2025年中考物理专项:电功和电功率探究实验题
2025-01-16
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内容正文:
2025年中考物理专项:电功和电功率探究实验题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、实验题
1.小明在“测量小灯泡电功率”实验时,所用器材为:两节新干电池,额定电压2.5V的小灯泡,“201A”的滑动变阻器等。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整 (要求:滑片向左移动时小灯泡变亮);
(2)连好电路,将滑片移到阻值最大处,闭合开关,发现小灯泡没有发光。小明猜想可能是:
A.小灯泡断路
B.小灯泡短路
C.小灯泡的实际功率太小
进一步观察发现电压表有示数,可判断猜想 (选填“A”“B”或“C”)是错误的;又进一步观察到电流表示数为零,可判断猜想 也是错误的,最终确定了电路的故障;
(3)排除故障后,移动滑片P至某一位置时,电压表示数为2.2V,为测出小灯泡额定功率,滑片应向 (选填“A”或“B”)端移动,当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙,则它的额定功率为 W;
(4)小明将实验中获得的部分数据记录在表格中,其中有一个数据读取有误,错误数据在实验序号 (选填“1”“2”或“3”)中,读错的原因是: ;
实验序号
U/V
I/A
1
1.0
1.0
2
2.5
3
2.8
0.32
(5)某次操作时,小明将滑片P置于最大阻值处,闭合开关,缓慢向同一方向移动滑片P直至电压表示数为1.5V,此过程中,灯泡消耗的电能W1 (选填“<”“=”或“>”)滑动变阻器消耗的电能W2。
2.某同学在做“测定小灯泡的电功率”实验中,器材齐全、完好,电源由几节干电池组成(电压为1.5 V的整数倍且保持不变),待测小灯泡标有“0.2 A”字样,滑动变阻器标有“20 Ω 2 A”字样。
(1)他按图甲连接电路,闭合开关S后,观察到电表的示数分别为1.3 V和0.16 A,继续移动变阻器的滑片,发现两电表的示数均不发生变化,则其原因是 ,电源的电压为 V。
(2)经过思考,该同学发现操作中的不当之处,重新正确连接电路进行实验,他移动变阻器的滑片,当电流表示数为 A时小灯泡正常发光,此时滑片的位置恰好在变阻器中点上,则小灯泡的额定功率为 W。
(3)该同学在移动变阻器滑片的过程中,若发现电压表的示数如图乙所示,则与其正常发光的亮度相比,此时小灯泡的亮度情况是 。
3.在探究“影响电流热效应的因素”时:
(1)为了探究电热器产生的热量与电流的关系,小红设计了图甲的装置,在烧瓶内安装一根电阻丝,并插入一支温度计,先后改变滑动变阻器阻值以改变电流通过比较烧瓶内液体的 来判断相同时间内电流不同时产生的热量多少。若她想让烧瓶内液体在短时间内温度变化更明显,应选用 (选填“煤油”或“水”)。
(2)若要探究导体产生热量与电阻的关系,应保持电流和通电时间相等,在图乙的A和B烧瓶中装入完全相同的液体,RA和RB应 (选填“串联”或“并联”),如果实验中观察到 ,则说明其他条件相同时,导体的电阻越大,电流的热效应就越显著。
4.利用如图所示的装置探究“电流产生的热量与哪些因素有关”,两烧瓶中煤油 、初温相等,电阻丝R1<R2,实验中通过比较甲、乙烧瓶中温度计示数升高的快慢,可探究电流产生的热量与 有关;移动滑动变阻器的滑片,观察 (选填“相同”或“不同”)烧瓶内的温度计示数升高的快慢,可探究电流产生的热量与 有关。
