押题13(实验探究题):电学实验(压轴)
备注:真题回顾来源于近两年南京中考真题,押题预测来源于2024年名校模拟试题
电学实验在中考中,一般以压轴题的形式出现,主要考察的实验包括:串并联电路电流和电压的规律实验、探究影响电阻大小的实验、探究电流与电压和电阻的关系实验、电阻的测定、测量小灯泡电功率的测定实验。
秘籍1:怎样解决串并联电路中电流、电压的规律探究问题
解答这两个探究实验应明确:
(1)连接电路时开关要断开,电流表串联在电路中,电压表并联在电路中;
(2)连接好电路后要用试触法选择量程;
(3)读数时要先看选用的量程,明确分度值后再读数,且视线要与表盘相垂直;
(4)会用分析归纳法分析实验数据,能够得出正确的实验结论。
【特别提示】①探究串、并联电路的电流规律,在连接电路时开关一定要处于断开状态;②检查电路连接无误后再闭合开关进行实验;③为了使实验结论更具普遍性,实验时应选用不同规格的灯泡多做几组实验。
秘籍2:怎样解探究影响电阻大小因素的实验问题
由于导体的电阻取决于导体的材料、长度、横截面积和温度等多个因素,所以探究过程需要用控制变量法。重点注意判断器材的选择。同种材料制成的导体,横截面积越小,长度越长,电阻越大;横截面积越大,长度越短,电阻越小;长度和粗细均相同的导体,材料不同,电阻也不同。对大多数导体而言,电阻随温度升高而增大,但也有少数例外。
【特别提示】①探究影响电阻大小的因素时,一般是通过比较灯泡的亮度来判断电阻大小变化的,为更明显地判断电阻的变化,可串联接入电流表,通过比较电流表示数的大小来比较电阻的大小。②电阻是导体自身的一种性质,与接不接入电路无关。
秘籍3:怎样解探究电流与电压、电阻的关系的实验问题
(1)在“探究电流跟电压、电阻关系”的实验时,要采用控制变量法。研究电流与电压的关系时,可控制电阻不变,研究电流与电阻的关系时,可控制电压不变,这样便使问题变得简单了。
(2)滑动变阻器在两个探究实验中的作用既有相同点,又有不同点。相同点:限制电流,保护电路。不同点:在探究电流与电压的关系实验中,滑动变阻器的作用是改变定值电阻两端的电压;而在探究电流与电阻的关系时,滑动变阻器的作用是保持定值电阻两端的电压不变。
(3)在“探究电流与电压关系”的实验中,更换定值电阻重复实验的目的是使实验结论更具有普遍性;而在“探究电流与电阻关系”的实验中,更换定值电阻重复实验的目的是得到在相同电压下多组电流与电阻的数据,便于发现规律。
(4)本实验中主要用到了控制变量法和图像法。
【特别提示】实验数据的处理方法
初中物理中常用的物理数据处理方法包括列表分析法和图像法。列表分析法的优点是方便,但不直观;图像法的优点是直观明显,但较麻烦。
秘籍4:怎样解电阻的特殊测量问题
在伏安法测电阻的实验中.若缺少一只电流表或一只电压表。可用定值电阻(或电阻箱)来代替。
(1)当没有电流表时,用定值电阻与电压表替代电流表.即采用“伏阻法”。将定值电阻(或滑动变阻器)与未知电阻事联,利用串联电路电流处处相等的特点,计算出通过定值电阻的电流,此电流即为通过待测电阻的电流,然后再测出待测电阻两端的电压,利用即可求出待测电阻的阻值。
(2)当没有电压表时,用定值电阻与电流表替代电压表,即采用“安阻法”。将定值电阻与待测电阻并联,利用并联电路各支路两端电压相等的特点,计算出定值电阻两端的电压,即可知道待测电阻两端的电压,然后用电流表测出待测电阻的电流,根据求得待测电阻的阻值。
(3)用电阻箱代替待测电阻,使电压表(或电流表)示数相同,则电阻箱与待测电阻效果一样,即电阻大小相等,这里应用了等效替代法。
秘籍5:怎样解测量小灯泡的电功率的实验问题
解题时应掌握该实验的下列知识:
(1)实验原理:P=UI。
(2)移动滑片时,眼睛观察电压表。
(3)电压调节:小灯泡两端电压不要高于额定电压的 1.2倍。
(4)数据处理:多次测量的目的是寻找灯泡亮度与实际功率的关系。只有实际电压等于额定电压时,实际功率才等于额定功率,故求额定功率时,不能求平均值。
【特别提示】常见故障机原因分析
灯泡 电流表 电压表 故障分析
不亮 无示数 无示数 断路或电源损坏
不亮 有示数 无示数 灯泡断路
不亮 无示数 有示数 灯泡断路
不亮 有示数 有示数 电源电压太小或电路中电阻过大
秘籍6:怎样解探究影响电热因素的实验问题
解题时需掌握下列五个方面的知识:
(1)由于实验中电流在导体上产生的热量无法直接观察,故采用转换法,把放出热量的多少转换为能直接观察的温度变化的多少。
(2)在探究过程中要注意控制变量法的运用,如两个烧瓶内煤油的质量、通电时间等。
(3)在探究电流一定,电流产生的热量与电阻之间的关系时,应将两电阻丝串联接入电路中;在探究电压一定,电流产生的热量与电阻之间的关系时.应将两电阻丝并联接入电路中。
(4)注意结论成立的前提条件:电流产生的热量跟电阻成正比的前提条件是“电流一定”;成反比的前提条件是“电压一定”。
(5)本实验中,选用煤油的原因是它的比热容较小,在加热时,吸收相同的热量,温度变化较大。
【特别提示】探究影响电流热效应实验中可采用的转换方法:
①转换为能直接观察的温度变化的多少。②转换为烧瓶中煤油受热后煤油柱升高的高度。③转换为密闭空气受热膨胀使U形管中有色液柱出现的高度差。
秘籍7:怎样解磁场对通电导线作用的探究
解题时应明确:
(1)通电导线在磁场中受到力的作用,力的方向跟导线中的电流方向和磁场方向有关。当改变其中一个方向时通电导线的受力方向改变;当电流方向和磁场方向同时改变时,通电导线的受力方向不变。
(2)电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动:电动机的转向跟电流的方向和磁场的方向有关,电动机的转速大小跟电流的大小和磁场的强弱有关。
(3)电动机工作时的能量转化是电能转化为机械能。
【特别提示】
(1)改变直流电动机转动方向的方法有两种:一是改变线圈中的电流方向(即把电源的正、负极对调);二是改变磁场方向(即把磁体的两极对调)。
(2)换向器的作用:每当线圈由于惯性转过平衡位置后,换向器能自动改变线圈中的电流方向,从而改变线圈的受力方向,使线圈能连续转动。
秘籍8:怎样解电磁感应现象的实验探究问题
解题时应明确:
(1)在电磁感应现象中,感应电流的方向跟导体切割磁感线的运动方向和磁场方向有关,探究时用到了控制变量法。若使导体运动方向与原运动方向相反,或将磁场方向改为与原方向相反,则感应电流方向将与原方向相反;若将导体运动方向和磁场方向都变为和原方向相反,则感应电流的方向不变
(2)在实验中,要用灵敏电流计代替一般电流表,这是因为实验中产生的感应电流很小,用灵敏电流计可以测量微小的电流。
(3)在实验中,使导体在磁场中沿不同方向运动的目的是探究得出产生感应电流的条件之一:导体做切割磁感线运动,同时得出感应电流的方向与切割磁感线的方向之间的关系;调换磁体磁极的目的是探究感应电流的方向与磁场方向之间的关系。
1.(2023·江苏南京·中考真题)现有两只阻值未知的定值电阻Rx1和Rx2。
(1)图甲为用伏安法测量Rx1的部分电路。
①用笔画线将电路补充完整,要求滑动变阻器接入电路阻值最大(图中滑片P在B端) ;
②正确连接电路后,闭合开关,移动滑片P,进行三次实验,测得的电流、电压的部分数据如下表。第3次实验的电流大小如图乙所示为 A;
实验序号 U/V I/A
1 1.2 0.12
2 2.0 0.20
3 2.5
③Rx1的阻值为 Ω(精确到0.1);
④实验结束后,应先断开 ,拆除 两端的导线;
(2)用图丙所示的电路可以测出Rx2的阻值。图中有两只阻值已知分别为R1和R2的定值电阻,R0为电阻箱,电源电压恒定。
①只闭合S1,记录电压表V1的示数U;
②只闭合S2,调整电阻箱的阻值,使电压表V2的示数也为U,记录此时电阻箱的阻值R;
③则Rx2= 。
【答案】 0.24 10.1 开关 电源
【详解】(1)[1]根据题意,电压表测定值电阻两端电压,要求滑动变阻器接入电路阻值最大(图中滑片P在B端,则滑动变阻器接A端,如图:
[2]由图甲可知电流表接小量程,由图乙可知电流表示数为0.24A。
[3]由表中数据可知三次R x1的电阻为
所以R x1的电阻为
[4][5]为了保护电路安全,实验结束后,应先断开开关,再拆除电源两端的导线。
(2)[6]只闭合S1,Rx2和R1串联,电压表测Rx2两端的电压为U,则电源电压为
只闭合S2,电阻箱与R2串联,电压表测电阻箱两端电压,此时电阻箱的阻值为R,则电源电压为
因为电源电压不变,则
解得:
2.(2022·江苏南京·中考真题)现有一只阻值未知的定值电阻RX。
(1)图甲为用伏安法测电阻RX的部分电路。
①用笔画线将电路补充完整,要求:滑片向B端移动时,变阻器接入电路的电阻变小;
②调节滑动变阻器可以多次实验,其目的是 ;
③请在虚线框内设计一个记录数据的表格。
④收集数据完成实验。
(2)利用如图所示电路,能测出RX的阻值。其中R为定值电阻,R′为电阻箱。请在空白处填上合适内容。
①闭合开关前,将滑动变阻器滑片滑到b端,电阻箱调为某一阻值R1;
②闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表和电流表示数为合适的值;
③断开开关,再将电压表与待测电阻C端间的导线改接到D端(图中虚线所示),闭合开关,反复调节 ,使两表的示数与②中相同,记录此时电阻箱的阻值R2,断开开关。
④待测电阻的阻值RX= 。
【答案】 减小测量误差 见解析 R'与滑动变阻器滑片P R1-R2
【详解】(1)[1]根据题意要求知道,滑片向B端移动时,连入电路的电阻变小,确定变阻器右下接线柱连入电路中;电压表与电阻并联,如下图:
[2]在科学实验时,为了减小误差或寻找普遍规律,经常需要进行反复多次实验,本实验测导体的电阻,调节滑动变阻器可以多次实验,可以多次测量,目的是减小测量误差。
[3]本实验需测量电阻两端的电压、电流,并计算出电阻值,并采用多次测量求平均值的方法减小测量误差,则实验数据记录表格如下
实验次数 电压/V 电流/A 电阻/Ω 平均值/Ω
1
2
3
(2)[4]断开开关,再将电压表与待测电阻C端间的导线改接到D端(图中虚线所示),闭合开关,反复调节R'与滑动变阻器滑片P,使两表的示数与②中相同,记录此时电阻箱的阻值R2,断开开关;
[5]此时电路中的电流、电流两端的电压与②中相同,即电阻箱减少的电阻就等于待测电阻Rx的阻值,根据等效替代法可知Rx=R1-R2
3.(2022·江苏南京·中考真题)用如图甲所示的电路研究通过导体的电流与电压、电阻的关系。
(1)实验前,电流表的指针位置如图乙所示,应该 ;
(2)在研究电流与电压关系时,为了改变电阻箱R1两端的电压, (选填“需要”或“不需要”)调节R2的阻值;
(3)在研究电流与电阻关系时,有以下步骤:
A.调节R1的阻值为3Ω;
B.移动滑动变阻器R2的滑片P至某一位置,记录电流表的示数为0.50A;
C.仅调节R1的阻值,分别为6Ω和9Ω,记录两次相应的电流值分别为0.33A和0.25A。
以上步骤C存在问题,要使第一次实验数据有效,步骤C中将R1的阻值由3Ω调成6Ω后,正确的操作是 。
【答案】 调零 需要 移动滑动变阻器R2的滑片P使电压表的示数为1.5V不变,记录电流表对应的示数
【详解】(1)[1]实验前,电流表的指针位置如图乙所示,即指针没有正对零刻度线,所以,应该调零。
(2)[2]在研究电流与电压关系时,要控制电阻大小不变,记录电流随电压的变化关系,为了改变电阻箱R1两端的电压,需要调节R2的阻值,从而改变变阻器连入电路的电阻,进而改变电路的电流,达到改变电阻箱电压的目的。
(3)[3]在研究电流与电阻关系时,要控制电阻的电压不变,根据A、B知道,电阻的电压为U=IR=0.50A×3Ω=1.5V
要使第一次实验数据有效,步骤C中将R1的阻值由3Ω调成6Ω后,正确的操作是:移动滑动变阻器R2的滑片P使电压表的示数为1.5V不变,记录电流表对应的示数。
4.(2022·江苏南京·中考真题)用如图所示的电路探究并联电路特点,闭合所有开关,发现:
现象1:灯L1发光:现象2:灯L2不发光。
对此现象的原因有以下三种猜想:
猜想1:干路上某根导线断路
猜想2:灯L2的灯丝断路
猜想3:灯L2支路某根导线断路
(1)根据现象 (填数字)可以判断猜想1是错误的;
(2)若灯L2不发光的原因是由猜想2或猜想3引起的,用以下两种方法可以验证:
方法1:不添加器材且不拆除导线。具体操作是: ;
方法2:在干路上串联一个滑动变阻器,再用一根完好的导线接在L2的A、B两端,闭合所有开关,若观察到现象 ,则猜想 (填数字)正确。
【答案】 1 将灯L1与灯L2互换位置,若灯L1发光灯L2不发光,则猜想2正确;若灯L1不发光灯L2发光,则猜想3正确 灯L1发光 3
【详解】(1)[1]灯L1发光说明干路是通路,因此可以判断猜想1是错误的。
(2)[2]将灯L1与灯L2互换位置后,若灯L1发光灯L2不发光,则说明干路及原灯L2所在支路没有问题,问题在灯L2自身,因此故障原因是猜想2;若灯L1不发光灯L2发光,则说明干路及灯L2自身没有问题,因灯L1自身也没有问题,所以猜想3正确;
[3][4]用一根完好的导线接在L2的A、B两端,导线将灯L1及L2均短接,若观察到灯L1发光,说明灯L1所在支路有电流通过,干路没有断路,灯L2被短接后电流并没有在灯L2支路通过,因此猜想3正确。若观察到灯L1不发光,说明用一根完好的导线接在L2的A、B两端后,灯L1也被短路,从而说明灯L2的灯丝断路,因此猜想2正确。
1.(2024·山西大同·二模)物理课上,小雯和同学一起做“探究电流与电阻的关系”实验,他们连接的实物电路如图甲所示,实验中,可选用的定值电阻的阻值分别为5、10和15。
(1)当滑动变阻器的滑片位于如图甲所示的位置时, (选填“可以”或“不可以”)直接闭合开关进行实验;
(2)小雯先将5的电阻接入电路,闭合开关并调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数如图乙所示;在断开开关换用其他定值电阻前,小雯还应记录 。更换10的电阻继续实验,移动滑动变阻器的滑片,直到时停止移动并记录数据;
(3)请你为实验设计一个记录数据的表格 ;
(4)小雯想换用15的定值电阻进行实验,她发现该电阻损坏无法使用,于是利用现有实验器材也完成了此次测量,请你写出她的方法: 。
【答案】 可以 电流表示数和电压表示数为2V
实验次数 电阻R/ 电流I/A
1
2
3
将和10的电阻串联后并联在电压表两端
【详解】(1)[1]由图甲可知,滑动变阻器此时连入电路的阻值最大,可以直接闭合开关进行实验。
(2)[2]探究电流与电阻的关系时,应记录通过电阻的电流大小,并且该实验应控制电阻两端电压不变,更换其他阻值的电阻进行实验时,应保持电压表示数始终为2V,故应该记录电流表示数和电压表示数为2V。
(3)[3]实验中,需要控制的变量是电压,通过改变连入电路中定值电阻的阻值而改变电路中的电流。表格中的物理量注意带单位,且实验要进行多次测量,故设计如下表格:
实验次数 电阻R/ 电流I/A
1
2
3
(4)[4]根据电阻串联规律可知,用5、10两个电阻串联,其总阻值等于15的定值电阻,故可将和10的电阻串联后并联在电压表两端。
2.(2024·四川广元·二模)小敏利用图甲所示电路探究并联电路的电流特点。
0.15 0.15 0.30
(1)连接电路时,开关必须处于 状态;
(2)请用笔画线代替导线将图乙所示实物图连接完整,要求电流表测量灯的电流;
(3)小敏测出A、B、C三点的电流后,将数据记录在表格中,为得出正确结论,接下来小敏应 (选填字母);
A.改变电流表的量程再测量B.换其他规格的电流表再测量
C.改变电源电压再测量D.换用不同规格的灯泡再测量
(4)若实验过程中,小敏不小心将一根导线连接在灯泡的两端,则灯将 (选填“变亮”“变暗”或“熄灭”)。
【答案】 断开 D 熄灭
【详解】(1)[1]连接电路时,为保护电路,开关必须处于断开状态。
(2)[2]两灯并联,电流表测量灯L2的电流,电流表与这个灯串联,如下图:
(3)[3]第一次测量完成后,小明记录的数据如表所示。为得出普遍规律,接下来小明应换用不同规格的灯泡再测量,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(4)[4]两灯并联,若实验过程中灯泡L1因短路而熄灭,则另一个灯也发生短路,则灯L2将熄灭。
3.(23-24九年级下·四川遂宁·阶段练习)小红与小刚实验小组在探究“电流与电阻的关系”实验时,选择的实验器材有:电源(电压恒定为)、电流表、电压表、开关、电阻箱、滑动变阻器(规格为“”)和导线若干。
(1)图甲是他们设计的实验电路图,小刚根据电路图连接了如图乙的实验电路,小红检查时发现有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”,用笔划线代替导线正确连接 (注意:导线不能交叉);
(2)排除故障后进行实验,得到第一次实验数据如下表,接着他们将电阻箱阻值调到,闭合开关,调节滑片,直到电压表的示数为 V,此时电流表的示数如图丙所示,读数为 A;
电阻R/ 5 10
电流I/A 0.4 0.1
(3)第三次实验,电阻箱接入电阻如图丁所示,读数为 ;
(4)分析表中数据得出的结论是:电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成 ;
(5)为了验证以上规律的可靠性,可以测量更多组数据,但是电阻箱接入电路的阻值不得超过 。
【答案】 2 0.2 20 反比 40
【详解】(1)[1] 由图甲可知,电压表与滑动变阻器连接错误,应该将电阻箱串联在电路中,电压表并联在电路中。
(2)[2]由表中数据可知,此次实验中电阻箱两端的电压为U=IR=0.4A×5Ω=2V
[3]由图乙知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,则电流表的示数为0.2A。
(3)[4]由图丁可知,电阻箱的读数为0×1000Ω+0×100Ω+2×10Ω+0×1Ω=20Ω
(4)[5]根据表中数据可知,当电阻变为原来的几倍时,电流变为原来的几分之一,可得当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(5)[6]根据串联电路电压的规律知,滑动变阻器两端的电压
所以电阻箱与滑动变阻器的电压之比
