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2025年中考物理实验题专项:电功和电功率
一、实验题
1.如图所示的是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置,两个相同的透明容器中密封着等量的空气。
(1)电流通过导体产生的热量我们不能直接测量,可以通过比较两个U形管内液柱的 来比较产生热量的多少;
(2)根据图中观察到的现象,可得到的结论是:在导体的电阻和通电时间相同时, ,导体上产生的热量越多。
2.如图甲所示,是测量小灯泡电功率的实验,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)闭合开关后,灯泡发光微弱,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡亮度不变,其原因可能是将滑动变阻器的 (填“A”“B”或“C、D”)接线柱接入了电路;
(2)某次实验,电压表示数如图乙所示,欲使小灯泡正常发光,则滑动变阻器的滑片应向 (填“C”或“D”)端滑动;
(3)实验测量数据如表所示,则小灯泡的额定功率为 W。灯泡的亮度跟实际电功率的关系是 。
数据序号
1
2
3
4
发光情况
较暗
较亮
明亮
特亮
电压U/V
1.3
2.1
2.5
3.0
电流I/A
0.21
0.26
0.28
0.31
电功率P/W
0.27
0.55
0.93
3.学校实验室新进了一批规格为“2.5V 0.75W”的小灯泡,小明想通过实验探究小灯泡的额定功率是否符合规格。
(1)根据图甲所示电路图,用笔画线代替导线把图乙所示的实物电路补充完整 。
(2)小明完成实验后,根据实验数据作出关系图像如图丙所示,由图像可得小灯泡的额定功率为 W,该小灯泡 (选填“符合”或“不符合”)制造规格。
(3)由关系图像可知当小灯泡两端电压为1V时,它的电阻为 Ω;进一步分析图像可得小灯泡电阻随着两端电压的升高而 (选填“增大”或“减小”或“不变”)
4.做“测量小灯泡电阻”的实验,所用器材如下:两节干电池,标有2.5V的小灯泡一个,两个滑动变阻器:R1标有“10Ω 1A”,R2标有“20Ω 2A”,开关一个,导线若干。
(1)请根据图甲电路图,用笔划线代替导线,将图乙中的实物图连接完整(要求:滑动变阻器滑片P向右移动时灯泡变亮,且导线不交叉) ;
(2)闭合开关前,应将滑片P置于 (选填“A”或“B”)端;
(3)正确连接电路后,若小灯泡的接线柱接触不良,则闭合开关时,电流表和电压表的示数情况是 (填字母);
A.只有电流表有示数 B.只有电压表有示数
C.电流表和电压表均有示数 D.电流表和电压表均没有示数
(4)排除故障后,移动滑片P,依次测得6组数据,如表一所示。其中第2次实验时电流表表盘如图丙示,此时电路中的电流为 A;第四次实验时灯泡的电阻为 Ω;灯泡的额定功率为 W。由表一中数据可知,选用的滑动变阻器应是 (选填“R1”或“R2”)。
表一
试验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
2.8
电流I/A
0.16
0.22
0.25
0.28
0.29
电阻R/Ω
3.1
6.8
9.7
表二
试验次数
1
2
3
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.30
0.20
0.12
(5)将这6组数据算得的电阻值取平均值作为小灯泡的电阻,这种数据处理方式是否合理? ;
(6)继续用图乙所示装置来探究“电流与电阻的关系”。分别把阻值准确的5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻接入原小灯泡的位置,通过实验,记录电流表示数如表二所示。发现通过导体的电流跟电阻不成反比,原因可能是: 。
5.为了探究“电流产生的热量与电阻大小的关系”,小伟同学采用了如图所示的实验装置,其中R1<R2。
(1)实验中R1、R2采用 (填“串联”或“并联”)的连接方法使通过它们的电流相等;
(2)在通电时间相同时,两玻璃管内煤油上升较高的是 (填“甲”或“乙”)瓶,由此可知,在通电时间相同,电流一定的情况下,电阻越大,电流产生的热量越 。(填“多”或“少”)
6.探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验如图甲和乙所示,两透明容器中密封着等质量的空气,两容器中的电阻丝串联起来连接到电源两端,通电一定时间后,比较两个U形管中液面高度差的变化。
(1)在图甲中,通过两电热丝的电流 ;该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体的 的关系;
(2)图乙是探究电流通过导体产生的热量与 的关系;
(3)在该实验中,我们是通过观察U形管中液面的 来比较各容器中电热丝产生热量的多少的;
(4)英国物理学家焦耳通过大量实验,首先精确地确定了电流通过导体时产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟 成正比,这个规律叫做焦耳定律,其表达式为 。
7.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 (选填“闭合”或“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,你应将电流表的负接线柱与滑动变阻器上的 (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;故障原因可能是 (选填“短路”或“断路”);
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,并做好数据记录。小王根据多组实验数据绘的U﹣I图像如图乙所示,根据图像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,灯泡的功率 (选填“增大”、“不变”或“减小”);
(5)在实际测量中,调节滑动变阻器的滑片P使其接入电路中电阻减小,相应小灯泡的阻值变化了,则 (选填“大于”、“小于”或“等于”)。
8.在“测量小灯泡额定功率”的实验中,实验室提供了如下器材:额定电压为2.5V的小灯泡,电压恒为6V的电源、电流表、电压表、开关、滑动变阻器各一个,导线若干。
(1)小聪设计了如图甲所示的电路图,请用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整,要求:滑动变阻器的滑片P向左移动时灯泡变暗 ;
(2)连好电路后,将滑动变阻器的滑片P移至最 (选填“左”或“右”)端。闭合开关S,小聪发现灯泡不发光,电流表有示数,电压表无示数,移动滑动变阻器的滑片P,电流表示数有变化,电压表无变化,则电路故障的原因可能是 (填序号);
A.小灯泡短路 B.电流表断路 C.小灯泡断路 D.滑动变阻器短路
(3)排除故障后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,同时观察电压表示数的变化,直至小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图丙所示为 A,则小灯泡的额定功率为 W;
(4)完成实验后,小聪用阻值为10Ω、20Ω和30Ω的定值电阻替换小灯泡,探究电流与电阻的关系,分别把三个定值电阻单独接入电路进行了三次实验,实验数据如下表:
实验次数
1
2
3
电阻R/Ω
10
20
30
电流I/A
0.24
0.12
0.08
分析实验数据可得:
①在电压一定时,通过导体的电流和导体的电阻成 比;
②实验中滑动变阻器的最大阻值不能小于 Ω。
9.探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验时,两个透明的容器中密闭了等量的空气,U形管中液面高度变化反映了密闭空气温度的变化。
(1)当要研究的物理量不易直接测量时,都要想办法把它们的大小间接表示出来,这种研究物理问题的方法叫转换法,如图所示:甲乙实验中电流产生的热量的多少是通过观察比较U形管中 反映出来的;
(2)甲图中,若通电时间相同,发现B玻璃管内液面上升较高,这表明:导体产生的热量与 有关;
(3)某实验小组发现通电一段时间后,其中一个U形管中的液面高度几乎不变,发生此现象的原因可能是 。
10.在“测量小灯泡额定功率”的实验中,器材有:电源(电压恒为3V)、开关、电压表和电流表各一只、额定电压为2.5V的灯泡、滑动变阻器(25Ω、1A)、导线若干。
(1)以笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整 ;(要求:滑片向左移动时小灯泡变亮)
(2)闭合开关前,发现电流表的指针如图乙所示,其原因是 ;
(3)问题解决后,某小组的同学通过改变滑动变阻器的阻值,得到了小灯泡的电流随其两端电压变化的图象,如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
11.为测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率,连接了如图甲所示的部分电路。请按要求完成下列问题:
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于 端(选填“A”或“B”);
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,当电压表示数为 V时,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P= W。
