电学实验及计算专题.docx
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电学实验及计算专题.docx
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电学实验及计算专题
电学实验与计算专题复习
初中电学实验包括:
•1、探究串、并联电路电流的规律;
•2、探究串、并联电路电压的规律;
•3、探究电流与电压、电阻的关系;
•4、伏安法测电阻;
•5、伏安法测小灯泡的电功率;
•6、探究电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间的关系(焦耳定律)。
其中3、4、5三个实验是重点实验,相关的中考考点有
探究电流与电压、电阻
1.分析实验故障
2.分析数据得出实验结论
3.实验方法:
控制变量法
4.画电路图、连接电路实物图、量程选择
5.滑动变阻器的作用:
改变电路中电流、导体两端的电压
6.根据数据画I-U图像、分析I-U图像
7.设计实验表格
8分析灯丝电阻与温度关系
9根据题目条件选实验器材
下面我们分别通过一些题目来进行巩固:
1、某同学测小灯泡电阻的电路如图所示,其中电源电压为4.5V。
他按电路图正确连接好实验电路,并检查各元件完好。
然后闭合开关S,发现灯泡很亮,且电压表的读数为4.5V。
造成该现象的原因为是__________________。
2、图(甲)是“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”的电路图,其中R是定值电阻。
(2)当探究电流与电压的关系时,通过调节变阻器滑片P的位置来改变___________
实验序号
1
2
3
电压/v
2.0
2.5
3.0
电流/A
0.40
0.58
0.66
两端的电压.三次改变滑片位置,测得三组电压和电流值,发现每次电压与电流的比值是________________的(选填“相同”或“不同”),固此可得出电流与电压关系的初步结论:
当电阻一定时,________________。
(3)要探究电流与电阻的关系,仅凭图所示器材是不够的.你认为(除导线外)还应增加的器材是____________________.
3.小周同学在做探究“电流与电阻的关系”实验时,他设计连接了如图所示的实物连接图。
(1)请你依题中的实物连接图画出相应的电路图。
(2)实验中,小周同学先将5Ω的电阻R接入电路,电路连接完全正确,将滑动变阻器阻值调至最大处,闭合开关S就直接读出了电流表的示数,并把数据记录在表格中。
然后再分别用10Ω和20Ω的电阻替换5Ω电阻,重复上述操作。
他在实验操作过程中的错误是没有保持电阻R的____不变。
(3)小周同学发现错误后重新进行实验,得到的数据如下表所示。
根据表中的实验数据得出的结论是:
_________
物理量
实验次数
电阻R(Ω)
电流I
(A)
1
5
0.48
2
10
0.24
3
20
0.12
(4)小周同学发现有一个小灯泡,于是用这个小灯泡替换20Ω的电阻后,继续进行实验。
电表测得示数如图12所示,可知小灯泡的阻值是_______Ω。
4.如图是小伟研究“2.5V1W”的小灯泡灯丝电阻的实物连线图:
(1)在连线图中有一处错误,只需改动一根导线,就可以使电路正确连接,请你在需要改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法.
(2)在正确连接好电路后,某次测量中电流表示数为0.30A,为测得额定电压下的灯丝电阻,滑动变阻器滑片P应向________端移动(填“左”或“右”).
(3)小伟测得了灯丝在三种不同电压下的阻值,然后求出它们的平均值当作灯丝的电阻,你认为这种做法对吗?
