2024年中考物理实验微专题——第十八章《电功率》
1.在“测定小灯泡的额定功率”实验中,小金同学用一个电压表、一个电流表、一个开关、电压为6V的电源,额定电压为3.8V的小灯泡和一个标有“20Ω 1.5A”的滑动变阻器,设计了如图甲所示的电路。
(1)连接好电路,闭合开关,滑动变阻器的滑片向左移动时,电流表示数增大,则变阻器接入电路的接线柱应是D和 。当电压表的示数为 V时,小灯泡正常发光,此时电流表示数为0.4A,则灯泡的额定功率为 W。
(2)另一组的同学按同一电路连接好最后一根导线,灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。检查后发现连线正确,请你找出实验中两个操作不当之处:
① ;
② 。
2.实验小组在“测量小灯泡的额定功率”实验中,实验器材:电压恒定为6V的电源、电流表、电压表、额定电压为2.5V的小灯泡(正常发光时灯丝的电阻约为10Ω)、滑动变阻器、开关和导线若干。
(1)小组同学设计的电路图如图﹣1所示,请根据电路图将如图﹣2所示的电路连接完整。
(2)电路连接完整,闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P移到 (选填“A”或“B”)端。
(3)小灯泡正常发光时,电流表的示数如图﹣3所示,电流表的读数为 A,小灯泡的额定功率为 W。
(4)实验中电压表意外损坏,小组同学经过讨论后,选用阻值为R0的定值电阻进行实验,设计如图﹣4所示的电路也测出了小灯泡的额定功率。请将实验步骤补充完整。
①闭合开关S、S1,断开开关S2,移动滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数为 ;
②保持滑动变阻器的滑片P不动,闭合开关S、S2,断开开关S1,读出电流表的示数为I;
③小灯泡的额定功率的表达式:P额= 。(均用U额、I、R0表示)
3.在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为3V,灯泡的额定电压为2.5V。滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
(1)如图甲所示,闭合开关后,发现只有 (电流/电压)表有示数。经检查发现有根导线连接错误,请在错误导线上打“×”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确。
(2)正确连接电路后闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,则电路的故障可能是 。
A.灯泡短路; B.灯泡断路; C.滑动变阻器短路; D.滑动变阻器断路。
(3)改正错误后,移动滑动变阻器的滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示。要测量小灯泡的额定功率,应将滑片适当向 (选填“左”或“右”)滑动。
(4)图丙是小灯泡的电流随电压变化关系的图像,根据图像可知,小灯泡的额定功率为 W。
4.在测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率实验中,电源是三节新干电池。
(1)请用笔画线代替导线,将图1的电路连接完整。
(2)移动滑片,电压表示数如图2所示,此时电流表示数为0.24A,小灯泡的实际功率为 W。
(3)为了研究小灯泡发光情况与电功率的关系,除了表中记录的电表示数和电功率,还需要增加记录的内容是 。
实验次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W
1 2.5 0.26
2 0.24
3 2.8 0.28
(4)分析实验数据可以发现,小灯泡两端的电压越高,它的实际功率 。
5.在测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率实验中:
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至 (选填“A”或“B”)端。
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡都不发光,且电压表、电流表均无示数。某同学用一根导线排查故障,当把导线的两端分别接在M、N和M、B接线柱上时,发现小灯泡两次都发光且电压表均有示数。根据上述现象可判断出电路的故障是: 。
(3)排除故障后,调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为2.5V时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定电功率为 W;
(4)测量发现,小灯泡的电阻随电压的增大而增大,其原因是: ;
(5)完成上述实验后,另有同学设计了如图丙所示的电路,测出了额定电流为I额,的小灯泡正常工作时的电阻RL。电源电压不变,滑动变阻器R1的最大阻值为R,实验方案如下:
①按电路图连接电路;
②只闭合开关S1,移动R1的滑片,使电流表的示数为I额,灯泡正常发光;
③断开S1,闭合开关S2,移动 (选填“R1”或“R2”)的滑片,使电流表的示数为I额;
