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期末冲刺卷(实验题30道)
1.探究电流与电压的关系时,小阳和小敏两个小组的同学设计了如图所示的电路并分别进行了实验。
(1)实验中应该保持 (选填:“R1”或“R2”)阻值不变;
(2)实验中利用滑动变阻器除了可以起到保护电路的作用外,它的另外一个作用是 ;
(3)小阳得到的实验数据如下表所示。其中一个数据有明显的错误,分析时需要把它剔除,这个数据所在组的序号是 。
序号
1
2
3
4
5
6
U/V
0.3
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
I/A
0.08
0.15
0.23
0.40
0.38
0.45
【答案】 R1 改变R1两端的电压 4
【详解】(1)[1]图中电压表测量的是R1两端的电压,所以要控制R1的阻值不变。
(2)[2]为了得出普遍性规律,实验中需要获得多组电流和电压值,可通过改变滑动变阻器的阻值获得多组不同的电流与电压值。
(3)[3]根据欧姆定律,求得6次实验电阻的阻值为3.75、4、3.9、3、3.9、4,考虑到测量存在误差,电阻存在微小差异是正常现象,但第4组数据测得的电阻值与其他组相差较大,所以是错误数据。
2.小明探究冰的熔化特点,他每隔相同时间记录一次温度计的示数,并观察物质的状态。
(1)如图甲所示,他将碎冰装入试管,并未用酒精灯加热,而是直接放在空气中受热,是因为这样可以使试管中的冰受热均匀,而且冰温度升高速度比“水浴法” (“快”或“慢”),便于观察实验的现象和记录各个时刻的温度;
(2)根据图像乙发现第0~5min内比第15~20min内温度升高得快,这是因为在0~5min这段过程中物质的 较小;
(3)另一组同学为了探究不同晶体熔化时吸收的热量是否相同,在相同的烧杯中分别装上60g的冰和萘,用 的酒精加热(“相同”或“不同”),测出它们熔化过程所用的时间如图丙所示。由此可知,质量相同的不同晶体熔化时吸收的热量是 (“相同”或“不同”)的。
【答案】 慢 比热容 相同 不同
【详解】(1)[1]冰的熔点为0℃,装有碎冰的烧杯直接放置在空气中,不但能使烧杯均匀受热,而且冰的温度升高较慢,比水浴法的吸收时间要长,便于记录各个时刻的温度。
(2)[2]该物质在第0~5min和第15~20min吸收热量相同,质量相同,在第0~5min升温快,在第15~20min升温慢,也就是第0~5min温度变化大,比热容小,此时物质是固态,第15~20min温度变化小,比热容大,此时物质是液态,所以该物质固态比热小于液态比热容。
(3)[3][4]在相同的烧杯中分别装上了60g的冰和萘,用相同的酒精灯加热,根据表格中物质熔化的时间可以看出,质量相同的不同晶体熔化成液体时吸收的热量是不同的。
3.现利用一块电压表和阻值已知的电阻测量电阻的阻值。选择了满足实验要求的器材,电源两端电压不变,并按照如图所示连接好实验电路。
(1)闭合开关,断开开关,电压表的示数为;
(2) ,电压表的示数为;
(3)请用、和表示出待测电阻 。
【答案】 闭合开关S1和S2
【详解】(2)[1]闭合开关S1和S2,Rx被短路,电路中只有R0简单电路,电压表测量R0两端的电压,同时测量电源电压,即电源电压为U2。
(3)[2]闭合开关S1,断开开关S2,R0和Rx串联,电压表测量R0两端的电压,即R0的电压为U1;电路中的电流
由串联电路的电压特点可得,Rx两端的电压
Ux=U2-U1Rx的阻值表达式
4.图甲是小东同学探究“不同物质吸热能力”的实验装置:
(1)两个相同的烧杯中装有 相同且初温相同的水和煤油,用相同的酒精灯对它们加热。连续几个“相同”,体现到的实验方法为 。实验中,两种物质吸热的多少用 (选填“加热时间”、“温度计的示数”)表示;
(2)根据实验数据,小东作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像(见图乙)。由图乙可知,质量相同的水和煤油升高相同的温度时, 吸收的热量多,由此可知, (选填“水”或“煤油”)的吸热能力更强;
(3)根据图像和所学知识可算出煤油的比热容为 。
【答案】 质量 控制变量法 加热时间 水 水
【详解】(1)[1]探究“不同物质吸热能力”要控制不同物质的质量相同,使物质吸收相同的热量,通过比较物质温度变化或者使物质升高相同温度,比较物质吸收的热量,得出物质的吸热能力,因此两个相同的烧杯中装有质量相同且初温相同的水和煤油。
[2]实验中控制物质的质量相同,初温相同,采用控制变量法。
[3]实验中,使用相同的酒精灯加热,加热相同时间,酒精灯放出热量相同,水与煤油吸收热量相同,两种物质吸热的多少用加热时间表示。
(2)[4]由图乙可知,质量相同的水和煤油升高相同的温度时,水被加热的时间较长,因此水吸收热量多。
[5]水与煤油质量相同,升高相同的温度时,水吸收热量多,说明水的吸热能力更强。
(3)[6]根据图像得,质量相同的水与煤油升高相同温度,水加热的时间是煤油的两倍,说明水吸收的热量是煤油的两倍,由得
煤油的比热容为
5.电流做的功跟电压、电流和通电时间三个因素都有关。某同学想通过实验验证电功跟电压的关系,选用的器材如图所示。其中甲、乙两玻璃瓶内装有初始温度相同、等质量的煤油,两电阻丝阻值不同()。
(1)将两根电阻丝串联后接入电路中的目的是 ;
(2)通电一段时间后,通过观察 来比较电流做功多少,这里用到了 法;
(3)通过实验发现:在相同时间内,电流通过电阻丝 (选填“”或“”)做的功多;
(4)若两端的电压为3V,电路中的电流为0.4A,则20s内电流通过做的功为 。
【答案】 可控制电流和时间相等 温度计的示数 转换 R1 24J
【详解】(1)[1]将两根电阻丝串联后接入电路中,根据串联电路中电流规律可知,电流相等,且在同一电路中,通电时间相同。
(2)[2][3]实验中运用转换法通过观察温度计示数的变化情况来得到电流做功多少的。
(3)[4]当通电时间和电流相同时,电阻越大,电压越大,则电流做的功越多。
(4)[5]R1做的功为
6.小明同学用如图甲所示的电路探究“电流与电压和电阻的关系”,电源电压18V保持不变,滑动变阻器的规格是“70Ω 1.5A”,阻值为10Ω、20Ω,30Ω、50Ω的电阻各一个,电流表(0~0.6A)一个,电压表(0~15V)各一个。
(1)根据图甲所示的电路图,将图乙所示的实物图连接完整,要求闭合S后,滑片P向左移动时电压表示数变大;
(2)小明先探究“电阻R一定,电流与电压的关系”,他将10Ω的电阻作为R接入电路,闭合开关S,通过调节滑动变阻器滑片P,测出电阻两端施加不同电压时对应电流值,并记录(如表1所示)。老师指出他在实验中存在一个失误,请你指出他的失误 ,小明改正后, 第3次实验时电流表的读数如图丙所示,则此时流经电阻的电流为 A。分析数据,可得出结论: ;
表1
实验次序
1
2
3
4
U/V
3.0
4.0
5.0
6.0
I/A
0.32
0.42
0.62
(3)接着小明根据表1数据绘制出I-U图象,如图丁中a所示,实验完成后,将电阻换成小灯泡,重复上述实验过程,绘制出I-U图象,如图丁中b所示,试分析图象中A,B、C三点阻RA,RB,RC从小到大排列依次为(用不等式表示): ;
(4)小明再探究“电压U一定,电流与电阻的关系”:
他将10Ω的电阻接入电路,闭合开关S,调节滑片P到适当位置,读出电流表示数记入表中断开开关S,小明用20Ω的电阻替换10Ω的电阻,闭合开关S,移动滑片P使滑动变阻器接入电路阻值 (选填“增大”或“减小”)他这样操作的目的是 。
【答案】 实验前,电流表没有调零 0.5 电阻一定时,电流与电压成正比 RA<RC<RB 增大 控制电压表示数不变
【详解】(1)[1]滑片P向左移动时电压表示数变大,由分压原理知道,滑动变阻器分压减少,滑动变阻器的电阻变小,所以,应将变阻器P以左电阻连入电路中,将开关的右接线柱与变阻器A接线柱连接,如下图
(2)[2]根据小明同学的操作知道,实验中存在一个失误是:实验前,电流表没有调零。
[3]由图丙知道,第3次实验时,电流表选用大量程,分度值为0.1A,则此时流经电阻的电流为0.5A。
[4]分析这些数据知道
故可以得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流和导体两端的电压成正比。
(3)[5]图a是正比例图线,表示定值电阻的I-U图象,所以B点电阻与a、b相交处电阻相等,由图线b知道,灯泡两端的电压变大时,电流变大,由P=UI知道,灯泡的实际功率变大,灯丝温度升高,灯泡的电阻增大,所以
RA<RC<R交点
即
RA<RC<RB
(4)[6]根据串联分压原理知道,将定值电阻由10Ω改接成20Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大。
[7]探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理知道,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,使电压表的示数控制不变。
7.圆圆在做“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验,小灯泡的正常发光时的电压为2.5V。
(1)如图甲,闭合开关,移动滑片,使电压表的示数为 V,小灯泡正常发光,若此时电流表的示数是0.3A,请帮她算出小灯泡的正常发光时的电阻是 Ω;
(2)她想创新,设计了如图乙所示的电路,R0为阻值等于10Ω的定值电阻。测量正常发光时的电阻的过程如下:
①闭合开关S和S1,断开S2,调节滑动变阻器的滑片,当电流表的示数为 A时,小灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器的滑片位置不变,将开关S1断开,S和S2闭合,读出电流表的示数为I;
则小灯泡正常发光时电阻R = (用已知量和测量量表示);
(3)她接着又设计了如图丙所示的电路测量Rx的电阻:
①闭合开关S,把开关S1,拨至a处,把滑片P移动到某一位置,记下电压表示数U;
②将开关S1,拨至b处,保持滑片的位置不变,记下电压表示数U';
则Rx的阻值的表达式:Rx= 。
【答案】 2.5 8.3 0.25
【详解】(1)[1]若要测量小灯正常发光时的电阻,应调节其两端电压为其额定电压2.5V时进行测量。
[2]此时小灯的电阻为
(2)[3]小灯与定值电阻并联,它们两端电压相等,调节通过定值电阻的电流为0.25A时,定值电阻两端电压为
此时小灯两端电压也为2.5V。
[4]当断开S1闭合S2时,电流表测量通过小灯与定值电阻的总电流,此时,小灯电阻为
(3)[5]整个过程中,待测电阻与已知定值电阻串联,S1接b时,电压表测量已知电阻两端电压;S1接a时,测量待测电阻与已知电阻两端的总电压,则待测电阻为
8.在“探究电流与电压的关系”实验中,小杰设计了如下图所示电路并进行了连接()。
