实验题(10)电功率——2025年中考物理一轮复习题型
2025-01-20
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实验题(10)电功率——2025年中考物理一轮复习题型
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、实验题
1.小明利用如图所示电路测量小灯泡的额定功率。所用器材:学生电源(电压恒为4V)、小灯泡(额定电压为2.5V)、电压表、电流表、滑动变阻器(30Ω 2A)、开关和导线若干。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中的滑动变阻器接入电路,要求滑片向右移动时灯变亮。 ;
(2)连接完电路后,小明闭合开关,移动滑片,发现电流表、电压表均无示数。小明再把电压表并联在变阻器两端时,电压表无示数;把电压表并联在开关两端时,电压表有示数。则电路中存在的故障可能是 ;
(3)解决上述问题后,小明闭合开关,连续移动滑动变阻器滑片,得到以下数据。
实验次数
U/V
I/A
P/W
灯泡亮度
1
0.5
0.16
不发光
2
1.5
0.22
较暗
3
2.1
0.26
较亮
4
2.5
很亮
①第4次实验时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
②分析数据还能发现小灯泡的实际功率与其两端实际电压的关系是: ;
③第1次小灯泡不发光的原因是 (写出一种即可);
【拓展】小明还发现小灯泡在不同亮度下,其两端的电压与电流的比值不同,主要原因是: ;
若小灯泡的额定功率P0与某次工作时的实际功率P1满足P0=4P1,则额定电压U0与实际电压U1的数值关系最有可能是 (选填选项字母)。
A.U0=1.5U1 B.U0=2U1 C.U0=3U1
2.小高同学在进行“测量小灯泡的额定功率”的实验中,现有器材;电源(电压恒为6V)、开关、电压表、电流表各一个,导线若干,额定电压为3.8V的待测小灯泡(电阻约为12Ω),滑动变阻器两个(A:“5Ω 2A”,B:“20Ω 0.5A”)。
(1)该实验的实验原理是 ;实验中,应选用的滑动变阻器是 (选填“A”或“B”);
(2)如图甲是小高同学连接的实物电路图,图中只有一根导线连接错误,请你在图中用“×”标出这根错接的导线,只改接一根导线使电路连接正确 (不能与其他导线交叉);
(3)纠正错误后,记录的实验数据如下表所示:
实验序号
电压(V)
电流(A)
电功率(W)
额定功率
1
3.0
0.24
0.72
1.13
2
3.8
0.30
1.114
3
4.5
0.34
1.53
由上表可知,小高在处理实验数据时的错误是: ;
(4)由于小高粗心大意,没有记录灯泡正常发光时电流表的示数,于是他根据第一次实验数据计算出灯泡电阻再计算出灯泡两端电压为3.8V时的功率,则灯泡的额定功率 (选填“>”、“=”或“<”)1.1552W;
(5)实验时,小高发现滑动变阻器的BP部分比PC部分热,这是因为 ;
(6)该组的另一同学接着实验时,发现电压表0~15V量程已经损坏,0~3V量程还可以正常使用,在不添加器材的情况下,为了测出该小灯泡的额定功率,请你在虚线框内画出正确的电路图 。
3.在“测量小灯泡的电功率”的实验中,小明同学选用了如图甲所示的器材,其中电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V(灯丝电阻约为10Ω)。
(1)请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整;
(2)连接好电路,开关闭合后,观察到小灯泡不亮,电流表、电压表均有示数,移动滑动变阻器的滑片,小灯泡仍然不亮,电流表、电压表的示数不变,则电路故障可能原因是 ;
(3)排除故障后,小明移动滑片进行实验,根据实验测得的数据,绘制出了小灯泡中的电流随它两端电压变化的关系图像如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(4)另一组同学小红在只有一个电流表的情况下,设计了如图丙所示的电路,也测出了额定电压为的另一个小灯泡的额定功率,R为定值电阻。具体操作步骤如下:
①闭合S和,断开,调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数为 ;
②闭合S和,断开,保持滑动变阻器的滑片的位置不变,读出电流表的示数I;
③小灯泡的额定功率 (用、R、I表示)。
4.在做“测量小灯泡电功率”的实验中有如下器材:电源(电压恒为6V)、小灯泡L(额定电压为2.5V,灯丝电阻约为10Ω)、电流表、电压表、开关、规格分别为“10Ω,1A”的滑动变阻器R1和“50Ω,0.5A”的滑动变阻器R2各一个,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,帮小华同学将图甲中的电路连接完整 ;
(2)为顺利完成实验,小华应选用规格为 (选填“R1”或“R2”)的滑动变阻器;
(3)闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于 (选填“A”或“B”)端。闭合开关,灯泡不亮,电压表和电流表都有示数,但示数较小,接下来的操作是 ;
(4)小华同学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U﹣I关系图像如图所示。由图像可知小灯泡的额定功率为 W;
(5)在实验操作中,发现电压表突然损坏不能使用,聪明的小明利用阻值已知的定值电阻R和另一只电流表也测出了小灯泡的额定功率。请你在方框内画出相应的电路图 。
