专题15.6 单元复习—实验分类汇编（举一反三）-2024-2025学年九年级物理下册举一反三系列（苏科版）

专题15.6 实验汇编 【苏科版2025】 专题01 电能表的理解和应用 2 专题02 电功的生活应用 5 专题03 伏安法测小灯泡的电功率 11 专题04 缺电流表测灯泡的电功率 17 专题05 缺电压表测小灯泡的电功率 26 专题06 等效替代法测小灯泡的电功率 35 专题07 列方程组求解灯泡的额定功率 43 专题08 探究电流的热效应 49 专题09 电功率的综合应用（科普阅读题） 53 提优练习 62 电能表的理解和应用 01 【典例】（23-24九年级上·辽宁盘锦·期末）探究夏季同一台空调在制冷温度由26℃调高到28℃时节省的电能。 小强从网上看到：同一台空调制冷时将温度由26℃调高到28℃，可节省7%~10%的电能。为了验证这种说法的可靠性，小强利用家中的电能表进行了测算。 (1)实验器材：电能表、 ； (2)测试步骤： ① ； ②观察到电能表此时的示数为 ； ③打开空调，将制冷温度设定为26℃，待其正常工作后，数出电能表的转盘在10min内转过的圈数； ④将制冷温度调为28℃，待其正常工作后，数出电能表的转盘在 min内转过的圈数； (3)根据测量得到的数据和电能表上的参数，如何分析比较，得出结论 ？ 【答案】(1)秒表 (2) 断开家中其他用电器 2014.1kW·h 10 (3)见解析 【详解】（1）实验中需要用电能表测量用电器消耗的电能，需要测量用电器工作的时间，故需要用到电能表、秒表。 （2）[1]测试步骤①：断开家中其他用电器。 [2]步骤②：观察到电能表此时的示数为2014.1kW·h。 [3]步骤④：将制冷温度调为28°C，待其正常工作后，数出电能表的转盘在10 min内转过的圈数n2。 （3）空调制冷温度为26°C时正常工作10 min消耗的电能为；空调制冷温度为28°C时正常工作10min消耗的电能为；比较空调两次工作消耗的电能，能节省电能的比率 据此可验证同一台空调制冷时将温度由26°C调高到28°C，是否可节省7%~10%的电能。 【变式1】（23-24九年级上·江西南昌·阶段练习）请你应用所学的物理知识解答下列问题： （1）小天同学测量电流时，连接好电路，闭合开关前，发现电表指针至如图甲所示位置，原因是电流表没有 ；纠正错误后，闭合开关，发现指针偏至如图乙所示位置，接下来的操作是： ，对调电流表正负接线柱上的导线，继续进行实验。 （2）如图丙所示，该仪器的名称是 ，其工作原理是 。 （3）小李从小养成了节约能源的良好习惯，经常观察家里面的电能表，提醒父母家里用电情况。上月末他家电能表示数为1959.6kW•h，本月末示数如图丁所示，则本月他家用电 kW•h；其中“2500r/kW·h”表示接在这个表上的用电器，每消耗1kw·h的电能，转盘转过 转。日常生活中，请你写出一条节约用电的措施： 。 实验次数 1 2 3 4 5 电压U/V 0.5 1.0 1.8 2.0 2.4 电流I/A 0.1 0.2 0.4 0.48 【答案】 校零 断开开关 验电器 同种电荷互相排斥 60 2500 随手关灯（其它答案合理即可） 【详解】（1）[1]闭合开关前，发现电表指针没有指在零刻度线上，说明电流表指针未调零。 [2]闭合开关，发现指针偏至零刻度线右侧，说明电流表正负接线柱接反，应断开开关，对调电流表正负接线柱上的导线，继续进行实验。 （2）[3]图丙中的仪器是验电器。 [4]验电器的工作原理是同种电荷互相排斥。 （3）[5]本月末示数为，则本月他家用电 则本月他家用电。 [6]电能表参数“2500r/kW·h”表示此电能表所在电路每消耗1 kW·h电能，电能表表盘转2500转。 [7]节约用电的措施包括：随手关灯，及时关闭不用的电器，更换更节能的用电器等。 【变式2】小明想知道家庭电路中微波炉高温档工作时的热效率,他利用家中电能表（表头如图所示）、温度计等工具进行了如下实验: A．在杯中装有质量为的冷水,测出水的初温为 B．把杯子放进微波炉,并选择高温档； C．将微波炉定时器旋转到两分钟的位置,同时记录电能表指示灯在这个时间内闪烁的次数为 D．加热结束后,迅速测出水的末温 ①以上实验中,还缺少一个步骤,请你补上这个步骤: ； ②电能表指示灯闪烁一次,用电器消耗的电能 J； ③微波炉热效率的表达式 （用字母表示）. 【答案】 关闭家内其他用电器，只让微波炉工作； 1.125×103J； 【分析】（1）测微波炉的效率，只让微波炉工作； （2）利用电能表参数和闪烁次数求出消耗电能；利用利用水的吸热公式和消耗的电能结合效率公式求出效率， 【详解】①以上实验中，还缺少一个步骤：关闭家内其他用电器，只让微波炉工作； ②电能3200imp/kW⋅h，表示电能表指示灯闪烁3200次，消耗的电能为1kW⋅h，闪烁一次用电器消耗的电能为：E0=×3.6×106J=1.125×103J； ③水吸收的热量为Q=cm(t−t0)， 消耗得电能为E=nE0； 故微波炉的效率为：η==； 电功的生活应用 02 【典例】（2024·陕西西安·模拟预测）综合实践活动——研究制作风速仪 【提出问题】风速是气象观测中的重要参数，常用风速仪测量。风速仪工作原理是什么？怎样设计制作简易风速仪呢？ 【实地学习】同学们来到气象馆，了解了杯式风速仪的工作原理。如图甲所示，质量较小的风杯可在360°任意方向的风力带动下绕轴转动，转动时传感器将风速转换成输出电流信号，再经系统处理后显示出风速值。在测量范围内电流随风速增大而均匀增大。 杯式风速仪工作参数 量程 0.4~50m/s 输出电流信号范围 4~20mA 启动风速 0.4m/s 电功率 ≤0.48W 【设计制作】受到杯式风速仪工作原理的启发，同学们设计并制作了简易风速仪，其原理如图乙所示。电源为恒流源，能始终提供大小恒定的电流，电流表量程为0~0.6A，R0为10Ω的定值电阻，R1为压力传感器，无风时R1受到的压力为零，有风时迎风板受到的压力能大小不变地传递给R1，R1的阻值随压力F大小变化的关系如图丙所示。读出电表示数，即可知此时的风速。 同学们通过查阅资料，知道了风压是指单位面积上垂直于气流方向的平面上所受风的压力，风压与风速的关系如下表。 风速v/（m·s~1） 2 4 6 10 12 16 24 风压p/Pa 2.5 10 22.5 62.5 90 160 360 【进行实验】迎风板是一块面积为0.15m²的轻质薄板，测量时风始终垂直吹在迎风板上， 记录电表示数，发现风速增大，电流表示数随着增大。 【交流评价】同学们从实验制作、实验效果等方面进行交流评价。 （1）关于文中栋式风速仪，下列说法不正确的是 ； A．风吹动风杯说明风具有能量    B．转轴中使用轴承可减小摩擦 C．风杯用密度小的材料制成    D．能在60m/s风速下正常工作 （2）杯式风速仪正常工作20min，最多消耗 J的电能；某次杯式风速仪显示风速为31.4m/s，则输出的电流信号为 mA； （3）实验中，读出简易风速仪中电流表示数为0.4A，电压表示数为8V。 ①R1= Ω，所测的风速= m/s ②恒流源提供 A的恒定电流。 【答案】 D 576 14 20 8 1.2 【详解】（1）[1]A．风是流动的空气，具有动能，能带动风杯转动，说明风具有能量，故A正确，A不符合题意； B．在相同条件下，滚动摩擦比滑动摩擦小，用滚动代替滑动可以减小摩擦，故B正确，B不符合题意； C．为了使风杯受到风的作用转动起来，应减小装置的质量，所以用密度小的材料制成，故C正确，C不符合题意； D．由表中参数可知，杯式风速仪的量程为 0.4-50m/s，所以杯式风速仪不能在60m/s风速下正常工作，故D错误，D符合题意。 故选D。 （2）[2]由表中数据可知，杯式风速仪正常工作时消耗的最大功率为0.48W，所以正常工作20min最多消耗的电能为 [3]输出电流信号范围是4-20mA，杯式风速仪的量程为0.4-50m/s，由于在测量范围内电流随着风速增大而均匀增大，风速变化量与电流变化量的比值不变;设输出的电流信号为I，则 解得。 （3）[4]根据乙图可知，R0与R1并联。简易风速仪中电流表示数为0.4A，即通过R1的电流为0.4A，此时电压表示数为8V时，所以R1的电阻 [5]由丙图可知，R1=20Ω时对应的压力F=6N，迎风板受到的压强为 由风压与风速的关系分析可得风压与风速的关系为，代入数据有 则 当为40Pa时有 解得。 [6]恒流源提供的恒定电流为 【变式1】（2024·陕西渭南·一模）小华的妈妈每天骑电动车上班，夏天每两天充一次电，而入冬后每天就需充一次电。走的路程都一样，为什么区别会这么大呢?小华通过查阅网上资料，发现电池容量是指电池在25℃时存储电量的大小。于是她提出下列两个猜想： 猜想一：电池容量与使用时间有关。 猜想二：电池容量与温度有关。 (1)电动车电池的放电量不好统计，而且想通过冰箱进行降温也不好操作，突然她看到手机能显示电池剩余电量的百分比，很快有了灵感，设计实验如下：将家里新、旧两部不同品牌的手机，在相同的环境温度下充满电，同时开始播放同一部电影，1.5h后新手机剩余电在85%，旧手机剩余电量41%。于是她得出“猜想一是正确的”结论，你认为他得出这一结论合理吗? （选填“合理”或“不合理”），说明理由： 。 (2)①为帮助小华进行实验，爸爸拿来了家里强光手电筒上的充电电池，小华发现上面标有“3.7V ”字样，她很快计算出充电电池充满电所存储的电能为 J。 ②根据电池容量的定义，小华认为充放电需在同一温度下进行，他将充电电池分别放在25℃、5℃、、下充电并利用手电筒放电，并得出如下实验数据： 温度T/℃ 充满电所需时间 满电放电时间 25 6.66 1.55 5 5.67 1.29 5.07 1.16 4.48 1.03 小华通过 反映电池容量大小，分析表中数据可以发现，猜想 是正确的。 (3)通过探究，小华想到要帮助妈妈解决冬天电动车充电问题，可以将电动车放在比较温暖的地方充电。联想到国家近年大力推广电动汽车，在冬季为了提高电池容量，从而提高电动汽车的续航能力，请你根据猜想二提出一个改进意见： 。 【答案】(1) 不合理 没有控制电池的容量相同 (2) 55944 放电时间 二 (3)在电池周围加电热装置 【详解】（1）[1][2]根据控制变量法，要控制两部手机的电池容量相同，才能得出在温度相同时，电池使用时间越长，电池容量越小，故他这一结论不对。 （2）[1]充电电池充满电所存储的电能为 [2][3]根据题意可知利用手电筒灯泡放电，直到灯泡熄灭，故通过放电时间反映电池容量大小；纵向分析表中数据可知，温度越低，灯泡放电时间越短，故得出的结论是温度越低电池容量越小，猜想二是正确的。 （3）因温度越高电池容量越大，故为了提高电池容量，从而提高电动汽车的续航能力，可在电池周围加电热装置。 【变式2】妈妈每天骑电动车上班，夏天每两天充一次电，而入冬以来每天就需充一次电，小雨产生了疑问，冬天和夏天行驶路程基本相同，为什么电池的电量下降得快呢？爸爸解释说冬天温度低，电池放电量差，妈妈却说是电池相比夏天旧了，存电量少了，那么电动车电池的电量究竟与温度有关还是与电池的使用时间有关，或者与二者都有关系呢？小雨在网上百度了一下，发现电池容量是指电池在25℃时存储电量的大小。电池容量的单位是“”，中文名称是毫安时。于是他提出下列两个猜想进行探究： 猜想一：电池容量与使用时间有关； 猜想二：电池容量与温度有关； 但是他发现妈妈的电动车电池的放电量不好统计，而且他想通过冰箱进行降温也不好操作，突然他看到手机能显示电池的剩余电量的百分比，很快有了灵感，设计实验如下： （1）将家里新、旧两部手机，在相同的环境温度下给它们都充满电、同时开始播放同一部电影，1.5h后新手机剩余电量85%，旧手机剩余电量41%。于是他得出结论：在温度相同时，电池使用时间越长，电池容量越小，你认为这一结论对吗？ （填“对”或“不对”），说明理由： ； （2）为帮助小雨进行实验，爸爸拿来了几节家里强光手电筒上的充电电池，小雨发现上面标有“”的字样，他很快计算出一节这种电池充满电所存储的电能为 J； （3）根据电池容量的定义，小雨认为充放电需在同一温度下进行，在25℃、5℃、﹣5℃、﹣15℃下进行实验： 温度t/℃ 充电时间t1/h 放电时间t2/h 25 6.66 1.55 5 5.67 1.29 ﹣5 5.07 1.16 ﹣15 4.48 1.03 小雨通过 反映电池容量大小，分析表中数据可以得出的结论是 ，探究发现，爸爸的说法是 （填“正确”或“错误”）的； （4）通过探究，小雨想到了帮助妈妈解决冬天电动车充电问题，可以将电动车放在比较温暖的地方充电，联想到国家近年大力推广的电动汽车，在冬季为了提高电池容量，从而提高电动汽车的续航能力，请你根据猜想二提出一个改进意见 。 【答案】 不对 没有控制电池的容量相同 55944 放电时间 电池的容量与温度有关 正确 在电池周围加电热装置 【详解】（1）[1][2]根据控制变量法，要控制两手机的电池容量相同，才能得出：在温度相同时，电池使用时间越长，电池容量越小，故他这一结论不对，没有控制电池容量相同。 （2）[3]理想情况下，一节这种电池充满电所存储的电能为 （3）[4][5][6]根据题意，利用手电筒灯泡放电，直到灯泡熄灭，故小雨通过放电时间反映电池容量大小；纵向分析表中数据可知，温度越低，灯泡放电时间越短，故得出的结论是：温度越低电池容量越小，因此爸爸的说法冬天温度低，电池放电量差，是正确的。 （4）[7]因温度越高电池容量越大，故为了提高电池容量，从而提高电动汽车的续航能力，可在电池周围加电热装置。 【变式3】小明的妈妈每天骑电动车上班，夏天每两天充一次电，而入冬后每天就需充一次电。走的路程都一样，为什么区别会这么大呢？小明通过查阅网上资料，发现电池容量是指电池在25℃时存储电量的大小。于是他提出下列两个猜想： 猜想一，电池容量与使用时间有关。 猜想二，电池容量与温度有关。 （1）电动车电池的放电量不好统计，而且想通过冰箱进行降温也不好操作，突然他看到手机能显示电池的剩余电量的百分比，很快有了灵感，设计实验如下：将家里新、旧两部不同品牌的手机，在相同的环境温度下充满电，同时开始播放同一部电影，1.5h后新手机剩余电量85%，旧手机剩余电量41%。于是他得出“猜想一是正确的”结论，你认为他得出这一结论合理吗？ （选填“合理”或“不合理”），说明理由： ； （2）①为帮助小明进行实验，爸爸拿来了家里强光手电筒上的充电电池，小明发现上面标有“3.7V；4200mA•h”字样，他很快计算出充电电池充满电所存储的电能为 J； ②根据电池容量的定义，小明认为充放电需在同一温度下进行，他将充电电池分别放 在 25℃、5℃、﹣5℃、﹣15℃下充电并利用手电筒放电，并得出如下实验数据： 温度t/℃ 充满电所需时间t1/h 满电放电时间t2/h 25 6.66 1.55 5 5.67 1.29′ ﹣5 5.07 1.16 ﹣15 4.48 1.03 给充电电池充电时，电能转化为 能；小明通过 反映电池容量大小，分析表中数据可以得出的结论是探究发现，猜想 是正确的。 （3）通过探究，小明想到要帮助妈妈解决冬天电动车充电问题，可以将电动车放在比较温暖的地方充电。联想到国家近年大力推广的电动汽车，在冬季为了提高电池容量，从而提高电动汽车的续航能力，请你根据猜想二提出一个改进意见： 。 【答案】 不合理 没有控制电池的容量相同 55944 化学 放电时间 二 在电池周围加电热装置 【详解】（1）[1][2]根据控制变量法，要控制两手机的电池容量相同，才能得出在温度相同时，电池使用时间越长，电池容量越小，故他这一结论不对。 （2）[3]理想情况下，一节这种电池充满电所存储的电能为 [4]给充电电池充电时，电池相当于用电器，将电能转化为化学能。 [5][6]根据题意可知利用手电筒灯泡放电，直到灯泡熄灭，故通过放电时间反映电池容量大小；纵向分析表中数据可知，温度越低，灯泡放电时间越短，故得出的结论是温度越低电池容量越小，猜想二是正确的。 （3）[7]因温度越高电池容量越大，故为了提高电池容量，从而提高电动汽车的续航能力，可在电池周围加电热装置。 伏安法测小灯泡的电功率 03 【典例】（23-24九年级上·山东青岛·阶段练习）在测量小灯泡的电功率时，电源电压为3V，小灯泡上标有“2.5V”字样。 (1)电压表没损坏，但实验前发现电压表的指针如图丙所示，原因可能是 ； (2)甲图连接中有一条线是错误的，在这条导线上打“×”，并画出正确的连接 ； (3)电路连接正确后，从滑动变阻器接入电路的最大阻值开始记录数据，得到小灯泡的I﹣U图象如图乙所示，小灯泡正常发光时的电功率是 ； (4)在“测定小灯泡的额定功率”时，当手移动变阻器滑片时，眼睛应观察______； A．电流表的示数 B．电压表的示数 C．灯泡的发光情况 D．变阻器滑片的位置 (5)由实验可知，小灯泡的亮度由 决定； (6)在“测小灯泡电功率”这个实验中，滑动变阻器不能起到的作用是______； A．改变被测灯泡的额定功率 B．改变被测灯泡两端的电压 C．改变电路中的电流 D．保护电路 (7)有同学认为利用该电路还可以探究出导体中电流和导体两端电压的关系，这种想法是 （选填“合理”或“不合理”）的，理由是 。 【答案】(1)电压表未调零 (2) (3)0.625 (4)B (5)实际功率 (6)A (7) 不合理 灯丝的电阻随温度的变化而变化 【详解】（1）实验前发现电压表的指针如图丙所示，电压表没有接入电路中，电压表指针没有与零刻度线对齐，可能是电压表没有调零。 （2）原电路图中，灯泡和滑动变阻器并联，在测小灯泡的电功率实验中、滑动变阻器和电流表串联，如图所示： （3）由图乙可知，当灯泡两端电压为2.5V时，则小灯泡额定功率 PL=ULIL=2.5V×0.25A=0.625W （4）当灯泡两端电压为额定电压时，灯泡正常发光，当手移动变阻器滑片时，应该观察电压表的示数是否为灯泡的额定电压，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 （5）由实验可知，小灯泡的亮度由灯泡实际功率决定，灯泡两端的电压越大，通过灯泡的电流越大，根据P=UI可知，灯泡的实际功率越大，灯泡亮度越亮。 （6）AD．在“测小灯泡电功率”实验中，滑动变阻器的作用是保护电路，但不能改变被测灯泡的额定功率，故A符合题意，D不符合题意； BC．小灯泡和滑动变阻器串联，改变滑动变阻器接入电路中的阻值，可以改变滑动变阻器两端的电压和电流中的电流，根据串联电路电压规律可知，小灯泡两端的电压发生变化，故BC不符合题意； 故选A。 （7）[1][2]在探究导体中电流和导体两端电压的关系实验中，需控制电阻阻值不变，灯泡的电阻不是一个定值，所以不能探究导体中电流和导体两端电压的关系实验。 【变式1】（23-24九年级上·吉林长春·阶段练习）在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒为3V，灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器的规格为“20，1A”。    (1)按照图甲所示电路，闭合开关后， 表有示数，灯泡 。检查发现有根导线连接错误，请在错误导线上打“×”，并用笔画线代替导线将电路补充完整 ； (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)解决上述故障问题之后，移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示，则此时灯泡两端的电压为 V； (4)图丙是小灯泡的电流随电压变化的图像，小灯泡的额定功率为 W。 【答案】(1) 电压 不亮    (2)B (3)1.8 (4)0.625 【详解】（1）[1][2]图甲中电路为并联电路，电压表接在干路上，因电压表阻值很大，所以电路中电流很小，电流表没有示数，灯不能发光，电压表相当于测量电源电压，所以有示数。 [3]错误的导线是连接开关和灯的那根导线，将错误导线去除后，再用导线将电源负极与灯的左侧接线柱相连，此时电路为串联电路，电压表测量灯两端电压，如图所示    （2）闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，说明电路中存在断路，电压表有示数，则可能的故障是电压表的测量对象即小灯泡断路，电压表串联进电路，相当于测量电源电压。若滑动变阻器断路，整个电路都处于断路状态，电压表也没有示数。 故选B。 （3）由图可知，电压表连接的是小量程，分度值为0.1V，示数为1.8V。 （4）由图丙可知，当灯泡两端电压为2.5V时，流过灯泡的电流为0.25A，则小灯泡额定功率为 【变式2】（24-25九年级上·全国·课后作业）小江发现家里不同房间的灯亮度不同，猜想可能是与灯泡的电功率有关。他找来若干节新干电池、开关、滑动变阻器、电流表、电压表、同一规格的导线若干，测量额定电压为2.5V小灯泡的功率。 (1)小江选择两节新干电池进行实验，连接的实物电路如图甲所示，请在方框内画出对应的电路图 ； (2)闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2V，读出电流表示数，将数据记入表格．继续移动滑片，即使将滑片移动到阻值最小的位置，小灯泡两端电压也无法达到2.5V，解决的办法是 ； (3)问题解决后，移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端电压达到2.5V。如图乙所示，此时电流表的示数为 A，小灯泡的额定功率为 W； (4)继续移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端电压为2.9V，读出电流表示数，将数据记入表格。如表所示，小江设计的表格不足之处是 ； 实验次数 灯泡两端电压U 通过灯泡的电流I 灯泡的电功率P 发光情况 1 2 0.26 0.52 较暗 2 2.5 正常发光 3 2.9 0.32 0.93 较亮 (5)实验表明小灯泡的亮度由 决定； 补充设问 （2024无锡） (6)用如图甲所示的电路测量小灯泡的功率，实验原理是： ； (7)小王同学也按如图甲所示电路图连接电路，当连接最后一根导线时，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭，请你指出导致此现象可能的原因： 。 【答案】(1) (2)加一节新的干电池 (3) 0.3 0.75 (4)测量的物理量没有单位 (5)实际功率 (6) (7)连接电路时开关没有断开 【详解】（1） 由实物图可知，将灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表测并联在灯泡两端，如图所示 （2）将滑片移动到阻值最小的位置，滑动变阻器两端电压最小，电源电压全部加在小灯泡两端，此时小灯泡两端电压也无法达到2.5V，说明电源电压偏低，则可以增大电源电压，即增加一节新的干电池。 （3）[1]由图乙可知电流表接小量程，所以电流表示数为0.3A。 [2]小灯泡的额定功率为 （4）设计表格时，表中各物理量要有单位，因此小江设计的表格不足之处为：测量的物理量没有单位。 （5）根据表格数据可发现，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮，故小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定。 （6）测量小灯泡电功率的原理是 （7）连接电路，当连接最后一根导线时，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭，说明连接电路时，开关未断开；且此时滑动变阻器的滑片未放到阻值最大处。 缺电流表测灯泡的电功率 04 【典例】（23-24九年级上·河南平顶山·阶段练习）探究小组的小强和小刚在“探究电流跟电阻关系”的实验中，连接了如图甲所示的电路，电源电压恒定为3V。 实验序号 电阻R/Ω 电流I/A 1 5 2 10 0.2 3 20 0.1 (1)用开关试触时，小强发现电压表的指针满偏，而电流表示数为零，故障的原因可能是定值电阻发生了 （选填“短路”或“断路”）； (2)排除故障后，进行实验，将5Ω定值电阻接入电路，将滑片移至适当的位置，记录电压表和电流表的示数，电流表的示数如图乙所示，此时电流为 A；在滑动变阻器滑片位置不变的情况下，小强直接将5Ω电阻换成10Ω电阻，他应向 端移动滑片，使电压表的示数为 V； (3)小强记录的三次实验数据如图所示，分析实验数据可以得出：导体两端电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成 ； (4)根据表中数据及相关已知条件计算，三次实验中，滑动变阻器连入电路的最大阻值为 Ω； (5)小刚同学又设计了如图所示的电路，测量了一个小灯泡的额定功率（小灯泡的额定电压为U额，变阻器R2的最大阻值为R0）。实验步骤如图丙： ①闭合开关S，调节变阻器R2的滑片使其位于b端，调节变阻器R1的滑片，使电压表的示数为U额； ②保持变阻器R1的位置不变，调节变阻器R2的滑片至a端，读出电压表的示数为U，此时电路中的电流I= ； ③小灯泡的额定功率P额= （用U额、U、R0表示）。 【答案】(1)断路 (2) 0.4 左 2 (3)反比 (4)10 (5) 【详解】（1）试触时，电流表无示数，说明电路中存在断路，电压表指针满偏，则电路的故障可能是定值电阻断路，电压表串联进电路，相当于测量电源电压。 （2）[1]由图甲可知，电流表选用小量程，电流表分度值为0.02A，示数为0.4A。 [2][3]探究电流与电阻的关系时，要控制定值电阻两端的电压保持不变，将5Ω电阻接入电路时，移动滑片后电路中电流为0.4A，则定值电阻两端的电压为 将5Ω电阻换成10Ω电阻，根据串联分压原理可知，其分得的电压增大，所以应增大滑动变阻器连入电路的阻值，即将滑片向左移，直至电压表示数恢复到2V。 （3）由表中数据可知，定值电阻两端的电压保持不变时，电阻变为原来的几倍，电流就为原来的几分之一，故可得：电压一定时，电流与电阻成反比。 （4）由表第3组数据可知，电路中电流最小为0.1A时，此时滑动变阻器连入电路的阻值最大，则滑动变阻器连入电路的最大阻值为 （5）[1]R2的滑片到b端，此时电压表测量的是灯泡两端的电压，移动R1的滑片，使电压表的示数为U额；保持变阻器R1的位置不变，调节变阻器R2的滑片至a端，读出电压表的示数为U，则R2两端的电压为 串联电路电流相等，则通过滑动变阻器R2的电流即灯泡的额定电流，故电流为 [2]小灯泡的额定功率为 【变式1】（23-24九年级下·江西宜春·阶段练习）【探究名称】探究电流与电压、电阻的关系 【实验器材】电源（电压为4.5V）、电流表、电压表、滑动变阻器（20Ω，2A）、定值电阻4个（5Ω、10Ω、20Ω、50Ω），开关，导线若干。 【实验步骤】嘉嘉同学设计了如图甲所示的电路图。 (1)请用笔画线代替导线将如图乙所示的实物图连接完整 ； (2)滑片P位于滑动变阻器阻值最大处，闭合开关，电流表有示数，电压表无示数，则电路故障的原因是电阻R ； (3)排除故障后，将定值电阻由5Ω更换为10Ω时，应向 （选填“左”或“右”）适当调节滑动变阻器的滑片P，使电压表示数保持3V不变； (4)如图丙所示是根据实验数据画出的定值电阻的I-R图像，由此可得，当电压一定时， ； (5)小静同学继续探究，再次换接50Ω的定值电阻后，发现无论怎样移动滑片P，都不能使电压表示数达到原来的3V。若在电路中再串联一个10Ω的电阻 （选填“能”或“不能”）完成这次实验； 【拓展】 (6)小芳在进行实验时发现电流表无法使用，老师用一个已知阻值为R的定值电阻，设计了如下图所示的电路，并正确测出小灯泡的额定功率（已知额定电压）。已知电源电压不变，实验步骤如下（实验前，所有开关均断开）： ①闭合开关S、S1，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表读数为 ，读出此时电压表的示数为U1； ②断开开关S1，闭合开关S2，保持滑动变阻器滑片P的位置不动，读出此时电压表的示数为U； ③小灯泡额定功率的表达式P额= 。（用U1、U、R0表示） 【答案】(1) (2)短路 (3)右 (4)通过导体的电流与导体的电阻成反比 (5)能 (6) 小灯泡额定电压 【详解】（1）滑片P向右移动时，接入电路的阻值变大，故滑动变阻器选用左下接线柱与电阻R串联，如图所示 （2）滑片P位于滑动变阻器阻值最大处，闭合开关，电流表有示数，说明电路是通路；电压表无示数，且与电阻R有关，即电路故障的原因是电阻R短路，电压表相当于测量一段导线两端的电压，所以没有示数。 （3）实验中，当把的电阻换成的电阻后，根据分压原理，电阻两端的电压变大，研究电流与电阻关系时，要控制电压不变，故要增大滑动变阻器接入电路的阻值，应向右调节滑动变阻器的滑片P。 （4）由图丙可知，电流与电阻的乘积为一定值，即电阻两端电压保持不变，电阻变为原来的几倍，电流就为原来的几分之一，故由此可得，当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 （5）根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压 滑动变阻器分得的电压为电压表示数的比值为 根据分压原理，当接入电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻 若再串联一个的电阻，根据电阻的串联可知，滑动变阻器连入电路的电阻 故能完成这次实验。 （6）[1]闭合开关S、，电路为串联电路，电压表测量灯泡两端电压，调节滑片P使电压表读数为小灯泡额定电压。 [2]在步骤①中，电压表测小灯泡的额定电压；在步骤②中，电压表测小灯泡与定值电阻的总电压，在断开和闭合开关的过程中，通过各用电器的电流和两端电压大小不变，根据串联电路电压的规律，此时定值电阻的电压 由欧姆定律可得，灯泡的额定电流 所以小灯泡额定功率的表达式 【变式2】（23-24九年级下·四川巴中·阶段练习）在测量额定电压为2.5V的小灯泡电功率实验中，电源是三节新干电池。 (1)请用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整 ；（当滑片向右移动时，灯变亮） (2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于 （填“左”或“右”）端； (3)移动滑片在某一位置，电压表的示数如图乙所示，此时电流表的示数为0.24A，则小灯泡的实际功率为 W，为了研究小灯泡发光情况与电功率的关系，除了表中记录的电表示数和电功率，还需要增加记录的内容是 ； 实验次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 1 2.5 0.26 2 0.24 3 2.8 0.28 (4)分析实验数据可以发现。小灯泡两端的电压越高，它的实际功率 ； (5)完成上述实验后，某小组设计了图丙所示的电路，用原来的电源和电压表测量原小灯泡的额定功率，方案如下： ①把定值电阻接入电路，调节滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光； ②保持滑片位置不变，将电压表改接在两端，读出电压表的示数U0； ③小灯泡的额定功率 （用U额、U0和表示）。 ④现有阻值为、、的定值电阻，为了能测出小灯泡的额定功率，结合题中的数据分析，定值电阻应选 的。 【答案】(1) (2)左 (3) 0.528 灯泡的亮度 (4)越大 (5) 5 【详解】（1）小灯泡的额定电压为2.5V，电压表选择小量程与小灯泡并联；滑动变阻器滑片向右移动时，小灯泡变亮，说明电路中电流变大，滑动变阻器连入电路的阻值变小，所以应选择右下接线柱串联入电路中，电压表应并联在灯泡两端，如图所示： （2）为保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处，即左端。 （3）[1]因为电压表选用小量程，由图乙可知，电压表的分度值为0.1V，示数为2.2V，灯泡的实际功率 [2]研究小灯泡发光情况与电功率的关系时需要比较灯泡的亮度与灯泡的电功率，因此表中还需要增加记录的内容为灯泡的亮度。 （4）由表中数据可知，灯泡两端的电压增大，通过灯泡的电流也增大，由可知，电压和电流都增大时，电功率增大，说明小灯泡两端的电压越高，它的实际功率越大。 （5）[1][2]①调节滑动变阻器使电压表示数为U额，此时灯泡正常发光；②保持滑片位置不变，将电压表改接在两端，电压表测定值电阻两端的电压，读出电压表示数为U0；③根据欧姆定律可得通过定值电阻的电流 串联电路各处电流相等，则 ③则小灯泡额定功率的表达式为 ④电源为3节新干电池组成，电源电压为4.5V，灯泡正常发光时电流为 由串联电路的电压特点可知，定值电阻和滑动变阻器两端的总电压 由欧姆定律可知，定值电阻和滑动变阻器的总电阻 因此定值电阻应选，此时定值电阻两端的电压 故能满足测量要求。 【变式3】（2024·湖南娄底·二模）如图所示，在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器的规格为“20Ω  1A”。 （1）图甲中有一根导线连接错误，请在连接错误导线上打“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确；( ) （2）按正确电路连接好电路，闭合开关S，发现灯泡不亮，电压表有示数且接近电源电压，电流表示数为零，产生这种现象的原因可能是 ； （3）排除故障后实验过程中，使小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W； （4）某实验小组在缺乏电流表的情况下，用一个电压表和定值电阻测另一只额定电压为的小灯泡正常工作时的电阻，设计了如图丙所示的电路，并进行了如下操作步骤： ①依据电路图连接好电路，只闭合开关、，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， ，读出电压表示数为； （3）小灯泡正常工作时的电阻 。（用、和表示） 【答案】 小灯泡断路 0.75 只闭合S、S2 【详解】（1）[1]图中电压表串联在电路中，电流表与灯泡并联。应将电压表并联在灯泡的两端，电流表与灯泡串联接入电路。改正后的电路图如图所示： （2）[2]灯泡不亮，可能是灯泡断路或短路或灯泡之外的电路断路；电流表示数为零，可能是电路断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源两端相连，电压表并联电路之外，不存在断路；综合分析知电路故障，原因是：小灯泡断路。 （3）[3]小灯泡正常发光时，小灯泡两端的电压是2.5V，由图乙所示电流表可知， 电流表的量程是0~0.6A，分度值是0.02A，电流表示数是0.3A，灯泡额定功率 （4）[4][5]在步骤①中闭合开关、，调节滑动变阻器，使电压表的示数为，此时滑动变阻器，灯泡，定值电阻三者串联，电压表测灯泡两端的电压，当电压表的示数为，灯泡正常发光；在步骤②中保持滑动变阻器滑片位置不变，只闭合S、S2，读出电压表示数为，此时灯泡仍然正常发光，电压表测灯泡与两端的总电压，则两端的电压为 串联电路电流处处相等，则通过灯泡的电流为 小灯泡正常工作时的电阻 缺电压表测小灯泡的电功率 05 【典例】（23-24九年级下·广东茂名·阶段练习）如图所示，在“测量小灯泡额定功率”的实验中，老师给同学们提供的器材有：小灯泡（额定电压为2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω）、电源（电压恒为6V）、电流表、电压表、开关各一个，导线若干。若实验室只有：R1（10Ω  0.5A）、R2（50Ω  0.5A），R3（200Ω  0.2A）三种规格的滑动变阻器可供选择。 （1）通过估算，滑动变阻器应选择 （选填“R1”“R2”或“R3”），选择合适变阻器后请你用笔画代替导线将电路连接完整，要求：滑片向右移动时灯泡变暗 ； （2）闭合开关后，发现无论如何移动滑片，电压表示数都很大，电流表几乎无示数，出现的电路故障可能是 ； （3）当移动滑片P到图甲中某一位置时，电压表示数（如图乙所示）为 V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动，根据图丙图像信息，小灯泡的额定电流是 A，可计算出小灯泡的额定功率是 W； （4）在测定小灯泡额定功率的实验中，现有如下器材：额定电压为U0的小灯泡、电源（电压未知）、一个阻值为R的电阻、一个滑动变阻器、一只电流表、一个单刀双掷开关和若干导线。实验时不能忽略灯丝的电阻随温度的变化，设计的实验电路图如图丁所示，测量小灯泡额定功率的主要步骤和需要测量的物理量如下： ①S掷向接线柱1，调节滑动变阻器，使电流表的示数为 ； ②保持滑动变阻器滑片不动，S掷向接线柱2，读出电流表示数I； ③本实验中，小灯泡额定功率的表 （以上两空均用已知量和测量量表示）。 【答案】 R2 图中开关S右接线柱连线滑动变阻器的A接线柱 灯L处断路 2.2 A 0.2 0.5 【详解】（1）[1]小灯泡的额定电压为2.5V，其正常发光时电阻约10Ω，由欧姆定律可知，灯的额定电流 由串联电路的规律及欧姆定律，灯正常发时变阻器连入的电阻 由于额定电流为0.25A，滑动变阻器的最小电阻为14Ω，故选滑动变阻器是R2。 [2]滑动变阻器按“一上一下”的方式串联接入电路，滑片向右移动，灯泡变暗，表明电路中的电流减小，电路的总电阻变大，滑动变阻器电阻变大，故变阻器左下接线柱连入电路中，如图所示： （2）[3]闭合开关，无论如何移动滑片，电压表示数都很大，电流表几乎无示数，说明电路出现了断路现象，电压表示数很大，说明电压表与电源之间是接通的，出现故障的原因可能是灯泡断路。 （3）[4][5]电压表选用小量程，分度值为0.1V，电压为2.2V，因2.2V小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小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。 [6][7]根据图丙信息可知，灯在额定电压下的电流为0.2A，可计算出小灯泡的额定功率是 P=ULI'=2.5V×0.2A=0.5W（4）[8][9]S掷向接线柱1，定值电阻与小灯泡并联，调节滑动变阻器，使电流表的示数为；保持滑动变阻器滑片不动，S掷向接线柱2，读出电流表示数I； 在①中，电流表测定值电阻R的电流，由欧姆定律，定值电阻的电压 根据并联电路电压的规律，灯的电压为U0，灯正常发光； 在②中，电流表测灯与R并联的总电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律，灯的额定电流 本实验中，小灯泡额定功率的表达式 【变式1】（23-24九年级上·陕西西安·阶段练习）在“测量小灯泡的电功率”的实验中，老师给同学们提供的器材有：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，三种规格的滑动变阻器R1（10Ω，0.5A）、R2（50Ω，0.5A）、R3（200Ω，0.2A）可供选择。 （1）通过估算，滑动变阻器应选择 （选填“R1”、“R2”或“R3”）； （2）滑片P置于阻值最大处，闭合开关试触时，发现电压表示数很大，电流表几乎无示数，出现的电路故障原因可能是 ； （3）排除故障后，闭合开关S，移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示，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。根据图丙图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是 W； （4）实验数据处理时，不能求功率的平均值是因为 （选填“①”、“②”或“①和②”）； ①小灯泡电阻随温度升高而增大。 ②小灯泡的实际功率随实际电压的变化而变化。 （5）在测量额定电压为U额的小灯泡额定电功率的实验中，小明同学的电压表损坏了，老师告诉他已经没有电压表可换，但给了他一个已知阻值为R0的定值电阻和若干个开关，小明重新设计了如图丁所示的电路，请你帮他补全实验步骤和表达式： ①按照电路图正确连接电路； ②断开开关S2，闭合开关S、S1，调节滑动变阻器，使得电流表读数为 ，即灯泡正常发光； ③保持滑片位置不动，断开开关S1，闭合开关S、S2，记下电流表的读数为I；则测得小灯泡额定功率的表达式为P额＝ （用U额、R0、I表示）。 【答案】 R2 小灯泡断路 A 0.5 ② 【详解】（1）[1]灯泡正常发光时的电压 UL＝2.5V 正常发光时灯丝电阻约为10Ω，根据欧姆定律可得，灯的额定电流约为 电源电压恒为6V，由串联电路的电压特点可知，灯正常发光时，滑动变阻器两端的电压 U滑＝U﹣UL＝6V﹣2.5V＝3.5V 由可得，灯正常发光时，滑动变阻器连入电路的阻值为 考虑到电流因素，则滑动变阻器应选R2。 （2）[2]滑片P置于阻值最大处，闭合开关试触时，发现电流表几乎无示数，说明电路可能断路，电压表示数很大，说明电压表与电源连通，则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了，即出现的电路故障原因可能是小灯泡断路。 （3）[3]排除故障后，闭合开关S，移动滑片P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2.2V，小于灯泡额定电压2.5V，若要测量小灯泡的额定功率，应增大灯泡两端电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端电压，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A端移动。 [4]由图丙可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的额定电流为0.2A，则小灯泡额定功率为 PL＝ULIL＝2.5V×0.2A＝0.5W （4）[5]在不同电压下，灯泡的实际功率不同，求平均值没有意义，故②符合题意，①不符合题意。 故选②。 （5）[6][7]实验步骤：①按照电路图正确连接电路；②断开开关S2，闭合开关S、S1，调节滑动变阻器，使得电流表读数为，即灯泡正常发光；③保持滑片位置不动，断开开关S1，闭合开关S、S2，记下电流表的读数为I；在步骤2中，灯泡和R0并联，电流表测定值电阻的电流，由欧姆定律，定值电阻的电压为 根据并联电路电压的规律，灯两端的电压为额定电压，此时灯正常发光；在步骤③中，电流表测灯与R0并联的总电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律，灯的额定电流 则小灯泡额定功率为 【变式2】（2024·辽宁鞍山·模拟预测）小明利用“伏安法”测量未知电阻Rx的阻值，电源电压恒为3V，Rx阻值约为10Ω。 （1）请用笔画线代替导线，完成图甲实物电路的连接。要求：滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电流表示数变小 ； （2）对照图甲实物电路，请你在虚线框内添上所缺的电学元件和导线，把电路图补画完整 ； （3）闭合开关，两电表均无示数。将电压表接在变阻器两端时也无示数，但接在开关两端时有示数，则电路故障是 ； （4）排除故障后，闭合开关，移动变阻器的滑片P至某一位置，此时电压表示数为2.7V，电流表示数如图乙，则未知电阻Rx= Ω； （5）小华认为：不用电流表，只用电压表和阻值为400Ω的定值电阻R0，由图丁同样可以测得未知电阻Rx的阻值。小华设计方案如下： a．闭合S1、断开S2，读出电压表示数为U1；b．闭合S1、S2，读出电压表示数为U2； ①电阻Rx的表达式为Rx= （用测量值U1、U2及R0来表示）； ②利用提供的实验器材，小华设计方案 （选填“能”或“不能”）准确测得电阻Rx的阻值，你判断的理由是 ； （6）若将待测电阻换成额定电压2.5V小灯泡测额定功率，通过小灯泡的电流随它两端电压的变化如图戊所示。分析图像可知，当小灯泡两端的电压增大时，灯丝的电阻会 （选填“增大”、“不变”或“减小”），该小灯泡的额定功率为 W； （7）在实验时，电压表出现了故障不能使用，用图戌所示的电路，也能测量小灯泡的额定功率，其中定值电阻R0已知，测量方法：先闭合开关S和S1，调节滑动变阻器，使小灯泡正常发光，则电流表的示数I1= （用已知量的符号表示，下同）；然后将S1断开，S2闭合，读出电流表的示数为I，则小灯泡的额定功率 【答案】 开关接触不良 9 不能 不能多次测量求平均值 增大 0.5 【详解】（1）[1]电路为串联电路，滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电流表示数变小，说明滑动变阻器连入电路的阻值变大，故用导线将开关右接线柱与滑动变阻器B端接线柱相连，如图所示 （2）[2]滑动变阻器B端接线柱连入电路，滑片向右移，滑动变阻器连入电路的阻值减小，所以虚线框内的元件如图所示 （3）[3]闭合开关，两电表均无示数，说明电路中存在断路，将电压表接在变阻器两端时也无示数，说明滑动变阻器不存在断路，但接在开关两端时有示数，则电路故障是开关断路。 （4）[4]电源电压为3V，Rx的阻值约为10欧姆，则电路中的电流小于0.6A，所以电流表连接的是小量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，则未知电阻Rx的阻值为 （5）[5]闭合S1、断开S2，电路为串联电路，电压表测量Rx的电压，读出电压表示数为U1；闭合S1、S2，电路为只有Rx的电路，读出电压表示数为U2，即电源电压为U2。则R0的电压为 电路中电流为 未知电阻Rx的阻值为 [6][7]利用提供的实验器材，小华设计方案不能准确测得电阻Rx的阻值，因为只有一个定值电阻，只获得一组数据，不能通过取平均值的方式减小误差。 （6）[8]分析图像可知，当小灯泡两端的电压增大时，曲线增大的趋势变缓，即在变小，所以灯丝的电阻会增大。 [9]由图像可知，当灯泡两端为2.5V时，流过灯泡的电流为0.2A，故小灯泡的额定功率为     （7）[10]先闭合开关S和S1，此时灯泡与R0并联，电流表测量R0所在支路的电流，调节滑动变阻器，使小灯泡正常发光，则电流表的示数I1为 [11]然后将S1断开，S2闭合，电流表测量R0和灯泡的总电流，读出电流表的示数为I，则小灯泡的额定功率 【变式3】（23-24九年级上·河南新乡·期末）在测量“小灯泡电功率”的实验中，如图甲所示，电源电压恒为4.5V，小灯泡标有“2.5V”的字样，电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干。 （1）甲图中有一根导线连接错误，在连接错误的导线上打“×”，并在图中画出正确的连线 ； （2）正确连接后，闭合开关，发现电流表有示数，电压表示数为零，故障原因是： ； （3）排除故障后，逐渐移动滑片，电压表示数如图乙所示，为测出小灯泡的额定功率，应向 （填“左”或“右”）端移动滑片P。图丙为灯泡的U- I图像，则灯泡的额定功率为 W，此时滑动变阻器连入电路中的阻值为 ； （4）另一小组电压表有故障，设计了如图丁所示的电路图，测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率，已知定值电阻的阻值为R2，请将实验步骤补充完整： ①闭合开关S、S2，断开开关S1，移动滑动变阻器的滑片，使电流表A的示数为 （用字母表示），此时可将R2和电流表A整体看作 （填测量工具的名称）； ②闭合开关S、S1，断开S2，保持滑动变阻器的滑片位置不变，记录此时电流表A的示数为I； ③小灯泡额定功率的表达式：P额= （用已知R2、I、U额表示）。 【答案】 灯泡短路/电压表断路 左 1 5 电压表 【详解】（1）[1]图中电路中电压表串联在电路中，电流表与灯泡并联，错误导线是连接灯泡右接线柱与电流表0.6A接线柱的那根导线。将错误导线去除之后，再用导线将灯泡右接线柱与电压表负接线柱相连，如图所示 （2）[2]闭合开关，发现电流表有示数，说明电路为通路，电压表示数为零，故障原因可能是电压表的测量对象即灯泡短路或者是电压表断路。 （3）[3]图中电压表示数为2.1V，小于灯泡的额定电压，所以应将滑片向左移，减小滑动变阻器连入电路的有效阻值，以增大灯泡两端的分压，直至电压表示数为2.5V。 [4]由图可知，灯泡两端电压为2.5V时，流过灯泡的电流为0.4A，故灯泡的额定功率 [5]此时滑动变阻器连入电路中的阻值 （4）[6][7]闭合开关S、S2，断开开关S1，灯泡与R2并联后与滑动变阻器串联，电流表测量R2所在支路的电流，灯泡与R2两端的电压相同，此时的R2和电流表A可看作是电压表，故移动滑动变阻器的滑片，使电流表A的示数为 [8]闭合开关S、S1，断开S2，保持滑动变阻器的滑片位置不变，灯泡与R2并联后与滑动变阻器串联，电流表测量R2和灯泡的总电流，记录此时电流表A的示数为I，则灯泡的电流为 小灯泡额定功率的表达式 等效替代法测小灯泡的电功率 06 【典例】（2024·云南·模拟预测）有一只小灯泡的铭牌上仅能看清“0.5A”的字样，小强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，闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不亮，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 (2)他测量小灯泡额定功率的实验原理是 （填公式），图甲中 （填仪器名称）的量程选择不合理； (3)排除故障后，正确连接电路，使小灯泡正常发光，此时电压表的示数如图乙所示，则电压表的示数是 V，小灯泡的额定功率为 W； (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 ； 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则小灯泡的额定功率表达式P额= （用字母表示）。 【答案】(1)B (2) P=UI 电流表 (3) 2.4 1.2 (4) I1 I12R0 【详解】（1）闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，电流表的示数始终为零，电压表的示数接近3V保持不变，则与电压表并联的部分断路了，接下来的操作合理的是拧紧小灯泡和它两端的接线柱，故A不符合题意，B符合题意。 故选B。 （2）[1]测量小灯泡两端的电压和流过小灯泡的电流，根据P=UI计算电功率，他测量小灯泡额定功率的实验原理是P=UI。 [2]由图甲可知，电流表选择大量程，灯的额定电流为0.5A，故图甲中电流表的量程选择不合理。 （3）[1][2]由图乙可知，电压表选用小量程，此时小灯泡正常发光，电压表的示数为2.4V，小灯泡的额定功率 P=UI=2.4V×0.5A=1.2W （4）[1][2]闭合开关S1，开关S2连接b，小灯泡和滑动变阻器串联，移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数为小灯泡的额定电流I1，此时小灯泡正常发光，保持滑动变阻器的滑片位置不变，开关S2连接a，电阻箱和滑动变阻器串联，调节电阻箱的阻值，使电流表示数为小灯泡的额定电流I1，读出电阻箱的示数为R0；由等效代法，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=I12R0。 【变式1】（2024·江苏南京·二模）要测量一个额定电流为0.25A小灯泡的电功率，小灯泡正常工作时的电阻约为10Ω。现有器材：6V的电源一个，电流表和电压表各一个，“50Ω2A”的滑动变阻器A和“10Ω1A”的滑动变阻器B各一个，开关、导线若干。 (1)小明选用的滑动变阻器是 （选填“A”或“B”）； (2)甲图是小明用伏安法测小灯泡电功率的实物图，其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）； (3)移动变阻器的滑片，当电流表的读数为0.25A时，电压表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W，小灯泡正常工作时的电阻是 Ω； (4)现电流表损坏，为测量额定电压为3.8V小灯泡的电功率，小强增加了电阻箱R0，又设计了如图丙所示的电路图并进行了如下操作，电源电压6V恒定。 ①实验步骤如下： 第一步：仅闭合开关S、S2，调节滑动变阻器R，使电压表的示数为3.8V； 第二步：断开S2，再闭合开关S1，调节变阻箱R0，使电压表的示数再次为3.8V，读出电阻箱的读数为19Ω；则小灯泡的的额定功率为 W。 ②在交流评价阶段，下列说法正确的是 。 A．若在第二步操作时，不小心冋右移动了滑片，则小灯泡额定功率测量结果偏大 B．若在第二步操作时，不小心向右移动了滑片，则小灯泡额定功率测量结果偏小 C．把图丙中的变阻箱换成规格合适的滑动变阻器也可以测量出小灯泡的额定功率 【答案】(1)A (2) (3) 0.6 9.6 (4) 0.76 B 【详解】（1）额定电压为2.5V的小灯泡，电阻约为10Ω，由欧姆定律，灯的额定电流约为 由串联电路的规律及欧姆定律，灯正常发光时滑动变阻器连入电路的电阻为 故选滑动变阻器A。 （2）原电路中，电压表和灯短路了，改正如下图所示 （3）[1][2]移动变阻器的滑片，当电流表的读数为0.25A时，电压表的示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值为0.1V，电压为2.4V，则小灯泡的额定功率是 小灯泡正常工作时的电阻为 （4）[1]第一步：仅闭合开关S、S2，调节滑动变阻器R，使电压表的示数为3.8V时，灯泡正常发光。 第二步：断开S2，再闭合开关S1，调节变阻箱R0，使电压表的示数再次为3.8V，读出电阻箱的读数为19Ω；此时滑动变阻器R0的阻值与灯泡正常发光时的阻值相同，则小灯泡的的额定功率为 [2]断开S2，再闭合开关S1时，滑片向右移动了少许，则滑动变阻器接入电路的阻值变大，据串联电路的分压特点知，变阻器分得的电压不变，定值电阻两端的电压不变，读出电阻箱接入电路的电阻值偏大，据求得的电功率偏小；滑动变阻器不能读出接入电路的电阻值，所以不能测量出小灯泡的额定功率，故AC错误，B正确。 故选B。 【变式2】（23-24九年级下·江苏泰州·阶段练习）在测3.8V小灯泡（电阻大约为10左右）额定功率的实验时，小明连接了如图所示的电路，其中电源电压为6V。 （1）请将实物电路连接完整 （要求：滑动变阻器的滑片向右移动时小灯变亮）； （2）若在连接电路时，有A（5；1A）、B（10；0.5A）和C（15；0.2A）三个滑动变阻器可供选择，则应该选择变阻器 （A/B/C）连入电路，才能保证实验顺利进行； （3）下表为某小组的实验记录： 实验序号 电压表示数/V 电流表示数/A 实际功率/W 额定功率/W 1 3.0 0.36 1.08 2 3.8 0.40 1.52 3 4.5 0.42 1.89 老师认为该小组数据处理过程有误，你的评价是 ； （4）若没有电流表，小莉想利用一个电压表和一个电阻箱测量小灯泡的额定功率。她选择了满足实验要求的实验器材，并按照图所示的电路图连接好实物。以下是她设计的实验方案，请将它补充完整： ①只闭合开关 ，移动变阻器的滑片P，使电压表示数为3.8V； ②下一步操作是： ，当电压表示数为3.8V时，读出电阻箱连入电路的阻值R0； ③利用上述测量出的物理量及已知量，写出小灯泡额定功率的表达式是：P＝ ； （5）小刚还想测量一只额定电压为2.5V，电阻约为10Ω小灯泡的额定功率，为此他将图中的“3.8V”的小灯泡换成“2.5V”的小灯泡继续实验，小明认为他不能测出该小灯泡的额定功率，理由是 。 【答案】 B 见解析 S1 滑片不动，只闭合S2 滑动变阻器最大阻值太小，灯泡电压不能调至2.5V 【详解】（1）[1]滑动变阻器的滑片向右移动时小灯变亮，说明滑动变阻器连入电路的阻值变小，所以用导线将滑动变阻器B端接线柱与灯泡右接线柱相连；电压表测量灯泡两端的电压，灯泡的额定电压为3.8V，所以电压表选择大量程，如图所示 （2）[2]电源电压为6V，灯泡的额定电压为3.8V，则滑动变阻器的分压为2.2V，灯泡的电阻约为10欧姆，则 灯泡允许通过的最大电流约为 滑动变阻器连入电路的阻值约为 大于A的最大阻值，电流大于C允许通过的电流，所以选择B。 （3）[3]灯泡两端电压等于额定电压时，对应的实际功率等于额定功率，实际电压不同，实际功率不同，所以不能通过多次求平均值计算额定功率。 （4）[4]①只闭合开关S1，电压表测量灯泡两端的电压，移动变阻器的滑片P，使电压表示数为3.8V，此时小灯泡正常发光。 [5] 滑片不动，只闭合S2，电压表测量电阻箱两端的电压，当电压表示数为3.8V时，读出电阻箱连入电路的阻值R0。 [6]小灯泡两端的电压等于电阻箱两端的电压，滑片不动，电路中电流也相同，此时小灯泡的阻值等于电阻箱的阻值，故小灯泡额定功率的表达式 （5）[7]小灯泡额定功率为2.5V，则滑动变阻器分到的电压为3.5V，灯泡电阻为10欧姆，滑动变阻器连入电路的阻值为 大于滑动变阻器的最大阻值，所以不能测出该小灯泡的额定功率。 【变式3】（23-24九年级上·江苏南通·阶段练习）实验室购买了一批小灯泡，同学们发现其中有一只小灯泡上标有“2.5V”字样，小明想知道其额定功率。老师告诉他灯泡的电阻约8~15Ω，并给他准备了如下器材：电流表、电压表“0~3V”、滑动变阻器R1“10Ω 1A”、滑动变阻器R2“50Ω  2A”、电源（电压恒为6V）、开关、导线若干。 （1）按如图甲的电路图连接实物，为了防止小灯泡被烧坏，应选用滑动变阻器 （选填“R1”或“R2”）连入电路； （2）将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，使灯泡两端电压逐渐增大到3V，并读出对应的电流值，绘制出了如图乙所示的I-U曲线。由图乙可知小灯泡的额定功率为 W，通过小灯泡的电流与它两端的电压并不成正比，其原因是 ； （3）老师给了小强一个额定电流为0.3A的小灯泡和一个阻值为20Ω的定值电阻R0，电源电压未知，请他测量该灯泡的额定功率。小强设计的电路图如图丙所示，请将以下实验步骤补充完整。 ①闭合开关S、S2，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为 A； ②保持滑片P的位置不变，断开开关S2，闭合开关S1，电流表示数为0.2A；将滑片P移到最左端，电流表的示数为0.3A，则电源电压为 V； ③小灯泡的额定功率：P额= W。 【答案】 R2 0.625 见解析 0.3 6 0.9 【详解】（1）[1]图甲中灯泡和滑动变阻器串联接入电路，电源电压恒为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，灯丝电阻的最小值约为8Ω， 串联电路总电压等于各部分电压之和，根据串联分压原理可知 代入数据可得 解得RP=11.2Ω，11.2Ω>10Ω，所以为了防止小灯泡被烧坏，应选用滑动变阻器R2连入电路。 （2）[2]由图乙可知，灯泡正常发光时的电流为0.25A，则小灯泡的额定功率 P额=U额I额=2.5V×0.25A=0.625W [3]由图乙可知通过小灯泡的电流与它两端的电压并不成正比，其原因是灯泡的电阻随温度的升高而增大，即灯泡的电阻是变化的。 （3）[4][5][6]用图丙所示电路测量额定电流为0.3A的小灯泡的额定功率，闭合开关S、S2，灯泡和滑动变阻器串联接入电路，电流表测电路中的电流，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为0.3A，此时灯泡正常发光； 保持滑片P的位置不变，断开开关S2，闭合开关S1，此时定值电阻和滑动变阻器串联接入电路，电流表示数为0.2A，将滑动变阻器的滑片P移到最左端，此时电路为定值电阻R0的简单电路，电流表的示数为0.3A，则电源电压 U′=I″R0=0.3A×20Ω=6V 图2中定值电阻两端的电压 U0=I′R0=0.2A×20Ω=4V 此时滑动变阻器接入电路的阻值 图1和图2中变阻器接入电路的阻值相同，则灯泡正常发光时变阻器两端的电压 U滑=IR滑=0.3A×10Ω=3V 则灯泡正常发光时灯泡两端的电压 UL=U′-U滑=6V-3V=3V 小灯泡的额定功率 P额=ULI=3V×0.3A=0.9W 列方程组求解灯泡的额定功率 07 【典例】（23-24九年级下·广西南宁·开学考试）物理学习小组的同学小南和小宁利用以下器材测量小灯泡的额定功率：恒压电源（6V）、小灯泡（标有“2.5V”字样）、滑动变阻器（标有“60Ω；1A”字样）、电流表、电压表、开关、导线若干，实验电路如图甲所示。 （1）“测量小灯泡的电功率”的实验原理是 ； （2）开关S闭合后电路正常工作。一段时间后，电流表无示数，电压表无示数，这可能是R （选填“断路”或“短路”）； （3）排除故障后，当滑动变阻器的滑片移到某一位置时，电压表指针如图丙所示，则灯泡两端的实际电压为 V。若要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向 移动（选填“左”或“右”）； （4）小南同学多次测量，处理数据作图如图乙所示，则灯泡的额定功率是 W；另外还发现，小灯泡两端电压不同时灯丝的电阻不相等，你认为原因可能是 ； （5）完成上述实验后，小宁又重新设计了如图丙所示的电路，用于测量另一个小灯泡的额定功率，电源电压记为，该灯泡正常工作的额定电压为。滑动变阻器的最大阻值为，实验步骤如下： ①闭合开关、，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数等于； ②断开，闭合、，保持的滑片位置不变，调节滑动变阻器，使电压表示数变回； ③再将滑动变阻器的滑片调到最右端，电压表的示数变为： 则小灯泡的额定功率表达式为 （用字母、、、表示）。 【答案】 断路 2 左 0.75 灯丝电阻随温度升高而增大 【详解】（1）[1]“测量小灯泡的电功率”的实验原理就是功率的计算公式，即 （2）[2]电流表无示数，说明整个电路断路，电压表无示数，说明电压表没有与电源连通，故障可能是R断路。 （3）[3]由图甲得，灯泡L与变阻器R串联，电流表测量电路电流，电压表测量灯泡L电流，图丙中电压表的分度值为0.1V，示数为2V，即灯泡两端的实际电压为2V。 [4]灯泡的额定电压为2.5V，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向左移动，减小变阻器接入电路中电阻，增大电路中电流，使灯泡的电压为2.5V。 （4）[5]小灯泡正常发光时，电流表示数为0.3A，则灯泡的额定功率是 [6]灯丝电阻随温度升高而增大。当移动滑片使小灯泡两端电压逐渐变大时，小灯泡的电阻也在不断增大，在该过程中小灯泡的实际功率增大，灯丝温度升高。 （5）[7]①闭合开关、，变阻器与灯泡L串联，电压表测量灯泡电压，移动滑动变阻器b的滑片，使电压表示数等于，使灯泡正常发光；②断开，闭合、，变阻器a与变阻器b串联，保持b的滑片位置不变，调节滑动变阻器a，使电压表示数变回，由等效电路得，此时变阻器a接入电路中电阻等于灯泡正常发光的电阻；③再将滑动变阻器b的滑片调到最右端，电压表的示数变为，此时变阻器a与变阻器b的最大电阻串联，此时变阻器b的电压为 电路中电流为 变阻器a接入电路中电阻为 小灯泡的额定功率表达式为 【变式1】（2024·山东泰安·二模）李南同学在测定小灯泡正常发光时的功率，连好的实物电路如图甲所示，已知小灯泡的额定电压为2.5V。 (1)如图甲所示是小明已连接的电路，有一根导线连接错误，请在连接错误的导线上打“×”并用笔画线代替导线完成正确的连接 ； (2)连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，且电压表的示数为3V，电流表示数为0，则出现故障的原因可能是 ； (3)当电压表示数调至2.5V时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W； (4)在图丙中，根据实验数据描绘的通过小灯泡的电流与其两端电压关系的图象正确的是 （选填“①”、“②”或“③”）； (5)小华设计了如图丁所示的电路来测量小灯泡的额定功率，小灯泡的额定电流为I额，请完成下列填空（电源电压不变，R1和R2为滑动变阻器，R2的最大电阻为R0）： ①只闭合开关S、S1，调节R2使电流表的示数为I额； ②再断开S1，闭合S2，保持R2滑片位置不变，调节R1，使电流表示数为 ； ③接着将R2的滑片P调至最左端，记下电流表的示数为I1；再将R2的滑片P调至最右端，记下电流表的示数为I2，则小灯泡的额定功率P额= （用I额、R0、I1、I2表示）。 【答案】(1) (2)小灯泡断路 (3)0.75 (4)③ (5) I额 【详解】（1）原电路图中，灯泡和电流表并联，电压表串联在电路中是错误的，在测小灯泡正常发光时的功率实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在灯泡两端，如图所示： （2）连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，说明电路可能断路，电压表的示数为3V，说明电压表与电源连通，则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了，即出现故障的原因可能是小灯泡断路。 （3）当电压表示数调至2.5V时，电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.3A，则小灯泡额定功率为 PL=ULIL=2.5V×0.3A=0.75W （4）灯丝电阻随温度的升高而增大，不是一个定值，故通过灯的电流随电压的变化图像为一曲线，且向电压方向靠近，故选③。 （5）[1][2]①只闭合开关S，S1，此时灯泡和滑动变阻器R2串联，调节R2使电流表的示数为I额； ②再断开S1，闭合S2，此时两滑动变阻器R1、R2串联，保持R2滑片位置不变，调节R1，使电流表示数为I额，根据等效替代的方法，此时R1=RL； ③接着将R2的滑片P调至最左端，记下电流表的示数为I1，此时R2连入电路中的电阻为0，设电源电压为U，则 U=I1R1……Ⅰ 再将R2的滑片P调至最右端，记下电流表的示数为I2，此时R2连入电路中的电阻为R0，则 U=I2R0+I2R1……Ⅱ 由Ⅰ、Ⅱ两式可得 U=I1R1=I2R0+I2R1 即 故小灯泡额定功率为 【变式2】（2024·四川绵阳·模拟预测）某同学用如图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。实验中电源电压6V，小灯泡的额定电压是3.8V。 (1)闭合开关前，检查电路，该同学发现有接线错误，并已经在接错的导线上打“×”，请画线把它改到正确的位置上； (2)电路改接正确后，闭合开关，若要逐渐增大灯泡两端的电压，则滑动变阻器的滑片应向 （选填“左”或“右”）移动；当电压表示数为3.8V时，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W。 (3)另一同学设计了如图丙所示的实验电路来测量小灯泡的额定功率。电源电压未知但恒定不变，小灯泡的额定电压为，和为滑动变阻器，的最大阻值为，实验步骤如下： ①闭合开关S、，断开开关，调节的阻值，使电压表的示数为； ②闭合开关S、，断开开关，保持的阻值不变，调节的阻值，使电压表的示数为； ③保持的阻值不变，将的滑片P调至最左端，记下电压表的示数，再将的滑片P调至最右端，记下电压表的示数，则小灯泡的额定功率 。（用、、、表示） 【答案】(1) (2) 左 0.057 (3) 【详解】（1）电压表应并联在灯泡两端，所以灯泡和电流表之间导线连接错误，连接如下图： （2）[1]电路改接正确后，闭合开关，根据串联电路分压，若要逐渐增大灯泡两端的电压，则滑动变阻器的滑片应向左移动减小接入的电阻。 [2]当电压表示数为3.8V时，此时电流表示数如图乙所示，示数为15mA，即0.015A，则小灯泡的额定功率是 （3）闭合开关S、，断开开关，和灯泡串联在电路中，电压表测量灯泡两端电压，调节的阻值，使电压表的示数为；闭合开关S、，断开开关，此时和串联，电压表测量两端电压，保持的阻值不变，调节的阻值，使电压表的示数为；将的滑片P调至最右端，记下电压表的示数，可知电源电压；的滑片P调至最左端时，电压表的示数等于两端电压，为，可知两端电压为 根据串联电路分压规律可得 可得 因此小灯泡正常发光时的电阻为 则小灯泡的额定功率为 探究电流的热效应 08 【典例】（23-24九年级上·湖北省直辖县级单位·阶段练习）如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着初温、质量相同的空气。 (1)由于电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察 来显示容器内空气温度的变化； (2)图甲装置将两段阻值不同的电阻丝 （填电路连接方式），是为了探究电流产生的热量与 的大小的关系，通电一段时间后， （选填“左”或“右”）侧容器产生的热量更多； (3)图乙装置可以探究电流通过导体时产生的热量与 的大小的关系，R1和R2两根电阻丝在相等的时间内产生的热量之比为Q1：Q2＝ 。