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2025年中考物理二轮培优压轴题练习挑战17 实验探究题(电磁学综合32题)(解析版)
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TOC \ "1-3" \h \u
\l "_Tc31833" 【题型1 串、并联电路的概念与辨别】1
\l "_Tc31833" 【题型2 探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系】2
\l "_Tc5338" 【题型3 探究串联电路中的电压规律】3
\l "_Tc31833" 【题型4 探究影响导体电阻大小的因素】7
\l "_Tc31833" 【题型5 实验 测量小灯泡的电功率】7
\l "_Tc31833" 【题型6 探究影响电流通过导体时产生热量的因素】21
\l "_Tc5338" 【题型7 焦耳定律】22
\l "_Tc31833" 【题型8 通电螺线管的磁场】24
\l "_Tc5338" 【题型9 探究通电螺线管外部的磁场分布】24
\l "_Tc31833" 【题型10 电磁继电器的组成、原理和应用】25
\l "_Tc31833" 【题型1 串、并联电路的概念与辨别】
1.(2023•南充)小红同学利用图甲所示的电路来探究串联电路的部分特点。已知R1=20Ω、R2=10Ω、R3=8Ω、R4=4Ω,电源电压可调。
( 1)请根据图甲所示电路图用笔画线,代替导线将图乙所示实物图补充完整(此时电源电压为3V)。
(2)电路连接完成后,闭合开关S,发现电压表有示数、电流表无示数;小红同学又将电压表并联在R2两端,闭合开关S,发现电压表、电流表均无示数。则电路中可能存在的故障是 (选填字母)。
A.R1处断路 B.R2处短路 C.电流表处短路
(3)排除故障后,继续实验。实验中,小红同学调节了电源电压,换用了不同的电阻,分别将电压表并联在AB、BC、AC两端,收集的数据如表.表格中第2次实验空格处的数据为 。在误差范围内,探究串联电路中总电压与各部分电压关系时,分析表中数据可得到结论是 ;探究串联电路中电压与电阻关系时,分析表中数据可得到结论是 。
\l "_Tc31833" 【题型2 探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系】
2.(2023•四川)如图所示,小覃同学所在的兴趣小组正在探究并联电路中电流的规律。
(1)图甲是他们设计的电路图,实验时需要测量A、B、C三处的电流。图乙是他们某次测量时连接的实验电路,此时电流表测量的是 (选“A”“B”或“C”)处的电流。
(2)小覃同学要测量通过L2的电流,只需将图乙中导线 (选填“a”或“b”)的一端移动到电流表的负接线柱上;重新连接好电路后,闭合开关,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为 A。
(3)该小组另一位同学测出一组A、B、C三处的电流,数据如下表所示,由此他得出结论:
①干路电流等于各支路电流之和。
②各支路电流相等。
(4)小组内交流讨论后,一致认为该同学的结论不具普遍性,要得到并联电路中电流的规律,还应该选用规格 (选填“相同”或“不相同”)的灯泡进行实验。
\l "_Tc5338" 【题型3 探究串联电路中的电压规律】
3.(2023•雅安)小雅和同学进行“探究串联电路电压规律”的实验。所用器材有:电压恒为3V的电源,一个开关,两只灯泡(L1和L2),两只相同电压表V1和V2(量程均为0~3V和0~15V),导线若干。
(1)他们按图甲所示的电路图连接电路,用一只电压表分别测AB、BC、AC间的电压。每次拆接电压表时,开关应处于 状态。
(2)为测量L1两端电压,请在图乙中用笔画线代替导线将实物图连接完整。
(3)具有创新精神的小雅决定改进实验。她按照图丙所示电路图连接好电路,闭合开关,发现电压表V1和V2的指针偏转角度相同,则可能的原因是电压表 (选填“V1”或“V2”)的量程选大了,此时电压表V1和V2的示数分别为 V和 V。
(4)解决问题后,小雅同学测出了AB间和AC间的电压,为了测量BC间的电压,断开开关,接下来可以 。
A.保持B接线不动,将电压表V1连线由A改接到C
B.保持C接线不动,将电压表V2连线由A改接到B
(5)为了得到更普遍的规律,下列操作最合理的是 。
A.将灯泡L1和L2互换位置进行多次测量
B.换用不同规格的灯泡进行多次测量
(6)分析AB、BC、AC间的电压关系,得出结论:在串联电路中,各部分电路电压之和等于总电压。
