2025年中考物理总复习实验专项:电学实验(二十四)(全国通用)
2025-03-30
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内容正文:
2025中考总复习实验专项
中考通关——考点.难点一次解决
中考物理实验专项训练:电学实验(二十四)
实验:(1)探究电流与电压、电阻的关系(3道题)
实验:(2)测量定值电阻的阻值(含测量小灯泡的电阻)(3道题)
实验:(3)测量小灯泡的电功率(3道题)
1、 实验题
1.(24-25九年级上·辽宁朝阳·期末)某小组同学为了探究电流跟电阻的关系,选用学生电源的电压为3V恒定不变,四个定值电阻的阻值分别是5Ω、10Ω、20Ω和25Ω,滑动变阻器(10Ω 1A),开关、导线若干。
(1)如图甲是小王同学设计的电路图,按这电路图连好电路后,闭合开关,可观察电流表指针 (选填“向左”、“向右”或“几乎不”)偏转;
(2)图乙是同组的小李同学连接的电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到 (选填“左”或“右”)端;
(3)小李在实验中先接入5Ω定值电阻,闭合开关,移动变阻器的滑片P至合适位置,并记下电压表、电流表的示数。断开开关,滑动变阻器的滑片P不动,将5Ω换成10Ω后,闭合开关,将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)移动,使电压表示数与上一次相同;
(4)实验中多次改变定值电阻的阻值,将实验数据绘制成如图丙的图像,由图像可以得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体电阻成 ;又由图像可知,当导体电阻为25Ω时,通过该电阻的电流为 A;
(5)但是实验中,当接入25Ω电阻后,该组同学无论怎样移动滑片,都不能使电压表示数达到原来的数值,为了保证可用电阻均能正常进行实验,为此必须对实验器材进行调整,说出一种可行的办法: 。
2.(24-25九年级上·辽宁·期末)某兴趣小组同学“探究电流与电阻的关系”,电源电压恒为6V,实验中电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”,滑动变阻器的规格为“50Ω,1A”,将电阻箱接入之间完成实验。
(1)先将电阻箱调到30Ω接入图甲所示电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最 (选填“左”或“右”)端;
(2)控制电阻箱两端的电压为3V不变,他们首先将电阻箱调至5Ω,测出电流。断开开关后,接着将电阻箱调至10Ω,继续操作有以下四步:
①闭合开关;
②将滑动变阻器的滑片移到最右端;
③记录电流表示数;
④将滑动变阻器的滑片移到适当位置。
从安全和规范角度考虑,正确的顺序是 (填序号);
上述操作④中判断滑片已处于适当位置的依据是 ;
(3)记录实验数据如下表所示:
实验次数
1
2
3
4
5
6
电阻R/Ω
5
10
15
20
25
30
电流I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
0.12
0.1
①在图乙方格纸上画出电流I与电阻R关系的图像 ;
②分析实验数据和图像,可得出的探究结论是 。
(4)该小组同学学习了欧姆定律之后,知道了在他们当前的实验中,若保持电流表所选的量程和控制的电压值不改变,则电阻箱可接入的阻值范围是 Ω到 Ω;
(5)小明找来一个小灯泡将电阻箱更换,测得数据后发现通过小灯泡的电流与两端的电压关系如图丙中①所示,若闭合开关S,滑动变阻器滑片P向某一方向滑动过程中,小灯泡变亮,小灯泡阻值的变化量大小为,滑动变阻器连入电路阻值的变化量大小为,则这两个量的大小关系是: (选填“大于”“小于”“等于”或“无法确定”)。另外一个同学用相同的器材和电路图也做这个实验时,由于接线错误,根据测量的数据绘出的图像如图丙中图线②所示,你认为错误的原因可能是 。
3.(24-25九年级上·内蒙古通辽·期末)小明利用如图甲所示电路测量小灯泡的功率。被测小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压为4.5V。
(1)实验前在检查仪器时,发现电流表指针如图乙所示,则接下来的操作是 ;
(2)正确连接电路闭合开关后,发现灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数,电路的故障可能是 ;
(3)排除电路故障后。闭合开关,改变滑动变阻器的阻值。多次测量,小明画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像,如图丙。则小灯泡的额定功率为 W。在多次测量中,小明还发现:当电压表的示数增大时,电压表与电流表的示数之比 (选填“变大”“变小”或“不变”),原因是 ;
