中考复习专题电学实验专题.docx
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中考复习专题电学实验专题
中考复习专题—电学实验
初中电学实验包括:
•1、探究串、并联电路电流的规律;
•2、探究串、并联电路电压的规律;
•3、探究电流与电压、电阻的关系;
•4、伏安法测电阻;
•5、伏安法测小灯泡的电功率;
•6、探究电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间的关系(焦耳定律)。
其中3、4、5三个实验是重点实验,相关的中考考点有:
探究电流与电压、电阻的关系
1.分析实验故障
2.分析数据得出实验结论
3.实验方法:
控制变量法
4.画电路图、连接电路实物图、量程选择
5.滑动变阻器的作用:
改变电流、电压
6.根据数据画I-U图像、分析I-U图像
7.设计实验表格
伏安法测电阻
1.分析实验故障
2.分析表格数据
3.电流表或电压表读数,计算电阻阻值
4.实验原理连接实验电路图
5.计算电流变化范围,选择量程
6.滑动变阻器的作用:
改变电流电压
伏安法测小灯泡的电功率
1.分析实验故障
2.分析数据、设计实验表格
3.画电路图、连接实物图、量程选择
4.连接电路注意事项
5.电流表电压表的读数、计算额定功率
6.滑动变阻器的作用:
改变电流、电压
7.分析灯丝电阻与温度关系
8根据题目条件选实验器材
下面我们分别通过一些题目来进行巩固:
一、串并联电路的电流与电压
1、为了探究并联电路中干路的电流与支路的电流有什么关系,小明同学选择的实验器材是:
3节干电池串联作电源、两个标为2.5V字样的小灯泡、一只电流表、一个开关、导线若干.他的实验设想是:
首先将实验器材连成如图所示的电路,然后用电流表选择恰当的量程分别测出A.B.C三点的电流,分析这一次测量中三点电流的数据,就得出干路与支路的电流的关系。
请你分析说明小明同学这一实验方案中存在哪些的不足,并提出相应的改进意见.
不足:
____________________________________________
___________________________________________
改进:
_____________________________________________________
____________________________________________________
2、小宇按图示电路实验,探究并联电路的电流关系.
(1)按电路图连接好电路进行实验,当只闭合S1时,发现电流表指针迅速偏转,则出现该现象的原因是L1_______.(填“断路”或“短路”)
(2)排除故障后,重新实验,只闭合S1时,电流表示数如图甲;只闭合S2时,电流表示数如图乙;同时闭合S1与S2,电流表示数如图丙,请你帮小宇完成表中数据和结论.
物理量
L1的电流/A
L2的电流/A
干路电流/A
测量值
结论
(3)分析表中数据可知,他在实验时,改接了一次电路,是____________________;
(4)小翔同学认为小宇的方案不科学,还需要增加一个器材,是____________________;
二、研究电流、电压、电阻的关系
电阻/Ω
5
10
15
电流/A
0.6
0.3
0.2
1、某同学在研究导体中的电流跟电阻的关系时,他先后将5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻接入电路中的A、B两点间。
闭合开关S,读出电流表的示数如下表。
有数据可以看出I与R并不成反比。
在这个实验中存在什么问题?
应怎样改进?
说出你的看法?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
2、某校兴趣小组同学想探究“一段电路中的电流跟电阻的关系”,设计了如下图甲所示的电路图
(1)根据该兴趣小组设计的图甲电路图,把图乙的实物图连接完整。
(2)通过实验,该兴趣小组测得4组数据,如下表所示:
其中第4次实验时电流表的指针位置如图丙所示,请把测得的电流数值填入表格中。
(3)在此探究实验过程中,当E、F两点间的电阻由4Ω更换为5Ω后,为了探究上述问题,你认为应该采取的操作是。
A.闭合开关,读出电流表的读数
B.闭合开关,将变阻器的滑片适当向左移
试验序号
电压/V
电阻/Ω
电流/A
1
2
4
0.5
2
2
5
0.4
3
2
8
0.25
4
2
10
C.改变电压表、电流表的量程
D.闭合开关,将变阻器的滑片适当向右移
(4)从该实验中你可得出什么结论?
