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2025年中考物理第一轮复习--专题16: 电流做功与电功率 练习 (含答案+解析)
展开 这是一份2025年中考物理第一轮复习--专题16: 电流做功与电功率 练习 (含答案+解析),共28页。试卷主要包含了单选题,非选择题,表四中序号1的部分数据等内容,欢迎下载使用。
1.家用电能表抄表示数所用的单位是( )
A. 千瓦B. 千瓦时C. 库仑D. 伏特
2.在探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关时,采用了如图所示的实验装置。下列分析中不正确的是( )
A. 该实验中应用了“转换法”
B. 该实验装置是为了探究电流产生的热量与电流的关系
C. 通电一段时间后,B管中液而比A 管中低
D. R1中电流产生的热量是 R2中的2倍
3.如图所示是电烙铁工作的原理图。它正常工作时,两端的电压为220 V。在预热状态时,通过它的电流较小;在加热状态时,通过它的电流较大。则下列选项中正确的是( )
A. 闭合开关S,此时小灯熄灭,处于预热状态
B. 断开开关S,此时小灯发光,处于加热状态
C. 闭合开关S,此时小灯发光,处于预热状态
D. 闭合开关S,此时小灯熄灭,处于加热状态
二、非选择题
4.通过某导体的电流为0.3安,10秒内通过其横截面的电荷量为______库;若该导体两端的电压为3伏,则这段时间内电流做的功为______焦,其电阻为______欧。
5.在家庭电路中,电冰箱和空调是______连接的(选填“串联”或“并联”)。标有“220V 100W”电器正常工作时,两端的电压为______伏,当该电器正常工作两小时,耗电为______度。
6.某导体两端的电压为3V时,10s通过导体横截面的电荷量大小为5C,此时通过导体的电流为______A,电流做的功为______J;当导体两端的电压为6V时,它的电阻为______Ω。
7.上海地区家庭电路电压是 伏。家用电冰箱工作时消耗的电能多少用 表测量。某品牌电冰箱额定功率为200瓦,正常工作时,连续工作3小时,耗电 度。
8.我国家庭电路中,电饭锅的工作电压为 伏,电饭锅和洗衣机之间是 连接的(选填“串联”或“并联”),它们工作时将 能转化为其他形式的能.
9.某同学利用家中标有“3000r/(kW⋅ℎ)”的电能表测量一只灯泡的实际功率。该同学关掉家中其他用电器,只让该灯泡工作,他发现电能表转盘转过30转用时10min,这个灯泡的实际功率是______W。
10.甲同学要测定一个未知电阻的阻值,乙同学要测定标有“0.3A“字样小灯L的额定功率。他们分别选取了电源电压、滑动变阻器等规格完全相同的两套实验器材。
甲同学正确连接电路,并规范地进行实验。闭合开关,移动变阻器滑片的位置,记录数据在表一中。在读取序号2的数据时,滑片恰好在变阻器的中点处(连入电路的阻值为最大值的一半);读取序号3的数据时,滑片处在变阻器的另一端。
表一
乙同学将小灯L与滑动变阻器串联接入电路中后,将电压表并联在某个元件的两端,并规范地进行实验。闭合开关S,移动变阻器的滑片直至小灯泡正常发光。电压表的示数在1.5~2.6伏间变化,电流表的示数在0.26~0.30安间变化。
①根据甲同学实验的相关信息:
(a)表一中进行3次实验的目的是为了______(选填“寻找普遍规律”或“减小误差”)。
(b)表一中的序号3所缺的数据是______,______
②根据乙同学实验的相关信息:
(a)判定小灯泡正常发光的理由是______
(b)计算出小灯泡的额定功率P额=______
11.物理王兴趣小组的同学小徐和小王做“测定小灯泡的电功率”实验,现有电源(电源电压未知且不变)、滑动变阻器两个,分别标有A“5Ω 3A”B“20Ω 2A”字样,待测小灯(标有“2.5V”字样)、电流表、电压表、开关及导线若干。小徐选取其中一个变阻器进行实验,将电流表串联在电路中,将电压表并联在待测小灯泡两端,将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处;闭合开关S后,此时电压表如图所示,他发现无法继续实验。小王选取另一个变阻器进行实验,并将电压表并联在电路中某处;移动滑片,进行实验,记录数据如下表,并用其中一组数据成功计算出小灯泡的额定电功率。
①测定小灯泡电功率的实验原理是______。
②请通过以上信息判断,小王同学所选滑动变阻器规格为______,电压表并联在______两端(选填“电源”或“待测小灯泡”或“滑动变阻器”)。
③请根据相关信息计算出小灯泡的额定功率P额。(需写出主要推理和计算过程)
12.小杨同学做“测定小灯泡的电功率”实验,实验器材齐全且完好。电源电压为4.5伏且不变,待测小灯两个(分别标有“2.5V”和“3.5V”字样),滑动变阻器(A:“5Ω2A”和B:“10Ω1A”)两种规格。他正确连接电路,将滑片移到某位置,闭合开关时,发现小灯发光较刺眼,观察到电压表与电流表的示数如图(a)(b)所示。小杨断开开关,在不改变实验器材的前提下规范操作,直至小灯正常发光,发现电流表指针在如图(b)所示的基础上偏转了2小格。
根据小杨实验的相关信息,请回答下列问题。
①实验中电压表所选的量程为______,理由是______。
②判断实验中选用的滑动变阻器规格。______(需写出计算过程)。
③根据小杨实验的相关信息,求出小灯额定功率。______(需写出计算过程)
13.小明要测定某导体的电阻,小华要测定标有“3.5V“字样小灯的额定电功率,他们分别选择了电流表、电压表,开关、“20Ω2A“的滑动变阻器及若干导线、选样电源时,发现总共只有5节新干电池,他们在争抢时不慎把一个变阻器摔坏。老师对他们教育后提出:合理分配现有器材,若依然能各自独立完成实验,可原谅其过失。两位同学讨论后对电池节数和一个变阻器的分配达成了一致,并最终都出色完成了老师的要求。
①如何最合理地分配电池节数并说明理由。______
②画出小明实验的电路图。
③两位同学都正确连接电路并规范操作。闭合开关,他们分别填写了表三、表四中序号1的部分数据:他们继续实验又填写了序号2的部分数据。请根据信息,将表中空项处的内容补充完整。
表3小明
表4小华
14.如图所示,电阻丝R1≠R2=R3,甲、乙两个烧瓶中装的是煤油,丙烧瓶中装的是水,且甲、乙、丙三个相同的烧瓶中液体的质量都相等。
(1)在探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”时,可通过______两个圆底烧瓶中液体温度升高情况进行判断;
(2)在探究“水和煤油吸热能力强弱”时,若通电时间相同,______(选填序号),则说明水的吸热能力强;
A.水的温度升高的快
B.煤油的温度升高的快
(3)利用上述实验装置______(选填“能”或“不能”)探究电流通过导体产生的热量与电流的关系。
15.物理兴趣小组的同学小徐做“测小灯泡电功率”的实验,他将电源(电源电压为2伏的整数倍)、待测小灯泡(额定电压为2.5伏)、滑动变阻器(A:20Ω 2A和B:10Ω 2A各一个)、电流表、开关串联,并将电压表并联入电路,最后完成了实验。实验时,他将电压表的示数UV、电流表的示数IA以及两者的商UVIA记录下来,表格中为部分数据。
①此实验的实验原理:______;
②通过计算说明,小徐选的滑动变阻器是:______;
③求出小灯的额定电功率(需写出主要计算过程)。
16.在图1所示的电路中,电源电压恒定不变,R1的阻值为30欧,变阻器R2上标有“20Ω2A”字样。将变阻器R2的划片P移动到某一位置后,闭合电键S,通过R1的电流为0.2安,电流表A2的示数为如图2所示。求:
(1)电源电压U;
(2)通过电阻R2的电流I2;
(3)安全状态下,电路所消耗的最大总功率P总最大。
17.在如图所示的电路中,电源电压为12伏保持不变,电阻R1的阻值为10欧。滑动变阻器R2标有“50Ω2A”,闭合电键S1,断开电键S2、S3后,电流表A的示数为0.4安。
(1)求电阻R1两端的电压;
(2)求电流通过电阻R1工作10秒所做的功;
(3)闭合电键S1,通过断开或闭合电键S2、S3及改变滑动变阻器滑片P的位置(保证各元件正常工作)改变电路中的电流,求电路中电流的变化量的最大值。
18.在图所示的电路中,电源电压为12伏且不变,电阻R1的阻值为30欧。
①闭合开关S,求电流表的示数I。
②现有滑动变阻器R2,其规格为“20Ω 1.5A”、“50Ω 1A”或“50Ω1.5A”中的一个。将R1与R2以不同的连接方式接入M、N接线柱,闭合开关S,移动变阻器R2的滑片,观察不同连接方式中电流表示数,其中最大、最小示数如表所示。
(a)请通过计算判断所用变阻器R2的规格。
(b)在电路元件安全工作的条件下,判断:哪种连接方式中滑动变阻器的最大电功率较大,求出该最大电功率P。
19.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1阻值为10欧,滑动变阻器R2标
有“20Ω2A”字样。现将两个电流表A1、A2分别串接在电路中,当滑动变阻器R2的滑片P从一点向另一点移动过程中,电流表A1的示数始终为0.6安,电流表A2的示数从1.2安减小到1.0安。求:
①电源电压U;
②10秒内电流通过电阻R1所做的电功W1和整个电路输出的电功率P;
③滑动变阻器连入阻值的变化量△R2。
20.如图所示的电路中,电阻R1的阻值为10欧,电源电压为15伏。
①求此时通过电阻R1的电流I1。
②把滑动变阻器R2与电流表(量程为0−0.6A)以某种方式接入电路中,发现电路中最小电功率为27瓦。
a.判断电阻R2与电阻R1的连接方式并说明理由。
b.求电路中滑动变阻器的最大阻值R2max。
C.求电路中的最大电功率Pmax。
21.如图(a)所示的电路中,电源电压为16伏保持不变,定值电阻R1为5欧,滑动变阻器R2上标有“100Ω1A”字样。闭合开关S,电流表的示数为0.8安,所用电表的表盘如图(b)所示。求:
①电压表V1的示数U1;
②通电10秒钟,电流通过R2所做的功W2;
③在电路安全的情况下,移动变阻器滑片P,电压表V2示数的变化范围。
22.小明同学做“测定小灯泡的电功率”实验,实验器材有电源(电压为6伏且保持不变)、待测小灯泡(标有“0.3安”字样)、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线若干。他连接电路后,闭合开关,观察到电压表示数为2伏、电流表示数为0.2安,灯较暗。移动滑片,电压表、电流表示数如图(a)、(b)所示,灯仍较暗。于是他对电路进行了调整,重新实验。小明观察到小灯正常发光时,电压表指针在图(a)基础上偏转了8格。
(1)画出调整前的电路图。
(2)求小灯的额定电功率P额。
23.如图甲所示为新型电饭锅,它采用“聪明火”技术,智能化地控制食物在不同时间段的温度,以得到最佳的营养和口感。其简化电路如图乙所示,其中R1和R2均为电热丝,S1是自动控制开关。煮饭时,把电饭锅接入电路中,在电饭锅工作的30min内,电路中总电流I随时间t变化的图像如图丙所示,设电饭锅工作过程中无电能损失。求:
(1)S和S1都闭合时,电饭锅的电功率;
(2)电热丝R2的阻值;
(3)在这30min内电饭锅产生的热量。
24.小华同学做“测小灯泡电功率”的实验,他将电源(电源电压为2伏的整数倍)、待测小灯(额定电压为6伏,如果实际电压超过7.5伏时小灯会损毁)、电流表、开关串联,并将电压表并联入电路。实验时,他将电压表的示数UV,电流表的示数IA,以及两者的乘积UVIA记录下来,表格中为部分数据。
①电压表并联在______两端(“小灯泡”或“滑动变阻器”)。
②求出电源电压U(需写出主要计算过程)。
③求出小灯的额定电功率P额(需写出主要计算过程)。
25.如图所示的电路中,电源电压恒定,小灯泡L标有“6 V 4.8 W”的字样,电阻R1的阻值为10 Ω,滑动变阻器R2标有“20 Ω 0.5 A”。当R2的滑片P置于最左端时,只闭合S1,灯泡正常发光。
(1)求小灯泡的额定电流.
(2)滑片P置于最左端,闭合S1、S2,求10 s内电路消耗的总电能.
(3)滑片P置于最右端,只闭合S2,移动滑片P,使R2的电功率占电路总功率的比值最小,则R2的电功率为多大?
答案和解析
1.【答案】B
【解析】【分析】
了解家用电能表抄表示数所用的单位,知道电能表是测量电能(或电功)的,同时注意与其它电学物理量单位的区分,难度不大。
电能表是测量家庭用电器消耗电能总量的仪表,其单位是千瓦时,简称度。
【解答】
电能表是测量家庭用电器消耗电能总量的仪表,其示数所用的单位是千瓦时,俗称度,故B正确,ACD错误。
故选B。
2.【答案】D
【解析】解:A、实验中液体温度的变化是通过液面高度差的变化来反映的,采用的是转换法,故A正确;
BCD、装置甲中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联,根据串联电路的电流特点可知,右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等,即I右=I左,两个5Ω的电阻并联,根据并联电路的电流特点知I右=I1+I2,两电阻阻值相等,则支路中电流相等,I1=I2,所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半,即是研究电流产生的热量与电流的关系,由Q=I2Rt可知,左边容器中的电阻产生的热量是右侧容器电阻丝产生的热量的4倍,所以B管中液而比A管中低,故BC正确,D错误。
故选:D。
(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,体现的是转换法的思想;
(2)电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关,实验中采用的是控制变量法;
(3)根据焦耳定律分析产生热量的多少。
此题主要考查的是学生对“电流通过导体产生的热量与电阻、电流的关系”实验的理解和掌握,注意控制变量法和转换法的运用是解决该题的关键。
3.【答案】D
【解析】由电路图可知,断开开关S时,R与L串联,小灯发光,电路中电阻较大,由P=U2R可知此时电功率较小,电烙铁处于预热状态;闭合开关S,灯泡被短路,灯熄灭,电路为只有R的简单电路,电路中电阻较小,由P=U2R可知此时电功率较大,电烙铁处于加热状态,故ABC错误,D正确。
故选D。
4.【答案】3 9 10
【解析】解:由I=Qt可得,10秒内通过其横截面的电荷量:
Q=It=0.3A×10s=3C,
这段时间内电流做的功:
W=UIt=UQ=3V×3C=9J,
由I=UR可得,导体的电阻:
R=UI=3V0.3A=10Ω。
故答案为:3;9;10。
知道通过某导体的电流,根据I=Qt求出10秒内通过其横截面的电荷量,根据W=UIt=UQ求出电流做的功,根据欧姆定律求出导体的电阻。
本题考查了电流定义式和电功公式、欧姆定律的应用,是一道基础题目。
5.【答案】并联 220 0.2
【解析】解:(1)家庭电路中,因为电冰箱和空调工作时互不影响,所以是并联连接的;
(2)电器上标有“220V100W”是标出了它的额定电压和额定电功率,所以该电器正常工作时,两端的电压是额定电压220V,根据P=Wt可知该电器正常工作两小时消耗的电能为:
W=Pt=0.1kW×2ℎ=0.2kW⋅ℎ=0.2度。
故答案为:并联;220;0.2。
(1)家庭电路中各用电器都是并联的,工作时互不影响;
(2)正常工作的用电器两端电压为额定电压,再根据电功的公式可求出消耗的电能。
本题考查了家庭电路、电功和电能的计算。
6.【答案】0.5;15;6
【解析】解:通过该导体的电流为I=Qt=5C10s=0.5A;
这段时间内电流做的功为W=UIt=3V×0.5A×10s=15J;
导体的电阻为R=UI=3V0.5A=6Ω;
因为导体的电阻与导体两端的电压无关,所以当导体两端的电压为6伏时,导体的电阻仍为6Ω。
故答案为:0.5;15;6。
根据I=Qt求出通过该导体的电流;根据W=UIt求出这段时间内电流做的功;
根据欧姆定律求出导体的电阻;电阻是导体本身的一种属性,与导体两端的电压、通过的电流无关,由此可知电压为6V时,其电阻大小。
本题考查电功、电流、电阻的计算等,关键是公式及其变形的应用。
7.【答案】220
电能
0.6
【解析】[1]在中国家庭电路的电压为220V。
[2]电能表可以用来测量用电器在一段时间内消耗电能的多少。
[3]由 W=Pt 可知,电冰箱消耗的电能为
W=Pt=0.2kW×3ℎ=0.6kW⋅ℎ=0.6度
8.【答案】220
并联
电
【解析】我国照明电路的电压是220V,家用电器之间是并联的;用电器工作时,将电能转化为其他形式的能.
9.【答案】60
【解析】解:因为每消耗1kW⋅ℎ的电能,电能表的转盘就转过3000r,
所以电能表的转盘转过30r消耗的电能为:
W=30r3000r/(kW⋅ℎ)=0.01kW⋅ℎ=3.6×104J,
而t=10min=600s,
灯泡的实际功率为:
P实际=Wt=3.6×104J600s=60W。
故答案为:60。
“3000r/(kW⋅ℎ)”的意义为:每消耗1kW⋅ℎ的电能,电能表的转盘就转过3000r,从而可以计算出电能表的转盘转过30r消耗的电能,又知道工作时间,可利用公式P=Wt计算出灯泡的实际功率。
本题考查了电能的计算和功率的计算,关键是公式及其变形的应用,要学会对电能表参数的理解,解题过程中要注意单位的换算。
10.【答案】6.0 11.1 减小误差 6.0 11.1 当电流表的示数为小灯泡的额定电流0.3安时,小灯泡正常发光 1.35W
【解析】解:①(a)表一中进行3次实验的目的是为了取平均值减小误差;
(b)甲同学要测定一个未知电阻的阻值,正确连接电路(电阻与变阻器串联),并规范地进行实验,则变阻器最大电阻R滑连入电路中,闭合开关,移动变阻器滑片的位置,由表中第1且数据,根据串联电路的规律及欧姆定律,电源电压:
U=I1R滑+U1=0.28A×R滑+3.2V-----①;
在读取序号2的数据时,滑片恰好在变阻器的中点处(连入电路的阻值为最大值的一半);
由串联电路的规律及欧姆定律,电源电压:
U=I2×0.5R滑+U2=0.36A×0.5R滑+4.2V-----②
由①②得:U=6.0V,R滑=10Ω;
读取序号3的数据时,滑片处在变阻器的另一端,即变阻器连入电路的电阻为0,由欧姆定律有:R3=UI3=6V0.54A≈11.1Ω;
表一中的序号3所缺的数据是6.0,11.1;
②(a)当电流表的示数为小灯泡的额定电流0.3安时,小灯泡正常发光;
(b)乙同学将小灯L与滑动变阻器串联接入电路中后,将电压表并联在某个元件的两端,并规范地进行实验,则变阻器最大电阻(10Ω)连入电路中,闭合开关S,则电流表示数应最小,由题意,I4=0.26A,由欧姆定律I=UR,变阻器的电压为:
U滑=I4R滑=0.26A×10Ω=2.6V(根据串联电路电压的规律,灯的电压为:6V−2.6V=3.4V),因电压表的示数在1.5~2.6V间变化,故可知电压表一定并联在变阻器的两端;
根据已知条件,当U滑=1.5伏,对应的电流为:IL=0.3A,由串联电路电压的规律,灯的额定电压为:U额=U−U滑=6V−1.5V=4.5V;
灯的额定功率为:P额=U额I额=4.5V×0.3A=1.35W。
故答案为:①(a)减小误差;②6.0;11.1;②(a)当电流表的示数为小灯泡的额定电流0.3安时,小灯泡正常发光; (b)1.35W。
①(a)为了减小误差可多次测量取平均值;
(b)正确连接电路,并规范地进行实验隐含的条件,由表中第1组数据,根据串联电路的规律及欧姆定律得出电源电压表达式;
滑片恰好在变阻器的中点处,根据表第2组数据,由串联电路的规律及欧姆定律得出电源电压表达式;:
根据电源电压不变列方程求出电源电压和变阻器的最大电阻;
读取序号3的数据时,滑片处在变阻器的另一端,即变阻器连入电路的电阻为0,由欧姆定律求出R3;
②(a)灯在额定电流下时小灯泡正常发光;
(b)乙同学将小灯L与滑动变阻器串联接入电路中后,并规范地进行实验,则变阻器最大电阻(10Ω)连入电路中,闭合开关S,则电流表示数应最小,由欧姆定律I=UR得出变阻器的电压,根据已知条件可确定电压表一定并联在变阻器的两端;
根据已知条件,当U滑=1.5伏可知对应的电流大小,即额定电流大小,由串联电路电压的规律求出灯的额定电压,根据P=UI求出灯的额定功率。
本题测定一个未知电阻的阻值和小灯L的额定功率,考查数据分析、串联电路的规律及欧姆定律的运用,关键是确定电流与电压的对应关系及挖掘隐含的条件。
11.【答案】P=UI 20Ω 2A 滑动变阻器
【解析】解:①根据P=UI可以算出小灯泡的额定功率,所以测定小灯泡电功率的实验原理是:P=UI;
②由表格数据可知,电压表的示数减小时,电路中的电流变大,则重新连接电路时,电压表并联在滑动变阻器两端;
由表中数据可知,当电路中的电流为0.22A时,滑动变阻器两端的电压为3V,
由欧姆定律可得,实验中变阻器连入电路中的电阻:
R滑=U滑I=3V0.22A≈13.6Ω>5Ω,故选择的滑动变阻器B;
③根据以上可知,小徐第一次选取一个变阻器进行实验时,选取的是A变阻器,此时电压表并联在待测小灯泡两端,将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处,闭合开关S后,此时电压表示数为3V,根据欧姆定律,结合滑动变阻器A的铭牌可知此时RA=5Ω;
换变阻器后,分析表中的数据可知,当第3次测量时,电压表示数为1.5V,此时滑动变阻器的阻值为:
RB3=UB3I3=Ω
与第一次使用变阻器A时电阻相同,都是小灯泡与变阻器串联,根据串联电路电压的特点,则电源电压为:
U=U1+UB3=3V+1.5V=4.5V
根据小灯泡的额定电压为2.5V,结合表中的数据可知,当滑动变阻器B的电压为2V时,小灯泡正常工作,此时电路中的电流为0.28A;根据表格中的数据,则小灯泡的额定功率为:
P额=U额I额=2.5V×0.28A=0.7W。
故答案为:①P=UI;②20Ω 2A;滑动变阻器;③灯泡的额定功率为0.7W。
①根据P=UI可以算出小灯泡的额定功率;
②分析表格数据得出重新连接电路时电压表并联在滑动变阻器两端;
由欧姆定律根据表中数据求出变阻器连入电路中的电阻确定变阻器的规格;
③根据第一次接入的变阻器的数据计算出变阻器两端的电压,根据串联电路的电压特点和电压表的示数求出电源的电压,利用表格数据,找出小灯泡额定电压下滑动变阻器两端的电压和电路中的电流,根据P=UI求出灯泡的额定功率。
本题测定小灯泡的电功率,考查电压表读数及串联电路的规律及电阻、功率的计算和推理能力。
12.【答案】0~3V 若电压表选用0~15V大量程,分度值为0.5V,电压为15V,大于电源电压4.5V (b)中,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.28A,根据串联电路电压的规律和欧姆定律,在第一次操作中,变阻器连入电路的电阻:
R滑=U−U1I1=4.5V−3V0.28A≈5.4Ω>5Ω,故选用的“10Ω1A“的B变阻器。 在①中,因电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压为3V;因发现小灯发光较刺眼,说明3V高于灯的额定电压,故灯的额定电压为2.5V;
在不改变实验器材的前提下规范操作,直至小灯正常发光,则灯的电压为2.5V,小于3V,故电路的电流变小了,根据发现电流表指针在如图(b)所示的基础上偏转了2小格,故此时的额定电流为:
I2=0.28A−2×0.02A=0.24A;
小灯泡的额定功率:
PL=ULIL=2.5V×0.24A=0.6W
【解析】解:
①他正确连接电路,将滑片移到某位置,闭合开关时,发现小灯发光较刺眼,观察到电压表与电流表的示数如图(a):
若电压表选用0~15V大量程,分度值为0.5V,电压为15V,大于电源电压为4.5V,故电压表只能选用0~3V小量程;
②(b)中,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.28A,根据串联电路电压的规律和欧姆定律,在第一次操作中,变阻器连入电路的电阻:
R滑=U−U1I1=4.5V−3V0.28A≈5.4Ω>5Ω,故选用的“10Ω1A“的B变阻器;
③两灯分别标有“2.5V”和“3.5V”字样,表示两灯的额定电压为2.5V和3.5V,在①中,因电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压为3V;因发现小灯发光较刺眼,说明3V高于灯的额定电压,故灯的额定电压为2.5V;
在不改变实验器材的前提下规范操作,直至小灯正常发光,则灯的电压为2.5V小于3V,故电路的电流变小了,根据发现电流表指针在如图(b)所示的基础上偏转了2小格,故此时的额定电流为:
I2=0.28A−2×0.02A=0.24A;
小灯泡的额定功率:
PL=ULIL=2.5V×0.24A=0.6W。
故答案为:①0~3V;若电压表选用0~15V大量程,分度值为0.5V,电压为15V,大于电源电压4.5V;②见上;③见上。
①根据电压表示数如图(a)分类讨论,结合电源电压为4.5V,从而确定电压表选用的量程,
②根据(b)中电流表选用小量程确定分度值读数,根据串联电路电压的规律和欧姆定律,求出在第一次操作中变阻器连入电路的电阻,确定选用的变阻器的规格;
③根据两灯分别标有“2.5V”和“3.5V”字样的含义,在①中,因电压表选用小量程确定分度值读数;根据小灯发光较刺眼,可知灯的额定电压;
在不改变实验器材的前提下规范操作,直至小灯正常发光,由欧姆定律,可确定电路的电流变小了,根据书生已知条件,可确定灯的的额定电流,根据P=UI求出小灯泡的额定功率。
本题测定小灯泡的电功率,考查电表读数和串联电路的规律及欧姆定律的运用,同时考查了分类讨论和推理的能力,难度较然大。
13.【答案】小明2节,小华3节,理由:小华所测小灯额定功率为3.5伏,要顺利完成实验,电压需大于3.5伏,至少需要3节。小明没有滑动变阻器,需要通过改变电源电压的方式来实现多次测量,所以至少需要2节 平均电阻(欧) 11.1 1.7 0.238 3.5 0.91
【解析】解:①小明2节,小华3节;
理由:灯在额定电压下正常发光,小华所测小灯额定功率为3.5伏,要顺利完成实验(必须用滑动变阻器),电压需大于3.5伏,至少需要3节;
小明没有滑动变阻器,需要通过改变电源电压的方式来实现多次测量,所以至少需要2节;
②小明的电路如下所示:
③为减小误差,取平均值作为测量结果:
R=10.7Ω+11.5Ω2≈11.1Ω;如下表所示:
两位同学都正确连接电路并规范操作,则变阻器连入电路的电阻最大,闭合开关,因电流表示数为0.14A,根据串联电路的规律及欧姆定律,电压表的示数:
U1=U−I1R滑=4.5V−0.14A×20Ω=1.7V;灯的实际功率为:
P1=U1I1=1.7V×0.14A=0.238A;
灯在额定电压下正常发光,故灯电压为3.5V时的电流为0.26A,灯的额定功率:
PL=ULIL=1=3.5V×0.26A=0.91W:
如下表所示:
故答案为:①小明2节,小华3节。理由:小华所测小灯额定功率为3.5伏,要顺利完成实验,电压需大于3.5伏,至少需要3节。小明没有滑动变阻器,需要通过改变电源电压的方式来实现多次测量,所以至少需要2节;
②如上图所示;
③表三、表四分别如上所示。
①灯在额定电压下正常发光,小华所测小灯额定功率为3.5伏,可确定小华实验至少需要的电池节数(必须用滑动变阻器);
小明没有滑动变阻器,需要通过改变电源电压的方式来实现多次测量,所以至少需要2节;
②据此画出小明的电路;
③为减小误差,取平均值作为测量结果:
根据两位同学都正确连接电路并规范操作的隐含条件,根据串联电路的规律及欧姆定律求出电压表的示数;
灯在额定电压下正常发光,根据P=UI求出灯的额定功率。
本题测定某导体的电阻和小灯的额定电功率,考查所用的器材、数据处理、电路连接、欧姆定律和电功率的计算,关键是从题中挖掘隐含的条件。
14.【答案】甲、乙 B 能
【解析】解:三个电阻串联接入电路,串联电路各处电流相等,所以通过各个电阻的电流相同。
(1)探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系,应控制电流和通电时间相等,改变电阻丝的阻值。因为R1≠R2=R3,通电后给质量相同的同种液体加热,所以应比较甲、乙两瓶中温度计示数的变化情况;
(2)图乙丙可探究“水和煤油吸热能力强弱”,实验中电阻丝阻值相等,即实验中采用相同的加热装置,在相同时间内放出的热量相同,煤油的温度升高的快,水的温度升高的慢,则说明水的吸热能力强;
(3)要探究电流通过导体产生的热量与电流的关系,需要控制电阻不变,改变电流,调节滑动变阻器可以改变电路中的电流,所以利用上述实验装置能探究电流通过导体产生的热量与电流的关系。
故答案为:(1)甲、乙;(2)B;(3)能。
(1)探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系,应控制电流和通电相等,改变电阻,由此选择并分析;
(2)我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法;
使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量(即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强;
使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间),比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强;
(3)要探究电流通过导体产生的热量与电流的关系,需要控制电阻不变,改变电流,调节滑动变阻器可以改变电路中的电流。
本题考查了电流通过导体产生热量的影响因素、水和煤油吸热能力情况两个实验,关键是熟练运用控制变量法和转换法。
15.【答案】①P=UI;②A;电压表并联在滑动变阻器两端,序号1中
R 滑=U滑/I=3V/0.18A=16.67Ω>10Ω;
③实验目的是测小灯泡电功率,电压表并联在滑动变阻器两端,调节滑动变阻器的阻值变小过程中,前两次实验中小灯泡两端的电压都未达到额定电压2.5V,序号3能完成实验,此时小灯泡两端电压为2.5V,
由串联电路的电压规律可知:电源电压U=U 灯+U V,所以2.5V
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