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电学实验
1．小明和同学在打扫实验室时，发现实验桌上有一个灯泡，灯泡上标明额定电压为4V，额定功率看不清楚。小明很想知道它的额定功率，刚好桌上还有电阻箱、电流表、开关、12V的稳压电源各一个，小明用它们连成了如图所示的电路，其中R为电阻箱，小明测出了电流表示数随电阻箱阻值变化的几组值，并将其记录在如下的表格中。
电流/A
0.90
0.80
0.50
0.36
0.28
0.20
电阻/Ω
8
10
20
30
40
50
（1）当电路中电流为0.8A时，小灯泡的电阻是
Ω；
（2）根据表中数据，小灯泡的额定功率为
；
（3）小明的同学看了小明的实验数据后算出了小灯泡正常工作的电阻，根据这个电阻值分析出表格中电流为0.2A的数据是错的，理由是
；小明的同学认为利用图示器材还能进行下列实验，其中无法完成的是
。
A．探究小灯泡的亮度与灯泡功率的关系
B．探究导体中的电流与电压的关系
C．探究串联电路中电流的特点
2、在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：电池组（恒为3V）、电流表、电压表、小灯泡（额定电压2.5V，电阻约10欧姆）、滑动变阻器、开关、导线若干。
（1）某小组测量小灯泡的电功率的实物如图甲所示，请用笔画线代替导线，将图甲的实物图连接完整，要求滑动变阻器滑片P向右滑动时小灯泡变暗；
（2）连接好电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，发现小灯泡不亮，电压表示数近似等于3V，电流表示数几乎为零，电路故障可能是
；
（3）排除故障后进行实验，实验数据如表格所示，则小灯泡额定功率是
W。
小灯泡的规格
电压表示数U/V
电流表示数I/A
小灯泡亮度
U额＝2.5V
1.5
0.20
较暗
2.5
0.25
正常
3.0
0.28
较亮
（4）另一小组测量的是额定电压为2V的特殊小灯泡的额定功率，实验中他们发现电压表出现了故障而不能使用，于是设计了如图乙所示的电路，也能测量该小灯泡的额定功率，其中已知定值电阻R0＝5Ω，测量方法：先闭合开关S和S1，调节滑动变阻器，使电流表的示数为
A，然后将S1断开，S2闭合，此时电流表的示数为0.55A，则该小灯泡的额定功率P额＝
W。
3、小金用如图甲所示的电路来研究滑动变阻器消耗的电功率与变阻器接入电路电阻之间的关系。已知电源电压恒为3V，定值电阻R0的阻值为3Ω，滑动变阻器R1上标有“2A
5Ω”字样。实验数据如表所示。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电流表示数/A
0.38
0.43
0.50
0.60
0.75
①
电压表示数/V
1.86
1.71
1.50
1.20
0.75
0.00
变阻器电功率/W
0.71
0.74
0.75
0.72
0.56
0.00
（1）用笔画线代替导线，完成图乙的电路连接。
（2）表中第6次实验时，电流表示数如图丙所示，则表中数据①是
。
（3）根据实验数据可知，此电路中，滑动变阻器消耗的电功率随着变阻器接入电路电阻的变化的规律是
。
4．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（“20Ω
1A”）、开关各一只，导线若干。
（1）小金组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
瓦。
（2）小丽组同学发现，实验桌上的电压表0～15V的量程已损坏，其它器材完好。他们经讨论后认为，用该电压表0～3V的量程，通过改变电压表的连接位置也能测出小灯泡的额定功率。他们的实验操作步骤如下：
步骤一：按图甲电路先将电压表（0～3V）接在小灯泡两端，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3伏。断开开关，拆下电压表；
步骤二：保持滑动变阻器的滑片位置不变，再将该电压表接在
两端；
步骤三：闭合开关，将滑动变阻器的滑片向
（填“左”或“右”）移动，直到电压表示数为
伏，读出此时电流表的示数，算出小灯泡的额定电功率。