。
(用文字表述)
三、测电阻
1、在“测量小灯泡的电阻”实验中,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为2.5V。
⑴电路接通后,小明发现移动滑动变阻器的滑片使其接入电路的电阻减小时,电压表的示数也变小了,你认为电路连接中存在的错误是_____________________。
⑵改正电路后,他将测得的数据及计算结果填在下面的表格中:
实验序号
1
2
3
4
电压U/V
2.5
2.0
1.5
1.0
电流I/A
0.30
0.26
0.22
0.20
电阻R/Ω
7.7
6.8
5.0
小灯泡正常发光时的电阻为_____________Ω(保留一位小数)。
(3)分析表中的数据发现灯丝的电阻是变化的,这说明____________。
这种现象在生活中也有体现,例如家里的白炽灯在刚开灯的瞬间,灯丝_______烧断(选填“容易”或“不容易”)。
(4)小明还想测出一段电炉丝的电阻值,可是在连接电路时发现电流表已被烧坏;请你利用现有器材(电压未知的电源、量程合适的电压表、最大阻值为20Ω的滑动变阻器、开关各一个,导线若干),帮助小明设计一个不移动电压表就能测出这段电炉丝阻值的电路。
请在虚线框内画出设计的电路图(电炉丝的符号为“——”)。
2、某同学在进行实验时遇到以下问题期待解决:
(1)、如图所示的电路图能否测出待测电阻的阻值,请写出方法和过程及最后的表达式(电源电压未知)。
方法和过程:
_____________________________________________
________________________________________________________
________________________________________________________
____________________________________________________________________________
表达式:
______________________
(2)、若只是把Rx换成一个已知额定电流为0.3A的小灯泡,其它器材不变。
能否测出小灯泡的额定功率?
为什么?
_____________________________________________________
______________________________________________________________________________
应添加一个什么器材?
其作用是什么?
_________________________________________
画出电路图,并写出实验过程(要有相关的字母表示所测物理量)及表达式:
方法和过程:
_______________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
表达式:
______________
3、做测定电阻阻值的实验.
(1)小明根据图20所示的电路图,将图21中的实验器材连接成实验电路.同小组的小亮在检查时认为,从实验目的来看,实验电路上有一根导线连接错了,建议小明改接.①请你在接错的那根线上打“×”;②另画一根导线,使电路连接正确;③如果不改接这根导线,对实验的影响是:
__________________________(具体说明是什么影响).
(2)小明将电路改接正确后,合上开关,调节变阻器的滑片到某位置时,电压表和电流表的指示如图22所示,则电压表的读数是V,电流表的读数是A,被测电阻Rx的阻值是Ω.
(3)小明和小亮为他俩在全班首先获得测量结果而高兴,准备整理实验器材结束实验.你认为他们的实验真的结束了吗?
你会给他们提出什么建议呢?
①写出你的建议:
________________________________________________;
②你提出这个建议的目的是:
________________________________________.
(4)就该同学的电路图而言,假若电压表的电阻不是很大,则电阻值的测量结果将 ____________(选填“偏大”“准确”、“偏小”)
4、①伏安法测定值电阻的实验中,最后所测出的三个阻值不同,且差异不大,是因为:
____________________________________________
②而在测小灯泡电阻时,得到的三个阻值也是不同的,且差异不小,是因为:
___________
______________________________________
四、测灯泡的功率
1、小张和小明两同学分别做“测定小灯泡的功率”实验,除了小灯泡外他们所使用的器材规格均相同,小灯的额定电压可能是“1.5V”、“2.0V”或“2.8V”,小灯泡功率相差不大
(1)下面是小张同学没有连接完的实物电路,请你用笔画线代替导线,将实物电路连接完整(要求滑片向右滑时,灯泡变暗)
(2)小张正确连接好电路,闭合电键时记录了第1组数据,当小灯正常发光时记录了第2组数据,把滑片移到端点时小灯闪亮一下,后熄灭,并记录了第3组数据,如上表所示。
则他们所用电源的电压为_______伏,甲同学所用小灯的额定功率为______瓦。
(3)同座位的小明实验时,当他连接完最后一根导线,立即看到灯泡发出明亮的光。
在一旁观察的小张一惊,提醒小明实验中有问题。
请你帮助小明找出实验中两个操作不当之处:
①_____________________________________________;
②______________________________________________。
(4)小明同学改正了操作错误重新连接好电路后,当小明同学所选用的小灯正常发光时,电压表的示数如图所示,而滑片恰好在滑动变阻器的中点上,此时滑动变阻器连入电路的电阻值为_______欧,乙同学所选用小灯泡正常发光时的电流为______安。
2、在课外活动中,老师给出了下列器材:
电源(电压为6V)、一个定值电阻(9
)、一个滑动变阻器(最大阻值是30
)、电压表、电流表、开关和导线若干。
活动中小明同学设计的电路如图所示,在正确连线和调节滑片后,小明测出的数据如下表一所示。
表一:
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
电压表示数(V)
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
电流表示数(A)
0.17
0.22
0.28
0.34
0.39
0.44
0.50
0.56
功率(W)
0.77
0.88
0.98
1.02
0.98
0.88
0.75
0.56
(1)数据记录表格一中的“功率”是那个器材的功率?