5.如图所示是小科同学做电功率实验用到器材:电源、小灯泡(额定电压为2.5V)、电流表、电压表、开关、滑动变阻器各1个,导线若干。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中的实物连接完整(滑片向左移动时灯泡变亮) ;
(2)闭合开关,小科同学发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转,原因可能是 ;
(3)排除故障后,小科同学利用活动中记录的电压和电流的数据,画出了如图乙所示的I-U图像。根据图像可知,灯泡正常发光时的电阻为 Ω;
(4)小科用几组不同的电压和电流算出电功率,然后取它们的平均值作为小灯泡的额定功率。这种方法是否正确并说明理由 ;
(5)若给的器材中电流表烧坏了,又提供一个已知阻值的定值电阻R0,利用现有的器材仍要测出小灯泡的额定功率,请你帮小科画出电路图 。
6.小志同学在“测量小灯泡电功率”实验中,用到的器材有:新干电池两节、小灯泡(标有0.3A)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关,导线若干。
(1)请按照图甲中的实验电路连接,画出对应的电路图;
(2)连接好电路,闭合开关,发现灯不亮,电流表无示数,电压表示数接近3V,造成这一现象的原因可能是 (选填序号);
①小灯泡短路; ②小灯泡断路; ③滑动变阻器短路; ④滑动变阻器开路
(3)排除故障,进行实验,当电流表的示数如图乙时,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,当电流表示数达到0. 3A时,电压表的示数如图丙,则小灯泡的额定功率为 W;
(4)小刚用相同的器材进行该实验时发现电压表损坏,他找来一只阻值为的定值电阻,设计了如图丁所示的电路,也可测出小灯泡的额定功率,主要的操作步骤如下:
①把电流表接在a处,闭合开关,调节滑片P,使电流表的示数为;
②保持滑片P的位置不变,断开开关,把电流表接在b处,闭合开关,读出电流表的示数为I;
③计算得出小灯泡的额定功率= (用、、I表示)。
7.小明利用如图甲所示的电路,探究“通过导体的电流跟电阻的关系”。实验器材:电源(电压恒为4.5V),电流表、电压表各一只,一个开关,三个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω),两只滑动变阻器(“10Ω 2A”“20Ω 2A”),导线若干。
(1)按图甲正确连好电路并规范操作后,闭合开关,小明发现,两电表的指针处于图乙所示的位置,则电路故障可能是 ;
(2)排除故障后,多次改变R的阻值,当小明改用15Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,都无法使电压表的示数达到实验要求的值,则小明选用的滑动变阻器的规格是 ;
(3)上述问题解决后顺利实验,根据实验数据画出如图丙所示的Ⅰ-R图像。
(4)在上述实验中,小明先用5Ω的电阻做完实验后,断开开关,接着将10Ω的电阻接入电路,闭合开关发现电压表的示数变 ,他应该将滑动变阻器的滑片向 移动,使电压表示数为 V;这两次实验滑动变阻器消耗的电功率之比为 。
8.认识短路的危害和保险丝的作用
【设计实验】
目的:认识短路的危害
器材:低压电源(直流6V)、开关、额定电流为1A的保险丝、额定电压为6V的灯泡、导线、电流表(演示电流表,0~5A)
【进行实验】
(1)在图中,CD间接上一段保险丝,AB间接入电流表,其它部分如图所示连接好电路;
(2)当开关闭合时,灯泡 (填“发光”或“不发光”),电流表 (填“有”或“无”)示数;
(3)断开开关,在B、D间接一根粗铜丝,当闭合开关的瞬间,你将会观察到 。
A.电流表没有读数,灯泡也不亮
B.电流表的指针迅速摆动较大的幅度,灯泡变得非常亮
