强化突破19电能实验探究-九年级科学上册学练测（浙教版）

强化突破19、电能实验探究一、实验探究题1．在”测小灯泡额定功率”的实验中，提供的器材有：电压恒为4.5V的电源，额定电压为2.5V的待测小灯泡(电阻约为8Ω)，电流表(0~0.6A、0~3A)，电压表(0~3V、0~15V)，开关和导线若干，另有标有：“30Ω2A”的滑动变阻器R1和标有”5Ω1A”的滑动变阻器R2。（1）实验电路如图甲所示，请选择合适的量程，并用笔画线代替导线在图甲中将电路连接完整；（2）本实验选择的滑动变阻器是(填”R1”或”R2”)；（3）若增加一个阻值为10Ω的定值电阻R0，只利用一只电表，通过简单操作(开关S接”a”“、”b”各一次)来测量小灯泡的额定功率，如图乙、丙是两种不同方案的电路图，则下列判断正确的是______。(填字母代号)A．两种方案都能 B．两种方案都不能C．乙方案能，丙方案不能 D．乙方案不能，丙方案能【答案】（1）（2）R1（3）B【解析】（1）灯泡的额定电压为2.5V，则电压表选择的量程为0～3V。灯泡的电阻约为8Ω，所以小灯泡的额定电流约为：I额；

（2）电源电压恒为4.5V，当灯泡正常发光时，

滑动变阻器两端的电压：UR=UUL=4.5V2.5V=2V，

根据串联电路电压与电阻成正比得到：UUL=RRL；

即2V2.5V=（3）图乙中，无论开关接“a”还是接“b”都无法得知小灯泡是否正常发光，此方案不能测定小灯泡的额定电功率；

图丙中，R0、小灯泡和滑动变阻器三者串联，开关S接“a”时，电压表测量定值电阻的电压，当开关接“b”时测量灯泡和定值电阻的总电压，不能通过调节滑动变阻器使灯泡两端的电压为2.5V，所以此方案不能测出小灯泡的额定功率故选B。2．（2023九上·拱墅期末）小乐设计了如图甲所示电路和如下实验记录表来研究“小灯泡的亮度与电功率的关系”，电路中的电源由3节新干电池串联而成，小灯泡的额定电压为2.5V。实验次数电压U/V电流I/A电功率P/W待填123（1）实验记录表除了记录电表示数和电功率外，还需要增加记录的内容是；（2）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，依次测得如表所示数据，由表中数据可知小灯泡的额定功率为W；（3）完成上述实验后，小乐又设计了如图乙所示电路，用原来的电源和电压表测量原小灯泡的额定功率。方案如下：①调节滑动变阻器使小灯泡正常发光；②保持滑片位置不变，将电压表改接在定值电阻R0两端，读出电压表示数；③计算得到小灯泡的额定功率。现有阻值为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻，为了能测出小灯泡的额定功率，结合题中的数据分析，R0应选用Ω的定值电阻。【答案】（1）小灯泡的亮度（2）0.65（3）5【解析】（1）实验要探究的是灯泡的亮度与电功率的关系，表格中有记录电功率的表格，而没有记录灯泡亮度的表格，因此还需要增加的内容是小灯泡的亮度。

（2）根据表格可知，灯泡的额定电压为2.5V，额定电流为0.26A，则灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.26A=0.65W。

（3）根据图乙可知，定值电阻R0、灯泡与变阻器串联。

当灯泡正常发光时，定值电阻和变阻器的电压之和为：U=U总UL=4.5V2.5V=2V；

则二者的电阻之和为：R=UI=2V0.26A3．（2023九上·宁海期末）在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：两节新干电池、电流表、电压表、额定电压2.5V的小灯泡、滑动变阻器、开关、导线若干，部分实物电路如图甲所示。（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：滑片P向右移动时小灯泡变亮）。（2）移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示；若要测量小灯泡的额定功率（选填“A”或“B”）端移动。（3）图丙是由实验数据描出的小灯泡的I﹣U图像，若将该实验中的两个相同的小灯泡串联在3V的电源上，则电路消耗的总功率为W。（4）若用第（2）题中所测得数据算出灯泡的电阻RL，再根据P＝U2/RL计算灯泡的额定功率。按此方法算出灯泡的额定功率比真实值（选填“偏大”或“偏小”）。【答案】（1）（2）B（3）0.6（4）偏大【解析】（1）滑动变阻器应该与开关串联。小灯泡变亮则电流增大，那么总电阻减小，即滑动变阻器的阻值减小。根据甲图可知，当滑片向右移动时，滑片右边的电阻丝阻值减小，那么应该将右边接入电路，即选择右下角的B接线柱，如下图所示：