(4)灯泡的功率测量完毕,小明用定值电阻更换电路中的灯泡。探究电流跟电阻的关系,根据实验数据绘制了如图丁所示的图像。若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为20Ω,则所选定值电阻的阻值为 Ω。
4.(2024·山东枣庄·模拟预测)在测量未知阻值R 的实验中,小明设计了实验电路并进行连接,如图甲所示。
(1)在连接电路时,开关应处于 状态;
(2)图甲是小明接好的实物连接图,其中有一条导线连接错误,该导线是第 条(从图中选填导线序号);
(3)改正错误后再进行实验,实验前应将滑动变阻器的滑片P移到最 (选填“左”或“右”)端。小明闭合开关S,发现电流表无示数,电压表的示数较大,则电路故障可能是 ;
(4)排除故障后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为2.4 V 时,电流表示数如图乙所示,则未知电阻R= Ω;
(5)如果没有电压表,电源电压未知,可以用最大阻值为R0的滑动变阻器和如图丙所示电路,来测量电阻Rx的阻值。闭合开关后,滑动变阻器滑片在最左端时,电流表示数为I1,滑动变阻器滑片在最右端时,电流表示数为 I2,则电阻Rx= 。(用题中所给物理量的符号表示)
5.(2024·青海西宁·中考真题)小宁和同学们在“测量小灯泡电阻”的实验中,选用额定电压为2.5V的小灯泡、三节新干电池、电流表、电压表、滑动变阻器(50Ω 1A)、开关、导线等实验器材进行实验。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向右滑动时,小灯泡变亮。
(2)连接电路时,开关应该 ,滑动变阻器的滑片调到阻值最大处。
(3)闭合开关,在移动滑动变阻器滑片的过程中,发现两个电表指针都左右摆动,同时看到小灯泡闪烁,用手捏紧滑动变阻器的滑片后,电路恢复正常,则电路故障的原因可能是 。
(4)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,记录多组数据,并绘制出图乙所示的I-U关系图象。当电压表的示数为 V时小灯泡正常发光,此时的电阻为 Ω。
(5)同学们交流后,发现该实验还可以测量小灯泡的电功率,并分析出小灯泡的实际电压为额定电压的一半时,小灯泡的实际功率 (选填“大于”“等于”或“小于”)额定功率的四分之一,其根本原因是 。
6.(2024·山东淄博·中考真题)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5V(正常发光时的电阻约为9Ω)。
(1)图甲是小明连接的电路,请指出不妥之处: ;
(2)重新连好电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,进行多次测量,将数据及现象记录在表格中。
实验次数
电压表示数/V
电流表示数/A
小灯泡的实际功率/W
小灯泡亮度
1
0.5
0.16
不亮
2
1.3
0.22
较暗
3
2.1
0.26
较亮
4
2.5
明亮
5
3.0
0.36
耀眼强光
①实验多次测量的目的是 ;
②第4次实验时电流表的示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为 W;接下来要完成第5次实验,滑片应向 移动;
③通过实验发现,小灯泡两端的电压越大,实际功率 ,小灯泡越亮;
④小聪发现表格中有一个电流数据有误,该数据是 ;
(3)完成实验后,小明取一个阻值为的定值电阻,设计了如图丙所示的电路,测量小灯泡正常发光时的电阻。请把实验步骤补充完整。
①闭合开关S,移动滑片P,直至电压表示数为 V;
②断开开关S,保持滑片P位置不变, ,再闭合开关,记录电压表示数;
小灯泡正常发光时的电阻 (用所测的量和已知量表示)。
7.(2024·山东济宁·二模)某实验小组的同学在进行“测量小灯泡的额定功率”的实验中,现有器材:电源(电压恒为)、开关、电压表、电流表各一个,导线若干,额定电压为的待测小灯泡(电阻约为),滑动变阻器两个(A:“ ”;B:“ ”)。
(1)如图甲所示是小田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成为正确的电路 (不能与其他导线交叉);
(2)实验中,应选用的滑动变阻器是 (选填“A”或“B”);
(3)小田确认电路连接无误后闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡始终不发光且电压表的示数都接近电源电压,则电路的故障是 ;
(4)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,并绘制出了小灯泡的电流随电压变化的图像如图乙所示,则该小灯泡的额定功率为 W;
