2027年中考物理复习-电功率实验专题练习

2026-2027学年中考复习-电功率实验专题练习 1.如图是探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置,将四段电阻丝a 、b、c、d分别密封在完全相同的盒内,盒内封闭一定量的空气,其中图乙中另取5 的电阻在盒外与盒内电阻并联. (1)盒内封闭一定量的空气的优点是,在实验中电流通过电阻产生热量的多少是通过观察来比较的. (2)图甲可探究电流产生的热量与的关系,图乙可探究电流产生的热量与的关系. (3)图乙中右侧盒外连接的5 电阻的作用是. (4)物理研究方法有很多,本实验运用了两种方法:一是法,二是转换法. 2.做“测量小灯泡额定功率”的实验(灯泡的额定电压,灯丝电阻阻值不变)。小月同学设计了一个电路,如图所示,测出了该小灯泡正常发光时的功率。其中定值电阻的阻值,正确操作步骤如下。 (1)只闭合开关S和,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为A; (2)闭合开关S和,断开开关,保持滑动变阻器滑片位置不动,读出电流表的示数为; (3)小灯泡额定功率的表达式。(用物理量符号表示) 3.在做“比较两个灯泡的亮暗”实验时,可以根据灯泡的亮暗程度比较相同时间内电流做功的多少,如图是进行该实验的电路之一。 (1)利用如图所示电路,可控制变量相等,验证对电流做功多少的影响; (2)对于“电流做功多少与通电时间的关系”,是否必需通过实验去验证?(选填“不必”或者“必须”)简要说明你的观点。 4.为估测各用电器的实际功率。 (1)小明打开客厅内的一盏节能灯,节能灯正常发光。接着找到了他家的电能表,如图所示,由此可知小明家中的用电器的总功率最大不能超过W; (2)他以指示灯某一次闪烁开始计时计数,发现1min内电能表指示灯闪烁了50次,根据数据可算出小明家电路中电流做功的功率为W; (3)小明感到结果与普通节能灯的功率明显不符,其原因最可能是( ) A.小明家的节能灯比较特殊,功率很大 B.小明在时间测量中存在一定的误差 C.小明没有关闭其他的用电器 D.小明在计数中存在错误 (4)小明解决了研究中存在的问题后,再次回到电能表前,仍以指示灯某一次闪烁开始计时,计时1min,电能表指示灯还未闪烁,至此仍无法计算节能灯电功率。于是他翻开课本,发现课本中原方案是:测量3min内电能表指示灯闪烁的次数,计算出节能灯的电功率;而小明结合实际情况,经过思考提出他的方案:测量电能表指示灯闪烁3次所用时间,计算出节能灯的电功率。针对此次测量你认为(选“课本/小明”)的方案更合理。 5.小明和小芳用如图所示装置探究“电流产生的热量与哪些因素有关系”的实验。 (1)小明猜想电流产生的热量与电阻大小有关,下列能支持他猜想的现象是; A.接线板上接入的用电器越多,接线板的导线越容易发热 B.电熨斗工作时发热明显,而与之相连的导线却几乎不热 (2)如图实验装置通过比较U形管内液面高度差;可以比较容器内电流产生热量的多少,这种研究方法称为法;本实验还用到研究方法; (3)小芳用乙装置可探究电流产生的热量与的关系。将此装置接到电源两端,通电一段时间,电流在(填“左”或“右”) 侧容器中产生的热量较多。如果乙装置中R3发生了断路,则与断路前相比较,通电相同时间,右侧U形管中液面的高度差将(选填“变大”、“变小”或“不变”); (4)由此可知,超导材料(填“能”或“不能”) 作为电饭锅的发热部件。 6.小明发现爸爸买了一些充电电池,某个电池上标有“18650 3000mA h 4.2V”字样,如图甲所示。 (1)已知18650是该电池的型号,18代表的是电池的直径为18mm,0代表的是电池的形状的圆形,那么65代表的是电池的(选填“长度”、“体积”、“电压”)。“3000mA h、4.2V”代表的是电池的容量,一节新的18650型电池充满电时存储的电能为J。 (2)小明想给爸爸的电池做一个电量检测装置,他从网上查询到该电池的电量与电池的电压有关系,大致关系如下表所示,即电池电压会随着容量的减少而变小,而且当电池电压低于2.8V时,电池就会报废。 容量百分比/% 100 90 80 65 60 50 35 30 20 10 0 电池电压/V 4.20 4.08 4.00 3.92 3.87 3.82 3.78 3.77 3.73 3.68 2.8 由于电压表大量程不够精确,所以小明利用定值电阻和电压表的0~3V量程设计出如图乙所示的电路,在检测电池电量时,需要将电池放置在所设计电路图的电源位置。小明想将电压表的表头改成电池的容量表(例如xV标记为50%)。要求:在保证电路安全的前提下,电池容量从0至100%,对应的电压表指针偏转角度最大。推理计算可得出电压表“2.8V”的刻线应标记的电池容量为百分之多少?(写出必要的文字说明、表达式及最后结果)。 7.在探究“电流做功与哪些因素有关”的实验中,小明用小电动机通过细线将钩码吊起,如图所示。该实验中,可以根据来比较电流做功的多少,这里使用到的物理方法是。在某次实验时,电流做的功与小电动机克服钩码重力所做的功不相等,造成这种情况的原因是。(写出一条理由即可) 8.测量小灯泡正常发光时的电阻的实验电路图,如图甲所示。 (1)请根据图甲,用笔画线完成图乙电路的连接。 (2)当小灯泡的电压达到额定电压2 V时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图丙所示,读数为A,则小灯泡正常发光时的电阻为 。 (3)图丁是根据实验数据绘制的小灯泡的电流与电压关系的图像,分析可知,当电压增大时,小灯泡的功率(选填“增大”“减小”或“不变”);小灯泡的额定功率为W。 9.小明在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源为两节新干电池,小灯泡额定电压为2.5V。 (1)小明连接电路时,开关应处于状态,目的是为了; (2)小明已连接了部分电路,如图甲所示。要使滑片P向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大,他应将电流表的负接线柱与滑动变阻器上的(选填“A”、“B”、“D”或“P”)点相连; (3)小明连接好电路后闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,观察到两电表示数在变化,并做好数据记录。根据多组实验数据绘制的图像如图乙所示,根据图像可得小灯泡的额定功率是W,此时小灯泡的电阻是 ; (4)小明还发现图线在电流较小时是直线,随着电流增大,图线变成了一条曲线,如图乙所示。造成这变化的原因是小灯泡的随温度变化而变化; (5)小明完成上述实验后,又连接了如图丙所示的电路,用它测量额定电流为的小灯泡的额定功率(已知电源电压为,R为电阻箱,可以直接读出它的阻值)。请将实验过程补充完整: ①闭合开关,调节电阻箱使电流表示数为,并记下此时电阻箱的阻值为; ②小灯泡额定功率的表达式为(用题中已有符号表示)。 10.小明用如图甲所示电路测量小灯泡的电功率,被测小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为。实验中有如下器材:电源(电压恒定为6V)、电流表(,)、电压表(,)、开关各一个、导线若干、规格分别为( )和( )的滑动变阻器各一个。 (1)连接电路时,开关应该处于断开状态;滑动变阻器应选(选填“”或“”); (2)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为V,若想继续测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑片P向(选填“左”或“右”)端移动,使电压表的示数为2.5V; (3)接下来移动滑片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,根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是W。在多次测量中,还发现:当电压表的示数增大时,电压表与电流表的示数之比变大了,实验同学认真的思考了原因,认为是; (4)小明再用如图丁所示电路测出了电阻的阻值,实验步骤如下: ①将电压表接在、两点间,闭合开关,将滑动变阻器滑片移到端、电阻箱调为某一阻值,使电压表和电流表示数为合适的值; ②断开开关,将电压表右端由点改接到点; ③闭合开关,反复调节电阻箱和滑动变阻器,使两表的示数与步骤①中相同,此时电阻箱的阻值为; ④待测电阻的阻值; ⑤若实验操作无误,反复调节始终无法实现两表的示数与步骤①中相同,原因可能是:。 11.小明利用如图所示的装置“探究电热与什么因素有关”,已知四个透明容器内密封着等量的空气。 (1)实验中通过观察的大小来比较透明容器中的电阻丝产生热量的多少。这里运用了(选填“转换”或“等效替代”)法。 (2)通电后透明容器中空气的内能是通过(选填“做功”或“热传递”)的方式改变的;通电后透明容器中电阻丝的内能是通过(选填“做功”或“热传递”)的方式改变的。 (3)如图甲所示装置是用来探究电流通过导体产生的热量与的关系的;通电一段时间,两U形管中液面高度差如图甲所示,可以得出的结论是。当通过左边电阻丝的电流为1A时,通电5min,右边电阻丝产生的热量为J,这段时间内左边电阻丝和右边电阻丝产生的热量之比为。 (4)在如图乙所示装置中,通过电阻丝、的电流(选填“相等”或“不相等”)。通电一段时间后,两U形管中液面高度差如图乙所示,电阻丝、中产生热量较多的是。某次实验中通电一段时间后发现,图乙所示装置中两侧U形管内液面高度差始终相等,若电路中只有一处故障,则可能是。 【拓展设问】 实验小组在老师的指导下探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。同学们在烧瓶内安装一根电阻丝,装入适量的煤油,插入一支温度计,设计了如图丙所示的电路。 (5)用笔画线代替导线,将图丙的电路连接完整。要求滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表示数变大,且导线不交叉。 (6)闭合开关后,发现电流表指针未偏转,经检查仅电阻丝R有故障,则电阻丝R(选填“短路”或“开路”)。排除故障后进行实验,实验中通过观察来比较相同时间内电阻丝通过不同电流时产生热量的多少。 (7)调节滑动变阻器改变电流的大小,经过多次实验发现:电阻丝阻值和通电时间一定时,电流I越大,通电导体产生的热量Q越多。小明猜想:当电阻和通电时间一定时,Q可能与I成正比。随后在老师帮助下,实验小组测出了多组Q与I的数据。请提出一种判断小明猜想是否正确的方法:。 (8)同学们进一步学习了解到:物理学家焦耳1840年就确定了当电阻和通电时间一定时,电流产生的热量跟电流的二次方成正比的关系。生活中利用电热工作的家用电器有(请举一例)。 (9)若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系,可选择图丁中(选填“A”或“B”)烧瓶中的电阻与图丙烧瓶中的电阻(选填“串”或“并”)联进行实验。 12.在跨学科实践课中,科学小组在实验室中制作简易调光台灯,选用的小灯泡的额定电压为12V,如图甲所示。 实验次数 1 2 3 4 电压 3.8 6 9 12 电流 0.38 0.6 0.9 1.2 (1)滑片顺时针转动,灯泡的亮度将。在图甲所示器材基础上,增加电流表和并联在小灯泡两端的电压表,就可以测量小灯泡的电功率。 (2)在增加器材后,将滑片调到阻值最大端,闭合开关,记录两电表示数;移动滑片,观察并记录多组数据,绘制如图乙所示的图像,则小灯泡的额定功率为W。实验中,当电流表示数为()时,小灯泡的电功率为。 (3)断开开关,用定值电阻替换小灯泡探究电流与电压的关系,替换小灯泡的原因是。实验时,将滑片调到阻值最大端,闭合开关,读出两电表示数,并记录在表格中;移动滑片,测出多组数据,记录在表格中。分析表格中的数据可知:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成。在实验中,当电流表示数仍为时,定值电阻的电功率为,则。 (4)利用以上数据求出电源电压(写出必要的文字说明、表达式及最后结果)。 13.如图所示,小明和小华分别用该实验电路来探究电流产生的热量和哪些因素有关。两个相同的空气盒中装有质量、温度相同的空气,电阻丝、的阻值均为,的阻值为,两人实验的电源电压相同且不变。 (1)该实验用电阻丝加热密闭空气盒内的空气,使盒内气体的升高,压强增大,通过观察形管内液柱的高度差来反映电流产生热量的不同; (2)小明只闭合开关,如图所示他是想要探究电流产生的热量与大小的关系,通电一段时间后,观察到的现象如图所示,表明在和通电时间相同的情况下,越大,电流产生的热量越多; (3)小华要探究电流产生的热量与电流大小是否有关,他先将空气盒2内的电阻与电阻交换位置,目的是控制通电时间和相同。 14.小灯泡的电功率随电压变化 (1)小灯泡的螺口位置标有“2.5V”,意思是小灯泡应在V电压下工作。 用控制小灯泡两端的电压,使小灯泡两端的电压分别等于、低于和略高于2.5V,观察小灯泡的,比较不同电压下小灯泡的电功率。 (2)实验电路图: (3)在不同的电压下,同一个小灯泡的亮度不同,也不一样;小灯泡的电功率随着它两端的电压而。 15.利用图1所示的实物图测量小灯泡的电功率,小灯泡的额定电压为2.5V。 (1)用笔画线代替导线,将图1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由最大电阻处缓慢向端移动(选填“A”或“B”),使灯逐渐变亮; (3)某次实验时,电流表的示数如图2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3所示的图像,根据图像的信息,小灯泡的额定电功率为W; (4)实验时,由于操作失误,在未断开开关的情况下,直接将亮着的小灯泡从灯座上取出,电压表的示数(选填“变大”、“变小”或“不变”); (5)在没有电流表的情况下,用如图4所示的实验电路,也可以测出小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电压为,定值电阻的阻值为,实验步骤如下: 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; 可知小灯泡的额定功率(用、U和表示)。 16.小一连接了如图所示的电路,两个完全相同的烧瓶内分别装有初温t0相同,质量不同的煤油,,以及阻值不等的定值电热丝R1和R2。闭合开关,通电一段时间后,煤油并未沸腾,观察到甲烧瓶内温度计示数和乙烧瓶内温度计示数相等均为t,忽略热传递过程中能量的损耗。 (1)通过实验现象可以判断出甲烧瓶中煤油吸收的热量多,依据是。(已知煤油的比热容c煤油) (2)根据上述信息,得到电热丝阻值R1R2。(选填“大于”或“小于”) (3)小一将甲、乙烧瓶内分别装入初温和质量相同的水和煤油来探究水和煤油吸收热量相同时,液体温度变化的情况。 ①为了完成实验,两个烧瓶内应放入阻值(选填“相同”或“不同”)的电热丝; ②小一将实验数据记录到表格中时,忘记记录液体的种类。 液体 质量/g 初温/ 加热时间/min 末温/ ① 150 20 10 50 ② 150 20 10 35 分析数据,可知(选填“①”或“②”)液体更适合做汽车发动机的冷却液。 