4.(2023•青海)在“探究串联电路中电流、电压的特点”时,设计实验如下。
探究一:串联电路中电流的特点:
(1)在连接实物电路时,开关应处于 状态;
(2)第2次实验中,B点的电流表示数如图乙所示,则电流为 A;
(3)实验数据记录如表,分析数据可得:串联电路中电流 ;
探究二:串联电路中电压的特点:
(4)根据图丙电路图,请在图丁中用笔画线代替导线将实物图补充完整;
(5)用电压表正确测量灯泡L1两端的电压之后, (选填“能”或“不能”)只将A点的导线接到C点测L2两端的电压,理由是 ;
(6)做实验时选用不同规格的小灯泡重复多次实验,这样做的目的是 。
5.(2023•贵州)小明和小红用如图甲所示电路探究“串联电路电压的规律”,用新干电池作为电源。
(1)接线时,开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态;小明检查电路时发现 (选填“电池”“开关”或“灯座”)安装错误。
(2)正确安装后,闭合开关,两灯均不发光,小明用电压表试接 A、B接线柱,发现指针偏转情况如图乙所示,则可判断 发生了断(开)路。
(3)排除故障后,小明选用两只小灯泡,只通过增加电池进行多次实验;小红仅更换小灯泡进行多次实验。他们将电压表接在不同位置进行测量,实验记录如下表。小明认为:误差允许范围内,串联电路中各用电器两端电压相等且电压之和等于电源电压;小红认为:串联电路中各用电器两端电压之和等于电源电压。请判断谁的观点更具普遍性并说明理由: 。
小明实验记录:
小红实验记录:
(4)对比两表,从小明的第 次实验记录发现,两人使用的电池数量相同,测得的电源电压却不相等。请你分析:两人所测电源电压的差值对应电路中哪些部分的电压?
(用图中字母表示)。
6.(2023•成都)某小组同学利用如图所示电路探究串联电路中的电压关系。
(1)下列操作不正确的是 。
A.连接电路时,开关S处于断开状态 B.连接电压表时,试触后再选择合适量程
C.将电压表A接点连线转接至C接点,测量L2两端电压
(2)测量灯泡L1两端电压时,两灯突然熄灭,电压表示数变为0,若故障可能是由某只灯泡“短路”或“开路”引起的,则发生故障的灯泡及故障类型是 。
(3)该小组同学用电阻箱代替故障灯泡,继续进行实验,记录数据如下表所示。
分析表中实验数据,在误差允许范围内,可得出的结论是 。
A.串联电路中各处电流相等
B.灯泡阻值随灯泡两端电压增大而增大
C.串联电路中电阻值越大的部分两端电压越大
D.串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和
\l "_Tc31833" 【题型4 探究影响导体电阻大小的因素】
7.(2023•西藏)某学习小组在“探究影响导体电阻大小的因素”实验时,设计了如图所示的实验装置,实验中分别将A、B、C、D四根导体接入电路,四根导体的材料规格如表所示。
(1)请你在图中用一根导线将电流表正确连入电路。
(2)为比较A、B、C、D四根导体电阻的大小,可通过观察 来判断。
(3)要探究导体电阻大小与长度的关系,应选用 两根导体进行实验。
(4)将A、C两根导体分别接入电路中进行实验,可得出:当导体的长度和材料相同时,横截面积越大,电阻越 。
(5)老师想改装一个滑动变阻器使其最大阻值变小,请你根据该实验结论,帮老师想出一种方法: (写出一种合理方法即可)。
\l "_Tc31833" 【题型5 实验 测量小灯泡的电功率】
8.(2023•内蒙古)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,老师给同学们提供的器材有:电压恒为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡(灯丝电阻约为10Ω),电流表、电压表、开关各一个,导线若干,三种规格的滑动变阻器R1(10Ω,0.5A)、R2(50Ω,0.5A)、R3(200Ω,0.2A)可供选择。
(1)通过估算,滑动变阻器应选择 (选填“R1”“R2”或“R3”)。选择合适变阻器后,请用笔画线表示导线将电路连接完整。要求:变阻器的滑片P向B端移动时,灯泡变暗。
(2)滑片P置于阻值最大处,闭合开关试触时,发现电压表示数很大,电流表几乎无示数,出现的电路故障原因可能是 。
(3)排除故障后,闭合开关S,移动滑片P到某一位置时,电压表示数如图乙所示为 V;若要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动。根据图丙图象信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W。
