人教版九年级全一册物理《压轴挑战》培优专题训练 专题15 电学实验压轴培优专题训练02（原卷版+解析）

专题15电学实验压轴培优专题训练02（原卷版）1．如图所示，小明利用“伏安法”测量未知电阻Rx的阻值，电源使用两节新干电池，滑动变阻器R'的规格是“20Ω2A”。（1）请用笔画线代替导线，完成图甲实物电路的连接。要求：滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电流表示数变小；（2）对照图甲实物电路，请在图乙虚线框内添上所缺的电学元件和导线，把电路图补画完整（要求所补画的元件与实物电路对应）；（3）开关闭合前，小亮发现电流表的指针在零刻度线左侧，如图丙所示，其原因是；（4）确认电路无误后，闭合开关进行实验，第3次实验时电流表示数为0.5A，电压表示数如图丁所示，记为V；（5）小明利用表格中实验数据计算出待测的未知电阻Rx的阻值为Ω（结果保留一位小数）；此外，还可以得到的结论是。实验序号①②③电压/V1.21.8电流/A0.240.340.5（6）小华认为：不用电流表，只用电压表和阻值为500Ω的定值电阻R0，由图戊同样可以测得未知电阻Rx的阻值（电源使用两节新干电池）。小华设计方案如下：a．闭合S2、断开S1，读出电压表示数为U1；b．闭合S1、S2，读出电压表示数为U2。①电阻Rx的表达式为Rx＝（用测量值U1、U2及R0来表示）。②利用提供的实验器材，小华设计方案（选填“能”或“不能”）准确测得电阻Rx的阻值，你判断的理由是。2．测两个阻值未知的定值电阻R1、R2的阻值。（1）图甲是测量R1阻值的部分实物图，电源为两节干电池；①用一根导线将电路连接完整（要求滑动变阻器的滑片P向右移时电阻增大；连线不交叉）；②闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应滑到（选填“A”或“B”）端；③闭合开关，移动滑片P，发现电压表有示数，电流表无示数，故障可能是导线（填“a”“b”或“c”）内部断路；④排除故障后，闭合开关，移动滑片P，当电压表示数为1.2V时，电流表示数如图乙所示，则R1＝Ω；（2）用图丙所示的电路测R2的阻值，其中R是电阻箱（阻值可调、可读），请完成实验步骤：①只闭合开关S1、S3，移动滑动变阻器的滑片，使电压表指针指在合适位置，读出电压表读数为U1，读出电阻箱的读数为R；②只闭合开关，保持滑动变阻器的滑片位置及电阻箱的阻值不变，读出电压表读数为U2；③则R2＝（用U1、U2、R表示）。若步骤②中，不小心将滑片向右移动了少许，其它操作正确，则测得R2的阻值比真实值偏（填“大”或“小”）。3．在“测量电阻”的实验中，某同学设计了如图1所示的电路图。（1）在图1中找出连接错误的一根导线，并在导线上画“×”，用笔画线代替导线将实物图连接正确。（所画的导线要用实线，不可用虚线，导线不能交叉）（2）按图1所示电路连接器材时，开关要处于（选填“断开”或“闭合”）状态，滑动变阻器的滑片P应该滑到最（选填“左端”或“右端”）。（3）闭合开关，将滑片P缓慢向右移动，电压表的示数将（选填“增大”或“减小”）。（4）某次测量时，电压表的示数为1.5V，电流表的示数如图2所示，为A，根据欧姆定律求出此时这个电阻R的阻值为欧姆。（5）以上这种测量电阻的方法叫。（6）为减小实验误差，我们应该多次进行正确测量，然后取电阻R的值。（7）但是小华同学也做了上述实验，测量的数据如下表所示，则小华实验中存在的问题可能是。实验次数123电压U/V1.52.02.5电流I/A0.300.200.104．在“用电压表和电流表测电阻”的实验中，提供的器材有：待测电阻R0（阻值约为5Ω）、两节干电池、电压表（量程“0～3V”、“0～15V”）、电流表（“0～0.6A”、“0～3A”）、滑动变阻器、开关、导线若干。（1）电压表的量程应选V（2）小兰同学按如图1所示的电路图连接好电路后，闭合开关，发现电压表的指针偏转角度很大，接近量程，而电流表的指针偏转角度很小，不到量程的．小兰检查电路后发现自己连接电路时出现了两个问题：一是把滑动变阻器的滑片放在了（a或b）位置，二是（电压表、电流表）的量程选择不当。（3）小勇同学自己连接好电路后通过实验得到多组数据，并作出如图2所示的U﹣I图象，则小勇同学把电压表并联在了（电阻R或滑动变阻器）的两端。根据U﹣I图象，可求得待测电阻R＝Ω。5．在测量定值电阻的实验中：（1）连接电路时开关应。（2）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。（3）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移至（选填“A”或“B”）端。连接好电路后闭合开关，发现无论如何移动滑片P，电压表、电流表均有示数，但都不能改变。原因可能是（写出一种即可）（4）小青闭合开关后，移动滑片P到某一点时，电流表示数为0.2A，电压表示数如图乙所示，测得电阻阻值为Ω。（5）如图丙所示是其他两组同学根据测得数据作出的I﹣U图象，分析图象可知：RaRb（选填“＞”、“＝”或“＜”）。（6）小青仅把这一次实验测量所得的阻值作为最后的结果，你认为合适吗？，理由是。6．小明发现“伏安法”测电阻比较麻烦，通过查阅资料和探究，他制作了一只简单的可直接测电阻仪器。需器材：一节干电池（1.5V），电流表（0～0.6A），滑动变阻器（10Ω，0.5A），开关及导线若干。电路原理如图甲所示，当AB间接入不同阻值的电阻时，在电流表对应的位置标出阻值即可。（A、B为金属接线触点）（1）调试时，直接把A、B相碰，为保证电路安全，滑动变阻器接入电路的最小值是Ω，此时应在电流表对应的示数位置标上Ω；（2）当电流表指针对准刻度盘中央时AB间电阻值是多少？（3）使用一段时间后，小明发现此仪器有些不准确了，查阅资料后时发现干电池其实也有电阻，新电池的电阻很小可以忽略，但随着使用时间变长，电池的电阻会变大。使用一段时间后，为能准确测量电阻，应将滑动变阻器向调节；（4）老师告诉小明如果把干电池换成恒流电源（输出电流恒定）就不会出现上述情况。小明在老师的帮助下用恒流电源和电压表（0～3V），滑动变阻器（10Ω，0.5A）重新设计了电路如图乙，当直接把A、B相碰，电压表的示数为V；当AB间接入10Ω电阻时，电压表为1V，此电路测量电阻的范围是多少？7．在测量阻值约为5Ω的定值电阻Rx的实验中，小明用如图甲所示的器材进行实验，电源电压保持不变。（1）如图甲所示，在图中用笔画线代替导线，将实验电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片向右滑动时连入电路的电阻变小。（2）小明把最后一根导线连接完毕后，看到电压表和电流表立即都有较大示数，他在实验操作中的两处错误是和。（3）在实验中出现：电流表有示数，电压表示数为0的现象，其故障可能是A．电流表的正、负接线柱接反B．电压表的量程选小了C．电阻Rx发生了短路D．把滑动变阻器下端两接线柱连入电路（4）改正错误后，小明改变Rx两端的电压和电流。两次测得的电阻值分别为R1＝5.1Ω，R2＝5.3Ω．第三次测量时，电压表的示数为1.5V，电流表的示数如图乙所示，则R3＝Ω，实验测得值应为Rx＝Ω．（结果保留一位小数）（5）若将图甲中的电阻换为小灯泡，当滑动变阻器接入电路的电阻变小时，电压表与电流表示数的比值将（选填“变大”、“变小”或“不变”）。（6）小红在实验室所提供的器材中选择合适的器材，设计如下电路测出该电阻的值。如图丙所示四个电路中，R0为已知阻值的定值电阻，不能测出未知电阻Rx的电路是8．某同学在“测量小灯泡电阻”的实验中，设计了如图甲所示的电路图。小灯泡上标有“2.5V”字样（电阻约为10Ω），电源电压为4.5V．请回答下列问题。（1）连接电路时开关应。（2）请你用笔画线代替导线，将实物甲图连接完整。（3）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到（选填“A”或“B”）端。