2026年中考物理九年级第二轮实验专题复习-电功率
2026-05-28
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 电功率 |
| 使用场景 | 中考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 3.94 MB |
| 发布时间 | 2026-05-28 |
| 更新时间 | 2026-05-28 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-28 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58086893.html |
| 价格 | 0.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦电功率实验双核心,以伏安法及变式为脉络,融合故障分析、图像应用与特殊测量,构建“原理-操作-拓展”三阶方法体系,强化科学探究与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|测量小灯泡电功率|10道|伏安法规范操作、故障判断(短路/断路)、特殊测量(无电表/等效替代)、图像分析(I-U曲线)|从P=UI公式推导,到实验电路构建,延伸至仪器选择(滑动变阻器量程)与数据处理,体现物理观念与科学推理|
|探究电流产生热量的因素|5道|控制变量法(电流/电阻/时间)、转换法(U形管液面差)、电路设计(串并联对比)|基于焦耳定律Q=I²Rt,通过实验装置变式,探究变量关系,培养科学探究与证据分析能力|
内容正文:
2026年中考物理九年级第二轮实验专题复习-电功率
1.现有一标有“”字样的小灯泡,小亮设计实验测量其不同电压下的电功率。
(1)如图甲所示正确连接电路,图乙是某次实验电流表的示数为_________A,最后根据实验数据画出图像,如图丙所示,根据图像求出小灯泡正常发光时的功率为____________W。
(2)通过分析图像,发现小灯泡的电阻随电压升高逐渐变大,其原因是___________。
(3)利用所给器材,该实验装置__________(选填“能”或“不能”)用来验证欧姆定律中电流与电压的关系。
(4)完成上述实验后,小亮又重新设计了电路,如图丁所示,测量另一个小灯泡的额定功率,这个小灯泡正常工作的电流为,请完成实验步骤(已知电源电压为)。
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,调节滑动变阻器的滑片使电流表示数为;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则小灯泡的额定功率表达式为_________。
2.为了测量小灯泡的额定功率,某校物理兴趣小组设计了如图甲所示的电路,小灯泡标有“2.5V”字样,灯泡电阻约为10Ω,电源电压6V,滑动变阻器“20Ω;0.5A”。
(1)某小组连接的电路存在错误,只需改动一根导线,即可使电路连接正确,请你在图甲中应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法________。
(2)电路正确连接后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,则电路的故障可能是( )(选填字母)。
A.小灯泡断路 B.小灯泡短路
C.滑动变阻器断路 D.滑动变阻器短路
(3)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片在某处时,电压表示数为2V,若想测小灯泡的额定功率,应将滑片向_______(左/右)移动,移动滑动变阻器滑片的同时眼睛要注意观察_______(电压表/电流表);当电压表的示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为______W。
(4)另一小组实验时发现电流表已损坏,于是找来了一个阻值为R0的定值电阻设计了如图丙所示电路,测出了额定电压为U额的小灯泡的额定功率。已知电源电压为U且保持不变,请将实验步骤补充完整:
①只闭合开关S、S2,移动滑片P,使电压表的示数为_________;
②只闭合开关S、S1,保持滑片P不动,读出电压表的示数为U1;
③小灯泡的额定功率P额=__________(用U、U1、U额、R0表示)。
3.科创小组的森同学利用如图甲所示电路测定小灯泡的功率。被测小灯泡的额定电压为,电阻约为10Ω左右。实验室有如下器材:电源(电压为6V)、电流表(0~0.6A、0~3A)、电压表、开关各一个、导线若干、滑动变阻器两只:、。
(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_____。连接电路闭合开关后,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,灯泡都不亮,电压表和电流表有较小示数,则可能是_____(选填“灯短路”“灯断路”或“滑动变阻器接成两下接线柱”);
(2)正确连接电路后,闭合开关,改变滑动变阻器的阻值,多次测量,森同学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_____。在多次测量中,他还发现:当电压表的示数增大时,电流表与电压表的示数之比_____(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
4.为了测量小灯泡的额定功率并探究小灯泡亮度与实际功率的关系,某校物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验电路,标有“2.5V”字样的小灯泡电阻约为10Ω,电源电压6V,可供选用的滑动变阻器有“10Ω 1A”的和“20Ω 1A”的。
(1)为了完成实验,你认为应该选用的滑动变阻器是___________;(选填“”或“”)
(2)请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整;要求:滑动变阻器滑片向右移动时,灯泡变亮)