（2）根据乙图可知，电压表的量程为0~3V，分度值为0.1V，则示数为2V。由于2V＜2.5V，所以电压表的示数要增大。根据U=IR可知，此时的总电流要减小，而总电阻要减小，即滑动变阻器的阻值要减小，因此滑片向B端移动。

（3）两个完全相同的小灯泡串联在3V电源上，根据串联电路的分压规律可知，此时每个小灯泡两端的电压都是1.5V。根据丙图可知，此时通过灯泡的电流为0.2A，此时电路的总功率为：P=UI=3V×0.2A=0.6W。

（4）第（2）题中灯泡的电压低于额定电压，此时灯丝温度低，因此此时灯泡的电阻偏小。根据公式P＝U24．（2023九上·舟山开学考）小明用图1所示电路来测量小灯泡的电功率（部分器材的规格已标明）。（1）闭合开关进行实验，小明发现无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数始终为3V，而电流表示数始终为零。已知仅图1中导线①、②或③中的一根发生故障，请指出发生故障的导线，并写出故障名称：。（2）小明进行了六次实验，记录实验数据并在UI图像中描点，得到小灯泡两端的电压与电流的关系图像如图2所示。则根据记录的数据和图像可知：小灯泡的额定功率为W。（3）实验结束后，小明继续对滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系进行探究，画出了对应的UI图像（如图3），请你在图中“①”、“②”或“③”三条虚线中选择正确的一条，并说明你选择的依据。【答案】（1）①；断路（2）0.75（3）①；灯泡和滑动变阻器两端电压之和保持不变【解析】（1）电流表示数始终为零，则电路可能断路。电压表示数始终为3V，说明电压表与电源连通，已知仅导线发生故障，则图1中导线①发生了断路，导致电压表串联在电路中了；

（2）根据UI图像知，灯泡两端电压等于额定电压2.5V正常发光，此时通过它的电流为0.3A，

则小灯泡的额定功率为：P额=U额I=2.5V×0.3A=0.75W；

（3）由题知，电源电压为3V，灯的UI图像与变阻器电流随电压的变化关系图像交点，表示灯的电压与变阻器的电压相等（串联电路各处的电流相等），

故由串联电路电压的规律，此时灯与变阻器的电压都为1.5V，

由图知，只有图3中的虚线①符合这个条件，依据就是：灯泡和滑动变阻器两端电压之和保持不变。5．测量小灯泡的额定功率。（1）如图甲所示是测量额定电压为3.8V小灯泡的额定功率的实验电路。检查发现电路中有一根导线连接错误，此时若闭合开关，电流表的指针将(填“正常偏转"或“几乎不动”)，请你在错误的导线上画“x”，并用笔画线代替导线，将电路连接正确。（2）正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3.8V，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W。小灯泡L2的额定功率。已知滑动变阻器R的最大阻值为15Ω，电源电压恒定，其测量过程如下：①闭合开关S、S2，断开S1，将滑动变阻器的滑片移到最上端，电压表示数为6V。②闭合S、S1，断开S2，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为3.5V，这时小灯泡正常发光。③闭合开关S、S2，断开S1，保持滑动变阻器滑片的位置不变，电压表示数为4V。④小灯泡L2的额定功率P额=W。【答案】（1）几乎不动；（2）0.76（3）0.875（或0.9）【解析】（1）根据图片可知，滑动变阻器与灯并联，电压表（内阻很大）串联在电路中，故此时若闭合开关，通过电路的电流很小，因此电流表的指针将几乎不动。

应该调整为灯与变阻器串联，电压表与灯并联，如下图所示：

（2）闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3.8V，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图1乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.2A，小灯泡额定功率为：

PL=ULIL=3.8V×0.2A=0.76W；

（3）在步骤①中，闭合开关S、S2，断开S1，将滑动变阻器的滑片移到最上端，此时电压表的示数等于电源电压，即电源电压为6V；

在步骤②中，灯与滑片以下电阻丝R滑下的电阻串联，电压表测其电压，当电压表示数为3.5V，根据串联电路电压的规律，灯两端的电压：U额=UU滑下=6V3.5V=2.5V，灯正常发光；

