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实验题(10)电功率——2025年中考物理一轮复习题型
一、实验题
1.小华做“测量小灯泡电功率”实验,实验室有如下器材:电源(电压恒为6V),小灯泡(额定电压为2.5V,灯丝电阻约为10Ω),规格分别为R1“10Ω 1A”和R2“50Ω 0.5A”的滑动变阻器各一个、导线若干。
(1)小华设计了图甲所示的电路,她应选用规格为 的滑动变阻器(选填“R1”或“R2”);
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器滑片在不同位置,小灯泡U﹣I图像如图乙所示,小灯泡的额定功率为 W;
(3)由图乙发现灯泡电阻是变化的,影响其变化的主要原因是 ;
(4)同组的小敏在测该小灯泡的额定功率时,选用了如图丙所示的器材,其中电源电压恒为U,的阻值已知。
①闭合开关S和 ,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为 ;
②闭合开关S和 , ,记录电流表的示数为I;
③小灯泡额定功率表达式为:P额= 。(用已知量符号表示)
2.同学们在测定“小灯泡电功率”的实验,电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。
(1)请你用笔画线代替导线,将甲图中的实物电路连接完整 ;
(2)小滨同学闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表示数如图乙所示,若他想测量小灯泡的额定功率,应将甲图中滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动;
(3)小滨同学继续移动滑片P,记下多组小灯泡在不同电压下的电流,并绘制成图丙所示的I−U图像,根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W;
(4)小滨同学发现通过小灯泡的电流与两端电压不成正比,这是因为 。
3.王强同学观察到现在的手电筒大都由原来的一个小灯泡换成了多颗发光二极管,他通过使用发现这种手电筒非常明亮而且还非常省电.他很好奇,于是就到电子器材商店买了两颗这种发光二极管准备用实验测出它的额定功率.从包装盒上,他了解到这种发光二极管的额定电压是3V,正常发光时电阻约为80Ω左右.当他选好器材(电源是电压为6V的蓄电池,滑动变阻器上标有“20Ω、1A”字样)并将实验电路连成如图甲所示的情况后:
(1)请你用笔画线当导线,替他把电路连接完整(要求选择合适的量程,导线不交叉)
( )
(2)实验前,老师建议王强同学先使用电压表的大量程.王强将电路连好并检查无误后,再将滑动变阻器调到阻值最大的位置,即图中的 端,这时,他闭合开关后发现发光二极管非常明亮且还冒烟,接着就被烧坏了.产生这种现象的原因是 .
(3)当王强找到原因换上合适的器材后,按照正确的操作规则将电压表的示数调到 V,这时他观察到电流表示数如图乙所示.则这时通过发光二极管的电流是 A,发光二极管的额定功率是 W.
(4)在这个实验中,滑动变阻器所起的作用是:① ;② .
4.为了探究“小灯泡亮度与实际功率”的关系,某校物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验电路,实验器材有标有“3.8V”字样的小灯泡L,电压为4.5V的电源,标有“10Ω 1A”的滑动变阻器R,电流表与电压表,开关及导线若干。
(1)闭合开关后,小华调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为3.8V,小灯泡L正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡L的额定功率为 W;
(2)接下来,小华想测量小灯泡L在3V电压下的电功率,他应将滑片向 移动到适当位置;
(3)小华还想测量小灯泡L在2V电压下的电功率,闭合开关后,电流表、电压表均有明显示数,但他发现无论怎样移动滑片,都不能使小灯泡L的电压达到2V,原因可能是 。
5.用如图所示的实验装置探究“电流通过导体产生的热量与什么因素有关”。(实验前U形管内液面是相平的)
(1)其中A、B、C、D四个相同的容器密闭着质量相等的空气,实验中是通过观察 比较电流通过电阻丝产生热量的多少的;
(2)通过观察对比图甲A、B两容器中导体产生的热量多少可得出结论为: ;
(3)图乙中D容器外并联一个5Ω的电阻的作用是 ,通过观察对比图乙C、D两容器中导体产生的热量多少可得出结论为: 。
6.小亮用标有“20Ω 1A”的滑动变阻器RA连接了如图所示电路,测额定电流为0.5A的小灯泡的额定功率.
