初中物理能量实验题

在物理学中，用磁感应强度（用字母 $B$表示，国际单位：特斯拉，符号是 $T)$表示磁场的强弱。磁感应强度 $B$越大表明磁场越强： $B=0$表明没有磁场。有一种电阻，它的大小随磁场强弱的变化而变化，这种电阻叫作电阻。图 $a$表示是某磁电阻 $R$的阻值随磁感应强度 $B$变化的图像。某实验小组用该磁敏电阻测量通电螺线管外部的磁感应强度，设计了如图 $b$所示的电路进行实验，电源电压 $U_1$、 $U_2$保持不变。请回答下列问题：

（1）由图 $a$可知磁敏电阻的阻值随磁感应强度 $B$的增大而　　；

（2）请用笔画线代替导线，根据图 $b$中的乙电路图将图 $c$中未完成的电路连接完整；

（3）当 $S_1$断开， $S_2$闭合时，电压表的示数为 $3V$，则此时电流表的示数为　　 $A$；只闭合 $S_1$，通电螺线管的左端为　　极；

（4）闭合 $S_1$，调节滑动变阻器 $R_1$的滑片 $P$在某一位置不动后，闭合 $S_2$，移动滑动变阻器 $R_2$的滑片，测得电流表示数为 $0.05A$时，电压表的示数为 $9V$，此时该磁敏电阻所在位置的磁感应强度为　　 $T$；

（5）闭合 $S_1$、 $S_2$，保持 $R_2$不变，将滑动变阻器 $R_1$的滑片 $P$向左移动，通电螺线管的磁性　　（选填“增强”或“减弱” $)$，那么电流表的示数　　，电压表的示数　　（选填“增大”、“减小”或“不变” $)$。

小希在测额定电压为 $2.5V$的小灯泡电阻时，设计了如图甲所示的电路图。

（1）实验时，小希按电路图连接了电路，闭合开关，在调节滑动变阻器的过程中，发现电压表示数突然变大，电流表无示数，其可能的原因是：　　。排除故障后，小希通过实验测量了多组实验数据并画出了 $I-U$图象，如图乙所示。

（2）小灯泡正常发光时的电阻为　　 $\Omega$。

（3）选取图象中的三组数据，通过计算后发现电阻值相差较大，你对这一现象的解释是　　。

小希用如图1所示的实验装置探究影响物体动能大小的因素。

一些物体的动能
行走的牛	约 $60J$
跑百米的运动员	约 $3\times {10}^{2}J$
飞行的步枪子弹	约 $5\times {10}^{8}J$

（1）本实验运用了物理研究方法中的转换法：用　　来表示小球动能的大小。

（2）小希通过实验探究。发现质量和速度都是影响动能大小的因素，得出实验结论后，又提出了新的问题：物体的质量和速度对物体动能的影响一样大吗？小希查阅了相关资料，收集了一些物体的动能（如表所示），结合生活经验分析表中数据，你认为在“质量”和“速度”这两个因素中，对物体动能影响较大的是　　。

（3）如图2为某段道路的标志牌，请结合所学知识解释：

①对机动车限定最高行驶速度：　　。

②对不同车型限定不一样的最高行驶速度：　　。

（4）用如图1中的使用装置和器材探究阻力对物体运动的影响，必须增加的器材是　　（请从以下三个选项中选择）。

$A$．倾斜程度不同的斜面

$B$．粗糙程度不同的水平面

$C$．质量不同的钢球。

结合图提供的信息，回答下列问题。

（1）图甲：水不容易被压缩，说明分子间存在　　。

（2）图乙：水蒸气把软木塞向上冲起的过程中，相当于汽油机的　　冲程。

（3）图丙是探究　　的实验装置。

（4）图丁中的实验能得出的结论是：　　。

小军为完成“伏安法”测电阻的实验，选定了如图甲所示的实验器材，并将其中的部分器材进行了连接。

（1）请你用笔画线代替导线，把图中的器材连接成完整的电路。

（2）小军连接好电路，检查无误后，闭合开关，调节滑动变阻器依次进行了第1至4次测量，所得测量数据记录如表。

实验序号	电压 $U/V$	电流 $I/A$	电阻 $R/\Omega$
1	1.0	0.14	7.1
2	1.4	0.19	7.4
3	1.7	0.22	7.7
4	2.0	0.25	8.0
5	2.5

接下来进行第5次测量时，①他需要将滑动变阻器的滑片缓缓向　　（选填“左”或“右” $)$移动，直到电压表的示数恰为 $2.5V$；②此时，电流表的示数如图乙所示，请你把电流表的示数填表格中

（3）小军顺利完成了五次测量后，注意到用五次测量数据算出的电阻值并不相同，他认为这是由于读数误差造成的。小民则认为，虽然读数会有误差，但小军的实验结果并不能单纯用误差来解释。因为由读数误差造成的结果会有的偏大有的偏小，而小军测得的电阻值　　。

番茄水果电池也能让灯泡亮起来，如图所示。

（1）水果电池的能的转化过程是　　能转化为电能。

（2）能源危机让电动汽车成为汽车行业的“新宠”，电动汽车的竞争演变成了“新型电池”的竞争，目前家用电动汽车使用的都是充电电池。受水果电池的启发，大胆设想：依据“水果电池的发电原理”，给电动汽车发明一个“不用充电、自身发电”的“新型电池”。简要写出你的设想。

如图甲所示的电路图，电源电压 $6V$保持不变，灯 $L_2$的电阻是 $10\Omega$，闭合开关 $S$，电流表 $A_1$的示数如图乙所示。

（1）灯泡 $L_1$和 $L_2$的连接方式是　　联。

（2）不考虑温度对灯丝电阻的影响，求：灯 $L_1$的阻值和电流表 $A$的示数。

实验室电源电压为 $6V$，要测量小灯泡的额定功率，小伟选择一个额定电压为 $2.5V$，电阻大约为 $10\Omega$左右的小灯泡，小强画出了电路图（图甲）。

（1）小伟看到电路图后提出一个建议：简化实验，去掉滑动变阻器测量小灯泡的额定电功率。你认为小伟的实验方案可行吗？为什么？

（2）若按照小强设计的电路图进行实验，实验室里有最大阻值是 $10\Omega$和 $60\Omega$的滑动变阻器，你认为应该选择最大阻值为　　 $\Omega$的滑动变阻器。

（3）将图乙中的滑动变阻器和电压表（选用合适的量程）接入电路。

（4）在实验器材选择无误，电路连接正确的情况下，闭合开关，小灯泡不亮，但电压表和电流表都有示数，按照图乙的电路连接图判断，要让灯泡发光，你的操作是：　　。调整电路正常后开始实验，在调节滑动变阻器的过程中，灯泡突然熄灭，电流表的示数突然变得无示数，电压表的示数是 $6V$，你判断故障可能是：　　。

（5）为进一步确定小灯泡亮度与电压的关系，做了多次实验，并根据实验数据绘出了小灯泡的 $U-I$图象（如图丙所示）。请根据图象信息计算出小灯泡的额定功率是　　 $W$。

小明同学在做“探究电流与电压的关系”实验时，准备了以下器材：干电池 $(1.5V)$两节，电流表 $(0~0.6A0~3A)$、电压表 $(0~3V0~15V)$、滑动变阻器 $(20\Omega$、 $2A)$、定值电阻 $\left(5\Omega \right)$、开关各一只、导线若干。根据图甲所示的电路图进行实验。

（1）用笔画线代替导线，按照图甲所示电路，将乙图中的实物图连接完整。

（2）连接电路。闭合开关前，滑动变阻器滑片 $P$应处于　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$端。

（3）闭合开关，发现电流表无示数，电压表指针有明显偏转，原因可能是　　。

（4）实验过程中，要使电压表示数逐渐变大，滑动变阻器滑片 $P$应向　　（选填“左”或“右” $)$移动。

（5）实验过程中，电流表的示数如图丙所示，此时电路中的电流为　　 $A$。

（6）试验中通过调节滑动变阻器滑片 $P$，测出通过定值电阻 $R$的不同电流和对应的电压值如表所示。老师看后说其中一次是错误的。帮小明分析出错的是第　　次，原因是　　。

实验次数	1	2	3	4	5	6
电压 $U/V$	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
电流 $I/A$	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6

为研究甲、乙两种液体的吸热能力，某同学用如图所示两套完全相同的装置进行。

实验探究，两种液体的质量和温度都相同。

（1）选用两套完全相同的装置分别给甲、乙两种液体加热，这样做的目的是　　。

（2）写出图中所示装置的两处错误：　　、　　。

改正错误后，同时加热，分别记录加热时间和液体温度，数据如表所示：

加热时间 $/\mathit{min}$	0	1	2	3	4	5	6
甲的温度 ${/}^{°}\text{C}$	90	92	94	96	98	98	98
乙的温度 ${/}^{°}\text{C}$	90	93	96	99	102	102	102

（3）加热4分钟后，甲乙两种液体温度均不再升高，原因是　　。

（4）根据实验数据，可知　　（选填“甲”或“乙” $)$液体的吸热能力较强。

用如图甲所示的电路测量定值电阻 $R_x$的阻值，测量数据记录如下表：

实验次数	1	2	3
电压 $U/V$	1.5	2.0	2.5
电流 $I/A$	0.16		0.24
电阻 $R/\Omega$	9.4		10.4

（1）第2次测量时，电流表示数如图乙所示，为　 $A$，对应的电阻值为　　 $\Omega$。

（2）根据三次实验数据可得定值电阻 $R_x=$　　 $\Omega$（结果保留一位小数）。

（3）实验时，闭合开关，发现电流表和电压表指针都不偏转。用一根导线在图甲中先后连接接线柱 $B$与 $C$、 $C$与 $D$时，电压表和电流表示数都为0，连接接线柱 $D$与 $E$时，电压表和电流表指针明显偏转，则电路的故障是　　

（4）如果没有电压表，电源电压未知，可以用最大阻值为 $R$的滑动变阻器，和如图丙所示电路，来测量电阻 $R_x$的阻值。闭合开关后，滑动变阻器滑片在最左端时，电流表示数为 $I_1$；滑动变阻器滑片在最右端时，电流表示数为 $I_2$，则电阻 $R_x=$　　。（用相关物理量的符号表示）

在测量额定电压为“ $2.5V$”小灯泡电功率（正常发光时电阻约为 $10\Omega )$的实验中，电源为两节新干电池。

（1）图甲的实物图连接中有不妥之处，应如何改正：　　。

（2）闭合开关后，移动滑动变阻器滑片，小莉发现小灯泡始终不亮，观察两电表发现，指针始终处于图乙所示位置，其故障原因可能是　　。

（3）改动滑动变阻器滑片 $P$的位置，获得多组对应的电压值和电流值，绘制如图丙所示的图象，由图象可知，小灯泡的额定功率是　　 $W$。

（4）若实验中电流表坏了，为了测量小灯泡的额定功率，小莉选用一个 $R_c=5\Omega$的电阻，设计了如图所示的电路及实验方案：

①调节滑动变阻器滑片使电压表的示数为小灯泡额定电压；

②保持滑片位置不变，只将电压表的 $a$点接线改接到 $c$点，测出 $R_c$两端的电压 $U_c$，通过计算得到小灯泡的额定功率。

指出她的设计方案中存在的两个问题：

问题一：　　；

问题二：　　。

某实验小组的同学用下图所示器材测量小灯泡的电功率。已知电源电压恒为 $6V$不变，待测灯泡的额定电压为 $3.8V$，功率估计在 $1.1W$左右。

（1）请在图甲中用笔画线代替导线，使其成为完整的实验电路。

（2）请根据实物图在右侧虚线框内画出对应电路图。

（3）连接电路时，开关应该　　。

（4）闭合开关前，滑动变阻器滑片 $P$应该位于　　端（选填 $A$或 $B)$。

（5）闭合开关，同学们发现，电流表没有示数，灯泡不亮，电压表示数接近电源电压，此时电路故障为　　。

（6）故障排除后，闭合开关，调节滑动变阻器换片 $P$，使灯泡正常发光，此时电流表示数如图丙所示为　　 $A$，则待测灯泡的额定功率为　　 $W$；

（7）若实验器材中电压表 $0~15V$量程被损坏，利用上图器材怎样测定待测灯泡的额定功率？简要步骤

　　。

某物理兴趣小组的同学们设计了如甲图所示的电路，其中电源电压不变，灯泡 $L$标有“ $12V6W$”，滑动变阻器 $R$的规格为“ $20\Omega$　 $1A$”。如图乙是定值电阻 $R_0$和灯泡 $L$的电压与电流的关系图象。当断开开关 $S_1$、闭合开关 $S$和 $S_2$，并将滑动变阻器的滑片 $P$位于 $R$最右端时，灯泡 $L$的实际功率为 $1.6W$。

求：（1） $R_0$的阻值；

（2）灯泡正常发光 $10\mathit{min}$，电流通过灯泡所做的功；

（3）电源电压；

（4）电路消耗的最大电功率。

在探究“电流与电压、电阻的关系“实验中，实验室老师给小莉和小明同学分别准备了以下器材：电源（电压恒为 $4.5V\mathrm{）}$、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、“ $5\Omega$、 $10\Omega$、 $15\Omega$”的定值电阻各一个，导线若干。

（1）根据如图所示的实物图在虚线框内画出对应的电路图；

（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现电流表有示数，电压表的示数始终为0，经检查后发现是电路中一根导线断路，则发生断路的导线是 $a$、 $b$、 $c$、 $d$中的　     　（填字母）；

（3）小莉同学在“探究电流与电压的关系”时，记录的电流表与电压表的示数如表一所示，请在坐标中描点画出 $U-I$图象，由此得出的实验结论是　        　；

表一

实验次数	电压 $U/V$	电流 $I/A$
1	1.0	0.2
2	1.5	0.3
3	2.0	0.4
4	2.5	0.5

表二

实验次数	电阻 $R/\Omega$	电流 $I/A$
1	5	0.6
2	10	0.3
3	15	0.24

（4）小明同学在“探究电流与电阻的关系”时，测得的三组数据如表二所示。由于操作不当，导致表二中第　     　次实验的数据存在错误，出错的原因是　       　。小明及时纠正了错误，得出了正确的测量结果和实验结论。接着小明又计算出本次实验中滑动变阻器连入电路的阻值范围是　      　。