17.为了测量一标有“”小灯泡的电功率,实验室可以提供的实验器材如图甲所示。 (1)请用笔画线代替导线将电路补充完整(要求:滑片向右移,灯泡变亮); (2)小明同学认为,无需测量,也能计算出小灯泡的额定功率.他利用已经测量的其中一组数据,计算出电压下小灯泡的电阻R,再根据计算小灯泡在电压下的额定功率.那么按此方案算出的小灯泡的额定功率与前一步测量的额定功率相比(选填“偏大”“偏小”或“相等”); (3)某实验小组由于电压表被损坏,又想出一种测量该小灯泡额定功率的方法,电路设计如图乙所示,其中为阻值已知的定值电阻,实验步骤如下: ①检查电路无误后,闭合开关,断开,调节滑动变阻器滑片直至电流表示数为时,小灯泡正常发光; ②滑动变阻器滑片不动,断开,闭合,读出电流表的示数为; ③小灯泡的额定功率(用表示)。 18.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等量的空气。 (1)甲装置可探究电流产生的热量与的关系,通电一段时间后,(选填“左”或“右”)侧U形管中液面的高度差大; (2)乙装置中的电阻R3的作用主要是; (3)如果乙装置中R3发生了开路,保证电源电压及通电时间相同,与R3未发生开路时相比较,左侧U形管中液面的高度差将(选填“变大”“变小”或“不变”); (4)利用甲装置还可以研究电压一定时,电流通过导体时产生热量与电阻的关系,可将甲装置做如下改动:将接在B接线柱上的导线改接在A处,再取一根导线连接在两个接线柱上即可。 19.在“测量小灯泡额定功率”实验中,有两个小灯泡L1(额定电压U额=2.5V)和L2(额定电流为I额): (1)图甲是测量小灯泡L1额定功率时连接的实物图: ①图甲中有一根线连接错误,在这根线上打“ ”,并在图中改正,注意导线不交叉; ②改正电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,两电表均无示数,其原因可能是; ③故障排除后,闭合开关,移动滑片至某位置时,电压表示数为2V,为测量小灯泡L1的额定功率,应将滑片向(填“A”或“B”)端移动,当小灯泡L1正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡L1的额定功率为W。 (2)图丙是能测出小灯泡L2额定功率的电路图。图中R为电阻箱,R0为阻值已知的定值电阻。请在空白处填上适当内容: ①将开关接a,移动滑动变阻器滑片P至某一位置,调节电阻箱直至电流表示数为I额,此时电阻箱的示数为R1; ②将开关接b,保持不变,调节,此时电阻箱的示数为R2; ③则小灯泡L2的额定功率P=(用测量的物理量符号表示)。 20.小敏和小东用小灯泡探究“串联电路和并联电路电压规律”。 (1)图甲中要测量两端电压,请用笔画线代替导线将实物图连接完整。 (2)闭合开关前电压表如图乙所示,其原因是电压表;处理好问题后,用电压表分别测ab、cd、ad间的电压,每次拆接电压表时,开关应处于状态。 (3)小东用电压表测出电路两端的电压和小灯泡、两端的电压记录在下表中,由表中数据可得:在串联电路中,电压的规律是(用表中字母表示)。 实验次数 电路两端电压U/V 两端电压/V 两端电压/V 1 2.8 1.4 1.4 2 2.8 1.1 1.7 3 2.9 2.1 0.8 (4)如图甲所示,小东测量灯泡两端的电压之后,(选填“能”或“不能”)只将电压表接a点的导线改接到d点测两端的电压,理由是。 (5)小东将电压表并接在如图丙所示电路中的ab、cd和ad两端,测出一组数据后得出并联电路电压规律,小敏说这样的结论不具有普遍性,接下来的操作是。 (6)细心的小敏发现,将同一只小灯泡分别接入图甲、丙两电路中的亮度不同,你认为小灯泡接在(选填“甲”或“丙”)电路中会更亮些。 21.在“测量小灯泡的额定功率”实验中,选用的器材有:两节新干电池,额定电压为2.5V的待测小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表、开关和若干导线。 (1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整; (2)闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表无示数,电流表有示数,造成这一现象的原因可能是(选填字母代号); A.电流表短路 B.小灯泡短路 C.小灯泡断路 D.滑动变阻器断路 (3)排除故障后,移动滑片P,电压表的示数为2.5V,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的功率为W。 22.采用如图所示的电路装置探究“电流产生的热量跟什么因素有关”。 ①由于电流产生的热量不易直接测量,因此在实验中是通过观察U形管中液面的来显示甲、乙容器内空气温度的变化,这里采用了的探究方法。 ②如图所示是探究电流产生的热量跟电流的关系,通电一段时间(选填“左瓶”或“右瓶)内的电阻丝产生的热量多。 23.课后服务社团活动中,“创新”兴趣小组在“测定小灯泡的电功率”的实验中用图甲所示的器材进行实验,其中电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V(正常发光时电阻约为12 )。 (1)为能顺利完成该实验,应选用(填字母)。 A.“10 0.5A”的滑动变阻器 B.“20 2A”的滑动变阻器 C.“5 1A”的滑动变阻器 (2)电路连接完成后,闭合开关,发现电压表指针偏转至右边无刻度处,电流表无示数,小灯泡不亮。那么出现该现象的原因可能是。 (3)故障排除后重新连接电路,闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图乙所示。为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向(选填“左”或“右”)端移动。 (4)通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示,则小灯泡的额定功率为W。 (5)实验结束后,某同学设计了图丁所示的电路来测量额定电压为6V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为18V,定值电阻R的阻值为20 。实验步骤如下: ①开关S、闭合,断开,调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光; ②保持滑片位置不动,开关S、闭合,断开,此时电压表的示数为8V; ③再将滑动变阻器的滑片移至最右端,此时电压表的示数为14V; ④小灯泡的额定功率W。 24.如图所示是探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的装置。甲、乙两图的密闭容器中都装有等量的空气。 (1)图甲装置可研究电流产生的热量与的关系; (2)图乙两密闭容器中的电阻丝阻值相等,在其中一容器外部并联一个阻值相等的电阻e。若两侧U形管液面高度变化相同,则故障可能是。排除故障后通电相同时间,发现左侧U形管内液面高度变化明显,这表明:在电阻和通电时间相同的情况下,通过导体的越大,产生的热量越多; (3)为了使乙实验中两侧U形管液面高度差更明显,可将空气盒外电阻换成(选填“大于”或“小于”)5 的电阻; (4)若图甲和图乙中两套装置的电源电压相同,在相同时间内,b和c两电阻产生的热量之比为; (5)生活中我们经常见到“电炉丝热得发红,而与它相连的导线却不热”这一现象,可用上面图的实验结论来解释。 25.