中考物理高频重难点考点专题解读与训练专题19电学伏安法三大实验含解析
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伏安法测电阻的实验一、实验探究题1.在“伏安法测电阻”实验中,小明同学将电路连成如图甲所示的电路。
(1)请你用笔画线代替导线将实物电路连接完整。
(要求:滑动变阻器的滑片P 向右滑动时,电流表示数变大).(2)实验中,闭合开关后,移动滑片,电流表无示数,电压表有较大示数,经检查,导线连接完好,则故障可能是________。
(3)排除故障后,小明进行实验记录数据,并根据数据绘制出图像(如图乙所示),由图乙可知,该定值电阻阻值是________Ω。
(4)小华设计了另一个测量电阻的电路,如图丙所示,电源电压不变,在MN 之问接入待测电阻,可以在电流表表盘上直接读出电阻阻值,小华已经标出了部分电阻值(如图丁所示),由电表表盘数据可知:该电路中R0=________Ω。
2. 如图所示是小明测定小灯泡电阻的实验电路图,电源电压恒为9V,电压表有0~3V和0~15V两个量程,小灯泡上标有5V字样。
(1)实验中电压表应选用________V的量程。
(2)正确连接电路后,闭合开关S,小明发现电流表示数较小,小灯泡不亮。
接下来应进行的操作是_____(只有一个正确选项)。
A. 更换一个同样规格的小灯泡B. 更换电压表所使用的量程C. 检查电路中是否存在断路故障D. 减小滑动变阻器接入电路的阻值(3)小明正确操作后,发现灯泡发光了。
如果要使灯泡正常发光,他应该移动滑动变阻器的滑片,观察________表的示数,使其为________。
(4)小明根据多次实验测得的数据画出了通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图象,如图所示,分析图象可知小灯泡正常发光时的电阻是________Ω(保留小数点后一位)。
同时发现在不同的电压下,灯丝电阻不是定值,原因是灯丝电阻受________的影响。
(5)当小灯泡正常发光时,小明还想知道小灯泡两端电压变大时它的发光情况,他逐渐向左移动滑片。
当灯泡两端电压是8V时,小灯泡灯丝烧断了,此时电压表示数会________8V。
中考物理电学实验、电路故障专题练习(含答案解析)一.“伏安法测电阻、欧姆定律”专题伏安法测电阻,是初中物理中的一个重要实验。
它同“测小灯泡功率”一样,几乎集中了初中电学的所有重点知识。
如串联电路的电流、电压特点,电流表、电压表的使用及读数,电学实验的操作步骤,实验故障,滑动变阻器的使用,欧姆定律,电阻的计算、表格的设计等。
例题:阅读短文,并回答短文后的问题。
在“探究电阻上的电流跟电压的关系”的过程中,一些同学作出了以下猜想:猜想A:加在电阻两端的电压越大,通过的电流越小;猜想B:加在电阻两端的电压越大,通过的电流越大;猜想C:加在电阻两端的电压增大,通过的电流不变。
为了验证上述猜想是否正确,小明用定值电阻和一个电压恒定的电源,及有关的实验器材,设计了电路,按实验要求分别测出有关的物理量。
(1)为了完成该实验,需要的测量仪表是________ 、________ 。
(2)表中是小明在实验中测出的数据,其中R为定值电阻,阻值分别为20Ω10Ω5Ω是电阻R两端的电压,I是通过电阻R的电流。
是正确的(填“A”、“B”或“C”)。
(3)通过分析比较以上数据,你还发现了________ 。
答案: (1)电流表;电压表;(2)1、2、3或4、5、6或7、8、9;B;(3)电压相同时,电阻越大,电流越小.二.测小灯泡功率“测小灯泡功率”的问题之所以成为中考热点,是因为在题中几乎集中了初中电学的所有重点知识。
如串联电路的电流、电压特点,电流表、电压表的使用及读数,电学实验的操作步骤,实验故障,滑动变阻器的使用,欧姆定律,电功率的计算,电源的合理选择、表格的设计等。