(1)闭合S、S2,断开S1,当滑动变阻器RB的滑片在最左端,滑动变阻器RA的滑片在最右端时,电流表的示数为0.6A.
(2) (填开关状态),移动滑动变阻器RA的滑片使电流表的示数为0.5A,小灯泡正常发光
(3)断开S1,闭合S、S2,保持滑动变阻器RA的滑片位置不动,调节滑动变阻器RB的滑片,使电流表的示数为0.5A.
(4)保持其中一个滑动变阻器滑片位置不动,将另一个滑动变阻器的滑片调到最左端,此时电流表的示数为1A.
(5)小灯泡的额定功率P额= W.
7.小东计划用电源电压为6V的学生电源,测量某小灯泡的额定电功率,他观察到小灯泡标注的额定电压为2.5V,咨询老师得知小灯泡电阻约为10Ω。他找来了A、B两个不同规格的滑动变阻器,铭牌分别标有“10Ω 1A”和“50Ω 2A”字样。
(1)本实验中小东应该选择 (选填“A”或“B”)滑动变阻器;
(2)请按照要求完成图甲所示的实验电路,要求:滑片向左滑动时,小灯泡发光变亮;( )
(3)闭合开关后,发现电流表有示数,电压表无示数,则故障可能是 ;
(4)排除故障后,在接下来的实验过程中,小东观察电压表和电流表示数描绘出了如图乙所示图像,则小灯泡的额定功率为 W;描绘出来的I-U图像是一条曲线,原因是小灯泡的电阻随温度的升高而 ;
(5)测量“小灯泡的额定功率”小亮在只有一只电压表的情况下,连接如图丙所示电路,测出了额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率(已知电阻R1的阻值为20Ω,电源电压为4.5V)请你将实验步骤补充完整。
①闭合开关S,将开关S1接 (选填“a”或“b”),调节R2的滑片,使电压表的示数为 V时,小灯泡正常发光;
②保持R2的滑片位置不动,闭合开关S,将开关S1接a,此时电压表的示数为3V;
③小灯泡L的额定功率P额= W。
8.某物理小组利用如图所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的实物图连接完整,要求滑动变阻器滑片向右移动时小灯泡变暗;
(2)电路正确连接后,闭合开关,移动滑片(未达到最小电阻值),发现灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,则故障可能是 ;
(3)当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 ;
(4)利用已知额定电流为I额的小灯泡和如图丙所示的电路也可以完成测量小灯泡额定功率的实验,实验步骤如下:
①闭合S、S2,移动滑动变阻器滑片,使电流表示数为I额;
②断开S2,闭合S、S1,滑动变阻器滑片位置不变,读出电流表的示数为I1;
③小灯泡的额定功率: (用I额、I1、R0表示)。
9.某同学“测量额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的额定电功率P额”。现有如下器材:电源(电压未知但符合实验要求)、三个开关、一个已调零的电压表、一个已知阻值为R0的定值电阻、一个小灯泡、一个符合实验要求的滑动变阻器和若干条导线。经过思考,该同学设计了所需的实验电路(其中部分连线如图所示),完成了实验任务。
请你再添加一根导线,完成电路连接。
( )
(2)请你补充主要实验步骤:
①闭合开关S1和S3,断开S2,调节滑动变阻器滑片P位置使电压表示数U1= V;
② ,保持滑动变阻器滑片P位置不动,记录电压表示数为U2;
③用R0、U1和U2表示小灯泡正常发光时的电功率。P额= 。
10.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 。
11.在探究小灯泡电功率的实验中:
(1)请你将图甲中器材连接完整 ;
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至最 端;(填“左”或“右”)
(3)图乙中电流表的示数是 A,此时灯泡正常发光,电压表示数为2.5V,小灯泡的电功率是 W.
