内容正文:
专题07 实验专题
考点一 比较不同物质的吸热本领
比热容实验
1.(23-24九年级上·湖南张家界·期末)夏天,小李去海边游玩时发现:中午沙子较热,海水较凉,而傍晚沙子较凉,海水较热。对此现象她提出了猜想:可能是沙子吸热或放热后,温度变化的比水大。
(1)为验证猜想,她找来了铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、水、沙子、搅拌棒、细线、火柴、天平、停表,除此之外,她还需要 ;
(2)实验中,她选用了两个火焰相同的酒精灯分别给水和沙子加热,这样做的目的 ;
(3)实验中:为了研究水和沙子吸收热量的关系,需要控制水和沙子的初温、水和沙子吸收的热量以及水和沙子的 相同;
(4)如果她实验时得出的结论与猜想一致,那么,当水和沙子升高相同的温度时,水吸收的热量比沙子吸收的热量 (选填“多”或“少”);
(5)如果加热相同的时间,质量相同的水和沙子, (选填“沙子”或“水”)升高的温度更高;
2.(23-24九年级上·湖南湘潭·期末)如图甲所示,用相同的酒精灯同时给质量相等的水和煤油加热,探究水和煤油的吸热能力。
(1)加热10min,水吸收的热量 煤油吸收的热量;
(2)根据实验数据,作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像如图乙。由图可知,煤油的比热容 水的比热容(两空均选填“大于”“小于”或“等于”)。
3.(23-24九年级上·湖南衡阳·期末)在探究“不同物质吸热能力”的实验中。
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
10
15
20
25
30
乙的温度/℃
10
20
30
40
50
(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,使用规格相同的电加热器加热。
(2)实验中通过 (选填“升高的温度”或“加热时间”)来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少。
(3)根据表格所示的实验数据分析,可知甲与乙两种液体的比热容之比为 。
4.(23-24九年级上·湖南怀化·期末)为了“比较不同物质吸热的情况”,小亮和同学用两套规格相同的电加热器、烧杯、温度计按如图所示给烧杯中的水和食用油加热进行实验,并记录数据如下表所示(忽略热量损失)。
加热时间/min
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
水的温度/℃
20
22
24
26
28
30
32
食用油的温度/℃
20
24
28
32
36
40
44
(1)实验中,要在两个相同的烧杯中分别加入相同 的水和食用油(选填“质量”或“体积”);
(2)实验中加热3min时,水吸收的热量 (选填“>”“=”或“<”)食用油吸收的热量;
(3)从实验数据分析, (选填“水”或“食用油”)的吸热能力更强。
5.(23-24九年级上·湖南株洲·期末)在“比较不同物质吸热的情况”的实验中,实验装置如图所示。
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)实验中应量取 (填“质量”或“体积”)相同的甲、乙两种液体;
(2)在本实验中,通过比较 (填“升高的温度”或“加热时间”)来判断甲和乙两种液体吸收热量的多少;
(3)实验记录的数据如表,则 (填“甲”或“乙”)物质的吸热能力强。
6.(23-24九年级上·湖南张家界·期末)如图甲所示是小明做“比较不同物质吸热情况”实验的装置,使用两个相同的容器分别装入质量和初温相同的A、B两种液体,并用相同的装置加热。
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
A液体的温度/℃
10
14
18
22
26
30
B液体的温度/℃
10
18
34
42
50
(1)除了图甲中所给的实验器材外,还需要的测量工具有天平(或量筒)和 ;其中石棉网的作用是 ;
(2)如图乙所示为B液体在第2分钟时温度计的示数,其示数为 ℃;
(3)液体吸收热量的多少可通过 来比较;
(4)将实验数据记录在如上表格中,分析数据可知,质量相等的A和B两种液体,在吸收相同热量时, (选填“A”或“B”)升高的温度较高;由此可见,A和B两种液体相比, 的吸热能力更强;
(5)同时停止加热,在相同质量的A和B温度降低的过程中,A放出的热量与降低的温度之比 (选填“大于”“等于”或“小于”)B放出的热量与降低的温度之比;
(6)下列选项中与本实验所研究物质特性有关的是 。
A.用热水袋取暖 B.利用空调降温 C.用冰袋为病人退烧
7.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)为了比较A、B两种液体比热容的大小,小夏的实验小组做了如图甲所示的实验,在两个相同的烧杯中,分别装入A、B两种液体,用相同的酒精灯加热。
(1)在烧杯中装入液体A、B时,可控制他们的初温和 相同;
(2)加热4min,A吸收的热量 (选填“大于”、“小于”或“等于”)B吸收的热量;
(3)加热相同时间后,液体A、B的温度如甲图所示,作出温度-时间图像如图乙,这表明液体 (选填“A”或“B”)的比热容较大。
8.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)在“探究物质的吸热能力”的实验中,实验装置如图所示:
(1)实验中必须要选取 (选填“质量”或“体积”)相等的甲、乙两种液体;
(2)选用规格相同的电加热器分别给甲和乙两种液体加热,这样做的目的为了通过 (选填“加热的时间”或“升高的温度”)来反映吸收的热量;
(3)根据实验测得的数据分别描绘出了甲和乙两种液体的温度随加热时间变化的图像,如图丙所示,则 液体更适合做暖气的媒介。
9.(23-24九年级上·湖南娄底·期末)如图甲所示是“探究水和煤油吸热能力”的实验装置:在两个相同的烧杯中分别加入质量和初温都相等的水和煤油,用两个相同的酒精灯同时开始加热,并用玻璃棒不断搅拌,每隔1min记录一次温度。
(1)选择两个相同的酒精灯进行实验的目的是使水和煤油 ;
A.吸收相同的热量B.升高相同的温度
(2)水和煤油吸收热量的多少是通过 来反映的;
A.温度计示数B.加热时间
(3)根据实验数据绘制出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像,如图乙所示,水和煤油都加热相同时间, 的温度变化快一些,由图像可知 吸热能力更强些;(两空均选填“水”或“煤油”)
(4)使用酒精灯加热水和煤油的过程,也是酒精的化学能不断转化为 能的过程。
10.(23-24九年级上·湖南娄底·期末)在“比较不同物质吸热的情况”的实验中,实验装置如图所示,用相同的两试管分别装上初温相同的液体A和B,隔着石棉网用水浴同时对两试管加热.记录数据如下表,请回答下列问题
加热时/
0
1
2
3
4
A的温度/
10
14
18
22
26
B的温度/
10
18
26
34
42
(1)试管中A和B液体的 必须相同。(选填“体积”或“质量”)
(2)则A、B液体升高相同温度, 液体吸收热量多。(选填“A”或“B”)
(3)分析表格实验数据可知液体 的吸热能力强。(选填“A”或“B”)
11.(23-24九年级上·湖南永州·期末)小虎用如图甲所示的实验装置比较水和食用油的吸热能力。选用的器材和材料有:烧杯、温度计、天平、秒表相同规格的电加热器各2个,水和食用油适量。
(1)具体操作是用两个完全相同的电加热器分别对初温均为20℃的水和食用油加热相同时间,记录水和食用油的末温和温度的升高,见下表。根据表中数据可知,食用油升高的温度比水升高的温度 (选填“高”或“低”),进而可归纳出结论: (选填“水”或“食用油”)的吸热能力更强;
液体
质量m
加热时间t
吸收热量Q
初温
末温
升高的温度△
吸热能力
水
相同
相同
相同
20
34
14
食用油
45
25
(2)完成上述实验后;小虎同学继续测量了更多组温度的变化,并绘制了如图乙所示的温度随时间变化关系图,根据上述结论可以判断 (选填“a”或“b”)是食用油的温度随加热时间的变化关系。
考点二 比较不同燃料的热值
11.(23-24九年级上·湖南岳阳·期末)小明利用三套完全相同的装置完成热学实验,如1所示,液体1和2的质量相同,燃料A和B的质量也相同。
(1)小明安装后,所测液体的初温均如图2所示,示数为 ℃;
(2)要比较不同物质的吸热能力,应选择 两个装置进行实验;要比较不同燃料的放热能力应选择 两个装置进行实验;
(3)同时点燃三套装置中的燃料对液体进行加热,每隔半分钟记录液体升高的温度ΔT,直至燃料燃尽。小明根据记录的数据绘制出对应装置升高温度与时间关系图线,如图3所示。分析图像可知:液体1与液体2的的比热容之比为 ;燃料A与燃料B的热值之比为 。(假设燃料完全燃烧放出的热量全部被液体吸收)
12.(22-23九年级上·湖南邵阳·期末)在“探究酒精和碎纸片燃烧时放出热量”的实验中,燃烧不同燃料分别给两个烧杯中的水加热:
(1)实验装置如图甲、乙所示,你认为图中横杆、温度计、铁圈、燃具四个器件的安装顺序应是 (填“由下而上”或“由上而下”);
(2)为保证实验结论的可靠以及方便比较,在实验中应让酒精和碎纸片的质量、两烧杯中水的质量以及两个烧杯都应保持 ;
(3)实验数据记录如表:
燃料
加热前水温/℃
燃料燃尽时水温/℃
燃料的热值/
酒精
15
35
碎纸片
15
25
根据表中数据,计算出碎纸片的热值是 J/kg。
13.(23-24九年级上·湖南永州·期末)小华利用三套完全相同的装置完成热学实验,如图1所示,液体1和2的质量相同,燃料A和B的质量也相同。
(1)丙装置在安装时的一处错误是 ,重新安装后,小华所测液体的初温均如图2所示,示数为 ;
(2)要比较不同物质的吸热能力,应选择 两个装置进行实验;要比较不同燃料的放热能力应选择 两个装置进行实验;
(3)同时点燃三套装置中的燃料对液体进行加热,每隔半分钟记录液体升高的温度,直至燃料燃尽。小华根据记录的数据绘制出对应装置升高温度与时间关系图线,如图3所示。分析图线可知:液体1与液体2的的比热容之比为 ;燃料A与燃料B的热值之比为 。(假设燃料完全燃烧放出的热量全部被液体吸收)
14.(23-24九年级上·湖南衡阳·期末)如图所示,为比较a、b两种液体的比热容及1、2两种燃料的热值,甲、乙、丙三图中的装置相同,燃料的质量均为10g,烧杯内的液体初温相同,当燃料燃尽时,立即读取相应温度计的读数,分别为t甲、t乙、t丙,且有t甲>t乙>t丙。
(1)在实验中,三个烧杯中a、b液体的 (选填“质量”或“体积”)必须相同;
(2)比较两种燃料的热值,应选择 两图进行实验,实验时要观察 (选填“加热时间”或“液体升高的温度”)比较两种燃料的热值大小,
(3)燃料1的热值q1与燃料2的热值q2相比,q1 q2(大于/等于/小于);
(4)通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏 (选填“大”或“小”)
15.(22-23九年级上·湖南衡阳·期末)如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g,烧杯内的液体初温相同。
(1)比较不同燃料的热值,应选择 两图进行实验;比较不同物质的比热容,应选择 两图进行实验;
(2)若在研究不同燃料热值实验时,记录数据如下表:根据表中数据计算:完全燃烧10g燃料1放出的热量为 J,燃料2的热值是 J/kg;
(3)通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏 (大/小),你认为出现这样情况的主要原因是: 。
燃料
加热前液体温度/℃
燃料燃尽时液体温度/℃
燃料的热值/J/kg
1
15
35
2.4×106
2
15
25
?
16.(22-23九年级上·湖南衡阳·期末)如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g,烧杯内的液体质量和初温也相同。
(1)比较不同燃料的热值,应选择 两图进行实验,实验时要观察 (填“加热时间”或“升高的温度”,下同)比较两种燃料的热值大小;比较不同物质的比热容,应选择 两图进行实验,实验时通过观察 反映物体吸热的多少;
(2)比较不同物质的比热容,选用如图合适装置加热相同一段时间后,绘制出温度﹣时间图像(如图丁),由图像可比较出,质量相等的a和b,升高相同的温度, 需要加热更长时间,液体a的比热容 液体b的比热容(填“>”或“<”)。
17.(22-23九年级上·湖南邵阳·期末)小明采用如图所示的装置探究“质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”。
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后的水温/℃
酒精
25
65
碎纸片
25
44
(1)探究过程中,要控制两套装置中燃料的质量、水的初温和 相等;
(2)实验后,可以通过比较 (选填“加热时间”或“水升高的温度”)来比较酒精和碎纸片放出的热量多少;
(3)从表格中数据可以发现,质量相同的酒精和碎纸片都充分燃烧后, 放出的热量多;
(4)通过实验表明,质量相等的不同燃料,充分燃烧所放出的热量一般是 (选填“相同”或“不同”)的。
考点三 探究串、并联电路中电流、电压的规律
18.(23-24九年级上·湖南衡阳·期末)如图所示,小覃同学所在的兴趣小组正在探究并联电路中电流的规律。
(1)图甲是他们设计的电路图,实验时需要测量A、B、C三处的电流。图乙是他们某次测量时连接的实验电路,此时电流表测量的是 (选“A”“B”或“C”)处的电流;
(2)小覃同学要测量通过L2的电流,只需将图乙中导线 (选填“a”或“b”)的一端移动到电流表的负接线柱上;重新连接好电路后,闭合开关,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为 A;
(3)该小组另一位同学测出一组A、B、C三处的电流,数据如下表所示,由此他得出结论:
0.2
0.2
0.4
①干路电流等于各支路电流之和。
②各支路电流相等。
(4)小组内交流讨论后,一致认为该同学的结论不具普遍性,要得到并联电路中电流的规律,还应该选用规格 (选填“相同”或“不相同”)的灯泡进行实验。
19.(22-23九年级上·湖南常德·期末)在探究串联电路的电流规律时,小敏同学连成了如图所示的电路。
测量处
a
b
c
d
电流/A
0.2
0.2
0.2
1.0
(1)在连接电路时,开关应 ;
(2)检查电路无误后,闭合开关,三灯L1、L2、L3均发光,接着她将电流表连入a、b、c、d四处,测得上表中的实验数据,其中错误的一处是 (填序号);
(3)小敏仅用这一次实验测量的数据得到结论,你认为合适吗?答: ,理由是 。
20.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)在“探究串联电路电压的规律”的实验时,小玲和实验小组成员设计了如图所示的电路。
(1)如图,开关闭合后,电压表测灯两端的电压;为了测量两点间的电压,小玲将点不动,只将接点的线端改接到点,小明说这种做法是不正确的,他的理由是 ;
(2)小组采用正确方法测量后把实验数据记录在表中;
次数
间电压/V
间电压/V
间电压/V
1
1.0
1.8
2.8
2
1.2
1.6
2.8
3
1.1
1.7
2.8
实验需要多次测量的目的是: (填字母即可)。
A.减小实验误差 B.寻找普遍规律
21.(23-24九年级上·湖南·期末)如图甲是小明“探究串联电路的电压规律”的实验电路图。
(1)连接电路时,开关应 ;
(2)实验时,小明把电压表接在AB之间测量,电压表示数如图乙所示,为了使实验结果更准确,接下来小明应该是断开开关, ;
(3)正确实验后,小明得到了下表的实验数据,分析多组数据得出结论:串联电路总电压 各部分电路两端电压之和。
实验次数
L1两端的电压/V
L2两端的电压/V
串联总电压/V
1
0. 9
1. 9
2. 8
2
1. 2
1. 6
2. 8
3
1. 1
1. 7
2. 8
22.(23-24九年级上·湖南郴州·期末)海英小朋友在进行探究“串联电路的电压规律”的实验中,采用的电路如图甲所示。
实验次数
L1两端的电压U1/V
L2两端的电压U2/V
L1和L2两端总电压U/V
1
1.3
1.5
2.8
2
1.2
1.6
2.8
3
1.1
1.7
2.8
(1)为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2应该选择规格 的小灯泡;
(2)海英根据图甲连接好电路,闭合开关,电压表示数如图乙所示,为了使实验结果更准确,接下来她应该断开开关, ;
(3)海英在测灯泡L2两端的电压时,为了节省时间,在图甲中实验基础上将电压表B点不动,只断开A点,并改接到C点上。她用这种方法 (选填“能”或“不能”)测出L2两端的电压;
(4)海英小朋友通过分析表中的三次实验数据,可得出的结论为: 。(用表中字母写出公式表达式)
23.(23-24九年级上·湖南张家界·期末)小敏同学通过实验探究串联电路的电压规律。
(1)在不知道被测电压的大小时,用电压表测量前,应先选用 (选填“大”或“小”)量程进行试触;
(2)小敏同学利用两节干电池做电源进行探究(如图),为了测量L1两端的电压,她连接了如图所示的电路,请用笔画线代替导线将电路连接完整 ;
(3)如表是小敏用几组灯泡做实验测量的数据。根据表中数据可得出实验结论:在串联电路中,各用电器两端 等于电源两端电压;
(4)分析表中数据可知,小敏同学第1次实验中用到的两只灯泡电阻 (选填“相同”或“不同”)。
实验次数
L1两端电压U1/V
L2两端电压U2/V
电源两端电压U/V
1
1.5
1.5
3.0
2
1.2
1.8
3.0
3
1.1
1.9
3.0
24.(22-23九年级上·湖南长沙·期末)某同学用如图所示电路“探究并联电路中电流的特点”。
(1)在连接电路时,开关应处于 状态,若要测量干路电流,则电流表应接在甲图中的 点;
(2)小明同学在测量A处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是 ;在排除故障后,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为 A;
(3)用电流表分别测出电路中的A、B、C处的电流,改变电源电压,重复实验,记录数据如表。下面表格的设计中存在的不足之处是 ;
实验序号
A处的电流IA
B处的电流IB
C处的电流Ic
第一次测量
0.2
0.2
0.4
第二次测量
0.3
0.3
0.6
第三次测量
0.4
0.4
0.8
(4)该同学表格数据得出实验结论:并联电路中干路电流为支路电流的2倍。这个结论一定成立吗?答: (选填“一定”或“不一定”)。为了得出具有普遍意义的并联电路中电流的特点,应该 。
25.(22-23九年级上·湖南株洲·期末)小桂和小林在“探究并联电路中电流的规律”的实验中:
(1)他们按如图甲的电路图连接电路,在图乙的实物图中还差一根导线没有连接,请在图中画出该条导线;( )
(2)在实验过程中,突然熄灭,亮度不变,电路可能出现的故障是 路;
(3)排除故障后,用电流表测出通过、和干路的电流,记录如下表,第三次实验时电流表指针指在如图丙的位置,其读数应为 A;小桂分析实验数据后得出结论:并联电路干路电流等于各支路电流之和,且各支路电流相等。小林认为小桂的结论可能不正确,为了验证这个结论是否正确,他们应该更换规格 (选填“相同”或“不同”)的灯泡再次实验。
实验次数
1
2
3
电流表的示数/A
0.18
0.2
电流表的示数/A
0.18
0.2
电流表的示数/A
0.36
0.4
(4)本实验要进行多次实验的目的是 。
26.(20-21九年级上·湖南邵阳·期末)在“探究串联电路的电流特点”的实验中,小虹同学选用两个不同的小灯泡组成了如图甲所示的串联电路,然后用一个电流表分别接在a、b、c三处去测量电流。
(1)她在连接电路时开关应 ;
(2)她排除故障后,重新闭合开关。电流表的指针指示位置如图乙所示。则所测的电流值为 A;
(3)她测量了a、b、c三处的电流,又改变灯泡的规格进行了多次实验,其中某次实验的测量数据如下表,在分析数据时,她发现三处的测量值有差异。下列分析正确的是 。
0. 16
0.15
0. 14
A.可能是因为测量误差造成的
B.是因为没有对电流表调零造成的
C.串联电路中各处的电流本来就不等
D.电流从电源正极流向负极的过程中电流越来越小
考点四 探究影响电阻大小的因素
27.(23-24九年级上·湖南湘西·期末)探究“导体的电阻跟哪些因素有关”的实验中,a、b、c三条金属电阻丝长度相同;a为锰铜丝,b、c为镍铬合金丝;·b的横截面积是c的横截面积的2倍;a、b横截面积相同。
(1)连接电路时,开关应处于 状态;
(2)为了探究电阻跟导体横截面积的关系,应该选用编号 两根电阻丝分别接入电路进行实验;
(3)若选用a、b两根电阻丝分别接入电路M、N两点间,是探究导体电阻的大小与 的关系;
(4)该实验中通过 的大小来反映导体电阻的大小,这种方法叫做 法。
28.(23-24九年级上·湖南湘潭·期末)在“探究影响电阻大小的因素”实验中,某实验小组同学利用如图所示的电路分别对“导体电阻跟它的材料、长度、横截面积有关”的猜想进行实验验证。实验中使用4根电阻丝,其规格、材料如表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
电流大小/A
a
锰铜合金
0.5
0.8
0.40
b
镍铬合金
0.5
0.8
0.32
c
镍铬合金
0.5
0.4
0.16
d
镍铬合金
1.0
0.4
0.08
(1)实验中通过观察电流表的示数来比较电阻的大小,此过程用到的研究方法是 ;
(2)分别将 两根合金丝接入电路,可初步探究出的结论是:其他条件一定时,导体的电阻大小与横截面积有关;
(3)分别将c、d两根合金丝接入电路,可初步探究出的结论是:其他条件一定时,导体的电阻大小与 有关。
29.(23-24九年级上·湖南永州·期末)在探究“导体的电阻跟哪些因素有关”的问题时,老师引导同学们做了如下实验:
(1)猜想:导体电阻可能与导体材料、横截面积、 、 有关;
序号
材料
长度/m
横截面积/mm²
灯泡亮度
a
铜丝
1
1
较亮
b
镍铬合金丝
1
0.5
最暗
c
铜丝
1
0.5
较暗
d
铜丝
0.5
1
最亮
(2)实验时,同学们用(图甲)所示的实验装置分别把a、b、c、d四根金属丝接入电路A、B两点之间,探究情况如上表:选用 和 两根金属丝,可探究导体电阻跟导体横截面积的关系,得到的结论是: ;
(3)如图乙的实验,可探究导体电阻与 的关系。
30.(23-24九年级上·湖南岳阳·期末)如图所示,是探究影响导体电阻大小因素的实验电路,下表给出了可供选择的几种导体,分别用A、B、C、D四个字母代表。
导体代号
长度
横截面积
材料
A
0.6
0.4
镍铬合金
B
1.0
0.4
镍铬合金
C
0.6
0.6
镍铬合金
D
0.6
0.6
锰铜
问:
(1)实验中,通过观察电流表的示数可以判断导体电阻的大小,运用了 法。通过选用 导体(填导体代号)进行实验,可探究电阻的大小与长度的关系;
(2)分别将A和C两导体接入电路进行实验,发现接入C导体时,电流表的示数比接入A导体时更大,说明导体的电阻与导体的 有关;
(3)若把A、B两导体首尾相连后,再接入电路M、N两端,会发现电流表的示数比只接A或B时变得更小,说明两导体串联后的电阻将 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)在输电工程中,通常选用铜芯线、铝芯线作为输电线,而不选择铁芯线,是因为导体的电阻还与导体的 有关。
31.(23-24九年级上·湖南邵阳·期末)物理兴趣小组学习了电阻的知识后,经过充分讨论,对食盐溶液的导电性能与哪些因素有关提出了以下猜想:
①食盐水溶液的导电性能与溶液的浓度有关。
②食盐水溶液的导电性能与溶液的质量有关。
③食盐水溶液的导电性能与溶液中两点间的距离有关。
为了验证猜想,他们设计了如图所示的装置,将电路中的a、b两金属片分别插入如图甲、乙、丙、丁溶液中所示位置(金属片a、b每次插入溶液中的深度都相同)进行探究:
(1)食盐水溶液的导电性能可以通过观察 来判断;
(2)将金属片a、b分别插入如图甲、乙所示位置可探究猜想 (选填序号);
(3)实验中,发现电流表的指针偏转角度较小,为了解决这个问题,有同学建议去掉定值电阻R0。你认为这个建议 (选填“可行”或“不可行”)。
32.(23-24九年级上·湖南衡阳·期末)某物理研究小组的同学在“探究影响电阻大小的因素”时,从实验室中选出符合要求的学生电源、滑动变阻器、电流表、开关、导线若干以及几种电阻丝,电阻丝的参数如表(不考虑温度对电阻大小的影响)探究前他们做出了如下猜想:
甲同学:电阻与导体的长度有关。
乙同学:电阻与导体的材料有关。
丙同学:电阻与导体的横截面积有关。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
a
镍铬合金丝
1.0
0.2
b
镍铬合金丝
1.0
0.1
c
镍铬合金丝
0.5
0.1
d
锰铜合金丝
0.5
0.1
为了完成实验探究,同学们设计了如图所示的实验电路。请回答下列问题:
(1)实验中应通过比较 的大小,来比较电阻丝电阻的大小,达到验证猜想的目的,这种实验方法叫 ;
(2)若要验证乙同学的猜想,则应该选用 两根电丝(填编号)进行对比实验。若要验证丙同学的猜想,则应该选用 两根电丝(填编号)进行对比实验;
(3)选用b、c两根电阻丝进行对比实验,目的是为了验证 (选填“甲”、“乙”或“丙”)同学的猜想;
(4)在上述探究过程中,总要控制某些因素,使它们保持不变,进而寻找另外一些因素的关系,这种研究方法叫 。
33.(23-24九年级上·湖南邵阳·期末)在探究决定电阻大小的因素时,研究小组中甲、乙、丙三位同学作出如下猜想:
甲:导体的电阻与导体的长度有关.
乙:导体的电阻与导体的材料有关.
丙:导体的电阻与导体的横截面积有关.
实验室备有几种电阻丝,参数如下表.
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
a
镍铬合金丝
1.0
0.2
b
镍铬合金丝
1.0
0.1
c
镍铬合金丝
0.5
0.1
d
锰铜合金丝
0.5
0.1
如图所示,是为完成探究连接的实验电路.
(1)实验中应通过比较 的大小,来比较电阻丝电阻的大小,达到验证猜想的目的.
(2)若要验证乙同学的猜想,则应该选用 两根电阻丝(填编号)进行对比实验.
(3)选用b、c两根电阻丝进行对比实验,是为了验证 同学的猜想.
