文档内容
模块四 电学
专题10 电（磁）学实验
*知识与方法
一、初中物理实验方法
1.控制变量法：在研究物理问题时，某一物理量往往受几个不同因素的影响，为了确定该物理量与各个不
同因素之间的关系，就需要控制某些因素，使其固定不变，只研究其中一个因素，看所研
究的因素与该物理量之间的关系。
分析思路：找好自变量、因变量和控制变量。
自变量：实验中主动变化的量。
因变量：实验中被动变化的量，一般也是研究目标。
控制变量：除自变量之外其他可能会引起因变量变化的量，需控制不变。
2.转换法：在科学探究中，对于一些看不见、摸不着或者不易观察的现象，通常改用一些非常直观的现象
去认识。
3.等效替代法：等效替代法是在保证某种效果（特性和关系）相同的前提下，将实际的、陌生的、复杂的
物理问题和物理过程用等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程代替来研究和处
理的方法。
4.科学推理法：以可靠的事实为基础，以真实的实验为原型，通过合理的推理得出结论，深刻地揭示科学
规律的本质。
二、测定性实验
多种方法测电阻详见专题03
多种方法测电功率详见专题07
三、探究性实验
1.探究串、并联电路中的电流关系
说明：①应选择不同规格的灯泡进行实验；
②一次实验结束后，应更换灯泡规格再重复实验，获得多组数据总结规律。
（1）串联：结论：在串联电路中，各处的电流都相等。
I =I =I =∙∙∙=I
总 1 2 n
（2）并联：
结论：在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和。
I =I +I+∙∙∙+I
总 1 2 n
2.探究串、并联电路中的电压关系
说明：①应选择不同规格的灯泡进行实验；
②一次实验结束后，应更换灯泡规格再重复实验，获得多组数据总结规律。
（1）串联：
结论：串联电路中电源两端电压等于各用电器两端电压之和。
U = U =U +U+∙∙∙+U
电 总 1 2 n
（2）并联：结论：并联电路中电源两端电压与各支路用电器两端的电压相等。
U =U =U =∙∙∙=U
电 1 2 n
3.探究影响导体电阻大小的因素
实验方法：
（1）转换法：灯泡的亮度或电流表的示数表示金属丝电阻的大小，后者更准确，但要注意避免出现电源
短路的情况。
（2）控制变量法
实验结论：
① 当导体的横截面积、材料、温度相同时，长度越长，导体的电阻越大；
② 当导体的长度、材料、温度相同时，横截面积越大，导体的电阻越小；
③ 导体的电阻和温度、材料也有关。金属导体温度越高，电阻越大。
4.探究电流与电压的关系
实验方法：控制变量法滑动变阻器的作用：
①改变R 两端电压
②保护电路
实验表格：
电压U/V
电流I/A
实验步骤：
①电流表、电压表调零；按电路图连接电路，调节滑动变阻器为最大阻值，检查电路并试触
②闭合开关，调节滑动变阻器到适当位置，用电压表测R两端电压U，用电流表测通过R的电流I，记入
表格
③仿照步骤2，改变滑动变阻器阻值5次，将5次U、 I，记入表格
实验结论：在电阻一定时，导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比。
5.探究电流与电压的关系
实验方法：控制变量法
滑动变阻器的作用：
①控制电阻R两端电压不变
②保护电路电阻R/Ω
电流I/A
实验步骤：
①电流表、电压表调零；按电路图连接电路，调节滑动变阻器为最大阻值，检查电路并试触
②闭合开关，调节滑动变阻器到适当位置，用电压表测R两端电压U，用电流表测通过R的电流I，将R
、 I 记入表格
③断开开关，改变R的阻值，调节滑动变阻器，使R两端电压等于U，用电流表测通过R的电流I，将R
、 I 记入表格
④仿照步骤3，改变R的阻值4次，将4次R、 I记入表格
实验结论：在电压一定时，导体中的电流跟这段导体两端的电阻成反比。
6.探究影响导体产生电热的因素
实验方法：
（1）转换法：可以用U形管两侧液面高度差∆h表示电流通过导体产生的热量Q。
（2）控制变量法
实验结论：
①电流、导体电阻一定时，通电时间越长，导体产生的热量越多；
②电流、通电时间一定时，导体电阻越大，导体产生的热量越多；
③导体电阻、通电时间一定时，通过导体的电流越大，导体产生的热量越多。
7.探究通电螺线管的极性与电流方向的关系实验结论：通电螺线管两端的极性跟螺线管中的电流的方向有关。
8.探究影响电磁铁磁性强弱的因素
实验方法：
（1）转换法：吸引铁钉或曲别针的多少来判断电磁铁的磁性强弱。
（2）控制变量法
