2024年中考科学实验专题复习---电学实验探究
1.小明同学在探究“电流与电压的关系”时,选用电压为4.5V的电源、标有“20Ω 1A”的滑动变阻器、10Ω的定值及其它必要器材。
(1)请用笔画线代替导线,将甲图的电路连接完整 。
(2)实验过程中,调节滑动变阻器,发现电流表示数为0.45A且不变,出现这种现象的原因是 。
(3)排除故障后,多次改变定值电阻两端的电压,将实验数据记录在下表中。第4次电压表的示数如图乙,则此时电压为 V。分析数据得到结论 。
实验次数 1 2 3 4 5 6
电压U/V 1.8 2.0 2.4 2.8 3.0
电流I/A 0.18 0.20 0.23 0.27 0.28 0.30
(4)小明同学完成上述实验后,设计如图丙电路,测灯泡L的额定功率,已知:灯泡的额定电压为U0(低于电源电压),滑动变阻器R2的最大值为R2。
①只闭合开关S、S1,将滑动变阻器R1的滑片调到最右端,再将R2的滑片调到最左端,读出电压表的示数U1;
②只闭合开关S、S1,将滑动变阻器R1的滑片调到最左端,调节滑动变阻器R2,直至电压表示数为 ,灯泡正常发光;
③闭合开关S、S1、S2,保持变阻器 的滑片不动,调节另一变阻器,使电压表示数为U0;保持变阻器R1的滑片不动,变阻器R2的滑片调到最右端,电压表的数为U2,则灯泡额定功率表达式P额=
2.在测定小灯泡电功率的实验中,电源电压为 4.5V,小灯泡额定电压为 2.5V、电阻约为 10Ω。
(1)连接电路时电流表的量程应选 0~ A;
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表正常偏转,则接下来应进行的操作是 ;
A.请教老师 B.更换小灯泡
C.检查电路是否断路 D.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡发光情况
(3)闭合开关,移动滑片 P 到某一点时,电压表示数如图乙所示,若要将电压表的示数调到2.5V,应将图甲中滑片 P 向 (选填“A”或“B”)端移动;
(4)下表是小明测量同一小灯泡电功率时收集的数据,在相互交流时,小明认为该小灯泡的 额定功率为 0.494W,而小叶认为该小灯泡的额定功率为 0.625W,你认为 的说法正确。
实验次数 电压 U/V 电流 I/A 电功率 P/W 平均功率 P/W
1 1.2 0.13 0.156 0.494
2 2.5 0.25 0.625
3 2.7 0.26 0.702
多次测量中小明还发现,当电压表的示数增大时,电压表和电流表示数之比 (选填“增大”、 “不变”“减小”);
(5)若小明在实验中不慎将电压表和电流表位置接反,试触开关时,会看到的现象是电压表 (选填“正常偏转”或“无示数”“超量程”);
(6)细心的小明还发现,用久的灯泡在额定电压下工作时,灯泡亮度明显偏暗,其原因是灯丝电阻 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
3.在“测量小灯泡额定电功率”的实验中,电源电压恒为6V,待测小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时灯丝的电阻约为10Ω,可供选择的两个滑动变阻器的规格为“10Ω 2A”、“50Ω 1A”:
(1)请用笔画线代替导线,将如图所示的电路连接完整;
(2)闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,使小灯泡正常发光,此时电流表示数如图所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(3)在确保电路安全时,为完成本次实验,滑动变阻器的规格应为“ ”。
4.小云同学想通过实验,探究通过导体的电流与导体两端电压之间是否成正比。他利用干电池、电流表、电压表、电阻箱、滑动变阻器、开关及导线,设计了如图所示的电路进行实验,请完成下列问题。
(1)在虚框中画出实验数据表格。
(2)完成下列实验步骤。
