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1、初中物理-电功率-电热-计算实验-随堂测试1一实验探究题(共6小题)1两组同学想研究“灯泡亮度改变时电功率的变化”情况提供的器材有:两个实验室用小灯泡(一个字迹模糊,一个标有“1.5V”)、两种规格滑动变阻器(“015”、“025”),电源(电压相等且保持不变)、电流表和电压表、开关、导线若干(1)电路连接正确后,闭合开关发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,接下来进行的操作有效是_A检查滑动变阻器是否断路 B检查小灯泡是否断路C移动滑动变阻器滑片 D检查开关是否接触良好(2)两组同学连接好电路后,调节滑片过程中电表示数和灯的亮度都发生变化,当滑动变阻器滑片位置都恰好在中点时,电压表示数均

2、为1.5V,电流表示数也相同(如图a所示),此时甲组的灯泡比乙组的暗电流表读数为_A标有1.5V的灯是_(选填“甲”或“乙”)请在图b中将乙组同学设计的电路图补充完整;乙组同学所选用的滑动变阻器规格为_两组同学所使用的电源电压是_V,乙组同学所测灯泡的电功率为_W2小雷想知道小灯的亮暗程度与什么因素有关于是找来额定电流均小于0.6A,额定电压是2.5V的灯L1和额定电压是3.8V的灯L2,先后接在电源电压恒为6V的电路中,按照如图所示的电路开始探究(1)请你用笔画线代替导线,根据图甲所示的电路图,将图乙所示实物图连接完整(2)小雷正确连接并按规范调节电路后,闭合开关,滑片P向_(选填“A”或“

3、B”)端移动,使灯L1发光,测出灯L1的相关物理量,记录和计算结果如表:次数电压/V电流/A实际功率/W电阻/11.60.200.328.0022.50.240.6010.4232.80.260.7310.77(3)小雷注意到灯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 据得出的结论是小灯泡越亮,它的实际功率越_(4)用灯L2替换灯L1重复上面的实验时,需要改变_表的量程,发现灯L2的亮度变化规律与灯L1相似(5)小雷在实验结束后与同学们讨论:有同学认为“用上表中灯L1的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确”这种说法错误的原因是小雷忽略了_对小灯电阻的影响有同学认为“把灯L

4、1换成定值电阻,该实验可以用来研究导体中的电流与电压的关系”你认为这种说法_(选填“正确”或“错误”)3小雷想知道小灯的亮暗程度与什么因素有关于是找来额定电流小于0.6A,额定电压是2.5V的灯L1接在电源电压恒为6V的电路中,按照如图所示的电路开始探究(1)请你用笔画线代替导线,根据图甲所示的电路图,将图乙所示的实物图连接完整(2)若小雷连接电路后闭合开关,灯L1几乎不发光,移动滑片P也不能改变灯的亮度原因是他把滑动变阻器的_(选填“A、B”或“C、D”)接线柱接入了电路(3)小雷排除故障后,按图乙所示的电路继续进行实验:闭合开关,滑片P向_(选填“A”或“B”)端移动,使灯L1发光,测出灯

5、L1的相关物理量,记录和计算结果如表:次数电压/V电流/A实际功率/w电阻/11.60.200.328.0022.50.240.6010.4232.80.260.7310.77(4)小雷注意到灯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小灯泡越亮,它的实际功率越_,灯泡的额定功率为_(5)小雷在实验结束后与同学们讨论:有同学认为“用上表中灯L1的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确”这种说法错误的原因是:忽略了_对小灯电阻的影响有同学认为“把灯L1换成定值电阻,该实验可以用来研究导体中的电流与电压的关系,”你认为这种说法是_的(选填“正确”或“错误”)4在探究

6、“影响电流热效应的因素”实验中:(1)为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系,小明设计了甲图装置,在烧瓶内安装一根电阻丝,并插入一支温度计,通过比较烧瓶内液体的温度变化,来判断相同时间内不同电流产生的热量多少,这种研究方法叫_,若他想让烧瓶内液体在短时间内温度变化更明显,应选用_(选填“煤油”或“水”),理由是_(2)小明先测量烧瓶内液体的温度后,闭合开关,通电30s再测量烧瓶内液体的温度,得到温度的升高量填入表中;然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小,重复上述操作,获得第二组数据(如表)实验次数电流/A通电时间/s电阻/温度升高量/10.330101.520.630106.0由此得出:同一

7、导体,在通电时间相等时,通过的电流越大,其产生的热量_(3)若要探究电流通过电阻产生热量与电阻的关系,可选择乙图中_(选填“A”或“B”)烧瓶中的电阻与甲图中的烧瓶电阻_(选填“串联”或“并联”)(本题中,三个烧瓶中液体质量相等)(4)小明提议利用上述实验装置改做“比较水和煤油比热容的大小”的实验,则他应选择乙图中_(选填“A”或“B”)烧瓶与甲图中的烧瓶并联,并将其中一烧瓶中的液体换成_,水和煤油吸热的多少是通过_(选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的5如图所示小蕾同学在研究“电流通过导体产生热量的多少与电流、电阻是否有关”时,采用了如图所示的实验装置,其中a、b、c、d四个相同的容器

