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實驗注意事項及考查方式.doc

'實驗注意事項及考查方式.doc'
? 測量小燈泡的電功率用電壓表、電流表測量小燈泡電功率的實驗是初中電學實驗的重點之一,也是各省市中考重點考查的實驗之一??荚囍?,除了考查實驗原理、電路圖、連接實物電路和讀儀表的能力外,為了培養同學們動手動腦的能力,還出現了一些創新性題型(如考查對電路故障分析和解決實際問題的能力等等),筆者對近年來中考中出現的相關考點進行了歸納整理,希望對學生了解和掌握該實驗有所幫助。一:知識梳理[實驗目的]測量小燈泡在不同電壓下工作時的電功率[實驗原理]根據公式P=UI,測出燈兩端電壓和通過燈泡電流,計算出小燈泡的電功率[實驗器材]電源、小燈泡、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關、導線[實驗電路]根據實驗的目的和原理設計如下電路[實驗注意事項]1、按電路圖連接實物電路時注意。(1):連接過程中開關應始終處于斷開狀態。(2):實驗前,首先要根據小燈泡的額定電壓,需選擇合適的電源,并估計電路中電流、電壓的最大值,選擇合適量程的電流表、電壓表,同時還要注意電流表、電壓表正負接線柱的連接;選擇滑動變阻器要滿足通過滑片的移動能改變小燈泡兩端的電壓略大于、等于和略小于燈泡的額定電壓,并保證正確接法(一上一下)2、合上開關前,應檢查滑動變阻器滑片是否在最大值的位置上,若不是,要弄清楚什么位置是最大位置并調整。3、調節滑動變阻器的過程中,要首先明白向什么方向可以使變阻器阻值變大或變小,怎么調能使小燈泡兩端電壓變大或變小。4、根據串聯分壓的原理,熟練地調節滑動變阻器,測出小燈泡在三種不同電壓下使用時的實際功率,但不要誤以為三次測量后要計算平均功率,小燈泡的電功率是隨電壓的變化而變化的,這與伏安法測電阻中多次測量取平均值來減小誤差是不同的,小燈泡的電功率的測量是沒有平均值而言的,也是沒有物理意義的。二:中考考查類型及典例[中考考查類型一]實驗所需測定的物理量,實驗過程中操作的順序及其原因分析;重要實驗步驟及儀器安裝、電路連接以及對實驗數據分析并求解相關問題的考查。典型題例一:在“測定小燈泡額定功率”的實驗中,電源為兩節新的干電池,小燈泡的額定電壓為2.5V,燈絲的電阻約為8Ω,滑動變阻器上標有“15Ω 1A”字樣。(1)實驗的原理(用公式表示)是________________。(2)請在虛線框內畫出該電路的電路圖。(3)在連接電路時,開關應處于_______狀態,滑動變阻器的滑片應調到____處。(4)請用筆畫線代替導線,把圖中的電路元件連接成實驗電路。(連線不得交叉)(5)實驗過程中,調節滑動變阻器,當電壓表的示數為_____V時,燈泡正常發光。若此時電流表的示數如圖所示,則通過燈泡的電流為_____A,小燈泡的額定功率是___W。(6)為了能得到比較準確的小燈泡的額定功率,小明改變了接入電路的滑動變阻器的阻值,分別得到三組數據,算出三個電功率值,再求平均值,他這樣做合理嗎?為什么?答:_____________________________________________________________。(7)正確連接好電路,閉合開關后,發現燈泡兩端的電壓只有2V,這時應調節滑動變阻器的滑片向_______移動(依實物圖),使電壓表的讀數為_________V,才能使小燈泡正常發光。(8)實際實驗的有關記錄與計算如下表:實驗次數電壓/V電流/A功率/W12.00.260.5222.50.300.7533.00.320.96該同學注意到小燈泡的亮度變化是:第一次比第二次暗,第三次比第二次亮。你認為,根據他觀察的現象和實驗數據分析,可得出一些什么結論呢?請說出兩點(兩點的意思應不同) ;。答案:(1)P=UI (2)如下圖所示(3)斷開、滑動變阻器最大阻值處 (4)略 (5)2..5 0.3 0.75(6)不合理 實驗測量的是小燈泡在三種不同電壓下使用時的實際功率,小燈泡的電功率是隨電壓的變化而變化的,小燈泡的電功率的測量是沒有平均值而言的,也是沒有物理意義的 (7)略(依實物圖) 2.5 (8)燈泡兩端電壓越大,功率越大;燈泡實際功率越大,燈泡越亮[中考考查類型二]根據所給測量工具或自選測量工具或在測量工具不夠的情況下,如何設計實驗來測量小燈泡的額定功率測定小燈泡電功率通常采用伏安法,用電壓表測電壓,用電流表測電流,但如果缺少其中某一電表或其中某一電表量程損壞,如何采用轉換法,來設計實驗進行測量。1:電壓表和定值電阻替代法測量小燈泡的額定功率典型題例二:現有電壓表、滑動變阻器、已知阻值的電阻R0、額定電壓為2.5V的待測小燈泡、電池組、開關各一個、導線若干,利用以上器材測定該小燈泡的額定功率。