2024上海中考物理二轮重点专题研究 微专题 伏安法实验计（课件）

这是一份2024上海中考物理二轮重点专题研究 微专题 伏安法实验计（课件），共46页。PPT课件主要包含了针对训练，电流表，电压表，滑动变阻器，电压表示数，一上一下，最大处，原始电路模型，待测电阻，特殊数据2等内容，欢迎下载使用。
伏安法实验解题三阶训练
实验　伏安法实验(用电流表、电压表测电阻，测定小灯泡的电功率)
5. 数据记录表格表一　用电流表、电压表测电阻
表二　测定小灯泡的电功率
6. 注意事项(1)连接电路时，滑动变阻器的接线柱要“　　　　　　”连接；(2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片要移动到阻值　　　　；(3)记录物理量时要有单位；(4)小灯泡的电功率不能求平均值，原因是___________________________________________________.
小灯泡在不同电压下电功率不同，求平均值没有意义
例1 　(2022徐汇区一模)小佳同学做“用电流表、电压表测电阻”实验，现有电源(电压为2伏的整数倍且保持不变)、电流表、电压表、滑动变阻器、待测电阻Rx、电键及导线若干，所有元件均完好．他连接电路进行实验，闭合电键后，将变阻器滑片从一端移动到另一端的过程中，发现电流表示数的变化范围为0.2安～0.58安，电压表示数相应的变化范围为4.0伏～0伏．他思考分析后重新正确连接电路，且实验步骤正确.当变阻器滑片移动到中点附近位置时，电流表示数为0.28安，电压表的示数如图．
①小佳同学在实验中使用的滑动变阻器的最大电阻为　　　　欧，电源电压为　　　　伏．②请将下面表格填写完整．(计算电阻时，精确到0.1欧).
一阶训练　判断电压表的接法
(1)待测电阻与滑动变阻器串联，电压表接在待测电阻两端(2)闭合开关时，滑动变阻器的滑片在阻值最大处(3)电表示数的变化规律：电压表示数变大，电流表示数　　　　；(4)特殊数据对应关系：电压表示数最小时，电流表示数　　　　，滑动变阻器接入电路的阻值　　　　．
信息1：电流表及相应电压表示数：0.2安～0.58安，4.0伏～0伏→两表示数并非同时增大，与原始电路中变化规律相反→电压表并联在　　　　　两端信息2：重新正确连接电路→电压表接在　　　　　两端
二阶训练　找特殊数据或文字特殊数据1：
由特殊数据1、2可得电源电压满足：4伏＜U电源＜2.9伏＋4.0伏＝6.9伏特殊数据3：电源电压为2伏的整数倍→由于4伏＜U电源＜6.9伏，在这个区间内可得出电源电压U电源＝　　　　伏
_______________
4伏＋2.9伏(或6.9伏)
三阶训练　根据分压规律及欧姆定律进行计算
例2 　小振同学用电源、电压表、电流表、标有“5 Ω　1 A”字样的滑动变阻器、电键及导线若干做“测定小灯泡的电功率”实验，小灯泡上标有“0.3 A”字样，估计小灯泡的额定功率为1.2瓦左右．他正确连接电路，实验步骤正确．闭合电键S，观察到电流表、电压表的示数分别如图(a)、(b)所示．接着他把电压表并联在滑动变阻器两端，移动滑动变阻器的滑片P，使小灯泡正常发光，观察到电压表的指针仍如图(b)所示，则电源电压为　　伏，小灯泡的额定电压为　　　伏，额定功率为_____瓦，小灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值为_____欧(结果保留两位小数).
(1)小灯泡与滑动变阻器串联,电压表接在　　　　两端 (2)闭合开关时,滑动变阻器的滑片在阻值　　　　处 (3)电压表与电流表示数同大同小;且电压表的示数不会达到0(4)电路中隐含条件:小灯泡正常发光时,其两端电压为　　　　,通过它的电流是　　　　;且电路中的电流不能超过　　　　　　　　.(5)数据对应关系:电压表示数最小时,电流表示数最小,滑动变阻器接入电路的阻值　　　　.