实验1：对于外形相同的螺线管，电磁铁磁性的强弱跟电流大小的关系
实验结论：匝数一定时，通入的电流越大，电磁铁的磁性越强。
实验2：对于外形相同的螺线管，电磁铁磁性的强弱跟线圈的匝数的关系
实验结论：电流一定时，外形相同的螺线管匝数越多，电磁铁的磁性越强。
9.探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件实验结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流。
四、其他实验
安培定则
*针对训练
一、单选题
1．（2023秋·四川成都·九年级统考期末）如图所示，在探究“串联电路中电流的规律”时，小芸同学用电
流表测出A、B、C点的电流分别为IA＝0.3A，IB＝0.3A，IC＝0.3A，在表格中记录数据后，下一步应该做
的是（ ）
A．整理器材，分析数据，得出结论，交流反思
B．换用电流表的另一量程，再测出一组电流值
C．对换灯L 和L 的位置，再测出一组电流值
1 2
D．换用不同规格的小灯泡，再测出几组电流值
2．（2023秋·四川成都·九年级统考期末）如图所示，秋秋同学在探究影响电阻大小的因素实验中，将导线
ab上的夹子左右滑动，观察小灯泡的亮度变化来判断电阻的大小，关于该实验下列说法中正确的是
（ ）A．在实验中，若灯泡越亮，则说明导线导电性能越差，导线的电阻越小
B．实验中，若灯泡不亮，一定原因是灯泡短路或开路，应立刻检查故障
C．若只利用图中所示的器材，还可探究电阻大小与导线横截面积的关系
D．若用电流表替换小灯泡，则可更好地反映电阻的大小，没有安全隐患
二、填空题
3．（2023秋·四川成都·九年级统考期末）如图所示，通过观察和比较电磁铁A和B吸引大头针的多少，
可以得出电磁铁______磁性更强（选填“A”或“B”），说明电磁铁磁性的强弱与线圈的______有关。
三、作图题
4．（2022·江苏扬州·校考三模）如图所示，在电磁铁的正上方用弹簧挂一条形磁铁。当开关闭合后，如要
求当滑片P从b端到a端的过程中，弹簧的长度会变长，请在图中画出电磁铁线圈的绕线方法。
5．（2022·山东青岛·统考二模）请你在虚线框内将电路补充完整，要求：①电源电压恒定不变，闭合开关S，图中的小磁针旋转180°后静止；
②此电路能改变电磁铁的磁性强弱。
四、实验题
6．（2023秋·山西晋中·九年级统考期末）小爱学习小组的同学利用如图甲所示的电路图探究“并联电路的
电流规律”。
（1）连接电路时，开关应处于___________状态；
（2）从图乙可看出，他们此时用电流表测量的是流过___________（选填“A”“B”或“C”）点的电流；
（3）进行实验过程中，小爱记录了如下实验数据。
实验次数 通过A 点的电流IA/A 通过B 点的电流IB/A 通过C 点的电流IC/A
1 0.1 0.1 0.2
2 0.2 0.2 0.4
3 0.3 0.3 0.6
分析以上实验数据，小爱发现通过两条支路的电流总是相等，其原因是__________________。为了得出更
普遍的结论，请你提出一条合理建议：__________。
7．（2023秋·河南南阳·九年级统考期末）小美和小丽用如图甲所示的电路探究“串联电路的电压关系”。（1）准备器材时，灯L 和灯L 应选用______（选填“相同”或“不同”）的规格；连接电路时，开关应
1 2
处于______状态；
（2）小美用电压表测量L 两端的电压，闭合开关后，她发现电压表出现了图乙所示的现象，出现这种现
1
象的原因是电压表选用的量程______；
（3）她们在测量L 两端的电压时，两灯突然熄灭，电压表示数变为0。小美用电压表检测L 两端的电压，
2 1
示数为电源电压，由此判断出L 处的故障是______；L 是短路还是正常的？小丽在原电路中又添加了一个
1 2
电路元件，就检验出了结果，她的方法可能是______（合理即可）；
（4）她们排除故障后继续实验，得出了下表所示的一组数据。为了得出串联电路电压关系的普遍规律，
他们还应当______。
L 两端电压/V L 两端电压/V 串联后总电压/V
1 2
1.4 3.1 4.5
8．（2023秋·河南郑州·九年级郑州中学校考期末）小王和同学做探究“并联电路中电流特点”的实验。
（1）实验时应选两个规格___________（选填“相同”或“不同”）的小灯泡，原因是
_____________________；
（2）在闭合开关前，小王发现电流表偏转情况如图甲所示，那么他接下来的操作应该是
