中小学教育资源及组卷应用平台
06 常见电学参数的测量
一、伏安法测定值电阻阻值
1.(2022八下·海曙期中)小科发现实验室有一只标着3.8V字样的小灯泡,为了测出小灯泡在3.8V电压下发光时灯丝的电阻,小科用4节新的干电池做电源并用伏安法来进行测量。如图甲所示:
(1)闭合开关前,先将滑动变阻器的滑片P移动 (选填“A”或“B”)端。
(2)实验时,闭合开关,发现电流表和电压表示数都为0。小科用一根完好的导线进行故障检测:在图中先后连接接线柱G与F、F与E时,电压表和电流表示数仍为0;连接接线柱E与D时,电压表和电流表指针明显偏转。则电路的故障可能是 。
(3)小科重新连接电路进行实验,却意外发现电压表0~15V量程已经损坏,只有0~3V量程可用。同桌小李告诉小科,利用现有器材也可以测出小灯泡在3.8V电压工作时的电阻,并画出了自己设计的电路图(如图乙所示)。小科按此电路图连接实物并进行实验,开关闭合后,移动滑片,当观察到电压表读数为2.2V时,记下电流表读数为0.2A。则实验测得小灯泡灯丝的电阻为 Ω。
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.(2022九下·义乌开学考)某同学用下列器材测量定值电阻的阻值:干电池2节,电流表A,电压表V,滑动变阻器(规格“30Ω
2A”),开关及导线。
(1)他连接了如图所示的电路,接错了一根导线,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线。
(2)正确连接电路后,闭合开关前,应将滑动变阻器 。
数据序号 1 2 3
电压U/V 1.2 1.8 2.5
电流I/A 0.10 0.15 0.20
(3)他按正确步骤进行了3次实验,记录数据如下表所示,此定值电阻的阻值为 Ω(结果保留一位小数)。
(4)为了使并联在定值电阻两端的电压表的示数为0.5V,在不增加器材的情况下,可以采取的措施是 .
(5)他将上述实验中的定值电阻换成额定电压为2.5V的小灯泡,用同样的方法测定小灯泡的电阻。当电压表的示数为0.2V时,电流表的示数为0.10A;当电压表的示数为2.4V时,电流表的示数为0.30A;则电压表的示数为2.0V时,电流表的示数可能为 (填“0.20A”“0.25A”“0.28A”或“0.30A”)。
4.(2022八下·长兴开学考)在测电阻的实验中选用的器材及连接的部分电路如图所示。
(1)请在方框内画出实验电路图。
(2)实验中连接电路时,滑动变阻器的滑片P应置于 端(填“A"或“B”)。
实验次数 1 2 3
电压(V) 1.0 2.0 2.5
电流(A) 0.21 0.41 0.49
(3)某次测量中,电流表示数如图所示,表示通过电阻 Rx的电流是 安。
(4)实验所得数据如右表:根据表中数据可得Rx= 欧。
5.(2021九上·临海月考)小张同学进行“伏安法测电阻”的实验,实物图如图甲所示。
(1)某次实验中,移动滑片使电压表示数为2.0V,此时电流表的指针位置如图乙所示,本次测得R0的阻值为 Ω;
(2)实验后,小张同学设计了另外一种测电阻的方法,电路图如图丙所示。Rx为待测电阻,电源电压恒定,定值电阻R0。实验步骤如下:
①保持开关S2断开,闭合开关S、S1,读出并记录电流表示数I1;
② 。
处理实验数据,可求得Rx= Ω。(用字母表示)
6.(2021九上·余姚月考)某兴趣小组的同学利用甲图所示的电路进行了多个电学实验。实验中电源电压为6V且恒定不变,滑动变阻器的规格为“30Ω,1A”。
(1)第一个实验是测量电阻Rx的阻值,他们在A、B间接入待测电阻Rx,请你用笔画线代替导线,在答题卷相应位置将乙图中的实物图连接完整。
(2)第二个实验是测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。他们在A、B间接入额定电压为2.5V的小灯泡,正确连接电路,闭合开关后, (请将实验步骤的相应操作补充完整)至电压表的示数为2.5V时,记录下电流表示数,算出灯泡的额定功率。
(3)若图甲在A、B间接入10Ω定值电阻,其他元件不变,下列实验可完成的是__ ___。
A.探究通电导体产生的热量与电阻的关系
B.探究电流与电压的关系
C.探究电流与电阻的关系
7.(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 。
8.(2021·温州模拟)如图甲所示是测量定值电阻Rx阻值的实验电路,器材可以满足实验要求。
(1)现要求滑动变阻器滑片向左移动时,电流表示数增大。请你按照对电压表量程的选择和对滑动变阻器连接的要求,用笔画线代替导线,完成图中实验电路的连接。
(2)同学们按照电路图中正确连接电路后,闭合开关,改变电阻Rx两端的电压进行了三次测量,其中第二次实验中电流表的示数如图乙所示,请将表格中的实验数据补充完整。
实验次数 1 2 3
电压U/v 1.0 1.6 1.8
电流I/A 0.32 0.56
电阻Rx/Ω 3.13 3.21
电阻的平均值Rx/o
同学们又设计了两种测量方案,方案中定值电阻的阻值为R0。
①方案一:闭合开关S,如果电压表V1和V2的读数分别为U1和U2,则电阻Rx的阻值表达式为Rx= 。
②方案二:电路中Rx≠R0,将S接到a,读出电流表的示数I1,再将S接到b,读出电流表的示数I2,由I1R0=I2Rx可得R= ,请判断结果是否正确并简要说明理由,并制定改进方法 。
9.(2021八下·杭州开学考)小聪同学用伏安法测电阻,实验电路图如图甲所示。
(1)闭合开关S前,滑动变阻器滑片P应置于 端(选填“A”或“B”)。
(2)小聪同学重新按图甲所示的实验电路图正确连接电路,进行实验,某次实验中电压表示数如图乙所示,电流表示数如图丙所示,被测电阻Rx= Ω。
(3)若滑动变阻器的最大阻值为R,被测电阻的阻值为Rx,实验过程中电流表突然烧坏,不能正常使用了,他想出一个方法,应用现有的器材,也能测出电阻Rx的阻值。
实验步骤如下:
①将滑动变阻器滑到A端,闭合开关S,读出电压表的读数,记为U;
② ;
③读出滑动变阻器的最大值R;
④则被测电阻Rx的阻值为:Rx= (写出表达式)。
10.小黄同学用伏安法测电阻,图甲是他未连完的电路。
(1)请你用笔画线代替导线,完成电路连接,使滑动变阻器滑片向左移动时,电流表示数增大。
(2)连接好实物图后,小黄通过调节滑动变阻器的滑片,测出通过电阻R的不同电流和对应的电压值,如表中所示。
U(V) 1.5 1.9 2.6
I(A) 0.34 0.44 0.54
小川同学指着小黄实验完成后刚拆下的电流表(如图乙),指出了他操作中的错误是 。修正这项错误,最后小黄测出的R的阻值应为 Ω(保留2位小数)。
(3)小川在做这个实验时,闭合开关,刚开始移动滑片时,电流表和电压表均无示数。但移动一段距离后,电流表和电压表出现了正常的偏转,则电路发生故障的可能是____。
A.短路 B.断路
C.小灯泡断路 D.滑动变阻器某段发生断路
二、伏安法测小灯泡阻值
11.(2021·嘉兴)某科学兴趣小组在测量额定电压为2.5V的小灯泡灯丝电阻时发现,小灯泡两端的电压越大,测得电阻的阻值也越大。针对上述现象,同学们进行如下研究:
【建立假设】①灯丝两端的电压增大导致电阻增大:
②灯丝的温度升高导致电阻增大。
【实验器材】干电池2节,额定电压为2.5V的小灯泡1只,电流表1个,电压表1个,滑动变阻器1个,开关1个,装满水的塑料瓶,导线若干。
【实验方案】
次数 1 2 3 4 5
电压/V
电流/A
电阻/Ω
①按图连接好电路,将灯丝插入瓶口浸入水中,使灯丝的温度保持不变:
②闭合开关S,读出电压表和电流表示数,记录在表格中:
③多次改变滑动变阻器的阻值,重复步骤②.
连接电路时,电压表量程选择0-3V而不是0-15V的目的是 。
【得出结论】若假设①被否定,则实验中得到的结果是 。
【交流反思】进一步探究发现,灯丝电阻改变的本质原因是灯丝温度的变化。自然界在呈现真相的同时,也常会带有一定假象,同学们要善于透过现象看本质。例如,用吸管吸饮料表面上看是依靠嘴的吸力,而本质是依靠 。
12.(2021八下·镇海期末)在探究测定小灯泡电阻的实验中,所用小灯泡正常发光电压为2.5V,电阻约为10Ω。
(1)实验过程如下:
①如图甲所示是某同学连接的实验电路,其中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上画×,并用笔画线代替导线,将甲图的实验电路连接完整 。
②实验中当变阻器滑片移到某一位置时,电流表指针如图乙,这时通过小灯泡的电流是 A。
③该同学又根据实验数据绘制成了U﹣I图像如图丙,根据图像提供的信息,可计算出小灯泡正常发光的电阻是 Ω。
(2)若另一位同学想利用如图丁所示的电路测量未知电阻Rx的大小(R0阻值已知)。下面是他的实验过程,请你帮他完成实验。
①闭合开关S和S2,断开S1,读出此时电压表的示数为U1。
②闭合开关S和S1,断开S2,读出此时电压表的示数为U2。
③未知电阻阻值的表达式为:Rx= 。
13.(2021八下·台州开学考)一个小灯泡的额定电压U额=2.5V,表示只有在小灯泡两端电压为2.5V时,小灯泡才能正常工作。现要测量这个小灯泡正常工作时的电阻,提供的器材除上述小灯泡外,还有:电源(电压恒为3V)、电压表和电流表各一只、滑动变阻器(20Ω 1A)、开关、导线若干。为了完成任务,小乐设计了如图甲所示电路。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整,要求滑动变阻器滑片向右移动时小灯泡变亮。得到了如图乙所示的通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图像
(2)通过实验,小乐正确测出了小灯泡正常工作时的电阻,还通过多次改变滑动变阻器的阻值,。分析图像可知,随着小灯泡两端电压的增大,其电阻的阻值 (选填“不变”“变大”或“变小”
(3)若实验时发现电压表坏了,小乐设计了如图丙所示的电路,其中R0=10Ω。也测出了小灯泡正常工作时的电阻,其操作步骤为:
①先闭合开关S、S1,断开S2,移动滑动变阻器滑片P,使电流表的示数I1= A,此时小灯泡正常工作;
②保持滑动变阻器滑片P的位置不变,闭合开关S、S2,断开S1,读出电流表的示数为I2。
则小灯泡的正常工作时的电阻R= 。(用U额、I1、I2表示)
14.(2020八上·缙云期末)在测定“小灯泡电阻”的实验中,已知电源电压为 6V,小灯泡的额定电压为 2.5V,小 灯泡的电阻约为 10Ω,滑动变阻器上标有“20Ω
1A”字样。如图是小珂同学没有连接 完的实物电路。
实验次数 1 2 3 4
U(V) 1.0 1.5 2.0 2.5
I(A) 0.13 0.17 0.20 0.22
R(Ω) 7.69 8.82 10.00 11.36
(1)请你用笔画线代替导线,将实物电路连接完整。要求:滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表示数变小(请勿更改原有导线,导线不能交叉);
(2)实验中,小珂同学连接好电路后,闭合开关,移动滑片,发现小灯泡始终不亮,且电压表有示数,电流表无示数,则故障的原因可能是 ;
(3)故障排除后,闭合开关,按一定操作来测量小灯泡的电阻,获得实验数据如上表。小珂发现灯泡两端电压变大时电阻也变大。请你写出原因 。
15.小华在进行“测量小彩灯的电阻”的实验时,实验台上给他提供的器材有:6伏的蓄电池、电流表(0~0.6安,0~3安)、电压表(0~3伏、0~15伏)、滑动变阻器标有“50Ω 1.5A”、正常发光时电压为3.8伏的小彩灯(估计正常发光时电阻约为12欧)、开关各一个,导线若干。
(1)在实验中电流表应选择 安的量程。
(2)他连接的实物电路如图甲所示,但还有两根导线没接好,同组的小聪同学补接后又画出该电路的电路图(如图乙所示),请用笔画线代替导线将这两根导线连接好。
(3)闭合开关后,小华发现小彩灯不发光、电流表示数为零,电压表的示数为6伏,产生故障的原因可能是下列情况中的____(填字母)。
A.小彩灯短路 B.电压表的正、负接线柱接反了
C.小彩灯的灯座接触不良 D.小彩灯的灯丝断了
(4)排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为3.8伏时,小彩灯正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,则小彩灯正常发光时的电阻为 欧。(计算结果保留一位小数)。
16.图甲是利用伏安法测量小灯泡L的电阻的实验电路,已知L正常发光时两端需加的电压为2.5V,滑动变阻器的最大阻值为20Ω。
(1)请你用笔画线代替导线,把图甲的实物电路连接完整(要求导线不交叉,闭合开关后,滑动变 阻器滑片向左滑动时灯泡变亮)。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于 (选填“A端”“B端”或“AB正中间”)。
(3)移动滑片P,当小灯泡L正常发光时,发现电流表示数如图乙所示,则此时电流表的读数为 A,小灯泡的电阻为 Ω(保留一位小数)。
(4)实验操作时,因小灯泡L不慎损坏而出现断路,移动滑片P,电压表指针 (选填“几乎不动”或“明显偏转”)。
17.小明想测量标有“2.5V”小灯泡的电阻,请解答下列问题:
(1)请用笔画线代替导线,将图中的实物电路连接完整。(导线不能交叉)
(2)连好电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于最 端(选填“左”或“右”)。
(3)闭合开关后,发现电流表、电压表均有示数。但灯泡不亮,原因可能是____。
A.小灯泡断路
B.小灯泡短路
C.滑动变阻器断路
D.滑动变阻器接入电路的阻值过大
(4)调节滑动变阻器,测得实验数据如表所示:
实验次数 第1次 第2次 第3次 第4次
电压(V) 1.0 1.5 2.0 2.5
电流(A) 0.14 1.00 0.25 0.30
电阻(Ω)
在分析实验数据时,发现一个数据有明显的错误,这个数据是 ;若此错误是看错电表量程导致的,则该数据的正确值应是 。
(5)根据实验数据可知,小灯泡正常发光时的电阻是 Ω。
(6)实验完成后,分析数据发现,小灯泡电阻呈逐渐增大趋势,其原因可能是 。
三、小灯泡额定功率测定
18.(2022·慈溪模拟)小宁在做“测量小灯泡的电功率”实验时,选取的电源电压为6V,所用小灯泡的额定电压为2.5V,估计小灯泡的额定功率在1W以内。
(1)请你用笔画线代替导线,将图中的实物电路连接完整。(要求:滑动变阻器滑片向左移动时,接入的电阻变大。)
(2)当滑动变阻器的滑片P移动到某点时,电压表示数如图所示,此时小灯泡两端的电压为 V;小宁多次实验后作出如图所示的I-U图像,当小灯泡正常发光时,其额定功率为 W。
(3)小宁发现:小灯泡两端的电压越大,通过小灯泡的电流就越大,小灯泡两端的电压越小,通过小灯泡的电流就越小,所以小灯泡的亮度是由 决定的。
19.(2022九下·舟山月考)小金想探究小灯泡的亮暗程度与灯实际功率的关系。于是找来一只规格为“0.6A 30Ω”的滑动变阻器,两只额定电流均小于0.6A,额定电压分别为2.5V的灯L1和额定电压为3.8V的灯L2,先后接在电源电压恒为6V的电路中,按照如图1所示的电路进行探究:
(1)请用笔画线代替导线,根据图1所示电路图,将图2所示实物图连接完整(要求:滑动变阻器处于A端时阻值最大)。
(2)小金连接电路后闭合开关,发现灯L1不发光,电流表、电压表示数均较小,他立即判断L1断路,于是断开开关拆下L1,重新寻找连接电路。请评价他的做法是否合理,并说明理由: 。
(3)小金按图1所示的电路继续进行实验:闭合开关,移动滑片P,使灯L1发光,测出灯L1的相关科学量,记录和计算结果如下表:
次数 电压U/V 电流I/A 实际功率P/W 电阻R/Ω
1 1.6 0.20 0.32 8.00
2 2.0 0.22 0.44 9.09
3 2.5 0.24 0.60 10.42
小金观察到灯L1的亮度变化是:第二次比第一次亮,第三次比第二次更亮。结合表中数据得出的结论是 ;
(4)小金接着用L2(L2的阻值约为15Ω)替换L1,进行重复。发现电压表的0-15V的量程已损坏,于是把电压表并联到变阻器两端,预想当电压表示数为2.2V时,灯两端达到额定电压能正常发光。为了防止电压表超出量程而损坏,小金的具体操作应该是 。
20.(2022·舟山模拟)某班同学在实验室做“测定小灯泡额定电功率”的分组实验。
实验老师提供给各小组的实验器材如下:规格为“3.8V的小灯泡、学生电源(电压恒为6V)、电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、滑动变阻器(“20Ω1A”)、开关各一只,导线若干。
(1)小戴同学连接的实物如右图所示,闭合开关后,发现无论怎样调节滑动变阻器,小灯泡都不发光。经甲(检查,发现其中有一根导线连接错误,请你在这根错误连接的导线上打“x”并补画一根导线,使之成为正确的电路。
(2)小柴按图甲正确连接电路,闭合开关,调节滑动变阻器,当电压表的示数为3.8伏时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 。
(3)小郁同学顺利地完成了实验,正准备拆除电路结束实验时,同组的小吴提出,在调节变阻器滑片使灯泡正常发光时,电压表的示数很难准确指示,由此可能造成一定的测量误差,她认为只要对电路稍作改动,就能提高测量数据的精确度。请你帮小红阐述她的修改方案:
反思:实验原理相同的情况下,我们可以采用不同的实验途径来完成实验。
21.(2022九下·浦江月考)小明学会了测小灯泡的功率后,在老师的启发下,进一步思考:电流一定时,小灯泡功率跟电阻有什么关系呢?于是他利用如图1所示电路,选用分别标“1.5V 0.25A”、“2.5V 0.3A”字样的小灯泡L1、L2,测出它们在电流相同时的电阻和功率,来探究小灯泡功率与电阻的关系。
(1)他将灯L1接入图1电路,请你用笔画线代替导线,帮他将实物电路连接完整。
(2)闭合开关后,他调节滑动变阻器的滑片P,使通过L1的电流为0.2A,再测出L1两端的电压,电压表示数如图2所示,可算出此时灯L1的电阻是 Ω,实际功率是 W。
(3)换上灯L2,闭合开关,为保持电流为0.2A不变,应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动;再测出L2两端的电压,即可算出L2的电阻和功率。
22.(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
23.已知电源电压恒为6V,小灯泡正常工作电压为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 。
24.(2022·杭州模拟)小亮同学做测定“小灯泡的额定电功率”实验时所用器材有:电压为6V的电源、额定电压为2.5V的小灯泡(小灯泡的额定功率小于1W)、滑动变阻器(50Ω 1A)、以及符合实验要求的电表、开关和导线。如图(甲)是小亮同学没有连接完整的电路。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲所示的电路连接完整。
(2)小亮同学移动滑动变阻器滑片P到某处时,电压表的示数为2.2V,要测量小灯泡的额定功率时,应将滑片P向 端移动(选填“A”或“B" )。
(3)小亮利用该电路探究电流跟电阻的关系,他将小灯泡换成多个定值电阻R,保持电压表示数始终为如图(丙)所示,多次更换阻值不同的定值电阻R,并记录各次电流表的示数,若不更换其他器材,为了能够完成实验,更换的电阻阻值不能够大于 Ω。
25.(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。
26.(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。
27.(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
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。
29.(2020九上·余杭期末)小金测量小灯泡的电功率时使用如下器材:电源(电压恒为6V)、小灯泡L(额定电压为2.5V,灯丝电阻约为10Ω)、电流表、电压表、阻值为15Ω的定值电阻R0、“50Ω,1A”的滑动变阻器R1各一个,开关、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,在答题卷上完成图甲中的电路连接;
(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,原因可能是 ;
(3)小金利用测得数据绘制小灯泡U-I图像如图乙所示,小灯泡的额定功率为 W;
(4)小金又设计了图丙所示电路,你认为,利用这个电路能否测量出该小灯泡L的额定电功率? (选填“能”或“不能”)。
四、电热和焦耳定律的测定
30.(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)
31.(2021九上·余姚月考)小明要用图所示的实验器材探究“电压一定时,电流的热效应与电阻的关系”,其中瓶内电阻丝的长度、粗细都相同。
(1)请用笔画线代替导线,把电路连接完整。
(2)电流产生热量的多少不易直接测量.因此在这个实验中是通过 显示电流产生热量的多少。
(3)在这个实验中,除了控制电压一定外,还要控制的量有 (写出一个即可得分)。
(4)根据所学知识可知,在相同时间内 瓶内的电阻丝放出的热量较多(选填“甲”或“乙”)。
32.(2021·浙江模拟)近日,一位资深驴友在微信圈分享户外野营经验时,称只要用一张口香糖的包装锡纸,用剪刀剪成中间狭窄的条形,并将锡纸两端分别接在一节干电池的正负极,锡纸就可以燃烧起来,从而可以较快地获取火种。据此,兴趣小组做了如下实验:
取长度为9厘米,宽度为5毫米,中间窄度不同的锡纸条搭在一节5号干电池的正负极,
实验现象如下表:
中间部分窄度/mm 1 2 3 4 5
现象 少量火星、狭窄处迅速裂断 狭窄处被 点燃 狭窄处出现大量火星,不断裂 狭窄处出现少量火星、不断裂 狭窄处无 火星
(1)若用此“锡纸”较快获取火种,应该选取多少窄度的为宜? 。
(2)请你分析为什么多次实验都是锡纸中间最窄处先燃烧或先出现火星? 。
(3)兴趣小组认为影响“锡纸”被点燃的因素还与 有关,他们又开始了探究……
33.(2021·下城模拟)小金认为,电流通过导体产生的热量可能与导体中的电流、导体电阻和通电时间有关。于是他将 A、B 两个完全相同的烧瓶,分别装相同质量的酒精和煤油,按图甲所示接入电路。
(1)若两瓶中的电阻丝阻值相同,接通电路后,由温度传感器记录下两瓶中液体温度变化情况,并得到如图乙图线。则酒精的比热容比煤油稍 (选填“大”或“小”)。
(2)若两瓶中电阻丝的阻值RA>RB,接通电路后,观察到温度传感器显示出A的温度明显比B升得快。多次重复,现象相同。由此他得出结论:在电流与通电时间相同时,导体的电阻越大,产生的热量也越多。小金得出的结论是正确的,请说明理由。 。
(3)若将(2)中的两个烧瓶内的电阻丝并联接在电路中,请分析能否用来探究电阻丝产生的热量与电流大小的关系,并说明原因: 。
34.(2020九上·越城期末)实验小组的同学为了探究影响电流产生热量多少的因素,设计并连接了甲、乙两个电路。其中两电源的电压相等、所用器材都符合要求;四个烧瓶完全相同,其中装有质量和初温相同的同种煤油,并分别配上规格完全相同的温度计和阻值不同(R1>R2) 的电阻丝,请回答:
(1)烧瓶中的液体选用煤油而不是水,其原因是 ;
(2)要利用甲电路来探究电热与电流的关系,需要进行的操作是 ;
(3)利用甲方案进行实验时,要用到的科学方法有 (选填字母);
A.等效替代 B.放大法 C.转换法 D.控制变量法
(4)利用乙电路可以探究电流产生的热量与 有关(选填字母)。
A.电阻大小 B.电流大小 C.通电时间
35.(2020九上·临海期末)为研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关,某同学找来了两根不同阻值的电阻丝,多块相同的泡沫块以及滑动变阻器、开关、导线、电源等,设计的方案如图甲所示。
(1)接通电路,几秒后发现泡沫块被电阻丝“切断”了。该实验方案是通过测量 来
比较电流通过电阻丝时产生的热量多少的。
(2)为研究电流通过导体产生热量的多少与电流大小的关系,实验中应如何改变电流大小
(3)为研究电流通过导体产生热量的多少与电阻大小的关系,请你在图乙中画上连接导线。
36.(2020九上·慈溪月考)某兴趣小组利用图甲装置探究电流热效应的影响因素,实验步骤如下:
①将阻值为10欧和20欧的电阻丝分别置于 A、B两个盛满煤油的烧瓶中,按图甲所示连接电路。
②闭合开关,将滑动变阻器的滑片移至某一位置,记录此时电流表的读数I。通电一段时间,记录 A、B烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为Δh1、Δh2。
③断开开关,直至玻璃管中的液面降回各自初始位置。
④闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电流表的读数为2I。当通电时间与步骤②相同时,记录 A、 B 烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为Δh3、Δh4,实验数据如表。
电流 烧瓶玻璃管内液面的变化高度
A烧瓶(RA=10欧) B烧瓶(RB=20欧)
I Δh1 Δh2
2I Δh3 Δh4
(1)步骤②中的电流表示数如图乙所示,此时电流为 安。
(2)本实验设计串联电路来研究电阻对电流产生热量的影响,可以控制哪些变量相同? 和 。
(3)小科认为:只要选择“Δh1、Δh2、Δh3、Δh4”四个量中的某两个量进行比较,就能说明“对电流产生热量多少的影响,电流比电阻更大”,请比较这两个量的大小关系: 。
37.(2020九上·温州月考)小马同学对研究焦耳定律的实验装置进行了改装,如图所示,可以测量未知液体的比热容C。测量时,分别往甲乙两瓶中装入质量相同的水和待测液体,闭合开关一段时间后,再用温度计分别测出这段时间内水和待测液体升高温度△t水和△t,在不计热量损失的情况下,就可以求得待测液体的比热容。
资料1:质量为m的某种物质,温度升高△t,吸收热量为Q吸=Cm△t。
资料2:水的比热容为4.2ⅹ103焦∕千克˙℃
(1)闭合开关后,发现水和待测液体的温度升高得较慢。为了使温度升高得更快,他应将滑动变阻器的滑片向 端滑动(填“A”或”B”)。
(2)本实验需要控制这段时间内水和待测液体吸收的热量相等,小马设计的电路中必须满足的条件是 。
(3)下表是实验中测得的数据
时间(分钟) 水升高的温度Δt水(℃) 待测液体升高的温度Δt(℃)
2 9 21
4 18 42
6 27 60
根据上表中的数据,可以得到待测液体的比热容为 焦∕千克˙℃
38.用如图甲所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”,相同烧瓶内装满了煤油。
(1)烧瓶中装入的煤油是 (选填“导体”或“绝缘体”)。
(2)请根据实物电路,在虚线框图乙内画出对应的电路图。
(3)为达到实验目的,选用的两电阻丝R1与R2的阻值应 ,通过R1的电流 通过R2的电流。
(4)通电一段时间后,烧瓶Ⅱ中玻璃管内液面上升的高度较大,说明 。
(5)小红用如图丙所示的装置,进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”,经过多次实验测量,收集实验数据,绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流的关系图线。根据焦耳定律可知,图丁中能正确反映h-I关系的是 。
(6)如图所示是人们日常生活和工作中经常使用的一种插线板。现在市场上有一些劣质插线板,经质检部门检查发现,部分劣质插线板电源线芯线比合格产品细。请根据焦耳定律解释使用这种插线板将会存在什么隐患。
答案解析部分
1.【答案】(1)B(2)DE之间断路(滑动变阻器断路等其他合理答案)(3)19
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)解:如图所示: (2)将滑片P移到阻值最大的一端
(3)12.2(4)取下一节干电池(5)0.28A
4.【答案】(1)(2)B(3)0.48(4)5
5.【答案】(1)7.7(2)断开开关S1,闭合开关S、S2,读出并记录电流表示数I2;