①把电流表和电压表调零,在开关 (选填“闭合”或“断开”)的状态下按照电路图连接实验电路,并把滑动变阻器的滑片Р调到最 (选填“左”或“右”)端。
②调节电阻箱的阻值为R1,试触后闭合开关,调节滑动变阻器滑片Р适当位置,读出电压表的示数U1,读出电流表的示数I1,断开开关,把实验数据填入表格中。
③ 。
④仿照实验步骤③,再做4次实验,把实验数据填入表格中。
⑤实验完毕,拆卸电路,整理实验器材。
5.在新课标“实验探究”主题中,小明设计的实验是探究电流与电压的关系,电路如图甲所示,定值电阻,电源电压3V保持不变:
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该置于最 (填“左”或“右”)端,具有 的作用;
(2)移动变阻器的滑片,记下对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图乙所示的图像,由图乙可知:在 一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成 比;
(3)小明做完实验后又突发奇想,将实验中的电阻R拆下,其它条件都不变的情况下,换成一个小灯泡,继续多次实验,小灯泡亮度发生变化,并得到小灯泡的图像与乙图中的图像完全不同,原因是 。
6.某实验小组在“探究影响电阻大小的因素时,选用电源、滑动变阻器、电流表、开关、导线若干以及几种电阻丝,电阻丝的参数如下表
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
a 镍铬合金 0.5 0.2
b 镍铬合金 1.0 0.1
c 镍铬合金 0.5 0.1
d 锰铜合金 0.5 0.1
探究前他们做出了如下猜想:
猜想1:电阻大小与导体的长度有关
猜想2:电阻大小与导体的材料有关;
猜想3:电阻大小与导体的横截面积有关
为了完成实验探究,同学们设计了如图所示的实验电路。请回答下列问题:
(1)实验通过比较 的大小,来比较电阻丝电阻的大小;
(2)若要验证猜想1,则应该选用 (填编号)两根电阻丝进行对比实验;
(3)选用c、d两根电阻丝进行对比实验,目的是验证猜想 ,分别将a和c两根电阻丝接入电路中M、N两点间时,电阻丝a接入时电流表示数较大,由此得到的结论是 。
7.在“测量小灯泡额定功率”实验中,小灯泡的额定电压U额=2.5V。
(1)图甲是测量小灯泡额定功率的实物电路图,图中有一根线连接错误,请在这根线上打“×”,并在图中改正 。
(2)闭合开关,移动滑片P直到电压表示数为2.5V,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(3)小华设计了如图丙所示的电路也完成了该实验,请完成下列填空(电源电压不变,R1和R2为滑动变阻器,R2的最大电阻为R0)。
①只闭合开关 ,调节R2,使电压表的示数为2.5V;
②只闭合开关 ,调节 ,使电压表的示数仍为2.5V;
③接着将R2的滑片P调至最左端,记下电压表的示数为U1;再将R2的滑片P调至最右端,记下电压表的示数为U2, 则小灯泡额定功率的表达式P额= (用U额、R0、U1、U2表示)。
8.小明利用如图所示的实验器材“测量小灯泡的额定功率”,已知电源电压恒为6 V,小灯泡正常工作时的电压为3.8 V,电阻约为12 Ω,滑动变阻器的规格为“20 Ω 2 A”.
(1)请用笔画线代替导线,将如图实物电路连接完整 .
(2)正确连接电路后,用开关试触,灯泡不亮,电压表瞬间满偏,电流表指针几乎不动,电路的故障是 .(电路只有一处故障)
(3)排除故障后,继续实验,闭合开关,移动滑片,当电压表的指针在某电压值时 (请在如图中标出相应的电压值),小灯泡正常发光,电流表的示数如图所示,小灯泡的额定功率是 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 .
【评估】小红也利用上述器材对该小灯泡的额定功率进行了测量,实验电路图如图所示,实验结束后,两人对实验进行了交流与评估.
(5)小红的实验结果误差较大,理由是 .
(6)小明的实验更不容易操作,理由是 .
9.如图甲是测定额定电压为“2.5V”小灯泡正常发光时电阻的电路。
(1)连接电路时,开关应 ;开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应滑到 端(选填“A”或“B”);
(2)图乙是该小灯泡两端电压U和通过它的电流I的关系图像,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;
(3)小明根据所测数据计算出小灯泡的电阻不是一个定值,原因可能是 ;
(4)小亮实验时发现他的桌上没有电流表,却多了一个最大阻值为R0的滑动变阻器,于是他设计了如图丙所示电路,也测出了额定电压为“2.5V”小灯泡正常发光时的电阻,请补全下列步骤:
① 闭合开关S,先调节滑动变阻器R0的滑片到最左端,再调节滑动变阻器R,直到电压表的示数为 V;
② 接着调节滑动变阻器 (选填“R0”或“R”)的滑片到最右端,读出此时电压表的示数为U;
③ 小灯泡正常发光时电阻的表达式RL= (用U、R0和已知量表示)。
10.在探究影响导体电阻大小的因素时,小兵、小红两位同学做出了如下猜想:①导体的电阻与导体的长度有关;②导体的电阻与导体的横截面积有关; ③导体的电阻与导体的材料有关;
实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如表:
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
为了验证上述猜想,他们设计了如图所示的实验电路:
(1)实验中电流表的示数越大,对应的导线电阻越 ;为了验证上述猜想①,应该选用编号为 的两根电阻丝进行实验;
(2)小兵在接入A电阻丝的实验过程中,灯泡突然熄灭,同时观察到电流表示数变大,小红判断可能是灯泡发生了 ;
(3)解决故障后,分别将A和D两电阻丝接入电路中M、N间,电流表示数不相同,由此,初步得到的结论是:长度和横截面积相同时, 。
11.小方利用下图所示的装置“测量小灯泡的电阻”,电源电压为6V且保持不变,选用的小灯泡标有“2.5V”字样;
(1)图中有一根导线未连接,请用笔画线代替导线将电路连接完整 ;
(2)闭合开关后,发现小灯泡不亮,则接下来合理的操作是 (选填字母代号);
A.断开开关,更换小灯泡
B.移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光
(3)若在上述操作中小灯泡仍不发光,电流表有示数,则电路故障可能是小灯泡发生了 (选填“短路”或“断路”);
(4)排除故障后,闭合开关,调节滑片到某一位置后,电压表的示数如下图所示,其示数为 V;此时应向 (选填“左”或“右”)移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光,记录电压表和电流表的示数,并绘制成下图所示的I-U关系图像,根据图像信息,可计算出小灯泡正常发光时的电阻是 Ω;
(5)实验中,将滑动变阻器的滑片向左移动,请写出电流表、电压表的示数变化情况: ;
(6)根据I-U图像,你还有什么新的发现 ;(写出一条即可)
(7)小明建议根据所记录的数据计算出电阻再求平均值作为小灯泡的电阻值,你认为小明的建议是 (选填“正确”或“错误”)的,原因是 。
12.在“测量小灯泡额定功率”实验中,小华选用了标有“2.5V”字样的小灯泡、电流表、电压表、开关、学生电源、标有“50Ω 1.5A”的滑动变阻器、若干导线等器材按如图所示连接起来。
(1)用笔画线代替导线将图甲电路补充完整,并使滑动变阻器右移时电路中电流变小 ;
(2)开关试触时发现电流表无示数、电压表满偏,出现此故障的原因是 ;
A.小灯泡断路 B.小灯泡短路 C.滑动变阻器断路 D.滑动变阻器短路
(3)正确连接电路后,闭合开关,电压表及电流表示数如图乙,电源电压为 V;
(4)为测小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器滑片向 端移动滑片,当小灯泡正常发光,电流表示数为0.3A,则此小灯泡的额定功率为 W;
(5)滑动变阻器的滑片向左移,小灯泡的电功率将 (选填“增大”、“减小”或“不变”);
(6)小华测出在不同电压下灯泡的电流值,将记录下来的数据描绘成I—U图像,如图丙,实验中发现灯泡电阻随温度升高而增大,则正确的图像为 ;
(7)实验过程中,小华向左调节滑动变阻器,滑动变阻器的功率减小了ΔP1,灯泡的功率交化了ΔP2,则ΔP1 ΔP2(选填“>”、“<”或“=”)。
13.某物理兴趣小组的同学要测量额定电压为2.5V的小灯泡电功率,小灯泡的电阻约为,已知电源电压为4.5V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整(要求滑动变阻器的滑片向右移动时,灯泡变暗);
(2)开关闭合前,小雪同学发现电流表的指针如图乙所示,造成这一现象的原因是 。在调整后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现灯泡亮度不变且很暗,可能原因是 ;
(3)实验过程中,同学们从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据,得到小灯泡图像如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 W,所用滑动变阻器的规格是 (选填字母);
A.“ 2A” B.“ 2A” C.“ 2A” D.“ 2A”
(4)进一步分析图乙可知,实验过程中小灯泡的电阻在发变化,小灯泡电阻发生变化的主要原因是受 的影响。在某次调节过程中,滑动变阻器接入电路的阻值减小了,小灯泡的电阻变化了,则 (选填“大于”“小于”或“等于”),你判断的理由是: 。
14.在实验课上,为比较不同物质吸热的情况,各实验小组用如图甲所示的实验装置完成实验。(实验过程中水和食用油的温度均未达到沸点)
(1)小明设计的实验表格如下,在表格中横线处补全缺少的项目;
物质 质量/kg 初温/℃ 升高的温度/℃ 加热时间/min
水
食用油
(2)为了测量水和食用油的质量,小明先将天平放在水平桌面上,再用调好的天平测出质量相等的水和食用油;
(3)在实验甲中,小明选用了相同的电加热器。加热时间越长,物质吸收的热量越 ;
(4)小明通过实验甲发现在加热时间相同时,食用油的温度变化较大。根据这个现象可知:水和食用油相比较, 的吸热能力强;
(5)小明看到另一组同学在加热时间相同时,质量相等的水和食用油相比,水温始终比油温升得快。由此可判断出,放入水中的电加热器实际功率 (选填“大”或“小”);
(6)乙装置中两个相同烧杯装有相同质量的水,灯中煤油和酒精的质量相等,进行“比较煤油和酒精的热值大小关系”实验分析数据可知:热值较大的是 (选填“煤油”或“酒精”);
加热时间/min 0 1 2 3 4 5 6
A杯水温/℃ 25 27 29 32 34 36 38
B杯水温/℃ 25 26 27 28 29 30 31
(7)通过实验数据直接计算出燃料的热值将 (选填“偏大”或“偏小”)。
15.如图所示,甲是用“伏安法”测量未知电阻Rx的实物电路图。
(1)排除故障后,闭合开关,当滑片移动到某位置时,电压表示数为2.4V,电流表示数如图乙所示,其读数为 A,则未知电阻Rx= Ω;
(2)实验中电压表损坏,利用原有器材也能测出未知电阻Rx的阻值。实验电路如图丙所示(滑动变阻最大阻值为R0,电源电压未知且不变),请将相关实验步骤补充完整:
①合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,记录电流表示数为I1;
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到 ,记录电流表示数I2;
③写出待测电阻的表达式,Rx= (用已知量和测量符号表示)。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1. 滑动变阻器上面两个接线柱 2.7 电阻一定,通过导体的电流跟导体两端电压成正比 U0 R2
【详解】(1)[1]电压表并联在电阻的两端,如下图所示:
(2)[2]当电路只有定值电阻工作时的电流为
I==0.45A
实验过程中,调节滑动变阻器,发现电流表示数为0.45A且不变,说明滑动变阻器没有接入电路,则故障为滑动变阻器接了两个上接线柱。
(3)[3]第4次电压表的示数如图乙,电压表选用小量程,分度值为0.1V,则此时电压为2.7V。
[4]由表中第一组数据可知,电压与电流的比值为
同理可以得到2-6次数据中的电压与电流的比值分别为10Ω、10Ω、10Ω、10Ω、10Ω,所以电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。
(4)②[5]只闭合开关S、S1,将滑动变阻器R1的滑片调到最左端,此时滑动变阻器R1的阻值为0,滑动变阻器R2与灯泡串联,调节滑动变阻器R2,直至电压表示数为U0,灯泡正常发光。
③[6][7]闭合开关S、S1,S2,此时小灯泡被短路,滑动变阻器R2与滑动变阻器R1串联,保持变阻器R2的滑片不动,调节变阻器R1,使电压表示数为U0,此时滑动变阻器R1的电阻与灯泡的电阻相等;变阻器R2的滑片调到最右端,电压表的示数为U2,根据串联电路电压的规律知,滑动变阻器R2两端的电压为
U1-U2
电路的电流为
I=
R1连入电路的阻值为
R1=
小灯泡的电阻为
RL=R1=
灯泡额定功率
P额=
2. 0.6 D B 小叶 增大 超量程 变大
【详解】(1)[1]灯泡正常发光时的电流大约为
所以电流表应选择0~0.6A的量程。
(2)[2]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,可能是滑动变阻器连入电阻太大,电路中电流太小所致,接下来的操作是:移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光,故D正确。
(3)[3]由图示电压表可知,其量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.2V,电压表示数小于灯泡额定电压,为测小灯泡的额定功率,应向B端移动滑片,直到电压表示数等于灯泡额定电压2.5V为止。
(4)[4]灯泡在额定电压下的功率是额定功率,故小叶的说法是正确的。
[5]当电压表的示数增大时,小灯泡变亮,小灯泡的温度升高,电阻变大,电压表和电流表示数之比增大。
(5)[6]在实验中,小明把电流表与电压表的位置互换,则电压表串联在电路中测电源电压(4.5V),超过电压表量程。
(6)[7]灯丝发光时温度很高,钨丝由固态直接变为气态发生升华现象而变细;根据影响电阻大小的因素(长度、材料、横截面积)知灯丝的电阻变大。
3. 0.65 50Ω 1A
【详解】(1)[1]由于待测小灯泡的额定电压为2.5V,额定电流小于0.6A,所以,电压表选用小量程并联在小灯泡上,然后电流表串联,正接线柱进,负接线柱出,且需要将一根导线接在小灯泡的左端,另外一端接在正0.6A的接线柱上,电路连接如下图
(2)[2]小灯泡正常发光,故电压表的示数为2.5V时,为额定电压,此时的电灯泡能够正常发光;电流表的示数为0.26A,则小灯泡的额定电功率为
(3)[3]当电灯泡正常发光时,此时的电压表的示数为2.5V,则滑动变阻器的所分担的电压为
而且此时滑动变阻器和电灯泡串联,此时的电流为0.26A,故此时的电阻为
所以,只能选择“50Ω 1A”。
4.
断开 右 电阻箱阻值不变,调节滑动变阻器滑片P于另一位置,读出电压表示数,读出电流表的示数,断开开关,把实验数据填入表格中
【详解】(1)[1]探究通过导体的电流与导体两端电压之间是否成正比,则需测量的物理量有电流、电压,故设计实验数据表格如下:
(2)①[2][3]为保护电路,应该在开关断开的状态下按照电路图连接实验电路,并把滑动变阻器的滑片Р调到最大阻值处的右端。
②调节电阻箱的阻值为R1,试触后闭合开关,调节滑动变阻器滑片Р适当位置,读出电压表的示数U1,读出电流表的示数I1,断开开关,把实验数据填入表格中。
③[4]根据控制变量法知要探究通过导体的电流与导体两端电压之间是否成正比需要保持电阻阻值不变,改变其两端的电压,进而观察电流,故接下来的操作应该是:电阻箱阻值不变,调节滑动变阻器滑片P于另一位置,读出电压表示数,读出电流表的示数,断开开关,把实验数据填入表格中。
