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- 2021-05-10 发布
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电学设计实验:
【例1】 平谷36.实验室有如下器材:满足实验要求的电源一个、电压表一块、电阻箱(电路图符号 )一个、阻值为5W的定值电阻多个、开关一个和导线若干。利用这些器材,设计一个实验证明:“当通过导体的电流一定时,导体两端的电压跟导体的电阻成正比”。请你根据上述要求:
⑴画出实验电路图;
⑵写出实验步骤;
⑶设计出实验数据记录表。
【例2】 延庆Rx
V
A
S
R2
图20
A
B
37.小芳设计了如图20所示的实验电路,其中Rx是电阻箱,R2是阻值为
10Ω定值电阻,Rx与R2串联的总电阻(即等效电阻)用R表示。小芳想通过实验研究R与Rx的关系。请你帮她利用给出的实验电路设计实验验证:R=Rx+10Ω。请写出实验步骤并画出实验数据记录表。
【例1】 丰台36. 实验桌上有如下器材:电源一台;调好的电流表、电压表各一块、开关一个、电阻箱一个、阻值为10Ω的定值电阻R2和导线若干。请你利用上述器材设计一个实验探究R1与R2串联的总电阻(即等效电阻)R与电阻R1的关系。(5分)
⑴在虚框中画出实验电路图;
⑵写出主要实验操作步骤。
(3)画出实验表格。
【例2】 西城37.实验桌上有如下器材:符合实验要求的电源一台;调好的电流表、电压表各一块,开关一个,阻值已知但大小不同的定值电阻八个,导线若干。请你从中选择器材,设计一个实验证明:“当通过电阻的电流保持不变时,电阻消耗的电功率跟电阻值成正比”。
⑴画出实验电路图;
⑵写出主要实验操作步骤;
⑶设计实验记录表格。
【例3】 门头沟37. 实验桌上有如下器材:符合实验要求的电源一个、电流表和电压表各一只、开关一个、滑动变阻器一个,两个电阻箱、各种阻值已知的定值电阻和导线若干。要求从实验桌上选择适当器材,设计一个实验证明:“当电阻两端的电压保持不变时,电阻消耗的电功率与该电阻的阻值成反比”。请画出实验电路图,并写出实验步骤,并设计数据记录表格。
【例1】 实验桌上有如下实验器材:稳压电源一个(电源电压不作为已知)、阻值已知的定值电阻R0一个,电阻箱R,(电路图符号 )一个,电流表、电压表各一块,开关一个,导线若干。请选用上述实验器材设计一个实验,证明“电源电压U保持不变时,电阻R0与R,并联,电路消耗的总功率P跟电阻R,的关系为:=+ c(c为常量)”。画出实验电路图,写出实验步骤,并设计实验数据记录表。
【例2】 实验桌上有如下实验器材:满足实验要求(输出电压合适且不变)的电源一个、阻值已知的定值电阻一个,电阻箱一个,滑动变阻器一个,已调零的电压表一块、三个开关、导线若干。请选用上述实验器材,设计一个实验证明:“当电阻两端电压保持不变时,电阻消耗的电功率与电阻的关系为P=k/R(k为常量)”。请你(1)画出实验电路图;(2)写出实验步骤;(3)画出实验数据记录表。(要求:在实验过程中不要拆卸电路)
【例3】 请用玩具电动机、滑动变阻器、开关、电源、导线、质量已知的钩码一个、细线、刻度尺、铁架台、秒表等器材设计一个实验,探究电流通过电动机做的功与通电时间的关系。(以上器材都符合实验要求,忽略电动机电阻,电源电压保持不变)
M
(1)在虚框中画出实验电路;(电动机符号: )
(2)写出实验步骤;
(3)设计实验记录表格。
【例1】 实验桌上有如下实验器材:满足实验要求的电源一个(电源电压不变),已调零的电流表一块,开关两个,粗细均匀横截面积为1mm2的合金丝(电路符号)一根,阻值已知的定值电阻一个,刻度尺一把,导线若干。请选用上述实验器材,设计一个实验,证明“该合金丝的电阻跟长度成正比”。
(1)请你画出实验电路图;
(2)写出实验步骤;
(3)画出实验数据记录表。
【例2】 实验桌上有如下器材:符合实验要求的电源、滑动变阻器和电流表各一个,装有适量煤油的保温容器一个(容器内部封装有电阻不变的加热电阻丝R0,R0通过导线与接线柱相连,容器盖上安装有温度计,如图21所示),开关一个,秒表一个,导线若干。使用上述器材,设计实验证明:“在煤油没有沸腾的条件下,当煤油的质量和加热电阻丝的电阻一定时,每加热60s时间,煤油升高的温度Δt与通过加热电阻丝的电流的平方I2成正比”。
图21
煤油
温度计
加热
电阻丝R0
保温
容器
接线柱
接线柱
(1)在虚框中画出实验电路图(在电路图中,整个保温容器只需画出其中的加热电阻丝R0,用电阻符号代替);
(2)写出实验步骤;
(3)设计实验数据记录表格。
S
A
V
B
C
D
E
F
G
【例1】 平谷36.
