内容正文:
专题 08 电能的探究拔尖特训
一、实验探究题
1.(2023九上·镇海区期中)小明同学在做“测定小灯泡电功率”的实验中,选用如图甲所示的器材,其中电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)如图连接好电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片Р应处于最 (填“左”或“右”)端;小明同学正确连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表示数接近零,则出现这一故障的原因可能是
(2)排除故障后,小明闭合开关继续实验,当电压表示数为2.5V时,电流表指针位置如图乙所示,示数为 A,则小灯泡的额定功率为 W,此时小灯泡电阻为 Ω。
2.(2023九上·镇海区期中)探究电流热效应的影响因素。
(1)用如图1所示的装置探究电流通过导体产生的热量与电流的关系。相同烧瓶内装满了煤油。为达到实验目的,选用的两电阻丝R与R的阻值应 (选填“相同”或“不同")。
(2)通电一段时间后,乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大。说明
(3)小红用如图2所示的装置,进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。经多次实验测量,收集实验数据,绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流Ⅰ的关系图象。根据焦耳定律可知,如图3中能正确反映h-Ⅰ关系的是
3.在“测量小灯泡额定功率”实验中,同学们进行如下研究。
【实验器材】干电池3节,小灯泡(额定电压为3.8V、电阻约为15Ω),滑动变阻器(40Ω1A),电流表,电压表,开关,导线若干(所有器材均完好)
【实验方案】将量程为0~15V的电压表并联到小灯泡两端、闭合开关,移动滑动变阻器滑片使小灯泡正常发光,读出并记录电流表的示数。
(1)实验时若闭合开关,发现灯泡不亮,接下来最合理的操作是____;
A.更换小灯泡
B.检查电路是否短路
C.观察电流表和电压表的示数
(2)当电压表读数为3.8V时,电流表示数如图乙所示,该小灯泡的额定功率为 W;
(3)【实验反思】小金认为,电压表选用0~15V量程进行实验,因该量程下每一小格为0.5V,3.8V读数不够精确,导致计算得到的额定功率误差较大。若电压表换用0~3V的量程,将其并联到滑动变阻器两端,调节滑片使电压表示数为0.7V,即可减小误差。
【反思交流】小企发现测得的小灯泡两端电压与滑动变阻器两端的电压之和小于电源电压。带着这一疑问,继续探究
【实验改进】于是小金设计了如图丙所示电路图,电压表V1选用0~15V量程,电压表V2选用0~3V量程。进行实验,移动滑动变阻器滑片,得到三次实验数据记录如下表。
实验次数
小灯泡两端电压(V)
变阻器两端电压(V)
电流(A)
1
3.0
1.1
0.24
2
3.4
0.7
0.26
3
3.8
0.3
0.28
小金按反思后的思路,利用滑动变阻器两端电压为0.7V时所测的数拆,计算得到的小灯泡"额定功率"比真实的小灯泡额定功率 (选填"偏大"偏小"或"相等”)。
4.(2023九上·余姚月考)在测量小灯泡额定功率的实验中,小科选用了标有“2.5V"字样的小灯泡、电流表、电压表、开关、学生电源、标有“50Ω,1.5A”的滑动变阻器、若干导线等器材按如图所示连接起来。
(1)用笔画线代替导线将图甲电路补充完整,并使滑片右移时电路中的电流变小; 。
(2)开关试触时发现电流表无示数、电压表满偏,出现次故障的原因是____;
A.小灯泡短路 B.小灯泡断路
C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器断路
(3)正确连接电路后,闭合开关,电压表及电流表示数如图乙,电源电压为 V。若要测量小灯泡的额定功率,此时应将滑动变阻器的滑片P向 (填"左”或“右”)端移动;
(4)当小灯泡正常发光时,电流表示数为0.3A,则此小灯泡的额定功率为 W;
(5)小科测出在不用电压下灯泡的电流值,将记录下来的数据描绘成I-U图像,如图丙,实验中发现灯泡电阻随温度升高而增大,则正确的图像是 ;(选填“A”、“B”或“C”)
5.(2023九上·余姚月考)用图甲电路研究电热与电流的关系,若要比较不同设定电流值时的电热多少,调节电流大小过程中,电热丝已经开始加热,因而会影响实验的准确性。为解决这一问题,小明设计图乙电路进行研究。图中电路包括调试电路和实验电路,R1和R2是阻值都为20欧的电热丝,R2放置在装有煤油的保温容器中。实验中通过调试电路,使电热丝R2在调试过程中不发热。实验步骤如下:
①用数字温度