第一篇:高三物理电学实验专题教案
高二物理电学实验(鲁教版)
【本讲教育信息】
一.教学内容:
电学实验(2)
二.半偏法测电阻:
1.电路:
2.测量值: 1)Rv测R1
2)Rg测R1
3.真实值:
1)中:
RVRR21RVR21ERVIVRVR21R22rRVR21 (RVR1)R21RVR1R21IE(RVR1)V2(RVR1)R21Rr22RVR1R21经复杂计算可得:
RVR1R21(R22r)R1RV测
R21R22r即:测量值偏大 误差根源:
R21,R22与r的电阻影响 RVR1R21(R22r)
R21(R22r)11R21R22r减小误差的方法: R11
减小R21,R22的阻值,但不能无限制减少,当R220时,仅剩R21与r分E,此时误差最小。
2)中:
EIgRRrg2R1Rg IRR11ggE2R1RgRgR2rR1Rg经复杂计算得: 方法一:Rg R1(R2r)
(R2r)R1R1R1R测 R11R2r
即测量值偏小
误差根源:R2的电阻值 减小误差方法:增大R2的阻值
讨论:R2阻值增大,导致电路电流减小,为使得电流为Ig,需增大电源的E。方法二:
RgR1Rg
Rg1R2即:测量值偏小
分析:要减少误差应增加R2,其它分析同方法一。方法三: 误差=
RgR1RgIgERg IgRgE的比值,由于IgRg为定值,只好增大E,此处与方法一、二 即:要减小误差需减少的分析是统一的。
三.改装电表:
(一)改装电表的算法:
1.电流表改装成电压表
(1)原理:利用串联电阻的分压作用。(2)分压电阻的计算:设电流表满偏电流为Ig,内阻为Rg,满偏电压为Ug,利用串联电阻的分压作用,可将电流表串一电阻R串使电流表改装成电压表,设电压表量程为U,则IgUgRgUUgR串,分压电阻R串UUgUgRg(U1)Rg。Ug
2.电流表扩大量程
(1)原理:利用并联电阻的分流作用。(2)分流电阻的计算:将电流的量程扩大到I,要并联的电阻为R并,由并联电路电压相等有,IgRg(IIg)R并,R并
(二)校对方法:
1.电路:
IgRgIIg。
2.计算:
|标准表示数改装表示数|100%
标准表示数 对改装电表的影响:
(三)半偏法
1)中:R测Rg ①对的影响
由R串(V1)Rg知 Vg所串入电阻偏大,导致电路电流偏小,②对由R并的影响
示数偏小,即读数偏小。
IgRgIIg知
所并入电阻偏大,分流偏小,2)中:R测Rg ①对的影响:
示数偏大,即读数偏大。
由R串(V1)Rg知 Vg示数偏大,即
读数偏大。所串入电阻偏小,导致电路电流偏大,②对由R并的影响:
IgRgIIg知
所并入电阻偏小,分流偏大,示数偏小,即读数偏大。
【典型例题】
例1.如果两个电流表的满偏电流均为Ig3mA,内阻Rg100,欲将其改装成量程分别为3V和15V的电压表,则:
(1)分别串联的电阻R1和R2为多大?
(2)将改装后的电压表串联后测电路中电阻的电压时,指针的偏角1和2有何关系,示数U1和U2有何关系? 解题方略:
(1)UgIgRg31031000.3V
改装成3V应串电阻
R1UUgIg30.3900 3310 R2UUgIg150.34900 3310(2)将两只电压表串联后测电压,即如图所示连接,因流过表头的电流相同,故偏角而电压表内阻RV1、RV2有关系,RV1/RV21/5,故电压表示数之比也为U1:U2=1:12,5。
评点:电流表改装成电压表的问题要注意串联电阻电压的分配关系,同时注意电压表的电压到量程时,表头内的电流就到满偏。
例2.(2001年全国高考题)下图中E为电源,其电动势为E,R1为滑线变阻器,R2为电阻箱,A为电流表,用此电路,经以下步骤可近似测得A的内阻RA;①闭合K1,断开K2,调节R1,使电流表读数等于其量程I0;②保持R1不变,闭合K2,调节R2,使电流表读数等于I0,然后读出R2的值,取RAR2。2
(1)按上图所示电路在下图所给出的实物图中画出连接导线。
(2)真实值与测得值之差除以真实值叫做测量结果的相对误差,即
RAR2。试导出它RA与电源电动势E、电流表量程I0及电流表内阻RA的关系式。(3)若I010mA,真实值RA约为30Ω,要想使测量结果的相对误差不大于5%,电源电动势最小应为多少伏?
解题方略:首先题中给出了实验电路图,让连接实物图,只要正确识别各元件的结构,找出两图中符号与实物元件间的对应关系,连接相应的导线即完成连接,第二要求相对误差,就要理解什么是相对误差,还需要弄清本实验产生误差的原因,闭合K1,断开K2时,电流表读数I0E;保持R1不变,闭合K2,调节R2,当电流表读数等于I0/2时,题中R1RA取RAR2,即认为R2中电流也为I0/2,总电流仍为I0,实际上,当R2与RA并联后,闭合电路的总电阻减小了,总电流II0,R2中电流大于I0/2,所以R2将小于RA,这就造成本实验的测量值R2小于实际值RA,产生了实验误差,只要我们利用两个步骤的电路,用闭合电路欧姆定律,找出R2与RA的实际关系,问题就解决了。答案:(1)连线如下图所示
(2)由闭合电路欧姆定律对步骤①有
EI0
R1RA对步骤②有
IR2E0
RR2RAR22R1ARAR2解得RAR2I0RA
RAEI0RA1010330I0V6V,(3)由(2)所得及题中要求,可知RA5%因此,E0.050.05E故电源电动势的最小值为6V。
例3.如图所示,将一个改装的电流表接入电路和进行校准,发现待测表的读数比标准表的读数偏大一些,如表头G的Ig是准确的,出现的误差可能是下述哪种原因引起的()
A.Rg的测量值比真实值偏大 B.Rg的测量值比真实值偏小
'C.所并联的R并比公式R并IgRgIIgIgRgIIg'计算出的R并偏小
'D.所并联的R并比公式R并'计算出的R并偏大
解题方略:待测表的读数偏大,表明通过待测表的G的电流比标准表的G的电流强度大,使G的指针偏转较大,反映了R并支路分去的电流太少,即R并太大,由并联电路UgU并,有IgRg(IIg)R并,所以R并IgRgIIg,在Ig与I准确时,R并的阻值偏大或偏小,直接反映了Rg的测量比真实值是偏大还是偏小,所以选项A正确,B错误。
''同理,当Rg为准确的,则R并也相对准确,由上述分析R并偏大,即R并R并,此时通过G的电流大,待测表的指针偏转就大,所以选项D正确。
答案:AD
【模拟试题】
1.如图所示,一个电流表上装有四个接头A、B、C、D分别接到电流表G和两个分流电阻R1和R2上,如果用一个铜片把B和C连接起来,则电流表能够量度的最大电流为1.5A,如果把A和B以及C和D分别用铜片连接起来,则电流表能够量度的最大电流为3A,已知R1R2R,求当四个接头不连结任何铜片时,电流表所能量度的最大电流是_______A。
2.用标准安培表对改装安培表
进行校准,如图所示电路,要求从10mA校准到50mA,已知电源电动势2V,内阻不计,则定值电阻R2阻值应是____________Ω,电阻R2的额定功率P2为__________W,滑动变阻器R1阻值变化范围是_________Ω。
3.有一个电压表,量程已知,内阻为RV。另有一电池(电动势未知,但不超过电压表的量程,内阻可忽略),请用这只电压表和电池,再用一个电键和一些连接用的导线,设计测量某一高值电阻Rx的实验方法(已知Rx的值与RV相差不大)(1)在矩形框中画出实验电路图。
(2)简要写出测量步骤和需记录数据,导出高值电阻Rx的计算式。
4.某电压表的内阻在20kΩ~50kΩ之间,现要测量其内阻,实验室提供下列可选用器材:待测电压表(量程3V),电流表
(量程200μA),电流表
(量程5mA),电流表(量程0.6A),滑动变阻器R(最大阻值1kΩ),电源E(电动势4V),电键K。
(1)所提供的电流表中,应选用___________(填写字母代号)。
(2)为了尽量减小误差,要求测量多组数据,试在下图中画出符合要求的实验电路图(其中电源和电键及其连线已画出)。
5.从下表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量电流表有尽可能高的测量精度,并能测出多组数据。
器材(代号)电流表(电流表(电压表(电阻R1 电池(E)电键(S)导线若干)))规格 量程10mA,内阻r1待测(约40Ω)量程500μA,内阻r2=750Ω 量程10V,内阻r3=10kΩ 阻值约100Ω,作保护电阻用 总阻值约50Ω 电动势1.5V,内阻很小 的内阻r1,要求方法简捷,滑动变阻器R2
(1)在虚线方框中画出电路图,标明所用器材的代号。
(2)若选测量数据中的一组来计算r1,则所用的表达式为r1=_____________,式中各符号的意义是:__________________。
试题答案
1.1A
2.40
0.1
0~160
3.(1)如图
(2)RxU1U2RV U2
4.(1)
(2)如图
5.(1)如图
(2)I2r2
I1表示通过电流表I1的电流,I2表示通过电流表的电流,r2表示电流表 的内阻。
第二篇:09年高考物理第一轮复习电学实验部分教案
电学实验部分
一、高考探究:
(1)06年考纲与07年考纲的对比: 06年考纲 07年考纲
用描迹法画出电场中平面上的等势线
测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)描绘小电珠的伏安特性曲线 描绘小电珠的伏安特性曲线 测定电源的电动势和内阻
用多用电表探索黑箱内的电学元件 练习使用多用电表 传感器的简单应用 传感器的简单使用 把电流表改装为电压表 练习使用示波器
(2)07年考纲对实验与探究能力的要求:
实验与探究能力 能独立地完成表
2、表3中所列的实验,能明确实验目的,能理解实验原理和方法,能控制实验条件,会使用仪器,会观察、分析实验现象,会记录、处理实验数据,并得出结论,对结论进行分析和评价;能发现问题、提出问题,并制定解决方案;能运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题,包括简单的设计性实验。
二、教学目标、重点、难点分析:(1)教学目标:
1.通过对实验的复习,做到对电学中的学生实验明确实验目的,掌握实验原理,学会实验操作,正确处理实验数据.