(5)该组的另一同学接着实验时,发现电压表量程已经损坏,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,你的方法是 ;
(6)完成实验后,小明还想测量定值电阻的阻值,用替换了小灯泡,同时发现电流表损坏,于是用如图丙所示的电路完成了实验,已知滑动变阻器的最大阻值为,他的实验步骤:
①闭合开关,将滑片移至最左端,读出电压表示数为;
②将滑片移至最右端,读出电压表示数为,则电阻的阻值表达式: (用、、表示)。
8.(2024·湖北十堰·一模)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,老师给同学们提供的器材有:电压恒为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡(灯丝电阻约为10Ω),电流表、电压表、开关各一个,导线若干,三种规格的滑动变阻器,可供选择。
(1)通过估算,滑动变阻器应选择 (选填“”、“”或“”)。选择合适变阻器后,请用笔画线表示导线将电路连接完整。要求:变阻器的滑片P向B端移动时,灯泡变暗;
(2)闭合开关S,移动滑片P到某一位置时,电压表示数如图乙所示为 V;若需测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动。根据图丙图象信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W;
(3)实验小组完成实验后,他们经过讨论,认为用图甲的电路图还可以完成测量某未知电阻阻值的实验,只需将电路中 即可,此实验也需多次测量的目的是 。
9.(2024·四川自贡·二模)小明用如图甲所示的电路测量一只标有“2.5V”字样的小灯泡(电阻约为10Ω)的电功率。电源电压为6V,可供选用的滑动变阻器a、b,规格分别为“10Ω 1A”和“20Ω 1A”。
(1)请用笔画线代替导线将甲图电路连接完整,要求:滑动变阻器滑片向右滑动时小灯泡变亮;
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表没有示数,电压表示数接近电源电压,电路故障是 ;
(3)为了完成实验,小明应该选用的滑动变阻器是 (选填“a”或“b");
(4)调整电路后闭合开关,移动滑片P到某处,电压表的示数为2.2V,要测得小灯泡的额定功率,应将滑用P向 (填“A”或“B”)端滑动,移动滑片P直至电压表示数为 V,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙,则小灯泡额定功率为 W;考虑到压表的电阻对电路的影响,必然会给测量结果带来误差,那么这种方法测量出来的电功率 (选填“大于”“小于”或者“等于”)真实值;
(5)某实验小组由于电压表被损坏,又想出一种测量小灯泡额定功率的方法,电路设计如图丁所示,其中R0为阻值已知的定值电阻,请将以下实验步骤补充完整;
①检查电路无误后,闭合开关S、S1,断开S2,调节滑动变阻器滑片直至电流表示数为I1时,小灯泡正常发光;
②滑动变阻器滑片不动,闭合S、S2;断开S1,读出电流表的示数为I2;
③小灯泡的额定功率P额= (用R0、I1、I2表示)。
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$$2025中考总复习实验专项
中考通关——考点.难点一次解决
中考物理实验专项训练:电学实验(二十四)
实验:(1)探究电流与电压、电阻的关系(3道题)
实验:(2)测量定值电阻的阻值(含测量小灯泡的电阻)(3道题)
实验:(3)测量小灯泡的电功率(3道题)
1、 实验题
1.(24-25九年级上·辽宁朝阳·期末)某小组同学为了探究电流跟电阻的关系,选用学生电源的电压为3V恒定不变,四个定值电阻的阻值分别是5Ω、10Ω、20Ω和25Ω,滑动变阻器(10Ω 1A),开关、导线若干。
(1)如图甲是小王同学设计的电路图,按这电路图连好电路后,闭合开关,可观察电流表指针 (选填“向左”、“向右”或“几乎不”)偏转;
(2)图乙是同组的小李同学连接的电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到 (选填“左”或“右”)端;
(3)小李在实验中先接入5Ω定值电阻,闭合开关,移动变阻器的滑片P至合适位置,并记下电压表、电流表的示数。断开开关,滑动变阻器的滑片P不动,将5Ω换成10Ω后,闭合开关,将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)移动,使电压表示数与上一次相同;
(4)实验中多次改变定值电阻的阻值,将实验数据绘制成如图丙的图像,由图像可以得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体电阻成 ;又由图像可知,当导体电阻为25Ω时,通过该电阻的电流为 A;
