电学仪器课程解读文档格式.docx
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【热点透析】原理:
一般是通过串联滑动变阻器,改变电路中的电阻,从而改变电路中的电流(限流)和电压(分压)的分配情况。
使用方法及注意事项如下:
使用前:
观察变阻器铭牌上标注的变阻器最大电阻值(即变阻范围)和允许通过的最大电流;
使用时:
滑动变阻器接法“一上一下”,并注意连入电路部分电阻线长度的变化。
【说明】中考对本器材的考查,较为频繁,一般不单独考查,而是通过串联滑动变阻器,改变电路中的电阻,从而改变电路中的电流、电压和电功率的问题,考查滑动变阻器的工作原理,及其使用注意事项等。
解答时,要求学生要了解滑动变阻器接入电路中的电阻部分,知道它如何随滑片变化,并运用欧姆定律分析解答。
中考热点三:
读家用电能表计算电费.
【热点透析】使用方法及注意事项:
表盘上的信息:
标注的U、I分别指额定电压和允许通过的最大电流,U、I指电能表所能接用电器的最大功率;
读数:
表盘上最后一位记为小数点后的一位小数。
【说明】考查时,往往是结合电功率的问题,考查电能表的读数,并计算电费等。
二、电学实验探究
在历年的各省市的中考物理中,实验与探究题一直是考查的重点,分值逐年提高,有的省市的分值甚至占总卷分值的30%以上.其特点是对知识的综合考查、注重探究活动的过程,而不是靠死记硬背来填写答案.近一两年加大了对“实验过程”的考查,即对实验的结论的考查有所弱化,而对实验步骤和实验中碰到问题这些方面的考查增多了.
要特别注意教材上各个学生实验的实验过程及所有实验的结论,这些一直是中考高频考点.尤其是对实验过程的问题、步骤、设计思路、操作的合理性进行考查和评估.
典型例题
知识点一:
电学开放性探究
例1.王老师组织同学们到学校实验室自主进行物理实验,某小组同学选择了一些仪器元件(如图所示)。
根据提供的实物完成下列要求。
(1)你认为该小组同学可以完成哪些电学实验或可以探究哪些电学规律?
请写出3个不同的实验课题名称。
①
②
③
(2)在你写出的三个实验课题中选择其中一个,画出电路图并简述进行实验或收集数据的主要步骤。
(3)下表是该小组同学进行实验时记录的一组数据,分析这些数据可知,测电压值所用电表的量程为V;
测电流值所用电表的分度值为A。
U/V
1.0
2.5
2.8
I/A
0.15
0.22
0.24
解析:
在电学的实验中,用同一套实验器材,我们可以完成不同的实验。
如测小灯泡的电功率的实验器材,还可以测小灯泡的电阻、研究滑动变阻器在电路中的作用、研究电流与电压和电阻的关系等,同学们在学习时,要有开放思维意识,开放自己的思想,发散思维。
此题具有一定的开放性,主要考查同学们对一些物理实验掌握的熟练程度,和同学们的开放思维意识,有些同学不能从众多的器材中选出合适的器材来完成实验。
答案:
(1)①伏安法测电阻;
②测定小灯泡的额定功率;
③研究电热与电流的大致关系;
④研究串联电路的电流(或电压、电阻)的特点;
⑤研究并联电路的电流(或电压、电阻)的特点。
(2)可供选择的课题有:
课题一:
实验名称:
伏安法测电阻。
①电路如图所示。
②步骤:
a.按照电路图连接电路;
b.调节滑动变阻器滑片,改变被测灯泡两端的电压;
c.记录三组对应的电压值和电流值;
d.根据每组数据算出电阻,再求平均值。
课题二:
测定小灯泡的额定功率。
b.调节滑动变阻器滑片,使灯泡两端电压为额定电压;
c.读出小灯泡在额定电压下的电流;
d.利用P=UI算出小灯泡的额定功率。
课题三:
研究电热与电流的关系。
②步骤:
a.按照电路图连接电路;
b.调节滑动变阻器滑片,记录不同电流下火柴被
电热丝点燃所用时间;
c.分析数据得出,使电热丝产生相同热量,电流值越大,时间
越短。
课题四:
研究串联电路中电压的特点。
①电路如图所示。
a.按照电路图连接电路b.调节滑动变阻器滑片,用电压表测出几组L1和L2两端的电压U1、U2和L1、L2两端的总电压U;
c.分析数据得出结论U=U1+U2。
课题五:
研究并联电路中电流的特点。
a.按照电路图连接电路b.调节滑动变阻器滑片,用电流表分别测出几组L1、L2支路电流I1、I2和干路电流I,c.分析数据,得出结论I=I1+I2。
(3)0~3;
0.02
知识点二:
电学探究实验的评估:
例2.(江西)关于测量定值电阻阻值的实验
【方案一】运用电压表(无电流表),一个阻值为R0的固定电阻,测量定值电阻的阻值。
器材:
一只电压表,一个阻值为R0的固定电阻、电源、开关和导线若干。
实验步骤:
步骤一、请你在下图虚线框中画出实验时所需的电路图,并连接电路
