2021-2022学年最新北师大版物理九年级全册第十三章 电功和电功率章节训练试卷(有解析)

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名称 2021-2022学年最新北师大版物理九年级全册第十三章 电功和电功率章节训练试卷(有解析)
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资源类型 教案
版本资源 北师大版
科目 物理
更新时间 2022-05-17 21:14:58

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文档简介

北师大版物理九年级全册第十三章 电功和电功率章节训练
考试时间:90分钟;命题人:物理教研组
考生注意:
1、本卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100分,考试时间90分钟
2、答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置,如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用涂改液、胶带纸、修正带,不按以上要求作答的答案无效。
第I卷(选择题 30分)
一、单选题(10小题,每小题3分,共计30分)
1、甲、乙两只灯泡,其I﹣U关系图像如图所示。现将甲、乙两灯并联在电路中,当通过乙灯的电流为0.4A时,甲灯消耗的功率是(  )
A.1.2W B.0.8W C.1.8W D.3W
2、如图是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验,下列分析正确的是(  )
A.本次探究实验中没用到控制变量法。
B.通电后,甲图中A,B电阻产生的热量之比是1:2
C.为了探究电热与电阻的关系,应该选择乙实验
D.通电时间相同时,甲装置中左边U形管的高度差更大
3、如图所示分别是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知,下列选项中正确的是(  )
A.小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A
B.小英家上个月消耗的电能为1011kW×h
C.电能表上指示灯闪烁320次,表示家庭电路消耗电能0.2J
D.电能表上指示灯闪烁的次数越多,说明电路中消耗的电能越多
4、如图甲所示,电源电压保持不变,R 是定值电阻。闭合开关S 后,滑片P 从b 端滑到a 端的过程中, 两电表示数变化关系如图乙所示,则下列说法正确的是(  )
A.电源电压为14V
B.滑动变阻器的最大阻值为 20W
C.电路消耗的最小功率为2W
D.滑片 P 在a 端时,2 min 内 R 消耗的电能是240J
5、如图所示,把标有“”的小灯泡与最大阻值为的滑动变阻器连接在电源电压恒为的电路中,各表的示数均不超过所选量程,且灯泡两端电压不允许超过额定值(设灯丝电阻不变)。闭合开关,下列说法正确的是:(  )
A.闭合开关前滑片应移至滑动变阻器的最左端
B.电路的总功率最大值为
C.小灯泡的电功率最小值为
D.滑动变阻器允许调节的范围是
6、在如图所示的电路中,第一次只闭合开关S时,灯L1的功率为9W;第二次断开开关S,闭合开关S1、S2时,灯L1的功率为16W。已知电源电压不变,且灯丝电阻不受温度的影响。灯L2第一次和第二次的实际功率之比是(  )
A.1∶16 B.1∶9 C.9∶1 D.9∶16
7、如图所示,测量额定电压为2.5V小灯泡电功率,电源电压恒为4.5V。移动滑动变阻器的滑片,由接入电路中的最大阻值开始记录数据,得到小灯泡的 图像,由此可知(  )
A.灯泡的额定功率为6.25W B.电路消耗的最小功率为0.45W
C.滑动变阻器的最大阻值为20Ω D.正常工作时灯丝电阻为40Ω
8、将两只电压表按图所示电路连接,“探究电功率与电压的关系”,下列说法错误的是(  )
A.小灯泡的实际电功率可以通过灯泡的亮度来判断
B.选用的两只小灯泡规格必须相同
C.将小灯泡串联是为了控制通过灯泡的电流相同
D.将其中一只电压表移接到电源两端也可以完成实验
9、随着生活水平的提高,家用电器越来越多,使用时若出现如图所示的情形,会导致连接插座的导线发热,稍不小心就会导致火灾,究其原因是(  )
A.电路中的用电器用电时间太长 B.电路中的用电器的总功率过大
C.电路中的用电器过多 D.电路中的用电器的总电阻过大
10、小芳家的电能表上标有的字样,当家里只使用某一用电器时,观察表盘5min转了2周,关于此用电器下列判断正确的是(  )
A.此用电器可能是电饭锅
B.1度电可供此用电器在此状态下工作25小时
C.此用电器与开关是并联的
D.若此时电路电压为200V,则这段时间内通过此用电器的电荷量为6C
第Ⅱ卷(非选择题 70分)
二、填空题(5小题,每小题5分,共计25分)
1、如图是小军家的电能表,让“220V 1200W”的用电器单独正常工作5min,发现电能表的转盘转过200r,此用电器消耗的电能为    J , 电能表的示数变为   kW·h。每消耗1kW·h的电能,该电能表转盘转   r。
2、某家用电能表上标有“220V 10A 3000r/kW·h”的字样,当家中用电器全部工作时,电能表1分钟转了45转。由此可估算出该家所有用电器的总功率为   W,若该家全部用电器工作时的总电流不超过电能表的额定电流,还可以再增加   W以下的用电器。
3、有一只标有“6V 3W"的小灯泡和一个标有“100Ω 1A”的滑动变阻器,小明同学将它们并联后直接接到恒定电源上,小灯泡恰好正常发光,其两端的电压是   V,此时整个电路允许消耗的最大功率是   W。
4、如图所示,这是“探究电流通过导体产生的热量与   的关系”的实验装置。若通过电路的电流为0.6A,通电5min右侧发热电阻产生的热量为   J。
5、题图是某野外探险小队利用电池和口香糖锡纸取火的情景、取口香糖锡纸,剪成图甲所示中间窄两端宽的形状,将锡纸条带锡的一面分别接在电池的正、负极两端,如图乙所示,锡纸条中间很快着火,此现象说明锡纸条   (选填“中间”或“两端")位置电阻较大,在通电时间和   相同时,该处产生的热量较   。
三、计算题(3小题,每小题7分,共计21分)
1、某灯泡若直接连在220V的电压不变的电源两端,灯泡的电功率为25W;现通过长导线将该灯泡连接到原来的电源上,灯泡的电功率为9W,若不计灯泡电阻的变化,求:
(1)灯泡电阻;
(2)此时灯两端的电压;
(3)长导线消耗的电功率。
2、图甲是某型号电压力锅简化工作电路,R0是阻值为484的保温电阻,R1是规格为“220V 880W”的主加热电阻,R2是副加热电阻。S自动接到a时,电压力锅正常工作的电流为5A;电压力锅分为“加热升压→保压→保温”三阶段,图乙为锅内工作压强与时间的关系图像。工作过程:S接a,锅内加热升压,当工作压强达80kPa时,S1自动断开;当工作压强降至60kPa时,S1又会自动闭合;当保压状态结束,S自动接到b,进入保温状态。求
(1)保温状态时的功率;
(2)R2的阻值;
(3)在保压状态下消耗的电能。
3、如图所示,电源电压12V,且保持不变,R1=24Ω,小灯泡L上标有“6V3W”字样,灯丝电阻保持不变。求:
(1)小灯泡正常工作时的电流和电阻。
(2)闭合开关S、S1、S2,滑动变阻器调到阻值最大处,电流表示数为1A,求R2的最大值。
(3)闭合开关S,断开开关S1、S2,安全使用的情况下,电路的最大功率。
四、实验探究(2小题,每小题12分,共计24分)
1、在测量小灯泡电阻的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)为了测量更精确,电压表应选择的量程是0~   V。
(2)小明按图甲连接好电路后,闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡都不亮,电流表有示数,电压表无示数。则故障原因可能是小灯泡   。
(3)排除故障后,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为2.5V,此时电流表的示数如图乙所示,为   A。
(4)接着调节滑动变阻器滑片,让电压逐次下调,使灯丝温度不断降低,小灯泡变暗直至完全不发光,测量数据如表所示。
实验次数 1 2 3 4 5 6 7
电压U/V 2.5 2.1 1.7 1.3 0.9 0.5 0.1
电流I/A   0.26 0.24 0.21 0.19 0.16 0.05
综合分析可知,实验中滑动变阻器的滑片逐渐向   。
(5)完成实验后,小明想测量小灯泡的额定功率,重新设计了电路(如图丙),这个小灯泡正常工作的电流为I额.请完成实验步骤(已知电源电压为U、R2的最大阻值为R2):
①闭合开关S1,S2接1,移动滑动变阻器R2的滑片,使电流表示数为I额;
②闭合开关S1,S2接2,保持滑动变阻器   的滑片位置不变,调另一个滑动变阻器的滑片,使电流表示数为I额;再将滑动变阻器R2的滑片调到最右端,读出电流表的示数为I;③小灯泡的额定功率表达式为P额=   。
2、在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中,提供了如图所示的实验器材,其中 。
实验一:探究电流产生的热量与电阻的关系
(1)请按照图甲中的电路图将对应实物图乙连接完整;
(2)电路中电阻丝的连接方式是为了控制   ;电阻丝放出热量的多少,通过   来进行判断;
(3)闭合开关,经过一定时间,用电阻丝 加热的煤油温度升高了Δt1,用电阻丝 加热的煤油温度升高了Δt2,那么Δt1   Δt2(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(4)实验二:探究电流产生的热量与电流的关系
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 (或 )加热的煤油,温度升高量 (或 )   2Δt1(或2Δt2)(选填“大于”、“等于”或“小于”),该实验说明电流产生的热量与电流   (选填“是”或“不是”)正比例关系;
(5)如果用图乙装置比较不同物质吸热情况时,除了换用不同种类的等质量液体以外还要   。
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】C
【解析】【解答】根据图像,当乙灯的电流为0.4A时,电压为3V,由于灯泡并联,所以甲灯的电压为3V,此时甲的电流为0.6A,甲灯的电功率为P=UI=3V×0.6A=1.8W,C符合题意。
故答案为:C.
【分析】在并联电路中各支路电压相等,利用电压和电流的乘积计算电功率。
2、【答案】B
【解析】【解答】A.甲探究电流产生热量与电阻关系中,控制了电流和通电时间相同;乙探究电流产生热量与电流关系中,控制了电阻和通电时间相同,实验中用到了控制变量法,A不符合题意;
B.由图甲知道,两电阻串联,左侧电流I左等于右侧电阻丝电流, 由Q=I2Rt知道,甲图中A、B电阻产生的热量之比是1:2,B符合题意;
C.乙实验,右侧电阻丝与另一电阻丝并联,故左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同,但通过电阻的电流不同,所以,研究电流产生的热量与电流的关系,C不符合题意;
D.甲实验两电阻丝串联,则通过电阻丝的电流和通电时间相同,右侧电阻阻值大,由焦耳定律Q=I2Rt知道,右侧电阻产生热量多;则右侧容器内空气吸收的热量多,甲装置中右边U形管的高度差更大,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】焦耳定律中,电流和时间相同时,电阻越大,产生的热量越多;电阻和时间相同时,电流越大, 产生的热量越多。
