第18讲电学实验考纲分析+思维导图+重点归纳+难点突破+易错点拨学生版.docx

第18讲电学实验考纲分析+思维导图+重点归纳+难点突破+易错点拨学生版.docx

《第18讲电学实验考纲分析+思维导图+重点归纳+难点突破+易错点拨学生版.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第18讲电学实验考纲分析+思维导图+重点归纳+难点突破+易错点拨学生版.docx（22页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

第18讲电学实验考纲分析+思维导图+重点归纳+难点突破+易错点拨学生版

第十八讲电学实验

1.通过实验或实例认识摩擦起电现象，会运用摩擦起电的知识解释一些简单的相关现象

2.通过实验感知两种电荷及其作用规律

3.通过实验认识导体和绝缘体，能从常见的物体中识别出那些是导体，哪些是绝缘体，并进一步说明电荷的定向移动可以形成电流

4.通过实验探究串、并联电路的连接特点，会连接简单的串、并联电路

5.通过实验学会将电流表正确接入电路，并能正确读数，会画出相应的电路图

6．通过实验探究串联电路的电流规律．

7.通过实验探究能用电流表测出并得出串联电路的电流规律

8.能根据实验目的实际实验，并能根据实验数据归纳出串联电路电压的规律

9.能根据实验目的实际实验，并能根据实验数据归纳出并联电路电压的规律；

10.会用控制变量法设计实验探究影响电阻大小的因素；

11.能根据实验数据分析、归纳出影响导体电阻大小的因素

12.会把滑动变阻器正确的接入电路来改变电路中的电流及用电器两端的电压。

13.学会用“控制变量法”探究实验，会观察、收集、分析实验中的数据

14.根据实验设计，会选择实验器材，设计电路图，探究电流与电压的关系；

15.会用图像处理实验数据，根据图像得出电阻一定时，电流与电压成正比。

16.通过设计实验，对控制变量法进一步理解；

17.根据实验设计，探究电流与电阻的关系；

18.根据图像得出电压一定时，电流与电阻成反比。

19.结合探究实验，明确滑动变阻器在电路中的作用。

20.知道伏安法测电阻的实验原理；

21.学会设计实验方案并连接电路

22.知道减小实验误差的一般做法。

23.理解电阻是导体本身固有属性，了解灯丝（钨丝）的电阻特性

24.练习设计实验方案、连接电路、测量数据及分析归纳实验结论。

25.知道用电压表和电流表可以测电功率，还可用电能表和秒表测量用电器的电功率。

26.知道测量功率的原理，能设计符合测量需要的实验方案，并根据需要测量和记录的物理量设计实验记录的表格

27.会根据小灯泡的额定电压选择合适的电源和电压表的量程，能测量和计算出小灯泡的额定功率。

进一步理解额定功率的含义。

28.能测出当小灯泡两端电压略大于额定电压和小于额定电压时小灯泡的功率，并能同时观察小灯泡的亮度，计入表格

29.通过实验知道电流的热效应与电流和电阻的关系，理解在实验探究中控制变量和转换法的使用

30.通过实验认识磁场。

31.通过奥斯特实验能表达电流的磁效应。

感知电能生磁

32.能通过实验探究出通电螺线管外部的磁场与条形磁铁相似。

33.通过演示实验总结电磁铁的特点

34.通过实验探究电磁铁的磁性强弱与电流大小、线圈匝数的关系。

35.通过实验探究明确通电导体在磁场中受到力的作用，知道力的方向跟电流的方向、磁场的方向有关

36.通过实验探究知道导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。

类型

内容

目的

考察点

测量型实验

直直接测量

1.电流的测量

2.电压的测量

测量出结果正确、准确。

正确保证：

正确使用测量工具

准确保证（减小误差）：

选择精密仪器、优选测量方法、取平均值

会选用合适和

的测量工具，会正确操作、会正确读数，能判断哪些是错误的操作

间间接测量

1.伏安法测电阻

2.测量小灯泡的电阻

3.电功率的测量

4.测小灯泡的额定功率

测量出结果正确、准确。

正确保证：

原理正确、正确使用测量工具