34.(23-24九年级上·湖南郴州·期末)在探究“导体的电阻跟哪些因素有关”的问题时,老师引导同学们做了如下实验:
(1)猜想:导体电阻可能与导体材料、横截面积、 等有关;
(2)实验时,同学们用图甲的实验装置分别把a、b、c、d四根金属丝接入电路A、B两点之间,探究情况如下表:当选用 两根金属丝,可探究导体电阻跟导体横截面积的关系,得到的结论是: ;
序号
材料
长度/m
横截面积/mm2
灯泡亮度
a
铜丝
1
1
较亮
b
镍铬合金丝
1
0.5
最暗
c
铜丝
1
0.5
较暗
d
铜丝
0.5
1
最亮
(3)如图乙的实验,可探究导体电阻与 的关系;
(4)实验中,是通过观察灯泡亮度来比较电阻大小的,这种方法在物理学中称之为 法。
考点五 探究电流与电压、电阻的关系
35.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)实验小组在“探究通电导体中电流与电阻的关系”实验中,电源电压保持6V不变,电流表、电压表各一个,开关一个,5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器、导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线将图甲中实物电路连接完整。(要求:滑动变阻器的滑片P向右移动时电路中电流变大,导线不能交叉) ;
(2)小组同学根据测得的实验数据绘制的电流Ⅰ随电阻R变化的图像如图乙所示,图像可得出结论: ;
(3)小聪小组用5Ω的电阻做完实验后,保持滑动变阻器位置不变,接着把10Ω的电阻接入电路,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为 V,记录电流表的示数;
(4)为了完成全部实验,应选取 规格的滑动变阻器。
A.30Ω 1.0A B.20Ω 1.0A
36.(23-24九年级上·湖南永州·期末)为了探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”,小明采用了如图甲所示的实物图。实验供选择的定值电阻有5个,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω,电源电压恒为4.5V,滑动变阻器的最大阻值为30Ω。
(1)连接实物电路时开关闭合之前,滑动变阻器的滑片应移到 端(选填“A”或“B”);
(2)小明首先用5Ω电阻实验,并将实验数据在乙图中描点,则阴影部分的面积表示 ,其数值为 ;
(3)第2次实验中,他将5Ω电阻换成10Ω,如果滑片仍然停留在第1次实验的位置,小明应向 (选填“A”或“B”)端移动滑片,同时,眼睛应注视电压表示数;
(4)只用最大阻值为30Ω的滑动变阻器 (填“能”或“不能”)直接完成这5次实验。
37.(22-23九年级上·湖南长沙·期末)如图甲所示是探究“通过导体的电流与电阻的关系”的电路图。所用实验器材是:电源(6V)、电流表(0~0.6A)、电阻箱(0~999.9Ω)、滑动变阻器(50Ω,1A)、开关、导线若干。
实验序号
电阻R/Ω
电流I/A
1
6
0.40
2
8
0.30
3
12
0.20
(1)闭合开关前,发现电压表的指针如图乙所示,其原因是 (选填“指针没调零”或“正负接线柱接反了”)。解决问题后,实验得到的数据如表所示;
(2)分析表中数据可知电阻箱两端的电压为 V;当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 关系。
38.(23-24九年级上·湖南怀化·期末)小明探究“通过导体的电流与电压的关系”时,电路图如图甲所示。电源电压不变,R1为定值电阻,电流表A 选用0~0.6A量程,电压表V1选用0~3V量程,电压表V2选用0~15V量程,滑动变阻器R2上标有“50Ω 1A”的字样。
(1)请根据电路图甲用笔画线代替导线连接实物图乙;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应放在 (A/B)端;
(3)闭合开关S,发现电流表A 与电压表V2的示数为零,电压表V1的示数不为零,则电路存在的故障是 ;
(4)排除故障后,继续进行实验,记录电流表A 与电压表V1的示数,得到一组实验数据,如表格所示.由实验数据可求R1= Ω;
序号
电压表V1的示数U1/V
电流表A的示数I/A
1
1.0
0.1
2
2.0
0.2
3
3.0
0.3
(5)实验中,记录电流表A 与电压表V2的示数,得到一组实验数据,根据实验数据作出I-U2图象如图丙所示,电源电压是 V,试计算第三次实验时电路中消耗的总功率 W。
39.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)某小组同学用图甲的电路图探究欧姆定律,实验中他们所用的定值电阻分别是5Ω、10Ω、15Ω,电源电压为4.5V。
(1)在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”时,选用了某一定值电阻,连接电路时开关应 (填“闭合”、“断开”),滑片P应滑到图甲中的 端(填“左”、“右”),检查电路闭合开关后,移动变阻器的滑片P,当电流表的示数是0.28A时,电压表的示数如图乙所示,这个定值电阻的阻值是 Ω;
(2)在探究“电阻上的电流跟电阻的关系”时,把定值电阻由5Ω换成10Ω,闭合开关后,下一步的操作是将变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)移动,使R两端的电压恢复到和原来示数相同;
(3)探究结束后,该组同学又利用图甲所示的电路图测量小灯泡的电功率,他们把定值电阻换成额定电压为3.8V、电阻约为10Ω的小灯泡,并更改了电压表的量程;
①请帮该组同学将图丙的实物电路连接完整 ;
②闭合开关后,发现电压表示数接近电源电压,电流表指针无明显偏转,移动变阻器的滑片,两表示数均几乎不变,原因可能是 ;
③问题解决后,闭合开关,改变变阻器滑片P的位置,当电压表的示数是 V时小灯泡正常发光,此时灯泡的电功率 (选填“大于”“小于”或“等于”)它的额定功率。
40.(22-23九年级上·湖南衡阳·期末)现有下列器材:学生电源(电压恒为6V),电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)(5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω各1个)、开关、滑动变阻器和导线若干,利用这些器材探究电流与电阻的关系。
(1)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应该位于 端(选填“左”或“右”);
(2)实验中依次接入5个定值电阻,正确操作后,记下电流表的示数,分析图中数据可以得出结论: ;
(3)按电路图连接好实物电路,闭合开关后,发现电压表有示数、电流表无示数,电流表、电压表连接无误,则电路存在的故障可能是 。
(4)换用完好的15Ω的电阻做完实验后,接着换用25Ω的电阻接入电路,闭合开关 (选填“左”或“右”)移动滑片,读出电流表的示数如图丙所示,为 A;
(5)为完成整个实验,应该选取下面哪种规格的滑动变阻器? (填字母)。
A.20Ω,1.0A B.50Ω,1.0A C.100Ω,0.5A
41.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)某小组用如图甲所示的实验器材“探究电流与电阻的关系”,电源电压恒为3V,滑动变阻器上标有“10Ω 1A”的字样,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个。
(1)下列实验操作步骤最合理的排序是 (将正确选项的字母填在横线上);
①闭合开关; ②将滑动变阻器的滑片调到最大阻值处;
③断开开关; ④连接电路
A.④③②① B.③④①② C.③④②①
(2)用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的电阻完成实验,绘制了如图乙所示图象,他们根据图象得到结论:在导体两端电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。得出该结论的依据是: ;
(3)若换用25Ω的电阻接入电路,无论怎样调节滑片,也不能完成最后一组实验数据的测量,原因是 。
42.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)下图是探究“电流与电阻关系”的电路。
(1)用笔划线代替导线将图中实物电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片P向左移动时,电路中电流变大,导线不得交叉);
(2)连好电路,闭合开关,发现电压表、电流表均无示数,电路故障可能是 。(填选项)
A.定值电阻R短路 B.定值电阻R断路 C.滑动变阻器断路
43.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)为了完成“探究电流与电阻的关系”实验,小明从实验室选取以下器材:电压恒为4.5V的电池组、电流表、电压表、开关,5Ω、10Ω、25Ω的定值电阻各一个,规格为“40Ω 1A”的滑动变阻器,导线若干。
(1)保持开关断开,连成图甲所示电路,把滑动变阻器的滑片移至阻值最大处。小明将10Ω的电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,直到电压表示数如图乙所示,并记录电流表的示数;换用15Ω电阻后,调节滑动变阻器使定值电阻两端的电压保持 V不变。
(2)通过实验得到电流随电阻变化的图像如图丙所示,由此可得 。
(3)在小明实验的基础上,为了得到更多组数据,需要更多规格的定值电阻,则选用的定值电阻最大阻值不允许超过 Ω。
44.(22-23九年级上·湖南永州·期末)某实验小组“探究导体中电流与电压的关系”的实验时,选择了电压为3V的电源、阻值为10Ω的定值电阻R1、最大阻值为10Ω的滑动变阻器R2及其他有关器材。
(1)连接电路时,开关应 ,连接好电路并将滑动变阻器的阻值移到最 (选填“左”或“右”)端,并检查后闭合开关;
(2)实验中主要采用的研究方法是 ;
(3)电路连接正确、各仪表工作正常后,小强按计划测量R两端电压和对应的电流如下表:
实验次数
1
2
3
4
电压/V
1.0
1.5
2.0
2.5
电流/A
0.2
0.3
0.4
0.5
通过对数据的分析,可得到的结论是 。
45.(22-23九年级上·湖南衡阳·期末)在探究“电压一定时,电流跟电阻关系”的实验中,设计电路图如图甲所示。
(1)连接电路前,开关必须 ;
(2)根据图甲用笔画线代替导线将图乙实物连接成完整电路 (导线不允许交叉);
(3)连接好电路,闭合开关,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是 ;
A.电流表坏了 B.滑动变阻器短路 C.电阻处接触不良 D.电阻短路
(4)排除电路故障进行实验,多次改变R的阻值,调节滑动变阻器,使电压示数 ,实验数据记录如下表。其中第5次实验电流表示数如图丙所示,其读数为 A;
实验次数
1
2
3
4
5
电阻R/
5
10
15
20
25
电流I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
(5)实验结论是: 。
46.(23-24九年级上·湖南郴州·期末)在“探究电流与电阻的关系”的实验中,提供的器材如下:电源电压恒为4.5V,五个定值电阻5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,标有“50Ω,1A”的滑动变阻器R、电压表(可用量程:0~3V、0~15V)、电流表(0~0.6A)、开关各1只,导线若干;
(1)如图甲,排除故障后,分别由小到大依次将五个定值电阻接在R1的位置,根据实验所得的五组数据绘制出I﹣R图像,如图乙所示,实验过程中控制了定值电阻两端的电压保持 V不变;
(2)为完成该实验探究的五组数据,滑动变阻器连入电路的阻值范围为 ;
(3)以现有的实验器材并且在保证电路各元件安全的情况下,为完成该实验探究的五组数据,定值电阻两端要保持不变的预设电压U0的取值范围为 。
47.(22-23九年级上·湖南长沙·期末)现有下列器材:学生电源(6V),电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干,利用这些器材探究“电压一定时,电流与电阻的关系”。
(1)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转,则电路可能存在的故障是 ;
(2)排除故障后,实验中依次接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数,利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。由图像可得出结论 ;
(3)为完成整个实验,应该选取哪种规格的滑动变阻器 。
A.60Ω 0.2A B.50Ω 0.5A C.20Ω 1A
48.(22-23九年级上·湖南长沙·期末)某同学用如图甲所示的电路来探究串联电路的电压规律。
(1)实验前,开关应处于 状态;
(2)将电压表的两端分别连到A与B、B与C、A与C上,测量电压UAB、UBC、UAC并将测得的数据记录在表中;
实验次数
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1
2.0
2.4
4.5
2
2.4
2.1
4.5
3
3.0
4.5
改变两个小灯泡的规格,重做上述实验,其中第3次A与B两点间的电压如图乙所示,其示数是 V。分析实验数据,可得到串联电路的电压规律是: (用题中物理量符号UAB、UBC、UAC表示)。
考点六 伏安法测电阻
49.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)小明用如下图所示的实验装置测量未知电阻的阻值;
(1)用笔画线代替导线将电路补充完整,使滑动变阻器滑片向右移动时电阻增大 ;
(2)闭合开关,改变电阻Rx两端的电压,进行了三次测量,在第三次测量中电流表的示数如上图所示;示数为 A;
(3)下表是小明记录数据的表格,其不足之处是 ;根据三次实验数据可得,定值电阻Rx的阻值为 Ω;(结果保留一位小数)
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
1.5
0.32
4.7
2
2
0.4
5
3
2.5
50.(23-24九年级上·湖南岳阳·期末)为测量电阻Rx的阻值,老师提供了以下器材:待测电阻Rx、电源一个、电流表一只、电压表一只、滑动变阻器一个、开关一个、导线若干,按下述要求完成实验。
(1)将所设计的电路图画在方框内 ;
(2)小英按电路图连接实验电路,测量电阻的阻值。闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P后,观察到电压表和电流表的示数分别如图乙、丙所示,则电流表的示数为 A,待测电阻的阻值为 Ω;
(3)此实验中滑动变阻器的作用是 。(答案合理就给分)
51.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)某同学用伏安法测定值电阻的阻值,实验电路图如图甲所示。
(1)闭合开关S前,滑动变阻器滑片P应置于 端(选填“a”或“b”);
(2)当电压表示数如图乙所示时,电流表示数如图丙所示,则被测电阻Rx Ω;
(3)该实验中,滑动变阻器的作用为 。
A.多次测量,求平均值减小误差
B.多次测量,得出普遍结论
52.(22-23九年级上·湖南常德·期末)用伏安法测电阻,实验电路图如图,电源电压保持不变。
(1)该实验的原理是 ;
(2)闭合开关S前,滑动变阻器滑片P应置于 端(选填“A”或“B”);
(3)小华按如图甲所示的实验电路图正确连接电路,进行实验,某次实验中电压表示数、电流表示数如图乙所示,则此时通过Rx的电流为 A,加在它两端的电压为 V;
(4)被测电阻Rx= Ω。
53.(23-24九年级上·湖南邵阳·期末)某兴趣小组在探究额定电压为2.5V的小灯泡的电阻随温度变化规律时,他们先进行了如下猜想。
猜想一:小灯泡的电阻可能随温度的升高而增大;
猜想二:小灯泡的电阻可能随温度的升高而减小;
猜想三:小灯泡的电阻不随温度的变化而变化。
接下来他们设计了如图甲所示的实验电路进行探究,他们具体的探究过程为:
(1)完成电路连接,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到最 (填“左”或“右”)端;
(2)闭合开关后,发现小灯泡不亮,电压表示数接近2.5V,电流表无示数,则故障原因可能是小灯泡 (填“断路”或“短路”);
(3)故障排除后,进行实验并记录了前4组数据如下表所示,第5次实验的电流值如图乙所示,则电流大小为 A;
次数
1
2
3
4
5
电压(U/V)
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流(I/A)
0.18
0.30
0.38
0.44
(4)根据上表记录的实验数据,通过分析可知,小灯泡的电阻随温度的升高而 (填“增大”“不变”或“减小”)。
54.(22-23九年级上·湖南郴州·期末)物理兴趣小组在做“测量小灯泡的电阻”实验时,准备了以下器材:小灯泡(额定电压为)、电流表()、电压表()、开关、两节干电池、滑动变阻器、导线若干。下图为该小组连接的实物图。
(1)图甲是小明连接的实物电路,图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“”并补画出正确的连线 ;
(2)正确连接电路后,闭合开关,当滑动变阻器的滑片置于某位置时,电流表和电压表的示数如下图所示,电流表示数为 ,则小灯泡电阻为 (计算结果保留一位小数);
(3)改变滑动变阻器滑片的位置,记录下不同时刻的电压值和电流值,并计算出小灯泡在不同电压下的电阻值,数据处理表格如下所示,其中有一处是不恰当的,这一处是 ,原因是 ;
实验次数
电压/V
电流/A
电阻/Ω
平均电阻/Ω
1
1.0
0.17
5.9
7.7
2
1.4
0.18
7.8
3
1.8
0.22
8.2
4
2.0
0.23
8.7
(4)考虑到通过电压表的电流不为零,则测出的结果必然存在误差,那么测量出的电阻值会比真实值偏 (选填“大”或“小”)。
55.(23-24九年级上·湖南邵阳·期末)某兴趣小组在探究额定电压为2.5V的小灯泡的电阻随温度变化规律时,他们先进行了如下猜想,
猜想一:小灯泡的电阻可能随温度的升高而增大;
猜想二:小灯泡的电阻可能随温度的升高而减小;
猜想三:小灯泡的电阻不随温度的变化而变化;
接下来他们设计了如图1所示的实验电路进行探究,他们具体的探究过程为:
(1)完成电路连接,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到最 (填“左”或“右”)端;
(2)闭合开关后,发现小灯泡不亮,电压表示数接近3V,电流表无示数,则故障原因可能是小灯泡 (填“断路”或“短路”);
(3)故障排除后,进行实验并记录了前4组数据如表所示,第5次实验的电流值如图2所示,则电流大小为 A;
次数
1
2
3
4
5
电压(U/V)
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流(I/A)
0.18
0.30
0.38
0.44
(4)根据表中记录的实验数据,通过分析可知,小灯泡的电阻随温度的升高而 (填“增大”“不变”或“减小”)。
考点七 特殊法测电阻
56.(22-23九年级上·广东肇庆·期末)在“伏安法测电阻”的实验中:
(1)图甲的实物电路用笔画线连接完整,要求滑片往左移电流表示数变大 ;
(2)在连接电路中,开关应该处于 (选填“闭合”或“断开”)状态;
(3)排除故障后进行实验.移动滑片P,当电压表的示数为1.3V时,电流表的示数如题图乙,其示数为 A,待测电阻 Ω;
(4)某同学利用一个电压表和一个已知阻值的电阻,设计如题图丙的电路,同样测出待测电阻的阻值。
实验步骤如下:
①闭合S、断开,用电压表测出待测电阻两端的电压为;
②闭合S、,用电压表测出电源的电压U;
③可得待测电阻 .(用U、和表示)
57.(23-24九年级上·湖南岳阳·期末)小明用如图甲所示的电路测量小灯泡的电阻,小灯泡正常发光时的电压为2. 5V。
(1)实验开始前,应把滑动变阻器的滑片P调到 端(选填“A”或“B”);
(2)闭合开关S前,发现电压表的指针偏转如图乙所示,原因可能是 ;
(3)小明在实验中把滑片移到最右端,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表示数为零,电压表的示数接近电源电压。为了排除故障,小明接下来的操作合理的是 (选填字母符号);
A.拧紧小灯泡和它两端的接线柱
B.拧紧开关两端的接线柱
C.检查滑动变阻器是否短路
(4)在正确连接好电路后,某次测量中电压表的示数为2V,为测得额定电压下的灯丝电阻,滑动变阻器滑片P应向 (选填“左”或“右”)端滑动;
(5)完成上述实验后,小明进一步思考,用已知最大阻值为R的滑动变阻器和电流表,能否测出未知定值电阻的阻值呢?他设计电路如图丙,实验步骤如下:闭合开关S,当滑动变阻器的滑片位于B端时,记下电流表的示数为I;将滑片移至A端,记下电流表的示数为;则电阻的阻值表达式为 (用I、和R表示)。
(6)利用此装置也可以测量小灯泡的电功率,闭合开关后,移动滑片P使电压表示数为2.5V时,电流表的指针位置如图丁所示,则小灯泡的额定功率为 。
58.(22-23九年级上·湖南娄底·期末)某实验小组用伏安法测电阻R的阻值,采用如图甲所示电路。
(1)请用笔画线代替导线将图甲连接完整 ;
(2)按电路图连接实物图,连接过程开关应 ;
(3)闭合开关,移动滑片P发现电流表有示数,电压表始终无示数,其原因可能是待测电阻 (选填代码)A断路 B短路;
(4)排除故障后,调节滑片P,当电压表示数为时,电流表示数如图乙,由此可计算出待测电阻阻值为 ;
(5)该小组想用一块电流表和一个定值电阻,测未知电阻的阻值,于是他们设计了如图丙所示的电路,并进行如下实验操作:
①只闭合S,此时电流表的示数为
②再闭合S1,此时电流表的示数为
③请用已知量和测出量、表示出未知电阻的表达式,则 。
59.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)小亮做“测小灯泡电阻”的实验时,所用器材有电压为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡,以及符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。
(1)小亮连接电路时,刚接好最后一根线,就发现小灯泡发光了,产生这一现象的原因是连接电路时 。
(2)在改正(1)的错误后,小亮滑动滑片P,分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制了如图乙所示的U-I图像,根据图像提供的信息,小灯泡正常工作时的电阻约为 Ω。
(3)完成上述实验后,小亮进一步思考,只用一只仪表结合已知最大阻值为的滑动变阻器,在不超过2.5V恒定的电源电压下,不考虑温度对电阻的影响,能否测出小灯泡的阻值呢?于是他设计了的电路如图丙所示。其步骤如下:
A.在丙图中将滑动变阻器滑片滑到a端,记下电压表示数,再滑到b端记下电压表示数;
B.小亮通过这两个数据和可计算出灯泡电阻,其表达式为 。
60.(23-24九年级上·湖南岳阳·期末)用图甲所示电路测定小灯泡的电阻,灯泡正常发光的电压为。
(1)当灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,此时电流表读数为 A,小灯泡电阻为 ;
(2)若闭合开关,电流表及电压表指针均发生偏转,而小灯泡不亮,其可能原因是 (说出一种原因即可);
(3)若电压表发生故障,但有已知阻值的定值电阻R0可提供的情况下,下列电路不能测出小灯泡电阻的是 。
61.(22-23九年级上·湖南衡阳·期末)小明利用两节干电池、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、阻值为5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻各一个以及导线若干等器材,进行了“探究电流与电阻的关系”的实验:
(1)他首先连接了如图甲所示的电路(还有一根导线未连接)。请指出他连线过程中存在的问题是 ;
(2)排除故障连接好完整电路后继续实验,电流表示数如图乙,为 A;接着换上10Ω的电阻进行实验,闭合开关后,滑片应该向 端移动,使电压表的示数保持 V不变;
次数
电阻R/Ω
电流I/A
1
5
2
10
0.2
3
20
0.1
(3)通过表中实验数据可以得出的结论是:当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成 比;
(4)上述实验完成后,他想测量另一个铭牌模糊不清的滑动变阻器Rx的最大阻值,在保证电路安全的情况下,设计了如图丙所示的电路(电源电压恒定但未知,定值电阻的阻值为R0),步骤如下:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片移至最左端,读出电压表的示数为U1;
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片移至最右端,读出电压表的示数为U2;
则滑动变阻器最大阻值Rx= (用已知量和测量量的符号表示)。
62.(22-23九年级上·湖南·期末)某实验小组设计了图甲所示的电路,测量一个阻值约100Ω的电阻Rx的阻值,实验室中提供的器材有:两节完全相同的旧干电池,两个开关S1、S2,导线若干。另外还有可供选择的器材:
A.电压表V1(量程0~3V)
B.电压表V2(量程0~15V)
C. 定值电阻R1(阻值5Ω)
D.定值电阻R2(阻值160Ω)
(1)为了准确的测出Rx的阻值,实验时,连接在图甲中的电压表应选用 ,定值电阻R应选用 ;(均填字母序号)
(2)将实验器材按照电路图连接好电路,先 时,电压表示数如图乙所示;再 时,电压表示数是2.7V;(均填字母序号)
a. 断开S1,闭合S2
b. 断开S2,闭合S1
c. 同时闭合S1、S2
(3)根据实验的数据,可计算出Rx= Ω。
考点八 测量小灯泡的电功率
63.(23-24九年级上·湖南娄底·期末)小明做“测量小灯泡的电功率”的实验,小灯泡标有“2.5V”字样,电路图如图甲所示。
(1)连接实物电路时,开关应 ;
(2)电路连接正确后进行实验,当电压表示数为1.8V时,为了测量小灯泡的额定功率,需将滑片向 (选填“左”或“右”)端移动;
(3)小明多次改变滑动变阻器滑片的位置,并根据实验数据画出了小灯泡的关系图像,如图丙所示。由图像可知:小灯泡的额定功率 W;
(4)实际测量时,电压表有示数时内部有微弱的电流通过,若考虑这个微弱电流的影响,则所测小灯泡的额定功率偏 。
64.(23-24九年级上·湖南娄底·期末)在物理自由探究的第二课堂上,小明同学想测量额定电压是2.5V的小灯泡的额定功率,他使用了三节新干电池、“20Ω,0.6A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和若干导线,连接了如图甲所示的电路。
(1)甲图中有一根导线连接错误,请在错误的导线上打“×”,并在图上改正 ;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片Р应处于最 端。
(3)实验中,他调节滑动变阻器的滑片,多次记录电压表、电流表的示数,根据记录的数据画出了如图乙所示的图像,但粗心的小明同学忘了标电压电流符号,根据灯丝电阻的变化规律判断横坐标是 (选填“电压”或“电流”);
(4)当电压表示数为2.5V时,电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是 ;
65.(23-24九年级上·湖南娄底·期末)小明学习了电功率的知识后,在家中找来了一个标有额定电压为“”的小灯泡,准备测定该小灯泡的额定功率,他在学校的实验室找到了相关器材,并进行了如下实验,已知电源电压恒为;
(1)请用笔画线代替导线,帮他连接好实物图。要求闭合开关后,滑片向右移,灯泡变亮;
(2)小明在实际操作中无论怎样移动滑片,发现电流表有示数变化,电压表示数为零,你认为出现此现象的原因是 (选填字母);
A.灯泡短路 B.灯泡断路
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现电压表的示数如图乙所示,接下来他应该将滑动变阻器的滑片向 移动,同时眼睛注意观察电压表,直到灯泡正常发光;
(4)经过多次测量,小明绘制了小灯泡的图象,如图丙所示,则该小灯泡的额定功率为 W;
(5)小明用此实验还可以探究灯泡发光时电阻具有如下特点 。
66.(23-24九年级上·湖南·期末)为测量额定电压为2. 5V的小灯泡的额定功率,某同学设计了如图甲所示的电路。
(1)正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器,当电压表示数为2V时,电流表示数如图乙所示为 A;
(2)要测小灯泡的额定电功率,他还应继续将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端移动一段距离,使电压表示数为2. 5V。
67.(23-24九年级上·湖南株洲·期末)小兴用伏安法测量小灯泡的电功率,待测小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,完成图甲实物电路的连接 ;(要求:连线不得交叉)
(2)检查电路连接无误后,闭合开关S,电压表指针有明显偏转,电流表指针几乎不动。产生这一现象的原因可能是 出现了断路;
(3)故障排除后进行实验,通过移动滑片记录了多组数据,并作出了如图乙所示的I-U图像。据图可知小灯泡的额定功率为 W,此时灯丝的电阻约为 Ω(结果保留一位小数)。
68.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)如图所示是实验小组“测量小灯泡电功率”的电路。电源电压恒为6V,滑动变阻器R的规格为“”,待测小灯泡L的额定电压为,额定功率小于1W。
(1)闭合开关,调节滑动变阻器,此时小灯泡正常发光时,电流表示数如图所示,小灯泡的额定功率为 W;
(2)接下来要测定实际电压大于小灯泡额定电压时的实际功率,应将滑动变阻器的滑片向 端移动;
(3)本次实验中,进行多次实验的目的是为了 ;
(4)如果把本实验中的小灯泡换成一个定值电阻,利用这些实验器材可以用来探究“电流与 的关系”的实验。
69.(22-23九年级上·湖南株洲·期末)晨逸同学要测定标有“2.5V”小灯泡正常发光时的电功率,连接了如图甲所示的电路。电源电压为4.5V,所用滑动变阻器的规格为“25Ω,0.5A”。
(1)同组的小顺发现晨逸的电路连接有错误,如果此时闭合开关,观察到的现象是 ;
A.小灯泡不发光,电流表有示数
B.电流表有示数,电压表无示数
C.小灯泡发光,电压表有示数
D.小灯泡不发光,电压表示数超过量程
(2)晨逸将电路改接正确后,将滑动变阻器的滑片P置于A端,再闭合开关,调节滑片,使小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的功率是 W;
(3)晨逸还测量了小灯泡在不同电压下的电流,并根据所测得的数据绘制了小灯泡的I﹣U图像,如图丙所示,根据图像可知电流与电压并不成正比,原因是灯丝的电阻随温度升高而 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
70.(22-23九年级上·湖南邵阳·期末)某同学用如图甲电路测定小灯泡的电功率,电源电压为6V。小灯泡标有:“2.5V”字样(灯丝电阻约为10Ω),有以下两种规格的滑动变阻器可选用:A.“50Ω,2A”B.“10Ω,1A”。
(1)应选用滑动变阻器 (填“A”或“B”);
(2)连接完电路,该同学发现闭合开关后小灯泡不亮,电流表和电压表指针都有较小的偏转,则小灯泡不亮的原因是 ;
A.小灯泡烧坏
B.小灯泡短路
C.小灯泡的实际功率太小
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片,发现电压表的示数如图乙所示,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 (填“左”或“右”)端移动;
(4)调节滑动变阻器,当小灯泡正常发光时,电流表的示数为0.25A,小灯泡的额定功率是 W。
71.(22-23九年级上·湖南株洲·期末)如图,某同学计划利用图1所示的器材测量小灯泡的电功率,已知小灯泡的额定电压是2.5V,电源是两节新干电池。
(1)图中有一根导线连接错误,请在该导线上画“×”,并完成电路的正确连接;
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,检查电路发现电压表、电流表均有示数,则接下来的操作应是 ,再观察灯泡是否发光;
(3)问题解决后,移动滑片,当电压表示数为2.3V时,若还需测量小灯泡的额定功率,需将变阻器滑片向 端移动(填“A”或“B”),直到电压表的示数为 V;
(4)移动滑片P,记录多组数据,绘制成I-U图像如图2,根据图像所给信息,计算出小灯泡正常发光时的功率是 W,小灯泡的电阻随温度升高而 ;
(5)最终能够归纳出:小灯泡两端的实际电压越 ,实际功率越大。小灯泡的 越大, 小灯泡亮度越大。
72.(22-23九年级上·湖南湘潭·期末)图1是测量额定电压为2.5V的小灯泡额定功率的实验电路。
(1)请用笔画线代替导线,将电压表正确接入电路;( )
(2)测定小灯泡额定功率的实验中,滑动变阻器的作用是 ;
A.调节小灯泡的电阻 B.调节小灯泡的额定电压
C.调节小灯泡的额定功率 D.调节小灯泡两端的电压,使其达到额定电压
(3)闭合开关后,无论怎样移动滑片P,发现小灯泡均不亮,电流表无示数,电压表有示数,则该电路故障可能是 ;
A.小灯泡断路 B.小灯泡短路 C.滑动变阻器处断路
(4)正确连接好电路,闭合开关前滑动变阻器的滑片P应置于最 (选填“左”或“右”)端;当电压表示数调至2.5V时,电流表示数如图2所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(5)用图1所示的电路 (选填“能”或“不能”)用来探究电流与电压的关系,理由是灯丝电阻随 的升高而增大;
(6)用图3所示电路来测量另一只额定电压为4V的小灯泡的额定功率;
①仅闭合,调节滑动变阻器滑片至某一位置,使电压表示数为4V;
②在保持滑片不动的情况下,仅闭合,调节电阻箱,使电压表示数为 V,此时接入电路的阻值为20Ω;
③该小灯泡的额定功率为 W。
73.(23-24九年级上·湖南株洲·期末)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡额定电压为2.5V(电阻值约为5Ω)。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。要求:滑动变阻器的滑片向右移动时滑动变阻器接入电路中的阻值变大;( )
(2)连接好电路后闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,则出现故障的原因是小灯泡 (选填“断”或“短”) 路;
(3)故障排除后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P到某处时,电压表示数为2V,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动,使电压表示数为2.5V,此时电流表指针位置如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(4)若此实验中电流表坏了,为了测出小灯泡的额定功率,小组同学们增加了一个R0=5Ω的定值电阻,设计了如图丙所示的电路(电源由两节干电池串联组成)和如下实验方案:
①调节滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压;
②保持滑片位置不变,只将电压表a点改接到c点,测出定值电阻R0两端的电压U0,通过计算就可得到小灯泡的额定功率。
老师看后说该设计方案存在两个问题,请你把这两个问题写在下面:
一是 ;
二是 。
74.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)如图甲所示是“测量小灯泡电功率”的实验电路,已知小灯泡额定电压为2.5V。
(1)连接电路时,应将开关断开,滑动变阻器调到最 边。
(2)移动滑片,当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 。
(3)虽然电压表的电阻大,但仍然有微弱电流通过,会导致测量误差。若考虑有电流通过电压表,所测灯泡的功率与实际值比较将偏 。
75.(23-24九年级上·湖南邵阳·期末)小明同学在做“测定小灯泡额定功率”的实验时,所选用的电源电压为4.5V,小灯泡上标有“2.5V”字样。
(1)实验桌上有两个不同的滑动变阻器,为了顺利完成实验,小明应选择 ;
A.5Ω 1A B.20Ω 0.5A
(2)用笔画线代替导线将实物电路补充完整 (要求:连线不得交叉,电压表量程要正确);
(3)电路连接无误后,闭合开关,小明发现小灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数,产生这种现象的原因可能是 ;
A.小灯泡短路 B.小灯泡断路 C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器断路
(4)排除故障后,小明通过移动滑片记录了多组数据,并绘制出如图乙所示的I-U图像。由此可知小灯泡的额定功率是 W。
76.(23-24九年级上·湖南邵阳·期末)小华同学做“测量小灯泡额定功率”的实验,选用额定电压是2.5V的小灯泡。
(1)如上图所示是他实验的电路,刚开始实验时,滑动变阻器的滑片应置于 端(选填“A”或“B”);
(2)小华正确连接电路后,闭合开关,发现灯不亮,但电压表有较大读数,则故障原因可能是 ;
(3)排除故障后,如果让小灯泡正常发光,小华调节滑动变阻器使电压表的读数为 V;
(4)小灯泡正常发光,此时,电流表的读数如上图所示,则小灯泡的额定功率是 W。
77.(23-24九年级上·湖南岳阳·期末)如图所示,是测定小灯泡电功率的实验电路图,电压表有和两个量程,小灯泡额定电压为。
(1)实验中,电压表应选用 V的量程;
(2)实验过程中,小灯泡突然熄灭,电压表有示数,而电流表却无示数,则出现故障的原因可能是小灯泡发生了 路;
(3)排除故障后,根据实验测得的数据,画出了小灯泡的电流随电压变化的图像,如图所示,分析图像:小灯泡的额定功率是 ;
(4)小灯泡的电流随电压变化的图像不是一条直线,这是因为 。
考点九 探究影响电热的因素
78.(23-24九年级上·湖南郴州·期末)在探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验中,完全相同的密闭容器,里面密封着等量的空气,通过观察U形管中液面高度的变化来显示容器内空气温度的变化,闭合开关前,U形管内液面相平。
(1)甲装置两根电阻丝是 (选填“串联”或者“并联”)在电路中,可探究电流通过导体时产生热量的多少跟电阻大小有关;
(2)乙装置实验中,观察U形管内液面,可得到左边容器中导体产生的热量 (选填“多”或者“少”)。由此可知,其它条件相同时, 越大,导体产生的热量越多。
79.(22-23九年级上·湖南邵阳·期末)用如图所示的装置做“探究电流相同时,通过导体产生的热量与电阻大小的关系”的实验。(甲、乙是完全相同的密闭容器。闭合开关前,A、B两U形管内液面相平)
(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U形管中液面的 来显示甲、乙容器内空气温度的变化;
(2)通过对比观察, (填“甲”或“乙”)容器中导体的电阻产生的热量较多。由此可知,在电流大小和通电时间相同时,电阻越 ,导体产生的热量越多。
80.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)如图是小明设计的探究焦耳定律的实验装置图:
(1)如图所示实验装置,通过观察U形管中 来比较电流通过电阻产生电热的多少。这种探究问题的方法叫 法;
(2)若观察乙、丙两实验装置,这是在探究电流通过导体产生热量多少与 的关系。
81.(23-24九年级上·湖南怀化·期末)小亮同学在探究“电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”时,采用了如图所示的实验装置。
(1)盒内封闭一定量的空气的优点是空气受热容易膨胀,便于在实验中是通过观察U型管中液面的 来比较电流通过导体产生热量的多少;
(2)你认为该图所示的装置是用来研究电流通过导体产生的热量与 的关系;
(3)由实验现象可以得到的结论是在 、通电时间相同的情况下,通过导体的 越大,导体产生的热量越多。
82.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)如图是探究电流通过导体时产生热量的实验,甲、乙两套装置中各有两个相同的透明容器。其中密封着等量的空气和一段电阻丝(阻值在图中已标出),U形管中装有等量的液体,接通电源,观察现象。
(1)实验中通过观察液柱的变化来比较导体所产生热量的多少,这里运用了 (选填“转换法”或“等效替代法”)的物理思想;
(2)用甲装置进行实验时,通过控制通电时间和电路中的 相同,来研究导体产生热量与 的关系;
(3)在乙装置中,C、D透明容器中产生热量较多的是 容器。
83.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关的实验时,两个透明的容器中密闭了等量的空气,U形管中液面高度变化反映了密闭空气温度的变化。
(1)当要研究的物理量不易直接测量时,都要想办法把它们的大小间接表示出来,这种研究物理问题的方法叫转换法,如图所示:甲乙实验中电流产生的热量的多少是通过观察 反映出来的;
(2)乙图的实验中,在相同的通电时间内 (左/右)侧U形管中液面上升的高度差大。
84.(22-23九年级上·湖南娄底·期末)用如图所示的实验器材探究“在电流、通电时间一定时,电流的热效应与电阻的关系”。装有煤油的瓶子内接有阻值不同的电阻丝,甲瓶内为5Ω,乙瓶内为10Ω。
(1)电流产生热量的多少不易直接测量,这个实验中是通过观察 来衡量电流产生热量的多少,这种方法叫做 法。
(2)实验中,除控制电流、通电时间相同外,还需控制甲、乙两瓶内煤油的 和煤油的初温相同。
(3)闭合开关,把滑片移至某一位置进行实验,发现 (选填“甲”或“乙”)瓶内温度计的示数升高快。
85.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)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)利用甲装置可探究电流产生的热量与 的关系;
(2)乙装置中的电阻R3的作用主要是使电阻R1和R2中的电流 (选填“相等”或“不相等”),为了使实验现象更明显,可以将R3的阻值换成 (选填“更大的”或“更小的”);
(3)通过观察乙装置,左侧容器中导体产生的热量较多。由此可知, ;
86.(23-24九年级上·湖南岳阳·期末)如图所示探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”的实验装置。
(1)实验中通过观察 来比较电流产生的热量的多少;
(2)为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少,甲、乙两瓶中要装入质量相等、初温相同的同种液体;
(3)实验结论是:在电流、通电时间相同时,电阻越大,产生的热量 ;
(4)如果通过R甲= 5Ω的电流为2A,那么10s内通过R甲的电流产生的热量是 J。
87.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)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等量的空气:
(1)本实验中通过观察U形管的 来比较产生热量的多少;
(2)图乙的装置是用来探究电流产生的热量与 的关系;
(3)生活中我们经常见到“电炉丝热得发红,而与它相连的导线却不热”,这一现象可用图 (选填“甲”或“乙”)的实验结论来解释。
