2025年中考物理专题特训实验探究题（二）电功率实验

2025年中考物理专题特训实验探究题（二）电功率实验 一、电功率的基础达标 1．在测量小灯泡电功率实验中，小圆同学选用的器材有：额定电压为1.5V的灯泡、电流表、电压表、开关、电源、滑动变阻器和若干导线等。 （1）用笔画代替导线，将图中的实物电路连接完整； (2)正确连接电路后，闭合开关，看不见灯亮，电压表示数和电流表示数如图所示，则灯不亮的原因是 ； (3)移动滑动变阻器滑片，将两电表对应的示数记录到下表中，据此可知灯泡的额定功率为 W； 实验序号    1    2    3 电压表示数/V   1.0   1.5   2.0 电流表示数/A   0.14   0.18   0.22 (4)为测量小灯泡的额定功率，小满利用2节新干电池和两个规格相同的“1.5V”小灯泡，连接如图所示的电路。 ①在虚线框内画出与图对应的电路图； ②他的做法可行吗？理由是 ； ③闭合开关后发现：不亮，很亮：过一会儿，也不亮。导致这个现象的原因是： 。 2．在“测量小灯泡电功率“的实验中，电源电压为3V，小灯泡额定电压为2.5V。 （1）小王同学连接电路时，开关应处于断开状态。小王已连接了部分电路，如图甲所示。要使滑片P向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大，你应将电流表的负极与滑动变阻器上的 （选填“A”、“B”、“D”或“P”）点相连； （2）小王连接好电路后，闭合开关，逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表指针几乎不偏转，此现象的原因可能是 （选填“开关”、“小灯泡”、“滑动变阻器”或“电流表”）出现故障； （3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，观察到两电表示数在变化，并做好数据记录。小王根据多组实验数据绘制的U﹣I图象如图乙所示，根据图象可得小灯泡的额定功率是 W，此时小灯泡的电阻是 Ω； （4）小王还发现图线在电流较小时是直线，随着电流增大，图线变成了一条曲线，如图乙所示。造成这变化的原因是小灯泡的 随温度变化而变化； （5）滑动变阻器的滑P移动一段距离，设小灯泡与滑动变阻器两端的电压变化量的绝对值分别为、，则 （选填“＞”、“＜”或“=”）。 3．“测小灯泡额定电功率”的实验中，提供的器材有：电压恒为4.5V的电源，额定电压为2.5V的待测小灯泡，电阻约为8Ω，电流表（0~0.6A， 0~3A），电压表（0~3V， 0~15V），开关和导线若干。另有标有“30Ω 2A”的滑动变阻器R1和标有“5Ω 1A”的滑动变阻器R2。 (1)小聪连接的实物电路如图甲所示，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片P，发现小灯泡不亮，经检查有一根导线连接错误，请你在电路中连接错误的导线上打“×”，并补画出正确的连线 ； (2)本实验选择的滑动变阻器是 （选填“R1”或“R2”）； (3)闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，当移动变阻器的滑片P移到某位置时，观察到电压表示数如图乙所示，想要测出小灯泡的额定功率，接下来的操作 ； (4)小聪设计数据记录表格并记录数据如下： 实验序号 1 2 3 4 5 电压U/V 0.5 1.3 2.1 2.5 2.9 电流I/A 0.16 0.22 0.26 0.30 发光情况 不发光 较暗 较亮 正常发光 强烈发光 ①小灯泡正常发光时，电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 W； ②第1次实验中，发现小灯泡不发光，原因可能是 ； ③分析表中数据，得出的结论是，小灯泡的 ，灯泡越亮； (5)测量完成后，整理仪器时发现滑动变阻器滑片右边比左边电阻丝热，原因是 ； (6)小聪在进行实验处理数据时，算出了小灯泡的平均功率，你认为这样处理数据是 （选题“合理”或“不合理”）的，理由 ； (7)小聪想用该电路继续测量额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率，但是发现电压表0~15V量程不能使用，在不改变原器材的情况下，请简要写出提作步骤 。 