____________________；
（3）小王用电流表分别测出电路中3个位置的电流来寻找规律，以下所取组合不合适的是___________；
A．E、A、D B．E、B、C C．F、C、D D．F、A、D
（4）图丙是小王连接的实物图，若想只改变一根导线来测量L 的电流，请你在图中改动的导线上画“×”，
2并补画上改动后的导线。___________
9．（2023秋·陕西榆林·九年级统考期末）在探究影响导体电阻大小的因素时，小明做出了如下猜想：导体
的电阻可能与①导体的长度有关；②导体的横截面积有关；③导体的材料有关。实验室提供了4个相同的
小灯泡、4根电阻丝。电阻丝规格、材料如表所示。
编
材料 长度/m 横截面积/mm2
号
A 镍铬合金 0.5 0.5
B 镍铬合金 1.0 0.5
C 镍铬合金 0.5 1.0
D 锰铜合金 0.5 0.5
（1）按照如图所示连接电路，在电路中分别接上不同的导体，则通过观察______来比较导体电阻的大小；
（2）为了验证上述猜想②，应该闭合______两个开关；
（3）闭合开关S 和S，观察到灯泡L 和L 发光，且L 比L 亮，初步得到的结论是：其它条件相同的情
1 3 1 3 3 1
况下，______，电阻越大。
（4）实验中发现实验现象不明，小明将灯泡换成了______（选填“电流表”或“电压表”），电表的示
数越大，说明表所在支路的导体电阻越______；
（5）接下来，小明又做了如下实验：将镍合金丝A接入电路，闭合开关，然后用大功率吹风机先对镍铬
合金丝吹一段时间热风，再改用冷风挡对镍铬合金吹冷风。发现两次实验中电表的示数不同，这说明导体
的电阻与______有关。
10．（2023秋·河南南阳·九年级校考期末）某实验小组探究电流与电压和电阻的关系。实验中电源电压恒
为3V，滑动变阻器最大阻值为20Ω。（1）他们先用5Ω的定值电阻探究电流与电压的关系，实验电路图如图甲所示；
①连接电路前，悦悦发现电流表指针如图乙所示，接下来的操作是______；
②检查完毕后，闭合开关，调节滑动变阻器，记录了5组数据．测第6组数据时，电压表的示数为2.6 V，
电流表的示数如图丙所示
请在图丁的坐标系中描绘出第6组数据对应的点，并根据描出的6个数据点画出定值电阻的I-U图像
__________；
③分析画出的I-U图像可得出结论：在电阻一定时，__________；
（2）实验结束后，悦悦想继续探究电流与电阻的关系，他将电源电压改为4V且不变，其余连接方式不变。
将图中的定值电阻逐个依次换为5Ω、10Ω、20Ω、30Ω的四个定值电阻，使定值电阻两端的电压一直为2V
不变；
①闭合开关试触时，发现电流表无示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压，造成这
一现象的原因可能是__________；
②根据实验数据，小强作出了如图所示的I-R图像，由于此图线为曲线，小强认为不便直观判断I与R的定
量关系，于是对图像中的坐标进行了巧妙变换，从而直观判断出了I与R的关系。你认为小强的改进方法
是：__________；③小鹏又把R换为30Ω的电阻接入电路，闭合开关，无论怎样移动滑片，电压表都不能达到所控制的电压
值，是因为___________，为完成整个实验，应该选取滑动变阻器___________（选填字母）。
A．“50 Ω 1.0 A” B．“20 Ω 1.0 A”
11．（2023秋·江西南昌·九年级统考期末）在“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中，实验器材有学
生电源（4 V不变），电流表（0~0.6 A）、电压表、定值电阻三只（5 Ω、10 Ω、20 Ω各一只），滑动变
阻器M、N的规格分别为：“10 Ω 2 A”、“20 Ω 1 A”，开关、导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整，要求滑片P向B端移动时电路中电流变大。
( )
注意：连接电路的过程中开关应始终________；
(2)实验过程中，使用不同定值电阻进行探究时，调节滑动变阻器的阻值，要控制________保持不变；
(3)某次实验中，闭合开关时，电流表示数几乎为零，电压表示数为4 V，调节滑动变阻器的阻值，两电表
示数均无明显变化，电路故障原因可能是________；
(4)排除故障后，更换不同定值电阻进行实验，记录实验数据如表：
实验次数 1 2 3
电阻/Ω 5 10 20
