強化突破19電能實驗探究-九年級科學上冊學練測（浙教版）

強化突破19、電能實驗探究一、實驗探究題1．在”測小燈泡額定功率”的實驗中，提供的器材有：電壓恒為4.5V的電源，額定電壓為2.5V的待測小燈泡(電阻約為8Ω)，電流表(0~0.6A、0~3A)，電壓表(0~3V、0~15V)，開關和導線若干，另有標有：“30Ω2A”的滑動變阻器R1和標有”5Ω1A”的滑動變阻器R2。（1）實驗電路如圖甲所示，請選擇合適的量程，并用筆畫線代替導線在圖甲中將電路連接完整；（2）本實驗選擇的滑動變阻器是(填”R1”或”R2”)；（3）若增加一個阻值為10Ω的定值電阻R0，只利用一只電表，通過簡單操作(開關S接”a”“、”b”各一次)來測量小燈泡的額定功率，如圖乙、丙是兩種不同方案的電路圖，則下列判斷正確的是______。(填字母代號)A．兩種方案都能 B．兩種方案都不能C．乙方案能，丙方案不能 D．乙方案不能，丙方案能【答案】（1）（2）R1（3）B【解析】（1）燈泡的額定電壓為2.5V，則電壓表選擇的量程為0～3V。燈泡的電阻約為8Ω，所以小燈泡的額定電流約為：I額；

（2）電源電壓恒為4.5V，當燈泡正常發(fā)光時，

滑動變阻器兩端的電壓：UR=UUL=4.5V2.5V=2V，

根據串聯(lián)電路電壓與電阻成正比得到：UUL=RRL；

即2V2.5V=（3）圖乙中，無論開關接“a”還是接“b”都無法得知小燈泡是否正常發(fā)光，此方案不能測定小燈泡的額定電功率；

圖丙中，R0、小燈泡和滑動變阻器三者串聯(lián)，開關S接“a”時，電壓表測量定值電阻的電壓，當開關接“b”時測量燈泡和定值電阻的總電壓，不能通過調節(jié)滑動變阻器使燈泡兩端的電壓為2.5V，所以此方案不能測出小燈泡的額定功率故選B。2．（2023九上·拱墅期末）小樂設計了如圖甲所示電路和如下實驗記錄表來研究“小燈泡的亮度與電功率的關系”，電路中的電源由3節(jié)新干電池串聯(lián)而成，小燈泡的額定電壓為2.5V。實驗次數電壓U/V電流I/A電功率P/W待填123（1）實驗記錄表除了記錄電表示數和電功率外，還需要增加記錄的內容是；（2）閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，依次測得如表所示數據，由表中數據可知小燈泡的額定功率為W；（3）完成上述實驗后，小樂又設計了如圖乙所示電路，用原來的電源和電壓表測量原小燈泡的額定功率。方案如下：①調節(jié)滑動變阻器使小燈泡正常發(fā)光；②保持滑片位置不變，將電壓表改接在定值電阻R0兩端，讀出電壓表示數；③計算得到小燈泡的額定功率。現(xiàn)有阻值為5Ω、10Ω、20Ω的定值電阻，為了能測出小燈泡的額定功率，結合題中的數據分析，R0應選用Ω的定值電阻?！敬鸢浮浚?）小燈泡的亮度（2）0.65（3）5【解析】（1）實驗要探究的是燈泡的亮度與電功率的關系，表格中有記錄電功率的表格，而沒有記錄燈泡亮度的表格，因此還需要增加的內容是小燈泡的亮度。

（2）根據表格可知，燈泡的額定電壓為2.5V，額定電流為0.26A，則燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.26A=0.65W。

（3）根據圖乙可知，定值電阻R0、燈泡與變阻器串聯(lián)。

當燈泡正常發(fā)光時，定值電阻和變阻器的電壓之和為：U=U總UL=4.5V2.5V=2V；

則二者的電阻之和為：R=UI=2V0.26A3．（2023九上·寧海期末）在“測量小燈泡的電功率”實驗中，實驗器材有：兩節(jié)新干電池、電流表、電壓表、額定電壓2.5V的小燈泡、滑動變阻器、開關、導線若干，部分實物電路如圖甲所示。（1）請用筆畫線代替導線，將圖甲中的實物電路連接完整（要求：滑片P向右移動時小燈泡變亮）。（2）移動滑動變阻器的滑片到某一位置，電壓表的示數如圖乙所示；若要測量小燈泡的額定功率（選填“A”或“B”）端移動。（3）圖丙是由實驗數據描出的小燈泡的I﹣U圖像，若將該實驗中的兩個相同的小燈泡串聯(lián)在3V的電源上，則電路消耗的總功率為W。（4）若用第（2）題中所測得數據算出燈泡的電阻RL，再根據P＝U2/RL計算燈泡的額定功率。按此方法算出燈泡的額定功率比真實值（選填“偏大”或“偏小”）?！敬鸢浮浚?）（2）B（3）0.6（4）偏大【解析】（1）滑動變阻器應該與開關串聯(lián)。小燈泡變亮則電流增大，那么總電阻減小，即滑動變阻器的阻值減小。根據甲圖可知，當滑片向右移動時，滑片右邊的電阻絲阻值減小，那么應該將右邊接入電路，即選擇右下角的B接線柱，如下圖所示：