在步骤③中，电路中只有变阻器，根据串联电路电压的规律，

滑片以上电阻丝的电压为：U滑上=U4V=6V4V=2V，

根据分压原理，R滑上：R滑下=U滑上：U滑下=1：2，

因变阻器的总电阻为15Ω，故R滑下=10Ω，

再回到步骤②中，由欧姆定律和串联电路电流的规律，

通过变阻器的电流即灯的额定电流：I额=I滑=U变R滑下=6．（2023九上·嘉兴期末）小嘉发现家里的手电简使用久了，亮度会变暗。为探究原因，他拆下灯珠进行如下实验（灯珠上标有“2.5V”的字样）：①设计电路图，用导线完成电路连接。②闭合开关，调节滑动变阻器，当电压表示数分为2.0V、2.5V、3.0V时，将电流表的示数分别填入记录表中。记录表序号电压(伏)电流(安)灯泡亮度1暗2亮3很亮据此回答下列问题：（1）用笔画线代替导线，将电压表连入电路中。（2）由实验数据可知，小灯泡的额定功率是。（3）根据实验结果，请解释手电筒用久了会变暗的原因。【答案】（1）（3）手电筒用久后，电池电压变小，所以实际功率变小，亮度变暗【解析】（1）根据题意可知，这个实验要探究手电筒用久后，灯泡亮度的变化原因，那么电压表应该与灯泡并联。因为灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表选择量程0~3V，如下图所示：

（2）根据表格可知，当灯泡的电压为2.5V时，通过它的额定电流为0.2A，

则灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W。

（3）根据实验结果可知手电筒用久了会变暗的原因：手电筒用久后，电池电压变小，通过灯泡的电流变小，则灯泡的实际功率变小，因此亮度变暗。7．某兴趣小组在研究“电阻丝产生的热量与电阻、电流及通电时间的定量关系”时，制作了如图甲所示的实验装置：有机玻璃盒内装有电阻丝、水和电子温度计，盒外采用优质保温材料包裹。（1）采用优质保温材料的目的是减少实验过程中的散失。（2）保持水的质量和电流不变，换用不同阻值的电阻丝R，记录水温变化ΔT和通电时间t的数据，整理部分数据并绘制图像如图乙。根据上述实验，可以得出结论：。（3）保持水的质量、电阻和通电时间不变，改变电流大小，相关数据整理如下表。电流I/A0.20.30.40.50.6升高的温度ΔT/℃0.40.92.53.6请分析表中数据，并将表中所缺的数据补上。【答案】【解析】（1）采用优质保温材料的目的是减少实验过程中热量的散失；

（2）水的质量相同，水温变化ΔT与吸热的多少成正比，水温变化ΔT越大，电阻丝放出的热越多，即当电流和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成正比；

（3）不计热量损失，

因为Q吸=Q放，所以cmΔT=I2Rt那么：ΔT1Δ8．（2023九上·杭州期末）如图为甲组同学“测量灯泡（额定电压为3.8V）的电功率”实验，电源电压为6V不变，试回答：（1）根据电路图甲，用铅笔代替导线将图乙中的实物电路图连接完整。（2）闭合开关，变阻器滑片移到某位置时，电压表示数为2V时，电流表示数如图丙所示，则此时灯泡的实际功率为W。（3）闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则故障可能是。（4）若将实验电路用于研究“电流与电压的关系”，需将小灯泡更换为定值电阻的理由是。【答案】（1）（2）0.6（3）灯泡断路(或灯泡与灯座接触不良)（4）研究电流与电压关系时，需控制导体的电阻不变，而灯丝的电阻会随温度改变【解析】（1）根据甲图可知，滑动变阻器应该与开关、灯泡串联，且选择左下的接线柱。电压表应该与灯泡并联，因为额定电压3.8V，所以选择量程0~15V，如下图所示：

（2）根据丙图可知，电流表选择量程0~0.6A，分度值为0.02A，则示数为0.3A，那么灯泡的实际功率：P=UI=2V×0.3A=0.6W。

（3）闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则故障可能是：灯泡断路(或灯泡与灯座接触不良)。

