内容正文:
2026年中考物理一轮复习教材训练:《电功率实验探究题》
1.在测定额定电压为“2.5V”小灯泡电功率(正常发光时电阻约为8Ω)的实验中,电源为两节新干电池.
(1)连接电路时,开关应 .
(2)请用笔画线将图乙电路连接完整,要求滑片P向左滑动时,接入电阻变小 .
(3)电路连接后,闭合开关,移动滑片(未达到最小阻值),发现灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,则故障可能是 .
(4)排除故障后,为了测量小灯泡的额定功率,调节滑片使小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,则小灯泡额定功率是 W.
2.要测量小灯泡的额定功率,实验室提供的器材有:标有“2.5V”的小灯泡、电池组(电压为3V)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。
(1)小虎所接的实验电路如图甲所示,电路中部分连接不合理,但只需改动一根导线,即可使电路连接正确,请你在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法;( )
(2)改正电路后,移动滑片,使滑动变阻器接入电路的阻值最大,闭合开关,此时电压表示数为1V,电流表示数为0.2A.则滑动变阻器的最大阻值为 Ω;
(3)移动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5V,此时电流表示数如图乙所示,其值为 A,小灯泡的额定功率为 W;
(4)小华在实验过程中,移动变阻器滑片时,小灯泡突然熄灭,经判断,电路故障是小灯泡或电流表被烧坏,查找故障时,在不拆开电路的情况下,他把一根导线接在电流表两端,小灯泡仍不发光,可判断电路故障是 。
3.小明同学测定标有“2.5V”字样(正常工作电流约为0.25A)小灯泡的额定功率。现有器材:电压恒为6V的电源、开关、电压表(量程0~3V)、电流表(量程0~0.6A)、导线若干,另有三种规格的滑动变阻器可供选择:R1(10Ω 1A)、R2(20Ω 0.5A)、R3(50Ω 0.2A),按图甲的实验电路进行实验,请完成下列问题:
(1)小明在检查电路连接时,发现有一根导线连接错误。请在图甲中找出来并打“×”,再画线把它改到正确的位置上;
(2)通过估算,滑动变阻器应该选用 (选填“R1”“R2”或“R3”);
(3)正确连线、闭合开关后,移动滑片P到某一点时,电压表示数如图乙所示,若要测量小灯泡的额定功率,应将图甲中的滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动;
(4)通过移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡的亮度,并根据记录的多组数据作出了如图丙所示的I-U图像。由图像可知小灯泡的额定功率 W,小灯泡变亮时,小灯泡灯丝的电阻 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(5)完成上述实验后,他又设计了如图所示的实验电路,借助实验室的器材,同样测出了小灯泡正常发光时电功率,请你完成下列实验步骤:
①接好实验电路,闭合开关S,将开关S1拨到触点 (选填“1”或“2”)移动滑片,使电压表的示数为灯泡的额定电压U1;
②滑片的位置保持不动,再将开关S1拨到另一个触点读出电压表的示数为U2;
③小灯泡正常发光时功率的表达式P= (用U1、U2、R0表示)。
4.小明同学为了探究小灯泡亮度与实际功率的关系,设计了如图甲所示的实验电路,小灯泡标有“2.5V”的字样.
(1)图甲是小明连接的实验电路,同组的小红同学发现图中有一根导线连接错误,请你在这根导线上打“×”,并在图中改正.
( )
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,而电流表有示数,电压表没有示数.则可能的故障是 .
(3)排除故障后继续实验,小明进行了4次测量,并将有关数据及现象记录在如下表格中.当电压表示数为1.7V时,电流表示数如图乙所示,请根据电流表的示数把表格补充完整.
实验序号
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电功率P/W
灯泡的亮度
1
0.5
0.16
3.1
0.08
不亮
2
1.7
较暗
3
2.5
0.28
8.9
0.70
正常
4
3.0
0.30
10.0
0.90
很亮
(4)根据实验目的分析实验数据及现象,可得出的结论是: .
(5)实验中小灯泡的电阻变化的原因是 .
(6)此实验中将小灯泡换成5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻还能完成的探究实验是: .
