電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)總復(fù)習(xí)

劉桂英

電學(xué)和磁學(xué)實(shí)驗(yàn)是初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，如何能更好地理解和掌握電學(xué)和磁學(xué)實(shí)驗(yàn)是復(fù)習(xí)的重中之重，在復(fù)習(xí)中應(yīng)重視各種電學(xué)測(cè)量器材的原理、使用方法、實(shí)驗(yàn)原理、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)分析、評(píng)價(jià)等，這些是復(fù)習(xí)電學(xué)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵，對(duì)于取得好成績其中重要的作用，為了幫助學(xué)生更好地復(fù)習(xí)和鞏固，下面對(duì)電學(xué)和磁學(xué)實(shí)驗(yàn)歸類如下：

一、直接測(cè)量型實(shí)驗(yàn)

測(cè)量型實(shí)驗(yàn)主要考查實(shí)驗(yàn)器材的正確操作(包括儀器的使用、讀數(shù)等)，比如：電流表、電壓表的使用和讀數(shù)、選擇等；滑動(dòng)變阻器的連接、使用；電能表的使用和讀數(shù)。對(duì)于此類實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生對(duì)儀器的使用規(guī)則掌握熟練，并且注意使用事項(xiàng)，學(xué)會(huì)動(dòng)手操作，能夠正確讀取，這是電學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)和前提。

例1：(2008年吉林省)如圖1所示，閉合開關(guān)后能測(cè)出小燈泡L1兩端電壓的電路是()。

解析：此題考查電壓表的使用，對(duì)于電壓表來說，使用前，要“兩看清”(看清接線柱上標(biāo)的量程，每大格、每小格電壓值)，記住使用規(guī)則：“兩要一不要”(電壓表要并聯(lián)在電路中、電流從電壓表的“正接線柱”流入，“負(fù)接線柱”流出、被測(cè)電壓不要超過電壓表的最大量程)。由于題中要求電壓表測(cè)量小燈泡L1兩端的電壓，所以要并接到小燈泡L1兩端。

答案：D。

例2：(2008年山東省威海市)如圖2是物理實(shí)驗(yàn)中常用到的滑動(dòng)變阻器，將它接入電路，移動(dòng)滑片P，可以改變接入電路的電阻值，此滑動(dòng)交阻器是通過改變電阻絲

來改交接入電路的電阻的大小。如果將圖示的滑動(dòng)變阻器接入電路，使滑片右移時(shí)接入電路的電阻變小，應(yīng)將______兩點(diǎn)接入電路中。

解析：此題是考查滑動(dòng)變阻器的原理、構(gòu)造及使用的填空題，其原理是通過改變接人電路中的電阻線的長度來改變電阻。使用方法：“選、串、接、調(diào)”，根據(jù)銘牌選擇合適的滑動(dòng)變阻器；串聯(lián)在電路中；接法：“一上一下”；接入電路前應(yīng)將電阻調(diào)到最大。調(diào)節(jié)中，以下為準(zhǔn)，當(dāng)滑片和下接線柱的距離變大時(shí)，接入電路的電阻增大，反之，則反。

答案：長度；BC。

二、探究性實(shí)驗(yàn)

通過經(jīng)歷與科學(xué)家們一樣的科學(xué)探究過程，掌握學(xué)習(xí)科學(xué)方法，培養(yǎng)科學(xué)探索的精神、實(shí)踐能力以及創(chuàng)新意識(shí)，已經(jīng)成為學(xué)習(xí)的重要手段和目標(biāo)，探索性實(shí)驗(yàn)可以有效地達(dá)成這樣的目標(biāo)，在這學(xué)期電學(xué)中探究實(shí)驗(yàn)有：探究影響電阻大小的因素；探究電流與電壓、電阻的關(guān)系；探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素；探究焦耳定律、探究“串聯(lián)電路的總電阻與各串聯(lián)電阻之和的關(guān)系”、探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象等重要實(shí)驗(yàn)。對(duì)于這類探究實(shí)驗(yàn)，應(yīng)對(duì)于實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊鞔_，掌握相對(duì)應(yīng)的科學(xué)研究方法，通過探究的七個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行探究，必能收到事半功倍的效果。

例3：(2008年四川省巴中市)劉陽同學(xué)想利用圖3-甲所給實(shí)驗(yàn)器材，探究電流與電壓和電阻的關(guān)系。

(1)在電壓表尚未接入電路之前，已存在兩處明顯的連接錯(cuò)誤，請(qǐng)你指出：A______，B______。

(2)假如錯(cuò)誤已糾正，且原電流方向不變，請(qǐng)?jiān)趫D中用筆畫線表示導(dǎo)線，將電壓表接入R兩端。

(3)在本實(shí)驗(yàn)中，若探究電流與電壓的關(guān)系，應(yīng)控制不變，這種研究問題的方法叫做______。

(4)圖3－乙表是劉陽同學(xué)探究電流與電壓的關(guān)系時(shí)記錄的幾組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過對(duì)表中數(shù)據(jù)的分析，可得到的初步結(jié)論是：______。

