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2014电学实验一

来源:小侦探旅游网
2014年中考物理复习实验专题--------电学(一) 指南针物理2014.3.1

一.探究串、并联电路的电流、电压的关系

1.某同学希望通过比较电路中不同位置的电流表的读数来研究串联电路的电流规律.所接电路图如图所示。

(1)实验中,选择两个小灯泡的规格应该是_______的(填“相同”或“不相同”)。 (2)下表是某同学实验中的一组数据:

电流表的位置 电流I/A A 0.3 B 0.3 C 1.5 指出上述表格所记录的数据中,明显错误的数值是_______,造成错误的原因是______________________。

(3)实验中某同学发现两个串联的小灯泡中,一个发光,一个不发光,造成其中一个小灯

泡不发光的原因可能是( )

A.通过灯泡的电流小B.灯泡的灯丝断了C.灯丝的电阻小 D.小灯泡靠近负极

(4)连接电路后,两灯泡都亮,由于连线较乱,一时无法确定电路是串联还是并联,以下

两种简单判断方法是否可行? 请你在表中空格填写“可行”或“不可行”.

方法 操作 现象 两灯熄灭 结论 方法是否可行 方法1 把其中一灯泡从灯座中取下 另一灯熄灭 两灯一定是串联 方法2 把任意一根导线断开 两灯一定是串联 (5)若用电压表分别测量L1、L2两端的电压,正确记录数据如下表:

L1两端的电压U1 L2两端的电压U2 L1、L2两端的总电压U 2.4 2.4 5

① 串联电路电压的正确结论是什么?他获得的数据支持你的结论吗?为什么?

②根据数据,电压表的电阻与小灯泡的电阻的比是多少?请写出具体的计算过程。

③在请对探究串联电路电压关系的实验进行评价。

(6)该同学还想继续探究并联电路电流的关系,请你根据图(a)所示的电路图,将图(b)中的实物连接起来。如果A1的示数为0.5A,A2的示数为0.9A,通过L1和L2的电流各是多大?并写出可获得的正确结论。

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结论: 。

巩固练习:小涛和小文在“探究并联电路中干路电流与各支路电流有什么关系”时,利用一个开关、一个电流表、三节新的干电池、几个定值电阻以及若干条导线,进行了大胆的探究。如图所示是他们的实验电路图。

(1)小涛按照电路图正确地进行实验,在电源电压(两节干电池)不变的情况下,多次改变R1的阻值(第一次30,第二次15,第三次10)得到了表一中的实验数据;小文在R1=10和R2=15不变的情况下,通过改变干电池节数(第一次一节、第二次两节、第三次三节)得到了表二中的实验数据。 实验次数 1 2 3 IA/A 0.1 0.2 0.3 IB/A 0.2 0.2 0.2 IC/A 0.3 0.4 0.5 实验次数 1 2 3 IA/A 0.15 0.3 0.45 IB/A 0.1 0.2 0.3 IC/A 0.25 0.5 0.75 表一 表二 从表一、表二中的实验数据可以看出,并联电路的电流规律是:___________________。 (2)乐于探究的小文说,由以上两表数据结合相关条件还可分别得出电流和电压、电阻的

关系,请你写出能得出的定量关系。(要有具体分析过程)

(3)请你说出一条规范使用电流表的要求或注意事项。

二.探究决定电阻大小的因素

1.决定电阻的因素有 ,请任选一猜想,说出你的猜想依据: 。 上述猜想及依据的思维方法是 。

2.选一个猜想,写出所需实验器材、设计实验的思路、并画出电路图:

(1)猜想: 。 (2)实验器材: 。 (3)实验的思路: 。

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(4)电路图:

3.实验方法: ,如何判断电阻大小 。电流表和灯泡的不同作用是 。

4.设计记录实验数据的表格

5.结论:

巩固练习:

1. 小文和小丽在实验室利用同一规格且均匀的HB铅笔芯,研究导体的电阻和导体长度的关系。 15cm

10cm

5cm

丙 乙 甲

(1)他们组装如图甲所示电路,并移动铅笔芯一端的接线。在此基础上请你提出猜想并说出猜想的依据。

(2)小丽用电流反映电阻大小。她截取三段铅笔芯如图乙所示分别接入电路,在实验中获取如下表数据。

1 实验次数

5 接入电路铅笔芯长度/cm

0.29 电流表示数/A

请分析电流大小与导体长度不成反比的原因。

(3)小文认为:“实验中导体的长度成倍数变化,那导体电阻也成倍数变化”。如图丙是小文选

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2 10 0.24 3 15 0.21 2014年中考物理复习实验专题--------电学(一) 指南针物理2014.3.1

取长度为20cm的铅笔芯设计的电路,并收集数据如下表。

1 2 3 实验次数

5 10 15 接入电路铅笔芯长度/cm

0.2 0.4 0.6 电表压示数/V

请你图丙补画完整测某一组数据的电路,并据此表数据总结出导体电阻与导体长度的关系: 。 2. 某小组三位同学通过实验研究铅笔芯的电阻.实验器材有:若干型号的铅笔芯,电源、电流表、电压表、若干导线、电键、小灯泡.他们的研究过程如下:

(1)把图(a)所示的铅笔芯分别接入图(b)所示的A、B之间.他们判断铅笔芯的电阻大小是根据 .

(2)小华猜测:铅笔芯的电阻大小可能与导体的长度有关;小柳猜测:铅笔芯的电阻大小可能与导体的粗细有关;小琦发现HB、6B铅笔芯的软硬不同,于是猜测:铅笔芯的电阻大小可能与其软硬程度有关. ①若要证实自己的猜测,小华应选择下表中实验序号 进行实验,小柳应选择下表中实验序号 进行实验. 小琦则把图(a)中的A(HB)、E(6B)铅笔芯接入电路进行实验,你认为小琦的做法是否正确,请说明理由 .

②为了较准确地测出铅笔芯的电阻,请在上面方框内画出实验电路图;并将表格中的第一行的栏目补充完整.其实验原理是 . 实验序号 1 2 3 4 5 型号 HB HB HB HB HB 长度 L1 L2 L3 L1 L1 横截面积 S1 S1 S1 S3 S2 6 HB L2 S2 3.小刚同学由“金属导体的电阻一般随导体温度的升高而增大”规律联想到:铝笔芯也是导体,铅笔芯的电阻与它的温度之间是否也存在这种关系呢?于是,小刚和几位同学一起进行了“探

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究铅笔芯的温度变化对其电阻有何影响”的实验.

(1)实验思路:保持铅笔芯两端的电压不变,给铅笔芯加热,测出不同 时通过铅笔芯的电流,根据电流的变化情况,得出铅笔芯电阻大小与其温度变化的关系,其依据是:电压一定时,电阻小,电流 . (2)小刚设计了如图所示的电路. (3)实验过程:

①先将H型铅笔芯接入电路,闭合开关,测量并记录通过它的电流.

②用酒精灯给铅笔芯加热,使铅笔芯的温度逐渐 ,每隔10s测量并记录通过它的电流;

③再分别将HB型,2B型铅笔芯接入电路,重复以上实验过程. (4)下表是小刚他们记录的实验数据:

分析表小数据可以初步得出:铅笔芯的电阻随温度的升高而 . (5)你认为小刚他们的实验存在什么不足,写出其中一条: . 4.为了探究“在忽略温度影响的情况下,同一种材料的导体电阻大小与导体长度、横截面积的关系”,小李和小赵同学共同设计了如图所示的电路,其中M、N间可接入待研究的电阻丝.

实验室提供的电阻丝的电阻均不超过10Ω,其规格见表格一.提供的其他器材见表格二.

(1)小李和小赵首先要进行“导体电阻大小与导体长度的关系”的探究,探究中他们应该选用的是序号为 的三根电阻丝.在正确选择电阻丝后,他们又选择了两个变阻器中的一个,接着连接好电路,闭合开关进行实验.实验中他们发现变阻器的滑片从右端a向左端b滑动直到接近b的过程中,电流表和电压表虽有示数,但示数很小且几乎无变化.针对上述现象,小李和小赵交流了各自的看法,并提出了改进意见 . 你的看法和改进意见是: 在听取意见并改进后,他们通过实验得出了正确结论

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(2)小李和小赵接着进行了“导体电阻大小与导体横截面积的关系”的探究,在探究中他们选用的是序号2、3和序号 的三根电阻丝.

