





所属成套资源:2026年九年级物理(人教版)上学期(期末复习专项练习)
专题14 实验题-2026年九年级物理(人教版)上学期(期末复习专项练习)
展开 这是一份专题14 实验题-2026年九年级物理(人教版)上学期(期末复习专项练习),文件包含专题14实验题期末专项训练原卷版docx、专题14实验题期末专项训练解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共97页, 欢迎下载使用。
题型1 探究杠杆的平衡条件
题型6 探究影响导体电阻大小的因素
题型2 测量滑轮组机械效率
题型7 探究电流与电压、电阻的关系
题型3 探究影响动能大小的因素
题型8 测量电阻
题型4 探究不同物质的吸热能力
题型9 测量小灯泡电功率
题型5 探究串并联电路的电流、电压特点
题型10 探究影响电流通过导体产生热量的因素
题型一 探究杠杆的平衡条件(共5小题)
1.(25-26九上·甘肃嘉峪关部分学校·期末)小明在探究“杠杆平衡的条件”实验中,所用钩码的重力均为0.5N,杠杆上相邻刻度线之间的距离相同。
(1)实验前,将杠杆的中点置于支架上,发现杠杆在如图甲所示的位置保持静止,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态。为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节。
(2)如图乙所示,实验中小明在杠杆两侧挂上数量不同的钩码并移动钩码的位置,使杠杆在水平位置平衡,此时调节杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量 。小明进行了3次实验,杠杆水平平衡时的数据已填入表中,分析实验数据可归纳出杠杆的平衡条件是 (用表格中的物理量符号表示)。
(3)小明多次测量并记录数据的目的是 (选填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。
(4)如图丙所示,小明在A点挂2个钩码,如果在B点用弹簧测力计施加一个拉力使杠杆在水平位置再次平衡,当方向为 时,拉力最小,最小为 N。
【答案】(1) 平衡 右
(2) 力臂 F1l1=F2l2
(3)寻找普遍规律
(4) 竖直向上 1.5
【详解】(1)[1]如图甲所示,杠杆静止,因此杠杆处于平衡状态。
[2]杠杆左边低右边高,说明杠杆左侧沉,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆的平衡螺母向右调节。
(2)[1]使杠杆在水平位置平衡,杠杆的力臂可直接在杠杆上读出,目的是为了便于测量力臂。
[2]根据表中数据可得动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂,可归纳出杠杆的平衡条件是F1l1=F2l2
(3)在实验中,多次测量并记录数据,如果是为了提高测量的准确性,减少偶然因素造成的偏差,目的是减小误差;如果是为了从不同情况中总结出一般性的结论,目的是寻找普遍规律。本实验从实验目的角度可知,这里多次测量是为了寻找普遍规律。
(4)[1]根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知,在阻力和阻力臂不变时,动力臂越长,动力越小。由图丙可知,当拉力方向竖直向上时,动力臂最长,此时拉力最小。
[2]由图丙可知,杠杆在A点受到的拉力FA,力臂为lA;杠杆在B点受到的拉力FB,力臂为lB。根据杠杆平衡条件得FAlA=FBlB,每个钩码重0.5N,从图中可看出lA:lB=3:2
则FB=FAlAlB=1N×321.5N
2.(25-26九年级上·江苏·期末)在探究“杠杆平衡条件”的实验中:
(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示位置静止,此时杠杆 (是/不是)处于平衡状态;此时我们常把杠杆的平衡螺母向 调,直至在水平位置平衡,调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡目的是可方便测量 ;
(2)如图乙,在A点挂3个质量均为50g的钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平衡,g取10N/kg,弹簧测力计的示数为 N;
(3)如图丙,左边的钩码个数和位置保持不变,弹簧测力计的作用点固定,只改变其与水平方向的夹角θ,仍使杠杆水平方向平衡,能描述测力计示数F与θ关系的大致图像是___________。
A.B.
C.D.
(4)如图丁,小刚实验时发现,当杠杆水平平衡时,与小明得出的杠杆平衡条件不相符,可能的原因是 。
(5)在实验中,改变力和力臂的大小得到多组数据的目的是___________。
A.使测量数据更准确
B.多次测量取平均值减小误差
C.避免偶然性,使实验结论具有普遍性
【答案】(1) 是 右 力臂
(2)3
(3)C
(4)杠杆自重
(5)C
【详解】(1)[1]杠杆平衡时有静止与匀速转动。图中杠杆处于静止状态,说明处于平衡状态。
[2]由图甲可知,杠杆的左端下沉,所以应将平衡螺母向右移动,使杠杆在水平位置平衡。
[3]实验前使杠杆在水平位置平衡,此时力臂在杠杆上,是为了方便测量力臂。
(2)一个钩码质量m=50g=0.05kg
3个钩码重力G=mg=3×0.05kg×10N/kg=1.5N
设杠杆一个小格长为l,根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2,可得1.5N×4l=F×2l
解得F=3N,即弹簧测力计的示数为3N。
(3)如图丙,左边的钩码个数和位置保持不变,弹簧测力计的作用点固定,只改变其与水平方向的夹角θ,仍使杠杆水平方向平衡,在夹角θ从增大到的过程中,阻力和阻力臂不变,动力臂先变大后变小,根据杠杆平衡条件可知动力先变小后变大,即测力计示数F先变小后变大。夹角θ为或时,动力臂为零,杠杆无法平衡,所以实际实验中夹角θ不会到0°或180°,故选C。
(4)丁中支点不在杠杆的中点,杠杆左侧除了钩码的拉力,还有杠杆重力的作用,无法排除杠杆自身重力对实验的影响,因此测出的拉力大小与杠杆的平衡条件不相符。
(5)本实验多次改变力和力臂大小,是为了避免偶然性,使实验结论具有普遍性,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
3.(24-25九上·广西玉林·期末)在“探究杠杆的平衡条件”的实验中:
(1)在没有挂钩码时杠杆静止在如图甲所示位置,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆左端的平衡螺母适当向 (选填“左”或“右”)调节。
(2)调好后,小明按图乙进行实验,小红按图丙进行实验,你认为按图 进行实验更好,理由是便于测量 。
(3)实验数据如表,分析实验数据,可以得出杠杆的平衡条件: 。(用公式表示)
(4)在实验中,多次改变力和力臂的大小主要是为了_____。(填字母)
A.减小摩擦B.使每组数据更准确
C.多次测量取平均值减小误差D.获取多组实验数据归纳出物理规律
(5)小明同学提出,若支点不在杠杆的中点,杠杆的平衡条件是否仍然成立?于是小明利用图丁所示的装置进行探究,发现杠杆平衡条件不成立,其原因是 。
【答案】(1)右
(2) 丙 力臂
(3)F1l1=F2l2
(4)D
(5)杠杆自重对实验造成影响
【详解】(1)由图甲可知,杠杆左端低右端高,说明杠杆的重心在支点左侧,为使杠杆在水平位置平衡,需要使杠杆重心右移,应将杠杆左端的平衡螺母适当向右边调节,使杠杆在水平位置平衡。
(2)[1][2]力臂等于支点到力的作用线的距离,当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂可以从杠杆上直接读出来,因此按图丙进行实验更好,此时弹簧测力计的拉力方向和钩码对杠杆拉力的方向都与杠杆垂直,力臂可以从杠杆上直接读取。
(3)由表格数据可知1.5N×20cm=1.2N×25cm
1.0N×15cm=1.5N×10cm
0.5N×10cm=1.0N×5cm
故能得出杠杆的平衡条件为F1l1=F2l2
(4)探究杠杆的平衡条件时,多次改变力和力臂的大小,主要是为了获取多组实验数据归纳出物理规律,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(5)小明利用图丁所示的装置进行探究时,杠杆的重心不在支点上,杠杆自身的重力对杠杆转动产生了影响,导致拉力F的大小比杠杆平衡条件计算出来的数值偏大。
4.(24-25九上·江苏南通海门区东洲国际学校·期末)在探究“杠杆的平衡条件”的实验中,用到的器材有:铁架台,带有刻度的杠杆、细线、足够多的钩码、弹簧测力计等。
(1)安装好杠杆,调节杠杆两端的平衡螺母使之在 位置平衡。
(2)如图甲所示,在杠杆的左边挂上三个钩码(每个钩码0.5N),在A点用弹簧测力计沿 的方向拉住杠杆,使杠杆在图示位置平衡时,拉力的力臂才是OA,此时弹簧测力计的读数为 N。
(3)我们也可以采用在杠杆支点的两边分别挂钩码的方法,来探究杠杆的平衡条件,如图乙所示,松手后,杠杆 (选填“左”或“右”)端将下降.要使杠杆在图示位置平衡,应将左侧的钩码 (说出钩码移动的方向及格数)。
【答案】(1)水平
(2) 竖直向下 3
(3) 左 向右移动1格
【详解】(1)在探究“杠杆的平衡条件”实验时,为了便于测量力臂,要先调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡。
(2)[1][2]在A点用弹簧测力计沿竖直向下的方向拉住杠杆,使杠杆在图示位置平衡时,拉力的力臂才是OA; 由题知,一个钩码的重力为0.5N,设杠杆的一个小格为L, 根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可得,3G×4L=F×2L, 解得F=6G=6×0.5N=3N
(3)[1][2]设一个钩码的重力为G,杠杆的一个小格为L, 左侧=4G×3L=12L
右侧=2G×4L=8GL
左侧>右侧,所以,杠杆左端将下降;要使杠杆在图示位置平衡,左侧应该等于8GL, 所以,应将左侧的钩码向右移动1格。
5.(24-25九上·陕西西安爱知初级中学·期末)小力在探究杠杆平衡条件时,使用的所有钩码质量均相等,杠杆上相邻刻度线间的距离相等。
(1)挂钩码前,杠杆静止在如图—1所示位置,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“不平衡”)状态;将杠杆两端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡,目的是便于 。
(2)杠杆水平平衡时,在杠杆上A点悬挂了3个钩码,如图—2所示,为使杠杆仍保持水平平衡,应在B点悬挂 个钩码。
(3)如图—3所示,如果保持弹簧测力计拉力作用点的位置不变,把弹簧测力计沿虚线方向旋转,杠杆水平平衡,弹簧测力计示数将 (选填“变大”“不变”或“变小”),原因是 。
(4)实验中,小力多次改变力和力臂的大小,目的是 。
【答案】(1) 平衡 右 测量力臂
(2)2
(3) 变大 拉力的力臂变小了
(4)得到普遍规律,避免偶然性
【详解】(1)[1]由于杠杆静止在题图—1所示位置,静止是平衡状态,所以此时杠杆处于平衡状态。
[2]由图—1可知,杠杆向左倾斜,由左偏右调可知,应向右调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡。
[3]实验中保持杠杆在水平位置平衡的目的是能直接在杠杆上读取力臂,便于测量力臂。
(2)杠杆刻度均匀,设每格长度L,每个钩码重G。如图2,A点力臂为 2L,挂 3 个钩码阻力为 3G,B点力臂为3L,设挂了n个钩码 ,即动力为 nG,由杠杆平衡条件F1l1=F2l2,有3G×2L=nG×3L
解得n=2,即需在B点挂2个钩码。
(3)[1][2]保持拉力作用点位置不变,把弹簧测力计沿虚线方向旋转(即拉力的方向从竖直变为倾斜),力臂会变小。根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2,可知在阻力与阻力臂不变时,动力臂变小,则动力 F变大,所以弹簧测力计示数将变大。
(4)在探究杠杆平衡条件时,多次改变力和力臂的大小,这是为了得到普遍规律,避免偶然性。
