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中考必刷实验探究题(5)欧姆定律、电磁、电能
一、欧姆定律
1.(2021八上·兰溪月考)铅笔芯的主要成分是石墨,软硬程度不同的铅笔其用途是不同的,例如作画用6B软铅笔,写字用软硬适中的
HB 铅笔,制图用6H硬铅笔,其铅笔芯都是导体,小明猜想铅笔芯的电阻大小可能与其软硬程度有关,于是他选取了干电池、软硬程度不石墨木材
金属橡皮 铅笔芯 铅笔同的铅笔芯、小灯泡、开关、导线,设计实验对以上问题进行探究,
如果你参与小明的探究活动,你认为:
(1)在图中标出的制成铅笔的几种材料中,通常情况下属于绝缘体的是
(2)小明在选取软硬程度不同的铅笔芯的同时,应考虑他们的 和 是相同的。(3)在考虑以上因素的基础上,若图甲中铅笔芯的硬度比图乙中大,闭合开关后,小明观察到甲图 灯泡较亮,可确定甲图中铅笔芯的电阻 (选填“大”或“小”),说明铅笔芯的电阻与软硬程度 (填“有关或无关”)
(4)小华想借助电阻箱:用“替代法”较准确的测出铅笔芯的电阻.除了上述的器材和电阻箱外,他还需必备的器材是电流表;他的做法是:将电流表 (选“串联或并联”)在刚才的电路中,闭合开关读出电流表的示数为I,然后用电阻箱代替铅笔芯,调节电阻箱的电阻值, ,则电阻箱接入电路的阻值就是铅笔芯的电阻值.
2.(2019·台州模拟)最近,小明家里的电灯经常忽明忽暗。小明从学校借来实验仪器,想通过实验来研究产生这种现象的原因。
(1)图甲是小明连接的部分电路,还有两条导线没有连上。请你用笔画线代替导线,帮助小明将电路连接完整。要求:滑动变阻器的滑片向左边移动时,电路中的电流变大。
(2)闭合开关,将滑动变阻器的滑片向左边滑动,小灯泡慢慢变亮,电压表示数逐渐变大;接着又向右移动滑片,小灯泡又逐渐变暗,电压表示数也逐渐变小。小明分析:“电灯忽明忽暗是 造成的”。
(3)小明在小灯泡上只看到“0.3A”的字迹,其他看不清楚。于是,在电路中加接了一只电流表继续实验。闭合开关后他发现电压表指针有明显偏转,而电流表示数却为0,他无论怎么移动滑片,量表的示数也没有改变。如果故障只在滑动变阻器或小灯泡上,他应该 。
A.换一个好的滑动变阻器,因为它断路了
B.换一个好的滑动变阻器,因为它短路了
C.换一个好的小灯泡,因为它断路了
D.换一个好的小灯泡,因为它短路了 解决问题后,实验数据记录如右表。当电流表的示数为0.3A时,电压表示数如图乙所示。
(4)小明结合学过的电学知识进一步分析:家里的电灯有时虽然暗些,但是电灯的实际功率变小了,消耗的电能也少了,那么此时家里使用电热水壶烧水倒是可以省电了。小明的想法对吗?请简要说明理由 。
3.(2018·台州模拟)用图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”,电源电压15V保持不变,滑动变组器的规格是“50Ω 2A”,阻值为10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω的定值电阻各1个,电流表量程0~0.6A、0~3A,电压表量程0~3V、0~15V。
实验次序 R/Ω I/A
1 10 0.59
2 20 0.30
3 30 0.20
4 40 0.15
5 50 0.12
(1)根据图甲将图乙所示的实物图连接完整,电压表量程选择应满足能测量5组数据。
(2)要完成预定实验探究任务,滑动变阻器除了保护电路外,另有一个重要作用是 。
(3)如表为另一同学提交的实验数据,老师指出第4、5组的数据不符合实际,理由 是 。
4.(2018·拱墅模拟)在“伏安法测定值电阻”的实验中,小金同学所用的电源电压恒定不变,但电源电压未知,滑动变阻器标有“20Ω 1.5A”字样,电压表和电流表的量程合适,但已连接了部分电路,如图甲所示。请你接着完成下列问题:
(1)用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整。
(2)当电压表示数为 2.4V 时,电流表的示数如图乙所示,则电阻丝的电阻为 Ω。
(3)在某次实验时,小金连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片的过程中发现, 电流表示数变大时,电压表示数反而减小,电流表示数变小时,电压反而增大。经检查所用器材均完好,小金猜想电路连接有误。你认为出现上述实验现象的原因是 。
(4)小金正准备继续实验,发现电压表已损坏。他利用余下的电流表和滑动变阻器完成对 Rx 的再一次测量。请你在图丙中画出设计的电路图,并完善下列步骤。
①照电路图连接好电路 ;
②调节滑动变阻器的滑片,使接入电路的阻值为0 时,读出电流表的示数 I1;
③调节滑动变阻器的滑片,使接入电路的阻值为最大值时,读出电流表的示数 I2;
④据已知条件和测量结果,写出定值电阻的表达式:Rx= 。
