IV对电的探究.doc

IV对电的探究 【例1】如图4-1所示是四位同学分别用电流表测串并联电路中电流的情况。其中，能正确测出灯h中电流的是 ( ) 【解析】要用电流表测量电路中的电流，必须明确电流表的使用规则。本题不涉及量程的选择，只考虑电表的连接问题。选项B误将电流表与h并联了，这样不仅不能测出L1的电流，而且由于电流表直接连在电源的两极上造成了电源短路，还会烧坏电源和电流表。选项c将电流表的“+”、“一”接线柱接反了，会使电流表指针向左侧偏转而损坏电流表。选项D将电流表接在了干路上，测的是干路上的总电流。能正确测出L1中电流的是A图。故正确答案是A。【注意】电流表和电压表的使用是学习电学时应掌握的基本技能。在对电路进行测量时一定要先把握电表的量程选择、连接方式等，只有这样才能正确测出相关的物理量。【例2】当如图42所示的电路接通后，小明同学发现电流表A1的读数比电流表A2读数要大一些。于是他猜想：当电流通过灯泡(用电器)时，能使灯泡工作，因灯泡要消耗电能，故电流在流动过程中将逐渐 【注意】由于本题根据题目要求提出的猜想就是我们要设计的实验探究方案的实验目的，因此，我们设计的实验方案都必须是为寻找探究问题的结论或验证所提出猜想的正确性服务的。另外，在设计实验方案时，还要注意所选择器材是否容易找到、实验过程的可操作性、实验步骤没计的逻辑性、实验过程中可能引起实验误差的变小。于是电流表A1的读数比电流表A2的读数要大一些。 (1)小明同学的猜想是 。(填“正确的”或“错误的”) (2)你认为造成这个现象的原因可能是(要求写出2种不同的原因)： ； 。 【解析】串联电路中各处电流相等，这是我们都清楚的，显然小明同学的猜想是错误的。而题中出现的现象却与上述规律相矛盾，原因何在呢? 结合平时实验过程中出现的现象，仔细分析便可知有以下可能原因： 可能是两电流表都不准确；可能是两电流表所用的量程不同；可能是在电路未接通之前，某电流表的指针不在零刻度线处。 【倒3】为了探究并联电路中干路的电流与支路的电流有什么关系，小明同学选择的实验器材是：满足要求的电源、两个规格相同的小灯泡、一只电流表、一个开关、导线若干。他的实验设想是：首先将实验器材连成图43所示的电路，然后用电流表选择恰当的量程分别测出A、B、C三点的电流，分析这一次测量中三点电流的数据就得出干路与支路的电流的关系。 请你分析说明小明同学这一实验方案中存在哪些不足，并提出相应的改进意见。【解析】对于有关测量的实验的设计，除了要考虑实验数据的偶然性外，还必须要尽量减小实验中的误差。分析小明同学的实验方案，不难发现存在两处不足：(1)只选择了一组规格相同的灯泡。 (2)只根据一次测量数据得出结论不恰当。 改进措施：(1)应选用两组或两组以上不同的灯泡做实验。(2)应分析多次测量的实验数据得出结论。 【注意】并联电路中各支路上的电流并没有确定的关系。上述实验设计中，由于只取了两个规格相同的小灯泡，实验时可测得通过A、B两点的电流相等，这样很容易形成“并联电路各支路中电流相等”的错误结论。 【例4】小宇在一次电学实验中，当把开关闭合后，发现用电器不工作。在一旁的刘老师告诉他可能是干电池报废了，可分别取一节干电池用电压表来测量它的电压。下面是小宇同学在演草纸上记录的操作步骤，其中正确的步骤和顺序是 ( ) (1)把电压表的正接线柱与干电池的负极接触，负接线柱与正极接触。 。 (2)在刻度盘上读出电压值。 (3)选择电压表的量程为3V。 (4)把电压表的负接线柱与干电池的负极接触，正接线柱与正极接触。 A(3)(2)(1) B(1)(3)(2) C(3)(4)(2) D(4)(3)(2) 【解析】要正确解答本题，必须考虑到两个问题：一是电压表的量程选择，二是电压表的正确使用。