内容正文:
热学实验
1、 比较不同物质的吸热情况
1.(2023辽宁鞍山)小明为比较“不同物质吸热的情况”设计了如下的实验方案:将A、B两种液体分别装入烧杯中,固定在铁架台上, 用两个相同的酒精灯同时加热,实验装置如图甲、乙所示,实验时每隔一段时间同时测量并记录A、B的温度。
(1)组装器材时应按照 (选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序依次安装;
(2)实验时,选取 相同、初温相同的A、B两种不同液体,加热时液体温度升高,这是通过 方式来增大液体内能的;
(3)此实验通过 (选填“液体升高温度的多少”或“加热时间的长短”)来反映液体吸收热量的多少;
(4)加热一段时间后,液体B的温度如图乙所示,为 ℃;
(5)根据实验数据小明绘制出的温度-时间图象如图丙所示,则液体 (选填“A”或“B”)更适合作为家中“暖气”中输运能 量的介质。
2.(2022黑龙江绥化)如图是“探究水和煤油的吸热能力”的实验装置。实验记录如表。
物质
初温/℃
加热时间/m in
末温/℃
水
20
4
30
煤油
20
4
40
(1)实验中利用相同规格的电加热器给水和煤油加热,需要控制水和煤油的 (选填“质量”或“体积”)相等。
(2)本实验是通过比较 来反映水和煤油吸热能力的强弱。分析数据可知 (选填“水”或“煤油”)的吸热能力较强。
(3)若实验中水的质量是200g,加热4min,水吸收的热量为 。
(4)汽车发动机用水作冷却剂,这是利用了水 的性质。
2、 比较不同燃料的放热情况
1.(2022江苏泰州)“比较酒精和碎纸片燃烧时放出的热量”实验中。
(1)由于燃料充分燃烧放出热量的多少不仅与燃料种类这一个因素有关,因此实验时必须控制酒精和碎纸片的 相等;实验中还需控制被加热的水的质量和初温均相同,以便于通过 反映燃料完全燃烧放出热量的多少。
(2)如图是小明安装好的实验装置,其中存在的错误是 。
(3)小华纠正了小明的错误,又组装了一套相同的实验装置,备好秒表。在两燃烧皿中分别加入准备好的酒精和碎纸片,读出水的初温后,进行如下操作:
①先点燃酒精,再点燃碎纸片。
②保证酒精和碎纸片燃烧时间相同,分别读取温度计的示数。
③待酒精和碎纸片充分燃烧结束,分别读取温度计的示数。
小红认为上述操作中,操作 是错误的。小明根据正确操作获得的数据,算出了燃料的热值,发现结果小于该燃料的实际热值,原因是 。
电学实验
(基础实验)
一、串、并联电路中的电流、电压关系
1.(2023四川成都)某小组同学利用如图所示电路探究串联电路中的电压关系。
实验次数
UAB/V
UBC/V
UAC/V
第1次
0.8
2.0
2.8
第2次
1.0
1.8
2.8
第3次
1.4
1.4
2.7
(1)下列操作不正确的是______
A.连接电路时,开关S处于断开状态 B.连接电压表时,试触后再选择合适量程
C. 将电压表A接点连线转接至C接点,测量L2两端电压
(2)测量灯泡L1两端电压时,两灯突然熄灭,电压表示数变为0,若故障可能是由某只灯泡“短路”或“断路”引起的,则发生故障的灯泡及故障类型是______;
(3)该小组同学用电阻箱代替故障灯泡,继续进行实验,记录数据如下表所示。
分析表中实验数据,在误差允许范围内,可得出的结论是______。
A.串联电路中各处电流相等 B.灯泡阻值随灯泡两端电压增大而增大
C. 串联电路中电阻值越大的部分两端电压越大 D.串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和
2.(2022·陕西省) 在“探究并联电路电流特点”的实验中,小华设计了如图1所示的电路进行实验。
序号
IA/A
IB/A
IC/A
1
0.46
0.18
028
2
0.36
0.20
0.16
3
0.7
0.32
0.38
(1)连接电路时,开关应处于______状态;
(2)实验中,在A、B、C三处各接入一个电流表,并选择合适的量程,闭合开关,测得A、B、C三处的电流分别为IA 、IB、IC。更换多组______(选填“相同”或“不同”)规格的灯泡重复实验,部分实验数据如表所示;
(3)分析实验数据可得:在并联电路中,干路电流与各支路电流的关系是______(写出关系式);
(4)小华在某次实验时,测得C处电流IC为0.30 A,观察到A处电流表指针位置如图2所示,则A处电流大小为______A。
3.(2023四川)如图所示,小覃同学所在的兴趣小组正在探究并联电路中电流的规律。
IA/A
IB/A
IC/A
0.2
0.2
0.4
(1)图甲是他们设计的电路图,实验时需要测量A、B、C三处的电流。图乙是他们某次测量时连接的实验电路,此时电流表测量 的是 (选“A”“B”或“C”)处的电流。
(2)小覃同学要测量通过L2的电流,只需将图乙中导线 (选填“a”或“b”)的一端移动到电流表的负接线柱上;重新连接 好电路后,闭合开关,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为 A。
(3)该小组另一位同学测出一组A、B、C三处的电流,数据如下表所示,由此他得出结论:
①干路电流等于各支路电流之和。 ②各支路电流相等。
(4) 小组内交流讨论后,一致认为该同学的结论不具普遍性,要得到并联电路中电流的规律,还应该选用规格 (选填 “相同”或“不相同”)的灯泡进行实验。