5.在“测定小灯泡电功率”的实验中,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)图甲中有一根导线连接错误,请在错误的导线上画“×”,并在图中改正 ;
(2)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某一点,电压表示数如图乙所示为 V;
(3)如表所示,小华在进行实验数据处理时,算出了小灯泡的平均功率,你认为这样处理数据是 (选填“合理”或“不合理”)的;小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。(结果保留一位小数)
实验序号
电压U/V
电流I/A
功率P/W
平均功率P/W
1
2.0
0.26
0.52
0.69
2
2.5
0.70
3
2.8
0.30
0.84
6.在测量额定电压为2.5V的小灯泡电功率的实验中,电路已部分连接,如图甲所示:
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整(要求滑片向右滑动时灯泡变亮)。
(2)连接电路时,开关应处于 状态、闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到 (选填“左端”、“右端”或“中间”)。
(3)正确连接好电路后,闭合开关,发现电压表和电流表都有偏转,但小灯泡不亮,原因可能是 。
(4)若想测小灯泡的额定功率,移动滑动变阻器滑片的同时眼睛要注意观察 (选填“电压表”、“电流表”或“小灯泡”)。
(5)移动滑片,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图乙所示的I—U 图像,图像是曲线的原因是 。根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W。
(6)根据你学过的 实验,利用题中所给器材,还可以完成的实验是 。
7.用伏安法测量额定电压为2.5V小灯泡的电阻,实验中电源电压3V不变。
(1)如图1所示,小华同学在检查线路时,发现有一根导线连接错误。请你在图1中用“×”标出这根错接的导线,并画出改接后的导线(不能与其他导线交叉);
(2)闭合开关前,应向 端(选填“A”或“B”)调整滑动变阻器的滑片,使电路中的电流在开始测量时最小;
(3)测量过程中,某一次的电流值如图2所示,则电流值是 A。这时,灯丝突然烧断,则电压表的示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”),换相同规格的灯泡,重测的数据如下表格,并绘出U-I图像如图3的A所示;
电压/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流/A
0.10
0.16
0.20
0.23
0.25
0.27
电阻/Ω
5.0
6.3
7.5
8.7
10.0
11.1
平均电阻/Ω
8.1
(4)依据表格中的数据,小张求出小灯泡电阻的平均值,你同意这种做法吗? ,说出你的理由 ;
(5)另外一组同学用相同的器材和电路图也做这实验时,由于接线错误,根据测量的数据绘出的U-I图像如图3的B所示.你认为错误的原因可能是 。
8.在“测定小灯泡的电功率”实验中,提供的器材如图1,其中电源电压恒为,小灯泡的额定电压为,灯丝电阻约为。
(1)用笔画线代替导线,将图1的实物电路连接完整 ;
(2)为了能够顺利完成实验探究,下列两种规格的滑动变阻器应选用 ;
A.“;” B.“;”
(3)将滑动变阻器的滑片调到A端,闭合开关,发现有一块电表的示数几乎满偏,另一块电表示数为0。若电路中只有一处故障,则故障可能是 ;
(4)排除故障后,闭合开关,移动滑片P,电压表的示数如图2,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;
(5)根据实验测得的数据,绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图像如图3,分析图像可知:小灯泡的额定功率为 W;
(6)完成上述实验后,小华在不使用电压表的情况下,根据绘制出的小灯泡电流与电压关系图像,设计出了如图4的电路,用于测定值电阻的阻值,实验步骤如下:先闭合开关S,①只闭合开关, ,使电流表示数为,找出对应的电压值;② ,保持滑动变阻器滑片P的位置不变,记录电流表的示数,则 (用、、表示)。
9.(1)小华用如图1所示的两个完全相同的电加热器分别对初温均为20℃的甲、乙两种液体加热(m甲>m乙),实验过程中两个温度计示数随时间变化的图象如图2所示,分析图象可知,液体沸腾时,吸收热量,温度 ;甲液体的比热容 (选填“大于”、“等于”或“小于”)乙液体的比热容;
(2)如图3所示为“探究电流通过导体产生的热量跟 的关系”的实验装置。通电一段时间后,左侧容器内空气吸收的热量比右侧的 (选填“多”或“少”)。
10.小明所在的物理实验小组,利用图甲所示的电路测量额定电压为的小灯泡正常发光时的电阻。
(1)图甲中小明只将一根导线连接错误,若此时闭合开关,小灯泡将 (选填“发光”或“不发光”)。请你在接错的导线上打“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确;
(2)小明将电路改接正确后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,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电阻约为 Ω;
(3)小明测量了小灯泡在不同电压下的电流,并绘制了如图丙所示的图像,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 ,在这个图像中,横轴应该表示的物理量是 (填“电压”或“电流”), (填“能”或“不能”)利用图甲中这套设备来“探究电流与电压的关系”;
