第23课时　电学重点实验课件2025年中考物理一轮复习（徐州专版）

第四单元　电与磁 第23课时　电学重点实验 1.实验前的注意事项: (1)连接电路时,开关处于　　　　状态。  (2)电流表要　　　　在电路中,电压表要　　　　在电路中。要先进行 　　　　,然后选择合适的量程。  (3)接线时要让电流从　　接线柱流入,　　接线柱流出。  (4)滑动变阻器要　　　在电路中,接线时应“　　　　　”,闭合开关前,滑片应该移到　　　　　处。  实验梳理 断开 串联 并联 试触 + - 串联 一上一下 阻值最大 实验一 探究通过导体的电流与电压、电阻的关系 返回目录 2.在探究电流与电压关系实验中: (1)　　　　(选填“能”或“不能”)用小灯泡代替定值电阻进行实验,原因是 　 　 　　　　。  (2)实验中,发现电流表示数随着电压表示数的增大而减小,原因是　   　　　　 　　　　。  不能 小灯泡的电阻受温度的影响 电压表 并联在滑动变阻器的两端 返回目录 3.在探究电流与电阻关系实验中: (1)每次更换电阻后,下一步的操作是　　　　　　　　　　　　　　　,实验时,先看　　　　,后读　　　　的示数。  (2)更换阻值大的电阻后,发现电压表的示数不能调节到所需要的值,原因是滑动变阻器的最大阻值太　　　　(选填“大”或“小”)了。  闭合开关,移动滑动变阻器的滑片 电压表 电流表 小 返回目录 例 1(2020徐州)如图23-1甲所示,小明用两节新干电池、定值电阻R和规格为“10 Ω　2 A”的滑动变阻器探究通过导体的电流与电压的关系。 图23-1 (1)请用笔画线代替导线把电路连接完整。 返回目录 解:(1)如图所示 返回目录 (2)连接电路时,开关应该　　　　。  (3)第3次实验时,电流表指针位置如图乙所示,则电流表的示数为　　　　A。 图23-1 断开 0.48 返回目录 (4)小明一直用两节新干电池进行实验,记录的数据如下表所示,老师认为其中一组数据有拼凑的嫌疑,请你指出该组实验次数并说明判断理由:　　 　      　 。  实验次数 1 2 3 4 电压U/V 0.8 1.6 2.4 3.0 电流I/A 0.16 0.32   0.60 1;电路 中的最小电流为0.2 A,大于第1组数据中的0.16 A(或1;当电压表示数为 0.8 V、电流表示数为0.16 A时,滑动变阻器接入电路的阻值为13.75 Ω,大 于滑动变阻器的最大阻值10 Ω) 返回目录 例 2(2022徐州一模改编)在做“探究通过导体的电流与电阻的关系”实验时,选用的一组定值电阻中,阻值最小的为5 Ω。 (1)请用笔画线代替导线,把如图23-2甲所示的电路连接完整。 图23-2 返回目录 解:(1)如图所示 返回目录 (2)闭合开关,电流表无示数,电压表示数接近3 V,则电路中可能出现的故障是　 。  (3)电路故障排除后,选用5 Ω的电阻实验时,电流表示数如图乙所示,结合下表中给出的实验数据,在图丙中画出I与R的关系图像。 实验序号 ① ② ③ ④ ⑤ 电阻R/Ω 5 10 15 20 25 电流I/A   0.15 0.1 0.07 0.06 图23-2 电阻R断路 返回目录 解:(3)如图所示 返回目录 (4)实验中第②次实验记录完数据后,断开开关,换上第③次实验所用的15 Ω的电阻,闭合开关后,接下来的操作应该是            　　　　　　　。  调节滑动变阻器的滑片,使电压表 示数等于1.5 V 返回目录 (5)小明认为根据作出的I-R关系图像不便直观判断I与R的定量关系,于是对图像中的坐标进行了巧妙变换,从而直观判断出了I与R的关系。小明的改进 方法是　　　　　　　　。  将横坐标R变为 返回目录 (6)分析图像可得结论:            　 。  (7)为了完成实验,滑动变阻器的最大阻值不能 小于　　　　Ω。  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 25 返回目录 例 3(2024常州)小组同学探究“欧姆定律”。 (一)小明探究“电流与电压的关系”。实验器材:3节干电池(每节干电池的电压恒为1.5 V)、开关S、定值电阻R0、电流表、电压表、滑动变阻器Rx、导线。 (1)请在图23-3甲中用笔画线代替导线完成电 路连接,要求:电流表、电压表均使用大量程(测 量时再选择合适的量程),电压表测量R0两端的 电压。 图23-3 返回目录 解:(1)如图所示 返回目录 (2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至　　　(选填“A”或“B”)端。 (3)闭合开关S,发现电流表无示数、电压表有示数,则电路故障可能是　　　。(填字母序号)  A.R0处发生短路 B.R0处发生断路 C.Rx处发生短路 D.Rx处发生断路 B B 图23-3 返回目录 (4)排除电路故障,移动滑动变阻器的滑片P,测得多组数据。进行实验④时,电压表、电流表的示数如图乙所示,请将数据记录在表一中。 表一 实验序号 ① ② ③ ④ U/V 1.0 2.0 3.0 　 　  I/A 0.2 0.4 0.6 　　   图23-3 4.0 0.8 返回目录 (5)分析实验数据,可得探究结论:            　 。  表一 实验序号 ① ② ③ ④ U/V 1.0 2.0 3.0 　　  I/A 0.2 0.4 0.6 　　  导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体 两端的电压成正比 返回目录 (二)小华利用如图甲所示的电路,添加数个阻值不同的定值电阻,探究“电流与电阻的关系”,测得实验数据如表二所示。 表二 实验序号 ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ R/Ω 5 10 15 20 I/A 0.6 0.3 0.2 0.15 图23-3 返回目录 (6)小华完成实验⑤后,进行实验⑥,具体操作:先断开开关S,将定值电阻由5 Ω换成10 Ω;再闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P时,眼睛应观察　　　　表直至其示数为　　　V。  (7)分析实验数据,可得探究结论:            　 。  电压 3 电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻 成反比 返回目录 2.电路图及实物图(如图23-4所示,根据电路图,补全实物图)。 图23-4 1.实验原理:　　　　(　　　　法)。  实验梳理 伏安 R= 解:如图所示 实验二 伏安法测电阻 返回目录 3.对于测定值电阻阻值的实验,多次测量的目的是　 。 4.测量灯泡的电阻绘出的I-U图线(如图23-5所示)不是直线,这表明通过灯泡的电流与其两端的电压　　　 　(选填“成”或“不成”)正比,这是因为　　　　　　　　　　　　　　　,利用该灯泡　　　　(选填“能”或“不能”)探究电流与电压的关系。  图23-5 求平均值减小误差 不成 灯丝的电阻随温度的升高而增大 不能 返回目录 例 4(2023无锡经开区一模)小明要测定标有“2.5 V”的小灯泡正常发光时的电阻,器材如下:电压恒为4.5 V的电源,电流表、电压表、小灯泡、滑动变阻器、开关各一个,导线若干,连接了如图23-6甲所示电路。 图23-6 (1)图甲电路中有一根导线连接错误,请在这根导线上打“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确。 返回目录 解:(1)如图所示 返回目录 (2)如下表所示是实验中测量的几组数据,实验中小灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻是　　　Ω(保留1位小数);表格中有一个电流数据错误,此数据是　　　A,你判断的理由是            　 　　　　。  电压U/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 电流I/A 0.20 0.25 0.28   0.38 图23-6 8.3 0.38 灯丝的电阻 随温度的升高而增大 返回目录 (3)同组的小华接着测量一只约1 Ω电阻的阻值,闭合开关接通电路一会儿后,用手摸了一下电阻,发现电阻烫手。为了较准确地测量该电阻的阻值,她在实验中应该尽量缩短　　 　　　,并用较小的　　　　进行测量。 通电时间 电流 返回目录 (4)同组的另一同学利用一个电压表和一个已知阻值的电阻R0,设计了如图23-7所示的电路,同样测出了待测电阻Rx的阻值。 ①闭合S、断开S1,用电压表测出待测电阻Rx两端 的电压为U1; ②　　　　　,用电压表测出电源电压为U;  ③待测电阻Rx=　　　(用U、U1和R0表示)。  图23-7 再闭合S1　 返回目录 例 5(2024徐州一模)小明进行伏安法测电阻的实验。 (1)他选用的器材如图23-8甲所示,请你用笔画线代替导线将实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向左移动时电流表的示数变大。 