为了使左右两个U形管内液面高度差差异更大，R3应选用 （从2Ω、5Ω和10Ω的定值电阻中选出一个定值电阻）； (4)图乙中，若接通电路一段时间后，右侧U形管的液面高度差逐渐变大，但左侧U形管的液面高度不变，经检查电路也没有出现故障，则可能的原因是 ； (5)图乙中，若接通电路一段时间后，左侧U形管的液面高度差明显变大，但右侧U形管液面高度差不变，后发现是由于电路故障引起的，则原因可能是______。 A．R1电阻丝断路 B．R2电阻丝断路 C．R3电阻丝断路 D．R3电阻丝短路 【答案】(1)U形管中液面高度变化 (2) 串联 电阻 右 (3) 电流 4∶1 2Ω (4)左侧容器漏气 (5)BD 【详解】（1）实验中，运用转换法通过观察U形管液面的高度差来得到容器内空气温度的变化，即U形管液面的高度差越大，容器内空气温度越高。 （2）[1]甲图中，容器内两电阻丝收尾顺次相连，是串联的。 [2][3]根据串联电路中电流的特点可知，两电阻丝电流相等，通电时间也相等，所以该实验是来探究电流产生的热量与电阻之间的关系，由可知，电阻越大产生的热量越多，因此右侧容器产生的热量多。 （3）[1]图乙中，R2与R3并联，再与R1串联，此时R1在干路上，R2在支路上，电流的大小不同，电阻及通电时间相同，所以是探究电流产生的热量与电流之间的关系。 [2]因为R2与R3的阻值相同，并联后电流相同，所以通过R1的电流是R2的2倍，根据可知 [3]根据并联电路中电阻的特点可知，总电阻小于最小的分电阻，所以当R3阻值越小，经过左侧容器的电流越大，左右两个U形管内液面高度差差异更大，因此选用2Ω电阻丝。 （4）通电一段时间后，右侧U形管的液面高度差逐渐变大，说明电路是通路，左侧U形管的液面高度不变，可能是左侧装置气密性不好，漏气。 （5）实验中，左侧U形管的液面高度差明显变大，而右侧U形管的液面高度差没有变化，若是由于电路故障引起的，说明左侧容器内的电阻丝没有故障，右侧容器内无电阻丝产生热量，因此可能是R2电阻丝断路、R2电阻丝短路或R3电阻丝短路，故BD符合题意，AC不符合题意。 故选BD。 【变式1】（23-24九年级上·福建福州·阶段练习）如图1所示，是“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。烧瓶内装有质量和初温完全相同的煤油，瓶中镍铬丝横截面积相同，但甲的长度大于乙的长度。 (1)电阻丝R1 R2（选填“＜”、“=”或“>”）； (2)通电一定时间后，发现 瓶中的温度计示数更高，由此得出的实验结论是：电流相等，通电时间相同时，电流产生的热量与 有关； (3)为了在较短时间内达到明显的实验效果，常选用图2做实验，是因为空气具有 较小的特点； (4)甲装置可探究电流产生的热量与 的关系，乙装置中R3突然发生了开路，则与左侧容器相连的U形管中的液面上升的速度将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】(1)> (2) 甲 电阻 (3)比热容 (4) 电阻 变小 【详解】（1）由题意可知图1中两个电阻材料、横截面积相同，但甲瓶中的镍铬丝（R1）长度大于乙瓶中的镍铬丝（R2）长度，所以R1大于R2。 （2）[1][2]由图可知，两个电阻串联，电流和通电时间相等，R1大于R2，由可知，甲瓶中的温度计示数更高，由此可得出的实验结论为：电流相等，通电时间相同，电流产生的热量与电阻有关。 （3）为了在较短时间内达到明显的实验效果，常选用图2做实验，因为空气的比热容较小，吸收热量后温度变化较快，容易观察U形管中液柱的变化。 （4）[1]甲实验中采用两电阻串联的方式，目的是为了控制两电阻丝中的电流；探究电流产生的热量与电阻的关系。 [2]乙装置中R3突然发生了开路，使得整个电路的电阻变大，则通过左侧容器中电阻的电流减小，产生的热量减小，所以U形管中的液面上升的速度将变小。 【变式2】（23-24九年级上·陕西西安·阶段练习）在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”时，小明和小华同时进行了实验，小明设计的实验电路如图甲所示，两个完全相同的玻璃瓶甲、乙内，瓶中插入温度计a、b。 (1)为了让实验效果更显著，小明应在图1的甲、乙两瓶中加入质量、初温均相同的 （选填“煤油”或“水”）； (2)实验中，通过观察温度计的示数变化大小来比较电流通过电阻产生热量的多少，下列实验应用了该研究方法的是 　 　（选填序号）； A．探究电流与电压、电阻的关系 B．探究导体电阻的大小与哪些因素有关 C．“伏安法”测电阻 (3)爱思考的小明，还利用该实验装置比较不同物质的吸热能力，在图1甲、乙两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体 。闭合开关，一段时间后，若温度计a比温度计b温度升高得快，则甲、乙两瓶内液体比热容的关系，c甲 c乙。（均选填“>”、“<”或“=”） (4)另一小组的小华同学用如图2探究电流通过导体产生的热量与电流关系的实验，实验中给装置通电， （选填“左边”或“右边”）U形管内的液面高度变化较快。如果通过左侧容器中电阻丝的电流是2A，则右侧容器中电阻丝在1min内产生的热量是 J。 【答案】(1)煤油 (2)B (3) ＝ < (4) 左边 300 【详解】（1）水的比热容大于煤油的比热容，质量相同的水和煤油吸热相同，根据可知煤油的温度升高得多，为了让实验效果更显著，小明应在甲、乙两瓶中加入质量、初温均相同的油。 （2）实验中，通过观察温度计的示数变化大小来比较电流通过电阻产生热量的多少，采用了转换法； A．探究电流与电压、电阻的关系，采用了控制变量法； B．探究导体电阻的大小与哪些因素有关，根据电流表示数大小比较电阻的大小，采用了转换法； C.“伏安法”测电阻，为减小误差要多次测量取平均值，没有采用转换法；故AC不符合题意，B符合题意。 故选B； （3）[1][2]在甲、乙两瓶内换用质量，初温都相同的不同液体，根据Q=I2Rt，为控制相同时间不同物质吸热相同，故换用两个电阻丝的阻值。闭合开关，一段时间后，若温度计a比温度计b温度升高得快，根据比较吸热能力的方法，则甲、乙两瓶内液体比热容的关系为c甲<c乙。 （4）[1][2]如图2，右边两个5Ω的电阻并联后再与左边5Ω的电阻串联，串联电路各处电流相等，所以右边两个电阻的总电流和左边电阻的电流相等，即I右=I左，两个5Ω的电阻并联，并联电路干路电流等于各支路电流之和，即I左=I内+I外，比较可知I左>I内。 两瓶中的电阻值相等（均为5Ω），通电一段时间后，由于瓶中电阻相同、通电时间相同、I左>I内，所以根据焦耳定律Q=I2Rt可知，左瓶内电阻丝产生的热量多，则左侧U形管液面高度的变化较大。 并联电路各支路两端电压相等，两个5Ω的电阻并联，由欧姆定律可得，I内=I外，则 右侧容器中电阻丝在7min内产生的热量为 电功率的综合应用（科普阅读题） 09 【典例】（23-24九年级上·江苏南通·阶段练习）阅读短文，回答文后的问题。 空气净化器 由于雾霾天气的增多，空气净化器逐渐走入家庭，其工作过程如图1：脏空气进入净化器时，流到负电格栅板时，带电灰尘被吸附。此后经过活性炭层时，排出的空气的污染物浓度大幅降低，多次循环后变成洁净空气。 洁净空气量（CADR）是反映空气净化器净化能力的性能指标，CADR值越大，可以评估其在运行一定时间后，去除室内空气污染物的效果。按下列公式计算CADR：CADR=（V为房间容积；t为空气净化器使房间污染物的浓度下降90%运行的时间） 型号 额定电压 频率 额定功率 洁净空气量（CADR） GH﹣2034A型 220V 50Hz 44W 138m3/h (1)某房间的使用面积为18m2，高度是3m。此空气净化器 （选填“能”或“不能”）在1小时内使房间污染物浓度下降90%； (2)该空气净化器工作1h会消耗电能 J； (3)可变电阻是制作二氧化碳传感器的常用元件，如图2为其控制电路，电源电压保持6V不变，R1为可变电阻，其阻值随二氧化碳浓度变化如图3，R0为定值电阻，当浓度为0.031%时，电压表示数为1V。则R0的阻值为 Ω，当浓度为0.033%时，电压表示数为 V；当电压表示数大于3V时，二氧化碳浓度大于 %，此时空气净化器会自动报警； (4)小明想要模拟控制电路的工作情况，在连接实物图时，却误将电压表串联进电路。小华查阅资料获知（灵敏电流计是一个能够检测和显示非常小电流的仪器）。于是小华设计了图4电路，测量大电阻的阻值，电压表电阻为3kΩ，电压表示数为1.2V，此时电流为 A，待测电阻阻值为 Ω； (5)小华为考验小明，设计了图5所示电路，电源电压恒为6V，R1=1kΩ，R2=2kΩ，滑动变阻器R′的最大阻值为2kΩ，电压表的量程为0～3V。连接好电路后： ①S1接1，S2也接1时，此时电压表示数为3V，则电压表的阻值为 Ω； ②将S2改接2，此时电压表示数为2V。计算待测电阻Rx'= Ω； ③当开关接入不同时，电路的总功率也会发生改变，在确保电路安全的前提下，总功率的变化范围是 W。 【答案】(1)能 (2)158400 (3) 10 1.5 0.035 (4) 4×10﹣4 1.2×104 (5) 3000 5000 3.6×10﹣3～6×10﹣3 【详解】（1）因为，所以 故能在1小时内使房间污染物浓度下降到90%。 （2）空气净化器工作1h消耗的电能为 （3）[1]如图2，分析电路可知，R1和R0串联，电压表测R0电压。由图3可知，当浓度为0.031%时，R1=50Ω，电压表示数为1V，则电流为 则R0的阻值为 [2]当浓度为0.033%时，由图3可知，R1=30Ω，则电流为 此时电压表示数为 [3]当电压表示数等于3V时，电流为 此时R1阻值为 由图3可知，此时二氧化碳浓度为0.035%，则当电压表示数大于3V时，二氧化碳浓度大于0.035%，此时空气净化器会自动报警。 （4）[1][2]图4电路中，电压表和Rx串联，电流为 则待测电阻阻值为 （5）[1]S1接1，S2也接1时，电压表、R2、R1串联。此时电压表示数为3V，根据串联分压原理，则有 解得电压表的阻值为 [2]将S2改接2，此时电压表、Rx'、R1串联。电压 表示数为2V。根据串联分压原理，则有 解得待测电阻。 [3]S1接1，S2也接1时，此时电压表示数最大为3V，根据可知此时电路电流最大，最大电流为 则根据可知电路总功率最大，最大电路总功率为 S1接2，S2也接2时，此时电压表、Rx'、R串联，当R最大阻值连入电路时，电路总电阻最大，根据可知总功率最小，则最小总功率为 总功率的变化范围是0.0036W~0.006W。 【变式1】（24-25九年级上·湖北武汉·阶段练习）混合动力汽车一般是指油电混合动力汽车，即采用传统的内燃机（柴油机或汽油机）和电动机作为动力源。它具有燃油经济性能好，行驶性能优越等优点。混合动力汽车启动时，内燃机并不工作，蓄电池通过某种方式向车轮输送能量；当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，也可以同时给蓄电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机和蓄电池还可以同时向车轮输送能量。如图是一台某品牌的混合动力汽车，请运用所学的物理知识解决涉及该汽车有关的问题。 (1)图乙为汽油机的四个冲程示意图，一个工作循环合理的顺序应为 ；若该汽油机飞轮的转速为1200r/min，则在1s内汽油机对外功 次； (2)如图丙为小汽车安装的电加热座椅垫，坐垫加热原理如图丁所示，和是两个定值电阻（表示两个电热丝），通过双触点开关旋转至不同位置。实现“高温”、“低温”“关闭”三个挡位。其中电热丝、串联时为低温挡，单独接入电路时为高温挡。双触点开关放在 间（选填“a、b”、“b、c”或“c、d”），坐垫处于高温档；若双触点开关接b、c时，通过电阻的电流为0.5A，则通过熔断器的电流为 A； (3)座椅垫处于“高温”挡时，消耗的电能就可以将质量为0.5kg的加热片从10℃加热到40℃，，那么加热片的加热效率是多少 ？ (4)该款汽车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离消耗汽油1kg，汽油机的效率为30％，汽油的热值，如果汽油机的效率提高到40％，其他条件都不变，那么该汽车在这段路程节约的汽油完全燃烧大约能释放出多少J的热量 ？ 【答案】(1) BDAC 10 (2) c、d 0.5 (3)55% (4) 【详解】（1）[1] A图中气门都关闭，活塞下行，是做功冲程，内能转化为机械能；B图中进气门打开，排气门关闭，活塞下行，是吸气冲程；C图中进气门关闭，排气门打开，活塞上行，是排气冲程；D图中气门都关闭，活塞上行，是压缩冲程，机械能转化为内能。所以一个工作循环合理的顺序应为BDAC。 [2]汽油机飞轮每转动2圈完成4个冲程，对外做功一次。若该汽油机飞轮的转速为1200r/min，则在1s内飞轮转动20圈，对外做功10次。 （2）[1][2]由电路图可知，双触点开关放在c、d之间时，被短路，单独接入电路，为高温挡；若双触点开关接b、c时，、和熔断器串联，通过电阻的电流为0.5A，根据串联电流规律可知通过熔断器的电流为0.5A。 （3）加热片吸收的热量为 则加热片的加热效率为 （4）1kg汽油完全燃烧放出的热量为 则输出的有用机械能为 当效率为40％时，需要放出的热量为 则节约的汽油完全燃烧放出的热量为 【变式2】（24-25九年级上·广东惠州·开学考试）阅读短文，回答问题。 某一空气净化器工作过程如图甲所示：空气进入净化器，空气里的灰尘由于钨丝放电而带上正电，经过负电格栅板时被吸附，此后经活性炭进一步净化，在不同挡位工作时的参数如下表所示。净化空气量是指1h净化空气的体积；净化效率等于净化前后空气中有害气体浓度的差与净化前有害气体浓度的百分比。 工作挡位 待机 1挡 2挡 3挡 4挡 5挡 6挡 功率（W） 0.9 23 45 75 103 121 148 净化空气量（m3/h） ﹣ 120 240 360 500 760 (1)我们看到空气中尘土飞扬的现象 （选填“不属于”或“属于”）扩散现象，空气净化器负电格栅板吸附灰尘的原理是利用 ； (2)单独使用该净化器20min，规格为2400imp/（kW·h）的电能表指示灯闪烁36次，则该空气净化器在 挡位工作，一间80m3的房间在该挡位下进行净化，需要消耗电能 J，才能完成工作； (3)利用气敏电阻可以检测空气质量，如图乙所示为检测电路，定值电阻R0＝10，电源电压恒为28V；如图丙所示为气敏电阻阻值随空气中有害气体浓度β的变化曲线，现用此电路检测该型号净化器的净化效率，净化器启动前，检测电路中电流表的示数为0.7A，此时空气中有害气体浓度是 μg/m3。净化器正常使用30min后，检测电路的电流变为0.1A，则该空气净化器的实际净化效率为 %。 【答案】(1) 不属于 异种电荷互相吸引 (2) 2 5.4×104 (3) 2.0 95 【详解】（1）[1][2]空气中尘土飞扬属于机械运动，不是扩散现象；由净化原理图知道，空气里的灰尘由于钨丝放电而带上正电，因为异种电荷相互吸引，所以负电格栅板能吸附灰尘。 （2）[1]电能表指示灯闪烁36次，净化器消耗的电能 工作时间 t=20min=1200s 则净化器消耗的电功率 查表知道，功率为45W时，该空气净化器在2挡位工作； [2]在2挡位下净化一间80m3的房间需要用时 消耗的电能为 （3）[1][2]由电路图知道，R0、R串联，检测电路中电流表的示数为I=0.7A，由欧姆定律知道，电路的总电阻 根据串联电路电阻特点知道，气敏电阻的阻值 由图丙知道，气敏电阻阻值为30Ω时，此时空气中有害气体浓度是 当检测电路的电流变为I′=0.1A，此时电路总电阻 根据串联电路电阻特点知道，气敏电阻的阻值 由图丙知道，气敏电阻阻值为270Ω时，此时空气中有害气体浓度是 由题意知道，净化效率等于净化前后空气中有害气体浓度的差与净化前有害气体浓度的百分比，则该空气净化器的实际净化效率 【变式3】（2024·广东汕头·一模）现在生活中出现了共享充电宝，当人们归还共享充电宝后，服务终端会自动给充电宝充电，图甲是某充电宝的充电示意图及简化电路图，图乙是充电过程中充电宝的电压、电流与时间t的图像（数轴上的标度不按比例）。 (1)充电宝给手机充电的过程中，充电宝的电能转化成手机电池的 能，此过程中属于用电器的是 （选填“充电宝”或“手机电池”）； (2)充电宝在前1h内消耗了7200J电能，这段时间的平均功率是 W； (3)当电压低于3V时，充电宝处于预充电阶段，是第 （选填“一”“二”或“三”）阶段； (4)在第三阶段，充电宝的电功率随充电时间的增长而 （选填“变大”“变小”或“不变”）； (5)某充电宝的参数如下表，对外充电时的最大输出功率为40W，最多能输出总电能的90%。若用它对一手机充电，按照大输出功率计算，最多能对手机输电 h。 充电功率 ≥10W 标称电压 3.8V 电池容量 4000mA•h 【答案】(1) 化学 手机电池 (2)2 (3)一 (4)变小 (5)0.342h 【详解】（1）[1][2]充电宝给手机充电的过程中，充电宝的电能转化成手机电池的化学能，此过程中属于用电器的是手机电池。 （2）充电宝在前1h内消耗了7200J电能，这段时间的平均功率 （3）由图2知，当电压低于3V时，充电宝处于预充电阶段，是第一个阶段。 （4）由图2知，在充电过程第三阶段，充电电压保持不变，而充电电流变小，根据，故充电宝的电功率变小。 （5）充电宝电池充满电储存的电能 因为充电宝对外充电时最大输出功率为40W＝0.04kW，最多能输出总电能的90%，所以由可得，按最大输出功率对手机充电时，最多充电时间 提优练习 1．（2024·江西九江·模拟预测）小明的妈妈每天骑电动车上班，小明观察到妈妈夏天每两天充满一次电，而入冬后每天都需满充一次电。而上班走的路程都一样，为什么会有区别呢？小明通过查阅网上资料，发现电池容量是指电池在时存储电量的多少。于是他有了下列两个猜想： 猜想一：电池容量与使用时间有关； 猜想二：电池容量与温度有关。 (1)电动车电池的放电量不好统计，而且降温也不好操作，有次他看到手机能显示电池的剩余电量比，由此设计实验如下：将家里新、旧两部不同品牌的手机，在相同的环境温度下充满电，同时开始播放同一部电影，1.5h后新手机剩余电量为85%，旧手机剩余电量。于是他得出“猜想一是正确的”结论，你认为他得出这一结论合理吗？ （选填“合理”或“不合理”），说明理由： ；（写出一条即可） (2)①为帮助小明进行实验，爸爸拿来了家里强光手电筒上的充电电池，小明发现上面标有“”字样，他计算出充电电池充满电所存储的电能为 J； ②小明为验正猜想二是否正确，将充电电池分别放在温度下充电并利用手电筒放电，实验数据如下表所示： 温度t/ 充满电所需时间/h 满电放电时间/h 25 6.66 1.55 5 5.67 1.29 5.07 1.16 4.48 1.03 实验考核中给充电电池充电时，电能转化为 能；小明是通过观察 反映电池容量大小，分析表中数据可以得出猜想二是 的。 (3)在冬季为了提高电动车的续航能力，请你帮小明妈妈提供一个提高电动车续航能力的改进方法： 。 【答案】(1) 不合理 没有控制电池的容量相同 (2) 55944 化学 放电时间 正确 (3)在电池周围加电热装置 【详解】（1）[1][2]根据控制变量法，要控制两手机的电池容量相同，才能得出在温度相同时，电池使用时间越长，电池容量越小，故他这一结论不对。 （2）[1]理想情况下，一节这种电池充满电所存储的电能为 [2]给充电电池充电时，电池相当于用电器，将电能转化为化学能。 [3][4]根据题意可知利用手电筒灯泡放电，直到灯泡熄灭，故通过放电时间反映电池容量大小；纵向分析表中数据可知，温度越低，灯泡放电时间越短，故得出的结论是温度越低电池容量越小，猜想二是正确的。 （3）因温度越高电池容量越大，故为了提高电池容量，从而提高电动汽车的续航能力，可在电池周围加电热装置。 2．（2024·山东淄博·中考真题）在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V（正常发光时的电阻约为9Ω）。 (1)图甲是小明连接的电路，请指出不妥之处： ； (2)重新连好电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，进行多次测量，将数据及现象记录在表格中。 实验次数 电压表示数/V 电流表示数/A 小灯泡的实际功率/W 小灯泡亮度 1 0.5 0.16 不亮 2 1.3 0.22 较暗 3 2.1 0.26 较亮 4 2.5 1 明亮 5 3.0 0.36 耀眼强光 ①实验多次测量的目的是 ； ②第4次实验时电流表的示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为 W；接下来要完成第5次实验，滑片应向 移动； ③通过实验发现，小灯泡两端的电压越大，实际功率 ，小灯泡越亮； ④小聪发现表格中有一个电流数据有误，该数据是 ； (3)完成实验后，小明取一个阻值为的定值电阻，设计了如图丙所示的电路，测量小灯泡正常发光时的电阻。请把实验步骤补充完整。 ①闭合开关S，移动滑片P，直至电压表示数为 V； ②断开开关S，保持滑片P位置不变， ，再闭合开关，记录电压表示数； 小灯泡正常发光时的电阻 （用所测的量和已知量表示）。 【答案】(1)电流表选用的量程太大 (2) 得出小灯泡的实际电压、实际功率、亮度之间的普遍规律 0.7 右 越大 0.36 (3) 2.5 将电压表改接在定值电阻两端 【详解】（1）小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时的电阻约为9Ω，则小灯泡正常发光时通过的电流约为 由图甲可知，电流表选用0~3A量程，分度值为0.1A，则小灯泡正常发光时，电流表指针偏转角度过小，误差太大，故电流表选用量程太大了，应换用0~0.6A量程。 （2）①[1]实验中多次改变小灯泡两端的电压，多次测量小灯泡的实际功率并比较其亮度，目的是得出小灯泡的实际电压、实际功率、亮度之间的普遍规律。 ②[2]根据表格数据可知，第4次实验中，电压表示数即小灯泡两端电压等于其额定电压，则此时小灯泡的功率为其额定功率，由图乙可知，电流表选用0~0.6A量程，分度值为0.02A，故电流表的示数为0.28A，则小灯泡的额定功率为 [3]接下来要完成第5次实验，由表中数据可知，调节滑片使电压表示数由2.5V变为3.0V，电源电压不变，根据串联分压的规律可知，应减小滑动变阻器的阻值，滑片应向右移动。 ③[4]分析表格数据可知，从第1次实验到第5次实验中，小灯泡的实际功率依次为、、、、，故小灯泡两端电压越来越大，实际功率越来越大，小灯泡的亮度越亮。 ④[5]分析表格数据，根据可得，5次实验中小灯泡的电阻依次为、、、、，因为小灯泡越亮，灯丝温度越高，灯丝电阻随温度的升高而变大，所以第5次实验中电流数据0.36A有误。 （3）[1]由图丙可知，定值电阻、小灯泡、滑动变阻器串联，电压表测小灯泡两端电压，实验目的是测量小灯泡正常发光时的电阻，因此应调节滑片，使小灯泡两端电压即电压表示数等于其额定电压2.5V。 [2][3]小灯泡两端电压已知，根据可知，还需要测出通过小灯泡的电流，根据串联电路中电流处处相等可知，只需测出通过定值电阻的电流，因此将电压表改接在定值电阻两端，测出两端电压，则电路中的电流，小灯泡正常发光时的电阻为 3．（2023·湖南衡阳·模拟预测）小君在做“测量定值电阻Rx的阻值”的实验时，老师为他提供的器材有：电源、未知阻值的定值电阻Rx、符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线，图乙是没有连接完整的实物电路图。 (1)请根据图甲用笔画线代替导线将实物电路图（图乙）连接完整 （要求：向右移动滑动变阻器的滑片P时电流表示数变小；导线不交叉）； (2)在连接电路时，开关必须断开；实验前，滑动变阻器的滑片P应置于 端（选填“A”或“B”）； (3)闭合开关后，无论怎样移动滑片P，发现电流表始终无示数，电压表有示数，其原因可能是________； A．滑动变阻器断路 B．定值电阻断路 C．定值电阻短路 (4)排除故障后，当电压表示数为2.4V时，电流表示数如图丙所示，则定值电阻的阻值为 Ω，定值电阻的电功率为 W； (5)完成上述实验后，小君同学又想测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率，但发现电流表已经损坏，于是他又找来了两个开关和一个阻值为R0的定值电阻，设计了如图丁所示的电路。已知电源电压恒为U（U＞U额），请你完成下面的实验步骤。 ①闭合开关S、S1，断开开关S2，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为U﹣U额； ②闭合开关S、S2，断开开关S1，保持滑动变阻器的滑片不动，读出电压表示数为U1； ③小灯泡额定功率的表达式为P额＝ 。 【答案】(1) (2)B (3)B (4) 8 0.72 (5) 【详解】（1）向右移动滑动变阻器的滑片P使电流表示数变小，说明滑动变阻器的滑片P在向右移动过程中接入电路的有效电阻在增大；如图所示： （2）为了保护电路，在连接电路时，滑动变阻器的滑片P应滑到阻值最大处，即B端。 （3）分析电路可知为串联电路，电压表测Rx两端电压，电流表测电路中电流，闭合开关后，无论怎样移动滑片P，发现电流表始终无示数，说明电路中可能存在断路，电压表有示数，说明与电压表并联的定值电阻断路了。故AC不符合题意，B符合题意。 故选B。 （4）[1]由图丙可知，电流表接“0~0.6A”量程，指针指在0.3A处，则定值电阻阻值为 [2]定值电阻的电功率为 （5）①闭合开关S、S1，断开开关S2，灯L、R0、滑动变阻器R三者串联，此时电压表测R0和R串联的总电压，根据串联电路电压的特点，此时电压表示数为U-U额； ②要测小灯泡的额定功率，已知小灯泡的额定电压U额，还需要测定小灯泡正常发光时的电流，根据串联电路电流处处相等的特点，灯泡正常发光时的电流等于此时通过R0的电流，闭合开关S、S2，断开开关S1，保持滑动变阻器的滑片不动，此时灯泡两端的电压为电压，电压表测R0两端电压，通过R0的电流为，则灯泡正常发光时的电流为 ③小灯泡的额定功率 4．（23-24九年级上·云南楚雄·阶段练习）在“测量小灯泡的电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时的电阻约为8Ω。 (1)在图甲中，有一根导线未连接，请用笔画线代替导线将电路连接完整 。 (2)闭合开关后，小灯泡不亮，电流表没有示数，电压表示数超过量程，经检查，导线连接完好，则电路故障可能是小灯泡发生了 （选填“短路”或“断路”）。 (3)排除故障后，移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示，为 V；此时要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 （选填“左”或“右”）端移动。 (4)移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I﹣U图像，由图像可计算出小灯泡的额定功率为 W。 (5)完成上述测量后，不用电压表，用如图所示的电路也可以测量已知额定电流的小灯泡的额定功率额，定值电阻的阻值为R0。实验步骤如下，请补充完整： ① ； ②保持滑片位置不动，闭合开关S、S1，断开开关S2，记下此时电流表的示数为I； ③小灯泡的额定功率的表达式为P额＝ 。（用已知量和测得量的字母表示） 【答案】(1)见解析 (2)断路 (3) 2.2 右 (4)0.75 (5) 闭合开关S、S2，断开S1，调节滑动变阻器R的滑片P，使电流表示数为I额 （I﹣I额）R0I额 【详解】（1）灯的额定电流 故电流表选用0~0.6A的量程与小灯泡串联，如图所示： （2）电流表无示数，说明电路可能断路，电压表示数超过量程，说明电压表与电源连通，则故障为与电压表并联的小灯泡断路了。 （3）[1][2]图乙中电压表选用小量程，分度值为0.1V，电压表示数为2.2V，小于灯泡的额定电压2.5V，要测量灯泡的额定电功率，则应滑片向右移动，减小变阻器接入电路中的电阻，减小电路电阻，增大通过灯泡的电流，直到电压表示数为2.5V。 （4）灯在额定电压2.5V时的电流为0.3A，灯泡的额定电功率为 （5）[1][2]实验步骤： ①闭合开关S、S2，断开S1，定值电阻R0与灯泡L并联后再与变阻器R串联，电流表测量灯泡的电流，调节滑动变阻器R的滑片P，使电流表示数为I额，此时灯泡正常发光； ②闭合开关S、S1，断开开关S2，电路连接方式不变，电流表测量干路电流，记录下此时电流表的示数为I； ③由并联并联电路电流的规律得，定值电阻R0的电流为 由欧姆定律的变形公式，定值电阻R0的电压，即灯的额定电压为 小灯泡的额定功率的表达式为 5．（23-24九年级上·云南曲靖·阶段练习）某实验小组利用如图甲所示的电路图测量小灯泡的电功率，电源电压恒为6V，规格分别为R1（10Ω 1A）和R2（30Ω   0.5A）的滑动变阻器各一个，小灯泡的额定电压是2.5V，正常发光时的电阻约为10Ω。 (1)连接电路时，滑动变阻器应选 （选填“R1”或“R2”），选好后，并把滑片移到 处。 (2)连接好电路后，闭合开关，发现电流表的指针反偏，原因是 ，正确连接电路后，经过多次实验，测得的实验数据通过描点绘制出电流随电压变化的图象如图乙所示，小灯泡的额定功率是 W。 (3)实验时发现小灯泡的亮度是变化的，小灯泡的亮度是由 （选填“实际功率”或“额定功率”）决定的。测量小灯泡的电功率 （选填“需要”或“不需要”）多次测量求平均值。 (4)小花从数据中发现，灯泡的电阻是变化的，原因是 。 (5)小明在做该实验时，电流表烧坏了，他找来一定值电阻R，操作步骤如下： ①断开S1，闭合S2，移动滑动变阻器滑片，使小灯泡正常发光，记下电压表示数U1； ②保持滑动变阻器滑片位置不变，断开S2，闭合S1，记下此时电压表示数为U2，则小灯泡的额定功率表达式P额= （用U1、U2和R表示）。 【答案】(1) R2 阻值最大 (2) 电流表正负接线柱接反了 0.625 (3) 实际功率 不需要 (4)灯丝的电阻随温度的升高而增大 (5) 【详解】（1）[1]小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时小灯泡的电阻约为10Ω，灯的额定电流约为 当灯正常发光时，根据串联电路的电压规律及欧姆定律可知 故滑动变阻器应选R2。 [2]为了保护电路，连接电路时，应把滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。 （2）[1]连接好电路后，闭合开关，电流表指针反向偏转，说明电流表正负接线柱接反了。 [2]由图乙可知，当灯泡两端电压为2.5V时，流过小灯泡的电流为0.25A，则小灯泡额定功率为 （3）[1]小灯泡的亮度是由小灯泡的实际功率决定的，实际功率越大小灯泡越亮。 [2]小灯泡在不同电压下的实际功率不同，测量小灯泡电功率不需要多次测量求平均值。 （4）由图乙可知，当灯泡两端电压增大时，通过小灯泡的电流也增大，根据可知，小灯泡实际功率增大，温度升高，灯丝的电阻随温度的升高而增大，故灯泡的电阻是变化的。 （5）在步骤①中，断开S1，闭合S2，灯L与定值电阻R串联后再与滑动变阻器串联，电压表测灯L两端电压，调节滑动变阻器的滑片，使灯正常发光，此时电压表的示数U1为灯L的额定电压； 在步骤②中，断开S2，闭合S1，灯L与定值电阻R串联后再与滑动变阻器串联，电压表测灯L与定值电阻R的总电压，示数为U2，因为保持滑动变阻器滑片位置不变，此时灯L与定值电阻R的阻值大小和两端电压不变，灯仍正常发光，此时定值电阻两端的电压为 由串联电路电流特点和欧姆定律可知，电路中的电流为 小灯泡的额定功率表达式为 6．（24-25九年级上·黑龙江哈尔滨·阶段练习）某小组同学用如图1所示的电路探究“电流与电阻的关系”，实验中他们所用的定值电阻分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω，电源电压为7.5V保持不变； (1)小明首先用5Ω电阻实验，闭合开关后发现，无论怎么移动滑片，电流表指针无偏转，电压表指针迅速偏转到右侧没有刻度的地方，则电路中的故障可能是 ； (2)排除故障后，同组甲、乙两位同学进行了实验，并作出I-R图像如图2所示，其中 同学实验操作是符合要求的； (3)为完成四次实验探究，该小组选择的滑动变阻器电阻的最大阻值应不小于 Ω； (4)R0阻值和滑动变阻器规格已知，电源电压恒定，小明的同学们设计的以下电路图能测出阻值的是( ) A．B．C．D． (5)小张同学学习完电学知识并在复习过程中利用“2.5V   0.3A”的灯泡收集多组实验数据绘制了灯泡两端电压U与通过灯泡的电流I关系如图所示。由图像可得灯丝电阻的结论是 。 【答案】(1)电阻R开路 （或与电压表并联的部分开路） (2)乙 (3)30 (4)ABC (5)同一小灯泡灯丝电阻随温度的升高而增大 【详解】（1）电流表指针无偏转，说明电路不通即断路，电压表指针迅速满偏，则电路中的故障可能是电阻R开路。 （2）探究电流与电阻的关系时，应控制定值电阻两端的电压不变。由图2可知，乙图像中 甲图像中 故乙同学的实验操作符合要求。 （3）根据串联电路的电压特点可知，要控制定值电阻两端的电压不变，电阻越大，变阻器的电阻也越大，其变阻器两端的电压 串联电路中电压的分配与电阻成正比，则 代入数据得 解得 （4）A．由电路图A可知，被测电阻和滑动变阻器串联，电压表测量电阻Rx两端电压，电流表测量通过电路的电流，根据可求出待测电阻Rx，故A符合题意； B．由电路图B可知，若开关S接1时，Rx与滑动变阻器串联，电阻箱断路，移动滑动变阻器的滑片，读出电流表的示数。然后保持滑动变阻器的滑片位置不变，让开关S接2，电阻箱与滑动变阻器串联，Rx断路，调节电阻箱，使电流表的示数不变，得出变阻箱连入的示数，即为Rx阻值，故B符合题意； C．由电路图C可知，同时闭合S1和S2时，电压表测量Rx和R0两端电压总电压U；只闭合S1时，R0与Rx串联，电压表测量Rx的两端电压U1，根据串联电路电压特点，R0与两端电压为U- U1；根据串联电路中电流处处相等知 即可求出Rx的值，故C符合题意； D．由电路图D可知，无论开关断开或闭合，电流表只测出通过R0的电流，无法测量Rx的电流，根据知不能测出Rx阻值，故D不符合题意。 故选ABC。 （5）由图像可知，当电压为1.12V时，通过灯泡的电流为0.14A，此时电阻为 当电压为1.25V时，通过灯泡的电流为0.15A，此时电阻为 R1<R2，当小灯泡两端电压升高时，通过灯泡的电流也升高，根据P=UI可知，灯泡的功率变大，温度升高，故灯泡的电阻随温度的升高而增大。 7．如图甲是用伏安法测量额定电压为2.5V小灯泡额定功率的电路图。 （1）闭合开关后，小灯泡发光，但电压表示数为0。经检查，图中a、b、c三根导线中有一根断了，则该导线是 （填写字母）； （2）排除故障后继续测量灯泡的额定功率。具体做法是，闭合开关，缓慢向 移动滑动变阻器的滑片，灯泡亮度逐渐变亮，直至电压表的示数为 V时停止移动滑片，此时电流表的示数如图乙所示，则灯泡的额定功率是 W。若此时只将小灯泡换成“2.5V  0.4W”的另一小灯泡，其它不变，那么该小灯泡的实际功率 0.4W（选填“>”、“<”或“=”）； （3）若电流表已坏，小莉用一个电阻箱代替电流表测量小灯泡的额定功率。她设计了如图丙所示的电路图，并按照图丙所示的电路图连接好实物。以下是她的实验步骤，请将它补充完整： ①先闭合开关 ，移动变阻器的滑片P，使电压表示数为2.5V； ②下一步操作是：将开关改为闭合 ，保持①中滑动变阻器的滑片P的位置不变，调节电阻箱的阻值，当电压表示数为2.5V时，读出电阻箱连入电路的阻值R； ③利用上述测量出的物理量和已知量，写出小灯泡额定功率的表达式P= 。 【答案】 a 右 2.5 0.5 > S1、S S2、S 【详解】（1）[1]根据实物图甲可知，电流从电源正极流出经过灯泡、导线b、滑动变阻器、导线c、电流表、开关，回到电源负极，因此导线b、c完好，a发生了断路。 （2）[2][3][4]排除故障后测量灯泡额定功率：闭合开关前，滑片在最大值处，所以闭合开关，缓慢向右移动滑片，灯泡亮度逐渐变亮，直至电压表读数为2.5V时停止移动滑片，由图乙可知，电流表的量程是0~0.6A，分度值是0.02A，此时电路中电流为0.2A，所以灯泡的额定功率 P额=U额I额=2.5V×0.2A=0.5W [5]若此时只将小灯泡换成“2.5V  0.4W”的另一小灯泡，其它不变，根据可知，在额定电压不变时，额定功率越小，灯的电阻越大，根据分压原理，灯两端的电压变大，该小灯泡的实际功率大于0.4W。 （3）①[6]只闭合开关 S、S1，移动变阻器的滑片P，使电压表示数为2.5V。 ②[7]断开S1、闭合S2、S，保持①中滑动变阻器的滑片P的位置不变，调节电阻箱的阻值，当电压表示数为2.5V时，读出电阻箱连入电路的阻值R。 ③[8]由等效替代法可知小灯泡的阻值是R，小灯泡额定功率的表达式 8．（2024·山东日照·一模）为了探究串联电路中用电器两端的电压与电源电压的关系，小瑞同学进行实验： (1)某次实验中小瑞正在测L2两端的电压，请加画一条线代替导线，帮助她将图1甲电路图补充完整； (2)当使用电压表测L1两端电压时，若观察到灯L1和L2均不发光，电压表有示数，则发生的故障是 ； (3)测得L2电压如图1乙所示，为 ，测得电源电压为3V，则L1和L2两电阻之比为 ，若两灯灯丝材料、长度相同，则 灯丝较粗（选填“L1”或“L2”）； 小瑞在爷爷家发现，刚换的白炽灯泡一开始比较亮，用过一段时间会变暗一些。这是为什么呢？根据所学的知识，他提出了下面的猜想： 猜想1：白炽灯两端电压变小使实际功率变小； 猜想2：白炽灯的实际电流变小使实际功率变小； 为了验证猜想，他完成了下面的探究。 器材：蓄电池（电压未知）、小灯泡（额定电压为2.5V）、电流表、电压表、开关各一个，滑动变阻器R1（最大阻值为20Ω）、导线若干。 (4)根据家庭电路连接方式和电压特点，可以判断猜想1 （填“正确”或“错误”）； (5)图2乙是小瑞连接的部分电路，请你帮他补充完成，要求滑片P向右移时灯泡变暗； (6)移动滑片，当电压表示数为2V时，电流表示数为0.18A，继续调节滑片，当灯泡两端电压越大时，灯泡越亮。根据实验数据得到小灯泡的U-I图像如图2丁所示，根据图像提供的信息，可知小灯泡的额定功率是 W，并可归纳出：小灯泡的实际电功率越 ，灯泡越亮； (7)经过分析，小瑞发现灯泡的电阻会随温度的升高而 ，验证了猜想二是正确的； (8)小瑞发现实验室一个小灯泡的额定电压值已经模糊，只标有“0.3A”字样，他设计了如图2戊所示的电路，来测量灯泡正常工作时的电阻（R2最大阻值也为20Ω），请完成下列步骤： ①只闭合开关S和S2，调节R1的滑片，使电流表示数为0.3A； ②只闭合开关S和S1，保持R1滑片位置不变，调节R2的滑片，使电流表示数也为 A； ③接着将R1的滑片调至最左端，电流表的示数为0.45A，再将R1的滑片调至最右端，电流表的示数为0.15A； ④该灯泡正常发光时的电阻RL= Ω。 【答案】(1) (2)L1断路 (3) 1.4V 8∶7 L2 (4)错误 (5) (6) 0.5 大 (7)变大 (8) 0.3 10 【详解】（1）连接电路图使两灯泡串联，电压表测量L2两端的电压，则应将电压表并联在L2两端，并保证电流要从电压表要正接线柱流入，负接线柱流出，如图所示： （2）当使用电压表测L1两端电压时，若观察到灯L1和L2均不发光，说明电路中有断路；电压表有示数，说明不可能是L2断路，则发生的故障是L1断路。 （3）[1]电压表使用的是0~3V量程，分度值0.1V，示数为1.4V，即UL2＝1.4V。 [2] L1两端的电压为 因串联电路中各处的电流相等，所以通过L1与L2的电流之比为1∶1；由可得，L1与L2的灯丝电阻之比为 [3]由于灯丝的材料相同，长度相同，L2电阻小于L1电阻，所以L2灯丝就较粗。 （4）家庭电路中各用电器并联，电源电压一定时，白炽灯两端的电压一定，不能确定白炽灯的实际功率是否发生变化，猜想1错误。 （5）测量小灯泡的额定功率的实验中，电压表与小灯泡并联，根据滑片向右移动时，小灯泡变暗，由此可知滑动变阻器下面的接线柱接入电路的是左下接线柱，电路连接如图所示： （6）[1]由图2丁的U-I图像可知，当小灯泡的电压为额定电压U额=2.5V时，电流I额=0.2A，小灯泡的额定功率为 [2]由图2丁的U-I图像可知，U越大，I也越大，根据P=UI可得：小灯泡两端的实际电压越大，实际功率越大；小灯泡的实际电功率越大，灯泡越亮。 （7）灯丝在工作过程中灯丝升华，导致灯丝变细，使电阻变大，通过灯丝的电流减小故在电压不变的情况下，白炽灯的实际电流变小使实际功率变小，所以猜想2正确。 （8）①只闭合开关S和S2，调节滑动变阻器R1，使电流表示数为0.3A； ②[1]只闭合开关S和S1，保持滑动变阻器R1滑片位置不变，调节滑动变阻器R2，使电流表示数仍为0.3A；此时滑动变阻器R2等效于小灯泡； ③④[2]接着将R1的滑片P调至最左端，滑动变阻器R1被短路，记下电流表的示数为0.45A，则电源电压 U源=I'R2 再将R1的滑片P调至最右端，滑动变阻器R1和滑动变阻器R2串联在电路中，滑动变阻器R1接入最大阻值，记下电流表的示数为0.15A，则电源电压 U源=I″（R1+R2） 根据电源电压不变得，则 即 解得，R2=10Ω；滑动变阻器R2等效于小灯泡，则该灯泡正常发光时的电阻RL=10Ω。 9．（2024·山东日照·中考真题）小明在电学学习中，对电学的神奇和电能对人类生产生活产生的巨大影响深感敬畏，他通过下列实验对电学知识进行了进一步的探究。实验一：如图甲所示，在“探究电流与电阻关系”的实验时选用了如下器材：电压恒为6V的电源，阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻，电流表、电压表、开关、滑动变阻器各1个，导线若干。 (1)在检查电路时，他发现有一根导线连接错误，请你在答题卡的甲图中将连接错误的那条导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确 ； (2)要完成该实验，滑动变阻器应该选用以下哪种规格：______（填下列选项前的字母）； A．20Ω，0.5A B．40Ω，0.2A C．50Ω，1A (3)改正电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片滑至最 （选填“左”或“右”）端。闭合开关，发现电流表无示数，电压表示数较大；移动滑动变阻器的滑片，两表的示数无变化，可能是定值电阻发生 （填“断路”或“短路”）； (4)更换正常电阻后，A、B两同学根据各自的实验数据作出了如图乙所示的图像，分析图像，你认为 （选填“A”或“B”）同学的实验操作是错误的，他操作中的问题是： ； (5)改正错误后，他们都正确完成了实验，并记录相关数据，描绘出合理的图像，据此得出结论：在电压一定时， ； (6)实验二：为了探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关，设计了如图所示的实验装置（电源、开关未画出）。图丙是控制通过导体的电流和通电时间相同，探究 对产生热量多少的影响；图丁是控制导体电阻和通电时间相同，探究 对产生热量多少的影响。这两套装置进行实验的过程中都采用的研究方法是 。 【答案】(1) (2)C (3) 左 断路 (4) A 没有控制定值电阻两端的电压一定 (5)通过电阻的电流与导体的电阻成反比 (6) 电阻 电流 控制变量法 【详解】（1）由于电压表测定值电阻的电压，则可知电路连接正确如下图所示： （2）由于电压表的小量程接入电路中，其能测量的最大的电压为3V，而电路中定值阻值的阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω，则电路的最大电流为 由于电源电压为6V，则滑动变阻器分得的最小电压为3V，定值电阻的最大阻值为25Ω，根据串联电路的电压与电阻的规律可知，滑动变阻器最小阻值为25Ω，综上所述，为了要完成该实验，滑动变阻器应选50Ω，1A，故AB不符合题意，C符合题意。 故选C。 （3）[1]为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器接入电路的阻值应最大，即应将滑动变阻器的滑片滑至最左端。 [2]闭合开关，发现电流表无示数，这说明电路断路，电压表示数较大；移动滑动变阻器的滑片，两表的示数无变化，说明定值电阻发生断路。 （4）[1][2]探究“电流与电阻关系”的实验，实验过程中应控制定值电阻两端的电压一定，而A同学所绘制的图像可得电压为 可知实验过程中，定值电阻两端的电压发生了变化，没有控制定值电阻两端的电压一定。 （5）根据图像，据此得出结论：在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 （6）[1]图丙是控制通过导体的电流和通电时间相同，导体的电阻不同，所以探究导体电阻对产生热量多少的影响。 [2]图丁是控制导体电阻和通电时间相同，通过导体电阻的电流不同，所以探究电流对产生热量的影响。 [3]探究电流与电阻的关系时，保证了定值电阻两端的电压是一定的，而探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关时，当探究电流与导体产生的热量的关系，保证了导体的电阻和通电时间相同，当探究电阻与导体产生的热量的关系，保证了导体的电流和通电时间相同，所以这两套装置进行实验的过程中都保证其它因素相同，所以都采用的研究方法是控制变量法。 10．（23-24九年级上·江苏南通·阶段练习）阅读下列材料，回答问题。 智能机器人常被用于校园红外测温及校园消毒（如图甲所示）。机器人配备了3台高清摄像头和红外热成像测温仪，若检测到人体温度异常，将消毒液雾化后再吹散到空气中进行消杀。当剩余电量不足时，机器人会主动寻找充电器充电。如图乙是它简化的智能测温报警电路，热敏电阻RT的阻值随温度变化规律如图丙所示。如表为智能机器人的部分参数： 电池工作电压 18V 电池容量 4000mAh 报警电流 ≥30mA 行进速度 0.3—0.6m/s 满载时消毒液质量 10kg 空载净重 20kg (1)制造智能机器人芯片所使用的材料是 （选填“导体”、“半导体”或“超导体”）； (2)机器人电池充满电时，储存的电能是 J； (3)当所测温度达到或超过37.3℃时，要求报警电路系统报警，则闭合开关前，应该将滑动变阻器的阻值至少调到 Ω； (4)红外线测温仪测量的是人体皮肤表面的温度，而人体皮肤表面温度比腋下温度要略低，所以要将该电路报警温度调低一点 （选填“左”或“右”）移动。 【答案】(1)半导体 (2)2.592×105 (3)200 (4)左 【详解】（1） 制造智能机器人芯片所使用的材料热敏电阻RT的阻值随温度变化，是半导体材料。 （2） 由表格数据可知，机器人的电池容量为4000mAh，则机器人电池充满电时，储存的电能是 （3） 由乙图可知，热敏电阻和滑动变阻器串联接入电路，最小报警电流为 由欧姆定律可知，达到最小报警电流时的电路总电阻 由丙图可知，温度到达37.3℃时热敏电阻的阻值为RT＝400Ω，由串联电路的总电阻等于各电阻之和，可知应该将滑动变阻器的阻值至少调到 （4） 由丙图可知，报警温度调低时，热敏电阻的阻值对应阻值增大，而最小报警电流的大小不变，由串联电路电阻为各电阻之和可知，故滑动变阻器滑片应向左移动。 11．（2024·江苏南通·三模）阅读短文，完成下列问题 主动式空气净化器 净化器的工作原理为：机器内的马达带动风扇使室内空气循环流动，污染的空气，通过机内的空气过滤网后将各种污染物吸附。主动式空气净化器还会在出风口加装负离子发生器，将空气不断电离，产生大量负离子，被微风扇送出，形成负离子气流，达到清洁、净化空气的目的。 下表为某型号的主动式空气净化器的参数。CADR是反映其净化能力的性能指标，CADR值越大，其净化效率越高。利用CADR值，可以评估其在运行一定时间后，去除室内空气污染物的效果。可按下列公式计算CADR=2.4V/ t（V：房间容积；t：空气净化器使房间污染物的浓度下降90%运行的时间） 能效比是空气净化器洁净空气体积与输入功率之比；净化效率等于净化前后空气中有害气体浓度的差与净化前有害气体浓度的百分比。 额定功率 60W CADR 600m3/h 声强范围 34~64dB 模式 睡眠 静音 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 强劲 净化效率 >90% 能效比 11 工作挡位 待机 1档 2档 3档 4档 5档 6档 功率（W） 0.9 23 44 75 103 123 148 净化空气量（m3/h） — 120 240 360 500 610 760 噪音（dB）/声压级 — 23 32 39 47 49 55 (1)空气净化器工作时，以机内的过滤网为参照物，空气中的污染物是 。颗粒物接近带有负电荷的金属网时受到强烈的吸引力，这主要是因为 。 (2)如果室内面积为50m2，房间的高度为3m，则该空气净化器理论上使房间污染物的浓度下降90%需要消耗电能 kW·h。 (3)下列说法错误的是（　　） A．进风口流速大，气流外侧的颗粒物也被吸入净化器 B．输入净化器中的功率越大，消耗的电能越多 C．净化器工作时发出的声音不会对人的听力造成损伤 D．净化器的能效比越大，说明该净化器值CADR越大，越节能 (4)某次单独使用空气净化器10min，消耗电能是4.5×104 J，则该空气净化器在 档工作；若出风口的面积为0.25m2 ， 则风速为 m/s。 此时该空气净化器的能效比为 m3/（h·W）。 (5)利用气敏电阻可以检测空气质量，如图乙所示为检测电路，定值电阻R0=10Ω，电源电压恒为28V；如图丙所示为气敏电阻阻值随空气中有害气体浓度β的变化曲线。现用此电路检测该型号净化器的净化效率：净化器启动前，检测电路中电流表的示数为0.7A，此时空气中有害气体浓度是 ug/m3，净化器正常使用30min后，检测电路的电流变为0.1A，则该空气净化器的实际净化效率为 %。 【答案】(1) 运动 带电体能吸引轻小物体 (2)0.036 (3)B (4) 3 0.4 4.8 (5) 2.0 95 【详解】（1）[1]化器工作时，以机内的过滤网为参照物，空气中的污染物的位置改变，是运动的。 [2]由于带电体能吸引轻小物体，则颗粒物接近带有负电荷的金属网时受到强烈的吸引力。 （2）由表格中数据得，该空气净化器净化空气量为600m3/h，即每小时净化空气600m3，该房间内空气的体积为 根据 得，净化时间为 由得，需要消耗电能 （3）A．进风口流速大，压强小，小于外界大气压，在大气压作用下，气流外侧的颗粒物会被压入净化器中，故A正确，不符合题意； B．输入净化器中的功率越大，由于工作时间未知，所以根据可知，不能判断消耗的电能的多少，故B错误，符合题意； C．为了保护听力，一般情况下，应控制噪声不能超过90分贝，净化器工作时发出声音的响度最大为55分贝，则净化器工作时发出的声音不会对人的听力造成损伤，故C正确，不符合题意； D．净化器的能效比越大，即空气净化器洁净空气量与输入功率得比值越大，所以净化效率越高， CADR越大，越节能，故D正确，不符合题意。 故选B。 （4）[1]某次单独使用空气净化器10min，消耗电能是4.5×104 J，则此时该空气净化器功率为 则该空气净化器在3档工作。 [2]若出风口的面积为0.25m2，由得，空气柱的长度 风速为 [3]此时该空气净化器的能效比为 （5）[1]由电路图可知，R0与R串联，检测电路中电流表的示数为 由得，电路的总电阻 则气敏电阻 由图丙可知，气敏电阻阻值为30Ω时，此时空气中有害气体浓度为 [2]当检测电路的电流变为 由欧姆定律得，此时电路总电阻 根据串联电路电阻特点可知，气敏电阻的阻值 由图丙可知，气敏电阻阻值为270Ω时，此时空气中有害气体浓度为 由题意知，净化效率等于净化前后空气中有害气体浓度的差与净化前有害气体浓度的百分比，则该空气净化器的实际净化效率为 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 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 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题15.6 实验汇编 【苏科版2025】 专题01 电能表的理解和应用 2 专题02 电功的生活应用 5 专题03 伏安法测小灯泡的电功率 11 专题04 缺电流表测灯泡的电功率 17 专题05 缺电压表测小灯泡的电功率 26 专题06 等效替代法测小灯泡的电功率 35 专题07 列方程组求解灯泡的额定功率 43 专题08 探究电流的热效应 49 专题09 电功率的综合应用（科普阅读题） 53 提优练习 62 电能表的理解和应用 01 【典例】（23-24九年级上·辽宁盘锦·期末）探究夏季同一台空调在制冷温度由26℃调高到28℃时节省的电能。 小强从网上看到：同一台空调制冷时将温度由26℃调高到28℃，可节省7%~10%的电能。为了验证这种说法的可靠性，小强利用家中的电能表进行了测算。 (1)实验器材：电能表、 ； (2)测试步骤： ① ； ②观察到电能表此时的示数为 ； ③打开空调，将制冷温度设定为26℃，待其正常工作后，数出电能表的转盘在10min内转过的圈数； ④将制冷温度调为28℃，待其正常工作后，数出电能表的转盘在 min内转过的圈数； (3)根据测量得到的数据和电能表上的参数，如何分析比较，得出结论 ？ 【变式1】（23-24九年级上·江西南昌·阶段练习）请你应用所学的物理知识解答下列问题： （1）小天同学测量电流时，连接好电路，闭合开关前，发现电表指针至如图甲所示位置，原因是电流表没有 ；纠正错误后，闭合开关，发现指针偏至如图乙所示位置，接下来的操作是： ，对调电流表正负接线柱上的导线，继续进行实验。 （2）如图丙所示，该仪器的名称是 ，其工作原理是 。 （3）小李从小养成了节约能源的良好习惯，经常观察家里面的电能表，提醒父母家里用电情况。上月末他家电能表示数为1959.6kW•h，本月末示数如图丁所示，则本月他家用电 kW•h；其中“2500r/kW·h”表示接在这个表上的用电器，每消耗1kw·h的电能，转盘转过 转。日常生活中，请你写出一条节约用电的措施： 。 实验次数 1 2 3 4 5 电压U/V 0.5 1.0 1.8 2.0 2.4 电流I/A 0.1 0.2 0.4 0.48 【变式2】小明想知道家庭电路中微波炉高温档工作时的热效率,他利用家中电能表（表头如图所示）、温度计等工具进行了如下实验: A．在杯中装有质量为的冷水,测出水的初温为 B．把杯子放进微波炉,并选择高温档； C．将微波炉定时器旋转到两分钟的位置,同时记录电能表指示灯在这个时间内闪烁的次数为 D．加热结束后,迅速测出水的末温 ①以上实验中,还缺少一个步骤,请你补上这个步骤: ； ②电能表指示灯闪烁一次,用电器消耗的电能 J； ③微波炉热效率的表达式 （用字母表示）. 电功的生活应用 02 【典例】（2024·陕西西安·模拟预测）综合实践活动——研究制作风速仪 【提出问题】风速是气象观测中的重要参数，常用风速仪测量。风速仪工作原理是什么？怎样设计制作简易风速仪呢？ 【实地学习】同学们来到气象馆，了解了杯式风速仪的工作原理。如图甲所示，质量较小的风杯可在360°任意方向的风力带动下绕轴转动，转动时传感器将风速转换成输出电流信号，再经系统处理后显示出风速值。在测量范围内电流随风速增大而均匀增大。 杯式风速仪工作参数 量程 0.4~50m/s 输出电流信号范围 4~20mA 启动风速 0.4m/s 电功率 ≤0.48W 【设计制作】受到杯式风速仪工作原理的启发，同学们设计并制作了简易风速仪，其原理如图乙所示。电源为恒流源，能始终提供大小恒定的电流，电流表量程为0~0.6A，R0为10Ω的定值电阻，R1为压力传感器，无风时R1受到的压力为零，有风时迎风板受到的压力能大小不变地传递给R1，R1的阻值随压力F大小变化的关系如图丙所示。读出电表示数，即可知此时的风速。 同学们通过查阅资料，知道了风压是指单位面积上垂直于气流方向的平面上所受风的压力，风压与风速的关系如下表。 风速v/（m·s~1） 2 4 6 10 12 16 24 风压p/Pa 2.5 10 22.5 62.5 90 160 360 【进行实验】迎风板是一块面积为0.15m²的轻质薄板，测量时风始终垂直吹在迎风板上， 记录电表示数，发现风速增大，电流表示数随着增大。 【交流评价】同学们从实验制作、实验效果等方面进行交流评价。 （1）关于文中栋式风速仪，下列说法不正确的是 ； A．风吹动风杯说明风具有能量    B．转轴中使用轴承可减小摩擦 C．风杯用密度小的材料制成    D．能在60m/s风速下正常工作 （2）杯式风速仪正常工作20min，最多消耗 J的电能；某次杯式风速仪显示风速为31.4m/s，则输出的电流信号为 mA； （3）实验中，读出简易风速仪中电流表示数为0.4A，电压表示数为8V。 ①R1= Ω，所测的风速= m/s ②恒流源提供 A的恒定电流。 【变式1】（2024·陕西渭南·一模）小华的妈妈每天骑电动车上班，夏天每两天充一次电，而入冬后每天就需充一次电。走的路程都一样，为什么区别会这么大呢?小华通过查阅网上资料，发现电池容量是指电池在25℃时存储电量的大小。于是她提出下列两个猜想： 猜想一：电池容量与使用时间有关。 猜想二：电池容量与温度有关。 (1)电动车电池的放电量不好统计，而且想通过冰箱进行降温也不好操作，突然她看到手机能显示电池剩余电量的百分比，很快有了灵感，设计实验如下：将家里新、旧两部不同品牌的手机，在相同的环境温度下充满电，同时开始播放同一部电影，1.5h后新手机剩余电在85%，旧手机剩余电量41%。于是她得出“猜想一是正确的”结论，你认为他得出这一结论合理吗? （选填“合理”或“不合理”），说明理由： 。 (2)①为帮助小华进行实验，爸爸拿来了家里强光手电筒上的充电电池，小华发现上面标有“3.7V ”字样，她很快计算出充电电池充满电所存储的电能为 J。 ②根据电池容量的定义，小华认为充放电需在同一温度下进行，他将充电电池分别放在25℃、5℃、、下充电并利用手电筒放电，并得出如下实验数据： 温度T/℃ 充满电所需时间 满电放电时间 25 6.66 1.55 5 5.67 1.29 5.07 1.16 4.48 1.03 小华通过 反映电池容量大小，分析表中数据可以发现，猜想 是正确的。 (3)通过探究，小华想到要帮助妈妈解决冬天电动车充电问题，可以将电动车放在比较温暖的地方充电。联想到国家近年大力推广电动汽车，在冬季为了提高电池容量，从而提高电动汽车的续航能力，请你根据猜想二提出一个改进意见： 。 【变式2】妈妈每天骑电动车上班，夏天每两天充一次电，而入冬以来每天就需充一次电，小雨产生了疑问，冬天和夏天行驶路程基本相同，为什么电池的电量下降得快呢？爸爸解释说冬天温度低，电池放电量差，妈妈却说是电池相比夏天旧了，存电量少了，那么电动车电池的电量究竟与温度有关还是与电池的使用时间有关，或者与二者都有关系呢？小雨在网上百度了一下，发现电池容量是指电池在25℃时存储电量的大小。电池容量的单位是“”，中文名称是毫安时。于是他提出下列两个猜想进行探究： 猜想一：电池容量与使用时间有关； 猜想二：电池容量与温度有关； 但是他发现妈妈的电动车电池的放电量不好统计，而且他想通过冰箱进行降温也不好操作，突然他看到手机能显示电池的剩余电量的百分比，很快有了灵感，设计实验如下： （1）将家里新、旧两部手机，在相同的环境温度下给它们都充满电、同时开始播放同一部电影，1.5h后新手机剩余电量85%，旧手机剩余电量41%。于是他得出结论：在温度相同时，电池使用时间越长，电池容量越小，你认为这一结论对吗？ （填“对”或“不对”），说明理由： ； （2）为帮助小雨进行实验，爸爸拿来了几节家里强光手电筒上的充电电池，小雨发现上面标有“”的字样，他很快计算出一节这种电池充满电所存储的电能为 J； （3）根据电池容量的定义，小雨认为充放电需在同一温度下进行，在25℃、5℃、﹣5℃、﹣15℃下进行实验： 温度t/℃ 充电时间t1/h 放电时间t2/h 25 6.66 1.55 5 5.67 1.29 ﹣5 5.07 1.16 ﹣15 4.48 1.03 小雨通过 反映电池容量大小，分析表中数据可以得出的结论是 ，探究发现，爸爸的说法是 （填“正确”或“错误”）的； （4）通过探究，小雨想到了帮助妈妈解决冬天电动车充电问题，可以将电动车放在比较温暖的地方充电，联想到国家近年大力推广的电动汽车，在冬季为了提高电池容量，从而提高电动汽车的续航能力，请你根据猜想二提出一个改进意见 。 【变式3】小明的妈妈每天骑电动车上班，夏天每两天充一次电，而入冬后每天就需充一次电。走的路程都一样，为什么区别会这么大呢？小明通过查阅网上资料，发现电池容量是指电池在25℃时存储电量的大小。于是他提出下列两个猜想： 猜想一，电池容量与使用时间有关。 猜想二，电池容量与温度有关。 （1）电动车电池的放电量不好统计，而且想通过冰箱进行降温也不好操作，突然他看到手机能显示电池的剩余电量的百分比，很快有了灵感，设计实验如下：将家里新、旧两部不同品牌的手机，在相同的环境温度下充满电，同时开始播放同一部电影，1.5h后新手机剩余电量85%，旧手机剩余电量41%。于是他得出“猜想一是正确的”结论，你认为他得出这一结论合理吗？ （选填“合理”或“不合理”），说明理由： ； （2）①为帮助小明进行实验，爸爸拿来了家里强光手电筒上的充电电池，小明发现上面标有“3.7V；4200mA•h”字样，他很快计算出充电电池充满电所存储的电能为 J； ②根据电池容量的定义，小明认为充放电需在同一温度下进行，他将充电电池分别放 在 25℃、5℃、﹣5℃、﹣15℃下充电并利用手电筒放电，并得出如下实验数据： 温度t/℃ 充满电所需时间t1/h 满电放电时间t2/h 25 6.66 1.55 5 5.67 1.29′ ﹣5 5.07 1.16 ﹣15 4.48 1.03 给充电电池充电时，电能转化为 能；小明通过 反映电池容量大小，分析表中数据可以得出的结论是探究发现，猜想 是正确的。 （3）通过探究，小明想到要帮助妈妈解决冬天电动车充电问题，可以将电动车放在比较温暖的地方充电。联想到国家近年大力推广的电动汽车，在冬季为了提高电池容量，从而提高电动汽车的续航能力，请你根据猜想二提出一个改进意见： 。 伏安法测小灯泡的电功率 03 【典例】（23-24九年级上·山东青岛·阶段练习）在测量小灯泡的电功率时，电源电压为3V，小灯泡上标有“2.5V”字样。 (1)电压表没损坏，但实验前发现电压表的指针如图丙所示，原因可能是 ； (2)甲图连接中有一条线是错误的，在这条导线上打“×”，并画出正确的连接 ； (3)电路连接正确后，从滑动变阻器接入电路的最大阻值开始记录数据，得到小灯泡的I﹣U图象如图乙所示，小灯泡正常发光时的电功率是 ； (4)在“测定小灯泡的额定功率”时，当手移动变阻器滑片时，眼睛应观察______； A．电流表的示数 B．电压表的示数 C．灯泡的发光情况 D．变阻器滑片的位置 (5)由实验可知，小灯泡的亮度由 决定； (6)在“测小灯泡电功率”这个实验中，滑动变阻器不能起到的作用是______； A．改变被测灯泡的额定功率 B．改变被测灯泡两端的电压 C．改变电路中的电流 D．保护电路 (7)有同学认为利用该电路还可以探究出导体中电流和导体两端电压的关系，这种想法是 （选填“合理”或“不合理”）的，理由是 。 【变式1】（23-24九年级上·吉林长春·阶段练习）在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒为3V，灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器的规格为“20，1A”。    (1)按照图甲所示电路，闭合开关后， 表有示数，灯泡 。检查发现有根导线连接错误，请在错误导线上打“×”，并用笔画线代替导线将电路补充完整 ； (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)解决上述故障问题之后，移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示，则此时灯泡两端的电压为 V； (4)图丙是小灯泡的电流随电压变化的图像，小灯泡的额定功率为 W。 【变式2】（24-25九年级上·全国·课后作业）小江发现家里不同房间的灯亮度不同，猜想可能是与灯泡的电功率有关。他找来若干节新干电池、开关、滑动变阻器、电流表、电压表、同一规格的导线若干，测量额定电压为2.5V小灯泡的功率。 (1)小江选择两节新干电池进行实验，连接的实物电路如图甲所示，请在方框内画出对应的电路图 ； (2)闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2V，读出电流表示数，将数据记入表格．继续移动滑片，即使将滑片移动到阻值最小的位置，小灯泡两端电压也无法达到2.5V，解决的办法是 ； (3)问题解决后，移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端电压达到2.5V。如图乙所示，此时电流表的示数为 A，小灯泡的额定功率为 W； (4)继续移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端电压为2.9V，读出电流表示数，将数据记入表格。如表所示，小江设计的表格不足之处是 ； 实验次数 灯泡两端电压U 通过灯泡的电流I 灯泡的电功率P 发光情况 1 2 0.26 0.52 较暗 2 2.5 正常发光 3 2.9 0.32 0.93 较亮 (5)实验表明小灯泡的亮度由 决定； 补充设问 （2024无锡） (6)用如图甲所示的电路测量小灯泡的功率，实验原理是： ； (7)小王同学也按如图甲所示电路图连接电路，当连接最后一根导线时，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭，请你指出导致此现象可能的原因： 。 缺电流表测灯泡的电功率 04 【典例】（23-24九年级上·河南平顶山·阶段练习）探究小组的小强和小刚在“探究电流跟电阻关系”的实验中，连接了如图甲所示的电路，电源电压恒定为3V。 实验序号 电阻R/Ω 电流I/A 1 5 2 10 0.2 3 20 0.1 (1)用开关试触时，小强发现电压表的指针满偏，而电流表示数为零，故障的原因可能是定值电阻发生了 （选填“短路”或“断路”）； (2)排除故障后，进行实验，将5Ω定值电阻接入电路，将滑片移至适当的位置，记录电压表和电流表的示数，电流表的示数如图乙所示，此时电流为 A；在滑动变阻器滑片位置不变的情况下，小强直接将5Ω电阻换成10Ω电阻，他应向 端移动滑片，使电压表的示数为 V； (3)小强记录的三次实验数据如图所示，分析实验数据可以得出：导体两端电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成 ； (4)根据表中数据及相关已知条件计算，三次实验中，滑动变阻器连入电路的最大阻值为 Ω； (5)小刚同学又设计了如图所示的电路，测量了一个小灯泡的额定功率（小灯泡的额定电压为U额，变阻器R2的最大阻值为R0）。实验步骤如图丙： ①闭合开关S，调节变阻器R2的滑片使其位于b端，调节变阻器R1的滑片，使电压表的示数为U额； ②保持变阻器R1的位置不变，调节变阻器R2的滑片至a端，读出电压表的示数为U，此时电路中的电流I= ； ③小灯泡的额定功率P额= （用U额、U、R0表示）。 【变式1】（23-24九年级下·江西宜春·阶段练习）【探究名称】探究电流与电压、电阻的关系 【实验器材】电源（电压为4.5V）、电流表、电压表、滑动变阻器（20Ω，2A）、定值电阻4个（5Ω、10Ω、20Ω、50Ω），开关，导线若干。 【实验步骤】嘉嘉同学设计了如图甲所示的电路图。 (1)请用笔画线代替导线将如图乙所示的实物图连接完整 ； (2)滑片P位于滑动变阻器阻值最大处，闭合开关，电流表有示数，电压表无示数，则电路故障的原因是电阻R ； (3)排除故障后，将定值电阻由5Ω更换为10Ω时，应向 （选填“左”或“右”）适当调节滑动变阻器的滑片P，使电压表示数保持3V不变； (4)如图丙所示是根据实验数据画出的定值电阻的I-R图像，由此可得，当电压一定时， ； (5)小静同学继续探究，再次换接50Ω的定值电阻后，发现无论怎样移动滑片P，都不能使电压表示数达到原来的3V。若在电路中再串联一个10Ω的电阻 （选填“能”或“不能”）完成这次实验； 【拓展】 (6)小芳在进行实验时发现电流表无法使用，老师用一个已知阻值为R的定值电阻，设计了如下图所示的电路，并正确测出小灯泡的额定功率（已知额定电压）。