内容正文:
期末重难点提升:实验题
1.某同学利用如图甲所示的电路测量定值电阻的阻值,实验中电源电压保持不变,滑动变阻器的规格为“30Ω 1.0A”。
(1)该同学接错了一根导线,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线。
(2)正确改接电路后,将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,闭合开关,电流表示数如图乙所示,此时电路中的电流为 A,电压表示数为零,接着将滑动变阻器的滑片移到阻值最小处,发现电流表示数增加了0.24A,电压表示数始终为零,原因可能是 (填序号)。
①定值电阻被短接
②电压表量程选大了
③电压表和定值电阻左端接线柱相连的导线断路
(3)解决问题后,接着进行实验,该同学最终测出定值电阻的阻值约为 Ω,选用的电源电压约为 V。
2.如图甲是“探究电流与电阻的关系”的实验电路图,实验器材有:电源(输出电压为6V)、电流表、电压表、滑动变阻器和开关各一个,定值电阻5个(5、10、15、20、25)和导线若干。
(1)连接电路,闭合开关后,电流表指针偏到零刻度线左边,如图乙,原因是 ;
(2)正确连接电路,用上述5个定值电阻进行实验得到5组数据,作出电流与电阻的关系图像如图丙,由此可得出实验结论:当 相同时,通过导体的电流与导体的电阻成 ;
(3)小明先把5Ω电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表示数为 V,并记下电流表示数,接着小明将“5Ω”的定值电阻换为“10Ω”,滑动变阻器的滑片位置不变,闭合开关,电压表示数 (选填“变大”“变小”或“不变”),滑动变阻器应该向 (选填“右”或“左”)调节,以保持电压表示数不变;
(4)滑动变阻器的最大阻值应不小于 。
3.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)在探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”时应控制 和 相同;
(3)在甲烧瓶外面并联一电阻的目的是使甲、乙两个烧瓶内电阻丝的 不同;
(4)用可以算电流通过任何用电器产生的热量,能用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 。
4.探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:三节新的干电池,电流表,滑动变阻器(标有“ 2A”字样),定值电阻4个(、、、),导线若干。小静等同学设计了如图甲所示的电路图。
(1)请用笔画线代替导线将图乙中的实物图连接完整,要求:滑片P向右移动时电流表示数变小。
(2)闭合开关后,小静同学发现电流表有示数,但电压表无示数,则电路故障原因可能是 。
(3)排除故障后,继续实验,如图丙是同学们根据实验数据画出的定值电阻的图像,由图像可得出结论: 。
(4)实验过程中,将定值电阻由更换为时,应向 (选填“左”或“右”)适当调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为 V。
(5)小静同学继续探究,再次换接的定值电阻后,发现无论怎样移动滑片P,都不能使电压表示数达到原来的数值,为了完成这次实验,她采取的措施可行的是___________(选填序号)。
A.更换阻值更大的滑动变阻器 B.将电压表改接到滑动变阻器两端
5.探究“电流与电阻关系”的实验时,某小组连接了如图甲所示的实物电路。
(1)连好电路后,将电阻箱调至某一阻值,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为一个适当的值,记录电流表的示数和 。
(2)改变电阻箱的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使 ,并记录相应数据。
(3)再次改变电阻箱的阻值,发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片都不能达到步骤(2)中的要求,原因是电阻箱的阻值调得太 (填“大”或“小”)了。
(4)重复步骤(2)多次实验,根据所得数据画出电流随电阻变化的图像如图乙所示,你认为该小组实验时的 V。
(5)进一步研究发现由图线上的任一点和坐标轴围成的矩形“面积”大小都相等,由此可以得出的实验结论是导体两端的电压一定时, 。
(6)实验结束后,小组间交流时,发现邻组同学在相同的坐标系中画出的图像如图丙所示,则邻组同学 (填“能”或“不能”)得出“电流与电阻关系”的结论,图像不同的原因是 。
6.小红想测量标有“2.5V”字样小灯泡正常发光时的电阻,从实验室找来了电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和导线若干,进行了如下实验:
(1)用笔画线代替导线,将图甲中所示的器材连接成完整电路。
(2)连接电路时开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态,正确连接后,应将滑片P由最大阻值处缓慢向 端移动(选填“A”或“B”),使灯逐渐变亮;
(3)实验过程中小红发现,即使将滑片移动到阻值最小的位置,小灯泡两端电压也无法达到2.5V,解决的办法是: 。
(4)问题解决后,某次实验时,电流表的示数如图乙所示,则通过灯L的电流为 A;移动滑片P,记下多组电压和电流值,绘制成图丙所示的图像,根据图像的信息,小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。
(5)该实验装置 (选填“能”或“不能”)用来探究通过导体的电流与电压关系。
(6)实验拓展:在电流表损坏的情况下,小红用如图丁所示的实验电路,也测出小灯泡的正常发光时的电阻。已知小灯泡的额定电压为,定值电阻的阻值为R,请完成以下实验步骤:
①只闭合开关S、,调节滑片,使电压表示数为 ;
②保持滑片位置不变,只闭合开关S、,此时电压表的示数为U;
③小灯泡正常发光时的电阻 (用、U和R表示);
7.小明发现,生活中的燃料有很多种,比如常见的煤气、天然气、煤油、汽油、酒精等,那么这些燃料的热值是一样的吗?他设计了如下装置探究酒精和煤油的热值的大小关系。
(1)如图甲、乙所示,选用相同的两套实验装置,并在烧杯中装入 和初温都相同的水,并且在酒精灯中分别装入质量 (选填“相同”或“不同”)的煤油和酒精。
(2)本实验中,应该在燃料燃烧 (选填“相同时间”或“完毕”)后,通过比较 来得出结论。
(3)根据实验中记录的数据绘制的水温与加热时间的关系图像如图丙所示。分析图像可知,煤油和酒精两种燃料中热值较大的是 。
8.某同学对水和花生油的吸热情况进行了探究。
(1)如图(a),利用相同的电加热器加热 相等的水和花生油,使它们升高相同的温度,通过比较 来比较它们吸收热量的多少;
(2)实验时每隔1 min 记录一次温度,将记录的数据填入表格中;
时间t/ min
0
1
2
3
4
花生油的温度/℃
20
34
48
62
76
水的温度/℃
20
27
34
41
48
(3)根据记录的数据,绘制的温度与时间关系的图像如图(b)所示,图像中①代表的物质是 ;
(4)仅从吸热能力的角度分析,为使内部充有液态介质的电暖器通电后能迅速升温,内部应充入吸热能力较 (填“强”或“弱”)的介质。
9.某同学在做“比较不同物质吸热能力”的实验时,使用相同的电加热器给水和食用油加热,他得到如下数据:
物质
质量/g
初始温度/℃
加热时间/min
最后温度/℃
水
60
20
6
45
食用油
60
20
6
70
(1)从表中数据可知,水和食用油的 (选填“质量”或“体积”)相等;
(2)加热6min,食用油的温度比水的温度高,食用油吸收的热量 (选填“大于”、“小于”或“等于”)水吸收的热量;
(3)实验表明,在相同条件下吸热能力更强的是 (选填“水”或“食用油”)。汽车选择该液体作为冷却液,是利用该液体 的性质;
(4)某同学用如图甲所示的实验装置,比较不同物质的比热容。将分别盛有100g水和100g食用油的两个相同试管固定在铁架台上,温度传感器的探头与水和食用油良好接触,将温度传感器与计算机相连。计算机上显示温度随时间变化的图线如图乙所示。已知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),不计热量损失,下列说法错误的是______。
A.图线A描述的是食用油
B.,水吸收的热量为1.68×103J
C.加热2min,水吸收的热量等于食用油吸收的热量
D.食用油的比热容为2.8×103J/(kg·℃)
10.小琪同学在做“测量小灯泡的电功率的实验时,实验器材有:电源(三节新的干电池)、额定电压为2.5V的小灯泡、规格不同的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。
(1)正确连接电路后,闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不亮,且电压表有示数,电流表无示数,则故障原因可能是
(2)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某位置,电压表示数如图乙所示,此时电压为 V;
(3)若想测量小灯泡的额定功率,应将滑片向 (选填“A”或“B”)端移动,直到电压表的示数为2.5V;
(4)小琪在进行实验数据处理时,计算出了小灯泡的平均电功率(如下表),你认为她这样处理数据是 (选填“合理”或“不合理”)的;
实验序号
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
平均电功率P/W
1
2.0
0.26
0.52
0.66
2
2.5
0.25
0.625
3
3.0
0.28
0.84
(5)实验提供的滑动变阻器规格为R1“20Ω 1A”、R2“100Ω 0.5A”,小琪选择的是 (选填“”或“”)完成了上述实验;
(6)上述实验完成后,小琪又用阻值已知为R₀的定值电阻来测量未知电阻Rₓ的阻值。实验电路图如图丙所示。由于原电源不符合实验要求,又换用另一电源,电压未知且恒定,电路正确连接后:
①当开关S、S2闭合,S1断开时,电流表示数为I1;
②当开关S、S1闭合,S2断开时,电流表示数为I2;
③未知电阻的阻值Rₓ= (用已知量和测量量的符号表示)。
11.小明在学习电阻概念的过程中,经历了以下三个探究活动。
活动一:在图甲所示的电路中的A、B两点间先后接入长度与横截面积相同的铜线、铅笔芯、镍铬合金丝,通电后观察到灯泡的亮度分别为亮、较亮、较暗。
(1)该实验现象说明: 。
活动二:小明将三个不同的导体分别接入图乙所示的电路中的M、N两点间,分别测出不同导体两端的电压U和通过的电流I,实验结果记录在表1中。
表1
导体
a
b
c
实验次序
1
2
3
4
5
6
7
8
9
电压/V
2
4
6
1
2
3
4
6
8
电流/A
0.2
0.4
0.6
0.2
0.4
0.6
0.2
0.3
0.4
(2)①请用笔画线代替导线把图乙中的电路连接完整 。要求当滑片P向左滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大。
②分析表1数据可知,同一导体, ;不同导体, 。可见, 反映了导体本身的一种性质,物理学上把导体的这种性质定义为电阻。
活动三:利用表2中提供的导体,探究影响电阻大小的因素。
表2
导体序号
①
②
③
④
⑤
⑥
材料
镍铬
镍铬
镍铬
镍铬
锰铜
锰铜
长度/m
1
0.8
1
0.5
1
0.8
横截面积/
0.5
0.8
1.8
0.5
0.5
1.2
(3)为了探究导体电阻的大小与导体的材料、长度和横截面积的关系,至少需要选择表2中的 (填导体序号)导体作为研究对象。若仅选择导体③和⑤用来探究导体电阻的大小与横截面积的关系,你觉得是否可行?请作出判断并说出理由: 。
12.小明用如图甲所示的电路测量未知电阻的阻值,电源电压为保持不变。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整,要求当滑片向左移动时,电流表的示数减小。
(2)检查无误后闭合开关,发现电流表几乎无示数,电压表示数接近3V,移动滑片,电表示数均无变化,则电路故障可能是 。
(3)排除故障后,某次测量时,电压表示数为,电流表示数如图乙所示,则此时通过的电流为 ,本次测得的阻值为 。
(4)接下来小明改变滑片位置进行多次测量,目的是 。
(5)同组的小红又增加了一个已知阻值为的定值电阻和一个单刀双掷开关,设计了如图丙所示的电路图测量未知电阻的阻值。
①闭合开关后,移动滑片至某一位置,将接通触头1,电压表示数为;
②保持滑片的位置不变, ,电压表示数为;
③未知电阻的阻值= (用、、表示)。
13.小俊想用刚学习的电学基本知识,连接一个电路,于是他找来两节干电池,一个小灯泡,一个开关和若干导线,连接成了如图甲所示的电路图。
(1)小俊把干电池、小灯泡和开关连接到电路中时,刚接好最后一根导线,灯泡就亮了,他在实验操作中的不当之处是 ;
(2)改正错误后,闭合开关前,小灯泡不发光,这时的电路是 (选填“通路”“断路”或“短路”);闭合开关后,小灯泡发光,这时的电路是 (选填“通路”“断路”或“短路”);
(3)电源是提供电能的装置。小俊看到实验桌上有一个“+、-”极模糊不清的电池盒,他用一个 (选填“电铃”或“发光二极管”)就可以判断出电源的“+、-”极;
(4)如图乙所示,让同学们只用一根导线来“点亮”小灯泡,同学们设计了三种电路,其中能让小灯泡发光的是 图,造成短路的是 图。(选填“A”“B”或“C”)
14.在探究通过导体的电流跟电阻的关系实验中,已经备有的实验器材有:干电池、已调零的电流表和电压表、滑动变阻器、阻值已知的定值电阻若干、开关和导线若干。小刚利用上述部分器材连接成了如图所示的电路。闭合开关S前,同组的小兰指出电路连接有错误。
(1)此电路只要改接一根导线即可变成正确的电路,请在错误的导线上画上“×”,再用笔画线把它改到正确的位置上。
(2)在虚线框内画出正确的电路图。
(3)小刚的主要实验步骤如下,请你将其补充完整:
①将阻值为5的定值电阻接入电路中,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P使电压表的示数U为2V,读取电流表的示数I,并将R、I记录在表格中。
②断开开关S,将阻值为5的定值电阻换成电阻为10的定值电阻,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)端滑动,使电压表的示数U为 V,读取电流表的示数I,并将R、I记录在表格中。
③ ,仿照步骤②再进行四次实验,将相应的R、I记录在表格中。
(4)分析下表中的实验数据,可得实验结论: 。
电阻R/
5
10
15
20
25
40
电流I/A
0.40
0.20
0.14
0.10
0.08
0.05
15.学习了燃料的热值后,小王自己设计实验来探究酒精和碎纸片的热值大小。
(1)为保证实验结论的可靠,以及方便比较,小王同学在实验中应保持被加热液体的种类、质量,燃料的质量以及两个烧杯都应相同;
(2)实验数据记录如表,根据表中数据,计算出碎纸片的热值是 J/kg;
燃料
加热前水温℃
燃料燃尽时水温℃
燃料的热值J/kg
酒精
15
35
碎纸片
15
25
?