如图是探究“电流通过导体时产生的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)实验中,加热空气的好处是;在实验中通过观察反映电流通过电阻丝产生热量的多少,这里采用的物理方法是;除了这一种实验方法外,本实验还用到的另一种实验方法是。 (2)图甲装置将两段阻值不同的电阻丝(填电路连接方式),是为了探究电流产生的热量与大小的关系;通电一段时间后,(选填“左”或“右”)侧容器内的电阻丝产生的热量多。 (3)利用图(选填“甲”或“乙”)装置可探究电流产生的热量与电流大小的关系;该装置通电一段时间后,(选填“左”或“右”)侧容器内的电阻丝产生的热量多。 (4)图乙中,和两电阻丝在相等时间内产生的热量之比为。电阻丝的作用主要是使通过电阻丝和的电流(选填“相等”或“不相等”),所以与的阻值(选填“一定”或“不一定”)相同。为了使左右两U形管内液面高度差的变化更大,应选用阻值为(选填“”“”或“”)的电阻丝。 26.小明为了探究“电流与导体两端电压的关系”,连接了如图甲所示的电路。 (1)用笔画线将甲图中电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向左端滑动时,接入电路的电流变大; (2)闭合开关后,若发现电流表有偏转,电压表的示数为零,电路中可能发生的故障是(故障只发生在“定值电阻”和“滑动变阻器”上);排除故后,移动滑片P,根据实验数据绘制了电阻R的I﹣U图像如图丙中a,分析图像中数据,可得结论:。滑动变阻器除保护电路的作用外,另一作用是; (3)小芳仅将实验中的电阻R拆下,换用一个额定电压为“2.5V”的小灯泡,继续实验。移动滑片P到某一点,电压表示数如图乙所示,若要测量小灯泡的额定功率接着应该向移动滑片(填“左”或“右”),实验得到灯L的I-U图像如丙中的图线b,则小灯泡的额定功率为W。 【拓展】小华打算增加一个阻值为10 的电阻R0,只利用一只电表,通过简单操作(开关S接“a”、“b”各一次)来测量小灯泡正常发光电阻。图丁、戊是设计的两种不同方案的电路图。则以下判断正确的是(填字母)。 A.两种方案都能 B.丁方案能,戊方案不能 C.两种方案都不能 D.丁方案不能,戊方案能 27.某实验小组在“探究影响电流通过电阻丝产生热量多少的因素”时,设计了如图所示的电路,烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油,R甲>R乙. ⑴ 为了在较短的时间内达到明显的实验效果,选用煤油而不用水,主要是由于; ⑵ 实验中煤油吸热的多少是通过(温度计示数/加热时间)来反映的; ⑶ 将该电路设计成串联的目的是,通电一段时间后,比较两烧瓶中温度计的示数,若甲瓶中的温度计示数升高得快,由此得出的实验结论是:. 28.小明同学为了探究通电导体产生热量的影响因素,做了如图所示的实验。甲、乙两个相同的容器中密封着等量的空气,R1、R2、R3分别为阻值不变的电阻丝。 (1)实验中通过观察U形管中液面的 来体现导体产生热量的多少,这种研究问题的方法是 。 (2)实验中电阻丝R3的作用是 。 (3)通电一段时间后,通过对比观察可知,(填“甲”或“乙”)容器中的电阻丝产生的热量多。由此可得出的结论是 。 29.小明同学利用电流表和电阻箱测量小灯泡的功率,设计并连接了如图甲所示的实物电路。 (1)闭合开关,将单刀双掷开关扳向“1”,调节滑动变阻器使电流表的示数为,如图乙所示,A。 (2)将开关扳向“2”,保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱,使电流表的示数仍为,此时电阻箱的示数,则(1)中小灯泡的电阻,测量小灯泡电阻的方法是(选填“控制变量法”或“等效替代法”)。 (3)(1)中小灯泡的实际功率W。 30.实验室里有一铭牌模糊不清的小灯泡,只能看清其额定电压U额=2.5V,某同学利用电压恒定的电源、一块电压表、阻值已知的定值电阻R0、滑动变阻器Rp、开关、导线,设计了测量小灯泡额定功率的实验电路图,如图所示: (1)请将该同学的实验步骤补充完整; ①按电路图连接电路,将滑动变阻器的滑片调到最大阻值处; ②闭合S、S1,断开S2,; ③,记录电压表的示数为U; (2)小灯泡的额定功率P额=。(用U额、U和R0表示) 试卷第1页(共3页) 试卷第1页(共3页) 学科网(北京)股份有限公司 参考答案 1. 空气受热容易膨胀 便于实验观察两个U形管中液面的高度差 电阻 电流 使电阻c、d中的电流不相等 控制变量 【详解】(1)[1][2]通电后电流通过电阻丝做功,产生热量使空气的温度升高,空气受热容易膨胀,通过观察两个U形管中液面的高度差来判断电流产生的热量的多少。 (2)[1][2]图甲保持电流大小相同,通电时间相同的情况下比较不同电阻产生热量的多少,同理图乙右侧两电阻并联后,起到了分流的作用,相同通电时间,相同电阻情况下比较产生热量与电流的关系。 (3)图乙外接5 电阻起到了分流的作用,使得电阻c、d中的电流不想等。 (4)该探究实验体现了控制变量法,在保持其他变量不变基础上,控制一个要探究的变量变化,进而进行探究. 2.(1) 0.1 (2) (3) 【详解】(1)[1][2]由图可知,只闭合开关S和S2时,灯泡和定值电阻并联后再与滑动变阻器串联,电流表测量通过定值电阻的电流,灯泡和定值电阻两端电压相等,要使灯泡正常发光,应使灯泡两端电压为其额定电压,此时定值电阻两端也为2.5V,故应调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为 (2)[1][2]然后闭合开关S和S1,断开开关S2,此时灯泡和定值电阻仍然并联后再与滑动变阻器串联,但电流表测量通过定值电阻和灯泡的总电流,保持滑动变阻器滑片位置不动,此时灯泡和定值电阻两端电压不变,读出电流表的示数为,则通过灯泡的电流为 (3)小灯泡的额定功率为 3.(1) 电流和通电时间 电压 (2) 不必 同种规格的灯泡,通电时间越长,消耗的电能越多,电流做功越多 【详解】(1)[1]利用如图所示电路,两个灯泡串联在同一个电路中,同时通电,且电流相等,所以可控制变量电流和通电时间相等。 [2]通过调节滑动变阻器滑片位置,两个灯泡的电流和通电时间相等,改变两个灯泡两端的电压表示数,即灯泡的电压改变,观察灯泡亮度,所以能验证电压对电流做功多少的影响。 (2)[1][2]对于“电流做功多少与通电时间的关系”, 不必通过实验去验证;由于同种规格的灯泡,正常工作,电功率相同,通电时间越长,由可知,消耗的电能越多,电流做功越多。 4.(1)8800 (2)1000 (3)C (4)小明 【详解】(1)小明家中的用电器的总功率最大为 (2)消耗的电能为 则电流做功的功率为 (3)A.节能灯的功率大约十几瓦,节能灯的目的是节能,如果功率很大,无法做到节能,故A不符合题意; B.如果小明在时间测量中存在一定的误差,则计算出的功率相差较小,不会非常大,如果相差非常大,是时间测量上的错误,不能称为误差,故B不符合题意; C.此时计算出的结果为1000W,相差很大,所以据实际情况分析可知,很可能是由于在测量时小明没有关闭其它的用电器造成的,故C符合题意; D.如果计数错误,则计算出的功率相差较小,不会非常大,故D不符合题意。 故选C。 (4)据实际情况可知,若是节能灯的功率很小,即使是工作3min,所消耗的电能仍然是很少的,所以也有可能闪烁不了几次,故不好记录;故若测量电能表指示灯闪烁3次所用时间是比较好记录的,所以据此方法计算出节能灯的电功率更合理,故小明的方案更合理。 5.(1)B (2) 转换 控制变量法 (3) 电流 左 变大 (4)不能 【详解】(1)A.