電學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)專題含答案

1、電學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)【例1】 平谷36實(shí)驗(yàn)室有如下器材：滿足實(shí)驗(yàn)要求的電源一個(gè)、電壓表一塊、電阻箱（電路圖符號(hào) ）一個(gè)、阻值為5W的定值電阻多個(gè)、開(kāi)關(guān)一個(gè)和導(dǎo)線若干。利用這些器材，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明：“當(dāng)通過(guò)導(dǎo)體的電流一定時(shí)，導(dǎo)體兩端的電壓跟導(dǎo)體的電阻成正比”。請(qǐng)你根據(jù)上述要求：畫出實(shí)驗(yàn)電路圖；寫出實(shí)驗(yàn)步驟；設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表?！纠?】 延慶RxVASR2圖20AB37小芳設(shè)計(jì)了如圖20所示的實(shí)驗(yàn)電路，其中Rx是電阻箱，R2是阻值為10定值電阻，Rx與R2串聯(lián)的總電阻（即等效電阻）用R表示。小芳想通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究R與Rx的關(guān)系。請(qǐng)你幫她利用給出的實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：R=Rx+10。請(qǐng)寫出實(shí)驗(yàn)步驟并畫出實(shí)

2、驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表。【例3】 豐臺(tái)36. 實(shí)驗(yàn)桌上有如下器材：電源一臺(tái)；調(diào)好的電流表、電壓表各一塊、開(kāi)關(guān)一個(gè)、電阻箱一個(gè)、阻值為10的定值電阻R2和導(dǎo)線若干。請(qǐng)你利用上述器材設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)探究R1與R2串聯(lián)的總電阻（即等效電阻）R與電阻R1的關(guān)系。（5分）在虛框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖；寫出主要實(shí)驗(yàn)操作步驟。（3）畫出實(shí)驗(yàn)表格?！纠?】 西城37實(shí)驗(yàn)桌上有如下器材：符合實(shí)驗(yàn)要求的電源一臺(tái)；調(diào)好的電流表、電壓表各一塊，開(kāi)關(guān)一個(gè)，阻值已知但大小不同的定值電阻八個(gè)，導(dǎo)線若干。請(qǐng)你從中選擇器材，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明：“當(dāng)通過(guò)電阻的電流保持不變時(shí)，電阻消耗的電功率跟電阻值成正比”。畫出實(shí)驗(yàn)電路圖；寫出主要實(shí)驗(yàn)操作步驟；設(shè)計(jì)

3、實(shí)驗(yàn)記錄表格。【例5】 門頭溝37. 實(shí)驗(yàn)桌上有如下器材：符合實(shí)驗(yàn)要求的電源一個(gè)、電流表和電壓表各一只、開(kāi)關(guān)一個(gè)、滑動(dòng)變阻器一個(gè)，兩個(gè)電阻箱、各種阻值已知的定值電阻和導(dǎo)線若干。要求從實(shí)驗(yàn)桌上選擇適當(dāng)器材，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明：“當(dāng)電阻兩端的電壓保持不變時(shí)，電阻消耗的電功率與該電阻的阻值成反比”。請(qǐng)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并寫出實(shí)驗(yàn)步驟，并設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)記錄表格。【例6】 實(shí)驗(yàn)桌上有如下實(shí)驗(yàn)器材：穩(wěn)壓電源一個(gè)（電源電壓不作為已知）、阻值已知的定值電阻R0一個(gè)，電阻箱R，（電路圖符號(hào) ）一個(gè)，電流表、電壓表各一塊，開(kāi)關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干。請(qǐng)選用上述實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，證明“電源電壓U保持不變時(shí)，電阻R0與R，并聯(lián)，電

4、路消耗的總功率P跟電阻R，的關(guān)系為：=+ c（c為常量）”。畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，寫出實(shí)驗(yàn)步驟，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表?！纠?】 實(shí)驗(yàn)桌上有如下實(shí)驗(yàn)器材：滿足實(shí)驗(yàn)要求（輸出電壓合適且不變）的電源一個(gè)、阻值已知的定值電阻一個(gè)，電阻箱一個(gè)，滑動(dòng)變阻器一個(gè)，已調(diào)零的電壓表一塊、三個(gè)開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。請(qǐng)選用上述實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明：“當(dāng)電阻兩端電壓保持不變時(shí)，電阻消耗的電功率與電阻的關(guān)系為Pk/R（k為常量）”。請(qǐng)你（1）畫出實(shí)驗(yàn)電路圖；（2）寫出實(shí)驗(yàn)步驟；（3）畫出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表。（要求：在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不要拆卸電路）【例8】 請(qǐng)用玩具電動(dòng)機(jī)、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、電源、導(dǎo)線、質(zhì)量已知的鉤碼一個(gè)、細(xì)線、刻度尺、

