初中物理能量实验题

如图甲是阳阳同学设计的根据欧姆定律测电阻的实验电路。

（1）检查无误后，闭合开关。他将滑片P向左滑动时，电压表示数将　      　（选填“增大”、“减小”或“不变”）；当P滑到某一位置时，两表读数如图乙所示，由此可知电阻R＝　      　Ω．你认为这个结果可靠吗？　      　，理由是　                                                　。

（2）做完测电阻实验后，阳阳发现桌上还有一个标有额定电流I_额的小灯泡和两个开关，一个已知阻值为R₀的定值电阻，他想：能否在不用电流表的情况下测定小灯泡的额定功率呢？通过与同学讨论，他设计出了如图丙所示的电路图，并完成了小灯泡额定功率的测量。具体操作是：

①闭合开关　      　，断开开关　     　，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为　        　；

②保持滑动变阻器的滑片位置不动，断开开关　    　，闭合开关　       　，读出此时电压表示数为U；

③小灯泡的额定功率P_额＝　              　（用已知量和所测物理量符号表示结果）。

在“探究﹣物质的比热容”实验中，取两个相同的烧杯，分别装有　     　（选填“质量”或“体积”）相等的水和煤油，用规格相同的两个电热器给它们加热相同的时间，通过比较它们　                        　，得出实验结论。实验中，选用相同电热器，加热相同的时间的目的是　                                        　。

为了探究“电流与电阻的关系”，小华同学设计了如图甲所示的电路（电源电压恒为6V）

（1）小华闭合开关后，向左调节滑动变阻器滑片时，发现电压表示数　 　（填“变大”、“变小”或“不变”），她意识到电路连接有错误。请你在连接错误的导线上打“×”，并补画出一条正确的连线。

（2）小华选取的滑动变阻器R₁上标有“20Ω 1A”的字样，她选择的六个定值电阻阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω、60Ω．她首先将10Ω电阻接入电路，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示为4V，读出并记录电流表的示数，完成本次实验后，又换用其他电阻继续实验，按照她的实验思路，每次都只连入一个定值电阻，她最多可以完成　 　次实验。完成实验后，根据实验数据得到的结论是电压一定时，　                                                     　。

（3）小华完成实验后将定值电阻拆下，换成一个额定电压为3.8V的小灯泡，测其额定功率。她直接闭合开关后，发现灯泡两端电压为3V，为使小灯泡正常发光，应将变阻器滑片向　    　（填“A”或“B”）端滑动，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则灯泡的额定电流为　    　A，额定功率为　    　W．小华又测了几组小灯泡的电压值和电流值，发现通过灯泡的电流跟它两端的电压不成正比，原因是　                                                      　。

（4）小华换用一个额定电压为U_额（U_额＜6V）的灯泡，仍保留原电源和滑动变阻器R₁，又取了一个滑动变阻器R₂，设计了如图丙所示的电路，测量灯泡的额定功率，请帮她将实验步骤补充完整：

①把电压表接在a、b两点间，将滑动变阻器　     　（填“R₁”或“R₂”）的滑片调到最右端，调节另一个滑动变阻器滑片，使电压表示数为U_额；

②把电压表改接在b、c两点间，保持两滑动变阻器R₁、R₂滑片的位置不变，读出电压表的示数为U；

③灯泡额定功率表达式为P_额＝　       　。

琳琳小组在做“测量小灯泡电功率”的实验，实验前他们观察到小灯泡上标有“2.5V”字样。

（1）在电路连接完成后，闭合开关前，同组同学检查电路，发现她有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”，并在图中正确连线。

（2）正确连接电路后，闭合开关，在移动滑动变阻器滑片的过程中，发现小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无示数，其原因可能是　     　（选填符号）。

A．灯泡断路 B．灯泡短路

C．滑动变阻器断路 D．滑动变阻器短路

（3）故障排除后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片在某一位置时，电流表、电压表的示数如图乙所示，则此时通过小灯泡的电流是　    　A；小灯泡两端的电压是　 　V；若使小灯泡正常发光，则应调节滑动变阻器使电压表的示数为　     　V。

（4）实验结束，琳琳小组根据实验数据绘制了如图丙所示的图象，则小灯泡正常发光时的电阻大约是　      　Ω（保留一位小数）。

子森同学在探究“电流与电压的关系”实验中，选用器材如下：电压为4.5V的电源、滑动变阻器R_A（50Ω 1A）、滑动变阻器R_B（20Ω 1A）、电流表、电压表、开关、定值电阻、导线若干。

（1）请用笔画线代替导线，将图甲的实验电路连接完整。

（2）连接电路时，开关应断开，防止因电路　     　（填“短路”或“断路”）造成电流过大而损坏元件。开关闭合前，应将滑动变阻器滑片滑到最　    　（填“左”或“右”）端。

