第12課時 電學實驗專題 一、學習目標 1.通過例1的復習，讓學生理解伏安法測電阻的方法和歸納. 2.通過例2的復習，讓學生知道替代法測電阻的探究和歸納. 3.通過例3的復習，讓學生知道測量小燈泡的電功率實驗的方法和歸納. 4.通過例4的復習，讓學生知道探究影響電流熱效應的因素實驗的探究和歸納. 5.通過復習，學會解決電學中的實驗的方法和策略. 二、考情分析 電學實驗（2）主要由伏安法測電阻、測量小燈泡的電功率、探究影響電流的熱效應的因素三個重要實驗組成，在伏安法測電阻的實驗中要學會利用歐姆定律計算，知道實驗中滑動變阻器的作用及多次試驗的目的在測小燈泡電功率實驗中要知道探究實際功率的過程，進行多次實驗的目的，并能利用實際功率來判斷燈泡的亮度在探究影響電流熱效應的因素實驗中要知道探究影響電流熱效應的因素的過程，實驗裝置的選擇及實驗中的研究方法，能利用電流的熱效應來解釋生活中的現(xiàn)象 三、備考策略 在伏安法測電阻實驗中主要考察電路實物圖的連接，電路故障現(xiàn)象及分析，對表格數(shù)據的處理，測量電阻的特殊方法（替代法、缺少電表的方法） 在測小燈泡的電功率實驗中主要考察電路實物圖的連接，電路故障現(xiàn)象及分析，額定功率的計算，滑動變阻器的使用 在探究影響電流熱效應的因素實驗中主要考察實驗器材的放置及原理，知道實驗中用到的研究方法，會對電熱進行計算 四、典例分析 例1圖甲是用伏安法測電阻的實物圖，所用滑動變阻器的規(guī)格是“20 1A ”，電源為兩節(jié)新干電池，待測電阻Rx的阻值約為10（1）用筆畫線代替導線在圖甲中完成實物電路連接，要求滑動變阻器的滑片向B端滑動時連入電路的電阻變大（2）正確連接電路后，若甲圖中導線a內部斷路，其余均完好，閉合開關，觀察兩只電表的示數(shù)，發(fā)現(xiàn) 丙乙甲aABCDRx（3）排除故障后，移動滑動變阻器的滑片到某一位置，電壓表和電流表的示數(shù)如圖乙、丙所示，則Rx的阻值為 【同步練習1】小明在做“用伏安法測量某定值電阻R的阻值”的實驗中：（1）請你按照圖甲所示的電路圖，以筆畫線代替導線，將圖乙小明未連接好的電路連接完整（2）實驗前，為保護電路，滑動變阻器的滑片應置于 端（填“A”或“B”）（3）閉合開關，移動滑動變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)電流表始終無示數(shù)，電壓表有示數(shù)，其原因可能是 （4）排除故障后，當電壓表的示數(shù)如圖所示時，電流表的示數(shù)如圖所示，則通過定值電阻的電流大小為 A，它的阻值是 （5）通常情況下要進行多次測量并取平均值，其目的是為了 （6）由于沒有電壓表，小紅設計了如圖甲所示的電路圖，其中電阻R0=20，電流表A1、A2為兩個完全相同的電流表，連接好電路后，閉合開關，發(fā)現(xiàn)兩個電流表指針均偏轉了相同的角度，如圖乙所示，則通過電阻Rx的電流是 ARx= 例2小明設計了一種測量未知電阻Rx的實驗方案，并選擇了合適的器材，測量電路如圖所示，電源電壓恒定，滑動變阻器最大阻值未知，在A、B兩點間接入的元件每次只能是電阻箱或未知電阻Rx （1）請你幫他完成相關實驗內容：將 接入A、B兩點間；閉合開關，移動滑動變阻器滑片到某一合適位置時，記下_ ；斷開開關，取下A、B間的元件，將 接在A、B兩點間；閉合開關，調節(jié) ，使 ； 讀出 ，即可知道Rx的阻值【同步練習2】用如圖甲所示的電路可以測量一個未知電阻的阻值，其中Rx為待測電阻，R為電阻箱，S為單刀雙擲開關，R0為定值電阻某同學用該電路進行實驗，主要步驟有： A把開關S接b點，調節(jié)電阻箱，使電流表的示數(shù)為I, B讀出電阻箱的示數(shù)R C把開關S接a點，讀出電流表的示數(shù)為I D根據電路圖，連接實物，將電阻箱的阻值調至最大(1)上述步驟的合理順序是 (只需填寫序號)(2)步驟A中電阻箱調節(jié)好后示數(shù)如圖乙所示，則它的示數(shù)為 若已知R的阻值為1O，則待測電阻的阻值為 (3)本實驗所采用的物理思想方法可稱為 (選填“控制變量法”或“等效替代法”)例3在“測量小燈泡的功率”實驗中，小燈泡的額定電壓為2.5V+-CDPAB甲（1）如圖甲是小明測量小燈泡額定功率的實物電路圖（不完整）請用筆畫線代替導線將實物電路圖連接完整（2）閉合開關前，圖甲中滑動變阻器的滑片P應位于 （選填“A”或“B”）端（3）連接好電路后，閉合開關，小明發(fā)現(xiàn)移動滑動變阻器滑片P，小燈泡不發(fā)光，電壓表示數(shù)為零進一步觀察并檢查電路，發(fā)現(xiàn)電壓表、電流表、導線及其連接均完好針對電路中出現(xiàn)的小燈泡不發(fā)光的故障現(xiàn)象，他提出了如下猜想：小燈泡短路；小燈泡燈絲斷了；滑動變阻器斷路根據故障現(xiàn)象，猜想 _（填序號，下同）是錯誤的如果觀察到電流有示數(shù)，則猜想 是正確的（4）排除故障后，閉合開關，移動滑動變阻器滑片P到某一位置，電壓表示數(shù)如圖乙所示，此時應將滑片P向 （選填“A”或“B”）端移動到合適位置，讀出電流表示數(shù)，即可算出小燈泡的額定功率（5）小華打算增加一個阻值為10的電阻R0，只利用一只電表，通過簡單操作（開關S接“a”、“b”各一次）來測量小燈泡的額定功率圖丙、丁是好設計的兩種不同方案的電路圖則以下判斷正確的是 （填字母）AR0abSP丙VbaSR0丁PA兩種方案都能B兩種方案都不能C丙方案能，丁方案不能D丙方案不能，丁方案能 【同步練習3】小華在“測量小燈泡的額定功率”實驗中，所用小燈泡上標有“3.8V”字樣，電源電壓恒為6V（1）根據圖甲所示的電路圖，請用筆畫線代替導線，完成圖乙所示實物圖的連接；（2）閉合開關，小華在調節(jié)變阻器滑片的過程中，眼睛應注視 的示數(shù)，直至燈泡正常發(fā)光，此時電流表的示數(shù)如圖丙所示，該電流值為 A，則燈泡的額定功率為 W；（3）小華剛準備拆除電路結束實驗時，同組的小紅提出，在調節(jié)變阻器滑片使燈泡正常發(fā)光時，電壓表的示數(shù)很難準確達到3.8V，由此可能造成一定的測量誤差，她認為小華可以在前面（2）操作的基礎上，對電路稍作改動，就能提高測量數(shù)據的精確度請你幫小紅補全測量步驟（補全步驟時必須準確闡述接法和操作要點）：斷開開關， ；閉合開關，調節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為 V，并讀出此時電流表的示數(shù)；計算出燈泡的額定功率例4如圖是探究“電流通過導體產生的熱的多少跟哪些因素有關”的實驗電路（燒瓶、煤油質量和玻璃管均相同），瓶中的電阻采用金屬絲（1）完成電路的連接，要求滑動變阻器滑片向左移動時，電流表示數(shù)變?。?）實驗中，通過觀察 來判斷電流通過導體產生熱的多少（3）在電流與通電時間相同的條件下，選用長度和橫截面積都相同的兩種材料進行實驗，為了使實驗現(xiàn)象最明顯，可以選用表中的銅與 進行對比長1米、橫截面積1毫米2的幾種材料的電阻（20時）料料銅鋁鎢鎳鉻合金電阻（）0.01750.0290.0531.0 （4）要進一步探究導體產生的熱的多少與電流是否有關，可以采取的方法是 （允許改變元件位置，更換元件等，只要求寫出一種）【同步練習4】某興趣小組利用圖甲裝置探究電流熱效應的影響因素，實驗步驟如下：將阻值為10和20的電阻絲分別置于A、B兩個盛滿煤油的燒瓶中，按圖甲所示連接電路閉合開關，將滑動變阻器的滑片移至某一位置，記錄此時電流表的讀數(shù)I，通電一段時間，記錄A、B燒瓶的玻璃管內液面的變化高度分別為h1、h2斷開開關，直至玻璃管中的液面降回各自初始位置閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，使電流表的讀數(shù)為2I，當通電時間與步驟相同時，記錄A、B燒瓶的玻璃管內液面的變化高度分別為h3、h4，實驗數(shù)據如表電流大小燒瓶玻璃管內液面的變化高度A燒瓶（RA=10）B燒瓶（RB=20）Ih1h22Ih3h4（1）本實驗通過設計串聯(lián)電路來研究電阻對電流產生熱量的影響，可以控制哪些變量相同？ （2）若要研究電流產生熱量的多少與電流的關系，應該選擇“h1、h2、h3、h4”中的 和 進行比較；小明認為：只要選擇“h1、h2、h3、h4”四個量中的某兩個量進行比較，就能說明“對電流產生熱量多少的影響，電流比電阻更大”，請比較這兩個量的大小關系： 答案：（1）0.24 （2）電流和通電時間（3）h3>h2五鞏固練習1小希在測額定電壓為2.5V的小燈泡電阻時，設計了如圖甲所示的電路圖 (1)閉合開關，發(fā)現(xiàn)小燈泡很暗，電壓表和電流表均有示數(shù)，但無論如何移動滑動變阻器滑片，小燈泡亮度、電壓表和電流表示數(shù)均不發(fā)生變化，請分析其原因： . （2）小燈泡正常發(fā)光時的電阻為 （3）選取圖像中的三組數(shù)據，通過計算后發(fā)現(xiàn)電阻值相差較大，你對這一現(xiàn)象的解釋是 （4）小希又想測某未知電阻Rx的阻值，設計了如圖所示電路（R為已知阻值的定值電阻），并設計了如下實驗步驟，請幫助他把缺少的步驟補全，并寫出Rx的表達式實驗步驟：A按照設計的電路圖連接電路；BS斷開時，讀出 ；C ；表達式：Rx= （用已知物理量和測量出的物理量的符號表示）2在測量未知電阻Rx（阻值約為150）的實驗中，提供的實驗器材有:電源（電壓3V）、滑動變阻器R（050）、電阻箱R0（09999）、電流表（006A）、電壓表（03V）、開關及導線若干RxRSV21R0 乙甲 （1）小明同學設計了圖甲所示的電路進行測量請根據圖甲所示的電路，在圖乙中用筆畫線代替導線將實物圖連接完整正確連接電路后，小明先將開關S撥至“1”，調節(jié)變阻器的滑片至某一位置，此時電壓表的示數(shù)如右圖所示，讀數(shù)為U1= V再將開關S撥至“2”，當電阻箱的阻值調至R0=152時，電壓表的示數(shù)恰為U1，則待測電阻的阻值Rx= 實驗中，若將開關撥至“2”時，不小心將滑動變阻器的滑片向右移動了少許，其他操作正確，則Rx的測量值 （選填“大于”、“小于”或“等于”）真實值3在一次測量小燈泡額定功率的實驗中，所用電源由兩節(jié)新干電池串聯(lián)組成，小燈泡上標有“2.5V”字樣（小燈泡額定功率約為0.6W）聰明而粗心的小剛連接了如圖甲所示的電路 （1）同組的小明發(fā)現(xiàn)電路連接有錯，如果閉合圖甲所示電路的開關，電壓表的示數(shù)約為 V，電流表的示數(shù)約為 A，小燈泡的發(fā)光情況為 （選填“正常發(fā)光”、“亮度較暗”或“不發(fā)光”）（2）小明主張拆了以后重新連接，可是時間來不及了，小剛眼珠一轉，在圖甲電路中只改變了某根導線一端的接點位置，電路就能測量小燈泡額定功率請在圖甲中畫出小剛改動的那條導線（3）待改接好電路后，在實驗時，調節(jié)滑動變阻器的滑片，使小燈泡正常發(fā)光，此時電流表的示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為 W（4）小明同學繼續(xù)移動滑片P，記下多組對應的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成圖丙所示的IU關系圖像，根據圖像可知：小燈泡的實際功率隨實際電壓的增大而 （選填“增大”、“減小”或“不變”）（5）有的同學認為“把小燈泡換成定值電阻，該實驗可以用來探究導體中的電流與電壓的關系”，你認為這種說法 4某同學猜想電流通過導體產生的熱量與電流、電阻和通電時間有關.為了探究“電流通過導體產生的熱量與電流是否有關”.所用的實驗器材有：電壓為6V的電源、電流表、滑動變阻器、停表、開關各一個；與U形管相連的塑料盒一個.盒內密封著空氣，盒內電阻絲的阻值為10；導線若干.（1）用筆劃線代替導線，將圖中的電路連接完整；（2）該實驗是通過 來反映電流通過電阻絲產生熱量多少的；（3）該同學設計實驗室，將三次實驗的通電時間均設定為15s，三次實驗預設的電流分別為I1、I2、I3，則該同學進行第一次實驗的操作是：閉合開關， .