4.(2023青海)在“探究串联电路中电流、电压的特点”时,设计实验如下。
探究一:串联电路中电流的特点:
(1)在连接实物电路时,开关应处于 状态;
(2)第2次实验中,B点的电流表示数如图乙所示,则电流为 A;
(3)实验数据记录如表,分析数据可得:串联电路中电流 ;
序号
IA/A
IB/A
IC/A
1
0.18
0.18
0.18
2
0.32
0.32
3
0.50
0.50
0.50
探究二:串联电路中电压的特点:
(4)根据图丙电路图,请在图丁中用笔画线代替导线将实物图补充完整;
(5)用电压表正确测量灯泡L1两端的电压之后, (选填“能”或“不能”)只将A点的导线接到C点测L2两端的电压,理由是 ;
(6)做实验时选用不同规格的小灯泡重复多次实验,这样做的目的是 。
二、探究影响电阻大小的因素
1.(2022黑龙江绥化)“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示,在实验中使用四根 电阻丝,其材料规格如表所示。
(1)实验中通过观察 比较电阻丝电阻的大小。
(2)实验中采用的研究方法是 和转换法。
(3)分别将编号为 的电阻丝接入电路进行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的材料有关。
(4)分别将编号为B、C的电阻丝接入电路进行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的 有关。
(5)分别将编号为C、D的电阻丝接入电路进行实验,其得到的实验结论被实际应用到了 的工作原理中。 A.电压表 B.电流表 C.滑动变阻器
(6)实验过程中某小组同学更换电阻丝后发现小灯泡亮度变化不明显,如何改进: 。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
灯泡亮度
A
锰铜合金
0.5
0.8
亮
B
镍铬合金
0.5
0.8
较亮
C
镍铬合金
0.5
0.4
较暗
D
镍铬合金
1.0
0.4
暗
(重点实验)
1、 探究电流与电压的关系
1.(2023湖南怀化)图甲是“探究电流与电压关系”的实验电路。
(1)检查发现连接的电路中有一根导线连接错误,请在图中连接错误的那根导线上打“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确;
(2)电路接通前,滑动变阻器的滑片Р应该移至最______端(选填“左”或“右”);
(3)闭合开关后,发现电流表示数几乎为零,电压表示数接近于电源电压,则故障可能是:待测电阻发生了______(选填“短路”或“断路”);
(4)排除故障后,闭合开关,改变滑动变阻器滑片的位置,记录实验数据见下表。表中空白处电压如图乙所示,该示数是______V。请根据表中数据得结论:电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成______(选填“正比”或“反比”)。
电流
0.6
1.2
1.8
3.0
电流
0.12
0.24
0.36
0.48
0.60
2.(2023湖北宜昌)如图甲为小俊和小红在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中连接的部分实物图。
(1)用笔画线代替导线将实物图连接完整,使滑片向右滑动时电流表的示数变大;
(2)正确连接电路,闭合并关后,发现电流表无示数,电压表有示数,则电路可能出现的故障是 ;
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
电流I/A
0.08
0.16
0.30
0.32
0.40
0.48
(3)排除故障后,测量出的数据如上表,请在图乙的坐标纸中描点画出I-U图像;
(4)小俊和小红分析图像后得出了结论,为了使结论具有普遍性,小俊提出用刚才的实验器材增加实验次数,小红提出换用不同的定值电阻重复前面的实验。你觉得科学合理的是 (选填“小俊”或“小红”)的方案;
(5)他们发现另外一组的同学画出的图像(如图丙)所反映出的规律与自己的不同,请你分析该小组实验中可能存在的问题是 。
3.(2023山东滨州)某实验小组用图甲所示电路进行“探究电流与电压的关系”实验。
(1)请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整,要求滑动变阻器滑片P向左移动时电阻变大,导线不交叉___________;
(2)连接电路时,开关应该________。闭合开关前,滑动变阻器滑片P应该位于__________(选填“A”或“B”)端;
(3)闭合开关,同学们发现电流表没有示数,电压表示数接近电源电压,原因可能是___________;
(4)排除故障后,移动滑片P到某一位置时电流表示数如图乙所示,此时通过定值电阻R的电流为________A,根据实验数据绘制出定值电阻R的I-U图像如图丙所示。由图像可得: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___________;
(5)同学们利用完整的图甲电路进一步“探究电流与电阻的关系”,测得实验数据如下表所示。实验时,保持电压表的示数为______V不变。分析数据可得:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
