【2022名师导航】中考物理一轮复习学案 实验部分 电学实验综合 (考纲解读+知识清单+达标检测)

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名称 【2022名师导航】中考物理一轮复习学案 实验部分 电学实验综合 (考纲解读+知识清单+达标检测)
格式 docx
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资源类型 试卷
版本资源 通用版
科目 物理
更新时间 2022-01-07 08:56:05

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【名师导航】中考物理一轮复习学案
实验部分二 电学综合实验
考点分布 考查频率 考点内容 命题趋势
1. 探究串、并联电路中电流、电压的规律 ★★★ 1. 实验原理. 2. 实验主要器材 3.设计与进行实验 4. 实验操作 5. 实验方法 6. 分析现象和数据,总结结论:实验结论总结、交流与反思、实验误差分析 2022年物理实验仍然是必考知识点。所占比例整张物理卷的20%左右。
2. 探究电流与电压的关系 ★★★★
3. 探究电流与电阻的关系 ★★★★
4. 测量定值电阻的阻值 ★★★★
5. 测量小灯泡的电阻 ★★★
6. 测量小灯泡的电功率 ★★★★
实验一: 探究串、并联电路中电流、电压的规律
【设计与进行实验】
1. 实验注意事项
(1)连接电路前开关应_断开_
(2)进行实验前,应先进行试触,同时观察电表是否正常工作
(3)实验结束后,应先___断开开关__,再将电路中的接线拆除
2. 电表指针异常偏转的原因
(1)闭合开关前指针有偏转→电表没有_调零__
(2)使用过程中偏转异常(①幅度过小→电表量程选择过_大_,则需要换用较_小_量程;②幅度过大→电表量程选择过_小_,则需要换用较_大_量程;③指针反向偏转→电表正负接线柱_接反__)
(3)常见电路故障分析(根据电流表确定电路故障类型,根据电压表确定故障位置。
3. 多次实验的操作及目的
(1)操作:改变电源电压或换用__不同_(选填“相同”或“不同”)规格的灯泡
(2)目的:避免偶然性,得到普遍结论
【分析现象和数据,总结结论】
▲4. 实验结论:(1)串联电路中各处的电流_相等__,并联电路中,干路中的电流等于___各支路中电流的总和___;
(2)串联电路两端的电压等于___各部分电路两端电压的总和____;并联电路中各支路两端的电压__相等_.
【交流与反思】
5. 实验评估:根据是否可以正确测量,实验数据是否具有普遍性等进行分析。
(2021 贺州)如图所示,在探究“并联电路的电流特点”的实验中,小明设计了如图甲所示的电路进行实验:
(1)实验中,小明应该选择两个小灯泡规格是 (选填“相同”或“不相同”)的。
(2)请用笔画线代替导线,按图甲中的电路图把图乙中的实物电路连接完整(导线不得交叉)。
(3)小明在连接电路时,开关应处于 (选填“闭合”或“断开”)状态。
(4)小明先将电流表接在L1所在的支路上,闭合开关,观察到灯L2发光,但灯L1不亮,电流表的示数为零,电路可能存在的故障是 (选填“灯L1断路”或“灯L1短路”)。
(5)排除故障后,他测出了L1支路上的电流I1=0.8A,然后他把电流表依次接入电路分别测量出L2支路电流I2、干路电流I,两次测得的结果都如图丙所示,则I2= A、I= A。小明由此数据得出并联电路中干路电流和各支路电流的关系是 (写关系式即可)。
(6)本次实验的不足之处是: 。
参考答案:1. (1)不相同;(2)如图;(3)断开;(4)灯L1断路;(5)0.2;1;I=I1+I2;(6)只做一次实验,结论具有偶然性。
实验二:探究电流与电压的关系
实验三 探究电流与电阻的关系
实验四 测量定值电阻的阻值
实验五 测量小灯泡的电阻
通用命题点对比分析
实验二 探究电流与电压的关系
【设计与进行实验】
1.多次实验的操作和目的(操作:更换阻值不同的定值电阻,重复实验,测出多组电流与电压数据;目的:_______________________________)
2. 电路故障分析
3.实验数据表格设计(含电压、电流项且要有单位,至少需要记录3次数据)
【分析现象和数据,总结结论】
▲4. 实验结论:保持电阻不变时,电流跟电压成__正比_关系.
【交流与反思】
5. 实验方案评估(从控制变量法的要求角度评估,实验中是否保持定值电阻不变)
6. 实验改进:若电压表示数不能降低到某一数值,可通过减小电源电压、串联一个电阻或换用阻值更大的滑动变阻器等。
2. (2021 赤峰)在“探究电流与电压关系”实验中,小峰所用电路如图甲所示。
(1)电路连接完整后,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P滑到 (填“a”或“b”)端。
(2)闭合开关,移动滑片,依次进行实验,小峰记录的数据如下表所示。其中第二次实验时,电流表指针如图乙所示,则电流表的示数为 A。
实验序号 1 2 3 4
电压U/V 0.8 1.6 2.4 3.0
电流I/A 0.16 0.48 0.58
(3)分析表中数据,得到的结论是 。
(4)实验结束,小峰整理器材时发现定值电阻很热,他联想到处理数据时,第四组数据之间的关系与前三组数据之间的关系存在差异,他和同组的小华就此展开讨论,认为数据差异可能是 造成的。由此反思实验过程:实验时每次读取数据后要 (写具体操作),再记录数据,减小此因素对测量结果的影响。
参考答案:2. (1)a;(2)0.32;(3)在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;(4)温度变化导致R变大;断开开关并冷却到室温后。
实验三 探究电流与电阻的关系
【设计与进行实验】
1. 实验数据表格设计(含电阻、电流项且要有单位,至少需要记录3次数据)
【分析现象和数据,总结结论】
▲2. 实验结论:保持电压不变时,电流跟电阻成_反比_关系.
3. 根据表格数据描绘I-U图像(先描点,再用平滑的曲线连接)
【交流与反思】
4. 实验评估(从控制变量法的要求角度评估,实验操作和结论是否保持电阻两端的电压不变)
5. 实验改进
(1)对实验电路进行评估与改进:将定值电阻换为电阻箱,使操作更简便
(2)I-R曲线无法直观判断定量关系:作出I-图像.
3. (2021 盘锦)图甲是探究“电流与电阻关系”的电路,电源电压4.5V,有4个阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻供选用,滑动变阻器的规格为“10Ω 2A”。
(1)用笔划线代替导线将图中实物电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片P向左移动时,电路中电流变大,导线不得交叉)。
(2)连好电路,闭合开关,发现电压表、电流表均无示数,电路故障可能是 。(填选项)
A.定值电阻R短路 B.定值电阻R断路 C.滑动变阻器断路
(3)依次将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω电阻接入电路进行实验,获得数据如表:
实验次数 1 2 3 4
电阻/Ω 5 10 15 20
电流/A 0.60 0.30 0.15
其中第3次实验时,电流表的示数如图乙所示,其示数是 A。根据表中数据可知,实验中电压表的示数是 V。
(4)为提高结论的可靠性,又增加一个30Ω的电阻继续实验,其他器材不变。为保持电压表示数不变,电路中需要再串联一个定值电阻才能完成实验,上述4个定值电阻中符合要求的有 。
(5)下列图像中不能大致反映实验中各物理量之间关系的是 。
参考答案:3. (1)如图所示;(2)C;(3)0.20;3;(4)5Ω、10Ω、15Ω;(5)B。
实验四 测量定值电阻的阻值
【设计与进行实验】
1. 实验原理:__R=__
2. 多次测量的操作和目的(操作:移动滑动变阻器的滑片,__改变待测电阻两端的电压__;
目的:求电阻的平均值,_减小误差__).
