初中物理电学探究性实验题练习 22页

初中物理电学探究性实验题练习一．实验探究题（共11小题）1．小彬用如图甲所示的实验器材探究“电流与电阻的关系”。电源电压恒为3V，滑动变阻器上标有“20Ω2A”字样，阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个。（1）请你用笔画线代替导线，把图甲所示的实验电路补充完整。（2）小彬将5Ω定值电阻接入电路后，闭合开关，发现电流表有示数而电压表无示数，则电路中的故障可能是　　（写出一种）；排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数如图乙所示，此时电路中的电流为　　A。（3）将5Ω定值电阻换成10Ω定值电阻，闭合开关，为了保持　　表的示数不变，应将滑动变阻器的滑片P向　　（选填“A”或“B”）移动，记录此时各表的示数。2．在“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”实验中，有如下器材：电压表、电流表、滑动变阻器、开关、学生电源（电压恒为4.5V）、定值电阻R（分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω）、导线若干。小明在实验时连接的电路如图甲所示。（1）请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整（导线不允许交叉）（2分）（2）在探究“电流与电压的关系”实验中：①闭合开关前，要将滑动变阻器滑片移至最　　（填“左”或“右”）端；电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和　　的作用；②闭合开关S，无论如何移动滑动变阻器的滑片P，发现电流表示数几乎为零，电压表示数约为4.5V，此时，电路出现的故障可能是　　，小明排除故障后继续实验。（3）在探究“电流与电阻的关系”实验中：①电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和　　的作用；②小明先将R=10Ω的电阻接入，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5V，记下电流表示数；接着在滑动变阻器的滑片位置不变，把R换为15Ω的电阻时，应向　　（填“左”或“右”）方向移动滑动变阻器的滑片P，才能使电压表示数为2.5V，同时记下电流表的示数；③为确保所给的5个定值电阻接入电路后都能正常进行实验，那么，至少应该选取最大阻值不小于　　Ω的滑动变阻器；\n3．探究通过导体的电流与电压、电阻的关系实验（1）如图甲所示，用笔画线代替导线，将实验电路连接完整，使滑动变阻器接入电路的阻值最大；实验次数12345电压U/V1.01.52.03.0电流I/A0.20.30.40.50.6（2）实验小组正确、规范完成连接后，闭合开关，将滑动变阻器滑片从一端调节到另一端，并得到多组电流、电压值（如表格），当电流表示数为0.5A时电压表示数如图乙所示，其值为　　V．根据表格数据分析可得出结论：　　；（3）按原电路连接继续探究电流与电阻关系，实验中始终保持电压表示数为2V，定值电阻有2Ω、5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω，则可选用的定值电阻的阻值有　　。4．如图甲所示，实验桌上的实验器材有：电压为3V的电源、开关、符合实验要求的滑动变阻器、已调零的电流表和电压表、待测电阻各一个，导线若干。用实验桌上的实验器材，测量电阻待测R的阻值。请按要求完成下列实验内容：（1）用笔画线代替导线，将图甲的实物电路连接完整。（2）连接电路时，闭合开关前，变阻器的滑片P应置于最　　端。（选填“左”或“右”）\n（3）闭合开关，将滑动变阻器的滑片P移到某处，电压表及电流表的示数分别如图乙、丙所示，则电压表的示数为　　V，电流表的示数为　　A。（4）计算得出电阻R的阻值为　　Ω。5．在测电阻的实验中，电源用两节新干电池串联，滑动变阻器的规格是“10Ω1.5A”，某同学连接了如图1所示的电路（电路元件完好，接线柱接线牢固）。（1）在未检查电路连线是否正确的情况下，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，电流表示数将　　，电压表示数将　　。（填“发生变化”或“保持不变”）（2）检查电路，发现有一处连接错误，请指出连接错误的导线是　　（填“a”“b”“c”或“d”）（3）纠正错误后，在某次实验中，电压表的示数如图2所示，而此时滑动变阻器滑片刚好在中点处，被测电阻的阻值为　　Ω，它的功率为　　W。（4）开始实验后，测得几组数据如上表，其中有一个数据漏填了，这个数应该是　　。认真研究数据后发现，其中一组数据有拼凑的嫌疑，这组数据的序号　　。你判断依据是　　。实验序号1234电压/V0.61.21.82.4电流/A0.120.240.486．孙雯同学到实验室做“测定小灯泡额定功率”的实验。被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω．实验室有如下器材：电源（电压为6V）、电流表（0～0.6A0～3A）、电压表（0～3V0～15V）、开关各一只，导线若干，滑动变阻器：R（50Ω0.5A）。