2019-2020九年级物理上学期期末考试考前必刷题04实验题（含解析）.docx

1 专练 04 实验题 一、热值、比热容 1．如图所示，甲、乙、丙三个实验装置完全相同，燃料的质量都为 10 g，烧杯内液体的质量都相同。 （1）比较不同燃料的热值应选择______两个装置，比较不同物质的比热容应选择_______两个装置（选填 装置序号甲、乙、丙）。 （2）在“比较不同燃料的热值”的实验中，通过观察温度计的_______比较燃料燃烧放出热量的多少。 （3）a、b 两种液体除了质量要相同，还要_______也相同。 【答案】（1）乙丙甲乙（2）示数（3）初温 【解析】（1）因为要比较不同燃料的热值，所以要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同， 通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，故应选择乙丙两图进行实验；为了比较不同物 质的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量和温度的变化相同，通过比较加热时 间，故应选择甲丙两图进行实验； （2）燃料的热值大小不能直接测量，需要通过液体吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少，根据 Q=cmΔt 知道，液体吸收热量的多少跟液体的质量和升高的温度有关，所以，在“比较不同燃料的热值”的 实验中，要通过观察温度计的示数比较燃料燃烧放出热量的多少； （3）a、b 两种液体除了质量要相同，还要初温也相同。 2．小明利用如图所示的装置探究“水和沙子吸热本领的大小”，实验数据记录如下：2 （1）设计实验方案时，小明确定以下需控制的变量，其中多余的是__________。 A．采用完全相同的加热方式 B．酒精灯里所加的酒精量相同 C．取质量相同的水和沙子 D．盛水和沙子的容器相同 （2）在此实验中，用__________来表示物质吸收热量的多少。 （3）分析实验数据可知：质量相同的水和沙子，升高相同的温度时，水吸收的热量__________（填“大于” 或“小于”）沙子吸收的热量。 （4）水的比热容为 ，其物理意义是______________________________________。 （5）下列事实能用上述实验结果解释的是__________。 A．夏天给教室洒水，感觉凉爽 B．用盐水腌制蛋，一段时间后蛋会变咸 C．长期堆放煤的水泥地面变成黑色 D．沿海地区昼夜温差会比内陆地区小 【答案】（1）B （2）加热时间的长短（3）大于（4）1 kg 水升高（降低）1 ℃吸收（放出）的热量为 4.2×103 J （5）D 【解析】（1）采用完全相同的加热方式，是为了使热源放出相同的热量；盛水和沙子的容器相同目的使水 和沙子在相同的时间吸收相同的热量；故 AD 有必要；B、酒精灯里所加酒精量相同，故 B 没有必要；C、根 据比较吸热能力的 2 种方法，要控制不同物质的质量相同，C 有必要；所以 B 选项多余； （2）根据转换法，在此实验中，用加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少； （3）分析实验数据可知，质量相同的水和沙子，升高相同的温度时，水加热时间长，故水吸收的热量大于 沙子吸收的热量； （4）水的比热容为 4.2×103 J/（kg⋅℃），其物理意义是：1 kg 水升高（降低）1 ℃吸收（放出）的热量 为 4.2×103 J； （5）A、夏天给教室洒水，感觉凉爽，这是由于水蒸发吸热造成的，故 A 错误；B、用盐水腌蛋，一段时间 ( )34.2 10 J / kg C× ⋅°3 后蛋会变咸，这是因为分子是在永不停息的运动的，故 B 错误；C、长期堆放煤的水泥地面变成黑色，这也 是由于分子运动造成的，故 C 错误；D、相同质量的水和干泥土相比较，在相同的受冷和受热的情况下，由 于水的比热容大（水的吸热能力大），水温度变化慢，而干泥土温度变化快，故沿海地区昼夜温差会比内陆 地区小，故 D 正确。 二、串、并联电流电压 3．小兰同学对串联电路电压规律进行了探究。 （1）根据电路图甲，用笔代替导线连接实物电路图乙。 （2）如图甲所示闭合开关，发现 L1 不发光，L2 比较亮，电压表示数为零，则小灯泡 L1 的故障是________； （3）排除故障后，小兰正确测出了 L1 两端的电压，在测 L2 两端的电压时，小兰打算采用以下方法：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。此操作可能会导致电压表出现的现象是 ____________。 （4）最后，小兰按照正确的方法测出了 L1、L2、AC 之间的电压 UL1=2.4 V，UL2=1.6 V，UAC 的示数如图丙所 示，读出 UAC=_____V，并得出了实验的最终结论。实验结论为：_______________________________。 （5）此实验依然存在着一定的缺陷，你的改进方法是：___________________________________。 【答案】（1 如图所示）（2）短路（3）电压表指针反向偏转（4）4.0 V 串联电路两端的总电压等于各串联 部分两端电压之和（5）换用不同规格的灯泡多做几次实验 【解析】（1）由电路图可知，两灯泡串联，电压表测量灯泡 L1 两端电压，如图所示：4 （2）发现 L1 不发光，L2 比较亮，电压表示数为零，说明灯 L1 的没有电流通过，即 L1 短路了； （3）只断开电压表 A 接点，并改接到 C 接点上，而 B 接点不动，电流表正负接线柱接反了，闭合开关后， 电压表指针反向偏转，所以不能测出 L2 两端的电压。 （4）电压表测量 AC 间电压，所以选择电压表选择的是 0∼15 V 量程；电压表分度值为 0.5 V，所以示数为 4 V；由实验数据可知：L1、L2 的总电压为：U＝UL1+UL2＝2.4 V+1.6 V＝3.8 V；由此可得出实验结论为：串 联电路两端的总电压等于各串联部分两端电压之和； （5）为得出普遍结论，应更换不同规格的灯泡，或改变电源电压，进行多次实验，测出多组实验数据。 4．如图是”探究串联电路电流特性“的实验电路图。 （1）连接电路的时，开关要应_____（选填“闭合”或“断开”）。 （ 2 ） 闭 合 开 关 ， 发 现 电 流 表 指 针 向 “0” 刻 度 的 左 侧 偏 转 ， 这 是 因 为 _________________________________。 （3）下表中是某位同学实验中的一组数据：明显错误的数值是_____。 电流的位置 A B C 电流 I/A 0.3 0.3 1.5 （4）实验中发现两个串联的小灯泡，一个发光，一个不发光，造成这个灯泡不发光的原因可能是_____。 A．小灯泡的灯丝断了 B．灯丝电阻较小 C．小灯泡靠近负极 （5）为了使实验的结论更具科学性，请你提出合理化的建议（1 条即可）：_____。 【答案】（1）断开（2）电流表正负接线柱接反了（3）1.5 （4）B （5）换用不同规格的灯泡多次测量 【解析】（1）为保护电路，连接电路的过程中，开关应该断开； （2）闭合开关，发现电流表指针向“0”刻度的左侧偏转，这是因为电流表正负接线柱接反了；5 （3）由串联电路中各处的电流相等可知，表格中数据 1.5（或 C）错误； （4）两灯泡串联，一个灯泡发光说明电路通路，A 如果一个灯泡灯丝断了，另一只灯泡也是断路状态，都 不能发光。此选项错误；B、如果灯泡电阻太小，由公式P＝I2R 知，实际功率太小，所以不能发光。此选项 正确；C、灯泡亮暗与是否靠近电源正负极无关。此选项错误。故选 B； （5）为了使实验的结论更具科学性，换用不同规格的灯泡多次测量。 5．张峰有一个标准的电压表，它有 0~3 V 和 0~15 V 两个量程。用它测量由两节干电池串联组成的电池组的 电压时，接线正确，但他读出的读数是 10 V，这显然是错误的。请你说出他出现错误的原因： ______________________________。实际电压应是_____V。 他接着按照课本要求探究并联电路中电流的关系，他们设计的电路如图所示。把电流表分别接入到电路中 的 A、B、C 处，测出它们的电流，填入下表： 实验次数 A 处的电流 IA B 处的电流 IB C 处的电流 IC 1 0.10 0.12 0.22 2 0.20 0.24 0.44 3 0.40 0.48 0.88 （1）表格设计存在一个不足之处，是_____________________，通过对上面数据的分析，可以得出是 ________________________________________________________________。 （2）测量三次的目的是_____，在这次实验中他是通过采用_____（填“改变电源电压”或“更换不同规格 的小灯泡”）的方法改变电流的大小从而进行三次实验。 （ 3 ） 结 合 你 用 一 个 电 流 表 做 实 验 时 的 体 会 ， 提 出 一 条 对 本 实 验 的 改 进 意 见 ： _____________________________________________________________________________。 【答案】看错了电压表量程 2 （1）电流没有单位并联电路干路中的电流等于各支路电流之和（2）避免 偶然性，使结论更具有普遍性改变电源电压（3）使用三个电流表同时接入到电路中的 A、B、C 处，测出它 们的电流。 【解析】出错的原因是接的小量程却按大量程读的数，电源由两节干电池组成，电源电压是 3 V，电压表示 数不可能超过 3 V，电压表大量程分度值是 0.5 V，小量程分度值是 0.1 V，大量程是小量程的 5 倍，电压表 读数 10 V 是弄错了量程造成的，把小量程当做大量程了，因此正确读数是 2 V；6 （1）分析表格中的数据可知，此表格设计中电流没有单位；由表中实验数据可知，支路电流之和等于干路 电流，可以得出的实验结论是：并联电路干路中的电流等于各支路电流之和； （2）多次测量的目的是获得多组实验数据，避免偶然性，使实验结论具有普遍性与可靠性；据表格中的数 据可知，小灯泡的电流是成倍数的增加，所以是通过改变电源电压的方式进行的实验； （3）一个电流表在不同位置测量时，读数误差较大，为了减小误差可以使用三个电流表同时接入到电路中 的 A、B、C 处，测出它们的电流。 三、影响电阻的因素 6．某实验小组探究金属丝电阻大小与长度的关系，他们取一段粗细均匀的金属丝拉直连接在 A、 接线柱 上，在金属丝上安装一个可滑动的金属夹 P。实验室还提供了下列器材：电压表、电流表、电池组（电压 3 V）、滑动变阻器（20 Ω 2 A）、刻度尺、开关和导线若干。 （1）为了测量 AP 段的电阻 R，他们连接了如图甲所示的电路，请用笔画线代替导线，把图中还没有连接的 一根导线上，使电路完整。 （2）连接电路时开关应________，滑动变阻器的滑片移至最________（选填“左”或“右”）端。 （3）某次实验中测得电压表的读数为2.1 V，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的读数为 ________A。 （4）实验中移动金属夹 P，分别测出 AP 段的长度 和对应的电阻值 R，数据如表，分析表中数据，可知 ________________________________________________________________________。 （5）小虎同学认为，由于电源电压没有超过电压表所选量程的最大值，因此在闭合开关前，可以将变阻器 的 滑 片 置 于 任 意 位 置 ， 你 认 为 他 的 想 法 是 ________ （ 选 填 “ 正 确 ” 或 “ 错 误 ”）的 ， 理 由 是 ： ___________________________________________。 【答案】（1）见解析（2）断开右（3） （4）其它条件不变，导体的电阻与长度成正比（5）错误若电 阻短路，则电路中电流会很大而烧坏电流表 B I = L / cmL 30 40 50 60 70 80 /R Ω 2.1 2.8 3.5 4.2 4.9 5.6 0.427 【解析】（1）因为电池电压为 3 V，所以电压表的量程选择 0∼3 V 的量程，将电压表 3 V 的接线柱与滑片 P 相 连；将电流表与电阻串联，将电流表的负接线柱与接线柱 P 连接，如图所示： （2）连接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器的滑片应位于最右端； （3）由图乙知，电流表的量程为 0∼0.6 A，分度值为 0.02 A，所以示数为 0.42 A； （4）由表格中数据知，电阻值与长度的比值是一个常数，所以其它条件不变，导体的电阻与长度成正比； （5）若电路中由于电路连接问题使电路中的电流过大，超过电流表的量程，会烧坏电流表，所以在闭合开 关前，要把滑动变阻器的滑片移至最大阻值处。 7．在“探究电阻的大小与什么因素有关”实验中，甲、乙、丙三位同学作出如下猜想： 甲：导体电阻跟长度有关。 乙：导体电阻跟横截面积有关。 丙：导体电阻跟材料有关。 （1）甲同学思考：既然“电阻描述的是导体对电流的阻碍作用”，而粗细相同的水管，管子长，阻力大； 于是他猜想导体越长，它的电阻可能越大。甲同学在猜想中用到了_____的思维方法。 A．类比 B．转换 C．等效 D．控制变量 （2）如图所示，是为探究连接的实验电路。实验中通过比较________来比较电阻丝电阻的大小，达到验证 猜想的目的。 （3）若要验证乙同学的猜想，则应该选用________两根电阻丝进行对比实验。 （4）选用 A、B 两根电阻丝进行对比实验，是为了验证________同学的猜想。 【答案】（1）A （2）小灯泡的亮度（3）B、C（4）丙 【解析】（1）甲同学根据生活中的现象“粗细相同的水管，管子越长，阻力越大”，猜想，电阻与导体长度 的关系是：在材料、横截面积相同时，导体越长，它的电阻可能越大，所以用到的是类比法，故 A 符合题8 意； （2）由图知道，小灯泡串联在电路中，电源电压一定，所以，导体电阻越大，电路电流越小，导体电阻越 小，电路电流越大，即通过比较小灯泡的亮度来比较导体电阻的大小，所以实验采用了转换法比较电阻大 小； （3）若要验证乙同学的猜想，即导体的电阻与导体的横截面积有关，应控制导体的材料和长度相同，横截 面积不同，应该选用编号 B、D 的电阻丝进行对比实验； （4）由图知道，A、B 两根电阻丝的长度和横截面积相同、材料不同，可以验证导体的电阻与导体的材料是 否有关，即验证丙同学的猜想。 8．热敏电阻的阻值会随温度的改变而改变。小明同学用图甲所示的电路来探究热敏电阻 RT 的阻值与温度的 关系。已知 M 为控温器，电源电压恒为 12 V，R 为电阻箱（一种可以改变并读出阻值的变阻器）。 （1）热敏电阻和电阻箱是________（选填“并联”或“串联”）的。 （2）当控温器中液体温度为 80 ℃，电阻箱阻值为 100 Ω 时，电流表的示数为 0.1 A，则该温度下热敏电 阻的阻值为________Ω，此时热敏电阻消耗的电功率为________W。 （3）依次改变控温器中的液体温度，同时改变电阻箱的阻值，使电流表的示数始终保持在 0.1 A。通过计 算得到相关数据记录如表。从表中可以看出，在一定温度范围内，该热敏电阻的阻值随温度的升高而________。 温度 t/℃ 70 60 50 40 30 20 10 …… 电 阻 RT/Ω 22 28 35 44 56 73 94 …… （4）在科技创新活动中，小明用该热敏电阻和电压表制成了一支指针式温度计（如图乙所示）。它可以直 接在电压表刻度盘上读出相应温度。若电压表的读数会随温度的升高而增大，则应在图乙中_____两端接入 一个电压表。 A．a、b B．b、c C．a、c 【答案】（1）串联（2）20 0.2 （3）减小（4）A 【解析】（1）由图可知温控器和电阻串联；9 （2）由 I＝ 得：电阻箱两端的电压：U1＝IR1＝0.1 A×100 Ω＝10 V；根据串联电路的总电压等于各电阻 两端的电压之和，因为电阻箱和热敏电阻串联，该温度下热敏电阻的阻值：R ＝20 Ω； 功率 P＝I2R＝（0.1 A）2×20 Ω＝0.2 W； （3）从表格数据中可以直接得出，热敏电阻的阻值随温度的增加而减小； （4）因为热敏电阻随温度的升高而减小，而电压表的读数随温度的升高而增大，因此电压表应该并联在定 值电阻两端，即选 A。 四、电流与电阻关系 9．小明利用如图甲所示的电路探究“电流与电压、电阻的关系”。已知电源电压为 6 V 且保持不变，实验中 用到的电阻 R 的阻值分别为 10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω，滑动变阻器有“30 Ω，1.5 A”和“50 Ω，1.5 A”两只。 （1）小明根据图甲所示电路图，将图乙中的实验器材连接成实验电路，实验电路中有一根导线连接错了， 请在接错的导线上打“×”，并画出正确的连接。 （2）电路连接正确后，闭合开关，发现电流表的指针几乎不动，而电压表的指针有明显的偏转，造成这种 现象的原因可能是_______________。 （3）在探究“电流与电阻关系”的实验中，若保证电压表的示数为 2.5 V 不变，将定值电阻R 的阻值由 20 Ω 更换为 25 Ω，为保持电压表的示数不变，应将滑动变阻器的滑片向_______（填“左”或“右”）移动。 为完成该实验，所选滑动变阻器的规格应为_____________。 （4）小明根据实验数据作出了图丙所示的图象，其中符合电流与电阻关系的是__________。（填“a”或 “b”） 【答案】（1）如图所示（2）电阻 R 断路（3）右 “50 Ω，1.5 A” （4）b U R 1U U I −＝ 12 V-10 V 0.1A ＝10 【解析】（1）从甲图上看出，电压表测 R 两端的电压，而乙图测量的是总电压，应把电压表右边的线改接 到电阻的右接线柱； （2）电路连接正确后，闭合开关，发现电流表的指针几乎不动，而电压表的指针有明显的偏转，分析可知， 可能是定值电阻 R 断路造成的，且电压表测量的是电源电压。 （3）定值电阻 R 的阻值由 20 Ω更换为 25 Ω，因为串联电路电压与电阻成正比，所以电阻两端电压会变大； 要保持电压不变，需要将滑动变阻器的电阻也增大，应将滑动变阻器的滑片向右滑动。若保证电压表的示 数为 2.5 V 不变，当 R=25 Ω 时，电流 I=0.1 A；根据欧姆定律可知滑动变阻器两端电压为 3.5 V，R 滑=35 Ω>30 Ω，所以为了完成该实验，所选滑动变阻器的规格应为“50 Ω，1.5 A”。 （4）分析知保持电压不变前提下，电流与电阻的乘积等于电压，即 U=IR，多次更换的定值电阻两端电压 U 为定值，所以电流与电阻成反比，所以图像 b 符合。 10．在“探究电流与电阻的关系”的实验中，小强选用了 4 Ω、8 Ω、10 Ω、20 Ω 四个定值电阻，电源 电压恒为 3 V。11 （1）连接电路时，开关应处于____________状态。（选填“闭合”或“断开”） （2）请你用笔画线代替导线，将如图甲所示实物图连接完整。 （3）闭合开关接触时，发现电流表无示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压，造成 这一现象的原因可能是______________________。 （4）排除电路故障后，闭合开关，移动滑片，当选用4 Ω的电阻时，电流表示数如图乙所示，记为__________A； 以后每更换一个阻值更大的电阻后，闭合开关，应将滑动变阻器的滑片向_____（填“左”或“右”）端移 动，使电压表的示数为__________V，同时记下对应的电流值。 （5）小华解决了上述问题后，完成了实验。利用收集到的多组数据。作出了如图丙所示的电流 I 随电阻 R 变化的关系图像，分析图像得出了电流与电阻的关系是__________。 【答案】（1）断开（2）如图所示（3）电阻 R0 开路（4）0.5 右 2 （5）电压一定时，导体中的电流与 电阻成反比 【解析】（1）根据保护电路的原则，连接电路时，开关应处于断开状态。 （2）如图连接滑动变阻器的左上接线柱到定值电阻的右端，根据电源电压 3 V，连接电压表的“3 V”接线 柱到定值电阻右端，如图。 （3）闭合开关接触时，发现电流表无示数，说明电路中存在断路性故障，移动滑动变阻器的滑片，电压表 示数始终接近电源电压，说明电压表两端到电源两端是通的，所以造成这一现象的原因可能是定值电阻断 路。 （4）排除电路故障后，闭合开关，移动滑片，当选用 4 Ω的电阻时，电流表示数如图乙所示，电流表使用12 小量程，分度值为 0.02 A，读数为 0.5 A；则定值电阻两端的电压为： ；以后每 更换一个阻值更大的电阻后，根据串联电路中电压与电阻成正比的特点，为了使电阻两端的电压不变，所 以闭合开关，应将滑动变阻器的滑片向阻值变大的方向移动，即向右端移动，使电压表的示数不变，仍为 2 V，同时记下对应的电流值。 （5）解决了上述问题后，完成了实验。利用收集到的多组数据。作出了如图丙所示的电流 I 随电阻 R 变化 的关系图像，分析图像可知，电阻增大时，电流减小，且每一次电流与电阻的乘积是一定的，即电流与电 阻成反比，所以电流与电阻的关系是：电压一定时，导体中的电流与电阻成反比。 五、伏安法测电阻 11．小华同学用“伏安法”来测量一只阻值约为 5 Ω 的定值电阻 Rx，实验室有如下器材供选用： A．两节干电池 B．开关一个和导线若干 C．电压表（0~3~15 V） D．电流表（0~0.6~3 A） E．滑动变阻器（0~10 Ω） F．滑动变阻器（0~100 Ω） （1）小华同学完成实验电路设计后，为了操作顺利和方便，除了 A、B、C 和 D 外，小华同学还需选用______ 器材（选填“E“或“F”）； （2）根据设计的实验电路要求，请用笔划线代替导线连接图甲中最后的两根导线； （3）如图甲所示，连接好电路，小华在闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片 P 时，发现电流表示数始终为 零，而电压表有示数但不发生变化，此时电路中的一处故障是________； A．滑动变阻器断路 B．滑动变阻器短路 C．定值电阻 Rx 断路 D．定值电阻 Rx 短路 （4）排除故障后，电流表示数为 0.40 A，电压表示数如乙图所示，则本次实验测得的定值电阻 Rx 是 0.5 A 4 Ω=2 VU IR= = ×13 ______Ω。 【答案】（1）E （2）如图所示（3）C （4）5.5 【解析】（1）滑动变阻器在电路中是为了改变电流表和电压表的示数，实现多次测量；滑动变阻器的阻值 较大，则其两端分担的电压较大，定值电阻两端分担的电压较小，当滑片移动时，电压表的示数变化较小， 不利于实验的结果的测量;故应选用滑动变阻器“0~10 Ω”。 （2）电源电压为 2 节干电池，为 3 V，故电压表量程为 0~3 V；滑动变阻器采用“一上一下”的接法，如图。 （3）闭合开关前，滑动变阻器阻值调至最大，即滑片移到 G 端； （ 4 ） 电 压 表 的 示 数 为 2.2 V ， 电 流 表 示 数 为 0.4 A ， 由 得 测 得 的 定 值 电 阻 Rx 为 。 12．如图所示是测量“小灯泡电阻”的实验电路。电源电压恒为 3 V，小灯泡的额定电压为 2.5 V，图甲是 已连接好的实物电路。 UI R = 2.2 V 5.50.40 Ax UR I = = = Ω14 （1）闭合开关前滑片 P 应移至滑动变阻器的______（填“最右”或“最左”）端，起到保护作用。 （2）调节滑动变阻器的滑片 P 在某一位置时，电流表和电压表的示数如图乙所示，此时小灯泡的电阻是 ______Ω。若要测量小灯泡正常发光时的电阻，应将滑片 P 向______移，直到小灯泡正常发光。 （3）由于电流表和电压表都有内阻，通常情况下是忽略不计的。若它们的电阻不能忽略，则按如图甲所示 电路测量小灯泡发光时的电阻比真实值相比______。（填“偏大”、“偏小”或“一样大”） 【答案】（1）最左（2）11 右（3）偏大 【解析】（1）闭合开关前，要把滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，即移动到最左端； （2）图乙中电压表的量程是 0~3 V，分度值是 0.1 V，电压表的示数是 2.2 V，电流表的量程是 0~0.6 A，分 度值是 0.02 A，示数为 0.2 A，电阻 R＝ ＝11 Ω，因为小灯泡的额定电压为 2.5 V，若使小灯泡 两端的电压变大，则电路的总电流变大，总电阻变小，故滑片应向右移动，直到电压表示数为 2.5 V； （3）按照甲图方法测量时，电压表实际测量电流表和小灯泡串联后的总电压，电压偏大，故测量的总电阻 也偏大。 13．小亮用“伏安法”测小灯泡的电阻，小灯泡额定电压是 2.5 V，电源为 2 节干电池。 （1）图甲所示的实物电路有一根导线连接错误，在错误的导线上画“×”，并用笔画线，补充一根导线， 使电路连接正确。 （2）在连接电路时，开关应_______；闭合开关前，滑动变阻器滑片 P 应位于_____（选填“左”或“右”） 端。 （3）闭合开关，发现移动滑动变阻器的滑片 P，当电压表的示数为 2.5 V 时，电流表示数如图乙所示，此 时小灯泡的电阻约为________Ω（保留一位小数）；他把多次测量的电流值和电压绘制成 I﹣U 图像，发现 I﹣U 图线是一条曲线，原因是_____________________________。 （4）小亮将电源增加一节干电池后，用来测量额定电压为 3.8 V 的小灯泡正常发光时的电阻，但发现电压 表的 0～15 V 量程已经损坏，在不改变原器材的情况下，你的办法是_________________________。 【答案】（1）如下图所示略（2）断开左（3）10.4 灯丝电阻是变化的（4）电压表接滑动变阻器两端 2.2 V 0.2 A U I ＝15 【解析】（1）原电路电压表串联在电路中了，而电流表与灯并联了，改正后如下图所示。 （2）在连接电路时，开关应断开；闭合开关前，滑动变阻器滑片 P 应位于左端； （3）闭合开关，发现移动滑动变阻器的滑片 P，当电压表的示数为 2.5 V 时，电流表示数如图乙所示，图 中电流表选用小量程，分度值为 0.02 A，示数为 0.24 A，此时小灯泡的电阻约为 R=U/I＝2.5 V/0.24 A≈10 .4 Ω；因灯丝的阻值随温度而变化，不是一个定值，由 U=IR，故 I-U 图线是一条曲线； （4）电源电压为 4.5 V，当灯的电压为 3.8 V 时，根据串联电路的电压规律，变阻器的电压为 4.5 V-3.8 V=0 .7 V，故在不改变原器材的情况下，电压表接滑动变阻器两端即可。 六、小灯泡功率 14．“测小灯泡额定电功率”的实验中，提供的器材有：电压恒为 4.5 V 的电源，额定电压为 2.5 V 的待测 小灯泡，电阻约为 10 Ω，电流表（0~0.6 A，0~3 A），电压表（0~3 V，0~15 V），开关和导线若干。还有标 有“5 Ω 1 A”的滑动变阻器 A 和标有“10 Ω 2 A”的滑动变阻器 B。 （1）若小明设计电路如图甲所示，请选择合适的量程，并用笔画线代替导线将图甲的实验电路图线连接完 整； （2）本实验选择的滑动变阻器是______（选填“A”或“B”）；电路连接正确后，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__________________________________________________。 （3）当滑动变阻器的滑片 P 移到某一位置时，观察到电压表示数如图乙所示，根据所选正确量程，其示数 为_____V； （4）为了测量小灯泡额定功率，此时应该将变阻器的滑片 P 向____（选填“A”或“B”）移动．当电压达 到小灯泡额定电压时，小灯泡正常发光，电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为____W； （5）小明综合分析实验数据发现，灯泡越亮时灯丝的电阻越大，说明_______________________________。16 【答案】（1）如图所示（2）B 移动滑动变阻器，观察灯是否发光（3）2 （4）B 0.5 （5）灯丝电阻 随温度的升高而增大 【解析】（1）灯泡的额定电压为 2.5 V，则电压表的量程为 0∼3 V，且与灯泡并联；小灯泡的额定电流约为： I 0.25 A，则电流表的量程为 0∼0.6 A，且与灯泡串联；如下图所示： （2）灯泡正常发光时的电压等于额定电压 UL ＝2.5 V，根据欧姆定律可知此时电路电流约为： I 0.25 A，滑动变阻器两端电压 U 滑＝U−UL＝4.5 V−2.5 V＝2 V，此时滑动变阻器接入电路的 阻值 R 滑 8 Ω，所以本实验中应该选择规格为“10 Ω 2 A”的B 滑动变阻器，电流表有 示数，说明电路为通路，而灯泡不发光，可能是电路电流太小，灯泡实际功率太小，不足以引起灯泡发光 造成的，可以向左移动滑片，减小滑动变阻器接入电路的阻值，使电路电流变大，灯泡实际功率变大，观 察灯泡能否发光； （3）电压表使用 0∼3 V 量程，分度值为 0.1 V，电压为 2 V； （4）要使灯泡正常工作，灯泡两端电压从 2 V 增大到 2.5 V，电路电流要增大，总电阻要减小，滑动变阻器 的电阻要减小，滑片向 B 端移动，使电压表的示数为 2.5 V 为止；电流表的量程为 0∼0.6 A，分度值为 0.02 A，此时示数为 0.2 A，小灯泡正常发光，U＝2.5 V，则小灯泡的额定功率为 P＝UI＝2.5 V×0.2 A＝0.5 W； （5）灯泡越亮时灯丝的电阻越大，原因是：随灯泡电压的升高，灯泡实际功率增大，灯泡温度升高，电阻 变大。 15．某实验小组用伏安法测量小灯泡的电功率，待测小灯泡的额定电压为 2.5 V。 （1）请用笔画线代替导线，完成图甲实物电路的连接。（要求：连线不得交叉，电压表量程要正确） 2.5 V 10 Ω U R ＝ ＝ ＝ 2.5 V 10 Ω U R ＝ ＝ ＝ 2 V 0.25 A U I 滑＝ ＝ ＝17 （2）检查电路连接无误后，闭合开关 S，灯泡不亮，电压表有示数，电流表指针几乎不动。产生这一现象 的原因可能是____________________。 （3）故障排除后进行实验，通过移动滑片记录了多组数据，并作了如图乙所示的 I－U 图像，根据图像可 知小灯泡的额定功率为________W。 （4）现将该小灯泡与一个 10 Ω 的定值电阻串联后接入电压为 3 V 的电源两端，此时小灯泡的实际功率是 ________W。 （5）根据图像可知小灯泡的电阻随电压的升高逐渐_______，原因是________________。 【答案】（1）如图所示（2）小灯泡断路（3）0.75 （4）0.2 （5）增大（变大）灯丝电阻随温度变化 （灯丝电阻随温度升高而增大） 【解析】（1）小灯泡的额定电压为 2.5 V，所以电压表选用小量程，即连接负接线柱到灯泡左端，连接“3 V”接线柱到灯泡的右端即可，如图： （2）检查电路连接无误后，闭合开关 S，灯泡不亮，电压表有示数，电流表指针几乎不动。 电流表无示数说明电路中存在断路性故障，电压表有示数说明电压表两端到电源两端是通的，所以产生这 一现象的原因可能是灯泡断路。 （3）故障排除后进行实验，通过移动滑片记录了多组数据，并作了如图乙所示的 I－U 图像，根据图像可 知小灯泡两端电压为 2.5 V 时，电流为 0.3 A，则功率为 ； （4）现将该小灯泡与一个 10 Ω 的定值电阻串联后接入电压为 3 V 的电源两端。利用串联电路的特点进行 2.5V 0.3A=0.75WP UI= = ×18 判断，由图乙得，当灯电压为 1 V 时，电流为 0.2 A，则 10 Ω 的定值电阻两端电压为 1 V，总电压为： ， 正 好 符 合 题 中 条 件 ， 所 以 此 时 小 灯 泡 的 实 际 功 率 是 ： ； （5）根据图像可知，小灯泡的电流随电压的升高增长变慢，即电阻随电压的升高逐渐变大，是因为当灯泡 的电压升高时，灯的功率变大，灯丝温度升高，而温度越高电阻越大。 16．甲、乙两组同学想研究“灯泡亮度改变时电功率的变化情况”。实验室提供的器材如下：两个实验室用 小灯泡（一个字迹模糊，一个标有“1.5V”）、两种规格（“0~15Ω”和“0~25Ω”）的滑动变阻器各一个、 电源（电压相等且保持不变）、电流表和电压表、开关、导线若干。 甲乙 （1）电路连接后，闭合开关发现小灯泡不亮，但电流表和电压表均有示数；接下来进行的操作正确的是______。 A．检查滑动变阻器是否断路 B．检查小灯泡是否断路 C．移动滑动变阻器的滑片 D．检查开关是否接触良好 （2）在两组同学移动滑片的过程中，电表示数和灯的亮度都发生变化，当滑动变阻器的滑片都移到中点时， 电压表示数均为 1.5 V，电流表示数也相同（如图甲所示），此时甲组的小灯泡比乙组的小灯泡暗。 ①电流表的读数为___________A。 ②_________（选填“甲”或“乙”）组选用的小灯泡标有“1.5 V”字样。 （3）请在图中将乙组同学设计的电路图补充完整；乙组同学所选用的滑动变阻器规格为____________。 （4）两组同学所使用的电源电压是_________V。 【答案】（1）C （2）0.2 甲（3）如图所示 0~15 Ω （4）4 【解析】（1）闭合开关前，滑片置于阻值最大处，闭合开关后，电流表有示数，说明电路是通路，电路不 ' 1V 2 V 3 VLU U U= + = + = 1V 0.2 A=0.2 WL LP U I= = ×19 存在断路，滑动变阻器阻值全部接入电路，电路总电阻很大，电路电流很小，灯泡实际功率很小，可能不 足以引起灯泡发光，下一步操作：移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光；故选 C； （2）①根据题图可知，电流表的量程为 0∼0.6 A，分度值为 0.02 A，示数为 0.2 A；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∼15 Ω，甲组所选用的滑动变阻器规格为 0∼25 Ω、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＝0.2 A× ×15 Ω＝1.5 V；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，即标有 1.5 V 的灯是甲。 （3）乙组同学设计的电路图如下图所示。 （4）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＝1.5 V 2.5 V＝4 V。 1 2 1 2 1 2 1 2 + +