（4）在连接好电路后，闭合开关，移动变阻器的滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是。（5）排除故障后，继续实验，分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制了U﹣I图象如图乙所示。根据U﹣I图象提供的信息，当加在小灯泡两端的电压为1.5V时，小灯泡的电阻是Ω。（6）另一位同学将图中的灯泡换成不同阻值的电阻，并换用了另一电源去探究通过导体的电流与导体电阻的关系。得到如表的实验数据，根据数据可知：电流与电阻（选填“成”或“不成”）反比，其原因是。实验序号R/ΩI/A①30.5②60.33③90.259．小明在探究“电功率和电压关系”的实验中：（1）请用笔画线代替导线连接好图A电路，要求：电压表测量L2两端电压。（2）连好电路后，闭合开关，发现两灯均不发光，电压表示数接近电源电压，则故障可能是。（写出一种即可）（3）灯泡工作时，将电能转化为内能和。（4）开始实验后，发现两个灯泡的亮度接近，无法比较电功率大小。为了解决这个问题，在提供的器材中，小明选择两个阻值接近的电热丝代替灯泡，又设计了如下三种可行方案：甲：如图B所示，将电热丝R1和R2分别放入装有等体积水的玻璃瓶内，通电5分钟后，通过温度计示数升高的多少，比较电功率大小；乙：其他条件不变，仅将甲方案中水换成乙醚；丙：其他条件不变，仅将甲方案中水换成煤油。物质比热容c/J•（kg•℃）﹣1密度ρ/（kg•m﹣3）导电性水4.20×1031.00×103不导电乙醚2.35×1030.71×103不导电煤油2.14×1030.80×103不导电你认为以上哪个方案能最明显地比较出电功率的大小？请说明理由。10．小琪同学在做“测量小灯泡的电功率”的实验时，实验器材有：电源（三节新的干电池），额定电压为2.5V的小灯泡、规格不同的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。图甲是没有连接完整的电路。（1）请用笔画线代替导线按要求将电路（图甲）连接完整（要求：向左移动滑动变阻器的滑片使电流表示数变大，导线不交叉）。（2）正确连接电路后，闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，且电压表有示数，电流表无示数，则故障原因可能是。（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某位置，电压表示数如图乙所示，此时电压为V。若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片向（选填“A”或“B”）端移动，直到电压表的示数为2.5V。（4）小琪在进行实验数据处理时，计算出了小灯泡的平均电功率（如表），你认为她这样处理数据是（选填“合理”或“不合理”）的，理由是。实验序号电压U/V电流I/A功率P/W平均功率P/W12.00.260.520.7122.50.280.7033.00.300.90（5）实验提供的滑动变阻器规格为R1“5Ω2A”、R2“20Ω1A”、R3“100Ω0.1A”，小琪选择的是（选填“R1”、“R2”或“R3”）完成了上述实验。（6）上述实验完成后，小琪又用阻值已知为R0的定值电阻来测量未知电阻Rx的阻值，实验电路图如图丙所示。由于原电源不符合实验要求，又换用另一电源，电压未知且恒定。电路正确连接后：①当开关S、S2闭合，S1断开时，电流表示数为I1；②当开关闭合，断开时，电流表示数为I2；③未知电阻的阻值Rx＝（用已知量和测量量的符号表示）。11．小娟利用如图甲所示的器材测量小灯泡的电功率，已知小灯泡的额定电压为2.5V。（1）根据测得的数据小娟绘制了小灯泡的电流随电压变化的图像（如图乙所示）由图像可知，小灯泡正常工作时的电功率是W，进一步分析图像可以发现小灯泡的电阻不断变化，这是因为灯丝的电阻随温度的升高而。（2）继续调节滑动变阻器的滑片，让小灯泡两端的电压逐渐降低，小灯泡逐渐变暗，在这段时间内，若小灯泡电阻变化量的绝对值是△R1，滑动变阻器接入电路的电阻变化量的绝对值是△R2，则△R1△R2（“大于”、“小于”或“等于”）；（3）小娟同学用定值电阻代替小灯泡，并对电路进行了调整，设计了如图丙所示的电路，也测量出此电阻的阻值，已知滑动变阻器的最大阻值为R0，她的操作如下：①将滑动变阻器的滑片调到中央位置，记录电压表示数为U1；②将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处，记录电压表示数为U2，则U1（填“大于”、“小于”或“等于”），未知电阻的表达式Rx＝。12．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）如图甲，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）连接完电路，闭合开关后，小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，经检查，导线连接完好，电表完好，则电路故障可能是小灯泡发生了（短路/断路）；（3）故障排除后，移动滑片P到某一位置，电压表示数如图乙所示为V；此时要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向（左/右）端移动；（4）移动滑片P，记下多组数据，并绘制图丙所示的U﹣I图象，由图象可计算出小灯泡的额定功率是W；（5）小明还发现图线在电流较小时是直线，随着电流增大，图线变成了一条曲线，如图丙所示．造成这种变化的原因是。（6）小明设计了如图丁所示电路，测量另一只灯泡的额定功率（已知：电源电压不变，R1和R2为滑动变阻器，R1的最大电阻为10Ω，灯泡的额定电流为0.3A）；①只闭合开关S和S2，调节滑动变阻器R1，使电流表示数为0.3A；②只闭合开关S和S1，保持滑动变阻器R1滑片位置不变，调节滑动变阻器R2，使电流表示数仍为0.3A；③接着将R1的滑片P调至最左端，记下电流表的示数为0.5A，再将R1的滑片P调至最右端，记下电流表的示数为0.25A；④该灯泡额定功率P额＝W。13．用如图甲所示的器材和电路测量小灯泡的额定功率，其中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω1A”字样。（1）请用笔画线代替导线将图甲所示的实验电路补充完整。（2）闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，小灯泡始终不发光，电压表无示数，电流表有示数，可能是小灯泡路。（3）排除故障后再次闭合开关，移动滑片直到电压表的示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，为A，小灯泡的额定功率为W。再调节滑动变阻器使电压表的示数达到3V，此时小灯泡的实际功率P实1.152W（选填“＜”、“＞”或“＝”）（4）不改变所有连接，仅将图甲中的小灯泡换成三个阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻，以此探究“在电压一定时，电流与电阻的关系”，根据实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象如图丙所示。①由图象可知，定值电阻R两端的电压为V不变。②当定值电阻由5Ω换为10Ω时，应将滑动变阻器的滑片向（选填“右”或“左”）端移动。③不能换用50Ω的定值电阻继续进行此实验，原因是。14．同学们在实验室测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率（1）小明和小华按照电路图甲正确连接电路测量灯泡甲的额定电功率。①闭合开关前应将滑动变阻器的阻值调到最（选填“左”或“右”）端；②闭合开关后，发现电压表和电流表中只有一只电表有示数，小灯泡有亮度，说明表发生了断路；③排除故障后，再闭合开关，移动滑动变阻器，当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，则该组小灯泡的额定功率为W。