例题:在测定小灯泡额定功率的实验中 (所用灯泡的额定电压U0=3.8V):(1)王强小组采用图1所示的方案,这种测量方法叫做______;测量时发现闭合开关后,无论怎样移动滑片P,灯都不亮,电流表示数始终为0,电压表示数约为6V,则电路中出现的故障可能是:_______;排除故障后,调节滑动变阻器,直到电压表的示数为3.8V,此时电流表示数如图2所示,则小灯泡的额定功率为______W;(2)姚远小组设计了另一种实验方案(其中电源电压未知,电阻R的阻值已知):实验步骤:①电路如图3所示,请你按电路图在图4中用笔画线连好电路;②开关S拨到位置1,移动滑片P至任一位置,读出电流表示数I1;③开关S拨到位置2,滑片P位置不动,读出电流表示数I2。
实验二十三、伏安法测电阻的实验【实验目的】:用电流表、电压表测出未知电阻(或小灯泡)的阻值【实验器材】:电源、开关、电压表、电流表、待测电阻、滑动变阻器、若干导线等。
【实验原理】:R=U/I【实验步骤】: ①按图连好电路,注意连接时开关要断开,开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处; ②检查无误后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片 P 的位置,改变电阻两端电压分别为U 1、U 2、U 3观察电流表每次对应的数值,I 1、I 2、I 3 分别填入设计的记录表格;③根据每次记录的电压和电流值,求它的对应的电阻值,再求出它们的平均值; ④整理器材。
【考点方向】:1、原理:欧姆定律变形式R=U/I 。
2、滑动变阻器的作用:①保护电路;②改变电阻(或灯泡)两端的电压和通过电阻的电流3、电压表量程的选择:看电源电压,一般电压表量程稍大于电源电压。
1233R R R R ++=4、电流表的量程选择:I=U/R最小值(定值电阻) I=P额/U额5、滑动变阻器规格选取:1、看电流 2、计算电阻:R滑=(U-U额)/I额6、使小灯泡正常发光的操作:移动滑动变阻器使电压表示数等于小灯泡额定电压。
7、测定值电阻的阻值,它需要求平均值,因为多次多次测量求平均值,减小实验误差。
8、测小灯泡阻值,它不需求平均值,因为灯丝电阻随温度变化而变化,求平均值失去意义。
9、测量结果偏小是因为:有部分电流通过电压表,电流表的示数大于实际通过Rx电流。
根据Rx=U/I电阻偏小。
10、如果在实验中,无论如何移动滑动变阻器,电压表,或电流表的示数没有任何变化,那么可能的原因是:滑动变阻器接法错误,可能同时接成了上面的两个接线柱或同时接在了下面的两个接线柱。
11、闭合开关后,如果发现灯泡不亮,接下来的操作是:移动滑动变阻器,观察小灯泡是否会发光。
12、通过移动滑动变阻器的滑片P记录了多组数据,并作出了的I﹣U图象,发现其图像并不是一条直线,是因为:小灯泡的电阻丝阻值会随温度的变化而变化。
《伏安法和特殊法测量小灯泡的电功率》考点+训练测量小灯泡的电功率是初中电学的一个重要实验,是电功率一章的最后一节内容,是前面内容的一个升华,知识性综合性强。
在各省市中考的试卷中,主要以实验题的形式考查。
一、伏安法测量小灯泡的电功率:1.实验原理:P=UI。
2.电路的设计:用电压表测出小灯泡两端的电压,用电流表测出通过小灯泡的电流,为了多次测量,还需要滑动变阻器,还要用到组成电路必备的元件:电源、开关、导线,所以电路如下:3.实验步骤和记录表格:(1)按电路图连接实物图,连接时,开关断开,滑动变阻器“一上一下”接入电路。
(2)检查电路无误后,将滑片移动阻值最大处,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数等于小灯泡的额定电压,观察小灯泡的亮度,并记下电压表和电流表的示数;(3)调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压为额定电压的1.2倍,观察小灯泡的发光情况,并记下电压表和电流表的示数;(4)调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压为额定电压的0.8倍,观察小灯泡的发光情况,并记下电压表和电流表的示数;(5)比较灯泡的电功率和小灯泡的亮度,得出结论。
U/V I/A P/W 小灯泡的亮度1234. 实验结论:(1)当U实=U额时,P实=P额,用电器正常工作;当U实>U额时,P实〉P额,用电器容易烧坏;当U实<U额时,P实<P额,用电器不能正常工作。