9.(2023•吉林)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡的额定电压为3V,电源是两节新的干电池。
(1)按照甲图正确连接电路,闭合开关,将滑片调至滑动变阻器的 端时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如乙图,小灯泡的额定功率是 W。
(2)若忽略小灯泡电阻随温度的变化,当滑片调节至某位置时,电流表的示数是0.24A,此时小灯泡的实际功率是 W。
10.(2023•武威)小丽在“测量小灯泡的电功率”实验中,实验器材有:电压恒为3V的电源一个、小灯泡(额定电压为2.5V)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个,导线若干。
(1)如图甲所示是小丽连接的实物电路,图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线;
(2)连接电路过程中,开关应该 (选填“断开”或“闭合”),滑动变阻器的滑片应该移动到 (选填“最左”或“最右”)端;
(3)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 ;(填选项符号)
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
(4)电路故障排除后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电流表指针如图乙所示,则此时通过小灯泡的电流是 A;
(5)电路连接正确操作后,小灯泡发光,此时电压表的示数为2.0V,为了测量小灯泡的额定电功率,这时应该向 (选填“左”或“右”)端移动滑动变阻器的滑片;
(6)小丽根据记录的多组I﹣U数据,画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象(如图丙所示),则小灯泡的额定功率为 W;
(7)小丽根据小灯泡的I﹣U图象(如图丙所示),分析出小灯泡的电阻随两端电压的增大而 (选填“增大”“不变”或“减小”),你认为原因是 。
11.(2023•陕西)如图﹣1,是“测量小灯泡的电功率”的实验电路,电源电压为4.5V且保持不变,小灯泡L的额定电压为2.5V。
(1)连接如图﹣1所示电路时,开关S应处于断开状态,滑动变阻器的滑片P应置于最
(选填“左”或“右”)端。
(2)闭合开关S,观察到小灯泡L不亮,电压表有示数且接近电源电压,电流表指针几乎不偏转,移动滑动变阻器的滑片P,两表的示数均无变化,则故障原因可能是 。
(3)排除故障后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,多次实验并将数据和现象记录在如表中。分析表中信息,回答下列问题。
①小灯泡L在额定电压下工作时,电流表的指针位置如图﹣2所示,则电流表示数为 A,小灯泡L的额定功率为 W。
②第1次实验中,小灯泡L不亮的原因可能是 。
③分析数据还发现,通过小灯泡L的电流与其两端的电压不成正比,其原因可能是 。
(4)本次实验所选用的滑动变阻器的规格是 。
A.10Ω 2A B.20Ω 1A
12.(2023•菏泽)实验室有一只标有“2.5V”字样的灯泡,额定功率模糊不清。现欲测量其在不同电压U下的功率P,并作出灯泡的P﹣U2关系图线。
(1)除被测灯泡、电源、滑动变阻器、开关、导线外,实验中还需要用到的两个器材是 、 ;
(2)请把测量电路的实验原理图甲补充完整;
(3)开关闭合前,滑动变阻器的滑动触头应置于 端;
(4)某同学作出灯泡的P﹣U2图线如图乙所示,则该灯泡的额定功率为 W,正常发光时的电阻为 Ω。
13.(2023•镇江)在测量小灯泡额定功率的实验中,小兵连接的电路如图1所示。图2中图线a是V与A示数间的关系图线,图线b是一只定值电阻R0的U﹣I图线。电源电压U恒为3V,小灯泡L的额定电压为2.5V。则:
(1)L的额定功率为 W。
(2)图线a对应的过程中,R的调节范围为 Ω。
(3)若将R替换成R0,则L工作时的阻值为 Ω。
(4)若将R替换成与L相同的小灯泡,则根据图线可求得电路消耗的总功率约为 W。
14.(2023•哈尔滨)小明用如图甲所示器材做“测量小灯泡电功率”的实验,电源电压约为4.5V且恒定不变,小灯泡上标有“3.8V”的字样,电压表只有0~3V量程可用。
(1)连接电路时开关需要 。
(2)图甲的电路还差最后一根导线,请你用笔画线代替导线,将实物电路连接完整,连好就通电实验。
