专题05 实验和计算专项训练 8大题型40题（期中专项训练）九年级物理上学期新教材北师大版（北京）

专题05 实验和计算专项训练 实验专项·固本强基 题型1 不同物质的吸热本领 题型2 串、并联电路电流和电压的特点 题型3 探究电流与电压、电阻的关系 题型4 探究影响电阻大小的因素 题型5 测量小灯泡的电功率 计算专项·进阶突破 题型6 热学计算 题型7 欧姆定律的相关计算 题型8 焦耳定律的相关计算 基础·固本强基 题型1 不同物质的吸热本领（共5小题） 1．如图，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料质量都是，烧杯内液体的初温和质量相同。 (1)比较不同燃料的热值，应选择_________两图进行实验，根据_________（选填“温度计升高的示数”或“加热时间长短”）比较燃料燃烧放出热量的多少，燃料完全燃烧后，液体温度升高越多，说明燃料的热值越大； (2)比较不同物质吸热升温的特点，应选择_________两图进行实验，液体吸收的热量通过_________（选“温度计上升示数”或“加热时间”）来反映； (3)由丁图可以看出，_________（选填“A”或“B”）液体的吸热能力强。 【答案】(1) 甲、乙 温度计升高的示数 (2) 甲、丙 加热时间 (3)B 【详解】（1）根据控制变量法，需要保证被加热的液体种类、质量完全相同，仅燃料种类不同，因此选甲、乙两图。燃料完全燃烧放出的热量无法直接测量，相同条件下，放出热量越多，质量、初温都相同的同种液体升温越高，因此通过温度计升高的示数间接反映放热多少，进而比较热值大小。 （2）根据控制变量法，需要保证供热源完全相同，仅烧杯内的液体种类不同，因此选甲、丙两图。相同热源在相同时间内放出的热量相等，因此可以通过加热时间间接反映液体吸收热量的多少。 （3）从丁图可知，A、B都从10℃升温到90℃时，B需要的加热时间更长，说明B吸收的热量更多。质量相同的不同物质，升高相同温度时吸收热量越多，吸热能力越强，因此B液体的吸热能力更强。 2．某实验小组用如图甲所示的装置比较水和食用油的吸热能力。图乙是该实验小组根据实验数据绘制的图像。（，，） (1)一个烧杯中装入180 mL的水，为了完成实验，需要在另一个烧杯中装入________mL的食用油。 (2)实验中用相同的电加热器来加热，通过比较_________（填“加热的时间”或“升高的温度”）来比较它们吸收热量的多少。 (3)从开始加热到温度升至50 ℃，a吸收的热量_________（填“大于”“等于”或“小于”）b吸收的热量。 (4)该加热器每分钟放出的热量是_________J。 (5)实验表明：不同物质，在质量相等、_________时，升高的温度不同。温度变化快的吸热能力_________。 【答案】(1)200 (2)加热的时间 (3)小于 (4) (5) 吸收相同的热量 弱 【详解】（1）比较水和食用油的吸热能力，需要控制二者质量相等，水的质量 已知 因此同质量食用油的体积 （2）实验使用完全相同的电加热器，相同时间内放出的热量相等，通过加热时间可以间接反映吸收热量的多少。 （3）从图乙可知，初温相同的、升高到时，对应的加热时间更短；由于吸收热量多少由加热时间体现，因此吸收的热量小于吸收的热量。 （4）水的比热容更大，升温更慢，因此图中是水；由图可知，水的初温是，加热后温度升到，水的质量为，内水吸收的热量 不计热量损失时加热器放出的热量等于水吸收的热量，因此每分钟放出的热量为。 （5）根据比热容的实验结论，质量相等的不同物质，吸收相同热量时，升高的温度不同；吸热能力由比热容体现，温度变化越快，说明相同热量下升温越明显，比热容越小，吸热能力越弱。 3．跨学科实践：制作简易热机模型。 【项目提出】 随着科技发展，热机是人们获得动力的重要机械，汽车走入寻常百姓家，燃烧汽油的是汽油机，大型轮船和装甲车有的使用柴油作为燃料，是柴油机，而早年燃烧煤炭的火车使用的是蒸汽机。热机在生产生活中非常重要，如果我们能尝试制作一个热机模型，就可以更好地了解热机的工作原理。 【项目分析】 汽油机属于内燃机，它的工作物质是气缸内燃料和空气的混合物。而蒸汽机工作时，燃料燃烧使水变成水蒸气，水蒸气推动活塞运动产生动力，蒸汽机的燃烧室在汽缸外，属于外燃机。 (1)燃料燃烧后加热水产生水蒸气，通常实验室用______作热源； 用可以密封的易拉罐加热水，类比家用高压锅，开小孔后蒸汽喷出，可以推动高压阀运动，此时工作物质是小孔中喷出的水蒸气。 (2)如图甲是小红设计的模型方案，其中蒸汽对着风车吹动，存在的不安全因素是______，改进方法是______。 【项目实施】 (3)实验器材：易拉罐、剪刀、一支去掉笔芯和尾塞的中性笔、水、密封胶、一小块泡沫、一台小风扇、一个酒精灯。 实验步骤： ①在易拉罐的底部开一小孔，将笔的尖端朝外，另一端插入易拉罐内，如图乙所示。（操作过程中要注意安全） ②在易拉罐内加入少量的水。 ③用一小块泡沫和密封胶，将易拉罐的口封住。将易拉罐平放在支架上，且保证留着喷气的中性笔位于罐子靠______（填“上”或“下”）部分。 ④将风扇平放在支架上如图乙，中性笔的尖端正对风扇扇叶，点燃酒精灯加热易拉罐，观察到水汽化后有“白气”喷出，风扇转动。 【项目拓展】 (4)查阅资料，蒸汽机的热效率在6%~15%之间，结合现在热机效率，说明内燃机的效率比外燃机______； (5)“辽宁舰”也有蒸汽机，如图丙所示简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在2s内达到起飞速度。汽缸内蒸汽体积膨胀，推动活塞做功，使舰载机获得巨大的牵引力，此过程中蒸汽的温度______（填“升高”或“降低”），汽油机______冲程也会发生同样的能量转化。 【答案】(1)酒精灯 (2) 易烫伤人 安装防护装置 (3)上 (4)高 (5) 降低 做功 【详解】（1）实验室加热一般使用酒精灯作为热源。 （2）喷出的是高温水蒸气，水蒸气遇人体液化会放出大量热，极易烫伤人；密闭罐持续加热，气压过大也有容器炸裂风险。 改进方法：在喷气口前加装防护挡板，喷气口不能对准人，同时控制罐内加水量，防止罐内压力过高。 （3）水蒸气密度比空气小，会向上聚集，所以喷气的中性笔要放在罐子靠上的位置，方便蒸汽顺利喷出，推动风扇转动。 （4）蒸汽机是外燃机，燃料在气缸外燃烧，热量散失多，效率只有 6%~15%；内燃机燃料在气缸内燃烧，热量损失更少，能量利用率更高，因此内燃机效率比外燃机高。 （5）蒸汽膨胀推动活塞对外做功，蒸汽的内能转化为机械能。物体对外做功，自身内能减小，所以蒸汽温度降低。汽油机的做功冲程，高温燃气膨胀推动活塞做功，同样是内能转化为机械能，能量转化形式一致。 4．小华在家里学习做菜的过程中，经常要加热食用油和水。因此，她对一些物理现象有了一定的认识，她猜想食用油的比热容比水的小。 (1)能支持她这一猜想的一个事实是________（选填字母序号） A．食用油能漂在水面上 B．食用油能把食物炸得焦黄，而水不能 C．相同条件下，加热时食用油比水热得快 (2)为了验证自己的猜想，小华进行如下探究：将水和食用油分别装在两个相同的烧杯中，用两个相同的酒精灯加热，每隔2 min记录一次温度。本实验需要用到的测量工具有温度计、天平和________。 (3)图甲所示装置中酒精灯已经是用外焰加热了，仔细观察，仍有一处明显错误是____________。 (4)实验中用____________表示物质吸热的多少。 (5)纠正错误后，最终得到的温度随时间变化的关系图像如图乙所示，由图像可推算两种液体比热容的大小关系为________。 【答案】(1)C (2)秒表 (3)没有控制水和食用油的质量相同 (4)加热时间 (5)0.5 【详解】（1）A．食用油漂在水面上，是因为食用油的密度小于水的密度，属于密度特性，与比热容无关，故A不符合题意； B．食用油能把食物炸得焦黄而水不能，是因为食用油的沸点远高于水的沸点，标准大气压下水沸点100℃，食用油沸点通常200℃以上，与比热容无关，故B不符合题意； C．相同条件下加热时食用油比水热得快，说明在吸收相同热量时，食用油的温度升高更快，根据，这表明食用油的吸热能力较弱，即比热容小，能支持小华的猜想，故C符合题意。 故选C。 （2）实验需要记录不同加热时间的温度，因此除了测质量的天平、测温度的温度计，还需要秒表测量时间。 （3）探究不同物质的比热容大小，需根据控制变量法保证除物质种类不同外，其他影响实验的因素均相同。图甲装置中，两个烧杯内的水和食用油体积相同，但由于水和食用油的密度不同，烧杯中水和食用油的质量不相等，因此明显错误是没有控制水和食用油的质量相同。 （4）本实验用转换法反映吸热多少，相同酒精灯相同时间放出的热量相同，因此用加热时间表示物质吸收热量的多少。 （5）由图像可知，食用油从20℃到60℃所用的加热时间为4min，水从20℃到60℃所用的加热时间为8min，水从20℃到60℃所用的加热时间为食用油的2倍，根据转换法可知，水从20℃到60℃吸收的热量为食用油的2倍，根据，水的比热容为食用油的2倍，即。 5．小点通过实验探究“冰和石蜡的熔化特点”。 (1)如图甲所示，安装实验器材时，应按照________________________（填“自上而下”或“自下而上”）的顺序进行。 (2)将装有固体的试管放在盛水的烧杯内加热并搅拌，而不是用酒精灯直接加热，目的是使试管内的固体________________________，而且升温较慢，便于记录各个时刻的温度。 (3)小点同学每隔1min记录一次温度，某时刻温度计的示数如图乙所示，此时温度计的示数为____________℃。 (4)分析实验现象和数据可知，冰在熔化过程中吸收热量，温度________________________，内能增大。 【答案】(1)自下而上 (2)均匀受热 (3)-3 (4)不变 【详解】（1）安装实验器材时，为了确保酒精灯用外焰加热，因为外焰的温度较高，则应按照自下而上的顺序进行。 （2）利用烧杯中的水给试管里的物质加热的目的是使试管中的物质受热均匀。 （3）由图乙可知，温度计的分度值为1℃，所以其示数为-3℃。 （4）由实验现象和实验数据可知，冰在熔化过程中吸收热量，温度不变，所以冰是晶体。 题型2 串、并联电路电流和电压的特点（共5小题） 6．在“探究并联电路的电流规律”实验中，某小组的同学在老师的指导下，设计了如图甲所示的电路图。 (1)连接电路时，开关应处于______________________状态； (2)图乙实物图中，电流表测量图甲中______________________处电流（选填“A”、“B”或“C”）； (3)图乙中移动一根导线，就可以测量C处的电流，请你在移动的导线上画“×”，并用笔画线表示导线正确连接电路。 (4)在测量电流前，电流表的指针出现了如图丙所示的情况，出现该现象后，该小组的同学下一步操作是___________（填选项）；在测量时，闭合开关，电流表的指针也出现如图丙所示的情况，出现该现象的原因是_________________________________；（填选项） A．断开开关，将电流表调零 B．正负接线柱接反 C．断开开关，交换电流表的正负接线柱 D．电流表量程选择偏小 E．电流表没有调零 F．电流表量程选择偏大 (5)在排除故障后，电流表测量C处电流的示数如图丁所示，则电流表的示数为___________A； (6)连接正确后，测出三点的电流并记录数据，将电流表的读数写入表格； C处的电流/IC B处的电流/IB A处的电流/IA 第一次测量 0.22 A 0.3 A 0.52 A 分析表中的数据，可以得出结论是：______________________（填IA、IB、IC的数量关系）； (7)评估交流：实验过程存在的问题____________________________________________。 【答案】(1)断开 (2)A (3) (4) A B (5)0.24 (6) (7)仅进行了一次测量就得出结论，结论具有偶然性，不具有普遍性 【详解】（1）为保护电路，连接电路时，开关应处于断开状态。 （2）图乙实物图中，两灯并联，电流表在干路上，测量干路电流。图甲中，A处在干路上，故电流表测量A处电流。如图所示： （3）图甲中，C处在L2支路上。图乙中，为使电流表测量C处的电流，可将L1与电流表相连的导线，改接在电源的正极接线柱上。 （4）测量电流前指针如图丙所示，即指针没有指在零刻度线上，下一步操作是‌断开开关，将电流表调零‌，故选A。 测量时闭合开关指针出现如图丙情况，即指针反向偏转等，原因是‌正负接线柱接反‌，故选B。 （5）图丁中电流表选用小量程，分度值为，其示数为。 （6）分析表格数据： 可以得出结论：在并联电路中，‌干路电流等于各支路电流之和，即 （7）仅进行了一次测量就得出结论，结论具有偶然性，不具有普遍性。 7．小源和学习小组在校完成了“探究串、并联电路电流的特点”实验。 (1)在连接电路时，开关应处于___________状态。 (2)小源把两个灯泡、串联起来（如图甲所示），闭合开关后发现指针偏向如图乙所示，其原因是___________。 (3)线路连接正确后，再次闭合开关S，此时，灯较亮，灯较暗。小源猜想可能电流从电池正极出发流过各个用电器后电流会变小，从而导致灯泡更暗。