(5)但是实验中,当接入25Ω电阻后,该组同学无论怎样移动滑片,都不能使电压表示数达到原来的数值,为了保证可用电阻均能正常进行实验,为此必须对实验器材进行调整,说出一种可行的办法: 。
【答案】(1)几乎不
(2)右
(3)右
(4) 反比 0.08
(5)串联一个至少2.5Ω的定值电阻
【详解】(1)图中电压表与定值电阻串联,由于电压表的内阻很大,在电路中相当于断路,所以电路中几乎没有电流,电流表指针几乎不偏转。
(2)为了保护电路,实验前滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处的最右端。
(3)根据串联电路分压规律可知,定值电阻由5Ω换成10Ω,定值电阻两端的电压变大,要保持定值电阻两端的电压不变,由串联分压特点可知,需要滑动变阻器更大的阻值来分压,故动变阻器的滑片P应向右端移动。
(4)[1][2]由图丙可知,电路电流为0.4A,此时电阻为5Ω,根据欧姆定律可得,定值电阻两端的电压为 UV=IR=5Ω×0.4A=2V
即控制定值电阻两端的电压为2V,由图乙可知,电流与电压的乘积为一定值,图像是反比例函数图像,由此可知:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,故当导体电阻为25Ω时,通过该电阻的电流为
(5)根据串联电路电压的规律可知,变阻器分得的电压为U滑=3V-2V=1V
变阻器的电压是电压表示数的0.5倍,由串联分压原理可知,在接入25Ω的电阻进行实验时,变阻器连入电路中的电阻至少为12.5Ω>10Ω,所以不管怎样移动滑片,都不能使电压表的示数变为2V,总是大于2V,为了分担多余电压,需要串联一个电阻,电阻的阻值至少为R串=R-R滑=12.5Ω-10Ω=2.5Ω
2.(24-25九年级上·辽宁·期末)某兴趣小组同学“探究电流与电阻的关系”,电源电压恒为6V,实验中电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”,滑动变阻器的规格为“50Ω,1A”,将电阻箱接入之间完成实验。
(1)先将电阻箱调到30Ω接入图甲所示电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最 (选填“左”或“右”)端;
(2)控制电阻箱两端的电压为3V不变,他们首先将电阻箱调至5Ω,测出电流。断开开关后,接着将电阻箱调至10Ω,继续操作有以下四步:
①闭合开关;
②将滑动变阻器的滑片移到最右端;
③记录电流表示数;
④将滑动变阻器的滑片移到适当位置。
从安全和规范角度考虑,正确的顺序是 (填序号);
上述操作④中判断滑片已处于适当位置的依据是 ;
(3)记录实验数据如下表所示:
实验次数
1
2
3
4
5
6
电阻R/Ω
5
10
15
20
25
30
电流I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
0.12
0.1
①在图乙方格纸上画出电流I与电阻R关系的图像 ;
②分析实验数据和图像,可得出的探究结论是 。
(4)该小组同学学习了欧姆定律之后,知道了在他们当前的实验中,若保持电流表所选的量程和控制的电压值不改变,则电阻箱可接入的阻值范围是 Ω到 Ω;
(5)小明找来一个小灯泡将电阻箱更换,测得数据后发现通过小灯泡的电流与两端的电压关系如图丙中①所示,若闭合开关S,滑动变阻器滑片P向某一方向滑动过程中,小灯泡变亮,小灯泡阻值的变化量大小为,滑动变阻器连入电路阻值的变化量大小为,则这两个量的大小关系是: (选填“大于”“小于”“等于”或“无法确定”)。另外一个同学用相同的器材和电路图也做这个实验时,由于接线错误,根据测量的数据绘出的图像如图丙中图线②所示,你认为错误的原因可能是 。
【答案】(1)右
(2) ②①④③ 电压表示数为3V
(3) 见详解
(4) 5 50
(5) 小于 电压表并联在滑动变阻器两端了
【详解】(1)为了防止电流过大而损坏电路,闭合开关前应将滑动变阻器接入最大阻值处,即应将滑动变阻器的滑片移到最右端。
(2)[1]从电路安全和规范的角度,为了防止电流过大而损坏电路,闭合开关前应将滑动变阻器接入最大阻值处,即应将滑动变阻器的滑片移到最右端。根据实验要求,电阻箱两端电压应保持不变,则应移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为3V再记录对应的电流,故合理的顺序为②①④③。
[2]根据实验要求,电阻箱两端电压应保持不变,故判断滑片已处于适当位置的依据是电压表示数为3V。
(3)[1]依据表格中的数据,在坐标系内找到对应的点,并依次连接各点,如图所示
[2]根据表格数据及图像可知,当定值电阻两端电压一定时,电流与电阻的乘积为一定值,图像为反比例函数图像,故可以得出结论为导体两端电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比。
