初中物理能量实验题

在探究“电流与电阻关系”的实验中，实验器材：两节新干电池，3个定值电阻 $(R_1=5\Omega$、 $R_2=10\Omega$、 $R_3=20\Omega )$，规格为“ $15\Omega 1A$”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一个，导线若干。实验步骤如下：

（1）连接电路时，开关应处于　      　（填“闭合”或“断开”）状态。

（2）小明连接了图甲所示的部分电路，请用笔画线代替导线，将实物电路连接完整，要求滑片向左移动时电流变小。

（3）连好电路后，按下列步骤进行实验。

①将 $R_1$接入电路，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为 $1.5V$，记下电流表的示数 $I_1$。

②用 $R_2$替换 $R_1$接入电路闭合开关后，接下来的操作是　    　，记下电流表的示数 $I_2$。

③用 $R_3$替换 $R_2$接入电路，发现无论怎样移动滑片，电压表的示数始终大于 $1.5V$，请写出一种使电压表示数能达到 $1.5V$的办法：　      　。

④问题解决后，小明绘制如图乙所示的 $I-R$图象，得出结论：电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成　      　比。

（4）探究完电流与电阻的关系后，小明利用如图丙所示的电路图测小灯泡的额定功率，选取的小灯泡上标有“ $0.3A$”字样，估计它的额定功率为 $1.5W$，电流表的“ $0~0.6A$”和“ $0~3A$”量程完好，电压表的“ $0~3V$”量程完好，“ $0~15V$”量程已损坏，滑动变阻器的铭牌标有“ $50\Omega 1A$”字样。连接电路时，小明实验操作正确，闭合开关时，电流表和电压表的示数分别为 $0.2A$和 $2V$；接着他边思考边实验，改进电路后，当将滑动变阻器的滑片 $P$移至中点（连入电路中的电阻为 $25\Omega$）时，灯泡正常发光。小明根据测量的数据算出了灯泡的额定功率。

根据以上的叙述回答下列问题。

①该同学判断小灯泡正常发光的依据是　      　。

②请在虚线框内画出小明改进后的电路图。

③小灯泡的额定功率是　      　 $W$。

小明同学用如图所示电路测量小灯泡的电功率，实验中电源电压保持不变，小灯泡的额定电压是 $2.5V$ 。

（1）请用笔画线代替导线，将图1中的实物电路连接完整，要求滑动变阻器滑片向右滑时电流表示数变大。

（2）连接电路时，开关应 　 　。

（3）正确连接好电路，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数。经检查，电压表完好，则故障可能是小灯泡 　　。

（4）排除故障后，在实验中，小明观察到电压表的示数如图2甲所示，此时小灯泡的电压是 　　 $V$ ；为了测出小灯泡的额定功率，小明应向 　　调节滑动变阻器的滑片。

（5）当电压表示数为 $2.5V$ 时。电流表的示数如图2乙所示，则小灯泡的额定功率是 　　 $W$ 。

小明同学用如图所示电路测量小灯泡的电功率，实验中电源电压保持不变，小灯泡的额定电压是 $2.5V$。

（1）请用笔画线代替导线，将图1中的实物电路连接完整，要求滑动变阻器滑片向右滑时电流表示数变大。

（2）连接电路时，开关应　　。

（3）正确连接好电路，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数。经检查，电压表完好，则故障可能是小灯泡　　。

（4）排除故障后，在实验中，小明观察到电压表的示数如图2甲所示，此时小灯泡的电压是　　 $V$；为了测出小灯泡的额定功率，小明应向　　调节滑动变阻器的滑片。

（5）当电压表示数为 $2.5V$时。电流表的示数如图2乙所示，则小灯泡的额定功率是　　 $W$。

“测量小灯泡的额定功率”实验中，器材有电源、滑动变阻器、两个电流表、小灯泡 $(U_{额}$为 $3.8V)$、定值电阻 $R_0$（阻值为 $10\Omega )$、开关及若干导线。

（1）根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙中未画出的两条导线补充完整。

（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片 $P$应置于　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$端。