⑴把六个5Ω电阻串联(再与电阻箱串联:保护电路) ……(1分)
⑵把电压表接在AG之间,闭合开关,调节Rw 使电压不超过测量电压表范围
⑶保持Rw位置不变,用电压表分别测量AB、AC、AD、AE、AF、AG之间电压为U1、U2、U3、U4、U5、U6 ……(1分
⑷把AB、AC、AD、AE、AF、AG之间电阻和电压记录在表格中
……(1分)
电阻(Ω)
电压(V)
【例2】 延庆37.
实验步骤:(4分)
(1) 将电压表、电流表调零
(2)按实验电路图连接电路,开关S保持断开。
(3)调节电阻箱Rx使其电阻为R1,闭合开关,读出此时电压表的读数U1,电流表的读数I1,并将R1、U1、I1记录在数据表中。
(4)调节电阻箱使其电阻为R2,闭合开关,读出此时电压表的读数U2,电流表的读数I2,并将R2、U2、I2记录在数据表中。
(5)重复上述操作步骤,分别调节电阻箱使其电阻为R3、R4、R5、R6,电压表读数U3、U4、U5、U6,电流表读数为I3、I4、I5、I6,并记录在表格中。
(6)依据分别计算出各次实验的等效电阻值,并记录在数据表中。
数据记录表 (1分)
R与Rx关系数据记录表
Rx/Ω
U/V
I/A
R/Ω
【例3】 丰台36.
(1)实验电路图如图5所示。(1分)
(2)实验操作步骤
①按照电路图连接实物。
②调节电阻箱阻值用R1表示,闭合开关,电流表测出电路中电流用I表示,电压表测出R1和R2两端电压用U表示,将R1、U、I的数据记录在表格中,断开开关
。 ……(1分)
③仿照步骤②5次,将各次的R1、U、I的数据记录在表格中。 ……(1分)
④R1和R2的总电阻用R表示,根据公式R=U/I计算出6次实验的总电阻并记录在表格中。 ……(1分)
(3)实验表格 ……(1分)
R1(Ω)
U(V)
I(A)
R(Ω)
【例1】 西城37.⑴见图(1分)
37题图
⑵①按照电路图连接电路,并把R1…R6这六个电阻的阻值记录在表格中;……1分
②闭合开关S,用电压表测出电阻R1两端的电压U1,用电流表测出电路中的电流I,并把数据记录在表格中;……………………………………………………1分
③断开开关S,把电压表并联在电阻R2两端,闭合开关S,用电压表测出电阻R2两端的电压U2,并把数据记录在表格中;……………………………………1分
④仿照步骤③,完成对R3、R4、R5和R6两端电压U3、U4、U5和U6的测量,并把数据记录在表格中;……………………………………………………………1分
⑤利用公式P=UI 和测量数据依次计算出R1…R6消耗的电功率P1…P6,并把数据记录在表格中。………………………………………………………………1分
⑶实验记录表格(1分)
R/W
U/V
I/A
P/W
【例2】 门头沟37.
