2024年浙江省科学中考三轮复习：电学实验专题

电学实验专题 一、欧姆定律的探究 1、电流与电压的关系 1. 实验目的 研究电路中的电流与电压的关系 2. 实验电路图： 3. 实验步骤 (1)按照电路图连接实物图 (2)闭合开关S后，调节滑动变阻器的滑片P，使定值电阻R两端的电压成整数倍地变化，如2V，4V，6V等； (3)根据电压表和电流表的示数，读出每次&两端的电压值和通过R的电流值，并记录在数据表格中 4. 分析与论证 由实验数据可以看出电流和电压有关，电流随电压的增大而增大，将实验数据通过图像的形式表示出来，如图所示 若用小灯泡，则伏安特性曲线画法应知结论 5. 结论 在电阻一定的情况下，导体中的电流与该导体两端的电压成正比 6. 滑动变阻器作用：①保护电路；②改变电路中的电流和R两端的电压 7. 实验改进：若无滑动变阻器，可以①增减电池个数改变电压或②串联电阻改变分压 2、电流与电阻的关系 1. 实验目的 研究电路中的电流与电阻的关系 2. 实验电路图： 3. 实验步骤 (1)按照电路图连接实物图 (2) 闭合开关S后，换用不同的定值电阻R，使电阻成整数倍地变化，如:5Ω、10Ω、15Ω等； (3)调节滑动变阻器R2的滑片，保持每次定值电阻两端的电压不变 (4)把对应着不同阻值的电流值记录在数据表格中 4. 分析与论证 由实验数据可以看出电流和电阻有关，电流随电阻的增大而减小。将实验数据通过图像的形式表示出来，如图所示，曲线上的点与坐标轴围成的矩形的面积代表电压 5. 结论 在电压不变的情况下，导体中的电流与该导体的电阻成反比 6. 滑动变阻器作用：①保护电路；②控制电阻R两端的电压不变 滑变的选择： → 1、小红利用图甲所示的电路探究电流与电阻的关系，已知电源电压为6V且保持不变，实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω (1)请根据图甲所示的电路图将图乙中的实物电路连接完整(导线不允许交叉) (2)连接电路时，开关应该处于状态.闭合开关前，滑片应该位于 端 (选填“A”或“B”) (3)闭合开关，电压表电流表都有示数，并且电压表的示数小于6V，移动滑动变阻器的滑片，发现电压表电流表示数都不变，则电路出现的故障可能是 。 (4)在上述实验中，某同学在读取完电流表示数后，保持滑动变阻器滑片的位置不变，直接拆下阻值为50的电阻，改换成阻值为100的电阻，在读取电流表示数之前，他应进行的操作是:向 移动滑片(选填“左”或“右”)，使电压表示数为 V。与6Ω电阻接入电路时相比，此时定值电阻和滑动变阻器的阻值之比 (选填“变大”、“变小”或“不变”) (5)实验中多次改变R的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图像，由图像可得出结论:当导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 . 2、某学习小组在“探究通电导体中电流与电阻的关系”的实验中，小明连接了如图甲所示的电路(电源电压保持4.5 V不变)． (1)用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整(要求：滑动变阻器的滑片P向左移动，电路中电流变大，导线不得交叉)． (2)连接好电路，闭合开关，发现电压表示数接近于电源电压，电流表几乎无示数，则故障为定值电阻R________(选填“短路”或“断路”)． (3)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像，由图像可知R两端的电压为________V；当R的电阻由5 Ω更换为10 Ω时，闭合开关后，为使R两端的电压________(选填“改变”或“不变”)，滑动变阻器的滑片应向________(选填“左”或“右”)端滑动；若实验中R的阻值分别是5 Ω、10 Ω、15 Ω，则滑动变阻器的阻值至少是________Ω. 3、小飞在做“探究电流与电压、电阻的关系”实验时，准备了以下器材：两节新的干电池，电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻(5 Ω，10 Ω，15 Ω，20 Ω)、开关、导线若干． (1)在按电路图连接实物时，开关必须处于________状态；在实物图中，滑动变阻器的滑片要移到________(选填“最右端”或“最左端”)． (2)图乙是小飞连接好的实验电路，闭合开关后，他发现移动滑片的过程中，电流表的示数________，电压表的示数________．(均选填“变大”“变小”或“不变”) (3)小冲在一旁观察后指出小飞没有按照电路图正确连接实物，请你在实物图上对连接错误的一根导线打“×”，并用笔补画一根线代替导线将电路连接正确． (4)问题解决后，他们接入10 Ω的电阻进行实验，并得出下表中的数据，对数据进行分析后得出实验结论是：____________________________________________________________. 电压U/V 1 1.5 2 2.5 电流I/A 0.1 0.15 0.2 0.25 (5)接下来他们分别接入其他电阻再次对电流与电阻关系进行探究，并作出了如图丙所示图像，请你通过图像中所给信息计算出实验过程中滑动变阻器两端的电压U＝________V. 图丙 二、测电阻 1、等效替代法测电阻： 如图，（1）S至a，记下电流表（或电压表）的示数为I（或U）； （2）S至b，调节电阻箱R，使电流表（或电压表）的示数仍为I（或U）；读出电阻箱的阻值为R，即Rx的阻值。（其中R0起保护电路的作用） 2、缺电表测电阻： （一）安阻法 缺电压表，利用并联分流，串联电压相等测电阻： （1）如图甲，将R1和并联，先测出R1的电流，再测出的电流为I2，根据两次电压相等U1=U2，所以，，所以： ；； （2）改进，换用单刀双掷开关，如图乙。（表达式同上） （二）伏阻法 缺电流表，利用串联分压，电流相等测电阻： （1）如图甲，电压表测出R1两端的电压U1；再测出两端的电压U2；根据两电阻中的电流相等，所以： ； （2）改进：单刀双掷开关　 如图乙，开关S至1的位置，可测出R1上的电压U1；将S至2的位置，可测出和R1的总电压U2．根据电流相同，， 所以， 说明：以上两种方法中的定值电阻均可用最大已知的滑动变阻器代替，只须将滑片移至阻值最大端就是定值电阻。 （三）缺电流表或电压表，利用滑动变阻器的最大阻值测电阻 （1）缺电流表：如图 ①将滑片P滑到左端测出两端的电压U1；②将滑片P滑到右端时可测出和R′两端的总电压U2．由和R′串联电流相等 ； 　　　 （2）缺电压表如图乙。①将滑片P滑到a点，可测的电流I1；②再滑到b端测和R′的电流I2．由于电源电压相等．①；② 所以可解得。 （三）缺电压表或电流表，利用短路电路测电阻： （1）如图甲，①闭合开关S1，和R串联，电流表示数为I1；②闭合开关S1和S2，R被短路，只有接入电路，电流表示数为I2；所以：①②；根据电源电压相等，可得 （2）如图乙，①闭合开关S1，和R串联，电压表示数为U1；②闭合开关S1和S2，R被短路，只有接入电路，电压表示数为U2；所以：闭合开关S1和S2时，电源电压为U2，当只闭合开关S1时，两端的电压为U1，R两端的电压为U2—U1， 根据Rx和R中的电流相等，即，解得 3、伏安法 可能出现的故障： 故障一：闭合开关，灯泡不亮，电流表示数为零，电压表示数很大 原因：电压表直接接在了电源两极上，小灯泡断路 故障二：闭合开关后发现小灯泡不亮，电流表，电压表都没有示数 原因：滑动变阻器器断路或者在此同时小灯泡的灯丝也断了 故障三：闭合开关S，发现小灯泡不亮，同时电流表和电压表有示数，但非常小 原因：电流表和电压表有示数说明电路是通路，小灯泡不亮，是因为加在小灯泡两端的电压太小，导致通过小灯泡的电流太小而不亮，可能是电源电压太低或滑动变阻器接入电路中的阻值过大 排除方法:可以适当提高电源电压或将滑动变阻器接人电路中的阻值调小 故障四：闭合开关S后，小灯泡亮，发现电流表和电压表的指针向左偏转原因：指针向左偏转说明电流表和电压表的正负接线柱接反了 排除方法:将接电流表和电压表的正负接线柱的接线端对调即可 故障五：连接好实验电路后，闭合开关并移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡变亮，电流表示数变大时，电压表示数反而变小；小灯泡变暗，电流表示数变小时，电压表示数反而变大 原因：电压表并联在滑动变阻器两端 故障六：将实验电路连接好后，闭合开关S，发现小灯泡特别亮，并且无论怎样移动滑动变阻器滑片，灯泡亮度不变 原因：滑动变阻器接线有误，同上或者同下。 减小误差的方法： ①多次测量求平均值 ②改变测量方法（外接法适用于测量较小阻值；内接法适用于测量较大阻值） 综合上述方法：①伏安法测电阻最好，可多次测量求平均值减小误差；②其它方法均进行两次测量，要么通过开关转换，要么通过滑动变阻器的两个特殊位置，得到一组数据进行计算得出一个电阻值。具体特点是缺电压表，利用电压相等；缺电流表利用电流相等。但滑动变阻器和短路测量电路通用；③有些情况下，尽管有电压表或电流表，但由于分度值或量程问题，必须选用缺表测量。 4、小金同学在做“测量小灯泡电阻”的实验中，所用小灯泡正常发光时电压为2.5V。 （1）请你根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙中的电路图连接完整（要求：滑动变阻器滑片P向右移动时灯泡变暗，且导线不交叉）。 （2）实验过程中若误将电压表与电流表互换位置，则两只电表的示数为 　　。 A.电压表无示数，电流表有示数 B.电压表有示数，电流表无示数 （3）丙图是实验过程中小灯泡两端电压﹣电流关系图，根据图像，小灯泡正常发光时的电阻是 　　Ω。 （4）在操作过程中，电流表指针如图丁所示，若要使小灯泡正常发光，滑片应向 　　（选填“A”或“B”）端滑动。 5．