初中物理串、并联电路的设计实验题

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=　               　．

小王同学设计了图甲所示的简单水温表电路。图中电源两端的电压为6V保持不变，R₀是阻值为5Ω的定值电阻，R为铭牌上标有“10Ω 1A”的滑动变阻器，R_t是热敏电阻，其阻值随温度变化的图像如图乙所示。电流表采用“0～0.3A”的量程。

⑴小王在连接好电路且闭合开关后，向R_t上擦一些常温的酒精，并用扇子对着R_t扇风，他观察到的现象应该是电流表示数            （选填“变小”或“变大”）；
⑵如果滑动变阻器接入电路中的电阻为零，那么该电路最大能测量的温度是   ℃；
⑶为了能测量0～100℃的水温，且当水温达到100℃时，要求电流表的示数达到最大值，则滑动变阻器接入电路中的电阻应调为     　　   Ω，0℃应该与电流表刻度盘的       A位置对应，如果电流表刻度盘改画为指示温度的刻度，且每10℃画一条刻度线，这个刻度盘的刻度         （选填“是”或“不是”）均匀的。

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。

某小组同学为了“研究串联电路的特点”连接了如图所示电路。他们实验操作步骤正确，电路元件完好，在闭合电键后，发现无论怎样移动滑片，两个电流表的指针偏离零刻度线的角度都不相同，小明认为串联电路中各处的电流是相等的，出现上述现象的原因可能是       （写出一种即可）。他们解决问题后继续实验，移动滑片将数据记录在下表实验序号1、2、3中，然后又改变电源电压后继续实验，将数据记录在下表实验序号4、5、6中。
       
（1）小强分析比较表中每次实验中各电压表示数及相关条件，可得出串联电路的电压特点：在串联电路中两端的总电压等于                     。
（2）小红分析了表中电流表A₁的示数与电压表V₁的示数及相关条件，发现这个实验也可验证欧姆定律，她得出的结论是：对同一电阻而言，                           。

按照课本要求探究并联电路中电流的关系，他们设计的电路如下图所示。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：

实验次数	A处的电流IA／A	B处的电流IB／A	C处的电流IC／A
1	0.10	0.12	0.22
2	0.20	0.24	0.44
3	0.25	0.30	0.55

⑴通过对上面数据的分析,可以得出的结论是:                                 ；
⑵测量三次的目的是：                                                    ；
（3）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；

某班级同学做“探究并联电路的规律”实验，所用器材包括电源（6伏）、电键、若干已知阻值的电阻、电压表、电流表和若干导线，他们首先按图所示的电路图正确连接电路。通过探究得到并联电路各电阻两端的电压都等于电源电压。在继续探究过程中，多次改变R₁和R₂的阻值，并将电流表分别接到A、B、C处，测出通过电阻R₁的电流I₁、通过电阻R₂的电流I₂，以及并联电路中的干路电流I。实验数据记录如下表所示：

实验 序号	R1（Ω）	R2（Ω）	I1（A）	I2（A）	I（A）
1	20	60	0.3	0.1	0.4
2	20	30	0.3	0.2	0.50.
3	20	20	0.3	0.3	0.6
4	30	15	0.2	0.4	0.6
5	60	12	0.1	0.5	0.6

① 分析比较表中I₁、I₂和I的数量关系及相关条件，可得出的初步结论是：                         。
② 分析比较表中实验序号1、2、3的第二、三和六列的数据及相关条件，可得出的初步结论是：在并联电路中，当一条支路中电阻一定时，干路电流                         。
③ 分析比较表中实验序号4和5的数据及相关条件，可知：序号5中的两个并联电阻                  （选填“能”或“不能”）替代序号4中的两个并联电阻对电流的阻碍作用，理由是：                       。
④ 进一步综合分析比较表中I₁、I₂与R₁、R₂的关系，可得到的结论是：                     。

小东通过学习知道了“在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和”这个规律，于是他认为：并联电路的支路越多，通过每个支路的电流就越小。请你通过实验证明，小东的结论是错误的。所提供的实验器材如下：符合实验要求的稳压电源（即电源两端的电压保持不变）、开关、已调零的电流表各1个，灯泡3个、导线若干。请画出电路图，写出简要的实验步骤和实验现象。

为了探究并联电路的电流关系，小芳设计了如图所示的实验电路，其中R₁是定值电阻，R₂是电阻箱。实验时改变电阻箱接入电路中的电阻值，在下表中记录了各次实验中电流表A₁的示数I₁与电流表A₂的示数I₂。根据表中实验数据，可归纳出I₁与I₂的关系式为：        。
 