（3）正确连接电路后闭合开关，发现灯不亮，两电流表有示数且相同，故障可能是　　或　　。

（4）排除故障后，为了测量小灯泡的额定功率，移动滑动变阻器的滑片，直到电流表 $A_2$示数为　　 $A$时，小灯泡正常发光，电流表 $A_1$的示数如图丙，该示数为　　 $A$，则小灯泡的额定功率为　　 $W$。

用钢球、木块和带有斜槽的长木板。探究物体的动能跟哪些因素有关。

（1）如图甲，让钢球从斜槽上的某一高度由　　开始运动，撞击水平面上的木块。钢球撞击木块时具有的动能大小可通过木块移动的距离来反映。

（2）如图乙，将钢球置于斜槽上更高的位置重复上述实验。实验表明，钢球质量一定时，从斜槽越高的位置开始运动，撞击木块的速度越大钢球的动能越　　。

（3）探究动能跟质量的关系时，应选择让质量　　的钢球从斜槽高度　　的位置开始运动。（选填“相同”或“不同” $)$

学习电学知识后，小明做了一系列相关实验来巩固学习成果。

（1）"探究并联电路的电流规律"的实验。

①连接如图甲所示电路时，还剩一根导线没连接，请你用笔画线代替导线，将电路实物图补充完整，要求电流表测L ₁的电流；

②小明分别测量图乙中A、B、C三点的电流，数据如下：

	A点电流I A/A	B点电流I B/A	C点电流I C/A
灯泡L 1、L 2并联	0.2	0.3

图丙是电流表在C点时的示数，则I _C为 　 　A；

③接下来他选用规格 　 　（选填"相同"或"不同"）的小灯泡，再次测量各点电流，这样操作的目的是 　     　。

（2）"测小灯泡额定功率"的实验

小明想测量额定电压为U _额的小灯泡的额定功率，却发现电流表损坏了，他又找来一个滑动变阻器R ₁（最大阻值为R ₁），设计了如图丁所示的电路，连接电路进行实验。

①小明移动滑片P ₀到b ₀端，闭合开关S，接下来操作步骤的合理顺序是 　 　（用字母表示）。

A．移动滑片P到a端；

B．保持滑片P ₀位置不动；

C．调节滑片P ₀使电压表的示数为U _额；

D．移动滑片P到b端，记录此时电压表的示数为U；

②小灯泡的额定功率P _额＝ 　 　（请用题中符号U _额、U、R ₁表示）。

小明设计的电路图如图1，小灯泡 $L_1$ 、 $L_2$ 的额定电压分别为 $2.5V$ 、 $1.5V$ 。

（1）根据电路图，用笔画线表示导线，把图2中的实物连接起来。

（2）电路正确连接后，闭合开关，两灯发光，如图3电压表 $V_1$ 的示数为 　　， $V_2$ 的示数为 $2.8V$ ， $L_2$ 是否正常发光？ 　　。

（3）小明将 $L_1$ 换成额定电压为 $2.5V$ 的 $\mathit{LED}$ ，闭合开关后发现 $\mathit{LED}$ 亮，而 $L_2$ 不亮。

①小明认为此时 $L_2$ 烧断，他判断是否正确？

　 　，依据是 　　。

②小芳认为 $L_2$ 两端电压不够，将图2中的电池增至三节。闭合开关，两灯不亮，此时 $V_1$ 、 $V_2$ 的示数均为 $4.4V$ ，这可能是 　　烧断（选填" $\mathit{LED}$ "" $L_2$ " $)$ 。

做"探究电流与电阻的关系"实验时，可供选择的器材有：电压为 $6V$ 的电源，电流表 $(0-0.6A)$ ，电压表 $(0-3V)$ ，开关，阻值分别为 $5\Omega$ 、 $10\Omega$ 、 $15\Omega$ 和 $20\Omega$ 的定值电阻各1个，最大阻值分别为 $10\Omega$ 和 $50\Omega$ 的滑动变阻器各1个，导线若干。