(1)电路图:见右图。
V
A
R0
S
(2)实验步骤
①将电表调零,按照右图连接实验电路,滑动变阻器滑至最大;
②闭合开关S,调节滑动变阻器,使电压表示数为U,读出电流
表的示数I1,并记录R1、U和I1;
③断开开关S,将R1取下,换接另一电阻R2,闭合开关S,改变滑动变阻器电阻,使电压表的示数不变,读出电流表的示数I2并记录R2、U和I2;
④仿照步骤③,分别测出R3、R4、R5、R6各自对应的电流I3、I4、I5、I6。
⑤根据P=UI,计算出电功率P1-------P6 ,并记录数据。
(3)数据记录表格
R(W)
U(V)
I(A)
P(W)
【例1】 ⑴电路图:··········(1分)
⑵实验步骤:
① 调节电流表、电压表使指针在零刻线位置;断开开关S,按照电路图连接实验电路;··········(1分)
②闭合开关S,调节电阻箱R,为适当电阻值R,1。读出电流表、电压表的示数I1、和U,并把数据R0、R,1、I1和U记录在表格中;··········(1分)
③仿照步骤②,分别5次调节电阻箱R,的电阻值,读出电阻值R,2、R,3、R,4、R,5、R,6及所对应的电流值I2、I3、I4、I5、I6和U并把数据记录在表格中;··········(1分)
④利用U、R0的数据计算出c= ,利用公式P=UI分别计算出电阻箱阻值为R,1、R,2、R,3、R,4、R,5、R,6时,电路消耗的总功率P1、P2、P3、P4、P5和P6,利用U、R,的数据计算出 ,并把数据记录在表格中···(1分)
实验记录表格··········(1分)
R0 /Ω
U /V
R,/Ω
I /A
P /W
/W
V
R0
S1
S2
S3
R
P
图6
【例2】 实验电路图:如图6所示(1分)
(2)实验步骤:(5分)
① 按照电路图连接电路,滑动变阻器接入电路电阻
最大,电阻箱接入电路电阻为R。将R和定值电
阻的阻值R0记录在表格中。
② 闭合开关S1和S2,用电压表测出电阻箱两端的电
压U1,将U1的测量数据记录在表格中。
③ 闭合开关S1和S3,用电压表测出电阻箱和定值电阻两端的电压U2。将U2
的测量数据记录在表格中。
④ 再分别改变5次电阻箱接入的电阻R。闭合开关S1和S2,改变滑动变阻器接入
电路的电阻,使电阻箱两端的电压始终为U1不变。将R的阻值记录在表格中。
并仿照步骤③,用电压表测出各次相应的U2,将U2的测量数据记录在表格中。
⑤ 利用公式P=U1I1=和测量数据,计算电阻箱的电功率P,将P的数值记录在表格中。
(3)实验数据记录表格:(1分)
R / W
R0/ W
U1 / V
U2/ V
P / W
【例1】
.
(2)①把电动机水平固定在铁架台上方的支架上,将长细线一端系在电动机转轴上,另一端系在钩码上,钩码垂于转轴下方,把刻度尺直立固定在电动机旁,根据电路图连接电路,调节滑动变阻器为适当阻值;
②闭合开关S,用刻度尺测出钩码提升的高度h,用秒表测出钩码上升的时间t,断开开关S,记录h和t到表格,恢复钩码到初始位置;
③闭合开关S,用刻度尺测出钩码提升的新高度h,用秒表测出本次钩码上升的时间t,断开开关S.记录h和t到表格,恢复钩码到初始位置;
④仿照步骤③再做4次;
⑤记录钩码的质量m到表格,利用公式W=Gh=mgh计算6次电动机做的功,并记录到表格.
(3)实验记录表格如下:
t/s
h/m
m/kg
G/N
W/J
【例1】
A
S1
S2
R0
⑵①如图组装电路,将合金丝全部接入电路;
②调节接入电路中合金丝的长度,用刻度尺测出合金丝接入电路的长度l;闭合开关S1,断开S2,读电流表A的示数I1;闭合开关S1和S2,读电流表A的示数I2,将I1, I2, l和定值电阻的阻值R0的数据记录到表格中;
③改变合金丝接入电路中的长度,仿照步骤②再做5次,将I1, I2, l和R0的数据记录到表格中;
④利用计算六次接入电路中合金丝的阻值R,并记录到表格中。
⑶实验表格:
I1/A
I2/A
R0/Ω
l /m
R/Ω
(5分)
S
A
答图3
R0
R′
P
37题评分标准说明:自变量的改变与测量给1分,测两次电流1分;因变量计算给1分;电路图、表格设计各给1分。
【例2】
(1)实验电路图如答图3所示;(1分)
(2)实验步骤:
①将电流表调零,断开开关,按图连接电路,移动滑动变阻器的滑片使变阻器接入电路的阻值为最大;
②闭合开关,移动滑片至适当位置,读出电流表的示数I。用温度计测量初始温度t初,用手表开始计时,60s后用温度计测量末态温度t末。断开开关,将I、t初和t末分别记录到表格中;(1分)
③改变滑片的位置,闭合开关,读出电流表的示数I。用温度计测量初始温度t初,用手表开始计时,60s后用温度计测量末态温度t末。断开开关,将I、t初和t末分别记录到表格中;
④重复步骤③四次,分别将每次测得的I、t初和t末记录到表格中;(1分)
⑤用公式Δt=t末-t初计算煤油升高的温度,计算电流的平方I2,将结果记录到表格中。(1分)
(3)实验数据记录表格(1分)
I/A
t初/℃
t末/℃
I2/A2
Δt/℃
(其它思路合理也得分)