5.小明同学在测定“小灯泡额定电功率”的实验中,使用的电源电压为3V,小灯泡额定电压为2.5V,滑动变阻器的规格为“10Ω 1Α”。
(1)请你用笔画线代替导线,将图中的实物电路连接完整(要求滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表的示数变大)。
(2)小明连好电路后闭合开关,发现灯泡不亮,电压表示数较大,电流表几乎无示数。他取下灯泡,电压表和电流表的示数均不变,其故障原因可能是: 。
(3)故障排除后,开始实验,缓慢移动滑动变阻器的滑片P,当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,小灯泡的额定功率是 W。
(4)小明又取了一个规格、型号完全相同的旧灯泡进行实验,发现在额定电压下工作时,灯泡亮度明显偏暗,他仔细观察,发现这只灯泡的玻璃内壁变黑,灯丝变细,消耗的实际功率变 的缘故(选填“大”或“小”)。
(5)小明通过实验数据,比较出“实际电压是额定电压一半时的电功率P1”和“实际电流是额定电流一半时的电功率P2”的大小,则P1 P2(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(6)小明将灯泡换成阻值为5Ω的定值电阻继续探究“电流与电阻关系”,他调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为2V,读出电流表的示数。他接着进行正确的操作,将10Ω的电阻接入电路,为读取正确的电流值,他应将滑动变阻器的滑片向 移(选填“左”或“右”),当电压表示数为2V时,停止调节,读出电流表示数。按照小明的实验设计,为了能完成实验,所选定值电阻的最大值为 Ω。
6.小红在测量小灯泡的电功率实验中,选用的小灯泡标有“2.5V”字样。
(1)请你在图甲电路中用笔画线代替导线,帮忙将电路连接完整 。
(2)连接电路时,开关应处于 (选填“闭合”或“断开”)状态。
(3)实验过程中小红发现电压表示数为2V,为测定小灯泡的额定功率,她应将变阻器滑片向 (选填“A”或“B”)端移动,同时注意观察电压表的示数变化,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为 。
(4)小华小组在实验时发现组长粗心大意拿了两块电流表,他们看到实验桌上有一个R0=5Ω定值电阻,小华小组经过认真讨论,设计了如图丙所示的电路进行实验,你认为他们在实验中调节变阻器滑片,使电流表A2的示数为 A时,读出电流表A1的示数,就能算出小灯泡的额定功率。老师对他们的设计给予了肯定并鼓励同学们采用不同的方法进行实验。
7.小新测量标有“2.5V”字样(正常工作电流约为0.25A)小灯泡的额定功率。现有器材:电压为3V的电源、开关、电压表(量程0~3V)、电流表(量程0~0.6A)、导线若干,照如图甲所示的实验电路进行实验,请完成下列问题:
(1)如图是小新同学连接的错误电路,在应改动的一根导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法。
(2)电路连接正确后,闭合开关前,将滑动变阻器的滑片置于 端(填“A”或“B”);闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数。接下来应进行的操作是 ;
A.检查导线连接是否良好 B.更换小灯泡
C.断开开关 D.移动滑动变阻器的滑片观察小灯泡是否发光
(3)闭合开关后,移动滑片P到某一点时,电压表示数如图乙所示,电压表的示数为 ,若要测量小灯泡的额定功率,应将图甲中的滑动变阻器的滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动;
(4)移动滑动变阻器的滑片P,观察小灯泡的亮度,并根据记录的多组数据绘制出了如图丙所示的图象。由图象可知小灯泡的额定功率是 W。
8.下图是某实验小组“测量小灯泡的电功率”的实验电路,电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为3.8V(电阻约为)。
(1)连接电路时,开关应处于 状态。
(2)当电压表的示数为3.8 V时,电流表的示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为 W。在继续调节滑动变阻器进行测量的过程中,小灯泡突然熄灭,若电流表示数变为0,电压表示数接近6V,则故障可能是小灯泡 (选填“短路”或“断路”)。
(3)完成测量后,为探究电流与电阻的定量关系,同学们找来几个不同阻值的定值电阻替换小灯泡,这样操作的原因: 。接电阻时,电流表的示数为0.2A;换接的电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“”或“”)端移动,使电压表的示数为 V,读出电流表的示数;继续换接余下的电阻进行实验即可得出结论。
9.在测量小灯泡额定功率的实验中(所用小灯泡的额定电压U0=3.8V;电源电压为6V):
(1)小明所在实验小组采用图甲所示的方案,闭合开关后,发现无论怎样移动滑片P,小灯泡都不亮,电流表示数始终为0,电压表示数约为6V,则电路中出现的故障可能是 ;排除故障后,调节滑动变阻器,直到电压表的示数为3.8V,观察到电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W.
(2)小红所在实验小组设计了另一种实验方案(其中电源电压未知,电阻R的阻值已知),步骤如下:
①按图丙所示电路图连接好电路;
②开关S拨到位置1,移动滑片P至任一位置,读出电流表示数I1;
③开关S拨到位置2,滑片位置 (填“向右移”“向左移”或“不动”),读出电流表示数.先算出小灯泡灯丝的电阻RL= (用所测的物理量表示),再根据P0=计算出小灯泡的额定功率.
他们按此方案测量,发现实验结果与真实值相差较大,原因是 仔细分析后,他们认为要准确测出小灯泡的额定功率,只需将上述步骤②改为 .
(3)实验时某小组想设计一个不用电流表测定该小灯泡额定功率的实验.于是向老师要了一个阻值为R0的定值电阻(阻值适当)和一个单刀双掷开关,借助原有的实验器材,顺利完成了实验.假如由你来做该实验,要求电路只连接一次,请设计实验方案.