(3)通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏 (大/小),出现这样情况的主要原因是 。(写出一点)
16.在“探究并联电路电流特点”的实验中,一班各组同学分别选取两个灯泡,按照如图甲所示的电路进行了连接,然后把一个电流表分别接入电路中A、B、C处测量电流,并记录数据。
(1)小明将电流表接在A处,闭合开关,电流表示数如图乙所示,为了得到更为准确的测量结果,他应该断开开关, ,重新进行实验;
(2)小红测量时,闭合开关,发现指针向“0”刻度的左侧偏转,电流表连接存在的错误是 ;
(3)小华认为:实验时,应该 ,多次测量A、B、C三处的电流,这样可以保证得出的结论具有普遍性。
17.为了探究“不同物质的吸热能力”,在两个相同的容器中分别装入质量、初温都相同的两种液体A、B,并且用相同的装置加热,如图甲所示。
(1)实验中,可以通过比较 (选填“升高的温度”或“加热时间”)来反映两种液体吸收热量的多少;加热2min物质A吸收的热量将 (选填“大于”、“小于”或“等于”)物质B吸收的热量;
(2)组装图甲的实验器材时,应该按 (选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序进行组装;
(3)加热到4min时,液体B的温度如图乙所示,此时温度计示数是 ℃;
(4)为了比较甲、乙液体的吸热本领,小明提出两种比较方案:
①让两者升高相同的温度比较加热时间;
②让两者加热相同时间比较升高的温度。
在两种液体都不沸腾的前提下,你认为可行的方案是 (选填“①”“②”或“①和②”)。
(5)冬天,如果你想自制暖手袋,由图丙可知,应选液体 (选填“A”或“B”)作为供暖物质,其效果更佳。
18.小明同学在做“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”的实验。
(1)小明同学根据图甲连接的实物电路如图乙所示,其中一根导线连接是错误的,请在图乙中将这根线打上“×”,并补画出正确的连线________ ;
(2)连接电路时开关应 ;
(3)排除故障后,闭合开关S,小明发现电流表有示数,电压表无示数,则电路故障可能是 ;
(4)首先探究“通过导体的电流跟导体两端电压的关系”,调节滑动变阻器,测出通过电阻R的电流和对应的电压值如表,由此得出的实验结论是: 。
U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
I/A
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
(5)在“探究通过导体的电流与导体电阻的关系”实验过程中:
①移动变阻器滑片时,眼睛应注视 (填字母);
A.变阻器滑片 B.电压表示数 C.电流表示数
②小明选择了电压恒为6V的电源,5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个。实验中,滑动变阻器的作用 。当5Ω电阻接入电路中时,对应的电流值如图丙所示,应选用 (填字母)规格的滑动变阻器才能完成4组实验数据的测量。
A.“20Ω 1A” B.“100Ω 0.1A” C.“50Ω 1A”
19.如图甲所示是某实验小组在“探究并联电路电流规律”的实验时设计的电路图:
(1)实验中,小明应该选择两个规格 (选填“相同”或“不同”)的小灯泡;
(2)正确连接电路后,小刚测出A、B、C三处的电流如表所示,由此可得出结论 (用、、写表达式),但是细心的小明发现,记录数据的表格中存在不规范之处,你认为表格中的不规范之处是: ;
实验序号
A点电流
B点电流
C点电流
①
0.32
0.28
0.6
②
0.28
0.2
0.48
③
0.26
0.18
0.44
(3)改变灯泡规格,重新进行上述实验,测得A处电流,观察到C处电流表指针位置如图乙所示,则B处电流大小为 A;
(4)如上实物图移动一根导线就可以测量A处的电流,请你在移动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线正确连接电路;
(5)为更方便地测出两支路的电流,小明找来一个单刀双掷开关,设计了如图丙所示的电路,当开关S接a时,电流表测量通过 (选填“”或“”)的电流;当开关S接b时,请判断电流表能否正常测量通过另一条支路的电流,并说明理由 。
20.小新在探究通过导体中的电流与电阻的关系的实验中,实验器材有电源(电压恒为4.5V)、电流表、电压表、五个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω)、开关、滑动变阻器R'(25Ω 0.5A)导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲所示电路连接完整。要求:滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表示数变大;
(2)连接电路时,发现电流表的指针如图乙所示,她接下来的操作是 ;
(3)闭合开关后,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表指针几乎不动,电压表示数始终接近电源电压,原因可能是 ;
A.定值电阻开路 B.电流表开路 C.滑动变阻器短路 D.定值电阻短路
(4)连接好电路后,她先接入5Ω的定值电阻,调节滑片到某一位置,观察到电流表的指针如图丙所示,此时R两端电压是 V;保持滑片不动,断开开关,用10Ω电阻代替5Ω电阻接入电路,闭合开关,则电路中的电流 0.2A(选填“大于”、“等于”或“小于”),此时应将滑动变阻器的滑片从上一个位置向 (选填“左”或“右”)滑动,使电压表示数为原来的值;
(5)当用30Ω的定值电阻进行探究时,发现无法完成该实验,于是她在电路中串联了一个定值电阻,为完成这次探究,的取值范围是 ;
(6)通过收集实验数据,得到如图丁所示的坐标图线,进一步得出结论:导体两端电压一定时,流过导体的电流与导体的电阻成 (选填“正”或“反”)比。
21.小明利用如图甲所示电路来探究“电流与电阻的关系”。为完成实验,他收集了如下实验器材:学生电源一个,开关,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω和20Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器“60Ω 0.5A”,导线若干。
(1)小明连接了如图甲所示电路,检查电路发现有一条导线连接错误,请在图甲中错误导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确 。
(2)连接电路时开关应 ,将滑动变阻器滑片滑至最 (填“左”或“右”)端。闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,可能是定值电阻发生 。(填“断路”或“短路”)
(3)排除故障后,他将电源电压调为3V,保持定值电阻两端电压为U0不变,调节滑动变阻器阻值进行3次实验,所绘制的I与关系图像如图乙(a)所示,由图像分析可得出的结论是: ;
(4)为了得出更普遍的规律,小明更换了U0值,继续利用所准备的4个定值电阻进行实验,根据实验数据描点所绘制的I与关系图像不可能是图乙中的 (选填“b”或“c”);为了顺利作出b、c两根图线,他可以将电源电压设定在 V范围内。
22.为探究煤油和菜籽油热值的大小关系,小明组装了如图所示的装置进行实验,实验开始时,两装置燃料和水的质量已知且相等,假设燃料燃烧时均匀放热。
(1)实验时,可以通过比较 (填“加热时间”或“水升高的温度”)来比较煤油和菜籽油放出热量的多少;
(2)实验测得的数据如表所示,小明认为燃料燃尽的时间过长,可以在燃烧时就读数比较,你认为这种说法 (填“正确”或“不正确”),理由是 ;
加热时间
0
5
10
15
煤油
水温
20
100(刚好沸腾)
100(燃料刚好燃尽)
菜籽油
20
40
60
80(燃料刚好燃尽)
(3)分析表中数据可知, 的热值更大;
(4)小明利用实验数据计算出了两种燃料的热值,则他计算的燃料热值会比真实值 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
23.如图所示,小覃同学所在的兴趣小组正在探究并联电路中电流的规律。
(1)图甲是他们设计的电路图,实验时需要测量A、B、C三处的电流。图乙是他们某次测量时连接的实验电路,此时电流表测量的是 (选填A、B、C)处的电流;
(2)小覃同学要测量通过L2的电流,只需将图乙中导线a的下端移动到电流表的 接线柱上(选填负、0.6、3);重新连接好电路后,闭合开关,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为 A;
(3)该小组另一位同学测出一组A、B、C三处的电流,数据如下:,,,由此他得出结论:
①干路电流等于各支路电流之和。
②各支路电流相等。
(4)小组内交流讨论后,一致认为该同学的结论不具普遍性,要得到并联电路中电流的规律,还应该选用规格 (选填“相同”或“不相同”)的灯泡进行实验。
24.小明用如图甲所示的电路测量一根铅笔芯的电阻。
(1)请在图甲中用笔画线代替导线将电路连接完整 ,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至 (选填“A”或“B”)端。
(2)闭合开关,移动滑片P,两表始终无示数,电路连接和电表均完好,则可能是滑动变阻器发生 故障。
(3)排除故障进行实验,第1次测量时,电压表示数如图乙所示,为 V,计算出电阻为 Ω;移动滑片P,将多次测量的数据记录在下表中,计算出对应的电阻。
实验次数
电压
电流
电阻
1
_________
0.20
_________
2
0.70
0.28
2.50
3
0.90
0.36
2.50
4
1.10
0.46
2.39
5
1.30
0.57
2.28
6
1.50
0.70
2.14
(4)小明分析实验数据,得出铅笔芯电阻随电压和电流的变化而变化的结论;这个结论是否科学?请你发表观点并说明理由 。
25.某小组在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中,提供了如图所示的实验器材,两个烧瓶中装有等质量的煤油,将容器中的电阻丝按如图所示方式连接在电路中,且。
(1)该实验装置中电阻丝产生热量的多少是通过 来反映的。
(2)控制滑动变阻器滑片不变,该装置电路中电阻丝的连接方式是为了控制 不变来探究电阻丝产生的热量与 的关系。
(3)闭合开关,经过一定时间,甲烧瓶中煤油升高的温度 (选填“大于”“等于”或“小于”)乙烧瓶中煤油升高的温度。
(4)小组的同学想探究电流产生的热量与电流的关系,需要选择 (选填“同一”或“不同”)烧瓶为观察对象,通过移动滑动变阻器滑片改变电流进行实验探究。
(5)实验中小组同学选用的加热物质为煤油而不是水,其原因是: 。
26.小明用下图中的装置和表格中的几种导体来探究影响导体电阻大小的因素。
导体代号
长度/
横截面积/
材料
A
1.0
0.2
锰铜合金
B
1.0
0.4
锰铜合金
C
1.0
0.6
锰铜合金
D
0.5
0.4
锰铜合金
E
1.5
0.4
锰铜合金
F
1.0
0.6
镍铬合金
G
1.0
0.6
铁
(1)若小明选用代号为A、B、C三种导体进行实验,目的是想探究导体电阻与 的关系;
(2)若小明为检验“导体电阻跟长度有关”的猜想,他应选用代号为 的三种导体进行实验;
(3)实验过程中,小明接入代号A、B、D导体时,电路中的电流分别为I1、I2、I3,分析可知,I1、I2、I3的大小关系应为 ;
(4)下图是小明设计制作的一个模拟调光灯,他计划分别用甲、乙两根铅笔芯接入电路来做滑动变阻器。两根铅笔芯的长度都是17.5cm,甲的电阻为20Ω,乙的电阻为10Ω。灯光的调节效果可以从两个方面评价:一是小灯泡亮度的变化范围;二是调节精度。铅笔芯甲和乙相比,则甲 。
A.调节范围大,调节精度高 B.调节范围大,调节精度低
C.调节范围小,调节精度高 D.调节范围小,调节精度低
27.利用图中的装置探究水和煤油的吸热情况。在两个相同的烧瓶中分别接入电阻丝,装入质量和初温都相同的水和煤油,分别插入温度计。
(1)装置中电阻丝的阻值相等,实验中用 来反映液体吸收热量的多少。按照下表中的数据,请计算出煤油的比热容是 J/(kg·℃);
液体
质量/g
初温/℃
加热时间/min
末温/℃
煤油
150
20
10
50
水
150
20
10
35
(2)夏天,海边昼夜温差变化小,这是因为水的 大。
28.如图为探究“焦耳定律”的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气,将未知电阻的两根电阻丝 R1、R2串联在电路中。组装实验装置后,初始液面高度相同的U形管 (选填“是”或“不是”)连通器。只闭合开关S0,若,通电一段时间后,发现 (选填“甲”或“乙”)U形管两侧液面高度差更大。若将R1换成与R2阻值相同的定值电阻,同时闭合S0和S1,是为了探究电流通过导体产生的热量与 的关系。
29.如图甲所示,为了比较不同物质吸收热量的情况,同学们在两只完全相同的烧杯中分别放入质量相同的液体a和b,用两只完全相同的电加热器同时加热,用停表记录时间,并分别用相同的温度计测量它们的温度。
(1)实验中加热相同时间,通过比较 来反映液体吸热能力的强弱。
(2)同时加热6min,a液体吸收的热量 (选填“大于”“等于”或“小于”)b液体吸收的热量。
(3)图乙是该同学根据实验数据绘制的图像,根据图像可以知道物质 (选填“a”或“b”)吸热能力强。
30.在“探究物质的吸热能力”实验中,实验装置如图所示。
(1)实验中选取 和 都相同的甲、乙两种液体。
(2)用规格相同的电热丝分别给甲和乙两种液体加热,目的是保证相同时间内甲、乙两种液体 。
(3)记录实验数据如下表:
物理量
质量/g
加热前温度/℃
加热时间/min
加热后温度/℃
甲液体
150
20
5
30
乙液体
150
20
5
40
分析可知, (选填“甲”或“乙”)液体的吸热能力较强,理由是 。
(4)如果要从甲、乙两液体中选择汽车的冷却液,应选择液体 。
(5)若甲液体的比热容是,则乙液体的比热容为
31.如下图所示甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量都是10g,烧杯内的液体质量也相同,且实验中忽略热量损失。
(1)为比较不同燃料的热值,应选择图甲和图 进行实验,实验时要观察 (选填“加热时间”或“液体升高的温度”)来比较两种燃料的热值大小。小明根据此原理开展了实验:在烧杯内加入初温和质量相同的水,当燃料燃尽后,小明根据各个时刻烧杯中的水温,绘制了如图丁所示的图像①、②,则可初步判断 (选填“燃料1”或“燃料2”)的热值大;
