2025年中考物理专项：电功率探究实验题

2025年中考物理专项：电功率探究实验题 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、实验题 1．在“测量小灯泡的额定功率”实验中，灯泡上标有“3.8V”的字样，电源电压恒定不变。     （1）请你用笔画线代替导线将图甲中的实物电路连接完整要求滑片向左移动时灯泡变亮 ； （2）闭合开关移动滑动变阻器滑片，发现灯泡始终不亮，电流表有示数，电压表无示数，其故障原因可能是 ； （3）排除故障后，开始实验，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为3.8V，此时电流表的示数为0.4A，则灯泡的额定功率为 W； （4）完成上述实验后，小红又找来了一个阻值为R0的定值电阻和两个开关，并借助部分现有的实验器材，设计了如图乙所示的电路，也测出了小灯泡的额定功率．请完成下列的实验步骤： ①闭合开关 ，移动滑片，当电压表的示数为3.8V时，停止移动滑片； ②保持滑片的位置不动， ，读出此时电压表的示数为U； ③灯泡额定功率的表达式为P额= （用已知量和测量量表示）。 2．小明用如图所示的装置探究电流产生的热量与电阻的关系。已知R甲>R乙，烧瓶及配属装置的材料、规格相同。 （1）甲、乙两烧瓶中装入质量 的煤油。（选填“相等”或“不相等”）。实验过程中通过比较 来反映电流产生热量的多少； （2）将两电阻丝串联是为了控制通过电阻丝的 和通电时间相等，闭合开关，通电一段时间后。观察发现 瓶中煤油吸收的热量更多； [拓展]小华提议。利用该装置改做“探究水和煤油吸热升温的快慢”的实验。为此，他们对装置及实验条件进行变换，一是甲、乙两烧瓶中安装的电阻丝的阻值 （选填“相等”或“不相等”）；二是将其中一个烧瓶中的煤油换成 和初温相等的水。闭合开关，通电一段时间后，小华发现甲瓶中温度计示数升高10℃，乙瓶中温度计示数升高5℃，则 （选填“甲”或“乙”）瓶中液体的比热容较大。 3．小华和小明在“测量小灯泡的额定功率”．器材如下：待测小灯泡（额定电压为3.8V）、电源（电压恒为6V）、滑动变阻器（20Ω  1A）、开关各一只，导线若干． （1）他们将实验器材连接成了如图电路，闭合开关后发现灯不亮，只有 （选填“电流”或“电压”）表有示数． （2）小明想重新连接电路旁边的小华拦住他，认为不用重新连接，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在原图上画出正确的接法 ．     （3）电路连接正确后，小明开始实验．闭合开关电压表示数为2.2V，则应向 （选填“A”或“B”）调节滑片，直至灯泡正常发光，电流表示数如图，则小灯泡的额定功率为 W． （4）在实验过程中小明和小华还发现，调节滑动变阻器滑片时，电压表的示数很难准确达到3.8V．经过讨论他们发现只要再（2）小问改接正确的电路上将电压表改接到 两端，就能减小实验误差．改接后能减小实验误差的原因是 ．     （5）小明和小华通过分析认为，如果增加已知阻值的定值电阻R0  ， 只利用一只电流表，通过简单操作（开关S接“a”“b”各一次）就能测量小灯泡的额定功率．如图甲、乙是他们设计的两个电路图，其中能完成测量的是电路图 （选填“甲”“乙”或“都可以”）． （6）小明和小华还想探究“在电压一定的情况下，电流与电阻的关系”，于是将（2）小问改接正确的电路中的小灯泡换成阻值分别为10Ω、8Ω、6Ω、4Ω的四个定值电阻，其余连接均不变．在实验中，将4个定值电阻依次接入电阻，调节滑动变阻器使定值电阻两端的电压保持某个值U0不变，为了能够顺利得到4组I、R数据，完成实验，该电压U0的取值范围是： ． 4．测量小灯泡额定功率的实验中，器材如下：待测小灯泡（额定电压为2.5V）、电源（电压恒为6V）（0～0.6A、0～3A）、电压表（0～3V、0～15V）、滑动变阻器、开关各一只。 （1）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，接下来应进行的操作是 ： A．检查灯泡是否断路 B．检查灯泡是否短路 C．检查开关接触是否良好 D．移动滑动变阻器的滑片 （2）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，示数为 A，小灯泡的额定功率为 W； （3）完成上述实验后，另有同学设计了如图丙所示的电路，测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率。