①在虚线框内画出实验电路图.
( )
②简述实验步骤(用相应的字母表示测出的物理量).
( )
③写出灯泡额定功率的表达式(用已知量和测量量表示):P额= .
10.小明在做“测定小灯泡电阻”的实验时,小灯泡的额定电压U额=2.5V,电源由两节新干电池串联组成。
(1)请用笔画线代替导线,将如图甲所示的实物电路连接完整,要求滑片向右移动时灯泡变亮,电流表接小量程;
(2)电路连接好后,闭合开关,小明发现电流表指针几乎不动,电压表示数接近电源电压,检查所有接线柱都接触良好。当把开关与电压表之间的导线的一端从电压表的负接线柱改接到灯泡的左接线柱时,灯亮且电流表有示数了,但电压表无示数,则原电路故障应该是 ;
次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
2.5
2
0.36
3
0.6
0.28
(3)排除问题后小明继续进行实验,记录的部分数据如表所示,其中第1次实验小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻是 Ω;第2次实验时,小明需要将滑片向 (左\右)移动,才能使电压表的示数如图丙所示;
(4)小明根据所测数据计算出小灯泡的电阻不是一个定值,原因可能是 ;
(5)完成上述实验后小明进一步思考,提出问题:在没有电流表的情况下能否测量小灯泡的额定功率呢?他利用一个阻值为R0的定值电阻设计的电路如图丁所示。
①调节滑动变阻器滑片使电压表示数为U额=2.5V;
②接着保持滑片位置不变,将电压表 (A\B)点的接线改接到C点,记录电压表示数为U;
③小灯泡额定功率P= (用已知量和测量量的符号表示);
④根据电路及各元件的规格判断,定值电阻R0的阻值可能是 Ω。(0.8\8\18)
11.在“测量小灯泡电功率”实验中,如图甲所示,电源电压恒为4.5V,小灯泡标有“2.5V”字样,电流表、电压表、滑动变阻器“10Ω 2A”和“50Ω 1A”,开关各一个,导线若干。
(1)如图所示,实验电路存在连接错误,只需改动一根导线,即可使电路连接正确,请你在应改动的导线上打 “×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法 ;
(2)闭合开关,看到电压表示数如图乙,为使灯泡正常发光,应向 (填“左”或“右”)端移动滑片P,图丙为灯泡的U﹣I图象,可知灯泡的额定功率为 W;
(3)【拓展】完成上述实验后,实验小组又设计了如图丁所示的电路,测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率。实验方案如下:(电源电压不变,滑动变阻器R1的最大阻值为R1)
①闭合开关S1,移动R1滑片,使电流表的示数为I额灯泡正常发光;
②断开开关S1,闭合S2,保持R1滑片位置不动,移动R2滑片,使电流表的示数为I额;
③保持 滑片位置不动,将另一个滑动变阻器滑片移到最左端,电流表的示数为I1,再将此滑动变阻器的滑片移到最右端,电流表的示数为I2;
④小灯泡额定功率的表达式为P额= 。(用I额、I1、I2、R1表示)
12.小明用图甲测定小灯泡L的电功率.
(1)开关S闭合前,应将滑动变阻器的滑片P移动到 (选填“A”或“B”)端;
(2)闭合开关S,移动滑片P到某一位置后,若电压表和电流表的示数分别如图乙、丙所示,则小灯泡L消耗的实际电功率为 W,小明还计算出此时小灯泡L的电阻RL= Ω;
(3)小刚在做同样的实验时,他连接好电路,并按正确的顺序操作,但闭合开关后灯不亮,电流表有示数而电压表无示数,则电路可能出现的故障是 (选填选项前的字母)
A.小灯泡的灯丝断了
B.滑动变阻器断路
C.小灯泡短路
D.电流表断
13.小明同学利用电流表和电阻箱测量小灯泡的功率,设计并连接了如图甲所示的实物电路。
(1)为了保护电路,闭合开关前,应将滑片P移到滑动变阻器的 (选填“A”或“B”)端。
(2)闭合开关,将单刀双掷开关扳向“1”,调节滑动变阻器的阻值,使电流表的示数为,如图乙所示,= A。
(3)将开关扳向“2”,保持滑动变阻器的阻值不变,调节电阻箱的阻值R,使电流表的示数仍为,此时R=5Ω,则步骤(2)中小灯泡的电阻= Ω。
(4)步骤(2)中小灯泡的实际功率= W。
14.在探究“影响电流的热效应的因素”的实验中,小南制作如图甲所示实验装置。
(1)请用画线笔代替导线连接好图乙电路。要求:连接两根导线,使实验现象差别最明显;
(2)正确连接电路后,将滑动变阻器滑片调至 ,再闭合学生电源开关;
(3)实验中温度计示数上升多少反应电流通过电热丝产生 ;
(4)开始实验后,发现两支温度计示数升高速度过快,且存在安全隐患。为了解决这个问题,小南决定将加热容器内空气改为加热合适体积的某种液体,又设计了如下三种方案:
甲:如图乙所示,分别将等体积的A液体装入两容器中,通电1分钟、2分钟、3分钟……记录两支温度计对应的示数和电流表示数。停止加热,待温度恢复初温后,多次调节滑动变阻器到合适阻值重复上述实验,比较数据;
乙:其他条件不变,仅将甲方案中A液体换成B液体;
丙:其他条件不变,仅将甲方案中A液体换成C液体;
液体
比热容
密度
导电性
A
导电
B
不导电
C
不导电
你认为以上哪个方案合理且能最明显地比较出电流产生热量多少?请说明理由。
15.小华在做“测量小灯泡电功率”的实验时,已连接了的部分电路(如图所示),已知电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V.