(2)为比较不同物质的比热容,应选择甲和 图进行实验,加热相同一段时间后发现,液体a升温多,由此可知:质量相同的液体a和b,升高相同的温度时,液体a吸收的热量 (选填“大于”“小于”或“等于”)液体b吸收的热量,液体 的比热容小(选填“a”或“b”);
(3)另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验,并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水,取质量相等的另外两种燃料,在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图戊所示,根据图戊可得燃料2和燃料1的热值之比为 。
32.为了探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系,小明同学设计了图甲的电路,其中左右两个容器中的电阻丝阻值分别为5Ω和10Ω,两容器中封有质量相等的空气,请回答下列问题:
(1)将两个电阻丝串联接入电路后,加热一段时间,通过U形管中液面的高度差可以判断出 边容器中电流通过电阻丝产生的热量多。由此可得出:当其他条件相同时, ,电流通过导体产生的热量越多。
(2)实验后小明利用此结论,来测量一种液体的比热容。他设计了如图乙的电路,为了让由电阻丝和组成的电热器在相同的时间放出的热量相同,它们阻值的大小关系应为 。分别在两容器中装入等质量的水和待测液体,已知水的比热容为,闭合开关一段时间,分别用温度计测出水和待测液体升高的温度。下表是实验中测得的数据:
时间(min)
待测液体升高的温度(℃)
水升高的温度(℃)
2
9
6
4
18
12
6
27
18
若不计热损失,根据数据可以算出待测液体的比热容为 。
(3)小明计算后发现测量值比待测液体的标准比热容大,查阅资料了解到在加热过程中物体在不断的向外散热,物体散热的快慢跟物体本身的表面积、导热性和与环境的温差等因素有关,于是分析出,可能的原因是在加热过程中 的热量散失得快。
33.小聪同学利用图甲中的器材探究导体中电流与电阻的关系,其中电源电压可调。实验室可供使用的定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω和30Ω。
(1)小聪同学连接的实物电路如图甲所示,其中一根导线连接是错误的,请在图甲中将这根线打上“×”,并补画出正确的连线 ;
(2)若电源电压调为5V,滑动变阻器最大阻值为20Ω,电流表量程(0~0.6A),电压表量程(0~3V)。电路连接正确后,先用5Ω的定值电阻进行实验,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,此时电流表的示数如图乙所示;再将5Ω的定值电阻换成10Ω定值电阻进行实验,应把变阻器滑片向 (选填“左”或“右”)滑动,直至电压表示数为 V,并记录电流表的示数。要满足所有电阻都能进行实验,滑动变阻器应更换成最大阻值不小于 Ω的变阻器。
(3)小明同学也利用该器材进行实验,他重新调换电源电压利用不同的定值电阻进行实验,实验中使用的滑动变阻器最大阻值为20Ω,收集的数据如下表(实验并未按照表中序号顺序进行,随机选取电阻测出数据填入表格)。分析表中数据,发现第 组实验的数据存在错误,出现该错误的原因是某次将定值电阻的阻值由 Ω变换为错误数据点对应的阻值时,未调节滑片P就读取电流造成的,滑动变阻器接入电路的阻值为 Ω,电源电压为 V。
实验序号
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
0.2
0.12
0.1
34.小明同学正在做“连接串并联电路实验”。
(1)在连电路的过程中,开关必须 ,连好后经检查无误再闭合开关;
(2)如图的电路,两节电池是 联。若闭合开关电路状态是 (选填“通路”“断路”或“短路”),可能会使该电路中的 (选填“电源”或“灯泡”)被烧坏;
(3)若要两灯串联,应去掉导线 (填导线的号码);
(4)若要两灯并联,只需改动一根导线的一个接线头。请在图中把要改动的导线打“×”,并画出改动后的导线 ;
(5)在(4)中导线改好后,拧下其中一个灯泡,另一灯泡仍然会发光,这说明并联电路各支路之间互相 (选填“影响”或“不影响”)。
35.如图甲为探究“并联电路电流的规律”的实验电路图。
位置
A
B
C
电流/A
0.36
0.20
0.16
(1)灯、应该选择规格 (选填“相同”或“不相同”)的。
(2)若要测量干路电流,则电流表应该串联在图甲中的 (选填“”“”或“”)处。
(3)连接电路时,开关应保持 。连接好电路测量干路电流时,闭合开关,发现电流表指针偏转如图乙所示,原因是 。
(4)纠正错误后继续实验,实验结束后,小明将实验数据填入以上表格,根据表格数据得出结论:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。小明由此得出结论是 (选填“合理”或“不合理”)的,其原因是 。
36.小龙利用如图甲所示的电路探究“电流与电压、电阻的关系”,所选择的器材有:新干电池两节,、、、的定值电阻各一个,“”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一个,导线若干。
(1)若把滑片移到最左端,闭合开关,发现电流表示数为零,电压表的示数接近电源电压。为了排除故障,接下来的操作合理的是___________(选填字母符号);
A.拧紧电阻R两端接线柱
B.拧紧开关两端接线柱
C.检查滑动变阻器是否短路
(2)排除故障后,小龙首先探究电流与电压的关系。将数据结果绘制成图乙的图像,可得结论: 。
(3)小龙继续探究电流与电阻的关系。
①先把电阻接入电路,移动滑片置于阻值最大处,闭合开关,缓慢移动滑片,直到使电压表指针如图丙所示,则电压表示数为 V;接下来将的电阻更换为的电阻,闭合开关后,应将滑片从上一位置向 (左/右)滑动,使电压表示数与之前一致。
②最后当的电阻接入电路时,发现无法将电压表示数调节到和之前三次一样。为了用以上四个电阻都能完成实验,定值电阻两端所控制的电压应该不低于 V。
37.某物理兴趣小组为探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲所示的电路图,小组成员在实验室找到如下器材:电压恒为3V的电源,电流表、电压表各一只,开关一个,阻值分别为、、的定值电阻各一个,滑动变阻器一个,导线若干。
(1)连接电路前,开关应 :
(2)电路连接如图乙所示,小聪发现一根导线连接错误,请找出接错的导线并打上“×”。再用笔重新画一根正确连接的导线;
(3)纠正错误后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至 (选填“C”或“D”端);
(4)现电路中接入的是的定值电阻,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为2V。读电流表示数时发现电流表小量程标值模糊不清,如图丙所示,但可推断出电流表示数为 A;
(5)断开开关,将的定值电阻更换为,不改变滑动变阻器滑片的位置,闭合开关后,电压表示数将 2V(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(6)多次实验后,分析数据得出结论:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
38.在“探究电流与电压的关系”实验中,保持定值电阻R不变,小明设计了如图甲所示的电路图并进行实验。
数据序号
1
2
3
4
5
电压U/V
1.1
1.6
1.9
2.0
2.4
________
0.12
0.16
0.18
0.20
0.24
(1)连接完电路,实验前应将滑动变阻器的滑片P移至 (选填“A”或“B”)端。
(2)连接完电路,闭合开关S,电流表无示数,电压表有示数,移动滑动变阻器,电压表示数几乎不变,则电路中 (选填“R短路”、“R断路”、“滑动变阻器短路”或“滑动变阻器断路”)。
(3)某次实验中,电压表指针偏转如图乙所示,示数为 。
(4)实验测出五组数据记录在上方表格中,请补充完整表格 ;保持电阻不变时,电流跟电压成 关系。
(5)实验中测多组数据是为了 。
A.寻找普遍性规律 B.减少实验误差
39.设计图甲所示电路来测量小灯泡正常发光时的电功率,电源电压恒为3V,小灯泡上标有“2.5V 0.25A”字样。
(1)按照电路图连接电路,闭合开关后发现电流表指针反偏,原因是 ,还发现电压表无示数,原因可能是小灯泡发生了 故障;
(2)解决上述问题后,将滑动变阻器调至最大阻值,闭合开关,灯泡不亮,此时应该( )
A.观察电流表和电压表示数
B.移动滑动变阻器的滑片
C.更换小灯泡
(3)移动滑片,记录多组数据,并绘制出如图乙所示图像,发现小灯泡正常发光时(电压达到额定电压),电流并不是额定值,可能是灯丝长时间使用后变细,阻值变 导致的,根据图象可计算现在小灯泡正常发光时的功率为 W;
(4)本实验中,滑动变阻器的作用是: 。过程中得到了多组数据, (选填“应该”或“不应该”)求平均值;
(5)现有其他不同规格的三个小灯泡,“3V 1.8W”、“6V 3.6W”、“6V 2.4W”,分别将它们接入如图丙所示电路的M和N之间,电源电压为6V,的阻值为10Ω,闭合开关后, 最亮(可忽略灯丝电阻的变化)。
40.小明用图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”,电源电压为3V保持不变,阻值为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一个,满足测量需求的电流表、电压表各一个。
(1)闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应移到 (选填“A”或者“B”)端;闭合开关S后,发现电流表有示数,电压表无示数,故障可能是定值电阻R 。
(2)排除故障后,接入5Ω的定值电阻,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数如图乙所示,读数为 V,记录此时电流表示数。断开开关,将5Ω的定值电阻换为10Ω的定值电阻,闭合开关,移动滑片直到 为止,再次记录电流表示数。更换20Ω的定值电阻继续实验。
(3)图丙是另一同学利用自己的实验数据绘制的图像。该同学 (选填“能”或“不能”)得出正确结论,说明理由 。
41.在探究热现象的实验中,小明将质量相等的冰和石蜡分别装在两个相同的试管中,并放在一个装有水的大烧杯中进行加热,如图甲所示,根据实验数据绘制的温度随时间变化的图象,如图乙所示,请回答下列问题:
(1)将两试管放在同一个装有水的大烧杯中进行加热,目的是 。
(2)由图乙可知, (选填“A”或“B”)是冰,该物质在第4分钟时的状态为 ,冰在熔化过程中温度 (选填“升高”或“不变”),当冰全部熔化后,继续加热使烧杯中的水沸腾并持续一段时间,发现试管中的水始终不会沸腾,其原因可能是 。
(3)加热的第1分钟,冰、石蜡均为固态,由图乙可知,此时 (选填“冰”或“石蜡”)的比热容较大。
42.按要求完成填空。
(1)如图甲所示,墨水在热水中比在冷水中扩散得快,这是因为温度越高,分子热运动越 (选填“剧烈”或“缓慢”);
(2)如图乙所示,在调节水平平衡后的杠杆下方挂3个钩码,若想杠杆保持水平平衡,需在A点下方挂 个相同的钩码;
(3)如图丙所示,在“探究不同物质吸热升温的现象”实验中,应取初温相同、 相等的a、b两液体用相同的酒精灯加热。加热相同时间,若A温度计示数变化较大,则a液体的吸热能力更 (选填“强”或“弱”)。
43.实验是物理学的语言,物理学习小组的同学们开展了以下的探究活动:
(1)在研究扩散现象时,在量筒里装一半清水,一半蓝色的硫酸铜溶液。开始时需保证清水与硫酸铜溶液之间有明显的界面,下列操作最合理的是_________。
A.先往量筒中加入清水,再将量筒倾斜,缓慢倒入硫酸铜溶液
B.先往量筒中加入硫酸铜溶液,再将量筒倾斜,缓慢倒入清水
C.先往量筒中加入清水,再将长颈漏斗插入水底,从长颈漏斗中缓慢注入硫酸铜溶液
(2)如图乙所示是探究“做功改变物体内能”的实验装置,该装置由圆底烧瓶、温度传感器、橡皮塞、橡皮管、打气筒等组成。向圆底烧瓶内注入适量酒精,使用打气筒向烧瓶内打气,传感器采集的数据关系图像如图乙所示,可知塞子在第 s被弹开。
(3)在用电流表测电流的实验中:闭合开关,发现电流表指针如图丙所示,接下来的操作应是 ;改正后,电流表示数如图丁所示,为 A。
(4)小组同学用图戊所示电路探究导体电阻大小与哪些因素有关,是通过观察 来判断电阻大小的。
44.小红做“测定小灯泡的电功率”实验,小华做“用电流表、电压表测电阻”的实验。现有器材:待测电阻、待测小灯(标有“0.3A”字样)各一个、两个滑动变阻器(规格分别为“10Ω 3A”和“20Ω 2A”),电压表(只有0~3伏完好)、电流表、开关、电源(电源电压相等,为2伏整数倍且不变)各两个以及导线若干。他们分配器材后,正确串联实验器材,分别使变阻器连入电路中的电阻最大,电压表并联在电路中:
小红闭合开关,移动变阻器的滑片,直至小灯正常发光。电压表示数变化范围为1.5~2.6伏,电流表示数变化范围为0.26~0.30安;
小华闭合开关,将电表示数记录在表序号1中,移动滑片,将部分数据记录在序号2、3中,其中序号3为电路中最大电流。
小华实验数据
物理量
序号
电压U
(伏)
电流I
(安)
1
2.0
0.20
2
2.5
0.24
3
0.30
(1)小红判断小灯泡正常发光的方法是: ;
(2)求小红实验中小灯正常发光时P额;(需写出解答过程)
(3)待测电阻Rx的阻值为 欧。(精确到0.1欧)
45.请完成下列填空。
(1)如图甲所示,在“探究物体动能与哪些因素有关”的实验中,通过观察 来判断物体动能的大小;
(2)如图乙所示,两试管中A、B液体的质量与初温均相同,加热一段时间后,温度计显示A液体温度较低,则 液体的吸热能力较强;
(3)如图丙所示,是探究电流通过导体产生的热量与 关系的实验装置。通电一段时间后, (选填“左侧”或“右侧”)容器内电阻丝产生的热量较多。
46.小华用电压表、电流表、滑动变阻器、导线、开关及新的干电池等实验器材,测量额定电压为2.5V小灯泡L的额定功率。
(1)小华连接好图甲所示电路,闭合开关S,发现小灯泡L发光暗淡,观察电压表、电流表均有示数,移动滑动变阻器的滑片P,电压表、电流表示数均不变,出现这种现象的原因是 。
(2)小华改正实验错误后,移动滑动变阻器的滑片P,使 ,电流表示数如图乙所示,由此可知,小灯泡L的额定功率为 W。
47.用图-1所示器材测量小灯泡的电功率,所用器材均完好.待测小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压恒为4.5V.