88.(23-24九年级上·湖南衡阳·期末)如图所示为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置,两个相同的透明容器中封闭着等量的空气。
(1)实验中通过观察 的变化来反映电阻产生热量的多少;
(2)如图甲所示,可探究电流产生的热量与 的关系;
(3)乙图中,相同的时间内,与两个电阻产生的热量之比为 ;
(4)某小组在利用乙图装置实验时,发现左右两侧U形管液面上升高度相同,与其他小组的实验现象都不同,经检查气密性良好,请你分析实验现象不同的原因: 。
89.(23-24九年级上·湖南娄底·期末)实际生活中,用电器接通电源后,都伴有热量的产生,小明在“探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”时,采用了如图所示的实验装置,其中a、b、c、d四个相同的容器密闭着等量空气并与U形管紧密相连,实验前U形管两端液面相平,将1、2和3、4导线分别接到电源两端。
(1)在实验过程中,通过观察U形管中液面的 变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少,这种物理研究方法叫 ;
(2)图甲所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系;
(3)图乙所示的装置是用来研究通过电阻丝产生的热量与 的关系;
(4)英国物理学家焦耳通过大量实验,最先精确的确定了电流通过导体时产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比,这个规律叫做焦耳定律。图乙中,通过d容器中R2的电流为1A,那么c容器中的电阻R1,在10s内产生的热量为 J。
90.(23-24九年级上·湖南衡阳·期末)为探究“电流产生的热量与电阻大小的关系”,小刚设计了如图电路;
(1)此电路中,电阻丝与是串联的,目的是控制 和通电时间相同;
(2)在实验中,要选取两个阻值不一样的电阻丝,两个装有初始温度相同、等质量煤油的玻璃瓶,检查无误后接通电源,通电一定时间后,记录两个玻璃瓶内煤油的温度,用升高的温度表示 ;
(3)这种电流通过导体时电能转化为内能的现象叫做电流的 效应。
91.(23-24九年级上·湖南常德·期末)如图所示为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置,两个相同的透明容器中封闭着等量的空气。
(1)实验中通过观察的液柱高度变化来反映电阻产生热量的多少,下列实验中,也运用了这种实验方法的是 (填序号);
①探究物体的动能跟哪些因素有关
②探究杠杆的平衡条件
(2)连接好电路后闭合开关,通电一段时间,观察到右侧液面高于左侧液面,如图甲所示,表明 ;
(3)某小组在利用图乙装置实验时,发现左右两侧U形管液面上升高度相同,与其他小组的实验现象都不同,经检查气密性良好,请你分析实验可能出现原因 。
92.(23-24九年级上·湖南永州·期末)张强、李刚分别设计了如图所示的两个装置,用来探究“导体产生的热量与什么因素有关”。两个透明的容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密封空气温度的变化。
(1)张强将两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端,如图甲,他是探究导体产生的热量与 的关系;
(2)李刚设计的两容器中的电阻丝电阻一样大,并在其中一个容器的外部并联了一个电阻丝,如图乙。他探究导体产生的热量与 的关系,通电一段时间 (选填“左瓶”或“右瓶”)内的电阻丝产生的热量多;
(3)让乙图实验装置冷却到初始状态,把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内,接通电源比较两瓶内电阻丝发热多少。此时该装置是探究电流产生的热量跟 的关系,一段时间后电阻丝产生的热量 (选填“左瓶”“右瓶”或“两瓶一样”)多;
(4)实验中,电流产生热量的多少是通过 体现出来的,他们在探究过程中使用了转换法和 法。
考点十 探究影响电磁铁磁性强弱的因素
93.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,制成简易电磁铁A、B,准备了一定数量的铁钉,并设计了如图所示的电路。
(1)如图所示现象,电磁铁 (选填“A”或“B”)的磁性更强,说明 会影响电磁铁磁性的强弱;
(2)当滑动变阻器滑片向左移动时,电磁铁A、B吸引大头针的个数增加,说明电磁铁磁性强弱与 有关。
94.(22-23九年级上·湖南常德·期末)为探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”,小明用电池(电压一定)、滑动变阻器、数量较多的大头针、铁钉以及较长导线为主要器材,进行如图所示的简易实验。
(1)他将导线绕在铁钉上制成简易电磁铁,并巧妙地通过 来显示电磁铁磁性的强弱,这种方法叫 。下面的实验也用这种方法的是 ;
A.认识电压时,我们可以用水压来类比
B.用光线来描述光通过的路径
C.把敲响的音叉接触水面,看有没有溅起水花,来判断音叉有没有振动
D.研究导体电阻与长度的关系时,保持导体横截面积和材料相同
(2)连接好电路,使变阻器连入电路的阻值较大,闭合开关,观察到如图甲所示的情景:接着,移动变阻器滑片,使其连入电路的阻值变小,观察到图乙所示的情景,比较图甲和乙,可知 图中的电流较小,从而发现,通过电磁铁的电流越 (选填“大”或“小”)磁性越强。
95.(22-23九年级上·湖南湘潭·期末)在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,小恋制成简易电磁铁甲、乙,并设计了如图所示的电路。
(1)实验中通过观察吸引大头针数目来判定电磁铁磁性的 。
(2)图中甲、乙串联的目的是控制 相等。
(3)根据图示的情境可知, (填“甲”或“乙”)的磁性强,说明电流一定时,线圈匝数越 ,电磁铁磁性越强。
(4)若让乙电磁铁再多吸一些大头针,滑动变阻器的滑片应向 端移动(填“左”或“右”)。
96.(22-23九年级上·湖南长沙·期末)在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,小明制成简易电磁铁甲、乙,连接成如图所示的电路。实验中通过观察电磁铁吸引大头针数目的多少来判断电磁铁磁性的强弱,当滑动变阻器滑片向左移动时,电磁铁甲、乙吸引大头针的个数 ;图中的 磁性强,说明电流一定时,线圈 ,电磁铁磁性越强。根据安培定则,电磁铁乙通电后上端为 极。
97.(23-23九年级上·湖南益阳·期末)为探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关,小明同学作出以下猜想:
猜想A:电磁铁通电时有磁性,断电时没有磁性
猜想B:通过电磁铁的电流越大,它的磁性越强
猜想C:外形相同的螺线管,线圈的匝数越多,它的磁性越强
为了检验上述猜想是否正确,小明所在实验小组通过交流与合作设计了以下实验方案:用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕制若干圈,制成简单的电磁铁如图所示,从左到右a、b、c、d为实验中观察到的四种情况。
根据小明的猜想和实验,完成下面填空:
(1)通过观察 来判断磁场的强弱;
(2)通过比较 两种情况,可以验证猜想A是正确的;
(3)通过比较 两种情况,可以验证猜想B是正确的;
(4)通过比较d中两电磁铁,发现猜想C不全面,应补充的条件是 。
98.(23-24九年级上·湖南湘潭·期末)实验小组用自制电磁铁探究影响电磁铁磁性强弱的因素,他们用相同的漆包线和相同的铁钉绕制成A、B两个电磁铁,B上绕有线圈的匝数更多,实验装置如图所示
(1)如图甲,闭合开关,A的钉尖是 极(选填“N”或“S”);将滑动变阻器的滑片P向右移动,电流表的示数变 (选填“大”或“小”),吸引的大头针数目 (选填“变多”、“不变”或“变少”);
(2)如图乙,把A和B串联,闭合开关,多次移动滑动变阻器的滑片P,发现B总能吸引更多的大头针,通过比较,得出的结论是当电流相同时,线圈的匝数越多,电磁铁的磁性越 (选填“强”或“弱”);
(3)做完实验,小明对电流表指针偏转的原因产生了兴趣,他在实验室找到一只可拆卸的电流表,打开外壳,发现电流表的内部结构示意图如图丙所示。按照操作规范,正确将电流表 联接入电路,通电后线圈转动,带动指针向右偏转;撤去磁体再次通电,指针不动。这说明电流表指针偏转是因为通电线圈在磁场中受力转动,这与 (选填“电动机”或“发电机”)的工作原理相同;
(4)若让电流从电流表的“-”接线柱流入,“+”接线柱流出,指针偏转方向会与(3)中的偏转方向 (选填“相同”或“相反”),因此使用电流表时不能把接线柱接反。
99.(22-23九年级上·湖南株洲·期末)在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,实验室准备的器材有:电源、开关、滑动变阻器、两根完全相同的铁钉、表面绝缘的铜线、大头针若干,小明利用上述器材,制成简易电磁铁甲、乙,并设计了如图所示点的电路。
(1)实验中通过观察电磁铁 的不同,可以判断电磁铁的磁性强弱不同;
(2)当滑动变阻器滑片向左移动时,电磁铁甲、乙吸引大头针的个数 (填“增加”或“减少”),说明电流越 ,电磁铁磁性越强;
(3)根据图示的情境可知,说明电流一定时, ,电磁铁磁性越强。
考点十一 探究什么情况下磁可以生电
100.(22-23九年级上·湖南长沙·期末)如图所示,在探究“产生感应电流的条件”实验中。
(1)闭合开关,让导体棒ab (选填“上下”或“左右”)运动时,电路中有感应电流产生;
(2)根据这个原理制成的是 (选填“电动机”或“发电机”);
(3)如果将小量程电流表换成 ,可以探究磁场对通电导体的作用。
101.(22-23九年级上·湖南长沙·期末)如图是小明做“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置。
(1)小明进行了如图乙所示的5次操作,其中能产生感应电流的是 (填所有符合要求的操作序号);
(2)完成实验后,小明认为实验现象不太明显,请你提出一条改进措施: ;
(3)利用“磁生电”这一原理工作的装置有 。
102.(22-23九年级上·湖南衡阳·期末)发电机是如何发电的呢?同学们用如图所示的装置进行探究。
(1)当导体静止悬挂起来后,闭合开关,灵敏电流计指针不偏转,说明电路中 (选填“有”或“无”)电流产生;
(2)小芳无意间碰到导体,导体晃动起来,小明发现电流表指针发生了偏转,就说:“让导体在磁场中运动就可以产生电流”但小芳说:“不一定,还要看导体是怎样运动”为验证猜想,他们继续研究,并把观察到的现象记录如表:分析实验现象后,同学们一致认为小芳的观点是 (选填“正确”或“错误”)的,比较低2,3次实验现象发现,产生的电流的方向跟 有关;比较第3,6次实验现象发现,产生的电流方向还跟 有关;
序号
磁体摆放方向
ab运动方向
电流计指针偏转情况
1
N极在上
竖直上下运动
不偏转
2
水平向左运动
向右偏转
3
水平向右运动
向左偏转
4
N极在下
竖直上下运动
不偏转
5
水平向左运动
向左偏转
6
水平向右运动
向右偏转
(3)经过实验,同学们在老师的推导下得知,只要闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时,导体中就会产生电流,这种现象叫做 ,这就是发电机发电的原理,此原理最早由英国物理学家法拉第发现。
103.(22-23九年级上·湖南株洲·期末)如图所示是小梅“探究感应电流产生的条件”的实验装置。
(1)实验中,ab棒的材料可能是 (填“塑料”或“铝”);
(2)小梅至今对这个实验的下列过程记忆犹新:
①ab棒静止悬挂,闭合开关,灵敏电流计的指针 (填“会”或“不会”)偏转;
②闭合开关,使ab棒 (填“竖直上下”或“水平左右”)运动,可看到灵敏电流计的指针发生偏转,此过程中,主要将机械能转化为 能;
③整理器材时未断开开关,先水平向左撤去蹄形磁铁(ab棒不动),则灵敏电流计的指针 (填“会”或“不会”)偏转;
(3)若将此装置中灵敏电流计换成 ,可进一步探究电动机的工作原理。
104.(22-23九年级上·湖南邵阳·期末)小王利用如图所示的实验装置探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”。
(1) 如图所示的闭合电路中,铜棒ab静止,当蹄形磁铁竖直向上运动时,灵敏电流计的指针 (填“会”或“不会”)偏转。
(2)让铜棒ab向右缓慢运动时,灵敏电流计的指针偏转的角度较小;快速运动时,指针偏转的角度较大。这说明感应电流的大小与 有关。
(3) (填“动圈式话筒”或“扬声器”)是应用电磁感应原理制成的。
105.(22-23九年级上·湖南长沙·期末)如图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。
(1)闭合开关后,当导体ab向左或向右运动时,电流表指针偏转,当导体ab向上或向下运动时,电流表指针不偏转,说明闭合电路中的一部分导体在磁场中做 运动时导体中会产生感应电流;
(2)在此实验中,感应电流的产生过程是 能转化为电能;
(3)这个现象在生产和生活中的重要应用是制造 (填“电动机”或“发电机”)。
106.(22-23九年级上·湖南怀化·期末)如图所示,甲、乙、丙、丁是四幅实验装置图。
(1)甲实验说明闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生 ,根据这一现象,制成了 机。
(2)乙实验说明通电导线周围存在 。
(3)丙实验说明同名磁极相互 ,异名磁极相互 。
(4)丁实验说明通电直导线在磁场中受到 的作用。根据这一现象,制成了 机。
107.(22-23九年级上·湖南岳阳·期末)图是小明做“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置。
(1)实验时,小明通过观察 来判断电路中是否产生感应电流;
(2)小明进行了如图所示的5次操作,其中能产生感应电流的是 (选填所有符合要求的操作序号);
(3)完成实验后,小明认为实验现象不太明显,请你提出一条改进措施: ;
(4)利用“磁生电”工作的装置有 (选填“电铃”“扬声器”“动圈式话筒”或“电磁起重机”)。
108.(22-23九年级上·湖南永州·期末)小明和小强在测量小灯泡电功率的实验中,设计了图甲所示的电路图,灯泡L标有“2.5V”的字样。
(1)连接电路时,开关应处于 状态;在图甲所示的电路中,闭合开关前滑动变阻器的滑片应移到最 端;
(2)当电压表示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,由此可得,小灯泡的额定功率为 W;
(3)小强的电流表损坏了,老师告诉他已经没有电流表可换,而给了他一个已知阻值为R的定值电阻和若干个开关,小强重新设计了如图丙所示的电路,在不改变该电路连接的情况下,也能正确测出小灯泡的额定功率。正确连接电路后,接下来的实验步骤是:
①闭合开关S、 ,断开开关 ,移动滑动变阻器的滑片,直到电压表的示数为 V;
②保持滑片位置不动,闭合开关S、S2,断开开关S1,记下电压表的示数为U2;
③得出小灯泡的额定功率的表达式为:P额= 。
109.(21-22九年级上·湖南长沙·期末)如图甲是小明测量小灯泡额定功率的实物电路图,小明选用的小灯泡标有“2.5V”字样。
(1)实验连接电路时,开关必须 。电压表的示数如图乙所示时,应将滑片向 (选填“A”或“B”)端移到某一位置,才能使小灯泡正常工作。若正常工作时电流表示数为0.3A,则小灯泡的额定功率为 W;
(2)完成上述实验后,小明又设计了一种测额定功率的方案,如图丙所示,R0是阻值已知的定值电阻。请完成下列操作:
①连接好电路,闭合开关S,将开关S1拨到某触点,移动滑片使电压表的示数为小灯泡的额定电压U1;
②保持滑片的位置不动,再将开关S1拨到另一触点,读出电压表的示数U2;
③用U1、U2、R0表示小灯泡的额定功率,则表达式P= 。
110.(23-24九年级上·湖南株洲·期末)实验小组用如图甲所示的电路来“探究电流跟电压、电阻的关系”,图中R为电阻箱(阻值可调且能读数)。电源电压恒为,滑动变阻器标有“ 1A”的字样。
(1)按电路图正确连接好实物电路,闭合开关后,发现电压表有示数、电流表无示数,经检查,电流表、电压表连接无误,则电路存在的故障可能是 ;
(2)排除故障后,将电阻箱的阻值分别调为、,调节滑动变阻器,得到电流表与电压表示数变化图像如图乙所示,由图像可以得到的结论是:电阻一定时,电流与电压成 。实验中的 (填“>”或“<”);
(3)小组同学想利用、的测量结果继续探究电流与电阻的关系,将电阻箱的阻值调为(的阻值大于、的阻值),滑动变阻器的滑片调到最大阻值,闭合开关,电流表的示数如图丙所示为 A,若控制的电压为,则此次实验应调节到滑动变阻器连入电路的阻值为 。
111.(22-23九年级上·湖南衡阳·期末)班级同学分组测小灯泡电阻,实验装置如图甲,灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器最大阻值是50Ω,电源电压保持6V不变。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中的器材连接成完整的电路 ;
(2)第1实验小组的小军连接完电路后,闭合开关,发现小灯泡发光较暗,且无论怎样移动滑动变阻器滑片P,小灯泡的亮度都不变,则原因可能是 (选填字母符号);
A.开关开路 B.电压表短路 C.滑动变阻器接的是下端两接线柱
(3)第2实验小组的小海把滑片移到最左端,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表示数为零,电压表的示数接近电源电压。为了排除故障,小海接下来的操作合理的是 (选填字母符号);
A.拧紧小灯泡和它两端的接线柱 B.拧紧开关两端的接线柱 C.检查滑动变阻器是否短路
(4)如图甲正确连接后,闭合开关,移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数。当滑片P移到某处,电压表示数为1.5V,要使小灯泡正常发光,应 (选填“增大”或“减小” )滑动变阻器接入电路中的阻值;
(5)将所测数据绘制成如图乙所示的图象。由图可知:小灯泡的电阻是变化的,主要是因为小灯泡灯丝的 发生了变化;
(6)利用此装置也可以测量小灯泡的电功率,根据图象数据可知此小灯泡的额定功率是 W。
112.(23-24九年级上·湖南郴州·期末)小华在家里学习烧饭做菜的过程中,经常要加热油和水,因此,她对一些物理现象有了一定的感性认识,她猜想油的比热容比水小。
(1)(多选)能够支持她这一猜想的事实有 。
A.相同条件下,油比水凉的快
B.油能把食物炸的焦黄,而水不能
C.油能漂在水面上
D.油比水难蒸发
E.相同条件下,加热时油比水热的快
(2)她设计了如图所示的探究实验电路,三个规格相同的锥形瓶内,分别装有质量相同、初温同为20℃的煤油或水。
①为比较水与煤油的比热容大小,应闭合开关 ,观察两支温度计 (选填温度计序号)示数的变化。在同样条件下加热相同时间后,水的温度达到25℃,煤油的温度达到30℃,由此可得煤油的比热容为 [水的比热容为]。
②为探究“电流通过导体产生热量的多少与电阻大小的关系”,应只闭合开关 ,观察两支温度计 (选填温度计序号)示数变化情况。
113.(18-19九年级上·湖南邵阳·期末)某班同学利用图甲所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力。
(1)在如图甲中除了所给的实验器材外,还需要的测量工具有天平和 。加热过程中,水和煤油吸收热量的多少是通过 来判断的;
(2)实验中第1、2两个小组记录的实验数据如表:
实验组别
液体
质量/g
初温/℃
末温/℃
加热时间/min
1
水
200
25
40
13.5
煤油
200
25
40
6.5
2
水
200
25
40
12
煤油
200
25
40
5.5
通过分析实验数据,能够得出的结论是 ;
(3)如图乙是第1组同学绘制的“吸收热量—时间”和“温度—时间”图像,能正确描述该实验真实情况的图像是 (填序号);
(4)使质量相同的水升高相同的温度,加热时间应该相同,但1、2两组的同学在交流实验数据时发现:第1小组的加热时间明显偏长,其原因可能是 ;
(5)这两组同学对如图甲的装置进行了改进,将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热,如图丙所示,而不是用两个酒精灯分别加热,这样做的好处是 。
114.(22-23九年级上·湖南衡阳·期末)在“测量小灯泡的电功率”实验中,电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)用笔画线代替导线,将图甲的实验电路连接完整 (要求滑动变阻器的滑片P向B端移动时电流表的示数变大);
(2)闭合开关后,小明发现小灯泡不发光,电流表示数几乎为零,则电路的故障可能是 ;
(3)排除故障后,调节滑动变阻器的滑片,如图乙所示 V,为了测小灯泡的额定功率,应将滑片向 (选填“A”或“B”)端移动;
(4)改变滑片P的位置,获得多组对应的电压、电流值,绘制了如图丙所示的I﹣U图像,小灯泡的额定功率为 W,可知小灯泡正常发光时的电阻是 Ω;
(5)乙同学设计了如图丙所示电路,来测量另一只小灯泡的额定功率(已知灯泡的额定电压为U额),R0阻值已知:
①断开开关S3,闭合开关S1、S2,调节滑动变阻器滑片P,使得电流表示数为 (用字母表示),此时灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器滑片P位置不变,断开开关S2,闭合开关S1、S3,记下电流表的读数为I;
③小灯泡额定功率的表达式P额= (用字母U额、I、R0表示)。
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专题07 实验专题
考点一 比较不同物质的吸热本领
比热容实验
1.(23-24九年级上·湖南张家界·期末)夏天,小李去海边游玩时发现:中午沙子较热,海水较凉,而傍晚沙子较凉,海水较热。对此现象她提出了猜想:可能是沙子吸热或放热后,温度变化的比水大。
(1)为验证猜想,她找来了铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、水、沙子、搅拌棒、细线、火柴、天平、停表,除此之外,她还需要 ;
(2)实验中,她选用了两个火焰相同的酒精灯分别给水和沙子加热,这样做的目的 ;
(3)实验中:为了研究水和沙子吸收热量的关系,需要控制水和沙子的初温、水和沙子吸收的热量以及水和沙子的 相同;
(4)如果她实验时得出的结论与猜想一致,那么,当水和沙子升高相同的温度时,水吸收的热量比沙子吸收的热量 (选填“多”或“少”);
(5)如果加热相同的时间,质量相同的水和沙子, (选填“沙子”或“水”)升高的温度更高;
【答案】 温度计 水和沙子在相同时间吸收相同热量 质量 多 沙子
【详解】(1)[1]实验中需要比较沙子和水的温度变化,所以需要用温度计测量它们的温度,故还需温度计。
(2)[2]选用两个火焰相同的酒精灯分别给水和沙子加热,可以使水和沙子在相同时间内吸收的热量相同。
(3)[3]由可知,为了研究水和沙子吸收热量的关系,根据控制变量法,应控制水和沙子的初温、水和沙子吸收的热量以及水和沙子的质量相同,根据温度变化的快慢来比较水和沙子吸收热量的关系。
(4)[4]依题意等质量的水和沙子吸收或放出相同热量时,沙子温度变化的比水大,由可知,水的比热容比沙子的大,则等质量的水和沙子升高相同的温度时,水吸收的热量比沙子多。
(5)[5]加热相同的时间,水和沙子在相同时间内吸收的热量相同,由于水的比热容比沙子的大,由可知,等质量的水和沙子,水升温慢,沙子升温快,所以沙子升高的温度更高。
2.(23-24九年级上·湖南湘潭·期末)如图甲所示,用相同的酒精灯同时给质量相等的水和煤油加热,探究水和煤油的吸热能力。
(1)加热10min,水吸收的热量 煤油吸收的热量;
(2)根据实验数据,作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像如图乙。由图可知,煤油的比热容 水的比热容(两空均选填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】 等于 小于
【详解】(1)[1]时间相同,酒精灯放出的热量相同,所用的装置相同,环境条件也相同,则水吸收的热量等于煤油吸收的热量。
(2)[2]由图乙知,质量相同的水和煤油升高相同的温度,水用的时间是煤油的2倍,即吸收的热量是煤油的2倍,根据,煤油的比热容小于水的比热容。
3.(23-24九年级上·湖南衡阳·期末)在探究“不同物质吸热能力”的实验中。
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
10
15
20
25
30
乙的温度/℃
10
20
30
40
50
(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,使用规格相同的电加热器加热。
(2)实验中通过 (选填“升高的温度”或“加热时间”)来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少。
(3)根据表格所示的实验数据分析,可知甲与乙两种液体的比热容之比为 。
【答案】 质量 加热时间 2∶1
【详解】(1)[1]实验时,要采用控制变量法,选择相同多的两种液体进行实验,质量是反映物体所含物质多少的物理量,所以,实验中应取质量相同的甲、乙两种液体。
(2)[2]相同的电加热器在相同时间内放出相等的热量,被两种液体吸收,所以,实验中通过加热时间来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少。
(3)[3]由表中数据可知,质量相等的两种液体,加热相同时间,两种液体吸收相等热量,乙液体升高的温度是甲的两倍,即
根据可得
解得
4.(23-24九年级上·湖南怀化·期末)为了“比较不同物质吸热的情况”,小亮和同学用两套规格相同的电加热器、烧杯、温度计按如图所示给烧杯中的水和食用油加热进行实验,并记录数据如下表所示(忽略热量损失)。
加热时间/min
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
水的温度/℃
20
22
24
26
28
30
32
食用油的温度/℃
20
24
28
32
36
40
44
(1)实验中,要在两个相同的烧杯中分别加入相同 的水和食用油(选填“质量”或“体积”);
(2)实验中加热3min时,水吸收的热量 (选填“>”“=”或“<”)食用油吸收的热量;
(3)从实验数据分析, (选填“水”或“食用油”)的吸热能力更强。
【答案】 质量 = 水
【详解】(1)[1]根据控制变量法的思想,为了比较水和食用油的吸热能力,要控制不同物质的质量相同,故在实验中,应该往两个烧杯中加入质量相同的水和食用油,并用相同的电加热器加热。
(2)[2]用相同规格的电加热器给两个烧杯中的水和食用油都加热3min,即加热时间相同,由转换法,水吸收的热量等于食用油吸收的热量。
(3)[3]在实验过程中控制加热时间相同,通过比较升高的温度来探究水和食用油吸热能力的强弱;根据记录在表格中的数据可知,加热相同时间,水升温慢,故水的吸热能力强。
5.(23-24九年级上·湖南株洲·期末)在“比较不同物质吸热的情况”的实验中,实验装置如图所示。
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)实验中应量取 (填“质量”或“体积”)相同的甲、乙两种液体;
(2)在本实验中,通过比较 (填“升高的温度”或“加热时间”)来判断甲和乙两种液体吸收热量的多少;
(3)实验记录的数据如表,则 (填“甲”或“乙”)物质的吸热能力强。
【答案】 质量 加热时间 甲
【详解】(1)[1]“比较不同物质吸热的情况”,根据控制变量法,应量取质量相同的甲、乙两种液体进行实验。
(2)[2]在本实验中,采用相同的加热装置加热,加热相同时间,加热器放出热量相同,甲乙吸收热量相同,实验中通过比较加热时间来判断甲和乙两种液体吸收热量的多少。
(3)[3]由表格中数据得,加热相同时间,质量相同的甲乙,吸收相同热量,甲升高温度较少,由得,甲物质的吸热能力强。
6.(23-24九年级上·湖南张家界·期末)如图甲所示是小明做“比较不同物质吸热情况”实验的装置,使用两个相同的容器分别装入质量和初温相同的A、B两种液体,并用相同的装置加热。
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
A液体的温度/℃
10
14
18
22
26
30
B液体的温度/℃
10
18
34
42
50
(1)除了图甲中所给的实验器材外,还需要的测量工具有天平(或量筒)和 ;其中石棉网的作用是 ;
(2)如图乙所示为B液体在第2分钟时温度计的示数,其示数为 ℃;
(3)液体吸收热量的多少可通过 来比较;
(4)将实验数据记录在如上表格中,分析数据可知,质量相等的A和B两种液体,在吸收相同热量时, (选填“A”或“B”)升高的温度较高;由此可见,A和B两种液体相比, 的吸热能力更强;
(5)同时停止加热,在相同质量的A和B温度降低的过程中,A放出的热量与降低的温度之比 (选填“大于”“等于”或“小于”)B放出的热量与降低的温度之比;
(6)下列选项中与本实验所研究物质特性有关的是 。
A.用热水袋取暖 B.利用空调降温 C.用冰袋为病人退烧
【答案】 停表 使烧杯底部受热均匀 26 加热时间 B A 大于 A
【详解】(1)[1]为了比较两种液体的吸热能力,需要让两种液体相同时间内吸收相同的热量,因此需要用到停表来计时。
[2]酒精灯的外焰温度较高,不用外焰直接加热,而用石棉网隔开,是为了让烧杯底部受热均匀。
(2)[3]由图乙可知,温度计的分度值是1℃,数值为从下往上增大,为正数,温度计的示数是26℃。
(3)[4]实验中,酒精灯在相同时间内放出的热量相等,液体在相同的时间内吸收的热量相等,所以液体吸热多少通过加热时间的长短来反映。
(4)[5][6]由表中数据可知,质量相等的A和B两种液体,加热相同的时间,即在吸收相同热量,B液体升高的温度较高,A液体升高的温度较低,根据可知,A的吸热能力更强。
(5)[7]同时停止加热,A的比热容大于B的比热容,在相同质量的A和B温度降低的过程中,放出相同的热量,A降低的温度要小于B降低的温度,A放出的热量与降低的温度之比,即为,大于B放出的热量与降低的温度之比。
(6)[8]A.质量相同的不同物质升高(降低)相同的温度,比热容越大吸(放)热越多,故用热水袋取暖与本实验研究物质特性(比热容)有关,故A符合题意;
B.制冷剂在空调内部的蒸发器里面汽化,汽化要吸热,使空调蒸发器的温度降低,室内的水蒸气遇到温度低的冷凝器会发生液化现象,空调压缩机是利用制冷剂发生物态变化方法降温的,利用空调降温与比热容无关,故与本实验研究物质特性(比热容)无关,故B不符合题意;
C.用冰袋为病人退烧是因为冰熔化吸收热量,与比热容无关,故C不符合题意。
故选A。
7.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)为了比较A、B两种液体比热容的大小,小夏的实验小组做了如图甲所示的实验,在两个相同的烧杯中,分别装入A、B两种液体,用相同的酒精灯加热。
(1)在烧杯中装入液体A、B时,可控制他们的初温和 相同;
(2)加热4min,A吸收的热量 (选填“大于”、“小于”或“等于”)B吸收的热量;
(3)加热相同时间后,液体A、B的温度如甲图所示,作出温度-时间图像如图乙,这表明液体 (选填“A”或“B”)的比热容较大。
【答案】 质量 等于 B
【详解】(1)[1]物质吸热的多少与物质的质量、比热容、温度的变化量有关,根据比较不同物质吸热能力的方法,要控制A、B两种液体的质量相同,即在试管中装入液体A、B时,要控制他们的初温和质量相同。
(2)[2]由于两个加热器完全相同,在相同时间产生的热量相同,即加热相同的时间,液体A、B吸收的热量相同,这里使用的是转换法。
(3)[3]质量相同的不同种液体加热相同时间后,液体A、B的温度如图甲所示,此温度计每大格代表10℃,平均分成了10小格,即温度计分度值为1℃,A液体的温度38℃,B液体的温度32℃,由于初温相同,B的末温低,表明其温度变化小于A,所以B的吸热能力强,故液体B的比热容较大。
8.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)在“探究物质的吸热能力”的实验中,实验装置如图所示:
(1)实验中必须要选取 (选填“质量”或“体积”)相等的甲、乙两种液体;
(2)选用规格相同的电加热器分别给甲和乙两种液体加热,这样做的目的为了通过 (选填“加热的时间”或“升高的温度”)来反映吸收的热量;
(3)根据实验测得的数据分别描绘出了甲和乙两种液体的温度随加热时间变化的图像,如图丙所示,则 液体更适合做暖气的媒介。
【答案】 质量 加热时间 乙
【详解】(1)[1]根据比较吸热能力的方法,用相同的加热装置,给相同质量的不同液体加热相同的时间,比较液体升高的温度可以判断物质的吸热能力,因此实验中必须要选取质量相等的甲、乙两种液体。
(2)[2]选用规格相同的电加热器分别给甲和乙两种液体加热,相同时间电加热器产生的热量相同,实验装置相同,可以认为相同时间液体吸收的热量相同,这样做的目的为了通过加热的时间来反映吸收的热量。
(3)[3]根据甲和乙两种液体的温度随加热时间变化的图像可知,加热相同的时间,液体吸收相同的热量,甲液体升高的温度多,故乙的比热容大,根据可知,在质量和降低的温度相同时,乙放热多,乙液体更适合做暖气的媒介。
9.(23-24九年级上·湖南娄底·期末)如图甲所示是“探究水和煤油吸热能力”的实验装置:在两个相同的烧杯中分别加入质量和初温都相等的水和煤油,用两个相同的酒精灯同时开始加热,并用玻璃棒不断搅拌,每隔1min记录一次温度。
(1)选择两个相同的酒精灯进行实验的目的是使水和煤油 ;
A.吸收相同的热量B.升高相同的温度
(2)水和煤油吸收热量的多少是通过 来反映的;
A.温度计示数B.加热时间
(3)根据实验数据绘制出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像,如图乙所示,水和煤油都加热相同时间, 的温度变化快一些,由图像可知 吸热能力更强些;(两空均选填“水”或“煤油”)
(4)使用酒精灯加热水和煤油的过程,也是酒精的化学能不断转化为 能的过程。
【答案】 A B 煤油 水 内
【详解】(1)[1]实验中用两个相同的酒精灯同时进行加热,相同时间内酒精灯放出的热量相同,水和煤油在相同时间内吸收的热量相同,故选A。
(2)[2]加热时间长放出的热量多,液体吸收的热量也多,所以实验中通过加热时间的长短来比较吸热多少,这用到了转换法,故选B。
(3)[3][4]分析图像可知,水和煤油加热相同时间,水和煤油吸收相同热量,煤油温度升高较多,所以煤油的温度变化更快。如果升高相同温度,则水需要的加热时间更长,即升高相同温度,水吸收的热量更多,所以水的吸热本领更强。
(4)[5]酒精燃烧过程将酒精的化学能转化为内能,用来给煤油和水加热。
10.(23-24九年级上·湖南娄底·期末)在“比较不同物质吸热的情况”的实验中,实验装置如图所示,用相同的两试管分别装上初温相同的液体A和B,隔着石棉网用水浴同时对两试管加热.记录数据如下表,请回答下列问题
加热时/
0
1
2
3
4
A的温度/
10
14
18
22
26
B的温度/
10
18
26
34
42
(1)试管中A和B液体的 必须相同。(选填“体积”或“质量”)
(2)则A、B液体升高相同温度, 液体吸收热量多。(选填“A”或“B”)
(3)分析表格实验数据可知液体 的吸热能力强。(选填“A”或“B”)
【答案】 质量 A A
【详解】(1)[1]要比较物质的吸热能力,必须在质量相同的条件下进行比较,所以两种物质的质量要相同。
(2)[2]读数据表可以知道,两种物质的温度都从10℃升高到26℃,对A加热了4min,对B加热了2min。用相同的加热装置进行加热,加热时长越长,物体吸收的热量越多。故A吸收的热量多。
(3)[3]读数据表可以知道,加热相同时间A物质的温度变化得小。用相同的加热装置进行加热,在相等的时间内两种物质吸收的热量是相等的,即质量相等的两物质吸收相等的热量,A的温度变化得小,故A的吸热能力强。
11.(23-24九年级上·湖南永州·期末)小虎用如图甲所示的实验装置比较水和食用油的吸热能力。选用的器材和材料有:烧杯、温度计、天平、秒表相同规格的电加热器各2个,水和食用油适量。
(1)具体操作是用两个完全相同的电加热器分别对初温均为20℃的水和食用油加热相同时间,记录水和食用油的末温和温度的升高,见下表。根据表中数据可知,食用油升高的温度比水升高的温度 (选填“高”或“低”),进而可归纳出结论: (选填“水”或“食用油”)的吸热能力更强;
液体
质量m
加热时间t
吸收热量Q
初温
末温
升高的温度△
吸热能力
水
相同
相同
相同
20
34
14
食用油
45
25
(2)完成上述实验后;小虎同学继续测量了更多组温度的变化,并绘制了如图乙所示的温度随时间变化关系图,根据上述结论可以判断 (选填“a”或“b”)是食用油的温度随加热时间的变化关系。
【答案】 高 水 a
【详解】(1)[1]根据表中数据可知,食用油升高的温度为25℃,水升高的温度为14℃,食用油升高的温度比水升高的温度高。
[2]质量相同的水与食用油,吸收相同的热量,食用油升高的温度比水升高的温度高,说明水的吸热能力更强。
(2)[3]采用相同装置加热,相同时间物质吸收热量相同,由图像得,加热相同时间,a升高的温度较高,说明a是食用油的温度随加热时间的变化关系。
考点二 比较不同燃料的热值
11.(23-24九年级上·湖南岳阳·期末)小明利用三套完全相同的装置完成热学实验,如1所示,液体1和2的质量相同,燃料A和B的质量也相同。
(1)小明安装后,所测液体的初温均如图2所示,示数为 ℃;
(2)要比较不同物质的吸热能力,应选择 两个装置进行实验;要比较不同燃料的放热能力应选择 两个装置进行实验;
(3)同时点燃三套装置中的燃料对液体进行加热,每隔半分钟记录液体升高的温度ΔT,直至燃料燃尽。小明根据记录的数据绘制出对应装置升高温度与时间关系图线,如图3所示。分析图像可知:液体1与液体2的的比热容之比为 ;燃料A与燃料B的热值之比为 。(假设燃料完全燃烧放出的热量全部被液体吸收)
【答案】 24 甲丙 乙丙 4:3 4:3
【详解】(1)[1]由图2可知,温度计的分度值为1℃,示数为24℃。
(2)[2]要比较不同物质的吸热能力,利用控制变量法,应选用相同的加热装置,将质量相同的不同物质加热相同时间,观察两种物质的温度变化量,通过图1中的甲、丙两个装置可比较液体1和液体2的比热容。
[3]比较燃料的放热能力,应使用质量相同的不同燃料加热质量相同的同种液体,则应选用乙、丙两个装置。
(3)[4]根据图3的甲、丙两图线可知,相同的加热装置,加热相同时间,液体1和液体2吸热相同,由可知,液体1与液体2的比热容之比
[5]根据图3的乙、丙两图线可知,燃料完全燃烧后,液体2升高的温度变化量之比为
根据可知液体2吸收的热量之比为
设燃料完全燃烧且放出的热量全被液体吸收,燃料A和B的质量也相同,根据可知,燃料A和B的热值之比为
12.(22-23九年级上·湖南邵阳·期末)在“探究酒精和碎纸片燃烧时放出热量”的实验中,燃烧不同燃料分别给两个烧杯中的水加热:
(1)实验装置如图甲、乙所示,你认为图中横杆、温度计、铁圈、燃具四个器件的安装顺序应是 (填“由下而上”或“由上而下”);
(2)为保证实验结论的可靠以及方便比较,在实验中应让酒精和碎纸片的质量、两烧杯中水的质量以及两个烧杯都应保持 ;
(3)实验数据记录如表:
燃料
加热前水温/℃
燃料燃尽时水温/℃
燃料的热值/
酒精
15
35
碎纸片
15
25
根据表中数据,计算出碎纸片的热值是 J/kg。
【答案】 由下而上 相同
【详解】(1)[1]酒精和碎纸燃烧时外焰温度最高,为了保证用酒精和碎纸的外焰给烧杯加热,同时为了保证温度计的玻璃泡完全浸没在水中,且不能碰到容器壁,应先固定下边装置,再固定上边,所以四个器件的安装顺序是由下而上。
(2)[2]由控制变量法可知,为了比较相同质量的酒精和碎纸片燃烧放出热量的多少,必须控制二者的质量相等、烧杯内水的质量相等、两个烧杯的规格相同。
(3)[3]相同质量的酒精和碎纸片完全燃烧放热,酒精燃烧放出的热量可以将水的温度升高20°C,碎纸片燃烧放出的热量可以将水的温度升高10°C,酒精放出的热量是碎纸片放出热量的2倍,由可知,碎纸片的热值是酒精热值的,所以碎纸片的热值为
13.(23-24九年级上·湖南永州·期末)小华利用三套完全相同的装置完成热学实验,如图1所示,液体1和2的质量相同,燃料A和B的质量也相同。
(1)丙装置在安装时的一处错误是 ,重新安装后,小华所测液体的初温均如图2所示,示数为 ;
(2)要比较不同物质的吸热能力,应选择 两个装置进行实验;要比较不同燃料的放热能力应选择 两个装置进行实验;
(3)同时点燃三套装置中的燃料对液体进行加热,每隔半分钟记录液体升高的温度,直至燃料燃尽。小华根据记录的数据绘制出对应装置升高温度与时间关系图线,如图3所示。分析图线可知:液体1与液体2的的比热容之比为 ;燃料A与燃料B的热值之比为 。(假设燃料完全燃烧放出的热量全部被液体吸收)
【答案】 玻璃泡没有全部浸没被测液体中 24 甲丙 乙丙 4∶3 4∶3
【详解】(1)[1]温度计的玻璃泡要全部浸没被测液体中,丙装置在安装时的一处错误是温度计的玻璃泡没有全部浸没被测液体中。
[2]该温度计分度值为1℃,结合图知,示数为24℃。
(2)[3]要比较不同物质的吸热能力,利用控制变量法,应选用相同的加热装置,加热相同时间,观察两种物质的温度变化量,通过图1中的甲、丙两个装置可比较液体1和液体2的比热容。
[4]要比较燃料A和B的热值关系,应使用质量相同的不同燃料加热质量相同的同种液体,则应选用乙、丙两个装置。
(3)[5]根据图3的甲、丙两图线可知,相同的加热装置,加热相同时间,液体1和液体2吸热相同,液体1与液体2的比热容之比
[6]根据图3的乙、丙两图线可知,燃料完全燃烧后,液体2升高的温度变化量之比为
根据可知液体2吸收的热量之比为
设燃料完全燃烧且放出的热量全被液体吸收,燃料A和B的质量也相同,根据可知,燃料A和B的热值之比为
14.(23-24九年级上·湖南衡阳·期末)如图所示,为比较a、b两种液体的比热容及1、2两种燃料的热值,甲、乙、丙三图中的装置相同,燃料的质量均为10g,烧杯内的液体初温相同,当燃料燃尽时,立即读取相应温度计的读数,分别为t甲、t乙、t丙,且有t甲>t乙>t丙。
(1)在实验中,三个烧杯中a、b液体的 (选填“质量”或“体积”)必须相同;
(2)比较两种燃料的热值,应选择 两图进行实验,实验时要观察 (选填“加热时间”或“液体升高的温度”)比较两种燃料的热值大小,
(3)燃料1的热值q1与燃料2的热值q2相比,q1 q2(大于/等于/小于);
(4)通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏 (选填“大”或“小”)
【答案】 质量 甲、乙 液体升高的温度 大于 小
【详解】(1)[1]由甲、丙两图可知,燃料种类相同,所以由甲、丙两图的实验可比较a、b两种液体的比热容,应控制两种液体的种类不同而质量相同,所以,三个烧杯中a、b液体的质量必须相同。
(2)[2][3]为了比较热值大小,要用不同的燃料,加热同一种液体,让液体的质量相同和初始温度相同,燃料释放的热量被液体吸收,液体温度升高,故可以通过液体升高的温度(温度计的示数高低)得出吸热多少,进而判断热值大小,应选择甲、乙两图进行实验。
(3)[4]由题意得,甲、乙两实验烧杯中同种液体的初温和质量相等,末温
t甲>t乙
则升高的温度
由图甲、乙所示实验可知,两烧杯中的液体种类即比热容、质量都相等,由热量公式可知液体吸收的热量
Q甲>Q乙
燃料燃烧释放的热量被烧杯中的液体吸收,则燃料释放的热量
Q1>Q2
由于甲、乙两实验所使用的燃料质量相同而种类不同,由Q=mq可知热值大小
q1>q2(4)[5]实际中因热量损失,烧杯、空气也吸收热量,液体吸热的热量小于燃料燃烧放出的热量,并且燃料不可能完全燃烧,故而实验得到的燃料热值偏小。
15.(22-23九年级上·湖南衡阳·期末)如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g,烧杯内的液体初温相同。
(1)比较不同燃料的热值,应选择 两图进行实验;比较不同物质的比热容,应选择 两图进行实验;
(2)若在研究不同燃料热值实验时,记录数据如下表:根据表中数据计算:完全燃烧10g燃料1放出的热量为 J,燃料2的热值是 J/kg;
(3)通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏 (大/小),你认为出现这样情况的主要原因是: 。
燃料
加热前液体温度/℃
燃料燃尽时液体温度/℃
燃料的热值/J/kg
1
15
35
2.4×106
2
15
25
?