④保持R2的滑片位置不动,将R1的滑片移到最左端,电流表的示数为I1,再将R1的滑片移到最右端,电流表的示数为I2;
⑤小灯泡正常工作时的电阻表达式为RL= (用I1、I2、R表示)。
6.景萱在“测量小灯泡的电功率”的实验中,选择了额定电压为2.5V的小灯泡,电源电压保持6V不变,滑动变阻器规格为“30Ω,1A”,连接电路如图甲所示。
(1)电路连接时,景萱需要 开关;
(2)为了使滑片右移时灯的亮度变亮,请你帮景萱用笔画代替导线连接好图甲中的电路;
(3)连接好电路后,闭合开关,发现灯泡不亮,同时发现电流表有示数,电压表无示数,则电路中存在的故障可能是 ;
(4)排除故障后,调节滑动变阻器滑片,当电压表示数如图乙所示,想使小灯泡正常发光,则应将滑片向 (选填“左”或“右”)移动一些;
(5)完成了上述的实验后,景萱还想测另一只额定电压为U1的小灯泡的额定电功率,但发现电流表损坏。景萱利用阻值已知的定值电阻R0,设计了如图丙所示的电路,并操作如下:
①依据电路图连接好电路,只闭合开关S、S1,调节滑动变阻器,使电压表的示数为U1;
②保持滑动变阻器滑片位置不变,只闭合开关 ,读出电压表示数为U2;
③小灯泡的额定功率P额= 。(用U1、U2和R0表示)
7.实验小组在“测量小灯泡的额定功率”实验中,实验器材:电压恒定为6V的电源、电流表、电压表、额定电压为2.5V的小灯泡(正常发光时灯丝的电阻约为10Ω)、滑动变阻器、开关和导线若干。
(1)小组同学设计的电路图如图﹣1所示,请根据电路图将如图﹣2所示的电路连接完整。
(2)电路连接完整,闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P移到 (选填“A”或“B”)端。
(3)小灯泡正常发光时,电流表的示数如图﹣3所示,电流表的读数为 A,小灯泡的额定功率为 W。
(4)实验中电压表意外损坏,小组同学经过讨论后,选用阻值为R0的定值电阻进行实验,设计如图﹣4所示的电路也测出了小灯泡的额定功率。请将实验步骤补充完整。
①闭合开关S、S1,断开开关S2,移动滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数为 ;
②保持滑动变阻器的滑片P不动,闭合开关S、S2,断开开关S1,读出电流表的示数为I;
③小灯泡的额定功率的表达式:P额= 。(均用U额、I、R0表示)
8.在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为3V,灯泡的额定电压为2.5V。滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
(1)如图甲所示,闭合开关后,发现只有 (电流/电压)表有示数。经检查发现有根导线连接错误,请在错误导线上打“×”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确。
(2)正确连接电路后闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,则电路的故障可能是 。
A.灯泡短路; B.灯泡断路;
C.滑动变阻器短路; D.滑动变阻器断路。
(3)改正错误后,移动滑动变阻器的滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示。要测量小灯泡的额定功率,应将滑片适当向 (选填“左”或“右”)滑动。
(4)图丙是小灯泡的电流随电压变化关系的图像,根据图像可知,小灯泡的额定功率为 W。
9.在“测量小灯泡的电功率”的实验中,老师给同学们提供的器材有:电压恒为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡(灯丝电阻约为10Ω),电流表、电压表、开关各一个,导线若干,三种规格的滑动变阻器R1(10Ω,0.5A)、R2(50Ω,0.5A)、R3(200Ω,0.2A)可供选择。
(1)通过估算,滑动变阻器应选择 (选填“R1”“R2”或“R3”)。选择合适变阻器后,请用笔画线表示导线将电路连接完整。要求:变阻器的滑片P向B端移动时,灯泡变暗。
(2)滑片P置于阻值最大处,闭合开关试触时,发现电压表示数很大,电流表几乎无示数,出现的电路故障原因可能是 。
(3)排除故障后,闭合开关S,移动滑片P到某一位置时,电压表示数如图乙所示为 V;若要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动。根据图丙图象信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W。
10.如图是小松同学“探究电流产生热量与电流、电阻的关系”实验,所用的三个“灯泡”中R1=R3=10Ω,R2=40Ω,小松分别将这三个“灯泡”接入如图所示电路AB之间,闭合开关后调节滑片位置,用停表测量使每次通电时间相等,用刻度尺测出对应的细玻璃管中红色液柱上升的高度,同时读取了对应的电流表示数,记录的数据如表所示。
次数 电流I/A 时间 R/Ω Δh/cm
甲 0.4 相等 10 4
乙 0.2 40 4
丙 0.2 10 1
(1)实验中使用停表计时误差的主要来源是什么?
(2)小松根据实验过程中甲、丙的数据,可得到的结论是:在相等时间内 相同时,电流较大的导体比电流较小的导体产生的热量 。
(3)小松分析乙、丙的数据可以得出了“电流产生热量与电阻关系”。而同组的小峰认为对比甲、乙的数据,同时利用(2)问中的实验结论,也可以得出“电流产生热量与电阻关系”.请你写出分析的过程。
11.请完成与下列实验有关的填空。
(1)如图﹣1,在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中,闭合开关后,将电阻丝上的导线夹子向右滑动时,可观察到小灯泡的亮度变暗,说明导体的电阻大小与导体的 有关。
(2)如图﹣2,这是在“探究电流与电压的关系”实验中,根据实验数据绘制的I﹣U图象,由此可知,在电阻一定时,电流与电压成 。
(3)如图﹣3,这是“探究电流通过导体产生的热量与 的关系”的实验装置,将AB两个端口接入电路中通电一段时间后,电阻丝 (选填“R1”或“R2”)产生的热量较多。
12.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)由于电流产生的热量不易直接测量,因此在实验中是通过观察 来显示容器内空气温度的变化;
(2)图甲装置将两段阻值不同的电阻丝 (填电路连接方式),是为了探究电流产生的热量与 的大小的关系,通电一段时间后, (选填“左”或“右”)侧容器产生的热量更多;
(3)图乙装置可以探究电流通过导体时产生的热量与 的大小的关系,R1和R2两根电阻丝在相等的时间内产生的热量之比为Q1:Q2= 。电阻R3的作用主要是使电阻R1和R2中的电流 (选填“相等”或“不相等”),所以R2与R3的阻值 (选填“一定”或“不一定”)相同。为了使左右两个U形管内液面高度差差异更大,R3应选用 (从2Ω、5Ω和10Ω的定值电阻中选出一个定值电阻);
(4)图乙中,若接通电路一段时间后,右侧U形管的液面高度差逐渐变大,但左侧U形管的液面高度不变,经检查电路也没有出现故障,则可能的原因是 ;
(5)图乙中,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,后发现是由于电路故障引起的,则原因可能是 (多选)。
A.R1电阻丝断路 B.R2电阻丝断路
C.R3电阻丝断路 D.R3电阻丝短路
13.如图甲、乙所示,在探究“影响电流的热效应的因素”实验中,三个烧瓶中装入等质量的煤油。
(1)为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系,小明设计了如图甲所示的装置,在烧瓶内安装一根电阻丝,并插入一支温度计,该实验通过比较 (选填“温度计示数的变化”或“加热时间”)来判断相同时间内不同电流产生热量的多少。下列探究实验也采用这种研究方法的是 。
A.探究电流与电压、电阻的关系
B.用总电阻表示同一段电路中串联的两个电阻
C.在探究影响动能大小因素的实验中,小车动能的大小通过木块移动的距离来比较
(2)实验中,对于烧瓶内的液体,小明选择了煤油而不是水,这样选择的理由是 。
(3)小明先测量烧瓶内液体的温度后,闭合开关,通电30s再测量烧瓶内液体的温度,得到温度的升高量填入表中;然后移动滑动变阻器的滑片改变电流的大小,重复上述操作,获得第2组数据(见表)。
实验次数 电流/A 通电时间/s 电阻/Ω 温度的升高量/℃
1 0.3 30 10 1.5
2 0.6 30 10 6.0
由此得出结论:同一导体,在通电时间相等时,电流越大,其产生的热量越 。
(4)若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系,可选择图乙所示的 (选填“B”或“C”)烧瓶中的电阻与图甲所示烧瓶中的电阻 (选填“串联”或“并联”)。
(5)小明提议利用上述实验装置改做“比较水和煤油比热容的大小”的实验,则他应选择图乙所示的 (选填“B”或“C”)烧瓶与甲图中的烧瓶串联,并将其中一烧瓶中的液体换成相同质量的水。
14.甲、乙两图为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置图,两个相同的透明容器中封闭着等量的空气。
(1)甲、乙实验中,通过观察 来反映电阻产生热量的多少。
(2)探究“电流通过导体时产生的热量与电流的关系”时,应选择 (选填“甲”或“乙”)图装置进行实验。通过观察实验现象,可以得到的实验结论是:当电阻和通电时间相同时,电流越 (选填“大”或“小”)电流通过导体时产生的热量越多。
(3)连接好电路后闭合开关,通电一段时间后图乙的容器中左、右两个电阻产生热量的比值Q左:Q右= 。
(4)完成上述实验后,小明同学又设计了如图丙所示实验装置,探究“比较不同物质的吸热能力”的实验,其中A,B两个电阻丝的电阻应该是 (选填“相同”或“不同”)的。向两个烧瓶中分别加入初温相同、质量相等的水和煤油,通电一段时间后,煤油的温度更高,说明 (选填“水”或“煤油”)的吸热能力更强。