(2)不同电压下,小灯泡的功率不同,实际电压越大,小灯泡功率越大。
(3)小灯泡的亮度是由小灯泡的实际功率决定的,实际功率越大,小灯泡越亮。
5. 交流讨论:(1)滑动变阻器的作用:①保护电路;②改变小灯泡两端的电压。
(2)小灯泡的I—U图像是一条曲线,原因是灯丝电阻随温度的升高而增大。
(3)使小灯泡的电压高于额定电压时,要注意观察电压表示数的变化,以免电压过高,烧坏小灯泡。
(4)多次测量的目的是为了测量不同电压下小灯泡的实际功率,不是为了多次测量求平均值,所以设计的表格中没有“平均功率” 这一栏。
2019年中考物理电学实验探究专题复习(精选全国中考真题+详细解析答案,值得下载)1.小明用“伏安法”测量一个定值电阻Rx的阻值(约为20Ω左右)。
实验器材有:定值电阻Rx、电压表(量程0~3V和0~15V)、电流表(量程0~0.6A和0~3A)、滑动变阻器(20Ω 1A)、开关、学生电源各一个,导线若干。
(1)“伏安法”测量电阻的原理是;(2)如图13a所示是“伏安法”测量电阻的实验电路图,图中甲、乙为两个电表,其中甲为表;(3)本实验电源电压选用12V,电压表应该选用量程,电流表选用0~0.6A量程;连接如图13b所示的电流表时,应该使电流从“”接线柱流入电流表;(4)闭合开关后,发现电压表的示数约为6v,电流表示数为零;移动滑动变阻器滑片,电压表示数有明显变化,但电流表示数为零,则发生故障的元件是;(5)排除故障后,接通电路,移动滑动变阻器滑片,当电流表的示数如图13b所示时,通过电阻Rx的电流大小是A;(6)经多次测量,小明由实验数据绘制得如图13c所示的U-I图象,由图象可知电阻Rx=Ω(保留一位小数);(7)在物理实验中,经常要对物理量进行多次测量,下列实验与本次实验进行多次测量的目的相同的是(填序号)。
A.用刻度尺测量物理课本的长与宽B.探究杠杠的平衡条件C.测量小灯泡的电功率解析:本题考查了用伏安法测未知电阻的实验。
对于本实验电路中电流表、电压表量程的选择、连接等注意掌握,同时对滑动变阻器在电路中的使用、电路故障分析和实验方法理解。
(1)用伏安法测电阻,需用电压表与电阻并联测出电压,电流表与电阻串联测出电流,根据R=U/I计算出电阻值,由于要多测几次求平均值,所以电路中需用到滑动变阻器,注意电流从电表的正接线柱流入、负接线柱流出;“伏安法”测量电阻的原理是R=U/I;(2)如图13a所示是“伏安法”测量电阻的实验电路图,图中甲电表并联、乙电表串联,所以甲为电压表;(3)本实验电源电压选用12V,根据题给滑动变阻器(20Ω 1A)、定值电阻Rx的阻值(约为20Ω左右)所以由I=U/R可估算得:I总min=12V/(20Ω+20Ω)=0.3A;被测定值电阻Rx两端的电压最小为U Rx=6V,所以电压表应该选用0~15V量程,电流表选用0~0.6A量程;连接如图13b所示的电流表时,应该使电流从正接线柱流入即0.6A接线柱流入电流表;(4)闭合开关,发现电压表的示数约为6v,电流表示数为零;移动滑动变阻器滑片,电压表示数有明显变化,说明电路连通,但电流表示数为零,则发生故障的元件是电流表短路;(5)排除故障后,接通电路,移动滑动变阻器滑片,当电流表的示数如图13b所示时,根据电流表选用0~0.6A量程,则通过电阻Rx的电流大小是0.34A;(6)多次测量,小明由实验数据绘制得如图13c所示的U-I图象,由图象选择坐标点(10v;0.45A)可知电阻Rx=10v/0.45A=22.2Ω(保留一位小数);(7)本次实验对物理量电阻R进行多次测量,求平均值,减少实验误差,所以下列实验与进行多次测量的目的相同的是A。
专题伏安法测电阻1.(2019上海中考题)小华同学做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压为3伏且保持不变)、待测电阻R x、电流表、电压表、电健各一个,滑动变阻器有A、B、C三个(分别标有“5Ω 2A”字样、“10Ω 2A”字样、“50Ω 1A”字样),以及导线若干。