（3）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。
5、“测量小灯泡电功率”的实验中，电源为两节新干电池，电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω，所用滑动变阻器的最大阻值20Ω．
（1）请用笔画线代替导线在图甲中完成实物电路的连接（要求滑片向B滑动时，接入电路阻值减小，且导线不能交叉）。
（2）实验时，某个小组同学刚闭合开关就发现小灯泡亮度很亮然后马上熄灭了，老师指出了同学们操作时的错误是
，同时提醒同学们注意观察此时电表的示数，发现电流表无示数，电压表
（选填“有示数”，“无示数”）。
（3）断开开关，更换了相同规格的小灯泡后重新按照正确的操作进行实验。移动滑片，当灯正常发光时，电流表示数如图乙所示，小灯泡的额定功率是
W。
（4）小华打算增加一个阻值为10Ω的定值电阻R0，只利用一只电压表，通过图中操作（开关S接“a”“b”各一次）来测量小灯泡的额定功率。图丙、丁是她设计的两种不同方案的电路图，则以下判断正确的是
。
A．两种方案都能
B．两种方案都不能
C．丙方案能，丁方案不能
D．丙方案不能，丁方案能
6、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；滑动变阻器在电路中除了保护电表即保护电路以外，在不同的实验中作用各不相同。
（1）第一小组的同学要测量电阻R的阻值，他们在A、B间接入待测电阻R，请你用笔画线代替导线，将图乙中的实物图连接完整。
（2）第二小组的同学要测量额定电压为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，实验步骤及操作都正确。闭合开关后，发现电压表的示数始终大于小灯泡的额定电压，小灯泡发光较亮，出现这种现象的原因是
。
（3）第三小组的同学要研究“电流与电阻的关系”。该实验中滑动变阻器除了保护电路的作用外，另一个重要的作用是
。
实验步骤如下：
①按照电路图连接电路接入定值电阻R1，滑动变阻器滑片在阻值最大处，闭合开关；
②移动滑片，使电压表为某个固定值，记下此时电流表的电流I1；
③断开开关，摘下R1，接入阻值稍大的电阻R2；闭合开关，
，记下此时电流表的电流I2；
④改用R，重复步骤③，记下此时电流表的电流I3；比较R1I1、R2I2、R3I3的数值，得出验证结论。
7、现有电压表一个、电流表一个（均已调零）、电压为6V的蓄电池、滑动变阻器R1（5Ω，1A）、R2（20Ω，0.5A）、开关一个、导线若干。请你设计一个实验测量一只标有“0.3A”、正常发光时电阻约为8.2Ω的小灯泡正常发光时的功率。
实验次数
1
2
3
电流I（A）
0.14
0.2
0.3
电压U（V）
1.0
1.5
2.5
（1）在答卷的虚线框内画出实验电路图，并标明所选用的滑动变阻器的符号；
（2）将下面的实验步骤补充完整：
①按图连接电路，连接电路时保持开关断开；
②
，闭合开关；
③
；
④应用P＝UI计算小灯泡的额定功率。
（3）小金在实验过程中测得了如上表所示的数据，由数据可知，小灯泡的额定功率为
，小灯泡正常发光时的电阻为
。（结果保留两位小数）
8、某兴趣小组探究“在串联电路中，滑动变阻器消耗的电功率大小与滑动变阻器接入电路的电阻大小之间的关系”。同学们所用器材有定值电阻R＝20Ω、标有“40Ω，2A”的滑动变阻器、电压表、电流表、恒定电压为12V的电源、开关、导线若干。同学们连好电路，闭合开关，移动滑片，获得了下表所示的几组电压和电流数据，并计算出变阻器的电功率。
实验次数
1
2
3
电压（V）
8
7.2
6
电流（A）
0.2
0.24
0.3
电功率（W）
1.6
1.728
1.8
（1）根据上述实验要求，将实物图连接完整，同时要求滑片往A端移动时，电压表读数变大。
（2）某同学根据公式P＝I2R，认为滑动变阻器的电功率随其接入电路的电阻增大而增大，但其他同学提出了不同看法，其理由是
。
（3）另一同学根据表中实验数据得出结论：滑动变阻器的电功率随接入电阻的减小而增大。但其他同学认为仅从上述实验得出这一结论还不够严谨，需继续将滑片向
端移动，以获取更多的数据。
9、“测量小灯泡的功率”实验，器材有：电压恒为6V的电源、额定电压为3.8V的小灯泡、滑动变阻器（20Ω
