2021年河北中考物理复习练习课件：19题型突破四　实验探究题.pptx

1、 中考物理 （河北专用） 题型突破四 实验探究题 一、设计型实验 1.(2019河北石家庄43中终模,32,4分)请你利用铅笔、橡皮、白纸这些器材中的一个或几个,设计一个与 惯性相关的小实验,并指出实验现象说明了什么物理规律。 (1)所用器材: 。 (2)实验过程: 。 (3)现象: 。 (4)结论: 。 答案答案 (1)橡皮、白纸 (2)把橡皮放在白纸上,迅速拉动白纸 (3)橡皮不动,仍在原位置 (4)物体具有 惯性 2.(2019河北石家庄28中二模,32,4分)有人猜想“浸没在液体中的固体所受浮力可能跟固体的形状有 关”,请你为检验这个猜想设计一个实验,已提供的器材有:橡皮泥、烧杯、细线

2、。若要完成实验,还需 添加的器材或物体是: 。 实验步骤: (1)用细线拴住橡皮泥,悬挂在弹簧测力计下端,使橡皮泥浸没在水中并静止,读出弹簧测力计的示数F1。 (2) 。 实验结论: (1)若 ,说明浸没在液体中的固体所受浮力跟固体的形状有关。 (2)若 ,说明浸没在液体中的固体所受浮力跟固体的形状无关。 答案答案 弹簧测力计、水 实验步骤:(2)只改变橡皮泥的形状,并再次将之浸没在水中并静止,读出弹簧测 力计的示数F2 实验结论:(1)F1F2 (2)F1=F2 3.(2018山西,35,3分)网上传说,坦桑尼亚一个名叫姆佩巴的学生急于上课,将热牛奶放进了冰箱,令他惊 奇的是,这杯热牛奶比同

3、时放入冰箱中的冷牛奶先结冰。有网友跟帖:热水也比冷水结冰快。后来,有人 把这种现象叫作“姆佩巴效应”。你认为传说中的“姆佩巴效应”是真的吗?请你设计一个实验方案, 验证这个说法是否正确。(温馨提示:注意实验方案的可操作性) (1)实验器材: ; (2)实验步骤: ; (3)实验结论: 。 (开放性试题,答案合理即可) 答案答案 (1)两个相同的杯子、热水、冷水、冰柜、钟表 (2)在两个相同的杯子中,分别装入适量的等质量的热水和冷水;将两杯水同时放入同一冰柜中进行 冷冻;每隔适当时间,观察水的状态变化情况 (3)若热水先结冰,则传说中的说法是真的;若冷水先结冰或同时结冰,则传说中的说法是假的 解

4、题关键解题关键 设计实验方案时要注意控制变量,热水和冷水质量要相同,盛水的两个杯子也要完全相同,同 时放入同一冰柜,每隔适当时间,观察水的状态变化情况就可以验证真伪。 1.(2019河北邯郸一模,34,6分)小睛在沙滩上捡到一小块鹅卵石,想用学过的浮力知识测量它的密度,于是 把它拿到了实验室。 (1)她设计的用弹簧测力计、烧杯、水、细线测量的方案如下: a.用细线将鹅卵石系在弹簧测力计下,测出鹅卵石的重力,记为G b.在烧杯内装入适量水,并用弹簧测力计提着鹅卵石,使它浸没在水中,记下弹簧测力计的示数为F c.鹅卵石密度的表达式为石= (用G、F和水表示) 二、力学实验题 (2)在用弹簧测力计测