(1)请用笔画线代替导线,将图示电路连接完整.
(2)连接好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不亮,电流表有示数,电压表示数为零,则出现故障的原因可能是 .
(3)故障排除后,小华通过实验测得如上表数据.分析数据可知灯泡的额定功率是 W.
(4)小华想通过实验来比较灯泡“实际电压是额定电压一半时的电功率P1”和“实际电流是额定电流一半时的电功率P2”的大小,但小华的同学没有通过实验也比较出了它们的大小.P1应 (选填“大于”“小于”或“等于”)P2 .
16.电流做的功跟电压、电流和通电时间三个因素都有关。小明同学要通过实验探究电功跟电压的关系,他选用的器材如图所示。其中甲、乙两容器完全相同,且盛有等体积的煤油,电阻R1>R2。
(1)进行上面实验,除了通过R1、R2的电流相同,煤油质量相同外,还必须使得 相同;
(2)小明是通过观察 来判断电流做功多少的;
(3)通过上面的实验他可以得到的结论是 。
17.在探究电流与电阻的关系的实验中,小明根据实验室的实验器材,设计了电路图如图甲所示。
(1)实验时,依次更换不同的电阻,调节滑动变阻器,保证 不变,并记录每次电阻R和电流表示数I如下表:
实验次数
1
2
3
4
R/Ω
10
15
20
30
I/A
0.3
0.2
0.15
0.1
(2)小明根据记录的数据,做出了如图乙所示的图像,其中反映电流与电阻规律的图像是 (选填“a”或“b”);
(3)由第1次实验数据可知,R=10Ω时,电阻的电功率是 W。
18.小华做“测定小灯泡的电功率”实验,现有两个小灯泡(分别标有“2.2V 0.3A”“3.8V0.3A”字样),他选择其中一个小灯泡与电源(电压为 2 伏的整数倍且保持不变)、电流表、滑动变阻器、开关串联,然后将电压表并联在电路中,移动变阻器滑片 P 至最大阻值处。小华闭合开关,观察到电压表示数如图所示,然后移动变阻器滑片 P 至某位置,使小灯泡正常发光,此过程中电压表指针向左偏转了 6 小格。
①小华判定小灯泡正常发光的依据是 。
②小华将电压表并联在 两端(选填 “小灯泡”或“变阻器”)。
③ 写出图中电压表示数并说明理由。( )
④ 计算小灯泡的额定功率。( )
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
参考答案
1. 断开 灯泡短路 2.5、0.75
【详解】试题分析:(1)连接电路时,开关应断开;
(2)将变阻器串联在电路中,滑片P向左滑动时,接入电阻变小,则变阻器的下面应接左边的接线柱,如图所示:
(3)灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,则可能与电压表并联的灯泡短路;
(4)要测量灯泡的额定功率,应使灯泡两端的电压等于其额定电压,则应调节滑片使电压表的示数为2.5V;
由图丙知,电流表选择0~0.6A的量程,示数为0.3A;则额定电功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
考点:电功率的测量
2. 10 0.26 0.65 小灯泡断路
【详解】(1)[1]因为小灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表应选择量程0~3V,电路连接如下:
(2)[2]闭合开关,此时电压表示数为1V,电流表示数为0.2A,根据串联电路电压关系,滑动变阻器两端电压
UP=U-UL=3V-1V=2V
所以滑动变阻器最大阻值为
(3)[3][4]由图乙知,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,所以电流表示数为0.26A,小灯泡额定功率
P额=U额I额=2.5V×0.26A=0.65W
(4)[5]当导线接在电流表的两端时,就能排除电流表的故障,小灯泡不亮,说明是小灯泡的故障,小灯泡断路.
