本试题 “如图所示,研究“电流跟电压、电阻关系”时,记录数据如下:(1)两组实验用的探究方法都是____________法,上述数据可以总结出的关系式是____________。依次进...” 主要考查您对影响电磁铁磁性的因素
探究电流与电压、电阻的关系
电压的测量,电压表的使用
电功率的计算
控制变量法和科学探究的过程
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影响电磁铁磁性强弱的因素:
猜想:电磁铁的磁性强弱跟什么因素有关?
A、线圈中电流的大小
B、有无铁芯
C、线圈的匝数
实验方法:
控制变量法:影响电磁铁磁性的因素可能有多个方面,当研究其中某方面的影响时,应当保持其他方面的状态不变。
①保证线圈匝数不变,改变通过电磁铁的电流大小,观察电磁铁吸引铁钉的多少来判断电磁铁磁性的强弱。(如图)
移动滑动变阻器改变电流的大小,探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系;
结论:当电磁铁线圈匝数一定时,通过电磁铁的电流越大,电磁铁的磁性就越强。
②保证线圈匝数和电流大小不变,使电磁铁有无铁心,观察电磁铁吸引铁钉的多少来判断电磁铁磁性的强弱。
结论:当电磁铁线圈的匝数和通过的电流一定时,有铁心的电磁铁磁性更强。
③用两个同样的铁心,让线圈串联起来,保证通过电磁铁的电流不变(相等),改变电磁铁线圈的匝数,观察电磁铁吸引铁钉的多少来判断电磁铁磁性的强弱。(如图)
结论:当电流一定时,电磁铁线圈的匝数越多,磁性就越强。
归纳总结:影响电磁铁磁性强弱的因素有:电流大小、线圈的匝数、有无铁芯。电流越大,磁性越强;线圈匝数越多,磁性越强;有铁芯比没有铁芯磁性强。
控制变量法在探究“影响电磁铁磁性强弱”中的运用:
由于电磁铁的磁性强弱与铁芯的有无、电流的强弱、线圈的匝数多少有关。因此,在比较电磁铁磁性强弱时,必须同时控制某几个变量不变来进行比较。例为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关,小琴同学用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕若干匝,制成简单的电磁铁,图甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。
(1)当开关闭合后,请在甲图中标出磁体的N极;
(2)比较图____和____可知:匝数相同时,电流越大磁性越强;
(3)由图____可知:当电流一定时,匝数越多,磁性越强。
解析:由题中乙、丙两图可看出,磁铁外形和匝数相同,当接入电路的电阻减小,即电流增大时,吸引大头针越多表明电磁铁磁性越强。由丁图可看出两外形相同的电磁铁是串联,故通过它们的电流相等,匝数越多的吸引大头针越多,其磁性越强。
答案:(1)如图所示(2)乙丙(3)丁
采用控制变量法研究电流与电压、电阻的关系:
研究电流跟电压、电阻关系的实验分两步:第一步保持电阻不变,通过改变电压,观察电流的变化;第二步保持电压不变,通过改变电阻,观察电流的变化,从而得出了它们之间的关系。这种研究方法称为控制变量法。
例:某实验小组的同学在探究欧姆定律时,采用丁如图甲所示的电路图,实验中他们选用的定值电阻分别是5Ω、8Ω、10Ω,电源电压是3V,滑动变阻器的阻值范围是0~15Ω。
(1)他们在探究某一因素变化对电流的影响时,采用控制变量法。实验分两步进行:
①保持电阻不变,探究电流与____的关系;
②保持电压不变,探究电流与____的关系。
(2)实验中,电流表的量程应选____A,电压表的量程应选_____V;某次实验中,若电流表的示数是0.3A,电压表的示数是1.5V,请根据你前面选择的量程,在图乙中分别画出两表指针的位置。
(3)在研究电阻对电流的影响时,把定值电阻由5Ω换成10Ω,闭合开关后,下一步的操作是:调节滑动变阻器的滑片,保持_____不变。
解析:影响电路中电流大小的因素有电压和电阻,因此实验采用控制变量的方法。实验分两步进行:一是保持电阻不变,改变电阻两端的电压,测量三次;二是保持电压不变,改变电阻的大小,测量三次。实验器材中电源电压为3V,因此电压表使用0~3V量程即可.所用定值电阻的最小阻值为5Ω,所以电路中最大电流为,电流表的量程选用0~ 0.6A。当电流值为0.3A、电压值为1.5V时,指针均指在表盘的中央刻度。改变定值电阻阻值是为了研究电流与电阻的关系,应控制电压不变,所以改变定值电阻后,应调节变阻器使定值电阻两端的电压与原来电阻两端的电压相同。
答案(1)①电压②电阻(2)0—0.6(或0.6) 0~3(或3)指针位置如图所示(3)定值电阻两端的电压(或电压表示数)
如何分析“电流与电压、电阻关系”实验中的电路故障:
答案(1)断开(2)如图所示
(3)0.45 (4)变大 A 2 (5)定值电阻开路(答案科学合理即可)
在探究“电流与电压、电阻关系”实验中滑动变阻器的作用:
1.滑动变阻器的作用改变电路中的电流大小;改变R两端的电压大小;保护电路,使电路中的电流不至于过高。
2.判断电路中滑动变阻器的阻值变化时,(1)弄清滑动变阻器的哪部分连入电路(一般是滑片和下边所用接线柱之间的电阻线);(2)看滑动变阻器的滑片移动方向,即远离下接线柱时变大,靠近下接线柱时变小。