2.进一步学习用实验处理问题的方法,体会实验在物理学中的重要地位. 3.掌握实验操作方法,培养动手操作的能力.
4.通过对电学中学生实验的比较,知道所涉及到实验的类型.
5.在掌握课本上所给学生实验的基础上,灵活应用所学知识解决其它问题.(2)重点、难点:
1.理解实验的设计思想,不但要知道怎样做实验,更应该知道为什么这样做实验.
2.掌握正确的实验操作,是完成实验的最基本要求,对学生来说也是难度较大的内容,一定要让学生亲自动手完成实验.
3.处理数据时,要有误差分析的思想,要能够定性地分析在实验中影响实验误差的条件.
三、实验、例题解析:
实验一: 测定金属丝的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)【实验目的】
学会用螺旋测微器的使用和读数,学会用伏安法测量电阻的阻值,测定金属的电阻率。【实验原理】
用毫米刻度尺测一段金属导线的长度,用螺旋测微器测量导线的直径d,用伏安法测导线的电阻r,根据电阻定律,金属的电阻率.【重点难点解析】
1.测金属直径时,应用螺旋测微器在导线的三个不同的位置上各测量一次,求出其平均值.2.导线的长度是指接入电路的导线的有效长度(而不是金属丝的总长度),并且测量三次,求出其平均值.3.用伏安法测电阻时,应测出几组电流、电压值,求出电阻的平均值.4.测电阻时电流不宜过大,通电时间不宜太长,以免电阻丝因发热升温导致电阻率增大,影响测量的准确性.5.求r的平均值可以用两种方法:第一种视用算出各次的测量值再取平均值;第二种是用图像u-i(图线)的斜率求出。
①直径的测量,②长度的测量,③测量电路中电流表及电压表的内阻对电阻测量的影响,通电电流大小,时间长短,致使电阻丝发热,电阻率随之变化。
由于本实验采用电流表外接法,所以r测【例题解析】 有一个电阻rx,其阻值大约是25 kω,可供选择的器材是:
电流表a1(0----100μa, 2 kω)电流表a2(0----500μa, 300ω)电压表v1(0----10v, 100 kω)电压表v2(0----50v, 500 kω)直流稳压电源 e(15v,1a)滑动变阻器 r(1kω, 1w)电键k和若干根导线.
试选择适当的器材,选取适当的电路,使测量尽可能准确,并画出电路图,再将如图示的实物连线。
解析:1.电压表、电流表的选择 若滑动变阻器用限流接法,电路中的最小电流为
imin = 15v /26kω = 0.577ma=577μa,超过两表的量程,因此滑动变阻器必须用分压器接法。若电压表选v2(50v),因为电源电压15v不足其量程的1/3,所以电压表应选v1(10v)。由于用分压器接法时,电阻rx 中的最大电流为
imax′= 10v /25kω = 0.4ma = 400μa,所以电流表选a2(500 μa)。2.滑动变阻器的选择
滑动变阻器在电路中起调节电流电压的作用,为了使电流电压有较明显的变化,在限流电路中,一般滑动变阻器的阻值 r>(3-5)rx 在分压器电路中,一般滑动变阻器的阻值 r<(1/3-1/5)rx 在本题中不要求选择滑动变阻器。3.安培表内接法和外接法的选择
因为 rx = 25k ω >> ra = 300 ω 所以采用安培表内接法
4.分压电路和限流电路的选择
分压电路可以使待测电阻上的电压从零调到最大值,连线较复杂,分压电路消耗的额外功率大;限流电路对电压的调节范围较小.但连线简单,限流电路消耗的额外功率小. 我们可根据这两种电路的特点,按照实验要求进行选择。
在上面例题中,如果用限流电路,因待测电阻值是滑动变阻器总阻值的25倍,所以变阻器对电流、电压的的调节作用很小.这里我们应该选用调节作用范围大的分压器电路. 解答: 根据上述分析,选择电流表和电压表应为a2和v1: 电流表 a1(0----100μa, 2 kω)电流表 a2(0----500μa, 300ω)电压表 v1(0----10v, 100 kω)电压表 v2(0----50v, 500 kω)画出实验电路图如下: 实物图连线如图示:
实验二:描绘小电珠的伏安特性曲线 【实验目的】
描绘小灯泡的伏安特性曲线,并分析曲线的变化规律。【实验原理】
金属导体的电阻率随温度的升高而增大,从而使金属导体的电阻随温度的升高而增大,因此,对一只灯泡来说,不正常发光和正常发光时灯丝的电阻可相差几倍或几十倍,它的伏安特性曲线应该是一条曲线。根据部分电路欧姆定律,可得,即在i-u坐标系中,图线的斜率等于电阻的倒数。【重点难点解析】
1.因本实验要作出i-u图线,要求测出一组包括零在内的电压、电流值,因此滑动变阻器要采用分压接法。
2.本实验中,因被测小灯泡电阻较小,因此实验电路必须采用电流表外接法。
3.电键闭合后,调节变阻器滑片的位置,使灯泡的电压逐渐增大,可在电压表读数每增加一个定值(如0.5v)时,读取一次电流值;调节滑片时应注意使电压表的示数不要超过小灯泡的额定电压。
4.小灯泡可以短时间地在高于额定电压下使用,一般可以超过额定电压的10%-20%,所以加在灯泡两端的电压不能过高,以免烧毁灯泡。实验时,应使灯泡两端电压由低向高逐渐增大,决不要一开始就使小灯泡在高于额定电压下工作。因为灯丝电阻随温度的升高而加大,如果灯丝由低温状态,直接超过额定电压使用,会由于灯丝冷电阻过小,瞬间电流过大而烧坏灯泡。
5.电键闭合前滑动变阻器的滑片要移动到图中的a点。
【例题解析】(2003年,上海)如图甲所示,为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变,且对温度很敏感)的i-u关系曲线图.(1)为了通过测量得到如图所示的i-u关系的完整曲线,在图乙和图丙两个电路中应选择的是图_____,简要说明理由____________.(电源电动势9 v,内阻不计,滑动变阻器的阻值为0~100ω)(2)在如图丁所示电路中,电源电压恒为9 v,电流表读数为70 ma,定值电阻r1=250ω,由热敏电阻的i-u关系曲线可知,热敏电阻两端电压为 _____v,电阻r2的阻值为_____ω.解析:(1)图乙中的滑动变阻器为分压接法,图丙中的滑动变阻器为限流接法,在分压电路中,滑片移至最左端时热敏电阻电压为零,滑到最右端时电压最大(电源内阻很小,umax =e),显然电压的调节范围是0~e,完全满足题目要求。而限流电路滑片移到最左端时,热敏电阻两端电压最小为,滑到最右端时电压最大为umax=e,其电压变化范围为~e,很明显限流电路的电压变化范围小,不能测出全部图线所需数据。
(2)流过电阻r1的电流为,所以流过热敏电阻的电流为i=i总-i1=70-36=34ma,在伏安特性曲线上可以看出,当i=34ma时,电压u=5.2v,r2两端的电压u2=u总-u=9-5.2=3.8v,所以r2= 实验三:测定电源的电动势和内阻
【实验目的】掌握利用仪器测量电池电动势和内电阻的方法,并通过设计电路和选择仪器,学会利用图线处理数据的方法。
【实验原理】由闭合电路的欧姆定律i=e/(r+r)可得: u=e-ir,式中e、r为电源电动势和内电阻,在电路中不随外电阻的变化而改变。当外电阻r变化时,路端电压u及电路中的电流i将发生改变。如改变外电阻,求得n组u、i值,即可由公式法或图象法求得e、r。
【重点难点解析】
1.由于干电池的内电阻较小(0.5欧~1.5欧),如果电路短路,电路中电流过大,会损坏电表和电池,因而调节滑动变阻器时要防止电阻为零的情况发生。
2.一般来说干电池的电动势和内电阻是要变化的,随着电池使用时间的增加,它的电动势减小,内电阻增加。实验中使用电动势为1.4伏左右半新电池效果较好。如果是新电池,电动势在1.55伏到1.58伏之间,使用前应用小电流放一下电,使电动势降到1.5伏,并且稳定下来。
3.实验时为了不使在外电阻较小时,电路中的电流长时间超过干电池的正常放电电流(0.3安),应使通电时间越短越好,只是在读取数据时让电路接通,否则易损伤电池。
4.改变滑动变阻器的阻值时,最好让两个电表中的一个表的指针指整数格,每次的电阻值的变化适当大一些,可以减小读数误差,电表读数应多估计一位。5.图线坐标轴的单位长度取得是否合适直接影响作图的准确性。图线的倾角最好接近45°,坐标原点可以不从零开始,比如纵坐标原点可从比测量时的最小电压稍小的某一电压值u0开始。但这时图线与横轴的交点i不再是短路电流,电源内电阻为: 【例题解析】(2006广东)某同学设计了一个如图所示的实验电路,用以测定电源电动势和内阻,使用的实验器材为:待测干电池组(电动势约3v)、电流表(量程0.6a,内阻小于1)、电阻箱(0~99.99)、滑动变阻器(0~10)、单刀双掷开关、单刀单掷开关各一个及导线若干。考虑到干电池的内阻较小,电流表的内阻不能忽略。
