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电学中的四种实验题归类解析 杜本兰 电学实验题所涉及到的题型主要有：实验设计型、实验探究型、实验操作型和原因分析型。 一、实验设计型 例1. 暗箱内有一个电源和一个电阻串联，在电源和电阻两端各引出一根导线置于暗箱外，如图1所示，现给你一个电流表、一个滑动变阻器（已知滑动变阻器的最大电阻为）、一个开关和几根导线，请你设法只连接一次电路就能测出暗箱内电源的电压和电阻的阻值。 （1）根据给出的器材，在图上画出完整的实验电路图。 （2）简要写出主要的实验步骤和需要测量的物理量。 （3）用测得的物理量和已知量写出电源电压U和电阻的表达式：U＝_________，＝__________。 图1 评析：这是一道欧姆定律应用的实验设计题。利用电源电压不变，利用滑动变阻器改变电路中的电阻，从而改变电流解决该题。当R取得最大值时，即，测出电流，根据欧姆定律有：；当R取得最小值时，即，测出电流，则有：。解上述两个方程，即可求出U和。 参考答案： （1）如图2所示。 图2 （2）将滑动变阻器的滑片移到最右端，读出电流表的示数，再将滑动变阻器的滑片移到最左端，读出电流表的示数。 （3）。 二、实验探究题 例2. 在“研究电磁铁”的实验中： （1）实验所需要的仪器有：一个线圈匝数可改变的电磁铁、电源、开关，还需要_____________、_____________、_____________。 （2）画出实验电路图。 （3）将实验观察到的现象填入下表。 步骤 不变的量 调节变化的量 实验现象 1 线圈匝数，电流大小 通电、断电 2 线圈匝数 电流先小后大 3 电流大小 匝数先少后多 （4）实验结论：____________________________________________________。 评析：这是一道关于电磁铁的磁性与什么因素有关的探究性试题，考查学生的观察、实验、分析信息、处理信息等方面的能力。 参考答案： （1）滑动变阻器；电流表；一大堆大头针。 （2）如图3所示。 图3 （3） 步骤 不变的量 调节变化的量 实验现象 1 线圈匝数，电流大小 通电、断电 吸引大头针、不吸引大头针 2 线圈匝数 电流先小后大 吸引大头针由少变多 3 电流大小 匝数先少后多 吸引大头针由少变多 （4）电磁铁通电有磁性，断电无磁性；通入电磁铁的电流越大，磁性越强；在电流一定时，外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越强。 三、实验操作型 例3. 如图4所示，在磁场中悬挂一根导体ab，把它的两端跟电流表连接起来，合上开关，让导线ab在磁场中左右运动，你会观察到电流表的指针___________，说明有_________产生，这种现象叫___________，在这种现象中，___________能转化为___________能。用此图所示装置，研究导体中感应电流的方向与磁感线方向是否有关，闭合开关后，应保持___________不变，改变___________方向，观察___________，从而得出感应电流的方向与___________的结论。要研究导体中感应电流的方向与导体运动方向是否有关，其方法是_________________________________________________________________。 图4 评析：这是一道有关电磁感应现象的实验题，解答本题除了要知道实验所发生的现象以外，还要知道实验中运用的科学研究方法——控制变量法。 参考答案： 发生偏转；电流；电磁感应；机械；电；导体运动的方向；磁感应线的；表针偏转的方向是否改变；磁感应线的方向是否有关；保持磁感应线的方向不变，改变导体运动方向，观察表针偏转的方向是否改变，从而得出结论。 四、原因分析型 例4. 以下是实验遇到的一些情况，请分析出现这些情况的原因。 （1）某同学用图5所示的电路来做“用伏安法测电阻”的实验，电源电压为6V，各元件完好，且电路连接正确，当他刚闭合开关S时，发现电压表的示数为6V，则其原因为__________________________。 图5 （2）某同学在做完“测小灯泡的电功率”实验后（所用小灯泡的额定电压为2.5V），及时完成了实验报告，实验报告中他设计了如下的表格。如该同学对实验现象的观察和数据的记录都正确，请你指出他所设计的表格中的错误：__________________________。 实验次数 小灯泡两端的电压/V 通过灯丝的电流/A 灯泡的亮度 灯泡的电功率/W 灯泡的平均电功率/W 1 2.20 0.28 比正常发光时暗 0.62 2 2.50 0.30 正常发光 0.75 0.76 3 2.80 0.32 比正常发光时亮 0.90 评析：这是一道关于“伏安法测电阻、伏安法测电功