电源电压不变，滑动变阻器R1的最大阻值为R，实验方案如下： ①按电路图连接电路； ②只闭合开关S1，移动R1的滑片，使电流表的示数为I额，灯泡正常发光； ③只闭合开关S2，保持R1的滑片位置不动，移动R2的滑片，使电流表的示数为I额； ④保持R2的滑片位置不动，将R1的滑片移到最左端，电流表的示数为I1，再将R1的滑片移到最右端，电流表的示数为I2； ⑤小灯泡额定功率的表达式为P额= （用I额、I1、I2、R表示）。 5．小明同学利用阻值不同的四个电阻、电压为6V的电源、滑动变阻器R（标有“50Ω 1A”）及其它器材做电学实验，如图： （1）如图甲是小明“探究电流与电阻关系”时连接的部分实验电路． ①将5Ω电阻接入电路，将实验电路连接完整； ( ) ②闭合开关，移动滑片P，使电压表的示数为2.5V时读出对应的电流值并记录； ③断开开关，用10Ω的电阻替换5Ω的电阻，此时如果他马上闭合开关，会造成 表损坏，正确的操作应该是先调节滑动变阻器的滑片P使其处于 ，再闭合开关，移动滑片P使电压表的示数仍为2.5V； ④按正确操作完成余下实验后，得到电流与电阻关系图象如图乙所示，由此可得到的结论是： ． （2）小丽同学把图甲中的定值电阻换成额定电压为2.5V的灯泡，测量它的额定功率． ①闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表和电压表都没有示数，原因可能是滑动变阻器 ； ②排除故障后，将滑动变阻器R的滑片移到某一位置时电压表示数为2.2V，要测小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器连入电路的阻值变 （选填“大”或“小”），当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 W． （3）小华同学实验时发现桌上没有电流表，却多了一个滑动变阻器R0（最大阻值用R0表示），他设计如图丁所示电路，测出了额定电压为U0=2.5V的灯泡的额定功率，请补全下列步骤． ①闭合开关，先调节滑动变阻器 （选填“R0”或“R”）的滑片到最 端（选填“左”或“右”），再调节另一滑动变阻器的滑片，直到电压表的示数为2.5V时为止． ②接着 ，读出这时电压表的示数为U； ③小灯泡的额定功率表达式P= （用字母表示）． 6．如图是探究电流通过导体时产生热量的实验，甲、乙两套装置中各有两个相同的透明容器，其中密封着等量的空气和一段电阻丝（阻值在图中已标出），U 形管中装有等量的液体，接通电源，观察现象。 （1）实验中通过观察 的变化来比较导体所产生热量的多少，在研究许多物理问题时都会用到这种方法，下列研究实例采用的研究方法与此相同的是 。 A．探究电流与电阻的关系 B．用铁屑显示磁体周围磁场分布 C．类比水流学习电流 D．研究磁场时，引入磁感线 （2）用甲装置进行实验时，通过控制通电时间和电路中的 不变，来研究导体产生热量与电阻的关系。 （3）在乙装置中，C、D 透明容器中产生热量较多的是 容器。 7．用如图所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，相同烧瓶内装满了煤油． （1）烧瓶中装入的煤油是 （选填“导体”或“绝缘体”）． （2）请根据实物电路，在虚线框如图内画出对应的电路图． （3）为达到实验目的，选用的两电阻丝R1与R2的阻值应 ，通过R1的电流 通过R2的电流． （4）通电一段时间后，乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大，说明 ． （5）小红用如图示的装置，进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，经多次实验测量，收集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流的关系图象，根据焦耳定律可知，如图中能正确反映h﹣I关系的是 ． 【拓展】用Q=I2Rt可以算电流通过任何用电器产生的热量，能用Q=UIt计算电流通过任何用电器产生的热量吗？请用实例说明原因 8．小明在“测量小灯泡的电功率”的实验中，选择了额定电压为2.5V的小灯泡，电源电压保持6V不变，滑动变阻器规格为“30Ω；1A”，连接电路如图甲所示。 （1）为了使滑片右移时灯的亮度变亮，请你帮助小明用笔画代替导线连接好图甲中的电路 ； （2）连接好电路，闭合开关，发现电流表无示数，电压表有示数，则电路的故障可能是 ； （3）同组的小亮没用电压表，但多用了一个开关，其它器材与小明的相同。他想测出另一个额定电流为的小灯泡的额定功率，设计出了如图丙所示电路图。（电源电压用U表示） ①按图丙连接电路后，首先闭合开关，移动滑片P，使电流表的示数为； ②再闭合开关，保持滑动变阻器滑片位置不动，记下电流表示数为I； ③他根据实验数据正确求出小灯泡的额定功率表达式 （用I、U、表示）。 9．在“测定小灯泡的电功率”实验中，连接了如图所示的电路．