資源簡介

第十四講 電學實驗（專題）
A.方法提示
由于電學實驗的必考實驗是“探究電流與電阻的關系”、“探究電流與電壓的關系”“伏安法測電阻”或“伏安法測量電功率”，所以其他實驗考查的概率比較小，若有所考查，則可能在實驗的研究方法上做文章。
連接實物電路時“兩表一器”的注意事項
電流表 電壓表 滑動變阻器
①電流表要串聯(lián)在被測電路中； 　②要讓電流從電流表的正接線柱流入，負接線柱流出； ?、郾粶y電流不能超過所選量程 ①電壓表要并聯(lián)在被測電路兩端； 　②要讓電流從電壓表的正接線柱流入，負接線柱流出； ?、郾粶y電壓不能超過所選量程 　①滑動變阻器的接線柱選擇原則：“一上一下，關鍵在下”； ?、跒榱税l(fā)揮滑動變阻器的保護作用，閉合開關前應把滑片置于阻值最大位置(即遠離所選的下方接線柱)
多次實驗的目的及滑動變阻器的調(diào)節(jié)作用
實驗名稱 探究電流與電壓的關系 探究電流與電阻的關系 伏安法測定值電阻的阻值 伏安法測小燈泡的電阻值
電路圖
變阻器的作用 改變定值電阻兩端的電壓 保持定值電阻兩端電壓不變 改變定值電阻兩端的電壓和通過的電流 改變小燈泡兩端的電壓和通過的電流
多次實 驗目的 獲得多組數(shù)據(jù)，找出電流隨電壓變化的規(guī)律 獲得多組數(shù)據(jù)，找出電流隨電阻變化的規(guī)律 以獲得多組數(shù)據(jù)求平均值，減小誤差 探究燈絲的阻值與溫度之間的關系
點撥 初中物理實驗可以分為探究類實驗和測量類實驗。在探究類實驗中，多次實驗的目的是“多次實驗歸納總結規(guī)律，避免一次實驗帶來的偶然性”，如探究杠桿平衡條件等；而測量類實驗又可以分為兩類，一類是被測量的值是固定不變的，這時多次測量的目的是“多次測量取平均值減小誤差”，如測量物體的長度和測量定值電阻的阻值等；另一類是被測量的值是變化的，這時多次測量的目的是研究不同條件下的被測量值的變化規(guī)律，如測量小燈泡的電阻等
B.典型例題
【例1】在探究“電阻上的電流跟兩端電壓的關系”的實驗中：
(1)按圖甲所示的電路進行實驗，其中電源為兩節(jié)干電池，電阻R的阻值為5 Ω，滑動變阻器R′標有“50 Ω　1.2 A”字樣。
①應選用電壓表的量程為__________，電流表的量程為__________。
②請完成圖乙中的實物電路連線(圖中已連好一條線，所連線不能交叉)。
③閉合開關前，應將滑動變阻器的滑片置于最________(選填“左”或“右”)端。
(2)下表是小明在探究實驗過程中記錄的幾組數(shù)據(jù)，通過對數(shù)據(jù)的分析，可得到的結論是：____________________________________________________________________________________________________________。
實驗次數(shù) 1 2 3 4
電壓/ 1.0 1.5 2.0 2.5
電流/ 0.20 0.30 0.40 0.52
【例2】在“探究一定電壓下，電流與電阻的關系”的實驗中，老師提供的實驗器材有：電源(電壓恒為4.5 V)，電流表、電壓表各一個，開關一個，四個定值電阻(5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω)，兩只滑動變阻器(規(guī)格分別為“20 Ω　2 A”“50 Ω　1 A”)，導線若干。
(1)請根據(jù)如圖TZ6－2甲所示的電路圖，用筆畫線代替導線將圖乙中的實物圖連接完整(注意電流表的量程選擇)。
(2)實驗時，小李在a、b間先接入5 Ω的電阻，閉合開關，移動滑片P，使電壓表的示數(shù)為1.5 V，并記下相應的電流值；再改接10 Ω的電阻，此時滑片P應向________(選填“E”或“F”)端移動，小李移動變阻器滑片P的目的是：__________________________________。
