第11章电功和电功率本章实验突破(三)课件 2023-2024学年京改版九年级物理全一册

第十一章 电功和电功率 - 本章实验突破(三) 第十一章　电功和电功率 全品初中 1.小丽在“测量小灯泡电功率”的实验中,实验器材有:电压恒为3 V的电源一个,小灯泡(额定电压为2.5 V)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个,导线若干。 图11-S-1 (1)如图11-S-1甲所示是小丽连接的实物电路,图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线。 (2)连接电路过程中,开关应该　　　(选填“断开”或“闭合”),滑动变阻器的滑片应该移到　　　(选填“最左”或“最右”)端。  [答案] 如图所示 断开 最左 (3)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　　　　(填字母)。  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 (4)排除电路故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电流 表的指针偏转如图乙所示,则此时通过小灯泡的电流是 　　　　A。  B 0.14 (5)某次操作后,小灯泡发光,此时电压表的示数为2.0 V,为了测量小灯泡的额定功率,应该向　　(选填“左”或“右”)移动滑动变阻器的滑片。  (6)小丽根据记录的多组I-U数据,画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像(如图丙所示),则小灯泡的额定功率为 　　　　W。  右 0.625 (7)实验结束后,小丽设计了如图丁所示的电路来测量额定电压为6 V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为18 V,定值电阻R的阻值为20 Ω。实验步骤如下: ①开关S、S1闭合,S2断开,调节滑动变阻器R'的滑片,使小灯泡正常发光; ②保持滑片位置不动,开关S、S2闭合,S1断开,此时电压表的示数为8 V; ③再将滑动变阻器的滑片移至最右端,此时电压表的示数为14 V; ④小灯泡的额定功率P额=　　　　W。  1.8 2.(2023海淀期末)小海用如图11-S-2所示的电路探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关。其中两个烧瓶完全相同,瓶内装有质量相同的煤油,温度计A和B完全相同,电阻丝R1和R2的阻值不同(R1<R2)。 图11-S-2 (1)实验中通过　　　　　　　　反映电阻丝产生的热量。  (2)该实验探究的是电流通过导体产生的热量与　　　　是否有关。  (3)若瓶内煤油初温相同,想在较短时间内观察到温度计A与温度计B示数有明显差异,请结合小海的实验方案提出一条合理的建议:  　。  温度计升高的示数 电阻大小 两电阻的阻值大小差别尽量大一些 3.(2023石景山期末)某次实验活动后,小敏猜想:当通过 电阻的电流保持不变时,电阻的阻值越大,电阻的电功率也越大。为了验证猜想,她找来如下器材:满足实验要求的学生电源、滑动变阻器RP、电压表、电流表、开关各一个,各种阻值已知的定值电阻和若干导线。请从上述器材中选择必要的器材,并设计实验,帮助小敏验证她的猜想。 (1)画出实验电路图。 (2)写出主要的实验步骤。 (3)画出实验数据记录表。 [答案] 如图所示 或 (2)主要步骤(方法一): ①按照左图所示电路组装器材,电表调零; ②闭合开关,读出电压表示数记为U1,读出电流表示数记为I,并将U1、R1、I记入表格; ③断开开关,将电压表换接在电阻R2两端,闭合开关,读出电压表示数记为U2,并将U2、R2记入表格; ④断开开关,将电压表换接在电阻R3两端,闭合开关,读出电压表示数记为U3,并将U3、R3记入表格; ⑤利用公式P=UI计算不同电阻的电功率,并记入表格。 主要步骤(方法二): ①按照右图所示电路组装器材,电表调零; ②闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,读出电压表示数记为U,读出电流表示数记为I,并将U、R、I记入表格; ③断开开关,更换阻值不同的定值电阻,调节滑动变阻器使电流表示数仍为I,读出电压表示数,并将电阻阻值和电压表示数记入表格; ④仿照步骤③再做一次实验,并将数据记入表格; ⑤利用公式P=UI计算不同电阻的电功率,并记入表格。 (3)实验数据记录表 I/A   R/Ω       U/V       P/W       4.(2023丰台期末)在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中,同学们提出了以下猜想: 猜想一:电流产生的热量与电阻大小有关; 猜想二:电流产生的热量与电流大小有关; 猜想三:电流产生的热量与通电时间有关。 (1)同学们利用如图11-S-3甲所示的器材进行实验。