(4)[1][2]根据实验设计,定值电阻两端电压为3V,电源电压为6V,则此时滑动变阻器两端的电压为U滑=U-U0=6V-3V=3V= U0
根据串联电路分压的规律,滑动变阻器接入的阻值与定值电阻相等,根据电流表的量程为0~0.6A,电路中最大电流为0.6A,则电阻箱接入最小电阻为5Ω,故电阻箱可接入的阻值范围是5~50Ω。
(5)[1]根据图像可知,灯泡灯丝的电阻随灯丝的温度上升而增大,当滑动变阻器接入电阻变小时,灯泡变亮,温度升高,电阻丝电阻变大,电路中总电流变大,则总电阻变小,故滑动变阻器减小的阻值大小于灯丝增加的电阻,即小于。
[2]随着滑动变阻器接入电阻变小,电路中电流变大,灯泡两端电压变大,滑动变阻器两端电压变小,在图像②中,电压表示数越小,电流表示数反而变大,表明电压表并联在滑动变阻器两端了。
3.(24-25九年级上·内蒙古通辽·期末)小明利用如图甲所示电路测量小灯泡的功率。被测小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压为4.5V。
(1)实验前在检查仪器时,发现电流表指针如图乙所示,则接下来的操作是 ;
(2)正确连接电路闭合开关后,发现灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数,电路的故障可能是 ;
(3)排除电路故障后。闭合开关,改变滑动变阻器的阻值。多次测量,小明画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像,如图丙。则小灯泡的额定功率为 W。在多次测量中,小明还发现:当电压表的示数增大时,电压表与电流表的示数之比 (选填“变大”“变小”或“不变”),原因是 ;
(4)灯泡的功率测量完毕,小明用定值电阻更换电路中的灯泡。探究电流跟电阻的关系,根据实验数据绘制了如图丁所示的图像。若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为20Ω,则所选定值电阻的阻值为 Ω。
【答案】(1)电流表调零
(2)小灯泡被短路
(3) 0.625 变大 灯丝电阻随温度的升高而增大
(4)25
【详解】(1)实验前在检查仪器时,电流表的指针未指在零刻线处,说明电流表未调零,因此接下来的操作是电流表调零。
(2)据图可知,电路是串联的,电压表测灯泡两端电压,电流表测电路中的电流,闭合开关后,电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,则可能是灯泡发生短路,相当于电压表测导线电压,因此无示数。
(3)[1]据丙图可知,当灯泡电压为2.5V时,电流为0.25A,则小灯泡的额定功率为
[2][3]电压表与电流表的示数之比为小灯泡的电阻,当电压表的示数增大时,通过小灯泡的电流也增大,小灯泡的实际功率增大,温度升高,而小灯泡的电阻随温度的升高而增大,所以电压表与电流表的示数之比变大。
(4)根据实验,电路是串联的,电压表测定值电阻两端电压,且该实验需要保持定值电阻两端电压不变,据丁图可知,当电阻为5Ω时,电路中的电流为0.5A,定值电阻两端电压为
由于电源电压是4.5V,根据串联分压原理可得
当滑动变阻器连入的阻值为20Ω,带入公式可得
解得。
4.(2024·山东枣庄·模拟预测)在测量未知阻值R 的实验中,小明设计了实验电路并进行连接,如图甲所示。
(1)在连接电路时,开关应处于 状态;
(2)图甲是小明接好的实物连接图,其中有一条导线连接错误,该导线是第 条(从图中选填导线序号);
(3)改正错误后再进行实验,实验前应将滑动变阻器的滑片P移到最 (选填“左”或“右”)端。小明闭合开关S,发现电流表无示数,电压表的示数较大,则电路故障可能是 ;
(4)排除故障后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为2.4 V 时,电流表示数如图乙所示,则未知电阻R= Ω;
(5)如果没有电压表,电源电压未知,可以用最大阻值为R0的滑动变阻器和如图丙所示电路,来测量电阻Rx的阻值。闭合开关后,滑动变阻器滑片在最左端时,电流表示数为I1,滑动变阻器滑片在最右端时,电流表示数为 I2,则电阻Rx= 。(用题中所给物理量的符号表示)
【答案】(1)断开
(2)2
(3) 左 电阻R断路
(4)7.5
(5)
【详解】(1)为了保护电路,在连接电路时,开关应处于断开状态。
(2)原电路中,电阻和电压表没有连入电路中,电阻应与电流表串联,电压表与电阻并联,且电流从电表的正接线柱流入、负接线柱流出,所以错误的是导线2。
(3)闭合开关S,发现电流表无示数,说明电路可能断路;电压表的示数较大,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的支路断路了,即电路故障可能是电阻R断路。