5、量鹅卵石的重力时,出现了如图甲所示的现象,因为此时弹簧测力计读数太小,使得 她放弃了这个方案,她在老师指导下重新设计了用天平、烧杯、水、细线测量鹅卵石密度的方案,并进 行了测量。 a.将天平放在水平台上,把游码移动到标尺的 处,当指针静止时如图乙所示,此时应将平衡螺母 向 (选填“左”或“右”)调节,直到横梁平衡。 b.用天平测量鹅卵石的质量,天平平衡时,砝码质量和游码位置如图丙所示,则鹅卵石的质量为 g。 c.在烧杯内装入适量的水,用天平测量烧杯和水的总质量为60 g。 d.使烧杯仍在天平左盘,用细线系着鹅卵石,并使其悬在烧杯里的水中,当天平平衡时,天平的示数为69.2 g。则鹅卵石所受的浮

6、力为 N,密度为 g/cm3(水=1.0103 kg/m3,g=10 N/kg)。 答案答案 (1) (2)a.零刻度线 右 b.18.4 d.9.210-2 2 G G-F 水 解析解析 (1)m石=,体积V石=V排=,则鹅卵石的密度石=;(2)a.先将游码移到零刻度线处, 指针左偏右调;b.由图丙可知,鹅卵石的质量m石=10 g+5 g+3.4 g=18.4 g;d.将鹅卵石悬于水中,受到的浮力 等于水对杯底增加的压力,即F浮=F=(69.2-60)10-3 kg10 N/kg=9.210-2 N,则V石=V排= =9.2 cm3,则密度= =2 g/cm3。 G g F g 浮 水 G-

7、F g 水 m V 石 石 G G-F 水 F g 浮 水 -2 33 9.2 10 1.0 10/10/ N kg mN kg m V 石 石 3 18.4 9.2 g cm 解题关键解题关键 利用天平测量鹅卵石密度时,由于物体间的作用是相互的,相互作用力大小相等,故当鹅卵石 悬于烧杯的水中时,水对鹅卵石的浮力等于鹅卵石向下的压力,当天平再次平衡时,鹅卵石所受浮力就等 于天平示数的增加量。 2.(2018河北保定清苑一模,33,6分)某同学制作了测量液体密度的“密度天平”。将下列实验空白处补 充完整: (1)首先选择一根长杠杆,将其中点O挂在支架上,若杠杆右端下沉,需将平衡螺母向 (选填“左

8、” 或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡。 (2)杠杆水平平衡后,如图甲所示,在左侧离支点10 cm的A位置用细线固定一个质量为110 g、容积 为50 mL的容器,右侧用细线悬挂一质量为50 g的钩码(细线的质量忽略不计)。测量液体密度时往容器 中加满待测液体,移动钩码使杠杆在水平位置平衡,记录钩码悬挂位置的刻度值,再通过简单计算就可以 得出液体的密度。 (3)容器中不装液体,杠杆水平平衡时钩码悬挂的位置是“密度天平”的“零刻度”,“零刻度”应标在 支点O的右侧 cm处。 (4)若测量某种液体密度时,钩码悬挂点在距支点31 cm处,则此种液体的质量为 g,该液体的密度 为 g/cm3。 (5

9、)若杠杆水平平衡时钩码悬挂点在“密度天平”的“零刻度”右侧a cm处,则液体的密度= g /cm3。 【拓展】若杠杆足够长,用此“密度天平”还可以测量固体的密度。先在容器中加满水,再将待测固体 (大于水的密度)轻轻浸没在水中,溢出部分水后,调节钩码的位置,使杠杆水平平衡,测出钩码悬挂点离支 点O的距离为56 cm;用量筒测出溢出水的体积如图乙所示,则此固体的密度为 g/cm3。(已知水= 1.0 g/cm3) 答案答案 (1)左 (3)22 (4)45 0.9 (5) 【拓展】5 a 10 解析解析 (1)杠杆右倾,平衡螺母向左调节;(3)容器不装液体时,设钩码在B处时杠杆平衡,因为FA=G桶