（3）开关闭合后，两表均无示数，故障可能是　             　（填“定值电阻”或“滑动变阻器”）断路。

（4）排除故障后，多次改变定值电阻两端的电压，测得实验数据如下表。第2次电压表的示数如图乙，则此时电压为　     　V．分析数据可知：电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成　      　。

实验次数	1	2	3	4	5
电压U/V	1.0		2.0	2.4	3.0
电流I/A	0.10		0.20	0.24	0.30

（5）实验中所用定值电阻的阻值是　      　Ω，所选的滑动变阻器是　     　（填“R_A”或“R_B”）。

（6）完成实验后，子森想测量小灯泡的额定功率，重新设计了电路（如图丙），这个小灯泡正常工作的电流为I_额．请完成实验步骤（已知电源电压为U、R₂的最大阻值为R₂）：

①闭合开关S₁，S₂接1，移动滑动变阻器R₂的滑片，使电流表示数为　     　；

②闭合开关S₁，S₂接2，保持滑动变阻器　    　的滑片位置不变，调另一个滑动变阻器的滑片，使电流表示数为　     　；再将滑动变阻器R₂的滑片调到最右端，读出电流表的示数为I；

③小灯泡的额定功率表达式为P_额＝　                  　。

在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源电压恒为6V，小灯泡的额定电压为2.5V。

（1）小明按甲电路图连接对应的电路如图乙所示。闭合开关前，小明发现他连接的电路有错误，只要改接一根导线就可以。请在这根接错的导线上打“×”，在图乙中用笔画线代替导线画出正确的连接。

（2）错误改正后，闭合开关调节滑片P至某一位置时，电压表示数2V；为测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向　   　（填“左”或“右”）移动，使电压表示数为　   　V，此时电流表示数如图丙为　     　A，则小灯泡的额定功率为　    　W。

（3）实验完成后，小明又想利用电源（电压未知）、阻值为R₀的定值电阻、电压表一个、开关三个、导线若干，测出未知定值电阻R₁的阻值。小明经过思考，设计出实验电路图（如图丁所示），实验步骤如下：（请将空白处补全）

①闭合开关S，S₁和S₂，读出电压表示数为U₁；

②　        　，读出电压表示数为U₂；

③未知定值电阻表达式R₁＝　           　。

小明在“测量滑轮组的机械效率”实验中，测得的相关实验数据如下表（装置中每个滑轮的质量均相同）

次数	物体的重力 G/N	提升的高度 h/m	拉力N/N	绳端移动的距离 s/m	机械效率η
1	2	0.1	0.9	0.3	74%
2	4	0.1	1.6	0.3	83%
3	2	0.1		0.5

（1）实验过程中，应使弹簧测力计竖直向上　    　拉动。在第3次实验中弹簧测力计的示数如图乙所示，其示数为　     　N，第3次实验中滑轮组的机械效率为　      　。

（2）比较1、2两次的实验数据可知：相同的滑轮组，　             　，滑轮组的机械效率越高。

（3）测量结束后，小明想到甲图中的滑轮组还有另一种安装方法，既可以省力，也可以改变力的方向，请在丙图中画出绳子绕法。

已知通过导体的电流与导体两端的电压和导体的电阻有关。小明在探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”时，实验器材有：稳压电源、电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻、开关各一个，导线若干。

（1）请用笔画线，将图中的电路补充完整。

（2）连接电路时，将滑动变阻器的滑片移到了阻值最大端，电流表选择了0～3A的量程。连接好电路后，为了确定电流表的量程选择是否合适，应进行怎样的实验操作？　                                                                　。

（3）设计出记录实验数据的表格，表格中要有必要的信息。

（4）小明通过实验操作，还确定了电压的取值范围，在该范围内，他预设了n个间距相等的电压值，为了使测得的实验数据更准确，预设的每个电压值还应满足什么条件？　                                                                 　。

（5）在该实验中，若滑动变阻器的接线柱接触不良，则闭合开关时，电流表和电压表的示数情况是　      　

（只有一个正确选项，将正确选项的字母填在横线上）

A．只有电流表有示数B．只有电压表有示数

C．电流表和电压表均有示数D．电流表和电压表均没有示数。

室内空气干燥时，可用加湿器给空气加湿，如图甲示数是某型号电热加湿器，简化电路图如图乙，部分技术参数如下表，加湿器的发热电阻（虚线框内的部分）浸没在水中，水箱中的水沸腾后，即可喷出蒸汽，增加空气湿度，移动R的滑片P可调节气雾量大小。