首先，应根据被测电压值(一节干电池的电压为1.5v)和电压表指针偏转角度尽可能大些(便于读数)的原则，确定选择电压表的量程为03v；然后根据电压表的使用规则，将电压表的正接线柱与干电池的正极接触，负接线柱与干电池的负极接触，并在刻度盘上读出电压值。故本题的正确步骤和顺序应该是(3)(4)(2)，答案C正确。 【例5】图4-4是滑动变阻器的结构示意图，图4-5是“用滑动变阻器改变灯泡亮度”的探究实验电路图。 (1)把变阻器的接线柱A接在电路的M点上欲移动滑片P改变电路中的电阻，应把变阻器的接线柱 接在点上。 (2)把接线柱C接在电路的M点上，要求向左移动滑片P时减小电路中的电流(小灯泡变暗)，应把接线柱 接在N点上。 【解析】滑动变阻器是根据导体的电阻与长度成正比的原理制成的，串联在电路中，其作用是改变电路中的电流并同时改变加在导体两端的电压。使用变阻器时，要达到改变电阻的目的，其接法必须满足“一上一下”，即在金属棒上的C、D接线柱中选择一个，在绝缘线圈上选择一个。由此可知，第一空应填“C或D”。要使电路中的电流减小(灯泡变暗)，变阻器的阻值必须增大。当接线柱C接在电路的M点上时，只有把接线柱B接到N点上，P向左移方能达到这个目的。因此应填“B”。 ， 【注意】利用滑动变阻器改变电路中的电流时，对于有四个接线柱的变阻器来说，可有四种接法；若给出了一个已知的接线柱，只要求改变电阻的情况下，有两种可能接法(如第一问)；若给出了一个已知的接线柱，在要求滑片向某方向移动时，电阻变大或变小，这就只有一种接法(如第一问)。因此在使用滑动变阻器改变电路中的电流时，应具体情况具体分析。决不能盲目套用。 【例6】小松在做“连接串联电路”的实验中，不慎把电路中的一个小灯泡的玻璃打碎了。此时，她奇怪地发现：这个小灯泡几乎不发光，可与其串联的另一个灯泡不仅没有熄灭，反而更亮了。小松对此产生了疑问： (1)玻璃碎了以后，小灯泡中仍有电流通过，灯丝却几乎不亮，那么玻璃外壳究竟起什么作用呢?请你说出你的看法。 (2)完好的小灯泡亮度的变化与哪些因素有关?请你提出一种验证你猜想的实验方案。【解析】(1)由电流的热效应可知，电流通过灯丝时会发热，当温度达到一定程度时，灯泡将发光。灯泡外壳破碎后，由于与外界发生热传递将会使灯丝的温度降低，达不到白炽状态而无法发光。所以玻璃壳的作用是减少散热，使灯丝温度可达到白炽发光的程度。 (2)猜想并不是胡乱猜想，必须根据一定的生活经验和所学的物理知识进行。对于本题，我们可从“电流越大电流的热效应越明显”这一知识去考虑。由电阻的含义可以提出这样的猜想：完好小灯泡的亮度变化，可能与损坏的小灯泡电阻的变化有关。为此，可设计如下的验证方案：将外壳破碎的小灯泡与完好的小灯泡串联在电路中，用电流表测出电流为，I1，用电压表测出外壳破碎小灯泡两端的电压U1，计算出它的电阻R1。用一个新的小灯泡(规格与外壳破碎的小灯泡相同)将其换下，采用与相同的方法测出此灯泡的电阻R2。比较Rl与R2大小：如R1R2，则完好灯泡的亮度与损坏小灯泡电阻大小的变化有关；如果R1=R2则无关。【例7】在探究“电阻上的电流跟电压的关系”中：(1)我们首先会提出什么问题? ； (2)你或同学们有什么猜想?请说出来： ； (3)在设计实验时，需改变电压，你和同学们在实验中是采用什么办法的?(说出所用的器材和方法) ； (4)通过分析记录数据，你得出的结论是： 。 【解析】欧姆定律是一条实验定律，它经历了漫长的科学探究过程。本题实际上是要求同学们以自己的学习经历再现出欧姆定律的探究过程。结合题意，认真思考，便可得到答案：(1)如果知道一个电阻值，还知道加在它两端的电压，能不能计算出它的电流呢?