轻松迎考：2014年中考科学总复习专题四：电学实验

(共32张PPT)
2014年中考科学总复习专题四
电学实验是科学中考必考的内容之一，通常也是拉分的利器。必须予以熟练掌握。
考查重点：
1、画电路图、连实物电路
2、分析数据的过程及方法
电学实验中需要注意的几个问题
常见电学实验的名称
1.探究电阻跟材料、长度、横截面积关系
2.探究串、并联电路中电流、电压的规律
3.探究电流跟电压、电阻关系（欧姆定律）
4.伏安法测量导体的电阻
5.测量小灯泡的电功率
6.探究影响电热的关系（焦耳定律）
1、探究影响导体电阻大小的因素：
A
实验内容 探究影响导体电阻大小的因素
实验目的 了解影响导体电阻大小的因素
实验猜想 导体电阻大小可能与导体的材料、长度、粗细及温度有关
实验方法 控制变量法
实验器材 电源、开关、小灯泡、电流表、镍铬合金线、导线若干
实验电路
实验过程 分别将不同类型的导线接在“待接导线”处，观察小泡灯的亮度和电流表的示数情况。小泡灯越亮，电流表的示数越大，就说明所接导线的电阻越小。
实验结论 导体电阻大小与导体的材料、长度、横截面积（粗细）及温度有关：①当其他条件相同时，导体越长、横截面积越小，电阻越大；
②长度、横截面积相同而材料不同的导体，其电阻一般不同；
③金属导体的电阻会随温度的升高而大。
小试身手1：如图是探究“影响电阻大小因素”的实验装置（已知a、b、d粗细相同；b、c、d长短相同；c比a、b、d粗）。
（1）本实验是通过观察比较 来判断金属丝电阻的大小的。
（2）若探究电阻大小与导体横截面积的关系应选择的两根金属丝是 。
解析：（1）电阻的大小可以通过电流的大小来转换比较，结合给出的实验器材，可以利用电流表的示数来比较；
（2）导体电阻由导体的材料、长度、横截面积决定；要探究导体电阻与导体横截面积的关系，应控制导体的材料与导体长度相等；由所给材料可知，b与c的材料相同，长度相等，因此，要究电阻与导体横截面积的关系应选择的导体是：b与c。
答案：（1）电流表示数 （2）b与c．
2、（1）研究电流与电压的关系：
2、（2）研究电流与电阻的关系：
㈢实验结论：当电压一定时，导体中的电流跟这段导体两端的电阻成反比。
㈠实验方法：
①控制变量法，即控制电压不变。实验中更换电阻后，必须调整滑动变阻器，以控制电阻两端的电压相等。
②要多次实验，以排除结论的偶然性。
㈡实验记录：
实验次数 电阻（V） 电流（A） 电阻×电流
1
2
3
小试身手2：小楠同学用如图所示的电路探究导体中的电流跟导体电阻的关系，他先后将5Ω、15Ω和25Ω的定值电阻接到电路Ａ、Ｂ两点间，闭合开关Ｓ，读出电流表示数(如下表)，由实验数据可以看出电流Ｉ与电阻Ｒ并不成反比。问：
（1）小楠的实验结果中电流Ｉ与电阻Ｒ为什么不成反比？
（2）该实验中选错了什么器材 请你说出应换用的器材
（3）为保证实验正确进行，还需要什么仪器
解析：图中Ｒ′是定值电阻，改变Ａ、Ｂ 两点间的电阻，由于电源电压不变，因而Ａ、Ｂ间的电压要发生变化，导致实验结果错误。若把Ｒ′换成一个滑动变阻器，调节滑动变阻器以保持Ａ、Ｂ间的电压不变，就能得出正确结论。为了保证实验顺利进行，还需要一个电压表并联在Ａ、Ｂ之间，并使三次电压表的示数相同。
答案：（1）更换电阻后，未控制A、B间的电压相等 （2）Ｒ′ 应该换用滑动变阻器　 （3）电压表
二、短路或断路
3、伏安法测电阻：
①实验内容：伏安法测电阻
②实验原理：根据Ｒ＝Ｕ/Ｉ，用电压表测出电阻两端电压Ｕ，用电流表测出通过电阻电流Ｉ，即可求得被测电阻的阻值。
③实验电路：
④实验器材：干电池两节、待测电阻一个、开关一个、电流表一个、电压表一个、滑动变阻器一个、导线若干。
⑤实验步骤：
（1）按照电路图连接好电路；
（2）检查无误后，闭合开关Ｓ，移动滑动变阻器的滑片到某一位置，分别读出此时电压表和电流表的示数，记录在表格中；
（3）改变滑动变阻器的电阻，再读数，记入表格中，如此再重复一次；
（4）根据每组数据算出电阻值，然后求三个电阻的平均值，即为被测电阻值。
⑥实验记录：
实验次数 Ｉ/ Ａ Ｕ/ Ｖ Ｒ/ Ω Ｒ的平均值/ Ω