题型二 测量滑轮组机械效率(共5小题)
6.(24-25九上·广东东莞·期末)在“测滑轮组机械效率”的实验中,小明用如图所示的滑轮组进行了三次实验,记录的实验数据如表所示。
(1)第②次实验中,滑轮组的机械效率为 ;
(2)分析表中数据可以发现:使用同一滑轮组提升钩码,钩码重力变大,机械效率将 (选填“提高”、“不变”或“降低”)。
【答案】(1)80.0%
(2)提高
【详解】(1)由功的公式可知所做有用功W=Gh=6N×0.1m=0.6J
所做总功W=Fs=2.5N×0.3m=0.75J
由效率公式可得滑轮组的机械效率η=W有W总×100%=×100%=80.0%
(2)由表格数据可知,提升的重物的重力依次变大,机械效率逐渐增大,所以使用同一滑轮组提升钩码,钩码重力变大,机械效率将提高。
7.(23-24九上·江苏盐城射阳县实验初级中学·期末)小明测滑轮组机械效率的实验过程如图所示。
(1)在实验中要测量拉力F时,应该用弹簧测力计提着滑轮组沿 方向匀速上升。
(2)根据图示的实验过程可知:拉力的大小F为 N,钩码上升的高度h为 cm,滑轮组的机械效率为 。
(3)实验中减少一个测量器材也能完成实验,此测量器材是 ,若增加提升钩码的高度,滑轮组机械效率将 (变大/变小/不变)。
【答案】(1)竖直
(2) 0.8 10.0 83.3%
(3) 刻度尺 不变
【详解】(1)实验中测量拉力F时,为保证拉力方向与绳子运动方向一致,减小测量误差,应提着滑轮组沿竖直方向匀速上升,此时弹簧测力计的示数才等于拉力大小。
(2)[1]由图可知,弹簧测力计分度值为0.2N,其示数即为拉力大小,所以F为0.8N。
[2] [3]由图知,绳子自由端移动距离s=80.0cm-50.0cm=30.0cm=0.300m
钩码上升的高度h=40.0cm-30.0cm=10.0cm=0.100m
由图可知,钩码的总重力为G=2N,则有用功W有=Gh=2N×0.1m=0.2J
总功W总=Fs=0.8N×0.3m=0.24J
滑轮组的机械效率η=W有W总×100%=×100%≈83.3%
(3)[1]滑轮组机械效率η=W有W总×100%=GhFs×100%=GhF×nh×100%=GnF×100%
此公式中无需测量高度,所以减少的测量器材是刻度尺。
[2]机械效率取决于有用功与总功的比值,增加提升钩码的高度时,Gh与Fs 会同比例增大,比值不变,通过公式η=GnF×100%也可知比值不变,所以滑轮组机械效率将不变。
8.(23-24九上·陕西渭南临渭区·期末)在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中,小明用如图所示的同一滑轮组提升不同的钩码,分别做了甲、乙、丙3组实验,实验数据记录如表:
(1)实验操作中应该沿竖直方向 拉动弹簧测力计,同组的小华发现实验过程中边拉动边读数时,弹簧测力计示数不稳定,如果能在弹簧测力计静止时读数会更准确,小明认为如果这样,测量的结果将比真正的滑轮组机械效率要 (填“偏大”或“偏小”),其原因是忽略了 对滑轮组机械效率的影响;
(2)第三次实验中的机械效率为 ;
(3)通过上面的实验数据可得出:对同一个滑轮组,其提升的物体越重,滑轮组的机械效率越 ;如果在图甲的实验探究过程中,小明在不改变其他条件的情况下,把动滑轮换为一个质量更大的滑轮,则所测得的机械效率将比原来 (以上两空选填“高”或“低”)。
【答案】 匀速 偏大 摩擦力 83.3% 高 低
【详解】(1)[1][2][3]实验操作中应该沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,此时系统处于平衡状态,测力计的示数等于拉力大小;同组的小华发现实验过程中边拉动边读数时,弹簧测力计示数不稳定,若在弹簧测力计静止时读数,则没有测量出机械之间的摩擦力,测量值偏小,求出的总功偏小,而有用功大小不变,根据η=W有W总×100%可知,测量的结果将比真正的滑轮组机械效率要偏大,其原因是忽略了摩擦力对滑轮组机械效率的影响。
(2)[4]图中测力计分度值为0.2N,第三次实验中测力计的示数为2.4N,第三次的机械效率为
η=W有W总=GhFs=6N××0.15m×100%≈83.3%
(3)[5][6]纵向比较上面的实验数据可得出:对同一个滑轮组,其提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高;如果在图甲的实验探究过程中,小明在不改变其他条件的情况下,把动滑轮换为一个质量更大的滑轮,则克服动滑轮重力做的额外功变大,因有用功不变,有用功占总功的比例变小,故所测得的机械效率将比原来低。
9.(23-24九上·安徽六安金安区·期末)提高机械效率能够充分发挥机械设备的作用,一组同学在“测量滑轮组的机械效率”实验中,实验测得的数据如表所示。
(1)实验中应尽量竖直向上 (选填“匀速”或“加速”)拉动弹簧测力计;
(2)计算出第3组实验机械效率是 (结果精确到0.1%);
(3)分析比较第1、2、3次实验数据可以判定,使用同一个滑轮组提升物体时,被提升的物体越重,滑轮组的机械效率 (选填“越高”或“越低”或“不变”);分析比较第3、4次实验数据可得,机械效率与物体上升的高度 (选填“有关”或“无关”)。
【答案】 匀速 74.1% 越高 无关
【详解】(1)[1]实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计,此时处于平衡状态,拉力大小才等于测力计示数。
(2)[2]第3组实验机械效率
η=W有W总×100%=GhFs×100%=4N××0.3m×100%≈74.1%
(3)[3]比较第1、2、3次实验数据可知,提升高度相同,绳子自由端移动的距离相同,说明使用的是同一滑轮组,但物重不同,被提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高。
[4]分析比较第3、4次实验数据可知,使用相同的滑轮组提升相同的物体,物体上升的高度不同,机械效率相同,这说明机械效率与物体上升的高度无关。
10.(21-22九上·安徽淮南东部·期末)学习了滑轮组的机械效率之后,小明同学用同样的滑轮组装成两个滑轮组,完成了两次不同的实验,分别如图甲、乙所示,实验数据如表格所示。
(1)第一次实验,如甲图所示,则弹簧测力计移动的距离是 cm;
(2)第二次实验的机械效率是 ,分析比较两次机械效率,发现第二次实验测得滑轮组的机械效率 (选填“大于”、“小于”或“等于”)第一次实验测得滑轮组的机械效率。
【答案】 30 66.7% 等于
【详解】(1)[1]由图甲可知,有三段绳子拉着动滑轮,所以弹簧测力计移动的距离是
s1=3h1=3×10cm=30cm
(2)[2][3]第一次实验时滑轮组的机械效率
η1=W有1W总1=G1h1F1s1=2N×0.1m1N×0.3m×100%≈66.7%
第二次实验时滑轮组的机械效率
η2=W有2W总2=G2h2F2s2=2N××0.2m×100%≈66.7%
由此可知,第二次实验测得滑轮组的机械效率等于第一次实验测得滑轮组的机械效率。
题型三 探究影响动能大小的因素(共5小题)
11.(24-25九上·江西九江·期末)小红猜想动能的大小可能与物体质量和运动速度有关,于是设计了如图甲、乙所示的实验,探究动能的大小与哪些因素有关。
(1)让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从A处和B处开始向下运动,然后与放在水平面上的纸盒相碰,纸盒在水平面上移动一段距离后静止,如图甲所示。
(2)让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从B处开始向下运动,然后与放在水平面上的纸盒相碰,纸盒在水平面上移动一段距离后静止,如图乙所示。上述甲、乙两组实验中:
①选用图甲探究的是动能与 的关系,理由是: ;
②乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是两球到达水平面时,具有相同的 ,选用图乙探究的是动能与 的关系,得出结论。
③物理研究方法有许多,本实验中运用了两种研究方法,一是控制变量法;二是 法,即用 来判断小球动能的大小。
【答案】 速度 见解析 速度 质量 转换 纸盒在水平面上移动的距离
【详解】[1][2]在图甲中,让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从A处和B处开始向下运动。由于小球质量相同,而从不同高度下滑,到达水平面时的速度不同,所以该实验是在控制质量不变的情况下,改变小球的速度。根据控制变量法的思想,该实验探究的是动能与速度的关系。
[3]让不同质量的两个小球从同一高度滚下,小球在下滑过程中,重力势能转化为动能,根据能量转化规律,在同一高度时重力势能不同,但到达水平面时,它们的动能不同,而速度是相同的。所以这样做的目的是使两球到达水平面时,具有相同的速度。
[4]在图乙中,小球从同一高度下滑,到达水平面时速度相同,而小球质量不同,根据控制变量法,该实验是在控制速度不变的情况下,改变小球的质量,所以探究的是动能与质量的关系。
[5]本实验中,小球动能的大小无法直接测量,而是通过观察纸盒在水平面上移动的距离来间接反映,这种研究方法叫转换法。
[6]小球动能越大,对纸盒做的功就越多,纸盒在水平面上移动的距离就越远,所以用纸盒在水平面上移动的距离来判断小球动能的大小。
12.(24-25九上·广东东莞东城区联考·期末)如图甲,用小球和木块来做“探究动能大小与哪些因素有关”的实验。
(1)该实验研究对象是 (选填“小球”或“木块”),实验中是通过比较 来比较动能大小;
(2)分析甲、乙两图,同一个小球从不同的高度由静止滚下的目的是使小球 ,最终可得结论: ;
(3)有同学选用一个轻质弹簧按照图丙装置来“探究物体动能大小与哪些因素有关”,设计了以下两个实验方案:
方案一:用同一小球将弹簧压缩至不同程度,静止释放,推动初位置相同的同一木块,比较木块被推动后移动的距离;
方案二:用质量不同的小球将弹簧压缩相同程度,静止释放,推动初位置相同的同一木块,比较木块移动的距离。
该同学的两个方案中,不计小球受到的阻力及碰撞中的能量损失,能完成动能影响因素探究的是方案 ;另一个方案中木块移动的距离 。(选填“相等”或“不相等”)
【答案】(1) 小球 木块移动的距离
(2) 到达水平面的初速度不同 质量相同时,物体的速度越大,动能越大
(3) 一 相等
【详解】(1)[1][2]该实验是探究动能大小与哪些因素有关,采用转换法,通过观察木块被撞后移动距离的大小来判断小球动能的大小,研究对象是小球。
(2)[1][2]同一个小球从不同的高度由静止滚下,高度越大,到达水平面时的速度越大。比较甲乙可知,乙的木块被撞后移动的距离较远,即乙小球的动能较大。实验采用了控制变量法,即控制小球的质量相同,来探究动能大小与速度的关系。从不同的高度由静止滚下的目的是使小球到达水平面的初速度不同,最终可得出结论:当物体质量相同时,物体的速度越大,动能越大。
(3)[1][2]方案一通过改变弹簧的压缩程度,从而使小球的速度改变,小球的质量相同,推动初位置相同的同一木块,比较木块被推动后移动的距离,可以探究动能与速度的关系。方案二由于弹簧的压缩程度相同,小球获得的动能相同,木块被撞后移动的距离相等,无法探究动能的影响因素。
13.(24-25九上·广东茂名茂南区茂名龙岭学校·期末)在研究物体的动能与哪些因素有关的实验中,如图所示,让同一小球两次分别从同一滑轨的A处和B处自由滚下:
(1)此实验中,通过观察 来比较小球的动能大小,这是应用了 的研究方法。
(2)同一小球分别从同一滑轨的不同高度A处和B处滚下,是为了探究小球的动能大小与它的 有关。小球滚下过程,其重力势能 ,动能 。(后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
(3)为了探究动能的另外一个影响因素,你认为他们还需要添加的器材是_______。
A.体积相同、质量不同的小球B.体积不同、质量相同的小球
【答案】(1) 纸盒被推动的距离 转换法
(2) 速度 变小 变大
(3)A
【详解】(1)[1][2]小球动能的大小无法直接测量,通过观察纸盒被推动的距离来间接比较小球动能的大小,这种将不容易直接测量的物理量转换为容易测量的物理量的方法叫转换法。
(2)[1]同一小球从不同高度滚下,小球质量不变,到达水平面时的速度不同,所以是为了探究小球的动能大小与它的速度有关。