(1)在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到 端;
(2)闭合开关,发现电流表无示数,电压表有示数且接近电源电压,则故障原因可能是 ;
(3)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,进行多次测量,记录实验数据如下表。
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
1
2.4
3
4
电流I/A
0.1
0.24
0.30
0.40
分析表中数据可知:在电阻一定的情况下, ;
(4)同桌的小天用定值电阻进行多次实验,记录实验数据如下表。
实验次数
5
6
7
8
电压U/V
1.8
2.4
2.8
3
电流I/A
0.36
048
0.56
0.60
邻桌的小琳用定值电阻进行多次实验,记录实验数据如下表。
实验次数
9
10
11
12
电压U/V
1.2
1.8
2.4
2.8
电流I/A
0.06
0.09
0.12
0.14
小橦准备做下一个实验:“探究电流与电阻的关系”,这时小杰说:你仔细观察这12次实验数据,可以选取其中3次直接得出结论,请你判断小橦说的是哪三次实验: 。(写序号)
【答案】 右 电阻断路 见解析 2、6、11
【详解】(1)[1]为了保护电路,在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处,即最左端。
(2)[2]闭合开关,发现电流表无示数,可能电路出现断路,电压表有示数且接近电源电压,说明电压表串联在电路中,可能电阻断路。
(3)[3]由表中数据可知,电压增大几倍,对应的电流也增大几倍,可以得到在电阻一定的情况下,电流和电压成正比。
(4)[4]探究电流与电阻的关系,保持电压一定,改变电阻的阻值,选择2、6、11次实验数据进行对比。
9.小明在“测量小灯泡正常工作时的电阻”实验中,已知小灯泡的额定电压为2.5V。现有器材:电源(电压为6V,保持不变),电流表,电压表,开关、不同规格的滑动变阻器若干,导线若干。请完成下列问题。
(1)某同学连接成了如图甲所示的电路,该电路中存在一处连接错误,只要改接一根导线就可以使电路连接正确,请你把接错的那一根导线找出来打上×,再用笔画线代替导线画出正确的连接;
(2)改正连线错误后,闭合开关前,变阻器滑片P移至 (选填“左端”或“右端”),闭合开关后电压表示数如图乙所示,若想测量出小灯泡额定电压下的电阻,应该进行的操作是 ;
(3)改正后,闭合开关,若变阻器片P至某处时,电压表示数又如图乙所示,若想小灯泡正常发光,应将变阻器滑片P向 端(填“左”或“右”)移动,使电压表的示数为 此时电流表示数如图丙所示,则小灯泡的正常发光时的电阻是 Ω(保留小数点后两位)。
【答案】 左端 将滑动变阻器的向左移动,直至电压表的示数为2.5V 左 2.5
11.36
【详解】(1)[1]原电路中,灯泡与电流表并联,电压表串联在电路中是错误的,为了测量灯泡的额定功率,应让电流表与灯泡串联,电压表与灯泡并联,电路图如下
(2)[2][3]电路连接完好,为了保护电路,闭合开关前,应将滑片移动到滑动变阻器阻值最大的一端,由甲图滑动变阻器的连接方式可判断,应将滑动变阻器的阻值移至左端。闭合开关后,由乙图可知,电压表选择0~3V的量程,分度值是0.1V,示数为2.6V,大于灯泡的额定电压,说明所选滑动变阻器的量程小,接下来的操作是,断开开关,更换大量程的滑动变阻器。
(3)[4][5]由乙图可知,电压表示数是2.6V,大于灯泡的额定电压,若要让灯泡正常发光,要使小灯泡两端的电压为额定电压,就要增大滑动变阻器两端的电压,根据串联电路的分压规律,应将滑动变阻器的滑片向左移动,使电压表的示数为2.5V。
[6]由丙图可知,所选电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,电流表的示数为0.22A。则小灯泡正常发光时的电阻为
10.九(2)班的同学分组测量标有“3.8V”字样的小灯泡的额定功率,电源电压恒为6V。
(1)倩倩所在小组连接了如图甲所示的不完整电路图,请用笔画线代替导线帮她补充完整 (连线时导线不能交叉)。
(2)在实验前开关要处于 (选填“断开”或“闭合”)状态,滑动变阻器的滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端。
(3)滑动变阻器的滑片P位于最大阻值处,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,出现这一现象的原因是 。
(4)实验时,移动滑片P到某处,电压表示数为2.5V。要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动直到电压表示数为 V,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
【答案】 断开 B 电路电流过小 A 3.8 1.14
【详解】(1)[1]灯泡的额定电压3.8V,所以电压表应选用0~15V量程与灯泡并联。
(2)[2]为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。
[3]因为滑动变阻器左下接线柱接入电路,为了保护电路,闭合开关前滑动变阻器的滑片应位于最大值B端。
(3)[4]电路连接完整后,闭合开关,电流表有示数,说明电路为通路,发现小灯泡不发光,说明因为滑动变阻器接入电路阻值过大,电路中的电流过小。
(4)[5][6]灯在额定电压下正常发光,电压表示数2.5V小于灯的额定电压3.8V,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移动,直到电压表示数等于额定电压3.8V。
[7]电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流表示数为0.3A。说明灯泡额定电流为0.3A,小灯泡的额定功率
小灯泡的额定功率为1.14W。
11.在做“探究串联电路中电压的规律”实验时,有多个灯泡可供选择,小明把两只灯泡串联起来接到电源上,如图所示。
(1)小明连接好最后一根导线时,灯泡立即发光,则他操作中的错误是 ;
(2)改正错误后,小明分别把电压表并联在图中AB、BC及AC处,完成第一组数据采集后,他需要进行的操作顺序是 (填字母);
A.换不同型号的灯泡替换 B.断开开关
C.分别把电压表连在图中AB、BC及AC处,闭合开关,观察电压表示数,并记录数据
(3)为了节省时间,小明在测两端的电压时,电压表所接的B接点不动,只断开A接点,把接线改接到C接点上。这个方法 (选填“能”或“不能”)测出两端的电压,理由是 ;
(4)通过测量得到了三组实验数据如下表:
实验次数
AB间电压
BC间电压
AC间电压
1
2.0
2.5
4.5
2
2.4
2.1
4.5
3
1.9
2.6
4.5
分析三组实验数据,可得出的结论是 。
【答案】 连接电路时未断开开关 BAC 不能 电压表的正、负接线柱接反了 见解析
【详解】(1)[1]连接好最后一根导线,灯泡立即发光,是在连接中没有断开开关。
(2)[2]测得一组实验数据后,应断开开关,换用不同规格的灯泡再进行实验。这样可避免实验的偶然性,所以需要进行的操作顺序是B、A 、C。
(3)[3][4]用电压表测量灯L1两端电压时,电流由A处流入电压表,B处流出。将A改接到C上,则电流由C流入电压表,A流出,这样造成电压表正负接线接反,不能测得灯L2两端的电压。
(4)[5]由表格数据得,每组对应的数据都满足,即串联电路电源两端电压等于各用电器两端电压之和。
12.在用“伏安法测电阻”的实验中:
(1)为了完成实验,请将图甲连成一个完整的实验电路图,并使滑动变阻器连入电路的阻值最大;( )
(2)根据电路图连好电路后,闭合开关S,发现电流表无示数,电压表有明显示数,则可能的原因是 ;
(3)排除故障后,小明设计的实验步骤和记录的数据如下表:
实验步骤
①按照电路图连接电路,调节滑动变阻器滑片P,使连入电路中的电阻最大。
②闭合开关,调节滑片P,读出电压表和电流表的示数。
③根据测量的电压值和电流值,求出R的阻值。
实验记录
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
2.0
___________
10.0
①从“实验步骤”看,存在的主要缺陷是 ;
②根据记录的电压表示数和计算出的电阻值,请你在图乙中标出电流表所用的量程和指针的位置。( )
【答案】 电阻R断路 没有调节滑动变阻器进行多次测量,减小误差
【详解】(1)[1] 伏安法测电阻时,电压表与电阻并联测电阻的电压,电流表与电阻串联测电阻的电流,滑动变阻器串联在电路中,电阻处于最大阻值处,起保护电路的作用,开关串联在电路中控制电路,如图所示:
(2)[2]根据电路图连好电路后,闭合开关S,发现电流表无示数,则说明电路出现了断路;电压表有明显示数,说明电压表与电源之间是接通的,说明电压表并联以外的电路通路,则可能的原因是R断路。
(3)①[3]定值电阻的阻值不变,只有一次测量得出电阻,误差较大,应该移动滑动变阻器,改变实验数据,多次测量求平均值减少误差。
②[4]根据欧姆定律可知,电路中的电流为
所以电流表选用小量程,分度值为0.02A,则电流表指针位置,如图所示:
13.“串联电路中电压的规律”的探究实验
(1)在用图甲所示的电路图进行实验探究时,为了使实验结论具有普遍性,应选用规格 (选填“相同”或“不同”)的两个小灯泡进行实验;
(2)某同学在学习了滑动变阻器后,利用如图乙所示的电路再次探究串联电路电压的规律,该实验中所用的滑动变阻器上标有“10Ω,05A”字样,其中的“10Ω”指的是 ;
(3)在图乙所示的电路中,闭合开关前,应将变阻器的滑片移动到 端(选填“a”或“b”);
(4)该同学在连接电路时,刚接好最后一根导线,表的指针就发生了偏转,该同学立即切断电源,由此可知在连接电路时他忘了将 ;同时他还发现,电压表指针偏转过小;
(5)在小组同学的协助下,该同学终于完成了电路的正确连接,该同学为了慎重,又将电路检查了一遍,这时他发现,当断开开关时,电压表还有很小的读数,这时才意识到使用电压表之前还必须 ;
(6)闭合开关,当滑片向左移动时,灯会变 (填“亮”或“暗”);
(7)实验步骤:
a.将实验器材检查无误后,按照实验设计的电路图连接电路(如图乙所示);
b.闭合开关,移动滑片,将滑片固定在一个位置不动;
c.用电压表测出灯泡两端的电压,并将所测数值填入记录表格;
d.断开开关,将电压表所接的D点不动,只断开C接点,并改接到E接点上,闭合开关,用电压表测出滑动变阻器两端的电压,并将所测数值填入记录表格
以上实验步骤中,不正确的一步是 (选填步骤对应符号),其原因是 ;
(8)方法改进后,所得数据记录如下表格,分析该数据可得到结论:
CD两点间的电压UCD/V
DE两点间的电压UDE/V
CE两点间的电压UCE/V
1.4
1.2
2.6
(9)整个实验过程还存在的不足是 .