（1）如题图所示的实验电路中，正确的是 　 　，应选用最大阻值为 　　 $\Omega$ 的滑动变阻器。

（2）若按图乙所示电路图连接好电路后，闭合开关，可观察到电流表的指针 　　（选填"向右""反向"或"几乎不" $)$ 偏转。

（3）按正确电路图连接电路，闭合开关，电流表和电压表均有示数，但移动滑动变阻器的滑片时，两表的示数均保持不变，经判断是接线有误，错误可能是 　　。

（4）纠正错误后，依次更换定值电阻，并控制定值电阻两端电压为 $2.5V$ 进行实验。请将记录实验数据的表格补充完整。

① $U=$ 　　。

实验序号	1	2	3	4
②	20	15	10	5
③	$$	$$	$$	$$

（1）如图1所示，图甲中木块的长度为 　 　 $\mathit{cm}$ ；天平平衡时，放在天平右盘中的砝码和游码的位置如图乙所示，所测物体的质量为 　　 $g$ 。

（2）如图2所示为实验室常用的弹簧测力计，使用前要检查指针、弹簧与外壳之间是否 　　，指针是否 　　。

（3）如题3图所示，图甲中电压表的分度值为 　　 $V$ ，读数为 　　 $V$ ；若使用前出现如图乙所示的情况，则原因是 　　。

小明在实验室探究电学实验，有如下器材：电压表、电流表、滑动变阻器、开关、电源（电压恒为4.5V）、定值电阻R（分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω）、小灯泡（额定电压为2.5V）、导线若干。

（1）在探究“电流与电阻的关系”实验中：

①小明设计了如图甲所示电路，请你帮他将图乙所示的实物图连接完整。

②闭合开关前，要将滑动变阻器滑片移至　     　（选填“A”或“B“）端；电路中滑动变阻器起到保护电路和　                         　的作用。

③闭合开关，发现无论如何移动滑动变阻器的滑片，电流表有示数，电压表示数为零，此时电路出现的故障可能是　                           　。

④小明排除故障后继续实验，先将5Ω的电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5V，记下电流表示数；断开开关，把5欧电阻换为10欧的电阻，再闭合开关，应向　     　（选填“A”或“B“）端移动滑动变阻器的滑片，才能使电压表示数仍为2.5V，同时再记下电流表的示数。

⑤为确保所给的5个定值电阻接入电路后都能正常进行实验，那么，应该选取最大阻值不小于　     　Ω的滑动变阻器。

（2）完成以上实验后，小明将定值电阻换成小灯泡，想要测量它的额定电功率。在不损坏小灯泡的情况下，移动滑动变阻器的滑片，记录多组小灯泡两端的电压值及对应的电流值，根据这些数据绘制出了小灯泡的“I﹣﹣U”关系图象（如图丙所示）。分析图象可知，小灯泡正常工作时灯丝电阻为　     　Ω，小灯泡的额定功率是　      　W．从图象还可以看出，小灯泡灯丝的电阻是　    　（选填“变化或“不变”）的，造成这一现象的原因是灯丝电阻随　    　升高而增大。

小伟在做探究“电流与电阻的关系”实验时，准备了以下器材：电源（4.5V），定值电阻四个（5Ω、10Ω、20Ω、25Ω），电流表、电压表、滑动变阻器“20Ω1A”和开关各一个、导线若干。

（1）小伟连接的电路如图甲所示，闭合开关后，发现　    　（填“电流表”或“电压表”）无示数，经仔细检查后发现电路中有一根导线连接错误，请在图中错误的那根导线上画“×”，并画出正确的连线。

（2）解决问题后，小伟先将5Ω的定值电阻接入电路。调节滑动变阻器的滑片在某位置时，电流表的示数如图乙所示；将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，他应将滑动变阻器的滑片P向　   　（填左”或“右”）端移动，使电压表的示数保持　    　V不变，再次读取电流表的示数。

（3）把20Ω的电阻接入电路时，小伟发现无论怎样调节滑动变阻器都不能完成实验。为了使四个电阻单独接入电路都能完成实验，他应控制电压表的示数不低于　    　V．由实验得出的结论是：当电压一定时，　                 　。

（4）小伟将定值电阻换成小灯泡L₁，测出了几组电流值和电压值。并绘制了L₁的U﹣I图象如图丙所示，该图象不是直线的原因是　                                  　。

（5）同组的小同学还想测量额定电流为I_额的小灯泡L₂的额定功率，利用小伟用过的小灯泡L₁和绘制的图象，设计了如图丁所示的电路（电源电压为U），测出了小灯泡L₂的额定功率。请将她的实验步骤补充完整：