答:
_________________________
“功率”的变化情况是__________________________________________________。
(2)小明通过分析数据提出了一个猜想:
“在电源电压不变的情况下,图中的定值电阻和滑动变阻器的阻值相等时,滑动变阻器的功率最大”。
为了验证猜想是否正确,小明用一个阻值为10
的电阻把原电路中的定值电阻换下,进行了一次验证,数据记录如下表二。
表二:
实验次数
1
2
3
4
电压表示数(V)
4.5
4.0
3.5
3.0
电流表示数(A)
0.15
0.20
0.25
0.30
变阻器电阻(
)
30.0
20.0
14.0
10.0
变阻器功率(W)
0.68
0.80
0.86
0.90
①你认为小明这次验证实验能否验证其猜想?
答:
_________(选填“能”或“不能”);理由是:
________________________。
②现实验室有三个定值电阻,阻值分别是20
,30
,40
。
为了继续验证小明的猜想,应选择的电阻是_____________________
。
3、在测定小灯泡电功率的实验中,按如图a所示电路图连接电路(注:
电表本身无故障)
(1)若连接完电路后,闭合开关,电压表示数出现如图b所示的情况,其原因是:
__________________________。
(2)若连接完电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,小灯泡的亮暗程度不变化。
其原因可能是滑动变阻器连入电路时,导线分别接在如图c所示的__________接线柱或___________接线柱。
次数
U/V
I/A
P/W
1
2.00
0.16
0.32
2
2.50
0.25
0.63
3
3.00
0.27
0.81
小灯泡电功率的平均值P平均=0.59W
(3)若连接完电路后,闭合开关,电流表示数出现如图d所示的情况,而滑动变阻器是将图中的B、D接线柱连入电路,滑动变阻器滑片P应向_______________滑动(选填:
右、左),从而可以使电流表指针偏转不超出量程。
(4)下表是为测定小灯泡电功率而设计的实验数据表,某组同学按照表格要求认真作了填写。
问:
此表格设计不妥之处是___________________
____________________________________________________。
4、小明和小华合作测量额定电压为2.5V小灯泡的功率,已知灯丝电阻大于8Ω.现有下列器材:
干电池三节,电流表(0-0.6A,0-3A)、电压表(0–3V,0-15V)、滑动变阻器(15Ω,1.5A)、开关各一个、导线若干.
(1)欲使滑动变阻器滑片向右移动时,灯泡变亮.请你用笔画线信替导线将图12所示的电路连接完整.
实验次数
灯泡两端电压U/V
通过灯丝电流I/A
1
2.2
0.26
2
2.5
0.28
3
3.0
0.30
(2)若某位同学在连接电路时,将最后一根导线接好后,就看到灯泡发光,而目比正常发光时要亮,同时电压表指针偏转角度较小。
则他连接电路的过程中,不符合要求的是:
①_______________________________________________;
②_______________________________________________;
③_______________________________________________.
(3)他们测得的三次数据如上表,则小灯泡的额定功率为______W.
(4)小明分析表中数据后发现:
当灯丝两端电压改变时,灯丝电阻也在改变.你认为引起灯丝电阻变化的原因是:
_______________;有何生活经验或科技应用能支持你的观点(请举一例)__________________________________.
(5)实验过程中,由于不小心造成灯泡短路,则电路中可能出现的现象是(至少说出两点):
__________________________________.
5、一个研究性学习小组在探究“小灯泡的发光情况与其两端电压的关系”时,得出如下U、I的数据:
编号
1
2
3
4
5
6
7
8
U/V
0.20
0.60
1.00
1.40
1.80
2.20
2.60
3.00
I/A
0.020
0.060
0.100
0.150
0.165
0.190
0.200
0.205
灯泡发光情况
不亮
微亮
逐渐变亮
正常发光
(1)请你在图中画出I/U图线。
(2)从数据或图线上可以看出,当U或功率逐渐增大时,灯丝电阻的变化情况是 。
这表明 。
(3)请你就该研究性学习小组的探究成果,举一与之有关的事例或事实 。
五、焦耳定律
1、小红和小华在做研究电流产生的热量跟哪些因素有关的实验时,分别采用了图16-A和图16-B两种电路进行研究.图A和图B两组实验器材完全相同;每组器材中的两个烧杯完全相同,都装满了煤油,瓶中各放一根电阻丝,且都有R甲>R乙.两人做实验时的通电时间相同,电路连接及操作均正确,但却得到了
相反的结论;“图A中,甲瓶中煤油上升得高,表明电阻越大产生的热量越多”;“图B中,乙瓶中煤油上升得高,表明电阻越小产生的热量越多”.于是他们去找老师,老师告诉他们…………
(1)焦耳定律的计算公式是.
(2)在右边的虚框内画出小华实验(图B)的电路图.
(3)他们有没有谁错了?
你想老师会怎样分析他们的实验结论?