要求:在方框內畫出實驗電路圖(1) 寫出實驗的步驟:(2) 寫出測定小燈泡的額定功率的表達式:答案:(1)如下圖所示(2)實驗步驟:a:根據電路圖連接電路,電壓表并聯在小燈泡的兩端;b:閉合開關,調節滑動變阻器,使電壓表的示數為2.5V;c:滑片不動,再將電壓表并聯在R0兩端,閉合開關記下電壓表的示數U2(3)小燈泡的額定功率為P=UI=2.5V U2/ R02:電流表和定值電阻替代法測量小燈泡的額定功率典型題例三:現有電流表、滑動變阻器、已知阻值的電阻R0、額定電壓為2.5V的待測小燈泡、電池組、開關各一個、導線若干,利用以上器材測定該小燈泡的額定功率。要求(1) 在方框內畫出實驗電路圖(2)寫出實驗的步驟: 。(3)寫出測定小燈泡的額定功率的表達式: 。答案:(1)如下圖所示(2) 實驗步驟:a:根據電路圖連接電路,先將電流表與電阻R0串聯;b:閉合開關,調節滑動變阻器,使電流表的示數I0和R0的乘積為2.5V;c:滑片不動,再將電流表與小燈泡串聯,閉合開關記下電流表的示數I(3) 小燈泡的額定功率為P=UI=2.5V· I3:伏安法的轉換法測小燈泡的額定功率典型題例四:在用電流表、電壓表測小燈泡功率的實驗時,燈泡上標有“3.4V” 字樣。小紅設計了實驗電路圖,如圖甲所示,并連接了部分實驗電路,如圖乙所示。(1)請幫助小紅完成實驗電路的連接。(2)假若電壓表15V量程損壞,3V量程能正常使用,電源電壓為6V且穩定不變,仍利用現有的器材完成實驗,你認為如何操作___________________ 。答案:(1)略。(2) 將電壓表接在滑動變阻器兩端,調節滑片,當電壓表的示數為2.6V時,就表明燈泡正常工作了,記下電流表的示數。4:通過測量小燈泡正常發光時的電流來測量小燈泡的額定功率典型題例五:蕭宏同學設計了一種實驗方案測量額定電壓為3.8V小燈泡的額定功率(其中電源電壓未知,電阻R的阻值已知)。方案為:(1)電路圖如上圖所示,將開關S撥到位置1,移動滑片P至任一位置,讀出電流表的示數I1。(2)將開關S撥到位置2,滑片位置不動,讀出電流表的示數I2。(3)現算出燈泡的電阻RL= (請你用所測的物理量表示),再根據P0=U02/RL,計算出小燈泡的額定功率。他按此方案測量,發現實驗結果與真實值相差較大,原因是 。仔細分析后,他認為要準確測出燈泡的額定功率,只需將上述步驟(1)改為。答案:(1)I1R/(I2-I1)(2)燈絲電阻隨溫度而變,測出的R值不是正常工作狀態下的電阻。(3)開關S撥到位置1,移動滑片,直至電流表示數為3.8V/R。[中考考查類型三]:實驗故障分析電學實驗中的故障一般有這樣幾種情況:連接電路時,開關未斷開;滑動變阻器未以最大阻值接入電路;電表連接方式錯誤(電壓表并聯、電流表串聯);電表量程選擇錯誤;電表測量對象錯誤;滑動變阻器連接錯誤;用電器短路;用電器斷路等等。典型題例六:小明在用電流表和電壓表測量額定電壓為2.5V小燈泡電功率的實驗中,,所用儀表完好,按照電路圖連好電路后,在實驗過程中分別出現了下列情況,請你幫他找出各自故障的原因。(1)連接好電路,閉合開關后,看到電流表指針如下圖所示偏轉,原因是:__________________ _。(2)將最后一根導線剛連好,馬上看到燈泡發光,原因是:______________________________ ___。(3)閉合開關后發現燈泡不亮,你認為電路故障原因不可能是( )A.燈泡沒有旋進燈座B.開關接觸不良C.燈泡的燈絲斷了D.電流表被短路(4)連接好電路,閉合開關后,發現小燈泡不亮,而電壓表有示數,電流表示數為零,產生這一現象的原因是_____________________________。(寫出一條即可)。(5)連完電路并閉合開關后,發現小燈泡不亮,電壓表示數為零,電流表有示數,產生這一現象的原因是_________________________________。(6)接好電路后,閉合開關發現小燈泡特別亮,其原因是 。(7)當閉合開關時,小燈泡較暗,滑動變阻器滑片移動時不能改變小燈泡的亮暗程度,其原因是: 。(8)若在實驗中電流表、電壓表都正常工作而且都有示數,燈泡能發光,滑動變阻器也能正常工作,但無論怎樣調節滑動變阻器,電壓表的示數都低于2.5V,則原因可能是(只寫出一條即可); 。答案:(1)電流表的“+”“-”接線柱接反了。(2)連接電路時,開關未斷開。(3)D(4)小燈泡處發生斷路;電壓表串聯在電路中,電流表并聯在小燈泡兩端(5)小燈泡處發生短路(6)滑動變阻器未以最大阻值接入電路(7)滑動變阻器接了下面兩個接線柱,滑動變阻器相當于一個定值電阻(8)電源老化(或電源電壓不夠)
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