初中物理能量实验题

某实验小组利用图甲所示电路图探究某热敏电阻的特性，虚线框为一温控装置，热敏电阻 $R$处于其中。已知电源电压为 $6V$．实验过程如下：

（1）小凯实物图如图乙。此时闭合开关，电压表指针偏转　　，电流表指针偏转　　（均填“明显”或“不明显）。

（2）小兰发现实物图连接错误，只要改接一根导线就可以。请你将小兰需要改接的导线打上“ $\times$”，再画线把它改到正确的位置。

（3）正确连接电路后，保持温控箱温度 ${30}^{°}\text{C}$不变，调整滑动变阻器的滑片处在不同位置，记录不同位置对应的电压和电流，如下表：

实验次数	1	2	3	4	5
电压 $U/V$	2	3	4	5	6
电流 $I/A$	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6

由表中数据分析可知，温度不变时，该热敏电阻的阻值随电压增加而　　（选填“变大”、“变小”或“不变” $)$。

（4）逐渐升高温控箱内的温度，并适当调节滑动变阻器的阻值，保持电压表示数 $3V$不变，记录不同温度时对应的电流，如下表：

温度 ${/}^{°}\text{C}$	30	60	90	120	150
电压 $U/V$	3	3	3	3	3
电流 $I/A$	0.3	0.32	0.36	0.44	0.58

为保持电压表示数不变，滑动变阻器的滑片应适当向　　（选填“左”或“右” $)$滑动。由表中数据分析可知，该热敏电阻的阻值题温度的升高而　　（选填“变大”、“变小”或“不变” $)$。

实验探究：探究电流与电压和电阻的关系

装置	①如图甲，实验电路中接错了一根导线，在接错的导线上打“ $\times$”，再画线把它 改到正确的位置上。
数据 图象 结论	①利用改后的正确电路探究电流与电压的关系，测得数据如下表： $R=10\Omega$ 次数 1 2 3 4 电压 $U/V$ 1.2 1.6 2.0 2.4 电流 $I/A$ 0.12 0.16 0.20 0.24 ②如图乙，在电流表表盘上，画出所选的接线柱和第4次实验中指针的位置。 ③根据表中数据，在图丙中描点并画出 $R$的 $-U/$图象。 ④在电阻一定时，　　成正比。
过程	⑤要探究电流与电阻的关系，只将第4次实验电路中的定值电阻由 $10\Omega$换成 $15\Omega$，闭合开关，电压表示数比第4次实验的电压表示数　　（填“大”或“小” $)$， 要保持电压表的示数仍为 $2.4V$，应将滑动变阻器的滑片 $P$向　　移动。

在“探究电流与电压的关系”实验中：

（1）请用笔画线代替导线，将甲图中电路连接完整，要求滑片 $P$向 $B$端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大（连线时导线不允许交叉）；

（2）正确连接好电路后，闭合开关发现电压表示数为 $2.8V$，电流表无示数，滑动滑片 $P$两表示数均无变化，则故障原因是　　；

（3）小明排除故障后，移动滑片 $P$到某一位置时电流表示数如乙图所示，此时通过电阻的电流为　　 $A$．若要增大电阻两端的电压，应将滑片 $P$向　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$端移动；

（4）实验中测得多组数据，绘制出电阻 $R$的 $I-U$图象如图丙所示：由图象可得电流与电压的关系是　　；本实验所用电阻的阻值为　　 $\Omega$。

在“探究电流与电压的关系”的实验中，

（1）请在方框中画出能够改变定值电阻的电压、并可以同时测量电压和电流的电路图

（2）通过实验记录电流表、电压表的示数如下表所示

$R=10\Omega$

实验序号	1	2	3	4	5	6
电压 $U/V$	2.0	2.2	2.4	2.6	2.8	3.0
电流 $I/A$	0.20	0.22	0.24	0.26	1.40	0.30

对表中数据进行分析，你认为错误的数据是实验序号　　，排除错误数据，可归纳得出的结论是　　。

（3）如果想用此电路继续探究“电流与电阻的关系”，每次更换电阻后，可以通过调节　　，使电阻两端的电压不变。实验得出的结论是　　。

小华在做“测量小灯泡电功率”的实验中，实验室有如下器材：电源（电压恒为 $6V)$，小灯泡 $L$（额定电压为 $2.5V$，灯丝电阻约为 $10\Omega )$，电流表、电压表、开关、规格分别为“ $10\Omega 1A$”的滑动变阻器 $R_1$和“ $50\Omega 0.5A$”的滑动变阻器 $R_2$各一个，导线若干。

（1）请用笔画线代替导线，帮小华同学将图甲中的电路连接完整；

（2）为了顺利完成实验，小华应选用规格为　　（选填“ $R_1$”或“ $R_2$” $)$的滑动变阻器；

（3）连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，原因可能是　　；

（4）排除故障后，移动滑动变阻器滑片 $P$的位置，获得多组对应的电压值和电流值，绘制小灯泡 $U-I$图像如图乙所示，小灯泡的额定功率为　　 $W$，分析乙中图像发现小灯泡电阻是变化的，影响其变化的主要原因是　　；

（5）小华打算增加一个阻值为 $15\Omega$的定值电阻 $R_0$，只利用一只电表，通过操作图中单刀双掷开关（单刀双掷开关分别接“ $a$”、“ $b$”各一次）测量小灯泡的额定电功率，图丙、图丁是他设计的两种不同方案的电路图，则以下判断正确的是　　。

$A$．两种方案都能

$B$．两种方案都不能

$C$．丙方案能，丁方案不能

$D$．丙方案不能，丁方案能

用如图所示的电路探究并联电路中的电流关系。

（1）闭合开关，发现 $L_1$亮，而 $L_2$不亮。小易认为 $L_2$不亮的原因是 $L_2$短路，你认为他的判断是　　（填“正确”或“错误” $)$的。

（2）小易将电路中右侧的导线与电流表“0.6”接线柱相连的那一端改接到“ $-$”接线柱上。其它都不动。这样连接的目的是测　　的电流（填“干路”或“ $L_2$” $)$，请评价其可行性并说明理由：　　；

（3）小易将实验数据记录在下表中。分析表中数据。可得出的结论是：　　；

电流表的测量对象	电流表的示数 $I/A$
$L_1$所在的支路	0.30
$L_2$所在的支路	0.20
干路	0.50

（4）根据上表信息，若灯泡 $L_1$的电阻大小为 $10\Omega$，则电路的总电阻为　　 $\Omega$

结合图中的实验情景，按照要求回答下列问题，

（1）对图①中的两支蜡烛的要求是　　；

（2）图②中，　　的机械效率高；

（3）图③研究的是电流产生的热量跟　　的关系；

（4）图④中的　　（填“铁屑”或“小磁针” $)$能更好的显示磁场的分布。

实验课上，小明班的同学用图甲所示的实验器材探究“电流的大小与电阻的关系”，并连接了部分实验电路。

（1）请你用笔画线代替导线，在答题卡上把图甲中的器材连接成完整的实验电路。

（2）小明首先选用了阻值为 $5\Omega$的电阻，电路连接无误后，闭合开关。移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为 $2V$时，电流表的示数如图乙所示，此时通过电阻的电流是　　 $A$。

（3）在表格中记录下 $5\Omega$电阻中的电流，小明接下来的操作是：断开开关，换用　　的电阻，多次重复前面的实验，并把相应的数据记录下来。

（4）同学们陆续完成了实验，分析数据他们都得出了同样的结论。其中小明、小刚、小民的实验数据如表一、表二、表三所示。

表一

电压 $U=2V$
电阻 $R/\Omega$	5	10	20
电流 $I/A$		0.21	0.10

表二

电压 $U=3V$
电阻 $R/\Omega$	10	20	30
电流 $I/A$	0.30	0.14	0.11

表三

电压 $U=3V$
电阻 $R/\Omega$	5	15	30
电流 $I/A$	0.60	0.20	0.10

通过交流分享，小明又提出了一个新的问题：若电阻保持不变，电流与电压之间存在着怎样的关系呢？

为了尽快解决这一问题，除了重新进行实验收集数据外，小明还可以　　进行分析论证，得出结论。

如图所示，用电流表 $(0-0.6A,0-3A)$、电压表 $(0-3V,0-15V)$、定值电阻 $(5\Omega$、 $10\Omega$、 $15\Omega$、 $20\Omega$、 $30\Omega$各一个）、滑动变阻器 $(0-50\Omega )$、电源 $\left(6V\right)$、开关和导线若干，探究电流与电阻的关系。

（1）请你根据甲图所示的电路图，将乙图中的电路连接完整。

（2）滑动变阻器在电路中的作用是　　。

（3）小强做此实验时，在电流表使用无误的情况下，收集测量数据，记录表格如下：

实验次数	电阻 $R/\Omega$	电流 $I/A$
1	5	0.6
2	10	0.1
3	15	0.2
4	20	0.15
5	30	0.1

小强的五次实验操作中有一次是错误的，请你对小强记录的数据进行分析，你发现第　　次测量的数据是错误的，错误的原因是　　。

（4）请你根据表中正确的数据，在丙图中绘制出电流随电阻变化的图象。

在测量小灯泡电功率的实验中，电源电压为 $4.5V$，小灯泡的额定电压为 $2.5V$，小灯泡正常发光时的电阻约为 $10\Omega$。

（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。要求：当滑动变阻器的滑片向 $A$端移动时，连入电路的电阻变大，连线不得交叉。

（2）小刚同学闭合开关，移动滑片 $P$到某一位置时，电压表示数为　　（如图乙所示），若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑动变阻器的滑片 $P$向　　（选填“ $A$或“ $B$” $)$端移动，图丙的 $I-U$图像是小刚根据多组实验数据绘制的，根据图像可得小灯泡的额定功率为　　 $W$。

（3）由实验中 $I-U$图像发现小灯泡电阻是变化的，影响其变化的主要因素是　　。

（4）若把小灯泡换成一个定值电阻，还可探究　　的关系

$A$．电流与电阻

$B$．电流与电压

测量滑轮组的机械效率：

步骤	如图所示为测量某滑轮组机械效率的实验装置。 ①实验时沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计。 ②分析表中数据可知：实验2是用图　　做的实验。 ③实验序号3中的机械效率 $\eta =$　　。			装置图
表格	实验序号	钩码重量 $G/N$	钩码上升高度 $h/m$	绳端拉力 $F/N$	绳端移动距离 $s/m$	机械效率 $\eta$
	1	4	0.1	1.8	0.3	$74\%$
	2	8	0.1	3.1	0.3	$86\%$
	3	8	0.1	2.5	0.4
结论	通过比较　　（填实验序号）两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。 通过比较2、3两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率
问题讨论	实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，有同学认为应静止时读数。你认为他的想法 　　（选填“正确”或“不正确” $)$，因为他没有考虑到　　对滑轮组机械效率的影响。

某实验小组的同学用图甲所示器材测量小灯泡电功率，待测小灯泡 $L$的额定电压为 $3.8V$，额定功率小于 $1W$，电源电压恒为 $6V$，滑动变阻器 $R$的规格为“ $20\Omega 1A$”，图甲所示是该实验小组没有连接完整的电路。

（1）请你用笔画线代替导线，在图甲中把电路连接完整

（2）正确连接完电路，闭合开关后，发现无论怎样移动滑片，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数明显，仔细检查，连接无误，那么出现该状况的原因应该是　　（选填“ $A$”、“ $B$”、“ $C$”或“ $D$” $)$

$A$．电流表内部断路了

$B$．灯泡的灯丝断了

$C$．灯座内部出现了短路

$D$．滑动变阻器的电阻线断了

（3）排除故障后，通过正确操作，当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，其值为　　 $A$，小灯泡的额定功率为　　 $W$。

（4）测出小灯泡的额定功率后，再测大于小灯泡额定功率的实际功率，应将滑动变阻器的滑片向　　（选填“左”或“右” $)$端滑动。

（5）测量小灯泡的电功率　　（选填“需要”或“不需要” $)$多次测量求平均值，原因是　　。

（6）图丙是该实验小组的同学测量小灯泡电功率的电路图，测量后他们对测量结果进行了误差分析，考虑电表本身对电路的影响，该电路主要是由于所测　　（选填“电压”或“电流” $)$值偏大引起小灯泡电功率偏大的。

下面是小和小辉等同学进行的电学实验。

（1）小彬为了“探究电流跟电阻的关系”，连接了如图甲所示的电路。

①请你在甲图中用笔画线代替导线完成电路的连接。

②小彬看到了同学在闭合开关后，电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧，原因是　　；

③小彬先将 $5\Omega$的电阻接入电路，调节滑动变阻器的滑片使电阻两端的电压为 $2V$；再将 $5\Omega$的电阻换成 $10\Omega$的电阻，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为　　 $V$。

④小彬保持滑动变阻器的滑片位置不变，把 $10\Omega$的电阻换成 $20\Omega$的电阻，电压表的示数保持不变，应将滑动变阻器的滑片适当向　　（选填“左”或“右” $)$端移动。

⑤小彬将据记录在表格中，分析实验数据可得出：当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成　　。

电压 $U/V$	2
电阻 $R/\Omega$	5	10	20
电流 $I/A$	0.4	0.2	0.1

（2）小彬将电阻换成标有“ $2.5V$”字样的小灯泡，测量其额定电功率。

①正确连接电路，闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表电流表均无示数，产生这种现象的原因可能是滑动变阻器　　（选填“短路”或“断路” $)$；

②排除故障，继续实验，小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电流是　　 $A$．额定功率是　　 $W$。

（3）小辉同学准备测小灯泡的额定功率，检查实验器材时，发现缺少电压表，滑动变阻器均标有“ $20\Omega 2A$”字样，小灯泡的额定电流是 $0.25A$，于是他利用现实验器材，设计了如图丙所示的电路图。请你帮助小辉完成实验：

①闭合开关 $S_1$，开关 $S_2$接 $b$， $R_2$阻值调到最大处， $R_1$阻值调到0，此时电流表的示数为 $0.3A$；

②将 $R_1$的阻值调到最大，闭合开关 $S_1$，开关 $S_2$接 $a$，　　，小灯泡正常发光；

③保持 $R_1$接入电路的阻值不变，闭合开关 $S_1$，开关 $S_2$接 $b$， $R_2$滑片仍在阻值最大处，此时电流表的示数为 $0.2A$，则小灯泡的额定功率 $P_{额}=$　　 $W$。

在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小欣同学设计了如图甲、乙、丙所示的三次实验，让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。

（1）要探究动能大小与物体质量的关系，应保证铁球达到水平面的　　相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是使小球　　；

（2）选用甲、丙两次实验可以得出的结论是：物体质量相同时，　　。

（3）三次实验中，碰撞前动能最小的是图　　（填“甲”、“乙”或“丙” $)$中的小球，原因是　　；

（4）小欣同学联想到“探究阻力对物体运动的影响”时，也用到了斜面，让小车从斜面顶端由静止滑下，比较在不同表面滑行的距离（如表），小车在三个表面克服摩擦力做功　　（选填“相等”或“不相等” $)$，若水平面绝对光滑，小车将做　　运动。

表面	毛巾	棉布	木板
摩擦力	最大	较大	最小
小车运动距离	最近	较远	最远

安安和康康在“测量小灯泡的电功率“实验中，所选小灯泡的额定电压为 $2.5V$。

（1）如图1甲是测量小灯泡的电功率的电路图。在检查仪器时，康康发现电流表的指针位置如图1乙所示，老师提示他电流表没有损坏，他稍作思考，判断出现问题的原因是电流表　　。

（2）纠正问题后，他连接的电路如图2所示，他将滑片 $P$移到　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$后，闭合开关开始实验。在移动滑片 $P$位置时他发现灯泡亮度、电流表的示数均发生变化，只有电压表的表指针在一个较大的示数不发生改变。检查电路连接后，他发现指针有一根导线连接出现了错误，请你在这根错误的导线上打“ $\times$”，再用笔画线代替导线在图中改正过来（导线不允许交叉）。

（3）纠正错误后，他重新开始实验，移动滑片 $P$直到电压表示数为 $2.5V$，此时电流表示数如图3所示，则小灯泡的额定功率为　　 $W$。

（4）安安的电流表坏了，老师给她一个已知阻值的定值电阻 $R_0$、若干开关和导线，安安重新设计了电路如图4所示，并正确测出小灯泡的额定功率。具体实验步骤如下：闭合开关 $S$、 $S_1$，断开 $S_2$，调节滑片 $P$使电压表读数为 $U_{额}$，此时小灯泡正常发光；不改变滑动变阻器滑片 $P$的位置，闭合开关 $S$、 $S_2$，断开 $S_1$，记录电压表此时读数为 $U$．请用 $R_0$、 $U_{额}$、 $U$写出小灯泡额定功率的表达式 $P_{额}=$　　。