第18章电功率实验题2022年江苏省物理中考模拟题选编
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这是一份第18章电功率实验题2022年江苏省物理中考模拟题选编,共32页。试卷主要包含了实验题,表三所示;等内容,欢迎下载使用。
第18章 电功率实验题
一、实验题
1.(2022·江苏无锡·一模)小明用如图甲所示的电路来测量小灯泡的电功率(部分实验器材的规格已标明)。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的滑动变阻器连入电路,使之接入电路的阻值最大______;
(2)实验中,小明发现无论怎样调节滑动变阻器,两电表指针始终处于图乙位置,则接线柱______(选填“①②”“③④”或“③⑥”)间出现了______(选填“短路”或“断路”);
(3)故障排除后,小明从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据,得到小灯泡U-I图像如图丙所示,则小灯泡的额定功率是______W,所用滑动变阻器的规格是下列四个选项中的______(选填选项前字母);
A.“5Ω,2A” B.“15Ω,2A”
C.“25Ω,2A” D.“30Ω,2A”
(4)测量结束后,小明应先______,然后拆除______上的导线,再拆除其他导线。
2.(2022·江苏扬州·一模)阗读短文,回答问题。
2019新型冠状病毒是2019年在人体中发现的冠状病毒新毒株。这种病毒的直径大概在100nm左右,病毒的传染性强,对人体危害重,救治难庋大,可以在人与人之间互相传染,并且通过飞沫、空气在人的呼吸道内存活。学校配备了非接触式测量体温工具——额温枪,要求实行晨午捡、日报告制度,通过定期对教室、食堂等进行消毒等一系列的措施保障疫情期间同学们正常的学习环境。同学们要戴好口罩,做到不聚集、不扎堆、勤洗手,听从防疫人员的指挥和安排,保护好自己就是对国家做贡献。
(1)新型冠状病毒的直径大概在______m左右。我们外出时要佩戴口罩来降低病毒的感染率,熔喷布是口罩的核心材料,熔喷布是利用带电体具有______性质来增强口罩的过滤效果。
(2)学校食堂利用______(选填“红外线”或“紫外线”)对餐厅迸行消毒,额温枪测量体温是根据______(选填“人体”或“额温枪”)发出的红外线进行工作的。
(3)接种新冠病毒疫苗是全球公认预防个人感染的有效手段之一,中国科兴疫苗需保存在低于8℃的环境中。夏季,运输过程中为监测疫苗温度是否超标,应在冷藏箱内放置图中所示的温度计______(选填“甲”或“乙”)。在疫苗接收点为了准确读数,验收人员______(选填“能”或“不能”)把温度计从冷藏箱中取出读数。温度计示数如图所示,表明疫苗______(选填“安全”或“不安全”)。
(4)在救治和转运新冠感染者时,采用“负压救护车”可以最大限度地减少交叉感染的几率。负压空间的产生主要是通过车载排风机,将车内的空气通入特制容器内进行高温消毒后排出。“负压救护车”的好处之一是空气自由流动的方向只能由______(选填“车内流向车外”或“车外流向车内”)。若车载排风机t时间内排出空气的体积为V立方米,每立方米这样的空气的动能为E,该排风机的效率为 η,则该排风机的功率的表达式为______。
3.(2022·江苏·扬州中学教育集团树人学校一模)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω,有两个规格分别为“10Ω,1A”、“50Ω,2A”的滑动变阻器,电源电压为9V。
(1)本实验中应该选择规格为______的滑动变阻器;
(2)闭合开关,改变滑动变阻器的阻值,多次测量,并绘制了通过小灯泡的电流随其两端电压变化的关系图象如图所示,则小灯泡的额定功率为______W。在多次测量中还发现:当电压表的示数增大时,电压表与电流表的示数之比______(填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)他又换成另外一只额定电压为2.5V的小灯泡继续实验;当电压表的示数为1.5V时,电流表的示数为0.3A;小灯泡的额定功率可能是_______。
A.0.45W
B.0.75W
C.0.9W
D.1.25W
4.(2022·江苏扬州·一模)现有两只小灯泡L1、L2,它们的额定电压分别为2.5V和3.8V。
(1)如图甲是小明测定灯泡L1额定功率的实物电路图(不完整);
①请用笔画线代替导线将实物电路图连接完整;( )
②正确连接电路后闭合开关,发现电压表有示数,电流表示数几乎为零,灯泡不发光,导致这一现象的原因可能是___________;
③正确连接电路后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到___________端(选填“A”或“B”)。闭合开关后,移动滑片P,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,是________A,则灯泡L1的额定功率为_________W;
(2)小华利用图丙所示的电路测出了灯泡L2的额定功率。图中R为阻值已知的定值电阻,还缺两个开关和一只电表(电流表或电压表),请在虚线框内补上这三个元件的符号,使电路完整,实验操作简单。( )
5.(2022·江苏扬州·一模)某同学在总结所做的物理探究实验时发现了如下规律:
(1)当要研究的物理量不易直接测量时,可以用转换法把它们间接表示出来。如:图(甲)的实验是通过观察___________,间接的知道小球A动能的大小;图(乙)的实验是通过观察________,间接的比较两个电阻丝产生热量的多少;
(2)当要研究的物理量与多个因素有关时,都要采用控制变量法。如:图(甲)的实验中,使用同一个小球是为了探究动能大小与________的关系;图(乙)中将两个电阻串联起来是为了探究电流产生的热量与___________的关系;
(3)有些实验装置经过适当的改进还可以进行其它的实验。如:图(甲)装置中可任意增加其他器材,还可以探究_________(写出一个实验即可);图(乙)中如果再增加一个________和电流表,还可以探究电流产生的热量与电流大小的关系。
6.(2022·江苏盐城·一模)小明用如图甲所示的电路测量一只额定电压为2.5V灯泡的额定功率,其中电源电压恒为6V,滑动变阻器的型号为“30Ω,1A”。
实验序号
1
2
3
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.4
0.2
0.1
(1)用笔画线代替导线,将图甲电路连完整______,闭合开关前,变阻器的滑片应处于最______端;
(2)连好电路之后,闭合开关,移动滑片,发现小灯泡始终不发光,小明猜想可能的原因:①小灯泡的灯丝断了;②小灯泡短路;③滑动变阻器断路。他再观察,发现电流表示数为零,由此可判断猜想______(①/②/③,下同)是错误的;又进一步观察到电压表有示数,可判断猜想______也是错误的,最终确定故障;
(3)排除故障后,要测小灯泡额定功率,应移动变阻器的滑片,使电压表的示数为______V,此时电流表示数如图乙所示,则其额定功率为______W;
(4)在完成上述实验后,小明又将图中的小灯泡换成电阻箱,探究“电流与电阻的关系”,测量结果如右上表,表中第______(填实验序号)次数据不是本实验得到。要能获取此组数据,他可以更换电路中的______(电源/电阻箱/滑动变阻器)后再继续实验。
7.(2022·江苏·灌南县实验中学一模)小华做“测量小灯泡的功率”的实验。
(1)图甲所示是小华正准备接入最后一根线(图中虚线所示)时的实验电路,请指出小华在连接电路时存在的不妥之处是______;
(2)小华改正后并进行正确操作,闭合开关,电流表示数如图乙所示,记录第1组数据,此时电流表示数为______A;当小灯泡正常发光时记录第2组数据;把滑片移到端点小灯泡闪亮一下后熄灭,并记录第3组数据;三组数据如下表所示。则小灯泡的额定功率是______W,滑动变阻器最大阻值是______Ω;
序号
电压表示数
电流表示数
小灯亮暗程度
1
1.2V
暗
2
3.8V
0.3A
正常发光
3
6V
0A
不发光
(3)小华根据滑片P从阻值最大位置A移至阻值最小位置B的实验数据,描出灯泡的I−U图象如图丙,任取图象上一点C构成图丙中阴影部分的矩形,则矩形的面积表示的物理含义是______。
8.(2022·江苏扬州·一模)下列甲图是某实验小组测量灯泡功率所用器材,已知灯泡的额定电压为2.5V,灯泡的电阻约为10Ω。
实验次数
电压/V
电流/A
1
3.0
0.28
2
2.5
0.25
3
0.18
(l)请你用笔画线代替导线,将甲图实物连接完整。要求:滑动变阻器的滑片向右移动时,小灯泡亮度变亮,连线不能交叉。( )
(2)该组同学连接好电路,检查无误后,闭合开关,并调节滑片P,虽然两表示数能够发生变化,但发现灯泡两端电压无法降低到2.5V,其原因可能是___________。
(3)解决问题后,在实验过程中记录同学不小心漏填了一个电压的数据如图乙所示,请你读出该电压值填入表中的空格处。( )
(4)从表中数据可算出该灯泡的额定功率是___________W。
(5)细心的同学观察表中的数据发现,虽然是同一灯泡,但灯泡中的电流与其两端的电压并不成正比,请你分析其原因是___________。
9.(2017·江苏南通·中考模拟)小明利用如图甲所示的实验装置研究A、B两种固体的熔化特点.瓶中的电热丝阻值R1=2R2,两种细小颗粒的质量相同.通电一段时间待两种物质都熔化完就断开开关,作出两种固体温度随时间的变化图像如图乙所示.忽略过程中的热损失。
(1)两种物质中属于晶体的是____(选填“A”、“B”或“A和B”);
(2)若两根电热丝长度和材料都相同,则电热丝R1较____(选填“粗”或“细”);
(3)由图像可知:熔化过程中A吸收的热量____(选填“大于”、“小于”或“等于”)B吸收的热量.颗粒A、B固态时的比热容之比为____;
(4)若实验中其他条件不变,调节滑动变阻器使电路中的电流变为原来的2倍,则固体A的熔化时间将变为____min。
10.(2022·江苏无锡·一模)在测定额定电压为“2.5V”小灯泡电功率的分组实验中:
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整.
( )
(2)小明闭合开关后,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,则故障可能是_____.排除故障后,移动滑片使小灯泡正常发光,此时电流表数如图乙所示,则小灯泡额定功率为_____W.
(3)小华在进行实验数据处理时,算出了小灯泡的平均功率(如表),你认为这样处理数据是_____(合理/不合理)的,理由:_____.