5. 右 保护电路 电阻 正 小灯泡的电阻随温度的升高而变大
【详解】(1)[1][2]闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该置于阻值最大端,即最右端,具有保护电路的作用。
(2)[3][4]如图乙所示的I U图像,是一条过原点的直线,分析得出结论: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。
(3)[5]将实验中的电阻R拆下,换成一个小灯泡,得到小灯泡的I U图像与乙图中的图像完全不同,即不是过原点的直线,表示小灯泡的电流与电压不成正比,电阻值是变化的。所以原因是小灯泡的电阻随温度的升高而变大。
6. 电流表示数 b、c 2 当导体材料和长度一定时,导体横截面积越小,电阻越大
【详解】(1)[1]电阻大小不易直接比较。实验中采用了转换法比较电阻大小,即通过比较电流表示数来比较导体电阻的大小。
(2)[2]电阻大小与导体的长度、材料和横截面积有关,研究电阻大小与其中一个因素的关系时,要控制另外两个因素不变。若要验证猜想1,即电阻大小与导体的长度有关时,要控制材料和横截面积相同,故应该选用b、c两根电阻丝进行对比实验。
(3)[3] c、d两根电阻丝的长度和横截面积相同,材料不同,故选用c、d两根电阻丝进行对比实验,研究导体的电阻与导体的材料是否有关,即目的是验证猜想2。
[4]分别将a和c两根电阻丝接入电路中M、N两点间时,a和c的材料、长度都相同,a的横截面积大于c的横截面积,电阻丝a接入时电流表示数较大,表明a的电阻小,c的电阻大;由此得到的结论是:当导体材料和长度一定时,导体横截面积越小,电阻越大。
7. 0.65 S、S1 S、S2 R1
【详解】(1)[1]由图中可知,此时电流表测的是流过滑动变阻器的电流,不是流过小灯泡的电流,且电压表串联进电路,改正如下图所示:
(2)[2]由图乙可知,此时电流表示数为0.26A,即小灯泡的额额定电流为I额=0.26A,故小灯泡的额定功率为
P额=U额I额=2.5V0.26A=0.65W
(3)[3]先闭合开关S、S1,移动R2滑片,使电压表的示数为额定电压2.5 V;
[4][5]再闭合开关S、S2,R2的滑片不动,移动R1的滑片,使电压表的示数为额定电压2.5 V,此时R1的阻值与灯泡正常发光时的电阻阻值相等;
[6]根据题目的操作步骤可得到:当R2滑片在最左端时,电源电压U等于U1,当R2滑片在最右端时电路中电流,解得,故小灯泡的额定功率为
8. 滑动变阻器断路 1.14 灯丝电阻随温度升高而增大 电压表要选择0~15 V量程,量程过大,使得电压的测量不够精确 电源电压6 V,操作中电压表要先使用0~15 V量程,调节变阻器后再使用0~3 V量程,操作比较麻烦
【详解】试题分析:(1)测量小灯泡的额定功率实验中,电流表应与灯泡串联,由欧姆定律可知灯泡正常发光的电流约为:I==≈0.32A,由此完成电路连接如上图所示;(2)正确连接电路后,用开关试触,灯泡不亮,电流表指针几乎不动,说明电路可能有断路,电压表瞬间满偏,说明电压表到电源间是通路,所以电路的故障是与电压表并联的滑动变阻器断路了;(3)根据图3,电流表的量程为0~0.6A,其分度值为0.02A,所以灯泡正常发光时的电流为0.3A,则灯泡的额定功率:P=UI=3.8V×0.3A=1.14W;(4)随着电压的变大,通过灯丝的电流变大,灯丝产生的热量变大,灯丝的温度升高,灯丝的电阻值变大,即灯丝电阻随温度升高而增大;【评估】由题知,电源电压恒为6V,而小灯泡额定电压为3.8V,①由图4小红的实验电路知,电压表应选择0﹣15V量程,量程过大,所以电压的测量不够精确;②由图1知,小明的实验中电压表测滑动变阻器两端电压,闭合开关前变阻器阻值要滑到最大值处,由串联电路的分压原理知: =,即: ==,则UR=U=×6V=3.75V,所以电压表要使用0﹣15V量程,调节滑动变阻器后,因为灯泡正常发光电压3.8V,变阻器两端此时电压为6V﹣3.8V=2.2V,所以为了精确测量再将电压表换成0﹣3V量程,所以操作麻烦.