(4)排除故障后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为2.4V时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.3A,未知电阻R的阻值
(5)闭合开关后,滑动变阻器滑片在最左端时,电流表示数为I1,此时滑动变阻器电阻为R0,则电源电压为
滑动变阻器滑片在最右端时,电流表示数为 I2,此时滑动变阻器电阻为0,则电源电压为
联立上述两式可以解得
5.(2024·青海西宁·中考真题)小宁和同学们在“测量小灯泡电阻”的实验中,选用额定电压为2.5V的小灯泡、三节新干电池、电流表、电压表、滑动变阻器(50Ω 1A)、开关、导线等实验器材进行实验。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向右滑动时,小灯泡变亮。
(2)连接电路时,开关应该 ,滑动变阻器的滑片调到阻值最大处。
(3)闭合开关,在移动滑动变阻器滑片的过程中,发现两个电表指针都左右摆动,同时看到小灯泡闪烁,用手捏紧滑动变阻器的滑片后,电路恢复正常,则电路故障的原因可能是 。
(4)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,记录多组数据,并绘制出图乙所示的I-U关系图象。当电压表的示数为 V时小灯泡正常发光,此时的电阻为 Ω。
(5)同学们交流后,发现该实验还可以测量小灯泡的电功率,并分析出小灯泡的实际电压为额定电压的一半时,小灯泡的实际功率 (选填“大于”“等于”或“小于”)额定功率的四分之一,其根本原因是 。
【答案】(1)
(2)断开
(3)滑动变阻器的滑片接触不良
(4) 2.5 10
(5) 大于 灯丝的电阻随温度的升高而增大
【详解】(1)由题知,灯泡额定电压为2.5V,所以电压选用0-3V量程与灯泡并联,滑动变阻器滑片P向右滑动时灯泡变亮,说明电路中电流变大,变阻器连入阻值变小,所以应将滑动变阻器右端接入电路中且与灯泡串联,实物连接如图所示:
(2)为了保护电路,连接电路时,开关必须断开。
(3)在移动滑动变阻器滑片的过程中,发现电表指针左右摆动,同时看到小灯泡闪烁,其原因是移动滑片引起的,所以原因可能是滑动变阻器接触不良。
(4)[1][2]由题知,灯泡额定电压为 2.5V,根据制出如图丙所示的I-U图象,灯的额定电压下的电流为0.25A,则小灯泡正常发光时的电阻是
(5)[1][2]灯丝电阻随灯泡两端的电压升高、灯丝的温度升高而变大,实际电压是额定电压一半时的灯丝电阻小于额定电压时的电阻,由可知,灯泡两端的实际电压为其额定电压的一半时,它的实际功率大于额定功率。
6.(2024·山东淄博·中考真题)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5V(正常发光时的电阻约为9Ω)。
(1)图甲是小明连接的电路,请指出不妥之处: ;
(2)重新连好电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,进行多次测量,将数据及现象记录在表格中。
实验次数
电压表示数/V
电流表示数/A
小灯泡的实际功率/W
小灯泡亮度
1
0.5
0.16
不亮
2
1.3
0.22
较暗
3
2.1
0.26
较亮
4
2.5
明亮
5
3.0
0.36
耀眼强光
①实验多次测量的目的是 ;
②第4次实验时电流表的示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为 W;接下来要完成第5次实验,滑片应向 移动;
③通过实验发现,小灯泡两端的电压越大,实际功率 ,小灯泡越亮;
④小聪发现表格中有一个电流数据有误,该数据是 ;
(3)完成实验后,小明取一个阻值为的定值电阻,设计了如图丙所示的电路,测量小灯泡正常发光时的电阻。请把实验步骤补充完整。
①闭合开关S,移动滑片P,直至电压表示数为 V;
②断开开关S,保持滑片P位置不变, ,再闭合开关,记录电压表示数;
小灯泡正常发光时的电阻 (用所测的量和已知量表示)。
【答案】(1)电流表选用的量程太大
(2) 得出小灯泡的实际电压、实际功率、亮度之间的普遍规律 0.7 右 越大 0.36
(3) 2.5 将电压表改接在定值电阻两端
【详解】(1)小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时的电阻约为9Ω,则小灯泡正常发光时通过的电流约为
由图甲可知,电流表选用0~3A量程,分度值为0.1A,则小灯泡正常发光时,电流表指针偏转角度过小,误差太大,故电流表选用量程太大了,应换用0~0.6A量程。
(2)①[1]实验中多次改变小灯泡两端的电压,多次测量小灯泡的实际功率并比较其亮度,目的是得出小灯泡的实际电压、实际功率、亮度之间的普遍规律。
②[2]根据表格数据可知,第4次实验中,电压表示数即小灯泡两端电压等于其额定电压,则此时小灯泡的功率为其额定功率,由图乙可知,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,故电流表的示数为0.28A,则小灯泡的额定功率为