12.小明同学利用电流表和电阻箱测量小灯泡的功率,设计并接了如图甲所示的实物电路。
(1)为了保护电路,闭合开关S1前,应将滑片 P 移到动变阻器的 (“A”或“B”)端。
(2)闭合开关S1,将单刀双掷开关S2扳向“1”,调节滑动变阻器调节电阻箱的阻值使电流表的示数为,如图乙所示, = ;
(3)将开关S2扳向“2”,保持滑动变阻器的阻值不变,调节滑动变阻箱的阻值,使电流表的示数仍为,此时;则小灯泡的实际功率= W;
(4)另一个同学小华,利用如图丙所示电路测量某灯泡的电功率,电源电压 8V 且保持不变,标有“8V 8W”小灯泡与滑动变阻器串联,当滑片 P 由 A 端滑到 B 端过程中,根据两电压表与电流表示数绘制出的 U﹣I 图象,两图象交于 Q 点,如图丁所示,下列说法正确的是
A.Q 点处滑动变阻器两端电压 U>4V B.Q 点处流过小灯泡的电流<0.5A
C.Q 点处整个电路总功率 P<4W D.Q 点处小灯泡实际功率 P灯>2W
13.为测量规格“6.3V 0.15A”小灯泡的额定功率,提供的实验器材有:蓄电池(输出电压约10V)、滑动变阻器(有“10Ω 2A”、“50Ω 1.5A”两种规格)、电流表、电压表各一只。
(1)如图1是小张测量时所连接的部分实物连线图,请你根据电路图补全实物连线图 。
(2)实验中,小徐同学选择了规格为“ ”的滑动变阻器。
(3)闭合开关后,发现电流表和电压表的示数都较小,灯泡不发光,其原因可能是 。
A.灯泡短路 B.灯泡断路
C.滑动变阻器断路 D.滑动变阻器接入的电阻太大
(4)在某次测量中,电流表、电压表读数如图2所示,则小灯泡实际功率是 ,此时应如何改变滑动变阻器的阻值才能测量小灯泡的额定功率 ?
(5)实验时小明发现自己无法准确判断电压表指针是否指向6.3V.于是他做了3次实验,每次实验都认为电压表示数最接近6.3V.相关实验记录及数据处理见表:
实验序号
电流表示数/A
测得灯泡的额定功率/W
测得灯泡额定功率的平均值/W
1
0.16
1.008
P额==0.945
2
0.15
0.945
3
0.14
0.882
你认为小明这样处理数据的方法是否合理并说明理由: 。
14.在“测量小灯泡电功率”的实验中,已知电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时的电阻约为8Ω,实验器材如图甲所示。
(1)在图甲中,请你用笔画线代替导线将电路连接完整(导线不得交叉) ;
(2)在连接电路时开关应 ,滑动变阻器的滑片应放在 (选填A或B)端;
(3)小明连接好电路后,闭合开关,移动滑片P发现电流表示数变大时,灯变亮,而电压表示数在变小,其原因可能是 ;
(4)小明正确连接好电路后,某次实验中,电压表读数为l.8V,电流表示数为0.24A.要测量小灯泡的额定功率,应将滑片向 (选填A或B)端滑动,小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(5)小明认为利用该实验还可以测出灯泡的灯丝电阻,于是他根据以上测得的两组电压和电流计算出灯丝电阻后发现两次测量的灯丝电阻相差较大,其原因是 。
15.在“测量小灯泡的额定功率”实验中,小灯泡标有“2.5V”字样。
(1)请用笔画线代替导线将图甲的实物电路连接完整 ;
(2)闭合开关,移动滑片P使电压表示数为2.5V,小灯泡正常发光。由电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 W;
(3)完成测量后,小明又找来阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、40Ω的定值电阻各一个替换小灯泡,并选取电源电压恒为6V的学生电源代替干电池,探究电流与电阻的关系。当电阻为5Ω时,电流表的示数为0.5A。换用10Ω的电阻后,闭合开关,应移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为 V,读出电流表的示数。为了完成实验,滑动变阻器的最大阻值不能小于 Ω。