3.设计实验表格[至少测3组数据,记录测量量(每次移动滑片后电流表、电压表示数),计算量(每次定值电阻阻值、电阻平均值),物理量要有符号和单位]
【分析现象和数据,总结结论】
4. 电阻计算(R=,电阻平均值
【交流与反思】
5. 电压表和干电池内阻的计算(电压表看作显示电压值的大电阻,干电池看作理想电源与一个电阻串联)
6.数据呈现出“电流随电压的增大而减小”的原因(电压表并联在__滑动变阻器__两端)
7. 特殊方法测电阻(缺电流表时,利用电压表并联定值电阻等效替代电流表;缺电压表时,利用电流表串联定值电阻等效替代电压表)
4. (2021 本溪模拟)小志用如下器材;电压恒为6V的电源、电压表、电流表、规格为“60Ω 1A”的滑动变阻器、阻值为5Ω、10Ω、15Ω,20Ω的定值电阻、开关、导线,探究电流和电阻关系。
(1)小志连接了如图甲所示电路,开关闭合前,滑片应调到 (填“A”或“B”)端。
(2)闭合开关前,小志发现有一根导线连接错误,请在图甲中错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线把电路连接正确。
(3)当5Ω电阻接入电路后,闭合开关,调节滑片,电流表指针指在如图乙所示位置,电流表示数 A,电压表示数应为 V。
(4)保持滑片位置不动,当把5Ω电阻换成10Ω电阻后,闭合开关,为使电压表示数与第一次实验示数相同,应将滑片向 (填“A”或“B”)端移动。为使4个电阻单独连入电路中都能完成实验,定值电阻两端控制不变的电压不应小于 V。
(5)根据多次实验数据,分析得出结论;电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
(6小志又设计了如图丙所示的电路,测出了额定电流为0.3A小灯泡的额定功率。电源电压未知(大于小灯泡的额定电压),滑动变阻器R2的最大阻值为25Ω,滑动变阻器R1的最大阻值未知,但可以满足实验要求。
闭合S,S1接b,将R1、R2的滑片都移到最左端,电流表的示数为0.36A,电源电压为 V。
②将R1滑片调到阻值最大处,闭合S,S1接a,移动R1滑片,使电流表的示数为 A,小灯泡正常发光。
闭合S,S1接b,使R1滑片 (填“移到左端”“移到右端”或“保持不动”),将R2滑片在最左端保持不动,电流表示数为0.2A。
④小灯泡的额定功率P额= W。
参考答案:4. (1)B;(2)如图(3)0.4;2;(4)B;1.5;(5)反比;(6)①9;②0.3;③保持不动;④0.9。
实验五 测量小灯泡的电阻
【设计与进行实验】
1. 使小灯泡正常发光的操作(移动滑片位置,同时观察电压表的示数,当电压表的示数为小灯泡的__额定电压_时,小灯泡正常发光)
2. 多次实验的操作及目的(操作:移动滑片P,改变小灯泡两端电压;目的:测量__小灯泡在不同电压下的电阻__)
3. 设计实验表格[至少测3组数据,记录测量量(每次移动滑片时电流表、电压表示数),计算量(每次灯泡的阻值),物理量要带单位(U/V、I/A、R/Ω)]
【交流与反思】
4. I-U图像为曲线、求小灯泡电阻平均值不合理的原因(灯丝电阻随温度的升高而_变大__)。
5. (2021 锦州)小明所在的物理实验小组,利用图甲所示的电路测量额定电压为3.8V的小灯泡正常发光时的电阻。
(1)图甲中小明将一根导线连接错误,若此时闭合开关,小灯泡 (选填“发光”或“不发光”)。请你在接错的导线上打“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确。
(2)小明将电路改接正确后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光。此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻是 Ω。
(3)小明测量了小灯泡在不同电压下的电流,并绘制了如图丙所示的图像,根据图像可知电流与电压并不成正比。原因是灯丝的电阻随温度升高而 。在这个图像中,横轴应该表示的物理量是 (选填“电压”或“电流”)。
(4)小明又设计了图丁所示的电路,只用电压表测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器R最大阻值为15Ω。电源电压恒定,其测量过程如下:
①闭合开关S1、S2,断开S3,将滑动变阻器的滑片移到右端,电压表示数为4.5V;
② (填三个开关闭合与断开情况)移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 V,这时小灯泡正常发光。
闭合开关S1、S2,断开S3,保持滑动变阻器滑片的位置不变,此时电压表示数为3V;
小灯泡的额定功率P额= W。
参考答案:5. (1)不发光;如图;(2)9.5;(3)增大;电压;(4)②闭合开关S1、S3,断开S2;2;④0.5。
实验六:测量小灯泡的电功率
命题点:
【设计与进行实验】
1. 实验原理:_P=UI__
▲2. 实验电路(实物电路的连接、找错并改正,画电路图)
3. 滑动变阻器的主要作用[(1)保护电路;(2)改变___小灯泡两端的电压___]
4. 使小灯泡正常发光的操作(移动滑片,直至电压表的示数等于小灯泡的__额定电压__)
5. 多次测量的操作和目的(操作:多次移动滑动变阻器的滑片进行测量;目的:测量小灯泡在不同电压下的实际功率)
6. 实验表格设计、补全表格及记录数据[记录测量量(移动滑片后电流表、电压表示数),计算量(小灯泡的电功率)、实验现象,至少测3组数据,物理量及单位(U/V、I/A、P/W)]
【分析现象和数据,总结结论】
▲7. 图像或表格数据分析:
(1)小灯泡两端电压越高,实际功率越__大___
(2)小灯泡的实际功率越大,小灯泡的亮度越__亮___
(3)I-U图像不是一条直线的原因:灯丝电阻随温度的升高而__增大___。
【交流与反思】
8. 实验测量误差分析:电压表有内阻,使电流测量值偏大,导致所测电功率偏大。
9. 特殊方法测小灯泡正常发光时的电功率(缺电压表时,利用电流表与定值电阻串联等效替代电压表;缺电流表时,利用电压表并联定值电阻等效替代电流表)。
6. (2021 黔东南州)如图所示,小明在做“测量小灯泡电功率”的实验。实验室有如下器材:电源(设电压恒为6V不变)、小灯泡(额定电压为2.5V,灯丝的电阻约为10Ω)、电流表、电压表、开关各一个,规格分别为R1“10Ω 1A”和R2“30Ω 0.5A”的滑动变阻器各一个,导线若干。
(1)连接电路时,小明应选用规格为 (选填“R1”、“R2”)的滑动变阻器。
(2)连接好电路后,闭合开关前,在甲图中滑动变阻器的滑片P应置于 端(选填“A”或“B”);闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,则故障原因可能是小灯泡发生 (选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障,闭合开关,移动滑片P到某位置时,电压表的示数为2.2V,若想测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为 V;通过实验,小灯泡的U-I图像如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(4)由图乙可知,小灯泡灯丝电阻大小的变化可能与 有关。
参考答案:6. (1)R2;(2)A;短路;(3)B;2.5;0.625;(4)灯丝温度。
1.(2021 兴安盟)某同学在“探究电流与电压的关系”的实验中:
电压/V 0.5 1 1.5 2 2.5
电流/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
(1)请用笔画线表示导线,将甲图中的实物图连接完整,要求滑片P向B端滑动时,滑动变阻器连入电路的电阻变大;
(2)闭合开关前,发现电流表指针在零刻线左端,接下来应进行的操作是    ;
(3)正确连接电路后,闭合开关,移动滑片P到某一位置时电流表示数如图乙所示,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。
(4)实验中测得多组数据如上表。分析表中数据可得:电流与电压的关系是    。
2.(2021 成都)在“探究并联电路中的电流规律”实验中:
(1)小罗同学设计的实验电路如图甲所示,她选用的电源电压是3V。关于小灯泡规格的选择,下列说法正确的是   。
A.没有限制,可以任意选取 B.小灯泡的额定电压必须为3V
C.小灯泡的规格应该不同 D.必须保证小灯泡的额定电流相同
(2)小罗同学将电流表接在A处,闭合开关,电流表指针位置如图乙所示。她的电流表量程选择正确吗?答:   。
(3)在得出实验结论时,我们将图甲中A、B处的电流称为支路中的电流,C处的电流称为    电流。
3.(2021 兰州)在探究“影响导体电阻大小因素”的实验中,保持电源电压不变,如图所示,在M、N两点之间分别接入不同的电阻丝,其规格如表所示:
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)实验中应通过观察    来比较电阻的大小,这种实验方法叫    ;
(2)选用编号为A、B的两根电阻丝进行实验,可以探究导体电阻大小与    的关系;
(3)选用编号为A、C的两根电阻丝进行实验,可以探究导体电阻大小与    的关系;
(4)为了探究导体电阻大小与导体材料的关系,应选用编号为    的两根电阻丝进行实验。
4.(2021 青岛)探究电流通过导体产生的热的多少与什么因素有关
实验小组同学猜想:电流通过导体产生的热可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关。于是他们利用如图器材进行了探究实验。
甲、乙、丙三个装置的透明容器中各有一段电阻丝,容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。
(1)选用    组合,并将它们    联接到电源两端进行实验,可以探究电热与电阻的关系。
(2)选用乙、丙组合,串联接到电源两端进行实验,可以探究电热与    的关系,其中15Ω电阻的作用是    。
(3)选用乙、丙组合,串联接到电源两端进行实验,发现乙装置U形管中液面无高度差,丙装置U形管中液面有高度差,产生此现象的原因可能是乙装置    。
5.(2021 桂林)如图甲所示的串联电路中,闭合开关S时,小桂发现灯泡L1比L2更亮,他猜想可能有以下原因:
猜想一:经过L1的电流比L2大。
猜想二:L1更加靠近电源正极。
为验证猜想,他做了以下探究。
(1)为了验证猜想一,小桂用电流表分别测出图甲A、B、C三处的电流,电流表示数均如图乙所示,为    A,说明猜想一错误。同时他发现:该电路中任意一处断开,L1、L2均不能发光,说明串联电路有    条通路。
(2)为了验证猜想二,小桂对调两个小灯泡在电路中的位置,操作时开关应该处于    状态,最后发现仍是L1比L2更亮,说明猜想二    。
(3)开关闭合状态下,小桂不小心将一根导线把B、C连接,发现L2熄灭、L1比之前更亮,由此进一步猜想:灯泡的亮度可能跟    有关。
6.(2021 大连)已知导体的电阻大小与导体的长度和横截面积有关。某同学探究“导体的电阻大小与导体的材料是否有关”,实验器材有:3V稳压电源、电流表、5Ω的定值电阻、开关、刻度尺、钳子(用于截断金属丝)各一个,横截面积相同的镍铬、康铜和铜三种金属丝足量,导线若干。
(1)请设计电路图,在如图的基础上补充完整。
(2)实验中,他将长度和横截面积均相同的三种金属丝分别接入电路,测出的电流分别为I镍铬、I康铜、I铜,它们的关系为I镍铬<I康铜<I铜。则可得出的探究结论是:   。通过分析实验信息,该同学还可以判断出:镍铬材料和康铜材料比较,   的导电性较强。
(3)该同学利用上述实验器材进一步探究“导体的电阻大小与导体的长度的关系”,请画出记录实验信息的表格,表中要有必要的信息。
7.(2021 广东)如图甲是某品牌家用电吹风,其电路如图乙所示,R1、R2为电阻丝,M为电动机。通过调节开关,可使电吹风分别处于“停止”“冷风”“暖风”或“热风”四种状态。
(1)要使电吹风正常工作,图甲中的A处应安装    ,B处应安装    。(选填“电动机”或“电阻丝”)
(2)如图乙,要使电吹风处于“冷风”状态,应闭合开关    ,要使电吹风处于“暖风”状态,应闭合开关    。
(3)已知电吹风处于“暖风”状态时,从出风口吹出的空气温度升高了20℃;处于“热风”状态时,从出风口吹出的空气温度升高了30℃。假设这两种状态下的热效率相同,相同时间内吹出的空气质量相同,则R1:R2=   。
(4)电吹风用了几年后,由于电阻丝的升华,实际发热功率会    (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