为了探究串联电路各处的电流关系，如果要求不增加任何其他器材的情况下，如何设计实验验证？请写出你的验证方案：___________。 (4)当把电流表接入图甲电路中C点时，闭合开关后发现和均不发光，电流表无示数。为了找出故障原因，小源用一根全新导线进行检测。闭合开关后，小源发现当导线两端分别接通A、B时，两灯均不发光且电流表无示数。当导线两端分别连接B、C时，灯发光且电流表有示数。则电路故障可能是___________。 A．断路； B．短路； C．断路； D．短路。 E．开关S断路 (5)排除故障，分别测出A、B、C三处电流值，为了验证结论的普遍性，下一步他应该怎样操作？请写出你的想法___________。 (6)接着小源继续探究并联电路中干路的电流与各支路电流之间的关系，他用三个完全相同的电流表设计了如丙所示的电路。 ①闭合开关后，电流表A、的示数如图丁所示，则：灯中的电流为___________A。 ②继续实验，得出结论：并联电路的电流特点是___________。 【答案】(1)断开 (2)电流表的正负接线柱接反了 (3)对调两个灯泡的位置，闭合开关，观察仍然是靠近电源正极的灯更亮、远离正极的灯更暗，还是原本较亮的灯亮度不变，若亮度对比不变，说明电流不会随流过用电器而变小 (4)C (5)换用不同规格的小灯泡，多次进行实验，测量多组不同的电流数据 (6) 0.54 并联电路中干路的电流等于各支路电流之和 【详解】（1）连接电路时开关必须断开，是为了防止接线过程中误触闭合开关，造成电路短路、元件损坏等安全问题，是电学实验的基本操作规范。 （2）图乙中电流表指针反向偏转（指向0刻度线左侧），符合电流从电流表负接线柱流入、正接线柱流出的错误现象。 （3）小源的猜想是“电流越靠后越小导致后经过的灯更暗”，不添加器材的情况下互换两灯位置，若原本亮的灯现在位置更靠后、亮度依然更高，就说明电流不会沿电路逐渐减小，灯的亮度差异和电流先后顺序无关。 （4）串联电路两灯都不亮、电流表无示数，说明是电路发生断路。用导线接A、B（并联在两端）时故障仍存在，说明断路点不在；用导线接B、C（并联在两端）后电路导通，发光、电流表有示数，说明断路点就是，因此电路故障可能是断路，故选C。 （5）仅用一组规格的灯泡得出的结论具有偶然性，多次换用不同规格灯泡实验，才能得到普遍适用的串联电路电流规律。 （6）丙图中电流表A测干路总电流，测支路电流，干路电流大于支路电流。结合丁图指针位置：干路电流表A用量程，读数为；用量程，读数为。根据并联电路电流规律，的电流为干路电流减去支路电流，即 继续实验可以得出结论是并联电路的电流特点是并联电路中干路的电流等于各支路电流之和。 8．同学们根据电路图甲对串联电路的电压规律进行探究实验： 实验次数 1 1.8 2.1 4.0 2 2.0 2.0 4.0 3 2.4 ▲ 4.0 (1)实验时、应选择规格______（选填“相同”或“不同”）的灯泡，连接电路时，开关应处于______状态。 (2)小明所在的小组正确测出了灯两端的电压，在测灯两端的电压时，小明打算采用以下方法：电压表所接的B接点不动，只断开A接点，并改接到D接点上。此操作可能会导致电压表出现的现象是____________。 (3)后来，小明按照正确的方法测得两端电压如图乙所示，根据读数可知，两端电压________，然后填入了表格。分析表中数据，有同学提出第3次实验中记录的数据有误，应改为1.6 V，请写出你对此做法的评价_________________________。 (4)小亮所在小组测得灯、两端的电压分别为、，由此判断，电路中出现的故障可能是____________。 (5)要测和两端的总电压，只需在图甲中更改一根导线的连接位置即可。请在这根导线上画“”，再画出正确接法的导线。 【答案】(1) 不同 断开 (2)电压表指针反向偏转 (3) 1.5 测量存在误差，要尊重客观结果，记录真实数据 (4)灯断路 (5) 【详解】（1）探究串联电路电压规律时，选择不同规格的灯泡进行多次实验，能避免实验偶然性，得到普遍适用的规律；连接电路时，为保护电路安全，开关应处于断开状态。 （2） 原本测电压时，电流从A接点流入电压表正接线柱、负接线柱流出到B接点；小明改接后，电流会从B接点流入负接线柱、正接线柱流出到D接点，导致电压表正负接线柱接反，会出现电压表指针反向偏转。 （3）由图乙知，电压表选择0~3V量程，分度值为0.1V，读数可得 误差是实验中的正常现象。物理实验的记录必须基于真实测量结果，不能随意修改原始数据，若对数据有疑问应当重新实验测量，而不能违背了实事求是的实验原则，篡改数据。 （4）对比表格数据可知，小亮所在小组测得灯两端的电压等于电源电压，而灯两端的电压为0，由此判断，电路中出现的故障可能是灯断路。 （5）要测和两端的总电压，需要测量A、D两接点之间的电压，只更改一根导线，则应将B接点的导线断开，并改接到D接点上。据此作图。 9．某同学设计了如图所示的电路来“探究串、并联电路的电流规律”。 (1)若三个开关同时闭合，电流表________将被烧坏。 (2)在“探究串联电路的电流规律”时，应该闭合开关________，闭合后发现L1比L2亮些，则此时通过两个灯泡的电流I1________I2。 (3)在“探究并联电路的电流规律”时，应该闭合开关________，闭合后两个灯泡都发光，此时，观察到电流表A和A1的指针偏转角度相同，若电流表A2的示数为0.8 A，则电流表A1的示数为________A。 【答案】(1)A (2) = (3) 、 0.2 【详解】（1）若三个开关同时闭合，电流表A直接连接在电源两极上，电流表、被短路，所以电流表A将被损坏。 （2）为了“探究串联电路的电流规律”，应该闭合开关，使灯泡、串联，电流表A、、串联在电路中。 根据串联电路中电流处处相等可知，通过两个灯泡的电流相等，即。 （3）为了“探究并联电路的电流规律”，应该闭合开关、，断开，使灯泡、并联，此时电流表测灯泡电流，电流表测灯泡电流，电流表A测干路电流。 观察到电流表A和的指针偏转角度相同，说明电流表A使用的是大量程，电流表使用的是小量程，电流表刻度盘的同一位置，大量程示数是小量程示数的5倍，则有……① 根据并联电路电流规律有……② 由①②得，。 10．请你根据所掌握的知识解答下列问题。 (1)如图所示，取一个橙子，把铜片、铁片插入其中，制成一个水果电池。 ①用电压表测量电压，该水果电池的电压为________V，水果电池将__________能转化为电能。 ②该水果电池的正极是________（“铜片”或“铁片”）。 ③为获得更高的电压，可以将多个水果电池________联。 (2)学习了电荷间相互作用之后，小明用如图乙所示装置，做起了实验，Q是一个带正电的物体，把系在丝线上的带正电荷的小球先后挂在A、B、C三处，比较小球在不同位置所受带电物体的作用力的大小。回答下列问题： ①为使实验现象更明显，悬挂在丝线上的小球应用__________（选填“小钢球”或“塑料泡沫小球”）。 ②根据实验现象，可得出结论：电荷量一定时，电荷间距离越__________，电荷间相互作用力越大。 ③做完以上实验后，用另一个小球靠近带正电的物体Q时，情景如图丙所示，则另一个小球的带电情况是________（选填）。 A．一定带正电        B．一定带负电 C．一定不带电        D．可能带负电，可能不带电 【答案】(1) 0.6 化学 铜片 串 (2) 塑料泡沫小球 小 D 【详解】（1）电压表选用的是0~3V量程，分度值为0.1V，指针指向0.6V刻度处，因此电压为0.6V；水果电池通过内部的化学反应释放电能，因此是将化学能转化为电能。 电压表指针正向偏转，说明电流从铜片流出进入电压表正接线柱，因此铜片是水果电池的正极。 串联电池组的总电压等于各电池电压之和，要获得更高电压，需要将多个水果电池串联。 （2）塑料泡沫小球质量更小，相同作用力下偏转角度更大，实验现象更明显，因此选塑料泡沫小球。 图乙中A点距离带正电的Q最近，小球偏转角度最大，说明受到的作用力最大，因此电荷量一定时，电荷间距离越小，相互作用力越大。 图丙中小球被带正电的Q吸引：根据电荷间的作用规律，异种电荷相互吸引，同时带电体可以吸引轻小不带电物体，因此小球可能带负电，也可能不带电，故选D。 题型3 探究电流与电压、电阻的关系（共5小题） 11．小明在做“探究电阻一定时，电流与电压关系”的实验，实验电路如图-1所示。电路中接两节新干电池，滑动变阻器标有“  1 A”，可选用的定值电阻R的阻值为、、、、。 (1)请用笔画线代替导线将图1电路连接完整，要求滑片P置于最右端时滑动变阻器接入电路的电阻最大。 (2)为保证安全，闭合开关前滑片应处于阻值最__________（选填“大”或“小”）处；正确连接电路，闭合开关后发现电流表无示数，电压表指针明显偏转，可能出现的故障是：__________。 (3)解决故障后，小明通过调节滑动变阻器滑片P的位置，进行多次实验，得到实验数据如下表，发现有一组数据是错误的，错误数据是第__________次。剔除错误数据后，根据其他实验数据作出了如图2所示的图像，根据图像可得出电阻一定时，通过导体的电流与____________________成正比，本次实验所选用的电阻为__________。 实验次序 1 2 3 4 5 电压 1.1 1.5 2.0 2.3 2.5 电流 0.22 0.30 2.00 0.46 0.50 (4)小明想继续“探究电流与电阻关系”实验，他换接不同的定值电阻，通过调节滑动变阻器的滑片保持电压表示数1.5 V不变，发现所接定值电阻的阻值为时不能完成该实验。为了解决这个问题，可采取的方法是：__________。（写出一条即可） 【答案】(1) (2) 大 定值电阻断路 (3) 3 导体两端的电压 5 (4)减小电源电压/串联一个电阻/换用最大阻值更大的滑动变阻器 【详解】（1）滑片P在最右端时滑动变阻器接入电阻最大，说明接入电路的电阻丝是滑片左侧的部分，因此需要把滑动变阻器的左下接线柱接入电路，据此作图。 （2）闭合开关前将滑片置于最大阻值处，目的是限制电路初始电流，保护元件；电流表无示数说明电路大概率断路，电压表明显偏转说明电压表两端能连通电源两极，因此故障是和电压表并联的定值电阻发生断路。 （3）第3次实验的电流2.00A远大于滑动变阻器允许的最大电流1A，也不符合其余数据的U/I比值规律，是明显的读数错误；根据图像可得出电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；剔除错误数据后计算各组，结果均为5Ω，因此选用的电阻是5Ω。 （4）电源为两节干电池总电压3V，若要让25Ω定值电阻两端电压保持1.5V，滑动变阻器需要分担1.5V，根据串联分压规律，要求滑动变阻器阻值至少等于25Ω，但现有滑动变阻器最大仅20Ω，滑动变阻器阻值太小，无法保持定值电阻两端电压为1.5V不变；因此要想完成实验，可以换用最大阻值更大的滑动变阻器、串联一个电阻、减少电源串联的干电池数量（减小电源电压）等（合理即可）。 12．小华同学为了探究“电流与电阻的关系”，设计了如图甲的实验电路，她在学校实验室找来了如下一些实验器材：电压恒为的电源，电流表、电压表各一只，一个开关，阻值分别为、、的定值电阻各一个，滑动变阻器上标有“，”字样，导线若干。 (1)小华先把的电阻接入电路，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数为，读出电流表示数后，断开开关，她直接拆下的电阻，改换成阻值为的电阻继续做实验，闭合开关，电压表示数如图乙所示，其示数是______，要完成这次实验，接下来她应将变阻器滑片向______（填“左”或“右”）端移动，使电压表的示数为______； (2)当小华改用的电阻，将滑片置于滑动变阻器阻值最大处，准备继续实验，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，都无法使电压表示数达到实验要求的值，你认为“电压表的示数无法达到实验要求的值”对应的现象是______和______ A、闭合开关时，电压表示数大于要求值 B、闭合开关时，电压表示数小于要求值 C、移动滑片，电压表示数变大 D、移动滑片，电压表示数变小 (3)实验中，滑动变阻器的作用是______。 【答案】(1) 2.4 右 2 (2) A C (3)探究电流与电阻的关系实验中，滑动变阻器在实验中的作用是保护电路和使定值电阻两端的电压保持不变 【详解】（1）由图乙可知，电压表的量程是0~3V，分度值是0.1V，故电压表的示数是2.4V。 此时电压表的示数变大，探究电流与电阻的实验中应控制电压表的示数不变，根据串联电路电压的规律可知，为了保持定值电阻两端电压不变，应增大滑动变阻器分得的电压，由串联分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，使电压表的示数为2V不变。 （2）当改用50Ω的电阻时，由于定值电阻两端电压控制为2V不变，故此时电路中的电流应为 则此时要求滑动变阻器接入电路中的阻值应为 而变阻器的最大阻值是20Ω，把滑动变阻器阻值全部接入电路后，滑动变阻器分得的电压还是较小，定值电阻分得的电压大于控制值2V，此时移动滑片只能使变阻器连入电路的电阻变小，由串联电路的分压原理可知变阻器两端的电压变小，定值电阻的电压即电压表示数变大，离控制值越来越远，故原因应是A和C。 （3）略。 13．小高利用实验室的器材进行“探究电流与电压关系”的实验，他选用了三节新的干电池，5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω五个定值电阻，一个铭牌写着“40Ω 1A”的滑动变阻器，一个电流表，一个电压表，一个开关和若干导线等器材，设计了如图甲所示的实验电路。 (1)请用笔画线代替导线帮助小高将图甲的实物电路补充完整（要求滑片向A端滑动时，电流表示数变大，导线不交叉）。 (2)连接好电路闭合开关后，电压表指针偏转超过测量范围，电流表没有示数，故障可能是定值电阻_________。 (3)排除问题后，小高顺利进行实验，某次实验中电压表的示数如图乙所示，为_________V；他将测得的数据绘制成I-U图像，如图丙a所示，可知所用定值电阻的阻值为________Ω；分析图像得到实验结论：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成________比。 (4)同组的小杨也用相同的实验器材完成了该实验，并绘制出了I-U图像，如图丙b所示，但是小杨发现自己的结论和小高的结论不一样，这可能是因为______________________________。 【拓展】 (5)小高又用上面的器材探究了通过导体中的电流与电阻的关系，得到下表中的数据。 R/Ω 5 10 15 20 25 I/A 0.3 0.15 0.1 0.075 在用25Ω的定值电阻进行实验时，小高发现无论怎样移动滑片，电压表示数都无法达到设定值，为了能完成这个定值电阻的探究实验，小高采取的措施可行的是_________（选填序号）。 ①换用四节新干电池 ②更换一个最大阻值为50Ω的滑动变阻器 ③将滑动变阻器更换成一个40Ω的定值电阻 ④将定值电阻两端电压设定为2V 【答案】(1) (2)断路 (3) 2.2 15 正 (4)电压表接在了滑动变阻器两端，测量的是滑动变阻器的电压 (5)② 【详解】（1）滑片向A端滑动时电流表示数变大，说明滑动变阻器接入电路的电阻需变小，因此要选择A端的下接线柱接入电路，满足接入电阻丝长度随滑片左移变短的要求，据此作图。 （2）电流表无示数说明电路发生断路，电压表指针超量程，说明电压表两端直接连通电源两端，相当于直接测量电源总电压，因此故障可能是和电压表并联的定值电阻发生了断路。 （3）电压表选用0~3V量程，分度值为0.1V，指针指向2.2V； 如图丙a所示，当R两端的电压为3V时，通过R的电流为0.2A，所用定值电阻的阻值为 图丙a是一条倾斜的直线，说明电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 （4）本实验探究电流与定值电阻两端电压的关系，正常图像是电流随定值电阻电压增大而上升的过原点直线。图丙的b图像电流随电压增大而减小，结合串联电路电压规律：电源总电压不变，滑动变阻器的电压增大时，定值电阻的电压会减小，电路电流也随之减小，因此反常图像的原因是电压表接在了滑动变阻器两端，测量的是滑动变阻器的电压。 （5）根据前3组数据，探究电流与电阻关系时要控制定值电阻两端电压不变，计算得控制电压 电源总电压为3节新干电池共4.5V，因此滑动变阻器需要分担的电压为 根据串联分压规律，当接入25Ω电阻时，要求滑动变阻器阻值至少为 现有滑动变阻器最大仅40Ω，无法满足分压要求。 ①换四节干电池总电压更高，滑动变阻器需要分担的电压更大，要求的滑动变阻器阻值更大，不可行； ②换最大50Ω的滑动变阻器，刚好满足分压要求，可行； ③将滑动变阻器更换成一个40Ω的定值电阻，阻值不能调了，此时定值电阻两端电压不是1.5V，不可行； ④只将这个定值电阻两端电压设定为2V，修改设定电压不符合该探究实验“控制定值电阻两端电压不变”的操作逻辑，不可行。 因此仅②可行。 14．下面是探究电流与电压、电阻关系的实物图。结合控制变量法的原则，完成下面实验设计。 (1)探究电流与电压的关系：需要控制定值电阻的阻值不变，具体的操作是______不变；还需要改变定值电阻两端的电压，具体的操作是______。 (2)探究电流与电阻的关系：需要控制定值电阻的______不变，具体的操作是______；还需要改变定值电阻的______，具体的操作是______。 【答案】(1) 使用同一个定值电阻 改变电源中电池的节数 (2) 两端的电压 保持电源中电池的节数不变 阻值 更换阻值不同的定值电阻 【详解】（1）根据控制变量法变量唯一的原则，在探究电流与电压的关系时，需要控制定值电阻的阻值不变，具体操作中是通过使用同一个定值电阻来实现的；还需要改变定值电阻两端的电压，结合图示可知，是通过改变电源中电池的节数来实现的。 （2）根据控制变量法变量唯一的原则，在探究电流与电阻的关系时，需要控制定值电阻两端的电压不变，具体操作是通过保持电源中电池节数不变实现的；还需要改变定值电阻的阻值，具体操作是通过使用不同阻值的定值电阻实现的。 15．某实验小组的同学在探究电流与电压、电阻的关系时，采用了图甲所示的电路图，实验中他们选用的定值电阻分别是5Ω、10Ω、15Ω，电源电压是3V，滑动变阻器的阻值范围是0~20Ω。 (1)他们在探究某一因素变化对电流的影响时，采用控制变量法，实验分两步进行： ①保持电阻不变，探究电流与______的关系。 ②保持电压不变，探究电流与______的关系。 (2)根据甲图的电路图连接图乙的实物图（导线不能交叉）。 (3)连接电路时，开关应______。闭合开关前，调节滑动变阻器，使滑片移到______（填C或D）的位置上。 (4)闭合开关后，移动滑片时发现电流表几乎没有示数，电压表有明显的示数。则发生故障的原因可能是______。 (5)在研究电阻对电流的影响时，根据正确的实验数据作出了电流与电阻的关系图像，如图丙所示，则在实验过程中电压表的示数应为______V。 (6)由图丙所示，可以得出结论：______。 【答案】(1) 电压 电阻 (2) (3) 断开 C (4)定值电阻R断路 (5)2.5 (6)当导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比 【详解】（1）探究电流与电压、电阻的关系的核心是控制变量法，根据控制变量的思路，保持电阻不变时，改变电阻两端电压，探究电流和电压的关系；保持电阻两端电压不变时，更换不同阻值的定值电阻，探究电流和电阻的关系。 （2）将电流表串联接入电路（选择0~0.6A量程，电流从正接线柱流入、负接线柱流出），电压表与定值电阻R并联，把定值电阻R的右接线柱和开关的左接线柱相连，保证电路通路且导线无交叉即可，据此作图。 （3）连接电路时断开开关，防止接线短路烧坏元件；闭合开关前滑动变阻器要调到最大阻值处，本图中滑片移到C端时接入电路的电阻丝最长，能起到最大的保护电路的作用。 （4）电流表几乎无示数说明电路大概率是断路故障，电压表有明显示数，说明电压表两端到电源两极是通路，因此故障是和电压表并联的定值电阻R发生了断路，此时电压表相当于直接串联在电路中，示数接近电源电压。 （5）探究电流和电阻关系时要控制定值电阻两端电压不变，从丙图取任意一组对应数据，比如时，根据欧姆定律 其余组数据计算结果也一致，因此电压表示数为2.5V。 （6）丙图是反比例曲线，且实验全程控制定值电阻两端电压不变，因此可得出结论：当导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 题型4 探究影响电阻大小的因素（共5小题） 16．小阳选取一根铅笔芯，按图甲连接电路，a夹子固定。 (1)向左移动b夹子，会观察到小灯泡的亮度变________。 (2)小阳取下铅笔芯，用a、b两夹子夹住一块玻璃，发现小灯泡不亮，用酒精灯灼烧玻璃，随着玻璃温度的升高，小灯泡逐渐亮起来。由此可以初步得出：玻璃由绝缘体变成了________，这说明导体和绝缘体之间没有绝对的__________。 (3)如图乙所示，是小阳制作的简易调光台灯，图丙是他所用的调亮度的电位器结构图，a、b、c是它的三个接线柱，a、c分别与弧形电阻丝的两端相连，b与金属滑片相连。 ①小阳顺时针转动滑片时，小灯泡变亮，则________两个接线柱接入了电路中。 ②有的同学提出还可以加入声控开关，实现按钮开关或声控开关都可以控制台灯，则图丁中A、B两设计电路符合要求的是________。 【答案】(1)暗 (2) 导体 界限 (3) b、c A 【详解】（1）甲图中铅笔芯和灯泡串联，向左移动b夹子时，a、b间接入电路的铅笔芯长度变长，接入电阻变大，电路电流变小，因此小灯泡亮度变暗。 （2）常温下玻璃是绝缘体电路不通，灯泡不亮；玻璃温度升高后灯泡逐渐发光，说明玻璃此时可以导电，变成了导体，该现象说明导体和绝缘体之间没有绝对的界限，条件改变时绝缘体可以转化为导体。 （3）顺时针转动滑片时小灯泡变亮，说明电路电阻变小、电流变大，即接入电路的电阻丝长度变短；若接a、b接线柱，顺时针转滑片时，滑片到a的弧形电阻丝长度变长，电阻变大，不符合要求；若接b、c则顺时针转时接入电阻丝变短、电阻变小，灯泡变亮，符合要求；接a、c则接入全部电阻丝，转动滑片无法改变电阻，不符合要求； 故选b、c两个接线柱； 要求按钮开关和声控开关都能单独控制台灯，说明两个开关需要互不影响、并联在电路中，A图中两个开关并联，任意一个闭合都能接通电路，符合要求；B图两个开关串联，必须同时闭合电路才接通，无法实现单独控制，故选A。 17．在探究影响导体电阻大小的因素时，小明同学做出了如下猜想：导体电阻的大小可能与导体的长度、横截面积、材料有关。为了验证猜想是否正确，他准备了不同的导体，规格、材料如下表： 编号 材料 长度/m 横截面积/mm2 A 镍铬合金 0.5 0.5 B 镍铬合金 1.0 0.5 C 镍铬合金 0.5 1.0 D 锰铜合金 0.5 0.5 (1)为了验证上述猜想，他设计了如图所示的实验电路图。连接电路时发现，还缺少一个必要的元件，这个元件是___________。 (2)本实验是通过___________来比较a、b两点间导体电阻的大小。 (3)要想探究电阻大小与横截面积的关系，应将编号为C与编号为___________的导体分别接入到a、b之间。 (4)分别将A、D两电阻丝接入电路中a、b两点间，灯光亮度不相同，由此，得到结论：当长度和横截面积相同时，导体电阻跟___________有关。 (5)实验中在a、b间先后接入编号A和B的导体，发现接入导体A时小灯泡更亮些，则由此可初步得出的结论为___________。 (6)将（1）问中所缺的元件接上后，小明发现当接入a、b之间的导体阻值差别较小时，实验现象不是很明显，请你对电路的改进再提出一条建议：___________。 (7)探究过程中，又有同学提出猜想：电阻还可能跟温度有关。请用一个废灯泡的灯芯设计一个实验来研究这个问题，要求：①画出电路图（灯芯用符号表示）_________，②写出实验思路_________ 【答案】(1)开关 (2)小灯泡亮度 (3)A (4)材料 (5)材料、横截面积相同，导体的长度越长电阻越大 (6)在电路中串联接入一块电流表，观察电流表的示数来比较电阻的大小 (7) 用导线把废灯泡灯芯和电源、开关、电流表连成电路，再用酒精灯给灯芯加热，同时观察电流表示数的变化，并进行分析比较，得出结论 【详解】（1）完整的基础电路必须包含电源、用电器、开关、导线，题图电路缺少控制通断的开关。 （2）电阻的大小无法直接观察，本实验利用转换法：在电源电压不变时，导体电阻越大，电路电流越小，小灯泡就越暗，因此可以通过灯泡亮度间接反映a、b间导体电阻的大小。 （3）探究电阻与横截面积的关系要使用控制变量法，保证导体的材料、长度完全相同，仅横截面积不同，C和A的材料都是镍铬合金、长度均为0.5m，仅横截面积不同，符合实验要求。 （4）A、D的长度、横截面积都相同，只有材料不同，接入电路后灯泡亮度不同说明电阻不同，因此可得出结论：长度和横截面积相同时，导体电阻和材料有关。 （5）A、B的材料、横截面积都相同，B的长度更长，接入A时灯泡更亮说明A的电阻更小，因此可得：材料、横截面积相同时，导体长度越长，电阻越大。 （6）当两个导体电阻差异很小时，电路电流的变化很小，人眼无法分辨灯泡亮度的细微差别，串联电流表后可以精准捕捉电流的微小变化，准确对比电阻大小，同时灯泡还能起到保护电路的作用。 （7）探究电阻和温度的关系同样用控制变量法，保持灯芯的材料、长度、横截面积都不变，只改变灯芯的温度，通过观察电路电流的变化，就能判断电阻随温度的变化规律。电路图只需将a、b间改成灯芯符号即可。 18．在“探究影响导体电阻大小因素的实验”时，同学们设计了如图所示的实验电路，如表给出了可供选择的几种导体，分别用a、b、c、d四个字母代表。 导体序号 导体长度L/m 横截面积S/mm2 材料 a 1.0 0.4 锰铜 b 1.0 0.2 锰铜 c 0.5 0.2 锰铜 d 0.5 0.2 镍铬合金 (1)为了探究导体电阻与导体横截面积的关系，应分别将导线_________（选填导线序号）接入电路，闭合开关后，观察比较____________来比较导体电阻的大小； (2)实验中，分别将导线b、c接入电路，闭合开关后，观察到电流表的示数，是探究导体的电阻与导体________的关系，可以得到的结论是：导体的材料、横截面积相同时，____________________； (3)把导线c、d分别接入电路是为了探究导体的电阻与_________的关系； (4)实验采用的探究方法有__________和_________。 (5)完成上述实验后，小明进一步进行了如下图所示的实验，他把M、N与废日光灯管中的钨丝连接，闭合开关S后，用酒精灯给钨丝加热，可以观察到电流表示数变小，这是因为______________。 【答案】(1) a和b 电流表示数的大小 (2) 长度 导体越长，电阻越大 (3)导体材料 (4) 转换法 控制变量法 (5)钨丝的电阻随温度升高而增大 【详解】（1）探究导体电阻与横截面积的关系时，需要控制导体的材料、长度完全相同，仅改变横截面积，观察表格数据，导体a和b的材料均为锰铜、长度均为1.0m，仅横截面积不同，符合实验要求。 实验中电阻的大小无法直接观察，可应用转换法，通过观察比较小灯泡的亮度，或者电流表示数的大小，间接比较导体电阻的大小，由于电流表的示数更准确，因此通过比较电流表的示数大小来比较电阻大小。 （2）对比导体b、c的参数可知，二者材料均为锰铜、横截面积均为，仅b的长度比c的长度长，因此该实验是探究导体的电阻与导体长度的关系。 观察到电流表示数，说明b的电阻比c大，可以得到的结论是：导体的材料和横截面积相同时，导体越长，电阻越大。 （3）对比导体c、d的参数，二者长度均为0.5m、横截面积均为，仅材料不同，因此将它们分别接入电路，是为了探究导体的电阻与导体材料的关系。 （4）实验通过观察比较小灯泡的亮度，或者电流表的示数大小，间接比较导体电阻的大小用的是转换法； 整个实验过程中，每次只改变一个待探究的影响因素，控制其余所有可能影响电阻的因素保持不变，这种探究方法是控制变量法。 （5）对钨丝加热后钨丝温度升高，电流表示数变小说明电路中电阻变大，则可得钨丝的电阻随温度升高而增大，导致电路电流变小。 19．小明在实验室探究“影响导体电阻大小的因素”；实验中选用了四根不同的金属丝，规格如表所示，实验电路中串联了一个电流表； 编号 材料 长度l/m 横截面积 A 镍铬合金丝 0.5 0.5 B 镍铬合金丝 1.0 0.5 C 镍铬合金丝 0.5 1.0 D 锰铜合金丝 0.5 0.5 (1)实验中，导体电阻的大小是通过观察____________来间接反映的，这种物理科学研究方法叫做____________法； (2)为了探究导体电阻大小与导体长度的关系，应选用编号为______的两根金属丝分别接入电路中进行实验； (3)选用A和C两根金属丝进行实验，发现接入C金属丝时电流表示数较大，这说明：在材料和长度相同时，导体的横截面积越大，电阻越______（选涂“A．大”或“B．小”）； (4)选用A和D两根金属丝进行实验，是为了探究导体电阻大小与导体____________的关系； (5)小明进一步实验发现，用酒精灯给接入电路的某种材料加热时，电流表的示数逐渐增大，这表明部分导体的电阻随温度的升高而______（选涂“A．增大”或“B．减小”）。 【答案】(1) 电流表的示数 转换 (2)A、B (3)B (4)材料 (5)B 【详解】（1）实验中，电源电压一定，导体的电阻越大，对电流的阻碍作用越大，通过导体的电流越小，故导体电阻的大小是通过观察电流表的示数来间接反映； 用容易观测的电流表的示数来反映不易直接观测的导体电阻的大小，这种研究方法叫做转换法。 （2）为了探究导体电阻大小与导体长度的关系，需要改变导体的长度，控制导体的材料和横截面积不变，故选择A、B两根电阻丝分别接入电路中进行实验。 （3）C金属丝与A金属丝相比，在材料和长度相同时，C金属丝的横截面积较大，选用A和C两根金属丝进行实验，发现接入C金属丝时电流表示数较大，对电流的阻碍作用较小，即金属丝的电阻较小，故结论为在材料和长度相同时，导体的横截面积越大，电阻越小，故选B。 （4）A和D的长度、横截面积都相同，只有材料不同，因此是探究电阻大小与导体材料的关系。 （5）给导体加热时电源电压不变，电流表示数增大，说明电路里导体对电流的阻碍作用变弱，即导体的电阻变小，这表明部分导体的电阻随温度的升高而减小，故选B。 20．小明在市场看到一款“不插电遇水即亮” 的灯泡，摊主声称其不消耗电能。小明认为这与物理课上所学知识矛盾，于是买了一个灯泡回家探究。 (1)小明观察到灯泡底部结构由 a 、b 、c 三部分组成，如图甲所示，a 、c  为金属，b为塑料。如图乙，将灯泡缓慢浸入自来水中，观察灯泡发光情况如下： 水面达到灯泡的部位 a b c 灯泡发光的情况 不发光 不发光 发光 小明猜想灯泡内部装有电源。灯泡遇水即亮的原因是水起到________ 作用，使电路形成 _______ 。如图丙所示，小明拆开灯泡塑料壳，发现内部确实有电源，说明摊主“不消耗电能” 的说法是 ___________ 的。 (2)小明将灯泡取出并擦干，再用一根导线同时接触灯泡底部 _______ 两部分，灯泡发光； (3)小明发现，手心出汗后握住灯头比干燥时更容易让灯发光，其原因可能是________。 【答案】(1) 导电 通路 错误 (2)ac (3)手心出汗后，使手心的导电性增强，更容易形成通路，从而让灯发光 【详解】（1）a、c是金属导体，b是绝缘塑料，原本a、c被b隔开，电路处于断开状态；自来水可以导电，连通了原本绝缘隔开的两个电极a、c，因此水起到导电的作用，让电路形成通路，灯泡发光； 由于拆开灯泡塑料壳，发现内部确实有电源，且灯泡发光消耗了电能，所以摊主“不消耗电能”的说法是错误的。 （2）a、c是灯泡内部电源的两个电极，因此用导线同时接触a、c就能接通电路，使灯泡发光。 （3）干燥的手电阻大、导电性弱；手心出汗后，使手心的导电性增强，更容易形成通路，从而比干燥时更容易让灯泡发光。 题型5 测量小灯泡的电功率（共5小题） 21．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所示，A、B为两个完全相同的烧瓶，瓶中插入温度计a、b。 (1)为了让实验效果更显著，应在A、B两烧瓶中加入质量、初温均相同的______（选填“煤油”或“水”）； (2)实验中，通过观察温度计的示数变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少，下列实验应用了该研究方法的是______（选填序号）； 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，在图中的A、B两烧瓶内换用质量、初温都相同的不同液体，且换用两根电阻丝的电阻______。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A、B两烧瓶内液体比热容的关系为cA__________________cB；（均选填“>”、“<”或“=”） 【答案】(1)煤油 (2)B (3) = 【详解】（1）煤油的比热容比水小，在质量相同、吸收相同热量时，煤油的温度升高更明显，实验现象更易观察，因此选煤油。 （2）通过温度计示数变化反映产生热量的多少，这种将不易直接观测的物理量转换为直观易测现象的方法是转换法。 A．探究电流与电压、电阻的关系用的是控制变量法，故A不符合题意； B．探究导体电阻的影响因素时，通过电流表示数大小反映电阻大小，属于转换法，故B符合题意； C．选项伏安法测电阻是利用公式直接测量计算电阻，没有用到该转换思想，故C不符合题意。 故选B。 （3）比较不同物质的吸热能力时，需要保证两种液体在相同时间内吸收的热量完全相等；图中两根电阻丝串联、电流和通电时间相同，根据焦耳定律，只有让两根电阻丝的电阻相等，才能保证相同时间放出的热量相等，让两种液体吸收的热量相同； 根据比热容公式，质量、吸收热量相同时，温度升高越快，即越大，比热容越小，因此A的温度升得更快时，。 22．小铁设计了以下两个电学实验。 (1)实验一：利用如图1所示的电路来探究灯泡的电流随电压的变化规律。 ①闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于__________（选填“最左”或“最右”）端，小铁做实验时，闭合开关，发现灯泡不亮，电流表示数几乎为零，电压表示数如图2所示，其读数为__________V，经检查电表完好，则电路的故障可能是__________（选填“灯泡”或“滑动变阻器”）发生开路。 ②排除电路故障后，根据实验数据绘制了如图3所示的灯泡的图像。由图像可知，当通过灯泡电流是时，灯泡的电阻是__________，灯泡的功率是__________。 ③由图3可知，当电流表的示数变大时，电压表与电流表的示数之比__________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 (2)实验二：利用图4所示的电路来测量电源电压和定值电阻的阻值。 ①闭合开关，调节电阻箱的阻值。进行多次实验得到的关系如图5所示，根据图中的数据可知电源电压是__________，定值电阻的阻值是__________。 ②当电阻箱的阻值为__________时，电路的总功率最大，此时最大总功率是__________。 【答案】(1) 最右 3 灯泡 2.5 0.4 变大 (2) 3 5 0 1.8 【详解】（1）为了保护电路，闭合开关前滑动变阻器滑片要置于阻值最大处，即图1中滑片应移到最右端；由图2可知，电压表选0~3V量程，分度值为0.1V，读数为3V；闭合开关后，电流表几乎无示数说明电路可能开路，电压表有示数，说明电压表与电源连通，因此是灯泡开路。 由图3的图像可得，当电流为0.4A时对应的灯泡电压是1V，根据欧姆定律，灯泡的电阻 灯泡的功率 电压表与电流表示数之比等于灯泡的电阻，图3是灯泡的图像，其斜率为，当电流表示数变大时，由图3可知，斜率会变小，则灯泡的电阻变大，即电压表与电流表示数之比变大。 （2）由图4可知，与串联，由欧姆定律得电路电流，变形为，这是的一次函数关系。代入图5的两组数据：时，时，解得电源电压，定值电阻，电源电压不变，电路总功率 可得总电阻越小电路总功率越大，因此当电阻箱阻值为0时总功率最大，此时最大总功率 23．复习“串联电路中的电流和电压关系”的实验。 (1)小明按照甲图连接电路，在刚接最后一根导线时，两灯泡就同时发光了，此时说明电路中存在问题是________________________________； (2)把电流表串联接在a处，刚要闭合开关，发现电流表指针指在零刻度线左侧空白处，他下一步要进行的操作是________________________________； (3)改进后小明测量b处和c处电流，示数如图乙所示，请分析两次电流表偏转角度不同的原因是：________________________________________________________________________________。 (4)小明将电流表换成电压表，继续回顾“串联电路中电压规律”，按如图丙所示连接好电路后，发现、均不发光，电压表有示数且大小接近电源电压，则电路中出现的故障可能是发生了________（选填“短路”或“开路”）故障； (5)排除故障，测出两端的电压后，准备测两端电压时。小聪认为只需将与A点相连的导线改接到C点即可。你认为这种做法不合理的原因是：改接后会出现________________________________现象； (6)实验中发现灯的亮度比灯的亮度大，下列说法正确的是（     ） A．灯对电流阻碍小电流较大，所以更亮 B．电流从电源正极出来先通过灯，所以更亮 C．两灯中的电流相等，亮度不同是由于两灯规格不同所致 【答案】(1)连接电路时开关是闭合的 (2)对电流表进行调零 (3)两电流表的量程不同 (4)开路 (5)电压表指针会反偏 (6)C 【详解】（1）连接电路时，开关必须断开，而该同学刚连接好最后一根导线，灯就亮了，由此可知他的错误原因是：连接电路时，开关没有断开。 （2）刚要闭合开关，说明此时电路中没有电流，而此时指针没有指向零刻度线处，故由此可知，他下一步要进行的操作是：对电流表进行调零。 （3）由图乙可知，左侧电流表所选量程是0～3A，分度值为0.1A，读数为0.4A；右侧电流表所选量程是0～0.6A，分度值为0.02A，读数为0.4A，两个电流表的示数都是0.4A，偏转角度不同是因为两电流表的量程不同。 （4）闭合开关，两灯均不亮，由此可知电路是断路或两灯同时短路，由图丙可知，电压表测量L1两端的电压，电压表有示数，电压表与灯L2、开关、电源组成通路，由此可知电路故障是灯L1开路。 （5）图丙中，电流从A点流进电压表，再流过B点，由此可知，电压表与A点相连一端是电压表的正接线柱，与B点相连一端是电压表的负接线柱；当把与A点相连的导线改接到C点时，电流从B点流进电压表，再流过C点，这样导致电压表的正负接线柱接反了，电压表指针会反偏。 （6）由于灯L1和L2串联，根据串联电路电流规律可知，通过两灯的电流相等，而两灯亮度不同，即实际功率不同，根据知两灯泡的电阻不同，所以是由于两灯的规格不同造成的，故AB错误，C正确，故选C。 24．