C.电流表的指针迅速摆动较大的幅度,AB间导线也随即熔断
D.电流表的指针迅速摆动较大的幅度,保险丝也随即熔断
9.用如图所示的实验装置探究“电流相同时,通过导体产生的热量与电阻大小的关系”(图中甲、乙是完全相同的密闭容器,实验前,AB两U形管内液面是相平的)。
(1)电流产生的热量不易直接测量,因此,在这个实验中是通过观察U形管中液面的 来显示甲、乙容器内空气温度的变化。通过对比观察,你认为 (选填“甲”或“乙”)容器中的电阻产生的热量多;
(2)由实验可知:在电流相同、通电时间相同的情况下, 越大,电流产生的热量越多。
10.小明利用如图所示装置探究“电流产生热量与哪些因素有关”。
(1)通电一段时间后。右容器中“U”形管中液面高度差较大一些,由此可以得出:电流通过导体产生的热量与 有关,本实验是根据 (选填“气体”或“液体”)的热胀冷缩来反映电流产生热量的多少。
(2)家庭电路中,两根导线连接起来使用时,连接处比其它处更容易发热的原因是:通电时连接处的电阻比别处的电阻 ,在相同时间内产生的热量多。
11.有一只小灯泡的铭牌上仅能看清“0.5A”的字样,小强为了测量该小灯泡的额定功率,进行了如下实验:
(1)他连接了如图甲所示的电路,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡不亮,电流表的示数始终为零,电压表的示数接近3V保持不变,为了排除故障,接下来的操作合理的是 (填字母)。
A.拧紧开关两端的接线柱 B.拧紧小灯泡和它两端的接线柱
(2)图甲中 (填仪器名称)的量程选择不合理。
(3)排除故障后,正确连接电路,使小灯泡正常发光,电压表示数如图乙所示为 V,小灯泡的额定功率为 W。
(4)小强对实验进行了拓展,利用如图丙所示的电路,测出了另一只已知额定电流为I1的小灯泡的额定功率,请完成实验步骤:
①闭合开关S1,开关S2连接b,移动滑动变阻器的滑片,使电流表示数为 ;
②保持滑动变阻器的滑片位置不变,开关S2连接a,调节电阻箱的阻值,使电流表示数为I1,读出电阻箱的示数为R0;
③则小灯泡的额定功率表达式:P额= (用题中物理量字母表示)。
12.在探究“影响电流热效应的因素”实验中:
(1)为了探究电热器产生的热量与电流的关系,小明设计了甲图装置,在烧瓶内安装一根电阻丝,并插入一支温度计,通过比较烧瓶内液体的温度变化,来判断相同时间内不同电流产生的热量是多少,这种研究问题的方法叫 。若他想让烧瓶内液体在短时间内温度变化更明显,应选用 (选填“煤油”或“水”),理由是 ;实验时,小明先测量烧瓶内液体的温度后,闭合开关,通电30s再测量烧瓶内液体的温度,得到温度的升高量填入表中;然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小,重复上述操作,获得第二组数据(见表);
实验次数
电流/A
通电时间/s
电阻/Ω
温度升高量/℃
1
0.3
30
10
1.5
2
0.6
30
10
6.0
由此得出:同一导体,在通电时间相等时,电流越大,其产生的热量 ;
(2)若要探究电热器产生热量与电阻的关系,应保持电流和通电时间相等,同时选择乙图中 (选填“A”或“B”)烧瓶与甲图中的烧瓶 (选填“串联”或“并联”)。
13.在测量小灯泡的电功率时,小明组正确连接如图甲所示的电路;闭合开关后,发现无论怎样调节滑动变阻器,两电表指针始终处于如图乙所示位置,排除故障后,闭合开关, 从变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据,得到小灯泡 U-I 图像如图丙所示,而小红组的小灯泡的额定电压看不清,但知道小灯泡额定电流为 I 额,于是设计了图丁电路,并按照这个电路测出了小灯泡的额定功率,其中定值电阻的阻值为 R0。请你解答:
(1)请用笔画线代替导线将小明组的电路连接完整,要求向右移动滑片时灯泡变亮;
( )
(2)小明组发生的故障可能是:接线柱 间(选填图甲中的数字编号)出现了 (选填“短路”或“断路”);
(3)此实验的原理是 ,小明组所测小灯泡的额定功率是 W;
(4)小红组的做法是:
①只闭合 S、S2,移动滑动变阻器滑片 P,使电流表的读数为 ;
②保持滑动变阻器滑片 P 的位置不变,断开 S2,再闭合 S1,读出电流表的示数为 I;
③小灯泡额定电功率的表达式为 P额= .(①、③两空均用测量量或已知量的符号表示)
14.有两个小灯泡L1、L2,分别标有“2.5V”和“3.0V”字样,两个定值电阻。R0(5Ω)、Rx(约为10Ω),要求测出灯泡的额定功率和定值电阻Rx的阻值,电源电压为4.5V不变。
(1)图甲是小明测量小灯泡L1额定功率时连接的实物图:
①请用笔画线代替导线,将图甲电路补充完整 ;
②按图甲正确连接电路,将滑片移到滑动变阻器的最 端后闭合开关;移动滑片,观察记录多组数据,绘制如图乙所示的U﹣I图像,则小灯泡L1的额定功率为 W;
(2)小明用定值电阻R0替换小灯泡L1,闭合开关,移动滑片,测出多组数据,记录在表格中。分析表格中的数据又能得出结论: ;
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
0.9
1.5
2.5
3.0
电流I/A
0.18
0.30
0.50
0.60
(3)实验中小明调节滑片时无意中使电路中的电流过大烧坏了电流表,于是他用剩余的器材和若干开关,又设计了一种测量小灯泡L2额定功率的电路图(如图丙),操作如下:
a.断开S2,闭合S、S1,移动滑片P,使电压表的示数为3.0V;
b.保持滑片P位置不变,断开S1,闭合S、S2,读出电压表示数为2.5V;
c.小灯泡L2的额定功率为P额= W;
(4)为了测量Rx的阻值,其他小组同学利用已知电阻R0和一只电流表或电压表分别设计了如图所示的四种电路(电源电压未知且不变),其中可行的是 。(填正确选项前的字母)
15.在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中,某同学采用了如图所示的实验装置(两个透明容器中封闭着等量的空气)。该装置可以探究电流通过导体产生的热量跟 的关系。实验中用U形管内液面高度差的大小来反映电流通过导体产生热量的多少,这种研究问题的方法叫 法。
试卷第1页,共3页
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《2025年中考物理专项:电功和电功率探究实验题》参考答案
1. B A A 0.75 1 按照电流表的0~3A量程读数了/电流表读数时看错量程了 <
【详解】(1)[1]滑动变阻器要一上一下的接入电路中,如图所示,滑动变阻器的左上接线柱接入电路中,所以应该将下接线柱接入电路中,向左移动滑片,小灯泡变亮,电路中的电流变大,滑动变阻器接入电路中的阻值变小,所以应该将左下接线柱接入电路中,如图所示 :
(2)[2]A.小灯泡断路,电压表测量电源两端电压,电压表有示数,小灯泡不发光,电路中的故障可能是小灯泡断路,故A正确,不符合题意;
B.电压表并联在小灯泡两端,若小灯泡短路,则电压表测量一段导线的电压,电压表应该没有示数,所以电路中的故障不是小灯泡短路,故B错误,符合题意;
C.滑片移到阻值最大处,根据欧姆定律可知,电路中的电流太小,所以小灯泡的实际功率太小,小灯泡不发光,故C正确,不符合题意。
故选B。
[3]C.电流表示数为零,表示电路中没有电流通过,小灯泡的实际功率为零,故C错误,不符合题意
A.电流表示数为零,电路中的故障类型是断路,故A正确,符合题意。
故选A。
