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、电阻的关伏安法测电阻 伏安法测小灯泡的电功率 系 1.分析实验故障 1.分析实验故障 1.分析实验故障 2.分析数据、设计实验表格 2.分析数据得出实验结论 2.分析表格数据 3.画电路图、连接实物图、3.实验方法:控制变量法 3.电流表或电压表读数,计量程选择 4.画电路图、连接电路实物算电阻阻值 4.连接电路注意事项 图、量程选择 4.实验原理连接实验电路图 5.电流表电压表的读数、计5.滑动变阻器的作用:改变5.计算电流变化范围,选择算额定功率 电流、电压 量程 6.滑动变阻器的作用:改变6.根据数据画I-U图像、分6.滑动变阻器的作用:改变电流、电压 析I-U图像 电流电压 7.分析灯丝电阻与温度关系 7.设计实验表格 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:
A C ____________________________________________
___________________________________________
改进:_____________________________________________________ B ____________________________________________________ 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.
1
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____________________; 物理量 L1的电流/A L2的电流/A 干路电流/A
二、研究电流、电压、电阻的关系
1、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
电阻/Ω 电流/A 5 0.6 10 0.3 15 0.2 甲 乙
图丙 (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 C.改变电压表、电流表的量程 试验序号 电压/V 电阻/Ω 电流/A D.闭合开关,将变阻器的滑片适当向右移 1 2 4 0.5 (4)从该实验中你可得出什么结2 2 5 0.4 论? 。(用文3 2 8 0.25 字表述) 4 2 10 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
2
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 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 1 2.5 0.30 2 2.0 0.26 7.7 3 1.5 0.22 6.8 4 1.0 0.20 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“ — — ”)。 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:___________ ______________________________________
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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 电压表示数(V) 功率(W) 1 4.5 0.77 2 4.0 0.22 0.88 3 3.5 0.28 0.98 4 3.0 0.34 1.02 5 2.5 0.39 0.98 6 2.0 0.44 0.88 7 1.5 0.50 0.75 8 1.0 0.56 0.56 电流表示数(A) 0.17 (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
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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 电压表示数(V) 电流表示数(A) 变阻器电阻() 变阻器功率(W) 1 4.5 0.15 30.0 0.68 2 4.0 0.20 20.0 0.80 3 3.5 0.25 14.0 0.86 4 3.0 0.30 10.0 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)
(a) (b) (d) (c)
(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。
(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
I/A P/W 次数 U/V 应向_______________滑动(选填:右、左),从而
1 2.00 0.16 0.32 可以使电流表指针偏转不超出量程。
2 2.50 0.25 0.63 (4)下表是为测定小灯泡电功率而设计的实验
3 3.00 0.27 0.81 数据表,某组同学按照表格要求认真作了填写。
小灯泡电功率的平均值P平均=0.59W 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.
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实验次数 1 2 3 灯泡两端电压U/V 2.2 2.5 3.0 通过灯丝电流I/A 0.26 0.28 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 U/V I/A 1 0.20 2 0.60 3 1.00 4 1.40 5 1.80 6 2.20 7 2.60 8 3.00 0.020 0.060 0.100 0.150 0.165 0.190 0.200 0.205 微亮 逐渐变亮 正常发光 灯泡发不亮 光情况
(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
乙 甲 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,
甲 乙
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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 电流/A 电阻/Ω 通电时间/S 温度升高量/℃ 第1组 0.3 10 100 1.5 第2组 0.3 10 200 3 数据编号 电流/A 电阻/Ω 通电时间/S 温度升高量/℃ 第3组 0.3 20 100 3 第4组 0.3 20 200 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 电流/A 电阻/Ω 通电时间/S 温度升高量/℃ 第5组 0.6 10 100 6 第6组 0.6 10 200 12 数据编号 电流/A 电阻/Ω 通电时间/S 温度升高量/℃ 第7组 0.6 20 100 12 第8组 0.6 20 200 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___________________。
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