专题16 电功率与电热实验专题（6大考点）--2025-2026学年九年级物理全一册同步培优训练（人教版2024）

专题16 电功率与电热实验专题 6大高频考点概览 考点01 伏安法测小灯泡的电功率 考点02 伏阻法测小灯泡的电功率 考点03 安阻法测小灯泡的电功率 考点04 探究电流产生的热量与电阻的关系 考点05 探究电流产生的热量与电流的关系 考点06 设计探究电流热效应的实验及实验的注意事项 地 城 考点01 伏安法测小灯泡的电功率 1．如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为12V，闭合开关S后，当滑片P从最右端滑到最左端的过程中，小灯泡的U-I图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．小灯泡的电阻是6Ω B．小灯泡的额定功率是12W C．滑动变阻器的最大阻值是18Ω D．该电路总功率的变化范围是1.5～24W 2．为了测量一只额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，某同学设计了如图所示的电路，实验中电源电压3V保持不变，闭合开关，调节滑动变阻器，得到的实验数据如下表。下列说法正确的是（　　） 实验次数 1 2 3 4 5 发光情况 熄灭 微光 暗 较暗 明亮 电压U/V 0.5 1 1.5 2.0 2.5 电流I/A 0.10 0.14 0.16 0.24 0.28 A．多次实验的目的是减小误差 B．第4次实验数据是错误的 C．实验完毕断开开关，小灯泡的电阻可能是“1.2Ω” D．第1、2两次实验，滑动变阻器接入电路电阻的改变量ΔR1小于小灯泡的电阻改变量ΔR2 3．小虹在电学实验的复习时，进行了如下的知识梳理： (1)利用图甲探究“电流与电阻的关系”实验中，得到的实验结论是： ； (2)利用图甲“测量未知定值电阻的阻值实验”中，多次测量的目的是： ； (3)利用图乙“测量小灯泡的电功率”实验中的实验原理是： ； (4)利用丙“探究电功率与电压的关系”实验中将两个规格不同（阻值不同）的灯泡串联的目的是 。 4．张建同学测定标有“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）通过估算，滑动变阻器应该选用 （选填“R1”“R2”或“R3”）；图甲中， 处（选填“①”或“②”）应该接电压表，另一处接电流表； （2）连接好电路后，闭合开关S，张建同学发现小灯泡不发光，电流表示数为零，电压表示数接近6V，如果电路中只有一处故障，则该故障为 ； A．小灯泡被短路　　B．小灯泡断路 C．滑动变阻器开路　　D．滑动变阻器接入电路中的阻值过大 （3）排除故障后再次闭合开关S，此时电压表的示数为2V，为了使小灯泡正常发光，应该将图甲中滑动变阻器的滑片P向 （选填“左”或“右”）滑动到合适位置； （4）当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W。 5．在“测量小灯泡电功率”的实验中，器材有：电源（电压恒为6V），额定电压为2.5V的灯泡，电流表、电压表、开关各一个，滑动变阻器“50Ω、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（要求 ：滑片向左移动时小灯泡变亮）； (2)正确连接电路后，闭合开关，两电表均无示数，其原因可能是_____（填字母）； A．灯泡断路 B．滑动变阻器断路 C．灯泡短路 (3)问题解决后，第一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像，如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W； (4)第二小组的同学在准备实验时，发现电压表坏了，他们找到了一个阻值为10Ω的定值电阻R0，设计了如图丙所示的电路，也顺利的完成了实验： ①先闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器，使电流表的示数为I1，则I1= A； ②保持滑片P的位置不变，闭合开关S、S2，断开S1，读出电流表的示数为I2，则小灯泡的额定功率P额= ；（用U额、I1、I2表示） (5)小陈同学为了验证电流跟电阻的关系，准备了三个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω），其余器材不变。用定值电阻更换图甲中的灯泡，每次实验保持电压表示数为2.5V不变，若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为14Ω，则所用定值电阻的阻值为 Ω。 6．为测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，某班同学设计了如图甲所示的电路。 (1)测量小灯泡的额定功率的实验原理是 ； (2)连接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器的滑片应滑到 （选填“左”或“右”）端； (3)小明组发现闭合开关后，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为0，电流表有示数，产生这一现象的原因是 ； A．小灯泡短路            B．小灯泡断路            C．滑动变阻器短路            D．滑动变阻器断路 他们排除故障后，继续进行实验，调节滑动变阻器，当电压表示数为2V时，电流表示数如图乙所示为 A； (4)小敏组移动滑动变阻器的滑片，记录了多组数据，并绘制出了小灯泡的电流随电压变化的图像，如图丙所示，则该小灯泡的额定功率为 W，图像是曲线的主要原因是 ； (5)李英同学设计了另一种方案：不用电流表，但增加了一只阻值已知的定值电阻R0，用图丁所示的电路进行实验，也测量出了该小灯泡的额定功率。具体步骤如下：她闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U额；然后保持 不变，将电压表接在“a”处的导线换接到“b”处，读出电压表示数U，利用此方法测量出小灯泡的额定功率表达式P= （用已知和所测量的物理量符号表示）。 7．小明同学按图甲所示的电路图来测量小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压恒为3V。 (1)请根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整。 (2)正确连接电路，闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表有示数，电流表指针几乎不动，产生这种现象的原因是 。 (3)排除故障，继续实验，最后根据实验数据画出小灯泡的图像，如图丙所示，根据图像可求出小灯泡正常发光时的功率为 W。 (4)通过分析图像，发现小灯泡的电阻是变化的，其原因是 。 (5)完成上述实验后，小明又重新设计了电路（如图丁所示）测量另一个小灯泡的额定功率，已知电源电压为，这个小灯泡正常发光时的电流为，请补充实验步骤。 ①只闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数为 ； ②只闭合开关，保持滑动变阻器的滑片位置不变， ，使电流表示数为，再将滑动变阻器的滑片调到最左端，读出电流表的示数为； ③小灯泡额定功率的表达式 （用已知量和测量量的符号表示）。 8．在测量“小灯泡正常发光时电阻”的实验中，电源电压恒为，小灯泡的额定电压为2.5V。开关、滑动变阻器、电流表、电压表各一个，导线若干。 (1)如图甲所示电路，经检查发现有一根导线连接错误。请在错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线，将电路连接正确。 (2)正确连接电路后进行实验，闭合开关前，滑动变阻器的滑片移到最 端，闭合开关，改变滑片的位置进行实验，并记录数据。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为 （小数点后保留一位小数）；他继续向左移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为时，小明根据所学知识，计算出小灯泡的实际功率可能为 （选填“0.72”、“0.81”、“0.87”或“0.9”）。 (3)小明又将小灯泡换成定值电阻进行多次实验，记录多组数据，小明根据收集的数据绘制出的I-U图像如图丙所示，则 图线是小灯泡的I-U图像，选择该图像的原因是 。图像中A、B两点电阻的大小关系为 。 (4)小明又设计了一个测量未知电阻阻值的电路，如图丁所示，已知变阻器的最大阻值为，电源电压恒定但未知，实验步骤如下： ①闭合开关，当变阻器滑片在端时，电压表的示数为； ②闭合开关，当变阻器滑片在端时，电压表的示数为； ③根据实验测的数据可知表达式 （用、、表示） 9．在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压为6V。 (1)图甲中实物图已有部分电路连好，请用笔画线代替导线将电路连接完整 。（要求图中滑动变阻器连入电路的阻值最大） (2)闭合开关前，发现电流表的示数如图乙所示，出现这个现象的原因是 。 (3)排除故障后，移动滑片至某一位置时电压表的示数为2.2V，为使小灯泡正常发光，应将滑片向 （选填“左”或“右”）移动。 (4)改变滑动变阻器接入电路的阻值，多次测量，并绘制了通过小灯泡的电流随其两端电压变化的关系图像如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 W。 (5)当灯泡两端电压变大时，灯丝温度会变高，请你根据图丙中的数据，用一句话概括小灯泡灯丝电阻变化的规律： 。 【拓展】小丽组的电流表出现故障，她向老师要了一个已知阻值为的定值电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图丁所示的实验电路，测出了该小灯泡的额定功率，请你帮她完成下列实验步骤： ①连接好实验电路检查无误后，闭合开关，将开关拨到触点 （选填“1”或“2”），调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为 V； ②保持滑片不动，再将开关拨到触点 （选填“1”或“2”），读出电压表示数为； ③小灯泡的额定功率： （用、、表示）。 地 城 考点02 伏阻法测小灯泡的电功率 10．小明在只有一个电流表的情况下，连接了如图所示的电路，测出了额定电压为U额的小灯泡的额定功率，R0为已知电阻，R1为滑动变阻器。则在虚框内填入电流表、开关S1、灯泡的元件符号正确的是（　　） A． B． C． D． 11．小明用“伏安法”测量小灯泡的电功率，提供的实验器材有：待测小灯泡（额定电压为2.5V）、电源（二节新干电池）、滑动变阻器、电流表、电压表、开关及导线若干。    （1）请你用笔画线代替导线，完成图甲实物电路的连接 ； （2）连接电路时，开关应处于 （选填“断开”或“闭合”）状态； （3）问题解决后，闭合开关，移动滑片P到某位置时，电压表的示数为2.2V，若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 （选填“左”或“右”）端移动，通过实验，小灯泡的I﹣U图像如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W； （4）为了测量小灯泡的额定功率，小华利用小明的实验器材和一个定值电阻R1＝10Ω、一个电阻箱R2（最大阻值为999.9Ω，可直接读出阻值），如图丙、图丁是她设计的两种不同方案的电路图，能测出待测小灯泡额定功率的是图 电路。 12．在测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率实验中，电源是三节新干电池。 （1）请用笔画线代替导线，将图1的电路连接完整； （2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于 （选填“左”或“右”）端； （3）闭合开关，移动滑片，当电压表示数为2.5V时，灯泡正常发光，此时电流为0.25A，可求得额定功率 ； （4）继续移动滑片，电压表示数如图2所示，为 V，此时电流表示数为0.2A，小灯泡的实际功率为 W； （5）完成上述实验后，某小组设计了图3的电路，用原来的电源和电压表测量原小灯泡的额定功率。方案如下： ①把定值电阻R0接入电路，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光； ②保持滑片位置不变，将电压表改接在R0两端，读出电压表示数； ③算出小灯泡的额定功率。 现有阻值为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻，为了能测出小灯泡的额定功率，定值电阻R0应选 Ω的。 13．为了测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率： (1)某小组按照甲图连接好实物电路后，将滑动变阻器移至最右端，闭合开关，发现电压表有示数，电流表没有示数，则电路故障可能是 ； (2)该小组测出多组电流表和电压表的示数，并描绘出图像如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W； (3)实验过程中，小明发现电流表损坏，于是设计了如图丙所示的电路，其中滑动变阻器最大阻值已知（记为），实验步骤如下： ①闭合开关，将变阻器的滑片调至最左端，再调节滑动变阻器R的滑片，使电压表示数为灯泡的额定电压； ②接下来再调节滑动变阻器 （选填“R”或“”）的滑片至最右端，记下此时电压表示数为U； ③小灯泡正常发光时的电功率为 （用、U和表示）。 14．