3、【答案】D
【解析】【解答】A.由图知电能表允许通过的最大电流为40A,因此小英家干路中的电流不得超过40A,A不符合题意;
B.小英家上月消耗的电能为5647.8kW×h﹣5546.7kW×h=101.1kW×h
B不符合题意;
C.1600imp/kW×h表示每消耗1kW×h的电能指示灯闪烁1600次,指示灯闪烁320次消耗的电能为
C不符合题意;
D.电能表上指示灯闪烁的次数越多,则电路中消耗的电能越多,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据电能表窗口示数差计算消耗的电能,利用电能表转盘转数计算消耗的电能。
4、【答案】C
【解析】【解答】A.滑片P 从b 端滑到a 端的过程中,滑动变阻器的电阻变小,电流中电流变大,即电流表示数变大,定值电阻R两端电压变大,当滑片滑到a端时,滑动变阻器电阻为零,定值电阻R的电压最大,等于电源电压,由图乙可知,定值电阻R的电压最大为10V,即电源电压为10V,A不符合题意;
B.当滑片滑到a端时,滑动变阻器电阻最大,定值电阻R的电压最小,由图乙可知为4V,则滑动变阻器的电压为
由图乙可知,此时电路中电流为0.2A,则滑动变阻器的最大电阻 ,B不符合题意;
C.由图可知电路的最小电流为0.2A,所以电路消耗的最小功率 ,C符合题意;
D.滑片P在a端时,定值电阻的电压和电流都是最大,由W=UIt可得,2 min 内 R 消耗的电能
D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】分析电路结构,两个电阻为串联、并联关系;结合串联电路电流、电压规律和欧姆定律分析求解各个用电器两端的电压和流过它们的电流,进而求解功率即可。
5、【答案】C
【解析】【解答】A.为保护电路,闭合开关前滑片应移至滑动变阻器阻值最大处,即最右端,A不符合题意;
B.灯泡额定电流为
灯泡的电阻
因灯泡的额定电流小于0.6A,所以电路中的最大电流为0.5A,电路的总功率最大值为P大=UI大=18V×0.5A=9W
B不符合题意;
CD.由欧姆定律可得最小总电阻
由串联电路的电阻特点可得,滑动变阻器连入电路的最小阻值R滑小=R总小-RL=36Ω-12Ω=24Ω
为保护电压表,滑动变阻器两端的最大电压为15V,此时滑动变阻器连入的电阻最大,电流最小,由串联电路的电压特点可得,灯泡两端的最小电压UL小=U-U滑大=18V-15V=3V
则串联电路中的最小电流
所以滑动变阻器连入的最大阻值
滑动变阻器的阻值变化范围为24Ω~60Ω,小灯泡的电功率最小值PL小=I小2RL=(0.25A)2×12Ω=0.75W
C符合题意,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据用电器的电压和电功率计算电流和电阻;根据电压和电流的乘积计算电功率;根据电压和电阻的比值,计算电流,根据电压和电流的比值计算电阻,利用电流和电阻可以计算电功率大小。
6、【答案】A
【解析】【解答】只闭合开关S时,两灯串联,灯L1的功率为9W;断开开关S,闭合S1、S2时,两灯并联,灯L1的功率为16W;由 ,在R不变时,功率与电压的平方成正比,对灯L1而言有
电源电压与串联电路中L1的电压之比为
根据串联电路电压的规律得到
即串联电路中,L2的电压与L1的电压之比为1∶3,由分压原理,L1、L2两灯灯丝电阻之比是3∶1,即R1=3R2
灯L2第一次和第二次的实际功率之比
故答案为:A。
【分析】结合灯泡两端的电压和用电器的电阻,利用功率公式P=U2/R求解功率,或者利用功率公式P=I2R求解功率,再求解两功率的比值即可。
7、【答案】B
【解析】【解答】由图知,小灯泡与变阻器串联,电流表测整个电路的电流,电压表测小灯泡两端的电压;当滑片位于最大值端时,小灯泡分得的电压为0.5V,电路中的电流为0.1A;当小灯泡正常工作时,电压为2.5V,电路中的电流为0.4A