(4)小明又设计了图丁所示的电路,只用电压表测量额定电压为小灯泡的额定功率P额。已知滑动变阻器R最大阻值为,电源电恒定。其测量过程如下:
①闭合开关,断开,将滑动变阻器的滑片移到右端,电压表示数为;
② (填三个开关闭合与断开情况)移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 V,这时小灯泡正常发光;
③闭合开关,断开,保持②步滑动变阻器滑片的位置不变,此时电压表示数为;
④小灯泡的额定功率 W。
11.在“测量小灯泡额定功率”的实验时,老师给每个实验小组准备了如下器材:电压恒为3V的电源、开关、电压表、电流表、额定电压为2.5V的待测小灯泡、滑动变阻器各一只,导线若干,小兵和同学们在实验室连接了如图甲所示的电路:
(1)老师认为,图甲中有一根导线连接错误,不能用电压表直接测量小灯泡两端的电压,请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线帮助他们正确连接电路;
(2)正确连接电路后,小兵移动滑片P到某位置,电压表示数如图乙所示,若要测量小灯泡的额定功率,他应把滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”“右”)滑动;
(3)小兵他们移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图丙所示的I-U图像,根据图像信息可计算出小灯泡的额定功率是 W;观察图丙的I-U图像不是直线,其原因是 ;
(4)小兵观察图丙发现,灯泡L的额定电压U0与某次工作的实际电压U1满足(),则以下关于L的额定功率P0与此次实际功率P1的关系,你认为最有可能的是 。
A.p0∶p1=25∶9 B.p0∶p1=5∶3 C.p0∶p1=2∶1 D. p0∶p1=9∶25
12.小明同学利用电流表、电压表进行测电阻实验。
(一)测量定值电阻的阻值:
(1)请用笔画线代替导线将图甲所示电路连接完整(滑动变阻器的滑片向右移动时滑动变阻器连入电路阻值变大) ;
(2)将定值电阻接入电路,闭合开关后,电压表有示数,电流表无示数,可能是定值电阻 路;
(3)排除故障后进行实验,移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数如图乙所示时,电压表示数为2V,则定值电阻的阻值为 ;
(4)实验中需测量三次,并求出定值电阻阻值的平均值,目的是 ;
(二)测量小灯泡正常发光时的阻值:
将图中定值电阻拆除换成额定电压2.5V小灯泡,测量小灯泡正常发光时的阻值。实验数据记录如下表:
实验次数
1
2
3
4
5
电压
1.0
1.5
2
2.5
3
电流
0.2
0.24
0.26
0.3
0.32
电阻
(1)由实验数据计算可知,小灯泡灯丝的电阻值逐渐增大。这是由于灯丝的电阻随 的变化而变化;
(2)由实验数据可知,小灯泡正常发光时的电阻为 (保留1位小数);小灯泡的额定功率为 W;
(3)由实验数据可知,为顺利完成该实验,滑动变阻器的最大阻值应不小于 ;
(4)仅利用测量小灯泡正常发光时的阻值实验中的器材, (选填“能”或“不能”)探究电流与电压的关系。
13.小明用如图甲所示电路来测量小灯泡的电功率(部分实验器材的规格已标明)。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中滑动变阻器连入电路,使之此时接入电路的阻值最大;
(2)实验中,小明发现无论怎样调节滑动变阻器,两电表指针始终处于图乙所示位置,则故障可能是 ;
(3)故障排除后,小明从滑动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,则小灯泡的额定功率是 W,所用滑动变阻器的规格是下列四个选项中的 。
A.5Ω 2A B.15Ω 2A C.25Ω 2A D.30Ω 2A
14.小华做“测量小灯泡电功率”实验。实验器材如下:电源(电压恒为6V)、小灯泡(额定电压为2.5V,灯丝电阻约为10Ω)、电流表(0~0.6A、0~3A)、电压表(0~3V、0~15V)、开关、规格分别为R1:“10Ω 1A”和R2:“30Ω 0.5A”的滑动变阻器各一个、导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,在图甲中把电路连接完整(要求:滑动变阻器向右移动灯泡变亮) ;
(2)闭合开关前,应将滑片移到 端(选填“A”或“B”);
(3)电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,无论如何移动滑动变阻器滑P,电流表几乎无示数,而电压表指针超出了最右侧刻度,则故障原因可能是 ;
(4)排除故障后,当滑动变阻器的滑片移到某一位置时,电压表示数为2V,若要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 移(选填“左”或“右”),直到小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 W;
(5)为了完成整个实验过程,她应选用的滑动变阻器规格为 (选填“R1”或“R2”);
(6)有学生认为甲图电路还可以探究电流与电压的关系,小华却认为不可以,主要原因是 ;
(7)之后,小华同学在家找到两个外观一样,额定电压均为220V的普通白炽灯,其铭牌已经模糊,看不出额定功率,但是可以直接通过观察图丙灯丝比较出两只灯泡的额定功率,请你判断,若将两只灯泡串联起来,接在220V的电路中,两灯的发光情况是 (选填“A灯更亮”或“B灯更亮”或“两灯一样亮”)。
15.小明用如图甲所示电路测量定值电阻的阻值,电源电压保持不变.滑动变阻器的最大阻值为20Ω.
