專題二實驗題 科學(xué)探究實驗是物理學(xué)的重要組成部分,所以中考題里面都會有一定的實驗探究題。安徽中考實驗題從近十年來一直都是三個題目,分值約為20分,約占22%,主要集中在力學(xué)和電學(xué),有時出現(xiàn)光學(xué)實驗題。此題型的主要特點是注重操作過程和實驗設(shè)計的考查;對教材中常見的活動、小實驗、演示實驗進行改編;注重對實驗過程中存在的問題、誤差進行反思和評估等。從安徽近幾年的中考題可以看出,實驗題主要是考查學(xué)生的觀察能力、實驗?zāi)芰?、儀器的選用能力、實驗故障的判斷和排除能力、實驗結(jié)果的歸納分析能力、綜合運用知識能力以及實驗設(shè)計能力。 題型一、光學(xué)實驗題型突破縱觀歷年中考,安徽省對光學(xué)實驗的考查主要集中在對光的反射、光的折射規(guī)律以及凸透鏡成像規(guī)律實驗的考查上,分值一般設(shè)為46分,主要考查各種光現(xiàn)象的實驗結(jié)論、實驗過程以及實驗現(xiàn)象。 1.光的反射例1(2018山東淄博中考)小明利用右圖中的實驗裝置探究光的反射規(guī)律。紙板ENF是用兩塊紙板E和F連接起來的,可繞ON折轉(zhuǎn)。(1)實驗時,把平面鏡放在桌面上,為了使入射光和反射光的徑跡同時顯示在紙板上,應(yīng)把紙板ENF與平面鏡放置,圖中的入射角是度。(2)多次改變?nèi)肷涔獾姆较?總能在紙板上觀察到入射光平面鏡和反射光的徑跡,由此小明得出結(jié)論:在反射現(xiàn)象中,反射光線、入射光線和法線都在同一平面內(nèi)。小明得出結(jié)論的過程是否合理?,說明理由:。 (3)若讓一束光沿BO方向射向平面鏡,反射光沿方向射出。 解析:(1)實驗時,把平面鏡放在桌面上,為了使入射光和反射光的徑跡同時顯示在紙板上,應(yīng)把紙板ENF與平面鏡垂直放置,圖中的入射角是90-50=40。(2)不合理。實驗中要探究反射光線、入射光線是否在同一平面內(nèi),應(yīng)將紙板F沿法線方向折轉(zhuǎn),再次觀察紙板上是否還能看到反射光。(3)讓光線逆著反射光線射向鏡面,沿BO方向射向平面鏡,反射光沿OA方向射出,即反射光線逆著原入射光線方向射出,表明反射時光路是可逆的。答案:(1)垂直40(2)不合理應(yīng)將紙板F沿法線方向折轉(zhuǎn),再次觀察紙板上是否還能看到反射光(3)OA方法歸納本題主要考查了光的反射實驗,這是光學(xué)中的重點,也是近幾年來中考經(jīng)常出現(xiàn)的題型,要求學(xué)生熟練掌握,并學(xué)會靈活運用。同時考查學(xué)生動手操作實驗的能力,并能通過對實驗現(xiàn)象的分析得出 正確結(jié)論。解題的關(guān)鍵在于理解反射規(guī)律。 例2(2018寧夏中考)如圖所示是小軍“探究平面鏡成像特點”的情景:豎立的透明薄玻璃板下方放一把直尺,兩支相同的蠟燭A、B豎立于玻璃板兩側(cè)的直尺上,以A蠟燭為成像物體。(1)實驗時不采用平面鏡而采用透明薄玻璃板,不僅能觀察到A蠟燭的像,也便于。(2)在實驗中點燃A蠟燭,在水平桌面上無論怎樣移動B蠟燭,也不能使B蠟燭與A蠟燭的像完全重合,原因是。(3)小軍解決上述問題后,進一步觀察A、B兩支蠟燭在直尺上的位置,發(fā)現(xiàn)像和物到玻璃板的距離相等;移去后面的B蠟燭,并在其所在位置上放一光屏,光屏上不能接收到A蠟燭的像,說明平面鏡所成的像是像。(選填“虛”或“實”)(4)為證實上述成像特點的可靠性,小軍接下來進行的實驗操作是 。 解析:(1)該實驗采用透明薄玻璃板代替日常使用的平面鏡,玻璃板是透明的,觀察到A蠟燭像的同時,也能觀察到蠟燭B,當(dāng)蠟燭B和蠟燭A的像重合時,蠟燭B的位置便是蠟燭A的像的位置;(2)無法讓蠟燭B與蠟燭A的像完全重合,可能是實驗時玻璃板沒有豎直放置時,像與物體不在同一水平面上;(3)移去后面的蠟燭,并在所在位置上放一光屏,則光屏上不能接收到蠟燭燭焰的像。所以平面鏡所成的像是虛像;(4)一次實驗不具備代表性,應(yīng)采取同樣的實驗方案多做幾次,避免實驗現(xiàn)象的偶然性,才能保證結(jié)論的正確,所以應(yīng)該保持玻璃板位置不變,多次改變A、B蠟燭的位置進行實驗。答案:(1)確定像的位置(2)玻璃板與桌面不垂直(3)虛(4)保持玻璃板的位置不變,多次改變A、B蠟燭的位置進行實驗方法歸納本題主要考查了平面鏡成像特點的實驗,主要考查學(xué)生 設(shè)計實驗與動手操作實驗的能力,并會對實驗現(xiàn)象進行分析。解題的關(guān)鍵在于理解平面鏡成像的特點。 2.凸透鏡成像例3(2018江蘇徐州中考)如圖所示,在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實驗中。(1)組裝調(diào)整實驗器材時,要使?fàn)T焰和的中心位于凸透鏡的主光軸上。(2)實驗所用凸透鏡的焦距為20cm ,若燭焰在凸透鏡前30cm處,則可在凸透鏡的另一側(cè)得到一個。