12.如图所示,两个烧瓶完全相同,烧瓶内装有质量相等、初温相同的煤油以及完全相同的温度计,烧瓶内还分别装有阻值未知的电阻丝R1和R2,小明利用上述实验电路探究“电流通过电阻产生的热量跟电流大小有关”。闭合开关一段时间后,记录温度计甲乙的示数分别为40C和35C。根据实验过程及现象回答下列问题:
(1)实验中是通过 反映电阻产生热量的多少的;
(2)实验中,电阻丝R1的阻值 R2的阻值(选填“等于”或“不等于”),两电阻丝的通电时间应 。(选填“相等”或“不相等”)
13.为了研究“电流产生的热量与哪些因素有关”,小芳小组采用如图(1)所示的装置进行探究。
(1)为了便于比较两根电阻丝通过电流后产生热量的多少,甲、乙两烧瓶中要装入 相等、初温相同的同种液体。为了在较短时间内达到明显的实验效果,实验时应选用液体是 (选填“煤油”或“水”);
(2)本实验中电阻产生热量的多少是通过 (选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的。在研究许多物理问题时都会用到这种方法,下列研究实例采用研究方法与此相同的是 ;
A.探究电流与电压、电阻的关系
B.利用小桌陷入海绵的深度判断压力的作用效果
C.研究光的传播时,引入光线
D.探究声音的传播条件
(3)已知电阻丝R1和R2的材料和长度相同,R1的横截面积大于R2,通电一定时间后,可以看到 (选填“甲”或“乙”)瓶中煤油温度升得高,这表明在相同时间内,电流相同的情况下,导体的电阻越 (选填“大”或“小”),电流通过导体时产生的热量越多;
(4)如果在甲、乙两烧瓶中分别装入质量相等的不同液体,并接入两根阻值 (选填“相同”或“不同”)的电阻丝,就可用这个装置来探究两种不同液体的吸热能力。若闭合开关后一段时间,发现如图(2)所示温度变化规律,则甲瓶中液体的比热容 (选填“大于”“等于”或“小于”)乙瓶中液体的比热容。
14.某班分小组进行实验在“测定小灯泡的电功率”实验中,每个实验小组电源电压为6V,小灯泡L的额定电压为2.5V,小灯泡正常发光时电阻约10Ω左右,可供选用的滑动变阻器R1和R2的最大阻值分别为10Ω、50Ω,实验电路如图甲所示.
实验序号
1
2
3
4
U/V
2.5
2.0
1.8
0.6
I/A
0.28
0.25
0.15
0.15
(1)应该选用的滑动变阻器是 (选填“R1”或“R2”).
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应位于 (选填“左”或“右”)端.
(3)电路正确连接后,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 .
(4)第一实验小组的同学按正确步骤进行实验,记录的部分数据如上表所示,其中有一组数据明显存在错误,这组数据是 .(选填实验序号),该组小灯泡的额定功率为 W.
15.小明同学做“测定小灯泡的电功率”实验.器材齐全、完好,电源电压为1.5伏的整数倍,小灯标有“2.2V”字样,滑动变阻器标有“ 5,1A ”字样.
(1)小明正确连接电路且操作规范,请在如图(a)方框中画出该同学的电路图
( )
(2)当滑片在变阻器某一端点的电表示数如图(b)所示,则根据相关信息求出电源电压为 伏.
(3)当小灯正常发光时变阻器的滑片恰好位于中点处,小明判断小灯正常发光的理由是 .请根据相关信息,计算出小灯的额定功率 .
试卷第1页,共3页
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《2025年中考物理实验题专项:电功和电功率》参考答案
1. 高度差 通过导体的电流越大
【详解】(1)[1]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但可以通过U形管液面高度差的变化来反映,这种研究方法叫转换法。
(2)[2]根据题意可知,右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联,容器内的两个电阻的阻值相同,通电时间相同,但电流不同,通过甲的电阻的电流大,左侧U形管高度差更大,说明产生热量更多,由此可得:在电阻相同、通电时间相同的情况下,电流越大,电流产生的热量越多。
2. CD D 0.7 实际功率越大,灯泡亮度越亮
【详解】(1)[1]灯泡发光较暗说明电流太小,滑动变阻器的阻值太大,任意移动滑动变阻器的滑片,小灯泡亮度不变,说明滑动变阻,同时接到下面两个C、D接线柱上,把滑动变阻器接成了定值电阻。
(2)[2]由图乙所示电压表可知,其量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.1V,电压表示数小于灯泡额定电压,要测灯泡正常工作时的电功率,由图甲所示电路图可知,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,减小滑动变阻器分压,即向D端移动滑动变阻器滑片,增大灯泡两端电压,直到电压表示数等于灯泡额定电压2.5V为止。