实验序号
电压U/V
电流I/A
功率P/W
平均功率/W
①
2.0
0.26
0.52
0.69
②
2.5
0.28
0.70
②
2.8
0.30
0.84
(4)下列描述小灯泡功率P随滑动变阻器阻值R变化情况的图象中,正确的是_____
11.(2022·江苏连云港·模拟预测)现有下列实验器材:①额定电压为2.5V的小灯泡;②电压约为6V的直流电源:③量程为6V的电压表;④最大阻值为99.99Ω的电阻箱R;⑤开关,单刀双掷开关,导线若干。要测量小灯泡的额定功率,请将下列实验步骤补充完整。
(1)按电路图甲将图乙所示的实物图连接完整_______。
(2)先将电箱阻值调到________(选填“最大”、“最小”或“任意值”)再闭合开关S1。
(3)将S2掷向a,调节电阻箱阻值,使电压表示数,再将掷向b,电压表示数U2及电阻箱示数R如图丙所示,=________V,R=________Ω,则该小灯泡的额定功率为________W。
12.(2022·江苏镇江·模拟预测)用图甲电路测量小灯泡电功率,电源电压恒为3V,小灯泡的额定电流为0.2A,额定电压小于3V。
(1)连接电路时,开关应处于___________状态。
(2)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。( )
(3)电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,接下来应进行的操作是___________ (填序号)。
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,观察小灯泡是否发光
(4)问题解决后,某时刻电流表示数如图乙所示,示数为___________A,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向___________(填“左”或“右”)端移动,使电流表示数为0.2A。
(5)移动滑片P,记录多组数据,绘制成IU图像。根据图丙所给信息,计算出小灯泡的额定功率是___________W;进一步分析图丙可知,实验过程中小灯泡的电阻发生变化,电阻变化的主要原因是___________。
(6)对实验现象进一步分析可知:小灯泡的实际功率越大,小灯泡亮度越大。但某同学发现:标有“220V 8.5W”的LED灯与标有“220V 60W”的普通白炽灯都正常发光时,亮度几乎相当。请分析造成这一现象的原因可能是___________(填序号)。
A.两灯的实际功率相同
B.相同时间内,电流通过两灯做功不同
C.两灯将电能转化为光能的效率不同
13.(2022·江苏连云港·模拟预测)小东按图中所示的电路探究“电流跟电压的关系”。他利用两节新干电池与规格适当的滑动变阻器串联组成可调电压电源。
(1)请将如图所示的实物电路补充完整。要求:变阻器滑片向右移动时,电流表示数增大。( )
(2)实验中,采用了___________的研究方法。
(3)实验中,多次改变滑动变阻器连入电路中的电阻值,分别测出通过电阻的电流和对应的电压值。如下表。
电压
0.5
1.0
2.0
2.5
3.0
电流
0.1
0.2
0.4
0.5
0.6
根据表中数据能得出的结论:___________。
(4)完成实验后,他还想利用该电路测量小灯泡的额定功率(额定电压下的功率)。于是,他断开开关,将图中的电阻换成一个额定电压为的灯泡,小东接下来的操作应该是:①___________;②___________;③将滑动变阻器滑片移到端,闭合开关,调节滑片直到观察到电压表示数为,记录对应的电流表示数。
14.(2022·江苏扬州·模拟预测)九年三班的同学们在“探究灯泡的电功率跟哪些因素有关”时,提出了两种猜想。
猜想一:电功率跟电流有关,电流越大,电功率越大;
猜想二:电功率跟电压有关,电压越大,电功率越大。
(1)小欢同学就猜想一进行了如下探究:
①按照如图所示的电路图连好实物电路;
②更换不同规格的灯泡,移动滑动变阻器的滑片,分别记下电流表的读数和灯泡的亮度。实验结果如表一
实验次数
所用灯泡
电流表示数I/A
灯泡亮度
1
灯泡1
0.1
很暗
2
灯泡2
0.2
较暗
3
灯泡3
0.3
较亮
4
灯泡4
0.4
很亮
小欢由此得出:电功率跟电流有关,电流越大,电功率越大;
小乐对小欢的实验过程进行评估,认为该实验有不合理的地方,不合理之处是:实验中未控制_______不变;
(2)小欢为了验证猜想二,他可将不同规格的小灯泡________(选填“串”或“并”)联起来进行实验;
(3)探究出电功率跟电压和电流的关系后,爱动脑筋的小宋猜想:“电功率跟电阻之间也可能有一定的关系”。于是,他向老师借了一些定值电阻和其它相关器材进行实验,实验数据如表二、表三所示;
①分析表二中的数据得到的结论是:___________一定时,电功率与电阻成___________比;
②分析表三中的数据得到的结论是:___________。
表二
实验次数
电阻R/
电流I/A
电功率P/W
1
5
0.2
0.2
2
10
0.2
0.4
3
15
0.2
0.6
4
20
0.2
0.8
表三
实验次数
电阻R/
电压U/V
电功率P/W
1
5
6
7.2
2
10
6
3.6
3
15
6
2.4
4
20
6
1.8
15.(2022·江苏南通·模拟预测)在“测小灯泡电功率实验”中,小灯泡L1额定电压为2.5V。