小金用电压表和电流表测导体R的电阻。在正确连接电路的基础上，通过调节滑动变阻器RP，先后完成了四次实验，测得的电压和电流值如表所示。回答问题： 实验次数 U（伏） I（安） 1 0.6 0.12 2 0.8 0.16 3 1.2 待填 4 1.8 0.36 （1）根据实验要求，用笔画线作为导线在图中正确连接电压表。 （2）第3次实验时，电流表示数如图乙所示，此时电流为 　　安。 （3）根据表中数据，在实验过程中，滑动变阻器RP滑片移动的方向是 　 　（选填“A→B”或“B→A”）。 6．某小组同学在进行“伏安法”测电阻实验时，连接了如图甲所示的电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，多次测量并记录实验数据。小组同学将第一次实验测得的数据绘制成图乙中的a、b、c，发现电压表未调零。将电压表调零后，重做实验，第二次测量数据如图乙中的A、B、C。 （1）图丙是该小组在一次测量中的电流表指针位置，其示数为 　　安。 （2）分析图乙中的第二次测量数据，待测电阻的阻值是 　　欧。（结果保留一位小数） （3）小组同学讨论发现，利用第一次的测量数据，能求出第一次实验中电压表接入电路前指针所指的刻度值，也能求出被测电阻的阻值。分析图乙，写出第一次实验电压表接入电路前指针所指的刻度值，并说明理由。 　 　。 7．某科技小组同学发现实验室有一只标有XkΩ的电阻Rx（X为模糊不清的一个数字），小金按照实验要求，设计测量Rx的电阻。器材有：两节干电池（2.8V～3V）、定值电阻R＝2kΩ，待测电阻Rx、电压表V（0﹣3V、0～15V）、电流表A（0﹣0.6A、0～3A）、滑动变阻器（“50Ω 1A”）各一个、开关、导线若干。 （1）首先设计的实验电路图如图1所示。小金通过估算发现：该方案无法测出电阻Rx的阻值，其主要原 因是 　 　。 （2）经讨论后他们重新设计测量Rx阻值的实验方案，小金设计的电路图如图2所示。步骤如下： ①按照如图2所示的电路图正确连接实物电路，将滑动变阻器的滑片移到b端； ②闭合S1，断开S2，读出电压表示数U1＝2.75V，与电源电压为2.8V～3V之间有一定的差值，请教老师后才知道，电压表相当于一个能显示自身两端电压的定值电阻； ③在不改动电路的情况下，把滑片从b端到移动a端，又读出电压表示数U2＝2.85V； ④可计算出该电压表自身的电阻为 　 　Ω。 （3）小组其他同学设计的实验电路如图3所示，在电源电压恒定且已测出的条件下。能先测出电压表自身电阻后，再测出Rx阻值的电路是 　 　。 8．在“伏安法测电阻”的实验中，提供的器材有：待测电阻R0（阻值约为5Ω）、两节干电池、电压表（“0～3V”、“0～15V”），电流表（“0～0.6A”，“0～3A”），滑动变阻器、开关、导线若干。 （1）小兰同学按如图甲连接电路后，闭合开关发现电压表的指针偏转角度根大，接近量程，而电流表的指针偏转角度很小，接近量程的。可能的原因是①　 　；②　 　； （2）改正后进行实验，完成数据记录表，其中第3次实验时电压表示数如图乙所示，则待测的未知电阻R0的阻值为 　　Ω（结果保留一位小数）； 实验次数 电压/V 电流/A 电阻/Ω 电阻平均值/Ω 1 1.2 0.24 2 1.8 0.34 3 0.5 （3）小明用小灯泡换下定值电阻R0继续探究小灯泡的电阻特点，则原数据记录表中 　 　一栏是多余的。 9．用如图甲所示电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的电阻，根据实验数据绘制的小灯泡的I—U图象如图乙所示。 （1）连接电路时，开关应 　 　。 （2）实验进行过程中，当滑动变阻器的滑片位于某一位置时，电流表示数如图丙所示，为测量小灯泡正常发光时的电阻，应将滑片向 　 　移动； （3）由图象可知，小灯泡正常发光时的电阻为 　 　Ω； （4）当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比 　 　。造成这种情况的主要原因是小灯泡的电阻会随着温度的升高而 　 　。（两空均选填“变大”、“变小”或“不变”） 三、测定小灯泡额定电功率 1、伏安法测小灯泡的电功率实验 实验目的：探究小灯泡在不同电压下的发光情况。 实验原理：P＝UI。 实验结论： ①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。 ②小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定，实际功率越大，小灯泡越亮。 【注意】：在进行实验时应注意以下几点： ①连接电路时，开关应该打开，滑动变阻器应达到最大位置； ②滑动变阻器的作用：保护电路和改变灯泡两端的电压，进行多次测量，从而得到不同电压下的电功率值。 ③ 滑动变阻器允许通过的最大电流要大于灯泡的正常工作电流，而滑动变阻器的最大电阻值应与小灯泡的电阻差不多，以使调节效果明显。 ④电表要选择合适的量程，电压表的量程应大于小灯泡的额定电压，电流表的量程要大于小灯泡正常工作电流，一般遵循“能小则小”的原则； ⑤使小灯泡正常发光的操作(移动滑片，眼睛注视测量小灯泡两端电压表示数为额定电压)；温度对灯泡灯丝电阻的影响(温度越高，灯丝电阻越大)； ⑥实际电压、实际功率与灯泡亮暗的关系(实际功率越大，灯泡越亮)； ⑦实验中多次测量的目的(找电功率与电压的关系及小灯泡亮度变化规律)； ⑧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的原因(电压改变，功率也改变) ，测功率的三次测量是为了测不同电压下的实际功率并比较灯泡的亮度，；测电阻的三次测量是为了求平均值减小误差。 10、在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒为3.0伏，小灯泡的额定电压为2.5伏，滑动变阻器的规格为“20欧，1安”。 ​ （1）闭合开关前，应该把滑动变阻器的滑片移到 （选填“M”或“N”）。 （2）闭合开关，小科发现小灯泡不亮，电流表示数很小，电压表示数较大。则接下来应进行的操作是 （填字母）。 A.更换小灯泡 B.向左移动滑动变阻器滑片 C.检查开关是否接触不良 D.检查电压表是否断路 （3）小科移动滑动变阻器的滑片，测量出了5组实验数据，描点并绘制出了关于滑动变阻器的I﹣U图像，如图乙所示。则小灯泡的额定功率为 。 2、伏阻法 11、（2023•杭州模拟）小明在测量小灯泡电功率的实验中，选用的电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V电阻约为5Ω。 （1）闭合开关、滑片移动到某位置时，电压表的示数如图乙所示。要获得小灯泡额定功率的数据，滑片P应向 （选填“A”或“B”）端移动。 （2）改变滑片P的位置，获得多组对应的电压、电流值，绘制得如图1所示的图像。由图像可知，小灯泡的额定功率P额＝ W。 （3）小明打算增加个阻值为R0的电阻，用图2所示的电路测量小灯泡的电功率。闭合开关S、S1，移动滑片P，使电压表的示数为U1；保持滑片位置不动，只断开开关S1，闭合开关S2，记下电压表的示数为U2，则小灯泡的电功率为 （用已知字母表示） 12、测量小灯泡的额定功率。 （1）如图甲所示是测量额定电压为3.8V小灯泡的额定功率的实验电路。检查发现电路中有一根导线连接错误，此时若闭合开关，电流表的指针将 （填“正常偏转“或“几乎不动”），请你在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线，将电路连接正确。 （2）正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3.8V，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W。 （3）上述实验结束后，小明又设计了如图丙所示的电路，只用电压表来测量额定电压为2.5V 小灯泡L2的额定功率。已知滑动变阻器R的最大阻值为15Ω，电源电压恒定，其测量过程如下： ①闭合开关S、S2，断开S1，将滑动变阻器的滑片移到最上端，电压表示数为6V。 ②闭合S、S1，断开S2，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为3.5V，这时小灯泡正常发光。 ③闭合开关S、S2，断开S1，保持滑动变阻器滑片的位置不变，电压表示数为4V。 ④小灯泡L2的额定功率P额＝ W。 3、安阻法 13、某同学利用如图1所示的电路来测量小灯泡的电功率（电源电压3V，小灯泡的额定电压2.5V）。 （1）闭合开关，发现两电表指针处于图2所示位置，此时灯泡 （选填“不发光”“微弱发光”或“比正常亮”） （2）故障排除后，从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据，得到小灯泡U﹣I图象如图3所示，则小灯泡的额定功率是 W。 （3）他做完以上实验后，又想测出一个未知电阻Rx的阻值，连接电路时发现电压表已损坏，于是他又设计了如图4所示的电路，也测出了电阻的阻值（R0是已知阻值的定值电阻）。请你帮他完成下列步骤。 ①只闭合开关S1，电流表的示数为I1； ②开关S1、S2闭合后，电流表的示数为I2； ③请写出未知电阻Rx的阻值表达式：Rx＝ （用I1、I2和R0表示）。 14、有一只小灯泡的铭牌上仅能看清“0.5A”的字样，小金为了测量该小灯泡的额定功率，进行了如下实验。 （1）他连接了如图甲所示的电路， （填仪器名称）的量程选择不合理。 （2）排除故障正确连接后移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，电压表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W。 （3）闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不亮，电流表的示数始终为零，电压表的示数接近3V保持不变，为了排除故障，接下来的操作合理的是 （选填字母）。 A．拧紧开关两端的接线柱 B．拧紧小灯泡和它两端的接线柱 C．移动滑动变阻器，使滑动变阻器电阻变小 D．更换一个完好的相同规格的小灯泡 （4）小强对实验进行了拓展，利用如图丙所示的电路，测出了另一只已知额定电流为I1的小灯泡的额定功率，操作步骤如下。 ①闭合开关S1，开关S2连接b，移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数为I1。 ②保持滑动变阻器的滑片位置不变，开关S2连接a，调节电阻箱的阻值，使电流表示数为I1，读出电阻箱的示数为R0。 则小灯泡的额定功率表达式P额＝ （用题中字母表示）。 15、小明利用如图甲所示电路测量小灯泡的功率，被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω左右，实验室有如下器材：电源（U＝6V），电流表（0～0.6A，0～3A），电压表（0～3V，0～15V），滑动变阻器、电阻箱各一只，单刀单掷、单刀双掷开关各一个，导线若干。 （1）图甲是小明刚连好的实物图，实验前小华帮他检查了一遍，发现有两处不合实验规范。请你指出来： 。 （2）完善电路后，闭合开关，小明改变滑动变阻器的阻值测量出了5组数据，并描点画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像，如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W。 （3）实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为 。 A．10Ω 3A B．30Ω 1A C．60Ω 1A （4）在实验过程中，电压表发生故障，小明和小华增加一只电阻箱和一个单刀双掷开关设计出了丙、丁两种电路图，则能测出小灯泡额定电功率的是 。 16、小乐用如图甲所示的电路来测量小灯泡的额定功率。小灯泡额定电压为2.5V，电源电压恒定。 （1）连接好电路后闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数；则出现该故障的原因可能是小灯泡发生 （选填“断路”或“短路”）。 （2）移动滑动变阻器的滑片直到小灯泡发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率P额＝ W。 （3）在电压表损坏的情况下，小乐又设计了如图丙所示电路，其中定值电阻的阻值为R0，也测出了额定电压为U0的小灯泡的额定功率。其实验步骤如下： ①先闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器滑片，使电流表的示数为需要的值，此时小灯泡正常发光； ②保持滑动变阻器滑片的位置不变，闭合开关S、S2，断开S1，读出电流表的示数为I； 小灯泡的额定功率P额＝ （用U0、I、R0表示）。 四、焦耳定律 1．焦耳定律：　 (1)1841年，英国物理学家焦耳发现载流导体中产生的热量Q（称为焦耳热）与电流I 的平方、导体的电阻R、通电时间t成正比，这个规律叫焦耳定律。 焦耳定律是一个实验定律。它的适用范围很广，纯电阻电路、非纯电阻电路在计算电热时都用到它。 (2)热功率：单位时间内导体的发热功率叫做热功率．热功率等于通电导体中电流I的二次方与导体电阻R的乘积． (3)电功率与热功率:对纯电阻电路，电功率等于热功率 即： P=I*U=I2R=U2/R 此时，可得U=IR,所以纯电阻电路也可以说是欧姆定律成立的电路 对非纯电阻电路，电功率等于热功率与转化为除热能外其他形式的功率之和． 2.电热 （1）电热：由于导体的电阻，使电流通过导体时消耗的电能中转化为内能的那一部分能量叫电热。 （2）内容：电流通过导体时产生的热量等于电流的平方、导体的电阻和通电时间的乘积。 （3）公式：Q=I2Rt. （4）适用对象:凡是要计算电热，都应首选Q=I2Rt，可求任何电路中电流I通过电阻R时所产生的热量。 3．热功率的意义及计算 （1）热功率：单位时间内发热的功率叫作热功率。热功率即电能转化为内能的功率， 即：P=Q/t=I2R （2）热功率计算:当电路不是纯电阻电路时，电功用W=UIt来计算，电热Q只能用Q=I2Rt进行计算，电功率用P=IU计算，热功率只能用P热=I2R 17、如图所示，为“探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验电路，两密封容器内部盛有等量的空气，以下说法正确的是（　　） A．闭合开关S1、S2，通过三根电阻丝的电流相同 B．先闭合开关S1，再闭合开关S2，电流表示数保持不变 C．同时闭合开关S1和S2，可以比较电流通过导体时产生的热量与电流的关系 D．闭合开关S1、S2一段时间后，右边U形管内的液面高度差比左边U形管的高 18、在探究电流通过导体产生的热量跟某一因素有关的实验中，将两个完全相同的电阻丝R1、R2分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并装入相等质量的煤油，所连电路（电源电压不变）如图所示，闭合开关（　　） A．相同通电时间内，电阻丝R1和R2产生的热量相等 B．本实验探究导体产生的热量与导体的电阻大小是否有关 C．若变阻器滑片P向右滑动，每秒钟电阻R2产生的热量变少 D．本实验通过电流表的示数大小，来判断导体产生热量的多少 19、有四段电阻线a、b、c、d，它们由同种材料做成，截面积相同，但绕成不相同的圈数（每圈的长度相等，a、c圈数相同，b、d圈数相同）如图连接，通电后在相同的时间内，它们产生的热量由多到少的顺序是（　　） A．a、b、d、c B．a、c、b、d C．b、d、a、c D．d、c、b、a 20、如图所示，甲、乙装置中的透明容器内密封有等量的空气，所连接的U形管内的液柱可以显示空气温度的变化。小华将两套装置分别接到电压相同的电源上，来探究“电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”。下列说法正确的是（　　） ①甲图中闭合开关后，A管中液面上升较快 ②乙图中闭合开关后，A管中液面上升较快 ③甲图实验装置是控制电压、通电时间一定时，探究电热与电流的关系 ④乙图实验装置是控制电流、通电时间一定时，探究电热与电阻的关系 A．只有①② B．只有①④ C．只有②③ D．只有③④ 21、用图中的装置进行实验，定值电阻R1和R2分别加热容器内的油（甲瓶中的油比乙瓶中的少）。两电阻工作相同时间，油均未沸腾，观察到甲温度计升温比乙温度计少，该过程电阻产生的热量全部被油吸收。根据上述信息，可判断（　　） A．R1＜R2 B．R1＞R2 C．R1产生的热量比R2多 D．R1产生的热量与R2一样多 22、在探究“影响电流热效应的因素”实验中，如图所示，三个烧瓶中装入等质量的煤油． (1)为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系，小明设计了甲图装置，该实验通过比较________(选填“温度计示数变化”或“加热时间”)来判断产生的热量多少． (2)先测量烧瓶内液体的温度，并得到温度的升高量填入表中；然后移动滑动变阻器滑片，重复上述操作，获得第二组数据(如下表)． 实验次数 电流/A 通电时间/min 电阻/Ω 温度升高量/℃ 1 0.3 30 10 1.5 2 0.6 30 10 6.0 由此得出结论：同一导体，在________相等时，电流________，其产生的热量________． (3)若要探究电流通过电阻产生热量与电阻的关系，可选择乙图中________(选填“A”或“B”)烧瓶中的电阻与甲图中的烧瓶电阻________联． (4)小明改进了实验装置如图所示两个透明容器中封闭着等量的空气． ①改进的实验装置是通过观察________来判断电阻丝产生热量的多少． ②观察图丙中的A、B管，在通电时间相等时，发现B管液面上升得更高，表明电流通过导体产生的热量多少与________有关． ③采用图丁中的实验装置探究电流产生的热量跟电流是否有关时，右边透明容器中应该选用阻值为________Ω的电阻丝，且丁装置左右两个容器中电阻丝发热功率之比为________． 23、探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验． 如图甲和乙所示，两透明容器中密封着等质量的空气，两容器中的电阻丝串联起来连接到电源两端，通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度差的变化． (1)在图甲中，通过两电热丝的电流________；该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体的______的关系． (2)在图乙中，是探究电流通过导体产生的热量与通过导体________的关系． (3)在该实验中，我们是通过观察U形管中液面的__________来比较各容器中电热丝产生热量的多少的． (4)英国物理学家焦耳通过大量实验，最先精确的确定了电流通过导体时产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的________成正比，跟________成正比．这个规律叫做焦耳定律，其表达式为____________________________________． 学科网（北京）股份有限公司 $$ 电学实验专题 一、欧姆定律的探究 1、电流与电压的关系 1. 实验目的 研究电路中的电流与电压的关系 2. 实验电路图： 3. 实验步骤 (1)按照电路图连接实物图 (2)闭合开关S后，调节滑动变阻器的滑片P，使定值电阻R两端的电压成整数倍地变化，如2V，4V，6V等； (3)根据电压表和电流表的示数，读出每次&两端的电压值和通过R的电流值，并记录在数据表格中 4. 