[2][3]小球滚下过程中,质量不变,高度降低,重力势能变小;速度增大,动能变大。
(3)动能的另一个影响因素是质量,要探究动能与质量的关系,需要控制速度相同,改变质量,所以应添加体积相同、质量不同的小球,故选 A。
14.(24-25九上·甘肃酒泉第七中学·期末)如图所示,在“研究物体动能与哪些因素有关”的实验中,让小车从斜面上滑下后撞击木块。
(1)实验中通过观察 可知物体动能的大小;
(2)让小车从不同的高度由静止开始滑下是为了 ;这样设计的目的是为了研究 ;
(3)为了研究动能与质量关系应采取的措施是 。
【答案】(1)木块移动的距离
(2) 小车下滑到平面上的初速度不同 动能与速度的关系
(3)不同质量的小车从同一高度滑下
【详解】(1)小车对木块做功,做功的多少反映物体动能的多少,木块移动距离的长短反映做功的多少,即观察木块移动的距离可知物体动能的大小。
(2)[1][2]让小车从不同的高度由静止开始滑下,这样小车到达水平面的速度不同,保持质量相同,可以探究动能与速度的关系。
(3)要研究动能与质量的关系,必须控制质量不同,速度相同,因此改变小车的质量,并使其在同一高度下滑。
15.(23-24九上·甘肃酒泉敦煌第二中学·期末)为了探究物体动能大小与哪些因素有关,同学们设计了如图甲、乙的实验装置进行实验。
(1)两组实验都应该注意小球应该由 释放,然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块。
(2)分析图乙你能得出结论是 。
(3)本实验装置的水平面如果绝对光滑,还能得出结论吗? ,理由是 。
(4)利用上述器材进行了实验测定,得到的数据如表:(a)为了探究“超载”安全隐患,应选择 两个序号的实验进行比较;(b)为了探究“超速“安全隐患,应选择 两个序号的实验进行比较。
(5)分析表格中对应的实验数据可知: 对物体的动能影响更大,当发生交通事故时,由此造成的危害更严重。
【答案】(1)静止
(2)质量相同时,物体运动的速度越大,动能越大
(3) 不能 无法比较动能的大小
(4) 1、3 1、2
(5)速度
【详解】(1)为了控制小球的初速度相同,两组实验都应该注意让小球由静止开始运动释放。
(2)图乙中两小球的质量相同,滚下的高度越大,到达水平面的速度越大,将木块推得越远,得出的结论是:质量相同时,物体运动的速度越大,动能越大。
(3)[1][2]若水平面光滑,木块不受摩擦力,由牛顿第一定律可知木块将永远运动下去,木块通过的距离无法确定,所以铁球动能的大小就无法比较,不能得到结论。
(4)[1]研究超载隐患时,应控制小球下滑的高度相同而质量不同,由表中实验数据可知,应选择1、3两个序号的实验进行比较。
[2] 为了探究“超速”安全隐患,应控制小球质量相同而下滑的高度不同,故应选择1、2两个序号的实验进行比较。
(5)表格中对应的实验数据可知,在同等条件下,速度对物体的动能影响更大,当发生交通事故时,由此造成的危害更严重。
题型四 探究不同物质的吸热能力(共5小题)
16.(21-22九上·河北邢台南宫·期末)如图甲、乙所示,小明用完全相同的两套加热装置,给烧杯中的A、B两种液体加热,来比较两种不同液体的吸热能力。
(1)液体吸收热量的多少是通过 (选填“温度计示数的变化”或“加热时间”)来反映的;
(2)实验中的变量控制不正确的是 (选填字母代号);
A.使用相同的烧杯
B.采用相同的加热方法
C.烧杯中分别装入同体积的两种液体
D.烧杯中分别装入同质量的两种液体
(3)小明正确操作并根据记录的实验数据,分别做出了两种液体的温度随时间变化的图像,如图丙所示。根据图像可知 液体的吸热能力强;
(4)为了能够及时将汽油机工作时产生的大量的热量带走,通常采用水循环的方式,这是利用水 的特性。
【答案】 加热时间 C B 比热容大
【详解】(1)[1]根据转换法,此实验中加热器完全相同,相同时间产生的热量相同,水和某种液体吸热的多少是通过加热时间来反映的。
(2)[2]AB.采用相同的加热方式,是为了使热源放出相同的热量;使用相同的烧杯目的使水和某种液体在相同的时间吸收相同的热量,故AB正确,不符合题意;
CD.物体吸收热量的多少与质量有关,根据控制变量法,应保持两种液体的质量相同,水和某种液体的密度不同,根据m=ρV,烧杯中分别装入相同体积的水和某种液体,则水和某种液体的质量不相等,故C错误,符合题意,D正确,不符合题意。
故选C。
(3)[3]根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图丙所示可知:质量相等的A和B两种液体,在升高相同温度时,B加热时间长,故B吸收的热量较多,则B的吸热能力强。
(4)[4]汽车的散热器可用水做冷却剂,是因为水的比热容比较大,在升高相同的温度时可以吸收更多的热量,更有利于降低发动机的温度。
17.(21-22九上·江苏泰州姜堰区·期末)如图所示,用甲、乙两套相同的装置,可完成两个实验:实验一“探究不同物质吸热升温的现象”;实验二“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”。进行实验一时,烧杯中应装入质量相等的不同液体,可以通过 (选填“升高的温度”或“加热时间”)来比较两种液体吸收热量的多少;进行实验二时, (选填“需要”或“不需要”)记录燃料充分燃烧所用时间。
【答案】 加热时间 不需要
【详解】[1]进行实验一“探究不同物质吸热升温的现象”时,烧杯中应装入质量相等的不同液体,同一规格的燃烧皿加入同种燃料,可以通过加热时间来比较两种液体吸收热量的多少。
[2]比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量时,要让燃料完全燃烧,烧杯中加热质量相同的同种液体,根据Q=cmΔt可知,液体升温越高,则燃料放出的热量越多,这种燃料热值越大,不需要记录燃料充分燃烧所用时间。
18.(24-25九上·江苏连云港·期末)在探究不同物质吸热升温的现象时,将 (选填“相等”或“不等”)质量的沙子和水分别装入易拉罐中,如图甲所示,在相同的时间内沙子和水吸收的热量相等;如图乙所示,实验得到沙子和水的温度随时间变化的图像,分析图像可得到的结论是 。
【答案】 相等 见解析
【详解】[1][2]为了比较不同物质的吸热能力,需将质量相等的沙子和水分别装在易拉罐中,然后用相同的热源加热并不断搅拌,并且加热时间反映了水和沙子吸收热量的多少,单位时间内沙子和水吸收的热量相等,加热时间越长,说明吸收热量越多;由图乙可知,质量相等的水和沙子,加热相同时间,即吸收相同的热量,升温较快的是沙子,则沙子的吸热能力弱,水的吸热能力强。
19.(21-22九上·江苏无锡惠山区·期末)如图甲所示是“探究不同物质吸热升温现象”实验装置,小华用两个相同的容器分别装入质量相等的A、B两种液体,用相同的装置加热:
(1)本实验除了图中所示的器材外,还需要的测量器材有 ;
(2)实验前,按 (自上而下/自下而上)的顺序组装器材;
(3)实验中两种液体吸热的多少可通过 (液体升高的温度/加热时间)比较;
(4)根据实验数据绘制的温度与时间的关系图象如图乙所示,分析图像可知:质量相等的A和B两种液体,在升高相同温度时, (A/B)吸收的热量较多;
(5)冬天,小华想自制一个暖手袋,若只在A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供暖物质,则应选择 (A/B)液体,这是利用 的方式增加手的内能。
【答案】 秒表和天平 自下而上 加热时间 A A 热传递
【详解】(1)[1]实验需要记录溶液的加热时间,故实验中需要秒表记录时间;本实验要探究不同物质吸热升温的现象,为了保证实验中变量的单一性,要称取等质量的两种物质,称量物体质量需要用到的仪器是天平。
(2)[2]实验中要用酒精灯外焰加热,所以先放置酒精灯,然后在酒精灯上方放石棉网;另外为了使得温度计的玻璃泡位于容器中间的某一位置,接下来放置容器,然后根据容器的位置选择温度计的悬挂高度,以上整个过程按照自下而上的顺序组装器材。
(3)[3]对两种液体进行加热,唯一不同的外在条件就是加热时间的长短,所以吸收热量的多少可以通过加热时间来表示,加热时间越长,吸收热量越多。反之,则吸收的热量越少。
(4)[4]分析图象可知,质量相等的两种液体,在升高相同温度时,A所需要的时间更长,所以A吸收的热量越多。
(5)[5]相同质量的两种液体,升高相同温度,A液体吸收热量更多,比热容大,作为供暖物质,A液体能释放更多的热量。故应该选择A液体。
[6]改变内能的方式有做功和热传递,暖手袋是利用热传递的方式增加手的内能的。
20.(20-21九上·江苏苏州·调研)小明和小华在“比较不同物质吸热升温情况”的实验中。
(1)按图甲组装好器材,他们先后在同一个烧杯中称出质量相等的水和煤油,分别加热相同的时间,比较水和煤油 ,得出结论。
(2)如图乙所示,如果把物质吸热升温和容器盛水水面升高做类比,比热容和容器的 属性类似。
A.高度 B.底面积 C.表面积 D容积
(3)为了使图甲中实验现象更明显,现有水、煤油和蓖麻油三种液体供你选择,你应该选用 两种液体,原因是:质量相同的不同种类的液体,当吸收相同热量时, [水的比热容为4.2×103J/(kg·℃);煤油的比热容为2.1×103J/(kg·℃);蓖麻油的比热容为1.8×103J/(kg·℃)]。
【答案】 升高的温度 B 水和蓖麻油 比热容越大的液体上升的温度越小
【详解】(1)[1]按图甲组装好器材,他们先后在同一个烧杯中称出质量相等的水和煤油,根据比较吸热能力的方法,分别加热相同的时间,比较水和煤油升高的温度,得出结论。
(2)[2]相同条件下升温越快,比热容越小;而相同体积的水在体积膨胀相同的情况下,底面积越小水面升高越大;如果把物质吸热升温和容器盛水水面升高做类比,比热容和容器的底面积属性类似,故选B。
(3)[3][4]为了使图甲中实验现象更明显,现有水、煤油和蓖麻油三种液体供选择,应该选用水和蓖麻油两种液体:因水的比热容最大,而蓖麻油的比热容最小,质量相同的两种液体,当吸收相同热量时,温度变化差别最大,即实验现象越明显。
题型五 探究串并联电路电流、电压特点(共5小题)
21.(20-21九上·江苏淮安盱眙县·期末)小明在探究并联电路电流规律的实验中,如图甲是实验的电路图;
(1)小明在实验前发现电流表的指针如图乙所示,接下来的操作是: ;在连接电路时发现,刚接好最后一根导线,电流表的指针立即发生了偏转,由此可知,他在连接电路时操作不当之处是 ;
(2)他先将电流表接A处,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为 ;
(3)另一个小组实验结束后记录A、B、C各点的电流值如表所示:
根据表中数据,得出以下两个结论:
①并联电路各支路电流相等;
②并联电路中干路电流等于各支路电流之和;
请你对上述实验的不足之处,写出评价意见: 。
【答案】 对电流表调零 连接电路时未断开开关 0.24A 测出了一组电流立即得出了并联电路的电流规律,实验次数太少,结论有偶然性,应换用不同规格的灯泡测量多组数据
【详解】(1)[1]实验前发现电流表的指针如图乙所示,指针指在了0刻度线的左侧,接下来的操作是对电流表调零。
[2]在连接电路时发现,刚接好最后一根导线,电流表的指针就发生了偏转,由此可知在连接电路时,他忘了断开开关。
(2)[3]图中电流表选用小量程,分度值为0.02A,则电流表的示数为0.24A。
(3)[4]测出了一组电流立即得出了并联电路的电流规律,实验次数太少,结论有偶然性,应换用不同规格的灯泡测量多组数据。
22.(25-26九上·甘肃嘉峪关部分学校·期末)如图甲所示,是某实验小组做“探究并联电路中电流规律”实验的电路图。
(1)连接电路时,开关应 ;
(2)按照图甲所示电路图连好实物后,闭合开关,发现电流表指针位置如图乙所示,原因可能是 ;
(3)正确操作后,小组同学换用 (选填“相同”或“不同”)规格的灯泡做了三次实验将数据记录在下表中,分析表中数据可得出结论:在并联电路中,干路电流 各支路电流之和。
【答案】(1)断开
(2)电流表正、负接线柱接反了
(3) 不同 等于
【详解】(1)为了防止连接电路时因电流过大而损坏元件,在连接电路时,应将开关断开,从而保护电路。
(2)由图乙可知,闭合开关后,电流表发生了反偏,则原因是电流从负接线柱流入,从正接线柱流出了,即电流表正、负接线柱接反了。
(3)[1]为了避免偶然性,得到普遍规律,该实验中应换用不同规格的小灯泡进行多次实验。
[2]分析表中数据可知,第一次实验中有0.10A+0.12A=0.22A
