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初三物理电学实验总结含答案
初三物理电学实验
一、影响电阻大小因素:
1、实验原理:
在电压不变的情况下,通过电流的变化来研究导体电阻的变化。
(也可以用串联在电路中小灯泡亮度的变化来研究导体电阻的变化)
2、实验方法:
控制变量法。
所以定论“电阻的大小与哪一个因素的关系”时必须指明“相同条件”
3、结论:
导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的材料、长度和横截面积,还与温度有关。
4、结论理解:
⑴导体电阻的大小由导体本身的材料、长度、横截面积决定。
与是否接入电路、与外加电压及通过电流大小等外界因素均无关,所以导体的电阻是导体本身的一种性质。
⑵结论可总结成公式R=ρL/S,其中ρ叫电阻率,与导体的材料有关。
记住:
ρ银<ρ铜<ρ铝,ρ锰铜<ρ镍隔。
假如架设一条输电线路,一般选铝导线,因为在相同条件下,铝的电阻小,减小了输电线的电能损失;而且铝导线相对来说价格便宜。
二、探究电流与电压、电阻的关系(欧姆定律)
①提出问题:
电流与电压电阻有什么定量关系?
②制定计划,设计实验:
要研究电流与电压、电阻的关系,采用的研究方法是:
控制变量法。
即:
保持电阻不变,改变电压研究电流随电压的变化关系;保持电压不变,改变电阻研究电流随电阻的变化关系。
③进行实验,收集数据信息:
(会进行表格设计)
④分析论证:
(分析实验数据寻找数据间的关系,从中找出物理量间的关系,这是探究物理规律的常用方法。
)
⑤得出结论:
在电阻一定的情况下,导体中的电流与加在导体两端的电压成正比;在电压不变的情况下,导体中的电流与导体的电阻成反比。
实验电路图:
三、伏安法测电阻
1、定义:
用电压表和电流表分别测出电路中某一导体两端的电压和通过的电流就可以根据欧姆定律算出这个导体的电阻,这种用电压表电流表测电阻的方法叫伏安法。
2、原理:
I=U/R
3、电路图:
(右图)
4、步骤:
①根据电路图连接实物。
连接实物时,必须注意开关应断开
②检查电路无误后,闭合开关S,三次改变滑动变阻器的阻值,分别读出电流表、电压表的示数,填入表格。
③算出三次Rx的值,求出平均值。
④整理器材。
5、讨论:
⑴本实验中,滑动变阻器的作用:
改变被测电阻两端的电压(分压),同时又保护电路(限流)。
⑵测量结果偏小是因为:
有部分电流通过电压表,电流表的示数大于实际通过Rx电流。
根据Rx=U/I电阻偏小。
⑶如图是两电阻的伏安曲线,则R1>R2
四、伏安法测灯泡的额定功率:
①原理:
P=UI②电路图:
③选择和连接实物时须注意:
电源:
其电压高于灯泡的额定电压
滑动变阻器:
接入电路时要变阻,且调到最大值。
根据能否调到灯泡的额定电压选择滑动变阻器。
电压表:
并联在灯泡的两端“+”接线柱流入,“-”接线柱流出。
根据额定电压选择电压表量程。
电流表:
串联在电路里““+”接线柱流入,“-”接线柱流出。
根据I额=P额/U额或I额=U额/R选择量程。
《初中物理电学实验》复习题
一、串、并联电路的电流、电压、电阻关系
1、为了探究并联电路中干路的电流与支路的电流有什么关系,小明同学选择的实验器材是:
3节干电池串联作电源、两个标为2.5V字样的小灯泡、一只电流表、一个开关、导线若干.
他的实验设想是:
首先将实验器材连成如图所示的电路,然后用电流表选择恰当的量程分别测出A、B、C三点的电流,分析这一次测量中三点电流的数据,就得出干路与支路的电流的关系.
请你分析说明小明同学这一实验方案中存在哪些的不足,并提出相应的改进意见.
