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1、專題五 電學實驗題
,專題特征)
電學實驗主要包括探究串、并聯(lián)電路特點;探究影響電阻大小的因素;探究電流與電壓、電阻的關(guān)系;探究電熱與哪些因素有關(guān);伏安法測量電阻和小燈泡的電功率等。其中探究電流與電阻(電流與電壓)關(guān)系、測小燈泡電阻、測電功率是中考命題的重點和熱點。
1.探究電流與電阻(電流與電壓)關(guān)系
【例1】 (2020懷化中考)學習了電學知識后,小明對影響電阻大小的部分因素進行了進一步的探究。器材有:開關(guān)、電流表、電源(電壓恒為1.5V)各一個,三根完全相同的合金絲,導(dǎo)線若干。
【實驗過程】電路如圖甲所示。將合金絲以不同方式分別接入電路A、B之間,閉合S,記錄的數(shù)據(jù)如下表。
2、
連接方式
一根
兩根
串聯(lián)
三根
串聯(lián)
兩根
并聯(lián)
三根
并聯(lián)
電流表讀數(shù)/A
0.3
0.2
1.2
1.8
回答下列問題:
(1)圖乙是一根合金絲接入電路時電流表的讀數(shù),請將其填入表格中。
(2)導(dǎo)體電阻的大小跟材料、長度和橫截面積的關(guān)系。
A.電阻的大小與長度的關(guān)系是:_____________________________________________
________________________________________________________________________;
B.電阻的大小與橫截面積的關(guān)系是
3、:__________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)進行多次測量的目的是________________________________________________________________________
______________________________________________________________。
(4)此實驗也可得出電流與電阻的關(guān)系是_
4、__________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【學生解答】
【拓展】用上述合金材料制成長1m、橫截面積1mm2的電阻絲的阻值為1Ω。而實驗中所用合金絲的橫截面積為0.5mm2,則一根合金絲的電阻為________Ω,長度________m。
【學生解答】
【方法技巧】(1)根據(jù)電流表的量程和分度值讀出電表的示數(shù);(2)實驗中兩次用到控制變
5、量法:研究影響電阻大小的因素時用到一次;研究電流與電阻關(guān)系時又用到一次;(3)同時還用到等效法:兩根串聯(lián)等效長度增加1倍;兩根并聯(lián)等效橫截面積增加1倍等。
2.測小燈泡電阻
【例2】 (2020通道一中三模)某同學利用圖1的電路來測量一未知電阻Rx。
請用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖1中實物電路連接完整。
閉合開關(guān)后,當滑動變阻器的滑片向左移動到某一位置時,電壓表的示數(shù)為1.2V,電流表的示數(shù)如圖2所示,則I=________A,Rx=________Ω。
該同學又設(shè)計了如圖3所示的測量電路,同樣可以測量未知電阻Rx,其中R0是定值電阻,請在空格內(nèi)把實驗步驟補充完整。
(1)_____
6、_____________,用電壓表測出電源的電壓為U;
(2)__________________,用電壓表測出待測電阻Rx兩端的電壓為U1;
(3)請用測量值U和U1以及已知量R0來表示Rx=________。
【學生解答】
【方法技巧】常規(guī)測電阻是利用伏安法,其實驗原理是R=。只給出電流表時,因為并聯(lián)分流通常設(shè)計成并聯(lián)電路或利用短路進行設(shè)計,只給電壓表時,因為串聯(lián)分壓,通常設(shè)計成串聯(lián)電路或利用短路進行設(shè)計。
3.測電功率
【例3】 (2020沅陵一中三模)在“測定小燈泡的電功率”的實驗中,小明同學選取了一個標有“2.5V”、額定功率約為1W的小燈泡和必要的實驗器材,
7、連接的電路如圖甲所示。
次數(shù)
電壓表示數(shù)U/V
電流表示數(shù)I/A
燈泡亮度
1
1.50
0.32
發(fā)光微弱
2
2.00
0.38
較暗
3
2.50
正常發(fā)光
4
3.00
0.46
很亮
(1)閉合開關(guān)前,老師檢查發(fā)現(xiàn)小明同學連接的電路有一根導(dǎo)線連接錯誤,請你在錯誤的連線上畫“×”,并只移動一根導(dǎo)線,用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接正確。
(2)經(jīng)檢查電路連接正確后,小明連續(xù)進行了4次測量,并把測量的數(shù)據(jù)和觀察到的現(xiàn)象填寫在表格里,其中第3次測量時電流表的示數(shù)如圖乙所示,此時的電流為________A,小燈泡的額定功率為________
8、W。
(3)從表格中的數(shù)據(jù)可知,燈絲的電阻隨兩端電壓的增加而________(選填“增大”或“減小”),燈絲電阻發(fā)生變化的本質(zhì)是電阻隨________而增大。
【方法技巧】連接實物電路圖時要先確定電表的量程,電流表應(yīng)串聯(lián)接入電路,電壓表應(yīng)與被測電路并聯(lián);連接電路時開關(guān)要斷開,滑動變阻器接入電路的阻值為滑動變阻器的最大阻值;對電表讀數(shù)時要先確定其量程與分度值,然后再讀數(shù)。
【學生解答】
,針對性訓(xùn)練)
1.(2020懷化預(yù)測)探究“電流與電阻的關(guān)系”。器材有:滑動變阻器、開關(guān)、電源(電壓恒為6V)各一個,電流表、電壓表各一個,三個定值電阻(10Ω、15Ω、20Ω)