【答案】(1)不同;
(2)滑动变阻器的最大电阻为10Ω;
(3)b;
(4)开关断开;
(5)调零;
(6)亮;
(7)d;电压表正负接线柱接反了;
(8)串联电路中,总电压等于各用电器两端的电压之和;
(9)只测量一组数据,结论不具普遍性.
【详解】解:(1)在实验探究时,为了使实验结论具有普遍性,应选用规格不同的两个小灯泡进行实验;
(2)滑动变阻器上标有“10Ω,5A”字样,其中的“10Ω”指的是滑动变阻器的最大电阻为10Ω;
(3)在图乙所示的电路中,闭合开关前,应将变阻器的滑片移动最大阻值处,即滑片要移到b端;
(4)在连接电路时,刚接好最后一根导线,表的指针就发生了偏转,由此可知在连接电路时他忘了将开关断开;
(5)当断开开关时,电压表还有很小的读数,这是因为使用电压表之前没有调零,这样会造成读数不准确;
(6)在图乙的实验中,闭合开关,当滑片向左移动时,接入电路的电阻变小,电路中电流变大,灯泡实际功率增大,会变亮;
(7)实验步骤:
a.将实验器材检查无误后,按照实验设计的电路图连接电路(如图乙所示);
b.闭合开关,移动滑片,将滑片固定在一个位置不动;
c.用电压表测出灯泡两端的电压,并将所测数值填入记录表格;
d.断开开关,将电压表所接的D点不动,只断开C接点,并改接到E接点上,闭合开关,用电压表测出滑动变阻器两端的电压,并将所测数值填入记录表格
在按以上实验步骤进行实验的过程中,电压表的一个接线柱不动,直接将另一个接线柱进行改接,这样会造成电压表正负接线柱接反,因此不正确的步骤是d.
(8)分析该数据可以看出:1.4V+1.2V=2.6V,故可得到结论:串联电路中,总电压等于各用电器两端的电压之和;
(9)在上述实验过程中,只测量一组数据就得出了结论,这一结论往往具有偶然性,不具普遍性.
故答案为(1)不同;
(2)滑动变阻器的最大电阻为10Ω;
(3)b;
(4)开关断开;
(5)调零;
(6)亮;
(7)d;电压表正负接线柱接反了;
(8)串联电路中,总电压等于各用电器两端的电压之和;
(9)只测量一组数据,结论不具普遍性.
【点评】本题以“串联电路中电压的规律”的探究实验为内容,考查了实验的设计、电路的连接特点和要求、电压表的使用、电路的变化分析、实验数据的处理等,综合性强,但总体难度不大.
14.同学们在探究电流与电阻的关系时,用到如下器材:电源1个,电流表、电压表各1只,定值电阻5Ω、10Ω、15Ω和20Ω各一个,滑动变阻器1只,开关1个,导线若干,电路如图1。
(1)在拆接电路时,开关应 ;
(2)测量数据时,发现电流表指针如图2所示,原因是 ;
(3)当接5Ω电阻时,电压表的示数是3V,保持滑动变阻器的滑片不动,将阻值为5Ω的电阻换成10Ω的电阻接入电路,则电压表的示数将 3V。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
电阻R/Ω
5
10
15
20
电流I/A
0.6
0.3
0.15
(4)如表是他们获取的部分实验数据,则空格中的数据应为 A;由数据可以得出结论:当电阻两端电压相等时,通过它的电流与电阻成 比。
【答案】 断开 电流表正负接线柱接反了 大于 0.2 反
【详解】(1)[1]在拆接电路时,开关必须断开。
(2)[2]当电流从电流表正接线柱流入电流表时,指针从0刻度线向右转动。现在指针从0刻度线向左转动,说明电流是从电流表的负接线柱流入电流的,电流表正负接线柱接反了。
(3)[3]当接5Ω电阻时,电压表的示数是3V,保持滑动变阻器的滑片不动,将阻值为5Ω的电阻换成10Ω的电阻接入电路,根据分压原理,则电压表的示数将大于3V。
(4)[4]由已知数据可以知道,电流与电阻成反比,它们的乘积为定值,则空格中的数据应该为
[5]分析数据可以知道,在电压相等时,电流与电阻的积为定值,因此可以得出结论:当电阻两端电压相等时,通过它的电流与电阻成反比。
15.在“探究影响导体电阻大小的因素”的实验中,小明用实验室提供的4根不同规格(下表)的电阻丝分别接入电路图中ab处:
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
①
镍铬合金
0.5
0.5
②
镍铬合金
1.0
0.5
③
镍铬合金
0.5
1.0
④
锰铜合金
0.5
0.5
(1)为了探究导体与导体长度的关系,应选用编号 和 两根电阻丝进行实验.
(2)若选用编号①、③两根电阻丝进行实验,是为了研究导体电阻与导体 的关系.
(3)如电路图所示,为粗略比较a、b两点间导体电阻的大小,可观察 的变化.
(4)a、b间接入下列哪种物体?闭合开关后能使小灯泡发光且该物体能被磁铁吸引的是 (填字母)
A、一元硬币 B、橡皮擦 C、铅笔芯 D、铜钥匙
(5)另有甲、乙两位同学分别对电路图所示电路作了如下改进:甲把灯泡更换为电流表:乙在原电路中串联接入电流表.你认为 同学的改进更好一些,理由是 .
【答案】 ① ② 横截面积 小灯泡亮度 A 乙 灯泡能保护电路
【详解】(1)要探究导体的电阻可能与导体的长度有关,应控制导体材料与横截面积相同,长度不同,由表中数据可知,应选编号为①、②的两根电阻丝进行实验;
(2)①、③两根电阻丝的材料和长度相同,横截面积不同,所以选用编号①、③两根电阻丝进行实验,是为了研究导体电阻与导体横截面积的关系;
(3)电阻的大小是不便于直接观察的,所以我们将电阻的大小转化成所串联的小灯泡的亮度来观察,即在电压一定时,灯泡越亮,表明电阻越小.即通过观察小灯泡的亮度来比较电阻丝阻值的大小;
(4)硬币、铅笔芯、铜钥匙是导体,接在a、b之间能使灯泡发光;橡皮擦是绝缘体,接在a、b之间不能使灯泡发光;硬币的主要成分是铁能被磁铁吸引,铅和铜不被磁铁吸引,故A符合题意;
(5)将灯泡换为电流表,a、b间的电阻决定电路中的电流,因此,当a、b间电阻过小时,电流会过大,电路可能会被烧坏;在原电路中串联一个电流表,灯泡可以起到保护电路的作用.因此乙同学的方案更好,可以起到保护电路的作用.
