浙江省中考科学总复习 第39讲 电学基本实验专题课件

第五部分专题突破第第3939讲电学基本实验专题讲电学基本实验专题理解电学实验的基本原理和各元件的使用。需要理解和掌握的电学实验主要有：研究欧姆定律；伏安法测电阻；测小灯泡电功率；研究串并联电路的电流、电压特点。欧姆定律 1原理：_IU/R_2器材：电源、滑动变阻器、定值电阻(3个)、_电压表_、_电流表_、开关、导线3电路图：4实验要求：A连接电路前开关断开，闭合开关前滑动变阻器滑片处在_阻值最大处_；B电压表和电流表的量程选用要适当；C注意控制变量：研究I与U的关系时，保持_R_不变，移动滑片多次记录电流表和电压表的示数，确定I与U的正比关系；研究I与R的关系时，改变R时移动滑片保持_R两端的电压_不变，记录每次改变R后的电流表示数，确定I与R的反比关系。1(2013绍兴)探究“电压保持不变时，电流与电阻的关系”的实验。(1)请根据电路图甲，用笔画线代替导线完成图乙的实物连接。(2)实验中，控制定值电阻两端电压为2 V。先用5 电阻实验，将数据记录在表中。改用10 电阻继续实验，闭合开关后，移动滑动变阻器滑片时，眼睛应注视_B_(填序号)。A滑动变阻器的滑片B电压表示数C电流表示数次数123电阻R()51020电流I(A)0.40.20.1(3)根据实验得到的表中三组数据，可得出的结论：_电压保持不变时，电流与电阻成反比_。【解析】(1)滑动变阻器已接了下面一个接线柱，可再接上面任意一个接线柱。(2)改用10 的电阻后，电压表的示数将变大，所以应改变滑动变阻器的阻值使电压表的示数保持2 V不变。(3)由表格中数据知，电压不变，电阻增大为原来的几倍，电流便减小为原来的几分之一，可得电压不变时，电流与电阻成反比。2(2014福州)小明在探究“电流大小与哪些因素有关”的实验中：(1)连接电路时，开关应_断开_。请用笔画线代替导线，根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整。图见解析(2)闭合开关前，图乙中滑动变阻器的滑片P应位于_B_(填“A”或“B”)端，可以起到_保护电路_作用。(3)闭合开关后，发现电流表无示数，电压表有示数。故障的原因可能为：_电流表短路_；_R断路_。(写出两种)(4)排除故障后，小明通过实验得到数据如表(一)所示，其中第1次实验的电流表示数如图丙所示，为_0.1_A，所用电阻R的值是_10_，根据表(一)的数据，可得出的结论是_电阻一定时，电流与电压成正比_。(5)小明继续探究电流与电阻的关系，将电阻R先后更换为5 和15 的电阻进行实验，得到数据如表(二)所示。通过分析表(二)的数据，可知小明在操作过程中存在的错误是_没有移动滑片使电阻两端电压保持不变_。表(一)实验序号123电阻R/R电压U/V1.01.52.0电流I/A0.150.20表(二)实验序号345电阻R/R515电压U/V2.01.52.3电流I/A0.200.300.15【解析】(1)连接电路时，开关应断开。(2)闭合开关前滑片P应位于最大阻值处，目的是保护电路。(3)电流表无示数，电压表有示数的原因可能是电流表短路或R开路。(4)因电流表量程为00.6A，故读数为0.1A。从表(一)数据可以看出电压增大到原来的几倍，电流也增大到原来的几倍。故可得出结论：电阻一定时，电流与电压成正比。(5)探究电流与电阻的关系时必须控制电压一定。2(2014泰州)如图甲所示是“探究电流与电压、电阻关系”的实验电路，其中R是定值电阻。(1)电路中有一根导线的连接不适宜，需要改接。请在这根导线上打“”，并画出改接的导线。闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移到最_右_(填“左”或“右”)端。(2)闭合开关，三次调节变阻器，得到表中的数据。实验序号123电压/V2.02.42.8电流/A0.400.480.56由这些数据：可看出电流与_电压_的关系；可概括出结论：_电阻不变，导体中的电流和它两端的电压成正比_。(3)在探究电流与另一个物理量的关系时，需要多次更换_不同阻值的电阻_，并且每次更换后都要调节变阻器，使电压表的示数_不变_(填“增大”“减小”或“不变”)。(4)小明根据自己的想法设计了另一种实验电路(如图乙所示)。其中，MN是一根金属电阻丝，Q是一个金属夹。主要实验步骤是：先将Q移到最左端，再调节滑动变阻器，确保电流不超过电流表所选用的量程；然后从左向右且有间隔地改变金属夹的位置，得到表中的数据；最后分析数据得出结论。