准确保证：

测量方法、测量顺序、测量次数

熟练掌握各实验，正确的实验，选择，设计实验，特别是一些关键步骤顺序，实验数据进行处理等，总结实验过程中各种做法的和；缺少器材时思路。

探究型实验

普普遍性规律探究

1.两种电荷的相互使用规律

2.导体和绝缘体

3.连接串联和并电路

4.串联电路电流规律

5.并联电路的电流规律

6.串联电路的电压规律

7.并联电路的电压规律

目的：

得出规律具有

得出普遍性规律的实验特点

1、一次实验能够得出关系（结论）

2、每次实验都能到相同结论

3、每次实验必须更换不同的条件

探究性实验考查中包含测量性实验中的知识与技能的考察。

除此之外还包括科学探究的方法，如、、、模型等科学探究的方法。

还包括科学探究过程中的各个环节中能力考查。

如考查制定计划要素包括器材的选择、方法确定、设计实验记录表格（包括实验次数、测量项目、控制的条件）

进行实验要素考查包括如何操作、收集数据等

分析论证要素考查包括数据处理，得出结论等

评估要素考查包括实验出现现象的与原因分析、解释，方案的优点和不足、改进实验方案

针对每个探究实验的复习需要做到以下几点：

1、探究中采用的方法

2、 选择那些器材？

作用是什么？

怎样组装实验器材？

为什么这样组装？

3、需要记录的内容（现象或物理量）

4、具体操作步骤描述，为何这样操做？

5、实验中出现现象原因分析

如何改进实验，有什么好处？

相有关因素及其关系的探究

1.影响电阻大小的因素

2.电流与电压的关系

3.电流与电阻的关系

4.小灯泡的实际功率与小灯泡两端电压的和小灯泡亮度的关系

5.探究电热与电流或电阻的关系。

目的：

得出探究结论

1、甲物理量与乙物理量有关（或无关）

2、甲物理量一定时（条件），乙物理量随丙物理量的的增大而增大或减小（甲物理量一定时，乙物理量越大，丙物理量越大或越小）

3、甲物理量一定时（条件），乙物理量与乙物理量成正比

4、甲物理量一定时（条件），乙物理量与丙物理量成反比

5、甲物理量与乙物理量的关系式

6、注意研究条件、范围的确定确定，针对探究问题的回答。

得不出结论的情况：

对于探究普遍规律性实验

1、实验次数

2、实验条件特殊，没有在不同的实验条件下进行

实验

对于相关性探究

1、没有

2、自变量取值范围太小

观察实验

1.变阻器的应用

2.变阻器在电路中的作用

3.电流的热效应

4.探究磁体周围磁场的分布状况，

5.电流的磁效应

6.通电螺线管的磁场

7.电磁铁的磁性

8.磁场对通电导体的作用

9.什么情况下磁能生电

观察实验现象得出结论

此类实验突出观察性，一个物理现象说明一个物理道理。

理解物理概念规律的辅助实验。

描述实验的现象

说明的物理道理

实验中的物理知识、物理思想、方法

知识点一：

考查测量仪器的读数和使用

【例1】（2017秋•宁波期末）如图所示的电路，当开关S闭合后，电流表测量的是通过________（选填“电源”、“L1”或“L2”）的电流，电流表的指针偏转如图所示，电流表的示数为________A。

【答案】L2；0.28。

【解析】

（1）由电路图可知，电流表与灯L2串联，所以电流表测量的是通过L2的电流。

（2）电流表选用的量程是0～0.6A，分度值是0.02A，电流表的示数是0.28A。

【例2】（2017秋•义乌市校级期中）图中，电压表的读数是，电流表的读数是．

【答案】12.5；0.2．

【解析】由图可知，电压表的量程为0～15V，分度值为0.5V，其示数为12.5V．

电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，其示数为0.2A．

知识点二：

考查实验探究方法

【例3】（2017秋•常熟市期末）我们已经知道导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小与导体的长度、材料、横截面积有关，进一步研究表明，在温度不变时，一导体的电阻R跟导体的长度L成正比，跟导体的横截面积S成反比，这个规律叫做电阻定律，用公式表示为