(1)该同学按图连线,通过控制开关状态,测得电流表内阻约为0.20。试分析该测量产生误差的原因是_________________________________________。
(2)简要写出利用图7所示电路测量电源电动势和内阻的实验步骤:
①______________________________________________________________; ②______________________________________________________________。
(3)图是由实验数据绘出的图象,由此求出待测干电池组的电动势e=____________v、内阻r=_____________。(计算结果保留三位有效数字)【答案】:(1)并联电阻箱后线路总阻值减小,从而造成总电流增大
(2)①调节电阻箱r,断开开关k,将开关 s接d,记录电阻箱的阻值和电流表示数;
②断开开关d,再次调节电阻箱r,将开关s接d,记录电阻箱的阻值和电流表示数
(3)2.81 2.33 【解析】:测定电源电动势和内阻实验的原理知,此种接法出现误差的原因是电流表的分压作用。而r=r+r,图线的斜率表示电源电动势的倒数,据此得出电动势e=2.81v, 内 阻 r=2.33ω。有的考生不能正确理解图象的物理意义,从而无法得出正确的答案。属于难题。实验四:练习使用多用电表
【实验目的】练习使用多用电表测电阻。
【实验原理】多用[电]表是电流表、电压表和欧姆表的组合,它测电流和电压的原理与电流表和电压表相同。测电阻的原理如图所示。通过表头g的电流i=e/(r0+r′+rx)r0+r′为表头总内阻,rx为被测电阻,e为电源的电动势。电池内电阻忽略不计。
由于e、r0、r′对于同一多用[电]表为恒值,故电路中的电流与rx相对应。将指针由于i的变化所偏转的角度位置,刻成相应的电阻值,就可以利用多用[电]表测电阻。【重点难点解析】
1.使用多用[电]表时,若不知被测量的大小,要先从最大量程挡开始测量,然后根据测量的情况,选择合适的量程。选择量程的原则是:测量电压和电流时,应尽量使指针超过1/2量程。(因为指针偏转过小,测量的相对误差较大),测电阻时,尽可能让指针指向标尺刻度中心(指针指向中心刻度时,相对误差最小)。2.测量时,注意不要用手碰表笔的金属触针,这样一方面可以防止测高电压时发生触电事故,另一方面在测电阻时,可能会把人体电阻并联进去,使测得的电阻值变小。3.测量交流电时,应注意交流电的频率。当交流电的频率超出电表的额定频率范围45-1000赫时,将会引起很大的测量误差。非正弦交流电或正弦波波形失真较大的电压,测量时也会引起很大的误差。4.测电压和电流时,特别是在测大电流、高电压时,不能在电路接通的情况下转动转换旋钮,以免在触点之间产生电弧烧坏触点,或造成短路损坏电表。
5.测电阻时,待测电阻上不应有外电路的电流通过。如要测电路中的电阻,必须断开电源,并把电阻的一根引线从电路上取下来测量(请思考这是为什么?),不允许在电路未断开的情况下,用多用[电]表去测电阻,更不能用多用[电]表直接测电源的内阻。
6.多用[电]表不用时,应置于交流电压的最高挡,决不能置于欧姆挡,以防两表笔铜头不慎相碰,使电池放电。若长期不用,则应把电池取出。【例题解析】
某同学用以下器材接成图1所示的电路,并将原微安表盘改画成如图2所示,成功地改装了一个简易的“r×1k”的欧姆表,使用中发现这个欧姆表用来测量阻值在10kω-20kω范围内的电阻时精确度令人满意。所供器材如下:
a、ig=100μa的微安表一个; b、电动势e=1.5v,电阻可忽略不计的电池;
c、阻值调至14kω电阻箱r一个; d、红、黑测试表棒和导线若干;
(1)原微安表的内阻rg= ω
(2)在图1电路的基础上,不换微安表和电池,图2的刻度也不改变,仅增加1个元件,就能改装成“r×1”的欧姆表。要增加的元件是(填器件名称),规格为。(保留两位有效数字)
(3)画出改装成“r×1”的欧姆表后的电路图。【解析】根据“使用中发现这个欧姆表用来测量阻值在10kω-20kω范围内的电阻时精确度令人满意。”说明在测阻值在10kω-20kω的电阻时欧姆表的指针在刻度盘的中间附近,由此可结合刻度盘确定此表的中值电阻,即表内总电阻约为r总=15kω。(相当于欧姆表选择量程于×1 k 挡)。当表笔短接时,电流满偏,根据欧姆定律有: ig=
代入e、r、i g 的值可得rg=1 kω
要减少把原表改装成“r x 1”的欧姆表,就要减少表的内阻,依题意,显然只有并联一个小电阻r'。才能使表内总电阻等于中值电阻r并=15ω。根据r并=,代入r以及rg的数值可计算可得r'≈15ω(保留两位有效数字)
画出改装成“r×1”的欧姆表后的电路图如图3所示。实验五:传感器的简单使用
【实验目的】了解传感器的原理及其简单应用。
【实验原理】传感器是通过对某一物理量敏感的无件(如光敏电阻。热敏电阻等)将感受的信号(如力、热、光、声等)转换成便于测量的物理量(一般是电学量)从而直接反应出具体变化。
【重点难点解析】
【例题解析】(2001年,上海)某同学为了测量一物体的质量,找到一个力电转换器,该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为k)如图所示,测量时先调节输入端的电压,使转换器空载时的输出电压为0;而后在其受压面上放一物体,即可测得与物体的质量成正比的输出电压u.现有下列器材:力电转换器,质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个、开关及导线若干、待测物体(可置于力电转换器的受压面上).请完成对该物体质量的测量.(1)设计一个电路,要求力电转换器的输入电压可调,并且可使电压的调节 范围尽可能大,在方框中画出完成的测量电路.(2)简要说明测量步骤,求出比例系数k,并测出待测物体质量m.(3)请设想实验中可能会出现的一个问题.解析:(1)根据题目要求,完成测量电路如图。(2)测量步骤和结果:
1)调节滑动变阻器,使力电转换器的输出电压为零; 2)将砝码m0放在转换器上,记下输出电压u0; 3)将待测物体放在转换器上,记下输出电压u; 由得:,则测得:,有
(3)可能出现的问题:如果电源电压不够而使输出电压调整不到零,或者待测物体的质量过大,超出转换器量程。综合测试题
1.在有些电学实验中要用到零刻度在中央的灵敏电流表g.,而且在使用前往往要求先判定通过该电流表的电流方向跟指针偏转方向的关系。这种电流表的量程一般都很小,一不小心就可能烧毁电表。如图,现在有一只这样的灵敏电流表g、一只干电池、一个阻值很大的电阻r1和一只阻值很小的电阻r2。
⑴用笔画线作为导线,把以上元器件都连接在测试电路中。⑵简述测试方法。
2.用伏安法测量一只定值电阻的实验所需的器材实物如图,各器材规格为:⑴待测电阻rx(约100ω)⑵直流毫安表(量程0-10ma,内阻50ω)⑶直流电压表(量程0-3v,内阻5kω)⑷直流电源(输出电压3v,内阻可不计)⑸滑动变阻器(0-15ω,允许最大电流1a)⑹电键一只,导线若干。根据器材的规格和实验要求,在下面方框中画出实验电路图,并在实物图上用笔画线当导线连接成实验电路。
3.某电压表的内阻在20~30kω之间,为了测量其内阻,实验室提供下列可用的器材:⑴待测电压表v(量程3v)⑵电流表a1(量程200μa)⑶电流表a2(量程5ma)⑷电流表a3(量程0.6a)⑸滑动变阻器r(最大阻值1 kω)⑹电源e(电动势4v)⑺电键。在所提供的电流表中应选用______。为了尽量减小偶然误差,要求多测几组数据。试在右边方框中画出符合要求的实验电路图(其中电源和电键及其连线已画出)
4.在测定金属的电阻率的实验中,金属导线长约0.8m,直径小于1mm,电阻在5ω左右。实验主要步骤如下:⑴用______测量金属导线的长度,测3次,求出平均值l;⑵在金属导线的3个不同位置上用______________测量直径,求出平均值d;⑶用伏安法测量金属导线的电阻r。在左边方框中画出实验电路图,并试把右图中所给的器材连接成测量r的合适的线路。图中安培计要求用0-0.6a量程,内阻约1ω;伏特计要求用0-3v量程,内阻约几kω;电源电动势为6v;滑动变阻器阻值0-20ω。在闭合电键前,滑动变阻器的滑动触点应处于正确位置。根据以上测量值,得到该金属电阻率的表达式为ρ=__________。