小灯泡L1、L2的额定电压分别为2.5V、3V，图甲是小华测量灯L1额定功率的实验电路。 （1）图甲是小华连接的电路， （2）按图连接电路后，先将滑片移至阻值最大端再闭合开关，发现灯L1不亮，电压表有较大示数，电流表无示数。经检查，灯L1完好，则故障原因可能是： （填序号）； A．滑动变阻器短路； B．滑动变阻器断路； C．灯泡L1的灯座断路； D．灯泡L1灯座短路； （3）解决故障后，小华闭合开关，调节滑片，改变灯泡L1两端的电压，测出对应的电流值，并将实验数据记录在表一中。随后小明也使用图甲中同样的器材连接实物电路进行实验并测量数据，第3次实验中，电流表示数如图乙所示，并将测量数据记录在表二中。分析表二中数据，小明实验中存在的问题可能是： ； 表一： 实验次数 1 2 3 电压U/V 1.5 2.0 3.0 电流I/A 0.20 0.25 0.3 表二： 实验次数 1 2 3 电压U/V 1.4 1.9 2.5 电流I/A 0.3 0.28 （4）处理数据时两个小组均没办法求出额定功率，细心的小东分析两组数据后帮他们解决了困惑。小灯泡L1的额定功率 W； （5）小明设计了图丙电路来测量灯L2的额定功率，所用电源电压恒定，R1、R2均为电阻箱； 实验步骤如下： 第1步：仅闭合S1，R2调至5Ω时，电压表的示数为3V； 第2步：仅闭合S2，R1、R2分别调至20Ω和10Ω时，电压表的示数也为3V； 则该小灯泡的额定功率为 W。 15．在“测量小灯泡的电功率”实验中，所测小灯泡的额定电压为2.5V。小弘发现电压表损坏了，于是他利用一个阻值已知的电阻，设计了另一种测小灯泡额定功率的实验方案，电路如图所示，其中电源电压保持不变但未知，具体操作如下： （1）开关S拨到“1”时，移动滑动变阻器的滑片P至某一位置，读出电流表的示数。 （2）保持滑动变阻器的滑片P位置不动，将开关S拨到“2”，读出电流表的示数。 （3）此时，小灯泡的电阻= ，再根据计算出小灯泡的额定功率。 （4）①小伟认为按此方案测量实验结果与真实值相差较大，原因是 。 ②仔细分析后，小伟将上述步骤（1）改为开关S拨到“1”，移动滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为 ，这样就能较准确地测出小灯泡的额定功率P= 。 地 城 考点03 安阻法测小灯泡的电功率 16．如图所示的四种电路中，已知小灯泡的额定电压，定值电阻R的阻值，其中能完成测量小灯泡额定功率的电路是（　　） A． B． C． D． 17．为测量额定电压为U0的小灯泡额定功率，物理科代表设计了图所示的电路（R0为已知的定值电阻，R为滑动变阻器）。 （1）断开开关S1，闭合开关S2，移动滑动变阻器滑片P，当电流表示数为 时，小灯泡恰好正常发光； （2）保持滑动变阻器滑片P位置不变，闭合开关S1，断开开关S2，记下电流表示数为I； （3）推导出小灯泡L的额定功率表达式P额＝ （用物理量U0、R0和I表示）。 18．在“测定小灯泡电功率”的实验中，小白同学想测量额定电压为3.8V、电阻约12Ω的小灯泡的额定功率，设计了如图1所示的电路，已知电源电压为6V。 (1)检查时发现有一条导线未连接，请用笔画线代替导线将实物图连接完整（导线不能交叉）； (2)为了使实验能顺利进行，他应选用规格为___________（填字母） 的滑动变阻器连入电路； A．“5Ω 0.5A” B．“10Ω  0.5A” C．“20Ω  0.1A” (3)移动滑片使小灯泡正常发光，电流表示数如图2所示，则小灯泡的额定功率为 W； (4)完成实验后，小白又想测量额定电流为I₀的小灯泡L₂的额定功率，于是设计了如图3所示的电路，电源电压U不变，实验步骤如下：①闭合开关S₁，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为I₀； ②同时闭合开关S₁、S₂，保持滑动变阻器滑片位置不变，读出电流表的示数为I； ③小灯泡L₂额定功率的表达式为P额= （用含U、I₀、I的最简形式表示） 。 19．某实验小组在进行“测量小灯泡的电功率”的实验中，选取的实验器材部分参数如下：电源电压U恒为8V，滑动变阻器规格为“；2A”，小灯泡额定电压。 (1)请在图甲中用笔画线代替导线，将实物电路图连接完整；（要求：滑片向左移动时，灯变亮） (2)小明依照正确电路图的连接方式正确连接实物后，需要对实物电路进行检查后才能闭合开关，请你提出其中一项需要检查的内容 ；闭合开关，移动滑动变阻器滑片，使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W； (3)小红设计了如图丙所示的电路，也测出了另一只小灯泡的额定功率。已知两个滑动变阻器的最大阻值均为，小灯泡的额定电流，请将以下实验步骤补充完整： ①闭合开关S、，移动的滑片，使电流表示数为； ②闭合开关S、，保持的滑片位置不动，移动另一个滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为； ③保持的滑片位置不动，将另一个滑动变阻器的滑片移至最左端，记下电流表的示数；再将此滑动变阻器的滑片移至最右端，记下电流表的示数； ④小灯泡额定功率的表达式： （用R0、I额、I1、I2表示）。 20．小华用图甲所示电路来测量小灯泡的电功率（部分器材的规格已标明）。 (1)图甲是小华在准备接入最后一根导线（图中虚线所示）时的实验电路。请写出图中在器材操作上存在的两个不妥之处：① ；② ； (2)闭合开关进行实验，小华发现无论怎样调节滑动变阻器电压表示数始终为3V，而电流表示数始终为零。已知仅导线发生故障，则图甲中导线 （填“①”“②”或“③”）发生了 （填写故障名称）； (3)小华进行了六次实验，记录实验数据并在图像中描点，得到小灯泡两端的电压与电流的关系图像如图乙所示。则根据记录的数据和图像可知： ①小灯泡的额定功率为 W； ②开关断开时，灯丝的电阻可能是 （0Ω、5Ω、介于0～5Ω之间）； ③实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为( ) A．5Ω  2A            B．10Ω  2A            C．20Ω  1A            D．30Ω  1A ④实验过程中，小华将滑片向左移时，灯变亮。若该过程灯丝的电阻增加了，滑动变阻器的电阻减小，则 （＞/＝/＜）； (4)实验结束后，小华继续对滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系进行了探究，则他画出的图像应为图丙中的虚线 （填“①”“②”或“③”），你选择的依据是 ； (5)另一组同学在测量标有“3.8V”小灯泡电功率的实验时，为了得到比较准确的小灯泡额定功率，她用同一套器材做了三次实验（她将电压表调到3.8V），获得三组数据，并进行了数据处理，如下表： 实验序号 电流表示数 额定功率/W 额定功率的平均值/W 1 0.71 2.698 2 0.69 2.622 3 0.68 2.584 这样处理数据的方法是否正确？ （正确/不正确），其理由是 ； (6)如图丁是小明同学设计的利用电流表和已知阻值的定值电阻R测量额定电压为2.5V的小灯泡额定功率的电路图。请根据实验步骤完成下列空格。 ①仅闭合开关 ，调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为 ； ②仅闭合开关 ，不改变滑片的位置，读出此时电流表的示数为； ③小灯泡额定功率的表达式是 。 地 城 考点04 探究电流产生的热量与电阻的关系 21．在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，小明采用了如图甲、乙所示的实验装置，其中两次实验电源电压相同，两个透明容器中封闭着等质量的空气，下列相关说法不正确的是（　　） A．装置中U形管中液面高度的变化能反映电阻丝产生热量的多少 B．图甲可探究出电流一定时，电阻丝的电阻越大，电流产生的热量越多 C．图乙中为探究热量与电流的关系，电阻丝R3的阻值应为10Ω D．对比两次实验，在相同时间内图乙中电阻丝R2产生的热量大于图甲中电阻丝R1产生的热量 22．如题图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着初温、质量相同的空气。利用甲装置可探究电流产生的热量与 的关系，通电一段时间后，与 （选填“左”或“右”）侧容器相连的U形管中液面的高度差较大；乙装置中的电阻R3的作用主要是使电阻R1和R2中的电流 （选填“相等”或“不相等”），为了使实验现象更明显，可以将R3的阻值换成 （选填“更大的”或“更小的”）。    23．在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”时，小明和小华同时进行了实验，小明设计的实验电路如图A所示，在两个完全相同的玻璃瓶甲、乙内插入温度计a、b。 (1)为了让实验效果更显著，小明应在图A的甲、乙两瓶中加入质量、初温 （选填“不同”或“相同”）的 （选填“煤油”或“水”）； (2)实验中，通过观察温度计的示数变化大小来比较电流通过电阻产生热量的多少，下列实验应用了该研究方法的是______（填序号）； A．探究电流与电压、电阻的关系 B．探究导体电阻的大小与哪些因素有关 C．“伏安法”测电阻 (3)爱思考的小明还利用该实验装置比较不同物质的吸热能力，在图A甲、乙两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体，且换用两根电阻丝的阻值 。闭合开关，一段时间后，若温度计a比温度计b温度升高得快，则甲、乙两瓶内液体比热容的关系为 ；（均选填“>”“<”或“=”） (4)另一小组的小华同学用图B所示装置探究电流通过导体产生的热量与电流关系的实验，实验中给装置通电， （选填“左边”或“右边”）U形管内的液面高度变化较快。若通过左侧容器中电阻丝的电流是2A，则右侧容器中电阻丝在1min内产生的热量是 J。 24．如图所示小蕾同学所在小组在研究“电流通过导体产生热量的多少与电流、电阻是否有关”时采用的实验装置，其中a、b、c、d四个相同的容器内密闭着等量空气，将1、2和3、4导线分别接到电源两端。 (1)实验中通过观察U形管中 的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少？甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系； (2)乙图所示的实验装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系，通电一段时间，c容器中电流产生的热量多，则可得出结论： ； (3)小吴同学的小组设计了如图丙所示的实验装置，探究“比较不同物质的吸热能力”的实验，AB两个电阻丝的电阻应该是 （选填“相同”或“不同”）的； (4)两个烧瓶中分别加入初温相同、 （选填“质量”或“体积”）相等的水和煤油，通电一段时间后，煤油的温度更高，说明 （选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强。 25．在探究“影响电流热效应的因素”实验中： （1）为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系，小文设计了图甲装置，在烧瓶内安装一根电阻丝，并插入一支温度计，实验中烧瓶内液体选择了煤油而不是水，理由是 ； （2）小文先测量烧瓶内液体的温度后，闭合开关，通电30s再测量烧瓶内液体的温度，得到温度的升高量填入表中；然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小，重复上述操作，获得第二组数据（见表）： 实验次数 电流I/A 通电时间t/s 电阻R/Ω 温度升高量∆t/oC 1 0.3 30 10 1.5 2 0.6 30 10 6.0 由此得出：同一导体，在 相等时， 越大，其产生的热量越多； （3）若要探究电流通过电阻产生的热量与电阻的关系，可选择乙图中 （选填“A”或“B”）烧瓶中的电阻与甲图中的烧瓶电阻 （选填“串”或“并”）联； （4）小明提议利用上述实验装置改做“比较水和煤油的吸热能力”的实验，则他应选择乙图中 （选填“A”或“B”）烧瓶与甲图中的烧瓶并联，并将其中一烧瓶中的液体换成 相同的水，实验时水和煤油吸热的多少是通过 来间接反映的。 地 城 考点05 探究电流产生的热量与电流的关系 26．如图是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，下列正确的是（    ） A．甲，乙两实验都可以用来研究电流通过导体产生的热量与通电时间的关系 B．甲实验中两个电阻串联在同一个电路中只是为了保证流过两个电阻的电流相等 C．将乙图中右侧容器外接电阻换小一些，则右侧U形管高度变化会更明显 D．乙实验通电一段时间后，左右两侧容器内空气的温度之比约为 27．如图所示，该装置可探究电流通过导体产生的热量与 的关系，通电一段时间后，通过观察 来比较两电阻产生热量的大小，电阻与产生的热量之比为 。 28．在探究“影响电流热效应的因素”实验中：（三个烧瓶中均装有质量相等的煤油） (1)为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系，小楚设计了图甲装置，在烧瓶内安装一根电阻丝并插入一支温度计，该实验通过比较 的变化，来比较相同时间内不同电流产生的热量多少； (2)小楚先测量烧瓶内煤油的温度后，闭合开关，通电30s再测量烧瓶内煤油的温度，得到温度的升高量填入表中；然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小。