(1)请正确连接完图-1的电路。
(2)闭合开关,当灯泡正常发光时,电流表示数如图-2所示,据此计算出小灯泡的额定功率为 W,小灯泡的额定电阻为 。
(3)测出小灯泡的额定功率后,再测小于小灯泡额定功率的实际功率,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“A”或“B”)端滑动。
(4)测量小灯泡的电功率 (选填“需要”或“不需要”)多次测量不同电压求平均值,原因是 。
(5)该组同学完成测小灯泡电功率实验后,继续探究电流与电压的关系,则可以将电路中的灯泡用一个 代替,就可以实现不拆接导线完成多次测量。
48.在“探究电流与电压的关系”实验中:
(1)请用笔画线代替导线,将甲图中电路连接完整,要求滑片P向B端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大(连线时导线不允许交叉);
(2)小明排除故障后,移动滑片P到某一位置时电流表示数如乙图所示,此时通过电阻的电流为 A,若要增大电阻两端的电压,应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动;
(3)请根据表格数据,在图丙中绘制电阻R的I﹣U图像。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1
1.5
2
2.5
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
49.如图甲所示是某实验小组在“探究并联电路电流规律”的实验时设计的电路图;
实验序号
A点电流
B点电流
C点电流
①
0.32
0.28
0.60
②
0.28
0.20
0.48
③
0.26
0.18
0.44
(1)实验中,小明应该选择两个规格 (选填“相同”或“不同”)的小灯泡;
(2)正确连接电路后,小刚测出A、B、C三处的电流如表所示,由此可得出结论 (只写表达式),但是细心的小明发现,记录数据的表格中存在不规范之处,你认为表格中的不规范之处是: ;
(3)改变灯泡规格,重新进行上述实验,测得A处电流IA=0.3A,观察到C处电流表指针位置如图乙所示,则B处电流大小为 A;
(4)为更方便地测出两支路的电流,小明找来一个单刀双掷开关,设计了如图丙所示的电路,当开关S接a时,电流表测量通过 (选填“L1”或“L2”)的电流;当开关S接b时,请判断电流表能否正常测量通过另一条支路的电流,并说明理由 。
50.在“探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系”实验中,小明在老师的指导下,设计了如图甲所示的电路图。
(1)闭合开关前,发现电流表指针如图乙所示,出现此现象的原因是: ;
(2)图丙是某次测量时用两个相同规格灯泡连接的实验电路,此时电流表测量的是图甲中 点的电流;请在图中改动一条导线,使电流表测量通过灯的电流 。
(3)在分别测出图甲中三点的电流后,学习小组将电流表的读数写入表格;
处的电流/
处的电流/
处的电流/
第一次测量
0.52A
0.26A
0.26A
(4)分析上表数据,小明得出结论:在并联电路中,各支路电流相等且干路电流等于各支路电流之和。你认为小明得出的结论 (选填“正确”或“不正确”);理由是: 。修正后,小芳认为小明的实验过程仍存在不足,原因是: 。
51.如图所示,小勤和小奋做了探究“串联、并联电路的特点”的实验。
Ⅰ、探究串联电路的特点
(1)小勤连接好如图电路后,闭合开关,两个小灯泡都能发光,取下其中一个小灯泡,可观察到另一灯泡 (选填“能发光”或“不发光”)的现象;
(2)小奋连接好电路后,闭合开关,发现、两个小灯泡都不亮,他用手按一下小灯泡,、仍然都不亮,按一下小灯泡,两灯都亮,松开手两个小灯泡又不亮,则故障可能是 (选填“灯丝断了”“灯丝断了”“短路”或“与灯座接触不良”);
(3)调试好电路后,两灯都能发光,小奋使其中一个小灯泡短路,可以观察到被短路的小灯泡 (选填“能发光”或“不发光”);
(4)用如图所示的电路图进行实验,将开关分别接在、、三点,开关的作用 (选填“相同”或“不相同”);
Ⅱ、探究并联电路的特点
(5)小勤连接了如实物图所示电路,闭合开关后,发现两个灯泡都未发光,且电池发热,这是因为电路中出现 现象,此时小勤应立即 ;
(6)小勤想将电路全部拆散,重新连接。小奋认为只需拆除 (选填“a”、“b”、“c”、“d”)导线,并连接在 (填字母)点接线柱,就能成为两灯并联且开关在干路上的正确电路;
(7)排除故障后,小奋闭合开关发现、都发光时,取下其中一个灯泡,可观察到另一灯泡仍然发光的现象,说明并联电路中各用电器之间互不干扰。
52.用如图1装置探究物质吸热规律,对甲(100g的水)、乙(200g的水)和丙(100g的油)进行测量,获得的温度随时间的变化图像如图2。
(1)本实验液体吸收的热量的多少通过 反映。
(2)分析图像可知:同种物质,质量相同,升高的温度越大,吸收的热量越 。
(3)比较甲、乙图像,可知:物质吸收热量的多少与 有关。
(4)已知水的比热容是,根据图像估算油的比热容为 。
(5)加热时,搅拌液体的目的是 ;停止加热后,发现甲烧杯口 (填“内”或“外”)壁出现小液珠。
53.为研究分子世界的奥秘,小文向一端封闭的玻璃管中注水至一半位置,然后再缓慢注入染成红色的酒精直至充满,用盖子盖住管口。
(1)刚开始两种液体是分层的(图a),静置一段时间后两种液体却自然混合了(图b), 在物理中将这种现象称为 ,说明 ;
(2)两种液体自然混合后,玻璃管上方还出现了一个小空隙,说明混合后酒精和水的总体积 (选填“大于”“等于”或“小于”)混合前酒精和水的总体积。为了便于了解分子模型,小文用小米和黄豆分别装满两个杯子(图c),接着将小米和黄豆混合后再装进这两个杯子,发现装不满两杯(图d),该实验 (选填“模拟”或“证明”)了分子之间有空隙,这里小文运用了 (选填“控制变量”、“转换”或“类比”)的实验方法。
54.小明同学学习了燃料的热值后,考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收,而水的比热容已知。(注:燃料完全燃烧放热用Q放=mq计算,某燃料的热值用q表示;其质量用m表示)。自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了图所示的装置进行实验,记录结果见下表:
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后水温/℃
煤油
25
44
菜籽油
25
34
(1)为了保证实验结论可靠,小明同学选择了两套相同装置,在实验中还应控制:煤油和菜籽油的 相同;另外,甲乙两烧杯内水的质量要相等。
(2)分析得出:煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是
(3)小明同学还想利用这种实验方案计算公式Q=cm△t算出煤油和菜籽油的热值。利用此实验方法计算出的热值将比真实值 (偏大或偏小),你认为出现这种现象的原因: 。
55.小星利用如图所示的装置进行“比较水和煤油吸热的情况”的实验。
(1)实验中应选取初温不同但 (选填“质量”或“体积”)相同的水和煤油。故实验中还应当用到的测量仪器为 和秒表。
(2)用相同规格的加热器对水和煤油进行加热,得到的部分实验数据如表所示。分析数据可得:
加热时间/min
0
1
2
3
4
……
10
水的温度/℃
30
34
38
42
46
……
70
煤油温度/℃
10
18
26
34
42
……
90
①在0~10min内,水吸收的热量 (选填“大于”“等于”或“小于”)煤油吸收的热量。
②水和煤油中, 的吸热能力更强。
③水和煤油的比热容之比为 。
56.在探究影响电流做功大小的因素的实验中:
(1)用如图所示的电路可以来探究电功与 的关系。
(2)实验中提供“2.5V”和“3.8V”两种规格的灯泡若干,则你所选用的灯泡是
(3)下面是某同学探究该实验的过程与记录,请帮他完成
①根据电路图连接电路
②闭合开关,调节滑片,观察到L1比L2亮,说明相同时间内电流通过 做功多,同时他还需要收集到的另一信息是
③多次调节滑片的位置,重复步骤②
④综合分析实验的现象与数据得到的结论是: 。
57.有一种用半导体材料制成的热敏电阻,其电阻随温度变化的图像如图,
(1)热敏电阻的电阻值随温度升高而 。(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(2)实验室现有两只外形完全相同的电阻,其中一只为热敏电阻,另一只为定值电阻,(电阻值不随温度的变化而变化)。为了辨别它们,小明设计了如图的电路。
操作:1.按图连接电路2.闭合开关,点燃酒精灯加热
分析:1.若电流表示数 变化(选填“有”或“无”),则电阻 热敏电阻(选填“是”或“不是”)。2.若 。
试卷第1页,共3页
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参考答案
1.(1)
(2) 0.16 ③
(3) 20 8
【详解】(1)在伏安法测电阻的实验中,电压表应与定值电阻并联,电流表应与定值电阻串联,滑动变阻器应“一上一下”接入电路。 由图甲可知,定值电阻右端接线柱与电流表左端接线柱的导线是错误的,改正电路如下:
(2)[1]由乙图可知,电流表选择小量程,分度值为0.02A,示数0.16A,即此时电路中的电流为0.16A。
[2]将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,闭合开关,电压表示数为零,接着将滑动变阻器的滑片移到阻值最小处,电流表示数增加了0.24A,电压表示数始终为零。
①若定值电阻被短接,那么电压表测的是一段导线的电压,导线电阻很小,根据U=IR可知,电压表示数为零,将滑动变阻器的滑片移到阻值最小处,则整个电路短路,电路中电流很大,会超过电流表量程,而不仅仅是增大0.24A,故①不符合题意;
②若电压表量程选大了,电压表应该有示数,只是电压表指针偏转角度较小,故②不符合题意;
③若电压表和定值电阻左端接线柱相连的导线断路,那么电压表断路,电压表无示数,故③符合题意。
故选③。
(3)[1][2]故障解决后,滑片最大处电流I1=0.16A,滑动变阻器30Ω,当定值电阻R,电源电压U=I1(R+30Ω)①
滑片最小处(变阻器0Ω),电流I2=0.16A+0.24A=0.4A,U=I2R=0.4R②
联立①②得0.16(R+30)=0.4R
解得R=20Ω,则电源电压为U=0.4R=0.4A×20Ω=8V
2.(1)电流表正负接线柱接反了
(2) 导体两端的电压 反比
(3) 2 变大 右
(4)50
【详解】(1)电流表指针偏到零刻度线左边,是因为电流表的正负接线柱接反了。
(2)由图丙可知,电压一定时,电流随电阻增大而减小,且乘积(电压)不变。结论:当导体两端的电压相同时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(3)[1]由图丙,当时,,则电压表示数
故应使电压表示数为2V。
[2][3]将换为,滑片不动时,定值电阻分压增大,电压表示数变大。为保持电压表示数不变,需增大滑动变阻器阻值,分担更多电压,故滑片应向右调。
(4)当定值电阻为时,电压表示数,滑动变阻器需分担电压,由串联电路分压规律:,即,解得,故滑动变阻器的最大阻值应不小于50。
3.(1)绝缘体
(2) 电阻 通电时间
(3)电流
(4)见解析
【详解】(1)绝缘体是指不容易导电的物体。煤油中不存在大量能够自由移动的带电粒子,所以煤油不容易导电,是绝缘体。
(2)[1][2]根据控制变量法,在探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”时,需要控制电流不同而其他可能影响热量产生的因素相同。而电流通过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间有关,所以应控制电阻和通电时间相同。
(3)根据并联电路电流的规律可知,通过R1的电流小于通过R2的电流;在甲烧瓶外面并联一电阻的目的是使甲、乙两个烧瓶内电阻丝的电流不同。
(4)用可以算电流通过任何用电器产生的热量,而W=UIt是计算电功的普遍适用的公式,Q=W的条件是:纯电阻即不含有电动机等的电路(将电能全部转化为内能的电路)。如含有电动机的电路,电流做的功大部分转化为机械能,有一小部分转化为内能,即发热了,则W=UIt>Q
所以,Q=UIt不能计算电流通过任何用电器产生的热量。
4.(1)
(2)定值电阻R短路
(3)当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(4) 右 3
(5)A
【详解】(1)滑片P向右移动时,电流表示数变小,说明滑动变阻器阻值变大,所以滑动变阻器选A端接线柱与电阻R串联,电压表并联在定值电阻两端,如图所示:
(2)闭合开关后,电流表有示数,则电路中有电流通过,没有断路情况,电压表无示数,则可能是电压表被短路,则电路故障原因可能是定值电阻R短路。
(3)由丙图可知,通过定值电阻的电流随电阻的增大而减小,电流与电阻的乘积不变,所以可以得出结论是:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)[1][2]由丙图可知,定值电阻两端电压
则实验中定值电阻两端电压保持3V不变,将定值电阻由5Ω更换为10Ω时,由串联分压规律可知,定值电阻两端电压变大,为了保持定值电阻两端电压不变,需要增大滑动变阻器两端电压,所以增大滑动变阻器的阻值,故将滑动变阻器的滑片向右调节,使电压表示数为3V。
(5)换接50Ω的定值电阻后,定值电阻两端电压保持3V不变,电源电压为4.5V,则滑动变阻器的阻值
由于滑动变阻器标有“20Ω 2A”字样,所以滑动变阻器的最大阻值偏小,故可以更换阻值更大的滑动变阻器,故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
5.(1)电阻箱的阻值
(2)电压表的示数保持不变
(3)大
(4)6
(5)通过导体的电流与导体的电阻成反比
