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电学实验压轴题.docx
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电学实验压轴题
电学实验压轴题
26.在“探究导体电阻与哪些因素有关”的实验中,某小组同学在常温下按图15所示电路,将横截面积、长度不同的铝丝接入电路的MN两点间,利用电流表和电压表测量后计算出阻值,将数据记录在表一、表二中。
⑴分析比较表一中的相关数据可得出的定性结论是:
常温下,铝丝的长度和横截面积都不同时,它们的电阻______(选填“相同”或“不同”)。
⑵分析比较_________(选填“表一”或“表二”)的相关数据可得出的定量结论是:
常温下,横截面积相同的铝丝,其电阻与长度成______比(选填“正”或“反”)。
⑶请进一步综合分析表一、表二的相关数据,并归纳得出结论。
(a)分析比较(1与5)、(2与4)或(3与6)的数据及相关条件,可得出的初步结论是:
常温下,铝丝长度与横截面积的______相同,电阻相同。
(b)分析比较(1与5)、(2与4)和(3与6)的数据及相关条件,可得出的初步结论是:
常温下,_________________________________________。
⑷他们继续分析表一和表二的数据及相关条件,发现无法得到导体的电阻与材料的关系。
为了进一步探究导体的电阻与材料的关系,需选用________相同的不同金属丝接入电路继续实验。
答案不同表二正比值
常温下,铝丝长度与横截面积的比值不同时,电阻不同。
长度与横截面积的比值
26.某小组在研究“电阻消耗的电功率与电阻阻值之间的关系”时,记录的实验数据如下表所示.
表一:
实验序号
1
2
3
4
5
R/Ω
10
20
30
50
60
I/A
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
U/V
3
6
9
15
18
P/W
0.9
1.8
2.7
4.5
5.4
表二:
实验序号
6
7
8
9
10
R/Ω
10
20
30
50
60
I/A
0.6
0.3
0.2
0.12
0.1
U/V
6
6
6
6
6
P/W
3.6
1.8
1.2
0.72
0.6
(1)该小组同学在实验时采用的科学方法是 (14) ;
(2)分析表一中的数据可知:
当通过电阻的 (15) 相同时,电阻消耗的电功率与电阻成正比;
(3)分析表二中的数据可知:
(16) ;
(4)进一步分析表一中的数据可知:
电阻消耗的电功率其实由 (17) 决定;
(5)请你对表格中的数据进行综合分析,归纳出电功率与电阻的关系式 (18) .
答案(14)控制变量法;
(15)电流;
(16)当电阻两端的电压相同时,电阻消耗的电功率与电阻成反比;
(17)通过电阻的电流和电阻两端的电压
(18)P=I2R或P=U2/R
25.甲、乙同学分别做“测定小灯泡的电功率”实验,他们使用电压相同的电源(1.5伏的整数倍),两个分别标有“10Ω1Α”和“20Ω2Α”字样的滑动变阻器,待测小灯两个,且都标有“0.2A”字样,已知它们的额定功率在0.4瓦~0.9瓦之间。
他们分别按要求正确连接电路进行实验,闭合电键后移动变阻器的滑片,使小灯正常发光时,滑片的位置都恰好在中点,但是甲灯比乙灯亮。
(1)简述他们判断小灯泡正常发光的理由:
(9)。
(2)他们所用的电源电压为(10)伏。
(3)甲同学选用的滑动变阻器的规格为(11)。
(4)乙同学选用小灯泡的额定功率为(12)瓦。
答案25.当电流表的示数为0.2安时,说明小灯正常发光;
4.5;10Ω1Α;0.5
26.小红、小华两位同学做“用电流表、电压表测电阻”和“测定小灯泡的电功率”的实验。
现有如下器材:
电压为3伏、6伏的电源各一个,标有“10Ω1A”、“20Ω2A”字样的滑动变阻器各一个,标有“2.5V”字样的小灯泡,待测电阻及其它所需器材。
他们各自选择不同电源、不同变阻器后,正确连接电路,实验步骤正确,闭合电键后,将电流表的示数记录在各自表格的序号1中。
接着各自移动变阻器的滑片,两位同学发现电流表示数都为0.24安时,其中一位同学所做实验的小灯泡恰好正常发光。
他们继续完成实验,并记录了相应的实验数据。
表一、表二分别是他们的部分数据,其中一位同学将变阻器滑片移动到阻值最小处时记录了实验序号3的数据。
物理量
实验序号
电压U
(伏)
电流I
(安)
1
0.22
2
0.24
3
3.0
0.26
物理量
实验序号
电压U
(伏)
电流I
(安)
1
0.14
2
2.5
0.24
3
0.28
表一小红表二小华
实验“测定小灯泡的电功率”是哪位同学所做?
求出小灯泡的额定功率。
②小红同学实验时所选电源电压为多少伏?
简述理由。
③请将表一、表二填写完整。
答案26.
①小红做的实验是“测定小灯泡的电功率”
P额=U额I额=2.5伏×0.24安=0.6瓦
②小红选用的电压U电=6伏
(略)
③表一表二
物理量
实验序号
电压Ux
(伏)
电流Ix
(安)
1
1.6
2
2.5
3
物理量
实验序号
电压Ux
(伏)
电流Ix
(安)
1
1.6
2
3
3.0
26.小华同学做“测定小灯泡电功率”实验,所用器材有电源(电压4、6和8伏)三档、待测小灯(额定电压为“2.5V”或“4.5V”)、滑动变阻器(“20Ω2A”或“50Ω1A”)、电压表、电流表、电键以及导线若干。
他选用某档电源电压,正确串联实验器材,把电压表并联在电路中,然后将变阻器的滑片置于某一端。
闭合电键后,把变阻器滑片向另一端移动的过程中,观察到小灯发光始终较暗,电压表的示数逐渐变小且始终大于零。
①画出小华同学刚闭合电键时的实验电路图。
(14)。
②经过思考,小华对电源的档位进行调整,按正确方法重新实验,当小灯正常发光时,电流表的示数如图14所示,变阻器的滑片在中点附近某位置。
请通过计算说明:
(a)电流表的示数。
(15)。
(b)小灯的额定功率。
(16)。
(c)所用电源电压和滑动变阻器规格。
(17)。
答案.(14)
(15)0.3A
(16)1.35W
(17)8V,“20Ω,2A”
26.小红同学做“测定小灯泡的电功率”实验,电源由串联节数可变的干电池组成(其电压为1.5伏的整数倍),待用的滑动变阻器有两种规格(分别标有“5Ω3A”、“20Ω2A”的字样),所用小灯是额定电压为“4.5V”和“6.3V”中的一个。
她选定某一电源电压和滑动变阻器进行实验,实验电路连接及操作正确,在移动滑动变阻器滑片的过程中,发现小灯始终无法正常发光,且所接电压表最大的示数如图15(a)所示。
她经过思考得出原因所在,于是在不改变其他实验器材情况下重新选定电源电压并正确实验。
当小灯接近正常发光时,她再将电压表并联在电路中,接着移动滑片使小灯正常发光,此时变阻器的滑片在中点附近某位置,且观察到电流表示数如图15(b)所示。
最后,她使小灯两端的电压略高于其额定电压,并计算得到相应的功率为2.1瓦。
①图15(b)中电流表的示数为(13)安。
②求小灯正常发光时电源电压U。
(14)
③说明判定小灯正常发光的方法,并求小灯的额定电功率P额。
(15)
答案(13)0.28安
(14)U=U额+U变
若变阻器为“5Ω3A”
U=6.3伏+0.28安×2.5欧=7.0伏(舍去)
若变阻器为“20Ω2A”
U=6.3伏+0.28安×10欧=9.1伏
电源电压为9.0伏。
(15)电压表并联在滑动变阻器两端,当电压表示数为2.7伏时小灯正常发光
P额=U额I额=6.3伏×0.28安=1.764瓦
25.某同学做“测定小灯泡的电功率”实验,实验器材有:
电源(电压为1.5伏的整数倍)、小灯(标有“0.3安”字样)、一个电流表、两个电压表、两滑动变阻器(分别标有“20欧2安”和“5欧3安”字样)、电键及导线若干。
他选择其中某个滑动变阻器与小灯连成串联电路进行实验,电路图如图15所示。
在实验中,他调节滑动变阻器的滑片至中点位置时,小灯正常发光。
此时在电路中的不同位置正确连入两电压表,示数分别如图16(a)、(b)所示。
则
(1)该同学所用的电源电压为(9)伏。
(2)请根据相关信息计算小灯的额定功率(需写出计算过程)。
(10)
答案(9)4.5或7.5。
(10)当小灯正常发光时,I=0.3安。
若滑动变阻器是“5欧3安”,U滑=IR滑=0.3安×2.5欧=0.75伏,不合题意。
滑动变阻器是“20欧2安”,U滑=IR滑=0.3安×10欧=3伏,合题意。
当U=4.5伏时,U灯=1.5伏
P=U灯I=1.5伏×0.3安=0.45瓦
当U=7.5伏时,U灯=4.5伏
P=U灯I=4.5伏×0.3安=1.35瓦
25.小华在做“测定小灯泡的电功率”实验中,电源电压为2伏的整数倍且保持不变,实验室提供的两个标有“2.5V”和“3.8V”字样的小灯,两个滑动变阻器分别标有“5Ω3A”和“20Ω2A”字样。
他选取其中一个小灯和一个滑动变阻器进行实验,当滑片移到某位置时,电流表、电压表的示数分别如图11所示时,小灯泡恰好正常发光。
请通过推理说明,电压表示数应为2.2伏。
实验中所选用的小灯标有字样,滑动变阻器标有字样,小灯的额定功率为瓦。
答案(9)①写出小灯与滑动变阻器串联,及理由
②写出电压表不是测电源电压,及理由
③写出V表并联在R滑两端或没有并联L两端,及理由
④写出11伏与2.5伏、3.8伏之和不是2伏整数倍
⑤写出2.2伏与3.8伏之和是2伏的整数倍
⑥写出2.2伏与2.5伏之和不是2伏的整数倍
以上6点中需写出三点及以上,且“整数倍”为得分必需要素。
(10)3.8V(11)20Ω2A(12)1.14
25.在“测定小灯泡的电功率”实验中,按实验要求提供了两套器材,其中电源电压都为1.5V的整数倍,滑动变阻器分别标有“20Ω2A”、“10Ω2A”字样,小灯分别标有“2.5V”、“3.8V”字样,所有器材均完好。
小强和小明各选一套器材进行实验,他们正确串联电路,把电压表并联在电路中,实验步骤正确。
闭合电键后,两电压表的示数如图16所示,此时电流表示数均为0.2安,他们在移动滑片P时,小强发现电压表的示数不变,小明发现电压表的示数逐渐变小。
他们重新正确连接电路,且实验步骤正确,移动滑动变阻器的滑片,当小灯正常发光时,小强实验的电流表、电压表的指针与刚闭合电键时相比正好分别偏转了3小格、5小格。
①据题中的信息可判断:
小强所用电源的电压值为(9)伏;
②小明同学选用的滑动变阻器标有“(10)”字样;
③求:
小强同学所测小灯的额定功率。
(11)(本小题需写出计算过程)
答案.(9)6;(10)10Ω2A;
(11)U=6伏
U滑=IR滑=0.2安×20欧=4伏
U灯=U-U滑=6伏-4伏=2伏
U额=2伏+0.5伏=2.5伏
I额=0.2安+0.06安=0.26安
P额=U额I额=2.5伏×0.26安=0.65瓦
26.小嘉做“测定小灯泡的电功率”实验,小灯的额定电压可能为2.2伏或3.8伏,且额定功率小于1瓦。
实验室提供了电压为2伏的电池若干节。
她正确连接电路,并将滑片移到滑动变阻器的一端,闭合电键观察到电压表的示数如图16(a)所示,小灯的亮度很暗。
然后她将变阻器的滑片向另一端移动,观察到电流表示数变小;当滑片到达另一端时,电压表、电流表的示数如图16(b)、(c)所示。