5.用伏安法测电阻的实验中,所用电压表的内阻约为20kω,电流表的内阻约为10ω,滑动变阻器的最大阻值为20ω,选用能够尽量减小系统误差的电路进行实验,所测得的各组数据已用实心点标在了右图的坐标纸上。⑴根据各点表示的数据描出该电阻的伏安特性图线,并由此图线得出该电阻的阻值为rx=______ω(保留2位有效数字)。⑵在方框中画出实验电路图。⑶将实物连接成实验电路。
6.用图示的电路测定未知电阻rx的值。图中电源电动势未知,电源内阻和电流表的内阻均可忽略不计,r为电阻箱。
⑴若要测得rx的值,r至少需要取____ 个不同的数值。
⑵若电流表每个分度表示的电流值未知,但指针偏转角度与通过的电流成正比,则在用此电路测rx时,r至少需取___个不同的数值。
⑶若电源内阻不可忽略,能否应用此电路测量rx?答:_______。
7.有一只电阻rx,其阻值大约在40-50ω之间,需要进一步测定其阻值。现有的器材有:①电池组e(电动势9v,内阻约0.5ω)②伏特表v(量程0-10v,内阻约20kω)③毫安表a1(量程0-50ma,内阻约20ω)④毫安表a2(量程0-300ma,内阻约4ω)⑤滑动变阻器r1(0-100ω,额定电流1a)⑥滑动变阻器r2(0-1700ω,额定电流0.3a)⑦电键一只,导线若干。有两种可供选择的电路如图1和图2所示。实验中要求多测几组电流、电压值。⑴为了实验能正常进行并减小系统误差,而且要求滑动变阻器要便于调节,在实验中应选图______所示的电路;应选代号为______的毫安表和代号为______的滑动变阻器。该实验的系统误差主要是由____________引起的,这个因素总是使实验的测量值比真实值偏______。⑵若已知所用的毫安表的准确电阻值,则应选用图_____所示的电路进行测量。
8.欲将量程为100μa内阻为500ω的灵敏电流表改装为量程为1ma的毫安表。⑴需要给它_____联一只r=_____ω的电阻。⑵需要用一只标准毫安表对改装毫安表进行校对。校对所用的器材的实物图如下(其中标准毫安表事先已与一只固定电阻串联,以防烧表)。校对过程要求通过毫安表的电流能从0连续调到1ma。请按要求在方框中画出校对电路图,并在所给的实物图上连线。
9.电路图中e为电源,其电动势为e,r1为滑动变阻器,r2为电阻箱,a为电流表。用此电路,经以下步骤可近似测得a的内阻ra:①闭合k1,断开k2,调节r1,使电流表读数等于其量程i0;②保持r1不变,闭合k2,调节r2,使电流表读数等于i0/2,然后读出r2的值,取ra=r2。⑴按照电路图在右边实物图所给出的实物图中画出连接导线。⑵真实值与测得值之差除以真实值叫做测量结果的相对误差,即,试导出它与电源电动势e、电流表量程i0及电流表内阻ra的关系式。⑶若已知i0=10ma,真实值ra约为30ω,要想使测量结果的相对误差不大于5%,电源电动势最小应为多少伏?
10.把电流表改装为电压表的实验中,分3个主要步骤,实验中给出的器材有:①电流表(量程0-100μa)②标准伏特表(量程0-5v)③电阻箱(0-9999ω)④电阻箱(0-99999ω)⑤电源(电动势2v,有内阻)⑥电源(电动势6v,有内阻)⑦滑动变阻器(0-50ω,额定电流1.5a)⑧电键两只,导线若干。
⑴首先要用半偏法测定电流表的内阻。如果采用图1所示的电路测定电流表a的内电阻并且要想得到较高的精确度,那么从以上给出的器材中,可变电阻r1应选用______,可变电阻r2应选用______,电源e应选用______。该步实验操作的步骤有:a.合上k1 b.合上k2 c.观察r1的阻值是否最大,如果不是,将r1的阻值调至最大 d.调节r1的阻值,使电流表指针偏转到满刻度 e.调节r2的阻值,使电流表指针偏转到满刻度的一半 f.记下r2的阻值。把以上步骤的字母代号按实验的合理顺序填写在下面横线上空白处:①____;②_____;③_____;④_____;⑤_____;⑥_____。如果在步骤f中所得的r2的阻值为600ω,则图1中被测电流表的内阻rg的测量值为_____ω。
⑵如果要将图1中的电流表a改装为量程为0-5v的伏特表,则改装的方法是给电流表_____联一个阻值为________ω的电阻。在用以上步骤将电流表改装成伏特表后,下列说法中正确的是
a.由于电流表内阻的测量值比其真实值小,这一因素使得用上述步骤改装成的伏特表测定电压时,其读数比伏特表两端的实际电压小
b.由于电流表内阻的测量值比其真实值小,这一因素使得用上述步骤改装成的伏特表测定电压时,其读数比伏特表两端的实际电压大
c.由于电流表内阻的测量值比其真实值大,这一因素使得用上述步骤改装成的伏特表测定电压时,其读数比伏特表两端的实际电压小
d.由于电流表内阻的测量值比其真实值大,这一因素使得用上述步骤改装成的伏特表测定电压时,其读数比伏特表两端的实际电压大
⑶图2所示器材中,一部分是将电流表改装为伏特表所需的,其余是为了把改装成的伏特表跟标准伏特表进行校对所需的。在下面方框中画出改装和校对都包括在内的电路图(要求对0-5v的所有刻度都能在实验中进行校对);然后在图2上画出连线,将所示器材按以上要求连接成实验电路。
11.在用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻的实验中,所用的电流表和电压表的内阻分别为0.1ω和1kω。右边为实验原理图,下边为所需器材实物图。试按原理图在实物图中画线连接成实验电路。
一位同学记录的6组数据如下,试根据这些数据在下图中画出u-i图线,根据图线读出电池的电动势e=____v,根据图线求出电池的内电阻r=___ω。i(a)0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57 u(v)1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05 12.电源的输出功率p跟外电路的电阻r有关。下左图是研究它们的关系的实验电路。为了便于进行实验和保护蓄电池,给蓄电池串联了一个定值电阻r0,把它们一起看作电源(图中虚线框内部分)。电源的内电阻就是蓄电池的内电阻和定值电阻r0之和,用r表示。电源的电动势用e表示。⑴写出电源的输出功率p跟e、r、r的关系式:_____________。(安培表、伏特表看作理想电表)⑵在实物图中按电路图画出连线,组成实验电路。
⑶下表中给出了6组实验数据,根据这些数据,在方格纸中画出p-r关系图线。根据图线可知,电源输出功率的最大值是______w,当时对应的外电阻是______ω。i(a)0.20 0.28 0.36 0.44 0.52 0.60 u(v)3.00 2.60 2.20 1.80 1.40 1.00 u/i(ω)ui(w)
由表中所给出的数据,若已知跟电源串联的定值电阻的阻值为r0=4.5ω,还可以求得该电源的电动势e=______v,内电阻r0=______ω。
13.如图电路中r1=r2=100ω,是阻值不随温度而变的定值电阻.白炽灯泡l的伏安特性曲线如右边i-u图线所示.电源电动势e=100v,内阻不计.求:⑴当电键k断开时灯泡两端的电压和通过灯泡的电流以及灯泡的实际电功率.⑵当电键闭合时,灯泡两端的电压和通过灯泡的电流以及灯泡的实际电功率. 参考答案:
1.略 2.外接法,分压 3.a1,分压 4.⑴米尺;⑵螺旋测微器;⑶外接法,限流或分压都可以,5.内接法,分压,2.4×103 6.⑴2;⑵2;⑶不能。
第三篇:2010届中考物理电学教案
电学
一、电流和电路知识网络
二、考点分析
考查重点和热点:(1)两种电荷及电荷间的相互作用。(2)串、并联电路的连接、识别和作电路图。(3)电流及其测量,正确使用电流表。(4)探究串、并联电路中电流规律,以及这些规律的应用。(5)家庭电路的组成,安全用电常识。
三、经典题解
【例1】下列说法中,正确的是()。A.用绸子摩擦过的玻璃棒带负电
B.在金属导体中自由电子定向移动的方向与电流方向相反
C.带负电的橡胶棒靠近通草球时,能将其吸引来,则这通草球一定带正电 D.接有电源的电路中一定有电流流过
