专题35 实验题——电（磁）（三） 备战中考物理重难点题型专题突破

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本专题涉及的考点
1.测量小灯泡的电功率
（1）电流表、滑动变阻器与灯泡串联，电压表与灯泡并联，根据灯泡的额定电压确定电压表的量程，滑动变阻器要接一上一下；
（2）由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流，根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和灯泡两端的电压变化，根据P＝UI可知灯泡实际功率的变化，进一步判断灯泡亮暗的变化。
（3）根据电流表所选量程可读数，根据电压表指针位置读数，然后与电源电压比较即可知造成这种现象的原因；
（4）灯泡电阻随温度的变化而变化，题中所求电阻值RL与灯泡正常发光时的阻值不相等，根据P0＝分析与真实值的差异。
2.电流热效应的影响因素——焦耳定律
（1）焦耳定律的内容：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
（2）焦耳定律公式Q＝I2Rt，其中I，R，t均用国际单位，则Q的单位才是J。
（3）焦耳定律公式可根据电功的公式和欧姆定律公式推导出来：电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化为其他形式的能量，也就是电流所做的功全部用来产生热量，那么电流产生的热量Q就等于电流所做的功，即Q＝W＝UIt再根据欧姆定律U＝IR，就得到Q＝I2Rt。
（4）电热的利用：电热器是利用电来加热的设备。电热器的主要组成部分是发热体。发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上做成的。
一、实验题
1．（2022·江苏无锡·统考中考真题）用图甲所示的电路测量小灯泡的功率，器材有：电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器（20Ω 1.5A）、额定电压为2.5V的小灯泡各一个，导线若干。
（1）闭合开关前，需要检查电流表、电压表的指针是否____________，并“将滑动变阻器的滑片P移至____________（选填“A”或“B”端）；
（2）接通电源，闭合开关后，无论怎样移动滑片P，小灯泡均不发光，电流表指针不偏转，电压表指针有明显偏转，说明电压表与电源之间的电路连接是____________，若电路中只有一处故障，则可能是____________；
（3）排除故障后，重新开始实验，电源电压保持不变，闭合开关，电压表示数为0.5V，电流表示数为0.12A；移动滑片P，当电压表示数为2.5V时，小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，为____________A，则小灯泡的额定功率为____________W，此时滑动变阻器消耗的功率____________W。
2．（2022·黑龙江绥化·统考中考真题）在“测量小灯泡的额定功率”实验中，小灯泡上标有“2.5V”字样。
实验原理是______。
（2）图甲中有一根导线多余导致电路错误，请在这根导线上打“×”；( )
（3）改正电路错误后，在闭合开关前，应将图甲中滑动变阻器的滑片调至______端；（选填“A”或“B”）
（4）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______；
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
（5）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为______；
（6）小华用如图丙所示的电路也完成了该实验。电源电压不变，R1和R2为滑动变阻器，R2的最大阻值为R0。实验步骤如下：
①只闭合开关S、S1，调节R2，使电压表的示数为U额；
②只闭合开关S、S2，调节R1，使电压表的示数仍为U额；
③接着将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数U1；再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表示数为U2，则小灯泡额定功率的表达式P额=______。（用U额、R0、U1、U2表示）
3．（2022·湖北荆州·统考中考真题）某物理实验小组在“测量小灯泡电功率”的实验中，选用器材连接了如图甲所示的电路，其中电源电压恒为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V。