，其中ρ是反映材料导电性能的物理量，我们把它叫做材料的电阻率。

材料的电阻率的大小与什么有关？

小明同学提出如下猜想：

猜想1：

电阻率与材料的长度有关；

猜想2：

电阻率与材料的横截面积有关；

猜想3：

电阻率与材料的种类有关。

于是小明找来不同规格的导线进行测量，实验数据见下表：

实验序号

材料

长度L/m

横截面积S/m2

电阻R/Ω

电阻率ρ

1

铜

1.0

1.0×10-7

0.17

1.7×10-8

2

铜

2.0

1.0×10-7

0.34

1.7×10-8

3

铜

1.0

0.5×10-7

0.34

1.7×10-8

4

铁

1.0

1.0×10-7

1.0

1.0×10-7

5

镍铬合金

1.0

1.0×10-7

11.0

1.1×10-6

（1）分析比较实验序号1、2两组数据，可以确定猜想1是_______（正确/错误）的，分析比较实验序号__________两组数据，可以确定猜想2是错误的，这里用到的科学方法为__________。

（2）分析比较实验序号1、4、5的数据，可以得到的初步结论是__________。

（3）根据题中所给信息，请推导电阻率ρ在国际单位制中的单位是__________。

【答案】

（1）错误；1、3；控制变量法；

（2）电阻率与材料的种类有关；（3）Ω•m。

【解析】

（1）分析比较实验序号1、2的数据，可知长度改变时电阻率不变，所以猜想1是错误的；分析比较实验序号1、3的数据，可以看出电阻率与材料的横截面积无关，所以猜想2是错误的；由于电阻率与多个因素有关，故本实验研究采用的方式是控制变量法；

（2）分析比较实验序号1、4、5的数据，它们的长度、横截面积相同，而材料不同时，可得到的初步结论是电阻率大小与材料的种类有关；（3）已知R的单位是Ω、L的单位是m、S的单位是m2，由电阻定律公式

，根据等式两边的单位相等，可知，ρ的单位是Ω•m。

知识点三：

考查实验方案、表格设计

【例4】（2017春•萧山区月考）现有一个电压表、若干导线、两节干电池和一个开关，请你设计一个实验来判断两段材料不同，长度、横截面积都相同的甲、乙合金丝电阻的大小．

（1）画出实验电路图．

（2）说明实验的步骤以及需要测量的物理量．

【答案】见解析

【解析】

（1）将两节干电池串联，甲、乙合金丝串联接入电路，把开关并联在甲合金丝两端，把电压表并联在乙合金丝两端，如图所示：

（2）实验的步骤：

以两节干电池为电源，用导线把两段材料不同，长度、横截面积都相同的甲、乙合金丝串联进电路，把开关并联在甲合金丝两端，把电压表并联在乙合金丝两端，闭合开关，读出电压表示数为U1，断开开关，读出电压表示数U2．

甲合金丝两端的电压为U1-U2，乙合金丝两端的电压为U2，根据欧姆定律，导体两端的电压等于电流和电阻的乘积，而串联电路中，电流处处相等，所以导体电压之比等于电阻之比，所以比较U1-U2和U2的大小关系，若U1-U2＞U2，则甲合金丝的电阻大于乙合金丝的电阻；若U1-U2＜U2，则甲合金丝的电阻小于乙合金丝的电阻；若U1-U2=U2，则甲合金丝的电阻等于乙合金丝的电阻．

知识点四：

对实验细节、误差分析评估

【例5】（2018•西湖区模拟）在“探究电流跟电阻关系”的实验中，小明设计的实验电路如右图所示。

已知电源电压恒为3V，滑动变阻器上标有“15Ω1A”字样。

（1）根据实物图在答题卷中画出对应的电路图。

（2）实验中，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为1.5V，并记下电流值；再将5Ω的电阻改接成10Ω的电阻，发现电压表示数大于1.5V，于是他下一步的操作是：