（2）小周和小李也连接了图甲的电路测量灯泡乙的额定电功率，根据测得的实验数据画出小灯泡电压在1.5V﹣2.5V之间的I﹣U图象如图丙所示，则该组小灯泡的额定功率是W．小灯泡电压为1.5V时的电阻（填“大于”、“小于”或“等于”）小灯泡电压为2.5V时的电阻。若小灯泡电压为1.5V、2.0V、2.5V时小灯泡的功率分别为P1、P2、P3，则P2（P1+P3）（填“＞”、“＜”或“＝”）。（3）小芳和小小丽重新设计了一种测量小灯泡额定功率的电路，如丁图所示，测量灯泡丙的额定电功率，电源电压保持3.5V不变，R0为阻值为10Ω的定值电阻，连接好电路后进行如下操作：①断开开关S2，闭合开关S和、S1，移动滑动变阻器滑片P，使电压表示数为V；②保持滑动变阻器滑片P位置不变，断开开关S1，闭合开关S、S2，读出电压表示数为2.6V；小灯泡的额电功率为W（计算结果保留两位小数）。15．小宝同学要测量一个小灯泡的电功率，已知电源电压是6V，小灯泡的额定电压是2.5V，灯丝电阻大约为10Ω，滑动变阻器的规格有A“10Ω1A”，B“20Ω1.5A”（1）为了测小灯泡的额定功率，滑动变阻器应选（选填“A”或“B”）。请用笔画线代替导线帮小宝同学将图甲中的实物图连接完整，要求：滑片向右移动时灯变亮。（2）故障排除后，为了测出小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为V，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为W。（3）为了考查同学们的能力，老师拿来了一个已知额定电流为0.2A，但额定电压未知的小灯泡，一个已知阻值为R的电阻和两个开关S1、S2，利用上面的部分器材为同学们设计了如图丙所示的电路来测量小灯泡的额定功率，请你将下列实验步骤补充完整；①（填开关S、S1、S2的通断情况），调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为；②闭合开关S、S2，断开S1，（选填“适当调节滑动变阻器的滑片”“保持滑动变阻器的滑片不动”），读出电压表的示数为U；③灯泡额定功率的表达式为：P＝。16．小明用图甲电路测量额定电压为2.5V小灯泡L1的额定功率，电源电压调节为4.5V不变（提示：电源电压可调），规格为“30Ω1A”的滑动变阻器。（1）小明连接了如图甲所示的电路，若电路中各元件完好，闭合开关会出现。A．小灯泡发光B．可能损坏电压表C．可能损坏电流表D．可能损坏电源（2）检查电路，小明发现一根导线连接错误，请将图中连接错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确。（3）小明改正电路连接后，用开关试触时，看到小灯泡发出明亮的光，则他在操作中存在的不当之处是。（4）改正所有问题并正确完成了实验，他根据实验数据绘制了小灯泡的I﹣U图象（如图乙）。①根据图象，在图丙中画出：当电压表示数为1.5V时，电流表指针的位置。②观察图象，小明发现图象是曲线，原因是小灯泡灯丝的电阻随的变化而变化，小灯泡的额定功率是W。（5）小明取来另一小灯泡L2，其灯丝材料、长度和额定电压与实验用灯泡L1均相同，但L2比L1的灯丝粗，将L2替换滑动变阻器，再闭合开关，可能损坏的是灯（填“L1”或“L2”）。（6）小明将电路中小灯泡分别改接5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻，探究电流与电阻的关系。①实验时若控制定值电阻两端电压保持2V不变，为使三个电阻单独接入电路都能完成实验，电源电压应不高于V。②调节电源电压为4.5V不变，控制电阻两端的电压保持2V不变，则滑动变阻器连入电路中电阻的阻值与电路中定值电阻的阻值之比为即可完成实验。（7）完成上述实验后，小明设计了如图丁所示电路，测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率。方案如下（电源电压不变，滑动变阻器R1的最大阻值为R0，滑动变阻器R2最大阻值未知）。步骤：①按电路图连接实物电路。②只闭合开关S、S2，调节变阻器R1的滑片，使电流表的示数为，灯泡正常发光。③只闭合开关S、S1，保持R1滑片的位置不变，调节变阻器R2的滑片，使电流表的示数为I额。④保持（填“R1”或“R2”）滑片的位置不变，只闭合开关S、S1，将另一个滑动变阻器滑片移到最右端，电流表的示数为I1，再将此滑动变阻器的滑片移到最左端，电流表的示数为I2。⑤小灯泡额定功率的表达式为P额＝（用I额，I1，I2，R0表示）。17．小明在“测定小灯泡电功率”的实验中，选用额定电压为2.5V的小灯泡、电阻箱（阻值范围0～9999Ω）、电压恒定为4V的电源以及其它相关器材按图甲连接电路，进行实验。（1）甲是小明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）接通电路后，灯不亮，电流表、电压表都没有示数，小明再次检查电路的连接，确认电路没有出现断路的现象，出现上述现象的原因是。（3）在实验过程中，小明调节电阻箱，直到灯泡正常发光，在此过程中测得小灯泡电流和电压的几组数据并正确画出曲线a，如图乙，可知该小灯泡额定功率为W，此电路的数据（选填“能”或“不能”）研究导体中的电流与电压的关系。（4）小明在图乙中还画出了本实验中电阻箱的电流随电压变化的曲线b，老师据图指出该曲线中明显可以看出有一处是错误的，你认为这一处的错误是。（5）实验完成后，小明还想测量另一个额定电压为U额的小灯泡的电功率，但电压表出现故障不能使用，于是他设计了如图丙所示的电路，已知定值电阻的阻值为R0，请你将下列实验步骤补充完整。①闭合S、S1，断开S2，调节滑动变阻器的滑片，。②闭合S、S2，断开S1，保持滑动变阻器的滑片位置不动，记录电流表的示数为I。③小灯泡额定功率的表达式为P额＝（用U额、I和R0表示）。18．在测量小灯泡的电功率的实验中，已知小灯泡的额定电流为0.3A。（1）本实验的原理是：。（2）如图甲所示，闭合开关前，图甲中的滑片P应位于（选填“左”或“右”）端；闭合开关无论怎样移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是。（3）排除故障后，闭合开关，移动滑片，当电流表的示数为0.3A时，电压表的示数如乙所示，小灯泡的额定功率为W。（4）若所提供的器材只有：小灯泡1个，电流表1个、电源（电压为U）、开关S1、S2、滑动变阻器1个，导线若干，小灯泡的额定电流为I额，小红设计了如图内所示电路图，请你帮她在虚线框内补全电路，并补全测小灯泡额定功率的实验步骤、写出小灯泡额定功率的表达式.实验步骤：①连接电路，然后只闭合开关S1，移动滑动变阻器滑片使电流表的示数为I额。②保持滑片位置不变，，读出电流表的示数为I1。③小灯泡的额定功率的表达式P额＝（用所给字母表示）。19．小明利用如图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。甲、乙两瓶中装有质量与初温都相同的煤油，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小（1）通过观察来比较电阻丝产生热量多少，这种研究物理问题的方法叫。为让烧瓶内液体温度升高得快些，应选用（煤油/水）。（2）通电一定时间后，乙瓶中的温度计示数升高的快，由此得出的实验结论是：在电流和通电时间相同时，越大，导体产生的热量越多。（3）聪明的小明同时发现改进图示的实验装置还可探究“比较不同物质的吸热能力”的实验，请说出小明要做哪些改进：。20．小明利用图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。甲、乙两瓶中装有质量与初温都相同的煤油，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小。（1）实验中煤油吸热的多少是通过来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）。（2）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水做实验，是因为煤油的比热容水的比热容。（选填“大于”或“小于”）。（3）通电一定时间后，乙瓶中的温度计示数升高的快，由此得出的实验结论是。（4）该实验中用到的研究物理问题的法是。21．小明利用图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。甲、乙两瓶中装有质量与初温都相同的煤油，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小。（1）实验中煤油吸热的多少是通过来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）。图中的电路连接方式可以控制和相等。（2）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水做实验，是因为煤油的比热容水的比热容（选填“大于”或“小于”）。（3）通电一定时间后，乙瓶中的温度计示数升高的快，由此得出的实验结论是。22．小溪同学设计了如图实验装置，探究电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关。①若想探究电流产生热量的多少与电阻的关系，则应选择图中的两个密闭容器进行实验。②通电时间相同时，产生热量最多的是密闭容器（选填“甲”或“乙”或“丙”）中的电阻丝。③在这个实验中，电流通过导体产生热量的多少，是通过的大小体现出来，这种方法在研究许多物理问题时都用到，下列几个研究实例中也是采用相同研究方法的有A．探究电流与电压、电阻的关系；B．研究光的传播时，引入“光线”；C．探究影响导体电阻大小因素时，用电流表示数来比较电阻大小。23．小明利用如图所示的装置，探究电流通过导体时产生热量的多少与电阻大小的关系：在两个相同的烧瓶中盛着质量和温度都相同的煤油，煤油中都浸泡着一段金属丝，甲烧瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小，乙烧瓶中的电阻丝是镍铬合金丝，电阻比较大。（1）通电一段时间后，小明发现烧瓶中温度计的示数大，表明其它条件相同时，导体的电阻越，产生的热量越多。（2）本试验使用了的科学方法：通过两金属丝串联的方式，控制和相同；还使用了法，把导体产生的热量的多少转换为。得出的结论是。（3）小明想把该装置改成探究物质吸热能力的实验装置，则他应将其中一个烧瓶中的煤油换成相同的水，将甲烧瓶中的铜丝换成与乙烧瓶中镍铬合金丝的相等的镍铬合金丝，并将两个烧瓶中的金属丝做绝缘处理。24．小明用如图所示装置探究两种液体的吸热能力，两烧瓶中的电阻丝相同。（1）实验中，必须取（填“质量”或“体积”）相等的甲、乙两种液体；（2）实验中，用（填序号）间接反映液体吸收热量的多少；通过比较（填序号）来判断吸热能力的强弱；A．通电时间B．温度计示数的变化（3）下表是某次的实验数据，分析可知，（填“甲”或“乙”）液体的吸热能力较强；（4）若在甲、乙两瓶中，液体是质量相同的同种液体，电阻丝的阻值不同，则该装置可用来探究电流产生的热量与的关系。质量（g）初始温度（℃）加热时间（min）最终温度（℃）液体甲15020345液体乙15020368

专题15电学实验压轴培优专题训练02（解析版）1．如图所示，小明利用“伏安法”测量未知电阻Rx的阻值，电源使用两节新干电池，滑动变阻器R'的规格是“20Ω2A”。（1）请用笔画线代替导线，完成图甲实物电路的连接。要求：滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电流表示数变小；（2）对照图甲实物电路，请在图乙虚线框内添上所缺的电学元件和导线，把电路图补画完整（要求所补画的元件与实物电路对应）；（3）开关闭合前，小亮发现电流表的指针在零刻度线左侧，如图丙所示，其原因是电流表未调零；（4）确认电路无误后，闭合开关进行实验，第3次实验时电流表示数为0.5A，电压表示数如图丁所示，记为2.5V；（5）小明利用表格中实验数据计算出待测的未知电阻Rx的阻值为5.1Ω（结果保留一位小数）；此外，还可以得到的结论是电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。实验序号①②③电压/V1.21.8电流/A0.240.340.5（6）小华认为：不用电流表，只用电压表和阻值为500Ω的定值电阻R0，由图戊同样可以测得未知电阻Rx的阻值（电源使用两节新干电池）。小华设计方案如下：a．闭合S2、断开S1，读出电压表示数为U1；b．闭合S1、S2，读出电压表示数为U2。①电阻Rx的表达式为Rx＝（用测量值U1、U2及R0来表示）。②利用提供的实验器材，小华设计方案不能（选填“能”或“不能”）准确测得电阻Rx的阻值，你判断的理由是R0的阻值太大，测得电阻Rx两端的电压值小于电压表的分度值，无法准确读取电压值。【答案】（1）如上图甲所示；（2）如上图所示；（3）电流表未调零；（4）2.5；（5）5.1；电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（6）①；②不能；R0的阻值太大，测得电阻Rx两端的电压值小于电压表的分度值，无法准确读取电压值。【解答】解：（1）滑动变阻器的右下方接线柱与定值电阻左接线柱相连时，滑动变阻器的滑片P向左滑动时，接入电路中的电阻变大，电流表示数变小，如下图所示：（2）把滑动变阻器画到虚线框内，要注意滑片左移时接入电路中的电阻变大，如下图所示：（3）闭合开关前，小亮发现电流表的指针在零刻度线左侧，如图丙所示，其原因是电流表未调零；（4）由图甲可知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，则图丁电压表的示数为2.5V；（5）由I＝可得，第①②③次实验对应电阻的阻值依次为：R1＝＝＝5Ω，R2＝＝≈5.3Ω，R3＝＝＝5Ω，则未知电阻Rx的阻值：Rx＝＝＝5.1Ω；由表格数据可知，考虑到误差因素，Rx两端的电压增大为原来的几倍，通过电流也为原来的几倍，故可得结论：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（6）①a．闭合S2、断开S1，R0与Rx串联，电压表测量Rx的电压，读出电压表示数为U1；b．闭合S1、S2，电路为Rx的简单电路，此时电压表测量电源电压，读出电压表示数为U2。由串联电路中总电压等于各分电压之和可知，R0两端的电压为U2﹣U1，由串联电路中各处的电流相等可知，电路中的电流I＝，则电阻Rx的表达式为Rx＝＝＝；②由已知条件可知，定值电阻R0的阻值约为500Ω，电源电压为3V，此时电路中的电流I＝＝，电阻Rx两端的电压Ux＝IRx＝×5.1Ω≈0.03V，测得电阻Rx两端的电压值小于电压表的分度值，无法准确读取电压值。故答案为：（1）如上图甲所示；（2）如上图所示；（3）电流表未调零；（4）2.5；（5）5.1；电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（6）①；②不能；R0的阻值太大，测得电阻Rx两端的电压值小于电压表的分度值，无法准确读取电压值。2．测两个阻值未知的定值电阻R1、R2的阻值。（1）图甲是测量R1阻值的部分实物图，电源为两节干电池；①用一根导线将电路连接完整（要求滑动变阻器的滑片P向右移时电阻增大；连线不交叉）；②闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应滑到B（选填“A”或“B”）端；③闭合开关，移动滑片P，发现电压表有示数，电流表无示数，故障可能是导线b（填“a”“b”或“c”）内部断路；④排除故障后，闭合开关，移动滑片P，当电压表示数为1.2V时，电流表示数如图乙所示，则R1＝5Ω；（2）用图丙所示的电路测R2的阻值，其中R是电阻箱（阻值可调、可读），请完成实验步骤：①只闭合开关S1、S3，移动滑动变阻器的滑片，使电压表指针指在合适位置，读出电压表读数为U1，读出电阻箱的读数为R；②只闭合开关S1、S2，保持滑动变阻器的滑片位置及电阻箱的阻值不变，读出电压表读数为U2；③则R2＝R（用U1、U2、R表示）。若步骤②中，不小心将滑片向右移动了少许，其它操作正确，则测得R2的阻值比真实值偏大（填“大”或“小”）。【答案】（1）①如上图；②B；③b；④5；（2）②S1、S2；③R；大。【解答】解：（1）①从电源的正极出发，依次经过开关、滑动变阻器、定值电阻、电流表到电源的负极，电流表、电压表的正负接线柱连接正确，滑动变阻器接线柱接法正确，并且符合滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，如图。②滑动变阻器接入左半段，闭合开关前滑片处于B端，处于最大阻值处。③闭合开关，移动滑片P，发现电流表无示数，说明电路是断路，电压表有示数，说明电压表和电源连接的地方是通路，故导线a和导线c是通路，导线b内部是断路。④电流表使用的0～0.6A量程，每一个大格代表0.2A，每一个小格代表0.02A，电流为0.24A，定值电阻R1两端的电压是1.2V，电流是0.24A，则R1＝＝＝5Ω。（2）①只闭合开关S1、S3，电压表测量定值电阻R2两端的电压，移动滑动变阻器的滑片，使电压表指针指在合适位置，读出定值电阻R2两端电压为U1，读出电阻箱的读数为R；②只闭合开关S1、S2，保持滑动变阻器的滑片位置及电阻箱的阻值不变，用电压表测量电阻箱和定值电阻R2两端的总电压为U2；根据串联电路电压特点得，电阻箱两端的电压为U2﹣U1，根据串联电路电流特点得，＝，定值电阻R2的阻值R2＝R。若步骤②中，不小心将滑片向右移动了少许，滑动变阻器接入电路的阻值变大，分担的电压变大，则电阻箱和定值电阻R2分担的电压变小，则U2变小，其它测量准确，由R2＝R得，R2测量值会变大。故答案为：（1）①如上图；②B；③b；④5；（2）②S1、S2；③R；大。3．在“测量电阻”的实验中，某同学设计了如图1所示的电路图。（1）在图1中找出连接错误的一根导线，并在导线上画“×”，用笔画线代替导线将实物图连接正确。（所画的导线要用实线，不可用虚线，导线不能交叉）（2）按图1所示电路连接器材时，开关要处于断开（选填“断开”或“闭合”）状态，滑动变阻器的滑片P应该滑到最左端（选填“左端”或“右端”）。（3）闭合开关，将滑片P缓慢向右移动，电压表的示数将增大（选填“增大”或“减小”）。（4）某次测量时，电压表的示数为1.5V，电流表的示数如图2所示，为0.3A，根据欧姆定律求出此时这个电阻R的阻值为5欧姆。（5）以上这种测量电阻的方法叫伏安法。（6）为减小实验误差，我们应该多次进行正确测量，然后取电阻R的平均值。（7）但是小华同学也做了上述实验，测量的数据如下表所示，则小华实验中存在的问题可能是电压表并联在滑动变阻器两端。实验次数123电压U/V1.52.02.5电流I/A0.300.200.10【答案】（1）如上所示；（2）断开；左端；（3）增大。（4）0.3；5。（5）伏安法；（6）平均；（7）电压表并联在滑动变阻器两端了。【解答】解：（1）原电路中，电流表与变阻器串联后再与电阻并联，电压表串联在电路中是错误的，电流表应与变阻器串联后再与电阻串联，电压表与电阻并联，改正后如下所示：（2）按图1所示电路连接器材时，为保护电路，开关要处于断开状态，滑动变阻器的滑片P应该滑到阻值最大处，即最左端；（3）闭合开关，将滑片P缓慢向右移动，变阻器连入电路的电阻变小，由欧姆定律I＝，电路的电流变大，根据U＝IR，电压表的示数将增大；（4）某次测量时，电压表的示数为1.5V，电流表的示数如图2所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.3A，根据欧姆定律I＝，这个电阻R＝＝＝5Ω；（5）以上这种测量电阻的方法叫伏安法；（6）为减小实验误差，我们应该多次进行正确测量，然后取电阻R的平均值；（7）滑动变阻器与电阻串联，电流表测电路的电流，当电路的电流变小时，根据U＝IR，电阻的电压变小，由串联电路电压的规律，变阻器的电压变大，根据表中数据可知，小华实验中存在的问题可能是：电压表并联在滑动变阻器两端了。故答案为：（1）如上所示；（2）断开；左端；（3）增大。（4）0.3；5。（5）伏安法；（6）平均；（7）电压表并联在滑动变阻器两端了。4．在“用电压表和电流表测电阻”的实验中，提供的器材有：待测电阻R0（阻值约为5Ω）、两节干电池、电压表（量程“0～3V”、“0～15V”）、电流表（“0～0.6A”、“0～3A”）、滑动变阻器、开关、导线若干。（1）电压表的量程应选0～3V（2）小兰同学按如图1所示的电路图连接好电路后，闭合开关，发现电压表的指针偏转角度很大，接近量程，而电流表的指针偏转角度很小，不到量程的．小兰检查电路后发现自己连接电路时出现了两个问题：一是把滑动变阻器的滑片放在了a（a或b）位置，二是电流表（电压表、电流表）的量程选择不当。（3）小勇同学自己连接好电路后通过实验得到多组数据，并作出如图2所示的U﹣I图象，则小勇同学把电压表并联在了滑动变阻器（电阻R或滑动变阻器）的两端。根据U﹣I图象，可求得待测电阻R＝5.5Ω。【答案】（1）0～3；（2）a；电流表；（3）滑动变阻器；5.5。【解答】解：（1）由题意知，电源由2节干电池组成，所以电源电压最大为3V，因此电压表应选择0～3V的量程；（2）闭合开关，发现电压表的指针偏转角度很大，接近量程，说明此时电阻两端的电压接近电源电压3V，而电流表有示数，说明电阻未发生断路，因此滑动变阻器的阻值为0，可判断此时滑动变阻器的滑片移到了最小阻值处，即滑片移至了a端；此时电路中电流大约为I＝＝＝0.6A，而电流表的指针偏转角度很小，不到量程的1/5，说明此时选择了0～3A的量程；（3）由图象知，电流值变小，说明滑动变阻器的阻值变大，此时电压表示数变大，说明电压表与滑动变阻器并联；由图象知，当电流表的示数为0.2A时，电压表的示数为1.7V，则：U＝I1R+U2＝0.2A×R+1.7V…①，当电流表的示数为0.4A时，电压表的示数为0.6V，则：U＝I2R+U2′＝0.4A×R+0.6V…②，由①、②得R＝5.5Ω。故答案为：（1）0～3；（2）a；电流表；（3）滑动变阻器；5.5。5．在测量定值电阻的实验中：（1）连接电路时开关应断开。（2）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。（3）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移至B（选填“A”或“B”）端。连接好电路后闭合开关，发现无论如何移动滑片P，电压表、电流表均有示数，但都不能改变。原因可能是滑动变阻器接在C、D接线柱（或接在A、B接线柱）（写出一种即可）（4）小青闭合开关后，移动滑片P到某一点时，电流表示数为0.2A，电压表示数如图乙所示，测得电阻阻值为9Ω。（5）如图丙所示是其他两组同学根据测得数据作出的I﹣U图象，分析图象可知：Ra＜Rb（选填“＞”、“＝”或“＜”）。（6）小青仅把这一次实验测量所得的阻值作为最后的结果，你认为合适吗？不合适，理由是没有多次测量取平均值以减小误差。【答案】（1）断开；（2）如图所示；（3）B；滑动变阻器接在C、D接线柱（或接在A、B接线柱）；（4）9；（5）＜；（6）不合适；没有多次测量取平均值以减小误差。【解答】解：（1）连接电路时，开关处于断开状态，防止连接完最后一根导线，电路接通，损坏元件。（2）滑动变阻器已经选定了下面接线柱，上面接线柱任意选择一个串联在电路中。如图：（3）图中滑动变阻器接入左半段，滑片处于B端时，滑动变阻器连入电路的阻值最大。电压表和电流表有示数，移动滑片，电压表和电流表示数不变，滑动变阻器不能改变电路中的电阻，都接C、D或A、B两个接线柱。