（2）根據乙圖可知，電壓表的量程為0~3V，分度值為0.1V，則示數為2V。由于2V＜2.5V，所以電壓表的示數要增大。根據U=IR可知，此時的總電流要減小，而總電阻要減小，即滑動變阻器的阻值要減小，因此滑片向B端移動。

（3）兩個完全相同的小燈泡串聯(lián)在3V電源上，根據串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可知，此時每個小燈泡兩端的電壓都是1.5V。根據丙圖可知，此時通過燈泡的電流為0.2A，此時電路的總功率為：P=UI=3V×0.2A=0.6W。

（4）第（2）題中燈泡的電壓低于額定電壓，此時燈絲溫度低，因此此時燈泡的電阻偏小。根據公式P＝U24．（2023九上·舟山開學考）小明用圖1所示電路來測量小燈泡的電功率（部分器材的規(guī)格已標明）。（1）閉合開關進行實驗，小明發(fā)現(xiàn)無論怎樣調節(jié)滑動變阻器，電壓表示數始終為3V，而電流表示數始終為零。已知僅圖1中導線①、②或③中的一根發(fā)生故障，請指出發(fā)生故障的導線，并寫出故障名稱：。（2）小明進行了六次實驗，記錄實驗數據并在UI圖像中描點，得到小燈泡兩端的電壓與電流的關系圖像如圖2所示。則根據記錄的數據和圖像可知：小燈泡的額定功率為W。（3）實驗結束后，小明繼續(xù)對滑動變阻器兩端電壓與通過它的電流關系進行探究，畫出了對應的UI圖像（如圖3），請你在圖中“①”、“②”或“③”三條虛線中選擇正確的一條，并說明你選擇的依據?！敬鸢浮浚?）①；斷路（2）0.75（3）①；燈泡和滑動變阻器兩端電壓之和保持不變【解析】（1）電流表示數始終為零，則電路可能斷路。電壓表示數始終為3V，說明電壓表與電源連通，已知僅導線發(fā)生故障，則圖1中導線①發(fā)生了斷路，導致電壓表串聯(lián)在電路中了；

（2）根據UI圖像知，燈泡兩端電壓等于額定電壓2.5V正常發(fā)光，此時通過它的電流為0.3A，

則小燈泡的額定功率為：P額=U額I=2.5V×0.3A=0.75W；

（3）由題知，電源電壓為3V，燈的UI圖像與變阻器電流隨電壓的變化關系圖像交點，表示燈的電壓與變阻器的電壓相等（串聯(lián)電路各處的電流相等），

故由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，此時燈與變阻器的電壓都為1.5V，

由圖知，只有圖3中的虛線①符合這個條件，依據就是：燈泡和滑動變阻器兩端電壓之和保持不變。5．測量小燈泡的額定功率。（1）如圖甲所示是測量額定電壓為3.8V小燈泡的額定功率的實驗電路。檢查發(fā)現(xiàn)電路中有一根導線連接錯誤，此時若閉合開關，電流表的指針將(填“正常偏轉"或“幾乎不動”)，請你在錯誤的導線上畫“x”，并用筆畫線代替導線，將電路連接正確。（2）正確連接電路后，閉合開關，調節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數為3.8V，小燈泡正常發(fā)光，此時電流表的示數如圖乙所示，則小燈泡的額定功率W。小燈泡L2的額定功率。已知滑動變阻器R的最大阻值為15Ω，電源電壓恒定，其測量過程如下：①閉合開關S、S2，斷開S1，將滑動變阻器的滑片移到最上端，電壓表示數為6V。②閉合S、S1，斷開S2，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表示數為3.5V，這時小燈泡正常發(fā)光。③閉合開關S、S2，斷開S1，保持滑動變阻器滑片的位置不變，電壓表示數為4V。④小燈泡L2的額定功率P額=W。【答案】（1）幾乎不動；（2）0.76（3）0.875（或0.9）【解析】（1）根據圖片可知，滑動變阻器與燈并聯(lián)，電壓表（內阻很大）串聯(lián)在電路中，故此時若閉合開關，通過電路的電流很小，因此電流表的指針將幾乎不動。

應該調整為燈與變阻器串聯(lián)，電壓表與燈并聯(lián)，如下圖所示：

（2）閉合開關，調節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數為3.8V，小燈泡正常發(fā)光，此時電流表的示數如圖1乙所示，電流表選用小量程，分度值0.02A，其示數為0.2A，小燈泡額定功率為：

PL=ULIL=3.8V×0.2A=0.76W；

（3）在步驟①中，閉合開關S、S2，斷開S1，將滑動變阻器的滑片移到最上端，此時電壓表的示數等于電源電壓，即電源電壓為6V；

在步驟②中，燈與滑片以下電阻絲R滑下的電阻串聯(lián)，電壓表測其電壓，當電壓表示數為3.5V，根據串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，燈兩端的電壓：U額=UU滑下=6V3.5V=2.5V，燈正常發(fā)光；