第二次实验中有0.14A+0.22A=0.36A
第三次实验中有0.10A+0.24A=0.34A
由此可得出结论:在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。即IC=IA+IB
23.(25-26九上·辽宁沈阳沈河区·期末)小亮为了探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系,设计了如图(a)所示的电路。
(1)按照图(a),小亮连接了如图(b)所示的电路,同组同学检查发现电路连接出现了错误,该错误是 ;
(2)改正上面的错误,进行实验,电流表的指针出现了偏转异常,请指出其原因:①如图(c)所示的问题是 ,②如图(d)所示的问题是 ;
(3)小亮将电流表分别接入图(a)电路中的A、B、C处,测出的电流如上表所示。分析数据,小亮得出初步结论:在并联电路中,干路电流等于各支路电流 ;
(4)同组同学认为这样就得出实验结论是不对的,应该接着进行实验,应该补充的实验步骤是 。
【答案】(1)灯L2被短路
(2) 电流表的正负接线柱接反了 电流表的量程选择过小
(3)之和
(4)更换不同规格的灯泡多次实验
【详解】(1)由图(b)可知,闭合开关后,电流从电源正极出发,经过开关S、L1和电流表回到电源负极,L2被短路,因此电路中的错误是灯L2被短路。
(2)[1]图(c)中电流表指针反偏,此时开关已经闭合,所以是因为电流表的正负接线柱接反了。
[2]图(d)中电流表指针超过最大刻度线,是因为电流表的量程选择过小。
(3)由数据知1.0A=0.6A+0.4A
故可以得出结论:并联电路干路中的电流等于各支路电流之和。
(4)只进行一次实验就得到结论具有偶然性,应该换用不同规格的灯泡,多次重复实验,分别测量A、B、C三处电流并记录数据,以得到普遍规律。
24.(21-22九上·江苏泰州姜堰区·期末)小明同学在“探究串联电路电压的规律”实验中,设计了如图甲所示的电路。
(1)连接电路前,小明发现电压表指针如图乙所示,接下来他要对电压表进行的操作是 ;
(2)小明根据图甲连接好电路,用电压表正确测出了L1两端的电压。在测L2两端的电压时,小明为了节省时间,保持电压表所接的B接点不动,只拆下A接点,并改接到C接点上,此操作会导致闭合开关后出现什么现象? ;
(3)正确操作后,小明完成了实验并把数据记录在如表中。分析实验数据时发现;
①串联电路中,各部分电路两端的电压相等。该结论 (选填“适合”或“不适合”)所有的串联电路;
②为进一步得到“串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和”的结论,小明在原电路中再串联一个不同规格的灯泡,按同样的方法进行实验。此方案是否可行? 。
【答案】 调零 电压表的指针反偏 不适合 可行
【详解】(1)[1]由图知,连接电路前,在检查实验器材时发现电压表指针没有指在零刻度线上,则应对电压表进行调零,使指针指在零刻度线上。
(2)[2]测出L1两端电压时,电压表所接的B接点与电压表正接线柱相连,A与负接线柱相连;若B不动,只断开A接点,并改接到C接点上,则电压表正负接线柱接反,电压表指针反向偏转。
(3)[3]从表格中的数据发现
UAB=UBC
这是由于L1和L2的规格相同导致的,而且小明只做了一次实验,所以实验结论不可靠。
[4]为了使结论更具有普遍性,应该换用不同规格的灯泡多次实验,寻找普遍规律;故小明在原电路中再串联一个不同规格的灯泡,按同样的方法进行实验,即此方案是可行的。
25.(24-25九上·广东汕头潮阳区谷饶实验学校·期末)在探究串联电路中电压规律的实验中,小鑫同学将小灯泡L1、L2串联后接到电源上,如图甲所示。
(1)闭合开关S前,发现电压表的指针偏转如图乙所示,原因可能是 ;
(2)在测量L2两端电压时,保持电压表B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上,闭合开关后,会出现电压表______(填字母);
A.超过电压表量程
B.指针反偏
C.正确测出灯泡L2两端的电压
(3)实验中发现两个串联的小灯泡,一个很亮,一个发光微弱,造成这种现象的原因可能是______(填字母);
A.通过两个灯泡的电流大小不同
B.发光微弱的灯泡的灯丝断了
C.灯泡的规格不同
D.发光微弱的灯泡被短路了
(4)小鑫改变电源电压和小灯泡进行三次实验,测量的数据分别如下表。第3次实验BC间的电压值如图丙所示,为 V。在分析数据时小鑫发现,第二组的实验数据结论和其他两组不一样,小鑫分析该组数据后发现有一个数据记录错误;纠正错误后,正确数据为 V;
(5)实验结束后, 小鑫应先断开开关,拆除 (选填“电源”或“灯泡”)两端的导线后,再拆除其他导线并整理器材。
【答案】(1)电压表未调零
(2)B
(3)C
(4) 2.5 1.0
(5)电源
【详解】(1)闭合开关S前,发现电压表的指针偏转如图乙所示,没有电流通过电压表,而指针没有指在零刻度线处,说明电压表使用前未调零。
(2)由图甲知道,测L1两端电压时,电压表与A点连接的接线柱为正接线柱,与B点连接的接线柱为负接线柱,在测量L2两端电压时,保持电压表B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上,则电压表正负接线柱接反,会造成指针反偏,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
(3)A.两灯串联,通过两个灯泡的电流大小相同,故A不符合题意;
B.两灯串联,相互影响,若发光微弱的灯泡的灯丝断了,另一灯也不会亮,故B不符合题意;
C.灯泡的规格不同,电阻值不同,在电流相同时,分压不同,则亮度不同,故C符合题意;
D.若灯被短路,则不会发光,故D不符合题意。
故选C。
(4)[1]图丙中电压表是小量程,分度值为0.1V,读数为2.5V;
[2]AC间的电压为电源电压,所以AB间的电压不可能为5.0V,大于电源电压,可能的原因是读错量程,按照大量程读数了,应该是按照小量程读数,正确数据应为1.0V;
(5)为了电路安全,拆除电路时应先拆除电源。所以测量结束后,应先断开开关,拆除电源两端的导线,再拆除其他导线,最后整理好器材。
题型六 探究影响导体电阻大小的因素(共5小题)
26.(23-24九上·江苏南京秦淮区·期末)在探究“影响导体电阻大小因素”的实验中,保持电源电压不变,如图所示,在M、N两点之间分别接入不同的电阻丝,其规格如下表所示:
(1)实验中应通过观察 来比较电阻的大小;
(2)为完成实验,电阻丝C的规格应选择 m, mm2;
(3)选用编号为A、D的两根电阻丝进行实验,可探究导体电阻大小与 的关系;
(4)小丽在探究同样的课题时,手边只有一根电阻丝,那么,她利用这根电阻丝和上述电路,能探究电阻的哪些影响因素?
A.长度 B.材料 C.横截面积
【答案】 电流表示数 0.5 1.0 材料 AC
【详解】(1)[1]实验中应通过观察电流表示数来比较电阻的大小,电流表的示数越大,导体电阻越小,这种实验方法叫转换法。
(2)[2][3]探究导体的电阻与导体的长度的关系,应控制导体材料与横截面积相同而长度不同,由表中数据可知,选择BC进行实验,电阻丝C的长度为0.5m,横截面积为1.0mm2。
(3)[4]选用编号为A、D的两根电阻丝进行实验,长度和横截面积相同,材料不同,探究导体电阻大小与材料的关系。
(4)[5]如果手边只有一根电阻丝,电阻丝的材料和横截面积不变,可以改变连入电路电阻丝的长度来探究导体的电阻与导体长度的关系;还可以把电阻丝对折,改变电阻丝的横截面积,来探究导体的电阻与导体横截面积的关系;由于不能改变导体的材料,所以不能探究导体的电阻与导体材料的关系,故选AC。
27.(20-21九上·江苏泰州姜堰区·期末)小明利用如图所示的电路探究“影响导体电阻大小的因素”。实验中将a、b、c、d四段导体分别接入电路,经过测量,得到下表中的数据:
(1)实验中,通过观察 来比较导体电阻的大小;
(2)选用导线a、b分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的 是否有关;
(3)将导线b、c分别接入电路中,根据表中测得的数据可以得到的实验结论是 ;
(4)小丽在探究同样的课题时,手边只有一根电阻丝,那么,她利用这根电阻丝和上述电路,可以探究电阻大小与 的关系。
【答案】 电流表的示数 材料 当导体的材料和长度相同时,导体的横截面积越大,电阻越小 长度、横截面积
【详解】(1)[1]根据欧姆定律可知,电路中电阻越大,电流越小。在探究影响导体电阻大小的因素的实验中,通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小,这种方法叫转换法。
(2)[2]影响导体电阻大小的因素有导体的材料、长度和横截面积,在研究电阻与其中某个因素的关系时,要控制其它量不变, 导线a、b长度和横截面积都相同,材料不同,是为了探究电阻大小跟导体的材料是否有关。
(3)[3]导线b、c的材料相同、长度相同,只是横截面积不同,由表中数据可看出,横截面积较大时,电流较大,即电阻较小,所以可得出结论:当导体的材料和长度相同时,导体的横截面积越大,电阻越小。
4)小丽在探究同样的课题时,手边只有一根电阻丝,那么,她利用这根电阻丝和上述电路不能探究电阻与材料关系,可以把导线接入不同的长度,探究导体电阻与导线长度的关系,也可以把导线对折接入电路,探究导体电阻与横截面积的关系。
28.(20-21九上·江苏扬州梅岭中学教育集团·期末)导体电阻的大小与哪些因素有关呢?对于这个问题,小明想起课堂上老师把电压比作水压,把电流比作水流,于是他想:电阻也可以比作是水管对水流的阻力。他还想到水管内部粗糙程度、有无杂物和它的长短粗细都可能导致水管对水流的阻力不同,因此经过分析,他提出了以下几种猜想:
猜想 1:导体的电阻可能跟导体的材料有关;
猜想 2:导体的电阻可能跟导体的长度有关;
猜想 3:导体的电阻可能跟导体的横截面积有关。
为了验证自己的猜想,实验室有如下表格中的 4 种电阻丝,则:
(1)若要探究电阻跟长度的关系,可依次把如图中M、N 跟电阻丝 、 (选填导线代号)的两端连接,闭合开关记下电流表示数,分析比较这两个金属丝电阻大小;
(2)若依次把M、N 跟电阻丝 A、C 的两端连接,闭合开关记下电流表示数,分析比较这两个金属丝的电阻大小,这时探究的是电阻跟导体的 的关系;
(3)在上面的实验中,电阻的大小并不能直接观察,而是通过电流表的示数反映出来的, 电流表的示数越大,说明电阻丝的电阻越 ;
(4)此实验中电路的设计存在着不足,你的改进建议是 。
【答案】 C D 导体材料 小 在电路中串联一只小灯泡
【详解】(1)[1][2]探究电阻与长度的关系时,要选取的电阻丝必须横截面积相同、材料也相同,长度不同,由表格数据可知,应选C、D两电阻丝。
(2)[3] C、A两电阻丝的长度、横截面积相同,材料不同,分析比较C、A两根金属丝的电阻大小,可探究电阻跟导体的材料的关系。
(3)[4]实验中通过电流表示数大小反映电阻大小,电流表示数越大,说明电阻丝的电阻越小。
(4)[5]当电路中电阻过小时,为保护电路应串联接入一只小灯泡。
29.(21-22九上·陕西宝鸡陈仓区·期末)学习了电学知识后,小明对影响电阻大小的因素进行了探究,他组装的实验电路如图所示,a、b、c、d为四段不同规格的电阻丝,电阻丝的参数如表。请回答下列问题:
(1)观察实验电路可知,本实验是通过比较 来比较导体电阻大小的;
(2)选用电阻丝a、b分别接入电路中,是为了探究导体电阻大小跟导体的 是否有关;
(3)要探究导体电阻大小跟导体的横截面积是否有关,应选用电阻丝 (填编号)接入电路中;
(4)除了上述影响导体电阻大小的因素外,导体电阻还可能跟导体 和温度有关;
(5)该探究实验中应用的实验方法有 和 。(选填字母)
A.等效替代法
B.转换法
C.放大法
D.控制变量法
【答案】 电流表示数 材料 a和c 长度 B D
【详解】(1)[1]在电压相同时,电阻越大,电流越小,因此,可以通过电流的大小(电流表的示数)来反映电阻的大小,这种研究问题的方法叫做转换法。
(2)[2]由表中数据可知,导线a、b的粗细、长度均相同、材料不同,因此选用导线a、b分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的材料有关。
(3)[3]要探究电阻大小跟导体的横截面积的关系,须保持材料及长度相同,横截面积不同,对照表格可知,应选择a、c两导线。
