專項素養(yǎng)綜合全練(六)　電學實驗練習課件浙教版科學八年級上冊

專項素養(yǎng)綜合全練(六)電學實驗類型一影響電阻大小的因素1.(學科素養(yǎng)·探究實踐)(2023廣西中考)實驗小組在實驗時,

不慎將燈泡L2的玻璃外殼碰碎。他們驚奇地發(fā)現(xiàn)L2幾乎不

發(fā)光,與其串聯(lián)的燈泡L1不僅沒有熄滅,反而更亮。開關斷開

后的電路如圖甲所示,L1和L2都標有“2.5V

0.3A”字樣。針對上述現(xiàn)象,探究下列問題:玻璃破碎后,L2的燈絲電阻發(fā)生了

什么變化?玻璃外殼究竟起什么作用?

甲

乙(1)玻璃外殼破碎前L2的電壓和電流分別為1.20V和0.20A;

玻璃外殼破碎后,兩端的電壓變?yōu)?.40V,通過的電流變?yōu)槿?/p>

圖乙所示,則電流為

A。初步分析可知:玻璃破碎后,L2

電阻

(選填“變大”或“變小”)。(2)為進一步探究玻璃外殼破碎后L2電阻變化特點,對L1、L2

的電流和電壓進行測量,實驗數(shù)據(jù)記錄如表。分析發(fā)現(xiàn),L1的

電阻

(選填“大于”或“小于”)玻璃外殼破碎后L2的

電阻。0.22變小大于燈泡實驗次序123456L1、L2電流I/A0.160.180.200220.240.26L1電壓U1/V0.781.001.201.501.802.10L2電壓U2/V0.200.230.300.410.520.80(3)實驗中,對著L2吹氣,發(fā)現(xiàn)L2兩端電壓突然變小、電流突然

變大,說明吹氣加快L2燈絲表面空氣流速,加快其散熱速率,從

而使燈絲電阻變小。由此推斷,燈絲的電阻大小與

有

關,玻璃外殼可能起到

的作用。(4)細心的同學在實驗過程中發(fā)現(xiàn),燈絲呈螺旋狀,于是提出

新的問題:為什么將燈絲設計成螺旋狀?你認為這樣設計的

目的是①

。②

。溫度隔熱保溫減少散熱增大導體的長度解析(1)玻璃外殼破碎后,L2兩端的電壓變?yōu)?.40V,通過的

電流變?yōu)轭}圖乙所示,則電流為0.22A;玻璃外殼破碎前,燈絲

的電阻為R=

=

=6Ω;玻璃外殼破碎后,燈絲的電阻為R=

=

≈1.8Ω;比較可知:玻璃破碎后,L2電阻變小。(2)分析表格中數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),L1的電阻大于玻璃外殼破碎后L2的

電阻,因為在相同的電流下,燈泡L1兩端的電壓始終高于燈泡

L2兩端的電壓。(3)吹氣加快燈絲散熱速度,從而使燈絲電阻變小,由此推斷,燈絲的電阻大小與溫度有關,溫度越低,電阻越小;玻璃外殼

可能起到隔熱保溫的作用。(4)將燈絲設計成螺旋狀的目的:①減少散熱;②增大導體的

長度。類型二電流、電壓、電阻的關系2.(學科素養(yǎng)·探究實踐)(2023福建中考)學?！八喾N植小

屋”的蔬菜適宜生長的溫度在10~30℃之間,項目式學習小

組利用熱敏電阻和電阻箱設計溫度報警電路,電阻箱是可以

調節(jié)并顯示阻值的變阻器。

甲

乙

丙(1)利用圖甲所示電路探究熱敏電阻Rt阻值隨環(huán)境溫度t變化

的規(guī)律。①根據(jù)圖甲,用筆畫線表示導線,將圖乙中的實物電路連接完

整。②連接電路的過程中,應將開關

;將電阻箱的阻值調至最

大,起到

的作用。③將熱敏電阻置于0℃的環(huán)境中,閉合S1、斷開S2,記錄電流

表示數(shù)I0;然后

(描述開關狀態(tài)),調節(jié)電阻

箱R0直至電流表示數(shù)為

,此時Rt=R0。斷開保護電路斷開S1閉合S2

I0④將熱敏電阻Rt置于不同溫度的環(huán)境中,重復步驟③,測得的

數(shù)據(jù)如下表:溫度t/℃010203040阻值Rt/

Ω280018001200800600分析數(shù)據(jù)可得:熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而

