中考专题复习(电学实验)

电学实验中考专题复习考向解读由于电学实验的必考实验是“实验探究：欧姆定律”“伏安法测电阻”或“伏安法测量电功率”，所以其他实验考查的概率比较小，若有所考查，则可能在实验的研究方法上做文章。知识储备一、连接实物电路时“两表一器”的注意事项电流表电压表滑动变阻器①电流表要串联在被测电路中；②要让电流从电流表的正接线柱流入，负接线柱流出；③被测电流不能超过所选量程①电压表要并联在被测电路两端；②要让电流从电压表的正接线柱流入，负接线柱流出；③被测电压不能超过所选量程①滑动变阻器的接线柱选择原则：“一上一下，关键在下”；②为了发挥滑动变阻器的保护作用，闭合开关前应把滑片置于阻值最大位置(即远离所选的下方接线柱)二、多次实验的目的及滑动变阻器的调节作用实验名称探究电流与电压之间的关系探究电流与电阻之间的关系伏安法测定值电阻的阻值伏安法测小灯泡的电阻值伏安法测小灯泡的电功率电路图变阻器作用改变定值电阻两端的电压保持定值电阻两端电压不变改变定值电阻两端的电压和通过的电流改变小灯泡两端的电压和通过的电流改变加在小灯泡两端的电压多次实验目的获得多组数据，找出电流随电压变化的规律获得多组数据，找出电流随电阻变化的规律以获得多组数据求平均值，减小误差探究灯丝的阻值与温度之间的关系测出(比较)小灯泡在不同电压下的实际功率点拨初中物理实验可以分为探究类实验和测量类实验。在探究类实验中，多次实验的目的是“多次实验归纳总结规律，避免一次实验带来的偶然性”，如探究杠杆平衡条件等；而测量类实验又可以分为两类，一类是被测量的值是固定不变的，这时多次测量的目的是“多次测量取平均值减小误差”，如测量物体的长度和测量定值电阻的阻值等；另一类是被测量的值是变化的，这时多次测量的目的是研究不同条件下的被测量值的变化规律，如测量小灯泡的电阻等三、伏安法测电阻、功率的误差分析电流表位置外接法内接法电路图产生误差原因电流表的示数是电阻和电压表并联后的总电流电压表的示数是电阻和电流表串联后的总电压电阻测量结果测量值小于真实值测量值大于真实值功率测量结果测量值大于真实值测量值大于真实值使用条件被测电阻的阻值较小被测电阻的阻值较大类型一“两表一器”的使用┃类型聚焦┃例1在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”的实验中：(1)按图TZ6－1甲所示的电路进行实验，其中电源为两节干电池，电阻R的阻值为5Ω，滑动变阻器R′标有“50Ω1.2A”字样。图TZ6－1①应选用电压表的量程为__________，电流表的量程为__________。②请完成图乙中的实物电路连线(图中已连好一条线，所连线不能交叉)。0～3V0～0.6A如图所示③闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于最________(选填“左”或“右”)端。(2)下表是小明在探究实验过程中记录的几组数据，通过对数据的分析，可得到的结论是：____________________________________________________________________________________________________________。右电阻一定(或不变)时，导体中的电流跟它两端的电压成正比实验次数1234电压/V1.01.52.02.5电流/A0.200.300.400.52(3)小明用此电路测定小灯泡的额定功率，他将电阻R换成一只额定电压为2.5V的小灯泡(电阻约8Ω)，并选择好电流表、电压表的量程。闭合开关S后，当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为________________________________________________________________________W。0.75[解析](1)①电源为两节干电池，其电压为U＝1.5V×2＝3V，所以电压表选择0～3V量程；电阻R的阻值为5Ω，当电路中只有电阻R接入时，电路中电阻值最小，则电流最大为I＝UR＝3V5Ω＝0.6A，因此电流表选择0～0.6A量程。②电流表串联在电路中，电压表并联在电阻两端；从电源的正极开始沿电流方向逐个连接，注意电表正、负接线柱的连接。③为保护电路，连接实物电路时，开关要断开，滑动变阻器的滑片应移到最大阻值处，滑动变阻器下端选择的是左面的接线柱，因此滑片要移到最右端。(3)电流表选择的是0～0.6A量程，对应的分度值是0.02A，指针指在0.2A后第5个小格上，所以电流表的示数为I＝0.2A＋0.02A×5＝0.3A，因此小灯泡的额定功率为P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W。类型二探究I与U、R关系时的变量控制例2在“探究一定电压下，电流与电阻的关系”的实验中，老师提供的实验器材有：电源(电压恒为4.5V)，电流表、电压表各一个，开关一个，四个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)，两只滑动变阻器(规格分别为“20Ω2A”“50Ω1A”)，导线若干。(1)请根据如图TZ6－2甲所示的电路图，用笔画线代替导线将图乙中的实物图连接完整(注意电流表的量程选择)。如图所示(2)实验时，小李在a、b间先接入5Ω的电阻，闭合开关，移动滑片P，使电压表的示数为1.5V，并记下相应的电流值；再改接10Ω的电阻，此时滑片P应向________(选填“E”或“F”)端移动，小李移动变阻器滑片P的目的是：__________________________________。