信息1: 正确连接电路,步骤正确→电压表并联在小灯泡的两端,闭合开关时滑片在阻值最大处→闭合开关时RP＝ 　　欧 二阶训练 找特殊数据或文字 特殊数据1: 小灯泡上标有“0.3A”字样→电路中的电流不能超过0.3安→电流表选择　　　　安量程,读数为　　　　安→闭合开关时, R滑两端的电压为UP＝IR滑max＝　　伏 特殊数据2: 电压表的读数为0.7伏或3.5伏→则电源电压可能为U电源1＝　　　伏或U电源2＝　　　伏
特殊数据3：小灯泡的额定功率为1.2瓦左右→小灯泡的额定电压约为U＝ ＝　　伏→电源电压必须大于小灯泡的额定电压→电源电压为4.5伏→电压表初次读数为　　　伏
根据分压规律可得U额＝U电源－0.7伏＝________伏 三阶训练　根据欧姆定律、电功率公式进行计算U滑′＝0.7伏，I＝0.3安→R滑′＝________(结果保留两位小数)U额＝3.8伏，I额＝0.3安→P额＝________
特殊数据4：改接电压表，移动滑片P，使小灯泡正常发光，电压表示数为0.7伏或3.5伏则电路变化如下：
1. (2023宝山区一模)小李同学做“用电流表、电压表测电阻”的实验，实验器材齐全且完好，电源电压保持不变．
①小李正确串联实验器材，并将滑片放置于变阻器的一端，然后将电压表并联在电路中．闭合电键后，两电表的示数如图所示．接着移动变阻器的滑片，观察到电压表的示数逐渐变小，直至为零，则小李在连接电路时存在的问题是　　　　　　　　　　　　　　　．
电压表并联在滑动变阻器两端
②经过思考，小李同学重新实验，并正确连接电路，操作步骤正确，闭合电键后，发现两电表指针所指的刻度与如图所示一致．在小李同学前两次的实验中，　　　表的示数一定没有发生变化．③继续移动变阻器的滑片，当电压表示数为3伏时，电流表示数为0.28安；再次移动变阻器的滑片，使电压表示数达到最大值时，电流表示数变为0.56安．由此可以计算得到，待测电阻的平均值为　　　　　欧．(计算结果保留一位小数)④本实验所用的电源电压为　　伏，滑动变阻器的最大阻值为　　欧．
2. 甲、乙两同学用相同的器材进行“测定小灯泡额定功率”的实验．实验器材有：4.5伏的电源、标有“3.8 V”字样的小灯泡、标有“5 Ω　3 A”的滑动变阻器、表盘如图所示的电压表和电流表、电键及导线若干．甲同学正确连接电路，实验步骤正确，移动滑片发现无法精确测出额定电压．于是他对电路进行了适当的调整，并将滑片置于变阻器的一端，闭合电键，电压表示数为1.4伏．乙同学按照甲同学调整后的电路连接，然后将滑片置于变阻器的一端，闭合电键，电流表示数为0.32安．接着，他们均将变阻器的滑片移动至小灯正常发光，经对比后发现两个电流表示数变化量的大小恰好相等．
①画出甲同学调整后的实验电路图． ②求小灯正常发光时的电流及额定功率．(保留计算过程)
解：甲同学调整后的电路中，滑动变阻器连入电路阻值最大，I1＝ ＝0.28安；乙同学的电路中滑动变阻连入电路阻值最小，I2＝0.32安．设正常发光时，电路中电流为IL，则IL－0.28安＝0.32安－IL，得IL＝0.3安，故PL＝ULIL＝3.8伏×0.3安＝1.14瓦
用电流表、电压表测电阻(10年7考)
1. (2020上海25题8分)小华做“用电流表、电压表测电阻”实验，现有电源(电压为1.5伏的整数倍且保持不变)、待测电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个，以及导线若干．他正确串联电路后，将电压表并联在电路中．闭合开关，移动滑动变阻器滑片，将测得的两组数据记录在表一中．小华观察数据思考后重新连接了电压表，将新测得的两组数据记录在表二中．小华通过数据处理求出了待测电阻的阻值，完成实验．
①获得表一实验数据的过程中，小华将电压表并联在　　　　　　　的两端．②实验中小华所用的电源电压为　　　　伏．③根据表一中实验序号1的数据，计算此次待测电阻的阻值为　　　　欧. (精确到0.1欧)
④根据实验数据，计算并判断所用滑动变阻器的规格能否为“10欧 2安”．　　　　(需写出计算过程).
