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九年级物理总复习——电学实验专题

九年级物理总复习——电学实验专题
九年级物理总复习——电学实验专题

九年级物理总复习——电学实验专题

【专题概述】

本套专题包括以下重点实验:探究串、并联电路的电流规律,探究串、并联电路的电压规律,探究影响电阻大小的因素,探究电流与电压、电阻的关系,伏安法测电阻,测量小灯泡的电功率,探究电热多少与哪些因素有关,电流的磁效应,探究影响电磁铁磁性强弱的因素,磁场对电流的作用和电动机,电磁感应和发电机其中特殊方法测量电阻是中考的重点和热点

【聚焦考点】

考点一探究串、并联电路的电流规律

例1.(2015·衢州)甲为探究并联电路电流规律的实验电路图

(1)若要测量干路电流,则电流表应串联在甲图中的处(选填“A”、“B”或“C”)。(2)若要测量A处的电流,在连接电路闭合开关前,发现电流表指针位置如图乙所示,调整正确后闭合开关,发现指针又偏向图乙位置,其原因是。

位置AB C

电流(A)0.18 0.18 0.36

(3)纠正(2)中错误后,测出A、B、C三处的电流值如上表,由此得出结论:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,且各支路的电流相等,这个实验在设计方案上还存在的不足之处是。

点拨:1.连接电路时要注意电流表正负接线柱不能接反;为得出普遍结论,应使用不同规格的小灯泡进行多次实验。

2.实验结论:串联电路中电流处处相等;并联电路中,干路中的电流等于各支路电流之和。

跟踪练习1.在“探究串联电路中各点的电流有什么关系”时,小明设计实验如图。把两个灯泡L1、L2串联起来接到如图所示电路中。

(1)实验中两个小灯泡的规格应该是 (选填“相同”或“不相同”)。(2)在拆接电路时,开关必须。若无法估计电路电路中电流的大小,应用

方法选择合适的量程。

(3)实验中改变电流表的位置,发现电流表的示数。这说明

考点二探究串、并联电路的电压规律

例2. (2015?莆田)小希用如图所示电路来探究串联电路的电压特

点。

(1)电压表必须联在被测电路两端。

(2)实验中最好选择规格 (填“相同”或“不相同”)

的小灯泡。

(3)用电压表分别测出A与B、B与C、A与C两点间的电压为UAB、U BC、U AC。经过多次实验,得到的数据记录在图表中。分析实验数据,你可得到串联电路的电压特点是

(用公式表示)。

实验次数

U A B/

U BC/V U A C/V

1 0.8 2.

2 3.0

21.0 2.0 3.0

3 1.2 1.8 3.0

(4)小希进行多次实验的主要目的是 (填序号)

①寻找普遍规律②减小实验误差。

点拨:(1)任何电学实验,在拆接电路时开关都应断开,并将滑动变

阻器的滑片移到最大阻值处。

(2)为得出普遍规律,应使用不同规格的器材进行实验。?(3)串联电路中总

电压等于串联电路中部分电压之和,即:U=U

1+U

……

并联电路中各支路两端的电压都等于电源电压,即:U=U

1=U

=U

3

=……

(4)在物理实验中,多次测量的目的有两个:将测量数据取平均值,减小误差;使规律具有普遍性,避免片面性。

跟踪练习2.(2015?营口)在图甲的电路中,当闭合开关S后,电路正常工作两只电压表指针位置均如图乙所示,则电阻R1、R2两端电压分别是:

( )

A.4.8 V1.2V;

B.6 V 1.2 V;C.1.2 V6 V;D.1.2 V 4.8 V.