9、,導(dǎo)線若干。
(1)圖甲是小明連接的實物電路,圖中有一根導(dǎo)線連接錯誤,請你在連接錯誤的導(dǎo)線上打“×”并補畫出正確的連線。
(2)電路連接正確后,閉合開關(guān)前,滑片應(yīng)置于________端(選填“A”或“B”)。
(3)閉合開關(guān)后,移動滑片,使與電阻(20Ω)并聯(lián)的電壓表示數(shù)為4V,讀出電流表示數(shù),再分別改接15Ω、10Ω的電阻,重復(fù)上述實驗,收集的實驗數(shù)據(jù)如表1所示。老師告訴小明有一組數(shù)據(jù)誤差較大,便找來一個5Ω的電阻讓他再測一組數(shù)據(jù)。當他把5Ω的電阻接入電路時,要使電壓表示數(shù)仍為4V,實驗不能繼續(xù)進行,其原因是__________________。改變連接后,當電壓表示數(shù)仍為4V時,
10、電流表示數(shù)為________A(如圖乙所示)。
綜合分析數(shù)據(jù)可得:電壓一定時,__________________________________________。
表1
電壓U/V
4
電阻R/Ω
20
15
10
電流I/A
0.20
0.28
0.40
表2
電阻R/Ω
10
電壓U/V
2
3
4
5
6
電流I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
【拓展】小明又利用上述實驗器材探究“電流與電壓的關(guān)系”,將滑片從一端移到另一端的過程中,收集的實驗數(shù)據(jù)填
11、入了表2中。
(4)分析表2中數(shù)據(jù)可得:電阻一定時,_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)分析可知,小明使用的變阻器的最大阻值為________Ω。
2.(2020哈爾濱中考)同學們利用“伏安法”測量未知電阻Rx的阻值,所用電源電壓為3V,Rx阻值約為5Ω。
(1)實物電路如圖甲,請用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接好。
(2)閉合開關(guān),當電壓表示數(shù)為2.4V時,電流表示數(shù)如圖
12、乙,則通過電阻Rx的電流I=________A,計算出Rx=________Ω。
(3)利用現(xiàn)有的器材和電路,在已經(jīng)規(guī)范使用器材的前提下,如何使測量結(jié)果更接近真實值。
3.(2020原創(chuàng)預(yù)測)如圖是小華測量小燈泡電阻的電路,燈泡不發(fā)光時電阻約為6Ω。
(1)請你用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接完整。
(2)開關(guān)閉合前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片P移至________端。(選填“A”或“B”)
(3)閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)燈泡不亮,電流表指針幾乎不偏轉(zhuǎn),電壓表示數(shù)接近電源電壓。則電路故障的原因可能是________。
(4)通過數(shù)據(jù)分析,小華得到了燈泡電阻隨溫度升高而增大的結(jié)論。
13、若將圖中的小燈泡更換成定值電阻,下述實驗可以完成的是________。
A.探究電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體電阻的關(guān)系
B.探究導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系
C.探究電流的磁場強弱與電流大小的關(guān)系
D.探究導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體電阻的關(guān)系
4.(2020安徽中考)某同學要測量一個額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率,電路圖如圖甲所示。使用的電源電壓約為6V,滑動變阻器的規(guī)格是“5Ω 2A”。
(1)閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片P應(yīng)移至________(選填“a”或“b”)端。
(2)該同學將滑片移至正確位置后,閉合開關(guān),觀察到電壓表的示數(shù)如圖乙所示,此時小燈泡兩端的電壓為___
14、_____V。為了保證小燈泡不被損壞,接下來應(yīng)該進行的操作是________。
(3)為了能測出這個小燈泡的額定功率,請你寫出一條改進措施:__________________________。
5.(2020德州中考)如圖甲所示是測量定值電阻Rx阻值的實驗電路,器材可以滿足實驗要求。
(1)同學們按照電路圖正確連接電路后,閉合開關(guān),改變電阻Rx兩端的電壓進行了三次測量,其中第二次實驗中電流表的示數(shù)如圖乙所示,請將表格中的實驗數(shù)據(jù)補充完整。
實驗次數(shù)
1
2
3
電壓U/V
1.0
1.6
1.8
電流I/A
0.32
0.56
電阻Rx/Ω
3
15、.13
3.21
電阻的
平均值R′x/Ω
(2)同學們又設(shè)計了兩種測量方案,方案中定值電阻的阻值為R0。
①方案一:閉合開關(guān)S,如果電壓表V1和V2的讀數(shù)分別為U1和U2,則電阻Rx的阻值表達式為Rx=________________。
②方案二:電路中Rx≠R0,將S接到a,讀出電流表的示數(shù)I1;再將S接到b,讀出電流表的示數(shù)I2;由I1R0=I2Rx可得Rx=I1R0/I2。請判斷結(jié)果是否正確并簡要說明理由:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。