根据串联电路的电压规律,可得
解得
4.(2024·四川成都·二模)在“探究串联电路的电流特点”的实验中,小明设计了如图甲所示的电路,然后用一个电流表先后接在A、B、C三处测量电流。
(1)连接电路前,小明发现电流表指针如图乙所示,他的下一步操作应该是 ;
(2)连接好电路;小明先把电流表接在A处,闭合开关,他发现两灯的亮度不稳定,电流表的指针来回摆动,故障的原因可能是 ;
A.电流表被烧坏 B.电流表被短路
C.某灯泡被短路 D.某接线柱接触不良
(3)排除故障后,小明测得的实验数据如下表所示,同组的小虹认为表格中“1.5”是错的,出现这种情况的原因可能是 ;
电流表的位置 A B C
电流I/A 0.3 0.3 1.5
(4)有部分同学认为“靠近电源正极附近的电流大,经过用电器后电流逐渐减小”,你认为以下哪一项操作能够验证该猜想是否正确 。
A.更换电流表量程,再次测量A、B、C三处的电流
B.将电源两极对调,再次测量A、B、C三处的电流
C.改变电源电压大小,再次测量A、B、C三处的电流
D.更换不同规格的灯泡,再次测量A、B、C三处的电流
【答案】 将电流表将指针调零 D 电流表选用的是0~0.6A的量程,却按0~3A量程读数的 B
【详解】(1)[1] 连接电路前,小明发现电流表指针如图乙所示,指针没有指在零刻度线处,所以需要将电流表的指针调零。
(2)[2]指针来回摆动说明电路中时而有电流,时而无电流,即电路某处接触不良,时而电路接通,时而电路断路;电流表烧坏或电流表被短路时电流表均无示数,不会出现指针来回摆动的现象;若某灯泡被短路只会出现短路的灯不亮,不会造成指针来回摆动的现象。
故选D。
(3)[3]根据串联电路的电流规律可知,A、B、C三处电流是相同的,C处读出电流是A、B处的5倍,恰好符合电流表指针指在某处时使用大量程读数是小量程读数的5倍的规律。所以可能是选用的是电流表的小量程,读数时却按大量程来读数的。
(4)[4]要验证是否“靠近电源正极附近的电流大,经过用电器后电流逐渐减小”。需要控制其他条件一定,使影响电流大小的因素如电压、电阻等均不变,只将电源正负极对换,使电流流向顺序为C、B、A,若还是一样大,则可证明猜想是错误的。
故选B。
5.(2024·吉林长春·二模)某学习小组在“探究通电导体中电流与电阻的关系”的实验中,小明连接了如图甲所示的电路(电源电压保持4.5V不变);
(1)请用笔画线代替导线,将甲图中的电路连接完整 ;
(2)在连接电路时,开关应 ;
(3)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像。由图像可知R两端的电压为 V,当R的电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,应调节滑动变阻器使R两端的电压 (选填“改变”或“不变”);
(4)若实验中R的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω,则滑动变阻器的阻值至少是 Ω;
(5)分析图乙的数据可得到的实验纺论,当定值电阻两端电压一定时,电流与电阻成 。
【答案】 见详解 断开 3 不变 7.5 反比
【详解】(1)[1]变阻器按一上一下接入电路中与电流表串联,如图所示
(2)[2]在连接电路时,为了保护电路,开关应断开。
(3)[3]根据绘制的电流I随电阻R变化的图像可知,R两端的电压为
[4]根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大,探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,闭合开关后,应调节滑动变阻器使R两端的电压不变。
(4)[5]根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压为
变阻器分得的电压为电压表示数的0.5倍,根据分压原理,当接入15Ω电阻时,变阻器接入电路中的电阻为
若实验中R的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω,则滑动变阻器的阻值至少是7. 5Ω。
(5)[6]因电阻的电压为一定值,分析图乙的数据可得到的实验结论为:当定值电阻两端电压一定时,电流与电阻成反比。
6.(2024·北京平谷·一模)某小组同学用如图所示电路探究串联电路中的电压关系。在由灯泡L1、L2组成的串联电路中,L1两端的电压用U1表示,L2两端的电压用U2表示,L1和L2两端的总电压用U表示。他猜想,在串联电路中,U=U1+U2,并用实验验证猜想。
(1)实验中下列操作不正确的是 ;
A.连接电路时,开关S处于断开状态
B.连接电压表时,试触后再选择合适量程
C.将电压表A接点连线转接至C接点,测量L2两端电压
(2)小华进行实验时,测得U1为0.8V,U2为2V,U为2.8V,于是得出结论:在串联电路中,U=U1+U2,同组同学指出他的实验不能实现探究目的,请你写出小华的实验不能实现探究目的的原因: ;
(3)针对小华不能实现探究目的的原因,请你写出能够完成探究目的的操作方法(可以添加适当的实验器材) ;
(4)请你画出改进后的实验设计表格 。
【答案】 C 实验次数太少,不具有普遍性(或没有改变自变量) 串联一个滑动变阻器,通过移动划片改变自变量(或更换不同规格的灯泡五次;或改变电源电压5次)
U1/V
U2/V
U1+U2/V
U/V
【详解】(1)[1]A.为保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态,故A正确,不符合题意;
B.若不能预先估计被测电压的大小,要先使用大量程进行试触,故B正确,不符合题意;
C.将电压表A接点连线转至C接点,此时电流从电压表的负接线柱流入,会导致电压表指针反偏,会损坏电压表,故C错误,符合题意。
故选C。
(2)[2]小华只测了一组实验数据就得出结论,这样得出的实验结论具有偶然性。
(3)[3]小华只测了一组实验数据就得到结论,该结论存在特殊性,得出的结论不具有普遍性,因此应更换不同的灯泡,同时改变电源电压再做几次实验。
(4)[4]为探究串联电路中的电压规律,应测量L1两端的电压、L2两端的电压、L1和L2两端的总电压和电源电压,故设计表格如下
U1/V
U2/V
U1+U2/V
U/V
7.(2024·云南昆明·一模)小敏和小东用小灯泡探究“串联电路和并联电路电压规律”。
(1)图甲中要测量L1两端电压,请用笔画线代替导线将实物图连接完整;
(2)闭合开关前电压表如图乙所示,其原因是电压表 ;处理好问题后,用电压表分别测ab、cd、ad间的电压,每次拆接电压表时,开关应处于 状态;
(3)小东用电压表测出电路两端的电压和小灯泡L1、L2两端的电压记录在下表中,由表中数据可得:在串联电路中,电压的规律是 (用表中字母表示);
实验次数 电路两端电压U/V L1两端电压U1/V L2两端电压U2/V
1 2.8 1.4 1.4
2 2.8 1.1 1.7
3 2.9 2.1 0.8
(4)如图甲所示,小东测量灯泡L1两端的电压之后, (选填“能”或“不能”)只将电压表接a点的导线改接到d点测L2两端的电压,理由是 ;
(5)小东将电压表并接在如图丙所示电路中的ab、cd和ad两端,测出一组数据后得出并联电路电压规律,小敏说这样的结论不具有普遍性,接下来的操作是 ;
(6)细心的小敏发现,将同一只小灯泡分别接入图甲、丙两电路中的亮度不同,你认为小灯泡接在 (选填“甲”或“丙”)电路中会更亮些。
【答案】 没有调零 断开 不能 电压表的正负接线柱接反 换用不同规格的灯泡进行多次实验 丙
【详解】(1)[1] 图甲中要测量L1两端电压电压表应该并联在L1两端,电流从电压表正极流入,负极流出,电源电压由2节干电池组成,则电压表的量程选用0~3V即可,如图所示:
(2)[2]闭合开关前电压表如图乙所示,即指针没有指在0刻度线位置,其原因是电压表没有调零。
[3]处理好问题后,用电压表分别测ab、cd、ad间的电压,每次拆接电压表时,为了保护电路,开关应处于断开状态。
(3)[4]由表中数据可得:电路两端电压等于两灯泡电压之和,可得:在串联电路中,电压的规律是
(4)[5][6]如图甲所示,小东测量灯泡L1两端的电压之后,只将电压表接a点的导线改接到d点测L2两端的电压,理由是此时电压表的正负接线柱接反,电流从电压表的负接线柱流入,正接线柱流出,会导致电压表反偏。
(5)[7]为了得到普遍规律,应改变灯泡的规格进行多次实验。
(6)[8]甲电路为串联电路,灯泡的电压小于电源电压;丙电路为并联电路,灯泡的电压等于电源电压,则连接在丙电路中的灯泡功率较大,较亮。
8.(2024·四川攀枝花·一模)同学们合作进行探究“串联电路的电压特点”的实验,设计了如图I所示电路图,并连接了相应的实物电路,如图Ⅱ所示,已知电源电压恒为6V。
(1)在连接的实物电路中有一处错误,无法完成实验,连接错误的导线是 (选填“a”“b”或“c”);
(2)正确连接后,闭合开关,发现电流表和电压表都没示数,电压表有示数,电路中只有一处故障,电路故障可能是 ;更换器材后继续实验,根据测得的实验数据,绘制了图Ⅲ;
①根据探究目的分析图Ⅲ中的甲、乙两图线,得出的结论是 ;
②由图Ⅲ可知,定值电阻阻值为 Ω;
(3)学习小组的同学们还想由此电路“探究电流与电阻的关系”,可供选择的定值电阻的阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
①电路连接正确后,先用5Ω的定值电阻进行实验,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2V,读出了电流表的示数;再将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻后,应向 移动滑片直至电压表示数为2V,并记录电流表的示数;
②当接入25Ω定值电阻时,发现无论如何移动滑动变阻器无法完成实验,原因是 ,利用已给器材,你解决问题办法是 ;
③5Ω的定值电阻更换为10Ω时,滑动变阻器的阻值变化量与定值电阻阻值变化量之比为 。
【答案】 b 定值电阻R1 串联电路中,电源电压等于用电器的电压之和 20 右 变阻器接入电路中电阻大于变阻器的最大电阻 将定值电阻的电压控制为3V 2:1
【详解】(1)[1]由图Ⅰ得,定值电阻R1与变阻器R2串联,电压表V1测量定值电阻R1电压,电压表V2测量变阻器R2电压,电流表测量电路电流。由图乙得,电压表V2被短路,电流从电压表从正接线柱流入,从负接线柱流出,在连接错误的导线是b,实物图更改如下:
(2)[2]正确连接后,闭合开关,发现电流表和电压表V2都没示数,电压表V1有示数,电路中只有一处故障,电路故障可能是与电压表V1并联的定值电阻R1断路。
[3]串联电路中电流处处相等,由图像得,定值电阻与变阻器的电压之和等于电源电压,则可得结论:串联电路中,电源电压等于用电器的电压之和。
[4]由欧姆定律得,定值电阻的电流越大,电压越大,则图甲表示定值电阻的电流与电压的图像,由图中数据与欧姆定律得,定值电阻阻值为
(3)[5]“探究电流与电阻的关系”,要控制定值电阻的电压不变,将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻后,由串联电路电阻越大分到的电压越大得,此时定值电阻的电压变大,则此时应向右移动滑片,增大变阻器接入电路中电阻,增大变阻器的电压,直至电压表示数为2V。
[6]图Ⅲ中的乙图像是变阻器的电流与电压图像,由图像与欧姆定律得,变阻器的最大电阻为
依题意得,定值电阻的电压控制为2V,变阻器的电压为
由串联电路电流特点与欧姆定律得
当接入25Ω定值电阻时,变阻器接入电路中电阻为
则此时变阻器接入电路中电阻大于变阻器的最大电阻,因此无法无论如何移动滑动变阻器无法完成实验。
[7]为了使实验顺利进行,可以将定值电阻的电压控制为3V,此时变阻器的电压为
由串联电路电流特点与欧姆定律得
当接入25Ω定值电阻时,变阻器接入电路中电阻为
[8]③5Ω的定值电阻更换为10Ω时,定值电阻的阻值增大
当接入定值电阻接入电阻为5Ω时,变阻器的电阻为
当接入定值电阻接入电阻为10Ω时,变阻器的电阻为
变阻器接入电路中电阻改变
滑动变阻器的阻值变化量与定值电阻阻值变化量之比为
9.(2024·广东东莞·一模)某学习小组在“探究通电导体中电流与电阻的关系”的实验中,实验器材如下,学生电源(6V)、电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0-3V,0~15V)、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至最 (选填“左”或“右”)端;
(2)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象,由图象可知R两端的电压为 V;当R的电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,为使R两端的电压 (选填“改变”或“不变”),滑动变阻器的滑片应向 (选填“左”或“右”)端滑动;
(3)由实验数据可知:导体两端电压一定时: ;
(4)为了完成整个实验,应该选取的滑动变阻器的规格是 。(填字母)
A.50Ω,1.0A B.30Ω,1.0A C.20Ω,1.0A D.10Ω,1.0A
【答案】 左 2 不变 左 电流与电阻成反比 A
【详解】(1)[1]闭合开关前,滑动变阻器应接入最大阻值,故图中滑动变阻器的滑片应移至最左端。
(2)[2]由图乙可知,R两端的电压
[3][4]实验是为了探究通电导体中电流与电阻的关系,所以应控制R两端电压不变。当R的电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,为使R两端的电压不变,根据串联分压的原理可知,需要增加滑动变阻器分得的电压,即增大滑动变阻器接入电路的阻值,故滑动变阻器的滑片应向左端滑动。
(3)[5]由图乙可知,在电压一定时,电流与电阻成反比。
(4)[6]根据串联分压的规律可知,变阻器分得的电压
变阻器分得的电压为电压表示数的2倍,根据分压原理,当接入20Ω的定值电阻时,变阻器接入电路的阻值
为了完成整个实验,应该选取的滑动变阻器的规格是“50Ω,1.0A”,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
10.(2024·陕西西安·模拟预测)家里装修时小明发现电工师傅在墙壁里埋线时,挑选非常粗的铜导线且导线与导线之间连接时,往往打一个漂亮的结。于是他设计了如下实验,请帮助他完成:
(一)探究导体的电阻大小与哪些因素有关
小明从实验室中找到四段电阻线A、B、C、D将他们安装到实验板上,并连接好实验电路如图甲所示,用夹子a、b夹住电阻线的两端将电阻线接入电路。
(1)电路中既安装了电流表又安装了灯泡,灯泡除了有可以 的作用外,还有通过亮度判断导体电阻的大小的作用,此处用到的实验方法是 ;
(2)为了探究导体电阻与材料的关系,应先将电阻线D接入电路;再将电阻线 接入电路,发现电阻线D接入电路时电流表示数大;
(3)将电阻线B、C分别接入电路,电阻线C接入电路时电流表的示数大于电阻线B接入电路时电流表的示数,说明:在其他条件相同时,导体横截面积越 ,电阻越大。
(二)比较一下几种打结法的电阻
用等长的镍铬导线制作出三种打结导线,将它们和标有0.3A字样的小灯泡接入如图丙电路中并闭合所有开关,灯泡正常发光。
①只断开开关,读出电流表的示数为0.26A;
②只断开开关,读出电流表的示数为0.28A。
(4)小明只断开开关,读出电流表示数为1.1A。但他发现灯泡亮度却比正常发光时暗,请指出他出现的错误: ;
(5)通过比较可以知道:打结法 电阻最小。
【答案】 保护电路 转换法 B 小 误将小量程看成了大量程,读错了电流表的示数
2
【详解】(1)[1][2]电路中安装有电灯泡,可以通过亮度判断导体电阻的大小,还可以避免电路中的电流过大,起到保护电路的作用,此用到了转换法。
(2)[3]为了探究导体电阻与材料的关系,根据控制变量法,应控制导线的长度和横截面积都相同,改变导线的材料,故选择B、D两段电阻线,比较两段导线接入电路后电流表的示数。
(3)[4]由图可知,C电阻线的横截面积大于B电阻线的横截面积,将电阻线B、C分别接入电路,发现电阻线C接入电路时电流表的示数较大,说明电阻线C的电阻小于电阻线B的电阻,从而可得出结论:在材料和长度相同时,导体的横截面积越小,电阻越大。
(4)[5]只断开开关S3,读出电流表示数为1.1A;已知灯泡正常发光时的电流为0.3A,而此时灯泡亮度比正常发光时暗,则说明通过小灯泡的实际电流应小于额定电流0.3A,说明小明看错了电流表的量程,误将0~0.6A量程按0~3A量程进行读数,读出了1.1A,而实际电流值应为。
(5)[6]由题意知,闭合开关S2和S3,断开开关S1,此时只有打结法1接入电路,并与灯泡串联,电流表的示数为0.26A;闭合开关S1和S3,断开开关S2,此时只有打结法2接入电路,并与灯泡串联,电流表的示数为0.28A;闭合开关S1和S2,断开开关S3,此时只有打结法3接入电路,并与灯泡串联,电流表的示数为0.22A;由可知,电源电压一定时,电流表示数越大,说明接入的电阻越小,由此可知R2<R1<R3
所以打结法2电阻最小。
11.(2024·广东揭阳·一模)物理兴趣小组的同学在学习《电阻》时发现,有的电阻会随温度、压力等外界因素的改变而发生变化。那么热敏电阻的阻值大小与温度有什么关系呢 为此他们在实验室找来如图甲所示的热敏电阻进行探究:
(1)热敏电阻由 (选填“导体”、“超导体”或“半导体”)材料制成。经过讨论,同学们组装了如图乙所示的装置进行实验,实验中通过 反映电阻的大小;为了使现象更明显,烧杯中的液体应该选择 (选填“食盐水”或“煤油”);
(2)点燃酒精灯,闭合开关进行实验,电源电压不变,记录的数据如下表所示。分析实验数据可知该热敏电阻的阻值随温度升高而 (选填“增大”或“减小”);
温度t/℃ 10 20 30 40 50 60 70
电流I/A 0.13 0.16 0.21 0.27 0.34 0.43 0.55
(3)为了得到这个热敏电阻在不同温度下的具体阻值,实验还需要增加的器材是 ;
