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“探究电流与电阻的关系”的实验中，小宇设计了如图甲所示的电路图，用阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻进行探究，滑动变阻器有A（5Ω 1A）和B（10Ω 1A）两种规格可供选择。

（1）请在图乙所示的实物图中用笔画线代替导线，将电路连接完整（导线不能交叉）；

（2）连接电路过程中，开关应该是　 　的，滑动变阻器的滑片应调到最　    　（选填“左”或“右”）端；

实验次数	1	2	3
电阻R/Ω	5	10	15
电流I/A	0.36	0.18	0.12

（3）探究得到的实验数据如表所示：分析表中数据：可以得到的结论是：　                                                                    　；

（4）根据他的探究过程，可以判断它选择的滑动变阻器是　     　（选填“A”或“B”）

（5）当用5Ω、10Ω的电阻探究时，保持电压表示数均为1.8V，滑动变阻器连入阻值分别为R₁、R₂，则R₁　    　R₂（选填“＞”、“＝”或“＜”）；

（6）这个电路图还可以完成的实验有：　                       　（说出一个即可）

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＝　       　。

小谢同学利用三个定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω）、规格为“10Ω 1A”的滑动变阻器、电源、电压表、电流表、导线和开关等器材，进行了“探究电流与电阻关系”的实验。

（1）如图甲是小谢连接的实验电路，检查发现电路中有一根导线连接错误，请在图中连接错误的那根导线上打“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确；

（2）改正后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现电流表无示数，电压表示数接近于电源电压，若电路只有一处故障，其故障是　        　；

（3）排除故障后，把5Ω的电阻接入电路，闭合开关，调节滑片到适当位置，电流表示数如图乙所示，其示数为　      　A

（4）滑片位置不动，把5Ω的电阻换成10Ω的电阻，闭合开关，应向　    　（填“左”或“右”）调节滑片，使电压表的示数保持　   　V不变，读取电流表的示数为0.2A。

（5）使三个电阻单独接入电路都能完成实验，选取电源电压最大值不能超过　   　V．三次实验后，可得结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成　     　

（6）另一小组的小滕同学在只有一只电压表的情况下，连接了如图丙所示的电路，测出了额定电压为U_额的小灯泡正常发光时的电阻。（已知滑动变阻器R₂的最大阻值为R₀，U_额小于电源电压）

①闭合开关S、S₁，断开S₂，将R₁的滑片滑到最右端，R₂的滑片滑到最　    　（填“上”或“下”）端，读出此时电压表的示数U，即为电源电压

②闭合开关S、S₂，断开S₁，将R₁的滑片滑到最右端，调节R₂的滑片，使电压表的示数为　      　，此时小灯泡正常发光。

③同时闭合三个开关，保持R₂的滑片不动，然后调节R₁的滑片，使电压表的示数为　          　。保持R₁的滑片不动，将R₂的滑片滑到最上端，读出此时电压表的示数为U₁；

④小灯泡正常发光时的电阻R_L＝　         　（用字母表示）

小明做了“伏安法测电阻”的实验。实验电路如图甲所示，电源电压6V不变，测量的数据如表1所示。

实验次数	1	2	3	4	5	6
电压表示数（V）	1	2	3	4	5	6
电流表示数（A）	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6

（1）为了保护电路，开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片滑至　      　（填“A”或“B”）端。

（2）有三个滑动变阻器，它们的规格如下：R₁（10Ω 1A）、R₂（50Ω 1A）和R₃（100Ω 0.5A），实验应选用　       　（填“R₁“、“R₂”或“R₃”）。

（3）实验中需要移动滑动变阻器的滑片进行多次测量，其目的是　                                                    　。

（4）由表1知，所测电阻的阻值为　       　Ω。

（5）小明想利用该装置测额定电压为2.5V的小灯泡的功率，他用小灯泡替换了定值电阻，正确连接电路：

①闭合开关，发现电流表、电压表的示数都很小，小灯泡不亮，其原因是滑动变阻器连入电路中的　     　很大，小灯泡的　       　很小。

②移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为　     　W。

③小明进行了多次实验，观察现象并记录数据如表2所示，发现在不同电压下，小灯泡的亮度　              　（填“有明显变化”或“无明显变化”）。

实验次数	1	2	3
电压表示数（V）	1	2.2	3
电流表示数（A）	0.2	0.27	0.32

④通过实验小明还发现灯丝电阻是变化的、其原因可能是灯丝的电阻受　     　影响。

体育课上，小明在同一位置用相同的力多次将足球踢出，发现足球斜向上飞出的角度越大，球运动得越高，但并不能运动得越远。小明查阅资料后知道：足球所做的运动叫做斜抛运动，其运动轨迹如图所示。足球起始运动方向与水平方向的夹角叫做推射角，抛出点到落地点的水平距离叫做射程，射程与抛出速度和抛射角的大小有关。若物体的动能大小 $E_K=\frac{1}{2}m{v}^2$ ，重力势能大小 $E_p=\mathit{mgh}$ ，不计空气阻力， $g=10N/\mathit{kg}$ ，则：