8.(2021 淮安)用图甲电路测量小灯泡电功率,电源电压恒为3V,小灯泡的额定电流为0.2A,额定电压小于3V。
(1)连接电路时,开关应处于    状态。
(2)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
(3)电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,接下来应进行的操作是    (填序号)。
A.更换小灯泡 B.检查电路是否断路 C.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(4)问题解决后,某时刻电流表示数如图乙所示,示数为    A。要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向    (填“左”或“右”)端移动,使电流表示数为0.2A。
(5)移动滑片P,记录多组数据,绘制成I﹣U图像。根据图丙所给信息,计算出小灯泡的额定功率是    W;进一步分析图丙可知,实验过程中小灯泡的电阻发生变化,电阻变化的主要原因是    。
(6)对实验现象进一步分析可知:小灯泡的实际功率越大,小灯泡亮度越大。但某同学发现:标有“220V 8.5W”的LED灯与标有“220V 60W”的普通白炽灯都正常发光时,亮度几乎相当。请分析造成这一现象的原因可能是    (填序号)。
A.两灯的实际功率相同
B.相同时间内,电流通过两灯做功不同
C.两灯将电能转化为光能的效率不同
9.(2021 武汉)某同学用如图所示的装置研究电磁感应。
(1)如图甲所示,保持蹄形磁体竖直放置,使导体AB从图示位置向上运动,电路中    (填“无”或“有”)感应电流。
(2)如图乙所示,保持线圈不动,使蹄形磁体快速向左运动,电流表指针    (填“不会”或“会”)偏转。
(3)利用电磁感应原理工作的装置有    (填“电铃”“扬声器”“电磁起重机”或“动圈式话筒”)。
10.(2020 六盘水)我们已经学习了串联电路电压的规律,那么串联的各部分电路如何分配电源电压呢?小明利用以下实验器材进行实验:阻值不同的定值电阻若干、电压表、电压为3V的电源、开关及导线。请回答下列问题:
实验次数 AB间电阻/Ω CD间电阻/Ω
1 10 5
2 20 10
3 30 15
(1)连接电路时,应将开关处于   状态(选填:“断开”或“闭合”);
(2)如图甲所示,小明将阻值为10Ω和5Ω的电阻分别接入电路中AB和CD两位置,闭合开关,电压表的示数如图乙所示,则AB间电压为   V.比较两电阻阻值和所分电压值可得初步结论:串联电路中,电阻值越大,其所分电压   ;
(3)为了进一步探究电压的分配规律,小明更换电阻完成了上表中2、3两次实验,观察到每次实验电压表示数几乎不变。分析实验数据发现AB间和CD间的电压之比与其对应电阻阻值之比相等,于是得出:“串联电路中各部分电路按其阻值之比分配电源电压”的结论。根据这一实验过程得出的结论是否可信?   (选填:“可信”或“不可信”),你的理由是:   。
11.(2020 绥化)如图甲是小明“探究串联电路的电压规律”的实验电路图。
(1)连接电路时,开关应   。实验时,灯L1和灯L2的规格应   。(填“相同”或“不相同”)
(2)闭合开关后,小明发现两灯都不发光,于是分别把电压表接在图甲中AB两点、BC两点及AC两点,测得数据分别是UAB=3V,UBC=0V,UAC=3V;小明检查发现只有灯L1和灯L2中的一盏出现故障,则故障可能是   。
(3)处理好故障后,小明把电压表接在AB之间重新测量,电压表示数如图乙所示,电压表的分度值是   V;为了使实验结果更准确,接下来小明应该:断开开关   。
(4)正确实验后,小明分析多组数据得出结论:   。(请使用文字叙述)
12.(2021 凉山州)某学习小组在“探究通电导体中电流与电阻的关系”的实验中,小丽连接了如图甲所示的电路(电源电压保持4.5V不变)。
(1)请你用笔画线代替导线将甲图实物电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片P向右移动时电路中电流变大,导线不能交叉)。
(2)连接好电路,闭合开关,发现电压表示数接近于电源电压,电流表几乎无示数,则故障为定值电阻R    (选填“断路”或“短路”)。
(3)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像,由图像可知R两端的电压为    V;当R的电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,应该将滑动变阻器的滑片P向    (选填“左”或“右”)端滑动从而达到控制R两端的    不变的目的;若实验中R的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω,则滑动变阻器的最大阻值至少是    Ω。
13.(2021 宁波)小宁用如图所示电路研究电阻的并联。
(1)按电路图连接电路,闭合开关S,电流表A1、A2、A3的示数分别为0A、0.40A和1.20A。如果电路元件完好,接线时发生了错误,该错误是    。
(2)使用电流表时,当被测电流值大于电流表量程的一半时,能减小实验误差。本实验所用电源电压为8V,电流表有两个量程(0~0.6A、0~3A)。为减小实验误差,小宁重新选择定值电阻,实验室里可供选择的定值电阻的阻值有:5Ω、10Ω、20Ω、50Ω,应该选用的2个电阻阻值分别为    。
14.(2021 丽水)小科开展了课外探究活动:串联电路中,滑动变阻器的电功率与其接入电路电阻的关系。
【建立猜想】猜想1:滑动变阻器的电功率会随其接入电路电阻的增大而增大;
猜想2:滑动变阻器的电功率会随其接入电路电阻的增大而减小;
猜想3:滑动变阻器的电功率会随其接入电路电阻的增大先增大后减小。
【进行实验】将5欧的定值电阻R0、“10Ω 3A”的滑动变阻器R、电压恒为15伏的电源、数字电流表和电压表、开关、若干导线按如图甲所示电路图连接。
(1)图甲中电压表测    两端的电压;
(2)实验中,将滑动变阻器滑片向    移动(填“左”或“右”),电流表示数变小;
(3)实验中,R分别取0欧、1欧……10欧接入电路,观察记录并处理数据,得到下表,请将表中缺失的数据补充完整;
R阻值/欧 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
电流/安 3.00 2.50 2.14 1.88 1.67 1.50 1.36 1.24 1.14 1.06 1.00
电压/伏 0.00 2.50 4.28 5.64 6.68 7.50 8.16 8.68 9.12 9.54 10.00
电功率/瓦 0.00 6.25 9.16 10.60 11.16 11.25 11.10 10.76 10.40 10.11 10.00
【得出结论】根据实验数据,作出滑动变阻器的电功率随其接入电路电阻变化的曲线(如图乙),小科得出结论:猜想3成立,且当R=R0时,滑动变阻器的电功率最大。
【交流评价】
(4)小科只通过上述探究得出实验结论可靠吗?并说明理由    。
15.(2021 兰州)在探究“电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关”的实验中,采用了如下电路。
(1)为了在短时间内达到明显的实验效果,两烧瓶中应装入质量和初温都相同的    (选填“水”或“煤油”),实验中通过观察    来比较电流通过导体产生热量的多少;
(2)如图甲所示,两烧瓶中装有阻值不同的电热丝,可以探究电流通过导体产生的热量与    的关系;
(3)如图乙所示,两烧瓶中装有阻值相同的电热丝,闭合开关,调节滑动变阻器,使两电流表示数    (选填“相同”或“不同”),可以探究电流通过导体产生的热量与    的关系。
16.(2021 常州)小组同学选择阻值不变的电阻丝,探究“电流通过电阻丝产生的热量(简称电热)与通电时间、电流、电阻的关系”。
(1)为探究电热与通电时间、电流的关系,在锥形瓶内装入适量煤油,设计电路如图甲所示,开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于    (A/B)端。
(a)闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P,直至电流表示数为0.5A,通电5分钟、温度计的示数升高了5℃。
(b)保持滑动变阻器滑片P的位置不变,通电10分钟、温度计的示数升高了9℃。
(a)、(b)对比可得结论:   。
(c)向    移动滑动变阻器的滑片P,直至电流表示数为1A,通电10分钟、温度计的示数升高了33℃,(b)、(c)对比可得结论:   。
(d)实验只能得到定性结论,主要原因是    。
(2)为探究电热与电阻的关系,并测出标签污损的电阻丝R2的阻值,在两个相同的锥形瓶内装入等质量的煤油,设计如图乙所示电路。开关闭合后,电压表有示数,但电流表无示数,电路故障是    ,排除故障后,调节滑动变阻器的滑片P得到电表示数如图丙所示,则电压表示数为    Ⅴ,电流表示数为    A,R2阻值为    Ω。一段时间后,观察到电阻丝    所在锥形瓶中的温度计示数升高的比较多。
(3)请分析“电炉工作时,电炉丝发热明显、而与电炉丝相连的导线发热不明显”:电炉丝的电流    导线的电流,电炉丝的电阻    导线的电阻。(选填:“大于”、“等于”、“小于”)
17.(2021 安顺)小明在探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验中,提出了下列猜想:
A.与通电时间有关
B.与电阻大小有关
C.与电压大小有关
D.与电流大小有关
实验器材有:阻值不同的电阻丝若干、蓄电池、火柴、开关和导线若干。
请回答下列问题:
(1)探究猜想A时,将某一电阻丝接入电路,保证安全的情况下使火柴头充分接触电阻丝,闭合开关一段时间后火柴头才燃烧,这一现象说明:
①电阻丝产生的热量通过    的方式传递给火柴头;
②电阻丝产生的热量与通电时间    (选填“有关”或“无关”);
(2)探究猜想B时,如图所示,将10Ω和20Ω的电阻丝串联接入电路,把两根相同的火柴头分别接触电阻丝(设火柴头与整根电阻丝接触);
①小明思考,若相同时间内仅有一根电阻丝上的火柴头燃烧,据此能否判断该电阻丝产生的热量多?   (选填“能”或“不能”);
②闭合开关较长时间后,发现两电阻丝均发热,但火柴头都没有燃烧。在不改变电源电压的情况下,选择下列哪组电阻丝进行实验更可行?   (填字母序号)
A.20Ω 30Ω B.15Ω 15Ω C.5Ω 25Ω
(3)小明通过上述实验发现:电阻越大,电流产生的热量越多。评估该实验时小明认为:串联电路中不同阻值的电阻两端所分电压不同,那么电流产生的热量与电阻大小有关的结论似乎不可靠。如果改变两电阻丝的连接方式,能否合理完成对猜想B的方案设计?   。请你说明理由    。
18.(2021 绥化)如图所示为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置,两个相同的透明容器中封闭着等量的空气。
(1)实验中通过观察    的变化来反映电阻产生热量的多少,下列实验中,也运用了这种实验方法的是    (填序号)。
①探究物体的动能跟哪些因素有关
②探究杠杆的平衡条件
(2)连接好电路后闭合开关,通电一段时间,观察到右侧液面高于左侧液面,如图甲所示,表明在电流和通电时间相同的情况下,   越大,产生的热量越多。
(3)图中U形管    (选填“是”或“不是”)连通器,乙图中R3与R2并联,目的是使通过R1与R2的    不同。
(4)某小组在利用乙图装置实验时,发现左右两侧U形管液面上升高度相同,与其他小组的实验现象都不同,经检查气密性良好。请你分析实验现象不同的原因:   。
19.(2021 黑龙江)如图所示,在研究电热与哪些因素有关的实验中,同学们猜想电热可能与电流大小、电阻大小以及通电时间长短有关。
(1)左侧密闭容器内电阻丝阻值为5Ω,右侧密闭容器外部,将一个阻值为5Ω的电阻与这个容器内的电阻丝并联,目的是使通过左右两密闭容器内电阻丝的    不同,右侧容器内电阻丝的限值应为    Ω,才能符合实验研究的要求;
(2)在第(1)问实验中测得,左侧容器内电阻丝的电流大小为1A,则通过右侧密闭容器中的电阻丝电流大小为    A;U形管中液面高度差反映密闭空气温度的变化,左侧U形管中液面高度差大于右侧U形管中液面高度差,说明:   ;
(3)本实验是研究电流的    效应,从能量转化的角度分析,是    能转化为    能。
20.(2021 陕西)如图1是“测量小灯泡电功率”的实验电路图,电源电压恒定不变,小灯泡的额定电压为2.5V.