(6) 能 他们所控制的电阻箱两端的电压不同
【详解】(1)因为要探究电流与电阻的关系,所以要记录电流及电阻的数据进行分析,即要记录电阻箱的阻值。
(2)根据控制变量法,探究电流与电阻的关系时,要控制电阻箱两端的电压不变,即调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数仍为U0。
(3)电阻箱与滑动变阻器串联,根据串联分压规律可知,电阻越大,分得的电压越多,在电阻箱的电阻不断变大时,要使电阻箱两端电压达到U0,应将滑动变阻器的电阻值变大;而滑动变阻器的电阻调到最大值时,电阻箱两端的电压不能达到U0,说明电阻箱的电阻调得太大了。
(4)由图乙可知,当电阻为10Ω时,电流为0.6A,根据欧姆定律可知,电阻箱两端的电压为
(5)由图乙可知,其横轴和纵轴所表示的物理量分别为电阻箱的电阻R及通过的电流I,矩形“面积”即IR,“面积”相等即表示电流I与电阻R的乘积是定值,所以得到的结论是:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(6)[1][2]由图丙可知,电阻箱两端的电压,由图中数据分析,电流I与电阻R的乘积是定值,均为,所以仍然能得出“电流与电阻关系”的结论。
[2]由上述解析可知,电阻箱两端的电压
因此两个小组所画出的图像不同,是因为他们所控制的电阻箱两端电压不同。
6.(1)
(2) 断开 A
(3)加一节干电池/增大电源电压
(4) 0.2 10
(5)不能
(6)
【详解】(1)因为小灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表应选用“0~3V”的量程,且电压表与小灯泡并联,如图所示:
(2)[1]连接电路时,开关应处于断开状态,这是为了防止电路连接过程中出现短路等故障,保护电路元件。
[2]正确连接后,滑动变阻器滑片在最大阻值处,即图中的B端,要使灯逐渐变亮,需减小滑动变阻器接入电路的电阻,所以应将滑片P由最大阻值处缓慢向A端移动。
(3)即使将滑片移动到阻值最小的位置,小灯泡两端电压也无法达到2.5V,说明电源电压不足,解决办法是加一节干电池,增大电源电压。
(4)[1]由图乙可知,电流表选用0~0.6A量程,其分度值为0.02A,则通过灯L的电流为0.2A。
[2]小灯泡正常发光时电压,由图丙可知,此时电流。根据欧姆定律,可得小灯泡正常发光时的电阻
(5)探究通过导体的电流与电压关系时,需要控制导体的电阻不变。但小灯泡的电阻会随温度变化而变化,不是定值,所以该实验装置不能用来探究通过导体的电流与电压关系。
(6)[1]只闭合开关S、S1,此时电压表测小灯泡两端电压,要使小灯泡正常发光,应调节滑片,使电压表示数为U额。
[2]保持滑片位置不变,只闭合开关S、S2,小灯泡、定值电阻和滑动变阻器仍串联,电路电流不变,电压表测量小灯泡和定值电阻两端的总电压,此时电压表的示数为U,则定值电阻两端电压为,电路电流
故可知小灯泡正常发光时的电阻
7.(1) 质量 相同
(2) 完毕 温度计示数变化
(3)煤油
【详解】(1)[1][2]本实验比较不同燃料的热值大小,根据控制变量法可知,除了使用不同的燃料之外,其余一切因素都应相同,应在烧杯中装入相同质量的水,酒精灯中装入相同质量的煤油和酒精。
(2)[1][2]本实验比较不同燃料的热值大小,需燃烧相同质量的燃料,比较其放出热量的多少,第(1)问已经控制了燃料质量相同,则需要当燃料燃烧完毕后进行比较,燃料燃烧放出的热量被水吸收,只需要比较水升高的温度,即温度计示数变化。
(3)由丙图可知,燃烧相同质量的煤油和酒精,最终使用煤油加热的水升温更高,所以煤油的热值更大。
8. 质量 加热时间 花生油 弱
【详解】(1)[1]该实验采用控制变量法,要探究不同物质的吸热能力,只能改变物质种类,物质的质量及初温必须相同。
[2]本实验中,用相同的电加热器加热,相同时间内放出的热量相同,所以可以通过比较加热时间来反映两种液体吸收热量的多少,加热时间越长,吸收的热量越多。
(3)[3]分析表中数据可以发现,加热相同时间,即液体吸收相同的热量时,水的温度变化较小,花生油温度变化量大,所以水的吸热性能更强,因此图像(b)中①代表花生油,②代表水。
(4)[4]若使用水或导热油作为电暖器的液态介质,加热相同时间,比热容小的升温更快,为使内部充有液态介质的电暖器通电后能迅速升温,故选用花生油。
9.(1)质量
(2)等于
(3) 水 比热容大
(4)B
【详解】(1)从表中数据可知,水和食用油的质量都是60g,所以质量相等。
(2)使用相同的电加热器给水和食用油加热,在相同时间内,电加热器放出的热量相同,那么水和食用油吸收的热量也相同。所以加热6min,食用油吸收的热量等于水吸收的热量。
(3)[1][2]由表中数据可知,加热6min,水的温度从20℃升高到45℃,升高了25℃;食用油的温度从20℃升高到70℃,升高了50℃。根据分析,水和食用油质量m相同,吸收热量Q吸相同,水升高温度Δt较小,说明水的比热容更大,说明水的吸热能力更强,汽车选择水作为冷却液,是利用水的比热容大的性质。因为相同质量的水和其他物质相比,升高相同的温度,水吸收的热量更多,冷却效果更好。
(4)A.根据图可知,升高40℃,A、B的加热时间分别为2min和3min,由转换法,B、A的吸热之比为3:2,根据比较吸热能力的方法,故可知A的吸热能力弱,为食用油;故A正确;
B.0~2min,食用油升高的温度为40℃,吸热为Q=cmΔt=2.8×103J/(kg•℃)×0.1kg×40℃=1.12×104J
由转换法,水0~2min吸收的热量为1.12×104J,故B错误;
C.加热2min,由转换法,水吸收的热量等于食用油吸收的热量,故C正确;
D.相同条件下,升高40℃,B、A的吸热之比为3:2,根据Q=cmΔt可知,在质量和升高的温度相同的情况下,吸热与比热容成正比,则油的比热容为
故D正确。
故选B。
10.(1)灯泡断路
(2)2.2
(3)B
(4)不合理
(5)
(6)
【详解】(1)由图甲可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量灯泡的电压,电流表测量电路电流。闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不亮,且电压表有示数,电流表无示数,说明电路出现断路现象,且电压表与电源相连接,则故障原因可能是灯泡断路。
(2)由图乙所示,电压表的分度值为0.1V,示数为2.2V。
(3)小灯泡的额定电压为2.5V,若想测量小灯泡的额定功率,则应增大灯泡两端电压,即减小变阻器接入电路中的电阻,因此应将滑片向B端移动,直到电压表的示数为2.5V。
(4)不同电压下,灯泡的电功率不同,求不同电功率的平均值是没有意义的,故她这样处理数据是不合理的。
(5)实验中通过减小变阻器的阻值来增大灯泡两端电压,因此当灯泡两端电压越小,变阻器接入电路的阻值越大,由表格中数据得,序号1中灯泡两端的电压最小为2.0V,根据串联分压知识可知,此时的变阻器两端的电压为
则变阻器接入电路的阻值为
因此选择即可完成上述实验。
(6)当开关S、S2闭合,S1断开时,R0和并联,电流表测量干路电流,示数为I1。当开关S、S1闭合,S2断开时,R0和并联,电流表测量通过R0的电流,电流表示数为I2。则电源电压为
根据并联电路的电流规律可知,此时通过的电流为
则未知电阻的阻值为
11.(1)导体的导电能力与导体的材料有关
(2) 其两端的电压与通过它的电流的比值相同 其两端的电压与通过它的电流的比值不相同 导体两端的电压与通过导体的电流的比值
(3) ①③④⑤ 不可行,没有控制导体的材料相同
【详解】(1)实验中的A、B两点间先后接入长度与横截面积相同的铜线、铅笔芯、镍铬合金丝,即接入电阻的材料不同,通电后灯泡的亮度不同,说明导体导电能力与导体的材料有关;
(2)[1]滑片P向左滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,故滑片以右的电阻丝连入电路中,如下图所示:
[2][3][4]由表1数据可以得出:同一导体,导体两端的电压与通过导体的电流的比值相同;不同导体,导体两端的电压与通过导体的电流的比值不相同;可见,导体两端的电压与通过导体的电流的比值反映了导体本身的一种性质,物理学上把导体的这种性质定义为电阻;
(3)[1]为了探究导体电阻的大小与导体的材料的关系,需要控制长度和横截面积相同,改变导体的材料,导体①⑤符合题意;为了探究导体电阻的大小与长度的关系,需要控制导体的材料和横截面积相同,改变导体的长度,导体①④符合题意;为了探究导体电阻的大小与横截面积的关系,需要控制长度和导体的材料相同,改变导体的横截面积,导体①③符合题意;故要探究导体电阻的大小与导体的材料、长度和横截面积的关系,至少需要选择表2中的①③④⑤导体作为研究对象;
[2]由表2中的数据可知,导体③和⑤的长度相同,材料不同,横截面积不同,因为没有控制导体的材料相同,所以不能选择导体③和⑤用来探究导体电阻的大小与横截面积的关系。
12.(1)
(2)电阻断路
(3) 0.5 5
(4)求平均值,减小误差
(5) 将接通触头2
【详解】(1)测量未知电阻的阻值时,定值电阻和滑动变阻器串联,电压表应该测量定值电阻Rx两端的电压,即电压表并联在电阻两端;当滑片P向左移动时,电流表的示数减小,说明滑动变阻器接入电路的电阻增大,所以应将滑动变阻器的右下接线柱接入电路,连接方式为:将滑动变阻器的右下接线柱与未知电阻的左端接线柱相连。如图所示:
(2)电流表几乎无示数,说明电路可能断路;电压表示数接近3V(电源电压),说明电压表与电源两极相连通,移动滑片P,电表示数均无变化,所以故障可能是断路。
(3)[1]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0.5A。
[2]根据欧姆定律,可得
(4)改变滑片位置进行多次测量,目的是多次测量求平均值,减小误差。
(5)[1]②保持滑片P的位置不变,将接通触头2,电压表示数为,即两端的电压为,这样可以求得电路电流为;
[2]当接通触头1时,电压表测与两端的总电压;当接通触头2时,电压表测两端的电压。根据串联电路电流处处相等,即
解得。
13.(1)连接电路时开关没有断开
(2) 断路 通路
(3)发光二极管
(4) C B
【详解】(1)为了保护电路,连接电路时,开关应断开,刚接好最后一根导线,灯泡就亮了,说明电路连接好最后一根导线时,电路处于通路,即可说明连接电路时,没有断开开关。
(2)[1]闭合开关前,开关是断开的,此时电路是断路,电路中没有电流,小灯泡不发光。
[2]闭合开关后,小灯泡发光,电路中有电流,电路是通路。
(3)发光二极管具有单向导电性,而电铃没有这样的性质,所以可用发光二极管判断电路中电流的方向,从而判断电源的正负极。
(4)[1][2]因为干电池的锌筒是它的负极,碳棒是它的正极。A图电流不能流回到负极,处于断开状态;C图中从电池的正极流出的电流能经灯丝,沿导线回负极,形成通路,灯泡能发光;B图电流没有经过灯泡的灯丝,而是直接沿导线流回负极,形成短路。
14.(1)
(2)
(3) 左 2 断开开关S,更换不同阻值的电阻
(4)在电压一定时,电流和电阻成反比
【详解】(1)电流表应串联在电路中,电压表应并联在定值电阻两端,故定值电阻和电流表相连的导线错误,可将定值电阻的右侧接线柱和电压表的负接线柱相连,如图所示:
(2)电源、电流表、滑动变阻器、定值电阻和开关依次连接,电压表并联在定值电阻两端,电路图如图所示:
(3)[1][2]探究通过导体的电流跟电阻的关系实验,应控制定值电阻两端的电压不变,将阻值为5的定值电阻换成电阻为10的定值电阻,根据串联分压特点可知定值电阻两端的电压变大,为保持定值电阻两端的电压为2V不变,应让滑动变阻器两端的电压变大,根据串联分压特点可知变阻器接入电路的阻值应变大,调节滑动变阻器的滑片P向左端滑动,使电压表的示数U为2V。
[3]实验中需要测量多组数据。故应断开开关S,更换不同阻值的电阻(15Ω、20Ω、25Ω、40Ω),仿照步骤②再进行四次实验,将相应的R、I记录在表格中。
(4)分析下表中的实验数据可知
可得实验结论:在电压一定时,电流和电阻成反比。
15. 小 有热量损失
【详解】[1]相同质量的酒精和碎纸片燃烧放热,酒精燃烧放出的热量可以将水的温度升高20℃,碎纸片燃烧放出的热量可以将水的温度升高10℃,可见酒精放出的热量是碎纸片放出热量的两倍,根据可知,酒精的热值是碎纸片的2倍,所以碎纸片的热值为。
[2][3]因为烧杯、空气也吸收热量,并且燃料不可能完全燃烧,故测得的放出的热量偏小,根据可知,测得的热值会偏小。
16.(1)将电流表换接小量程
(2)电流表正、负接线柱接反了
(3)换用不同规格的灯泡
【详解】(1)小明将电流表接在A处,闭合开关,电流表示数如图乙所示,指针偏转角度太小,为了得到更为准确的测量结果,他应该断开开关,将电流表换接小量程(0-0.6A),重新进行实验。
(2)小红测量时,闭合开关,电路接通,发现指针向“0”刻度的左侧偏转,说明电流表的正负接线柱接反了。
(3)为得出普遍性的结论要换用不同规格的灯泡多次测量A、B、C三处的电流。
17.(1) 加热时间 等于
(2)自下而上
(3)42
(4)①和②
(5)A
【详解】(1)[1][2]用相同的加热装置加热,相同的时间内A、B两种液体吸收的热量相同,加热时间越长,液体吸收的热量越多,故可以用加热时间来表示吸收的热量的多少,加热2min物质A吸收的热量等于物质B吸收的热量。
(2)实验时要用酒精灯的外焰加热,故组装器材时,先安装酒精灯,应按照自下而上的顺序依次安装。
(3)由乙图可知,温度计的分度值为1℃,则此时温度计的示数为42℃。
(4)为了比较A、B两种液体的吸热本领,在两种液体都不沸腾的前提下,方案①中,加热时间越长,说明液体吸收的热量越多,而两者升高的温度相同,所以吸收热量多的液体吸热本领强;方案②中,加热时间相同,说明两者吸收的热量相同,而温度升高少的液体吸热本领强;可行的方案是①和②。
(5)由丙图可知,加热相同的时间,A、B两种液体吸收相同的热量,A的温度变化慢,说明A的比热容大,即A吸热能力(放热能力)更强;和相同质量的B液体相比较,降低相同的温度A液体释放的热量更多,因此应选液体A作为供暖物质,其效果更佳。
