压轴题05 实验探究——物理电学实验设计-2023年中考科学压轴题专项训练（浙江专用）

压轴题05 实验探究——物理电学实验设计 在中考试题中物理的实验题一直都是以电路为主，而电路的设计实验在试题的灵活度上大，且对学生的能力考查要求高，实验考查的重点也从原来的考查原理、步骤、数据处理、误差分析等，逐步演变为要求考生会运用学过的实验原理、方法，使用过的仪器、装置来解决立意新颖、灵活的实验问题，即设计型实验问题。其中电学实验设计是中考的难点和重点。 1、 电学实验设计原则 1. 科学性：实验方案所依据的原理应当正确，符合物理学的基本规律。 2. 安全性：实验方案的实施要安全可靠，不会对仪器、器材及人身造成危害。 3. 精确性：实验误差允许的范围内，应尽可能选择误差较小的方案。 4. 可操作性：实验应便于操作和读数，便于进行数据处理。 一、实验设计方法： 1.分析清楚三个物理量.利用控制变量法，控制一个量不变的前提下，研究因变量随自变量的变化； 2.明确在实验中采取什么措施来使自变量在实验中不断变化，明确如何知道它大小的方法； 3.在自变量不断变化时，知道在实验中采取什么措施来保证控制不变的量在实验中一直保持不变； 4.用工具测量或通过公式计算知道因变量在实验中的大小变化. 二、实验步骤书写时的注意事项： 1.实验前，要调节好电表； 2.每一个主要步骤前的准备工作要强调到位； 3.明确实验步骤书写的基本格式，按步骤进行实验并记录数据； 4.实验中要把每次实验中的自变量和因变量都记录在表格中； 5.若不能直接测量因变量，则要写出计算因变量大小的过程； 6.规律性实验，实验次数至少要6次. 三、实验表格的设计； 1.实验表格由两部分组成：表头+空格； 2.表头部分由两部分组成：物理量的字母/单位； 3.表头中的物理量应由实验中的直接测量量和间接测量量组成； 4.空格的个数与实验次数相符. 1．小科在“探究影响导体电阻大小因素”的实验中，提出了如下猜想： 猜想一：导体电阻的大小跟导体长度有关。 猜想二：导体电阻的大小跟导体的横截面积有关。 猜想三：导体电阻的大小跟导体的材料有关。 小科利用图示电路进行探究，实验材料除图示元件外，还有多根规格、材料不同的电阻丝。 （1）实验是通过观察　 　来比较电阻的大小。 （2）小明在实验时仅选用一根电阻丝，他不能完成验证的猜想有　 　。 （3）针对猜想二，请你设计出记录实验数据的表格。 2．现有一个电压约为36V的电源(电压保持不变)，一个量程为0~1A的电流表，两个阻值已知的电阻R1(20Ω)、R2(30Ω)，开关和导线若干。请合理选择器材设计实验，比较精确地测出约为10Ω的未知电阻Rx的阻值。要求： （1）画出实验电路图； （2）写出主要的实验步骤和需要测量的物理量； （3）写出待测电阻Rx的数学表达式　 　(用已知量和测量量表示)。 3．现有一阻值为10Ω的定值电阻、一个开关、若干根导线和一个电压表,该电压表表面上有刻度但无刻度值.另有一个电源箱（如图），要求设计一个能测定某电源内阻r的阻值的实验方案(已知电压表内阻很大,其量程大于电源电压,r约为几欧)要求: （1）在答题卷指定框内完成实验电路图； （2）简要写出完成接线后的实验步骤； （3）写出用测得的量计算r的表达式。 4．“测定小灯泡的额定功率”实验的电路图如图甲所示。电源电压为 6V，小灯泡 L 的额定电压为 2.5V，电阻约为 10Ω，可供选用的滑动变阻器 R1 和 R2 的最大阻值分别为 10Ω 和 50Ω。 甲 乙 （1）图乙是根据实验数据绘成的U—I 图象，根据图象提供的信息可计算出小灯泡的额定功率为　 　；当滑动变阻器的滑片向左移动过程中，小灯泡的电阻将　 　。（选填“变大”、“变小”或“不变”） （2）还有一组同学没有电压表，而是利用两只电流表和一个阻值已知的电阻 R0，其它元件与前面相同，仍然完成了实验。请在虚线方框内画出该组同学实验的电路图并写出实验方案。 5．某兴趣小组探究滑动变阻器消耗的电功率大小与滑动变阻器阻值大小之间的关系。老师提供的器材有：定值电阻R1=20Ω、R2=30Ω、R3=40Ω，标有“50Ω 3A”滑动变阻器R，电压表（量程0--3V、0--15V），电流表（量程0--0.6A、0--3A），电压为12V的电源，开关、导线若干。 （1）根据实验要求，连接实物图。 （2）请补充完整实验步骤①之后的其它步骤，并说明对 测量数据的处理方法。 ①连接实物；…… ②