2A）、电压表、电流表、开关各一个，导线若干。
（1）某同学按图甲连接如图乙的电路，另一同学认为这样连接电压表的量程太大，会造成电压测量有较大误差。按正确方法连接好电路后，闭合开关移动滑片P，得到如下表数据，则该灯泡的额定功率是
W；
电压表的示数U/V
2.9
2.6
2.2
1.9
1.6
1.3
1.0
电流表的示数I/A
0.20
0.22
0.24
0.25
0.26
0.27
0.28
小灯泡的电功率P/W
0.62
1.025
1.4
（2）另一组同学也用相同方法进行实验，不小心将电压表烧坏，老师只提供一个开关和阻值为10Ω的定值电阻R0，其它器材不变。于是，他们设计了如图丙所示的电路图，然后按照以下步骤进行实验。请补充完整实验步骤及相关实验数据（数据用字母表示）：
a．闭合S1、断开S2，移动滑动变阻器的滑片使电流表的示数为0.38A；
b．
。
则小灯泡额定电功率P＝
。
10、同一型号的两个灯泡串联在电路中会一样亮吗？小明在进行电学实验时发现了有趣的现象，实验时，小明将两个型号为“12V、25W”的灯泡L1和L2接到12V电源上，组成如图甲所示的电路并进行如下操作：①首先，他闭合开关S2，发现两个灯泡一起变亮，亮度相同；②接着，他再闭合开关S1，发现灯泡L1因短路而熄灭，灯泡L2变得更亮；③等到L1熄灭一段时间后，他又断开S1，发现L2的亮度逐渐减弱，而L1逐渐亮起来，过了一会儿两个灯泡达到一样的亮度。为什么步骤③中会出现这种有趣的现象呢？小明猜想可能是因为灯泡两端电压变化时，引起影响电阻大小的某个因素发生改变，从而造成灯丝电阻变化所致。为了检验自己的猜想是否正确，小明取其中一个灯泡，重新设计电路，将开关闭合后，测得了灯泡两端的电压和灯泡中的电流，实验数据如表所示。
U/V
0
1
2
4
6
8
10
11
I/A
0
0.71
0.94
1.27
1.55
1.80
2.03
2.14
（1）由表中数据可知，当小灯泡两端电压增大时，灯丝的电阻
（选填“不变”或“逐渐增大”或“逐渐减小”）。你认为，小明猜想中的“某个因素”具体是指
。
（2）在操作③这个步骤中，为何开关Sl刚断开时，L1较暗而L2较亮？你的解释是：
。
（3）根据表中的数据，你认为小明实验时采用的应是乙、丙中哪一个电路，并简述理由。
。
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精品试卷·第
2
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参考答案与试题解析
1、小明和同学在打扫实验室时，发现实验桌上有一个灯泡，灯泡上标明额定电压为4V，额定功率看不清楚。小明很想知道它的额定功率，刚好桌上还有电阻箱、电流表、开关、12V的稳压电源各一个，小明用它们连成了如图所示的电路，其中R为电阻箱，小明测出了电流表示数随电阻箱阻值变化的几组值，并将其记录在如下的表格中。
电流/A
0.90
0.80
0.50
0.36
0.28
0.20
电阻/Ω
8
10
20
30
40
50
（1）当电路中电流为0.8A时，小灯泡的电阻是 5 Ω；
（2）根据表中数据，小灯泡的额定功率为 3.2W ；
（3）小明的同学看了小明的实验数据后算出了小灯泡正常工作的电阻，根据这个电阻值分析出表格中电流为0.2A的数据是错的，理由是 灯泡正常工作电阻为5Ω，其电阻随着电流减小而减小，而电路中电流为0.20A时灯泡电阻为10Ω ；小明的同学认为利用图示器材还能进行下列实验，其中无法完成的是 B 。
A．探究小灯泡的亮度与灯泡功率的关系
B．探究导体中的电流与电压的关系
C．探究串联电路中电流的特点
【解答】解：（1）灯泡与电阻箱串联，当电路中电流为0.8A时，根据欧姆定律和串联电路的规律，小灯泡的电阻是：RL＝﹣R箱＝﹣10Ω＝5Ω；
（2）根据表中第2组数据，由欧姆定律，电阻箱的电压为：U箱＝I1R箱＝0.8A×10Ω＝8V，由串联电路电压的规律，为电压为灯泡额定电压为：12V﹣8V＝4V，灯正常发光，小灯泡的额定功率为：P＝ULIL＝4V×0.8A＝3.2W；
（3）灯泡正常工作电阻为5Ω，由表中数据（除最后一组数据），灯的电阻随着电流减小而减小，而电路中电流为0.20A时灯泡电阻为10Ω，分析出表格中电流为0.2A的数据是错的；A．灯泡亮度决定于实际功率，改变滑动变阻器接入电路的电阻，灯泡两端电压发生改变，亮度相应改变，所以此实验可完成；B、探究电流与电压的关系，需要保持电阻一定，而灯泡电阻随电流大小发生改变，所以此实验无法完成；C、将电流表分别串联在电路不同位置，读出电流表示数，改变电阻箱连入电路的电阻，重复上面的实验，故可探究串联电路中电流的特点；选B
故答案为：（1）5；（2）3.2W；（3）灯泡正常工作电阻为5Ω，其电阻随着电流减小而减小，而电路中电流为0.20A时灯泡电阻为10Ω；B。
2、在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：电池组（恒为3V）、电流表、电压表、小灯泡（额定电压2.5V，电阻约10欧姆）、滑动变阻器、开关、导线若干。
（1）某小组测量小灯泡的电功率的实物如图甲所示，请用笔画线代替导线，将图甲的实物图连接完整，要求滑动变阻器滑片P向右滑动时小灯泡变暗；
（2）连接好电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，发现小灯泡不亮，电压表示数近似等于3V，电流表示数几乎为零，电路故障可能是 小灯泡断路 ；
（3）排除故障后进行实验，实验数据如表格所示，则小灯泡额定功率是 0.625 W。
小灯泡的规格
电压表示数U/V
电流表示数I/A
小灯泡亮度
U额＝2.5V
1.5
0.20
较暗
2.5
0.25
正常
3.0
0.28
较亮
（4）另一小组测量的是额定电压为2V的特殊小灯泡的额定功率，实验中他们发现电压表出现了故障不能使用，于是设计了如图乙所示的电路，也能测量该小灯泡的额定功率，其中已知定值电阻R0＝5Ω，测量方法：先闭合开关S和S1，调节滑动变阻器，使电流表的示数为 0.4 A，然后将S1断开，S2闭合，此时电流表的示数为0.55A，则该小灯泡的额定功率P额＝ 0.3 W。
【解答】解：（1）灯泡正常发光电流约为I＝＝＝0.25A＜0.6A，所以电流表应使用0～0.6A量程，滑片P向右滑动时小灯泡变暗，说明此时变阻器连入电路的阻值变大，所以应将其左下接线柱接入电路中，如图所示：
（2）闭合开关，调节滑动变阻器，小灯泡不亮，电流表示数几乎为零，说明电路有断路发生，电压表示数近似等于3V，说明电压表串联入电路，则故障可能是小灯泡断路；
（3）由表格可知，灯泡电压为2.5V时正常发光，此时通过灯泡的电流为0.25A，所以灯泡额定功率：P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；
（4）先闭合开关S和S1，此时灯泡与R0并联，电流表测R0的电流，灯泡正常发光时两端电压为2V，由并联电路特点和欧姆定律知，调节滑动变阻器，使电流表的示数I0＝＝0.4A时灯泡正常发光；将S1断开，S2闭合，灯泡与R0仍并联，此时电流表测灯泡与R0的总电流，即总电流为0.55A，所以小灯泡正常发光的电流I＝0.55A﹣0.4A＝0.15A，则该小灯泡的额定功率P额＝UI＝2V×0.15A＝0.3W。故答案为：（1）见上图；（2）小灯泡断路；（3）0.625；（4）0.4；0.3。
3、小金用如图甲所示的电路来研究滑动变阻器消耗的电功率与变阻器接入电路电阻之间的关系。已知电源电压恒为3V，定值电阻R0的阻值为3Ω，滑动变阻器R1上标有“2A
5Ω”字样。实验数据如表所示。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电流表示数/A
0.38
0.43
0.50
0.60
0.75
①
电压表示数/V
1.86
1.71
1.50
1.20
0.75
0.00
变阻器电功率/W
0.71
0.74
0.75
0.72
0.56
0.00
（1）用笔画线代替导线，完成图乙的电路连接。
（2）表中第6次实验时，电流表示数如图丙所示，则表中数据①是 1.00 。
（3）根据实验数据可知，此电路中，滑动变阻器消耗的电功率随着变阻器接入电路电阻的变化的规律是 随着滑动变阻器接入电路电阻值的增大（或减小），其电功率先增大后减小 。
【解答】解：（1）由图甲知，电流表、定值电阻R0应串联入电路中，由此连接实物图，如图所示：
（2）由图丙知，电流表量程0～3A，分度值0.1A，则表中数据①是1.00A，
（3）由表中数据，由R＝计算6次实验中滑动变阻器接入电路的阻值分别为：4.89Ω、3.98Ω、3Ω、2Ω、1Ω、0Ω，变阻器连入电路的阻值从0Ω到5Ω的范围内，随着滑动变阻器接入电路的电阻的增大，功率滑动变阻器消耗的电功率先增大后减小。
故答案为：（1）见上图；（2）1.00；（3）随着滑动变阻器接入电路电阻值的增大（或减小），其电功率先增大后减小。
4．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（“20Ω
1A”）、开关各一只，导线若干。
（1）小金组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 1.52 瓦。
（2）小丽组同学发现，实验桌上的电压表0～15V的量程已损坏，其它器材完好。他们经讨论后认为，用该电压表0～3V的量程，通过改变电压表的连接位置也能测出小灯泡的额定功率。他们的实验操作步骤如下：
步骤一：按图甲电路先将电压表（0～3V）接在小灯泡两端，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3伏。断开开关，拆下电压表；
步骤二：保持滑动变阻器的滑片位置不变，再将该电压表接在 滑动变阻器 两端；
步骤三：闭合开关，将滑动变阻器的滑片向左（填“左”或“右”）移动，直到电压表示数为2.2伏，读出此时电流表的示数，算出小灯泡的额定电功率。
（3）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。
【解答】解：（1）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，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.4A，则小灯泡的额定功率为：P＝UI＝3.8V×0.4A＝1.52W；
（2）步骤二：根据串联电路电压的规律，当变阻器的电压为：6V﹣3.8V＝2.2V＜3V，灯的电压为额定电压，故保持滑动变阻器的滑片位置不变，再将该电压表接在滑动变阻器的两端；
步骤三：原来变阻器的电压为6V﹣3V＝3V，大于2.2V，故应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路的电阻，故闭合开关，将滑动变阻器的滑片向左移动，直到电压表示数为2.2V，读出此时电流表的示数，算出小灯泡的额定电功率。
故答案为：（1）1.52；（2）滑动变阻器；左；2.2。
“测量小灯泡电功率”的实验中，电源为两节新干电池，电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω，所用滑动变阻器的最大阻值20Ω．
（1）请用笔画线代替导线在图甲中完成实物电路的连接（要求滑片向B滑动时，接入电路阻值减小，且导线不能交叉）。
（2）实验时，某个小组同学刚闭合开关就发现小灯泡亮度很亮然后马上熄灭了，老师指出了同学们操作时的错误是 闭合开关前没有将滑片P移至最大阻值处 ，同时提醒同学们注意观察此时电表的示数，发现电流表无示数，电压表 有示数 （选填“有示数”，“无示数”）。
（3）断开开关，更换了相同规格的小灯泡后重新按照正确的操作进行实验。移动滑片，当灯正常发光时，电流表示数如图乙所示，小灯泡的额定功率是 0.5 W。
（4）小华打算增加一个阻值为10Ω的定值电阻R0，只利用一只电压表，通过图中操作（开关S接“a”“b”各一次）来测量小灯泡的额定功率。图丙、丁是她设计的两种不同方案的电路图，则以下判断正确的是 B 。
A．两种方案都能
B．两种方案都不能
C．丙方案能，丁方案不能
D．丙方案不能，丁方案能
【解答】解：（1）要求滑片向B滑动时，接入电路阻值减小，故变阻器B接线柱连入电路中，小灯泡的额定电压为2.5V，故电压表选用0～3V量程与灯并联，如图所示：
（2）实验时，某个小组同学刚闭合开关就发现小灯泡亮度很亮然后马上熄灭了，原来电路是连通的，后来灯被烧坏了，错误是：闭合开关前没有将滑片P移至最大阻值处；
此时电压表串联在电路中，电流表无示数，电压表与电源连通，有示数；
（3）当灯正常发光时，电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.2A，则小灯泡的额定功率是：P＝UI＝2.5×0.24＝0.5W；