如图所示，在测量小灯泡的电功率的实验中，用到以下器材：额定电压为2.5V的待测小灯泡（电阻大约10Ω）、滑动变阻器“”和“”各一个、电流表（0~0.6A、0~3A）、电压表（0~3V、0~15V）、学生电源（电压恒为6V）、开关、导线若干。 (1)请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整（连线不得交叉）； (2)本实验中小明对滑动变阻器的选择是_______（选填“”或“”）。 (3)小明将电路连接好后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表示数为零，电压表指针偏转超过最大刻度，则出现的故障可能是_______； (4)排除故障，闭合开关，移动滑片发现电压表示数为2V，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片向_______（选填“左”或“右”）移动；当灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是_______W； (5)若此实验的电流表损坏，小明在原有器材基础上，增加了一个阻值为的定值电阻和两个开关，设计了图丙所示的电路，顺利完成测小灯泡额定功率的实验（设小灯泡的额定电压为），实验步骤如下： ①如图连接电路； ②闭合，断开，移动滑动变阻器滑片P，记下_______； ③闭合，断开，记下电压表示数U； ④断开开关，整理器材。小灯泡额定功率的表达式_______。 【答案】(1) (2) (3)小灯泡断路 (4) 左 0.75 (5) 电压表示数，保持滑动变阻器滑片不动 【详解】（1）在测量小灯泡的电功率的实验中，连接电路时，把小灯泡、电流表、滑动变阻器、开关串联，滑动变阻器要按照“一上一下”接入电路，电压表要并联在灯泡两端，且保证电流“正入负出”，故可将灯泡左侧接线柱与滑动变阻器右上接线柱连接，据此作图。 （2）电源电压6V，灯泡正常发光时两端电压，此时滑动变阻器两端电压 灯泡电阻约为，根据串联电路电流规律 滑动变阻器需要连入的阻值约为 所以滑动变阻器应该选择R2。 （3）电路连接好后，闭合开关，小灯泡不亮，电流表示数为零，说明电路中没有电流，应为断路故障；电压表指针偏转超过最大刻度，说明电压表两个接线柱到电源之间是连通的，则出现的故障可能是小灯泡断路。 （4）闭合开关，移动滑片发现电压表示数为2V，要测量小灯泡的额定功率，需要把灯泡两端电压调为2.5V，由串联电路分压原理可知，应将滑片向左移动，使变阻器连入的阻值变小，变阻器分得的电压变小，灯泡两端电压才能变大。 当灯泡正常发光时，如图乙所示，电流表接0~0.6A量程，分度值为0.02A，读数为0.3A，则小灯泡的额定功率是 （5）闭合，断开，此时电压表测量灯泡两端电压，移动滑动变阻器滑片P，使电压表示数为灯泡额定电压，此时灯泡正常发光； 保持滑动变阻器滑片不动，闭合，断开，滑动变阻器、定值电阻R0和灯泡的连接方式不变，此时电压表测量灯泡和定值电阻R0两端电压之和，记下电压表示数U，则R0两端电压为 此时通过定值电阻的电流为 串联电路电流相等，则此灯泡的额定功率 25．电功和电热是电学中两个很重要的物理量，由此小明进行了下列两个实验。 (1)小明同学为了“探究影响电流做功的因素”，设计了如图1所示的实验，该实验是通过观察___________比较电流在不同情况下做功多少的，此过程中是把电能转化为___________能；将滑动变阻器的滑片向左调节时，电流表和电压表的示数都变大，相同时间内物体被吊起的高度也变大了，由此得出影响电流做功的因素。 (2)小明在“探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”时，采用了如图2所示的实验装置，实验前U形管两端液面相平，将1、2和3、4导线分别接到电源两端。在实验过程中，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；图2甲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；为了探究另一个影响因素，图2乙在d容器外并联5Ω电阻的目的是_______________________。 【答案】(1) 物体被吊起的高度 机械 (2) 液面高度差 电阻 使通过容器c和d内两个5Ω电阻的电流不同 【详解】（1）该实验利用转换法，电流做功的多少无法直接观测，电流通过电动机做功时会将重物吊起，重物被吊起的高度越高，说明电流做的功越多； 此过程中电动机消耗电能，将重物提起，电能转化为重物的机械能。 （2）电流产生的热量无法直接观察，热量会使容器内空气受热膨胀，推动U形管液面出现高度差，因此通过U形管的液面高度差变化反映产热多少，是转换法的应用。 图2甲中两个电阻丝串联，通过的电流、通电时间都相同，只有电阻大小不同，因此是探究电流产热与电阻的关系。 图2乙中d容器外并联5Ω电阻，根据串并联电路电流的特点可知， 则流过d容器内电阻的电流会小于流过c容器内电阻的电流，两个容器内电阻阻值、通电时间相同，电流不同，以此探究电热与电流的关系。 提升·进阶突破 题型6 热学计算（共5小题） 26．氢燃料汽车是新能源汽车的重要发展方向，具有清洁无污染、效率高的优点。某氢燃料电池大巴车完成了北京到上海的长距离测试。 已知：氢热值，水比热容 (1)氢热值为，其物理意义为：1kg氢___________。 (2)质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为多少？ (3)0.6kg氢燃料可供该型号氢燃料电池大巴车以70kW的恒定功率匀速行驶600s，则该氢燃料电池大巴车的效率为多少？ 【答案】(1)完全燃烧放出的热量为 (2) (3)50% 【详解】（1）热值的物理意义是单位质量的某种燃料完全燃烧时释放的总热量，氢热值为，其物理意义为1kg氢完全燃烧可以放出的热量。 （2）0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为 （3）功率 大巴车做的有用功为 该氢燃料电池大巴车的效率为 27．如图所示“钢冰”可以代替传统冰块制作冰镇饮料，它具有易清洁、可循环使用等优点。现将三块质量相等的“钢冰”冷冻至某一温度后，迅速放入另一个装有饮料的杯中，热传递停止时，饮料温度下降了。不计热量损失，已知杯中饮料的质量为，每块“钢冰”质量为，饮料的比热容为，“钢冰”的比热容为。求： (1)每块“钢冰”吸收的热量； (2)“钢冰”的温度变化量。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）饮料质量 饮料放出的总热量为 不计热量损失，三块钢冰吸收的总热量 因此每块钢冰吸收的热量为总吸热的三分之一，即 （2）单块钢冰质量 钢冰的温度变化量 28．如图是军事航空领域中新一代战机的概念图。该飞机的发动机在0.5h内能以恒定的牵引力飞行 2000 km，消耗40kg 的航空燃油，输出功率达4×105W。已知航空燃油的热值Q燃油=4.5×107J/kg， 求： (1)40kg航空燃油完全燃烧放出的热量； (2)飞机牵引力所做的功； (3)飞机发动机的效率。 【答案】(1) (2) (3)40% 【详解】（1）航空燃油完全燃烧放出的热量 （2）飞机牵引力做的功 （3）发动机的效率 29．太阳能热水器深受广大用户的青睐，如图所示是常见的太阳能热水器，在阳光的照射下，该热水器内水温从20℃升高到50℃，此过程中水吸收的热量为。 (1)求热水器内水的质量。 (2)若再吸收的热量，求此时热水器内水的温度。[假设当时气压为一个标准大气压] 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由可知，热水器内水的质量 （2）若再吸收的热量，则热水器内水温度的变化量 此时热水器内水的温度 30．为纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年，2025年9月3日，我国在天安门广场举行了盛大的阅兵仪式。如图所示是首次亮相的某款无人驾驶战车，行驶在平直的长安街上接受检阅。战车匀速行驶3 km，发动机所做的有用功为，发动机总共消耗0.3 kg柴油。已知，，当地大气压为一个标准大气压。问： (1)战车匀速行驶过程中，受到的阻力是多少？ (2)0.3 kg柴油完全燃烧放出的热量是多少？ (3)发动机的热机效率是多少？ 【答案】(1)1200N (2) (3)27.9% 【详解】（1） 由得牵引力 战车匀速行驶，牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，故受到的阻力 （2）0.3kg柴油完全燃烧放出的热量 （3）热机效率 题型7 欧姆定律的相关计算（共5小题） 31．电路如图所示，已知电源两端电压为12 V保持不变，电阻为5 Ω，当开关S闭合时，电压表示数为3 V。求： (1)电流表的示数； (2)电阻两端的电压； (3)电阻的阻值。 【答案】(1)0.6A (2)9V (3)15 Ω 【详解】（1） 电压表测两端的电压，即两端电压，串联电路电流处处相等，因此电流表示数 （2）串联电路总电压等于各部分电路电压之和，因此电阻两端电压 （3）串联电路中通过的电流等于电路电流，的阻值 32．如图甲所示，电源电压为。当闭合，、断开时，电流表的示数为，电压表示数为。当断开，、闭合时，电流表示数为，电流表示数如图乙所示。不考虑小灯泡阻值变化。 (1)当闭合，、断开时，通过小灯泡的电流是多少？ (2)当闭合，、断开时，小灯泡两端的电压是多少？ (3)当、断开，闭合时，通过小灯泡的电流是多少？ 【答案】(1)0.1A (2)1.5V (3)0.15A 【详解】（1）当闭合，、断开时，和串联，电流表测串联电路的电流。根据串联电路电流处处相等的规律，可知通过的电流等于的示数，为。 （2）该状态下电压表测两端的电压，即。已知电源总电压，根据串联电路总电压等于各部分电路电压之和的规律，两端的电压 （3） 当闭合，、断开时，两端的电压。通过的电流为。则的阻值为 当、断开，闭合时，只有接入电路，其两端电压为电源电压4.5V。通过小灯泡的电流 33．重庆八中的小唐和小张参加物理社团时组装了如图所示电路，电源电压保持不变，灯泡阻值为，灯泡阻值为（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。 (1)小唐在甲乙两处都放置电压表后，闭合开关S，甲表示数8V，此时通过灯泡的电流为多少？ (2)在第（1）问中，乙表示数为多少？ (3)小张在甲乙两处都放置电流表后，保持开关断开，此时甲乙两电表示数之比为多少？ 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）甲乙均为电压表、闭合开关S时，与串联，甲电压表测两端电压。此时通过灯泡的电流为 （2）甲乙均为电压表、闭合开关S时，乙电压表测电源总电压。 串联电路电流处处相等，因此通过的电流也为，两端的电压 电源电压 故乙表示数为 （3）甲乙均为电流表、开关S断开时，与并联，甲电流表测干路总电流，乙电流表测支路电流。 通过的电流 通过的电流 甲表示数 乙表示数 甲乙两电表示数之比 34．如图所示电路中，电源电压恒为18V。闭合开关S后，电流表、的示数分别为1A、2.5A，求： (1)电阻的阻值； (2)在1分钟内通过电阻的电荷量。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）闭合开关S，与并联，测支路电流，测干路电流。由并联电路电流规律得，通过的电流 由并联电路电压规律得，两端电压 的阻值 （2）通过的电流 在1分钟内通过电阻的电荷量 35．如图所示的电路，电源电压保持不变，电阻的阻值为，只闭合开关S时，电流表的示数为0.3A，电压表示数为3V。求： (1)电源电压； (2)电阻的阻值； (3)开关S、均闭合时，电流表的示数。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）只闭合开关S时，与串联，电流表测串联电路的电流，电压表测两端的电压。 根据欧姆定律，可得两端电压 电源电压 （2）根据欧姆定律电阻的阻值 （3）开关S、均闭合时，短路，电路中只有接入，两端电压等于电源电压。根据欧姆定律电流表的示数 题型8 焦耳定律的相关计算（共5小题） 36．如图所示，电源电压保持不变，的阻值为5Ω，闭合开关S，电流表的示数为2A，电流表的示数为0.4A。 (1)求电源电压。 (2)求的阻值和的功率。 (3)现用定值电阻R替换、中的一个，发现替换前后只有一个电流表的示数发生变化，且电路的总功率减小了4.8W，求R的阻值。 【答案】(1)8V (2)20Ω，12.8W (3)8Ω 【详解】（1）由题图可知，与并联，电流表测干路电流，因此电路总电流，电流表测通过的电流，为；根据并联电路的电流规律可知，通过的电流 根据并联电路电压规律可知，电源电压 （2）电阻的阻值 电阻的功率 （3）如果用R替换，则、的示数都会改变，所以R替换的是；替换前电路的总功率，的功率不变，则减小的总功率，R的功率 由可得， 37．