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文档简介
备战中考试题解读第三部分必考实验探究题36电功和电热的探究一、实验探究题1.(2021·杭州)小金利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的额定功率。小灯泡额定电压为2.5V,电源电压恒定。
(1)依据图甲,请在答题卷上用笔画线代替导线,将图乙中的实物图补充完整。(2)小金正确连接实物电路,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片至某位置时,电压表示数如图丙所示,此时灯泡两端电压为V。接下来调节滑动变阻器的滑片向(选填“A”或“B”)端移动,直至小灯泡正常发光。2.(2021·绍兴)在“测量小灯泡的功率”实验中,电源为2节干电池,小灯泡标有“2.5V”字样。(1)按图甲方式连接好电路,小敏刚要闭合开关时,同组同学提醒他的操作有一个不妥之处,请你帮他指出:。(2)闭合开关后,无论怎样调节滑动变阻器,小敏发现小灯泡始终不发光,电压表示数接近于3V保持不变,电流表示数始终为零,则故障原因可能是。(3)排除故障后,小敏闭合开关进行实验,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为W。(4)实验结束后,小组同学对测量结果进行误差分析,考虑到电压表中也有电流通过,该电路所测小灯泡的额定功率与真实值相比(选填“偏大”或“偏小”)。3.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(“20Ω1A”)、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。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。4.(2019·台州)图甲是测定小灯泡(额定电压2V)电功率的实验电路。(1)某同学根据实验数据画出如图乙所示的图像,则该小灯泡的额定功率为瓦。老师认为图乙曲线右半段不符合实验事实,理由是。(2)另一同学为探究电流跟电阻的关系,换用4.5V的电源,并用多个不同阻值的定值电阻替换图甲中的灯泡,得到如图丙的图像,则他选用的滑动变阻器的最大阻值至少为欧姆。5.(2019·嘉兴)某科学小组对电流通过导体产生热的多少与哪些因素有关进行了研究。装置如图,2只烧瓶内装满煤油,瓶塞上各插1根玻璃管,瓶内各装1根阻值不同的电阻丝R甲和R乙。猜想一:电热跟电流的大小有关,电流越大电热越多;猜想二:电热跟导体的电阻大小有关,电阻越大电热越多。为验证猜想一,设计以下方案:①将电阻丝R甲和R乙串联在电路中,标出2根玻璃管内液面的位置,闭合开关记下电流表的读数l1,经过一段时间后标出2根玻璃管内液面的位置;②当2根玻璃管中的液面降到原来的高度后,减小滑动变阻器的阻值,闭合开关记下电流表的读数l2,经过相同时间后标出2根玻璃管内液面的位置。请回答下列问题:(1)为使实验现象明显,经常会采用转换或放大的思想。为比较电热丝产生热量的多少,实验中体现这些思想的设计有(写出一条即可)。(2)为验证猜想一,必须比较同一个烧瓶中前后两次实验玻璃管内液面上升的高度,原因是。(3)科学研究倡导有依据的猜想,请说出生活中支持猜想二的一个实例:。6.(2019·绍兴)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均发生了偏转,经过一段时间后观察并记录2根玻璃管内液面上升的高度△h。小组实验报告汇总如下表,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⑴B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⑵电流和时间都相同,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⑶△h乙电流通过导体时,电阻越小,产生的热量就越多⑷7.(2021·丽水)小科开展了课外探究活动:串联电路中,滑动变阻器的电功率与其接入电路电阻的关系。[建立猜想]猜想1:滑动变阻器的电功率会随其接入电路电阻的增大而增大;猜想2:滑动变阻器的电功率会随其接入电路电阻的增大而减小;猜想3;滑动变阻器的电功率会随其接入电路电阻的增大先增大后减小。[进行实验]将5欧的定值电阻R0、"10Ω3A"的滑动变阻器R、电压恒为15伏的电源,数字电流表和电压表、开关、若干导线按如图甲所示电路图连接。(1)图甲中电压表测两端的电压;(2)实验中,将滑动变阻器滑片向移动(填“左"或“右”),电流表示数变小;(3)实验中,R分别取0欧、1欧……欧接入电路,观察记录并处理数据得到下表。请将表中缺失的数据补充完整。R阻值/欧012345678910电流/安3.002.502.141.881.671.501.361.241.141.061.00电压/伏0.002.504.285.646.687.508.168.689.129.5410.00电功率/瓦0.006.259.1610.0611.1611.1010.7610.4010.1110.00(4)[得出结论]根据实验数据作出滑动变阻器的电功率随其接入电路电阻变化的曲线(如图乙),小科得出结论:猜想3成立,且当R=R2时,滑动变阻器的电功率最大。[交流评价]小科只通过,上述探究得出实验结论可靠吗?并说明理由。8.(2021·金华)研究性学习小组利用图甲电路研究电阻的电功率变化规律。图注电源电压恒为4V,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。实验过程中,调节滑动变阻器,逐次读取数据并记录,计算定值电阻电功率。数据如下表:实验次数12345电流(A)0.100.150.200.250.30电压(V)1.01.52.02.53.0R0的电功率(W)0.100.2250.400.6250.90(1)完成第3次实验后,接下来要获得第4次实验的数据,则滑动变阻器R的滑片P应向(选填“左”或“右”)移动到适当位置;(2)小组同学根据表中数据,得出了定值电阻R0的电功率与其电流的定量关系。他们的结论正确的是:A.定值电阻的电功率与电流成正比B.定值电阻的电功率与电流的平方成正比(3)小科提出:要得知滑动变阻器的电功率,还需要用电压表测出滑动变阻器两端的电压;小金却认为:无需测滑动变阻器两端的电压,通过推算即可得出滑动变阻器的电功率。比如,当定值电阻两端的电压为1.0V时,滑动变阻器的电功率为瓦;(4)小组同学对小金的方法进行了归纳,结合表中数据,画出了电路总功率和定值电阻功率与电流的P-I关系图像(如图乙所示)。请分析判断,图中线段AA’表示的含义是9.(2021·丽水模拟)小金利用图甲的电路制量小灯泡的电功率。小灯泡的额定电压为2.5伏。