【答案】 甲、乙 甲、丙 2.4×104 1.2×106 大 燃料无法完全燃烧以及没有考虑在加热过程中热量的散失
【详解】(1)[1]为了比较热值大小要用不同的燃料,加热同一种液体,让液体的质量相同,通过温度计的示数高低得出吸热多少,进而判断热值大小,应选择甲乙两图进行实验。
[2]为了比较两种液体的比热容,需要燃烧相同的燃料,加热不同的液体,让液体的质量相同,通过温度计的示数高低得出吸热多少,进而判断两种液体比热容的大小关系,应选择甲丙两图进行实验。
(2)[3]完全燃烧10g燃料1放出的热量
Q放=m0q1=10×10-3kg×2.4×106J/kg=2.4×104J
[4]若不计热损失,则
Q放=Q吸
在实验中,三烧杯中a、b液体的质量必须相等;结合表格数据,对燃料1有
cam∆t1=m1q1
即
cam(35℃-15℃)=m1×2.4×106J/kg
对燃料2有
cam∆t2=m1q2
即
cam(25℃-15℃)=m1×q2
联立以上两式可得
q2=1.2×106J/kg
(3)[5][6]通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏小,是因为燃料无法完全燃烧以及没有考虑在加热过程中热量的散失。
16.(22-23九年级上·湖南衡阳·期末)如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g,烧杯内的液体质量和初温也相同。
(1)比较不同燃料的热值,应选择 两图进行实验,实验时要观察 (填“加热时间”或“升高的温度”,下同)比较两种燃料的热值大小;比较不同物质的比热容,应选择 两图进行实验,实验时通过观察 反映物体吸热的多少;
(2)比较不同物质的比热容,选用如图合适装置加热相同一段时间后,绘制出温度﹣时间图像(如图丁),由图像可比较出,质量相等的a和b,升高相同的温度, 需要加热更长时间,液体a的比热容 液体b的比热容(填“>”或“<”)。
【答案】 甲、乙 升高的温度 甲、丙 加热时间 b <
【详解】(1)[1]根据控制变量法可知,比较不同燃料的热值,应控制被加热液体的种类相同而燃料不同;故应选择甲、乙两图进行实验。
[2]根据转换法可知,燃料质量相同,同时点燃燃料后,需等待燃料燃尽后然后通过观察比较烧杯内液体升高的温度来比较两种燃料热值大小。
[3]根据控制变量法可知,比较不同物质的比热容,应控制物质的质量、燃料相同和加热时间相同而吸热的物质种类不同,故应甲、丙两图进行实验。
[4]根据转换法可知,相同的热源,实验中通过加热时间反映吸收热量的多少。
(2)[5][6]由图丁可知,质量相同的a、b液体,升高相同的温度,a加热时间短,吸收的热量少,b加热时间长,吸收热量多,说明液体a 的吸热能力弱,液体a的比热容小于液体b的比热容。
17.(22-23九年级上·湖南邵阳·期末)小明采用如图所示的装置探究“质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”。
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后的水温/℃
酒精
25
65
碎纸片
25
44
(1)探究过程中,要控制两套装置中燃料的质量、水的初温和 相等;
(2)实验后,可以通过比较 (选填“加热时间”或“水升高的温度”)来比较酒精和碎纸片放出的热量多少;
(3)从表格中数据可以发现,质量相同的酒精和碎纸片都充分燃烧后, 放出的热量多;
(4)通过实验表明,质量相等的不同燃料,充分燃烧所放出的热量一般是 (选填“相同”或“不同”)的。
【答案】 质量 水升高的温度 酒精 不同
【详解】(1)[1]由于探究过程中,燃料燃烧放出的热量与燃料的质量和种类有关,要比较酒精和碎纸片的放热多少,根据控制变量法可知,要控制两套装置中燃料的质量和水的质量以及水的初温一定要相等。
(2)[2]实验中,用酒精和碎纸片燃烧给水加热,根据转换法可知,可通过水升高的温度来比较酒精和碎纸片放出的热量多少。
(3)[3]由表格中数据知,质量相同的酒精和碎纸片,酒精使水升高的温度更高,可知酒精放出的热量多。
(4)[4]由实验可知,质量相同的酒精和碎纸片,酒精使水升高的温度更高,由此可知,质量相等的不同燃料,充分燃烧所放出的热量一般是不同的。
考点三 探究串、并联电路中电流、电压的规律
18.(23-24九年级上·湖南衡阳·期末)如图所示,小覃同学所在的兴趣小组正在探究并联电路中电流的规律。
(1)图甲是他们设计的电路图,实验时需要测量A、B、C三处的电流。图乙是他们某次测量时连接的实验电路,此时电流表测量的是 (选“A”“B”或“C”)处的电流;
(2)小覃同学要测量通过L2的电流,只需将图乙中导线 (选填“a”或“b”)的一端移动到电流表的负接线柱上;重新连接好电路后,闭合开关,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为 A;
(3)该小组另一位同学测出一组A、B、C三处的电流,数据如下表所示,由此他得出结论:
0.2
0.2
0.4
①干路电流等于各支路电流之和。
②各支路电流相等。
(4)小组内交流讨论后,一致认为该同学的结论不具普遍性,要得到并联电路中电流的规律,还应该选用规格 (选填“相同”或“不相同”)的灯泡进行实验。
【答案】 C a 0.3 不相同
【详解】(1)[1]由图乙可知,电流表接在干路靠接电源负极处,此时电流表测量的是C处的电流。
(2)[2]要测量通过L2的电流,电流表与L2串联即可,只需将图乙中导线a的与灯泡L2相接的右端移动到电流表的负接线柱上即可。
[3]如图丙,电流表接量程,分度值为0.02A,读数为0.3A。
(4)[4]由于实验次数太少,步骤3得到的实验结论不具有普遍性,应选用不同规格的灯泡,多次测量,寻找普遍规律。
19.(22-23九年级上·湖南常德·期末)在探究串联电路的电流规律时,小敏同学连成了如图所示的电路。
测量处
a
b
c
d
电流/A
0.2
0.2
0.2
1.0
(1)在连接电路时,开关应 ;
(2)检查电路无误后,闭合开关,三灯L1、L2、L3均发光,接着她将电流表连入a、b、c、d四处,测得上表中的实验数据,其中错误的一处是 (填序号);
(3)小敏仅用这一次实验测量的数据得到结论,你认为合适吗?答: ,理由是 。
【答案】 断开 d 不合适 实验次数太少,结论有偶然性
【详解】(1)[1]在连接电路时,为了安全和保护电路,开关应断开。
(2)[2]串联电路中各处的电流都相等,d处的电流与其它各处的电流不相等,故是错误的。
(3)[3][4]小敏仅用这一次实验测量的数据得到结论,因实验次数太少,结论有偶然性,故不合适。
20.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)在“探究串联电路电压的规律”的实验时,小玲和实验小组成员设计了如图所示的电路。
(1)如图,开关闭合后,电压表测灯两端的电压;为了测量两点间的电压,小玲将点不动,只将接点的线端改接到点,小明说这种做法是不正确的,他的理由是 ;
(2)小组采用正确方法测量后把实验数据记录在表中;
次数
间电压/V
间电压/V
间电压/V
1
1.0
1.8
2.8
2
1.2
1.6
2.8
3
1.1
1.7
2.8
实验需要多次测量的目的是: (填字母即可)。
A.减小实验误差 B.寻找普遍规律
【答案】 电压表正负接线柱会接反 B
【详解】(1)[1]电压表并联在A、B两点测L1两端的电压,此时A点所接的是电压表的负接线柱;为了测量BC两点间的电压,小玲将B点不动,只将接A点的线端改接到C点,这样电压表的负接线柱与电源的正极相连,会造成电压表的正负接线柱接反,使得电压表指针反偏,所以这种做法不正确。
(2)[2]在探究串联电路电压的规律的实验中,多次实验的目的是寻找普遍规律,避免因次数太少造成结论的偶然性或片面性,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
21.(23-24九年级上·湖南·期末)如图甲是小明“探究串联电路的电压规律”的实验电路图。
(1)连接电路时,开关应 ;
(2)实验时,小明把电压表接在AB之间测量,电压表示数如图乙所示,为了使实验结果更准确,接下来小明应该是断开开关, ;
(3)正确实验后,小明得到了下表的实验数据,分析多组数据得出结论:串联电路总电压 各部分电路两端电压之和。
实验次数
L1两端的电压/V
L2两端的电压/V
串联总电压/V
1
0. 9
1. 9
2. 8
2
1. 2
1. 6
2. 8
3
1. 1
1. 7
2. 8
【答案】 断开 电压表换用小量程 等于
【详解】(1)[1]为了保护电路,在连接电路时,应断开开关。
(2)[2]由图乙知,电压表选用大量程,指针偏转较小,则电压表所选量程过大,应断开开关,换用电压表的小量程。
(3)[3]由表格知,每组对应的数据中,各灯两端的电压之和等于串联的总电压,可得:串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。
22.(23-24九年级上·湖南郴州·期末)海英小朋友在进行探究“串联电路的电压规律”的实验中,采用的电路如图甲所示。
实验次数
L1两端的电压U1/V
L2两端的电压U2/V
L1和L2两端总电压U/V
1
1.3
1.5
2.8
2
1.2
1.6
2.8
3
1.1
1.7
2.8
(1)为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2应该选择规格 的小灯泡;
(2)海英根据图甲连接好电路,闭合开关,电压表示数如图乙所示,为了使实验结果更准确,接下来她应该断开开关, ;
(3)海英在测灯泡L2两端的电压时,为了节省时间,在图甲中实验基础上将电压表B点不动,只断开A点,并改接到C点上。她用这种方法 (选填“能”或“不能”)测出L2两端的电压;
(4)海英小朋友通过分析表中的三次实验数据,可得出的结论为: 。(用表中字母写出公式表达式)
【答案】 不相同 电压表选用0~3V的量程进行实验 不能 U=U1+U2
【详解】(1)[1]当用电器的规格相同时,用电器两端的电压相等,当用电器的规格不相同时,用电器两端的电压不相等,但是无论灯泡的规格相不相同,串联电路的总电压都等于各用电器两端的电压之和,所以为了得到普遍规律,应选用规格不相同的用电器。
(2)[2]由图乙知,电压表所选的量程是0~15V,测量时指针偏转角度很小,说明电压表的量程选的不合适,应该选用0~3V较小的量程进行实验。
(3)[3]电压表在使用时,必须保证电流从电压表的正接线柱流入,负接线柱流出,否则闭合开关时,会造成电压表的指针反偏,不但测量不出电压值,还有可能损坏的电压表。
(4)[4]分析表格数据知
所以可以得出:串联电路的总电压等于各用电器两端电压之和,即
23.(23-24九年级上·湖南张家界·期末)小敏同学通过实验探究串联电路的电压规律。
(1)在不知道被测电压的大小时,用电压表测量前,应先选用 (选填“大”或“小”)量程进行试触;
(2)小敏同学利用两节干电池做电源进行探究(如图),为了测量L1两端的电压,她连接了如图所示的电路,请用笔画线代替导线将电路连接完整 ;
(3)如表是小敏用几组灯泡做实验测量的数据。根据表中数据可得出实验结论:在串联电路中,各用电器两端 等于电源两端电压;
(4)分析表中数据可知,小敏同学第1次实验中用到的两只灯泡电阻 (选填“相同”或“不同”)。
实验次数
L1两端电压U1/V
L2两端电压U2/V
电源两端电压U/V
1
1.5
1.5
3.0
2
1.2
1.8
3.0
3
1.1
1.9
3.0
【答案】 大 电压之和 相同
【详解】(1)[1]从安全的角度分析,在预先不知道被测电压时,为了保护电压表,应先选用大量程进行试触。
(2)[2]两节干电池串联后的电源电压为3V,故电压表选用小量程并联在L1两端,注意电流“正进负出”,如图:
(3)[3]根据数据可知
可得出实验结论:在串联电路中,各用电器两端电压之和等于电源两端电压。
(4)[4]分析表中数据可知,第1次实验中两灯泡两端的电压相同,根据串联分压特点可知,第1次实验中用到的两只灯泡电阻相同。
24.(22-23九年级上·湖南长沙·期末)某同学用如图所示电路“探究并联电路中电流的特点”。
(1)在连接电路时,开关应处于 状态,若要测量干路电流,则电流表应接在甲图中的 点;
(2)小明同学在测量A处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是 ;在排除故障后,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为 A;
(3)用电流表分别测出电路中的A、B、C处的电流,改变电源电压,重复实验,记录数据如表。下面表格的设计中存在的不足之处是 ;
实验序号
A处的电流IA
B处的电流IB
C处的电流Ic
第一次测量
0.2
0.2
0.4
第二次测量
0.3
0.3
0.6
第三次测量
0.4
0.4
0.8
(4)该同学表格数据得出实验结论:并联电路中干路电流为支路电流的2倍。这个结论一定成立吗?答: (选填“一定”或“不一定”)。为了得出具有普遍意义的并联电路中电流的特点,应该 。
【答案】 断开 C 电流表正负接线柱接反了 0.24 设计的表格中没有单位 不一定 使用不同规格的灯泡进行实验
【详解】(1)[1]为了保证实验过程的安全,连接电路图时,开关应断开。
[2]电流表相当于导线,要求串联在被测电路中;如甲图所示,C点位于电路的干路,测量干路电流时,应该把电流表串联在干路。
(2)[3]乙中电流表指针反偏,说明电流表正、负接线柱接反了。
[4]丙图中电流表,使用的是小量程,正确读数为0.24A。
(3)[5]电流的大小要有单位,故表格的设计中存在的不足之处是设计的表格中电流没有单位。
(4)[6]之所以得出并联电路中干路电流为支路电流的2倍,是选用的灯泡的规格相同相同,器材选用的太特殊,得出的结论有偶然性,这个结论不一定成立。
[7]为了得出具有普遍意义的并联电路中电流的特点,应该使用不同规格的灯泡进行多次测量。
25.(22-23九年级上·湖南株洲·期末)小桂和小林在“探究并联电路中电流的规律”的实验中:
(1)他们按如图甲的电路图连接电路,在图乙的实物图中还差一根导线没有连接,请在图中画出该条导线;( )
(2)在实验过程中,突然熄灭,亮度不变,电路可能出现的故障是 路;
(3)排除故障后,用电流表测出通过、和干路的电流,记录如下表,第三次实验时电流表指针指在如图丙的位置,其读数应为 A;小桂分析实验数据后得出结论:并联电路干路电流等于各支路电流之和,且各支路电流相等。小林认为小桂的结论可能不正确,为了验证这个结论是否正确,他们应该更换规格 (选填“相同”或“不同”)的灯泡再次实验。
实验次数
1
2
3
电流表的示数/A
0.18
0.2
电流表的示数/A
0.18
0.2
电流表的示数/A
0.36
0.4
(4)本实验要进行多次实验的目的是 。
【答案】
断 0.24 不同 寻找普遍规律
【详解】(1)[1]如图甲所示,灯L1、L2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测灯L1的电流,电流A2测灯L2的电流,差的一根线如图所示:
(2)[2] 灯L1、L2并联,互不干扰,在实验过程中,L2突然熄灭,L1亮度不变,若L2短路,则L1也熄灭,故原因是L2断路,。
(3)[3]如图丙所示,电流表接0~0.6A量程,分度值为0.02A,读数为0.24A。
[4]为使结论具有普遍性,应更换不同规格的灯泡进行实验。
(4)[5]本实验是找规律类实验,多次实验的目的是寻找普遍规律。
26.(20-21九年级上·湖南邵阳·期末)在“探究串联电路的电流特点”的实验中,小虹同学选用两个不同的小灯泡组成了如图甲所示的串联电路,然后用一个电流表分别接在a、b、c三处去测量电流。
(1)她在连接电路时开关应 ;
(2)她排除故障后,重新闭合开关。电流表的指针指示位置如图乙所示。则所测的电流值为 A;
(3)她测量了a、b、c三处的电流,又改变灯泡的规格进行了多次实验,其中某次实验的测量数据如下表,在分析数据时,她发现三处的测量值有差异。下列分析正确的是 。
0. 16
0.15
0. 14
A.可能是因为测量误差造成的
B.是因为没有对电流表调零造成的
C.串联电路中各处的电流本来就不等
D.电流从电源正极流向负极的过程中电流越来越小
【答案】 断开 0.22 A
【详解】(1)[1]为了保护电路,以免电流过大,她在连接电路时开关应断开。
(2)[2]从图乙可以看到,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,它的读数是0.22A。
(3)[3]A.从表中数据可知,三个电流值大小有一点差异,这可能是因为测量误差造成的,A正确;
B.假如没有对电流表调零,那么电流表的读数会比正常读数相差相同的变化量,读数还是相同的,不会存在差异,B错误;
CD.串联电路中的电流处处相等,电流从电源正极流向负极的过程中电流大小是不变的,C错误、D错误。
故选A。
考点四 探究影响电阻大小的因素
27.(23-24九年级上·湖南湘西·期末)探究“导体的电阻跟哪些因素有关”的实验中,a、b、c三条金属电阻丝长度相同;a为锰铜丝,b、c为镍铬合金丝;·b的横截面积是c的横截面积的2倍;a、b横截面积相同。
(1)连接电路时,开关应处于 状态;
(2)为了探究电阻跟导体横截面积的关系,应该选用编号 两根电阻丝分别接入电路进行实验;
(3)若选用a、b两根电阻丝分别接入电路M、N两点间,是探究导体电阻的大小与 的关系;
(4)该实验中通过 的大小来反映导体电阻的大小,这种方法叫做 法。
【答案】 断开 b、c 导体的材料 电流表读数 转换
【详解】(1)[1]为了保护电路,在连接电路时,开关应处于断开状态。
(2)[2]根据控制变量法,为了探究电阻和横截面积的关系,应控制材料、长度相同,所以应选用b、c两根电阻丝。
(3)[3] a、b两根电阻丝长度、横截面积相同,材料不同,所以若将这两根电阻丝接入电路,探究的是导体的电阻与材料的关系。
(4)[4][5]电流表可用来测量电路电流大小,能精确地反映电路中电流的变化情况,所以该实验中通过电流表读数的大小来反映导体电阻的大小,这是转换法。
28.(23-24九年级上·湖南湘潭·期末)在“探究影响电阻大小的因素”实验中,某实验小组同学利用如图所示的电路分别对“导体电阻跟它的材料、长度、横截面积有关”的猜想进行实验验证。实验中使用4根电阻丝,其规格、材料如表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
电流大小/A
a
锰铜合金
0.5
0.8
0.40
b
镍铬合金
0.5
0.8
0.32
c
镍铬合金
0.5
0.4
0.16
d
镍铬合金
1.0
0.4
0.08
(1)实验中通过观察电流表的示数来比较电阻的大小,此过程用到的研究方法是 ;
(2)分别将 两根合金丝接入电路,可初步探究出的结论是:其他条件一定时,导体的电阻大小与横截面积有关;
(3)分别将c、d两根合金丝接入电路,可初步探究出的结论是:其他条件一定时,导体的电阻大小与 有关。
【答案】 转换法 b、c 长度
【详解】(1)[1]在该实验中,电阻的大小是通过电流的大小来体现的,电流越小说明电阻越大,这种方法是转换法。
(2)[2]由表中数据可知,将b、c两根合金丝接入电路,b、c合金线的材料、长度相同,而横截面积不同,并且c合金丝的横截面积小于b的横截面积,发现接入c合金丝时,电流表的示数比接入b合金丝时更小,说明c合金丝的电阻比b合金丝的电阻大,由此初步得出结论:导体的材料、长度相同时,横截面积越小,电阻越大。
(3)[3]由表中数据可知,将c、d两根合金丝接入电路,c、d合金线的材料、横截面积相同,而长度不同,并且d合金丝的长度大于c的长度,发现接入d合金丝时,电流表的示数比接入c合金丝时更小,说明d合金丝的电阻比c合金丝的电阻大,由此初步得出结论:导体的材料、横截面积相同时,长度越长,电阻越大,即其他条件一定时,导体的电阻大小与长度有关。
29.(23-24九年级上·湖南永州·期末)在探究“导体的电阻跟哪些因素有关”的问题时,老师引导同学们做了如下实验:
(1)猜想:导体电阻可能与导体材料、横截面积、 、 有关;
序号
材料
长度/m
横截面积/mm²
灯泡亮度
a
铜丝
1
1
较亮
b
镍铬合金丝
1
0.5
最暗
c
铜丝
1
0.5
较暗
d
铜丝
0.5
1
最亮
(2)实验时,同学们用(图甲)所示的实验装置分别把a、b、c、d四根金属丝接入电路A、B两点之间,探究情况如上表:选用 和 两根金属丝,可探究导体电阻跟导体横截面积的关系,得到的结论是: ;
(3)如图乙的实验,可探究导体电阻与 的关系。
【答案】 长度 温度 a c 见解析 温度
【详解】(1)[1][2]探究“导体的电阻跟哪些因素有关”的问题时猜想:导体电阻可能与导体材料、横截面积、长度、温度有关。
(2)[3][4]探究导体电阻跟导体横截面积的关系时,必须控制导体的材料、长度相等,横截面积不相等,所以,符合条件的有a和c两根电阻丝。
[5]根据导体材料、长度相同,导体横截面积越小时,灯泡的亮度越暗,说明电流越小,电阻越大,可得出的结论是:当导体材料、长度相同时,导体横截面积越大,电阻越小。
(3)[6]在图乙的实验中,对电阻丝加热,观察灯泡亮度的变化,比较电路中的电流大小,从而得出电路中电阻的大小关系,所以,实验探究的是导体电阻与温度的关系。
30.(23-24九年级上·湖南岳阳·期末)如图所示,是探究影响导体电阻大小因素的实验电路,下表给出了可供选择的几种导体,分别用A、B、C、D四个字母代表。
导体代号
长度
横截面积
材料
A
0.6
0.4
镍铬合金
B
1.0
0.4
镍铬合金
C
0.6
0.6
镍铬合金
D
0.6
0.6
锰铜
问:
(1)实验中,通过观察电流表的示数可以判断导体电阻的大小,运用了 法。通过选用 导体(填导体代号)进行实验,可探究电阻的大小与长度的关系;
(2)分别将A和C两导体接入电路进行实验,发现接入C导体时,电流表的示数比接入A导体时更大,说明导体的电阻与导体的 有关;
(3)若把A、B两导体首尾相连后,再接入电路M、N两端,会发现电流表的示数比只接A或B时变得更小,说明两导体串联后的电阻将 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)在输电工程中,通常选用铜芯线、铝芯线作为输电线,而不选择铁芯线,是因为导体的电阻还与导体的 有关。
【答案】 转换 A、B 横截面积 变大 材料
【详解】(1)[1]电阻大小不易观察,实验中通过观察电流表的示数可以判断导体电阻的大小,运用了转换法。
[2]由表中信息可知,导体A和B的横截面积及材料相同,而长度不同,可用于探究电阻的大小与长度的关系。
(2)[3]由表中信息可知,A和C的长度和材料相同,横截面积不同,发现接入C导体时,电流表的示数比接入A导体时更大,即导体的电阻大小不同,说明导体的电阻与导体的横截面积有关。
(3)[4]把A、B两导体首尾相连后再接入电路,相当于将A和B串联接进电路,此时电路中的电流比只接A或B时变得更小,说明两导体串联后的电阻将变大。
(4)[5]在输电工程中,通常选用铜芯线、铝芯线作为输电线,而不选择铁芯线,即需要考虑采用什么材料,说明导体的电阻还与导体的材料有关。
31.(23-24九年级上·湖南邵阳·期末)物理兴趣小组学习了电阻的知识后,经过充分讨论,对食盐溶液的导电性能与哪些因素有关提出了以下猜想:
①食盐水溶液的导电性能与溶液的浓度有关。
②食盐水溶液的导电性能与溶液的质量有关。
③食盐水溶液的导电性能与溶液中两点间的距离有关。
为了验证猜想,他们设计了如图所示的装置,将电路中的a、b两金属片分别插入如图甲、乙、丙、丁溶液中所示位置(金属片a、b每次插入溶液中的深度都相同)进行探究:
(1)食盐水溶液的导电性能可以通过观察 来判断;
(2)将金属片a、b分别插入如图甲、乙所示位置可探究猜想 (选填序号);
(3)实验中,发现电流表的指针偏转角度较小,为了解决这个问题,有同学建议去掉定值电阻R0。你认为这个建议 (选填“可行”或“不可行”)。
【答案】 电流表的示数 ① 不可行
【详解】(1)[1]由题意可知,这是一个串联电路,食盐水溶液的导电性能越低,电路的总电阻越大,电流越小,电流表示数越小,所以食盐水溶液的导电性能可以通过观察电流表的示数来判断。
(2)[2]将金属片a、b分别插入如图甲、乙所示位置,从甲、乙可以看到,溶液的质量是相同的,溶液中两金属片之间的距离是相等的,溶液的浓度不同,一个是2%,另一个是5%,此时再观察电流表示数,即可探究食盐水溶液的导电性能与溶液的浓度关系,即可探究猜想①。
(3)[3]实验中,发现电流表的指针偏转角度较小,说明电路的电流太小,电路的总电阻太大了,但是不能去掉定值电阻R0,因为为了防止电路的电流过大烧坏电流表和导线。
32.(23-24九年级上·湖南衡阳·期末)某物理研究小组的同学在“探究影响电阻大小的因素”时,从实验室中选出符合要求的学生电源、滑动变阻器、电流表、开关、导线若干以及几种电阻丝,电阻丝的参数如表(不考虑温度对电阻大小的影响)探究前他们做出了如下猜想:
甲同学:电阻与导体的长度有关。
乙同学:电阻与导体的材料有关。
丙同学:电阻与导体的横截面积有关。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
a
镍铬合金丝
1.0
0.2
b
镍铬合金丝
1.0
0.1
c
镍铬合金丝
0.5
0.1
d
锰铜合金丝
0.5
0.1
为了完成实验探究,同学们设计了如图所示的实验电路。请回答下列问题:
(1)实验中应通过比较 的大小,来比较电阻丝电阻的大小,达到验证猜想的目的,这种实验方法叫 ;
(2)若要验证乙同学的猜想,则应该选用 两根电丝(填编号)进行对比实验。若要验证丙同学的猜想,则应该选用 两根电丝(填编号)进行对比实验;
(3)选用b、c两根电阻丝进行对比实验,目的是为了验证 (选填“甲”、“乙”或“丙”)同学的猜想;
(4)在上述探究过程中,总要控制某些因素,使它们保持不变,进而寻找另外一些因素的关系,这种研究方法叫 。
【答案】 电流表示数 转换法 c、d a、b 甲 控制变量法
【详解】(1)[1][2]实验中电流表串联在电路中,应通过比较电流表示数的大小来比较电阻丝电阻的大小,达到验证猜想的目的,这种实验方法叫转换法,转换法主要是指在保证效果相同的前提下,将难以测量或测准的物理量转换为能够测量或测准的物理量的方法。
(2)[3][4]根据控制变量法的思想,若要验证乙同学“电阻与导体的材料有关”的猜想,则应该控制导线长度、横截面积相同,选用c、d两根不同材料的电丝进行对比实验;若要验证丙同学“电阻与导体的横截面积有关”的猜想,则应该控制导线长度、材料相同,选用a、b两根不同横截面积的电丝进行对比实验。
(3)[5]选用b、c两根电阻丝进行对比实验,此时导线长度不同,目的是为了验证甲同学“电阻与导体的长度有关”的猜想。
(4)[6]在上述探究过程中,总要控制某些因素,使它们保持不变,进而寻找另外一些因素的关系,这种研究方法叫控制变量法。
33.(23-24九年级上·湖南邵阳·期末)在探究决定电阻大小的因素时,研究小组中甲、乙、丙三位同学作出如下猜想:
甲:导体的电阻与导体的长度有关.