（1）若将质量为0.4kg足球从地面踢出时，具有的动能是120J，踢出后能达到的最大高度是5m，则足球在最高点时具有的动能是 　      　；

（2）若足球的射程 $x$ 与抛出速度、抛射角 $\theta$ 之间满足公式 $x=\frac{2v^2\sin \theta \cos \theta }{g}$ ，当足球以 $20m/s$ 的速度且与水平方向成 $45°$ 角被踢出，足球的射程是 　      　；

（3）足球运动的速度v可以分解成水平速度v _x和竖直速度v _y，三者可构成如图所示的矩形。足球在空中飞行时，水平速度保持不变，竖直速度先减小后增大。若足球在地面以10 m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，当足球的速度与水平方向夹角为30°角时，此时足球距地面的高度是 　      　m。（小数点后保留2位数字）

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）。

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“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）

某学习小组计划探究电流与电阻的关系，设计的电路如图甲所示。

（1）请根据甲图把乙图中的电路连接完整（要求滑动触头向右移动时，电路中电流变大）。

（2）在闭合开关进行实验前，滑动变阻器的滑动触头应位于 　　（选填" $A$ "或" $B$ " $)$ 端。

（3）为得到多组实验数据，进行实验时需要更换连入电路中的定值电阻。每次更换定值电阻后，都需要调节滑动变阻器，使电压表的示数 　　。

（4）某次实验时，闭合开关，调节滑动变阻器，发现电压表的示数始终等于电源电压，电流表示数为零，则电路中的故障是 　　。

（5）某次实验中，电流表示数如图丙所示，该电流表的示数为 　　 $A$ 。

（6）某同学分析实验数据发现在电压一定的情况下，电流与电阻成反比，于是他作出了如图丁所示的 $I-\frac{1}{R}$ 图线，则实验中该同学加在电阻两端的电压为 　　 $V$ 。

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"测量小灯泡正常发光时的电阻"实验中小亮已连接的部分电路如图甲所示，小灯泡的额定电压 。

（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中电路连接完整（要求：滑动变阻器滑片 向右移动时电阻变大）。

（2）实验中除保护电路外滑动变阻器另一个作用是 　　。闭合开关，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，造成电路故障的原因是 　　。

（3）排除故障后，当实验中小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电阻为 　　 （结果保留一位小数）。

（4）另一组的同学设计了图丙所示的实验电路，测出了小灯泡的额定功率，电源电压未知但恒定不变， 和 为滑动变阻器， 的最大阻值 ，请你将实验步骤补充完整。

①只闭合开关 、 调节 ，使电压表的示数为 ；

②只闭合开关 、 ， 　　，使电压表示数仍为 ；

③接着将 的滑片 调至最左端，记下电压表的示数 ，再 的滑片 调至最右端，记下电压表的示数 ，则小灯泡额定功率表达 　　 、 、 、 表示）。

小刚在实验室利用图甲所示的实验装置测量额定电压为 $2.5V$小灯泡的额定功率（电源电压恒定）。实验步骤如下：

（1）开关闭合前，应将滑片移到变阻器的 　　（选填“最左”或“最右” $)$端；

（2）闭合开关，移动变阻器的滑片，电流表有示数，而电压表没有示数，故障的原因可能是小灯泡 　　（选填“短路”或“断路” $)$；

（3）排除故障后，移动变阻器的滑片到某一位置时，电压表的示数为 $1V$，此时应将变阻器的滑片向 　　（选填“左”或“右” $)$滑动，直到电压表的示数为 $2.5V$时为止，此时电流表的示数如图乙所示，则电流值为 　　 $A$，小灯泡的额定功率为 　　 $W$。

（4）根据实验数据绘制的通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图像，如图丙所示，该图像不是直线的原因是 　　。实验中小灯泡随着它两端电压的增大而逐渐变亮，是因为小灯泡的亮度是由它的 　　决定的。

（5）小刚又设计了如图丁所示的电路，测出了只标有额定电流为 $0.3A$的小灯泡的额定功率。电源电压恒定，变阻器 $R_1$的最大阻值为 $10\Omega$，实验操作如下：

