初中物理能量实验题

小军在老师指导下，用“伏安法”测量一只小灯泡的电阻，他连接了如图所示的部分实验电路。

（1）请你用笔画线代替导线，在答题纸上连接完成小军的实验电路。

（2）小军连接完电路，检查无误后，应将滑动变阻器的滑片滑至　　（填“ $A$”或“ $B$” $)$端，然后再关闭开关。

（3）小军通过改变小灯泡两端的电压，进行了3次测量，数据记录及算出的小灯泡的电阻值如下表：

实验次数	电压 $/V$	电流 $/A$	电阻 $/\Omega$
1	1.0	0.14	7.1
2	1.8	0.23	7.8
3	2.5	0.30	8.3

老师看了小军的数据记录，问小军：“你发现三次测量的电阻值相差较大了吗？小军与其他同学交流，发现其他小组也都有类似现象：小灯泡电阻的测量值随电压增大、亮度增强而增大，结合小灯泡发热发光的特殊性，小军突然意识到小灯泡的电阻可能与　　有关，并通过教科书相关部分“信息窗”栏目得到了证实。

（4）小民则认为，实验肯定会有误差，为什么不说是测量误差造成的呢？通过小军的讲解，他终于明白了小军的实验结果不能单纯用测量误差来解释的原因，如果是测量误差的原因，电阻的多次测量值会表现出　　的特点。

小美在做“测量小灯泡的电功率”实验时，选用的器材如下：二节干电池，一个电流表，一个电压表，一个滑动变阻器，额定电压为 $2.5V$的小灯泡，开关，导线若干。设计的电路图如甲图所示。

实验次数	灯泡两端电压 $U_1$	电流表示数
1	$0.5V$	$0.1A$
2	$1V$	$0.15A$
3	$1.5V$	$0.21A$

（1）请你用笔画线代替导线，将图乙中的实物电路连接完整。

（2）开关闭合前，使滑动变阻器的滑片处于最　　端（填“左”或“右” $)$。

（3）根据小美记录的数据信息，要让小灯泡正常发光，电压表的示数应是　　 $V$。

（4）电路中电流表及导线的电阻都很小，对电路的影响忽略不计，且小美所测量的数据准确无误，通过对实验记录中的数据计算分析，你发现的新问题是：　　。导致此问题产生的根本原因是：　　。

物理兴趣小组在做“测量小灯泡的电阻”实验时，准备了以下器材：小灯泡（额定电压为 $2.5V)$、电流表 $(0~0.6A,0~3A)$、电压表 $(0~3V,0~15V)$、开关、两节干电池、滑动变阻器、导线若干。如图甲为该小组连接的实物图。

（1）请指出实物图连接的两处错误。

①　　②　　

（2）正确连接电路后，闭合开关，当滑动变阻器的滑片置于某位置时，电流表和电压表的示数如图乙、丙所示，电流表示数为　　 $A$，则小灯泡电阻为　　 $\Omega$．（计算结果保留一位小数）

（3）改变滑动变阻器滑片的位置，记录下不同时刻的电压值和电流值，并计算出小灯泡在不同电压下的电阻值，数据处理表格如下所示，其中有一处是不恰当的，这一处是　　，原因是　　。

实验次数	电压 $/V$	电流 $/A$	电阻 $/\Omega$	平均电阻 $/\Omega$
1	1.0	0.17	5.9	7.7
2	1.4	0.18	7.8
3	1.8	0.22	8.2
4	2.0	0.23	8.7

（4）该小组又利用这个电路测量小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器滑片使电压表示数为　　 $V$，若此时电流表示数为 $0.25A$，则小灯泡的额定功率为　　 $W$。

现有下列器材：学生电源 $\left(6V\right)$，电流表 $(0~0.6A,0~3A)$、电压表 $(0~3V,0~15V)$、定值电阻 $(5\Omega$、 $10\Omega$、 $20\Omega$各一个）、开关、滑动变阻器和导线若干，利用这些器材探究“电压不变时，电流与电阻的关系”