1、用电器不要选择同一种规格的,要有所区别;
2、要加变阻器,以改变不同的干路电流和电压;
3、要测量多次,以求找出规律。
2、下列是某实验中的三个电路图,请仔细观察后回答.
(1)该实验探究的问题是______________________________________________
(2)你的结论是_________________________________________________________;
(3)夏荷同学探究出的结论是:
串联电路中的总电压大于任何一个用电器两端的电压。
秋宁同学的结论是:
串联电路中的总电压等于各个用电器两端的电压之和。
对他们的结论,你如何评估?
答:
(1)第一图是测串联电路的总电压,第二、三图是分别测了用电器两端的电压,可探究串联电路的总压和和各用电器两端电压间的关系;
(2)通过实验得到结论:
串联电路中的总电压等于各个用电器两端的电压之和;
(3)秋宁同学的结论较为完整,能定量的说出了串联电路电压的关系.夏荷同学的结论不够完整,只是简单的说出了总电压与分电压大小的关系.
3、研究串联电路电阻:
小刚学习了“串联电路中电流的规律”和“串联电路中电压的规律”觉得不过瘾,在学习了欧姆定律后他就想探究“串联电路中电阻的规律”,请思考后回答下列问题。
(5分)
(1)小刚进行探究“串联电路中电阻的规律”的实验原理是___________________。
(2)该探究实验除电源、导线、6个阻值不同的定值电阻(每次实验用2个电阻)外还需要_____________。
(3)帮助小刚画出实验电路图。
(4)小刚通过实验得出的数据计算出三组电阻值如下表:
实验次数
R1/Ω
R2/Ω
R3/Ω
1
10
2
12
2
5
1
6
3
6
8
14
观察分析上表数据可知“串联电路中电阻的规律”是_________________________________。
二、探究影响电阻大小的因素
1、如图所示,在M、N之间分别接入横截面积相等而长度不同的镍铬合金线AB和CD,AB比CD长.当开关闭合后,发现接入AB时,电流表示数比较小,这说明导体的电阻跟导体的________有关,其关系是______________.
2、如上图所示,用酒精灯给细铁丝制的线圈加热,则电流表的示数会变________,表明导体的电阻在变____________,可见导体的电阻还与__________有关.
3、在探究导体电阻大小与哪些因素有关的实验中,下表是“方博科技实验小组”在实验中所用导体的相关物理量的记录:
请问:
(l)要探究导体电阻大小与长度是否有关,应选用A与两根导体;
(2)要探究导体电阻大小与横截面积是否有关,应选用A与两根导体。
(3)以上研究问题的科学方法是采用了“法”。
解:
①要探究导体电阻大小与长度是否有关,应控制材料和横截面积一定.故选AD
②要探究导体电阻大小与横截面积是否有关,应控制材料和长度一定.故选AC
③本实验中采用的是物理学法中的控制变量法.
故答:
(1)D;
(2)C;
(3)控制变量
4、小明和小华做“探究导体电阻大小与长度关系”的实验。
他们准备在图22中的A、B两点间接人待研究的电阻丝,电源电压恒定,忽略灯丝电阻随温度变化的影响,待用电阻丝的规格如下:
(1)他们应选择序号为的两根电阻丝来探究;
(2)正确选择后,他们将所选电阻丝分别接入A、B两点间,闭合开关,通过观察灯泡的亮暗或电流表的示数来比较电阻丝电阻的大小。
实验中,两次电流表指针均有偏转,但第二次的示数小于第一次的示数,说明第二次接人电路的电阻丝的阻值(选填“较大”或“较小”),同时小华发现第二次实验中灯泡不亮,你认为原因是
(3)以上
(2)中判断电阻大小关系的方法在初中物理中经常用到,以下描述中能体现这种方法的是()
A.水压使水管中形成水流,类似地,电压使电路中形成电流
B.根据物质在常态下的形状和体积是否固定,可将物质分为三态
C,通过观察木块被运动物体撞后移动距离的大小,可比较运动物体动能的大小
D.研究滑动摩擦力大小与压力大小的关系,应控制接触面粗糙程度相同
(4)科学研究表明:
在导体的材料、横截面积和温度相同的条件下,导体电阻的大小与长度成正比。
你认为他们用上述
(2)中的方案能否得到这个结论?