（4）电压表选择0～3V量程，每一个大格代表1V，每一个小格代表0.1V，电压为1.8V，由I＝得电阻的阻值：R＝＝＝9Ω。（5）由图丙可知，当电压相等时，对应的电流Ia＞Ib；根据R＝可知，Ra＜Rb。（6）定值电阻的阻值不变，为了使测量结果更准确，要多次测量求平均值来减小误差。所以只把一次实验所得的电阻作为最后结果不合适。故答案为：（1）断开；（2）如图所示；（3）B；滑动变阻器接在C、D接线柱（或接在A、B接线柱）；（4）9；（5）＜；（6）不合适；没有多次测量取平均值以减小误差。6．小明发现“伏安法”测电阻比较麻烦，通过查阅资料和探究，他制作了一只简单的可直接测电阻仪器。需器材：一节干电池（1.5V），电流表（0～0.6A），滑动变阻器（10Ω，0.5A），开关及导线若干。电路原理如图甲所示，当AB间接入不同阻值的电阻时，在电流表对应的位置标出阻值即可。（A、B为金属接线触点）（1）调试时，直接把A、B相碰，为保证电路安全，滑动变阻器接入电路的最小值是3Ω，此时应在电流表对应的示数位置标上0Ω；（2）当电流表指针对准刻度盘中央时AB间电阻值是多少？（3）使用一段时间后，小明发现此仪器有些不准确了，查阅资料后时发现干电池其实也有电阻，新电池的电阻很小可以忽略，但随着使用时间变长，电池的电阻会变大。使用一段时间后，为能准确测量电阻，应将滑动变阻器向左调节；（4）老师告诉小明如果把干电池换成恒流电源（输出电流恒定）就不会出现上述情况。小明在老师的帮助下用恒流电源和电压表（0～3V），滑动变阻器（10Ω，0.5A）重新设计了电路如图乙，当直接把A、B相碰，电压表的示数为0V；当AB间接入10Ω电阻时，电压表为1V，此电路测量电阻的范围是多少？【答案】（1）3；0；（2）2Ω；（3）左；（4）0；0～30Ω。【解答】解：（1）因电流表量程为（0～0.6A），滑动变阻器变阻器允许通过的电流为0.5A，根据串联电路电流的规律，电路中允许的最大电流为I＝0.5A，直接把A、B相碰，为保证电路安全，滑动变阻器接入电路的最小值：R最小＝＝3Ω；直接把A、B相碰，AB间电阻为0，故此时应在电流表对应的示数位置标上0Ω（2）当电流表指针对准刻度盘中央时AB间，即电流大小I中＝0.3A时，根据欧姆定律的变形公式，电路的总电阻R′＝＝＝5Ω，根据电阻的串联，AB间电阻值：R1＝R′﹣R最小＝5Ω﹣3Ω＝2Ω；（3）新电池的电阻很小可以忽略，此时变阻器连入电路中的电阻为3Ω，但随着使用时间变长，电池的电阻会变大，电池的电阻与变阻器串联，因根据电阻的串联规律，故应减小变阻器连入电路中的电阻，即滑片向左移动；（4）恒流电源即输出电流恒定，当AB间接入10Ω电阻时，电阻与变阻器串联，电压表测电阻的电压，根据欧姆定律，通过的电流：I恒＝＝0.1A，因电路中电流恒定，因电流表选用小量程，根据欧姆定律，当测量的电阻最大，电压表示数为U表大＝3V时，RAB大＝＝30Ω，当电压表示数为0时，根据欧姆定律，则所测电阻也为0，故此电路测量电阻的范围是0～30Ω。故答案为：（1）3；0；（2）2Ω；（3）左；（4）0；0～30Ω。7．在测量阻值约为5Ω的定值电阻Rx的实验中，小明用如图甲所示的器材进行实验，电源电压保持不变。（1）如图甲所示，在图中用笔画线代替导线，将实验电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片向右滑动时连入电路的电阻变小。（2）小明把最后一根导线连接完毕后，看到电压表和电流表立即都有较大示数，他在实验操作中的两处错误是连接电路时开关没有断开和滑动变阻器滑片没有位于最大阻值处；。（3）在实验中出现：电流表有示数，电压表示数为0的现象，其故障可能是CA．电流表的正、负接线柱接反B．电压表的量程选小了C．电阻Rx发生了短路D．把滑动变阻器下端两接线柱连入电路（4）改正错误后，小明改变Rx两端的电压和电流。两次测得的电阻值分别为R1＝5.1Ω，R2＝5.3Ω．第三次测量时，电压表的示数为1.5V，电流表的示数如图乙所示，则R3＝5.0Ω，实验测得值应为Rx＝5.1Ω．（结果保留一位小数）（5）若将图甲中的电阻换为小灯泡，当滑动变阻器接入电路的电阻变小时，电压表与电流表示数的比值将变大（选填“变大”、“变小”或“不变”）。（6）小红在实验室所提供的器材中选择合适的器材，设计如下电路测出该电阻的值。如图丙所示四个电路中，R0为已知阻值的定值电阻，不能测出未知电阻Rx的电路是D【答案】（1）实物连接如上图所示；（2）连接电路过程中开关没有断开；滑动变阻器滑片没有位于最大阻值处；（3）C；（4）5.0；5.1；（5）变大；（6）D。【解答】解：（1）滑动变阻器的滑片向右滑动时连入电路的电阻变小，即滑片以右电阻丝连入电路中，电源电压为3V，电压表选用小量程，与电阻并联。实物连接如下图所示：（2）将最后一根导线连接完毕后，发现电流表和电压表都有较大的示数，其原因可能是：在连接电路时，开关没有断开；滑动变阻器滑片没有位于最大阻值处；（3）在实验中出现：电流表有示数，说明电路为通路，电压表示数为0，则可能与电压表的电阻Rx短路了，而导致电压表与导线并联了，选C；（4）图乙中电流表用小量程，分度值为0.02A，此时的示数为I＝0.3A，根据欧姆定律，此时电阻阻值为R3＝＝5.0Ω；测量结果为Rx＝≈5.1Ω；（5）变阻器与灯串联，当滑动变阻器接入电路的电阻变小时，根据压原理，变阻器的电压变小，由串联电路电压的规律，灯的电压变大，通过灯的电流也变大，根据P＝UI灯的实际功率变大，灯丝的温度升高，灯丝的电阻变大，电压表与电流表示数的比值即灯丝电阻变大；（6）A、开关S闭合时，R0短路，电压表测量电源电压；开关S断开时，电压表测量Rx两端的电压；根据串联电路总电压等于各分电压之和，可求出R0两端的电压，根据I＝求出通过R0的电流；根据串联电路电流处处相等，通过Rx电流等于通过定值电阻电流Ix＝I0，根据Rx＝可求出Rx电阻；B、由电路图可知，当S断开时，电路为R0的简单电路，电流表测R0的电流，根据欧姆定律可求电源的电压；当开关S闭合时R0、Rx并联，电流表测总电流，R0的电压始终为电源电压保持不变，由并联电路电流特点可求得通过Rx的电流，并且Rx两端电压等于电源电压，所以可以根据Rx＝可求出Rx阻值；C、由电路图可知，当开关S闭合时，电路为R0的简单电路，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出电源的电压；当开关S断开时两电阻串联，电流表测串联电路的电流，根据欧姆定律求出电路的总电阻，再根据电阻的串联可以求出Rx阻值；D、开关S闭合时，Rx短路，电压表测量电源电压；开关S断开时，电压表测量电源电压；所以无法得到电路中电流，所以不能计算出Rx的值。所以，不能测出未知电阻Rx的电路是D图。故答案为：（1）实物连接如上图所示；（2）连接电路过程中开关没有断开；滑动变阻器滑片没有位于最大阻值处；（3）C；（4）5.0；5.1；（5）变大；（6）D。8．某同学在“测量小灯泡电阻”的实验中，设计了如图甲所示的电路图。小灯泡上标有“2.5V”字样（电阻约为10Ω），电源电压为4.5V．请回答下列问题。（1）连接电路时开关应断开。（2）请你用笔画线代替导线，将实物甲图连接完整。（3）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到A（选填“A”或“B”）端。（4）在连接好电路后，闭合开关，移动变阻器的滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是灯泡断路。（5）排除故障后，继续实验，分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制了U﹣I图象如图乙所示。根据U﹣I图象提供的信息，当加在小灯泡两端的电压为1.5V时，小灯泡的电阻是7.5Ω。（6）另一位同学将图中的灯泡换成不同阻值的电阻，并换用了另一电源去探究通过导体的电流与导体电阻的关系。得到如表的实验数据，根据数据可知：电流与电阻不成（选填“成”或“不成”）反比，其原因是没有保持电阻两端的电压一定。