(4)实验结束后,大家一起动手用这个热敏电阻和一个电压表改装成了一个指针式温度计,设计的电路如图丙所示,若要使电压表示数随温度升高而增大,则应在图中 (选填“ab”、“bc”或“ac”)两端接入电压表。
【答案】 半导体 电流表示数 煤油 减小 电压表 ab
【详解】(1)[1][2]热敏电阻是由半导体材料制成的;根据转换法可知,实验中通过电流表示数反映电阻的大小。
[3]实验中,液体吸收相同的热量时,液体的温差变化较大,热敏电阻阻值变化较大,电流表示数变化明显,根据可知,实验中应该选用比热容较小的煤油。
(2)[4]根据表格中的数据可知,温度升高时,通过热敏电阻的电流变大,电源电压不变,由可知,热敏电阻的阻值变小,所以热敏电阻的阻值随温度升高而减小。
(3)[5]因为电路中已经有一个电流表,想知道这个热敏电阻在不同温度下的具体阻值,由欧姆定律可知,需要测量电阻两端的电压,需要增加一个电压表。
(4)[6]由前面分析可知,热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,所以温度升高时,电流增大,定值电阻两端的电压变大,热敏电阻两端的电压变小,要使电压表的示数增大,因此电压表应该并联在定值电阻两端,即ab两端。
12.(2024·陕西西安·一模)工业上利用“电热丝切割机”切割泡沫海绵等材料,物理兴趣小组的同学也制作了如图甲所示的小型“电热丝切割机”,在制作过程中他们发现不同同学制作切割机的切割能力不同,于是他们想探究电热丝的切割能力与什么因素有关。
(1)查阅相关资料,发现电热丝通常用的是镍铬合金丝而不用铜丝。原因之一是给铜丝通电后就会产生很大的电流,铜丝的温度就会急剧上升,温度达到铜丝的 ,铜丝就断了,不适合做电热丝;
(2)小组的同学想知道电热丝的切割能力还和哪些因素有关,于是做出如下猜想:
猜想一:电热丝(镍铬合金丝)的切割能力与电源电压有关
猜想二:电热丝(镍铬合金丝)的切割能力与电热丝接入电路的长度有关
猜想三:电热丝(镍铬合金丝)的切割能力与电热丝的粗细有关
为了检验以上猜想是否正确,他们利用制作的器材进行实验,选择长度、材质(选填“相同”或“不同”)的泡沫板,在电热丝(镍铬合金丝)通电后,每次一起以最快的速度横向进行切割。并将相关数据填入表格:
实验次数 1 2 3 4 5 6 7
电源电压/V 3 6 9 6 6 6 6
接入电路的电热丝长度/cm 5 5 5 10 15 5 5
电热丝的粗细/ 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 1.0 1.5
20s切断泡沫板的页数 5 10 14 6 4 12 15
分析表格回答下列问题:
①本实验是通过 体现出电热丝切割能力的;
②分析表格中1、2、3三组实验数据可得出结论: ;
③比较实验 三组实验数据,可以得出电热丝的切割能力与电热丝接入电路的长度有关;
④根据数据分析,要想使“电热丝切割机”的切割能力强,在电源电压一定时,应该选择的电热丝材料为 ;(填正确选项前的字母)
A.长而粗 B.长而细 C.短而粗 D.短而细
(3)小组的同学查资料得知泡沫的熔点为240℃,着火点为345℃。他们认为用“电热丝切割机”切割很宽的泡沫板时后续容易起火,于是他对“电热丝切割机”进行了改进,改进后的电路原理图如图乙所示,请你对他的改进电路作出评价: 。
【答案】 熔点 20s切断泡沫板的页数 电热丝(镍铬合金丝)的长度、粗细相同时,切割能力与电源电压有关 2、4、5 C 见解析
【详解】(1)[1]铜丝的熔点较低,当温度达到铜丝的熔点时,铜丝继续吸热,就会熔断,不适合做电热丝。
(2)[2]①本实验是通过20s切断泡沫板的页数体现出电热丝切割能力的,采用转换法。
[3]②分析表格中1、2、3三组实验数据可得,当电热丝(镍铬合金丝)的长度、粗细相同时,电源电压越大,20s切断泡沫板的页数越多,可得结论:电热丝(镍铬合金丝)的长度、粗细相同时,切割能力与电源电压有关。
[4]③2、4、5实验中,电源电压、电热丝的粗细相同,电热丝接入电路的长度越长,20s切断泡沫板的页数越少,则比较实验2、4、5三组实验数据,可以得出电热丝的切割能力与电热丝接入电路的长度有关。
[5]④根据数据得,当电源电压、接入电路的电热丝长度一定时,电热丝越粗,20s切断泡沫板的页数越多;当电源电压电热丝粗细相同时,接入电路的电热丝长度越短,20s切断泡沫板的页数越多,则要想使“电热丝切割机”的切割能力强,在电源电压一定时,应该选择的电热丝材料为短而粗,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
(3)[6]由图乙得,电热丝与变阻器串联,可以通过调节变阻器接入电路中电阻,改变电热丝的电流与电压,改变电热丝的电功率,使热丝切割机”切割很宽的泡沫板时不起火。
13.(2024·黑龙江绥化·一模)小明、小红和小亮在做“探究影响导体的电阻大小因素”实验时,做出了如下猜想。
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横截面积有关。 猜想三:导体的电阻可能与导体的材料有关。
实验室提供了4根电阻丝,其规格、材料如下表所示
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
A 镍铬合金 0.5 0.5
B 镍铬合金 1.0 0.5
C 镍铬合金 0.5 1.0
D 锰铜合金 0.5 0.5
(1)如图所示电路,闭合开关后,在M、N之间分别接上不同导体,通过观察相关现象来比较导体电阻大小,小明、小红和小亮对图中的电路设计提出了自己的观点:
小明认为:电流表是多余的,观察灯泡的亮度就可以判断导体电阻的大小;
小红认为:灯泡是多余的,根据电流表示数的变化就可以判断导体电阻的大小;
小亮认为:灯泡和电流表同时使用更好,因为灯泡可以保护电路,从而防止烧坏电流表。
你赞同 (选填“小明”、“小红”或“小亮”)的观点;
(2)为了验证猜想二,可依次把M、N跟 (选填“A、B、C、D”)的两端相连,闭合开关,记下电流表的示数,分析比较这两根电阻丝电阻的大小;
(3)依次把M、N跟电阻丝A、B的两端连接,闭合开关,电流表的示数不同,分析比较A、B两根电阻丝电阻的大小,可探究电阻跟 的关系,其结论是 ;
(4)小丽在探究同样的课题时,手边只有一根电阻丝,那么,她利用这根电阻丝和上述电路,不能够完成猜想 (选填“一”、“二”或“三”)的实验验证;
(5)以上方法在研究物理问题时经常用到,被称为控制变量法。下列4个实验中没有用到此方法的是( )
A.探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验 B.探究影响压力作用效果的因素实验
C.探究平面镜成像的特点实验 D.探究影响摩擦力大小的因素实验
【答案】 小亮 A、C 导体的长度 当导体材料与横截面积相同时,电阻大小与导体长度有关 三 C
【详解】(1)[1]由实物图得,灯泡、电阻丝、电流表串联,灯泡起到保护电路的作用,电流表更准确判断电阻丝电阻大小,说明小亮的观点是最好的。
(2)[2]为了验证猜想二,要控制电阻丝的长度相同,改变电阻丝横截面积大小,可依次把M、N跟A、C的两端相连,闭合开关,记下电流表的示数,分析比较这两根电阻丝电阻的大小。
(3)[3][4]由表格中数据得,AB的材料与横截面积相同,B的长度较长,依次把M、N跟电阻丝A、B的两端连接,闭合开关,电流表的示数不同,说明AB的电阻不同,说明当导体材料与横截面积相同时,电阻大小与导体长度有关。
(4)[5]使用一根电阻丝可以改变改变电阻丝的长度或者横截面积,探究电阻丝的电阻大小与长度、横截面积的关系,而无法改变电阻丝的材料,无法探究电阻丝电阻大小与材料的关系,即不能够完成猜想三的实验验证。
(5)[6]A. 电磁铁磁性强弱与多个因素有关,探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验用到控制变量法,故A不符合题意;
B. 压力作用效果与多个因素有关,探究影响压力作用效果的因素实验用到控制变量法,故B不符合题意;
C.探究平面镜成像的特点实验,没有用到控制变量法,需要多次实验得到普遍规律,故C符合题意;
D. 摩擦力大小与多个因素有关,探究影响摩擦力大小的因素实验用到控制变量法,故D不符合题意。
故选C。
14.(2024·广东深圳·一模)某同学想比较甲、乙两种材料的导电性能。在实验室中只找到A、B两根电阻丝,其规格如表所示,且。将电阻丝接入如图所示的电路,闭合开关S后,观察到电流表A1的示数大于电流表的示数。请补全下面分析判断过程。
电阻丝 材料 横截面积 长度
A 甲 s
B 乙 s
由电路图可知,与并联,所以,根据公式,在时, 。若只将电阻丝A的长度减小至,则其电阻改变为,即 RA,所以。即长度相同、横截面积相同时, 材料制成的电阻丝阻值较大,导电性较 。
【答案】 < < 乙 弱
【详解】[1]依题意得,RA、RB并联电压相等,电流表A1测量RA电路当流,电流表A2测量RB电路当流,当
时,由欧姆定律得
[2][3]在材料、横截面积相同时,长度越短,电阻越小,现在将电阻丝A的长度减小至L2,A的材料和横截面积不变,长度变短,它的电阻变小,其电阻改变为,即
由于
所以和RB长度和截面积相同,材料不同,B的电阻大,B是由乙材料制成的,说明乙材料比甲材料制成的电阻丝阻值较大,导电性较弱。
15.(2024·山东临沂·一模)小明使用阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,电压为3V的电源以及规格为“10Ω,0.5Ω”的滑动变阻器等器材探究电流与电阻的关系。
(1)首先将5Ω的定值电阻连入图甲电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应位于最 (选填“左”或“右”)端;
(2)闭合开关时发现,此时电压表和电流表均无示数,他判断产生此现象的原因是 (选填“定值电阻”或“滑动变阻器”)断路。排除故障后移动滑动变阻器的滑片,电流表示数如图乙所示,则此时电压表示数U0为 V;
(3)把5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻后,直接闭合开关,电压表的示数将 (选填“大于”“小于”或“等于”)U0,此时应将滑动变阻器的滑片在原来基础上向 (选填“左”或“右”)端移动,直到电压表的示数再次达到U0,记录电流表的示数。
(4)小明按上述方法,更换不同阻值的电阻进行了多次实验后,得出结论:当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成 ;
(5)小明分别将5Ω和10Ω的电阻接入电路进行实验时,在电压表示数不变的情况下,滑动变阻器消耗的电功率之比为 ;
(6)如果只利用现有器材,让四个电阻单独接入电路都可完成实验,定值电阻两端的电压应控制在2V~ V之间。
【答案】 左 滑动变阻器 2 大于 左 反比 2∶1 2.5
【详解】(1)[1]闭合开关前,为了防止电流过大而损坏电路元件,滑动变阻器应接入最大阻值处,即滑片P应位于最左端。
(2)[2]闭合开关时发现,电流表无示数,表明电路中可能存在断路,此时电压表也无示数,表明电压表两接线柱到电源两极为断路,故电路中断路可能发生在滑动变阻器处。
[3]电流表示数如图乙所示,电流表接入量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.4A,则此时电压表示数U0为
(3)[4][5]把5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻后,直接闭合开关,根据串联电路分压的规律,定值电阻变大,分得电压变大,故电压表的示数将大于U0,根据控制变量法,探究电流与电阻的关系,应保持定值电阻两端电压一定,此时应将滑动变阻器的阻值应变大,即滑片在原来基础上向左端移动,直到电压表的示数再次达到U0,记录电流表的示数。
(4)[6]更换不同阻值的电阻进行了多次实验,得到在电压一定时,电流与对应的电阻的乘积为一个定值,即成反比,故得出结论:当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
(5)[7]实验中定值电阻两端电压不变,则滑动变阻器两端电压也为定值,故
即
小明分别将5Ω和10Ω的电阻接入电路进行实验时,在电压表示数不变的情况下,滑动变阻器的电阻分别为
消耗的电功率之比为
(6)[8]滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A,即电路中最大电流为0.5A,当通过电路中电流最大,定值电阻的阻值最小时,定值电阻两端的电压最大,故定值电阻两端的最大电压为
当定值电阻接入最大电阻时,滑动变阻器接入阻值最大,根据串联电路电流规律可知
则,定值电阻两端的最小电压为。故定值电阻两端的电压应控制在2V~2.5V之间。
16.(2024·四川达州·二模)在测量“小灯泡电功率”的实验中,已知电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡的电阻约为10Ω,滑动变阻器上标有“40Ω,1A”字样,如图甲是小露同学没有连接完的实物图电路。
(1)请你用笔画线代替导线,将实物图甲连接完整 (要求:滑片左移灯变亮);
(2)开关闭合前,发现电流表的指针如图乙所示,其原因是 ;
(3)移动滑动变阻器的滑片到某一位置,电压表的示数如图丙所示,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片向 滑动(选填“左”或“右”);
(4)继续调节滑动变阻器滑片的过程中,小灯泡发出耀眼的白光后突然熄灭,此刻他会观察到电压表指针 (“回到0刻度”、“达到满刻度”或“超过满刻度”);
(5)图丁是根据实验数据绘成的I~U图象。根据图象提供的信息,可计算出小灯泡的额定功率 W;
(6)在分析误差的过程中,有同学认为此种方法测量的电功率也存在一定的误差,因为电压表是有电阻的,使电流测得不准确,从而使测量的灯泡额定功率 (选填“偏大”或“偏小”);
(7)利用该电路探究电流跟电阻的关系,用6Ω、10Ω、15Ω的定值电阻分别替代灯泡,若设定不变的电压值为1.2V,为顺利完成实验,可以在电路中再串联一个定值电阻,则该定值电阻的阻值至少是 Ω;
【答案】 见解析 电流表使用前没有调零 左 超过满刻度 0.75 偏大 20
【详解】(1)[1]滑动变阻器按一上一 下的原则串联在电路中;向左移动,灯泡变亮,说明接入电路中的电阻变小,故滑动变阻器连接左下端接线柱。如图所示:
(2)[2]开关闭合前,发现电流表的指针如图乙所示,即没有指在零刻度线处,则其原因是电流表在使用前没有调零。
(3)[3]由图丙可知,电压表选择的是0~3V量程,对应的分度值为0.1V,此时的示数为2.1V;由于电压表的示数为2.1V,小于额定电压2.5V;要使灯泡正常发光,需增大灯泡两端的电压,则应减小滑动变阻器两端电压,因此需减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应将滑动变阻器的滑片向左调节。
(4)[4]小灯泡发出耀眼的白光后突然熄灭,说明灯丝因电压太高烧断后,电压表与滑动变阻器、电源串联,所以测量电源电压,因此指针超过满刻度。
(5)[5]由丁图象可知,当灯的电压为额定电压2.5V时,电流为0.3A,则小灯泡的额定功率
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
(6)[6]电流表串联在灯泡与电压表并联后的干路上,测量的是通过灯泡和电压表的电流之和,因为电压表的内阻并不是无穷大,所以所测的电流比灯泡的实际电流值要大,根据P=UI可知,测量的灯泡额定功率偏大。
(7)[7]当电路中接入15Ω的电阻时,通过电路中的电流为
此时电路的总电阻为
滑动变阻器的最大阻值为40Ω,则需要串联的电阻的最小阻值为
17.(2024·山东潍坊·一模)某同学用电源(三节新的干电池)、滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线等来测量定值电阻的阻值,有关操作如下:
(1)如图甲所示,正确连接电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到最 (选填“左”或“右”)端;
(2)闭合开关后,电流表和电压表示数均为0,无论怎样移动滑片P,两表指针均不偏转,将与电压表“-”接线柱相连的导线从D端拆下,试触C点,电压表指针不偏转,试触B点,电压表指针偏转,若电路中只有一处故障,则可能是 ;
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,得到如表所示数据,请在图乙中坐标纸上,以电压U为横坐标,电流I为纵坐标,画出I与U之间关系的图像 :
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流I/A 0.2 0.3 0.4 0.48 0.60
(4)该同学用现有器材,又增加了单刀双掷开关,设计了如图丙所示的电路,测量未知电阻的阻值,实验步骤如下:
①闭合S,将接a,移动滑动变阻器,使电压表示数为0.5V;
②其他不变,仅将改为接b,此时电压表示数为2.5V;
③计算的阻值 。
【答案】 左 导线BC断路 20
【详解】(1)[1]为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移动到阻值最大处,即最左端。
(2)[2]闭合开关后,电流表示数为0,说明电路可能断路,电压表示数为0,说明电压表与电源没有连通;将与电压表“-”接线柱相连的导线从D端拆下,试触C点,电压表指针不偏转,试触B点,电压表指针偏转,说明此时电压表与电源连通,电压表并联的电路断路,若电路中只有一处故障,则可能是导线BC断路。
(3)[3]利用表中数据用描点法画出的I-U关系图象,如下图所示:
(4)[4]由表中数据得到每组的阻值
R0的阻值
闭合S,将接a,两个电阻和变阻器串联,电压表测量R0两端的电压,移动滑动变阻器,使电压表示数为0.5V,通过电路的电流
其他不变,仅将改为接b,电压表测量Rx和R0的总电压,此时电压表示数为2.5V,由串联电路电压的规律可知Rx两端的电压Ux=2.5V-0.5V=2V
Rx的阻值
18.(2024·山东滨州·一模)小明同学在“伏安法”测小灯泡的电阻实验中,连接了如图甲所示的实物图。
(1)闭合开关前,应调整滑动变阻器的滑片至 端;(选填“A”或“B”)
(2)测量过程中,某一次的电流值如图乙所示,则电流值是 A。这时,灯丝突然烧断,则电压表的示数 (“变大”“变小”或“不变”)。换相同规格的灯泡,重测的数据如表所示,并绘出图像如图丙的A所示;
电压/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流/A 0.10 0.16 0.20 0.23 0.25 0.27
电阻/Ω 5.0 6.3 7.5 8.7 10.0 11.1
平均电阻/Ω 8.1
(3)依据表格中的数据,小张求出小灯泡电阻的平均值,你同意这种做法吗? ,说出你的理由 ;
(4)另外一组同学用相同的器材和电路图也做这实验时,由于接线错误,根据测量的数据绘出的图像如图丙的B所示,你认为错误的原因可能是 ;
(5)接下来小明用如下图所示电路,测未知电的阻值,步骤如下:
①只闭合开关、,移动滑片,使电压表示数为1.2V,电流表示数如下图所示,为 A;
②保持滑片位置不变,只闭合开关、,电压表示数为2.6V;
③的阻值为 Ω。
【答案】 A 0.26 变大 不同意 见解析 电压表并联在了滑动变阻器两端 0.2 7
【详解】(1)[1] 为保护电路,闭合开关前,应调整滑动变阻器的滑片至阻值最大处,即A端。
(2)[2] 由图乙知,电流表使用0~0.6A量程,分度值为0.02A,此时电流值为0.26A。
[3] 由图知,L与变阻器串联,电压表测灯泡L两端电压,所以,电压表示数小于电源电压,当灯泡丝烧断后,电压表串联在电路中,相当于电压表测量电源电压,所以,电压表的示数变大。
(3)[4][5] 不同意这种做法,由表格可知小灯泡在不同电压下工作时,电阻不相同;由于灯丝的电阻与温度有关,而灯泡两端的电压越大,灯丝的温度越高,电阻越大;因此小灯泡在不同电压下工作时,小灯泡的灯丝温度不同,电阻也不相同,所以求灯泡的电阻的平均值没有实际意义。
(4)[6] 在本实验中,通过灯泡的电流随灯泡两端电压的增大而增大;如果电压表并联在变阻器两端,则变阻器接入电路的阻值增大时,由串联电路分压的规律可知变阻器两端的电压增大(电压表示数增大),但电路中电流会变小,与图像B电流电压变化相同,故可能是把电压表并联在滑动变阻器两端了。
(5)[7][8] ①只闭合开关、,移动滑片,使电压表示数为1.2V,此时、、变阻器串联,电压表测灯泡电压,电流表示数如下图所示,使用0~0.6A量程,分度值为0.02A,此时电流值为0.2A;
②保持滑片位置不变,只闭合开关、,连接方式不变,电压表改测和总电压,电压表示数为2.6V,根据串联分压规律,则电压为
③串联电路中电流处处相等,则的阻值为
19.(2024·广东深圳·二模)小明同学在做“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验时,设计了如图甲所示的实验电路,已知标有“3.8V”字样的小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω,电源电压为6V,可供选用的滑动变阻器有R1(20Ω 1A)、R2(20Ω 0.25A)、R3(200Ω 1A)。
(1)为了能完成实验,小明应该选用滑动变阻器 ;(选填“R1”、“R2”或“R3”)
(2)将滑动变阻器调至阻值最大处,闭合开关,发现 (选填“电压表”或“电流表”)无示数。通过分析发现图甲中有一根导线连接错误,请在错误连线上画“×”并在图中画出那一根正确的连线 ;
(3)电路改正后,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 Ω。
(4)小明又想测量此灯泡在电压为3V时的实际功率,他需要在(3)的基础上继续将滑动变阻器的滑片向 端(选填“A”或“B”)滑动适当距离,直至电压表示数为 V,若此时电流是0.3A,其实际功率为 W。
【答案】 R1 电流表 9.5 A 3 0.9
【详解】(1)[1]已知标有“3.8V”字样的小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω,由欧姆定律得到灯的额定电流约为
根据串联电路电压的规律及欧姆定律,灯正常发光时变阻器连入电路的电阻
故选用R1(20Ω 1A)。
(2)[2]由图可知,电压表串联在电路中,电流表和灯泡并联,电压表内阻很大,通过电路的电流很小,电流表示数几乎为零。
[3]电压表应和灯泡并联,电流表串联在电路中,如图所示:
(3)[4]由图乙可知,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.4A,因此小灯泡正常发光时的电阻
(4)[5][6][7]上述实验测量时电压表的示数为3.8V,要测量灯泡在电压为3V时的实际功率,应减小灯泡两端的电压,增大滑动变阻器两端的电压,由串联分压原理可知,应增大滑动变阻器接入电路中的电阻,即将滑片向A移动,直至直至电压表示数为3V;此时电流是0.3A,其实际功率为P=UI=3V×0.3A=0.9W
20.(2024·湖南永州·一模)在“伏安法测电阻”的实验中,电源电压接近3V左右。
(1)如图甲有一根导线其中一端连接错误,请你将这根错误的导线画“×”,并用笔画线在图中补画出一根导线,使连线正确;
(2)排除故障并正确操作,刚合上开关,发现电压表的示数为3V,电流表的示数为0,则故障是 ;(只填字母)
A.电阻R短路 B.电阻R断路 C.变阻器短路 D.变阻器断路
(3)移动滑片P,当电压表的示数为1.3V时,电流表的示数如图乙,由此可得待测电阻 Ω;若要将电压表的示数调到2.0V,需将滑片P向 移动;(选填“左”或“右”)
(4)某同学利用一个电压表和一个已知阻值的电阻,设计如图丙的电路,同样测出待测电阻的阻值。实验步骤如下:
①闭合S、断开S1,电压表的示数为;
②同时闭合S、S1,电压表的示数为;
③可得待测电阻 。(用、和表示)
【答案】 B 5 右
【详解】(1)[1]原电路中,电阻R和电压表被短路,R应与变阻器串联,电压表与电阻R并联,改正后电路图如下图:
(2)[2]刚合上开关,发现电压表的示数为3V,说明电压表能连通电源的两极,电流表的示数为0,说明与电压表并联的电阻R所在电路发生了断路。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
(3)[3]电压表的示数为1.3V时,接入电路的电流表的的量程是小量程,分度值为0.02A,示数为0.26A,则待测电阻的阻值为
[4]若要将电压表的示数调到2.0V,根据串联分压原理可知,需减小滑动变阻器接入电路的电阻,所以需将滑片P向右移动。
(4)③[5]闭合S、断开S1,两电阻串联,电压表测待测电阻Rx两端的电压为U1,则
闭合开关S、S1,定值电阻R0被短路,电路为Rx的简单电路,电压表的示数为U2,此时电源的电压U=U2……②
把②代入①得待测电阻的阻值为
21.(2024·福建宁德·一模)小明和小华进行测电阻活动。
(1)小明测量定值电阻的实验;
①用图甲所示的电路测量的阻值,该实验的原理是 ;
②请按照图甲所示的电路图,用笔画线将图乙中的实物图连接完整 ;
③闭合开关之前,滑动变阻器的滑片应置于 端;闭合开关,发现电压表示数接近电源电压,电路的故障可能是 断路;
④排除故障,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为2.6V时,电流表示数如图丙所示,则通过的电流大小为 A,它的阻值是 Ω;
(2)小华同学通过上面实验获得灵感,想设计一个能通过电压表测量湿度传感器电阻的电路,并且该电路的电压表示数随着相对湿度的变大而变大。准备了如下器材:一个3V电源、一个阻值为的湿度传感器(电路符号为“”,其阻值随相对湿度的增大而减小)、一个阻值为的定值电阻、一只电压表、一个开关、导线若干。请利用以上器材并根据要求,在虚线框内画出对应的电路图 。根据电路分析可知,当电压表指针指在2V的位置时,湿度传感器的阻值 。
【答案】 最右 0.26 10
【详解】(1)[1]图甲可用来测量电阻大小,该实验的原理是欧姆定律,即。
(1)[2]图甲中定值电阻Rx和滑动变阻器R串联,电流表测电路电流,电压表测定值电阻Rx的电压,则可连接到的实物图如下所示:
(1)[3][4]为了保护电路,滑动变阻器的阻值应在最大处,即最右端,闭合开关后定值电阻Rx断路,会导致电压表串联进电路,电压表示数接近电源电压。
(1)[5][6]图丙中电流表是小量程接入,分度值是0.02A,示数是0.26A,阻值为
(2)[7][8]因湿度传感器的阻值随着相对湿度的增大而减小、电压表示数随着相对湿度变大而变大,所以电压表和湿度传感器阻值是反向变化的关系,则电压表是测量定值电阻的电压,具体电路图如下所示:
根据串联电路电流处处相等可得
再根据串联分压原理可得
22.(2024·广东东莞·模拟预测)如图甲所示是小名用“伏安法”测量额定电压为2V的小灯泡L正常工作时的电阻的实验电路图。
(1)请帮助小名根据图甲所示的电路图,将图乙所示的实物电路连接完整 ;
(2)如图甲所示,小名闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数较大且几乎不变,电流表示数始终为零,电路故障可能是小灯泡 (填“短路”或“断路”);
(3)排除故障后小名想先测灯泡正常工作时的电阻应将开关闭合,然后移动滑动变阻器的滑片,此时他的眼睛应该观察 (填“滑动变阻器”“电压表”或“小灯泡”);
(4)各组数据对应的点已描在图丙中,由图可知小灯泡正常发光时的电阻为 Ω,图象为一条曲线的原因是 。本实验需要测得多组实验数据,其目的是 ;
(5)仅用本实验提供的器材, (填“能”或“不能”)探究电流与电压的关系。
【答案】 断路 电压表 5 灯丝的电阻随温度的升高而增大 为了寻找普遍规律 不能
【详解】(1)[1]滑动变阻器应串联在电路中,由图甲可知,滑动变阻器左小右大,因此应将左下接线柱接入电路,如图所示:
(2)[2]小名闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,电流表示数始终为零,则电路可能发生了断路,电压表示数较大且几乎不变,则与之并联的灯泡断路。
(3)[3]实验中要测量额定电压为2V的小灯泡L正常工作时的电阻,因此将开关闭合后,移动滑动变阻器的滑片,应该观察电压表的示数,直至为2V。
(4)[4]由图丙可知,当灯泡在额定电压2V时,其电流为0.40A,因此灯泡正常发光时的电阻为
[5]由图丙可知,当灯泡两端电压增大,通过灯泡的电流也增大,根据P=UI可知,灯泡功率变大,温度升高,灯丝的电阻随温度的升高而增大,因此U-I图象为一条曲线。
[6]测量小灯泡电阻的实验时,多次测量是为了研究灯丝电阻与温度的关系,因此多次测量是为了寻找普遍规律。
(5)[7]根据控制变量法的思想,在探究电流与电压的关系时,应控制电阻一定,而小灯泡的电阻随电压的改变而改变,因此不能完成实验目的。
23.(2024·全国·三模)实验室要测量一只未知阻值的电阻Rx的阻值,提供的器材有:由两节干电池串联成的电源,学生用电流表(0~0.6A,0~3A)一只,学生用电压表(0~3V,0~15V)一只,滑动变阻器R一只,电阻箱R0一只,开关和导线若干。
(1)图甲是小明设计的电路图,请按图甲用笔画线代替导线将图乙中实物电路连接完整 ;
(2)按该电路图测电阻的原理是 ;
(3)若Rx的阻值约为400Ω,该方案能否完成实验?
(4)小华设计了另一种实验方案,电路图如图丙所示,请你帮她补完实验操作步骤:
①按照电路图连接好电路,将电阻箱阻值调至最大;
②闭合开关,将电阻箱调到适当阻值,记下 、 ;(用文字和物理量的符号说明)
③将电阻箱阻值调为0Ω,记下电压表示数U;
④待测电阻Rx的表达式:Rx= 。
【答案】 R 不能 电阻箱上的阻值R 并读出电压表的示数记为U1
【详解】(1)[1]连接实物图时,需要注意和电路图一一对应,另外是电压表和电流表的连接一定要注意正负接线柱,电流表串联、电压表并联,由电路图知道,滑动变阻器接左下接线柱,如下图
(2)[2]伏安法测电阻的原理是
(3)[3]根据题中提供的器材:电源电压是两节干电池,电源电压是3V;定值电阻约为400Ω,滑动变阻器接入电路中的阻值为零时,电路中的电流
小于电流表的分度值,难以测出电流,所以不能完成实验。
(4)[4][5]根据电阻箱接入电路中阻值的可知性,我们可以测出电阻箱接入不同阻值时,电压表的示数。可先测出R0一定阻值时,电压表的示数U1;再调节电阻箱阻值为0时,电压表的示数U,即电源电压的值。
[6]当电压表示数为U1时,即Rx两端的电压为U1时,电阻箱两端的电压为U﹣U1,已知此时电阻箱的阻值为R;电路中的电流
Rx的阻值表达式
24.(2024·江苏南京·二模)(1)如图甲所示,三个完全相同的烧瓶A、B、C中分别装入质量和初温均相等的液体,其中,A、B中装的是煤油,C中装的是水,A、B、C瓶中电阻丝的阻值分别为RA、RB、RC,且RA<RB=RC(不计热损失)。
①比较 两瓶中温度计的示数变化情况,可以探究“电流通过导体产生的热量与 关系”;
②用该装置探究“不同物质吸热升温的现象”,应选择 两瓶进行比较,瓶内液体吸收热量的多少是通过 来反映的;
(2)关闭家中其他用电器,只用一个电水壶烧水,将质量为1kg、初温为20℃的水烧开(标准大气压下),用时6min,如图乙所示的电能表指示灯闪烁300次。则水吸收的热量为 J,电水壶的实际电功率为 W,电水壶的加热效率是 %(保留整数)。[c水=4.2×103J/(kg ℃)]
【答案】 A、B 电阻 B、C 通电 3.36×105 1000 93
【详解】(1)[1][2]电流通过导体产生热量的多少通过液体吸热升高温度多少来反映,所以应该对相同质量的同种液体进行加热,故应该比较A、B两瓶中温度计的示数变化情况来反映电流通过导体产生热量的多少;由图可知,A、B两瓶中的两电阻串联,根据串联电路的特点可知,通过两电阻的电流相等,而RA<RB,故可以探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”。
[3][4]探究“不同物质吸热升温的现象”,应该用相同的热源对相同质量的不同物质进行加热,故应该选择B、C两瓶进行比较,液体吸收热量多少是通过通电时间来反应的。
(2)[5][6][7]一个标准大气压下,水的沸点是100℃,将质量为1kg、初温为20℃的水烧开,水吸收的热量为
Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×1kg×(100℃﹣20℃)=3.36×105J
3000imp/(kW h)表示电路中用电器每消耗1kW h电能,电能表的指示灯闪烁3000次,则电能表指示灯闪烁300次,电水壶消耗的电能
电水壶的实际功率
电水壶的加热效率
25.(2024·湖南湘西·一模)测量小灯泡的电功率。如图所示,电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)连接电路时,图中导线a端应与电压表上标有数字“ ”(选填“3”或“15”)的接线柱相连;
(2)闭合开关前,应将滑片P置于 端(选填“A”或“B”);
(3)闭合开关后,移动滑动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电流表无示数,电压表示数接近3V,则故障原因是灯泡 (选填“断路”或“短路”);
(4)排除故障后闭合开关,电压表示数为1.5V,若要测量小灯泡的额定功率,应移动滑片P,通过 (选填“增大”或“减小”)滑动变阻器连入电路的电阻,使电压表示数达到2.5V;
(5)若当电压表读数为2.5V时,电流表读数为0.2A,则小灯泡的额定功率为 ,此时小灯泡的电阻为 Ω。
【答案】 3 B 断路 减小 0.5 12.5
【详解】(1)[1] 小灯泡的额定电压为2.5V,实验中电压表测灯泡两端电压,所以电压表应使用0~3V量程,故导线a端应接标有“3”的接线柱上。
(2)[2] 为了保护电路,闭合开关前,应将滑片P置于最大阻值处,即B端。
(3)[3] 灯泡不亮,电流表无示数,说明电路为断路,电压表有示数,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连,因此电路故障为灯泡断路。
(4)[4] 灯泡电压等于额定电压时灯泡正常发光,电压表示数为1.5V低于额定电压,应增大灯两端的电压;根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由串联分压原理可知,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,直到电压表示数为额定电压2.5V。
(5)[5][6] 若当电压表读数为2.5V时,电流表读数为0.2A,则小灯泡的额定功率为
此时小灯泡的电阻为
26.(2024·海南·三模)某小组测量“小灯泡电功率”的实验,已知电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡的电阻约为10Ω,滑动变阻器上标有“30Ω,1A”字样,如图甲是斌斌同学没有连接完的实物图电路。
(1)请你用笔画线代替导线,将实物图连接完整 (要求:滑片左移灯变亮);
(2)调节滑动变阻器滑片的过程中,小灯泡发出耀眼的白光后突然熄灭,此刻他会观察到电压表指针 (“回到0刻度”、“达到满刻度”或“超过满刻度”);
(3)在分析误差的过程中,同组的小于认为此种方法测量的电功率也存在一定的误差,因为电压表是有电阻的,使电流测的不准确,从而使测量的灯泡额定功率 (选填“偏大”或“偏小”);
(4)测完小灯泡的电功率之后,小明同学在原电路中换下灯泡,换上另一种用电器,来测量电器工作时的电功率。小明同学根据他测量的电流表和电压表的示数绘制出这种用电器工作时的U﹣I图像如图丁,接下来,他还想要绘制出该用电器的P﹣I2,和P﹣U2图像,如图,下列可能正确的是 ;
