(共40张PPT)
测定性实验探究题
2025年中考二轮复习【题型突破】
实验探究题概述
实验是科学探究的重要方式之一。
物理实验通常包括演示实验和学生实验等。在“科学内容”中,凡是用“通过实验”这一措辞陈述的知识内容,都必须通过实验来学习。
对于演示实验,要能够明确观察对象,能够描述物理现象的基本特征,并对实验现象所说明的问题进行积极思考。
对于学生实验,应当在理解实验方案的前提条件下,自己选择实验器材,组合(组装)实验装置,自主进行实验探究。
实验探究题概述
按照课程标准要求,初中学生必做的实验项目有:
第一类 基本操作类实验
基本操作类实验要求对基本的测量仪器达到独立操作的水平。
第二类 测定性实验
测定性实验通常是根据一定的实验原理进行测量的。测定性实验包括基本操作类实验仪器的操作,它是基本仪器的操作在具体项目上的应用。
测定性实验应注意所测量的物理量与研究对象的统一,有时还要关注测量的条件。
第三类 探究性实验
探究性实验不要求在实验时对所有科学探究要素面面俱到,而根据课题特点侧重部分要素。不同的课题,侧重不同的要素,通过经历多个探究性实验,全面发展科学探究的能力。
物理学业水平考试在考查知识的同时渗透对能力的考查。
初中物理要培养的主要能力有观察能力、理解能力、推理能力、和实验能力。这些能力渗透在整个物理学习过程中。
实验探究的能力目标
1.观察能力
(1)明确观察对象与任务。
(2)能够利用各种感官发现观察对象的主要物理特征。
(3) 能从日常生活、自然现象和物理实验的观察中发现与物理有关的问题。
(4)能够表述所观察的主要物理特征。
实验探究的能力目标
2.理解能力
(1)理解物理概念、规律的确切含义,了解物理概念、规律的来龙去脉。
(2)了解和认识物理概念、规律不同的表达方式。
(3)能够鉴别和区分关于概念和规律似是而非的说法。
(4)能够在具体情景中进行简单的应用。
3.推理能力
(1)能够弄清实际问题中的物理情景和物理条件。
(2)能够根据已知的知识和条件,运用物理概念和规律进行逻辑推理和判断。
(3)能够利用物理量之间的数学关系和逻辑关系进行推理和分析。 。
(4)能够把推理过程正确表达出来。
实验探究的能力目标
4.实验能力
(1)能够灵活地应用科学探究的七个要素对物理问题进行探究。
(2)能够独立完成课程标准中规定的20个学生必做的实验。
(3)理解实验过程中的操作过程和方法 。
(4)能够运用学过的知识和方法进行简单的实验设计。
物理试题对能力的考查具有综合性和渗透性,每道试题可以通过考查对具体知识的理解和应用来鉴别不同能力的高低,一道试题涉及的知识是一定的,但解决问题常常需要多种能力。
实验能力点实际上是指科学探究过程涉及的提出问题、猜想与假设、设计实验与制定计划、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作等要素。
科学探究的形式是多种多样的,在科学探究中,其探究过程可涉及所有的要素,也可只涉及部分要素。
实验探究的能力目标
测定性实验探究题
测定性实验1:测量物体的平均速度
(1)实验原理:
(2)金属片(挡板)的作用:设定小车在斜面上通过的路程;小车撞击金属片时停止计时,便于测量时间。
(3)搭建斜面时,坡度不能太小也不能太大。斜面的坡度太小,小车可能达不到底部;斜面的坡度太大,小车运动的速度大,时间短,导致测量难度大、实验误差大。
(4)测量小车下滑路程时,起点从车头算起,终点也应该是车头。
(5)测量小车在下半段路程的平均速度,不能把小车从斜面的中部开始释放的原因是:小车从中部由静止释放,到达底端的时间,并不等于下半程的时间,这样测得的平均速度与上面的实验中小车在下半路程的平均速度不相等。
(6)误差分析(实验误差主要来自于时间测量的误差)
测定性实验1:测量物体的平均速度
【例题1】(2024年山东青岛中考题)小明用图甲所示的实验装置,研究物体从斜面上滑下过程中速度的变化。
(1)实验中使斜面保持较小的坡度,是为了便于测量________。
(2) AC段距离为80cm,B为AC中点,测得小车从A点运动到B点的时间为1.4s,从A点运动到C点的时间为2.0s,根据以上数据可以判断vAB _____vBC。(选填“>”、“<”、“=”)
(3)为使测量更准确、数据更直观,用位置传感器进行实验,得到的图像与图乙中_______相似。
(4)撤掉金属片,让小车从A点自由滑下,发现小车在水平木板上滑行一段距离停止,说明力可以改变物体的___________,在木板上铺上薄玻璃板,让小车仍从A点自由滑下,发现小车在玻璃面上滑行距离更________,由此推理:若小车运动时不受阻力,它将做__________运动。