(1)图甲是小明测定小灯泡L1额定功率的实物电路图,请你用笔画线代替导线帮他补充完整,要求:滑动变阻器的滑片P向左移时,灯泡发光变暗;______
(2)闭合开关,移动滑片至某位置时,电压表示数为1.5V。若使小灯泡L1正常发光,应将移动滑片向 ______(选填“A”或“B”)端移动。当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡L1的额定功率为 ______W;
(3)仅用该实验装置中的器材,以下探究活动能够完成是 ______。
A.测量小灯泡的电阻
B.探究串联电路电流的特点
C.探究串联电路电压的特点
(4)为测量额定电流为I0的小灯泡L2的额定功率,小明又设计了如图丙所示的电路,电源电压U电不变,实验步骤如下:
①闭合开关 ______(选填“S1”或“S1、S2”),移动滑动变阻器的滑片,使 ______;
②再 ______(选填“闭合”或“断开”)开关S2,保持滑动变阻器滑片的位置不变,读出电流表的示数I;
③小灯泡L2额定功率的表达式为P额=______。(用U电、I0、I表示)
16.(2022·江苏·江阴初级中学一模)小明在做“测量小灯泡电功率”的实验时,所用器材有:一个电压为6V的电源,一个额定电压为2.5V的小灯泡(电阻约为10Ω),电流表、电压表、开关各一个,两个规格分别为“10Ω 1A”和“30Ω 0.5A”的滑动变阻器R1、R2,导线若干,电路图如图甲所示。
(1)为了顺利完成实验,小明应选用的滑动变阻器规格为___________(选填“R1”或“R2”)。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到___________端(选填“A”或“B”)。
(3)小明连好电路闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,其故障原因可能是___________。(选填字母)
A.小灯泡短路了
B.小灯泡与灯座接触不良
C.滑动变阻器与导线接触不良
(4)排除故障后,小明再次闭合开关,发现电压表的示数如图丙所示,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向___________端移动(选填“A”或“B”)。
(5)小明依据所测数据,画出了小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图像,如图乙所示,分析图像可知:小灯泡的额定功率是___________W。
(6)小明想设计另一种方案测量小灯泡的额定功率。用一只5Ω的定值电阻替换图甲中的电流表后,按照如下的步骤操作:
①闭合开关,调节滑动变阻器滑片P,使电压表的示数为小灯泡额定电压;
②保持滑片P位置不变,将电压表接在“a”接线柱的导线换接到“b”。
按照小明的方案能否测出小灯泡的额定功率?请说明理由。
你的判断是:___________;理由是:___________。
17.(2022·江苏·模拟预测)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压为4.5V。
(1)用笔画线代替导线,将电路连接完整______;
(2)连接好电路闭合开关后,发现灯泡不亮,检查电路发现电压表、电流表均有示数,则接下来的操作应是______;
(3)问题解决后,移动滑动变阻器滑片,当电压表示数为2.3V时,为了让灯泡正常发光,此时应将滑片向______(左/右)侧移动;
(4)当灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡额定功率为______W;
(5)下表是实验中测量的几组数据,其中一个电流数据有误,此数据为______;
U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
I/A
0.2
0.25
0.28
0.37
(6)要完成上述表中数据测量,实验中滑动变阻器的总阻值至少为______Ω;
(7)小明打算只利用两电表中的电流表来测量小灯泡的额定功率,他增加了一个阻值为10Ω的定值电阻R0和两个开关,设计了如图丙所示电路,请将电阻R0、电流表和灯泡的符号填入虚线框中便其能完成实验______。
18.(2022·江苏省锡山高级中学实验学校一模)在“测量小灯泡额定功率”实验中,有两个小灯泡L1(额定电压U额=2.5V)和L2(额定电流为I额)。
(1)图甲是测量小灯泡L1额定功率时连接的实物图。
①图甲中有一根线连接错误,在这根线上打“×”,并在图中改正,注意导线不交叉________;
②改正电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,两电表均无示数,其原因可能是________(选填“灯L1短路”、“灯L1断路”或“滑动变阻器断路”);
③故障排除后,闭合开关,移动滑片至某位置时,电压表示数为2V,为测量小灯泡L1的额定功率,应将滑片向________(填“A”或“B”)端移动,当小灯泡L1正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡L1的额定功率为________W;
(2)图丙是能测出小灯泡L2额定功率的电路图。图中R为电阻箱,R0为阻值已知的定值电阻。请在空白处填上适当内容。
①将开关接a,移动滑动变阻器滑片P至某一位置,调节电阻箱直至电流表示数为I额,此时电阻箱的示数为R1;