__________，并记下电流值。

（3）当他再将10Ω的电阻改接成20Ω的电阻重复上述实验时，却发现无论如何电压表的示数总是大于1.5V，其原因是__________。

【答案】

（1）如图；

（2）向左移动滑片，使电压表示数为1.5V；变阻器的最大电阻太小。

【解析】

（1）根据实物图画出电路图，注意各元件与实物图一一对应，如下所示；

（2）根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向左端移动，使电压表的示数为1.5V；电阻两端的电压始终保持1.5V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：

U滑=3V-1.5V=1.5V，变阻器分得的电压为电压表示数的1倍，根据分压原理，当接入20Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：

R滑=1×20Ω=20Ω，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少20Ω的滑动变阻器，而现有变阻器最大电阻为15Ω，故无论如何电压表的示数总是大于1.5V。

【例6】（2018•萧山区模拟）小亮同学想探究“导体中电流跟电阻的关系”，设计了如图所示的电路图（电源电压恒定）。

（1）小亮共做了2次实验。

他把第一次实验得到的数据填入表中；第二次实验，他将A、B两点间的定值电阻由12Ω换成24Ω，然后使滑动变阻器的滑片P向__________（选填“C”或“D”）移动，使电压表的示数不变，则此时表格中空白处的电流为__________。

（2）小亮根据实验数据得到如下结论：

导体中的电流与其电阻成反比。

请你对以上的探究过程做出评价，并写出两点评价意见____________________。

实验序号

U/V

R/Ω

I/A

1

4.8

12

0.4

2

4.8

24

【答案】

（1）D；0.2。

（2）实验次数太少；结论缺少“电压一定”的前提。

【解析】

（1）实验中应控制电阻两端的电压不变，电阻R由12Ω更换为24Ω，电阻两端的电压会变大，因此应当减小电路中电流，滑片应向D端移动，直到电压表示数为4.8V；所以电流表的示数

；

（2）因为实验次数太少，存在很大的偶然性，应该多次测量才能得出普遍规律；在得出实验结论时，需要加上“电压一定”的条件。

知识点五：

考查分析实验数据得出实验结论

【例7】（2018•椒江区模拟）在探究“通过导体的电流与电阻的关系”时，小科选用的电源电压恒定为4.5V，电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω，滑动变阻器“50Ω1A”。

（1）小科连接了如图实验电路，闭合开关后，调节滑动变阻器，电流表、电压表均有示数但示数保持不变。

经检查，小科发现只要改动一根导线即可进行实验，请在需要改动的导线上打“×”，将画线代替导线将电路修改正确。

U=2伏

次数

电阻/欧

电流/安

1

5

0.4

2

10

0.2

3

15

0.14

4

20

0.1

（2）分析表格中的实验数据，可得出结论：

_______________________。

（3）小科发现家里有一只标有“220V？

W”的白炽灯，他提出一个测定白炽灯额定功率的方法：

用该白炽灯替换图中的定值电阻接入电路，刚闭合开关时白炽灯不发光，但测得如图所示一组数据。

于是，他求得此时灯丝的电阻为__________欧。

小科再根据公式P=U2/R求得该白炽灯的额定功率。

你认为他的测量方法是否合理，并说明理由？

______________________________。

【答案】

（1）如图；

（2）电压一定时，电流与电阻成反比；（3）35；不合理，灯的电阻随温度的变化而变化。

【解析】

（1）原电路中，电流经电流表通过变阻器直接回到电源负极，电阻没有接入电路中，可将电压表与变阻器串联而达到控制电阻电压不变的目的，改正后如下所示：

（2）由表中数据，考虑到误差因素，U=IR′=0.4A×5Ω=-----=0.1A×20Ω=2V，为一定值，故得出的结论是：

电压一定时，电流与电阻成反比；（3）灯在额定电压下的功率为额定功率，图中电压表选用小量程，分度值为0.1V，电压为2.8V，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.08A．由欧姆定律，灯的电阻：