接线板上接入的用电器越多,总电流越大,导线发热是因为电流变大,不能支持“热量与电阻有关”的猜想,故A不符合题意; B.电熨斗与导线串联,电流和通电时间相同,电熨斗电阻大、发热明显,导线电阻小、几乎不热,说明电流产生的热量与电阻大小有关,故B符合题意。 故选B。 (2)[1]通过U形管内液面高度差来反映电流产生热量的多少,这种将不易观察的物理量转换为易观察的物理量的方法称为转换法; [2]本实验探究电流产生的热量与电阻、电流、通电时间的关系时,每次只改变一个变量,控制其他变量不变,还用到控制变量法。 (3)[1]乙装置中,与阻值相同,与并联后再与 串联,因此通过的电流大于通过的电流,可探究电流产生的热量与电流的关系; [2]根据焦耳定律, 与 电阻相同、通电时间相同,,则,所以左侧容器中产生的热量较多; [3]由图可知,R3与R2并联,若R3断路,通过R2的电流等于原来R2与R3电流之和,即通过R2的电流将变大,由可知,其他条件不变时,R2产生的热量将变多,所以U形管内液面高度差将变大。 (4)电饭锅的发热部件利用电流的热效应工作,超导材料的电阻为0,根据,电流通过超导材料时不会产生热量,因此不能作为电饭锅的发热部件。 6.(1) 长度 (2)65% 【详解】(1)[1]已知18650是该电池的型号,18代表的是电池的直径为18mm,0代表的是电池的形状的圆形,由图甲可以观察到,电池的长度约为直径的3.5倍,那么65代表的是电池的长度。 [2]“3000mA h、4.2V”代表的是电池的容量,一节新的18650型电池充满电时存储的电能为 (2)如图乙,电阻R1、R2串联,电压表测R1两端的电压,当电源电压为4.2V时,电压表满偏,示数为3V,对应电量为100%,此时R1两端的电压为3V,R2两端的电压为1.2V,由串联分压可知 当电源电压为2.8V时,由 解得,即电压表对应的值为2V时,标记的电池容量为0; 电压表示数为2.8V时,由串联分压可知 解得,此时的电源电压 由表中的数据可知,电压表“2.8V”的刻线应标记的电池容量为65%。 7. 小钩码被吊起的高度 转换法 电机工作过程中有机械摩擦产生热量等情况消耗能量 【详解】电流做功多少无法直接观察,电流做功越多,转化的机械能越多,钩码被提升得越高,因此通过钩码上升高度反映电流做功多少,这种将不易直接测量的物理量转化为容易观测的物理量的方法叫做转换法。 电流通过电动机消耗电能,电能一部分用来提升钩码(机械能),还有一部分会因为机械摩擦产生热量等情况消耗能量,所以电流做的总功大于提升钩码做的机械功。 8.(1) (2) 0.4 5 (3) 增大 0.8 【详解】(1)根据甲图,该电路为伏安法测电阻电路,电压表并联在灯泡两端,电流表串联,滑动变阻器“一上一下”接入电路,只需补充开关到电源负极的连线即可。 (2)电流表选用量程,分度值为0.02A,读数为0.4A; 根据欧姆定律得,小灯泡正常发光时的电阻 (3)根据,小灯泡电压增大时,电流同步增大,因此功率增大;小灯泡额定电压为2V,对应额定电流为0.4A,因此额定功率 9.(1) 断开 保护电路 (2)A (3) 0.5 12.5 (4)电阻 (5) 【详解】(1)[1][2]为了保护电路,小明连接电路时,开关应处于断开状态。 (2)要使滑片P向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大,所以滑动变阻器应选左下接线柱,即滑动变阻器上的A点与电流表的负接线柱相连。 (3)[1][2]已知小灯泡额定电压为2.5V,由U-I图像可知灯在额定电压下的电流为0.2A,则小灯泡的额定功率为 由可得,此时小灯泡的电阻为 (4)由图乙可知,当小灯泡两端电压增大,通过小灯泡的电流也增大,根据可知,小灯泡实际功率变大,温度升高,小灯泡的电阻随温度的升高而增大,因此图线变成了一条曲线。 (5)[1]闭合开关S,调节电阻箱,使电流表示数为,此时小灯泡正常发光,记下此时电阻箱的阻值为。 [2]在步骤①中,灯泡和电阻箱串联,电流表测电路中的电流;调节电阻箱,使电流表示数为,电阻箱的阻值为,此时小灯泡正常发光,则电阻箱两端电压为 根据串联电路电压规律,小灯泡额定电压为 所以小灯泡额定功率为 10.(1) (2) 2.2 左 (3) 0.5 灯丝的电阻随温度的升高而变大 (4) 滑动变阻器的最大阻值过小 【详解】(1)灯泡额定电压为2.5V,电阻约10 ,由欧姆定律可得灯的额定电流约为 电源电压为6V,根据串联电路电压的规律,灯正常发光时,变阻器分得的电压 由欧姆定律可得变阻器连入电路中的电阻 所以应选最大阻值为20 的。 (2)[1][2]图乙中电压表选用小量程,分度值为0.1V,其示数为2.2V,小于灯的额定电压2.5V。根据串联电路电压的规律,要增大灯两端的电压,应减小变阻器两端的电压,由分压原理可知,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,所以滑片应向左端移动,使电压表的示数为2.5V。 (3)[1]根据绘制的图丙所示的I-U图像,当灯的电压为额定电压2.5V时,对应的电流为0.2A,由可得,小灯泡的额定功率 [2]当电压表的示数增大时,通过灯的电流也增大,根据,灯的功率增大,灯丝的温度升高,因为灯丝的电阻随温度的升高而变大,由图分析可知电压表与电流表的示数之比等于灯丝电阻,所以电压表与电流表的示数之比变大了。 (4)[1]在步骤①中,电压表测电阻箱R两端电压,此时电阻箱阻值为R1,电路中电流为I,根据欧姆定律,可得电阻箱两端电压……① 在步骤③中,电压表测电阻箱R与待测电阻Rx两端的总电压,此时电阻箱阻值为R2,且两表的示数与步骤①中相同,即电路中电流仍为I,电压表示数仍为U,根据欧姆定律,可得电阻箱和待测电阻两端电压为……② 联立①②可得,待测电阻的阻值 [2]由上面分析可知,当等于时,步骤②中的电流表和电压表示数才与步骤①中相同,若实验操作无误,反复调节始终无法实现两表的示数与步骤①中相同,原因可能是滑动变阻器的最大阻值过小,因为滑动变阻器最大阻值过小,不能使。 11.(1) U形管液面高度差 转换 (2) 热传递 做功 (3) 电阻 当电流和通电时间相同时,电阻越大,导体产生的热量越多 3000 1∶2 (4) 不相等 开路 (5) (6) 开路 温度计示数的变化 (7)将测得的Q与I的数据描点画出Q-I图像,若Q-I图像为过原点的一条直线,则Q与I成正比,否则不成正比 (8)电饭锅 (9) B 串 【详解】(1)[1][2]四个透明容器内密封等量空气,电阻发热会使空气受热膨胀,引起U形管液面高度差变化。因此可以通过观察U形管液面高度差来比较电阻产生热量的多少。这种将不易直接测量的“热量”转化为易于观察的“液面高度差”的方法,属于转换法。 (2)[1]透明容器中空气的内能增加,是因为电阻丝发热,空气吸收热量,这是热传递方式。 [2]电阻丝自身的内能增加,是因为电流通过电阻做功,电流做功将电能转化为内能,这是做功方式。 (3)[1][2]如甲图是左右两个容器电阻不相同,但通过它们的电流相同,所以探究的是电流通过导体产生的热量与电阻的关系。其右边与10 电阻所在烧杯相通的U形管液面更高,故分析可初步得出结论;在电流相同、通电时间相同时,电阻越大,产生热量越多。 [3][4]由,当通过左边电阻丝的电流为1A时,通电5min,由串联电路中处处电流相等可得,右边电阻丝产生的热量为, 这段时间内左边电阻丝和右边电阻丝产生的热量之比为 (4)[1][2]如图乙可知,电阻与先并联然后与串联且电阻大小相等,由串并联电路电流规律可知通过电阻丝、的电流不相同,且通过电阻丝的电流是通过的两倍。其左边与电阻相通的U形管液面更高,所以电阻丝产生的热量更多。 [3]某次实验中通电一段时间后发现,图乙所示装置中两侧U形管内液面高度差始终相等,若电路中只有一处故障,则可能是开路使得通过电阻丝、的电流相同了。 (5)探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”,需可知电阻不变,改变电流,且滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表示数变大,由欧姆定律可知,串联电路中当电压一定时,电流变大,总电阻减小,又定值电阻阻值不变,则说明滑动变阻器接入电路的阻值减小,故连接电路图,如下图所示: (6)[1][2]如图可知,闭合开关后,发现电流表指针未偏转,且仅电阻丝R有故障,则电阻丝断路,实验中通过加热液体,使液体温度升高,温度计示数变大从而来比较相同时间内电阻丝通过不同电流时产生热量的多少。 (7)为了判断小明的猜想是否正确,且又有多组数据,故可将测得的Q与I的数据描点画出Q-I图像,若Q-I图像为过原点的一条直线,则Q与I成正比,否则不成正比。 (8)生活中利用电热工作的家用电器有电饭锅、电磁炉等。 (9)[1][2]若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系,需控制通过两电阻丝的电流相同,电阻不同,故选图丁中的B烧瓶中的电阻与图丙烧瓶中的电阻串联进行实验。 12.(1)变亮 (2)9.6 (3) 用定值电阻来替换小灯泡可以保持电阻不变 正比 < (4)替换灯泡后第一次实验,滑片在最大阻值端,此时定值电阻 ,此时电位器两端电压为 电源电压 用小灯泡时,滑片在最大阻值端,对应图乙中电流最小的点。观察图乙,最小电流为时,电压为 。此时电源电压 联立两式解得, 【详解】(1)由图甲可知,灯泡与电位器串联,电位器的接线柱连接的是和,当滑片顺时针转动时,滑片向端移动接入电路的电阻丝长度变短,电阻变小。根据欧姆定律,电路总电阻减小,电流增大,小灯泡的实际功率变大,所以灯泡的亮度将变亮。 (2)由图乙的图像可知,当小灯泡两端电压时,通过它的电流。小灯泡的额定功率为 (3)探究电流与电压的关系时,需要控制电阻的阻值保持不变。而小灯泡的灯丝电阻会随着温度的升高而改变,不是定值,因此需要用定值电阻来替换小灯泡; 由表可知,四次实验电压与电流的比值恒定,说明当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比; 对于小灯泡,在时,由图乙可知, 时, ,此时灯泡电阻 电压为时电阻为 。说明在时,小灯泡的电阻 所以当电流都为时,小灯泡功率 ,定值电阻功率 因为 ,所以 。 (4)略 13.(1)温度 (2) 电阻 电流 电阻 (3)电阻 【详解】(1)电阻丝加热密闭空气盒内的空气时,盒内气体吸收热量,内能增加,盒内气体温度升高,压强增大,从而推动U形管中与空气密闭盒相连的一侧液柱移动,使U形管两侧液面出现高度差。当电流产生的热量越多时,盒内气体温度升高得就越多,压强增大的更大,从而使U形管两侧液面出现的高度差更大,故可以通过观察U形管内液柱的高度差来反映电流产生热量的不同。 (2)[1]小明只闭合开关S1 ,此时R1与R2 串联,通过它们的电流和通电时间相同,而R1与R2 的阻值不同,根据控制变量法可知,是想要探究电流产生的热量与电阻大小的关系。 [2][3]如图所示,在通过R1与R2 的电流和通电时间相同,与R1所在的密闭空气盒相连的U形管两侧液面高度差较大,且,故可得出:在电流和通电时间相同的情况下,电阻越大,电流产生的热量越多。 (3)小华要探究电流产生的热量与电流大小是否有关,根据控制变量法,需要控制通电时间和电阻相同,所以先将空气盒2内的电阻R2与电阻R3交换位置,目的是控制通电时间和电阻相同。 14. 2.5 滑动变阻器 亮度 实际功率 变化 【详解】(1)[1]小灯泡标注的“2.5V”是额定电压,表示小灯泡应在2.5V电压下正常工作。 [2]滑动变阻器的作用就是调节、控制小灯泡两端的电压,让电压分别等于、低于、略高于额定电压。 [3]小灯泡的亮度由实际功率决定,实验中通过观察小灯泡的亮度,就能比较不同电压下的电功率大小。 (3)[4][5]同一个小灯泡在不同电压下,实际电功率不同,亮度也不同;根据,小灯泡两端电压升高时,实际功率随之增大,因此小灯泡的电功率随两端电压增大而增大。 15.(1) (2) 断开 A (3) 0.2 0.625 (4)变大 (5) 【详解】(1)连接电路时,电压表与灯泡并联,且电流从电压表的正接线柱流入,根据灯泡的额定电压2.5V,确定选择小量程,完整电路如图所示: (2)[1][2]为保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。滑动变阻器开始处于最大阻值处,即在图中的B端,正确连接后,要使灯变亮,应减小滑动变阻器连入电路的电阻,应将滑片P由最大电阻处缓慢向A端移动。 (3)[1]由图2知,电流表选择的量程为,分度值为0.02A,则通过灯L的电流为0.2A。 [2]由图3知,当小灯泡两端电压为其额定电压2.5V时,通过灯泡的电流为0.25A,故小灯泡的额定电功率 (4)电路为灯泡与滑动变阻器串联,正常工作时电压表测量灯泡两端电压,灯泡两端电压小于电源电压;在未断开开关的情况下,直接将亮着的小灯泡从灯座上取出,小灯泡处发生断路,电压表串联在电路中,电压表测量电源电压,故电压表示数变大。 (5)①只闭合开关S、,电路为灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端电压,调节滑片,使电压表示数为,小灯泡达到额定电压为, ②保持滑片位置不变,只闭合开关S、S2,电路仍为灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联,电路电流不变,电压表测量灯泡和定值电阻两端的总电压,此时电压表的示数为,则定值电阻两端电压为 电路中的电流为 得小灯泡的额定功率 16.(1)在同种物质、初末温相同、m甲>m乙的情况下,根据,可以判断出甲烧瓶中煤油吸收的热量多。 (2)大于 (3) 相同 ② 【详解】(1)略。 (2)由小问1可知,甲烧瓶中煤油吸收的热量多,因为电阻R1和R2是串联在电路中的,所以电流相等,根据,可知加热电阻丝R1大于R2。 (3)[1]为了控制相同时间内吸收的热量相同,所以两个烧瓶内应放入阻值应该相等。 [2]吸热能力更强的液体更适合做汽车发动机的冷却液,所以应该选择在吸收相同热量后末温更低的液体,所以选用②液体更适合。 17.(1) (2)偏大 (3) 【详解】(1)要求滑片向右移灯泡变亮,即滑片右移时滑动变阻器接入电路电阻变小,所以应将滑动变阻器右下接线柱接入电路。从电源正极出发,依次连接开关、滑动变阻器(右下接线柱进,左上接线柱出)、灯泡、电流表,回到电源负极,电压表并联在灯泡两端,如图所示: (2)小灯泡的电阻随温度的升高而变大,用已经测量的其中一组数据,计算出电压下小灯泡的电阻R小于小灯泡在额定电压下的电阻,再根据计算小灯泡在下的额定功率,则按此方案算出的小灯泡的额定功率与前一步测量的额定功率相比偏大。 (3)①断开,闭合,灯L与电阻并联,电流表测电阻的电流,调节滑动变阻器滑片,直至电流表示数时,小灯泡正常发光,小灯泡正常发光时的电压; ②闭合,断开,灯L与电阻仍然并联,此时电流表测干路电流,因保持滑片位置不变,电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,根据并联电路电流的规律可得,小灯泡正常发光时的电流 ③小灯泡的额定功率 18.