解：由实验序号1中数据可得， ≈14.4欧＞10欧，因此，所用滑动变阻器的规格不能为“10欧　2安”．
2. (2023上海25题6分)小华做“用电流表、电压表测电阻”实验，现有电源(电压为3伏保持不变)、电流表、电压表、电键和待测电阻Rx各一个，三个滑动变阻器(分别标有“5 Ω　2 A”“10 Ω　2 A”“50 Ω　1 A”字样)，以及导线若干．小华选择其中一个滑动变阻器，正确连接电路，进行实验．实验中，当滑动变阻器滑片P在中间区域某位置时，电压表和电流表的指针位置如图(a)、(b)所示，小华记录第一组数据；然后移动滑动变阻器滑片P，在电压表指针自图(a)位置转过两小格时记录第二组数据，此时电流表、电压表指针偏转角度相同；接着继续操作完成实验.
①实验中电压表所选的量程为　　　　伏．②判断实验中电流表所选的量程．　　　　(需写出计算过程)
解：(a)图中，电压表选用小量程，分度值为0.1伏，电压表示数为1.4伏，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器两端的电压为3伏－1.4伏＝1.6伏，若电流表选用小量程，分度值为0.02安，电流为0.28安；由欧姆定律可得，滑动变阻器连入电路的电阻 ＝ ≈5.71欧，则滑动变阻器的最大电阻约为2×5.71欧＝11.42欧，与题中所给的“10 Ω　2 A”滑动变阻器相吻合；
③小华的第二组数据中，电压、电流及计算出的Rx的阻值是_________________________________________．
若电流表选用大量程，其示数为1.4安，由欧姆定律可得，滑动变阻器连入电路的电阻 ＝ ≈1.14欧，则滑动变阻器的最大电阻约为2×1.14欧＝2.28欧，与题中所给的滑动变阻器的规格差别较大，故电流表只能选用小量程0～0.6安；
0.24安、5欧或1.6伏、0.32安、5欧
3. (2022上海26题5分)小华同学做“用电流表、电压表测电阻”实验，现有电源(电压为2伏的整数倍且保持不变)、待测电阻Rx、电流表、电压表(只有0～3伏挡完好)、滑动变阻器(标有“20 Ω　2 A”字样)、电键以及导线若干．实验中，小华正确连接电路，且使变阻器接入电路中的电阻最大，闭合电键时电表示数如图(a)、(b)所示.
