中考冲刺：电学实验（基础）知识讲解

中考冲刺：电学实验（基础）

责编：武霞

【中考展望】
    实验题是最能体现物理学科的学习能力的一种题型，它不仅能反映学生学习过程中的观察能力、动手动脑能力，而且还能反映学生对学习物理概念和物理规律的理解情况，重要的是它能再现学生的情感、态度、价值观。实验题的形式是多种多样的，它可以用选择题、填空题、问答题、作图题、计算题等不同方式展示，所以各种题型的解题思路、解题方法、以及解题步骤，都适用于对实验题的正确解答。

   1、测量型实验主要考查学生对实验器材的正确操作，是考查其他实验的基础。熟悉各种仪器及仪表的操作规则是解决这类测量型实验的基础。

   2、实验考查中对实验中用到的科学研究方法和实验现象的分析及实验操作顺序的考查是当前中考考点之一。要快速准确地解决这类问题，必须明确各实验中常用的研究方法和各实验操作顺序，当然，要在平时真正做过实验，而不是背实验，才能把这类习题回答好。

   3、熟练地操作书本上的每一个演示实验是实验复习中的重点，只有这样方能真正提高动手能力。

   4、近几年各地的中考试卷中出现了一些“探索性”“设计性”实验，这类实验不仅能充分反映教师在平时物理教学中对物理实验的重视程度，而且也能培养和提高学生运用物理知识解决实际问题的能力。随着素质教育的逐步深入，这种题型仍是今后中考的热点。在扎实的基础上设计出合理的方法是解决此类问题的关键，平时要多加练习。

【方法点拨】
实验题解答过程中需要注意的问题
1、实验原理定方向
　　正确解答物理实验题必须坚持以实验原理为依据的操作过程，实验原理是整个实验的指导方向，而对实验原理的理解必须做到：
　　（1）要结合课本中学过的物理知识加深理解实验原理；
　　（2）要从实验原理中理解实验成立的条件；
　　（3）弄清一个实验原理可以做不同的类似实验；
　　（4）理解原理设计替代性实验。
2、实验步骤要有科学性
　　实验步骤是否合理、完善直接影响着物理实验的质量，因此在实验操作过程中弄懂，理解和熟悉实验步骤对做好实验题是非常重要的：
　　（1）保证实验步骤的完整性和合理性。
　　（2）保证实验步骤的必要性。
3、间接测量物理量的等值性
　　这种方法常用于实验中无法直接测量的物理量的取值问题，就是对于一个实验中不能直接测量的物理量可以通过这个物理量对周围的影响或与别的物理量之间存在的某种关系确定这个物理量的大小，然后用相应的公式计算出待测物理量的值。
4、实验的设计性
　　这种方法是灵活应用物理知识、理论联系实际、根据具体情况设计出简单、合理、便于操作的实验过程，然后应用物理公式和测量的物理量表示出待测物理量的表达式。
5、实验的开放性
　　这种方法是多向思维、全面考虑、注重知识的横向联系。把各种可能的方法都考虑到。能够考查学生对所学知识灵活掌握和灵活应用的能力。

【典型例题】

类型一、基本技能

1、（•哈尔滨二模）电压表、电流表是初中电学实验常用的测量工具，如图所示，是学生实验时记录的场景，出现错误的原因分别是：　               　，　                           　。

【思路点拨】电流表和电压表在使用时，都要求选择合适的量程，并且让电流从正接线柱流入，负接线柱流出，据此结合图中情形做出判断。

【答案】被测电流超过电流表的量程；电压表的“+”“﹣”接线柱接反了

【解析】左图中，电流表的指针偏转至最右侧无刻度处，这是因为被测电流超过电流表的量程；

右图中，电压表的指针反向偏转，这是因为电压表的“+”“﹣”接线柱接反了。

【总结升华】电压表、电流表是初中电学实验常用的测量工具，对于它们的连接和使用方法，是我们必须熟知的，属基本实验技能。

2、下图是四个用电压表测量灯L1两端电压的实物连接图，其中正确的是（   ）

【思路点拨】要解答本题需掌握：在电路中电压表起开路作用，电流表起导线作用。

【答案】B

【解析】在电路中电压表起开路作用，所以电压表不能串联在电路里，A、C两图中电压表是串联在电路里，故不符合题意。B、D两图电压表是并联，但D图中电压表测量的是电源的电压，故A、C、D错误。