(5)本實(shí)驗(yàn)操作完成后，如果將電阻R。改接成一只小燈泡，還可以測(cè)出小燈泡的______或______。

解析：(1)對(duì)照實(shí)物圖尋找連接錯(cuò)誤，注意是觀察電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器等的連接注意事項(xiàng)，根據(jù)其規(guī)則進(jìn)行排查。(2)按照電壓表正確規(guī)則進(jìn)行并聯(lián)。(3)電流、電壓、電阻是電路中的三個(gè)基本物理量，為了研究三者的關(guān)系，必須控制其中一個(gè)因素，當(dāng)研究電流和電壓之間的關(guān)系時(shí)，應(yīng)該控制電阻不變，這種科學(xué)的研究方法為控制變量法，是初中物理的重要的科學(xué)研究方法。(4)學(xué)會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)的處理，此題是根據(jù)列表法對(duì)數(shù)據(jù)處理，列表法是將從實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)記錄到設(shè)計(jì)好的表格中，然后分析數(shù)據(jù)所反映的歸類，這樣能使物理量之間對(duì)應(yīng)的關(guān)系清晰、明了。(5)此題電路的設(shè)計(jì)和測(cè)電阻、功率是相同的。

答案：(1)A電流表中電流的“正負(fù)”接線柱接反了：B滑動(dòng)變阻器的接線柱沒有“一上一下”。(2)略。(3)電阻；控制變量法。(4)電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與它兩端的電壓成正比。(5)功率；電阻。

例4：(2008年河南省)如圖4所示，在探究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中(1)通過觀察______來判斷電流產(chǎn)生的熱量的多少。(2)圖中甲、乙兩根電阻絲是串聯(lián)的，這是為了研究電流產(chǎn)生的熱量與______的關(guān)系。

解析：(1)對(duì)于電流產(chǎn)生的熱量難以觀察，需要通過“轉(zhuǎn)換法”研究，當(dāng)電流通過導(dǎo)體時(shí)，產(chǎn)生的熱量被煤油吸收，煤油吸收熱量后溫度升高，而溫度計(jì)是用來測(cè)煤油溫度的，所以通過觀察溫度計(jì)示數(shù)來判斷。(2)因?yàn)樘骄康氖请娏鞯臒嵝?yīng)與哪些因素有關(guān)實(shí)驗(yàn)，影響因素由于不是一個(gè)，所以應(yīng)采用控制變量法，由于除甲、乙兩根電阻絲電阻不同之外，其他因素都應(yīng)該相同，因此串聯(lián)的目的是保證電流相同，來研究電流產(chǎn)生的熱量和電阻的關(guān)系。

答案：(1)溫度計(jì)示數(shù)。(2)電阻。

小結(jié)：新課程強(qiáng)調(diào)的“科學(xué)探究”既是物理學(xué)重要的研究和學(xué)習(xí)方法手段，也是學(xué)習(xí)的重要目標(biāo)，所以教材中重要的電學(xué)規(guī)律基本上都是要求學(xué)生通過探究實(shí)驗(yàn)得出的。在探究實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)學(xué)會(huì)探究的七個(gè)環(huán)節(jié)，注意電路連接的規(guī)范性操作：在連接電路的過程中，開關(guān)應(yīng)該始終處于斷開狀態(tài)；滑動(dòng)變阻器連人電路中的阻值應(yīng)該達(dá)到最大，以起到保護(hù)電路的作用；注意兩種基本測(cè)量儀表和滑動(dòng)變阻器的連接；電路連接完成后，必須檢查后并確認(rèn)無誤后才能閉合開關(guān)開始實(shí)驗(yàn)。在方法上，要求會(huì)用控制變量法和圖像法、轉(zhuǎn)換法等研究物理問題。同時(shí)學(xué)會(huì)運(yùn)用兩表或其他元件根據(jù)現(xiàn)象排查電路的故障等問題。

三、間接測(cè)量性實(shí)驗(yàn)

根據(jù)待測(cè)物理量與其他物理量的關(guān)系式，先測(cè)出關(guān)系式中其他各量，然后根據(jù)關(guān)系式算出該量。比如：伏安法測(cè)量小燈泡的電阻、小燈泡的功率等。對(duì)于這類實(shí)驗(yàn)，應(yīng)掌握原理，判斷需要測(cè)量的物理量，選擇器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，分析實(shí)驗(yàn)的誤差，切忌死記硬背實(shí)驗(yàn)。兩根間接測(cè)量實(shí)驗(yàn)是中考的重點(diǎn)，應(yīng)以此為重。