(4)[4]根据a、d可知,导体的材料相同、横截面积相同,长度不同,电路中的电流不同,即导体的电阻长度有关,另外导体的电阻还与温度有关。
(5)[5][6]该实验中,通过电流表的示数大小间接得知接入电阻丝的阻值大小,应用了转换法;有多个因素,研究电阻与其中某个因素的关系时,要采用控制变量法。
30.(20-21九上·陕西安康恒口示范区·期末)在做“研究导体的电阻跟哪些因素有关的实验时,为了便于研究,每次须挑选两根合适的导线,用同一电源测出通过它们的电流然后进行比较,最后得出结论。
(1)该实验采用的实验方法为 法;
(2)为了研究导体的电阻与导体材料有关,应选用 两根导线进行比较;
(3)选用C、F两根导线进行比较研究导体的电阻。得到的实验结论是 ;
(4)综上所述,导体的电阻是导体的一种性质,除了与导体的材料、长度有关,还与导体的 有关。
【答案】 控制变量 F和G 在导体的材料、横截面积相同时,导体的长度越长,电阻越大 横截面积
【详解】(1)[1]因为导体的电阻大小与导体的材料、长度和横截面积都有关,当有多个变量时,应采用控制变量法。
(2)[2]为了研究电阻与导体的材料有关,根据控制变量法:应选取两根导线的长度、横截面积都相同,材料不同的导线,表中F和G的长度和横截面积都相同,材料不同,应选用F和G两根导线进行比较。
(3)[3]表中C和F的材料和横截面积都相同,长度不同;由表中数据知用这两根导线实验时,通过它们的电流不同,所以两导线的电阻不同,说明导体的电阻与长度有关,故结论为:在导体的材料、横截面积相同时,导体的长度越长,电阻越大。
(4)[4]为了研究导体的电阻与导体的横截面积有关,根据控制变量法:应选取导线材料、长度都相同,横截面积不同的导线。表中A和D的材料和长度都相同,横截面积不同;由表中数据知用这两根导线实验时,通过它们的电流不同,所以两导线的电阻不同,说明导体的电阻与横截面积有关。
题型七 探究电流与电压、电阻的关系(共5小题)
31.(24-25九上·陕西西安工业大学附属中学·期末)某兴趣小组设计了图甲所示电路进行“探究电流与电压的关系”实验。
(1)连接电路时,把某定值电阻接入电路,将滑动变阻器的滑片调至最 (选填“左”或“右”)端。闭合开关,发现电压表无示数,电流表有示数,其原因可能是定值电阻 。
(2)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,电流表示数如图乙所示,则此时通过定值电阻的电流为 A。调节滑动变阻器,继续进行实验,并将实验数据记录在表中。
小明发现这些数据中有一组是明显错误的,跟其他数据的规律完全不同,可能是读取这组数据时粗心所引起的 (填序号)组。
(3)分析数据得出结论,在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 。
(4)小红用电流表和一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器测量未知电阻Rx的阻值,设计了如图丙所示的电路图,电源电压未知且保持不变
①将滑动变阻器的滑片P移动到最右端b点,记录此时电流表示数为I1;
②将滑动变阻器的滑片P移动到最左端a点,记录此时电流表示数为I2;
③则Rₓ= (用已知和测出的物理量R0、I1、I2表示)。
【答案】(1) 右 短路
(2) 0.24 4
(3)正比
(4)I1R0I2-I1
【详解】(1)[1]为了保护电路,在连接电路时,开关应断开,滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处,即滑动变阻器的滑片调至最右端。
[2]闭合开关,发现电流表有示数,则电路是通路,电压表无示数,可能是电压表测被短路,由于电压表与定值电阻并联,所以原因可能是定值电阻短路。
(2)[1]图乙中电流表选用的是0~0.6A的测量范围,分度值为0.02A,示数为0.24A,则此时通过定值电阻的电流为0.24A。
[2]分析表格数据发现,第1、2、3、5、6组数据中,电压与电流的比值都是5Ω,即定值电阻的阻值是5Ω;第4组数据,电压与电流的比值是1Ω,与其它几组定值电阻的阻值不同,所以第4组实验数据有错误。
(3)分析表格数据可知,当电阻一定时,电阻两端的电压增大为原来的几倍,则通过电阻的电流就增大为原来的几倍,则可以得出结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4)两次实验操作,虽然改变了滑动变阻器的阻值,但两次电路中的总电压是保持不变的;将滑动变阻器的滑片P移动到最右端b点,滑动变阻器R0的最大值与未知电阻Rx串联,则电源电压U=I1R0+Rx①
将滑动变阻器的滑片P移动到最左端a点,电路中只有Rx工作,则电源电压U=I2Rx②
联立①②可得I1R0+Rx=I2Rx
解得Rx=I1R0I2-I1
32.(24-25九年级上·陕西西安·期末)在“探究电流与电阻的关系”实验中:电源为两节新干电池串联。
(1)如图甲所示,请你用笔画线代替导线,将图中电路连接完整(导线不得交叉),要求:当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电路中的电流变大 。
(2)闭合开关后,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,其原因是 。
(3)实验过程中,将5Ω的电阻接入电路中,闭合开关调节滑动变阻器滑片P至适当位置,此时电流表示数如图乙所示,则电流表示数为 A。将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动,使电压表示数为 V。
(4)若滑动变阻器的规格为“50Ω 1A”,则为了完成实验连入电路中的定值电阻的最大阻值为 Ω。
【答案】(1)
(2)电阻R断路
(3) 0.3 右 1.5
(4)50
【详解】(1)当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电路中的电流变大,即电阻变小,故滑动变阻器的左下接线柱连入电路中,如图所示:
(2)闭合开关后,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数。电流表无示数说明电路中存在断路,电压表有示数且接近电源电压说明电压表两端与电源接通,则故障原因可能是电阻R断路。
(3)[1]实验过程中,将5Ω的电阻接入电路中,闭合开关,调节滑动变阻器滑片P至适当位置,此时电流表示数如图乙所示,则电流表接入电路的量程为小测量范围,分度值为0.2A,电流表示数为0.3A。
[2][3]由I=UR可知,电压表示数为U=IR=0.3A×5Ω=1.5V
根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知,应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为1.5V。
(4)若滑动变阻器的规格为“50Ω 1A”,电阻两端的电压始终保持1.5V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压为U滑=U-UV=3V-1.5V=1.5V
定值电阻的电压与滑动变阻器分得的电压相等,根据分压原理,当变阻器的最大电阻50Ω连入电路中时,对应的最大定值电阻为R定大=R滑大=50Ω。所以为了完成实验连入电路中的定值电阻的最大阻值为50Ω。
33.(24-25九上·陕西西安高新区第三初级中学·期末)小明打算和同学们进行“探究导体中电流与电阻的关系”的实验,实验中选用的实验器材有:电源(电压恒为3V)、电流表、电压表、定值电阻四只(5Ω、10Ω、20Ω、25Ω各一只),滑动变阻器R1(10Ω 1A)、滑动变阻器R2(15Ω 0.5A)、开关、导线若干。
(1)如图甲所示是小明正在连接的电路,连接过程中存在的问题是 ;
(2)连接好电路闭合开关,发现电流表有示数,电压表示数为零,故障原因可能是定值电阻R发生了 (选填“短路”或“断路”);
(3)排除故障后闭合开关,在电路接入5Ω的电阻时,移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为2V,并记下电流值。接着断开开关,将滑动变阻器的滑片移到A端,将5Ω电阻更换成10Ω电阻,闭合开关后,接着移动滑动变阻器的滑片, ,并记下此时电流表的示数;
(4)多次更换电阻并调节滑动变阻器,实验数据记录如下表所示:
①小明根据实验数据在图乙中描点作出图像,分析实验数据和图像可以总结出的结论是 ;
②实验中选取的滑动变阻器应为 (选填“R1”或“R2”);
(5)小明又找来一个阻值为35Ω的电阻,当将35Ω的电阻接入电路进行实验时,发现无论如何调节滑片都无法满足预设电压为2V的条件。为使该电阻也能完成实验,下面是组内同学的不同解决方案:
小明:改变电压表的预设电压,该预设值应不低于 V;
小丽:更换一个最大阻值至少为 Ω的滑动变阻器。
【答案】(1)开关没有断开
(2)短路
(3)同时观察电压表示数,直到电压表示数为2V
(4) 电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 R2
(5) 2.1 17.5
【详解】(1)为了保护电路安全,在连接电路的过程中,开关要断开,小明正在连接的电路,连接过程中存在的问题是开关没有断开。
(2)连接好电路闭合开关,发现电流表有示数,说明电路是通路,电压表示数为零,说明与电压表并联的电路短路,故障原因可能是定值电阻R发生了短路。
(3)探究电流与电压关系的实验中,要控制定值电阻两端的电压不变,实验更换不同电阻以后需要移动滑动变阻器滑片,同时观察电压表示数,直到电压表示数为2V,并记下此时电流表的示数。
(4)①[1]根据表格数据可得
UV=IR=0.4A×5Ω=0.2A×10Ω=0.1A×20Ω=0.08A×25Ω=2V
可知电阻与通过的电流的乘积是一个定值,且由图乙可知,电阻增大,电流变小,故结论是电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
②[2]定值电阻两端电压为UV=2V;实验中使用的定值电阻阻值最大为25Ω,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压U滑=U-UV=3 V-2 V=1 V
滑动变阻器分得的电压为电压表示数的1 V2 V=0.5倍,根据分压原理,当接入25Ω电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻为R滑=12×25 Ω=12.5 Ω>10 Ω
由图乙可知,电路中最大电流为0.4A,故所选择的滑动变阻器为R2。
(5)[1]探究“电流与电阻的关系”时,要控制定值电阻两端的电压保持不变,设最小电压设定值为U小,滑动变阻器最大阻值为15Ω,串联电路电压比等于电阻比,故
U小3V-U小=R定大R滑大=35 Ω15 Ω
解得U小=2.1V,即该预设值应不低于2.1V。
[2]当定值电阻分压为2V时,滑动变阻器的分压为U滑=U-UV=3 V-2 V=1 V
串联电路电压比等于电阻比,故2V1V=35ΩR滑'
解得R滑'=17.5Ω,即更换一个最大阻值至少为17.5Ω的滑动变阻器。
34.(23-24九上·陕西安康平利县大贵镇初级中学·期末)在“探究电流与电压关系”的实验中,小潘设计了如图甲所示的电路图并进行实验。
(1)按图甲电路图连接电路时,开关S应 (选填“断开”或“闭合”)。
(2)接通电路后,发现电流表有示数,电压表无示数,已知导线、电表均完好且接触良好,则故障原因可能是定值电阻R (选填“断路”或“短路”)。
(3)排除故障后,进行多次测量,记录实验数据如表所示,分析数据可知:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成 。
(4)同桌小明分别用两个阻值未知的电阻R1和R2进行实验,得到两个电阻的I-U关系图象,如图乙所示,由图象可知R1 R2(选填“>”“<”或“=”);
(5)小潘要用小灯泡替换电阻R来测量小灯泡的电阻。闭合开关S并移动滑片P,当电压表示数为2.5V时,电流表示数为0.3A;则当电压表示数为2V,电流表示数可能是__________(填序号)。
A.0.18AB.0.22AC.0.24AD.0.26A
【答案】(1)断开
(2)短路
(3)正比
(4)<