(3)小李為完成用四個定值電阻進行實驗，他應選擇的滑動變阻器規(guī)格_________________，他這樣選擇的理由是：___________________________________________________________。
C.進階拓展
1. 在研究“一定電壓下，電流與電阻的關系”時，電路如圖所示。電源電壓恒為3V，滑動變阻器上標有“15Ω 1A”字樣。在a、b間先后接入不同阻值的定值電阻尺，移動滑片P，使電壓表示數(shù)為1.5V，讀出電流表的示數(shù)。當20Ω的電阻接入a、b間時，電壓表示數(shù)始終無法達到1．5V，其原因可能是( )
A．滑動變阻器阻值太小 B．電源電壓3V太高
C．20Ω的阻值太小 D．控制的電壓1．5V太高
2. 某同學在探究“通過電阻的電流跟電阻兩端電壓的關系”時，得到通過a、b兩電阻的電流隨電壓變化情況的圖像(如圖所示)，則下列說法與圖像相符的是
A.電阻一定時，電流隨著電壓的增大而減小
B.電壓相同時，阻值大的電阻通過的電流大
C.電流相同時，阻值小的電阻兩端的電壓大
D.兩電阻阻值的大小關系是Ra>Rb
3. 某同學在探究“電流跟電壓、電阻的關系”時，根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)畫出了如圖5所示的圖象，下列結論與圖象相符的是
A. 電阻一定時，電流隨著電壓的增大而增大
B．電阻一定時，電壓隨著電流的增大而增大
C．電壓一定時，電流隨著電阻的增大而減小
D．電壓一定時，電阻隨著電流的增大而減小
4. 在研究“—定電壓下，電流與電阻的關系”時，電路圖如圖2所示。電源電壓恒為4.5V，滑動變阻器上標有“10Ω 1.5A”字樣。在a、b兩點間先后接入不同阻值的定值電阻，閉合開關，移動滑片P，使電壓表示數(shù)為2.5V，讀出電流表的示數(shù)。當20Ω的電阻接入a、b間時，電壓表示數(shù)始終無法達到2.5V，其原因可能是 ( )
A．20Ω的電阻阻值太大 B．電源電壓4.5V太低
C．滑動變阻器的最大阻值太大 D．控制電壓為2.5V太高
5. 小波同學為了探究電流跟電阻的關系，在如圖所示的情況下，將A、B兩點間10Ω的電阻更換為20Ω的電阻，閉合開關后，下一步的操作應當是
A. 記錄電流表和電壓表的示數(shù)
B. 將滑動變阻器向右移動
C. 將滑動變阻器向左移動
D. 適當增加電池的節(jié)數(shù)
6. 在探究電流與電壓的關系時，應保持____________不變。用如圖所示的電路來探究這一關系時，是通過改變______________________阻值的大小來調(diào)節(jié)定值電阻兩端的電壓值的。
7. 在研究電流與電阻和電壓關系的實驗中：
(1)閉合開關前，滑動變阻器應處于 ，目的是： 。
(2)小敏同學按圖15的電路原理圖連接了圖16實物電路，其中有兩個元件連接錯誤。它們分別是 和 (只須填寫連錯的元件)。
(3)重新連接電路后，用開關S進行試觸，如果電流表指針向左偏轉，說明電流表的 ；如果電流表指針向右偏轉超過刻度盤，應換用較 量程。
(4)正確連接電路后，測出Rl=5Ω、兩端電壓為3V時的電流。然后將電阻R1由5Ω換成10 Ω，為了使電阻Rl兩端的電壓仍然為3V，他應將滑動變阻器的滑動觸頭P向 端滑動，在觸頭P滑動的過程中，電路中的電流將 。
在“探究電流跟電壓、電阻的關系”的實驗中，同學們設計了如圖所示的電路，R為定值電阻，實驗數(shù)據(jù)記錄在表1和表2中。
8. （1）在研究電流跟電阻的關系時，先用5Ω的定值電阻進行實驗，使電壓表的示數(shù)為3V;再換用10Ω的定值電阻時，某同學沒有改變滑動變阻器滑片的位置，閉合開關后，電壓表的示數(shù)將_______V（選填“大于”、“小于”或“等于”），此時應向_____調(diào)節(jié)滑片（選填“左”或“右”），使電壓表的示數(shù)為3V。