测定性实验1:测量物体的平均速度
【例题1】(2024年山东青岛中考题)小明用图甲所示的实验装置,研究物体从斜面上滑下过程中速度的变化。
(1)实验中使斜面保持较小的坡度,是为了便于测量________。
(2) AC段距离为80cm,B为AC中点,测得小车从A点运动到B点的时间为1.4s,从A点运动到C点的时间为2.0s,根据以上数据可以判断vAB _____vBC。(选填“>”、“<”、“=”)
【解析】(1)实验中使斜面保持较小的坡度,小车在斜面上运动时间较长,便于测量小车运动的时间;(2)B为AC中点,即AB与BC的距离相等,小车从A点运动到B点的时间为1.4s,从A点运动到C点的时间为2.0s,则从B点运动到C点的时间为tBC=tAC-tAB=2.0s-1.4s=0.6s,由 得, .
运动时间
<
测定性实验1:测量物体的平均速度
【例题1】(2024年山东青岛中考题)小明用图甲所示的实验装置,研究物体从斜面上滑下过程中速度的变化。
(3)为使测量更准确、数据更直观,用位置传感器进行实验,得到的图像与图乙中_______相似。
(4)撤掉金属片,让小车从A点自由滑下,发现小车在水平木板上滑行一段距离停止,说明力可以改变物体的___________,在木板上铺上薄玻璃板,让小车仍从A点自由滑下,发现小车在玻璃面上滑行距离更________,由此推理:若小车运动时不受阻力,它将做__________运动。
【解析】(3)小车在斜面做加速运动,即速度随时间的变化而变大。
(4)小车在水平木板上滑动过程中受阻力作用,滑行一段距离停止,说明力可以改变物体的运动状态;在木板上铺上薄玻璃板,所受水平面的阻力更小,小车速度减小得更慢,滑行距离更远;根据上述实验现象可以推理,若小车运动时不受阻力,它的速度将不会变化,即它将做匀速直线运动。
C
运动状态
远
匀速直线
测定性实验2:测量固体的密度
实验原理:
实验步骤:(1)将天平放在水平桌面上,调节天平平衡;
(2)用天平测出小石块的质量m(如图甲所示);
(3)在量筒中倒入适量的水,读出水的体积V1(如图乙所示);
(4)将小石块用细线拴住浸没在量筒内的水中,读出小石块和水的总体积V2(如图丙所示);
(5)待测固体(小石块)的密度为
误差分析:(1)细线体积对测量结果的影响:实验中测量出的总体积V2不仅包含固体和水的体积,还包含浸在水中细线的体积,所以测量的结果会略微偏大,计算出的密度会略偏小。
(2)若实验中先用排水法测量固体体积,再将固体放在天平上测量其质量,则因为固体上带有水,会使质量的测量结果偏大,致使计算出的密度值偏大。
测定性实验2:测量液体的密度
【例题2】(2024年重庆中考题)“混放是垃圾,分类是资源”,垃圾分类收集逐渐成为市民的好习惯。小吴同学在家里收集到一个废旧水龙头,同学们想通过测量密度知道它是由什么材料制成的。
(1)小吴将天平放在水平桌面上,游码移到零刻度线,发现天平的左盘较高,应将平衡螺母向________调节,直至指针对准分度盘的________刻度线。将水龙头放在天平左盘,向右盘加减砝码并移动游码,天平平衡时如图甲所示,测得水龙头质量为________g;然后用溢水杯、水、小烧杯、细线和天平测出水龙头的体积并算出密度;
(2)小欣提出用弹簧测力计测量密度更方便。她先用弹簧测力计测出水龙头的重力;然后将水龙头浸没在水中静止,发现弹簧测力计的示数减小了2小格,这是因为水龙头受到竖直向________的浮力,此时弹簧测力计的示数如图乙所示为________N;小欣计算出水龙头的密度是________g/cm3;
(3)同学们对实验进行交流评估,认为____同学测得的密度误差较大,主要原因是________。
测定性实验2:测量固体的密度
【例题2】(2024年重庆中考题)“混放是垃圾,分类是资源”,垃圾分类收集逐渐成为市民的好习惯。小吴同学在家里收集到一个废旧水龙头,同学们想通过测量密度知道它是由什么材料制成的。
(1)小吴将天平放在水平桌面上,游码移到零刻度线,发现天平的左盘较高,应将平衡螺母向________调节,直至指针对准分度盘的________刻度线。将水龙头放在天平左盘,向右盘加减砝码并移动游码,天平平衡时如图甲所示,测得水龙头质量为________g;然后用溢水杯、水、小烧杯、细线和天平测出水龙头的体积并算出密度;
左
中央
181.4
【解析】用调节平衡的天平测量物体质量,天平左盘较高,说明天平左端质量较小,应将平衡螺母向左调节,直至指针对准分度盘的中央刻度线。
由图甲可知,标尺的分度值为0.2g,游码指示的质量为1.4g,水龙头质量为m=m砝码+m游码=180g+1.4g=181.4g.