解析:本题主要考查电荷的概念、两种电荷问的相互作用和电流的方向,以及电路中有持续电流的条件等。大家知道,与绸子摩擦过的玻璃棒带正电,故选项A 是错误的。根据电流方向的规定,可知选项B是正确的。两物体靠近时相互吸引,存存两种可能:(1)两物体分别带异种电荷;(2)两物体一个带电,另一个不带电。只有在两物体相斥时,两物体同时带电,且带同种电荷。所以选项C是错误的。电路中具有持续电流的条件是,电路中要有电源且电路必须是闭合的,所以选项D也是错误的。故本题答案为选项B。启迪:本题是知识性较强的选择题,解题时必须用相关知识与选项一一对照,“去伪存真”,把正确选项选为答案。
【例2】如图所示,(1)如果只闭合开关S1、S2时,灯泡L1、L 2是怎样连接的?(2)如果只闭合S3,L1、L 2又是怎样连接的?(3)如果只闭合S2、S3,L2还会亮吗? 解析:此题考查识别电路的能力。解这类题一般用电流法:从电源正极出发,沿接线寻找电路的通路,回到电源负极。
(1)当闭合开关S1、S&lv;SUB>2时,电流从电源正极出发,首先到达B点分成两条支路,一条支路电流经S1、L2到C点,另一条支路经L1 到C点。
两股电流从B点分开到C点汇合,最后合在一起经S2流至A 点,回到电源负极,所以这两条支路中的L1和L2是并联。
(2)当只闭合开关S3时,电流从电源正极出发至B 点,流经L1、L2和S3后,从A 点回到电源负极,流经两灯泡的是同一股电流,所示L1、L2是串联。
(3)当S2、S3同时闭合时,情况发生了变化,电流从B点经L1可以通过S2直接到A 点,回到电源负极,不必再经L2和S3,也就是说S2闭合以后,L2被短路了,短路时L2上无电流流过,所以L2不会亮。启迪:(1)识别电路串联还是并联的方法很多,本例解用电流法,这是常用的方法。(2)分析电路应考虑电路的三种状态,注意短路问题。
【例3】如图所示电路,判断此电路是串联电路还是并联电路。
解析:本题主要考查识别电路的能力。在识别不规范电路时,可用“‘节点法”。节点法:识别电路的过程中,不论导线有多长,只要其间没有电源、用电器的导线两端点均可以看成同一个点,从而找出各用电器两端的公共点,以识别电路连接方式。
运用“节点法”可知,A、B、C其实是同一点,这点接在电源负极上,D、E、F其实也是同一点,这点通过开关S接在电源正极上,也就是灯L1、L2、L3连接在公共点A、F之间,这三盏灯是并联的。等效变换后的电路如图所示。可见,此电路是并联电路。
启迪:节点法是识别电路的串、并联连接的又一种方法,简捷是这种方法显著优越的地方。【例4】根据图5—4所示的电路图将图5— 5中的实物连接起来。
解析:本题考查根据电路图连接实物电路的能力。解题应先看清电路,识别电路的连接方式,然后将元件符号与实物对应起来,再把实物作正确的连接。其连接方法:一般从电源的正极出发,沿着电流方向和通路,把元件一个个连起来,最后连到电源的负极。在具体连接顺序上,按电源正极→所示。
→ 开关 S→电源负极。据此把元件实物逐个依次连接起来,如图5— 6启迪:连接实物电路应注意:(1)方法是:电源正极→用电器、开关→电源负极,(2)连接顺序,可“先干(路)后支(路)”或“先支后干”。(3)检查正确无误后,才闭合开关。
四、能力训练
1.甲、乙、丙三个轻质小球,任意两个靠近均相互吸引,已知甲带正电,则乙球不可能 ;若丙球能吸引不带电的轻小物体,则乙球一定(选填“带正电”、“带负电”或“不带电”)2.雷电电流可达2×10A= mA= μA。
3.小刚拆开了家庭电路中常用的白帜灯和灯头,如图所示,则以下灯泡和灯头上的各部件中全部属于绝缘体的是()。A.灯头后盖、螺旋 B.玻璃泡、锡块 C.螺旋、金属片 D.灯头后盖、玻璃泡
4.小芳根据图甲电路画出了图乙所示的四个对应电路图,其中正确的是()。
55.图是在一次实验时电流表的示数,由图可知,I= A。
6.在实验中,若没有办法估算电路中的电流时,要选用电路中的一个线头迅速试触电流表对应量程的接线柱,若发现指针偏转不大,则应选用较(选填“大”或“小”)的量程。
7.按照图甲所示的电路图,用笔画线代替导线,把乙中的实物连接起来。
8.关于生活中的一些电路连接,下列判断不正确的是()。
A.道路旁的一排排路灯,晚上同时亮,早晨同时灭,因此它们是并联的 B.家庭电路中,电视机与照明灯的工作互不影响,因此它们是并联的
C.由于某灯短路使保险丝熔断时,其他用电器都不工作。因此保险丝是安在干路上的。D.楼道的声控灯只有在天暗且有声音时才能亮,因此声控、光控开关及灯是串联的。
9.如图所示电路,下列说法正确的是()。A.L1、L2串联 B.开关S只控制L2
C.电流表测干路中电流 D.电流表测L1的电流
10.如图所示,存桌面上有两个小灯泡和一个开关,它们的连接电路在桌面下,无法看到。某同学试了一下,闭合开关时,两灯泡均亮;断开开关时,两灯泡均熄灭,这两个小灯泡究竟是串联连接,还是并联连接,请你写出判断方法。
11.如图所示的电路,通电后,电流表A1、A2、A3的示数分别为I1、I2、I3,则下面各关系式中正确的是()。A.I1=I2+ I3 B.I1>I2> I3 C.I1=I2=I3 D .I1 14.如图所示,若开关S闭合后,灯L1、L2均不亮,小华利用一根导线去查电路故障,当她将导线连接在灯L1两端时,两灯均不亮,将导线连接在灯L2两端时,灯L1亮而灯L2不亮.由此可以判断()。 A.灯L1短路 B.灯L2短路 C.灯L1断路 D.灯L2断路 15.如所示,甲、乙两人都站在干燥的木凳上,丙站在地上并与乙手拉手。上下两条裸露导线分别是照明电路的火线和零线,那么一定会触电的是()。 A.甲、丙 B.乙、丙 C.甲 D.甲、乙、丙 16.图所示是常用手电筒的剖面图,请观察它的结构。画出与其相对应的电路图。 说明:本题是课本练习提高性的重现。看清实物连接图,就不难画出其电路图。 参考答案与提示 1..带正电,不带电 2.2×10,2×10 3.D 4.B 5.0.24 6.大 7.略 8.A 9.D 10.略 11.B 12.略 13.(1)串联(2)相等 14.D 15.D 16.略 一、电压和电阻知识网络 1二、考点分析 考查的重点和热点:① 电压表和电流表的使用方法与读数;② 用控制变量法研究导体电阻与其它因素的关系;③ 滑动变阻器的构造与连接方法;④ 运用串、并联电路的电流与电压关系去分析简单的电路问题等。 三、经典题解 【例1】如图所示的滑动变阻器的四种接法中,当滑片P 向右移动时使电路的电阻变小的接法是()。 解析:找准滑动变阻器的那一段电阻线连人电路是解题的关键。判断方法有两种,一是电流流向法。如(A)图,电流的路径是由C→P→B,电流流经PB段,当滑片P 向右移动时,PB段接人电路的电阻线变短,电阻变小。 二是直观法,就是看接人电路的接线柱是滑动变阻器下端的哪一个,靠近它的哪部分电阻线是接人电路的。如(B)(C)两图,都接的是A 接线柱,则接人电路的就是AP段电阻,正确判断变阻器接入电路的是哪段电阻线,当电阻线接人电路的长度增加时,变阻器接人电路的电阻增大;反之,变阻器接人电路的电阻将变小。变阻器原理在家用电器中的应用很多,是联系实际问题的题源背景,这一点应引起大家的注意。启迪:分析与变阻器相关的问题的关键是接入电路的电阻线,当滑片P 向右移时,接人电路的电阻线部分变长,电阻则变大,与上端的接线柱接在何处无关。正确答案为(A)、(D)。【例2】在如图所示的电路中,电源电压是6 V,电压表示数是2 V,电压表测的是灯 两端的电压,灯L1两端的电压为 V。 解析:用电压表测量某元件两端电压时,电压表应与该元件并联,所以图中的电压表测的是灯L2两端的电压。从电路图可知,灯L1、L2串联。串联电路中,总电压等于各串联部分电路两端的电压之和,即U=U1+U2,由此可得灯L1两端的电压U1=U-U2=6V-2V=4V。 启迪:解题的关键在于看清电路,电压表测哪里电压,电路连接方式是怎样的,然后运用所学的知识求解。 四、能力训练 1.某学生电源的电压约12 V= kV= mV。 2.几位同学到大峡谷探险。随身带着能发出求救信号的手电筒,手电筒的电压是6V,他们需要将 节干电池 联起来使用。 3.学生用的电压表有“+”、“3”和“15”三个接线柱,有0~3V 和0~15 V 两个量程,若被测电压约为2 V,则应该选用 量程来测量,此时应该把 和 两个接线柱连人电路。4.关于电流表和电压表的使用方法,下列说法中正确的是()。A.测量电压时,电压表必须与被测电路串联 B.测量电流时,电流表必须与被测电路串联 C.