3. R2 A 0.75 变大 2
【详解】(1)[1]实物图中,电流表并联在电路中,电压表串联在电路中,根据两表的使用方法可知,电压表应并联在电路中,电流表串联在电路中,如图所示
(2)[2]由于小灯泡正常工作电流约为0.25A,大于0.2A,故R3不符合题意;当小灯泡正常工作时,根据串联电路的电压特点可知,滑动变阻器的两端电压为
此时滑动变阻器连入电路的电阻为
故R1不符合题意,R2符合题意。
(3)[3]若滑片P滑到某一位置时,电压表示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为2.2V,小于灯泡额定电压2.5V,若要测量小灯泡的额定功率,应增大灯泡两端的电压,根据串联电压规律可知,应减小滑动变阻器两端的电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应将图甲中滑片P向A端移动。
(4)[4]由图丙可知,小灯泡在额定电压2.5V下的电流为0.3A,则小灯泡的额定功率为
[5]小灯泡的亮度程度由实际功率来决定,实际功率越大,灯泡越亮,灯丝的温度就越高,灯泡的电阻就越大。
(5)①[6]由于要使得电压表的示数为灯泡的额定电压U1,因此电压表需并联在灯泡的两端,故接好实验电路,闭合开关S,将开关S1拨到触点2。
③[7]当开关S1拨到触点1时,根据串联电路特点和欧姆定律可得,此时电路中的电流为
由P=UI可得,小灯泡正常发光时功率为
4. 小灯泡短路 0.24A 7.08Ω 0.408W 灯泡的亮度由实际功率的大小决定,实际功率越大,灯泡越亮 灯丝的电阻随温度的升高而增大 电路中电流与电阻的关系
【详解】第一空.测量小灯泡的电压时,电压表应与小灯泡并联如图 ;
第二空.发现小灯泡不亮,而电流表有示数,说明电路是通路,电压表没有示数,说明小灯泡两端没有分压,因此故障为小灯泡短路;
第三空.由图乙可知电流表示数为0.24A;
第四空.电阻值为:
;
第五空.电功率为:
;
第六空.由表格数据可知结论为:灯泡的亮度由实际功率的大小决定,实际功率越大,灯泡越亮;
第七空.实验过程中小灯泡发光发热,灯丝的电阻随温度的升高而增大;
第八空.将小灯泡换成5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻,变量为电阻值,因此还可探究电路中电流与电阻的关系.
5. 小灯泡开路 0.55 小 大于 左 20
【详解】(1)[1]由于滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表的示数变大,则滑动变阻器接入电路的电阻变小,故应接下方的右接线柱。由于小灯泡额定电压为2.5V,故电压表的量程应选“0~3V”,则应将电压表的“3”接线柱与小灯泡的右接线柱连接。
(2)[2]灯泡不亮,则可能电路开路,也可能灯泡被短路;电流表几乎无示数,则可能电路开路,也可能电流表被短路;电压表示数较大,则可能电压表与电源两极连接完好,测电源电压;又因为取下灯泡,电压表与电流表示数均不变;所以电路故障是灯泡开路。
(3)[3]由图乙可知,电流表所选量程是0~0.6A,分度值为0.02A,则示数为0.22A;小灯泡的额定功率
P=UI=2.5V×0.22A=0.55W
(4)[4]一个规格型号完全相同的旧灯泡由于使用时间很久,钨丝发生升华现象而变细,灯丝电阻变大;在电压一定时,由可知,消耗的功率变小,故实际功率变小。
(5)[5]由可知,灯泡实际电压是额定电压一半时,灯泡电阻减小,它的实际功率P1>P额;由P=I2R可知,灯泡实际电流等于额定电流一半时,灯泡电阻减小,实际功率P2<P额;因此,P1>P2。
(6)[6]定值电阻R的阻值由5Ω更换为10Ω时,根据串联“分压”的特点,定值电阻两端电压变大;为了保持定值电阻两端的电压不变,则需增大滑动变阻器两端电压,即增大滑动变阻器接入电路的阻值,故将滑片向左移动,直到电压表的示数为2V。
[7]由于定值电阻两端电压为2V,则滑动变阻器两端电压
U滑=3V-2V=1V
如果接入电路的定值电阻阻值太大时,滑动变阻器所分得的电压小于1V,将无法继续进行实验,因此,当滑动变阻器阻值全部接入电路时,电路电流
此时接入电路的定值电阻阻值也最大,为
6. 断开 B 0.75W 0.5
【详解】(1)[1] 实验中,灯泡与电流表应串联,电压表与灯泡并联,由此完成电路连接,如图所示
(2)[2] 为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。
(3)[3] 灯在额定电压下正常发光,此时电压表的示数为2V,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,由分压原理可知,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向B端移动。
