初中物理能量实验题

小文和小轩今天分别买了一件厚度相同的毛料衣服和棉料衣服，两人在争论哪一件衣服更保暖，为了解决这个问题，决定设计一个实验验证.他们在各自的家中用相同的烧瓶装有相同质量、初温相同的水,用各自的布料分别包着装有热水的密闭烧瓶，让它们自然冷却，利用温度计和手表测量两烧瓶水温变化相同时所花的时间情况。

两烧瓶中水的温度变化T/℃	90	80	70	60	50	40	30	20	20
毛料所包的烧瓶花的时间t/min	0	6	15	25	37	54	74	99	150
棉料所包的烧瓶花的时间t/min	0	10	25	40	57	77	102	130	150

 
(1)他们的实验方案中存在明显问题，请你帮他指出来。答：    
(2)针对他们方案中存在的问题，对方案进行修改．修改后得到了如下的温度变化及时间的数据.从表中数据得出:当其他条件相同时，       的传热性较好，由此可以猜想：当有两件完全相同的毛料衣服与棉料衣服可选择时，在寒冷的冬天，你该选择哪一件衣服？             。
(3)除了采用降低相同的温度所花的时间长短来比较两种布料的保温性能外，根据上述数据，你还可以采用              方法来比较两种布料的保温性能。

装修房子期间，小明准备为酒柜安装小射灯（额定电压为12V），他把小射灯直接接入家庭电路后，刚一通电小射灯的灯丝就被烧断了，经检查发现，还有一个配件忘记安装了。
（1）没有安装配件导致小射灯被烧坏的原因是小射灯的实际电压____额定电压。
（2）小明想知道灯丝电阻随温度变化的规律，他利用实验室的器材设计了图甲所示的电路，小灯泡的额定电压为2.5V。闭合开关后，发现小灯泡不发光，经检查是由于某根导线断了造成的。他又利用图乙的电路对图甲的电路进行检测。检测时他应该将图甲中的开关_____，若检验灯发光说明被检测导线_____（选填“断了”或“没断”）。
（3）更换导线后，正确进行实验并将数据填入下表（电源电压恒为4V）。分析实验数据发现：温度越高，灯丝电阻越_____。根据表中的数据分析，下列滑动变阻器的规格符合实验要求的是_____。

A．30Ω 0.2A

B．20Ω 1A

C．10Ω 1A

D．5Ω l.5A

（4）小明查找资料，发现大多数金属的电阻都具有和灯丝电阻随温度变化规律相同的性质。他用一段具有这种性质的金属丝代替小灯泡接入图甲的电路中，并将滑动变阻器的滑片调到适当位置固定不动，设计了一个简易的测温装置。若要满足温度升高时测温装置的示数变大，应将图甲中_____表的表盘改装成测温装置的刻度盘。

小明的妈妈买了一个自动电热水壶，其部分技术参数如表中所列。

型号	额定电压	频率	额定功率	容量
FY-TS1010A	220V	50HZ	1100W	1.0L

（1）该电热水壶正常工作时的电流为多少？
（2）该电热水壶正常工作时，用6min就能将整壶水烧开，如果吸收的热量是3.2×10⁵J,求该热水壶的效率。（用百分数表示结果，小数点后面保留两位）
（3）在用电高峰时段，电路中的实际电压减小为198V，在这样电压下，该水壶的实际功率为多少？（假设电热水壶电阻保持不变）
（4）有关电热水壶的安全使用，下列说法中不正确的是_____________.
A、电热水壶不用时，应拔下电源插头
B、当壶体和基座被弄脏时，应放进清水中清洗
C、电热水壶工作时，身体不可靠近壶嘴
D、注入水时，水位不超过电热水壶的最高水位线

实验桌上有如下器材：满足实验要求且电压恒定的电源一台；电流表一块、开关一个、阻值已知但大小不同的定值电阻六个和导线若干。请你从中选择器材，设计一个实验证明：“当电阻两端的电压保持不变时，通过电阻的电流跟电阻阻值成反比”。
（1）画出实验电路图；
（2）设计实验数据记录表格；
（3）写出主要实验操作步骤。

小明想利用一块电流表和阻值已知的电阻测量未知电阻的阻值，小明选择了满足这个实验要求的实验器材，并连接了部分实验电路，如图所示。

（1）为了测出电阻的阻值，请你在图8中只添加两根导线，完成实验电路的连接。
（2）按照电路图连接电路，开关断开，电流表调零。闭合、断开，读出电流表示数为；下一步的操作是：___________________________________。
（3）写出的表达式，_______。

电动自行车是倍受人们青睐的一种交通工具。动骑行时，蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力。下表是某型号电动自行车主要技术参数。

（1）行驶过程中轮胎与地面的总接触面积为0．01m²，当你骑着该电动自行车在平直的公路上行驶时，地面受到的压强是多大？（人的质量取50 kg，g=10N/kg）
（2）若蓄电池储存能量的80%用于电动自行车行驶克服阻力做功，电动自行车在平直公路上匀速行驶时受到的平均阻力为40N，蓄电池充满一次电最多能连续电动行驶多远？
（3）从环保的角度，与摩托车相比，电动自行车有什么优缺点？（各举一条）

在做“伏安法测量定值电阻”的实验中，小明同学设计了如图甲所示的电路，请你完成下列问题.

（1）该实验的原理是_____________________.  
（2）连接电路时，应将开关 __________；闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑到最_____ 端（填“左”或“右”）.
（3）连接完电路后，闭合开关，无论怎样移动滑片，电流表指针均无偏转，电压表的指针有明显的偏转，这可能是由于_________断路造成的.
（4）调节滑动变阻器，把测量的几组数据描成如图乙所示的图象，则该电阻的阻值R=__Ω.
(5)完成上述实验后，小明还想测量一段电炉丝的电阻Rx，可是在连接电路时，发现电流表和滑动变阻器都已损坏. 于是小明就利用刚才已测得的定值电阻R，重新设计并连接了如图所示的电路.电源电压未知且恒定不变.
请把下列实验步骤补充完整：
只闭合开关S1，_________________________________________________；
_____________________________________________________________．
电阻表达式：Rx=______________．

电阻R_x的阻值估计在6～10之间，小红同学利用以下元件测量R_x的阻值，如图所示. (要求滑片P向左移时，电流表示数变大)

请在上面的虚线框内画出电路图，并用笔画线作导线将所有的元件连接起来.

（2）在连接电路时，开关应____________；闭合开关前，滑片P应置于滑动变阻器___________端（选填“A”或“B”）.
（3）若某次测量时，两电表示数如图所示，则I＝____________A，U＝____________V.
（4）根据实验数据可得R_x＝____________. 

电冰箱已经是普遍使用的家用电器。
（1）图（13）所示是电冰箱的三角插头和插座。插头上标有字母    的导线要和冰箱的金属外壳相连；冰箱正常工作时插头上标有字母L、N的两脚间的电压是      V。
（2）某冰箱的输入总功率为200W，如果该冰箱压缩机每天工作8h，那么每天的耗电量是      度。请你说出一条使用冰箱时节约用电的具体措施：                       。　　　　　　　　　　　　　　　　　图（13）
（3）将温度25℃、750mL的一瓶矿泉水放入冰箱冷藏室，温度降到5℃时，瓶内矿泉水放出的热量是           J[水的比热容为 4.2×10³J·(Kg·℃)^-1]
（4）夏天打开冰箱门时,在冰箱门附近常常出现“白气”，形成“白气”的物态变化过程是  　 ，这一过程       热量（选填“吸收”或“放出”）。冰箱冷冻室箱壁上会结一层厚厚的霜，形成霜的物态变化过程是         。
（5）冰箱工作时虽然能够把冰箱内的内能从低温转移到高温环境，但这一过程是要消耗电能的。这说明能量转移和转化是有            性的。
（6）现代冰箱使用的是R134a、环丙烷等新式制冷剂，他不会对地球大气层上部的                造成破坏，从而可以阻止阳光中过多的           到达地面，避免地球生态环境的进一步恶化。

一个额定电压是2.5V的小灯泡，小明想测定这个小灯泡的额定功率。

(1)设计了图 (a)所示电路图，在连接电路前，开关应该要        。（填“闭合”或“断开”）
(2)图 (b)已连接了部分电路.请你根据图(a)所示电路图。用笔画线代替导线，将电路连接完整。
(3)正确连接电路后，闭合开关前滑动变阻器的滑片应移至    端（填“左”或“右”）
(4)闭合开关后发现小灯泡不发光，电流表几乎没有示数，电压表示数接近于电源电压, 可能原因是                                                              
(5)排除故障后，调节滑片的位置，当电压表的示数为2.5V时， 电流表的示数如图12（c）所示为       A，小灯泡的额定功率是        W。
(6)不改变这个上面连好的电路，还可以完成的实验有：                 (写出一个即可)。

在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为3V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。
(1)小青同学设计了实验电路图，并按电路图连接好了电路（如图乙），请你在甲方框中画出小青同学设计的电路图，并将实物图连完整。

(2)连接电路时，开关处于     状态，闭合开关前，乙图中滑动变阻器的滑片P应位于     （选填“A”或“B”）端。
(3)闭合开关后，发现电流表、电压表都没有示数，灯泡也不亮，于是她将从电压表接到灯泡接线柱F的导线端拆下分别触碰C、B、H、G接线柱，并闭合开关，发现接C时，电压表无示数，接B、H、G时电压表都有示数，电路故障可能是_______________。
A．滑动变阻器断路              B.滑动变阻器短路  
C.灯丝断了                     D.灯泡短路
(4)移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图丙所示）为__________V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图乙中滑片P向      （选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V。

(5)小青同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丁所示的I－U图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是       W，此时的电阻是__________Ω，该图像不是直线，原因是_______________________
____________________________________ 。

小乐想用电源、一个电流表、两只开关和阻值己知的电阻R₀测量电阻Rx的阻值。并连接了如图甲所示电路进行实验。只闭合开关S₁时测得电流表的示数为I₁；闭合开关S₁和S₂时测得电流表的示数为I₂，则电阻Rx中的电流为         ，Rx＝       （用I₁、I₂和R₀表示）。小明认为此电路不妥，缺少了滑动变阻器，他设计了另外一种电路，如图乙所示，他认为只闭合开关S₁电流表测得的是R₀中的电流，只闭合开关S₂电流表测得的是Rx中的电流，这样也可以测量电阻Rx的阻值。请你帮助说明一下，在测量电阻的电路中加了滑动变阻器的好处是                                                ，但是小明的这种测法        （选填“正确”或“不正确”），理由是                                   。

小红同学做“测小灯泡的额定功率”实验时，已知小灯泡的额定电压是3.8V，其中电源是三节新的干电池，灯丝电阻大约10Ω，滑动变阻器上标有“10Ω 1A”的字样。
（1）如图所示的是小红同学连接不完整的实验电路，请你用笔画线代替导线帮她将图中未连接部分连接好，要求：电压表、电流表选择合适的量程，滑动变阻器的滑片向右移动使连入电路的阻值减小；

（2）当小红同学闭合电路的开关后，电路中可能出现一些不正常现象：
第一种：小灯泡较暗，滑动变阻器滑片移动时不能改变小灯泡的亮暗程度，可能在连接电路时把滑动变阻器的________（填“AB”或“CD”）两端点连入了电路中；
第二种：小灯泡不亮，电流表示数不为零，电压表示数为零，可能小灯泡处_____（填“短路”或“断路”）。
（3）小红同学在实验中为了能得到比较准确的小灯泡的额定功率，改变接入电路的滑动变阻器的阻值，分别得到三组数据，如下表：

实验序号	电压表示数/V	电流表示数/A	功率/W	额定功率/W
1	3.00	0.36	1.08
2	3.80	0.40	1.52
3	4.50	0.42	1.89

小明认为小红同学通过三次测量得到三组数据，算出三个电功率值，再求平均值得到额定功率的数据处理方法有误，为什么？
（4）你认为正确测量结果P_额＝___________W。

(6分)发光二极管(LED)具有高亮度、低能耗等优点，将在我市推广使用．如图甲所示是LED的实物图和元件符号．把一个额定电压为3V的LED接入电源电压恒为4．5V的电路，如图乙所示．

(1)闭合开关S，LED发光；断开S，改变电源的正负极后闭合S，LED却不发光，可见，LED具有_________(填“单向”或“双向”)导电性；
(2)移动滑片P，测得电流表与电压表的示数变化关系如图丙所示．当该LED正常工作时，消耗的电功率和此时变阻器R′接入电路的阻值分别是多少?(要写出必要的公式和过程)

(8分)(要写出必要的公式和过程)如图是一个加热、保温电路的一部分．电热丝R₁规格为“220V  1100W”，限流电阻R₂=506．电路的工作原理是：当温控开关S接a时，电热丝R ₁接入电路，电路处于加热状态；当达到一定温度时，温控开关S自动从a切换到b，电路处于保温状态．正常工作时，加热功率1100W，保温总功率88W．(电源电压保持不变，电阻不随温度变化．)
(1)请你按照上述原理，对下图进行连线，使它成为完整的电路图；

(2)某天在使用(1)中已经连接完整的电路时，R₁烧毁了．有人想使电路恢复正常工作，设计了下面方案．请通过计算、分析，对两个方案作出评价：
方案一：用“220V  220W”电热丝R₃、“220V   880W”电热丝R₄串联替代R ₁；
方案二：用两根都是“220V  550W”的电热丝R₅并联替代R ₁．
(3)请你选用下表所提供的电热丝，再设计一个方案，使(2)中损坏的电路恢复正常工作，并说明设计理由．

符号	R6	R7	R8	R9
规格	200V  500W	220V  600W	220V  2200W	110V  550W
数量	1	1	2	3