(3)电路正确连接后,闭合开关,当滑动变阻器的滑片移到某一位置时,某同学从“0~15V”量程的刻度线看出指针停在10V处,若要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向___________移(选填“左”或“右”)直到小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是___________W;
(4)根据收集到的实验数据,同学们得出了灯泡亮度与实际功率的关系。在分析论证过程中,勤于思考的小明发现小灯泡在不同亮度下,它两端的电压与电流的比值不一样,你认为其主要原因是___________;
(5)另一小组实验时,发现电流表已经损坏,为了测出该小灯泡的额定功率,小组在实验室选了一个10Ω的电阻和一个单刀双掷开关,设计了如图丙所示的电路并完成了该实验(电源电压不变):
①闭合开关S,开关接b,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光,记录电压表示数;
②闭合开关S,滑动变阻器滑片保持不动,接a,记录电压表示数。
则小灯泡额定功率___________(用字母、、表示)。
5.如图是探究“电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”的三套实验装置,甲、乙装置的两个透明容器中密封着等量的空气,丙装置的两个烧瓶中装有等质量的煤油。
(1)甲装置可探究电流产生的热量与_______的关系。
(2)乙装置可探究电流产生的热量与_______的关系。其中电阻R3的作用主要是使通过R1和R2的_______不相等。将此装置接到电源两端,通电一段时间,在_____(选填“左”或“右”)侧容器中产生的热量较多。
(3)某同学利用丙装置做“比较水和煤油比热容的大小”的实验,他们应使瓶中装有质量和初温相等的水和煤油,并使甲、乙两烧瓶中金属丝的电阻_______(选填“相等”或“不相等”),此实验中水和煤油吸热的多少是通过_________(选填“升高的温度”或“加热时间”)来反映的。
6.如图是探究“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。
(1)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,________侧容器相连的U形管中液面的高度差较大;
(2)乙装置中的电阻R3的作用主要是使电阻R1和R2中的电流________;
(3)通过观察乙装置可知,在电阻和通电时间相同时,电流越________,导体产生的热量越多;
(4)某同学在做乙装置实验时,通电一段时间后,发现左右两侧U形管中液面高度差几乎相同,导致这种现象的原因可能是________。
7.如图所示为探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”的实验装置。
(1)实验中通过观察___________来比较电流产生的热量的多少;
(2)为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少,甲、乙两瓶中要装入质量___________、初温___________(填“相同”或“不同”)的同种液体;
(3)为了在较短的时间内达到明显的实验效果,实验时选用煤油而不选用水,是因为煤油的比热容___________水的比热容(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(4)实验结论是:在电流、通电时间相同时,___________,产生的热量越多。
8.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8Ω。
(1)在图甲中,有一根导线未连接,请用笔画线代替导线将电路连接完整。
(2)闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大端。闭合开关S后,发现小灯泡不亮,但电流表和电压表均有示数,接下来首先应该操作的是____________________。
(3)移动滑片P到某一位置时电压表示数如图乙所示,此时要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向______端移动。
(4)移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的图像,由图像中数据可计算出小灯泡的额定功率为______W。
(5)在实验时,电压表出现了故障不能使用。小明向老师借了一只已知阻值的定值电阻,设计了如图丁所示的电路,继续测量小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电流为,定值电阻的阻值为,实验步骤如下,请补充完整:
①闭合开关、,断开,调节滑动变阻器滑片P,直到电流表的读数为;
②闭合开关、,断开,记下此时电流表的读数为;
③小灯泡的额定功率的表达式为______(用、和表示)。
9.小明在“探究电流与电压的关系”实验中,保持定值电阻不变,设计了如图甲所示的电路并进行实验。
(1)请用笔画线代替导线,将甲图中电路连接完整,要求滑片向端滑动时,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)连接好电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑片,电压表的示数约为且保持不变,电流表的示数几乎为零,则电路的故障可能是( )
A.滑动变阻器短路
B.定值电阻断路
C.定值电阻短路
(3)排除故障后,小组成员测得多组实验数据,根据数据绘制出电阻的图像如图乙所示,由图像可得:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成______比(填“正”或“反”);
(4)将定值电阻换成标有“2.5V”字样的小灯泡继续实验,根据数据绘制出小灯泡I-U图像如丙所示。