(3)接下来小明为准确测出小灯泡的额定功率,实验步骤如下:
①调节滑动变阻器滑片,使电压表的示数为3V,然后断开开关,将电压表并联在滑动变阻器两端。
②保持滑片位置不动,再次闭合开关后,观察电压表并继续移动滑片,直至电压表示数 ,读出此时电流表示数如图乙所示,此时电流为 A。
③小灯泡额定功率为 W。
15.(2023•湘潭)利用图1所示的电路测量小灯泡的电功率,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)用笔画线代替导线,将图1中所示的器材连接成完整电路。
(2)连接电路时开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态,正确连接后,应将滑片P由最大电阻处缓慢向 端移动(选填“A”或“B”),使灯逐渐变亮。
(3)某次实验时,电流表的示数如图2所示,则通过灯L的电流为 A;移动滑片P,记下多组电压和电流值,绘制成图3所示的图像,根据图像的信息,小灯泡的额定电功率为 W。
(4)实验时,由于操作失误,在未断开开关的情况下,直接将亮着的小灯泡从灯座上取出,电压表的示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(5)在没有电流表的情况下,用如图4所示的实验电路,也可以测出小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电压为U额,定值电阻的阻值为R,实验步骤如下:
①只闭合开关S、S1,调节滑片,使电压表示数为U额;
②保持滑片位置不变,只闭合开关S、S2,此时电压表的示数为U;
可知小灯泡的额定功率P额= (用U额、U和R表示);若已知电源电压为U0,此时滑动变阻器接入电路的阻值Rx= (用U0、U额、U和R表示)。
16.(2023•徐州)如图甲所示,小明在做“比较两个灯泡的亮暗”的实验时,将A、B两个阻值不等的白炽灯泡,分别串联和并联在电路中。
(1)将两个灯泡串联在电路中,目的是控制电路中的 不变,比较灯泡的亮暗与 的关系。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于 端。
(3)串联时,灯泡B两端的电压如图乙所示,为 V。
(4)将两个灯泡并联在电路中时,小明在表格中记录的电流值有错误,请你帮他指出来: 。
17.(2023•丹东)在“测量小灯泡的额定功率”实验中,小潘选用的小灯泡L的额定电压为2.5V。
(1)小潘设计了如图甲所示的电路图,连接好电路后,闭合开关S,发现电流表的指针向左偏转,如图乙所示,其原因是 。
(2)排除故障后,闭合开关S,移动滑动变阻器R的滑片P到某一位置时,电压表示数如图丙所示,为 V,要测量小灯泡L的额定功率,滑片P应向 (选填“左”或“右”)移动,使电压表示数为2.5V,此时电流表示数为0.24A,则小灯泡L的额定功率为 W。
(3)实验结束后,小潘认为没有电流表也能测出小灯泡的额定功率。于是他找来了另一个电源(电压恒为8V)、一个额定电压为6V的小灯泡L1和一个阻值为20Ω的定值电阻R0等器材,设计了如图丁所示的电路,并完成了实验。实验过程如下:
①断开开关S1,闭合开关S、S2,移动滑动变阻器R的滑片P,使电压表的示数为
V,小灯泡L1正常发光;
②断开开关S2,闭合开关S、S1,保持滑动变阻器R的滑片P位置不变,读出电压表的示数为1.6V;
③小灯泡L1的额定功率为 W。
18.(2023•大庆)现有L1、L2、L3三只额定电压U额均为2.5V,电阻值不同的小灯泡。某研究小组分别利用甲、乙、丙三种电路图测量三只小灯泡的额定功率。
(1)图甲电路中,实验操作如下:
①闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为U额;
②图丁是图甲电流表的表盘,此时示数为 A;
③小灯泡L1的额定功率为P额1= W。
(2)图乙电路中,定值电阻的阻值为R0=12.5Ω,实验操作如下:
①闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为U额;
②读出电流表的示数为I=0.60A,计算出通过R0的电流为 A;
③小灯泡L2的额定功率为P额2= W。
(3)图丙电路中,电源电压未知但恒定不变,R1和R2为滑动变阻器,R2的最大阻值为10Ω,实验操作如下:
①保持开关S2断开,同时闭合开关S和S1,调节R2的滑片,使电压表的示数为U额;
②断开开关S1,同时闭合开关S和S2,保持 (填“R1”或“R2”)的滑片位置不变,调节 (填“R1”或“R2”)的滑片,使电压表示数仍为U额;