8、密闭着等量空气,将1、2和3、4导线分别接到电源两端(1)实验中通过观察U形管中_的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少这种实验方法叫_下面实验也用这种实验方法的是_A认识电压时,我们用水压来类比B用光线来描述光通过的路径C把敲响的音叉来接触水面,看有没有溅起水花,来判断音叉有没有振动D用斜面和小车来研究阻力对物体的影响(2)装置中的U形管_(选填“是”或“不是”)连通器(3)甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与_的关系,通电一段时间,_(选填“a”或“b”)容器中电流产生的热量较多(4)乙图所示的实验装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与_的关系,通电一段时间,_(选填“c

9、”或“d”)容器中电流产生的热量多6小明和小华同学为了探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”,设计了如图所示的实验电路两个烧瓶A、B中盛有质量、初温相等的煤油,RA与RB是阻值不同的电热丝(1)RA与RB采用串联的连接方式,其目的是为了控制通电时间、_相等(2)小明同学为比较RA与RB阻值的大小,用电压表分别测出RA与RB两端电压大小发现UAUB,则RA_RB(选填“”、“”或“=”)(3)在相同时间内,可通过观察_来比较电流通过电热丝产生的热量多少;为了升温较快,实验液体选用煤油而不选用水,主要是水的比热容比煤油_(4)小华想改装实验装置用来“测量煤油的比热容大小”,则他们应将烧瓶A中煤

10、油换成与其_(选填“质量”或“体积”)相等的水,并将电热丝RA换成阻值和_相等的电热丝测量时,水和煤油的初温均为t0,通电一段时间后,水和煤油的末温分别为t水、t煤油,请写出煤油比热容的表达式:c煤油=_(已知水的比热容为c水)小明认为这样测量煤油的比热容会有较大的误差,原因主要有:_(只要写出一条即可)二解答题(共24小题)7如图所示,电源电压U=12V,R1为定值电阻,阻值为100,R为滑动变阻器,R的最大阻值为50,电流表量程为“00.6A”,电压表量程为“015V”,小灯泡上标有“6V 3W”字样,小灯泡的UI关系如图所示,求:(1)灯泡正常工作时通过灯丝的电流是多少?(2)S闭合,S

11、1、S2都断开时调节滑动变阻器,当小灯泡两端的电压为4V时,滑动变阻器接入电路中的阻值为多大?(3)S、S1、S2都闭合时,移动滑片P,当滑动变阻器接入电路的阻值为多少时,整个电路消耗的总功率最大?最大总功率是多少?8如图是某电器设备内的一部分电路,电源电压恒为12V,R1为定值电阻,R2为标有“100 0.5A”字样的滑动变阻器R3为标有“3V 0.9W”字样的定值电阻(1)当闭合S、S1、S2时,电流表的示数为0.3A,求R1的阻值及这种情况下整个电路可能消耗的最小功率(2)当闭合S,断开S1、S2时,为保证整个电路安全,求滑动变阻器接入电路的阻值范围9如图所示的电路中,电源电压为5V且保

12、持不变,电流表量程为00.6A,电压表量程为03V,R1为滑动变阻器,R2=20,灯泡L标有“4V1.6W”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响)在仪表和灯泡安全工作的情况下,求:(1)开关S1断开,S2和S3闭合时,滑动变阻器R1消耗的最大功率;(2)开关S1闭合,S2和S3断开时,滑动变阻器R1允许的取值范围10如图所示电路,电源电压不变,灯泡L标有“6V 3W”字样,当S1、S2都断开时,滑片P从b端滑到某一位置C时,滑动变阻器R连入电路的电阻减小6,电流表示数变化了0.1A,灯泡恰好正常发光;保持滑片P的位置不变,闭合S1、S2,电流表示数又变化了1.5A,求:(1)灯泡的电阻和正常工作时

13、的电流;(2)电源电压;(3)当S1、S2都闭合时,调节滑片P,电路消耗总功率的最小值11如图所示的电路中,电源电压和灯L的电阻均保持不变,灯L标有“9V 9W”字样(1)求灯L正常发光时的电阻;(2)当R的滑片P位于a端,闭合S1、断开S2时,灯L两端的实际电压为额定电压的,求此时灯L工作1min所消耗的电能是多少?(3)当R的滑片P位于中点c,闭合开关S1、S2时,电流表的示数为3A,求滑动变阻器消耗的电功率12如图所示,电源电压恒定不变,R2的阻值为8,小灯泡L上标有“6V 3W”字样,小灯泡电阻不随温度改变若闭合S1、S2,断开S3,小灯泡刚好正常发光,此时电压表的示数为3V,那么:(

14、1)小灯泡L的电阻为多大?(2)电源电压为多少?(3)R1电阻为多大?(4)若闭合S1、S3,断开S2,并移动滑动变阻器R的滑片,滑动变阻器接入电路的电阻为多大时,电路的总功率最大,这个最大的功率等于多少?13如图所示的电路中,电源两端电压不变,灯的电阻不变当开关S1闭合,S2断开,滑动变阻器的滑片P移到B端时,R1的电功率为P1,电流表示数为I1;当开关S1断开,S2 闭合时,R1 的电功率为 P1,电流表示数为I2,此时灯L正常发光;当开关S1、S2 都断开,滑动变阻器的滑片P在C点时,变阻器接入电路的电阻为RC,RC 的电功率为PC,电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2,已知U