[4] 电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.3A,则小灯泡的额定功率为
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
(4)[5]由题知,R0=5Ω,调节变阻器滑片,使电流表A2的示数为0.5A,此时由欧姆定律和并联电路电压的规律,灯的电压为
UL=U0=I′R0=0.5A×5Ω=2.5V
再读出电流表A1的示数,由P=UI才能算出小灯泡的额定功率。
7. B D 2.2 A 0.75
【详解】(1)[1]电压表应并联在电路中,电流表串联在电路中,因此灯泡右接线柱与滑动变阻器左上接线柱之间的连续错误,改正图如图所示:
(2)[2]为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调至最大值处,即B端。
[3]闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,电路为通路,电流过小,所以接下来应进行的操作是移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(3)[4][5]电压表示数如图乙所示,量程是0到3V,分度值0.1V,电压表的示数为2.2V,若要测量小灯泡的额定功率,应增大灯泡两端的电压,而滑动变阻器两端的电压降低,其连入电路的阻值变小,即将图甲中的滑动变阻器的滑片P向A端移动。
(4)[6]灯泡两端电压等于额定电压2.5V时正常发光,由图象知,此时通过灯泡的电流为0.3A,由欧姆定律可得,此时小灯泡的额定功率是
8.(1)断开
(2) 1.14 断路
(3) 使用定值电阻是因为其阻值稳定,不随温度等因素变化而改变,便于准确探究电流与电阻之间的关系 B 2
【详解】(1)为保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。
(2)[1]电压表测量灯泡两端电压,当电压表的示数为3.8V时,电流表的示数如图乙所示,电流表接入小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,则小灯泡的额定功率为
[2]在继续调节滑动变阻器进行测量的过程中,小灯泡突然熄灭,若电流表示数变为0,电压表示数接近6V即接近电源电压,则故障可能是小灯泡断路,造成电压表串联在电路中。
(3)[1]完成测量后,为探究电流与电阻的定量关系,同学们找来几个不同阻值的定值电阻替换小灯泡,这样操作的原因是:使用定值电阻是因为其阻值稳定,不随温度等因素变化而改变,便于准确探究电流与电阻之间的关系。
[2][3]当接10Ω电阻时,电流表的示数为0.2A,则电压表示数应为
换接20Ω的电阻后,根据串联分压特点,定值电阻分得的电压变大,闭合开关后,应将滑动变阻器的滑片向B端移动,使电压表的示数为2V,读出电流表的示数;继续换接余下的电阻进行实验即可得出结论。
9. 小灯泡断路 不动 见解析 开关S拨到位置1,移动滑片P,直到电流表示数为I1= 见解析
【详解】(1)[1]灯泡断路,或灯泡短路,或灯泡电路之外电路断路时,灯泡不亮;电流表示数为0,说明电路存在断路;电压表有示数,说明电压表与电源两极相连,电压表并联电路之外电路不存在断路,综合分析可知,与电压表并联的灯泡断路.
[2]由图乙所示的电流表可知,电流表量程是0∼0.6A,分度值是0.02A,电流表示数是0.3A,灯泡额定功率:
P=UI=3.8V×0.3A=1.14W.
(2)③[3]开关S拔到位置2,滑片位置不动,读出电流表示数I2.
[4]开关在位置1时,灯泡与电阻并联,灯泡两端的电压UL=UR=I1R,开关打到2位置时,由并联电路特点知:流过灯泡的电流I灯=I2−I1,则灯泡电阻:
RL==;
[5]因为灯泡电阻随温度的变化而变化,题中所求电阻值RL与灯泡正常发光时的阻值不相等,所以根据P0=求出的功率与额定功率的真实值相差较大;
[6]要准确测出灯泡的额定功率,只需将上述步骤2改为:开关S拔到位置1,移动滑片P直到电流表示数为
I1==
为止,读出电流表示数I1.
(3)①[7]实验需要测出灯泡两端电压与通过灯泡的电流,可以把灯泡与定值电阻串联,测出定值电阻两端电压,由欧姆定律求出通过定值电阻的电流,由于灯泡与定值电阻串联,可以求出通过灯泡的电流,然后由P=UI求出灯泡额定功率,实验电路图如图所示:
②[2]实验步骤:
a、根据电路图连接电路,闭合开关S1、S2接1,调节滑动变阻器,使电压表示数为3.8V.
b、保持滑动变阻器滑片位置不变,S2接2,读出电压表示数U.
③[9]通过灯泡的电流:
I=IR0==,
灯泡额定功率:
P=U额I=.