当闭合开关S后，若发现： （1）灯泡发光，电流表无示数，电压表指针有明显偏转，则故障原因是 ； （2）灯泡不发光，电流表有示数，电压表无示数，则故障原因是 ； （3）灯泡发光，但无论怎样调节滑动变阻器的滑片，电流表和电压表的示数均不变，故障原因是 ． 10．在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω左右，所用滑动变阻器的最大阻值40Ω： (1)请用笔画线代替导线在图甲中完成实物电路的连接； ( ) (2)同学们进行试触时，发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表有示数，则电路中发生的故障可能是 （选填“小灯泡断路”、“小灯泡短路”或“滑动变阻器处断路”）； (3)某次实验中，同学们看到电压表示数为1.8V，要使灯泡L正常发光应 （选填“A”或“B”）端移动滑片，同时视线应注意观察 （选填“电流表”或“电压表”）示数，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； (4)某同学还想探究电流与电阻的关系，于是将甲图中的小灯泡换成定值电阻 ，并使电压表的示数始终保持2V不变，多次更换阻值不同的定值电阻，记录各次电流表的示数，在不更换其他器材的情况下，为了能够完成实验，他更换的定值电阻的阻值不能大于 Ω。 11．一位同学测量额定电压为3.8V小灯泡的额定功率． (1)连接电路如图所示，闭合开关后，发现灯特别亮，随即灯丝烧断．他的实验操作有错误，正确的操作是 ． (2)正确连好电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为 伏时，灯泡正常发光．灯泡正常发光时，电流表的示数为0.3安，请在如图中画出电流表指针的位置 ，计算得出小灯泡的额定功率是 瓦． 12．某实验小组在“探究影响电流通过电阻丝产生热量多少的因素”时，设计了如图所示的电路，烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油，电阻丝R甲>R乙。 (1)为了在较短的时间内达到明显的实验效果，选用煤油而不用水，主要是由于 ；实验中煤油吸热的多少是通过 来反映的（选填“温度计示数的变化”或“加热时间”）； (2)如图所示电路，通电4min后，比较两烧瓶中温度计的示数，发现甲瓶中的温度计示数升高的快，由此得出的实验结论是： ； (3)完成实验后，小明还想利用该装置探究“水和煤油的吸热能力”，为了完成实验，还需要添加的测量工具是 ，目的是 ，为了使相同时间内水和煤油吸收的热量相等，小明设计的电路必须满足的条件是 。 13．为了测量一个“12V、5W”的小灯泡在不同电压下的功率，给定了以下器材，电源：12V，内阻不计；电流表：0~0.6A，内阻可忽略；电压表：0~15V，内阻很大； 滑动变阻器：阻值范围 0~20Ω，允许最大电流 1A； 开关一个，导线若干。电路连接如图甲所示。实验时要求加在灯泡两端的电压可从 0 调到 12V： (1)此电路图没有连接完，请补充完整电路图； ( ) (2)连接电路时，要断开开关，在闭合开关之前，变阻器的滑片 P 应置于最 端；（选填“左”或“右”） (3)正确连接好实验电路，检查连接无误后，闭合开关 S，却发现灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数为 12V，可能发生的故障是 ； A．滑动变阻器处断路    B．灯座接线短路 C．小灯泡的灯丝断了    D．开关接触不良 (4)某位同学测得小灯泡的电流电压图像如图乙所示。某次测量时，电流表指针位置如图丙所示，电流表读数为 A，此时小灯泡的实际功率为 W。 14．电流做功的多少与电流的大小、电压的高低、通电时间的长短有关，电流通过导体产生的热量与电流的大小、电阻的大小、通电时间的长短有关. （1）如图甲、乙、丙三个实验装置图，都能研究电流做功的多少与电流大小的关系.请选择其中一个，具体说明实验中改变电流大小的方法，根据观察到的什么现象说明电功大小选择图 的实验，改变电流大小的方法： ，观察比较 说明电流做功的多少. （2）三个实验装置中,图 能够探究电流通过 导体产生的热量与电阻大小的关系，实验中通过方法保持电流大小和通电时间相同． 15．在“比较两个灯泡亮暗”的活动中，电路图如图甲、乙。两只小灯泡L1、L2的规格分别为“3.8V  0.3A”、“2.5V  0.3A”，电源电压恒为6V，滑动变阻器的规格是“20Ω  2A”： （1）如图甲所示，调节滑动变阻器，应该通过一定时间内观察比较 （选填“电压表示数”或“灯泡亮暗”）来比较电流做功大小。