[实验过程](1)连接电路时,应该保持开关断开,滑动变阻器的滑片置于(填“A”或“B”)端:(2)闭合开关,调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压为2.5伏,此时电流表示数如图乙。则小灯泡的额定功率为瓦:(3)调节滑动变阻器,记录多组电压、电流数据,计算小灯泡对应功率,完成实验:图丙是小金作出的小灯泡I-U图象。关于小灯泡的功率P与通过其电流的平方I2的关系。如图所示的图象中最合理的是。
(4)[继续探究]小灯泡的亮度是由实际功率决定的,若将标有220V40W灯泡L1和标有220V60W灯泡L2串联后接到家庭照明电路中,灯泡更亮。10.(2021·奉化模拟)小科同学在测定标有“2.5V”小灯泡(电阻约为8Ω)额定功率的实验中,除了电流表、电压表、导线、开关、电池组(电源电压为6V)外,老师还提供了两个变阻器(A.标有“1750Ω0.3A”的滑动变阻器;B.标有“50Ω1.5A”滑动变阻器)。他按图甲所示的电路进行实验,实验时,他调节滑动变阻器滑片的位置,观察小灯泡发光的情况,并记录电表的示数(如下表所示)请回答下列问题:(1)在这个实验中,你将选择作为实验中的变阻器(填字母编号)。(2)分析表中实验数据,可知小灯泡L的额定功率为W实验次数V表示数/VA表示数/A12.00.1722.50.2033.00.22(3)小科同学分析表中实验数据后,发现还能求得小灯泡的电阻,于是他分别算出了所给的三种情况下小灯泡的电阻并取平均值。你认为小科同学的做法对吗?请说明理由11.(2021·金华模拟)如图所示是测定“小灯泡电功率”实验的装置图,选用2节新干电池、额定电压为2.5伏、阻值约为10欧的小灯泡和滑动变阻器。(1)请你用笔画线代替导线,将电路连接完整;(2)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有正常偏转,但偏转角度的较小。则接下来应进行的操作是。A.更换小灯泡B.检查电路是否断路C.移动滑动变阻器滑片,观察灯泡是否发光(3)为了测量小灯泡正常发光时的电功率,小可应进行的下-一步操作是;(4)小可测出该规格小灯泡的电流与电压的关系数据如表所示:实验次数12345U/伏0.301.202.002.502.90I/安0.030.120.180.200.21要得到上述实验数据,小可选用的滑动变阻器的最大阻值为。12.(2021·金华模拟)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡上标有“2.5V”字样(灯泡额定功率小于1.2W),电源为两节新干电池。图甲是连接的实物图。(1)图甲有根导线连接错误。请在这根导线上打“×”用笔画线代替导线,将其改正。(2)排除故障后,闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图乙所示,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向左端移动。根据实验测得的数据,绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图像,如图丙所示。分析图像可知;小灯泡的额定功率为W。(3)继续实验时灯泡突然熄灭,经分析:可能是灯泡断路,也可能是滑动变阻器断路。下列操作不能判断出故障类型的是。A.直接观察电流表示数B.直接观察电压表示数C.将一根导线并联在灯泡两端,观察电流表是否有示数D.将另一个完好的灯泡并联在灯泡两端,观察电流表是否有示数(4)小华将滑片P从阻值最大位置移到阻值最小位置进行实验,并依据实验数据,描出灯泡的I—U图像(如图a),任取图像中一点构成矩形(如图b中阴影部分),则矩形的面积表示的物理含义是。13.(2021·温岭模拟)某兴趣小组为了测量小灯泡的电功率。选用电压恒为3V的电源、额定电压为2.5V的小灯泡(正常发光时的电阻约为10Ω)。(1)该小组发现用图甲所示的电路无法完成此实验,经检查各接线柱接触良好、器材均正常,请指出错误所在。(2)排除故障后闭合开关,电压表示数为2V,若要测量小灯泡的额定功率,接下来的操作是。(3)根据多次实验后的数据绘制出灯泡两端的电压和通过的电流关系如图乙所示。实验结束后断开开关发现电表示数如图丙所示。利用已知信息推测该灯泡的额定功率。14.(2021·柯桥模拟)小科在做“测量小灯泡电功率”的实验中,实验室有如下器材:电源(电压恒为6V),小灯泡L(额定电压为2.5V,灯丝电阻约为10Ω),电流表、电压表、开关、滑动变阻器R各一个,导线若干。(1)用笔画线代替导线,帮小科同学将图甲中的电路连接完整;(2)正确连接电路,闭合开关后,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,原因可能是。(3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片P的位置,获得多组对应的电压值和电流值,绘制小灯泡U-I图像如图乙所示,小灯泡的额定功率为W。(4)小科打算增加一个阻值为25欧姆的定值电阻R0,利用一只电流表或者电压表,通过图丙或图丁两种不同方案的电路图测定小灯泡的额定电功率,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15.(2021·江北模拟)小科在“测量小灯泡的额定功率”实验中,选用的小灯泡标有“2.5V”字样。(1)如图甲是小科测量小灯泡额定功率不完整的实物电路,请用笔画线代替导线将电路连接完整。