②将开关接b,保持________不变,调节________,此时电阻箱的示数为R2;
③则小灯泡L2的额定功率P=________。(用测量的物理量符号表示)
(3)小明在实验时记录了10组有效数据,并根据数据将小灯泡L1两端的电压U1随L1的电流变化的图像画了出来,如下图U-I所示,若将该小灯泡与定值电阻(10;1A)串联到输出电压为3V的电源两端,请你利用图像测算出小灯泡的实际功率________W。
参考答案:
1. ①② 断路 0.75 C 断开开关 电源
【解析】
(1)[1]滑动变阻器要“一上一下”接入电路中,由图甲知,滑动变阻器滑片在最右端,要使其阻值最大,下面应接左边的接线柱,如图所示:
(2)[2][3]由图乙知,电流表的示数为零,电路故障为断路,电压表的示数也为零,所以与电压表并联以外的电路发生了断路现象,即①②之间发生了断路。
(3)[4]由图甲知,灯泡的额定电压为2.5V,由图丙知,当U=2.5V时,I=0.3A,则灯泡的实际功率
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
[5]灯泡正常发光时,滑动变阻器两端的电压
U滑=U-U灯=3V-2.5V=0.5V
由图像知,当灯泡两端电压最小时,滑动变阻器的阻值最大,可知此时
U滑'=U-U灯'=3V-0.5V=2.5V
此时电路中的电流为0.1A,则滑动变阻器的阻值
所以滑动变阻器的规格是“25Ω,2A”,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(4)[6][7]为保护电路,测量结束后,小明应先断开开关,然后拆除电源上的导线,再拆除其它导线。
2. 1×10-7 吸引轻小物体 紫外线 人体 乙 不能 安全 车外流向车内
【解析】
(1)[1]新型冠状病毒的直径大概为100nm=1×10-7m
[2]熔喷布是利用带电体具有吸引轻小物体的性质来增强口罩的过滤效果。
(2)[3]紫外线具有杀毒作用,所以学校食堂利用紫外线对餐厅迸行消毒。
[4]人体会发出红外线,额温枪不会发出红外线,额温枪测量体温是根据人体发出的红外线进行工作的。
(3)[5]应在冷藏箱内放置温度计,不是体温计,所以选甲。
[6]温度计读数时不可以离开被测物体,体温计可以离开被测物体进行读数。
[7]中国科兴疫苗需保存在低于8℃的环境中,图知甲读数为6℃,所以疫苗安全。
(4)[8]负压空间的产生主要是通过车载排风机,将车内的空气通入特制容器内进行高温消毒后排出所以空气自由流动的方向只能由车外流向车内。
[9]t时间内产生的动能为VE,该排风机做的功为,则该排风机的功率的表达式为
3. “50Ω,2A” 0.5 变大 C
【解析】
(1)[1]小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω,由欧姆定律灯的额定电流约为
根据串联电路电压的规律及欧姆定律,此时变阻器连入电路的电阻为
选择“50Ω,2A”的滑动变阻器。
(2)[2]根据绘制的通过小灯泡的电流随其两端电压变化的关系图像知,灯在额定电压下的电流为0.2A,则小灯泡的额定功率为
P=ULIL=2.5V×0.2A=0.5W
[3]由欧姆定律,电压表与电流表的示数之比即灯丝的电阻,当电压表的示数增大时,电压表与电流表的示数之比变大,是由于灯丝的电阻随温度的升高而变大。
(3)[4]由题意可知,当灯泡两端的电压为1.5V时,通过灯泡的电流为0.3A,此时灯泡的电阻
因为小灯泡的电阻随着温度的升高而增大,所以灯泡正常发光的电阻会大于5Ω,则灯泡的额定功率应该小于
因为小灯泡的实际电压小于额定电压,所以实际电流会小于额定电流,所以小灯泡的额定功率应该大于
P′=ULIL′=2.5V×0.3A=0.75W
综合分析小灯泡的额定功率可能为0.9W,故选C。
4. 灯泡断路 A 0.32 0.8
【解析】
(1)[1]测定灯泡L1的额定功率,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测量灯泡的电压,电流表测量电路的电流,滑动变阻器的连接应“一上一下”,如图所示:
[2]正确连接电路后闭合开关,发现电压表有示数,电流表示数几乎为零,灯泡不发光,说明电压表与电源连接完好,电路出现断路,因此应该是与电压表并联的灯泡断路。
[3]为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到A端阻值最大处。
[4]由图乙得,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.32A。
[5]灯泡L1的额定功率为
(2)[6]已知灯泡额定电压和定值电阻的阻值,应该使灯泡、已知电阻的定值电阻、滑动变阻器串联,先使电压表测量灯泡的电压、通过调节滑动变阻器和观察电压表使灯泡正常发光,保持滑动变阻器的滑片不动,再使电压表测量灯泡和电阻的总电压,利用串联电路特点和欧姆定律,得到灯泡正常发光时的电流,通过得到灯泡的额定功率,电路图如图所示:
5. 木块被撞击的距离远近 温度计示数的变化 速度 电阻 阻力对物体运动的影响 滑动变阻器
【解析】
(1)[1]图甲的实验,小球从斜面滑下后,获得动能,实验中通过小球撞击木块,实验中,木块与水平面的摩擦力大小相同,木块被撞击的距离越远,木块克服摩擦力做的功越多,说明木块的动能越大。即实验中通过观察木块被撞击的距离远近,看出小球A动能的大小。