(5)D
【详解】(1)为了保护电路,闭合开关前,开关应断开。
(2)闭合开关,发现电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,说明电压表并联的电路短路或电压表短路或电压表断路;已知导线、仪表均完好且接触良好,则故障原因可能是定值电阻R短路。
(3)由表中数据可知,当电压增大为原来的几倍,通过电阻R的电流也增大为原来的几倍,故可得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4)由图象可知,在电流相同时,R2两端的电压大于R1两端的电压,根据R=UI可知R1<R2。
(5)当电压表示数为2.5V时,电流表示数为0.3A,此时灯泡的电阻为RL=ULIL=≈8.3Ω
当电压表示数为2V时,假设灯丝电阻不变,则此时通过灯泡的电流为I'=U'RL=2V8.3Ω≈0.24A
因灯丝的电阻随温度的降低而减小,当灯泡两端电压减小时,温度会降低,灯丝电阻会减小,此时通过灯泡的电流会大于0.24A,因此电流表示数可能是0.26A,故选D。
35.(24-25九·江苏盐城亭湖新区初级中学·期末)某实验小组利用如图所示电路探究“导体中电流和电压的关系”,提供的实验器材有:电源(6V)、电流表、电压表、定值电阻(10Ω)、滑动变阻器(40Ω 0.5A)、开关和导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将图中实物电路连接完整;
(2)闭合开关前,应该将滑片P置于 (选填“A”或“B”)端;
(3)小明同学进行了正确的实验操作,某次电流表的示数为0.2A,此时电压表的示数应为 V,变阻器接入电路的阻值为 Ω;
(4)同组的小红同学想要探究“导体中电流和电阻的关系”,她又找来了两个阻值分别为5Ω和20Ω的电阻,用图示电路,为完成三次实验,则定值电阻两端电压的最小预设值是 V。
【答案】(1)
(2)A
(3) 2 20
(4)2
【详解】(1)根据实验,电路是串联的,电压表测定值电阻两端电压,已知电源电压是6V,定值电阻的阻值是10Ω,电路中的最大电流为I=UR=6V10Ω=0.6A
因此电流表选择小量程串联接入电路,连接实物图如下图所示:
(2)闭合开关前,为了保护电路,应该将滑片P置于阻值最大处,即A端。
(3)[1][2]某次电流表的示数为0.2A,此时电压表的示数应为U'=I'R=0.2A×10Ω=2V
由串联电压规律可知,滑动变阻器两端电压为UP=U-U'=6V-2V=4V
变阻器接入电路的阻值为RP=UPI'=4V0.2A=20Ω
(4)研究电流与电阻关系时,要控制电阻的电压不变,当用20Ω的最大电阻时,变阻器连入电路的电阻也最大(电压表示数最小),根据串联分压原理可知URR=UPRP
已知定值电阻的最大阻值是20Ω,滑动变阻器的最大阻值是40Ω,电源电压是6V,代入上述公式可得UR20Ω=6V-UR40Ω
解得UR=2V,因此为完成三次实验,则定值电阻两端电压的最小预设值是2V。
题型八 测量电阻(共5小题)
36.(23-24九下·江苏常州外国语学校·调研)小李找来了一定值电阻,但Rx的阻值(小于10Ω)模糊不清,他对该电阻进行测量。
(1)请以笔画线代替导线完成电路剩余部分的连接。
(2)闭合开关前,应将图甲中滑动变阻器的滑片置于 (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关后,发现电流表和电压表均无示数,将图甲中E导线的F端依次与A、B、C、D四个接线柱试触,发现只有与D试触时电压表有示数,如故障只发生在开关或滑动变阻器处,则故障是 。
(4)排除故障后,实验测量数据如表所示,表格中M处电流值如乙图所示,数值是 ,N处应填写的内容为 ,Rx阻值测量的结果是 Ω(保留一位小数)。
(5)利用图甲部分器材设计如图丙(a)所示的电路,可将电流表改装成直接测量电阻的仪表,M、N是连接待测电阻的接线柱,电流表表盘如图丙(b)所示,量程选择为0~0.6A,电源电压恒为6V。
改装步骤如下:
①将M、N直接用导线相连,调节滑动变阻器的滑片P使电流表满偏,此后保持滑片P位置不变。
②在M、N之间接入不同待测电阻,电流表会有不同示数,依据R与I的对应关系,将电流表表盘上刻度对应改为M、N之间所接电阻的阻值,从而完成将电流表改装成直接测量电阻的“电阻表”。
试分析:该“电阻表”的刻度是 (选填“均匀”或“不均匀”);“电阻表”可测量的最大准确值是 Ω。
【答案】 B 开关断路 0.48 电阻R/Ω 5.1 不均匀 290
【详解】(1)[1]测量未知电阻的阻值时,采用伏安法测量电阻值,电压表与未知电阻并联,电流表与未知电阻串联,两表遵循“正进负出”原则,由乙图可知,电流表接0.6A接线柱。如下图所示:
(2)[2]为了保护电路,闭合开关前,应将图甲中滑动变阻器的滑片置于阻值最大处,即B端。
(3)[3]电压表正接线柱E导线的F端接D接线柱时,电压表有示数,说明D与电源正极间电路连接完好,不存在断路;电压表正接线柱与A、B、C接触时电压表无示数,说明这些点与电源正极间存在断路,即故障发生在开关或滑动变阻器处,而电路只有一处故障,所以电路在C与D两点间出现了断路,则故障是开关断路。
(4)[4]电流大小如乙图所示,电流表选用小量程分度值0.02A,其示数为0.48A。
[5]该实验是测量未知电阻Rx的阻值,测出了未知电阻况两端的电压和通过的电流,下一步需要计算未知电阻Rx的阻值,故N处应填写的内容为电阻R/Ω。
[6]由表中数据可知,三次测得的电阻值分别为
R1=U1I1=Ω
R2=U2I2=≈5.3Ω
R3=U3I3=Ω
故Rx阻值测量的结果为
Rx=R1+R2+R33=5Ω+5.3Ω+5Ω3=5.1Ω
(5)②[7]将M、N直接用导线相连,调节滑动变阻器的滑片,使电流表满偏,示数为0.6A,由欧姆定律可知,此时滑动变阻器接入电路的阻值为
R滑=UI=6V0.6A=10Ω
若通过电流表的电流为I,由欧姆定律和电阻的串联规律,M、N之间接入电阻的阻值表达式为
R=UI-10Ω=6VI-10Ω
由表达式可知,R与I是反比例函数关系,故将电流表改装成直接测量电阻的仪表后,仪表盘上的刻度是不均匀的。
[8]由表达式可知,当电路中通过的电流最小时,所测量的电阻值最大。电流表的最小分刻度为0.02A,故“电阻表”可测量的最大准确值为
R0=UImin-10Ω=6V0.02A-10Ω=290Ω
37.(23-24九上·江苏宿迁宿城区新区教学共同体期末学情调研·期末)小丽同学手里有一个标有“3.8V”字样小灯泡,她想知道小灯泡正常工作时的电阻,于是在学校实验室找来一些器材想进行实验,电源电压6V恒定不变。
(1)小丽测小灯泡电阻的实验原理是 ;闭合开关前滑片位于最 (选填“左”或“右”)端;滑动变阻器上标有“10Ω2A”字样,10Ω表示 ,2A表示 .
(2)连接好电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现灯泡不亮,电流表没有示数,电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是 。
A.电流表坏了 B.滑动变阻器短路
C.灯泡处断路 D.灯泡处短路
(3)排除故障后,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,示数为 A,小灯泡正常工作时的电阻是 Ω。
(4)用此电路 (选填“能”或“不能”)探究电流与电压的关系。
【答案】 R=UI 右 滑动变阻器的最大电阻是10Ω 允许通过的最大电流是2A C 0.38 10 不能
【详解】(1)[1]由欧姆定律知,测量小灯泡电阻的实验原理是
R=UI
[2]在电学实验中,为了保护电路,在闭合开关前滑动变阻器的滑片要处在阻值最大处,结合电路图,应该在最右端。
[3][4]滑动变阻器上一般都有铭牌显示滑动变阻器的相应参数,变阻器铭牌的“10Ω2A”,表示此变阻器的最大电阻为10Ω,允许通过的最大电流是2A。
(2)[5]连接好电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现灯泡不亮,电流表没有示数,说明电路断路,电压表示数始终接近电源电压,说明电压表两接线柱和电源两极是通路,电压表测量电源电压,综合分析,是灯泡处断路,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
(3)[6]由乙图知,电流表接小量程,分度值为0.02A,示数为0.38A。
[7]由R=UI知,此时小灯泡的电阻为
R=U额I=Ω
(4)[8]根据控制变量法,要探究电流与电压的关系需保持电阻不变,而此电路中,小灯泡的电阻会随电压的变化而变化,故不能探究电流与电压的关系。要想探究电流与电压的关系,应将小灯泡换成定值电阻。
38.(22-23九上·江苏镇江外国语·期末)在测量电阻的实验中:
(1)小华设计的测量电路如图1所示,待测电阻Rx约10Ω
①在甲图开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于最 端;
②导线A、B、C、D中有一根连接错误,这根导线是 ;
③改正连接错误并闭合开关后,小华发现无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数不为零且保持不变,而电流表示数始终为零,已知导线及各处连接完好,则电路中 出现了 故障。
(2)小清设计的测量另一待测电阻Rx阻值的电路如图乙所示
①他的测量步骤如下:
第1步:将Rx接在电路中A、B两点间,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P至适当位置,此时电压表的示数如图丙所示,示数为 V;断开开关S,移走Rx;
第2步:再将电阻箱R接在A、B两点间,闭合开关S,保持滑动变阻器的滑片P位置不变,调节电阻箱使电压表的示数仍如图丙所示,此时电阻箱接入电路中阻值R=52Ω,则小清测得Rx的阻值为 Ω。
②在第2步中,若小清无意中将滑动变阻器的滑片P向左移了少许,则他测得Rx的阻值将偏 ,设滑片P的左移使滑动变阻器接入电路的阻值变化了1Ω,则小清测得Rx的值为 Ω。
【答案】 左 D Rx 断路 2 52 小 50
【详解】(1)[1][2]为了保护电路,滑动变阻器的滑片应该放在阻值最大处,故在最左端;电流表、电压表都遵循正接线柱进入,负接线柱接出,故D导线是应该接在待测电阻的左端,而不是右端,故D导线错误。
[3][4]电流表示数始终为零,说明断路,电压表示数不为零,且保持不变,说明有电流通过电压表,那么就是电压表测量的待测电阻断路,故待测电阻Rx存在故障,存在断路的问题。
(2)[5]如图丙,电压表的量程是0~3V,故读数为2V。
[6]用等效替代的思维,电压表的示数相同,滑动变阻器的位置不变,那么电阻箱的示数就是待测电阻的示数,即Rx的阻值为52Ω。
[7]将滑动变阻器的滑片P向左移了少许,说明接入滑动变阻器的阻值变小,又因为Rx两端电压和滑动变阻器两端电压之比是定值,所以待测电阻阻值偏小。
[8]若滑动变阻器的阻值P没有移动,则此时待测电阻的阻值为52Ω,电压为2V,滑动变阻器的电压为1V,根据串联分压的规律,则电阻为26Ω,设滑片P的右移使滑动变阻器接入电路的阻值减小了1Ω,即滑动变阻器为25Ω,而滑动变阻器的电压和定值电阻的电压仍然分别为1V和2V,那么电阻的箱的阻值为50Ω。
39.(21-22九上·江苏泰州兴化·期末)用如图甲所示的电路可以测量一个未知电阻的阻值,该电路中Rx为待测电阻,R为电阻箱(符号为),S为单刀双掷开关,R0是阻值为50Ω的定值电阻。某同学用该电路进行实验,主要步骤有:
A.把开关S接到b点,调节电阻箱,使电流表的示数为I;
B.读出电阻箱的示数R;
C.把开关S接到a点,读出电流表的示数为I;
D.根据电路图连接电路,将电阻箱的阻值调至最大。
(1)上述步骤的合理顺序是 (只填写序号);
(2)电路中接入电阻R0的目的是 ;
(3)在步骤A中,调节如图乙所示电阻箱的四个旋钮时,最先调节的是“× ”(填旋钮下方数字),并沿合理的旋转方向调节旋钮。若电阻箱调节好后示数如图乙所示,则待测电阻的阻值为 Ω;
(4)若将定值电阻R0换成最大阻值为50Ω的滑动变阻器,关于滑动变阻器的作用下列说法正确的是( )
A.若步骤A中难以使电流表示数为I,可调节滑动变阻器实现
B.仅能作为阻值为50Ω的定值电阻使用
C.可以改变步骤C中的电流表示数,便于实验读数