（1）所有元件均完好，正确连接电路，将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关，发现电流表和电压表均有示数，小灯泡不发光，原因是：_________。
（2）三次实验记录如下表，在完成第1次实验后，要测量小灯泡的额定功率，则需将滑动变阻器的滑片向_________（选填“A”或“B”）端移动，直到电压表示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为_______W。
（3）实验小组根据三次实验数据分别算出对应的阻值，取三次阻值的平均值作为小灯泡的电阻值，他们的做法是____________（选填“正确”或“错误”）的，理由是：________________。
（4）另一组的同学设计了如图丙所示的实验电路，测出了小灯泡的额定功率。电源电压未知但恒定不变，小灯泡的额定电压为U额，R1和R2为滑动变阻器，R1的最大阻值为R0，实验步骤如下：
①闭合开关S、S1，断开开关S2，调节R1的阻值，使电压表的示数为U额；
②闭合开关S、S2，断开开关S1，保持R1的阻值不变，调节R2的阻值，使电压表的示数为U额；
③保持R2的阻值不变，将R1的滑片P调至最左端，记下电压表的示数U1，再将R1的滑片P调至最右端，记下电压表的示数U2，则小灯泡的额定功率P额=__________。（用U额、U1、U2、R0表示）
4．（2022·四川内江·统考中考真题）为了测量小灯泡的额定功率，某实验小组采用了如下的实验器材：
A．小灯泡（额定电压，额定功率大约）；
B．电压表（量程，）
C．电流表（量程，）
D．滑动变阻器（阻值）
E.滑动变阻器（阻值）
F.四节新干电池
G.开关一个，导线若干。则
（1）为了尽可能使测量结果精确，测量时电表的示数不得小于所选量程的三分之一，电流表的量程应选______（选填“”或“”）；
（2）为了能测量小灯泡的额定功率，滑动变阻器的阻值应选______（选填“”或“”）；
（3）在连接实物图时，开关应该______（选填“闭合”或“断开”）；在闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片应该滑到最______（选填“左”或“右”）端；
（4）用笔画线代替导线将实物图连接完整_______（部分电路已连好）；
（5）在实验中，当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，那么，小灯泡的额定功率为______。
5．（2022·四川凉山·统考中考真题）某同学在“探究小灯泡亮度与实际功率关系”的实验中，找来了电压为3V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，电流表、电压表各一只，滑动变阻器一个，开关一个，导线若干，组装电路。
（1）如图甲所示，当滑动变阻器的滑片向右滑动时灯泡变亮，请你用笔画线代替导线将电路图正确连接_______；
（2）该同学共进行了3次测量，并将相关数据记录在下面表格中，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；
（3）根据实验目的分析实验数据及现象，可以得出结论：小灯泡的亮度随着实际功率的增大而变____________（选填“亮”或“暗”）；
（4）通过分析还可以得出结论：小灯泡的电阻随着实际功率的增大而变____________（选填“大”或“小”）。
6．（2022·山东威海·统考中考真题）实验室购买了一批规格为“”的小灯泡，物理兴趣小组的同学通过测量小灯泡的额定功率来鉴别灯泡是否符合规格。他们准备了如下器材：电源（电压恒为）、开关、滑动变阻器（“”）、电流表各1个，导线若干。
（1）若要完成此实验，还需要的器材是___________；请在图所示的虚线框内画出实验电路图( )；
（2）按正确的电路图连接好电路，闭合开关，发现小灯泡强烈发光后立即熄灭，造成这种现象的原因可能是___________；
（3）问题解决后继续实验，当小灯泡两端电压为时，电流表示数如图所示，此时电路中的电流为___________A，小灯泡的电功率为___________W，小灯泡是否符合规格？___________；
（4）兴趣小组按上述操作测量了这批小灯泡在电压为时的电功率，发现其中一些小灯泡不符合规格，如果问题出在钨丝的制作环节，其原因可能是___________。
