中考物理电学实验、电路故障专题强化(附例题及答案解析)

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、表格的设计等。例题：阅读短文，并回答短文后的问题。在“探究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)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20Ω、10Ω和5Ω，U是电阻R两端的电压，I是通过电阻R的电流。实验序号R／ΩU／VI／A110．052R=20Ω20．1330．1 5410．15R=10Ω20．2630.3710．28R=5Ω20.4930．6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”)。(3)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)1、2、3或4、5、6或7、8、9；B； (3)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、表格的设计等。例题：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，则电路中出现的故障可能是：_______；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：①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；②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；③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：______________________。(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；（略） (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。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题：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↓。）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题：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。3.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1：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是什么？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。例2：在如图所示的电路中，电源电压不变。闭合电键K后，灯L1、L2都发光。一段时间后，其中一灯突然熄灭，而电流表、电压表的示数都不变，则产生这一现象的原因可能是（）(A)灯L1短路(B)灯L2短路(C)灯L1断路(D)灯L2断路分析：可以采用排除法。小灯L2短路，会导致电压表示数变小、电流表示数变大；小灯L2断路，会导致电流表示数变0；小灯L1短路，会导致两灯都不亮；一灯熄灭而电表示数都不变，只有小灯L1发生断路时才有此可能。本题正确答案为C。

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