小华实验时选取其中一个滑动变阻器,正确连接电路,且使滑动变阻器的滑片在中点附近,闭合电键时各电表示数如图10(a)、(b)所示,并记录第一组数据。
继续移动滑片,当电压表示数在如图(a)的基础上偏转两格后,记录第二组数据,此时小华发现电压表、电流表偏转角度相同。
求:①电压表的量程是伏。
②计算说明实验中电流表的量程。
③根据记录的第二组数据,计算出此时待测电阻R x的阻值。
【答案】①0﹣3V;②0﹣0.6A;③5Ω,5Ω。
【解析】①正确连接电路,即待测电阻与变阻器串联,电流表串联在电路中,电压表与待测电阻并联,因电源电压为3V,故电压表选用小量程0﹣3V;②(a)图中,电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压表示数为1.4V;(b)图中,若电流表选用大量程,电流为1.4A;若选用小量程,电流为0.28A;根据串联电路电压的规律,变阻器的电压为:U R=U-U X=3V﹣1.4V=1.6V,若电流表选用大量程,变阻器连入电路的电阻:R滑中=U滑/I大=1.6伏/1.4安≈1.14Ω,变阻器最大电阻为2×1.14Ω=2.28Ω,与题中所给的变阻器的规格差别较大,所以不可能是大量程;若电流表选用小量程,变阻器连入电路的电阻:R滑中=U滑/I小=1.6伏/0.28安≈5.71Ω,变阻器最大电阻为2×5.71Ω=11.4Ω,与题中所给的“10Ω 2A”变阻器的相吻合,故电流表选用小量程0﹣0.6A;③电流表示数为0.28A,继续移动滑片,当电压表示数在如图(a)的基础上偏转两格后,电压表示数可能为1.6V或1.2V;若电压表示数为1.4V+2×0.1V=1.6V,即电压表示数变大,根据U=IR,则电路中电流也应变大,电流为:0.28A+2×0.02A=0.32A;由欧姆定律得:R x=U x/I x=1.6伏/0.32安=5Ω;若电压表示数为1.4V﹣2×0.1V=1.2V,即电压表示数变小,根据U=IR,则电路中的电流也应变小,电流为:0.28A﹣2×0.02A=0.24A;由欧姆定律得:R x'=U'x/I'x=1.2伏/0.24安=5Ω。
九年级物理同步专题剖析:专题19 伏安法测电阻【实验目的】 测未知电阻的阻值 【设计并进行实验】1.实验器材:电源、导线、开关、定值电阻、小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器;2.实验原理:IU R =AVRR'S3.实验步骤:(1)断开开关,调节电流表、电压表的指针到零刻度;按电路图连接实物;调节滑动变阻器到阻值最大端。
(2)闭合开关,调节滑动变阻器的滑片至适当位置,分别读出电流表的示数I 、电压表的示数U ,并记录在表格中。
(3)根据公式IUR =计算出R 的值,并记录在表格中。
(4)通过移动滑动变阻器滑片,改变定值电阻两端的电压和通过电阻的电流,分别记录对应的值。
实验次数123456电流I/A 00.150.190.280.40.6电压U/V 00.81 1.423电阻R/Ω5.35.3 5550.7550.25【拓展实验】(5)将定值电阻换成小灯泡进行实验,电路图和实物图如下所示:AVLRS【分析数据】①将测得的定值电阻阻值进行求平均值:554321RRRRRRx++++=Ω=5555555Ω+Ω+Ω+Ω+Ω=②不能将小灯泡的电阻测量值进行求平均值,因为小灯泡电阻受温度的影响,是变化的。
定值电阻和小灯泡的UI-图如下:【实验结论】电阻是导体本身的特性,和导体的电流与电压无关;灯泡的电阻不是固定的,随温度的升高而增大。
【交流与讨论】(1)滑动变阻器的作用:保护电路、改变定值电阻(小灯泡)两端的电压和通过的电流。
(2)滑动变阻器规格的选取:电源点电压U小灯泡额定电压U L小灯泡正常发光时电阻R LLLLUUURR-=滑所选滑动变阻器最小阻值:LLL RUUUR-=滑所选滑动变阻器:滑滑RUUURLL-≥L(3)要使小灯泡正常发光,应移动滑片,使电压表示数为小灯泡额定电压。
(4)电压表示数小于(或大于)小灯泡额定电压时,滑片移动方向的判断:应使滑动变阻器接入电路中的电阻变小(或变大)。
2019年中考物理复习(苏教版)电学五大实验实验一:探究电流与电压的关系1.提出问题:电流与电压有什么关系。