[2]图乙中,两电阻丝对质量相同的同一液体加热,液体升高的温度越高,液体吸收的热量越多,说明电阻丝放出的热量越多,因此图(乙)的实验是通过观察温度计示数的变化,间接的比较两个电阻丝产生热量的多少。
(2)[3]图(甲)的实验中,使用同一个小球,控制了小球的质量相同,是为了探究动能大小与速度的大小关系。
[4]图(乙)中将两个电阻串联起来,控制了电流的大小相同,使用不同的电阻,是为了探究电流产生的热量与电阻的关系。
(3)[5]图甲实验中,可以在水平面添加毛巾、棉布等,探究阻力对物体运动的影响。
[6]图(乙)中如果再增加一个滑动变阻器和电流表,通过滑动变阻器改变电路的电流,观察同一电阻产生的热量与电流大小的关系。
6. 左 ② ③ 2.5 0.75 3 滑动变阻器
【解析】
(1)[1]实验中开关应和灯泡串联,由甲图可知,电压表的正接线柱接在灯泡右端,所以电流先流过灯泡右端,再流过左端,所以开关应接在灯泡右端。如图所示:
[2]闭合开关前,应将滑片置于阻值最大端,即最左端。
(2)[3][4]电路中灯泡不发光,电流表示数为零,说明电路故障可能是断路而不是短路,故猜想②是错误的;又进一步观察到电压表有示数,则故障是电压表所测的灯泡断路了,故猜想③是错误的。
(3)[5][6]灯泡的额定电压为2.5V,所以要测小灯泡额定功率,应移动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5V;由乙图可知,电流表接的是0~3A的量程,指针的示数为0.3A,所以灯泡的额定功率为
(4)[7][8]由表格第3次数据可知,滑动变阻器两端的电压为
此时滑动变阻器接入的电阻为
而实验中所给的滑动变阻器的型号为30Ω的,不可能移到40Ω的阻值,故第3次数据不是本实验得到;要能获取此组数据,他可以更换电路中的滑动变阻器后再继续实验。
7. 开关未断开 0.24 1.14 20 灯泡的电功率
【解析】
(1)[1]在连接电路时,为了保护电路元件的安全,应将开关断开,故小华在连接电路时存在的不妥之处是开关未断开。
(2)[2]由图乙可知,电流表选择的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,指针在超过0.2A两个小格处,故电流表的示数为0.24A。
[3]在第2组数据中,小灯泡正常发光,则小灯泡的额定电压为3.8V,额定电流为0.3A,故小灯泡的额定功率
[4] 在第3组实验中,把滑片移到端点小灯泡闪亮一下后熄灭,说明此时由于电流过大,小灯泡实际功率过大,导致小灯泡闪亮一下后熄灭,小灯泡断路,说明是将滑动变阻器的阻值调至零,电压表串联在电路中,示数为6V,即电源电压为6V。在第1组实验中,滑动变阻器整个电阻都接入电路中,此时电压表的示数为1.2V,则滑动变阻器两端的电压
此时电流表的示数为0.24A,根据可知,滑动变阻器的最大阻值
(3)[5]由图丙可知,在C点处阴影部分矩形的面积为电流和电压之乘积,电功率的公式为,所以矩形的面积表示的物理含义是灯泡的电功率。
8.
电源电压太高(滑动变阳器最大电阻值太小) 1.7(或1.68) 0.625 灯丝电阻随温度变化而变化
【解析】
(1)测量小灯泡电功率实验中需测量小灯泡的电压和电流的大小,且滑动变阻器需与小灯泡串联,如图所示:
(2)滑动变阻器与小灯泡串联,根据串联分压、电压之比等于电阻之比可知,小灯泡电压始终大于2.5V时说明滑动变阻器分的电压较少,需让滑动变阻器分较多电压时可增大滑动变阻器最大阻值,不调整滑动变阻器时可调低电源电压。
(3)电压表分度值为0.1V,由乙图可知电压表示数为1.7V(或1.68V)。
(4)小灯泡额定电压为U额=2.5V,由表可知额定电流I额=0.25A,额定功率为
P额=U额I额=2.5V×0.25A=0.625W
(5)小灯泡发光是由于电流流过灯丝时灯丝把电能转化为内能,灯丝温度较高时发光,灯丝电阻随温度的变化而变化,故灯丝不是定值电阻,电流与电压不成正比。
9. A和B 细 大于 2∶3 2.5
【解析】
(1)[1] 图乙可知,A、B两物质熔化过程中,吸收热量温度不变,所以A和B都属于晶体。
(2)[2] 已知R1=2R2,即R1较大,若两根电热丝长度和材料都相同,则电热丝R1的横截面积较小,R1较细。
(3)[3] 由图可知,两种物质熔化时间相等;瓶中的电热丝阻值R1=2R2,两电阻丝串联,电流和通电时间相同,由焦耳定律可知,电阻大的产生的热量多,故R1产生的热量多,即A吸热多。
[4] 由以上分析可知,相同时间内,两电阻丝产生的热量之比为
由图可知,当加热时间为4min时,A升高的温度为
80℃-20℃=60℃
B升高的温度为
40℃-20℃=20℃
则颗粒A、B固态时的比热容之比为
(4)[5] 由图可知,A的熔化时间为
t=14min-4min=10min
调节滑动变阻器使电路中的电流表变为原来的2倍,A吸收的热量不变,根据Q=I2Rt可知,时间会变为原来的 ,即2.5min。
10. 小灯泡断路 0.75 不合理 小灯泡在不同实际电压下的实际功率不同反映了小灯泡的明暗程度不同,求平均值没意义 B
【解析】
(1)由小灯泡额定电压为“2.5V”,可选电压表的量程;滑动变阻器要一上一下连接;
(2)在判断故障时,电压表的示数的变化很关键,若电压表有示数,说明电压表与电源能相通,若无示数,说明电压表与电源不能相通;确定电流表的量程及分度值,由图读出电流表示数I,由公式P=UI求出灯泡的额定功率;
(3)灯泡在额定电压下的功率为额定功率,据此分析答题;
(4)小灯泡功率P=I2RL=()2RL分析解答.