(1)本实验中测量小灯泡电功率的实验原理是    。
(2)闭合开关前滑片P应移至    (选填“a”或“b”)端.如图2为根据电路图所连接的实物电路,其中有一根导线连接不合理,请你在这根导线上画“×”并改正。
(3)连接好电路,闭合开关后,无论怎样移动滑片P,小灯泡都不发光,电流表指针几乎不偏转,电压表示数接近电源电压,出现这种现象的原因可能是小灯泡    。
排除故障后进行实验,并将实验数据记录在如表中。
实验序号 电压U/V 电流I/A 电功率P/W
1 1.5 0.28
2 2.5
3 3.0 0.38
(4)移动滑片P使电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图3所示为    A。
(5)分析实验数据,小灯泡的额定功率为    W。当电压表示数为1.5V时,小灯泡的亮度比正常发光时    。
21.(2021 黄冈)在测量小灯泡电功率的实验中,电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)图甲是某小组连接的电路,其中有一根多余的导线,导致电路连接错误,请在这根导线上打“×”。
(2)拆除多余的导线后,正确操作,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是    W。
(3)图丙是根据实验数据绘制的通过小灯泡的电流I与其两端电压U的关系图像,分析图像可知,当小灯泡两端的电压为1.5V时,小灯泡的电阻为    Ω;当小灯泡两端电压升高时,其电阻的变化情况是    (选填正确选项前的字母)。
A.保持不变 B.逐渐减小 C.逐渐增大
22.(2021 天门)小红同学用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。小灯泡标有“2.5V”字样。
(1)连接电路前,开关应    ;
(2)图甲中有一根导线连接错误,请在该导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线;(要求R的滑片向A端移动时接入电路中的电阻变大,导线不得交叉)
(3)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电路    (选填“一定”或“不一定”)出现了故障;
(4)实验过程中,当电压表示数为1.8V时,为了测量小灯泡的额定功率,需将滑片向    (选填“A”或“B”)端移动,此过程中小灯泡明显变    ;
(5)根据测量的数据绘制成I﹣U图像(如图乙),得出小灯泡的额定功率为    W。分析图像还发现,小灯泡的电阻值是变化的,主要受    影响。
23.(2021 德州)在“测量小灯泡额定功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请你用笔画线代替导线将图甲中的实物电路连接完整,要求:滑动变阻器的滑片P向A端移动时,电流表示数变大,连线不得交叉。
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,出现该状况的原因是    。(填字母序号)
A.电流表内部断路了 B.灯座内部出现了短路 C.灯泡的灯丝断了
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2.5V,此时电流表的示数如图乙所示,其读数为    A,小灯泡的额定功率为    W。
(4)该实验装置不能完成的实验是    。(填字母序号)
A.探究串联电路中的电流规律 B.探究串联电路中的电压规律 C.探究电流与电压的关系
(5)另一组的小芳在进行实验时发现电流表已损坏无法使用,老师给她一个已知阻值为R0的定值电阻,同学们设计了如图丙所示的电路,并正确测出小灯泡的额定功率,已知电源电压不变,实验步骤如下:
①闭合开关S、S1,断开S2,调节滑动变阻器的滑片P使电压表读数为小灯泡额定电压U额;
②闭合开关S,断开S1,再闭合S2,保持滑动变阻器滑片P位置不动,读出此时电压表的示数为U;
③小灯泡额定功率的表达式P额=   。(用U额、U、R0表示)
24.(2021 柳州)小夕用如图甲的装置探究电磁感应现象。
(1)他上下移动单根导线时,观察到灵敏电流计的指针    ;左右移动该导线时,观察到灵敏电流计的指针    。
(2)他通过这个实验现象得出初步结论:闭合电路的一部分导体在磁场里做    磁感线的运动时,导体中就会产生电流。
(3)为了进一步验证这个结论,他又用如图乙的装置进行实验,发现将条形磁铁向下插入线圈时,灵敏电流计的指针    ;保持条形磁铁在线圈中不动,向上提起线圈时,灵敏电流计的指针    ,结果符合上述实验结论。
25.(2021 达州)为探究导体电阻大小的影响因素,某同学利用同种合金材料制成的a、b、c三条电阻丝(不考虑温度对电阻的影响)进行实验,a、b长度相同,b、c粗细相同,如图1所示。连接电路,分别接入电阻丝a、b、c,闭合开关后电流表的三次示数如图2所示。
(1)根据示数可以得出以下结论:
①电阻大小不仅跟导体横截面积有关,还跟导体    有关。
②   电阻丝的阻值最小(选填“a”“b”“c”)。
(2)该同学更换了电源和电流表,添加了电压表和滑动变阻器,设计了图3(甲)所示的电路来测量电阻丝的电阻。
①图3(乙)是根据图3(甲)连接的实物图,请在错误的导线上打“×”并连接正确。
②闭合开关后,当滑片P向右移动时,电压表示数    (选填“变大”“变小”“不变”);当滑片P移到某一位置时,电压表的示数为1.2V,电流表的示数如图丙所示,则Ra=   Ω;接着他多次改变滑片位置测量a电阻丝的电阻值,并求出平均值Ra′,其目的是    ;
③若电源电压为6V,Ra′=Ra且保持不变,要使图3(乙)连接方式中各电路元件安全,则滑动变阻器的最大值应不小于    Ω。
26.(2021 郴州)图甲为小明同学探究“电流与电压的关系”的实验原理图。已知电源电压为4.5V,且保持恒定,定值电阻R0=10Ω。
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示的电路连接完整(导线不允许交叉);
(2)连接好电路后,闭合开关S,发现电流表指针几乎没有偏转,电压表指针迅速偏转到满偏刻度外。出现这一现象的原因可能是    (假设电路只有一处故障);
A.定值电阻R0短路 B.定值电阻R0断路
C.滑动变阻器R断路 D.滑动变阻器R短路
(3)排除故障后,闭合开关S进行实验,并将实验数据记录在下表中。
一 二 三
U(V) 3 2 1
I(A) 0.3 0.2
实验中,小明发现无论怎样调节滑动变阻器,都无法使定值电阻R0两端的电压达到1V或1V以下。其原因可能是   . 
A.定值电阻R0的阻值太小 B.电源电压太低
C.滑动变阻器R最大阻值太小 D.滑动变阻器R最大阻值太大
(4)解决上述问题后,继续实验,当电压表读数为1V时,电流表的示数如图丙所示,读数为    A。
(5)请根据实验记录的数据,在图丁中画出定值电阻R0的U﹣I图象;
(6)实验结论:当导体电阻不变时,通过导体的电流与导体两端的电压成    。
27.(2021 威海)小红和小明进行“测量小灯泡的额定功率”的实验,实验室提供的器材有:不同规格的小灯泡和滑动变阻器、1.5V的干电池(若干)和其他常用器材。
(1)图甲是小红进行实验的实物电路图,小灯泡额定电压为3.8V,滑动变阻器的规格为“10Ω 1A”,请用笔画线代替导线,将图中的电路连接完整,使闭合开关时滑动变阻器连入电路的阻值最大。
(2)连接好电路之后,闭合开关,移动滑片,发现小灯泡始终不发光,小红猜想可能的原因:①小灯泡的灯丝断了;②小灯泡短路;③滑动变阻器断路。她再观察,发现电流表示数为零,由此可判断猜想    是错误的;又进一步观察到电压表有示数,最终确定猜想    是正确的。(两空均选填“①”、“②”或“③”)
(3)排除故障后,小红移动滑片,使电压表的示数达到小灯泡的额定电压,此时电流表的指针如图乙所示,小灯泡的额定功率为    W。
(4)小明用小红的实验电路接着测量规格为“2.5V 0.3A”小灯泡的额定功率。闭合开关,保证小灯泡发光的情况下,无论如何移动滑片,电压表示数始终高于2.5V,为此必须对实验器材进行调整,下列措施可行的是:   、   。(填字母代号)
A.换最大阻值较小的滑动变阻器 B.串联定值电阻
C.减少电池个数 D.增加电池个数
28.(2021 镇江)某小灯泡的额定电流为0.3A,图甲是小明测量该灯泡功率的实验电路。
(1)请用笔画线代替导线,将滑动变阻器连入电路,使之接入电路的阻值最大。
(2)闭合开关进行实验时,若图中导线M发生了断路,则在调节滑片的过程中,会发现电压表的示数为    V、电流表的示数为    A。
(3)小明将滑片移至某处时,两电表的示数如图乙所示,小灯泡的功率为    W。
(4)为测量该小灯泡的额定功率,小强设计了图丙所示实验电路,所用电源电压恒定,R1、R2均为电阻箱(0~999.9Ω)。
①实验步骤如下:
第1步;仅闭合S1,R2调至5Ω时,电流表的示数为0.3A。
第2步:仅闭合S2、R1、R2分别调至6Ω和9Ω时,电流表的示数为0.3A。
则小灯泡正常发光时的电阻为    Ω,额定功率为    W。
②小强对图丙电路及操作进行了下列调整,其中仍能完成测量的有    。
A.将R1换成导线 B.将R2换成导线
C.将R2换成适当规格的滑动变阻器 D.在实验操作时,先闭合的开关是S2
29.(2021 贵港)在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中,实验电路如图1所示,其中R1>R2。
实验一:探究电流产生的热量与电阻大小的关系:
(1)请按照图1中的电路图将图2实物图连接完整;
(2)实验电路按照图1中的电路图连接是为了控制通电时间相同和控制    ;电阻丝放出热量的多少,通过    来进行判断。
(3)为了便于比较两根电阻丝通过电流后产生热量的多少,a、b两瓶中要装入    相等、初温相同的同种液体。为了在较短时间内达到明显的实验效果,实验时选用煤油而不选水,是因为煤油的比热容    水的比热容(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
实验二:探究电流产生的热量与电流大小的关系:
(4)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电路中的电流变成实验一中电流的2倍,且通电时间相同。实验发现:用电阻丝R1加热的煤油,在实验一中温度升高△t1,在实验二中温度升高△t1′,则△t1′   2△t1(选填“大于”、“等于”或“小于”),该实验说明电流产生的热量与电流大小    正比例关系(选填“成”或“不成”)。实验中,用电阻丝R2加热煤油重复以上实验步骤,也可以得出相同的结论。
