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123电压／v2.02.53.0电流／A0.400.580.66两端的电压．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。图11RS（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的图11RS（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）150.482100.243200.12图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。图12４.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：__________________。图13甲图13甲乙（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____________________________________。图20（4图20（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/V1.01.52.02.53.03.84.0电流I/A0.180.20.220.250.280.32电功率P/0.180.30.440.6250.841.28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.P图2001P图200123A00.20.40.60.63--0.2-1051015V0123315--1-5图21(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/V22.53I/A0.220.260.30(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ABC图18图19+－(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ABC图18图19+－(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<RB。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:=1\*GB2⑴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=2\*GB2⑵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：220V5A2500R/KW.h5、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“220V10A”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，