额定电压	200V
最大气雾功率	100W
最小气雾功率	22W
水箱容积	30L
适用面积	20﹣40m^2

（1）当R的滑片P在最左端时，加湿器以最大气雾功率正常工作，求R₀的电阻值。

（2）当R的滑片P在最右端时，加湿器以最小气雾功率正常工作，求R的最大阻值。

（3）已知水箱内加入初温为15℃，质量为0.1kg的纯净水，加湿器正常工作了7分钟，水刚好沸腾产生蒸汽，求此过程中加湿器的功率[水的比热容为c＝4.2×10³J（kg•℃），环境为标准大气压，不计热量损失]

小东在做“测量小灯泡的功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V。

（1）根据电路图甲，用笔画线代替导线将图乙中的实物电路图连接完整。

（2）正确连接电路后，闭合开关前，图乙中滑动变阻器的滑片应位于最　   　（填“左”或“右”）端。闭合开关后，发现小灯泡不亮，电压表示数为零，电流表示数不为零，她提出了如下猜想：①小灯泡短路；②电压表断路；③电流表断路，则猜想　    　（填一种可能）可能正确的。

（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片到某一位置，电压表示数如图丙，读数是　    　V，此时应将滑片向　    　（填“左”或“右”）端移到合适位置，读出电压表，电流表示数，即可算出小灯泡额定功率。

（4）小东将滑片移动到不同位置，逐一读出两表示数后画出小灯泡U﹣I图象如图丁，发现小灯泡电阻是变化的，影响其变化的主要因素是　   　。

利用电压恒为6V的电源、标有“20Ω 1A”字样的滑动变阻器R_P，完成下列电学实验：

（1）探究电流与电阻的关系。

①实验电路图如图甲所示，图乙是它的实物连接图。其中有一条导线连接有误，若闭合开关S，电压表的指针将　     　（填“向左”、“向右”或“不会”）偏转，请将连接错误的导线画“×”，并用笔画线代替导线画出正确连线；

②改正错误后进行实验，先将滑动变阻器的滑片移到最　   　端（填“左”或“右），再分别将10Ω、20Ω、40Ω的电阻接在图甲的A、B间，正确完成三次实验后，电流表指针的位置分别如图丙中a、b、c所示，可知实验中，A、B间控制不变的电压为　    　V，可得结论：当　       　一定时，通过导体的电流与导体的电阻成　         　；

③为了使实验结论更具有普遍性，又将50Ω的电阻接在A、B间，闭合开关S，发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片，都不能使电压表的示数与上次实验相同，为了能够完成实验，应该换用最大阻值至少为　      　Ω的滑动变阻器。

（2）利用图丁所示电路测量未知电阻R₀的阻值，所用电源电压仍为6V。

①闭合开关S，断开开关S₁、S₂，将滑动变阻器的滑片移至最左端，电流表的示数为0.2A；

②则可以计算出R₀的阻值为　      　Ω。

（3）利用图丁所示的电路测量额定电流为I_额的小灯泡额定功率。（R₀为已知量）

①将图丁中的开关　     　（填“S₁”或“S₂”）和电流表互换位置，并将开关S和该开关闭合，另一个开关断开调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为　    　，小灯泡正常发光；

②保持滑动变阻器滑片的位置不变，断开与电流表互换位置的开关，闭合开关S和另一个开关，读出电流表的示数为I；

③小灯泡额定功率的表达式：P_额＝　         　。（用符号或数值表示均可）

同学们在“探究电流与电阻关系”的实验中，所用器材有三节新的干电池，5Ω、10Ω、15Ω的电阻各一个，滑动变阻器R滑、电流表、电压表各一个，开关和导线若干。请完成下列实验：

（1）连接电路时，开关应处于　      　（填“断开”或“闭合”）状态。

（2）同组的同学连成如图甲所示的电路，刚要闭合开关，发现实物连接有一处错误，请只改动一根导线，使电路连接正确（在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法）。

（3）改正错误连接后，闭合开关前，滑动变阻器滑片应调至最　    　（填“左”或“右”）端。移动滑片P观察并记录两表的示数，请你在虚线框中设计出记录数据的表格。

（4）同组的小聪同学提出用额定电压U₀＝2.5V的小灯泡L替换定值电阻，想测量灯泡L的额定功率，可是不慎将电流表掉落地上摔坏了，老师又给他提供一个最大阻值为R₀的滑动变阻器，他设计了如图乙所示电路，同样完成了实验。请你将下列实验过程补充完整：

①闭合开关，先调节滑动变阻器　      　（填“R_滑”或“R₀”）的滑片到最　     　（填“左”或“右”）端，再调节另一个滑动变阻器的滑片，直到电压表的示数为　     　V时为止；

②然后　                                        　，读出此时电压表的示数为U₁；

③小灯泡的额定功率表达式P＝　             　（用字母表示）。

小明做测“小灯泡电功率”实验时，所用器材有电压为6V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。

（1）如图甲所示是小明没有连接完整实物电路，请你用笔画线代替导线，帮小明将实物电路连接完整；

（2）小明连好电路闭合开关后，发现小灯泡发光较暗，无论如何移动滑动变阻器滑片P，小灯泡亮度都不变，则原因可能是　                                      　。

（3）小明调整电路后闭合开关，移动滑片P到某处。电压表的示数为2.2V，要测得小灯泡的额定功率。应将滑片P向　   　（选填“左”或“右”）端滑动。

（4）小明通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成了如图乙所示的U﹣I图象，根据图象提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是　    　W。

（5）实验结束后，小明仅将小灯泡换成定值电阻，来探究电流与电阻的关系，小明想要完成四组实验，准备好的定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。

①将电路连接正确后，闭合开关，移动变阻器的滑片P，使定值电阻两端的电压为2V，此时电流表的示数如图丙所示，为　    　A，则定值电阻的阻值为　    　Ω。

②断开开关，将定值电阻换成阻值为10Ω的电阻，其余不动，闭合开关，电压表示数

将　    　（选填“变大”或“变小”）；为完成此四组实验，滑动变阻器的最大电阻应不小于　     　Ω。

小爽做“探究电流与电阻的关系”的实验，连接的电路如图甲所示，电源电压恒为3V，可用的定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、和30Ω。

（1）请你用笔画线代替导线，把图甲所示的实验电路补充完整，并且使滑动变阻器连入电路的阻值最大。

（2）他将5Ω的定值电阻接入电路后，闭合开关，发现电流表无示数而电压表有示数，则电路中的故障可能是电阻　   　（选填“短路”或“断路”）；排除故障后闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，达到实验要求时，电流表示数如图乙所示，电流为　    　A。

（3）将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻后，闭合开关，应将滑动变阻器的滑片

向　    　（选填“左”或“右”）端移动，直到电压表的示数为　    　V为止，记录电流表的示数。

（4）为了获得普遍规律，他想利用上述五个电阻分别单独接入电路，进行五次实验，则他选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于　     　Ω。

（5）完成上述实验后，小爽又设计了如图丙所示的电路，来测量一个小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电压为U_额，电源电压为U，滑动变阻器A的最大阻值为R₀，请完成实验步骤并写出表达式：

①闭合开关S、S₁，断开S₂，移动滑动变阻器A的滑片，使电压表的示数为　    　，此时小灯泡正常发光；

②闭合开关S、S₂，断开S₁，保持滑动变阻器A的滑片位置不变，　             　，使电压表的示数为U_额，此时灯泡正常发光时的电阻就等于滑动变阻器　    　（选填“A”或“B”）接入电路的电阻；再保持滑动变阻器B的滑片位置不变，将滑动变阻器A的滑片移动到　      　（选填“左”或“右”）端，读出电压表的示数为U'；

③小灯泡的额定功率表达式为P_额＝　        　。

小明家新买了一台多功能LED台灯，其结构如图甲所示。S₁是控制LED灯的开关，USB接口可以给手机充电。小明发现即使S₁断开，USB接口也能正常使用。安全开关S₂位于台灯底部的前端，当台灯倾斜，S₂离开桌面时，它会自动断开，切断台灯的电源。

（1）根据以上信息，请用笔画线代替导线，将图乙中的电路元件接入电路。

（2）晓明对开关S₂很感兴趣，并开始研究其功能。它将台灯点亮，并保持支架和灯头的夹角不变，试着向后调整支架的位置，当达到图丙所示的位置时，台灯虽未倾倒但底座前端刚好翘起，此时S₂断开，台灯熄火。如果把台灯看做是杠杆，此时恰好平衡，则动力臂　      　（填“大于”、“等于”或“小于”）阻力臂。

接下来，小明向固定在底座上的笔筒中放入一支铅笔，这时台灯底座重新落回桌面，S₂闭合，台灯亮起。当他再从笔筒中取出这只笔时，台灯底座前端翘起，再次熄灭。

（3）小明设想：如果利用安全开关S₂，制作一个在手机充电时可以自动断电的控制装置，这样就可以避免因夜间手机充电时间过长而带来的安全隐患。

经过思考小明只借助了湿巾和少量的水，结合学过的蒸发知识便设计出了一个简易的装置。以下是小明给的设计方案，请将其补充完整。

①抽取一张湿巾放进空笔筒中，并把手机数据线插入台灯底座的USB接口，手机开始充电。

②慢慢向后调节支架，同时观察手机充电的情况，直至手机刚好　               　。

③保持支架和灯头的位置不变，　                                       　，使开关S₂闭合。

④一段时间后，台灯底座前端自动翘起，开关S₂切断电路。在不改变支架和灯头位置的前提下，若要缩短充电时间，可采用的方法是　                               　。