请用欧姆定律加以解释。
(5)若电流表损坏,换用一只电压表,仍然利用上述器材来探究导体电阻的大小与长度是否成正比,请画出一个能反映该实验原理的电路图。
(电阻丝用电阻符号表示,导线根数不限。
解:
(1)要保持导体的材料、横截面积一定,探究导体电阻大小与长度关系.2、4两根导线材料和横截面积一样,可探究电阻与长度关系.
(2)当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,所以电流大的,电阻小,电流小的,电阻大;且灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定,灯泡越暗,灯泡的实际功率越小;
(3)导体电阻的大小是通过电流的大小来反映的,这在物理学中称之为“转换法”.而A属于“类比法”,B属于归纳法,C属于“转换法”.
故答案:
(1)2、4、
(2)较大、灯的实际功率太小、(3)C.
三、研究电流跟电压、电阻的关系
1、下面是某组同学采用控制变量法来研究电流与电压、电阻关系的实验:
(1)、根据电路图连接实物图。
(2)、以下是该小组的实验数据的记录,请将数据不全部分补全。
表1U=___V恒定不变。
(实验中更换电阻R1)表2R=___Ω恒定不变。
(3)、分析表1数据可得结论________________________________________________;
分析表2数据可得结论____________________________________________________;
在表1的实验中滑动变阻器的作用是________________________________________;
在表2的实验中滑动变阻器的作用是________________________________________。
2、我们已进行过“科学探究欧姆定律”,
(1)请你在右边空白处画出该实验的电路图。
(2)①由于电路中电流的大小受多种因素的影响,所以我们在探究某一因素变化对电流的影响时,必须保持其它因素不变,即采用了法。
②图10是某实验小组在探究过程中,根据实验数据绘制的图像,其中表示电压不变时,电流随电阻变化的图像是图;表示电阻不变时,电流随电压变化的图像是。
(选填“甲”或“乙”)
(3)在探究过程中,使用滑动变阻器的目的是和。
(4)实验的结论是.①。
②。
解:
(1)电路图如右图所示
(2)①电流的大小与电压和电流有关,所以在探究与其中一个因素的关系时,必须保持另一个因素不变,这就是控制变量法;
②由图可知:
甲图为I-R图象,乙图为I-U图象;
(3)滑动变阻器在该实验中的作用:
一是通过改变连入电阻变化改变电路中的电流,使电压重新分配,改变电阻两端的电压,二是分压保护电路;
(4)由实验数据、图象可得结论:
①保持电阻不变时,电流跟电压成正比;②保持电压不变时,电流跟电阻成反比.
故答案为:
(2)①控制变量法②甲,乙;(3)保持电阻不变时电流跟电压成正比,保持电压不变时电流跟电阻成反比
3、孙楠同学用如图所示的电路研究导体中的电流跟导体电阻的关系,他先后将5Ω、15Ω和25Ω的定值电阻接入电路A、B两点间,闭合开关S,读出电流表示数(如下表)。
由实验数据可以看出电流I与电阻R并不成反比。
问:
(1)该实验中选错了什么器材?
请你说出应换用的器材。
(2)为保证实验正确进行,还需要什么仪器?
解:
(1)实验中选择了两个定值电阻串联,没有选择滑动变阻器,不能保证定值电阻两端的电压不变,因此应该把电阻R′换成滑动变阻器;
答:
该实验中选错了电阻R′,应用滑动变阻器替换R′;
(2)定值电阻两端的电压不变,是通过与其并联的电压表的示数体现的,因此应将一只电压表并联在定值电阻两端,也就是接在A、B之间.