设计与进行实验
(1)请用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整(要求滑片向右移动时电流表示数变小)。
(2)连接好图甲电路,闭合开关,发现电流表指针不动,但电压表指针有明显偏转.若电路中只有一处故障,则故障是 .
(3)排除故障后小明多次移动滑动变阻器的滑片,并将数据记录.当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,此时电路电流为 A,定值电阻的阻值为 Ω.
(4)本实验中要进行多次测量,下列进行多次测量的目的与本实验相同的是 (填字母)。
A.用刻度尺测量物理课本的长与宽
B.探究杠杆的平衡条件
C.测量小灯泡的电功率
(5)同学小华用“伏安法”测未知电阻的阻值实验中,根据所记录的实验数据绘制了如图丙所示的图象.对比发现绘制的图象与其他组绘制的图象不同,你认为其原因是 ,阴影部分面积表示的物理量是 。
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. 开关处断路 0.7 实际电压越大,实际功率越大 实际电压过小 灯丝电阻受温度影响 C
【详解】(1)[1]滑片向右移动时灯变亮,说明滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路中电阻变小,且滑动变阻器与灯泡相互影响,应采用串联方式,如图所示:
(2)[2]连接完电路后,小明闭合开关,移动滑片,发现电流表、电压表均无示数,说明与电压表串联的电路出现断路现象;小明再把电压表并联在变阻器两端时,电压表无示数,说明此时电压表仍被断路,即断路部分是与电压表串联部分,不是滑动变阻器;把电压表并联在开关两端时,电压表有示数,说明此时电压表与电源两端相连接,则电路中存在的故障可能是开关断路。
(3)[3]由图甲得,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.28A,即灯泡正常发光的功率为0.28A,灯泡额定功率为
[4]由表格中数据得,当电压越大时,灯泡越亮,说明灯泡实际功率越大,即灯泡的实际功率随灯泡电压变大而变大。
[5]第1次小灯泡不发光的原因是电压和电流都较小,实际功率较小,导致灯泡不发光。
[6]灯泡在不同亮度下,实际功率不同,灯丝温度不同,导致灯丝电阻不同,所以小灯泡在不同亮度下,其两端的电压与电流的比值不同。
[7]灯泡实际功率越大,灯丝温度越高,电阻越大,依题意得
由得
而
所以
故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
2. P=UI B 取不同功率的平均值作为额定功率 < 见解析
【详解】(1)[1]测量出灯泡的额定电压和通过灯泡的额定电流, 根据P=UI可求出灯泡的额定功率,该实验的实验原理是P=UI。
[2]灯的额定电压为3.8V,电阻约为12Ω,灯泡正常工作时电流大小约为
根据串联电路的规律及欧姆定律,此时滑动变阻器连入电路的电阻约为
实验中,应选用的滑动变阻器是“20Ω 0.5A”,故选B。
(2)[3]甲图中,电流表与灯泡并联,电压表串联在电路中是错误,电流表应与灯泡串联,电压表与灯泡并联,改正后如下图1所示:
(3)[4]灯在额定电压下的功率为额定功率,灯在不同电压的功率不同,取不同功率的平均值作为额定功率是错误的。
(4)[5]由于小高粗心大意,没有记录灯泡正常发光时电流表的示数,于是他根据第一次实验数据计算出灯泡电阻
因灯的电阻随温度的升高而变大,故正常发光时的电阻要大于12.5Ω,故再计算出灯泡两端电压为3.8V时的功率
因灯泡电阻变大,故灯泡的额定功率小于1.1552W。
(5)[6]滑动变阻器的BP部分与PC部分串联,通过的电流和通电时间相同,而BP部分电阻比PC的电阻大得多,根据Q=I2Rt可知,相同时间滑动变阻器的BP部分比PC部分产生的热量大得多,故滑动变阻器的BP部分比PC部分热。
(6)[7]根据串联电路的规律,当变阻器的电压为
U变=6V-3.8V=2.2V
灯正常发光,故可将电压表使用小量程与变阻器并联,移动变阻器的滑片,当电压表示数为2.2V时(灯正常发光),记下电流表的示数,如图2所示:
3.(1)
(2)滑动变阻器接入的是下端两个接线柱
(3)0.625
(4)
【详解】(1)测量小灯泡的电功率,小灯泡与滑动变阻器、电流表、开关串联在电路中,电压表与小灯泡并联。滑动变阻器接线方法是“一上一下”,小灯泡的额定电压为2.5V,灯丝电阻约为10Ω,额定电流约为0.25A,所以电压表和电流表均用小量程,如图所示:
(2)开关闭合后,观察到小灯泡不亮,电流表、电压表均有示数,说明电路没有断路且小灯泡没有短路;移动滑动变阻器的滑片,小灯泡仍然不亮,电流表、电压表的示数不变,可能是滑动变阻器接线错误,导线都接在了下面两个接线柱上,相当于一个阻值较大的定值电阻。
(3)由图乙可知,当小灯泡两端电压为2.5V时,通过的电流为0.25A,则小灯泡的额定功率为
(4)①[1]闭合S和,断开,L与R并联,电流表测量R的电流。调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数为,则此时小灯泡电压为U额,正常工作;
②闭合S和,断开,L与R并联,电流表测量干路电流,保持滑动变阻器的滑片的位置不变,读出电流表的示数I,则通过灯泡的电流为;
③[2]小灯泡的额定功率
4. R2 A 向右移动变阻器的滑片,观察灯的发光情况 0.625
【详解】(1)[1]小灯泡额定电压为2.5V,故电压表应选小量程并联在灯泡两端;灯丝电阻约为10Ω,当灯泡正常发光时,通过灯泡的电流约为
故电流表选用小量程与灯泡串联在电路中,如下图所示:
(2)[2]由题意知,灯泡正常发光时电路中的电流约为0.25A,根据串联电路电压规律可知滑动变阻器两端的电压为
由欧姆定律可得,滑动变阻器接入电路的阻值至少应为
滑动变阻器的最大阻值应不小于14Ω,所以应选择R2滑动变阻器。
(3)[3]为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于阻值最大处,即A端。
[4]闭合开关,电压表和电流表都有示数,电流电路为通路,但示数较小,灯泡不亮说明电路中的电阻较大,则电路电流过小,从而使得灯泡的实际功率过小时,灯泡达不到发光的亮度,接下来的操作是:将变阻器滑片向左移动,观察灯的发光情况。
(4)[5]由图乙可知,当灯泡两端为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.25A,则小灯泡额定功率为
(5)[6]要测灯的额定功率,应先使灯正常发光,在没有电压表的情况下,电流表与定值电阻R应起到电压表的测量作用,故将R与电流表串联后再与灯并联,通过移动变阻器的滑片使电流表示数为时,由并联电路电压的规律,灯两端的电压为2.5V,灯正常发光。保持滑片位置不变,通过开关的转换,使电流表测灯与R并联的总电流,因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,根据并联电路电流的规律求出灯的额定电流,利用P=UI写出灯的额定功率的表达式,据此设计电路,如图所示:
5. 2.2 不合理 8.9
【详解】(1)[1]原电路中,电压表串联接入电路中,而滑动变阻器与小灯泡并联,这两处是错误的,电压表应与小灯泡并联,滑动变阻器与小灯泡串联,如图所示:
(2)[2]由图乙知,电压表使用0~3V量程,分度值为0.1V,所以电压表示数为2.2V。
(3)[3]灯在不同电压下的功率不同,计算小灯泡的平均功率没有意义,因此这样处理数据是不合理的。
[4]小灯泡正常发光时的电压是2.5V,由表中数据可知,正常发光时的电功率是0.70W,小灯泡正常发光时的电阻
6. 断开 左端 灯泡的实际功率太小 电压表 灯丝电阻随温度的升高而增大 0.625 测量灯丝的电阻
【详解】(1)[1]由于要求滑片向右滑动时灯泡变亮,即电流变大,根据欧姆定律可知,电阻变小,因此滑动变阻器应该连接右下接线柱。同时,由于小灯泡的额定电压为2.5V,电源为3V,所以电压表选择0~3V的量程,并联在小灯泡两端。连接电路图如下:
(2)[2][3]连接电路时,开关应处于断开状态,这是为了防止电路中有短路或接错电路元件导致损坏设备。闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大的位置,即左端,以确保电流最小,避免损坏电路元件。
(3)[4]正确连接好电路后,闭合开关,发现电压表和电流表都有偏转,但小灯泡不亮,这可能是因为小灯泡的实际功率太小,没有达到它的额定功率,所以不足以点亮灯泡。
(4)[5]为了测量小灯泡的额定功率,我们需要让灯泡两端的电压等于其额定电压。因此,在移动滑动变阻器滑片的同时,眼睛要注意观察电压表的示数,确保它达到2.5V。
(5)[6][7]图像是曲线的原因是灯丝的电阻随温度的升高而增大。根据图像信息,当电压为2.5V时,对应的电流为0.25A,所以小灯泡的额定功率是