次数
1
2
3
4
5
R/Ω
5
10
15
20
25
I/A
0.40
0.20
0.13
0.10
0.08
(6)该小组用电压表和一个最大阻值为R0的滑动变阻器,测量未知电阻Rx的阻值。他们设计了如图丁所示的电路图,进行如下实验操作:
①闭合开关,将滑动变阻器滑片P移到最左端,此时电压表的示数为U1;
②将滑动变阻器滑片P移到最右端,此时电压表的示数为U2;
③则Rx=______(用R0、U1、U2表示)。
4.(2022·江西省)探究电流与电压的关系
【提出问题】电流与电压有怎样的关系呢?
【猜想与假设】依据电压是形成电流的原因,猜想:通过导体的电流随着导体两端的电压增大而______;
【设计实验】如图所示,是该实验的电路图。请判断虚线框内的电表,它们的符号分别是:甲______乙______;
实验序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.5
20
2.5
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
【进行实验】按电路图连接电路,闭合开关,电流表针位置如图所示,此时电流表的示数为______A。保持电阻R=5Ω不变,移动滑片,测得的几组数据如下表所示;
【分析与论证】请在下图的坐标轴上制定标度:把上表中的实验数据在坐标系中描点,并绘出图像;
【结论】在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成______。
2、 探究电流与电阻的关系
1. (2023四川广元)同学们“探究电流与电阻的关系”时,实验室提供的器材有:电压恒为6V的电源一个,定值电阻5个(阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),规格为“40Ω 1A”的滑动变阻器一个,电流表、电压表、开关各一个,导线若干。
(1)同学们设计并连接了如图甲所示的实验电路,想用电压表的3V量程测量定值电阻R两端的电压,请你用笔画线代替导线,帮助他们把电压表正确连接在电路中(导线不能交叉);
(2)他们先将R=5Ω的电阻接在图甲中a、b间,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为U0;保持滑片不动,用10Ω的电阻替换a、b间的电阻后,需将滑动变阻器的滑片P向___________(选填“左”或“右”)端移动,才能保持a、b间的电压U0不变;再依次更换a、b间电阻为15Ω、20Ω继续实验。他们根据测量数据作出了电流表示数I与a、b间电阻R阻值的关系图像,如图乙所示。由乙图可知:a、b间电压U0的值为___________V;a、b间电压一定时。通过a、b间导体的电流与导体的电阻成___________;
(3)当他们用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后,发现电压表示数始终不能调为U0。为继续完成此次探究,同学们一起设计了如下方案,下列方案不正确的一项是___________;
A.将滑动变阻器更换为“50Ω 1A”的滑动变阻器,其余不变
B.将电压为6V的电源更换为电压为5.2V的电源,其余不变
C.只调节滑动变阻器,使U0为2.3V
2.(2023黑龙江龙东)在探究“电流与电阻关系”实验时,老师给小明提供了如下器材:电源(电压恒定为4.5V),电流表,电压表,开关各一个,滑动变阻器甲“10Ω;2A”和滑动变阻器乙“20Ω;1A”各一个,定值电阻5Ω、10Ω、15Ω各一个,导线若干。
(1)注意在连接电路时,开关必须处于__________状态;
(2)用笔画线代替导线,将图甲的实验电路连接完整(要求:滑动变阻器滑片P向左滑动时电流表示数变大,导线不允许交叉)__________;
(3)正确连接电路后闭合开关,发现电流表有示数,无论怎样移动滑片P,电压表都无示数,则故障可能是__________(答出一种情况即可);
(4)排除故障后,小明把5Ω的电阻接入电路中,移动滑片P到适当位置,读出电流表示数如图乙所示,正确记录后,小明又改用10Ω电阻继续实验,闭合开关后,小明应将滑片P向__________(选填“左”或者“右”)移动至电压表示数为__________V;
(5)小明在实验中所选用的滑动变阻器应该是__________(选填“甲”或“乙”);
(6)利用老师给的器材,还能完成的电学实验有:__________(写出一个即可)。
3.(2022·山东临沂)用5Ω、10Ω、20Ω的三个定值电阻探究电流与电阻的关系,实验所用电源电压为6V。
(1)请用笔画线代替导线将图甲所示电路连接完整(滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变大);
(2)先将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关后,电流表有示数,电压表无示数,可能是定值电阻______;
(3)排除故障后进行实验,移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数如图乙所示时记录数据,则本实验中控制的定值电阻两端的电压为______V;