答:
为保证实验正确进行,还需要一只电压表,接在A、B之间.
4、在探究“电阻上的电流跟电压的关系”中:
(1)我们首先会提出什么问题?
;
(2)你或同学们有什么猜想?
请说出来:
;
(3)在设计实验时,需改变电压,你和同学们在实验中是采用什么办法的?
(说出所用的器材和方法);
(4)通过分析记录数据,你得出的结论是:
。
解:
(1)如果知道一个电阻值,还知道加在它两端的电压,能不能计算出它的电流呢?
或电流与电阻、电压之间有什么定量关系呢?
(1分)
(2)此为开放题,只要合理猜想即可.(1分)
(3)根据实验条件通常有下列三种办法:
电池组:
增减电池个数;学生电源:
调节调压旋钮.滑动变阻器:
移动滑片.(2分)
(4)电流I、电阻R、电压U的关系可用公式表示为I=U/R.(1分)
5、为了探究电流与电压的关系,小华设计了图13所示的实验电路图.
(1)实验选用的器材如图14所示,其中电源为2节干电池,定值电阻为10Ω,滑动变阻器标有“10Ω2A”字样,则实验时电压表应选用的量程为V,电流表应选用的量程为A.
(2)请根据电路图用笔画线代替导线,将图14中的元件连成电路.要求:
滑动变阻器的滑片向左移动时,电流表的示数变大.
(3)右表是小华探究电流与电压关系时记录的几组实验数据,通过对表中数据的分析,可
得到的初步结论是:
.
实验次数
1
2
3
4
5
电压/V
1.0
1.5
2.0
2.5
2.8
电流/A
0.10
0.15
0.20
0.25
0.28
解:
(1)电源电压是3V,故电压表使用0~3V的量程;
电阻为10Ω,故电路中的电流大约为I=
=
=0.3A,故电流表的量程为0~0.6A;
(3)由表格中的数据可得:
当电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比.
故本题答案为:
0~3;0~0.6;当电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比.
6、、小刚同学通过实验,探究电流随电阻变化的规律。
得到的实验数据如下表。
(l)实验中加在导体两端的电压是_________V。
(2)请在坐标系上画出电流随电阻R变化的图像。
(3)分析表中的数据或图像,你能得出什么探究结论?
解:
(1)如表格,根据欧姆定律求出每个电阻两端的电压都是6V.所以电阻两端的电压是6V.
电阻R(Ω)
5
10
15
20
25
30
电流I(A)
1.20
0.60
0.40
0.30
0.24
0.20
电压(V)
6
6
6
6
6
6
(2)在图象上描出(5,1.2)(10,0.6)(15,0.4)(20,0.3)(25,0.24)(30,0.2),用光滑的曲线连接各点.
(3)电压保持6V不变,电阻与电流的乘积是定值,所以,在电压一定时,电流跟电阻成反比.
故答案为:
(1)6V;
(2)图象见上图;(3)在电压一定时,电流与电阻成反比.
7、在此实验过程中,当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,为了探究上述问题,他应该采取的唯一操作是()
A.保持变阻器滑片不动B.将变阻器滑片适当向左移动
C.将变阻器滑片适当向右移动D.将电池个数增加
四、测定小灯泡电功率
例:
在“测定小灯泡额定功率”的实验中,已知电源电压为6伏,小灯泡的额定电压为3.8伏。
正常发光时灯丝电阻为10Ω~15Ω。
(1)实验的原理是________________;滑动变阻器的作用是________________。
(2)在左边的方框内画出实验的电路图,并把图10-甲的实物连接好;
(3)在图的甲乙两圆圈中填上所用电流表和电压表的符号。
(4)图(甲)是未接完的实验电路,请用笔画线代替导线,完成电路连接。
闭合开关时,应使滑动变阻器接入电路的阻值为最大,所以变阻器的滑片P要置于端(选填“A”或“B”)实验时发现电压表示数为2V,为测额定功率应将滑动变阻器滑片P向_____移动,使电压表示数为______V。
(5)小芳在做测量灯泡电功率实验时,所连的实物如图8所示,请你检查图8的连线是否有错,若有错处,在该图中改正(在错误的连线上打“×”,改正的连线在图中画线表示,连线不要交叉)并在方框内画出正确的电路图.