不管是电流表还是电压表,连接时必须使电流从“+”接线柱流出,从“-”接线柱流进 D.电压表的量程改变后,每小格表示的值仍保持不变 5.关于导体的电阻,下列说法正确的是()。A.锰铜线的电阻比铜线的电阻大 B.粗细相同的导线,长的电阻较大 C.长短相同的导线,细的电阻较大 D.同样材料制成的长短相同的两条导线,细的电阻较大 6.在如图(a)所示电路中,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均为图(b)所示,则电阻R1和R2两端的电压分别为()。 A.4.8 V,1.2 V B.6 V,1.2 V C.1.2 V,6 V D.1.2 V,4.8 V 7.如图所示,已知灯L处发生了断路或短路故障,在不拆开电路的情况下,利用一个电压表可快速对故障进行判断。具体做法:将开关断开,把电压表接在A、B两点间。如果电压表有示数,则灯L 路;如果电压表无示数,则灯L 路。 8.如图所示的电路中,闭合开关S后,小灯泡L1、L2都正常发光,电表完好,如果将电压表与电流表互换,那么将出现的情况是()。A.电压表示数不变,灯泡L1、L2不亮 B.电压表示数变小,灯泡L1、L2变亮 C.电流表示数变大,灯泡L1、L2 变亮 D.电流表、电源烧坏,灯泡L1、L2 不亮 9.小凡在做用电压表测电压的实验中,他刚一闭合开关S,就听到啪的一声异响,他赶忙断开S,再观察电压表时,指针已弯曲,试分析小凡在实验中可能是由于哪些原因而导致这种后果的发生?依据你的经验,判断如图6—7测量灯泡L1两端的电压的四个电路中,正确的是() 10.给你两根长度相同但是横截面积不同的镍铬合金线、一个电源、一个电流表、一个滑动变阻器、一个开关、若干根导线,现需要研究的课题有:① 导体的电阻跟它的横截面积的关系;② 导体的电阻跟它的长度的关系;③ 导体的电阻跟它的材料的关系。利用上述实验器材,可以完成的研究课题是()。A.只有① B.只有② C.① 和② D.①、② 和③ l1.现有一个电池组、一个开关、两个电压表、两个小灯泡、导线若干。请根据上述器材在图所示的方框内设计一个符合下列两项要求的电路图。(1)两个小灯泡串联; (2)所设计的电路能直接测出(或间接求出)下列物理量:① 电源电压;② 每个小灯泡两端的电压。 12.如图所示。用导线把电池、小灯泡和一段粗细均匀的电阻丝连起来。当金属夹从电阻丝上的某点沿电阻丝向右移动的过程中,小灯泡亮度逐渐变暗。这表明导体电阻的大小跟导体的 有关。 13.在探究串联电路的电压关系时,某同学使用的实验电路如图所示。他先用电压表正确地测量了灯泡L1两端的电压,为了测量灯泡L2两端的电压,他想将电压表接A点的那一段导线改接到电路中的C点,而保持电压表接B点的导线不动,你认为这种接法是(选填写“正确”或“不正确”)。你这样判断的理由是:。 参考答案 1.12×10,12×10 2.4,串 3.3,+,3 4.B 5.D 6.A 7.短,断 8.A 9.略,D 10.A-3311.略(开放性题,答案多样)12.长度 13.不正确,把电压表正负接线柱接反 一、欧姆定律知识网络 二、考点分析 考查的重点和热点:(1)欧姆定律和串、并联电路的特点综合应用;(2)用伏安法测电阻;(3)电路变化分析和电路故障分析。这类考题知识覆盖面大,重复率高,难度可大可小,创新性强,这都值得关注。 三、经典题解 【例1】如图所示的电路,电源电压保持不变,电阻Rl=5 Ω,R2=15Ω。(1)若开关S1、S2都断开时,电流表示数为0.2 A,则电源电压是 V。 (2)若开关S1、S2都闭合时,电流表示数为0.9 A,则通过电阻R3的电流是 A。 解析:(1)当开关S1、S2都断开时,电阻R1 与R2串联,此时电路中的总电阻为R=R1+R2=5Ω+15Ω=20Ω,电源电压为U=IR=0.2 A×20Ω=4 V。 (2)当开关S1、S2都闭合时,电阻R 1与R3并联,R2被短路,此时R1与R3两端的电压均为电源电压,即4 V,通过R1的电流为 I=U/R1=0.8 A,根据并联电路中电流的关系,I=I1+I3所以通过R3的电流为I3=I-I1= 0.9 A-0.8 A=0.1 A。 启迪:本题主要考查欧姆定律的理解和应用。解题时首先要看清电路及其变化,然后运用欧姆定律和串、并联电路特点求解。 【例2】给你一个电池组(已带开关S0,如图方框内所示),一只电压表、一个已知阻值为R0的电阻,一个开关S和几根导线,利用上述器材设计只需连接一次电路就能测出未知电阻Rx阻值的方法.要求:(1)在图内画出电路图。 (2)写出简要的实验步骤,并用符号表示测量的物理量。(3)写出电阻Rx阻值的表达式。 解析:用伏安法测电阻需要一只电压表、一只电流表.而本题只给一只电压表,另给了一只已知阻值的电阻R0。于是我们想到是否可以利用串联电路中电压分配跟电阻的关系:Ux/U0==Rx/R0。因此只要用电压表分别测出U0和Ux,就可以用Rx=R0 Ux/U0来求出Rx。 由于题目要求只连接一次电路,而且只给了一个开关,所以不能做到只用一只电压表来分别测出U0和Ux,但串联电路电压关系U=U0+Ux,这里U是电源电压。因此U0和Ux两者中,用电压表测出其中一个电压;再通过开关的切换测出电源电压,就可得知另一个电压。根据以上考虑,可设计出电路图。(1)电路图如所示; (2)实验步骤:① 闭合开关S0,断开开关S,读出电压表示数Ux;② 闭合开关S0、S,读出电压表示数U;③ 断开开关S0、S。(3)电阻的表达式:RxUxR0 UUx启迪:本题是伏安法测电阻的拓展问题,解题关键在于运用等效思维方法,灵活运用电学知识分析和解决问题。 【例3】我们已进行过“科学探究:欧姆定律”。 (1)请你在上边方框中画出该实验的电路图。 (2)①由于电路中电流的大小受多种因素的影响,所以我们在探究某一因素变化对电流的影响时,必须保持其他因素不变,即采用了 法。 ② 图是某实验小组在探究过程中,根据实验数据绘制的图象,其中表示电压不变,电流随电阻变化的图象是 图; 表示电阻不变,电流随电压变化的图象是 图。(选填“甲”或“乙”)(3)在探究过程中,使用滑动变阻器的目的是。(4)实验的结论是: ① ;②。解析:(1)实验电路图如图所示。 (2)我们采用控制变量法探究欧姆定律。根据图象知识可知,表示电压不变,电流随电阻变化图象是甲图;表示电阻不变,电流随电压变化的图象是乙图。 (3)在探究过程中,使用滑动变阻器的目的是改变电阻两端电压和保证电阻两端的电压不变。 (4)实验的结论是:① 保持电阻不变时,电流跟电压成正比;② 保持电压不变时,电流跟电阻成反比,最后综合两者,归纳得欧姆定律。 启迪:本题来源于课本探究欧姆定律的实验。解题时应运用控制变量法和图象数学知识分析、解决问题。 四、能力训练 1.欧姆定律的表达式为。在电压U 一定的条件下,导体的电阻R越小,通过导体的电流I越。两个电阻R1和R2(R1>R2)串联接入电路中,通过R1的电流(选填“大于”、“等于”或“小于”)通过R2的电流。 2.当加在某导体两端的电压为6 V 时,通过导体的电流为0.5 A,则该导体的电阻为 Ω;若加在该导体两端的电压增为12 V,则该导体的电阻为 Ω。 3.某同学在探索究“电流跟电压的关系”时,应保持 不变,他根据收集到的数据画出了如图所示的图象,你对这个图象进行分析后,得出的结论是。4.下面的表格是“研究电流跟电压、电阻关系”的实验记录 分析表1数据,可得出结论:在电阻一定的情况下,导体中的电流跟。分析表2数据,可得出结论:在电压不变的情况下,导体中的电流跟。 5.某同学做“用电流表、电压表测电阻”的实验,连接电路时,开关应处于状态(选填“闭合”或“断开”)。测量时,该同学多次改变滑动变阻器滑片的位置,是为了。6.某导线电阻为0.008 Ω,若不慎直接跟一节干电池两极连接发生电源短路,则短路电流为 A。 7.两个定值电阻R1与R2的比值为3:5,把它们并联起来接人电路中,通过它们的电流之比为。 8.一个小灯泡阻值为10Ω,正常工作时的电流为0.4 A,现要将其接入12 V 的电路中,要求仍能正常发光,则应 联一个阻值为 Ω的电阻. 9.如图所示,已知两只灯泡L1和L2串联,则在a、b、c三个电表中(电流表或电压表),a是 表,b是 表,c是 表。 10.如图所示的电路,电路电压U保持不变,当滑动变阻器的滑片P 向b端移动的过程中,电流表读数的变化情况是()。 A.电流表A1、A2读数都变大 B.