A.小灯泡的额定功率为 ,A不符合题意;
B.当滑片位于最大值端时,电路消耗的功率最小 ,B符合题意;
C.滑动变阻器的最大阻值为 ,C不符合题意;
D.正常工作时灯丝电阻为 ,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】分析电路结构,小灯泡和滑动变阻器是串联关系,明确电流表和电压表的测量对象,滑动变阻器接入电路中的电阻越大,电路中的电流越小,分得的电压越大,小灯泡分得的电压越小,整个电路的功率越小,结合欧姆定律求解电路中的电流和电压变化范围,利用功率公式P=UI求解功率即可。
8、【答案】B
【解析】【解答】A.灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以小灯泡的实际电功率可以通过灯泡的亮度来判断,A正确,不符合题意;
B.探究电功率与电压的关系时,应控制电流相等,而两灯的电压不同,由欧姆定律可知两灯的电阻应不同,即两只小灯泡的规格不同,B错误,符合题意;
C.由串联电路电流的规律可知,将小灯泡串联是为了控制通过灯泡的电流相同,C正确,不符合题意;
D.探究电功率与电压的关系时,应控制电流相等,比较两灯的电压大小,若将其中一只电压表移接到电源两端,根据串联电压的规律可得出另一个灯的电压,所以也可以完成实验,D正确,不符合题意。
故答案为:B
【分析】探究电功率和电压关系时,选择不同规格的灯泡串联,保持电流相等,通过电压表测量电压探究电功率和电压关系。
9、【答案】B
【解析】【解答】A.电路中的用电器用电时间太长,如果用电器的总功率不大,或用电器没有全部工作,不会造成干路中的电流过大,不会造成图中的情形,A不符合题意;
B.图中在同一插座上同时使用几个大功率的用电器,会使用电器的总功率过大,会导致干路中的电流过大,会使得连接插座的导线发热甚至燃烧起来,B符合题意;
C.电路中用电器过多,只有用电器的功率较大且同时工作时,才会造成干路中的电流过大,C不符合题意;
D.若电路中用电器的总电阻过大,由欧姆定律可知干路中的电流较小,不会造成图中的情形,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】电路中电流过大的原因可能是短路,也可能是是用电器的总功率过大;这两种情况都会使保险丝烧断或跳闸,使家里的其它用电器停止工作。
10、【答案】B
【解析】【解答】A.转过2r消耗的电能
所需的时间为
用电器的电功率为
电饭锅的功率在1000W左右,A不符合题意;
B.由可知:1度电可供此用电器工作的时间为
B符合题意;
C.开关控制用电器,故开关与用电器串联,C不符合题意;
D.由公式可知
D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】结合电能表的参数求转动2r消耗的电能,根据公式P=求出电功率;根据生活经验估测家用电器的名称。
根据P=计算时间;根据公式W=QU计算电荷量;注意开关与用电器串联。
二、填空题
1、【答案】;2021.7;2000
【解析】【解答】此用电器的功率为1200W,正常工作5min消耗的电能为W=Pt=1200W×5×60s=3.6×105J=0.1kW·h
电能表原来示数为2021.6kW·h,此用电器单独工作5min消耗了0.1kW·h,则电能表的示数变为W'=2021.6kW·h+0.1kW·h=2021.7kW·h
此用电器单独工作5min消耗了0.1kW·h,电能表的转盘转过200r,则电能表转速为n=
即每消耗1kW·h的电能,该电能表转盘转过2000r。
【分析】根据电功率和时间的乘积,计算消耗的电能;根据电能和电能表盘实际转数,计算电能表转数规格。
2、【答案】900;1300
【解析】【解答】“ ”表示用电器消耗 的电能时,电能表的转盘转过3000r,电能表转盘转了45转,则用电器消耗的电能为
该家所有用电器的总功率 “220V 10A”表示电能表的工作电压为220V,10A是指电能表平时工作允许通过的最大电流,电能表允许同时工作用电器的最大总功率