或电流与电阻、电压之间有什么定量关系呢?等等。 (2)此问的答案并不惟一，只要猜想合理即可。如：可能是电流、电压、电阻这三个量中的其中两个相乘等于第三个；可能是电流、电压、电阻这三个量中的两个相除等于第三个 (3)根据实验条件通常有下列三种办法：电池组：增减电池个数；学生电源：调节调压旋钮。滑动变阻器：移动滑片。(4)电流I、电阻R、电压U，的关系可用公式表示为I=UR。 【例8】小淘同学在做实验时有些不好的习惯，如在记录数据时，常常不把数据记录在设计好的表格中，而是随意写在草稿纸上，事后再抄。以下是他在正常操作“用电压表和电流表测小灯泡电阻”的实验时记录的数据：3.0V O.28A 0.30A 3.5V 3.8V 0.31A O.32A 4.0V 4.5V 0.34A。实验电路图如图4-6所示。 (1)请将数据有规律地整理在下面设计好的表格中。实验次数电压/V电流A电阻/ 1 2 3 4 5 (2)该导体的电阻是 。 (3)仔细观察表中依据各组测量数据计算得出的电阻值，可以发现，随着 的不断增加，导体的电阻值 ，这是由于受 的影响实验次数电压V电流A电阻 1 3.0 0.28 10.7 2 3.5 0.30 11.7 3 3.8 0.31 12.3 4 4.0 0.32 12.5 5 4.5 0.34 13.2【解析】(1)滑动变阻器在电路中，作用是改变加在导体两端的电压和通过导体中的电流，并且对电路中的电表起保护作用。因此，要求在闭合开关之前，滑动变阻器必须全部连入电路。也就是说，开始实验时，电压表和电流表的示数为最小，随着滑片的滑动，电压表和电流表的示数将逐渐增大。据此，整理的数据如下表： (2)求得灯泡电阻的平均值为12.1。 (3)观察表中依据各组测量数据计算得出的电阻值，可以发现。随着电流的不断增加，导体的电阻值增大。由于电流越大，电流的热效应越明显，所以，导体的电阻增大的原因是受温度的影响。 【注意】在连接实际电路时，开关必须是断开的，滑动变阻器要全部连人电路。对于后者，编题者往往将其隐含在其中，若不能挖掘，则无法正确解答相关问题。【倒9】为了比较标有“2.5V”和“3.8V”小灯泡的额定功率大小，小明利用实验室器材进行了如下实验： (1)先连接电路(如图4-7所示)测定“25V”小灯泡的电功率，并记录结果如表一。然后小明从电路中取下“25V”的小灯泡，换上“3.8V”的小灯泡，并改用电压表“O15V”量程进行实验。闭合开关后，调节滑动变阻器，他发现电压表示数始终无法达到3.8V。其原因是： 。(2)补充实验条件后小明继续实验并记录结果如表二。比较表一和表二数据，可知正常发光时，哪只灯泡的电功率大? 。 表一(“2.5V”小灯泡) 表二（“3.8V”小灯泡) UV 1A 发光情况 2.0 0 26 暗 2 5 0.30 正常发光 3.0 0.33 很亮 UV IA 发光情况 3.0 0.28 暗 3.8 0.31 正常发光 4.5 0.34 很亮 【解析】在进行有关电学探究性实验时，经常会出现加在导体两端的电压调不上去的情况，产生这种现象的原因不外乎有两种可能：电源电压太低；与被测导体串联的电阻太大(如滑动变阻器全部连人了电路)。在本题中，电源电压由两节干电池串联而成，电源电压只有3v，显然，电压表示数始终达不到3 8v的原因是由于电源电压太低。要比较两灯泡正常发光时电功率的大小，应根据公式P=UI并结合表格中的数据去计算。通过计算可知“38V”小灯泡的功率大。【注意】灯泡的亮度在实验和计算中都是考得比较多的一个问题，同学们一定要明白它的亮度不单取决于通过灯泡的电流或加在灯泡两端的电压，也不单取决于它的额定功率大小，而是取决于它所消耗的实际功率。