A. B. C. D.
【答案】 超过满刻度 偏大 A
【详解】(1)[1]灯泡的额定电压为2.5V,则灯泡的额定电流约为
所以电流表选0~0.6A的量程,且与灯泡串联,注意电流从正接线柱流入负接线柱流出;滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中,由于要求滑片左移灯变亮,说明滑片左移时变阻器的阻值变小,电流变大,灯变亮,所以滑动变阻器连接左下接线柱,连接如图
(2)[2]小灯泡发出耀眼的白光后突然熄灭,是由于灯丝因电压太高烧断,电压表与滑动变阻器、电源串联,电压表测量电源电压,因此指针超过满刻度。
(3)[3]电流表串联在灯泡与电压表并联后的干路上,测量的是通过灯泡和电压表的电流之和,因为电压表的内阻并不是无穷大,所以所测的电流比灯泡的实际电流值要大,根据可知,测量的灯泡额定功率偏大。
(4)[4]从图丁的U﹣I图像可知,图像先快速升高后平缓上升,根据可得,用电器的电阻变小。
A.图像先平缓上升后急剧上升,由可知,R变小,故A符合题意;
B.图像先平缓上升后急剧上升,由可知,R变大,故B不符合题意;
CD.两图像都是一条经过原点的直线,因此R不变,故CD不符合题意。
故选A。
27.(2024·河北·三模)在“测量小灯泡的电功率”实验中,已知小灯泡的额定电压为2.5V,正常工作时的电阻约为12Ω。现有器材:电源(电压为6V,保持不变),电流表,电压表,开关、导线若干,可供选择的滑动变阻器有:R1(10Ω,1A)、R2(15Ω,1A)、R3(50Ω,2A)。请完成下列问题。
(1)本次实验中应选择的滑动变阻器是 (选填“R1”、“R2”或“R3”);
(2)某同学连接成了如图甲所示的电路,该电路中存在一处连接错误,只要改接一根导线就可以使电路连接正确,请你把接错的那一根导线找出来打上“×”,再用笔画线代替导线画出正确的连接;
(3)改正错误后,闭合开关,变阻器滑片P至某处时,电压表示数如图乙,若想测量小灯泡的额定功率,应将变阻器滑片P向 端(填“A”或“B”)移动,使电压表的示数为2.5V时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是 W;
(4)王瑞同学又取了一个规格、型号完全相同的旧灯泡进行实验,发现在额定电压下工作时,灯泡亮度明显偏暗。仔细观察,发现这只灯泡的玻璃内壁变黑。灯泡亮度偏暗的原因是灯丝发光时发生升华,消耗的实际功率变 (选填“大”或“小”)的缘故;
(5)另一小组的同学在只有一只电压表的情况下,连接了如图丁所示的电路,测出了额定电压为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,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的滑片滑到最上端,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,使电压表的示数与②步骤相同。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RL= 。(用已知量和测量量的字母表示)
【答案】 R3 A 0.55 小
【详解】(1)[1]小灯泡正常发光时,其两端的电压,则小灯泡正常发光时的电流为
由串联电路的电压特点可知,此时滑动变阻器两端的电压
由串联电路的电流特点可知,此时通过滑动变阻器的电流
此时滑动变阻器接入电路的阻值
即滑动变阻器的最小阻值为16.7Ω,故本次实验中应选择的滑动变阻器为R3。
(2)[2]由图可知,电流表应该和小灯泡串联,电压表应该和小灯泡并联,测量小灯泡两端的电压,图中电流表和小灯泡并联了,改正好的实物图如图
(3)[3][4]小灯泡的额定电压为2.5V,由图乙可知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,电压表此时的示数为2.6V,此时电压表的示数大于小灯泡的额定电压,要是电压表的示数减小为额定电压,由串联电路分压的规律可知,需要增大滑动变阻器两端的电压,即增大滑动变阻器接入电路的阻值,故滑片P应该向A端移动,使电压表的示数为小灯泡的额定电压2.5V,小灯泡正常发光。
[5]由图丙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,此时电流表的示数为0.22A,即小灯泡的额定电流,则小灯泡的额定功率
(4)[6]小灯泡灯丝因升华变细,导致小灯泡的电阻变大,由可知,小灯泡的实际功率变小。
(5)[7]闭合开关S、S2,断开S1,将R1的滑片滑到最右端,此时变阻器R1接入电路的电阻为0,小灯泡和变阻器R2串联,电压表测量滑片P下方电阻丝的电压,一直到小灯泡的额定电压为,根据串联电路的电压规律可知,要使小灯泡正常发光,要调节R2的滑片,使电压表的示数为。
[8]同时闭合三个开关,保持R2的滑片不动,此时小灯泡被短路,变阻器R1和变阻器R2串联,然后调节R1的滑片,使电压表的示数为,根据等效替代法,此时R1连入电路中的电阻即为小灯泡正常发光时的电阻。
[9]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,这时R2接入电路的电阻为最大值,即R0.根据串联电路的电压规律可知,R1接入电路的电阻两端的电压为,由分压原理
求得R1接入电路的电阻
由[8]分析可得,此时R1连入电路中的电阻即为小灯泡正常发光时的电阻,即
28.(2024·河南濮阳·一模)风铃同学在“探究小灯泡发光时亮度与电功率的关系”实验中,所用的电源电压是4V,小灯泡的额定电压是2.5V,小灯泡两端允许施加的最大电压为额定电压的1.2倍。
(1)请将图甲的实验电路连接完整;
(2)风铃同学连接的电路中,电流表接的是量程,滑动变阻器的滑片滑到了阻值最大端。在检查电路连接正确后,风铃同学试触开关时会观察到电流表指针的偏转角度 (选填“较大”或“较小”);
(3)风铃同学改正电路后,闭合开关并移动滑片,记下多组对应的电压表和电流表的示数,可计算出小灯泡的额定功率是 W。他发现该图线不是直线,你认为出现这种情况的主要原因是 ;
(4)风铃同学在实验时发现,在移动变阻器的滑片,使灯泡两端电压增大时,小灯泡亮度也变亮,结合图乙的数据可知,灯泡的亮度是由 决定的;
(5)风铃同学想测定电动自行车上用作照明的LED(发光二极管)的额定功率。查阅资料知道该LED的额定电压为3V,正常发光时电流为24mA,则LED的额定功率为 W。风铃同学通过对比发现,额定功率一样的LED和白炽灯都正常工作时,LED比白炽灯亮,请对此现象作出解释 。
【答案】 较小 0.5 灯丝的电阻随温度的升高而增大 实际功率 0.072 LED的电能转化为光能的效率比白炽灯的要高得多
【详解】(1)[1]小灯泡的额定电压是2.5V,小灯泡两端允许施加的最大电压为额定电压的1.2倍,即3V,故电压表选用小量程并联在灯泡两端,如图所示
(2)[2]小华在实验连接的电路中,电流表接的是大量程,且滑动变阻器滑片移至最大值,此时电路中电阻最大,由可知,电路中电流较小,即会发现电流表指针偏转角度较小。
(3)[3]由图乙可知,当灯的电压为2.5V额定电压下,电流为0.2A,则小灯泡的额定功率
[4]因灯丝的电阻随温度的升高而增大,不是一个定值,通过灯的电流与电压不成正比,所以图中不是一条直线。
(4)[5]由图乙可知,当灯泡两端电压增大时,电流也逐渐变大,根据可知,灯泡的实际功率变大,灯泡亮度也变亮,说明灯泡的亮度由实际功率决定。
(5)[6]当LED的电压为3V时,通过的电流为24mA=0.024A,该LED的额定功率为
[7]LED灯不必要达到很高的温度就能发光,电能基本上不转化成内能,故小明进一步发现,额定功率一样的LED和白炽灯都正常工作时,LED比小灯泡亮。
29.(2024·河南濮阳·一模)某小组在测量小灯泡电功率的实验中,选用电源电压恒定为3V的电源和额定电压为2.5V的小灯泡进行实验。
(1)所接的实验电路如图甲所示,电路中部分连接不合理,但只需改动一根导线,即可使电路连接正确.请你在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法 ;
(2)在连接电路时,开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态;滑动变阻器的滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端;
(3)继续移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表示数,并绘制成图乙所示的关系图象。根据图象信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W;同样也能计算出灯泡正常发光时灯丝的电阻为 Ω;
(4)在测量该小灯泡的额定功率时,电压表损坏,小组同学利用身边的器材设计了如图丙所示的电路,其中电源电压恒为U,R的电阻值已知。
①闭合开关、,断开开关S1,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为 ;
②闭合开关S、,断开开关, (选填“调节”或“不调节”)滑动变阻器的滑片,记录此时电流表的示数为I;
③小灯泡额定功率表达式为: (用已知量和测量量的符号表示)。
【答案】 断开 B 0.5 12.5 不调节
【详解】(1)[1]在测量小灯泡电功率的实验中,小灯泡应与电流表、滑动变阻器串联,电压表并联在小灯泡两端,测量小灯泡两端电压;原电路中,电流表与变阻器串联后与灯并联,电压表串联在电路中是错误的,应使灯泡、电流表与变阻器串联,电压表与灯并联,具体做法为,去掉连接小灯泡与开关左接线柱的导线,并用导线将小灯泡左接线柱与电源负极连接起来,如图所示:
(2)[2][3]为了保护电路,在连接电路时,开关应处于断开状态,且应将滑动变阻器的滑片置于其阻值最大值处,即B端。
(3)[4]由题意知,小灯泡的额定电压为2.5V,由图乙知,灯泡正常发光时,其对应的电流为0.2A,则由P=UI可得,小灯泡正常发光时的额定功率为
[5]由可得,此时小灯泡灯丝的阻值为
(4)①[6]由图丙知,当只闭合开关S和S2,小灯泡与电阻R并联后与滑动变阻器串联,电流表串联在电阻R支路测量其电流,当小灯泡正常发光时其两端的电压为2.5V,根据并联电路电压规律可知,此时电阻R两端电压也为2.5V,通过电阻R的电流为
则调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为,此时小灯泡正常发光。
②[7]由图丙知,当只闭合开关S和S1,小灯泡与电阻R并联后与滑动变阻器串联,电流表测量干路电流,示数为I,保持滑片位置不变,电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光;根据并联电路电流特点知,此时通过小灯泡的电流为
③[8]结合①②知,根据P=UI可得,小灯泡的额定功率为
30.(2024·江西抚州·一模)小明同学利用如图所示的电路来测量标有电压为2.5V的小灯泡的电阻和电功率。
(1)在连接电路时,开关应先 ;
(2)滑动变阻器滑片在如图乙所示的位置时电压表示数为2V,则要使灯泡正常发光,滑片应向 移动;
(3)如图丙所示为小灯泡正常工作时电流表的示数,此时小灯泡的电阻为 Ω(计算结果保留1位小数),小灯泡的额定功率为 W;
(4)通过调节滑动变阻器的滑片,多次测量,画出了小灯泡的电流随其两端电压变化的I-U关系图像(如图丁),电压表与电流表的示数之比 (选填“变大”“变小”或“不变”),说明 ;
(5)若将这样的两个小灯泡串联后接在电压为3V的电源两端,则此时两个小灯泡的总功率为 W。
【答案】 断开 左 8.9 0.7 变大 灯丝的电阻随温度升高而增大 0.66
【详解】(1)[1]为了保护电路,连接电路时开关应该断开。
(2)[2]电压表示数为2V,低于小灯泡的额定电压,所以应增大小灯泡两端的电压,根据串联电路电压规律可知,应将滑片向左端滑动。
(3)[3]由图乙知,电流表的量程为0~0.6A,示数为0.28A,则小灯泡的电阻
[4]小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.28A=0.7W
(4)[5][6]电压表与电流表的示数之比为灯的电阻;根据小灯泡的I-U关系图像可知,通过灯的电流增大,灯的功率增大,灯丝电阻变大,即电压表与电流表的示数之比变大,说明灯丝的电阻随温度升高而增大。
(5)[7]两个规押题13(实验探究题):电学实验(压轴)
备注:真题回顾来源于近两年南京中考真题,押题预测来源于2024年名校模拟试题
电学实验在中考中,一般以压轴题的形式出现,主要考察的实验包括:串并联电路电流和电压的规律实验、探究影响电阻大小的实验、探究电流与电压和电阻的关系实验、电阻的测定、测量小灯泡电功率的测定实验。
秘籍1:怎样解决串并联电路中电流、电压的规律探究问题
解答这两个探究实验应明确:
(1)连接电路时开关要断开,电流表串联在电路中,电压表并联在电路中;
(2)连接好电路后要用试触法选择量程;
(3)读数时要先看选用的量程,明确分度值后再读数,且视线要与表盘相垂直;
(4)会用分析归纳法分析实验数据,能够得出正确的实验结论。
【特别提示】①探究串、并联电路的电流规律,在连接电路时开关一定要处于断开状态;②检查电路连接无误后再闭合开关进行实验;③为了使实验结论更具普遍性,实验时应选用不同规格的灯泡多做几组实验。
秘籍2:怎样解探究影响电阻大小因素的实验问题
由于导体的电阻取决于导体的材料、长度、横截面积和温度等多个因素,所以探究过程需要用控制变量法。重点注意判断器材的选择。同种材料制成的导体,横截面积越小,长度越长,电阻越大;横截面积越大,长度越短,电阻越小;长度和粗细均相同的导体,材料不同,电阻也不同。对大多数导体而言,电阻随温度升高而增大,但也有少数例外。
【特别提示】①探究影响电阻大小的因素时,一般是通过比较灯泡的亮度来判断电阻大小变化的,为更明显地判断电阻的变化,可串联接入电流表,通过比较电流表示数的大小来比较电阻的大小。②电阻是导体自身的一种性质,与接不接入电路无关。
秘籍3:怎样解探究电流与电压、电阻的关系的实验问题
(1)在“探究电流跟电压、电阻关系”的实验时,要采用控制变量法。研究电流与电压的关系时,可控制电阻不变,研究电流与电阻的关系时,可控制电压不变,这样便使问题变得简单了。
(2)滑动变阻器在两个探究实验中的作用既有相同点,又有不同点。相同点:限制电流,保护电路。不同点:在探究电流与电压的关系实验中,滑动变阻器的作用是改变定值电阻两端的电压;而在探究电流与电阻的关系时,滑动变阻器的作用是保持定值电阻两端的电压不变。
(3)在“探究电流与电压关系”的实验中,更换定值电阻重复实验的目的是使实验结论更具有普遍性;而在“探究电流与电阻关系”的实验中,更换定值电阻重复实验的目的是得到在相同电压下多组电流与电阻的数据,便于发现规律。
(4)本实验中主要用到了控制变量法和图像法。
【特别提示】实验数据的处理方法
初中物理中常用的物理数据处理方法包括列表分析法和图像法。列表分析法的优点是方便,但不直观;图像法的优点是直观明显,但较麻烦。
秘籍4:怎样解电阻的特殊测量问题
在伏安法测电阻的实验中.若缺少一只电流表或一只电压表。可用定值电阻(或电阻箱)来代替。
(1)当没有电流表时,用定值电阻与电压表替代电流表.即采用“伏阻法”。将定值电阻(或滑动变阻器)与未知电阻事联,利用串联电路电流处处相等的特点,计算出通过定值电阻的电流,此电流即为通过待测电阻的电流,然后再测出待测电阻两端的电压,利用即可求出待测电阻的阻值。
(2)当没有电压表时,用定值电阻与电流表替代电压表,即采用“安阻法”。将定值电阻与待测电阻并联,利用并联电路各支路两端电压相等的特点,计算出定值电阻两端的电压,即可知道待测电阻两端的电压,然后用电流表测出待测电阻的电流,根据求得待测电阻的阻值。
(3)用电阻箱代替待测电阻,使电压表(或电流表)示数相同,则电阻箱与待测电阻效果一样,即电阻大小相等,这里应用了等效替代法。
秘籍5:怎样解测量小灯泡的电功率的实验问题
解题时应掌握该实验的下列知识:
(1)实验原理:P=UI。
(2)移动滑片时,眼睛观察电压表。
(3)电压调节:小灯泡两端电压不要高于额定电压的 1.2倍。
(4)数据处理:多次测量的目的是寻找灯泡亮度与实际功率的关系。只有实际电压等于额定电压时,实际功率才等于额定功率,故求额定功率时,不能求平均值。
【特别提示】常见故障机原因分析
灯泡 电流表 电压表 故障分析
不亮 无示数 无示数 断路或电源损坏
不亮 有示数 无示数 灯泡断路
不亮 无示数 有示数 灯泡断路
不亮 有示数 有示数 电源电压太小或电路中电阻过大
秘籍6:怎样解探究影响电热因素的实验问题
解题时需掌握下列五个方面的知识:
(1)由于实验中电流在导体上产生的热量无法直接观察,故采用转换法,把放出热量的多少转换为能直接观察的温度变化的多少。
(2)在探究过程中要注意控制变量法的运用,如两个烧瓶内煤油的质量、通电时间等。
(3)在探究电流一定,电流产生的热量与电阻之间的关系时,应将两电阻丝串联接入电路中;在探究电压一定,电流产生的热量与电阻之间的关系时.应将两电阻丝并联接入电路中。
(4)注意结论成立的前提条件:电流产生的热量跟电阻成正比的前提条件是“电流一定”;成反比的前提条件是“电压一定”。
(5)本实验中,选用煤油的原因是它的比热容较小,在加热时,吸收相同的热量,温度变化较大。
【特别提示】探究影响电流热效应实验中可采用的转换方法:
①转换为能直接观察的温度变化的多少。②转换为烧瓶中煤油受热后煤油柱升高的高度。③转换为密闭空气受热膨胀使U形管中有色液柱出现的高度差。
秘籍7:怎样解磁场对通电导线作用的探究
解题时应明确:
(1)通电导线在磁场中受到力的作用,力的方向跟导线中的电流方向和磁场方向有关。当改变其中一个方向时通电导线的受力方向改变;当电流方向和磁场方向同时改变时,通电导线的受力方向不变。
(2)电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动:电动机的转向跟电流的方向和磁场的方向有关,电动机的转速大小跟电流的大小和磁场的强弱有关。
(3)电动机工作时的能量转化是电能转化为机械能。
【特别提示】
(1)改变直流电动机转动方向的方法有两种:一是改变线圈中的电流方向(即把电源的正、负极对调);二是改变磁场方向(即把磁体的两极对调)。
(2)换向器的作用:每当线圈由于惯性转过平衡位置后,换向器能自动改变线圈中的电流方向,从而改变线圈的受力方向,使线圈能连续转动。
秘籍8:怎样解电磁感应现象的实验探究问题
解题时应明确:
(1)在电磁感应现象中,感应电流的方向跟导体切割磁感线的运动方向和磁场方向有关,探究时用到了控制变量法。若使导体运动方向与原运动方向相反,或将磁场方向改为与原方向相反,则感应电流方向将与原方向相反;若将导体运动方向和磁场方向都变为和原方向相反,则感应电流的方向不变
(2)在实验中,要用灵敏电流计代替一般电流表,这是因为实验中产生的感应电流很小,用灵敏电流计可以测量微小的电流。
(3)在实验中,使导体在磁场中沿不同方向运动的目的是探究得出产生感应电流的条件之一:导体做切割磁感线运动,同时得出感应电流的方向与切割磁感线的方向之间的关系;调换磁体磁极的目的是探究感应电流的方向与磁场方向之间的关系。
1.(2023·江苏南京·中考真题)现有两只阻值未知的定值电阻Rx1和Rx2。
(1)图甲为用伏安法测量Rx1的部分电路。
①用笔画线将电路补充完整,要求滑动变阻器接入电路阻值最大(图中滑片P在B端) ;
②正确连接电路后,闭合开关,移动滑片P,进行三次实验,测得的电流、电压的部分数据如下表。第3次实验的电流大小如图乙所示为 A;
实验序号 U/V I/A
1 1.2 0.12
2 2.0 0.20
3 2.5
③Rx1的阻值为 Ω(精确到0.1);
④实验结束后,应先断开 ,拆除 两端的导线;
(2)用图丙所示的电路可以测出Rx2的阻值。图中有两只阻值已知分别为R1和R2的定值电阻,R0为电阻箱,电源电压恒定。
①只闭合S1,记录电压表V1的示数U;
②只闭合S2,调整电阻箱的阻值,使电压表V2的示数也为U,记录此时电阻箱的阻值R;
③则Rx2= 。
2.(2022·江苏南京·中考真题)现有一只阻值未知的定值电阻RX。
(1)图甲为用伏安法测电阻RX的部分电路。
①用笔画线将电路补充完整,要求:滑片向B端移动时,变阻器接入电路的电阻变小;
②调节滑动变阻器可以多次实验,其目的是 ;
③请在虚线框内设计一个记录数据的表格。
④收集数据完成实验。
(2)利用如图所示电路,能测出RX的阻值。其中R为定值电阻,R′为电阻箱。请在空白处填上合适内容。
①闭合开关前,将滑动变阻器滑片滑到b端,电阻箱调为某一阻值R1;
②闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表和电流表示数为合适的值;
③断开开关,再将电压表与待测电阻C端间的导线改接到D端(图中虚线所示),闭合开关,反复调节 ,使两表的示数与②中相同,记录此时电阻箱的阻值R2,断开开关。
④待测电阻的阻值RX= 。
3.(2022·江苏南京·中考真题)用如图甲所示的电路研究通过导体的电流与电压、电阻的关系。
(1)实验前,电流表的指针位置如图乙所示,应该 ;
(2)在研究电流与电压关系时,为了改变电阻箱R1两端的电压, (选填“需要”或“不需要”)调节R2的阻值;
(3)在研究电流与电阻关系时,有以下步骤:
A.调节R1的阻值为3Ω;
B.移动滑动变阻器R2的滑片P至某一位置,记录电流表的示数为0.50A;
C.仅调节R1的阻值,分别为6Ω和9Ω,记录两次相应的电流值分别为0.33A和0.25A。
以上步骤C存在问题,要使第一次实验数据有效,步骤C中将R1的阻值由3Ω调成6Ω后,正确的操作是 。
4.(2022·江苏南京·中考真题)用如图所示的电路探究并联电路特点,闭合所有开关,发现:
现象1:灯L1发光:现象2:灯L2不发光。
对此现象的原因有以下三种猜想:
猜想1:干路上某根导线断路
猜想2:灯L2的灯丝断路
猜想3:灯L2支路某根导线断路
(1)根据现象 (填数字)可以判断猜想1是错误的;
(2)若灯L2不发光的原因是由猜想2或猜想3引起的,用以下两种方法可以验证:
方法1:不添加器材且不拆除导线。具体操作是: ;
方法2:在干路上串联一个滑动变阻器,再用一根完好的导线接在L2的A、B两端,闭合所有开关,若观察到现象 ,则猜想 (填数字)正确。
1.(2024·山西大同·二模)物理课上,小雯和同学一起做“探究电流与电阻的关系”实验,他们连接的实物电路如图甲所示,实验中,可选用的定值电阻的阻值分别为5、10和15。
(1)当滑动变阻器的滑片位于如图甲所示的位置时, (选填“可以”或“不可以”)直接闭合开关进行实验;
(2)小雯先将5的电阻接入电路,闭合开关并调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数如图乙所示;在断开开关换用其他定值电阻前,小雯还应记录 。更换10的电阻继续实验,移动滑动变阻器的滑片,直到时停止移动并记录数据;
(3)请你为实验设计一个记录数据的表格 ;
(4)小雯想换用15的定值电阻进行实验,她发现该电阻损坏无法使用,于是利用现有实验器材也完成了此次测量,请你写出她的方法: 。
2.(2024·四川广元·二模)小敏利用图甲所示电路探究并联电路的电流特点。
0.15 0.15 0.30
(1)连接电路时,开关必须处于 状态;
(2)请用笔画线代替导线将图乙所示实物图连接完整,要求电流表测量灯的电流;
(3)小敏测出A、B、C三点的电流后,将数据记录在表格中,为得出正确结论,接下来小敏应 (选填字母);
A.改变电流表的量程再测量B.换其他规格的电流表再测量
C.改变电源电压再测量D.换用不同规格的灯泡再测量
(4)若实验过程中,小敏不小心将一根导线连接在灯泡的两端,则灯将 (选填“变亮”“变暗”或“熄灭”)。
3.(23-24九年级下·四川遂宁·阶段练习)小红与小刚实验小组在探究“电流与电阻的关系”实验时,选择的实验器材有:电源(电压恒定为)、电流表、电压表、开关、电阻箱、滑动变阻器(规格为“”)和导线若干。
(1)图甲是他们设计的实验电路图,小刚根据电路图连接了如图乙的实验电路,小红检查时发现有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”,用笔划线代替导线正确连接 (注意:导线不能交叉);
(2)排除故障后进行实验,得到第一次实验数据如下表,接着他们将电阻箱阻值调到,闭合开关,调节滑片,直到电压表的示数为 V,此时电流表的示数如图丙所示,读数为 A;
电阻R/ 5 10
电流I/A 0.4 0.1
(3)第三次实验,电阻箱接入电阻如图丁所示,读数为 ;
(4)分析表中数据得出的结论是:电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成 ;
(5)为了验证以上规律的可靠性,可以测量更多组数据,但是电阻箱接入电路的阻值不得超过 。
4.(2024·四川成都·二模)在“探究串联电路的电流特点”的实验中,小明设计了如图甲所示的电路,然后用一个电流表先后接在A、B、C三处测量电流。
(1)连接电路前,小明发现电流表指针如图乙所示,他的下一步操作应该是 ;
(2)连接好电路;小明先把电流表接在A处,闭合开关,他发现两灯的亮度不稳定,电流表的指针来回摆动,故障的原因可能是 ;
A.电流表被烧坏 B.电流表被短路
C.某灯泡被短路 D.某接线柱接触不良
(3)排除故障后,小明测得的实验数据如下表所示,同组的小虹认为表格中“1.5”是错的,出现这种情况的原因可能是 ;
电流表的位置 A B C
电流I/A 0.3 0.3 1.5
(4)有部分同学认为“靠近电源正极附近的电流大,经过用电器后电流逐渐减小”,你认为以下哪一项操作能够验证该猜想是否正确 。
A.更换电流表量程,再次测量A、B、C三处的电流
B.将电源两极对调,再次测量A、B、C三处的电流
C.改变电源电压大小,再次测量A、B、C三处的电流
D.更换不同规格的灯泡,再次测量A、B、C三处的电流
5.(2024·吉林长春·二模)某学习小组在“探究通电导体中电流与电阻的关系”的实验中,小明连接了如图甲所示的电路(电源电压保持4.5V不变);
(1)请用笔画线代替导线,将甲图中的电路连接完整 ;
(2)在连接电路时,开关应 ;
(3)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像。由图像可知R两端的电压为 V,当R的电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,应调节滑动变阻器使R两端的电压 (选填“改变”或“不变”);
(4)若实验中R的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω,则滑动变阻器的阻值至少是 Ω;
(5)分析图乙的数据可得到的实验纺论,当定值电阻两端电压一定时,电流与电阻成 。
6.(2024·北京平谷·一模)某小组同学用如图所示电路探究串联电路中的电压关系。在由灯泡L1、L2组成的串联电路中,L1两端的电压用U1表示,L2两端的电压用U2表示,L1和L2两端的总电压用U表示。他猜想,在串联电路中,U=U1+U2,并用实验验证猜想。
(1)实验中下列操作不正确的是 ;
A.连接电路时,开关S处于断开状态
B.连接电压表时,试触后再选择合适量程
C.将电压表A接点连线转接至C接点,测量L2两端电压
(2)小华进行实验时,测得U1为0.8V,U2为2V,U为2.8V,于是得出结论:在串联电路中,U=U1+U2,同组同学指出他的实验不能实现探究目的,请你写出小华的实验不能实现探究目的的原因: ;
(3)针对小华不能实现探究目的的原因,请你写出能够完成探究目的的操作方法(可以添加适当的实验器材) ;
(4)请你画出改进后的实验设计表格 。
7.(2024·云南昆明·一模)小敏和小东用小灯泡探究“串联电路和并联电路电压规律”。
(1)图甲中要测量L1两端电压,请用笔画线代替导线将实物图连接完整;
(2)闭合开关前电压表如图乙所示,其原因是电压表 ;处理好问题后,用电压表分别测ab、cd、ad间的电压,每次拆接电压表时,开关应处于 状态;
(3)小东用电压表测出电路两端的电压和小灯泡L1、L2两端的电压记录在下表中,由表中数据可得:在串联电路中,电压的规律是 (用表中字母表示);
实验次数 电路两端电压U/V L1两端电压U1/V L2两端电压U2/V
1 2.8 1.4 1.4
2 2.8 1.1 1.7
3 2.9 2.1 0.8
(4)如图甲所示,小东测量灯泡L1两端的电压之后, (选填“能”或“不能”)只将电压表接a点的导线改接到d点测L2两端的电压,理由是 ;
(5)小东将电压表并接在如图丙所示电路中的ab、cd和ad两端,测出一组数据后得出并联电路电压规律,小敏说这样的结论不具有普遍性,接下来的操作是 ;
(6)细心的小敏发现,将同一只小灯泡分别接入图甲、丙两电路中的亮度不同,你认为小灯泡接在 (选填“甲”或“丙”)电路中会更亮些。
8.(2024·四川攀枝花·一模)同学们合作进行探究“串联电路的电压特点”的实验,设计了如图I所示电路图,并连接了相应的实物电路,如图Ⅱ所示,已知电源电压恒为6V。
(1)在连接的实物电路中有一处错误,无法完成实验,连接错误的导线是 (选填“a”“b”或“c”);
(2)正确连接后,闭合开关,发现电流表和电压表都没示数,电压表有示数,电路中只有一处故障,电路故障可能是 ;更换器材后继续实验,根据测得的实验数据,绘制了图Ⅲ;
①根据探究目的分析图Ⅲ中的甲、乙两图线,得出的结论是 ;
②由图Ⅲ可知,定值电阻阻值为 Ω;
(3)学习小组的同学们还想由此电路“探究电流与电阻的关系”,可供选择的定值电阻的阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
①电路连接正确后,先用5Ω的定值电阻进行实验,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2V,读出了电流表的示数;再将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻后,应向 移动滑片直至电压表示数为2V,并记录电流表的示数;
②当接入25Ω定值电阻时,发现无论如何移动滑动变阻器无法完成实验,原因是 ,利用已给器材,你解决问题办法是 ;
③5Ω的定值电阻更换为10Ω时,滑动变阻器的阻值变化量与定值电阻阻值变化量之比为 。
9.(2024·广东东莞·一模)某学习小组在“探究通电导体中电流与电阻的关系”的实验中,实验器材如下,学生电源(6V)、电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0-3V,0~15V)、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至最 (选填“左”或“右”)端;
(2)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象,由图象可知R两端的电压为 V;当R的电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,为使R两端的电压 (选填“改变”或“不变”),滑动变阻器的滑片应向 (选填“左”或“右”)端滑动;
(3)由实验数据可知:导体两端电压一定时: ;
(4)为了完成整个实验,应该选取的滑动变阻器的规格是 。(填字母)
A.50Ω,1.0A B.30Ω,1.0A C.20Ω,1.0A D.10Ω,1.0A
10.(2024·陕西西安·模拟预测)家里装修时小明发现电工师傅在墙壁里埋线时,挑选非常粗的铜导线且导线与导线之间连接时,往往打一个漂亮的结。于是他设计了如下实验,请帮助他完成:
(一)探究导体的电阻大小与哪些因素有关
小明从实验室中找到四段电阻线A、B、C、D将他们安装到实验板上,并连接好实验电路如图甲所示,用夹子a、b夹住电阻线的两端将电阻线接入电路。
(1)电路中既安装了电流表又安装了灯泡,灯泡除了有可以 的作用外,还有通过亮度判断导体电阻的大小的作用,此处用到的实验方法是 ;
(2)为了探究导体电阻与材料的关系,应先将电阻线D接入电路;再将电阻线 接入电路,发现电阻线D接入电路时电流表示数大;
(3)将电阻线B、C分别接入电路,电阻线C接入电路时电流表的示数大于电阻线B接入电路时电流表的示数,说明:在其他条件相同时,导体横截面积越 ,电阻越大。
(二)比较一下几种打结法的电阻