在实验中,他们正确操作,并对测量的数据进行了适当的处理,分别作出了下图所示的这三根电阻丝的I-U关系图象.

由图可知,序号2的电阻丝的电阻是 Ω,分析上图,可以初步得出的探究结论是: .

三.探究电流与电压、电阻的关系

1.电流大小与哪些因素有关? 猜想的因素及依据分别是什么?

2.小明在探究电流与电压的关系时,进行了下列电路设计,并进行了如下改进:

第一次设计 第二次设计 第三次设计

(1)第一次设计的电路的不足问题是什么?

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(2)第二次通过增加电池节数来改变AB两点间电压,第二次设计不足问题是什么?

(3)第三次通过调节滑动变阻器接入电路的阻值,来改变AB两点间电压,这次设计的优点是什么?

3.探究思路:

A.探究电流与电压的关系 B.探究电流与电阻的关系 4.请写出探究电流与电阻的关系的实验步骤:

5.请你分别设计出探究电流与电压、和电阻关系的数据表格

6.请根据电路图连接实物图。

7.在探究“电流与电阻关系”的实验中,小明想:实验既然要求控制电压一定,于是小明实验小组设计了下图的电路进行实验,在更换电阻R的过程中只要不改变电源即可。实验中电源

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采用的是干电池,下表是小组收到的实验数据: 10 15 20 25 30 电阻/Ω

0.28 0.23 0.20 电流/A 0.51 0.36

分析实验数据可得出的实验结论为:通过电阻的电流随电阻的增大而 从实验数据分析,不能得出“电流与电阻成反比”的结论,换不同电阻重复做实验依然如此。请根据已有知识经验或进一步分析数据,帮助小明实验小组分析原因。

8.在探究电流与电阻关系时,电源为两个串联的新干电池,三只定值电阻为5Ω、10Ω、20Ω,滑动变阻器(20Ω 2A).按上述的探究过程,甲同学打算让电压表示数为2V,乙同学打算让电压表示数为1V,请你对甲、乙两同学能否完成自己的探究过程做出评价,从中你受到什么启示?

9.探究电流与电阻关系,多次改变R的阻值,调节滑动变阻器,使电压示数保持不变,实验数据记录如下表。

实验次数 电阻R/Ω 电流V/A 说出你的数据处理过程:

10. 滑动变阻器在(1)“电流与电压的关系”、(2)“电流与电阻的关系”、(3)“伏安法测电阻”三个实验中的作用分别是什么?

11.在探究电流与电阻关系实验时,丙同学发现自己桌子上的两个测量工具都是电流表。经过思考,利用现有器材,也完成了实验探究任务。请你帮他画出电路图,并写出实验步骤。

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1 5 0.6 2 10 0.3 3 15 0.2 4 20 0.15 5 25 0.12 2014年中考物理复习实验专题--------电学(一) 指南针物理2014.3.1

12.下面所述是我们在学习中探究过的三个电学实验,按要求解答下面问题:

电压U/V 电流I/A 1.0 0.2 2.0 0.4 3.0 0.6 4.0 0.8

(1)在“探究电流与电压的关系”实验中,利用上图的电路,某实验小组获得了如上表的实验数据,则分析数据可得出的探究结论为____________________________________;

(2)在“探究电流与电阻的关系”的实验中,仍利用上图电路,先把5Ω的电阻接入M、N之间,移动滑片P当电压表的示数为6V时,记录了电流表的示数为1.2A;再分别把10Ω和15Ω的电阻换接在M、N之间,接下来请你按要求填写下面的实验表格: 分别换接10Ω和15Ω的电阻 要读取对应的电流表的 后,滑片P的调节方向 示数,必须满足的条件 实验应得出的结论 (3)在“探究影响电阻大小的因素”实验中,电阻的大小我们是通过比较流过电阻中电流的大小来判断的,这种转换方法在物理学中经常用到,请你按要求写出两个能反映此方法的实验填入表格中: 研究的问题 示例:影响电阻大小的因素 转换的物理现象 电阻的大小是通过比较流过电阻中电流的大小 13.欧姆坚持不懈的探索精神,激发了同学们的学习热情,忠民和勇胜为探究小明提出的问题,.........设计如图所示电路,并准备了充足的实验器材.