（2）兩組實驗都運用了__________法，從表1和表2的數(shù)據(jù)歸納得出的公式是_______．
9. 小明同學探究“通過導體的電流與電壓的關系”時，電路圖與實物圖如圖所示。已知電源電壓和電阻R1的阻值均恒定，電流表A的量程為0～0．6安，電壓表V1的量程為0～3伏，電壓裘V2的量程為0～15伏，滑動變阻器R2上標有“50Ω 1A”的字樣。
(1)小明按電路圖將實物連接起來，閉合開關前滑動變阻器的滑片應放在 端(填“左”或“右”)。閉合開關，發(fā)現(xiàn)電流表A與電壓表V1的示數(shù)為零，電壓表V2的示數(shù)不為零，若是電路中的電阻R1或滑動變阻器R2發(fā)生故障．則故障是 。
(2)排除故障后，繼續(xù)進行實驗，記錄電流表A與電壓表V1的示數(shù)，得到一組實驗數(shù)據(jù)，如下表所示。
分析表中實驗數(shù)據(jù)可得結論：當導體的阻值不變時，通過導體的電流與電壓成 比。
(3)實驗中，記錄電流表A與電壓表V2的示數(shù)，得到一組實驗數(shù)據(jù)，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出U-I圖線(實線部分)，如圖所示。則該實驗中，在保證實驗器材安全的前提下，電路中允許通過的最大電流為 安。
10. 某同學用如圖所示的電路測量小燈泡的電阻，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的位置來改變小燈泡兩端的電壓（不損壞小燈泡），測得通過小燈泡的電流為，記錄的數(shù)據(jù)如下表，則與的關系圖像正確的是 （ ）
11. 如圖甲是小麗“測定小燈泡電阻”實驗的實物圖
連接好電路，閉合開關前滑動變阻器滑片應該移到_______________________。
閉合開關，移動滑動變阻器滑片，當電壓表示數(shù)為2.80V時，電流表示數(shù)如圖乙，示數(shù)為__________A，此時小燈泡的電阻為_______________Ω。
D.習題訓練
1. 如圖所示是甲、乙兩電阻的電流與電壓關系的圖像，現(xiàn)將甲、乙串聯(lián)后接在電壓為4.5V的電源兩端。下列分析正確的是
A．甲的阻值是乙阻值的兩倍
B．通過乙的電流是甲的電流的兩倍
C．乙兩端的電壓是甲兩端電壓的兩倍
D．甲的電功率是乙的電功率的兩倍
2. 某導體中的電流與它兩端電壓的關系如圖所示，下列分析正確的是
A．當導體兩端的電壓為0時，電阻為0
B．該導體的電阻隨電壓的增大而減小
C．當導體兩端的電壓為0時，電流為0
D．當導體兩端的電壓為2 V時，電流為0.6A
3. 在探究“電壓一定時，電流與電阻關系”的實驗中，電路如圖所示。先在 A、B間接入5Ω的定值電阻R，移動滑片P，使電壓表示數(shù)為2V，讀出電流表示數(shù)。接著取下5Ω的電阻換上10Ω定值電阻，不進行其它操作就閉合開關。此時電壓表示數(shù)及應進行的操作是
A．電壓表示數(shù)大于2V，應將滑片P向左滑
B．電壓表示數(shù)大于2V，應將滑片P向右滑
C．電壓表示數(shù)小于2V，應將滑片P向左滑
D．電壓表示數(shù)小于2V，應將滑片P向右滑
4. 某同學在探究“電流跟電壓、電阻的關系”時，根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)畫出了如圖所示的I-R圖像，下列結論與圖像相符的是：
A．電阻一定時，電流隨著電壓的增大而增大
B．電阻一定時，電壓隨著電流的增大而增大
C．電壓一定時，電流隨著電阻的增大而減小
D．電壓一定時，電阻隨著電流的增大而減小
5.小軍采用如圖的電路，研究“通過某導體的電流與它的電阻關系”，他分別用5Ω和10Ω的電阻做兩次實驗，當完成第一次實驗后，小軍將A、B兩點間的電阻R由5Ω更換為10Ω，閉合開關后，滑動變阻器應該
A．保持變阻器滑片不動 B．將變阻器滑片向右移動