电流/A 0.40 0.20 0.10
分析表中数据可得到的结论是：____；由数据可知应选择滑动变阻器_____；（填“M”或者“N”）
(5)为使三个电阻都进行实验，则电阻R的控制电压的范围是________V。12．（2023秋·北京·九年级统考期末）小明为了探究“电流通过导体产生热量与电阻大小是否有关”，选
择的实验器材有：如图所示的甲、乙两个完全相同的烧瓶，两个烧瓶口都盖有胶塞并插入相同规格的温度
计，烧瓶内装入质量和初温相等的煤油，阻值为R 和R 的电阻丝，R=5Ω，R=10Ω，阻值不随温度变化，
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电压不变的电源、调零的电流表、开关、滑动变阻器各一个，导线若干。小明设计的实验电路如图所示。
（1）实验中用___________反映电流通过电阻丝产生热量的多少；
（2）为完成该探究实验，还需添加的测量仪器是：___________；
（3）以下是该探究实验主要的实验步骤，请你将其补充完整：
①将图中的装置甲、滑动变阻器、电流表等电路元件串联接入电路中，___________；
②闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P到适当位置，使电流表的示数为I，记录电阻R 的阻值和温度计的
1
示数t，同时开始计时，通电时间为2min时，记录此时温度计的示数t；
0
③___________；
④利用公式Δt=t-t 计算出每次实验中煤油升高的温度，并记录在表格中；
0
（4） 请画出该实验的实验数据记录表格；___________
（5） 小红想出另一个实验方案也能完成这个实验探究，请你帮小红画出实验电路图。___________
13．（2023秋·广东深圳·九年级统考期末）如图所示，在研究电热与哪些因素有关的实验中，同学们猜想
电热可能与电流大小、电阻大小以及通电时间长短有关。
（1）左侧密闭容器内电阻丝阻值为5Ω，右侧密闭容器外部，将一个阻值为5Ω的电阻丝与这个容器内的
电阻丝并联，目的是使通过左右两密闭容器内电阻丝的 _____不同，右侧容器内电阻丝的阻值应为_____Ω，才能符合实验研究的要求；
（2）U形管中 _____反映密闭空气温度的变化，左侧U形管中液面高度差大于右侧U形管中液面高度差，
说明：_____；
（3）本实验是研究电流的 _____效应，从能量转化的角度分析，是电能转化为 _____能。
14．（2023秋·北京通州·九年级统考期末）在探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验中，小华用漆包线（表
面涂有绝缘漆的导线）绕在铁钉上做成了有五个接线柱（抽头）o、a、b、c、d的电磁铁，相邻抽头之间
线圈均为40匝。小华将它与电源、电流表、滑动变阻器、开关、导线和一些大头针，组成了如图所示的实
验电路。
（1）此实验中电磁铁磁性的强弱用___________来反映；
（2）小华实验步骤如下：
①先将抽头o、a连入电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P到某一位置，用电磁铁的一端吸引大头针，
同时观察电流表的示数I。断开开关，将o、a间的匝数和被吸引的大头针的个数记入实验数据表中；
②小华再将抽头o、b连入电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，使电流表的示数I保持不变，再用电
磁铁的一端吸引大头针。断开开关，将o、b间线圈的匝数和被吸引的大头针的个数记入实验数据表中；
③仿照上一步骤，分别接入o、c和o、d，记录相关数据；
（3）根据实验步骤可知，小华探究具体问题是：___________。15．（2023春·九年级校联考课时练习）在“探究感应电流的产生”的实验中，某同学的四次实验情况分
别如图所示。
（1）有同学说：“只要闭合电路中的一部分导体在磁场中运动，就会产生感应电流。”你认为他的说法
对吗？______（选填“对”或“不对”），图 ______可支持你的结论；
（2）为了探究感应电流的方向跟磁场方向和导体运动方向之间的关系：
①根据图甲和图乙的实验现象可知：在磁场方向相同的情况下，感应电流的方向与 ______有关；
②根据图乙和图丁的实验现象可知：在导体的运动方向相同的情况下，感应电流的方向与 ______有关；
（3）从能量的角度来分析，感应电流的产生过程是 ______能转化为 ______能的过程。