例5：(2008年江蘇省泰州市)用“伏安法”測(cè)量一只燈泡的電阻。(1)如圖5是實(shí)驗(yàn)電路圖，圖上的圓圈表示電表，請(qǐng)?jiān)趫A圈內(nèi)填入相應(yīng)的字母。(2)某實(shí)驗(yàn)小組通過改變燈泡兩端的電壓，進(jìn)行了三次測(cè)量，部分記錄見上表。若電壓表示數(shù)為2.50V時(shí)，電流表的指針位置如圖6所示，請(qǐng)你填寫表格中的兩個(gè)空格。(3)老師看了該小組的記錄，提示說：你們注意到三次測(cè)量的電阻相差較大這個(gè)現(xiàn)象嗎?通過交流，其他小組也都有類似現(xiàn)象：燈泡電阻隨電壓增大、亮度增強(qiáng)而增大。經(jīng)討論，同學(xué)們認(rèn)識(shí)到：實(shí)驗(yàn)有誤差是肯定的，但

這個(gè)現(xiàn)象不能單純用誤差來解釋，因?yàn)椋喝绻钦`差，那么三次測(cè)得的電阻值應(yīng)該相差______ (選填“較大”或“較小”)，并具有______的特點(diǎn)(選填“逐次增大”、“逐次減小”或“時(shí)大時(shí)小”)。后來，同學(xué)們注意到燈泡發(fā)熱發(fā)光的特殊性，認(rèn)為燈泡的電阻可能與______有關(guān)，并通過查閱課本得到了證實(shí)。

解析：(1)根據(jù)R=U/I用電流表和電壓表測(cè)電阻是電學(xué)中的一種基本的測(cè)量電阻的方法。(2)學(xué)會(huì)讀取電流表，注意量程和分度值的選擇，然后根據(jù)R=U/I計(jì)算相應(yīng)的電阻。(3)根據(jù)誤差的特點(diǎn)分析處理數(shù)據(jù)，分析得出結(jié)論，電阻變化主要是由于溫度的影響。

答案：(1)如圖7。

(2)0.3：8.3。

(3)較??；時(shí)大時(shí)??；溫度。

例6：(2008年廣東省梅州市)在用電流表、電壓表測(cè)小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)中，已知小燈泡標(biāo)有“3.8V”字樣。小劉同學(xué)正確連接好實(shí)驗(yàn)電路，如圖8所示。(1)請(qǐng)你根據(jù)小劉同學(xué)的實(shí)驗(yàn)電路圖畫出相應(yīng)的電路圖。(2)實(shí)驗(yàn)過程中，小劉同學(xué)閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮、電流表無示數(shù)、電壓表有示數(shù)且接近電源電壓，請(qǐng)分析電路出現(xiàn)故障的原因之一：______。(3)排除故障后，小劉同學(xué)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，使燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電流表的示數(shù)為0.5A，則小燈泡的額定功率為______w。(4)假若電壓表15V量程損壞，3V量程能正常使用，電壓電壓為6v且穩(wěn)定不變，仍利用現(xiàn)有器材完成實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為應(yīng)如何操作?

解析：(1)根據(jù)實(shí)物圖畫出電路圖是電學(xué)的基礎(chǔ)。(2)燈泡不亮，電流表無示數(shù)，說明電路中有斷開或電路中電流太小，而電壓表有示數(shù)，說明電壓表及跨接的電路之外的電路是連通的，問題在跨接的電路上出現(xiàn)了斷路。(3)根據(jù)正常發(fā)光時(shí)的電流和額定電壓值進(jìn)行計(jì)算得出電功率的大小即是額定功率的大小。(4)電壓表只有3V量程可以使用，而燈泡的額定電壓為3.8V，故電壓表不能直接接在燈泡兩端，應(yīng)并接到滑動(dòng)變阻器的兩端。

答案：(1)如圖9。(2)燈絲斷掉(或燈泡兩端的接線柱接觸不良)。(3)1.9。(4)用電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，使電壓表的示數(shù)為2.2V，讀出此時(shí)電流表的讀數(shù)。

總之，對(duì)應(yīng)電學(xué)和磁學(xué)實(shí)驗(yàn)還有很多，比如演示型、操作型、開放型實(shí)驗(yàn)等，對(duì)于以上實(shí)驗(yàn)，應(yīng)掌握原理、正確選擇器材、設(shè)計(jì)出正確電路、按照正確的規(guī)則連接電路、學(xué)會(huì)排查故障、會(huì)繪制實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格、正確讀出測(cè)量的數(shù)據(jù)、會(huì)處理數(shù)據(jù)、分析得出結(jié)論及計(jì)算實(shí)驗(yàn)結(jié)果等。

編輯張燁