（1）请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路。（要求连线不得交叉）

（2）实验中依次接入三个定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，保持电压表示数不变，记下电流表的示数，利用描点法得到如图丙所示的电流 $I$随电阻 $R$变化的图象。由图象可以得出结论：　。

（3）上述实验中，小强用 $5\Omega$的电阻做完实验后，保持滑动变阻器滑片的位置不变，接着把 $R$换为 $10\Omega$的电阻接入电路，闭合开关，向　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$端移动滑片，使电压表示数为　　 $V$时，读出电流表的示数。

（4）为完成整个实验，应该选取哪种规格的滑动变阻器　　（选填“ $A$”或“ $B$”或“ $C$” $)$。

$A.20\Omega 1.0\mathit{AB}.100\Omega 0.3\mathit{AC}.50\Omega 0.6A$。

某实验小组的同学们用图甲所示电路进行“探究电流与电压的关系”的实验。

（1）请根据实物图在右侧虚线框内画出对应的电路图。

（2）连接电路时，开关应该　　。

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

（4）闭合开关，同学们发现，电流表没有示数，电压表示数接近电源电压，原因可能是　　。

（5）实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，第4次实验电流表示数如图乙所示，则此时电流表示数为　　 $A$，通过分析表中的数据能够得出的结论是　　。

实验次数	1	2	3	4	5
电压 $U/V$	1.2	1.4	1.6	1.8	2.0
电流 $I/A$	0.24	0.28	0.32		0.4

（6）该小组的同学们利用电源、开关、最大阻值为 $R_0$的滑动变阻器、电流表、导线按如图丙所示电路测定待测电阻 $R_x$的阻值，他们进行如下操作：

$A$：闭合开关，将滑动变阻器滑片 $P$滑至 $a$端，读出电流表示数为 $I_1$；

$B$：将滑动变阻器滑片 $P$滑至 $b$端，读出电流表示数为 $I_2$；

$C$：待测电阻 $R_x$的阻值的表达式为 $R_x=$　　（用 $I_1$、 $I_2$、 $R_0$表示）

为了探究“电流与电阻的关系”，小明用阻值不同的定值电阻、电压为 $6V$的电源、滑动变阻器 $(20\Omega 2.5A)$等器材按图甲方式连接电路，进行如下实验。

①将 $4\Omega$的 $R_1$接入电路，当电压表示数为 $4V$时，记录电流表的示数。

②用 $R_2$替换 $R_1$，发现无论如何左右移动滑片 $P$，电压表指针在 $4V$的刻度左右摆动，但无法准确指在 $4V$的刻度线上。

老师告知小明：滑动变阻器的线圈结构如图乙所示，因此无法连续改变接入电路的有效阻值，当定值电阻与滑动变阻器最大阻值相比过小时，会导致步骤②现象发生。

③用一根阻值为 $0.5\Omega$的电阻丝制作一个可连续改变阻值的旋钮式变阻器，并按图丙方式接入电路，继续实验。通过调节滑片 $P$和旋钮触片 $Q$使电压表示数为 $4V$，此时电流表示数如图丁所示。

（1）图丁中电流表的示数为　　 $A$。

（2）步骤③中滑片 $P$和旋钮触片 $Q$处在如图丙所示的位置时，电压表示数略超过 $4V$，则小明应如何调节滑片 $P$和旋钮触片 $Q$使电压表示数为 $4V$？　　。

（3）小明利用图甲电路继续他的探究实验，仍保持定值电阻两端的电压为 $4V$，则下列定值电阻可用来替换 $R_1$进行实验的有　　（可多选）。

$A.15\mathit{\Omega B}.25\mathit{\Omega C}.35\mathit{\Omega D}.45\Omega$

实验室购买了一卷标有长度为 $100m$的铜芯漆包线，小科想通过实验测定其实际长度。他首先测得导线横截面积 $S$为 $1m{m}^2$，查阅资料得知现温度下这种导线每米的电阻值为 $0.017\Omega$。

（1）利用图甲所示的实物图测出铜导线的电阻。

①实验中，小科在闭合开关前应将滑片 $P$置于最　　端。（填“左”或“右” $)$。

②小科通过移动滑片 $P$，测得多组数据，绘制成 $U-I$图象如图乙，据此可以判定这卷导线的实际长度　　 $100m$。（填“大于”、“等于”或“小于” $)$

（2）小思认为用电子秤测出这卷导线的质量 $m$，利用铜的密度 $\rho$也可以算出实际长度。请你写出这卷导线实际长度 $L$的计算式： $L=$　　（用字母表示）。

据报道，高空坠物伤人事件时有发生。某专业研究小组对物体从高空落到地面的破坏力进行如下实验研究

实验器材： $1\mathit{cm}$厚的石膏板若干、质量为 $50g$的鸡蛋数枚

实验过程：无风环境下，将鸡蛋从楼上静止释放，砸中铺在草坪上的石膏板，记录实验现象

实验序号	楼层	实验现象
1	5	鸡蛋破碎，石膏板凹陷且出现一圈圈螺旋状的裂纹
2	15	鸡蛋破碎，石膏板被砸中的地方出现小坑且破裂
3	25	鸡蛋破碎，发出巨响，石膏板被击穿

（1）实验中，鸡蛋从高空坠落的破坏力可以通过　　反映出来。

（2）根据实验现象，可以得出：同一物体从高空落到地面的破坏力与　　有关。

（3）实验后，小科对“高空落下的雨滴不会对人造成伤害”感到好奇。他通过查阅资料知道：雨滴从高空落下的过程中，受到的空气阻力与雨滴速度的平方成正比，达到最大速度后，雨滴匀速落向地面。雨滴下落过程中机械能　　（填“增大”、“不变”或”减小” $)$。对于下落的雨滴不伤人的现象，小科将进一步探究。

小科想知道标有“ $3.8V$”字样的小灯泡正常工作时的电功率，于是连接了如图所示的实验电路。电源电压6伏恒定不变，滑动变阻器规格为“ $50\Omega 1A$”。

（1）请你用笔画线代替导线，将电路连接完整。

（2）正确连接电路，闭合开关，发现小灯泡不亮，小科观察到两电表的示数情况是　　，由此判断故障是小灯泡断路；

（3）排除故障后，小科进行了正确操作，观察到的现象和测得的数据如下：

实验次数	1	2	3	4	5
发光情况	很暗	较暗	较亮	亮	很亮
电压 $U/$伏	1	2	3	3.8	4.5
电流 $I/$安	0.2	0.22	0.25	0.30	0.34

由表中数据可得，小灯泡的额定功率是　　瓦；

（4）小科根据表中数据，计算了各次实验的灯丝电阻，分析后认为，闭合开关前灯丝的阻值小于5欧姆，小科的理由是　　。

相关资料表明，大部分重大交通事故是因为汽车超载超速造成的。兴趣小组决定对超载超速问题进行一次模拟探究，经讨论后认为，可以用小球作为理想模型，代替汽车作为研究对象，如图，将小球从高度为 $h$的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块向前移动一段距离 $s$后停下。完成甲、乙、丙三次实验，其中 $h_1=h_3>h_2$， $m_A=m_B<m_C$

（1）把小球放在同一高度由静止开始沿斜面滚下是为了控制　　相同。

（2）实验中超载超速带来的危害程度用　　表示；

（3）研究超载带来的危害时，选择甲、乙、丙三次实验中的　　进行比较；

（4）为比较超载超速带来的危害程度，兴趣小组利用上述器材进行定量研究。得到数据如下表：

小球	质量 $/$克	高度 $/$厘米	木块滑动距离 $/$厘米
$A$	10	5	10
$B$	20	5	18
$C$	30	5	29
$D$	10	10	38
$E$	10	15	86

请根据上表数据分析，货车超载 $20\%$与超速 $20\%$两者相比，潜在危害较大的是　　。

小科想知道标有“ $3.8V$”字样的小灯泡正常工作时的电功率，于是连接了如图所示的实验电路。电源电压6伏恒定不变，滑动变阻器规格为“ $50\Omega 1A$”。

（1）请你用笔画线代替导线，将电路连接完整。

（2）正确连接电路，闭合开关，发现小灯泡不亮，小科观察到两电表的示数情况是　　，由此判断故障是小灯泡断路；

（3）排除故障后，小科进行了正确操作，观察到的现象和测得的数据如下：

实验次数	1	2	3	4	5
发光情况	很暗	较暗	较亮	亮	很亮
电压 $U/$伏	1	2	3	3.8	4.5
电流 $I/$安	0.2	0.22	0.25	0.30	0.34

由表中数据可得，小灯泡的额定功率是　　瓦；

（4）小科根据表中数据，计算了各次实验的灯丝电阻，分析后认为，闭合开关前灯丝的阻值小于5欧姆，小科的理由是　　。

相关资料表明，大部分重大交通事故是因为汽车超载超速造成的。兴趣小组决定对超载超速问题进行一次模拟探究，经讨论后认为，可以用小球作为理想模型，代替汽车作为研究对象，如图，将小球从高度为 $h$的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块向前移动一段距离 $s$后停下。完成甲、乙、丙三次实验，其中 $h_1=h_3>h_2$， $m_A=m_B<m_C$

（1）把小球放在同一高度由静止开始沿斜面滚下是为了控制　　相同。

（2）实验中超载超速带来的危害程度用　　表示；

（3）研究超载带来的危害时，选择甲、乙、丙三次实验中的　　进行比较；

（4）为比较超载超速带来的危害程度，兴趣小组利用上述器材进行定量研究。得到数据如下表：

小球	质量 $/$克	高度 $/$厘米	木块滑动距离 $/$厘米
$A$	10	5	10
$B$	20	5	18
$C$	30	5	29
$D$	10	10	38
$E$	10	15	86

请根据上表数据分析，货车超载 $20\%$与超速 $20\%$两者相比，潜在危害较大的是　　。

在探究小灯泡的电功率与哪些因素有关的实验中，小组同学猜想：小灯泡的电功率可能与电压、电流有关，于是他们设计了如下所示的三个电路图。

（1）你认为图　　电路可以研究小灯泡的电功率与电压的关系，理由是　　。

（2）小组同学经过分析讨论，选择正确的电路进行实验，得出了小灯泡的电功率与电压关系的正确实验结论。支持该结论的实验现象是　　。

某科学兴趣小组在探究影响导体电阻大小及灯泡亮暗的因素时。做了如甲图所示的实验：将鳄鱼夹从较长的镍铬合金丝的 $A$ 端逐渐滑向 $B$ 端时，发现电流表示数逐渐增大，同灯泡逐渐变亮。

（1）通过实验可得出结论：导体的电阻大小与 　　有关；灯泡的亮暗与通过灯泡的电流大小有关。

（2）小明认为决定灯泡亮暗的因素只是电流大小，请你设计一个实验来否定小明的观点（只需在相应的方框内画出电路图）。

实验材料：两个不同规格的灯泡 $L_1$ 和 $L_2$ ，电池组、开关 $S$ 及导线若干。

（3）接下来，小明又做了如下实验：将整条镍合金丝 $\mathit{AB}$ 接入电路，闭合开关，然后用大功率吹风机先对镍铬合金丝吹一段时间热风，再改用冷风档对镍铬合金吹冷风。在整个过程中观察电流表示数的变化情况，小明所做的这一实验基于的假设是 　　。

下表是小金探究小灯泡 $L$的电流与电压关系时所记录的实验数据。

实验序号	1	2	3	4	5	6
电压 $\left(V\right)$	0	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
电流（A）	0	0.19	0.23	0.27	0.30	0.32

（1）在如图的坐标系中画出通过小灯泡电流随它两端电压变化的图象。

（2）已知该小灯泡的额定功率为0.75瓦，现有电压为6伏的电源，若要使小灯泡正常工作，请设计电路图，并说明使小灯泡 $L$正常工作时的操作方法：

（现有器材：“ $20\Omega$， $1A$”的滑动变阻器、电压表、开关各一只，导线若干）。