重复上述操作，获得第二组数据（如表所示）； 实验次数 电流/A 通电时间/s 电阻/Ω 温度升高量/℃ 1 0.3 30 10 1.5 2 0.6 30 10 6.0 由此得出：电阻和通电时间相等时，电流越 ，其产生的热量越多； (3)若要探究电流通过电阻产生的热量与电阻的关系，可选择图乙中 （选填“A”或“B”）烧瓶中的电阻与图甲中的烧瓶电阻 （选填“串联”或“并联”）； (4)小陈提议利用上述实验装置改做“比较水和煤油比热容的大小”实验，则她应选择图乙中 （选填“A”或“B”）烧瓶与图甲中的烧瓶 （选填“串联”“并联”或“串联、并联均可”），并将其中一烧瓶中的煤油换成等 的水，水和煤油吸热的多少可以通过 （选填“温度升高量”或“加热时间”）来比较。 29．在探究“影响电流热效应的因素”实验中：（三个烧瓶中均装有质量相等的煤油） (1)为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系，小楚设计了甲图装置，在烧瓶内安装一根电阻丝并插入一支温度计，该实验通过比较 的变化，来比较相同时间内不同电流产生的热量多少。 (2)小楚先测量烧瓶内煤油的温度后，闭合开关，通电30s再测量烧瓶内煤油的温度，得到温度的升高量填入表中；然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小。重复上述操作，获得第二组数据（如表所示）。 实验次数 电流/A 通电时间/s 电阻/ 温度升高量/℃ 1 0.3 30 10 1.5 2 0.6 30 10 6.0 由此得出：电阻和通电时间相等时，电流越 ，其产生的热量越多。 (3)小陈提议利用上述实验装置改做“比较水和煤油比热容的大小”实验，则她应选择乙图中 （选填“A”或“B”）烧瓶与甲图中的烧瓶 （选填“串联”“并联”或“串联、并联均可”），并将其中一烧瓶中的煤油换成等 的水，水和煤油吸热的多少可以通过 （选填“温度升高量”或“加热时间”）来比较。 30．物理兴趣小组的同学完成了两个实验探究： （1）为观察水沸腾实验，该小组组装了如图A的装置： ①水沸腾时冒出的“白气”是 现象（填物态变化名称）； ②水沸腾时的温度如上图B所示，此时水面上方的气压 （选填“高于”“低于”或“等于”）标准大气压； ③如图C，若将试管里的水放在烧杯中加热，当烧杯中的水沸腾以后，试管中的水 （选填“能”或“不能”）沸腾。 （2）如图乙，探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关。两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。闭合开关前，图中与左、右容器相连的两个U形管内液面相平。 ①右边容器外部并联一个5Ω电阻，是为了使左右容器内导体的 不相等； ②实验中是通过观察U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，与其采用的物理研究方法相同的是 （选填“A”或“B”）； A．通过观察海绵的凹陷程度，反映压力的作用效果 B．保持压力大小不变，改变接触面的粗糙程度，探究影响滑动摩擦力大小的因素 ③让图乙装置冷却到初始状态，把右边容器外部并联的5Ω电阻折入右边容器内，并使之与右边容器内的5Ω电阻并联此时右边容器内密封着与左边容器内等量的空气，接通电源比较两瓶内电阻丝发热多少，此时该装置是探究电流产生的热量跟 的关系。 地 城 考点06 设计探究电流热效应的实验及实验的注意事项 31．如图所示是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，容器内密封着相同质量的空气，下列分析正确的是（　　） A．该实验装置是利用U形管中液体的高度差变化来反映电阻丝放出热量多少 B．甲实验通电后，通过左右两电阻的电流之比为 C．乙实验是为了研究电流产生的热量与电流的关系 D．乙实验通电一段时间后，左右两电阻发热量之比为 32．如图探究“电流通过导体产生的热量跟什么因素有关”，R1＜R2。实验中烧瓶内所装煤油的质量应 （选填“相同”或“不同”）。甲装置主要用来探究电热与 是否有关；通电时间相同，比较a和c可以探究电热与 的关系；通电时间相同，四个烧瓶中 （a/b/c/d）中的温度计示数最高。 33．如图是小明设计的“探究电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关”的实验装置。 (1)实验中，通过观察 来比较电流通过导体产生热量的多少。 (2)若观察甲、乙两实验装置，可以得出结论：在电流和通电时间相同时，电阻越 ，产生的热量越多。 (3)若观察乙、丙两实验装置，这是在探究电流通过导体产生热量的多少与 的关系。 (4)观察甲、丙两实验装置，可知 （选填“电流”或“电阻”）对电热的影响更大。 34．在探究“影响电流热效应的因素”实验中： 次数 RA=10Ω RB=20Ω 通电时间/min 温度/℃ 通电时间/min 温度/℃ 1 0 17.3 0 17.5 2 1 17.9 1 18.6 3 2 18.4 2 19.7 4 3 18.9 3 20.6 (1)为了探究电热器产生的热量与 的关系，小明设计了如图装置，在烧瓶内安装一根电阻丝，并插入一支温度计，来判断相同时间内不同电流产生的热量多少。为让烧瓶内液体在短时间内温度变化更明显，应选用 （选填“煤油”或“水”）； (2)为了测温方便准确，小明利用温度传感器替代温度计测量烧瓶内液体的温度。闭合开关，当I=0.1A时，每1分钟测量一次温度，得到的数据如表中。由此数据可得出的两个结论是： 、 ； (3)为了探究电热器产生的热量与另一因素的关系，小明接下来的操作是 。 35．某物理学习小组进行“探究电流相同时通电导体产生热量的多少跟电阻的关系”时，可供选用的器材有：6V电源，5Ω的发热电阻两只，10Ω的发热电阻两只，量程适合的温度计两只，规格相同的烧瓶两只，水，酒精，煤油，开关，导线若干。    （1）他们设计了图甲和图乙所示的两个方案，本实验应该选用图 所示方案； （2）所选方案中两发热电阻的阻值应 （选填“相同”或“不同”），两个烧瓶内的液体应为质量相同的同种类的液体； （3）已知比热容的大小为c水>c酒精>c煤油，为了缩短实验时间，应选用的液体是 。完成上述实验后，实验小组利用以上器材，又添加了天平、烧杯、停表等器材，设计了“测定酒精的比热容”的实验。已知在本次实验条件下，水的沸点为100℃，酒精的沸点为78℃，忽略热量散失； （4）实验小组认为图甲和图乙所示两个方案均可行，为了让两种液体相同时间内吸收的热量相同，不论选择哪种方案，两发热电阻的阻值应 （填“相同”或“不同”）； （5）方案选定后，实验过程如下： ①用烧杯和天平测量出质量相等的水和酒精，分别装入两个烧瓶里； ②记下两种液体的初始温度，接通电路，加热一段时间后，记下液体的末态温度。该实验过程中应保证酒精的温度低于 ； ③根据表中数据可得酒精的比热容为 J/(kg·℃)； 液体 加热时间/s 质量/g 初始温度/℃ 末态温度/℃ 比热容/[J/(kg·℃)] 水 420 60 20 32 4.2×103 酒精 420 60 20 41 （6）结合表中数据进一步分析，可知实验过程中选择的是图 所示方案。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题16 电功率与电热实验专题 6大高频考点概览 考点01 伏安法测小灯泡的电功率 考点02 伏阻法测小灯泡的电功率 考点03 安阻法测小灯泡的电功率 考点04 探究电流产生的热量与电阻的关系 考点05 探究电流产生的热量与电流的关系 考点06 设计探究电流热效应的实验及实验的注意事项 地 城 考点01 伏安法测小灯泡的电功率 1．如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为12V，闭合开关S后，当滑片P从最右端滑到最左端的过程中，小灯泡的U-I图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．小灯泡的电阻是6Ω B．小灯泡的额定功率是12W C．滑动变阻器的最大阻值是18Ω D．该电路总功率的变化范围是1.5～24W 【答案】C 【详解】A．小灯泡的正常发光的电阻是 故A错误； B．小灯泡的额定功率是 故B错误； C．当滑片P从最右端时，只有小灯泡接入，此时小灯泡两端的电压即为电源电压，电源电压为12V，当滑动变阻器接入的阻值变大，总电阻比较大，电源电压不变，电流中的电流比较小，此时电路中的电流为0.5A，小灯泡两端的电压为3V，滑动变阻器两端的电压为 滑动变阻器的最大阻值是 故C正确； D．该电路总功率的最小的功率为 该电路总功率的最大功率为 故D错误。 故选C。 2．为了测量一只额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，某同学设计了如图所示的电路，实验中电源电压3V保持不变，闭合开关，调节滑动变阻器，得到的实验数据如下表。下列说法正确的是（　　） 实验次数 1 2 3 4 5 发光情况 熄灭 微光 暗 较暗 明亮 电压U/V 0.5 1 1.5 2.0 2.5 电流I/A 0.10 0.14 0.16 0.24 0.28 A．多次实验的目的是减小误差 B．第4次实验数据是错误的 C．实验完毕断开开关，小灯泡的电阻可能是“1.2Ω” D．第1、2两次实验，滑动变阻器接入电路电阻的改变量ΔR1小于小灯泡的电阻改变量ΔR2 【答案】C 【详解】A．在测量小灯泡电功率实验中，多次测量的目的是为了寻找普遍规律，故A错误； B．第4次实验，灯泡两端的电压小于额定电压，但大于第3次电压，故其亮度应介于第3和第5次实验之间，所以第4次实验数据是正确的，故B错误； C．由表中数据可知，灯泡不亮时，电压为0.5V，电流为0.1A，此时灯泡的电阻为 由于灯泡电阻受温度影响，随温度降低而减小，当做完实验并断开开关一段时间后，灯泡的电阻应该小于灯泡不亮时的电阻5Ω，但不能为0，故灯泡的电阻可能是1.2Ω，故C正确； D．当灯泡两端的电压为0.5V时，通过电路的电流约为0.10A，滑动变阻器两端的电压为 滑动变阻器此时接入电路的电阻 此时灯泡的电阻为 当灯泡两端的电压为1V时，通过电路的电流约为0.14A，滑动变阻器两端的电压为 此时滑动变阻器接入电路的电阻 此时灯泡的电阻为 通过电路的电流由0.1A变为0.14A，滑动变阻器的电阻由25Ω变为14.3Ω，电阻变化量为 灯泡的电阻由5Ω变为7.1Ω，电阻的变化量为 故小灯泡电阻的变化量ΔR2小于滑动变阻器电阻的变化量ΔR1，故D错误。 故选C。 3．小虹在电学实验的复习时，进行了如下的知识梳理： (1)利用图甲探究“电流与电阻的关系”实验中，得到的实验结论是： ； (2)利用图甲“测量未知定值电阻的阻值实验”中，多次测量的目的是： ； (3)利用图乙“测量小灯泡的电功率”实验中的实验原理是： ； (4)利用丙“探究电功率与电压的关系”实验中将两个规格不同（阻值不同）的灯泡串联的目的是 。 【答案】(1)在导体的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比 (2)求平均值以减小误差 (3) (4)控制通过两灯的电流相同而灯泡两端电压不同 【详解】（1）在探究“电流与电阻的关系”实验中，需控制定值电阻两端的电压不变，根据可知，在导体的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 （2）“测量未知定值电阻的阻值实验”是测量类实验，多次测量的目的是：求平均值以减小误差，使测量结果更准确。 （3）在“测量小灯泡的电功率”实验中，用电压表测灯泡两端电压，用电流表测量通过灯泡的电流，利用求出灯泡的电功率。 （4）“探究电功率与电压的关系”实验中将两个规格不同（阻值不同）的灯泡串联，能保证流过它们的电流相同。这样，我们就可以在实验中只关注电压对电功率的影响，而不必担心电流的变化会干扰我们的观察，即控制通过两灯的电流相同而灯泡两端电压不同。 4．张建同学测定标有“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）通过估算，滑动变阻器应该选用 （选填“R1”“R2”或“R3”）；图甲中， 处（选填“①”或“②”）应该接电压表，另一处接电流表； （2）连接好电路后，闭合开关S，张建同学发现小灯泡不发光，电流表示数为零，电压表示数接近6V，如果电路中只有一处故障，则该故障为 ； A．小灯泡被短路　　B．小灯泡断路 C．滑动变阻器开路　　D．滑动变阻器接入电路中的阻值过大 （3）排除故障后再次闭合开关S，此时电压表的示数为2V，为了使小灯泡正常发光，应该将图甲中滑动变阻器的滑片P向 （选填“左”或“右”）滑动到合适位置； （4）当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W。 【答案】 R2 ① B 左 0.6 【详解】（1）[1]小灯泡的额定电压为2.5V，正常工作电流约为0.25A，由串联电路的规律及欧姆定律，灯正常发时变阻器连入的电阻为 由于额定电流为0.25A，滑动变阻器的最小电阻为14Ω，故选滑动变阻器是R2。 [2]在测小灯泡的额定功率实验中，电流表应串联在电路中，电压表应并联在灯泡两端，故图甲中①处应该接电压表，②处接电流表。 （2）[3]连接好电路后，闭合开关S，张建同学发现小灯泡不发光，电流表示数为零，说明电路可能断路；电压表示数接近6V，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，如果电路中只有一处故障，则该故障为小灯泡开路，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 （3）[4]排除故障后再次闭合开关S，此时电压表的示数为2V，小于灯泡额定电压2.5V，故应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压规律，应减小变阻器两端的电压，根据分压原理，应减小变阻器接入电路的阻值，故应该将图甲中滑动变阻器的滑片P向左滑动到合适位置。 （4）[5]当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.24A，小灯泡额定功率为 5．