初中物理能量实验题

在探究“决定电阻大小的因素”问题时，某同学作了如下的猜想：
猜想一：导体的电阻可能与导体的长度有关；
猜想二：导体的电阻可能与导体的材料有关；
猜想三：导体的电阻可能与导体的横截面积有关；
为了便于研究多因素的问题，我们通常采用          法，即每次挑选两根合适的导线，测出通过它们的电流，然后进行比较。现有下表中的导线：

导线代号	A	B	C	D	E	F	G
长度（m）	1.0	0.5	1.5	1.0	1.2	1.5	0.5
横截面积(mm^2)	3.0	0.6	1.8	0.6	1.8	1.8	1.8
材料	锰铜	钨	镍鉻丝	锰铜	钨	锰铜	镍鉻丝

（1）为了研究电阻与导体长度有关，应选用的两根导线是      ；
（2）为了研究电阻与导体材料有关，应选用的两根导线是      ；
（3）为了研究电阻与导体横截面积有关，应选用的两根导线是       （填代号）。

在 “探究动滑轮的机械效率”时，某小组利用自重不同的两个动滑轮进行了如图所示的三次测量，数据记录如下：

实验 序号	钩码 重/N	动滑轮 重/N	拉力/N	钩码上升的高度/m	测力计移动 的距离/m	有用功/J	总功 /J	机械效率 /%
①	4	0.5	2.3	0.2	0.4	0.8	0.92	87.0
②	4	0.9	2.5	0.2	0.4	0.8	1.0	80.0
③	6	0.5	3.3	0.2	0.4

 
（1）补上表格中第3次的数据．
（2）通过比较序号_________两次实验数据，可知动滑轮的机械效率与动滑轮的自重________（有关/无关）．
（3）小明认为“同一个机械，它的机械效率是一个定值”，通过比较序号____________两次实验数据，可知他的观点是_________的（正确/错误）．

图所示为小华同学做“用电流表测电流”实验的电路，其中的电流表尚未连接好，请用笔线代替导线在图中连接，使灯L₁和灯L₂并联，电流表测量灯L₂的电流。 （1） （用2B铅笔在答题纸的相应位置连线）为研究并联电路中的电流关系，他还应继续测量 （2） 和 （3） 的电流，然后归纳得出结论。
 

如图所示电路中有两个小灯，请在图中圆圈内，分别填入电灯、电流表或电压表的符号，要求开关闭合时两灯均能发光，且两电表的示数均不为零．

小英同学在做测定“小灯泡电功率”的实验中，所用电源由3节干电池串联提供，已知小灯泡额定电压为2.5V，电阻约为10Ω.
 
甲                            乙                 丙
（1）连接电路时开关应_________________.
（2）请你用笔画线代替导线，帮小英同学将图甲中的实物电路连接完整。
（3）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应位于______(选填“C”或”D”)端。
（4）闭合开关，移动滑片P到某一点，电压表示数（如图乙）为________V，此时灯泡消耗的实际功率__________额定功率（选填“大于”、“小于“、或”等于“）。
（5）闭合电路的开关后，电路中可能出现一些不正常现象：
①小灯泡较暗，滑动变阻器滑片移动时不能改变小灯泡的亮暗程度，可能在连接电路时把滑动变阻器的___________(填“AB”或”CD”)两端点连入了电路中；
②小灯泡不亮，电流表示数不为零，电压表示数为零，可能小灯泡处_______(填“短路”或“断路”)。
③移动滑片，发现小灯泡始终不亮，且电压表有示数，电流表无示数，则故障的原因可能是_______________________________________(。写出一种即可)
（6）小英继续移动滑动变阻器的滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成I—U图像（图丙），根据图像可计算出小灯泡的额定功率是_______W。
（7）分析图像可知，随着灯泡两端电压的增大，灯丝电阻逐渐___________（选填“增大”、“减小”或“不变”），造成这一现象的原因可能是__________________
______________________________________________________。

电流做的功跟电压、电流和通电时间三个因素都有关．李明同学要通过实验探究电功跟电压的关系，他选用的器材如图所示．其中甲、乙两容器完全相同，电阻丝R1的阻值大于电阻丝R2的阻值．

（1）请你用笔画线代替导线，帮他把实验电路连接完整．
（2）他在该实验中选用两根阻值不同的电阻丝，其目的是
（3）在这个实验中，李明是通过观察比较来比较电流做功多少的．电流通过电阻丝做的功多（填R1或R2）．
（4）由这个实验可以得到的结论是：

小芳同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系，如图所示。她首先测出小车重，然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车，调节斜面倾斜角θ的大小多次测量，得到下表所示的数据：

斜面 倾斜角θ	小车重G/N	斜面高 h/m	斜面长 S/m	拉力 F/N	有用功 W有/J	总功 W总/J	机械效率η
12°	5	0.2	1	2.1		2.1	48%
30°	5	0.5	1	3.6	2.5		69%
45°	5	0.7	1	4.3	3.5	4.3

⑴ 请你替小芳在上表中的空格处填上适当的数据
⑵ 分析上表中的数据，可以得出的探究结论是：斜面倾斜角θ越小，斜面越         （填“省力”或“费力”），斜面的机械效率越      （填“大”或“小”）。

小桦按图所示的电路探究“通过导体的电流跟导体电阻的关系”。在此实验过程中，她保持电源电压不变，通过调节电阻箱先后6次改变A、B间的电阻值，测得相应的电流值如表1所示。 

（1）小桦分析表1中数据发现总结不出电流跟电阻的定量关系，你认为其原因是：                            ；
（2）小桦认真思考后发现了自己在实验过程中的错误，并采取了正确的实验操作。你认为小桦每次改变电阻后应该采取的正确操作是：                            。
（3）正确操作实验后，小桦将得到的实验数据记录在表2中，请分析表2中的数据，你能得出什么探究结论？
                                                           。
表2

电流I/A	1.20	0.60	0.40	0.30	0.24	0.20
电阻R/Ω	5	10	15	20	25	30

 

小红同学在探究并联电路的电流关系时，连接的实验电路如图所示。

⑴请你说明在开关S闭合后观察到的现象                          。
⑵请你改动图中一根导线的连接位置，闭合开关S后，使两灯都发光，且电流表都有正常示数。（在需要改动的导线上画“×”，并画出改动后的连线）
⑶电路改动后再闭合开关S，小红同学根据电流表A₁和A₂的示数可以得到的实验结论是_______。
⑷小伟同学帮助小红同学在电路中又添加了一块电流表，他们利用再次改动后的电路进行实验，得到的实验结论是：在并联电路中，干路电流等于支路电流之和，且支路电流相等。你认为他们的实验是否还有值得改进之处？如果有，应该如何改进___________。

实验桌上有如下器材：符合实验要求的电源一个、电流表和电压表各一只、滑动变阻器一个、电阻箱一个（电阻箱的符号    ）、开关一个、导线若干。要求从实验桌上选取适当器材，设计一个实验证明：“当电阻两端电压保持不变时，电阻消耗的电功率与该电阻的阻值成反比。”请画出实验电路图，写出实验步骤，并设计出实验数据记录表。
（1）实验电路图：
（2）实验步骤：
（3）实验数据记录表：

某小组同学为了研究“串、并联电路的电阻特点”，做了如下实验：他们利用两节干电池作为电源，在电路中分别接入阻值不同的R₁、R₂电阻进行实验，如图中的（a）、（b），然后分别将R₁、R₂组成并联和串联电路，如图（c）、（d）所示。请仔细观察和比较图中的装置、操作和电流表指针的偏转角度，然后归纳得出初步结论。

（a）                 （b）                  （c）                  （d） 图7

	（21）

（1）观察比较图7（c）与（a）（b）中实验情况可得：___________________________________。

（22）

（2）观察比较图7（d）与（a）（b）中实验情况可得：____________________________________。

在做“用电流表、电压表测电阻”的实验中，甲、乙两同学各自用完全相同的器材测定同一规格的电阻，且所用电源的电压保持不变。连接电路时，他们均先将变阻器的滑片置于一端，然后将变阻器与其它所需器材串联，并将电压表并联在待测电阻两端。甲同学闭合电键后，电压表的示数如图（a）所示。乙同学连接完最后一根导线后，就观察到电压表和电流表的示数如图（b）和（c）所示。


① 甲、乙两同学相互讨论后，发现了各自实验操作中的不当之处，其中乙同学的操作不当之处为           （11）           。
② 该实验所用电源的电压为 （12） 伏，滑动变阻器的最大阻值为 （13） 欧。
③ 甲同学重新且正确实验，观察到电压表、电流表的示数分别为1.7伏，0.16安，此时待测电阻的阻值为 （14） 欧（计算结果保留1位小数）。

小明利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系。已知电源电压为6V且保持不变，实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。

⑴请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整(导线不允许交叉)。
⑵实验中多次改变R的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像
①由图像可以得出结论：电压一定时，            ▲                   。
②上述实验中，小明用5Ω的电阻做完实验后，接下来的操作是　，然后将10Ω的电阻接入电路，闭合开关，移动滑片，使电压表示数为  ▲   V时，读出电流表的示数。
⑶为完成整个实验，应该选取最大阻值不小于   ▲   Ω的滑动变阻器。

小明在进行“测量小灯泡的功率”的实验时，实验台上提供的器材有：6V蓄电池、电流表(0—0.6A，0－3A)、电压表(0－3V，0－15V)、滑动变阻器(50Ω  1.5A)、额定电压为2.5V的小电灯(正常发光时的电阻约为7Ω)、开关各一个，导线若干．
(1)小明在实验中电流表应该选择______的量程，电压表应该选择_______的量程，实验中，滑动变阻器的作用是                       ；
(2)若闭合开关后，发现灯泡不发光，电流表的示数为零，电压表的示数为6V，产生此故障的原因可能是下列情况中的_______和______(填写序号)
A．小电灯短路  B．小电灯的灯丝断了  C．小电灯的灯座接触不良
D．电压表的正、负接线柱反接       E．变阻器滑片接触不良
(3)排除故障后，调节滑动变阻器测得如表中所示的三组数据，则小灯泡的额定功率为_______W

LED灯是一种新型的环保节能灯，小林为了探究LED灯与家用普通白炽灯、普通节能灯的发光效率，他用如图所示的装置进行了实验（其中R₀为光敏电阻，其电阻值与光照强度成反比）其实验步骤如下：

① 先把“220V 15W”的普通白炽灯接入灯座，通过调整，使灯泡与温度计的玻璃泡距离约为2cm，灯泡与热敏电阻的距离约为30cm。闭合开关S和S₁，通电10min，分别读出温度计和电流表的示数，并填入下表。

灯泡类型	盒内初温	盒内末温	电流表示数
白炽灯	20℃	78℃	6mA
普通节能灯	20℃	50℃	15 mA
LED灯	20℃	35℃	60 mA

 
②接着分别把规格相同的普通节能灯和LED灯接入灯座，重复上述实验。
根据小林的探究，请回答：
（1）电能转化为内能最多的灯是____________，这是通过观察_________________来比较的。
（2）电能转化为光能最多的灯是____________，这是通过观察_________________来比较的。
（3）LED灯的发光效率较______ (填“高”或“低”)。
（4）综合分析表中数据可知，15W的LED灯的发光亮度与______W的白炽灯发光亮度相当。