同学们设计的电路如图所示：（1）电压表应选用　　挡；\n（2）如图1是她实验的电路，但连接不完整，请你帮她完成电路的连接，要求：滑动变阻器的滑片P向右移动时，小灯泡变亮。（3）实验电路接好后，合上开关时，她发现电路出现故障，主要有下表所列的两种情况，请根据现象和检测结果指出故障的可能原因：故障现象检测故障原因灯泡较暗、两表的示数均较小移动滑动变阻器滑片，现象不变灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数取下灯泡，两表的示数不变（4）排除故障后，小明测得的数据如下表，当小灯泡正常发光时电流表和电压表的示数如图2甲和乙所示，请你替小明把电流表和电压表的示数记在表中，并计算小灯泡的额定功率。实验序号电压表示数电流表示数小灯亮暗程度功率12.0V0.20A暗0.4W2正常发光33.0V0.28A较亮0.84W（5）小明分析表中数据后发现：当灯丝两端电压改变时，灯丝电阻也在改变。你认为引起灯丝电阻变化的原因是：　　。7．两组同学想研究“灯泡亮度改变时电功率的变化情况”，提供的器材有：两个实验室用小灯泡，甲组的灯泡上标有“1.5V”，乙组灯泡字迹模糊，两种规格的滑动变阻器（“15Ω1A”、“25Ω1A”），电源（电压相等且保持不变）、电流表和电压表、开关、导线若干。两组同学连接好电路后，调节滑片过程中电表示数和灯的亮度都发生变化，当滑动变阻器滑片位置都恰好在中点时，电压表示数均为1.5V，电流表示数也相同（如图a所示），此时甲组的灯泡比乙组的暗。（1）电流表读数为　　A；（2）请在图b中将乙组同学设计的电路图补充完整；（3）电源电压为　　V；（4）乙组同学所测灯泡的电功率为　　W。\n8．小红在实验室做“灯泡亮度与电功率的关系”实验，如图所示，电源（电压恒为45V）、小灯泡（额定电压为2.5V），电流表、电压表各一个，若干定值电阻（10Ω、15Ω、25Ω、30Ω），一个滑动变阻器（20Ω　3A），开关，导线若干。（1）甲图是小红连接的错误电路，在应改动的一根导线上打“x”，并用笔画线代替导线画出正确的接法。（2）正确连线后，闭合开关后，小灯泡立即发出明亮耀眼的光，并很快熄灭，小红的操作不当之处是：　　。灯泡熄灭的同时，可观察电压表示数　　（选填“变大”“不变”或“变小”）（3）小红更换新灯泡后，逐步移动滑片，看到如图乙所示的电压表示数，其读数为　　V，为使灯泡正常发光，应向　　（选填“左”或“右”）端移动滑片P，图丙为灯泡的I﹣U图象，可知灯泡的额定电功率为　　W。（4）不改变电路的情况下，无法探究电流与电压的关系，原因是：　　。（5）为进一步探究电流与电阻的关系，小红将灯泡依次换成已有的定值电阻，并设定其两端电压恒为2.5V，要顺利完成4次测量，应在电路中再串联一个阻值为　　Ω的定值电阻。9．如图实验装置，探究电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关：（1）若想探究电流产生热量的多少与电阻的关系，则应选择图中的　　两个密闭容器进行实验；（2）通电时间相同时，产生热量最多的是密闭容器　　中的电阻丝。（3）如果通电时间一段时间发现乙和丙U型管中液面的高度差逐渐变大，但甲中不变，则可能的原因是　　。10．小明利用如图所示的装置，探究电流通过导体时产生热量的多少与电阻大小的关系。在两个相同的烧瓶中盛着质量和温度都相同的煤油，煤油中都浸泡着一段金属丝，甲烧瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小，乙烧瓶中的电阻丝是镍铬合金丝，电阻比较大。（1）通电一段时间后，乙烧瓶中温度计的示数大，这表明：　　，产生的热量越多。（2）在这个实验中，电流通过导体产生热量的多少，是通过　　的大小体现出来，这种方法在研究许多物理问题时都用到，下列几个研究实例中也是采用相同研究方法的有　　A．探究电流与电压、电阻的关系B．真空不能传声C．用铁屑显示磁体周围磁场分布D．研究光的传播时，引入“光线”\n（3）小明想把该装置改成探究物质吸热能力的实验装置，则他将甲烧瓶中的煤油换成质量相同的水、铜丝换成与乙烧瓶中镍铬合金丝的　　相等的镍铬合金丝，并将两个烧瓶中的金属丝做了绝缘处理，加热一段时间后小明发现　　烧瓶（填“甲”或“乙”）中温度升高的快。（煤油的比热容为2.1×103J/（kg•℃））11．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等量的空气。（1）实验中，要比较电阻丝产生的热量的多少，只需比较与之相连的U形管中　　。（2）甲装置可探究电流产生的热量与　　的关系，通电一段时间后，　　（填“左”或“右”）侧容器中U形管中液面的高度差大。（3）乙装置中的电阻R3的作用主要是　　。（4）如果乙装置中R3发生了断路，保证通电时间相同，与步骤（3）相比较，则左侧U形管中液面的高度差将　　（填“变大”“变小”或“不变”）。（5）利用甲装置还可以研究电压一定时，电流通过导体时产生热量与电阻的关系。可将甲装置做如下改动：将接在B接线柱上的导线改接在A处，再取一根导线连接在　　两个接线柱之间即可。参考答案与试题解析　一．实验探究题（共11小题）1．小彬用如图甲所示的实验器材探究“电流与电阻的关系”。