步骤二、将电压表在Rx两端,闭合开关,读出电压表的示数Ux
步骤三、将电压表在R0两端,闭合开关,读出电压表的示数U0
步骤四、根据你设计的电路的特点和实验所测得的物理量,写出Rx的表达式(用符号表示)
【方案二】运用一只电压表(无电流表)、一个已知最大阻值的滑动变阻器,测量定值电阻的阻值。
一只电压表、一个已知最大阻值的滑动变阻器,电源、开关和导线若干。
实验要求:
请你在下图虚线框中画出实验所需的电路图。
评估交流:
(1)从实验操作角度看,以上两个方案中,方案更好。
(2)好在(只要求写出一条)。
(1)测量导体的电阻,可以利用R=U/I求得,试题中没有提供电流表,可以通过测出R0的电压,计算出其电流,再利用Ix=I0间接得到Rx的电流,所以应该设计成串联电路;
(2)第二种方案利用了滑动变阻器的最小阻值和最大阻值已知,从而在不必改接电压表的情况下,通过调节滑片,使电压表分别测出电源电压和Rx的电压,操作简便。
步骤一:
如下方左图所示步骤二:
并联步骤三:
并联步骤四:
Rx=UxRo/Uo实验要求:
如下方右图所示。
(1)二
(2)方案二中在测量电压时无需换接电压表,测量电压更方便
知识点三:
课外引申应用
例3.(宁波)磁场的强弱可用磁感应强度(B)表示,单位为特(T)。
某些材料的电阻值随磁场增强而增大的现象称为磁阻效应,用这些材料制成的电阻称为磁敏电阻,利用磁敏电阻可以测量磁感应强度。
某磁敏电阻RB在室温下的阻值与外加磁场B大小间的对应关系如表所示。
外加磁场B/T
0.04
0.08
0.12
0.16
0.20
磁敏电阻RB/Ω
150
170
200
230
260
300
把RB接入如图所示电路(电源电压恒为9V,滑动变阻器R′上标有“100Ω1A”字样),并在室温下进行实验。
(1)当外加磁场增强时,电路中的电流(填“变大”、“变小”或“不变”);
为了使电压表的示数保持不变,滑动变阻器R′的滑片P应向(填“a”或“b”)端移动;
(2)RB所在处无外加磁场时,RB=150Ω;
此时闭合开关,滑片P在a端和b端之间移动时,电压表示数的变化范围是多少?
(不计实验电路产生的磁场,下同)
(3)当电路置于某磁场处,滑动变阻器R′滑片P位于b端时,电压表的示数为6V,则该处磁场的磁感应强度为T。
本题将高中电学知识“下放”到初中,其命题思路只是想用新的物理情境来对初中知识进行考查,而不是引导大家去预习高中知识。
注意这一类题型的处理。
(1)变小b
U总=I1R总=0.036A×
150Ω=5.4V
当滑片P位于a端时,R总两端的电压为9V
即电压表示数变化范围为5.4~9V
(3)0.08
提分技巧
1.熟悉各个电学仪器的工作原理、注意事项、使用方法和作用;
2.科学探究的七个环节要熟悉,实验不等于科学探究.实验仅仅是科学探究中的一个环节而已.
预习导学
白炽灯照耀下的电学知识:
同学们可以尝试着用白炽灯自编一些电学试题,看能否将我们初中的电学知识串起来做个系统的复习……
同步练习(答题时间:
60分钟)
一、用电流表和电压表测电流、电压:
1.在“测定2.5V小灯泡功率”的实验中,小红设计了如左图所示的电路:
(1)请在图甲的“
”内填入合适的“灯泡”和“电表”符号。
(2)小红按电路图连接电路,进行实验,测得数据如表所示。
断开开关时,发现电表如图乙所示,其中电流表出现这种现象的原因是___。
(3)假如不重新实验,请你利用小红已获取的信息,计算出该灯泡的额定功率是___W。
若小灯泡两端的实际电压为3V,则小灯泡的实际功率额定功率(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
2.在“测定小灯泡电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,灯丝电阻约为10Ω。
(1)请用笔画线代替导线,将甲图所示的实验电路中未连接部分连接完成(连线不得交叉)。
(2)连接电路时,开关应处于状态;
按照你连接的电路,滑动变阻器的滑片应调节至最(选填“左”或“右”)端。
(3)实验时,调节滑动变阻器,当电压表的示数为V时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如右图乙所示,则通过灯泡的电流为A,小灯泡的额定功率是W。
(4)若接下来要测量该灯泡比正常发光略亮时的电功率,请详细叙述操作步骤。
(5)该实验还可以测定小灯泡的电阻。
根据以上实验数据,这个小灯泡正常工作时的电阻为Ω。
二、用滑动变阻器改变电流和电压:
1.(江西)用滑动变阻器改变小灯泡的亮度:
(1)实验室中有一铭牌上标有“20Ω2A”字样的滑动变阻器,如甲图所示。