(5)如果在两烧瓶中分别装入质量相等的不同液体,并接入两根阻值    的电阻丝(选填“相同”或“不同”),就可用这个装置来探究两种不同液体的吸热性质。假设a烧瓶中液体的质量为m,瓶中电阻丝的阻值为R,测出通过它的电流为I,通电一段时间t后,温度计的示数变化量为△t,若不计热量损失,则a液体的比热容为    (用所给出的物理量写出比热容的表达式)。
30.(2021 梧州)小亮在做“测量小灯泡的电功率”的实验,所用的小灯泡额定电压为2.5V。
(1)图甲为小亮连接的实物电路,请你帮他补充完整:
(2)电路连接正确后,闭合开关前、应将滑动变阻器的滑片移到    (选填“左”或“右”)端:闭合开关后,发现小灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数,产生这种现象的原因是    (写出一种合理情况即可);
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,当电压表示数为2V时,电流表示数如图乙所示为    A,此时计算出小灯泡的实际功率为    W;
(4)根据实验数据绘制成了U﹣I图像如图丙所示,根据图像提供的信息,可计算出小灯泡的额定功率是    W,并可归纳出:小灯泡两端的实际电压越    ,实际功率越大。
(5)完成上述实验后,小亮进一步思考,在没有电流表的情况下,能否测量小灯泡的额定功率?他想利用一个定值电阻R0接在原电路电流表的位置,设计的电路图如图丁所示,然后调节滑动变阻器滑片使电压表示数为U额,接着保持滑片位置不变,将电压表    点(选填“A”或“B”)的接线改接到C点,观察并记录电压表示数为U,则小灯泡的额定功率可表示为P额=   (用R0、U额、U等物理量符号表示),所选用的定值电阻R0的阻值不得超过    Ω。
31.(2021 鞍山)在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
(1)如图甲所示,闭合开关后,发现只有    有示数,经检查发现有根导线连接错误。请在错误导线上打“×”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确;
(2)改正错误后,移动滑动变阻器的滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示。要测量小灯泡的额定功率,应将滑片适当向    (选填“左”或“右”)滑动;
(3)图丙是小灯泡的电流随电压变化关系的图象,根据图象可知,小灯泡的额定功率为    W;
(4)测量小灯泡的电功率    (选填“需要”或“不需要”)多次测量求平均值,原因是    ;
(5)在实际测量过程中,调节滑动变阻器使其接入电路中的电阻减小ΔR1,相应的小灯泡的阻值变化ΔR2,则ΔR1   ΔR2(选填“>”、“<”或“=”);
(6)实验结束后,某同学设计了如图丁的电路来测定额定电压为3V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为9V,定值电阻R的阻值为10Ω。请帮助他完成以下实验步骤:
①开关S、S1闭合,S2断开,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为    V时,灯泡正常发光;
②保持滑片位置不动,开关S、S2闭合,S1断开,此时电压表示数为4V;再将滑动变阻器的滑片移至最    (选填“左”或“右”)端,此时电压表示数为7V;
③小灯泡的额定功率为P额=   W。
参考答案与试题解析
1.【解答】(1)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A连入电路中与电阻串联,如下所示:
(2)闭合开关前,发现电流表指针在零刻线左端,接下来应进行的操作是将电流表指针调零;
(3)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U=IR,应增大电路的电流,根据I=,应减小电路的电阻,故应将滑片P向A端移动;
(4)由表格数据可知,电压变大,电流也变大,且电压与电流的比值不变,故可得电流与电压的关系是:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
故答案为:(1)如上图所示;(2)将电流表指针调零;(3)0.12A;A;(4)在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
2.【解答】(1)实验中为了防止偶然性的发生,寻找普遍的规律,应选用不同规格的灯泡多次实验,故C正确;
(2)由图可知,指针偏转的角度正常,不偏大也不偏小,量程选择正确;
(3)由图可知,C在干路中,则C处的电流为干路电流。
故答案为:(1)C;(2)正确;(3)干路。
3.【解答】(1)电阻是对电流的阻碍作用,电阻越大,电流表的示数越小,通过观察电流表的示数可以判断电阻的大小,应用了转换的思想,叫转换法;
(2)观察表中A、B实验组,材料和横截面积相同、长度不同,探究导体电阻大小与长度的关系;
(3)察表中A、C实验组,材料和长度相同、横截面积不同,探究导体电阻大小与横截面积的关系;
(4)要探究导体电阻大小与导体材料的关系,变量是材料,控制长度和横截面积相同,观察表中A、D两组符合条件。
故答案为:(1)电流表的示数;转换法;(2)长度;(3)横截面积;(4)A、D。
4.【解答】(1)要探究电热与电阻的关系,需要控制通过电阻的电流与通电时间相同,而电阻的阻值不同,因此选用甲和乙组合,将它们串联接到电源两端进行实验;
(2)选用乙、丙组合,串联接到电源两端进行实验,则通过容器中电阻的电流不同,而电阻大小和通电时间相同,因此可以探究电热与电流的关系,其中15Ω电阻的作用是分流;
(3)发现乙装置U形管中液面无高度差,丙装置U形管中液面有高度差,产生此现象的原因可能是乙装置漏气。
故答案为:(1)甲、乙;串;(2)电流;分流;(3)漏气。
5.【解答】(1)电流表示数均如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,为0.2A,说明猜想一错误。
同时他发现:该电路中任意一处断开,L1、L2均不能发光,则电路为断路,说明串联电路有一条通路。
(2)为了验证猜想二,小桂对调两个小灯泡在电路中的位置,为保护电路,操作时开关应该处于断开状态。最后发现仍是L1比L2更亮,说明灯的亮度与灯是否靠近电源正极无关,说明猜想二错误。
(3)开关闭合状态下,小桂不小心将一根导线把B、C连接,L2短路,L2熄灭,此时电路为L1的简单电路,此时L1的电压为电源电压(由串联电路电压的规律,原来L1的电压小于电源电压),发现L1比之前更亮,由此进一步猜想:灯泡的亮度可能跟电压有关。
答:(1)0.2;1;(2)断开;错误;(3)电压。
6.【解答】(1)某同学探究“导体的电阻大小与导体的材料是否有关”,要取相同长度、相同横截面积的不同材料的电阻丝与定值电阻以及电流表串联,通过电流表的示数看出电阻丝电阻的大小。由欧姆定律得,电路电流越大,电路总电阻越小,由串联电路特点得,电流越大,电阻丝电阻越小,如下图所示:
(2)实验中,他将长度和横截面积均相同的三种金属丝分别接入电路,测出的电流分别为I镍铬、I康铜、I铜,它们的关系为I镍铬<I康铜<I铜,
说明长度和横截面积相同时,镍铬电阻最大、铜的电阻最小,因此可得结论:当电阻丝的长度和横截面积相同时,电阻丝的电阻与材料有关;
长度和横截面积相同时,通过镍铬的电流小于通过康铜的电流,镍铬电阻大于康铜的电阻,说明康铜的导电性较强;
(3)探究“导体的电阻大小与导体的长度的关系”,要控制导体的材料和横截面积相同,改变导体的长度进行实验,为了得到普遍规律,还应换用不同的材料的导体重复进行多组实验。应该记录的数据有所用的导体,对应导体的横截面积、长度和电流,表格如图所示。
故答案为:(1)如上图;(2)当电阻丝的长度和横截面积相同时,电阻丝的电阻与材料有关;康铜;(3)如上表。
7.【解答】(1)电吹风是利用电动机将被加热电阻附近的空气吹出而产生热风的,所以A处应为电阻丝,B处应为电动机;
(2)要使电吹风处于“冷风”状态,则内部加热电阻不能接入电路,即只闭合开关S,不闭合其他开关。
要使电吹风处于“加热”状态,需要将加热电阻接入电路,分析图像可知,当S、S1闭合后仅电阻丝R1工作,此时是暖风状态;当S、S1、S2闭合后电阻丝R1与R2并联工作,此时是热风状态;
(3)设电阻丝R1的功率为P1,电阻丝R2的功率为P2,热风挡电阻丝R1与R2总功率为P1+P2,暖风挡电阻丝总功率为P1,
加热t时间后暖风挡消耗电能W1=P1t,空气吸收热量Q1=cm△t1,
热风挡消耗电能W2=(P1+P2)t,空气吸收热量Q2=cm△t2,
若加热效率相同,则η==,即=()===,即=,整理可得P1=2P2,
由电功率公式可知P1=,P2=,将其代入P1=2P2可得=,即R1:R2=1:2。
(4)由于电阻丝的升华,会导致灯丝变细,由影响电阻大小因素可知电阻横截面积越小,电阻越大,结合电功率公式P=可知此时电功率减小。
故答案为:(1)电阻丝;电动机;(2)S;S、S1;(3)1:2;(4)变小。
8.【解答】(1)为保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态;
(2)因为额定电压小于3V,所以电压表应选择小量程与灯泡并联,如图所示:

(3)闭合开关后,电流表有示数,说明电路是通路,灯泡没坏,也不是断路,可能是连入电路的电阻过大,电路中电流过小造成的,所以下一步操作:移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光,故选C;
(4)由图甲知,电流表使用小量程,分度值0.02A,由图乙电流表示数0.08A,小于灯泡的额定电流,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片向左移动,减小电路中电阻,使电流表示数增大到0.2A;
(5)由图丙所示I﹣U图像可知,通过灯泡的电流等于额定电流0.2A时,灯泡两端电压等于2.5V,则灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;
由图象知,当小灯泡两端电压增大时,通过的电流也增大,实际电功率增大,亮度增大,温度升高,所以电阻随之增大;
(6)标有“220V 8.5W”的LED灯与标有“220V 60W”的普通白炽灯都正常发光时,亮度几乎相当,即转化为的光能相同,普通白炽灯转化为的内能更多,消耗的电能多、LED灯消耗的电能少,即LED灯电能转化为光能的效率更高。故选C。
故答案为:(1)断开;(2)见上图;(3)C;(4)0.08;左;(5)0.5;灯泡电阻受温度影响;(6)C。
9.【解答】(1)由图甲可知,导体AB从图示位置向上运动,闭合电路的一部分做切割磁感线运动,所以电路中就有感应电流。
