仔细观察后回答．

（1）该实验探究的问题是     ；
（2）如果上面三个图中电流表的示数分别为I₁、I₂、I₃ ，请你写出正确的结论表达式：