③仅将R2的滑片P调至最左端,记下电压表的示数U1=3.00V,再仅将R2的滑片P调至最右端,记下电压表的示数U2=1.00V,则小灯泡L3的额定功率P额3= W。
(4)通过图甲和图乙实验,可以得到小灯泡L1和L2在额定电压工作时电阻之比为 。
19.(2023•通辽)小华利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的电功率。已知电源电压3V且保持不变,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)请在图甲中用笔画线代替导线,将实物图连接完整(要求:滑片P向右端移动时,灯变亮)。
(2)闭合开关后,小华发现小灯泡不发光,电流表示数几乎为零,电压表示数接近3V,则电路故障可能是 。
(3)排除电路故障后,重新开始实验,小华从滑动变阻器连入电路阻值最大时开始记录数据,得到小灯泡I﹣U图象如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(4)测出小灯泡的额定功率后,小华又把灯泡两端的电压调为其额定电压的一半,发现测得的实际功率不等于其额定功率的,此时它的实际功率 P额(选填“大于”或“小于”),原因是 。
(5)实验中,有甲“15Ω 2A”、乙“25Ω 2A”、丙“30Ω 2A”三种规格的滑动变阻器供选择,小华在该实验中选用的是 (选填“甲”、“乙”或“丙”)。
20.(2023•朝阳)小红想测量标有“2.5V”字样小灯泡的电功率,从实验室找来了电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和导线若干,进行了如下实验。
(1)用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整。
(2)检查无误后,闭合开关,发现电流表无示数,小灯泡不亮,电压表示数接近电源电压。造成这一故障的原因可能是小灯泡 。
(3)排除电路故障后,闭合开关,移动滑片,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;接下来她又测量了几组对应的电压值和电流值,并绘制了小灯泡的I﹣U图象,如图丙所示。
(4)小红认为,利用图甲的装置也可以探究电流与电压的关系。小明认为小红的观点不合理,理由是 。
(5)小红还想测出另一个额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻,在保证电路安全的前提下,设计了如图丁所示的电路(电源电压恒定大于U额且未知,滑动变阻器R最大阻值未知,定值电阻阻值为R0),请将实验步骤补充完整:
①闭合S、S2,断开S1,移动滑片P,使电压表示数为 ;
②闭合S、S1,断开S2,保持滑片P位置不变,读出电压表的示数为U1;
③闭合S、S1,断开S2, ,读出电压表的示数为U2;
④小灯泡正常发光时的电阻RL= (用U1、U2、U额、R0表示)。
21.(2023•荆州)课后服务社团活动中,“创新”兴趣小组在“测定小灯泡的电功率”的实验中先用如图甲所示的器材进行实验,其中电源电压为6V,小灯泡额定电压为2.5V(正常发光时电阻约为12Ω)。
(1)为能顺利完成该实验,下列不同规格的滑动变阻器应选用 (选填字母);
A.“10Ω,0.5A”的滑动变阻器
B.“20Ω,2A”的滑动变阻器
C.“5Ω,1A”的滑动变阻器
(2)电路连接完成后,闭合开关,发现电压表示数接近电源电压,电流表无示数,小灯泡不亮。那么出现该故障的原因是 ;
(3)故障排除后重新连接电路,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 端移动(选填“左”或“右”);
(4)通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示,则小灯泡的额定功率为
W;
(5)实验结束后,某同学设计了如图丁所示的电路来测量额定电压为6V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为18V,定值电阻R的阻值为20Ω。实验步骤如下:
①开关S、S1闭合,S2断开,调节滑动变阻器R′的滑片,使小灯泡正常发光;
②保持滑片位置不动,开关S、S2闭合,S1断开,此时电压表的示数为8V;
③再将滑动变阻器的滑片移至最右端,此时电压表的示数为14V;
④小灯泡的额定功率P额= W。
