电学实验及计算专题.docx

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电学实验及计算专题

电学实验与计算专题复习

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

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：

改变电路中电流、导体两端的电压

6.根据数据画I-U图像、分析I-U图像

7.设计实验表格

8分析灯丝电阻与温度关系

9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：

1、某同学测小灯泡电阻的电路如图所示，其中电源电压为4.5V。

他按电路图正确连接好实验电路，并检查各元件完好。

然后闭合开关S，发现灯泡很亮，且电压表的读数为4.5V。

造成该现象的原因为是__________________。

2、图（甲）是“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”的电路图，其中R是定值电阻。

（2）当探究电流与电压的关系时，通过调节变阻器滑片P的位置来改变___________

实验序号

1

2

3

电压／v

2.0

2.5

3.0

电流／A

0.40

0.58

0.66

两端的电压．三次改变滑片位置，测得三组电压和电流值，发现每次电压与电流的比值是________________的（选填“相同”或“不同”），固此可得出电流与电压关系的初步结论：

当电阻一定时，________________。

（3）要探究电流与电阻的关系，仅凭图所示器材是不够的．你认为（除导线外）还应增加的器材是____________________．

３.小周同学在做探究“电流与电阻的关系”实验时，他设计连接了如图所示的实物连接图。

（1）请你依题中的实物连接图画出相应的电路图。

（2）实验中，小周同学先将5Ω的电阻R接入电路，电路连接完全正确，将滑动变阻器阻值调至最大处，闭合开关S就直接读出了电流表的示数，并把数据记录在表格中。

然后再分别用10Ω和20Ω的电阻替换5Ω电阻，重复上述操作。

他在实验操作过程中的错误是没有保持电阻R的____不变。

（3）小周同学发现错误后重新进行实验，得到的数据如下表所示。

根据表中的实验数据得出的结论是：

_________

物理量

实验次数

电阻R（Ω）

电流I

（A）

1

5

0.48

2

10

0.24

3

20

0.12

（4）小周同学发现有一个小灯泡，于是用这个小灯泡替换20Ω的电阻后，继续进行实验。

电表测得示数如图12所示，可知小灯泡的阻值是_______Ω。

４.如图是小伟研究“2.5V1W”的小灯泡灯丝电阻的实物连线图：

（1）在连线图中有一处错误，只需改动一根导线，就可以使电路正确连接，请你在需要改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法．

（2）在正确连接好电路后，某次测量中电流表示数为0.30A，为测得额定电压下的灯丝电阻，滑动变阻器滑片P应向________端移动（填“左”或“右”）．

（3）小伟测得了灯丝在三种不同电压下的阻值，然后求出它们的平均值当作灯丝的电阻，你认为这种做法对吗?

并说明理由。

答：

__________________。

（1）电源电压6V，请用笔画线代替导线，帮她完成电路的连接。

（2）电路连接无误后，闭合开关，发现灯泡不发光，电流表指针不发生偏转，电压表指针有偏转，请帮她找出故障的原因（填下列故障原因的代号）__________________

A、小灯泡短路B、电源接触不良

C、小灯泡断路D、电流表内部短路

（3）排除故障后闭合开关，电流表和电压表的示数如图乙所示，则小灯泡的电阻为Ω。

５.某实验小组的同学用伏安法测量小灯泡电功率，待测小灯泡额定电压为3.8V，小灯泡的额定功率估计在1W左右。

（1）连接电流表时应选用_________________的量程。

（2）请用笔画线代替导线，完成实物电路的连接（要求：

连线不得交叉）。

（3）检查电路连接无误，闭合开关后，灯泡不亮，电压表有示数，电流表指针几乎不动，产生这一现象的原因可能是____________________________________。

（4）故障排除后，移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡正常发光时，电流表示数如图所示，请读出电流表的示数，并填入表格中。