试卷第1页,共3页
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《实验题(10)电功率——2025年中考物理一轮复习题型》参考答案
1.(1)R2
(2)0.625
(3)灯丝电阻随温度升高而增大
(4) S2 S1 保持滑片位置不动
【详解】(1)电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,由乙图可知灯泡正常发光时电流为0.25A,则此时变阻器阻值为
所以应选用规格为R2的滑动变阻器。
(2)小灯泡的额定功率为
(3)灯丝电阻随温度升高而增大,所以是变化的。
(4)[1][2][3][4][5]①闭合开关S和S2,和灯泡并联后与变阻器串联,电流表测电流,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为,则灯泡正常发光;
②闭合开关S和S1,连接方式不变,电流表改测和灯泡的总电流,保持滑片位置不动,记录电流表的示数为I;
③则灯泡的额定电流为
所以小灯泡额定功率为
2. B 0.5 灯丝的电阻随温度的变化而变化
【详解】(1)[1]灯泡正常发光时,电流约为
因电流表测小灯泡的电流,则电流表的量程应选0~0.6A.把灯泡与电流表串联接入电路,实物连接如图所示:
(2)[2]由图乙所示电压表可知,其量程为0~3V,分度值为0.1V,所示为2.2V,灯泡两端电压小于额定电压2.5V,要测灯泡额定功率,应增大灯泡的电压,减小变阻器两端的电压,由分压原理可知,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,即滑片向B端移动,直到电压表示数为2.5V。
(3)[3]由图丙所示图象可知,灯泡额定电压对应的电流为0.2A,灯泡额定功率
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W
(4)[4]因为灯丝的电阻与灯丝温度有关,灯丝温度变化时,灯丝的电阻随着发生变化,所以通过小灯泡的电流与小灯泡两端的电压不成正比。
3. A 滑动变阻器的最大阻值太小,使发光二极管两端电压过高 3 0.04 0.12 保护电路 调节发光二极管两端电压
【分析】(1)根据发光二极管的额定电压确定电压表的量程,且与二极管并联;根据欧姆定律求出额定电流的大约值确定电流表的量程,且与二极管串联.(2)由电路图可知滑动变阻器接入电路最大阻值的位置,根据发光二极管被烧坏了说明电路中的电流过大.(3)额定电压下发光二极管正常工作,根据电流表的量程和分度值读出电流表的示数,根据P=UI求出光二极管的额定功率.(4)滑动变阻器的一个作用是保护电路,另一作用是调节滑动变阻器滑片位置,改变电路总电阻,电路电流改变,从而改变二极管两端的电压.
【详解】(1)发光二极管的额定电压为3V,所以电压表的量程为0∼3V,且与发光二极管并联;发光二极管的额定电流约为I===0.0375A,故电流表的量程为0∼0.6A,且与发光二极管串联,如下图所示:
(2)由图可知,滑动变阻器滑片位于A端时接入电路的电阻最大;发光二极管被烧坏了说明电路中的电流过大,即滑动变阻器的最大阻值太小造成的.
(3)按照正确的操作规则将电压表的示数调到3V;电流表的量程为0∼0.6A,分度值为0.02A,所以电流表的示数为0.04A,发光二极管的额定功率P=UI=3V×0.04A=0.12W.
(4)滑动变阻器的作用是:①保护电路;②调节发光二极管两端电压.