该实验中， （选填“能”或“不能”）通过调节滑动变阻器使两灯都正常发光； （2）如图乙所示，两灯并联的目的是 ，如果在进行图甲实验中较亮的灯是L1，则该实验中较亮的灯是 （选填“L1”或“L2”）； （3）通过上述实验我们可以得到的结论是：在电压和通电时间一定时，电流越大电流做功越多；在电流和通电时间一定时，电压越大电流做功越多。该实验无法支持W=UIt公式，即无法证实电功与电压成正比、与电流成正比。于是小华设计了如图实验巧妙的解决了这个问题。实验中三个灯泡规格相同。实验思路：闭合开关S，将L1L2看成一个整体，所以可以认为L1L2亮度是L3亮度的2倍，如果电压表示数满足 时，则可以说明电功与电压成正比。 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年中考物理专项：电功率探究实验题》参考答案 1． 小灯泡短路 1.52 S1和S3 断开S3， 闭合开关S2 【详解】（1）[1]根据滑片向左滑动，灯泡变亮，说明电路中电流变大，滑动变阻器电阻变小，靠近下接线柱，应接左边下接线柱，如图所示 （2）[2]闭合开关，电流表有示数，说明电路中存在短路，电压表无示数，说明与电压表并联的小灯泡短路。 （3）[3]灯泡两端额定电压3.8V，此时电流表的示数为0.4A，灯泡额定功率 P＝UI＝3.8V×0.4A＝1.52W （4）①[4]让灯泡两端电压等于额定电压3.8V，使灯泡正常工作，应闭合开关S1和S3，移动滑片电压表示数为3.8V。 ②[5]保持滑片的位置不动，断开S3，闭合开关S2，使灯泡能够正常工作，读出电压表示数U，由R0两端电压 U0＝U﹣U灯 通过R0电流 I0 ③[6]当闭合S1和S3时，R0和灯泡串联，电压表测灯泡两端电压，当闭合S1和S2时，电压表测R0和灯泡两端总电压，由R0两端电压 U0＝U﹣U灯＝U﹣3.8V 通过R0电流 I0＝ 灯泡的额定功率 P＝U灯I＝3.8V× ＝ 2． 相等 温度计示数的变化 电流 甲 相等 质量 乙 【详解】（1）[1]根据控制变量法的要求可知，要探究电流产生的热量与电阻的关系，要控制甲、乙两烧瓶中的煤油质量相同、初温相同，通过电阻丝的电流相同，只改变电阻丝的阻值大小，所以甲、乙两烧瓶中装入质量相同的煤油。 [2]实验过程中用煤油吸收电阻丝产生的热量，用温度计测量煤油的温度，通过比较温度计示数的变化来反映电流产生热量的多少。 （2）[3]串联电路中电流处处相等，所以将两电阻丝串联是为了控制通过电阻丝的电流和通电时间相等。 [4]由焦耳定律Q=I2Rt得，电阻大的在相同时间产生的热量多，升高的温度快，由于R甲>R乙，所以甲烧瓶中温度计示数升高较快，甲瓶中煤油吸收的热量更多。 [5][6]利用该装置改做“探究水和煤油吸热升温的快慢”的实验，实际上是探究水和煤油比热容的大小，根据Q=cmΔt，需要控制水和煤油吸收的热量、质量相同，比较两种液体升高的温度。要控制水和煤油吸收热量的相同，就要保证电热丝相同时间内放出的热量相等，所以需要在甲、乙两烧瓶中安装的电阻丝的阻值相等，除此以外还将其中一烧瓶中的煤油换成质量和初温相等的水。 [7]闭合开关，通电一段时间后，小华发现甲瓶中温度计示数升高10℃，乙瓶中温度计示数升高5℃，根据Q=cmΔt可知，吸收热量相同，质量相等时，升高的温度越小，比热容越大，所以乙瓶中液体的比热容较大。 3． 电压 B 1.14 滑动变阻器 灯泡正常发光时，滑动变阻器两端电压为6V-3.8V=2.2V，把电压表并联到滑动变阻器两端，电压表量程应选择0-3V，分度值为0.1V，故读数更精确 甲 2V--2.4V 【分析】（1）根据电流表和电压表的连接方式分析； （2）电流表应串联接入电路中；电压表应与并联接入电路中； （3）灯在额定电压下正常发光，根据图中电压表小量程读数，比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路电压的规律及分压原理确滑片移动的方向；根据电流表的量程读出电流值，运用电功率公式计算额定功率． （4）根据串联电路的电压规律分析； （5）在没有电压表的情况下，定值电阻与电流表应起到测量电压的作用，故先将电流表与定值电阻串联，根据欧姆定律和并联电路电压的规律，移动滑片使灯正常工作，保持滑片位置不动，再通过开关的转换测灯与定值的总电流，根据并联电路电流的规律求出灯的额定电流，根据P＝UI求出灯泡的额定功率； （6）根据电流表量程，确定电路中的最大电流，由欧姆定律和串联电阻的规律求出变阻器连入电路的最小电阻；根据串联电路电压的规律和分压原理，对变阻器连入电路的最小电阻和最大电阻分类讨论，从而确定电压表允许的取值范围． 