电流表A1、A2读数都变小 C.电流表A1读数不变,A2读数变小 D.电流表A1读数不变,A2读数变大 11.在图所示电路中,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,当电 表的示数为6 V 时,电流表示数为0.5 A; 电压表的示数为7.2 V时,电流表的示数为0.3 A。则电阻R0为 Ω,为 n,电源电压为 V。 12.如图所示电路中,闭合开关S后,两灯都正常发光,两电表指针都有偏转,示数稳定。已知电源电压为8 V,灯L1 的电阻为16Ω,灯L2的电阻为12Ω,则甲电表的示数为,乙电表的示数为。13.小刚同学测量2.5 V 小灯泡的电阻时,连接的电路如图。 (1)检查电路,发现有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“× ”,若没有发现错误,闭合开关,会出现 现象。在图中补画出正确的连线。闭合开关前,他应将滑动变阻器的滑片调到 端(填“A”或“B”);(2)小刚改正错误后,按正确的操作测得的数据如下表: 则第1次测得的小灯泡的电阻为 ;从表中计算出三次小灯泡的电阻不相等。你认为可能的原因是。14.电的广泛应用,极大地提高了人们的生活质量。若违反安全用电的原则,就可能发生触电事故。请根据安全用电的要求,给图所示的甲、乙两图配上简要的解说词。甲图:。乙图:。 l5.如图7-13所示,若电源电压为4 V,Rl=10Ω,R2的阻值范围为0~ 30Ω,闭合开关后,求:当滑动变阻器的滑片P 从a端移到b端时,电流表、电压表的示数的变化范围。 16.如图所示,R2=R3=20Ω,当S1和S2都断开时,电流表的示数为0.4A,电压变的示数为4V,求:(1)R1的阻值。(2)电源电压。(3)S1和S2都闭合时电压表和电流表的读数。 17.在图所示的电路中,电源电压保持不变,当滑动变阻器的滑片P在a处时,电压表的示数为3V,电流表的示数为0.6A;当滑片P在b端时,电压表的示数为5V,电流表的示数为0.5A,请根据测得的数据计算出与电路有关的五个物理量。 18.小明设计了如图所示的压力测量仪,可以反映弹簧上方金属片受到压力的大小。其中R′是滑动变阻器,R是定值电阻,电源电压恒定不变,压力表实际上是一个电压表。当金属片受到的压力增大时,变阻器的阻值,压力表示数。(选填“变大”、“变小”或“不变”)19.小明同学在研究电阻两端的电压跟通过该电阻的电流之间的关系时发现:电阻不变时,电阻两端的电压跟通过该电阻的电流成正比。小明进一步分析实验数据后又发现了一个新舰律,为了检验自已发现的新规律是否正确。他又重新设计一个实验,得到的实验数据如下表所示,小明分析了表中的实验数据。认为自已发现的新规律是正确的。 (1)根据表中实验数据可以判断小明发现的新规律为:。 (2)小明发观的新规律可以应用于电学测量中,清列举一个应用该规律进行测量的例子:。 20.如图所示.它是“高压危险”的标志.某同学面对标志图说,只有“高压电”才有危险,“低压电”没有危险.这话对吗? 参考答案 1.I=U,大,等于 2.12,12 3.电阻,电阻一定时,导体中的电流与电压成正比 4.导体两端R电压成正比,导体中的电阻成反比 5.断开,多次测量取平均值 6.187.5 7.5:3 8.串,20 9.电压表,电流表,电压表 10.C 11.6,9 12.0.5A,8V 13.(1)灯泡不亮,B(2)10.5Ω,小灯泡灯丝的电阻随它的温度升高而增大 14.不要用湿手触摸电器;有金属外壳的电器必须接地 15.电流表示数0.4A~0.1A,电压表示数4V~1V 16.(1)R1=10Ω;(2)U=12V;(3)U1=0,I=1.2A 17.开放性题,答案多样:当滑片P在a点时,R2U13V5 18.变大,变大 19.(1)电阻两端I10.6A的电压跟随通过该电阻的电流之比等于该电阻值;(2)伏安法测电阻 20.不对。 物理电学实验教学策略 实验的探究式教学强调以实验为基础,从学生的认识角度出发,强调运用科学方法组织学生参与实验学习与探究活动,发挥学生的主观能动性,培养与发展学生的实验、创新能力与科学的研究态度,从而提高综合科学素质,实现学生在探究过程中知识、能力、技能与态度各方的统一。本文就笔者的教学实践谈谈初中物理实验的教学策略。 一、探究能力与实验技能的结合教学 课堂上,学生除了获得物理知识和学习实验技能,还应参与科学的探究过程,学习科学的探究方法。如对所遇问题的成因提出假设,拟定科学探究的方向并预测实验结果;学习制定计划,设计实验过程;继而进行实验,并收集证据;对研究结果进行分析、论证与评估;最后通过与实验组成员的交流与合作不断改进方案。 例如,在探究电流、电压与电阻之间的关系时,可引导学生进行猜想:电流与电压的关系成正比,与电阻的关系则成反比;其次,试着画出实验电路图,让学生连接电路。连接实物时注意遵循一定规律,与之前的电路设计要一致;连接好后,还要对其进行检查,再进行实验,做好相关记录,并与同学进行分析讨论,得出最后结论。这些环节的实施都锻炼了学生的实验能力,这对于他们实验能力的培养是不可或缺的。 二、改进实验教学方法 学生开始学习电学知识时,主要还是从简单的电现象入手,通过对现象的观察感知及实验操作,进行分析与总结。如一些简单的认知课程,我常会采用画图法,先让学生熟知所要认知的实物与电学的联系,让他们通过简单的拆装了解其中的电路,画出电路图,再逐步学习设计简单的电路。这不仅培养了学生的动手、动脑能力,也提高了学生的观察思考能力,让他们懂得学以致用。 例如,在讲电流、电压和电阻时,可采用类比法。电阻的学习可先从调光灯的设计出发,通过引导学生改变电路中电流大小的活动,发现相应的途径和方法。改变电流实验不能只限于改变接入的电路导体这一途径,而是要开放思路,以实验事实呈现其他的方法与途径:改变电压也可改变电路中的电流大小。学习变阻器的相关知识也以设计调光灯为主,基于前面的研究成果,进一步研究电路中电流的改变方法。 为使学生在实验之后学会多种方法处理实验数据,我们常常引导学生通过图像来解释物理现象与物理过程,揭示物理规律,培养学生的各方面能力。 在伏安法测电阻实验中,将两个的电阻(已知阻值)串联包装好,替代一个电阻,既可测得阻值,也为后面的学习打下基础。学习电功、电能时,我们通过使用电能表(数字式、表盘式),让学生切实认知电能表的结构以及它的使用注意点。而测灯泡电功率的实验,前面已经有了伏安法测电阻的实验基础,但对测灯泡两端的电压有特殊的要求,可以结合新旧知识处理数据,从而总结灯泡电阻及功率的特点。 学生从实物入手,由浅入深,更容易接受新知识,重点难点在实践中被突破。初中物理教师应从学生的学习兴趣出发,利用物理知识与实验吸引学生,让学生快乐地学习并掌握好物理知识。 三、改进实验能力评价方法 1.重视过程的评价 要求学生将解决问题的全过程反映出来,包括收集、处理、输出信息以及得出结论的过程,可以更实际地评价学生的学习情况。方式上可提倡用卡片或课堂日志记录学习状况,笔试时将闭卷与开卷结合起来,同时注意多方面的考察评价。结合以上几点评价方式,显然比单纯的分数评价更为全面,也更令人信服。 2.突出评价真实性 现代心理学与教育学研究显示,学生对于物理知识的学习与所处的物理情境有密切联系。所以,在评价中也要将物理教学和生活实际相联系,物理教育要注重在真实的物理情境与学习环境中进行评价,实现物理教育的目标,使学生从生活走近物理,从物理回归生活。 3.强调评价个性化 教师要尊重学生的个性特点与个体差异,重视他们的个性化反应,强调评价的个性化,体现学生的创造性。在重视学生个性化评价的同时,还应将评价置于学生的探究环境中,鼓励学生之间的合作,相互交流材料,自由表达观点。 4.重视自我评价 自我评价就是在学习的不同阶段评价自己的成绩或学习能力。学生要不断反思自己的探究过程,分析自己各方面的变化和提高,如知识、情感、态度以及价值观。教师也应不断分析与反思自己的教学行为,总结成功的经验,不断改进不足。 总之,在教学的过程中,教师要重视探究能力与实验技能相结合,关注学生的综合发展,不断总结创新结合实际且适用于学生的教学方法,采用具有真实性、过程性、个性化的实验能力评价,以达到物理教育的最终目的。 有效教学强调的是教学效益,即一定的时间内追求学生的最大发展。具体来讲,主要是指教师在先进教学理念的指导下,经过一段时间的教学之后,使学生获得具体的进步或发展。 