(2)由图乙可知,线圈不动,蹄形磁铁快速向左运动时,闭合电路的一部分也切割磁感线,电路中也有电流,因此电流表指针会偏转。
(3)扬声器是把电信号转化为声信号,利用通电导体在磁场中受力原理;电铃、电磁起重机的主要部件是电磁铁,利用电流的磁效应;动圈式话筒是把声信号转变成电信号的,声信号的振动带动线圈在磁场中振动,产生电流,是电磁感应原理。
故答案为:(1)有;(2)会;(3)动圈式话筒。
10.【解答】(1)连接电路时,应将开关处于断开状态,这样连接电路时可以避免出现短路等问题的出现而损坏电路元件;
(2)电压表使用0~3V量程,分度值是0.1V,电压表的示数如图乙所示,则AB间电压为2V,
电阻10Ω通过的电流为:I===0.2A,串联电路中电流处处相等,所以5Ω电阻两端电压U2=IR2=0.2A×5Ω=1V,
所以,串联电路中,电阻值越大,其所分电压越大;
(3)实验过程中,三次实验的电阻比都是2:1,具有偶然性,实验中每次实验的电阻比不同,才能得到普遍结论,所以这次实验得到的结论不可信。
故答案为:(1)断开;(2)2;越大;(3)不可信;要得到普遍规律,实验中每次实验的电阻比值应不同。
11.【解答】(1)连接电路时,开关应断开。实验时,为得出普遍性的结论,灯L1和灯L2的规格应不相同;
(2)闭合开关后,小明发现两灯都不发光,于是分别把电压表接在图甲中AB两点、BC两点及AC两点,测得数据分别是UAB=3V,则说明AB之外的电路为通路,UAC=3V,说明AC之外的电路为通路;说明AB之外的电路为通路;UBC=0V,说明BC之外的电路为断路,小明检查发现只有灯L1和灯L2中的一盏出现故障,则故障可能是L1断路;
(3)处理好故障后,小明把电压表接在AB之间重新测量,电压表选用大量程,示数如图乙所示,电压表的分度值是0.5V,电压为2V,为了使实验结果更准确,接下来小明应该:断开开关,换接电压表0~3V;
(4)正确实验后,小明分析多组数据得出结论:串联电路的总电压等于各部分电压之和。
故答案为:
(1)断开;不相同;(2)L1断路;(3)0.5;换接电压表0~3V;(4)串联电路的总电压等于各部分电压之和。
12.【解答】(1)滑动变阻器的滑片P向右移动,电路中电流变大,即电阻变小,故变阻器右下接线柱连入电路中与电阻串联,如下所示:
(2)若定值电阻R短路,电压表示数为0,电流表有示数;
若定值电阻R断路,电流表示数为0,电压表串联在电路中测电源电压,有示数。所以故障为定值电阻R断路;
(3)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像,由图像可知R两端的电压为:
U=IR=0.6A×5Ω=﹣﹣﹣=0.2A×15Ω=3V;
当R的电阻由5Ω更换为10Ω时,电阻变大,分压增多,电压表示数增大,根据控制变量法知在探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持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,使电压表的示数为3V;
根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:
U滑=4.5V﹣3V=1.5V,变阻器分得的电压为电压表示数的0.5倍,根据分压原理,当接入15Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:
R滑=0.5×15Ω=7.5Ω,故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少7.5Ω的滑动变阻器。
故答案为:(1)

(2)断路;
(3)3;左;电压;7.5。
13.【解答】(1)由图可知,闭合开关后,R1与R2并联,A1测量R1中电流I1,A2测量R2中电流I2,A3测量干路中的电流I。若电路正常,根据并联电路的电流特点可知,A3的示数大于A1示数,A3的示数大于A2的示数;
现A1的示数为零,可能:
①R1支路断路,电路为R2接在电源上的简单电路,因A2与A3是串联,它们示数应相同,这与已知矛盾;
②A1短路,则A3测量干路电流,A2在支路测量支路电流,A3示数大于A2的示数,与已知相符。
故电路故障为:接线时使电流表A1短路;
(2)根据并联电路的电压特点可知,各支路两端的电压等于电源电压:U1=U2=U=8V,
若两个支路均选用同量程电流表,当被测电流值大于电流表量程的一半时,干路电流大于支路所选量程,干路需选大量程(0~3A),支路选小量程(0~0.6A),可支路电流即使都达到电流表量程,干路的电流最大为0.6A+0.6A=1.2A<1.5A;综合分析可知,干路和一个支路都需选大量程电流表,另一支路需选用小量程电流表。
由题意知,支路中电流要大于所选电流表量程的一半,对于选大量程电流表的支路,根据欧姆定律可知R===5.3Ω,支路电阻需小于等于5.3Ω,由可供选择电阻可知选R1=5Ω;小量程支路的电流要小于等于0.6A,根据欧姆定律可知R===13.3Ω,且支路的电流要大于等于0.3A,R===26.7Ω,故13.3Ω≤R2≤26.7Ω,因此R2=20Ω。
故答案为:(1)接线时使电流表A1短路;(2)5Ω、20Ω。
14.【解答】(1)由图知电压表并联在滑动变阻器的两端,所以电压表测量滑动变阻器两端的电压;
(2)由图知电压表并联在滑动变阻器的两端,当电流表的示数减小时,由I=知在电压一定时电路的电阻增大,所以将滑动变阻器滑片向右移动;
(3)表格中第5次的功率值为:
P=UI=7.50V×1.50A=11.25W;
(4)只通过一次实验不能探究得出可靠的实验结论,需要多次测量找普遍规律。
故答案为:(1)滑动变阻器;(2)右;(3)11.25;(4)不可靠、只通过一次实验不能探究得出可靠的实验结论,需要多次测量找普遍规律。
15.【解答】(1)根据Q吸=cm△t 知,只有两个烧瓶中装入初温度和质量均相同的煤油时,才能通过煤油的温度变化量来反映电流产生热量的多少;
若将烧瓶中装有水,则由Q=cm△t可知:在相同质量的水和煤油中,吸收的相同的热量时,由于水的比热容大,温度升高的度数少,温度计的示数变化不明显,故为了实验效果明显,应选用质量相同的煤油而不用水;
实验中通过观察两支温度计示数变化来比较电流产生的热量的多少,这用到了转换法;
(2)如图甲所示,两电阻串联,通过两电阻的电流和通电时间相同,改变电阻,可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系;
(3)如图乙所示,两烧瓶中装有阻值相同的电热丝,闭合开关,控制电阻和通电时间相同,通过调节滑动变阻器改变电路的电流,观察同一只烧瓶中煤油升高的温度计的示数变化,可以探究电流通过导体产生的热量与电流的关系。
故答案为:(1)煤油;两支温度计示数变化;(2)电阻;(3)不同;电流。
16.【解答】(1)滑动变阻器有保护电路的作用,开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处,故位于B端;
(b)两次实验中,电阻和电流大小均相同,通电时间不同,(b)中温度计升高的示数较大,说明电流通过电阻产生的热量多,可得结论:在电流大小和电阻大小相同时,通电时间越长,电流通过电阻产生的热量越多;
(c)(c)实验中电流表示数变大,根据欧姆定律可知电路中的总电阻变小,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,故应向A端移动滑片;
(b)、(c)两次实验中,电阻大小和通电时间均相同,(c)中电流大于(b)中电流,且温度计升高的示数较大,说明电流通过电阻产生的热量多,可得结论:在通电时间和电阻大小相同时,电流越大,电流通过电阻产生的热量越多;
(d)实验只能得到定性结论,主要原因是实验中只能通过温度计示数的变化量来反映电流通过电阻产生的热量的多少,无法精确测量电阻产生的热量;
(2)开关闭合后,电压表有示数,说明电压表与电源接通,但电流表无示数,说明电路中有断路的地方,电路故障是R2断路;
从图乙中可知,闭合开关后,两电阻丝和滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量R2两端的电压。
电压表选择大量程,分度值为0.5V,示数为8V,电流表选择小量程,分度值为0.02A,示数为0.5A;
根据欧姆定律可知R2的阻值R2===16Ω;
已知R1=10Ω<R2,根据Q=I2Rt可知一段时间后,电阻丝R2产生的热量多,故观察到电阻丝R2所在锥形瓶中的温度计示数升高的比较多;
(3)电炉丝和导线串联,故电炉丝的电流等于导线的电流,电炉丝的电阻大于导线的电阻,根据Q=I2Rt可知通电相同时间,电炉丝产生的热量大于导线产生的热量,故电炉工作时,电炉丝发热明显、而与电炉丝相连的导线发热不明显。
故答案为:(1)B;(b)在电流大小和电阻大小相同时,通电时间越长,电流通过电阻产生的热量越多;(c)A端;在通电时间和电阻大小相同时,电流越大,电流通过电阻产生的热量越多;(d)实验中只能通过温度计示数的变化量来反映电流通过电阻产生的热量的多少,无法精确测量电阻产生的热量;
(2)R2断路;8;0.5;16;R2;(3)等于;大于。
17.【解答】(1)①火柴头与电阻丝接触,闭合开关一段时间后火柴头燃烧,火柴头获得了能量,是电阻丝通过热传递的方式传递给火柴头的。
②火柴头与电阻丝接触,闭合开关过一段时间后火柴头才燃烧,说明电阻丝产生的热量与通电时间有关。
(2)①相同时间内仅有一根电阻丝上的火柴头燃烧,说明这根电阻丝在相同时间内产生的热量较多。
②闭合开关较长时间后,发现两电阻丝均发热,但火柴头都没有燃烧,说明两根电阻丝产生的热量都不够多,可以换用电阻对比更明显些的电阻丝来进行实验对比,故C符合题意。
(3)改变两电阻丝的连接方式即将两电阻丝并联,这样虽然控制了两电阻丝两端电压相同,根据I=可知通过两电阻丝的电流不一定相同,故没有能控制流过电阻丝的电流相同。
故答案为:(1)①热传递; ②有关;(2)①能; ②C;(3)不能;两电阻并联时,电压相同,由于电阻不同,电流也不同,不能控制电流相同,所以不能。
18.【解答】(1)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,根据转换法,实验中通过观察U形管液面高度的变化来反映电阻产生热量的多少;
①探究物体的动能跟哪些因素有关时物体动能的大小通过木块被推动的距离来反映,这用到了转换法,故①符合题意;
②探究杠杆的平衡条件多次实验找普遍规律,没有采用转换法,故②不符合题意;
(2)连接好电路后闭合开关,通电一段时间,观察到右侧液面高于左侧液面,说明右侧电阻大产生的热量多,故可以得出在电流和通电时间相同的情况下,电阻越大,产生的热量越多;
(3)由图知,U形管内注入适量红墨水,有一端上端不开口,下端连通,所以不属于连通器;