7．（2022·黑龙江齐齐哈尔·统考中考真题）小琪同学在做“测量小灯泡的电功率的实验时，实验器材有：电源（三节新的干电池）、额定电压为2.5V的小灯泡、规格不同的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。图甲是没有连接完整的电路。
（1）请用笔画线代替导线按要求将电路（图甲）连接完整（要求：向左移动滑动变阻器的滑片使电流表示数变大，导线不交叉）；( )
（2）正确连接电路后，闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，且电压表有示数，电流表无示数，则故障原因可能是___________；
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某位置，电压表示数如图乙所示，此时电压为___________V；若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片向___________（选填“A”或“B”）端移动，直到电压表的示数为2.5V；
（4）小琪在进行实验数据处理时，计算出了小灯泡的平均电功率（如下表），你认为她这样处理数据是___________（选填“合理”或“不合理”）的，理由是___________；
（5）实验提供的滑动变阻器规格为R1“5Ω 2A”、“20Ω 1A”、“100Ω 0.1A”，小琪选择的是___________（选填“”、“”或“”）完成了上述实验；
（6）上述实验完成后，小琪又用阻值已知为R0的定值电阻来测量未知电阻的阻值。实验电路图如图丙所示。由于原电源不符合实验要求，又换用另一电源，电压未知且恒定，电路正确连接后：
①当开关S、闭合，断开时，电流表示数为；
②当开关___________闭合，___________断开时，电流表示数为；
③未知电阻的阻值＝___________（用已知量和测量量的符号表示）。
8．（2022·黑龙江哈尔滨·统考中考真题）小明在探究“电功率和电压关系”的实验中：
（1）请用笔画线代替导线连接好图A电路，要求：电压表测量L2两端电压；___________
（2）连好电路后，闭合开关，发现两灯均不发光，电压表示数接近电源电压，则故障可能是 ___________；（写出一种即可）
（3）灯泡工作时，将电能转化为内能和 ___________；
（4）开始实验后，发现两个灯泡的亮度接近，无法比较电功率大小。为了解决这个问题，在提供的器材中，小明选择两个阻值接近的电热丝代替灯泡，又设计了如下三种可行方案：
甲：如图B所示，将电热丝R1和R2分别放入装有等体积水的玻璃瓶内，通电5分钟后，通过温度计示数升高的多少，比较电功率大小；
乙：其他条件不变，仅将甲方案中水换成乙醚；
丙：其他条件不变，仅将甲方案中水换成煤油。
你认为以上哪个方案能最明显地比较出电功率的大小？请说明理由。___________
9．（2022·辽宁沈阳·统考中考真题）在“测量小灯泡的电功率”的实验中，所选小灯泡的额定电压为。
（1）如图甲是测量小灯泡的电功率的电路图。正确连接电路，闭合开关后，电压表和电流表都没有示数，电路故障可能是______
A．滑动变阻器短路 B．电流表断路 C． 电压表断路
（2）排除故障后，实验中，电压表的示数为，小雨为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向______（选填“左”或“右”）移动，直至小灯泡正常发光，此时电流表的示数为，则小灯泡额定功率为______；
（3）小雨的电流表坏了，老师给他一个已知最大阻值为的滑动变阻器、一个阻值未知的定值电阻、电压保持不变的电源、若干开关和导线，小雨重新设计了如图乙所示的电路图，按电路图连接电路，并正确测出小灯泡的额定功率。具体实验步骤如下：
①断开开关，闭合开关和，调节滑动变阻器的滑片至端，电压表的示数为；再将滑片调至端，电压表示数为，则______；（用、和表示）
②断开开关和，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为；（为已知量，表示小灯泡的额定电压）
③不改变滑动变阻器的滑片的位置，断开开关和，闭合开关，电压表示数为，则______。（用、、、和表示）
10．（2022·湖北宜昌·中考真题）小杰和小芳在探究“电流产生的热量与哪些因素有关系”的实验中，在两个透明容器中密封等量的空气，各放置一段电阻丝，并连接一个装水的U形管，通过U形管中水面的高度差来判断电阻产生热量的多少。装置的密封性能良好，电源电压为6V。
（1）小杰根据图甲观察到的现象得到“在通电时间和电阻相同时，______，电阻产生的热量越多”的结论。