测定性实验2:测量固体的密度
【例题2】(2024年重庆中考题)
(2)小欣提出用弹簧测力计测量密度更方便。她先用弹簧测力计测出水龙头的重力;然后将水龙头浸没在水中静止,发现弹簧测力计的示数减小了2小格,这是因为水龙头受到竖直向________的浮力,此时弹簧测力计的示数如图乙所示为________N;小欣计算出水龙头的密度是________g/cm3;
【解析】(2)水龙头浸没在水中静止时受方向竖直向上的浮力。由图乙可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为1.4N,水龙头放入水中后弹簧测力计的示数减小了2小格,则水龙头所受重力G=1.8N,由G=mg得水龙头的质量为
,水龙头受到浮力为F浮=G-F=1.8N-1.4N=0.4N,根据阿基米德原理可知,水龙头的体积等于其排开水的体积,为
水龙头的密度为
上
1.4
4.5
测定性实验2:测量固体的密度
【例题2】(2024年重庆中考题)“混放是垃圾,分类是资源”,垃圾分类收集逐渐成为市民的好习惯。小吴同学在家里收集到一个废旧水龙头,同学们想通过测量密度知道它是由什么材料制成的。
(3)同学们对实验进行交流评估,认为____同学测得的密度误差较大,主要原因是________。
【解析】在进行实验测量时,仪器越精确,读出的数据越准确,最终的实验结果误差越小。根据两位同学的测量仪器可知,天平的读数比弹簧测力计的读数更准确,即小欣同学根据弹簧测力计的示数得出的水龙头的质量和体积误差较大,因此小欣同学测得的密度误差较大。
小欣
天平的读数比弹簧测力计的读数准确。小欣根据弹簧测力计的示数得出的水龙头的质量、体积误差较大
测定性实验3:测量液体的密度
实验原理:
实验步骤:(1)将天平放在水平桌面上,调节天平平衡;
(2)将适量的盐水倒入烧杯中,用天平测出盐水和烧杯的总质量m1(如图甲所示);
(3)将烧杯中的盐水倒入量筒中一部分,读出量筒中盐水的体积V(如图乙所示);
(4)用天平测出烧杯和剩余盐水的质量m2(如图丙所示);
(5)待测液体的密度为
误差分析:(1)若先测出空烧杯的质量m1,再测出液体和烧杯的总质量m2,然后将烧杯的液体全部倒入量筒中测出体积V,将烧杯中的液体倒入量筒内时,有一些液体附着在烧杯内壁上,使测出的液体的体积偏小,从而使计算出的液体的密度偏大。
(2)若先用量筒测出液体体积V,再天平测出空烧杯的质量m1,然后将量筒内的液体全部倒入烧杯中,测出烧杯和液体的总质量m2,将量筒中的液体倒入烧杯中时,有部分液体附着在量筒内壁上,使测出的液体和烧杯的总质量m2偏小,计算出的液体质量和密度偏小。
测定性实验3:测量液体的密度
【例题3】(2025年宁夏中宁县中考二模题)妈妈制作了
一杯奶茶,小明想知道奶茶的密度,他将奶茶带到实验室进行
了测量。
(1)将托盘天平放在______工作台上,将游码移至标尺左
端的___________处,当横梁静止时,指针位置如图甲所示,应
将平衡螺母向______调节,直到指针对准分度盘的中央刻度线。
(2)小明进行了如下操作:
①将适量奶茶倒入烧杯中,用托盘天平测出奶茶和烧杯的质量m1=188.2g;
②将烧杯中的部分奶茶倒入量筒中,如图乙所示,测出奶茶的体积V=______mL;
③用托盘天平测量烧杯和剩余奶茶的质量,如图丙所示,m2=________g.