但是，由小明的实验：虽然可看出“电阻越大电流越小”，但无法得到“电流与电阻成反比”的关系；可得“电压越大电流越小”，但这个结论明显是错误的。请分析小明的实验，具体指出存在问题：_未控制变量，实验中电压和电阻均发生了变化_。实验序号123电压/V0.51.21.5电流/A0.500.400.30伏安法测电阻 1原理：_IU/R_2器材：电源、电压表、电流表、滑动变阻器、待测电阻、开关、导线3电路图：4实验要求：A连接电路前开关断开，闭合开关前滑动变阻器滑片处在阻值最大处；B电压表和电流表的量程选用要适当；C要多次测量求平均值，以减小误差。3(2014广东)某同学利用题图的电路来测量一未知电阻Rx。(1)请用笔画线代替导线，将题图甲中实物电路连接完整。【解析】(1)滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，要注意开关闭合前滑动变阻器处于最大阻值处。(2)根据电流表的量程和分度值读出示数，根据欧姆定律求出Rx的阻值；(3)由电路图可知，当开关S、S1均闭合时电路为Rx的简单电路，电压表测电源的电压；当开关S闭合、S1断开时，R0、Rx串联，电压表测Rx两端的电压；根据串联电路的分压特点和定值电阻的阻值求出Rx的阻值，据此设计实验步骤得出结果。4(2014广安)小红在做“伏安法测小灯泡的电阻”的实验中：(1)根据实验目的，将实验器材连接成实验电路，如图甲所示。但粗心的小红有一根导线连接错误，请你帮小红在接错的那根导线上打“”，然后另画一根导线使电路连接正确。3(2014丽水)如图甲是小丽“测定小灯泡电阻”实验的实物图。(1)连接好电路，闭合开关前滑动变阻器滑片应该移到_最左端_；(2)闭合开关，移动滑动变阻器滑片，当电压表示数为2.80 V时，电流表示数如图乙，示数为_0.28_A，此时小灯泡的电阻为_10_；(3)在实验过程中，发现在开关闭合的情况下，小灯泡突然不亮，电压表和电流表均无示数，小丽认为可能是电路某处断路，于是用一根导线检测，实验步骤和现象如下表。小丽分析表中现象，判断出cd之间某处断路，同组同学指出实验步骤_是没有必要做的。实验步骤导线两端接触位置电灯电流表电压表ad亮有示数有示数ae亮无示数有示数ac不亮无示数无示数ab不亮无示数无示数4(2014鄂州)在“测量小灯泡的电阻”的实验中，电源电压为3 V，小灯泡的额定电压为2.5 V，阻值为5 左右。某同学用如图甲所示的器材进行实验。(1)用笔画线代替导线完成实物电路连接，要求滑动变阻器的滑片向左滑动时，连入电路的电阻变大。(2)在某次测量中，电流表的示数如图乙，其读数为_0.24_A。(3)实验中，调节变阻器，当灯泡电压变化大小U1 V时，电流变化大小I0.2 A，该同学由表达式RU/I，计算出灯泡电阻为5 ，他的这种计算方法是否正确？说明原因_不正确，因为灯的电阻随温度变化而变化_。伏安法测小灯泡功率1原理：PUI2器材：电源、电压表、电流表、滑动变阻器、待测小灯泡、开关、导线3电路图：4实验要求：A连接电路前开关断开，闭合开关前滑动变阻器滑片处在阻值最大处；B电源电压大于小灯泡的额定电压(确定干电池的节数的依据)；C电压表量程不能小于小灯泡的额定电压；D移动滑片时观察电压表示数为小灯泡的额定电压值时，小灯泡正常发光。5(2014益阳)小明在“测定标有2.5 V字样小灯泡的额定功率”的实验中，连接了如图甲所示的不完整实验电路。(1)请用笔画线代替导线将电路连接完整(连线不能交叉)；图见解析(2)合上开关后，小灯泡不发光，其原因可能是_灯泡短路或电路存在断路_(写一条即可)；(3)排除故障后，调节滑动变阻器，使电压表示数为2.5 V时，电流表示数如图乙所示，则电流表示数为_0.24_A，小灯泡的额定功率为_0.6_W。【解析】(1)把电流表、滑动变阻器、灯泡串联接入电路，实物电路图如图所示。(2)合上开关，灯泡不发光，可能是灯泡短路或电路存在断路造成的。(3)由图乙所示电流可知，其量程为00.6 A，分度值为0.02 A，电流表示数为0.24 A，灯泡额定功率PUI2.5 V0.24 A0.6 W。6(2014杭州)为测量规格“6.3 V，0.15 A”小灯泡的额定功率，提供的实验器材有：蓄电池(输出电压约10 V)、滑动变阻器(有“10 ，2 A”、“50 ，1.5 A”两种规格)、电流表、电压表各一只。(1)下图是小张测量时所连接的部分实物连线图，请你根据电路图补全实物连线图。图见解析(2)实验中，小徐同学选择了规格为“10 ，2 A”的滑动变阻器，你预计会出现什么现象？