在“测量小灯泡电功率”的实验中，器材有：电源（电压恒为6V），额定电压为2.5V的灯泡，电流表、电压表、开关各一个，滑动变阻器“50Ω、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（要求 ：滑片向左移动时小灯泡变亮）； (2)正确连接电路后，闭合开关，两电表均无示数，其原因可能是_____（填字母）； A．灯泡断路 B．滑动变阻器断路 C．灯泡短路 (3)问题解决后，第一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像，如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W； (4)第二小组的同学在准备实验时，发现电压表坏了，他们找到了一个阻值为10Ω的定值电阻R0，设计了如图丙所示的电路，也顺利的完成了实验： ①先闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器，使电流表的示数为I1，则I1= A； ②保持滑片P的位置不变，闭合开关S、S2，断开S1，读出电流表的示数为I2，则小灯泡的额定功率P额= ；（用U额、I1、I2表示） (5)小陈同学为了验证电流跟电阻的关系，准备了三个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω），其余器材不变。用定值电阻更换图甲中的灯泡，每次实验保持电压表示数为2.5V不变，若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为14Ω，则所用定值电阻的阻值为 Ω。 【答案】(1) (2)B (3)0.625 (4) 0.25 (5)10 【详解】（1）滑片向左移动时小灯泡变亮，说明此时变阻器阻值变小，则变阻器应选择左下接线柱与灯泡串联，作图如下： （2）正确连接电路后，闭合开关，两电表均无示数，说明电路发生断路，且电压表两端无法与电源相通，所以可能是滑动变阻器断路。故选B。 （3）由图乙可知，灯在2.5V的额定电压下的电流为0.25A，则小灯泡的额定功率为 （4）[1][2]①先闭合开关S、S1，断开S2，灯泡和并联后与变阻器串联，电流表测电流，调节滑动变阻器，使电流表的示数为I1，此时灯泡应正常发光，则此时灯泡和的电压应均为2.5V，则电流表的示数 ②保持滑片P的位置不变，闭合开关S、S2，断开S1，连接方式不变，电流表改测干路电流，读出电流表的示数为I2，根据并联电流规律，则小灯泡的额定电流为，则小灯泡的额定功率 （5）根据串联分压原理则有，解得，则所用定值电阻的阻值为。 6．为测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，某班同学设计了如图甲所示的电路。 (1)测量小灯泡的额定功率的实验原理是 ； (2)连接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器的滑片应滑到 （选填“左”或“右”）端； (3)小明组发现闭合开关后，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为0，电流表有示数，产生这一现象的原因是 ； A．小灯泡短路            B．小灯泡断路            C．滑动变阻器短路            D．滑动变阻器断路 他们排除故障后，继续进行实验，调节滑动变阻器，当电压表示数为2V时，电流表示数如图乙所示为 A； (4)小敏组移动滑动变阻器的滑片，记录了多组数据，并绘制出了小灯泡的电流随电压变化的图像，如图丙所示，则该小灯泡的额定功率为 W，图像是曲线的主要原因是 ； (5)李英同学设计了另一种方案：不用电流表，但增加了一只阻值已知的定值电阻R0，用图丁所示的电路进行实验，也测量出了该小灯泡的额定功率。具体步骤如下：她闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U额；然后保持 不变，将电压表接在“a”处的导线换接到“b”处，读出电压表示数U，利用此方法测量出小灯泡的额定功率表达式P= （用已知和所测量的物理量符号表示）。 【答案】(1)P=UI (2)右 (3) A 0.42 (4) 0.625 见解析 (5) 滑动变阻器的滑片位置 【详解】（1）在测量小灯泡的额定功率时，所用公式P=UI，只要测出额定电压和额定电流，通过计算就可以得到额定功率，所以测量小灯泡的额定功率的实验原理是。 （2）闭合开关前，为保护电路，滑片应置于变阻器阻值最大处，即图甲中的变阻器的最右端。 （3）[1]A．实验所用电路为串联电路，电流表有示数，说明电路通路，电压表无示数，且小灯泡不亮，可能是小灯泡短路了。故A符合题意； B．小灯泡断路时，电流表无示数，但电压表与电源接通，电压表有示数，故B不符合题意； C．滑动变阻器短路时，电路通路，电流表有示数，电压表与电源接通，电压表有示数，故C不符合题意； D．滑动变阻器断路，电流表无示数，电压表也无示数，故D不符合题意。 故选A。 [2]根据图丙数据可知，图乙中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.42A。 （4）[1]由图丙可知，小灯泡两端的电压为2.5V时，电路中的电流为0.25A，小灯泡的额定功率为 [2]由图丙可知，灯泡两端的电压增大，通过灯泡的电流也增大，但灯泡两端的电压增加比通过灯泡的电流增加的更快，由欧姆定律可知，小灯泡的电阻随电压增大而增大，由可知，电压和电流都增大时，电功率增大，温度升高，说明小灯泡的灯丝电阻随温度的升高而增大。 （5）[1][2]由图丁知，小灯泡与R0和滑动变阻器串联连接，电压表的导线接在a处时，电压表测小灯泡两端的电压，调节滑片，让电压表的示数为小灯泡的额定电压U额，小灯泡正常工作。保持滑动变阻器的滑片位置不变，电压表的导线换接到b处时，电压表测量小灯泡及R0的两端总电压，R0两端的电压为U0=U-U额 电路中的电流 小灯泡的额定功率 7．小明同学按图甲所示的电路图来测量小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压恒为3V。 (1)请根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整。 (2)正确连接电路，闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表有示数，电流表指针几乎不动，产生这种现象的原因是 。 (3)排除故障，继续实验，最后根据实验数据画出小灯泡的图像，如图丙所示，根据图像可求出小灯泡正常发光时的功率为 W。 (4)通过分析图像，发现小灯泡的电阻是变化的，其原因是 。 (5)完成上述实验后，小明又重新设计了电路（如图丁所示）测量另一个小灯泡的额定功率，已知电源电压为，这个小灯泡正常发光时的电流为，请补充实验步骤。 ①只闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数为 ； ②只闭合开关，保持滑动变阻器的滑片位置不变， ，使电流表示数为，再将滑动变阻器的滑片调到最左端，读出电流表的示数为； ③小灯泡额定功率的表达式 （用已知量和测量量的符号表示）。 【答案】(1) (2)小灯泡断路 (3)0.625 (4)灯丝电阻随温度的升高而改变 (5) 调节滑动变阻器的滑片 【详解】（1）根据图甲电路图，电压表应并联在小灯泡两端，将电压表的“-”接线柱与小灯泡的右端接线柱相连；将滑动变阻器的接线柱A与小灯泡的右端接线柱相连。如图所示： （2）串联电路中，小灯泡不亮，电流表指针几乎不动，说明电路有断路。电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源的两极相通，则电路中与电压表并联的支路断路，可能是小灯泡发生断路故障。 （3）小灯泡的额定电压为2.5V，由图丙的I−U图像可知，当U=2.5V时，对应的电流I=0.25A。小灯泡正常发光时的功率 （4）小灯泡的图像不是一条倾斜直线，说明其电阻在变化。原因可能是小灯泡的电阻随温度的升高而发生改变。 （5）[1]只闭合开关S1，移动滑动变阻器R2的滑片，使电流表示数为I1，此时小灯泡正常发光。 [2]只闭合开关S2，保持滑动变阻器R2的滑片位置不变，移动滑动变阻器R1的滑片，使电流表示数为I1。此时R1的阻值等于小灯泡正常发光时的阻值。再将滑动变阻器R2的滑片调到最左端，读出电流表的示数为I2，此时R1两端电压为电源电压U，则R1的阻值。 [3]小灯泡的正常发光时的电阻 则小灯泡的额定功率 8．在测量“小灯泡正常发光时电阻”的实验中，电源电压恒为，小灯泡的额定电压为2.5V。开关、滑动变阻器、电流表、电压表各一个，导线若干。 (1)如图甲所示电路，经检查发现有一根导线连接错误。请在错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线，将电路连接正确。 (2)正确连接电路后进行实验，闭合开关前，滑动变阻器的滑片移到最 端，闭合开关，改变滑片的位置进行实验，并记录数据。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为 （小数点后保留一位小数）；他继续向左移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为时，小明根据所学知识，计算出小灯泡的实际功率可能为 （选填“0.72”、“0.81”、“0.87”或“0.9”）。 (3)小明又将小灯泡换成定值电阻进行多次实验，记录多组数据，小明根据收集的数据绘制出的I-U图像如图丙所示，则 图线是小灯泡的I-U图像，选择该图像的原因是 。图像中A、B两点电阻的大小关系为 。 (4)小明又设计了一个测量未知电阻阻值的电路，如图丁所示，已知变阻器的最大阻值为，电源电压恒定但未知，实验步骤如下： ①闭合开关，当变阻器滑片在端时，电压表的示数为； ②闭合开关，当变阻器滑片在端时，电压表的示数为； ③根据实验测的数据可知表达式 （用、、表示） 【答案】(1) (2) 右 10.4 0.81 (3) ① 灯丝电阻随温度升高而增大 > (4) 【详解】（1）在测量“小灯泡正常发光时电阻”的实验中，要准确测出小灯泡的额定电压（2.5V）和对应电流，因此需使小灯泡与滑动变阻器串联，电压表测小灯泡电压，电流表串联在电路中，电路连接如下图所示： （2）[1]闭合开关前，滑片应移到最大阻值端以保护电路，如图甲，应将滑动变阻器的滑片移到最右端。 [2]由图甲可知，电流表量程为0-0.6A，故图乙中读数为0.24A，根据可得，小灯泡正常发光的电阻 [3]灯泡电阻随温度升高而增大，小灯泡电阻变大，小灯泡正常发光的功率 若灯泡电阻不变，当灯泡电压为3V时，则通过它的电流 则功率为 但实际是小灯泡电阻会增大，故电流会减小，则小灯泡两端电压为3V时的实际功率比0.6W大，比0.87W小，故可能为0.81W。 （3）[1][2]小灯泡的图象是曲线（因为电阻随温度升高而增大），定值电阻是过原点的直线。故图丙中①图线是小灯泡的图象。 [3]在图象中，横坐标与纵坐标的比值即，定值电阻的阻值不变，即该比值不变，小灯泡电阻随着温度的升高而增大，即该比值减小，由图丙可知，A点的比值比B的小，即。 （4）由图丁可知，定值电阻与滑动变阻器串联； ①闭合开关，当变阻器滑片在端时，电压表测待测电阻两端电压，即； ②闭合开关，当变阻器滑片在端时，电压表测待测电阻和滑动变阻器的总电压，即 在串联电路中电流处处相等，总电压等于各用电器两端电压之和，即，根据欧姆定律可得 所以 9．在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压为6V。 (1)图甲中实物图已有部分电路连好，请用笔画线代替导线将电路连接完整 。（要求图中滑动变阻器连入电路的阻值最大） (2)闭合开关前，发现电流表的示数如图乙所示，出现这个现象的原因是 。 (3)排除故障后，移动滑片至某一位置时电压表的示数为2.2V，为使小灯泡正常发光，应将滑片向 （选填“左”或“右”）移动。 (4)改变滑动变阻器接入电路的阻值，多次测量，并绘制了通过小灯泡的电流随其两端电压变化的关系图像如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 W。 (5)当灯泡两端电压变大时，灯丝温度会变高，请你根据图丙中的数据，用一句话概括小灯泡灯丝电阻变化的规律： 。 【拓展】小丽组的电流表出现故障，她向老师要了一个已知阻值为的定值电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图丁所示的实验电路，测出了该小灯泡的额定功率，请你帮她完成下列实验步骤： ①连接好实验电路检查无误后，闭合开关，将开关拨到触点 （选填“1”或“2”），调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为 V； ②保持滑片不动，再将开关拨到触点 （选填“1”或“2”），读出电压表示数为； ③小灯泡的额定功率： （用、、表示）。 【答案】(1) (2)电流表指针未调零 (3)右 (4)0.75 (5) 小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大 2 2.5 1 【详解】（1）滑动变阻器接入电路的阻值最大，所以应将滑动变阻器连到右下端接线柱，电路图连接如下图所示： （2）闭合开关前，发现电流表的示数如图乙所示，电流表指针在零刻度左侧，说明该同学电流表指针未调零。 （3）由题意知，灯泡的额定电压为2.5V，此时电压表的示数为2.2V，根据串联分压可知，应增大灯泡两端电压，减小滑动变阻器两端电压，因此应减小滑动变阻器的电阻，将滑片向右移动。 （4）根据绘制的通过小灯泡的电流随其两端电压变化的关系图像知，灯在额定电压下的电流为0.3A，则小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W （5）[1]由欧姆定律，电压表与电流表的示数之比即灯丝的电阻，由图丙可知，在多次测量中，当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比变大，导致这一结果的原因是灯丝的电阻随温度的升高而增大。 [2][3][4][5]实验步骤： ①连接好实验电路，闭合开关S1，将开关S2拨到触点2，此时电压表测量灯泡两端电压，由于灯泡的额定电压为2.5V，因此移动滑片，使电压表的示数为2.5V。②保持滑片的位置不动，再将开关S2拨到触点1，此时电压表测灯泡与定值电阻的总电压，读出电压表的示数为U0。因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电电路电压的特点可知，定值电阻两端的电压为UR=U0-U额 根据串联电路电流的特点和欧姆定律可知，此时通过灯泡的电流为 则小灯泡的额定功率为 地 城 考点02 伏阻法测小灯泡的电功率 10．小明在只有一个电流表的情况下，连接了如图所示的电路，测出了额定电压为U额的小灯泡的额定功率，R0为已知电阻，R1为滑动变阻器。则在虚框内填入电流表、开关S1、灯泡的元件符号正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】因为电流表与定值电阻R0应起到电压表的测量作用，所以当开关S1、S2断开时，电流表与定值电阻串联，即3为电流表；又因为R0与电流表串联后再与灯并联，所以2为灯泡，那么1为开关S1。故B正确，ABD错误。 故选B。 11．小明用“伏安法”测量小灯泡的电功率，提供的实验器材有：待测小灯泡（额定电压为2.5V）、电源（二节新干电池）、滑动变阻器、电流表、电压表、开关及导线若干。    （1）请你用笔画线代替导线，完成图甲实物电路的连接 ； （2）连接电路时，开关应处于 （选填“断开”或“闭合”）状态； （3）问题解决后，闭合开关，移动滑片P到某位置时，电压表的示数为2.2V，若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 （选填“左”或“右”）端移动，通过实验，小灯泡的I﹣U图像如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W； （4）为了测量小灯泡的额定功率，小华利用小明的实验器材和一个定值电阻R1＝10Ω、一个电阻箱R2（最大阻值为999.9Ω，可直接读出阻值），如图丙、图丁是她设计的两种不同方案的电路图，能测出待测小灯泡额定功率的是图 电路。 【答案】 断开 左 0.75 丁 【详解】（1）[1]小灯泡额定电压为2.5V，故电压表选用小量程，将电压表并联在灯泡两端，如下图所示：    （2）[2]为了保护电路，连接电路时，开关应处于断开状态。 （3）[3]问题解决后，闭合开关，移动滑片P到某位置时，电压表的示数为2.2V，小于灯泡额定电压2.5V，若想测量小灯泡的额定功率，应增大灯泡两端电压，根据串联电路电压规律，应减小变阻器两端的电压，根据分压原理，应减小变阻器接入电路的阻值，故应将滑片P向左端移动。 [4]由图乙可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的额定电流为0.3A，小灯泡额定功率为 P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W （4）[5]丙方案中，R1、小灯泡、变阻器三者串联，丙图小灯泡额定电压2.5V，而电源电压只有3V，根据前面测的数据，10Ω的电阻和灯泡串联后，根据串联分压的特点，灯泡电压达不到额定电压，不可能正常发光，故丙方案不能测出小灯泡的额定电功率；丁方案中，根据“小华利用小明的实验器材”可知电源电压为3V，当电压表示数为 U滑＝U﹣UL＝3V﹣2.5V＝0.5V 时，灯泡正常发光，且可通过调节电阻箱的阻值使得开关接2时电压表示数仍为0.5V，则灯泡正常发光时的电阻等于电阻箱的阻值（等效法），根据可以测出小灯泡的额定功率。所以，丙方案不行、丁方案能测出小灯泡的额定功率。 12．在测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率实验中，电源是三节新干电池。 （1）请用笔画线代替导线，将图1的电路连接完整； （2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于 （选填“左”或“右”）端； （3）闭合开关，移动滑片，当电压表示数为2.5V时，灯泡正常发光，此时电流为0.25A，可求得额定功率 ； （4）继续移动滑片，电压表示数如图2所示，为 V，此时电流表示数为0.2A，小灯泡的实际功率为 W； （5）完成上述实验后，某小组设计了图3的电路，用原来的电源和电压表测量原小灯泡的额定功率。方案如下： ①把定值电阻R0接入电路，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光； ②保持滑片位置不变，将电压表改接在R0两端，读出电压表示数； ③算出小灯泡的额定功率。 现有阻值为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻，为了能测出小灯泡的额定功率，定值电阻R0应选 Ω的。 【答案】 左 0.625 2.2 0.44 5 【详解】（1）[1]灯的额定电压为2.5V，故电压表选用小量程与灯并联，变阻器按一下一上连入电路中与灯串联，如图所示： （2）[2]闭合开关前，为保护电路，滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处的左端； （3）[3]灯在额定电压下正常发光，闭合开关，移动滑片，当电压表的示数为2.5V时，小灯泡正常发光，此时电流表示数为0.25A，则小灯泡的额定功率为 （4）[4][5]继续移动滑片，电压表示数如图2所示，是小量程，读数为2.2V，此时电流表示数为0.2A，小灯泡的实际功率为 （5）[6]电源为3节新干电池组成，电源电压为4.5V，灯泡正常发光时电流为I＝0.25A，由串联电路的电压特点可知，定值电阻和滑动变阻器两端的总电压 由欧姆定律可知，定值电阻和滑动变阻器的总电阻 因此定值电阻R0应选5Ω，故R0＝5Ω能满足测量要求。 13．为了测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率： (1)某小组按照甲图连接好实物电路后，将滑动变阻器移至最右端，闭合开关，发现电压表有示数，电流表没有示数，则电路故障可能是 ； (2)该小组测出多组电流表和电压表的示数，并描绘出图像如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W； (3)实验过程中，小明发现电流表损坏，于是设计了如图丙所示的电路，其中滑动变阻器最大阻值已知（记为），实验步骤如下： ①闭合开关，将变阻器的滑片调至最左端，再调节滑动变阻器R的滑片，使电压表示数为灯泡的额定电压； ②接下来再调节滑动变阻器 （选填“R”或“”）的滑片至最右端，记下此时电压表示数为U； ③小灯泡正常发光时的电功率为 （用、U和表示）。 【答案】(1)小灯泡断路 (2)0.5 (3) 【详解】（1）闭合开关后，电流表无示数说明电路中存在断路，电压表有示数说明电压表与电源之间是通路，因此断路位置应为小灯泡处，所以电路故障可能是小灯泡断路。 （2）小灯泡的额定功率是指小灯泡在额定电压下的功率。由图乙的I-U图像可知，当小灯泡的电压为额定电压U额=2.5V时，对应的电流I额=0.2A，则小灯泡的额定功率P额=U额I额=2.5V×0.2A=0.5W （3）[1]这一步的目的是根据滑动变阻器R0求电路中的电流，则应保持R的滑片位置不变，电路中总电阻不变，电路中的电流仍为I额，调节R0的滑片至最右端，此时电压表测灯泡与的R0的总电压U，结合步骤①可求R0两端的电压，从而可以表示出小灯泡的额定电流。 [2]结合步骤①和②可知R0两端的电压U0=U-U额 则小灯泡的额定电流 则小灯泡额定功率 14．小灯泡L1、L2的额定电压分别为2.5V、3V，图甲是小华测量灯L1额定功率的实验电路。 （1）图甲是小华连接的电路， （2）按图连接电路后，先将滑片移至阻值最大端再闭合开关，发现灯L1不亮，电压表有较大示数，电流表无示数。经检查，灯L1完好，则故障原因可能是： （填序号）； A．滑动变阻器短路； B．滑动变阻器断路； C．灯泡L1的灯座断路； D．灯泡L1灯座短路； （3）解决故障后，小华闭合开关，调节滑片，改变灯泡L1两端的电压，测出对应的电流值，并将实验数据记录在表一中。随后小明也使用图甲中同样的器材连接实物电路进行实验并测量数据，第3次实验中，电流表示数如图乙所示，并将测量数据记录在表二中。分析表二中数据，小明实验中存在的问题可能是： ； 表一： 实验次数 1 2 3 电压U/V 1.5 2.0 3.0 电流I/A 0.20 0.25 0.3 表二： 实验次数 1 2 3 电压U/V 1.4 1.9 2.5 电流I/A 0.3 0.28 （4）处理数据时两个小组均没办法求出额定功率，细心的小东分析两组数据后帮他们解决了困惑。小灯泡L1的额定功率 W； （5）小明设计了图丙电路来测量灯L2的额定功率，所用电源电压恒定，R1、R2均为电阻箱； 实验步骤如下： 第1步：仅闭合S1，R2调至5Ω时，电压表的示数为3V； 第2步：仅闭合S2，R1、R2分别调至20Ω和10Ω时，电压表的示数也为3V； 则该小灯泡的额定功率为 W。 【答案】 C 电压表并联在滑动变阻器两端了 0.7 0.9 【详解】（2）[1]按图连接电路后，先将滑片移至阻值最大端再闭合开关，发现灯L1不亮，电流表无示数，说明电路可能断路，电压表有较大示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，经检查，灯L1完好，则故障原因可能是灯泡L1的灯座断路。 故选C。 （3）[2]第3次实验中，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0.24A； 由表中数据知，电流逐渐变小（电压表示数变大），由欧姆定律，电路中的电阻变大，即变阻器连入电路中的电阻变大，由分压原理，变阻器的电压变大，根据串联电路电压的规律，灯的电变小，故分析表二中数据，小明小组实验中存在的问题可能是：电压表并联在滑动变阻器两端了。 （4）[3]比较两表中数据，当灯的电流都为0.3A时，两次实验灯的电阻大小相等，由欧姆定律知电路的总电阻相等，所以两次实验滑动变阻器连入电路的电阻也相等，故这种情况下，根据串联电路的规律，灯两端的电压与滑动变阻器两端的电压之和即为电源电压U=3.0V+1.4V=4.4V 由表二数据知，当滑动变阻器的电压为1.9V时，灯的电压为UL=4.4V-1.9V=2.5V，即灯正常发光，灯的额定电流为0.28A，故灯的额定功率为PL=ULIL=2.5V×0.28A=0.7W （5）[4]该方案是利用等效法求得小灯泡的额定功率。 在第1步实验中，仅闭合S1，R2调至5Ω时，R2与L串联，电路中的电流表为3V，即小灯泡两端的电压UL=3V，小灯泡正常发光， 根据串联电路电流特点有 即……① 在第2步实验中，仅闭合S2，R1、R2分别调至20Ω和10Ω时，R1与R2串联，当电路中电压表仍为3V时，即R1两端的电压U1=3V， 根据串联电路电流特点有 即……② 联立①②得RL=10Ω；小灯泡的额定功率为 15．在“测量小灯泡的电功率”实验中，所测小灯泡的额定电压为2.5V。小弘发现电压表损坏了，于是他利用一个阻值已知的电阻，设计了另一种测小灯泡额定功率的实验方案，电路如图所示，其中电源电压保持不变但未知，具体操作如下： （1）开关S拨到“1”时，移动滑动变阻器的滑片P至某一位置，读出电流表的示数。 （2）保持滑动变阻器的滑片P位置不动，将开关S拨到“2”，读出电流表的示数。 （3）此时，小灯泡的电阻= ，再根据计算出小灯泡的额定功率。 （4）①小伟认为按此方案测量实验结果与真实值相差较大，原因是 。 ②仔细分析后，小伟将上述步骤（1）改为开关S拨到“1”，移动滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为 ，这样就能较准确地测出小灯泡的额定功率P= 。 【答案】 灯丝电阻会随温度的升高而增大 【详解】[1]开关S拨到“1”时，灯泡和定值电阻并联后与变阻器串联，电流表测量通过定值电阻的电流，移动滑动变阻器的滑片P至某一位置，读出电流表的示数。 保持滑动变阻器的滑片P位置不动，将开关S拨到“2”，灯泡和定值电阻并联后与变阻器串联，电流表测量通过定值电阻和灯泡的电流之和，读出电流表的示数。 欧姆定律可知灯泡两端的电压 根据并联电路的电流特点可知通过灯泡的电流 灯泡电阻 [2]小伟认为按此方案测量实验结果与真实值相差较大，原因是灯泡电阻会随温度的升高而增大。 [3][4]仔细分析后，小伟将上述步骤（1）改为开关S拨到“1”，此时灯泡和定值电阻串联，电流表测量通过定值电阻的电流，移动滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为 灯泡的额定电流 小灯泡的额定功率 地 城 考点03 安阻法测小灯泡的电功率 16．如图所示的四种电路中，已知小灯泡的额定电压，定值电阻R的阻值，其中能完成测量小灯泡额定功率的电路是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．无论S2打到1或2，灯与电阻并联，电流表测总电流，不能确定灯是否正常发光，所以不能测量小灯泡的额定功率，故A不符合题意； B．S2打到2，电流表测灯的电流，不知灯的额定电流，不能确定灯是否正常发光，所以不能测量小灯泡的额定功率，故B不符合题意； C．S2打到1，移动滑片，使电压表示数为灯的额定电压U额，保持滑片不动，S2打到2，电压表测灯与定值电阻的总电压U，根据串联电路电流的规律和欧姆定律可知灯的额定电流为 根据可求出灯的额定功率为 故C符合题意； D．