(3)根据实验数据,计算出奶茶的密度ρ=_________g/cm3.
(4)在步骤②中,有少量的奶茶附着在量筒液面上方的内壁上,测得的奶茶密度比真实值_______ (选填“大”或“小”),烧杯中剩余奶茶的密度________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【解析】(1)使用天平测量质量,天平放在水平桌面上,将游码移至标尺左端的零刻度线处,由图甲看到指针偏向中线左侧,说明左端低右端高,应将平衡螺母向右调节.
水平
零刻度线
右
测定性实验3:测量液体的密度
【例题3】(2025年宁夏中宁县中考二模题)妈妈制作了
一杯奶茶,小明想知道奶茶的密度,他将奶茶带到实验室进行
了测量。
(2)小明进行了如下操作:
①将适量奶茶倒入烧杯中,用托盘天平测出奶茶和烧杯的质量m1=188.2g;
②将烧杯中的部分奶茶倒入量筒中,如图乙所示,测出奶茶的体积V=______mL;
③用托盘天平测量烧杯和剩余奶茶的质量,如图丙所示,m2=________g.
(3)根据实验数据,计算出奶茶的密度ρ=_________g/cm3.
(4)在步骤②中,有少量的奶茶附着在量筒液面上方的内壁上,测得的奶茶密度比真实值_______ (选填“大”或“小”),烧杯中剩余奶茶的密度________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【解析】(2)②如图乙,量筒中奶茶的体积V=80mL=80cm3;③如图丙,杯中剩余奶茶和杯子的总质量为m2=100g+4.2g=104.2g;(3)量筒内奶茶的质量m=m1﹣m2=188.2g﹣104.2g=84g,奶茶的密度
(4)在②中,有少量奶茶附在量筒液面上方的内壁上,导致测量奶茶的体积偏小,质量准确,由密度公式可知测得的密度偏大;密度是物质的一种性质,与物质的种类、状态和温度有关,与质量和体积无关,故倒出一部分奶茶后,剩余奶茶的密度不变。
80
104.2
1.05
大
不变
测定性实验4:测量滑轮组的机械效率
实验原理:
实验步骤:(1)按图甲组装滑轮组;
(2)用弹簧测力计测出被提升的物体(钩码)重G;
(3)用测力计竖直向上匀速(缓慢)拉动滑轮组,测出绳端所受拉力F;
(4)用刻度尺测量物体被提升高度h和绳端移动距离s;
(5)设计记录实验数据的表格,将测量的数据填入表格中;
(6)计算滑轮组的机械效率η.
(7)分别按照图乙、图丙组装滑轮组重复上述实验;
(8)分析实验数据得出滑轮组机械效率和被提升物体重、动滑轮重之间的关系。
【例题4】(2023年山东枣庄中考题)提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用,对节能减排、提高经济效益有重要的意义,某科技创新小组根据生活经验和客观事实,对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想:
猜想I:滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关
猜想Ⅱ:滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关
猜想Ⅲ:滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关
根据猜想,运用如图甲、乙、丙所示的装置进行了
实验探究,测得的实验数据如下表所示.
测定性实验4:测量滑轮组的机械效率
实验次数 钩码的重力G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η
1 2 0.1 0.80 0.3 83.3%
2 4 0.1 1.50 0.3 88.9%
3 4 0.1 1.25 0.4
4 4 0.2 1.50 0.6 88.9%
【例题4】(2023年山东枣庄中考题)
(1)实验时应沿竖直方向________缓慢向上拉动弹簧测力计.
(2)分析表中数据可知:第3次实验是利用了图____的装置完成的,它的机械效率η=_____.