（4）探究电流与电压的关系时，必须控制电阻相等，而改变电压，记录电流，因此：小灯泡更换为定值电阻的理由是：研究电流与电压关系时，需控制导体的电阻不变，而灯丝的电阻会随温度改变。9．（2023九上·温州期末）小明用图甲所示电路测量小灯泡的电功率。电源电压为012伏，滑动变阻器R最大阻值为15欧，小灯泡的额定电流为0.3安。实验过程中，他调节电源电压和滑动变阻器的滑片，分别记录电流为0.32安、0.3安和0.25安时电源电压和电压表示数，整理三次数据如图乙所示。（1）某次记录数据时，小明观察到电流表示数如图丙所示，其读数为安。（2）分析图甲电路，小明认为第①次实验小灯泡的电功率可用图乙中阴影部分的面积来表示，其理由是。（3）小明根据上述方法计算出小灯泡三次实验的电功率分别为P1、P2和P3，然后计算它们平均值作为P额，判断该方法是否可行并说明理由：。【答案】（1）0.3（2）因为小灯泡的电功率等于总功率（P总=UI）减去滑动变阻器的功率（P滑=U滑I）（其他合理答案也可）（3）不可行，测量额定功率应该要在额定电流（或电压）下测量，不能这样取平均值。【解析】（1）根据丙图可知，电流表选择量程0~0.6A，分度值为0.02A，那么示数为0.3A。

（2）分析图甲电路，小明认为第①次实验小灯泡的电功率可用图乙中阴影部分的面积来表示，其理由是：因为小灯泡的电功率等于总功率（P总=UI）减去滑动变阻器的功率（P滑=U滑I）。

（3）小明根据上述方法计算出小灯泡三次实验的电功率分别为P1、P2和P3，然后计算它们平均值作为P额，该方法不可行，理由是：测量额定功率应该要在额定电流（或电压）下测量，不能这样取平均值。10．（2023九上·海曙期末）科学兴趣小组在做“测量小灯泡电功率”的实验中，实验室有如下器材：电源(电压约为6V)、小灯泡L(额定电流为0.25A，灯丝电阻约为8Ω)、电流表、电压表、开关、规格分别为“10Ω0.6A"的滑动变阻器R1和“30Ω0.5A"的滑动变阻器R2各一个、导线若干。（1）请用笔画线代替导线，在图甲中添加2条导线，使电路连接完整。（2）为了顺利完成实验，应选用规格为(填“R1”或“R2”)的滑动变阻器。（3）小科打算增加个阻值为10Ω的定值电阻R0，只利用一只电表，通过操作图中单刀双掷开关(单刀双掷开关分别接“a”、“b"各一次)测量小灯泡的额定电功率。图乙、图丙是他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．乙方案能，丙方案不能 D．乙方案不能，丙方案能【答案】（1）（2）R2（3）D【解析】（1）在测量小灯泡电功率的实验中，电压表与灯并联。因为灯泡的额定电流为0.25A，所以电流表与它串联，选择小量程，如下图所示：

（2）灯泡正常发光时电路中电流的为0.25A，

则灯泡正常发光时总电阻为：R总=U总I总=6V0.25A=24Ω；

则滑动变阻器接入的最小阻值为：R变=R总RL=24Ω8Ω=16Ω；

所以应选择滑动变阻器的规格为“30Ω1A”，即选择R2。

（3）①在图乙中，当开关接b时，调整滑动变阻器的滑片，直到电流表的示数为0.25A，此时灯泡正常发光。再将开关接a时，R0与变阻器串联，根据串联电路的分压规律可知，此时R11．（2023九上·长兴期末）焦耳定律是电学史上重大发现之上。如左下图所示是焦耳研究电流通过导体产生的热量和电流大小关系的实验装置，电阻R1、R2由粗细均匀的金属丝缠绕在玻璃棒上制成。接通电路，1小时后记录数据，再改变R2阻值，重复实验。右下表是焦耳实验时获得的部分数据。实验组别1234自制电流表读数1小时后水温升高值(℃)？（1）实验中，电阻R1和电阻R2的连接方式是。（2）结合数据，判断表中“？”的值最接近于。A．5 B．15 C．30 D．45（3）当年焦耳在实验中测得导体产生的热量远小于理论值，若要减小两者的差值，可以如何改进实验装置？(列举一点)【答案】（1）串联（2）C（3）加装隔热装置，减少热量损失（意思相同即可）【解析】（1）根据图片可知，电阻R1与R2首尾连接，为串联；

