河北专版2020中考物理复习题型06电学实验题试题 23页

题型(六)　电学实验题 能力点1:重视对基础知识和基本技能的考查 源于教材,挖掘教材;基础中见灵活,变化中考能力。‎ ‎(1)通过对学生熟悉的现象、事物创设问题情景——考查学生对基础概念的理解和应用;‎ ‎(2)物理内涵丰富,灵活性高、综合性强——着重考查学生物理能力。‎ 能力点2:会测量、估测、使用、选用、连接,重视实验设计和操作,突出探究过程技能和综合分析,主要考查:设计电路、实验过程、分析结果、表达式、结论等。‎ 重点实验:‎ ‎(1)探究串、并联电路的特点;(2)探究I与U、R的关系(欧姆定律);‎ ‎(3)探究影响电阻大小因素、测电阻大小;(4)测小灯泡的额定功率(特殊测量);‎ ‎(5)探究电热影响因素(焦耳定律);(6)探究电磁铁的磁性大小。‎ 类型一　探究串、并联电路电流、电压的规律 ‎1.在“探究串联电路电压规律”的实验中:‎ ‎(1)图T6-1甲是小明连接的部分电路,请你用笔画线代替导线帮他完成电路。‎ 图T6-1‎ ‎(2)小明在检查实验器材时,发现电压表的指针如图乙所示,他接下来的操作是　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)解决上述问题后,小明闭合开关进行实验,得到下表所示数据。测R2两端电压时电压表示数如图丙所示,请你将电压表的示数填入表格中。‎ U1/V U2/V U/V ‎1.4‎ ‎　　　 ‎ ‎2.9‎ ‎(4)根据表格中的数据,小明得出以下结论:‎ ‎①串联电路中总电压等于各用电器两端电压之和;‎ ‎②串联电路中各用电器两端电压相等。‎ 请你对他得出结论的原因进行评估:‎ 23‎ ‎①　 ; ‎ ‎②　 。 ‎ ‎[拓展](5)小明发现,串联电路各部分电压之和很接近但小于总电压。这与“串联电路中总电压等于各用电器两端电压之和”不完全一致。老师告诉他电池是有内阻的,电池可简化为如图丁所示的部分,小明想要测量这两节干电池串联后的内阻。他将图甲电路中的两个定值电阻拆下,换成一个阻值为5 Ω的定值电阻,闭合开关,电压表示数为2.5 V;若将电压表直接接在电源两端,电压表示数为3 V,据此小明算出两节干电池的内阻为　　　　Ω。 ‎ ‎2.如图T6-2甲所示,小明在探究“串联电路的电压特点”时,将两盏标有“2.5 V　0.3 A”的小灯泡串联起来,接到可调直流电源两端。‎ 图T6-2‎ ‎(1)小明在闭合开关后,发现电压表的指针偏转如图乙所示,这是因为　 ; ‎ 上述问题纠正后,小明正确操作测出了L1的电压。在测L2两端的电压时,为了节省实验时间,小明采用了以下方法:电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上,小明用上面的方法能否测出L2两端的电压?为什么?  　。 ‎ ‎(2)调节直流电源的电压,使两灯泡都正常发光。突然,原来正常发光的两盏灯同时熄灭。‎ ‎①发生这种故障的原因是什么呢?指导老师经过分析检查,给出下列两种原因供小明选择,你认为可能的是　　　　。 ‎ A.一盏灯断路,另一盏灯完好 B.一盏灯短路,另一盏灯完好 ‎②为了检测故障,指导老师又提供了下列四种器材:‎ A.规格仍为“2.5 V　0.3 A”的灯泡 B.符合要求的电压表 C.符合要求的电流表 D.一根导线 从它们中间每次选择一种器材来检测故障,你认为不适用的有　　　　(填器材前的字母代号)。 ‎ ‎(3)在故障排除的情况下,小明将实验中测出的数据记录如下:‎ 23‎ AB两端的电压/V BC两端的电压/V AC两端的电压/V ‎2.5‎ ‎2.5‎ ‎5.0‎ 根据上述数据,小明总结得出了以下实验结论:‎ ‎①串联电路中的总电压等于各部分电路两端的电压之和;‎ ‎②串联电路中各部分两端的电压相等。‎ 请你对此进行评估,写出小明在本次实验中存在的问题:　　　　　　　　。(写出一条即可) ‎ ‎[拓展](4)若将L2换成规格为“0~20 Ω”的滑动变阻器,若使灯泡L1正常发光,则电源电压可调范围为 ‎　　　　　　(电源电压连续可调),滑动变阻器消耗的最大功率为　　　　W。 ‎ 类型二　探究影响电阻大小的因素 ‎3.在探究影响导体电阻大小的因素时,小兵、小红两位同学作出了如下猜想:①导体的电阻与导体的长度有关;②导体的电阻与导体的横截面积有关;③导体的电阻与导体的材料有关。实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如下表一所示。为了验证上述猜想,他们设计了如图T6-3所示的实验电路。