（2）小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关，下列能支持她猜想的现象是( )
A．正常工作时，“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮
B．接线板上接入的用电器越多，导线越容易发热
C．电熨斗工作时发热明显，而与之相连的导线却不怎么热
（3）为了验证猜想，小芳选用了5Ω和100Ω的电阻丝进行实验，如图乙所示，请你用笔画线把电路连接完整。______闭合开关，她发现较长时间后两个U形管的高度差均不明显，原因是______，请你提出改进办法：______。
11．（2022·江苏无锡·统考中考真题）用如图所示的装置探究影响电流热效应的因素，三个相同的锥形瓶内均装有质量相等的煤油，电阻丝R1、R2、R3浸没在煤油中，其中R1=R3=6Ω、R2=3Ω。闭合开关前，记录下煤油的初温度t0；接通电源，同时闭合开关S1、S2，记录下电流I，通电相同时间，记录下煤油的末温度，结果如表所示，则R1、R2所在锥形瓶中的煤油升温所吸收的热量之比为_________ 比较①③可知，导体产生的热量与____________有关；比较____________（选填序号）可知，导体产生的热量与电阻有关，若要探究导体产生的热量与通电时间的关系，应进行的探究是：____________。
一、实验题
1．（2023·湖北襄阳·九年级襄阳四中校联考自主招生）用如图（a）所示电路测量小灯泡电功率，灯泡L标有“2.5V 0.3A”字样，滑动变阻器铭牌上标有“50Ω 1.5A”字样，不考虑温度对灯泡电阻的影响。
（1）按电路图将图（b）中的实物元件连接起来__________；
（2）在图（a）中，当开关S闭合，滑动变阻器的滑片从A向B滑动的过程中，电压表示数将____（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（3）某次实验时电压表和电流表的示数如图（c）所示，则此时小灯泡的实际功率为___W。
2．（2023·广东·中山大学附属中学校考模拟预测）在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为3.8V，电源电压保持6V不变，滑动变阻器规格为“40Ω 1A”。
（1）图甲是小明同学连接的实物电路图，经检查发现电路连接不完整且存在一个错误，请你用笔画线代替导线帮他将电路改正并补充完整（注意不能与其他导线交叉）______；正确连接好最后一根导线后，闭合开关，小灯泡强烈闪光一下后熄灭，则小明操作中存在的问题是______；
（2）排除故障并更换同规格小灯泡后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，当电压表示数为2V时，电流表的示数如图乙所示，则此时小灯泡的功率为______W，若要使小灯泡正常发光，则应将滑片向______（选填“左”或“右”）移动一些；
（3）若电压表0~15V量程坏了，小明仍然用这些器材完成了实验，他的做法是______。接好电路后闭合开关，移动滑片，当电压表示数为______V时，小灯泡正常发光；读取此时电流表的示数，即可计算出小灯泡的额定电功率
3．（2023春·江苏盐城·九年级校考期中）小明同学利用如图甲所示的器材，测量小灯泡的电功率。实验中电源电压恒定不变，灯泡的额定电压为2.5V（电阻约为10Ω），滑动变阻器的规格为（10Ω 1A）。
（1）请用笔画线代替导线完成图甲的电路连接，要求滑动变阻器的滑片P向左移动时，电流表的示数变大___________；
（2）正确连接电路后，当滑片P滑到某一位置时，电压表示数如图乙所示，此时电压为___________V；要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向___________（选填“左”或“右”）端移动；
（3）小明想设计了一个用于记录数据及现象的表格，表头中的项目除了电压表示数、电流表示数以外还有_____________和小灯泡的功率；
（4）实验中，灯泡的电流与电压不成正比关系，这主要是因为___________；
（5）事实上，电压表与灯泡并联时，也会有很小的电流通过电压表，因此上述额定功率的测量结果要比灯泡真正的额定功率大，若灯泡正常发光时，实际通过电压表的电流为5×10-6A，根据丙图测量出的灯泡额定功率会偏差___________W；
（6）小明设计了如图丙所示的电路，用一个电压表或电流表，测量额定电压为U额的小灯泡L2的额定功率，已知定值电阻的阻值为R0、电源电压未知。请你完成下面的步骤：