【详解】（1）由图可知，电压表串联接入了电路，电流表与灯泡并联在电路中，故此时电流表示数为0，电压表测量的是电源电压，电压表有示数； （2）由图可知，此时的电流表与灯泡并联在了电路中，电压表串联在电路中了，是错误的；电压表应并联到灯的两端；实物图如下所示： （3）灯在额定电压下正常发光，电压表示数为2.2V，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，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；图2中，电流表使用的是0～0.6A量程，分度值是0.02A；故电流表示数I＝0.3A；小灯泡的额定功率：P＝UI＝3.8V×0.3A＝1.14W； （4）在串联电路中，电源电压等于各部分电压之和；灯泡的额定电压为3.8V，故电压表量程为0-15V，分度值为0.5V，故读数不精确；灯泡正常发光时，滑动变阻器两端电压为6V-3.8V＝2.2V，把电压表并联到滑动变阻器两端，当电压表示数为2.2V时，电压表量程应选择0-3V，分度值为0.1V，故读数更精确； （5）灯泡与电阻R0，并联在电路中，电压是相同的，当通过R0的电流与R0的阻值的乘积等于3.8V时，灯会正常发光；图3甲中，当s接b时，测的是R0的电流，通过移动滑片，使电流表示数为：I＝，根据欧姆定律，R0的电压为3.8V，根据并联电路电压的规律，灯的电压为3.8V，灯正常工作；保持滑片位置不动，s接a时，电流表测量的是干路中的电流，因电路的连接没有改变，各电阻大小和电压大小都不变，通过灯与定值电阻的电流也不变，故根据并联电路电流关系可以求出灯泡的电流，根据P＝UI能求出灯泡的额定功率，故图丙可以；图3乙中，s接a时，电流表不接入电路中，s接b时，测的是灯泡的电流，故无法测出R0的电流，不能求出电压，不能求出灯泡的额定功率，故图3乙不可以．故选甲； （6）把四个电阻串联接入电路中，为了保护电流表，电路中的电流不能超过0.6A，故电路的最小电阻为：R小＝＝10Ω，电路中接入4Ω的电阻时，滑动变阻器接入电路的最小电阻为：R'＝R小-4Ω＝6Ω；设电压表示数为U表，根据串联电路电压的规律，变阻器的电压U滑＝U-U表＝6V-U表，根据分压原理：，即-----①，因研究电流与电阻关系的实验中，要保持电压表示数不变，由①式得，方程左边为定值，当变阻器接入电路中的电阻最小为R'＝6Ω时，对应的定值电阻最小为4Ω，代入①得，，U表＝2.4V，即定值电阻两端的最大电压为2.4V；同理，当滑动变阻器接入电路的电阻为20Ω时，对应的电阻最大为10Ω，代入①式得：，U表＝2V 即定值电阻两端的最小电压为2V； 故电压表的取值范围大小应满足2V≤U表≤2.4V． 4． D 0.3 0.75 【详解】（1）[1]为保护电路，闭合开关前，滑动变阻器连入电路的电阻最大，闭合开关后发现小灯泡不亮，故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，故选D。 （2）[2][3]图乙中，电流表选用小量程，分度值为0.02A，该示数为0.3A，则小灯泡的额定功率为 P灯=U灯I灯=2.5V×0.3A=0.75W （3）[4]在②中，灯与R1串联，电流表测电路的电流，灯正常发光；在③中只闭合开关S2，保持R1的滑片位置不动，移动R2的滑片，使电流表的示数为I额，此时R2与变阻器串联，根据等效替代法，此时R2连入电路的电阻等于灯泡正常发光时的电阻；在④中，保持R2的滑片位置不动，将R1的滑片移到最左端，电路为R2的简单电路，电流表的示数为I1，则电源电压 U=I1R2 再将R1的滑片移到最右端，此时R1与R2串联，电流表的示数为I2；根据串联电阻的规律及欧姆定律，则电源电压 U=I2(R+R2) 电源电压不变，所以有 U=I1R2=I2(R+R2) 解得 小灯泡额定功率的表达式为 5． 电压 调节滑动变阻器的滑片P处于最大阻值处 电流与电阻成反比 断路 小 0.75 R0 左 保持滑片位置不动，调节变阻器R0的滑片到最右端 【分析】（1）①滑动变阻器按一上一下连入电路中； ③根据串联电路规律和欧姆定律先求出变阻器连入电路中的阻值大小，再求出更换大电阻后电压表的示数进行分析作答；在上面分析的基础上，为保护电压表的安全，应使变阻器连入电路中的电阻最大； ④根据图乙图像性质得出结论； （2）①电流表、电压表均无示数，说明电路断路； ②比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路电压的规律和分压原理确定滑片移动的方向；根据图丙电流表小量程读数，根据求出灯的额定功率； （3）根据电压表接在滑片上分析电路电流的流向，确定电路的连接．因要测灯的额定功率，所以，首先应使灯正常发光，故R0的滑片应位于左端，使电压表测灯泡两端的电压，调节滑动变阻器R使电压表的示数为2.5V；然后保持R接入电路中的电阻不变，调节R0的滑片使其接入电路中的电阻最大，电压表测灯泡和R0两端的电压之和，因各用电器的电压不变，灯仍正常发光，根据串联电路的电压特点求出R0两端的电压，根据欧姆定律求出电路中的电流，根据求出灯泡的额定功率． 