‎ 表一 编号 材料 长度/m 横截面积/mm2‎ a 镍铬合金 ‎0.5‎ ‎0.5‎ b 镍铬合金 ‎1.0‎ ‎0.5‎ c 镍铬合金 ‎0.5‎ ‎1.0‎ d 锰铜合金 ‎0.5‎ ‎0.5‎ 图T6-3‎ ‎(1)为了验证上述猜想①,应该选用编号为　　　　两根电阻丝进行实验;如果选用编号为a、c两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想　　　(填序号);如果选用编号为a、d两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想　　　(填序号)。分别将a和d两电阻丝接入电路中M、N两点间时,电流表示数不相同,可得结论是　 。 ‎ ‎(2)有同学认为:可以根据灯泡亮度的变化来精确地比较接入的电阻丝的阻值大小变化情况。在此实验中这种方法　　　　(选填“可取”或“不可取”),你判断的理由是　  　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)小明为了探究电阻大小跟长度的关系,选用材料和粗细都相同的金属丝,分别测得长度L和对应的电阻值R,记录的数据如下表二所示。‎ 23‎ 表二 L/cm ‎30‎ ‎40‎ ‎50‎ ‎60‎ ‎70‎ ‎80‎ R/Ω ‎2.4‎ ‎3.2‎ ‎4.0‎ ‎4.8‎ ‎5.6‎ ‎6.4‎ 分析表中数据,可归纳出电阻R与长度L的关系式:R=　　　　　　　。 ‎ ‎(4)在最近几年,我国城乡许多地区进行了输电线路的改造,将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,这样就　　　　(选填“增大”或“减小”)了输电线的电阻,从而可以减小输电线上的电能损失。 ‎ ‎4.某兴趣小组要探究电阻的大小与哪些因素有关,他们设计了如图T6-4所示的实验电路,电源电压不变,保持滑动变阻器滑片位置不变,分别将a、b、c、d四根电阻丝接入电路,得到下表所示的数据。‎ 图T6-4‎ 导体编号 长度/m 横截面积/mm2‎ 材料 电流大小/A a ‎0.5‎ ‎0.4‎ 锰铜合金 ‎0.20‎ b ‎0.5‎ ‎0.4‎ 镍铬合金 ‎0.16‎ c ‎0.5‎ ‎0.2‎ 镍铬合金 ‎0.08‎ d ‎1.0‎ ‎0.2‎ 镍铬合金 ‎0.04‎ ‎(1)在MN间分别接入a、b两电阻丝,探究的是电阻跟导体的　　　的关系。a电阻丝的阻值　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)b电阻丝的阻值。 ‎ ‎(2)要探究电阻与导体横截面积的关系,可选择　　　　(填编号)电阻丝进行实验。其结论是:在材料、长度相同时,导体横截面积越大,导体的电阻越　　　　。 ‎ ‎(3)某同学在MN间接入d电阻丝后,又在其两端并联一个电压表,这样测出了d电阻丝的电阻大小,其测量原理是　　　　。 ‎ ‎(4)另一位同学不用电压表,在已知滑动变阻器最大阻值为R0的情况下,利用图示电路测出d电阻丝的电阻大小,操作如下:‎ ‎①在MN之间接入d电阻丝,闭合开关,将滑片P滑到最左端,读出电流表示数为I1;‎ ‎②将滑片P滑到最右端,读出电流表示数为I2;‎ ‎③d电阻丝的阻值表达式为Rd=　　　　(用I1、I2、R0表示)。 ‎ 23‎ 类型三　探究电流与电压、电阻的关系 ‎5.在“探究电流与电阻的关系”实验中,老师提供了2节新干电池、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、定值电阻(阻值分别为10 Ω、20 Ω和40 Ω)以及导线若干。‎ ‎(1)请根据实验要求用笔画线代替导线将实物图(如图T6-5甲)连接完整。(要求导线不交叉,当滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大)‎ 图T6-5‎ ‎(2)将滑动变阻器阻值调到最大处,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,其原因可能是　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)排除故障后,更换不同定值电阻进行实验,测得数据填入下表中。第1次实验时电流表的示数如图乙所示,示数为　　　　A。实验过程中应保持电压表示数为　　　　V不变。 ‎ 实验序号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ 电阻/Ω ‎10‎ ‎20‎ ‎40‎ 电流/A ‎0.10‎ ‎0.05‎ ‎(4)由表中数据可知:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成　　　　(选填“正比”或“反比”)。 ‎ ‎(5)根据表格中的数据判断所选用的滑动变阻器可能是　　　　。 ‎ A.“50 Ω　0.5 A”　　　‎ B.“10 Ω　1 A”‎ ‎6.[2019·保定竞秀区一模]在“探究电流和电阻的关系”实验中,电源电压保持6 V不变,定值电阻分别为5 Ω、10 Ω和20 Ω。‎ ‎(1)请用笔画线代替导线将图T6-6甲中电路连接完整。‎ 23‎ 图T6-6‎ ‎(2)连接电路时,滑片应移至最　　　　(选填“左”或“右”)端。 ‎ ‎(3)小明设计下表,并开始实验,同时闭合开关S和S1时,移动滑片,电流表示数为0.4 A。‎ R/Ω ‎5‎ ‎10‎ ‎20‎ I/A ‎(4)同时断开S和S1再同时闭合S和S2,电流表示数是　　　　A,因此滑片应向　　　　(选填“左”或“右”)移动得到正确数据。 ‎ ‎(5)同时断开S和S2,再同时闭合S和S3,滑片滑至阻值最大处时,电流表示数如图乙所示,则滑动变阻器最大阻值为　　　　Ω。 ‎ ‎(6)若完成这个实验,滑动变阻器最小电阻值是　　　Ω或者将20 Ω的定值电阻换用　　　　Ω重做实验。 ‎ ‎7.[2019·保定一模]在“探究电流与电压的关系”的实验中,器材有:滑动变阻器(30 Ω　2 A)、开关、电源(电压恒为6 V)各一个,电流表、电压表各一个,5 Ω定值电阻一个,导线若干。‎ ‎(1)图T6-7甲是小明连接的实物电路,图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”并画出正确的连线。‎ 23‎ 图T6-7‎ ‎(2)闭合开关前,小明发现电流表的指针如图乙所示,出现这个现象的原因是　 。 ‎ ‎(3)实验中通过调节滑动变阻器滑片P,测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压值如下表所示,老师看后说其中第一组数据是错误的。老师的判断依据是　 。 ‎ 实验次数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ 电压U/V ‎0.5‎ ‎1.0‎ ‎1.5‎ ‎2.0‎ ‎2.5‎ ‎3.0‎ 电流I/A ‎0.1‎ ‎0.2‎ ‎0.3‎ ‎0.4‎ ‎0.5‎ ‎0.6‎ ‎(4)解决上述问题后,小明闭合开关,记录电流表和电压表的示数,并移动滑片进行多次测量,绘制出定值电阻的I-U图像,如图丙中图线a所示。根据图像可以得出结论:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(5)将电路中的电阻换成小灯泡,闭合开关,记录电流表和电压表的示数,并移动滑片进行多次测量,绘制出小灯泡的I-U图像,如图丙中图线b所示。则A、B、C三个点的电阻RA、RB、RC由小到大的顺序为　　　　。 ‎ ‎[拓展](6)完成实验后,老师让小明用该电路继续探究电流与电阻的关系,他选了三个定值电阻(10 Ω、20 Ω、30 Ω),先将10 Ω的电阻接入电路,调节滑动变阻器使电压表示数为2.5 V;再将10 Ω的电阻换成20 Ω的电阻,调节滑动变阻器使电压表的示数为2.5 V,他继续换成30 Ω的电阻时,发现无论怎样调节滑动变阻器都无法使电压表示数为2.5 V。为了完成实验,小明设计了两个调整方案,请你帮他填写完整。‎ A.如果只更换滑动变阻器,则更换的滑动变阻器最大阻值不小于　　　　Ω; ‎ B.如果只降低电源电压,他应控制电源电压的范围是　　　　。 ‎ ‎8.小明同学用如图T6-8甲所示的电路探究电流与电压、电阻的关系,电源电压15 V保持不变,滑动变阻器的规格是“50 Ω　1 A”,阻值为10 Ω、20 Ω、30 Ω、40 Ω的电阻各一个,满足测量需求的电流表、电压表各一个。‎ 23‎ 图T6-8‎ ‎(1)根据图甲所示的电路图,将图乙所示的实物图连接完整,要求闭合开关S后,滑片P向左移动时电流表示数变大。‎ ‎(2)小明先探究“电阻R0一定时,电流与电压的关系”,他将10 Ω的电阻作为R0接入电路,闭合开关S,通过调节滑动变阻器滑片P,测出电阻两端施加不同电压时对应电流值,并记录(如表一所示)。第3次实验时电流表的示数如图丙所示,则此时流经电阻的电流为　　　　A。分析这些数据,可以得出结论:在电阻一定的情况下,流经导体的电流和导体两端的电压成　　　　。 ‎ 表一 实验次序 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ U/V ‎3.0‎ ‎4.0‎ ‎5.0‎ ‎6.0‎ I/A ‎0.30‎ ‎0.41‎ ‎0.62‎ ‎(3)小明再探究“电压U0一定时,电流与电阻的关系”:‎ a.他将10 Ω的电阻接入电路,闭合开关S,调节滑片P到适当位置,读出电流表示数记入表二中;断开开关S,小明用20 Ω的电阻替换10 Ω的电阻,闭合开关S,移动滑片P使滑动变阻器接入电路阻值　　　　(选填“增大”或“减小”),他这样操作的目的是　　　　　　　　　　　。 ‎ 表二 实验次序 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ R/Ω ‎10‎ ‎20‎ ‎30‎ ‎40‎ I/A ‎0.60‎ ‎0.30‎ ‎0.20‎ ‎0.15‎ b.表二是小明提交的实验数据,老师指出有一组数据不符合实际,你认为这是实验次序　　　　的数据。若不更换实验器材,在实验过程中小明为了能够利用上述4个定值电阻,顺利得到4组I、R数据,完成实验,所保持不变的电压U0的取值范围应满足　　　　　　。 ‎ 类型四　电阻的测量 ‎9.在测量电阻的实验中,用两节干电池作为电源,待测电阻的阻值约为6 Ω。‎ ‎(1)在如图T6-9甲所示实物电路中错误的连线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确连线。‎ 23‎ 图T6-9‎ ‎(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移动到　　　(选填“左”或“右”)端。实验中滑动变阻器除了保护电路外,主要作用是　  　。 ‎ ‎(3)某次测量的电压表和电流表的示数如图乙、丙所示,此时测量的待测电阻R=　　　　Ω。 ‎ ‎(4)实验中其中一组同学发现,在调节滑动变阻器的过程中,电流表示数增大,而电压表示数减小,你认为出现的问题是　 。 ‎ ‎(5)通常在使用电压表时认为其电阻无穷大,不考虑电压表中通过的电流;在使用电流表时认为其电阻为零,不考虑电流表两端分得的电压。在用电压表、电流表测量电阻有如图丁、戊所示的两种测量电阻的连接方式,若电压表的电阻不是很大,电流表电阻不是很小,你认为图　　　　中测量出的电阻值比真实值偏大。 ‎ ‎(6)若想利用该装置继续探究电流跟电阻的关系,还需要添加的器材是　 。 ‎ ‎10.[2019·石家庄外国语学校模拟]如图T6-10甲所示,小明利用“伏安法”测量未知电阻Rx的阻值,所用滑动变阻器为“40 Ω　1 A”,进行了如下实验:‎ 23‎ 图T6-10‎ ‎(1)请你添加一条导线将实验电路补充完整,要求滑动变阻器的滑片P向左滑动时电流表的示数变大。‎ ‎(2)连好电路后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,则此故障的原因可能是　　　　　　。 ‎ ‎(3)小明设计的实验步骤如下:‎ ‎①电表调零,开关断开,按照电路图连接电路,滑动变阻器调到阻值最大。‎ ‎②闭合开关,调节滑片P,读出一组电压表、电流表的示数U和I并记录在表格中。‎ ‎③根据R=UI,计算出Rx的阻值并记录在表格中。‎ 从实验步骤看,这个实验存在的主要缺陷是　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)电路正常后,闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P到某一位置时,电压表的示数如图乙所示,电流表的示数如图丙所示,则电阻Rx的阻值为　　　　Ω。 ‎ ‎(5)小明还想探究电流与电阻的关系,电源电压调为6 V不变,又取了5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω、30 Ω的定值电阻,并使电压表的示数始终保持2.5 V不变,多次更换阻值不同的定值电阻,记录各次电流表的示数,然后分析数据得出结论。在不更换其他器材的情况下,为了能够完成实验。他更换的定值电阻的阻值最大为　　　Ω。 ‎ ‎[拓展](6)在“探究电流与电阻的关系”实验中,电阻两端电压始终保持2.5 V不变,小明想让5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω、30 Ω的定值电阻都能使用,则电源电压的范围为　　　　V至　 　　V。(最后一空结果保留小数点后两位) ‎ ‎11.[2019·衢州]小科按照实验要求,设计测量未知定值电阻Rx阻值(范围为400~600 Ω)的实验。‎ 器材:干电池两节(总电压为2~3 V),电压表(量程0~3 V、0~15 V)、电流表(量程0~0.6 A、0~3 A)、滑动变阻器(500 Ω　0.5 A)各一个,开关、导线若干。‎ ‎(1)要求一:测算出Rx的阻值,且实验过程中不能拆接电路。‎ 小科设计实验电路如图T6-11甲所示,请分析:‎ ‎①小科在设计实验前通过估算发现,用所提供的电流表无法测量出电路中的电流,其原因是  　。 ‎ ‎②实验时,先将滑动变阻器滑片P移到某一位置a处,读出电压表示数为U1,U1即为电源电压;再将滑动变阻器滑片P移到另一位置b处,读出电压表示数为U2,则U1-U2就是此时滑动变阻器两端的电压。根据相关数据计算Rx的阻值。实验中滑片P所在的a、b处分别对应的位置是　 。 ‎ 23‎ 图T6-11‎ ‎(2)要求二:增加一个电学器材实现Rx阻值的直接读取,且电路只能连接一次。‎ 小科增加了一个阻值可连续调节且可读数的变阻器Y,重新设计了如图乙所示电路。实验步骤如下:‎ ‎①先闭合开关S、S1,调节滑动变阻器使电压表示数为2 V;‎ ‎②再断开开关S1,闭合开关S2,　　　　　　　　　　　　　　　　,读取此时Y的数值。 ‎ Y的示数即为Rx的阻值。‎ ‎12.[2018·唐山丰南区二模]小明用图T6-12甲所示的电路测量小灯泡的电阻,已知电源电压恒为3 V,小灯泡的额定电压为2.5 V,滑动变阻器上标有“20 Ω　1 A”字样。‎ 图T6-12‎ ‎(1)请你按照电路图,用笔画线代替导线,完成图乙中实验电路的连接。‎ ‎(2)小明连接好电路,闭合开关后发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,那么电路的故障可能是　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2.5 V时,电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定电流为　　　　A,此时小灯泡的灯丝电阻值是　　　　Ω。 ‎ ‎(4)小明发现当小灯泡两端的电压为1.5 V时,计算得小灯泡的电阻为10 Ω。请你解释小灯泡的灯丝电阻发生变化的原因是　　　　　　　　　　　　　　;考虑到通过电压表的电流不为零,则测出的结果必然存在误差,那么测量出的电阻值会比真实值偏　　　　(选填“大”或“小”)。 ‎ ‎[拓展](5)在测量小灯泡电阻的过程中,由右向左移动滑动变阻器的滑片,若灯泡电阻为额定电压下的电阻不变,滑动变阻器消耗的最大电功率为　　　　W。 ‎ 23‎ 类型五　测小灯泡电功率 ‎13.[2019·台州]图T6-13甲是测定小灯泡(额定电压2 V)电功率的实验电路图。‎ 图T6-13‎ ‎(1)某同学根据实验数据画出如图乙所示小灯泡的I-U图像,则该小灯泡的额定功率为　　　　W。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4.5 V的电源,并用多个不同阻值的定值电阻替换图甲中的灯泡,得到如图丙所示的图像,则他选用的滑动变阻器的最大阻值至少为　　　　Ω。 ‎ ‎14.某同学利用如图T6-14甲所示的电路测量小灯泡的电功率。实验中电源电压保持不变,小灯泡的额定电压是2.5 V。‎ 图T6-14‎ ‎(1)该同学接错了一根导线,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线。‎ ‎(2)正确连接电路后,用开关进行试触,发现电流表指针不偏转,而电压表指针明显偏转。故障原因可能是 ‎　　　　(选填“电流表”“滑动变阻器”或“小灯泡”)断路。 ‎ ‎(3)排除故障后,按正确的步骤进行实验。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是 23‎ ‎　　　　W,此时小灯泡的电阻是　　　　Ω。(最后一空结果保留两位小数) ‎ ‎(4)继续调节滑动变阻器,让小灯泡两端的电压逐渐降低,小灯泡逐渐变暗,这段时间内,若小灯泡电阻变化量的绝对值是ΔR1,滑动变阻器接入电路的电阻变化量的绝对值是ΔR2,则ΔR1和ΔR2大小关系正确的是　　　　(填字母标号)。 ‎ A.ΔR1>ΔR2 B.ΔR1=ΔR2‎ C.ΔR1<ΔR2 D.无法比较 ‎15.在“测量小灯泡电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5 V,正常发光时的电阻为10 Ω,有两个规格分别为“10 Ω　1 A”“50 Ω　2 A”的滑动变阻器,电源电压为6 V。‎ ‎(1)本实验中应选择规格为　　　　的滑动变阻器。 ‎ ‎(2)将图T6-15甲中的实物电路连接完整。‎ 图T6-15‎ ‎(3)移动滑动变阻器的滑片P到某一位置时电流表示数如图乙所示,为　　　A,此时小灯泡的电功率　　　(选填“大于”或“小于”)额定功率。 ‎ ‎[拓展](4)在进行误差分析时,老师说:虽然电压表内部电阻很大,但电路接通后仍有微小电流流过电压表,请你根据这一事实并结合电路图分析判断:实验中测得小灯泡的额定功率比真实值偏　　　　(选填“大”或“小”),原因是　 　 。 ‎ ‎(5)用图甲所示的实验电路也可以测量电阻,若考虑电压表的分流作用,那么测量值要比真实值　　　　(选填“大”或“小”)。 ‎ ‎16.[2019·宜宾]在“测量小灯泡的电功率”的实验中,实验室提供如下器材:电源(电压恒为6 V)、电压表和电流表各一个、额定电压为2.5 V的待测小灯泡L(电阻约为10 Ω)、滑动变阻器两个(R甲:“10 Ω　1 A”、R乙:“50 Ω　0.5 A”)、开关S、导线若干。