①小灯泡的额定电功率为______W;
②小组成员发现两次绘制出的I-U图像不同,这是因为灯泡电阻_______________;
③当灯泡实际电压为额定电压一半时的实际电功率为P1,当灯泡实际电流为额定电流的一半时的实际电功率为P2,分析图像发现,P1______P2(填“大于”、“小于”或“等于”)。
10.如图所示是探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的实验,两个透明的容器中密封着等量的空气,与透明容器相连的U形管中注入等量的液体。
(1)小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关,于是进行了如图甲的实验。该实验中是控制_____和通电时间相同。
(2)如图乙所示,将电阻丝与右容器中的电阻丝并联,然后与左容器中的电阻丝串联接到电源两端,左右两侧容器中,电流通过电阻产生的热量之比为________;
(3)如图丙小明要用两个相同的烧瓶来探究物质的吸热能力,A、B两瓶内分别装有质量相等的水和某液体,与电阻相等,根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图丁所示,由图可知,该液体的比热容为________。(水的比热容为)
11.在“测量小灯泡的电功率”实验中,选用的小灯泡上标有“2.5V”字样,额定电流约为,电源电压恒为,实验电路如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的电路连接完整,要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大,导线不交叉。
(2)现有规格为A“10Ω 2A”、B“20Ω 1A”和C“50Ω 0.2A”的滑动变阻器供选择,应选择__________(选填字母)滑动变阻器接入电路才能顺利进行实验。
(3)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。
②小聪发现表格中有一个电流数据有误,该数据是__________。
(4)完成实验后,小明又设计了如图丙所示的电路图,只用电压表就测出了额定电压为的小灯泡的额定功率,电源电压调至不变,定值电阻的阻值为,请将实验步骤补充完整。
①闭合开关和,断开,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为__________V,小灯泡正常发光。
②保持滑动变阻器滑片位置不动,闭合开关和,断开,观察到电压表示数为。
③小灯泡额定功率__________W。
12.探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验如图甲和乙所示,两透明容器中密封着等质量的空气,两容器中的电阻丝串联起来连接到电源两端。
(1)在该实验中,我们是通过观察U形管中液面的______来比较各容器中电热丝产生热量的多少,用到的物理实验方法是______;
(2)在图甲中,控制了通过5Ω和10Ω的电热丝的电流和通电时间相等,该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体的______的关系,用到的物理实验方法是______;
(3)在图乙中,相同的时间内,左右两侧密封容器内的两个5Ω的电热丝分别产生的热量之比是______。
13.如图所示是探究“电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气。
(1)实验中通过观察U形管中________来比较电流通过导体产生热量的多少。
(2)若探究电热与电阻的关系应选择________装置。(选填“甲”或“乙”)
(3)乙装置中的电阻的作用主要是使电阻和中的电流________,通电1min后,和产生的热量之比为________;为了使实验现象更明显,可以将的阻值换成________的(选填“更大”、“更小”或“一样”)。
(4)乙装置中,如果断路,在通电时间相同时,与没有断路时相比较,左侧U形管中液面的高度差将________。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
14.在测定“小灯泡电功率”的实验中,小静选择了2节新干电池做电源,铭牌上标有“50Ω 1A”字样的滑动变阻器,及额定电压为2.5V的小灯泡(灯丝电阻约为10Ω)。
(1)电路连接如图所示,若此时闭合开关将发生的现象是___________;
A.灯泡很亮 B.电压表显示2.5V C.电流表几乎无偏转 D.灯泡几乎不亮
(2)请在图甲错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确_______;电路修改无误后,闭合开关,移动滑片P到某一位置时,电压表示数如图乙所示,若她想测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向___________(选填“A”或“B”)端缓慢移动,直至灯泡正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,则该灯泡的额定功率为___________W;
(3)下面表格是小静测出的该规格小灯泡I与U关系的部分数据。老师发现其中一组数据一定是编造的,请根据所学的知识进行推断第___________次(填序号)是编造的,若要对该组错误数据重新测量,下列措施中可以实现的是___________(填字母序号);
实验序号
1
2
3
4
5
6
U/V
0.20
0.80
1.40
2.00
2.50
2.70
I/A
0.02
0.08
0.13
0.18
0.21
A.将电压表的量程换为0~15V
B.将电流表换成量程更小的灵敏电流表
C.换成最大阻值为150Ω的滑动变阻器
D.换成电压为6V的电源
(4)小静又根据第(3)问中表格内的数据,绘制了U-I图像,下列图像正确的是___________:请说出你选择的依据是_________________________________。
A.