10. 见解析 5 左 见解析 B 0.8
【详解】(1)[1]滑片向右移动时灯泡变亮,说明电路中的电流变大,滑动变阻器接入电路的电阻变小,则滑动变阻器选择右下接线柱串联接入电路,电流表接小量程,如图所示:
(2)[2]电路连接好后,闭合开关,发现电流表指针几乎不动,说明电路断路,电压表示数接近电源电压,则电压表串联接入电路,即与电压表并联部分电路断路,当把开关与电压表之间的导线的一端从电压表的负接线柱改接到灯泡的左接线柱时,灯亮且电流表有示数了,但电压表无示数,则原电路故障应该是连接灯泡的左接线柱与电压表的负接线柱的导线断路。
(3)[3]由图乙可知,电流表接入电路的是0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.5A,由表可知,灯泡正常发光时灯泡两端的电压为2.5V,根据欧姆定律可得此时灯泡的电阻
[4]由图丙可知,电压表接入电路的是0~3V量程,分度值为0.1V,示数为1.5V,此时电压表的示数小于2.5V,根据串联电路电压规律可知需增大滑动变阻器两端的电压,根据串联分压原理可知需增大滑动变阻器接入电路的阻值,所以第2次实验时,需要将滑片向左移动。
(4)[5]由于灯泡的电阻随温度的升高而增大,所以小灯泡的电阻不是一个定值。
(5)②[6]保持滑片位置不变,将电压表B点的接线改接到C点,电压表测定值电阻和灯泡两端的电压,记录电压表示数为U。
③[7]步骤①中灯泡、滑动变阻器、定值电阻串联接入电路,电压表测灯泡两端的电压,调节滑动变阻器滑片使电压表示数为2.5V,此时灯泡正常发光;根据串联电路电压规律可得定值电阻两端的电压
U0=U-U额
串联电路各处电流相等,通过电路的电流
小灯泡额定功率
④[8]电压表选用0~3V的量程,定值电阻的最大电压不能超过
3V-2.5V=0.5V
小灯泡正常工作时电流为IL=0.5A,R0的最大值不能超过
定值电阻R0的阻值可能是0.8Ω。
11. 左 0.5 R2
【详解】(1)[1]电压表串联在电路中,电流表测量变阻器和灯泡的总电流,应该将电压表和灯泡并联,电流表和灯泡串联,如图所示:
(2)[2]灯泡正常发光时电压等于其额定电压2.5V,由图乙知,电压表使用0~3V量程,分度值0.1V,所以灯泡两端电压为
2.2V<2.5V
由串联电路的分压原理可知,应将滑片向左端移动,使灯泡两端电压达到2.5V。
[3]由图象读出灯泡正常发时的电流0.2A,所以灯泡的额定功率
P额=U额I=2.5V×0.2A=0.5W
(3)③[4]保持R2的滑片位置不动,将另一个滑动变阻器R1的滑片移到最左端,电流表的示数为I1,再将此滑动变阻器的滑片移到最右端,电流表的示数为I2。
[5]由串联电路特点和欧姆定律可得
U=I2R2=I1(R1+R2)
R2=
小灯泡额定功率的表达式为
P额=I额2RL=I额2R2=I额2
12.(1)B;(2)0.72;8;(3)C
【详解】试题分析:(1)开关闭合前,为保护电路,变阻器连入电路中的电阻应最大,即滑片应置于B端;
(2)电压表、电流表均选用小量程,分度值分别为0.1V、0.02A,示数分别为2.4V、0.3A,灯的实际功率P=UI=2.4A×0.3A=0.72W,此时灯的电阻R=U/I=2.4V/0.3A=8Ω;
(3)若小灯泡的灯丝断了、则电压表串联在电路中,示数接近电源电压,电流表示数接近0(因电压表表内阻很大),与题意不符,A错误;若变阻器断路,则两表均无示数,与题意不符,B错误;操作顺序正确,但闭合开关后,电流表有示数说明电路为通路,而灯不亮,电压表无示数说明灯被短路,导致电压表与一根导线并联了,C正确;若电流表断路,两表均无示数,与题意不符,D错误,故选C.
考点:电功率的测量;欧姆定律的应用
13.(1)B
(2)0.2
(3)5
(4)0.2
【详解】(1)为了保护电路,闭合开关 前,应将滑片P移到滑动变阻器的B端,此时滑动变阻器的阻值最大,能保护电路。
(2)由图乙可知,电流表选用的是0~0.6A量程,分度值为0.02A,其示数为0.2A。
(3)闭合开关,将单刀双掷开关扳向“1”,滑动变阻器与小灯泡串联;将开关扳向 “ 2 ”,滑动变阻器与电阻箱串联,保持滑动变阻器的阻值不变,调节电阻箱的阻值R,使电流表的示数仍为I1,根据等效替代法,此时小灯泡的电阻为5Ω。
(4)根据公式计算小灯泡的实际功率
14.(1)
(2)最右端
(3)热量的多少
(4)见解析
【详解】(1)根据题意可知,若两个容器内的两电热丝连接方式相同(两容器内电热丝的总电阻相同),则无论两个容器是并联还是串联接入电路中,通过两容器的电流相等,不符合控制变量法的要求;所以,要符合控制变量法的要求,且使实验现象差别最明显,可使两个容器串联在电路中,且两个容器内电热丝的总电阻不同,即一个容器内两电热丝串联,另一个容器内两电热丝并联,如图所示:
(2)为保护电路安全,正确连接电路后,将滑动变阻器滑片调至阻值最大处,即最右端。
(3)电流通过电热丝产生热量,容器内的空气吸收热量,温度升高,温度计示数变大,所以,实验中温度计示数上升多少反应电流通过电热丝产生热量的多少,这是转换法的应用。
(4)A液体导电会影响实验结果,并且存在安全隐患,所以甲方案不合理,B、C液体不导电,可符合实验要求;根据和可得,液体吸热后的温度变化量为
在体积V和吸收热量Q一定时,越小,越大;根据表格数据可得
对于B液体有
对于C液体有
可知,,则,即乙方案两容器内温度计示数升高差较大,所以,乙方案合理且能最明显地比较出电流产生热量多少。
15. 灯泡短路 0.5 大于
【详解】 (1)滑动变阻器串联在电路中,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:
(2)小灯泡始终不亮,电流表示数为零,电压表有示数,与与电压表并联的灯泡断路;(3)由表格中数据知,当U=2.5V时,I=0.20A,则额定功率P=UI=2.5V0.2A=0.5W; (4)因为P=所以灯泡实际电压为其额定电压一半时,它的实际功率P1>P额;因为P=I2R,所以实际电流等于额定电流一半时,实际功率P2<P额,故P1>P2.