(3)[3]由表格可知,灯泡正常工作时的电流为0.28A,则额定功率
P=UI=2.5V×0.28A=0.7W
[4]由实验测量数据可知,灯泡的实际功率越大时灯泡越亮,由此可知:灯泡的亮度是由实际电功率决定的,功率越大,灯泡亮度越亮。
3. 0.75 符合 5 增大
【详解】(1)[1]由图甲知,滑动变阻器和小灯泡串联,滑片P向右移动接入电路的阻值变大,故在乙图中将滑动变阻器的A接线柱与电流表负接线柱连接,将滑动变阻器的C接线柱和小灯泡右接线柱连接即可。如图所示
(2)[2][3]由关系图像知,当灯泡两端的电压为2.5V时,灯泡中的电流为0.3A。根据得,小灯泡的额定功率为
故小灯泡符合制造规格。
(3)[4][5]由关系图像可知当小灯泡两端电压为1V时,灯泡中电流为0.2A,根据得,此时灯泡的电阻为
由(2)分析知,小灯泡的额定电压为2.5V,额定电流为0.3A,根据得,此时灯泡的电阻为
小灯泡电阻随着两端电压的升高而增大。
4. 见解析 A B 0.20 8 0.7 R2 不合理 没有控制电阻两端的电压不变
【详解】(1)[1]滑动变阻器滑片P右移灯泡变亮,即电流变大,电阻变小,故滑片以右电阻丝连入电路,如图所示:
(2)[2]闭合开关前,应将滑片P置于阻值最大处即A端。
(3)[3]若小灯泡的接线柱接触不良,则闭合开关时,电路处于开路,电路中没有电流,电流表无示数,电压表连接电源的正负极测电源电压,电压表有示数,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
(4)[4]第2次实验时电流表表盘如图丙示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.20A。
[5]由可得,第四次实验时灯泡的电阻
[6]灯泡的额定电压是2.5V,由表格可知,此时灯泡的额定电流是0.28A,则灯泡的额定功率
[7]由第1次数据可知,当电压表示数为0.5V时,电流为0.16A,根据串联电路的规律和欧姆定律,变阻器连入电路中的电阻
选用的滑动变阻器应是R2。
(5)[8]灯泡的电阻是变化的,电阻随温度的升高而增大,将这6组数据算得的电阻值取平均值作为小灯泡的电阻,这种数据处理方式不合理。
(6)[9]探究“电流与电阻的关系”,要控制电压表示数不变,根据表二数据,由知,电阻两端的电压是变化的,即没有控制电阻两端的电压不变。
5. 串联 乙 多
【详解】(1)[1]由电路图知:电阻R1与R2首尾顺次连接,它们间是串联,这样可以控制流过两电阻的电流与通电时间相等。
(2)[2][3]电阻R1与R2串联,流过它们的电流I及通电时间t都相等,已知R1<R2,由Q=I2Rt知:Q1<Q2,两烧瓶中的煤油质量m相等,煤油的比热c相等,由可知:Δt甲<Δt乙,所以乙烧瓶中煤油温度上升较高;因为R1<R2,Q1<Q2,由此可知,在通电时间相同,电流一定的情况下,电阻越大,电流产生的热量越多。
6. 相等 电阻 电流 高度差 通电时间 Q=I2Rt
【详解】(1)[1][2]由图甲可知,两段电阻丝串联,所以通过电阻丝的电流相等;且两段电阻丝工作时通电时间相同而电阻不同,所以该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体的电阻的关系。
(2)[3]分析图乙可知,密闭容器内的电阻丝阻值相同,右侧两段电阻丝并联,左侧电阻丝在其干路上,通过两个密闭容器内电阻丝的电流不同,所以图乙是探究电流通过导体产生的热量与电流的关系。
(3)[4]本实验利用转换法,通过比较U形管中液面的高度差来比较各容器中电热丝产生热量的多少。
(4)[5][6]英国物理学家焦耳在1840年通过大量精密实验确定了电流通过导体时产生的热量与电流、电阻和时间的关系:电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比、与导体的电阻成正比、与通电时间成正比,表达式为Q=I2Rt,这个规律叫做焦耳定律。
7. 断开 A 小灯泡 断路 0.5 12.5 增大 大于
【详解】(1)[1]为了保护电路,连接电路时,要将开关断开。
[2]要使滑片P向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大,即要求滑片右移后,接入电路的有效长度变长,所以将电流表的负接线柱与滑动变阻器上的A点相连。
(2)[3][4]小王连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡始终不亮,说明电路可能断路,电压表有示数,说明电压表与电源连通,则故障是与电压表并联的电路断路了,即小灯泡断路。
(3)[5]由图乙可知,当灯泡两端电压为2.5V时,流过灯泡的电流为0.2A,小灯泡额定功率为
灯泡的电阻
(4)[6]由图乙可知,当灯泡两端电压为1V时,流过灯泡的电流为0.1A,此时的电功率为
故随着电流增大,灯泡的功率增大。