B.
C.
15.小聪设计了如图甲所示的电路,“测量小灯泡的额定功率”。电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为3.8V。
(1)闭合开关后,移动滑片P,发现两电表示数始终如图乙所示,原因是将滑动变阻器的___(填字母)两个接线柱接入了电路。
(2)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象,如图丙所示,则该小灯泡的额定功率为_____W。
(3)由图丙推知:小灯泡的实际电流是额定电流一半时的电功率为P1,小灯泡的实际电压是额定电压一半时的电功率为P2,则P1______P2(选填“大于”、“小于或“等于”)。
(4)实验操作时,因小灯泡L不慎损坏而出现断路,无论怎样移动滑片P,电压表指针_____(选填“几乎不动”或“明显偏转”)。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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《2026年中考物理九年级第二轮实验专题复习-电功率》参考答案
1.(1) 0.1 0.625
(2)灯丝的电阻随温度的升高而增大
(3)不能
(4)
【详解】(1)[1]由图乙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,其示数为0.1A。
[2]由图丙可知,当电压为2.5V时,电路中的电流为0.25A,所以小灯泡正常发光时的功率为
(2)通过分析I﹣U图象,发现小灯泡的电阻随电压升高逐渐变大,其原因为灯丝的电阻随温度的升高而增大,电压升高,灯丝温度升高,电阻变大。
(3)探究电流与电压的关系,需要保持电阻不变,而灯泡的电阻随温度的变化而变化,所以该实验装置不能用来验证欧姆定律中电流与电压的关系。
(4)[1]①只闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电流表示数为,此时小灯泡正常发光。
[2]②只闭合开关,保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节滑动变阻器的滑片使电流表示数为;再将滑动变阻器的滑片调到最左端,读出电流表的示数为;
在步骤①②中,电路中的电流均为时,变阻器接入电路的阻值不变,则根据等效替代法可知,小灯泡正常发光时的电阻与此时变阻器的电阻相同,即
则小灯泡的额定功率
2.(1)
(2)B
(3) 右 电压表 0.5
(4) U额
【详解】(1)测量小灯泡的额定功率,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测小灯泡两端电压,要与小灯泡并联,电流表串联在电路中,测电流,如图所示:
(2)由题意知,电路连接正确,闭合开关后,电流表有示数,说明电路是通路;而小灯泡不发光,电压表无示数,说明电路可能的故障是电压表并联的支路短路,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
(3)[1][2]由于小灯泡标有“2.5V”字样,即小灯泡的额定电压为2.5V;此时电压表示数为2V,若想测小灯泡的额定功率,应增大灯泡两端电压,根据串联分压可知,应减小滑动变阻器两端电压,因此应将滑片向右移动,且观察电压表的示数,直至其为2.5V。
[3]当小灯泡正常发光时,其电流示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.2A,小灯泡额定功率为
(4)[1]由图丙知,当只闭合开关S、S2时,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量灯泡两端电压,调节滑动变阻器滑片P,使电压表的示数为U额,此时灯正常发光。
[2]当只闭合开关S、S1时,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻两端电压,保持滑动变阻器滑片P不动,此时电压表的示数为U1,即定值电阻两端的电压为U1。③在②中,定值电阻和滑动变阻器串联,根据串联电路电压原理可得,滑动变阻器两端的电压为
由于串联电路电流处处相等,则
可得,滑动变阻器的电阻为
在①中,灯泡与滑动变阻器串联,灯泡正常发光,由于滑动变阻器的电阻不变,根据串联电路电流和电压特点可得,灯泡的额定电流为