(4)断开开关,将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向______(选填“左”或“右”)端移动;移动滑片的过程中,眼睛应观察______表的示数;
(5)根据实验数据描绘出电流与电阻倒数的图象如图丙所示,由图象可知,电压一定时,电流与电阻成______;
(6)分析实验数据可知,本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于______Ω。
4.(2023青海西宁)小西和同学们在“探究电流与电压的关系”的实验中,实验电路如图甲所示,电源电压恒为3V,定值电阻R的阻值为 5Ω。
(1)连接电路时,开关应 ,闭合开关前应将滑动变阻器滑片P调至 (选填“A”或“B”)端。
(2)连接好电路后,闭合开关,发现电压表有示数,电流表无示数,此时电路的故障可能是定值电阻 。
(3)排除故障后,第2次实验中电流表的示数如图乙所示,为 A。
(4)将多次实验测得的数据记录在表格中,分析数据可得:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 。
序号
1
2
3
4
5
U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
I/A
0.1
0.3
0.4
0.5
(5)以下实验中,与此实验中进行多次测量的目的相同的是 。
A.用刻度尺测量长度 B.探究杠杆的平衡条件
(6)完成此实验后,同学们还想探究“电流与电阻的关系”,又添加了10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的电阻,实验中保持定值电阻两端电 压为1.5V不变。将5Ω电阻换成10Ω电阻后,为保持电压表的示数仍为1.5V,应将滑动变阻器滑片P向 (选填“A”或“B”)端 移动。为了完成本实验,滑动变阻器的最大阻值不得小于 Ω。
3、 伏安法测量定值电阻
1.(2023四川宜宾)为测量某待测电阻Rx的阻值,实验探究小组设计了如图甲所示的电路图,并进行了实验。
(1)在连接如图乙的电路时,开关S应处于________状态,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片置于________(选填“A”或“B”)端;
(2)在如图乙所示的电路中,闭合开关,移动滑片,发现电压表示数为零,电流表有示数,经分析电路连接不完整,具体原因是________,请在图乙中用笔画线代替导线将电路连接完整;
(3)正确连接电路后,某次测量时,电压表的示数为1.5V,电流表的示数为0.3A,则待测电阻Rx的阻值为________Ω;实验时应多测几组数据,求电阻的平均值,目的是________;
(4)某实验小组实验时发现电压表已损坏,为测量Rx的阻值,他们经过讨论设计了如图丙的电路图。已知电源电压不变,定值电阻的阻值为R,闭合开关S1、断开S2时电流表读数为I1;同时闭合开关S1和S2时电流表读数为I2,则Rx=________(用R、I1、I2表示);
(5)实验小组完成实验后,他们经过讨论,认为用图甲的电路图还可以完成________实验。(至少填写一个实验名称)
2. (2023陕西)小明同学在“测量定值电阻的阻值”实验中,电路图如图-1所示,请回答以下问题。
(1)连接电路时,开关应处于___________状态。闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于_________(选填“A”或“B”)端;
(2)闭合开关S,电压表有示数,电流表指针向零刻度线左侧偏转,该故障的原因可能是__________________________;
(3)排除故障后,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P,当电压表的示数为2.5V时,电流表示数如图-2所示,则电阻R的阻值为________Ω。小明进行了多次测量,计算出R的阻值的平均值,目的是_________(选填“减小误差”或“寻找普遍规律”);
(4)小明要进一步测量长度为100cm的镍铬合金丝MN的阻值,器材如图-3所示。其中导线只有7根,且长度均为30cm。请根据实际操作需要,用笔画线代替剩余2根导线,在图-3中将实物电路示意图补充完整(实物图中导线及电阻丝长度未按照比例绘制)。要求:导线两端只能接在各电路元件的接线柱上。_________
3. (2023湖南邵阳)欢欢与乐乐同学利用图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。
(1)请你根据甲电路图,用笔画线代替导线,帮助欢欢同学在图乙中完成实验电路的连接,要求滑片P向右移动时,电流表示数小。
(2)将滑片P置于阻值最大位置 ,闭合开关S,欢欢同学发现,无论怎样移动滑片P电流表的示数始终为零,电压表示数接近电源电压,则电路中存在的故障可能是____________(选填“Rx短路”或“Rx”断路)
(3)排除故障后,移动滑片P,记录多组数据,画出了待测电阻的R的I-U图象,如图丙所示,由图象可得Rx=______Ω。