[3]接下来要完成第5次实验,由表中数据可知,调节滑片使电压表示数由2.5V变为3.0V,电源电压不变,根据串联分压的规律可知,应减小滑动变阻器的阻值,滑片应向右移动。
③[4]分析表格数据可知,从第1次实验到第5次实验中,小灯泡的实际功率依次为、、、、,故小灯泡两端电压越来越大,实际功率越来越大,小灯泡的亮度越亮。
④[5]分析表格数据,根据可得,5次实验中小灯泡的电阻依次为、、、、,因为小灯泡越亮,灯丝温度越高,灯丝电阻随温度的升高而变大,所以第5次实验中电流数据0.36A有误。
(3)[1]由图丙可知,定值电阻、小灯泡、滑动变阻器串联,电压表测小灯泡两端电压,实验目的是测量小灯泡正常发光时的电阻,因此应调节滑片,使小灯泡两端电压即电压表示数等于其额定电压2.5V。
[2][3]小灯泡两端电压已知,根据可知,还需要测出通过小灯泡的电流,根据串联电路中电流处处相等可知,只需测出通过定值电阻的电流,因此将电压表改接在定值电阻两端,测出两端电压,则电路中的电流,小灯泡正常发光时的电阻为
7.(2024·山东济宁·二模)某实验小组的同学在进行“测量小灯泡的额定功率”的实验中,现有器材:电源(电压恒为)、开关、电压表、电流表各一个,导线若干,额定电压为的待测小灯泡(电阻约为),滑动变阻器两个(A:“ ”;B:“ ”)。
(1)如图甲所示是小田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成为正确的电路 (不能与其他导线交叉);
(2)实验中,应选用的滑动变阻器是 (选填“A”或“B”);
(3)小田确认电路连接无误后闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡始终不发光且电压表的示数都接近电源电压,则电路的故障是 ;
(4)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,并绘制出了小灯泡的电流随电压变化的图像如图乙所示,则该小灯泡的额定功率为 W;
(5)该组的另一同学接着实验时,发现电压表量程已经损坏,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,你的方法是 ;
(6)完成实验后,小明还想测量定值电阻的阻值,用替换了小灯泡,同时发现电流表损坏,于是用如图丙所示的电路完成了实验,已知滑动变阻器的最大阻值为,他的实验步骤:
①闭合开关,将滑片移至最左端,读出电压表示数为;
②将滑片移至最右端,读出电压表示数为,则电阻的阻值表达式: (用、、表示)。
【答案】(1)
(2)B
(3)小灯泡断路
(4)1.14
(5)将电压表与滑动变阻器并联
(6)
【详解】(1)实验中电流表要与灯泡串联,电压表与灯泡并联,作图如下:
(2)小灯泡正常发光时,根据串联分压原理则有
解得,所以应选用的滑动变阻器是B。
(3)小灯泡始终不发光,说明电路中有断路或者灯泡被短路。而电压表有示数,说明电压表与电源两极是相连的,因此,是在与电压表并联的部分出现了断路,故是与电压表并联的小灯泡断路了。
(4)如图乙所示,小灯泡电压为3.8V时,电流为0.3A,则该小灯泡的额定功率为
(5)小灯泡正常发光时,变阻器的电压为
电压表量程已经损坏,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,可以将电压表与滑动变阻器并联,当电压表示数为2.2V时,小灯泡正常发光。
(6)①闭合开关,将滑片移至最左端,变阻器阻值为0,电压表测电源电压,读出电压表示数为,则电源电压为;
②将滑片移至最右端,和滑动变阻器的最大阻值为串联,电压表测电压,读出电压表示数为,则根据串联分压原理则有
解得电阻的阻值为
8.(2024·湖北十堰·一模)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,老师给同学们提供的器材有:电压恒为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡(灯丝电阻约为10Ω),电流表、电压表、开关各一个,导线若干,三种规格的滑动变阻器,可供选择。
(1)通过估算,滑动变阻器应选择 (选填“”、“”或“”)。选择合适变阻器后,请用笔画线表示导线将电路连接完整。要求:变阻器的滑片P向B端移动时,灯泡变暗;
(2)闭合开关S,移动滑片P到某一位置时,电压表示数如图乙所示为 V;若需测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动。根据图丙图象信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W;