电源电压恒为3V，滑动变阻器上标有“20Ω2A”字样，阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个。（1）请你用笔画线代替导线，把图甲所示的实验电路补充完整。（2）小彬将5Ω定值电阻接入电路后，闭合开关，发现电流表有示数而电压表无示数，则电路中的故障可能是　定值电阻R短路　（写出一种）；排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数如图乙所示，此时电路中的电流为　0.36　A。（3）将5Ω定值电阻换成10Ω定值电阻，闭合开关，为了保持　电压　表的示数不变，应将滑动变阻器的滑片P向　A　（选填“A”或“B”）移动，记录此时各表的示数。【分析】\n（1）电压表与电阻并联，电流表、滑动变阻器与电阻串联，滑动变阻器接线柱要“一上一下”连接；（2）根据电流表和电压表有示数进行分析具体原因；根据电流表的量程和分度值读出电流值；（3）探究电流与电阻的关系时，应保持电压表示数不变，根据分压原理、串联电路的分压特点确定滑片移动的方向；【解答】解：（1）电压表与电阻并联，由于电源电压为3V，所以应选择0～3V的量程；滑动变阻器已接了下面一个接线柱，可再接上面任意一个接线柱，如下图所示：（2）电流表有示数，说明电路为通路，电压表无示数，说明与电压表并联部分发生短路，即定值电阻R短路；由乙图知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.36A；（3）探究电流与电阻的关系时，应保持电压表示数，将5Ω电阻换成10Ω后，由分压原理，电压表的示数会变大，由串联电路电压的规律，应增大变阻器的电压，由分压原理，应该增大滑动变阻器的阻值，即应将滑动变阻器的滑片P向A移动，使电压表仍为原来的示数不变。故答案为：（1）如上图所示；（2）定值电阻R短路；0.36；（3）电压；A。【点评】本题实验考查了控制变量法的应用，同时考查了电流表的读数、操作过程、滑动变阻器的接法，是一道基础题。　2．在“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”实验中，有如下器材：电压表、电流表、滑动变阻器、开关、学生电源（电压恒为4.5V）、定值电阻R（分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω）、导线若干。小明在实验时连接的电路如图甲所示。（1）请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整（导线不允许交叉）（2分）（2）在探究“电流与电压的关系”实验中：①闭合开关前，要将滑动变阻器滑片移至最　左　（填“左”或“右”）端；电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和　改变电阻电压和电流　的作用；②闭合开关S，无论如何移动滑动变阻器的滑片P，发现电流表示数几乎为零，电压表示数约为4.5V，此时，电路出现的故障可能是　电阻断路　，小明排除故障后继续实验。（3）在探究“电流与电阻的关系”实验中：①电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和　控制电压表示数不变　的作用；\n②小明先将R=10Ω的电阻接入，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5V，记下电流表示数；接着在滑动变阻器的滑片位置不变，把R换为15Ω的电阻时，应向　左　（填“左”或“右”）方向移动滑动变阻器的滑片P，才能使电压表示数为2.5V，同时记下电流表的示数；③为确保所给的5个定值电阻接入电路后都能正常进行实验，那么，至少应该选取最大阻值不小于　20　Ω的滑动变阻器；【分析】（1）①根据图甲连接实物电路；（2）①合开关前，要将滑动变阻器滑片移至阻值最大处；探究“电流与电压的关系”实验，为得出普遍性的结论要多次测量；②若电流表示数为0，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的支路断路了；（3）①②根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向；③探究电流与电阻的关系，应保持电阻两端的电压不变；根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压，根据分压原理，求出当接入25Ω电阻时变阻器连入电路中的电阻。