5.(2017·浙江模拟)用图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”,电源电压15V保持不变,滑动变阻器的规格是“50Ω 2A”,阻值为10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω的定值电阻各1个,电流表量程0~0.6A、0~3A,电压表量程0~3V、0~15V。
(1)根据图甲将图乙所示的实物图连接完整,电压表量程选择应满足能测量5组数据。
(2)小明将10Ω的电阻接入电路中,闭合开关,多次移动滑动变阻器的滑片,记录对应的几组电表示数.此过程小明实际探究的问题是 。
(3)如表为另一同学提交的实验数据,林老师指出有的数据不符合实际,你认为不符合实际的是实验次序 的数据,理由是 。
实验次序 R/Ω I/A
1 10 0.59
2 20 0.30
3 30 0.20
4 40 0.15
5 50 0.12
6.(2021·婺城模拟)小明用如图甲所示电路探究电流与电阻的关系,电源电压3V,电阻R有4个阻值(5Ω、10Ω、15Ω、25Ω)供选用,滑动变阻器R0规格为“10Ω 2A”。请回答:
(1)闭合开关后,小明发现电流表、电压表示数均为0,他将一根导线的一端接电源正极,另一端依次试触a、b、c、d各接线柱,当接触到d时,电压表开始有示数且为3V,电流表示数仍为0,经进一步检查,电流表及各接线处均完好,则电路中所有可确定的故障是 。
(2)排除故障并将问题元件进行同规格更换,此时R的阻值为5Ω,闭合开关,调节滑片P,使电压表示数到达某一数值,此时电流表示数如图乙所示,该示数为 A。小明将R阻值换成10Ω后,接下去的操作是 。
(3)下列图像中,能大致反映本实验中各物理量之间关系的是 。(填字母编号)
7.(2021·婺城模拟)为了探究“通过导体的电流与电阻的关系”,小明利用电压为4.5伏的电源,标有“20欧,1.5安”的滑动变阻器、开关、电压表、电流表等仪器进行实验。请回答:
(1)图乙是对应的未连接完整的实物图,根据图甲所示的电路图,请用笔画线代替导线完成该实物图的连接。
(2)小明第一次实验用的定值电阻R0的阻值为5Ω,闭合开关后,记下电流表的示数为I1:第二次实验仅将电阻R换成10Ω的定值电阻,闭合开关后,记下电流表的示数为l2。根据这样的实验步骤,可以发现I2 I1/2(填“<”、“=”或“>”),因此,小敏认为导体两端电压一定的情况下,电流跟电阻不成反比。你认为他这样得出的结论是 (填“正确”或“错误”)的。
(3)意识到问题所在,小明重新实验,在多次改变R0的阻值后得出图丙所示的电流I随电阻R0变化的图象,从而得出正确结论。实验结束后,小明进一步对滑动变阻器接入的阻值R1与电路中电流大小关系进行探究,并继续画出R-I图像,则对应的图像是图丁中的曲线 (填图中曲线序号)。
8.(2021·婺城模拟)小明利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系。需要的器材有:电压为6V的学生电源(电源电压恒定)、滑动变阻器的规格为“50Ω,2A",以及阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的5只定值电阻。
(1)实验步骤如下:
a.请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整(导线不允许交叉)。
b.实验中多次改变R的阻值,并调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,然后记下电流表的示数,得到电流I随电阻R变化的图象,如图丙。
(2)上述实验中,小明用5Ω的电阻做完实验后,接下来的操作是 ,然后再将10Ω的电阻接入电路,闭合开关,移动滑片,使电压表示数为 V时,再次读出电流表的示数。
(3)实验中,学生电源损坏,用新的干电池串联的电池组替代,若要完成上述实验,并且控制R两端的电压与(2)中相同,5只电阻都要用到,则干电池组最多不能超过 节。
9.(2021·奉化模拟)小科同学在测定标有“2.5V”小灯泡(电阻约为8Ω)额定功率的实验中,除了电流表、电压表、导线、开关、电池组(电源电压为6V)外,老师还提供了两个变阻器(A.标有“1750Ω 0.3A”的滑动变阻器;B.标有“50Ω 1.5A”滑动变阻器)。他按图甲所示的电路进行实验,实验时,他调节滑动变阻器滑片的位置,观察小灯泡发光的情况,并记录电表的示数(如下表所示)请回答下列问题:
(1)在这个实验中,你将选择 作为实验中的变阻器(填字母编号)。
(2)分析表中实验数据,可知小灯泡L的额定功率为 W
实验次数 V表示数/V A表示数/A
1 2.0 0.17
2 2.5 0.20
3 3.0 0.22
(3)小科同学分析表中实验数据后,发现还能求得小灯泡的电阻,于是他分别算出了所给的三种情况下小灯泡的电阻并取平均值。你认为小科同学的做法对吗?请说明理由
10.(2021·温州模拟)小科同学利用电压表和电流表测量电阻 R 的阻值(约 10Ω),电源选用两节干电池.