。(2)根據(jù)上述探究結果,設計報警電路。實驗器材:電源(恒為1

2V)、熱敏電阻Rt、電阻箱R0(0~9999Ω)、數(shù)字電壓表(U

≥7.2V時報警)、數(shù)字電流表(I≥6mA時報警)、開關一

個、導線若干。設計要求:小屋溫度t≥30℃或t≤10℃時都有一個電表報

警。減?、偬摼€框中的電路圖(圖丙)是學習小組設計的報警電路,但它不能完全滿足要求,請你根據(jù)設計要求將電路圖補畫完

整。②設計的電路中,電阻箱R0應調為

Ω。當溫度降低到1

0℃時電路報警,此時電流表的示數(shù)為

mA。12004解析(1)①由圖甲可知,電流表測干路電流。②為了保護電路,連接電路的過程中,應將開關斷開,閉合開

關前,應將電阻箱的阻值調至最大。③由歐姆定律可知,電源

電壓一定,兩次電路中的電流相等時,兩次電路中的電阻相

等,因此將熱敏電阻置于0℃的環(huán)境中時,測出通過熱敏電阻

的電流后,再只讓電阻箱接入電路中,斷開S1、閉合S2,通過調

節(jié)電阻箱使此時通過電阻箱的電流與只讓熱敏電阻接入電

路中時通過熱敏電阻的電流相等,都為I0,則此時電阻箱接入

電路的電阻與熱敏電阻的阻值相等。④由表中數(shù)據(jù)可知,熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小。(2)①由(1)可知,溫度t≥30℃時,熱敏電阻的阻值減小,由歐姆

定律可知此時電路的電流增大,會引起數(shù)字電流表mA的報

警;當t≤10℃時,熱敏電阻的阻值增大,由串聯(lián)電路的分壓原

理可知,熱敏電阻兩端的電壓變大,為了讓另一個電表報警,

應將電壓表并聯(lián)在熱敏電阻兩端。②由表中數(shù)據(jù)可知,溫度t

=30℃和t=10℃時熱敏電阻的阻值分別為800Ω和1800Ω,

由題意可知,當溫度t=30℃,數(shù)字電流表mA剛好報警時,電路

中的電流為I=6mA=6×10-3A,由歐姆定律可知,此時電路中的總電阻R總=

=

=2000Ω,由串聯(lián)電路的電阻特點可知,電阻箱R0接入電路的阻值R0=R總-Rt=2000Ω-800Ω=1200

Ω;當溫度降低到10℃時,電路中的總電阻R總'=R0+Rt'=1200Ω

+1800Ω=3000Ω,此時電路中的電流I'=

=

=4×10-3A=4mA,由歐姆定律可知,此時熱敏電阻兩端的電壓:Ut=I'Rt'

=4×10-3A×1800Ω=7.2V,數(shù)字電壓表報警,符合題意,故當溫

度降低到10℃時電路報警,此時電流表的示數(shù)為4mA。類型三伏安法測電阻3.(新方法·對比分析法)(2023湖北黃岡、孝感等中考)圖甲所示

是小明測量小燈泡電阻的電路,電源電壓U=6V,小燈泡L額

定電壓為2.5V。

甲

乙

丙(1)請用筆畫線代替導線,將該電路補充完整,要求導線不交叉。(2)實驗測量數(shù)據(jù)如下表,他選用的滑動變阻器規(guī)格是

(選填“0~20Ω”或“0~50Ω”)。0~50Ω序號123456電壓U/

V0.50.91.31.72.12.5電流I/

A0.160.190.210.240.26

(3)小明完成第5組數(shù)據(jù)測量后,要測量小燈泡正常發(fā)光時的

電阻,滑動變阻器滑片應向

(選填“左”或“右”)滑

動。(4)在測量第6組數(shù)據(jù)時,發(fā)現(xiàn)電流表損壞,小明利用圖乙電路

測量出了小燈泡正常發(fā)光時的電阻,已知定值電阻R0阻值為5

Ω。實驗步驟如下:①閉合開關S0,單刀雙擲開關S接1,移動滑動變阻器滑片P,使

電壓表示數(shù)U1=

V。右2.5②保持滑片P的位置不變,將單刀雙擲開關S接2,電壓表示數(shù)如圖丙所示,則小燈泡L正常發(fā)光時電阻RL=

Ω(結果保

留一位小數(shù))。

8.3解析(1)在測量小燈泡電阻的實驗中,燈泡、滑動變阻器和

電流表串聯(lián),電壓表并聯(lián)在燈泡兩端。(2)由表中第1組數(shù)據(jù)可知,當燈泡兩端電壓為0.5V,通過燈泡

的電流為0.16A時,滑動變阻器兩端電壓為U滑=U-U1=6V-0.5

V=5.5V,則滑動變阻器接入電路的阻值R滑=

=

=34.375Ω>20Ω,故他選用的滑動變阻器規(guī)格是0~50Ω。(3)由第5組數(shù)據(jù)可知,電壓表示數(shù)小于燈泡額定電壓2.5V,要

測量小燈泡正常發(fā)光時的電阻,應增大燈泡兩端電壓,根據(jù)串聯(lián)電路分壓規(guī)律,應減小滑動變阻器接入電路的阻值,故滑動

變阻器滑片應向右滑動。(4)在步驟①中,燈泡、定值電阻和滑動變阻器串聯(lián),電壓表

測燈泡兩端電壓,移動滑動變阻器滑片P,使電壓表示數(shù)U1=2.