(1) 电阻 右 (2)使通过R1和R2的电流不相等 (3)变小 (4)B、D 【详解】(1)[1][2]甲装置中,将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端,通过它们的电流I与通电时间t相同,电阻不同,探究电流产生的热量与电阻的关系;左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻,由Q=I2Rt可知,右边容器中的电阻产生的热量多,温度升得较快,右侧容器中U形管中液面的高度差大。 (2)图乙右侧容器的外部,将一个完全相同的电阻R3和这个容器内的电阻并联,再接入原电路,使通过左边容器中电阻的电流与通过右边容器中电阻的电流不同,可以探究电流产生的热量与通过导体的电流大小的关系。 (3)当乙装置中R3发生了开路时,电路中只有R1和R2串联,此时电路中的总电阻变大,电路中电流变小,根据焦耳定律Q=I2Rt在相同时间内,电阻丝R1产生热量变小,与R3未发生开路时相比较,则左侧U形管中液面的高度差将变小。 (4)利用甲装置还可以研究电压一定时,电流通过导体时产生热量与电阻的关系,应将两电阻丝并联,所以将接在B接线柱上的导线改接在A处,再取一根导线在B、D两个接线柱之间即可。 19.(1) 电流表断路/滑动变阻器断路/开关断路 A 0.65 (2) 滑片的位置 电阻箱直至电流表示数为I额 【详解】(1)[1]伏安法测小灯泡额定功率的实验中,电压表要测小灯泡两端的电压,电压表要与小灯泡并联,且要保证电流“正入负出”,电路如图所示。 [2]闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,两电表均无示数,其原因是有元件断路,可能是电流表断路,也可能是滑动变阻器断路,还可能是开关断路。 [3]电压表示数为2V,为测量小灯泡L1的额定功率,必须把灯泡两端电压调成额定电压2.5V,按照串联电路分压规律,应减小滑动变阻器连入的阻值,应将滑片向A端移动。 [4]当小灯泡L1正常发光时,电流表示数如图乙所示,此时电流为0.26A,则小灯泡L1的额定功率为。 (2)将开关接a,移动滑动变阻器滑片P至某一位置,调节电阻箱直至电流表示数为I额,此时电阻箱的示数为R1;将开关接b,保持变阻器滑片位置不变,调节电阻箱直至电流表示数为I额,此时电阻箱的示数为R2;这两次电路的总电阻相等, 所以灯泡正常发光时的电阻 小灯泡L2的额定功率 20.(1) (2) 没有调零 断开 (3) (4) 不能 电压表正负接线柱接反了 (5)换用不同规格的灯泡多次测量 (6)丙 【详解】(1)图甲中要测量两端电压,电压表应该并联在两端,电流从电压表正极流入,负极流出,由图可知,电源电压由2节干电池组成,且实验测得的电路总电压没有超过,所以电压表的量程选用0~3V即可,如图所示。 (2)闭合开关前电压表如图乙所示,即指针没有指在0刻度线位置,其原因是电压表没有调零;每次拆接电压表时,为了保护电路,开关应处于断开状态。 (3)由表中数据可得,电路两端电压等于两灯泡电压之和,可得,在串联电路中,电压的规律是 (4)如图甲所示,小东测量灯泡两端的电压之后,只将电压表接a点的导线改接到d点测两端的电压,此时电压表的正负接线柱接反了,电流从电压表的负接线柱流入,正接线柱流出,会导致电压表反偏,所以不能只将电压表接a点的导线改接到d点测两端的电压。 (5)只测一组就得出结论,会导致实验结论具有偶然性,为了使实验结论具有普遍性,应换不同规格的灯泡多次测量。 (6)甲电路为串联电路,灯泡的电压小于电源电压;丙电路为并联电路,灯泡的电压等于电源电压,由可得,同一灯泡连接在丙电路中功率较大,会更亮些。 21.(1) (2)B (3)0.7 【详解】(1)在测量小灯泡的额定功率实验中,电流表与小灯泡串联,电压表并联在小灯泡两端,因为小灯泡的额定电压为2.5V,因此电压表选用0~3V量程,如图所示: (2)电流表有示数说明电路有电流,电路是通路,小灯泡不发光,电压表无示数,说明灯泡被短路,故B符合题意,ACD不符合题意。 故选B。 (3)由图可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.28A,则小灯泡的额定功率为 22. 高度差 转换法 左瓶 【详解】①[1][2]由于电流产生的热量不易直接测量,因此在实验中是通过观察U形管中液面的高度差来显示甲、乙容器内空气温度的变化,进而比较电流产生热量的多少。这里把不易测量的电流产生的热量,转换成了容易观察的 U 形管中液面的高度差,这里采用了转换法。 ②[3]由图可知,右边两电阻并联后再与左边电阻串联,通过左边密闭容器内电热丝的电流是通过右边密闭容器内的电阻丝电流的二倍,这两个电热丝的阻值相同,通电时间相同,根据焦耳定律,在电阻和通电时间相同的情况下,通过电流大的电热丝产生的热量多;所以,通电一段时间左瓶内的电阻丝产生的热量多。 23.(1)B (2)小灯泡断路 (3)左 (4)0.5 (5)1.8 【详解】(1)电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时灯丝电阻约为12 ,由欧姆定律可知,电路中的电流约为 根据串联电路电压规律和欧姆定律可得,小灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路中的电阻约为 所以应选择“20 2A”的滑动变阻器。 (2)闭合开关,发现电压表指针偏转至右边无刻度处,说明电压表串联在电路中测电源电压,又因为电流表无示数,小灯泡不亮,所以故障可能是小灯泡断路(或小灯泡与灯座接触不良,或小灯泡灯丝断了)。 (3)由图乙可知,电压表示数为2.2V,小于小灯泡的额定电压2.5V,应增大小灯泡两端的电压,减小滑动变阻器两端的电压,根据串联电路的分压规律可知,应减小滑动变阻器接入电路中的阻值,滑动变阻器的滑片应向左移动。 (4)由图丙可知,小灯泡的额定电压为2.5V时,额定电流为0.2A,所以小灯泡的额定功率 (5)③中将滑动变阻器滑片移至最右端时,变阻器的最大阻值和定值电阻串联, 解得滑动变阻器的最大阻值;②中保持滑片位置不动(与①相同),开关S、闭合,断开时,电压表的示数为8V,由串联分压规律得 解得此时滑动变阻器与电压表并联的部分的电阻;①中当开关闭合,断开时,灯泡和变阻器串联,通过滑动变阻器的电流 所以小灯泡的额定功率 24.(1)电阻 (2) 电阻e断路 电流 (3)小于 (4)1:2 (5)甲 【详解】(1)图甲中两个电阻串联在电路中,电流相同,通电时间相同,电阻不同,运用控制变量法可知,本实验可以探究电流产生热量跟电阻的关系。 (2)[1]图乙两密闭容器中的电阻丝阻值相等,在其中一容器外部并联一个阻值相等的电阻e,则左侧容器内电阻丝在干路上,右侧容器内电阻丝在支路上,则通过左侧容器内电阻丝的电流较大,产生的电热应不同,而两侧U形管液面高度变化相同,说明两侧密闭容器中产生的电热相同,则可能是电阻e发生断路。 [2]排除故障后通电相同时间,发现左侧U形管内液面高度变化明显,说明:在电阻和通电时间相同的情况下,通过导体的电流越大,产生的热量越多。 (3)由并联电阻的特点知道,并联的电阻越小则总电阻越小,又因为在相同时间内,电阻相同,电流越大,通过导体时产生的热量越多,所以,为了使乙实验中两侧U形管液面高度差更明显,可将空气盒外电阻换成小于5 的电阻,使右侧总电阻减小,由串联分压知道,右侧电压减小,故通过的电流减小,导致两侧U形管液面高度差更明显。 (4)甲装置中5 的电阻与10 的电阻串联,则总电阻 乙装置中d容器内外两个5 的电阻并联后再与c容器中5 的电阻串联,则总电阻 由于b、c中两电阻通电时间相同,由可得,b和c两电阻产生的热量之比为 (5)电炉丝和连接的导线串联在电路中,通过的电流相等,电炉丝的电阻大于导线的电阻,由可知,电流通过电炉丝产生的热量大于电流通过导线产生的热量,即电流产生热量跟电阻有关,所以可以用甲实验解释“电炉丝热得发红,而与它相连的导线却不怎么热”。 