(1)检查电路,发现有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”,在图中补画出正确的连线。
(2)该同学检查电路连接正确后,闭合开关,可是无论怎样移动滑片,电压表示数总为 3V 不变,为查寻原因,接下来他应先进行的具体操作是_______。
A.检查开关是否接触良好 B.检查滑动变阻器是否短路
C.检查定值电阻是否断路 D.查看电流表是否有读数
(3)做完以上实验后,小科将电阻 R 换成一个额定电压为 3.8V,阻值约为 10Ω 的小灯泡,进行“测量小灯泡的额定电功率”的实验,则小科对电路必须进行的改动,方案是 。
二、电磁
11.(2020·温州模拟) 1901 年,挪威人伯克兰制造出世界上第一台电磁发射器,首开电磁炮先河。为了认识电磁炮的一些特性, 小海制作了一个电磁炮模型,其原理如图所示。螺线管通电后,在磁力作用下,铁制撞针迅速前移,推动炮弹射出炮筒。
(1)小海要增强电磁炮中螺线管磁场,下列方法可行的是 (选填字母)。
A.增加螺线管的线圈匝数B.改变线圈中的电流方向C.增大通过螺线管的电流
(2)模型做好后,小海提出了两个猜想:①炮弹射程远近与电压大小可能有关。①炮弹射程远近与炮弹质量可能有关。请你设计一个实验探究猜想②。
提供材料:电磁炮模型、三种不同质量的炮弹、电源、开关、导线、电压表、刻度尺
12.(2019·富阳模拟)看图并回答下列问题:
(1)小金研究环境因素对植物生长的影响,在墙壁上固定一个装置,装置内的幼苗种植在以铁丝固定的湿棉花上,并在地上放置光源照射此幼苗。经过一段时间后,幼苗会朝着固定的方向生长,如图(1)所示。山此你可得到结论 。
(2)如图(2)甲是一种电磁限流器的示意图。当电路中电流过大时,电磁铁吸引衔铁B,接点C、D被弹簧扣起(C、D为动触点),电路切断。如图(2)乙是小金同学设计的电磁限流器。两图相比,说出图甲的最大优点 。
(3)如图(3)所示,1911年,卢瑟福等人为了探究原子内部结构的奥秘进行了上述实验,他们用一束带正电,质量比电子大的多的高速运动的α粒子轰击金箔发现:①人多数α粒子能穿过金箔而不改变原来的运动方向②一小部分α粒子改变了原来的运动力向③有极少数α粒子被弹了回来。
请你根据原予结构的认识,分析上述现象的原因:
现象① 。
现象② 。
现象③ 。
13.(2019·浙江模拟)冰冰同学用图示装置进行了磁现象知识研究。在铁架台上面虚线框中是由可调电压的学生电源、导体ab(在下虚线框内)、保护电阻、开关组成一回路。下面虚线框中由蹄型电磁铁、滑动变阻器和开关、电源(在上虚线框内)构成回路。
(1)冰冰连接好电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,导体ab仍静止不动,检查发现电路连接正确、各实验器材都完好,请你帮忙分析出现上述情况的原因是 (写出一点即可)。
(2)找出问题并正确处理后,将变阻器的滑片P移到图示位置,闭合开关S,发现导体ab向右摆动,此实验现象可以说明 的工作原理。
(3)利用本实验装置及实验现象可以探究或说明的磁现象知识有 。
A.电流的磁效应 B.感应电流产生的条件
C.磁场对电流的作用 D.电磁铁的磁场强弱与电流大小的关系
14.(2020·北仑模拟)小科利用电磁铁、小磁铁、指针和刻度盘制成多量程电流表,结构示意图如图所示,其中A、B、C为接线柱,当电流通过电磁铁时,指针绕O点顺时针偏转;电路断开时,指针指O刻度线。
(1)若选择A、C为该电流表的接线柱,则应选择 为“+”接线柱,才能使电流表正常工作。
(2)若将电磁铁适当靠近小磁铁,则该电流表 。
A.零刻度将向右移动 B.指针将发生反偏
C.精确度将提高 D.量程将增大
(3)分析该电流表的结构示意图,判断该电流表量程最大时所选的接线柱是 。
15.(2020·台州)磁控防盗装置都装有干簧管(如图甲),千簧管由两个软铁片和玻璃管组成,软铁片的触点在弹力的作用下处于断开状态。当磁体靠近干簧管时,软铁片触点状态会会发生变化。
把条形磁体分别成置在乙图中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个位置时,触点的开合状态和软铁片的极性情况如下表。
磁体位置 竖直放置并靠近 竖直放置并靠近
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
触点状态 闭合 断开 闭合 ?
软铁片的极性情况 /
(1)铁片被磁化后.铁片与条形磁体相邻两端的磁极极性关系是 。
(2)当条形磁体水平放置并靠近干簧管时(图乙Ⅳ位置),干簧管触点状态为 。
(3)如图丙,门上磁控防盗装置内有一个紧直放置的干簧管,其内部简化电路如图丁、磁控防盗装置的工作原理是:夜间关上门,闭合开关S,启动防盗报警器、此时报警电铃不响;当盗贼打开门时,干簧管远离磁体,电铃响起。图丁虚线框中四种磁体摆放方式能满足工作要求的有 (选填图中的字母)。
16.为探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关,小科做了如下的实验。
步骤1:在水平桌面上放置一小车,小车上固定一块条形磁铁(如图)。
步骤2:当闭合开关时,小车会沿水平方向向右运动,记录小车在水平桌面上运动的距离s1。
步骤3:断开开关,把小车重新放在起始位置,依次向右移动变阻器滑片,闭合开关,记录小车在水平桌面上运动的距离。实验数据如下:
实验次数 1 2 3 4 5 6
电流的大小(安) 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2
小车运动的距离(厘米) 15 19 24 30 ? ?
(1)请你在图中用一根导线(用笔画线代替)完成实验电路的连接。
(2)通过本实验可得出的结是: 。
(3)小科在第4次实验后结束了实验,小明觉得实验数据还不够。重新连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,电流表均有示数分别记为第5次和第6次数据,小车始终不能向右前进,你认为可能是
(4)电磁铁的磁性不仅跟电流的大小有关,而且还与线圈的匝数有关,若要研究电磁铁磁性与线圈匝数的关系,已知线圈的电阻不能忽略,那么将滑动变阻器的连接线从a处移动到b处后,闭合开关后下一步的操作是 ,然后再记录小车运动的距离。
17.(2022八下·乐清月考)华华同学对手机无线充电的原理感到好奇。查阅资料后得知:充电时充电器内的发射线圈产生磁场,手机内的接收线圈会产生感应电流给电池充电,结构如图甲。学过电磁感应原理的华华同学提出质疑:手机和充电器在充电过程中都不动,并没有做切割磁感线运动,为何会产生感应电流?对此,她设计了图乙实验进行验证。
(1)闭合开关后灵敏电流计指针被没有发生偏转。华华认为,可能是P线圈中的电流过小,于是她将滑片向左移。她的这一操作是基于什么猜想?
(2)滑片左移后,仍未观察到指针偏转,但再断开开关、闭合开关、移动滑片时灵敏电流计指针有明显偏转。请教科学老师后得知:当闭合电路围成的平面内磁感线数量发生改变时,电路中能产生感应电流。请根据上述事实,解释在该实验中若导体ab上下运动时,则闭合电路中不产生感应电流的原因(图丙) .