①通过计算说明实验所用电源的电压．　　　　
解：电压表、电流表均选用小量程，分度值分别为0.1伏、0.02安，电压表示数为2.5伏，电流表示数I＝0.16安，因电路连接正确，电压表测待测电阻两端的电压，U待测＝2.5伏，滑动变阻器连入电路中的电阻最大，R滑＝20欧，变阻器两端的电压U滑＝R滑I＝20欧×0.16安＝3.2伏，根据串联电路电压的特点，电源电压U＝U待测＋U滑＝2.5伏＋3.2伏＝5.7伏．根据电源电压为2伏的整数倍且保持不变，考虑到测量中的误差，因此电源电压U应为6伏．
②小华移动变阻器的滑片，观察到电表示数变化范围较小．然后他调整了电表的接入位置重新实验；(a)根据图中电表的示数等信息判断，在闭合电键时能否使变阻器接入电路中的电阻最大，并简述理由．__________________________________________________________________________________________________ ____________________．　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(b)根据小华重新实验后所记录的一组数据(见上表)，计算待测电阻Rx的阻值(精确到0.1欧)._____________________________________________．
不能，若闭合电键时使变阻器接入电路中的电阻最大，此时变阻器两端的电压U2＝0.16安×20欧＝3.2伏>3伏，超过了电压表的量程
待测电阻 ≈15.3 欧
4. (2022上海26题6分)小陆同学做“用电流表、电压表测电阻”实验，现只有电源(电压大于3伏且保持不变)、待测电阻Rx、电压表(0～15伏量程挡损坏)、阻值为10欧的定值电阻R1、阻值为30欧的定值电阻R2、电键及导线若干．他经过思考，进行了三次实验，电路图及闭合电键S后对应的电压表的示数分别如图甲、乙、丙所示．请根据相关信息计算(需写出计算过程)．
①小陆同学所用电源的电压U＝　　　．②待测电阻Rx的阻值．(计算电阻时，精确到0.1欧)
①解：因为电压表0～15 伏的量程挡已损坏，所以由图甲可知：R1两端的电压为：U1＝1.5 伏所以由 得通过R1的电流为： ＝ ＝0.15 安；所以R2两端的电压为：U2＝I2R2＝I1R2＝0.15 安×30 欧＝4.5 伏；电源的电压为：U＝U1＋U2＝1.5 伏＋4.5 伏＝6 伏
5. (2022上海25题6分)小陆做“用电流表、电压表测电阻”实验，现有电源(电压为6.0伏且保持不变)、待测电阻Rx、电流表、电压表、滑动变阻器、电键及导线若干，所有元件均完好．他连接电路进行实验，闭合电键后，在移动变阻器滑片的过程中，发现电流表示数的变化范围为0.20～0.58安，电压表示数相应的变化范围为4.0～0 伏，当移动变阻器滑片到某个位置时，电压表、电流表的示数分别如图(a)、(b)所示.请将表填写完整．(计算电阻时，精确到0.1欧)
测量小灯泡的电功率(10年8考)
6. (2021上海20题8分)测小灯泡电功率实验，两个灯泡规格分别为“2.2 V　0.3 A”，“3.8 V　0.3 A”，电源电压为2 伏的整数倍．小组同学正确串联实验器材，然后将电压表并联在电路中．实验步骤正确，闭合电键时，观察到电压表的示数如图所示，移动滑片P到某个位置使小灯泡正常发光，此时电压表向左偏转六格．
①请写出判断小灯泡正常发光的方法．_______________________________________.②请判断电压表并联在__________两端(选填“滑动变阻器”或“小灯泡”).③小灯泡正常发光时电压表读数为______伏．④通过计算小灯泡额定功率为________．
当电压表读数为2.2 伏时，小灯泡正常发光