说明理由。答案见解析(3)在某次测量中，电流表、电压表读数如图所示，则电流表读数为_0.08_A_，电压表读数为_2.5_V_，此时应如何改变滑动变阻器的阻值才能测量小灯泡的额定功率？_变小_(填“变大”“变小”或“不变”)。【解析】(1)如图。(2)现象：小灯泡烧坏(或不正常发光)。理由：滑动变阻器与小灯泡串联，两者电压之比。等于电阻之比 R滑10 ，滑动变阻器的阻值太小，所以滑动变阻器分担的电压过少，小灯泡的实际电压大于额定电压。5(2014兰州)在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒定为6 V，小灯泡的额定电压为2.5 V，正常发光时的电阻约为10 ，所用滑动变阻器的规格为“50 1 A”。(1)请用笔画线代替导线，将甲图中未完成的实物电路连接完整；(2)连接电路后闭合开关，发现小灯泡不发光，电压表无示数，电流表有示数，则电路中发生的故障是_小灯泡短路_(填“小灯泡断路”或“小灯泡短路”)；(3)排除故障后，继续进行实验：闭合开关前，滑片P应移到_B_(填“A”或“B”)端，闭合开关后，移动滑片使灯泡L正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定电功率是_0.6_W；(4)某同学还想探究电流与电阻的关系，于是将甲图中的小灯泡换成定值电阻，并使电压表的示数始终保持2 V不变，多次更换阻值不同的定值电阻，记录各次电流表的示数，在不更换其他器材的情况下，为了能够完成实验，他更换的定值电阻的阻值不能大于_25_。6(2014武汉)图甲是测量小灯泡电功率的电路。小灯泡的额定电压为2.5 V。(1)请根据图甲将图乙中的实物电路连接完整(导线不允许交叉)。图略 (2)闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。闭合开关后发现小灯泡不亮，电压表示数为零，电流表指针偏转。逐渐向右移动滑片，小灯泡始终不亮，电压表示数仍然为零，电流表示数逐渐变大。该电路故障可能是_小灯泡短路_。(3)排除故障后正确操作实验，测量数据如下表所示。分析实验数据可知：实验次数12345678发光情况明亮亮更明亮较亮较暗微光熄灭熄灭电压U/V2.52.13.01.71.30.90.50.1电流I/A0.280.260.300.240.210.190.160.05小灯泡的额定功率为_0.7_W。7、8两次实验中，灯泡熄灭的原因是_小灯泡的实际功率太小(或通过灯泡的电流太小了或加在灯泡两端的电压太低了)_。小灯泡在断电一段时间后的电阻可能是_1_(填“0 ”“1 ”“2 ”或“8.9 ”)串联电路的电压分配和并联电路的电流分配规律 4实验要求：(1)连接电路前开关断开，闭合开关前滑动变阻器滑片处在阻值最大处；(2)注意控制变量：A研究串联电路的电压分配关系时，保持R2不变，改变R1值，移动滑片保持AB两端电压不变，确定各电阻上的电压分配与电阻值的正比关系；B研究并联电路的电流分配关系时，保持R2不变，改变R1值，移动滑片保持干路总电流不变，确定各电阻上的电流分配与电阻值的反比关系。7小强做探究串联电路各点间电压关系的实验，在他此时已完成的连接中出现了一处错误(如图所示)：(1)请你在图中连接错误处画上“”；(2)纠正错误后，请你用笔作导线帮他完成整个电路的连接，要求电压表测量两电阻串联的总电压；(1)(2)答案见解析(3)在一次测量时，电压表指针发生反偏，指针反偏的原因是_正负接线柱接反了_；(4)小强重新连接电压表后开始了测量，测得的数据记录下表中：总电压(V)R1两端电压(V)R2两端电压(V)936根据数据，小强得出结论：串联电路中，总电压等于各串联导体两端电压之和。小强用上述做法得出的结论是_不可靠_(填“可靠”或“不可靠”)的，理由是_本实验只进行了一次实验就得出结论，不具有普遍性_。【解析】(1)由图知，小强同时连接了滑动变阻器下面一个接线柱，这样滑动变阻器并不能起到作用，正确连线，如图所示。(2)电压表要测量串联的总电压，则需与串联后的电路并联，由于总电压为9V，所以要选择015 V的量程。滑动变阻器要连接一上一下。(3)电压表的指针反偏，说明电压表的正负接线柱接反了。(4)小强只测量了一组数据便得出了结论，这样的结论存在偶然性、片面性，不具有说服力，应该多测几组数据分析得出结论。7. 现有一个电池组、一个开关、两个电压表、两个小灯泡、导线若干。请根据上述器材在方框内设计一个符合下列两项要求的电路图。