测定性实验4:测量滑轮组的机械效率
实验次数 钩码的重力G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η
1 2 0.1 0.80 0.3 83.3%
2 4 0.1 1.50 0.3 88.9%
3 4 0.1 1.25 0.4
4 4 0.2 1.50 0.6 88.9%
匀速直线
丙
80%
【解析】(1)实验时,需要读出测力计的示数,所以需要匀速缓慢的拉动测力计,以方便读数。(2)由表中数据可得,钩码移动的距离为0.1m时,绳自由端移动的距离为0.4m,则连接动滑轮绳子数为:n=s/h=0.4m/0.1m=4,所以丙图符合题意。
由表中数据可得,有用功 W有=G3h3=4N×0.1m=0.4J,总功 W总=F3S3=1.25N×0.4m=0.5J;机械效率η=W有/W总=0.4J/0.5J=80%;
【例题4】(2023年山东枣庄中考题)对影响滑轮组机械效率的因素
作出如下猜想:猜想I:滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关
猜想Ⅱ:滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关
猜想Ⅲ:滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关
(3)比较2、4两次实验数据,可验证猜想Ⅰ是_____(选填“正确”或“错误”)的.(4)通过比较_____(填实验序号)两次实验数据得出结论:同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高.
测定性实验4:测量滑轮组的机械效率
实验次数 钩码的重力G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η
1 2 0.1 0.80 0.3 83.3%
2 4 0.1 1.50 0.3 88.9%
3 4 0.1 1.25 0.4
4 4 0.2 1.50 0.6 88.9%
错误
【解析】(3)对比2、4的数据发现,其它条件不变,只改变物体提升的高度,机械效率是不变的,所以猜想Ⅰ是错误的。(4)要想得到同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组机械效率越高的结论,需要保证滑轮组不变,重物提升的高度也不变,只改变重物的重力,所以表中1、2号实验符合条件。
1、2
【例题4】(2023年山东枣庄中考题)对影响滑轮组机械效率的因素
作出如下猜想:猜想I:滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关
猜想Ⅱ:滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关
猜想Ⅲ:滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关
(5)通过比较2、3两次实验数据可得出结论:不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率________.
测定性实验4:测量滑轮组的机械效率
实验次数 钩码的重力G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η
1 2 0.1 0.80 0.3 83.3%
2 4 0.1 1.50 0.3 88.9%
3 4 0.1 1.25 0.4
4 4 0.2 1.50 0.6 88.9%
越低
【解析】(5)对比2、3次实验可以发现,重物的重力不变,提升的高度也不变,但滑轮组中动滑轮的个数增多了,且动滑轮个数越多,机械效率越低,所以可得结论:不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低。
测定性实验5:测量斜面的机械效率
实验原理:
实验步骤:(1)按图组装斜面;
(2)用弹簧测力计测出被提升的物体重G;
(3)用测力计沿平行于斜面向上匀速(缓慢)拉动物体,测出拉力F;
(4)用刻度尺测量物体被提升高度(斜面高)h和拉力作用点移动距离(斜面长)s;
(5)设计记录实验数据的表格,将测量的数据填入表格中;
(6)计算斜面的机械效率η.
(7)依次改变斜面的倾斜程度、斜面的粗糙程度重复上述实验;
(8)分析实验数据得出斜面的机械效率和斜面的倾斜程度、斜面的粗糙程度之间的关系。
【例题5】(2024年山东济宁中考题)小明将木板一端置于水平桌面上,另一端与量角器组装成斜面(如图所示),按以下步骤进行了实验:①选3个物体A、B和C,分别测出它们的重力大小;②将斜面倾角(木板与桌面夹角)调成5°,分别将物体A、B、C放置在斜面上保持静止,用压力传感器分别测出它们对木板的压力大小;③将斜面倾角先后调成10°和15°,重复步骤②。实验数据记录如下表:
结合以上信息,按要求回答下列问题:(1)请在图中画出物体A对木板(斜面倾角为15°)压力的示意图,要求包含力的三要素;
测定性实验5:测量斜面的机械效率
斜面倾角 5° 10° 15° 实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
物体 A B C A B C A B C
重力大小/N 10.0 20.0 30.0 10.0 20.0 30.0 10.0 20.0 30.0
压力大小/N 9.96 19.92 29.88 9.85 19.70 29.55 9.66 19.32 28.98
【解析】(1)物体A对斜面的压力作用点在接触面上,与接触面垂直并指向斜面;由表格中数据可知,当斜面倾角为15°,A对斜面的压力大小为9.66N.