乙:导体的电阻与导体的材料有关.
丙:导体的电阻与导体的横截面积有关.
实验室备有几种电阻丝,参数如下表.
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
a
镍铬合金丝
1.0
0.2
b
镍铬合金丝
1.0
0.1
c
镍铬合金丝
0.5
0.1
d
锰铜合金丝
0.5
0.1
如图所示,是为完成探究连接的实验电路.
(1)实验中应通过比较 的大小,来比较电阻丝电阻的大小,达到验证猜想的目的.
(2)若要验证乙同学的猜想,则应该选用 两根电阻丝(填编号)进行对比实验.
(3)选用b、c两根电阻丝进行对比实验,是为了验证 同学的猜想.
【答案】 电流 c、d 甲
【详解】(1)[1]在本题中,导体两端的电压是一定的,所以可以通过比较电流的大小,来比较电阻丝电阻的大小;
(2)[2]若要验证导体的电阻与导体的材料有关,应该选用c、d 两根电阻丝进行对比实验;
(3)[3]b、c两根电阻丝的长度不同,所以选用b、c两根电阻丝进行对比实验,是为了验证甲同学的猜想:导体的电阻与导体的长度有关.
34.(23-24九年级上·湖南郴州·期末)在探究“导体的电阻跟哪些因素有关”的问题时,老师引导同学们做了如下实验:
(1)猜想:导体电阻可能与导体材料、横截面积、 等有关;
(2)实验时,同学们用图甲的实验装置分别把a、b、c、d四根金属丝接入电路A、B两点之间,探究情况如下表:当选用 两根金属丝,可探究导体电阻跟导体横截面积的关系,得到的结论是: ;
序号
材料
长度/m
横截面积/mm2
灯泡亮度
a
铜丝
1
1
较亮
b
镍铬合金丝
1
0.5
最暗
c
铜丝
1
0.5
较暗
d
铜丝
0.5
1
最亮
(3)如图乙的实验,可探究导体电阻与 的关系;
(4)实验中,是通过观察灯泡亮度来比较电阻大小的,这种方法在物理学中称之为 法。
【答案】 长度 a、c 其他条件一定时,横截面积越大,电阻越小 温度 转换
【详解】(1)[1]电阻是导体的一种特性,与导体材料、横截面积、长度以及温度有关。
(2)[2][3]如果想要探究导体电阻跟导体横截面积的关系,则要控制导体的材料和长度相同,所以选a、c两根金属丝;由数据可知,灯泡越暗,通过导线的电流越小,说明导线的电阻越大,得到的结论是:其他条件一定时,横截面积越大,电阻越小。
(3)[4]如图乙的实验,通过对电阻丝加热,通过观察灯泡的亮度,可探究导体电阻与温度的关系。
(4)[5]转换法是指把看不见的或感知不到的现象转化成看得见的或感知到的现象,实验中通过观察灯泡亮度来比较电阻大小,这种方法是转换法。
考点五 探究电流与电压、电阻的关系
35.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)实验小组在“探究通电导体中电流与电阻的关系”实验中,电源电压保持6V不变,电流表、电压表各一个,开关一个,5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器、导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线将图甲中实物电路连接完整。(要求:滑动变阻器的滑片P向右移动时电路中电流变大,导线不能交叉) ;
(2)小组同学根据测得的实验数据绘制的电流Ⅰ随电阻R变化的图像如图乙所示,图像可得出结论: ;
(3)小聪小组用5Ω的电阻做完实验后,保持滑动变阻器位置不变,接着把10Ω的电阻接入电路,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为 V,记录电流表的示数;
(4)为了完成全部实验,应选取 规格的滑动变阻器。
A.30Ω 1.0A B.20Ω 1.0A
【答案】 导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 3 A
【详解】(1)[1] 滑动变阻器的滑片P向右移动时电路中的电流变大,则当滑动变阻器的滑片向右移动时,接入电路中的电阻变小,滑动变阻器要选择右下接线柱串联接入电路中。则实物图的连接如下所示:
(2)[2] 如图乙所示,对应电流与电阻的乘积为
即乘积为定值,所以可得:导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(3)[3] 探究电流与电阻的关系,要控制定值电阻两端的电压一定,根据(2)中分析可知控制的电压值为3V,所以把10Ω的电阻接入电路,闭合开关后,应移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为3V,记录电流表的示数。
(4)[4] 实验中控制定值电阻两端的电压为3V不变,电源电压为6V,当把25Ω的电阻接入电路时,根据串联分压原理则有
解得此时变阻器的阻值。所以为了完成全部实验,应选取规格为“30Ω 1.0A”的滑动变阻器。故选A。
36.(23-24九年级上·湖南永州·期末)为了探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”,小明采用了如图甲所示的实物图。实验供选择的定值电阻有5个,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω,电源电压恒为4.5V,滑动变阻器的最大阻值为30Ω。
(1)连接实物电路时开关闭合之前,滑动变阻器的滑片应移到 端(选填“A”或“B”);
(2)小明首先用5Ω电阻实验,并将实验数据在乙图中描点,则阴影部分的面积表示 ,其数值为 ;
(3)第2次实验中,他将5Ω电阻换成10Ω,如果滑片仍然停留在第1次实验的位置,小明应向 (选填“A”或“B”)端移动滑片,同时,眼睛应注视电压表示数;
(4)只用最大阻值为30Ω的滑动变阻器 (填“能”或“不能”)直接完成这5次实验。
【答案】 B 定值电阻两端的电压 2V B 不能
【详解】(1)[1]连接实物电路时开关闭合之前,滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大处,由图甲可知滑动变阻器的滑片P应移到阻值最大的B端。
(2)[2][3]图乙坐标可知,轴横轴代表电阻R,纵轴代表电流I,阴影部分面积表示二者的乘积。由欧姆定律知:阴影部分面积表示的是定值电阻两端电压(电压表的示数),其示数为
(3)[4]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B端移动。
(4)[5]电阻两端的电压始终保持,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
变阻器分得的电压为电压表示数的1.25倍,根据分压原理,当接入30Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
故只用30Ω的滑动变阻器不能直接完成5次实验。
37.(22-23九年级上·湖南长沙·期末)如图甲所示是探究“通过导体的电流与电阻的关系”的电路图。所用实验器材是:电源(6V)、电流表(0~0.6A)、电阻箱(0~999.9Ω)、滑动变阻器(50Ω,1A)、开关、导线若干。
实验序号
电阻R/Ω
电流I/A
1
6
0.40
2
8
0.30
3
12
0.20
(1)闭合开关前,发现电压表的指针如图乙所示,其原因是 (选填“指针没调零”或“正负接线柱接反了”)。解决问题后,实验得到的数据如表所示;
(2)分析表中数据可知电阻箱两端的电压为 V;当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 关系。
【答案】 指针没调零 2.4 反比
【详解】(1)[1]闭合开关前(没有电流通过电压表),发现电压表的指针如图乙所示,指针在零刻度线左侧,说明电压表指针没有调零。
(2)[2]由表格数据可知,在第一组实验中,电阻箱的电阻为6Ω,电路电流为0.40A,根据欧姆定律可知,电阻箱两端的电压
U=IR=0.4A×6Ω=2.4V
依次类推,计算第二、三组实验中电阻箱两端的电压也为2.4V。
[3]分析表格数据可知,电阻增大为原来的几倍,电流就减小为原来的几分之一,所以可得出结论:当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比关系。
38.(23-24九年级上·湖南怀化·期末)小明探究“通过导体的电流与电压的关系”时,电路图如图甲所示。电源电压不变,R1为定值电阻,电流表A 选用0~0.6A量程,电压表V1选用0~3V量程,电压表V2选用0~15V量程,滑动变阻器R2上标有“50Ω 1A”的字样。
(1)请根据电路图甲用笔画线代替导线连接实物图乙;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应放在 (A/B)端;
(3)闭合开关S,发现电流表A 与电压表V2的示数为零,电压表V1的示数不为零,则电路存在的故障是 ;
(4)排除故障后,继续进行实验,记录电流表A 与电压表V1的示数,得到一组实验数据,如表格所示.由实验数据可求R1= Ω;
序号
电压表V1的示数U1/V
电流表A的示数I/A
1
1.0
0.1
2
2.0
0.2
3
3.0
0.3
(5)实验中,记录电流表A 与电压表V2的示数,得到一组实验数据,根据实验数据作出I-U2图象如图丙所示,电源电压是 V,试计算第三次实验时电路中消耗的总功率 W。
【答案】 B R1断路 10 6 1.8
【详解】(1)[1]题目已明确了电流表、电压表的量程,只要将电阻、滑动变阻器、开关、电源串联,电压表V1与电阻并联、电压表V2与滑动变阻器并联即可。如图:
(2)[2]为保护电路,闭合开关前,滑片应位于最大阻值处,也就是位于B端。
(3)[3]闭合开关,电流表A与电压表V2的示数为零,说明与他们串联的电路是断路状态,但不可能是滑动变阻器断路(如果滑动变阻器断路,电压表V2有示数);电压表V1有示数,说明与V1串联的电路是通路,所以电路故障为电阻R1断路。
(4)[4]由题意可知,定值电阻的阻值为
(5)[5][6]由丙图知,滑动变阻器两端电压为5V时,滑动变阻器接入电路的电阻为
所以,电源电压为
U =I1R=0.1A ×(10Ω+50Ω)=6V
已知电源电压为6V,所以对电压表V2不会造成损害,已知电源电压和电阻R1的阻值,可得电路最大电流为0.6A,对电流表也不会造成损害;当电压表V1电压达到3V时,电路电流为
此时电路中的功率为
P = U'I'= 6V×0.3A = 1.8W
39.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)某小组同学用图甲的电路图探究欧姆定律,实验中他们所用的定值电阻分别是5Ω、10Ω、15Ω,电源电压为4.5V。
(1)在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”时,选用了某一定值电阻,连接电路时开关应 (填“闭合”、“断开”),滑片P应滑到图甲中的 端(填“左”、“右”),检查电路闭合开关后,移动变阻器的滑片P,当电流表的示数是0.28A时,电压表的示数如图乙所示,这个定值电阻的阻值是 Ω;
(2)在探究“电阻上的电流跟电阻的关系”时,把定值电阻由5Ω换成10Ω,闭合开关后,下一步的操作是将变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)移动,使R两端的电压恢复到和原来示数相同;
(3)探究结束后,该组同学又利用图甲所示的电路图测量小灯泡的电功率,他们把定值电阻换成额定电压为3.8V、电阻约为10Ω的小灯泡,并更改了电压表的量程;
①请帮该组同学将图丙的实物电路连接完整 ;
②闭合开关后,发现电压表示数接近电源电压,电流表指针无明显偏转,移动变阻器的滑片,两表示数均几乎不变,原因可能是 ;
③问题解决后,闭合开关,改变变阻器滑片P的位置,当电压表的示数是 V时小灯泡正常发光,此时灯泡的电功率 (选填“大于”“小于”或“等于”)它的额定功率。
【答案】 断开 右 10 右 见解答 灯泡断路 3.8 等于
【详解】(1)[1][2]为保护电路,开关闭合前,开关应断开,滑动变阻器调节至最大阻值处,因此,图甲中滑片P应滑到右端。
[3]电压表量程为0~3V,由图示电压表可知,其分度值为0.1V,示数为2.8V,电流表的示数是0.28A,则定值电阻的阻值
(2)[4]在探究“导体中的电流跟电阻的关系”时,应控制电阻两端电压不变,由5Ω换成10Ω,闭合开关后,定值电阻两端电压变大,为保持电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器的电压,根据分压原理,应将变阻器的滑片P向右移动,直至使R两端的电压恢复到和原来示数相同。
(3)[5]根据图甲,滑动变阻器向左移动时,接入电路的电阻变小,因此滑动变阻器选用左下接线柱接入电路中与灯串联,根据灯的额定电压为3.8V确定电压表选用大量程与灯并联;如图所示:
[6]闭合开关后,发现电流表指针无明显偏转,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,移动变阻器的滑片,两表示数均几乎不变,原因可能是灯泡断路。
[7][8]当灯泡两端的电压等于额定电压时,小灯泡正常发光,小灯泡的实际功率等于额定功率,因此,当电压表的示数是3.8V时小灯泡正常发光,此时灯泡的电功率等于它的额定功率。
40.(22-23九年级上·湖南衡阳·期末)现有下列器材:学生电源(电压恒为6V),电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)(5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω各1个)、开关、滑动变阻器和导线若干,利用这些器材探究电流与电阻的关系。
(1)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应该位于 端(选填“左”或“右”);
(2)实验中依次接入5个定值电阻,正确操作后,记下电流表的示数,分析图中数据可以得出结论: ;
(3)按电路图连接好实物电路,闭合开关后,发现电压表有示数、电流表无示数,电流表、电压表连接无误,则电路存在的故障可能是 。
(4)换用完好的15Ω的电阻做完实验后,接着换用25Ω的电阻接入电路,闭合开关 (选填“左”或“右”)移动滑片,读出电流表的示数如图丙所示,为 A;
(5)为完成整个实验,应该选取下面哪种规格的滑动变阻器? (填字母)。
A.20Ω,1.0A B.50Ω,1.0A C.100Ω,0.5A
【答案】 右 在电压一定时,通过导体的电流与它的电阻成反比 定值电阻断路 右 0.12 B
【详解】(1)[1]为了保护电路,闭合开关实验前,由图知,所以滑片应移到阻值最大的右端。
(2)[2]由图乙图像可知,导体的电阻增大,通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变,通过导体的电流与其电阻成反比。
(3)[3]电流表无示数,说明电路可能断路,说明电压表与电源连通,故电路存在的故障可能是定值电阻断路。
(4)[4][5]由图象可知,定值电阻两端的电压为
UV=IR=0.1A×30Ω=…=6.6A×5Ω=5V
由图像可知,导体的电阻增大,通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变,通过导体的电流与其电阻成反比;由欧姆定律可知,电路中的最大电流为
因此电流表用的量程为0-0.6A,由图丙可知,示数为0.12A。
(5)[6]定值电阻两端的电压始终保持UV=3V,根据串联电路电压的规律可得
U滑=U﹣UV=6V﹣3V=2V
变阻器分得的电压为电压表示数的,根据分压原理,当接入30Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
R滑=1×30Ω=30Ω>20Ω
由(4)可知,电路中的最大电流为0.6A>0.5A,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
41.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)某小组用如图甲所示的实验器材“探究电流与电阻的关系”,电源电压恒为3V,滑动变阻器上标有“10Ω 1A”的字样,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个。
(1)下列实验操作步骤最合理的排序是 (将正确选项的字母填在横线上);
①闭合开关; ②将滑动变阻器的滑片调到最大阻值处;
③断开开关; ④连接电路
A.④③②① B.③④①② C.③④②①
(2)用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的电阻完成实验,绘制了如图乙所示图象,他们根据图象得到结论:在导体两端电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。得出该结论的依据是: ;
(3)若换用25Ω的电阻接入电路,无论怎样调节滑片,也不能完成最后一组实验数据的测量,原因是 。
【答案】 C 电流与电阻的乘积为定值 滑动变阻器最大阻值太小
【详解】(1)[1]电学实验首先要连接电路,在连接电路时,为保护电路安全防止短路,开关应该是断开的;为防止电流过大保护电路,将滑动变阻器调到最大阻值,电路连接检查无误后,再闭合开关,进行实验。故顺序应为③④②①,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(2)[2]读图象可以知道:在保持电压不变的前提下,通过5Ω、10Ω、20Ω的电阻的电流分别为0.4A、0.2A、0.1A。有
5Ω×0.4A=2V
即对应的电流与电阻的乘积为定值,说明电流与电阻成反比。
(3)[3]根据图象反映出来的对应的电阻与电流关系,我们可以计算出实验时电阻两端电压的值为
则在实验中,变阻器应该分担的电压为
若将25Ω的电阻连入电路,其两端电压也应保持2V不变,根据串联电路中电流相等,有
代入数值得
解得此时变阻器连入电路的阻值应为
而此实验中提供的变阻器的规格为“10Ω 1A”,故此变阻器无法把25Ω的电阻两端电压调节为2V。
42.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)下图是探究“电流与电阻关系”的电路。
(1)用笔划线代替导线将图中实物电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片P向左移动时,电路中电流变大,导线不得交叉);
(2)连好电路,闭合开关,发现电压表、电流表均无示数,电路故障可能是 。(填选项)
A.定值电阻R短路 B.定值电阻R断路 C.滑动变阻器断路
【答案】 C
【详解】(1)[1]要探究电流与电阻的关系,需要保持定值电阻两端的电压不变,通过移动滑片来控制定值电阻两端的电压,所以变阻器应与定值电阻串联,滑片向左移动时,电路中的电流变大,即电路中的总电阻变小,变阻器接入电路的阻值变小,所以变阻器下端左侧接线柱接入电路,作图如下:
(2)[2]实验所用电路为串联连接,闭合开关,电流表无示数,电路可能出现断路,电压表也无示数,可能是电压表并联以外的电路出现了开路,所以电路故障可能是滑动变阻器断路,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
43.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)为了完成“探究电流与电阻的关系”实验,小明从实验室选取以下器材:电压恒为4.5V的电池组、电流表、电压表、开关,5Ω、10Ω、25Ω的定值电阻各一个,规格为“40Ω 1A”的滑动变阻器,导线若干。
(1)保持开关断开,连成图甲所示电路,把滑动变阻器的滑片移至阻值最大处。小明将10Ω的电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,直到电压表示数如图乙所示,并记录电流表的示数;换用15Ω电阻后,调节滑动变阻器使定值电阻两端的电压保持 V不变。
(2)通过实验得到电流随电阻变化的图像如图丙所示,由此可得 。
(3)在小明实验的基础上,为了得到更多组数据,需要更多规格的定值电阻,则选用的定值电阻最大阻值不允许超过 Ω。
【答案】 2.5 电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 50
【详解】(1)[1]当10Ω的电阻接入电路,由乙图可知,定值电阻两端的电压控制为2.5V,在“探究电流与电阻的关系”的实验中,应控制定值电阻两端的电压不变,所以换用15Ω电阻后,调节滑动变阻器使定值电阻两端的电压保持在2.5V不变。
(2)[2]由丙图可知,电流与电阻的乘积为
IR=0.5A×5Ω=0.25A×10Ω=0.1×25Ω=2.5V=U
为一定值,即电压一定时,电流与电阻成反比。故得出的结论为:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(3)[3]根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压为
U滑=U-Uv=4.5V-2.5V=2V
根据分压原理,当变阻器的最大电阻接40Ω连入电路中时,定值电阻的阻值最大,故有
解得Rmax=50Ω,故选用的定值电阻最大阻值不允许超过50Ω。
44.(22-23九年级上·湖南永州·期末)某实验小组“探究导体中电流与电压的关系”的实验时,选择了电压为3V的电源、阻值为10Ω的定值电阻R1、最大阻值为10Ω的滑动变阻器R2及其他有关器材。
(1)连接电路时,开关应 ,连接好电路并将滑动变阻器的阻值移到最 (选填“左”或“右”)端,并检查后闭合开关;
(2)实验中主要采用的研究方法是 ;
(3)电路连接正确、各仪表工作正常后,小强按计划测量R两端电压和对应的电流如下表:
实验次数
1
2
3
4
电压/V
1.0
1.5
2.0
2.5
电流/A
0.2
0.3
0.4
0.5
通过对数据的分析,可得到的结论是 。
【答案】 断开 左 控制变量法 电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比
【详解】(1)[1]连接电路时,为了各电路元件的安全,开关应断开。
[2]连接好电路,为了各电路元件的安全,闭合开关时,电路中电流最小,应将滑动变阻器的阻值调到最大,所以将滑片移到最大阻值处,即最左端。
(2)[3]本实验为探究导体中电流与电压的关系,所以应控制电阻的阻值不变,所以运用了控制变量法。
(3)[4]观察表格中的数据发现,通过电阻的电流随电阻两端的电压增大而增大,且电压与电流的比值不变,所以可得结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比。
45.(22-23九年级上·湖南衡阳·期末)在探究“电压一定时,电流跟电阻关系”的实验中,设计电路图如图甲所示。
(1)连接电路前,开关必须 ;
(2)根据图甲用笔画线代替导线将图乙实物连接成完整电路 (导线不允许交叉);
(3)连接好电路,闭合开关,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是 ;
A.电流表坏了 B.滑动变阻器短路 C.电阻处接触不良 D.电阻短路
(4)排除电路故障进行实验,多次改变R的阻值,调节滑动变阻器,使电压示数 ,实验数据记录如下表。其中第5次实验电流表示数如图丙所示,其读数为 A;
实验次数
1
2
3
4
5
电阻R/
5
10
15
20
25
电流I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
(5)实验结论是: 。
【答案】 断开 C 不变 电压一定时,电流跟电阻成反比
【详解】(1)[1]为保护电路,在连接电路时,开关必须断开。
(2)[2]电压表与电阻并联,滑动变阻器已接了下面一个接线柱,可再接上面任意一个接线柱,如图所示
(3)[3] A.电流表坏了,电压表示数也会为零,A不符合题意;
B.滑动变阻器短路,电流表示数不会为零,B不符合题意;
C.电阻处接触不良,电流表的示数为零,且电压表示数等于电源电压,C符合题意;
D.电阻短路,电流表示数不为零,且电压表示数为零,D不符合题意。
故选C。
(4)[4][5]由图丙知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,所以示数为0.12A,根据表中数据可知应该让电压表示数为
(5)[6]由表格中数据知,电压不变,电阻增大为原来的几倍,电流就减小为原来的几分之一,可得在电压一定时,电流与电阻成反比。
46.(23-24九年级上·湖南郴州·期末)在“探究电流与电阻的关系”的实验中,提供的器材如下:电源电压恒为4.5V,五个定值电阻5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,标有“50Ω,1A”的滑动变阻器R、电压表(可用量程:0~3V、0~15V)、电流表(0~0.6A)、开关各1只,导线若干;
(1)如图甲,排除故障后,分别由小到大依次将五个定值电阻接在R1的位置,根据实验所得的五组数据绘制出I﹣R图像,如图乙所示,实验过程中控制了定值电阻两端的电压保持 V不变;
(2)为完成该实验探究的五组数据,滑动变阻器连入电路的阻值范围为 ;
(3)以现有的实验器材并且在保证电路各元件安全的情况下,为完成该实验探究的五组数据,定值电阻两端要保持不变的预设电压U0的取值范围为 。
【答案】 2.5 4~20Ω 1.5~3V
【详解】(1)[1]根据实验所得的五组数据,由乙图可知,电阻两端的电压始终保持
UV=IR=0.5A×5Ω=2.5V
(2)[2]由(1)可知,电阻两端的电压始终保持UV=2.5V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
U滑=U﹣UV=4.5V﹣2.5V=2V
变阻器分得的电压为电压表示数的
根据分压原理,当接入5Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
R滑小=0.8×5Ω=4Ω
当接入25Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
R滑大=0.8×25Ω=20Ω
故为了完成整个实验,滑动变阻器连入电路的阻值范围为4~20Ω。
(3)[3]由串联电路电压的规律及分压原理有
左边为一定值,故右边也为一定值,当变阻器最大电阻连入电路时,对应的定值电阻最大,此时电压表控制的电压最小,故有
控制的最小电压为
U小=1.5V
电流表的量程是“0~0.6A”,电路中允许通过的最大电流为0.6A,这时对应的定值电阻最小,由欧姆定律可知,电压表控制的最大电压
U大=I大R1=0.6A×5Ω=3V
所以为了能够利用上述5个定值电阻,顺利得到5组I、R数据,完成实验,所保持不变的电压U0的取值范围是1.5~3V。
47.(22-23九年级上·湖南长沙·期末)现有下列器材:学生电源(6V),电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干,利用这些器材探究“电压一定时,电流与电阻的关系”。
(1)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转,则电路可能存在的故障是 ;
(2)排除故障后,实验中依次接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数,利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。由图像可得出结论 ;
(3)为完成整个实验,应该选取哪种规格的滑动变阻器 。
A.60Ω 0.2A B.50Ω 0.5A C.20Ω 1A
【答案】 定值电阻断路 当电压一定时,通过导体电流与电阻成反比 B
【详解】(1)[1]闭合开关后,发现电流表无示数,则电路可能是断路,电压表指针有明显偏转,说明除电阻以外的其他电路元件都是完好的,所以电路可能存在的故障是定值电阻断路。
(2)[2]由图丙可知,U=IR=2V,即电流和电阻的乘积为定值,所以可得出结论:当电压一定时,通过导体电流与电阻成反比。
(3)[3]由图丙可知,电路中的电流可以达到0.4A,滑动变阻器A允许通过的最大电流为0.2A,滑动变阻器A不可以,当电流为0.1A时,电路中的最大电阻为
当电路中的电流为0.1A时,定值电阻R1=20Ω,滑动变阻器的电阻为
R2=R-R1=60Ω-20Ω=40Ω
则滑动变阻器C最大电阻太小,不可用,所以只能选滑动变阻器B。
48.(22-23九年级上·湖南长沙·期末)某同学用如图甲所示的电路来探究串联电路的电压规律。
(1)实验前,开关应处于 状态;
(2)将电压表的两端分别连到A与B、B与C、A与C上,测量电压UAB、UBC、UAC并将测得的数据记录在表中;
实验次数
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1
2.0
2.4
4.5
2
2.4
2.1
4.5
3
3.0
4.5
改变两个小灯泡的规格,重做上述实验,其中第3次A与B两点间的电压如图乙所示,其示数是 V。分析实验数据,可得到串联电路的电压规律是: (用题中物理量符号UAB、UBC、UAC表示)。
【答案】 断开 1.4
【详解】[1]为了保护电路,连接电路时要将开关处于断开状态。
[2]电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为1.4V。
[3]分析实验数据知
故得到串联电路的电压特点是:串联电路中的总电压等于各部分电路两端的电压之和,即
考点六 伏安法测电阻
49.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)小明用如下图所示的实验装置测量未知电阻的阻值;
(1)用笔画线代替导线将电路补充完整,使滑动变阻器滑片向右移动时电阻增大 ;
(2)闭合开关,改变电阻Rx两端的电压,进行了三次测量,在第三次测量中电流表的示数如上图所示;示数为 A;
(3)下表是小明记录数据的表格,其不足之处是 ;根据三次实验数据可得,定值电阻Rx的阻值为 Ω;(结果保留一位小数)
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
1.5
0.32
4.7
2
2
0.4
5
3
2.5
【答案】 0.48 缺少一列电阻平均值 5.0
【详解】(1)[1]滑动变阻器要“一上一下”串联接入电路,要使滑动变阻器滑片向右移动电阻增大,故应将左下接线柱接入电路,如下图
(2)[2]由图知道,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.48A。
(3)[3]测电阻要多次测量取平均值减小误差,题中表格没有设计电阻的平均值这一栏。
[4]根据欧姆定律计算出第3次实验时电阻的阻值
则定值电阻的阻值
50.(23-24九年级上·湖南岳阳·期末)为测量电阻Rx的阻值,老师提供了以下器材:待测电阻Rx、电源一个、电流表一只、电压表一只、滑动变阻器一个、开关一个、导线若干,按下述要求完成实验。
(1)将所设计的电路图画在方框内 ;
(2)小英按电路图连接实验电路,测量电阻的阻值。闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P后,观察到电压表和电流表的示数分别如图乙、丙所示,则电流表的示数为 A,待测电阻的阻值为 Ω;
(3)此实验中滑动变阻器的作用是 。(答案合理就给分)
【答案】 0.3 5 保护电路
【详解】(1)[1]利用伏安法测电阻,故电压表并联在待测电阻两端,电流表测电路中电流,滑动变阻器保护电路与改变两端电压和电路中电流,故电路图如下
(2)[2]如图乙、丙所示,电压表量程为0~3V,示数为1.5V,电流表量程为0~0.6A,示数为0.3A。
[3]故待测电阻阻值为
(3)[4]滑动变阻器作用为:①保护电路;②改变两端电压和电路中电流。
51.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)某同学用伏安法测定值电阻的阻值,实验电路图如图甲所示。
(1)闭合开关S前,滑动变阻器滑片P应置于 端(选填“a”或“b”);
(2)当电压表示数如图乙所示时,电流表示数如图丙所示,则被测电阻Rx Ω;
(3)该实验中,滑动变阻器的作用为 。
A.多次测量,求平均值减小误差
B.多次测量,得出普遍结论
【答案】 b 8 A
【详解】(1)[1]为了保护电路,开关闭合前,滑动阻器的滑片应置于阻值最大处,即图甲中的b端。
(2)[2]图甲中,被测电阻与滑动变阻器串联在电路中,电压表测被测电阻两端的电压,电流表测电路中的电流。由图乙知,电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为2.4V,由图丙知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A。据欧姆定律知,被测电阻的阻值
(3)[3]滑动变阻的滑片移动时,可改变被测电阻两端的电压,从而得到多次电压与电流值,求出多组电阻,通过求平均值来减小实验误差。故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
52.(22-23九年级上·湖南常德·期末)用伏安法测电阻,实验电路图如图,电源电压保持不变。
(1)该实验的原理是 ;
(2)闭合开关S前,滑动变阻器滑片P应置于 端(选填“A”或“B”);
(3)小华按如图甲所示的实验电路图正确连接电路,进行实验,某次实验中电压表示数、电流表示数如图乙所示,则此时通过Rx的电流为 A,加在它两端的电压为 V;
(4)被测电阻Rx= Ω。
【答案】 B 0.3 2.4 8
【详解】(1)[1] 用伏安法测电阻的实验中,用电压表测量电压,电流表测量电阻,根据公式计算出电阻,故伏安法测电阻的原理是。
(2)[2]闭合开关前,需将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,即将滑片放在B端。
(3)[3]根据图2可知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,电压表的示数为2.4V。
[4]电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,电流表的示数为0.3A。
(4)[5]由可知,被测电阻的阻值为
53.(23-24九年级上·湖南邵阳·期末)某兴趣小组在探究额定电压为2.5V的小灯泡的电阻随温度变化规律时,他们先进行了如下猜想。
猜想一:小灯泡的电阻可能随温度的升高而增大;
猜想二:小灯泡的电阻可能随温度的升高而减小;
猜想三:小灯泡的电阻不随温度的变化而变化。
接下来他们设计了如图甲所示的实验电路进行探究,他们具体的探究过程为:
(1)完成电路连接,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到最 (填“左”或“右”)端;
(2)闭合开关后,发现小灯泡不亮,电压表示数接近2.5V,电流表无示数,则故障原因可能是小灯泡 (填“断路”或“短路”);
(3)故障排除后,进行实验并记录了前4组数据如下表所示,第5次实验的电流值如图乙所示,则电流大小为 A;
次数
1
2
3
4
5
电压(U/V)
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流(I/A)
0.18
0.30
0.38
0.44
(4)根据上表记录的实验数据,通过分析可知,小灯泡的电阻随温度的升高而 (填“增大”“不变”或“减小”)。
【答案】 左 断路 0.48 增大
【详解】(1)[1]为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处,即滑片应移动到最左端。
(2)[2]电流表无示数,说明电路是断路,电压表有示数,灯泡不亮,说明电压表串联接入电路,即与电压表并联的灯泡断路。
(3)[3]由图知电流表的量程为,分度值为0.02A,示数为0.48A。
(4)[4]分析表格数据可知,随灯泡电压U变大,通过灯泡的电流变大,且ΔU>ΔI,由可知,灯丝电阻变大,所以灯丝电阻随温度升高而增大。
54.(22-23九年级上·湖南郴州·期末)物理兴趣小组在做“测量小灯泡的电阻”实验时,准备了以下器材:小灯泡(额定电压为)、电流表()、电压表()、开关、两节干电池、滑动变阻器、导线若干。下图为该小组连接的实物图。
(1)图甲是小明连接的实物电路,图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“”并补画出正确的连线 ;
(2)正确连接电路后,闭合开关,当滑动变阻器的滑片置于某位置时,电流表和电压表的示数如下图所示,电流表示数为 ,则小灯泡电阻为 (计算结果保留一位小数);
(3)改变滑动变阻器滑片的位置,记录下不同时刻的电压值和电流值,并计算出小灯泡在不同电压下的电阻值,数据处理表格如下所示,其中有一处是不恰当的,这一处是 ,原因是 ;
实验次数
电压/V
电流/A
电阻/Ω
平均电阻/Ω
1
1.0
0.17
5.9
7.7
2
1.4
0.18
7.8
3
1.8
0.22
8.2
4
2.0
0.23
8.7
(4)考虑到通过电压表的电流不为零,则测出的结果必然存在误差,那么测量出的电阻值会比真实值偏 (选填“大”或“小”)。
【答案】 0.24 9.6 设计平均电阻一栏不妥 灯丝的电阻发生了变化,计算其不同情况下的电阻平均值没有意义 小
【详解】(1)[1]灯与电压表串联,且有一根导线将二者短接了。改正如下:
(2)[2][3]电流表用的是0~0.6A量程,其读数为0.24A;电压表用的是0~3V量程,其读数为2.3V,则此时小灯电阻为
(3)[4][5]实验中灯丝电阻的多次测量值不同,不是因为误差造成的,而是因为灯丝的电阻随其温度的变化发生了变化,所以计算不同情况下灯丝的电阻平均值没有意义。
(4)[6]电压表与小灯并联,电流表测量的是灯与电压表电流的和,比通过灯的电流大。根据可以知道,计算出来的电阻的值要比真实值小。
55.(23-24九年级上·湖南邵阳·期末)某兴趣小组在探究额定电压为2.5V的小灯泡的电阻随温度变化规律时,他们先进行了如下猜想,
猜想一:小灯泡的电阻可能随温度的升高而增大;
猜想二:小灯泡的电阻可能随温度的升高而减小;
猜想三:小灯泡的电阻不随温度的变化而变化;
接下来他们设计了如图1所示的实验电路进行探究,他们具体的探究过程为:
(1)完成电路连接,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到最 (填“左”或“右”)端;
(2)闭合开关后,发现小灯泡不亮,电压表示数接近3V,电流表无示数,则故障原因可能是小灯泡 (填“断路”或“短路”);
(3)故障排除后,进行实验并记录了前4组数据如表所示,第5次实验的电流值如图2所示,则电流大小为 A;
次数
1
2
3
4
5
电压(U/V)
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流(I/A)
0.18
0.30
0.38
0.44
(4)根据表中记录的实验数据,通过分析可知,小灯泡的电阻随温度的升高而 (填“增大”“不变”或“减小”)。
【答案】 左 断路 0.48 增大
【详解】(1)[1]为了保护电路,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]闭合开关后,发现小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路可能断路,电压表示数接近3V,说明电压表和电源接通,则故障原因可能是小灯泡断路。
(3)[3]由图2知电流表的量程为0﹣0.6A,分度值为0.02A,示数为0.48A。
(4)[4]根据表中数据,利用欧姆定律的变形式可知第1次实验灯的电阻为
同理,2、3、4、5次实验中灯泡的电阻分别为3.3Ω、3.9Ω、4.5Ω、5.2Ω,且灯泡两端的电压增大时,通过灯泡的电流增大,由P=UI可知灯泡的实际功率增大,则灯丝温度升高,所以灯丝电阻随温度升高而增大。
考点七 特殊法测电阻
56.(22-23九年级上·广东肇庆·期末)在“伏安法测电阻”的实验中:
(1)图甲的实物电路用笔画线连接完整,要求滑片往左移电流表示数变大 ;
(2)在连接电路中,开关应该处于 (选填“闭合”或“断开”)状态;
(3)排除故障后进行实验.移动滑片P,当电压表的示数为1.3V时,电流表的示数如题图乙,其示数为 A,待测电阻 Ω;
(4)某同学利用一个电压表和一个已知阻值的电阻,设计如题图丙的电路,同样测出待测电阻的阻值。
实验步骤如下:
①闭合S、断开,用电压表测出待测电阻两端的电压为;
②闭合S、,用电压表测出电源的电压U;
③可得待测电阻 .(用U、和表示)
【答案】 断开 0.26 5
【详解】(1)[1]滑片往左移电流表示数变大,说明滑动变阻器接入电路中的阻值变小,电路中的电流变大,故滑动变阻器选用左下接线柱与定值电阻串联,如下图所示:
(2)[2]为了保护电路,在连接电路中,开关应该处于断开状态。
(3)[3]移动滑片P,当电压表的示数为1.3V时,电流表的示数如图乙,电流表选用了小量程,分度值为0.02A,其示数为0.26A。
[4] 待测电阻的阻值为
(4)[5] 闭合S、断开S1时,与串联,电压表测量的是两端的电压,电压为;
闭合S、S1时,电路为的简单电路,电压表测出电源的电压U;
那么根据串联电路电压的规律可得定值电阻两端的电压为
由欧姆定律可知,电路中的电流为
则待测电阻表达式为
57.(23-24九年级上·湖南岳阳·期末)小明用如图甲所示的电路测量小灯泡的电阻,小灯泡正常发光时的电压为2. 5V。
(1)实验开始前,应把滑动变阻器的滑片P调到 端(选填“A”或“B”);
(2)闭合开关S前,发现电压表的指针偏转如图乙所示,原因可能是 ;
(3)小明在实验中把滑片移到最右端,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表示数为零,电压表的示数接近电源电压。为了排除故障,小明接下来的操作合理的是 (选填字母符号);
A.拧紧小灯泡和它两端的接线柱
B.拧紧开关两端的接线柱
C.检查滑动变阻器是否短路
(4)在正确连接好电路后,某次测量中电压表的示数为2V,为测得额定电压下的灯丝电阻,滑动变阻器滑片P应向 (选填“左”或“右”)端滑动;
(5)完成上述实验后,小明进一步思考,用已知最大阻值为R的滑动变阻器和电流表,能否测出未知定值电阻的阻值呢?他设计电路如图丙,实验步骤如下:闭合开关S,当滑动变阻器的滑片位于B端时,记下电流表的示数为I;将滑片移至A端,记下电流表的示数为;则电阻的阻值表达式为 (用I、和R表示)。
(6)利用此装置也可以测量小灯泡的电功率,闭合开关后,移动滑片P使电压表示数为2.5V时,电流表的指针位置如图丁所示,则小灯泡的额定功率为 。
【答案】 B 电压表没有调零 A 左 0.75W
【详解】(1)[1]实验开始前,为了保护电路,应把滑动变阻器的滑片P调到阻值最大的B端。
(2)[2]闭合开关S前,发现电压表的指针偏转如图乙所示,即指针为在零刻度线上,原因可能是电压表没有调零。
(3)[3]由图甲得,灯泡与变阻器串联电流表测量电路电流,电压表测量的灯泡电压,小明在实验中把滑片移到最右端,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表示数为零,电压表的示数接近电源电压,说明电路中没有电流,而电压表与电源连接完好,故障可能为与电压表并联的灯泡断路,则为了排除故障,小明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符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(4)[4]在正确连接好电路后,某次测量中电压表的示数为2V,为测得额定电压下的灯丝电阻,滑动变阻器滑片P应向左端滑动,减小变阻器接入电路中电阻,增大电路电流,使灯泡的电压为2.5V。
(5)[5]完成上述实验后,小明进一步思考,用已知最大阻值为R的滑动变阻器和电流表,能否测出未知定值电阻的阻值呢?他设计电路如图丙,实验步骤如下:闭合开关S,当滑动变阻器的滑片位于B端时,记下电流表的示数为I,此时定值电阻Rx与变阻器的最大电阻串联,电流表测量电路电流。由串联电路特点与欧姆定律得,电源电压为
将滑片移至A端,记下电流表的示数为,电路化为定值电阻Rx的简单电路,电源电压为
则电阻的阻值表达式为
(6)[6]由图丁得,电流表的分度值为0.02A,示数为0.3A,小灯泡的额定功率为
58.(22-23九年级上·湖南娄底·期末)某实验小组用伏安法测电阻R的阻值,采用如图甲所示电路。
(1)请用笔画线代替导线将图甲连接完整 ;
(2)按电路图连接实物图,连接过程开关应 ;
(3)闭合开关,移动滑片P发现电流表有示数,电压表始终无示数,其原因可能是待测电阻 (选填代码)A断路 B短路;
(4)排除故障后,调节滑片P,当电压表示数为时,电流表示数如图乙,由此可计算出待测电阻阻值为 ;
(5)该小组想用一块电流表和一个定值电阻,测未知电阻的阻值,于是他们设计了如图丙所示的电路,并进行如下实验操作:
①只闭合S,此时电流表的示数为
②再闭合S1,此时电流表的示数为
③请用已知量和测出量、表示出未知电阻的表达式,则 。
【答案】 断开 B 5
【详解】(1)[1]电压表和电阻并联,如图所示:
(2)[2]为了保护电路,连接过程中,开关应该断开。
(3)[3]闭合开关,移动滑片P发现电流表有示数,说明电路是通路,电压表始终无示数,可能电阻短路,故选B。
(4)[4]当电压表示数为时,电流表示数如图乙,电流表选用0~0.6A的量程,分度值0.02A,其示数为0.4A,待测电阻阻值为
(5)[5]在①中,只闭合S,此时为只有Rx的简单电路,电流表测量Rx的电流,示数为I1,可测出电源电压
U=I1Rx
在②中,再闭合S1,此时两电阻并联,电流表测量干路电流,示数为I2;根据并联电路电流的规律可知通过R0的电流为
I0=I2-I1
电源电压为
U=(I2-I1)R0
根据并联电路电压相等得到
I1Rx=(I2-I1)R0
59.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)小亮做“测小灯泡电阻”的实验时,所用器材有电压为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡,以及符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。
(1)小亮连接电路时,刚接好最后一根线,就发现小灯泡发光了,产生这一现象的原因是连接电路时 。
(2)在改正(1)的错误后,小亮滑动滑片P,分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制了如图乙所示的U-I图像,根据图像提供的信息,小灯泡正常工作时的电阻约为 Ω。
(3)完成上述实验后,小亮进一步思考,只用一只仪表结合已知最大阻值为的滑动变阻器,在不超过2.5V恒定的电源电压下,不考虑温度对电阻的影响,能否测出小灯泡的阻值呢?于是他设计了的电路如图丙所示。其步骤如下:
A.在丙图中将滑动变阻器滑片滑到a端,记下电压表示数,再滑到b端记下电压表示数;
B.小亮通过这两个数据和可计算出灯泡电阻,其表达式为 。
【答案】 开关未断开
【详解】(1)[1]连接电路时,刚接好最后一根线,就发现小灯泡发光,产生这一现象的原因是开关未断开。
(2)[2]由图乙可知,当小灯泡正常发光时,通过小灯泡的额定电流为0.2A,则小灯泡正常发光时的电阻为
(3)[3] 由图丙可知,当滑片P在a端时,滑动变阻器接入电路的阻值为0,电压表示数为Ua,说明电源电压为Ua,当滑片P在b端时,根据串联电路电流、电压特点可知,流过小灯泡与滑动变阻器的电流相等,小灯泡与滑动变阻器的电压之和为电源电压,即
解得
60.(23-24九年级上·湖南岳阳·期末)用图甲所示电路测定小灯泡的电阻,灯泡正常发光的电压为。
(1)当灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,此时电流表读数为 A,小灯泡电阻为 ;
(2)若闭合开关,电流表及电压表指针均发生偏转,而小灯泡不亮,其可能原因是 (说出一种原因即可);
(3)若电压表发生故障,但有已知阻值的定值电阻R0可提供的情况下,下列电路不能测出小灯泡电阻的是 。
【答案】 滑动变阻器接入电路的阻值太大或电源电压太低 AC
【详解】(1)[1][2]由图甲知,电流表选用小量程,示数为;由欧姆定律得,小灯泡正常发光时对应的电阻值
(2)[3]若闭合开关,电流表和电压表的指针都发生偏转,说明电路为通路,而小灯泡不亮,则说明电路中的电流过小,由欧姆定律可知,其可能原因是:滑动变阻器接入电路的阻值太大或电源电压太低。
(3)[4]A.当开关闭合时,只能测出干路电流,无法得到灯泡的电压和电流,故不能测出小灯泡的电阻,故A符合题意;
B.由电路图可知,当开关都闭合时,电路为的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源的电压;当下面开关闭合、上面开关断开时,两电阻串联,电流表测串联电路的电流,根据欧姆定律求出电路的总电阻,再根据电阻的串联可以求出灯泡阻值,故B不符合题意;
C.开关闭合时,只能求出电压,而无法求出通过灯泡的电流,故不能测出小灯泡的电阻,故C符合题意。
故选AC。
61.(22-23九年级上·湖南衡阳·期末)小明利用两节干电池、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、阻值为5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻各一个以及导线若干等器材,进行了“探究电流与电阻的关系”的实验:
(1)他首先连接了如图甲所示的电路(还有一根导线未连接)。请指出他连线过程中存在的问题是 ;
(2)排除故障连接好完整电路后继续实验,电流表示数如图乙,为 A;接着换上10Ω的电阻进行实验,闭合开关后,滑片应该向 端移动,使电压表的示数保持 V不变;
次数
电阻R/Ω
电流I/A
1
5
2
10
0.2
3
20
0.1
(3)通过表中实验数据可以得出的结论是:当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成 比;
(4)上述实验完成后,他想测量另一个铭牌模糊不清的滑动变阻器Rx的最大阻值,在保证电路安全的情况下,设计了如图丙所示的电路(电源电压恒定但未知,定值电阻的阻值为R0),步骤如下:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片移至最左端,读出电压表的示数为U1;
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片移至最右端,读出电压表的示数为U2;
则滑动变阻器最大阻值Rx= (用已知量和测量量的符号表示)。
【答案】 开关未断开 0.4 左 2 反
【详解】(1)[1]在连接电路时,为了电路安全,要将开关断开,图中开关处于闭合状态,故存在的问题是没有把开关断开。
(2)[2]电流表选择的是小量程,示数为0.4A。
[3]探究电流与电阻关系时,要控制定值电阻两端的电压保持不变,接着换上10Ω的电阻进行实验,由串联电路分压特点可知,定值电阻两端的电压会变大,因此需要增大滑动变阻器连在电路中的阻值,以减小定值电阻的分压,故应将滑片向左移。
[4]由表中数据可知,定值电阻为10Ω时,流过电阻的电流为0.2A,故其两端的电压为
(3)[5]由表中数据可知,电压一定时,电阻变为原来的几倍,电流就为原来的几分之一,故得出结论:电压一定时,电流与电阻成反比。
(4)[6]闭合开关S,将滑动变阻器的滑片移至最左端,此时为只有R0的简单电路,读出电压表的示数为U1即为电源电压;
闭合开关S,将滑动变阻器的滑片移至最右端,滑动变阻器处于最大阻值,与R0串联,读出电压表的示数为U2,则滑动变阻器两端的分压为
串联电路电流处处相等,此时电路中的电流为
滑动变阻器最大阻值为
62.(22-23九年级上·湖南·期末)某实验小组设计了图甲所示的电路,测量一个阻值约100Ω的电阻Rx的阻值,实验室中提供的器材有:两节完全相同的旧干电池,两个开关S1、S2,导线若干。另外还有可供选择的器材:
A.电压表V1(量程0~3V)
B.电压表V2(量程0~15V)
C. 定值电阻R1(阻值5Ω)
D.定值电阻R2(阻值160Ω)
(1)为了准确的测出Rx的阻值,实验时,连接在图甲中的电压表应选用 ,定值电阻R应选用 ;(均填字母序号)
(2)将实验器材按照电路图连接好电路,先 时,电压表示数如图乙所示;再 时,电压表示数是2.7V;(均填字母序号)
a. 断开S1,闭合S2
b. 断开S2,闭合S1
c. 同时闭合S1、S2
(3)根据实验的数据,可计算出Rx= Ω。
【答案】 A D a c 200
【详解】(1)[1]电源为两节旧干电池,电压不超过3V,故电压表选择0~3V量程,即连接在图甲中的电压表应选用A。
[2]因被测电阻阻值约为100Ω,根据串联分压的规律,为了便于测量,应选择与待测电阻阻值相近的定值电阻,即定值电阻应选用R2。
故选D。
(2)[3]根据电压表选择的是0~3V量程,结合图乙可知一开始电压表的示数是1.5V,且电压表之后的示数为2.7V,根据图甲所示的电路图,可以推出,连接好电路后,先进行的操作是断开S1,闭合S2,此时未知电阻Rx和定值电阻R串联,电压表测的是Rx两端的电压,故选a。
[4]再进行的操作是同时闭合S1、S2,此时定值电阻R被短路,电压表测量的是电源电压,即2.7V,故选c。
(3)[5]根据实验的数据,S1断开,S2闭合时,未知电阻Rx和定值电阻R串联,因为Rx两端电压为1.5V,电源电压为2.7V,所以定值电阻R两端的电压为
根据串联分压原理
解得Rx=200Ω。
考点八 测量小灯泡的电功率
63.(23-24九年级上·湖南娄底·期末)小明做“测量小灯泡的电功率”的实验,小灯泡标有“2.5V”字样,电路图如图甲所示。
(1)连接实物电路时,开关应 ;
(2)电路连接正确后进行实验,当电压表示数为1.8V时,为了测量小灯泡的额定功率,需将滑片向 (选填“左”或“右”)端移动;
(3)小明多次改变滑动变阻器滑片的位置,并根据实验数据画出了小灯泡的关系图像,如图丙所示。由图像可知:小灯泡的额定功率 W;
(4)实际测量时,电压表有示数时内部有微弱的电流通过,若考虑这个微弱电流的影响,则所测小灯泡的额定功率偏 。
【答案】 断开 左 0.625 偏大
【详解】(1)[1]连接电路的时候,为了保护电路,开关需要断开。
(2)[2]当电压表示数为1.8V时,为了测量小灯泡的额定功率,小灯泡两端的电压需要增大,那么滑动变阻器两端的电压需要变小,故将滑动变阻器向左移动。
(3)[3]由图像可知,小灯泡的额定电流为0.25A,小灯泡的额定功率
(4)[4]若考虑电压表有示数时内部有微弱的电流通过,则电流表测量干路电流,额定电流偏大,故测量的额定功率偏大。
64.(23-24九年级上·湖南娄底·期末)在物理自由探究的第二课堂上,小明同学想测量额定电压是2.5V的小灯泡的额定功率,他使用了三节新干电池、“20Ω,0.6A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和若干导线,连接了如图甲所示的电路。
(1)甲图中有一根导线连接错误,请在错误的导线上打“×”,并在图上改正 ;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片Р应处于最 端。
(3)实验中,他调节滑动变阻器的滑片,多次记录电压表、电流表的示数,根据记录的数据画出了如图乙所示的图像,但粗心的小明同学忘了标电压电流符号,根据灯丝电阻的变化规律判断横坐标是 (选填“电压”或“电流”);
(4)当电压表示数为2.5V时,电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是 ;
【答案】 见详解 右 电流 0.7W
【详解】(1) [1]电流表应串联在电路中,电压表应与灯并联,如下图所示:
(2)[2]闭合开关前,为了保护电路元件安全,连接电路时滑动变阻器的滑片应调至最大电阻处,即滑片应处于最右端。
(3)[2]实验中,他调节滑动变阻器的滑片,画出了如图乙所示的图像,由于灯丝的电阻随温度的升高,由U=IR可知,灯泡电压的变化量大于电流的变化量,所以可以判断图像的横坐标为电流。
(4)[3]当电压表示数为2.5V时,电流表的示数如图丙所示,由于滑动变阻器标有“20Ω,0.6A”,所以电流应选用小量程,此时分度值为0.1A,则大小为0.28A,所以小灯泡的额定功率
65.(23-24九年级上·湖南娄底·期末)小明学习了电功率的知识后,在家中找来了一个标有额定电压为“”的小灯泡,准备测定该小灯泡的额定功率,他在学校的实验室找到了相关器材,并进行了如下实验,已知电源电压恒为;
(1)请用笔画线代替导线,帮他连接好实物图。要求闭合开关后,滑片向右移,灯泡变亮;
(2)小明在实际操作中无论怎样移动滑片,发现电流表有示数变化,电压表示数为零,你认为出现此现象的原因是 (选填字母);
A.灯泡短路 B.灯泡断路
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现电压表的示数如图乙所示,接下来他应该将滑动变阻器的滑片向 移动,同时眼睛注意观察电压表,直到灯泡正常发光;
(4)经过多次测量,小明绘制了小灯泡的图象,如图丙所示,则该小灯泡的额定功率为 W;
(5)小明用此实验还可以探究灯泡发光时电阻具有如下特点 。
【答案】 A 右 3 灯泡发光时的电阻随温度升高而增大
【详解】(1)[1]测量小灯泡的额定功率时,电路为串联电路,要求滑片向右移,灯泡变亮,则滑动变阻器接入电路中的电阻变小,说明滑动变阻器使用的是右下接线柱,如下图所示:
(2)[2]无论怎样移动滑片,发现电流表有示数变化,说明电路未发生断路故障,电压表示数为零,说明灯泡发生短路,故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
(3)[3]由图乙可知,电压表的量程选择0~15V,分度值为0.5V,示数为4V,要测量灯泡的额定功率需要将电压表的示数调至6V,则此时滑动变阻器的电压要变小,根据串联分压原理可知,需要将滑动变阻器接入电路中的阻值变小,即滑片向右移动,直至电压表的示数为6V,灯泡正常发光。
(4)[4]由图丙可知,当灯泡电压为6V时,电流为0.5A,则灯泡的额定功率
P=UI=6V×0.5A=3W
(5)[5]由图丙可知,当灯泡电压为6V时,电流为0.5A,则灯泡的电阻
当灯泡电压为3V时,电流为0.3A,则灯泡的电阻
由于灯泡两端电压越大,灯泡发光越亮,灯丝的温度越高,所以可得灯泡发光时电阻随温度升高而增大。
66.(23-24九年级上·湖南·期末)为测量额定电压为2. 5V的小灯泡的额定功率,某同学设计了如图甲所示的电路。
(1)正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器,当电压表示数为2V时,电流表示数如图乙所示为 A;
(2)要测小灯泡的额定电功率,他还应继续将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端移动一段距离,使电压表示数为2. 5V。
【答案】 0.42 左
【详解】(1)[1]电流表连接的是小量程,即(0~0.6A),一个大格代表0.2A,一大格又分了10个小格,一小格代表0.02A,所以此时电流表的示数为0.42A。
(2)[2] 为了测得小灯泡的额定电功率,应调节滑片使电压表的示数为额定电压为2.5V,此时电压表的示数为2V,小于额定电压,根据串联电路的电压规律,要想让灯两端的电压达到额定电压2.5V,使串联的滑动变阻器两端的电压减小,即滑动变阻器的电阻变小,所以滑片向左移动。
67.(23-24九年级上·湖南株洲·期末)小兴用伏安法测量小灯泡的电功率,待测小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,完成图甲实物电路的连接 ;(要求:连线不得交叉)
(2)检查电路连接无误后,闭合开关S,电压表指针有明显偏转,电流表指针几乎不动。产生这一现象的原因可能是 出现了断路;
(3)故障排除后进行实验,通过移动滑片记录了多组数据,并作出了如图乙所示的I-U图像。据图可知小灯泡的额定功率为 W,此时灯丝的电阻约为 Ω(结果保留一位小数)。
【答案】(1)
(2)小灯泡
(3) 0.75 8.3
【详解】(1)小灯泡的额定电压为2.5V,故电压表应选择0~3V的量程,“-”接线柱接到小灯泡的左端,所以实物连接如下:
(2)闭合开关,电流表指针几乎不动,而电压表有示数,说明电路出现了断路现象。由于电压表有示数,说明它的两接线柱到电源的正负极间为通路,而被它测量的小灯泡发生了断路。
(3)[1]从图中可以看出,当小灯泡两端的电压为2.5V时,通过它的电流为0.3A,则小灯泡的额定功率为
P=UI=2.5 V×0.3 A=0.75 W
[2]根据欧姆定律可得,此时灯丝的电阻约为
68.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)如图所示是实验小组“测量小灯泡电功率”的电路。电源电压恒为6V,滑动变阻器R的规格为“”,待测小灯泡L的额定电压为,额定功率小于1W。
(1)闭合开关,调节滑动变阻器,此时小灯泡正常发光时,电流表示数如图所示,小灯泡的额定功率为 W;
(2)接下来要测定实际电压大于小灯泡额定电压时的实际功率,应将滑动变阻器的滑片向 端移动;
(3)本次实验中,进行多次实验的目的是为了 ;
(4)如果把本实验中的小灯泡换成一个定值电阻,利用这些实验器材可以用来探究“电流与 的关系”的实验。
【答案】 0.76 b 寻找普遍规律 电压
【详解】(1)[1]由得,灯泡的额定电流
则实验中国电流表量程选用0~0.6A,由图得,电流表分度值为0.02A,示数为0.2A。小灯泡的额定功率为
(2)[2]变阻器与灯泡串联,电压表测量灯泡电压,电流表测量电路电流,接下来要测定实际电压大于小灯泡额定电压时的实际功率,应将滑动变阻器的滑片向b端移动,减小变阻器接入的电阻,增大电路电流,增大灯泡两端电压。
(3)[3]本次实验中,进行多次实验的目的是为了得到不同电压下,灯泡的电功率,寻找普遍规律。
(4)[4]如果把本实验中的小灯泡换成一个定值电阻,可以控制电阻不变,通过变阻器改变电阻的电流、电压,可以用来探究“电流与电压的关系”的实验。
69.(22-23九年级上·湖南株洲·期末)晨逸同学要测定标有“2.5V”小灯泡正常发光时的电功率,连接了如图甲所示的电路。电源电压为4.5V,所用滑动变阻器的规格为“25Ω,0.5A”。
(1)同组的小顺发现晨逸的电路连接有错误,如果此时闭合开关,观察到的现象是 ;
A.小灯泡不发光,电流表有示数
B.电流表有示数,电压表无示数
C.小灯泡发光,电压表有示数
D.小灯泡不发光,电压表示数超过量程
(2)晨逸将电路改接正确后,将滑动变阻器的滑片P置于A端,再闭合开关,调节滑片,使小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的功率是 W;
(3)晨逸还测量了小灯泡在不同电压下的电流,并根据所测得的数据绘制了小灯泡的I﹣U图像,如图丙所示,根据图像可知电流与电压并不成正比,原因是灯丝的电阻随温度升高而 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】 D 0.7 增大
【详解】(1)[1]由图甲可知,变阻器与电流表串联后与灯并联,电压表串联在电路中测电源电压,电源电压是4.5V,而图中电压表使用的是0~3V量程,此时闭合开关,电路中没有电流,即电流表的示数为零,小灯泡不发光,电压表示数超过量程。
故选D。
(2)[2]由图乙知,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,则小灯泡正常发光的电流为0.28A,所以小灯泡正常发光时的功率
P=UI=2.5V×0.28A=0.7W
(3)[3]由图丙可知,电流与电压并不成正比,是由于电压增大,对应的电流也增大,由P=UI可知灯泡的电功率增大,灯丝的温度升高,灯丝的电阻增大。
70.(22-23九年级上·湖南邵阳·期末)某同学用如图甲电路测定小灯泡的电功率,电源电压为6V。小灯泡标有:“2.5V”字样(灯丝电阻约为10Ω),有以下两种规格的滑动变阻器可选用:A.“50Ω,2A”B.“10Ω,1A”。
(1)应选用滑动变阻器 (填“A”或“B”);
(2)连接完电路,该同学发现闭合开关后小灯泡不亮,电流表和电压表指针都有较小的偏转,则小灯泡不亮的原因是 ;
A.小灯泡烧坏
B.小灯泡短路
C.小灯泡的实际功率太小
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片,发现电压表的示数如图乙所示,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 (填“左”或“右”)端移动;
(4)调节滑动变阻器,当小灯泡正常发光时,电流表的示数为0.25A,小灯泡的额定功率是 W。
【答案】 A C 左 0.625
【详解】(1)[1]根据题意,灯泡正常发光的电压为2.5V,电阻约为10Ω,可得电路中的电流为
此时滑动变阻器的电阻为
所以选用A滑动变阻器。
(2)[2]闭合开关后小灯泡不亮,电流表和电压表指针都有较小的偏转,说明电路中无故障,则可能的原因是滑动变阻器接入电路中的电阻过大,电流过小,导致灯泡的实际功率过小,所以灯泡不亮,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(3)[3]图乙中电压表的示数为1.1V,为了测量小灯泡的额定功率需要增大灯泡的电压,即滑动变阻器的电压要变小,根据串联分压原理,滑动变阻器的电阻要减小,所以滑片需要向左调节。
(4)[4]已知小灯泡正常发光时,电流表的示数为0.25A,小灯泡的额定功率为
71.(22-23九年级上·湖南株洲·期末)如图,某同学计划利用图1所示的器材测量小灯泡的电功率,已知小灯泡的额定电压是2.5V,电源是两节新干电池。
(1)图中有一根导线连接错误,请在该导线上画“×”,并完成电路的正确连接;
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,检查电路发现电压表、电流表均有示数,则接下来的操作应是 ,再观察灯泡是否发光;
(3)问题解决后,移动滑片,当电压表示数为2.3V时,若还需测量小灯泡的额定功率,需将变阻器滑片向 端移动(填“A”或“B”),直到电压表的示数为 V;
(4)移动滑片P,记录多组数据,绘制成I-U图像如图2,根据图像所给信息,计算出小灯泡正常发光时的功率是 W,小灯泡的电阻随温度升高而 ;
(5)最终能够归纳出:小灯泡两端的实际电压越 ,实际功率越大。小灯泡的 越大, 小灯泡亮度越大。
【答案】 向左移动滑片 A 2.5 0.5 增大 大 实际功率
【详解】(1)[1]在测量小灯泡的电功率的实验中,应该用电压表测小灯泡两端的电压,因此电压表应该与小灯泡并联,小灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表应选小量程,如图所示:
(2)[2]电压表、电流表均有示数,说明电路通路,小灯泡不亮有可能功率太小,接下来应该向左移动滑片,观察灯泡是否发光。
(3)[3][4]问题解决后,移动滑片,当电压表示数为2.3V时,小于灯泡的额定电压2.5V,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压的规律,应减小滑动变阻器的电压,由分压原理可知,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向A移动,直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V。
(4)[5]根据图丙所示的小灯泡电流随电压变化的关系图象知,灯在额定电压2.5V时的电流为0.2A,则小灯泡的额定功率是
[6]根据图2可知,随着电压的增大,电流增加的越来越慢,说明小灯泡的电阻在增加,因此小灯泡的电阻随温度升高而增大。
(5)[7][8]由图2可知,灯泡两端的电压增大,通过灯泡的电流也增大,由可知,小灯泡的实际功率增大,小灯泡的实际功率越大,小灯泡亮度越大。
72.(22-23九年级上·湖南湘潭·期末)图1是测量额定电压为2.5V的小灯泡额定功率的实验电路。
(1)请用笔画线代替导线,将电压表正确接入电路;( )
(2)测定小灯泡额定功率的实验中,滑动变阻器的作用是 ;
A.调节小灯泡的电阻 B.调节小灯泡的额定电压
C.调节小灯泡的额定功率 D.调节小灯泡两端的电压,使其达到额定电压
(3)闭合开关后,无论怎样移动滑片P,发现小灯泡均不亮,电流表无示数,电压表有示数,则该电路故障可能是 ;
A.小灯泡断路 B.小灯泡短路 C.滑动变阻器处断路
(4)正确连接好电路,闭合开关前滑动变阻器的滑片P应置于最 (选填“左”或“右”)端;当电压表示数调至2.5V时,电流表示数如图2所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(5)用图1所示的电路 (选填“能”或“不能”)用来探究电流与电压的关系,理由是灯丝电阻随 的升高而增大;
(6)用图3所示电路来测量另一只额定电压为4V的小灯泡的额定功率;
①仅闭合,调节滑动变阻器滑片至某一位置,使电压表示数为4V;
②在保持滑片不动的情况下,仅闭合,调节电阻箱,使电压表示数为 V,此时接入电路的阻值为20Ω;
③该小灯泡的额定功率为 W。
【答案】 D A 右 0.75 不能 温度 4 0.8
【详解】(1)[1]小灯泡额定电压为2.5V,故电压表选用小量程并联在灯泡两端,如下图所示