-----①，通过灯的电流随电压的增大而变大，根据P=UI，灯的功率变大，灯的温度升高，故灯的电阻变大，即灯的电压越大电阻越大，①为灯在2.8V电压下的电阻，小于灯在220V下的电阻大小，故小科再根据公式

求得该白炽灯的额定功率是不合理的。

知识点六：

考查综合运用和创新能力

【例8】（2018•绍兴）小敏用图甲所示电路来测定某定值电阻的阻值

实验次数

U/v

I/A

R/Ω

1

2.0

0.20

10.0

2

2.5

3

2.9

0.28

10.4

（1）闭合开关前，要将滑动变阻器滑片滑到________（选填“A”或“B”）端

（2）闭合开关后，发现只有一只电表的指针发生偏转，请结合图甲电路分析产生此现象的原因是________________________________。

（3）排除故障后，进行三次实验，测得数据如上表。

表中第二次实验的电流可从图乙中读取，根据这三次测得的数据求得此电阻的阻值为________欧（保留一位小数）

（4）下列实验电路图丙中，也能够得出定值电阻Rx阻值的电路有________。

【答案】

（1）A；

（2）电压表和电流表的位置互换了；（3）10.3；（4）ACD。

【解析】

（1）为了保护电路，闭合开关前滑片在阻值最大处即A端；

（2）由电路图知：

电压表串联在电路中，电流表并联在电路中，由于电压表的电阻很大串联在电路中相当于断路，电路中没有电流，电流表示数为零,电压表与电源两端相连，有示数；（3）图乙中电流表的量程为0-0.6A，分度值为0.02A，示数为0.24A，

此时的电阻

；三次的平均电阻为：

；（4）A．两电阻串联，电压表测电源电压示数为U，电流表测量总电流示数为I，总电阻为

，Rx的阻值为

，故A可以测出Rx的阻值，故不A正确；B、两电阻并联，电压表测电源电压示数为U，电流表测量R的电流示数为I，已知R的电阻，根据U=IR算出R两端的电压也就是电源电压，无法知电流，不能测出电阻，故B错误；C、两电阻并联，上面的电流表测量干路的总电流示数I，下面的电流表测量电阻R的电流示数为I1，已知R的电阻和电流，根据欧姆定律求出R的电压U=I1R，Rx的电流Ix=I-I1，则

，故C正确；D、两电阻串联，分别利用电流表测出滑片位于最大阻值处和0Ω时电路中的电流分别为I1和I2，根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可求出Rx的阻值，故D正确。

故选ACD。

一、测量小灯泡的电阻易错

若电流表针几乎不偏转表，灯不亮，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的灯泡断路了；由图乙找到对应的电流，根据欧姆定律求电阻；根据灯的电阻随温度的升高而增大分析．

【例1】（2018•拱墅区二模）在“伏安法测定值电阻”的实验中，小金同学所用的电源电压恒定不变，但电源电压未知，滑动变阻器标有“20Ω1.5A”字样，电压表和电流表的量程合适，但已连接了部分电路，如图甲所示。

请你接着完成下列问题：

（1）用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整。

（2）当电压表示数为2.4V时，电流表的示数如图乙所示，则电阻丝的电阻为________Ω。

（3）在某次实验时，小金连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片的过程中发现，电流表示数变大时，电压表示数反而减小，电流表示数变小时，电压反而增大。