考点三探究影响电阻大小的因素

例3.(2016?奉贤区)如表是不同规格的金属线,为了研究导体的电阻与材料是否有关,

种类长短(米)粗细(毫米2)

a 锰铜线10.1

b锰铜线 1 0.2

c 锰铜线0.5 0.2

d镍铬线 1 0.1

回答下列问题:

(1)本实验用到的方法有和

(2)为研究电阻与材料的关系,应选用两组导体进行对照;为研究电阻与横截面积的关系应选择两组进行对照;为研究电阻与长度的关系应选择

两组导体进行对照

(3)导体电阻的大小跟材料、长度和横截面积的关系。

A。电阻的大小与长度的关系是:

B。电阻的大小与横截面积的关系是

【拓展】若有一根合金材料阻将其长度拉长为原来的二倍,则拉长后的电阻将变 ,原因是。

点拨:通过观察电流表示数来判断电阻的变化,实验用到了转换法;导体的电阻与材料、长度、和横截面积有关,实验用到了控制变量法。

跟踪练习3.(2015?绍兴)为了探究“铅笔芯的电阻随温度的变

化规律”,小明设计了如图电路,电源电压恒定,R0为定值电阻。

(1)在本实验中电阻R0的作用

是;

(2)小明是通过观察来判断铅笔芯电阻变化的

(3)闭合开关后用酒精灯对铅笔芯进行加热,每隔10秒记录一次电流值,实验测得的数据如下表所示:

实验次数 1 2 3 4

电流/A 0.16

0.

190.21

0.2

由此可以得出:铅笔芯的电阻随温度的升高而。

考点四探究电流与电压、电阻的关系

例4.(2015?重庆)小彬用如图甲所示的实验器材探究“电流与电阻的关系”。电源电压恒为3V,滑动变阻器上标有“20Ω2A”字样,阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个。

(1)请你用笔画线代替导线,把图甲所示的实验电路补充完整。

(2)小彬将5Ω定值电阻接入电路后,闭合开关,发现电流表有示数而电压表无示数,则电路中的故障可能是 (写出一种);排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数如图乙所示,此时电路中的电流为 A。

(3)将5Ω定值电阻换成10Ω定值电阻,闭合开关,为了保持表的示数不变,

应将滑动变阻器的滑片P向(选填“A”或“B”)移动,记录此时各表的示数。(4)将10Ω定值电阻换成20Ω定值电阻,重复步骤(3)。

(5)分析数据可得出结论:当电压一定时,通过导体中的电流与电阻成比。(6)实验结束后,小彬问老师在此实验中能否换用50Ω的定值电阻进行实验?老师指导小彬分析了不能更换的原因。你认为其原因是

点拨:注意结论成立的“条件”,如:电流跟电阻两端的电压成正比的条件是电阻R一定。

跟踪练习4.(2015?揭阳)小红利用图甲所示的电路探究电流与电阻的关系已知电源电压为6V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω

(1)实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图像,由图像可得出结论:___________________________________________

(2)在上述实验中,某同学在读取完电流表示数后,直接拆下阻值为5Ω的电阻,改换成阻值为10Ω的电阻,请你指出他在操作中的错误:___________;在读取电流表示数之前,他应进行的操作是:向________移动滑片,使电压表示数______ V。

(3)若在实验过程中出现电流表示数几乎为0,电压表的示数为6V,则电路出现的故障可能是_____________________________________________。(4)小红想将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系,你认为她的实验方案可行吗?__________(选填“可行”或“不可行”),你的理由是________________。考点五伏安法测电阻

例5(2015?张家界)某同学用如图甲所示的实验装置测小灯泡的电阻:

甲乙

(1)请你帮他用笔划线代替导线连接实物电路,导线不允许交叉

(2)该同学连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表的指针几乎不偏转,电压表有示数,接近电源电压,你认为该电路故障可能

(3)该同学排除电路故障后,完成实验并将实验数据绘制成图像,如图乙所示 ,当小灯泡两端的电压为2.0V 时,小灯泡的电阻为 Ω。 (4)该同学提出在测定值电阻的实验中,绘制的图像是一条直线,而本实验得到的是曲线,你认为原因可能是 。

点拨:1.伏安法测小灯泡电阻时,不可求平均值,因为灯丝的电阻会随温度的升高而增大。

2.伏安法测电阻的五种变式方法:

(1).伏阻法:用电压表和已知阻值的定值电阻R0测量未知电阻的阻值,电路如图1所示

步骤:①闭合开关S 、S 1,读出电压表的示数U1; ②断开开关S1,测出电阻R 两端的电压U2;