图TZ6－2F保持定值电阻两端电压为1.5V(3)小李为完成用四个定值电阻进行实验，他应选择的滑动变阻器规格是_________________，他这样选择的理由是：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。“50Ω1A”定值电阻为20Ω时，若选用规格“20Ω2A”的滑动变阻器，无论怎样移动滑片P，电压表的示数始终无法达到1.5V[解析](1)由题意可知，在探究过程中，要保持电阻两端的电压为1.5V不变，所以，电路中的最大电流I＝UR＝1.5V5Ω＝0.3A，所以电流表的量程可选0～0.6A，即电流表接入电路中时选用0.6A的接线柱，同时要注意让电流从电流表的“＋”接线柱流入，从“－”接线柱流出。(2)当在a、b之间换接不同的电阻时，应保持电压为1.5V不变。当换上一个更大阻值的电阻时，根据串联电路的分压关系可知，此时定值电阻两端的电压将变大。要想保持电压1.5V不变，必须减小定值电阻两端的电压，根据U＝IR可知，要使定值电阻两端的电压减小，必须使电路中的电流变小，根据欧姆定律I＝UR总可知应增大电路的总电阻，所以应将滑动变阻器的滑片向F端移动，直至电压表的示数为1.5V为止。(3)由于电源电压为4.5V，当电阻换为20Ω时，要保持其两端电压为1.5V不变，滑动变阻器两端的电压应为3V，根据串联电路分压关系U1U2＝R1R2可知，滑动变阻器连入电路的电阻应为40Ω，所以应选“50Ω1A”的滑动变阻器。变式题[2013·安庆模拟]某实验小组在探究“电阻中的电流与电阻的关系”时选择了以下器材：学生电源、开关一个、滑动变阻器R0一个、导线若干、四个定值电阻(R1＝5Ω、R2＝10Ω、R3＝15Ω、R4＝20Ω)，但是由于粗心少领了一只电压表，多领了一只电流表。同学们通过思考讨论，设计出了如图TZ6－3所示的电路图，并进行了实验(实验之前老师特别强调要他们注意用控制变量法)。实验步骤如下：(1)先将各元件按电路图正确连接，接入的定值电阻分别为R1＝5Ω、R2＝10Ω，调节滑动变阻器，读出电流表的示数，记录在下表中。接入的电阻R1R2R3R4接入的电阻的阻值/Ω5101520通过接入的电阻的电流I/A1.000.500.33______图TZ6－30.25(2)把定值电阻R2换成R3，____________________________________________________，记下对应电流表A2的示数，填入表格中(请你帮他们完成这一步的操作)。(3)分析数据得出结论：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。调节滑动变阻器，使电流表A1的示数保持1.00A不变当电阻两端电压一定时，通过电阻的电流与电阻成反比(4)再把R3换成R4，按前面的操作进行调节，并记下对应电流表的示数，请你根据实验结论帮他们将表格中的数据填写完整。类型三测电阻、电功率时的误差分析例3[2012·安徽]李明同学设计了如图TZ6－4所示的电路测量小灯泡的电功率。(1)根据图示电路，在虚线框内画出电路图。图TZ6－4如图所示(2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移至________(选填“A”或“B”)端。(3)实验时，电压表的示数为U，电流表的示数为I，该同学利用P＝UI计算出小灯泡的电功率。若考虑电表的电阻对测量的影响，则电功率的测量结果与真实值相比偏________(选填“大”或“小”)，原因是：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。A大电流表测量的是通过小灯泡和电压表的总电流，测量值偏大，电功率偏大[解析](1)根据实物图画出电路图，注意元件的位置要对应。(2)由电路图可知，当滑动变阻器的滑片在A端时，滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值，因此闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移至A端。(3)由电路图知，电压表并联在灯泡两端，电压表的测量值U与真实值相等；电流表测的是通过灯泡与电压表的电流之和，电流表的测量值I比真实值大；因此由P＝UI求出的测量值比真实值大。变式题[2013·合肥庐阳区模拟]用电压表和电流表可以测未知导体R的电阻值，如图TZ6－5甲、乙所示均为测量方案的原理图。图TZ6－5(1)某次采用图甲所示的测量方案进行实验时，电压表和电流表的读数如图TZ6－6所示，电流表的读数为________A，则电阻的测量值R＝________Ω。图TZ6－60.2410(2)由于电流表和电压表都有电阻，采用两种测量方案都会给测量结果带来影响，导致测量出现误差。那么采用图乙的测量方案测量导体R的电阻值，测量结果将________(选填“大于”“等于”或“小于”)电阻的实际值，其理由是：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。大于电压表测得的值大于待测电阻电压的实际值(或电压表测量的是电流表和待测电阻的总电压)类型四多次测量的方法与目的例4欧姆坚持不懈的探索精神激发了同学们的学习热情，忠民和勇胜为探究小明提出的问题，设计了如图TZ6－7乙所示的电路，并准备了充足的实验器材。图TZ6－7(1)为完成探究，应该改变电压，观察电流的变化。请写出两种(不同角度)改变定值电阻两端电压的方法。方法一：________________________________________________________________________。方法二：__________________________________________________________________