1
2
3
次数 1 2 3
U/v
I/V
R/Ω
图
像
结论
表一 测定值电阻
次数 1 2 3
U/v
I/A
R/Ω
图
像
结论
表二 测小灯泡的电阻
电阻的阻值不随导体的电流和电压的改变而改变
小灯泡的电阻随温度的升高而增大
R/Ω
U/V
R/Ω
t/℃
R/Ω
I/A
1
2
10
0.1
0.2
3
0.3
10
10
10
R/Ω
4.4
0.18
1.0
0.20
2.1
0.30
0.8
5.0
7.0
⑦对数据的处理与分析
小试身手3： 小明想利用实验室所提供的器材测量未知电阻Rx的阻值，实验室提供的器材有：电源（电压未知）、电流表、电压表、开关S1、S2各一个，以及有三只电阻：滑动变阻器R、阻值已知的电阻器R0、待测电阻Rx，导线若干。
（1）小明设计了如图甲所示的电路进行测量，请你用笔画代替导线按照图甲在图乙的实物图中连线。
（2）小明认为不用电压表，并利用阻值已知的电阻器R0，也可以设计另外一种测量未知电阻Rx的方案，请你帮他完成以下问题：
①画出该实验方案的电路图；
②简述实验的主要步骤；
③写出该实验方案Rx的表达式（用已知量和测得量表示）。
解析 （1）根据电路图，从电源正极开始连接，经过电阻、滑动变阻器、电流表、开关回到负极，电压表并联在电阻RX两端。如下左图所示：
（2）题中给出了一个定值电阻R0和一只电流表，要测量未知电阻Rx的阻值，可以采用两个电阻并联的方式，测出通过定值电阻R0和未知电阻Rx的电流．因为并联电压是相等的，我们可以求出R0两端电压，也就知道了Rx两端电压，除以通过Rx电流，就是Rx的阻值。
答案 （1）如下左图 （2）①如下右图
②主要实验步骤：a．闭合开关S2，断开开关S1，读出电流表的读数I1；
b．闭合开关S1，断
开开关S2，读出电
流表的读数I2。
③Rx= I1R0/ I2。
4、伏安法测定小灯泡的电功率
1、实验原理：
2、实验电路：
以下是伏安法测量一额定电压为2.5V，额定功率为0.5W的小灯泡的电功率的数据表格:
次 数 1 2 3
U实=U额 U实U额
U/V 2.50 2.00 3.50
I/A 0.20 0.15 0.27
P/W 0.50 0.30 0.95
发光情况 正常发光 比正常发光暗 比正常发光亮
小灯泡的亮度由它的实际功率决定的。
3、得出的结论是：
小试身手4：在“测定小灯泡额定功率”的实验中，电源电压为6V，小灯泡和额定电压为3.8V。
（1）小明在连接实验电路时还有导线未接上，请用
笔画线代替导线把图甲中的电路连接好；
（2）在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该移到
（A/B）端；
（3）实验时，要使小灯泡正常发光，应移动滑动变
阻器的滑片使电压表的示数为3.8V，此时电流表的
示数如图乙所示，那么小灯泡的额定功率是 W；
（4）小华为了得到比较准确的小灯泡额定功率，她用同
一套器材做了三次实验（她将电压表调到3.8V，图丙是
其中一次实验所调的电压表示数），获得三组数据，并
进行了三数据处理，如下表：
实验序号 电流示数/A 额定功率/W 额定功率的平均值/W
1 0.71 2.698 P=（2.698+2.622+2.584）/3=2.635
2 0.69 2.622
3 0.68 2.584
①她测得功率有差异的主要原因是 。
②这样处理数据的方法是否正确？为什么？
解析：（1）因为灯泡的额定电压为3.8V，所以电压表选择0～15量程与灯泡并联； （2）要使闭合开关前，滑动变阻器接入电路的电阻最大，滑片应位于A端；
（3）要使灯泡正常发光，必须调节滑动变阻器，使电压表的示数为3.8V；电流表的示数为I=0.7A；灯泡的额定功率为P额=U额I额=3.8V×0.7A=2.66W；
（4）①此实验虽做了三次，采用的是同一只灯泡，但电流不同，灯丝电阻会发生变化，所以功率不同；
②测量灯泡的额定功率时，两端电压为额定电压，但由于电压表量程太大，导致读数出现误差，从而造成电功率数值出现不同，所以取平均值的做法是正确的，目的是利用多次测量减小误差。