（5）实验中，同学们记录了多组小灯泡两端的电压及对应通过小灯泡的电流值，但表格中仍有不完整的地方，请将所缺内容填写完整。

（6）小组同学们分析了实验数据得出：

小灯泡的发光亮度是由灯泡的_____决定的，且_________，灯泡发光越亮。

电压U/V

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.8

4.0

电流I/A

0.18

0.2

0.22

0.25

0.28

0.32

电功率P/

0.18

0.3

0.44

0.625

0.84

1.28

灯泡发光情况

很暗——————→暗————→正常发光→很亮

按如图所示的电路图做测量小灯泡额定功率的实验时出现下列两

种情况：

（1）一位同学连接好电路，在闭合开关时发现小灯泡不亮，电流表

无示数，但电压表有示数．出现这种故障的原因是_____．

（2）另一位同学连接好电路，在闭合开关时发现小灯泡比正常工作

时亮，这说明他在闭合开关前没有___________．

６.在“测定2.5V小灯泡功率”的实验中，小红设计了如图所示的电路.

（1）请在图的“

”内填入合适的“灯泡”和“电表”符号.

（2）小红按电路图连接电路，进行实验，测得数据如右表所示.断开开关时，发现电表如图所示，其中电流表出现这种现象的原因是____________________.

U/V

2

2.5

3

I/A

0.22

0.26

0.30

（3）假如不重新实验，请你利用小红已获取的信息，计算出该灯泡的额定功率是_______W.若小灯泡两端的实际电压为3V，则小灯泡的实际功率额定功率（选填“大于”、“等于”或“小于”）.

７.用滑动变阻器改变小灯泡的亮度

（1）实验室中有一铭牌上标有“20Ω2A”字样的滑动变阻器，如图18所示.若要把它其中的两个接线柱连接到电路中去，共有________种接法；“20Ω”指的是_______接线柱间的电阻值，“2A”指的是___________________________.

（2）现再给电源、小灯泡、开关各一个，导线若干，请在图19中用笔画线代替导线连接电路，要求滑动变阻器的滑片向右移灯泡变暗.

（3）如果你还想知道电路中电流值的

改变情况，需在电路中再联一个电流表，并增加根导线.

8\如图是“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻间关系”的实验装置，两阻值分别为R和2R的电阻丝浸在相同质量和初温的煤油中，每一烧瓶里各插入一温度计。

请回答下列问题：

（1）合上开关，经过一段时间，两电阻丝产生热量的多少

是通过反映出来的；

（2）采用这种连接方式的目的是。

2.为研究通电导体产生热量的多少与电阻的关系，小明找来了如图23所示的实验器材，其中A、B两个相同的瓶内分别装有质量和初温都相同的煤油，将选择好的铜丝和镍铬合金丝浸没在煤油中，两根温度计分别测量两瓶中煤油的温度．

（1）实验时，将铜丝和镍铬合金丝串联接人电路中，这是为了

控制相同；

（2）绐图中的装置通电一段时间后，切断电源．根据铜丝和镍铬合金丝的大小以及双察到的，可得通电导体产生热量的多少与电阻的关系．

3．小明和小红想利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。

两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A中的金属丝是铜丝，电阻比较小，烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大。