15、1:U2=3:2,I1:I2=3:5,灯的额定功率为8W电路通过断开、闭合开关以及移动滑动变阻器的滑片P,形成的不同电路所消耗的最大电功率与最小电功率之比为3:1求:(1)P1与P1的比值(2)电阻R1与滑动变阻器最大阻值之比(3)滑动变阻器的电功率PC14图甲所示是定值电阻R0和灯泡L的UI图象,现将定值电阻R0与灯泡L接入如图乙所示的电路中,电源电压不变,当S1、S2、S3闭合时,灯泡L恰好正常发光,此时R0消耗的电功率为3.6W;当S1闭合,S2、S3断开时,把滑动变阻器的滑片P移至中点,变阻器消耗的功率为P1;把滑片P移至b点,变阻器消耗的功率为P2,且P1:P2=9:8求:(1)定值

16、电阻R0的阻值(2)灯泡L的额定功率(3)滑动变阻器的最大电阻15如图甲所示,电源电压不变,R1=10,滑动变阻器R2标有“5 1A”字样当滑片P在b端且只闭合开关S、S1时,电流表的示数为0.4A;当滑片P在a端且同时闭合S、S1、S2时,灯泡正常发光;当滑片P在b端且只闭合开关S、S2时,电压表的示数为3V;图乙是灯泡的电流电压图象求:(1)电源电压;(2)灯泡的额定功率;(3)当滑片P在b端且只闭合开关S、S2时,灯泡的实际功率16如图所示,电源两端电压保持不变当开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器的滑片P移到B端时,灯L的电功率为PL电流表的示数为I1;当开关S1断开、S2闭合时,灯L的

17、电功率为PL',电流表的示数为I2已知PL:PL'=9:25(l)求电流表的示数I1与I2的比值;(2)当开关S1,S2又都断开,滑动变阻器的滑片P在C点时,变阻器接入电路的电阻为Rc,电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2,已知U1:U2=3:2,Rc的电功率为10W,这时灯L正常发光通过闭合或断开开关及移动滑动变阻器的滑片P,会形成不同的电路,在这些不同的电路中,电路消耗的最大功率与电路消耗的最小功率之比为3:1求灯L的额定功率17小勇同学在科技月制作了一个多档位电热器模型为了分析接入电路的电阻对电热器电功率的影响,他将电表接入电路中,其电路如图所示电源两端电压不变

18、,R1的阻值为10,滑动变阻器的最大阻值为R2当开关S闭合,S1、S2 断开时,将滑动变阻器的滑片置于B端,此时电压表示数为U1,R3消耗的功率P3为1.2W;当开关S、S2闭合,S1断开时,电流表的示数为I1,电压表的示数为U2;当开关S、S1、S2都闭合时,将滑动变阻器的滑片置于中点,电流表的示数为I2已知I1:I2=1:2,U1:U2=1:6求:(1)R2的阻值;(2)电源两端的电压18如图所示,电源电压为12V保持不变当闭合开关S0和S1时,电流表A1的示数为0.8A;调整开关S0、S1和S2的开闭状态,发现某一状态时,电路消耗的电功率最大为P1,电流表A2的示数为3.6A,R3消耗的

19、功率为P2;当电路消耗的最小功率为P3时,R1和R2消耗的总功率为P4;已知P1:P3=11:1,求:(1)R3的阻值;(2)当S0闭合,S1、S2都断开时,电压表的示数;(3)P2和P4的比值19如右图所示的电路中,电源电压和灯泡电阻不变当闭合开关S1,断开开关S2、S3时,电灯L正常发光,电压表示数为6伏;当闭合开关S1、S2,断开开关S3时,电流表示数为1安;当闭合开关S3,断开开关S1、S2时,灯L的实际功率为其额定功率的,R2消耗的功率为0.6瓦求:灯L的额定功率和电阻R3的阻值20在如图所示的电路中,电流表的量程为00.6A,电压表的最程为03V,R3=4求(画出相应的等效电路图)

20、:(1)只闭合开关S1时,电路消耗的功率为4W,则电源电压U=?(2)只闭合开关S2时,灯泡R1正常发光,R3消耗的功率为0.64W,则灯泡的电阻R1=?(写出该小题的解题思路后再求解)(3)只闭合开S3时,在不损坏电流表、电压表和灯泡的情况下,则变阻器R2的取值范围是多少?21如图所示电路,电源电压U恒定,灯L的阻值RL不随温度变化,当开关S、S1都闭合时,电流表的示数为I,电压表的示数为U1,电路消耗的电功率为P,R1与RL的电压之比是1:4,此时灯正常发光,当开关S闭合、S1断开时,电流表的示数为I,电压表的示数为U2,且通过电压表的示数与电流表的示数计算出该段电路的电阻值为28,电路消