4. 1.14 左 滑动变阻器的最大阻值太小
【详解】(1)[1]由图甲可知,电流表所选量程为0~0.6A,由图乙可知,0.2A之间有10个小格,1小格代表0.02A,分度值为0.02A,此时电流表示数为0.3A,灯正常发光,其额定功率
(2)[2]小灯泡与滑动变阻器串联时,由公式可知,将滑片向左调节至适当位置,使电路中的电流减小,灯两端的实际电压减小到3V。
(3)[3] 小灯泡与滑动变阻器串联时,由公式可知,滑动变阻器的接入电路的阻值越大,电路中的电流越小,灯两端的实际电压越小,滑动变阻器两端的电压越大。若滑动变阻器的最大阻值太小,电路中的电流较大,则灯两端的电压不会减少到2V。
5. U形管液面高度差 电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多 使通过C、D中电阻丝的电流不同 电阻和通电时间相同时,电流越大,产生的热量越多
【详解】(1)[1]实验中电流通过电阻产生热量,容器内的空气受热膨胀,从而引起U形管两侧的液面高度发生变化,因此实验中是通过观察U形管液面的高度差来比较电流通过电阻丝产生热量的多少的。
(2)[2]由图甲知,B液柱的液面较高,可知B容器中的电阻产生的热量多。两个容器中阻值不同的电阻丝串联连接,则通过的电流相同,而甲中电阻丝的阻值比乙中的小。由此可知: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。
(3)[3]图乙中烧瓶内的电阻值都是5Ω,阻值相等,通电时间相等,而D容器中的电阻丝与另一个同为5Ω的电阻丝并联后,再与C容器中的电阻丝串联,那么通过两个容器中的电阻丝的电流不同,运用控制变量法,探究电流产生热量跟电流的关系。
[4]图乙中,通过C中电阻丝的电流较大,液面高度差较大,因此C容器中电阻丝产生的热量较多,故可得出结论:电阻和通电时间相同时,电流越大,产生的热量越多。
6. 断开S2,闭合S、S1 3W
【详解】(1)由电路图知道,当闭合S、S2,断开S1,当滑动变阻器RB的滑片在最左端,滑动变阻器RA的滑片在最右端时,为RA的简单电路,又因为电流表的示数为0.6A,所以由欧姆定律知道,电源电源是:U=0.6A×20Ω=12V;
(2)由于小灯泡的额定电流是0.5A ,且移动滑动变阻器RA的滑片使电流表的示数也为0.5A,说明灯泡与滑动变阻器串联,所以,此时应是闭合S、S1,断开S2;设此时滑动变阻器接入电路的电阻值是RA′,灯泡的电阻是RL,由欧姆定律知道, ;
(3)当断开S1,闭合S、S2,灯泡短路,当保持滑动变阻器RA的滑片位置不动,调节滑动变阻器RB的滑片,使电流表的示数为0.5A时,说明调节滑动变阻器RB接入电路的电阻是RB′,且,
(4)无论将哪一个滑动变阻器的滑片调到最左端,则其接入电路的电阻都是0,又因为此时电流表的示数为1A,所以,此时接入电路的电阻的阻值是12Ω,即说明;
(5)由 知道,小灯泡的额定功率是:.
7. B 小灯泡短路 0.6 增大 b 2.5 0.5
【详解】(1)[1]根据可知,小灯泡正常工作时通过电路的电流
根据串联电路的特点可知,此时滑动变阻器需要接入电路的阻值
故选B滑动变阻器。
(2)[2]滑动变阻器选择“一上一下”两个接线柱,滑片向左滑动时,小灯泡发光变亮,故此时电路中的电流变大,根据欧姆定律可知此时电路总电阻变小,故滑动变阻器接入电路的阻值变小,应将滑动变阻器的左下a端接线柱与开关串联。如图所示
(3)[3]闭合开关后,发现电流表有示数,说明电路接通,电压表无示数,说明与电压表并联的元件短路,则故障可能是小灯泡短路。
(4)[4]小灯泡标注的额定电压为2.5V,从图乙可知小灯泡的额定电流为0.24A,根据功率的计
算公式可得,小灯泡的额定功率
[5]灯丝的电阻与温度有关,描绘出来的I-U图像是一条曲线,因为小灯泡的电阻随温度的升高而增大。
(5)[6][7][8]当小灯泡两端的电压为额定电压时,流过小灯泡的电流与额定电压的乘积为额定功率,闭合开关S,将开关S1接b,R1短路,电压表测小灯泡两端的电压,调节变阻器的滑片使电压表的示数为2.5V时,小灯泡正常发光,保持R2的滑片不动,闭合开关S,将开关S1接a,此时电压表的示数为3V,L短路,电压表测定值电阻的电压,由欧姆定律可得
由串联电路的规律,滑动变阻器连入电路的电阻
开关S1接b,由串联电路的规律和欧姆定律可求出灯的额定电流
灯的额定功率