【解答】解：（1）根据图甲连接实物，注意各元件顺序与电路图一一对应，如下所示：（2）在探究“电流与电压的关系”实验中：①闭合开关前，为保护电路，要将滑动变阻器滑片移至阻值最大处，即最左端；为得出普遍性的结论要多次测量，故电路中滑动变阻器除起到保护电路元件安全的作用外，还有改变电阻电压和电流的作用；\n②闭合开关S，无论如何移动滑动变阻器的滑片P，发现电流表示数几乎为零，电压表示数约为4.5V，此时，电路出现的故障可能是灯泡断路；（3）在探究“电流与电阻的关系”实验中，要控制电阻的电压不变，①电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和控制电压表示数不变的作用；②小明先将R=10Ω的电阻接入，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5V，记下电流表示数；接着在滑动变阻器的滑片位置不变，把R换为15Ω的电阻时，电阻变大，电压表示数变大，为保持电压表示数不变，要增大变阻器的电压，故应向左方向移动滑动变阻器的滑片P，才能使电压表示数为2.5V，同时记下电流表的示数；③由图知，电阻两端的电压始终保持U=IR=0.1A×25Ω=﹣﹣﹣﹣=0.5A×5Ω=2.5V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑=4.5V﹣2.5V=2V，变阻器分得的电压为电压表示数的=0.8倍，根据分压原理，当接入25Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：R滑=0.8×25Ω=20Ω，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少20Ω的滑动变阻器。故答案为：（1）如上；（2）①左；改变电阻电压和电流；②电阻断路；（3）①控制电压表示数不变；②左；20。【点评】本题探究通过导体的电流与电压和电阻的关系，考查电路的连接、注意事项，归纳法的运用、故障分析和控制变量法的运用及对器材的要求。　3．探究通过导体的电流与电压、电阻的关系实验（1）如图甲所示，用笔画线代替导线，将实验电路连接完整，使滑动变阻器接入电路的阻值最大；实验次数12345电压U/V1.01.52.03.0电流I/A0.20.30.40.50.6（2）实验小组正确、规范完成连接后，闭合开关，将滑动变阻器滑片从一端调节到另一端，并得到多组电流、电压值（如表格），当电流表示数为0.5A时电压表示数如图乙所示，其值为　2.5　V．根据表格数据分析可得出结论：　在电阻一定时，电流与电压成正比　；\n（3）按原电路连接继续探究电流与电阻关系，实验中始终保持电压表示数为2V，定值电阻有2Ω、5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω，则可选用的定值电阻的阻值有　2Ω、5Ω、10Ω、15Ω、20Ω　。【分析】（1）把滑动变阻器串联接入电路。（2）根据电压表的量程与分度值，读出其示数。分析表中实验数据，根据实验数据得出结论。（3）根据电阻R和滑动变阻器串联分压的特点，计算出最大电阻值。【解答】解：（1）滑动变阻器接左下接线柱，把滑动变阻器串联接入电路，实验电路图如图所示：（2）由图示电压表可知，其量程为0～3V，其分度值为0.1V，示数为2.5V。由表中实验数据可知，在电阻一定时，电流与电压的比值一定，即电流与电压成正比，由此可知：在电阻一定时，电流与电压成正比。（3）由表格数据知：开始时，滑动变阻器滑片在最右端，此时电阻最大，电流最小为0.2A，此时定值电阻两端的电压为1V，在另一端时，滑动变阻器的电阻最小，为0，电流最大，为0.6A，电压表测量电源电压，为3V；滑动变阻器的最大电阻为：R滑===10Ω；探究电流与电阻关系，实验中始终保持电压表示数为2V，滑动变阻器的电压为3V﹣2V=1V，通过滑动变阻器的最小电流为：I===0.1A；定值电阻的最大值为：R定大===20Ω；则可选用的定值电阻的阻值有：2Ω、5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。故答案为：（1）见上图；（2）2.5；在电阻一定时，电流与电压成正比；（3）2Ω、5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。【点评】本题考查了连接实物电路图、判断电流大小如何变化、电表读数、实验数据分析，对电表读数时，要先确定其量程与分度值，然后再读数，读数时视线要与电表刻度线垂直。　\n4．如图甲所示，实验桌上的实验器材有：电压为3V的电源、开关、符合实验要求的滑动变阻器、已调零的电流表和电压表、待测电阻各一个，导线若干。用实验桌上的实验器材，测量电阻待测R的阻值。请按要求完成下列实验内容：（1）用笔画线代替导线，将图甲的实物电路连接完整。（2）连接电路时，闭合开关前，变阻器的滑片P应置于最　左　端。（选填“左”或“右”）（3）闭合开关，将滑动变阻器的滑片P移到某处，电压表及电流表的示数分别如图乙、丙所示，则电压表的示数为　2.5　V，电流表的示数为　0.5　A。（4）计算得出电阻R的阻值为　5　Ω。【分析】（1）电源电压为3V，电压表选用小量程与电阻并联；（2）连接电路时，闭合开关前，变阻器的滑片P应置于阻值最大处；（3）根据电表的量程确定分度值读数；（4）由欧姆定律，得出电阻R的阻值。【解答】解：（1）电源电压为3V，电压表选用小量程与电阻并联，如下所示：（2）连接电路时，闭合开关前，变阻器的滑片P应置于阻值最大处，即最左端；（3）闭合开关，将滑动变阻器的滑片P移到某处，电压表及电流表的示数分别如图乙、丙所示，电压表选用小量程，分度值为0.1V，则电压表的示数为2.5V，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流表的示数为0.5A。（4）由欧姆定律，R的阻值为：R===5Ω。故答案为：（1）如上；（2）左；（3）2.5；0.5；（4）5。【点评】本题测量电阻待测R的阻值，考查电路的连接、电表读数和电阻计算。