21、耗的电功率为P,灯L的实际功率为额定功率的,求:(1)两次电流表示数之比I:I;(2)电压表两次示数之比U1:U2;(2)两次电路消耗的电功率之比P:P;(4)灯L的电阻22如图所示电路电源两端电压保持不变只断开开关S1,滑片P移至端点B时,电流表的示数为I1;电压表的示数为U1;R2消耗的电功率P2=9W;只闭合开关S1,滑片P仍在端点B时,电压表示数为U2,电流表的示数为I2;R2消耗的电功率P2=4WU1:U2=2:5求:(1)I1:I2(2)只断开开关S3,滑动变阻器的滑片P在端点A时,电路消耗的电功率23如图所示,电源电压为12V且保持不变,灯泡L标有“6V,3W”的字样,滑动变阻器

22、的最大阻值为50,闭合开关S1,S2,调节滑片P:当滑动变阻器接入电路的阻值为R1时,电压表的示数为U1,R0的功率为P01,当变阻器接入电路的阻值为R2时,电压表的示数为U2,R0的电功率为P02,已知U1:U2=1:2,R1:R2=3;1,P01+P02=4.5W求:(1)S1闭合,S2断开,灯泡L正常发光时,电路的总功率;(2)S1、S2闭合时,电阻R0的电功率P01和P02;(3)电阻R0的阻值24如图为一台电烤箱的内部简化电路,R1和R2均为电热丝其中高温档额定功率为1100W,低温档额定功率为440W求:(1)高温档正常工作10min所消耗的电能(2)低温档正常工作时,电热丝R2的

23、电阻值25如图所示是家用电吹风机的工作原理图,开关可置于1、2、3三个档位电吹风工作时可以分别吹出凉风和热风(1)当开关S置于图甲中的哪个档位,电吹风可以吹出凉风?当开关S置于图甲中的哪个档位,电吹风可以吹出热风?(2)某次用该电吹风将头发吹干的过程中,电吹风的功率随时间的变化关系如图乙所示,求在该次吹干头发过程中电吹风所消耗的总电能(3)求电吹风在吹热风时能过电热丝的电流26如下表及如图所示,是某电热饮水机说明书的一些数据和电路原理图,该电热饮水机有加热和保温两种工作状态(由机内的温控开关S0控制)求:热水箱容量1L加热时功率500W额定电压220V保温时功率50W(1)当开关S闭合,开关S

24、0断开时,饮水机的功率是多大?(2)保温电阻R2的阻值是多少?(3)若正常工作时,该电热器加热的效率为70%,将满热水箱的水从20加热到95需要多长时间?(已知水的比热容 c=4.2×103J/kg)27家用电吹风具有吹冷风和热风两种功能,如图所示是家用电吹风的简化电路,其主要技术参数如表求:(1)正常工作时,电热丝的电阻;(2)吹冷风时,电吹风5min消耗的电能;(3)吹热风时,电路中总电流的大小型号SH2020645热风温度5075额定功率热风丝:800W电动机:80W额定电压220V质量0.5kg28小华家买了一个家用电吹风,如图甲所示其简化电路如图乙所示,主要技术参数如表请解

25、答如下问题:型号SHZ2010624热风温度5075额定功率热风时:1000W冷风时:120W额定电压220V质量0.5kg(1)当电吹风吹冷风时,正常工作5min消耗的电能是多少?(2)当选择开关旋至何处时,电吹风正常工作的功率最大?此时电路中的总电流是多大?(3)当电路供电电压为额定电压的90%时,电吹风电热丝的实际电功率为多大?(计算结果保留一位小数)29小红同学在实验室测量额定电压为2.5V,电阻约为5的小灯泡的额定功率,实验电路如甲图所示(1)小红同学按甲的电路图连接好了部分实物图(乙图),请同学们用笔画线代替导线,将实物图连线完整在开关闭合之前,应将滑片P置于滑动变阻器的最_端(填

26、“左”或“右”)(2)在小红同学连接好的实物图(乙图)中,有两处不当之处,请同学们指出:_、_;(3)小红在大家的指导下修正了实物图,但是在实验的过程中,小灯泡突然熄灭,检查发现电流表有示数,电压表的示数为零,那可能出现的故障是_A小灯泡断路;B小灯泡短路;C滑动变阻器断路(4)排除一切故障后,小红同学再调节滑动变阻器,使灯泡两端电压达到额定电压,此时电流表的示数如丙图所示,此时电流为_A,小灯泡的额定功率为_W30小明利用满足实验要求的电源(电压保持不变)、阻值已知的定值电阻R1和电阻箱R2(电路图符号)、已调零的电压表、滑动变阻器、开关、导线,证明“当电流保持不变时,R2消耗的电功率P2与

27、电阻R2阻值成正比”他设计了如图所示实验电路和实验,步骤但不完整,请你根据要求补充实验步骤,画出实验数据记录表实验步骤:(1)按照电路图连接电路,在开关闭合前滑动变阻器滑片调到阻值最大位置(2)调节电阻箱R2的阻值,闭合开关S1和S2,调节滑动变阻器至合适位置,_,将实验数据记录在表格中(3)断开开关,改变电阻箱R2的阻值,闭合开关S1和S2,调节滑动变阻器_,将实验数据记录在表格中(4)仿照步骤(3),再做4次实验,记录相关数据(5)利用公式P2=_计算6次R2消耗的功率,将数值记录表中实验数据记录表:初中物理-电功率-电热-计算实验-随堂测试1参考答案与试题解析一实验探究题(共6小题)1两

28、组同学想研究“灯泡亮度改变时电功率的变化”情况提供的器材有:两个实验室用小灯泡(一个字迹模糊,一个标有“1.5V”)、两种规格滑动变阻器(“015”、“025”),电源(电压相等且保持不变)、电流表和电压表、开关、导线若干(1)电路连接正确后,闭合开关发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,接下来进行的操作有效是CA检查滑动变阻器是否断路 B检查小灯泡是否断路C移动滑动变阻器滑片 D检查开关是否接触良好(2)两组同学连接好电路后,调节滑片过程中电表示数和灯的亮度都发生变化,当滑动变阻器滑片位置都恰好在中点时,电压表示数均为1.5V,电流表示数也相同(如图a所示),此时甲组的灯泡比乙组的暗电流

29、表读数为0.2A标有1.5V的灯是甲(选填“甲”或“乙”)请在图b中将乙组同学设计的电路图补充完整;乙组同学所选用的滑动变阻器规格为015两组同学所使用的电源电压是4V,乙组同学所测灯泡的电功率为0.5W2小雷想知道小灯的亮暗程度与什么因素有关于是找来额定电流均小于0.6A,额定电压是2.5V的灯L1和额定电压是3.8V的灯L2,先后接在电源电压恒为6V的电路中,按照如图所示的电路开始探究(1)请你用笔画线代替导线,根据图甲所示的电路图,将图乙所示实物图连接完整(2)小雷正确连接并按规范调节电路后,闭合开关,滑片P向A(选填“A”或“B”)端移动,使灯L1发光,测出灯L1的相关物理量,记录和计

30、算结果如表:次数电压/V电流/A实际功率/W电阻/11.60.200.328.0022.50.240.6010.4232.80.260.7310.77(3)小雷注意到灯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 据得出的结论是小灯泡越亮,它的实际功率越大(4)用灯L2替换灯L1重复上面的实验时,需要改变电压表的量程,发现灯L2的亮度变化规律与灯L1相似(5)小雷在实验结束后与同学们讨论:有同学认为“用上表中灯L1的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确”这种说法错误的原因是小雷忽略了温度对小灯电阻的影响有同学认为“把灯L1换成定值电阻,该实验可以用来研究导体中的电流与电压的关

31、系”你认为这种说法正确(选填“正确”或“错误”)3小雷想知道小灯的亮暗程度与什么因素有关于是找来额定电流小于0.6A,额定电压是2.5V的灯L1接在电源电压恒为6V的电路中,按照如图所示的电路开始探究(1)请你用笔画线代替导线,根据图甲所示的电路图,将图乙所示的实物图连接完整(2)若小雷连接电路后闭合开关,灯L1几乎不发光,移动滑片P也不能改变灯的亮度原因是他把滑动变阻器的A、B(选填“A、B”或“C、D”)接线柱接入了电路(3)小雷排除故障后,按图乙所示的电路继续进行实验:闭合开关,滑片P向A(选填“A”或“B”)端移动,使灯L1发光,测出灯L1的相关物理量,记录和计算结果如表:次数电压/V

32、电流/A实际功率/w电阻/11.60.200.328.0022.50.240.6010.4232.80.260.7310.77(4)小雷注意到灯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小灯泡越亮,它的实际功率越大,灯泡的额定功率为0.6W(5)小雷在实验结束后与同学们讨论:有同学认为“用上表中灯L1的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确”这种说法错误的原因是:忽略了温度对小灯电阻的影响有同学认为“把灯L1换成定值电阻,该实验可以用来研究导体中的电流与电压的关系,”你认为这种说法是正确的(选填“正确”或“错误”)4在探究“影响电流热效应的因素”实验中:(1)为

33、了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系,小明设计了甲图装置,在烧瓶内安装一根电阻丝,并插入一支温度计,通过比较烧瓶内液体的温度变化,来判断相同时间内不同电流产生的热量多少,这种研究方法叫转换法,若他想让烧瓶内液体在短时间内温度变化更明显,应选用煤油(选填“煤油”或“水”),理由是煤油比热容小(2)小明先测量烧瓶内液体的温度后,闭合开关,通电30s再测量烧瓶内液体的温度,得到温度的升高量填入表中;然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小,重复上述操作,获得第二组数据(如表)实验次数电流/A通电时间/s电阻/温度升高量/10.330101.520.630106.0由此得出:同一导体,在通电时间相等时,

34、通过的电流越大,其产生的热量越多(3)若要探究电流通过电阻产生热量与电阻的关系,可选择乙图中B(选填“A”或“B”)烧瓶中的电阻与甲图中的烧瓶电阻串联(选填“串联”或“并联”)(本题中,三个烧瓶中液体质量相等)(4)小明提议利用上述实验装置改做“比较水和煤油比热容的大小”的实验,则他应选择乙图中A(选填“A”或“B”)烧瓶与甲图中的烧瓶并联,并将其中一烧瓶中的液体换成水,水和煤油吸热的多少是通过加热时间(选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的5如图所示小蕾同学在研究“电流通过导体产生热量的多少与电流、电阻是否有关”时,采用了如图所示的实验装置,其中a、b、c、d四个相同的容器密闭着等量空气