5、鐵架臺(tái)、秒表等器材設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，探究電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)做的功與通電時(shí)間的關(guān)系。（以上器材都符合實(shí)驗(yàn)要求，忽略電動(dòng)機(jī)電阻，電源電壓保持不變） M（1）在虛框中畫出實(shí)驗(yàn)電路；（電動(dòng)機(jī)符號(hào)：） （2）寫出實(shí)驗(yàn)步驟； （3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)記錄表格。【例9】 實(shí)驗(yàn)桌上有如下實(shí)驗(yàn)器材：滿足實(shí)驗(yàn)要求的電源一個(gè)（電源電壓不變），已調(diào)零的電流表一塊，開(kāi)關(guān)兩個(gè)，粗細(xì)均勻橫截面積為1mm2的合金絲（電路符號(hào)）一根，阻值已知的定值電阻一個(gè)，刻度尺一把，導(dǎo)線若干。請(qǐng)選用上述實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，證明“該合金絲的電阻跟長(zhǎng)度成正比”。（1）請(qǐng)你畫出實(shí)驗(yàn)電路圖；（2）寫出實(shí)驗(yàn)步驟；（3）畫出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表。例10.實(shí)驗(yàn)桌上有如下器材

6、：符合實(shí)驗(yàn)要求的電源、滑動(dòng)變阻器和電流表各一個(gè)，裝有適量煤油的保溫容器一個(gè)（容器內(nèi)部封裝有電阻不變的加熱電阻絲R0，R0通過(guò)導(dǎo)線與接線柱相連，容器蓋上安裝有溫度計(jì)，如圖21所示），開(kāi)關(guān)一個(gè)，秒表一個(gè)，導(dǎo)線若干。使用上述器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明：“在煤油沒(méi)有沸騰的條件下，當(dāng)煤油的質(zhì)量和加熱電阻絲的電阻一定時(shí)，每加熱60s時(shí)間，煤油升高的溫度t與通過(guò)加熱電阻絲的電流的平方I2成正比”。圖21煤油溫度計(jì)加熱 電阻絲R0保溫容器接線柱接線柱 （1）在虛框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖（在電路圖中，整個(gè)保溫容器只需畫出其中的加熱電阻絲R0，用電阻符號(hào)代替）； （2）寫出實(shí)驗(yàn)步驟；（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格。SAVBCDEF

7、G平谷36把六個(gè)5電阻串聯(lián)（再與電阻箱串聯(lián)：保護(hù)電路）（1分）把電壓表接在AG之間，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)Rw 使電壓不超過(guò)測(cè)量電壓表范圍保持Rw位置不變，用電壓表分別測(cè)量AB、AC、AD、AE、AF、AG之間電壓為U1、U2、U3、U4、U5、U6（1分把AB、AC、AD、AE、AF、AG之間電阻和電壓記錄在表格中（1分）電阻（）電壓（V）【例1】 延慶37實(shí)驗(yàn)步驟：(4分)（1） 將電壓表、電流表調(diào)零（2）按實(shí)驗(yàn)電路圖連接電路，開(kāi)關(guān)S保持?jǐn)嚅_(kāi)。（3）調(diào)節(jié)電阻箱Rx使其電阻為R1，閉合開(kāi)關(guān)，讀出此時(shí)電壓表的讀數(shù)U1，電流表的讀數(shù)I1，并將R1、U1、I1記錄在數(shù)據(jù)表中。（4）調(diào)節(jié)電阻箱使其電阻為R2

8、，閉合開(kāi)關(guān)，讀出此時(shí)電壓表的讀數(shù)U2，電流表的讀數(shù)I2，并將R2、U2、I2記錄在數(shù)據(jù)表中。（5）重復(fù)上述操作步驟，分別調(diào)節(jié)電阻箱使其電阻為R3、R4、R5、R6，電壓表讀數(shù)U3、U4、U5、U6，電流表讀數(shù)為I3、I4、I5、I6，并記錄在表格中。（6）依據(jù)分別計(jì)算出各次實(shí)驗(yàn)的等效電阻值，并記錄在數(shù)據(jù)表中。數(shù)據(jù)記錄表 （1分）R與Rx關(guān)系數(shù)據(jù)記錄表Rx/U/VI/AR/【例2】 豐臺(tái)36（1）實(shí)驗(yàn)電路圖如圖5所示。（1分）（2）實(shí)驗(yàn)操作步驟按照電路圖連接實(shí)物。調(diào)節(jié)電阻箱阻值用R1表示，閉合開(kāi)關(guān)，電流表測(cè)出電路中電流用I表示，電壓表測(cè)出R1和R2兩端電壓用U表示，將R1、U、I的數(shù)據(jù)記錄在表格

9、中，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)。（1分）仿照步驟5次，將各次的R1、U、I的數(shù)據(jù)記錄在表格中。（1分）R1和R2的總電阻用R表示，根據(jù)公式R=U/I計(jì)算出6次實(shí)驗(yàn)的總電阻并記錄在表格中。（1分）（3）實(shí)驗(yàn)表格（1分）R1（）U（V）I（A）R（）【例3】 西城37見(jiàn)圖（1分）37題圖按照電路圖連接電路，并把R1R6這六個(gè)電阻的阻值記錄在表格中；1分閉合開(kāi)關(guān)S，用電壓表測(cè)出電阻R1兩端的電壓U1，用電流表測(cè)出電路中的電流I，并把數(shù)據(jù)記錄在表格中；1分?jǐn)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S，把電壓表并聯(lián)在電阻R2兩端，閉合開(kāi)關(guān)S，用電壓表測(cè)出電阻R2兩端的電壓U2，并把數(shù)據(jù)記錄在表格中；1分仿照步驟，完成對(duì)R3、R4、R5和R6兩端電壓U3、

10、U4、U5和U6的測(cè)量，并把數(shù)據(jù)記錄在表格中；1分利用公式PUI 和測(cè)量數(shù)據(jù)依次計(jì)算出R1R6消耗的電功率P1P6，并把數(shù)據(jù)記錄在表格中。1分實(shí)驗(yàn)記錄表格（1分）R/WU/V I/AP/W【例4】 門頭溝37（1）電路圖：見(jiàn)右圖。VAR0S（2）實(shí)驗(yàn)步驟將電表調(diào)零，按照右圖連接實(shí)驗(yàn)電路，滑動(dòng)變阻器滑至最大；閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表示數(shù)為U，讀出電流表的示數(shù)I1，并記錄R1、U和I1；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，將R1取下，換接另一電阻R2，閉合開(kāi)關(guān)S，改變滑動(dòng)變阻器電阻，使電壓表的示數(shù)不變，讀出電流表的示數(shù)I2并記錄R2、U和I2；仿照步驟，分別測(cè)出R3、R4、R5、R6各自對(duì)應(yīng)的電流I3、I4、

11、I5、I6。根據(jù)P=UI，計(jì)算出電功率P1-P6 ，并記錄數(shù)據(jù)。（3）數(shù)據(jù)記錄表格R（W）U（V）I（A）P（W）【例5】 電路圖：··········（1分）實(shí)驗(yàn)步驟： 調(diào)節(jié)電流表、電壓表使指針在零刻線位置；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，按照電路圖連接實(shí)驗(yàn)電路；··········（1分）閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱R，為適當(dāng)電阻值R，1。讀出電流表、電壓表的示數(shù)I1、和U，并把數(shù)據(jù)R0、R，1、I1和U記錄在表格中；

12、··········（1分）仿照步驟，分別5次調(diào)節(jié)電阻箱R，的電阻值，讀出電阻值R，2、R，3、R，4、R，5、R，6及所對(duì)應(yīng)的電流值I2、I3、I4、I5、I6和U并把數(shù)據(jù)記錄在表格中；··········（1分）利用U、R的數(shù)據(jù)計(jì)算出= ，利用公式P=UI分別計(jì)算出電阻箱阻值為R，1、R，2、R，3、R，4、R，5、R，6時(shí)，電路消耗的總功率P1、P2、P3、P4、P5和P6，利用U、R，的數(shù)

13、據(jù)計(jì)算出 ，并把數(shù)據(jù)記錄在表格中···（1分）實(shí)驗(yàn)記錄表格··········（1分）R0 /U /VR，/I /AP /W/WVR0S1S2S3RP圖6【例6】 實(shí)驗(yàn)電路圖：如圖6所示（1分）（2）實(shí)驗(yàn)步驟：（5分） 按照電路圖連接電路，滑動(dòng)變阻器接入電路電阻最大，電阻箱接入電路電阻為R。將R和定值電阻的阻值R0記錄在表格中。 閉合開(kāi)關(guān)S1和S2，用電壓表測(cè)出電阻箱兩端的電壓U1，將U1的測(cè)量數(shù)據(jù)記錄在表格中。 閉合開(kāi)關(guān)S1和S3，用電壓表測(cè)出電阻箱和定值電阻兩端

14、的電壓U2。將U2的測(cè)量數(shù)據(jù)記錄在表格中。 再分別改變5次電阻箱接入的電阻R。閉合開(kāi)關(guān)S1和S2，改變滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻，使電阻箱兩端的電壓始終為U1不變。將R的阻值記錄在表格中。并仿照步驟，用電壓表測(cè)出各次相應(yīng)的U2，將U2的測(cè)量數(shù)據(jù)記錄在表格中。 利用公式PU1I1和測(cè)量數(shù)據(jù)，計(jì)算電阻箱的電功率P，將P的數(shù)值記錄在表格中。（3）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格：（1分）R / WR0/ WU1 / VU2/ VP / W【例7】（2）把電動(dòng)機(jī)水平固定在鐵架臺(tái)上方的支架上，將長(zhǎng)細(xì)線一端系在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上，另一端系在鉤碼上，鉤碼垂于轉(zhuǎn)軸下方，把刻度尺直立固定在電動(dòng)機(jī)旁，根據(jù)電路圖連接電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器為

15、適當(dāng)阻值； 閉合開(kāi)關(guān)S，用刻度尺測(cè)出鉤碼提升的高度h，用秒表測(cè)出鉤碼上升的時(shí)間t，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，記錄h和t到表格，恢復(fù)鉤碼到初始位置；閉合開(kāi)關(guān)S，用刻度尺測(cè)出鉤碼提升的新高度h，用秒表測(cè)出本次鉤碼上升的時(shí)間t，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S記錄h和t到表格，恢復(fù)鉤碼到初始位置；仿照步驟再做4次； 記錄鉤碼的質(zhì)量m到表格，利用公式W=Gh=mgh計(jì)算6次電動(dòng)機(jī)做的功，并記錄到表格 （3）實(shí)驗(yàn)記錄表格如下：t/sh/mm/kgG/NW/J【例8】AS1S2R0如圖組裝電路，將合金絲全部接入電路；調(diào)節(jié)接入電路中合金絲的長(zhǎng)度，用刻度尺測(cè)出合金絲接入電路的長(zhǎng)度l；閉合開(kāi)關(guān)S1，斷開(kāi)S2，讀電流表A的示數(shù)I1；閉合開(kāi)關(guān)S1和S

16、2，讀電流表A的示數(shù)I2，將I1, I2, l和定值電阻的阻值R0的數(shù)據(jù)記錄到表格中；改變合金絲接入電路中的長(zhǎng)度，仿照步驟再做5次，將I1, I2, l和R0的數(shù)據(jù)記錄到表格中；利用計(jì)算六次接入電路中合金絲的阻值R,并記錄到表格中。實(shí)驗(yàn)表格：I1/AI2/AR0/l /mR/（5分）      S  A答圖3R0 R P   37題評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)說(shuō)明：自變量的改變與測(cè)量給1分，測(cè)兩次電流1分；因變量計(jì)算給1分；電路圖、表格設(shè)計(jì)各給1分。【例9】（1）實(shí)驗(yàn)電路圖如答圖3所示；（1分）（2）實(shí)驗(yàn)步驟：將電流表調(diào)零，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，按圖連接電路，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片使變阻器接入電路的阻值為最大； 閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑片至適當(dāng)位置，讀出電流表的示數(shù)I。用溫度計(jì)測(cè)量初始溫度t初，用手表開(kāi)始