(4)乐乐风水宝地觉得不使用电压表也能测出Rx的阻值,于是设计了另一种方案,电路如图丁所示。定值电阻R0,电源电压未知且恒定不变。测量步骤如下:
①只闭合开关S1时,电流表读数为I1;
② 当开关S1、S2都闭合时,电流表读数为I2;
③待测电阻Rx=________________(用已知和测出的物理量R0、I1、I2表示)
4.(2022·四川南充) 在测量定值电阻阻值实验中,小华准备了以下器材:直流电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、待测定值电阻Rx、导线若干。
(1)按如图甲所示连接好电路,闭音开关前应将滑动变阻器滑片移动到___________(选填“a”或“b”)端;
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器滑片,电流表有示数,电压表示数始为0,造成这种现象的原因可能是___________;
A.电阻Rx短路 B.电阻Rx断路 C.滑动变阻器Rp短路
(3)排除故障后,某次测量中的电压表和电流表示数如图乙、图丙,由此次测量可得出定值电阻阻值是_______Ω;
(4)请给出一种减小实验误差的方法:___________;
(5)小李用一个已知阻值为R0的定值电阻,和一个单刀双掷开关S0,设计了如图丁所示的电路图。闭合开关S后,当S0接通触头1时,电压表示数为U1,当S0和接通触头2时,电压表示数为U2,则Rx=___________(用R0、U1、U2表示)。
4、 伏安法测量小灯泡的电阻
1.(2023湖南衡阳)在“测量小灯泡的电阻”实验中,有如下器材:电压表、电流表、开关、电压为4.5V电源、额定电压为2.5V的小灯泡、标有“30Ω 1A”的滑动变阻器、导线若干。
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.18
0.22
0.24
0.26
电阻R/Ω
5.6
6.8
8.3
(1)请用笔画线代替导线,按照图甲所示的电路图将图乙的实物电路连接完整;
(2)连接电路时,开关应___________(选填“断开”或“闭合”);
(3)甲组同学连接好电路,闭合开关后灯泡发出明亮耀眼的光并很快熄灭。检查后,发现连线正确,请你找出实验中操作不当之处:___________;
(4)乙组同学闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表有示数。接下来应进行的操作是___________(选填字母);
A.检查电路是否断路 B.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(5)丙组同学规范操作进行实验,将得到的数据记录在下面的表格中,根据表格中的数据计算出小灯泡正常发光时的电阻为___________Ω(保留一位小数)。他们发现小灯泡电阻发生了变化,其原因是灯丝电阻受___________的影响。
2.(2023重庆)在测量小灯泡电阻的实验中,小会选用标有“2.5V”字样的小灯泡进行实验。
次数
1
2
3
4
U/V
1
2
2.5
2.8
I/A
0.18
0.28
0.30
0.31
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示电路补充完整;
(2)连接电路时,开关应处于_________状态。连接好电路,将滑片P移至最右端,接通电路后,发现小灯泡不发光,电压表示数约为3V,其原因可能是小灯泡__________________;
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,电压表示数如图乙所示为___________V,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片P向_________端滑动;
(4)上表是记录的实验数据,则小灯泡正常发光时的电阻约为________(结果保留小数点后1位);实验中发现灯泡越亮,温度越高,结合数据可知:灯丝温度越高,电阻越__________;
(5)小会在实验过程中发现用力捏滑片与电阻丝接触处,灯泡发光明显变亮。请结合影响导体电阻大小的因素,分析产生这一现象可能的原因是__________________。
3.(2023湖北潜江、天门、仙桃、江汉)实验小组用伏安法测量小灯泡的电阻,连接了如图甲所示的电路,小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压恒定。
(1)实验的原理是_________;
(2)图甲中有一根导线连接错误,请在该导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线(导线不得交叉);
(3)改正错误后,闭合开关,移动滑片至某位置时,电压表的示数为2V,为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)小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示为__________A。此时小灯泡的电阻是_________Ω(保留1位小数);
(5)小灯泡的I-U关系如图丙,当小灯泡的两端电压增大时,它的电阻__________(选填“增大”“减小”或“不变”),其原因是灯丝电阻受__________的影响;