25.(1) 空气受热易膨胀且现象较为明显 U形管中液面高度变化 转换法 控制变量法 (2) 串联 电阻 右 (3) 乙 左 (4) 4⁚1 不相等 不一定 2 【详解】(1)[1]由于电流产生的热量不易直接测量,空气受热易膨胀且现象较为明显,因此通过加热空气使其膨胀从而使现象更明显。 [2][3][4]实验中通过U形管中液面高度变化反映电流通过电阻丝产生热量的多少,这里采用的物理方法是转换法,除了转换法,本实验还用到了控制变量法。 (2)[1][2]图甲装置将两段阻值不同的电阻丝串联,控制了电流和通电时间相同,而电阻大小不同,是为了探究电流产生的热量与电阻大小的关系。 [3]通电一段时间后,由于右侧的电阻大,根据知,右侧容器内的电阻丝产生的热量更多。 (3)[1]探究电流产生的热量与电流大小的关系,应控制通电时间和电阻丝阻值相同,通过的电流不同,图乙装置中,与并联后再与串联,、阻值相同,即在电阻和通电时间相同时,通过容器内电阻的电流大小不同,故图乙装置可探究电流产生的热量与电流大小的关系。 [2]在电阻和通电时间相同时,电流越大,产生的热量越多,所以图乙中左侧容器内的电阻丝产生的热量多。 (4)[1]乙图右侧容器内外的电阻丝的阻值相同,由并联电路的分流规律知,通过、的电流相等,都等于通过电流的一半,根据知,和两电阻丝在相等时间内产生的热量之比为。 [2][3]电阻丝的作用主要是使通过电阻和的电流不相等,只要分去部分电流即可,所以与的阻值不一定相同。 [4]为了使左右两U形管内液面高度差的差异更大,分得的电流要更多,由并联电路的分流规律知,应选用阻值更小的电阻丝,故选用的电阻丝。 26.(1) (2) 定值电阻 当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 改变电阻R两端电压 (3) 左 0.625 C 【详解】(1)滑动变阻器的滑片P向左端滑动时,接入电路的电流变大,说明滑动变阻器阻值变小,故滑动变阻器选用左下接线柱与电流表串联在电路中,如图所示: (2)[1]闭合开关后发现电流表指针偏转,说明电路没有断路;电压表示数为零,说明与电压表并联的定值电阻短路了。 [2]由图丙中a可知,图线为一条过原点的斜线,故可得出结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 [3]在探究“电流与导体两端电压的关系”实验中,需改变导体两端电压,因此滑动变阻器另一作用是改变电阻R两端电压。 (3)[1]由图甲可知,电压表选用小量程;移动滑片P到某一点,电压表示数如图乙所示,电压表分度值0.1V,其示数为1.8V,小于灯泡额定电压2.5V,若要测量小灯泡的额定功率,应增大灯泡两端电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应该向左移动滑片。 [2]由丙中的图线b可知,灯泡额定电压对应的额定电流为0.25A,则小灯泡额定功率PL=ULIL=2.5V 0.25A=0.625W [3]丁方案中,无论S接a还是接b都无法确定小灯泡是否正常发光,所以丁方案不能测量小灯泡正常发光时的电阻;戊方案中,R0、小灯泡和滑动变阻器三者串联,S接a时,电压表测定值电阻两端的电压,S接b时测灯和定值电阻两端的总电压,都无法确定小灯泡是否正常发光,戊方案不能测量小灯泡正常发光时的电阻;所以两种方案都不能测出小灯泡正常发光时的电阻,故ABD错误;C正确。 故选C。 27. 煤油的比热容比水小,吸热升温快 温度计示数 控制电流相等 电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多 【详解】[1]为了在较短的时间内达到明显的实验效果,选用煤油而不用水,主要是由于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,煤油温度变化较大,实验效果明显。 [2]实验中煤油吸热的多少是通过温度计示数来反映的,温度计示数变化越大,电流产生的热量越多。 [3][4]将该电路设计成串联电路,可以控制电流相等,来探究电流通过电阻产生的热量与电阻大小的关系。通电一段时间后,比较两烧瓶中温度计的示数,若甲瓶中的温度计示数升高得快,由于,由此得出的实验结论是:电流和通电时间相等时,电阻越大,产生的热量越多。 28.(1) 高度差 转换法 (2)使通过电阻丝R1和R2的电流不相等 (3) 甲 当电阻和通电时间一定时,通过导体的电流越大,导体产生的热量越多 【详解】(1)实验中通过观察U形管中液面的高度差来体现导体产生热量的多少,这种研究问题的方法是转换法; (2)实验中,乙容器的外部,将一个完全相同的电阻和这个容器内的电阻并联,再接入原电路,使通过电阻丝和的电流不相等,可以探究电流产生的热量与通过导体的电流大小的关系; (3)左右两个容器内的电阻相同,甲容器中通过电阻的电流大,U形管两侧液面高度差大,甲容器中的电阻丝产生的热量多;可得出结论在电阻和通电时间相同时,电流越大,导体产生的热量越多。 29.(1)0.2 (2) 5 等效替代法 (3)0.2 【详解】(1)闭合开关,将单刀双掷开关扳向“1”,调节滑动变阻器使电流表的示数为,观察图乙,电流表选用的是0~0.6A小量程,分度值为0.02A,指针指向0.2A的位置,因此电流表示数为。 (2)[1][2]当开关扳向“1”时,电路是“滑动变阻器+小灯泡”的串联电路;扳向“2”时,电路是“滑动变阻器+电阻箱”的串联电路。由于保持滑动变阻器滑片位置不变,即滑动变阻器接入电路的电阻不变,又因为两次电流表的示数均为,根据欧姆定律,可知两次电路的总电阻相等。又因为滑动变阻器的电阻不变,因此小灯泡的电阻与电阻箱的阻值相等,即 这种“用与被测电阻效果相同的已知电阻,替代被测电阻进行测量”的方法,叫做等效替代法。 (3)已知步骤(1)中通过小灯泡的电流,且由等效替代法得出小灯泡的电阻,根据电功率公式,因此小灯泡的实际功率为 30.(1) 调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5V 闭合S、S2,断开S1,保持滑片P的位置不变 (2) 【详解】(1)②[1]由图可知,闭合S、S1,断开S2,灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测量灯泡两端的电压,为使小灯泡正常发光,应调节滑动变阻器使小灯泡两端电压等于额定电压,即使电压表示数为2.5V,所以实验步骤为闭合S、S1,断开S2,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5V。 ③[2]测量小灯泡额定功率,还需测量或计算出小灯泡正常工作时的电流,由于没有电流表,无法直接测量电流,可借助串联电路中电流相等的规律,通过计算定值电阻的电流得出小灯泡的电流,为使小灯泡仍正常发光,需保持滑片P的位置不变,闭合S、S2,断开S1时,此时电压表测量小灯泡和定值电阻的总电压,可借助串联电路中电压的规律来计算得出定值电阻两端的电压,再利用欧姆定理计算得出定值电阻的电流,即为小灯泡正常发光时的电流,进而可测出小灯泡的额定功率,所以实验步骤为闭合S、S2,断开S1,保持滑片P的位置不变,记录电压表的示数为U。 (2)由图可知,闭合S、S2,断开S1时,此时电压表测量小灯泡和定值电阻的总电压,小灯泡两端的电压为额定电压,则定值电阻两端的电压为 定值电阻的电流为 小灯泡的额定电流为 小灯泡的额定功率为 答案第1页,共2页 答案第1页,共2页 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 $