3.注意事项:连接电路时开关应断开,在闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调到电阻值最大的位置,电压表和电流表应选用合适的量程。
运用数形结合思想分析电流与电压、电阻的关系:
在物理学中,经常利用图像表示一个物理量随另一个物理量的变化情况,它可以直观、形象地表示出物理量的变化规律。在探究电流跟电压、电阻的关系的实验中,就应用了图像法;对实验得到的数据进行描点,分别画出电阻不变时电流随电压变化的图像和电压不变时电流随电阻(或电阻的倒数)变化的图像,分析图像,进而可得出电流跟电压、电阻的关系。
例1某实验小组的同学“探究电流与电压的关系”时,用到如下器材:电源1个,电流表、电压表各1 只,定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω各1只),滑动变阻器1 只,开关1个,导线若干。设计的电路图如图甲所示。
(1)这个实验中使用了控制变量的方法,其中被控制的变量是__,滑动变阻器R2的作用是__。
下面是他们获取的一组实验数据
(2)请在图乙的坐标系中画出电流随电压变化的图像。
(3)分析表中的数据或图像,你能得出的探究结论:__。
解析因为电流的大小是由电压和电阻两方面因素共同决定的,所以在探究电流与电压的关系时,必须控制电阻不变。数据处理用的是图像法,先根据数据描点,画出的图像是一条直线,如图所示,则表明在电阻不变的情况下,电流与电压是成正比的。
答案(1)电阻通过改变阻值来改变电路中的电流,从而改变电阻R,两端的电压(2)如图所示 (3)电阻一定时,通过电阻的电流与加在电阻两端的电压成正比
项目 |
电压表 |
实物图 | |
符号 |
|
接线柱 |
有三个接线柱,分别是“-”、“3”和“15”,“-”表示负接线柱,“3”和“15”是两个正接线柱 |
量程及分度值 |
0~3量程,分度值为0.1V;0~15V量程,分度值是0.5V |
使用方法 |
①电压表必须与被测用电器并联 |
读数方法 |
① 根据导线连接的接线柱判定电压表使用的是哪个量程 |
电压表的特点:
电压表内阻很大,接入电路后相当于开路。由于这个特点,电压表可以直接接到电源两端测量电源电压。如果电压表在使用过程中与用电器串联,电路就相当于开路了。
例在做“练习使用电压表”实验时,小华把电压表接在了如图所示的电路中,小灯泡的规格为“1.2v 1.5w”,电池的电压为1.5V。闭合开关S后,小灯泡__(填“发光”或“不发光”),电压表的示数为__V。
解析:从图中可以看出,电压表与灯泡串联了,由于电压表的电阻很大,所以通过灯泡的电流很小,可以认为是零,所以灯泡不会亮,根据串联电路的分压规律,电源电压基本上都分在了电压表两端,所以电压表的示数为电源电压。
答案:不发光、1.5
去源法判断电压表测哪部分电路的电压:
去源法是指在分析电路中电压表测的是哪个部分电路两端的电压时,可先将电源去掉,然后进行分析的方法使用“去源法”时应注意,在去掉电源(即电源处断开)后,电压表与哪个部分电路组成回路,则电压表测的就是那部分电路两端的电压。
例1:存图所示的电路中,闭合开关S,电压表是测量L1两端电压的正确电路是( )
解析:去掉电源后,会发现A、B、C中电压表均与L2构成回路;D中电压表与L1、L2均构成回路。
答案:D
点拨:所谓“构成回路”是指电压表与其他用电器之间有导线(包括开关)相连,没有断开之处。
故障 | 电压表示数 | 出现故障的位置 | 出现故障的原因 | 用电器工作情况 | 电路图 |
短路 | 零 | 与电压表并联的用电器发生短路 | 导线两端电压为零 | 部分用电器工作 | |
短路 | 电压表的示数 接近电源电压 |
与电压表并联的用电器以外的用电器发生短路 | 电源电压全部加在与电压表并联的用电器两端 | 部分用电器工作 | |
断路 | 零 | 与电压表并联的用电器以外的用电器发生断路 | 电压表的接线柱 (至少有一个)没有与电源接通 | 用电器不工作 | |
断路 | 电压表的示数 接近电源电压 |
与电压表并联的用电器发生断路 | 电压表、用电器与电源直接构成了一个通路 | 用电器不工作 |
灯泡铭牌问题
“铭牌问题”是电功率知识与实际生活相结合的热点问题,做这类题目时,首先要读懂用电器的“铭牌”。
如图:灯泡上的铭牌。“PZ”是“普通照明灯泡”中 “普”和“照”的汉语拼音的第一个字母,表示灯泡的型号。另外可知:U额=220V,P额=25W。
例:甲、乙两灯泡分别标有“220V 40W”和 “110V 40W”字样,将它们串联起来接入220V电路中,比较两灯的亮度,则( )
A.甲灯亮B.乙灯亮 C.一样亮D.无法判断
解析:灯的亮度决定于灯的实际功率,串联时电流相同,根据P=I2R,电阻大的实际功率大,灯更亮一些。根据有。,R乙=,所以,甲灯更亮一些。
公式法计算电功率:
1.
这是电功率的定义式,此公式适用于各种用电器和电路。
2. P=UI
这是电功率的决定式,即电功率是由用电器两端的电压和通过它的电流之积来决定的。此公式适用于所有电路,它是“伏安法”测小灯泡电功率的理论依据。该公式表明,用电器的实际功率等于实际电压与实际电流的乘积。常常借助于用电器的铭牌用此公式来计算用电器的额定电流,进而计算用电器的电阻;当然这个公式的最大用处还是用来计算各类用电器实际消耗的电功率或电路的总功率。
与“如图所示,研究“电流跟电压、电阻关系”时,记录数据如下:(1...”考查相似的试题有: