初中物理能量解答题

在"测量小灯泡电功率"的实验中，电源电压恒为 $6V$ ，小灯泡的额定电压为 $2.5V$ ，正常发光时灯丝电阻约为 $10\Omega$ ，所用滑动变阻器的最大阻值 $40\Omega$ 。

（1）请用笔画线代替导线在图甲中完成实物电路的连接；

（2）同学们进行试触时，发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表有示数，则电路中发生的故障可能是 　小灯泡断路　（选填"小灯泡断路"、"小灯泡短路"或"滑动变阻器处断路" $)$ ；

（3）某次实验中，同学们看到电压表示数为 $2V$ ，要使灯泡 $L$ 正常发光应向 　　（选填" $A$ "或" $B$ " $)$ 端移动滑片，同时视线应注意观察 　　（选填"电流表"或"电压表" $)$ 示数，直到灯泡正常发光。当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙示数，则小灯泡的额定功率是 　　 $W$ 。

小伟猜想动能的大小可能与物体质量和运动速度有关，于是设计了如图所示的实验，让小球沿同一光滑斜面向下运动，与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止。

（1）图甲是控制两球的 　质量　相等，探究的是动能与 　　的关系，得出的结论是： 　　；

（2）图乙中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是两球到达水平面时，具有相同的 　　。选用图乙探究的是动能与 　　的关系，得出的结论是： 　　。

小亮用"伏安法"测小灯泡的电阻，小灯泡额定电压是 $2.5V$ ，电源电压 $4.5V$ 。

（1）请用笔画线代替导线，将图甲所示的实物电路连接完整。

（2）在连接电路时，开关应 　　，滑动变阻器滑片 $P$ 应位于 　　（选填" $A$ "或" $B$ " $)$ 端。

（3）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片 $P$ ，当电压表的示数为 $2.5V$ 时，电流表示数如图乙所示，此时小灯泡的电阻约为 　　 $\Omega$ （保留一位小数）；他把多次测量的电流值和电压绘制成 $I-U$ 图象，发现 $I-U$ 图线是一条曲线，原因是 　　。

（4）如果还想测量额定电压为 $3.8V$ 的小灯泡正常发光时的电阻，但是电压表的 $15V$ 量程已经损坏，在不改变原器材的情况下，你的办法是 　　。

图甲是智能怀旧灯，与灯串联的调光旋钮实质是滑动变阻器，图乙是简化的电路原理图。灯 $L$ 标有" $6V1.2W$ "字样，当滑动变阻器的滑片 $P$ 在 $a$ 点时，灯正常发光， $\mathit{AB}$ 两端电压不变，不考虑温度对灯丝电阻的影响。问：

（1）灯丝的电阻和 $\mathit{AB}$ 两端电压 $U$ 是多少？

（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻是 $10\Omega$ 时，灯消耗的实际功率是多少？

（3）当滑片 $P$ 位于中点 $b$ 和右端 $c$ 时，灯两端电压之比是 $5:4$ ，则滑动变阻器的最大阻值是多少？

为提高车辆通行质量，福州交警在市区一些道路某些时段推出"绿波通行"，即车辆在绿波路段以如图所示的 $50\mathit{km}/h~55\mathit{km}/h$ 范围内行驶，一路绿灯。在绿波时段，质量是 $1.2\times {10}^3\mathit{kg}$ 的汽车，经过绿波路段上相距 $2.7\times {10}^{3}m$ 的两个路口，用时 $180s$ ，问：

（1）汽车行驶的平均速度是多少？是否"绿波通行"？

（2）若汽车在这段距离内行驶的牵引力保持 $3000N$ 不变，则汽车的输出功率是多少？

（3）若轮胎与地面接触的总面积是 $0.6m^2$ ，汽车静止时对水平地面的压强是多少？ $(g$ 取 $10N/\mathit{kg})$

某家用轿车，重为 $1.5\times {10}^{4}N$ ，当车以 $72\mathit{km}/h$ 的速度匀速直线行驶了 $0.5h$ ，消耗汽油 $3\mathit{kg}$ ，期间受到的阻力为车重的0.08倍。已知汽油的热值为 $4.6\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$ 。在此过程中，求：

（1）车通过的路程；

（2）牵引力做功的功率；

（3）汽车发动机的效率。

要求测量额定电压为 $2.5V$ 小灯泡的电功率。

（1）按照电路图 $a$ ，将图 $b$ 的实物连接成实验电路。

（2）在电路连接过程中开关应处于 　   状态；闭合开关前，要把滑动变阻器的滑片移到 　 　（根据你连接的实物电路图选填"最右端"或"最左端" $)$ 。

（3）实验时某次电压表的示数为 $2.20V$ ，对应电流表的示数如图所示，则小灯泡此时的功率为 　 　 $W$ ；要想测出小灯泡的额定电功率，接下来的操作是： 　 　。

如图所示，电源两端电压 $U$ 保持不变，电阻 $R_1$ 的阻值为 $6\Omega$ ，电阻 $R_2$ 的阻值为 $18\Omega$ ．当开关 $S$ 闭合时，电压表示数为 $3V$ ．求：

（1）电流表的示数 $I$ ；

（2）电源两端的电压 $U$ 。

实验桌上有电源一个、开关一个、导线若干以及如图所示的两个完全相同的保温烧瓶。烧瓶内装有完全相同的温度计和阻值相等且不变的电阻丝 $R$ ，甲烧瓶内装有水，乙烧瓶内装有煤油，水和煤油的质量相等，初温相同。水和煤油的比热容如表所示。以上器材均能满足实验要求，请利用上述实验器材，设计一个实验证明：液体温度的变化与液体的比热容有关。请画出实验电路图，写出实验步骤，画出实验数据记录表格。

水和煤油的比热容 $/[J·(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\left)\mathrm{}{}^{-1}\right]$

水	$4.2\times {10}^3$
煤油	$2.1\times {10}^3$

在探究"物体动能的大小与物体质量是否有关"的实验中，需要控制物体的速度大小相等。为了控制物体的速度大小相等，小华选用了体积相等、质量不等的金属球 $A$ 和 $B$ ，利用如图所示的带滑槽的轨道进行实验。小华认为：如果 $A$ 、 $B$ 两球先后从轨道上同一高度处由静止开始释放，则 $A$ 、 $B$ 两球到达轨道零刻度线处的速度大小相等。小刚对小华的观点提出了质疑。请你根据实验需要，添加适当的器材，设计实验检验小华的观点是否正确。请你写出检验的实验步骤。