16.小明用图甲所示的电路“探究并联电路的电流规律”。
(1)在连接图甲所示的电路时发现,刚接好最后一根导线,小灯泡就亮了,由此可知在连接电路时,他忘了 ;
(2)他先将电流表接在图甲A处,闭合开关后,观察到灯L2发光,但灯L1不发光,电流表的示数为零,则电路存在的故障可能是L1或电流表 ;
(3)排除步骤(2)的故障后闭合开关,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是 ;排除该故障后,电流表示数如图丙所示,则A处的电流为 A;
(4)在解决了以上问题后,将电流表分别接入A、B、C三点处,闭合开关,正确地测出了一组电流并记录在表格中,分析这组数据就得出了并联电路的电流规律。请你指出该过程的不当之处 ;
(5)按正确方法测量后,归纳得出并联电路中干路电流和各支路电流的关系是: (写出关系式);
(6)实验结束后,小明又利用器材连接了如图丁所示电路图的电路,当开关S由断开到闭合时,电流表A2的示数会 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 断开开关 断路 电流表正负接线柱接反了 0.24 只凭一组数据得出的结论具有偶然性 I=I1+I2 变大
【详解】(1)[1]在连接电路时,若他刚接好最后一根导线,灯就亮了,这说明电路是通路,由此可知在连接电路时,开关没有断开。
(2)[2]将电流表接A处,闭合开关后,观察到灯L2发光,则说明干路和L2支路为通路;但灯L1不发光,电流表的示数为零,则说明电路可能存在的故障是电流表或L1断路。
(3)[3]他在测量B处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙,说明电流表正负接线柱接反了;
[4]由图丙知道,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流表示数为0.24A。
(4)[5]小明正确地测出了一组电流并记录在表格中,分析这组数据就得出了并联电路的电流规律,他只凭一组数据得出的结论具有偶然性。
(5)[6]按正确方法测量后,归纳得出并联电路中干路电流和各支路电流的关系是:在并联电路中干路电流等于各支路电流之和,即
I=I1+I2
(6)[7]由图丁所示的电路图知道,开关S断开时,电路中只有灯泡L1,两电流表示数相等;S闭合时,两灯并联,电流表A2测干路电流,A1测灯L1的电流,因灯L1的电压不变(为电源电压),根据欧姆定律,通过L1的电流大小不变;根据并联电路电流的规律,电流表A2的示数变大。
17.在探究“不同物质吸热能力”的实验中,实验装置如图甲、乙所示。
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
30
34
38
42
46
乙的温度/℃
10
18
26
34
42
(1)实验中应取 (选填“质量”或“体积”)相同的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中,使用规格 (选填“相同”或“不同”)的电加热器加热。实验中通过比较 来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少;
(2)分析表格中实验数据可知, 液体的吸热能力强(选填“甲”或“乙”)。
【答案】 质量 相同 加热时间 甲
【详解】(1)[1]根据比较吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同(甲、乙两种液体密度不同,根据m=ρV,体积相同的甲、乙质量不同),故实验中应取质量相同的甲、乙两种液体别倒入相同的烧杯中。
[2][3]相同规格的电加热器在相同时间内放出的热量相同,使用规格相同的电加热器加热,通过加热时间来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少。
(2)[4]根据实验数据知,从34℃升高到42℃,甲加热2分钟,乙加热1分钟,即升高相同的温度,甲的加热时间长,甲吸收的热量多,故甲液体的吸热能力强。
18.如图甲所示是小明用“伏安法”测量未知电阻Rx的电路图。
(1)连接电路时,开关应处于 状态,实验前,为保护电路,滑动变阻器的滑片P应置于最 端;
(2)排除故障后,闭合开关,当滑片P滑至到某位置时,电压表示数为2.4V,电流表示数如图乙所示,则未知电阻Rx= Ω;
(3)若实验中电压表损坏,利用其他的原有器材也能测出未知电阻Rx的阻值。实验电路如图丙所示(已知滑动变阻器的最大阻值为R0,电源电压未知且不变),请将下列相关实验步骤补充完整:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P滑至a端,记录电流表示数为I1;
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P滑至b端,记录电流表示数为I2;
③写出待测电阻的表达式,Rx= (用已知量和测量量符号表示)。
【答案】 断开 右 8
【详解】(1)[1][2]为保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态,滑动变阻器应接阻值最大,即滑片在最右端。
[3]如图乙所示,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,则未知电阻Rx为
(3)[4]滑片P滑至a端,只有Rx接入电路,电流表示数为I1,电源电压为
①
滑片P滑至b端,Rx与R0串联,电流表示数为I2,电源电压为
②
联立①②可得
19.小红用如图甲所示的电路“测量小灯泡的电阻”,小灯泡的额定电压为 2.5V;
(1)如图乙所示,是根据实验数据绘出的小灯泡工作时的I—U 图像,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;当小灯泡两端的电压增大时,小灯泡的电阻将 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)接下来小明用如图丙所示电路,测未知电阻 Rx的阻值,步骤如下:
①只闭合开关S0、S1,移动滑片,使电压表示数为 1.2V,电流表示数为0.2A;
②保持滑片位置不变,只闭合开关S0、S2电压表示数为 2.6V;
③Rx的阻值为 Ω。
【答案】 10 变大 7
【详解】(1)[1]根据绘制成的小灯泡的I—U 图像知,灯在额定电压2.5V下的电流为0.25A,由欧姆定律可得,灯泡正常发光时的电阻
[2]当小灯泡两端电压增大时,通过灯的电流变大,灯丝的温度升高,由于灯丝电阻随温度升高而增大,所以小灯泡的电阻将变大。
(2)③[3]只闭合开关S0、S1,灯L与电阻Rx串联,电压表测灯L两端的电压,移动滑片,使电压表示数为1.2V,电流表示数为0.2A;保持滑片位置不变,只闭合开关S0、S2,灯L与电阻Rx串联,电流表示数仍为0.2A,电压表此时测的是灯L与电阻Rx两端的总电压,电压表示数为2.6V,所以Rx两端的电压
Ux=U总-UL=2.6V-1.2V=1.4V
所以Rx的阻值
20.现在手头上有一个阻值为40Ω的定值电阻R0,一个电压大约为35V的电源,一个量程只有0.6A的电流表,一个最大阻值约为100Ω的滑动变阻器,请设计一个实验,比较精确地测量一个阻值约为55Ω左右的待测电阻Rx的阻值,要求:
(1)画出电路图;
(2)写出实验步骤及标明需要测量哪些量;
(3)用这些测量的量导出计算待测电阻阻值的数学表达式(可以重复组合电路).
【答案】见解析
【详解】(1).已知电阻R0与被测电阻RX并联,滑动变阻器串联在电路中保护电路.开关串联在电路中控制电路.保持滑动变阻器滑片的位置不变,电流表先接在R0支路上测R0的电流,再改测RX的电流,如图.
(2).实验步骤:①如图所示连接好电路,闭合开关S,调整滑动变阻器的滑片,使电流表指针接近满偏,读出流过R0的电流I0,则UAB=I0R0;
②保持滑动变阻器滑片的位置不变,把电流表改接到Rx的支路中,测得流过Rx的电流Ix.
(3).并联电路各支路电压相等,Rx==.
21.比较水和食用油的吸热能力,小明用两个相同的装置做了如图所示的实验。实验数据记录如下表。
物质
质量/g
初始温度/℃
加热时间/min
最后温度/℃
水
60
20
6
45
食用油
60
20
6
80
(1)从表中数据可知,加热6min中,食用油吸收的热量 水吸收的热量(选填“大于”、“小于”或“等干”);
(2)由此实验中,可知食用油的比热容为 ;(已知水的比热容为)
(3)实验表明, (选填“水”或“食用油”)的吸热能力更强。
【答案】 等于 1.75×103 水
【详解】(1)[1]用两个相同的装置加热6min时,由转换法,此时食用油吸收的热量等于水吸收的热量。
(2)[2]由图表可知,加热6min时,水升高的温度为
食用油升高的温度为
假设实验过程中加热器放出的热量全部被液体吸收,根据,在质量和吸热相同的情况下,在升高的温度与比热容成反比,食用油的比热容为
(3)[3]由上述分析知,加热6min时,水的升高的温度比食用油的低,根据比较吸热能力的方法,在相同条件下吸热的能力更强的是水。
22.在测定“小灯泡电功率”实验中,电源电压约为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω.
(1)连接电路时开关应 ,电流表的量程应选0~ A.
(2)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整.
( )
(3)小叶同学闭合开关,移动滑片P到某一点时,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,使电压表的示数为2.5V.
(4)小勇同学移动滑片P,甚至改变电路的有关连接,记下6组对应的电压表和电流表的示数,并把这6组数据以6个点的形式记录在如图丙所示的坐标中,根据坐标中的信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W.
(5)由小勇同学的实验记录,我们可以发现小勇同学在做实验时,出现了 错误,并且造成了 的损坏.
【答案】 断开 0.6 2.2 B 0.5 灯泡两端电压过大 灯泡灯丝烧断
【详解】(1)[1]为保护电路,连接电路时开关应断开;
[2]灯泡额定电压为2.5V,电阻约为10Ω,流过灯泡的电流约为
因此电流表的量程应选0~0.6A即可;
(2)[3]电流表应串联在电路中,因此电流表0.6A接线柱接灯泡左端接线柱;电压表并联在小灯泡两端,因此电压表3V接线柱接灯泡右端接线柱,电路图如图所示
(3)[4]由图知电压表量程为0-3V,因此示数为2.2V;
[5]根据串联分压原理, 若他想测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑片P向B端移动,使小灯泡电压达到额定电压2.5V;
(4)[6]由图象知当电压为额定电压U=2.5V时,对应电流I=0.2A,灯泡的额定功率
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;
(5)[7][8] 灯泡额定功率为2.5V,由图象可看出灯泡电压达6V,远大于额定电压,电压过大;由图知当电压为6V时,电流为零,灯丝已被烧断.