A.倒立、放大的實像B.倒立、縮小的實像C.正立、放大的虛像D.正立、縮小的虛像(3)接下來,保持燭焰和凸透鏡的位置不變,換一個焦距小一些的凸透鏡,則所成像的大小比剛才的像。(4)如果要估測題(3)中凸透鏡的焦距,可以讓燭焰距離凸透鏡,此時像距就近似等于焦距。 解析:(1)為使像能成在光屏的中央,應(yīng)使凸透鏡、光屏、燭焰的中心大致在同一高度處;(2)由題意可知凸透鏡焦距f=20cm ,物距u=30cm ,滿足fu2f,成倒立、縮小的實像,2fvf,即光屏距離凸透鏡的距離在1020cm之間,故應(yīng)將光屏向右移動;(3)圖中固定透鏡位置不變,將蠟燭移到45cm刻度線處,此時的物距為5cm ,小于焦距,成正立、放大的虛像,虛像不能呈在光屏上;(4)圖中將一個眼鏡片放在透鏡和燭焰之間,光屏上的像變模糊了,將光屏向左移動,說明像距變小,即凸透鏡的會聚能力變強,故放置的是凸透鏡,凸透鏡能矯正遠視眼。 題型二、力學(xué)實驗題型突破力學(xué)的范圍比較廣泛,中考命題的變數(shù)也比較大,這一部分的探究題難度不大,但是比較靈活。安徽中考試題中力學(xué)探究題主要考查牛頓第一定律的探究、二力平衡的條件的探究、摩擦力、動能勢能的影響因素,杠桿的平衡條件、各種簡單機械的機械效率的探究等。解力學(xué)探究題首先要深入了解課本上實驗的原理和方法,做到了如指掌,才能對探究實驗題做到萬無一失;其次是掌握探究的方法,要熟練運用“控制變量法”“等效替代法”“類比法”等方法。 1.密度的測量例1(2017福建中考)如圖所示,小麗利用天平、玻璃杯、體積為20cm 3的金屬塊、細線等器材測量蜂蜜的密度。 (1)將天平放在水平臺上,將游碼放到標(biāo)尺左端的刻度線上,調(diào)節(jié)橫梁平衡。(2)在玻璃杯中倒入適量的蜂蜜如圖甲所示,用天平稱出蜂蜜和玻璃杯的總質(zhì)量m0,其示數(shù)如圖乙所示,m0=g。(3)將金屬塊浸沒在蜂蜜中,金屬塊不接觸玻璃杯并保持靜止,且蜂蜜無溢出,如圖丙所示。天平平衡后,砝碼的總質(zhì)量加上游碼在標(biāo)尺上對應(yīng)的刻度值為m=150.4g,則蜂蜜密度=g/cm 3;(4)小明用天平測出同種蜂蜜和玻璃杯的總質(zhì)量后,將濃稠黏糊的蜂蜜沿量筒壁緩緩倒入量筒內(nèi)測量體積,再用天平測出剩余蜂蜜和玻璃杯總質(zhì)量。對比小麗的測量方法,小明所測得的密度值(選填“偏大”或“偏小”)。 解析:(1)將天平放在水平臺上,將游碼放到標(biāo)尺左端的0刻度線上,調(diào)節(jié)橫梁使天平平衡。(2)由題圖乙知,標(biāo)尺的分度值為0.2g,玻璃杯與蜂蜜的總質(zhì)量m0=100g+20g+2.4g=122.4g。(3)將金屬塊浸沒在蜂蜜中后,蜂蜜對金屬塊有一浮力F浮,根據(jù)力的相互性可知,金屬塊相應(yīng)地對蜂蜜有一向下的力F=F浮。天平左邊的力應(yīng)等于右邊的力,即m0g+F=mg;則F浮=F=(m-m0)g=(150.4g-122.4g)10N/kg=0.28N;根據(jù)阿基米德原理可知,蜂蜜的密度為(4)測出同種蜂蜜和玻璃杯的總質(zhì)量后,將濃稠黏糊的蜂蜜沿量筒壁緩緩倒入量筒內(nèi)測量體積,此時會有一部分蜂蜜粘在量筒的內(nèi)壁 上,使得測量的體積偏小,根據(jù)密度公式可知,密度會偏大。答案:(1)0(2)122.4(3)1.4(4)偏大 對應(yīng)訓(xùn)練 1.(2018遼寧阜新中考)小元同學(xué)在完成“測量某小合金塊密度”的實驗中,進行如下的實驗操作:A.把天平放在水平桌面上,把游碼移動到標(biāo)尺左端的零刻線處,調(diào)節(jié)橫梁上的平衡螺母,使橫梁平衡。B.在量筒中倒入適量的水,記下水的體積;將小合金塊用細線系好后,慢慢地浸沒在水中,記下小合金塊和水的總體積。C.將小合金塊放在左盤中,在右盤中增減砝碼并移動游碼,直至橫梁恢復(fù)平衡。(1)該實驗原理是。(2)為了減小實驗誤差,最佳的實驗操作順序是(填寫字母)。 (3)正確操作后讀取數(shù)值,如圖甲、乙所示,小合金塊的質(zhì)量為g,小合金塊的體積為cm 3,由此可得出小合金塊的密度為g/cm 3。 答案: (1) (2)ACB(3)32103.2解析: (1)該實驗原理是;(2)為了減小實驗誤差,最佳的實驗操作順序是:A.把天平放在水平桌面上,把游碼移動到標(biāo)尺左端的零刻度線處,調(diào)節(jié)橫梁上的平衡螺母,使橫梁平衡。C.將小合金塊放在左盤中,在右盤中增減砝碼并移動游碼,直至橫梁恢復(fù)平衡。B.在量筒中倒入適量的水,記下水的體積;將小合金塊用細線系好后,慢慢地浸沒在水中,記下小合金塊和水的總體積。(3)由圖甲知,合金塊的質(zhì)量:m=20g+10g+2g=32g;合金塊的體積:V=40m L-30m L=10m L=10cm 3, 2.(2018湖南株洲中考)用“排水集氣法”測量空氣密度。