2010年全国中考物理试题“电压 电阻”探究实验分类解析

发布时间:2014-11-24    编辑:物理学法小组    来源:网络&投稿

实验是中考物理必考题,随着新课改的进行,实验进入探究性实验的考察。从而考核学生对问题的分析与处理的能力。《电压电阻》这一章在教材中共出现三个探究实验:探究影响导体电阻大小的因素、用滑动变阻器改变小灯泡的亮度、探究串联电路的电压关系。要求学生对每一个实验要熟练掌握原理,知己知彼,方能百战百胜。

一、探究影响导体电阻大小的因素

例1(2010江苏省,28题)在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中,小明设计了如图1电路。

⑴在连接电路时发现,还缺少一个元件,他应该在电路中再接入的元件是

⑵为粗略判断ab两点间导体电阻的大小,可观察

⑶另有甲、乙两位同学分别对小明的电路作了如下的改进:甲把灯泡更换为电流表;乙在原电路中串联接入电流表。你认为同学的改进更好一些,理由是

解析:本题实际是考查电阻对电流的阻碍作用,没有涉及电阻大小的影响因素。(1)电路图中缺少开关无法控制电路通断,所以答案为开关。(2)电阻越大对电流的阻碍作用越大,则电流越小灯泡越暗,从而可根据灯泡亮度判断电阻大小。(3)在电路中串联一个电流表从而可根据电流大小定性判断电阻的大小,甲同学的做法使电路中的总电阻减小,导致电流增大,不利于保护电路,而乙同学的做法使灯泡保护电路。

答案:见解析黑体字。

例2(2010江苏省,30题)某物理兴趣小组的同学为探究导体电阻与导体长度和横截面积之间的定量关系,设计了如图2甲所示的电路。实验时他们将所选的两种金属丝接入电路1和2的位置,通过比较电压表的示数来比较电阻丝的大小。现有几根康铜合金丝和镍铬合金丝,其规格如下表所示:

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编号

材料

长度(m)

横截面积(mm2

A

镍铬合金

0.3

0.5

B

镍铬合金

0.6

0.5

C

镍铬合金

0.3

1.0

D

康铜丝

0.3

0.5

E

康铜丝

0.3

1.0

F

康铜丝

0.8

0.8

(1)在探究导体电阻与导体长度之间的定量关系时,他们将编号为两根金属丝对应接入电路1和2的位置,当发现电压表示数U1:U2接近时,可以初步判定:在导体的材料和横截面积相同的条件下,导体的电阻与其长度成正比。

(2)在探究过程中,如果将编号为A和C两根金属丝接入电路1和2的位置,则他们想探究的是导体电阻与之间的定量关系。

(3)在“交流与合作”时,有位同学提出:用如图乙所示的电路,将所选的金属丝分别接入电路M、N之间,读出电流,然后利用电流跟电阻之间的反比关系,也能探究导体电阻与导体长度和横截面积之间的定量关系。你认为他的实验方法合理吗?请说明理由。

解析:该题主要考查学生两方面的能力:一、利用控制变量法探究问题的能力,二、串并联电路中电阻的电流、电压之间的关系。在课本原有实验的基础上增加了新的元素,考查了考生分析理解能力。这也是近几年中考实验命题的趋势。

答案:

(1)A,B(B,A) 1:2(2:1)

(2)A,C(D,E)

(3)不合理 要使通过导体的电流跟电阻成反比,则要使电压保持不变,将不同金属丝接入电路M,N之间,M,N两端的电压不能保持不变。

二、用滑动变阻器改变小灯泡的亮度

例3(2010年江西省,23题)用滑动变阻器改变小灯泡的亮度

(1)实验室中有一铭牌上标有“20Ω 2A”字样的滑动变阻器,如图3所示。若要把它其中的两个接线柱连接到电路中去,共有种接法;“20Ω”指的是接线柱间的电阻值,“2A”指的是___________________________。

(2)现再给电源、小灯泡、开关各一个,导线若干,请在图4中用笔画线代替导线连接电路,要求滑动变阻器的滑片向右移灯泡变暗。

(3)如果你还想知道电路中电流值的改变情况,需在电路中再联一个电流表,并增加根导线。

解析:该题1问考查学生对滑动变阻器的认识,2问考查实验实物图的连接即各种仪器的使用方法(滑动变阻器的接法“一上一下”),3问考查电流表的使用方法。总体分析该题较为简单,对教材实验的再考查。

答案:

(1)3 AB 滑动变阻器允许通过的最大电流值为2A

(2)连线如图5所示

(3)串 一

三、探究串并联电路的电压关系

例4(2010河南省,21题)小刚和小丽用图6所示的器材探究串联电路的电压关系,用三节干电池串联做电源,两只小灯泡的规格不同。

(1)请用笔画线代替导线,连接实验电路。要求:L1和L2串联,电压表测量两灯串联后的总电压。

(2)小刚用电压表测量L1两端的电压时,直接选用0~3V的量程,小丽说这样不行,规范的操作方法应该是

(3)他们在测量L2两端的电压时,两灯突然熄灭,电压表示数变为0。小刚用电压表检测L1两端的电压,示数为电源电压,由此判断出L1处的故障是;L2是短路还是正常的?小丽在原电路中又添加了一个电学器材,就检验出了结果,她的方法可能是

(4)他们排除故障后继续实验,得出了下表所示的一组数据。为了得出串联电路电压关系的普遍规律,他们还应当

L1两端电压/V

L2两端电压/V

串联总电压/V

1.4

3.1

4.5

解析:该题1问考查电路的连接,2问考查电压表量程的选择方法即试探法,3问考查电路故障分析,4问考查设计实验的能力,难度较大。总体分析该题在教材实验基础之上扩展探究,主要考查实验设计和实验操作过程中可能出现的问题进行分析和处理的能力,是一个电学综合实验题,解答此题要求学生对电路的基本规律要熟练掌握。

答案:

(1)如答案图7所示

(2)先选用0~15V量程试测,如果示数小于3V,再改用0~3V量程测量

(3)断路

用小灯泡或定值电阻或滑动变阻器与L1并联(或替换L1),如果L2发光,则L2正常;若L2不发光,则L2短路。

(4)换用不同规格的器材(灯泡、电源)或加滑动变阻器,多次测量。

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