2.猜想与假设:电流与电压成正比。
3.设计实验:因电流与电压、电阻均有关系,我们要研究电流与电压的关系,应该采用控制变量法。
即保持电阻不变,改变电阻两端的电压,研究电流与电压的关系。
器材:电流表、电压表、定值电阻(2个)滑动变阻器、电源开关、导线电路图:4.进行实验:①按图连好电路,注意连接时开关要断开,开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处,实物图如下所示。
②保持电阻R1=5Ω不变,检查电路后闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数分别为1V、2V、3V,并读出电流表相应的数值、填表。
R1=5Ω改变电阻,使R2=10不变,调节滑动变阻器,使电压表的示数分别为1V、2V、3V,并读出电流表相应的数值、填表。
R2=10Ω5.根据数据画出I-U图像。
6.得出结论:在电阻不变时,通过导体的电流和导体两端的电压成正比。
要点诠释:1.任何电学实验,在闭合开关之前,滑动变阻器应调节到阻值最大处,这样可以保护电路。
2.本实验中滑动变阻器的作用有两点:①保护电路;②改变定值电阻两端的电压3.如果只凭一组数据,就得出电流与电压成正比的结论,缺乏普遍性,所以本实验用不同阻值的电阻,重复实验操作,这样得出的数据更具普遍性。
4.要会根据I-U图,判断电阻值的大小。
如图,通过相同的电流时,U B>U A,所以R B>R A实验二:探究电流与电阻的关系1.提出问题:电流和电阻之间有什么样的关系?2.猜想与假设:电流与电阻成反比。
3.设计实验:仍使用控制变量法,即保持定值电阻两端的电压不变,研究电压不变时,电流与电阻的关系。
电路图:4.进行实验:①按图接好电路。
注意连接时开关要断开,开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处,实物图如下所示。
②分别将5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻连入电路,检查电路后闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表示数保持3V不变,分别记下电流表的示数,填入表格。
2019年中考物理实验专题复习——探究伏安法测电阻的实验命题点1.实验原理:2.电路图:3.连接实物图(①开关断开;②电流表、电压表量程选择;③电流表、电压表接法;④滑动变阻器接法)4.闭合开关,将滑动变阻器的阻值调至最大5.滑动变阻器的作用(①调节待测电阻两端的电压;②保护电路)6.电压表、电流表的读数7.实验步骤的补充8.电路故障分析(2016年1次)9.动态电路分析10.实验数据或实验的图象分析,实验数据记录表的设计11.电阻值的计算或待测电阻表达式12.温度对小灯泡电阻的影响(小灯泡的电阻随着;温度的升高而增大)13. 多次测量的目的(减小误差)14.其他特殊测电阻的方法的设计或特殊测电阻方法的步骤的补充典题欣赏:1.(2018•河南)小芳利用图甲所示的电路测量未知电阻R x的阻值,阻值大约为5Ω(1)请你根据电路图,用笔画线代替导线,在图乙中完成实验电路的连接。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于端(选填“A”或“B”)。
(3)闭合开关,发现电压表和电流表均无示数。
小芳利用另一只完好的电压表进行检测,把电压表分别接在a、b之间和b、c之间,电压表均有示数;接在a、c之间,电压表无示数。
如果电路连接完好,只有一个元件有故障,该故障是。
(4)排除故障后,调节滑动变阻器,记录多组数据。
画出了待测电阻R x的I﹣U图象,如图丙所示。
由图象可得R x= Ω。
(5)小芳又设计了一种方案,也测出了R x的阻值。
电路如图丁所示,R0为阻值已知的定值电阻,电源电压未知且恒定不变。
测量步骤如下:①当开关时,电流表读数为I l;②当开关S1、S2都闭合时,电流表读数为I2;③待测电阻R x= 。