图23-8 返回目录 解:(1)如图所示 返回目录 (2)闭合开关,无论如何移动滑动变阻器的滑片P,电压表和电流表均无示数,原因可能是　　　　(填字母)。  A.定值电阻Rx短路　 B.定值电阻Rx断路 C.滑动变阻器短路　 D.滑动变阻器断路 D 图23-8 返回目录 (3)排除故障后,小明进行实验,根据记录的数据画出了如图乙所示的图像,则Rx的阻值为　　　　Ω。  图23-8 5 返回目录 (4)小明想:利用电压表可以直接测量电压的大小,能否把电压表改装为测量电阻大小的仪表呢?小明经过思考后,找来一个定值电阻R0,设计了如图丙所示的电路(电源电压恒定不变),并进行了以下操作和分析:小明在电路的M、N两点之间接入一个电阻箱,调节旋钮使它接入电路的阻值分别为5 Ω、8 Ω、20 Ω,闭合开关,发现电压表指针分别指向1.5 V、2.0 V、3.0 V的刻度线,于是他在表盘相应位置标出了电 阻的数值,如图丁所示。以此类推再 标出其他刻度线,电压表就可以用来 间接测量电阻了,由以上数据可知:定 值电阻R0的阻值为　　　　Ω。  图23-8 10 返回目录 例 6(2023南京)现有两只阻值未知的定值电阻Rx1和Rx2。 (1)图23-9甲为用伏安法测量Rx1阻值的部分电路。 ①用笔画线将电路补充完整,要求滑片P在B端时滑动变阻器接入电路的阻值最大; 图23-9 返回目录 解:(1)①如图所示 返回目录 ②正确连接电路后,闭合开关,移动滑片P,进行三次实验,测得的电流表、电压表的部分数据如下表所示。第3次实验中电流表的示数如图乙所示,为 　　　　A;  实验序号 U/V I/A 1 1.2 0.12 2 2.0 0.20 3 2.5   图23-9 ③Rx1的阻值为　　　　Ω(结果保留一位小数);  ④实验结束后,应先断开　　　 ,拆除　　 　两端的导线。  0.24 10.1 开关 电源 返回目录 (2)用如图丙所示的电路可以测出Rx2的阻值。图中有两只阻值已知且分别为R1和R2的定值电阻,R0为电阻箱,电源电压恒定。 ①只闭合S1,记录电压表V1的示数U; ②只闭合S2,调整电阻箱的阻值,使电压表V2的示数也为U,记录此时电阻箱的阻值R; ③则Rx2=　　　　。  图23-9 返回目录 1.实验原理:P=UI。 2.电路图与实物图(如图23-10所示)。 实验梳理 图23-10 实验三 测量小灯泡的电功率 返回目录 3.滑动变阻器的作用:改变  和保护电路。 4.电路故障分析: (1)电表示数异常的原因:①电流表无示数:与电流表串联的电路断路(或电流表短路);②电流表指针满偏:电流表所选量程太小或与之串联的电路短路;③电压表无示数:小灯泡短路(或电压表短路,或电压表断路);④电压表示数接近电源电压:小灯泡发生断路。 (2)小灯泡不亮的原因:①电路完好,灯不亮:滑动变阻器连入电路的阻值太大,移动滑片观察小灯泡是否发光;②电路故障,灯不亮:小灯泡断路或短路,根据电表示数判断。 (3)移动滑片,电表都有示数且示数不变的原因:滑动变阻器同时接两个上端或同时接两个下端接线柱。 灯泡两端的电压 返回目录 例 7在“测量小灯泡电功率”的实验中,已知电源电压为3 V,小灯泡的额定电压为2.5 V,滑动变阻器规格为“20 Ω　1 A”。 (1)如图23-11所示是未连接完整的实验电路,请用笔画线代替导线将电路连接完整。 图23-11 返回目录 解:(1)如图所示 返回目录 (2)闭合开关前,应将滑片置于　　　 (选填“A”或“B”)端。  (3)闭合开关后,移动滑片,两电表均无示数,则故障可能是　　　　　　　　。 (4)排除故障后,某次实验时电压表示数为1.8 V,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片向　　　(选填“A”或“B”)端滑动。  图23-11 B 滑动变阻器断路 A 返回目录 (5)[图像分析]小明用相同的器材,连接了如图23-12甲所示的电路,也测量出了小灯泡的电功率。移动滑动变阻器滑片的过程中,测量出了几组实验数据,根据数据描点并绘制出了通过滑动变阻器的电流I随其两端电压U变化的图像,如图乙所示。当电压表示数为　　　V时,小灯泡正常发光,此时小灯泡的电功率为　　　　W。　  图23-12 0.5 0.625 返回目录 (6)同组的小丽通过计算指出曲线上所标出的五个点中,　　　点并不是通过实验直接测得的数据,她的理由是　   　 。  