1、错题集训30：中考模拟试题精选之实验探究题（电功率和电热）1探究“电功率与电流、电压关系”实验时，选择的小灯泡是种类相同、规格不同的L1“2.5V 0.3A”、L2“3.8V0.3A”，其他器材如图所示。（1）请你说明“可以通过灯泡的亮度判断电功率的大小”的理由。 （2）小红设计图甲所示的实验方案，她能够探究的问题是 。（3）小东设计如图乙所示的方案进行实验，把实验证据填入下面的表格中请你写出分析证据得出结论的过程。 来源:学科网ZXXK电压/V发光情况L1“2.5V 0.3A”2.4暗L2“3.8V 0.3A”3.6亮2小柯发现白炽灯泡在开灯瞬间最容易烧坏，猜想可能是在开灯瞬间灯丝的温度较低
2、，导致电阻比正常工作时小。于是设计图示电路来验证自己的猜想。【实验步骤】 第一步：断开S2，闭合S1，电流表指针偏转，但灯泡不发光。 第二步：断开S1，闭合S2，灯泡正常发光，灯丝温度很高。 第三步：两分钟后再断开S2 并迅速闭合S1，观察电流表示数变化情况。【实验分析】（1）第一步中，灯泡两端的电压是 V，灯泡不发光的原因是 。（2）在第三步中，若观察到电流表示数变化的情况是 ， 就可以得出灯丝的温度越低，其电阻越小。3做“测定小灯泡的功率”实验时，小金设计了如图所示的电路。已知电源电压为3V，小灯泡上标有“2.5V 0.3A”字样，滑动变阻器规格为“25 0.5A”。（1）右上实验记录表中
3、所在的方格内应补写的科学量是 。（标明单位）（2）连接好电路后，小金将滑动变阻器滑片P移到b端，闭合开关，发现小灯泡不亮，为查找原因，他仔细检查了电路中各元件的工作状态，判断出电路既不断路，也不短路。小金做出这样判断的依据是 。4某学习小组在老师的指导下，探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关他们用的实验器材如下如所示，两个透明容器中密封着等量空气，U形管中液面最初相平，两个密闭容器中都有一段电阻丝。（1）请你用笔画线代替导线，把图甲两个容器的电阻丝接到电路中（2）实验中通过观察液面高度的变化来比较电流通过导体产生热量的多少，这种方法叫 。（3）接好电路，闭合开关，通电一段时间后， （
4、填“左”或“右”）侧U形管中液面高度变化大，此实验现象表明，在电流和通电时间均相同的情况下， 越大，所产生的热量越多。（4）让两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部将一个相同阻值的电阻和这个容器内的电阻并联（如图乙所示）移走图甲中的电阻，换接图乙中的电阻到电路中，重新做这个实验此时通过两容器中电阻的电流不同，在通电时间相同的情况下，观察U形管中液面高度变化，由此得到的结论是 。（5）如果热量用Q表示，电流用I表示，电阻用R表示，时间用t表示，则Q= 。5小明想知道灯的亮暗程度与什么因素有关，于是找来阻值约为10、额定电压是2.5V的灯L1和额定电压是3.8V的灯L2，先后接在电源电压
5、恒为6V的电路中，按照如图甲所示的电路进行探究。（1）小明在检查电路连接时，发现有一根导线连接错误请在图甲中找出来并打上“”，并补画出正确的连线（2）电路连接正确后，小明操作正确，闭合开关后，测得灯L1两端的电压和电流值，填入了序号1，由此可知所选滑动变阻器的最大阻值为 ，灯L1正常发光时的电流为 A。（3）用L2替换L1重复以上的实验，为了测出L2的额定功率，必须进行的线路改接是 。（4）在小明完成的实验报告中，其中的一个实验表格如表：序号U/V电流I/A灯泡L1的亮度实际电功率P/W11.800.21较暗0.37822.50正常发光0.6533.000.29很亮0.87小明通过对比、推测、
6、分析表中数据及现象可得出的结论是： 。（5）小明进一步思考，认为该实验器材可以用来研究导体中的电流与电压的关系”他这种想法是 （选填“正确”或“错误”）的。6在复习电功率内容时，同学们用电流表、电压表、L1为“2.5V 0.3A”和L2为“3.8V 0.3A”两个小灯泡进行实验。（1）小明小组在探究“电功率跟电流、电压的关系”实验中，设计了如图甲所示电路，将L1和L2串联在电路中的目的是 。（2）实验中，小灯泡的实际功率的大小是通过 判定的。根据甲图可以得出的实验结论是 。（3）实验应注意选择两只规格不同的灯泡，否则无法进行探究，请说明原因： 。（4）利用题中器材画出“探究电功率与电流关系”的
7、实验电路图假定灯丝的电阻不变，分析在探究“探究电功率与电流关系”过程中两只灯泡哪个比较亮，说明理由。 。7在“测定小灯泡功率与电阻”的实验中，电源电压为6V，小灯泡的额定电压为3.8V（1）请在图甲中用笔画线代替导线，完成电路连接（2）连接电路，闭合开关后，灯泡不亮，电压表有示数且接近电源电压，电流表指针几乎不动，产生这一现象的原因可能是 。（3）排除故障后，在将滑动变阻器的滑片从一端缓慢移到另一端的过程中，发现电压表示数U与滑片移动距离x的关系如图乙所示，电压调节非常不方便，这是由于选用了 （选填“A”或“B”）滑动变阻器。可供选用的滑动变阻器：滑动变阻器A（阻值范围0-500，滑片行程10
8、cm）；滑动变阻器B（阻值范围0-50，滑片行程10cm）（4）换用了另一个滑动变阻器并接通电路后，移动滑片位置，当电压表的示数为3.8V时，电流表的示数如图丙所示，则其额定功率为 W。（5）实验中刚刚测完上述（4）中的一个数据，电流表突然损坏了。他们找到了一个阻值为10的定值电阻和一个单刀双掷开关并设计出电路图（如图1），重新进行了测量请完成以下步骤：步骤一：S2与接线柱1接通，闭合S1，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为 。步骤二：（1分）保持滑动变阻器阻值 （选填“变大”、“不变”、“变小”），将S2改与接线柱2接通，读取电压表读数UR步骤三：断开S1、S2，整理器材。写出灯泡额定功率的
9、表达式P= 。（用已知量和测量量表示）（6）小刚想在上述实验的甲图基础上，进一步研究“一段电路中的电流跟电路两端电压的关系”，获得多组灯泡两端电压和电流的数据之后，发现电流与电压不成正比，请指出他的实验方法的不合理之处 。（7）小刚又用图2进行“伏安法测电阻”，如果考虑到电流表本身有一定的电阻（有分压作用），电压表本身也有一定的电阻（有分流作用），则测量值比真实值 （选填“偏大”、“偏小”或“相同”）；如果电压表和电流表的读数分别为U和I，而它们自身电阻分别为Rv和RA，则Rx更准确的表达式为 。（数学表达式用已知字母表示）8为探究“电流通过导体产热的多少与导体电阻的关系”，小柯用如图甲所示装
10、置进行实验，图中两个250mL的同规格烧瓶内装有等体积的煤油，瓶塞中各插入一根同规格的玻璃管，瓶内连接的电阻丝的阻值分别为5和10。第8题图R1=5R2=10甲AB乙R3=4煤油R4=12【实验步骤】 连接好电路，将滑动变阻器的滑片移至 端（填字母），分别标记两烧瓶内玻璃管中液面的起始位置。闭合开关，通电t0时间后，再分别标记此时两烧瓶内玻璃管中液面的位置。比较发现10电阻丝所在烧瓶内玻璃管中液面上升更高。【推测结论】在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，电流产生的热量 。【交流反思】要使上述结论具有一定的普遍性，同学们讨论了以下两种方案：方案一：在前一次实验后，待玻璃管中的液面降回到起始高
11、度后，按小柯的实验步骤再次进行通电t0时间的实验，比较两玻璃管内液面上升情况，得出结论。方案二：用乙图所示的装置替换甲图中对应装置，乙图中同规格烧瓶的容积为500mL，电阻分别为4欧和12欧，按小柯的实验步骤进行通电t0时间的实验，比较两玻璃管内液面上升情况，得出结论。以上两种方案，你认为可行的有 。9如图是探究“电流通过导体产生的热的多少跟哪些因素有关”的实验电路（烧瓶、煤油质量和玻璃管均相同）。瓶中的电阻采用金属丝。（1）完成电路的连接，要求滑动变阻器滑片向左移动时，电流表示数变小。（2）实验中，通过观察 来判断电流 通过导体产生热的多少。（3）在电流与通电时间相同条件下，选用长度和横截面
12、积都相同的两种材料进行实验，为了使实验现象最明显，可以选用表中的铜与 进行比较。长1米、横截面积1毫米2的几种材料的电阻（20时）材料铜铝钨镍铬合金电阻/欧0.01750.0290. 0531.0（4）要进一步探究导体产生的热的多少与电流是否有关，可以采取的方法是 （允许改变元件位置、更换元件等。只要求写出一种）。10某兴趣小组利用图甲装置探究电流热效应的影响因素，实验步骤如下： 0.6 3AA B甲 乙将阻值为10欧和20欧的电阻丝分别置于A、B两个盛满煤油的烧瓶中，按图甲所示连接电路。闭合开关，将滑动变阻器的滑片移至某一位置，记录此时电流表的读数I。通电一段时间，记录A、B烧瓶的玻璃管内液
13、面的变化高度分别为h1、h2。断开开关，直至玻璃管中的液面降回各自初始位置。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的读数为2I。当通电时间与步骤相同时，记录A、B烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为 h3、h4，实验数据如表。电流大小烧瓶玻璃管内液面的变化高度来源:Zxxk.Com来源:学+科+网A烧瓶（RA=10欧）B烧瓶（RB=20欧）Ih1h22Ih3h4（1）步骤中的电流表示数如图乙所示，此时电 流为 安。（2）本实验通过设计串联电路来研究电阻对电流产生热量的影响，可以控制哪些变量相同？ 。（3）小明认为：只要选择“h1、h2、h3、h4”四个量中的某两个量进行比较，就能说明“对电流
14、产生热量多少的影响，电流比电阻更大”，请比较这两个量的大小关系： 。11某兴趣小组在测量额定电压为2.5伏小灯泡电功率的实验中，实验电路图如图甲所示。1I/安U/伏2340.40.30.20.1乙0（1）闭合开关前，应将滑动变阻器滑片P移到 ；实验次数1234电压U/伏1.02.03.04.0电流I/安0.100.170.230.25SAPLVR甲（2）实验时，电压表和电流表读数记录上表中。实验结束后，同学们想知道小灯泡的额定功率，却发现没有测小灯泡正常工作时的电流，能否利用表中数据求出小灯泡的额定功率？有同学认为可利用表中某组数据求出电阻R，再利用P额=U额2/R求出小灯泡的额定功率。请判断
15、是否可行并说明理由 ；（3）有同学将表中数据转换为图乙的UI曲线，由图可知小灯泡的额定功率为 瓦。12三位同学针对“在家庭电路中，离进户线距离不同的用电器两端的电压是否完全相同”的问题进行探究。（第12题）（1）小柯设想借用实验室量程为015伏的电压表，直接测量家庭电路上各用电器两端的电压进行比较。仅从量程考虑，因为015伏的电压表 ，所以小柯的设想无法实现。（2）小雪设想利用如图所示电路模拟家庭电路进行探究，所有导线选用电阻可以忽略不计的粗铜丝。如果用电压表测量两灯的电压，结果应该是灯L1和L2两端的电压 。（3）小妍参照小雪的电路图进行了实验，导线ab和cd拆自旧滑动变阻器上的电阻丝，电阻
16、较大。小妍发现规格完全相同的灯L1和L2亮度不同，得出了“如果导线的电阻较大，离电源距离不同的电灯两端电压不同”的结论。她的依据是：规格相同的电灯亮度不同，是由于电灯两端的 ，导致实际功率不同。 小雪和小妍采用不同的方法，都在探究同一问题，小柯感慨“方法总比问题多”！13要测量小灯泡的额定功率，实验室提供的器材有：标有“2.5V”的小灯泡、电池组（电压为3V）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。（1）小虎所接的实验电路如图甲，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）改正电路后，移动滑片，使滑动变
17、阻器接入电路的阻值最大。闭合开关，此时电压表示数为1V，电流表示数为0.2A，则滑动变阻器的最大阻值为 。（3）移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V，此时电流表示数如图乙所示，其值为 A，小灯泡的额定功率为 W。（4）小华在实验过程中，移动变阻器滑片时，小灯泡突然熄灭。经判断，电路故障是小灯泡或电流表被烧坏。查找故障时，在不拆开电路的情况下，他把一根导线接在电流表两端，小灯泡仍不发光，可判断电路故障是 。（5）还有一组同学没有使用电压表，而是利用两只电流表和一个阻值已知电阻R0，其它元件与前组相同，仍然完成了实验。请在图丙虚线框内画出该组同学实验的电路图，不必写出实验步骤。14在探究
18、电流通过导体产生热量多少的影响因素时，小明把阻值恒定为R1=5、R2=10的两段电热丝分别放在如图1所示的两个完全相同的烧瓶中并接入电路，在烧瓶中加入质量、初温均相同的煤油，再分别插入相同的温度计，实验设计中用煤油升高的温度t表示电流通过电热丝R产生热量的多少，不计实验过程中的热损失。（1）利用该实验装置可以完成的可探究的科学问题是： 。（2）将如图2所示的甲、乙、丙三个完全相同的烧瓶，每个烧瓶内装有质量相等的煤油、相同的温度计和阻值相等且恒定的电热丝R，依次分别接入如图3所示电路进行实验得到下表所示实验数据，其中I为通过电热丝的电流，t0为闭合开关前烧瓶内的温度计的示数，t为通电4min时温
19、度计的示数。根据此表格数据可以得到初步的实验结论是： 。I/A0.100.140.18t0/181818t/192021t/12315在实验探究中，经常可以用同样的实验装置完成不同的探究课题。如图两电阻丝串联在电路中，将其放入同样大小的烧瓶中，可以对瓶中液体加热。现有如下课题：A探究不同物质的吸热能力B探究导体电阻大小与材料是否有关C探究通电导体产生的热量与电阻大小的关系D探究导体电阻大小与长度是否有关（1）如果甲、乙两瓶中电阻丝电阻大小相等，烧瓶中装着相同质量的水和煤油，则可以探究课题 （填课题对应的字母）。此探究中，水和煤油吸热的能力是通过 来反映的（选填“升高的温度”或“加热时间”）。（
20、2）如果烧瓶中都装着相同质量的煤油，但电阻丝电阻大小不同，则可以探究课题 。（3）在与（2）条件相同的基础上应选择 相同，材料不同的电阻丝就可以探究课题B。16小明学习了电功率后，用额定电压分别为2.5V、6V的灯泡L1和L2设计了如图1所示的电路图，来探究灯泡的发光亮度与哪些因素有关。（1）探究L1的亮度时，只闭合S、S1，发现灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数，则电路故障可能是： 。排除故障后，继续实验，收集的数据及现象如表一。表一电压/V电流/A电功率/W亮度110.160.16暗21.50.220.33较亮32.50.280.70亮（2）探究L2的亮度时，只闭合S、S2，进行实验，收
21、集的数据及现象如表二。表二电压/V电流/A电功率/W亮度410.280.28很暗52.50.380.95暗660.724.32很亮分析两表可知，同一规格的小灯泡发光亮度取决于 ，不同规格的小灯泡发光亮度还应与 的转化效率有关。（3）完成探究后，小明用直流电源、电流表、滑动变阻器、电阻箱（）各1个，2个开关S1、S2及若干条导线，对额定电流为0.2A的小灯泡的额定功率进行了测定。请在图2虚线框内画出他设计的电路图，并写出实验步骤及测定额定功率的表达式。实验步骤： 。表达式：P额= 。17如图1为小雨同学测绘额定电压为2.5V的小电珠的I-U图线的实验电路图。（1）根据电路图，请你用笔画线代替导线
22、，将图2中的实物图连接成完整的实验电路。（2）为保证实验安全，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应该置于 （选填“最左端”、“最右端”或“正中间”）（3）图3为根据实验数据所绘的小电珠的I-U图线，该I-U图线说明： 。（4）已知小电珠灯丝在27时电阻值约为1.5，并且其电阻值与（273+t）成正比，其中t为灯丝的摄氏温度值。根据图3所示的小电珠I-U图线，估算该灯泡以额定功率工作时灯丝的温度约为 。18小明探究“电流一定时，导体消耗的电功率与导体电阻的关系”，现有实验器材：稳压电源、电压表、电流表、滑动变阻器、电阻箱（符号为）、开关及若干导线。（1）为了完成此探究实验，请你在甲图的虚线框内将实
23、验电路图补充完整；若连接电路后，闭合开关，发现电压表的指针偏转如乙图所示，其原因可能是 。（2）实验中利用公式 计算电阻箱阻值不同时消耗的电功率，实验过程需要记录的物理量有：电阻箱两端电压U、通过电阻箱的电流I和 。（3）在实验中，小明需多次改变电阻箱的阻值进行测量，每改变一次阻值，都必须移动滑动变阻器的滑片来控制 。（4）完成上述实验后，小明又从实验室借了一个额定电压为2.5V的小灯泡和一个单刀双掷开关，设计了题22丙图所示实验电路图来测量小灯泡的额定功率，实验如下：闭合开关S1，将开关S2拨到触点2，把电阻箱调到10，刚好使电压表的示数为2.5V；再将开关S2拨到触点l，读出电压表的示数为
24、4.5V，小灯泡额定功率P= W。19在探究“同一个灯泡发光时亮度与电功率的关系”的实验中，所用的实验器材有两节蓄电池，额定电压是2.5V的小灯泡（灯丝电阻约为10，两端加的最大电压为额定电压的1.2倍），额定电压为2.7V的发光二极管，滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线等。（1）小明同学用小灯泡做实验时连接的部分电路如图所示，请将实验电路连接完整。（2）小明同学记录的实验数据如下表。实验次数电压U/V电流I/A电功率P/W发光情况13.00.341.02较亮22.50.300.75正常发光32.00.280.56较暗根据表中数据可得出的探究结论是： 。（3）小刚同学用发光二极管做实验，发
25、光二极管是用 材料制成的。实验测得发光二极管正常发光时的电流是0.02A，则该二极管的额定功率是 W。（4）实验发现小灯泡与二极管均正常发光时的亮度相当。结合小明和小刚的实验数据，分析说明小灯泡和发光二极管哪个更节能？ 20小楼想测量某个仅标有“0.25 A”字样的灯泡的额定功率。电源电压为6 V且恒定。（1）检查器材时，小楼发现电压表存在图甲所示的两个问题：一是指针位置不对；二是部分刻度模糊。出现指针位置不对的原因是。（2）小楼认为不更换电压表也能测出灯泡的额定功率。他进行了如下操作：解决了指针问题后，按规范步骤连接的部分电路如图乙，请你用笔画线代替导线帮他连接完整。连接好电路并检查无误后，
26、闭合开关，在移动变阻器滑片时，眼睛要注视的变化，当灯泡正常发光时，滑片正好在变阻器的中点。在滑片移动过程中，电流表示数从0.2 A增大到0.25 A，而电压表示数从2.0伏开始增大。（3）小楼的同桌依据实验数据计算如下，小楼发现步骤b的结果有错，请你指出错误原因 。灯泡的额定功率是 W。参考答案1（1）灯泡亮度由灯泡实际功率决定，灯泡实际功率越大，灯泡越亮，可以根据灯泡的亮暗比较灯泡电功率的大小；（2）电功率跟电流的关系；（3）电流相同时，电压越大，灯泡越亮，说明电功率越大。2（1）6V 由于灯泡两端的实际电压远小于它的额定电压，造成灯泡的实际功率远远小于额定功率，所以灯泡不发光（答“灯泡两端
27、电压太小”或“通过灯泡的电流太小”给2分）（2）电流表示数从零快速增大后，示数又慢慢增大到一电流值后稳定不变（“电流表示数慢慢增大”也给3分，只答“电流表示数变大”给1分）3（1）电压（V）（写电源电压不给分） （2）两表均有示数（或电流表和电压表均有示数）4（1）见图（2）转换法（3）右 电阻（4）在电阻和时间相同的情况下，电流越大，产生的热量越多（5）Q=I2Rt5（1）如图（2）20 0.26（3）电压表换用大量程（4）小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮（5）错误6（1）控制电流相同；（2）灯泡的亮暗 通过的电流相同，电压越大，电功率越大；（3）灯泡的规格不同，电阻不同，根据U=IR可知，
28、电流相同，灯泡两端的电压不同；（4）在探究“探究电功率与电流关系”实验中，应控制电压相同，电流不同，所以应将两只规格不同的灯泡并联，用电流表测出通过每只灯泡的电流，计算出电功率即可，如图所示：理由：由欧姆定律得，两只灯泡的电阻分别为： 7（1）见图（2）灯泡断路（3）A（4）1.9 （5）3.8 不变 （6）灯丝的电阻随温度的变化而变化（7）偏小 8（1）B或右端（填“阻值最大处”不给分） （2）越多 （3）方案二9（1）接在滑动变阻器下面的B接线柱上（2）玻璃管内液面上升的高度（3）镍铬合金 （4）保持其他不变，改变滑动变阻器阻值（保持其他不变，更换不同电压的电源），进行相同时间的二次实验（
29、合理给分）10(1)0.24 (2)电流和通电时间 (3)h3h211（1）阻值最大处（或最右端） （2）不行，因为小灯泡的阻值随温度的变化而变化 （3）0.512（1）量程太小 （2）相等（一样） （3）实际电压不同（或“电压不同”）13（1）如图所示；（2）10；（3）0.26；0.65；（4）小灯泡断路；（5）见图14（1）电阻；电流通过电热丝时产生的热量与电热丝的阻值大小有关吗？（2）在通电时间和电热丝阻值一定时，通过电热丝的电流越大，电热丝产生的热量越多15（1）A；升高的温度；（2）C；（3）长度和横截面积16（1）灯泡短路；（2）实际电功率；电能转化为光能；（3）电路图见图；实验
30、步骤：根据电路图连接实物电路图；只闭合S1，移动变阻器滑片，使电流表示数为0.2A；断开S1，闭合S2，滑片不动，调节电阻箱，当电流表示数为0.2A时，读出电阻箱连入电路中的电阻为R；则灯泡的额定功率表达式：P额=I额U额=0.2A（0.2AR）=（0.2A）2R。17（1）如图；（2）最左端；（3）小电珠灯丝电阻随所加电压的增大而增大；（4）172718（1）电路图见图；电压表正负接线拄接反；（2）P=UI； 电阻箱的阻值R；（3）电流不变；（4）0.519（1）如示；（2）灯的实际功率越小，灯越暗；（3）半导体；0.054；（4）灯的消耗的功率为0.75W，而二极管消耗的功率是0.054W，故二极管更节能20（1）电压表使用前没有调零（2）如图，合理就给分电流表（或电流表的示数）（3）没有考虑灯泡电阻随温度的变化（或代入的灯泡电阻有误） 0.875