C．將變阻器滑片向左移動 D．更換阻值更大的滑動變阻器
6. 如圖為“歐姆定律”一節(jié)中“探究電流與電阻關系”的實驗電路圖，為了達到探究目 的，實驗過程中必須保持_________不變；當開關S閉合后，電壓表的示數(shù)是3V，電流表的示數(shù)是0.3 A，現(xiàn)將5 Ω的電阻換成10 Ω的電阻接入電路來進行探究，則下一步應進行的操作是_________________。
7. 某實驗小組利用如圖甲所示的電路探究電流跟電阻的關系。實驗用到三只阻值分別為5Ω、10Ω、20Ω的定值電阻，蓄電池（電壓為6V且保持不變）、電流表、電壓表、滑動變阻器、開關各一個，導線若干。
（1）請將圖甲的實物電路連接完整（導線不允許交叉），并在方框內(nèi)畫出對應的電路圖；
（2）實驗中將5Ω電阻換成10Ω電阻后，應將滑動變阻器的滑片P向________端移動（填“A”或“B”），移動滑片的目的是__________。正確操作后，記下電流表的示數(shù)，得到電流Ｉ隨電阻R變化的圖象如圖乙所示，由圖象可得出的結論是：___________________。
（3）該實驗小組同學還想探究電流與電壓的關系，實驗中應該控制___________不變。
8. 小張在探究導體電阻與長度的關系實驗時，器材有：6V蓄電池、電壓表(0—3V，0—15V)、滑動變阻器（50Ω 1.5A）、開關各一個，導電性能較差的鎳鉻合金線MN(電阻較大），刻度尺一把，導線若干。
（1）右圖是實驗時沒有連接完整的電路，請完成電路的連接。
（2）連接電路時，滑動變阻器的滑片要滑到 端（選填“A”或“B”），在實驗中小張同學記錄了下表一組實驗數(shù)據(jù)，請你分析表中實驗數(shù)據(jù)，得出導體兩端的電壓與長度的關系是 。
而小張認為由這些實驗數(shù)據(jù)就可以得到導體電阻與導體長度成正比的結論。請你為他說明理由
9. 如圖所示電路，電源電壓恒定．某同學用該電路驗證“在導體兩端的電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比”．他多次只改變電阻箱R1的阻值，測得相應的電流值，如下表所示．
實驗序號 /Ω /A
1 5 0.30
2 10 0.20
3 15 0.15
（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，通過導體的電流與導體電阻＿＿＿＿＿＿＿＿（選填“成”或“不成”）反比，其原因是＿＿＿＿＿＿＿＿．
（2）此實驗中，電源電壓為＿＿＿＿＿＿＿＿V．
10. 某同學將完好儀器連接成如圖15所示的電路（其中滑動變阻器的連線沒有畫出），用來探究電阻上的電流跟兩端電壓的關系．
（1）合上開關進行實驗時發(fā)現(xiàn)，無論怎樣移動滑片P，電壓表和電流表的示數(shù)都不為零，但始終沒有變化．則該同學把滑動變阻器接入電路中的方式可能是 （填寫代號）
a．G與C相連，F(xiàn)與H相連 b．G與C相連，D與H相連
c．G與E相連，F(xiàn)與H相連 d．G與E相連，D與H相連
（2）該同學發(fā)現(xiàn)了（1）中的問題并作了改正。請用筆畫線代替導線把滑動變阻器正確接入電路中，要求：滑片P向右移動時電流表示數(shù)逐漸增大．
(3)實驗測得的數(shù)據(jù)如表所示．根據(jù)這些數(shù)據(jù)在坐標圖中描點并作出U—I圖線．
11. 小敏用如圖甲所示的電路圖，研究通過導體的電流與導體電阻的關系，電源電壓恒為6V。改變電阻R的阻值，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，保持R兩端的電壓不變，記下相應的4次實驗的電流和電阻值，描繪在乙圖中。
（1）實驗過程中，移動變阻器滑片時，眼睛應注視____________（選填序號）；
A．變阻器滑片 B．電壓表示數(shù) C．電流表示數(shù)