为基础题。　5．在测电阻的实验中，电源用两节新干电池串联，滑动变阻器的规格是“10Ω\n1.5A”，某同学连接了如图1所示的电路（电路元件完好，接线柱接线牢固）。（1）在未检查电路连线是否正确的情况下，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，电流表示数将　发生变化　，电压表示数将　保持不变　。（填“发生变化”或“保持不变”）（2）检查电路，发现有一处连接错误，请指出连接错误的导线是　d　（填“a”“b”“c”或“d”）（3）纠正错误后，在某次实验中，电压表的示数如图2所示，而此时滑动变阻器滑片刚好在中点处，被测电阻的阻值为　5　Ω，它的功率为　0.45　W。（4）开始实验后，测得几组数据如上表，其中有一个数据漏填了，这个数应该是　0.36　。认真研究数据后发现，其中一组数据有拼凑的嫌疑，这组数据的序号　1　。你判断依据是　电路中的最小电流为0.2A　。实验序号1234电压/V0.61.21.82.4电流/A0.120.240.48【分析】（1）电路中，变阻器与灯串联，电压表测电源电压，电流表测量电路中的电流，据此分析；（2）电压表应与电阻并联；（3）由图中电压表选用小量程确定分度值，而电源电压为3V，根据串联电路电压的规律和分压原理求被测电阻的阻值；根据PR=求它的功率；（4）由表中数据知，电压为原来的几倍，通过的电流为原来的几倍，求第3次电流；变阻器的最大电阻为10Ω，根据电阻的串联，由欧姆定律求电路的最小电流分析回答。【解答】解：（1）电路中，变阻器与灯串联，电压表测电源电压，电流表测量电路中的电流，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，由欧姆定律，电流表示数将发生变化，电压表示数将保持不变；（2）原电路连接是错误的，电压表应与电阻并联，故连接错误导线是d；\n（3）纠正错误后，在某次实验中，电压表的示数如图2所示，图中电压表选用小量程，分度值为0.1V，电压表示数大小为1.5V，而电源电压为3V，根据串联电路电压的规律，变阻器的电压为：3V﹣1.5V=1.5V，而此时滑动变阻器滑片刚好在中点处，即R滑=5Ω，根据分压原理，被测电阻的阻值为5Ω；它的功率为PR===0.45W；（4）由表中数据知，电压为原来的几倍，通过的电流为原来的几倍，故第3次电流为：×0.24A=0.36A；变阻器的最大电阻为10Ω，根据电阻的串联，由欧姆定律，电路的最小电流：I===0.2A＞0.12A，故有拼凑的嫌疑，这组数据的序号1。故答案为：（1）发生变化；保持不变；（2）d；（3）5；0.45；（4）0.36；1；电路中的最小电流为0.2A。【点评】本题测电阻大小，考查电路的分析、串联电路的规律及欧姆定律的运用及数据分析。　6．孙雯同学到实验室做“测定小灯泡额定功率”的实验。被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω．实验室有如下器材：电源（电压为6V）、电流表（0～0.6A0～3A）、电压表（0～3V0～15V）、开关各一只，导线若干，滑动变阻器：R（50Ω0.5A）。同学们设计的电路如图所示：（1）电压表应选用　0～3V　挡；（2）如图1是她实验的电路，但连接不完整，请你帮她完成电路的连接，要求：滑动变阻器的滑片P向右移动时，小灯泡变亮。（3）实验电路接好后，合上开关时，她发现电路出现故障，主要有下表所列的两种情况，请根据现象和检测结果指出故障的可能原因：故障现象检测故障原因灯泡较暗、两表的示数均较小移动滑动变阻器滑片，现象不变取下灯泡，两表的示数不变\n灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数（4）排除故障后，小明测得的数据如下表，当小灯泡正常发光时电流表和电压表的示数如图2甲和乙所示，请你替小明把电流表和电压表的示数记在表中，并计算小灯泡的额定功率。实验序号电压表示数电流表示数小灯亮暗程度功率12.0V0.20A暗0.4W2正常发光33.0V0.28A较亮0.84W（5）小明分析表中数据后发现：当灯丝两端电压改变时，灯丝电阻也在改变。你认为引起灯丝电阻变化的原因是：　灯丝的阻值随温度升高增大　。【分析】（1）被测小灯泡的额定电压为2.5V，电压表应用0～3V挡。（2）电压表并联在小灯泡两端，滑动变阻器接线柱串联在电路中能满足题目要求。（3）①灯泡较暗、两表的示数均较小，说明电路电阻太大；移动滑动变阻器滑片，现象不变说明滑动变阻器不能改变电路电阻，即滑动变阻器全部接入电路。②灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数说明电路断路；取下灯泡，两表的示数不变说明灯泡断路。（4）看清电压表、电流表的量程，由图读出电压值U，电流值I，由P=UI求出灯泡额定功率。（5）当灯丝两端电压改变时，由P=知，灯泡功率变化，灯丝温度变化，灯丝电阻也在改变，原因是灯丝的阻值随温度的升高而增大。【解答】解：（1）电压表应选用0～3V挡。（2）滑动变阻器的滑片P向右移动时，小灯泡变亮，连入电阻变小，滑动变阻器下面接右边接线柱，电压表3V接线柱接灯泡右端接线柱，电路图如图所示：。（3）①灯泡较暗、两表的示数均较小，移动滑动变阻器滑片，现象不变，故障原因是：滑动变阻器同时接到下面两个接线柱。②灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数，取下灯泡，两表的示数不变故障原因是：灯泡断路。（4）由图知电压表示数为U=2.5V，电流表示数为I=0.24A，灯泡正常发光，它的额定功率P=UI=2.5V×0.24A=0.6W。\n（5）当灯丝两端电压改变时，灯丝功率变变化，灯丝温度变化，灯丝电阻变化的原因是：灯丝的阻值随温度升高增大。故答案为：（1）0～3V．（2）电路图如图所示。（3）滑动变阻器同时接到下面两个接线柱；灯泡断路。（4）2.5V；0.24A；0.6W．（5）灯丝的阻值随温度升高增大。【点评】连接电路时，电表量程的选择要合适，1、要保证安全，量程不能太小，以免烧坏电表；2、量程也不能太大，量程太大，电表指针偏角太小，读数误差较大。　7．两组同学想研究“灯泡亮度改变时电功率的变化情况”，提供的器材有：两个实验室用小灯泡，甲组的灯泡上标有“1.5V”，乙组灯泡字迹模糊，两种规格的滑动变阻器（“15Ω1A”、“25Ω1A”），电源（电压相等且保持不变）、电流表和电压表、开关、导线若干。两组同学连接好电路后，调节滑片过程中电表示数和灯的亮度都发生变化，当滑动变阻器滑片位置都恰好在中点时，电压表示数均为1.5V，电流表示数也相同（如图a所示），此时甲组的灯泡比乙组的暗。（1）电流表读数为　0.2　A；（2）请在图b中将乙组同学设计的电路图补充完整；（3）电源电压为　4　V；（4）乙组同学所测灯泡的电功率为　0.5　W。【分析】（1）根据电流表的量程、分度值以及指针的位置读出电流表的示数；（2）先根据欧姆定律的变形公式U=IR分别求出滑动变阻器的滑片位于中点时滑动变阻器两端电压，从而确定甲乙选择滑动变阻器的规格；同时确定电源电压；（3）根据串联电路电压的特点即可求出电源电压；根据P=UI即可求出乙组同学所测灯泡的电功率。【解答】解：（1）根据图a可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.2A；（2）根据题意“电流表示数也相同，此时甲组的灯泡比乙组的暗”可知，乙组灯泡的实际功率较大，乙组灯泡的实际电压较大，根据串联分压的知识可知，乙组滑动变阻器分得电压较小，则乙组的滑动变阻器接入电路的阻值较小，且滑片均在中点，说明乙组同学所选用的滑动变阻器最大阻值较小，其最大阻值为15欧；所以乙组同学所选用的滑动变阻器规格为0～15Ω，甲组所选用的滑动变阻器规格为0～25Ω。当滑片在中点时，甲组滑动变阻器两端电压为：U1=I×R1=0.2A××25Ω=2.5V；乙组滑动变阻器两端电压为：U2=I×R2=0.2A××15Ω=1.5V；\n由于电压表示数均为1.5V，故甲组同学是把电压表并联在小灯泡的两端，乙组同学是把电压表并联在滑动变阻器的两端。乙组同学设计的电路图如下图所示：（3）因为串联电路两端电压等于各部分电压之和，并且电源电压不变，根据甲组同学的数据可知，因此电源电压：U=UL+U1=1.5V+2.5V=4V；（4）此时乙组同学所测灯泡的电压：UL′=U﹣U2=4V﹣1.5V=2.5V，乙组同学所测灯泡的电功率：P=UL′I=2.5V×0.2A=0.5W。故答案为：（1）0.2；（2）见上图；（3）4；（4）0.5。【点评】本题考查了补全电路图、求电源电压，本题难度较大，是一道难题，只有认真分析题意、应用串联电路规律、电功率公式才可以正确解题。　8．小红在实验室做“灯泡亮度与电功率的关系”实验，如图所示，电源（电压恒为45V）、小灯泡（额定电压为2.5V），电流表、电压表各一个，若干定值电阻（10Ω、15Ω、25Ω、30Ω），一个滑动变阻器（20Ω　3A），开关，导线若干。（1）甲图是小红连接的错误电路，在应改动的一根导线上打“x”，并用笔画线代替导线画出正确的接法。（2）正确连线后，闭合开关后，小灯泡立即发出明亮耀眼的光，并很快熄灭，小红的操作不当之处是：　滑片没有移到阻值最大位置　。灯泡熄灭的同时，可观察电压表示数　变大　（选填“变大”“不变”或“变小”）（3）小红更换新灯泡后，逐步移动滑片，看到如图乙所示的电压表示数，其读数为　2.2　V，为使灯泡正常发光，应向　右　（选填“左”或“右”）端移动滑片P，图丙为灯泡的I﹣U图象，可知灯泡的额定电功率为　0.5　W。（4）不改变电路的情况下，无法探究电流与电压的关系，原因是：　灯泡的电阻是变化的　。\n（5）为进一步探究电流与电阻的关系，小红将灯泡依次换成已有的定值电阻，并设定其两端电压恒为2.5V，要顺利完成4次测量，应在电路中再串联一个阻值为　4Ω～8　Ω的定值电阻。【分析】（1）本实验中，电压表应与灯泡并联；（2）闭合开关，灯泡发出明亮耀眼的光，很快熄灭，说明电路电流太大，电路中总电阻太小，由此分析不当之处；灯泡烧坏后电压表串联在电路中，由此可知电压表示数；（3）根据图示电压表读数，然后根据电表示数与灯泡额定电压的关系确定滑片的移动方向；灯泡在额定电压下的功率是额定功率，由图中数据求出额定电压对应的电流，然后由P=UI求出灯泡额定功率；（4）灯泡电阻是变化的，根据控制变量法分析原因；（5）根据串联电路特点和欧姆定律计算串联电阻的范围。