二、电路故障判断
例:
(1)小刚连接好电路后,闭合开关,发现电流表指针偏向0刻线的左侧,电压表指针偏向3(15)刻度线的右侧,其原因为:
____________;_________________________.
(2)小刚合理地连接好电路,闭合开关,无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不亮。
于是小刚提出以下猜想:
A.可能是灯丝断了B.可能是小灯泡短路C.可能是变阻器开路
究竟哪个猜想正确,可根据电流表和电压表的示数进行判断(电流表、电压表均无故障)。
下表给出了电流表、电压表可能出现的几种情况,请判断每种情况下哪个猜想是正确的,并把其序号填写在对应的空格里。
(3分)
电流表
电压表
判断结果
示数不为零
示数为零
示数为零
示数不为零
示数为零
示数为零
(3)若闭合开关,灯不亮,电压表示数接近6伏,电流表示数几乎为零,出现这种现象的原因可能是。
(4)另一位同学连接的实验电路,闭合开关后发现电流表指针偏转,电压表指针不动该故障的原因是()
A.灯泡灯丝断了B.电流表接线短路C.电源接触不良D.灯座接线短路
(5)闭合开关,发现灯泡发光较暗,电流表有示数,任意移动滑动变阻器的滑片,电压表示数不变(示数不为零)且小于6V。
具体原因是______________________________________。
(6)闭合开关,发现灯泡发光较亮,电流表有示数,任意移动滑动变阻器的滑片,电压表示数不变(示数不为零)且小于6V。
具体原因是______________________________________。
(7)另一位同学连接的实验电路,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片发现电流表、电压表示数变化相反,出现这种现象的原因可能是。
(8)实验中,小刚在闭合开关S后发现两电表的指针正常偏转,但总在晃动,无法准确读数,造成此现象的原因可能是。
三、分析数据得结论:
例:
(1)实验中小东测出了三组数据,记录在下表中。
他测三组数据的目的是;若第一次实验时电流表的示数如图所示,请将此示数读出并填入下表中;
(2)除了从表格中能直接得到的有关变化规律外,你还能通过上列表格数据分析出什么规律(只要答出一个即可)。
四、计算灯泡的额定功率:
小灯泡未达到额定电压,怎样移动滑动变阻器的滑片才能达到额定电压,读电流表示数,再计算额定功率。
例:
(1)小刚实验时发现电压表示数为2V,为测额定功率应将滑动变阻器滑片P向_____移动,使电压表示数为______V。
此时电流表示数如上图所示,则通过小灯泡的电流为______A,小灯泡的额定功率为___________W。
五、其它
例:
(1)、一个额定电压是3.8V的小灯泡,其正常工作时通过的电流约为0.2A。
小明想测定这个小灯泡的额定功率,实验室中有如下器材:
电流表、电压表、开关各一个,三个规格为“10Ω1A”、“50Ω0.5A”和“1kΩ0.1A”的滑动变阻器,导线若干,电源(电压为12V).小明设计了电路图,通过分析你认为小明应选用规格______________的滑动变阻器。
(2)右表是某实验小组两位同学实验记录的数据,事后他们分析,发现其中一组数据不合理,不合理的数据组的序号是。
序号
灯泡两端的电压U/V
通过灯泡的电流I/A
灯泡消耗的功率P/W
1
4.5
0.36
2
3.8
0.50
3
3.0
0.28
4
2.0
0.22
(3)某同学在做完“测定小灯泡的电功率”的实验后(所用小灯泡的额定电压为3.8V),及时完成了实验报告.实验报告中他设计了如下的表格.如该同学对实验现象的观察和数据的记录都正确,请你指出他所设计一表格中的错误是______________.