(6)小组同学计划用该装置测量某定值电阻阻值时,发现电压表损坏,于是设计了如图丁所示的电路,测出了RX的阻值。实验步骤如下:
①将滑片移到a端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为I1;
②将滑片移到b端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为I2;
③读出滑动变阻器的最大阻值为R,则Rx=__________(用I1、I2和R表示)
4.(2023山东临沂)用图甲所示电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的电阻,电源电压为3V。
(1)图甲中有一条导线连接错误,请在错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导线,补画一条线将电路连接正确;________
(2)改正错误并检查无误后闭合开关,小灯泡不亮,电压表和电流表均有示数,可能是小灯泡__________(选填序号);
A.短路 B.断路 C.实际功率太小
(3)实验记录的数据如下表所示,其中第4次实验时电压表的示数如图乙所示,为__________V,接下来测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向__________(选填“左”或“右”)端移动;
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.6
1.0
1.5
2.5
电流I/A
0.16
0.2
0.24
0.26
0.3
电阻R/Ω
(4)由实验数据可知,小灯泡正常发光时的电阻为__________Ω(保留1位小数);
(5)为顺利完成该实验,滑动变阻器的最大阻值应不小于__________Ω;
(6)仅利用本实验提供的器材,__________(选填“能”或“不能”)探究电流与电压的关系。
5.(2022·重庆A)综合实践课上,小微同学用“伏安法”测量小灯泡正常发光时的电阻,选用的小灯泡L标有“2.5V”字样、电源电压恒为4.5V、滑动变阻器规格为“30Ω 1A”。
序号
U/V
I/A
R/Ω
1
1.0
0.18
5.6
2
1.5
0.22
6.8
3
2.0
0.24
8.3
4
2.5
(1)请在答图甲中用笔画线代替导线,帮小薇完成实物电路的连接;
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应处于最___________(选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关进行实验,移动滑动变阻器的滑片P过程中,她应注视___________(选填“电压表”、“电流表”或“滑动变阻器”)的变化情况,当停止移动滑片P时,她发现电表指针左右摆动,再观察小灯泡也忽明忽暗,其原因可能是___________(选填字母符号);
A.滑动变阻器接触不良 B.小灯泡短路
(4)排除故障后继续实验,她将得到的数据记录在表格中,当电压表示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示为___________A,则小灯泡正常发光时的电阻为___________Ω(保留一位小数)。她发现小灯泡电阻发生了变化,其原因是灯丝电阻受___________的影响;
(5)实验结束后,她看见桌面上还有一个阻值为15Ω的定值电阻,想按照表格给定的四组电压值,验证“导体中电流与电压的关系”,但使用目前已有器材无法完成,若想完成实验,她只需更换哪一个元件,并说明新元件的规格要求:___________。
5、 测量小灯泡的电功率
1.(2023重庆)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小华准备了以下器材:电源、标有“”的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。请完成下列问题:
(1)如图甲,请用笔画线代替导线,正确连接电路______;
(2)在开关S闭合前,应将滑片P移到______端(选填“A”或“B”);
(3)闭合开关S,发现灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,该电路故障可能是小灯泡______;
(4)排除故障后,闭合开关S,移动滑片P,同时眼睛要观察______表的示数,直到示数为______V时,小灯泡正常发光,记录电压表和电流表示数;
(5)继续移动滑片,让电压表示数低于,某时刻电流表示数如图乙为______A,观察灯泡亮度并记录电表示数:继续缓慢移动滑片,让电压表示数高出少许,观察灯泡亮度并记录电表示数。小华根据所有实验数据作出了小灯泡的图像,如图丙,则小灯泡额定功率为______W;
(6)根据小灯泡图像和亮度变化,还可以发现______。
2.(2023湖北荆州)课后服务社团活动中,“创新”兴趣小组在“测定小灯泡的电功率”的实验中先用如图甲所示的器材进行实验,其中电源电压为6V,小灯泡额定电压为2.5V(正常发光时电阻约为12Ω)。