分析与论证 由实验数据可以看出电流和电压有关，电流随电压的增大而增大，将实验数据通过图像的形式表示出来，如图所示 若用小灯泡，则伏安特性曲线画法应知结论 5. 结论 在电阻一定的情况下，导体中的电流与该导体两端的电压成正比 6. 滑动变阻器作用：①保护电路；②改变电路中的电流和R两端的电压 7. 实验改进：若无滑动变阻器，可以①增减电池个数改变电压或②串联电阻改变分压 2、电流与电阻的关系 1. 实验目的 研究电路中的电流与电阻的关系 2. 实验电路图： 3. 实验步骤 (1)按照电路图连接实物图 (2) 闭合开关S后，换用不同的定值电阻R，使电阻成整数倍地变化，如:5Ω、10Ω、15Ω等； (3)调节滑动变阻器R2的滑片，保持每次定值电阻两端的电压不变 (4)把对应着不同阻值的电流值记录在数据表格中 4. 分析与论证 由实验数据可以看出电流和电阻有关，电流随电阻的增大而减小。将实验数据通过图像的形式表示出来，如图所示，曲线上的点与坐标轴围成的矩形的面积代表电压 5. 结论 在电压不变的情况下，导体中的电流与该导体的电阻成反比 6. 滑动变阻器作用：①保护电路；②控制电阻R两端的电压不变 滑变的选择： → 2 学科网（北京）股份有限公司 1、小红利用图甲所示的电路探究电流与电阻的关系，已知电源电压为6V且保持不变，实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω (1)请根据图甲所示的电路图将图乙中的实物电路连接完整(导线不允许交叉) (2)连接电路时，开关应该处于状态.闭合开关前，滑片应该位于 端 (选填“A”或“B”) (3)闭合开关，电压表电流表都有示数，并且电压表的示数小于6V，移动滑动变阻器的滑片，发现电压表电流表示数都不变，则电路出现的故障可能是 。 (4)在上述实验中，某同学在读取完电流表示数后，保持滑动变阻器滑片的位置不变，直接拆下阻值为50的电阻，改换成阻值为100的电阻，在读取电流表示数之前，他应进行的操作是:向 移动滑片(选填“左”或“右”)，使电压表示数为 V。与6Ω电阻接入电路时相比，此时定值电阻和滑动变阻器的阻值之比 (选填“变大”、“变小”或“不变”) (5)实验中多次改变R的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图像，由图像可得出结论:当导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 . 2、某学习小组在“探究通电导体中电流与电阻的关系”的实验中，小明连接了如图甲所示的电路(电源电压保持4.5 V不变)． (1)用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整(要求：滑动变阻器的滑片P向左移动，电路中电流变大，导线不得交叉)． (2)连接好电路，闭合开关，发现电压表示数接近于电源电压，电流表几乎无示数，则故障为定值电阻R________(选填“短路”或“断路”)． (3)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像，由图像可知R两端的电压为________V；当R的电阻由5 Ω更换为10 Ω时，闭合开关后，为使R两端的电压________(选填“改变”或“不变”)，滑动变阻器的滑片应向________(选填“左”或“右”)端滑动；若实验中R的阻值分别是5 Ω、10 Ω、15 Ω，则滑动变阻器的阻值至少是________Ω. 答案： ⑴如答图所示　(2)断路　(3)3　不变　右　7.5 3、小飞在做“探究电流与电压、电阻的关系”实验时，准备了以下器材：两节新的干电池，电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻(5 Ω，10 Ω，15 Ω，20 Ω)、开关、导线若干． (1)在按电路图连接实物时，开关必须处于________状态；在实物图中，滑动变阻器的滑片要移到________(选填“最右端”或“最左端”)． (2)图乙是小飞连接好的实验电路，闭合开关后，他发现移动滑片的过程中，电流表的示数________，电压表的示数________．(均选填“变大”“变小”或“不变”) (3)小冲在一旁观察后指出小飞没有按照电路图正确连接实物，请你在实物图上对连接错误的一根导线打“×”，并用笔补画一根线代替导线将电路连接正确． (4)问题解决后，他们接入10 Ω的电阻进行实验，并得出下表中的数据，对数据进行分析后得出实验结论是：____________________________________________________________. 电压U/V 1 1.5 2 2.5 电流I/A 0.1 0.15 0.2 0.25 (5)接下来他们分别接入其他电阻再次对电流与电阻关系进行探究，并作出了如图丙所示图像，请你通过图像中所给信息计算出实验过程中滑动变阻器两端的电压U＝________V. 图丙 答案：(1)断开　最左端　(2)不变　不变　(3)如答图所示 (4)电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比　(5)1 　 二、测电阻 1、等效替代法测电阻： 如图，（1）S至a，记下电流表（或电压表）的示数为I（或U）； （2）S至b，调节电阻箱R，使电流表（或电压表）的示数仍为I（或U）；读出电阻箱的阻值为R，即Rx的阻值。（其中R0起保护电路的作用） 2、缺电表测电阻： （一）安阻法 缺电压表，利用并联分流，串联电压相等测电阻： （1）如图甲，将R1和并联，先测出R1的电流，再测出的电流为I2，根据两次电压相等U1=U2，所以，，所以： ；； （2）改进，换用单刀双掷开关，如图乙。（表达式同上） （二）伏阻法 缺电流表，利用串联分压，电流相等测电阻： （1）如图甲，电压表测出R1两端的电压U1；再测出两端的电压U2；根据两电阻中的电流相等，所以： ； （2）改进：单刀双掷开关　 如图乙，开关S至1的位置，可测出R1上的电压U1；将S至2的位置，可测出和R1的总电压U2．根据电流相同，， 所以， 说明：以上两种方法中的定值电阻均可用最大已知的滑动变阻器代替，只须将滑片移至阻值最大端就是定值电阻。 （三）缺电流表或电压表，利用滑动变阻器的最大阻值测电阻 （1）缺电流表：如图 ①将滑片P滑到左端测出两端的电压U1；②将滑片P滑到右端时可测出和R′两端的总电压U2．由和R′串联电流相等 ； 　　　 （2）缺电压表如图乙。①将滑片P滑到a点，可测的电流I1；②再滑到b端测和R′的电流I2．由于电源电压相等．①；② 所以可解得。 （三）缺电压表或电流表，利用短路电路测电阻： （1）如图甲，①闭合开关S1，和R串联，电流表示数为I1；②闭合开关S1和S2，R被短路，只有接入电路，电流表示数为I2；所以：①②；根据电源电压相等，可得 （2）如图乙，①闭合开关S1，和R串联，电压表示数为U1；②闭合开关S1和S2，R被短路，只有接入电路，电压表示数为U2；所以：闭合开关S1和S2时，电源电压为U2，当只闭合开关S1时，两端的电压为U1，R两端的电压为U2—U1， 根据Rx和R中的电流相等，即，解得 3、伏安法 可能出现的故障： 故障一：闭合开关，灯泡不亮，电流表示数为零，电压表示数很大 原因：电压表直接接在了电源两极上，小灯泡断路 故障二：闭合开关后发现小灯泡不亮，电流表，电压表都没有示数 原因：滑动变阻器器断路或者在此同时小灯泡的灯丝也断了 故障三：闭合开关S，发现小灯泡不亮，同时电流表和电压表有示数，但非常小 原因：电流表和电压表有示数说明电路是通路，小灯泡不亮，是因为加在小灯泡两端的电压太小，导致通过小灯泡的电流太小而不亮，可能是电源电压太低或滑动变阻器接入电路中的阻值过大 排除方法:可以适当提高电源电压或将滑动变阻器接人电路中的阻值调小 故障四：闭合开关S后，小灯泡亮，发现电流表和电压表的指针向左偏转原因：指针向左偏转说明电流表和电压表的正负接线柱接反了 排除方法:将接电流表和电压表的正负接线柱的接线端对调即可 故障五：连接好实验电路后，闭合开关并移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡变亮，电流表示数变大时，电压表示数反而变小；小灯泡变暗，电流表示数变小时，电压表示数反而变大 原因：电压表并联在滑动变阻器两端 故障六：将实验电路连接好后，闭合开关S，发现小灯泡特别亮，并且无论怎样移动滑动变阻器滑片，灯泡亮度不变 原因：滑动变阻器接线有误，同上或者同下。 减小误差的方法： ①多次测量求平均值 ②改变测量方法（外接法适用于测量较小阻值；内接法适用于测量较大阻值） 综合上述方法：①伏安法测电阻最好，可多次测量求平均值减小误差；②其它方法均进行两次测量，要么通过开关转换，要么通过滑动变阻器的两个特殊位置，得到一组数据进行计算得出一个电阻值。具体特点是缺电压表，利用电压相等；缺电流表利用电流相等。但滑动变阻器和短路测量电路通用；③有些情况下，尽管有电压表或电流表，但由于分度值或量程问题，必须选用缺表测量。 4、小金同学在做“测量小灯泡电阻”的实验中，所用小灯泡正常发光时电压为2.5V。 （1）请你根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙中的电路图连接完整（要求：滑动变阻器滑片P向右移动时灯泡变暗，且导线不交叉）。 （2）实验过程中若误将电压表与电流表互换位置，则两只电表的示数为 　B　。 A.电压表无示数，电流表有示数 B.电压表有示数，电流表无示数 （3）丙图是实验过程中小灯泡两端电压﹣电流关系图，根据图像，小灯泡正常发光时的电阻是 　12.5　Ω。 （4）在操作过程中，电流表指针如图丁所示，若要使小灯泡正常发光，滑片应向 　B　（选填“A”或“B”）端滑动。 