4．在测量标有2.5V 小灯泡额定功率的实验中： （1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整． （2）调节滑动变阻器的滑片到某一位置时，电压表示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑片向 （填“ 左”或“右”）端移动．当小灯泡正常发光时，电流表的示数是0.28A，则小灯泡的额定功率为 W． （3）实验时若发现灯泡发光，电流表指示正常，电压表示数为0，产生这种现象的原因可能是 ． 5．在“测量小灯泡的额定功率”实验中，提供如下实验器材：电源输出电压恒为6V、小灯泡（额定电压2.5V，电阻约为）、滑动变阻器（，） 、电压表（量程，） 、电流表（量程，） 、开关、导线若干。 （1）请用笔面线代替导线在图甲中完成实物电路的连接 ； （2）正确连接后闭合开关，发现小灯泡不发光，电压表和电流表均无示数，小宁利用另一只完好的电压表进行检测，把电压表分别接在、之间和、之间，电压表均有示数；接在、之间，电压表无示数，如果电路连接完好，只有一个元件有故障，该故障是 （选填“小灯泡断路”、“小灯泡短路”或“滑动变阻器断路”） ； （3）排除故障后，小宁看到电压表示数为2V，此时小灯泡的功率小于额定功率，要使灯泡正常发光，滑动变阻器的滑片应向 （选填“”或“” ）端移动，当灯正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W。 二、电功率的能力提升 6．在测定额定电压为2.5V小灯泡的额定功率的实验中。 （1）某同学设计了如图a所示电路图，图b是根据电路图连接了部分电路。请你根据图a所示电路图，用笔画线代替导线，将电路连接完整； （2）图c是实验中小灯泡正常发光时电流表的指针位置，则这只小灯泡的额定功率是 W； （3）有一位同学在连接好电路后，闭合开关，在移动滑动变阻器滑片P的过程中发现：灯泡变亮时电压表示数变小：灯泡变暗时，电压表示数变大。经检查所用器材完好，出现这种现象的原因可能是 ； （4）另一位同学通过实验测出了多组电流值和电压值，他发现通过小灯泡的电流与小灯泡两端的电压不成正比。这是否违背了欧姆定律？请你帮他作出简要的解释： 。 7．如图所示，两个密闭容器中接入电热丝R1、R2，右边容器上方接入电热丝R3，在通电时间相同的情况下，观察两个U形管中液面高度的变化。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的热量多少，已知R1＝6Ω，R3＝10Ω，为了研究电流产生的热量与电流的关系，则R2＝ Ω。若将R3和R2并联接入右边密闭容器中，则可研究电流产生的热量与 的关系。 8．小明做“测量小灯泡额定功率”的实验时，使用的小灯泡额定电压为2.5V，额定功率估计在0.8W左右，滑动变阻器的最大阻值为15Ω。小明现已连接了部分电路，如图甲所示。 （1）在已连接的电路中，有一个不当之处是 ； （2）请用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整 ； （3）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到最 （选填“左”或“右”）端； （4）当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示为 A，则小灯泡的额定功率为 W； （5）小明完成实验后，将灯泡换成定值电阻进行“电流与电压关系”的探究，记录的数据如表所示。 次数 1 2 3 4 5 电压U/V 1 1.5 2 2.5 3 电流I/A 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 ①分析数据，可得出的结论是： ； ②定值电阻的阻值为 Ω； ③老师检查了小明的数据后指出第1次数据是不可能得到的，原因是 。 9．