【详解】（1）①将变阻器按一上一下串联接入电路中，如下图所示： ③在第1次实验中，由欧姆定律，电路中的电流大小：，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：，由欧姆定律，变阻器连入电路中的电阻大小：；当换成10Ω的电阻时，由电阻的串联和欧姆定律，电路中电流的大小：由欧姆定律的变形公式，此时定值电阻的电压：，所以将损坏电压表；因此正确的操作应是：在闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片P处于变阻器最大阻值处后，再闭合开关，移动滑片P使电压表的示数仍为2.5V； ④图乙为关于电流、电阻的反比例函数图像，所以得出的结论是，在电压一定时，电流与电阻成反比； （2）①闭合开关后灯泡不亮，电流表和电压表都没示数，则说明电路有断路处，可能是滑动变阻器断路； ②电压表示数为2.2V，小于灯的额定电压2.5V，因灯在额定电压才能正常发光，所以应增大灯的电压，减小变阻器的电压，根据串联分压原理可知，应将滑动变阻器连入电路中的阻值变小；由图丙知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A，则灯泡的额定功率：； （3）由图丁可知，电压表接在变阻器滑片处，由于电压表的内阻很大，可看作开路，故电流直接通过灯泡L、变阻器R0、变阻器R，即灯泡L、变阻器R0、变阻器R三者串联，变阻器R0始终以最大阻值R0接入电路；如果变阻器R的滑片不动时，则电路中的电流是不发生变化的；而电压表测量的是灯泡与变阻器R0滑片左侧电阻丝串联的总电压． ①闭合开关，先调节滑动变阻器R0的滑片到最左端，此时电压表只测灯泡的电压，再调节另一滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5V时为止（即达到灯泡的额定电压U0），此时灯泡正常发光； ②保持变阻器R的滑片不动，接着调节变阻器R0的滑片到最右端，此时电压表测灯泡与变阻器R0串联的总电压，读出这时电压表的示数为U； ③灯泡正常发光后，由于保持变阻器R的滑片不动，则电路中电流不变、灯泡两端的电压保持不变，因串联电路中总电压等于各分电压之和，当变阻器R0的滑片到最右端时，R0两端的电压：，由欧姆定律，此时电路中的电流：，串联电路中各处的电流相等，灯正常发光时的电流：，小灯泡的额定功率：． 故答案为（1）①见上图所示；③电压；调节滑动变阻器的滑片P处于最大阻值处；④电流与电阻成反比；（2）①断路；②小；0.75；（3）①R0；左；②保持滑片位置不动，调节变阻器R0的滑片到最右端；③． 【点睛】本题探究电流与电阻关系，考查电路的连接、操作注意事项、根据图像得出结论的能力、故障的分析、实验操作的过程及在没有电流表情况下，设计方案测量灯的额定功率的能力，综合性强，有一定难度． 6． U 形管液面高度 B 电流 C 【详解】（1）[1]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，采用转换法，通过观察U形管液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。 [2]A．探究电流与电压、电阻的关系，采用的是控制变量法，故A不符合题意； B．用铁屑显示磁体周围磁场分布，采用的是转换法，故B符合题意； C．类比水流学习电流，采用的是类比法，故C不符合题意； D．研究磁场时，引入磁感线，采用的是模型法，故D不符合题意。 故选B。 （2）[3]由图可知，阻值不同的电热丝串联在两个密闭容器中，由串联电路电流的规律可知，两电阻丝通过的电流和通电时间都相同，所以探究的是电流产生热量与电阻的关系。 （3）[4]图乙装置中两个5Ω的电阻并联后再与一个5Ω的电阻串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即 两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知 外， 所以 容器内的电阻值都是5Ω，通电一段时间，由知，C容器中电流产生的热量多。 7． 绝缘体 相等 小于 在电阻和通电时间相等时，电流越大产生的热量越多 A 不能．含有电动的电路，电流做的功大部分转化为机械能，有一小部分转换化内能，即发热了，W=UIt＞Q． 【详解】分析：（1）容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体，根据导体和绝缘体的定义可做出判断． （2）以实物图为依据，根据电流方向画出电路图； （3）探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”的实验，应采取控制变量法，以此分析即可； （4）通电一段时间后，乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大．