(1)为能顺利完成该实验,下列不同规格的滑动变阻器应选用______(选填字母);
A.“10Ω 0.5A”的滑动变阻器 B.“20Ω 2A”的滑动变阻器 C.“5Ω 1A”的滑动变阻器
(2)电路连接完成后,闭合开关,发现电压表示数接近电源电压,电流表无示数,小灯泡不亮。那么出现该故障的原因是____________;
(3)故障排除后重新连接电路,闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图乙所示,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向______端移动(选填“左”或“右”);
(4)通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示,则小灯泡的额定功率为______W;
(5)实验结束后,某同学设计了如图丁所示的电路来测量额定电压为6V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为18V,定值电阻R的阻值为20Ω。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8V;
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14V;
④小灯泡的额定功率P额=______W。
3.(2023四川达州)小明学习了电功率的知识后,在家中找来了一个标有额定电压为“6V”的小灯泡,为了测定该小灯泡的额定功率,他在学校的实验室找到了相关器材,并进行了如下实验,已知电源电压恒为8V。
(1)请用笔画线代替导线,帮他连接好实物图。要求闭合开关后,滑片向右移,灯泡变亮__________;
(2)小明在实际操作中发现灯泡很暗,电流表和电压表示数均很小,无论怎样移动滑片,电表的示数几乎不变,你认为出现此现象的原因是__________(选填字母);
A.滑动变阻器同时接入了下方的两个接线柱 B.灯泡的电阻太小 C.滑动变阻器的最大阻值太小
(3)排除故障后,闭合开关,发现电压表的示数如图乙所示,接下来他应该将滑动变阻器的滑片向__________移动,同时眼睛注意观察__________(选填“电流表”“电压表”或“灯泡”),直到灯泡正常发光;
(4)经过多次测量,小明绘制了小灯泡的I-U图像,如图丙所示,则该小灯泡的额定功率为__________W;
(5)若该实验中电压表标有15V的接线柱损坏了无法使用,于是他向老师请教,老师告诉他用该电压表仍能测量该灯泡的额定功率,你认为老师的方案可能是__________(选填字母);
A.只将电源电压减小 B.只更换一个其他规格的滑动变阻器 C.将该电压表并联到滑动变阻器的两端
(6)小明还想用该灯泡和电压表测量一个未知电阻Rx的阻值,于是他设计了如图丁所示的电路图,操作步骤如下:
①闭合开关S、S1,断开S2,移动滑动变阻器滑片,使电压表的示数为3V;
②保持滑动变阻器的滑片位置不动,闭合S、S2,断开S1,电压表示数为4.5V;则Rx=__________Ω。
4.(2023甘肃金昌)小丽在“测量小灯泡的电功率”实验中,实验器材有:电压恒为3V的电源一个、小灯泡(额定电压为2.5V)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个,导线若干。
(1)如图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动到 (选填“最左”或“最右”)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,电压表有示数,则电路的故障可能是 ;(填选项符号)
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)电路故障排除后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电流表指针如图乙所示,则此时通过小灯泡的电流是 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2.0V,为了测量小灯泡的额定电功率,这时应该向 (选填“左”或“右”)端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;
(7)小丽根据小灯泡的I-U图像(如图丙所示),分析出小灯泡的电阻随两端电压的增大而 (选填“增大”、“不变”或“减小”),你认为原因是 。
5. (2023山东泰安)物理实验小组连接了如图甲所示的电路,做“测量小灯泡的电功率”实验。可供选择的器材有:电源(可选电压为4.5V、6V),规格为“20Ω 2A”的滑动变阻器一个,小灯泡(额定电压为2.5V,额定功率小于0.75W)一个,电压表、电流表各一个,开关、导线若干。
(1)甲图连接的电路有一处错误,请把接错的那一根导线找出来打“×”,用笔画线代替导线画出正确的连接(只改接一根导线);_______
(2)正确连接电路后,当变阻器的滑片P在中点时小灯泡正常发光。该实验所用的电源电压为________V,小灯泡的额定功率为_________W;
(3)变阻器的滑片P移至某处时,电流表示数为0.18A,电压表示数如图乙所示为_________V,此时小灯泡的电阻为_________Ω;