(3)[4][5]要测小灯泡的额定功率,应使电压表的示数由2.2V增加到2.5V,应减小滑动变阻器接入电路中的电阻,增大电路中的电流,所以滑动变阻器的滑片应该向A端移动,由图乙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,则灯泡的额定功率
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
(4)[6][7]错误数据是第一次实验的电流值,在实验序号1中,因为电流表接入电路中的量程是0~0.6A,所以实验中电流值小于等于0.6A,读错的原因是按照电流表的0~3A量程读数了。
(5)[8]由
可知,电阻变大,电能变小,而灯泡的电阻与温度有关,所以同时移动滑动变阻器,灯泡消耗的电能小于滑动变阻器消耗的电能。
2. 将变阻器的下面两个接线柱连入了电路 4.5 0.2 0.5 更亮些
【详解】(1)[1][2]根据题意知道,闭合电键,电压表示数是UV =1.3V,电流表示数是I=0.16A,当移动变阻器的滑片时,若发现两电表的示数均不发生变化,则说明变阻器失去了变阻作用,又因为电压表示数小于一节干电池的电压,故变阻器接入电路中电阻应不是0,所以其原因应是:将变阻器的下面两个接线柱连入了电路;即滑动变阻器接入电路电阻是R滑 =20Ω,由欧姆定律知道,此时滑动变阻器两端的电压是
U滑 =IR滑 =0.16A×20Ω=3.2V
由串联电路电压的规律可知,电源电压是
U=U滑 +UV =3.2V+1.3V=4.5V
(2)[3][4]因为待测小灯泡标有“0.2 A”字样,所以,当电流表示数是I=0.2A时,小灯泡正常发光,且此时滑动变阻器接入电路中的阻值是
R'滑 =R滑/2 =10Ω
所以,滑动变阻器两端的电压是
U'滑 =IR'滑 =0.2A×10Ω=2V
小灯泡两端的电压是
U灯 =U-U'滑=4.5V-2V=2.5V
所以,灯泡的额定功率是
P=IU灯 =0.2A×2.5V=0.5W
(3)[5]由电路图知道,电压表测量的是灯泡的电压,所以当电压表的示数如图乙所示时,由于电压表选用的是大量程,所以示数是3V,由(2)知道灯泡的额定电压是U灯= 2.5V,即此时大于额定电压,由P=U2/R知道,灯泡实际功率大于额定功率,所以相对于灯泡正常发光此时灯泡会亮些。
【点睛】本题考查的是测定小灯泡的电功率,考查了故障分析、欧姆定律的应用、额定功率的计算和决定灯的亮度的因素等。
3.(1) 温度变化量 煤油
(2) 串联 B烧瓶中煤油温度变化量较大
【详解】(1)[1]电阻丝产生热流道多少无法直接观察到,是通过比较烧瓶内温度的变化来判断相同时间内不同电流产生的热量多少。
[2]根据Q=cmΔt可知,在Q、m相同时,c越小,Δt越大,越容易观察,所以为了实验效果更加明显,实验应采用比热容较小的煤油。
(2)[1]若要探究电热器产生热量与电阻的关系,应保持电流和通电时间相等,电阻不同,所以应该将RA和RB串联接入电路,以保证电流和通电时间相等。
[2]实验中是通过观察温度计示数的高低来判断电流通过导体时产生热量的多少。如果实验中观察到B烧瓶中煤油温度变化量较大,则说明其他条件相同时,导体的电阻越大,电流的热效应就越显著。
4. 质量 电阻 相同 电流
【详解】[1][2]在探究电流产生的热量与哪些因素有关的实验中,我们通过电热来加热煤油,根据相同质量的煤油升高的温度来间接地显示电热的多少。故要求两个烧瓶中的煤油的质量是相同的。两个烧瓶串联,通过定值电阻的电流是相等的;而烧瓶中的定值电阻阻值不同,这是探究电热与电阻的关系。
[3][4]移动滑片,改变的是电路中的电流,这是探究电热与电流的关系。根据控制变量法的要求,要在其他因素(电阻、通电时间)相同的情况下进行归纳与比较,因此要观察电流变化前后同一烧瓶内温度计示数的变化来进行推理。