18.(1)
(2)断开
(3)定值电阻短路
(4)见解析
(5) B 保持定值电阻两端电压不变 C
【详解】(1)根据图乙的实物图连接可知,滑动变阻器被短路,电压表串联在电路中,则正确的连接如下图所示:
(2)连接电路时,为了保护电路,开关应断开。
(3)闭合开关,移动滑片,发现电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,说明与电压表并联的定值电阻短路。
(4)由表格中的数据可知,每组对应的电流与电压的比值是一个定值,可得:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(5)[1]在探究通电导体的电流与导体电阻的关系时,需要保持电阻两端的电压不变,所以移动滑片时,眼睛应注视电压表,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
[2]每次实验中更换定值电阻后电压表示数会发生变化,所以实验中更换定值电阻后要调节滑动变阻器,控制定值电阻两端电压不变。
[3]由于电压恒为的电源,当电阻接入电路中时,对应的电流值如图丙所示,根据欧姆定律可知,电流表选择小量程接入电路,分度值为,图丙的示数为,则定值电阻两端的电压为
定值电阻两端的电压为,则变阻器两端的电压保持为
定值电阻的阻值为时,据串联电路的分压特点,则有
解得变阻器需要接入电路的阻值最大,当定值电阻的阻值为时,电路中的最小电流为
滑动变阻器应选“”,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
19.(1)不同
(2) 表格中数据没有单位
(3)0.5
(4)
(5) L2 不能,因为电流表的正负接线柱接反了
【详解】(1)为了结论更具有普遍性,需要选择不同规格的灯泡进行实验。
(2)[1]分析表格中的数据可知,第1组数据可知
第2组数据可知
第3组数据可知
由此可得出结论。
[2]物理量需要带单位,才有意义,故记录数据的表格中存在不规范之处为表格中数据没有单位。
(3)测得A处电流IA=0.3A,观察到C处电流表指针位置如图乙所示,C处电流测量干路电流大于0.3A,故图乙中的电流表选择大量程,分度值为0.1A,故乙处电流表的示数为0.8A,则B处电流大小为
(4)原来电流表在干路上,要测量通过灯L1中的电流,电流表要与灯L1串联,将连接电流表左接线柱与灯L2的右接线柱之间的连线去掉,在电流表的右接线柱与灯L2的右接线柱之间连线,如图所示:
(5)[1]电流表与L2在同一条支路上,故电流表测量灯泡L2的电流。
[2]开关接b时,电流从电流表的负接线柱流入,正接线柱流出,电流表正负接线柱接反了,无法测量出电流。
20.(1)
(2)将电流表调零
(3)A
(4) 2 大于 左
(5)12.5~37.5Ω
(6)反
【详解】(1)电流表串联在电路中,要求滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表示数变大,即电路的总电阻变小。由串联电路的电阻关系可知,此时应减小滑动变阻器的阻值。所以应将滑动变阻器右下接线柱接入电路。将滑动变阻器右下接线柱与定值电阻R右端接线柱相连,如图所示:
(2)连接电路时,发现电流表的指针如图乙所示,指针没有指在零刻度线处,接下来的操作是对电流表进行调零,使指针指在零刻度线处。
(3)闭合开关后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表指针几乎不动,说明电路可能断路;电压表示数始终接近电源电压,说明电压表与电源之间是通路,所以故障原因可能是定值电阻断路。
(4)[1]接入5Ω的定值电阻时,图丙中电流表接0~0.6A接线柱,分度值为0.02A,电流表示数I=0.4A。由欧姆定律可得此时R两端电压UR=IR=0.4A×5Ω=2V
[2]当定值电阻两端电压为2V时,滑动变阻器两端电压为UP=U-UR=4.5V-2V=2.5V
滑动变阻器的阻值为
保持滑片不动,当电路中接入10Ω定值电阻时,电路中的电流
[3]探究电流与电阻的关系时,要控制定值电阻两端电压不变,用10Ω电阻代替5Ω电阻接入电路后,由串联分压规律可知,定值电阻两端电压增大,要使电压表示数降为原来的2V,应增大滑动变阻器接入电路的电阻,则应将滑动变阻器的滑片从上一个位置向左滑动。
(5)当定值电阻两端电压为2V时,滑动变阻器两端电压为UP=2.5V。当电路中接入30Ω定值电阻时,滑动变阻器的阻值需为
题中所给滑动变阻器的最大值为25Ω,因此要保持定值电阻两端电压不变,在电路中串联一个定值电阻R0,R0的阻值最小为R0=37.5Ω-25Ω=12.5Ω
当滑动变阻器的接入电路的阻值为0时,接入的定值电阻R0的阻值最大,最大值为
则R0的取值范围是12.5~37.5Ω。
(6)由图丁所示的坐标图线可知,电流与电阻的倒数成正比。则可得结论:导体两端电压一定时,流过导体的电流与导体的电阻成反比。
21.(1)
(2) 断开 右 短路
(3)电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比
(4) c 1.5~2
【详解】(1)原电路图中,只有滑动变阻器接入电路中,定值电阻没有接入电路,电压表也无示数,电流从滑动变阻器流出后,经电流表回到电源负极,电流表不应连接定值电阻右端,而应该连接定值电阻左端,让滑动变阻器和定值电阻串联接入电路中,修改电路连接如下图:
(2)[1]连接电路时,为保护电路,开关必须断开。
[2]滑动变阻器需接入最大阻值,由图可知其右端为最大阻值端,故滑片滑至最右端。
[3]电流表有示数说明电路通路,电压表无示数,定值电阻没有分担电压,说明定值电阻短路,短路时其两端电压为0,电压表无示数,电路仍通路,电流表有示数。
(3)由图乙(a)可知,I与的图像为过原点的直线,表明I与成正比,即电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比。
(4)[1]实验需用4个定值电阻,阻值分别为、、、,且滑动变阻器最大阻值为。由串联分压规律,定值电阻两端电压,当接入最大定值电阻时,,滑动变阻器也接入最大值,最小值,图c的过小,当时,滑动变阻器无法提供足够阻值以维持,故不可能是c。
[2]图乙c中控制的电压为
b中控制的电压为
即当变阻器连入电路的阻值为0时,电路中的最小电阻为5Ω,电源电压最小为1.5V。b中电源电压最大为
c中电源电压最大为
为了顺利作出b、c两根图线,他可以将电源电压设定在1.5V~2V范围内。
22.(1)水升高的温度
(2) 不正确 没有控制燃料燃烧的质量相等
(3)煤油
(4)偏小
【详解】(1)实验时,可以通过比较水升高的温度来比较煤油和菜籽油放出热量的多少,水升高温度越多,表明水吸收的热量越多,则燃料释放的热量越多。
(2)[1][2]在燃烧3min时就读数比较,这种做法是错误的,原因是没有控制燃料燃烧的质量相等,不符合控制变量法思想。
(3)分析表中数据可知,燃料燃尽时,被煤油加热的水升高的温度较多,说明煤油释放的热量较多,煤油与菜籽油完全燃烧的质量相等,由知,煤油的热值更大。
(4)实验中用水吸收的热量当作燃烧完全燃烧释放的热量,而实验中燃料燃烧放出的热量没有被水完全吸收,存在热量损失,故测得的燃料完全燃烧释放的热量偏小,而燃料质量测量准确,由得,他计算的燃料热值会比真实值偏小。
23. C 负 0.3 不相同
【详解】(1)[1]由图乙可知,电流表接在干路,串联在电源负极处,此时电流表测量的是C处的电流。
(2)[2]要测量通过L2的电流,电流表与L2串联即可,只需将图乙中导线a的与灯泡L2相接的右端移动到电流表的负接线柱上即可。
[3]如图丙,电流表接量程,分度值为0.02A,读数为0.3A。
(4)[4]由于实验次数太少,步骤3得到的实验结论不具有普遍性,应选用规格不相同的灯泡,多次测量,寻找普遍规律。
24.(1) B
(2)断路
(3) 0.5 2.5
(4)见解析
【详解】(1)[1]电流表与铅笔芯和滑动变阻器串联,所以要将电流表的负接线柱与铅笔芯右接线柱连接,滑动变阻器采用“一上一下”接法,所以滑动变阻器的上接线柱与铅笔芯的左接线柱连接。如图所示:
[2]闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值要最大,用来保护电路,故滑动变阻器滑片应移至B端。
(2)两表始终无示数,电路连接和电表均完好,说明电路发生断路,且故障在滑动变阻器处,即发生断路故障。
(3)[1]图乙中电压表选用小量程,分度值为,示数为。
[2],,根据欧姆定律得:
(4)这个结论不科学。理由:导体的电阻是导体本身的一种性质,与导体的材料、长度、横截面积和温度有关;铅笔芯的电阻变化,是因为通过电流时发热,温度升高导致电阻变化,并非电压和电流直接引起电阻变化。
25.(1)温度计示数的变化
(2) 电流 电阻
(3)小于
(4)同一
(5)见解析
【详解】(1)电流通过电阻丝产生热量,使煤油温度升高,温度计示数变化,所以电阻丝产生热量的多少是通过温度计示数变化来反映的。
(2)[1]图中两电阻丝串联,根据串联电路电流特点,电流处处相等,所以该连接方式是为了控制电流不变;
[2]又因为R甲<R乙 ,电阻不同,所以是探究电阻丝产生的热量与电阻的关系。
(3)根据焦耳定律 ,在电流I和通电时间t相同的情况下,电阻越大,产生的热量越多。因为R甲<R乙 ,所以乙电阻丝产生的热量多,乙烧瓶中煤油升高的温度高,即甲烧瓶中煤油升高的温度小于乙烧瓶中煤油升高的温度。
(4)探究电流产生的热量与电流的关系时,需要控制电阻和通电时间相同,改变电流,所以应选择同一烧瓶为观察对象,通过移动滑动变阻器滑片改变电流进行实验探究。
(5)根据公式可知,煤油的比热容比水小,相同质量的煤油和水吸收相同的热量,煤油温度升高得更多,实验现象更明显,所以选用煤油而不是水。
26.(1)横截面积
(2)B、D、E
(3)
(4)B
【详解】(1)由表格数据可知,编号为A、B、C的电阻丝,材料和长度相同,横截面积不同,因此目的是探究导体的电阻大小与导体的横截面积的关系。
(2)为了研究导体电阻与导体长度的关系,则需使导体的材料和横截面积相同,长度不同,应选用的三种导体是B、D、E。
(3)接入代号A、B导体,两导体长度和材料相同,A的横截面积小于B的横截面积,则A的电阻大于B的电阻,则
接入代号B、D导体,两导体横截面积和材料相同,B的长度大于D的长度,B的电阻大于D的电阻,则
因此I1、I2、I3的大小关系应为
(4)两铅笔芯长度相同,由于甲电阻大,因此从一端调到另一端时,电阻变化量大,因此电流变化量大,调节范围大。而乙电阻小,改变相同的电阻,乙移动的距离大,调节精度高。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
27.(1) 加热时间 2.1×103
(2)比热容
【详解】(1)[1]在该实验中,两个烧瓶中的电阻丝阻值相等,且两电阻丝串联,根据串联电路的特点可知,通过它们的电流和通电时间都相同。根据焦耳定律Q=I2Rt可知,两电阻丝相同时间产生的热量相同,加热时间越长,电阻丝放出的热量越多,液体吸收的热量越多,因此实验中是通过加热时间来反映液体吸收热量的多少。
[2]由表格数据可知,水的温度变化量Δt水=t水−t0水=35℃−20℃=15℃
煤油的温度变化量Δt煤油=t煤油−t0煤油=50℃−20℃=30℃
水和煤油的质量m相同,加热时间相同,即吸收的热量Q相同,则有c煤油mΔt煤油=c水mΔt水
代入数据解得煤油的比热容为
(2)海边多海水,白天,吸收相同的热量时,由于海水的比热容大,根据可知,水的温度升高的少;夜晚,放出相同的热量时,水的温度降低的少,所以海边昼夜温差变化小。
28. 不是 甲 电流
【详解】[1]上端开口,底部相通的仪器为连通器;U形管一端与容器连接,故U形管不是连通器。
[2]闭合开关S0,两个电阻串联,串联电路中电流相等,通电时间也相同,电阻不同,可探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系,若, 根据可知, 甲U形管两侧液面高度差更大。
[3]若将R1换成与R2阻值相同的定值电阻,同时闭合S0和S1 ,右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联,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,可以研究电流产生的热量与电流的关系。
29.(1)升高的温度
(2)等于
(3)a
【详解】(1)在比较不同物质吸热能力的实验中,使用相同的电加热器加热相同时间,意味着两种液体吸收的热量相同。此时,通过比较升高的温度来反映液体吸热能力的强弱。因为吸热能力强的物质,在吸收相同热量时,升高的温度低;吸热能力弱的物质,升高的温度高。
(2)由于使用的是两只完全相同的电加热器,同时加热6min,根据转换法,相同的电加热器在相同时间内放出的热量相同,故a液体和b液体吸收的热量相等。
(3)由图乙可知,加热相同时间(即吸收相同热量)时,a液体升高的温度比b液体升高的温度低。根据比热容的概念,质量相同的不同物质,吸收相同热量时,升高温度越小,吸热能力越强,故液体a吸热能力强。
30.(1) 初温 质量
(2)吸收的热量相同
(3) 甲 相同加热时间,甲升高温度较低,吸热能力较强
(4)甲
(5)2.0×103
【详解】(1)[1][2]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,故实验中必须要选取初温相同且质量相等的甲、乙两种液体。
(2)选用规格相同的电加热器分别给甲和乙两种液体加热,根据转换法,这样做的目的是在相同时间内甲和乙两种液体吸收的热量相同。
(3)[1][2]由表格数据知,加热5分钟,吸热的热量相同,甲升高的温度为Δt=30℃-20℃=10℃
乙升高的温度为Δt=40℃-20℃=20℃
即甲温度变化小,故甲的吸热能力更强。
(4)如果要从甲、乙两液体中选择汽车的冷却液,应选择液体甲,因为甲的吸热能力强,升高相同的温度,吸收的热量更多。
(5)加热相同的时间即吸收相同的热量即Q甲=Q乙,乙液体的比热容为