8. 小灯泡短路(或电压表短路) 0.55W P额=I额(I1﹣I额)R0
【详解】(1)[1]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;由图乙可知,电流表选用小量程串联在电路中;滑动变阻器滑片向右移动时小灯泡变暗,说明电路中电流变小,滑动变阻器阻值变大,故滑动变阻器选用左下接线柱与电流表串联在电路中,如图所示
(2)[2]灯泡不亮,电流表有示数,说明电路是通路;电压表无示数,说明电压表并联的电路短路或电压表短路,即故障可能是小灯泡短路(或电压表短路)。
(3)[3]当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.22A,则小灯泡的额定功率为
(4)实验步骤:①闭合S、S2,移动滑动变阻器滑片,使电流表示数为I额;
②断开S2,闭合S、S1,滑动变阻器滑片位置不变,读出电流表的示数为I1;
③在步骤①中,灯泡与电流表串联后再与定值电阻R0并联,移动滑动变阻器滑片,使电流表示数为I额,此时灯正常发光;在步骤②中,保持滑片位置不变,通过开关的转换,使电流表测灯与R0并联的总电流,因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,根据并联电路电流的规律,通过定值电阻的电流为
此时定值电阻两端电压为
根据并联电路电压规律,灯泡的额定电压为
则小灯泡的额定功率为
9. 2.5 详见解析
【详解】(1)[1]电阻R0与灯泡串联,开关S3与电阻R0连接,如下图所示:
(2)①[2]闭合开关S1和S3,断开S2,调节滑动变阻器滑片P位置使电压表示数为2.5V;
②[3]断开开关S3,再闭合开关S2,保持滑动变阻器滑片P位置不动,记录电压表示数为U2;
③[4]串联电路中总电压等于各分电压之和,R0两端的电压:
U0=U2-U1,
通过R0的电流
I0=,
串联电路中各处的电流相等,通过灯泡的电流
IL= I0=,
小灯泡的额定功率
P额=U1 IL=。
10. 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。
11. 见解析所示 左 0.3 0.75
【详解】解答:
(1)将电流表的负接线柱灯泡的右接线柱相连;将开关的右接线柱与滑动变阻器的C接线柱相连;如图所示:
(2)滑动变阻器接入右半段,滑片处于最左端,滑动变阻器连入电路的电阻最大.
(3)电流表使用的0∼0.6A量程,每一个大格代表0.2A,每一个小格代表0.02A,电流为0.3A.
灯泡的额定功率:P=UI=2.5V×0.3A=0.75W.
12. B 0.2 0.2 D
【详解】(1)[1]为了保护电路,闭合开关S1前,应将滑片P移到动变阻器的阻值最大处的B端;
(2)2[]闭合开关S1,将单刀双掷开关S2扳向“1”,调节滑动变阻器调节电阻箱的阻值使电流表的示数为I1,如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,I1=0.2A;
(3)[3]将开关S2扳向“2”,保持滑动变阻器的阻值不变,调节滑动变阻箱的阻值,使电流表的示数仍为I1,此时;则小灯泡的电阻为,小灯泡的实际功率:
;
(4)[4]由丙可知,该电路是灯泡与电阻器串联,电压表V1测灯泡L电压,电压表V2测变阻器R的电压,二者电流相等,电流表测电流I;对甲电路进行动态分析可得,当滑片往A移动,滑动变阻器R电阻变小,电路电流变大,电压表V1示数变大,电压表V2示数变小;
A.从图中可以获得信息,Q点为二者的交点,Q点表示二者此刻的电流、电压都相等即:IR=IL,UR=UL;灯泡与变阻器串联,所以二者电压等于电源电压,即:
UL+UR=8V;
所以UR=UL=4V,故A错误;
B.设灯泡正常发光时的灯丝电阻为RL1,灯泡两端电压为4V的时候,灯丝电阻为RL2,
;
灯泡L的电阻在变化,,随着电压增大,灯丝的温度变高,电阻变大。电压减少时,灯丝温度较低,电阻较小。即:,则:,Q点为二者的交点,Q点表示二者此刻的电流、电压都相等。所以Q点时电流:
;
故B错误;
C.由于,所以此时电路总功率:
;
故C错误;
D.灯泡的实际功率:
;
故D正确。
13. 50Ω 1.5A D 0.2W 减小滑动变阻器接入电路的阻值,直到电压表示数等于灯泡额定电压为止 合理,电压表无法准确显示6.3V的刻度,所以可通过小明的方法求平均值