(5)[8]当滑动变阻器接入电路的电阻变小时,电路中电流变大,说明总电阻减小;串联电路中,总电阻等于各用电器电阻之和,所以滑动变阻器减小的阻值必然大于灯泡电阻增大的阻值,即大于。
8. 左 A 0.34 0.85 反 45
【详解】(1)[1]滑动变阻器的滑片P向左移动时灯泡变暗,说明电路中电流减小,故用导线将电源正极与滑动变阻器右下角接线柱相连,如图所示
(2)[2]为了电路安全,连接电路时要将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处,即最左端。
[3]闭合开关S,小聪发现灯泡不发光,电流表有示数,电压表无示数,移动滑动变阻器的滑片P,电流表示数有变化,电压表无变化,说明电路为通路,则电路故障的原因可能是电压表测量对象短路,电压表测量一段导线两端的电压,导线近似没有电阻,所以电压表没有示数。
故选A。
(3)[4]电流表连接的是小量程,分度值为0.02A,示数为0.34A。
[5]小灯泡的额定功率
(4)[6]由表中数据可知,当电压一定时,电阻变为原来的几倍,电流就为原来的几分之一,故得出结论:在电压一定时,通过导体的电流和导体的电阻成反比。
[7]由表中数据可知,定值电阻两端的电压为
串联电路电压比等于电阻比,即
代入数据,得
解得
实验中滑动变阻器的最大阻值不能小于45Ω。
9. 液面的高度差 电阻大小 容器密闭性不好
【详解】(1)[1]实验中,由于电流产生的热量不好比较,所以电流产生热量的多少是通过U形管内液面的高度差体现出来的。
(2)[2]图甲实验中,两个电阻串联,通过两容器中电阻的电流和通电时间相同,电阻不相同,且产生的热量不同,所以说明电流产生的热与电阻的大小有关。
(3)[3]两阻值不同的电阻丝在相同时间内产生的热量不同,则U形玻璃管中应该出现液面高度差,而其中一个U形玻璃管中液面高度几乎不变,说明与此相连的透明容器密闭性不好。
10. 电流表指针没有调零 0.625
【详解】(1)[1]滑动变阻器应串联再电路中,要求滑片向左移动时小灯泡变亮,即滑片向左移动时接入电路的电阻减小,所以应将滑动变阻器左下接线柱与灯泡右端接线柱连接,如图:
(2)[2]闭合开关前,电流表的指针没有指在零刻度线处,说明是电流表没有调零。
(3)[3]由图丙可知,小灯泡2.5V下的电流为0.25A,则小灯泡的额定功率为
P=UI=2.5V×0.25A=0.625W
11. A 2.5 1
【详解】(1)[1]闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大端,此时电路中电阻最大,电流最小,起到保护电路的作用,图中下端接线柱接的B接线柱,因此滑片P置于A端时接入电路的阻值最大。
(2)[2]由题意可知灯泡的额定电压为2.5V,当灯泡两端的电压等于额定电压2.5V时正常发光。
[3]图乙中电流表接的小量程,分度值为0.02A,指针指在0.4刻度线处,所以读数为0.4A,则小灯泡的额定功率为
12. 观察两支温度计示数变化 等于 相等
【详解】(1)[1]实验中通过观察两支温度计示数变化来比较电流产生的热量的多少。
(2)[2][3]探究电流产生的热量与电流大小的关系,须使通过两电阻丝的电流不同,而两电阻丝的阻值和通电时间要相同,故电阻丝R1的阻值等于R2的阻值,两电阻丝的通电时间应相同。
13. 质量 煤油 温度计示数 B 乙 大 相同 大于
【详解】(1)[1]为了便于比较两根电阻丝通过电流后产生热量的多少,甲、乙两烧瓶中要装入质量相等、初温相同的同种液体;
[2]根据比热容公式
在质量和吸热相同的条件下,因煤油的比热容小,故煤油升温明显,为了在较短时间内达到明显的实验效果,实验时应选用液体是煤油。
(2)[3]根据转换法,本实验中电阻产生热量的多少是通过温度计示数来反映的:
[4] A.探究电流与电压、电阻的关系,采用了控制变量法,故A不符合题意;
B.利用小桌陷入海绵的深度判断压力的作用效果,采用了转换法,故B符合题意;
C.研究光的传播时,引入光线,采用了模型法,故C不符合题意;
D.探究声音的传播条件,采用了实验推理法,故D不符合题意。
故选B。
(3)[5][6]图中两电阻串联,通过的电流和通电时间相等,已知电阻丝和的材料和长度相同,的横截面积大于,故的电阻大,通电一定时间后,可以看到乙瓶中煤油温度升得高,这表明在相同时间内,电流相同的情况下,导体的电阻越大,电流通过导体时产生的热量越多
(4)[7]为控制相同时间吸热相同,根据
如果在甲、乙两烧瓶中分别装入质量相等的不同液体,并接入两根阻值相同的电阻丝,就可用这个装置来探究两种不同液体的吸热能力;
[8]若闭合开关后一段时间,发现如图所示温度变化规律,可知加热相同时间,甲升温慢,则甲瓶中液体的比热容大于乙瓶中液体的比热容。
14. R2 左 通过左移滑片,减小电路电阻,增大电路的电流,来判断灯泡短路还是电路电流太小造成的灯泡不亮 3 0.7
【详解】(1)灯泡正常工作时,,
滑动变阻器两端的电压为:UR=U﹣U额=6V﹣2.5V=3.5V,
滑动变阻器电阻为:,
所以选择滑动变阻器R2.