31.(1) 乙 液体升高的温度 燃料2
(2) 丙 小于 a
(3)3:8
【详解】(1)[1]比较不同燃料的热值时,根据控制变量法可知,需控制燃料种类不同,燃料的质量、被加热的液体种类和质量等相同,如图所示,图甲和图乙满足要求。
[2]实验中,燃料燃烧放出的热量被液体吸收,若燃料燃烧放出的热量越多,则液体吸收的热量就越多,因为燃料的质量、液体a的质量相同,根据和可得,燃料的热值越大时,液体升高的温度就越高,故可通过观察液体升高的温度来比较热值大小。
[3]如图丁所示,当燃料燃尽时,图像②对应的液体温度升高幅度更大,说明相同质量的燃料2完全燃烧放出的热量更多,所以燃料2的热值更大。
(2)[1]比较不同物质的比热容,根据控制变量法可知,要控制燃料相同,液体种类不同,如图所示,甲、丙两图符合条件。
[2][3]加热相同时间,两种液体吸收的热量相同,液体a升温多,根据可知,在质量和吸收热量相同的情况下,升温越多,比热容越小,所以液体a的比热容小于液体b,因此,质量相同的液体a和液体b升高相同温度时,液体a吸收的热量小于液体b吸收的热量。
(3)如图戊所示,燃料1燃烧放出的热量将水加热至沸腾用时5min,保持沸腾用时
则燃料1燃烧放出的热量
燃料2燃烧放出的热量
燃料2和燃料1的热值之比
32.(1) 右 电阻越大
(2) =
(3)待测液体
【详解】(1)[1][2]如图甲所示,两个电阻丝串联在电路中,电流相同,通电时间相同,右边的电阻大,电流通过导体产生的热量多,可以通过U形管中液面的高度差,来判断右边容器中电流通过电阻丝产生的热量多。由此可得出:当其他条件相同时,电阻越大,电流通过导体产生的热量多。
(2)[1]如图乙所示,为了让由电阻丝和组成的电热器在相同的时间放出的热量相同,它们阻值的大小应该相等。
[2]闭合开关一段时间,电流通过两个电阻丝产生的热量相同,则待测液体和水吸收的热量相同,即,因为水和待测液体的质量相同,水升高温度是待测液体升高的温度的,则
(3)小明计算后发现测量值比待测液体的标准比热容大,因为在加热过程中物体在不断的向外散热,待测液体热量散失得快,导致升高的温度小,故测量值比待测液体的标准比热容大。
33.(1)
(2) 右 2 45
(3) 4 5 2.5 4.5
【详解】(1)探究电流与电阻关系时,滑动变阻器和电流表应与电阻串联,电压表与电阻并联,所以将定值电阻右端的导线改接到电压表的负接线柱上,如图所示:
(2)[1]探究电流与电阻关系时,应控制定值电阻两端电压一定,当更换的定值电阻越来越大,根据串联分压可知,定值电阻两端电压变大,为了控制电阻两端的电压一定,则滑动变阻器接入电路的阻值变大,使滑动变阻器两端电压变大,故应把变阻器滑片向右滑动。
[2]由图乙可知,电流表选择0~0.6A的测量范围,分度值为0.02A,示数为0.4A,而此时定值电阻的阻值为5Ω,所以定值电阻两端电压为
因为要控制定值电阻两端电压不变,所以将5Ω的定值电阻换成10Ω定值电阻进行实验,移动滑片,应使电压表示数为2V。
[3] 要满足所有电阻都能进行实验,则定值电阻阻值最大为30Ω时,滑动变阻器接入的最大阻值最小,此时电路中的电流为
滑动变阻器两端电压
滑动变阻器接入电路中的电阻
所以滑动变阻器应更换成最大阻值不小于45Ω的变阻器。
(3)[1]探究电流与电阻关系时应控制定值电阻两端电压不变,由表格中的数据可知控制不变的电压为
所以第4组实验的数据存在错误。
[2][3][4]若出现该错误的原因是某次将定值电阻更换时,未调节滑片P就读取电流造成的,则由题意可知控制不变的电压值为3V,而接入20Ω的电阻时,其两端电压为
根据串联分压可知,此时定值电阻两端电压比设定的电压值大,说明上一次接入的定值电阻的阻值小于20Ω,由表格的中数据可知若上一次接入的是15Ω的电阻,则电路中的电流应该变小,而不会保持0.2A不变,因此上一次不是接入15Ω的电阻;若上一次接入的是10Ω的电阻,则有
代入数值有
解得
此时电源电压为
当接入30Ω的电阻时,滑动变阻器的阻值为
因,与题意不符,因此不可能。若上一次接入的是5Ω的电阻,则有
代入数值有
解得
电源电压为
当接入30Ω的电阻时,滑动变阻器的阻值为
因此出现该错误的原因是某次将定值电阻的阻值由5Ω变换为错误数据点对应的阻值时,未调节滑片P就读取电流造成的,滑动变阻器接入电路的阻值为2.5Ω,电源电压为4.5V。
34.(1)断开
(2) 串 短路 电源
(3)3
(4)或
(5)不影响
【详解】(1)在连接电路时,为了防止电路连接过程中出现短路等故障损坏元件,开关必须断开,检查无误后再闭合开关。
(2)[1]两节电池的正极与负极依次连接,属于串联。
[2][3]闭合开关后,电流从电源正极出发,经导线 1、2、3、5 直接回到电源负极,没有经过用电器,这种情况属于短路。短路时电流会急剧增大,可能会使电源被烧坏(灯泡中几乎没有电流,不会被烧坏)。
(3)串联电路中电流只有一条路径,依次经过两个灯泡。当前电路中,去掉导线3后,电流从正极出发会依次经过两个灯泡回到负极,形成串联电路。
(4)并联电路中各用电器两端分别连通,电流有两条独立路径。我们可以将导线 5 的右端(与上面灯泡的a接线柱连接的一端)改接到上面灯泡的b接线柱(或下方灯泡的d接线柱)。或者将导线2接下方灯泡c接线柱的一端改接到下方灯泡的d接线柱或者上面灯泡的b接线柱。如下图所示:
或
(5)在并联电路中,各支路是独立的,一条支路的通断不会影响另一条支路。因此,拧下其中一个灯泡,另一灯泡仍然会发光,这说明并联电路各支路之间互相不影响。
35.(1)不相同
(2)A
(3) 断开 电流表正负接线柱接反了
(4) 不合理 见解析
【详解】(1)探究并联电路电流的规律的实验中,为了避免结论的偶然性,灯、应该选择规格不相同的。
(2)测量干路电流,从甲图可以看到,B、C两处都在支路,只有A处在干路,所以若要测量干路电流,则电流表应串联在甲图中的A处。
(3)[1][2]连接电路时,为了电路安全,开关应保持断开;闭合开关,如图乙所示,发现电流表指针位置指在零刻度线的左侧,原因是电流表的正负接线柱接反。
(4)[1][2]小明由此得出结论是不合理的,原因是表格中只有一组数据,得出的结论不具有普遍性,应选用规格不同的灯泡,进行多次测量,寻找普遍规律。
36.(1)A
(2)电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(3) 1 左 1.2
【详解】(1)发现电流表无示数,说明电路断路,电压表有示数,说明电压表串联接入电路,即与电压表并联的定值电阻断路,拧紧电阻R两端接线柱可排查电阻接线松动的断路故障,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(2)分析图乙知道,发现电流与电压的关系图线是一条经过原点的倾斜的直线,说明二者是成正比例关系,从而可得出结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(3)[1]电压表接0~3V量程,其分度值为0.1V,电压表的示数为1V。
[2]将定值电阻由改接成的电阻,根据串联分压原理知道,电阻增大,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中应控制电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知,应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向左端移动,使电压表的示数不变。
[3]因为串联电路电流相等,可得
当定值电阻最大为,且滑动变阻器的电阻最大时,定值电阻两端的电压最小,则
解得,所以定值电阻两端所控制的电压应不低于1.2V。
37.(1)断开
(2)
(3)D
(4)0.4
(5)大于
(6)反比
【详解】(1)为保护电路元件,防止短路损坏,连接电路前必须确保开关处于断开状态。
(2)图乙中导线接到了开关的同一端,起不到控制电路的作用,应该分别接到开关的两个接线柱上,如图所示:
(3)闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于阻值最大端(D端),以起到保护电路的作用。
(4)根据欧姆定律,电流表指针位置应该对应0.4A。
(5)更换大电阻后,根据串联分压原理,定值电阻两端电压会增大,故示数大于2V。
(6)实验数据表明,在电压恒定时,电流与电阻的乘积保持不变,故二者成反比关系。故结论为当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
38.(1)B
(2)R断路
(3)2.8V
(4) 电流I/A 正比
(5)A
【详解】(1)为了保护电路,防止闭合开关时电流过大烧坏元件,实验前应将滑动变阻器调到最大阻值处,所以如图甲,实验前应将滑动变阻器的滑片P移至B端。
(2)电流表无示数,说明电路中有断路,电压表有示数,说明电压表两接线柱到电源之间是通的,且电压表测到了电压,移动滑动变阻器,电压表示数几乎不变,说明滑动变阻器没有起到分压作用,由于电压表并联在定值电阻两端,因此很可能是定值电阻断路,当其断路时,电压表串联在电路中,相当于测电源电压。
(3)如图乙,电压表量程为0~3V,分度值为0.1V,读数为2.8V。
(4)[1][2]由表可知,表头有序号,和电压的情况,还缺失电流的情况,因此缺失处为电流I/A,观察发现,随着电压增大时,电流增大,且在误差范围内,电压与电流的比值恒定,即电流与电压成正比,因此可得出结论,在电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。
(5)本实验目的是探究物理规律,测多组数据是为了避免偶然性,归纳出普遍规律,故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
39.(1) 电流表正负接线柱接反了 短路
(2)A
(3) 大 0.5
(4) 保护电路,改变灯泡两端电压 不应该
(5)
【详解】(1)[1]闭合开关后发现电流表指针反偏,是因为电流表的正负接线柱接反了。
[2]闭合开关后发现电流表指针反偏,说明电路中有电流,电路不可能断路,电压表无示数,可能是与电压表并联的灯泡短路了。
(2)将滑动变阻器调至最大阻值,闭合开关,灯泡不亮,可能是出现断路故障,也可能是电路中电阻太大,电流太小造成的,因此应先观察电流表是否和电压表有示数,如果电流表无示数,说明电路出现断路故障,然后检测出断路的位置,并进行处理;如果电流表有示数,则可能是电流太小了,此时移动滑动变阻器的滑片,即可看到灯泡发光。故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(3)[1]导体的电阻与导体的长度、横截面积和材料有关,当长度和材料相同时,横截面积越小,导体电阻越大,灯丝长时间使用后变细,电阻会变大。
[2]由图乙可知,当灯泡两端的电压为额定电压2.5V时,通过灯泡的电流为0.2A,则现在小灯泡正常发光时的功率为
(4)[1]在接通电源前,将滑动变阻器调到最大阻值位置,可以限制电路中的电流,防止电流过大烧坏小灯泡或仪表。实验中,通过调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压达到其额定电压,此时测得的功率即为额定功率。
[2]因灯泡的电阻随温度的变化而变化,不是一个定值,求平均值无意义,因此不应该求平均值。
(5)根据题意可知,三个灯泡的电阻分别为,,
将灯泡接入电源电压为6V的M、N两点之间,电路中电流为
的实际功率为
将灯泡接入电源电压为6V的M、N两点之间,电路中电流为
的实际功率为
将灯泡接入电源电压为6V的M、N两点之间,电路中电流为
的实际功率为
因,故最亮。
40.(1) B 短路
(2) 1 电压表示数为1V
(3) 不能 没有控制定值电阻两端电压不变
【详解】(1)[1][2]闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器的滑片应移至最大值处,即B端。电流表有示数,说明电路不是断路,电压表无示数,可能是与电压表并联的定值电阻短路。
(2)[1]由乙图可知,电压表选择0~3V量程,分度值为0.1V,则电压表示数为1V。
[2]探究电流与电阻的关系时,应保持定值电阻两端的电压不变;将5Ω的定值电阻换为10Ω的定值电阻,再闭合开关,由串联分压规律可知,10Ω的定值电阻两端电压增大,为了保持定值电阻两端电压不变,即电压表的示数保持不变,应增大滑动变阻器两端电压,所以增大滑动变阻器的阻值,故应该将滑动变阻器的阻值调大,直至定值电阻两端电压为1V,即电压表示数为1V。
(3)[1][2]探究“电流与电阻的关系”实验中,应控制定值电阻两端电压不变,图丙中,并没有控制定值电阻两端电压不变,不能得出正确结论。
41.(1)使物体均匀受热
(2) A 固液共存态 不变 试管中的水不能继续吸热
(3)石蜡
【详解】(1)加热过程中,水包裹着试管,使得试管周围的温度基本不变,让试管内被加热物体各处温度基本一致,可以防止局部过热导致的熔化不均,影响实验效果。
(2)[1][2][3]冰是晶体,冰有固定的熔点,在熔化过程中的温度保持不变,A图像中2~6min这段过程温度不变,故A是冰,则此时间段是冰的熔化过程,物体处于固液共存态。
[4]当试管中的水的温度达到沸点后,与烧杯中的水温相同,此时就不能继续从烧杯中吸收热量,故不能沸腾。
(3)从加热开始到加热第一分钟过程中,由于是处于同一烧杯中同时加热,则两种物质吸收的热量相等,因为石蜡和冰的质量相同,且由图乙中可知,石蜡升高的温度较少,故石蜡的吸热能力强,比热容大。
42.(1)剧烈
(2)4
(3) 质量 弱
【详解】(1)墨水在热水中比在冷水中扩散得快,原因是热水温度比冷水温度高,温度越高,分子运动越剧烈,所以看到热水变色比冷水变色快。
(2)设杠杆每个格的长度为L,每个钩码的重力为G,根据杠杆的平衡条件FALA=FBLB
即nG×3L=3G×4L
解得n=4,需挂4个钩码。
(3)[1][2]两烧杯中加入的a、b两种液体应满足初温和质量相等,这是为了控制实验中的变量,使得我们比较的是不同物质在相同条件下的吸热升温现象;加热相同时间,即吸收相同的热量,A温度计示数变化较大,则a液体的吸热能力更弱。