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(1) 为完成探究,应该改变电压,观察电流的变化.请写出两种(不同角度)改变定值电阻..

两端电压的方法.

(2) 忠民按设计好的电路进行实验,收集数据如下表(R为定值电阻):

次 数 电流I/A 电压U/V 1 0.2 1.0 2 0.4 2.0 3 0.6 3.0 请根据表中数据,写出实验结论 . (3) 勇胜在连接电路时,误将电压表与滑动变阻器并联,在实验中收集数据如下表(电源电

压已知且不变):

次 数 1 2 3 4 5 电流I/A 0.16 0.24 0.32 0.40 0.48

电压U/V 2.2 1.8 1.4 1.0 0.6 问题:①按勇胜的实验也能得出正确结论,请写出得出正确结论的办法. ..

②实验中操作失误,往往是新收获的契机.请写出本实验操作过程中,滑动变阻

器的电功率,随着它连入电路中电阻值的变化是如何变化的?

四.测量电阻

1、实验原理:_______ ______ 2、根据测量原理,小明设计的实验电路图如图所示。电路图它不完备的地方是 。 应怎样改进: 。

3、实验所测量的物理量是:_______________________________. 4、小明要测未知电阻Rx和小灯泡的电阻Rl,请为两个实验设计记录表格(填入需要测量和计算的有关项目)

5、写出测量小灯泡的电阻实验步骤:

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6.为什么电压和电流都变了,而电阻Rx却几乎没变,这说明了什么?而小灯泡的电阻Rl却不是这样,这又是为什么呢?

7.请在下列U—I坐标中大致画出对应的图像。 电阻的U—I图像(R1〉R2〉R3) 小灯泡的U—I图像 8.现要测量一只阻值约为400Ω的电阻Rx的阻值,提供的器材有:电源(电压恒定,约为3V),学生用电流表(0-0.6A,0-3A)一只,学生用电压表(0-3V,0-15V)一只,滑动变阻器R(100Ω 2A)一只,电阻箱R0(0-9999Ω 5A)一只(电阻箱可以调出你所需要不同阻值的定值电阻,电路符号

)开关、导线若干.

(1)图甲是小明所设计的用伏安法测电阻的电路图.按照图甲的魄路图,在图乙中用笔画线代替

导线,将实物电路连接完整;

(2)为了测量准确,你认为小明的方案能否完成实验? (选填“能”或“不能”),理由是 ;

(3)请你利用上述器材设计出另一种实验方案,比较准确测出定值电阻,画出电路图并设计实

验数据表格,写出RX的表达式.

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9.在测量阻值约为5Ω的定值电阻Rx的实验中,小明用图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右滑动时连入电路的电阻变小.

(2)小明把最后一根导线连接完毕后,看到电压表和电流表立即都有较大示数,他在实验操作中的两处错误是________________和

(3)改正错误后,小明改变Rx两端的电压和电流进行多次实验.前两次测得的电阻值分别为R1=5.4Ω和R2=5.3Ω,第三次测量时,电流表的示数为0.5A,电压表的示数如图所示.则该实验结论是R=________Ω.

(4)在某次实验时,电压表出现了故障不能使用,小明用原有的电流表、滑动变阻器,增添一个定值电阻R0和一个单刀双掷开关.设计了如上图所示的电路.测量时,闭合S1,将S2拨到1,电流表的示数为I1;将S2拨到2,电流表的示数为I2,小明说待测电阻Rx=I1R0/I2,交流时同组同学认真分析电路后发现小明的设计不合理,原因是________________ (5)请你也利用上述器材进行设计,并在上面的方框内补画出正确的电路.

