电学实验压轴题过关检测-2024年中考物理考前压轴题特训（全国通用）

电学实验压轴题过关检测 1．小明在测量额定电压为U额＝2.5V小灯泡正常发光时电阻。 （1）图甲为实验电路图，有一根线连接错误，请在这根线上打“×”，并在图中改正　 　。 （2）按照图甲正确连好电路，闭合开关，小灯泡不亮，两表指针均有偏转，造成该现象的原因不可能的有 ____（填字母序号）。 A．小灯泡断路 B．小灯泡短路 C．滑动变阻器阻值太大 D．小灯泡两端电压太小 （3）小明通过实验数据，画出了通过小灯泡的电流与小灯泡两端电压的图象如图乙所示，可以比较出小灯泡“实际电压是额定电压一半时的电功率P1”和“实际电流是额定电流一半时的电功率P2”的大小，则P1　 　P2；图象中A、B、C三点的阻值RA、RB、RC由小到大的顺序为 　 　。 （4）上述实验结束后，小明又设计了如图丙所示的电路，也巧测出小灯泡正常发光时的电阻。已知电源电压不变，两只滑动变阻器R1和R2的最大阻值分别为R1和R2，请完成实验步骤。 ①闭合开关S、S2，断开S1，　 　，调节滑动变阻器R2的滑片P，使电压表的示数为U额。 ②断开开关S2，闭合S、S1，调节 　 　的滑片P，使电压表的示数仍为U额。 ③保持滑动变阻器R1的滑片P不动，将滑动变阻器R2的滑片P移到最左端，读出电压表的示数为U1，再将R2的滑片P移到最右端，读出电压表的示数U2。 ④小灯泡正常发光时电阻的表达式为 　 　（用字母表达）。 2．实验室有规格为“2.5V 0.75W”的小灯泡若干，小洋同学想知道这些灯泡是否符合规格。于是找来两节新干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、导线等器材，并任意选取一个小灯泡进行实验探究。 （1）请你用笔画线代替导线帮小洋同学正确连接电路　 　； （2）在闭合开关前，应将滑片放在　 　（填“A”或“B”）端； （3）小洋闭合开关，移动滑片，发现灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则该电路的故障可能是　 　； （4）排除故障后，调节滑片，观察到电压表如图乙所示，要让灯泡正常发光，滑动变阻器滑片P应向　 　（填“A”或“B”）端移动； （5）当小灯泡正常发光时，电流表如图丙所示，则该灯泡的额定功率为　 　W； （6）若灯丝的长度是一定的，则该小灯泡灯丝比符合要求的灯泡灯丝　 　（选填“粗”或“细”）； （7）通过实验，小洋理解了小灯泡的电阻不能用求平均值的方式代替，你认为原因是　 　； （8）实验完成后，小洋将小灯泡换成阻值为5Ω，10Ω，15Ω，20Ω的定值电阻继续探究“电流与电阻的关系”，让电压表的示数保持2V不变，则要完成所有探究滑动变阻器的阻值不小于　 　Ω。 3．在“测量小灯泡的电阻”实验中，选用的器材有：两节新干电池，额定电压为2.5V的待测小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表、开关和若干导线。 （1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整； （2）正确连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于　 　（选填“A”或“B”）端； （3）闭合开关，发现小灯泡不发光，电压表无示数，造成这一现象的原因可能是小灯泡 　 　（选填“短路”或“断路”）。排除故障后，闭合开关S，移动滑片P到某一位置时，若要测量小灯泡正常发光时的电阻，应将滑片P向　 　（选填“A”或“B”）端移动； （4）经过多次实验，测出并记录多组电压和电流的值，得到小灯泡的I﹣U图像如图丙所示，可计算出小灯泡正常发光时的电阻为　 　Ω，小灯泡的额定功率是　 　W； （5）小红同学认为，利用图甲的装置也可以探究电流与电压的关系。小明同学认为小红的观点不合理，理由是　 　。 4．在“测量小灯泡电功率”的实验中，待测小灯泡上标注的功率模糊不清，只能看清标有字样，所用电源为2节新干电池。 （1）图甲所示为小亮同学连接的实物图的一部分，请你用笔画线代替导线，完成实物电路的连接　 　，要求：①滑片P向右移动时；电流表示数变大；②连线不能交叉； （2）连接好电路后，闭合开关，灯泡不亮，电压表有示数，电流表也有示数，但两表示数均很小，导致这一现象的原因可能是____； A．小灯泡断路 B．电压表断路 C．滑动变阻器接入的阻值太大 （3）小灯泡能够发光后，移动滑动变阻器的滑片P移到某一位置时，电压表示数如图乙所示，示数为　 　，要测量小灯泡正常发光时的电功率，应将滑动变阻器的滑片向　 　(选填“”或“”)端移动。 （4）移动滑动变阻器的滑片P并记录了多组数据，作出了如图丙所示的小灯泡的图像，由图像可计算出小灯泡正常发光时的电功率为　 　W，电阻为　 　，此时滑动变阻器接入电路的阻值为　 　； （5）小灯泡的图像是一条曲线，说明灯丝的电阻是会变化的，这说明　 　是影响灯丝电阻大小的因素。 5． 在“测量小灯泡的电功率”的实验中，提供的器材有：电压恒为6V 的电源、额定电压为2.5V 的小灯泡（灯丝电阻约为 10Ω），电流表、电压表、开关各一个，导线若干，滑动变阻器R（50Ω 0.5A） ； （1） 为了保护电路，闭合开关前应将滑片P移至　 　（选填“A”或“B”） 端； （2）如图甲，闭合开关S，滑动变阻器滑片P向A端移动时，灯泡变　 　（选填“亮”或“暗”） （3） 当滑动变阻器的滑片P 移到某一位置时，电压表示数如图乙所示为　 　V；若要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向　 　（选填“A”或“B”）端移动； 根据图丙图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是　 　W。 （4）完成了上述的实验后，同学们还想测另一只额定电压为的小灯泡的额定电功率，但发现电流表损坏。利用阻值已知的定值电阻 设计了如图丁所示的电路，并操作如下： ①连好电路，只闭合开关S、S1，调节滑动变阻器，使电压表的示数为 ②保持滑动变阻器滑片位置不变，只闭合开关　 　，读出电压表示数为U2； ③小灯泡的额定功率 =　 　（用 和 表示） 6．小明做测“小灯泡电功率”实验时，所用器材有电压为6V的电源，额定电压为2.5V，灯丝电阻约为10Ω的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线． （1）连接电路前，开关应　 　。如上图甲所示是小明没有连接完整实物电路，请你用笔画线代替导线，帮小明将实物电路连接完整　 　； （2）电路正确连接后，小明闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，出现这一故障的原因可能是　 　． （3）小明调整电路后闭合开关，移动滑片P到某处，电压表的示数为2.2V，要测得小灯泡的额定功率，应将滑片P向　 　（选填“左”或“右”）端滑动。 （4）小明通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成了如图乙所示的图象，根据图象提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是　 　W。 （5）利用所给器材，该实验装置　 　（填“能”或“不能”）用来验证欧姆定律中的电流与电压的关系，原因是　 　。 （6）小明仅将小灯泡换成定值电阻，来探究电流与电阻的关系，小明想要完成四组实验，准备好的定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω，将电路连接正确后，闭合开关，移动变阻器的滑片P，使定值电阻两端的电压为2V，此时电流表的示数如图丙所示，则定值电阻的阻值为　 　Ω。 7．小刚利用如图甲所示电路测定小灯泡的电功率。被测小灯泡的额定电压为，电阻约为左右。实验室有如下器材：电源电压为、电流表、、电压表、、开关各一个、导线若干、滑动变阻器三只：、、。 （1）小刚在实验过程中，发现电流表指针如图乙所示，则接下来的操作是　 　 ； （2）正确连接电路后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则电路的故障可能是____ ； A．灯泡短路 B．灯泡断路 C．滑动变阻器短路 D．