用等长的镍铬导线制作出三种打结导线,将它们和标有0.3A字样的小灯泡接入如图丙电路中并闭合所有开关,灯泡正常发光。
①只断开开关,读出电流表的示数为0.26A;
②只断开开关,读出电流表的示数为0.28A。
(4)小明只断开开关,读出电流表示数为1.1A。但他发现灯泡亮度却比正常发光时暗,请指出他出现的错误: ;
(5)通过比较可以知道:打结法 电阻最小。
11.(2024·广东揭阳·一模)物理兴趣小组的同学在学习《电阻》时发现,有的电阻会随温度、压力等外界因素的改变而发生变化。那么热敏电阻的阻值大小与温度有什么关系呢 为此他们在实验室找来如图甲所示的热敏电阻进行探究:
(1)热敏电阻由 (选填“导体”、“超导体”或“半导体”)材料制成。经过讨论,同学们组装了如图乙所示的装置进行实验,实验中通过 反映电阻的大小;为了使现象更明显,烧杯中的液体应该选择 (选填“食盐水”或“煤油”);
(2)点燃酒精灯,闭合开关进行实验,电源电压不变,记录的数据如下表所示。分析实验数据可知该热敏电阻的阻值随温度升高而 (选填“增大”或“减小”);
温度t/℃ 10 20 30 40 50 60 70
电流I/A 0.13 0.16 0.21 0.27 0.34 0.43 0.55
(3)为了得到这个热敏电阻在不同温度下的具体阻值,实验还需要增加的器材是 ;
(4)实验结束后,大家一起动手用这个热敏电阻和一个电压表改装成了一个指针式温度计,设计的电路如图丙所示,若要使电压表示数随温度升高而增大,则应在图中 (选填“ab”、“bc”或“ac”)两端接入电压表。
12.(2024·陕西西安·一模)工业上利用“电热丝切割机”切割泡沫海绵等材料,物理兴趣小组的同学也制作了如图甲所示的小型“电热丝切割机”,在制作过程中他们发现不同同学制作切割机的切割能力不同,于是他们想探究电热丝的切割能力与什么因素有关。
(1)查阅相关资料,发现电热丝通常用的是镍铬合金丝而不用铜丝。原因之一是给铜丝通电后就会产生很大的电流,铜丝的温度就会急剧上升,温度达到铜丝的 ,铜丝就断了,不适合做电热丝;
(2)小组的同学想知道电热丝的切割能力还和哪些因素有关,于是做出如下猜想:
猜想一:电热丝(镍铬合金丝)的切割能力与电源电压有关
猜想二:电热丝(镍铬合金丝)的切割能力与电热丝接入电路的长度有关
猜想三:电热丝(镍铬合金丝)的切割能力与电热丝的粗细有关
为了检验以上猜想是否正确,他们利用制作的器材进行实验,选择长度、材质(选填“相同”或“不同”)的泡沫板,在电热丝(镍铬合金丝)通电后,每次一起以最快的速度横向进行切割。并将相关数据填入表格:
实验次数 1 2 3 4 5 6 7
电源电压/V 3 6 9 6 6 6 6
接入电路的电热丝长度/cm 5 5 5 10 15 5 5
电热丝的粗细/ 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 1.0 1.5
20s切断泡沫板的页数 5 10 14 6 4 12 15
分析表格回答下列问题:
①本实验是通过 体现出电热丝切割能力的;
②分析表格中1、2、3三组实验数据可得出结论: ;
③比较实验 三组实验数据,可以得出电热丝的切割能力与电热丝接入电路的长度有关;
④根据数据分析,要想使“电热丝切割机”的切割能力强,在电源电压一定时,应该选择的电热丝材料为 ;(填正确选项前的字母)
A.长而粗 B.长而细 C.短而粗 D.短而细
(3)小组的同学查资料得知泡沫的熔点为240℃,着火点为345℃。他们认为用“电热丝切割机”切割很宽的泡沫板时后续容易起火,于是他对“电热丝切割机”进行了改进,改进后的电路原理图如图乙所示,请你对他的改进电路作出评价: 。
13.(2024·黑龙江绥化·一模)小明、小红和小亮在做“探究影响导体的电阻大小因素”实验时,做出了如下猜想。
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横截面积有关。 猜想三:导体的电阻可能与导体的材料有关。
实验室提供了4根电阻丝,其规格、材料如下表所示
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
A 镍铬合金 0.5 0.5
B 镍铬合金 1.0 0.5
C 镍铬合金 0.5 1.0
D 锰铜合金 0.5 0.5
(1)如图所示电路,闭合开关后,在M、N之间分别接上不同导体,通过观察相关现象来比较导体电阻大小,小明、小红和小亮对图中的电路设计提出了自己的观点:
小明认为:电流表是多余的,观察灯泡的亮度就可以判断导体电阻的大小;
小红认为:灯泡是多余的,根据电流表示数的变化就可以判断导体电阻的大小;
小亮认为:灯泡和电流表同时使用更好,因为灯泡可以保护电路,从而防止烧坏电流表。
你赞同 (选填“小明”、“小红”或“小亮”)的观点;
(2)为了验证猜想二,可依次把M、N跟 (选填“A、B、C、D”)的两端相连,闭合开关,记下电流表的示数,分析比较这两根电阻丝电阻的大小;
(3)依次把M、N跟电阻丝A、B的两端连接,闭合开关,电流表的示数不同,分析比较A、B两根电阻丝电阻的大小,可探究电阻跟 的关系,其结论是 ;
(4)小丽在探究同样的课题时,手边只有一根电阻丝,那么,她利用这根电阻丝和上述电路,不能够完成猜想 (选填“一”、“二”或“三”)的实验验证;
(5)以上方法在研究物理问题时经常用到,被称为控制变量法。下列4个实验中没有用到此方法的是( )
A.探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验 B.探究影响压力作用效果的因素实验
C.探究平面镜成像的特点实验 D.探究影响摩擦力大小的因素实验
14.(2024·广东深圳·一模)某同学想比较甲、乙两种材料的导电性能。在实验室中只找到A、B两根电阻丝,其规格如表所示,且。将电阻丝接入如图所示的电路,闭合开关S后,观察到电流表A1的示数大于电流表的示数。请补全下面分析判断过程。
电阻丝 材料 横截面积 长度
A 甲 s
B 乙 s
由电路图可知,与并联,所以,根据公式,在时, 。若只将电阻丝A的长度减小至,则其电阻改变为,即 RA,所以。即长度相同、横截面积相同时, 材料制成的电阻丝阻值较大,导电性较 。
15.(2024·山东临沂·一模)小明使用阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,电压为3V的电源以及规格为“10Ω,0.5Ω”的滑动变阻器等器材探究电流与电阻的关系。
(1)首先将5Ω的定值电阻连入图甲电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应位于最 (选填“左”或“右”)端;
(2)闭合开关时发现,此时电压表和电流表均无示数,他判断产生此现象的原因是 (选填“定值电阻”或“滑动变阻器”)断路。排除故障后移动滑动变阻器的滑片,电流表示数如图乙所示,则此时电压表示数U0为 V;
(3)把5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻后,直接闭合开关,电压表的示数将 (选填“大于”“小于”或“等于”)U0,此时应将滑动变阻器的滑片在原来基础上向 (选填“左”或“右”)端移动,直到电压表的示数再次达到U0,记录电流表的示数。
(4)小明按上述方法,更换不同阻值的电阻进行了多次实验后,得出结论:当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成 ;
(5)小明分别将5Ω和10Ω的电阻接入电路进行实验时,在电压表示数不变的情况下,滑动变阻器消耗的电功率之比为 ;
(6)如果只利用现有器材,让四个电阻单独接入电路都可完成实验,定值电阻两端的电压应控制在2V~ V之间。
16.(2024·四川达州·二模)在测量“小灯泡电功率”的实验中,已知电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡的电阻约为10Ω,滑动变阻器上标有“40Ω,1A”字样,如图甲是小露同学没有连接完的实物图电路。
(1)请你用笔画线代替导线,将实物图甲连接完整 (要求:滑片左移灯变亮);
(2)开关闭合前,发现电流表的指针如图乙所示,其原因是 ;
(3)移动滑动变阻器的滑片到某一位置,电压表的示数如图丙所示,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片向 滑动(选填“左”或“右”);
(4)继续调节滑动变阻器滑片的过程中,小灯泡发出耀眼的白光后突然熄灭,此刻他会观察到电压表指针 (“回到0刻度”、“达到满刻度”或“超过满刻度”);
(5)图丁是根据实验数据绘成的I~U图象。根据图象提供的信息,可计算出小灯泡的额定功率 W;
(6)在分析误差的过程中,有同学认为此种方法测量的电功率也存在一定的误差,因为电压表是有电阻的,使电流测得不准确,从而使测量的灯泡额定功率 (选填“偏大”或“偏小”);
(7)利用该电路探究电流跟电阻的关系,用6Ω、10Ω、15Ω的定值电阻分别替代灯泡,若设定不变的电压值为1.2V,为顺利完成实验,可以在电路中再串联一个定值电阻,则该定值电阻的阻值至少是 Ω;
17.(2024·山东潍坊·一模)某同学用电源(三节新的干电池)、滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线等来测量定值电阻的阻值,有关操作如下:
(1)如图甲所示,正确连接电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到最 (选填“左”或“右”)端;
(2)闭合开关后,电流表和电压表示数均为0,无论怎样移动滑片P,两表指针均不偏转,将与电压表“-”接线柱相连的导线从D端拆下,试触C点,电压表指针不偏转,试触B点,电压表指针偏转,若电路中只有一处故障,则可能是 ;
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,得到如表所示数据,请在图乙中坐标纸上,以电压U为横坐标,电流I为纵坐标,画出I与U之间关系的图像 :
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流I/A 0.2 0.3 0.4 0.48 0.60
(4)该同学用现有器材,又增加了单刀双掷开关,设计了如图丙所示的电路,测量未知电阻的阻值,实验步骤如下:
①闭合S,将接a,移动滑动变阻器,使电压表示数为0.5V;
②其他不变,仅将改为接b,此时电压表示数为2.5V;
③计算的阻值 。
18.(2024·山东滨州·一模)小明同学在“伏安法”测小灯泡的电阻实验中,连接了如图甲所示的实物图。
(1)闭合开关前,应调整滑动变阻器的滑片至 端;(选填“A”或“B”)
(2)测量过程中,某一次的电流值如图乙所示,则电流值是 A。这时,灯丝突然烧断,则电压表的示数 (“变大”“变小”或“不变”)。换相同规格的灯泡,重测的数据如表所示,并绘出图像如图丙的A所示;
电压/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流/A 0.10 0.16 0.20 0.23 0.25 0.27
电阻/Ω 5.0 6.3 7.5 8.7 10.0 11.1
平均电阻/Ω 8.1
(3)依据表格中的数据,小张求出小灯泡电阻的平均值,你同意这种做法吗? ,说出你的理由 ;
(4)另外一组同学用相同的器材和电路图也做这实验时,由于接线错误,根据测量的数据绘出的图像如图丙的B所示,你认为错误的原因可能是 ;
(5)接下来小明用如下图所示电路,测未知电的阻值,步骤如下:
①只闭合开关、,移动滑片,使电压表示数为1.2V,电流表示数如下图所示,为 A;
②保持滑片位置不变,只闭合开关、,电压表示数为2.6V;
③的阻值为 Ω。
19.(2024·广东深圳·二模)小明同学在做“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验时,设计了如图甲所示的实验电路,已知标有“3.8V”字样的小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω,电源电压为6V,可供选用的滑动变阻器有R1(20Ω 1A)、R2(20Ω 0.25A)、R3(200Ω 1A)。
(1)为了能完成实验,小明应该选用滑动变阻器 ;(选填“R1”、“R2”或“R3”)
(2)将滑动变阻器调至阻值最大处,闭合开关,发现 (选填“电压表”或“电流表”)无示数。通过分析发现图甲中有一根导线连接错误,请在错误连线上画“×”并在图中画出那一根正确的连线 ;
(3)电路改正后,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 Ω。
(4)小明又想测量此灯泡在电压为3V时的实际功率,他需要在(3)的基础上继续将滑动变阻器的滑片向 端(选填“A”或“B”)滑动适当距离,直至电压表示数为 V,若此时电流是0.3A,其实际功率为 W。
20.(2024·湖南永州·一模)在“伏安法测电阻”的实验中,电源电压接近3V左右。
(1)如图甲有一根导线其中一端连接错误,请你将这根错误的导线画“×”,并用笔画线在图中补画出一根导线,使连线正确;
(2)排除故障并正确操作,刚合上开关,发现电压表的示数为3V,电流表的示数为0,则故障是 ;(只填字母)
A.电阻R短路 B.电阻R断路 C.变阻器短路 D.变阻器断路
(3)移动滑片P,当电压表的示数为1.3V时,电流表的示数如图乙,由此可得待测电阻 Ω;若要将电压表的示数调到2.0V,需将滑片P向 移动;(选填“左”或“右”)
(4)某同学利用一个电压表和一个已知阻值的电阻,设计如图丙的电路,同样测出待测电阻的阻值。实验步骤如下:
①闭合S、断开S1,电压表的示数为;
②同时闭合S、S1,电压表的示数为;
③可得待测电阻 。(用、和表示)
21.(2024·福建宁德·一模)小明和小华进行测电阻活动。
(1)小明测量定值电阻的实验;
①用图甲所示的电路测量的阻值,该实验的原理是 ;
②请按照图甲所示的电路图,用笔画线将图乙中的实物图连接完整 ;
③闭合开关之前,滑动变阻器的滑片应置于 端;闭合开关,发现电压表示数接近电源电压,电路的故障可能是 断路;
④排除故障,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为2.6V时,电流表示数如图丙所示,则通过的电流大小为 A,它的阻值是 Ω;
(2)小华同学通过上面实验获得灵感,想设计一个能通过电压表测量湿度传感器电阻的电路,并且该电路的电压表示数随着相对湿度的变大而变大。准备了如下器材:一个3V电源、一个阻值为的湿度传感器(电路符号为“”,其阻值随相对湿度的增大而减小)、一个阻值为的定值电阻、一只电压表、一个开关、导线若干。请利用以上器材并根据要求,在虚线框内画出对应的电路图 。根据电路分析可知,当电压表指针指在2V的位置时,湿度传感器的阻值 。
22.(2024·广东东莞·模拟预测)如图甲所示是小名用“伏安法”测量额定电压为2V的小灯泡L正常工作时的电阻的实验电路图。
(1)请帮助小名根据图甲所示的电路图,将图乙所示的实物电路连接完整 ;
(2)如图甲所示,小名闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数较大且几乎不变,电流表示数始终为零,电路故障可能是小灯泡 (填“短路”或“断路”);
(3)排除故障后小名想先测灯泡正常工作时的电阻应将开关闭合,然后移动滑动变阻器的滑片,此时他的眼睛应该观察 (填“滑动变阻器”“电压表”或“小灯泡”);
(4)各组数据对应的点已描在图丙中,由图可知小灯泡正常发光时的电阻为 Ω,图象为一条曲线的原因是 。本实验需要测得多组实验数据,其目的是 ;
(5)仅用本实验提供的器材, (填“能”或“不能”)探究电流与电压的关系。
23.(2024·全国·三模)实验室要测量一只未知阻值的电阻Rx的阻值,提供的器材有:由两节干电池串联成的电源,学生用电流表(0~0.6A,0~3A)一只,学生用电压表(0~3V,0~15V)一只,滑动变阻器R一只,电阻箱R0一只,开关和导线若干。
(1)图甲是小明设计的电路图,请按图甲用笔画线代替导线将图乙中实物电路连接完整 ;
(2)按该电路图测电阻的原理是 ;
(3)若Rx的阻值约为400Ω,该方案能否完成实验?