(2)实验时,电压表的示数如图乙所示,则应将滑片向端移到某一位置,才能使小灯泡正常工作,测出其额定功率。(3)完成上述实验后,小科又设计了一种测额定电压为U1的小灯泡额定功率的方案,如图丙所示,R0是阻值已知的定值电阻。请完成下列操作:①连接好电路,闭合开关S,将开关S1拨到触点A,移动滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压U1;②保持滑片的位置不动,再将开关S1拨到另一触点B,读出电压表的示数U2;③用U1、U2、R0表示小灯泡的额定功率,则表达式P=。16.(2021·鄞州模拟)小科同学在实验室做“测量小灯泡(额定电压为2.5V)的额定功率”实验。(1)请你用笔替代导线,将图甲补充完整,要求滑动变阻器接入电路的阻值最大。(2)小科正确连线后实验,根据测得的实验数据画出了小灯泡电压在1.5V-2.5V之间的I—U图像,如图乙所示。则该小灯泡的额定功率是W。若小灯泡电压为1.5V、2.0V、2.V时小灯泡的功率分别为P1、P2、P3,则2P2(填“>”、“<”或“=”)(P1+P3)。17.(2021·岱山模拟)小科想测量额定电压为2.5V,电阻约为10Ω的小灯泡的额定功率.实验室提供如下器材:干电池3节,铭牌为“10Ω1A"的滑动变阻器一个,电流表和电压表各一个,开关一个,导线若干。(1)连接的电路如图甲所示,请指出其中的一处错误。(2)电路接好后,合上开关时,发现电路出现故障,请根据检测结果及故障原因指出产生故障的现象。故障现象检测结果故障原因取下小灯泡,两表的指针位不变小灯泡断路(3)排除故障,调节滑动变阻器,当小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则该小灯泡的额定功率为。18.(2021·金华模拟)小金想探究小灯泡的亮暗程度与灯实际功率的关系。于是找来一只规格为“0.6A30Ω”的滑动变阻器,两只额定电流均小于0.6A,额定电压分别为2.5V的灯L1和额定电压为3.8V的灯L2,先后接在电源电压恒为6V的电路中,按照如图1所示的电路进行探究:(1)请用笔画线代替导线,根据图1所示电路图,将图2所示实物图连接完整(要求:滑动变阻器处于A端时阻值最大)。(2)小金连接电路后闭合开关,发现灯L1不发光,电流表、电压表示数均较小,他立即判断L1断路,于是断开开关拆下L1,重新寻找连接电路。请评价他的做法是否合理,并说明理由:。(3)小金按图1所示的电路继续进行实验:闭合开关,移动滑片P,使灯L1发光,测出灯L1的相关科学量,记录和计算结果如下表:次数电压U/v电流I/A实际功率P/W电阻R/Q11.60.200.328.0022.00.220.449.0932.50.240.6010.42小金观察到灯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;(4)小金接着用L2(L2的阻值约为15Ω)替换L1,进行重复。发现电压表的0-15V的量程已损坏,于是把电压表并联到变阻器两端,预想当电压表示数为2.2V时,灯两端达到额定电压能正常发光。为了防止电压表超出量程而损坏,小金的具体操作应该是。19.(2021·宁波模拟)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,获得相关数据如下表:实验序号电压/伏电流/安电功率/瓦12.00.180.3622.50.5033.00.220.66(1)完成实验2后,要想获得实验3的数据,则实验中滑片P的移动情况是。(2)请分析表中数据,确定小灯泡正常发光时电流表示数,并在图乙中画出此时电流表指针位置(3)在滑动变阻器滑片移动过程中,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,滑动变阻器的功率大小变化是。20.(2021·慈溪模拟)测量小灯泡额定功率的实验中,器材如下:待测小灯泡(额定电压为2.5V)、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、开关各一只,导线若干。(1)如图甲所示是某同学开始时连接的电路,仔细观察发现该电路存在连接错误,但只需改动一根导线,即可使电路连接正确。请你在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法(2)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,接下来应进行的操作是(选填字母代号)。A.检查灯泡是否断路 B.检查灯泡是否短路C.检查开关接触是否良好 D.移动滑动变阻器的滑片(3)根据上述电路完成实验后,另有同学设计了如图乙所示的电路,也测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率。已知电源电压不变,滑动变阻器R1的最大阻值为R,实验方案如下:①按电路图连接电路。②只闭合开关S1,移动R1的滑片,使电流表的示数为I额,灯泡正常发光。③只闭合开关S2,保持R1的滑片位置不动,移动R2的滑片,使电流表的示数为I额。④保持R2的滑片位置不动,将R1的滑片移到最左端,电流表的示数为I1,再将R1的滑片移到最右端,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、R表示)。21.(2021·嵊州模拟)某实验小组用图甲所示的器材测定“小灯泡电功率”,电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V。(1)请将电路连接完整。(2)闭合开关前,图甲中滑动变阻器的滑片P应移动到(选填“A”或“B”)端。(3)小明闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表示数如图乙所示,若他想测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑片P向(选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为2.5V。(4)小明移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的I﹣U图象。若小灯泡两端实际电压为1.5V时,电流表的示数如图丁所示,则小灯泡的额定功率可能是。A.0.45W B.0.75W C.1.05W D.1.25W22.(2021·下城模拟)小金认为,电流通过导体产生的热量可能与导体中的电流、导体电阻和通电时间有关。于是他将A、B两个完全相同的烧瓶,分别装相同质量的酒精和煤油,按图甲所示接入电路。(1)若两瓶中的电阻丝阻值相同,接通电路后,由温度传感器记录下两瓶中液体温度变化情况,并得到如图乙图线。则酒精的比热容比煤油稍(选填“大”或“小”)。(2)若两瓶中电阻丝的阻值RA>RB,接通电路后,观察到温度传感器显示出A的温度明显比B升得快。多次重复,现象相同。由此他得出结论:在电流与通电时间相同时,导体的电阻越大,产生的热量也越多。小金得出的结论是正确的,请说明理由。。(3)若将(2)中的两个烧瓶内的电阻丝并联接在电路中,请分析能否用来探究电阻丝产生的热量与电流大小的关系,并说明原因:。备战中考试题解读第三部分必考实验探究题36电功和电热的探究一、实验探究题1.(2021·杭州)小金利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的额定功率。小灯泡额定电压为2.5V,电源电压恒定。
(1)依据图甲,请在答题卷上用笔画线代替导线,将图乙中的实物图补充完整。(2)小金正确连接实物电路,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片至某位置时,电压表示数如图丙所示,此时灯泡两端电压为V。接下来调节滑动变阻器的滑片向(选填“A”或“B”)端移动,直至小灯泡正常发光。【答案】(1)(2)2.30;B【解析】(1)根据甲图可知,除了电压表与灯泡并联外,其它的都是串联。因为2.5V<3V,所以电压表选择0~3V的量程,它的“3”接线柱已经与灯泡右端相连,只需将“-”接线柱与灯泡左端相连即可,如下图所示:
(2)根据丙图可知,电压表量程0~3V,分度值为0.1V,示数为2.3V。因为2.3V<2.5V,所以电压表的示数要增大,根据U=IR可知,电流表的示数要增大,而变阻器的阻值要减小,则:调节滑动变阻器的滑片向B端移动,直至小灯泡正常发光。2.(2021·绍兴)在“测量小灯泡的功率”实验中,电源为2节干电池,小灯泡标有“2.5V”字样。(1)按图甲方式连接好电路,小敏刚要闭合开关时,同组同学提醒他的操作有一个不妥之处,请你帮他指出:。(2)闭合开关后,无论怎样调节滑动变阻器,小敏发现小灯泡始终不发光,电压表示数接近于3V保持不变,电流表示数始终为零,则故障原因可能是。(3)排除故障后,小敏闭合开关进行实验,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为W。(4)实验结束后,小组同学对测量结果进行误差分析,考虑到电压表中也有电流通过,该电路所测小灯泡的额定功率与真实值相比(选填“偏大”或“偏小”)。【答案】(1)滑动变阻器滑片没有处在阻值最大处(2)小灯泡断路(3)1.05(4)偏大【解析】(1)根据图甲可知,变阻器的滑片在最左端时电阻最大,则小敏的操作错误为:滑动变阻器滑片没有处在阻值最大处。
(2)闭合开关后,无论怎样调节滑动变阻器,小敏发现小灯泡始终不发光,电压表示数接近于3V保持不变,电流表示数始终为零,则故障原因可能是小灯泡断路。
(3)根据图乙可知,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,则灯泡的额定电流为0.42A,灯泡的额定功率为:P=UI=2.5V×0.42A=1.05W。
(4)电压表与灯泡并联,根据I总=I灯+I表可知,测得的灯泡的额定电流偏大,根据P=UI可知,测出的额定功率比实际值偏大。3.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(“20Ω1A”)、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。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。【答案】(1)1.52(2)滑动变阻器;左;2.2【解析】(1)根据乙图可知,电流表选择的量程是0~0.6A,分度值为0.02A,那么灯泡的额定电流为0.4A,因此灯泡的额定功率为:PL=ULIL=3.8V×0.4A=1.52W;
(2)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直到电压表示数为:U变=U总-UL=6V-3.8V=2.2V;
因为原来电压表的示数为3V,要变为2.2V,因此变阻器的电压变小,根据串联电路电压与电阻成正比的规律可知,变阻器的阻值应该变小,即滑片向左移动。4.(2019·台州)图甲是测定小灯泡(额定电压2V)电功率的实验电路。(1)某同学根据实验数据画出如图乙所示的图像,则该小灯泡的额定功率为瓦。老师认为图乙曲线右半段不符合实验事实,理由是。(2)另一同学为探究电流跟电阻的关系,换用4.5V的电源,并用多个不同阻值的定值电阻替换图甲中的灯泡,得到如图丙的图像,则他选用的滑动变阻器的最大阻值至少为欧姆。【答案】(1)0.8;当实际电压远大于额定电压时,小灯泡会烧毁(2)15【解析】(1)据乙图可知,当灯泡电压为2V时电流为0.4A,
那么灯泡的额定功率为:P=UI=2V×0.4A=0.8W;
乙图中右半段灯泡电压达到10V,灯泡肯定被烧坏了,因此不符合实验事实;
(2)据丙图可知,定值电阻为10Ω时电流为0.3A,
那么电阻两端的电压为:U=IR=10Ω×0.3A=3V;
当电流为0.1A时,定值电阻为:R'=UI'=3V0.1A=30Ω;
总电阻为:R总5.(2019·嘉兴)某科学小组对电流通过导体产生热的多少与哪些因素有关进行了研究。装置如图,2只烧瓶内装满煤油,瓶塞上各插1根玻璃管,瓶内各装1根阻值不同的电阻丝R甲和R乙。猜想一:电热跟电流的大小有关,电流越大电热越多;猜想二:电热跟导体的电阻大小有关,电阻越大电热越多。为验证猜想一,设计以下方案:①将电阻丝R甲和R乙串联在电路中,标出2根玻璃管内液面的位置,闭合开关记下电流表的读数l1,经过一段时间后标出2根玻璃管内液面的位置;②当2根玻璃管中的液面降到原来的高度后,减小滑动变阻器的阻值,闭合开关记下电流表的读数l2,经过相同时间后标出2根玻璃管内液面的位置。请回答下列问题:(1)为使实验现象明显,经常会采用转换或放大的思想。为比较电热丝产生热量的多少,实验中体现这些思想的设计有(写出一条即可)。(2)为验证猜想一,必须比较同一个烧瓶中前后两次实验玻璃管内液面上升的高度,原因是。(3)科学研究倡导有依据的猜想,请说出生活中支持猜想二的一个实例:。【答案】(1)通过玻璃管内液面上升的高度来反映电热丝产生热量的多少(其它合理也给分)(2)保持前后两次电阻的大小相同(3)电水壶中的发热体放热比连接电水壶的导线放热多(其它合理也给分)【解析】(1)为使实验现象明显,经常会采用转换或放大的思想。为比较电热丝产生热量的多少,实验中体现这些思想的设计有:通过玻璃管内液面上升的高度来反映电热丝产生热量的多少;