【例题5】(2024年山东济宁中考题)(2)若研究同一物体对木板的压力大小与斜面倾角的关系,可选择实验序号 _____中的数据进行分析;(3)分析比较实验数据可知:不同物体静止在同一斜面上时,物体对木板的压力与该物体重力的比值_____;(4)分析比较实验数据可知,同一物体静止在不同斜面上时,斜面倾角越大,物体对木板的压力与该物体重力的比值_____(选填“越大”、“越小”或“不变”);
测定性实验5:测量斜面的机械效率
斜面倾角 5° 10° 15° 实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
物体 A B C A B C A B C
重力大小/N 10.0 20.0 30.0 10.0 20.0 30.0 10.0 20.0 30.0
压力大小/N 9.96 19.92 29.88 9.85 19.70 29.55 9.66 19.32 28.98
【解析】(2)研究同一物体对木板的压力大小与斜面倾角的关系,应选择同一物体放在同一斜面上,改变斜面倾角,测出压力大小进行比较,所以可选择实验序号1、4、7或2、5、8、或3、6、9中的数据进行分析。(3)分析比较1、2、3(或4、5、6或7、8、9)三组数据,A、B、C三个不同物体静止在同一斜面上,物体对木板的压力与该物体所受重力的比值都相等。(4)分析比较序号1、4、7(或2、5、8、或3、6、9)中的实验数据可知,同一物体静止在不同斜面上时,斜面倾角越大,物体对木板的压力越小,由于物体所受重力不变,则物体对木板的压力与该物体所受重力的比值越小。
1、4、7
1、2、3
越小
【例题5】(2024年山东济宁中考题)(5)斜面作为一种简单的机械,在生活中常有应用。在沿斜面向上的拉力F作用下,质量为30kg的物体沿斜面向上匀速运动了1m,升高了30cm,斜面的机械效率为90%,则该物体所受摩擦力的大小为________ N.(取g=10N/kg)
测定性实验5:测量斜面的机械效率
斜面倾角 5° 10° 15° 实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
物体 A B C A B C A B C
重力大小/N 10.0 20.0 30.0 10.0 20.0 30.0 10.0 20.0 30.0
压力大小/N 9.96 19.92 29.88 9.85 19.70 29.55 9.66 19.32 28.98
【解析】(5)拉力F做的有用功为
由 得,拉力F做的总功为,由W总=W有+W额得,额外功为
由W=Fs得,该物体所受摩擦力的大小为
10
测定性实验6:测量定值电阻的电阻
实验原理:
实验步骤:(1)按电路图连接好电路,连接电路时,开关断开;开关闭合前,将滑动变阻器的滑片移到使其接入电路电阻最大的位置;
(2)闭合开关,移动变阻器滑片改变定值电阻两端电压,测量三组对应的电阻两端电压和通过电阻的电流;
(3)计算出三次测量的电阻值,求出三次电阻值的平均值作为测量结果;
(4)拆除电路,整理器材。
实验评估:(1)滑动变阻器在电路中的作用:一是起保护电路的作用;而是改变定值电阻两端电压和通过定值电阻中的电流,方便进行多次测量;
(2)多次测量求出电阻的平均值作为测量结果的目的是为了减小测量误差。
测定性实验6:测量定值电阻的电阻
断开
【例题6】(2024年河南省实验中学中考三模题)小明为了测量定值电阻R的阻值,设计了如图甲所示的电路. (1)请用笔画线代替导线,根据图甲将图乙中未完成的电路补充完整.连接电路时,开关应处于 状态.(2)连接好电路,闭合开关,发现电流表和电压表都有较大的示数,且无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表和电压表的示数都不变.造成这一现象的原因可能是【 】
A. 电阻R断路 B. 电阻R短路 C. 滑动变阻器短路
C
【解析】(1)由图甲电路图可知,电压表和定值电阻并联,电压表选用3V量程;滑动变阻器和开关相连;连接实验电路时,开关要处于断开状态,防止因连接错误使电路短路而损坏电路元件。(2)闭合开关后电流表和电压表都有较大的示数,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表和电压表的示数都不变.造成这一现象的原因是滑动变阻器被短路,移动滑片不能改变接入电路的电阻和电路中的电流。
测定性实验6:测量定值电阻的电阻
【例题6】(2024年河南省实验中学中考三模题)(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,进行多次测量,记录实验数据如下表.
①第4次实验时,电流表示数如图丙所示,其读数为 A.
②老师指出第1组数据记录错误,经小组讨论后找到了导致错误的原因,原因是 .测完第3组数据后,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)调节可得到第4组数据.