（2）在丙圖中，用筆線代替導線，將電壓表正確連入電路；
（3）實驗中，他所選擇的變阻器是___________（選填序號）；
A．10Ω　0.5A B．20Ω　1A C．50Ω　2A
（4）乙圖中陰影部分面積表示的科學量是__________________；
（5）實驗過程中，如果出現(xiàn)了電流表示數(shù)為0，電壓表示數(shù)接近6V，電路發(fā)生的故障可能是_____________________。
12. 小紅按圖甲所示的電路探究電阻上的電流跟兩端電壓的關系。
（1）根據(jù)圖甲，將圖乙中的實物電路連接好，要求變阻器滑片向右移動時，電流表的示數(shù)變?。?br/>（2）連接好電路后，閉合開關，發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動滑片P，電流表示數(shù)始終為0，電壓表示數(shù)約為3V，則電路中出現(xiàn)的故障可能是______________；
（3）排除故障后，調(diào)節(jié)滑動變阻器，測出通過電阻R的電流和對應的電壓值，如下表所示，分析數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)表格中電流值與電壓值不成正比，檢查兩電表均無故障，你認為可能的原因是______________；
U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
I/A 0.14 0.24 0.34 0.44 0.54 0.64
（4）現(xiàn)將圖乙中的電阻R換成一個額定電壓為3.8V、阻值約為10Ω的小燈泡后，若要測出該小燈泡的額定功率，則原實驗器材中必須改動的是______________；
13. 在用“伏安法測電阻”的試驗中，有兩位同學分別選用定子電阻和小燈泡為測量對象，在處理實驗數(shù)據(jù)是，分別畫出了的圖像，如圖甲、乙說是，則對于圖像的分析，以下說法錯誤的是 （ ）
由甲圖可知，定值電阻的阻值為1Ω
由甲圖可知，電阻是導體自身的性質(zhì)，他不隨導體兩端的電壓和導體中的電流改變而該筆
C.由乙圖可知，小燈泡的電阻跟燈絲的溫度有關
D.為了減小誤差，應該多次測量取平均值測定小燈泡的電阻
14. 如圖所示是小華測量小燈泡電阻的電路，燈泡不發(fā)光時電阻約為6 Ω。
(1) 請你用筆畫線代替導線將電路連接完整。
(2) 閉合開關前，應將滑動變阻器的滑片P移至________(選填“A”或“B”)端。
(3) 閉合開關后，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表指針幾乎不偏轉，電壓表示數(shù)接近電源電壓，則電路故障的原因可能是___________。
(4) 正確連接電路，經(jīng)檢查無誤后，小雄分別測出了小燈泡兩端的電壓為1.5 V、2 V、2.5 V，計算出對應的電阻R1、R2、R3，然后用R1、R2、R3的平均值作為小燈泡兩端電壓為2 V時的電阻。他的做法__________(選填“正確”或“不正確”)。
(5) 實驗中，滑動變阻器的作用除了保護電路外，還可以__________________________________________________。
(6) 調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，電壓表示數(shù)為2 V，要使電壓表示數(shù)變?yōu)?.5 V，則變阻器滑片應向________(選填“A”或“B”)端移動。
(7) 通過分析數(shù)據(jù)，小華得到了燈泡電阻隨溫度升高而增大的結論。若將圖中的小燈泡更換成定值電阻，還可以完成的實驗有__________________。

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