电学专题
一．“伏安法测电阻、欧姆定律”专题。
伏安法测电阻，是初中物理中的一个重要实验。它同“测小灯泡功率”一样，几乎集中了初中电学的所有重点知识。如串联电路的电流、电压特点，电流表、电压表的使用及读数，电学实验的操作步骤，实验故障，滑动变阻器的使用，欧姆定律，电阻的计算、**的设计等。
一、基础知识。
1.实验的依据：r=u/i
2．测量的物理量：u，i
3．实验电路图：
4．实验的步骤：
5．数据的记录：多次测量求平均值。
6．滑动变阻器的作用：
7．改变待测电阻两端电压的方法：用滑动变阻器或电池个数。
二、例题：阅读短文，并回答短文后的问题。
在“**电阻上的电流跟电压的关系”的过程中，一些同学作出了以下猜想：
猜想a：加在电阻两端的电压越大，通过的电流越小；
猜想b：加在电阻两端的电压越大，通过的电流越大；
猜想c：加在电阻两端的电压增大，通过的电流不变。
为了验证上述猜想是否正确，小明用定值电阻和一个电压恒定的电源，及有关的实验器。
材，设计了电路，按实验要求分别测出有关的物理量。
(1)为了完成该实验，需要的测量仪表是。
(2)请你在右边的方框内画出能验证上述猜想的实验电路图。
(3)表中是小明在实验中测出的数据，其中r为定值电阻，阻值分别为ω和5ω，u是电阻r两端的电压，i是通过电阻r的电流。
通过分析比较实验序号的数据，可知猜想是正确的(填“a”、“b”或“c”)。
(4)通过分析比较以上数据，你还发现了。
答案：(1)电流表；电压表； (2)实验电路见图或或；b； (4)电压相同时，电阻越大，电流越小．
二．测小灯泡功率。
测小灯泡功率”的问题之所以成为中考热点，是因为在题中几乎集中了初中电学的所有重点知识。如串联电路的电流、电压特点，电流表、电压表的使用及读数，电学实验的操作步骤，实验故障，滑动变阻器的使用，欧姆定律，电功率的计算，电源的合理选择、**的设计等。
一、基础知识。
1.实验的依据：p=ui（p额=u额i额）
2．测量的物理量：u，i（u额，i额）
3．实验基本电路图：
4．实验的正确步骤：
5．数据的记录及应观察的现象：
二、例题：1、按右图所示电路对额定电压为3.8v的小灯泡进行实验时，测得五组数据，并记录在表中，同时记录了小灯泡亮度变化情况。
请你仔细分析实验数据和实验现象。回答以下问题：
1）小灯泡的额定功率是w
2）小灯泡亮度变化规律是。
3）除了**中列出的数据和现象外，你还能发现的问题是。
答案：（1）1.178（2）小灯泡的电压越大，灯泡的实际功率越大，灯泡的亮度越亮。（3）灯泡的电阻随电压的增大而增大。
2、在测定小灯泡额定功率的实验中 (所用灯泡的额定电压u0=3.8v)：
1）王强小组采用图1所示的方案，这种测量方法叫做测量时发现闭合开关后，无论怎样移动滑片p，灯都不亮，电流表示数始终为0，电压表示数约为6v，则电路**现的故障可能是排除故障后，调节滑动变阻器，直到电压表的示数为3.8v，此时电流表示数如图2所示，则小灯泡的额定功率为___w；
2)姚远小组设计了另一种实验方案(其中电源电压未知，电阻r的阻值已知)：
实验步骤：电路如图3所示，请你按电路图在图4中用笔画线连好电路；
开关s拨到位置1，移动滑片p至任一位置，读出电流表示数i1；
开关s拨到位置2，滑片p位置不动，读出电流表示数i2。
数据处理：先算出了灯泡的电阻rl请你用所测的物理量表示），再根据，计算出灯的额定功率。
3)他们按此方案测量，发现实验结果与真实值相差较大，原因是。
4)仔细分析后，他们认为要准确测出灯泡的额定功率，只需将上述步骤2改为。
答案(1)伏安法； 电灯灯丝断了； 1.14
(2)如图；
(3) 灯丝电阻随温度而变，测出的r值不是正常工作状态下的电阻。
(4)开关s拨到位置1，移动滑片，直至电流表示数为。
三．电路动态分析和电路故障分析。
电路动态分析题和电路故障分析题是初中学生物理学习过程中的一个难点，其原因是这两类题目对学生有较高的能力要求。进行电路故障分析，要以电路动态分析能力作为基础，而电路故障分析又是电路动态分析的载体，因此我们将这两类分析题整合成一个专题进行复习有利于提高复习的效率。在编排顺序中，我们以电路动态分析作为主线，而将电路故障作为电路动态变化的一个原因。
一、滑动变阻器的滑片p的位置的变化引起电路中电学物理量的变化。
1．串联电路中滑动变阻器的滑片p的位置的变化引起的变化。