其中,电流通过电阻丝产生的热量不易直接测量,但此热量基本被容器中的水吸收,则有Q=Q吸;根据Q吸=cmΔt,只要测出水的温度变化量Δt,便可计算出水吸收的热量Q吸;当c、m一定时,可用Δt大小表示电流产生的热量大小,这就是我们常说的转换法。以下选项中用到 “转换法”的是　　　　。  图11-S-3 A.观察水流的形成来理解电流的形成 B.用光线方便形象地描述光的传播 C.观察验电器两个箔片的张角大小,大致判断物体带电量多 少 D.用等效电路图描述复杂电路的不同状态 [答案] C (2)A组同学利用图甲装置探究“电流产生的热量与电阻的关系”。该探究实验的因变量是　　　　　　　　;将六个电阻串联是为了控制　　　　　　　　　和通电时间相同。  (3)B组同学利用图乙装置探究“电流产生的热量与电流大小是否有关”。他们调节电源电压改变通过电阻丝的电流,记录两次电流大小,同时分别记录两次容器中水的温度变化量Δt,从而计算出电流产生的热量。该实验中存在的问题是 　 。  电流产生的热量 通过导体的电流大小 没有控制通电时间相同 (4)B组同学改进实验后,进行了多次测量和计算,将所得数据绘制成如图11-S-4所示的Q-I关系图像。他们发现与数学函数y=x2图像非常相似,为了让图像更简洁,辨识度更高,他们利用以上数据作出了Q-I2关系图像,则Q-I2关系图像应为 图11-S-5中的　　　　。  A 图11-S-4 图11-S-5 相关解析 谢 谢 观 看！ 全品初中 1.(1)如图所示 (2)断开　最左 (3)B　(4)0.14　(5)右 (6)0.625 (7)④1.8 [解析] (1)原电路图中,电流表与灯泡并联,电压表串联在电路中是错误的,在“测量小灯泡的电功率”实验中,灯泡、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在灯泡的两端。 (2)为了保护电路,连接电路过程中,开关应该断开,滑动变阻器的滑片应该移到阻值最大处,即最左端。 (3)正确连接电路后闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示数,说明电路可能断路,电压表有示数,说明电压表与电源两极连通,即与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路,即电路的故障可能是灯泡断路。 (4)电路故障排除后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电流表的指针偏转如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02 A,其示数为0.14 A。 (5)电路连接正确操作后,小灯泡发光,此时电压表的示数为2.0 V,小于灯泡额定电压2.5 V,为了测量小灯泡的额定功率,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压的规律,应减小滑动变阻器两端的电压,根据串联分压原理可知,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故这时应向右移动滑动变阻器的滑片。 (6)由图丙可知,当灯泡两端电压为2.5 V时,通过灯泡的额定电流为0.25 A,则小灯泡的额定功率:P=UI=2.5 V×0.25 A=0.625 W。 (7)图丁中,小灯泡的额定电压为6 V,电源电压为18 V,定值电阻R的阻值为20 Ω。开关S、S1闭合,S2断开,调节滑动变阻器R'的滑片,使小灯泡正常发光,此时R'与小灯泡串联; 保持滑片位置不动,开关S、S2闭合,S1断开,此时R'与R串联,滑动变阻器被滑片分为左右两个电阻,电压表测滑动变阻器左侧部分R左'两端的电压,示数为8 V,则R和R右'串联后两端的电压为18 V-8 V=10 V;再将滑动变阻器的滑片移至最右端,此时电压表的示数为14 V;则=,解得R'=70 Ω,且R左'+R右'=70 Ω,=,解得R左'=40 Ω,R右'=30 Ω;当开关S、S1闭合,S2断开时,有=,解得RL=20 Ω,此时小灯泡正常发光,则小灯泡的额定功率:P额===1.8 W。 4. (1)C (2)电流产生的热量　通过导体的电流大小 (3)没有控制通电时间相同 (4)A [解析] (1)用水流来理解电流利用的是类比法,选项A不符合题意;用光线形象地描述光的传播,利用的是模型法,选项B不符合题意;物体的带电量不易观察,通过与物体接触的验电器箔片的张角大小来反映,利用的是转换法,选项C符合题意;用等效电路图来描述复杂电路,利用的是等效替代法,选项D不符合题意。 (2)电流产生的热量会随电阻、电流和通电时间的变化而变化,故因变量是电流产生的热量。探究“电流产生的热量与电阻的关系”,需要用控制变量法,控制通过导体的电流大小和通电时间相同。 (3)探究“电流产生的热量与电流大小的关系”,需要用控制变量法,控制电阻和通电时间相同,改变电流大小。实验中,没有控制通电时间相同。 (4)由Q=I2Rt可知,当通电时间及电阻不变时,Q与I2成正比,则Q-I2图像是过原点的倾斜直线。 $$