22.(2023•泰安)物理实验小组连接了如图甲所示的电路,做“测量小灯泡的电功率”实验。可供选择的器材有:电源(可选电压为4.5V、6V),规格为“20Ω 2A”的滑动变阻器一个,小灯泡(额定电压为2.5V,额定功率小于0.75W)一个,电压表、电流表各一个,开关,导线若干。
(1)甲图连接的电路有一处错误,请把接错的那根导线找出来打“×”,用笔画线代替导线画出正确的连接(只改接一根导线)。
(2)正确连接电路后,当变阻器的滑片P在中点时小灯泡正常发光。该实验所用的电压为 V,小灯泡的额定功率为 W。
(3)变阻器的滑片P移至某处时,电流表示数为0.18A,电压表示数如图乙所示为 V,此时小灯泡的电阻为 Ω。
(4)该实验小组的同学又设计了如图丙所示的电路,利用阻值为R0的定值电阻和电压表V1、V2等器材,测量额定电压为U额的小灯泡L的额定功率,经检查无误后进行实验。请你帮助他们将实验过程补充完整;
①闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表 (选填“V1”或“V2”)的示数为U额,同时读出另一个电压表的示数,记为U;
②用已知物理量和测量量的符号表示出小灯泡额定功率P额= 。
23.(2023•达州)小明学习了电功率的知识后,在家中找来了一个标有额定电压为“6V”的小灯泡,为了测定该小灯泡的额定功率,他在学校的实验室找到了相关器材,并进行了如下实验,已知电源电压恒为8V。
(1)请用笔画线代替导线,帮他连接好实物图。要求闭合开关后,滑片向右移,灯泡变亮。
(2)小明在实际操作中发现灯泡很暗,电流表和电压表示数均很小,无论怎样移动滑片,电表的示数几乎不变,你认为出现此现象的原因是 (选填字母)。
A.滑动变阻器同时接入了下方的两个接线柱
B.灯泡的电阻太小
C.滑动变阻器的最大阻值太小
(3)排除故障后,闭合开关,发现电压表的示数如图乙所示,接下来他应该将滑动变阻器的滑片向 移动,同时眼睛注意观察 (选填“电流表”、“电压表”或“灯泡”),直到灯泡正常发光。
(4)经过多次测量,小明绘制了小灯泡的I﹣U图象,如图丙所示,则该小灯泡的额定功率为 W。
(5)若该实验中电压表标有15V的接线柱损坏了无法使用,于是他向老师请教,老师告诉他用该电压表仍能测量该灯泡的额定功率,你认为老师的方案可能是 (选填字母)。
A.只将电源电压减小
B.只更换一个其他规格的滑动变阻器
C.将该电压表并联到滑动变阻器的两端
(6)小明还想用该灯泡和电压表测量一个未知电阻Rx的阻值,于是他设计了如图丁所示的电路图,操作步骤如下:
①闭合开关S、S1,断开S2,移动滑动变阻器滑片,使电压表的示数为3V;
②保持滑动变阻器的滑片位置不动,闭合S、S2,断开S1,电压表示数为4.5V;则Rx= Ω。
24.(2023•自贡)小周利用如图甲所示电路,测量标有“2.5V”字样的灯泡L正常发光时的电阻和电功率。请按要求完成下列问题:
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的实物图连接完整;
(2)连接电路后,闭合开关S,发现灯泡不亮,电压表有示数且接近电源电压,电流表示数为零,产生这种现象的原因可能是: ;
(3)排除故障后进行实验,闭合开关S,发现电压表的示数为0.5V,为使灯泡L两端电压达到额定电压,应向 端(选填“A”或“B”)移动滑动变阻器的滑片P,直到观察到电压表示数为2.5V。此时,电流表示数如图乙所示,电流表示数为 A,则灯泡L正常发光时的电阻为 Ω,电功率为 W。
25.(2023•重庆)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小华准备了以下器材:电源、标有“2.5V”的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。请完成下列问题:
(1)如图甲,请用笔画线代替导线,正确连接电路。
(2)在开关S闭合前,应将滑片P移到 端(选填“A”或“B”)。
(3)闭合开关S,发现灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,该电路故障可能是小灯泡 。
(4)排除故障后,闭合开关S,移动滑片P,同时眼睛要观察 表的示数,直到示数为 V时,小灯泡正常发光,记录电压表和电流表示数。
(5)继续移动滑片P,让电压表示数低于2.5V,某时刻电流表示数如图乙为 A,观察灯泡亮度并记录电表示数;继续缓慢移动滑片P,让电压表示数高出2.5V少许,观察灯泡亮度并记录电表示数。小华根据所有实验数据作出了小灯泡的U﹣I图象,如图丙,则小灯泡额定功率为 W。
(6)根据小灯泡U﹣I图象和亮度变化,还可以发现 。
