电学北京中考物理设计性实验设计性试验设计含答案

电学北京中考物理设计性实验设计性试验设计含答案

电学设计实验：‎ 【例1】 平谷36．实验室有如下器材：满足实验要求的电源一个、电压表一块、电阻箱（电路图符号 ）一个、阻值为5W的定值电阻多个、开关一个和导线若干。利用这些器材，设计一个实验证明：“当通过导体的电流一定时，导体两端的电压跟导体的电阻成正比”。请你根据上述要求：‎ ‎⑴画出实验电路图；‎ ‎⑵写出实验步骤；‎ ‎⑶设计出实验数据记录表。‎ 【例2】 延庆Rx V A S R2‎ 图20‎ A B 37．小芳设计了如图20所示的实验电路，其中Rx是电阻箱，R2是阻值为 ‎10Ω定值电阻，Rx与R2串联的总电阻（即等效电阻）用R表示。小芳想通过实验研究R与Rx的关系。请你帮她利用给出的实验电路设计实验验证：R=Rx+10Ω。请写出实验步骤并画出实验数据记录表。‎ 【例1】 丰台36. 实验桌上有如下器材：电源一台；调好的电流表、电压表各一块、开关一个、电阻箱一个、阻值为10Ω的定值电阻R2和导线若干。请你利用上述器材设计一个实验探究R1与R2串联的总电阻（即等效电阻）R与电阻R1的关系。（5分）‎ ‎⑴在虚框中画出实验电路图；‎ ‎⑵写出主要实验操作步骤。‎ ‎（3）画出实验表格。‎ 【例2】 西城37．实验桌上有如下器材：符合实验要求的电源一台；调好的电流表、电压表各一块，开关一个，阻值已知但大小不同的定值电阻八个，导线若干。请你从中选择器材，设计一个实验证明：“当通过电阻的电流保持不变时，电阻消耗的电功率跟电阻值成正比”。‎ ‎⑴画出实验电路图；‎ ‎⑵写出主要实验操作步骤；‎ ‎⑶设计实验记录表格。‎ 【例3】 门头沟37. 实验桌上有如下器材：符合实验要求的电源一个、电流表和电压表各一只、开关一个、滑动变阻器一个，两个电阻箱、各种阻值已知的定值电阻和导线若干。要求从实验桌上选择适当器材，设计一个实验证明：“当电阻两端的电压保持不变时，电阻消耗的电功率与该电阻的阻值成反比”。请画出实验电路图，并写出实验步骤，并设计数据记录表格。‎ 【例1】 实验桌上有如下实验器材：稳压电源一个（电源电压不作为已知）、阻值已知的定值电阻R0一个，电阻箱R，（电路图符号 ）一个，电流表、电压表各一块，开关一个，导线若干。请选用上述实验器材设计一个实验，证明“电源电压U保持不变时，电阻R0与R，并联，电路消耗的总功率P跟电阻R，的关系为：=+ c（c为常量）”。画出实验电路图，写出实验步骤，并设计实验数据记录表。‎ 【例2】 实验桌上有如下实验器材：满足实验要求（输出电压合适且不变）的电源一个、阻值已知的定值电阻一个，电阻箱一个，滑动变阻器一个，已调零的电压表一块、三个开关、导线若干。请选用上述实验器材，设计一个实验证明：“当电阻两端电压保持不变时，电阻消耗的电功率与电阻的关系为P＝k/R（k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。（要求：在实验过程中不要拆卸电路）‎ 【例3】 请用玩具电动机、滑动变阻器、开关、电源、导线、质量已知的钩码一个、细线、刻度尺、铁架台、秒表等器材设计一个实验，探究电流通过电动机做的功与通电时间的关系。（以上器材都符合实验要求，忽略电动机电阻，电源电压保持不变）‎ ‎ ‎ M ‎（1）在虚框中画出实验电路；（电动机符号：　　　）‎ ‎ ‎ ‎（2）写出实验步骤；‎ ‎ ‎ ‎（3）设计实验记录表格。‎ 【例1】 实验桌上有如下实验器材：满足实验要求的电源一个（电源电压不变），已调零的电流表一块，开关两个，粗细均匀横截面积为1mm2的合金丝（电路符号）一根，阻值已知的定值电阻一个，刻度尺一把，导线若干。请选用上述实验器材，设计一个实验，证明“该合金丝的电阻跟长度成正比”。‎ ‎（1）请你画出实验电路图；‎ ‎（2）写出实验步骤；‎ ‎（3）画出实验数据记录表。‎ 【例2】 实验桌上有如下器材：符合实验要求的电源、滑动变阻器和电流表各一个，装有适量煤油的保温容器一个（容器内部封装有电阻不变的加热电阻丝R0，R0通过导线与接线柱相连，容器盖上安装有温度计，如图21所示），开关一个，秒表一个，导线若干。使用上述器材，设计实验证明：“在煤油没有沸腾的条件下，当煤油的质量和加热电阻丝的电阻一定时，每加热60s时间，煤油升高的温度Δt与通过加热电阻丝的电流的平方I2成正比”。