（2）比较第1组和第2组数据可知，电流增大约2倍时，升高的温度是原来的4倍，即产生的的热量与电流的平方呈正比。那么第3组中电流大约为第1组的5倍，因此“？”处的温度就是1.2℃的2倍，也就是30℃左右，故选C。

（3）当年焦耳在实验中测得导体产生的热量远小于理论值，若要减小两者的差值，可改进实验装置防腐：加装隔热装置，减少热量损失。12．（2023九上·金华期末）小科准备测定小灯泡的功率，被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω，实验室有如下器材：电源(电压为6V)、电流表(0～0.6A、0～3A)、电压表(0~3V、0~15V)、开关、导线若干、滑动变阻器两只：R1(10Ω0.5A)，R2(20Ω0.5A)。（1）小科在正确连接电路后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则电路的故障可能是.；A．灯泡短路 B．灯泡断路C．滑动变阻器短路 D．滑动变阻器断路（2）电路故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电流表指针如图甲所示，则此时通过小灯泡的电流是.A；（3）为了满足测量要求，实验电路应该选用滑动变阻器.；(选填“R1”或“R2”)（4）小科根据记录的多组IU数据，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)，则小灯泡的额定功率为W。【答案】（1）B（2）0.14（3）R2【解析】（1）A.灯泡短路时，灯泡不亮，但是肯定会有电流经过电流表，则电流表肯定有示数，与题意不符，故A不合题意；

B.灯泡断路时，灯泡不亮，而电压表串联在电路中。由于电压表的内阻很大，因此通过电流表的示数很小，几乎为零。而电压表测量电源电压，因此它有示数，故B符合题意；

C.滑动变阻器短路时，会有电流经过灯泡，则灯泡肯定发光，与题意不符，故C不合题意；

D.滑动变阻器断路时，整个电路发生断路，那么电压表的示数为零，与题意不符，故D不合题意。

故选B。

（2）根据图甲可知，电流表选择量程0~0.6A，分度值为0.02A，则示数为0.14A。

（3）根据图乙可知，当灯泡的电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.25A；

滑动变阻器两端的电压为：U变=U总UL=6V2.5V=3.5V；

则变阻器接入的阻值为：R变=U变I变=13．如图所示，在研究电热与哪些因素有关的实验中，同学们猜想电热可能与电流大小、电阻大小以及通电时间长短有关。（1）左侧密闭容器内电阻丝阻值为5Ω，右侧密闭容器外部，将一个阻值为5Ω的电阻与这个容器内的电阻丝并联，目的是使通过左右两密闭容器内电阻丝的电流不同，右侧容器内电阻丝的阻值应为Ω，才能符合实验研究的要求；（2）在第（1）问实验中测得，左侧容器内电阻丝的电流大小为1A，则通过右侧密闭容器中的电阻丝电流大小为A，U形管中液面高度差反映密闭空气温度的变化，左侧U形管中液面高度差大于右侧U形管中液面高度差，说明：相同时间内，当电阻相同时，，产生的热量越多。【答案】（1）5（2）0.5；电流越大【解析】（1）根据题意，改变了两容器内电阻丝的电流，因此需要控制电阻大小不变，所以右侧容器内电阻丝的阻值应为5Ω。

（2）第1空、右侧容器中的电阻丝与上方电阻丝并联，且它们的电阻相同，分到的电流相同，所以电流大小为0.5A。

第2空、左侧U形管中液面高度差大于右侧U形管中液面高度差，说明左侧电阻丝产生的热量大于右侧电阻丝产生的热量，因此说明：相同时间内，当电阻相同时，电流越大，产生的热量越多。14．（2022九上·瑞安期中）在探究“电阻丝产生的热量与电阻、电流及通电时间的定量关系”时，科学实践小组利用如图所示的实验装置进行实践时发现，使用不同的电阻大小与电流大小，温度计示数的变化快慢不同。他们想：对于电阻与电流的大小，哪一个因素对电阻丝产生的热量影响更大？于是通过实验来探究这一问题。实验器材：不同阻值大小的电阻丝（5欧、10欧、15欧等）、秒表、水和电子温度计，盒外采用优质保温材料包裹。（1）采用优质保温材料的目的是减少实验过程中的散失。（2）选择合适的器材，写出本实验的步骤。【答案】（1）热量（2）①将R1=5欧的电阻丝接入电路，连接好电路；②闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数为I0，用秒表计时，通电1分秒钟，记录电子温度计的示数为t1；③断开开关，使装置恢复至初始温度。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数为I1=2I0，通电1分钟，记录电子温度计的示数为t2；（目的：保持电阻大小不变，改变电流大小，使电流增大2倍。）④断开开关，恢复至初始温度，将R2=10欧的电阻丝接入电路。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数为I2=I0，通电1分钟，记录电子温度计的示数为t3；（目的：保持电流大小不变，改变电阻大小，使电阻增大2倍。）⑤比较△t1=t2t1与△t2=t3t1的大小。若△t1大于△t2，可得出电流的影响更大；反之，电阻的大小影响更大。15．为了探究电流产生的热量跟哪些因素有关，小明同学先后采用如图所示的甲、乙两个装置进行实验。她将两段电阻丝R1、R2分别封闭在两个相同的烧瓶中(R1<R2)，用玻璃管将烧瓶分别与相同的气球相连，两次实验电源电压不变。（1）要探究通电时间和通电电流大小相同时。电流产生的热量与电阻的关系，应选择装置进行实验。(选填(甲》或“乙”)（2）实验中研究电流产生的热量多少，是通过比较气球的体积变化大小来比较的，这种实验方法称为。（3）小明用气球替代温度计进行实验，你对此的评价是。【答案】（1）甲（2）转换法（3）气体的热胀冷缩气球更直观，但无法测出温度﹐温度计更适合液体的温度变化【解析】（1）在甲图中，两个电阻串联，根据串联电路各处电流都相等的规律可知，此时通过它们的电流大小相等，通电时间相等，那么可以探究电流产生的热量多少与电阻的关系。

（2）实验中研究电流产生的热量多少，是通过比较气球的体积变化大小来比较的，这种实验方法称为转换法。

（3）小明用气球替代温度计进行实验，对此的评价是：气体的热胀冷缩气球更直观，但无法测出温度﹐温度计更适合液体的温度变化。16．（2022九上·吴兴期末）为了测定小灯泡的电功率，小明利用电压恒为3伏的电源、滑动变阻器、标有“2.5V”字样的小灯泡等器材按图甲方式连接电路进行实验，闭合开关并移动滑片P，获得相关数据如表：实验序号电压/伏电流/安电功率/瓦123（1）请根据实物图画出电路图（2）小明同学闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，接下来他首先应进行的最合理操作是。A．更换小灯泡B．将电源正负极对调C．检查电路是否断路，看开关是否接触不良D．移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光（3）请分析表中数据，得出小灯泡正常发光时的电功率为。（4）在实验后，小明绘制了PI图像(如图乙)，以下说法正确的是（填序号）①曲线a表示总功率②曲线b表示小灯泡电功率③曲线b表示滑动变阻器电功率【答案】（1）​​（2）D（3）0.5W（4）①②【解析】（1）根据甲图可知，电流从正极出发，经过开关，变阻器、电流表、灯泡，最后回到电源负极，电压表与灯泡并联，如下图所示：

（2）小明同学闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，此时有可能是滑动变阻器接入的阻值太大所致。因为闭合开关前，为了保护用电器，要求变阻器的滑片要在阻值最大的位置。为此，需要先移动变阻器的滑片，观察小灯泡是否能够发光即可，故选D。

（3）根据表格可知，当灯泡的电压为2.5V时，通过灯泡的额定电流为0.2A，那么灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；

（4）根据P=UI可知，电源电压不变，则电路的总功率与总电流成正比，图像为一条斜线，故a为总功率，故①正确；

随着电流的增大，那么灯丝温度升高，灯泡的电阻会增大，根据P=I2R可知，灯泡的电功率与电流的变化图像为一条抛物线，故b为小灯泡的电功率，故②正确，③错误。故选17．（2022九上·柯桥期末）为了测定小灯泡的电功率，小柯利用电压恒为3V的电源、滑动变阻器、标有“2.5V”字样的小灯泡等器材，按照图甲方式连接电路进行实验，闭合开关移动滑片P，获得相关数据如下表：实验序号电压/V电流/A电功率/W123（1）完成实验2后，要获得实验3的数据，则实验中滑片P的移动情况。（2）请分析表中数据，确定小灯泡正常发光时电流表的示数，在图乙中画出此时电流表中指针位置。（3）在滑动变阳器滑片移动过程中，电路消耗的总功率，小灯泡的功率随电流变化如图丙所示，请判断随电流增大，图中阴影部分表示的是。【答案】（1）左移至最小（2）（3）滑动变阻器消耗的功率【解析】（1）根据表格数据可知，完成实验2后，要获得实验3的数据，就必须增大电流而减小电阻，那么滑动变阻器的滑片应该向左移动到最小即可。