有效教学通常包含三个方面因素:教学目标要明确;充分激励学生的学习兴趣,激发学生的学习动机,使他们不是被动地学习;采用学生易于理解和接受的教学方式。本文就高中物理有效教学谈一些自己的实践和体会。 一、学生对物理学习的普遍认识 大部分学生学不好物理的主要原因就是心理畏惧,高中物理同初中物理有着比较大的区别,初中物理注重现象,以直观分析、形象思维为主,学生学起来也比较轻松。而高中物理以模型代替直观现象,以抽象思维替代形象思维,有一个思维的跨越,所以大部分学生都适应不了。况且通过初中几年的学习,也形成了一定的思维定式,刚学习高中物理时肯定会遇到很多问题,如果这些问题得不到本质上的解决,就会形成一种物理难的心理认识。基础打不好,到后面越学越难,加之学习方法的问题,这种心理会不断强化,有些学生就干脆放弃了。 还有一部分学生学不好是因为没有掌握好的学习方法。这些学生不缺乏信心,但心有余而力不足,死学,苦学就是不会。老师讲的都能听懂,自己做时却做不对,像这样的学生,一旦掌握了正确的学习方法,在成绩上必将会有一个质的飞跃。 二、针对不同情况采取不同的教学方法 对于心理上畏惧物理的学生,教师首先要做的就是帮学生重建信心。对于大题,不管做对做错,首先要动笔写,其心里建立一种动笔就有分的印象。 学生克服了心理的第一道障碍之后,教师可以先给他们出一些比较简单的题目,让他们找到做对题的感觉,并且给予一些鼓励或奖励。学生树立起学好物理的信心后,再教其分析题目的方法。 1.多采用形象直观的教学方法,使学生在脑子里建立物理模型 高中物理有很多实验,并且实验也是高考中的一项重要内容,有些实验是演示性的,如振动图像的形成、伽利略斜面实验、电磁感应等。这些实验对知识点的理解和掌握都起着很大的作用,但现实条件又无法完成,所以只能借助多媒体等教学工具,使学生在头脑中建立形象的模型。 例如,在研究运动的合成砂摆实验时,一个x方向的匀速直线运动和一个y方向的匀速直线的合成是一个正弦图形。如果没有幻灯片的演示,学生很难想象出合运动是一个正弦图形。这个模型在脑海中建立起来之后,为后面学习示波器原理打下好的基础。 又如,像小车碰撞之类的碰撞问题、反冲问题,学生若在脑子里建立直观的想象,对分析题目会有很大的帮助。 再如,在讲质点受不同洛伦兹力做圆周运动时,为了帮助学生了解,可以找一个圆盖子作为质点的运动轨迹,让其绕着一点转动,观察质点能运动到的区域,可直观形象地反映质点在有界磁场中的运动问题。 2.鼓励学生多动手操作 对于一些物理学科比较薄弱的学生来说,不管教师讲的理论多么生动,推理多么严谨,他们都容易厌倦走神,甚至打瞌睡。但学生对实验是很感兴趣的,无论是操作性实验还是演示实验。演示实验只是对学生视觉和听觉的刺激,而操作性实验还增加了一项感觉刺激。动手摸一摸、做一做,脑海中就会建立起实物模型,比那些演示性实验更具直观性。高中物理就是一种实验化、模型化的课程,基本上所有理论都是建立在模型实验的基础之上,掌握好实验,建立起好的物理模型是学好物理的关键。 3.逐步解析题目中的要点,教会学生如何分析题目 建立起各种类型的模型之后,就要开始分析题目了。在读题的过程中,要注意题目中的一些小细节,随手画出题中的重点,把相关量在图形上表明。读第一遍题目时,在脑海里建立一个大致的物理模型,让他们说出自己建立的模型。教师可以在课堂上互动,大声读题,每读到重点处就停下来,与同学们分享脑海中的模型及从这些条件中能得到什么等。学生最终要学会自己分析解题,教师只是起一个引导的作用,鼓励他们大胆地说出自己的做题想法,哪怕是错误的,帮助他们找到在哪一点出了问题,逐个点破。 4.分析结果,做好每个学生的记录 在教学中做好每个学生的课程备案是必不可少的。就拿物理这科来说,教师通过分析每个学生的解题步骤与方法,找到他们的强弱点并做好记录,对他们进行针对性的教学,省时又省力。这样还可以提高学生的信心,增加他们学习的积极性。 负责任的教师时时刻刻都会想着如何提高学生的成绩,如果能不断进行自我反思与改进,将一些大众教学方式和针对性教学有机地结合在一起,定能帮助学生提高成绩。 哈尔滨天材教育 初中物理电学学习方法 分析这几年的物理中考试题,电学占整个试题的30%左右,而电学对初中生来说是最难的,这不仅对正在学的初二学生是这样,甚至还影响到即将升入初二的初一学生。作为老师,我们除了传授知识外,还要传送学习方法。下面就初中物理电学浅谈一些方法和技巧仅供参考。 一、理解性记忆公式、定律。 大多数学生认为物理是理科,只要会做就行,但不知会做的前提是记忆公式、定律。当学生刚刚接触电学觉得简单,一旦到欧姆定律、电功率、焦耳定律及综合运用时,对公式、定律就不知如何运用。当然,首先是公式、定律的记忆。怎样把公式、定律长时间记住?就是理解记忆。比如,欧姆定律:通过导体的电流跟导体两端电压成正比,跟导体的电阻成反比。怎样理解欧姆定律?电压是形成电流的原因,有电流,一定有电压,电压影响电流,所以是电流跟电压成正比。电阻是导体对电流的阻碍作用,阻碍越大,电路中电流越小,所以是电阻影响电流,电流跟电阻成反比。而学生错误的记忆成电压跟电流成正比,电阻跟电流成反比。这就是不理解定律造成的。 二、掌握解题一般步骤。 电学综合题中,当学生看到比较复杂的电路图不知从何算起,针对这种情况,这里给出一些解题步骤: 第一,简化电路,分析电路的连接方式(串联、并联)。把电 流表看作一根导线,电压表看作断路即电压表不在电路中。 初中生学好物理要掌握的学习方法和技巧 许多初中学生常常会对物理成绩感到烦恼,其实只要掌握了学习初中物理的方法,其实只要能掌握其中学习技巧,就会事半功倍。1.学习物理,要从基本概念做起 仔细读书,多问为什么,培养自学能力。教材的阅读。主要包括课前阅读,课堂阅读和课后阅读。课前阅读,应有的放矢,根据课本内容的不同,结合课文中提出的问题,边读边想。通过阅读,对新课内容有一个粗略的了解,弄清知识点,找出重点、难点,作出标记,以便在课堂上听教师讲解时突破,攻克难点。课堂阅读,就是在进行新课的过程中阅读,对于那些重点知识要边读边记。 2.多做习题,化技能为技巧 要想巩固已学知识,挖掘知识间的逻辑关系,培养发挥思维的变通能力,就需要多做些习题。其好处有四:①能见识不同的命题类型,有利于克服思维定式,增强迅速改变思考角度与方向的能力。②能培养仔细审题,排除不利因素干扰,寻找隐蔽条件的好习惯。③能增强思维的灵活性、层次性及深刻性。④独立做题。要独立地(指不依赖他人),保质保量地做一些题。题目要有一定的数量,不能太少,更要有一定的质量,就是说要有一定的难度。任何人学习数理化不经过这一关是学不好的。独立解题,可能有时慢一些,有时要走弯路,有时甚至解不出来,但这些都是正常的,是任何一个初学者走向成功的必经之路。 3.学会精炼,把书读薄 章节后的复习,是把知识条理化、系统化的浓缩过程。要锻炼自己会把知识归纳汇总,把章节内容概括为有层次的几条。 ①三个基本。基本概念要清楚,基本规律要熟悉,基本方法要熟练。关于基 天材教育一对一 哈尔滨天材教育 本概念,举一个例子。比如速度,它是表示物体在单位时间里通过的路程:[wtbx]v=s/t。关于基本规律,比如说平均速度的计算公式也是v=s/t。它适用于任何情况,例如一个百米运动员他在通过一半路程时的速度是10m/s,到达终点时的速度是8m/s,跑完整个100米花的时间是12.5秒,问该运动员在百米赛跑过程中的平均速度是多少?按平均速度的定义,平均速度等于v=100/12.5=8m/s。再说一下基本方法,研究初中物理问题有时也要注意选取“对象”,例如,在用欧姆定律解题时,就要明确欧姆定律用到整个电路即整体上,还是用到某个电阻即单独的某一个电阻上。 ②物理过程。要对物理过程一清二楚,物理过程弄不清必然存在解题的隐患。题目不论难易都要尽量画图,有的画草图就可以了,有的要画精确图,要动用圆规、三角板、量角器等,以显示几何关系。画图能够变抽象思维为形象思维,更精确地掌握物理过程。有了图就能做状态分析和动态分析,状态分析是固定的、间断的,而动态分析是活的、连续的,特别是在解关于电路方面的题目,不画电路图是很难弄清电阻是串联还是并联的。 ③上课。上课要认真听讲,不要自以为是,要虚心向老师学习。不要以为老师讲得简单而放弃听讲,如果真出现这种情况可以当成是复习、巩固。尽量与老师保持一致,不能自搞一套,否则就等于是完全自学了。入门以后,有了一定的基础,则允许有自己一定的活动空间,也就是说允许有一些自己的东西,学得越多,自己的东西越多。 天材教育一对一第四篇:物理电学实验教学策略及精准增分
第五篇:初中物理电学学习方法