主要的實驗步驟如下:用電子天平測出打足了氣的籃球質(zhì)量m1;測量出集氣瓶的內(nèi)徑并算出其內(nèi)部橫截面積S;集氣瓶裝滿水,口朝下放在水槽內(nèi),帶夾導(dǎo)管一端連接籃球的氣嘴,另一端放在瓶內(nèi),準(zhǔn)備排水集氣;輕輕松開導(dǎo)管夾,讓籃球內(nèi)的空氣進入集氣瓶,在籃球體積沒有明顯減小前,停止放氣;測出放氣后籃球的質(zhì)量m 2;調(diào)整瓶的高度,使瓶外水面相平,測量瓶內(nèi)空氣柱的高度h;利用密度公式算出集氣瓶內(nèi)空氣密度。 (1)籃球在放氣過程中,球內(nèi)空氣質(zhì)量、空氣密度。(選填“減小”或“不變”)(2)若瓶內(nèi)水面明顯高于水槽內(nèi)水面,需要緩慢地(選填“向上提”或“向下壓”)集氣瓶,直至瓶內(nèi)外水面相平。(3)當(dāng)瓶內(nèi)外水面相平時,瓶內(nèi)外氣壓,此時瓶內(nèi)外空氣密度相等。(4)空氣密度=。(用所測物理量表示)(5)實驗中要求籃球體積不發(fā)生明顯變化,是為了減小(填“重力”或“浮力”)對質(zhì)量測量的影響。 答案: (1)減小減小(2)向下壓(3)相等(4) (5)浮力解析: (1)籃球在放氣過程中,球內(nèi)空氣質(zhì)量減小,籃球體積不變,根據(jù)知,空氣密度減小;(2)若瓶內(nèi)水面明顯高于水槽內(nèi)水面,說明里面的氣壓小于外界大氣壓,需要緩慢地向下壓集氣瓶,使一定質(zhì)量的氣體體積變小,氣壓變大,直至瓶內(nèi)外水面相平;(3)當(dāng)瓶內(nèi)外水面相平時,瓶內(nèi)外氣壓相等,此時瓶內(nèi)外空氣密度相等。(4)原來球和氣體的總質(zhì)量為m 1,排出空氣后,剩余氣體與籃球的總質(zhì)量為m2,則排出空氣的質(zhì)量為m=m1-m2;排出空氣的體積V=Sh;則空氣的密度為:(5)根據(jù)F浮=氣gV知,實驗中要求籃球體積不發(fā)生明顯變化,是為了減小浮力對質(zhì)量測量的影響。 題型突破2.機械效率的測量例2(2018青海西寧中考)小馬和小李設(shè)計了如圖甲、乙所示兩種滑輪組來提升同一重物,在討論滑輪組機械效率時兩人產(chǎn)生了分歧,小馬認為:“甲滑輪組的動滑輪個數(shù)少,機械效率高”;小李卻認為:“乙滑輪組更省力,機械效率高”。兩人誰也說服不了誰,于是決定進行實驗來驗證自己的猜想是否正確。 (所用每個滑輪的重相同,繩重和摩擦忽略不計),他們在實驗中得到的數(shù)據(jù)如下表所示:(1)根據(jù)所測數(shù)據(jù),請計算一個動滑輪的重力是N,甲滑輪組的機械效率是;(2)由計算結(jié)果可以確定的說法是正確的,這個實驗說明了影響滑輪組機械效率的因素有,由此可知,可采用的方法來提高滑輪組的機械效率。 (3)隨后小馬又設(shè)計了一個方案,如圖丙所示,你認為和圖甲裝置對比,在提升同一重物時,裝置丙的機械效率(選填“大于”“等于”或“小于”)裝置甲的機械效率。 解析:(1)甲裝置的有用功:W有用=Gh=4N0.1m =0.4J;總功:W總=Fs=1.6N0.3m =0.48J;額外功:W額=W總-W有用=0.48J-0.4J=0.08J;(2)由表格數(shù)據(jù)可知,甲乙裝置中,甲的拉力較大,動滑輪的個數(shù)較少,動滑輪重力小,額外功少,滑輪組的機械效率較高,故小馬的說法正確;這個實驗說明了影響滑輪組機械效率的因素有動滑輪的個數(shù),盡可能地減小動滑輪的個數(shù)可以提高滑輪組的機械效率; (3)由甲裝置和丙裝置可知,繩子的有效股數(shù)相同、動滑輪的個數(shù)相同、物體的重力相等,繩子的纏繞方式不同,兩裝置中,提升相同的物體上升相同的高度時所做的有用功相同,動滑輪的個數(shù)和摩擦力的大小相同,所做的額外功相等。答案:(1)0.883.3%(2)小馬動滑輪的個數(shù)盡可能地減小動滑輪的個數(shù)(3)等于方法歸納本題考查了學(xué)生對測滑輪組機械效率實驗的理解。在使用滑輪組時,滑輪組還要克服一些機械摩擦,要測量滑輪組的機械效率,需使物體勻速上升進行讀數(shù)。要測滑輪組的機械效率,需測出G、h、F、s,根據(jù)公式計算。在比較影響滑輪組的機械效率時采用的是控制變量法。 對應(yīng)訓(xùn)練1.(2018廣東廣州中考)小明用圖中的動滑輪勻速拉動水平地面上的物體A,測出A移動的距離s、水平拉力F和A的重力G。(1)以上條件能否求出此時滑輪的機械效率?,如果能,寫出的表達式;如果條件不足,寫出還需補充的物理量的測量步驟和符號,并寫出的表達式(用題目已知及補充的物理量符號表示)(2)若A在10s內(nèi)運動了4m ,A的速度為。 2.(2018甘肅蘭州中考)如圖所示為測定動滑輪機械效率的示意圖。用彈簧測力計拉動繩子自由端,將質(zhì)量為200g的鉤碼從A位置勻速提升至B位置,同時彈簧測力計從圖中的A位置勻速豎直上升至B位置,在此過程中,彈簧測力計對繩的拉力為F,彈簧測力計的示數(shù)如圖乙所示,請根據(jù)所做實驗進行分析(g取10N/kg);(1)彈簧測力計的示數(shù)為N,拉力F所做的功為J。 (2)動滑輪的機械效率約為。(結(jié)果保留一位小數(shù)) 答案: (1)1.20.24(2)83.3%解析: (1)由乙圖知,測力計分度值為0.2N,示數(shù)為1.2N,由甲圖知,繩子自由端移動的距離為:s=45.00cm -25.00cm =20.00cm ,拉力F所做的功為:W總=Fs=1.2N0.2m =0.24J;(2)由圖甲知,物體A上升的高度h=10.0cm ,物體的重力:G=mg=0.2kg10N/kg=2N,做的有用功:W有=Gh=2N0.1m =0.2J。 3.(2018貴州銅仁中考)如圖所示,小剛做“測量滑輪組的機械效率”實驗時,用20N的拉力將重為30N的物體勻速提升30cm。求:(1)此滑輪組是由段繩子承擔(dān)動滑輪和物體的總重。(2)滑輪組的機械效率是%。(3)測量滑輪組的機械效率時,下列因素中:a.動滑輪重力、b.繩子繞法、c.摩擦力、d.定滑輪重力、e.物體重力,對滑輪組機械效率有影響的是。A.acde B.bceC.ace D.abcde答案: (1)3(2)50(3)C解析: (1)因為一個動滑輪提供兩條繩子,而動滑輪中間的掛鉤也提供一條,所以重物和動滑輪由3段繩子承擔(dān); 題型三、電磁學(xué)實驗題型突破 電學(xué)實驗題主要集中在伏安法測電阻和電功率的測量,在測電阻和電功率的實驗中通常以課本上的實驗為基礎(chǔ),側(cè)重電路圖的連接(電路的設(shè)計)、實驗步驟的補全、實驗數(shù)據(jù)的處理、電表內(nèi)阻對實驗數(shù)據(jù)的影響、特殊法測電阻等幾個方面?？疾樾问绞菍嶒炘砗蛯嶒炦^程相結(jié)合,探究方法和創(chuàng)新能力相結(jié)合進行考查,題目比較新穎。其他電和磁的實驗在安徽省中考中出現(xiàn)的較少,但是也很重要,應(yīng)該引起我們的足夠重視。 1.電阻的測量例1(2018福建中考)用“伏安法”測量電阻Rx的阻值,提供的實驗器材有:待測電阻Rx、兩節(jié)干電池、電流表、電壓表、滑動變阻器、開關(guān)及若干導(dǎo)線。 (1)根據(jù)圖甲的電路圖,用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙中的實物圖連接完整。(2)閉合開關(guān)后,移動滑動變阻器的滑片,電壓表示數(shù)較大且?guī)缀醪蛔?電流表示數(shù)始終為零,電路故障可能是。(3)排除故障后,測得多組實驗數(shù)據(jù)。各組數(shù)據(jù)對應(yīng)的點已描在圖丙中,請在圖中畫出Rx的I-U圖線。由圖可得Rx= 。(結(jié)果保留一位小數(shù)) (4)電流表的電阻雖然很小,但也會影響本實驗中R的測量結(jié)果。用圖丁的電路進行測量可消除這個影響,R0為定值電阻。實驗步驟如下:按照圖丁的電路圖連接電路,將滑動變阻器的滑片置于最大阻值處;閉合開關(guān)S1,S2,移動滑動變阻器滑片,讀出電壓表的示數(shù)U1和電流表的示數(shù)I1;,移動滑動變阻器滑片,讀出電壓表的示數(shù)U2和電流表的示數(shù)I 2;可得待測電阻Rx=(用U1、I1、U2和I2表示) 解析:(1)電壓表與電阻并聯(lián),如圖甲所示。(2)經(jīng)分析,閉合開關(guān)后,移動滑動變阻器的滑片,電壓表示數(shù)較大且?guī)缀醪蛔?電流表示數(shù)始終為零,電路故障可能是電阻斷路;(3)將各點連接起來,如圖乙所示。當(dāng)電壓為2.0V時,電流為0.36A,由歐姆定律,電阻 答案:(1)如解析圖甲所示(2)電阻斷路(3)如解析圖乙所示5.6方法歸納本題用“伏安法”測量電阻Rx的阻值,考查電路的連接、故障分析、描點法作圖,電阻的計算及設(shè)計實驗方案的能力。 對應(yīng)訓(xùn)練1.(2018安徽長豐三模)在“測量小燈泡電阻”的實驗中,實驗小組的同學(xué)選用的是2.5V的小燈泡。 (1)請用筆畫線代替導(dǎo)線將甲圖的實驗電路中未連接部分補充完整;(要求:閉合開關(guān)前,將滑動變阻器的滑片置于A端)(2)電路連接正確后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,若(寫出電流表和電壓表指針偏轉(zhuǎn)情況),則說明小燈泡開路;(3)若小燈泡正常發(fā)光時電流表的示數(shù)如圖乙所示,則小燈泡正常發(fā)光時的電阻約為 ;(4)某同學(xué)沒有使用電壓表,而是用了兩個電流表和一個5的電阻R設(shè)計了如圖丙所示的電路,同樣測出了小燈泡正常發(fā)光時的電阻,具體操作是:閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片,使,小燈泡正常發(fā)光,若此時電流表A 2的示數(shù)為I,則小燈泡正常發(fā)光時電阻的表達式為。 