【解答】解：（1）滑动变阻器滑片P向右移动时灯泡变暗，说明电路电流变小，滑动变阻器电阻变大，故滑动变阻器应接左下接线柱，即A端，如图所示： ； （2）电压表和电流表位置互换，电压表串联接入电路，电路相当于断路，电路中没有电流流过，由于电压表的正负接线柱与电源两极相连，所以电压表有示数，故选B； （3）小灯泡正常发光时电压为2.5V，由图丙可知此时电流为0.2A，小灯泡正常发光时的电阻： ； （4）图丁所示电流表的示数为0.24A，小灯泡正常发光时电流为0.2A，所以滑动变阻器的电阻应变大，故滑片应向B端滑动。 故答案为：（1）如上图所示；（2）B；（3）12.5；（4）B。 5．小金用电压表和电流表测导体R的电阻。在正确连接电路的基础上，通过调节滑动变阻器RP，先后完成了四次实验，测得的电压和电流值如表所示。回答问题： 实验次数 U（伏） I（安） 1 0.6 0.12 2 0.8 0.16 3 1.2 待填 4 1.8 0.36 （1）根据实验要求，用笔画线作为导线在图中正确连接电压表。 （2）第3次实验时，电流表示数如图乙所示，此时电流为 　0.24　安。 （3）根据表中数据，在实验过程中，滑动变阻器RP滑片移动的方向是 　B→A　（选填“A→B”或“B→A”）。 【解答】解：（1）根据电流表是小量程可确定电压表选用小量程与灯并联，如图所示； （2）由实物图可知电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.24A； （3）由表中数据可知，移动滑片时滑动变阻器两端的电压变小，连入电阻变小，从B→A移动。 故答案为：（1）见解答；（2）0.24；（3）B→A。 6．某小组同学在进行“伏安法”测电阻实验时，连接了如图甲所示的电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，多次测量并记录实验数据。小组同学将第一次实验测得的数据绘制成图乙中的a、b、c，发现电压表未调零。将电压表调零后，重做实验，第二次测量数据如图乙中的A、B、C。 （1）图丙是该小组在一次测量中的电流表指针位置，其示数为 　0.3　安。 （2）分析图乙中的第二次测量数据，待测电阻的阻值是 　4.9　欧。（结果保留一位小数） （3）小组同学讨论发现，利用第一次的测量数据，能求出第一次实验中电压表接入电路前指针所指的刻度值，也能求出被测电阻的阻值。分析图乙，写出第一次实验电压表接入电路前指针所指的刻度值，并说明理由。 　第一次实验电压表接入电路前指针所指的刻度值为0.4V。延长abc三点的连线，与纵坐标相交于0.4V　。 【解答】解：（1）图丙电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A； （2）分析图乙中的第二次测量数据，由R可知， RA5Ω，RB5Ω，RC4.83Ω， 所以待测电阻的阻值为：R4.9Ω； （3）延长abc三点的连线，与纵坐标相交于0.4V，如图所示： 故答案为：（1）0.3；（2）4.9；（3）第一次实验电压表接入电路前指针所指的刻度值为0.4V。延长abc三点的连线，与纵坐标相交于0.4V。 7．某科技小组同学发现实验室有一只标有XkΩ的电阻Rx（X为模糊不清的一个数字），小金按照实验要求，设计测量Rx的电阻。器材有：两节干电池（2.8V～3V）、定值电阻R＝2kΩ，待测电阻Rx、电压表V（0﹣3V、0～15V）、电流表A（0﹣0.6A、0～3A）、滑动变阻器（“50Ω 1A”）各一个、开关、导线若干。 （1）首先设计的实验电路图如图1所示。小金通过估算发现：该方案无法测出电阻Rx的阻值，其主要原 因是 　电流太小，无法用电流表直接测出　。 （2）经讨论后他们重新设计测量Rx阻值的实验方案，小金设计的电路图如图2所示。步骤如下： ①按照如图2所示的电路图正确连接实物电路，将滑动变阻器的滑片移到b端； ②闭合S1，断开S2，读出电压表示数U1＝2.75V，与电源电压为2.8V～3V之间有一定的差值，请教老师后才知道，电压表相当于一个能显示自身两端电压的定值电阻； ③在不改动电路的情况下，把滑片从b端到移动a端，又读出电压表示数U2＝2.85V； ④可计算出该电压表自身的电阻为 　1375　Ω。 （3）小组其他同学设计的实验电路如图3所示，在电源电压恒定且已测出的条件下。能先测出电压表自身电阻后，再测出Rx阻值的电路是 　丙　。 【解答】解：（1）实验室有一只标有“XkΩ”的电阻，即电阻为几千欧姆，电源电压为3V，由欧姆定律可得（若为1千欧姆）通过其的最大电流为0.003A，远小于电流表小量程的分度值为0.02A，无法用电流表直接测出； （2）在③中，电压表测电源电压，所以电源电压为2.85V，在①中，电压表与滑动变阻器串联，电压表示数U1＝2.75V，根据串联电路电压规律可得滑动变阻器两端的电压为2.85V﹣2.75V＝0.1V，电压表示数为滑动变阻器两端电压的27.5倍，根据分压原理，可估算出电压表自身的电阻为50Ω×27.5＝1375Ω； （3）甲中，开关S2向左打若能测量出待测电阻电压，则开关向右打时，电流从电压表负接线柱流入，无法测量定值电阻的电压，故不可行； 乙中，电压表与定值电阻串联接入电路，电压表只能测电源电压，故不可行； 丙中，开关向上打和向下打，待测电阻和定值电阻分别与电压表串联，电压表示数分别为U1、U2，由串联电路电压的规律可分别求出两电阻的电压为：UX＝U﹣U1，U0＝U﹣U2， 根据分压原理有：① ②， 因U、U1、U2、R0为已知量，由①②可求出待测电阻，故可行； 丁中，只能测量出待测电阻与电压表串联时的电压，即电源电压，故不可行，故选丙。 故答案为：（1）电流太小，无法用电流表直接测出；（2）1375；（3）丙。 8．在“伏安法测电阻”的实验中，提供的器材有：待测电阻R0（阻值约为5Ω）、两节干电池、电压表（“0～3V”、“0～15V”），电流表（“0～0.6A”，“0～3A”），滑动变阻器、开关、导线若干。 （1）小兰同学按如图甲连接电路后，闭合开关发现电压表的指针偏转角度根大，接近量程，而电流表的指针偏转角度很小，接近量程的。可能的原因是①　电流表选择了“0﹣3A”的量程　；②　滑动变阻器接入电路的电阻为0　； （2）改正后进行实验，完成数据记录表，其中第3次实验时电压表示数如图乙所示，则待测的未知电阻R0的阻值为 　5　Ω（结果保留一位小数）； 实验次数 电压/V 电流/A 电阻/Ω 电阻平均值/Ω 1 1.2 0.24 2 1.8 0.34 3 0.5 （3）小明用小灯泡换下定值电阻R0继续探究小灯泡的电阻特点，则原数据记录表中 　电阻平均值/Ω　一栏是多余的。 【解答】解：（1）由题意知，电源由2节干电池组成，所以电源电压最大为3V，因此电压表应选择0～3V的量程，闭合开关，发现电压表的指针偏转角度很大，接近量程，说明此时电阻两端的电压接近电源电压3V，而电流表有示数，说明电路未发生断路，因此可能是滑动变阻器接入电路的阻值为0；此时电路中电流大约为I0.6A，而电流表的指针偏转角度很小，接近量程的，说明此时电流表选择了0～3A的量程； （2）由图乙电压表的分度值是0.1V，指针指在2V和3V的正中央，所以读数是2.5V，由表格知电流是0.5A，由I可知电阻R05Ω； （3）小明用小灯泡换下定值电阻R0续探充小灯泡的电阻特点，不需求电阻平均值，因为灯丝电阻易受温度的影响，所以求平均值没有意义。 故答案为：（1）①电流表选择了“0﹣3A”的量程；②滑动变阻器接入电路的阻值为0；（2）5；（3）电阻平均值/Ω。 9．用如图甲所示电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的电阻，根据实验数据绘制的小灯泡的I—U图象如图乙所示。 （1）连接电路时，开关应 　断开　。 （2）实验进行过程中，当滑动变阻器的滑片位于某一位置时，电流表示数如图丙所示，为测量小灯泡正常发光时的电阻，应将滑片向 　右　移动； （3）由图象可知，小灯泡正常发光时的电阻为 　10　Ω； （4）当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比 　变大　。造成这种情况的主要原因是小灯泡的电阻会随着温度的升高而 　变大　。（两空均选填“变大”、“变小”或“不变”） 【解答】解：（1）为了保护电路，连接电路时，开关应处于断开状态； （2）电流表接入电路的量程为0～0.6A，每一小格表示0.02A，所以电流表的示数为0.16A， 由乙图可知，当灯泡两端的电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.25A，此时通过电路的电流小于灯泡的额定电流， 由欧姆定律可得滑动变阻器接入电路的电阻太大，所以滑动变阻器的滑片应右移动，使滑动变阻器接入电路的电阻变小； （3）由乙图可知，当灯泡两端的电压为2.5V时，灯泡正常发光，此时通过灯泡的电流为0.25A， 由欧姆定律可得灯泡正常发光时的电阻：R10Ω； （4）由图可知当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比变大，通过小灯泡的电流与小灯泡两端的电压不是成正比的，造成这种情况的主要原因是小灯泡的电阻会随着温度的升高而增大。 故答案为：（1）断开；（2）右；（3）10；（4）变大；变大。 三、测定小灯泡额定电功率 1、伏安法测小灯泡的电功率实验 实验目的：探究小灯泡在不同电压下的发光情况。 实验原理：P＝UI。 实验结论： ①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。 ②小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定，实际功率越大，小灯泡越亮。 【注意】：在进行实验时应注意以下几点： ①连接电路时，开关应该打开，滑动变阻器应达到最大位置； ②滑动变阻器的作用：保护电路和改变灯泡两端的电压，进行多次测量，从而得到不同电压下的电功率值。 ③ 滑动变阻器允许通过的最大电流要大于灯泡的正常工作电流，而滑动变阻器的最大电阻值应与小灯泡的电阻差不多，以使调节效果明显。 ④电表要选择合适的量程，电压表的量程应大于小灯泡的额定电压，电流表的量程要大于小灯泡正常工作电流，一般遵循“能小则小”的原则； ⑤使小灯泡正常发光的操作(移动滑片，眼睛注视测量小灯泡两端电压表示数为额定电压)；温度对灯泡灯丝电阻的影响(温度越高，灯丝电阻越大)； ⑥实际电压、实际功率与灯泡亮暗的关系(实际功率越大，灯泡越亮)； ⑦实验中多次测量的目的(找电功率与电压的关系及小灯泡亮度变化规律)； ⑧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的原因(电压改变，功率也改变) ，测功率的三次测量是为了测不同电压下的实际功率并比较灯泡的亮度，；测电阻的三次测量是为了求平均值减小误差。 10、在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒为3.0伏，小灯泡的额定电压为2.5伏，滑动变阻器的规格为“20欧，1安”。 ​ （1）闭合开关前，应该把滑动变阻器的滑片移到 （选填“M”或“N”）。 （2）闭合开关，小科发现小灯泡不亮，电流表示数很小，电压表示数较大。则接下来应进行的操作是 （填字母）。 A.更换小灯泡 B.向左移动滑动变阻器滑片 C.检查开关是否接触不良 D.检查电压表是否断路 （3）小科移动滑动变阻器的滑片，测量出了5组实验数据，描点并绘制出了关于滑动变阻器的I﹣U图像，如图乙所示。则小灯泡的额定功率为 。 【解答】解：（1）为了保护电路，闭合开关前，滑片在阻值最大处，即最右端N端； （2）闭合开关后，电流表示数小，说明电路是通路，灯泡没坏，也不是断路，图中电压表并联在滑动变阻器两端，电压表示数较大可能是连入电阻太大，电路中电流太小所致，下一步操作：向左移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光，故选B； （3）根据图乙知当电压表示数为0.5V时，灯两端电压为2.5V，通过的电流为0.25A，此时小灯泡的功率为：P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W。 故答案为：（1）N；（2）B；（3）0.625。 2、伏阻法 11、（2023•杭州模拟）小明在测量小灯泡电功率的实验中，选用的电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V电阻约为5Ω。 （1）闭合开关、滑片移动到某位置时，电压表的示数如图乙所示。要获得小灯泡额定功率的数据，滑片P应向 （选填“A”或“B”）端移动。 （2）改变滑片P的位置，获得多组对应的电压、电流值，绘制得如图1所示的图像。由图像可知，小灯泡的额定功率P额＝ W。 （3）小明打算增加个阻值为R0的电阻，用图2所示的电路测量小灯泡的电功率。闭合开关S、S1，移动滑片P，使电压表的示数为U1；保持滑片位置不动，只断开开关S1，闭合开关S2，记下电压表的示数为U2，则小灯泡的电功率为 （用已知字母表示） 【解答】解：（1）闭合开关，滑片移动到某位置时，电压表的示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值0.1V，其示数为1.8V，小于灯泡额定电压2.5V，要获得小灯泡的额定功率的数据，故应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压规律，应减小变阻器两端的电压，根据分压原理，应减小变阻器接入电路的阻值，故滑片应向B端移动； （2）由I﹣U图象可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.5A，小灯泡额定功率为： P额＝U额I额＝2.5V×0.5A＝1.25W； （3）闭合开关S、S1，电压表测量小灯泡两端的电压，移动滑片P使电压表的示数为U1，即小灯泡两端的电压是U1； 保持滑片P位置不动，只断开开关S1，闭合开关S2，电压表测量小灯泡和定值电阻两端的电压，记下电压表的示数为U2，由于电路连接方式不变，电路中电阻不变，电流不变，此时灯泡两端的电压仍为U1；根据串联电路电压规律，定值电阻两端的电压是U0＝U2﹣U1， 定值电阻中的电流为： I0， 定值电阻和小灯泡串联，根据串联电路电流处处相等，则小灯泡中的电流是I＝I0， 小灯泡的功率为： P＝U1I＝U1。 故答案为：（1）B；（2）1.25；（3）U1。 12、（2022秋•余姚市期末）测量小灯泡的额定功率。 （1）如图甲所示是测量额定电压为3.8V小灯泡的额定功率的实验电路。检查发现电路中有一根导线连接错误，此时若闭合开关，电流表的指针将 （填“正常偏转“或“几乎不动”），请你在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线，将电路连接正确。 （2）正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3.8V，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W。 （3）上述实验结束后，小明又设计了如图丙所示的电路，只用电压表来测量额定电压为2.5V 小灯泡L2的额定功率。已知滑动变阻器R的最大阻值为15Ω，电源电压恒定，其测量过程如下： ①闭合开关S、S2，断开S1，将滑动变阻器的滑片移到最上端，电压表示数为6V。 ②闭合S、S1，断开S2，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为3.5V，这时小灯泡正常发光。 ③闭合开关S、S2，断开S1，保持滑动变阻器滑片的位置不变，电压表示数为4V。 ④小灯泡L2的额定功率P额＝ W。 【解答】解：（1）根据图片可知，滑动变阻器与灯并联，电压表（内阻很大）串联在电路中，故此时若闭合开关，通过电路的电流很小，因此电流表的指针将几乎不动。 应该调整为灯与变阻器串联，电压表与灯并联，如下图所示： （2）闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3.8V，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图1乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.2A，小灯泡额定功率为： PL＝ULIL＝3.8V×0.2A＝0.76W； （3）在步骤①中，闭合开关S、S2，断开S1，将滑动变阻器的滑片移到最上端，此时电压表的示数等于电源电压，即电源电压为6V； 在步骤②中，灯与滑片以下电阻丝R滑下的电阻串联，电压表测其电压，当电压表示数为3.5V，根据串联电路电压的规律，灯两端的电压：U额＝U﹣U滑下＝6V﹣3.5V＝2.5V，灯正常发光； 在步骤③中，电路中只有变阻器，根据串联电路电压的规律， 滑片以上电阻丝的电压为：U滑上＝U﹣4V＝6V﹣4V＝2V， 根据分压原理，R滑上：R滑下＝U滑上：U滑下＝1：2， 因变阻器的总电阻为15Ω，故R滑下＝10Ω， 再回到步骤②中，由欧姆定律和串联电路电流的规律， 通过变阻器的电流即灯的额定电流：， 小灯泡的额定功率：P额＝U额I额＝2.5V×035A＝0.875W。 故答案为：（1）几乎不动；见解析图；（2）0.76；（3）0.875。 3、安阻法 13、（2023春•滨江区校级月考）某同学利用如图1所示的电路来测量小灯泡的电功率（电源电压3V，小灯泡的额定电压2.5V）。 （1）闭合开关，发现两电表指针处于图2所示位置，此时灯泡 （选填“不发光”“微弱发光”或“比正常亮”） （2）故障排除后，从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据，得到小灯泡U﹣I图象如图3所示，则小灯泡的额定功率是 W。 （3）他做完以上实验后，又想测出一个未知电阻Rx的阻值，连接电路时发现电压表已损坏，于是他又设计了如图4所示的电路，也测出了电阻的阻值（R0是已知阻值的定值电阻）。请你帮他完成下列步骤。 ①只闭合开关S1，电流表的示数为I1； ②开关S1、S2闭合后，电流表的示数为I2； ③请写出未知电阻Rx的阻值表达式：Rx＝ （用I1、I2和R0表示）。 【解答】解：（1）由图2可知，电流表示数为0，电路可能断路，电压表示数为电源电压，电压表与电源连通，则与电压表并联的灯之外的电路是连通的，则与电压表并联的灯断路了，小灯泡不发光； （2）故障排除后，从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据，得到小灯泡I一U图象如图3所示，则灯额定电压下的电流为0.3A，则小灯泡的额定功率是： P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W。 （3）实验步骤： ①只闭合开关S1，两电阻串联，电流表测量电路中的电流，电流表的示数为I1； ②开关S1、S2闭合后，只有电阻R0工作，电流表测量电路中的电流，电流表的示数为I2； ③两次实验中电源电压为：U＝I2R0＝I1（R0+Rx）， 未知电阻Rx的阻值表达式： Rx。 故答案为：（1）不发光；（2）0.75；（3）。 14、（2023春•滨江区校级月考）有一只小灯泡的铭牌上仅能看清“0.5A”的字样，小金为了测量该小灯泡的额定功率，进行了如下实验。 （1）他连接了如图甲所示的电路， （填仪器名称）的量程选择不合理。 （2）排除故障正确连接后移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，电压表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W。 （3）闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不亮，电流表的示数始终为零，电压表的示数接近3V保持不变，为了排除故障，接下来的操作合理的是 （选填字母）。 A．拧紧开关两端的接线柱 B．拧紧小灯泡和它两端的接线柱 C．移动滑动变阻器，使滑动变阻器电阻变小 D．更换一个完好的相同规格的小灯泡 （4）小强对实验进行了拓展，利用如图丙所示的电路，测出了另一只已知额定电流为I1的小灯泡的额定功率，操作步骤如下。 ①闭合开关S1，开关S2连接b，移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数为I1。 ②保持滑动变阻器的滑片位置不变，开关S2连接a，调节电阻箱的阻值，使电流表示数为I1，读出电阻箱的示数为R0。 则小灯泡的额定功率表达式P额＝ （用题中字母表示）。 【解答】解：（1）由图知电源为两节电池，电源电压为3V，所以电压表选用0～3V的量程； 灯的额定电流为0.5A，故电流表选用小量程，故图甲中电流表的量程选择都不合理； （2）排除故障后，正确连接电路，使小灯泡正常发光，电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.4V，小灯泡的额定功率为： P＝UI＝2.4V×0.5A＝1.2W； （3）他连接了如图甲所示的电路，闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不亮，电流表的示数始终为零，电路可能断路，电压表的示数接近3V保持不变，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的部分断路了，为了排除故障，接下来的操作合理的是拧紧小灯泡和它两端的接线柱，选B； （4）小强对实验进行了拓展，利用如图丙所示的电路，测出了另一只已知额定电流为I1的小灯泡的额定功率，请完成实验步骤： ①闭合开关S1，开关S2连接b，移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数为I1； ②保持滑动变阻器的滑片位置不变，开关S2连接a，调节电阻箱的阻值，使电流表示数为I1，读出电阻箱的示数为R0； ③在①中，灯与变阻器串联，电流表测电路的电流，电流表示数为I1，故灯正常发光； 在②中，电阻箱与变阻器串联，电流表示数仍为I1，由等效替代法，电阻箱的示数R0；即为灯正常发光时的电阻，则小灯泡的额定功率表达式P额R0。 在测量过程中应用等了效替代法。 故答案为：（1）电流表；（2）1.2；（3）B；（4）R0。 15、（2023•宁波模拟）小明利用如图甲所示电路测量小灯泡的功率，被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω左右，实验室有如下器材：电源（U＝6V），电流表（0～0.6A，0～3A），电压表（0～3V，0～15V），滑动变阻器、电阻箱各一只，单刀单掷、单刀双掷开关各一个，导线若干。 （1）图甲是小明刚连好的实物图，实验前小华帮他检查了一遍，发现有两处不合实验规范。请你指出来： 。 （2）完善电路后，闭合开关，小明改变滑动变阻器的阻值测量出了5组数据，并描点画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像，如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W。 （3）实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为 。 A．10Ω 3A B．30Ω 1A C．60Ω 1A （4）在实验过程中，电压表发生故障，小明和小华增加一只电阻箱和一个单刀双掷开关设计出了丙、丁两种电路图，则能测出小灯泡额定电功率的是 。 【解答】解：（1）为保护电路，连接电路时，开关要断开，闭合开关前，滑片P应处于连入阻值最大处； 因为灯正常发光时的电流约为：I0.25A，所以电流表应选0～0.6A量程，所以图中不符合实验规范处有：①闭合开关前滑片P没有处于阻值最大处；②电流表所选量程太大； （2）由I﹣U图象可得，小灯泡在额定电压下的电流为0.25A，则小灯泡的额定功率为：P额＝U额I额＝2.5V×0.25A＝0.625W。 （3）根据I﹣U图像知，小灯泡的电压为0.5V时，电流为0.1A，由串联电路电压规律及欧姆定律，此时实验中所使用的滑动变阻器连入电路的电阻为： R滑55Ω， 故变阻器的规格可能为60Ω 1A，故选C； （4）由图乙可知灯泡的额定电流为I额，丙图中，将S2置于a，移动滑片，使电流表示数为I额，则灯正常发光； 保持滑片的位置不动，将S2置于b，调节电阻箱的旋钮，使电流表的示数仍为I额，记下电阻箱连入电路中的电阻大小R箱，由等效替代法，则灯正常发光时的电阻等于R箱，则灯的额定功率：P＝I额2R箱； 丁图中，将S2置于b，电流表没有接入电路，将S2置于a，电流表测通过电阻箱中的电流，即无论S2置于a、b，灯的电流都不能测量，故不能使灯正常发光，不能测出灯泡额定功率； 故选丙。 故答案为：（1）闭合开关前，滑片P没有处于阻值最大处；电流表所选量程太大；（2）0.625；（3）C；（4）丙。 16、（2023春•义乌市校级月考）小乐用如图甲所示的电路来测量小灯泡的额定功率。小灯泡额定电压为2.5V，电源电压恒定。 （1）连接好电路后闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数；则出现该故障的原因可能是小灯泡发生 （选填“断路”或“短路”）。 （2）移动滑动变阻器的滑片直到小灯泡发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率P额＝ W。 （3）在电压表损坏的情况下，小乐又设计了如图丙所示电路，其中定值电阻的阻值为R0，也测出了额定电压为U0的小灯泡的额定功率。其实验步骤如下： ①先闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器滑片，使电流表的示数为需要的值，此时小灯泡正常发光； ②保持滑动变阻器滑片的位置不变，闭合开关S、S2，断开S1，读出电流表的示数为I； 小灯泡的额定功率P额＝ （用U0、I、R0表示）。 【解答】解：（1）闭合开关，灯泡不亮，电流表有示数，说明电路不存在断路；电压表无示数，可能是与电压表并联的灯泡短路； （2）由图乙可知，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，而灯泡的额定电压为2.5V， 故小灯泡的额定功率P额＝U额I＝2.5V×0.3A＝0.75W； （3）如图丙所示的电路，其中定值电阻的阻值为R0，小灯泡的额定电压为U0，测量时，先闭合开关S和S1，R0与灯并联，调节滑动变阻器滑片，使电流表的示数为时，此时灯两端的电压等于其额定电压； 然后将S1断开、S2闭合，读出电流表的示数为I，因通过定值电阻的电流保持不变，根据并联电路电流的规律，灯的额定电流为：I额＝I； 则小灯泡的额定功率：P额＝U0（I）。 故答案为：（1）短路；（2）0.75；（3）U0（I）。 四、焦耳定律 1．焦耳定律：　 (1)1841年，英国物理学家焦耳发现载流导体中产生的热量Q（称为焦耳热）与电流I 的平方、导体的电阻R、通电时间t成正比，这个规律叫焦耳定律。 焦耳定律是一个实验定律。它的适用范围很广，纯电阻电路、非纯电阻电路在计算电热时都用到它。 (2)热功率：单位时间内导体的发热功率叫做热功率．热功率等于通电导体中电流I的二次方与导体电阻R的乘积． (3)电功率与热功率:对纯电阻电路，电功率等于热功率 即： P=I*U=I2R=U2/R 此时，可得U=IR,所以纯电阻电路也可以说是欧姆定律成立的电路 对非纯电阻电路，电功率等于热功率与转化为除热能外其他形式的功率之和． 2.电热 （1）电热：由于导体的电阻，使电流通过导体时消耗的电能中转化为内能的那一部分能量叫电热。 （2）内容：电流通过导体时产生的热量等于电流的平方、导体的电阻和通电时间的乘积。 （3）公式：Q=I2Rt. （4）适用对象:凡是要计算电热，都应首选Q=I2Rt，可求任何电路中电流I通过电阻R时所产生的热量。 3．热功率的意义及计算 （1）热功率：单位时间内发热的功率叫作热功率。热功率即电能转化为内能的功率， 即：P=Q/t=I2R （2）热功率计算:当电路不是纯电阻电路时，电功用W=UIt来计算，电热Q只能用Q=I2Rt进行计算，电功率用P=IU计算，热功率只能用P热=I2R 17、如图所示，为“探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验电路，两密封容器内部盛有等量的空气，以下说法正确的是（　　） A．闭合开关S1、S2，通过三根电阻丝的电流相同 B．先闭合开关S1，再闭合开关S2，电流表示数保持不变 C．同时闭合开关S1和S2，可以比较电流通过导体时产生的热量与电流的关系 D．闭合开关S1、S2一段时间后，右边U形管内的液面高度差比左边U形管的高 【答案】C 【解析】A．由图可知，闭合开关S1、S2，右边两个电阻并联然后与左边电阻串联，根据并联电路电流的规律，通过左边电阻的电流最大，故通过三根电阻丝的电流不相同，故A错误； B．先闭合开关S1，两容器内的电阻丝串联，电流表测电路的电流；当再闭合开关S2，右边两个电阻丝并联后与左边电阻丝串联，电流表测干路的电流，由并联电阻的规律，右边两电阻丝并联后电阻变小，根据串联电阻的规律，电路的总电阻变小，由欧姆定律可知，电流表示数应变大，故B错误； C．比较电流通过导体时产生的热量与电流的关系，根据控制变量法，要控制通电时间和电阻大小相同，只改变电流的大小；两容器内部都为5Ω的电阻丝，通电时间相同，而通过两电阻丝的电流不同，故同时闭合开关S1和S2，可以比较电流通过导体时产生的热量与电流的关系（根据转换法，气体吸热越多，气体膨胀程度越大，U形管内的液面高度差越大），故C正确； D．