答案：（1）如图所示：
（2）A （3）2.66；
（4）①电压表量程太大，三次试验有
误差，所以电流不同，电功率有误差；
②正确，求平均值可以减小误差。
5、利用电能表测定家用电器的实际电功率
实验原理：P=W/t
实验器材：电能表、秒表
数据记录：转盘在一段时间内转过圈数
三、家庭电路故障
小试身手5：物业工作人员来小明家收电费，他观察到李明家电能表的情况如图所示，其示数为 度。然后从记录本上查出上月电能表的示数是811.6kWh．若按0.5元／kWh计费，李明家本月应缴电费____元。李明家同时使用的用电器总功率不得超过 W。小明想了解家中彩电实际工作时的电功率是多少，他关掉家中其他所有用电器，只让彩电工作，观察电能表lmin转了5转，由此判断该彩电的功率为_____W。若每天看电视按4h计算，小明家每月(按30天计)因看彩电消耗的电能约为__________kW·h。
答案：931.6 60 1100 1
20 14.4
中考演练
试题1：在研究“一定电压下，电流与电阻的关系”时，电路如图所示，电源电压恒为３Ｖ，滑动变阻器上标有“15Ω 1Ａ”字样。 在ａ、ｂ间先后接入不同阻值的定值电阻Ｒ，移动滑片Ｐ，使电压表示数为1.5Ｖ，读出电流表的示数。当20Ω的电阻接入ａ、ｂ间时，电压表示数始终无法达到1.5Ｖ，其原因可能是（　 ）
Ａ、滑动变阻器阻值太小
Ｂ、电源电压３Ｖ太高
Ｃ、20Ω的阻值太小
Ｄ、控制的电压1.5Ｖ太高
A
试题2：某同学用如右图电路探究“一段电路中
电流跟电阻的关系”。在此实验过程中，当
A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,为了探
究上述问题，他应该采取的唯一操作是（ ）
A、保持变阻器滑片不动
B、将变阻器滑片适当向左移动
C、将变阻器滑片适当向右移动
D、将电池个数增加
C
试题3：下列电路图中电源电压U保持不变，小灯泡的额定电压为U0，且U＞U0，定值电阻的阻值为R。在不改变电路连接的情况下，能测出小灯泡额定功率的是（　）
C
试题4：某同学为研究“通电导体放出的热量与电阻的关系”，做了如图所示的实验．由图可知，电阻丝甲与乙是 联的。R甲>R乙，则通电后两根电阻丝两端的电压U甲 U乙，通电一段时间后， 瓶中的玻璃管液面高一些。若要探究电流通过电阻丝产生的热量和电流的关系，可改变电路的电流进行第二次实验，此时要注意两个问题：一是要将烧瓶内煤油的温度 ；二是要控制 和第一次相同。
答案：串 甲 降到原来
的初温 通电时间
试题5：小红做“测量未知电阻Rx的阻值”实验时，所用器材有：电源、未知电阻Rx、电流表、电压表、开关、滑动变阻器各一个，导线若干。
（1）在连接电路的过程中，开关应处于 （选
填“断开”或“闭合”）状态。
（2）如图甲所示，是小红未连接完的实物图，请你用笔画线代替导线，将图中的电路连接完整。要求：滑动变阻器的滑片向右移动时，它接入电路的阻值变小。
（3）电路连接好后，小红进行实验，记录的数据如下表，其中第3次实验电流表的示数如图乙所示，读数为 A，第3次实验所测的电阻值为 Ω。
（4）由实验数据可知，Rx的阻值为 Ω。
答案：（1）断开 （2）如图
（3）0.16 12.5
（4）12
试题6：小刚在“测量小灯泡的功率”实验中，所用电源电压为6V，小灯泡L的额定电压为2.5V。
(1)请用笔代替导线，完成电路。
(2)电路连好后，闭合开关，向
右移动滑片P时，电压表的示数
将____，电流表的示数将____。
(3)闭合开关S,发现无论怎样调节
变阻器，灯泡都不亮,且电压表有
示数、电流表示数始终为零。造成这种故障的
原因是：_________________
(4)实验过程中，若不小心造成灯泡短路，则电路中可能出现的现象是(说出两条)
① _______________；
② _______________。
变大
变大
灯丝断了或灯的接线柱接触不良
灯泡不亮
电压表示数为零
（或电流表示数较大）
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