实验序号R/ΩI/A①30.5②60.33③90.25【答案】（1）断开；（2）电路图如上图；（3）A；（4）灯泡断路；（5）7.5；（6）不成；没有保持电阻两端的电压一定。【解答】解：（1）连接电路时开关应断开；（2）灯泡正常发光时电路中的电流约为：I＝＝＝0.25A，电流表应选择0～0.6A的量程，与灯泡串联，如图所示：（3）由图知，滑动变阻器的下面接了右边的B接线柱，所以闭合开关前，应将滑片移至最左端即A端，使其阻值最大；（4）当灯泡断路时，电流表无示数，电压表有示数，灯泡不亮；因此电路故障为灯泡断路；（5）由图象可知，当U＝1.5V时，I＝0.2A，则R＝＝＝7.5Ω；（6）由表中实验数据可知，电流与电阻乘积不是定值，即电流与电阻不成反比；由欧姆定律可知，在电压一定时，电流与电阻成反比，因此该实验数据与欧姆定律不符；这是由于没有保持电阻两端电压不变造成的。故答案为：（1）断开；（2）电路图如上图；（3）A；（4）灯泡断路；（5）7.5；（6）不成；没有保持电阻两端的电压一定。9．小明在探究“电功率和电压关系”的实验中：（1）请用笔画线代替导线连接好图A电路，要求：电压表测量L2两端电压。（2）连好电路后，闭合开关，发现两灯均不发光，电压表示数接近电源电压，则故障可能是L2断路。（写出一种即可）（3）灯泡工作时，将电能转化为内能和光能。（4）开始实验后，发现两个灯泡的亮度接近，无法比较电功率大小。为了解决这个问题，在提供的器材中，小明选择两个阻值接近的电热丝代替灯泡，又设计了如下三种可行方案：甲：如图B所示，将电热丝R1和R2分别放入装有等体积水的玻璃瓶内，通电5分钟后，通过温度计示数升高的多少，比较电功率大小；乙：其他条件不变，仅将甲方案中水换成乙醚；丙：其他条件不变，仅将甲方案中水换成煤油。物质比热容c/J•（kg•℃）﹣1密度ρ/（kg•m﹣3）导电性水4.20×1031.00×103不导电乙醚2.35×1030.71×103不导电煤油2.14×1030.80×103不导电你认为以上哪个方案能最明显地比较出电功率的大小？请说明理由。【答案】（1）如图所示；（2）L2断路；（3）光能；（4）乙方案，相对甲和丙方案，根据Q＝cmΔt＝cρVΔt，Q、V相同，乙醚的比热容c和密度ρ的乘积最小，Δt最大，两瓶中温度计升高温度的差最大，所以乙方案最明显。【解答】解：（1）电源电压为3V，所以电压表选用0～3V的量程，并联在L2两端，如图所示；；（2）灯泡不发光，说明断路，电压表有示数，可能为L2断路；（3）灯泡工作时，将电能转化为内能和光能；（4）乙方案，相对甲和丙方案，根据Q＝cmΔt＝cρVΔt，Q、V相同，乙醚的比热容c和密度ρ最小，Δt最大，两瓶中温度计升高温度的差最大，所以乙方案最明显。故答案为：（1）如图所示；（2）L2断路；（3）光能；（4）乙方案，相对甲和丙方案，根据Q＝cmΔt＝cρVΔt，Q、V相同，乙醚的比热容c和密度ρ的乘积最小，Δt最大，两瓶中温度计升高温度的差最大，所以乙方案最明显。10．小琪同学在做“测量小灯泡的电功率”的实验时，实验器材有：电源（三节新的干电池），额定电压为2.5V的小灯泡、规格不同的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。图甲是没有连接完整的电路。（1）请用笔画线代替导线按要求将电路（图甲）连接完整（要求：向左移动滑动变阻器的滑片使电流表示数变大，导线不交叉）。（2）正确连接电路后，闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，且电压表有示数，电流表无示数，则故障原因可能是小灯泡断路。（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某位置，电压表示数如图乙所示，此时电压为2.2V。若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片向A（选填“A”或“B”）端移动，直到电压表的示数为2.5V。（4）小琪在进行实验数据处理时，计算出了小灯泡的平均电功率（如表），你认为她这样处理数据是不合理（选填“合理”或“不合理”）的，理由是小灯泡在不同实际电压下的实际功率不同，求平均值没意义。实验序号电压U/V电流I/A功率P/W平均功率P/W12.00.260.520.7122.50.280.7033.00.300.90（5）实验提供的滑动变阻器规格为R1“5Ω2A”、R2“20Ω1A”、R3“100Ω0.1A”，小琪选择的是R2（选填“R1”、“R2”或“R3”）完成了上述实验。（6）上述实验完成后，小琪又用阻值已知为R0的定值电阻来测量未知电阻Rx的阻值，实验电路图如图丙所示。由于原电源不符合实验要求，又换用另一电源，电压未知且恒定。电路正确连接后：①当开关S、S2闭合，S1断开时，电流表示数为I1；②当开关S、S1闭合，S2断开时，电流表示数为I2；③未知电阻的阻值Rx＝（用已知量和测量量的符号表示）。【答案】（1）如图所示；（2）小灯泡断路；（3）2.2；A；（4）不合理；小灯泡在不同实际电压下的实际功率不同，求平均值没意义；（5）R2；（6）S、S1；S2；。【解答】解：（1）向左移动滑动变阻器的滑片使电流表示数变大，即滑动变阻器接入阻值变小，所以应接左下接线柱，如图所示；；（2）电流表无示数，说明电路断路，电压表有示数，可能为小灯泡断路；（3）电压表量程为0～3V，分度值为0.1V，读数为2.2V；还未达到2.5V，所以滑动变阻器向A滑，阻值减小，电流变大，小灯泡两端电压会达到2.5V；（4）计算小灯泡的平均电功率是不合理的，因为小灯泡在不同实际电压下的实际功率不同，求平均值没意义；（5）灯泡正常发光时电压为2.5V，电源电压为4.5V，变阻器分得的电压：U变＝4.5V﹣2.5V＝2V；此时滑动变阻器阻值Rp＝＝≈7.1Ω；再结合电流表的量程，故选R2；（6）实验电路图如图丙所示，操作思路为两电阻并联，当开关S、S2闭合，S1断开时，先测干路电流I1；然后单独测R0的电流，所以开关S、S1闭合，S2断开时，电流表测的是R0的电流为I2；并联电路中，各支路电压相等，所以Rx两端的电压Ux＝U0＝I2R0；通过Rx的电流Ix＝I1﹣I2；根据欧姆定律可得Rx＝＝。故答案为：（1）如图所示；（2）小灯泡断路；（3）2.2；A；（4）不合理；小灯泡在不同实际电压下的实际功率不同，求平均值没意义；（5）R2；（6）S、S1；S2；。11．小娟利用如图甲所示的器材测量小灯泡的电功率，已知小灯泡的额定电压为2.5V。（1）根据测得的数据小娟绘制了小灯泡的电流随电压变化的图像（如图乙所示）由图像可知，小灯泡正常工作时的电功率是0.75W，进一步分析图像可以发现小灯泡的电阻不断变化，这是因为灯丝的电阻随温度的升高而增大。（2）继续调节滑动变阻器的滑片，让小灯泡两端的电压逐渐降低，小灯泡逐渐变暗，在这段时间内，若小灯泡电阻变化量的绝对值是△R1，滑动变阻器接入电路的电阻变化量的绝对值是△R2，则△R1小于△R2（“大于”、“小于”或“等于”）；（3）小娟同学用定值电阻代替小灯泡，并对电路进行了调整，设计了如图丙所示的电路，也测量出此电阻的阻值，已知滑动变阻器的最大阻值为R0，她的操作如下：①将滑动变阻器的滑片调到中央位置，记录电压表示数为U1；②将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处，记录电压表示数为U2，则U1大于（填“大于”、“小于”或“等于”），未知电阻的表达式Rx＝。【答案】（1）0.75；增大；（2）小于；（3）大于；。