操作序号 开关及滑动变阻器状态 灵敏电流计指针偏转方向
1 开关由断开变为闭合 向左
2 开关由闭合变为断开 向右
3 开关闭合时,滑片向左移动 向左
4 开关闭合时,滑片向右移动 向右
5 开关闭合后,滑片不移动 不偏转
6 改变电源正负极,闭合开关,滑片向左移动 向左
7 改变电源正负极,闭合开关,滑片向右移动 向右
(3)华华发现不同情况下灵敏电流计指针偏转方向不同。她猜测与Q线圈中的电流方向改变有关,于是进行实验并记录现象。请判断华华的说法是否正确,并合理选择上表格中的两次实验说明理由。 .
18.如图甲是探究电磁感应现象的装置。
(1)闭合开关,让导体AB沿水平方向左右运动,观察到灵敏电流计的指针偏转;若让导体AB由图示位置沿竖直方向上下运动,则灵敏电流计的指针 (填“偏转”或“不偏转”)。
(2)利用图甲装置,探究感应电流方向与磁场方向和切割磁感线方向之间的关系,观察到的实验现象记录如下表。
实验序号 磁场方向 导体切割磁感线方向 灵敏电流计指针偏转方向
① 向下 向右 向左
② 向上 向右 向右
③ 向下 向左, 向右
④ 向上 向左 向左
在上述四次实验中,比较
两次实验,可知感应电流方向与磁场方向有关;比较 两次实验,可知同时改变磁场方向和切割磁感线方向则感应电流方向不变。
(3)在探究中还发现,导体AB水平向左(或向右)缓慢运动时,灵敏电流计的指针偏转角度较小;导体AB水平向左(或向右)快速运动时,灵敏电流计的指针偏转角度较大。说明感应电流的大小与 有关。
(4)有同学还想探究感应电流的大小是否与磁场强弱有关。请写出简要做法及判断方法: 。
(5)如图乙是实验室用到的手摇发电机模型,将小电灯换成灵敏电流计,慢慢摇动手柄,观察到灵敏电流计的指针 (填“左右摆动”或“向一侧摆动”),这表明该发电机模型发出的电是 (填“交流电”或“直流电”)。
三、电能
19.(2022九下·杭州月考)探究小灯泡的电功率是初中科学非常重要的实验。
(1)探究小灯泡的电功率与电压有关的实验中,小组同学设计了图甲的电路图。小灯泡的电功率与电压有关,电压越大,功率越大。则支持该结论的实验现象是
。
(2)为了测定额定电压为“2.5V”的小灯泡的额定电功率,小明按图乙连接电路。
①闭合开关,将滑动变阻器滑片P移到某一位置,电压表示数如图丙所示,此时为测定小灯泡额定功率,小明接下来应该如何操作? 。
②当电压表示数为2.5伏,此时电流表读数为0.3安,小明根据P=UI算出小灯泡的额定功率为0.75W,断开开关,发现电流表的指针如图丁所示,则小灯泡的额定功率的真实值 0.75W(填大于、等于或小于)。
20.(2022九下·舟山月考)小明利用如图甲所示电路测量小灯泡的功率,被测小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω左右,实验室有如下器材:电源(U=6V),电流表(0~0.6A,0~3A),电压表(0~3V,0~15V),滑动变阻器、电阻箱各一只,单刀单掷、单刀双掷开关各一个,导线若干。
(1)图甲是小明刚连好的实物图,实验前小华帮他检查了一遍,发现有两处不合实验规范。请你指出来:
(2)完善电路后,闭合开关,小明改变滑动变阻器的阻值测量出了5组数据,并描点画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像,如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(3)实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为 。
A.10Ω 3A B.30Ω 1A C.60Ω 1A
(4)在实验过程中,电压表发生故障,小明和小华增加一只电阻箱和一个单刀双掷开关设计出了丙、丁两种电路图,则能测出小灯泡额定电功率的是
21.(2022九下·杭州月考)小郑同学用如图所示器材测量小灯泡的电功率。已知电源电压恒为6V不变,待测灯泡的额定电压为3.8V,功率约为1.1W,滑动变阻器的规格有R1(5Ω 1A)和R2(20Ω、1A)两个。
(1)请在图甲中用笔画线代替导线,使其成为完整的实验电路。
(2)要完成实验,应选择滑动变阻器 (选填 R1 或 R2)。
(3)当电压表的示数为2.5V时,要测定小灯泡的额定功率,应该将滑动变阻器滑片向 (选填“左”“右”)移动。当小灯泡正常发光时电流表如图乙所示,此时小灯泡的额定功率为 W。
22.(2022九下·杭州月考)已知电源电压恒为6V,小灯泡正常工作时的电压为3.8V,电阻约为12Ω,滑动变阻器最大阻值为50Ω。
(1)小唐利用如图所给的实验器材“测量小灯泡的额定功率” 。
①请用笔画线代替导线,完成图甲实物电路的连接;
②正确连接电路后,用开关试触,小明发现泡不亮、电压表瞬间满偏,电流表指针几乎不动,图甲电路发生的故障是 (电路只有一处故障)
③小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,小灯泡L1的额定功率为 W。
④测量完灯泡的额定功率后,小明又测量了几组数据,计算后发现灯丝电阻随其两端电压的增大而增大,原因是 .