‎ 图21‎ 煤油 温度计 加热 ‎ 电阻丝R0‎ 保温 容器 接线柱 接线柱 ‎ （1）在虚框中画出实验电路图（在电路图中，整个保温容器只需画出其中的加热电阻丝R0，用电阻符号代替）；‎ ‎ （2）写出实验步骤；‎ ‎（3）设计实验数据记录表格。‎ S A V B C D E F G 【例1】 平谷36．‎ ‎⑴把六个5Ω电阻串联（再与电阻箱串联：保护电路）　　　　　……（1分）‎ ‎⑵把电压表接在AG之间，闭合开关，调节Rw 使电压不超过测量电压表范围　‎ ‎⑶保持Rw位置不变，用电压表分别测量AB、AC、AD、AE、AF、AG之间电压为U1、U2、U3、U4、U5、U6　　　　　　　　　　　　　　　……（1分 ‎⑷把AB、AC、AD、AE、AF、AG之间电阻和电压记录在表格中 ‎……（1分）‎ 电阻（Ω）‎ 电压（V）‎ 【例2】 延庆37．‎ 实验步骤：(4分)‎ ‎（1） 将电压表、电流表调零 ‎（2）按实验电路图连接电路，开关S保持断开。‎ ‎（3）调节电阻箱Rx使其电阻为R1，闭合开关，读出此时电压表的读数U1，电流表的读数I1，并将R1、U1、I1记录在数据表中。‎ ‎（4）调节电阻箱使其电阻为R2，闭合开关，读出此时电压表的读数U2，电流表的读数I2，并将R2、U2、I2记录在数据表中。‎ ‎（5）重复上述操作步骤，分别调节电阻箱使其电阻为R3、R4、R5、R6，电压表读数U3、U4、U5、U6，电流表读数为I3、I4、I5、I6，并记录在表格中。‎ ‎（6）依据分别计算出各次实验的等效电阻值，并记录在数据表中。‎ 数据记录表 （1分）‎ R与Rx关系数据记录表 Rx/Ω U/V I/A R/Ω 【例3】 丰台36．‎ ‎（1）实验电路图如图5所示。（1分）‎ ‎（2）实验操作步骤 ①按照电路图连接实物。‎ ‎②调节电阻箱阻值用R1表示，闭合开关，电流表测出电路中电流用I表示，电压表测出R1和R2两端电压用U表示，将R1、U、I的数据记录在表格中，断开开关 ‎。 ……（1分）‎ ‎③仿照步骤②5次，将各次的R1、U、I的数据记录在表格中。 ……（1分）‎ ‎④R1和R2的总电阻用R表示，根据公式R=U/I计算出6次实验的总电阻并记录在表格中。 ……（1分）‎ ‎（3）实验表格 ……（1分）‎ R1（Ω）‎ U（V）‎ I（A）‎ R（Ω）‎ 【例1】 西城37．⑴见图（1分）‎ ‎37题图 ‎⑵①按照电路图连接电路，并把R1…R6这六个电阻的阻值记录在表格中；……1分 ‎②闭合开关S，用电压表测出电阻R1两端的电压U1，用电流表测出电路中的电流I，并把数据记录在表格中；……………………………………………………1分 ‎③断开开关S，把电压表并联在电阻R2两端，闭合开关S，用电压表测出电阻R2两端的电压U2，并把数据记录在表格中；……………………………………1分 ‎④仿照步骤③，完成对R3、R4、R5和R6两端电压U3、U4、U5和U6的测量，并把数据记录在表格中；……………………………………………………………1分 ‎⑤利用公式P＝UI 和测量数据依次计算出R1…R6消耗的电功率P1…P6，并把数据记录在表格中。………………………………………………………………1分 ‎⑶实验记录表格（1分）‎ R/W U/V ‎ I/A P/W 【例2】 门头沟37．‎ ‎（1）电路图：见右图。‎ V A R0‎ S ‎（2）实验步骤 ‎①将电表调零，按照右图连接实验电路，滑动变阻器滑至最大；‎ ‎②闭合开关S，调节滑动变阻器，使电压表示数为U，读出电流 表的示数I1，并记录R1、U和I1；‎ ‎③断开开关S，将R1取下，换接另一电阻R2，闭合开关S，改变滑动变阻器电阻，使电压表的示数不变，读出电流表的示数I2并记录R2、U和I2；‎ ‎④仿照步骤③，分别测出R3、R4、R5、R6各自对应的电流I3、I4、I5、I6。‎ ‎⑤根据P=UI，计算出电功率P1-------P6 ，并记录数据。‎ ‎（3）数据记录表格 R（W）‎ U（V）‎ I（A）‎ P（W）‎ 【例1】 ‎⑴电路图：··········（1分）‎ ‎⑵实验步骤：‎ ① 调节电流表、电压表使指针在零刻线位置；断开开关S，按照电路图连接实验电路；··········（1分）‎ ‎②闭合开关S，调节电阻箱R，为适当电阻值R，1。