如图所示，电源电压恒定，滑动变阻器R标有“60Ω  1A”字样，灯泡L标有“6V 3W”字样。电压表测量范围为0~15V，电流表测量范围为0~3A。滑动变阻器的滑片P移至中点时，灯泡L恰好正常发光。 (1)求灯泡L正常发光时的电阻。 (2)求电源电压。 (3)用阻值为10Ω的定值电阻R0替换灯泡L，电路其他部分连接不变，闭合开关S，在保证电路安全的情况下调节滑动变阻器的滑片P，求滑动变阻器接入电路的阻值范围。 【答案】(1)12Ω (2)21V (3) 【详解】（1）根据公式得，灯泡正常发光时的电阻 （2）图中灯泡和滑动变阻器串联在电路中，滑动变阻器的滑片P移至中点时，滑动变阻器接入电路的电阻 灯泡恰好正常发光时，电路电流 滑动变阻器两端的电压 根据串联电路电压特点可知，电源电压 （3）用阻值为10Ω的定值电阻R0替换灯泡L后，定值电阻R0和滑动变阻器串联，当电路电流最大为1A时，滑动变阻器接入电路的阻值最小，此时定值电阻两端的电压 滑动变阻器两端的电压 滑动变阻器接入电路的最小阻值 当电压表示数达到最大15V时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，此时定值电阻两端的电压 电路电流 滑动变阻器接入电路的最大阻值 故滑动变阻器接入电路的阻值范围为。 38．如图甲所示的电路，电源电压恒定，灯泡L标有“6V   3.6W”字样，滑动变阻器R的规格为“50Ω   1A”。电流表的测量范围为0~0.6A，电压表的测量范围为0~15V，闭合开关S，从右向左移动滑动变阻器的滑片至某位置时，灯泡正常发光，电压表示数为3V，灯泡L的I-U图像如图乙所示。 (1)求灯泡L正常发光时的电阻； (2)求灯泡L正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值； (3)求电源电压。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）灯泡正常发光时的电流 灯泡正常发光的电阻 （2）由图甲可知，灯泡与滑动变阻器R串联，电压表测量滑动变阻器R两端的电压，电流表测量电路中的电流，串联电路中各处的电流相等，灯泡正常发光时滑动变阻器接入阻值 （3）根据串联电路电压规律，总电压等于各部分电压之和，电源电压 39．如图是某面包房电烤箱的简化电路，加热电阻与指示灯并联在的电路中。已知加热电阻，指示灯规格为“220 V  22 W”。求： (1)加热电阻工作的电流。 (2)指示灯正常工作10 min消耗的电能。 (3)该面包房电能表参数为“220 V  10 A（20 A）”，计算判断两个相同的电烤箱能否同时长时间工作。 【答案】(1) (2) (3)两个相同的电烤箱能同时长时间工作 【详解】（1）根据并联电路的电压规律，R两端电压等于电源电压，即 由欧姆定律得，加热电阻工作时的电流 （2）指示灯正常工作时间 指示灯消耗的电能 （3）指示灯的正常工作电流 一个电烤箱的正常工作电流 两个电烤箱的正常工作电流 则两个相同的电烤箱能同时长时间工作。 40．在如图甲所示的电路中，电源电压恒定。闭合开关S、S1，断开开关，将滑动变阻器的滑片从最右端滑至最左端的过程中，电流表示数与电压表示数的关系如图乙所示。闭合开关、、，滑动变阻器的滑片滑至最左端时，灯泡正常发光，电流表的示数为。求： (1)定值电阻的阻值； (2)滑动变阻器的最大阻值； (3)小灯泡L正常发光时的功率。 【答案】(1) (2) (3)1.2W 【详解】（1）闭合S、S1，断开时，定值电阻和滑动变阻器R串联。当滑动变阻器的滑片滑至最左端时，滑动变阻器的电阻，此时的电压最大，为电源电压。从图乙可知，此时的电压，电源电压为3V，电流，则定值电阻的阻值 （2）当滑动变阻器的阻值最大时，的电压最小，从图乙可知，此时的电压，电流，滑动变阻器的电压 滑动变阻器的最大阻值 （3）闭合、、，滑动变阻器的滑片滑至最左端时，定值电阻和灯泡并联，此时灯泡和两端的电压均为电源电压，干路总电流，的电流，则通过灯泡的电流 小灯泡的额定功率 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题05 实验和计算专项训练 实验专项·固本强基 题型1 不同物质的吸热本领 题型2 串、并联电路电流和电压的特点 题型3 探究电流与电压、电阻的关系 题型4 探究影响电阻大小的因素 题型5 测量小灯泡的电功率 计算专项·进阶突破 题型6 热学计算 题型7 欧姆定律的相关计算 题型8 焦耳定律的相关计算 基础·固本强基 题型1 不同物质的吸热本领（共5小题） 1．如图，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料质量都是，烧杯内液体的初温和质量相同。 (1)比较不同燃料的热值，应选择_________两图进行实验，根据_________（选填“温度计升高的示数”或“加热时间长短”）比较燃料燃烧放出热量的多少，燃料完全燃烧后，液体温度升高越多，说明燃料的热值越大； (2)比较不同物质吸热升温的特点，应选择_________两图进行实验，液体吸收的热量通过_________（选“温度计上升示数”或“加热时间”）来反映； (3)由丁图可以看出，_________（选填“A”或“B”）液体的吸热能力强。 2．某实验小组用如图甲所示的装置比较水和食用油的吸热能力。图乙是该实验小组根据实验数据绘制的图像。（，，） (1)一个烧杯中装入180 mL的水，为了完成实验，需要在另一个烧杯中装入________mL的食用油。 (2)实验中用相同的电加热器来加热，通过比较_________（填“加热的时间”或“升高的温度”）来比较它们吸收热量的多少。 (3)从开始加热到温度升至50 ℃，a吸收的热量_________（填“大于”“等于”或“小于”）b吸收的热量。 (4)该加热器每分钟放出的热量是_________J。 (5)实验表明：不同物质，在质量相等、_________时，升高的温度不同。温度变化快的吸热能力_________。 3．跨学科实践：制作简易热机模型。 【项目提出】 随着科技发展，热机是人们获得动力的重要机械，汽车走入寻常百姓家，燃烧汽油的是汽油机，大型轮船和装甲车有的使用柴油作为燃料，是柴油机，而早年燃烧煤炭的火车使用的是蒸汽机。热机在生产生活中非常重要，如果我们能尝试制作一个热机模型，就可以更好地了解热机的工作原理。 【项目分析】 汽油机属于内燃机，它的工作物质是气缸内燃料和空气的混合物。而蒸汽机工作时，燃料燃烧使水变成水蒸气，水蒸气推动活塞运动产生动力，蒸汽机的燃烧室在汽缸外，属于外燃机。 (1)燃料燃烧后加热水产生水蒸气，通常实验室用______作热源； 用可以密封的易拉罐加热水，类比家用高压锅，开小孔后蒸汽喷出，可以推动高压阀运动，此时工作物质是小孔中喷出的水蒸气。 (2)如图甲是小红设计的模型方案，其中蒸汽对着风车吹动，存在的不安全因素是______，改进方法是______。 【项目实施】 (3)实验器材：易拉罐、剪刀、一支去掉笔芯和尾塞的中性笔、水、密封胶、一小块泡沫、一台小风扇、一个酒精灯。 实验步骤： ①在易拉罐的底部开一小孔，将笔的尖端朝外，另一端插入易拉罐内，如图乙所示。（操作过程中要注意安全） ②在易拉罐内加入少量的水。 ③用一小块泡沫和密封胶，将易拉罐的口封住。将易拉罐平放在支架上，且保证留着喷气的中性笔位于罐子靠______（填“上”或“下”）部分。 ④将风扇平放在支架上如图乙，中性笔的尖端正对风扇扇叶，点燃酒精灯加热易拉罐，观察到水汽化后有“白气”喷出，风扇转动。 【项目拓展】 (4)查阅资料，蒸汽机的热效率在6%~15%之间，结合现在热机效率，说明内燃机的效率比外燃机______； (5)“辽宁舰”也有蒸汽机，如图丙所示简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在2s内达到起飞速度。汽缸内蒸汽体积膨胀，推动活塞做功，使舰载机获得巨大的牵引力，此过程中蒸汽的温度______（填“升高”或“降低”），汽油机______冲程也会发生同样的能量转化。 4．小华在家里学习做菜的过程中，经常要加热食用油和水。因此，她对一些物理现象有了一定的认识，她猜想食用油的比热容比水的小。 (1)能支持她这一猜想的一个事实是________（选填字母序号） A．食用油能漂在水面上 B．食用油能把食物炸得焦黄，而水不能 C．相同条件下，加热时食用油比水热得快 (2)为了验证自己的猜想，小华进行如下探究：将水和食用油分别装在两个相同的烧杯中，用两个相同的酒精灯加热，每隔2 min记录一次温度。本实验需要用到的测量工具有温度计、天平和________。 (3)图甲所示装置中酒精灯已经是用外焰加热了，仔细观察，仍有一处明显错误是____________。 (4)实验中用____________表示物质吸热的多少。 (5)纠正错误后，最终得到的温度随时间变化的关系图像如图乙所示，由图像可推算两种液体比热容的大小关系为________。 5．小点通过实验探究“冰和石蜡的熔化特点”。 (1)如图甲所示，安装实验器材时，应按照________________________（填“自上而下”或“自下而上”）的顺序进行。 (2)将装有固体的试管放在盛水的烧杯内加热并搅拌，而不是用酒精灯直接加热，目的是使试管内的固体________________________，而且升温较慢，便于记录各个时刻的温度。 (3)小点同学每隔1min记录一次温度，某时刻温度计的示数如图乙所示，此时温度计的示数为____________℃。 (4)分析实验现象和数据可知，冰在熔化过程中吸收热量，温度________________________，内能增大。 题型2 串、并联电路电流和电压的特点（共5小题） 6．在“探究并联电路的电流规律”实验中，某小组的同学在老师的指导下，设计了如图甲所示的电路图。 (1)连接电路时，开关应处于______________________状态； (2)图乙实物图中，电流表测量图甲中______________________处电流（选填“A”、“B”或“C”）； (3)图乙中移动一根导线，就可以测量C处的电流，请你在移动的导线上画“×”，并用笔画线表示导线正确连接电路。 (4)在测量电流前，电流表的指针出现了如图丙所示的情况，出现该现象后，该小组的同学下一步操作是___________（填选项）；在测量时，闭合开关，电流表的指针也出现如图丙所示的情况，出现该现象的原因是_________________________________；（填选项） A．断开开关，将电流表调零 B．正负接线柱接反 C．断开开关，交换电流表的正负接线柱 D．电流表量程选择偏小 E．电流表没有调零 F．电流表量程选择偏大 (5)在排除故障后，电流表测量C处电流的示数如图丁所示，则电流表的示数为___________A； (6)连接正确后，测出三点的电流并记录数据，将电流表的读数写入表格； C处的电流/IC B处的电流/IB A处的电流/IA 第一次测量 0.22 A 0.3 A 0.52 A 分析表中的数据，可以得出结论是：______________________（填IA、IB、IC的数量关系）； (7)评估交流：实验过程存在的问题____________________________________________。 7．小源和学习小组在校完成了“探究串、并联电路电流的特点”实验。 (1)在连接电路时，开关应处于___________状态。 (2)小源把两个灯泡、串联起来（如图甲所示），闭合开关后发现指针偏向如图乙所示，其原因是___________。 (3)线路连接正确后，再次闭合开关S，此时，灯较亮，灯较暗。小源猜想可能电流从电池正极出发流过各个用电器后电流会变小，从而导致灯泡更暗。为了探究串联电路各处的电流关系，如果要求不增加任何其他器材的情况下，如何设计实验验证？请写出你的验证方案：___________。 (4)当把电流表接入图甲电路中C点时，闭合开关后发现和均不发光，电流表无示数。为了找出故障原因，小源用一根全新导线进行检测。闭合开关后，小源发现当导线两端分别接通A、B时，两灯均不发光且电流表无示数。当导线两端分别连接B、C时，灯发光且电流表有示数。则电路故障可能是___________。 A．断路； B．短路； C．断路； D．短路。 E．开关S断路 (5)排除故障，分别测出A、B、C三处电流值，为了验证结论的普遍性，下一步他应该怎样操作？请写出你的想法___________。 (6)接着小源继续探究并联电路中干路的电流与各支路电流之间的关系，他用三个完全相同的电流表设计了如丙所示的电路。 ①闭合开关后，电流表A、的示数如图丁所示，则：灯中的电流为___________A。 ②继续实验，得出结论：并联电路的电流特点是___________。 8．同学们根据电路图甲对串联电路的电压规律进行探究实验： 实验次数 1 1.8 2.1 4.0 2 2.0 2.0 4.0 3 2.4 ▲ 4.0 (1)实验时、应选择规格______（选填“相同”或“不同”）的灯泡，连接电路时，开关应处于______状态。 (2)小明所在的小组正确测出了灯两端的电压，在测灯两端的电压时，小明打算采用以下方法：电压表所接的B接点不动，只断开A接点，并改接到D接点上。此操作可能会导致电压表出现的现象是____________。 (3)后来，小明按照正确的方法测得两端电压如图乙所示，根据读数可知，两端电压________，然后填入了表格。分析表中数据，有同学提出第3次实验中记录的数据有误，应改为1.6 V，请写出你对此做法的评价_________________________。 (4)小亮所在小组测得灯、两端的电压分别为、，由此判断，电路中出现的故障可能是____________。 (5)要测和两端的总电压，只需在图甲中更改一根导线的连接位置即可。请在这根导线上画“”，再画出正确接法的导线。 9．某同学设计了如图所示的电路来“探究串、并联电路的电流规律”。 (1)若三个开关同时闭合，电流表________将被烧坏。 (2)在“探究串联电路的电流规律”时，应该闭合开关________，闭合后发现L1比L2亮些，则此时通过两个灯泡的电流I1________I2。 (3)在“探究并联电路的电流规律”时，应该闭合开关________，闭合后两个灯泡都发光，此时，观察到电流表A和A1的指针偏转角度相同，若电流表A2的示数为0.8 A，则电流表A1的示数为________A。 10．请你根据所掌握的知识解答下列问题。 (1)如图所示，取一个橙子，把铜片、铁片插入其中，制成一个水果电池。 ①用电压表测量电压，该水果电池的电压为________V，水果电池将__________能转化为电能。 ②该水果电池的正极是________（“铜片”或“铁片”）。 ③为获得更高的电压，可以将多个水果电池________联。 (2)学习了电荷间相互作用之后，小明用如图乙所示装置，做起了实验，Q是一个带正电的物体，把系在丝线上的带正电荷的小球先后挂在A、B、C三处，比较小球在不同位置所受带电物体的作用力的大小。回答下列问题： ①为使实验现象更明显，悬挂在丝线上的小球应用__________（选填“小钢球”或“塑料泡沫小球”）。 ②根据实验现象，可得出结论：电荷量一定时，电荷间距离越__________，电荷间相互作用力越大。 ③做完以上实验后，用另一个小球靠近带正电的物体Q时，情景如图丙所示，则另一个小球的带电情况是________（选填）。 A．一定带正电        B．一定带负电 C．一定不带电        D．可能带负电，可能不带电 题型3 探究电流与电压、电阻的关系（共5小题） 11．小明在做“探究电阻一定时，电流与电压关系”的实验，实验电路如图-1所示。电路中接两节新干电池，滑动变阻器标有“  1 A”，可选用的定值电阻R的阻值为、、、、。 (1)请用笔画线代替导线将图1电路连接完整，要求滑片P置于最右端时滑动变阻器接入电路的电阻最大。 (2)为保证安全，闭合开关前滑片应处于阻值最__________（选填“大”或“小”）处；正确连接电路，闭合开关后发现电流表无示数，电压表指针明显偏转，可能出现的故障是：__________。 (3)解决故障后，小明通过调节滑动变阻器滑片P的位置，进行多次实验，得到实验数据如下表，发现有一组数据是错误的，错误数据是第__________次。剔除错误数据后，根据其他实验数据作出了如图2所示的图像，根据图像可得出电阻一定时，通过导体的电流与____________________成正比，本次实验所选用的电阻为__________。 实验次序 1 2 3 4 5 电压 1.1 1.5 2.0 2.3 2.5 电流 0.22 0.30 2.00 0.46 0.50 (4)小明想继续“探究电流与电阻关系”实验，他换接不同的定值电阻，通过调节滑动变阻器的滑片保持电压表示数1.5 V不变，发现所接定值电阻的阻值为时不能完成该实验。为了解决这个问题，可采取的方法是：__________。（写出一条即可） 12．小华同学为了探究“电流与电阻的关系”，设计了如图甲的实验电路，她在学校实验室找来了如下一些实验器材：电压恒为的电源，电流表、电压表各一只，一个开关，阻值分别为、、的定值电阻各一个，滑动变阻器上标有“，”字样，导线若干。 (1)小华先把的电阻接入电路，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数为，读出电流表示数后，断开开关，她直接拆下的电阻，改换成阻值为的电阻继续做实验，闭合开关，电压表示数如图乙所示，其示数是______，要完成这次实验，接下来她应将变阻器滑片向______（填“左”或“右”）端移动，使电压表的示数为______； (2)当小华改用的电阻，将滑片置于滑动变阻器阻值最大处，准备继续实验，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，都无法使电压表示数达到实验要求的值，你认为“电压表的示数无法达到实验要求的值”对应的现象是______和______ A、闭合开关时，电压表示数大于要求值 B、闭合开关时，电压表示数小于要求值 C、移动滑片，电压表示数变大 D、移动滑片，电压表示数变小 (3)实验中，滑动变阻器的作用是______。 13．小高利用实验室的器材进行“探究电流与电压关系”的实验，他选用了三节新的干电池，5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω五个定值电阻，一个铭牌写着“40Ω 1A”的滑动变阻器，一个电流表，一个电压表，一个开关和若干导线等器材，设计了如图甲所示的实验电路。 (1)请用笔画线代替导线帮助小高将图甲的实物电路补充完整（要求滑片向A端滑动时，电流表示数变大，导线不交叉）。 (2)连接好电路闭合开关后，电压表指针偏转超过测量范围，电流表没有示数，故障可能是定值电阻_________。 (3)排除问题后，小高顺利进行实验，某次实验中电压表的示数如图乙所示，为_________V；他将测得的数据绘制成I-U图像，如图丙a所示，可知所用定值电阻的阻值为________Ω；分析图像得到实验结论：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成________比。 (4)同组的小杨也用相同的实验器材完成了该实验，并绘制出了I-U图像，如图丙b所示，但是小杨发现自己的结论和小高的结论不一样，这可能是因为______________________________。 【拓展】 (5)小高又用上面的器材探究了通过导体中的电流与电阻的关系，得到下表中的数据。 R/Ω 5 10 15 20 25 I/A 0.3 0.15 0.1 0.075 在用25Ω的定值电阻进行实验时，小高发现无论怎样移动滑片，电压表示数都无法达到设定值，为了能完成这个定值电阻的探究实验，小高采取的措施可行的是_________（选填序号）。 ①换用四节新干电池 ②更换一个最大阻值为50Ω的滑动变阻器 ③将滑动变阻器更换成一个40Ω的定值电阻 ④将定值电阻两端电压设定为2V 14．下面是探究电流与电压、电阻关系的实物图。结合控制变量法的原则，完成下面实验设计。 (1)探究电流与电压的关系：需要控制定值电阻的阻值不变，具体的操作是______不变；还需要改变定值电阻两端的电压，具体的操作是______。 (2)探究电流与电阻的关系：需要控制定值电阻的______不变，具体的操作是______；还需要改变定值电阻的______，具体的操作是______。 15．某实验小组的同学在探究电流与电压、电阻的关系时，采用了图甲所示的电路图，实验中他们选用的定值电阻分别是5Ω、10Ω、15Ω，电源电压是3V，滑动变阻器的阻值范围是0~20Ω。 (1)他们在探究某一因素变化对电流的影响时，采用控制变量法，实验分两步进行： ①保持电阻不变，探究电流与______的关系。 ②保持电压不变，探究电流与______的关系。 (2)根据甲图的电路图连接图乙的实物图（导线不能交叉）。 (3)连接电路时，开关应______。闭合开关前，调节滑动变阻器，使滑片移到______（填C或D）的位置上。 (4)闭合开关后，移动滑片时发现电流表几乎没有示数，电压表有明显的示数。则发生故障的原因可能是______。 (5)在研究电阻对电流的影响时，根据正确的实验数据作出了电流与电阻的关系图像，如图丙所示，则在实验过程中电压表的示数应为______V。 (6)由图丙所示，可以得出结论：______。 题型4 探究影响电阻大小的因素（共5小题） 16．小阳选取一根铅笔芯，按图甲连接电路，a夹子固定。 (1)向左移动b夹子，会观察到小灯泡的亮度变________。 (2)小阳取下铅笔芯，用a、b两夹子夹住一块玻璃，发现小灯泡不亮，用酒精灯灼烧玻璃，随着玻璃温度的升高，小灯泡逐渐亮起来。由此可以初步得出：玻璃由绝缘体变成了________，这说明导体和绝缘体之间没有绝对的__________。 (3)如图乙所示，是小阳制作的简易调光台灯，图丙是他所用的调亮度的电位器结构图，a、b、c是它的三个接线柱，a、c分别与弧形电阻丝的两端相连，b与金属滑片相连。 ①小阳顺时针转动滑片时，小灯泡变亮，则________两个接线柱接入了电路中。 ②有的同学提出还可以加入声控开关，实现按钮开关或声控开关都可以控制台灯，则图丁中A、B两设计电路符合要求的是________。 17．在探究影响导体电阻大小的因素时，小明同学做出了如下猜想：导体电阻的大小可能与导体的长度、横截面积、材料有关。为了验证猜想是否正确，他准备了不同的导体，规格、材料如下表： 编号 材料 长度/m 横截面积/mm2 A 镍铬合金 0.5 0.5 B 镍铬合金 1.0 0.5 C 镍铬合金 0.5 1.0 D 锰铜合金 0.5 0.5 (1)为了验证上述猜想，他设计了如图所示的实验电路图。连接电路时发现，还缺少一个必要的元件，这个元件是___________。 (2)本实验是通过___________来比较a、b两点间导体电阻的大小。 (3)要想探究电阻大小与横截面积的关系，应将编号为C与编号为___________的导体分别接入到a、b之间。 (4)分别将A、D两电阻丝接入电路中a、b两点间，灯光亮度不相同，由此，得到结论：当长度和横截面积相同时，导体电阻跟___________有关。 (5)实验中在a、b间先后接入编号A和B的导体，发现接入导体A时小灯泡更亮些，则由此可初步得出的结论为___________。 (6)将（1）问中所缺的元件接上后，小明发现当接入a、b之间的导体阻值差别较小时，实验现象不是很明显，请你对电路的改进再提出一条建议：___________。 (7)探究过程中，又有同学提出猜想：电阻还可能跟温度有关。请用一个废灯泡的灯芯设计一个实验来研究这个问题，要求：①画出电路图（灯芯用符号表示）_________，②写出实验思路_________ 18．在“探究影响导体电阻大小因素的实验”时，同学们设计了如图所示的实验电路，如表给出了可供选择的几种导体，分别用a、b、c、d四个字母代表。 导体序号 导体长度L/m 横截面积S/mm2 材料 a 1.0 0.4 锰铜 b 1.0 0.2 锰铜 c 0.5 0.2 锰铜 d 0.5 0.2 镍铬合金 (1)为了探究导体电阻与导体横截面积的关系，应分别将导线_________（选填导线序号）接入电路，闭合开关后，观察比较____________来比较导体电阻的大小； (2)实验中，分别将导线b、c接入电路，闭合开关后，观察到电流表的示数，是探究导体的电阻与导体________的关系，可以得到的结论是：导体的材料、横截面积相同时，____________________； (3)把导线c、d分别接入电路是为了探究导体的电阻与_________的关系； (4)实验采用的探究方法有__________和_________。 (5)完成上述实验后，小明进一步进行了如下图所示的实验，他把M、N与废日光灯管中的钨丝连接，闭合开关S后，用酒精灯给钨丝加热，可以观察到电流表示数变小，这是因为______________。 19．小明在实验室探究“影响导体电阻大小的因素”；实验中选用了四根不同的金属丝，规格如表所示，实验电路中串联了一个电流表； 编号 材料 长度l/m 横截面积 A 镍铬合金丝 0.5 0.5 B 镍铬合金丝 1.0 0.5 C 镍铬合金丝 0.5 1.0 D 锰铜合金丝 0.5 0.5 (1)实验中，导体电阻的大小是通过观察____________来间接反映的，这种物理科学研究方法叫做____________法； (2)为了探究导体电阻大小与导体长度的关系，应选用编号为______的两根金属丝分别接入电路中进行实验； (3)选用A和C两根金属丝进行实验，发现接入C金属丝时电流表示数较大，这说明：在材料和长度相同时，导体的横截面积越大，电阻越______（选涂“A．大”或“B．小”）； (4)选用A和D两根金属丝进行实验，是为了探究导体电阻大小与导体____________的关系； (5)小明进一步实验发现，用酒精灯给接入电路的某种材料加热时，电流表的示数逐渐增大，这表明部分导体的电阻随温度的升高而______（选涂“A．增大”或“B．减小”）。 20．小明在市场看到一款“不插电遇水即亮” 的灯泡，摊主声称其不消耗电能。小明认为这与物理课上所学知识矛盾，于是买了一个灯泡回家探究。 (1)小明观察到灯泡底部结构由 a 、b 、c 三部分组成，如图甲所示，a 、c  为金属，b为塑料。