在步驟③中，電路中只有變阻器，根據串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，

滑片以上電阻絲的電壓為：U滑上=U4V=6V4V=2V，

根據分壓原理，R滑上：R滑下=U滑上：U滑下=1：2，

因變阻器的總電阻為15Ω，故R滑下=10Ω，

再回到步驟②中，由歐姆定律和串聯(lián)電路電流的規(guī)律，

通過變阻器的電流即燈的額定電流：I額=I滑=U變R滑下=6．（2023九上·嘉興期末）小嘉發(fā)現(xiàn)家里的手電簡使用久了，亮度會變暗。為探究原因，他拆下燈珠進行如下實驗（燈珠上標有“2.5V”的字樣）：①設計電路圖，用導線完成電路連接。②閉合開關，調節(jié)滑動變阻器，當電壓表示數分為2.0V、2.5V、3.0V時，將電流表的示數分別填入記錄表中。記錄表序號電壓(伏)電流(安)燈泡亮度1暗2亮3很亮據此回答下列問題：（1）用筆畫線代替導線，將電壓表連入電路中。（2）由實驗數據可知，小燈泡的額定功率是。（3）根據實驗結果，請解釋手電筒用久了會變暗的原因。【答案】（1）（3）手電筒用久后，電池電壓變小，所以實際功率變小，亮度變暗【解析】（1）根據題意可知，這個實驗要探究手電筒用久后，燈泡亮度的變化原因，那么電壓表應該與燈泡并聯(lián)。因為燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表選擇量程0~3V，如下圖所示：

（2）根據表格可知，當燈泡的電壓為2.5V時，通過它的額定電流為0.2A，

則燈泡的額定功率為：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W。

（3）根據實驗結果可知手電筒用久了會變暗的原因：手電筒用久后，電池電壓變小，通過燈泡的電流變小，則燈泡的實際功率變小，因此亮度變暗。7．某興趣小組在研究“電阻絲產生的熱量與電阻、電流及通電時間的定量關系”時，制作了如圖甲所示的實驗裝置：有機玻璃盒內裝有電阻絲、水和電子溫度計，盒外采用優(yōu)質保溫材料包裹。（1）采用優(yōu)質保溫材料的目的是減少實驗過程中的散失。（2）保持水的質量和電流不變，換用不同阻值的電阻絲R，記錄水溫變化ΔT和通電時間t的數據，整理部分數據并繪制圖像如圖乙。根據上述實驗，可以得出結論：。（3）保持水的質量、電阻和通電時間不變，改變電流大小，相關數據整理如下表。電流I/A0.20.30.40.50.6升高的溫度ΔT/℃0.40.92.53.6請分析表中數據，并將表中所缺的數據補上?！敬鸢浮俊窘馕觥浚?）采用優(yōu)質保溫材料的目的是減少實驗過程中熱量的散失；

（2）水的質量相同，水溫變化ΔT與吸熱的多少成正比，水溫變化ΔT越大，電阻絲放出的熱越多，即當電流和通電時間一定時，電流通過導體產生的熱量跟導體的電阻成正比；

（3）不計熱量損失，

因為Q吸=Q放，所以cmΔT=I2Rt那么：ΔT1Δ8．（2023九上·杭州期末）如圖為甲組同學“測量燈泡（額定電壓為3.8V）的電功率”實驗，電源電壓為6V不變，試回答：（1）根據電路圖甲，用鉛筆代替導線將圖乙中的實物電路圖連接完整。（2）閉合開關，變阻器滑片移到某位置時，電壓表示數為2V時，電流表示數如圖丙所示，則此時燈泡的實際功率為W。（3）閉合開關，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表無示數，電壓表有示數，則故障可能是。（4）若將實驗電路用于研究“電流與電壓的關系”，需將小燈泡更換為定值電阻的理由是。【答案】（1）（2）0.6（3）燈泡斷路(或燈泡與燈座接觸不良)（4）研究電流與電壓關系時，需控制導體的電阻不變，而燈絲的電阻會隨溫度改變【解析】（1）根據甲圖可知，滑動變阻器應該與開關、燈泡串聯(lián)，且選擇左下的接線柱。電壓表應該與燈泡并聯(lián)，因為額定電壓3.8V，所以選擇量程0~15V，如下圖所示：

（2）根據丙圖可知，電流表選擇量程0~0.6A，分度值為0.02A，則示數為0.3A，那么燈泡的實際功率：P=UI=2V×0.3A=0.6W。

（3）閉合開關，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表無示數，電壓表有示數，則故障可能是：燈泡斷路(或燈泡與燈座接觸不良)。

（4）探究電流與電壓的關系時，必須控制電阻相等，而改變電壓，記錄電流，因此：小燈泡更換為定值電阻的理由是：研究電流與電壓關系時，需控制導體的電阻不變，而燈絲的電阻會隨溫度改變。9．（2023九上·溫州期末）小明用圖甲所示電路測量小燈泡的電功率。電源電壓為012伏，滑動變阻器R最大阻值為15歐，小燈泡的額定電流為0.3安。實驗過程中，他調節(jié)電源電壓和滑動變阻器的滑片，分別記錄電流為0.32安、0.3安和0.25安時電源電壓和電壓表示數，整理三次數據如圖乙所示。（1）某次記錄數據時，小明觀察到電流表示數如圖丙所示，其讀數為安。（2）分析圖甲電路，小明認為第①次實驗小燈泡的電功率可用圖乙中陰影部分的面積來表示，其理由是。（3）小明根據上述方法計算出小燈泡三次實驗的電功率分別為P1、P2和P3，然后計算它們平均值作為P額，判斷該方法是否可行并說明理由：。【答案】（1）0.3（2）因為小燈泡的電功率等于總功率（P總=UI）減去滑動變阻器的功率（P滑=U滑I）（其他合理答案也可）（3）不可行，測量額定功率應該要在額定電流（或電壓）下測量，不能這樣取平均值?！窘馕觥浚?）根據丙圖可知，電流表選擇量程0~0.6A，分度值為0.02A，那么示數為0.3A。