图23-12 E E点对应的滑动变阻器接入电路的阻值 应为25 Ω,大于滑动变阻器的最大阻值20 Ω 返回目录 (7)另一组同学未用电流表也测量出了这个额定电压为2.5 V的小灯泡的额定功率,实验电路如图23-13所示,电阻R的阻值已知。闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为　　　V,此时小灯泡正常发光。接下来应进行的实验步骤:　 。  图23-13 2.5 保持滑片不动,将电压表与电阻R并联,读出电压表的示数 返回目录 例 8(2022盐城)小聪做“测量小灯泡电功率”实验,灯泡上标有“2.5 V”字样。 (1)用笔画线代替导线将如图23-14甲所示的电路连接完整,要求滑片P向右滑动时,灯泡变亮。 图23-14 返回目录 解:(1)如图所示 返回目录 (2)电路连接正确且无故障,某次实验时闭合开关,两电表示数如图乙所示,电压表示数为　 　V,造成此现象的原因是　　　　　　　 　　　　　　　。 图23-14 2.7 滑动变阻器接入电路的阻值较小 返回目录 (3)调整后继续实验,记录的实验数据如下表所示。则小灯泡的额定功率为 　　　　W。  实验次数 1 2 3 4 5 6 7 电压/V 0.3 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 2.8 电流/A 0.12 0.16 0.21 0.26 0.30 0.32 0.33 0.8 返回目录 (4)根据实验数据在图23-15中画出灯泡的电流与电压的关系图像,由图像可知,当灯泡两端电压为2.2 V时,通过灯泡的电流约为　　　　A。　  图23-15 0.31 解:(4)如图所示 返回目录 (5)小华在做此实验时,正确连接电路后闭合开关,无论怎样调节滑动变阻器的滑片,都不能使小灯泡正常发光,请对这一现象产生的原因提出合理的猜想:　 。  电源电压太小(或滑动变阻器最大阻值太小) 返回目录 1.实验装置如图23-16所示。 实验梳理 图23-16 实验四 探究影响电流热效应的因素 返回目录 2.选择被加热物质时需要保证物质的　 　 、　 　 、　　 都相同。 3.转换法的应用:通过温度计示数的变化反映电流通过导体产生热量的多少。 4.控制变量法的应用: ①探究电热与电流的关系时,控制两电热丝的电阻与通电时间相同,改变通过两电热丝的电流大小; ②探究电热与电阻的关系时,控制通过两电热丝的电流与通电时间相同,选择两电阻不同的电热丝; ③探究电热与通电时间的关系时,控制电热丝的电阻和通过的电流相同,改变通电时间的长短。 种类 质量 初温 返回目录 5.多次测量的目的:使实验结论具有普遍性。 6.实验结论:电流通过导体产生的热量与　　　　　　　　　与            　　　　,与　　　　　　　　。  电流的平方成正比 导体的电阻 成正比 通电时间成正比 返回目录 例 9某实验小组在做“探究影响电流通过电阻丝产生热量多少的因素”实验时,设计了如图23-17所示的电路,烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油,电阻丝R甲>R乙。 图23-17 返回目录 (1)为了在较短的时间内达到明显的实验效果,选用煤油而不用水,主要是由于　　　　　　　 　　。  (2)实验中电阻丝放热的多少是通过　　　　　　　 　来反映的。  煤油的比热容比水小 温度计示数的变化 返回目录 (3)将该电路设计成串联的,其目的是使通过两电阻丝的电流相同,通电4 min后,比较两烧瓶中温度计的示数,发现甲瓶中的温度计示数升高得快,由此得出实验结论:　 。  图23-17 在通电时间和电流相同时,电阻越大,产生的热量越多 返回目录 (4)接下来继续用该装置探究电流通过电阻丝产生热量的多少与电流大小的关系时,应调节滑动变阻器的滑片,使电路中的电流变大,通电　　　 (选填“相同”或“不同”)时间,比较　　　　(选填“同一”或“不同”)电阻丝产生热量的多少。  相同 同一 图23-17 返回目录 (5)小明提议利用该装置改做“比较水和煤油的吸热能力”实验。若保持甲瓶中的器材不变,他们除了把乙瓶中的煤油换成水外,还需要添加的测量工具是　 　,目的是　　　　　　　　　 　;还需要更换的器材是　　 　　,为完成实验,所更换器材需要满足的条件是　　　　　 。在实验中,通过比较　　　　 　(选填“温度计示数的变化”或“加 热时间”)来比较水和煤油吸收热量的多少。  图23-17 天平 使水和煤油的质量相等 电阻丝R乙 R乙’=R甲 加热时间 返回目录 $$