‎ ‎(1)该实验的原理是P=　　　　。 ‎ 23‎ ‎(2)实验中,应选用的滑动变阻器是　　　　(选填“R甲”或“R乙”)。 ‎ ‎(3)选用滑动变阻器后,请你根据以上器材设计一个测量小灯泡电功率的实验电路图,并画在图T6-16甲所示的虚线框内。‎ 图T6-16‎ ‎(4)某小组在实验中记录了3组小灯泡的电流随电压变化的情况,如下表所示,完成实验后小组进一步求得该小灯泡正常发光时的电阻为　　　　Ω。(保留到小数点后一位) ‎ 实验次数 电压U/V 电流I/A ‎1‎ ‎1.5‎ ‎0.18‎ ‎2‎ ‎2.5‎ ‎0.24‎ ‎3‎ ‎3.0‎ ‎0.28‎ ‎(5)另一小组实验时,发现电流表已经损坏,为了测出该小灯泡的额定功率,该小组同学在实验室选了一个10 Ω的电阻R0和一个单刀双掷开关,设计了如图乙所示的电路并完成了该实验。(电源电压不变)‎ ‎①闭合开关S,S1接b,调节滑动变阻器R的滑片使小灯泡正常发光,记录电压表示数U1;‎ ‎②闭合开关S,滑动变阻器滑片保持不动,S1接a,读出此时电压表示数为U2。‎ 则小灯泡额定功率P额=　　　　。(用R0、U1、U2表示) ‎ 类型六　焦耳定律 ‎17.如图T6-17甲、乙所示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,两个透明容器中密封着等量的空气。‎ 图T6-17‎ 23‎ ‎(1)实验中,用　　　　　　　　　反映密闭空气温度的变化。 ‎ ‎(2)图甲可探究电流产生的热量与　　　　的关系。通电一段时间后,　　　　(选填“左”或“右”)侧容器中电阻产生的热量多。 ‎ ‎(3)图乙可探究电流产生的热量与　　　　的关系。通电一段时间后,　　　　(选填“左”或“右”)侧容器中电阻产生的热量多。 ‎ ‎(4)该实验中用到的研究物理问题的方法是　　　　　　　　　。(写出两种) ‎ ‎(5)某同学将两段阻值不同的电阻丝R1、R2分别密封在两个完全相同的烧瓶中,设计了如图丙所示的装置,装入烧瓶的煤油质量相等,利用图丙装置也可探究电流通过导体时产生热量与　　　　的关系;烧瓶中用煤油而不用水是因为　　　　　　　　　。 ‎ ‎(6)现在教材中用甲装置替代了丙装置,请对比甲、丙装置,评价一下甲装置的优点:  　。 ‎ ‎18.[2019·昆明]在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中,提供了如图T6-18乙所示的实验器材,其中R1>R2。‎ 图T6-18‎ 实验一:探究电流产生的热量与电阻的关系。‎ ‎(1)请按照图甲所示的电路图将图乙中对应实物图连接完整。‎ ‎(2)电路中电阻丝的连接方式是为了控制　　　　　　;电阻丝放出热量的多少,通过　　　 　　来进行判断。 ‎ ‎(3)闭合开关,经过一定时间,用电阻丝R1加热的煤油温度升高了Δt1,用电阻丝R2加热的煤油温度升高了Δt2,那么Δt1　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)Δt2。 ‎ 实验二:探究电流产生的热量与电流的关系。‎ ‎(4)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电路中的电流变成实验一中电流的2倍,且通电时间相同。实验发现:用电阻丝R1(或R2)加热的煤油,温度升高量Δt1'(或Δt2')　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)2Δt1‎ 23‎ ‎(或2Δt2)。该实验说明电流产生的热量与电流　　　　正比例关系。 ‎ ‎(5)你认为做这个实验产生误差的主要原因是　　　　　　　　。 ‎ 类型七　课外实验 ‎19.小明为了探究铅笔芯的电阻与温度的关系,把两节干电池、额定电压为2.5 V的小灯泡、一根长度约为7 cm的铅笔芯用导线连接起来,如图T6-19甲所示。‎ 图T6-19‎ 调节铅笔芯接入电路中的长度,刚好使小灯泡不发光,然后把点燃的酒精灯放在铅笔芯的下方,观察到小灯泡逐渐变亮。若将酒精灯移走,小灯泡又逐渐变暗,直至熄灭。这个现象说明了:当给铅笔芯加热时温度升高,铅笔芯的电阻　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。为了测量不同温度下铅笔芯的电阻变化情况,小明进一步进行探究。实验过程如下。 ‎ ‎(1)连接如图乙所示的电路,控制接入电路中铅笔芯的长度、横截面积、　　　　不变。 ‎ ‎(2)给铅笔芯加热改变其　　　　,通过观察电流表的示数判断电阻的变化。 ‎ ‎(3)根据电流的变化情况,得出对于长度、横截面积一定的铅笔芯,其电阻大小与其温度的变化有关,依据是:电压一定时,电阻越小,电流　　　　。 ‎ ‎(4)在本实验操作过程中,你认为存在的困难有:　　　　　　　　　　　　。(写出一点即可) ‎ ‎20.小明要探究“当电流一定时,小灯泡的功率与电阻的关系”。器材有:两节干电池,三个小灯泡L1、L2、L3(分别标有“1.5 V　0.25 A”“2.5 V　‎ ‎0.25 A”和“3.8 V　0.3 A”字样),滑动变阻器(10 Ω　1 A),电流表,电压表,开关及导线若干。‎ ‎(1)请用笔画线代替导线,将图T6-20甲电路连接完整。‎ 23‎ 图T6-20‎ ‎(2)小明先将灯L1接入电路,闭合开关后,调节滑动变阻器的滑片P,通过灯L1的电流为0.2 A,此时电压表示数如图乙所示,则灯L1两端的电压为　　　　V,实际功率是　　　　W。 ‎ ‎(3)保持滑动变阻器滑片的位置不变,用L2替换L1,闭合开关,为保持电流表的示数为0.2 A不变,应将滑片P向 ‎　　　　(选填“左”或“右”)端移动,再测出L2两端的电压,算出L2的电阻和功率。 ‎ ‎(4)再用灯L3替换L2,做第3次实验,并将实验数据记录在下表中。分析表中数据可得:在电流一定时,小灯泡的实际功率与电阻成　　　　。 ‎ 实验次数 灯泡 I/A U/V R/Ω P/W ‎1‎ L1‎ ‎0.2‎ ‎2‎ L2‎ ‎2‎ ‎10‎ ‎0.4‎ ‎3‎ L3‎ ‎2.4‎ ‎12‎ ‎0.48‎ ‎[拓展](5)实验结束后,小明感觉以上实验存在一些问题,于是他找来小红进行评估。‎ ‎①这样实验不够简便,改进方法:  　; ‎ ‎②有一组数据不符合实际,原因是  　。 ‎ 23‎ ‎【参考答案】‎ ‎1.(1)如图所示 ‎(2)将电压表指针调零 ‎(3)1.4‎ ‎(4)①应多次实验得出普遍规律　②应选用两个阻值不同的电阻进行实验,得出一般规律 ‎(5)1‎ ‎2.(1)电压表选择了0~15 V的量程　不能,改接后电压表正负接线柱接反 ‎(2)①A　②CD ‎(3)②所选灯泡规格相同 ‎(4)2.5~8.5 V　1.8‎ ‎[解析](1)当电压表B点不动,只断开A点,并改接到C点上时,虽然电压表此时与L2并联,但电压表的正负接线柱却是反的,闭合开关后,指针会反向偏转,所以不能测出L2两端的电压。‎ ‎(2)①把两盏灯串联起来接入电路中,若其中一盏灯断路后,另一个灯也不发光;若其中一盏灯短路后,另一盏灯仍然发光,并且更亮,故原来正常发光的两盏灯同时熄灭的原因是其中一盏灯断路。②当检查电路故障时,不能断开电路,因此只能把检验器材并联在电路里;电流表和导线的电阻很小,并联在用电器两端时,会造成该用电器短路,若另一盏灯完好,则电路中的电流过大从而会烧坏灯泡。‎ ‎(4)若将L2换成规格为“0~20 Ω”的滑动变阻器,当滑动变阻器接入电路的电阻为0时,若使灯泡L1正常发光,电源电压为2.5 V;当滑动变阻器接入电路的电阻为20 Ω时,若使灯泡L1正常发光,灯泡L1两端的电压为2.5 V,额定电流为0.3 A,则滑动变阻器两端的电压为UR=IR滑=0.3 A×20 Ω=6 V,此时电源电压为U=UR+UL=6 V+2.5 V=8.5 V;所以电源电压可调节范围为2.5~8.5 V。滑动变阻器消耗的最大功率为P最大=URI=0.3 V×6 A=1.8 W。‎ ‎3.(1)a、b　②　③　导体的电阻与导体的材料有关 ‎(2)不可取　因为电源电压一定时,所选电阻丝的阻值相差太小,灯泡亮度变化不明显 ‎(3)0.08 Ω/m×L　(4)减小 ‎4.(1)材料　小于 ‎(2)b、c　小 ‎(3)R=‎UI 23‎ ‎(4)‎I‎2‎R‎0‎I‎1‎‎-‎I‎2‎ ‎5.(1)如图所示 ‎(2)定值电阻断路 ‎(3)0.2　2‎ ‎(4)反比 ‎(5)A ‎[解析](5)电阻两端的电压始终保持U=2 V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压U滑=3 V-2 V=1 V,滑动变阻器分得的电压为电压表示数的‎1V‎2V=0.5倍,根据分压原理,当接入40 Ω电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻为R滑=0.5×40 Ω=20 Ω,故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少为20 Ω的滑动变阻器。‎ ‎6.(1)如图所示 ‎(2)右　(4)0.3　右 ‎(5)30　(6)40　15‎ ‎7.(1)如图所示 ‎(2)电流表的指针没有校零 ‎(3)电路中的最小电流大于0.1 A 23‎ ‎(4)电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 ‎(5)RA、RB、RC ‎(6)42　2.5~5 V ‎8.