【总结升华】本题主要考查学生对：电压表的正确使用方法的了解和掌握。

举一反三

【变式】在“用电压表测电压”的实验中，某同学进行了以下的步骤：
（1）根据电路图正确连接电路；
（2）正确读出所测量的电压数据，并记录；
（3）了解电压表的量程，弄清每大格和每小格代表的电压值；
（4）整理实验器材。
以上步骤按合理的顺序排列是                              。

【答案】（3）（1）（2）（4）

类型二、探究类

3、（•西城区一模）实验桌上有满足实验要求的电源、电阻箱、滑动变阻器、开关各一个，已调零的电流表和电压表各一块，导线若干。小明利用上述实验器材“探究通过导体的电流跟导体电阻的关系”。小明的主要实验过程如下：

①如图所示，连接实验电路．将电阻箱的阻值R调为5Ω，记录阻值R。

②闭合开关S，用电压表测量电阻箱两端的电压U，用电流表测量通过电阻箱的电流I，记录U和I的数值。

③断开开关S，将电阻箱的阻值R调为10Ω。闭合开关S，记录电压U、电流I和阻值R的数值。

④仿照步骤③再做四次实验，每次改变电阻箱阻值，记录各次相应的电压U、电流I和阻值R的数值。

请根据以上叙述回答下列问题：

（1）小明的实验过程中，存在的问题是：　                        　。

（2）请你针对小明实验过程中存在的问题，写出改进措施：　                                   

    　           。

【思路点拨】（1）在探究电流与电阻的关系时，必须保持电阻两端电压一定，改变电阻值。

【答案】（1）没有控制电阻箱两端电压不变；（2）在步骤③闭合开关S后加入：调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数仍为U

【解析】（1）根据实验步骤可知，实验中没有控制电阻箱两端电压不变（或：没有控制电压表示数不变）；

（2）探究电流与电阻关系时，需控制导体两端电压不变，因此在步骤③闭合开关S后加入：调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数仍为U。

【总结升华】探究电流与电阻的关系，采用的是控制变量法，熟悉控制变量法的实施环节并正确运用，是解决此类实验题的关键。

举一反三

【变式】（高清课堂《中考冲刺—电学实验题》例7）小林利用定值电阻R进行实验，记录的实验数据如下表所示。表中I为通过电阻R的电流，P为电阻R的电功率。请根据表中数据归纳电功率P与电流I的关系：在                           的条件下，P =                 。

【答案】保持电阻R不变； 30Ω•I2

类型三、测量类

4、小明设计并连接了如图所示测量电阻的电路，所使用的电源为两节干电池。请指出他在电路设计或连接上存在的问题：                、                 ；经改正后，所测得的数据绘出的图象如图所示，该待测电阻的阻值为      Ω。

【思路点拨】根据电压表和电流表的正确使用方法分析仪表连接是否正确；从电路的安全角度进行分析，使滑动变阻器与被测电阻串联，不仅可以改变电路中的电流，也可以避免电流过大。

【答案】电流表的正负接线柱接反了，缺少滑动变阻器；5

【解析】因为电流必须从电流表的正极流入，负极流出，因此电流表的正负接线柱接反了；
伏安法测电阻时，为了减小误差和保护电路，应将滑动变阻器与被测电阻串联；
从坐标系中读出一组电压值和电流，即当电阻两端电压为3V时，通过电阻的电流为0.6A，
因此

【总结升华】本题考查电压表和电流表的正确使用方法，以及分析电路的能力；同时还考查识图能力和欧姆定律应用情况。

举一反三

【变式】（高清课堂《中考冲刺—电学实验题》例6）小明利用电压表和阻值为R0的定值电阻，测量额定电压为2.5V的小灯泡L正常发光时的电阻RL。他选择了满足实验要求的实验器材，并连接了部分实验电路，如图所示。