实验次序
小灯泡两端的
电压(V)
通过灯丝的
电流(A)
灯泡的亮度
灯泡的电
功率(W)
灯泡的平均
电功率(W)
1
3.00
0.28
比正常发光时暗
0.84
1.14
2
3.80
0.30
正常发光
1.14
3
4.50
0.32
比正常发光时亮
1.44
解:
表格设计中平均功率P/W是错误的.因为根据公式P=UI可知:
不同电压下小灯泡的实际电功率是不一样的,所以表格中求电功率的平均值是没有意义的.
故答案为:
灯泡的平均电功率P/W.
(4)在做“伏安法测灯泡额定电功率”的实验中,已知小灯泡的额定电压为3.8V,所用电源电压为6V,测量时发现学生用电压表的0~15V量程挡坏了,而0~3V挡完好,在没有更换器材的条件下,小明同学巧妙地测出了该小灯泡的额定功率.
(1)请在图所示的虚线框内画出该同学测量时的电路图,并进行实物连接.
(2)若灯泡正常发光时,电流表示数如图所示,则该灯泡的额定功率为1.064W
解:
(1)灯泡额定电压大于电压表最大量程,可以将电压表与滑动变阻器并联,
U-U灯=U滑,U滑=U-U灯=6V-3.8V=2.2V,让滑动变阻器分去2.2V电压,即可让灯泡两端电压达到额定值3.8V.
连接电表时,电压表用0--3V量程,电流表用0--0.6A量程,让电压表与变阻器并联,电流表串联进电路,并且让电流从他们的正接线柱流入,负接线柱流出.
电路图要规范整洁.
电路图实物图如图所示:
(2)电流表读数为I=0.28A,灯泡正常发光,其两端电压为额定电压,U=3.8V,
利用电功率公式计算可得灯泡额定功率,P=UI=3.8V×0.28A=1.064W
故答案为:
1.064W.
测定小灯泡的功率专项训练题
1、如图甲所示,是“测定小灯泡的功率”实验的电路图;图乙是连接不完整的实验电路,其中电源为三节新的干电池,灯泡的额定电压为3.8V,其灯丝的电阻约为10
,标有“10
1A”字样的滑动变阻器.要求:
(1)对照电路图用笔画线代替导线,将图乙实验电路中未连接部分连接好(注意两电表量程的选择);
(2)当闭合电路的开关时,电路中可能出现的不正常的现象(见下表).
顺序
电路中出现的不正常现象
原因
电灯的亮暗
电流表示数(A)
电压表示数(V)
甲
不亮
0
4.5
乙
很亮
0.42
4.2
丙
不亮
0.45
0
请你参考下列选项,把表中空白部分补充完整(只要填选取的选项代号).
A.电路中e、f间断路B.电路中e、f间短路C.滑动变阻器连入电路中的电阻太小
(3)为了测出小灯炮的额定功率应调节的元件是________,使电压表示数为_______V.如果此时电流表的示数如图丙所示,则该灯泡的额定功率为______W.
解:
(1)连接时注意将电压表与小灯泡并联,电流表串联在电路中,并注意接线柱电流的流向,如图所示;
(2)甲:
电压表有示数,说明电路是通的,灯泡不亮、电流表无示数,说明灯泡处断路,而电压表的阻值非常大,因此电流表几乎无示数,应为故障A;
乙:
电压表与电流表都有示数,说明电路的连接没有问题,灯泡过亮,说明电流太大,电路中的电阻太小了,应用滑动变阻器来调节,故为C故障;
丙:
电压表测灯泡两端的电压,它没有示数,说明灯泡处短路了,故为B故障.
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- 初三 物理 电学 实验 总结 答案