(2)为验证猜想一,必须比较同一个烧瓶中前后两次实验玻璃管内液面上升的高度,原因是保持前后两次电阻的大小相同;
(3)科学研究倡导有依据的猜想,生活中支持猜想二实例:电水壶中的发热体放热比连接电水壶的导线放热多。6.(2019·绍兴)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均发生了偏转,经过一段时间后观察并记录2根玻璃管内液面上升的高度△h。小组实验报告汇总如下表,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⑴B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⑵电流和时间都相同,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⑶△h乙电流通过导体时,电阻越小,产生的热量就越多⑷【答案】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定性关系;越多;>;两实验电阻并联,电流不同,实验现象无法验证焦耳定律中Q与R定性关系【解析】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⑴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,产生的热量就越多电流和时间都相同,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,产生的热量就越多两实验电阻并联,电流不同,实验现象无法验证焦耳定律中Q与R定性关系。7.(2021·丽水)小科开展了课外探究活动:串联电路中,滑动变阻器的电功率与其接入电路电阻的关系。[建立猜想]猜想1:滑动变阻器的电功率会随其接入电路电阻的增大而增大;猜想2:滑动变阻器的电功率会随其接入电路电阻的增大而减小;猜想3;滑动变阻器的电功率会随其接入电路电阻的增大先增大后减小。[进行实验]将5欧的定值电阻R0、"10Ω3A"的滑动变阻器R、电压恒为15伏的电源,数字电流表和电压表、开关、若干导线按如图甲所示电路图连接。(1)图甲中电压表测两端的电压;(2)实验中,将滑动变阻器滑片向移动(填“左"或“右”),电流表示数变小;(3)实验中,R分别取0欧、1欧……欧接入电路,观察记录并处理数据得到下表。请将表中缺失的数据补充完整。R阻值/欧012345678910电流/安3.002.502.141.881.671.501.361.241.141.061.00电压/伏0.002.504.285.646.687.508.168.689.129.5410.00电功率/瓦0.006.259.1610.0611.1611.1010.7610.4010.1110.00(4)[得出结论]根据实验数据作出滑动变阻器的电功率随其接入电路电阻变化的曲线(如图乙),小科得出结论:猜想3成立,且当R=R2时,滑动变阻器的电功率最大。[交流评价]小科只通过,上述探究得出实验结论可靠吗?并说明理由。【答案】(1)滑动变阻器(或R)(2)右(3)11.25(4)不可靠,没有换用不同的R0,进行多次实验,无法得出普遍规律(或没有换用不同的R,进行多次实验,无法得出普遍规律;或在滑动变阻器电阻为4Ω-6Ω之间没有用更多的阻值进行实验)【解析】(1)根据图甲可知,电压表与变阻器并联,所以电压表测滑动变阻器的电压。
(2)电流表的示数变小,根据“电流与电阻的反比关系”可知,变阻器的阻值变大。根据图甲可知,此时滑片向右移动。
(3)表中缺失的电功率为:P=UI=7.5V×1.5A=11.25W。
(4)小科只通过上述探究得出实验结论不可靠,理由为:没有换用不同的R0,进行多次实验,无法得出普遍规律(或没有换用不同的R,进行多次实验,无法得出普遍规律;或在滑动变阻器电阻为4Ω-6Ω之间没有用更多的阻值进行实验)。8.(2021·金华)研究性学习小组利用图甲电路研究电阻的电功率变化规律。图注电源电压恒为4V,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。实验过程中,调节滑动变阻器,逐次读取数据并记录,计算定值电阻电功率。数据如下表:实验次数12345电流(A)0.100.150.200.250.30电压(V)1.01.52.02.53.0R0的电功率(W)0.100.2250.400.6250.90(1)完成第3次实验后,接下来要获得第4次实验的数据,则滑动变阻器R的滑片P应向(选填“左”或“右”)移动到适当位置;(2)小组同学根据表中数据,得出了定值电阻R0的电功率与其电流的定量关系。他们的结论正确的是:A.定值电阻的电功率与电流成正比B.定值电阻的电功率与电流的平方成正比(3)小科提出:要得知滑动变阻器的电功率,还需要用电压表测出滑动变阻器两端的电压;小金却认为:无需测滑动变阻器两端的电压,通过推算即可得出滑动变阻器的电功率。比如,当定值电阻两端的电压为1.0V时,滑动变阻器的电功率为瓦;(4)小组同学对小金的方法进行了归纳,结合表中数据,画出了电路总功率和定值电阻功率与电流的P-I关系图像(如图乙所示)。请分析判断,图中线段AA’表示的含义是【答案】(1)左(2)B(3)0.3(4)滑动变阻器的电功率【解析】(1)根据表格可知,从第3次到第4次时,电流从0.2A到0.25A,此时电流变大,那么变阻器的阻值变小,则滑片P向左移动到适当位置。
(2)比较第1和3组数据可知,电流增大到原来的:0.2A÷0.1A=2倍,而定值电阻的电功率增大到原来的:0.4W÷0.1W=4=22倍,因此定值电阻的电功率与电流的平方成正比,故选B。
(3)当定值电阻两端的电压为1.0V时,
变阻器两端的电压U2=U总-U1=4V-1V=3V;
此时变阻器的电功率为:P2=U2I2=3V×0.1A=0.3W;