（4）图丙中，S接b，电压表定值电阻的电压，S接a，电压表测灯与定值电阻的电压，无法判断灯是否正常发光，故不可行；在丁图中，S接b，电压表测灯的电压，由于串联10Ω的定值电阻R0分压，且这个电阻与灯泡电阻接近，由串联分压原理知，两者分得电压接近，而电源电压只有3V，所以移动滑片不能使灯泡正常发光，所以无法测灯泡的额定功率，故不可行。故选B
故答案为：（1）见上图；（2）闭合开关前没有将滑片P移至最大阻值处；有示数；（3）0.5；（4）B。
6、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；滑动变阻器在电路中除了保护电表即保护电路以外，在不同的实验中作用各不相同。
（1）第一小组的同学要测量电阻R的阻值，他们在A、B间接入待测电阻R，请你用笔画线代替导线，将图乙中的实物图连接完整。
（2）第二小组的同学要测量额定电压为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，实验步骤及操作都正确。闭合开关后，发现电压表的示数始终大于小灯泡的额定电压，小灯泡发光较亮，出现这种现象的原因是 选用滑动变阻器规格太小（或滑动变阻器的最大电阻太小） 。
（3）第三小组的同学要研究“电流与电阻的关系”。该实验中滑动变阻器除了保护电路的作用外，另一个重要的作用是 控制电阻两端的电压保持不变（或使电阻两端的电压保持2.5V） 。
实验步骤如下：
①按照电路图连接电路接入定值电阻R1，滑动变阻器滑片在阻值最大处，闭合开关；
②移动滑片，使电压表为某个固定值，记下此时电流表的电流I1；
③断开开关，摘下R1，接入阻值稍大的电阻R2；闭合开关， 滑片应向左端移动，使电压表的示数不变 ，记下此时电流表的电流I2；
④改用R，重复步骤③，记下此时电流表的电流I3；比较R1I1、R2I2、R3I3的数值，得出验证结论。
【解答】解：（1）变阻器按一上一下接入电路中与电阻串联，电压表与电阻并联，如下所示：
（2）第二小组的同学要测量额定电压为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，实验步骤及操作都正确，则灯与变阻器串联，变阻器连入电路的电阻最大，闭合开关后，发现电压表的示数始终大于小灯泡的额定电压，小灯泡发光较亮，则电路的电流过大，由欧姆定律知电路的电阻过小，出现这种现象的原因是选用滑动变阻器规格太小（或滑动变阻器的最大电阻太小）；
（3）研究“电流与电阻的关系”要控制电阻的电压不变，该实验中滑动变阻器除了保护电路的作用外，另一个重要的作用是控制电阻两端的电压保持不变（或使电阻两端的电压保持2.5V）；
（4）根据串联分压原理可知，摘下R1，接入阻值稍大的电阻R2，电阻增大，其分得的电压增大；
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，使电压表的示数不变。
故答案为：（1）如上图；（2）选用滑动变阻器规格太小（或滑动变阻器的最大电阻太小）；（3）控制电阻两端的电压保持不变（或使电阻两端的电压保持2.5V）；③滑片应向左端移动，使电压表的示数不变。
7、现有电压表一个、电流表一个（均已调零）、电压为6V的蓄电池、滑动变阻器R1（5Ω，1A）、R2（20Ω，0.5A）、开关一个、导线若干。请你设计一个实验测量一只标有“0.3A”、正常发光时电阻约为8.2Ω的小灯泡正常发光时的功率。
实验次数
1
2
3
电流I（A）
0.14
0.2
0.3
电压U（V）
1.0
1.5
2.5
（1）在答卷的虚线框内画出实验电路图，并标明所选用的滑动变阻器的符号；
（2）将下面的实验步骤补充完整：
①按图连接电路，连接电路时保持开关断开；
② 将变阻器连入电路的电阻最大 ，闭合开关；
③ 移动变阻器的滑片，使电流表示数为0.3A，记下电压表示数 ；
④应用P＝UI计算小灯泡的额定功率。
（3）小金在实验过程中测得了如上表所示的数据，由数据可知，小灯泡的额定功率为 0.75W ，小灯泡正常发光时的电阻为 8.33Ω 。（结果保留两位小数）
【解答】解：（1）根据P＝UI，电压表测灯的电压，电流表测灯的电流，滑动变阻器串联在电路中；电压为6V的蓄电池、灯的额定电流为0.3A，正常发光时电阻约为8.2Ω，由串联电路的规律及欧姆定律，灯正常发光时变阻器连入电路的电阻：R滑＝﹣RL＝﹣8.2Ω＝11.2Ω；故选用变阻器R2；如下所示：