如图乙，将灯泡缓慢浸入自来水中，观察灯泡发光情况如下： 水面达到灯泡的部位 a b c 灯泡发光的情况 不发光 不发光 发光 小明猜想灯泡内部装有电源。灯泡遇水即亮的原因是水起到________ 作用，使电路形成 _______ 。如图丙所示，小明拆开灯泡塑料壳，发现内部确实有电源，说明摊主“不消耗电能” 的说法是 ___________ 的。 (2)小明将灯泡取出并擦干，再用一根导线同时接触灯泡底部 _______ 两部分，灯泡发光； (3)小明发现，手心出汗后握住灯头比干燥时更容易让灯发光，其原因可能是________。 题型5 测量小灯泡的电功率（共5小题） 21．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所示，A、B为两个完全相同的烧瓶，瓶中插入温度计a、b。 (1)为了让实验效果更显著，应在A、B两烧瓶中加入质量、初温均相同的______（选填“煤油”或“水”）； (2)实验中，通过观察温度计的示数变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少，下列实验应用了该研究方法的是______（选填序号）； 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，在图中的A、B两烧瓶内换用质量、初温都相同的不同液体，且换用两根电阻丝的电阻______。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A、B两烧瓶内液体比热容的关系为cA__________________cB；（均选填“>”、“<”或“=”） 22．小铁设计了以下两个电学实验。 (1)实验一：利用如图1所示的电路来探究灯泡的电流随电压的变化规律。 ①闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于__________（选填“最左”或“最右”）端，小铁做实验时，闭合开关，发现灯泡不亮，电流表示数几乎为零，电压表示数如图2所示，其读数为__________V，经检查电表完好，则电路的故障可能是__________（选填“灯泡”或“滑动变阻器”）发生开路。 ②排除电路故障后，根据实验数据绘制了如图3所示的灯泡的图像。由图像可知，当通过灯泡电流是时，灯泡的电阻是__________，灯泡的功率是__________。 ③由图3可知，当电流表的示数变大时，电压表与电流表的示数之比__________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 (2)实验二：利用图4所示的电路来测量电源电压和定值电阻的阻值。 ①闭合开关，调节电阻箱的阻值。进行多次实验得到的关系如图5所示，根据图中的数据可知电源电压是__________，定值电阻的阻值是__________。 ②当电阻箱的阻值为__________时，电路的总功率最大，此时最大总功率是__________。 23．复习“串联电路中的电流和电压关系”的实验。 (1)小明按照甲图连接电路，在刚接最后一根导线时，两灯泡就同时发光了，此时说明电路中存在问题是________________________________； (2)把电流表串联接在a处，刚要闭合开关，发现电流表指针指在零刻度线左侧空白处，他下一步要进行的操作是________________________________； (3)改进后小明测量b处和c处电流，示数如图乙所示，请分析两次电流表偏转角度不同的原因是：________________________________________________________________________________。 (4)小明将电流表换成电压表，继续回顾“串联电路中电压规律”，按如图丙所示连接好电路后，发现、均不发光，电压表有示数且大小接近电源电压，则电路中出现的故障可能是发生了________（选填“短路”或“开路”）故障； (5)排除故障，测出两端的电压后，准备测两端电压时。小聪认为只需将与A点相连的导线改接到C点即可。你认为这种做法不合理的原因是：改接后会出现________________________________现象； (6)实验中发现灯的亮度比灯的亮度大，下列说法正确的是（     ） A．灯对电流阻碍小电流较大，所以更亮 B．电流从电源正极出来先通过灯，所以更亮 C．两灯中的电流相等，亮度不同是由于两灯规格不同所致 24．如图所示，在测量小灯泡的电功率的实验中，用到以下器材：额定电压为2.5V的待测小灯泡（电阻大约10Ω）、滑动变阻器“”和“”各一个、电流表（0~0.6A、0~3A）、电压表（0~3V、0~15V）、学生电源（电压恒为6V）、开关、导线若干。 (1)请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整（连线不得交叉）； (2)本实验中小明对滑动变阻器的选择是_______（选填“”或“”）。 (3)小明将电路连接好后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表示数为零，电压表指针偏转超过最大刻度，则出现的故障可能是_______； (4)排除故障，闭合开关，移动滑片发现电压表示数为2V，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片向_______（选填“左”或“右”）移动；当灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是_______W； (5)若此实验的电流表损坏，小明在原有器材基础上，增加了一个阻值为的定值电阻和两个开关，设计了图丙所示的电路，顺利完成测小灯泡额定功率的实验（设小灯泡的额定电压为），实验步骤如下： ①如图连接电路； ②闭合，断开，移动滑动变阻器滑片P，记下_______； ③闭合，断开，记下电压表示数U； ④断开开关，整理器材。小灯泡额定功率的表达式_______。 25．电功和电热是电学中两个很重要的物理量，由此小明进行了下列两个实验。 (1)小明同学为了“探究影响电流做功的因素”，设计了如图1所示的实验，该实验是通过观察___________比较电流在不同情况下做功多少的，此过程中是把电能转化为___________能；将滑动变阻器的滑片向左调节时，电流表和电压表的示数都变大，相同时间内物体被吊起的高度也变大了，由此得出影响电流做功的因素。 (2)小明在“探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”时，采用了如图2所示的实验装置，实验前U形管两端液面相平，将1、2和3、4导线分别接到电源两端。在实验过程中，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；图2甲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；为了探究另一个影响因素，图2乙在d容器外并联5Ω电阻的目的是_______________________。 提升·进阶突破 题型6 热学计算（共5小题） 26．氢燃料汽车是新能源汽车的重要发展方向，具有清洁无污染、效率高的优点。某氢燃料电池大巴车完成了北京到上海的长距离测试。 已知：氢热值，水比热容 (1)氢热值为，其物理意义为：1kg氢___________。 (2)质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为多少？ (3)0.6kg氢燃料可供该型号氢燃料电池大巴车以70kW的恒定功率匀速行驶600s，则该氢燃料电池大巴车的效率为多少？ 27．如图所示“钢冰”可以代替传统冰块制作冰镇饮料，它具有易清洁、可循环使用等优点。现将三块质量相等的“钢冰”冷冻至某一温度后，迅速放入另一个装有饮料的杯中，热传递停止时，饮料温度下降了。不计热量损失，已知杯中饮料的质量为，每块“钢冰”质量为，饮料的比热容为，“钢冰”的比热容为。求： (1)每块“钢冰”吸收的热量； (2)“钢冰”的温度变化量。 28．如图是军事航空领域中新一代战机的概念图。该飞机的发动机在0.5h内能以恒定的牵引力飞行 2000 km，消耗40kg 的航空燃油，输出功率达4×105W。已知航空燃油的热值Q燃油=4.5×107J/kg， 求： (1)40kg航空燃油完全燃烧放出的热量； (2)飞机牵引力所做的功； (3)飞机发动机的效率。 29．太阳能热水器深受广大用户的青睐，如图所示是常见的太阳能热水器，在阳光的照射下，该热水器内水温从20℃升高到50℃，此过程中水吸收的热量为。 (1)求热水器内水的质量。 (2)若再吸收的热量，求此时热水器内水的温度。[假设当时气压为一个标准大气压] 30．为纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年，2025年9月3日，我国在天安门广场举行了盛大的阅兵仪式。如图所示是首次亮相的某款无人驾驶战车，行驶在平直的长安街上接受检阅。战车匀速行驶3 km，发动机所做的有用功为，发动机总共消耗0.3 kg柴油。已知，，当地大气压为一个标准大气压。问： (1)战车匀速行驶过程中，受到的阻力是多少？ (2)0.3 kg柴油完全燃烧放出的热量是多少？ (3)发动机的热机效率是多少？ 题型7 欧姆定律的相关计算（共5小题） 31．电路如图所示，已知电源两端电压为12 V保持不变，电阻为5 Ω，当开关S闭合时，电压表示数为3 V。求： (1)电流表的示数； (2)电阻两端的电压； (3)电阻的阻值。 32．如图甲所示，电源电压为。当闭合，、断开时，电流表的示数为，电压表示数为。当断开，、闭合时，电流表示数为，电流表示数如图乙所示。不考虑小灯泡阻值变化。 (1)当闭合，、断开时，通过小灯泡的电流是多少？ (2)当闭合，、断开时，小灯泡两端的电压是多少？ (3)当、断开，闭合时，通过小灯泡的电流是多少？ 33．重庆八中的小唐和小张参加物理社团时组装了如图所示电路，电源电压保持不变，灯泡阻值为，灯泡阻值为（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。 (1)小唐在甲乙两处都放置电压表后，闭合开关S，甲表示数8V，此时通过灯泡的电流为多少？ (2)在第（1）问中，乙表示数为多少？ (3)小张在甲乙两处都放置电流表后，保持开关断开，此时甲乙两电表示数之比为多少？ 34．如图所示电路中，电源电压恒为18V。闭合开关S后，电流表、的示数分别为1A、2.5A，求： (1)电阻的阻值； (2)在1分钟内通过电阻的电荷量。 35．如图所示的电路，电源电压保持不变，电阻的阻值为，只闭合开关S时，电流表的示数为0.3A，电压表示数为3V。求： (1)电源电压； (2)电阻的阻值； (3)开关S、均闭合时，电流表的示数。 题型8 焦耳定律的相关计算（共5小题） 36．如图所示，电源电压保持不变，的阻值为5Ω，闭合开关S，电流表的示数为2A，电流表的示数为0.4A。 (1)求电源电压。 (2)求的阻值和的功率。 (3)现用定值电阻R替换、中的一个，发现替换前后只有一个电流表的示数发生变化，且电路的总功率减小了4.8W，求R的阻值。 37．如图所示，电源电压恒定，滑动变阻器R标有“60Ω  1A”字样，灯泡L标有“6V 3W”字样。电压表测量范围为0~15V，电流表测量范围为0~3A。滑动变阻器的滑片P移至中点时，灯泡L恰好正常发光。 (1)求灯泡L正常发光时的电阻。 (2)求电源电压。 (3)用阻值为10Ω的定值电阻R0替换灯泡L，电路其他部分连接不变，闭合开关S，在保证电路安全的情况下调节滑动变阻器的滑片P，求滑动变阻器接入电路的阻值范围。 38．如图甲所示的电路，电源电压恒定，灯泡L标有“6V   3.6W”字样，滑动变阻器R的规格为“50Ω   1A”。电流表的测量范围为0~0.6A，电压表的测量范围为0~15V，闭合开关S，从右向左移动滑动变阻器的滑片至某位置时，灯泡正常发光，电压表示数为3V，灯泡L的I-U图像如图乙所示。 (1)求灯泡L正常发光时的电阻； (2)求灯泡L正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值； (3)求电源电压。 39．如图是某面包房电烤箱的简化电路，加热电阻与指示灯并联在的电路中。已知加热电阻，指示灯规格为“220 V  22 W”。求： (1)加热电阻工作的电流。 (2)指示灯正常工作10 min消耗的电能。 (3)该面包房电能表参数为“220 V  10 A（20 A）”，计算判断两个相同的电烤箱能否同时长时间工作。 40．在如图甲所示的电路中，电源电压恒定。闭合开关S、S1，断开开关，将滑动变阻器的滑片从最右端滑至最左端的过程中，电流表示数与电压表示数的关系如图乙所示。闭合开关、、，滑动变阻器的滑片滑至最左端时，灯泡正常发光，电流表的示数为。求： (1)定值电阻的阻值； (2)滑动变阻器的最大阻值； (3)小灯泡L正常发光时的功率。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $