2020年中考物理 第20课时《电功率、电热的相关实验》课时训练

电功率电热的相关实验(限时:30分钟)1.如图K23-1是“探究电流的热效应跟电阻大小关系”的实验装置示意图。A、B两烧瓶中装入质量相等的(选填“煤油”或“水”)，理由是。两烧瓶中均浸泡着一段金属丝，且RARB。实验时，当开关闭合后，(选填“A”或“B”)烧瓶中温度计示数上升得较快。图K23-12.小靖和小晖用如图K23-2所示的装置探究电流产生的热量与电阻的关系，装置中除了R甲R乙外，其余条件均相同。图K23-2(1)实验过程中电流产生热量的多少是通过比较(选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的。(2)将两电阻丝串联接入电路是为了控制通过两电阻丝的相等。(3)要利用此装置来探究电热与电流的关系，你还需要的操作是。(4)小晖提议利用该装置改做“比较水和煤油比热容的大小”的实验，则他们应将其中一烧瓶中的煤油换成和初温相等的水，并使甲、乙两烧瓶中电阻丝的阻值(选填“相等”或“不相等”)。3.[2019·株洲]用图K23-3所示装置探究影响电热的因素，A、B、C为三根相同的电阻丝。以A、B为研究对象，该实验探究的是在不变时电热与的关系；若将C也置于右侧容器中，这时B、C并联后可等效为一根电阻丝，那么，该装置还可探究在不变时电热与的关系。(均选填“电流”或“电阻”)图K23-34.[2019·嘉兴]某科学小组对电流通过导体产生热的多少与哪些因素有关进行了探究。装置如图K23-4所示，两只烧瓶内装满煤油，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶内各装1根阻值不同的电阻丝R甲和R乙。图K23-4猜想一：电热跟电流的大小有关，电流越大电热越多；猜想二：电热跟导体的电阻大小有关，电阻越大电热越多。为验证猜想一，设计以下方案：①将电阻丝R甲和R乙串联接在电路中，标出两根玻璃管内液面的位置，闭合开关，记下电流表的示数I1，经过一段时间后标出两根玻璃管内液面的位置；②当两根玻璃管中的液面降到原来的高度后，减小滑动变阻器接入电路的阻值，闭合开关，记下电流表的示数I2，经过与①中相同时间后标出两根玻璃管内液面的位置。请回答下列问题：(1)为使实验现象明显，经常会采用转换或放大的思想。为比较电热丝产生热量的多少，实验中体现这一思想的设计有。(写出一条即可)(2)为验证猜想一，必须比较同一个烧瓶中前后两次实验玻璃管内液面上升的高度，原因是。(3)科学研究倡导有依据的猜想，请说出生活中支持猜想二的一个实例。5.[2019·扬州]在“测量小灯泡电功率”的实验过程如下：(小灯泡标有“2.5V”字样)(1)如图K23-5甲所示，正确连接电路后，闭合开关，小明发现无论怎样调节滑动变阻器，灯泡都不亮，电流表无示数，电压表有示数，则电路故障可能是。图K23-5(2)排除故障后，移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示，为了继续完成实验，应将滑片P向端移动。小明根据实验所测得的数据，作出如图丙所示的图像，则小灯泡的额定功率为W。(3)测量结束后，小明应先，然后拆除上的导线，再拆除其他导线。(4)小明对本实验进行了拓展思考，以下探究活动用该实验装置中的器材不能完成的是。(填字母序号)A.测量小灯泡的电阻B.探究串联电路电流的特点C.探究串联电路电压的特点D.探究电流与电压的关系6.[2019·淮安]如图K23-6甲所示，在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V，电阻约为10Ω。图K23-6(1)请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。(2)连接电路时，开关应处于状态。(3)实验中无论怎样移动滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是(写出一种即可)。(4)排除故障后，移动滑片P到某一位置，电压表示数如图乙所示，其示数为V；要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向(选填“A”或“B”)端移动，使电压表示数为2.5V。(5)移动滑片P，记录多组对应的电压表和电流表的示数，绘制成I-U图像。根据图丙所给的信息，计算出小灯泡的额定功率是W。7.[2019·泰州]在“测量小灯泡的功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V。(1)按照图K23-7甲正确连好电路，闭合开关S，小灯泡不亮，两表指针均有偏转，造成该现象的原因不可能是。(填字母序号)A.小灯泡断路B.小灯泡两端电压太小C.滑动变阻器阻值太大D.电源电压太小图K23-7(2)移动滑片，当电压表的示数为V时，小灯泡正常工作，读出此时电流表的示数为0.3A，则小灯泡的额定功率为W。(3)根据实验测得的数据画出小灯泡I-U关系图像如图乙所示(坐标轴上的数值已被擦除)，分析图像可知，当小灯泡两端电压减小时，小灯泡的电阻(选填“增大”“减小”或“不变”)。(4)当小灯泡两端电压为2V时，其实际功率所在范围是下列中的。(填字母序号)A.P实≤0.48WB.0.48WP实0.6WC.0.6W≤P实0.75WD.P实≥0.75W【参考答案】1.煤油煤油比热容小，吸收相同热量时升温明显（合理即可）B2.（1）温度计示数（2）电流和通电时间（3）调节滑片，观察同一烧瓶中温度计在相等时间内升高的温度（4）质量相等3.电阻电流电流电阻4.（1）利用玻璃管中液柱的高度变化反映电流产生热量的多少（2）保持电阻一定（3）电炉丝热得发红，与它串联的导线却不怎么热[解析]（1）电流产生的热量不能直接观察，但煤油受热温度升高，体积膨胀，所以通过细玻璃管中液柱高度的变化，可以间接判断电流产生热量的多少，运用的是转换法。（2）猜想一是电流产生热量与电流大小有关，要验证这一猜想是否正确，需要保持电阻不变，改变电流大小，所以必须比较同一个烧瓶中前后两次实验玻璃管内液面上升的高度。5.（1）小灯泡断路（2）A0.5（3）断开开关电源（4）D6.（1）如图所示（2）断开（3）小灯泡断路（4）2.2B（5）0.5[解析]（1）小灯泡的额定电压为2.5V，电阻大约10Ω，根据欧姆定律可知，电流约为I=𝑈𝑈=2.5V10Ω=0.25A0.6A，则电流表串联在电路中时选用0~0.6A的量程。（2）连接电路时，开关应处于断开状态，以保护电路。（3）实验中无论怎样移动滑片P，发现小灯泡始终不亮，电流表无示数，则电路可能断路，而电压表有示数，则表明电压表到电源正、负极之间是通路，则故障可能是小灯泡断路。（4）电压表的量程为0~3V，则电压表的示数为2.2V，而小灯泡的额定电压为2.5V，则需要增大电路中的电流，减小滑动变阻器连入电路的阻值，滑片P需要向B端移动。（5）根据图像可知，小灯泡的额定电流为0.2A，根据P=UI得，小灯泡的额定功率P额=U额I额=2.5V×0.2A=0.5W。7.（1）A（2）2.50.75（3）减小（4）B[解析]（1）按照图甲正确连好电路，闭合开关S，小灯泡不亮，两表指针均有偏转，说明电路处于通路状态，不存在断路现象，小灯泡不亮是因为小灯泡两端电压太小，有可能是因为电源电压太小或滑动变阻器阻值太大分压较多造成的，故选A。（2）因为小灯泡额定电压为2.5V，由图甲可知，电压表测量小灯泡两端电压，所以移动滑片，当电压表的示数为2.5V时，小灯泡正常工作，读出此时电流表的示数为0.3A，则小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。（3）根据I=𝑈𝑈，结合I-U关系图像可知，当小灯泡两端电压减小时，通过小灯泡的电流减小得越来越快，所以电阻减小。（4）小灯泡正常工作时的电阻为R额=𝑈𝑈=2.5V0.3A=253Ω，假设小灯泡的电阻不随外界环境变化而改变，那么当小灯泡两端电压为2V时，根据欧姆定律有R=𝑈1𝑈1=2V𝑈1=253Ω，解得I1=0.24A；但根据第（3）问中得出的结论可知，电阻随着电压减小而减小，所以实际上此时小灯泡的电阻小于正常工作时的电阻，即此时实际电流应大于0.24A，故此时小灯泡的电功率P实2V×0.24A=0.48W；又因为随着电压减小，电流也减小，当小灯泡两端电压为2.5V时，电流为0.3A，所以当电压为2V时，I0.3A，所以此时小灯泡的电功率P实2V×0.3A=0.6W。故选B。