(1)如图所示 ‎(2)0.5　正比 ‎(3)a.增大　控制电压表示数不变(或控制定值电阻两端电压不变)　‎ b.4　6.67~10 V ‎9.(1)如图所示 ‎(2)右　改变通过被测电阻的电流和其两端电压,以取得多组数据 ‎(3)5‎ ‎(4)电压表并联在滑动变阻器两端 ‎(5)丁　(6)不同阻值的定值电阻 ‎10.(1)如图所示 ‎(2)Rx断路 ‎(3)只做一次实验,结果误差较大 ‎(4)4 　(5)25‎ ‎(6)2.5　5.83‎ ‎11.(1)①由欧姆定律,电路中的最大电流约为I=UR=‎3V‎400Ω=0.0075 A<0.02 A(电流表小量程分度值)　②a 23‎ 点在最右端,b点在最左端 ‎(2)调节Y的阻值,使电压表示数为2 V ‎12.(1)如图所示 ‎(2)灯泡短路 ‎(3)0.2　12.5‎ ‎(4)灯丝的电阻随温度的升高而增大　小 ‎(5)0.18‎ ‎[解析](2)灯泡与滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量灯泡两端电压;闭合开关后,电流表指针偏转,说明电路为通路;又因为电压表指针不动,小灯泡不亮,说明灯泡短路。‎ ‎(3)灯泡的额定电压为2.5 V,由图丙知,电流表的量程为0~0.6 A,分度值为0.02 A,则其示数为0.2 A;由I=UR可得小灯泡的灯丝电阻RL=ULIL=‎2.5V‎0.2A=12.5 Ω。‎ ‎(4)灯泡两端的电压越大,通过灯泡的电流过大,灯丝温度升高,电阻增大,即灯丝的电阻随温度的升高而增大;通过电压表的电流不为零,则测得的电流值偏大,根据R=UI可知计算出电阻的结果偏小。‎ ‎(5)在测量小灯泡电阻的过程中,由右向左移动滑动变阻器的滑片,滑动变阻器消耗的电功率P=I2R=URL‎+R2×R=U‎2‎RRL‎2‎‎+2RRL+‎R‎2‎=U‎2‎R‎(RL-R‎)‎‎2‎+4RLR=U‎2‎‎(RL-R‎)‎‎2‎R‎+4‎RL,则R=RL=12.5 Ω时, P最大,Pmax=U‎2‎‎4‎RL=‎(3V‎)‎‎2‎‎4×12.5Ω=0.18 W。‎ ‎13.(1)0.8　当实际电压远大于额定电压时,小灯泡会被烧毁　(2)15‎ ‎14.(1)如图所示 ‎(2)小灯泡　(3)0.65　9.62　(4)C ‎15.(1)“50 Ω　2 A”‎ ‎(2)如图所示 23‎ ‎(3)0.24　小于 ‎(4)大 电流表示数大于通过小灯泡的实际电流,根据P=UI,实验中测得小灯泡的额定功率比真实值偏大 ‎(5)小 ‎[解析](1)灯正常发光时的电流IL=ULRL=‎2.5V‎10Ω=0.25 A,灯正常发光时滑动变阻器分得的电压U滑=U-UL=6 V-2.5 V=3.5 V,滑动变阻器连入电路中的电阻R滑=U滑I=U滑IL=‎3.5V‎0.25A=14 Ω>10 Ω,‎ 所以应选用“50 Ω　2 A”的滑动变阻器。‎ ‎(3)由题意可知电流表应选用小量程,示数为0.24 A,小于灯的额定电流,则此时小灯泡的电功率小于灯的额定功率。‎ ‎(4)图中电压表与灯并联,电压表测量值准确,虽然电压表内部电阻很大,但电路接通后仍有微小电流流过电压表,电流表示数大于通过灯的实际电流,由P=UI可知,测得小灯泡的额定功率比真实值偏大。‎ ‎(5)用图甲所示的实验电路也可以测量电阻,电压表与电阻并联,电压表测量准确;通过电阻的电流小于电流表示数,即测得的电流偏大,由R=UI可知,测量值要比真实值小。‎ ‎16.(1)UI　(2)R乙 ‎(3)如图所示　‎ ‎(4)10.4　(5)‎U‎1‎‎(U‎2‎-U‎1‎)‎R‎0‎ ‎17.(1)U形管中液面高度变化 ‎(2)电阻　右 ‎(3)电流　左 ‎(4)控制变量法、转换法 ‎(5)电阻　煤油的比热容较小 ‎(6)甲装置加热空气,空气比煤油受热膨胀程度更大,现象更明显,且空气更安全 ‎18.(1)如图所示 23‎ ‎(2)电流相等　温度计升高的示数 ‎(3)大于　(4)大于　不成 ‎(5)有热量损失 ‎[解析](3)根据Q=I2Rt可知,在电流和通电时间相等时,电流通过导体产生的热量与电阻成正比,因为R1>R2,所以Q1>Q2;根据Q=cmΔt可知,在煤油的比热容和质量相等时,温度变化量与热量成正比,所以Δt1>Δt2。(5)在实验过程中,电流通过导体产生的热量没有完全被煤油吸收,所以实验产生误差的主要原因是有热量损失。‎ ‎19.变小 ‎(1)两端电压 ‎(2)温度　(3)越大 ‎(4)不能直接测量铅笔芯的温度(或铅笔芯加热不均匀,合理即可)‎ ‎20.(1)如图所示 ‎(2)0.8　0.16‎ ‎(3)左　(4)正比 ‎(5)①将L1、L2、L3串联在同一电路中,即可控制电流一定　②灯L2正常工作时电阻为10 Ω,当电压小于额定电压2.5 V时,电阻应小于10 Ω 23‎