23.在“连接串联电路”实验中,实验电路如图所示。
(1)小聪刚连完导线,两灯就亮了,说明他在连接电路时,操作上存在的问题是 。
(2)小明连接好电路后闭合开关S,发现、两只灯泡都不亮。用手按一下灯泡时,、仍然不亮;按一下灯泡时,两灯都亮,松开手两灯又不亮,则故障可能是______。
A.灯丝断了 B.灯丝断了
C.短路 D.与灯座接触不良
(3)小睿取下灯,闭合开关,发现不亮;反之,取下灯,闭合开关,发现不亮。他得到结论:在串联电路中,各用电器之间互相影响。为了使结论更具普遍性,下列哪些做法不可取?______
A.更换灯泡规格,多次实验
B.更换电源规格,多次实验
C.更换导线规格,多次实验
D.增加用电器个数,多次实验
(4)小智闭合开关时,观察到灯比亮些。有的同学认为这是因为比更靠近电源的正极。在不增加其他器材的条件下,能判断这种观点是否正确的做法是 。
【答案】(1)没有断开开关
(2)D
(3)C
(4)交换两个灯泡的位置再次实验
【详解】(1)连接电路时,当连接完最后一根导线后两灯就发光,说明在连接电路,开关没有断开。
(2)闭合开关S,两个灯泡都不亮,说明电路发生了断路的情况,用手按一下灯泡Ll,Ll、L2仍然都不亮,按一下灯泡L2,两灯都亮,松开手两灯又不亮,由此可以判断是灯泡L2与灯座接触不良发生的电路断路情况。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
(3)取下灯,闭合开关,发现不亮;反之,取下灯,闭合开关,发现不亮。他得到结论:在串联电路中,各用电器之间互相影响。为了使结论更具普遍性,应更换灯泡或者更换电源或者增加用电器个数,进行多次实验,验证实验结论的普遍性;更换导线规格并没有改变电路的连接情况,所以不能达到目的,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
(4)实验中,观察到灯比亮些。有的同学认为这是因为比更靠近电源的正极,为了验证该观点是否正确,可以交换两个灯泡的位置再次实验,观察两灯的发光情况。
24.在研究通过导体的电流与两端电压关系的活动中,同学们进行了如下实验探究:
[实验步骤]
(1)按图甲所示电路图连接好电路 ;
(2)闭合开关,改变滑动变阻器滑片P的位置,读出电压表和电流表的示数,并记录数据如下表,图乙所示是当定值电阻电压为4.5V时电流表的示数,此时的电流为 A。电阻R=15Ω。
电压U/V
1.5
3
4.5
电流I/A
0.1
0.2
(3)实验时要增大定值电阻两端的电压,滑动变阻器滑片P应向 (选填“左”或“右”)移动;
[实验结论]
(4)通过分析记录数据,你得出的结论是: ;
[实验反思]
某小组的同学在处理数据时发现,电压与电流的比值恰好等于R的阻值,这是一种巧合吗?于是同学想利用其他小组的实验数来进一步论证 ,并提出了以下两种收集数据的方案:
方案一:收集电阻值均为15Ω的几个小组的数据;
方案二:收集电阻值不同的几个小组的数据。
你认为方案 更合理,理由是: 。
【答案】 将滑动变阻器滑片移至最右端 0.3 左 电阻一定时,通过电阻的电流与电阻两端电压成正比 二 见解析
【详解】(1)[1]连接电路过程中为保护电路,应将滑动变阻器滑片移至最大阻值处,即最右端。
(2)[2]由图像可知电流表接小量程,因此此时电流为0.3A。
(3)[3]根据串联分压及串联电路电压比等于电阻比可知,要增大定值电阻两端的电压,应减小滑动变阻器的分压,即减小滑动变阻器的电阻,使滑片向左移动。
(4)[4]由表格数据可知,电阻一定时,电阻两端的电压与电流的比值为一定值,即电阻一定时,通过电阻的电流与电阻两端电压成正比。
[5][6]为得出普遍规律,实验时应换用多个不同阻值的电阻进行多次实验,故方案二更合理。
25.小明组探究“串联电路与并联电路比较”的实验,实验电路图如图所示:
(1)小明按照上图甲连接电路时,开关应 (填“断开”或“闭合”).连接完成后,小明将一根导线连接在图甲中A、B两点上,闭合开关,则可以观察到的现象是灯泡L1 ,L2 .(填“发光”或“不发光”).
(2) 小明在按照图乙连接并联电路时,实物图如图丙所示,请指出电路中的两处错误
① 短路②
(3) 小明在完成上述实验后,还想探究三个灯泡并联的电路特点,他连接的实物图如图丁所示,若此时闭合开关,能发光的灯泡是 ;只要再在电路中增加一根导线,就可以使其变成三个灯泡并联的电路,请在图丁中画出这根导线.
( )
【答案】 断开 不发光 发光 开关未接入电路 电源短路 L1 见解析所示
【分析】(1)为了保护电路,在连接电路时,开关应断开;根据短路分析电路的工作状态;
(2)根据电路中各个元件的作用及电路的特点分析;
(3)根据短路分析发光的灯泡;三灯并联,应有三条支路,据此分析.
【详解】(1)为了保护电路,在连接电路时,开关应断开;
小明将一根导线连接在图甲中A. B两点上,灯泡L1被短路,则L1不发光,L2发光;
(2)由图丙可知,电路中的两处错误为:①开关未接入电路;②此时电源的两端被导线相连,电源短路;
(3)由图丁可知,灯泡L2和L3被短路,L2和L3不发光,只有L1发光;
要使三个灯泡并联,应让三个灯泡在3条支路上,补画出这根导线如图所示:
.
26.在测量小灯泡电阻的实验中,如图1甲所示,电源电压恒为3V,小灯泡额定电压为,滑动变阻器标有“,1A”。
(1)用笔画线代替导线,将图1甲实物电路补充完整。
(2)正确连接后,闭合开关,发现电压表和电流表均无示数。拆下电压表,用它查找故障。保持开关闭合,将电压表的负接线柱接在电源负极,正接线柱分别接电路中的各接线柱,得到如下信息,则电路发生的故障可能是 。
导线接触接线柱
A
B
C
D
E
F
G
H
电压表示数(V)
3
3
3
0
0
0
0
0
(3)排除电路故障后,闭合开关,移动滑片,先后测量得到2组数据如下表所示。小冰要继续测量小灯泡正常发光时的电阻,接下来的操作是 ,记录电流表示数如图1乙所示,此时小灯泡的电阻值为 (保留1位小数)。根据测得的数据,小冰发现小灯泡在不同电压下的电阻值不相等,其原因是 。
次数
电压
电流
电阻
1
2
3
(4)完成上述实验后,小梁设计了如图2所示的电路,也测出了灯泡正常工作时的电阻。若为阻值已知的定值电阻,灯泡额定电压用表示,实验步骤如下:
①闭合开关,断开,移动滑片,使电流表的示数为 ;
②再将开关断开闭合,保持滑片的位置不动,读出电流表的示I;
③灯泡电阻的表达式为 。
【答案】 滑动变阻器断路 将变阻器的滑片向左移动,使电压表的示数为 8.3 灯的电阻随温度的变化而变化
【详解】(1)[1]灯的额定电压为,故电压表选用小量程与灯并联,如下所示:
(2)[2]由表中数据知道,将电压表的负接线柱接在电源负极,正接线柱分别接电路中的D、E、F、G、H各接线柱时,电压表数为0,说明电源负极到D、E、F、G、H以外部分可能有断路发生;电压表的正接线柱分别接电路中的A、B、C各接线柱时,电压表示数等于电源电压3V,说明电源正极到A、B、C间是通路,所以故障的原因是CD间有断路发生,即滑动变阻器断路。
(3)[3]灯在额定电压下正常发光,示数为小于灯的额定电压,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,故将变阻器的滑片向左移动,使电压表的示数为。
[4]图乙中电流表选用小量程,分度值为,电流为,由欧姆定律此时小灯泡的电阻值为
[5]根据测得的数据,小冰发现小灯泡在不同电压下的电阻值不相等,其原因是灯的电阻随温度的变化而变化。灯泡的灯丝是金属材料,温度越高,金属材料的电阻越大。
(4)[6]没有电压表,要测灯泡在额定电压的电阻,要利用与灯泡并联,两端电压与灯泡两端电压相等,等于灯泡额定电压,因此步骤1应填:闭合开关,断开,移动滑片,使电流表的示数为。
[7]① 闭合开关,断开,移动滑片,使电流表的示数为;
②再将开关断开闭合,保持滑片的位置不动,读出电流表的示数I;
③在① 中,电流表测定值电阻的电流,由欧姆定律,定值电阻的电压为
在② 中,电流表测灯与并联的总电流,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求出灯的额定电流为
灯泡电阻的表达式为
27.小乐用如图甲所示的电路探究“电流跟电阻的关系”。已知电源电压为4.5V,实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω。回答问题:
(1)如图甲所示的实物连线图,其中有一条导线连接错误,在接错的导线上打上“×”,再画线把它改接到正确的位置上 ;
(2)电路连接正确后,小乐先用5Ω的电阻进行实验,接着要改用10Ω的电阻继续进行实验,当用10Ω的电阻替换5Ω的电阻后,闭合开关,将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动,直到电压表的示数为 时,读出电流表的示数,最终的实验结果如图乙所示;
(3)由图乙可以得出实验结论是 ;
(4)与本实验中使用多个定值电阻进行多次重复实验的目的相同的是 。
A.测量定值电阻的阻值
B.探究平面镜成像的特点
【答案】 左 2.5V 见解析
B
【详解】(1)[1]图中电压表并联在灯泡和滑动变阻器的两端,测灯泡和滑动变阻器的总电压,所以电压表的“3”接线柱和滑动变阻器右下端接线柱连接错误,应把电压表并联在灯泡两端,电压表的“3”接线柱和灯泡右端接线柱连接,如下图所示:
(2)[2][3]由图象知,当R=5Ω时,电流表的示数为0.5A,所以电阻两端的电压
U=IR=0.5A×5Ω=2.5V
在整个过程中,R两端的电压保持2.5V不变。
根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向左端移动,直至电压表示数为2.5V时,读出此时电流表的示数。
(3)[4]由图象知,当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与它的电阻成反比。
(4)[5]本实验中使用多个定值电阻进行多次重复实验的目的从不同情况中找到普遍规律,在探究平面镜成像特点的实验中也是多次测量找普遍规律;而测量定值电阻的阻值时多次测量求平均值来减小误差,故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
28.小明利用如图甲乙所示的装置连入电路来比较不同物质的比热容,两烧瓶中分别装有质量和初温相同的不同液体,且两烧瓶中电阻丝的阻值相同。
(1)实验中,加热相同时间后,小明发现甲烧瓶中温度计示数高,说明 烧瓶中液体的比热容较大;
(2)收看天气预报,会看到丹东市的昼夜温差变化要比沈阳的小,这是因为 ;
(3)小明发现实验桌上有两只电加热器A和B,额定电压都是220V,但额定功率未知。为了比较它们的额定功率,小明在两只相同的杯子内分别装入相同质量的水,然后将两只加热器入家庭电路,分别给两只杯子中的水加热,如图丙丁所示。用温度计分别测出水在不同时刻的温度,画出其温度随时间变化的图象,如图戊所示,分析图象可知两杯水的初温是 ℃, 杯水温度升高较快,由此可知电功率较大的电热器是 ,电阻较大的是 (不计热量损失)。
【答案】 乙 丹东水多,水比热容大 20 A A B
【详解】(1)[1]两瓶内液体的质量和初温相同,两加热器相同,即加热相同的时间两液体吸收的热量相等,因甲液体中温度计的示数较高,说明甲液体升高的温度比乙液体大,由知,甲液体吸收能力比乙液化吸收能力弱,即乙液体的比热容大。