①小嘉在器材选择和在操作过程中均存在问题,她在操作过程中存在的问题是___(14);图16(a)中电压表的读数为(15)。
②小嘉改正了上述问题,重新设计电路进行实验。
当她移动变阻器的滑片到中点位置(即变阻器接入电路的电阻为最大值的一半)时,小灯泡恰好正常发光,求小灯泡额定功率。
答案.①(14)闭合电键前,变阻器的滑片在连入电路阻值的最小处。
(15)2伏。
②R滑=(U-U灯)/I
=(2伏-0.8伏)/0.06安=20欧(1分)
U=6伏,
小灯的额定电流I额=Up/R滑中=(6伏-3.8伏)/10欧=0.22安(1分)
Pe=UeI额=3.8伏×0.22安=0.836瓦
32.小王做“测定小灯泡的电功率”实验,现有若干节蓄电池(每节电压2V)、待测小灯、电压表、电流表、滑动变阻器、电键及导线若干,其中待测小灯上标有“0.25A”(额定功率在0.5瓦~1.5瓦之间)字样清晰可见。
他正确串联实验器材,将滑动变阻器的滑片移至一端,然后将电压表并联在电路中。
闭合电键后,发现小灯泡发出昏暗的光,他移动变阻器的滑片到另一端时,小灯不发光。
①出现上述实验现象的原因是:
(a)(14);
(b)(15);
②小王找到原因后,仍使用原来的小灯泡并适当调整实验器材,重新正确进行实验。
闭合电键,移动变阻器的滑片至小灯正常发光时,变阻器连入电路的电阻恰为最大阻值的一半,但此时无法从电压表V上精确读出额定电压。
他在电路中再连接一个电压表V′,小灯泡正常发光时,记下了此时电压表V′和电流表的示数并相乘,得到的电功率为0.55瓦。
请根据相关信息计算出小灯泡的额定功率。
(需写出计算过程)
答案
电源电压太小;S闭合前滑片在阻值最小处。
U滑=P滑/I=0.55W/0.25A=2.2V
2V≤U额≤6V
∴4.2V≤U≤8.2V
当U=6V
U额=U-U滑=6V-2.2V=3.8V
P额=U额I额=3.8V×0.25A=0.95W
当U=8V
U额=U-U滑=8V-2.2V=5.8V
P额=U额I额=5.8V×0.25A=1.45W
25.某同学在做电学实验时,发现一小灯泡额定电压模糊不清,老师告诉他此小灯的额定功率是0.5瓦。
为了确定该灯的额定电压,他选取了电源(4.5伏)、电流表、电压表、滑动变阻器、电键和若干导线,并参照“测定小灯泡电功率”的实验电路进行实验。
他正确连接电路,实验操作规范,闭合电键后观察到小灯发光较暗,此时电压表和电流表的示数分别为1.3伏和0.16安。
他继续实验,发现当把滑动变阻器的滑片移至中点时,小灯功率刚好为0.5瓦。
①实验所用的变阻器最大阻值是(9)欧。
②请求出该实验中所用小灯泡的额定电压。
(保留计算过程)(10)
答案(9)20欧
(10)2伏或2.5伏p=UI
0.50瓦=U额×(4.5伏-U额)/10欧 U额=2伏或U额=2.5伏
把U额=2.0伏舍去。
实验
序号
电压
(伏)
电流
(安)
1
2.0
0.16
2
2.5
0.14
3
3.0
0.12
26.小明在做“测定小灯泡的电功率”的实验时,实验器材齐全并完好,其中:
电源电压为4.5伏且不变,待测小灯泡L标有“2.5V”字样,滑动变阻器Rp有“20Ω2A”和“50Ω1A”两种规格可选。
他正确串联实验器材,闭合电键,逐步移动滑片P的位置,并观察电压表的示数,当电压表的示数分别高于、等于、低于2.5伏时,分别观察电流表的示数,并将实验数据记录在右表中。