并说明理由。
答:
__________________。
(1)电源电压6V,请用笔画线代替导线,帮她完成电路的连接。
(2)电路连接无误后,闭合开关,发现灯泡不发光,电流表指针不发生偏转,电压表指针有偏转,请帮她找出故障的原因(填下列故障原因的代号)__________________
A、小灯泡短路B、电源接触不良
C、小灯泡断路D、电流表内部短路
(3)排除故障后闭合开关,电流表和电压表的示数如图乙所示,则小灯泡的电阻为Ω。
5.某实验小组的同学用伏安法测量小灯泡电功率,待测小灯泡额定电压为3.8V,小灯泡的额定功率估计在1W左右。
(1)连接电流表时应选用_________________的量程。
(2)请用笔画线代替导线,完成实物电路的连接(要求:
连线不得交叉)。
(3)检查电路连接无误,闭合开关后,灯泡不亮,电压表有示数,电流表指针几乎不动,产生这一现象的原因可能是____________________________________。
(4)故障排除后,移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光时,电流表示数如图所示,请读出电流表的示数,并填入表格中。
(5)实验中,同学们记录了多组小灯泡两端的电压及对应通过小灯泡的电流值,但表格中仍有不完整的地方,请将所缺内容填写完整。
(6)小组同学们分析了实验数据得出:
小灯泡的发光亮度是由灯泡的_____决定的,且_________,灯泡发光越亮。
电压U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.8
4.0
电流I/A
0.18
0.2
0.22
0.25
0.28
0.32
电功率P/
0.18
0.3
0.44
0.625
0.84
1.28
灯泡发光情况
很暗——————→暗————→正常发光→很亮
按如图所示的电路图做测量小灯泡额定功率的实验时出现下列两
种情况:
(1)一位同学连接好电路,在闭合开关时发现小灯泡不亮,电流表
无示数,但电压表有示数.出现这种故障的原因是_____.
(2)另一位同学连接好电路,在闭合开关时发现小灯泡比正常工作
时亮,这说明他在闭合开关前没有___________.
6.在“测定2.5V小灯泡功率”的实验中,小红设计了如图所示的电路.
(1)请在图的“
”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,测得数据如右表所示.断开开关时,发现电表如图所示,其中电流表出现这种现象的原因是____________________.
U/V
2
2.5
3
I/A
0.22
0.26
0.30
(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”).
7.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,如图18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,请在图19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.
8\如图是“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻间关系”的实验装置,两阻值分别为R和2R的电阻丝浸在相同质量和初温的煤油中,每一烧瓶里各插入一温度计。
请回答下列问题:
(1)合上开关,经过一段时间,两电阻丝产生热量的多少
是通过反映出来的;
(2)采用这种连接方式的目的是。
2.为研究通电导体产生热量的多少与电阻的关系,小明找来了如图23所示的实验器材,其中A、B两个相同的瓶内分别装有质量和初温都相同的煤油,将选择好的铜丝和镍铬合金丝浸没在煤油中,两根温度计分别测量两瓶中煤油的温度.
(1)实验时,将铜丝和镍铬合金丝串联接人电路中,这是为了
控制相同;
(2)绐图中的装置通电一段时间后,切断电源.根据铜丝和镍铬合金丝的大小以及双察到的,可得通电导体产生热量的多少与电阻的关系.
3.小明和小红想利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。
两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝,烧瓶A中的金属丝是铜丝,电阻比较小,烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝,电阻比较大。
温度计显示煤油的温度。
(1)这两个烧瓶中所盛煤油的质量应该。
(2)小红问小明“水比较容易获得,干嘛不用水代替煤油”。
对于这个问题,小明与他的同学给出了下列四种答案,你认为合理的是()
A.因为煤油有颜色便于观察
B.因为煤油有比较大的热值
C.因为煤油有比较小的密度
D.因为煤油有比较小的比热容
(3)实验中,小明和小红发现B烧瓶中温度计的示数升高的快。
这表明:
在电流和通电时间相同的情况下,导体的电阻越,产生的热量越多。
5.小明冬天取暖时发现:
电暖器的电热丝热得发红,而与电热丝相连的导线却不怎么热。
(1)请你根据小明发现的现象提出一个需要探究的物理问题:
__________________________________?
(2)如图13是小明进行实验探究的部分电路,A、B烧瓶中装有质量相等初温相同的煤油,金属丝电阻分别为RA、RB,RA 通电一段时间后,发现B烧瓶中温度计的示数大些。 此现象说明: 在_____________和______________相同时,_____________越大,电流产生的热量越多。 9.(08四川成都)图8所示的实物图,是教材第十五章第二节“探究电流做功快慢与哪些因素有关”的实验电路。 实验中,要测出: 电流表示数I,电压表示数U,煤油的温度变化值△t,通电时间t。 查表可知煤油的比热容为c。 则煤油吸收的热量的计算式为Q=________。 由能量关系可知电功W=Q,由电功率的定义式P=W/t可以计算出电功率,再与U、I比较即可得出实验结论。 10.(长春市2007年)(4分)学完焦耳定律后,小红和小亮想利用如图12所示的装置比较铝和锰铜这两种材料的导电性能。 ⑴他们应该选用____________、______________都相同 的铝丝和锰铜丝。 (2)小红想在两个烧瓶中分别装入等质量的煤油,而小亮 建议用水代替煤油。 小亮的建议不妥的原因是 _______________。 (3)按小红的想法进行实验,接通电路后,他们发现甲烧瓶中煤油的温度比乙烧瓶中煤油的温度升高得慢,说明_______丝的导电性能较强。 11.小明要用图13所示的实验器材探究电压一定时,电流热效应与电阻的关系。 其中瓶内电阻丝的长度、粗细都相同。 (1)请你用笔画线代替导线,帮他把电路连接完整。 (2)电流产生热量的多少不易直接测量。 因此,在这个实验中是通过显示电流产生热量的多少的。 象这种用能直接观测的量来显示不易直接观测的量的方法叫“转换法”。 这种方法在物理学的研究中经常用到,请你列举一例: 。 (3)在这个实验中,除了控制电压一定外,还要控制 的量有。 (4)在这个实验中,若两个电阻丝的通电时间相同,则瓶内温度计的示数升高的多。 13.小红和小明分别用图28所示的装置,探究电流一定时,电流产生的热量与电阻的关系。 他们分别将两段阻值不同的电阻丝(R1<R2)密封在完全相同的烧瓶中,并通过短玻璃管与气球相连。 (设他们所用的各种同类器材性能相同) (1)在这个实验中电流产生热量的多 少是通过_________体现 出来的。 (2)他们同时开始进行实验,在a、b、 c、d四个气球中,鼓起来最快的是 _______。 (3)小红和小明的实验方案中有一个是错误的,请针对错误的实验方案进行简要评估。 (说明谁的方案是错误的,以及错误的原因。 ) 电学计算题分类例析 电功和电热的关系: 纯电阻电路: 电阻R,电路两端电压U,通过的电流强度I. 电功: W=电热: Q=电热和电功的关系 表明: 在纯电阻电路中,电功电热.也就是说电流做功将电能全部转化为电路的 非纯电阻电路: 电流通过电动机M时 电功: W=电热: Q=电热和电功的关系: =机械能+ 表明: 在包含有电动机,电解槽等非纯电阻电路中,电功仍UIt,电热仍I2Rt.但电功不再等于电热而是电热了. 电能表的铭牌含义: 220V5A 2500R/KW.h 5、额定电压是指用电器在____时的电压,额定功率是指用电器在____时的电功率。 某灯泡上标有“PZ220-60”,“220”表示, “60”表示电阻是 典题解析: 、并联电路特征: 1\如图1所示的电路中,电阻R1的阻值为10 。 闭合电键S,电流表A1的示数为0.3A,电流表A的示数为0.5A.求 (1)通过电阻R2的电流. (2)电源电压.(3)电阻R2的阻值 串联电路特征: 2、如图所示,小灯泡标有“2.5V”字样,闭合开关S后,灯泡L正常发光,电流表、电压表的示数分别为0.14A和6V.试求 (1)电阻R的阻值是多少? (2)灯泡L消耗的电功率是多少? 额定功率、实际功率的计算 例1、把一个标有“220V40W”灯泡接在电压为110V电源上使用,该灯泡的额定状态下的电阻、额定电流、额定功率、实际状态下的电阻、电流、实际功率分别是多少? 