因通过左边容器内电阻丝的电流大于通过右边容器内电阻丝的电流，通电时间也相同，根据Q＝I2Rt可知，电流通过左边电阻丝的电流产生的热量多，根据转换法，左边U形管内的液面高度差比右边U形管的高，故D错误； 18、在探究电流通过导体产生的热量跟某一因素有关的实验中，将两个完全相同的电阻丝R1、R2分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并装入相等质量的煤油，所连电路（电源电压不变）如图所示，闭合开关（　　） A．相同通电时间内，电阻丝R1和R2产生的热量相等 B．本实验探究导体产生的热量与导体的电阻大小是否有关 C．若变阻器滑片P向右滑动，每秒钟电阻R2产生的热量变少 D．本实验通过电流表的示数大小，来判断导体产生热量的多少 【答案】C 【解析】由图知，该电路为并联电路，两电阻丝R1、R2在两条支路上，滑动变阻器与R2串联，A1测通过R1支路的电流，A2测通过R2支路的电流； A．由于两条支路的电阻不相等（R2支路的总电阻较大），所以根据欧姆定律可知，两条支路的电流不相等；根据可知，在电阻丝阻值和通电时间均相同时，两条支路的电流不相等，则电流通过两个电阻丝产生的热量不相等，故A不符合题意； B．由题意和前面解答可知，两电阻丝阻值相同，但通过电阻丝的电流不同，所以该实验可以探究导体产生的热量与电流大小是否有关，故B不符合题意； C．若变阻器滑片向右滑动，变阻器接入电路的阻值变大，该支路的总电阻变大，该支路的电压始终等于电源电压，根据欧姆定律可知，该支路的电流减小，由公式可知，每秒钟电阻R2产生的热量变少，故C正符合题意； D．本实验是通过温度计的示数变化来判断导体产生热量的多少，故D不符合题意。 19、有四段电阻线a、b、c、d，它们由同种材料做成，截面积相同，但绕成不相同的圈数（每圈的长度相等，a、c圈数相同，b、d圈数相同）如图连接，通电后在相同的时间内，它们产生的热量由多到少的顺序是（　　） A．a、b、d、c B．a、c、b、d C．b、d、a、c D．d、c、b、a 【答案】A 【解析】由题意知，电阻线a、b、c、d，它们由同种材料做成，截面积相同； b的圈数大于a的圈数，所以b的电阻大于a的电阻；由图知，电阻线a、b并联在6V的电路中，由并联电路的电压特点知，两电阻线两端的电压相等，通电时间相同，根据 可知，a产生的热量大于b； d的圈数大于c的圈数，所以d的电阻大于c的电阻；由图知，c、d串联在6V的电路中，通过的电流相同，通电时间相同，由 Q＝W＝I2Rt 可知，d产生的热量大于c； b、d圈数相同，则电阻大小相同；根据串联电路的电压关系可知，d两端的电压要小于电源电压，即小于b两端的电压，通电时间相同，根据 可知，b产生的热量大于d； a、c圈数相同，则电阻大小相同；根据串联电路的电压关系可知，c两端的电压要小于电源电压，即小于a两端的电压，通电时间相同，根据 可知，a产生的热量大于c； 所以它们产生的热量由多到少的顺序是a、b、d、c，故A符合题意，BCD不符合题意。 20、.如图所示，甲、乙装置中的透明容器内密封有等量的空气，所连接的U形管内的液柱可以显示空气温度的变化。小华将两套装置分别接到电压相同的电源上，来探究“电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”。下列说法正确的是（　　） ①甲图中闭合开关后，A管中液面上升较快 ②乙图中闭合开关后，A管中液面上升较快 ③甲图实验装置是控制电压、通电时间一定时，探究电热与电流的关系 ④乙图实验装置是控制电流、通电时间一定时，探究电热与电阻的关系 A．只有①② B．只有①④ C．只有②③ D．只有③④ 【答案】B 【解析】①甲图中闭合开关后，容器内的电阻值、通电时间相等，根据串联和并联电路电流的规律，通过右侧容器内电阻丝的电流较小，根据Q=I2Rt，右侧容器内电阻丝产生的热量较少，B管液面上升得较慢，A管液面上升较快，故①正确； ②乙图中闭合开关后，容器内两电阻串联，电路中通电时间、电流相等，但是右侧电阻丝阻值较大，根据Q=I2Rt，右侧容器内电阻丝产生的热量较多，因此B管液面升高快，故②错误； ③甲图中，容器内两电阻相等，即实验装置控制了电阻、通电时间一定时，而通过容器内两电阻的电流不相等，探究电热与电流的关系，故③错误； ④乙图实验装置，容器内两电阻串联，控制电流、通电时间一定时，而两电阻大小不同，故探究电热与电阻的关系，故④正确。 故ACD错误，B正确。 21、用图中的装置进行实验，定值电阻R1和R2分别加热容器内的油（甲瓶中的油比乙瓶中的少）。两电阻工作相同时间，油均未沸腾，观察到甲温度计升温比乙温度计少，该过程电阻产生的热量全部被油吸收。根据上述信息，可判断（　　） A．R1＜R2 B．R1＞R2 C．R1产生的热量比R2多 D．R1产生的热量与R2一样多 【答案】A 【解析】CD．甲瓶中的油比乙瓶中的少，即m甲˂m乙，工作相同时间，油均未沸腾，且甲温度计升温少，即Δt甲˂Δt乙，由Q＝cmΔt可知，瓶中油吸热少，而电阻产生的热量全部被油吸收，所以R1产生的热量比R2少，故CD不符合题意； AB．由图知，两电阻串联，所以通过它们的电流相等，通电时间相同，R1产生的热量比R2少，由Q＝I2Rt可知，R1˂R2。故A符合题意，B不符合题意。 22、在探究“影响电流热效应的因素”实验中，如图所示，三个烧瓶中装入等质量的煤油． (1)为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系，小明设计了甲图装置，该实验通过比较________(选填“温度计示数变化”或“加热时间”)来判断产生的热量多少． (2)先测量烧瓶内液体的温度，并得到温度的升高量填入表中；然后移动滑动变阻器滑片，重复上述操作，获得第二组数据(如下表)． 实验次数 电流/A 通电时间/min 电阻/Ω 温度升高量/℃ 1 0.3 30 10 1.5 2 0.6 30 10 6.0 由此得出结论：同一导体，在________相等时，电流________，其产生的热量________． (3)若要探究电流通过电阻产生热量与电阻的关系，可选择乙图中________(选填“A”或“B”)烧瓶中的电阻与甲图中的烧瓶电阻________联． (4)小明改进了实验装置如图所示两个透明容器中封闭着等量的空气． ①改进的实验装置是通过观察________来判断电阻丝产生热量的多少． ②观察图丙中的A、B管，在通电时间相等时，发现B管液面上升得更高，表明电流通过导体产生的热量多少与________有关． ③采用图丁中的实验装置探究电流产生的热量跟电流是否有关时，右边透明容器中应该选用阻值为________Ω的电阻丝，且丁装置左右两个容器中电阻丝发热功率之比为________． 答案(1)温度计示数变化　(2)通电时间　越大　越多　(3)B　串　(4)①液面高度差　②电阻　③ 5　9∶4 【解析】(1)电流通过导体产生热量的多少不易直接观察，实验中是通过比较温度计示数变化来反映的，这是运用了转换法；(2)运用控制变量法分析表中数据可知，同一导体，在通电时间相等时，电流越大，产生的热量越多；(3)要探究电流通过电阻产生热量与电阻的关系，应控制电流和通电时间相等，而电阻不同，所以可选择乙图中B烧瓶中的电阻与甲图中的烧瓶电阻串联；(4)①电流通过导体产生热量的多少不易直接观察，实验中是通过观察U形管液面高度差的变化来反映产生热量的多少；②两个电阻串联的电路中，通过的电流和通电时间相等，但电阻不同，U形管中液面高度差不同，说明电流通过导体产生的热量跟电阻有关；③要探究电流产生热量与电流的关系，应控制电阻相等，通电时间相同，而电流不同，故乙图中右边容器中的电阻为5 Ω；设通过10 Ω电阻的电流为I，由并联电路的电流电压规律可知，通过右侧5 Ω电阻的电流为2I，通过左侧5 Ω电阻的电流为3I，根据P＝I2R可知，P左∶P右＝(3I)2R∶(2I)2R＝9∶4. 23、探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验． 如图甲和乙所示，两透明容器中密封着等质量的空气，两容器中的电阻丝串联起来连接到电源两端，通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度差的变化． (1)在图甲中，通过两电热丝的电流________；该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体的______的关系． (2)在图乙中，是探究电流通过导体产生的热量与通过导体________的关系． (3)在该实验中，我们是通过观察U形管中液面的__________来比较各容器中电热丝产生热量的多少的． (4)英国物理学家焦耳通过大量实验，最先精确的确定了电流通过导体时产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的________成正比，跟________成正比．这个规律叫做焦耳定律，其表达式为____________________________________． 答案：(1)相同　电阻　(2)电流　(3)高度差　(4)电阻　通电时间　Q＝I2Rt 【解析】(1)图甲两电阻的连接方式为串联，因此通过两电阻的电流相同，电阻不同，所以该实验是探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系；(2)图乙中，密封容器内的两个电阻相同，通过它们的电流不同，因此是探究电流通过导体产生的热量与电流大小的关系；(3)密封容器里的电阻产生的热量越多，空气膨胀越大，使U形管中液面高度差越大，因此液面高度差可以反应出容器中电阻产生热量的多少；(4)通过大量的实验，焦耳精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系，即Q＝I2Rt. $$