(2)小徐利用如图丙的实验电路图测量某未知定值电阻的阻值,闭合开关,移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,多次测量的目的是为了 (选填“减小实验误差”或“寻找普遍规律”)
(3)小华利用如图丙的实验电路图“探究电流与电阻的关系”,他选用了4Ω、8Ω、10Ω、20Ω四个定值电阻。正确连接电路后,闭合开关,移动滑片,当选用4Ω的电阻时,电流表示数为0.5A,滑动变阻器阻值的移动范围 。
23.(2022九下·萧山开学考)某同学在探究“小灯泡发光时的亮度与电功率的关系”的实验中,所用的电源电压是4V,小灯泡额定电压为2.5V,小灯泡两端允许加的最大电压为额定电压的1.2倍。
(1)请将图甲的实验电路连接完整。
(2)该同学正确电连接电路后,闭合开关并移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图乙所示的图像。根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是 瓦。他发现该图像不是直线,你认为出现这种情况的主要原因是 。
(3)继续实验,移动变阻器的滑片,使灯泡两端电压等于额定电压的0.8倍和1.2倍,同时观察小灯泡亮度比正常发光时暗一些和亮一些,结合图乙数据可知,灯泡的亮度是由于 决定的。
24.(2022九下·义乌开学考)小芳到实验室做“测量小灯泡额定功率”的实验时, 老师只给她提供了如下器材:标有 3.8V 的小灯泡、电源、滑动变阻器、开关、两个电压表 V1 和 V2 (没有电流表)、阻值为10Ω 的定值电阻 R0、导线若干。她根据所给定的器材经过认真思考后设计了正确的实验电 路,如图甲是该电路的不完整电路图。
(1)请你将图甲中电路图补充完整。
(2)闭合开关后,为了测量小灯泡的额定功率, 应调节滑动变阻器使电压表 V1 的示数为 V,此时电压表 V2 的示数如图乙所示, 则小灯泡的额定功率为 W。
(3)她还进一步设计出了如图丙所示电路图测量小灯泡额定功率,调节滑动变阻器, 使电流表 A2 的示数为 A 时, 再读出电流表 A1 的示数, 即可计算小灯泡的额定功率。
(4)小明说,利用丙图, 把 R0 更换成未知电阻 Rx,把小灯泡的额定电流和额定功率当作已知条 件(灯丝电阻随温度而变化),可以测出未知电阻 Rx 的阻值方法为:
调节滑动变阻器,使电流 表 A1 的示数为 A 时,读出电流表 A2 的示数,即可计算
Rx 的阻值。
25.(2022九下·长兴开学考)小科用如图甲所示的装置测量小灯泡在不同电压下的电功率,已知小灯泡的额定电压为2.5V,R为滑动变阻器。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于 (填“A"或“ B")端。
(2)闭合开关后,小科发现无论怎样调节滑动变阻器小灯泡都不发光、电流表的指针始终指向0刻度线附近,但是电压表的示数始终接近电源电压。则出现这种情况可能的原因是 。
(3)排除故障后小科继续实验,在某次测量中电压表和电流表的示数分别如图乙和丙所示,则此时小灯泡实际的电功率为 W。
(4)小科测量了不同电压下小灯泡中的电流,并把测得的数据填写在表格中如表所示。有三名同学根据表格中的数据描绘出小灯泡中的电流陆它两端电压变化的图象如图丁所示,其中正确的是 (填“①”、“②” 或“③”)。
实验次数 1 2 3 4 5 6
电压U/V 0.5 0.9 1.3 1.7 2.1 2.5
电流I/A 0.16 0.19 0.21 0.24 0.26 0.28
26.(2022九下·温州开学考)小雪在测量小灯泡额定功率的实验中,实验室提供以下器材:额定电压3.8V,电阻约10Ω的小灯泡一个,电源(电压恒为6V)、电流表、电压表(量程为0~3V)、“30Ω 1A”的滑动变阻器、开关各一个,导线若干。小雪设计了如图甲所示的电路。