D.滑动变阻器接入电路中阻值最大可保护电路,步骤D中电阻箱的阻值无需调至最大
(5)根据上述测量方法,只用电压表也能测量待测电阻,请在丙图中画出电压表的连接 。
【答案】 DCAB 保护电路 1000 47 C
【详解】(1)[1]连接电路时,应将变阻箱旋钮旋到阻值最大处,保护电路,电源电压不变,闭合开关,先测量流过未知电阻的电流,再将开关连接到b点,调节变阻箱的阻值,使流过电阻箱的电流与流过未知电阻的电流相等,则电阻箱的阻值为未知电阻的阻值,所以合理的顺序是DCAB
(2)[2]电路中接入电阻R0的目的是保护电路,为了避免开关闭合时,电路中电流过大,烧坏用电器,所以闭合开关前将电阻箱调到阻值最大处,保护电路,同时为了避免调节变阻箱时,电路中电流过大,在电路中接入电阻R0保护电路。
(3)[3]调节变阻箱的原则是先大后小,所以最先调节“×1000”的旋钮。
[4]由图可知,变阻箱的阻值为47Ω。
(4)[5]A.步骤A中,电流表的示数是根据步骤C中电流表的示数调节的,要通过调节电阻箱的阻值大小使电流表的示数为I,故A错误;
B.可以通过调节滑动变阻器的阻值,使电路中电流表方便读数,故B错误;
C.开关S接a时,电流表测电路中的电流,可以通过调节滑动变阻器的阻值,使开关S接b时,方便电流表读数,减小误差,故C正确;
D.在开关闭合前,滑动变阻器要调到阻值最大处,故D错误;
故选C。
(5)[6]开关S接a时,未知电阻Rx与R0串联,电压表测量电阻Rx的电压,记录此时电压表的示数为U',将开关S接b,未知电阻Rx与R0串联,电压表测量电阻箱的电压,调节电阻箱的旋钮,使电压表的示数与U'相同,则此时电阻箱的阻值就是未知电阻的阻值。电路连接如图所示:
40.(24-25九上·陕西西安阎良区第一中学·期末)物理实验小组测量未知电阻Rx的阻值,实验电路如图甲所示,电源电压为3V且保持不变。
(1)请你用笔画线代替导线,根据图甲电路图将图乙实物电路连接完整,导线不得交叉;
(2)闭合开关后,发现电流表示数为零,电压表示数接近电源电压,初步检查确认,电路连接完好,两电表正常,则故障原因可能是 ;
(3)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数为0.2A时,电压表的示数如图丙所示,读数为 V,则电阻Rx的阻值为 Ω;
(4)小明将图甲中的电阻Rx换成一个标有“2.5V,0.3A”字样的小灯泡,用上述方法测量这个小灯泡的电阻:
①连接好电路,闭合开关后,电压表的示数如图丙所示,若要使小灯泡正常发光,滑动变阻器的滑片应适当向 (选填“左”或“右”)端移动;
②通过移动滑动变阻器的滑片,多次测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流,获得下表所示实验数据。依据表格中的数据,小明求出小灯泡电阻的平均值,你同意这种做法吗? (选填“同意”或“不同意”),说出你的理由: 。
【答案】(1)
(2)电阻Rx断路
(3) 1.5 7.5
(4) 左 不同意 灯丝的电阻随温度的变化而变化,求平均值没有意义
【详解】(1)根据图甲可知,电压表测定值电阻两端电压,电源电压为3V,电压表量程为0~3V,连接实物图如下图所示:
(2)根据实验,电路是串联的,闭合开关后,发现电流表示数为零,说明电路为断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源、滑动变阻器、电流表、开关之间连接是完好的,因此故障原因可能是电阻Rx断路。
(3)[1][2]根据电压表的量程0~3V,分度值0.1V,读数为1.5V,则电阻Rx的阻值为Rx=UxI=Ω
(4)[1]标有“2.5V,0.3A”字样的小灯泡,说明小灯泡额定电压2.5V,图丙所示电压表的示数为1.5V小于小灯泡的额定电压,若要使小灯泡正常发光,应该减小滑动变阻器两端电压,由串联分压原理可知,减小滑动变阻器的阻值,因此滑动变阻器的滑片应适当向左移。
[2][3]灯丝的电阻随温度的变化而变化,求平均值没有意义,因此不同意小明的做法。
题型九 测量小灯泡电功率(共5小题)
41.(24-25九上·陕西西安高新区第三初级中学·期末)小明在“测量小灯泡的电功率”实验中,选用了电压为3V且保持不变的电源,额定电压为2.5V的小灯泡。
(1)连接好电路后,闭合开关前,发现电流表指针指在零刻度线左侧,则存在的问题是 ;
(2)排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某一位置时,电压表的示数为1.9V;要想测量小灯泡的额定功率,应将滑片向 (选填“左”或“右”)端移动,同时眼睛观察 的示数;
(3)小明将测得的数据记录在下面表格中:
①为达成实验目的,表格中的表头空缺的内容应是: ;
②小灯泡正常发光时的电流如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 W;
③第1次实验小灯泡不发光的原因是 ;
(4)在电源电压已知的情况下,同学小君认为用一个阻值已知的定值电阻R0、一只电表、一个滑动变阻器和多个开关也能测量小灯泡的额定功率,并设计如下四种方案,你认为不可行的是 。
A. B. C. D.
【答案】(1)电流表未调零
(2) 右 电压表
(3) 电功率/W 0.7 小灯泡的实际功率过小
(4)C
【详解】(1)闭合开关前,发现电流表指针指在零刻度线左侧,指针不在零刻度线,说明电流表未调零。
(2)[1][2]由电路图可知,小灯泡和变阻器串联,电压表测量的是小灯泡两端的电压,电流表测量的是电路中的电流。移动滑动变阻器的滑片到某一位置时,电压表的示数为1.9V,小于小灯泡的额定电压,要想测量小灯泡的额定功率,需增大小灯泡的两端电压,根据串联电路的电压规律可知,需减小滑动变阻器两端电压,根据串联分压原理可得,需减小滑动变阻器连入电路的电阻,因此应将滑片向右端移动,同时眼睛观察电压表的示数。
(3)①[1]实验的目的是测量小灯泡电功率,所以表格中的表头空缺的内容是电功率/W。
②[2]由图乙可知,电流表的分度值是0.02A,电流表的示数是0.28A,则小灯泡的额定功率是P额=U额I额=2.5V×0.28A=0.7W
③[3]在第1次实验中,小灯泡的实际功率P1=0.5V×0.12A=0.06W
实际功率过小,因为灯的亮度取决于灯的实际功率,所以灯不亮。
(4)A.闭合开关S、S1,断开开关S2时,此时小灯泡、定值电阻以及变阻器串联,电压表测量的是小灯泡的两端电压,移动变阻器的滑片使得电压表的示数为小灯泡的额定电压U额;接着保持变阻器的滑片位置不变,断开开关S1、闭合开关S和S2,此时电压表测量的是小灯泡和定值电阻的两端总电压,测量值为U1,此时小灯泡、定值电阻以及变阻器串联,根据串联电路的电压规律可知,定值电阻的两端电压为U0=U1-U额
根据欧姆定律可得,此时电路中的电流为I0=U0R0=U1-U额R0
则小灯泡的额定功率为PL=U额I0=U1-U额R0×U额
可知方案可行,故A不符合题意;
B.仅闭合开关S和S1时,小灯泡和定值电阻并联,变阻器在干路上,电流表测量的是定值电阻所在支路的电流,移动变阻器的滑片使得电流表的示数为I1=U额R0,此时小灯泡正常发光,小灯泡的两端电压等于定值电阻的两端电压等于小灯泡的额定电压。接着保持变阻器的滑片位置不变,断开S1,闭合S和S2,小灯泡和定值电阻并联,滑动变阻器在干路上,电流表测量的是干路中的电流,测量值为I2,此时小灯泡的两端电压等于额定电压,根据并联电路的电流规律可得,此时通过小灯泡的电流为IL1=I2-I1=I2-U额R0
则小灯泡的额定功率为PL1=U额IL1=U额×(I2-U额R0)
可知方案可行,故B不符合题意;
C.由电路图可知,电流表与小灯泡并联,无法直接测量通过小灯泡的电流,因此无法准确测量小灯泡的额定功率,此方案不可行,故C符合题意;
D.设电源电压为U。先闭合开关S和S2,断开S1,此时小灯泡和变阻器串联,移动变阻器的滑片使得电压表的示数为小灯泡的额定电压U额,此时变阻器的两端电压为U滑=U-U额
接着保持变阻器的滑片不变,闭合开关S和S1,断开S2,此时定值电阻和变阻器串联,电压表测量的是定值电阻的两端电压,测量值为U2,此时变阻器的两端电压为U滑1=U-U2
根据欧姆定律可得,此时的电路电流为I'=U2R0,变阻器连入电路的电阻为R滑=U滑1I'=U-U2U2R0=U-U2U2×R0
则当闭合开关S和S2,断开S1时,电路电流为I″=U滑R滑=U-U额U-U2U2×R0=(U-U额)U2(U-U2)R0
等于通过小灯泡的电流,则小灯泡的额定功率为PL2=U额I″=(U-U额)U2U额(U-U2)R0
可知方案可行,故D不符合题意。
故选C。
42.(24-25九上·陕西西安高陵区高陵四中教育集团·期末)利用如图甲所示的电路,测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率。
(1)连接电路时需要 开关;
(2)正确连接电路后闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表和电压表有示数但都很小,接下来的操作是_______;
A.更换新的灯泡B.更换新的电源
C.调节滑动变阻器滑片D.检查电路是否有故障
(3)在实验中,当变阻器滑片P移到某一位置时,电压表的示数为1.5V,此时小灯泡的功率 (选填“大于”“等于”或“小于”)额定功率,若想测量小灯泡的额定功率应将滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动,直至电压表示数为2.5V;
(4)最终根据实验数据绘制出小灯泡的U-I图像如图乙所示,则根据图像可知小灯泡的额定功率为 W;
(5)利用此实验的实验器材 (选填“能”或“不能”)探究“当电阻一定时,电流与电压的关系”的实验,原因是 。
【答案】(1)断开
(2)C
(3) 小于 右
(4)0.625
(5) 不能 灯丝电阻不是一个定值
【详解】(1)为了保护电路,连接电路时,开关应断开,滑动变阻器滑片移到阻值最大处。
(2)小灯泡不发光,电流表和电压表有示数但很小这说明电路是通的,但电流小,可能是滑动变阻器阻值太大导致灯泡电压太小。所以接下来的操作是调节滑动变阻器滑片,观察灯泡是否发光,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
(3)[1]由于实际电功率随实际电压的变化而变化,已知额定电压2.5V,当电压表示数为1.5V时,实际电压小于额定电压,则实际功率小于额定功率。
[2]若想测量额定功率,需增大灯泡电压到2.5V,减小滑动变阻器两端电压,由串联电压规律可知,要减小滑动变阻器阻值,应将滑片 P 向右移动。
(4)如图乙,当电压为2.5V时,电流为0.25A,所以灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W
(5)[1][2]探究电流与电压关系的实验中,需要保持电阻不变,而灯泡的电阻受温度的影响会发生改变,因此不能利用此实验的实验器材探究电流与电压的关系。
43.(23-24九上·陕西安康平利县大贵镇初级中学·期末)在“测量小灯泡电功率”的实验时,小灯泡上标有“3.5V”字样,小灯泡的电阻大约为11Ω,连接的部分实验电路如图甲所示。
(1)请完成图甲实验电路的连接。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调到最 (选项“左”或“右”)端。
(3)实验时调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,为 A,则小灯泡的额定功率为 W。
(4)若电压表0~15V的量程已损坏,0∼3V的量程能正常使用,电源电压为6V且恒定不变,仍利用现有的器材完成实验,电路图如图丙所示。闭合开关,调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为 V,此时小灯泡正常发光,读出电流值并计算小灯泡的额定功率。
【答案】(1)
(2)左
(3) 0.3 1.05
(4)2.5
【详解】(1)灯泡的额定电流约为I=UR=3.5V11Ω≈0.32A
因此电流表的量程选择0~0.6A,电流表串联在电路中,实物连接如下图:
(2)为了避免电路中电阻过小而烧坏电源或电表,在闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移到阻值最大处,即左端。