【解答】解：（1）灯泡两端电压等于额定电压2.5V时正常发光，由图象知此时通过灯泡的电流为0.3A，所以灯泡的额定功率：P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；由图象知，灯泡通过的电流随两端电压增大而增大，且电压变化大于电流变化，由欧姆定律知，灯泡电阻不断变大，由P＝UI知，这是因为灯泡的实际功率变大，温度升高，即灯丝的电阻随温度的升高而增大；（2）调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压逐渐降低，小灯泡逐渐变暗，此时灯泡两端电压减小，通过灯的电流也减小，电源电压不变，由R＝知，电路的总电阻变大，由P＝UI知，灯泡的实际功率减小，灯丝的温度降低，小灯泡阻值随温度的减小而变小，由电阻的串联规律可知：小灯泡阻值减小的值△R1小于变阻器连入电路中增大的值△R2；（3）①将滑动变阻器滑片调到中央位置（变阻器连入电路的阻值为0.5R0），记录电压表示数为U1；②将滑动变阻器滑片调到阻值最大处（变阻器连入电路的阻值为R0），记录电压表示数为U2。在①中，由电阻的串联和欧姆定律，电压表示数：U1＝×0.5R0；故：2U1＝；在②中，由电阻的串联和欧姆定律，电压表示数：U2＝×R0，比较可知，2U1＞U2，所以U1＞；在步骤①②中，由串联电路特点和欧姆定律可得电源电压：U＝U1+UX＝U1+×RX……①U＝U2+UX′＝U2+×RX……②；由①②可得，RX＝。故答案为：（1）0.75；增大；（2）小于；（3）大于；。12．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）如图甲，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）连接完电路，闭合开关后，小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，经检查，导线连接完好，电表完好，则电路故障可能是小灯泡发生了短路（短路/断路）；（3）故障排除后，移动滑片P到某一位置，电压表示数如图乙所示为1.8V；此时要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向左（左/右）端移动；（4）移动滑片P，记下多组数据，并绘制图丙所示的U﹣I图象，由图象可计算出小灯泡的额定功率是1W；（5）小明还发现图线在电流较小时是直线，随着电流增大，图线变成了一条曲线，如图丙所示．造成这种变化的原因是小灯泡的灯丝随温度的升高而增大。（6）小明设计了如图丁所示电路，测量另一只灯泡的额定功率（已知：电源电压不变，R1和R2为滑动变阻器，R1的最大电阻为10Ω，灯泡的额定电流为0.3A）；①只闭合开关S和S2，调节滑动变阻器R1，使电流表示数为0.3A；②只闭合开关S和S1，保持滑动变阻器R1滑片位置不变，调节滑动变阻器R2，使电流表示数仍为0.3A；③接着将R1的滑片P调至最左端，记下电流表的示数为0.5A，再将R1的滑片P调至最右端，记下电流表的示数为0.25A；④该灯泡额定功率P额＝0.9W。【答案】（1）如上图；（2）短路；（3）1.8；左；（4）1；（5）小灯泡的灯丝随温度的升高而增大；（6）0.9。【解答】解：（1）小灯泡的额定电压是2.5V，所以电压表选择0～3V，把电压表和小灯泡并联即可，正确连接如图。（2）闭合开关后，小灯泡不亮，电流表有示数，说明电路的通路，电压表无示数，说明电压表测量导线两端的电压，所以可能是小灯泡短路。（3）由（1）知，电压表使用的0～3V量程，每一个大格代表1V，每一个小格代表0.1V，电压为1.8V。此时小灯泡两端的电压是1.8V，要使小灯泡两端的电压是2.5V，滑动变阻器两端的电压要减小，减小滑动变阻器连入电路的电阻，所以滑动变阻器向左移动。（4）由图像知，小灯泡在2.5V下的额定电流是0.4A，则小灯泡的额定功率P＝UI＝2.5V×0.4A＝1W。（5）灯丝的电阻随温度影响较大，电流越大，电流产生的热量越多，灯丝温度越高，灯丝的电阻越大，所以出现一条曲线。（6）①只闭合开关S和S2，调节滑动变阻器R1，使电流表示数为0.3A；②只闭合开关S和S1，保持滑动变阻器R1滑片位置不变，调节滑动变阻器R2，使电流表示数仍为0.3A；此时滑动变阻器R2等效于小灯泡。③接着将R1的滑片P调至最左端，滑动变阻器R1被短路，记下电流表的示数为0.5A，则电源电压U源＝I'R2；再将R1的滑片P调至最右端，滑动变阻器R1和滑动变阻器R2串联在电路中，阻值最大滑动变阻器R1，记下电流表的示数为0.25A，则电源电压U源＝I''（R1+R2）；根据电源电压不变得，则I'R2＝I''（R1+R2），0.5A×R2＝0.25A×（10Ω+R2），则滑动变阻器R2的阻值R2＝10Ω。则滑动变阻器R2的功率为P'＝I额2R2＝（0.3A）2×10Ω＝0.9W，滑动变阻器R2等效于小灯泡，则小灯泡的额定功率P额＝0.9W。故答案为：（1）如上图；（2）短路；（3）1.8；左；（4）1；（5）小灯泡的灯丝随温度的升高而增大；（6）0.9。13．用如图甲所示的器材和电路测量小灯泡的额定功率，其中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω1A”字样。（1）请用笔画线代替导线将图甲所示的实验电路补充完整。（2）闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，小灯泡始终不发光，电压表无示数，电流表有示数，可能是小灯泡短路。（3）排除故障后再次闭合开关，移动滑片直到电压表的示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，为0.32A，小灯泡的额定功率为0.8W。再调节滑动变阻器使电压表的示数达到3V，此时小灯泡的实际功率P实＜1.152W（选填“＜”、“＞”或“＝”）（4）不改变所有连接，仅将图甲中的小灯泡换成三个阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻，以此探究“在电压一定时，电流与电阻的关系”，根据实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象如图丙所示。①由图象可知，定值电阻R两端的电压为3V不变。②当定值电阻由5Ω换为10Ω时，应将滑动变阻器的滑片向右（选填“右”或“左”）端移动。③不能换用50Ω的定值电阻继续进行此实验，原因是滑动变阻器的最大阻值太小。【答案】（1）如上图；（2）短；（3）0.32；0.8；＜；（4）①3；②右；③滑动变阻器的最大阻值太小。【解答】解：（1）从电源正极出发，依次经过开关、电流表、小灯泡、滑动变阻器、电源的负极，注意电压表和电流表的正负接线柱，滑动变阻器选择一上一下接线柱，正确电路连接如图。（2）闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，小灯泡始终不发光，电流表有示数，说明电路是通路，电压表无示数，可能是小灯泡短路，电压表测量导线两端的电压。（3）由甲图知，电流表使用的0～0.6A量程，每一个大格代表0.2A，每一个小格代表0.02A，电流为0.32A，小灯泡的额定功率为P＝UI＝2.5V×0.32A＝0.8W，小灯泡正常工作时的电阻R＝＝＝7.8125Ω，假如小灯泡的电阻保持不变，则小灯泡功率P'＝＝＝1.152W，由于小灯泡的电阻随温度升高而增大，所以小灯泡两端电压为3V时，小灯泡的电阻大于7.8125Ω，则小灯泡的实际功率小于1.152W。（4）①由图像知，IR＝0.2A×15Ω＝0.3A×10Ω＝0.6A×5Ω＝3V，则定值电阻两端的电压为3V。②电源电压是6V，定值电阻两端的电压是3V，根据串联电路电压特点，则滑动变阻器两端的电压是3V，即定值电阻和滑动变阻器两端的电压之比是3V：3V＝1：1，根据串联电路中电压之比等于电阻之比，所以当定值电阻由5Ω换为10Ω时，滑动变阻器的电阻也应该是10Ω，所以滑片向右移动。③定值电阻和滑动变阻器两端的电压之比是3V：3V＝1：1，所以当定值电阻由50Ω时，根据串联电路中电压之比等于电阻之比，滑动变阻器的电阻也应该是50Ω，所以滑动变阻器的最大阻值太小。故答案为：（1）如上图；（2）短；（3）0.32；0.8；＜；（4）①3；②右；③滑动变阻器的最大阻值太小。14．同学们在实验室测量额定电压为2.5V的