(1)两个小灯泡串联；(2)所设计的电路能直接测出(或间接求出)下列物理量：a.电源电压；b.每个小灯泡两端的电压。1(2013舟山)如图是某同学研究电流与电阻关系的实物图。实验次数电阻R()电流I(A)121.2240.6360.4(1)实验时，将定值电阻R由2 换为4 ，滑动变阻器R的滑片P应向_右_(填“左”或“右”)端移动才能达到实验目的。(2)上表是他的实验记录，分析表中数据可知，他在实验时，将电阻R两端的电压控制在_2.4_V。2(2014重庆)实验小组在测定小灯泡电功率的实验中，被测小灯泡的额定电压为2.5 V。实验桌上提供有如下器材：电源(电压6 V且恒定不变)、电流表、电压表、开关、滑动变阻器(50 1 A)各一只，导线若干。(1)晓丽同学所在实验小组按照如图甲所示的电路进行实验。用笔画线代替导线，将如图甲所示的实物电路连接完整。连接电路时，开关应该_断开_。闭合开关，移动变阻器的滑片P的过程中，观察到电流表示数几乎接近最大值时，小灯泡仍然不亮，且电压表无示数，其原因可能是_灯泡短路_。排除故障后，闭合开关，移动滑片P至电压表的示数如图乙所示，其读数为_1.1_V。要使小灯泡正常发光，滑片P应向_A_(填“A”或“B”)端移动。多次改变，获得多组对应的电压、电流值，并绘制出如图丙所示的图像。由图像知，小灯泡的额定功率是_0.5_W。(2)晓丽同学所在的实验小组的滑动变阻器已损坏(其他器材和规格不变)，老师提供了另一只滑动变阻器(10 1 A)，小组同学讨论后发现，若要继续用已连接完整的图甲所示电路来测出小灯泡的额定电功率。至少还要在原电路中_串_(填“串”或“并”)联一个_7.5_的电阻。4(2014威海)在“测定小灯泡的电功率”的实验中，小明同学选取了一个标有“2.5 V”、额定功率约为1 W的小灯泡和必要的实验器材，连接的电路如图甲所示。次数电压表示数U/V电流表示数I/A灯泡亮度11.500.32发光微弱22.000.38较暗32.50正常发光43.000.46很亮(1)闭合开关前，老师检查发现小明同学连接的电路有一根导线连接错误，请你在错误的连线上画“”，并只移动一根导线，用笔画线代替导线将电路连接正确。答案见解析(2)经检查电路连接正确后，小明连续进行了4次测量，并把测量的数据和观察到的现象填写在表格里，其中第3次测量时电流表的示数如图乙所示，此时的电流为_0.42_A，小灯泡的额定功率为_1.05_W。(3)从表格中的数据可知，灯丝的电阻随两端电压的增加而_增大_(填“增大”或“减小”)，灯丝电阻发生变化的本质是电阻随_温度升高_而增大。【解析】(1)由图甲所示电路图可知，电压表连接错误，修改后的电路图如图所示。(2)由图乙所示电流表可知，其量程为00.6 A，分度值为0.02 A，示数为0.42 A，灯泡额定功率PUI2.5 V0.42 A1.05 W。(3)由表中实验数据可知，随灯丝两端电压增大，电压与电流的比值增大，即灯丝电阻增大，由此可知，灯丝电阻随电压增大而增大；这是因为灯丝电阻受温度影响，随温度升高而增大造成的。5(2014岳阳) 图甲是“测量小灯泡功率”实验电路，电源电压3 V，小灯泡的额定电压为2.5 V。(1)连接电路时，图中导线a端应与电压表上标有数字“_3_” (填“3”或“15”)的接线柱相连。(2)闭合开关前，应将滑片P置于_B_(填“A”或“B”)端。(3)若要测量灯泡的额定功率，应移动滑片P，使电压表的示数为_2.5_V时，记下电流表的示数。(4)根据实验数据画出IU图像，如图乙所示，则小灯泡的额定功率是_0.625_W。(5)结合图乙的信息思考：能否利用图甲电路，采用控制变量的方法来“探究电流与电压的关系”并说明理由。_不能，灯泡的电阻随温度变化，不能控制电阻不变_。6(2014苏州)“测量小灯泡的额定功率”实验中，已连接的部分电路如图甲所示。图中电源电压恒定，小灯泡上只能看到“3.8 V”字样。(1)请你用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整。(2)正确连接实验电路后，开关试触时，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，其故障原因可能是_灯泡处断路(或灯泡的灯丝断路、灯泡与底座接触不良等)_。(3)故障排除后开始实验，当变阻器滑片滑到图示位置时，电压表的示数为3.0 V。接着应将滑片向_右_滑动，直至灯泡两端电压为额定电压，此时电流表的示数如图乙所示。则灯泡的额定功率为_1.52_W。