【考点定位】电功率的测量
9. 断开 B 5 灯丝电阻随温度升高而增大 2.5 R0
【详解】(1)[1]为保护电路及安全,连接电路时,开关应断开。
[2]为保护电路,开关闭合前,滑动变阻器的阻值应调至最大,即滑片P应滑到B端。
(2)[3]由图可知,当灯泡两端的电压为2.5V时,通过灯泡的电流为0.5A,则小灯泡正常发光时的电阻为
(3)[4]由于灯丝电阻随灯丝温度的变化而变化,所以小明根据所测数据计算出小灯泡的电阻不是一个定值。
(4)①[5]闭合开关S,先调节滑动变阻器R0的滑片到最左端,电压表测量灯泡两端的电压,再调节滑动变阻器R,直到电压表的示数为2.5V,使其正常发光。
② [6]接着调节滑动变阻器R0的滑片到最右端,此时电压表测量灯泡和R0两端的总电压,读出此时电压表的示数为U,则R0两端的电压为U-2.5V;
③ [7]通过电路的电流为
小灯泡正常发光时电阻的表达式
10. 小 A、B 短路 导体的电阻与导体的材料有关
【详解】(1)[1]电流表的示数越大,表示对电流的阻碍小,即电路中的电阻越小。
[2]要验证猜想①:导体的电阻可能与导体的长度有关,应控制导体材料与横截面积相同而长度不同,由图甲和题中信息可知,应选编号为A、B的两根电阻丝进行实验。
(2)[3]小灯泡突然熄灭,电流表示数变大,电路电流增大,总电阻减小,有短路部分,即小灯泡短路。
(3)[4]A和D两电阻丝长度和横截面积相同,材料不同,接入电路中M、N两点间时,电流表示数不相同,说明:长度和横截面积相同时,导体的电阻与导体的材料有关。
11. B 短路 1.9 左 10 电流表示数变大、电压表的示数变大 灯泡的电阻随电压的增大而变大 错误 不同电压下,灯泡的电阻是不同的,求平均值没有意义
【详解】(1)[1]图中有一根导线未连接,由图和题意知,小灯泡的额定电压为2.5V,电压表应用0~3V量程并联在灯泡两端,所以电路如下图
(2)[2]闭合开关后,发现小灯泡不亮,可能滑动变阻器接入电路的电阻值太大,导致灯泡两端电压太低,所以接下来合理的操作是移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
(3)[3]若在上述操作中小灯泡仍不发光,电流表有示数,说明电路是通路。电路故障可能是小灯泡发生了短路。
(4)[4]如图所示,电压表所用0~3V量程,分度值为0.1V,所以电压表的示数为1.9V。
[5]此时灯泡两端电压小于额定电压,使小灯泡正常发光,滑动变阻器分担的电压应减小。根据串联分压原理,滑动变阻器接入电路阻值应减小,故应向左移动滑动变阻器的滑片。
[6]根据图像信息,小灯泡正常发光时的电压为2.5V,通过的电流0.25A,根据欧姆定律得,小灯泡正常发光时的电阻是
(5)[7]实验中,由电路图知,滑动变阻器左下接线柱接入电路,将滑动变阻器的滑片向左移动时,接入电路的电阻值变小。根据串联分压原理,滑动变阻器分担的电压减小,电源电压不变,根据串联电路电压特点知,灯泡两端电压增大,即电压表的示数变大。电路的总电阻变小,根据欧姆定律得,电路中电流变大,电流表示数变大。所以电流表示数变大、电压表的示数变大。
(6)[8]根据I-U图像和欧姆定律得,新的发现是灯泡的电阻随电压的增大而变大。
(7)[9][10]小明的建议是错误的,原因是由图像知,不同电压下,灯泡的电阻是不同的,求平均值没有意义。
12. A 4 左 0.75 增大 C <
【详解】(1)[1]向右移时电流变小,则电路中总电阻变大,即滑动变阻器接入电路的阻值变大,如下图所示:
(2)[2]电流表无示数,说明电路中存在断路,电压表满偏,说明小灯泡之外的电路正常,因此故障为小灯泡断路,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(3)[3]闭合开关后,电流表测电路电流,电压表测小灯泡两端电压。由图可知,I=0.04A,UL=2V,则小灯泡电阻
则电源电压
(4)[4]为了使电压达到2.5V,应增大电路中的电流,减小滑动变阻器的阻值,即向左移动滑片。
[5]由题可知,小灯泡的额定功率
(5)[6]当滑片向左移动时,滑动变阻器电阻变小,电流中电流增大,故小灯泡功率增大。
(6)[7]因灯泡电阻随温度升高而增大,故图像应偏向电压轴,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(7)[8]当向左调节滑动变阻器时,滑动变阻器接入电路的阻值减小,电路的总电阻减小,则电路中的电流变大,由串联电路分压的特点可知,滑动变阻器两端的电压减小,灯泡两端的电压增大,灯泡的实际功率变大;电源电压不变,由P=UI可知,电路总功率变大;电路总功率等于各用电器消耗功率之和,故滑动变阻器的功率减小量ΔP1小于灯泡的功率变化ΔP2,即ΔP1<ΔP2。