5. 小灯泡L断路 10 见解析
【详解】(1)[1]在测量电功率实验中,灯泡与变阻器串联,电压表测量灯泡两端电压,滑片向左移动时灯泡变亮,说明接入电阻变小,电流变大,将图甲中的实物连接完整后如图所示:
。
(2)[2]闭合开关,小科同学发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转,电路是通路,但电流过小,则原因可能是小灯泡L断路,造成电压表串联在电路中。
(3)[3]根据I-U图像可知,灯泡正常发光即两端电压达到额定值2.5V时,电路中的电流为0.25A,则电阻为
(4)[4]小科用几组不同的电压和电流算出电功率,然后取它们的平均值作为小灯泡的额定功率,由于每一个功率值和它的电压值相对应,只有在额定电压时的功率为额定功率,求平均值没有意义,所以这种方法不正确。
(5)[5]利用现有的器材测量小灯泡的额定功率,灯泡与定值电阻、变阻器串联,电压表先与灯泡并联,调节变阻器滑片使灯泡达到额定电压时,电压表再与定值电阻并联,根据可计算出电路中的电流,最后计算出灯泡的额定功率,设计电路图如下所示:
。
6. ② B 0.75
【详解】(1)[1]该电路中,电流表、滑动变阻器和小灯泡串联接入电路,电压表并联在小灯泡两端,用以测量灯泡两端的电压,故电路图如下所示:
(2)[2]电流表无示数,说明电路中可能存在断路现象;电压表有示数为3V,说明小灯泡以外的电路处于通路状态,则故障可能是小灯泡发生了断路现象,故选②。
(3)[3]图乙中电流表使用的是小量程,分度值为0.02A,示数为0.14A,小灯泡的额定电流为0.3A,故应将滑片向B端移,减小电阻,从而增大电路中的电流,直到电流表示数为0.3A。
[4]小灯泡正常发光时,电压表示数为2.5V,则小灯泡的额定功率为
(4)[5]该电路中灯泡和定值电阻并联,则通过定值电阻的电流为
定值电阻两端的电压为
小灯泡两端的电压与定值电阻两端的电压相等,则小灯泡的额定功率为
7. 定值电阻断路 10Ω 2A 大 A端 2.5 2︰1
【详解】(1)[1]由乙图可知,左表为电压表,示数满偏,说明电压表与电源连通;右边为电流表示为0,说明电路断路或总电阻很大,由此可知,与电压表并联的定值电阻断路了。
(2)[2]当用15Ω的电阻继续实验时,即使将“10Ω 2A”的变阻器变阻器的全部电阻10Ω连入电路,由欧姆定律,此时电路中的电流
电压表的最小示数
U小=IR=0.18A×15Ω=2.7V>2.5V
所以,他发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,都无法使电压表的示数达到实验要求的值,则小明选用的滑动变阻器的规格是“10Ω 2A”。
(4)[3][4][5]在探究导体的电流跟电阻的关系时,需要保持电阻两端的电压不变,由图丙可知,电阻两端电压为
U=I1R1=0.5A×5Ω=2.5V
当小明用10Ω的电阻替换5Ω的电阻时,根据串联分压可知,电压表的示数变大,为保持电阻两端的电压不变,应增加变阻器分得的电压,根据分压原理可知,应增大变阻器连入电路中的电阻,他应该将滑动变阻器的滑片向A端移动,使电压表示数为2.5V。
[6]由于定值电阻两端电压保持2.5V不变,所以滑动变阻器两端电压为
U滑=U-UR=4.5V-2.5V=2V
由图丙可知,当定值电阻接入5Ω的电阻时,电流为0.5A;当定值电阻接入10Ω的电阻时,电流为0.25A;因此根据P=UI可知两次实验滑动变阻器消耗的电功率之比
8. 发光 有 D
【详解】(2)[1][2]由图知道,当开关闭合时,这是一个正常连接的电路,灯泡与保险丝串联,所以灯泡发光,电流表有示数。