滑动变阻器断路 （3）闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，经多次测量，小刚画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像如图丙，则小灯泡的额定功率为　 　。在多次测量中，小刚还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比　 　选填“变大”、“变小”或“不变”，原因是　 　 ； （4）灯泡的功率测量完毕，小刚用、、、、的定值电阻更换电路中的灯泡，探究电流跟电阻的关系，得到如图丁所示的电流随电阻变化的图像，则小刚应选用滑动变阻器　 　选填“”、“”或“”。若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为，则所选定值电阻的阻值为　 　。 8．在“测量小灯泡的功率”实验中，电源为2节新干电池，小灯泡标有“2.5V”字样。 （1）图甲为小明连接的实物电路，请你用笔画线代替导线，将电路补充完整　 　； （2）开关闭合前，应将滑片置于　 　端（选填a或者b）； （3）闭合开关后，发现灯泡不亮，电压表、电流表均有示数，则接下来的操作应是　 　； （4）当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为　 　W； （5）小明只用一个电压表也测出了2.5V小灯泡的额定功率，他用阻值为R0的定值电阻和两个开关，设计了图丙所示的电路，请在空白处填上适当内容： ①断开S2，闭合S、S1，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V； ②保持滑动变阻器的滑片位置不变，断开　 　，闭合　 　，记录下电压表示数为； ③小灯泡的额定功率PL＝　 　（用已知量和测量量表示）。 9．小红在做“测定小灯泡电阻”的实验，小灯泡的额定电压U额＝2.5V； （1）请你用笔画线代替导线，将如图甲所示的实物电路连接完整（导线不能交叉）；　 　 （2）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表和电压表均有示数，接下来他应进行的操作是　 　； （3）小红继续进行实验，记录的部分数据如表所示，其中第2次实验时电压表的示数如图乙所示，要测量小灯泡正常工作时的电阻，他应将滑片向　 　（选填“左”或“右”）移动；第3次实验时电流表的示数如图丙所示，电流表示数为　 　A，则小灯泡正常发光时的电阻是　 　Ω（保留1位小数）； 次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 1 0.6 0.28 　 2 　 0.36 　 3 2.5 　 　 （4）从现有的三组数据中可以看出小灯泡在不同电压下的电阻值有何特点，请写出一句具有概括性的结论：　 　； （5）完成上述实验后，小红进一步思考，提出问题：在没有电流表的情况下，能否测量小灯泡的额定功率？他利用一个定值电阻R0设计的电路图如图丁所示； ①调节滑动变阻器滑片使电压表示数为U额； ②接着保持滑片位置不变，将电压表　 　（选填“A”或“B”）点的接线改接到C点，记录电压表示数为U； ③小灯泡的额定功率为P额＝　 　（用R0、U额、U等物理量符号表示）。 10．“测小灯泡电功率”实验如图甲所示，已知电源电压为 3V，小灯泡额定电压为 2.5V。 （1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调至最　 　（填“左”或“右”）端。闭合开关，移动滑片，当电压表示数为 1.5V 时，电流表示数如图乙所示，则此时小灯泡的功率为　 　W。若使小灯泡正常发光，应将滑片向　 　（填“左”或“右”）端移动； （2）完成上述实验后，小敏设计了如图丙所示的电路，测量额定电流为 I 额的小灯泡的额定功率。已知电源电压不变，滑动变阻器 R1的最大阻值为 R1。实验方案如下： ①按电路图连接电路； ②闭合开关S1，移动 R1滑片，使电流表的示数为I额，小灯泡正常发光； ③使开关　 　，保持R1滑片位置不动，移动R2滑片使电流表的示数为I额； ④保持　 　滑片位置不动（填“R1”或“R2”），将另一个滑动变阻器滑片移到最左端，电流表的示数为I1，再将此滑动变阻器的滑片移到最右端，电流表的示数为I2； ⑤小灯泡额定功率的表达式为 P额＝　 　（用 I额、I1、I2、R1表示）。 11．如下图1所示为研究焦耳定律的实验装置． 图1 图2 （1）小明准备利用图1装置探究电流产生的热量与电阻的关系，那么他要在两个相同的烧瓶中装相同质量的　 　（选填“煤油”或“水”），原因是　 　。 （2）利用这些实验器材，小明又设计了一个进一步研究焦耳定律的实验．小明保持电阻和通电时间不变，调整滑动变阻器改变电流大小。 小明准备探究的问题是通电导体产生的热量与　 　的关系． 预期会观察到的现象是：在经过导体的电流越　 　时，温度计温度升高得越高。 如果现象如你所想，得出的实验结论是：　 　。 （3）请你列举出一种生活中应用了电流的热效应的用电器：　 　。 （4）将此装置改装后可测量煤油的比热容，如图2所示，测量时，分别向两个相同的烧瓶中加入初温均为t0、质量相等的水和煤油，通电一段时间后，分别读出温度计的示数为t水、t煤油，请写出煤油比热容的表达 c煤油　 　．（已知水的比热容为c水）。 12．圆圆同学在探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置。图中将四段电阻丝、、、分别密封在完全相同的盒内，盒内封闭一定量的空气，其中图乙中另取电阻在盒外与盒内电阻并联。 （1）盒内封闭一定量的空气的优点是空气受热　 　 ，在实验中通过观察两个形管中　 　 的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少。 （2）你认为甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与　 　 的关系。 （3）图乙中右侧盒外连接的电阻，它的作用是使电阻、中的　 　 ，可以得到的结论是　 　 ，电阻产生的热量越多。 （4）物理研究方法有很多，本实验运用了两种方法：一是　 　 法；二是转换法。 13．在“测量小灯泡的电功率”时，小明同学选好实验器材开完成了部分连线，如图（a）所示电源电压可调，小灯泡的额定电压为4V、阻值约为9Ω，请协助他完成实验： （1）请用笔画线代替导线将实物图连接完整 　 　；（要求导线不能交叉、考虑电流表量程的选择） （2）连接电路时，开关必须 　 　，并将滑动变阻器滑片调到 　 　（选填“A”或“B”）位置； （3）实验过程中，小明发现无论怎样调节滑片小灯泡始终不亮，且电流表无示数，电压表示数接近电源电压，若小灯泡和滑动变阻器只有其中一项故障，则故障可能是 　 　； （4）小明根据测量的一组数据，绘出小灯泡的I﹣U图像如图（b）所示，发现图线是一条曲线，于是他由此得出结论灯丝电阻随两端的电压升高而增大，这样得出的结论 　 　（选填“可靠”或“不可靠”），请你分析原因：　 　； （5）I﹣U图像中，Ix为额定电压下小灯泡的工作电流，电流表的示数如图（c）所示，小灯泡的额定功率为 　 　W； （6）该同学了解小灯泡消耗功率的变化特点后，联想到已学知识通过定值电阻的电流随两端电压变化的关系，于是拆下滑动变阻器，选用一个R0＝7.5Ω的定值电阻与小灯泡串联，接入电路，再次进行实验，此时小灯泡和定值电阻功率同为 　 　W。 14．在“测量小灯泡的电功率”的实验中，电源电压6V恒定不变，小灯泡的额定电压为2.5V（电阻约为8Ω）。 （1）请用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整　 　（要求：滑动变阻器滑片向左移动时灯泡变亮）。 （2）闭合开关，发现灯泡不亮，移动滑片灯泡仍不亮，突然小福手中的笔掉到桌上，灯泡亮了，小福敲了几下桌子，灯泡又熄灭了，出现这种故障的原因是 ____。 A．开关短路 B．灯泡短路 C．电压表断路 D．灯泡接触不良 （3）排除故障，再次闭合开关，移动滑片，当电压表的示数为2.5V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示。 小福继续移动滑动变阻器的滑片，当电流表的示数为0.32A时，电压表的示数可能为 ____（选填字母序号）。 A．2.4V B．2.6V C．2.8V 15．小华用如图甲所示电路，测量标有“2.5V”字样的小灯泡的电阻；现有器材：电源3V、电流表、电压表、滑动变阻器“”、开关、导线若干； （1）根据图1甲，用笔画线表示导线， 将图1乙中的实物图连接完整；　 　 （2）闭合开关前，滑动变阻器滑片P应调至　 　（选填“最左”或“最右”）端； （3）小华开始实验，移动滑片P，当电压表示数为2.2V时，电流表示数如图甲，为　 　A，此时小灯泡的电阻为　 　（结果保留一位小数） （4）根据实验数据，分别画出小灯泡和滑动变阻器的I-U图像，如图2乙；根据图像可知：小灯泡两端电压越大，电阻越　 　；当滑动变阻器的电阻与小灯泡的电阻相等时，小灯泡消耗的功率是　 　W。 16．有一个阻值未知的定值电阻Rx（阻值6Ω~10Ω）和一个标有“0.3A”字样的小灯泡（阻值约为10Ω），要求测出Rx的阻值和小灯泡的额定功率。 （1）图甲是小明用伏安法测量Rx阻值的实物电路，电源电压恒为3V，滑动变阻器规格是“10Ω 2A”。 ①甲图中有一根导线连接错误，请在该导线上画“×”，并在图上改正　 　（所画的导线不能交叉）。 ②改正电路后，正确操作，当电压表示数为1.8V时，电流表的示数如图乙所示。则Rx阻值为　 　Ω。 （2）小华利用图丙所示实物电路测出了小灯泡的额定功率。电阻箱R0的规格是“0～999.9Ω”，电源电压约为6V。请在空白处填上适当内容。 ①断开S2，闭合S1，调节电阻箱和滑动变阻器，直到　 　，记下此时电阻箱的阻值。 ②断开S1，在M、N间接入一个元件后，正确操作可以完成测量任务，以下四个元件： a.一根导线；b.5Ω电阻；c.30Ω电阻；d.电阻箱，其中符合要求的有　 　（填字母），操作过程中，　 　（选填“需要”或“不需要”）调节滑动变阻器。 17．物理实验小组设计了如图甲所示电路图来测量小灯泡的电功率，提供的器材有：电压为3V的电源、标有“2.5V”的小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表、开关及导线若干。 （1）连接电路时，小组成员发现实物图中有一根导线连接错误，请在需要改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法　 　； （2）正确修改实物图并连接电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发现两电表始终无示数，检查故障发生在小灯泡或滑动变阻器上，则故障可能是 　 　； （3）排除故障后闭合开关，从最左端开始移动滑片，记录多组数据，绘制成I﹣U图像，如图乙所示。根据图像信息，计算出小灯泡正常发光时的功率为 　 　W，该电路所选的滑动变阻器规格为：　 　（填写选项即可）； A.10Ω，0.5A B.20Ω，1A C.25Ω，0.5A D.10Ω，1A （4）在滑动变阻器滑片向右移动过程中，小灯泡的亮度 　 　（选填“变亮”、“变暗”或“不变”）； （5）【拓展】为了测量额定电流为I0的小灯泡的额定功率，实验小组又设计了如图丙所示的电路（电源电压恒定且未知，R0为已知阻值的定值电阻，R为滑动变阻器），实验操作如下： ①只闭合开关 　 　，移动滑动变阻器滑片P，使电流表示数为l0； ②保持滑动变阻器滑片P位置不变，改变开关的通断情况，再记下电流表示数为I，则小灯泡L的额定功率P额＝　 　。（均用I0、R0和I表示） 18．在“探究电流与电压、电阻关系”的实验中，某实验小组的同学们选用、、、四个定值电阻，电压恒为6V的电源，“，1A”的滑动变阻器等器材，设计了如图甲所示的实验电路。 （1）请你根据甲图，将乙图中的部分电路连接完整　 　；（要求：滑片向右移动时，电流表示数变大，导线不交叉） （2）闭合开关后，发现电流表有示数，电压表无示数，则电路存在的故障可能是定值电阻　 　（选填“短路”或“断路”）； （3）排除故障后，首先接入的电阻探究“电流与电压的关系”： ①实验小组记录的数据如表。 实验序号 1 2 3 4 5 电压 电流 ②分析表格的数据，可得出结论：当导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成　 　； （4）接着小红继续按照图乙所示电路，将、、、这四个电阻接入电路，探究电流与电阻的关系； ①实验中控制定值电阻两端的电压为2V不变。她用的电阻完成实验后，保持滑动变阻器的滑片位置不动，断开开关换上电阻，闭合开关后，为了使电阻两端的电压恢复到2V，此时应将滑片适当向　 　调（选填“左”或“右”）； ②她发现当接入　 　的电阻时，无论怎样调节变阻器的滑片，电压表的示数都大于2V，若想完成实验，应更换一个最大阻值不小于　 　的滑动变阻器； （5）在不改变实验器材和电路连接的前提下，为使实验顺利进行，应控制定值电阻两端的电压不小于　 　V； （6）为了测量额定电压为的小灯泡的额定功率，同组的小玲设计了如图丙所示的电路（R0为已知阻值的定值电阻，R为滑动变阻器），实验操作如下： ①只闭合开关S和，移动滑动变阻器滑片P，使电流表示数为　 　时，小灯泡恰好正常发光； ②保持变阻器滑片P位置不变，闭合开关S和，断开开关，记下此时电流表示数I，则小灯泡的额定功率　 　。（均用、和I表示） 19． 小华用如图1甲所示电路，测量标有“”字样小灯泡的电阻，现有器材，电源、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。 （1）根据图1甲，用笔画线表示导线，将图1乙中的实物图连接完整。 （2）闭合开关，移动滑片，发现灯泡始终不亮，电流表示数为零，电压表示数等于电源电压，可判断故障是　 　 。 （3）排除故障后进行实验。移动滑片，当电压表示数为时，电流表示数如图2甲，为　 　，此时小灯泡的电阻为　 　结果保留一位小数。 （4）根据实验数据，分别画出小灯泡和滑动变阻器的图象，如图2乙。根据图象可知：小灯泡两端电压越大，电阻越　 　 ；当滑动变阻器电阻与小灯泡电阻相等时，小灯泡消耗的功率是　 　。 （5）小华发现无论如何移动滑片，小灯泡两端的电压都无法调到。现增加一个阻值未知的定值电阻和一个开关，对原电路进行改进，使小灯泡两端电压能在之间变化，测出小灯泡在不同电压下的电阻，并可以利用改进后的电路间接测出了定值电阻的阻值。要求电路连接后不再拆接，请在虚线框中画出改进后的电路图。 20．小明同学想利用图甲测量标有“2.5V ？W”小灯泡的额定功率。实验室有如下器材：电源（电压恒为6V）、电流表（0~0.6A，0~3A）、电压表（0~3V、0~15V）、开关、导线若干、滑动变阻器三只：R1（20Ω 0.2A）R2（40Ω 0.5A）、R3（60Ω 0.5A）。 （1）小明发现电路中有一根导线连接错误，请在图中连接错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确； （2）电路连接正确，闭合开关后，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表示数为零，出现这种现象的原因是　 　； （3）改正所有问题并正确完成实验，小明绘制了如图乙所示的小灯泡I-U图像，发现当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比　 　（选填“变大”“变小”或“不变”），小灯泡的额定功率是　 　W； （4）完成实验后，小明想用10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω的定值电阻更换电路中的灯泡，探究电流跟电阻的关系，若想控制定值电阻两端电压为2.5V不变，则小明应选用滑动变阻器　 　（选填“R1”“R2”或“R3”）。当小明用20Ω的电阻替换掉15Ω的电阻时，滑动变阻器的滑片应该向　 　（选填“A”或“B”）端移动； （5）【拓展】小强也连接了图甲的电路（改正后的）测量灯泡的额定电功率，根据测得的几次实验数据作出小灯泡电压在1.5V~2.5V之间的I-U图像如图丙所示，图像近似为一条线段。若小灯泡电压为1.5V、2.0V、2.5V时小灯泡的功率分别为P1、P2、P3，则P2　 　（选填“>”“<”或“=”） 。 答案解析部分 1．【答案】（1） （2）A；B （3）＞；RA＜RC＜RB （4）滑动变阻器R1滑片移至最左端；滑动变阻器R1； 【解析】【解答】（1）该实验使用伏安法测灯泡正常发光时电阻，原电路图中电压表并联在了滑动变阻器两端，测滑动变阻器的电压，需将电压表改为测灯泡的电压，并联在灯泡两端，如图所示。 （2）A、若小灯泡断路，则灯泡不亮，电路中没电流，电流表无示数，电压表串联在电路中，测电源电压，有示数，与题干现象不符，故A符合题意； B、若小灯泡短路，则灯泡不亮，电路中电流，电流表有示数，电压表相当于并联在导线两端，无示数，与题干现象不符，故B符合题意； C、若滑动变阻器阻值太大，则电路中电流过小，灯泡不亮，电流表和电压表都有偏转但几乎不偏转，与题干现象相符，故C不符合题意； D、若小灯泡两端电压太小，则电压表几乎无示数，有电流通过灯泡，电流表可能有明显示数，灯泡可能发光，与题干现象相符，故C不符合题意。 （3）由图乙可知，当灯泡实际电压是额定电压一半时，灯泡的实际电流大于其额定电流的一半，由欧姆定律的变形式可知，P1＞P2； 由图乙可知，A、B两点电流相同，但UA＜UB，根据欧姆定律可知，RA＜RB；B、C两端电压相同，但IB＜IC，根据欧姆定律可知，RB＞RC；A、C都是灯泡I-U图像上的点，灯泡电阻随温度升高而增大，则RA＜Rc，所以RA＜Rc＜RB； （4）①闭合开关S、S2，断开S1，小灯泡L、滑动变阻器R1、R2三者串联，因为灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表测量的应该是灯泡两端的电压，即R1=0，所以应将滑动变阻器R1的滑片调到最左端，再调节滑动变阻器 R2的滑片P，使电压表的示数为U额，此时灯泡正常发光； ②断开开关S2，闭合S、S1时，Rx、R1、 R2三者串联，调节滑动变阻器R1的滑片使电压表的示数仍为U额，此时Rx和R1串联替代灯泡； ③保持滑动变阻器R1的滑片P不动，将滑动变阻器R2的滑片P移到最左端，此时Rx和R1串联，电压表测Rx和R1两端电压，即电源电压；电压表的示数为U1，所以电源电压为U1；当R2的滑片P移到最右端，Rx、R1、R2串联，电压表测Rx和R1两端电压，读出电压表的示数U2，所以Ux + UR1 =U2， UR2 = U1 - U2，此时电路的电流为：，Rx和R₁串联的总电阻为： ，因为Rx和R1串联替代灯泡L，故小灯泡的电阻为。 【分析】（1）该实验使用伏安法测灯泡正常发光时电阻，据此改正电路图。 （2）闭合开关，电流表有示数，说明电路中有电流，为通路；电压表有实数，说明所测电阻不会短路；灯泡不亮，说明没电流或电流太小。 （3）据乙图和欧姆定律，可判断电阻大小关系。 （4）已知灯泡额定电压，可通过Rx和R1等效替代正常发光的灯泡，再根据串并联电路特点及欧姆定律，计算两电阻阻值，据此得小灯泡正常发光时电阻的表达式。 2．【答案】（1） （2）B （3）小灯泡短路 （4）A （5）0.6 （6）细 （7）小灯泡的电阻随温度的升高而变大 （8）10 【解析】【解答】（1）灯泡的额定电流，则电流表选择量程0.6A，只需将电流表的“0.6”接线柱与灯泡左端相连即可，如下图所示： （2）根据图甲可知，变阻器的滑片在B端时阻值最大，那么闭合开关前，应该将滑片放在B端。 （3）小洋闭合开关，移动滑片，发现灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则该电路的故障可能是小灯泡短路； （4）根据乙图可知，电压表的量程为0~3V，分度值为0.1V，那么电压表的示数为2.4V。由于2.4V<2.5V，所以电压表的示数要增大。根据U总=UL+U变可知，此时变阻器的电压要变小。根据串联电路电压与电阻成正比可知，则变阻器的阻值要减小，即滑片向A端移动。 （5）根据丙图可知，电流表的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，则电流表的示数为0.24A，那么灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.24A=0.6W。 （6）此时灯泡的实际功率小于额定功率，根据可知，此时灯泡的电阻偏大。导体的电阻与横截面积成反比，因此灯丝比符合要求的灯泡灯丝细一些。 （7）通过实验，小洋理解了小灯泡的电阻不能用求平均值的方式代替，我认为原因是：小灯泡的电阻随温度的升高而变大。 （8）在串联电路中，电压与电阻成正比，即； ； 解得：R变=10Ω。 【分析】（1）根据计算灯泡的额定电流，据此确定电流表的量程，然后完成连接即可。 （2）闭合开关前，为了避免电流过大而烧毁用电器，因此滑片要调到阻值最大的位置； （3）如果灯泡发生短路，那么电压表同时被短路，即电压表的示数为零。由于电流表与变阻器串联，因此电流表有示数。 （4）根据乙图确定电压表的量程和分度值，根据指针位置读出示数，再与灯泡的额定电压比较，从而确定电压表的示数变化方向。接下来根据U总=UL+U变确定变阻器的电压变化，再根据串联电路的电压规律确定变阻器的阻值变化即可； （5）根据丙图确定灯泡的额定电流，然后根据P=UI计算灯泡的额定功率。 （6）根据比较灯丝电阻的变化，再根据影响导体的电阻的因素的知识比较灯丝横截面积的变化。 （7）根据灯丝电阻随温度的变化规律解答； （8）在串联电路中，电压与电阻成正比，据此计算出定值电阻为20Ω时变阻器接入的阻值即可。 3．【答案】（1） （2）A （3）短路；B （4）12.5；0.5 （5）灯丝电阻随温度的变化而变化 【解析】【解答】（1）在“测量小灯泡的电阻”实验中，应将电流表与灯泡串联，电压表并联在灯泡两端，如下图所示： ； （2）为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处，即图甲中的A端； （3）①闭合开关，发现电流表有示数，说明电路是通路，而小灯泡不发光、电压表无示数，说明与电压表并联的电路短路或电压表短路，即造成这一现象的原因可能是小灯泡短路； ②排除故障后，闭合开关S，移动滑片P到某一位置时，如图乙所示，电压表选用小量程，分度值为0.1V，其示数为2.2V，小于灯泡的额定电压2.5V，若要测量小灯泡正常发光时的电阻，应增大灯泡两端的电压，根据U总=UL+U滑可知，应减小滑动变阻器两端的电压。根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故应将滑片P向B端移动； （4）由图丙可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.2A， 则小灯泡正常发光时的电阻为：； 小灯泡额定功率为：P额=UI=2.5V×0.2A=0.5W； （5）在探究电流与电压的关系实验中，应控制电阻的阻值不变，而灯丝电阻随温度的变化而变化，因此不能利用图甲的装置探究电流与电压的关系。 【分析】（1）在“测量小灯泡的电阻”实验中，除了电压表与灯泡并联，其它的都是串联，注意电表的量程和接线柱，还要注意变阻器接线一上一下。 （2）为了避免电流过大烧毁用电器，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处； （3）①闭合开关，发现电流表有示数，说明电路是通路，而小灯泡不发光、电压表无示数，说明与电压表并联的电路短路或电压表短路； ②根据电压表选用的量程确定分度值，结合指针位置读数，比较电压表示数与灯泡额定电压的大小关系，根据串联电路的电压规律和分压原理确定滑动变阻器滑片移动方向； （4）根据图丙确定灯泡在额定电压下对应的电流（即额定电流），利用和P=UI分别求出小灯泡正常发光时的电阻和额定功率； （5）在探究电流与电压的关系实验中，应控制电阻的阻值不变，而灯丝电阻随温度的变化而变化 4．【答案】（1） （2）C （3）2.3；B （4）0.625；10；2 （5）温度 【解析】【解答】（1）滑片P向右移动时，电流表示数变大，说明滑动变阻器阻值变小，故滑动变阻器选用右下接线柱与灯泡串联在电路中，如下图所示： （2）连接好电路后，闭合开关，电压表有示数，电流表也有示数，说明电路是通路，灯泡不亮，两表示数均很小，说明电路中电流太小，灯泡实际功率太小，即导致这一现象的原因可能是滑动变阻器接入的阻值太大，故选：C。 （3）小灯泡能够发光后，移动滑动变阻器的滑片P移到某一位置时，电压表示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值0.1V，其示数为2.3V，小于灯泡额定电压2.5V，要测量小灯泡正常发光时的电功率，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端的电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故应将滑动变阻器的滑片向B端移动。 （4）由小灯泡的I-U图像可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的额定电流为0.25A，则小灯泡正常发光时的电功率和电阻分别为： PL=ULIL=2.5V×0.25A=0.625W，。 当小灯泡正常发光时，根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压为U滑=U-UL=3V-2.5V=0.5V， 通过滑动变阻器的电流为I滑=IL=0.25A， 则此时滑动变阻器接入电路的阻值为：。 （5）由小灯泡的I-U图像可知，当灯泡两端电压增大，通过灯泡的电流也增大，根据P=UI可知，灯泡功率变大，温度升高，灯丝的电阻随温度的升高而增大，故温度是影响灯丝电阻大小的因素。 故答案为：（1）；（2）C；（3）2.3；B；（4）0.625；10；2；（5）温度。 【分析】（1）滑片P向右移动时，电流表示数变大，说明滑动变阻器阻值变小，据此确定滑动变阻器选用的下端接线柱。 （2）连接好电路后，闭合开关，电压表有示数，电流表也有示数，说明电路是通路，灯泡不亮，两表示数均很小，说明电路中电流太小，灯泡实际功率太小，据此分析。 （3）根据电压表选用量程确定分度值读数，比较电压表示数与灯泡额定电压大小，根据串联电路电压规律和分压原理确定滑动变阻器滑片移动方向。 （4）根据小灯泡的I-U图像确定灯泡额定电压对应的额定电流，利用P=UI和分别求出小灯泡正常发光时的电功率和电阻。 根据串联电路电压规律求出滑动变阻器两端的电压，利用求出此时滑动变阻器接入电路的阻值。 （5）灯丝的电阻随温度的升高而增大。 5．【答案】（1）B （2）亮 （3）2.2；A；0.5 （4）S、S2； 【解析】【解答】（1）为了保护电路，闭合开关前应将滑片P移至阻值最大处，即B端； （2）由图知，滑片向A端移动，滑动变阻器接入的阻值变小，根据串联分压原理可知滑动变阻器的分压减小，而灯泡两端的分压增大，由此可知小灯泡变亮； （3）①如图乙所示，电压表选用小量程，分度值为0.1V，其示数为2.2V； ②2.2V小于灯的额定电压2.5V，若要测量小灯泡的额定功率，应增大灯泡两端电压。根据串联电路电压的规律，应减小滑动变阻器两端的电压。由分压原理，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向A端移动，直到电压表示数为额定电压； ③根据图丙信息，灯在额定电压下的电流为0.2A，则小灯泡的额定功率是： PL=ULIL=2.5V×0.2A=0.5W； （4）实验步骤： ①依据电路图连接好电路，只闭合开关S、S1，调节滑动变阻器，使电压表的示数为U1； ②保持滑动变阻器滑片位置不变，只闭合开关S、S2，读出电压表示数为U2； ③在步骤①中，灯泡、R0和R串联，电压表测灯泡两端的电压，调节滑动变阻器，使电压表的示数为U1，此时灯泡正常发光； 在步骤②中，灯泡、R0和R仍串联，电压表测灯泡和R0两端的总电压，因此时电路连接方式不变，各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作， 根据串联电路电压的规律，此时定值电阻的电压为：U0=U2-U1， 根据串联电路电流特点和欧姆定律可知，灯的额定电流：， 灯的额定功率：P额=ULIL=U1•。 【分析】（1）为了保护电路，闭合开关前应将滑片P移至阻值最大处； （2）判断滑片向A端移动，电路中阻值的变化情况，结合串联分压原理判断小灯泡的实际分压情况，由此判断小灯泡的亮度变化； （3）①根据电压表选用小量程确定分度值读数； ②比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路电压的规律及分压原理确滑片移动的方向； ③根据图丙可知灯在额定电压下的电流，根据P=UI得出小灯泡的额定功率； （4）要测灯的额定功率，首先使灯正常发光，先将电压表与灯并联，通过移动滑片的位置，使灯的电压为额定电压；保持滑片位置不动，通过开关的转换，使电压表测灯与定值电阻两端的总电压，因此时电路连接方式不变，各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，可求出此时定值电阻的电压，由欧姆定律可求出灯的额定电流，根据P=UI可求出灯的额定功率。 6．【答案】（1）断开； （2）小灯泡断路 （3）右 （4）0.5 （5）不能；不能 （6）5 【解析】【解答】：（1）连接电路前，为保护电路安全，开关应断开；灯的额定电压为2.5V，灯丝电阻约为10Ω，灯的额定电流约为：I=UR=2.5V10Ω=0.25A，故电流表应选用0.6A量程与灯串联，电压表选用3V的量程并联在灯两端，如下所示： （2）电路正确连接后，小明闭合开关发现小灯泡不亮，电流表无示数，说明电路是断路，电压表有示数，说明电压表与电源是连通的，出现这一故障的原因可能是小灯泡断路； （3）灯在额定电压下正常发光，电压表的示数为2V小于灯泡的额定电压2.5V，应增大灯两端的电压，根据串联电路的分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向右移动，直到电压表示数为额定电压； （4）根据图乙所示的U-I图象，灯的额定电压为2.5V时，灯的电流为0.2A，小灯泡的额定功率：P=UI=2.5VX0.2A=0.5W； (5)验证欧姆定律中的电流与电压的关系时要控制电阻大小不变，而小灯泡的电阻要随温度的变化而变化，不是一个定值，故实验装置不能用来验证欧姆定律中的电流与电压的关系。 （6）移动变阻器的滑片P，使定值电阻两端的电压为2V，此时电流表的示数如图丙所示，电流表选用0.6A量程，分度值为0.02A，故电流大小为0.4A，则定值电阻的阻值为： 【分析】 （1）连接电路前，开关应断开；由求灯的额定电流确定电流表选用的量程与灯串联；电压表根据额定电压选用量程并联在灯两端； （2）电流表无示数，说明电路是断路，电压表有示数，说明电压表与电源是连通的，根据电表示数分析故障原因； （3）灯在额定电压下正常发光，比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路分压原理判断滑动变阻器电阻的变化，再确定滑片移动的方向； （4）根据图乙所示的U-I图象，找出灯的额定电压为2.5V时灯的电流大小，根据P=UI求小灯泡的额定功率； (5)验证欧姆定律中的电流与电压的关系时要控制电阻大小不变，而灯泡的电阻随温度变化而变化。 (6)根据如图丙所示电流表选的量程确定分度值再读数，由求定值电阻的阻值。 7．【答案】（1）断开开关，将电流表换接小量程 （2）B （3）0.625；变大；小灯泡两端的电压增大，温度升高，小灯泡电阻变大 （4）；10 【解析】【解答】测定小灯泡的电功率时， （1）根据图乙，电流表指针偏转角度很小，选的量程太大了，应断开开关，将电流表换接小量程； （2）在串联电路中，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，可能是灯泡断路，B符合题意； （3）根据图丙 ，计算小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；在多次测量中，灯泡的电阻分别为，，：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比变大，是小灯泡两端的电压增大，温度升高，小灯泡电阻变大； （4）根据图丁，探究电流和电阻关系时，电压表示数为U=IR=0.5A×5Ω=2.5V；电源电压为6V，由于电压表示数一定，定值电阻的阻值越大，滑动变阻器的取值越大，定值电阻最大为25Ω时，滑动变阻器的电阻最小为；选用滑动变阻器R2更合理，若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为14Ω，选用定值电阻的阻值为。 【分析】（1）连接电流表时，若选择较大量程指针偏转小，换用小量程； （2）在串联电路中，电流表无示数，电压表有示数，电压表测量的位置断路； （3）根据P=UI，计算电功率；灯泡电阻随温度的升高而增大； （4）探究电流和电阻关系时，电压表保持不变，电压表处的电阻变大，滑动变阻器的取值变大；根据分压关系和电流，利用，计算滑动变阻器的电阻，根据滑动变阻器的电阻，计算定值电阻大小。 8．【答案】（1） （2）b （3）移动滑动变阻器滑片，观察灯泡是否发光 （4）1.05 （5）S1；S、S2； 【解析】【解答】（1）将电压表负接线柱与灯泡右接线柱连接，如图； （2）开关闭合前，应将滑片置于阻值最大端，由电路图可知是b端； （3）闭合开关后，灯泡不亮，电压表、电流表均有示数，说明电路中有电流，灯泡可能短路，也可能电流不足够大，使灯泡亮起来，所以可以移动滑动变阻器滑片，观察灯泡是否发光； （4）图乙中电流表量程为0-0.6A，分度值为0.02A，所以读数为0.42A，又因电压表示数为2.5V，所以根据电功率的推导式有； （5）闭合S、S1，小灯泡、定值电阻R0、滑动变阻器三者串联，电压表测灯泡两端的电压为2.5V；断开S1，闭合S、S2，小灯泡、定值电阻R0、滑动变阻器三者依旧串联，电压表测灯泡和定值电阻R0两端的电压为U；所以定值电阻R0两端的电压为U-2.5V，根据欧姆定律可知，电路中电流为，灯泡额定功率为PL=ULI=2.5V×=。 【分析】电压变接入电路时“正进负出”；开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于阻值最大端，以保护电路；，灯泡不亮的原因是没有电流通过，或电流不足够大；电表读数时，要先明确量程和分度值；“单伏法”或“单安法”是对“伏安法”的拓展，易出现在电学实验题的最后一个小题。 9．【答案】（1） （2）移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光 （3）右；0.48；5.2 （4）灯丝电阻受温度影响，灯丝温度越低，灯丝电阻越小 （5）B； 【解析】【解答】测定小灯泡电阻的实验时， （1）测量灯泡的电阻时，电压表和灯泡并联，由于灯泡的额定电压为2.5V，选择0~3V量程；电流表和灯泡串联，如图 ； （2）闭合开关，小灯泡不亮，但电流表和电压表均有示数，所以灯泡发光，可能是电流太小，若增大电流，可以移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光； （3）根据图乙，电压表的量程为0~3V，指针在1.5处，示数1.5V，要测量小灯泡正常工作时的电阻，需要使灯泡的分压变大，减小滑动变阻器的电阻取值，滑片向右移动；根据图丙，电流表的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，指针在0.4后4格，示数电流表示数为0.48A，小灯泡正常发光时的电阻是； （4）根据三组数据，分别计算电阻为，，可以看出，小灯泡在不同电压下的电阻值不同，因为灯丝电阻受温度影响，灯丝温度越低，灯丝电阻越小； （5）根据图丁，没有电流表测量灯泡电功率，电压表先测量灯泡的分压，①调节滑动变阻器滑片使电压表示数为U额；②接着保持滑片位置不变，将电压表B点的接线改接到C点，此时电压表测量R0和灯泡的总电压，示数为U，R0分压为U-U额，则电路的电流为，； ③小灯泡的额定功率为。 【分析】（1）测量灯泡电阻时，电压表和灯泡并联，电流表和灯泡串联； （2）在串联电路中，若电压表和电流表都有示数，而灯泡发光，可以调节滑动变阻器观察现象； （3）根据电压表的量程和指针位置， 测量电压；根据电流表的量程和指针位置，测量电流；利用，计算电阻； （4）灯丝电阻受温度影响，随温度升高而变大； （5）利用电压表分压测量灯泡的分压和总分压，结合串联电路电压规律，计算电阻的分压，结合电阻，计算电流，利用，计算电功率。 10．【答案】（1）左；0.45；右 （2）S1断开，S2闭合；R2； 【解析】【解答】（1）闭合开关前滑动变阻器的滑片应该调到最大阻值处，根据图中可以看出在最左端时阻值最大。从电流表上可以看出电流为0.3A，此时小灯泡的功率为P=UI=1.5V×0.3A=0.45w。小灯泡正常发光时电压为2.5V，此时小灯泡电压为为1.5V达不到额定电压，所以滑动变阻器应该变小，滑片应该向右端移动。 （2）③使开关S1断开，S2闭合，保持R1滑片位置不动，移动R2滑片使电流表的示数为I额 ④保持R2滑片位置不动将另一个滑动变阻器滑片移到最左端，电流表的示数为I1，再将此滑动变阻器的滑片移到最右端，电流表的示数为I2 ⑤小灯泡额定功率的表达式为 【分析】（1）滑动变阻器的滑片应该调到最大阻值处。灯泡要想正常发光，必须达到额定电压，如果达不到额定电压，那么滑动变阻器必须要变小一点。 （2）已知灯泡的额定电流，可通过R2等效替代正常发光灯泡，再根据电路特点，利用电源不变计算出R2的阻值，由P=I2R计算额定功率 。 11．【答案】（1）煤油；煤油的比热容小，升温明显 （2）电流；大；电流保持电阻和通电时间不变时，导体的电流越大，产生的热量越多 （3）电饭锅（电热毯等 （4） 【解析】【解答】（1）小明准备利用图1装置探究电流产生的热量与电阻的关系，那么他要在两个相同的烧瓶中装相同质量的煤油，根据Q=cm△t可知，在吸收相同的热量时，因煤油的比热容小，升温明显。 （2）小明保持电阻和通电时间不变，调整滑动变阻器改变电流大小，采用的是控制变量法，小明准备探究的问题是通电导体产生的热量与电流的关系； 由焦耳定律知：保持电阻和通电时间不变，通过导体的电流越大，产生的热量越多，因此预期会观察到的现象是：在经过导体的电流越大时，温度计温度升高得越高； 如果现象如所想，得出的实验结论是：保持电阻和通电时间不变时，导体的电流越大，产生的热量越多。 （3）生活中应用了电流的热效应的用电器：电饭锅、电热毯、电饼铛等； （4）将此装置改装后可测量煤油的比热容，根据串联电路电流的特点，通过两电阻的电流相等，根据Q=I2Rt可知，电阻相同，时间相同，电阻产生的热量相同，故两液体吸收热量相同，根据Q=cm△t有c水m（t水-to） =c煤油m(t煤油-t0）得煤油比热容的表达式： 【分析】 （1）根据Q=cm△t ，结合煤油的比热容小分析； （2）电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，研究与其中一个物理量的关系时，要控制另外两个物理量不变，结合串联电路电流的规律分析；在经过导体的电流越大时，温度计温度升高得越高；保持电阻和通电时间不变时，导体的电流越大，产生的热量越多； （3）生活中应用了电流的热效应的用电器：电饭锅、电热毯、电饼铛等 （4）根据串联电路电流的特点，通过两电阻的电流相等，根据Q=I2Rt可知电阻产生的热量相同，两液体吸收热量相同，根据Q=cm△t得出煤油比热容的表达式。 12．【答案】（1）容易膨胀，便于实验观察；左右两侧液面高度大小 （2）电阻 （3）电流不相等；在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大 （4）控制变量 【解析】【解答】（1）第1空，气体受热体积变化比较明显，容易膨胀；第2空电热丝产生热量多少能直接观察，但是可以通过气体受热膨胀使U形管中左右两侧液面高度大小变化来比较； （2）图甲中，两个大小不同的电阻串联在电路中，电流相同，故可研究 研究电流通过电阻丝产生的热量与 电阻的关系； （3） 第1空，第二空，图乙中右侧盒外连接的电阻， 与盒内电阻并联，与c电阻串联，所以 电阻c、d中的电流不相等，可研究电阻一定时，电流不同对产生电热的影响，由实验可得到的结论：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大 ，电阻产生的热量越多； （4）由步骤2可知，分别控制了通电时间、电流相同，步骤3控制了通电时间和电阻相同，分别研究电阻和电流对电热的影响，故用到了控制变量法。 【分析】 （1）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法； （2） 如图甲，两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同，运用控制变量法，探究电流产生热量跟电阻的关系； (3)图乙装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，故左右两个盒内电阻相同但电流不相同，探究电流产生热量跟电流的关系； （4）控制变量法：物理学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题。 每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。 13．【答案】（1） （2）断开；A （3）小灯泡断路 （4）不可靠；灯丝电阻随温度的升高而增大 （5）1.44 （6）0.768 【解析】【解答】测量小灯泡的电功率时， （1）根据灯泡的电压和电阻，计算电流约，测量灯泡电功率时，电流表和灯泡串联，选择量程为0~0.6A，连接实物图为 ； （2）连接电路时，开关要断开，并将滑动变阻器滑片调到电阻最大处，即 A位置，可以保护电路； （3）实验时，调节滑片，小灯泡始终不亮，且电流表无示数，电路中有断路，电压表示数接近电源电压，可能是小灯泡断路； （4）根据小灯泡的I﹣U图像，图线是一条曲线，得出：结论灯丝电阻随两端的电压升高而增大，结论不可靠，原因是灯丝电阻随温度的升高而增大，电阻与电压无关； （5）根据图（c）电流表，分度值为0.02A，小灯泡的电流为0.34A，小灯泡的额定功率为P=UI=4V×0.36A=1.44W； （6）根据图像b，当电压为2.4V时，电流为0.32A，此时灯泡的电阻为，当定值电阻和灯泡串联时，由于电阻相同，分压相同，小灯泡和定值电阻功率同为P'=U2I2=2.4V×0.32A=0.768W。 【分析】（1）根据灯泡的电压和电阻，根据，计算电流，根据电流的大小，选择电流表的量程；电流表和所测量的位置串联； （2）连接电路时，开关要断开；滑片调节到电阻最大处； （3）在串联电路中，电流表无示数，电压表有示数，电压表测量的位置断路； （4）灯丝电阻受温度影响，随温度的升高而变大； （5）根据电流表的量程和指针位置，测量电流，根据P=UI，计算电功率； （6）根据，计算电阻；利用P=UI，计算电功率，当电压和电流相同时，电功率相等。 14．【答案】（1） （2）D （3）C 【解析】【解答】测量小灯泡的电功率的实验中， （1）测量灯泡电功率时，电压表和灯泡并联，滑动变阻器和灯泡串联，当滑动变阻器滑片向左移动时灯泡变亮，是电阻减小了，需要连接滑动变阻器的左下接线柱，如图 ； （2）闭合开关，灯泡不亮，移动滑片灯泡仍不亮，电路中有断路，敲打桌子，灯泡亮了或暗了，是灯泡接触不良，D符合题意； （3）小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙，量程为0~0.6A，分度值为0.02A，电流值为0.3A，电阻为；移动滑动变阻器的滑片，当电流表的示数为0.32A时，电流变大，电压表的示数变大，A不符合题意；若为2.6V，电阻为，若为2.8V，电阻为，由于，灯丝电阻随温度升高而变大，电压为2.6V，不合理，B不符合题意；可能为2.8V，C符合题意。 【分析】（1）测量灯泡电功率时，滑动变阻器一上一下串联，滑片靠近下面的接线柱， 电阻变小，灯泡变亮； （2）连接好的电路中，灯泡时通时断，是接触不良造成的； （3）国家电流表量程和指针位置， 测量电流，灯泡电阻随温度升高而变大，根据，分析电阻，判断合理的电压。 15．【答案】（1） （2）最右 （3）0.24；9.2 （4）大；0.3 【解析】【解答（1）如图，用导线将电源正极与滑动变阻器的上接线柱连接， 由于电源为3V，所以用导线将灯泡右接线柱与电压表标有“3V”的正接线柱连接即可； （2） 闭合开关前，滑动变阻器电阻应调至最大，即滑片P应调至最右端； （3）甲图所示电流表，量程为0-0.6A，分度值为0.02A，所以读数为0.24A；此电流为通过小灯泡的电流，灯泡两端电压为电压表所示电压，即电压表示数2.2V，根据欧姆定律，可求灯泡电阻=； （4）若滑动变阻器电阻变大，则电路中总电阻变大，电路中电流变小，所以灯泡两端电压变小，滑动变阻器两端电压增大，故图2乙中I-U图像，过点（0.5V，0.25A）的为滑动变阻器的I-U图像，过（2.5V，0.25A）的为灯泡的I-U图像，由图知，小灯泡两端电压越大，斜率越小，即小灯泡越小，所以灯泡电阻越大；当滑动变阻器的电阻与小灯泡的电阻相等时，由于两者串联，所以两者均分电压，即U灯=U滑=U=×3V=1.5V，由灯泡的I-U图像知，U灯=1.5V时，I=0.2A，根据电功率的推导式，可求灯泡电功率为P=U灯I=1.5V×0.2A=0.3W。 【分析】将滑动变阻器接入电路中时，四个接线柱中“一上一下”即可，且划片离下接线柱越远，滑动变阻器接入电路的电阻越大，即“远大近小”；伏安法测电阻，测出电流和电压，根据欧姆定律即可求出电阻。串联电路中，分压按电阻比例来分配，电阻越大，分压越多，比值相等时，均分电压；无论串联还是并联，任何一个电阻变大，总电阻都会变大，总电流都会变小。I-U图像“上凸”，则电压越大，斜率小，电阻越大。 16．【答案】（1）；7.5 （2）电流表示数0.3A；abcd；不需要 【解析】【解答】（1）电流表应和待测电阻串联，电压表应和待测电阻并联，待测电阻和变阻器串联。 电流表小量程，分度值0.02A，电流0.24A，待测电阻为 （2）此时为串联电路，调节电阻箱和滑动变阻器，直到电流表示数0.3A，此时灯泡正常发光。 断开S1，不调节变阻箱和变阻器，接入导线，读出电流表示数，根据 和电源电压6V，可计算出R0和变阻器接入电路的电阻，再根据第一次电流0.3A，可计算灯泡正常发光的电压，从而计算灯泡额定功率；接入5Ω或30Ω电阻，读出电流表示数，根据U=IR可计算定值电阻分压，从而计算出R0和变阻器分压，根据 计算R0和变阻器电阻，再根据第一次电流0.3A，可计算灯泡正常发光的电压，从而计算灯泡额定功率；利用等效替代法，在M、N间接入一个电阻箱，闭合S2，使电流表示数等于0.3A，此时新接入电阻箱电阻等于灯泡电阻，可通过P=I2R计算灯泡电功率，故答案为：abcd，同时不需要调节滑动变阻器。 【分析】（1）滑动变阻器有四个接线柱，选择的接线柱应一上一下，结合题目要求选择相应的接线柱；结合电流与电压值，利用功率该公式P=UI求解功率即可； （2）当电流为额定电流时，灯泡的功率为额定功率；结合电流与电压值，利用功率该公式P=UI求解功率即可。 17．【答案】（1） （2）滑动变阻器断路 （3）0.625；C （4）变亮 （5）S和S2；（I﹣I0）R0I0 【解析】【解答】(1)由图可知电流表与灯泡并联，电压表应与灯泡串联，因此电流表和电压表的连接都是错误的，应将电流表与灯泡串联，电压表与灯泡并联，正确电路连接如图所示： (2)闭合开关，移动滑动变阻器滑片，电流表无示数，说明电路可能存在断路故障，再结合电压表也无示数，说明电压表不能与电源的正负极形成通路，即可能是与电压表并联部分之外的电路存在断路，而题中给出故障发生在小灯泡或滑动变阻器上，由此可判断出电路故障是滑动变阻器断路； (3)第1空，根据小灯泡的额定电压为2.5V，由图乙中可知此电压下对应的电流为0.25A，灯泡的额定功率PL=ULIL=2.5Vx0.25A=0.625W； 第2空，因小灯泡与滑动变阻器串联接入电路，可知当电路中的电流最小时，电路总电阻最大，由图乙可知电路中最小电流为0.1A，对应小灯泡的电压为0.5V，根据串联电路电压特点可知滑动变阻器两端的电压为U滑=3V-0.5V=2.5V，此时滑动变阻器接入电路的电阻 ，即滑动变阻器最大电阻值最小应为25 Ω ，据此判断滑动变阻器应为25 Ω，所选规格应为C； (4)在滑动变阻器滑片向右移动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，则电路总电阻变小，由欧姆定律，可知电路中电流变大，因为灯泡的亮度由实际功率的大小决定，所以，根据P=I2R知，灯泡的实际功率变大，亮度变亮。 （5） ① 首先只闭合开关S和S2，移动滑动变阻器滑片P，使电流表示数为 I0 ，此时电流表与灯泡串联测量小灯泡的电流，与定值电阻R0并联，灯泡正常发光； ② 接着保持滑动变阻器滑片P位置不变，改变开关的通断情况，即此时只闭合开关S和S1，再记下电流表示数为I，而此时电流表测的是灯泡和定值电阻R0的总电流。 这两次操作过程中电路的连接方式不变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯泡均正常发光，由并联电路电流的规律可知，通过定值电阻R0的电流为I-I0 ，再根据U=IR可得定值电阻两端电压： U0=(l-I0 )R0； 结合并联电路电压规律可知，小灯泡的额定电压为： U额=U0=(l-I0 )R0， 则小灯泡的额定功率的表达式为P额=U额I0=(l-I0 )R0I0。 