读出电流表、电压表的示数I1、和U，并把数据R0、R，1、I1和U记录在表格中；··········（1分）‎ ‎③仿照步骤②，分别5次调节电阻箱R，的电阻值，读出电阻值R，2、R，3、R，4、R，5、R，6及所对应的电流值I2、I3、I4、I5、I6和U并把数据记录在表格中；··········（1分）‎ ‎④利用U、R０的数据计算出ｃ= ，利用公式P=UI分别计算出电阻箱阻值为R，1、R，2、R，3、R，4、R，5、R，6时，电路消耗的总功率P1、P2、P3、P4、P5和P6，利用U、R，的数据计算出 ，并把数据记录在表格中···（1分）‎ 实验记录表格··········（1分）‎ R0 /Ω U /V R，/Ω I /A P /W ‎/W V R0‎ S1‎ S2‎ S3‎ R P 图6‎ 【例2】 实验电路图：如图6所示（1分）‎ ‎（2）实验步骤：（5分）‎ ‎① 按照电路图连接电路，滑动变阻器接入电路电阻 最大，电阻箱接入电路电阻为R。将R和定值电 阻的阻值R0记录在表格中。‎ ‎② 闭合开关S1和S2，用电压表测出电阻箱两端的电 压U1，将U1的测量数据记录在表格中。‎ ‎③ 闭合开关S1和S3，用电压表测出电阻箱和定值电阻两端的电压U2。将U2‎ 的测量数据记录在表格中。‎ ‎④ 再分别改变5次电阻箱接入的电阻R。闭合开关S1和S2，改变滑动变阻器接入 电路的电阻，使电阻箱两端的电压始终为U1不变。将R的阻值记录在表格中。‎ 并仿照步骤③，用电压表测出各次相应的U2，将U2的测量数据记录在表格中。‎ ‎⑤ 利用公式P＝U1I1＝和测量数据，计算电阻箱的电功率P，将P的数值记录在表格中。‎ ‎（3）实验数据记录表格：（1分）‎ R / W R0/ W U1 / V U2/ V P / W 【例1】 ‎． （2）①把电动机水平固定在铁架台上方的支架上，将长细线一端系在电动机转轴上，另一端系在钩码上，钩码垂于转轴下方，把刻度尺直立固定在电动机旁，根据电路图连接电路，调节滑动变阻器为适当阻值； ②闭合开关S，用刻度尺测出钩码提升的高度h，用秒表测出钩码上升的时间t，断开开关S，记录h和t到表格，恢复钩码到初始位置； ③闭合开关S，用刻度尺测出钩码提升的新高度h，用秒表测出本次钩码上升的时间t，断开开关S．记录h和t到表格，恢复钩码到初始位置； ④仿照步骤③再做4次； ⑤记录钩码的质量m到表格，利用公式W=Gh=mgh计算6次电动机做的功，并记录到表格． （3）实验记录表格如下：‎ t/s h/m m/kg G/N W/J 【例1】 A S1‎ S2‎ R0‎ ‎⑵①如图组装电路，将合金丝全部接入电路；‎ ‎②调节接入电路中合金丝的长度，用刻度尺测出合金丝接入电路的长度l；闭合开关S1，断开S2，读电流表A的示数I1；闭合开关S1和S2，读电流表A的示数I2，将I1, I2, l和定值电阻的阻值R0的数据记录到表格中；‎ ‎③改变合金丝接入电路中的长度，仿照步骤②再做5次，将I1, I2, l和R0的数据记录到表格中；‎ ‎④利用计算六次接入电路中合金丝的阻值R,并记录到表格中。‎ ‎⑶实验表格：‎ I1/A I2/A R0/Ω l /m R/Ω ‎（5分）‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ S ‎ ‎ ‎ ‎ A 答图3‎ R0‎ ‎ ‎ R′‎ ‎ ‎ P ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎37题评分标准说明：自变量的改变与测量给1分，测两次电流1分；因变量计算给1分；电路图、表格设计各给1分。‎ 【例2】 ‎（1）实验电路图如答图3所示；（1分）‎ ‎（2）实验步骤：‎ ‎①将电流表调零，断开开关，按图连接电路，移动滑动变阻器的滑片使变阻器接入电路的阻值为最大； ‎ ‎②闭合开关，移动滑片至适当位置，读出电流表的示数I。用温度计测量初始温度t初，用手表开始计时，60s后用温度计测量末态温度t末。断开开关，将I、t初和t末分别记录到表格中；（1分）‎ ‎③改变滑片的位置，闭合开关，读出电流表的示数I。用温度计测量初始温度t初，用手表开始计时，60s后用温度计测量末态温度t末。断开开关，将I、t初和t末分别记录到表格中；‎ ‎④重复步骤③四次，分别将每次测得的I、t初和t末记录到表格中；（1分）‎ ‎⑤用公式Δt=t末-t初计算煤油升高的温度，计算电流的平方I2，将结果记录到表格中。（1分）‎ ‎（3）实验数据记录表格（1分）‎ I/A t初/℃ ‎ t末/℃‎ I2/A2‎ Δt/℃‎ ‎（其它思路合理也得分）‎