(4)该实验小组的同学又设计了如图丙所示的电路,利用阻值为R0的定值电阻和电压表V1、V2等器材,测量额定电压为U额的小灯泡L的额定功率,经检查无误后进行实验。请你帮助他们将实验过程补充完整:
①闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,使电压表_________(选填“V1”或“V2”)的示数为U额,同时读出另一个电压表的示数,记为U;
②用已知物理量和测量量的符号表示出小灯泡额定功率P额=_________。
6. (2023甘肃金昌)小丽在“测量小灯泡的电功率”实验中,实验器材有:电压恒为3V的电源一个、小灯泡(额定电压为2.5V)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个,导线若干。
(1)如图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动到___________(选填“最左”或“最右”)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,电压表有示数,则电路的故障可能是___________;(填选项符号)
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)电路故障排除后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电流表指针如图乙所示,则此时通过小灯泡的电流是___________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2.0V,为了测量小灯泡的额定电功率,这时应该向___________(选填“左”或“右”)端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;
(7)小丽根据小灯泡的I-U图像(如图丙所示),分析出小灯泡的电阻随两端电压的增大而___________(选填“增大”、“不变”或“减小”),你认为原因是___________。
6、 焦耳定律
1.(2023云南)实验小组在老师的指导下探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。同学们在烧瓶内安装一根电阻丝,装入适量的煤油,插入一支温度计,设计了如图甲所示的电路。
(1)用笔画线代替导线,将图甲的电路连接完整。要求滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表示数变大,且导线不交叉___________;
(2)闭合开关后,发现电流表指针未偏转,经检查仅电阻丝R有故障,则电阻丝R___________(选填“短路”或“开路”)。排除故障后进行实验,实验中通过观察___________来比较相同时间内不同电流产生热量的多少;
(3)调节滑动变阻器改变电流的大小,经过多次实验发现:电阻丝阻值和通电时间一定时,电流I越大,通电导体产生的热量Q越多。小明猜想:当电阻和通电时间一定时,Q可能与I成正比。随后在老师帮助下,实验小组测出了多组Q与I的数据。请提出一种判断小明猜想是否正确的方法:___________;
(4)同学们进一步学习了解到:物理学家焦耳1840年就确定了当电阻和通电时间一定时,电流产生的热量跟电流的二次方成正比的关系。生活中利用电热工作的家用电器有___________(请举一例);
(5)若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系,可选择图乙中___________(选填“A”或“B”)烧瓶中的电阻与图甲烧瓶中的电阻___________联(选填“串”或“并”)进行实验。
(6)本实验应用的研究方法有转换法和___________法。
2.(2023山东枣庄)在探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关的实验中。某兴趣小组猜想:电流通过导体产生的热量可能 与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关,于是他们利用甲、乙、丙三个装置进行实验探究,如图所示,三个装置的透明容 器中各有一段电阻丝,容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。
(1)要探究电热与电阻的关系,应选用 组合,并将它们 接到电源两端进行实验。
(2)选用乙、丙组合,串联接到电源两端进行实验,在通电时间相同的情况下,发现乙装置U形管中液面高度变化大,由此可得到的结论是:在电阻相同、通电时间相同的情况下, 。
(3)实验中通过观察U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化,在研究许多物理问题时都会用到这种方法,下列实例采 用研究方法与此相同的是 。
A.探究电流与电压、电阻的关系 B.用铁屑显示磁体周围磁场分布
C.研究光的传播时,引入“光线” D.探究平面镜成像的特点
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