（2）分析圖甲電路，小明認為第①次實驗小燈泡的電功率可用圖乙中陰影部分的面積來表示，其理由是：因為小燈泡的電功率等于總功率（P總=UI）減去滑動變阻器的功率（P滑=U滑I）。

（3）小明根據上述方法計算出小燈泡三次實驗的電功率分別為P1、P2和P3，然后計算它們平均值作為P額，該方法不可行，理由是：測量額定功率應該要在額定電流（或電壓）下測量，不能這樣取平均值。10．（2023九上·海曙期末）科學興趣小組在做“測量小燈泡電功率”的實驗中，實驗室有如下器材：電源(電壓約為6V)、小燈泡L(額定電流為0.25A，燈絲電阻約為8Ω)、電流表、電壓表、開關、規(guī)格分別為“10Ω0.6A"的滑動變阻器R1和“30Ω0.5A"的滑動變阻器R2各一個、導線若干。（1）請用筆畫線代替導線，在圖甲中添加2條導線，使電路連接完整。（2）為了順利完成實驗，應選用規(guī)格為(填“R1”或“R2”)的滑動變阻器。（3）小科打算增加個阻值為10Ω的定值電阻R0，只利用一只電表，通過操作圖中單刀雙擲開關(單刀雙擲開關分別接“a”、“b"各一次)測量小燈泡的額定電功率。圖乙、圖丙是他設計的兩種不同方案的電路圖，則以下判斷正確的是。A．兩種方案都能 B．兩種方案都不能C．乙方案能，丙方案不能 D．乙方案不能，丙方案能【答案】（1）（2）R2（3）D【解析】（1）在測量小燈泡電功率的實驗中，電壓表與燈并聯(lián)。因為燈泡的額定電流為0.25A，所以電流表與它串聯(lián)，選擇小量程，如下圖所示：

（2）燈泡正常發(fā)光時電路中電流的為0.25A，

則燈泡正常發(fā)光時總電阻為：R總=U總I總=6V0.25A=24Ω；

則滑動變阻器接入的最小阻值為：R變=R總RL=24Ω8Ω=16Ω；

所以應選擇滑動變阻器的規(guī)格為“30Ω1A”，即選擇R2。

（3）①在圖乙中，當開關接b時，調整滑動變阻器的滑片，直到電流表的示數為0.25A，此時燈泡正常發(fā)光。再將開關接a時，R0與變阻器串聯(lián)，根據串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可知，此時R11．（2023九上·長興期末）焦耳定律是電學史上重大發(fā)現(xiàn)之上。如左下圖所示是焦耳研究電流通過導體產生的熱量和電流大小關系的實驗裝置，電阻R1、R2由粗細均勻的金屬絲纏繞在玻璃棒上制成。接通電路，1小時后記錄數據，再改變R2阻值，重復實驗。右下表是焦耳實驗時獲得的部分數據。實驗組別1234自制電流表讀數1小時后水溫升高值(℃)？（1）實驗中，電阻R1和電阻R2的連接方式是。（2）結合數據，判斷表中“？”的值最接近于。A．5 B．15 C．30 D．45（3）當年焦耳在實驗中測得導體產生的熱量遠小于理論值，若要減小兩者的差值，可以如何改進實驗裝置？(列舉一點)【答案】（1）串聯(lián)（2）C（3）加裝隔熱裝置，減少熱量損失（意思相同即可）【解析】（1）根據圖片可知，電阻R1與R2首尾連接，為串聯(lián)；

（2）比較第1組和第2組數據可知，電流增大約2倍時，升高的溫度是原來的4倍，即產生的的熱量與電流的平方呈正比。那么第3組中電流大約為第1組的5倍，因此“？”處的溫度就是1.2℃的2倍，也就是30℃左右，故選C。

（3）當年焦耳在實驗中測得導體產生的熱量遠小于理論值，若要減小兩者的差值，可改進實驗裝置防腐：加裝隔熱裝置，減少熱量損失。12．（2023九上·金華期末）小科準備測定小燈泡的功率，被測小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω，實驗室有如下器材：電源(電壓為6V)、電流表(0～0.6A、0～3A)、電壓表(0~3V、0~15V)、開關、導線若干、滑動變阻器兩只：R1(10Ω0.5A)，R2(20Ω0.5A)。（1）小科在正確連接電路后閉合開關，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表無示數，電壓表有示數，則電路的故障可能是.；A．燈泡短路 B．燈泡斷路C．滑動變阻器短路 D．滑動變阻器斷路（2）電路故障排除后，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，電流表指針如圖甲所示，則此時通過小燈泡的電流是.A；（3）為了滿足測量要求，實驗電路應該選用滑動變阻器.；(選填“R1”或“R2”)（4）小科根據記錄的多組IU數據，畫出了小燈泡中電流隨其兩端電壓變化的關系圖像(如圖乙)，則小燈泡的額定功率為W?！敬鸢浮浚?）B（2）0.14（3）R2【解析】（1）A.燈泡短路時，燈泡不亮，但是肯定會有電流經過電流表，則電流表肯定有示數，與題意不符，故A不合題意；