(6)[8]利用题中所给器材,还可以完成的实验是伏安法测电阻。这是因为我们已经有了电源、滑动变阻器、电流表、电压表和小灯泡(可看作电阻),所以可以利用这些器材通过测量电流和电压来计算出电阻的阻值。
7. A 0.28 新增答案空 变大 不同意 灯丝的电阻受温度影响,不是一个定值,取平均值没有意义 电压表接在滑动变阻器两端了
【详解】(1)[1]根据实验原理可知,电流表应跟灯泡串联,电压表跟灯泡并联,而由图可知,电流表跟灯泡并联,电压表串联在电路中,为了使电流表与灯泡串联,应将与滑动变阻器B相连的两根线中的一根断开,而若断开B与电流表相连的那根,无论如何添线,都不能保证电压表与灯泡并联,所以,要断开B与灯泡相连的线,改接到开关右侧,如图所示:
(2)[2]闭合开关前,为保护电路,变阻器连入电路的电阻应最大,所以,应向A端调整滑动变阻器的滑片。
(3)[3]如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,则电流值是0.28A。
[4]灯丝烧断,则电压表串联在电路中测电源电压(原来测灯的电压),由串联电路电压的规律,则电压表的示数变大。
(4)[5][6]依据题意可知,因为灯丝电阻受温度影响,并非一个定值,所以不能求出小灯泡电阻的平均值,这种做法是错误的。
(5)[7]灯泡与变阻器串联,当电路的电流变大时,根据,则灯的电压变大,由串联电路电压的规律,变阻器的电压变小,所以,错误的原因可能是电压表并联在变阻器两端了。
8. B 小灯泡短路 B 移动滑动变阻的滑片P 断开S1,闭合S2
【详解】(1)[1]小灯泡的额定电压为,灯丝电阻约为,则灯的额定电流约为
电流表选用小量程与灯串联。
(2)[2]根据串联电路的规律及欧姆定律,灯正常发光时变阻器连入电路中的电阻为
则应选用“;”滑动变阻器。
故选B。
(3)[3]由题意可知,电源电压为6V,由图1可知,电压表选择0~3V的量程,如果电流表的示数为0,说明电路出现断路,而电压表有示数,说明电压表测电源电压,而电源电压大于电压表所选量程,因此电压表不可能几乎满偏,故这种情况不符合。如果是电流表有示数,电路不可能断路,电压表的示数为零,说明与电压表并联的小灯泡短路。在这中情况下,由(2)可知,滑动变阻器选择的规格是“20Ω 1A”,电流表接0~0.6A量程。当滑动变阻器滑片调到A端后,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大为20Ω,此时电路中的电流为
所以电流表几乎满偏,符合题意。综上所述,将滑动变阻器的滑片调到A端,闭合开关,发现有一块电表的示数几乎满偏,另一块电表示数为0。若电路中只有一处故障,则故障可能是小灯泡短路。
(4)[4]排除故障后,闭合开关,移动滑片P,电压表的示数如图2,电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压为2.2V,灯在额定电压下正常发光,示数为2.2V,小于灯的额定电压2.5V,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向B移动,直到电压表示数为额定电压2.5V。
(5)[5]根据小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图像知,灯在额定电压下的电流为0.25A,小灯泡的额定功率为
小灯泡的额定功率为。
(6)[6]要改变电路电流,使电流表示数为,应移动滑动变阻的滑片P。
[7]断开S1,闭合S2, 保持滑动变阻器滑片P的位置不变,记录电流表的示数,此时电流表测待测电阻与灯并联的总电流。
[8]在①中,电流表测灯的电流,根据并联电路电压的规律,待测电阻的电压为U1;在②中,电流表测待测电阻与灯并联的总电流,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,根据并联电路电流的规律,通过待测电阻的电流为
由欧姆定律,待测电阻
则
9. 不变 小于 电流 多
【详解】(1)[1]分析题中温度-时间图像乙可知,液体沸腾时,吸收热量,温度不变。
[2]小华用两个完全相同的酒精灯,根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像,加热过程中两种液体每秒吸收的热量相同;由图乙可知,在乙液体沸腾之前,甲乙变化图像是重合的,即甲乙吸收相同的热量,升高相同的温度,由于甲的质量大于乙的质量,根据可知,甲的比热容小于乙的比热容。