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应位于最大阻值的左端;
(3)闭合开关,电流表有示数,灯泡不亮,说明电路是通路,向左移动滑动变阻器的滑片,减小变阻器连入电路的电阻,可以增大电路的电流,这样可以判断故障是灯泡短路还是电路电流太小;
(4)通过灯的电流随电压的增大而变大,根据P=UI,灯的功率变大,灯丝的温度升高,灯丝的电阻变大,即灯的电阻随电压的增大而增大;由欧姆定律得,根据表中数据可知:4次实验的电阻大小分别为:,,,,
而表中灯的电压大小关系时:U1>U2>U3>U4,第3次灯的电阻却为最大,不符合这个规律,故数据是3;
由表格中找到灯泡2.5V的电流为0.28A,则该组小灯泡的额定功率P额=U额I额=2.5V×0.28A=0.7W.
15. 3 【答题空3】电压表示数为 2.2V 【答题空4】0.704W
【分析】(1)测量小灯泡的电功率,需要测量小灯泡两端的电压和通过它的电流,画出电路图;
(2)灯泡额定电压为2.2V,电压表选择0~3V量程,电源电压为1.5V的整倍数,电源电压至少为3V,滑片在某一端点时,读取电压表的示数,可知滑动变阻器的位置.
滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,如果选0~3A量程,电流表读数为1.4A,超过滑动变阻器允许通过的最大电流,会损坏滑动变阻器,所以电流表选择0~0.6A量程,读出电流表示数.由滑动变阻器的最大阻值和电流,求出滑动变阻器电压,读出灯泡电压,根据串联电路电压特点,求出电源电压;
(3)当滑片处于中点时,灯泡正常工作,灯泡两端电压为2.2V,根据串联电路电压特点,求出滑动变阻器电压.又知滑动变阻器连入电路电阻,求此时电路电流,即电流表示数,即灯泡额定电流.知道灯泡的额定电压和额定电流,根据P=UI,计算灯泡额定功率.
【详解】(1)测量小灯泡的电功率,用电压表测量灯泡两端的电压,电流表测量通过灯泡的电流,电压表和灯泡并联,电流表串联在电流中,滑动变阻器改变电路中的电流,如图所示:
(2)灯泡额定电压为2.2V,电压表选择0~3V量程,测灯泡额定功率,电源电压至少为3V.滑片在某一端点时,从图(b)中得到电压表示数为1.6V,可判断滑动变阻器在最大阻值处.电流表如果选择0~3A量程,示数为1.4A,实验时会超过滑动变阻器允许通过的最大电流1A,会损坏滑动变阻器.所以电流表选择0~0.6A量程,示数为0.28A,所以滑动变阻器电压为:U=IR=0.28A×5Ω=1.4V,所以电源电压为:U总=U+UL=1.4V+1.6V=3V;
(3)滑片处于中间时,灯泡正常工作,电压表测灯泡的电压,所以电压表示数为2.2V.滑动变阻器电压为:U′=U总-UL′=3V-2.2V=0.8V.滑动变阻器电流为:,所以灯泡额定电流为:IL′=I=0.32A.灯泡额定功率为:P=UL′IL′=2.2V×0.32A=0.704W.
答案第1页,共2页
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