①闭合 $S_1$，断开 $S_2$，移动变阻器 $R_1$的滑片，使电流表的示数为 $0.3A$；

②闭合 $S_2$，断开 $S_1$，保持变阻器 $R_1$的滑片位置不动，移动变阻器 $R_2$的滑片，使电流表的示数仍为 $0.3A$；

③　　，将变阻器 $R_1$的滑片移到最左端，电流表的示数为 $0.6A$，再将变阻器 $R_1$的滑片移到最右端，电流表的示数为 $0.2A$；

④小灯泡的额定功率为 　　 $W$。

利用所学的知识，完成下面的电学试验。

（一 $)$探究电流与电压、电阻关系

（1）小霞连接了如图甲所示的部分实验电路，请用笔画线代替导线，将电源正确接入电路。

（2）连接好电路，用开关试触，发现电压表指针能转到右侧无刻度处，电流表指针几乎不动。故障原因可能是定值电阻发生　　（填“短路”或“断路）。

（3）排除故障后，正确进行实验，测得三组实验数据，如上表所示。分析表中数据，可得出结论：在电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成　　。

试验次数	1	2	3
电压 $U/V$	1.0	2.0	3.0
电流 $I/A$	0.1	0.2	0.3

（4）小霞继续用图甲电路探究电流与电阻的关系。分别接入三个不同阻值的电阻，保持电源电压 $6V$不变，调节滑动变阻器的滑片，保持电压表示数不变，记下电流表示数，绘制了如图乙所示图象并得出结论。

①实验中小霞选取的滑动变阻器是　　（填“ $60\Omega 0.5A$”“ $30\Omega 1.0A$”或“ $20\Omega 1.2A$” $)$。结合所选的滑动变阻器，把三个定值电阻分别接入电路完成实验，电阻两端控制不变的电压最大是　　 $V$。

②把 $5\Omega$和 $20\Omega$的电阻分别接入电路，控制电阻两端的电压不变，先后两次滑动变阻器的电功率之比是　　。

（二 $)$测量额定电流为 $0.5A$小灯泡 $L_1$的额定功率

小霞选用了一只电压表，一个“ $6V3W$”的小灯泡 $L_2$，设计了如图丙所示的实验电路，其中电源电压恒为 $12V$，请完成下面实验步骤：

（1）如图丙所示，图中 $a$、 $b$处虚线框内，分别为电压表或开关 $S_2$，则在 $a$框内应是　　

（2）正确选择元件并连接电路后，闭合开关 $S$、 $S_1$，断开开关 $S_2$，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为　　 $V$．此时小灯泡 $L_1$正常发光。

（3）再闭合开关 $S$、 $S_2$，断开 $S_1$，滑动变阻器滑片的位置不变，读出电压表示数如图丁所示，为　　 $V$。

（4）则小灯泡 $L_1$的额定功率为　　 $W$。

为探究导体电阻大小的影响因素，某同学利用同种合金材料制成的 $a$ 、 $b$ 、 $c$ 三条电阻丝（不考虑温度对电阻的影响）进行实验， $a$ 、 $b$ 长度相同， $b$ 、 $c$ 粗细相同，如图1所示。连接电路，分别接入电阻丝 $a$ 、 $b$ 、 $c$ ，闭合开关后电流表的三次示数如图2所示。

（1）根据示数可以得出以下结论：

①电阻大小不仅跟导体横截面积有关，还跟导体 　　有关。

② 　　电阻丝的阻值最小（选填" $a$ "" $b$ "" $c$ " $)$ 。

（2）该同学更换了电源和电流表，添加了电压表和滑动变阻器，设计了图3（甲 $)$ 所示的电路来测量电阻丝的电阻。

①图3（乙 $)$ 是根据图3（甲 $)$ 连接的实物图，请在错误的导线上打" $\times$ "并连接正确。

②闭合开关后，当滑片 $P$ 向右移动时，电压表示数 　　（选填"变大""变小""不变" $)$ ；当滑片 $P$ 移到某一位置时，电压表的示数为 $1.2V$ ，电流表的示数如图丙所示，则 $R_a=$ 　　 $\Omega$ ；接着他多次改变滑片位置测量 $a$ 电阻丝的电阻值，并求出平均值 $R_a\text{'}$ ，其目的是 　　；

③若电源电压为 $6V$ ， $R_a\text{'}=R_a$ 且保持不变，要使图3（乙 $)$ 连接方式中各电路元件安全，则滑动变阻器的最大值应不小于 　　 $\Omega$ 。