B.燈泡斷路時，燈泡不亮，而電壓表串聯(lián)在電路中。由于電壓表的內阻很大，因此通過電流表的示數很小，幾乎為零。而電壓表測量電源電壓，因此它有示數，故B符合題意；

C.滑動變阻器短路時，會有電流經過燈泡，則燈泡肯定發(fā)光，與題意不符，故C不合題意；

D.滑動變阻器斷路時，整個電路發(fā)生斷路，那么電壓表的示數為零，與題意不符，故D不合題意。

故選B。

（2）根據圖甲可知，電流表選擇量程0~0.6A，分度值為0.02A，則示數為0.14A。

（3）根據圖乙可知，當燈泡的電壓為2.5V時，通過燈泡的電流為0.25A；

滑動變阻器兩端的電壓為：U變=U總UL=6V2.5V=3.5V；

則變阻器接入的阻值為：R變=U變I變=13．如圖所示，在研究電熱與哪些因素有關的實驗中，同學們猜想電熱可能與電流大小、電阻大小以及通電時間長短有關。（1）左側密閉容器內電阻絲阻值為5Ω，右側密閉容器外部，將一個阻值為5Ω的電阻與這個容器內的電阻絲并聯(lián)，目的是使通過左右兩密閉容器內電阻絲的電流不同，右側容器內電阻絲的阻值應為Ω，才能符合實驗研究的要求；（2）在第（1）問實驗中測得，左側容器內電阻絲的電流大小為1A，則通過右側密閉容器中的電阻絲電流大小為A，U形管中液面高度差反映密閉空氣溫度的變化，左側U形管中液面高度差大于右側U形管中液面高度差，說明：相同時間內，當電阻相同時，，產生的熱量越多?！敬鸢浮浚?）5（2）0.5；電流越大【解析】（1）根據題意，改變了兩容器內電阻絲的電流，因此需要控制電阻大小不變，所以右側容器內電阻絲的阻值應為5Ω。

（2）第1空、右側容器中的電阻絲與上方電阻絲并聯(lián)，且它們的電阻相同，分到的電流相同，所以電流大小為0.5A。

第2空、左側U形管中液面高度差大于右側U形管中液面高度差，說明左側電阻絲產生的熱量大于右側電阻絲產生的熱量，因此說明：相同時間內，當電阻相同時，電流越大，產生的熱量越多。14．（2022九上·瑞安期中）在探究“電阻絲產生的熱量與電阻、電流及通電時間的定量關系”時，科學實踐小組利用如圖所示的實驗裝置進行實踐時發(fā)現(xiàn)，使用不同的電阻大小與電流大小，溫度計示數的變化快慢不同。他們想：對于電阻與電流的大小，哪一個因素對電阻絲產生的熱量影響更大？于是通過實驗來探究這一問題。實驗器材：不同阻值大小的電阻絲（5歐、10歐、15歐等）、秒表、水和電子溫度計，盒外采用優(yōu)質保溫材料包裹。（1）采用優(yōu)質保溫材料的目的是減少實驗過程中的散失。（2）選擇合適的器材，寫出本實驗的步驟?！敬鸢浮浚?）熱量（2）①將R1=5歐的電阻絲接入電路，連接好電路；②閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，使電流表示數為I0，用秒表計時，通電1分秒鐘，記錄電子溫度計的示數為t1；③斷開開關，使裝置恢復至初始溫度。閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，使電流表示數為I1=2I0，通電1分鐘，記錄電子溫度計的示數為t2；（目的：保持電阻大小不變，改變電流大小，使電流增大2倍。）④斷開開關，恢復至初始溫度，將R2=10歐的電阻絲接入電路。閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，使電流表示數為I2=I0，通電1分鐘，記錄電子溫度計的示數為t3；（目的：保持電流大小不變，改變電阻大小，使電阻增大2倍。）⑤比較△t1=t2t1與△t2=t3t1的大小。若△t1大于△t2，可得出電流的影響更大；反之，電阻的大小影響更大。15．為了探究電流產生的熱量跟哪些因素有關，小明同學先后采用如圖所示的甲、乙兩個裝置進行實驗。她將兩段電阻絲R1、R2分別封閉在兩個相同的燒瓶中(R1<R2)，用玻璃管將燒瓶分別與相同的氣球相連，兩次實驗電源電壓不變。（1）要探究通電時間和通電電流大小相同時。電流產生的熱量與電阻的關系，應選擇裝置進行實驗。(選填(甲》或“乙”)（2）實驗中研究電流產生的熱量多少，是通過比較氣球的體積變化大小來比較的，這種實驗方法稱為。（3）小明用氣球替代溫度計進行實驗，你對此的評價是?！敬鸢浮浚?）甲（2）轉換法（3）氣體的熱脹冷縮氣球更直觀，但無法測出溫度﹐溫度計更適合液體的溫度變化【解析】（1）在甲圖中，兩個電阻串聯(lián)，根據串聯(lián)電路各處電流都相等的規(guī)律可知，此時通過它們的電流大小相等，通電時間相等，那么可以探究電流產生的熱量多少與電阻的關系。

（2）實驗中研究電流產生的熱量多少，是通過比較氣球的體積變化大小來比較的，這種實驗方法稱為轉換法。

（3）小明用氣球替代溫度計進行實驗，對此的評價是：氣體的熱脹冷縮氣球更直觀，但無法測出溫度﹐溫度計更適合液體的溫度變化。16．（2022九上·吳興期末）為了測定小燈泡的電功率，小明利用電壓恒為3伏的電源、滑動變阻器、標有“2.5V”字樣的小燈泡等器材按圖甲方式連接電路進行實驗，閉合開關并移動滑片P，獲得相關數據如表：實驗序號電壓/伏電流/安電功率/瓦123（1）請根據實物圖畫出電路圖（2）小明同學閉合開關后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電流表、電壓表均有示數，接下來他首先應進行的最合理操作是。A．更換小燈泡B．將電源正負極對調C．檢查電路是否斷路，看開關是否接觸不良D．移動滑動變阻器的滑片，觀察小燈泡是否發(fā)光（3）請分析表中數據，得出小燈泡正常發(fā)光時的電功率為。（4）在實驗后，小明繪制了PI圖像(如圖乙)，以下說法正確的是（填序號）①曲線a表示總功率②曲線b表示小燈泡電功率③曲線b表示滑動變阻器電功率【答案】（1）??（2）D（3）0.5W（4）①②【解析】（1）根據甲圖可知，電流從正極出發(fā)，經過開關，變阻器、電流表、燈泡，最后回到電源負極，電壓表與燈泡并聯(lián)，如下圖所示：

（2）小明同學閉合開關后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電流表、電壓表均有示數，此時有可能是滑動變阻器接入的阻值太大所致。因為閉合開關前，為了保護用電器，要求變阻器的滑片要在阻值最大的位置。為此，需要先移動變阻器的滑片，觀察小燈泡是否能夠發(fā)光即可，故選D。

（3）根據表格可知，當燈泡的電壓為2.5V時，通過燈泡的額定電流為0.2A，那么燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；

（4）根據P=UI可知，電源電壓不變，則電路的總功率與總電流成正比，圖像為一條斜線，故a為總功率，故①正確；

隨著電流的增大，那么燈絲溫度升高，燈泡的電阻會增大，根據P=I2R可知，燈泡的電功率與電流的變化圖像為一條拋物線，故b為小燈泡的電功率，故②正確，③錯誤。故選17．（2022九上·柯橋期末）為了測定小燈泡的電功率，小柯利用電壓恒為3V的電源、滑動變阻器、標有“2.5V”字樣的小燈泡等器材，按照圖甲方式連接電路進行實驗，閉合開關移動滑片P，獲得相關數據如下表：實驗序號電壓/V電流/A電功率/W123（1）完成實驗2后，要獲得實驗3的數據，則實驗中滑片P的移動情況。（2）請分析表中數據，確定小燈泡正常發(fā)光時電流表的示數，在圖乙中畫出此時電流表中指針位置。（3）在滑動變陽器滑片移動過程中，電路消耗的總功率，小燈泡的功率隨電流變化如圖丙所示，請判斷隨電流增大，圖中陰影部分表示的是。【答案】（1）左移至最?。?）（3）滑動變阻器消耗的功率【解析】（1）根據表格數據可知，完成實驗2后，要獲得實驗3的數據，就必須增大電流而減小電阻，那么滑動變阻器的滑片應該向左移動到最小即可。

（2）實驗2中通過燈泡的電流為：I=PU=0.5W2.5V=0.2A。根據圖乙可知，電流表選擇量程0~0.6A，分度值為0.02A，則指針應該轉過10個刻度，如下圖所示：

（3）根據丙圖可知，在B點時，陰影上邊表示總功率P總，下邊表示燈泡功率PL，而二者縱坐標的差就是P總PL。根據P總=PL18．（2021九上·溫州期末）為了驗證通電導體產生的熱量和導體的電阻之間的關系，某興趣小組選擇5歐，10歐，15歐三個定值電阻，將電阻封閉在塑料盒中，通過溫度傳感器記錄塑料盒中空氣溫度值（塑料盒中空氣升高的溫度與電阻產生的熱量成正比）。興趣小組設計如下兩種方案：電阻塑料盒中溫度值(℃)01分鐘2分鐘3分鐘4分鐘5歐2610歐2615歐26方案一：如圖甲，先接入R1，閉合開關，記錄4分鐘內溫度值，換用R2和R3，記錄溫度值。方案二：如圖乙，直接將三個電阻同時接入電路，閉合開關，記錄4分鐘內溫度值。（1）請從兩個方案中選出你認為合理的方案并說明理由。（2）選擇正確的方案后，興趣小組得到的實驗結果如上表。得出結論：當其他條件相同時，導體產生的熱量與電阻成正比。結合表中數據說明其證據是。（3）為了讓實驗結果更具有普遍性，你的做法有。（寫出一點）【答案】（1）方案乙，方案甲每一次換電阻后，較難達到電流與通電時間相同。（2）在通電3分鐘時，三個電阻對應升高的溫度呈等比例增加，為1.8：3.6：5.4，與電阻比值相同。（3）換用不同的電阻重復上述實驗；換用不同的電源電壓重復上述實驗；增加滑動變阻器改變電路電流重復上述實驗等。（合理即可）【解析】（1）我認為合理的方案是乙，理由：方案甲每一次換電阻后，較難達到電流與通電時間相同。

（2）得出結論：當其他條件相同時，導體產生的熱量與電阻成正比。結合表中數據說明其證據是：在通電3分鐘時，三個電阻對應升高的溫度呈等比例增加，為1.8：3.6：5.4，與電阻比值相同。（例舉4分鐘的情況亦可）

（3）為了讓實驗結果更具有普遍性，我的做法有：換用不同的電阻重復上述實驗；換用不同的電源電壓重復上述實驗；增加滑動變阻器改變電路電流重復上述實驗等。19．（2021九上·新昌期末）小科設計了探究“影響電流熱效應的因素”的實驗，如圖甲所示：

（1）在閉合開關后，將滑片移到某一位置，如圖甲所示，判斷電流通過電阻絲R產熱的多少可以通過觀察一段時間內玻璃管中煤油上升的高度，還可以通過觀察。（2）小科為探究電流變大對電流熱效應的影響，他將圖甲中所示的滑片往（選填“A”或“B”）端移動。兩次實驗得到的實驗數據如下表所示：實驗次數電流/A通電時間/min電阻/Ω玻璃管液面升高的高度/mm111010211040小科根據表中數據，得出結論：同一電阻絲，在通電時間相同時、產生的熱量與電流的平方成正比。請指出存在的不足之處：。（3）小科為了繼續(xù)探究電阻大小對電流熱效應的影響，選擇了圖乙所示R2=20Ω的電阻絲，小科應將電阻絲R2與圖甲中的電阻絲R1接入電路中?！敬鸢浮浚?）玻璃管中煤油上升一定高度需要的時間（2）A；實驗次數太少，無法得出普遍規(guī)律（3）串聯(lián)【解析】（1）在閉合開關后，將滑片移到某一位置，如圖甲所示，判斷電流通過電阻絲R產熱的多少可以通過觀察一段時間內玻璃管中煤油上升的高度，還可以通過觀察玻璃管中煤油上升一定高度需要的時間。

（2）根據表格可知，電流表的示數增大，則變阻器的阻值減小，那么圖甲中的滑片應該向A端移動?？聘鶕碇袛祿?，得出結論：同一電阻絲，在通電時間相同時、產生的熱量與電流的平方成正比，存在的不足之處：實驗次數太少，無法得出普遍規(guī)律。

（3）小科為了繼續(xù)探究電阻大小對電流熱效應的影響，選擇了圖乙所示R2=20Ω的電阻絲，小科應將電阻絲R2與圖甲中的電阻絲R1串聯(lián)接入電路中。20．小明做測“小燈泡電功率”實驗時，所用器材有電壓為6V的電源，額定電壓為2.5V的小燈泡，以及符合實驗要求的滑動變阻器、電壓表、電流表、開關和導線。（1）圖甲所示是小明沒有連接完整的實物電路，請用筆畫線代替導線，幫小明將電路連接完整。（2）小明連好電路閉合開關后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光，電流表和電壓表都有示數但示數很小，無論如何移動滑動變阻器滑片P，小燈泡始終沒有發(fā)光，則原因可能是。（3）小明正確連接電路后閉合開關，移動滑片P到某處。小燈泡正常發(fā)光，電流表的示數如圖乙所示，小燈泡的額定功率是W。（4）測完小燈泡的額定功率后，在不改變變阻器滑片P情況下，僅將小燈泡換成5Ω定值電阻，若要使電壓表的示數仍為2.5V，滑片P應向移動（選填“左”或“右”）?！敬鸢浮浚?）（2）滑動變阻器同時將下面的兩個接線柱接入電路（3）0.65（4）右【解析】（1）電壓表應該與燈泡并聯(lián)，因為2.5V<3V，所以選擇量程0~3V；電流表與燈泡串聯(lián)，選擇量程0~0.6A。變阻器上右下角的接線柱已經連接，必須從上面選擇一個，如下圖所示：

（2）小明連好電路閉合開關后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光，電流表和電壓表都有示數但示數很小，無論如何移動滑動變阻器滑片P，小燈泡始終沒有發(fā)光，則原因可能是：滑動變阻器同時將下面的兩個接線柱接入電路。

（3）根據圖乙可知，電流表選擇量程0~0.6A，分度值為0.02A，則燈泡的額定電流為0.26A，則燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.26A=0.65W。

（4）燈泡正常發(fā)光時的電阻為：R=UI=2.5V21．（2020九上·越城期末）實驗小組的同學為了探究影響電流產生熱量多少的因素，設計并連接了甲、乙兩個電路。其中兩電源的電壓相等、所用器材都符合要求；四個燒瓶完全相同，其中裝有質量和初溫相同的同種煤油，并分別配上規(guī)格完全相同的溫度計和阻值不同(R1>R2)的電阻絲，請回答：（1）燒瓶中的液體選用煤油而不是水，其原因是；（2）要利用甲電路來探究電熱與電流的關系，需要進行的操作是；（3）利用甲方案進行實驗時，要用到的科學方法有(選填字母)；A．等效替代 B．放大法 C．轉換法 D．控制變量法（4）利用乙電路可以探究電流產生的熱量與有關(選填字母)。A．電阻大小 B．電流大小 C．通電時間【答案】（1）煤油比熱小，吸收相同熱量溫度變化大，實驗現(xiàn)象更明顯（2）移動滑動變阻器滑片，比較通電時間相同時，甲(乙)燒瓶中溫度計的示數變化（3）C；D（4）B；C【解析】（1）燒瓶中的液體選用煤油而不是水，其原因是：煤油比熱小，吸收相同熱量溫度變化大，實驗現(xiàn)象更明顯；