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(1)并联电路干路电流等于各支路电流之和(1分)

(2)由表一数据看出:在电压不变时,R1的电阻变为原来的几倍,通过它的电流就变为原

来的几分之一,(1分)得出结论:电压一定时,导体中的电流和导体的电阻成反比(1分);

由表二数据看出:当R1和R2的电阻不变时,它们两端的电压增大几倍,通过它们的电流也增大几倍,(1分)得出结论:电阻一定时,导体中的电流和导体两端的电压成正比。(1分)(通过画出R1和R2的电流与电压关系图像或求出R1和R2三次电流跟电压的比值得出此结论也可) (3)电流表要串联在待测电路中;

要使电流从电流表的“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出; 不允许把电流表直接连到电源的两极上等等。(1分)(任意写出一条即可)

⑴小灯的亮暗程度。⑵ ①1、2、3或5、6; 1、4、5或2、6; 不正确,因为他没有控制铅笔芯的长度和横截面积相同,所以无法研究电阻的大小与其软硬程度是否有关。

② 如右图;电流(A); 电压(V); R=U/I。

4.

11. ①将R1=5Ω和R2=10Ω电阻接入电路中,闭合开关,调节滑动变阻器至适当位置,同时记下电流表A1和A2的示数为I1和I2 ;(1分)②断开开关,将10Ω电阻换为20Ω电阻,闭合开关,调节滑动变阻器,当电流表A1的示数仍为I1时,再记录电流表A2的示数I3(1分)。(或更换5Ω,控制A2的示数)

8.甲同学能顺利完成探究过程;同学在将20Ω的电阻接入电路时,调节滑动变阻器无法使用电压表示数为1V,所以只能收集两组实验数据. 启示:在实验中人为设定实验条件时,要考虑到它的合理性;在选取实验器材中要注意器材规格的匹配 . 9.(1)(2)连接电路时开关没有断开;没有把滑动变阻器的滑片置于阻值最大处;(3)5.3

(4)是由于滑动变阻器串联在电路中,当S2由1拨到2时,电阻Rx与R0两端的电压不一定相等 (5)

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12.(1)在电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比.(2) 分别换接10Ω和15Ω的电阻后,滑片P的调节方向 向右移动(或向b移动) 要读取对应的电流表的示数,必须满足的条件 电压表示数为6V 电压一定,导体中的电流跟导体的电阻成反比 实验应得出的结论 (3)

研究的问题 电磁铁的磁性特点 电流产生的热量与哪些因素有关、等等. 转化的物理现象 电磁铁的磁性强弱通过比较吸引大头针数目的多少 产生热量的多少是通过比较温度的高低(气球膨胀的快慢等) 13.(1)方法1:改变串联电池组的个数(或“改变电源电压”)(1分) 方法2:改变滑动变阻器的阻值大小(或“改变与定值电阻串联的电阻阻值”)(1分) 说明:方法1与方法2的顺序不做要求.

(2)导体的电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比(1分)

(3)问题①:用电源电压减去滑动变阻器两端电压,得出定值电阻两端电压(1分). 求出每次的电流与定值电阻两端电压的比值,比较比值,得出结论1分).

【或“设电源电压为U, UR=U-UP(1分).计算并比较每次

I,得出结论”(1分)】

UUP说明:针对问题①第二个1分的其它答法

1.画出定值电阻的电流与电压关系图像,分析图像特点,得出结论 2.求出每次定值电阻两端电压与电流之比,比较比值,得出结论

3.比较每两次“电流的倍数”与对应的“定值电阻两端电压的倍数”的关系,得出结论 问题②:滑动变阻器连入电路中的电阻值减小时,其电功率先增大后减小(1分)

8.(1)略(1分) (2)不能(1分),被测电流小于电流表的分度值,无法准确测量.(1分) (3)(1分)

表达式:Rx=

UxR0(1分) U0电压 (Ux/V) 电压 (U0/V) 电阻 (R0/Ω) 电阻 (Rx/Ω) 表格(1分) 物理量 次数 1 2 3

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