10、,FB=G码, 根据杠杆平衡条件得FALA=FBLB,即m桶gLA=m码gLB,钩码距离O点LB=22 cm;(4)容器中 装满待测液体时,可得关系式(m桶+m液)LA=m码LB,即(110 g+m液)10 cm=50 g31 cm,解得m液=45 g;该液体 的密度为液=0.9 g/cm3;(5)(110 g+50 cm3)10 cm=50 g(22 cm+a cm),解得= g/cm3;【拓 展】固体的体积等于溢出水的体积,由图乙可知固体体积等于30 cm3,容器中还剩有20 cm3的水,m剩水=1 g/ cm320 cm3=20 g,此时(m桶+m剩水+m固)LA=m码LB,即(110

11、g+20 g+m固)10 cm=50 g56 cm,解得m固=150 g, 则固体密度为固=5 g/cm3。 A m L m 桶 码 11010 50 gcm g m V 液 液 3 45 50 g cm a 10 m V 固 固 3 150 30 g cm 3.(2019河北石家庄新华一模,33,6分)在“探究滑轮组的机械效率”时,小明利用两组滑轮组进行了4次 测量,用一个动滑轮和一个定滑轮测定前3组数据,用两个动滑轮和两个定滑轮测得第4组数据,测得数据 如表: 实验 次数 动滑轮 重G动/N 物重 G/N 物体上升 高度h/m 动力 F/N 动力作用点 移 动距离s/m 滑轮组的机 械 效

12、率/% 1 0.5 1 0.1 0.7 0.3 47.6 2 0.5 2 0.1 1.1 0.3 60.6 3 0.5 4 0.1 2 0.3 66.7 4 1 4 0.1 0.5 (1)请根据前三组数据,在图甲中画出实验中滑轮组的绕绳方法。 (2)表格中编号处数据是乙图中弹簧测力计示数,读数为 N,计算编号处数据为 %。 (3)由表中第1、2、3组数据可知,同一滑轮组的机械效率与摩擦和 有关。 (4)由表中第3、4组数据可知,不同滑轮组的机械效率与摩擦和 有关,请计算出第4组实 验中克服摩擦力所做的额外功为 J。 答案答案 (1)如图所示 (2)1.4 57.1 (3)被提升的物重 (4)动

13、滑轮重 0.2 解析解析 (1)根据前三组数据可得,承担物重的绳子股数n=3,依据“奇动偶定”的原则绕绳; (2)由图乙可知测力计示数为1.4 N,则滑轮组的机械效率=57.1%; (3)分析1、2、3组数据可知,同一滑轮组的机械效率与摩擦和物重有关; (4)分析3、4组数据可知,不同滑轮组的机械效率与摩擦和动滑轮重有关,第4组实验中的总功W总=F s=1. 4 N0.5 m=0.7 J,克服物重和动滑轮重所做的功W=G总h=(1 N+4 N)0.1 m=0.5 J,克服摩擦力所做的额外 功W=W总-W=0.7 J-0.5 J=0.2 J。 s h 0.3 0.1 m m W W 有用 总 G

14、h Fs 40.1 1.40.5 Nm Nm 知识拓展知识拓展 滑轮组的机械效率与提升的物重、动滑轮重、绳重及摩擦有关。同一滑轮组,提升的物体 越重,滑轮组的机械效率越高;提升同一重物时,动滑轮重、绳重及摩擦越小,机械效率越高。 三、电学实验题 1.(2020河北石家庄40中模拟,15,7分)绮妍同学为了探究“电流与电压、电阻的关系”,设计了如图甲的 实验电路,她在学校实验室找来了如下一些实验器材:电压恒为3 V的电源,电流表、电压表各一只,一个 开关,阻值分别为5 、10 、20 、50 的定值电阻各一个,滑动变阻器上标有“20 1 A”字样,导 线若干。 (1)请你用笔画线代替导线,将图乙