5V,此時燈泡正常發(fā)光;在步驟②中,燈泡、定值電阻和滑動變阻器仍串聯(lián),電壓表測

燈泡和定值電阻兩端電壓,保持滑片P的位置不變,因此時各

電阻的大小和電壓不變,燈仍正常工作,其兩端電壓為2.5V,

故電壓表應選大量程,分度值為0.5V,其示數(shù)為4V;根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,此時定值電阻兩端的電壓U0=U'-UL=4V-2.

5V=1.5V,由串聯(lián)電路電流特點和歐姆定律可知,電路中的

電流I=I0=

=

=0.3A=IL,則小燈泡L正常發(fā)光時電阻RL=

=

≈8.3Ω。類型四電路故障問題4.(2023福建中考)如圖所示,閉合開關S,滑動變阻器滑片P移

動過程中,燈突然熄滅,電壓表和電流表均無示數(shù)。若電路中

僅有一處故障,則故障不可能是

()

BA.電流表接線松開B.小燈泡L斷路C.滑動變阻器R斷路D.開關S接觸不良解析由電路圖可知,燈泡和滑動變阻器串聯(lián),電流表測量電

路中的電流,電壓表測量燈泡兩端的電壓,閉合開關后,移動

滑動變阻器的滑片,發(fā)現(xiàn)燈泡突然熄滅,電流表和電壓表均無

示數(shù),說明電路中出現(xiàn)了斷路,而電壓表測的是小燈泡兩端的

電壓,當小燈泡斷路時,電壓表與電源兩極相連,電壓表測的

是電源電壓,電壓表會有示數(shù),所以不可能是小燈泡斷路;電

流表斷路、滑動變阻器斷路、開關S接觸不良時,電路中沒

有電流流過,此時小燈泡不亮,電流表和電壓表均無示數(shù),是

可能出現(xiàn)的情況,故B符合題意,A、C、D不符合題意。5.(學科素養(yǎng)·科學思維)(2023湖南常德中考)如圖所示的電

路,閉合開關后兩燈均不發(fā)光且電流表、電壓表示數(shù)均為

零?，F(xiàn)將兩燈泡位置互換后再次閉合開關,電流表示數(shù)仍為

零,電壓表指針明顯偏轉。根據(jù)以上信息判斷該電路故障可

能為

()

BA.L1斷路、L2斷路

B.L1斷路、L2通路C.L1通路、L2斷路

D.L1短路、L2斷路解析由電路圖可知,兩燈泡串聯(lián),電壓表測量L2兩端的電

壓;閉合開關,兩燈泡都不亮,電流表無示數(shù),說明電路中有斷

路故障;電壓表無示數(shù),說明電壓表兩接線柱到電源的正、負

極之間有開路,既可能是L1斷路,也可能是L1、L2同時斷路;將

L1、L2的位置對調,閉合開關,電流表無示數(shù),說明電路中仍然

有斷路故障;電壓表有示數(shù),說明此時電壓表兩接線柱到電源

的正、負極之間是通路,所以L2沒有斷路,則故障可能是是L1

斷路、L2通路。6.(2022江蘇南通中考)如圖所示電路,閉合開關S,燈泡L不亮

且電流表和電壓表均無示數(shù)。用電壓表檢測電路,當電壓表

分別接a、b兩點和b、d兩點時,電壓表均無示數(shù),接c、d兩點

時電壓表有示數(shù),則可判定

()CA.變阻器短路

B.燈泡短路C.開關斷路D.電流表斷路

解析如果變阻器短路,燈泡會發(fā)光,電流表、電壓表也會有

示數(shù),A不符合題意。如果燈泡短路,則燈泡不能發(fā)光,但電流

表有示數(shù),B不符合題意。如果開關斷路,電壓表接a、b兩點

和b、d兩點時,沒有電流通過,電流表、電壓表均無示數(shù);

接c、d兩點時,電壓表有示數(shù),C符合題意。如果電流表斷路,

電壓表接c、d兩點時,電壓表無示數(shù),D不符合題意。7.(2023山東臨沂羅莊期中)小明同學按照如圖所示的電路

“探究串聯(lián)電路中電流、電壓的特點”,當開關閉合時,燈L1

亮,燈L2不亮,電流表和電壓表均有示數(shù)。則故障原因可能是

()

DA.L1斷路

B.L1短路C.L2斷路

D.L2短路解析兩燈串聯(lián),電路中一燈亮一燈不亮,說明電路中有電流

通過,不可能存在斷路,A、C錯誤;若L