（2）要利用甲電路來探究電熱與電流的關系，需要進行的操作是：移動滑動變阻器滑片，比較通電時間相同時，甲(乙)燒瓶中溫度計的示數變化。

（3）電流產生的熱量多少通過溫度計示數變化大小來反映，這里使用了轉換法；探究電熱與電流的關系時，控制通電時間和電阻相同，這里使用了控制變量法，故選CD。

（4）A.探究電熱與電阻的影響時，必須控制電流和時間相同而改變電阻。圖乙中，兩個電阻并聯(lián)，由于電阻不同，那么通過它們的電流肯定不同，無法探究，故A不合題意；

B.探究電熱與電流的關系時，必須控制電阻和時間相同。圖乙中，選擇其中的任意一個電阻絲為研究對象，通過移動變阻器的滑片改變電流，可以完成探究，故B符合題意；

C.探究電熱與通電時間的關系時，必須控制電阻和電流相等而改變時間。圖乙中，選擇任意一個電阻絲為研究對象，保持變阻器的滑片位置不變，通過延長加熱時間即可，故C符合題意。故選BC。22．（2021九上·衢州期末）在驗證焦耳定律(Q=I2Rt)中電熱與電阻的定性關系時，實驗小組出現(xiàn)了如圖三種電路連接情況(已知R甲<R乙)。閉合開關，三種電路的電流表指針均發(fā)生了偏轉，經過一段時間后觀察并記錄兩根玻璃管內液面上升的高度?h。小組實驗報告匯總如表所示，請把表格空白處填寫完整。實驗電路玻璃管內液面高度小組結論你的合理解釋與評價A液面都不上升導體產生的熱量跟電阻無關兩實驗電阻沒接入電路，無現(xiàn)象，無法驗證焦耳定律中Q與R的定性關系B液面都上升，且?h甲<?h乙電流通過導體時，電阻越大，產生的熱量就。電流和通電時間都相同，驗證了焦耳定律中Q與R的定性關系C液面都上升，且?h甲?h乙電流通過導體時，電阻越小，產生的熱量就越多【答案】越多；>；兩電阻并聯(lián)，電流不同，實驗現(xiàn)象無法驗證焦耳定律中Q與R的定性關系【解析】（B）液體升高的溫度△h甲>△h乙，則甲電阻絲產生的熱量比乙電阻絲產生的熱量多。由于二者串聯(lián)，因此通過它們的電流和時間相同，只是電阻不同，那么得到結論：電流通過導體時，電阻越大，產生的熱量就越多。

（C）兩個電阻并聯(lián)，則它們兩端的電壓相等。根據Q=U2Rt可知，在相同的時間內甲產生的熱量大于乙產生的熱量。根據Q=cm△t可知，甲液體升高的溫度大于乙液體升高的溫度，即△h甲>△h23．（2020九上·杭州期末）小樂通過實驗測量標有“2.5V”字樣的小燈泡的額定功率，回答問題：（1）小樂按圖甲所示電路圖連接電路，閉合開關S，移動滑動變阻器的滑片，當電壓表示數為2.5V時，電流表的示數如圖乙所示，可得小燈泡的額定功率為W．（2）小樂在實驗中發(fā)現(xiàn)電流表損壞了，但她認為不使用電流表也能完成實驗，于是她又向老師要了1個阻值為R的定值電阻和2個開關，重新設計了如圖丙所示的電路，正確連接電路后的實驗步驟是：①閉合開關S、S1，斷開S2，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數為2.5V；②保持滑動變阻器的滑片位置不變，，記下電壓表示數U1；③小燈泡的額定功率P=。(寫出字母表達式，用燈泡額定電壓U0及R0、U1表示)【答案】（1）0.75（2）閉合開關S、S2，斷開S1(合理即可)；U【解析】（1）根據乙圖可知，電流表選擇量程0~0.6A，分度值為0.02A，那么燈泡的額定電流為0.3A，則小燈泡的額定功率為：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。

（2）①閉合開關S、S1，斷開S2，此時電壓表測燈泡兩端的電壓。移動滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數U0=2.5V；

②保持滑動變阻器的滑片位置不變，閉合開關S、S2，斷開S1，此時電壓表測燈泡與R0的總電壓，記下電壓表示數U1；

③通過燈泡的額定電流為：I0=I=UR=U1?U24．（2020九上·臨海期末）為研究電流通過導體產生的熱量與哪些因素有關，某同學找來了兩根不同阻值的電阻絲，多塊相同的泡沫塊以及滑動變阻器、開關、導線、電源等，設計的方案如圖甲所示。（1）接通電路，幾秒后發(fā)現(xiàn)泡沫塊被電阻絲“切斷”了。該實驗方案是通過測量來比較電流通過電阻絲時產生的熱量多少的。（2）為研究電流通過導體產生熱量的多少與電流大小的關系，實驗中應如何改變電流大小?（3）為研究電流通過導體產生熱量的多少與電阻大小的關系，請你在圖乙中畫上連接導線?！敬鸢浮浚?）泡沫塊被切斷的時間長短（2）移動滑動變阻器滑片或改變電源電壓（3）