(4)A点的横坐标代表总功率,A'点的横坐标代表R1的电功率,根据P总=P1+P2可知,AA'就是滑动变阻器的电功率。9.(2021·丽水模拟)小金利用图甲的电路制量小灯泡的电功率。小灯泡的额定电压为2.5伏。
[实验过程](1)连接电路时,应该保持开关断开,滑动变阻器的滑片置于(填“A”或“B”)端:(2)闭合开关,调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压为2.5伏,此时电流表示数如图乙。则小灯泡的额定功率为瓦:(3)调节滑动变阻器,记录多组电压、电流数据,计算小灯泡对应功率,完成实验:图丙是小金作出的小灯泡I-U图象。关于小灯泡的功率P与通过其电流的平方I2的关系。如图所示的图象中最合理的是。
(4)[继续探究]小灯泡的亮度是由实际功率决定的,若将标有220V40W灯泡L1和标有220V60W灯泡L2串联后接到家庭照明电路中,灯泡更亮。【答案】(1)B(2)0.6(3)B(4)L1【解析】(1)根据甲图可知,滑片在B端时阻值最大,因此:连接电路时,应该保持开关断开,滑动变阻器的滑片置于B端。
(2)根据乙图可知,电流表选择0~0.6A量程,分度值为0.02A,那么示数为0.24A,则小灯泡的额定功率:P=UI=2.5V×0.24A=0.6W。
(3)根据公式P=I2R可知,如果灯泡的电阻保持不变,那么功率P与I2成正比,即二者变化的图像是一条通过坐标原点的斜线。实际上灯泡的电阻随温度的升高而增大,即灯泡的实际功率比上面计算出的功率要大,因此图像会向上弯曲,则图像中最合理的是B。
(4)根据公式R=U2P可知,当额定电压相等时,电阻与功率成反比;
因为P1(40W)<P2(60W),
所以R1在串联电路中,功率与电阻成正比,即电阻越大,功率越大;
因为R1>R2;
所以实际功率P1'>P2';
那么灯泡L1更亮。10.(2021·奉化模拟)小科同学在测定标有“2.5V”小灯泡(电阻约为8Ω)额定功率的实验中,除了电流表、电压表、导线、开关、电池组(电源电压为6V)外,老师还提供了两个变阻器(A.标有“1750Ω0.3A”的滑动变阻器;B.标有“50Ω1.5A”滑动变阻器)。他按图甲所示的电路进行实验,实验时,他调节滑动变阻器滑片的位置,观察小灯泡发光的情况,并记录电表的示数(如下表所示)请回答下列问题:(1)在这个实验中,你将选择作为实验中的变阻器(填字母编号)。(2)分析表中实验数据,可知小灯泡L的额定功率为W实验次数V表示数/VA表示数/A12.00.1722.50.2033.00.22(3)小科同学分析表中实验数据后,发现还能求得小灯泡的电阻,于是他分别算出了所给的三种情况下小灯泡的电阻并取平均值。你认为小科同学的做法对吗?请说明理由【答案】(1)B(2)0.5(3)灯丝的电阻随温度的变化而变化,不是一个定值,取平均值没有意义。【解析】(1)通过灯泡的额定电流为:I=PU=2.5V8Ω=0.3125A;
变阻器两端的电压为:U变=U总-U=6V-2.5V=3.5V;
变阻器接入的阻值:R变=U11.(2021·金华模拟)如图所示是测定“小灯泡电功率”实验的装置图,选用2节新干电池、额定电压为2.5伏、阻值约为10欧的小灯泡和滑动变阻器。(1)请你用笔画线代替导线,将电路连接完整;(2)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有正常偏转,但偏转角度的较小。则接下来应进行的操作是。A.更换小灯泡B.检查电路是否断路C.移动滑动变阻器滑片,观察灯泡是否发光(3)为了测量小灯泡正常发光时的电功率,小可应进行的下-一步操作是;(4)小可测出该规格小灯泡的电流与电压的关系数据如表所示:实验次数12345U/伏0.301.202.002.502.90I/安0.030.120.180.200.21要得到上述实验数据,小可选用的滑动变阻器的最大阻值为。【答案】(1)(2)C(3)移动滑片,使电压表的示数为2.5V,同时观察电流表的示数(4)90欧【解析】(1)电压表应该与灯泡并联,因为2.5V<3V,因此选择量程0~3V,只需将“-”接线柱与灯泡在左端相连即可。电流表与灯泡串联,因为I=UR=2.5V10Ω=0.25A<0.6A,因此选择量程0~0.6A,只需将灯泡左端与中间的“0.6”接线柱相连即可,如下图所示:
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有正常偏转,但偏转角度的较小,可能是由于变阻器的阻值太大所致,因此接下来的操作应该是:移动滑动变阻器滑片,观察灯泡是否发光,故选C。
(3)为了测量小灯泡正常发光时的电功率,小可应进行的下-一步操作是:移动滑片,使电压表的示数为2.5V,同时观察电流表的示数;
(4)根据表格可知,电路的最小电流为0.03A,此时电压表的示数为0.3V;
那么变阻器的电压U变=U总-UL12.(2021·金华模拟)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡上标有“2.5V”字样(灯泡额定功率小于1.2W),电源为两节新干电池。图甲是连接的实物图。(1)图甲有根导线连接错误。请在这根导线上打“×”用笔画线代替导线,将其改正。(2)排除故障后,闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图乙所示,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向左端移动。根据实验测得的数据,绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图像,如图丙所示。分析图像可知;小灯泡的额定功率为W。(3)继续实验时灯泡突然熄灭,经分析:可能是灯泡断路,也可能是滑动变阻器断路。下列操作不能判断出故障类型的是。A.直接观察电流表示数B.直接观察电压表示数C.将一根导线并联在灯泡两端,观察电流表是否有示数D.将另一个完好的灯泡并联在灯泡两端,观察电流表是否有示数(4)小华将滑片P从阻值最大位置移到阻值最小位置进行实验,并依据实验数据,描出灯泡的I—U图像(如图a),任取图像中一点构成矩形(如图b中阴影部分),则矩形的面积表示的物理含义是。【答案】(1)(2)1(3)A(4)滑动变阻器的电功率【解析】(1)电压表应该与灯泡并联,根据甲图可知,可将开关与灯泡相连的导线,从开关上拆下,然后改接在电源负极上即可,如下图所示:
(2)根据丙图可知,当灯泡的电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.4A,则灯泡的额定功率P额=U额I额=2.5V×0.4A=1W。
(3)A.无论是灯泡断路,还是变阻器断路,电流表都没有示数,即直接观察电流表示数无法确定故障的位置,故A符合题意;
B.直接观察电压表示数,如果电压表有示数,那么灯泡断路;如果电压表没有示数,那么变阻器断路,故B不合题意;
C.将一根导线并联在灯泡两端,如果电流表有示数,那么灯泡断路;如果电流表没有示数,那么变阻器断路,故C不合题意;
D.将另一个完好的灯泡并联在灯泡两端,如果电流表有示数,那么灯泡断路;如果电流表没有示数,那么变阻器断路,故D不合题意。
故选A。
(4)根据图b可知,当变阻器的滑片移动到阻值最小时,灯泡两端的电压等于电源电压,即电源电压为U2。当灯泡的电压为U1时,通过电路的电流为I1,根据U变=U总-UL可知,阴影部分的宽U2-U1其实就是变阻器的电压。而阴影部分的面积:S=U变I1,根据P=UI可知,阴影部分的面积表示的就是滑动变阻器的电功率。13.(2021·温岭模拟)某兴趣小组为了测量小灯泡的电功率。选用电压恒为3V的电源、额定电压为2.5V的小灯泡(正常发光时的电阻约为10Ω)。(1)该小组发现用图甲所示的电路无法完成此实验,经检查各接线柱接触良好、器材均正常,请指出错误所在。(2)排除故障后闭合开关,电压表示数为2V,若要测量小灯泡的额定功率,接下来的操作是。(3)根据多次实验后的数据绘制出灯泡两端的电压和通过的电流关系如图乙所示。实验结束后断开开关发现电表示数如图丙所示。利用已知信息推测该灯泡的额定功率。【答案】(1)“电压表串联”或“正负接线柱接反”或“电压表接错”(2)调节滑动变阻器,使电压表示数为2.5伏或0.5伏(3)“等于0.6W”“大于0.5W”;“未调零无法推测”或“不等于0.5W”【解析】(1)根据图甲可知,电压表与灯泡串联,且正接线柱与负极相连,负接线柱与正极相连,那么错误为:电压表串联”或“正负接线柱接反”或“电压表接错”。
(2)排除故障后闭合开关,电压表示数为2V,若要测量小灯泡的额定功率,接下来的操作是:调节滑动变阻器,使电压表示数为2.5伏或0.5伏。
(3)根据丙图可知,断开开关后,电压表示数为零,而电流表的指针不是零而是反偏,这说明电流表的指针没有调零,无法推测灯泡额定功率的范围。
根据丙图可知,电流表的指针指在-0.04A,根据乙图可知,当电压为2.5V时电流表示数为0.2A,那么实际上灯泡的额定电流应该:0.2A+0.04A=0.24A,额定功率P=UI=2.5V×0.24A=0.6W。14.(2021·柯桥模拟)小科在做“测量小灯泡电功率”的实验中,实验室有如下器材:电源(电压恒为6V),小灯泡L(额定电压为2.5V,灯丝电阻约为10Ω),电流表、电压表、开关、滑动变阻器R各一个,导线若干。(1)用笔画线代替导线,帮小科同学将图甲中的电路连接完整;(2)正确连接电路,闭合开关后,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,原因可能是。(3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片P的位置,获得多组对应的电压值和电流值,绘制小灯泡U-I图像如图乙所示,小灯泡的额定功率为W。(4)小科打算增加一个阻值为25欧姆的定值电阻R0,利用一只电流表或者电压表,通过图丙或图丁两种不同方案的电路图测定小灯泡的额定电功率,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【答案】(1)(2)灯泡断路(3)0.625(4)C【解析】(1)电压表应该与灯泡并联,因为2.5V<3V,所以电压表选择量程0~3V,只需将电压表中间的接线柱“3”与灯泡右端相邻即可。变阻器应该与灯泡串联,只需将右下角的接线柱与灯泡左端相连即可,如下图所示:
(2)正确连接电路,闭合开关后,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,原因可能是灯泡断路。
(3)根据乙图可知,灯泡的额定电流为0.25A,那么灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W。
(4)丙:①闭合开关S1和S2,断开S3,调节变阻器,直到电流表的示数为:I0=U0R0=2.5V25Ω=0.1A,此时灯泡的电压UL=U0=2.5V;
②保持滑片位置不动,再闭合S3,断开S2,此时电流表测总电流,记下这时电流表的示数I总;
③通过灯泡的额定电流为为:IL=I总-I0=I总-0.25A;
那么灯泡的额定功率:PL15.(2021·江北模拟)小科在“测量小灯泡的额定功率”实验中,选用的小灯泡标有“2.5V”字样。(1)如图甲是小科测量小灯泡额定功率不完整的实物电路,请用笔画线代替导线将电路连接完整。
(2)实验时,电压表的示数如图乙所示,则应将滑片向端移到某一位置,才能使小灯泡正常工作,测出其额定功率。(3)完成上述实验后,小科又设计了一种测额定电压为U1的小灯泡额定功率的方案,如图丙所示,R0是阻值已知的定值电阻。请完成下列操作:①连接好电路,闭合开关S,将开关S1拨到触点A,移动滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压U1;②保持滑片的位置不动,再将开关S1拨到另一触点B,读出电压表的示数U2;③用U1、U2、R0表示小灯泡的额定功率,则表达式P=。【答案】(1)(2)A(3)U1【解析】(1)电压表应该与灯泡并联,由于2.5V<3V,所以选择0~3V的量程。根据甲图可知,只需将灯泡右端的接线柱与电压表中间的“3”接线柱相连即可,如下图所示:
(2)根据乙图可知,电压表量程选择0~3V,分度值为0.1V,示数为1.8V<2.5V。小灯泡要正常发光,电压表的示数必须增大,根据U=IR可知,通过电路的电流要增大,而总电阻要减小,因此变阻器的滑片应该向A端移动。
(3)根据丙图可知,灯泡、定值电阻R0与变阻器串联。
闭合开关S,将开关S1拨到触点A,移动滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压U1;