(1)由小灯泡额定电压为“2.5V”,可选电压表的量程为“0~3V”,滑动变阻器要一上一下连接,小灯泡的右接线柱与滑动变阻器的上接线柱连接,如下图所示:
(2)电压表并联在灯的两端有示数,而灯不亮,说明小灯泡的两接线柱接触不良或小灯泡与灯座接触不良,即小灯泡断路;
电流表量程是0.6A,最小分度值是0.02A,电流表的示数I=0.3A,灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
(3)灯泡在额定电压下的功率是额定功率,小华的说法是不合理的;小灯泡在不同实际电压下的实际功率不同反映了小灯泡的明暗程度不同,求平均值没意义;
(4)小灯泡与滑动变阻器串联,由公式可得,小灯泡功率P=I2RL=()2RL,小灯泡的功率P随滑动变阻器阻值R增大时,电流减小,功率减小,利用数学知识对比图可选B
11. 最大 5.8 6.6 1.25
【解析】
(1)[1]灯泡和变阻箱串联,电压表连接单刀双掷开关。
(2)[2]为保护电路,电阻箱先调到阻值最大处。
(3)[3][4][5]将S2掷向a,调节电阻箱阻值,使电压表示数,灯泡正常发光,再将掷向b,电压表测电源电压,分度值0.2V,示数5.8V,电阻箱示数6.6Ω,串联电流为
该小灯泡的额定功率为
12. 断开 C
0.08 左 0.5 灯丝阻值随温度升高而变大 C
【解析】
(1)[1]连接电路时,为了保护电路,开关应处于断开状态。
(2)[2]因小灯泡的额定电压小于3V,故电压表的量程选择0~3V,电压表并联在小灯泡两端,实物连接图如下图所示:
(3)[3]闭合开关后,电流表有示数,说明电路处于通路状态,但小灯泡不亮,则有可能是滑动变阻器接入电路中的阻值过大,则接下来应进行的操作是移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光,故选C。
(4)[4][5]因电流表量程选择为0~0.6A,故由图乙可知,电流表示数为0.08A,因小灯泡的额定电流为0.2A,故要测量小灯泡的额定功率,应增大电路中的电流,即将滑动变阻器的滑片P向左端移动,使电流表示数为0.2A。
(5)[6][7]由图丙可知,流过小灯泡的电流为I=0.2A时,小灯泡两端电压为U=2.5V,故小灯泡的额定功率为
P=UI=2.5V0.2A=0.5W
实验过程中小灯泡的电阻发生变化,主要原因是灯丝电阻随温度升高而增大。
(6)[8]由题意可知,LED灯的实际功率小于白炽灯的实际功率,即相同时间内,电流通过LED做功远小于白炽灯,而两灯的亮度几乎相同,则原因可能是LED灯将电能转化为光能的效率更高,故选C。
13. 控制变量 电阻一定时,电流与电压成正比 电源上在串联一节干电池 把电压表量程改为0~15V
【解析】
(1)[1]变阻器滑片向右移动时,电流表示数增大,即变阻器的电阻变小,应把滑动变阻器接线柱B接在电路中,如图所示
。
(2)[2]探究“电流跟电压的关系”实验中,应保证电阻阻值不变,改变电阻两端电压,观察电流的变化,采用了控制变量的研究方法。
(3)[3]由表中数据可知,每组对应的电压值和电流值的比值是相等的,所以可以得出结论:电阻一定时,电流与电压成正比。
(4)[4][5]测量额定电压为小灯泡的额定功率,需让小灯泡的实际电压为3.8V,图中电源为两节干电池,电压为3V,不能是小灯泡实际电压等于额定电压,所以电源应再串联一节干电池,并且电压表选用量程应大于3.8V,目前选择量程为0~3V,所以应把电压表量程改为0~15V,故小东接下来的操作应该是:电源上在串联一节干电池,把电压表量程改为0~15V。
14. 电压 串 电流 正 电压一定时,电功率与电阻成反比
【解析】
(1)[1]根据控制变量法,要探究与电流的关系,应改变电流,保持电压不变。
(2)[2]小欢为了验证猜想二,即与电压的关系,根据控制变量法,需要保持电流一定,电阻不同,由串联电路电流的规律可知两电阻应串联接入。
[3][4]据表二的数据,当电流不变时,电阻增加到原来的几倍,功率为原来的几倍,故当电流一定时,电功率与电阻成正比。
(3)[5]据表三数据,当电压不变时,电阻增加到原来的几倍,功率为原来的几分之一,故当电压一定时,电功率与电阻成反比。
15. B 0.65 ABC S1 电流表示数为I0 闭合
【解析】
(1)[1]滑动变阻器的滑片P向左移时,灯泡发光变暗,即电流变小,电阻变大,故变阻器B接线柱连入电路中,与灯串联,由图乙知,电流表选用0~0.6A的量程与灯串联,如下图:
(2)[2]灯在额定电压下正常发光,示数为1.5V,小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向B端移动,直到电压表示数为额定电压。
[3]当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,电流表选用0~0.6A的量程,分度值为0.02A,电流大小为0.26A,则小灯泡L1的额定功率为
P=UI=2.5V×0.26A=0.65W
(3)[4]A.根据可知,读取电流表和电压表示数,可测量小灯泡的电阻,故A符合题意。
B.将电流表分别串联在电路不同处,可探究串联电路电流的特点,故B符合题意。
C.将电压表分别并联在各电阻的两端,可探究串联电路电压的特点,故C符合题意。
故选ABC。
(4)①[5][6]闭合开关S1,移动滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为I0,灯泡正常发光。
②[7]再闭合另一个开关,保持滑动变阻器滑片的位置,读出电流表的示数I。
③[8]图丙中,只闭合开关S1,移动滑片P,使电流表的示数为额定电流为I0,此时灯泡正常发光;再闭合开关S2,灯短路,电路为变阻器的简单电路,不移动滑片P位置,记下电流表示数为I,由欧姆定律,则此时滑动变阻器的阻值;在第一次操作中,根据欧姆定律,则灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压