小灯泡的额定功率为
3.(1) 对电流表调零 滑动变阻器接成两下接线柱
(2) 0.625 变小
【详解】(1)[1]电流表使用前,指针没有指示0刻度,要对电流表调零。
[2]闭合开关,灯泡不亮,电流表和电压表都有较小的示数,说明电路既不断路,也不短路,灯泡不亮,是因为灯泡的实际功率太小,滑动变阻器接入的阻值过大,“滑动变阻器接成两下接线柱”造成的。
(2)[1]由图像可知,灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的电流为0.25A,灯泡的额定功率为
[2]由于灯丝电阻随温度升高而增大,当电压表的示数增大时,灯丝电阻变大。电压表与电流表示数之比变大,电流表与电压表的示数之比变小。
4.(1)
(2)
(3) 右 0.65
(4)灯丝的电阻与温度有关
(5)
【详解】(1)标有“2.5V”字样的小灯泡电阻约为10Ω,由欧姆定律可得,其额定电流约为
电源电压6V不变,灯泡正常发光时,由串联电路的规律及欧姆定律可得,变阻器连入电路的电阻为
所以应该选用的滑动变阻器是。
(2)滑动变阻器滑片向右移动时,灯泡变亮,说明电路中的电流变大,电阻变小,故滑动变阻器右下接线柱连入电路中,如下图所示:
(3)[1]当滑动变阻器的滑片移到某一位置时,某同学从“0~15V”量程的刻度线看出指针停在10V处,则对应小量程的电压为2V,小于灯泡的额定电压2.5V,此时小灯泡亮度较暗,应增大灯泡的两端电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的两端电压,根据串联分压可知,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向右移动,直到电压表示数为灯泡的额定电压。
[2]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,分度值为0.02A,电流大小为0.26A,则小灯泡的额定功率为
(4)灯的实际功率越大,灯越亮,灯丝的温度越高;而由欧姆定律,灯两端的电压与电流的比值即灯的电阻不一样,其主要原因是灯丝的电阻与温度有关,灯的电阻随温度的变化而变化。
(5)①闭合开关S,开关接b,、灯泡、变阻器串联,电压表测量的是灯泡的两端电压,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光,记录电压表示数,则灯泡的额定电压为;
②闭合开关S,滑动变阻器滑片保持不动,接a,连接方式不变,电压表改测和灯泡两端的总电压,记录电压表示数。则的两端电压为
根据欧姆定律,则灯泡的额定电流为
则小灯泡额定功率为
5.(1)电阻
(2) 电流 电流 左
(3) 相等 加热时间
【详解】(1)在甲装置中,两电阻丝串联,电流相同、通电时间相同,而电阻不同。根据控制变量法,在电流和通电时间一定时,探究的是电流产生热量跟电阻的关系。所以甲装置可探究电流产生的热量与电阻的关系。
(2)[1] 在乙装置中,右侧容器中一个5Ω的电阻与容器外的一个5Ω的电阻并联后再与左侧容器中一个5Ω的电阻串联。根据串、并联电路的电流特点,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,即两电阻丝的电阻和通电时间相同,电流不同。根据控制变量法,探究的是电流产生热量跟电流的关系。
[2]其中电阻的作用主要是使通过和的电流不相等。
[3]由可知,在电阻和通电时间相同时,电流越大,产生的热量越多,所以左侧容器中产生的热量较多。
(3)[1]根据比较不同物质比热容的方法,要控制不同物质吸收的热量相同。所以在利用丙装置做“比较水和煤油比热容的大小”的实验时,应使甲、乙两烧瓶中金属丝的电阻相等,这样在相同时间内产生的热量相同,水和煤油吸收的热量相同。
[2]此实验中水和煤油吸热的多少是通过加热时间来反映的,加热时间越长,吸收热量越多。
6.(1) 电阻 右
(2)不相等
(3)大
(4)R3断路
【详解】(1)[1]电流通过导体产生的热量与多个因素有关,实验时要采用控制变量法,甲装置中两个透明容器中导体电阻不同,可用以探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系。
[2]电流通过导体产生热量的多少不易直接观察,容器内空气吸收热量后温度升高,体积变大,可能通过观察U形管中液面的高度差来间接反映产生热量的多少,根据图甲可知与右侧容器相连的U形管中液面的高度差较大。