还可以增加的用电器的功率
【分析】通过电能表的表盘可以看出,每消耗一度电转盘转动3000圈,结合题目给出的转盘转动的圈数求解消耗的电能; 结合消耗的电能和用电器工作的时间,利用公式P=W/t求解用电器的功率,结合电路总功率减去该用电器功率即可。
3、【答案】6;9
【解析】【解答】由于灯泡的额定电压为6V,接在电源上时可以正常发光,所以电源电压为6V,若电路的电功率最大,则滑动变阻器的电流达到最大,为1A,滑动变阻器的电功率为P=UI=6V×1A=6W,电路的总功率为3W+6W=9W。
故答案为:6;9。
【分析】当电压达到灯泡的额定电压,灯泡正常发光,根据电压和电流的乘积计算电功率。
4、【答案】电阻;1080
【解析】【解答】如图所示,两个电阻串联在电路中,电流相同,通电时间相同,电阻不同,根据控制变量法可知,是探究电流通过导体产生的热量跟电阻的关系。
已知t=5min=300s
右侧电阻丝在5min内产生的热量Q右=I2R右t=(0.6A)2×10Ω×300s=1080J
【分析】利用控制变量法分析,电流通过导体产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关,探究电流产生热量跟电阻关系时,控制通电时间和电流不变;产生的热量直接运用焦耳定律Q=I2Rt计算。
5、【答案】中间;电流;多
【解析】【解答】根据焦耳定律,Q=I2Rt,当通过导体的电流和通电时间相等时,电阻越大,导体产生的热量越多,中间位置很快着火说明产生热量较多,电阻较大。
【分析】根据焦耳定律公式进行分析可判断。
三、计算题
1、【答案】(1)解:由 得,灯泡电阻
答:灯泡电阻是
(2)解:由 ,灯泡的电功率为9W时,灯两端的电压
答:此时灯两端的电压是132V
(3)解:由题意可知,长导线与灯泡串联,当灯泡两端的实际电压是132V时,长导线两端的电压是
由欧姆定律得,此时电路中的电流是
长导线消耗的电功率
答:长导线消耗的电功率6W。
【解析】【分析】(1)根据电压和电功率可以计算电阻的大小;(2)利用时间电功率和电阻,可以计算实际电压;(3)根据串联电路电压规律计算分压,利用电压和电阻的比值计算电流,利用电压和电流的乘积计算电功率。
2、【答案】(1)解:当开关S接到b时,为保温状态,电路为R0的基本电路;保温时的功率P保温=
答:保温状态时的功率是100W;
(2)解:开关接到a,S1闭合时,为升压状态,此时R1、R2并联;电压力锅正常工作时,通过R1的电流 =4A
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以升压时,通过R2的电流I2=I-I1=5A-4A=1A
R2的阻值
答:R2的阻值是220Ω;
(3)解:保压时,R2的功率P2=UI2=220V×1A=220W
根据图乙可知,t1=6min=360s
t2=6min=360s
保压状态下共消耗的电能W保压=(P1+P2)t1+ P2t2=(880W +220W)×360s+220W×360s=4.752×105J
答:在保压状态下消耗的电能是4.752×105J。
【解析】【分析】(1)结合用电器两端的电压和用电器的电阻,利用功率公式P=U2/R求解功率即可; (2)结合电阻的电流和电压,利用欧姆定律求解定值电阻的电阻即可;
(3)求解电流做功,利用公式W=Pt求解即可,P是用电器的功率,t是用电器工作的时间。
3、【答案】(1)解:由P=UI可得,灯泡正常发光时的电流IL= =0.5A
由I= 可得,灯泡正常工作时的电阻RL= =12Ω
答:小灯泡正常工作时的电流为0.5A,电阻为12Ω;
(2)解:闭合开关S、S1、S2,滑动变阻器调到阻值最大处,R1与R2并联,电流表测干路电流,此时电路中的总电阻I= =12Ω
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以 + ,即 +