0.24
【解析】(3)①电流表使用的是0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.24A;②分析表格中的实验数据可知,实验使用的定值电阻的阻值R=10Ω,第一组数据的电压U1=0.6V,电流应为I1=0.06A,而记录的电流0.3A,是0.06A的5倍,原因是使用的是0.6A量程,读数按的是3A量程读数;测完第3组数据后,测量第4组数据,定值电阻两端电压增大,通过电路的电流增大,变阻器接入电路电阻需减小,滑片应向左调节。
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 0.6 1.0 1.6 2.4 2.8
电流I/A 0.3 0.1 0.16 0.28
读错了电流表的量程(或接的小量程,按大量程读数)
左
测定性实验6:测量定值电阻的电阻
【例题6】(2024年河南省实验中学中考三模题)(4)在实验创新环节,小明利用电源(电压未知但恒定不变)、阻值为R0的定值电阻、电压表等器材,设计了如图丁所示的电路也测出了R的阻值,请完成下列实验步骤:
①闭合开关S1,断开S2, 读出电压表的示数U1;
②闭合开关S1 和 S2, 读出电压表的示数U2;
则待测电阻的阻值R= .
(用U1 、U2 和 R0 表示)
【解析】(4)①闭合开关S1,断开S2, 读出电压表的示数U1,电源电压U=U1;
②闭合开关S1 和 S2, R0和R串联,读出电压表的示数U2,R0两端电压U0=U2,由串联电路中电压的规
律得,R两端电压UR=U-U0=U1-U2,电路中的电流 ,待测电阻的阻值
R0
测定性实验7:测量小灯泡的电阻
实验原理:
实验步骤:(1)按电路图连接好电路,连接电路时,开关断开;开关闭合前,将滑动变阻器的滑片移到使其接入电路电阻最大的位置;
(2)闭合开关,移动变阻器滑片改变小灯泡两端电压,测量三组对应的小灯泡两端电压和通过小灯泡的电流;
(3)计算出三次测量的电阻值并进行比较;
(4)拆除电路,整理器材。
实验评估:(1)滑动变阻器在电路中的作用:一是起保护电路的作用;而是改变小灯泡两端电压和通过小灯泡中的电流,方便进行多次测量;
(2)小灯泡在不同电压下电阻不同,原因是小灯泡的电阻随灯丝温度升高而增大,不能求小灯泡电阻的平均值作为测量结果。
测定性实验7:测量小灯泡的电阻
【例题7】(2025年宁夏中宁县中考二模题)
在“测量标有2.5V字样的小灯泡的电阻”实验中。
(1)某同学连接了如图甲所示的电路,请用
笔画线代替导线将电路补充完整;
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移
至_____(选填“A”或“B”)端以保护电路;
(3)闭合开关,灯泡不亮,电流表示数为零,电压表示数接近电源电压,产生故障的原因可能是小灯泡__________;
【解析】(1)用伏安法测量小灯泡的电阻,电压表和小灯泡并联;灯泡的额定电压为2.5V,电压表选用3V量程;滑动变阻器串联接入电路中;(2)闭合开关前,变阻器的滑片要移到接入电路电阻最大的位置,使接通电路时电流最小,起到保护电路的作用。(3)闭合开关,灯泡不亮,电流表示数为零,电压表示数接近电源电压,说明电压表和电源两极之间是通路,产生故障的原因可能是小灯泡断路。
B
断路
测定性实验7:测量小灯泡的电阻
【例题7】(2025年宁夏中宁县中考二模题)
在“测量标有2.5V字样的小灯泡的电阻”实验中。
(4)排除故障后闭合开关,观察到此时电压
表示数为1.8V,电流表示数如图乙所示 ____ A,
求得小灯泡对应的电阻为 ____ Ω.调节滑动变阻
器的滑片改变灯泡两端的____ ,进行多次测量,
将数据记录在表中;
(5)实验中进行多次测量的目的是____ 。
A.求平均值,减小实验误差 B.寻求普遍规律,避免实验偶然性
【解析】(4)排除故障后闭合开关,观察到此时电压表示数为1.8V,电流表示数如图乙,电流表使用的是0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.24A,小灯泡对应的电阻为 ,调节滑动变阻器的滑片改变灯泡两端的电压 ,进行多次测量。