S1闭合，S2接1时，灯泡被短路；S2接2时，电压表测灯泡和定值电阻的总电压，但不能确定灯是否正常发光，所以不能测量小灯泡的额定功率，故D不符合题意。 故选C。 17．为测量额定电压为U0的小灯泡额定功率，物理科代表设计了图所示的电路（R0为已知的定值电阻，R为滑动变阻器）。 （1）断开开关S1，闭合开关S2，移动滑动变阻器滑片P，当电流表示数为 时，小灯泡恰好正常发光； （2）保持滑动变阻器滑片P位置不变，闭合开关S1，断开开关S2，记下电流表示数为I； （3）推导出小灯泡L的额定功率表达式P额＝ （用物理量U0、R0和I表示）。 【答案】 【详解】（1）[1]断开开关S1，闭合开关S2，移动滑动变阻器滑片P，定值电阻R0和灯泡并联，此时电流表测量通过定值电阻R0的电流。由于并联电路中各并联支路两端的电压相同，根据欧姆定律可知，要使小灯泡恰好正常发光，电流表的示数 [2]保持滑动变阻器滑片P位置不变，闭合开关S1，断开开关S2，记下电流表示数为I，此时灯泡和定值电阻仍然并联，电流表测干路电流。并联电路中，干路中的电流等于各支路的电流之和，那么通过灯泡的额定电流 根据可知，小灯泡的额定功率 18．在“测定小灯泡电功率”的实验中，小白同学想测量额定电压为3.8V、电阻约12Ω的小灯泡的额定功率，设计了如图1所示的电路，已知电源电压为6V。 (1)检查时发现有一条导线未连接，请用笔画线代替导线将实物图连接完整（导线不能交叉）； (2)为了使实验能顺利进行，他应选用规格为___________（填字母） 的滑动变阻器连入电路； A．“5Ω 0.5A” B．“10Ω  0.5A” C．“20Ω  0.1A” (3)移动滑片使小灯泡正常发光，电流表示数如图2所示，则小灯泡的额定功率为 W； (4)完成实验后，小白又想测量额定电流为I₀的小灯泡L₂的额定功率，于是设计了如图3所示的电路，电源电压U不变，实验步骤如下：①闭合开关S₁，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为I₀； ②同时闭合开关S₁、S₂，保持滑动变阻器滑片位置不变，读出电流表的示数为I； ③小灯泡L₂额定功率的表达式为P额= （用含U、I₀、I的最简形式表示） 。 【答案】(1) (2)B (3)1.14 (4) 【详解】（1）小灯泡额定电压为3.8V，故电压表选用大量程，将电压表并联在灯泡两端，如下图所示： （2）已知小灯泡额定电压为3.8V，正常发光时电阻约为12Ω，则小灯泡正常发光时的电流约为 根据串联电路电压规律结合欧姆定律可知，此时滑动变阻器接入电路的阻值为 所以滑动变阻器应选用“10Ω，0.5A”，故选B。 （3）由图2可知，电流表选小量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，则小灯泡额定功率为 （4）①只闭合开关S1，移动滑片P，使电流表的示数为额定电流I0，此时灯泡正常发光； ②再闭合开关S2，灯短路，电路为变阻器的简单电路，不移动滑片P位置，记下电流表示数为I，由欧姆定律，则此时滑动变阻器的阻值 在第一次操作中，根据欧姆定律，则灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压 根据串联电路电压的规律，灯泡的额定电压 则灯泡的额定功率 19．某实验小组在进行“测量小灯泡的电功率”的实验中，选取的实验器材部分参数如下：电源电压U恒为8V，滑动变阻器规格为“；2A”，小灯泡额定电压。 (1)请在图甲中用笔画线代替导线，将实物电路图连接完整；（要求：滑片向左移动时，灯变亮） (2)小明依照正确电路图的连接方式正确连接实物后，需要对实物电路进行检查后才能闭合开关，请你提出其中一项需要检查的内容 ；闭合开关，移动滑动变阻器滑片，使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W； (3)小红设计了如图丙所示的电路，也测出了另一只小灯泡的额定功率。已知两个滑动变阻器的最大阻值均为，小灯泡的额定电流，请将以下实验步骤补充完整： ①闭合开关S、，移动的滑片，使电流表示数为； ②闭合开关S、，保持的滑片位置不动，移动另一个滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为； ③保持的滑片位置不动，将另一个滑动变阻器的滑片移至最左端，记下电流表的示数；再将此滑动变阻器的滑片移至最右端，记下电流表的示数； ④小灯泡额定功率的表达式： （用R0、I额、I1、I2表示）。 【答案】(1) (2) 滑动变阻器的滑片是否移到阻值最大处 1.596 (3) 【详解】（1）根据实验电路是串联的，电压表测灯泡两端电压，电流表测电路中的电流，要求滑片向左移动时，灯变亮，电路中的电流变大，变阻器接入电路中的阻值变小，因此变阻器的左下接线柱接入电路，如图所示： （2）[1]实验中为了保护电路，闭合开关前应将变阻器移至阻值最大处，因此对实物电路进行检查，需要检查滑动变阻器的滑片是否移到阻值最大处。 [2]乙图中电流表的测量范围是，分度值是，读数为，则小灯泡的额定功率为 （3）保持的滑片位置不动，将另一个滑动变阻器的滑片移至最左端，电路为单独串联，电流表的示数，可得电源电压为 ① 再将此滑动变阻器的滑片移至最右端，电路为和串联，且变阻器接入电路中的阻值最大，电流表的示数，可得电源电压为 ② 联立①②解得，根据等效替代法可知，灯泡正常发光时的电阻与阻值相同，则灯泡正常发光时的电阻为 则灯泡额定功率的表达式为 20．小华用图甲所示电路来测量小灯泡的电功率（部分器材的规格已标明）。 (1)图甲是小华在准备接入最后一根导线（图中虚线所示）时的实验电路。请写出图中在器材操作上存在的两个不妥之处：① ；② ； (2)闭合开关进行实验，小华发现无论怎样调节滑动变阻器电压表示数始终为3V，而电流表示数始终为零。已知仅导线发生故障，则图甲中导线 （填“①”“②”或“③”）发生了 （填写故障名称）； (3)小华进行了六次实验，记录实验数据并在图像中描点，得到小灯泡两端的电压与电流的关系图像如图乙所示。则根据记录的数据和图像可知： ①小灯泡的额定功率为 W； ②开关断开时，灯丝的电阻可能是 （0Ω、5Ω、介于0～5Ω之间）； ③实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为( ) A．5Ω  2A            B．10Ω  2A            C．20Ω  1A            D．30Ω  1A ④实验过程中，小华将滑片向左移时，灯变亮。若该过程灯丝的电阻增加了，滑动变阻器的电阻减小，则 （＞/＝/＜）； (4)实验结束后，小华继续对滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系进行了探究，则他画出的图像应为图丙中的虚线 （填“①”“②”或“③”），你选择的依据是 ； (5)另一组同学在测量标有“3.8V”小灯泡电功率的实验时，为了得到比较准确的小灯泡额定功率，她用同一套器材做了三次实验（她将电压表调到3.8V），获得三组数据，并进行了数据处理，如下表： 实验序号 电流表示数 额定功率/W 额定功率的平均值/W 1 0.71 2.698 2 0.69 2.622 3 0.68 2.584 这样处理数据的方法是否正确？ （正确/不正确），其理由是 ； (6)如图丁是小明同学设计的利用电流表和已知阻值的定值电阻R测量额定电压为2.5V的小灯泡额定功率的电路图。请根据实验步骤完成下列空格。 ①仅闭合开关 ，调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为 ； ②仅闭合开关 ，不改变滑片的位置，读出此时电流表的示数为； ③小灯泡额定功率的表达式是 。 【答案】(1) 连接电路时开关未断开 滑动变阻器的滑片没有移到阻值最大处 (2) ① 断路 (3) 0.75 介于0～5Ω之间 D ＜ (4) ① 见解析 (5) 正确 见解析 (6) S、 S、 【详解】（1）[1][2]由图甲可知，存在两个不妥之处，一是连接电路时开关未断开，二是滑动变阻器的滑片没有移到阻值最大处，没有起到保护电路的作用。 （2）[1][2]闭合开关进行实验，小华发现无论怎样调节滑动变阻器，电流表示数始终为零，说明发生断路，电压表示数始终为3V，说明电压表的两端与电源相通，则可能是导线①断路，使得电压表串联到了电路中。 （3）[1]由图乙可知，灯泡电压为2.5V时，电流为0.3A，则小灯泡的额定功率为 [2]由图乙可知，灯泡电压为0.5V时，电流为0.1A，此时灯泡电阻为 灯泡电阻随温度升高而变大，灯泡电阻不为零，所以开关断开时，灯丝的电阻可能介于0～5Ω之间。 [3]由图乙可知，电流最小为0.1A，此时灯泡电压为0.5V，则滑动变阻器阻值为 所以实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为“30Ω  1A”，故选D。 [4]实验过程中，小华将滑片向左移时，灯变亮，说明电路中电流变大，根据可知总电阻变小。若该过程灯丝的电阻增加了，滑动变阻器的电阻减小，则。 （4）[1][2]灯泡的U-I图像是一条向上的曲线（图丙中的实线）。灯泡和变阻器串联，由串联电路的电压规律可知，灯泡和滑动变阻器两端电压之和保持不变，故画出的变阻器的U-I图像应为图丙中的①。 （5）[1][2]由于电压表选用大量程，导致电表的读数出现误差，从而造成电功率数值出现不同。通过多次测量求平均值，可以减小误差，所以做法是正确的。 （6）[1][2][3][4]仅闭合开关S、，灯泡和定值电阻并联后与变阻器串联，电流表测定值电阻电流，调节滑动变阻器的滑片，使灯泡正常发光，此时电流表的示数为； ②仅闭合开关S、，不改变滑片的位置，连接方式不变，电流表改测干路电流，读出此时电流表的示数为； ③根据并联电流规律，灯泡的额定电流为 则小灯泡额定功率为 地 城 考点04 探究电流产生的热量与电阻的关系 21．在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，小明采用了如图甲、乙所示的实验装置，其中两次实验电源电压相同，两个透明容器中封闭着等质量的空气，下列相关说法不正确的是（　　） A．装置中U形管中液面高度的变化能反映电阻丝产生热量的多少 B．图甲可探究出电流一定时，电阻丝的电阻越大，电流产生的热量越多 C．图乙中为探究热量与电流的关系，电阻丝R3的阻值应为10Ω D．对比两次实验，在相同时间内图乙中电阻丝R2产生的热量大于图甲中电阻丝R1产生的热量 【答案】C 【详解】A．电阻丝产生热量的多少无法直接测量，根据转换法，装置通过U形管中液面高度的变化能反映电阻丝产生热量的多少，故A正确，不符合题意； B．图甲中，两电阻串联，故通过两电阻的电流相同，两电阻的阻值不同，且电阻阻值越大，U形管中液面高度差越大，说明产生的热量越多，故可探究出电流一定时，电阻丝的电阻越大，电流产生的热量越多，故B正确，不符合题意； C．探究热量与电流的关系，需控制容器内电阻阻值相同，通过容器内电阻的电流不同，故电阻丝R3的阻值应为5Ω，故C错误，符合题意； D．图乙中，右边两个电阻并联后再与左边的电阻串联，由并联电路的电流特性，可知通过图乙中电阻丝R2的电流大于通过图甲中电阻丝R1的电流，当在通电时间相同的情况下，根据Q=I2Rt可知，在相同时间内图乙中电阻丝R2产生的热量大于图甲中电阻丝R1产生的热量，故D正确，不符合题意。 故选C。 22．如题图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着初温、质量相同的空气。利用甲装置可探究电流产生的热量与 的关系，通电一段时间后，与 （选填“左”或“右”）侧容器相连的U形管中液面的高度差较大；乙装置中的电阻R3的作用主要是使电阻R1和R2中的电流 （选填“相等”或“不相等”），为了使实验现象更明显，可以将R3的阻值换成 （选填“更大的”或“更小的”）。    【答案】 电阻 右 不相等 更小的 【详解】[1]在甲装置中，将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过它们的电流与通电时间相同，探究导体产生的热量与电阻的关系。 [2]甲实验两电阻丝串联，则通过电阻丝的电流和通电时间相同，右侧电阻阻值大，由焦耳定律Q=I2Rt可知，右侧电阻丝产生热量多；则右侧容器内空气吸收的热量多，右侧容器中U形管中液面的高度差大。 [3]图乙的装置在实验中，右侧容器的外部，将一个完全相同的电阻和这个容器内的电阻并联，再接入原电路，使通过左边容器中电阻的电流与通过右边容器中电阻的电流不相等，可以探究电流产生的热量与通过导体的电流大小的关系。 [4]为了使实验现象更明显，可以将R3的阻值换成更小的，这样分流更多，通过R1和R2的电流差距更大，发热多少对比更明显。 23．在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”时，小明和小华同时进行了实验，小明设计的实验电路如图A所示，在两个完全相同的玻璃瓶甲、乙内插入温度计a、b。 (1)为了让实验效果更显著，小明应在图A的甲、乙两瓶中加入质量、初温 （选填“不同”或“相同”）的 （选填“煤油”或“水”）； (2)实验中，通过观察温度计的示数变化大小来比较电流通过电阻产生热量的多少，下列实验应用了该研究方法的是______（填序号）； A．探究电流与电压、电阻的关系 B．探究导体电阻的大小与哪些因素有关 C．“伏安法”测电阻 (3)爱思考的小明还利用该实验装置比较不同物质的吸热能力，在图A甲、乙两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体，且换用两根电阻丝的阻值 。闭合开关，一段时间后，若温度计a比温度计b温度升高得快，则甲、乙两瓶内液体比热容的关系为 ；（均选填“>”“<”或“=”） (4)另一小组的小华同学用图B所示装置探究电流通过导体产生的热量与电流关系的实验，实验中给装置通电， （选填“左边”或“右边”）U形管内的液面高度变化较快。