(用已知和测出的物理量符号表示)2.(2018•荆州)小金在实验室做测量电阻实验时,设计了如图所示的电路,用来测量接入1、2两点间导体的电阻,已知电源电压为6V。
(1)用导线连接1、2两点,电流表示数刚好达到最大测量值,则电阻R为Ω(2)把待测电阻R x接入1、2两点之间,此时电流表读数为0.2A,则R x的阻值是Ω。
专题19 电学伏安法三大实验探究电流与电压、电阻的关系欧姆定律一章中的重要实验,是得出欧姆定律的必做实验,也是中考电学最常考的电学实验之一,通过实验的探究有助于对欧姆定律的正确理解,为学好欧姆定律这一章打下良好的基础。
伏安法测电阻是欧姆定的一个重要应用,也是各省市考试的一个主要实验题目,通过伏安法测电阻能促进学生对欧姆定律的正确理解。
测量小灯泡的电功率是初中电学的一个重要实验,是电功率一章的最后一节内容,是前面内容的一个升华,知识性综合性强。
一、三大实验对比:(1)连接电路时,开关应断开。
除电压表以外的元件串联,电压表并在待测的电阻或小灯泡两端,滑动变阻器注意是“一上一下”接入电路;闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于阻值最大处。
(2)电流表、电压表接线柱接入电路时应为“正入负出”,注意电流表和电压表量程的选择:①电压表的量程一般根据题干已知的电源电压、小灯泡的额定电压或实物图中电池的节数来判断;②电流表的量程由UI R =最小或P I U =额额来确定。
(3)电路连接完毕,经检查无误后,闭合开关前应先试触。
(4)读数后,立即断开电路,以免电阻通电时间过长而发热,影响实验。
二、探究电流与电压、电阻的关系1、实验方法:控制变量法。
探究电流与电压的关系,应保持电阻不变,通过移动滑动变阻器的滑片改变电阻两端的电压,测量通过电阻的电流;探究电流与电阻的关系,应保持电压不变,改变电阻,通过移动滑动变阻器的滑片使电阻两端的电压保持不变,测量通过不同电阻的电流。
2、在“探究电流与电阻的关系”的实验中,用10Ω的电阻替换5Ω的电阻时,为保持电压表示数不变,应将滑动变阻器阻值调大,即“换大调大”;反之用5Ω的电阻替换10Ω的电阻时,为保持电压表示数不变,应将滑动变阻器阻值调小,即“换小调小”。
3、实验中的定值电阻不能用小灯泡代替,原因是灯丝电阻随温度的变化而变化,而本实验要求用的是定值电阻。
4、实验结论:(1)当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比; (2)当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
注意:得出结论时,我们不可以说“电压与电流成正比”,也不可以说“电阻与电流成反比”,因为这里有个因果关系。
5、在“探究电流与电阻的关系”的实验中,定值电阻两端控制的电压U V 、定值电阻的最大值R max 、滑动变阻器的最大阻值R 滑、电源电压U 四者相关。
由串联电阻分压得:V V max =U RU U R -滑,已知U 、R max 、R 滑、U V 其中的三个,可以确定另外一个。
三、伏安法测定值电阻和小灯泡的电阻:1、原理:通过电压表测电压,电流表测电流,利用公式IUR =计算得出电阻的阻值。
2、测定值电阻和小灯泡的电阻的表格设计:测定值电阻的实验表格 测小灯泡的电阻实验表格设计说明:测定值电阻的阻值,取三次电阻的平均值作为待测电阻的阻值,这样可以减小实验误差;测小灯泡的电阻不需要求平均值,因为小的灯泡的电阻随着温度的变化而变化,求平均值没有意义。
四、伏安法测量小灯泡的电功率: 1、实验原理:P=UI 。
2、实验表格:设计说明:表格不需要设计中没有“平均功率” 这一栏。
不能用多次测量求出的电功率的平均值作为小灯泡的额定功率,是因为电压改变,功率也改变,求平均值无意义。
3、实验结论:(1)当U 实=U 额时,P 实=P 额,用电器正常工作;当U 实>U 额时,P 实〉P 额,用电器容易烧坏;当U实<U 额时, P 实<P 额,用电器不能正常工作。
(2)不同电压下,小灯泡的功率不同,实际电压越大,小灯泡功率越大。
(3)小灯泡的亮度是由小灯泡的实际功率决定的,实际功率越大,小灯泡越亮。