(1)正确操作后,小雪闭合开关,移动滑片P,当电压表示数为 时,灯泡正常发光。
(2)小灯泡正常发光时,电流表示数如图丙所示,则该小灯泡的额定功率为 瓦。
(3)为确保各元件的安全,小雪在闭合开关前,应将滑片P置于滑动变阻器乙图中的 位置。(选填“A处”,“B处”,“C处”或“D处”)
27.(2022九下·舟山开学考)为了验证通电导体产生的热量和导体的电阻之间的关系,某兴趣小组选择5欧,10欧,15欧三个定值电阻,将电阻封闭在塑料盒中,通过温度传感器记录塑料盒中空气温度值(塑料盒中空气升高的温度与电阻产生的热量成正比)。兴趣小组设计如下两种方案:
方案一:如图甲,先接入R1,闭合开关,记录4分钟内温度值,换用R2和R3,记录温度值。
电阻 塑料盒中温度值(℃)
0 1分钟 2分钟 3分钟 4分钟
5欧 26 26.5 27.1 27.7 28.4
10欧 26 27.1 28.2 29.6 30.8
15欧 26 27.5 29.3 31.5 33.2
方案二:如图乙,直接将三个电阻同时接入电路,闭合开关,记录4分钟内温度值。
(1)请从两个方案中选出你认为合理的方案并说明理由 。
(2)选择正确的方案后,兴趣小组得到的实验结果如上表。得出结论:当其他条件相同时,导体产生的热量与电阻成正比。结合表中数据说明其证据是 。
(3)为了让实验结果更具有普遍性,你的做法有 (写出一点)
28.(2022九下·舟山开学考)为测量小灯池的电功率,学校提供的实验器材有:待测小灯泡(额定电压为2.5V)、电源(二节新干电池)、滑动变阻器、电流表、电压表、开关及导线若干。
(1)小明根据图甲连接好电路,闭合开关发现电流表、电压表指针均反向偏转,最简单的解决方法 .
(2)小明通过移动滑片记录了五组数据,标点并绘出了如图乙所示的I-U图像。据图像可知小灯泡的额定功率为 W。
(3)测出小灯泡的额定功率后,小明又把灯泡两端的电压调为额定电压的一半,测得此时的实际功率,则实际功率P和额定功率P。的关系是 .
(4)若实验过程中电流表发生故障,小明又找了一个阻值为10欧的定值电阻R1,并设计了图丙所示的电路图,则他 (选填“能”或“不能”)测出小灯泡的额定功率。
答案解析部分
1.【答案】(1)木材、橡皮(2)长度;横截面积(3)小;有关
(4)串联;使电流表的示数仍为I
2.【答案】(1)(2)电灯两端的电压不稳定(3)C
(4)小明的想法不对,使用电热壶烧开一壶水消耗的电能(或水吸收的热量)是一定的,而消耗电能(或电流做功)的多少与用电器的电功率和通电时间的乘积有关,电热水壶的实际功率变小时(或用电器两端的电压变小,电流也变小),需要的加热时间变大,所以不能省电
3.【答案】(1)(2)改变电阻两端的电压
(3)要控制电阻两端的电压 6V 不变,所需分压电阻超出了滑动变阻器的最大阻值
4.【答案】(1)(2)10(3)电压表并联在滑动变阻器两端了
(4);20
5.【答案】(1)(2)电流与电压的关系
(3)4、5;要控制电阻两端的电压6V不变,所需分压电阻超出了滑动变阻器的最大阻值
6.【答案】(1)滑动变阻器RP(cd间)断路
(2)0.4;向右移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2V
(3)C
7.【答案】(1)(2)>;错误(3)③
8.【答案】(1)(2)断开开关;2.5(3)5
9.【答案】(1)B(2)0.5
(3)灯丝的电阻随温度的变化而变化,不是一个定值,取平均值没有意义。
10.【答案】(1)(2)D(3)增加一节电池,电压表选择 0~15V 量程
11.【答案】(1)A;C
(2)①连接电路,接入电磁炮模型,使电压表测量电磁炮两端电压,将三种不同质量的炮弹分别标为A、B、C。
②将A炮弹放入模型中,调整电磁炮的高度和角度,闭合开关,发射炮弹。
