《中考物理高频重难点考点专题解读与训练》专题19 电学伏安法三大实验 （解析版）

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专题 19 电学伏安法三大实验（解析版）
探究电流与电压、电阻的关系欧姆定律一章中的重要实验，是得出欧姆定律的必做实
验，也是中考电学最常考的电学实验之一，通过实验的探究有助于对欧姆定律的正确理解
为学好欧姆定律这一章打下良好的基础。伏安法测电阻是欧姆定的一个重要应用，也是各
省市考试的一个主要实验题目，通过伏安法测电阻能促进学生对欧姆定律的正确理解。测
量小灯泡的电功率是初中电学的一个重要实验，是电功率一章的最后一节内容，是前面内
容的一个升华，知识性综合性强。
一、 三大实验对比：
实验名称 探究电流与
电压的关系
探究电流与
电阻的关系
测量定值
电阻的阻值
测量小灯
泡的电阻
测量小灯泡
的电功率
电路图
滑动变阻器
特有作用
改变电阻两
端的电压
保持电阻两端
的电压不变
改变待测电阻
两端的电压和
通过的电流
改变灯泡两端的电压
多次测量
的目的
获得多组实验数据，得出普遍
规律
获得多组数据
求平均值，减
小误差
探究灯丝
电阻与温
度的关系
比较灯泡在不
同电压下的实
际功率
图像
（1）连接电路时，开关应断开。除电压表以外的元件串联，电压表并在待测的电阻或小灯
泡两端，滑动变阻器注意是“一上一下”接入电路；闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处
于阻值最大处。
（2）电流表、电压表接线柱接入电路时应为“正入负出”，注意电流表和电压表量程的选
择：
①电压表的量程一般根据题干已知的电源电压、小灯泡的额定电压或实物图中电池的节数
来判断；
②电流表的量程由 或 来确定。
（3）电路连接完毕，经检查无误后，闭合开关前应先试触。
（4）读数后，立即断开电路，以免电阻通电时间过长而发热，影响实验。
二、探究电流与电压、电阻的关系
1、实验方法：控制变量法。探究电流与电压的关系，应保持电阻不变，通过移动滑动变
阻器的滑片改变电阻两端的电压，测量通过电阻的电流；探究电流与电阻的关系，应保持
电压不变，改变电阻，通过移动滑动变阻器的滑片使电阻两端的电压保持不变，测量通过
不同电阻的电流。
2、在“探究电流与电阻的关系”的实验中，用 10Ω 的电阻替换 5Ω 的电阻时，为保持电
压表示数不变，应将滑动变阻器阻值调大，即“换大调大”；反之用 5Ω 的电阻替换 10Ω
的电阻时，为保持电压表示数不变，应将滑动变阻器阻值调小，即“换小调小”。
3、实验中的定值电阻不能用小灯泡代替，原因是灯丝电阻随温度的变化而变化，而本实验
要求用的是定值电阻。
4、实验结论：
（1）当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；
（2）当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
注意：得出结论时，我们不可以说“电压与电流成正比”，也不可以说“电阻与电流成反
比”，因为这里有个因果关系。
5、在“探究电流与电阻的关系”的实验中，定值电阻两端控制的电压 UV、定值电阻的最大
值 Rmax、滑动变阻器的最大阻值 R 滑、电源电压 U 四者相关。由串联电阻分压得：
，已知 U、Rmax、R 滑、UV其中的三个，可以确定另外一个。
三、伏安法测定值电阻和小灯泡的电阻：
1、原理：通过电压表测电压，电流表测电流，利用公式
R=U
I
计算得出电阻的阻值。
2、测定值电阻和小灯泡的电阻的表格设计：
测定值电阻的实验表格 测小灯泡的电阻实验表格
设计说明：测定值电阻的阻值，取三次电阻的平均值作为待测电阻的阻值，这样可以减小
实验误差；测小灯泡的电阻不需要求平均值，因为小的灯泡的电阻随着温度的变化而变化
求平均值没有意义。
四、伏安法测量小灯泡的电功率：
1、实验原理：P=UI。
2、实验表格：
U/VI/A P/W 小灯泡的亮度
1
2
3
设计说明：表格不需要设计中没有“平均功率” 这一栏。不能用多次测量求出的电功率的
平均值作为小灯泡的额定功率，是因为电压改变，功率也改变，求平均值无意义。
3、实验结论：
（1）当 U 实=U额时，P实=P 额，用电器正常工作；当 U 实>U额时，P实〉P 额，用电器容易烧坏；
当 U 实<U额时， P实<P 额，用电器不能正常工作。
（2）不同电压下，小灯泡的功率不同，实际电压越大，小灯泡功率越大。
（3）小灯泡的亮度是由小灯泡的实际功率决定的，实际功率越大，小灯泡越亮。
4、交流讨论：
（1）小灯泡的 I—U 图像是一条曲线，原因是灯丝电阻随温度的升高而增大。
（2）使小灯泡的电压高于额定电压时，要注意观察电压表示数的变化，以免电压过高，烧
坏小灯泡。
（3）小灯泡不亮的原因可能原因之一是滑动变阻器连入电路中的阻值太大，小灯泡的实际
实 验
次数
电 压
/V
电流
/A
电阻
/Ω
电阻的
平均值/Ω
1
2
3
实验次数 电压/V 电流/A 电阻/Ω
1
2
3
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