6.【答案】(1)(2)(向右)调节滑动变阻器的滑片(3)B
7.【答案】(1)(2)D(3)增加一节电池,电压表选择 0~15V 量程
8.【答案】(1)
(2)0.5;3.20;3.18;U2R0/U1;不正确,两种情况下Rx和R0两端电压不等
9.【答案】(1)B(2)8
(3)将滑片移到B端,闭合开关S,读出电压表的示数U1;Rx=U1R/(U-U1)
10.【答案】(1)解:如图所示:
(2)电流表未调零;4.98(3)D
11.【答案】读数更精确;所测得的灯丝电阻阻值基本相等;大气压强
12.【答案】(1);0.16;12.5(2)
13.【答案】(1)(2)变大(3)0.25;U额/I2 I1
14.【答案】(1)(2)小灯泡断路(或连接小灯泡处断路)
(3)灯丝电阻随温度升高而增大
15.【答案】(1)0~0.6(2)(3)C;D(4)12.7
16.【答案】(1)(2)B端(3)0.3;8.3(4)几乎不动
17.【答案】(1)(2)左(3)D(4)1.00;0.20(5)8.3
(6)温度越高,小灯泡电阻越大
18.【答案】(1)(2)2.2;0.5(3)实际功率
19.【答案】(1)
(2)不合理,可能通过灯的电流太小,应先移动滑动变阻器观察灯是否发光
(3)小灯泡的实际功率越大,灯越亮
(4)闭合开关前,将滑动变阻器的滑片处于中间略偏右的位置(略偏右不作要求)
20.【答案】(1)(2)1.52W
(3)把电压表并联在滑动变阻器的两端并改接0-3v量程
21.【答案】(1)(2)4;0.16(3)B
22.【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
23.【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
24.【答案】(1)解:如图所示: (2)B3)25
25.【答案】(1)
(2)0.5;灯丝的电阻随温度升高而增大(3)实际功率
26.【答案】(1)(2)3.8;0.76(3)0.38(4)0.2
27.【答案】(1)A(2)灯泡断路(3)0.33(4)③
28.【答案】(1)调换电源正负极(2)0.75(3)B(4)不能
29.【答案】(1)(2)灯泡短路(3)0.625(4)能
30.【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)
31.【答案】(1)(2)温度计示数的变化
(3)煤油质量相同、初温相同或通电时间长短相同等合理给分(4)甲
32.【答案】(1)2mm(2)根据Q=I2Rt,电流和通电时间相等,由于最窄处电阻大,所以产生的热量多,温度最先达到着火点,最易先燃烧。(3)电池的型号(电源电压)
33.【答案】(1)大
(2)酒精的比热大,相同时间内升高温度也多,则说明电阻丝RA产生的热量更多。
(3)不能,因为电流与电阻都不同(有两个变量),无法得出结论。
34.【答案】(1)煤油比热小,吸收相同热量温度变化大,实验现象更明显
(2)移动滑动变阻器滑片,比较通电时间相同时,甲(乙)烧瓶中温度计的示数变化
(3)C;D(4)B;C
35.【答案】(1)泡沫块被切断的时间长短
(2)移动滑动变阻器滑片或改变电源电压(3)
36.【答案】(1)0.24(2)电流大小;通电时间(3)△H3>△H2
37.【答案】(1)闭合开关后,为使温度升高得更快,由焦耳定律Q=I2Rt可知,可以增大电路中的电流,滑动变阻器向A端移动
(2)要使在相同的时间内,电阻产生的热量相同,由焦耳定律Q=I2Rt可知,电流要相同,所以两阻丝串联,且电阻大小相同(3)1.8ⅹ103J∕(Kg˙℃)
38.【答案】(1)绝缘体(2)(3)相等;小于
(4)在电阻和通电时间相等时,电流越大产生的热量越多(5)A
(6)在材料和长度一定时,导体横截面积越小,电阻越大。劣质插线板的电源线的芯线比合格产品细,则电阻大。根据Q=I2Rt可知,在电流和通电时间一定时,电阻越大,电流通过电阻产生的热量越多,易发生火灾。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
21世纪教育网(www.21cnjy.com)