若要把它其中的两个接线柱连接到电路中去,共有种接法;
“20Ω”指的是接线柱间的电阻值,“2A”指的是_____________________________。
(2)现再给电源、小灯泡、开关各一个,导线若干,请在乙图中用笔画线代替导线连接电路,要求滑动变阻器的滑片向右移时灯泡变暗。
(3)如果你还想知道电路中电流值的改变情况,需在电路中再联一个电流表,并增加根导线。
2.(河南)如图所示为电子地磅的电路图。
当称重物时,在压力作用下滑片P向下端滑动,变阻器连入电路的电阻______,电流表的示数_____。
(选填“变大”“变小”或“不变”)。
这样把电流对应的重量刻在电流表的刻度盘上,就可以读出被称物体的重量。
三、用电能表测电功:
1.(江西)萍萍家本月应交电费42元,本月末抄表时的示数是
,若电价为0.6元/度,则萍萍家上月末电能表的示数为.从表盘上你还能获得的信息有:
①__;
②_。
2.(福建福州)家庭中的电灯、电视机、电风扇等用电器都是联在电路中的。
小林家4月底电能表读数为2708.7kW·
h,5月底电能表读数如图所示,那么5月份他家消耗了________kW·
h的电能,若电价为0.5元/度,这个月的电费是元。
四、实验探究:
1.(衢州)法国科学家阿尔贝·
费尔和德国科学家彼得·
格林贝格尔由于发现了巨磁电阻(GMR)效应,荣获了诺贝尔物理学奖。
小明同学设计了如图所示的电路,来研究巨磁电阻的大小与有无磁场的关系。
请分析回答:
(1)断开S1,闭合S2,移动滑动变阻器R2的滑片,测得两电表的四组数据如下表所示。
由此可知,无磁场时GMR的电阻大小为欧;
实验序号
1
2
3
4
U/伏
1.00
1.25
2.00
2.50
I/安
2×
10-3
2.5×
4×
5×
再闭合S1和S2,保持R1滑片位置不变,移动滑动变阻器R2的滑片,测得两电表的四组数据如下表所示,可计算出有磁场时GMR的电阻大小;
0.45
0.91
1.50
1.79
0.3×
0.6×
1×
1.2×
(2)通过上述实验,得出的结论是;
(3)利用小明同学设计的电路并保持原有器材不变,你还可以进一步研究与巨磁电阻大小有关的问题是。
2.(济宁)电流做的功跟电压、电流和通电时间三个因素都有关。
李明同学要通过实验探究电功跟电压的关系,他选用的器材如图所示。
其中甲、乙两容器完全相同,电阻丝R1的阻值大于电阻丝R2的阻值。
(1)请你用笔画线代替导线,帮他把实验电路连接完整。
(2)他在该实验中选用两根阻值不同的电阻丝,其目的是。
(3)在这个实验中,李明是通过观察比较来比较电流做功多少的。
电流通过电阻丝做的功多(填R1或R2)。
(4)由这个实验可以得到的结论是:
。
3.(温州)小明设计了如图甲所示的电路图,用来测定额定电压为“2.5伏”的小灯泡的电功率。
各元件都完好,电源电压保持不变。
(1)小明将各元件连接成如图乙所示的电路,请指出其中的错误:
_______________。
(2)电路调整正确后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当观察到_____时,表明小灯泡正常发光,并记录电流表的示数。
(3)为了进一步探究小灯泡的亮度与实际电功率的关系,小明继续调节滑动变阻器的滑片,并记录数据如下表,发现第2次实验小灯泡最亮,此时小灯泡的实际电功率为___瓦。
实验次数
电压表示数/伏
2.0
电流表示数/安
0.32
0.35
0.27
试题答案
1.
(1)如下图所示
(2)电流表使用前未校零
(3)0.75大于
2.
(1)如下图所示
(2)断开右
(3)2.50.30.75
(4)向左移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.7V,记下此时电流表的示数,然后立刻断开开关。
(5)8.33
1.
(1)3A、B滑动变阻器允许通过的最大电流值为2A
(2)连线如下图所示
(3)串一
2.变小变大
1.01886①额定电压是220V;
②每消耗1kW·
h的电能,铝盘转动1250转
2.并11055
1.
(1)500
(2)有磁场时巨磁电阻的阻值明显变大
(3)研究巨磁电阻的大小与磁场强弱的关系(或研究巨磁电阻的大小与磁场方向的关系)
2.
(1)如图所示。
(2)使R1、R2两端的电压不同
(3)温度计示数的变化R1
(4)在电流一定、通电时间一定时,电压越高,电流做的功越多。
3.
(1)电流表没有与小灯泡串联,电压表没有与小灯泡并联
(2)电压表示数为2.5伏
(3)0.98
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