15、中的实物连接完整。 (2)闭合开关前,应将滑动变阻器滑片滑到最 端(选填“左”或“右”)。 (3)闭合开关,绮妍同学发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转,故障可能是 。 A.电流表断路 B.定值电阻R断路 C.滑动变阻器断路 (4)故障排除后,绮妍同学先把10 的电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2 V,读出电流 表示数后,断开开关,保持变阻器滑片位置不动,她拆下10 的电阻,改换成阻值为20 的电阻继续做实 验,闭合开关,此时电压表示数应是 V,要完成这次实验,接下来她应将变阻器滑片向 (选 填“左”或“右”)端移动,使电压表的示数为 V。 (5)将定值电阻换成一只小灯泡,

16、(选填“能”或“不能”)探究“电流与电阻的关系”实验。 答案答案 (1)如图所示 (2)右 (3)B (4)2.4 右 2 (5)不能 解析解析 (1)先完成电路的串联部分,将电流表与滑动变阻器的上接线柱连接,又因为电源电压为3 V,故电 压表选用小量程与电阻并联,注意电流从电表正接线柱流入负接线柱流出,如答案图所示;(2)闭合开关 前,应将滑动变阻器滑片滑到滑动变阻器连入电路的阻值最大处,即最右端;(3)闭合开关,发现电流表无 示数,故障应为电路断路,且电压表指针有明显偏转,即电压表两接线柱能与电源接通,故故障可能是电阻 R断路;(4)10 的电阻接入电路,电压表示数为2 V时,根据分压公式

17、=得,=,滑动变阻器连 入电路的阻值为R变=5 ,滑片位置不变,换成20 的电阻继续实验,电压表的示数UR=IR=R= 20 =2.4 V,探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压为2 V不变, 根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,根据分压公式可知,应增大滑动变阻器连 入电路中的电阻,故滑片应向右端移动,使电压表的示数为2 V;(5)研究“电流与电压关系”,要控制电阻 大小不变,而灯泡的电阻随温度的变化而变化,不是一个定值,故这个实验操作不可行。 R U U变 R R变 2 1 V V 10 R 变 U R总 3 20 5 V 2.(2020河北邯郸永年一

18、模,24,14分)小玲同学在“测量小灯泡电阻”的实验中,所用器材如下:两节新干 电池,标有“2.5 V”相同规格灯泡若干,两个滑动变阻器R1“10 ,1 A”、R2“20 ,2 ”,开关、导线 若干。 乙 丙 (1)请你根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙中的实物电路图连接完整(要求:滑动变阻器滑片P向右移动 时灯泡变亮,且导线不交叉)。 (2)正确连接电路后,闭合开关S,移动滑片P,小玲发现小灯泡始终不亮,电流表指针几乎未偏转,电压表有 示数,则故障原因可能是 (选填字母)。 A.小灯泡短路 B.滑动变阻器短路 C.小灯泡断路 D.滑动变阻器断路 (3)排除故障后,移动滑片P,测得6组数据如表

19、所示。其中第2次实验时电流表表盘如图丙,此时电路中的 电流为 A,灯泡电阻值为 。由表中数据可知,小玲选用的滑动变阻器应是 (选填“R1”或“R2”)。 实验次数 1 2 3 4 5 6 电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 2.8 电流I/A 0.16 0.22 0.25 0.28 0.29 电阻R/ 3.1 6.8 8.0 8.9 9.7 (4)小玲又取了一个规格相同的旧灯泡进行实验,发现在额定电压下工作时,灯泡亮度明显偏暗,且灯 泡的玻璃内壁变黑。灯泡亮度偏暗的原因是灯丝发光时发生 (填物态变化名称)而变细,灯泡的 实际功率变 (选填“大”或“小”)。 答案答案 (1)如图

20、所示 (2)C (3)0.2 5 R2 (4)升华 小 解析解析 (1)滑动变阻器滑片P右移灯泡变亮,即电流变大,电阻变小,故应将滑片右侧电阻丝连入电路中,如 答案图所示;(2)正确连接电路后,闭合开关S,移动滑片P,发现小灯泡始终不亮,电流表指针几乎未偏转,电 路中没有电流,说明电路为断路,电压表有示数,说明电压表能与电源两端连通,所以故障原因可能是与电 压表并联的灯泡断路了,故C正确;(3)电流表选用00.6 A量程,分度值为0.02 A,电流为0.2 A,所以实验时 灯泡电阻值为RL=5 ;当电路中电流最小,为0.16 A,电压表示数为0.5 V时,滑动变阻器连入电 路的阻值最大,根据串

21、联电路的规律和欧姆定律,可计算出变阻器连入电路中的电阻R滑= =15.625 ,故选用的滑动变阻器应是R2;(4)灯泡亮度偏暗的原因是灯丝发光时温度很高,钨丝由固态直 接变为气态发生升华现象而变细;灯丝变细,电阻增大,在两端电压一定时,由公式P=U2/R可知,其消耗的 实际功率变小。 U I L L 1.0 0.2 V A 1 1 U-U I 3 -0.5 0.16 VV A 3.(2020河北石家庄新华模拟,34,7分)小明同学利用电流表和电阻箱测量小灯泡的功率,设计了如图甲所 示的实物电路。 甲 乙 (1)完成甲电路的连接,使滑动变阻器接入电路的阻值最大。 (2)完成电路连接后,闭合开关S

22、2,将单刀双掷开关S1扳向“1”,发现灯泡不亮,电流表有偏转,出现此现象 的原因是 。 (3)闭合开关S2,将单刀双掷开关S1扳向“1”,调节滑动变阻器使电流表的示数为I1,如图乙所示,I1= A。 (4)将开关S1扳向“2”,保持 不变,调节 ,使电流表的示数仍为I1,此时电 阻箱的示数R=5 ;则步骤(3)中小灯泡的电阻R1可知。 (5)步骤(3)中小灯泡的实际功率P1= W。 【拓展】 若小灯泡的额定电流I0=2I1,以下关于灯泡额定功率P0与实际功率P1的数值关系,你认为最有 可能的是 。 A.P0=2P1 B.P0=3P1 C.P0=4P1 D.P0=5P1 答案答案 (1)如图所示

23、 (2)滑动变阻器连入电路的阻值太大 (3)0.2 (4)滑动变阻器连入电路的阻值 电阻箱的阻值 (5)0.2 【拓展】D 解析解析 (1)滑动变阻器要按“一上一下”的方式串联接入电路,为了使滑动变阻器接入电路的阻值最大, 则应将B接线柱与开关右接线柱连接,如答案图所示:(2)闭合开关S1,将开关S2扳向“1”,电流表有偏转说 明电路不会有断路,可能是滑动变阻器连入电路的阻值太大,电路中电流太小导致了灯泡不亮;(3)如题图 乙所示,电流表量程为00.6 A,分度值为0.02 A,则示数为I1=0.2 A;(4)将开关S2扳向“2”,保持滑动变阻器 的滑片位置不变,使滑动变阻器接入电路的阻值不变

24、,调节电阻箱连入电路的阻值,当电流表示数为I1时, 此时电阻箱连入电路的电阻与上次实验中电流为I1时灯丝电阻相同,故灯泡的电阻R1=5 ;(5)灯丝中电 流为I1时,灯泡的实际功率P1=R1=(0.2 A)25 =0.2 W;【拓展】若小灯泡的额定电流为I0=2I1,假设灯泡 的阻值不变,则P=R1=(2I1)2R1=4R1=4P1,由于灯泡的阻值随温度的升高而变大,所以当灯泡在正常工作 时,灯泡的阻值变大,则额定功率P0P=4P1,有可能的额定功率值为P0=5P1。 2 1 I 2 0 I 2 1 I 4.(2019广西桂林,25,9分)小飞在做“探究电流与电压、电阻的关系”实验时,准备了以

25、下器材:两节新的 干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻(5 、10 、15 、20 )、开关、导线若干。 甲 乙 (1)在按电路图连接实物时,开关必须处于 状态;在实物图中,滑动变阻器的滑片要移到 (选填“最右端”或“最左端”)。 (2)如图乙是小飞连接好的实验电路,闭合开关后,他发现移动滑片的过程中,电流表的示数 ,电 压表的示数 。(两空均选填“变大”“变小”或“不变”) (3)小冲在一旁观察后指出小飞没有按照电路图正确连接实物,请你在实物图上对连接错误的一根导线 打“”,并用笔补画一根线代替导线将电路连接正确。 (4)问题解决后,他们接入10 的电阻进行实验,并得出表中的数据,对

26、数据进行分析后得出实验结论是 。 电压U/V 1 1.5 2 2.5 电流I/A 0.1 0.15 0.2 0.25 (5)接下来他们分别接入其他电阻再次对电流与电阻关系进行探究,并作出了如图丙所示图像,请你 通过图像中所给信息计算出实验过程中滑动变阻器两端的电压U= V。 丙 答案答案 (1)断开 最左端 (2)不变 不变 (3)如图所示 (4)当电阻一定时,电流与电压成正比 (5)1 解析解析 (1)在按电路图连接实物时,开关必须处于断开状态,在开关闭合前,滑动变阻器的滑片要移到连入 电路阻值最大处,即最左端。(2)由图乙知,滑动变阻器与电压表串联,电压表测电源两端电压,故移动滑 片的过程

27、中,电压表和电流表的示数都不变。(3)电压表应并联在定值电阻两端,滑动变阻器与定值电阻 串联。(4)由表中数据可知,当电阻一定时,电流与电压成正比。(5)接下来他们分别接入其他电阻再次对 电流与电阻关系进行探究时,易知图丙中为反比例函数图像,乘积为2 V,根据控制变量法可知,要维持电 阻两端电压为2 V,电源电压为3 V,则滑动变阻器两端电压为1 V。 5.(2019河北石家庄桥西一模,20,7分)小明探究电流与电阻的关系,实验器材有:电源(电压不变)、电阻 箱、滑动变阻器A(0500 )、滑动变阻器B(020 )、电流表、电压表、开关和导线。 甲 乙 (1)请在图甲中用笔画线代替导线,完成电

28、路连接。 (2)在实验中将滑片P从一端缓慢移到另一端的过程中,发现在很大一段范围内电压表的示数变化很小, 电压调节非常不方便,于是小明换用了滑动变阻器 (选填“A”或“B”),解决了这个问题。接 着小明按正确步骤开始实验,开关闭合时,两表的示数如图乙中(a)、(b)所示,则电源电压为 V。 小明移动滑片,使电压表示数为6 V,记录电流表示数,然后改变电阻箱的阻值继续实验。要保证小明能 够完成实验,电阻箱连入电路的阻值范围是 。 (3)小明按顺序完成实验,得到如表所示的数据,则实验结论是: 。 U/V 6 6 6 6 R/ 12 15 20 30 I/A 0.5 0.4 0.3 0.2 【拓展】

29、实验后,小明要测量标有“6 V”字样的小灯泡的额定功率,发现电流表已经损坏,于是小 明又找来一个开关,再利用一个10 的定值电阻R0及原有实验部分器材设计了如图所示的电路图。 只闭合S1,调节滑片P使电压表示数为6 V; 断开S1,使滑动变阻器连入电路的阻值 (选填“变大”“变小”或“不变”),再闭合S2,此时电 压表示数为5 V; 灯泡的额定功率P额= W。 答案答案 (1)如图 (2)B 9 1040 (3)电压一定时,电流与电阻成反比 【拓展】不变 2.25 入了变阻器A,由于阻值太大,分得了电源电压的绝大部分,导致电压调节不便,故应换用滑动变阻器B;按 正确的实验步骤,开关闭合前,滑片

30、移至阻值最大处,即R滑=20 ,由题图乙可知,此时两电表示数I=0.2 A,U =5 V,由串联电路中电压关系得U源=IR滑+U=0.2 A20 +5 V=9 V;电流最大为0.6 A时,电阻箱接入电路阻 值最小,则R小=10 ,为完成探究,当电流最小,即滑动变阻器连入电路阻值最大为20 时,电阻 箱连入电路阻值最大,则=,R大=40 ,故电阻箱连入电路的阻值范围为1040 ;(3)分析数据可得, 电压一定时,电流与电阻成反比;【拓展】只闭合S1,灯与变阻器串联,调节滑片,使电压表示数为6 V,灯泡 正常发光;断开S1,滑片位置不变,连入电路的电阻不变,再闭合S2,R0与变阻器串联,电压表示数

31、为5 V,则此 时电路中的电流为I0=0.5 A,变阻器连入电路的阻值R变=8 ,故灯泡的额定电流I 额=I变= = A,灯泡的额定功率P额=U额I额=6 V A=2.25 W。 U I大 6 0.6 V A 3 20 V 6 R V 大 0 0 U R 5 10 V 0 U I 变 9 -5 0.5 VV A U R 变 变 9 -6 8 VV 3 8 3 8 解析解析 (1)为完成探究,利用电阻箱改变阻值,故将电压表并联在电阻箱两端;(2)根据题意推断,电路中接 6.(2019广西北部湾经济区,27,7分)小明用图甲的实验装置测量小灯泡电阻,小灯泡的额定电压为4.5 V。 甲 乙 丙 (1

32、)连接电路时,开关应 。 (2)请在图甲中用笔画线代替导线,完成剩余部分的电路连接(要求:滑片向左移动时,灯变亮)。 (3)正确完成电路连接后,闭合开关时,电流表没有示数,小灯泡不亮,电压表示数接近电源电压,则电路故 障可能是小灯泡 (选填“短路”或“断路”)。 (4)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光,电流表示数如图乙所示,此时电路 中的电流为 A,小灯泡的电阻为 。 (5)小明还设计了如图丙所示的电路,测出了另一小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器的最大阻值均为 R0,小灯泡的额定电流为I额。请将以下实验步骤补充完整: 只闭合开关S、S1,移动R1的滑片,使电流表示数

33、为I额。 接着 。 再将R1的滑片调至最左端,记下电流表的示数I1;将R1的滑片调至最右端,记下电流表的示数I2。 写出小灯泡额定功率的表达式:P= 。(用R0、I额、I1、I2表示) 答案答案 (1)断开 (2)如图所示 (3)断路 (4)0.3 15 (5)断开S1,闭合S2,调节R2的滑片,使电流表的示数为I额 2 20 12 I I R I -I 额 解析解析 (1)为保护电路,连接电路时开关应断开;(2)根据“滑片向左移动,灯变亮”可知,滑动变阻器连入 电路的阻值变小,故应选择左下接线柱与灯串联; (3)电流表示数为0,灯不亮,电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,与电压表并

34、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; (4)电流表使用的是00.6 A量程,分度值为0.02 A,则电流表示数为0.3 A,灯泡的电阻R=15 ; (5)闭合开关S和S1,移动R1的滑片,使电流表的示数为I额。接着断开S1,闭合S2,R1滑片不动,调节R2的滑片, 使电流表的示数为I额,根据公式U=IR分析可知,电源电压和电路中电流不变,滑动变阻器R2连入电路的阻 值等于灯泡正常发光时的电阻;再保持变阻器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,再将此滑动变阻器的滑片移到最右端,电流表的示数为I2。 由串联电路特点和欧姆定律可得 U=I1R2=I2

35、(R0+R2) 解得R2= 因为小灯泡的电阻RL=R2 U I 4.5 0.3 V A 20 12 I R I -I 则小灯泡额定功率的表达式P=RL= 2 I额 2 20 12 I I R I -I 额 7.(2019河北石家庄新华一模,34)小明同学按图甲所示的电路图连接图乙所示的实物图,来测量小灯泡的 额定功率。已知小灯泡的额定电压为2.5 V,电源电压恒为3 V。 (1)请根据图甲的电路图用笔画线代替导线将图乙的实物连接成完整电路。 (2)正确连接电路,闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表有示数,电流表指针几乎不动,产生这种现象的原因 是 。 (3)排除故障,继续实验,最后根据实验数据画出

36、I-U图像,如图丙所示,根据图像求出小灯泡正常发光时的 功率为 W。 (4)通过分析I-U图像,发现小灯泡的电阻是变化的,其原因是 。 (5)完成上述实验后,小明又重新设计了电路,如图丁所示,测量另一个小灯泡的额定功率,这个小灯泡正 常工作的电流为I,请完成实验步骤(已知电源电压为U)。 只闭合开关S1,移动滑动变阻器R2的滑片,使电流表示数为 ; 只闭合开关S2,保持滑动变阻器R2的滑片位置不变, ,使电流表示数为I;再将 滑动变阻器R2的滑片调到最左端,读出电流表的示数为I。 则小灯泡的额定功率表达式为P额= (用字母表示)。 答案答案 (1)如图所示 (2)灯泡断路 (3)0.625 (

37、4)灯丝电阻随温度升高而变大 (5)I 调节滑动变阻器R1的滑片 2 UI I 解析解析 (1)根据“先串后并”的原则,将灯泡右接线柱与变阻器的A接线柱连接,并将电压表并联在灯泡 两端;(2)由现象“灯泡不亮,电压表有示数,电流表指针几乎不动”可判断,故障原因应为灯泡断路;(3)由 图像可知,当U=2.5 V时,通过灯泡的电流为0.25 A,则灯的额定功率P额=UI=2.5 V0.25 A=0.625 W;(4)灯泡 电阻变化的原因为灯丝电阻受温度的影响;(5)只闭合S1,灯泡与R2串联,移动R2的滑片,使电流表的示数 为I;只闭合S2,保持R2的滑片的位置不变,调节R1的滑片,使电流表示数仍

38、为I,此时R1连入电阻值等于灯 泡正常工作时的电阻;再将R2的滑片调到最左端,电路中只连有R1,且R1=,则灯泡的额定功率P额=I2RL=I2 R1=I2=。 U I U I 2 UI I 8.(2019云南昆明,20,8分)在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中,提供了如图的实验器材, 其中R1R2 实验一:探究电流产生的热量与电阻的关系 (1)请按照图中的电路图将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t1,用电阻丝R2加热的煤油温度升高了t 2,那么t

39、1 t2(选填“大于”“等于”或“小于”)。 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动触头,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t1(或t2) 2t1(或2t2)(选填“大于”“等 于”或“小于”),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 。 答案答案 (1)如图所示 (2)电流相等 温度的升高量 (3)大于 (4)大于 不是 (5)有能量损失 解析解析 (1)探究电流产生的热量与电阻的关系,应该控制通过电阻的电流和通电时间相同,电阻不同,因此 应该让两个电阻丝串联。滑动变阻器按“一上一下”的原则接入电路。 (2)串联电路中电流处处相等,两个电阻丝串联是为了控制电流相等,本实验中电流产生的热量不能用眼 睛直接观察,我们是通过观察烧瓶中温度计示数的变化来反映电阻丝通电后产生热量的多少。 (3)两个电阻丝串联,电流相等,通电时间相同,且R1R2,根据Q=I2Rt可知,电阻大的产生的热量多,因此t1 t2。 (4)电流变为原来的二倍,且通电时间相同,根据Q=I2Rt可知,温度升高量t1大于2t1,说明电流产生的热 量与电流不是正比例关系; (5)烧瓶内煤油的温度不同,与外界发生热传递时损失的能量不同,因此会有实验误差。