13. 电流表未调零 见解析 0.75 C 温度 大于 见解析
【详解】(1)[1]滑片向右端移动时灯泡变暗,说明滑片向右端移动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,其下面的接线柱应接左下接线柱,小灯泡的额定电压是2.5V,所以电压表接小量程,如图所示:
(2)[2]开关闭合前,电流表反偏,说明电流表没有调零,若开关闭合后,电流表反偏,说明电流表的正负接线柱接反了。
[3]闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现灯泡亮度不变且很暗,说明滑动变阻器没有改变电路中电流的作用,且电路中的总电阻很大,可能得原因是电流表的两个下接线柱接入电路。
(3)[4]由图可知,小灯泡两端的电压是2.5V时,通过小灯泡的电流是0.3A,所以小灯泡的额定功率
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
[5]当电路中的电流最小时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,由图丙可知,电路中的最小电流是0.1A,此时电路中的总电阻
由图丙可知,此时小灯泡两端的电压是0.5V,则此时小灯泡的电阻
滑动变阻器接入电路中的阻值
R滑=R总-RL=45Ω-5Ω=40Ω
由题意可知,同学们从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据,所以滑动变阻器的最大阻值等于40Ω,允许通过的电流大于0.3A,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(4)[6]小灯泡的电阻与温度有关,所以电阻变化的主要原因是灯泡电阻随温度的升高而增大。
[7][8]原来的电流为I1,调节滑动变阻器的滑片,使灯泡变暗,让小灯泡两端的电压逐渐降低,通过灯泡的电流也减小,所以I1>I2,所以,根据欧姆定律可得R总2>R总1,滑片移动后电路的总电阻大于原来的电路总电阻,根据P=UI可知灯泡实际功率减小,灯泡的温度降低,灯泡的阻值随温度的降低而减小,由电阻的串联规律可知:变阻器接入电路中增大的值ΔR1大于小灯泡阻值减小的值ΔR2。
14. 末温/℃ 多 水 大 煤油 偏小
【详解】(1)[1]比较不同物质吸热的情况,实验中取相同质量的水和食用油,升高相同的温度,比较加热时间,或吸收相同的热量,比较升高的温度,实验中需要记录水和食用油的初温度,末温度以及升高的温度,所以表格中应填末温/℃。
(3)[2]实验中使用相同的加热器,根据转换法,通过比较加热时间来反应吸收热量的多少,可知加热时间越长,物质吸收的热量越多。
(4)[3]小明通过实验发现在加热时间相同时,即吸收相同的热量,质量相同的水和食用油,食用油的温度变化较大,说明水的吸热能力强。
(5)[4]质量相等的水和食用油,水温始终比油温升得快,因水的比热容大于油的比热容,由知道,说明相同时间内水吸收的热量比食用油多,由于
故放入水中的电加热器实际功率大。
(6)[5]由表格中的数据可知,加热时间相同,吸热相同,A杯水的温度升高的快一些,由可知,则A杯中的水吸收的热量多,即表明相同时间煤油放出的热量多,根据可知,故煤油的热值大。
(7)[6]在实验的过程中,由于存在热量的散失,所以实验测得的热值会偏小。
15. 0.24A 10Ω b端
【详解】(1)[1][2]根据题意知道,排除故障后,闭合开关,当滑片移动到某位置时,电压表示数为2.4V,由图乙知道,电流表选用小量程,分度值为0.02A,其读数为0.24A,由欧姆定律,则未知电阻
(2)[3][4]步骤①,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,两电阻并联,总电流为I1;
步骤②,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到b端,Rx被短路,只有R0工作,电流表示数为I2;
两次实验中,R0两端电压均等于电源电压,R0阻值不变,所以通过R0的电流均为I2,根据并联电路的电流特点知道,通过待测电阻的电流
Ix=I1-I2
并联电路电压相等,则待测电阻两端的电压
Ux=U=I2R0
所以待测电阻
答案第1页,共2页
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