35、,将1、2和3、4导线分别接到电源两端(1)实验中通过观察U形管中液面高度的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少这种实验方法叫转换法下面实验也用这种实验方法的是CA认识电压时,我们用水压来类比B用光线来描述光通过的路径C把敲响的音叉来接触水面,看有没有溅起水花,来判断音叉有没有振动D用斜面和小车来研究阻力对物体的影响(2)装置中的U形管不是(选填“是”或“不是”)连通器(3)甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与电阻的关系,通电一段时间,b(选填“a”或“b”)容器中电流产生的热量较多(4)乙图所示的实验装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与电流的关系,通电一段时间,c(选填“

36、c”或“d”)容器中电流产生的热量多6小明和小华同学为了探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”,设计了如图所示的实验电路两个烧瓶A、B中盛有质量、初温相等的煤油,RA与RB是阻值不同的电热丝(1)RA与RB采用串联的连接方式,其目的是为了控制通电时间、电流相等(2)小明同学为比较RA与RB阻值的大小,用电压表分别测出RA与RB两端电压大小发现UAUB,则RARB(选填“”、“”或“=”)(3)在相同时间内,可通过观察温度计的示数上升多少来比较电流通过电热丝产生的热量多少;为了升温较快,实验液体选用煤油而不选用水,主要是水的比热容比煤油大(4)小华想改装实验装置用来“测量煤油的比热容大小”,

37、则他们应将烧瓶A中煤油换成与其质量(选填“质量”或“体积”)相等的水,并将电热丝RA换成阻值和RB相等的电热丝测量时,水和煤油的初温均为t0,通电一段时间后,水和煤油的末温分别为t水、t煤油,请写出煤油比热容的表达式:c煤油=(已知水的比热容为c水)小明认为这样测量煤油的比热容会有较大的误差,原因主要有:水与煤油的散热程度不同(或水和煤油吸热、导热不同)(只要写出一条即可)二解答题(共24小题)7)如图所示,电源电压U=12V,R1为定值电阻,阻值为100,R为滑动变阻器,R的最大阻值为50,电流表量程为“00.6A”,电压表量程为“015V”,小灯泡上标有“6V 3W”字样,小灯泡的UI关系

38、如图所示,求:(1)灯泡正常工作时通过灯丝的电流是多少?(2)S闭合,S1、S2都断开时调节滑动变阻器,当小灯泡两端的电压为4V时,滑动变阻器接入电路中的阻值为多大?(3)S、S1、S2都闭合时,移动滑片P,当滑动变阻器接入电路的阻值为多少时,整个电路消耗的总功率最大?最大总功率是多少?解:(1)P=UI 灯泡正常工作时通过灯丝的电流为I正常=0.5A;(2)S闭合,S1、S2都断开时,滑动变阻器与灯泡串联,I=0.4A滑动变阻器两端电压为U串=UUL=12V4V=8V滑动变阻器接入电路的阻值为R串=20;(3)S、S1、S2都闭合时,定值电阻R1与滑动变阻器并联,电流表通过的最大电流为0.6

39、A,电路消耗的最大总功率为P最大=UI最大=12V×0.6A=7.2W 通过定值电阻R1的电流为I1=0.12A通过滑动变阻器的最大电流为I并=I最大I1=0.6A0.12A=0.48A滑动变阻器接入电路的最小阻值为R并=258如图是某电器设备内的一部分电路,电源电压恒为12V,R1为定值电阻,R2为标有“100 0.5A”字样的滑动变阻器R3为标有“3V 0.9W”字样的定值电阻(1)当闭合S、S1、S2时,电流表的示数为0.3A,求R1的阻值及这种情况下整个电路可能消耗的最小功率(2)当闭合S,断开S1、S2时,为保证整个电路安全,求滑动变阻器接入电路的阻值范围【解答】解:(1)

40、当闭合S、S1、S2时,R1、R2并联,电流表测R1支路的电流,R1的阻值:R1=40,当滑动变阻器接入电路的电阻最大时整个电路消耗的最小功率,R1消耗的电功率P1=UI1=12V×0.3A=3.6W,R2消耗的最小为P2=1.44W,电路的总功率P=P1+P2=3.6W+1.44W=5.04W;(2)当闭合S,断开S1、S2时,R3允许通过的最大电流I=0.3A,R2允许通过的最大电流为0.5A,所以为保证整个电路安全,电路中的电流为0.3A,R3=10,电路的最小电阻,R总=40,滑动变阻器接入的最小阻值相等时,R2=R总R3=4010=30,所以滑动变阻器接入电路的阻值范围30