表达式:R=2

1020212

U U R U R U U U -=-

图1 图2

(2).伏滑法:用电压表和已知最大阻值的滑动变阻器R 0测量未知电阻的阻值,电路如图2所示

步骤:①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P 移到最左端读出电压表的示数U1;

②将滑动变阻器的滑片P移到最右端,读出电压表的示数U 2;

表达式:R =2

1020212

U U R U R U U U -=-

图3 图4

(3).安阻法:用电流表和已知阻值的定值电阻R

测量未知电阻的阻值,电路如图3所示

步骤:①闭合开关S、S

1

,读出电流表的示数I

1

;

②断开开关S

1

,读出电流表的示数I

2

;

表达式:R=01012

22

R I R I-I

-R=

I I

()

(4).安滑法:用电流表和已知最大阻值的滑动变阻器R

测量未知电阻R的电阻值,电路如图4所示

步骤:①闭合开关S,将滑动变阻器滑片P调至最左端读出电流表的示数I

1

②将滑动变阻器滑片P调至最右端时,读出电流表的示数I

2

;

表达式:R=

2

1

2

I

I

R

I

(5).等效替代法:此法是用已知电阻来代替未知电阻,

其电路形式多种多样,一般需用电阻箱,以图5为例介绍

图5

步骤:①闭合开关S、S

1

,调节R使电流表的示数指在一个适当的位置,记录下此时电流表的示数I;

②断开S

1

,保持R不动,将开关S

2

闭合,调节电阻箱的阻值使电流表的示数仍为I,记下电阻箱的阻值,这时电阻箱所显示的示数就是待测电阻Rx的阻值

跟踪练习5.(2015?泰安)实验室中有一个热敏电阻R,其电阻值随温度变化的图象如图1所示。要测量热敏电阻在任意温度时的电阻值,现有下列实验器材:

一节旧干电池,两个开关S1、S2,导线若干。另外,还有再可供选择的以下器材:

A。电流表A(量程:0~0.6A,0~3A);

B。电压表V(量程:0~3V,0~15V);

C。定值电阻R1(阻值:5Ω);

D。定值电阻R2(阻值:150Ω)。

(1)请你从A、B、C、D四种实验器材中选择

2种器材准确测量出当温度在32℃时热敏电阻

R的阻值,并根据要求完成下列问题。

①选择的2种器材是(填写器材前面字母序号)。

②选择电表的量程。

③在图2现有电路的基础上画出实验电路图(实验测量过程中不拆接电路)。

④按照电路图2连接电路,写出实验步骤并用字母表示出测量的物理量。

⑤用测量的物理量和已知物理量表示R= 。

(2)若准确测量当温度在98℃时热敏电阻R的阻值,可选择的2种器材是

(填写器材前面字母序号)。

跟踪练习6.(2014?泰安)在电学实验中,往往认为电压表对测量的电路没有影响,事实上电压表有大的电阻值(简称内阻Rv),在电路中有很小的电流通过电压表,电压表的示数就是这很小的电流与其内阻Rv的乘积。现在要测量一个未知电阻Rx(大约2kΩ~3kΩ)的阻值,物理实验室中已有实验器材:2节干电池(电压未知)、未知电阻Rx、开关多个、导线若干。?另外,提供可选择的实验器材有3个:

a。电流表A1(O~0.6A,分度值0.02A)

b。电流表A2(O~5mA,分度值0.1mA)?c。电压表V(0~3V,Rv=3kΩ)

请你利用已有实验器材,参与题目中给出的信息,再从提供可选择的3个实验器材中选择2个或者1个器材设计两个实验方案,准确测量未知电阻Rx的阻值。?Ⅰ方案一: (1)选择的2个实验器材: (填器材的序号)。?(2)在方框1中画出实验电路图(实验中不拆接仪器)。

(3)按照电路图连接电路,写出实验步骤并用字母表示出测量的物理量。?(4)用测量的物理量和已知物理量表示Rx=

Ⅱ方案二:

选择的1个实验器材:(填器材的序号)。2(?)在方框2中画出实验电路图(实验中不拆接仪器)。?