①闭合开关S．将开关S₀接1、调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为　    　，此时L₂正常发光。

②将开关S₀由1改接到2，滑动变阻器的滑片P           　（填“移到最左端”“移到最右端”或“保持不动”）此时电流表的示数为I₁，根据L₁的U﹣I图象可知，当电流为I₁时，对应的电压为U₁；，则滑动变阻器接入电路的阻值R＝　            。

③小灯泡L₂的额定功率P_额＝　                  　（用U、I_额、R表示）

在探究“冰熔化时温度的变化规律”的实验中。

（1）将适量碎冰放入试管中，利用水给冰加热，目的是　                 　。

（2）某时刻观察到温度计的示数如图甲所示，为　      　℃。

（3）图乙是根据所测数据绘制成的图像。由图像可知，冰的熔化特点是：持续吸热、　        　；AB和CD两段图像的倾斜程度不同，原因是　                　。

（4）若不计热量损失，物质在AB和BC两段吸收的热量分别为Q₁和Q₂，则Q₁：Q₂＝　       　。

在探究电流与电阻关系的实验中，使用的电源为两节新干电池。

（1）如图所示，甲图为实验电路，请在接错的一根导线上打“X”，再用笔画线代替导线将电路改正（导线不允许交叉）；

（2）电路改正后，进行了三次实验，在第二次实验中电流示数如乙图所示，请将电流表示数填入表格空白处；

实验序号	电阻R/Ω	电流I/A
1	5	0.40
2	10
3	20	0.10

（3）通过上表中的数据，可以得出结论：导体两端电压一定时，　                                                                   　；

（4）根据上表数据及相关已知条件计算，三次实验中，滑动变阻器连入电路的最大阻值为　           　Ω．

如图所示，在测量小灯泡电功率的实验中，已知小灯泡的额定电压为2.5V，电源为两节新干电池。

（1）实验原理　        　；

（2）正确连接电路并测量，得到如下数据：

实验序号	1	2	3	4	5
电压U/V	0.5	1.3	2.1	2.5	2.9
电流I/A	0.16	0.22	0.26	0.28	0.30
发光情况	不发光	较暗	较亮	正常发光	强烈发光

在第1组数据中，电压表和电流表虽然都有示数，却观察到灯泡不发光，主要原因是：　                　；由表格中的数据，计算出小灯泡的额定电功率P_额＝　 　W；

（3）下表是实验过程中出现的不正常现象及检测结果，请分析导致该现象的可能原因，从下列选项中选择一个原因，并将前面的字母填入表格。

A．小灯泡灯丝断了

B．滑动变阻器断路

C．滑动变阻器下面两个接线柱接入电路

现象	检测	原因
灯泡不亮，两表的示数均较小	移动滑片，灯泡仍不亮，两表的示数均不变	①
灯泡不亮，电压表的示数接近电源电压，电流表几乎无示数	取下灯泡，两表的示数均不变	②

在“测定小灯泡电功率”的实验中，小灯泡额定电压为2.5V。

（1）图甲中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”，并在图中改正（导线不许交叉）。

（2）正确连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮。两电表无示数。为判断故障、将电压表与滑动变阻器并联，电压表有示数，则电路发生故障的原因是　                        　。

（3）排除故障后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P到某一点，电压表示数如图乙所示为　       　V。

（4）根据实验记录绘制Ⅰ﹣U图象如图丙所示，根据图象信息，计算小灯泡的额定功率是　       　W。

（5）完成上述实验后，小敏设计了如图丁所示的电路，测出了额定电流为I_额的小灯泡的额定功率。实验方案如下：（电源电压不变，滑动变阻器R₁的最大阻值为R₁）

①按电路图连接电路。

②闭合开关　       　，移动R₁滑片，使电流表的示数为I_额灯泡正常发光。

③闭合开关　       　，保持R₁滑片位置不动，移动R₂滑片，使电流表的示数为I_额。

④保持　        　滑片位置不动，将另一个滑动变阻器滑片移到最左端，电流表的示数为I₁，再将此滑动变阻器的滑片移到最右端，电流表的示数为I₂。

⑤小灯泡额定功率的表达式为P_额＝　          　。（用I_额、I₁、I₂、R₁表示）