\l "_Tc31833" 【题型6 探究影响电流通过导体时产生热量的因素】
26.(2023•沈阳)如图是探究“电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关”的实验装置,透明容器A和B中密封着等质量的空气,U形管中液面相平。
(1)将两容器中的电阻丝R1和R2串联起来接到电源两端,通电一段时间后、观察比较两个装置中U形管液面高度差的大小关系,来研究电流通过导体产生的热量与 的关系;
(2)实验中如果单独观察R1或R2所在装置,会发现随着通电时间的增加,U形管中液面的高度差增大,这表明:在电阻和电流不变时,通电时间越长,电流通过导体产生的热量越 。
27.(2023•枣庄)在探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关的实验中。某兴趣小组猜想:电流通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关,于是他们利用甲、乙、丙三个装置进行实验探究,如图所示,三个装置的透明容器中各有一段电阻丝,容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。
(1)要探究电热与电阻的关系,应选用 组合,并将它们 接到电源两端进行实验。
(2)选用乙、丙组合,串联接到电源两端进行实验,在通电时间相同的情况下,发现乙装置U形管中液面高度变化大,由此可得到的结论是:在电阻相同、通电时间相同的情况下, 。
(3)实验中通过观察U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化,在研究许多物理问题时都会用到这种方法,下列实例采用研究方法与此相同的是 。
A.探究电流与电压、电阻的关系 B.用铁屑显示磁体周围磁场分布
C.研究光的传播时,引入“光线” D.探究平面镜成像的特点
\l "_Tc5338" 【题型7 焦耳定律】
28.(2023•济宁)电流做的功跟电压、电流和通电时间三个因素都有关。小明想通过实验验证电功跟电压的关系,选用的器材如图所示。其中甲、乙两玻璃瓶内装有初始温度相同、等质量的煤油,两电阻丝阻值不同(R1>R2)。
(1)将两根电阻丝串联后接入电路中,可控制 和 相等;
(2)通电一段时间后,通过观察 来比较电流做功多少;
(3)通过实验发现:在相同时间内,电流通过电阻丝 (选填“R1”或“R2”)做的功多;
(4)若R1两端的电压为3V,电路中的电流为0.4A,则10s内电流通过R1做的功为
J。
29.(2023•云南)实验小组在老师的指导下探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。同学们在烧瓶内安装一根电阻丝,装入适量的煤油,插入一支温度计,设计了如图甲所示的电路。
(1)用笔画线代替导线,将图甲的电路连接完整。要求滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表示数变大,且导线不交叉。
(2)闭合开关后,发现电流表指针未偏转,经检查仅电阻丝R有故障,则电阻丝R (选填“短路”或“开路”)。排除故障后进行实验,实验中通过观察 来比较相同时间内不同电流产生热量的多少。
(3)调节滑动变阻器改变电流的大小,经过多次实验发现:电阻丝阻值和通电时间一定时,电流I越大,通电导体产生的热量Q越多。小明猜想:当电阻和通电时间一定时,Q可能与I成正比。随后在老师帮助下,实验小组测出了多组Q与I的数据。请提出一种判断小明猜想是否正确的方法: 。
(4)同学们进一步学习了解到:物理学家焦耳1840年就确定了当电阻和通电时间一定时,电流产生的热量跟电流的二次方成正比的关系。生活中利用电热工作的家用电器有
(请举一例)。
(5)若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系,可选择图乙中 (选填“A”或“B”)烧瓶中的电阻与图甲烧瓶中的电阻 联(选填“串”或“并”)进行实验。
(6)本实验应用的研究方法有转换法和 法。
\l "_Tc31833" 【题型8 通电螺线管的磁场】
30.(2023•菏泽)小明捡到一块废弃的正方体磁铁,为了探测其磁极性,他将相邻的三面分别用A、B、C标记,然后放在透明的塑料袋里,用细线悬挂起来。第一次将磁铁按图甲所示放置在塑料袋中,确保C面向上,结果A、B面在任意方向均可静止。第二次将磁铁按图乙所示放置在塑料袋中,结果磁铁静止时总是C面朝南。
根据以上操作,请你帮助小明推断:
①A、B、C三面中, 是磁极所在面;
②该面对应的磁极性是 极;
③为了进一步判断其磁极性,让图丙所示的通电螺线管P端靠近上述磁极面,它们之间将相互 。
\l "_Tc5338" 【题型9 探究通电螺线管外部的磁场分布】
31.(2023•济南)实验室备有嵌入螺线管的玻璃板和电源,小明和小亮分别选用铁屑和小磁针来“探究通电螺线管外部磁场的方向”。
(1)小明在螺线管周围的玻璃板上均匀地撒上一层铁屑。给螺线管通电后,轻敲玻璃板,小明观察到螺线管周围铁屑的分布情况如图甲所示。
小明的实验说明,通电螺线管外部的磁场和 外部的磁场相似。
(2)小亮在螺线管周围的玻璃板上整齐、均匀地放置了32个小磁针,如图乙所示。给螺线管通电后,小亮观察到这32个小磁针的指向更接近于图中的 。
(3)小明的实验方案具有明显的不足,其不足之处是 。
(4)为了弥补小明实验方案的不足,请提出一条改进建议: 。
\l "_Tc31833" 【题型10 电磁继电器的组成、原理和应用】
32.(2023•常州)2022年卡塔尔世界杯足球赛,球场草坪所用的自动灌溉工程得到了中国技术团队的支持。球场草坪种植的黑麦草,适合在湿度为50%的土壤中生长。
(一)灌溉技术
(1)传统灌溉采用如图(a)所示的喷洒技术,这会导致草叶灼伤,原因是:水喷洒在草叶上,如图(b)所示,透过水珠可见叶面正立、放大的 (虚/实)像,水珠作为 透镜,对阳光有 作用。
(2)技术团队选择如图(c)所示的地下渗透灌溉新技术,该技术既可避免草叶灼伤,又可节水,节水的原因是: 。
(二)电阻测量
自动灌溉系统需要湿敏电阻Rx,小明把Rx放入湿度为50%的土壤内,设计如图(d)所示的电路,测量Rx的阻值。
(3)图中有一根导线连接错误,请在这根导线上打“×”,并以笔画线重新连接该导线。
(4)闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P移到 (A/B)端。
(5)闭合开关S,移动滑片P,测得多组数据如表格所示。实验②的数据如图(e)所示,电压表示数为 V,电流表示数为 A,根据实验①②③的数据可得:湿度为50%的土壤内Rx的阻值为 Ω。
(三)装置设计
(6)湿敏电阻Rx的阻值随所在土壤湿度变化的图像如图(f)所示。已知:蓄电池电压恒为6V;电磁继电器线圈电流大于0.2A时衔铁被吸下,小于0.2A时衔铁被弹回,线圈电阻不计;电动机的额定电压为220V。请以笔画线代替导线完成图(g)所示的电路连接,要求:闭合开关S,当土壤湿度低于50%时,电动机转动送水;当土壤湿度高于50%时,电动机不转停止送水。
(7)定值电阻R0的阻值为 Ω。
(8)生物学家正在培育新品黑麦草,能在湿度低于50%的土壤中生长,一旦成功,电路中的电阻R0应换用阻值更 的定值电阻。
I/A
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1
R1与R2串联
0.1
2
1
3
2
R2与R3串联
2
1.6
3.6
3
R3与R4串联
0.4
3.2
1.6
4.8
4
R1与R4串联
0.3
6
1.2
7.2
IA/A
IB/A
IC/A
0.2
0.2
0.4
实验序号
IA/A
IB/A
IC/A
1
0.18
0.18
0.18
2
0.32
0.32
3
0.50
0.50
0.50
实验次数
UAB/V
UCD/V
UEF/V
1
0.7
0.7
1.4
2
1.4
1.4
2.9
3
2.1
2.1
4.3
实验次数
UAB/V
UCD/V
UAD/V
4
1.8
0.9
2.7
5
1.4
1.4
2.8
6
1.1
1.7
2.8
实验次数
UAB/V
UBC/V
UAC/V
第1次
0.8
2.0
2.8
第2次
1.0
1.8
2.8
第3次
1.4
1.4
2.7
导体代号
长度/m
横截面积/mm2
材料
电流表示数/A
A
1.0
0.4
锰铜
1.4
B
0.5
0.4
锰铜
2.7
C
1.0
0.6
锰铜
2.0
D
1.0
0.4
镍铬合金
0.6
实验序号
电压U/V
电流I/A
灯泡的亮度
电功率P/W
1
0.5
0.20
不亮
0.10
2
1.0
0.24
暗
0.24
3
2.0
0.32
较暗
0.64
4
2.5
正常亮
5
3.0
0.38
很亮
1.14
灯泡
串联
并联
电压/V
亮暗
电流/A
亮暗
A
1.8
较亮
0.6
B
较暗
0.4
实验序号
①
②
③
电压表示数/V
1.1
2.6
电流表示数/A
0.1
0.26
Rx/Ω
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