2、在甲、乙两个瓶子里装有质量相等的煤油,瓶内各安装一根电阻丝,两瓶中电阻丝的电阻分别为R甲=10Ω,R2=20Ω,两瓶中各插入了一支温度计,在测量两瓶煤油的温度后,闭合开关,通电100S后再记录两瓶煤油的温度,得到温度的升高量。
把通电时间和温度升高量填在表中,这就是表中的第1组和第3组数据。
然后,通电时间改为200S,重复这个实验,获得第2组和第4组数据,并填在表中。
表1甲瓶中的数据表2乙瓶中的数据
数据编号
第1组
第2组
电流/A
0.3
0.3
电阻/Ω
10
10
通电时间/S
100
200
温度升高量/℃
1.5
3
数据编号
第3组
第4组
电流/A
0.3
0.3
电阻/Ω
20
20
通电时间/S
100
200
温度升高量/℃
3
6
随后,调节了滑动变阻器,使通电电流增大为原来的2倍,重新进行相同的实验,记录两瓶煤油温度的升高量和加热时间的数据如下:
表3甲瓶中的数据表4乙瓶中的数据
数据编号
第5组
第6组
电流/A
0.6
0.6
电阻/Ω
10
10
通电时间/S
100
200
温度升高量/℃
6
12
数据编号
第7组
第8组
电流/A
0.6
0.6
电阻/Ω
20
20
通电时间/S
100
200
温度升高量/℃
12
24
(1)如果想探究“同一导体,在通电电流不变时,其放出的热量和加热时间有何关系”应比较第______组和第______组数据,得出的结论是_________________________________。
(2)如果想探究“同一导体(电阻不变),在通电时间相等时,其放出的热量和通过的电流大小有何关系”,应对比第_____组和第______组数据,得出的结论是___________________。
(3)如果想探究“两个不同的导体,在通电电流和通电时间相等时,其放出的热量和导体的电阻大小有何关系”,应对比第_____组和第______组数据,得出的结论是___________________。
(4)整个实验分析过程应用了一种研究物理的常用方法是___________________。
1、在探究串并联电路电流的关系实验中
(1)小青连接实验仪器如图1甲,电流表的示数如图1乙所示,电流表A1的示数是通过_______的电流,电流表A2的示数是通过______的电流.从电流表A2的示数,可知通过电池的电流是_______A,通过灯泡L1的电流是_________A。
图1(甲)
图1(乙)
IA
IB
IC
I/A
0.3
0.3
1.5
(2)小华画出如图2的电路图,分别测出A、B、C三点的电流,记录如下表,但他记录的数据其中一个有错误,请指出错误的数据并说明造成这个错误的可能的原因。
图2
图2
2、现要保持电压U不变,探究电流I随电阻R变化的情况。
(1)要求:
把15Ω的电阻接入电路,往右调节滑动变阻器的阻值变大,请你根据要求在如图3中连接实验所需的电路。
(2)若将15Ω的电阻换成10Ω的电阻后
a.闭合开关,电压表的示数将
b.按照你连接的电路,你应该向移动滑动变阻器的滑片。
并详细叙述你接下来的操作过程:
(3)两位同学按要求根据所测数据画出电流I随电阻R变化的情况,小强画出如图4甲,小盛画出如图4乙,哪位同学画得正确?
图3
图4(乙)
图4(甲)
(4)从该实验中你可以得出什么结论?
(用文字表述)
3、图5甲所示的是“测定小灯泡的功率”的电路图。
图乙是实验所需的电学元件,其中电源为两节新的干电池,灯泡的额定电压为2.5V。
①用笔画出导线,按电路图将元件连接成实验电路,要求必须接滑动变阻器的A接线柱。
②李明接好电路后,闭合开关时发现灯泡特别亮,这表明他在闭合开关前没有
图5
③某同学在连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P过程中发现,灯泡变亮时,电压表示数反而减小,灯泡变暗时,电压表示数反而增大。
经检查所用器材均完好。
你认为问题是
④开关闭合后,观察到小灯泡两端电压小于它的额定电压,要使小灯泡正常发光,则滑片P应向方移动(填“左”或“右”)直到电压表示数为V为止。
⑤现在电压表示数为2V,为了测定灯泡的额定功率,应调节滑动变阻器滑片P向移,使电压表的示数为V,如果此时电流表的示数如图5(丙)所示,则该灯泡的额定功率为W。
⑥按图示电路对额定电压为2.5V的小灯泡进行实验时,测得5组实验数据,并记录在表中,同时记录了小灯泡亮度变化情况.
次数
1
2
3
4
5
U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
I/A
0.22
0.23
0.26
0.28
0.31
亮度
增加
请你仔细分析实验数据和实验现象,回答以下问题:
(1)小灯泡亮度变化规律是;
(2)除了表格中列出的数据和现象外,你还能发现的问题是(3)小梅把五组数据,算出功率的平均值作