点睛:(2)电流表有示数,电压表无示数,与电压表并联的电路短路;(3)确定额定电压时的电流,根据P=UI计算出额定电功率;(4)如果灯泡电阻不随温度变化,则灯泡电压为其额定电压一半时的电流等于额定电流的一半,其实际功率等于额定功率的四分之一;实际上灯泡电阻随温度升高而增大,所以灯泡实际电压为额定电压一半时的电流大于额定电流的一半,此时灯泡实际功率大于额定功率的四分之一;如果灯泡电阻不随温度变化而变化,电流等于额定电流一半时,灯泡实际功率等于额定功率的四分之一,实际上灯泡温度越低,灯泡电阻越小,通过灯泡电流为其额定电流一半时,灯泡电阻小于灯泡正常发光时的电阻,则灯泡实际功率小于额定功率的四分之一.
16. 煤油的初温 温度计示数的变化 见解析
【详解】(1)[1]在该实验中选用两根阻值不同的电阻丝,因为串联,通过的电流相同,两端的电压不同,目的是使R1、R2两端的电压不同;除了通过R1、R2的电流相同,煤油质量相同外,还必须使得煤油的初温相同。
(2)[2]电流做功的多少不能直接观察到,但电流做功多的产生的热量多,烧瓶内的煤油吸收热量多、温度升高的快,我们可以采用转换法,通过观察温度计的示数高低比较电流做功的多少。
(3)[3]由实验得出的结论:在电流一定、通电时间一定时,电压越高,电流做的功越多。
17. 电阻R两端的电压不变 b 0.9
【详解】(1)[1]根据控制变量法可知,在实验探究过程中应改变被探究因素,保持其余不被探究因素不变。影响电流的因素有电压和电阻两个,因此在探究电流与电阻的关系的实验中,电阻是被探究的因素,电阻R两端的电压是不被探究的因素,故应保持电阻R两端的电压不变。
(2)[2]根据小明记录的数据可知,随着定值电阻的增大,电流逐渐减小,每组电流与电阻的乘积都为3,是一个定值,因此,电流与电阻为反比例关系,对应的函数图像应该与反比例函数图像一致。乙图中a画的是正比例函数图像,不符合题意,b画的是反比例函数图像,符合题意,故图乙所示的图像中能反映电流与电阻规律的是b。
(3)[3]由第1次实验数据可知,R=10Ω时,I=0.3A,由电功率公式,可得出电阻的电功率为
18. 电流表读数为0.3A 变阻器 见解析 1.14
【详解】[1] 两只小灯泡的额定电流都是0.3A,当电流表读数为0.3A时,小灯泡正常发光。
[2]滑动变阻器的阻值变小时,电压表指针向左偏转,即电压表示数减小,根据串联分压与电阻的关系可以判断,电压表并联在变阻器两端。
[3]如果电压表接的是0~3V的量程,则示数为2.8V,使小灯泡正常发光,此过程中电压表指针向左偏转6小格,示数变为2.2V。当U额=2.2V时,电源电压
U=2.2V+2.2V=4.4V
不符合电源电压值。
当U额=3.8V时,电源电压
U=3.8V+2.2V=6V
符合电源电压值。
如果电压表接的是0~15V的量程,则示数为14V,使小灯泡正常发光,此过程中电压表指针向左偏转了6小格,示数变为11V。当U额=2.2V时,电源电压
U=11V+2.2V=13.2V
不符合电源电压值;当U额=3.8V时,电源电压
U=3.8V+11V=14.8V
不符合电源电压值。
故电压表示数为2.8V。
[4]分析可得所用的小灯泡是“3.8V0.3A”,其额定功率为
P=UI=3.8V×0.3A=1.14W
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
$