说明导体产生的热量多； （5）根据焦耳定律可知，分析h-I关系即可； 解答：(1)烧瓶中装入的煤油是绝缘体； （2）根据实物图可知，从电源正极先接开关，再接L2，R0和R1并联后，再串联在电路中，答案如下图： （3）探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”的实验，应采取控制变量法，必须控制电阻相等，电流不同，根据并联电路的特点可知，通过R1的电流小于通过R2的电流． (4)通电一段时间后，乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大，说明在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，导体产生的热量越多． （5）根据焦耳定律可知，电阻产生的热量与电流的平方成正比．而烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h越大，导体产生的热量越多，能正确反映h-I关系的是A．不能用 计算通过任何用电器产生的热量，因为用计算出来的是电路产生的总功，而总功除了用电器产生的热量，另外一部分可能转化为其他能量，例如电风扇电路产生的总功一部分转化为电热，一部分转化为机械能． 故答案为  (1). 绝缘体    (2).     (3). 相等    (4). 小于    (5). 在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，导体产生的热量越多    (6). A    (7). 不能    (8). 因为用计算出来的是电路产生的总功，而总功除了用电器产生的热量，另外一部分可能转化为其他能量，例如电风扇电路产生的总功一部分转化为电热，一部分转化为机械能． 【点睛】本题考查了学生对焦耳定律的认识，注重了探究实验的考查，同时在该实验中利用了控制变量法和转换法，是中考物理常见题型． 8． 小灯泡L开路 【详解】（1）[1]滑片右移时灯的亮度变亮，说明滑片右移时滑动变阻器的电阻减小，所以需将滑动变阻器右下接线柱接入电路，如下图所示 （2）[2]正确连接电路后闭合开关，发现电流表无示数，可能电路是断路，电压表有示数，可能电压表并联的灯泡断路。 （3）[3]在①中，闭合开关，变阻器与灯串联，电流表测量干路中的电流，由欧姆定律可知，此时电路的总电阻为 在②中，再闭合开关，灯短路，电路中只有变阻器，由欧姆定律可知，此时滑动变阻器连入电路的阻值 灯泡正常发光时的电阻为 小灯泡的额定功率表达式为 9． 电流表短路 灯泡发生短路 滑动变阻器连接方法错误（四个接线柱中接了两上，即：滑动变阻器作为定值电阻接入了电路．或两下，即：滑动变阻器作为导线接入了电路） 【详解】(1)灯泡发光,说明电路是通路,电流表无示数,说明电流表短路; (2)电压表无示数,说明电路断路或灯泡短路,电流表有示数,说明电路是通路,灯泡不发光,说明灯泡发生了短路; (3)无论怎样调节滑动变阻器的滑片,电流表和电压表的示数均不变;移动滑动变阻器滑片,电表示数都不变,说明变阻器下面或下面两接线柱同时接入电路． 10． 小灯泡断路 A 电压表 0.6 20 【详解】(1)[1]已知灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表选3V的量程，灯正常工作时的电流 I== =0.25A 电流表选0.6A的量程，将滑动变阻器串联接入电路，注意接线柱要“一上一下”，如图所示： (2)[2]若灯泡发生断路，电压表的正负接线柱与电源正负极之间连接是连通的，电压表有示数；电压表的电阻很大，使得电路中的电流几乎为0，电流表的示数为0，符合题意； 若灯泡短路，则电压表也被短路，所以灯不亮，电压表示数为0，电流表有示数，不符合题意； 若滑动变阻器断路，整个电路断路，则电流表和电压表都无示数，不符合题意。 (3)[3][4]此时电压表示数为1.8V，小于灯泡的额定电压2.5V，要使灯泡L正常发光，应减小滑动变阻器两端的电压，减小变阻器接入电路的阻值，所以应向A端移动滑片，同时视线应注意观察电压表示数，当电压表示数为2.5V时，灯正常发光。 [5]根据乙图，电流表的量程为0∼0.6A，其分度值为0.02A，其读数为0.24A，所以小灯泡的额定功率 P=UI=2.5V×0.24A=0.6W 小灯泡的额定功率为0.6W。 (4)[6]使电压表的示数始终保持2V不变，则滑动变阻器两端电压要保持4V，二者比例为1:2，由串联电路电压规律可知，当变阻器接入电路的阻值为其最大值40Ω时，定值电阻达最大允许值，即 R定=R滑=40Ω=20Ω 定值电阻的阻值不能大于20Ω。 