保持滑片的位置不动,再将开关S1拨到另一触点B,读出电压表的示数U2,这是灯泡与R0的总电压;
那么R0两端的电压为:U0=U2-U1;
通过灯泡的额定电流:I1=I0=U16.(2021·鄞州模拟)小科同学在实验室做“测量小灯泡(额定电压为2.5V)的额定功率”实验。(1)请你用笔替代导线,将图甲补充完整,要求滑动变阻器接入电路的阻值最大。(2)小科正确连线后实验,根据测得的实验数据画出了小灯泡电压在1.5V-2.5V之间的I—U图像,如图乙所示。则该小灯泡的额定功率是W。若小灯泡电压为1.5V、2.0V、2.V时小灯泡的功率分别为P1、P2、P3,则2P2(填“>”、“<”或“=”)(P1+P3)。【答案】(1)(2)0.625;<【解析】(1)根据甲图可知,闭合开关前,变阻器的滑片在最左端,只有选择右下角的接线柱,此时变阻器接入的阻值最大,如下图所示:
(2)根据图乙可知,当灯泡电压为2.5V时,灯泡的额定电流为0.25A,那么灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W。
根据乙图可知,图像为一条斜线,那么通过灯泡的电流与电压成一次函数关系。
设电压为1.5V时,通过灯泡的电流为I,则功率P1=U1I1=1.5V×I;
功率P3=U3I3=2.5V×0.25A;
当灯泡电压为2V时,通过灯泡的电流为:I+0.25A2,则功率P2=U2I2=2V×I+0.25A2;
因此:2P2=2×2V×I+0.25A2=2V×I+0.25A=2V×I+2V×0.25A①;
P1+P3=1.5V×I+2.5V×0.25A②;
②-①得到:P1+P3-2P2=0.5V×0.25A-0.5V×I;
因为I<0.25A;
所以P1+P3-2P17.(2021·岱山模拟)小科想测量额定电压为2.5V,电阻约为10Ω的小灯泡的额定功率.实验室提供如下器材:干电池3节,铭牌为“10Ω1A"的滑动变阻器一个,电流表和电压表各一个,开关一个,导线若干。(1)连接的电路如图甲所示,请指出其中的一处错误。(2)电路接好后,合上开关时,发现电路出现故障,请根据检测结果及故障原因指出产生故障的现象。故障现象检测结果故障原因取下小灯泡,两表的指针位不变小灯泡断路(3)排除故障,调节滑动变阻器,当小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则该小灯泡的额定功率为。【答案】(1)滑动变阻器接错,应一上一下接(2)小灯泡不亮,电压表示数较大,电流表无示数(3)0.75瓦【解析】(1)根据图甲可知,电路连接的错误为:滑动变阻器接错,应一上一下接。
(2)电路接好后,合上开关时,如果小灯泡断路,那么现象如下:故障现象检测结果故障原因小灯泡不亮,电压表示数较大,电流表无示数取下小灯泡,两表的指针位不变小灯泡断路(3)根据图乙可知,电流表选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,则灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。18.(2021·金华模拟)小金想探究小灯泡的亮暗程度与灯实际功率的关系。于是找来一只规格为“0.6A30Ω”的滑动变阻器,两只额定电流均小于0.6A,额定电压分别为2.5V的灯L1和额定电压为3.8V的灯L2,先后接在电源电压恒为6V的电路中,按照如图1所示的电路进行探究:(1)请用笔画线代替导线,根据图1所示电路图,将图2所示实物图连接完整(要求:滑动变阻器处于A端时阻值最大)。(2)小金连接电路后闭合开关,发现灯L1不发光,电流表、电压表示数均较小,他立即判断L1断路,于是断开开关拆下L1,重新寻找连接电路。请评价他的做法是否合理,并说明理由:。(3)小金按图1所示的电路继续进行实验:闭合开关,移动滑片P,使灯L1发光,测出灯L1的相关科学量,记录和计算结果如下表:次数电压U/v电流I/A实际功率P/W电阻R/Q11.60.200.328.0022.00.220.449.0932.50.240.6010.42小金观察到灯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;(4)小金接着用L2(L2的阻值约为15Ω)替换L1,进行重复。发现电压表的0-15V的量程已损坏,于是把电压表并联到变阻器两端,预想当电压表示数为2.2V时,灯两端达到额定电压能正常发光。为了防止电压表超出量程而损坏,小金的具体操作应该是。【答案】(1)(2)不合理,可能通过灯的电流太小,应先移动滑动变阻器观察灯是否发光(3)小灯泡的实际功率越大,灯越亮(4)闭合开关前,将滑动变阻器的滑片处于中间略偏右的位置(略偏右不作要求)【解析】(1)①电压表应该与灯泡L1并联,即将电压表的“-”接线柱与灯泡左端相连即可;
②变阻器接线“一上一下”,由于滑片处于A端时阻值最大,因此下面连接右下角的B接线柱,将其与电源“+”极相连即可,如下图所示:
(2)小金的做法不合理,理由是:可能通过灯的电流太小,应先移动滑动变阻器观察灯是否发光。
(3)根据表格得出结论:小灯泡的实际功率越大,灯越亮。
(4)当灯泡的电压为3.8V时,变阻器两端的电压为2.2V,
根据串联电路电压与电阻成正比得到:ULU变=RLR变;
3.8V2.2V=15ΩR19.(2021·宁波模拟)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,获得相关数据如下表:实验序号电压/伏电流/安电功率/瓦12.00.180.3622.50.5033.00.220.66(1)完成实验2后,要想获得实验3的数据,则实验中滑片P的移动情况是。(2)请分析表中数据,确定小灯泡正常发光时电流表示数,并在图乙中画出此时电流表指针位置(3)在滑动变阻器滑片移动过程中,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,滑动变阻器的功率大小变化是。【答案】(1)滑片P移至最左端(2)(3)先增大后减小至零【解析】(1)从实验2到实验3,电压表的示数从2.5V变成3V,则电压表的示数增大,根据公式U=IR可知,通过灯泡的电流增大,则电路的总电阻变小,即变阻器的阻值变小,因此滑片向左移动。因为此
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