(3)[1][2]灯泡在3.5V时正常发光,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,电流表示数0.3A,则灯泡的额定功率P额=U额I额=3.5V×0.3A=1.05W
(4)连接电路后,小灯泡和滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,所以调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为6V-3.5V=2.5V
此时小灯泡的电压为3.5V,正常发光,读出电流值并计算额定功率。
44.(24-25九上·河南许昌·期末)小明利用如图甲所示的电路,测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率。电源电压恒为3V,滑动变阻器最大阻值为20Ω。
(1)请用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整,要求闭合开关后滑动变阻器的滑片向右滑时灯变亮。
(2)在连接电路时,开关应 。
(3)连接电路后,闭合开关,若小灯泡较暗,电流表有示数,电压表有示数,调节滑动变阻器的滑片,两表的示数都不变,原因是滑动变阻器接了 两个接线柱。
(4)在确认电路和器材无误后,小明开始进行实验,当滑动变阻器的滑片P移到某位置时,电压表示数如图乙所示,为了测出小灯泡的额定功率,他应将滑片P向 (选填“左”或“右”)移动。
(5)小明在实验过程中,移动滑片P时,突然小灯泡的灯丝烧断了,则电压表的示数将 (选填“变大”或“变小”)。
(6)小明换用相同规格的小灯泡重新进行实验。当移动滑动变阻器时,他的眼睛应该注视 (选填“电压表”或“电流表”);当小灯泡正常发光时,电流表示数如图丙所示,电流表示数是 A,则小灯泡额定功率为 W。
【答案】(1)
(2)断开
(3)下面
(4)右
(5)变大
(6) 电压表 0.3 0.75
【详解】(1)测量小灯泡的额定功率的实验中,电源、滑动变阻器、电流表、灯泡、和开关串联,电压表并联在灯泡两端,要求闭合开关后滑动变阻器的滑片向右滑时灯变亮,即电路中的电流变大,因此滑动变阻器接入电路的电阻变小,因此滑动变阻器右下接线柱接入电路,如图所示:
(2)为了保护电路,在连接电路时,开关应处于断开状态。
(3)由题意知,连接电路后,闭合开关,若小灯泡较暗,电流表有示数,电压表有示数,说明电路中的电流过小,即电路中的电阻过大,调节滑动变阻器的滑片,两表的示数都不变,因此可能是滑动变阻器接了下面两个接线柱。
(4)由图乙可知,电压表选用0~3V量程,分度值为0.1V,示数为2.1V,小于小灯泡的额定功率2.5V,根据串联分压可知,此时应增大灯泡两端的电压,即减小滑动变阻器的阻值,应将滑片P向右移动。
(5)在实验过程中,移动滑片P时,突然小灯泡的灯丝烧断了,则电压表相当于直接接到了电源两端,此时测电源电压,因此电压表的示数将变大。
(6)[1][2][3]当灯泡两端的电压等于额定电压时,灯泡正常工作,因此为了测灯泡的额定电压,应该注视电压表,使其示数等于灯泡的额定电压;由图丙可知,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,则小灯泡额定功率为P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W
45.(25-26九上·黑龙江哈尔滨道外区·期末)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小涵选用的小灯泡上标有“2.5V”字样,额定功率小于1W,电源电压恒为6V,实验电路如图甲所示。
(1)电路连接完成后,闭合开关,小涵发现小灯泡发光很暗,这时眼睛应该观察 (选填“电流表”或“电压表”),向 (选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片,当小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(2)小涵继续移动滑片P,让电压表示数低于2.5V,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。利用所有实验数据作出小灯泡的U-I图像如图丙所示。根据小灯泡U-I图像和亮度变化,可以发现小灯泡的电功率随灯泡两端电压升高而 (选填“增大”或“减小”),同时通过图像还可以发现 。
(3)小涵增加一个阻值为R0的定值电阻,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,如图是她设计的电路图,你同意她的方案吗?如同意,写出实验步骤;如不同意,写出不同意的理由。
【答案】(1) 电压表 A 0.65
(2) 增大 同一小灯泡灯丝电阻随温度升高而增大
(3)不同意。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两端的电压,当开关接“b”时测量小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。
【详解】(1)[1][2][3]闭合开关,发现小灯泡发光很暗,说明灯泡两端的电压小于额定电压,当灯泡两端电压为额定电压时,灯泡正常发光,因此眼睛应该看着电压表,需要增大电压表的示数,由串联电路电压的规律可知减小变阻器两端的电压,由串联分压可知减小变阻器连入电路的阻值,向A端移动滑动变阻器的滑片;由图乙可知,电流表选择0~0.6A的量程,分度值是0.02A,电流表的示数是0.26A,则小灯泡额定功率为PL=ULIL=2.5V×0.26A=0.65W
(2)[1][2]由图丙可知,灯泡两端的电压增大,通过灯泡的电流也增大,由P=UI可知灯泡的电功率增大,所以小灯泡的电功率随灯泡两端电压升高而增大;同时灯泡的亮度增大,灯泡的灯丝温度升高,灯泡的电阻增大,所以同一小灯泡灯丝电阻随温度升高而增大。
(3)不同意。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两端的电压,当开关接“b”时测量小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。
题型十 探究影响电流通过导体产生热量的因素(共5小题)
46.(24-25九上·陕西西安工业大学附属中学·期末)如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置,两个透明容器中密封着初温、质量相同的空气。
(1)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
(2)在右侧装置外并联5Ω电阻丝的作用是使容器内两电热丝中的电流 (选填“相同”或“不同”),为了使实验现象更明显,可以将R3的阻值换成 (选填“更大的”或“更小的”),通电一段时间后, (选填“左”或“右”)侧容器产生的热量更多;
(3)若接通电路一段时间后,左侧U形管的液面高度差明显变大,而右侧U形管的液面高度差没有变化,则原因可能是 (选填“R1”、“R2”或“R3”)断路。
【答案】(1)B
(2) 不同 更小的 左
(3)R2
【详解】(1)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,这是转换法的应用。
A.探究电流与电压关系时,需要控制电阻不变;探究电流与电阻关系时,需要控制电压不变,用到的方法是控制变量法,故A不符合题意;
B.用铁屑显示磁体周围磁场分布时,是转换法,故B符合题意;
C.研究光的传播时,这是模型法,故C不符合题意;
D.探究平面镜成像的特点,是等效替代法,故D不符合题意。
故选B。
(2)[1]观察图可知,该实验是在探究电流通过导体时产生热量与电流的关系,因此要控制电阻不变,改变电流,所以利用并联分流的作用,在右侧装置外并联5Ω电阻丝来分流。
[2][3]为了使实验现象更明显,可以将R3的阻值换成更小的电阻,根据并联分流可知,R3将分得更多的电流,则R2的电流更小,根据Q=I2Rt可知,在通电时间相同时,右侧容器产生的热量也更少,左侧容器产生的热量更多,实验现象更明显。
(3)若接通电路一段时间后,左侧U形管的液面高度差明显变大,而右侧U形管的液面高度差没有变化,说明右侧容器内没有产生热量,则可能是R2发生了断路。
47.(24-25九上·陕西西安高陵区高陵四中教育集团·期末)如图所示的是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置,两个透明容器中密封着初温、质量相同的空气。
(1)实验中是通过观察U形管两侧液面的 来反映电阻丝产生热量的多少,这种物理方法被称为 。
(2)若想探究电流通过导体产生热量的多少是否与电阻阻值有关,可以选择 图装置。
(3)实验时发现随着加热时间的延长,甲装置中两个U形管左右两侧液面高度差均逐渐变大,该现象说明电流通过导体产生热量的多少还与 有关。
(4)乙图装置中通过电阻R1和R2的电流之比为 ,开关闭合一段时间后发现乙图中左侧U形管两侧的液面高度差更大,根据此现象可知,电流通过导体产生的热量与电流大小有关。
(5)实验小组对两个实验分析后发现甲实验中是右侧产生更多热量,乙实验中是左侧产生更多热量,它们有个共同点是都是电压较大的一方,由此实验小组猜测电流通过导体产生热量的多少还与 有关。为了验证这个猜想的正确与否,他们将不同的电阻并联在同一电路中,验证当电压相同时,产生的热量是否相同,于是他们在甲实验的基础上改接了线路,将2号导线连接点C改接到点D,另外还需要添加一根导线将 两点连接在一起。
【答案】(1) 高度差 转换法
(2)甲
(3)通电时间
(4)2:1
(5) 电压 A、C
【详解】(1)[1][2]根据转换法,实验中通过观察U形管两侧液面的高度差来比较电流产生热量的多少。
(2)若想探究电流通过导体产生热量的多少是否与电阻阻值有关,需控制电流大小和通电时间相等,改变电阻,故可以选择甲图装置。
(3)实验时发现随着加热时间的延长,甲装置中两个U形管左右两侧液面高度差均逐渐变大,说明其他条件相同时,时间越长,产生的热量越多,该现象说明电流通过导体产生热量的多少还与通电时间有关。
(4)乙图装置中右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联,容器内两电阻大小相等,根据并联电路电压的规律和欧姆定律,通过右侧两电阻的电流相等,根据并联和串联电路电流的规律,此时通过R1的电流与通过R2的电流的比I1:I2=2:1
(5)[1]甲实验串联,电流相同,电阻大的电压大,电压大的发热多,经观察右侧发热多;乙实验R2与R3并联后与R1串联,根据并联电路中的电路规律可知,R2与R3并联的等效电阻为2.5Ω,根据串联电路中的电压规律可知,此时R1的电阻大,分压多,左侧U形管(R1)液面高,说明电压大的发热多;所以猜测电流通过导体产生热量的多少还与电压大小有关。
[2]实验时,需要将不同的电阻并联在同一电路中,验证当电压相同时,产生的热量是否相同,于是他们在甲实验的基础上改接了线路,将2号导线连接点C改接到点D,将A、C两点连接在一起,使电阻并联,进行实验。
48.(23-24九上·陕西安康平利县大贵镇初级中学·期末)如图是小明设计的“探究电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关”的实验装置。
(1)实验中,通过观察 来比较电流通过导体产生热量的多少。
(2)若观察甲、乙两实验装置,可以得出结论:在电流和通电时间相同时,电阻越 ,产生的热量越多。
(3)若观察乙、丙两实验装置,这是在探究电流通过导体产生热量的多少与 的关系。
(4)观察甲、丙两实验装置,可知 (选填“电流”或“电阻”)对电热的影响更大。
【答案】(1)U形管内液面的高度差
(2)大
(3)电流
(4)电流
【详解】(1)如图所示实验装置,容器内密封等质量的空气,电热丝产生热量越多,U形管内的液面高度差越大,故通过观察U形管液面高度差来比较电流通过电阻产生电热的多少。
(2)甲、乙两实验装置,两电阻丝串联在电路中,通电时间和电流相同,而R1
相关试卷 更多
- 1.电子资料成功下载后不支持退换,如发现资料有内容错误问题请联系客服,如若属实,我们会补偿您的损失
- 2.压缩包下载后请先用软件解压,再使用对应软件打开;软件版本较低时请及时更新
- 3.资料下载成功后可在60天以内免费重复下载
免费领取教师福利 