已知电源电压不变，实验步骤如下（实验前，所有开关均断开）： ①闭合开关S、S1，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表读数为 ，读出此时电压表的示数为U1； ②断开开关S1，闭合开关S2，保持滑动变阻器滑片P的位置不动，读出此时电压表的示数为U； ③小灯泡额定功率的表达式P额= 。（用U1、U、R0表示） 【变式2】（23-24九年级下·四川巴中·阶段练习）在测量额定电压为2.5V的小灯泡电功率实验中，电源是三节新干电池。 (1)请用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整 ；（当滑片向右移动时，灯变亮） (2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于 （填“左”或“右”）端； (3)移动滑片在某一位置，电压表的示数如图乙所示，此时电流表的示数为0.24A，则小灯泡的实际功率为 W，为了研究小灯泡发光情况与电功率的关系，除了表中记录的电表示数和电功率，还需要增加记录的内容是 ； 实验次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 1 2.5 0.26 2 0.24 3 2.8 0.28 (4)分析实验数据可以发现。小灯泡两端的电压越高，它的实际功率 ； (5)完成上述实验后，某小组设计了图丙所示的电路，用原来的电源和电压表测量原小灯泡的额定功率，方案如下： ①把定值电阻接入电路，调节滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光； ②保持滑片位置不变，将电压表改接在两端，读出电压表的示数U0； ③小灯泡的额定功率 （用U额、U0和表示）。 ④现有阻值为、、的定值电阻，为了能测出小灯泡的额定功率，结合题中的数据分析，定值电阻应选 的。 【变式3】（2024·湖南娄底·二模）如图所示，在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器的规格为“20Ω  1A”。 （1）图甲中有一根导线连接错误，请在连接错误导线上打“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确；( ) （2）按正确电路连接好电路，闭合开关S，发现灯泡不亮，电压表有示数且接近电源电压，电流表示数为零，产生这种现象的原因可能是 ； （3）排除故障后实验过程中，使小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W； （4）某实验小组在缺乏电流表的情况下，用一个电压表和定值电阻测另一只额定电压为的小灯泡正常工作时的电阻，设计了如图丙所示的电路，并进行了如下操作步骤： ①依据电路图连接好电路，只闭合开关、，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， ，读出电压表示数为； （3）小灯泡正常工作时的电阻 。（用、和表示） 缺电压表测小灯泡的电功率 05 【典例】（23-24九年级下·广东茂名·阶段练习）如图所示，在“测量小灯泡额定功率”的实验中，老师给同学们提供的器材有：小灯泡（额定电压为2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω）、电源（电压恒为6V）、电流表、电压表、开关各一个，导线若干。若实验室只有：R1（10Ω  0.5A）、R2（50Ω  0.5A），R3（200Ω  0.2A）三种规格的滑动变阻器可供选择。 （1）通过估算，滑动变阻器应选择 （选填“R1”“R2”或“R3”），选择合适变阻器后请你用笔画代替导线将电路连接完整，要求：滑片向右移动时灯泡变暗 ； （2）闭合开关后，发现无论如何移动滑片，电压表示数都很大，电流表几乎无示数，出现的电路故障可能是 ； （3）当移动滑片P到图甲中某一位置时，电压表示数（如图乙所示）为 V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动，根据图丙图像信息，小灯泡的额定电流是 A，可计算出小灯泡的额定功率是 W； （4）在测定小灯泡额定功率的实验中，现有如下器材：额定电压为U0的小灯泡、电源（电压未知）、一个阻值为R的电阻、一个滑动变阻器、一只电流表、一个单刀双掷开关和若干导线。实验时不能忽略灯丝的电阻随温度的变化，设计的实验电路图如图丁所示，测量小灯泡额定功率的主要步骤和需要测量的物理量如下： ①S掷向接线柱1，调节滑动变阻器，使电流表的示数为 ； ②保持滑动变阻器滑片不动，S掷向接线柱2，读出电流表示数I； ③本实验中，小灯泡额定功率的表 （以上两空均用已知量和测量量表示）。 【变式1】（23-24九年级上·陕西西安·阶段练习）在“测量小灯泡的电功率”的实验中，老师给同学们提供的器材有：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，三种规格的滑动变阻器R1（10Ω，0.5A）、R2（50Ω，0.5A）、R3（200Ω，0.2A）可供选择。 （1）通过估算，滑动变阻器应选择 （选填“R1”、“R2”或“R3”）； （2）滑片P置于阻值最大处，闭合开关试触时，发现电压表示数很大，电流表几乎无示数，出现的电路故障原因可能是 ； （3）排除故障后，闭合开关S，移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示，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。根据图丙图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是 W； （4）实验数据处理时，不能求功率的平均值是因为 （选填“①”、“②”或“①和②”）； ①小灯泡电阻随温度升高而增大。 ②小灯泡的实际功率随实际电压的变化而变化。 （5）在测量额定电压为U额的小灯泡额定电功率的实验中，小明同学的电压表损坏了，老师告诉他已经没有电压表可换，但给了他一个已知阻值为R0的定值电阻和若干个开关，小明重新设计了如图丁所示的电路，请你帮他补全实验步骤和表达式： ①按照电路图正确连接电路； ②断开开关S2，闭合开关S、S1，调节滑动变阻器，使得电流表读数为 ，即灯泡正常发光； ③保持滑片位置不动，断开开关S1，闭合开关S、S2，记下电流表的读数为I；则测得小灯泡额定功率的表达式为P额＝ （用U额、R0、I表示）。 【变式2】（2024·辽宁鞍山·模拟预测）小明利用“伏安法”测量未知电阻Rx的阻值，电源电压恒为3V，Rx阻值约为10Ω。 （1）请用笔画线代替导线，完成图甲实物电路的连接。要求：滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电流表示数变小 ； （2）对照图甲实物电路，请你在虚线框内添上所缺的电学元件和导线，把电路图补画完整 ； （3）闭合开关，两电表均无示数。将电压表接在变阻器两端时也无示数，但接在开关两端时有示数，则电路故障是 ； （4）排除故障后，闭合开关，移动变阻器的滑片P至某一位置，此时电压表示数为2.7V，电流表示数如图乙，则未知电阻Rx= Ω； （5）小华认为：不用电流表，只用电压表和阻值为400Ω的定值电阻R0，由图丁同样可以测得未知电阻Rx的阻值。小华设计方案如下： a．闭合S1、断开S2，读出电压表示数为U1；b．闭合S1、S2，读出电压表示数为U2； ①电阻Rx的表达式为Rx= （用测量值U1、U2及R0来表示）； ②利用提供的实验器材，小华设计方案 （选填“能”或“不能”）准确测得电阻Rx的阻值，你判断的理由是 ； （6）若将待测电阻换成额定电压2.5V小灯泡测额定功率，通过小灯泡的电流随它两端电压的变化如图戊所示。分析图像可知，当小灯泡两端的电压增大时，灯丝的电阻会 （选填“增大”、“不变”或“减小”），该小灯泡的额定功率为 W； （7）在实验时，电压表出现了故障不能使用，用图戌所示的电路，也能测量小灯泡的额定功率，其中定值电阻R0已知，测量方法：先闭合开关S和S1，调节滑动变阻器，使小灯泡正常发光，则电流表的示数I1= （用已知量的符号表示，下同）；然后将S1断开，S2闭合，读出电流表的示数为I，则小灯泡的额定功率 【变式3】（23-24九年级上·河南新乡·期末）在测量“小灯泡电功率”的实验中，如图甲所示，电源电压恒为4.5V，小灯泡标有“2.5V”的字样，电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干。 （1）甲图中有一根导线连接错误，在连接错误的导线上打“×”，并在图中画出正确的连线 ； （2）正确连接后，闭合开关，发现电流表有示数，电压表示数为零，故障原因是： ； （3）排除故障后，逐渐移动滑片，电压表示数如图乙所示，为测出小灯泡的额定功率，应向 （填“左”或“右”）端移动滑片P。图丙为灯泡的U- I图像，则灯泡的额定功率为 W，此时滑动变阻器连入电路中的阻值为 ； （4）另一小组电压表有故障，设计了如图丁所示的电路图，测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率，已知定值电阻的阻值为R2，请将实验步骤补充完整： ①闭合开关S、S2，断开开关S1，移动滑动变阻器的滑片，使电流表A的示数为 （用字母表示），此时可将R2和电流表A整体看作 （填测量工具的名称）； ②闭合开关S、S1，断开S2，保持滑动变阻器的滑片位置不变，记录此时电流表A的示数为I； ③小灯泡额定功率的表达式：P额= （用已知R2、I、U额表示）。 等效替代法测小灯泡的电功率 06 【典例】（2024·云南·模拟预测）有一只小灯泡的铭牌上仅能看清“0.5A”的字样，小强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，闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不亮，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 (2)他测量小灯泡额定功率的实验原理是 （填公式），图甲中 （填仪器名称）的量程选择不合理； (3)排除故障后，正确连接电路，使小灯泡正常发光，此时电压表的示数如图乙所示，则电压表的示数是 V，小灯泡的额定功率为 W； (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 ； 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则小灯泡的额定功率表达式P额= （用字母表示）。 【变式1】（2024·江苏南京·二模）要测量一个额定电流为0.25A小灯泡的电功率，小灯泡正常工作时的电阻约为10Ω。现有器材：6V的电源一个，电流表和电压表各一个，“50Ω2A”的滑动变阻器A和“10Ω1A”的滑动变阻器B各一个，开关、导线若干。 (1)小明选用的滑动变阻器是 （选填“A”或“B”）； (2)甲图是小明用伏安法测小灯泡电功率的实物图，其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）； (3)移动变阻器的滑片，当电流表的读数为0.25A时，电压表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W，小灯泡正常工作时的电阻是 Ω； (4)现电流表损坏，为测量额定电压为3.8V小灯泡的电功率，小强增加了电阻箱R0，又设计了如图丙所示的电路图并进行了如下操作，电源电压6V恒定。 ①实验步骤如下： 第一步：仅闭合开关S、S2，调节滑动变阻器R，使电压表的示数为3.8V； 第二步：断开S2，再闭合开关S1，调节变阻箱R0，使电压表的示数再次为3.8V，读出电阻箱的读数为19Ω；则小灯泡的的额定功率为 W。 ②在交流评价阶段，下列说法正确的是 。 A．若在第二步操作时，不小心冋右移动了滑片，则小灯泡额定功率测量结果偏大 B．若在第二步操作时，不小心向右移动了滑片，则小灯泡额定功率测量结果偏小 C．把图丙中的变阻箱换成规格合适的滑动变阻器也可以测量出小灯泡的额定功率 【变式2】（23-24九年级下·江苏泰州·阶段练习）在测3.8V小灯泡（电阻大约为10左右）额定功率的实验时，小明连接了如图所示的电路，其中电源电压为6V。 （1）请将实物电路连接完整 （要求：滑动变阻器的滑片向右移动时小灯变亮）； （2）若在连接电路时，有A（5；1A）、B（10；0.5A）和C（15；0.2A）三个滑动变阻器可供选择，则应该选择变阻器 （A/B/C）连入电路，才能保证实验顺利进行； （3）下表为某小组的实验记录： 实验序号 电压表示数/V 电流表示数/A 实际功率/W 额定功率/W 1 3.0 0.36 1.08 2 3.8 0.40 1.52 3 4.5 0.42 1.89 老师认为该小组数据处理过程有误，你的评价是 ； （4）若没有电流表，小莉想利用一个电压表和一个电阻箱测量小灯泡的额定功率。她选择了满足实验要求的实验器材，并按照图所示的电路图连接好实物。以下是她设计的实验方案，请将它补充完整： ①只闭合开关 ，移动变阻器的滑片P，使电压表示数为3.8V； ②下一步操作是： ，当电压表示数为3.8V时，读出电阻箱连入电路的阻值R0； ③利用上述测量出的物理量及已知量，写出小灯泡额定功率的表达式是：P＝ ； （5）小刚还想测量一只额定电压为2.5V，电阻约为10Ω小灯泡的额定功率，为此他将图中的“3.8V”的小灯泡换成“2.5V”的小灯泡继续实验，小明认为他不能测出该小灯泡的额定功率，理由是 。 【变式3】（23-24九年级上·江苏南通·阶段练习）实验室购买了一批小灯泡，同学们发现其中有一只小灯泡上标有“2.5V”字样，小明想知道其额定功率。老师告诉他灯泡的电阻约8~15Ω，并给他准备了如下器材：电流表、电压表“0~3V”、滑动变阻器R1“10Ω 1A”、滑动变阻器R2“50Ω  2A”、电源（电压恒为6V）、开关、导线若干。 （1）按如图甲的电路图连接实物，为了防止小灯泡被烧坏，应选用滑动变阻器 （选填“R1”或“R2”）连入电路； （2）将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，使灯泡两端电压逐渐增大到3V，并读出对应的电流值，绘制出了如图乙所示的I-U曲线。由图乙可知小灯泡的额定功率为 W，通过小灯泡的电流与它两端的电压并不成正比，其原因是 ； （3）老师给了小强一个额定电流为0.3A的小灯泡和一个阻值为20Ω的定值电阻R0，电源电压未知，请他测量该灯泡的额定功率。小强设计的电路图如图丙所示，请将以下实验步骤补充完整。 ①闭合开关S、S2，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为 A； ②保持滑片P的位置不变，断开开关S2，闭合开关S1，电流表示数为0.2A；将滑片P移到最左端，电流表的示数为0.3A，则电源电压为 V； ③小灯泡的额定功率：P额= W。 列方程组求解灯泡的额定功率 07 【典例】（23-24九年级下·广西南宁·开学考试）物理学习小组的同学小南和小宁利用以下器材测量小灯泡的额定功率：恒压电源（6V）、小灯泡（标有“2.5V”字样）、滑动变阻器（标有“60Ω；1A”字样）、电流表、电压表、开关、导线若干，实验电路如图甲所示。 （1）“测量小灯泡的电功率”的实验原理是 ； （2）开关S闭合后电路正常工作。一段时间后，电流表无示数，电压表无示数，这可能是R （选填“断路”或“短路”）； （3）排除故障后，当滑动变阻器的滑片移到某一位置时，电压表指针如图丙所示，则灯泡两端的实际电压为 V。若要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向 移动（选填“左”或“右”）； （4）小南同学多次测量，处理数据作图如图乙所示，则灯泡的额定功率是 W；另外还发现，小灯泡两端电压不同时灯丝的电阻不相等，你认为原因可能是 ； （5）完成上述实验后，小宁又重新设计了如图丙所示的电路，用于测量另一个小灯泡的额定功率，电源电压记为，该灯泡正常工作的额定电压为。滑动变阻器的最大阻值为，实验步骤如下： ①闭合开关、，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数等于； ②断开，闭合、，保持的滑片位置不变，调节滑动变阻器，使电压表示数变回； ③再将滑动变阻器的滑片调到最右端，电压表的示数变为： 则小灯泡的额定功率表达式为 （用字母、、、表示）。 【变式1】（2024·山东泰安·二模）李南同学在测定小灯泡正常发光时的功率，连好的实物电路如图甲所示，已知小灯泡的额定电压为2.5V。 (1)如图甲所示是小明已连接的电路，有一根导线连接错误，请在连接错误的导线上打“×”并用笔画线代替导线完成正确的连接 ； (2)连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，且电压表的示数为3V，电流表示数为0，则出现故障的原因可能是 ； (3)当电压表示数调至2.5V时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W； (4)在图丙中，根据实验数据描绘的通过小灯泡的电流与其两端电压关系的图象正确的是 （选填“①”、“②”或“③”）； (5)小华设计了如图丁所示的电路来测量小灯泡的额定功率，小灯泡的额定电流为I额，请完成下列填空（电源电压不变，R1和R2为滑动变阻器，R2的最大电阻为R0）： ①只闭合开关S、S1，调节R2使电流表的示数为I额； ②再断开S1，闭合S2，保持R2滑片位置不变，调节R1，使电流表示数为 ； ③接着将R2的滑片P调至最左端，记下电流表的示数为I1；再将R2的滑片P调至最右端，记下电流表的示数为I2，则小灯泡的额定功率P额= （用I额、R0、I1、I2表示）。 【变式2】（2024·四川绵阳·模拟预测）某同学用如图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。实验中电源电压6V，小灯泡的额定电压是3.8V。 (1)闭合开关前，检查电路，该同学发现有接线错误，并已经在接错的导线上打“×”，请画线把它改到正确的位置上； (2)电路改接正确后，闭合开关，若要逐渐增大灯泡两端的电压，则滑动变阻器的滑片应向 （选填“左”或“右”）移动；当电压表示数为3.8V时，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W。 (3)另一同学设计了如图丙所示的实验电路来测量小灯泡的额定功率。电源电压未知但恒定不变，小灯泡的额定电压为，和为滑动变阻器，的最大阻值为，实验步骤如下： ①闭合开关S、，断开开关，调节的阻值，使电压表的示数为； ②闭合开关S、，断开开关，保持的阻值不变，调节的阻值，使电压表的示数为； ③保持的阻值不变，将的滑片P调至最左端，记下电压表的示数，再将的滑片P调至最右端，记下电压表的示数，则小灯泡的额定功率 。（用、、、表示） 探究电流的热效应 08 【典例】（23-24九年级上·湖北省直辖县级单位·阶段练习）如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着初温、质量相同的空气。 (1)由于电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察 来显示容器内空气温度的变化； (2)图甲装置将两段阻值不同的电阻丝 （填电路连接方式），是为了探究电流产生的热量与 的大小的关系，通电一段时间后， （选填“左”或“右”）侧容器产生的热量更多； (3)图乙装置可以探究电流通过导体时产生的热量与 的大小的关系，R1和R2两根电阻丝在相等的时间内产生的热量之比为Q1：Q2＝ 。为了使左右两个U形管内液面高度差差异更大，R3应选用 （从2Ω、5Ω和10Ω的定值电阻中选出一个定值电阻）； (4)图乙中，若接通电路一段时间后，右侧U形管的液面高度差逐渐变大，但左侧U形管的液面高度不变，经检查电路也没有出现故障，则可能的原因是 ； (5)图乙中，若接通电路一段时间后，左侧U形管的液面高度差明显变大，但右侧U形管液面高度差不变，后发现是由于电路故障引起的，则原因可能是______。 A．R1电阻丝断路 B．R2电阻丝断路 C．R3电阻丝断路 D．R3电阻丝短路 【变式1】（23-24九年级上·福建福州·阶段练习）如图1所示，是“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。烧瓶内装有质量和初温完全相同的煤油，瓶中镍铬丝横截面积相同，但甲的长度大于乙的长度。 (1)电阻丝R1 R2（选填“＜”、“=”或“>”）； (2)通电一定时间后，发现 瓶中的温度计示数更高，由此得出的实验结论是：电流相等，通电时间相同时，电流产生的热量与 有关； (3)为了在较短时间内达到明显的实验效果，常选用图2做实验，是因为空气具有 较小的特点； (4)甲装置可探究电流产生的热量与 的关系，乙装置中R3突然发生了开路，则与左侧容器相连的U形管中的液面上升的速度将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【变式2】（23-24九年级上·陕西西安·阶段练习）在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”时，小明和小华同时进行了实验，小明设计的实验电路如图甲所示，两个完全相同的玻璃瓶甲、乙内，瓶中插入温度计a、b。 (1)为了让实验效果更显著，小明应在图1的甲、乙两瓶中加入质量、初温均相同的 （选填“煤油”或“水”）； (2)实验中，通过观察温度计的示数变化大小来比较电流通过电阻产生热量的多少，下列实验应用了该研究方法的是 　 　（选填序号）； A．探究电流与电压、电阻的关系 B．探究导体电阻的大小与哪些因素有关 C．“伏安法”测电阻 (3)爱思考的小明，还利用该实验装置比较不同物质的吸热能力，在图1甲、乙两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体 。闭合开关，一段时间后，若温度计a比温度计b温度升高得快，则甲、乙两瓶内液体比热容的关系，c甲 c乙。（均选填“>”、“<”或“=”） (4)另一小组的小华同学用如图2探究电流通过导体产生的热量与电流关系的实验，实验中给装置通电， （选填“左边”或“右边”）U形管内的液面高度变化较快。如果通过左侧容器中电阻丝的电流是2A，则右侧容器中电阻丝在1min内产生的热量是 J。 电功率的综合应用（科普阅读题） 09 【典例】（23-24九年级上·江苏南通·阶段练习）阅读短文，回答文后的问题。 空气净化器 由于雾霾天气的增多，空气净化器逐渐走入家庭，其工作过程如图1：脏空气进入净化器时，流到负电格栅板时，带电灰尘被吸附。此后经过活性炭层时，排出的空气的污染物浓度大幅降低，多次循环后变成洁净空气。 洁净空气量（CADR）是反映空气净化器净化能力的性能指标，CADR值越大，可以评估其在运行一定时间后，去除室内空气污染物的效果。按下列公式计算CADR：CADR=（V为房间容积；t为空气净化器使房间污染物的浓度下降90%运行的时间） 型号 额定电压 频率 额定功率 洁净空气量（CADR） GH﹣2034A型 220V 50Hz 44W 138m3/h (1)某房间的使用面积为18m2，高度是3m。此空气净化器 （选填“能”或“不能”）在1小时内使房间污染物浓度下降90%； (2)该空气净化器工作1h会消耗电能 J； (3)可变电阻是制作二氧化碳传感器的常用元件，如图2为其控制电路，电源电压保持6V不变，R1为可变电阻，其阻值随二氧化碳浓度变化如图3，R0为定值电阻，当浓度为0.031%时，电压表示数为1V。则R0的阻值为 Ω，当浓度为0.033%时，电压表示数为 V；当电压表示数大于3V时，二氧化碳浓度大于 %，此时空气净化器会自动报警； (4)小明想要模拟控制电路的工作情况，在连接实物图时，却误将电压表串联进电路。小华查阅资料获知（灵敏电流计是一个能够检测和显示非常小电流的仪器）。于是小华设计了图4电路，测量大电阻的阻值，电压表电阻为3kΩ，电压表示数为1.2V，此时电流为 A，待测电阻阻值为 Ω； (5)小华为考验小明，设计了图5所示电路，电源电压恒为6V，R1=1kΩ，R2=2kΩ，滑动变阻器R′的最大阻值为2kΩ，电压表的量程为0～3V。连接好电路后： ①S1接1，S2也接1时，此时电压表示数为3V，则电压表的阻值为 Ω； ②将S2改接2，此时电压表示数为2V。计算待测电阻Rx'= Ω； ③当开关接入不同时，电路的总功率也会发生改变，在确保电路安全的前提下，总功率的变化范围是 W。 总功率的变化范围是0.0036W~0.006W。 【变式1】（24-25九年级上·湖北武汉·阶段练习）混合动力汽车一般是指油电混合动力汽车，即采用传统的内燃机（柴油机或汽油机）和电动机作为动力源。它具有燃油经济性能好，行驶性能优越等优点。混合动力汽车启动时，内燃机并不工作，蓄电池通过某种方式向车轮输送能量；当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，也可以同时给蓄电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机和蓄电池还可以同时向车轮输送能量。如图是一台某品牌的混合动力汽车，请运用所学的物理知识解决涉及该汽车有关的问题。 (1)图乙为汽油机的四个冲程示意图，一个工作循环合理的顺序应为 ；若该汽油机飞轮的转速为1200r/min，则在1s内汽油机对外功 次； (2)如图丙为小汽车安装的电加热座椅垫，坐垫加热原理如图丁所示，和是两个定值电阻（表示两个电热丝），通过双触点开关旋转至不同位置。实现“高温”、“低温”“关闭”三个挡位。其中电热丝、串联时为低温挡，单独接入电路时为高温挡。双触点开关放在 间（选填“a、b”、“b、c”或“c、d”），坐垫处于高温档；若双触点开关接b、c时，通过电阻的电流为0.5A，则通过熔断器的电流为 A； (3)座椅垫处于“高温”挡时，消耗的电能就可以将质量为0.5kg的加热片从10℃加热到40℃，，那么加热片的加热效率是多少 ？ (4)该款汽车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离消耗汽油1kg，汽油机的效率为30％，汽油的热值，如果汽油机的效率提高到40％，其他条件都不变，那么该汽车在这段路程节约的汽油完全燃烧大约能释放出多少J的热量 ？ 【变式2】（24-25九年级上·广东惠州·开学考试）阅读短文，回答问题。 某一空气净化器工作过程如图甲所示：空气进入净化器，空气里的灰尘由于钨丝放电而带上正电，经过负电格栅板时被吸附，此后经活性炭进一步净化，在不同挡位工作时的参数如下表所示。净化空气量是指1h净化空气的体积；净化效率等于净化前后空气中有害气体浓度的差与净化前有害气体浓度的百分比。 工作挡位 待机 1挡 2挡 3挡 4挡 5挡 6挡 功率（W） 0.9 23 45 75 103 121 148 净化空气量（m3/h） ﹣ 120 240 360 500 760 (1)我们看到空气中尘土飞扬的现象 （选填“不属于”或“属于”）扩散现象，空气净化器负电格栅板吸附灰尘的原理是利用 ； (2)单独使用该净化器20min，规格为2400imp/（kW·h）的电能表指示灯闪烁36次，则该空气净化器在 挡位工作，一间80m3的房间在该挡位下进行净化，需要消耗电能 J，才能完成工作； (3)利用气敏电阻可以检测空气质量，如图乙所示为检测电路，定值电阻R0＝10，电源电压恒为28V；如图丙所示为气敏电阻阻值随空气中有害气体浓度β的变化曲线，现用此电路检测该型号净化器的净化效率，净化器启动前，检测电路中电流表的示数为0.7A，此时空气中有害气体浓度是 μg/m3。净化器正常使用30min后，检测电路的电流变为0.1A，则该空气净化器的实际净化效率为 %。 【变式3】（2024·广东汕头·一模）现在生活中出现了共享充电宝，当人们归还共享充电宝后，服务终端会自动给充电宝充电，图甲是某充电宝的充电示意图及简化电路图，图乙是充电过程中充电宝的电压、电流与时间t的图像（数轴上的标度不按比例）。 (1)充电宝给手机充电的过程中，充电宝的电能转化成手机电池的 能，此过程中属于用电器的是 （选填“充电宝”或“手机电池”）； (2)充电宝在前1h内消耗了7200J电能，这段时间的平均功率是 W； (3)当电压低于3V时，充电宝处于预充电阶段，是第 （选填“一”“二”或“三”）阶段； (4)在第三阶段，充电宝的电功率随充电时间的增长而 （选填“变大”“变小”或“不变”）； (5)某充电宝的参数如下表，对外充电时的最大输出功率为40W，最多能输出总电能的90%。若用它对一手机充电，按照大输出功率计算，最多能对手机输电 h。 充电功率 ≥10W 标称电压 3.8V 电池容量 4000mA•h 提优练习 1．（2024·江西九江·模拟预测）小明的妈妈每天骑电动车上班，小明观察到妈妈夏天每两天充满一次电，而入冬后每天都需满充一次电。而上班走的路程都一样，为什么会有区别呢？小明通过查阅网上资料，发现电池容量是指电池在时存储电量的多少。于是他有了下列两个猜想： 猜想一：电池容量与使用时间有关； 猜想二：电池容量与温度有关。 (1)电动车电池的放电量不好统计，而且降温也不好操作，有次他看到手机能显示电池的剩余电量比，由此设计实验如下：将家里新、旧两部不同品牌的手机，在相同的环境温度下充满电，同时开始播放同一部电影，1.5h后新手机剩余电量为85%，旧手机剩余电量。于是他得出“猜想一是正确的”结论，你认为他得出这一结论合理吗？ （选填“合理”或“不合理”），说明理由： ；（写出一条即可） (2)①为帮助小明进行实验，爸爸拿来了家里强光手电筒上的充电电池，小明发现上面标有“”字样，他计算出充电电池充满电所存储的电能为 J； ②小明为验正猜想二是否正确，将充电电池分别放在温度下充电并利用手电筒放电，实验数据如下表所示： 温度t/ 充满电所需时间/h 满电放电时间/h 25 6.66 1.55 5 5.67 1.29 5.07 1.16 4.48 1.03 实验考核中给充电电池充电时，电能转化为 能；小明是通过观察 反映电池容量大小，分析表中数据可以得出猜想二是 的。 (3)在冬季为了提高电动车的续航能力，请你帮小明妈妈提供一个提高电动车续航能力的改进方法： 。 2．（2024·山东淄博·中考真题）在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V（正常发光时的电阻约为9Ω）。 (1)图甲是小明连接的电路，请指出不妥之处： ； (2)重新连好电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，进行多次测量，将数据及现象记录在表格中。 实验次数 电压表示数/V 电流表示数/A 小灯泡的实际功率/W 小灯泡亮度 1 0.5 0.16 不亮 2 1.3 0.22 较暗 3 2.1 0.26 较亮 4 2.5 1 明亮 5 3.0 0.36 耀眼强光 ①实验多次测量的目的是 ； ②第4次实验时电流表的示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为 W；接下来要完成第5次实验，滑片应向 移动； ③通过实验发现，小灯泡两端的电压越大，实际功率 ，小灯泡越亮； ④小聪发现表格中有一个电流数据有误，该数据是 ； (3)完成实验后，小明取一个阻值为的定值电阻，设计了如图丙所示的电路，测量小灯泡正常发光时的电阻。请把实验步骤补充完整。 ①闭合开关S，移动滑片P，直至电压表示数为 V； ②断开开关S，保持滑片P位置不变， ，再闭合开关，记录电压表示数； 小灯泡正常发光时的电阻 （用所测的量和已知量表示）。 3．（2023·湖南衡阳·模拟预测）小君在做“测量定值电阻Rx的阻值”的实验时，老师为他提供的器材有：电源、未知阻值的定值电阻Rx、符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线，图乙是没有连接完整的实物电路图。 (1)请根据图甲用笔画线代替导线将实物电路图（图乙）连接完整 （要求：向右移动滑动变阻器的滑片P时电流表示数变小；导线不交叉）； (2)在连接电路时，开关必须断开；实验前，滑动变阻器的滑片P应置于 端（选填“A”或“B”）； (3)闭合开关后，无论怎样移动滑片P，发现电流表始终无示数，电压表有示数，其原因可能是________； A．滑动变阻器断路 B．定值电阻断路 C．定值电阻短路 (4)排除故障后，当电压表示数为2.4V时，电流表示数如图丙所示，则定值电阻的阻值为 Ω，定值电阻的电功率为 W； (5)完成上述实验后，小君同学又想测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率，但发现电流表已经损坏，于是他又找来了两个开关和一个阻值为R0的定值电阻，设计了如图丁所示的电路。已知电源电压恒为U（U＞U额），请你完成下面的实验步骤。 ①闭合开关S、S1，断开开关S2，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为U﹣U额； ②闭合开关S、S2，断开开关S1，保持滑动变阻器的滑片不动，读出电压表示数为U1； ③小灯泡额定功率的表达式为P额＝ 。 4．（23-24九年级上·云南楚雄·阶段练习）在“测量小灯泡的电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时的电阻约为8Ω。 (1)在图甲中，有一根导线未连接，请用笔画线代替导线将电路连接完整 。 (2)闭合开关后，小灯泡不亮，电流表没有示数，电压表示数超过量程，经检查，导线连接完好，则电路故障可能是小灯泡发生了 （选填“短路”或“断路”）。 (3)排除故障后，移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示，为 V；此时要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 （选填“左”或“右”）端移动。 (4)移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I﹣U图像，由图像可计算出小灯泡的额定功率为 W。 (5)完成上述测量后，不用电压表，用如图所示的电路也可以测量已知额定电流的小灯泡的额定功率额，定值电阻的阻值为R0。实验步骤如下，请补充完整： ① ； ②保持滑片位置不动，闭合开关S、S1，断开开关S2，记下此时电流表的示数为I； ③小灯泡的额定功率的表达式为P额＝ 。（用已知量和测得量的字母表示） 5．（23-24九年级上·云南曲靖·阶段练习）某实验小组利用如图甲所示的电路图测量小灯泡的电功率，电源电压恒为6V，规格分别为R1（10Ω 1A）和R2（30Ω   0.5A）的滑动变阻器各一个，小灯泡的额定电压是2.5V，正常发光时的电阻约为10Ω。 (1)连接电路时，滑动变阻器应选 （选填“R1”或“R2”），选好后，并把滑片移到 处。 (2)连接好电路后，闭合开关，发现电流表的指针反偏，原因是 ，正确连接电路后，经过多次实验，测得的实验数据通过描点绘制出电流随电压变化的图象如图乙所示，小灯泡的额定功率是 W。 (3)实验时发现小灯泡的亮度是变化的，小灯泡的亮度是由 （选填“实际功率”或“额定功率”）决定的。测量小灯泡的电功率 （选填“需要”或“不需要”）多次测量求平均值。 (4)小花从数据中发现，灯泡的电阻是变化的，原因是 。 (5)小明在做该实验时，电流表烧坏了，他找来一定值电阻R，操作步骤如下： ①断开S1，闭合S2，移动滑动变阻器滑片，使小灯泡正常发光，记下电压表示数U1； ②保持滑动变阻器滑片位置不变，断开S2，闭合S1，记下此时电压表示数为U2，则小灯泡的额定功率表达式P额= （用U1、U2和R表示）。 6．（24-25九年级上·黑龙江哈尔滨·阶段练习）某小组同学用如图1所示的电路探究“电流与电阻的关系”，实验中他们所用的定值电阻分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω，电源电压为7.5V保持不变； (1)小明首先用5Ω电阻实验，闭合开关后发现，无论怎么移动滑片，电流表指针无偏转，电压表指针迅速偏转到右侧没有刻度的地方，则电路中的故障可能是 ； (2)排除故障后，同组甲、乙两位同学进行了实验，并作出I-R图像如图2所示，其中 同学实验操作是符合要求的； (3)为完成四次实验探究，该小组选择的滑动变阻器电阻的最大阻值应不小于 Ω； (4)R0阻值和滑动变阻器规格已知，电源电压恒定，小明的同学们设计的以下电路图能测出阻值的是( ) A．B．C．D． (5)小张同学学习完电学知识并在复习过程中利用“2.5V   0.3A”的灯泡收集多组实验数据绘制了灯泡两端电压U与通过灯泡的电流I关系如图所示。由图像可得灯丝电阻的结论是 。 7．如图甲是用伏安法测量额定电压为2.5V小灯泡额定功率的电路图。 （1）闭合开关后，小灯泡发光，但电压表示数为0。经检查，图中a、b、c三根导线中有一根断了，则该导线是 （填写字母）； （2）排除故障后继续测量灯泡的额定功率。具体做法是，闭合开关，缓慢向 移动滑动变阻器的滑片，灯泡亮度逐渐变亮，直至电压表的示数为 V时停止移动滑片，此时电流表的示数如图乙所示，则灯泡的额定功率是 W。若此时只将小灯泡换成“2.5V  0.4W”的另一小灯泡，其它不变，那么该小灯泡的实际功率 0.4W（选填“>”、“<”或“=”）； （3）若电流表已坏，小莉用一个电阻箱代替电流表测量小灯泡的额定功率。她设计了如图丙所示的电路图，并按照图丙所示的电路图连接好实物。以下是她的实验步骤，请将它补充完整： ①先闭合开关 ，移动变阻器的滑片P，使电压表示数为2.5V； ②下一步操作是：将开关改为闭合 ，保持①中滑动变阻器的滑片P的位置不变，调节电阻箱的阻值，当电压表示数为2.5V时，读出电阻箱连入电路的阻值R； ③利用上述测量出的物理量和已知量，写出小灯泡额定功率的表达式P= 。 8．（2024·山东日照·一模）为了探究串联电路中用电器两端的电压与电源电压的关系，小瑞同学进行实验： (1)某次实验中小瑞正在测L2两端的电压，请加画一条线代替导线，帮助她将图1甲电路图补充完整； (2)当使用电压表测L1两端电压时，若观察到灯L1和L2均不发光，电压表有示数，则发生的故障是 ； (3)测得L2电压如图1乙所示，为 ，测得电源电压为3V，则L1和L2两电阻之比为 ，若两灯灯丝材料、长度相同，则 灯丝较粗（选填“L1”或“L2”）； 小瑞在爷爷家发现，刚换的白炽灯泡一开始比较亮，用过一段时间会变暗一些。这是为什么呢？根据所学的知识，他提出了下面的猜想： 猜想1：白炽灯两端电压变小使实际功率变小； 猜想2：白炽灯的实际电流变小使实际功率变小； 为了验证猜想，他完成了下面的探究。 器材：蓄电池（电压未知）、小灯泡（额定电压为2.5V）、电流表、电压表、开关各一个，滑动变阻器R1（最大阻值为20Ω）、导线若干。 (4)根据家庭电路连接方式和电压特点，可以判断猜想1 （填“正确”或“错误”）； (5)图2乙是小瑞连接的部分电路，请你帮他补充完成，要求滑片P向右移时灯泡变暗； (6)移动滑片，当电压表示数为2V时，电流表示数为0.18A，继续调节滑片，当灯泡两端电压越大时，灯泡越亮。根据实验数据得到小灯泡的U-I图像如图2丁所示，根据图像提供的信息，可知小灯泡的额定功率是 W，并可归纳出：小灯泡的实际电功率越 ，灯泡越亮； (7)经过分析，小瑞发现灯泡的电阻会随温度的升高而 ，验证了猜想二是正确的； (8)小瑞发现实验室一个小灯泡的额定电压值已经模糊，只标有“0.3A”字样，他设计了如图2戊所示的电路，来测量灯泡正常工作时的电阻（R2最大阻值也为20Ω），请完成下列步骤： ①只闭合开关S和S2，调节R1的滑片，使电流表示数为0.3A； ②只闭合开关S和S1，保持R1滑片位置不变，调节R2的滑片，使电流表示数也为 A； ③接着将R1的滑片调至最左端，电流表的示数为0.45A，再将R1的滑片调至最右端，电流表的示数为0.15A； ④该灯泡正常发光时的电阻RL= Ω。 9．（2024·山东日照·中考真题）小明在电学学习中，对电学的神奇和电能对人类生产生活产生的巨大影响深感敬畏，他通过下列实验对电学知识进行了进一步的探究。实验一：如图甲所示，在“探究电流与电阻关系”的实验时选用了如下器材：电压恒为6V的电源，阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻，电流表、电压表、开关、滑动变阻器各1个，导线若干。 (1)在检查电路时，他发现有一根导线连接错误，请你在答题卡的甲图中将连接错误的那条导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确 ； (2)要完成该实验，滑动变阻器应该选用以下哪种规格：______（填下列选项前的字母）； A．20Ω，0.5A B．40Ω，0.2A C．50Ω，1A (3)改正电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片滑至最 （选填“左”或“右”）端。闭合开关，发现电流表无示数，电压表示数较大；移动滑动变阻器的滑片，两表的示数无变化，可能是定值电阻发生 （填“断路”或“短路”）； (4)更换正常电阻后，A、B两同学根据各自的实验数据作出了如图乙所示的图像，分析图像，你认为 （选填“A”或“B”）同学的实验操作是错误的，他操作中的问题是： ； (5)改正错误后，他们都正确完成了实验，并记录相关数据，描绘出合理的图像，据此得出结论：在电压一定时， ； (6)实验二：为了探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关，设计了如图所示的实验装置（电源、开关未画出）。图丙是控制通过导体的电流和通电时间相同，探究 对产生热量多少的影响；图丁是控制导体电阻和通电时间相同，探究 对产生热量多少的影响。这两套装置进行实验的过程中都采用的研究方法是 。 10．（23-24九年级上·江苏南通·阶段练习）阅读下列材料，回答问题。 智能机器人常被用于校园红外测温及校园消毒（如图甲所示）。机器人配备了3台高清摄像头和红外热成像测温仪，若检测到人体温度异常，将消毒液雾化后再吹散到空气中进行消杀。当剩余电量不足时，机器人会主动寻找充电器充电。如图乙是它简化的智能测温报警电路，热敏电阻RT的阻值随温度变化规律如图丙所示。如表为智能机器人的部分参数： 电池工作电压 18V 电池容量 4000mAh 报警电流 ≥30mA 行进速度 0.3—0.6m/s 满载时消毒液质量 10kg 空载净重 20kg (1)制造智能机器人芯片所使用的材料是 （选填“导体”、“半导体”或“超导体”）； (2)机器人电池充满电时，储存的电能是 J； (3)当所测温度达到或超过37.3℃时，要求报警电路系统报警，则闭合开关前，应该将滑动变阻器的阻值至少调到 Ω； (4)红外线测温仪测量的是人体皮肤表面的温度，而人体皮肤表面温度比腋下温度要略低，所以要将该电路报警温度调低一点 （选填“左”或“右”）移动。 11．（2024·江苏南通·三模）阅读短文，完成下列问题 主动式空气净化器 净化器的工作原理为：机器内的马达带动风扇使室内空气循环流动，污染的空气，通过机内的空气过滤网后将各种污染物吸附。主动式空气净化器还会在出风口加装负离子发生器，将空气不断电离，产生大量负离子，被微风扇送出，形成负离子气流，达到清洁、净化空气的目的。 下表为某型号的主动式空气净化器的参数。CADR是反映其净化能力的性能指标，CADR值越大，其净化效率越高。利用CADR值，可以评估其在运行一定时间后，去除室内空气污染物的效果。可按下列公式计算CADR=2.4V/ t（V：房间容积；t：空气净化器使房间污染物的浓度下降90%运行的时间） 能效比是空气净化器洁净空气体积与输入功率之比；净化效率等于净化前后空气中有害气体浓度的差与净化前有害气体浓度的百分比。 额定功率 60W CADR 600m3/h 声强范围 34~64dB 模式 睡眠 静音 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 强劲 净化效率 >90% 能效比 11 工作挡位 待机 1档 2档 3档 4档 5档 6档 功率（W） 0.9 23 44 75 103 123 148 净化空气量（m3/h） — 120 240 360 500 610 760 噪音（dB）/声压级 — 23 32 39 47 49 55 (1)空气净化器工作时，以机内的过滤网为参照物，空气中的污染物是 。颗粒物接近带有负电荷的金属网时受到强烈的吸引力，这主要是因为 。 (2)如果室内面积为50m2，房间的高度为3m，则该空气净化器理论上使房间污染物的浓度下降90%需要消耗电能 kW·h。 (3)下列说法错误的是（　　） A．进风口流速大，气流外侧的颗粒物也被吸入净化器 B．输入净化器中的功率越大，消耗的电能越多 C．净化器工作时发出的声音不会对人的听力造成损伤 D．净化器的能效比越大，说明该净化器值CADR越大，越节能 (4)某次单独使用空气净化器10min，消耗电能是4.5×104 J，则该空气净化器在 档工作；若出风口的面积为0.25m2 ， 则风速为 m/s。 此时该空气净化器的能效比为 m3/（h·W）。 (5)利用气敏电阻可以检测空气质量，如图乙所示为检测电路，定值电阻R0=10Ω，电源电压恒为28V；如图丙所示为气敏电阻阻值随空气中有害气体浓度β的变化曲线。现用此电路检测该型号净化器的净化效率：净化器启动前，检测电路中电流表的示数为0.7A，此时空气中有害气体浓度是 ug/m3，净化器正常使用30min后，检测电路的电流变为0.1A，则该空气净化器的实际净化效率为 %。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 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 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