在学习了串联电路的特点后，小明、小华和小红通过实验继续探究并联电路的特点，他们的电路图如图所示。

①探究电压的特点时，应用电压表分别测出电源电压、AC和________两点的电压（选填“AB”、“CD”或“BD”）。
② 他们首先探究了并联电路电压的特点，得出并联电路中各支路两端的电压都相等的结论。接着他们采用相同的电源分别进行实验，探究并联电路电流的特点，并记录了各自实验中两小灯的亮暗情况，实验现象及数据如下表所示。

（a）分析比较小明、小华或小红的实验数据可得出结论：并联电路中，干路电__________________________。
（b）分析比较___________的实验数据可知通过两导体电流相等时，两导体不一定是串联连接（选填“小明”、“小华”或“小红”）。
（c）分析比较小明、小华的实验数据和小灯的亮暗程度，可得出小灯的亮暗程度与通过小灯的电流、小灯两端电压的关系是：____________________________。
③ 小红回顾了串联电路电阻关系的推导过程：根据U＝IR、U₁＝I₁R₁、U₂＝I₂R₂，由U_总＝U₁＋U₂，得到IR_总＝I₁R₁＋I₂R₂，又因I＝I₁＝I₂，故R_总＝R₁＋R₂。
请类比此方法，利用欧姆定律及并联电路中电流、电压的规律，推导出并联电路电阻的规律。________

在“探究并联电路的特点”实验中，某小组同学用电源、电键、若干已知阻值的电阻、几个电压表和电流表、若干根导线进行实验。先通过实验得到“并联电路各支路两端电压相等”的规律，然后按图（a）所示的电路图连接电路继续实验。试接触后，发现表A的表盘如图（b）所示，发生这一现象的原因是            。修正后，重新进行实验，并将实验数据记录在下表中。

（1）分析比较实验序号         中干路中电流与支路1、支路2中电流的数量关系，可得出的初步结论是：在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。
（2）分析比较实验序号1、2与3中的支路1、支路2电阻阻值及相关条件，可得出的初步结论是：当支路2中的电阻一定时，并联电路的总电阻随着            。
（3）为了研究并联电路总电阻和各电阻的关系，该组同学又利用原来的电源(电压仍为6伏)连接了如图14所示的电路，并用电阻R_总替换上述实验中的R₁和R₂。则在实验序号2中应采用阻值为            欧的电阻作为R_总；每次实验时，眼睛主要应该观察电路中的电流表示数,使它与原来并联电路            的示数相同。

（4）进一步分析比较表中的支路1电流I₁和电阻R₁的乘积与支路2电流I₂和电阻R₂的乘积的关系，可得到的结论是：                         。

在探究串、并联电路规律的实验中，小明同学进行了如下操作：
（1）把两个标有“2.5V、0.3A”字样的小灯泡L₁和L₂串联起来接到电源上，使灯泡发光（如图所示），然后分三次接入电压表，分别测定AB、BC、AC之间的电压并记入表1中。
（2）把上述两个灯泡改接成并联后，接到同一个电源上，使灯泡发光（如图所示），然后分三次接入电流表，分别测定A、B、C三处的电流并记入表2中。

表一                                      表二

	LAB	LBC	LAC
电压（V）	1.25	1.25	1.50

	IA	IB	IC
电压（V）	0.30	0.29	0.58

请你评估：
（1）表1中测量结果有一个量是错误的。错误的是           ，判断的依据是                   。
（2）表2的测量结果是否可能？谈谈你的观点。

小红和小荣探究“并联电路电流规律”，小红设计的实验电路图如图，实验数据记录如下表。（电路连接及记录的数据都没有错误）

（1）小红根据数据得出结论：并联电路干路电流等于各支路电流之和。请你针对小红的实验提出一个改进方法．                 
（2）实验中，小荣观察到灯泡L₁比灯泡L₂暗。根据这一现象，小荣做出以下分析：根据P= I²R，P与R成正比．L₁比L₂暗是因为L₁的电阻小于L₂的电阻．
问：小荣的分析是否正确，并说明理由.                         。
（3）小红想用一个电流表、一个阻值已知的电阻R₁，测量未知电阻R₂的阻值。小红设计的电路如图，闭合S，断开S₁时，电流表的读数为I₁；同时闭合S、S₁时，电流表的读数为I₂。若电源的电压不变，则待测电阻R₂的阻值表达式为R₂ = ______（用已给出的物理量符号表示）