4、交流讨论:(1)小灯泡的I —U 图像是一条曲线,原因是灯丝电阻随温度的升高而增大。
(2)使小灯泡的电压高于额定电压时,要注意观察电压表示数的变化,以免电压过高,烧坏小灯泡。
(3)小灯泡不亮的原因可能原因之一是滑动变阻器连入电路中的阻值太大,小灯泡的实际功率太小。
滑动变阻器的规格选取利用U U R I -=额滑额来确定。
(4)小灯泡两端的电压无法达到调到额定电压的原因:电源电压过低或滑动变阻器的阻值太小。
一、中考题型分析伏安法三大实验是中考中常考的实验,由于都是测电压、电流,只是处理数据的方法不同,所以三实验由很多相似之处,又有很多不同之处。
中考中围绕着这些内容展开考查。
主要以实验为主,分值在5-8分之间。
二、典例精析◆典例一:(2020烟台)如图甲所示是小明“探究电流与电压、电阻的关系”的实验电路图。
选用的实验器材是:电源(3V)、电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V),定值电阻R1=5Ω、R2=10Ω、R3=20Ω,滑动变阻器(40Ω 2A)、开关、导线若干。
(1)探究电流与电压关系:①探究电流与电压的关系时,要保持______不变,采用的科学方法是______;②小明在实验中进行多组数据测量的目的是______ ;③小明选用5Ω和10Ω的两只电阻分别进行实验后,由实验数据画出的图象如图乙所示,其中M图象对应的电阻是;由M图象得到的实验结论;(2)探究电流与电阻的关系:①小明在实验中,首先确定一个保持不变的电压值U,当AB间的电阻R由5Ω换成10Ω时,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向______(选填“a”或“b”)移动,才能使电压表示数变为U;②当AB间换接20Ω的电阻时,小明无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数都无法达到U。
请你告诉他,为完成实验,U的取值范围是______。
【答案】(1)①电阻控制变量法②为了寻找普遍规律③ M图象对应的是5Ω电阻电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比(2)①b ②3V≥U≥2V【解析】(1)①由控制变量法可知,探究电流与电压的关系时,需要保持电阻不变。
②实验中,进行了多组数据的测量,其目的是为了寻找普遍规律。
③由图乙可知,当电压为1V 时,通过M 的电流大于N 的电流,由R UI=可知N 图像对应的电阻较大,M 图像对应的电阻较小,所以M 图像对应的电阻是5Ω。
由图像可知,电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(2)①当AB 间的电阻R 由5Ω换成10Ω时,电阻增大,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向b 端移动,使电压为U 。
②变阻器的最大阻值是40Ω,当AB 间换接20Ω的电阻时,变阻器的阻值处于最大处,通过电路的电流36V=0.1A 20+40U I R R ==+ΩΩ滑,电阻两端的电压U AB =IR 3=0.1A×20Ω=2V ,电压表的示数最小为2V,电压表的量程是0~3V,电压表的最大示数是3V,所以为完成实验,U 的取值范围是3V≥U≥2V。
◆典例二:(2020山西)实践小组的同学们进行“伏安法测定小灯泡电阻”的实验,小灯泡的额定电压为2.5V (阻值约为10Ω,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整(导线不得交叉);(2)滑动变阻器在实验中除保护电路外,还有__作用。
同学们把电路元件接入电路,刚接好最后一根导线,灯泡就立即发光,发生这种现象的原因可能是__;(3)经检查无误后,接通电路,向左移动滑动变阻器的滑片P,观察到__,表明小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的阻值为__Ω。