（2）①按图连接电路，连接电路时保持开关断开；②将变阻器连入电路的电阻最大，闭合开关；
③移动变阻器的滑片，使电流表示数为0.3A，记下电压表示数④应用P＝UI计算小灯泡的额定功率；
（3）灯在额定电流下对应的电压为2.5V，由数据可知，小灯泡的额定功率为：P＝ULIL＝2.5V×0.3A＝0.75W；由欧姆定律，小灯泡正常发光时的电阻为：R＝＝≈8.33Ω。
故答案为：（1）如上所示；（2）②将变阻器连入电路的电阻最大；③移动变阻器的滑片，使电流表示数为0.3A，记下电压表示数；（3）0.75W；8.33Ω。
8、某兴趣小组探究“在串联电路中，滑动变阻器消耗的电功率大小与滑动变阻器接入电路的电阻大小之间的关系”。同学们所用器材有定值电阻R＝20Ω、标有“40Ω，2A”的滑动变阻器、电压表、电流表、恒定电压为12V的电源、开关、导线若干。同学们连好电路，闭合开关，移动滑片，获得了下表所示的几组电压和电流数据，并计算出变阻器的电功率。
实验次数
1
2
3
电压（V）
8
7.2
6
电流（A）
0.2
0.24
0.3
电功率（W）
1.6
1.728
1.8
（1）根据上述实验要求，将实物图连接完整，同时要求滑片往A端移动时，电压表读数变大。
（2）某同学根据公式P＝I2R，认为滑动变阻器的电功率随其接入电路的电阻增大而增大，但其他同学提出了不同看法，其理由是滑动变阻器电阻增大时，电路中的电流是变小的。
（3）另一同学根据表中实验数据得出结论：滑动变阻器的电功率随接入电阻的减小而增大。但其他同学认为仅从上述实验得出这一结论还不够严谨，需继续将滑片向右端移动，以获取更多的数据。
【解答】解：（1）由U＝IR，当电路的电流变大时，定值电阻的电压变大，由串联电路电压的规律，变阻器的电压变小，由表中数据知，电压表并联在变阻器的两端，根据滑片往A端移动，电压表读数变大，由分压原理，变阻器连入的电阻变大，故变阻器右下接线柱连入电路中与电阻串联，由表中电压大小，电压表选用大量程与灯并联，如下所示：
；
（2）滑动变阻器的电阻变大时，总电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流会变小，所以根据公式P＝I2R，认为滑动变阻器的电功率随其接入电路的电阻增大而增大是错误的；
（3）实验中为了获得普遍的规律，应使滑动变阻器的电阻小于定值电阻的阻值、等于定值电阻的阻值和大于定值电阻的阻值，所以实验中还需要将滑片向右移动，减小滑动变阻器接入电路的电阻，根据电压大小和电流大小求出滑动变阻器的功率的大小。
故答案为：（1）如图；（2）滑动变阻器电阻增大时，电路中的电流是变小的；（3）右。
9、“测量小灯泡的功率”实验，器材有：电压恒为6V的电源、额定电压为3.8V的小灯泡、滑动变阻器（20Ω
2A）、电压表、电流表、开关各一个，导线若干。
（1）某同学按图甲连接如图乙的电路，另一同学认为这样连接电压表的量程太大，会造成电压测量有较大误差。按正确方法连接好电路后，闭合开关移动滑片P，得到如下表数据，则该灯泡的额定功率是 0.912 W；
电压表的示数U/V
2.9
2.6
2.2
1.9
1.6
1.3
1.0
电流表的示数I/A
0.20
0.22
0.24
0.25
0.26
0.27
0.28
小灯泡的电功率P/W
0.62
1.025
1.4
（2）另一组同学也用相同方法进行实验，不小心将电压表烧坏，老师只提供一个开关和阻值为10Ω的定值电阻R0，其它器材不变。于是，他们设计了如图丙所示的电路图，然后按照以下步骤进行实验。请补充完整实验步骤及相关实验数据（数据用字母表示）：
a．闭合S1、断开S2，移动滑动变阻器的滑片使电流表的示数为0.38A；
b． 断开S1、闭合S2，保持滑片P位置不变，记下电流表示数I 。
则小灯泡额定电功率P＝ 3.8V×（I﹣0.38A） 。
【解答】解：（1）某同学按图甲连接如图乙的电路，另一同学认为这样连接电压表的量程太大，会造成电压测量有较大误差。按正确方法连接好电路后（根据串联电路电压的规律，当变阻器的电压为：U滑＝U﹣UL＝6V﹣3.8V＝2.2V，灯正常发光），即将电压表并联在变阻器的两端，闭合开关移动滑片P，根据表中数据知，灯正常发光时的电流为0.24A，则该灯泡的额定功率是：