答案: (1)如圖所示(2)電壓表示數(shù)接近電源電壓,電流表示數(shù)為零(3)8.3(4)電流表A 1的示數(shù)為0.5A 解析: (1)由題知,滑片處于A端時,接入電路的電阻最大,則應(yīng)將滑動變阻器的右下接線柱與燈泡右接線柱相連;因為燈泡的額定電壓為2.5V,所以電壓表選擇03V量程,將電壓表與燈泡并聯(lián);由圖乙可知,電流表使用00.6A量程。實物圖如圖所示。(2)小燈泡開路時,則電壓表串聯(lián)在電路中,電壓表相當(dāng)于測電源電壓,其示數(shù)等于電源電壓,電壓表自身電阻非常大,所以電路中電流 非常小,電流表示數(shù)幾乎為0; 2.(2018安徽合肥一模)電源因有內(nèi)阻,在使用時內(nèi)阻也會分掉一部分電壓,無內(nèi)阻分壓時的電壓稱為電源電動勢。正在工作的閉合電路中測到的電源兩端電壓其實是路端電壓,并非電動勢。圖中R為已知電阻,Rx為待測電阻,K1為單刀單擲開關(guān),K2為單刀雙擲開關(guān),V為電壓表(內(nèi)阻極大),E為電源(電阻不可忽略)?，F(xiàn)用圖中電路測量電源電動勢E及電阻Rx。 (1)操作步驟:(選填“閉合”或“斷開”)K1,K2接到a端,記下此時電壓表的示數(shù)U1,即為電源電動勢;閉合K1,K2接到a端,記下電壓表的讀數(shù)U2;,記下電壓表的讀數(shù)U3;(2)由R及測得的量,可得Rx=。 答案: (1)斷開K1閉合,K2接到b端解析: 將電壓表直接接在電源兩端測出電源的電動勢;再測出R與Rx的兩端的電壓,由串并聯(lián)電路的規(guī)律可得出Rx。(1)操作步驟:斷開K1,K2接到a端,記下此時電壓表的示數(shù)U1,即為電源電動勢;閉合K1,K2接到a端,記下電壓表的讀數(shù)U2;K1閉合,K2接到b端,記下電壓表的讀數(shù)U3;(2)電壓表第一步測出的即為電源電動勢,E=U 1; 3.(2018安徽濉溪模擬)小明用如圖所示的電路測量待測電阻的阻值。(1)閉合開關(guān)前,電流表指針如圖所示,原因是。 (2)糾正問題后,小明把滑動變阻器的滑片置于阻值最大處,閉合開關(guān)S,發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表都沒有示數(shù),可能的故障是。A.滑動變阻器的導(dǎo)線都接在金屬桿兩端B.滑動變阻器的導(dǎo)線都接在線圈兩端C.滑動變阻器的滑片和線圈接觸得不緊密D.滑動變阻器的B、D接線柱之間多連了一根導(dǎo)線(3)實驗中,小明發(fā)現(xiàn)電流表的指針有小范圍的晃動,他應(yīng)該進行的操作是。(4)實驗中多次測量的目的是。 答案: (1)電流表的指針沒有校零(2)C(3)將電流表換成小量程(4)多次測量求平均值減小誤差解析: (1)由圖知,閉合開關(guān)前,指針沒有指零,故為電流表的指針沒有校零;(2)電流表無示數(shù)說明電路斷路,電壓表沒有有示數(shù)說明電壓表與電源不相連,因為電壓表測量定值電阻兩端的電壓,所以故障在滑動變阻器的兩端,即滑動變阻器處有斷路,可能是滑動變阻器的滑片和線圈接觸得不緊密,故C正確;(3)電流表的指針有小范圍的晃動,說明電流表量程選大了,需要將電流表換成小量程;(4)本實驗是測待測電阻的阻值,是測量型實驗,多次測量的目的是多次測量求平均值減小誤差。 4.(2018安徽模擬)為了測定未知電阻Rx的阻值,小明采用了如圖甲所示的電路。其中A是量程為200A的電流表、R1是阻值范圍為0999.9的電阻箱、R2是滑動變阻器、R3是保護電阻、電源電壓為4V、S1是單刀單擲開關(guān)、S2是單刀雙擲開關(guān)。完成下列填空。 (1)小明連接好電路,將開關(guān)S2扳到接點a處,接通開關(guān)S1,調(diào)整滑動變阻器R2使電流表A的讀數(shù)是100A;然后將開關(guān)S2扳到接點b處,保持R2不變,調(diào)節(jié)電阻箱R1,使A的讀數(shù)仍為100A。若此時電阻箱各個旋鈕的位置如圖乙所示,則待測電阻Rx= 。(2)在上述實驗中,無論怎樣調(diào)整滑動變阻器R2的滑動端位置,都要保證電流表的安全。在提供的四個電阻中,保護電阻R3應(yīng)選用。(填寫相應(yīng)的字母)A.200kB.20kC.15kD.20(3)在此實驗中,滑動變阻器的作用是。 答案: (1)100(2)B(3)多次測量求平均值,減小誤差解析: (1)電阻箱的讀數(shù)為:R=(1100+010+01+0.10)=100;由于兩次測量電流表A的示數(shù)相同,而且其他電阻阻值不變,故Rx的阻值和電阻箱示數(shù)相等,為100;(2)為了保證安全,當(dāng)滑動變阻器R2的阻值調(diào)為零時,電路中的電流也不能超過200A,根據(jù)這點可以求出保護電阻的阻值:(3)在此實驗中,滑動變阻器除了保護電路外,主要是多次測量求平均值,減小誤差。 5.(2018安徽二模)圖甲是用伏安法測未知電阻R的實驗圖。 (1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲中實物電路連接完整。(2)閉合開關(guān),將滑片P向左滑動時,此時電壓表示數(shù)為2.4V,電流表示數(shù)如圖乙所示,則未知電阻R= 。(3)若實驗中只有一個電壓表和一個已知電阻R0,小明設(shè)計了如圖丙所示的電路,同樣可以測量未知電阻Rx,請在空格內(nèi)將實驗步驟補充完整。閉合S、斷開S1,用電壓表測出待測電阻Rx兩端的電壓為U1;,用電壓表測出電源的電壓U;請寫出用測量值U、U 1及R0來表示Rx的表達式:Rx=。 答案: (1)如圖所示(2)8(3)閉合開關(guān)S、S 1 解析: (1)將變阻器按一上一下接入電路中,如圖所示。(2)閉合開關(guān),將滑片P向左滑動時,此時電壓表示數(shù)為2.4V,電流表示數(shù)如圖乙所示,圖中電流表選用小量程,分度值為0.02A,其讀數(shù)為 (3)實驗步驟:閉合開關(guān)S、斷開S1,用電壓表測出待測電阻Rx兩端的電壓為U1;閉合開關(guān)S、S1,用電壓表測出電源的電壓U;因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以,R0兩端的電壓: 6.(2018安徽模擬)某同學(xué)用如圖甲所示的電路測量電阻Rx的阻值,其中電源電壓為3V且保持不變。 (1)若圖甲中只有Rx斷路,閉合開關(guān)S,電流表的示數(shù)為A,電壓表的示數(shù)為V。(2)排除Rx斷路故障后,在閉合開關(guān)S前,應(yīng)先將滑動變阻器的滑片移到最(選填“左”或“右”)端;閉合開關(guān)S后,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,當(dāng)電壓表的示數(shù)為1.50V時,電流表的示數(shù)為0.30A,則電阻Rx的阻值為 ,此時滑動變阻器接入電路中的阻值為 (結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)。(3)若在實驗過程中,此同學(xué)發(fā)現(xiàn)電壓表和電源均出現(xiàn)了故障,于是他找來了一個備用電源(電壓未知),并將滑動變阻器的阻值調(diào)到最大作為定值電阻R 0使用,設(shè)計了如圖乙所示的電路圖,測量時,只閉合開關(guān)S1,電流表示數(shù)為I1,只閉合開關(guān)S2,電流表示數(shù)為I2,則電阻Rx=(用I1、I2和R0表示)。 答案: (1)03(2)右5.05.0解析: (1)若圖甲中只有Rx斷路,閉合開關(guān)S,電壓表串聯(lián)在電路中,因電壓表內(nèi)阻很大,電流表的示數(shù)為0,電壓表與電源連接,電壓表的示數(shù)為3V。(2)排除Rx斷路故障后,在閉合開關(guān)S前,應(yīng)先將滑動變阻器的滑片移到最右端;閉合開關(guān)S后,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,當(dāng)電壓表的示數(shù)為1.50V時,電流表的示數(shù)為0.30A,由歐姆定律,則電阻Rx的阻值為 題型突破2.電功率的測量例2(2018湖北宜昌中考)小紅同學(xué)在“測量小燈泡電功率”的實驗中,選取定電壓為2.5V的小燈泡、電壓恒為3V的電源、電流表、電壓表、開關(guān)、導(dǎo)線若干,另有三種規(guī)格的滑動變阻器可供選擇:R1(101A)、R2(200.5A),R3(500.2A)。按如圖甲的電路圖進行實驗。 (1)請將乙圖中的實物電路連接完整(要求:滑動變阻器的滑片向左移動時小燈變亮)。(2)閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑片的位置,當(dāng)小燈泡兩端電壓為2.5V時,電流表的示數(shù)如圖丙所示,小燈泡的額定功率為W。(3)下表是小紅四次實驗的數(shù)據(jù),根據(jù)數(shù)據(jù)可知,小燈泡的實際功率隨而改變。(4)請你分析表中的實驗數(shù)據(jù),判斷小紅在實驗中選用的滑動變阻器是(選填“R 1”“R2”或“R3”)。 解析:(1)因滑動變阻器的滑片向左移動時小燈變亮,即電流變大,電阻變小,故滑片以左電阻絲連入電路中,并與燈串聯(lián),如圖所示。(2)圖乙中,電流表的量程為00.6A,分度值為0.02A,示數(shù)為0.28A,則燈泡的額定功率P=UI=2.5V0.28A=0.7W。(3)分析表中的數(shù)據(jù)可知,小燈泡的實際功率隨實際電壓的增大而增大。 (4)由表知,測第4組數(shù)據(jù)時,U1=0.5V,I1=0.16A,此時滑動變阻器兩端電壓U滑=U-U1=3V-0.5V=2.5V,因此可選規(guī)格為R2(200.5A)的滑動變阻器,不選R3(500.2A)是因為R3的額定電流只有0.2A,而表中最大電流為0.408A,不符合要求。答案:(1)如解析圖(2)0.7(3)實際電壓(4)R2方法歸納此題考查了測量燈泡電功率實驗,包括電流表的讀數(shù)、電功率的計算及實際功率與實際電壓的關(guān)系。 對應(yīng)訓(xùn)練1.(2018安徽固鎮(zhèn)校級模擬)如圖甲所示是“測量小燈泡的電功率”的電路圖,圖乙是實物連接圖。其中電源是兩節(jié)新干電池,小燈泡的額定電壓為2.5V,滑動變阻器上標(biāo)有“101A”。 (1)圖乙已連接了部分電路,請用筆畫線代替導(dǎo)線按照電路圖將未連接的電路連接完整;(2)調(diào)節(jié)滑片P使電壓表的示數(shù)為2.5V,此時電流表的示數(shù)如圖丙所示,則該燈泡的額定功率為W;(3)在完成以上實驗后,小明進一步測量并描繪出小燈泡的電流隨電壓變化的曲線如圖丁所示,通過圖象表明:。答案: (1)如解析圖所示(2)0.75(3)燈絲電阻隨溫度的升高而增大 解析: (1)燈泡的額定電壓為2.5V,所以電壓表選03V的,且與燈泡并聯(lián),如圖所示:(2)由圖丙可知,電流表的量程為00.6A,分度值為0.02A,電流表的示數(shù)為0.3A,由題意知:燈泡兩端的電壓為2.5V時,通過的電流為0.3A,則燈泡的額定功率P=UI=2.5V0.3A=0.75W;(3)由圖丁可知,隨電壓增大,燈泡電阻變大,隨電壓U與電流I的增大,燈泡的實際功率P=UI變大,燈泡溫度升高,此時燈泡電阻變大,由此可見:燈絲電阻隨溫度的升高而增大。 2.(2018安徽池州貴池區(qū)一模)在測量小燈泡的電功率的實驗時,小紅和小華所用小燈泡的額定電壓為2.5V。 (1)開關(guān)閉合前,發(fā)現(xiàn)電壓表的指針在零刻度線左端,如圖a所示。小紅同學(xué)認為電壓表的正負接線柱接反了,小華同學(xué)認為電壓表沒調(diào)零,你認為(選填“小紅”或“小華”)同學(xué)說法正確。(2)小華連接的電路如圖b所示,其中有一根導(dǎo)線連接不規(guī)范,導(dǎo)致開關(guān)沒有閉合時表就有讀數(shù)。請在這根導(dǎo)線上打“”,并用筆畫線代替導(dǎo)線,將其改正。(3)故障排除后,在實驗中當(dāng)變阻器滑片滑到圖示(圖b)位置時,電壓表的示數(shù)為2.0V。接著小華應(yīng)將滑片向滑動,直至燈泡兩端電壓為額定電壓,此時電流表的示數(shù)如圖c所示,則燈泡的額定功率為W。 答案: (1)小華(2)電壓如圖所示(3)右0.65 解析: (1)開關(guān)閉合前,說明沒有測量電壓,發(fā)現(xiàn)電壓表的指針在零刻度線左端,可知電壓表指針沒有調(diào)零,小華說法正確;(2)原電路中,電壓表直接通過電流表、變阻器與電源連通,所以,開關(guān)沒有閉合時電表就有讀數(shù),改正后如圖所示;(3)電壓表示數(shù)為2.0V小于燈泡的額定電壓,所以應(yīng)增大燈泡的電壓減小滑動變阻器分得的電壓,根據(jù)分壓原理,應(yīng)減小滑動變阻器連入電路中的電阻大小,即滑片向右滑動,直至燈泡兩端電壓為額 定電壓;在圖c中,電流表小量程分度值為0.02A,讀數(shù)為0.26A,則燈的額定功率P=UI=2.5V0.26A=0.65W。 3.(2018云南曲靖中考)小聰同學(xué)做“測量小燈泡的電功率”的實驗,所用器材有電壓恒為6V的電源。額定電壓為2.5V的小燈泡以及符合實驗要求的電表,開關(guān)和導(dǎo)線,如圖甲是小聰沒有連接完整的電路。 (1)請你用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲的電路連接完整。(2)小聰同學(xué)連接電路后閉合并關(guān),移動滑動變阻器滑片P,發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮,電壓表指針明顯偏轉(zhuǎn),電流表指針無偏轉(zhuǎn),故障可能是。A.小燈泡短路B.小燈泡斷路C.滑動變阻器短路D.滑動變阻器斷路(3)小聰同學(xué)糾正錯誤后閉合開關(guān),移動滑動變阻器滑片P,使小燈泡正常發(fā)光,電流表示數(shù)如圖乙所示,則小燈的額定功率為W。(4)老師告訴小聰,與小燈泡的電阻相比較,電流表的電阻非常小,電壓表的電阻非常大,由于電流表、電壓表電阻的影響,測量后計算 出的電功率值會(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。 答案: (1)如解析圖(2)B(3)0.7(4)偏大解析: (1)測量小燈泡的電功率的實驗中,電壓表應(yīng)與燈泡并聯(lián)測其兩端電壓,燈泡的額定電壓2.5V,所以電壓表應(yīng)選用03V量程,實物連接如圖所示。 (2)小燈泡始終不亮,電流表指針無偏轉(zhuǎn),電壓表指針明顯偏轉(zhuǎn)。若小燈泡短路,電路是通路,電流表會有示數(shù),電壓表無示數(shù),A不符合題意;若小燈泡斷路,電壓表被串聯(lián)入電路中,小燈泡不亮,電流表指針無示數(shù),電壓表指針有示數(shù),B符合題意;若滑動變阻器短路,電路仍是通路,燈泡發(fā)光,電流表會有示數(shù),電壓表有示數(shù),C不符合題意;若滑動變阻器斷路,整個電路斷路,則小燈泡不亮,電流表會無示數(shù),電壓表無示數(shù),D不符合題意。故選B。(3)小燈泡正常發(fā)光時電壓等于額定電壓2.5V,由圖乙知,電流表使用00.6A量程,分度值0.02A,讀數(shù)為0.28A,小燈的額定功率:P=UI=2.5V0.28A=0.7W。(4)由圖甲知,電壓表并聯(lián)在燈泡兩端,所測電壓準(zhǔn)確,電流表測的是燈泡和電壓表的電流之和,故所測電流偏大,由P=UI可知所測燈泡的電功率偏大。 4.(2018青海中考)小燈泡上標(biāo)有“2.5V”字樣,現(xiàn)在要測量它的額定功率。(1)請你設(shè)計并在方框內(nèi)畫出該實驗電路圖。(2)按電路圖連接實物時,開關(guān)應(yīng),滑動變阻器的滑片滑到處,起到保護電路的作用。(3)當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時,電流表的示數(shù)如圖所示,則小燈泡的額定功率P額=W。 答案: (1)如圖(2)斷開最大阻值(3)0.75 解析: (1)測小燈泡電功率的實驗原理是P=UI,應(yīng)將電壓表與燈泡并聯(lián)測其電壓,電流表串聯(lián)在電路中測電流,電路中還需要串聯(lián)接入滑動變阻器以調(diào)節(jié)燈泡兩端電壓,測燈泡的額定功率,實驗電路圖如圖所示。(2)連接電路時,開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài),滑動變阻器的滑片處在最大阻值處,這樣可以保護電路的安全;(3)小燈泡正常發(fā)光時其兩端電壓為2.5V,由圖知電流表使用的是00.6A量程,分度值0.02A,讀數(shù)為0.3A,所以小燈泡的額定功率:P=UI=2.5V0.3A=0.75W。 5.(2018四川達州中考)某實驗小組的同學(xué)在進行“測量小燈泡的額定功率”的實驗中,現(xiàn)有器材:電源(電壓恒為6V)、開關(guān)、電壓表、電流表各一個,導(dǎo)線若干,額定電壓為3.8V的待測小燈泡(電阻約為12),滑動變阻器兩個(A:“52A”;B:“200.5A”)。 (1)該實驗的實驗原理是;實驗中,應(yīng)選用的滑動變阻器是(選填“A”或“B”)。(2)如圖甲所示是小田同學(xué)連接的實物電路圖,圖中只有一根導(dǎo)線連接錯誤,請你在圖中用“”標(biāo)出這根錯接的導(dǎo)線,只改接一根導(dǎo)線使電路成為正確的電路(不能與其他導(dǎo)線交叉)。(3)小田確認電路連接無誤后閉合開關(guān),無論怎樣移動滑動變阻器的滑片,小燈泡始終不發(fā)光且電壓表的示數(shù)都接近電源電壓,則電路的故障是。(4)排除故障后,移動滑動變阻器的滑片,并繪制出了小燈泡的電流隨電壓變化的圖象如圖乙所示,則該小燈泡的額定功率為W。 (5)該組的另一同學(xué)接著實驗時,發(fā)現(xiàn)電壓表015V量程已經(jīng)損壞,03V量程還可以正常使用,在不添加器材的情況下,為了測出該小燈泡的額定功率,請你在丙圖中的虛線框內(nèi)畫出正確的電路圖。(6)由圖乙推知:小燈泡的實際電壓是額定電壓一半時的電功率為P1,小燈泡的實際電流是額定電流一半時的電功率為P2,則P1P2(選填“大于”“小于”或“等于”)。丙 答案: (1)P=UIB(2)如解析圖甲所示(3)燈泡斷路(4)1.14(5)如解析圖乙所示(6)大于 (2)原電路中,燈與電流表串聯(lián),電壓表串聯(lián)在電路中是錯誤的,電壓表與燈并聯(lián),電流表與燈串聯(lián),如圖甲所示;(3)經(jīng)分析,小田確認電路連接無誤后閉合開關(guān),無論怎樣移動滑動變阻器的滑片,小燈泡始終不發(fā)光且電壓表的示數(shù)都接近電源電壓,則電路的故障是燈泡斷路;(4)由繪制出的小燈泡的電流隨電壓變化的圖象知,燈的額定電壓下的 電流為0.3A,則該小燈泡的額定功率為:P=UI=3.8V0.3A=1.14W; (5)根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,當(dāng)變阻器的電壓為:6V-3.8V=2.2V時,燈的電壓為額定電壓,故將電壓表并聯(lián)在變阻器的兩端,如圖乙所示;(6)由題圖乙知,小燈泡的實際電壓是額定電壓一半時的電流約為0.22A,電功率為:P 1=1.9V0.22A=0.418W;小燈泡的實際電流是額定電流一半時(0.15A)對應(yīng)的電壓約為1V,燈的實際電功率為:P2=1V0.15A=0.15W。則P1大于P2。