温度计显示煤油的温度。

（1）这两个烧瓶中所盛煤油的质量应该。

（2）小红问小明“水比较容易获得，干嘛不用水代替煤油”。

对于这个问题，小明与他的同学给出了下列四种答案，你认为合理的是（）

A．因为煤油有颜色便于观察

B．因为煤油有比较大的热值

C．因为煤油有比较小的密度

D．因为煤油有比较小的比热容

（3）实验中，小明和小红发现B烧瓶中温度计的示数升高的快。

这表明：

在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越，产生的热量越多。

5.小明冬天取暖时发现：

电暖器的电热丝热得发红，而与电热丝相连的导线却不怎么热。

（1）请你根据小明发现的现象提出一个需要探究的物理问题：

__________________________________?

（2）如图13是小明进行实验探究的部分电路，A、B烧瓶中装有质量相等初温相同的煤油，金属丝电阻分别为RA、RB，RA

通电一段时间后，发现B烧瓶中温度计的示数大些。

此现象说明：

在_____________和______________相同时，_____________越大，电流产生的热量越多。

9．（08四川成都）图8所示的实物图，是教材第十五章第二节“探究电流做功快慢与哪些因素有关”的实验电路。

实验中，要测出：

电流表示数I，电压表示数U，煤油的温度变化值△t,通电时间t。

查表可知煤油的比热容为c。

则煤油吸收的热量的计算式为Q＝________。

由能量关系可知电功W＝Q，由电功率的定义式P＝W/t可以计算出电功率，再与U、I比较即可得出实验结论。

10．（长春市2007年）（4分）学完焦耳定律后，小红和小亮想利用如图12所示的装置比较铝和锰铜这两种材料的导电性能。

⑴他们应该选用____________、______________都相同

的铝丝和锰铜丝。

（2）小红想在两个烧瓶中分别装入等质量的煤油，而小亮

建议用水代替煤油。

小亮的建议不妥的原因是

_______________。

（3）按小红的想法进行实验，接通电路后，他们发现甲烧瓶中煤油的温度比乙烧瓶中煤油的温度升高得慢，说明_______丝的导电性能较强。

11．小明要用图13所示的实验器材探究电压一定时，电流热效应与电阻的关系。

其中瓶内电阻丝的长度、粗细都相同。

（1）请你用笔画线代替导线，帮他把电路连接完整。

（2）电流产生热量的多少不易直接测量。

因此，在这个实验中是通过显示电流产生热量的多少的。

象这种用能直接观测的量来显示不易直接观测的量的方法叫“转换法”。

这种方法在物理学的研究中经常用到，请你列举一例：

。

（3）在这个实验中，除了控制电压一定外，还要控制

的量有。

（4）在这个实验中，若两个电阻丝的通电时间相同，则瓶内温度计的示数升高的多。

13．小红和小明分别用图28所示的装置，探究电流一定时，电流产生的热量与电阻的关系。

他们分别将两段阻值不同的电阻丝（R1＜R2）密封在完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与气球相连。

（设他们所用的各种同类器材性能相同）

（1）在这个实验中电流产生热量的多

少是通过_________体现

出来的。

（2）他们同时开始进行实验，在a、b、

c、d四个气球中，鼓起来最快的是

_______。

（3）小红和小明的实验方案中有一个是错误的，请针对错误的实验方案进行简要评估。

（说明谁的方案是错误的，以及错误的原因。

）

电学计算题分类例析

电功和电热的关系:

纯电阻电路：

电阻R,电路两端电压U,通过的电流强度I.

电功:

W=电热:

Q=电热和电功的关系

表明:

在纯电阻电路中,电功电热.也就是说电流做功将电能全部转化为电路的

非纯电阻电路：

电流通过电动机M时

电功:

W=电热:

Q=电热和电功的关系：

=机械能+

表明:

在包含有电动机,电解槽等非纯电阻电路中,电功仍UIt,电热仍I2Rt.但电功不再等于电热而是电热了.

电能表的铭牌含义：

220V5A

2500R/KW.h

5、额定电压是指用电器在____时的电压，额定功率是指用电器在____时的电功率。

某灯泡上标有“PZ220-60”，“220”表示，

“60”表示电阻是

典题解析：

、并联电路特征：

1\如图1所示的电路中，电阻R1的阻值为10

。

闭合电键S，电流表A1的示数为0.3A，电流表A的示数为0.5A.求

（1）通过电阻R2的电流.