43.(1)C
(2)5
(3) 断开开关,将接“0.6”接线柱上的导线改接到“3”接线柱 1.7
(4)电流表的示数
【详解】(1)如果采用先往量筒中加入清水,然后将量筒倾斜,用烧杯慢慢倒入硫酸铜溶液的方式,在倾倒过程中由于硫酸铜溶液密度较大,在清水中会下沉从而与清水较快混合,不利于清晰显示两者之间明显的界面。
而先往量筒中加入硫酸铜溶液,然后将量筒倾斜,用烧杯慢慢倒入清水,同样由于倾倒过程难以做到十分缓慢且平稳,清水在流入过程中容易与硫酸铜溶液混合,导致难以形成清晰的界面。
当先往量筒中加入清水,然后将长颈漏斗插入水中至水底,从长颈漏斗中慢慢注入硫酸铜溶液时,硫酸铜溶液密度比水大,会沉在水底,长颈漏斗可以保证硫酸铜溶液较为缓慢且集中地注入到水底,能最大程度地减少在注入过程中与清水的混合,从而更有利于清晰地显示无色的清水与蓝色硫酸铜溶液之间明显的界面。所以最合理的操作是先往量筒中加入清水,然后将长颈漏斗插入水中至水底,从长颈漏斗中慢慢注入硫酸铜溶液。故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
(2)由传感器采集的数据关系图像可知,在0~5s,瓶内气体温度升高,此过程中打气筒往瓶内打气,压缩瓶内气体做功,瓶内气体的内能增大,温度升高。5s以后瓶内气体温度降低,是由于瓶内气体压强大到一定程度时将塞子弹出,此时瓶内气体对塞子做功,气体的内能减小,温度会降低,所以塞子是第5s被弹开的。
(3)[1]闭合开关试触,发现电流表指针如图丙所示,此时所测电流超过了电流表的测量范围。说明电流表所选的测量范围偏小,接下来的操作应是断开开关,将接“0.6”接线柱上的导线改接到“3”接线柱。
[2]改正后,电流表选择的测量范围是0~3A,分度值为0.1A,电流表示数如图丁所示,此时电流为1.7A。
(4)电阻表示导体对电流阻碍作用的大小,在电路两端电压一定时,导体对电流的阻碍作用越大,即电阻越大,电路中的电流就越小。如图实验探究导体电阻大小与哪些因素有关时,是通过观察电流表的示数来判断电阻大小的。电流越小,说明接入的合金丝的电阻越大。
44.(1)见解析
(2)1.35W,见解析
(3)10.1
【详解】(1)待测小灯上只有所标“0.3A”,表示灯的额定电流为0.3A,当观察到电流表示数为0.3安时,小灯泡正常发光。
(2)若小红将电压表并联在待测小灯两端,当变阻器接入阻值增大时,电路中电流即电流表示数将减小,灯两端电压即电压表示数减小,故当电流表示数为0.26A,电压表对应示数应为1.5V,当变阻器选“10Ω 3A”时,电源电压为
当变阻器选“20Ω 2A”时,电源电压为
而6.7伏或4.1伏均不是2伏整数倍,故小红将电压表并联在滑动变阻器两端,则滑动变阻器最大阻值为
故小红选用“10Ω 3A”变阻器,小华选用“20Ω 3A”变阻器。
根据小华第一次实验数据可知,电源电压为
小红实验中小灯正常发光时的额定功率
(3)小华做“用电流表、电压表测电阻”的实验,所用电压表只有0~3V量程,其中序号3为电路中最大电流,故此时电压表示数应为3V,结合表格中数据,可得
待测电阻Rx的阻值为
45.(1)木块被撞击后移动的距离
(2)A
(3) 电流大小 左侧
【详解】(1)如图甲所示,在“探究物体动能与哪些因素有关”的实验中,通过观察木块被撞击后移动的距离来判断物体动能的大小,木块被撞击后移动的距离越远,说明物体动能越大。
(2)如图乙所示,两试管中A、B液体的质量与初温均相同,加热相同的一段时间后,A、B液体吸收热量相同,温度计显示A液体温度较低,则A液体升高的温度较小,则A液体的吸热能力较强。
(3)[1][2]如图丙所示,右侧两个电阻丝并联后与左侧电阻丝串联,根据并联电路中电流的规律知,通过左侧容器中电阻丝的电流大于通过右侧容器中电阻丝的电流,两容器中电阻丝阻值相同,根据控制变量法可知,探究的是电流通过导体产生的热量与电流大小的关系,根据知,通电一段时间后,左侧容器内电阻丝产生的热量较多。
46.(1)滑动变阻器同时接了下面两个接线柱
(2) 电压表的示数为2.5V 0.7
【详解】(1)闭合开关后,小灯泡发光暗淡,说明电路中电流较小,电阻较大;移动滑动变阻器的滑片P,电压表、电流表示数均不变,说明滑动变阻器没有起到改变电阻的作用。出现这种现象的原因是滑动变阻器同时接了下面两个接线柱,滑动变阻器被接成了定值电阻。
(2)[1]要测量小灯泡的额定功率,需要使小灯泡两端的电压达到额定电压2.5V,所以应移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2.5V。
[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0.28A,则小灯泡的额定功率
47.(1)
(2) 0.5 12.5
(3)A
(4) 不需要 见解析
(5)定值电阻
【详解】(1)灯的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程与灯并联,如下图所示:
(2)[1]由图1可知电流表接小量程,分度值为0.02A,则由图2可知电流表示数为0.2A,则小灯泡的额定功率为
[2]小灯泡的额定电阻为
(3)灯在额定电压下正常发光,当灯的实际电压小于额定电压时,灯的实际功率小于额定功率,故测出小灯泡的额定功率后,再测小于小灯泡额定功率的实际功率,应减小灯两端的电压,由串联电路电压的规律,应增大变阻器的电压,由分压原理,应增大变阻器连入的电阻,故将滑动变阻器的滑片向A端滑动。
(4)[1][2]由于不同电压下,小灯泡的实际功率不同,所以测量小灯泡的电功率时不需要多次测量求平均值。
(5)探究电流与电压的关系,需要控制电阻不变,所以只需要把灯泡换成定值电阻,就可以完成探究电流与电压关系的实验。
48.(1)
(2) 0.12 A
(3)
【详解】(1)根据实验,电路是串联的,电压表测定值电阻两端电压,要求滑片P向B端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,故变阻器左下接线柱连入电路中,如下所示:
(2)[1][2]图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,此时通过电阻的电流为0.12A,若要增大电阻两端的电压,根据可知,应增大电路的电流,减小变阻器连入电路的电阻,故应将滑片P向A端移动。
(3)根据表格数据,描点连线,绘制出电阻R的I﹣U图像如下图所示:
49.(1)不同
(2) 表格中数据没有单位
(3)0.5
(4) L2 不能,因为电流表的正负接线柱接反了
【详解】(1)为了结论更具有普遍性,需要选择不同规格的灯泡进行实验。
(2)[1]分析表格中的数据可知,第1组数据可知
第2组数据可知
第3组数据可知
由此可得出结论
[2]细心的小明发现,物理量需要带单位,才有意义,故记录数据的表格中存在不规范之处为表格中数据没有单位。
(3)测得A处电流IA=0.3A,观察到C处电流表指针位置如图乙所示,C处电流测量干路电流大于0.3A,故电流表乙选择大量程,分度值为0.1A,故乙处电流表的示数为0.8A,则B处电流大小为
(4)[1]电流表与L2在同一条支路上,故电流表测量灯泡L2的电流。
[2]开关接b时,电流从电流表的负接线柱流入,正接线柱流出,电流表正负接线柱接反了,无法测量出电流。
50. 电流表未调零 不正确 见解析 见解析
【详解】(1)[1]闭合开关前,图中乙的指针在零刻度线左侧,说明电流表使用前未调零,因此需要调零。
(2)[2]由甲图可知,C点在干路,A点在 L1支路,B点在 L2支路。电路连接后如图丙,电流表在干路上,所以测的是干路电流,即C点的电流。
[3]为使电流表测量通过灯的电流,可将L2的左侧接线柱与电流表相连的导线改接在电流表的负接线柱上,如图所示:
(3)[4][5][6]由表可知只有一组数据,且两个灯泡规格相同,由此直接得出结论具有很大的偶然性,不具有普遍性,故得出的结论不正确。实验过程仍存在不足是实验次数太少,结论不具有普遍性,应该是使用不同规格的小灯泡,多次实验。
51. 不发光 与灯座接触不良 不发光 相同 短路 断开开关 b BC
【详解】(1)[1]串联电路中,一个用电器断路,整个电路断路,所以取下其中一个小灯泡,另一个灯泡不发光。
(2)[2]连接好电路后,闭合开关,发现、两个小灯泡都不亮,说明电路可能发生断路,用手按一下小灯泡,、仍然都不亮,按一下小灯泡,两灯都亮,说明故障在,松开手两个小灯泡又不亮,则故障可能是与灯座接触不良。
(3)[3]小灯泡被短路后,电流不经过该小灯泡,所以被短路的小灯泡不发光。
(4)[4]串联电路中开关控制所有用电器,开关的位置变化时,控制作用不变,即将开关分别接在A、B、C三点,开关的作用相同。
(5)[5][6]根据电路图可知,闭合开关后,电源正、负极直接被导线连接起来,形成了电源短路现象,故两个灯泡都未发光,且电池发热。为了保护电源,此时应立即断开开关。
(6)[7][8]由实物图可知,拆除导线b,并接在BC之间,此时两个灯泡并联接入电路中,开关处于干路,电路连接正确。
52.(1)加热时间
(2)多
(3)质量
(4)
(5) 使液体受热均匀 内
【详解】(1)根据转换法,使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸收热量的多少。
(2)分析图像可知,同种物质,质量相同,升高的温度越大,所需要的加热时间越长,说明吸收的热量越多。
(3)甲、乙都是水,质量不同,升温相同的情况下,乙所用的时间长,说明吸收的热量多,所以物质吸收热量的多少与质量有关。
(4)由图2知,升高相同的温度,甲(水)用的时间是丙(油)的2倍,即甲(水)吸收的热量是丙(油)的2倍,根据可得,比热容,在质量、升温相同的情况下,吸收热量与比热容成正比,所以丙(油)的比热容是甲(水)的,即油的比热容为
(5)[1]加热时,为了使液体受热均匀,可以用搅拌器搅拌。
[2]停止加热后,甲杯内的水蒸气遇到冷的烧杯壁液化形成小水珠附在烧杯内壁。
53.(1) 扩散 分子在做无规则运动
(2) 小于 模拟 类比
【详解】(1)[1][2]刚开始两种液体是分层的,静置一段时间后两种液体却自然混合了,即不同物质的分子彼此进入对方的现象,为扩散现象,说明构成物质的分子不停地做无规则运动。
(2)[1]两种液体混合后总体积变小,是因为分子间存在空隙,酒精分子和水分子彼此进入对方的空隙,导致总体积减小。
[2][3]分子用肉眼是看不到的,小文分别用细颗粒小米和大颗粒黄豆分别装满两个杯子(图c),接着将小米和黄豆混合后再分装,发现装不满两杯(图d),该实验模拟了分子之间有空隙,运用了类比的实验方法,用小米和黄豆模拟两种分子,两个满杯混合后再分装,发现装不满两个满杯,说明分子之间有间隙。
54.(1)质量
(2)煤油
(3) 偏小 燃料并不可能完全燃烧;燃料燃烧放出的热会散失到空气中;又或被烧杯等实验装置吸热,使Q放大于Q吸
【详解】(1)因燃料放出的热量与质量有关,必须控制燃料的质量相等,由于水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响,所以在实验中应控制水的质量相等。
(2)由图表数据可知,完全燃烧两种燃料后,用煤油加热的水升高的温度高,所以用煤油加热的水吸收的热量多,即相同质量的煤油和菜籽油完全燃烧后,煤油放出的热量多,所以煤油的热值较大。
(3)[1][2]由于燃料并不可能完全燃烧,燃料燃烧放出的热会散失到空气中,又或被烧杯等实验装置吸了热,使大于,依此计算出煤油和菜籽油的热值比实际要偏小些。
55.(1) 质量 天平
(2) 等于 水 2∶1
【详解】(1)[1]在“比较水和煤油吸热情况”的实验中,需要控制变量,由Q=cmΔt可知,应选取初温不同但质量相同的水和煤油,因为不同物质的密度不同,相同体积的水和煤油质量不同,所以要控制质量相同。
[2]实验中需要测量水和煤油的质量以及加热时间,已知需要用到秒表测量加热时间,测量质量需要用到天平,所以还应当用到的测量仪器为天平和秒表。
(2)①[1]用相同规格的加热器对水和煤油进行加热,在相同时间内,加热器放出的热量相同,所以水和煤油吸收的热量相同。因此在0∼10min内,水吸收的热量等于煤油吸收的热量。
②[2]由表格数据可知,在0−10min内,水和煤油吸收的热量相同,但水升高的温度
煤油升高的温度
即
根据Q=cmΔt可知,在质量m和吸收热量Q相同的情况下,升高的温度Δt越小,比热容c越大,吸热能力越强,所以水的吸热能力更强。
③[3]根据Q=cmΔt,水和煤油吸收的热量相同,即Q水=Q煤油,可得
因为水和煤油质量m相同,所以
则
所以水和煤油的比热容之比为
56. 电压 “2.5V”和“3.8V”的灯各一个 L1 电压表V1和V2的示数 通电时间相同,电流相同,电压越大,电流做的功越多
【详解】(1)[1]因为电流做的功与电压、电流和时间有关,而电路中,两灯串联电流和通电时间相同,电压不同,根据控制变量法的思路可知是研究电流做功与电压的关系。
(2)[2]所选用的灯泡是“2.5V”和“3.8V”的灯各一个,这样便于观察灯泡的亮度,且两灯两端的不变,使于研究。
(3)②[3][4]由于两灯串联在电路中,所以通过小灯泡的电流相同,开关闭合后,灯泡L1较亮,灯泡L2较暗,说明前者的实际功率大,即相同时间内电流通过L1做功多,同时他还需要收集到的另一信息是电压表V1和V2的示数。
④[5]综合分析实验的现象与数据,比较可知,电压越大,实际功率越大,所以得到的结论是:通电时间相同,电流相同,电压越大,电流做的功越多。
57.(1)变小
(2) 无 不是 电流表示数有变化,则电阻是热敏电阻
【详解】(1)由图可知,横坐标为温度,纵坐标为电阻阻值,随着温度的增加,热敏电阻的电阻值在逐渐变小。
(2)[1][2][3]由题意可知,用酒精灯加热电阻R1,若电流表示数无变化,说明加热的是定值电阻,即R1不是热敏电阻,若电流表示数有变化,说明加热的是热敏电阻,电阻变化,引起了电路中电流变化,即R1是热敏电阻。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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