（2）实验2中通过灯泡的电流为：I=PU=0.5W2.5V=0.2A。根据图乙可知，电流表选择量程0~0.6A，分度值为0.02A，则指针应该转过10个刻度，如下图所示：

（3）根据丙图可知，在B点时，阴影上边表示总功率P总，下边表示灯泡功率PL，而二者纵坐标的差就是P总PL。根据P总=PL18．（2021九上·温州期末）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：电阻塑料盒中温度值(℃)01分钟2分钟3分钟4分钟5欧2610欧2615欧26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。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）【答案】（1）方案乙，方案甲每一次换电阻后，较难达到电流与通电时间相同。（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）【解析】（1）我认为合理的方案是乙，理由：方案甲每一次换电阻后，较难达到电流与通电时间相同。

（2）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：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。（例举4分钟的情况亦可）

（3）为了让实验结果更具有普遍性，我的做法有：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。19．（2021九上·新昌期末）小科设计了探究“影响电流热效应的因素”的实验，如图甲所示：

（1）在闭合开关后，将滑片移到某一位置，如图甲所示，判断电流通过电阻丝R产热的多少可以通过观察一段时间内玻璃管中煤油上升的高度，还可以通过观察。（2）小科为探究电流变大对电流热效应的影响，他将图甲中所示的滑片往（选填“A”或“B”）端移动。两次实验得到的实验数据如下表所示：实验次数电流/A通电时间/min电阻/Ω玻璃管液面升高的高度/mm111010211040小科根据表中数据，得出结论：同一电阻丝，在通电时间相同时、产生的热量与电流的平方成正比。请指出存在的不足之处：。（3）小科为了继续探究电阻大小对电流热效应的影响，选择了图乙所示R2=20Ω的电阻丝，小科应将电阻丝R2与图甲中的电阻丝R1接入电路中。【答案】（1）玻璃管中煤油上升一定高度需要的时间（2）A；实验次数太少，无法得出普遍规律（3）串联【解析】（1）在闭合开关后，将滑片移到某一位置，如图甲所示，判断电流通过电阻丝R产热的多少可以通过观察一段时间内玻璃管中煤油上升的高度，还可以通过观察玻璃管中煤油上升一定高度需要的时间。

（2）根据表格可知，电流表的示数增大，则变阻器的阻值减小，那么图甲中的滑片应该向A端移动。科根据表中数据，得出结论：同一电阻丝，在通电时间相同时、产生的热量与电流的平方成正比，存在的不足之处：实验次数太少，无法得出普遍规律。

（3）小科为了继续探究电阻大小对电流热效应的影响，选择了图乙所示R2=20Ω的电阻丝，小科应将电阻丝R2与图甲中的电阻丝R1串联接入电路中。20．小明做测“小灯泡电功率”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，以及符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。（1）图甲所示是小明没有连接完整的实物电路，请用笔画线代替导线，帮小明将电路连接完整。（2）小明连好电路闭合开关后，发现小灯泡不发光，电流表和电压表都有示数但示数很小，无论如何移动滑动变阻器滑片P，小灯泡始终没有发光，则原因可能是。（3）小明正确连接电路后闭合开关，移动滑片P到某处。小灯泡正常发光，电流表的示数如图乙所示，小灯泡的额定功率是W。（4）测完小灯泡的额定功率后，在不改变变阻器滑片P情况下，仅将小灯泡换成5Ω定值电阻，若要使电压表的示数仍为2.5V，滑片P应向移动（选填“左”或“右”）。【答案】（1）（2）滑动变阻器同时将下面的两个接线柱接入电路（3）0.65（4）右【解析】（1）电压表应该与灯泡并联，因为2.5V<3V，所以选择量程0~3V；电流表与灯泡串联，选择量程0~0.6A。变阻器上右下角的接线柱已经连接，必须从上面选择一个，如下图所示：