(3)按照电路图连接电路,写出实验步骤并用字母表示出测量的物理量。

(3)用测量的物理量和已知物理量表示Rx=

跟踪练习7.“曹冲称象”的故事流传至今,最为人称道的是曹冲采用的方法,他把船上的大象换成石头,而其他条件保持不变,使两次的效果(船体浸入水中的深度)相同,于是得出大象的重就等于石头的重。人们把这种方法叫“等效替代法”。请尝试利用“等效替代法”解决下面的问题。

[探究目的]粗略测量待测电阻RX的值

[探究器材]待测电阻RX、滑动变阻器R、标准的电阻箱R1(可以读数的可变电阻,其元件电路符号:为 )、单刀双掷开关S1、普通开关S各一个,一个刻度不准确但灵敏度良好的电压表(电压表量程足够大),干电池和导线若干。

[设计实验和进行实验]

(1)在方框内画出你设计的实验电路图;

(2)将下面的实验步骤补充完整,并用字母表示需要测出的物理量;

第一步:开关断开,并按设计的电路图连接电路;

第二步: ;

第三步: ;

第四步:读出此时电阻箱的示数R1。

(3)若正确的实验操作后,电阻箱R1上各旋钮的位置如图所示,其读数为Ω,则待测电阻R X的阻值应为Ω。

(4)在科学研究中经常用到“等效替代法”,下面四个研究实例中,采用了这种研究方法的是( )

A.探究摩擦力与接触面粗糙程度的关系时,保持压力一定

B.用总电阻表示同一段电路中串联的两个电阻

C.用磁感线的疏密程度表示磁场的强弱

D.探究液体内部的压强时,用U型管两侧液面的高度差来体现液体压强的大小。

跟踪练习8.请你利用电流表、电源、已知阻值的电阻R0、开关、导线,

测量待测电阻R X的阻值。

(1)在方框内画出实验的原理图。

(2)写出实验步骤和所测量的物理量。

(3)用所测量的物理量写出R X的表达式

RX= 。

考点六实验:测量小灯泡的电功率

例6(2015?桂林)学校实验室新进了一批“2.5V 0.75W”的小灯泡,小明想通过实验探究小灯泡的额定功率是否符合规格。实验员提供了以下器材:待测小灯泡、铭牌为“10Ω2A”、“50Ω 1A”的滑动变阻器各一个、电流

表、电压表、二节1.5V的干电池、开关、导线。

(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线把图乙所示的实物电路补充完整。(2)按图连接实物电路图时,开关S应该 ;

(3)小明更换器材后完成实验,应用实验数据作出“U-I”关系图象如图丙所示,由图可得小灯泡实测的额定功率为 W,该小灯泡 (选填“符合”或“不符合”)制造规格;

(4)由“U-I”关系图象可知,当小灯泡两端的电压为0.5V时,它的电阻Ω;进一步分析图象可得小灯泡的电阻随着它两端电压的升高而升高(选填“增大”、“减少”或“不变”)。

点拨:

(1)要注意电表量程的选择,如灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω,即暗示电流表应选用0~0.6A;电压表应选用0~3V

(2)滑动变阻器的选用:应选用最大阻值与小灯泡阻值接近的滑动变阻器,目的是方便调节小灯泡两端的电压

(3)不求平均值的原因:在不同电压下,灯泡的功率是不同的,只有在额定电压下,灯泡的功率才是额定功率,计算电功率的平均值没有意义

(4)实验结论:用电器的实际功率随其工作电压而变化:(1)当实际电压等于额定电压时,实际功率等于额定功率,用电器正常工作;(2)当实际电压小于额定电压时,实际功率小于额定功率,用电器不能正常工作;(3)当实际电压大于额定电压时,实际功率大于额定功率,用电器不能正常工作,而且有可能被烧坏