(2)乙装置中的电阻R3起到分流作用,使电阻R1和R2中的电流不相等。
(3)通过观察乙装置,左侧容器中U形管内的液面高度差大,可知左侧容器中导体产生的热量较多,已知,通电时间相同,由此可知,在电阻和通电时间相同时,电流越大,导体产生的热量越多。
(4)通电一段时间后,发现左右两侧U形管中液面高度差几乎相同,说明电流通过电阻R1和R2产生的热量几乎相同,说明通过电阻R1和R2的电流相同;当电阻R3断路时,电阻R1和R2串联,通过两个电阻的电流相同,产生的热量也相同。
7.(1)温度计示数变化多少
(2) 相同 相同
(3)小于
(4)电阻越大
【详解】(1)液体吸收热量越多,则温度升高越多,故可以根据温度计示数的变化来反映液体吸收热量的多少,即电流产生热量的多少。
(2)[1][2]要比较不同电阻丝产生热量的多少,应控制电流与通电时间相等,控制两瓶中液体的质量与初始温度相同,只改变电阻丝的阻值。
(3)为了便于观察实验现象,温度变化越明显越好,因为煤油的比热容小于水的比热容,吸收相同热量时,煤油升温更快。
(4)分析实验现象可得结论:在电流、通电时间一定时,电阻越大,产生的热量越多。
8.(1)
(2)移动滑动变阻器的滑片P,观察小灯泡是否发光
(3)右
(4)0.5
(5)
【详解】(1)在图甲中,电流表应串联在电路中,根据公式可知,小灯泡正常发光时通过的电流为
所以电流表选0~0.6A量程,如图所示:
(2)闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大端。闭合开关S后,发现小灯泡不亮,但电流表和电压表均有示数,说明电路是通路,只是电流太小,接下来首先应该操作的是移动滑动变阻器的滑片P,观察小灯泡是否发光。
(3)移动滑片P到某一位置时电压表如图乙所示,电压表所选量程为0~3V,分度值0.1V,读数为2.4V,此时要测量小灯泡的额定功率,应增加小灯泡两端的电压,根据串联电路电压的特点可知,应减小滑动变阻器两端的电压,根据串联电路分压原理可知,要减小滑动变阻器接入的电阻,因此应将滑片P向右端移动。
(4)移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的图像,由图像可计算出小灯泡的额定功率是
(5)在实验时,若电压表出现了故障不能使用,则可以利用电流表和定值电阻测电功率的方法。闭合开关、,断开,小灯泡和定值电阻先并联再与变阻器串联,而电流表测通过小灯泡的电流,调节滑动变阻器,电流表控制小灯泡正常发光,使灯泡的电流达到额定电流;闭合开关、,断开,此时小灯泡和定值电阻组成并联电路,保持变阻器滑片的位置不变,电路的连接方式不变,那么此时各用电器两端的电压不变,此时电流表测的是小灯泡和定值电阻的总电流为,根据并联电路电流的特点可知,通过定值电阻的电流为
那么两端的电压为
根据并联电路的电压特点,灯泡此时的电压与定值电阻两端的电压相同,即
故小灯泡的额定功率的表达式为
9.(1)
(2)B
(3)正
(4) 0.625 受温度影响 大于
【详解】(1)要求滑片向端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,故应将开关与滑动变阻器B接线柱相连,如图所示
(2)闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,电流表无示数,说明电路是断路;电压表有示数且约为3V,说明电压表与电源正负极连通,则故障可能是定值电阻断路,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
(3)由图乙可知,电阻的图像是一条过原点的倾斜直线,说明定值电阻两端的电压和通过它的电流比值不变(是一个定值),由此可以得到当导体的电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。
(4)[1]从图丙可以看出,当灯泡电压为2.5V时,电流为0.25A,小灯泡的额定电功率为。
[2]灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而增大,所以绘制出小灯泡I-U图像中电流和电阻不成正比,两次绘制出的I-U图像不同。
[3]从图像丙可以看出,当实际电压是额定电压一半时,即此时的电压为1.25V,此时通过小灯泡的电流的范围为0.15~0.2A,此时的实际功率为P1。P1的最小值为