解得R2=24Ω
答:R2的最大值为24Ω;
(3)解:闭合开关S,断开开关S1、S2,灯泡L与R2串联,电流表测电路中的电流,因串联电路中各处的电流相等,且灯泡正常发光时的电流为0.5A,所以,安全使用的情况下,电路中的最大电流I大=0.5A,则电路的最大功率P大=UI大=12V×0.5A=6W
答:闭合开关S,断开开关S1、S2,安全使用的情况下,电路的最大功率为6W。
【解析】【分析】(1)根据电功率和电压的比值计算电流;利用电压和电流的比值计算电阻;(2)根据电压和电阻的比值计算电流,根据并联电路电阻规律计算总电阻;(3)根据电压和电流的乘积计算电功率的大小。
四、实验探究
1、【答案】(1)3
(2)短路
(3)0.3
(4)左
(5)R2;I额2×( ﹣R2)
【解析】【解答】解:(1)灯的额定电压为2.5V,故为了测量更精确电压表应选择的量程是0~3V;(2)闭合开关,灯泡不亮,可能是灯泡短路或电路存在断路造成的,电流表有示数,说明电路不是断路,电压表没有示数,说明小灯泡被短路了;(3)排除故障后,调节滑动变阻器滑片使电压表示数为2.5V,此时电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,为0.3A;(4)根据表中数据,电路中的电流越来越小,由欧姆定律I= ,电路的总电阻越来越大,故实验中滑动变阻器的滑片逐渐向左端滑动;(5)①闭合开关S1,S2接1,移动滑动变阻器R2的滑片,使电流表示数为I额;②闭合开关S1,S2接2,保持滑动变阻器R2的滑片位置不变,调另一个滑动变阻器R1的滑片,使电流表示数为I额;再将滑动变阻器R2的滑片调到最右端,读出电流表的示数为I;③在①中,变阻器R1短路,灯与变阻器R2串联,灯正常发光,
在②中灯短路,两变阻器串联,因R2的滑片位置不变,根据等效替代法,变阻器R1连入电路中的电阻等于灯正常发光时的电阻大小;
根据最后一步操作,由欧姆定律和电阻的串联,变阻器R1连入电路中的电阻:R1滑= ﹣R2,即灯正常发光的电阻为 ﹣R2,
小灯泡的额定功率表达式为P额=I额2×( ﹣R2)。
故答案为:(1)3;(2)短路;(3)0.3;(4)左;(5)②R2;③I额2×( ﹣R2)。
【分析】(1)根据实际需要,选择合适的电压表量程;(2)当电压表无示数,电流表有示数时,电压表测量的位置短路;(3)根据电流表选择的量程和指针位置测量电流;(4)当灯泡分压减小时,滑动变阻器的分压变大,电阻变大;(5)根据电压和电流不变时,电阻相等,利用电压和电流测量灯泡电阻,结合电流计算电功率。
2、【答案】(1)
(2)电流相同;温度计示数变化
(3)大于
(4)大于;不是
(5)换相同的电阻丝加热
【解析】【解答】(1)根据图甲,将两电阻丝串联,变阻器左下接线柱连入电路中,如下图所示:
(2)两个电阻丝串联,电路中电阻丝的连接方式是为了控制电流相等。
根据转换法,电阻丝放出热量的多少,是通过温度计的示数变化来进行判断的。
(3)闭合开关,因电流和通电时间相同,因为R1>R2
R1产生的热量较多,所以Δt1>Δt2
(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,根据Q=I2Rt可知,电阻丝产生的热量是原来的4倍;由 可知,用电阻丝R1(或R2)加热的煤油,温度升高量Δt 1′(或Δt 2′)大于2Δt 1(或2Δt 2),该实验说明电流产生的热量与电流不成正比例关系。
(5)比较不同物质吸热情况时,需要用不同种类的等质量液体和相同的加热器,即换相同的电阻丝加热。
【分析】(1)电阻不同,可以探究电流产生热量和电阻关系,电阻要串联在电路中,滑动变阻器连接时,一上一下;
(2)电阻串联时,可以保持电流相等;根据温度计示数变化,可以反应电流产生热量的多少;
(3)在电流和时间相同时,电阻越大,产生的热量越多;
(4)当电流增大2倍时,电流产生的热量更多;
(5)探究不同物质的吸热能力时,需要利用相同的加热器进行加热。