例1]如图，是典型的伏安法测电阻的实验电路图，当滑片p向右移动时，请你判断a表和v表的变化。
分析：本题中，为了分析表达的简洁，我们约定一套符号：“→表示引起电路变化；“↑表示物理量增大或电表示数增大；“↓表示物理量减小或电表示数减小。
p右移→r2↑→r总↑→i↓→a表↓。
r1不变→ir1↓→u1↓→v表↓。
判断v表的变化还可以根据串联电路的分压原理来分析：r2↑→u2↑→u1↓→v表↓。）
扩展：根据串联电路的特点，滑动变阻器r2两端的电压 u2 将 ↑。推论：
如果滑动变阻器r2 足够大，当滑片p向右一直滑动时，电阻将不断增大，那么u2 将不断增大，u1 将不断减小，i将不断减小。假设 r2 无限大，这时u2 将增大到电源电压，u1 将变为0，i也将变为0，这时的电路就相当于断路。这就是用电压表来判断电路断路和短路的道理。
例2]如图，当滑片p向左移动时，a表和v表将如何变化。
分析：首先要确定电路的类型，此电路属于串联电路呢还是并联电路。我们可以将电流表简化成导线，将电压表简化成断开的电键或干脆拿掉。
此时可以容易地看出，这是一个串联电路。而且发现滑动变阻器的滑片已经悬空，滑动变阻器接成了定值电阻，所以a表示数不变。
电压表在本电路中，是测量r1和r2部分电阻之和的电压，当滑片p向左移动时，被跨接在电压表内的电阻随着变小，根据分压原理：v表示数减小。
[例3]在如图4所示电路中，当闭合电键后，滑动变阻器的滑动片p向右移动时。
a)安培表示数变大，灯变暗。 (b)安培表示数变小，灯变亮。
c)伏特表示数不变，灯变亮。 (d)伏特表示数不变，灯变暗。
分析：将电流表等效为一根导线，可以看到电压表直接测量电源电压，因此当滑动变阻器的滑动片p向右移动时，电压表的示数将不会变化；而电阻r的阻值变大，小灯的电阻rl大小不变（注意：在初中阶段，小灯的电阻由于温度的变化引起的变化往往忽略不计），因此总电阻变大，电流变小，所以电流表示数变小。
从串联电路的分压角度分析，小灯两端的电压也将变小，小灯的功率p=uli也将变小，所以小灯的发光将变暗。本题正确答案为d。
2．并联电路中滑动变阻器的滑片p的位置的变化引起的变化。
例4]如图，当滑片p向右移动时，a1表、a2表和v表将如何变化？
分析：并联电路各支路两端电压相等，等于电源电压，故电压表v示数不变。
由于并联电路各支路独立工作，互不干扰，滑动变阻器滑片p向右移动时，对r1这条支路没有影响，所以电流表a1示数不变。
滑片p右移，r2变大，两端电压不变，故电流变小，干路中电流也随之变小，所以a2示数也会变小。
二、电键的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化。
1．串联电路中电键的断开或闭合引起的变化。
例5]在如图所示的电路中，将电键k闭合，则安培表的示数将___伏特表的示数将___均填“变大”、“变小”或“不变”)。
分析：在电键尚未闭合前，两个电阻组成串联电路。电压表测量r1两端的电压，电键k闭合后，电阻r2被局部短路，电压表变成测量电源两端的电压了，因此电压表的示数将变大。
在电键尚未闭合前，电流表测量的是串联电路的电流值，由于此时电阻较大，故电流较小；电键k闭合后，电阻r2被局部短路，电路中的电阻只有r1了，因此电流表的示数将变大。
2．并联电路中电键的断开或闭合引起的变化。
例6] 在图中，灯泡l1和灯泡l2是___联连接的。当电键k断开时，电压表的示数将___电流表的示数将选填“增大”、“不变”或“减小”)。
分析：本题的难度首先在电路的识别，我们可以将电流表看作导线，将电压表拿去，就容易看出这个电路是“并”联电路。电流表是串联在小灯l1的支路中的，所以电键闭合时，电流表的示数从0变到有读数，应该选填“增大”。
电压表是测量电源电压，而且不受电键控制，所以示数“不变”。
三、电路的故障引起电路中电学物理量的变化及故障原因分析。
例7]在图中，当电键 k闭合后，两只小灯泡发光，电压表示数为4伏。过了2分钟，电压表示数为0，经检查除小灯泡外其余器材的连接良好，请分析造成这种情况的原因可能有。
分析：电压表示数为0，其原因有三：1.
电压表没有接好或电压表损坏；2.小灯l2短路；3.小灯l1断路。
起先，电压表有示数，说明不存在原因1的情况。那么还有两种情况都是可能的。答案为：
小灯l2短路；小灯l1断路。
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