如图所示为“探究焦耳定律”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且经检查气密性良好。两个密闭容器中都有一段电阻丝，图甲表示第一次实验，右边容器中电阻丝的电阻比较大；图乙表示第二次实验，右边容器外并联了一段相同的电阻丝R3。 （1）实验中通过观察两个U形管中液面的 变化来反映密闭容器中空气 的变化，从而判断电阻丝产生 的多少； （2）如图甲所示，正确连接电路后闭合开关，通电一段时间，观察到右侧U形管液面变化大于左侧U形管液面变化，表明在 和通电时间相同的情况下， 越大，产生的热量越多； （3）如图乙所示，实验中R3与R2并联，目的是使通过R1与R2的 不同，闭合开关，通电一段时间后会观察到 侧U形管液面变化较大。 10．小明在实验室进行探究电学知识的实验，有如下器材：电压表、电流表、不同规格的滑动变阻器三个、开关、电源（电压恒为4.5V）定值电阻分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、小灯泡（额定电压为2.5V、导线若干）。 （1）在探究“电流与电阻的关系”实验中： ①小明设计了如图甲所示电路，请你帮他将图乙所示的实物图连接完整 。 ②闭合开关前，要将滑动变阻器滑片移至 （选填“A”或“B”）端。 ③闭合开关，无论如何移动滑动变阻器的滑片，电流表有示数，电压表示数为零，此时电路出现的故障可能是 。 ④小明排除故障后继续实验，先将5Ω的电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为2V，记下电流表示数；断开开关，把5Ω电阻换为10Ω的电阻，再闭合开关，应向 （选填“A”或“B”）端移动滑动变阻器的滑片，才能使电压表示数仍为2V，同时再记下电流表的示数。 ⑤为确保所给的5个定值电阻接入电路后都能正常进行实验，那么，应该选取的滑动变阻器为 （填字母）： A．10Ω、2A B．30Ω、1A C．50Ω、0.5A （2） 完成以上实验后，小明将定值电阻换成小灯泡，想要测量它的额定电功率。换接合适的滑动变阻器，在不损坏小灯泡的情况下，移动滑动变阻器的滑片，记录多组小灯泡两端的电压值及对应的电流值，根据数据绘制出了小灯泡的“I-U”关系图像（如图丙所示）。分析图像可知，小灯泡的额定功率是 W，从图像还可以看出，小灯泡的灯丝电阻是变化的，造成这一现象的原因是灯丝的电阻是随 升高而增大。 三、电功率的综合 11．在探究“电流产生的热量与什么因素有关”的实验中，用到了如图所示的实验装置。 （1）本实验通过比较U形管中 的变化，反映密闭空气温度的变化，从而知道容器中的电阻丝放出热量的多少，这种方法在物理学中被称做 法。 （2）甲实验表明，在 相同、通电时间相同的情况下， 越大，这个电阻产生的热量越多。 （3）乙实验表明，在 相同、通电时间相同的情况下， 越大，这个电阻产生的热量越多。 （4）英国物理学家焦耳精确地确定了电流通过导体产生的热量跟电流的 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 。 12．小徐做“测定小灯泡的电功率”实验,现有电源(电压为6V)、待测小灯泡(标有“4V”字样)、电流表、电压表〔只有0~3伏档完好）、滑动变阻器A、B(A标有“10Ω 1A”字样、B标有“20Ω 1A"字样)、电键及导线若干．他选用其中一个滑动变阻器正确连接电路后进行实验,当移动变阻器滑片至某一位置时,发现电压表、电流表的示数如图(a)、(b)所示 他经过思考,重新连接电压表后进行实验，将新测得的三组数据记录在下表中 序号 电压U/(伏) 电流I(安) 小灯 功率 亮度 1 3.0 0.2 较暗 2 2.5 0.22 较亮 3 2.0 0.24 最亮 ①小徐在实验中选用的滑动变阻器是 (选填“A”或“B”),重新接入电压表时,他把电压表接在 选填“cd”或“ef”)位置． ②实验中小徐观察到小灯三次的发光亮度不同,因此他在“亮度”这一列填写了“较暗、较亮、最亮”,他经过判断后确认实验序号 时小灯泡恰好正常发光,他判断的依据是 ,小灯的额定电功率P额为 瓦． 13．在测量小灯泡的电功率的实验中，小灯泡的额定电流为0.3A，灯丝阻值在10Ω-15Ω之间。