(2)[2]因丹东市的周围的水多,水的比热容较大,相同质量的水和沙石,白天吸收相同质量的热量后,升高的温度小,夜晚放出相同的热量后,下降的温度小,故昼夜温度小。
(3)[3][4][5][6]由图知,两杯水的初温度为20℃;不同功率的加热器加热相同的时间,A杯中的水升高温度较快,由知,A杯中的水吸收的热量较多,由知,A杯中的电加热的功率较大;由可知,电压相同,电阻越大,功率越小,故B杯中电加热器的电阻大。
29.小明用如图甲所示电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的电阻。
(1) 请你用笔画线代替导线,将图甲所示电路补充完整;
(2)电路连接完整后闭合开关,小灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数接近电源电压,故障可能是 ;
(3)排除故障后进行实验,当滑动变阻器的滑片位于某一位置时,电压表示数如图乙所示,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片向 (选填“左”或“右”) 移动;
(4)根据实验数据绘制的小灯泡的I-U 图像如图丙所示。由图像可知,小灯泡正常发光时的电阻为 Ω,灯丝电阻随 的变化而变化;
(5)小华利用电源(电压恒定且未知)、电流表、电阻箱(0~999.9Ω)、铭牌不清楚的滑动变阻器、开关、单刀双掷开关各一个及导线若干,设计了如图丁所示电路,测出了额定电流为I额的小灯泡正常发光时的电阻,请你帮她补全实验方案:
①闭合开关S1,将开关 S2拨至 1,调节滑动变阻器 R₂,使电流表示数为 ;
②闭合开关 S1, 将开关 S2拨至 2,保持滑片不动,调节 R₁,使电流表示数为I额,读出此时电阻箱接入电路中的阻值为 R';
③所以灯泡正常发光时的电阻为:R= 。
【答案】 小灯泡断路 左 10 温度 I额 R'
【详解】(1)[1]由题意可得,小灯泡串联接入电路,连线如图所示:
(2)[2]小灯泡不亮,电流表无示数说明电路中出现断路,电压表示数接近电源电压,说明断路位置在电压表所测位置,即电路故障可能为小灯泡断路。
(3)[3]由题意可得,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,读数为2.4V,小灯泡的额定电压为2.5V,想要小灯泡正常发光,需要增大小灯泡两端的电压,滑动变阻器接入电路的阻值需要变小,即滑动变阻器滑片向左移动。
(4)[4][5]由图可得,当小灯泡两端电压为2.5V时,通过小灯泡的电流为0.25A,由欧姆定律可得,小灯泡正常发光时的电阻为
由图像可得,灯丝的电阻随着温度的变化而变化。
(5)[6][7]闭合开关S1,将开关 S2拨至 1,此时灯泡串联接入电路,要想小灯泡正常发光,只需要使电流表的示数为I额;闭合开关 S1, 将开关 S2拨至 2,此时R1串联接入电路,保持滑片不动,调节 R1,使电流表示数为I额,此时R1的阻值大小就等于小灯泡正常发光时的电阻,即小灯泡正常发光时的电阻为R'。
30.在“探究串、并联电路电压的规律”的实验中,张强同学分别按图甲、乙两电路图连接电路并进行实验,他将测量的数据分别记录在表一和表二中。
表一
测量处
ac
cb
bc
电压(V)
2.5
1.2
1.3
表二
测量处
ab
cd
ef
电压(V)
2.5
2.5
2.5
(1)表二数据是根据图 (填“甲”或“乙”)电路进行实验得到的数据;
(2)分析表一数据得到的结论是 ;分析表二数据得到的结论是 ;
(3)这个实验在设计方案上还存在的不足之处是: ,改进方法: 。
【答案】 乙 串联电路两端总电压等于各部分电路两端电压之和 在并联电路中各支路用电器两端的电压相等,且等于总电压 只做了一次实验,结论带有偶然性 更换不同规格的灯泡多次测量
【详解】(1)[1]由表二数据可知三个测量位置的电压相等,可知是根据图乙的并联电路进行实验得到的数据。
(2)[2][3]分析表一数据,ac处的电压等于cb处的电压与bc处的电压之和,即串联电路两端总电压等于各部分电路两端电压之和;分析表二数据可知,在并联电路中各支路用电器两端的电压相等,且等于总电压。
(3)[4][5]这个实验在设计方案上还存在的不足之处是只做了一次实验,而没有进行多次测量,只凭一组实验数据得出结论带有偶然性,可以更换不同规格的灯泡多次测量。
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期末冲刺卷(实验题30道)
1.探究电流与电压的关系时,小阳和小敏两个小组的同学设计了如图所示的电路并分别进行了实验。
(1)实验中应该保持 (选填:“R1”或“R2”)阻值不变;
(2)实验中利用滑动变阻器除了可以起到保护电路的作用外,它的另外一个作用是 ;
(3)小阳得到的实验数据如下表所示。其中一个数据有明显的错误,分析时需要把它剔除,这个数据所在组的序号是 。
序号
1
2
3
4
5
6
U/V
0.3
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
I/A
0.08
0.15
0.23
0.40
0.38
0.45
2.小明探究冰的熔化特点,他每隔相同时间记录一次温度计的示数,并观察物质的状态。
(1)如图甲所示,他将碎冰装入试管,并未用酒精灯加热,而是直接放在空气中受热,是因为这样可以使试管中的冰受热均匀,而且冰温度升高速度比“水浴法” (“快”或“慢”),便于观察实验的现象和记录各个时刻的温度;
(2)根据图像乙发现第0~5min内比第15~20min内温度升高得快,这是因为在0~5min这段过程中物质的 较小;
(3)另一组同学为了探究不同晶体熔化时吸收的热量是否相同,在相同的烧杯中分别装上60g的冰和萘,用 的酒精加热(“相同”或“不同”),测出它们熔化过程所用的时间如图丙所示。由此可知,质量相同的不同晶体熔化时吸收的热量是 (“相同”或“不同”)的。
3.现利用一块电压表和阻值已知的电阻测量电阻的阻值。选择了满足实验要求的器材,电源两端电压不变,并按照如图所示连接好实验电路。
(1)闭合开关,断开开关,电压表的示数为;
(2) ,电压表的示数为;
(3)请用、和表示出待测电阻 。
4.图甲是小东同学探究“不同物质吸热能力”的实验装置:
(1)两个相同的烧杯中装有 相同且初温相同的水和煤油,用相同的酒精灯对它们加热。连续几个“相同”,体现到的实验方法为 。实验中,两种物质吸热的多少用 (选填“加热时间”、“温度计的示数”)表示;
(2)根据实验数据,小东作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像(见图乙)。由图乙可知,质量相同的水和煤油升高相同的温度时, 吸收的热量多,由此可知, (选填“水”或“煤油”)的吸热能力更强;
(3)根据图像和所学知识可算出煤油的比热容为 。
5.电流做的功跟电压、电流和通电时间三个因素都有关。某同学想通过实验验证电功跟电压的关系,选用的器材如图所示。其中甲、乙两玻璃瓶内装有初始温度相同、等质量的煤油,两电阻丝阻值不同()。
(1)将两根电阻丝串联后接入电路中的目的是 ;
(2)通电一段时间后,通过观察 来比较电流做功多少,这里用到了 法;
(3)通过实验发现:在相同时间内,电流通过电阻丝 (选填“”或“”)做的功多;
(4)若两端的电压为3V,电路中的电流为0.4A,则20s内电流通过做的功为 。
6.小明同学用如图甲所示的电路探究“电流与电压和电阻的关系”,电源电压18V保持不变,滑动变阻器的规格是“70Ω 1.5A”,阻值为10Ω、20Ω,30Ω、50Ω的电阻各一个,电流表(0~0.6A)一个,电压表(0~15V)各一个。
(1)根据图甲所示的电路图,将图乙所示的实物图连接完整,要求闭合S后,滑片P向左移动时电压表示数变大;
(2)小明先探究“电阻R一定,电流与电压的关系”,他将10Ω的电阻作为R接入电路,闭合开关S,通过调节滑动变阻器滑片P,测出电阻两端施加不同电压时对应电流值,并记录(如表1所示)。老师指出他在实验中存在一个失误,请你指出他的失误 ,小明改正后, 第3次实验时电流表的读数如图丙所示,则此时流经电阻的电流为 A。分析数据,可得出结论: ;
表1
实验次序
1
2
3
4
U/V
3.0
4.0
5.0
6.0
I/A
0.32
0.42
0.62
(3)接着小明根据表1数据绘制出I-U图象,如图丁中a所示,实验完成后,将电阻换成小灯泡,重复上述实验过程,绘制出I-U图象,如图丁中b所示,试分析图象中A,B、C三点阻RA,RB,RC从小到大排列依次为(用不等式表示): ;
(4)小明再探究“电压U一定,电流与电阻的关系”:
他将10Ω的电阻接入电路,闭合开关S,调节滑片P到适当位置,读出电流表示数记入表中断开开关S,小明用20Ω的电阻替换10Ω的电阻,闭合开关S,移动滑片P使滑动变阻器接入电路阻值 (选填“增大”或“减小”)他这样操作的目的是 。
7.圆圆在做“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验,小灯泡的正常发光时的电压为2.5V。
(1)如图甲,闭合开关,移动滑片,使电压表的示数为 V,小灯泡正常发光,若此时电流表的示数是0.3A,请帮她算出小灯泡的正常发光时的电阻是 Ω;
(2)她想创新,设计了如图乙所示的电路,R0为阻值等于10Ω的定值电阻。测量正常发光时的电阻的过程如下:
①闭合开关S和S1,断开S2,调节滑动变阻器的滑片,当电流表的示数为 A时,小灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器的滑片位置不变,将开关S1断开,S和S2闭合,读出电流表的示数为I;
则小灯泡正常发光时电阻R = (用已知量和测量量表示);
(3)她接着又设计了如图丙所示的电路测量Rx的电阻:
①闭合开关S,把开关S1,拨至a处,把滑片P移动到某一位置,记下电压表示数U;
②将开关S1,拨至b处,保持滑片的位置不变,记下电压表示数U';
则Rx的阻值的表达式:Rx= 。
8.在“探究电流与电压的关系”实验中,小杰设计了如下图所示电路并进行了连接()。
(1)在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到 端;
(2)闭合开关,发现电流表无示数,电压表有示数且接近电源电压,则故障原因可能是 ;
(3)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,进行多次测量,记录实验数据如下表。
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
1
2.4
3
4
电流I/A
0.1
0.24
0.30
0.40
分析表中数据可知:在电阻一定的情况下, ;
(4)同桌的小天用定值电阻进行多次实验,记录实验数据如下表。
实验次数
5
6
7
8
电压U/V
1.8
2.4
2.8
3
电流I/A
0.36
048
0.56
0.60
邻桌的小琳用定值电阻进行多次实验,记录实验数据如下表。
实验次数
9
10
11
12
电压U/V
1.2
1.8
2.4
2.8
电流I/A
0.06
0.09
0.12
0.14