【详解】(1)[1]由图2知,电流表选用小量程与灯串联,电压表选用大量程与灯并联,滑动变阻器的连接方式是一上一下,根据电路图连接实物图,如下所示:
(2)[2]灯泡正常发光时,电路电流等于灯泡额定电流0.15A,滑动变阻器两端电压
U滑=U-UL=10V-6.3V=3.7V
此时滑动变阻器接入电路的阻值
故应选择“50Ω 1.5A”的滑动变阻器;
(3)[3]A.灯泡短路时,电路中电阻变小,电流变大,即电流表示数变大,电压表示数减小,故A不符合题意;
B.灯泡L断路时,电路中无电流,即电流表示数为零,电压表示数变大,故B不符合题意;
C.变阻器断路,电路中无电流,并且电压表无法与电源两极相连,即电流表示数为零,电压表示数为零;故C不符合题意;
D.变阻器接入电路的阻值过大时,电路中电流很小,并且灯泡两端分得的电压也很小,即电流表和电压表示数都较小,则灯泡的实际功率很小,因此不发光,故D符合题意。
故选D。
(4)[4][5]由图示电流表可知,其量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.08A,电压表量程为0~15V,分度值为0.5V,示数为2.5V,其实际功率
P'=U'I'=2.5V×0.08A=0.2W
电压表示数小于灯泡额定电压6.3V,要测灯泡额定功率,应减小滑动变阻器分压,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,直到电压表示数等于灯泡额定电压为止。
(5)[6]要正确测量小灯泡的额定功率,可使灯泡两端的电压为额定电压,分别测出三组电流值,计算出电功率求平均值;因为电压表无法准确显示6.3V的刻度,所以可通过小明的方法求平均值,这样比较合理。
14. 断开 B 电压表测滑动变阻器两端电压 A 0.75 见解析
【详解】(1)[1]灯泡正常发光时的电流约为
电流表选择0~0.6A量程,滑动变阻器采用一上一下的接线方式与电流表、灯泡串联接入电路。电路图如图所示:
(2)[2][3]在连接电路时,为保护电路,开关应断开;由电路图可知,滑片应放在B端,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大。
(3)[4]滑动变阻器、灯泡、电流表串联接入电路,当闭合开关,移动滑片P发现电流表示数变大时,说明滑动变阻器接入电路的阻值减少,电路电流变大,所以灯变亮,而电压表示数在变小,其原因可能是电压表与变阻器并联。
(4)[5][6]电压表读数为1.8V,要测量小灯泡的额定功率,应增大灯泡两端的电压,减小滑动变阻器两端的电压,由分压原理可知,应减小滑动变阻器接入电路中的阻值,故应将滑片向A移动,直至灯泡电压等于额定电压;由图乙所示电流表可知,其量程为0~0.6A,分度值是0.02A,所示为0.3A,灯泡额定功率
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
(5)[7]根据测得的两组电压和电流计算出灯丝电阻后发现两次测量的灯丝电阻相差较大,灯泡发光时伴随着发热,温度会发生变化,其原因是灯丝电阻与温度有关。
15. 0.6 2.5 56
【详解】(1)[1]因为小灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表选用0~3V的量程与小灯泡并联,滑动变阻器一上一下的串联在电路中,如下图所示:
(2)[2]由图甲可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.24A,小灯泡的额定功率
P=U额I额=2.5V×0.24A=0.6W
(3)[3][4]定值电阻两端的电压
UV=I'R1=0.5A×5Ω=2.5V
在探究电流与电阻的关系时需要控制定值电阻两端的电压不变,所以当用10Ω的电阻替换5Ω的电阻后,闭合开关,应移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5V,读出电流表的示数;根据串联电路电压规律可知,滑动变阻器分得的电压
当定值电阻为40Ω时,根据分压原理可得
即
解得R滑=56Ω,即所选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于56Ω。
答案第1页,共2页
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