(2)[2]测定小灯泡额定功率的实验中,滑动变阻器的作用是保护电路和改变灯泡两端电压,使其达到额定电压,让灯泡正常发光。
故选D。
(3)[3]电流表无示数,电压表有示数,说明电压表串联到电路中,原因是电压表测量的那部分电路有断路,可能是小灯泡断路。故选A。
(4)[4][5]为了保护电路,闭合开关前滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处,即最右端;当电压表示数调至2.5V时,电流表示数如图2所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.3A,小灯泡额定功率为
(5)[6][7]探究电流与电压的关系实验中,需保持电阻阻值不变,而灯丝电阻随温度的升高而增大,不是定值,故图1所示的电路不能用来探究电流与电压的关系。
(6)[8][9]实验步骤:①仅闭合,调节滑动变阻器滑片至某位置,使电压表示数为4V。
②在保持滑片不动的情况下,仅闭合,调节电阻箱,使电压表示数为4V,此时接入电路的阻值为20Ω。
③在步骤①中,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端电压,通过移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为4V时,灯正常发光;在步骤②中,保持滑片不动,通过开关的转换,使电阻箱和滑动变阻器串联,电压表测电阻箱两端的电压,调节电阻箱,使电压表示数为4V,根据等效替代法,此时电阻箱的阻值与灯泡正常发光时的阻值相等,即
该小灯泡的额定功率为
73.(23-24九年级上·湖南株洲·期末)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡额定电压为2.5V(电阻值约为5Ω)。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。要求:滑动变阻器的滑片向右移动时滑动变阻器接入电路中的阻值变大;( )
(2)连接好电路后闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,则出现故障的原因是小灯泡 (选填“断”或“短”) 路;
(3)故障排除后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P到某处时,电压表示数为2V,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动,使电压表示数为2.5V,此时电流表指针位置如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(4)若此实验中电流表坏了,为了测出小灯泡的额定功率,小组同学们增加了一个R0=5Ω的定值电阻,设计了如图丙所示的电路(电源由两节干电池串联组成)和如下实验方案:
①调节滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压;
②保持滑片位置不变,只将电压表a点改接到c点,测出定值电阻R0两端的电压U0,通过计算就可得到小灯泡的额定功率。
老师看后说该设计方案存在两个问题,请你把这两个问题写在下面:
一是 ;
二是 。
【答案】 短 左 1.25 电压表的a点接到c点时,电压表的正负接线柱接反了 无论怎样调节变阻器,都不能使灯泡正常发光
【详解】(1)[1]在“测量小灯泡的电功率”实验中,滑动变阻器和小灯泡串联,由于要求滑动变阻器的滑片向右移动时滑动变阻器接入电路中的阻值变大,所以滑动变阻器接左下接线柱,作图如下:
(2)[2]闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,说明电路是通路;电压表无示数,说明电路故障的原因是小灯泡短路。
(3)[3]为了测量小灯泡的额定功率,应将小灯泡两端的电压调为2.5V,需增大小灯泡两端的电压,根据串联正比分压可知,需将滑动变阻器接入阻值调小,故应将滑片P向左端移动。
[4]电压表示数为2.5V,此时电流表指针位置如图乙所示,电流表接的是小量程,分度值为0.02A,所以电流为0.5A,则小灯泡的额定功率为
P=UI=2.5V×0.5A=1.25W
(4)[5]电压表测小灯泡两端的电压时,与a点相连的是电压表的正接线柱,在测定值电阻R0两端的电压时,只将电压表a点改接到c点,这样电压表正负接线柱接反,不能测R0两端的电压。
[6]由题意可知,电源电压为3V,小灯泡电阻大约为5Ω,定值电阻为5Ω,根据串联正比分压可知,小灯泡两端的最大电压约为1.5V,无法达到2.5V,小灯泡不能正常发光。
74.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)如图甲所示是“测量小灯泡电功率”的实验电路,已知小灯泡额定电压为2.5V。
(1)连接电路时,应将开关断开,滑动变阻器调到最 边。
(2)移动滑片,当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 。
(3)虽然电压表的电阻大,但仍然有微弱电流通过,会导致测量误差。若考虑有电流通过电压表,所测灯泡的功率与实际值比较将偏 。
【答案】 左 0.75W 大
【详解】(1)[1]为保护电路,连接电路时,应将开关断开,滑动变阻器调到阻值最大处,图中即最左端。
(2)[2]由图乙可知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,则小灯泡的额定功率为
(3)[3]由图知,电压表与小灯泡并联,所测电压较准确,而电流表测通过小灯泡和电压表的电流,所测电流偏大,由
可知所测小灯泡的额定功率与真实值相比偏大。
75.(23-24九年级上·湖南邵阳·期末)小明同学在做“测定小灯泡额定功率”的实验时,所选用的电源电压为4.5V,小灯泡上标有“2.5V”字样。
(1)实验桌上有两个不同的滑动变阻器,为了顺利完成实验,小明应选择 ;
A.5Ω 1A B.20Ω 0.5A
(2)用笔画线代替导线将实物电路补充完整 (要求:连线不得交叉,电压表量程要正确);
(3)电路连接无误后,闭合开关,小明发现小灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数,产生这种现象的原因可能是 ;
A.小灯泡短路 B.小灯泡断路 C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器断路
(4)排除故障后,小明通过移动滑片记录了多组数据,并绘制出如图乙所示的I-U图像。由此可知小灯泡的额定功率是 W。
【答案】 B A 0.5
【详解】(1)[1]由题意可知,小灯泡上标有“2.5V”字样,测定小灯泡额定功率的实验,则小灯泡的实际电压为2.5V,所选用的电源电压为4.5V,则滑动变阻器两端的电压为
由图乙可知,灯泡正常工作时的电阻为
由串联分压规律可得
代入数据解得此时滑动变阻器接入电路中的阻值
则应选择规格为20Ω 0.5A的滑动变阻器,故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
(2)[2]由题意可知,小灯泡和滑动变阻器串联接入电路中,电压表并联在小灯泡的两端,已知小灯泡标有“2.5V”字样,则小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡两端的电压最大为2.5V,则电压表选择小量程即可,选择3V量程,把3V接线柱与小灯泡的右端接线柱相连,如下图所示。
(3)[3]由题意可知,这是一个串联电路,电流表有示数,说明电路不是断路故障,假设是滑动变阻器短路,则小灯泡正常接入电路中,电压表有示数,这与题意不符;若是小灯泡短路,则小灯泡不发光,电压表并联在小灯泡两端,而小灯泡相当于一根导线接在小灯泡的两端,电压表被短路而没有示数,符合题意;综上所述,则可能是小灯泡短路,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(4)[4]由于小灯泡的额定电压为2.5V,所以观察图乙,可知小灯泡2.5V时,对应的电流为0.2A,则小灯泡的额定功率
76.(23-24九年级上·湖南邵阳·期末)小华同学做“测量小灯泡额定功率”的实验,选用额定电压是2.5V的小灯泡。
(1)如上图所示是他实验的电路,刚开始实验时,滑动变阻器的滑片应置于 端(选填“A”或“B”);
(2)小华正确连接电路后,闭合开关,发现灯不亮,但电压表有较大读数,则故障原因可能是 ;
(3)排除故障后,如果让小灯泡正常发光,小华调节滑动变阻器使电压表的读数为 V;
(4)小灯泡正常发光,此时,电流表的读数如上图所示,则小灯泡的额定功率是 W。
【答案】 B 灯泡断路 2.5 0.75
【详解】(1)[1]刚开始实验时,滑动变阻器的滑片应置于最大阻值处,即B处。
(2)[2]正确连接电路后,闭合开关,灯不亮,电压表有较大读数,则故障原因可能是:灯泡断路,电压表被串联在电路中。
(3)[3]调节滑动变阻器当电压表示数等于灯泡额定电压2.5V时,灯泡正常发光。
(4)[4]由图知,电流表的量程是0~0.6A,最小分度值是0.02A,电流表示数是0.3A;灯泡的额定功率
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
77.(23-24九年级上·湖南岳阳·期末)如图所示,是测定小灯泡电功率的实验电路图,电压表有和两个量程,小灯泡额定电压为。
(1)实验中,电压表应选用 V的量程;
(2)实验过程中,小灯泡突然熄灭,电压表有示数,而电流表却无示数,则出现故障的原因可能是小灯泡发生了 路;
(3)排除故障后,根据实验测得的数据,画出了小灯泡的电流随电压变化的图像,如图所示,分析图像:小灯泡的额定功率是 ;
(4)小灯泡的电流随电压变化的图像不是一条直线,这是因为 。
【答案】 断 小灯泡的电阻随温度的升高而增大
【详解】(1)[1]小灯泡额定电压为,故实验中电压表应选用的量程。
(2)[2]实验过程中,小灯泡突然熄灭,电流表却无示数,则电路可能断路,电压表有示数,则电压表和电源接通,则出现故障的原因可能是小灯泡发生了断路。
(3)[3]由小灯泡的电流随电压变化的图像知,当灯的电压为时,电流为,则小灯泡的额定功率是
(4)[4]因小灯泡的电阻随温度的升高而增大,不是一个定值,根据可知,通过灯的电流与灯的电压不成正比,即小灯泡的电流随电压变化的图像不是一条直线。
考点九 探究影响电热的因素
78.(23-24九年级上·湖南郴州·期末)在探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验中,完全相同的密闭容器,里面密封着等量的空气,通过观察U形管中液面高度的变化来显示容器内空气温度的变化,闭合开关前,U形管内液面相平。
(1)甲装置两根电阻丝是 (选填“串联”或者“并联”)在电路中,可探究电流通过导体时产生热量的多少跟电阻大小有关;
(2)乙装置实验中,观察U形管内液面,可得到左边容器中导体产生的热量 (选填“多”或者“少”)。由此可知,其它条件相同时, 越大,导体产生的热量越多。
【答案】 串联 多 电流
【详解】(1)[1]探究电流通过导体时产生热量的多少跟电阻大小有关的实验中,应保持电流相同,甲装置电流依次经过两根电阻丝,两根电阻丝是串联的。
(2)[2][3]乙装置实验中,两容器内电阻相同,左边电阻处在干路上,右边为支路,由并联电路电流的规律,干路电流等于两支路电流之和,左边容器内电阻的电流大于右边电阻的电流,根据焦耳定律可知,在电阻与通电时间相同时,电流通过导体产生的热量与电流大小有关,可得到左边容器中导体产生的热量多。由此可知,在电阻与通电时间相同时,电流越大,导体产生的热量越多。
79.(22-23九年级上·湖南邵阳·期末)用如图所示的装置做“探究电流相同时,通过导体产生的热量与电阻大小的关系”的实验。(甲、乙是完全相同的密闭容器。闭合开关前,A、B两U形管内液面相平)
(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U形管中液面的 来显示甲、乙容器内空气温度的变化;
(2)通过对比观察, (填“甲”或“乙”)容器中导体的电阻产生的热量较多。由此可知,在电流大小和通电时间相同时,电阻越 ,导体产生的热量越多。
【答案】 高度差 乙 大
【详解】[1] 电流产生的热量不能用眼睛直接观察,通过U形管中液面高度差的变化来反映,采用了转化法。
[2] 由题图可知,B中U形管的液面高度差较大,说明乙容器中气体膨胀程度较大,温度上升得较高,乙容器中的电阻产生的热量多。由此可知,在电流大小和通电时间相同时,电阻越大,导体产生的热量越多。
80.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)如图是小明设计的探究焦耳定律的实验装置图:
(1)如图所示实验装置,通过观察U形管中 来比较电流通过电阻产生电热的多少。这种探究问题的方法叫 法;
(2)若观察乙、丙两实验装置,这是在探究电流通过导体产生热量多少与 的关系。
【答案】 液面高度差 转换 电流
【详解】(1)[1][2]实验中通过观察U形管中液面高度差来比较电流通过电阻产生电热的多少,U形管的高度差越大,产生的热量越多,这种方法叫转换法。
(2)[3]丙中两电阻并联后再与乙中电阻串联,由串联和并联电路电流的规律,通过R2的电流大于通过R3的电流,而R2=R3,通电时间相同,探究电流通过导体产生热量多少与电流的关系。
81.(23-24九年级上·湖南怀化·期末)小亮同学在探究“电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”时,采用了如图所示的实验装置。
(1)盒内封闭一定量的空气的优点是空气受热容易膨胀,便于在实验中是通过观察U型管中液面的 来比较电流通过导体产生热量的多少;
(2)你认为该图所示的装置是用来研究电流通过导体产生的热量与 的关系;
(3)由实验现象可以得到的结论是在 、通电时间相同的情况下,通过导体的 越大,导体产生的热量越多。
【答案】 高度差 电流大小 电阻 电流
【详解】(1)[1]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但可给等量的空气加热,根据热胀冷缩原理,产生的热量越多,气体膨胀程度越大,U形管中液面的高度差越大;所以该实验中可以通过观察两个U形管中液面的高度差来反映电流通过电阻丝产生的热量的多少,U形管中液面高度差越大,说明电流通过电阻丝产生的热量越多。
(2)[2]由可知,电流产生的热量与电流大小、电阻大小和通电时间有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外的两个因素相同;由图知,右边容器内一个5Ω的电阻与容器外的一个5Ω的电阻并联,再与左边容器内5Ω的电阻串联,根据并联电路的电流特点可知,通过左边容器内电阻丝的电流大于通过右边容器内电阻丝的电流,即I左>I右内,而容器内电阻丝的阻值都是5Ω,即电阻相同、通电时间相等,所以研究的是电流通过电阻丝产生的热量与电流大小的关系。
(3)[3][4]通过观察,左边U形管中液面高度差大,说明左边电阻丝产生的热量多;所以,可以得到的结论是:在电阻、通电时间相同的情况下,通过电阻的电流越大,电阻产生的热量越多。
82.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)如图是探究电流通过导体时产生热量的实验,甲、乙两套装置中各有两个相同的透明容器。其中密封着等量的空气和一段电阻丝(阻值在图中已标出),U形管中装有等量的液体,接通电源,观察现象。
(1)实验中通过观察液柱的变化来比较导体所产生热量的多少,这里运用了 (选填“转换法”或“等效替代法”)的物理思想;
(2)用甲装置进行实验时,通过控制通电时间和电路中的 相同,来研究导体产生热量与 的关系;
(3)在乙装置中,C、D透明容器中产生热量较多的是 容器。
【答案】 转换法 电流 电阻 C
【详解】(1)[1]电流通过导体产生的热量多少不能直接观察,实验中通过观察液柱的变化来比较导体所产生热量的多少,这种研究方法是转换法。
(2)[2][3]从图甲可以看到,将两只阻值不同的电阻串联,根据串联电路的电流规律,通电时间和流过它们的电流大小相等,即目的是控制通电时间和流过两电热丝的电流大小相等来研究导体产生热量与电阻的关系。
(3)[4]观察乙装置可知,透明容器中电阻大小相同,通电时间相同,但是C透明容器中电阻的电流较大,根据焦耳定律Q=I2Rt,C透明容器中产生热量较多。
83.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关的实验时,两个透明的容器中密闭了等量的空气,U形管中液面高度变化反映了密闭空气温度的变化。
(1)当要研究的物理量不易直接测量时,都要想办法把它们的大小间接表示出来,这种研究物理问题的方法叫转换法,如图所示:甲乙实验中电流产生的热量的多少是通过观察 反映出来的;
(2)乙图的实验中,在相同的通电时间内 (左/右)侧U形管中液面上升的高度差大。
【答案】 U形管中左右液面高度差 左
【详解】(1)[1]电流产生的热量越多,容器内空气膨胀得程度越大,对U形管中液体的作用力就越大,U形管中两管中液面高度变化就越大。实验中,热量的多少是间接通过U形管中液面高度差来反映出来的。
(2)[2]两个容器内的电阻丝电阻相同,通电时间相同,因为右边容器的电阻并联了一个电阻,再与左边电阻串联,相当于左边电阻接在了干路上,根据并联电路电流特点可知,右边容器内电阻丝中的电流小于左边容器内电阻丝中的电流,根据焦耳定律可以知道,电流通过左边的电阻产生的热量多,故左侧U形管中液面上升的高度差大。
84.(22-23九年级上·湖南娄底·期末)用如图所示的实验器材探究“在电流、通电时间一定时,电流的热效应与电阻的关系”。装有煤油的瓶子内接有阻值不同的电阻丝,甲瓶内为5Ω,乙瓶内为10Ω。
(1)电流产生热量的多少不易直接测量,这个实验中是通过观察 来衡量电流产生热量的多少,这种方法叫做 法。
(2)实验中,除控制电流、通电时间相同外,还需控制甲、乙两瓶内煤油的 和煤油的初温相同。
(3)闭合开关,把滑片移至某一位置进行实验,发现 (选填“甲”或“乙”)瓶内温度计的示数升高快。
【答案】 温度计上升的示数 转换 质量 乙
【详解】(1)[1][2]实验中将不易直接观察的现象或不易直接测量的物理量转换成直观现象或者容易测量的物理量的方法叫转换法。该实验将不易直接测量的电流产生的热量转换成温度计上升的示数,这种实验方法叫转换法。
(2)[3]质量和初温都相同的煤油,吸收的热量越多,温度上升得越快,所以实验时应控制煤油的质量和初温相同。
(3)[4]当电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多。所以电阻较大的乙瓶内温度计的示数上升得快。
85.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)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)利用甲装置可探究电流产生的热量与 的关系;
(2)乙装置中的电阻R3的作用主要是使电阻R1和R2中的电流 (选填“相等”或“不相等”),为了使实验现象更明显,可以将R3的阻值换成 (选填“更大的”或“更小的”);
(3)通过观察乙装置,左侧容器中导体产生的热量较多。由此可知, ;
【答案】 电阻 不相等 更小的 电流产生的热量与电流大小有关
【详解】(1)[1]电流通过导体时产生的热量与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关,实验时要用到控制变量法,在图甲中两个不同阻值的电阻串联知道,探究电流产生的热量与电阻的关系。
(2)[2][3]在乙装置中电路连接方式为R3与R2并联后再与R1串联,左侧容器内的电阻R1在干路上,右侧容器内的电阻R2在支路上,由三个电阻阻值均相同,知两个支路的电流相等,干路电流等于支路电流的两倍,容器内电阻和通电时间相同,电流不相等,这样可以用来探究电流通过导体产生的热量与电流的关系,为了使实验现象更明显,根据并联电路电流的规律知应使通过R3的电流变大,故应将R3的阻值换成更小的。
(3)[4]由于在乙装置中电路连接方式为R3与R2并联后再与R1串联,左侧容器内的电阻R1在干路上,右侧容器内的电阻R2在支路上,且三个电阻阻值均相同,根据(2)的分析知道,干路电流等于支路电流的两倍,根据题意知道,左侧容器中导体产生的热量较多,由此可知,乙图可以探究电流产生的热量与电流大小有关。
86.(23-24九年级上·湖南岳阳·期末)如图所示探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”的实验装置。
(1)实验中通过观察 来比较电流产生的热量的多少;
(2)为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少,甲、乙两瓶中要装入质量相等、初温相同的同种液体;
(3)实验结论是:在电流、通电时间相同时,电阻越大,产生的热量 ;
(4)如果通过R甲= 5Ω的电流为2A,那么10s内通过R甲的电流产生的热量是 J。
【答案】 温度计示数变化 越多 200
【详解】(1)[1]利用转化法,通过观察温度计的示数变化比较电流产生热量的多少,产生的热量越多,温度计示数变化越大。
(3)[2]通过实验可以得出:在电流、通电时间相同时,电阻越大,温度计示数的变化越大,产生的热量越多。
(4)[3]10s内通过R甲的电流产生的热量为
Q=I2R甲t=(2A)2×5Ω×10s=200J
87.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)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等量的空气:
(1)本实验中通过观察U形管的 来比较产生热量的多少;
(2)图乙的装置是用来探究电流产生的热量与 的关系;
(3)生活中我们经常见到“电炉丝热得发红,而与它相连的导线却不热”,这一现象可用图 (选填“甲”或“乙”)的实验结论来解释。
【答案】 液面高度差 电流 甲
【详解】(1)[1]本实验运用转换法,将电流通过导体产生的热量转换为U形管中液面的高度差。
(2)[2]图乙中,容器内两电阻大小相等,电流不相等,所以是用来探究电流产生的热量与电流的关系。
(3)[3]“电炉丝热得发红,而与它相连的导线却不热”是因为电阻丝的电阻远大于导线;而甲是探究电流产生的热量与电阻的关系,故这一现象可用图甲的实验结论来解释。
88.(23-24九年级上·湖南衡阳·期末)如图所示为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置,两个相同的透明容器中封闭着等量的空气。
(1)实验中通过观察 的变化来反映电阻产生热量的多少;
(2)如图甲所示,可探究电流产生的热量与 的关系;
(3)乙图中,相同的时间内,与两个电阻产生的热量之比为 ;
(4)某小组在利用乙图装置实验时,发现左右两侧U形管液面上升高度相同,与其他小组的实验现象都不同,经检查气密性良好,请你分析实验现象不同的原因: 。
【答案】 U形管中液面高度差 电阻 电阻断路
【详解】(1)[1]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,根据转换法,实验中通过观察U形管液面高度的变化来反映电阻产生热量的多少。
(2)[2]如图甲所示,两联组串联,串联电路中电流相等,右侧容器中电阻较大,可通过U形管中液面高度差来比较两侧电阻产生热量的多少,因此可探究电流产生的热量与电阻的关系。
(3)[3]图乙装置中
其中与并联,根据并联电路的电流关系可知,通过的电流等于通过和的电流之和,电流之比,所以由可知,热量之比为。
(4)[4]某小组在利用乙图装置实验时,发现左右两侧U形管液面上升高度相同,说明左右两侧产生的热量相同,因为,且和产生的热量相同,说明中没有电流,故可能电阻断路。
89.(23-24九年级上·湖南娄底·期末)实际生活中,用电器接通电源后,都伴有热量的产生,小明在“探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”时,采用了如图所示的实验装置,其中a、b、c、d四个相同的容器密闭着等量空气并与U形管紧密相连,实验前U形管两端液面相平,将1、2和3、4导线分别接到电源两端。
(1)在实验过程中,通过观察U形管中液面的 变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少,这种物理研究方法叫 ;
(2)图甲所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系;
(3)图乙所示的装置是用来研究通过电阻丝产生的热量与 的关系;
(4)英国物理学家焦耳通过大量实验,最先精确的确定了电流通过导体时产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比,这个规律叫做焦耳定律。图乙中,通过d容器中R2的电流为1A,那么c容器中的电阻R1,在10s内产生的热量为 J。
【答案】 高度差 转换法 电阻大小 电流大小 200
【详解】(1)[1][2]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但加热会引起密闭容器内气体温度的变化,从而引起密闭容器压强的变化,通过液面高度差的变化来反映,这种研究方法叫转换法。
(2)[3]如图甲,两个电阻串联在电路中,电流相同,通电时间相同,电阻不同,运用控制变量法,探究电流产生热量跟电阻大小的关系。
(3)[4]图乙装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联,根据串联电路的电流特点可知,右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等,即I右=I左,两个5Ω的电阻并联,根据并联电路的电流特点知I右=I内+I外,所以,I左>I内,烧瓶内的电阻值都是5Ω,阻值相等,通电时间相等,电流不同,运用控制变量法,探究电流产生热量跟电流大小的关系。
(4)[5]通过d容器中R2的电流为1A,d容器R1的阻值与R2的相同,两电阻并联,电压相同,根据欧姆定律可得,通过R1的电流也为1A,根据并联电路的电流特点知
则c容器中的电流
c容器中的电阻R1在10s内产生的热量为
90.(23-24九年级上·湖南衡阳·期末)为探究“电流产生的热量与电阻大小的关系”,小刚设计了如图电路;
(1)此电路中,电阻丝与是串联的,目的是控制 和通电时间相同;
(2)在实验中,要选取两个阻值不一样的电阻丝,两个装有初始温度相同、等质量煤油的玻璃瓶,检查无误后接通电源,通电一定时间后,记录两个玻璃瓶内煤油的温度,用升高的温度表示 ;
(3)这种电流通过导体时电能转化为内能的现象叫做电流的 效应。
【答案】 电流相同 电流产生的热量 热
【详解】(1)[1]电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关,此电路中,电阻丝R1与R2是串联的,根据串联电路特点可知,电阻丝R1与R2是串联的目的是控制通过两电阻的电流相同,通电时间相同。
(2)[2]电阻丝产生的热量无法直接观察,根据转换法,通过观察温度计升高的示数的变化来反映电流产生的热量。
(3)[3]导体中有电流时,导体产生热量,电能转化为内能,这种现象叫做电流的热效应。
91.(23-24九年级上·湖南常德·期末)如图所示为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置,两个相同的透明容器中封闭着等量的空气。
(1)实验中通过观察的液柱高度变化来反映电阻产生热量的多少,下列实验中,也运用了这种实验方法的是 (填序号);
①探究物体的动能跟哪些因素有关
②探究杠杆的平衡条件
(2)连接好电路后闭合开关,通电一段时间,观察到右侧液面高于左侧液面,如图甲所示,表明 ;
(3)某小组在利用图乙装置实验时,发现左右两侧U形管液面上升高度相同,与其他小组的实验现象都不同,经检查气密性良好,请你分析实验可能出现原因 。
【答案】 ① 在电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多 断路。
【详解】(1)[1]电阻丝产生的热量不易直接观察,可给等质量的空气加热,气体吸热越多,气体膨胀程度越大,U形管内的液面高度差越大,采用了转换法。故实验中通过观察U形管内的液面高度的变化来反映电阻产生热量的多少。①探究物体的动能跟哪些因素有关,通过比较物块在同一水平面上被撞击的距离来比较物体到达水平面时动能的大小,采用了转换法,故①符合题意; ②探究杠杆的平衡条件,为得出普遍性的规律要多次测量,采用了归纳法,故②不符合题意。故选①。
(2)[2]连接好电路后闭合开关,通电一段时间,观察到右侧液面高于左侧液面,根据转换法,10Ω电阻丝产生的热量多,如图甲所示,表明在电流和通电时间相同的情况下,电阻越大,产生的热量越多。
(3)[3]某小组在利用乙图装置实验时,发现左右两侧U形管液面上升高度相同,说明左右两侧电阻丝产生的热量相同,因为R1=R2,说明通过R1、R2的电流相等,则R3中没有电流通过,经检查气密性良好,故分析实验现象不同的原因电阻R3断路。
92.(23-24九年级上·湖南永州·期末)张强、李刚分别设计了如图所示的两个装置,用来探究“导体产生的热量与什么因素有关”。两个透明的容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密封空气温度的变化。
(1)张强将两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端,如图甲,他是探究导体产生的热量与 的关系;
(2)李刚设计的两容器中的电阻丝电阻一样大,并在其中一个容器的外部并联了一个电阻丝,如图乙。他探究导体产生的热量与 的关系,通电一段时间 (选填“左瓶”或“右瓶”)内的电阻丝产生的热量多;
(3)让乙图实验装置冷却到初始状态,把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内,接通电源比较两瓶内电阻丝发热多少。此时该装置是探究电流产生的热量跟 的关系,一段时间后电阻丝产生的热量 (选填“左瓶”“右瓶”或“两瓶一样”)多;
(4)实验中,电流产生热量的多少是通过 体现出来的,他们在探究过程中使用了转换法和 法。
【答案】 电阻 电流 左瓶 电阻 左瓶 U形管两管液面高度差 控制变量
【详解】(1)[1]如图甲,张强将两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端,通过两电阻的电流和通电时间相等,而电阻大小不同,故他是探究导体产生的热量与电阻的关系。
(2)[2]李刚设计的两容器中的电阻丝电阻一样大,并在其中一个容器的外部并联了一个电阻丝,如图乙,根据串联电路和并联电路电流的规律,通过左边容器内电阻丝的电流大于通过右边容器内电阻丝的电流,故他探究导体产生的热量与电流的关系。
[3]通过左瓶电阻的电流大,根据Q=I2Rt可知,通电一段时间左瓶内的电阻丝产生的热量多。
(3)[4][5]让乙图实验装置冷却到初始状态,把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内,根据并联电阻的规律,右边容器内的电阻变小,电流和通电时间相同,此时该装置是探究电流产生的热量跟电阻的关系,根据Q=I2Rt可知,左瓶电阻大,一段时间后左瓶电阻丝产生的热量多。
(4)[6]实验中,电流产生热量的多少是通过U形管两管液面高度差体现出来的,U形管两管液面高度差越大,产生的热量就越大。
[7]探究电流产生的热量与电阻关系时,控制电流大小不变;探究电流产生的热量与电流关系时,控制电阻大小不变,所以实验中用到了控制变量法。
考点十 探究影响电磁铁磁性强弱的因素
93.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,制成简易电磁铁A、B,准备了一定数量的铁钉,并设计了如图所示的电路。
(1)如图所示现象,电磁铁 (选填“A”或“B”)的磁性更强,说明 会影响电磁铁磁性的强弱;
(2)当滑动变阻器滑片向左移动时,电磁铁A、B吸引大头针的个数增加,说明电磁铁磁性强弱与 有关。
【答案】 B 匝数 电流
【详解】(1)[1][2]由图可知,电磁铁A、B串联在电路中,电流的大小相同,电磁铁B的匝数比电磁铁A的匝数多,电磁铁B吸引铁钉的数目多,说明电磁铁B的磁性更强,线圈的匝数会影响电磁铁磁性的强弱。
(2)[3]当滑动变阻器滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路中的阻值减小,电路中的电流变大,电磁铁的磁性增强,吸引大头针的个数增加,说明电磁铁磁性强弱与电流有关。
94.(22-23九年级上·湖南常德·期末)为探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”,小明用电池(电压一定)、滑动变阻器、数量较多的大头针、铁钉以及较长导线为主要器材,进行如图所示的简易实验。
(1)他将导线绕在铁钉上制成简易电磁铁,并巧妙地通过 来显示电磁铁磁性的强弱,这种方法叫 。下面的实验也用这种方法的是 ;
A.认识电压时,我们可以用水压来类比
B.用光线来描述光通过的路径
C.把敲响的音叉接触水面,看有没有溅起水花,来判断音叉有没有振动
D.研究导体电阻与长度的关系时,保持导体横截面积和材料相同
(2)连接好电路,使变阻器连入电路的阻值较大,闭合开关,观察到如图甲所示的情景:接着,移动变阻器滑片,使其连入电路的阻值变小,观察到图乙所示的情景,比较图甲和乙,可知 图中的电流较小,从而发现,通过电磁铁的电流越 (选填“大”或“小”)磁性越强。
【答案】 吸起大头针的多少 转换法 C 甲 大
【详解】(1)[1]电磁铁磁性强弱是通过比较电磁铁吸引大头针的多少来反映的。电磁铁磁性强吸引的大头针多;磁性弱引的大头针少。
[2]通过电磁铁吸引的大头针的多少来反映电磁铁的磁性的强弱,所以此实验运用的是转换法。
[3]A.认识电压时,我们可以用水压来类比,运用类比方法,故A不符合题意;
B.用光线来描述光的传播方向,运用理想模型法,故B不符合题意;
C.把敲响的音叉接触水面,看有没有溅起水花,来判断音叉有没有振动,运用转换法;故C符合题意;
D.研究导体电阻与长度时,保持导体横截面积和材料相同,运用控制变量法,故D不符合题意。
故选C。
(2)[4]由图知,图乙中的滑动变阻器连入电阻小于图甲中的滑动变阻器连入的电阻,根据欧姆定律知,乙中通过线圈的电流大于甲中的电流。
[5]从图上可以看出,图乙吸引的大头针较多,说明图乙的磁性较强,从而发现,通过电磁铁的电流越大,磁性越强。
95.(22-23九年级上·湖南湘潭·期末)在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,小恋制成简易电磁铁甲、乙,并设计了如图所示的电路。