7. (2022上海26题6分)现有器材：电源(电压有2、4、6、8、10和12伏六挡)、电流表、电压表和电键各两个，滑动变阻器(标有“20 Ω　2 A”字样)、待测小灯泡(标有“2.2伏”字样)和待测电阻Rx各一个，以及导线若干．小华要做“用电流表、电压表测电阻”实验，小红同时要做“测定小灯泡的电功率”实验，但由于滑动变阻器只有一个，两位同学讨论后，设计实验方案并分配器材，然后使用各自分得的器材进行实验．实验中，小华发现电路中电流表的最小示数为0.2安；小红观察到当小灯泡正常发光时电流表的示数为0.3安．
①根据小华实验的相关信息：(a)画出小华实验的电路图．(b)电流最小时测得的电阻值Rx为　　欧．②根据小红实验的相关信息：(a)计算小灯泡的额定功率P额＝　　　　　　　　　　　　　　　．(b)计算说明实验中小红选择的电源电压挡位．
U额I额＝2.2伏×0.3安＝0.66瓦
解：因小红实验中，小灯泡正常发光，故U≥2.2伏①；小红实验中，小灯泡与变阻器串联，当变阻器的最大电阻连入电路中时，根据欧姆定律和串联电路电压的规律，电源电压最大值U＝U额＋I额×R滑大＝2.2伏＋0.3安×20欧＝8.2伏②，由①②得：小红实验中选择的电源电压挡位可能为4伏、6伏、8伏．
8. (2023上海26题6分)小华做“测定小灯泡的电功率”实验，现有电源(电压保持不变)、待测小灯泡(标有“0.28安”字样)、电流表、电压表(只有0～3伏挡完好)、滑动变阻器、电键及导线若干．小华正确连接电路后进行实验，在移动变阻器滑片至某一位置时，发现电压表、电流表的示数如图(a)(b)所示．他经过思考重新连接电路进行实验，将新测得的三组数据记录在下表中．
①图(b)中电流表的示数为　　　　安．②请根据相关信息，求出电源电压及小灯泡的额定功率．(本小题需写出计算过程)
解：小华正确连接电路时，电压表与小灯泡并联，电流表与小灯泡串联；由图(a)、(b)可得，电路中的电流为0.24安时，小灯泡两端的电压为3伏；由表格数据可知，电压表的示数减小时，电路中的电流变大，则重新连接电路时，电压表并联在滑动变阻器两端，当电路中的电流为0.24安时，滑动变阻器两端的电压为3伏，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以电源电压U＝UL＋U滑＝3伏＋3伏＝6伏；由表格数据可知，电路中的电流为0.28安时，滑动变阻器两端的电压U滑′＝2.2伏，则小灯泡的额定电压U额＝U－U滑′＝6伏－2.2伏＝3.8伏，小灯泡的额定功率P额＝U额I额＝3.8伏×0.28安＝1.064瓦．
9. (2023上海25题4分)小华做“测定小灯泡的电功率”实验，实验器材齐全且完好，电源的电压有2、4、6、8、10和12伏六挡，滑动变阻器有A、B 两个(A标有“10 Ω　1 A”字样、B标有“20 Ω　2 A”字样)，待测小灯标有“2.5 V”字样．小华选用电源的电压为6伏挡，并选取一个滑动变阻器进行实验，他正确连接电路且实验步骤正确，闭合电键时，发现小灯发光较亮，电压表、电流表的示数分别如图(a)、(b)所示．
①测定小灯的额定功率需要测量和记录的物理量是　　　　　　　　　，判定该小灯正常发光的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　；②小华在实验中，选用的变阻器是　　　　(选填“A”或“B”)；③若要测出该小灯的额定功率，小华可采用的方法有：方法一：　　　　　　　　　　；方法二：　　　　　　　　　　．
电压表示数为额定电压2.5伏
10. (2023上海26题6分)小王做“测定小灯泡的电功率”实验，现有电源(电压保持不变)、待测小灯、电压表、电流表、滑动变阻器、电键及导线若干，其中待测小灯上只有所标“0.22 A”(指小灯正常工作电流)字样清晰可见．他正确连接电路，实验步骤正确，闭合电键，移动变阻器的滑片至小灯正常发光时，变阻器连入电路的电阻恰为最大阻值的一半，但此时无法从电压表 上精确读出额定电压．在上述实验过程中，电流表 示数的范围为0.20～0.22安．经思考后，他在电路中再连接一个电压表 并按规范重新实验，发现电压表 的示数从2.0伏逐渐变大，电压表 的示数从4.0伏逐渐变小．