(3)[3]断开开关,在B、D间接一根粗铜丝,此时灯泡被短路,电流通过保险丝后,直接经电流表回到电源负极,所以当闭合开关的瞬间,将会观察到电流表的指针迅速摆动较大的幅度,保险丝也随即熔断,灯泡不发光,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
9. 高度差 乙 电阻
【详解】(1)[1]在这个实验中是通过观察U形管中液面的高度差来显示甲、乙容器内空气温度的变化,这是转换法的应用。
[2]通过对比观察,发现与乙容器相连的U形管中液面的高度差较大,故乙容器中的电阻产生的热量多。
(2)[3]甲、乙两容器内电阻丝串联,在电流相同、通电时间相同的情况下,电阻越大,电流产生的热量越多。
10. 电阻 气体 大
【详解】(1)[1]由图可知,左、右两个容器内电阻丝是串联的,因此通过的电流大小相等,又由于左、右电阻大小不同,通电一段时间后。右容器中“U”形管中液面高度差较大一些,由此可以得出:电流通过导体产生的热量与电阻大小有关。
[2]容器是密闭的,电流产生的热量会使容器内气体受热温度升高体积膨胀,从而使内部气压增大,通过“U”形管两侧液体高度差反映内部气体压强,因此本实验是根据气体的热胀冷缩。
(2)[3]家庭电路中,导线相互连接处因接触不良,该处的电阻较大,串联在电路中,通过导体的电流相等、通电时间相等,根据,连接处产生的热量较多,往往比别处更容易发热,加速导线老化,甚至引起火灾。
11. B 电流表 2.4 1.2 I1 I12R0
【详解】(1)[1]他连接了如图甲所示的电路,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡不亮,电流表的示数始终为零,说明电路断路,电压表的示数接近3V保持不变,说明电压表与电源连通,表明电压表测量的灯泡断路,为了排除故障,需要拧紧小灯泡和它两端的接线柱。
故选B。
(2)[2]因为灯泡的额定电流为0.5A,所以电流表应选择小量程,故电流表的量程选择不合理。
(3)[3][4]排除故障后,正确连接电路,使小灯泡正常发光,电压表选用的小量程,分度值为0.1V,则示数为2.4V,此时小灯泡的额定功率为
(4)①[5]已知小灯泡的额定电流,分析丙图可知,闭合开关S1,开关S2连接b,移动滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为I1,小灯泡正常发光。
③[6]保持滑动变阻器的滑片位置不变,开关S2连接a,调节电阻箱的阻值,使电流表示数为I1,读出电阻箱的示数为R0;此时电阻箱等效替代了灯泡,则电阻箱的阻值就是灯泡正常发光时的电阻值,则小灯泡的额定功率表达式为
12. 转换法 煤油 煤油的比热容小 越多 B 串联
【详解】(1)[1]产生热量的多少很难直接观察,采用等质量的同种物质,加热后,根据可知,温度变化越大,表明吸收的热量越多,通过比较温度的变化间接比较吸热多少,使用的是转换法。
[2][3]由于煤油的比热容小于水的比热容,在质量相同的情况下,吸收相同的热量,煤油的升高的温度要比水升高的多,现象更明显,故实验中选择煤油是因为煤油的比热容小。
[4]根据表格数据可知,在电阻和通电时间相同时,第二次实验的电流比第一实验的电流大,第二次实验中温度变化大,表明第二次实验中液体吸收的热量多,由此得出:同一导体,在通电时间相等时,电流越大,其产生的热量越多。
(2)[5][6]要探究电热器产生热量与电阻的关系,根据控制变量法,应保持电流和通电时间相等,电阻不同,由串并联电路电流的规律,则应选择B烧瓶与图中烧瓶串联。
13. ③⑦ 断路 P=UI 0.75 I额 (I-I额)R0·I额
【详解】(1)[1]滑动变阻器应“一上一下”接入电路,灯泡与滑动变阻器串联,要求向右移动滑片时灯泡变亮,说明电路中的电流变大,滑动变阻器的阻值变小,应该接入右下接线柱;