(14)
①请画出小明同学连接的实验电路图。
_______
②小明实验中选用的滑动变阻器的规格为_______,理由是_______。
(17)
③请根据相关信息计算出小灯泡L的额定功率。
(需写出计算过程)_______
①略;
②50Ω1A;滑动变阻器两端电压为3伏时,滑动变阻器的阻值为25欧,大于20欧。
③PL额=UL额×IL=2.5伏×0.16安=0.4瓦
26.小张同学利用电源(若干节新干电池串联而成)、待测电阻Rx,电流表、电压表(只有0~3伏档完好)、滑动变阻器R′(标有“20Ω2A”字样)电键及导线若干。
实验中,小张先按图14(a)正确连接电路,且将滑片移至最右端后闭合电键,两电表示数如图14(b)所示;
⑴电压表示数为_____伏,电流______安。
⑵通过计算说明电源是用多少节新干电池串联而成的。
______________________________
⑶小张向左稍稍移动滑片P,电压表示数就达3伏。
为了利用这些元件实现多次测量取平均值的目的,请你为他设计一个继续测量的可行方案,并说明操作的注意事项。
_________________________________________________________________________
小张的实验记录
实验序号
电压(伏)
电流(安)
电阻(欧)
1
⁄
⁄
15.0
2
⁄
⁄
15.3
3
⁄
⁄
15.1
⑷根据你设计的方案,小张完成三组数据的测量,记录的数据如下表所示。
计算待测电阻Rx的阻值(精确到0.1欧)。
_____________________________
答案(13)2.7;
(14)0.18;
(15)滑片P移至最右端时,变阻器连入电路的电阻为20欧;
∵Rx与R′串联,
∴I′=Ix=0.18安,U′=I′R′=0.18安×20欧=3.6伏
∴U=Ux+U′=2.7伏+3.6伏=6.3伏
∴n=
=4节
(16)将电压表并接在滑动变阻器两端,测取变阻器两端的电压,用电源电压减去变阻器两端的电压便是待测电阻两端的电压。
但要注意,闭合电键前,滑动变阻器连入电路的电阻不能为最大值,因为此刻它两端的电压为3.3伏,大于电压表所能测的最大电压(3伏)。
(其他方案合理给分)
(17)Rx=
=
=15.1欧。
25.小王做“测定小灯泡电功率”实验,现有电源(电压保持不变)、待测小灯、电压表、电流表、滑动变阻器(“50Ω1A”、“20Ω1A”两种规格)、电键及导线若干,其中待测小灯上只有所标“0.18A”(指小灯正常工作电流)字样清晰可见。
他连接电路,闭合电键,接着他移动滑片,发现电流表示数逐渐增大,电压表示数始终为6伏,当滑片恰好移动到中点位置时,小灯正常发光。
他经过思考分析,在没有更换实验器材的情况下重新正确连接电路,并规范操作,闭合电键发现电流表、电压表示数分别为0.12安和3.6伏。
(1)请说明小王判断小灯正常发光的理由:
(9)。
(2)实验中所用滑动变阻器的最大阻值为(10)欧,电源电压为(11)伏,
小灯泡的额定功率为(12)瓦。
答案(9)电流表的示数恰好等于0.18A;(10)20;
(11)6;(12)0.756
26.【探究主题】探究电流与电压、电阻的关系。
【提出问题】通过导体的电流与导体两端电压及导体电阻的大小有什么关系?