图乙装置中,R1=R2=R3,其中R3与R2并联,根据并联电路的电流关系可知,通过这两个电阻的电流是不同的,故目的是使通过R1和R2的电流不相等;
(4)某小组在利用乙图装置实验时,发现左右两侧U形管液面上升高度相同,说明左右两侧产生的热量相同,因为R1=R2,且R1和R2产生的热量相同,说明R3中没有电流,故可能电阻R3断路了。
故答案为:(1)液面的高度差; ①;(2)电阻;(3)不是;电流;(4)电阻R3断路。
19.【解答】(1)装置中右侧容器中两个电阻并联后再与左侧容器中一个5Ω的电阻串联,根据串联电路的电流特点可知,右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等,即I右+I1=I左,即通过左右两密闭容器内电阻丝的电流不同;
探究电流通过导体产生的热量与电流的关系时,要控制右侧容器中的电阻和左侧容器中5Ω的电阻阻值相等,则右侧容器内电阻丝的阻值应为5Ω;
(2)根据并联电路的电压特点和两电阻阻值相等,可知支路中电流相等,I右=I1,根据I右+I1=2I右=I左,可知I右=I左=×1A=0.5A;
左侧U形管中液面高度差大于右侧U形管中液面高度差,说明左侧电阻产生的热量多,则可得出结论:在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;
(3)电流通过导体会产生热量,叫做电流的热效应,其能量转换是电能转化为内能。
故答案为:(1)电流;5;(2)0.5;在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;(3)热;电;内。
20.【解答】(1)测量小灯泡电功率的实验原理是P=UI;
(2)闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P滑到 阻值最大处b端;
由图可知,电源电压为3V,电压表应选0~3V的量程,如图所示:

(3)小灯泡都不发光,电流表指针几乎不偏转,则电路可能断路,而电压表有示数,说明电压表与电源连通,则原因可能是与电压表并联的灯泡断路;
(4)由图2和图3可知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,流过电阻的电流为0.34A;
(5)因为灯泡的额定电压为2.5V,电流表的示数为0.34A,则灯泡的额定功率:P=UI=2.5V×0.34A=0.85W;
当电压表示数为1.5V时,小灯泡两端的电压小于额定电压,故小灯泡的亮度比正常发光时暗。
故答案为:(1)P=UI;(2)b;如图所示;(3)断路;(4)0.34;(5)0.85;暗。
21.【解答】(1)电流从电源正极依次经过开关、滑动变阻器、电流表以及灯泡回到电源负极,电压表并联在灯泡两端,根据实物图可知,滑动变阻器的左上接线柱与灯泡相连的导线错误,如下图所示:
(2)根据实物图和图乙可知,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.28A,
则灯泡的额定功率:PL=ULIL=2.5V×0.28A=0.7W;
(3)根据图丙可知,当小灯泡两端电压为1.5V时,通过小灯泡的电流为0.25A,所以由I=可知,
此时小灯泡的阻值:RL′===6Ω,
小灯泡正常发光时的电阻:RL==≈8.9Ω,
由此可见,当小灯泡两端电压升高时,其电阻逐渐变大,故选:C。
故答案为:(1)如上图所示;(2)0.7;(3)6;C。
22.【解答】(1)图甲中,连接电路时,为了保护电路,开关应处于断开状态;
(2)原图中导线接在滑动变阻器的电阻丝两端,应采用一上一下的接法,根据滑片R向A端移动时接入电路中的电阻变大可知,应接B接线柱,改正后的电路如图所示:
(3)灯泡不发光,可能是电路电流太小,也可能是电路断路或小灯泡被短路,故正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电路不一定出现了故障;
(4)灯在额定电压下正常发光,示数为1.8V小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向B移动,直到电压表示数为额定电压;
此时小灯泡两端的电压增大,通过的电流增大,小灯泡的实际功率变大,小灯泡的亮度变大;
(5)由图乙所示I﹣U图像可知,灯泡两端的电压等于额定电压2.5V时,通过灯泡的电流等于0.25A,则灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W;
由图象知,当小灯泡两端电压增大时,通过的电流也增大,实际电功率增大,灯丝温度越高,电阻越大。
故答案为:(1)断开;(2)如图所示;(3)不一定;(4)B;亮;(5)0.625;温度。
23.【解答】(1)小灯泡的额定电压为2.5V,则电压表选用小量程,滑动变阻器的滑片P向A端移动时,电流表示数变大,电阻变小,故左下接线柱应接入电路,如图所示:
(2)A.若电流表内部断路了,则整个电路断路,两表都没有示数,不符合题意;
B.若灯座内部出现了短路,电压表没有示数,电路为通路,电流表有示数,符合题意;
C.若灯泡的灯丝断了,电流表没有示数,电压表串联在电路中测电源电压,有示数,不符合题意;
故选:B;
(3)由图乙可知,当电压表的示数为2.5V,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,小灯泡的额定功率为:P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
(4)A.将电流表分别串联在电路中的不同位置,可以测出不同位置的电流,故可探究串联电路中的电流规律;
B.用电压表分别测量灯与变阻器的电压以及电路两端的总电压,故可探究串联电路中的电压规律;
C.探究电流与电压的关系,要控制电阻大小不变,而灯的电阻随温度的变化而变化,故不能探究电流与电压的关系;
故选:C;
(5)实验步骤:
①闭合开关S、S1,断开S2,调节滑片P使电压表读数为U额,此时小灯泡正常发光;
②不改变滑动变阻器滑片P的位置,闭合开关S、S2,断开S1,记录电压表此时读数为U;
③在①中,电压表测灯的电压,灯正常发光,在②中,电压表测灯与定值电阻的电压,因此时各电阻的大小和电压不变,灯仍正常工作,
根据串联电路电压的规律,此时定值电阻的电压:U0=U﹣U额,
由欧姆定律可得,灯泡的额定电流:IL=I0=,
所以小灯泡额定功率的表达式:P额=U额IL=U额×。
故答案为:(1)见解答;(2)B;(3)0.3;0.75;(4)C;(5)U额×。
24.【解答】(1)导体沿竖直方向运动(上下移动),运动方向与磁场平行,因为不切割磁感线,所以不会产生感应电流,指针不发生偏转;导体沿水平方向运动(左右移动),运动方向与磁场垂直,因为切割磁感线,所以会产生感应电流,指针发生偏转;
(2)通过这个实验现象得出初步结论:闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时,导体中就会产生电流;
(3)要产生感应电流,需要满足两个条件:①闭合电路,②部分导体做切割磁感线运动。
在图中,导体(线圈)没有运动,但磁体向下运动;或磁体不动,导体(线圈)向上运动,都属于相对运动,也相当于导体都做切割磁感线运动。故有感应电流产生,灵敏电流计的指针会偏转。
故答案为:(1)不偏转;偏转;(2)切割;(3)偏转;偏转。
25.【解答】(1)①同种合金材料制成的a、b、c三条电阻丝中,a、b长度相同,b、c粗细相同,
不考虑温度对电阻的影响时,三电阻丝分别接入电路时,电流表的示数不同,说明三电阻丝的阻值不相等,
故可得结论:电阻大小不仅跟导体横截面积有关,还跟导体长度有关;
②由图2可知,c电阻丝接入电路中时,电路中的电流最大,电源的电压一定时,由I=可知,c电阻丝的阻值最小。
(2)①根据电流流向法结合甲电路图可知,电流从电源的正极出发,依次经开关、电流表、电阻丝、滑动变阻器回到电源的负极,然后把电压表并联在电阻丝两端,
由甲电路图可知,当滑片左移时,变阻器接入电路中的电阻变小,则滑动变阻器的左下方接线柱和任意上方接线柱串联在电路中,如下图所示:
②闭合开关后,当滑片P向右移动时,变阻器接入电路中的电阻变大,电路的总电阻变大,
由I=可知,电路中的电流变小,a电阻丝两端的电压变小,即电压表的示数变小;
当滑片P移到某一位置时,电压表的示数为1.2V,由图丙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,电路中的电流为0.3A,
则a电阻丝的阻值Ra===4Ω;
接着他多次改变滑片位置测量a电阻丝的电阻值,并求出平均值Ra′,其目的是减小误差;
③若电源电压为6V,Ra′=Ra且保持不变,当电压表的示数Ua=3V时,电路中的电流I===0.75A>0.6A,
所以,电路中的最大电流为0.6A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,
此时电路的总电阻R总===10Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值R滑小=R总﹣Ra′=10Ω﹣4Ω=6Ω,
则滑动变阻器的最大值应不小于6Ω。
故答案为:(1)①长度;②c;(2)①如上图所示;②变小;4;减小误差;③6。
26.【解答】(1)电压表的“3”接线柱已接入电路,需要把“﹣”接线柱接到定值电阻的左边接线柱,使电压表并联在定值电阻两端,连好的实物图如下图所示:

(2)发现电流表指针几乎没有偏转,说明电路总电阻很大或断路,电压表指针迅速偏转到满偏刻度外,说明电压表与电源连通,所以原因是定值电阻断路导致电压表串联在电路中,故选B;
(3)滑动变阻器与定值电阻串联,若电源电压一定,由串联电路特点知:①定值电阻越大,电压表示数越大;②滑动变阻器电压越大,定值电阻两端电压越小,电压表示数越小;现在无论如何调节滑动变阻器都不能使定值电阻两端电压达到1V或1V以下,可能是因定值电阻的阻值太大造成的,也可能是因为滑动变阻器分压太小造成的;也可能是电源电压太大造成的;
故选C;
(4)由图丙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,所以电流表的示数为0.1A;
(5)根据表格中的数据利用描点连线的方法做出图像,如下图所示:

(6)根据多次测量数据描绘出电流随电压变化的如图所示,由图像是一条过原点的直线可以得出的结论是:当导体电阻不变时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
故答案为:(1)如下图:

(2)B;(3)C;(4)0.1;
(5)如下图:

(6)正比。
27.【解答】(1)连接电路图,使闭合开关时滑动变阻器连入电路的阻值最大,滑动变阻器采用一上一下的连接方式,故选择右下接线柱,因小灯泡的额定电压为3.8V,选择电压表的量程为0~15V,与小灯泡并联连接,连接电路如图所示:
(2)连接好电路之后,闭合开关,移动滑片,发现小灯泡始终不发光,电流表示数为零,可以判断电路是断路,由此可判断猜想小灯泡短路是错误的;又进一步观察到电压表有示数,说明电压表与电源之间的电路连接是通路,最终确定猜想小灯泡的灯丝断了是正确的;
(3)如图乙所示,电流表选用的是小量程,分度值为0.02A,电流表的示数为0.3A,此时小灯泡的电压为额定电压3.8V,根据功率公式计算可得小灯泡的额定功率为:P=UI=3.8V×0.3A=1.14W;
(4)闭合开关,保证小灯泡发光的情况下,无论如何移动滑片,电压表示数始终高于2.5V,说明小灯泡两端的电压较大,应采取措施减小灯泡两端的电压,根据串联电路中电流和电压规律可知,可以通过增加电路中总电阻的方法,降低电路中的电流,使灯泡两端的电压减小,故换最大阻值较大的滑动变阻器和串联定值电阻的方法可行,故A错误,B正确;还可以从电源电压考虑,减小电源电压,即减少电池个数,故C正确,D错误;
故选:BC;
故答案为:(1)如图所示;(2)②;①;(3)1.14;(4)B;C;
28.【解答】(1)实验中,要通过滑动变阻器来改变小灯泡两端的电压,所以滑动变阻器应与小灯泡串联,如图甲所示,滑片位于滑动变阻器的右端,要使其接入电路的阻值最大,应选择左侧下接线柱接入电路,如图所示;
(2)闭合开关,导线M断路时,小灯泡开路,电压表在电路中相当于断开,则电路中的电流几乎为零,即电流表的示数为0A;电压表相当于测量电源两端电压,即电压表的示数为3V;
(3)由图甲可知,电压表测量小灯泡两端电压,由图乙可知,电压表所选量程为0~3V的量程,分度值为0.1V,示数为:1.5V;电流表所选量程为0~0.6A的量程,分度值为0.02A,示数为:0.24A,小灯泡此时的功率为:P=UI=1.5V×0.24A=0.36W;
(4)①在第1步实验中,仅闭合S1,R2调至5Ω时,R2与L串联,电路中的电流为0.3A,即通过小灯泡的电流IL1=I额=0.3A,小灯泡正常发光,
电路中的总电阻为:R总=R2+RL;
在第2步实验中,仅闭合S2、R1与R2串联,当电路中的电流仍为0.3A时,电路中的总电阻为:R总′=R2′+R1;
由欧姆定律可知,在电源电压恒定时,两次电路中的电流相等,则两次电路的总电阻相等,即R总=R总′,
由此可得:5Ω+RL=9Ω+6Ω,
则小灯泡正常发光的电阻为:RL=10Ω,
小灯泡的额定功率为:P额=U额I额=I额2RL=(0.3A)2×10Ω=0.9W;
②在设定的4种调整中,只要能测出小灯泡正常发光时的电阻,就可利用公式P额=U额I额=I额2RL求得小灯泡的额定功率。
A、将R1换成导线。当只闭合S1时,L与R2串联,调节R2,使电流表的示数为0.3A,则小灯泡正常发光,读出电阻箱的阻值为R2;当只闭合S2时,L被短路,调节R2,使电流表的示数仍为0.3A,读出电阻箱R2的阻值为R2′,则小灯泡正常发光的电阻为:RL=R2′﹣R2,故A调整仍能完成小灯泡额定功率的测量;
B、将R2换成导线。当只闭合S1时,只有L连入电路,电路中的电流大小不一定刚好为0.3A,故不能确保小灯泡是否正常发光;若同时闭合S1、S2,L与R1并联,两者互不影响,也不能确保L是否正常发光,故B调整不能完成小灯泡额定功率的测量;
C、将R2换成适当规格的滑动变阻器。当只闭合S1时,L与滑动变阻器串联,调节滑动变阻器,使电流表的示数为0.3A,则小灯泡正常发光;当只闭合S2时,保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节R1,使电流表的示数仍为0.3A,读出电阻箱的阻值为R1,则小灯泡正常发光的电阻为:RL=R1,故C调整仍能完成小灯泡额定功率的测量;
D、在实验操作时,先闭合的开关是S2。如图丙所示,当仅闭合S2时,R1与R2串联,分别调节两个电阻箱,使电流表的示数为0.3A,
读出两电箱的示数分别为:R1和R2;当仅闭合S1时,L与R2串联,调节R2,使电流表的示数为0.3A,则小灯泡正常发光,读出电阻箱R2的阻值为R2′,
则小灯泡正常发光的电阻为:RL=R1+R2﹣R2′,故D调整仍能完成小灯泡额定功率的测量;
故选:ACD。
故答案为:(1)如图所示;(2)3;0;(3)0.36;(4)①10;0.9;②ACD。
29.【解答】(1)由电路图可知,滑片左移时变阻器接入电路中的电阻变小,则变阻器左下方接线柱必须接入电路中,如下图所示:
(2)由电路图可知,两电热丝串联在电路中,这是为了控制通电时间相同和控制电流相同;
根据转换法可知,电阻丝放出热量的多少,是通过温度计示数的变化进行比较的;
(3)为了便于比较两根电阻丝通过电流后产生热量的多少,a、b两瓶中要装入质量相等、初温相同的同种液体;
因为煤油的比热容比水的比热容小,相同质量的煤油和水比较,吸收相同的热量,煤油温度升高的多,用煤油做实验效果更明显,便于观察;
(4)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电路中的电流变成实验一中电流的2倍,且通电时间相同,
由Q=I2Rt可知,电阻丝产生的热量是原来的4倍,
由Q吸=cm△t的变形式△t=可知,用电阻丝R1加热的煤油,温度升高量△t1′大于2△t1,
该实验说明电流产生的热量与电流不成正比例关系;
(5)实验中两电阻丝串联,通过的电流和通电时间相同,为控制相同时间两液体吸热相同,根据Q=I2Rt可知,选用的两根电阻丝的阻值应相同;
假设a烧瓶中液体的质量为m,瓶中电阻丝的阻值为R,测出通过它的电流为I,通电一段时间t后,电热丝放出的热量Q=I2Rt,
温度计的示数变化量为△t,若不计热量损失,放出的热量全部被液体吸收,由Q吸=cm△t可得,a液体的比热容:c==。
故答案为:(1)如上图所示;(2)电流相同;温度计的示数变化;(3)质量;小于;(4)大于;不成;(5)相同;c=。
30.【解答】(1)如图所示:
(2)电路连接正确后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,即最右端;闭合开关,电流表有示数,则电路为通路,发现小灯泡不亮,电压表的示数为0V,产生这种现象的原因是灯泡短路;
(3)由图乙可知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.16A,即通过小灯泡的电流是0.16A;
此时小灯泡的实际功率P=UI=2V×0.16A=0.32W;
(4)由丙图的U﹣I图像可知,当小灯泡的电压为额定电压U额=2.5V时,电流I=0.2A,
小灯泡的额定功率P额=U额I=2.5V×0.2A=0.5W;
由丙图的U﹣I图像可知,U越大,I也越大,根据P=UI可得:小灯泡两端的实际电压越大,实际功率越大;
(5)调节滑动变阻器滑片使电压表示数为U额,接着保持滑片位置不变,
根据电流从电压表正接线柱流入,将将电压表B点的接线改接到C点,观察并记录电压表示数U,因为各个电阻的大小和电压大小都不变,灯泡仍然正常发光,根据串联电路的电压规律,定值电阻的电压为:U0=U﹣U额,
由欧姆定律,通过定值电阻的电流:
I0==,
根据串联电路的电流规律,通过定值电阻的电流即为小灯泡的额定电流,则小灯泡的额定功率可表示为:
P额=U额I额=U额×,
在实验操作中,因电压表选用0~3V的量程,故定值电阻的最大电压不能超过3V﹣2.5V=0.5V,因小灯泡正常工作时电流为I=0.2A,由欧姆定律I=,故R0的最大值不能超过:R0max===2.5Ω。
故答案为:(1)如答图所示(2)右;灯泡短路;(3)0.16;0.32;(4)0.5;大;(5)B;U额×;2.5。
31.【解答】
(1)观察图甲可知由于开关与灯泡之间的导线连接错误,电压表串联在电路中,所以闭合开关后,导致电压表测量电源电压,电压表有示数,由于电压表相当于开路,则电流表的没有示数;要测灯的额定功率,应将电压表并联在灯泡两端,如下图:
(2)图乙中电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为1.8V,小于灯泡的额定电压2.5V,应增大灯泡的电压,根据串联电路电压的规律,应减小滑动变阻器的电压,由分压原理可知,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向左移动,直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V;
(3)根据图丙所示的小灯泡电流随电压变化的关系图象知,灯在额定电压2.5V时的电流为0.25A,则小灯泡的额定功率是:
P额=U额I额=2.5V×0.25A=0.625W;
(4)测量小灯泡的电功率不需要多次测量求平均值,原因是灯泡在不同电压下的功率不同;
(5)在实际测量过程中,调节滑动变阻器接入电路中的电阻减小时,灯泡两端电压增大,电流也增大,根据欧姆定律可知电路中总电阻变小,
由于灯泡两端电压增大,电流增大,则灯泡的功率变大,由于灯泡电阻受温度的影响,则灯泡的电阻会变大,
根据R=R滑+R灯可知:只有当滑动变阻器接入电路中的电阻减小量ΔR1大于灯泡的阻值增加量ΔR2才会让总电阻变小;
(6)根据上面的分析,具体步骤:
①开关S、S1闭合,S2断开,滑动变阻器滑片右边的电阻与灯泡串联,电压表测变阻器的电压,要使小灯泡正常发光,则灯泡两端的电压:UL=U额=3V,
根据串联电路电压的规律可得:U滑=U﹣UL=9V﹣3V=6V,所以,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为6V,则灯泡正常发光;
②保持滑片位置不动,开关S、S2闭合,S1断开,滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联,电压表测量变阻器滑片右边电阻两端的电压,此时电压表示数为U右=4V;
由于滑动变阻器的全部电阻连入电路,为了间接测出定值电阻R两端的电压,所以需要测出滑动变阻器两端的电压,故再将滑动变阻器的滑片移至最左端,此时电压表示数为滑动变阻器两端的电压,即U′=7V;
③在②中,滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联,
根据串联电路电压的规律可得,R的电压为:
UR=U=U′=9V﹣7V=2V,
由分压原理可得:=,
所以变阻器滑片右边电阻的阻值:
R右=×R=×10Ω=20Ω;
故在①中,灯的额定电流为:
IL===0.3A,
则小灯泡的额定功率:
P额=ULIL=3V×0.3A=0.9W。
故答案为:(1)电压表;如上所示;(2)左;(3)0.625;(4)不需要;灯泡在不同电压下的功率不同;(5)>;(6)①6;②左;③0.9。。
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