(2)[3]由图3可知,两电阻阻值相等和通电时间相同,右侧装置中的两个电阻并联后,再与左侧容器内的电阻串联,通过左侧容器内电阻的电流是通过右侧容器内电阻的电流的2倍;电流大小不同,所以探究的是电流通过导体产生的热量跟电流的关系。
[4]由可知,在电阻和通电时间相同时,左侧电流较大,产生的热量较多,右侧电流较小,产生的热量较少,所以左侧容器内空气吸收的热量比右侧的多。
10. 不发光 见解析 12.7 增大 电压 不能 闭合开关,断开 2 0.5
【详解】(1)[1]由图得,闭合开关,小灯泡电流表并联,灯泡短路,灯泡不发光。
[2]实验中,灯泡与变阻器串联,电压表测量灯泡电压,电流表测量电路电流,灯泡的额定电压为3.8V,即电压表的量程要选择0~15V,如图所示:
(2)[3]由图乙得,电流表的量程选择0~0.6A,分度值为0.02A,灯泡正常发光的电流为0.3A,由欧姆定律得,小灯泡正常发光时的电阻约为
(3)[4]灯丝的电阻随温度升高而增大,当灯泡电压变大时,灯丝电功率变大,灯丝温度变高,灯丝电阻变大,灯泡的电流与电压并不成正比。
[5]由图得,曲线斜率越来越小,说明在这个图像中,横轴应该表示的物理量是电压。
[6]“探究电流与电压的关系”要控制电阻相同,而图甲中的灯泡在不同电压下电阻不同,依次不能利用图甲中这套设备来“探究电流与电压的关系”。
(4)[7][8]小明又设计了图丁所示的电路,只用电压表测量额定电压为小灯泡的额定功率P额。已知滑动变阻器R最大阻值为,电源电恒定。其测量过程如下:
①闭合开关,断开,将滑动变阻器的滑片移到右端,电压表示数为,此时电压表测量电源电压,则电源电压为4.5V;
②闭合开关,断开,使灯泡与变阻器串联,电压表测量变阻器电压,移动滑动变阻器的滑片,当电压表示数为
时,小灯泡正常发光。
③闭合开关,断开,此时变阻器的最大电阻连接在电源两端,电压表测量变阻器左边部分的电压,保持②步滑动变阻器滑片的位置不变,此时电压表示数为,则变阻器右边部分的电压为
串联电路中电流处处相等,由欧姆定律得
则
依题意得,滑动变阻器R最大阻值为,则
解得
④灯泡正常发光时,电路的电流为
小灯泡的额定功率
11. 左 0.625 灯丝电阻随温度的变化而变化 D
【详解】(1)[1]由实验原理可知,滑动变阻器与小灯泡应串联在电路中,电压表与小灯泡并联,由电路图可知,此时滑动变阻器与小灯泡并联在电路中,电压表串联在电路中,所以错误导线为小灯泡与电流表相连的导线,应将小灯泡右端接线柱与电压表的负接线柱相连,如图所示:
(2)[2]由电路图可知,电压表测量小灯泡两端的电压,闭合开关后,滑片P移到某处时,由图乙可知,电压表示数为2.2V,则小灯泡的实际电压小于额定电压2.5V,要使小灯泡正常发光,则需增大小灯泡两端的电压,需增大电路中的电流,则要减小电路中的电阻,即应减小滑动变阻器接入电路中的电阻,应把滑动变阻器的滑片P向左移动,直至小灯泡正常发光。
(3)[3]由图可知,当小灯泡两端的电压为2.5V时,电流为0.25A,则小灯泡的额定功率为
[4]因灯丝电阻随温度的变化而变化,故图丙的I-U图像不是直线。
(4)[5]若灯泡的电阻不受温度的影响,则由可知
但实际上,灯泡的电阻随着温度降低而减小,因此当实际电压小于额定电压时,灯泡的电阻也会变小,由可知,灯泡的实际功率会增大,即P1会增大,因此的值会小于25∶9。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
12. 开/断 10 减小误差 温度 8.3 0.75 10 不能
【详解】(一)测量定值电阻的阻值
(1)[1]电路为串联电路,滑动变阻器的滑片向右移动时滑动变阻器连入电路阻值变大,故应用导线将定值电阻右接线柱与滑动变阻器A端接线柱相连,如图所示
(2)[2]闭合开关后,电流表无示数,说明电路存在断路的情况,电压表有示数,可能是定值电阻断路,电压表与电源相连,示数约为电源电压。
(3)[3]电流表连接的是小量程,分度值为0.02A,示数为0.2A,电阻阻值为
(4)[4]实验存在误差,为了减小误差,需要重复实验后取电阻的平均值。
(二)测量小灯泡正常发光时的阻值
(1)[5]由于电流的热效应,随着实验的进行,灯丝电阻温度升高,电阻变大,即灯丝的电阻随温度的变化而变化。
(2)[6]由表中数据可知,当灯泡两端的电压为2.5V时,灯泡的电流为0.3A,则灯泡的电阻
[7]小灯泡的额定功率
(3)[8]电源为2节干电池,电压为3V,由表中数据可知,电路中最小电流为0.2A,此时电压表示数为1V,则此时滑动变阻器的阻值
为顺利完成该实验,滑动变阻器的最大阻值应不小于10。
(4)[9]仅利用测量小灯泡正常发光时的阻值实验中的器材,不能探究电流与电压的关系,因为探究电流与电压的关系时,要控制电阻不变,但灯泡的电阻会随着温度的变化而变化。
13. 灯泡断路 0.75 C
【详解】(1)[1]滑动变阻器连接时要一上一下,由图甲知,变阻器滑片在最右端,要使其阻值最大,下面应接左边的接线柱,如图所示:
(2)[2]由图乙知,电流表的示数为零,说明电路中发生了断路,电压表的示数约等于电源电压,说明与电压表并联的灯泡发生了断路现象。
(3)[3]由图甲知,灯泡的额定电压为2.5V,由图丙知,当U=2.5V时,I=0.3A,则灯泡的实际功率
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
[4]灯泡正常发光时,变阻器两端的电压
U滑=3V-2.5V=0.5V
由图像知,当灯泡两端电压最小时,变阻器的阻值最大,可知此时
U滑大=3V-0.5V=2.5V
此时电路中的电流为0.1A,则滑动变阻器的阻值
所以滑动变阻器的规格是“25Ω 2A”。
故选C。
14. A 小灯泡断路 右 0.65 R2 小灯泡的电阻随温度变化而变化 B灯更亮
【详解】(1)[1]小灯泡的额定电压是2.5V,小灯泡电阻大约为10Ω,通过灯泡的电流约为
故电流表的量程选择0~0.6A,与灯泡串联;滑动变阻器采用一上一下的连接方式,且与小灯泡串联,滑动变阻器滑片向右移动时灯泡变亮,即接入的电阻变小,故滑动变阻器应选择B端接线柱,电路连接如下图所示
(2)[2]为了保护电路,闭合开关前,应将滑片移阻值最大处,即A端。
(3)[3]小灯泡不发光,电流表无示数,说明电路是断路,电压表指针超出了最右侧刻度,说明电压表与滑动变阻器、电流表、开关、电源相连,则故障原因可能是小灯泡断路。
(4)[4]灯泡两端的电压为2V,但灯泡的额定电压为2.5V,根据串联分压原理可知,应向右调节滑动变阻器的滑片,使变阻器接入电路中的电阻变小,使灯泡两端电压达到2.5V,灯泡正常发光。
[5]电流表选用“0﹣0.6A”的量程,由图乙知,分度值为0.02A,电流表的示数为0.26A,此时灯泡正常发光,则小灯泡的额定功率为
(5)[6]小灯泡正常发光时,滑动变阻器两端的电压为
此时电路中的电流为0.26A,则滑动变阻器接入电路中的电阻为
10Ω<13.5Ω<30Ω,所以滑动变阻器应选R2:“30Ω 0.5A”。
(6)[7]探究电流与电压的关系时,要控制电阻的大小不变,而小灯泡的电阻随温度的变化而变化,故不可以探究电流与电压的关系。
(7)[8]由图丙知,A灯丝粗而短,B灯丝细而长,所以,A的电阻小于B的电阻,RA<RB,两灯串联时,通过的电流相等,根据P=I2R可知,A灯的实际功率小于B灯的实际功率,实际功率越大,灯泡越亮,所以B灯更亮一些。
15. 定值电阻断路 0.5 5 A 将电压表并联在滑动变阻器两端 滑动变阻器的电功率
【详解】(1)[1]实验中变阻器与定值电阻串联,滑片向右移动时电流表示数变小,根据可知,滑片向右移时,变阻器阻值变大,故将变阻器左下接线柱与电流表负接线柱连接,如下图所示:
(2)[2]电流表指针不动,说明电路中无电流,即断路;电压表指针有明显偏转,说明电压表以外的电路是正常的,因此故障为定值电阻断路。
(3)[3]由乙图可知,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,读数为0.5A,即此时电路电流为0.5A。
[4]定值电阻的阻值为
(4)[5]本实验中要进行多次测量的目的是求平均值减小误差。
A.用刻度尺测量物理课本的长与宽,多次实验的目的是,求平均值减小误差,故A符合题意;
B.探究杠杆的平衡条件,多次实验的目的是,寻找普遍规律,避免实验的偶然性,故B不符合题意;
C.测量小灯泡的电功率,多次实验的目的是,测量不同电压下小灯泡的实际电功率,故C不符合题意。
故选A。
(5)[6]定值电阻与变阻器串联,当电路电流变小时,根据可知,定值电阻的电压变小,由串联电路电压的规律,变阻器的电压变大,由如图丁所示的U-I图象知,电流越小,电压表示数越大,故其原因是其将电压表并联在滑动变阻器两端了。
[7]阴影部分面积表示电压与电流的乘积,根据可知,其表示的物理量是滑动变阻器的电功率。
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