【分析】(1)电流表应与被测电路串联，电压表应与被测电路并联，而图甲中电流表并联在灯泡两端，电压表串联在电路中，因此电流表和电压表的连接都是错误的，据此分析改接电路； (2)闭合开关，移动滑动变阻器滑片，电流表无示数，说明电路可能存在断路故障，再结合电压表也无示数，说明电压表不能与电源的正负极形成通路，即可能是与电压表并联部分之外的电路存在断路，而题中给出故障发生在小灯泡或滑动变阻器上，由此可判断出电路故障； (3)根据小灯泡的额定电压为2.5V，在图乙中可读出此电压下对应的电流，再根据P=UI求出灯泡的额定功率；因小灯泡与滑动变阻器串联接入电路，可知当电路中的电流最小时，电路总电阻最大，根据串联电路电流和电压特点结合欧姆定律，可求出此时滑动变阻器接入电路的电阻，据此判断滑动变阻器所选规格； (4)在滑动变阻器滑片向右移动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，则电路总电阻变小，根据，可知电路中电流的变化，根据P=I2R，可判断灯泡实际功率的变化，进一步判断灯泡的亮度的变化； （5）要测灯的额定功率，应先使灯正常发光，在没有电压表的情况下，应设法求出灯泡正常发光时的额定电压，因此根据实验电路图可知：首先让电流表和灯泡串联，电流表测灯泡的电流，移动滑动变阻器滑片P，使电流表示数为l0，灯泡正常发光；接着保持滑动变阻器滑片P位置不变，改变开关的通断情况，让电流表测灯泡和定值电阻R0的总电流；并联电路各支路互不影响，所以通过改变开关的闭合情况，灯泡仍然正常发光；根据并联电路电流的规律求出经过定值电阻的电流，再由U=IR求出定值电阻两端电压，同时根据并联电路电压规律可知此电压即为小灯泡的额定电压，在根据P=UI写出小灯泡的额定功率的表达式。 18．【答案】（1） （2）短路 （3）正比 （4）左；20；40 （5）2.4 （6）； 【解析】【解答】（1）①滑动变阻器应该与定值电阻串联。滑片向右移动时电流表示数变大，则电阻变小，那么应该将右下角的接线柱与电流表的“-”接线柱相连即可，如下图所示： （2）闭合开关后，发现电流表有示数，电压表无示数，则电路存在的故障可能是定值电阻短路； （3）②分别计算出每组数据中电压和电流的比值都是10，那么得到结论：当导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 （4）①定值电阻的电压不变，根据U总=U+U变可知，变阻器的电压也不变，则二者电压的比值不变。根据串联电路电流与电压成正比可知，二者电阻的比值不变，当定值电阻变大时，变阻器的阻值也要变大，即滑片向左调节； ②根据串联电路的分压规律可知，当定值电阻为20Ω时最大，则变阻器的阻值最大。 那么得到：； ； 解得：R变=40Ω。 （5）当定值电阻为20Ω，而变阻器的阻值最大为30Ω时， 根据串联电路的分压规律得到：； ； 解得：U=2.4V。 （6）①只闭合开关S和S2，灯泡与R0并联，再与变阻器串联，电压表测灯泡的电压。当灯泡正常发光时，它两端的电压为U额，则此时R0的电压也是U额，则此时电流表的示数为：； ②保持变阻器滑片P位置不变，闭合开关S和S1，灯泡与R0并联，再与变阻器串联，此时电压表还测灯泡电压，电流表测总电流。那么此时灯泡的额定电流为：I额=I-I0=I-； 因此灯泡的额定功率P额=U额I额= 。 【分析】（1）根据题目描述确定滑动变阻器的接线方法即可； （2）在探究电流与电阻的关系时，如果定值电阻发生短路，那么电压表同时被短路，即电压表的示数为零。由于电流表与滑动变阻器串联，则电流表有示数。 （3）②分析计算出每组数据中电压和电流的比值，比较比值大小，从而确定电流与电压的关系。 （4）①在串联电路中，电压与电阻成正比，据此分析变阻器的阻值变化即可； ②根据串联电路的分压规律计算出定值电阻为20Ω时变阻器接入的阻值即可。 （5）根据欧姆定律计算出变阻器的阻值最大时电压表的示数即可； （6）①当灯泡与定值电阻并联时，它们两端的电压相等，根据欧姆定律计算出灯泡正常发光时通过R0的电流即可； ②此时电流表测灯泡和定值电阻的总电流，可以根据I总=IL+I0计算出灯泡的额定电流，最后根据P=UI计算灯泡的额定功率即可。 19．【答案】（1） （2）小灯泡断路 （3）0.24；9.2 （4）大；0.3 （5） 【解析】【解答】(1)电压表与灯泡并联，因灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表用0~3V量程；滑动变阻器与灯泡串联，且要上下各接一个接线柱，所以连接电路如图所示： (2)电压表有示数，电流表无示数，则故障的原因可能是灯泡断路； (3)图2甲中电流表的量程是0~0.6A，分度值是0.02A，读数为I=0.24A， 由欧姆定律可得，小灯泡的电阻为：； (4)当滑动变阻器电阻变小时，电路总电阻变小，电流变大，灯泡两端的电压变大，滑动变阻器电压变小(可以为零)所以可知小灯泡电流电压成正比，由图斜率可得灯泡两端的电压越大，电阻越大。 由图象可知，两图像交点（1.5V，0.2A），由P=UI可得，灯泡的实际电功率：P=UI=1.5Vx0.2A=0.3W； (5)想要电压调到0.5V，则需要串联定值电阻来分压，并在定值电阻两端并联一个开关，这样在需要灯泡两端有较高电压时，开关闭合将定值电阻短接；当需要灯泡两端有较低的电压时，断开与定值电阻并联的开关，定值电阻串联起到分压作用。改进电路如下图所示： 故答案为：(1)如图所示；(2)小灯泡断路；(3)0.24；9.2；(4)大；0.3；(5)如图所示。 【分析】（1）滑动变阻器；串联在电路中；接法只能“一上一下”；接入电路前应将电阻调到最大。 （2）电流表示数为零，电压表示数等于电源电压，故障是电压表所测用电器断路，电压表示数为零，电流表有示数，故障是电压表所测用电器短路。 （3）电流表读数要看清楚选择的量程、分度值。通过欧姆定律可以算出电阻。 （4）关键是能根据图像得出正确的信息。从图象可以得出的信息有： ①几个特别的点 ②一个交叉点；通过公式P=UI得出。 （5）因为所测电路电压大于电压表量程所以得找一个电阻串联分压。 20．【答案】（1） （2）小灯泡短路 （3）变大；0.625 （4）R3；A （5）< 【解析】【解答】（1）实验中，电压表应与灯泡并联，电流表与灯泡串联，正确连线如下图所示： （2）闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，说明电路是通路；电压表的示数为零，说明电压表并联的电路短路或电压表短路，即这种现象的原因可能是小灯泡短路。 （3）根据欧姆定律可知，电压表与电流表的示数之比为灯泡电阻，观察图乙容易发现图线向下弯曲，则电压与电流的比值随电压的增大而增大。 当灯的电压为2.5V时正常发光，由图乙知，此时通过的电流为0.25A，小灯泡的额定功率P额=U额I额=2.5V×0.25A=0.625W （4）控制定值电阻两端电压为U定=2.5V，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压U滑=U-U定=6V-2.5V=3.5V 由串联电路的分压原理有 当定值电阻为30Ω连入电路时，对应的滑动变阻器的阻值为 故为了完成整个实验，滑动变阻器阻值不能小于42Ω，故答案为：R3。 小明用20Ω的电阻替换掉15Ω时，根据串联分压原理可知定值电阻两端分得的电压增大，要保持定值电阻两端电压不变，应增大滑动变阻器分得的电压，所以应增大滑动变阻器接入电路的阻值，即滑片应该向A端移动。 由图象可知，灯泡电压1.5V~2.5V变化过程中，电流变化是均匀的，若电压从1.5V增大到2.0V时电流增大ΔI，则电压从2.0V增大到2.5V时电流变化也为ΔI，由P=UI有P2=U2I=2V×I P1=U1I1=1.5V×(I-ΔI) P3=U3I3=2.5V×(I+ΔI) 所以 【分析】（1）测量灯泡电功率时，电流表和灯泡串联，电压表和灯泡并联； （2）在串联电路中，电流表有示数，电压表无示数，电压表测量的位置短路； （3）灯丝电阻随温度的升高而变大，电压和电流的比值， 变大；根据电压和电流的乘积计算电功率； （4）根据电源电压和电阻的分压，结合串联电路分压规律和电阻规律，计算滑动变阻器的电阻；当电阻变大时，为使电压表不变，滑动变阻器的电阻变大； 【拓展】根据电压和电流的乘积计算电功率，判断电功率的大小关系。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$