所提供的器材有：电流表、电压表、电源（电压恒为6V）、开关各一个，滑动变阻器（40Ω 1A）一个，导线若干。 （1）如图甲所示是小明没有连完的实物电路，请用笔面线代替导线将实物图补充完整；( ) （2）闭合开关前，图甲中的滑片P应位于 （选填“左”或“右”）端；闭合开关后，无论怎样移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是 （写出一种即可）； （3）排除故障，闭合开关，移动滑片，当电流表的示数为0.3A时，电压表的示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为 W； （4）小红没用电压表，但多用了一个开关，其它器材与小明的相同，也测出了另一个额定电流为I1的小灯泡的额定功率。她设计了如图丙所示电路图，请你帮她完成实验步骤并写出小灯泡额定功率的表达式，实验步骤： ①按图连接电路，然后只闭合开关S1，移动滑片P，使电流表的示数为I1； ②再闭合开关S2， ； ③小灯泡的额定功率的表达式：P额= ；（用字母表示，可能用到的物理量有，已知的电源电压U、灯泡的额定电流I1和实验中测得的物理量） （5）小亮利用该电路探究电流跟电阻的关系，他将小灯泡换成5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻R，多次实验并记录各次电流表的示数。若不更换其他器材。为了能够顺利完成数据的测量，电压表至少保持 V不变。 14．为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，实验小组设计了如题图所示的甲、乙两种装置。乙装置中将两段阻值不同的电阻丝（R1<R2）分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与相同的气球相连，两次实验电源电压相同。 （1）为了缩短实验时间，甲装置的容器里用的是煤油而不是水，原因是煤油的 比水小，升温快； （2）用乙装置做实验时，电流产生的热量多少是通过 反映出来的，这种研究方法叫 ； （3）用乙装置做实验时，若要探究电流产生的热量与电阻的关系，应对比 （填气球标号）两个气球的大小； （4）用乙装置做实验时，通过比较相同时间里气球B与D的变化情况，可探究电流产生的热量与 的关系。 15．在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡上标有“2.5V”字样（灯泡额定功率小于1W），电源为两节新干电池。下图甲是连接的实物图． （1）闭合图甲电路中的开关，电压表的读数约为 V，小灯泡处于 状态（选填“发光”或“不发光”）； （2）图甲只有一根导线的一个接头接错，请在需要改动的导线上打“×”，并在图上改正 ； （3）改正电路后闭合开关，发现电压表示数如图乙所示，则应该将滑动变阻器的滑片P向 （“左”或“右”）移动，将电压表的示数调整到 V，此时电流表示数如图丙所示，测出小灯的额定功率为 W；此测量值和小灯泡标注的额定功率相差较大，请你分析灯泡不合格的原因： ； （4）在某次调节中，灯泡变亮，滑动变阻器接入电路的阻值变化了，小灯泡的阻值变化了，则 （选填“>”，“<”或“=”）； （5）如果增加已知阻值的定值电阻，只利用一只电压表，通过简单操作就能测量小灯泡的额定功率；图丁中（a）、（b）是他们设计的两种电路图，其中能完成测量的是电路图 ． 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《2025年中考物理专题特训实验探究题（二）电功率实验》参考答案 1． 滑动变阻器调到了最大阻值 0.27W 不可行 短路 【详解】(1)[1]滑动变阻器的接线柱应该一上一下，电压表应该并联在小灯泡的两端，如下图所示： (2)[2] 正确连接电路后，闭合开关，看不见灯亮，电压表示数和电流表示数如图所示，说明虽然有电流，但是电流太小，所以小灯泡不亮的原因可能是滑动变阻器调到了最大阻值。 (3)[3] 灯泡的额定功率 (4)①[4]根据实物图，电路图如下所示： ②[5]因为导线也有电阻，所以会导致两个相同规格的灯泡电压都小于额定电压，无法测量小灯泡的额定电功率。 ③[6]闭合开关后发现：不亮，很亮,过一会儿，也不亮，原因可能是短路，导致电流过大，所以一开始很亮，时间长了，损坏，所以不亮了。 2． A 小灯泡 0.5 12.5 电阻 = 【详解】（1）[1]如图甲所示。要使滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，所以变阻器左下接线柱连入电路中，应将电流表的负接线柱与滑动变阻器上的A点相连。 （2）[2]根据题意可知，闭合开关，逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，说明电压表可以测到电源电压，电流表指针几乎不偏转，说明电路发生断路，所以此现象的原因可能是小灯泡出现断路。 （3）[3]如图乙所示知，灯在额定电压下的电流为0.2A，小灯泡的额定功率是 [4]由欧姆定律，此时小灯泡的电阻是 （4）[5]小灯泡的电阻随温度变化而变化，温度变化较小时，灯的电阻变化也较小，所以小王还发现图线在电流较小时是直线，随着电流增大（电阻变化较大），图线变成了一条曲线。 （5）[6]根据串联电路中，各部分电压之和等于电源电压，所以小灯泡与滑动变阻器两端的电压变化量的绝对值是相等的，即 3． R1 向右移动滑片，使电压表的示数为2.5V 0.7 实际功率太小 实际功率越大 滑动变阻器右边电阻丝部分连入了电路中，有电流通过，由于电流的热效应，电阻丝发热 不合理 小灯泡在不同电压下的实际功率不同，求平均值无意义 将电压表0~3V量程接到滑动变阻器两端，当电压表的示数为0.7V时，小灯泡正常发光 【详解】(1)[1]闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片P，发现小灯泡不亮，经检查有一根导线连接错误，如下图所示： (2)[2]灯泡正常发光时电压为2.5V，滑动变阻器两端的电压2V，小灯泡的电阻大约8Ω，根据串联电路的电流相等可得 滑动变阻器的阻值最小为6.4Ω，所以标有“30Ω 2A”的滑动变阻器R1符合条件。 (3)[3]闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，当清动变阻器的滑片P移到某位置时，观察到电压表示数如图乙所示为2V，想要测出小灯泡的额定功率，小灯泡两端的电压达到2.5V，接下来的操作要滑动变阻器的电阻变小，向右移动滑片，使电压表的示数为2.5V。 (4)①[4]小灯泡正常发光时，电流表示数如图丙所示0.28A，则小灯泡的额定功率为 P=UI=2.5V ②[5]第1次实验中，发现小灯泡不发光，原因可能是实际功率太小。 ③[6]分析表中数据，得出的结论是，小灯泡的实际功率越大，灯泡越亮。 (5)[7]测量完成后，整理仪器时发现滑动变阻器滑片右边比左边电阻丝热，原因是滑动变阻器右边电阻丝部分连入了电路中，有电流通过，由于电流的热效应，电阻丝发热。 (6)[8][9]小聪在进行实验处理数据时，算出了小灯泡的平均功率，你认为这样处理数据是不合理的，理由是小灯泡在不同电压下的实际功率不同，求平均值无意义。 (7)[10]将电压表0~3V量程接到滑动变阻器两端，当电压表的示数为0.7V时，小灯泡正常发光。 4． 右 0.7 电压表断路 【详解】（1）根据题目的要求，实物图连线如图所示； （2）由图乙中电压表的示数可知，此时的电压为2.2V，小于小灯泡的额定电压，为了达到额定电压值，应将滑片向右移动，直到电压表示数等于小灯泡的额定电压为止；小灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.28A=0.7W。 （3）灯泡发光，电流表正常，说明电路是通路，电压表示数为零，只能是电压表损坏了． 5． 滑动变阻器断路 0.65 【详解】（1）[1]根据题意，小灯泡（额定电压2.5V，电阻约为），电压表接在小灯泡两侧，选用量程，点与电压表中间接线柱连接；电流表（量程，），小灯泡的额定电流为，则电流表选用量程，滑动变阻器点与电流表中间接线柱连接。