【解答】解：（1）要测小灯泡功率，电压表应与灯泡并联，由图甲知，电压表测总电压，修改后电路如图所示：；（2）灯泡发出明亮耀眼的光很快熄灭，说明电路中电流过大，原因是：闭合开关前，滑动变阻器的滑片没有移到阻值最大位置；灯泡发出明亮耀眼的光很快熄灭，说明灯泡被烧坏，所以电压表与电流表串联在电路中，此时电压表测电源两端电压，所以示数变大；（3）由图乙所示电压表可知，其量程为0～3V，分度值为0.1V，所以示数为2.2V，小于灯泡额定电压2.5V，为使灯泡正常发光，应增大电路中电流，减小电路中电阻，所以应把滑片向右端移动；由图象可知，灯泡额定电压2.5V对应的电流为0.2A，灯泡额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；（4）由图象知，通过灯泡的电流与电压不成正比，即灯泡电阻是变化的。电流与电压和电阻有关，在探究电流与电压关系时应保持电阻不变，但灯泡在不同电压下电阻是不同的，所以不改变电路的情况下，无法探究电流与电压的关系；（5）由题知，探究电流与电阻的关系，定值电阻两端电压恒为2.5V，由串联电路特点和欧姆定律有：IR=I，则：=，更换的电阻R越大，电路总电阻越大，若将10Ω电阻连入电阻中，即：=，解得R总\n=18Ω，变阻器连入阻值和串联入电阻之和：R1=R总﹣R=18Ω﹣10Ω=8Ω，若将15Ω电阻连入电阻中，即：=，解得R总=27Ω，变阻器连入阻值和串联入电阻之和：R2=R总﹣R=27Ω﹣15Ω=12Ω，若将25Ω电阻连入电阻中，即：=，解得R总=45Ω，变阻器连入阻值和串联入电阻之和：R3=R总﹣R=45Ω﹣25Ω=20Ω，若将30Ω电阻连入电阻中，即：=，解得R总=54Ω，变阻器连入阻值和串联入电阻之和：R4=R总﹣R=54Ω﹣30Ω=24Ω，需要再串联入电阻的阻值最大为R1=8Ω，最小为R4﹣R=24Ω﹣20Ω=4Ω。所以要顺利完成4次测量，应在电路中在串联一个阻值为4Ω～8Ω的定值电阻。故答案为：（1）见上图；（2）滑片没有移到阻值最大位置；变大；（3）2..2；右；0.5；（4）灯泡的电阻是变化的；（5）4Ω～8Ω。【点评】本题考查了实物电路连接问题、电路故障、电表读数、实验的操作、电功率的计算，还考查了对探究电流与电压和电阻关系的实验，考查知识点多，综合性强。　9．如图实验装置，探究电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关：（1）若想探究电流产生热量的多少与电阻的关系，则应选择图中的　甲、乙　两个密闭容器进行实验；（2）通电时间相同时，产生热量最多的是密闭容器　乙　中的电阻丝。（3）如果通电时间一段时间发现乙和丙U型管中液面的高度差逐渐变大，但甲中不变，则可能的原因是　甲装置漏气　。【分析】（1）电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间有关，实验探究时应采用控制变量法；（2）根据Q=I2Rt分析三容器内电阻丝产生的热量关系。（3）根据实验现象进行分析，找出原因。【解答】解：（1）电流产生热量的多少与电流、电阻和通电时间有关，要探究电流产生热量的多少与电阻的关系时，应控制电流和通电时间相同，改变电阻的阻值，由图可知甲、乙符合；\n（2）甲、乙中，通过它们的电流和通电时间相等，由Q=I2Rt可知，乙的电阻大，则乙产生的热量大于甲产生的热量；甲、丙中，电阻和通电相等，由并联电路的电流特点可知通过甲的电流大于通过乙的电流，由Q=I2Rt可知，甲产生的热量多，综上可知，产生热量最多的密闭容器乙中的电阻丝。（3）甲装置中的液面的高度差不发生变化，说明内部气体的压强不变，故故障原因是甲装置漏气。故答案为：（1）甲、乙；（2）乙；（3）甲装置漏气。【点评】本题主要考查的是学生对“电流通过导体产生的热量与什么因素有关的”实验以及焦耳定律的应用，要注意控制变量法的应用。　10．小明利用如图所示的装置，探究电流通过导体时产生热量的多少与电阻大小的关系。在两个相同的烧瓶中盛着质量和温度都相同的煤油，煤油中都浸泡着一段金属丝，甲烧瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小，乙烧瓶中的电阻丝是镍铬合金丝，电阻比较大。（1）通电一段时间后，乙烧瓶中温度计的示数大，这表明：　在电流、通电时间一定时，电阻越大　，产生的热量越多。（2）在这个实验中，电流通过导体产生热量的多少，是通过　U形管两侧液面的高度差　的大小体现出来，这种方法在研究许多物理问题时都用到，下列几个研究实例中也是采用相同研究方法的有　C　A．探究电流与电压、电阻的关系B．真空不能传声C．用铁屑显示磁体周围磁场分布D．研究光的传播时，引入“光线”（3）小明想把该装置改成探究物质吸热能力的实验装置，则他将甲烧瓶中的煤油换成质量相同的水、铜丝换成与乙烧瓶中镍铬合金丝的　电阻　相等的镍铬合金丝，并将两个烧瓶中的金属丝做了绝缘处理，加热一段时间后小明发现　乙　烧瓶（填“甲”或“乙”）中温度升高的快。（煤油的比热容为2.1×103J/（kg•℃））【分析】（1）根据图示可知，两电阻串联，即通过它们的电流相等，由焦耳定律可知阻值越大的电阻产生的热量越多，温度升高越快；\n（2）电流通过导体产生热量的多少，我们通过肉眼直接观察看不到其多少，在此应用了转换法，把电流通过导体产生热量的多少用我们能看到的现象表现出来。（3）由吸热公式Q吸=cm△t可知，要比较水和煤油的比热容大小，应让两瓶中水和煤油的质量m相等、吸收的热量相等，通过比较它们升高的温度大小关系，得出比热容的大小关系。