相同规格的几盏灯泡，如果连接方式不同，它们所消耗的实际功率是不同的，它们的亮度也将会不同。 【巩固练习】测量处ABC电流/A0.60.6O.6 1在“探究串并联电路中电流的规律”的实验中： (1)按如图4-8所示的电路连接好后，把电流表先后接在电路中的A、B、C处，得到如下的测量数据：比较测得的数据，得出的结论是： 。 (2)在测并联电路中的电流时，如果先在图4-9中的A点处测得电路中的电流为1.2A，然后在B处测得电流为0.7A，则在C处测得的电流为 A。 2如图4-10所示，小明在做串联电路电流的实验时，闭合开关后，发现电流表无示数，灯L1与L2不发光，线路中可能有一处断路。已知开关S无问题，现在小明手中有一个电流表，他采用以下步骤检查线路故障。请你帮他分析各步实验的道理。 (1)用电流表将c、d连接起来，如果检测用的电流表有示数，说明 ； (2)用电流表将c、b连接起来，如果灯L2亮了。则说明 ；如果灯L2不亮，则说明 。 3测小灯泡(电阻约5)电功率的实验中. (1)图4-11是某同学尚未完成的实物连接图，请用笔画线代替导线，将其连接成正确的测量电路。 (2)甲、乙、丙三位同学在做“用电流表测电流”的分组实验中，闭合开关前，他们的电流表指针均指在零刻度处。当闭合开关试触时，发现电流表指针摆动分别出现了如图4-12甲、乙、丙所示的三种情况。请分析他们在电流表的使用上分别存在什么问题，并写在下面的横线上。甲同学的问题： ；乙同学的问题： ；丙同学的问题： 。 4如图4-13，用铅笔制成的滑动变阻器来改变电路中的电流及灯泡的亮度，当左端的铜环向右滑动时，下列判断正确的是 ( )A电流表示数变大，电压表示数变小，灯变亮B电流表示数变小，电压表示数变小，灯变暗C电流表示数变小，电压表示数变太，灯变亮D电流表示数变大，电压表示数变小，灯变暗 5如图4-14所示的电路中，除了有一根导线是断的，其余的器材完好无损，RL1=10，RL2=5，电源电压为4V。为了查出这根导线，小刚同学采取了下列方法：将电表的正接线柱与电源的正极。相连，再将电表的负接线柱分别与L1的b接线柱和L2的c接线柱相连，通过观电表的示数判断出了这根导线。 (1)在上述操作前，小刚所选用的电表应是下列的哪一种 。 甲：量程为3V的电压表；乙：量程为15V的电压表；丙：量程为0.6A的电流表。 (2)选用正确的电表后，当电表接a、b两点时，如果电表有示数，则导线 一定是断的；如果电表没有示数，则说明导线 可能是断的。当电表接a、c两点时，如果电表有示数，则导线 未断，此时电表的示数是 。 6，孙楠同学用如图4-15所示的电路研究导体中的电流跟导体电阻的关系。他先后将5、15和25的定值电阻接入电路A、B两点间，闭合开关S，读出电流表示数(如下表)。由实验数据可以看出电流I与电阻R并不成反比。电阻R/51523电流I/AO.60.30.2 (1)该实验中选错了什么器材?请你说出应换用的器材。 (2)为保证实验正确进行，还需要什么仪器? 7做测定电阻阻值的实验。 (1)小明根据图4-16所示的电路图，将图4-17中的实验器材连接成实验电路。同小组的小亮在检查时认为，从实验目的来看，实验电路上有一根导线连接错了，建议小明改接。请你在接错的那根线上打“”；另画一根导线，使电路连接正确；如果不改接这根导线，对实验的影响是： (具体说明是什么影响)。 (2)小明将电路改接正确后，合上开关，调节变阻器的滑片到某位置时，电压表和电流表的指示如图4-18所示，则电压表的读数是 V，电流表的读数是 A，被测电阻Rx的阻值是 。 (3)小明和小亮为他俩在全班首先获得测量结果而高兴，准备整理实验器材结束实验。你认为他们的实