如图所示 （2）[2]根据题意，把电压表分别接在、之间和、之间，电压表均有示数，说明电源、开关、小灯泡都没有发生断路故障，接在、之间，电压表无示数，说明滑动变阻器的接点或者电流表发生了断路，只有一个元件有故障，此时选填的故障有“小灯泡断路”、“小灯泡短路”或“滑动变阻器断路”，只能选滑动变阻器断路。 （3）[3] 电压表示数为2V，未达到小灯泡的额定电压，应该提高小灯泡的电压，方法是减小滑动变阻器接入电路中的阻值，应该滑动变阻器的滑片应向端移动。 [4]当灯正常发光时，小灯泡的额定电压为，电流表示数为，则小灯泡的额定功率是 6． 0.7 电压表与滑动变阻器并联 不违背，因为灯丝的电阻随温度的升高而增大 【详解】（1）[1]由图a可知，灯泡和变阻器串联，电流表测的是电路电流，变阻器的滑片向左移动时，变阻器接入电路的电阻变小，因此电流表的负接线柱与变阻器的右上接线柱相连，灯泡的右接线柱与电压表的负接线柱相连，如图所示 （2）[2]电流表选择小量程接入电路中，其分度值为0.02A，示数为0.28A，则这只小灯泡的额定功率是 （3）[3]在移动滑片时，灯泡逐渐变亮（灯两端的电压增大），而电压表的示数变小，由串联电路电压特点知，此时变阻器两端电压变小，说明电压表不是接在小灯泡的两端，而是电压表与滑动变阻器并联了。 （4）[4]由于灯丝的电阻随温度的升高而增大，所以通过小灯泡的电流与小灯泡两端的电压不成正比，这并不违背欧姆定律。 7． 气体 6 电阻 【详解】[1]该实验装置是利用容器中空气的热胀冷缩来反应放热的多少，产生热量的多少不能直接观察，通过U形管液面高度差的变化来反映； [2]为了研究电流产生的热量与电流的关系，需要控制电阻和通电时间相同，通过的电流不同，所以R1、R2的阻值应该是相同的，即R2＝6Ω； [3]若将R3和R2并联接入右边密闭容器中，则该整体与R1串联在电路中，通过的电流和通电时间相同，但容器内总电阻与R1电阻不同，所以可以探究电热与电阻大小的关系。 8． 开关闭合 左 0.28 0.7 导体的电阻值一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比 10 滑动变阻器的最大阻值太小，定值电阻两端电压无法达到1V 【详解】（1）[1]连接电路时，应将开关断开，但电路中开关是闭合的。 （2）[2]“测量小灯泡额定功率”的实验中，滑动变阻器、电流表、小灯泡应串联在电路中，电压表与小灯泡并联，如图所示： （3）[3]闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大位置，因此应该移到最左端，避免开关闭合的瞬间，电路中的电流过大烧坏用电器。 （4）[4][5]图中电流表接的是0~0.6A量程，分度值为0.02A，因此电流表的示数为0.28A；小灯泡的额定功率 P额=U额I额=2.5V×0.28A=0.7W （5）[6]①分析表中数据可知 导体的电阻值一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比。 [7]②定值电阻的阻值 [8]③当滑动变阻器阻值最大为15Ω时，电路中电流 此时定值电阻两端的电压 U2=I′R=0.12A×10Ω=1.2V 因此滑动变阻器的最大阻值太小，定值电阻两端的电压无法达到1V。 9． 高度差 温度 热量 电流 电阻 电流 左 【详解】（1）[1][2][3]电流产生热量的多少不易直接观察，容器内空气吸热后温度上升，会引起体积变化，使U形管中液面出现高度差的变化，所以实验中通过观察两个U形管中液面的高度差的变化来反映密闭容器中空气温度或体积的变化，从而判断电阻丝产生热量的多少，这里是转换法。 （2）[4][5]如图甲所示，两电阻是串联的，通电时间和电流相同，电阻不同，右边的电阻大，右侧U形管液面变化大于左侧U形管液面变化，表明右侧容器内产生的热量多，故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）[6]如图乙所示，实验中R3与R2并联，则R1处在干路上，根据并联电路电流的规律，通过R1的电流大于R2的电流，故这样做的目的是让两边容器内通过电阻的电流不同。 [7]根据焦耳定律，在通电时间与电阻相同时，电流通过导体产生的热量与电流的2次方成正比，由于通过R1的电流大于R2的电流，故通电一段时间后会观察到左侧U形管液面变化较大。 10． A R短路 A C 0.625 温度 【详解】（1）①[1]变阻器按一上一下接入电路中与电阻串联，电压表与电阻并联，如下图所示： ②[2]为了保护电路，闭合开关前，要将滑动变阻器滑片移至阻值最大处的A端。 ③[3]闭合开关，发现无论如何移动滑动变阻器的滑片，电流表有示数，则电路为通路，电压表示数为零，此时电路出现的故障可能是R短路。 ④[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，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A端移动，使电压表的示数为2V，同时再记下电流表的示数。 ⑤[5]电压表控制的电压为2V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压 U滑=4.5V-2V=2.5V 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25Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为 R滑=1.25×25Ω=31.25Ω 故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少31.25Ω的滑动变阻器，故C符合题意。 （2）[6]灯在额定电压下正常工作，根据绘制出的小灯泡的“I-U”关系图像知，灯的电压为2.5V时，电流为0.25A，小灯泡的额定功率 P额=U额I额=2.5V×0.25A=0.625W [7]因为灯丝电阻随温度升高而增大，所以从图像可以看出小灯泡灯丝的电阻是变化的。 11． 液面高度差 转换 电流 电阻 电阻 电流 平方 焦耳定律 【详解】（1）[1]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但产生的热量会使容器内等量的气体受热，根据热胀冷缩，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就越大，通过比较U形管中液面高度差的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少。 [2]通过比较U形管中液面高度差的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少，这种方法在物理学中被称做转换法。 （2）[3][4]由甲图知道，左、右两个容器中的电阻丝串联，通过的电流相同，通电时间相同，而左边电阻丝小于右边电阻丝，右边U形管中高度差变化大，所以，在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。 （3）[5][6]由图乙知道，右边的容器中的电阻与容器外的电阻并联，再与左边容器中的电阻串联，因此通过左边容器电阻的电流大于通过右边容器电阻的电流，而电阻和通电时间相同，并且左边U形管中高度差变化大，说明在电阻相同、通电时间相同的情况下，电流越大，这个电阻产生的热量越多。 （4）[7][8]通过上述实验可以得出结论：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，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。 12． B ef 3 电源电压为6V,当电压表的示数为2.0V时,小灯两端电压为4V 0.96 【详解】①电源电压U＝6V,图中电压表读数为3V，电流表示数为0.2A,则滑动变阻器的电压为3V，由I＝得，滑动变阻器连入电路中的阻值为R＝＝15Ω,故实验中选用的滑动变阻器是B；因电压表只有0~3伏档完好，小灯泡的额定电压为4V，超过电压表的量程，故应将电压表接在ef位置．②电源电压为6V,当电压表的示数为2.0V时，小灯泡两端电压为额定电压4V，此时小灯泡恰好正常发光；小灯的额定电功率P额＝ U额I额＝4V0.24A＝0.96W. 13． 