41、1009如图所示的电路中,电源电压为5V且保持不变,电流表量程为00.6A,电压表量程为03V,R1为滑动变阻器,R2=20,灯泡L标有“4V1.6W”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响)在仪表和灯泡安全工作的情况下,求:(1)开关S1断开,S2和S3闭合时,滑动变阻器R1消耗的最大功率;(2)开关S1闭合,S2和S3断开时,滑动变阻器R1允许的取值范围【解答】解:(1)开关S1断开,S2和S3闭合时,滑动变阻器R1和R2并联,滑动变阻器R1两端的最大电压为5V,由I=,可得流经R2的电流I2=0.25A,电流表测干路中的电流,流经滑动变阻器R1的最大电流I1=0.6A0.25A=0.35A,则

42、滑动变阻器R1消耗的最大功率P1=U1I1=5V×0.35A=1.75W;(2)灯泡L的电阻RL=10,开关S1闭合,S2和S3断开时,R1与L串联,由电压表量程为03V,可知滑动变阻器R1的最大电压为3V,则灯泡两端电压为2V,则电路中的最小电流I1=0.2A;则滑动变阻器R1的最大阻值R最大=15,当灯泡L两端电压为4V时,滑动变阻器R1的最小电压为1V,此可求得电路中的最大电流=0.4A,滑动变阻器R1的最小阻值R最小=2.5即滑动变阻器R1允许的取值范围在2.515之间10如图所示电路,电源电压不变,灯泡L标有“6V 3W”字样,当S1、S2都断开时,滑片P从b端滑到某一位置

43、C时,滑动变阻器R连入电路的电阻减小6,电流表示数变化了0.1A,灯泡恰好正常发光;保持滑片P的位置不变,闭合S1、S2,电流表示数又变化了1.5A,求:(1)灯泡的电阻和正常工作时的电流;(2)电源电压;(3)当S1、S2都闭合时,调节滑片P,电路消耗总功率的最小值【解答】解:(1)由“6V 3W”可知I额=0.5ARL=(2)当S1、S2都断开时,L和R串联滑片P移到c时,L正常发光,电路电流为I额,则滑片P在b端时,电路电流Ib=0.5A0.1A=0.4A,电源电压不变Ib(RL+Rab)=I额(RL+Rac)即0.4A×(12+Rab)=0.5A×(12+Rab6)

44、得Rab=18,电源电压U=Ib(RL+Rab)=0.4A×(12+18)=12V(3)保持滑片P不动,当S1、S2都闭合时,L被短路,R0与Rac并联Rac=186=12电流表示数:I=0.5A+1.5A=2A,通过R0的电流I0=I=2A=2A1A=1AR0=12,滑片P在b端时,电路总功率最小P最小=11如图所示的电路中,电源电压和灯L的电阻均保持不变,灯L标有“9V 9W”字样(1)求灯L正常发光时的电阻;(2)当R的滑片P位于a端,闭合S1、断开S2时,灯L两端的实际电压为额定电压的,求此时灯L工作1min所消耗的电能是多少?(3)当R的滑片P位于中点c,闭合开关S1、S2

45、时,电流表的示数为3A,求滑动变阻器消耗的电功率【解答】解:(1)由P=可知,灯泡电阻RL=9;(2)灯泡两端的实际电压U实=U额=×9V=6V,灯泡消耗的电能W=t=×60s=240J;(3)当R的滑片P位于中点c时,其电路图如图所示,设滑动变阻器的电阻为R,电源电压为U,由串并联电路特点可得:=+,由I=可得,U=IR总=3A× ,当R的滑片P位于a端,闭合S1、断开S2时,电路中的电流为I=A,由I=可得,U=IaR总=A×(9+R) ,由解得:U=18V,R=18,(R=36舍去),当R的滑片P位于中点c时,通过L支路的电流:,I2=II1=3A

46、1A=2A,滑动变阻器消耗的电功率:;12如图所示,电源电压恒定不变,R2的阻值为8,小灯泡L上标有“6V 3W”字样,小灯泡电阻不随温度改变若闭合S1、S2,断开S3,小灯泡刚好正常发光,此时电压表的示数为3V,那么:(1)小灯泡L的电阻为多大?(2)电源电压为多少?(3)R1电阻为多大?(4)若闭合S1、S3,断开S2,并移动滑动变阻器R的滑片,滑动变阻器接入电路的电阻为多大时,电路的总功率最大,这个最大的功率等于多少?【解答】解:(1)由P=可知,灯泡电阻为RL=12;(2)闭合S1、S2,断开S3,灯泡与定值电阻R1串联,灯泡正常发光,所以电源电压U=UL+U额=6V+3V=9V;(3

47、)灯泡正常发光时,电路电流为I=0.5A,所以R1的阻值为R1=6;(4)闭合S1、S3,断开S2,滑动变阻器、定值电阻R2和灯泡串联,要使电路总功率最大,也就是电路总电阻最小,即滑动变阻器接入电路电阻为0,此时的电路电流为I最大=0.45A,此时的电功率为P最大=UI最大=9V×0.45A=4.05W13如图所示的电路中,电源两端电压不变,灯的电阻不变当开关S1闭合,S2断开,滑动变阻器的滑片P移到B端时,R1的电功率为P1,电流表示数为I1;当开关S1断开,S2 闭合时,R1 的电功率为 P1,电流表示数为I2,此时灯L正常发光;当开关S1、S2 都断开,滑动变阻器的滑片P在C点