11． 将滑动变阻器移到最大阻值处即最左端 3.8V 1.14W 【详解】(1)闭合开关时发现灯泡特别亮，说明电路中的电阻很小，可能是滑动变阻器的滑片未移至最大阻值处. 正确的操作是将滑动变阻器移到最大阻值处即最左端． （2）灯泡正常发光时的电压为3.8V，因此闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为3.8V；所以灯泡的额定电流为；：P=UI=3.8V0.3A=1.14W;电流表的示数为0.3安，电流表指针的位置如图： 12． 煤油的比热容小，现象更明显 温度计示数的变化 电流和通电时间相同时，电阻越大产生的热量越多 天平 称量质量相等的水和煤油 R甲=R乙 【详解】(1)[1]根据知，相同质量的水和煤油吸热相同，因为煤油的比热容小，故现象更明显，故为了在较短的时间内达到明显的实验效果，选用煤油而不用水。 [2]根据转换法，实验中煤油吸热的多少是通过温度计示数的变化来反映的。 (2)[3]如图所示电路，两电阻串联，通过的电流相同，通电4min后，发现甲瓶中的温度计示数升高的快，根据转换法，说明甲中电阻丝产生的热量多，因电阻丝R甲>R乙，由此得出的实验结论是：电流和通电时间相同时，电阻越大产生的热量越多。 (3)[4][5]完成实验后，小明还想利用该装置探究“水和煤油的吸热能力”，根据比较不同物质吸热能力的两种方法，要控制不同物质的质量相同，故为了完成实验，还需要添加的测量工具是天平，目的是称量质量相等的水和煤油。 [6]为了使相同时间内水和煤油吸收的热量相等，根据Q=I2Rt，小明设计的电路必须满足的条件是R甲=R乙。 13． 右 C 0.4 2.4 【详解】(1)[1]在实验探究中，电流表应串联在电路中，滑动变阻器与灯泡串联时，接线柱应是“一上一下”的接法，而要求灯泡两端的电压可从0调到12V，那么变阻器还要直接接两个下面的接线柱，且与灯泡所在的部分电路并联，即变阻器采用分压式接法。当变阻器滑片P置于最右端时，灯泡被短路，此时电压表所测电压为0，电路中只有变阻器在工作，且接入电路的阻值最大；而P置于最左端时，与灯泡串联的变阻器的阻值为零，此时电压表所测电压为电源12V，所以电路图连接如下： (2)[2]在连接电路时，与灯泡串联的变阻器接入电路中的阻值应最大，所以P应置于最右端。 (3)[3]实验中，灯泡所在的支路是串联连接，出现：灯泡不发光，电流表无示数，电压表有示数，表示电路出现断路，但电压表与电源连接没有断开，则B选项可排除。若是只是变阻器断路，当滑片置于最右端时，整个电路都断路，则电压表也无示数，当滑片置于最左端时，两电表都有示数，则A选项可排除；若开关接触不良，则整个电路断路，两电表无示数，所以D选项排除；而小灯泡出现断路时，电压表测的电源电压，所以C选项正确。 (4)[4]由题意知电流表接的是0~0.6A的量程，结合图丙知，电流表的读数为0.4A。 [5]当灯泡的电流为0.4A时，由图乙知，此时灯泡两端的电压为6.0V，灯泡此时的实际功率 P=UI=6.0V×0.4A=2.4W 14． 甲 改变电源电压 重物上升的高度 乙、丙 串联 【详解】(1)[1]研究电流做功的多少与电流大小的关系，可以选择图甲装置进行实验； [2]通过改变电源电压可以改变电路中的电流大小； [3]重物上升越高，电流做功越多，通过比较重物上升的高度比较电流做功； (2)[4]探究导体产生的热量与电阻大小的关系，控制电流大小和通电时间相同，改变电阻大小，故图乙和图丙符合题意； [5]控制通过两个电阻的电流相同，由串联电路的特点可知两个电阻串联接入电路中． 15． 灯泡亮暗 不能 控制灯泡两端的电压和通电时间相等 L2 U1=2U2 【详解】（1）[1]相同时间内，功率越大，电流做功越多，而灯泡实际功率越大，亮度越亮，故应观察比较灯泡亮暗来比较电流做功大小。 [2]L1正常工作的电压为3.8V，L2正常工作的电压为2.5V，若两灯都正常发光，则总电压为 而电源电压为6V，故不能通过调节滑动变阻器使两灯都正常发光。 （2）[3]并联电路中各支路两端电压相等，因此两灯并联的目的是控制灯泡两端电压相同。 [4]在图甲中，两灯串联，电流相同，如果较亮的灯是L1，根据功率公式可知，，在图乙中，两灯并联，两端电压相同，由可知电阻越小，灯越亮，则L2较亮。 （3）[5] L1L2亮度是L3亮度的2倍，而亮度由实际功率决定，则 三个灯串联，通电时间相同，则 三个灯泡规格相同，串联时，三个灯电阻相同 根据串联分压规律有 由图可知，电压表V1测L1、L2两端电压为U1，V2测L3两端电压为U2，则当时 可以说明电功与电压成正比。 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 $$