右 灯泡断路 1.2 见解析 I1×(U- I1×) 2 【详解】（1）[1]灯泡额定电流为0.3A，灯丝阻值在10Ω～15Ω之间，由U=IR可知灯泡额定电压在3V～4.5V间，电压表应选0～15V量程，电压表与灯泡并联，电路图如图所示： （2）[2]为了电路安全，开关闭合前滑片应滑到阻值最大值处，因此甲图中的滑片P应位于最右端。 [3]闭合开关后，发现小灯泡始终不亮，电流表无示数，可能电路中出现断路，电压表有示数，可能灯泡断路。 （3）[4]由图可知，电压表量程是0～15V，由图乙可知，电压表分度值是0.5V，电压表示数是4V；灯泡额定功率 P额=U额I额=4V×0.3A=1.2W （4）②[5]再闭合开关S2，并保持滑片P的位置不动，记下此时电流表的示数为I2。 ③[6]滑动变阻器接入电路的阻值R滑=，滑动变阻器两端的电压 U滑=I1×R滑=I1× 灯泡两端电压 U灯=U-U滑=U- I1× 灯泡额定功率 P额=I灯U灯=I1×(U- I1×) （5）[7]由于滑动变阻器最大阻值为40Ω，定值电阻最大阻值为20Ω，为保持电压表示数不变，根据串联电路的分压原理，滑动变阻器两端电压是定值电阻两端电压的两倍，由于电源电压为6V，则电阻两端电压为2V，所以电压表的电压至少要保持2V不变。 14． 比热容 气球膨胀的程度大小 转换法 A、B 电流 【详解】（1）[1]因为煤油的比热容较小，在质量和吸热相同的情况下，温度变化明显，实验效果更明显。 （2）[2][3]当电阻丝通电后，电流产生热量使瓶内温度升高，从而使气球膨胀，根据气球膨胀的程度大小可知电流通过电阻丝产生的热量的多少，这种方法叫转换法。 （3）[4]若要探究电流产生的热量与电阻的关系，需要通过两电阻中的电流相等，通电时间也相等，所以应对比A、B两气球。 （4）[5]由图可知，B瓶与D瓶电阻相等，电流不同，通过比较相同时间里气球B与D的变化情况，可探究电流产生的热量与通过电流的关系。 15． 3 不发光 左 2.5 1.25 灯丝的电阻随温度升高而增大 > （a） 【详解】（1）[1]如图甲，电流表与灯泡串联，电压表串联在电路中，由于电压表电阻很大，电压表的读数接近电源电压，约为3V。 [2]闭合图甲电路中的开关，电压表串联在电路中，电路中电流很小，灯与电流表并联，故小灯泡处于不发光状态。 （3）[3]实验时，电流表应与变阻器串联，电压表应与灯并联，改正后实物图如图 （3）[4][5]灯在额定电压下正常发光，图中电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为1.7V，小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，即应减小变阻器连入电路中的电阻，故滑片向左移动，直到电压表示数为2.5V。 [6]此时电流表示数如图丙所示，图中电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流大小为0.5A，小灯的额定功率为 [7]此测量值和小灯泡标注的额定功率相差较大，原因是灯丝的电阻随温度升高而增大，标注功率可能是灯泡长时间工作时的功率，此时灯泡的电阻较大，功率应小于测量值。 （4）[8]灯泡变亮，说明电路中的电流变大，电路中电阻变小，滑动变阻器接入电路的阻值减小，此时灯泡实际功率变大，温度升高阻值变大，但电路中的总电阻变小，所以变阻器减小的阻值大于灯泡增大的阻值，。 （5）[9]图丁中（a）图 ①闭合开关S1后，单刀双拼开关接2时，调节滑动变阻器使电压表示数为2.5V，即灯泡正常发光； ②保持滑片位置不动，开关接1，此时电压表测灯泡与定值电阻总电压，由串联电路特点知两次电压表示数的差为定值电阻两端电压； ③由串联电路电流特点和欧姆定律计算通过定值电阻的电流，即灯泡正常发光电流，再由可计算灯泡的额定功率； （b）图中，闭合开关S1后再闭合S2电压表测灯泡两端电压，电流从电压表下端流入，为测得灯泡电流，需要断开S2，闭合S3，测定值电阻两端电压，但此时电流从电压表上端流入，即电压表的接线柱接反了，所以不能完成实验； 图丁中（a）、（b）是他们设计的两种电路图，其中能完成测量的是电路图（a）。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$