③测量并记录炮弹着陆点到发射装置的水平距离。
④实验中,调整滑动变阻器,使全程电压表示数不变,电磁炮的高度和角度不变。
⑤重复第③实验10次,求出射程的平均值。
⑥换用B、C炮弹重复试验,比较A、B、C炮弹的射程,得出结论
12.【答案】(1)茎向光效应大于背地效应
(2)在甲图中,当电路中电流过大时。电磁铁A的磁性增强。对衔铁B的吸引力增大,使衔铁B逆时旋转失去对闸刀S的制动作用,弹簧把闸刀S拉起,切断电流。保护电路。在乙图中电流大的地能切断电路,但切断电路后,电磁没有了磁性在,弹簧拉力的作用下,开关又自动闭合、而甲图不能自动闭合,只有当检修完成后,人工闭合
(3)原子核很小,原子内部有很大空间;原子核带正电,a粒于送经金原子核时,受到斥力而改变了运动方向;金原子核质量比a粒子大很多,且体积很小,所以当a粒子正碰到金原子核被弹了回来,且是很少被弹回来,金原子核质量比a粒子大的多、当a粒子正碰金原于核被弹回来
13.【答案】(1)电源电压太低(2)电动机(3)A;C;D
14.【答案】(1)C(2)A;C(3)BC
15.【答案】(1)互为异名磁极(2)闭合(3)ACD
16.【答案】(1)滑动变阻器要“一上一下”的接入电路,如图所示:
(2)由实验数据可知,在线圈匝数一定时,电流越大,磁性越强,排斥力越大,小车移动距离越远。
(3)重新连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,小车始终不能向右前进,可能是对调了磁极,改变了电流的方向,使电磁铁与磁铁相互吸引,使小车始终不能向右前进。
(4)要研究电磁铁磁性与线圈匝数的关系,需要控制电流大小不变,改变线圈匝,当将滑动变阻器的连接线从a处移动到b处后,线圈匝数改变,需要移动滑动变阻器保持线圈中的电流不变,然后再记录小车运动的距离。
17.【答案】(1)磁场强度越强,P线圈中的感应电流越大
(2)该闭合电路内磁感线数量未发生改变
(3)不正确,比较3、6或4、7可知,Q线圈中的电流方向改变,其他条件不变,灵敏电流计指针偏转方向不改变,说明感应电流方向与Q线圈中的电流方向无关
18.【答案】(1)不偏转
(2)①②(或③④);①④(或②③)
(3)导体切割磁感线的快慢
(4)控制导体AB切割磁感线的情况相同,改变磁场的强弱,观察灵敏电流计指针的偏转角度。若灵敏电流计指针的偏转角度随磁场强弱的变化而变化,则感应电流的大小与磁场强弱有关;若灵敏电流计指针的偏转角度不随磁场强弱的变化而变化,则感应电流的大小与磁场强弱无关
(5)左右摆动;交流电
19.【答案】(1)电压表示数大的灯泡比示数小的灯泡亮
(2)滑片向左移动,直到电压表示数为2.5V;大于
20.【答案】(1)闭合开关前滑片P没有处于阻值最大处;电流表所选量程太大(2)0.625(3)C(4)丙
21.【答案】(1)(2)R2(3)左;1.14
22.【答案】(1);滑动变阻器断路;1.14;灯丝电阻随温度的升高而变大(2)减小实验误差(3)8~40Ω
23.【答案】(1)
(2)0.5;灯丝的电阻随温度升高而增大
(3)实际功率
24.【答案】(1)(2)3.8;0.76(3)0.38(4)0.2
25.【答案】(1)A(2)灯泡断路(3)0.334)③
26.【答案】(1)2.2V(2)1.14(3)B
27.【答案】(1)方案二,方案一每一次换电阻后,较难达到电流与通电时间相同(注:写出电流就给分)。
(2)在通电3分钟时,三个电阻对应升高的温度呈等比例增加,为1.8:3.6:5.4,与电阻比值相同。
(3)换用不同的电阻重复上述实验;换用不同的电源电压重复上述实验;增加滑动变阻器改变电路电流重复上述实验等。(合理即可)
28.【答案】(1)调换电源正负极(2)0.75(3)B(4)不能
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