跟踪练习9. (2006?荆州)额定电压为2.5V 的小灯泡接在下列四个电路中,不能测出小灯泡额定功率的是( )

A 。

B。

C。

D 。

跟踪练习10.(2016?北海)同学们在“探究小灯泡实际功率的规律”时,用两节新干电池串联组成的电源和标有“2.5V ”字样的小灯泡等元件连接了如图甲所示的电路,请回答:

(1)连接电路时,开关应

(选填“闭合”或“断开”);

(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到 处(选填“A ”或“B ”);?(3)实验中,小飞发现闭合开关后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡都不亮,电流表无示数,电压表示数接近3V,则电路故障可能是 。

(4)小飞排除故障后,进行多次实验,并记下相应的电压表和电流表的示数,绘制成如图乙所示的I-U关系图象。根据图象可知,小灯泡的实际功率随实际电压的增大而 (选填“增大”、“减小”或“不变”),小灯泡正常发光时的电功率为W。

考点七探究电热多少与哪些因素有关

例7. (2015·临沂)如图所示,甲、乙两个完全相同的玻璃瓶内有阻值分别为R甲、R乙的电阻丝,瓶中插入温度计a、b

(1)利用此装置探究电流通过导体产生的热量与哪些因素

有关时,在两瓶中加入质量、初温都相同的煤油。闭合开关一

段时间,可以通过观察判断电阻丝产生热量的多少。

此方案是探究和时间相同时,电流通过电阻丝产

生的热量与大小的关系。

(2)在甲、乙两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体,且

电阻丝的阻值R甲R乙时,可以比较不同物质的吸热能量。

若温度计a比温度计b温度升高得快,则甲、乙两瓶内液体的比热容关系是c甲c乙。点拨:实验方法(1)转换法通过温度计示数的变化显示电流产生热量的多少。(2)控制变量法

跟踪练习11.如图所示是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验,下列分析正确的是 ( )

A.甲、乙两次实验都应用了控制变量法

B. 甲实验通电一段时间后,左侧容器内空气吸收的热

量更多

C.乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系

D.乙实验通电一段时间后,右侧U形管中液面的高度

差比左侧的大

考点八电流的磁效应

例8.(2015·梅州)丹麦物理学家________首先发现了电流周围存在着磁场,第一个揭示了电和磁之间的联系。小周同学自制了一个用开关来控制电磁铁南北极的巧妙装置,如图所示。当开关S接________(填“a”或“b”)点时,电磁铁的A端是N极。

点拨:电流有热效应和磁效应;安培定则要求(1)由线圈中电流方向判断螺线管磁极;(2)由螺线管磁极方向判断线圈中电流方向;(3)由磁极方向知道螺线管的绕线

跟踪练习12.(2015·通辽)图中的两个线圈,套在光滑的玻璃管上,导线柔软,可以自由滑动,开关S闭合后( )

A.两线圈左右分开

B.两线圈向中间靠拢

C.两线圈静止不动

D.两线圈先左右分开,然后向中间靠拢

跟踪练习11.(2015·滨州)如图所示,通电螺线管附近的小

磁针处于静止状态,则螺线管A端是极,电源的D端

是极。

考点九探究影响电磁铁磁性强弱的因素

例9.如图所示,为探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关,小丽同学作出以下猜想:

猜想A:电磁铁通电时有磁性,断电时没有磁性。

猜想B:通过电磁铁的电流越大,它的磁性越强。

猜想C:外形相同的螺线管,线圈的匝数越多,它的磁性越强。

(1)为了检验上述猜想是否正确,小丽所在实验小组通过交流与合作设计了以下实验方案:用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕制若干圈,制成简单的电磁铁。如图所示的a、b、c、d 为实验中观察到的四种情况。根据小丽的猜想和实验,完成下面填空:

①通过观察,来判断电磁铁磁性的强弱。

②通过比较两种情况,可以验证猜想A是正确的。

③通过比较两种情况,可以验证猜想B是正确的。

④通过比较d中甲、乙两电磁铁,发现猜想C不全面,应补充。

(2)本实验中用到了多种研究方法。

①如研究电磁铁的磁性强弱和线圈匝数有关时,就应控制电流相等,下列实验的研究方法和这种方法不同的是

A.研究电流大小和电压、电阻的关系

B.研究影响电阻大小的因素

C.用电流表测量串联电路中的电流

②本实验中还用到了其他研究方法,如电磁铁的磁性强弱用什么来显示,下列实验的研究方法和这种方法不同的是:

A.在测量小灯泡的功率时,用电压和电流之积来表示电功率。

B.研究电热和那些因素有关的实验中,用液柱的高度差来表示电热多少。

C.研究动能大小和那些因素有关的实验中,用小木块被推开的远近,来表示动能的大小。(3)本实验进行了多次实验,多次实验的目的和下列实验多次实验的目的相同的

是。

A.伏安法测量定值电阻的阻值

B.探究并联电路电流规律C.测量小石块的密度。

点拨:实验方法:转换法、控制变量法

实验结论:(1)通电时有磁性,断电时无磁性;

(2)电磁铁的电流一定时,线圈的匝数越多,磁性越强;

(3)电磁铁的线圈的匝数一定时,电流越大,磁性越强;

(4)有铁心时磁性强,无铁心时磁性弱

跟踪练习12.(2015·长沙)法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔由于巨磁电阻(GMR)效应而荣获2007年诺贝尔物理学奖。如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图,实验发现,在闭合开关S1、S2且滑片P向右滑动的过程中,指示灯明显变暗,下列说法正确的是( )

A.电磁铁的左端为N极

B.流过灯泡的电流增大

C.巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显减

D.巨磁电阻的阻值与磁场的强弱没有关系

考点十磁场对电流的作用和电动机

例5(2015?广州)如图所示,使线圈位于两磁极间:(1)通电后,图1中ab段导线的电流方向是________(填“由a 到b”或“由b 到a”)。图 10-4中ab 段导线所受磁场力的方向向上,请用箭头标示出图 2中ab 段导线所受磁场力的方向。(2)线圈转过图 3 所示的位置时,用__________ 的办法可使线圈靠磁场力继续顺时针转动至少半圈(3)若把图中的电源换为电阻,快速转动线圈,则电阻发热。此过程中机械能先转化为________ 能再转化为_______能。

图1图 2 图 3

点拨:通电导体在磁场中受力方向与电流方向和磁场方向两个因素有关

跟踪练习13 .(2015·邵阳)如图所示的4个实验中,能说明电动机工作原理

的是()

考点十一电磁感应和发电机

例11。如图所示的是“探究怎样产生感应电流”的实验装置,ab 是一根导体,通过导线、开关连接在灵敏电流计的两个接线柱上。

(1)本实验中,如果__________________,我们就认为有

感应电流产生。

(2)闭合开关后,若导体不动,磁铁左右水平运动,电路

(填“有”或”无) 感应电流产生。

(3)小李所在实验小组想进一步探究“感应电流的大小跟哪些因素有关”,小李猜

想:“可能跟导体切割磁感线运动的快慢有关。”请你根据图所示的实验装置,帮助小李设计实验来验证他的猜想,你设计的实验做法是:

点拨:感应电流的有无可以通过灵敏电流计的指针是否偏转来判断,感应电流的大小可以通过观察灵敏电流计的指针偏转角度来判断。在探究感应电流的大小跟导体切割磁感线运动的快慢的关系时,一定要体现控制变量的思想。跟踪练习14.(2015·菏泽)刷卡机广泛应用于银行、超

市等。如图所示的POS刷卡机读出信息的原理是:当带有

磁条的信用卡在刷卡机上刷过时,刷卡机的检测头就会产

生感应电流,便可读出磁条上的信息。下列装置的工作原

理与刷卡机读取信息原理相同的是

( )

15.关于下列四幅图的说法正确的是

( )

A.甲图的实验说明磁场能产生电流

B.乙图的实验所揭示的原理可制成发电机

C.丙图是演示电磁感应现象的实验装置

D.丁图中麦克风应用了磁场对电流的作用

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