（2）小明连好电路闭合开关后，发现小灯泡不发光，电流表和电压表都有示数但示数很小，无论如何移动滑动变阻器滑片P，小灯泡始终没有发光，则原因可能是：滑动变阻器同时将下面的两个接线柱接入电路。

（3）根据图乙可知，电流表选择量程0~0.6A，分度值为0.02A，则灯泡的额定电流为0.26A，则灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.26A=0.65W。

（4）灯泡正常发光时的电阻为：R=UI=2.5V21．（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【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【解析】（1）烧瓶中的液体选用煤油而不是水，其原因是：煤油比热小，吸收相同热量温度变化大，实验现象更明显；

（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：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）电流产生的热量多少通过温度计示数变化大小来反映，这里使用了转换法；探究电热与电流的关系时，控制通电时间和电阻相同，这里使用了控制变量法，故选CD。

（4）A.探究电热与电阻的影响时，必须控制电流和时间相同而改变电阻。图乙中，两个电阻并联，由于电阻不同，那么通过它们的电流肯定不同，无法探究，故A不合题意；

B.探究电热与电流的关系时，必须控制电阻和时间相同。图乙中，选择其中的任意一个电阻丝为研究对象，通过移动变阻器的滑片改变电流，可以完成探究，故B符合题意；

C.探究电热与通电时间的关系时，必须控制电阻和电流相等而改变时间。图乙中，选择任意一个电阻丝为研究对象，保持变阻器的滑片位置不变，通过延长加热时间即可，故C符合题意。故选BC。22．（2021九上·衢州期末）在验证焦耳定律(Q=I2Rt)中电热与电阻的定性关系时，实验小组出现了如图三种电路连接情况(已知R甲<R乙)。闭合开关，三种电路的电流表指针均发生了偏转，经过一段时间后观察并记录两根玻璃管内液面上升的高度∆h。小组实验报告汇总如表所示，请把表格空白处填写完整。实验电路玻璃管内液面高度小组结论你的合理解释与评价A液面都不上升导体产生的热量跟电阻无关两实验电阻没接入电路，无现象，无法验证焦耳定律中Q与R的定性关系B液面都上升，且∆h甲<∆h乙电流通过导体时，电阻越大，产生的热量就。电流和通电时间都相同，验证了焦耳定律中Q与R的定性关系C液面都上升，且∆h甲∆h乙电流通过导体时，电阻越小，产生的热量就越多【答案】越多；>；两电阻并联，电流不同，实验现象无法验证焦耳定律中Q与R的定性关系【解析】（B）液体升高的温度△h甲>△h乙，则甲电阻丝产生的热量比乙电阻丝产生的热量多。由于二者串联，因此通过它们的电流和时间相同，只是电阻不同，那么得到结论：电流通过导体时，电阻越大，产生的热量就越多。

（C）两个电阻并联，则它们两端的电压相等。根据Q=U2Rt可知，在相同的时间内甲产生的热量大于乙产生的热量。根据Q=cm△t可知，甲液体升高的温度大于乙液体升高的温度，即△h甲>△h23．（2020九上·杭州期末）小乐通过实验测量标有“2.5V”字样的小灯泡的额定功率，回答问题：（1）小乐按图甲所示电路图连接电路，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，可得小灯泡的额定功率为W．（2）小乐在实验中发现电流表损坏了，但她认为不使用电流表也能完成实验，于是她又向老师要了1个阻值为R的定值电阻和2个开关，重新设计了如图丙所示的电路，正确连接电路后的实验步骤是：①闭合开关S、S1，断开S2，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V；②保持滑动变阻器的滑片位置不变，，记下电压表示数U1；③小灯泡的额定功率P=。(写出字母表达式，用灯泡额定电压U0及R0、U1表示)【答案】（1）0.75（2）闭合开关S、S2，断开S1(合理即可)；U【解析】（1）根据乙图可知，电流表选择量程0~0.6A，分度值为0.02A，那么灯泡的额定电流为0.3A，则小灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。

（2）①闭合开关S、S1，断开S2，此时电压表测灯泡两端的电压。移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数U0=2.5V；

②保持滑动变阻器的滑片位置不变，闭合开关S、S2，断开S1，此时电压表测灯泡与R0的总电压，记下电压表示数U1；

③通过灯泡的额定电流为：I0=I=UR=U1−U24．（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。【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）