【猜想】①导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压成正比。
②导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压的平方成正比。
③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。
【实验器材】电源(电压恒为4.5V),电流表、电压表各一个,电键一个,三个定值电阻
(5Ω、10Ω、15Ω),两个滑动变阻器(20Ω2A、50Ω1A),导线若干。
【实验过程】把实验器材连接如图17所示的电路。
(1)小明按图17正确连接电路后,闭合电键,发现电流表有示数,电压表指针超过量程。
小明
操作中的错误是(13)。
(2)小明改正错误后继续实验,通过改变定值电阻R两端的电压,测得电流、电压的值如表一。
分析数据可得出猜想(14)是正确的。
表一表二
电压U/V
1.2
1.6
2.0
2.4
2.8
电阻R/Ω
5
10
15
电流I/A
0.12
0.16
0.20
0.24
0.28
电流I/A
0.30
0.15
0.10
(3)小红在探究猜想③时,先将5Ω的电阻连入电路中,闭合开关,移动滑片,使与电阻并联的电压表的示数为1.5V,并记下电流值;再分别改接10Ω、15Ω的电阻,重复上述实验,得到了表二中的实验数据。
分析数据得出,猜想③是正确的。
实验中,小红多次移动变阻器滑片的目的是(15)。
(4)小华在探究猜想③时,重新设计了电路,保持电压表的示数为3V,得到了与表二相同的数据,也完成了实验探究。
小华与小红的实验相比不同之处是:
(16)。
(5)小明实验时选择的是(17)Ω定值电阻。
(6)小红实验时选择的变阻器规格是(18)。
答案(13)连接滑动变阻器下端左边的接线柱了;
(14)①;
(15)保持电阻两端的电压一定;
(16)用不同方法使电阻两端的电压一定;
(17)10
(18)50 Ω1 A
25.某同学做“测定小灯泡的电功率”实验,实验器材有电压为6伏电源、标有“20Ω2A”字样的滑动变阻器、电流表、电键、标有“0.3A”字样且额定电压可能为“2.5V”或“3.8V”的小灯以及导线若干。
他连接电路后按正确的步骤操作,闭合电键时电流表示数如图14所示。
接着移动滑动变阻器的滑片直至小灯正常发光,发现滑片P在滑动变阻器的中点附近。
(1)该同学判断小灯正常发光的依据是电流表示数为__________安。
(2)为了确定小灯的额定电压,他用10欧的电阻替换滑动变阻器,并记录下电流表的示数。
请将下表填写完整。
答案0.3
实验序号
UL(伏)
I(安)
R(欧)
PL(瓦)
1
0.22
2
2.5
0.75
3
2.8
25.小华做“测定小灯泡的电功率”实验,现有电源两个(电压分别为4伏、6伏)、待测小灯(标有“2.5V”字样)、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“102A”字样)、电键及导线若干。
实验中,他连接电路后,移动滑片使变阻器连入电路的电阻最大,闭合电键时,发现小灯发光很亮,电压表、电流表的示数分别如图13(a)、(b)所示。
小华连接的电路中电压表并联在________两端(选填“小灯”、“滑动变阻器”),他选用电源的电压为________伏。
②小华仅更换了电源,闭合电键前使变阻器连入电路的电阻最大。
闭合电键后,他移动滑片,发现电压表示数变小。
(11)
(a)小华应移动滑片直至电压表示数为________伏时,小灯正常发光。
(13)
(12)
(b)若此时电流表的示数为0.3安,则小灯的额定功率为________瓦,变阻器连入电路的阻值为________欧。
答案滑动变阻器;(10)6;(11)1.5;(12)0.75;(13)5。
26.小华同学做“测定小灯泡的电功率”实验,所用器材齐全且完好,电源电压为1.5伏的整数倍且保持不变、待测小灯上标有“0.2A”字样、滑动变阻器上标有“50Ω1A”字样。
实验中,小华正确连接电路且使变阻器连入电路中的电阻最大,闭合电键时,小灯不发光,电表指针所处位置如图14(a)、(b)所示
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