48、时,变阻器接入电路的电阻为RC,RC 的电功率为PC,电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2,已知U1:U2=3:2,I1:I2=3:5,灯的额定功率为8W电路通过断开、闭合开关以及移动滑动变阻器的滑片P,形成的不同电路所消耗的最大电功率与最小电功率之比为3:1求:(1)P1与P1的比值(2)电阻R1与滑动变阻器最大阻值之比(3)滑动变阻器的电功率PC【解答】解:当S1闭合、S2断开,滑片P在B端时,电路如图甲所示;当S1断开、S2闭合时,灯正常发光,电路如图乙所示;当S1、S2都断开,滑片P在C时,电路如图丙所示(1)=,=;(2)当S1和S2都断开,滑片P在B端时,电路如图(A),

49、总电阻最大,总功率Pmin;当S1和S2都闭合时,电路如图(B),总电阻最小,总功率Pmax电源的电压不变,=,2R1=RL+R3由甲、乙可知,电源的电压不变时,则有:=,2R1=3R35RL由两式可得:3RL=R3,R1=2RL,=(3)由图丙可知:=,2R1=RL+3RC将R1=2RL代入式得:RC=RL,由乙图可知,此时电路的总功率为P乙=PL=3PL=3×8W=24W,因电源的电压不变由乙丙两图可得:=,所以丙图的总功率为:P丙=P乙=18W,所以PC=P丙=P丙=4.5W14图甲所示是定值电阻R0和灯泡L的UI图象,现将定值电阻R0与灯泡L接入如图乙所示的电路中,电源电压不

50、变,当S1、S2、S3闭合时,灯泡L恰好正常发光,此时R0消耗的电功率为3.6W;当S1闭合,S2、S3断开时,把滑动变阻器的滑片P移至中点,变阻器消耗的功率为P1;把滑片P移至b点,变阻器消耗的功率为P2,且P1:P2=9:8求:(1)定值电阻R0的阻值(2)灯泡L的额定功率(3)滑动变阻器的最大电阻【解答】解:(1)由图象可知:电压和电流成正比,当U0=2V时,I0=0.2A,=10(2)由(1)求出的定值电阻R0=10,则由P=可得电源电压U2=P0R0=3.6W×10,解得U=6V,此时R0和L灯并联,电源电压为6V观察图可知,L灯电压为6V,由图象看电流为0.7A(3)当S

51、1闭合,S2、S3断开时,电阻R0与滑动变阻器串联,则把滑动变阻器的滑片P移至中点时,电路中的电流为I1,把滑片P移至b点时的电流为I2,由P1:P2=9:8可得=,从而可得=,因为I1=,I2=,则解得R=2015(2015路北区一模)如图甲所示,电源电压不变,R1=10,滑动变阻器R2标有“5 1A”字样当滑片P在b端且只闭合开关S、S1时,电流表的示数为0.4A;当滑片P在a端且同时闭合S、S1、S2时,灯泡正常发光;当滑片P在b端且只闭合开关S、S2时,电压表的示数为3V;图乙是灯泡的电流电压图象求:(1)电源电压;(2)灯泡的额定功率;(3)当滑片P在b端且只闭合开关S、S2时,灯泡

52、的实际功率【解答】解:(1)当滑片P在b端且只闭合开关S、S1时,R1与滑动变阻器的最大阻值串联,电流表测电路中的电流,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,由I=可得,电源的电压:U=I(R1+R2)=0.4A×(10+5)=6V;(2)当滑片P在a端且同时闭合S、S1、S2时,R1与灯泡L并联,因并联电路中各支路两端的电压相等,且灯泡正常发光,所以,灯泡的额定电压UL=U=6V,由图乙可知,对应的电流IL=0.8A,则灯泡额定功率:PL=ULIL=6V×0.8A=4.8W;(3)当滑片P在b端且只闭合开关S、S2时,灯泡与R2的最大阻值串联,电压表测R2两端的电压,

53、因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,此时灯泡两端的电压:UL=UU2=6V3V=3V,由图乙可知,通过灯泡的电流为0.6A,此时灯泡的实际功率:PL=ULIL=3V×0.6A=1.8W16如图所示,电源两端电压保持不变当开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器的滑片P移到B端时,灯L的电功率为PL电流表的示数为I1;当开关S1断开、S2闭合时,灯L的电功率为PL',电流表的示数为I2已知PL:PL'=9:25(l)求电流表的示数I1与I2的比值;(2)当开关S1,S2又都断开,滑动变阻器的滑片P在C点时,变阻器接入电路的电阻为Rc,电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2,已知U1:U2=3:2,Rc的电功率为10W,这时灯L正常发光通过闭合或断开开关及移动滑动变阻器的滑片P,会形成不同的电路,在这些不同的电路中,电路消耗的最大功率与电路消耗的最小功率之比为3:1求灯L的额定功率【解答】解:(1)当开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器的滑片P移到B端时,灯泡L与滑动变阻器R2串联;当开关S1断开、S2闭

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