(1)实验中通过观察吸引大头针数目来判定电磁铁磁性的 。
(2)图中甲、乙串联的目的是控制 相等。
(3)根据图示的情境可知, (填“甲”或“乙”)的磁性强,说明电流一定时,线圈匝数越 ,电磁铁磁性越强。
(4)若让乙电磁铁再多吸一些大头针,滑动变阻器的滑片应向 端移动(填“左”或“右”)。
【答案】 强弱 电流 甲 多 左
【详解】(1)[1]实验中,电磁铁的磁性越强,吸引的大头针的数目越多,故可以通过观察吸引大头针的数目来判定电磁铁磁性的强弱。
(2)[2]因串联电路中电流处处相等,故可知甲、乙串联的目的是为了控制电流相等。
(3)[3]由图中可知,甲吸引的大头针更多,故可知甲的磁性更强。
[4]由图中可知,甲、乙的电流相等,而甲的线圈匝数更多,故可知电流一定时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强。
(4)[5]若让乙电磁铁再多吸引一些大头针,应增大乙电磁铁的磁性,可增大通过乙的电流,故应将滑动变阻器的滑片向左端移动。
96.(22-23九年级上·湖南长沙·期末)在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,小明制成简易电磁铁甲、乙,连接成如图所示的电路。实验中通过观察电磁铁吸引大头针数目的多少来判断电磁铁磁性的强弱,当滑动变阻器滑片向左移动时,电磁铁甲、乙吸引大头针的个数 ;图中的 磁性强,说明电流一定时,线圈 ,电磁铁磁性越强。根据安培定则,电磁铁乙通电后上端为 极。
【答案】 增加 甲 匝数越多 S
【详解】[1]当滑动变阻器滑片向左移动时,滑动变阻器的阻值减小,电路中的电流变大,电磁铁的磁性增强,吸引大头针的个数增加。
[2][3]由图知,甲吸引大头针的个数较多,说明甲的磁性较强,甲、乙串联,电流相等,甲的线圈匝数大于乙的线圈匝数,说明电流一定时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强。
[4]利用安培定则可知,电磁铁乙通电后,下端为N极,上端为S极。
97.(23-23九年级上·湖南益阳·期末)为探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关,小明同学作出以下猜想:
猜想A:电磁铁通电时有磁性,断电时没有磁性
猜想B:通过电磁铁的电流越大,它的磁性越强
猜想C:外形相同的螺线管,线圈的匝数越多,它的磁性越强
为了检验上述猜想是否正确,小明所在实验小组通过交流与合作设计了以下实验方案:用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕制若干圈,制成简单的电磁铁如图所示,从左到右a、b、c、d为实验中观察到的四种情况。
根据小明的猜想和实验,完成下面填空:
(1)通过观察 来判断磁场的强弱;
(2)通过比较 两种情况,可以验证猜想A是正确的;
(3)通过比较 两种情况,可以验证猜想B是正确的;
(4)通过比较d中两电磁铁,发现猜想C不全面,应补充的条件是 。
【答案】 电磁铁吸引大头针数目多少 a、b b、c 电流相等时
【详解】(1)[1]电磁铁磁性的强弱可用吸引大头针数目的多少来体现,所以通过观察电磁铁吸引大头针的多少的不同,来判断它磁性的不同。
(2)[2]电磁铁磁性的有无可以通过电磁铁是否吸引大头针来判断。由a、b两图可知,a图的开关断开,电路中没有电流,电磁铁也不吸引大头针闭合,说明电磁铁没有磁性;b图的开关闭合,电路中有电流,电磁铁吸引大头针闭合,说明电磁铁有磁性。
(3)[3]猜想B是验证磁性的强弱是否与电流大小有关,因此要控制匝数相同,电流大小不同;比较几个图,只有b、c符合条件。
(4)[4]猜想C是验证磁性的强弱是否与电流大小有关,因此要控制电流的大小相同,线圈匝数不同;在d图中,由于两电磁铁串联,控制了电流相等,而匝数不同,符合条件;故选d图;电流大小不仅与线圈匝数有关,还与电流大小有关,因此描述时,要增加电流相等这个条件。
98.(23-24九年级上·湖南湘潭·期末)实验小组用自制电磁铁探究影响电磁铁磁性强弱的因素,他们用相同的漆包线和相同的铁钉绕制成A、B两个电磁铁,B上绕有线圈的匝数更多,实验装置如图所示
(1)如图甲,闭合开关,A的钉尖是 极(选填“N”或“S”);将滑动变阻器的滑片P向右移动,电流表的示数变 (选填“大”或“小”),吸引的大头针数目 (选填“变多”、“不变”或“变少”);
(2)如图乙,把A和B串联,闭合开关,多次移动滑动变阻器的滑片P,发现B总能吸引更多的大头针,通过比较,得出的结论是当电流相同时,线圈的匝数越多,电磁铁的磁性越 (选填“强”或“弱”);
(3)做完实验,小明对电流表指针偏转的原因产生了兴趣,他在实验室找到一只可拆卸的电流表,打开外壳,发现电流表的内部结构示意图如图丙所示。按照操作规范,正确将电流表 联接入电路,通电后线圈转动,带动指针向右偏转;撤去磁体再次通电,指针不动。这说明电流表指针偏转是因为通电线圈在磁场中受力转动,这与 (选填“电动机”或“发电机”)的工作原理相同;
(4)若让电流从电流表的“-”接线柱流入,“+”接线柱流出,指针偏转方向会与(3)中的偏转方向 (选填“相同”或“相反”),因此使用电流表时不能把接线柱接反。
【答案】 S 小 变少 强 串 电动机 相反
【详解】(1) [1][2][3]由安培定则可知,电磁铁B的上端是N极,下端钉尖是S极;将滑动变阻器的滑片P向右移动,滑动变阻器连入电路的电阻值变大,电源电压不变,电路电流变小,电磁铁的磁性变弱,能吸引大头针的数目变少。
(2)[4]图中电流大小相同,铁芯相同,线圈的匝数越多,电磁铁吸引的大头针越多,电磁铁的磁性越强,所以可以得出的结论是当电流相同时,线圈的匝数越多,电磁铁的磁性越强。
(3)[5][6]电流表在测量电流时,应串联接入电路;电流表通电后线圈转动,带动指针偏转;撤去磁体再次通电,指针不动,这说明电流表指针偏转的原因是通电线圈在磁场中受力转动,这与电动机的工作原理相同。
(4)[7]若让电流从电流表的“-”接线柱流入,“+”接线柱流出,磁场方向不变,电流方向改变,指针偏转方向改变,会与(3)中的偏转方向相反,因此使用电流表时不能把接线柱接反。
99.(22-23九年级上·湖南株洲·期末)在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,实验室准备的器材有:电源、开关、滑动变阻器、两根完全相同的铁钉、表面绝缘的铜线、大头针若干,小明利用上述器材,制成简易电磁铁甲、乙,并设计了如图所示点的电路。
(1)实验中通过观察电磁铁 的不同,可以判断电磁铁的磁性强弱不同;
(2)当滑动变阻器滑片向左移动时,电磁铁甲、乙吸引大头针的个数 (填“增加”或“减少”),说明电流越 ,电磁铁磁性越强;
(3)根据图示的情境可知,说明电流一定时, ,电磁铁磁性越强。
【答案】 吸引铁钉的个数 增加 大 线圈匝数越多
【详解】(1)[1]磁性的强弱是直接看不出来的,可以通过电磁铁吸引铁钉的多少来认识其磁性强弱,电磁铁吸引的铁钉个数越多说明磁性越强。这是利用转换法研究问题。
(2)[2][3]当滑动变阻器滑片向左移动时,接入电路中的总电阻变小,根据欧姆定律可知电路中的电流变大,发现电磁铁甲、乙吸引铁钉的个数增加,说明电流越大,电磁铁磁性越强。
(3)[4]根据图示的情境可知,由串联电路电流的规律,电流相同,甲缠绕的线圈的匝数多,甲电磁吸引铁钉的个数多,说明甲的磁性强.得出的结论:电流一定时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强。
考点十一 探究什么情况下磁可以生电
100.(22-23九年级上·湖南长沙·期末)如图所示,在探究“产生感应电流的条件”实验中。
(1)闭合开关,让导体棒ab (选填“上下”或“左右”)运动时,电路中有感应电流产生;
(2)根据这个原理制成的是 (选填“电动机”或“发电机”);
(3)如果将小量程电流表换成 ,可以探究磁场对通电导体的作用。
【答案】 左右 发电机 电源
【详解】(1)[1]闭合开关,让导体棒ab左右运动,即做切割磁感线运动,电路中会产生感应电流。
(2)[2]电磁感应现象中将机械能转化为电能,这是发电机的原理。
(3)[3]当电流表换成电源时,导体ab就成了通电导体,在磁场中会受到力的作用,可以探究电动机的工作原理。
101.(22-23九年级上·湖南长沙·期末)如图是小明做“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置。
(1)小明进行了如图乙所示的5次操作,其中能产生感应电流的是 (填所有符合要求的操作序号);
(2)完成实验后,小明认为实验现象不太明显,请你提出一条改进措施: ;
(3)利用“磁生电”这一原理工作的装置有 。
【答案】 ①③④ 换一个磁性更强的磁体 动圈式话筒
【详解】(1)[1]①当导体AB水平向右运动时,会切割磁感线,产生感应电流;②当导体AB竖直向上运动时,不会切割磁感线,不会产生感应电流;③当导体AB斜向上运动时,会切割磁感线,产生感应电流;④磁体水平向左运动时,导体AB会切割磁感线,产生感应电流;⑤磁体竖直向上运动时,导体AB不会切割磁感线,不会产生感应电流;综合分析会产生感应电流的是①③④。
(2)[2]实验现象不太明显,说明感应电流太小,故需要增大感应电流;增大感应电流的方法:①换一个磁性更强的磁体;②加快导体AB切割磁感线的运动速度;③将导体AB换成多匝线圈。
(3)[3]动圈式话筒是把声信号转变成电信号的,声信号的振动带动线圈在磁场中振动切割磁感线,产生电流,是电磁感应原理。
102.(22-23九年级上·湖南衡阳·期末)发电机是如何发电的呢?同学们用如图所示的装置进行探究。
(1)当导体静止悬挂起来后,闭合开关,灵敏电流计指针不偏转,说明电路中 (选填“有”或“无”)电流产生;
(2)小芳无意间碰到导体,导体晃动起来,小明发现电流表指针发生了偏转,就说:“让导体在磁场中运动就可以产生电流”但小芳说:“不一定,还要看导体是怎样运动”为验证猜想,他们继续研究,并把观察到的现象记录如表:分析实验现象后,同学们一致认为小芳的观点是 (选填“正确”或“错误”)的,比较低2,3次实验现象发现,产生的电流的方向跟 有关;比较第3,6次实验现象发现,产生的电流方向还跟 有关;
序号
磁体摆放方向
ab运动方向
电流计指针偏转情况
1
N极在上
竖直上下运动
不偏转
2
水平向左运动
向右偏转
3
水平向右运动
向左偏转
4
N极在下
竖直上下运动
不偏转
5
水平向左运动
向左偏转
6
水平向右运动
向右偏转
(3)经过实验,同学们在老师的推导下得知,只要闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时,导体中就会产生电流,这种现象叫做 ,这就是发电机发电的原理,此原理最早由英国物理学家法拉第发现。
【答案】 无 正确 导体的运动方向 磁场方向 切割磁感线 电磁感应
【详解】(1)[1]当导体ab静止悬挂起来后,闭合开关,此时导体没有做切割磁感线运动,灵敏电流计G指针不偏转,说明电路中无电流产生。
(2)[2][3][4]根据表格中的信息可知,当导体在磁场中运动时,电流计指针不一定偏转,说明不一定产生电流,故小芳的观点是正确的;比较第2、3次实验现象发现,磁场方向相同,导体运动的方向不同,产生电流的方向不同,即产生的电流的方向跟导体运动方向有关;比较第3、6次实验现象发现,导体运动的方向相同,磁场方向不同,产生电流的方向不同,即产生的电流的方向还跟磁场方向有关。
(3)[5][6]电路闭合时,不论是导体运动还是磁体运动,只要闭合回路中导体做切割磁感线运动,导体中就有感应电流产生,这种现象是电磁感应,此原理最早由英国物理学家法拉第发现的。
103.(22-23九年级上·湖南株洲·期末)如图所示是小梅“探究感应电流产生的条件”的实验装置。
(1)实验中,ab棒的材料可能是 (填“塑料”或“铝”);
(2)小梅至今对这个实验的下列过程记忆犹新:
①ab棒静止悬挂,闭合开关,灵敏电流计的指针 (填“会”或“不会”)偏转;
②闭合开关,使ab棒 (填“竖直上下”或“水平左右”)运动,可看到灵敏电流计的指针发生偏转,此过程中,主要将机械能转化为 能;
③整理器材时未断开开关,先水平向左撤去蹄形磁铁(ab棒不动),则灵敏电流计的指针 (填“会”或“不会”)偏转;
(3)若将此装置中灵敏电流计换成 ,可进一步探究电动机的工作原理。
【答案】 铝 不会 水平左右 电 会 电源
【详解】(1)[1]要做该实验,ab棒需要是导体,所以ab棒的材料可能是铝。
(2)①[2]ab棒静止悬挂,闭合开关,此时导体没有做切割磁感线运动,灵敏电流计的指针不会偏转。
②[3][4]闭合开关,使ab棒水平左右运动时,此时导体做切割磁感线运动,就会产生感应电流,灵敏电流计的指针会偏转;此过程中有电能产生,主要是导体做切割磁感线运动时,把机械能转化为电能。
③[5]整理器材时未断开开关,先水平向左撤去蹄形磁铁(ab棒不动),此时ab棒相对于蹄形磁铁在向右做切割磁感线的运动,故会产生感应电流,灵敏电流计的指针会偏转。
(3)[6]将此装置中灵敏电流计换成电源时,导体棒就成了通电导体,在磁场中会受到力的作用,可以探究电动机的工作原理。
104.(22-23九年级上·湖南邵阳·期末)小王利用如图所示的实验装置探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”。
(1) 如图所示的闭合电路中,铜棒ab静止,当蹄形磁铁竖直向上运动时,灵敏电流计的指针 (填“会”或“不会”)偏转。
(2)让铜棒ab向右缓慢运动时,灵敏电流计的指针偏转的角度较小;快速运动时,指针偏转的角度较大。这说明感应电流的大小与 有关。
(3) (填“动圈式话筒”或“扬声器”)是应用电磁感应原理制成的。
【答案】 不会 导体切割磁感线运动速度 动圈式话筒
【详解】(1)[1]闭合电路的部分导体做切割磁感线运动产生感应电流。铜棒ab静止,当蹄形磁铁竖直向上运动时,导线没有做切割磁感线运动,不产生感应电流,故灵敏电流计的指针不会偏转;
(2)[2]让铜棒ab向右缓慢运动时,灵敏电流计的指针偏转的角度较小;快速运动时,指针偏转的角度较大。这说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度有关;
(3)[3]动圈式话筒能将声信号转变为电信号,是应用电磁感应原理制成的。
105.(22-23九年级上·湖南长沙·期末)如图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。
(1)闭合开关后,当导体ab向左或向右运动时,电流表指针偏转,当导体ab向上或向下运动时,电流表指针不偏转,说明闭合电路中的一部分导体在磁场中做 运动时导体中会产生感应电流;
(2)在此实验中,感应电流的产生过程是 能转化为电能;
(3)这个现象在生产和生活中的重要应用是制造 (填“电动机”或“发电机”)。
【答案】 切割磁感线 机械能 发电机
【详解】(1)[1]由图可知,蹄形磁体如图放置时,磁感线方向为竖直方向。当导体ab左右运动时,对磁感线形成切割,此时电流表指针偏转,说明有感应电流产生;导体ab上下运动时,不切割磁感线,此时电流表指针不偏转,说明没有感应电流产生。
(2)[2]在实验中,感应电流是由于导体做切割磁感线运动而产生的,,此时导体具有机械能,所以,感应电流产生的过程是机械能转化为电能。
(3)[3]此现象是利用导体切割磁感线来产生电能的过程,所以它的重要应用是制造发电机。
106.(22-23九年级上·湖南怀化·期末)如图所示,甲、乙、丙、丁是四幅实验装置图。
(1)甲实验说明闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生 ,根据这一现象,制成了 机。
(2)乙实验说明通电导线周围存在 。
(3)丙实验说明同名磁极相互 ,异名磁极相互 。
(4)丁实验说明通电直导线在磁场中受到 的作用。根据这一现象,制成了 机。
【答案】 电流 发电 磁场 排斥 吸引 力 电动
【详解】(1)[1][2]甲实验中没有电源,当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,灵敏电流计指针发生偏转,说明导体中产生了电流,在这个过程中,机械能转化为电能,根据这一现象,制成了发电机。
(2)[3]乙实验中,小磁针发生偏转,说明通电导线周围存在磁场。
(3)[4][5]根据图丙中的实验现象可得出,同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
(4)[6][7]丁实验中有电源,闭合开关,发现导体运动了,说明通电直导线在磁场中受到力的作用,在这个过程中,电能转化为机械能,根据这一现象,制成了电动机。
107.(22-23九年级上·湖南岳阳·期末)图是小明做“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置。
(1)实验时,小明通过观察 来判断电路中是否产生感应电流;
(2)小明进行了如图所示的5次操作,其中能产生感应电流的是 (选填所有符合要求的操作序号);
(3)完成实验后,小明认为实验现象不太明显,请你提出一条改进措施: ;
(4)利用“磁生电”工作的装置有 (选填“电铃”“扬声器”“动圈式话筒”或“电磁起重机”)。
【答案】 灵敏电流计的指针是否偏转 ①③④ 将导体AB换成多匝线圈 动圈式话筒
【详解】(1)[1]感应电流的有无是通过灵敏电流计的指针是否偏转来体现的,若灵敏电流表的指针发生偏转,就说明产生了感应电流。
(2)[2]闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中会产生感应电流,①导体棒AB水平向右运动,导体棒AB做切割磁感线运动,产生感应电流;③导体棒AB斜向上运动,导体棒AB做切割磁感线运动,产生感应电流;④磁体水平向左运动,导体棒AB切割磁感线,产生感应电流。②导体棒AB竖直运动,没有切割磁感线运动,不产生感应电流;⑤磁体竖直向上运动,磁感线没有被导体切割,不产生感应电流。所以①③④可以产生感应电流。
(3)[3]电流的大小应与切割磁感线的速度、磁场强度、线圈匝数有关;将导体AB换成多匝线圈(或换磁性更强的磁体,增大导体AB切割磁感线的运动速度)。
(4)[4]扬声器是把电信号转化为声信号,利用通电导体在磁场中受力原理;电铃、电磁起重机的主要部件是电磁铁,利用电流的磁效应;动圈式话筒是把声信号转变成电信号的,声信号的振动带动线圈在磁场中振动,产生电流,是电磁感应原理。
108.(22-23九年级上·湖南永州·期末)小明和小强在测量小灯泡电功率的实验中,设计了图甲所示的电路图,灯泡L标有“2.5V”的字样。
(1)连接电路时,开关应处于 状态;在图甲所示的电路中,闭合开关前滑动变阻器的滑片应移到最 端;
(2)当电压表示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,由此可得,小灯泡的额定功率为 W;
(3)小强的电流表损坏了,老师告诉他已经没有电流表可换,而给了他一个已知阻值为R的定值电阻和若干个开关,小强重新设计了如图丙所示的电路,在不改变该电路连接的情况下,也能正确测出小灯泡的额定功率。正确连接电路后,接下来的实验步骤是:
①闭合开关S、 ,断开开关 ,移动滑动变阻器的滑片,直到电压表的示数为 V;
②保持滑片位置不动,闭合开关S、S2,断开开关S1,记下电压表的示数为U2;
③得出小灯泡的额定功率的表达式为:P额= 。
【答案】 断开 左 0.75 S1 S2 2.5
【详解】(1)[1][2]为了保护电路,在连接电路时开关应处于断开状态;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)[3]由乙图知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A;小灯泡的额定电功率
PL=ULIL=2.5V×0.3A=0.75W
(3)[4][5][6][7]连好电路后,断开开关S2,闭合开关S、S1,调节滑动变阻器,使得电压表示数为灯泡的额定电压2.5V,此时灯泡正常发光。保持滑片位置不动,断开开关S1,闭合开关S、S2,记下电压表的时数为U2;则定值电阻两端的电压
UR=U2-2.5V
电路中的电流
故小灯泡额定功率的表达式
109.(21-22九年级上·湖南长沙·期末)如图甲是小明测量小灯泡额定功率的实物电路图,小明选用的小灯泡标有“2.5V”字样。
(1)实验连接电路时,开关必须 。电压表的示数如图乙所示时,应将滑片向 (选填“A”或“B”)端移到某一位置,才能使小灯泡正常工作。若正常工作时电流表示数为0.3A,则小灯泡的额定功率为 W;
(2)完成上述实验后,小明又设计了一种测额定功率的方案,如图丙所示,R0是阻值已知的定值电阻。请完成下列操作:
①连接好电路,闭合开关S,将开关S1拨到某触点,移动滑片使电压表的示数为小灯泡的额定电压U1;
②保持滑片的位置不动,再将开关S1拨到另一触点,读出电压表的示数U2;
③用U1、U2、R0表示小灯泡的额定功率,则表达式P= 。
【答案】 断开 A 0.75
【详解】(1)[1]在连接电路时,开关必须断开。
[2][3]由题意知,小灯泡的额定电压为2.5V,则实验中,电压表所选的量程为0~3V,由图乙知,电压表的示数为1.9V,而探究小灯泡功率的电路是串联电路,电压表测小灯泡两端的电压,
据串联电路的分压特点,应将变阻器的滑片向A端移动,接入电路的阻值变小,分去的电压变小,小灯泡两端的电压才会变为2.5V。此时电路中的电流为0.3A,则
小灯泡正常工作时的功率
P1=UI=2.5V×0.3A=0.75W
(2)[4]由图丙知,变阻器、定值电阻R0和小灯泡L串联在电路中,当开关S1与A触点接触时,电压表测小灯泡的电压,移动变阻器的滑片让电压表的示数为小灯泡的额定电压U1;然后保持滑片的位置不动,即小灯泡两端的电压不变,再将S1拨到B触点,此时电压表测R0与L的总电压U2,则此时电路中的电流
那么小灯泡的额定功率
110.(23-24九年级上·湖南株洲·期末)实验小组用如图甲所示的电路来“探究电流跟电压、电阻的关系”,图中R为电阻箱(阻值可调且能读数)。电源电压恒为,滑动变阻器标有“ 1A”的字样。
(1)按电路图正确连接好实物电路,闭合开关后,发现电压表有示数、电流表无示数,经检查,电流表、电压表连接无误,则电路存在的故障可能是 ;
(2)排除故障后,将电阻箱的阻值分别调为、,调节滑动变阻器,得到电流表与电压表示数变化图像如图乙所示,由图像可以得到的结论是:电阻一定时,电流与电压成 。实验中的 (填“>”或“<”);
(3)小组同学想利用、的测量结果继续探究电流与电阻的关系,将电阻箱的阻值调为(的阻值大于、的阻值),滑动变阻器的滑片调到最大阻值,闭合开关,电流表的示数如图丙所示为 A,若控制的电压为,则此次实验应调节到滑动变阻器连入电路的阻值为 。
【答案】 电阻箱断路 正比 < 0.12 20
【详解】(1)[1]如图甲是串联电路,电流表、电压表连接无误,闭合开关后,电流表无示数,极有可能是断路,电压表有示数,则断路的是与电压表并联的电阻箱。
(2)[2][3]由图像乙可知,两条曲线都是一条过原点的倾斜的直线,即正比例图像,所以可得出在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比;同时可知,当电压为3V时,R1的电流为0.6A,R2的电流为0.3A,根据可知,R1小于R2。
(3)[4]由图丙可知,电流表选择的是0~0.6A的量程,电流表分度值为0.02A,指针指在0刻度后的第六个格,所以示数是0.12A。
[5]因为滑动变阻器的滑片调到最大阻值,所以滑动变阻器两端电压为
电阻箱两端电压为
电阻箱的阻值
若控制的电压为3V,因电源电压为6V,根据串联电路电压规律可知,滑动变阻器两端电压为3V,串联电路中电流相等,所以此时滑动变阻器的电阻等于电阻箱的电阻,即此次实验应调节到滑动变阻器连入电路的阻值为20Ω。
111.(22-23九年级上·湖南衡阳·期末)班级同学分组测小灯泡电阻,实验装置如图甲,灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器最大阻值是50Ω,电源电压保持6V不变。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中的器材连接成完整的电路 ;
(2)第1实验小组的小军连接完电路后,闭合开关,发现小灯泡发光较暗,且无论怎样移动滑动变阻器滑片P,小灯泡的亮度都不变,则原因可能是 (选填字母符号);
A.开关开路 B.电压表短路 C.滑动变阻器接的是下端两接线柱
(3)第2实验小组的小海把滑片移到最左端,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表示数为零,电压表的示数接近电源电压。为了排除故障,小海接下来的操作合理的是 (选填字母符号);
A.拧紧小灯泡和它两端的接线柱 B.拧紧开关两端的接线柱 C.检查滑动变阻器是否短路
(4)如图甲正确连接后,闭合开关,移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数。当滑片P移到某处,电压表示数为1.5V,要使小灯泡正常发光,应 (选填“增大”或“减小” )滑动变阻器接入电路中的阻值;
(5)将所测数据绘制成如图乙所示的图象。由图可知:小灯泡的电阻是变化的,主要是因为小灯泡灯丝的 发生了变化;
(6)利用此装置也可以测量小灯泡的电功率,根据图象数据可知此小灯泡的额定功率是 W。
【答案】 C A 减小 温度 0.75
【详解】(1)[1]灯泡的额定电压为2.5V,电压表应使用0~3V量程;变阻器使用“一上一下”接线柱连入电路;如图所示:
(2)[2]灯泡发光,说明电路是连通的;灯泡较暗,说明电路中电阻较大;无论如何移动变阻器,灯泡的亮度不变,说明变阻器连入电路的阻值不能改变。综上所述,是使用变阻器电阻丝两端的接线柱将变阻器连入了电路。故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
(3)[3]电压表示数接近电源电压,说明电压表与两极是连通的;小灯不亮,电流表示数为零,说明电路中有断开之处或者电阻极大,因此故障为与电压表并联部分断开,即小灯部分可能出现了断路或者接触不良的地方,排除故障的方法应该是检查或加固小灯与电路连接处。故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(4)[4]小灯的定额电压为2.5V,此时小灯电压为1.5V,为使小灯正常发光,应该提升小灯两端电压。同一电器中的电流与电压成正比,故应减小变阻器连入电路中的电阻,增大通过小灯的电流,也就提升了小灯两端的电压。
(5)[5]小灯两端电压升高时,通过小灯的电流增大,小灯的功率变大,即单位时间内电能转化的内能与光能增多,灯丝的温度升高,导致小灯的电阻发生了变化。
(6)[6]读乙图可知,小灯两端电压为2.5V时,灯丝中的电流为0.3A,小灯的额定功率为
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
112.(23-24九年级上·湖南郴州·期末)小华在家里学习烧饭做菜的过程中,经常要加热油和水,因此,她对一些物理现象有了一定的感性认识,她猜想油的比热容比水小。
(1)(多选)能够支持她这一猜想的事实有 。
A.相同条件下,油比水凉的快
B.油能把食物炸的焦黄,而水不能
C.油能漂在水面上
D.油比水难蒸发
E.相同条件下,加热时油比水热的快
(2)她设计了如图所示的探究实验电路,三个规格相同的锥形瓶内,分别装有质量相同、初温同为20℃的煤油或水。
①为比较水与煤油的比热容大小,应闭合开关 ,观察两支温度计 (选填温度计序号)示数的变化。在同样条件下加热相同时间后,水的温度达到25℃,煤油的温度达到30℃,由此可得煤油的比热容为 [水的比热容为]。
②为探究“电流通过导体产生热量的多少与电阻大小的关系”,应只闭合开关 ,观察两支温度计 (选填温度计序号)示数变化情况。
【答案】 AE S1、S2、S3 ①③ 3.5×103 S2 ①②
【详解】(1)[1] AE.油比水的比热容小,说明质量相同的油和水在温度升高或降低相同温度数时,油比水吸热或则放热少,或质量相同的油和水吸收或放出相同热时,油比水温度升高或则降低得快,即同样情况下,油升温比水快,油降温也比水快,AE符合题意;
B.油能把食物炸得焦黄,而水不能,说明油的沸点比水高,B不符合题意;
C.油能漂在水面上,说明油的密度小于水的密度,C不符合题意;
D.油比水难蒸发,说明蒸发与物质的种类有关,D不符合题意。
故选AE。
(2)[2][3] 为比较水与煤油的比热容大小,需使用相同的加热源给水和煤油加热相同时间,比较升高的温度即可,故使电阻相同均为2R0的电阻对水和煤油加热,可使两电阻串联或并联,根据电路图可知,两电阻可形成并联电路,因此需闭合开关S1、S2、S3,观察温度①③示数的变化,可比较出水和煤油比热容的大小。
[4]它们的初始温度为20℃,因为Q 水吸=Q 油吸,所以
c 水m 水(t 水-t 0)=c 油m 油(t 油-t 0)
代入数据得
4.2×103 J/(kg·℃)×m 水×(25℃-20℃)=c 油m 油×(30℃-20℃)
其中m 水=m 油,解得:c 油=2.1×103 J/(kg·℃)。
[5][6] 探究“电流通过导体产生热量的多少与电阻大小的关系”时,需保证通过两电阻的电流和通电时间相等,电阻不同,因此需使不同的电阻串联,故需闭合开关S2,断开S1、S3,使R0和2R0串联,然后观察温度计①②示数的变化。
113.(18-19九年级上·湖南邵阳·期末)某班同学利用图甲所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力。
(1)在如图甲中除了所给的实验器材外,还需要的测量工具有天平和 。加热过程中,水和煤油吸收热量的多少是通过 来判断的;
(2)实验中第1、2两个小组记录的实验数据如表:
实验组别
液体
质量/g
初温/℃
末温/℃
加热时间/min
1
水
200
25
40
13.5
煤油
200
25
40
6.5
2
水
200
25
40
12
煤油
200
25
40
5.5
通过分析实验数据,能够得出的结论是 ;
(3)如图乙是第1组同学绘制的“吸收热量—时间”和“温度—时间”图像,能正确描述该实验真实情况的图像是 (填序号);
(4)使质量相同的水升高相同的温度,加热时间应该相同,但1、2两组的同学在交流实验数据时发现:第1小组的加热时间明显偏长,其原因可能是 ;
(5)这两组同学对如图甲的装置进行了改进,将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热,如图丙所示,而不是用两个酒精灯分别加热,这样做的好处是 。
【答案】 秒表 加热时间的长短 见详解 C 酒精灯的火焰大小不同,相同时间内提供的热量可能不同 保证在相同时间内水和煤油吸收的热量相同
【详解】(1)[1][2]探究“水和煤油的吸热能力”的实验中,水和煤油吸收热量的多少是看不见的,可以通过加热时间的长短来比较吸热多少,所以需要测量时间,所以还用到秒表。
(2)[3]分析实验数据,加热200g的水和煤油,使它们从25℃升高的到50℃,升高的问你的相同,水的加热时间更长,即水吸收的热量更多,所以得出的结论是:质量相同的水和煤油升高相同温度,吸收的热量不同(或质量相同的水和煤油升高相同温度,水吸热的热量多)。
(3)[4]AB。根据转换法可知,加热时间相同,吸收的热量相同,故AB不符合题意;
CD.由表中数据和第(2)小问分析可知,升高到相同温度,水的加热时间长,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
(4)[5]使质量相同的水升高相同的温度,加热时间应该相同,但1、2两组的同学在交流实验数据时发现:第1小组的加热时间明显偏长,其原因可能是:酒精灯的火焰大小不同,相同时间内提供的热量可能不同。
(5)[6]将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热,如图丙所示,而不是用两个酒精灯分别加热,这样做的好处是:保证在相同时间内水和煤油吸收的热量相同。
114.(22-23九年级上·湖南衡阳·期末)在“测量小灯泡的电功率”实验中,电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)用笔画线代替导线,将图甲的实验电路连接完整 (要求滑动变阻器的滑片P向B端移动时电流表的示数变大);
(2)闭合开关后,小明发现小灯泡不发光,电流表示数几乎为零,则电路的故障可能是 ;
(3)排除故障后,调节滑动变阻器的滑片,如图乙所示 V,为了测小灯泡的额定功率,应将滑片向 (选填“A”或“B”)端移动;
(4)改变滑片P的位置,获得多组对应的电压、电流值,绘制了如图丙所示的I﹣U图像,小灯泡的额定功率为 W,可知小灯泡正常发光时的电阻是 Ω;
(5)乙同学设计了如图丙所示电路,来测量另一只小灯泡的额定功率(已知灯泡的额定电压为U额),R0阻值已知:
①断开开关S3,闭合开关S1、S2,调节滑动变阻器滑片P,使得电流表示数为 (用字母表示),此时灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器滑片P位置不变,断开开关S2,闭合开关S1、S3,记下电流表的读数为I;
③小灯泡额定功率的表达式P额= (用字母U额、I、R0表示)。
【答案】 小灯泡断路 1.9 B 0.625 10
【详解】
(1)[1]滑动变阻器选用“一上一下”两个接线柱串联接入电路,且变阻器的滑片P向B移动时电流表的示数变大,则滑动变阻器接入电路的阻值变小,如下图所示:
;
(2)[2]实验过程中,小明发现小灯泡不发光,电压表示数接近4.5V,而电压表有示数而且等于电源电压,说明电压表正负极到电源正负极是通路的,电路出现的故障是小灯泡断路。
(3)[3][4]闭合开关后,缓慢移动滑动变阻器的滑片P,电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压表示数为1.9V;小灯泡的额定电压为2.5V,应让灯泡两端的电压变大,根据串联分压特点可知,滑片P应向B端移动。
(4)[5][6]由丙图可知,小灯泡正常发光时,小灯泡正常工作时的电功率为
P=UI=2.5V×0.25A=0.625W
小灯泡正常发光时的电阻为
(5)[7][8]实验步骤:
①断开开关S3,闭合开关S1、S2,R0与灯泡并联入电路,调节滑动变阻器滑片P,电流表测R0的电流,示数为
②保持滑动变阻器滑片P位置不变,断开开关S2,闭合开关S1、S3,记下电流表的读数为I,此时电流为总电流;
③在步骤①中,灯泡L与电阻R0并联,电流表测通过R0的电流,调节滑动变阻器滑片,电流表示数为
根据并联电路电压特点和欧姆定律可知,灯正常发光;在步骤②中,灯泡L与电阻R0仍并联,电流表测通过灯泡和电阻R0的总电流;因电路的连接关系没有改变,灯仍正常发光,灯的额定电流为
灯的额定功率的表达式
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