当实际电流是额定电流一半时,此时通过小灯泡的电流为0.125A,此时小灯泡的电压范围为0.5~1V之间,此时的实际功率为P2。P2的最大值为
,故实际电功率P1大于P2。
10.(1)电流大小
(2)
(3)
【详解】(1)电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外两个因素不变。甲图中,容器内两电阻丝串联,根据串联电路电流处处相等的特点,可知通过的电流和通电时间相同,而两电阻阻值不相等,所以该实验是控制电流大小和通电时间相同。
(2)在乙图装置中,右边两个的电阻并联后再与左边的电阻串联。根据串联电路的电流特点可知,通过右边两个电阻的总电流和通过左边电阻的电流相等,根据并联电路干路电流等于各支路电流之和,可知通过左侧容器内电阻的电流是通过右侧容器内电阻电流的倍,即
两瓶中的电阻丝阻值相等(均为),通电时间相等。根据焦耳定律,可得左右两侧容器中,电流通过电阻产生的热量之比
(3)丙图中,两电阻丝串联,串联电路各处的电流相等,通电时间也相等,因为,根据可知,相同时间两电阻丝放出的热量相同,即质量相等的水和某液体吸热相同。因水的比热容大,故加热相同时间,水升温慢,根据图丁可知,加热一段时间(吸热相同),水升高的温度为
另一种液体升高的温度为
根据可知,在质量和吸热相同的情况下,比热容与升高的温度之积为一定值,升高的温度与比热容成反比,则液体的比热容为
11.(1)
(2)B
(3) 0.7 0.36
(4) 3.5 0.875
【详解】(1)要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大,所以应将滑动变阻器的左下接线柱灯泡的右接线柱串联在电路中,如下图所示:
(2)当小灯泡正常发光时,其两端电压UL=2.5V,额定电流约为0.3A,此时滑动变阻器两端的电压
由可知,此时滑动变阻器接入电路的电阻为
因为滑动变阻器的最大阻值要大于11.7Ω,且允许通过的最大电流要大于0.3A,所以应选择“20Ω 1A”的滑动变阻器。
故选B。
(3)①[1]由甲图可知,电流表选用的是小量程;由图乙可知,电流表的分度值为0.02A,示数为0.28A,则小灯泡的额定功率为
②[2]分析表格数据,根据可知,5次实验中小灯泡的电阻依次为R1=3.125Ω、R2≈5.91Ω、R3≈8.08Ω、R4≈8.93Ω、R5≈8.33Ω,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0.36有误。
(4)①[1]由丙图可知,闭合开关S和S2,断开S1;R0被短路,滑动变阻器与小灯泡串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为
小灯泡正常发光。
③[2]在①中,此时只有小灯泡和滑动变阻器串联接入电路,电压表测量滑动变阻器的电压,当电压表的示数为3.5V,则小灯泡的电压为U额,小灯泡正常发光,设滑动变阻器连入电路的阻值为R;在②中,闭合开关S和S1,断开S2,此时小灯泡被短路,滑动变阻器和R0串联接入电路,电压表仍然测滑动变阻器的电压,示数为3V,根据串联电路电压的规律,定值电阻的电压为
由分压原理可知
即
在①中,由欧姆定律,灯的额定电流为
则小灯泡额定功率为
12.(1) 高度差 转换法
(2) 电阻 控制变量法
(3)4︰1
【详解】(1)[1][2]在该实验中,我们是通过观察U形管中液面的高度差来比较各容器中电热丝产生热量的多少,用到的物理实验方法是转换法。
(2)[1][2]在图甲中,控制了通过5Ω和10Ω的电热丝的电流和通电时间相等,而两电阻不同,该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体的电阻的关系,用到的物理实验方法是控制变量法。
(3)在图乙中,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,由并联电路电压的规律及欧姆定律可知,通过右侧两电阻的电流相等,记为I,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为2I。根据可知,电阻和通电时间相同时,产生热量与电流的平方成正比,故相同的时间内,左右两侧密封容器内的两个5Ω的电热丝分别产生的热量之比是4︰1。
13.(1)液面高度差
(2)甲
(3) 不相同 更小
(4)变小
【详解】(1)通过U形管两侧液面高度差来比较电流通过导体产生热量的多少,是应用转换法。