小橦准备做下一个实验:“探究电流与电阻的关系”,这时小杰说:你仔细观察这12次实验数据,可以选取其中3次直接得出结论,请你判断小橦说的是哪三次实验: 。(写序号)
9.小明在“测量小灯泡正常工作时的电阻”实验中,已知小灯泡的额定电压为2.5V。现有器材:电源(电压为6V,保持不变),电流表,电压表,开关、不同规格的滑动变阻器若干,导线若干。请完成下列问题。
(1)某同学连接成了如图甲所示的电路,该电路中存在一处连接错误,只要改接一根导线就可以使电路连接正确,请你把接错的那一根导线找出来打上×,再用笔画线代替导线画出正确的连接;
(2)改正连线错误后,闭合开关前,变阻器滑片P移至 (选填“左端”或“右端”),闭合开关后电压表示数如图乙所示,若想测量出小灯泡额定电压下的电阻,应该进行的操作是 ;
(3)改正后,闭合开关,若变阻器片P至某处时,电压表示数又如图乙所示,若想小灯泡正常发光,应将变阻器滑片P向 端(填“左”或“右”)移动,使电压表的示数为 此时电流表示数如图丙所示,则小灯泡的正常发光时的电阻是 Ω(保留小数点后两位)。
10.九(2)班的同学分组测量标有“3.8V”字样的小灯泡的额定功率,电源电压恒为6V。
(1)倩倩所在小组连接了如图甲所示的不完整电路图,请用笔画线代替导线帮她补充完整 (连线时导线不能交叉)。
(2)在实验前开关要处于 (选填“断开”或“闭合”)状态,滑动变阻器的滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端。
(3)滑动变阻器的滑片P位于最大阻值处,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,出现这一现象的原因是 。
(4)实验时,移动滑片P到某处,电压表示数为2.5V。要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动直到电压表示数为 V,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
11.在做“探究串联电路中电压的规律”实验时,有多个灯泡可供选择,小明把两只灯泡串联起来接到电源上,如图所示。
(1)小明连接好最后一根导线时,灯泡立即发光,则他操作中的错误是 ;
(2)改正错误后,小明分别把电压表并联在图中AB、BC及AC处,完成第一组数据采集后,他需要进行的操作顺序是 (填字母);
A.换不同型号的灯泡替换 B.断开开关
C.分别把电压表连在图中AB、BC及AC处,闭合开关,观察电压表示数,并记录数据
(3)为了节省时间,小明在测两端的电压时,电压表所接的B接点不动,只断开A接点,把接线改接到C接点上。这个方法 (选填“能”或“不能”)测出两端的电压,理由是 ;
(4)通过测量得到了三组实验数据如下表:
实验次数
AB间电压
BC间电压
AC间电压
1
2.0
2.5
4.5
2
2.4
2.1
4.5
3
1.9
2.6
4.5
分析三组实验数据,可得出的结论是 。
12.在用“伏安法测电阻”的实验中:
(1)为了完成实验,请将图甲连成一个完整的实验电路图,并使滑动变阻器连入电路的阻值最大;( )
(2)根据电路图连好电路后,闭合开关S,发现电流表无示数,电压表有明显示数,则可能的原因是 ;
(3)排除故障后,小明设计的实验步骤和记录的数据如下表:
实验步骤
①按照电路图连接电路,调节滑动变阻器滑片P,使连入电路中的电阻最大。
②闭合开关,调节滑片P,读出电压表和电流表的示数。
③根据测量的电压值和电流值,求出R的阻值。
实验记录
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
2.0
___________
10.0
①从“实验步骤”看,存在的主要缺陷是 ;
②根据记录的电压表示数和计算出的电阻值,请你在图乙中标出电流表所用的量程和指针的位置。( )
13.“串联电路中电压的规律”的探究实验
(1)在用图甲所示的电路图进行实验探究时,为了使实验结论具有普遍性,应选用规格 (选填“相同”或“不同”)的两个小灯泡进行实验;
(2)某同学在学习了滑动变阻器后,利用如图乙所示的电路再次探究串联电路电压的规律,该实验中所用的滑动变阻器上标有“10Ω,05A”字样,其中的“10Ω”指的是 ;
(3)在图乙所示的电路中,闭合开关前,应将变阻器的滑片移动到 端(选填“a”或“b”);
(4)该同学在连接电路时,刚接好最后一根导线,表的指针就发生了偏转,该同学立即切断电源,由此可知在连接电路时他忘了将 ;同时他还发现,电压表指针偏转过小;
(5)在小组同学的协助下,该同学终于完成了电路的正确连接,该同学为了慎重,又将电路检查了一遍,这时他发现,当断开开关时,电压表还有很小的读数,这时才意识到使用电压表之前还必须 ;
(6)闭合开关,当滑片向左移动时,灯会变 (填“亮”或“暗”);
(7)实验步骤:
a.将实验器材检查无误后,按照实验设计的电路图连接电路(如图乙所示);
b.闭合开关,移动滑片,将滑片固定在一个位置不动;
c.用电压表测出灯泡两端的电压,并将所测数值填入记录表格;
d.断开开关,将电压表所接的D点不动,只断开C接点,并改接到E接点上,闭合开关,用电压表测出滑动变阻器两端的电压,并将所测数值填入记录表格
以上实验步骤中,不正确的一步是 (选填步骤对应符号),其原因是 ;
(8)方法改进后,所得数据记录如下表格,分析该数据可得到结论:
CD两点间的电压UCD/V
DE两点间的电压UDE/V
CE两点间的电压UCE/V
1.4
1.2
2.6
(9)整个实验过程还存在的不足是 .
14.同学们在探究电流与电阻的关系时,用到如下器材:电源1个,电流表、电压表各1只,定值电阻5Ω、10Ω、15Ω和20Ω各一个,滑动变阻器1只,开关1个,导线若干,电路如图1。
(1)在拆接电路时,开关应 ;
(2)测量数据时,发现电流表指针如图2所示,原因是 ;
(3)当接5Ω电阻时,电压表的示数是3V,保持滑动变阻器的滑片不动,将阻值为5Ω的电阻换成10Ω的电阻接入电路,则电压表的示数将 3V。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
电阻R/Ω
5
10
15
20
电流I/A
0.6
0.3
0.15
(4)如表是他们获取的部分实验数据,则空格中的数据应为 A;由数据可以得出结论:当电阻两端电压相等时,通过它的电流与电阻成 比。
15.在“探究影响导体电阻大小的因素”的实验中,小明用实验室提供的4根不同规格(下表)的电阻丝分别接入电路图中ab处:
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
①
镍铬合金
0.5
0.5
②
镍铬合金
1.0
0.5
③
镍铬合金
0.5
1.0
④
锰铜合金
0.5
0.5
(1)为了探究导体与导体长度的关系,应选用编号 和 两根电阻丝进行实验.
(2)若选用编号①、③两根电阻丝进行实验,是为了研究导体电阻与导体 的关系.
(3)如电路图所示,为粗略比较a、b两点间导体电阻的大小,可观察 的变化.
(4)a、b间接入下列哪种物体?闭合开关后能使小灯泡发光且该物体能被磁铁吸引的是 (填字母)
A、一元硬币 B、橡皮擦 C、铅笔芯 D、铜钥匙
(5)另有甲、乙两位同学分别对电路图所示电路作了如下改进:甲把灯泡更换为电流表:乙在原电路中串联接入电流表.你认为 同学的改进更好一些,理由是 .
16.小明用图甲所示的电路“探究并联电路的电流规律”。
(1)在连接图甲所示的电路时发现,刚接好最后一根导线,小灯泡就亮了,由此可知在连接电路时,他忘了 ;
(2)他先将电流表接在图甲A处,闭合开关后,观察到灯L2发光,但灯L1不发光,电流表的示数为零,则电路存在的故障可能是L1或电流表 ;
(3)排除步骤(2)的故障后闭合开关,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是 ;排除该故障后,电流表示数如图丙所示,则A处的电流为 A;
(4)在解决了以上问题后,将电流表分别接入A、B、C三点处,闭合开关,正确地测出了一组电流并记录在表格中,分析这组数据就得出了并联电路的电流规律。请你指出该过程的不当之处 ;
(5)按正确方法测量后,归纳得出并联电路中干路电流和各支路电流的关系是: (写出关系式);
(6)实验结束后,小明又利用器材连接了如图丁所示电路图的电路,当开关S由断开到闭合时,电流表A2的示数会 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
17.在探究“不同物质吸热能力”的实验中,实验装置如图甲、乙所示。
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
30
34
38
42
46
乙的温度/℃
10
18
26
34
42
(1)实验中应取 (选填“质量”或“体积”)相同的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中,使用规格 (选填“相同”或“不同”)的电加热器加热。实验中通过比较 来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少;
(2)分析表格中实验数据可知, 液体的吸热能力强(选填“甲”或“乙”)。
18.如图甲所示是小明用“伏安法”测量未知电阻Rx的电路图。
(1)连接电路时,开关应处于 状态,实验前,为保护电路,滑动变阻器的滑片P应置于最 端;
(2)排除故障后,闭合开关,当滑片P滑至到某位置时,电压表示数为2.4V,电流表示数如图乙所示,则未知电阻Rx= Ω;
(3)若实验中电压表损坏,利用其他的原有器材也能测出未知电阻Rx的阻值。实验电路如图丙所示(已知滑动变阻器的最大阻值为R0,电源电压未知且不变),请将下列相关实验步骤补充完整:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P滑至a端,记录电流表示数为I1;
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P滑至b端,记录电流表示数为I2;
③写出待测电阻的表达式,Rx= (用已知量和测量量符号表示)。
19.小红用如图甲所示的电路“测量小灯泡的电阻”,小灯泡的额定电压为 2.5V;
(1)如图乙所示,是根据实验数据绘出的小灯泡工作时的I—U 图像,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;当小灯泡两端的电压增大时,小灯泡的电阻将 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)接下来小明用如图丙所示电路,测未知电阻 Rx的阻值,步骤如下:
①只闭合开关S0、S1,移动滑片,使电压表示数为 1.2V,电流表示数为0.2A;
②保持滑片位置不变,只闭合开关S0、S2电压表示数为 2.6V;
③Rx的阻值为 Ω。
20.现在手头上有一个阻值为40Ω的定值电阻R0,一个电压大约为35V的电源,一个量程只有0.6A的电流表,一个最大阻值约为100Ω的滑动变阻器,请设计一个实验,比较精确地测量一个阻值约为55Ω左右的待测电阻Rx的阻值,要求:
(1)画出电路图;
(2)写出实验步骤及标明需要测量哪些量;
(3)用这些测量的量导出计算待测电阻阻值的数学表达式(可以重复组合电路).