经检查所用器材均完好，小金猜想电路连接有误。

你认为出现上述实验现象的原因是________________。

（4）小金正准备继续实验，发现电压表已损坏。

他利用余下的电流表和滑动变阻器完成对Rx的再一次测量。

请你在图丙中画出设计的电路图，并完善下列步骤。

①照电路图连接好电路；

②调节滑动变阻器的滑片，使接入电路的阻值为0时，读出电流表的示数I1；

③调节滑动变阻器的滑片，使接入电路的阻值为最大值时，读出电流表的示数I2；

④据已知条件和测量结果，写出定值电阻的表达式：

Rx=________________。

【答案】

（1）如图；

（2）10；（3）将电压表并联在变阻器的两端了；（4）如上右图；④

。

【解析】

（1）定值电阻RX的两端电压未知，则电压表选择0～15V量程，电压表与定值电阻并联，滑动变阻器已经选定了下面接线柱，任意选择上面一个接线柱串联在电路中。

如下左图：

（2）电流表选择0～0.6A量程，分度值为0.02A，电流为0.24A，此时电压表示数为2.4V，则电阻丝的电阻为

。

（3）电源电压恒定，电流表串联在电路中，当电流表示数变大时，通过定值电阻的电流变大，由U=IR可知，定值电阻的电压增大，由串联电路的电压特点可知，滑动变阻器的电压减小，而已知电流表示数变大时，电压表示数反而减小，所以，原因是电压表并联在滑动变阻器两端了。

（4）电压表已损坏，用余下的电流表和滑动变阻器完成对Rx的再一次测量，设计的电路图如上右图，实验步骤：

①按照电路图连接好电路；②调节滑动变阻器的滑片，使接入电路的阻值为0时，读出电流表的示数I1；③再调节滑动变阻器的滑片，使接入电路的阻值为20Ω时，读出电流表的示数I2；当滑动变阻器滑到最左端，只有定值电阻Rx接入电路，测得电流I1，滑动变阻器滑到最右端端，定值电阻与滑动变阻器最大值20Ω串联在电路中，测得电流I2。

根据电路在两种状态下电源电压相等，故I1Rx=I2（Rx+20Ω），解得

。

二、测小灯泡的额定功率易错

（1）电压表并联在灯的两端，滑动变阻器与灯泡应串联，且一上一下连接；

（2）电路连接无误，闭合开关后，在很大一段范围内调节滑动变阻器，发现小灯泡不发光、电流表和电压表几乎没有示数说明选择的滑动变阻器的最大阻值太大造成的；（3）根据电流表的量程和分度值，读出电流，根据P=UI算出灯泡的额定功率；（4）根据串联电路特点与欧姆定律分析答题。

【例2】（2018•杭州二模）一个额定电压是6V、额定电阻是约20Ω的小灯泡，小明想实验验证这个小灯泡的额定功率，实验室中有如下器材：

电流表、电压表、开关各一个，三个规格分别为“10ΩlA”、“100Ω0.5A”、“1000Ω0.5A”的滑动变阻器，导线若干，电源（电压为12V）。

（1）小明设计了如图甲所示电路图，实物图也已连接了部分电路。

请你根据电路图补上两根导线，将电路连接完整。

（2）连接好电路，检查电路连接无误后，闭合开关，在很大一段范围内调节滑动变阻器，发现小灯泡不发光，电流表和电压表几乎没有示数，出现这种现象的原因可能是_____________。

（3）调整后，小明在实验过程中，移动滑片P使灯泡L正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定电功率是________W；

（4）某同学还想探究电流与电阻的关系，于是将甲图中的小灯泡换成定值电阻R，并使电压表的示数始终保持4V不变，多次更换阻值不同的定值电阻R，记录各次电流表的示数，在不更换其他器材的情况下，为了能够完成实验，他更换的定值电阻R的阻值不能小于________Ω。

【答案】

（1）见图；

（2）滑动变阻器选用了“1000Ω 0.5A”；（3）1.44；（4）8。

【解析】

（1）电压表并联在灯的两端且“正进负出”，滑动变阻器与灯泡应串联，且一上一下连接，如图所示：

（2）电路连接无误，闭合开关，在很大一段范围内调节滑动变阻器，发现小灯泡不发光、电流表和电压表几乎没有示数，出现这种现象的原因是：

选择了“1000Ω1A”的变阻器；（3）由图乙知，电流表的量程为0～0.6A，其分度值为0.02A，其读数为0.24A，所以小灯泡的额定功率P=UI=6V×0.24A=1.44W。

（4）开始时，测定这个小灯泡的额定功率，变阻器要分去12V-6V=6V的电压，根据分压原理，电压表分配与电阻成正比，变阻器连入电路