【解答】解：（1）因为两电阻串联，所以通过它们的电流相等；由焦耳定律Q=I2Rt得，电阻大的在相同时间产生的热量多，升高的温度快。乙烧瓶中温度计的示数大，这表明：在电流、通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多；（2）电流通过导体产生热量的多少，我们通过肉眼直接观察看不到其多少，在此应用了转换法，把电流通过导体产生热量的多少用我们能看到的现象表现出来，在该题中是通过U形管两侧液面的高度差把电流通过导体产生热量的多少体现出来。A、探究电流与电压、电阻的关系，采用了控制变量法。B、真空不能传声，采用的是理想实验法；C、用铁屑显示磁体周围磁场分布，采用了转换法。D、研究光的传播时，引入“光线”，采用了模型法。故选C。（3）探究“比较水和煤油比热容的大小”的实验，控制水和煤油两种物质的质量相等，吸收相等的热量，通过比较温度变化量来比较比热，或控制水和煤油两种物质的质量相等，升高相同的温度，通过吸收热量的多少来比较比热。所以将其中一烧瓶的煤油换成质量相等的水，将乙烧瓶中的铜丝换成与甲烧瓶中镍铬合金丝的电阻相等的镍铬合金丝；因为煤油的比热容较小，水的比热容大，故发现煤油温度变化的快，即乙烧瓶中温度升高的快。故答案为：（1）在电流、通电时间一定时，电阻越大；（2）U形管两侧液面的高度差；C；（3）电阻；乙。【点评】（1）本题通过焦耳定律的实验重点考查学生对控制变量法、转化法的掌握和应用，以及学生分析实验现象得出结论的能力；（2）在“比较水和煤油比热容的大小”的实验中，同样要注意控制变量法的应用，这是解答的关键，应重点掌握。　11．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等量的空气。\n（1）实验中，要比较电阻丝产生的热量的多少，只需比较与之相连的U形管中　液面高度差的变化　。（2）甲装置可探究电流产生的热量与　电阻　的关系，通电一段时间后，　右　（填“左”或“右”）侧容器中U形管中液面的高度差大。（3）乙装置中的电阻R3的作用主要是　使通过R1和R2的电流不相等　。（4）如果乙装置中R3发生了断路，保证通电时间相同，与步骤（3）相比较，则左侧U形管中液面的高度差将　变小　（填“变大”“变小”或“不变”）。（5）利用甲装置还可以研究电压一定时，电流通过导体时产生热量与电阻的关系。可将甲装置做如下改动：将接在B接线柱上的导线改接在A处，再取一根导线连接在　BD　两个接线柱之间即可。【分析】（1）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映；（2）将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过两电阻丝的电流和通电时间相同，根据焦耳定律Q=I2Rt进行分析；（3）探究电流产生热量跟电阻关系时，控制通电时间和电流不变；探究电流产生热量跟电流关系时，控制通电时间和电阻不变，改变电流，因此需要电阻并联；（4）当乙装置中R3发生了断路时，电路中只有R1和R2串联，此时电路中的总电阻变大，电路中电流变小，根据焦耳定律Q=I2Rt在相同时间内，电阻丝产生热量的变化，得出结论；（5）要探究电压一定时，电流通过导体时产生热量与电阻的关系，需要将两电阻丝并联，据此分析甲装置的改动方案。【解答】解：（1）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，实验前，应使两个U形管中的液面高度相同，液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映；（2）甲装置中，将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过他们的电流I与通电时间t相同，电阻不同，探究电流产生的热量与电阻的关系；左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻，由Q=I2Rt可知，右边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快，这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多；\n（3）图乙的装置在实验中，右侧容器的外部，将一个完全相同的电阻和这个容器内的电阻并联，再接入原电路，使通过左边容器中电阻的电流与通过右边容器中电阻的电流不同，可以探究电流产生的热量与通过导体的电流大小的关系；（4）当乙装置中R3发生了断路时，电路中只有R1和R2串联，此时电路中的总电阻变大，电路中电流变小，根据焦耳定律Q=I2Rt在相同时间内，电阻丝R1产生热量变小，与步骤（3）相比较，则左侧U型管中液面的高度差将变小；（5）利用甲装置还可以研究电压一定时，电流通过导体时产生热量与电阻的关系，应将两电阻丝并联，所以将接在B接线柱上的导线改接在A处，再取一根导线在BD两个接线柱之间即可。故答案为：（1）液面高度差的变化；（2）电阻；右；（3）使通过R1和R2的电流不相等；（4）变小；（5）BD。【点评】本题考查了学生对焦耳定律的认识，注重了探究实验的考查，同时在该实验中利用了控制变量法和转换法，是中考物理常见题型。