(5)灯泡的电阻随温度的变化而变化,不是一个定值,不能取平均值,本实验中进行多次测量的目的是寻求灯泡灯泡电流随电压增大而增大、在不同电压下电阻不同的普遍物理规律,避免实验偶然性。
0.24
7.5
电压
B
测定性实验8:测量小灯泡的电功率
实验原理:P=UI
实验步骤:(1)按电路图连接好电路,连接电路时,开关断开;开关闭合前,将滑动变阻器的滑片移到使其接入电路电阻最大的位置;
(2)闭合开关,移动变阻器滑片改变小灯泡两端电压,分别测量小灯泡两端电压小于、等于和稍大于小灯泡额定电压时通过小灯泡的电流,观察小灯泡的发光情况;
(3)计算出三次测量的小灯泡的电功率并进行比较;
(4)拆除电路,整理器材。
实验评估:(1)滑动变阻器在电路中的作用:一是起保护电路的作用;而是改变小灯泡两端电压和通过小灯泡中的电流,方便进行多次测量;
(2)小灯泡的电功率随两端电压增大而增大,小灯泡的亮度由实际电功率决定,实际功率越大,亮度越大;求小灯泡电功率的平均值没有意义。
测定性实验8:测量小灯泡的电功率
【例题8】(2024年黑龙江绥化中考题)在“测量小灯泡的电功率”实验中,选用的小灯泡上标有“2.5V”字样,额定电流约为0.3A,电源电压恒为6V,实验电路如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲电路
连接完整;(导线不允许交叉)
(2)现有规格为A“10Ω2A”、B“20Ω1A”
和C“50Ω0.2A”的三个滑动变阻器可供选择,
应选择____(选填字母)滑动变阻器接入电路
才能顺利进行实验。实验中滑动变阻器的作用
是___________和调节小灯泡两端的电压及通过的电流;
【解析】(1)用电压表测量小灯泡的电功率,电压表和小灯泡并联;灯泡的额定电压为2.5V,电压表选用3V量程;(2)由串联电路的电压规律得灯泡正常发光时变阻器两端电压U滑=U-UL=6V-2.5V=3.5V,由欧姆定律得,滑动变阻器接入电路的电阻 11.7Ω,应选择规格为“20Ω1A”的滑动变阻器
接入电路;在闭合开关前,滑片应置于变阻器接入电路阻值最大位置处,目的是为了保护电路,实验过程中,移动滑动变阻器的滑片,可调节小灯泡两端的电压及通过的电流,方便测量多组数据。
B
保护电路
测定性实验8:测量小灯泡的电功率
【例题8】(2024年黑龙江绥化中考题)在“测量小灯泡的电功率”实验中,选用的小灯泡上标有“2.5V”字样,额定电流约为0.3A,电源电压恒为6V,实验电路如图甲所示。
(3)电路连接完成后,闭合开关,发现
小灯泡发光很暗,这时眼睛应该看着 _______
(选填“电流表”或“电压表”)移动滑动变阻器
的滑片,当小灯泡正常发光时电流表的示数如
图乙所示,则小灯泡的额定功率为_______ W;
(4)实验中改变小灯泡两端的电压,多次
测量的目的是____________________________;
【解析】(3)小灯泡发光较暗时,说明未正常发光,移动滑片时,应观察电压表,直到其示数为2.5V;由图乙看出,电流表使用的是0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.26A,小灯泡的额定功率
P额=U额I=2.5V×0.26A=0.65W;(4)实验中改变小灯泡两端的电压,多次测量的目的是测量不同电压下小灯泡的实际功率,得到小灯泡的实际功率随电压增大而增大的规律。
电压表
0.65
测量不同电压下小灯泡的实际功率,得到小灯泡的实际功率随电压增大而增大的规律
测定性实验8:测量小灯泡的电功率
【例题8】(2024年黑龙江绥化中考题)在“测量小灯泡的电功率”实验中,选用的小灯泡上标有“2.5V”字样,额定电流约为0.3A,电源电压恒为6V,实验电路如图甲所示。
(5)测得小灯泡的额定功率后,把小灯泡两端的电压调为额定电压的一半,发现测得的功率大于其额定功率的四分之一,请对其加以分析:
【解析】(5)根据 可知,若灯丝电阻不变,实际电压为额定电压一半时,实际功率
恰好等于额定功率的四分之一;当实际电压低于额定电压时,灯丝温度降低,电阻减小,所以此时实际功率大于额定功率的四分之一。