①将_________（选填“电压表并联在ab间”、“电流表串联在a点”或“电流表串联在b点”），只闭合开关S和S1，调节滑动变阻器的滑片使电表的示数为___________，灯泡正常发光；
②只闭合开关S和S2，滑动变阻器滑片位置保持不动读出电表的示数；
③测算小灯泡L2的额定功率。
4．（2023·上海·上海市七宝中学校考模拟预测）在测定“灯泡电功率”实验中，已知电源电压是6V，小灯泡的额定电压是3.8V。
（1）实验的原理是______；
（2）若刚连接完最后一根导线，立即看到灯泡发出明亮的光。请你找出实验中两个操作不当之处：①_____；②______。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，但发现灯泡电压无法降低到3.8V，其原因可能是______；
（3）如表为实验记录
由表可知，该小组的错误是：______。灯泡的额定功率为______W；
（4）同学们根据测量灯泡实际功率的多组实验数据，分析出灯泡的电流与电压不成正比。请你推算当灯泡电压为2V时，它的实际功率将______0.5W（填“大于”“小于”或“等于”）。
5．（2023·黑龙江绥化·校考一模）小明同学在探究“电流通过导体产生热量多少与什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置。请仔细观察甲、乙两图。
（1）实验中通过观察两个U形管中__的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少；
（2）你认为甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与__关系，得出的结论是：____；
（3）由乙图所示的实验装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与__关系，得出的结论是：在__相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的__越大，电阻产生的热量越多。
6．（2023秋·天津·九年级天津市第七中学校考期末）如图为“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，其中a、b、c、d四个相同的容器密闭着等量空气并与U形管紧密相连，各容器中均有一条电阻丝，实验前U形管两端液面相平。现将1、2和3、4两组导线分别接到电源两端。
（1）实验过程中，通过观察U形管中液面 ___________的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少。这种实验方法叫 ___________。下面实验也用这种实验方法的是 ___________；
A．认识电压时，我们用水压来类比
B．用光线来描述光通过的路径
C．探究物体的动能跟哪些因素有关
（2）连接好电路后闭合开关，通电一段时间，观察到右侧液面高于左侧液面，如图甲所示，表明在电流和通电时间相同的情况下，___________越大，产生的热量越多；
（3）图中U形管 ___________（选填“是”或“不是”）连通器，乙图中R3与R2并联，目的是使通过R1与R2的 ___________不同；
（4）某小组在利用乙图装置实验时，发现左右两侧U形管液面上升高度相同，与其他小组的实验现象都不同，经检查气密性良好，请你分析实验现象不同的原因：___________。
实验次数
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
灯泡亮暗情况
1
1.4
0.20
0.28
较暗
2
2.5
正常发光
3
2.8
0.30
0.84
很亮
实验序号
电压U/V
电流I/A
电阻R/
电功率P/W
灯泡的亮度
1
1.5
0.24
6.25
0.36
较暗
2
2.5
正常
3
3.0
0.32
9.38
0.96
很亮
实验序号
电压V
电流A
电功率P/W
平均电功率P/W
1
2.0
0.26
0.52
0.71
2
2.5
0.28
0.70
3
3.0
0.30
0.90
物质
比热容c/J•( kg•℃)-1
密度ρ/（kg•m-3）
导电性
水
4.20×103
1.00×103
不导电
乙醚
2.35×103
0.71×103
不导电
煤油
2.14×103
0.80×103
不导电
序号
电阻
电流I/A
初温度t0/℃
末温度/℃
①
R1
1.0
20
30
②
R2
1.0
20
24
③
R3
1.5
20
44
实验序号
电压（V）
电流（A）
电功率（W）
功率平均值（W）
1
3.0
0.24
2
3.8
0.30
3
4.5
0.34