(2)要想探究电流产生的热量与电阻的关系,根据控制变量法,要使两电阻电流相同,电阻不同。由甲图可看出,两电阻串联,电流相同,电阻不同,所以甲装置是探究电流产生的热量与电阻的关系。
(3)[1]在图乙中,电阻R3与R2并联后再与R1串联,使得R1在干路上,右侧容器内的R2在支路上,从而使得两密闭容器中的电阻丝阻值相同,电流不同。所以乙装置中的电阻的作用主要是使电阻和中的电流不相同。
[2]根据并联电流规律可知,通过R1的电流是R2电流的2倍。根据焦耳定律可知,R1产生的热量为,通电相同时间后,R2产生的热量为
由于R1和R2的电阻和通电时间均相同,所以
所以通电1min后,和产生的热量之比为4:1。
[3]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,R1和R2产生热量之差更大一些,对比更明显。
(4)在乙装置中,电阻R3断路后,电路中的总电阻变大,在电源电压一定时,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,即通过R1的电流变小,根据焦耳定律可知,在相同的时间内,电阻R1产生的热量变小,所以左侧U形管中液面的高度差的变小。
14.(1)CD
(2) B 0.5
(3) 1 C
(4) B 灯丝电阻随温度升高变大
【详解】(1)由图甲所示的电路知道,电流表、电压表串联后并联在灯泡的两端,滑动变阻器以最大阻值接入电路。因此闭合开关后,电路中电流很小,灯泡几乎不亮,因电压表相当于断路,故电流表无示数,而电压表测灯泡两端的电压,有示数,但不是2.5V。故CD符合题意,AB不符合题意。
故选CD。
(2)[1]错误导线是连接小灯泡右端和滑动变阻器A接线柱的那根导线,应将这根导线改接在电压表的“3V”接线柱上,使电压表与小灯泡并联,这样才能正确测量小灯泡两端的电压。改正如下图
[2]两节新干电池串联的电源电压为3V,移动滑片P到某一位置时,电压表的示数为2.2V,小于灯泡额定电压 2.5V,为了测量小灯泡的额定功率,应增大灯泡两端的电压,减小变阻器分得的电压,根据串联电路分压规律可知,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,所以滑片应向B端移动。
[3]由图丙知道 ,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,则示数为 0.2A,则该灯泡的额定功率为
(3)[1]由知道,当灯泡两端电压为0.20V时,电流为0.02A,此时电流
但灯泡电阻约为10Ω,滑动变阻器的最大阻值是50Ω,故第1次数据不合理。
[2]A.电压表量程 0~3V已满足实验要求,故A不符合题意;
B.电流表量程合适,无需更换,且更换后仍不能得到该组数据。故B不符合题意;
C.电源用的是2节新干电池,即电源电压为3V,由串联电路的分压原理可知,当灯泡电压最小时,滑动变阻器连入电路的阻值最大,由实验数据知,当灯泡两端的电压为0.2V时,滑动变阻器的电压应为3V-0.2V=2.8V
此时电路中的电流为0.02A,根据欧姆定律可得滑动变阻器的电阻应为
而滑动变阻器的最大阻值为50Ω,所以要想得到上述数据,应更换最大阻值大一些的滑动变阻器,故C符合题意;
D.电源电压为3V能满足实验,换成6V电源需要滑动变阻器分担更多的电压,滑动变阻器的最大阻值需要更大,才能完成实验。故D不符合题意。
故选C。
(4)[1][2]小灯泡两端的电压越大,电流越大,电功率越大,灯泡越亮,小灯泡的温度越高,根据知道,电压变化量大于电流的变化量,可知,灯泡的电阻越来越大,故选B。
15.(1)CD
(2)1.14
(3)小于
(4)几乎不动
【详解】(1)移动滑片,电表示数不发生变化,说明变阻器用AB或者CD接线柱接入电路,不能改变电流、电压。因为电压表测量的是灯两端电压,示数保持6V不变,等于电源电压,说明变阻器没有分担电压,其连入电路的电阻为0,则其是用CD接线柱接入电路。
(2)读图像可知,灯在3.8V电压下工作时,通过的电流为0.3A,则其额定功率为
(3)读图像可知:当小灯的电流为其额定电流的一半,即为0.15A时,其两端电压为1V;当其两端电压为其额定电压一半时,即其两端电压为1.9V时,通过它的电流在0.2A左右。根据可得
(4)当L断路时,电压表通过导体与电源相连,其示数几乎等于电源电压,且不发生明显变化,其指针是几乎不动的。
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