继续向左移动滑片,则可能出现的现象有__(写出一条即可);(4)实验结束后,小组同学根据实验数据,绘制了如图丙所示的图象,分析图象可得出结论:__。
【答案】(1)见解析(2)改变小灯泡两端的电压电路连接过程中开关没有断开(3)电压表示数为2.5V 8.3 小灯泡变亮(4)小灯泡两端的电压和电流之比不是定值【解析】(1)由于小灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表选用0~3V的量程,电压表与灯泡并联且正接线柱与小灯泡的进接线柱相连;滑动变阻器一上一下的串联在电路中;小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω,由欧姆定律知道,灯正常发光时的电流约为2.5V=0.25A10ΩUIR==,故电流表选用小量程且与灯串联,如下所示:;(2)滑动变阻器的基本作用是保护电路,此实验中主要作用是改变小灯泡两端的电压及通过电阻的电流,算出多组电阻;连接好最后一根导线,灯泡立即发光,可能是连接电路时没有断开开。
(3)灯在额定电压下正常发光,所以检查无误后,接通电路,向左移动滑动变阻器的滑片P,观察到电压表的示数为2.5V时,表明小灯泡正常发光,图乙中电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,小灯泡的电阻为2.5V8.30.3ALLURI==≈Ω;滑片向左移动,滑动变阻器的电阻减小,根据UIR=知道,电路的电流增大,小灯泡两端的电压变大,根据P=UI知道,小灯泡的实际功率变大,灯泡变亮。
(4)由图知道,由于不是直线,表示小灯泡两端的电压和电流之比不是定值。
◆典例三:.(2020柳州)小杰利用图甲的电路测量小灯泡的电功率,小灯泡的额定电压为2.5V;(1)连接电路时,应该保持开关______(选填“闭合”或“断开”)。
滑动变阻器的滑片置于______(选填“A ”或“B ”)端;(2)闭合开关,调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压为2.5V,此时电流表示数如图乙。
则小灯泡中的电流为______ A,小灯泡的额定功率为______W ;(3)调节滑动变阻器,记录多组电压、电流数据,计算小灯泡对应功率,完成实验; (4)图丙是小杰作出的小灯泡I ﹣U 图象。
老师鼓励他结合图甲思考以下问题:①在滑动变阻器滑片向A 端移动过程中,电流表示数______,小灯泡的电阻______(以上两空选填“变大”“变小”或“不变”):小灯泡的电阻与其温度____(选续“有”或“无”)关:当温度为0℃时,小灯泡的电阻______(选填“小于”“等于”或“大于”)零; ②关于小灯泡的功率P 与通过其电流的平方I 2的关系。
如图所示的图象中最合理的是______。
A .B .C .D .【答案】(1)断开B (2)0.240.6(4)①变大变大有大于②B【解析】(1)为保护电路,在电路在连接时,开关应处于断开状态;滑动变阻器应处于最大阻值端,即B 端。
(2)如图所示电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,其示数电流为0.24A 。
根据P=UI 可得小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V ×0.24A=0.6W ;(4)①滑动变阻器滑片向A 端移动时,变阻器接入电路的阻值变小,根据欧姆定律UI R=知,电路中电流变大,即电流表的示数变大,由图丙知,当通过小灯泡的电流为0.2A 时,灯泡两端的电压为1.5V,小灯泡的电阻为1L 1 1.5V 7.5Ω0.2AU R I ===,当通过小灯泡的电流为0.25A 时,灯泡两端的电压为3V,小灯泡的电阻为2L23V 12Ω0.25AU R I '===,则R L ′>R L ,故当电路中的电流变大时,小灯泡的电阻也变大;由于小灯泡两端的电压增大电路中的电流增大则小灯泡的功率变大,温度升高,说明小灯泡的电阻与温度有关;导体电阻是导体的属性,当温度降为0℃时,小灯泡的灯丝也不是超导体,电阻不会为0,仍然大于0。