（1）为了测量出RL的阻值，请只添加两条导线完成如图所示的实验电路的连接；

（2）请把小明的实验步骤补充完整：

①断开开关S2、闭合开关S1、S3，移动滑动变阻器的滑片P，使        ；保持滑动变阻器的滑片位置不变，断开开关S3、闭合开关S2，记录电压表的示数为U；

②请用R0及实验数据表示出RL。RL=        。

【答案】（1）如图所示

   （2）① 电压表示数为2.5V并记录

②

5、某学习小组在测定“小灯泡的电功率”的实验中，电源由三节新干电池串联组成，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。

（1）请你用笔画线代替导线，将图1甲中的实物电路连接完整。

（2）某次实验时，电压表示数如图1乙所示，此时小灯泡两端的电压为    V；如果要使灯泡正常发光，应该向    （选填“A”或“B”）移动滑动变阻器的滑片。

（3）小菁同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图1丙所示的I-U图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定电功率是    W。

（4）某同学实验中电流表和电压表指针偏转情况如图2所示，则出现的问题是                   。

（5）在实验中，小章同学发现当小灯泡两端电压减小时，它的亮度随之减弱，测量的小灯泡电阻也相应减小，造成这一变化的合理解释是       。
A．导体电阻与导体两端的电压有关
B．根据欧姆定律，电流一定时，导体的电阻与电压成正比
C．电压减小时，通过小灯泡的电流不变，电阻变小
D．电压减小时，小灯泡亮度变暗，温度变低，电阻变小

【思路点拨】（1）由图甲知，电流表连线不完整，把电流表与小灯泡串连接入电路即可；
（2）根据图乙所示电压表确定电压表的量程与分度值，由电压表指针位置读出电压表示数；根据电压表示数与灯泡额定电压间的关系，由滑动变阻器在电路中的接法判断滑片的移动方向；
（3）由I-U图象找出灯泡额定电压所对应的电流，然后用公式P=UI求出灯泡的额定功率；
（4）由图可知，电流表的指针偏转太小，说明量程选择太大；
（5）影响电阻大小的因素有：导体的材料、长度、横截面积和温度；对大多数导体来说，温度越高，电阻越大。

【答案】（1）电路图如图所示：（从电压表负接线柱到电流表0.6A档也可）
 

（2）2.2；B    （3）0.5   （4）电流表的量程选择过大   （5）D
 

【解析】（1）已知灯泡额定电压为2.5V，灯丝电阻约10Ω，所以正常发光时通过灯泡的电流为。

因此电流表0.6A接线柱与灯泡左接线柱相连，
（2）由图乙知，电压表量程是3V，最小分度值是0.1V，电压表示数是2.2V，电压表示数小于灯泡额定电压，要使灯泡正常发光，应向B端移动滑动变阻器滑片，增大灯泡两端的电压，直到电压表示数等于灯泡额定电压2.5V为止。
（3）由图丙所示I-U图象可知，灯泡额定电压U=2.5V，所对应的电流I=0.2A，则灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W。
（4）由图可知，电流表的指针偏转太小、量程选择太大，应改用小量程的电流表。
（5）温度影响导体电阻阻值的大小，对大多数导体来说，温度越高，电阻越大。
当小灯泡两端电压减小时，它的亮度随之减弱，实际电功率减小，温度降低，所以测量的小灯泡电阻也相应减小。

【总结升华】本题考查了连接实物图、电压表读数、电流表指针的非正常偏转、电阻与温度的关系、滑动变阻器的调节、求灯泡额定功率等问题，是电学实验的常考内容；
对电表读数时，首先要确定电表的量程与最小分度值，然后根据指针所指电表刻度线读数，读数时视线要与电表刻度线垂直；由图象找出灯泡额定电压所对应的电流是解最后一问的关键。

举一反三

【变式】王宇同学在测量小灯泡的额定功率的实验中，电路连接正确，闭合开关，灯泡发光，但在测试中无论他如何调节滑动变阻器，电压表的示数都达不到灯泡的额定电压值，出现这种情况的可能是（  ）

A．灯泡的灯丝断了

B．电流表坏了

C．电压表量程太大

D．电源电压低于灯泡额定电压

【答案】D