（2）电源电压.（3）电阻R2的阻值

串联电路特征：

２、如图所示，小灯泡标有“2.5V”字样，闭合开关S后，灯泡L正常发光，电流表、电压表的示数分别为0.14A和6V.试求

（1）电阻R的阻值是多少？

（2）灯泡L消耗的电功率是多少？

额定功率、实际功率的计算

例1、把一个标有“220V40W”灯泡接在电压为110V电源上使用，该灯泡的额定状态下的电阻、额定电流、额定功率、实际状态下的电阻、电流、实际功率分别是多少？

２、有一只标有“PZ220—40”的灯泡，接在220V家庭电路中，求：

〈1〉灯泡正常发光时的电阻？

<2〉灯泡正常发光时通过它的电流？

〈3〉1KW·h电可供此灯泡正常工作长时间？

〈4〉若实际电压为200V，则灯泡的实际功率为多大？

灯泡的发光情况如何？

找准题中的不变量、变量，选择合适的公式计算

题型三：

电热计算

1、两电阻串联在电路中，其R1=4Ω，R2=6Ω，电源电压10V，那么在1min时间内电流通过各电阻产生的热量是多少？

总共产生了多少热量？

2、一台电动机线圈电阻0.3Ω，接在12V的电路上时，通过电动机的电流为0.5A，在5min内电流做功及电流产生的热量分别多大？

３、一台接在220V电压的电路中正常工作的电风扇，通过风扇电动机的电流为0.455A，测得风扇电动机线圈电阻为5Ω，试求

（1）电风扇的输入功率多大？

（2）电风扇每分钟消耗电能多少？

（3）风扇的电动机每分钟产生的电热多少？

产生机械能多少？

生活用电问题

小王家电能表上标有“220V　10A”字样，他家原有电器的总功率是1500W。

最近新买了一个电热水器，铭牌上部分数据如下表所示。

（计算结果保留小数点后两位小数）

试求：

（1）电热水器的额定电流是多少安培？

（2）电热水器正常工作时的电阻是多少欧姆？

　（3）将电热水器接入家庭电路后，通过计算回答他家的用电器能否同时使用？

２、饮水机是一种常见的家用电器，其工作原理可简化为如图17所示的电路，其中S是一个温控开关，

为发热板，当饮水机处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度时，开关S自动切换到另一档，饮水机便处于保温状态。

（1）试确定温控开关S接a或b时，饮水机分别对应的工作状态。

（2）若饮水机加热时发热板的功率为550W，而保温时发热板的功率为88W，求电阻

的阻值（不考虑温度对阻值的影响）。

开放性问题

１、如图13所示的电路，R1与R2并联，已知R1=10Ω，通过R1的电流I1=3A。

请你补充一个条件，求出电阻R2的电功率大小（要求：

条件不能重复，数据自定，并写出简要计算过程）

（1）补充条件，

计算；

（2）补充条件，

计算。

２、家庭中常用电热水壶烧水，它具有方便、环保的优点．下表是小红同学收集到的烧开一壶水的有关数据，请按要求作答．（设电阻值不变、计算结果保留小数点后面两位）

（1）烧开这壶水至少需吸收多少热量?

（2）用所学知识计算出与本题相关的三个电学方面的物理量．要求写出简要的文字说明、计算过程和结果．

（3）小红同学通过计算、分析发现，烧开一壶水实际加热时间大于理论计算时间．你认为产生这种现象的原因是什么?

请简要分析．

水的质量m／kg

0．5

电热水壶铭牌

额定电压U／V

220

水的初温t0/℃

20

额定功率P／W

440

水的比热容c／[J／（kg·℃）]

4．2×103

实际电压U／V

200

大气压值

一个标准大气压

实际加热时间t／min

9

2.某教学大楼共有12间教室，每间教室装有“220V60W”的电灯6盏。

若照明电路供电电压正常，在每间教室只开两盏灯时，这座楼的干线中的电流强度是多大？

若每间教室的所有灯全部开亮，这座楼的干线中的电流又是多大？

３．在如图所示的电路中，电源电压不变，灯L标有“6伏　3瓦”字样．当电键K闭合时，灯L正常发光，电流表的示数为0.6安．求：

（1）通过灯L的电流．  

（2）电阻R2的阻值．  （3）在10秒内，电流通过电阻R2所做的功.

４．一个“220V1000W”的电热器，在额定电压下通电15分钟，

（1）产生的热量是多少焦？

（2）若家用电能表上标有“3000r/KWh”的字样，则在这段时间内电能表的转盘转过了多少转？

（3）若这些热量有30%被2.5千克、30℃的水吸收，在1标准大气压下，水温升高到多少℃？

[水的比热是4.2×103焦/（千克·℃）]