若通过左侧容器中电阻丝的电流是2A，则右侧容器中电阻丝在1min内产生的热量是 J。 【答案】(1) 相同 煤油 (2)B (3) = ＜ (4) 左边 300 【详解】（1）[1][2]为了让实验效果更显著，即温度计的示数变化的更明显，小明应在图A的甲、乙两瓶中加入比热容较小的煤油，这样才吸收相同的热量时，煤油升高得温度更多，实验效果更显著，而根据控制变量法可知两瓶中的煤油的初温和质量都应相同。 （2）本实验通过观察温度计的示数变化大小来比较电流通过电阻产生热量的多少，这是用到了转换法。 A．电流与电压、电阻均有关，每次只能探究一个因素，主要用到的探究方法是控制变量法，故A不符合题意； B．电阻的大小不易直接观察，探究导体电阻的大小与哪些因素有关，通过电流表的示数反映电阻的大小，用到了转换法，故B符合题意； C．“伏安法”测电阻是欧姆定律的应用，故C不符合题意。 故选B。 （3）[1]比较不同物质的吸热能力时，要保证两种物质吸收的热量相同，所以甲乙两瓶中的电阻丝阻值应相等，这样在相同时间内电阻丝产生的热量相同，可以保证两种液体吸收的热量相同。 [2]根据公式Q=cmΔt可知，质量和初温都相同时，吸收相同的热量，甲液体温度升高得比乙液体多，说明甲液体比热容小于乙液体的比热容。 （4）[1]如图所示，一个阻值为5Ω的电阻与两个5Ω电阻并联后的整体串联，则由串、并联电路的电流规律可知，通过乙容器中的电阻的电流是通过甲容器中电阻的电流的一半，根据焦耳定律可知，相同时间内甲容器中的电阻产生的热量更多，其中的气体受热膨胀得更快，则与之相连的左边的U形管内的液面高度变化较快。 [2]如图所示，可知通过左侧容器中电阻丝的电流2A为干路电流，根据并联电路的电流规律可知，通过右侧容器中电阻丝的电流为1A，则由焦耳定律的在1min内它产生的热量是Q=I2Rt=（1A）2×5Ω×60s=300J 24．如图所示小蕾同学所在小组在研究“电流通过导体产生热量的多少与电流、电阻是否有关”时采用的实验装置，其中a、b、c、d四个相同的容器内密闭着等量空气，将1、2和3、4导线分别接到电源两端。 (1)实验中通过观察U形管中 的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少？甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系； (2)乙图所示的实验装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系，通电一段时间，c容器中电流产生的热量多，则可得出结论： ； (3)小吴同学的小组设计了如图丙所示的实验装置，探究“比较不同物质的吸热能力”的实验，AB两个电阻丝的电阻应该是 （选填“相同”或“不同”）的； (4)两个烧瓶中分别加入初温相同、 （选填“质量”或“体积”）相等的水和煤油，通电一段时间后，煤油的温度更高，说明 （选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强。 【答案】(1) 液面高度差 电阻 (2) 电流 电阻和通电时间一定时，电流越大，产生的热量越多 (3)相同 (4) 质量 水 【详解】（1）[1]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，运用U形管液面的高度差来表示，这种研究方法叫转换法。 [2]如图甲，两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同，探究电流产生热量跟电阻的关系。 （2）[1][2]图乙装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，由并联电路电流的特点可知，左端容器中电阻的电流大于右端容器中电阻的电流，烧瓶内的电阻值都是5Ω，阻值相等，通电时间相等，电流不同，运用控制变量法，探究电流产生热量跟电流的关系；通过一段时间，c容器中电流产生的热量多，可以得到在电阻和通电时间一定时，电流越大，产生的热量越多。 （3）探究“比较不同物质的吸热能力”的实验需使两种不同的物质相同时间吸收热量相同，故A、B两烧瓶中电阻丝的阻值应相同，则相同时间内两电阻丝上产生的热量相同 （4）[1][2]探究“不同物质的吸热能力”的实验，应在A、B两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体，通电一段时间后，煤油的温度更高，说明煤油吸热能力比水弱。 25．在探究“影响电流热效应的因素”实验中： （1）为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系，小文设计了图甲装置，在烧瓶内安装一根电阻丝，并插入一支温度计，实验中烧瓶内液体选择了煤油而不是水，理由是 ； （2）小文先测量烧瓶内液体的温度后，闭合开关，通电30s再测量烧瓶内液体的温度，得到温度的升高量填入表中；然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小，重复上述操作，获得第二组数据（见表）： 实验次数 电流I/A 通电时间t/s 电阻R/Ω 温度升高量∆t/oC 1 0.3 30 10 1.5 2 0.6 30 10 6.0 由此得出：同一导体，在 相等时， 越大，其产生的热量越多； （3）若要探究电流通过电阻产生的热量与电阻的关系，可选择乙图中 （选填“A”或“B”）烧瓶中的电阻与甲图中的烧瓶电阻 （选填“串”或“并”）联； （4）小明提议利用上述实验装置改做“比较水和煤油的吸热能力”的实验，则他应选择乙图中 （选填“A”或“B”）烧瓶与甲图中的烧瓶并联，并将其中一烧瓶中的液体换成 相同的水，实验时水和煤油吸热的多少是通过 来间接反映的。 【答案】 煤油的比热容小，吸收相同的热量时，温度的变化比较大 通电时间 电流 B 串 A 质量 加热时间 【详解】（1）[1]水的比热容较大，温度不易改变，不容易反映出电阻产生热量的多少，而煤油的比热容小，吸收相同的热量时，温度的变化比较大。 （2）[2][3]由表格可以看出，两次实验中通电时间和电阻的大小均相同，第一次实验的电流小于第二次实验的电流，第一次实验煤油温度的升高量小于第二次实验，故可以得出结论：同一导体，在通电时间相等时，电流越大，其产生的热量越多。 （3）[4][5]若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，要控制电流的大小相同，所以应该选择乙图中B烧瓶中的电阻与甲图中的烧瓶电阻串联。 （4）[6][7][8]若要比较水和煤油的吸热能力，要使水和煤油吸收相同的热量，应该控制除液体种类外的其他条件都相同，所以应该让两个电阻产生的热量相同，故应该选择乙图中A烧瓶与甲图中的烧瓶串联，并将其中一个烧瓶换成质量相同的水，且吸热的多少通过加热时间来间接反映。 地 城 考点05 探究电流产生的热量与电流的关系 26．如图是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，下列正确的是（    ） A．甲，乙两实验都可以用来研究电流通过导体产生的热量与通电时间的关系 B．甲实验中两个电阻串联在同一个电路中只是为了保证流过两个电阻的电流相等 C．将乙图中右侧容器外接电阻换小一些，则右侧U形管高度变化会更明显 D．乙实验通电一段时间后，左右两侧容器内空气的温度之比约为 【答案】A 【详解】A．甲、乙两实验中，都可以通过控制变量，改变通电时间，观察 U 形管液面高度变化，来研究电流通过导体产生的热量与通电时间的关系，故A 正确； B．甲实验中两个电阻串联在同一电路中，不仅是为了保证流过两个电阻的电流相等，还能控制通电时间相同，故B错误； C．乙图中右侧容器外接电阻换小一些，根据并联电阻的规律，并联部分的总电阻变小，由分压原理，并联部分两端的电压变小，则通过右侧容器内电阻的电流会变小，由 可知，产生的热量减少，右侧U 形管高度变化会更不明显，故C 错误； D．乙实验中，左侧电阻电流 I左 ，右侧电阻与外接 5Ω 电阻并联，根据并联电路电流规律，右侧电阻电流。由 ，R相同，t相同，可得 ，则左右两侧容器内空气的温度之比约为 4:1 ，故D 错误。 故选A。 27．如图所示，该装置可探究电流通过导体产生的热量与 的关系，通电一段时间后，通过观察 来比较两电阻产生热量的大小，电阻与产生的热量之比为 。 【答案】 电流 U形管液面高度差 4∶1 【详解】[1]在装置中，R2、R3并联后再与R1串联，然后接到电源两端，R1、R2的电阻与通电时间t相同，根据并联电路电流规律可知，干路电流等于各支路电流之和，所以通过R1的电流大于通过R2的电流，所以此实验是为了探究电流产生的热量与电流的关系。 [2]探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关的实验中，是通过比较两个U形管的液面高度差来反映电流产生热量的多少，这是转换法。 [3]两电阻大小相等，通电时间相同，由Q=I2Rt可知，电流通过R1产生的热量与通过R2产生的热量之比为 28．在探究“影响电流热效应的因素”实验中：（三个烧瓶中均装有质量相等的煤油） (1)为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系，小楚设计了图甲装置，在烧瓶内安装一根电阻丝并插入一支温度计，该实验通过比较 的变化，来比较相同时间内不同电流产生的热量多少； (2)小楚先测量烧瓶内煤油的温度后，闭合开关，通电30s再测量烧瓶内煤油的温度，得到温度的升高量填入表中；然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小。重复上述操作，获得第二组数据（如表所示）； 实验次数 电流/A 通电时间/s 电阻/Ω 温度升高量/℃ 1 0.3 30 10 1.5 2 0.6 30 10 6.0 由此得出：电阻和通电时间相等时，电流越 ，其产生的热量越多； (3)若要探究电流通过电阻产生的热量与电阻的关系，可选择图乙中 （选填“A”或“B”）烧瓶中的电阻与图甲中的烧瓶电阻 （选填“串联”或“并联”）； (4)小陈提议利用上述实验装置改做“比较水和煤油比热容的大小”实验，则她应选择图乙中 （选填“A”或“B”）烧瓶与图甲中的烧瓶 （选填“串联”“并联”或“串联、并联均可”），并将其中一烧瓶中的煤油换成等 的水，水和煤油吸热的多少可以通过 （选填“温度升高量”或“加热时间”）来比较。 【答案】(1)温度计示数 (2)大 (3) B 串联 (4) A 串联、并联均可 质量 加热时间 【详解】（1）电流通过导体时会产生热量，煤油吸收热量，温度会上升，导体通电放出的热量越多，煤油吸热温度升高越大，故可以根据温度计示数的变化来判断相同时间内不同电流产生的热量多少。 （2）对比数据可知，电流增大了，通电相同的时间，电阻的大小相同，电流大的，温度计示数升高大，说明电流增大时，电流通过导体产生的热量多，故结论为电阻和通电时间相等时，电流越大，导体产生的热量越多。 （3）[1][2]若要探究电流通过电阻产生的热量与电阻的关系，需要控制电流大小和通电时间相同，使导体的电阻不同。选择图乙中的B烧瓶中的电阻与图甲中的烧瓶中的电阻串联符合实验要求。 （4）[1]要比较水和煤油比热容的大小，实验中应使用相同的热源，保证相同时间内产生热量相同，所以选择乙图中A烧瓶（与甲图烧瓶中的电阻相同，使通电时间和电流相同，则相同时间内两烧瓶中的电阻产生的热量相同）。 [2]串联时两电阻相等，电流相等，根据，相同时间产生的热量相同；并联时两电阻相等，电压相等，根据，通过两电阻的电流还是相等。相同时间产生的热量相同。故串联、并联均可。 [3]根据控制变量法，应将其中一个烧瓶中的煤油换成等质量的水。 [4]相同加热装置，相同时间放出的热量相同，故水和煤油吸热的多少可以通过加热时间来比较，加热时间越长，吸热越多。 29．在探究“影响电流热效应的因素”实验中：（三个烧瓶中均装有质量相等的煤油） (1)为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系，小楚设计了甲图装置，在烧瓶内安装一根电阻丝并插入一支温度计，该实验通过比较 的变化，来比较相同时间内不同电流产生的热量多少。 (2)小楚先测量烧瓶内煤油的温度后，闭合开关，通电30s再测量烧瓶内煤油的温度，得到温度的升高量填入表中；然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小。重复上述操作，获得第二组数据（如表所示）。 实验次数 电流/A 通电时间/s 电阻/ 温度升高量/℃ 1 0.3 30 10 1.5 2 0.6 30 10 6.0 由此得出：电阻和通电时间相等时，电流越 ，其产生的热量越多。 (3)小陈提议利用上述实验装置改做“比较水和煤油比热容的大小”实验，则她应选择乙图中 （选填“A”或“B”）烧瓶与甲图中的烧瓶 （选填“串联”“并联”或“串联、并联均可”），并将其中一烧瓶中的煤油换成等 的水，水和煤油吸热的多少可以通过 （选填“温度升高量”或“加热时间”）来比较。 【答案】(1)温度计示数的变化 (2)大 (3) A 串联并联均可 质量 加热时间 【详解】（1）电流通过导体时会产生热量，煤油吸收热量，温度会上升，放出的热量越多，温度的示数越高，故可以根据温度的计的示数的变化来判断相同时间内不同电流产生的热量多少。 （2）对比数据可知，电流增大了，通电相同的时间，电阻的大小相同，电流大的，温度计示数升的比较高，说明电流增大时，电流通过导体产生的热量增多，故结论为电阻和通电时间相等时，电流越大，产生的热量越多。 （3）[1]要比较水和煤油比热容的大小，应控制电阻相同（保证相同时间内产生热量相同），所以选择乙图中A烧瓶（，与甲图中电阻相同）。 [2]串联：两电阻相等，电流相等，根据，相同时间产生的热量相同； 并联：两电阻相等，电压相等，根据，相同时间产生的热量相同； 故串联、并联均可。 [3]根据控制变量法，应将其中一烧瓶中的煤油换成等质量的水。 [4]同种规格的加热器，相同时间放出的热量相同，故水和煤油吸热的多少可以通过加热时间来比较，加热时间越长，吸热越多。 30．物理兴趣小组的同学完成了两个实验探究： （1）为观察水沸腾实验，该小组组装了如图A的装置： ①水沸腾时冒出的“白气”是 现象（填物态变化名称）； ②水沸腾时的温度如上图B所示，此时水面上方的气压 （选填“高于”“低于”或“等于”）标准大气压； ③如图C，若将试管里的水放在烧杯中加热，当烧杯中的水沸腾以后，试管中的水 （选填“能”或“不能”）沸腾。 （2）如图乙，探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关。两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。闭合开关前，图中与左、右容器相连的两个U形管内液面相平。 ①右边容器外部并联一个5Ω电阻，是为了使左右容器内导体的 不相等； ②实验中是通过观察U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，与其采用的物理研究方法相同的是 （选填“A”或“B”）； A．通过观察海绵的凹陷程度，反映压力的作用效果 B．保持压力大小不变，改变接触面的粗糙程度，探究影响滑动摩擦力大小的因素 ③让图乙装置冷却到初始状态，把右边容器外部并联的5Ω电阻折入右边容器内，并使之与右边容器内的5Ω电阻并联此时右边容器内密封着与左边容器内等量的空气，接通电源比较两瓶内电阻丝发热多少，此时该装置是探究电流产生的热量跟 的关系。 【答案】 液化 低于 不能 电流 A 电阻 【详解】（1）①[1]水沸腾时冒出的“白气”是汽化后的水蒸气遇到冷的空气液化形成的小水滴，不是水蒸气。 ②[2]1标准大气压下水的沸点是100℃，乙图中水沸腾时的温度是98℃，液体沸点的大小跟气压有关，气压越大，沸点越高，所以乙图水面上方的气压低于标准大气压。 ③[3]烧杯中的水沸腾时，根据热传递原理，试管内的水可以达到沸点，但是不能再从烧杯内水中吸收热量，所以试管中的水无法沸腾。 （2）①[4]由图乙可知，右边容器内外两电阻并联后与左边容器内的电阻串联，右边容器两电阻的电流之和等于左边容器中电阻的电流，所以右边容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体的电流不相等，因为左右容器内两导体的阻值相等，必须让两电阻的电流不同，才能探究电流产生的热量与电流的关系。 ②[5]实验中是通过观察U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，采用的物理研究方法是转换法，与其采用的物理研究方法相同的是通过观察海绵的凹陷程度，反映压力的作用效果。 ③[6]由图知，左容器内电阻中通过的电流与右边容器内两个电阻通过的总电流相同，通电时间相同，但通过左边容器内一个5Ω电阻在干路上，阻值大于右边容器内两个5Ω电阻并联后的总电阻，根据控制变量法可知该装置是探究电流产生的热量跟电阻的关系。 地 城 考点06 设计探究电流热效应的实验及实验的注意事项 31．如图所示是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，容器内密封着相同质量的空气，下列分析正确的是（　　） A．该实验装置是利用U形管中液体的高度差变化来反映电阻丝放出热量多少 B．甲实验通电后，通过左右两电阻的电流之比为 C．乙实验是为了研究电流产生的热量与电流的关系 D．乙实验通电一段时间后，左右两电阻发热量之比为 【答案】C 【详解】A．根据转换法，甲、乙实验装置都是利用U形管中气体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量多少的，故A错误； B．甲图中两电阻串联，串联电路电流处处相同，通过左右两电阻的电流为1:1，故B错误； C．乙图中右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联，容器内两电阻大小相等，根据并联和串联电路电流的规律，通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流，而通电时间相同，故乙图实验装置实验可以研究电流产生的热量与电流的关系，故C正确； D．乙图中，设通过左侧容器电阻的电流为I，由并联电路电压的规律及欧姆定律可知，通过两并联等值电阻的电流相等，由并联电路电流的规律可知，通过右侧容器内电阻的电流为0.5I，即通过左、右容器中电阻的电流之比为2：1，根据Q=I2Rt，可知在电阻和通电时间不变时，电阻产生的热量与电流的平方成正比，故乙图中左右两容器中相同时间电阻丝产生的热量之比为4：1，故D错误。 故选C。 32．如图探究“电流通过导体产生的热量跟什么因素有关”，R1＜R2。实验中烧瓶内所装煤油的质量应 （选填“相同”或“不同”）。甲装置主要用来探究电热与 是否有关；通电时间相同，比较a和c可以探究电热与 的关系；通电时间相同，四个烧瓶中 （a/b/c/d）中的温度计示数最高。 【答案】 相同 电阻 电流 c 【详解】[1]在该实验中，是通过温度计示数的变化来反映电流通过导体产生热量的多少，而温度计示数的变化是由煤油吸收热量后温度升高引起的。根据热量计算公式Q=cmΔt，要比较不同情况下产生热量的多少，需要控制煤油的质量m和比热容c相同，这样温度计示数的变化才能准确反映产生热量的多少。所以实验中烧瓶内所装煤油的质量应相同。 [2]甲装置中，两个电阻丝R1​和R2​串联，根据串联电路的特点可知，通过它们的电流I和通电时间t都相同，而R1​<R2​，通过比较a和b两个烧瓶中温度计示数的变化，可以探究电流通过导体产生的热量与电阻是否有关。 [3]比较a和c两个烧瓶，电阻丝的阻值相同，通电时间相同，但图甲中两个电阻丝串联在同一电源上，图乙中两个电阻丝并联在同一电源上，由欧姆定律可知，通过a中电阻丝的电流小于通过c中电阻丝的电流，所以通过比较a和c可以探究电热与电流的关系。 [4]图甲中两电阻丝串联，且R1＜R2，由Q=I2Rt可得Qb​>Qa。​图乙中两电阻丝并联，且R1＜R2，由可得Qc​>Qd。​a和c两个烧瓶电阻丝的阻值相同，通电时间相同。由上述分析可知，a中电阻丝通过的电流小于c，由Q=I2Rt可得Qc​>Qa。同理可得Qd​>Qb。综合比较可知，c烧瓶中产生的热量最多，根据Q=cmΔt，在煤油质量m和比热容c相同的情况下，c烧瓶中温度计示数最高。 33．如图是小明设计的“探究电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关”的实验装置。 (1)实验中，通过观察 来比较电流通过导体产生热量的多少。 (2)若观察甲、乙两实验装置，可以得出结论：在电流和通电时间相同时，电阻越 ，产生的热量越多。 (3)若观察乙、丙两实验装置，这是在探究电流通过导体产生热量的多少与 的关系。 (4)观察甲、丙两实验装置，可知 （选填“电流”或“电阻”）对电热的影响更大。 【答案】(1)U形管内液面的高度差 (2)大 (3)电流 (4)电流 【详解】（1）如图所示实验装置，容器内密封等质量的空气，电热丝产生热量越多，U形管内的液面高度差越大，故通过观察U形管液面高度差来比较电流通过电阻产生电热的多少。 （2）甲、乙两实验装置，两电阻丝串联在电路中，通电时间和电流相同，而，乙中U形管液面的高度差大，则根据转换法，故结论为：在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多。 （3）若观察乙、丙两实验装置可知，和并联后再与R2串联，根据串联和并联电路电流的规律，通过电阻的电流大于通过电阻R3的电流，而通电时间相同，，根据控制变量法，这是在探究电流通过导体产生热量多少与电流的关系。 （4）观察甲、丙两实验装置可知，甲图容器内的电阻阻值是丙图容器中电阻阻值的一半；根据并联电路各支路电压相等及欧姆定律可知，通过和的电流相等，根据串联和并联电路电流的规律，通过的电流是通过电流的2倍，而甲中U形管液面的高度差要大于丙中U形管的液面的高度差，则电阻丝产生的热量更多，这表明电流对电热的影响更大。 34．在探究“影响电流热效应的因素”实验中： 次数 RA=10Ω RB=20Ω 通电时间/min 温度/℃ 通电时间/min 温度/℃ 1 0 17.3 0 17.5 2 1 17.9 1 18.6 3 2 18.4 2 19.7 4 3 18.9 3 20.6 (1)为了探究电热器产生的热量与 的关系，小明设计了如图装置，在烧瓶内安装一根电阻丝，并插入一支温度计，来判断相同时间内不同电流产生的热量多少。为让烧瓶内液体在短时间内温度变化更明显，应选用 （选填“煤油”或“水”）； (2)为了测温方便准确，小明利用温度传感器替代温度计测量烧瓶内液体的温度。闭合开关，当I=0.1A时，每1分钟测量一次温度，得到的数据如表中。由此数据可得出的两个结论是： 、 ； (3)为了探究电热器产生的热量与另一因素的关系，小明接下来的操作是 。 【答案】(1) 电阻 煤油 (2) 见解析 见解析 (3)见解析 【详解】（1）[1]图中两根阻值不同的电阻丝串联，电流相同，所以是为了探究电热器产生的热量与电阻的关系。 [2]电流产生的热量不能用眼睛直接观察，通过温度计示数变化来反映，这是转换法。因为煤油的比热容比水的比热容小，相同质量的煤油和水比较，吸收相同的热量，煤油升高的温度多，在短时间内用煤油做实验效果更明显，便于观察。 （2）[1]，由表可知，时间相同时，B中温度计示数较高，可得：电流和通电时间相等时，电阻越大，电热越多。 [2]由表可知，对于同一电阻丝，时间越长，温度计示数越高，可得：电阻和电流相同时，时间越长，电热越多。 （3）为了探究电热器产生的热量与另一因素（电流大小）的关系，可以调节滑动变阻器改变电流，记录相同时间A或B内的温度。 35．某物理学习小组进行“探究电流相同时通电导体产生热量的多少跟电阻的关系”时，可供选用的器材有：6V电源，5Ω的发热电阻两只，10Ω的发热电阻两只，量程适合的温度计两只，规格相同的烧瓶两只，水，酒精，煤油，开关，导线若干。    （1）他们设计了图甲和图乙所示的两个方案，本实验应该选用图 所示方案； （2）所选方案中两发热电阻的阻值应 （选填“相同”或“不同”），两个烧瓶内的液体应为质量相同的同种类的液体； （3）已知比热容的大小为c水>c酒精>c煤油，为了缩短实验时间，应选用的液体是 。完成上述实验后，实验小组利用以上器材，又添加了天平、烧杯、停表等器材，设计了“测定酒精的比热容”的实验。已知在本次实验条件下，水的沸点为100℃，酒精的沸点为78℃，忽略热量散失； （4）实验小组认为图甲和图乙所示两个方案均可行，为了让两种液体相同时间内吸收的热量相同，不论选择哪种方案，两发热电阻的阻值应 （填“相同”或“不同”）； （5）方案选定后，实验过程如下： ①用烧杯和天平测量出质量相等的水和酒精，分别装入两个烧瓶里； ②记下两种液体的初始温度，接通电路，加热一段时间后，记下液体的末态温度。该实验过程中应保证酒精的温度低于 ； ③根据表中数据可得酒精的比热容为 J/(kg·℃)； 液体 加热时间/s 质量/g 初始温度 /℃ 末态温度/℃ 比热容/[J/(kg·℃)] 水 420 60 20 32 4.2×103 酒精 420 60 20 41 （6）结合表中数据进一步分析，可知实验过程中选择的是图 所示方案。 【答案】 甲 不同 煤油 相同 78℃ 2.4×103 乙 【详解】（1）[1]该实验要求探究电流相同时，通电导体产生热量的多少跟电阻的关系，则需要保持，流过电阻的电流相同，电阻阻值不同，图甲中的电路，可看到两电阻是串联在一起的，串联电路的电流处处相等，则两电阻的电流是相等的，符合题意，可选用图甲所示方案；而图乙中，两发热电阻是并联在一起，它们的电压是相同，发热电阻阻值不同，则电流不相同，不符合题意，不可选用图乙所示方案。 （2）[2]该实验要求探究电流相同时，通电导体产生热量的多少跟电阻的关系，则需要保持，电阻阻值不同，所选方案中两发热电阻的阻值应不同。 （3）[3]根据比热容的公式可知，液体吸收的热量和质量一定时，液体的比热容越小，升温越快，所以，为了缩短实验时间，应选用的液体是煤油。 （4）[4]为了让两种液体相同时间内吸收的热量相同，需要发热电阻在相同时间内，放出的热量是相同的，根据焦耳定律的公式，可知，需要电流大小和电阻大小都相同，甲方案中，发热电阻是串联，电流相同，只需要电阻阻值相同即可，乙方案中，发热电阻是并联，其两端的电压是相同的，都等于电源电压，只需要电阻阻值相同即可，这样根据欧姆定律，可知流过它们的电流值也相同，综上所述，不论选择哪种方案，两发热电阻的阻值应相同。 （5）[5]该实验过程中应保证酒精不要沸腾，即酒精的温度低于沸点78℃。 [6]由[4]解析可知，不论选择哪种方案，两种液体相同时间内吸收的热量是相同的，即，从表格中的数据可以看到，水和酒精，加热时间是相同的，都是420s，它们吸收热量大小是相同的，水和酒精的质量都是60g，水的温度变化量为12℃，酒精的温度变化量为21℃，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，根据比热容的公式，可知 联立上面两式，解得。 （6）[7]由[6]解析可知，这过程，水吸收的热量，忽略热量散失，发热电阻放出的热量也为3024J，假设使用的是5Ω的发热电阻，加热时间是420s，根据焦耳定律的推导式，可知，发热电阻两端的电压为6V，那不可能是图甲方案，因为图甲方案中，发热电阻两端的电压必定小于6V，应该是图乙方案，假设使用的是10Ω的发热电阻，可知，发热电阻两端的电压约为8.5V，这不可能，所以不是使用10Ω的发热电阻，是使用了5Ω的发热电阻，综上所述，实验过程中选择的是图乙方案。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 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