21.比较水和食用油的吸热能力,小明用两个相同的装置做了如图所示的实验。实验数据记录如下表。
物质
质量/g
初始温度/℃
加热时间/min
最后温度/℃
水
60
20
6
45
食用油
60
20
6
80
(1)从表中数据可知,加热6min中,食用油吸收的热量 水吸收的热量(选填“大于”、“小于”或“等干”);
(2)由此实验中,可知食用油的比热容为 ;(已知水的比热容为)
(3)实验表明, (选填“水”或“食用油”)的吸热能力更强。
22.在测定“小灯泡电功率”实验中,电源电压约为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω.
(1)连接电路时开关应 ,电流表的量程应选0~ A.
(2)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整.
( )
(3)小叶同学闭合开关,移动滑片P到某一点时,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,使电压表的示数为2.5V.
(4)小勇同学移动滑片P,甚至改变电路的有关连接,记下6组对应的电压表和电流表的示数,并把这6组数据以6个点的形式记录在如图丙所示的坐标中,根据坐标中的信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W.
(5)由小勇同学的实验记录,我们可以发现小勇同学在做实验时,出现了 错误,并且造成了 的损坏.
23.在“连接串联电路”实验中,实验电路如图所示。
(1)小聪刚连完导线,两灯就亮了,说明他在连接电路时,操作上存在的问题是 。
(2)小明连接好电路后闭合开关S,发现、两只灯泡都不亮。用手按一下灯泡时,、仍然不亮;按一下灯泡时,两灯都亮,松开手两灯又不亮,则故障可能是______。
A.灯丝断了 B.灯丝断了
C.短路 D.与灯座接触不良
(3)小睿取下灯,闭合开关,发现不亮;反之,取下灯,闭合开关,发现不亮。他得到结论:在串联电路中,各用电器之间互相影响。为了使结论更具普遍性,下列哪些做法不可取?______
A.更换灯泡规格,多次实验
B.更换电源规格,多次实验
C.更换导线规格,多次实验
D.增加用电器个数,多次实验
(4)小智闭合开关时,观察到灯比亮些。有的同学认为这是因为比更靠近电源的正极。在不增加其他器材的条件下,能判断这种观点是否正确的做法是 。
24.在研究通过导体的电流与两端电压关系的活动中,同学们进行了如下实验探究:
[实验步骤]
(1)按图甲所示电路图连接好电路 ;
(2)闭合开关,改变滑动变阻器滑片P的位置,读出电压表和电流表的示数,并记录数据如下表,图乙所示是当定值电阻电压为4.5V时电流表的示数,此时的电流为 A。电阻R=15Ω。
电压U/V
1.5
3
4.5
电流I/A
0.1
0.2
(3)实验时要增大定值电阻两端的电压,滑动变阻器滑片P应向 (选填“左”或“右”)移动;
[实验结论]
(4)通过分析记录数据,你得出的结论是: ;
[实验反思]
某小组的同学在处理数据时发现,电压与电流的比值恰好等于R的阻值,这是一种巧合吗?于是同学想利用其他小组的实验数来进一步论证 ,并提出了以下两种收集数据的方案:
方案一:收集电阻值均为15Ω的几个小组的数据;
方案二:收集电阻值不同的几个小组的数据。
你认为方案 更合理,理由是: 。
25.小明组探究“串联电路与并联电路比较”的实验,实验电路图如图所示:
(1)小明按照上图甲连接电路时,开关应 (填“断开”或“闭合”).连接完成后,小明将一根导线连接在图甲中A、B两点上,闭合开关,则可以观察到的现象是灯泡L1 ,L2 .(填“发光”或“不发光”).
(2) 小明在按照图乙连接并联电路时,实物图如图丙所示,请指出电路中的两处错误
① 短路②
(3) 小明在完成上述实验后,还想探究三个灯泡并联的电路特点,他连接的实物图如图丁所示,若此时闭合开关,能发光的灯泡是 ;只要再在电路中增加一根导线,就可以使其变成三个灯泡并联的电路,请在图丁中画出这根导线.
( )
26.在测量小灯泡电阻的实验中,如图1甲所示,电源电压恒为3V,小灯泡额定电压为,滑动变阻器标有“,1A”。
(1)用笔画线代替导线,将图1甲实物电路补充完整。
(2)正确连接后,闭合开关,发现电压表和电流表均无示数。拆下电压表,用它查找故障。保持开关闭合,将电压表的负接线柱接在电源负极,正接线柱分别接电路中的各接线柱,得到如下信息,则电路发生的故障可能是 。
导线接触接线柱
A
B
C
D
E
F
G
H
电压表示数(V)
3
3
3
0
0
0
0
0
(3)排除电路故障后,闭合开关,移动滑片,先后测量得到2组数据如下表所示。小冰要继续测量小灯泡正常发光时的电阻,接下来的操作是 ,记录电流表示数如图1乙所示,此时小灯泡的电阻值为 (保留1位小数)。根据测得的数据,小冰发现小灯泡在不同电压下的电阻值不相等,其原因是 。
次数
电压
电流
电阻
1
2
3
(4)完成上述实验后,小梁设计了如图2所示的电路,也测出了灯泡正常工作时的电阻。若为阻值已知的定值电阻,灯泡额定电压用表示,实验步骤如下:
①闭合开关,断开,移动滑片,使电流表的示数为 ;
②再将开关断开闭合,保持滑片的位置不动,读出电流表的示I;
③灯泡电阻的表达式为 。
27.小乐用如图甲所示的电路探究“电流跟电阻的关系”。已知电源电压为4.5V,实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω。回答问题:
(1)如图甲所示的实物连线图,其中有一条导线连接错误,在接错的导线上打上“×”,再画线把它改接到正确的位置上 ;
(2)电路连接正确后,小乐先用5Ω的电阻进行实验,接着要改用10Ω的电阻继续进行实验,当用10Ω的电阻替换5Ω的电阻后,闭合开关,将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动,直到电压表的示数为 时,读出电流表的示数,最终的实验结果如图乙所示;
(3)由图乙可以得出实验结论是 ;
(4)与本实验中使用多个定值电阻进行多次重复实验的目的相同的是 。
A.测量定值电阻的阻值
B.探究平面镜成像的特点
28.小明利用如图甲乙所示的装置连入电路来比较不同物质的比热容,两烧瓶中分别装有质量和初温相同的不同液体,且两烧瓶中电阻丝的阻值相同。
(1)实验中,加热相同时间后,小明发现甲烧瓶中温度计示数高,说明 烧瓶中液体的比热容较大;
(2)收看天气预报,会看到丹东市的昼夜温差变化要比沈阳的小,这是因为 ;
(3)小明发现实验桌上有两只电加热器A和B,额定电压都是220V,但额定功率未知。为了比较它们的额定功率,小明在两只相同的杯子内分别装入相同质量的水,然后将两只加热器入家庭电路,分别给两只杯子中的水加热,如图丙丁所示。用温度计分别测出水在不同时刻的温度,画出其温度随时间变化的图象,如图戊所示,分析图象可知两杯水的初温是 ℃, 杯水温度升高较快,由此可知电功率较大的电热器是 ,电阻较大的是 (不计热量损失)。
29.小明用如图甲所示电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的电阻。
(1) 请你用笔画线代替导线,将图甲所示电路补充完整;
(2)电路连接完整后闭合开关,小灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数接近电源电压,故障可能是 ;
(3)排除故障后进行实验,当滑动变阻器的滑片位于某一位置时,电压表示数如图乙所示,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片向 (选填“左”或“右”) 移动;
(4)根据实验数据绘制的小灯泡的I-U 图像如图丙所示。由图像可知,小灯泡正常发光时的电阻为 Ω,灯丝电阻随 的变化而变化;
(5)小华利用电源(电压恒定且未知)、电流表、电阻箱(0~999.9Ω)、铭牌不清楚的滑动变阻器、开关、单刀双掷开关各一个及导线若干,设计了如图丁所示电路,测出了额定电流为I额的小灯泡正常发光时的电阻,请你帮她补全实验方案:
①闭合开关S1,将开关 S2拨至 1,调节滑动变阻器 R₂,使电流表示数为 ;
②闭合开关 S1, 将开关 S2拨至 2,保持滑片不动,调节 R₁,使电流表示数为I额,读出此时电阻箱接入电路中的阻值为 R';
③所以灯泡正常发光时的电阻为:R= 。
30.在“探究串、并联电路电压的规律”的实验中,张强同学分别按图甲、乙两电路图连接电路并进行实验,他将测量的数据分别记录在表一和表二中。
表一
测量处
ac
cb
bc
电压(V)
2.5
1.2
1.3
表二
测量处
ab
cd
ef
电压(V)
2.5
2.5
2.5
(1)表二数据是根据图 (填“甲”或“乙”)电路进行实验得到的数据;
(2)分析表一数据得到的结论是 ;分析表二数据得到的结论是 ;
(3)这个实验在设计方案上还存在的不足之处是: ,改进方法: 。
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