根据串联电路电压的规律,灯泡的额定电压
则灯泡的额定功率
16. R2 B B A 0.5 不能 将电压表接在“a”接线柱的导线换接到“b”时,所测电压超出电压表的量程。
【解析】
(1)[1] 额定电压为2.5V的小灯泡(电阻约为10Ω),由欧姆定律可知灯泡的额定电流为
根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端的电压为
U滑=U-U额=6V-2.5V=3.5V
则滑动变阻器接入电路中的电阻为
故选择滑动变阻器R2。
(2)[2] 开关闭合前为保护电路,滑动变阻器连入电路中的电阻最大,应将滑动变阻器的滑片P移到B端。
(3)[3]小灯泡始终不亮,电流表无示数,可能断路,电压表有示数,说明电压表串联进电路,故可能灯泡断路,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(4)[4]电压表的示数为1.2V,小于灯额定电压2.5V,要增大灯泡电压,减小变阻器分压,根据串联分压原理,要减小变阻器电阻,滑片向A移动。
(5)[5]由图,额定电压下电流为0.2A,额定功率为
P额=U额I额=2.5V×0.2A=0.5W
(6)[6] [7]保持滑片P位置不变,将电压表接在“a”接线柱的导线换接到“b”,电压表测电源电压,所测电压6V超出电压表的量程。所以按照小明的方案不能测出小灯泡的额定功率。
17. 移动滑片,观察灯泡是否发光 右 0.75 0.37 17.5
【解析】
(1)[1]在测量小灯泡的电功率时,所用的电路应是串联电路,而滑动变阻器上边的接线接任一端都可以,对变阻器接入电路的阻值大小无影响,而电压表应并联在小灯泡两端,所以电路连接如下:
(2)[2]闭合开关,灯泡不亮,但电压表、电流表均有示数,说明电路中无断路,小灯泡也无短路,那么可能是滑动变阻器接入电路的阻值过大,造成电路中的电流过小。所以应移动滑片,观察灯泡的发光情况。
(3)[3]小灯泡的额定电压为2.5V,而电压表示数为2.3V时,比小灯泡的额定电压小,据串联电路的分压特点,应移动滑片让变阻器接入电路的阻值变小,分去的电压变小,直到电压表的示数为2.5V。所以应向右移动滑片。
(4)[4]由图乙知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A。那么小灯泡的额定功率
P=ULI=2.5V×0.3A=0.75W
(5)[5]由表格数据知,前四组对应的电压与电流的比值分别为5、6、7.1、8.4,即电压增大时,电压与电流的比值也增大,而第五组数据中电压与电流的比值为8.1,比8.4小,那么此组数据的电流0.37A有误。
(6)[6]实验探究中,当电压表的示数最小时,即小灯泡两端的电压最小时,变阻器分去的电压最大,此时变阻器接入电路的阻值最大为
所以实验中变阻器的总阻值至少为17.5Ω。
(7)[7]按题意,应将定值电阻与小灯泡并联后再与滑动变阻器串联在电路中,通过两个开关的通断来控制电流表所测量的电流。当开关S1断开、S2闭合时,电流表测定值电阻R0支路的电流,调节变阻器的滑片,让电流表的示数为0.25A,则小灯泡两端的电压
U1=I1R0=0.25A×10Ω=2.5V
保持滑片位置不变,将开关S2断开、S1闭合,此时电流表测干路的电流,记下电流表的示数为I总,据并联电路的电流特点,可求得通过小灯泡的电流,然后据P=UI求出小灯泡的额定功率,所以作图如下:
18. 滑动变阻器断路 A 0.65 滑片的位置 电阻箱直至电流表示数为I额 I额2(R0+R2-R1) 0.4
【解析】
(1)①[1]原电路中,电流表与变阻器串联后再与待测电阻并联,电压表串联在电路中是错误的,电流表与变阻器串联后再与待测电阻串联,电压表与待测电阻并联,如下图所示:
②[2]若L1短路,电压表被短路,电压表没有示数,电路为通路,电流表有示数,符合题意。
若L1断路,电压表串联在电路中测电源电压,电压表有示数,电压表内阻很大,通过电路的电流很小,电流表示数为零,不符合题意。
若滑动变阻器断路,整个电路断路,两电表均无示数,符合题意。
③[3]小灯泡在额定电压下正常发光,示数为2V,小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,则由正确的实物电路可知滑片应向A移动,直到电压表示数为额定电压。
[4]当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流大小为0.26A,则小灯泡L1的额定功率为
P1=U1I1=2.5V×0.26A=0.65W
(2)②[5][6]将开关接b,保持滑片的位置不变,调节电阻箱直至电流表示数为I额,此时电阻箱的示数为R2,此时R0与滑动变阻器、电阻箱串联。
③[7]在①中灯L2与滑动变阻器、电阻箱串联,则电源电压
U=I额R滑+I额R1+U额①
在②中电源电压
U=I额R滑+I额R2+I额R0②
联立①②解得
U额=I额R2+I额R0-I额R1=I额(R0+R2-R1)
L2额定功率
P=U额I额=I额2(R0+R2-R1)
(3)[8]由图知,当灯的电压U灯=1.0V,对应的电流I=0.2A时,根据串联电路电流的特点,通过定值电阻的电流等于0.2A,此时定值电阻的电压
U定=IR0=0.2A×10Ω=2V
又根据串联电路电压的特点,灯和定值电阻的总电压
U=U灯+U定=1V+2V=3V
刚好为电源电压;所以,此时R0的功率
P0=U定I=2V×0.2A=0.4W
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