(3)实验小组完成实验后,他们经过讨论,认为用图甲的电路图还可以完成测量某未知电阻阻值的实验,只需将电路中 即可,此实验也需多次测量的目的是 。
【答案】(1) R2
(2) 2.2 A 0.5
(3) 灯泡换成电阻 见解析
【详解】(1)[1]灯泡正常发光时的电压UL=2.5V,正常发光时灯丝电阻约为10Ω,由欧姆定律,灯的额定电流约为
电源电压恒为6V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,灯正常发光时,滑动变阻器两端的电压
U滑=U-UL=6V-2.5V=3.5V
灯正常发光时,变阻器连入电路的电阻为
考虑到电流因素,则滑动变阻器选R2。
[2]滑动变阻器按“一上一下”的方式串联接入电路,滑片向B端移动,灯泡变暗,表明电路中的电流减小,电路的总电阻变大,滑动变阻器电阻变大,故变阻器左下接线柱连入电路中,如下图所示:
(2)[1][2][3]P到图甲中某一位置时,电压表示数(如图乙所示),电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压为2.2V,因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A端移动,直到电压表示数为额定电压;根据图丙信息,灯在额定电压下的电流为0.2A,小灯泡的额定功率
P=ULIL=2.5V×0.2A=0.5W
(3)[1][2]利用图甲的电路图测量定值电阻的阻值,需要将电路中的灯泡换成电阻,实验中需要多次测量求平均值,减小误差。
9.(2024·四川自贡·二模)小明用如图甲所示的电路测量一只标有“2.5V”字样的小灯泡(电阻约为10Ω)的电功率。电源电压为6V,可供选用的滑动变阻器a、b,规格分别为“10Ω 1A”和“20Ω 1A”。
(1)请用笔画线代替导线将甲图电路连接完整,要求:滑动变阻器滑片向右滑动时小灯泡变亮;
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表没有示数,电压表示数接近电源电压,电路故障是 ;
(3)为了完成实验,小明应该选用的滑动变阻器是 (选填“a”或“b");
(4)调整电路后闭合开关,移动滑片P到某处,电压表的示数为2.2V,要测得小灯泡的额定功率,应将滑用P向 (填“A”或“B”)端滑动,移动滑片P直至电压表示数为 V,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙,则小灯泡额定功率为 W;考虑到压表的电阻对电路的影响,必然会给测量结果带来误差,那么这种方法测量出来的电功率 (选填“大于”“小于”或者“等于”)真实值;
(5)某实验小组由于电压表被损坏,又想出一种测量小灯泡额定功率的方法,电路设计如图丁所示,其中R0为阻值已知的定值电阻,请将以下实验步骤补充完整;
①检查电路无误后,闭合开关S、S1,断开S2,调节滑动变阻器滑片直至电流表示数为I1时,小灯泡正常发光;
②滑动变阻器滑片不动,闭合S、S2;断开S1,读出电流表的示数为I2;
③小灯泡的额定功率P额= (用R0、I1、I2表示)。
【答案】(1)
(2)小灯泡断路
(3)b
(4) B 2.5 0.65 大于
(5)
【详解】(1)根据滑动变阻器滑片P向右端滑动时,小灯泡变亮可知电路的电流变大,电阻变小,所以滑动变阻器接的右下接线柱,如图所示:
(2)电流表示数几乎为零,说明可能电路断路,电压表的示数接近电源电压且几乎不变,则电压表与电源连通,说明与电压表并联部分断路,即灯泡断路。
(3)灯泡正常发光时的电流约为
电源电压为6V,灯泡正常时,滑动变阻器两端的电压为
则此时滑动变阻器的电阻为
故滑动变阻器应选择b。
(4)[1][2][3]电压表的示数为2.2V,小于灯泡的额定电压,要测小灯泡的额定功率,要增大灯的电压,减小滑动变阻器分得的电压,根据分压原理,就要减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小,应将滑片P向B端移动,直到电压表的示数为2.5V,当电压表的示数等于小灯泡的额定电压2.5V时灯泡正常发光,由图乙可知电流表的分度值是0.02A,电流表读数为0.26A,灯泡的额定功率为
[4]电压表并联在灯泡两端,所测得的电压是准确的,电流表测量的是通过电压表和灯泡的电流之和,所以电流表示数比实际通过灯泡的电流偏大,根据可知,这种方法测量出来的电功率大于真实值。
(5)闭合开关S、S1,断开S2,此时电阻R0与灯泡并联,电流表测量电阻R0的电流,调节滑动变阻器,使电流表示数为I1时,小灯泡正常发光,此时小灯泡的额定电压为
此时灯泡正常发光,闭合开关S、S2,断开开关S1,此时电阻R0与灯泡并联,电流表测量干路中的电流,保持滑动变阻器滑片位置不变,记录下此时电流表的示数为I2,则灯泡正常发光时的电流为
则小灯泡的额定功率的表达式为
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