(4)小华设计了另一种实验方案,电路图如图丙所示,请你帮她补完实验操作步骤:
①按照电路图连接好电路,将电阻箱阻值调至最大;
②闭合开关,将电阻箱调到适当阻值,记下 、 ;(用文字和物理量的符号说明)
③将电阻箱阻值调为0Ω,记下电压表示数U;
④待测电阻Rx的表达式:Rx= 。
24.(2024·江苏南京·二模)(1)如图甲所示,三个完全相同的烧瓶A、B、C中分别装入质量和初温均相等的液体,其中,A、B中装的是煤油,C中装的是水,A、B、C瓶中电阻丝的阻值分别为RA、RB、RC,且RA<RB=RC(不计热损失)。
①比较 两瓶中温度计的示数变化情况,可以探究“电流通过导体产生的热量与 关系”;
②用该装置探究“不同物质吸热升温的现象”,应选择 两瓶进行比较,瓶内液体吸收热量的多少是通过 来反映的;
(2)关闭家中其他用电器,只用一个电水壶烧水,将质量为1kg、初温为20℃的水烧开(标准大气压下),用时6min,如图乙所示的电能表指示灯闪烁300次。则水吸收的热量为 J,电水壶的实际电功率为 W,电水壶的加热效率是 %(保留整数)。[c水=4.2×103J/(kg ℃)]
25.(2024·湖南湘西·一模)测量小灯泡的电功率。如图所示,电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)连接电路时,图中导线a端应与电压表上标有数字“ ”(选填“3”或“15”)的接线柱相连;
(2)闭合开关前,应将滑片P置于 端(选填“A”或“B”);
(3)闭合开关后,移动滑动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电流表无示数,电压表示数接近3V,则故障原因是灯泡 (选填“断路”或“短路”);
(4)排除故障后闭合开关,电压表示数为1.5V,若要测量小灯泡的额定功率,应移动滑片P,通过 (选填“增大”或“减小”)滑动变阻器连入电路的电阻,使电压表示数达到2.5V;
(5)若当电压表读数为2.5V时,电流表读数为0.2A,则小灯泡的额定功率为 ,此时小灯泡的电阻为 Ω。
26.(2024·海南·三模)某小组测量“小灯泡电功率”的实验,已知电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡的电阻约为10Ω,滑动变阻器上标有“30Ω,1A”字样,如图甲是斌斌同学没有连接完的实物图电路。
(1)请你用笔画线代替导线,将实物图连接完整 (要求:滑片左移灯变亮);
(2)调节滑动变阻器滑片的过程中,小灯泡发出耀眼的白光后突然熄灭,此刻他会观察到电压表指针 (“回到0刻度”、“达到满刻度”或“超过满刻度”);
(3)在分析误差的过程中,同组的小于认为此种方法测量的电功率也存在一定的误差,因为电压表是有电阻的,使电流测的不准确,从而使测量的灯泡额定功率 (选填“偏大”或“偏小”);
(4)测完小灯泡的电功率之后,小明同学在原电路中换下灯泡,换上另一种用电器,来测量电器工作时的电功率。小明同学根据他测量的电流表和电压表的示数绘制出这种用电器工作时的U﹣I图像如图丁,接下来,他还想要绘制出该用电器的P﹣I2,和P﹣U2图像,如图,下列可能正确的是 ;
A. B. C. D.
27.(2024·河北·三模)在“测量小灯泡的电功率”实验中,已知小灯泡的额定电压为2.5V,正常工作时的电阻约为12Ω。现有器材:电源(电压为6V,保持不变),电流表,电压表,开关、导线若干,可供选择的滑动变阻器有:R1(10Ω,1A)、R2(15Ω,1A)、R3(50Ω,2A)。请完成下列问题。
(1)本次实验中应选择的滑动变阻器是 (选填“R1”、“R2”或“R3”);
(2)某同学连接成了如图甲所示的电路,该电路中存在一处连接错误,只要改接一根导线就可以使电路连接正确,请你把接错的那一根导线找出来打上“×”,再用笔画线代替导线画出正确的连接;
(3)改正错误后,闭合开关,变阻器滑片P至某处时,电压表示数如图乙,若想测量小灯泡的额定功率,应将变阻器滑片P向 端(填“A”或“B”)移动,使电压表的示数为2.5V时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是 W;
(4)王瑞同学又取了一个规格、型号完全相同的旧灯泡进行实验,发现在额定电压下工作时,灯泡亮度明显偏暗。仔细观察,发现这只灯泡的玻璃内壁变黑。灯泡亮度偏暗的原因是灯丝发光时发生升华,消耗的实际功率变 (选填“大”或“小”)的缘故;
(5)另一小组的同学在只有一只电压表的情况下,连接了如图丁所示的电路,测出了额定电压为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,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的滑片滑到最上端,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,使电压表的示数与②步骤相同。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RL= 。(用已知量和测量量的字母表示)
28.(2024·河南濮阳·一模)风铃同学在“探究小灯泡发光时亮度与电功率的关系”实验中,所用的电源电压是4V,小灯泡的额定电压是2.5V,小灯泡两端允许施加的最大电压为额定电压的1.2倍。
(1)请将图甲的实验电路连接完整;
(2)风铃同学连接的电路中,电流表接的是量程,滑动变阻器的滑片滑到了阻值最大端。在检查电路连接正确后,风铃同学试触开关时会观察到电流表指针的偏转角度 (选填“较大”或“较小”);
(3)风铃同学改正电路后,闭合开关并移动滑片,记下多组对应的电压表和电流表的示数,可计算出小灯泡的额定功率是 W。他发现该图线不是直线,你认为出现这种情况的主要原因是 ;
(4)风铃同学在实验时发现,在移动变阻器的滑片,使灯泡两端电压增大时,小灯泡亮度也变亮,结合图乙的数据可知,灯泡的亮度是由 决定的;
(5)风铃同学想测定电动自行车上用作照明的LED(发光二极管)的额定功率。查阅资料知道该LED的额定电压为3V,正常发光时电流为24mA,则LED的额定功率为 W。风铃同学通过对比发现,额定功率一样的LED和白炽灯都正常工作时,LED比白炽灯亮,请对此现象作出解释 。
29.(2024·河南濮阳·一模)某小组在测量小灯泡电功率的实验中,选用电源电压恒定为3V的电源和额定电压为2.5V的小灯泡进行实验。
(1)所接的实验电路如图甲所示,电路中部分连接不合理,但只需改动一根导线,即可使电路连接正确.请你在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法 ;
(2)在连接电路时,开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态;滑动变阻器的滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端;
(3)继续移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表示数,并绘制成图乙所示的关系图象。根据图象信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W;同样也能计算出灯泡正常发光时灯丝的电阻为 Ω;
(4)在测量该小灯泡的额定功率时,电压表损坏,小组同学利用身边的器材设计了如图丙所示的电路,其中电源电压恒为U,R的电阻值已知。
①闭合开关、,断开开关S1,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为 ;
②闭合开关S、,断开开关, (选填“调节”或“不调节”)滑动变阻器的滑片,记录此时电流表的示数为I;
③小灯泡额定功率表达式为: (用已知量和测量量的符号表示)。
30.(2024·江西抚州·一模)小明同学利用如图所示的电路来测量标有电压为2.5V的小灯泡的电阻和电功率。
(1)在连接电路时,开关应先 ;
(2)滑动变阻器滑片在如图乙所示的位置时电压表示数为2V,则要使灯泡正常发光,滑片应向 移动;
(3)如图丙所示为小灯泡正常工作时电流表的示数,此时小灯泡的电阻为 Ω(计算结果保留1位小数),小灯泡的额定功率为 W;
(4)通过调节滑动变阻器的滑片,多次测量,画出了小灯泡的电流随其两端电压变化的I-U关系图像(如图丁),电压表与电流表的示数之比 (选填“变大”“变小”或“不变”),说明 ;
(5)若将这样的两个小灯泡串联后接在电压为3V的电源两端,则此时两个小灯泡的总功率为 W。
31.(2024·河南安阳·一模)现有下列器材: 学生电源, 电流表(0~0.6A, 0~3A)、电压表(0~3V, 0~15V)、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干。利用这些器材探究“电流与电阻的关系”。
(1)请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路 (要求连线不得交叉);
(2)连接电路时,开关应该 。正确连接电路后,闭合开关发现电流表无示数,电压表针有明显偏转,则电路可能存在的故障是定值电阻 ;
(3)排除故障后,实验中小安用5Ω的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换为 10Ω的电阻接入电路,闭合开关,向 (选填“A”或“B”)端移动滑片,使电压表示数为 时,读出电流表示数;
(4)实验中依次接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数,利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像,由图像可以得出结论: ;
(5)小安断开开关把定值电阻换成额定电压为2.5V的小灯泡,准备测该灯泡的额定功率。调节滑动变阻器使小灯泡在额定电压下正常发光时,电流表的指针位置如图丁所示,读数为 A,则小灯泡的额定功率为 W;
(6)小阳同学在没有电压表的情况下,利用电流表和定值电阻,设计了如图所示的实验电路,测量小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电流为Ⅰ额,定值电阻的阻值为 R0,实验步骤如下:
①闭合开关S、S1,断开S2,调节滑动变阻器,使电流表示数为Ⅰ额时,此时小灯泡正常发光;
②保持滑片位置不变,断开S1,闭合开关S、S2,读出此时电流表的示数为I;
③测得小灯泡的额定电功率 P额= (用I额、I和R0表示)。
32.(2024·江苏扬州·一模)图甲是小明同学设计的测小灯泡正常发光时电功率的实验电路(灯泡的额定电压)。
(1)小明所接的实验电路存在连接错误,但只需改动一根导线,即可使电路连接正确,请你在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法;
(2)电路连接正确后,闭合开关发现小灯泡不亮,但电流表有示数,接下来应进行的操作是 ;
A.更换小灯泡 B.检查开关是否闭合
C.移动滑动变阻器滑片 D.检查电压表是否断路
(3)正确操作后,小灯泡发光,这时电压表的示数为2V,则应向 (左/右)端移动滑动变阻器的滑片,直到电压表示数等于 时为止,此时电流表的示数(如图乙所示)为 A,则小灯泡的额定功率为 W;
(4)同组的小红同学也设计了一个电路图(如图丙),测出了该小灯泡正常发光时的电功率,其中定值电阻R的阻值为25Ω,正确操作过程如下:
①只闭合开关S和,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为 A;
②只闭合开关S和 ,保持滑动变阻器滑片的位置不动,读出电流表示数为;
③小灯泡额定功率表达式为 (用符号表示)。
33.(23-24九年级下·广东茂名·阶段练习)在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时灯丝电阻约为10Ω,所用滑动变阻器的最大阻值40Ω。
(1)请用笔画线代替导线在图中完成实物电路的连接;( )
(2)同学们进行试触时,发现小灯泡不发光,电流表无示数,电压表有示数,则电路中发生的故障可能是 ;
(3)某次实验中,同学们看到电压表示数为1.8V,要使灯泡L正常发光应向 (选填“A”或“B”)端移动滑片,同时视线应注意观察 (选填“电流表”或“电压表”)示数,当灯正常发光时,电流表示数如图所示,则小灯泡的额定功率是 W;
(4)某同学还想探究电流与电阻的关系,于是将小灯泡换成定值电阻,并使电压表的示数始终保持2V不变,多次更换阻值不同的定值电阻,记录各次电流表的示数,在不更换其他器材的情况下,为了能够完成实验,他更换的定值电阻的阻值不能大于 Ω;
(5)没有电压表,某同学找了一个阻值为10Ω的定值电阻R,设计了如图所示的电路图也测出了小灯泡的功率。简述实验过程中需测量的物理量并用相应字母表示;
a.只闭合开关S1和S2,调节变阻器,使电流表示数为 A时,小灯泡正常发光;
b.只闭合开关S1和S3, ;
c.P灯= (用已知量和测量量表示)。
34.(2024·江苏常州·一模)用以下装置进行实验。图甲是探究“电阻丝产生的热量与电流大小的关系”的实验装置。
(1)若探究“电阻丝产生的热量与电阻大小的关系”,应选用图乙中的烧瓶 (A/B/C),并将其电阻与图甲中R串联,实验中通过 来比较电阻丝产生的热量。
(2)若探究“不同物质吸热升温的现象”,应选择图乙中的烧瓶 (A/B/C),并将其电阻与图甲中R串联或并联。
(3)若将图乙中三个烧瓶内的电阻并联起来接入电路,通电一段时间后,瓶中液体都没有沸腾,烧瓶 (A/B/C)中的液体升温最慢。
35.(2024·北京·模拟预测)小勇猜想“电流通过导体产生的热量与导体的电阻有关”,为了验证猜想,他准备A、B两个完全相同的烧瓶,烧瓶内装有质量相等的煤油,并将两段阻值不同的电阻丝R1、R2浸在煤油中,再用带有规格完全相同的温度计的橡胶塞封住瓶口,如图甲所示。然后他将电源、开关、电流表、滑动变阻器、图甲中的烧瓶A、导线连成如图乙所示的电路。请你分析并回答下列问题:
(1)小勇还需要添加的实验器材是 ;
(2)实验中用 来表示电流产生的热量。
(3)以下是小勇设计的部分实验步骤,请你帮他补充完整:
① 闭合开关,移动滑动变阻器滑片到适当位置,使电流表的示数为I,读取温度计示数t0,30s后读取温度计示数t,记录相关数据;
②断开开关, ,记录相关数据;
③ 根据公式 计算出Δt并记录。
36.(2024·河北石家庄·二模)利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中所示的器材连接成完整电路;
(2)连接电路时开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态,正确连接后,应将滑片P由最大电阻处缓慢向 端移动(选填“A”或“B”),使灯逐渐变亮;
(3)某次实验时,移动滑片P,记下多组电压和电流值,绘制成图乙所示的图像,根据图像的信息,小灯泡的额定电功率为 W;
(4)实验时,由于操作失误,在未断开开关的情况下,直接将亮着的小灯泡从灯座上取出,电压表的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)在没有电流表的情况下,用如图丙所示的实验电路,也可以测出小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电压为U额,定值电阻的阻值为R,实验步骤如下:
①只闭合开关S、S1,调节滑片,使电压表示数为U额;
②保持滑片位置不变,只闭合开关S 、S2、,此时电压表的示数为U;
可知小灯泡的额定功率P额= (用U额、U和R表示);若已知电源电压为U0,此时滑动变阻器接入电路的阻值Rx= (用U0、U额、U和R表示)。
37.(2024·江苏无锡·一模)小明在“探究电流与电阻关系”的实验中,所用电源是两节新的干电池,定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。
(1)小明将5Ω的定值电阻接入如图甲所示的电路中。经检查发现电路中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确;
(2)电路故障改正后,闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表几乎无示数,电压表示数接近3V,原因可能是 ;
(3)正确连接电路后,闭合开关,向右移动滑动变阻器的滑片,电压表示数 ;(选填“变大”、“变小”或“不变”)
(4)小明根据实验数据绘制了如图乙所示的图像,得出的实验结论是: ;
(5)下列图像中能大致反映本实验中各物理量之间关系的是 ;
A. 电流表示数与R阻值的关系 B. 电压表示数与R阻值的关系
C. 变阻器接入电路阻值与R的关系D.电阻R的功率与R阻值的关系
(6)小明同学更换了电源,又增加了定值电阻R0、电阻箱R和一个单刀双掷开关,设计了几种单表测量额定电压为2.5V小灯泡额定功率的电路图,如图丙所示,其中不能测出小灯泡的额定功率的电路图是 。
A. B.C. D.
38.(2024·陕西·模拟预测)小王同学按照图甲所示的电路图进行了“测量小灯泡在不同电压下的电功率”的实验。已知小灯泡的额定电压为2.5V、电源电压恒为4.5V、滑动变阻器R“20Ω1A”、电流表、电压表等。
(1) 请根据图甲的电路图用笔画线代替导线将图乙的实物连接成完整电路(导线不能交叉);
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,而电流表无示数,电压表指针偏转到最右端,则故障可能是小灯泡 (选填“短路”或“断路”);
(3) 排除故障后小王继续实验。闭合开关,移动滑片,电压表示数为2.2V,在甲电路图中,若要灯泡正常发光,则应向 (选填“A”或“B”)端移动滑片;若小灯泡正常发光时电流为0.4A,则小灯泡额定电功率为 W;
(4)在图丙中,根据实验数据描绘的通过小灯泡的电流与其两端电压关系的图像正确的是 (选填“①”“②”或“③”) ;
(5)某实验小组由于电压表被损坏,又想出一种测量小灯泡额定功率的方法,电路设计如图丁所示,其中R 为阻值已知的定值电阻,请将以下实验步骤补充完整;
①检查电路无误后,闭合开关S、S1,断开 S2,调节滑动变阻器滑片直至电流表示数为I1时,小灯泡正常发光;
②滑动变阻器滑片不动, ,读出电流表的示数为I2;
③小灯泡的额定功率 Pe= (用表示)。
39.(2024·四川内江·一模)在“测量小灯泡电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为。
(1)甲图中已有部分电路连好,请用笔画线代替导线将电路连接完整,要求滑片向右移灯泡变亮 ;
(2)小明连接好实验电路,闭合开关,发现无论怎样移动滑片灯泡都不亮,电流表无示数,电压表有示数且约为电源电压,发生的故障可能是 ;
(3)排除故障后,闭合开关,电压表示数为,将滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动,直到小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 ;
(4)小华设计了如图丙所示的电路来测量小灯泡的额定功率,小灯泡的额定电流为,请完成下列填空(电源电压不变,和为滑动变阻器,的最大电阻为):
①只闭合开关,,调节使电流表的示数为;
②再断开,闭合,保持滑片位置不变,调节,使电流表示数为 ;
③接着将的滑片P调至最左端,记下电流表的示数为;再将的滑片P调至最右端,记下电流表的示数为,则小灯泡的额定功率 (用、、、表示)。
40.(2024·四川内江·一模)小明用“伏安法”测量定值电阻的阻值,实验室提供的实验器材有:
A.待测电阻(阻值约为3Ω);
B.学生电源(电压恒为6V);
C.电压表一个(量程0~3V,0~15V);
D.电流表一个(量程0~0.6A,0~3A);
E.滑动变阻器(规格为“10Ω0.5A”);
F.滑动变阻器(规格为“20Ω1A”);
G.滑动变阻器(规格为“30Ω1A”);
H.开关和导线若干。则:
(1)该实验的原理是 ;
(2)图甲中已经连接了部分电路,请用笔画线代替导线,将电路连接完整。要求滑片P向右滑,电流表示数变大 ;
(3)连接完电路后,闭合开关,无论怎样移动滑片,电流表指针均无偏转,电压表的指针有明显的偏转,这可能是由于 造成的;
(4)调节滑动变阻器,把测量的几组数据描成如图乙所示的图像,测得该电阻的阻值 ,如果只连接一次电路,实验便能顺利完成,小明应选择的滑动变阻器为 (填器材前面的字母);
(5)完成上述实验后,小明还想测量一个额定电压为2.0V的小灯泡的额定电功率,可是在连接电路时,发现电流表已损坏,老师又给小明一个电压表。小明就利用刚才已测得的定值电阻R,重新设计电路并测出了小灯泡的额定功率。请你把小明设计的电路图画在方框内。