2、有一只标有“PZ220—40”的灯泡,接在220V家庭电路中,求: 〈1〉灯泡正常发光时的电阻? <2〉灯泡正常发光时通过它的电流? 〈3〉1KW·h电可供此灯泡正常工作长时间? 〈4〉若实际电压为200V,则灯泡的实际功率为多大? 灯泡的发光情况如何? 找准题中的不变量、变量,选择合适的公式计算 题型三: 电热计算 1、两电阻串联在电路中,其R1=4Ω,R2=6Ω,电源电压10V,那么在1min时间内电流通过各电阻产生的热量是多少? 总共产生了多少热量? 2、一台电动机线圈电阻0.3Ω,接在12V的电路上时,通过电动机的电流为0.5A,在5min内电流做功及电流产生的热量分别多大? 3、一台接在220V电压的电路中正常工作的电风扇,通过风扇电动机的电流为0.455A,测得风扇电动机线圈电阻为5Ω,试求 (1)电风扇的输入功率多大? (2)电风扇每分钟消耗电能多少? (3)风扇的电动机每分钟产生的电热多少? 产生机械能多少? 生活用电问题 小王家电能表上标有“220V 10A”字样,他家原有电器的总功率是1500W。 最近新买了一个电热水器,铭牌上部分数据如下表所示。 (计算结果保留小数点后两位小数) 试求: (1)电热水器的额定电流是多少安培? (2)电热水器正常工作时的电阻是多少欧姆? (3)将电热水器接入家庭电路后,通过计算回答他家的用电器能否同时使用? 2、饮水机是一种常见的家用电器,其工作原理可简化为如图17所示的电路,其中S是一个温控开关, 为发热板,当饮水机处于加热状态时,水被迅速加热,达到预定温度时,开关S自动切换到另一档,饮水机便处于保温状态。 (1)试确定温控开关S接a或b时,饮水机分别对应的工作状态。 (2)若饮水机加热时发热板的功率为550W,而保温时发热板的功率为88W,求电阻 的阻值(不考虑温度对阻值的影响)。 开放性问题 1、如图13所示的电路,R1与R2并联,已知R1=10Ω,通过R1的电流I1=3A。 请你补充一个条件,求出电阻R2的电功率大小(要求: 条件不能重复,数据自定,并写出简要计算过程) (1)补充条件, 计算; (2)补充条件, 计算。 2、家庭中常用电热水壶烧水,它具有方便、环保的优点.下表是小红同学收集到的烧开一壶水的有关数据,请按要求作答.(设电阻值不变、计算结果保留小数点后面两位) (1)烧开这壶水至少需吸收多少热量? (2)用所学知识计算出与本题相关的三个电学方面的物理量.要求写出简要的文字说明、计算过程和结果. (3)小红同学通过计算、分析发现,烧开一壶水实际加热时间大于理论计算时间.你认为产生这种现象的原因是什么? 请简要分析. 水的质量m/kg 0.5 电热水壶铭牌 额定电压U/V 220 水的初温t0/℃ 20 额定功率P/W 440 水的比热容c/[J/(kg·℃)] 4.2×103 实际电压U/V 200 大气压值 一个标准大气压 实际加热时间t/min 9 2.某教学大楼共有12间教室,每间教室装有“220V60W”的电灯6盏。 若照明电路供电电压正常,在每间教室只开两盏灯时,这座楼的干线中的电流强度是多大? 若每间教室的所有灯全部开亮,这座楼的干线中的电流又是多大? 3.在如图所示的电路中,电源电压不变,灯L标有“6伏 3瓦”字样.当电键K闭合时,灯L正常发光,电流表的示数为0.6安.求: (1)通过灯L的电流. (2)电阻R2的阻值. (3)在10秒内,电流通过电阻R2所做的功. 4.一个“220V1000W”的电热器,在额定电压下通电15分钟, (1)产生的热量是多少焦? (2)若家用电能表上标有“3000r/KWh”的字样,则在这段时间内电能表的转盘转过了多少转? (3)若这些热量有30%被2.5千克、30℃的水吸收,在1标准大气压下,水温升高到多少℃? [水的比热是4.2×103焦/(千克·℃)]
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- 电学 实验 计算 专题