P灯＝U灯I灯＝3.8V×0.24A＝0.912
W；
a．闭合S1、断开S2，移动滑动变阻器的滑片使电流表的示数为0.38A；b．断开S1、闭合S2，保持滑片P位置不变，记下电流表示数I；a中，电流表测定值电阻的电流，根据欧姆定律和并联电路电压的规律，灯的电压为：U＝IR0＝0.38A×10Ω＝3.8V，灯正常发光；在b中，电流表测灯与R0并联的总电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律，灯的额定电流：IL＝I﹣0.38A，则小灯泡额定电功率：
P＝ULIL＝3.8V×（I﹣0.38A）。
故答案为：（1）0.912；（2）b．断开S1、闭合S2，保持滑片P位置不变，记下电流表示数I；3.8V×（I﹣0.38A）。
10、同一型号的两个灯泡串联在电路中会一样亮吗？小明在进行电学实验时发现了有趣的现象，实验时，小明将两个型号为“12V、25W”的灯泡L1和L2接到12V电源上，组成如图甲所示的电路并进行如下操作：①首先，他闭合开关S2，发现两个灯泡一起变亮，亮度相同；②接着，他再闭合开关S1，发现灯泡L1因短路而熄灭，灯泡L2变得更亮；③等到L1熄灭一段时间后，他又断开S1，发现L2的亮度逐渐减弱，而L1逐渐亮起来，过了一会儿两个灯泡达到一样的亮度。为什么步骤③中会出现这种有趣的现象呢？小明猜想可能是因为灯泡两端电压变化时，引起影响电阻大小的某个因素发生改变，从而造成灯丝电阻变化所致。为了检验自己的猜想是否正确，小明取其中一个灯泡，重新设计电路，将开关闭合后，测得了灯泡两端的电压和灯泡中的电流，实验数据如表所示。
U/V
0
1
2
4
6
8
10
11
I/A
0
0.71
0.94
1.27
1.55
1.80
2.03
2.14
（1）由表中数据可知，当小灯泡两端电压增大时，灯丝的电阻 逐渐增大 （选填“不变”或“逐渐增大”或“逐渐减小”）。你认为，小明猜想中的“某个因素”具体是指 灯丝的温度 。
（2）在操作③这个步骤中，为何开关Sl刚断开时，L1较暗而L2较亮？你的解释是： 在操作③这个步骤中，两灯串联，开关Sl刚断开时，灯的电阻随温度的升高（降低）而变大（小），因灯L1刚发光，温度较低，电阻较小，灯L2一直发光，电阻较大，因串联电路的电流相等，根据P＝I2R，故L1较暗而L2较亮； 。
（3）根据表中的数据，你认为小明实验时采用的应是乙、丙中哪一个电路，并简述理由。 乙；乙中，灯与变阻器滑片以左电阻丝并联再与滑片以右电阻丝串联，电压表则并联部分的电压，当滑片移动最左端时，电压表示数为0；而丙中，灯与变阻器串联，电压表测灯的电压，电压表示数不可能为0 。
【解答】解：（1）由欧姆定律，第2次实验的电阻：R2＝＝≈1.41Ω，同理，第3、4、5、6、7次的电阻分别为2.23Ω、3.15Ω、3.87Ω、4.44Ω、4.93Ω、5.14Ω，故当小灯泡两端电压增大时，灯丝的电阻逐渐增大；通过灯的电阻随电压的变大而变大，根据P＝UI，灯的功率变大，灯丝的温度升高，故小明猜想中的“某个因素”具体是指灯丝的温度；
（2）在操作③这个步骤中，两灯串联，开关Sl刚断开时，灯的电阻随温度的升高（降低）而变大（小），因灯L1刚发光，温度较低，电阻较小，灯L2一直发光，电阻较大，因串联电路的电流相等，根据P＝I2R，故L1较暗而L2较亮；
（3）根据表中的数据，你认为小明实验时采用的应是乙、丙中哪一个电路，并简述理由。
故答案为：（1）逐渐变大；灯丝的温度；
（2）在操作③这个步骤中，两灯串联，开关Sl刚断开时，灯的电阻随温度的升高（降低）而变大（小），因灯L1刚发光，温度较低，电阻较小，灯L2一直发光，电阻较大，因串联电路的电流相等，根据P＝I2R，故L1较暗而L2较亮；
（3）乙；乙中，灯与变阻器滑片以左电阻丝并联再与滑片以右电阻丝串联，电压表则并联部分的电压，当滑片移动最左端时，电压表示数为0；而丙中，灯与变阻器串联，电压表测灯的电压，电压表示数不可能为0。
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精品试卷·第
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