(2)[2][3]由甲图知,电源由两节干电池组成,即电源电压为 3V;由图乙知,电流表示数为0,灯泡不亮,电路有断路发生,电压表示数为3V,等于电源电压,说明电压表到电源间是通路,所以故障是③⑦间出现断路了;
(3)[4]本实验通过伏安法测小灯泡的电功率,原理为;
[5]灯泡正常发光时的电压等于额定电压 2.5V,由图像可知此时通过灯泡的电流为0.3A, 所以灯泡的额定功率:
;
(4) ①[6]只闭合 S、S2,移动滑片 P,使小灯泡达到额定电流 I额;
③[7]保持滑片 P 不变,断开 S2, 闭合 S1,读出电流表读数为总电流 I;根据 可得,小灯泡额定功率
。
14. 右 1 电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 1.125 BD
【详解】(1)①[1]根据测量电功率的实验原理P=UI可知,需要用电压表测灯泡两端的电压,则电压表应与灯泡并联,如图所示:
②闭合开关前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片需移到阻值最大处,即最右端。
[3]由题意可知,灯泡L1的额定电压为2.5V,由乙图可知,当灯泡两端的电压为2.5V时,流过灯泡的电流为0.4A,则灯泡L1的额定功率为
P1=U1I=2.5V×0.4A=1W
(2)[4]由表中数据可知,电压与电流的比值为一定值,即得出结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(3)[5]由题意可知,灯泡L2的额定电压为3V,为了测灯泡L2的额定功率,应断开S2,闭合S、S1,此时灯泡和滑动变阻器串联接入电路,移动滑片P,使电压表的示数为3V,让灯泡L2正常发光,当断开S1,闭合S、S2,R0与滑动变阻器串联,电压表测R0两端的电压U0=2.5V,保持滑片P位置不变,则此时电路中的电流为
滑动变阻器接入电路中的阻值为
断开S2,闭合S、S1,L2与滑动变阻器串联,此时滑动变阻器两端的电压为
UP=U﹣U2=4.5V﹣3V=1.5V
串联电路各处电流相等,通过灯泡的电流为
故灯泡L2的额定功率为
P2=U2I2=3V×0.375A=1.125W
(4)[6]A.开关S1闭合,S2断开时,R0和Rx串联,电流表可以测出通过Rx的电流Ix;S2闭合时为Rx的简单电路,不能直接或间接测量出Rx的电压,所以不能求出Rx的电阻,故A不符合题意;
B.开关S1闭合,S2接1时,电路为R0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S2接2时,电路为未知电阻Rx的简单电路,电流表测通过Rx的电流Ix,根据求出电阻,故B符合题意;
C.开关S1和S2都闭合时,R0被短路,电压表测量电源电压U;只闭合S1时,R0和Rx串联,电压表仍测电源的电压,无法测出Rx两端的电压,所以不能求出Rx的电阻,故C不符合题意;
D.开关S1和S2都闭合时,R0被短路,电压表测量电源电压U;只闭合S1时,R0和Rx串联,电压表直接测量Rx两端的电压Ux,根据串联电路总电压等于各部分电压之和求出定值电阻两端的电压
U0=U﹣Ux
根据求出通过定值电阻的电流,串联电路电流处处相等,通过Rx电流等于通过定值电阻电流,即Ix=I0,根据求出电阻,故D符合题意。
故选BD。
15. 电阻 转换
【详解】[1] 由图可知,两阻值不同的电阻丝串联,由串联电路电流处处相等可知,当通过电阻丝的电流与通电时间相等,此装置可以探究电流产生的热量与电阻的关系。
[2] 热量不容易直接测量。实验中通过U形管液面高度差的变化来反映产生热量的多少,采用的是转换法。
答案第1页,共2页
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