初中物理能量实验题

在“探究物质的吸热能力”的实验中，实验装置如图所示：

（1）实验过程中温度计的玻璃泡不要碰到烧杯底部、侧壁和　          　；

（2）实验中必须要选取初温相同且　       　（选填“质量”或“体积”）相等的甲、乙两种液体；选用规格相同的电加热器分别给甲和乙两种液体加热，这样做的目的是在相同时间内甲和乙两种液体　         　相同；

（3）根据实验测得的数据分别描绘出了甲和乙两种液体的温度随加热时间变化的图象，如图丙所示，则　        　的吸热能力更强；

（4）若甲液体的比热容为 $2.1\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$，则乙液体的比热容为　     　 $J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$。

电流表的内阻很小，通常情况下可忽略不计，小明探究电流表的电阻值时，如图甲所示，他先将 $20\Omega$的定值电阻接入电源电压 $6V$（电压保持不变）的电路中，电路中的电流为 $0.3A$；他将电流表接入电路中，如图乙所示，测得电流却是 $0.29A$。

（1）电流表的内阻为　     　 $\Omega$．电流表接入电路后， $R$两端的电压变化了　     　（保留小数点后二位数字）

（2）当电流通过电流表时，电流表的指针发生偏转，其工作原理是　                 　。

小明用甲图装置，探究固体熔化现律”，记录的实验数据如表所示：

时间 $\mathit{min}$	0	1	2	3	4	5	6	7
温度 ${/}^{°}\text{C}$	$-4$	$-2$	0	0	0	0	1	2

（1）请根据实验数据在乙图中作出固体熔化的图象。

（2）根据做出的图象，可以判断此固体是　      　（选填“晶体”或“非晶体）。

（3）通过数据分析得出，该物质在固体状态下的比热容　       　它在液体状态下的比热容（选填“大于”等于”或“小于”）。

如图中，电流表的示数是　      　 $A$。

如图所示，物理实验小组探究“电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置。两个透明容器中封闭着等量的空气，且都有一段电阻丝。将透明容器与 $U$形管相连，接入电路。

（1）组装之前， $U$形管内注入适量红墨水， $U$形管　     　（选填“属于”或“不属于”）连通器。

（2）图甲是探究在通电时间相同和　     　相同的情况下，导体产生的热量与　   　大小是否有关的装置。

（3）实验中通过观察　       　的变化反映密闭空气温度的变化，在研究许多物理问题时都会用到这种方法，下列研究实例采用研究方法与此相同的是　       　。

$A$．探究电流与电压、电阻的关系 $B$．用铁屑显示磁体周围磁场分布 $C$．研究光的传播时，引入“光线” $D$．扩散现象表明分子在不停地做无规则运动

（4）由图乙所示，电流表的示数为　      　 $A$，在这种情况下，右侧容器中定值电阻在 $10s$内产生的热量是　     　 $J$。

（5）某实验小组发现通电一段时间后，其中一个 $U$形管中的液面高度几乎不变，发生此现象的原因可能是　        　。

探究“电流与电压和电阻的关系”：

实验电路	（1）请根据图（甲）中电路图，用笔画线代替导线将实物图（乙）连接完整，使滑动变阻器的滑片 $P$向右移动时，接入电路的电阻变大。
实验步骤	（2）探究“电流与电压的关系”时，某小组在 $\mathit{ab}$间接入电阻 $R_1$，移动滑片 $P$，将测量数据记录在表一中，当电压表示数为 $2.0V$时，对应的电流值如图（丙）所示，为　        　 $A$．另一小组使用其它阻值的电阻 $R_2$，测量数据如表二所示，根据两组数据描绘出相应的 $I-U$图象。 表一 $\left(R_1\right)$ $U/V$ 1.0 2.0 3.0 $I/V$ 0.20 0.60 表二 $\left(R_2\right)$ $U/V$ 0.8 1.6 2.6 $I/V$ 0.08 0.16 0.26
实验结论	（3）根据描绘出的 $I$一 $U$图象可以得出结论：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成　     　；其中图线　     　表示的是 $R_1$的 $I-U$图象。
问题讨论	（4）探究“电流与电压的关系”时，进行了多组数据的测量，其目的是为了　 　（填字母序号）。 $A$．寻找普遍规律      $B$．取平均值减小误差 （5）某同学继续探究“电流与电阻的关系”时，先测出了 $5\Omega$电阻在 $2.0V$电压下的电流，然后断开开关，将 $5\Omega$电阻换成 $10\Omega$电阻，闭合开关，直接读出电流值，这种做法　   　（选填“正确”或“错误”），理由是　               　。

某实验小组用图甲所示电路进行“探究电流与电阻的关系”实验。

（1）请将图甲连接完整，要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大。

（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片 $P$应该位于　      　端（选填“ $A$”或“ $B$”）。

（3）闭合开关后，同学们发现，无论怎样调节滑动变阻器的滑片，电流表始终没有示数，电压表示数接近电源电压，原因可能是　      　。

（4）排除故障后，先将 $5\Omega$定值电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为某一定值，此时电流表的示数如图乙所示，为　     　 $A$。

（5）接下来断开开关，取下 $5\Omega$的定值电阻，换成 $10\Omega$的定值电阻，闭合开关，应向　　（选填“ $A$”或“ $B$”）端移动滑片，直至电压表示数为　    　 $V$时，读出电流表的示数。再更换 $20\Omega$定值电阻继续实验，实验数据记录在表格中。由实验数据可知：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　      　。

实验次数	1	2	3
$R/\Omega$	5	10	20
$I/A$		0.2	0.1

（6）该小组想用一块电流表和一个定值电阻 $R_0$，测未知电阻 $R_x$的阻值。于是他们设计了如图丙所示的电路图，并进行如下实验操作：

①闭合 $S$和 $S_1$，此时电流表的示数为 $I_1$。

②闭合 $S$断开 $S_1$，此时电流表的示数为 $I_2$。

③请用已知量 $R_0$和测出量 $I_1$、 $I_2$表示出未知电阻 $R_x$的表达式，则 $R_x=$　       　。

如图所示，小亮利用电流表、电压表、滑动变阻器、开关、电源、阻值不同的电阻及导线等实验器材，探究电流与电压、电阻的关系。

（1）请你用笔画线代替导线，帮小亮完成实物电路的连接。要求滑动变阻器滑片 $P$向左移动时，电流表的示数变小，导线不能交叉；

（2）小亮正确连接电路后，闭合开关，无论怎样移动滑片 $P$，电流表的示数始终为0，电压表的示数约为 $3V$，实验所用导线完好无损，则电路中出现的故障是　　。

（3）实验中，滑动变阻器具有保护电路的作用。另外，在探究电流与电压的关系时，通过移动滑片 $P$来改变　　；在探究电流与电阻的关系时，通过移动滑片 $P$来控制　　；

（4）小亮将电阻 $R$换成一个额定电压为 $3.8V$、阻值约为 $10\Omega$的小灯泡，想测量它的额定功率。为此，需要对原电路进行两处改动：一是　　，二是　　。

学习了电学知识后，小明对影响电阻大小的部分因素进行了探究，器材有：开关、电流表、干电池（电压恒为 $1.5V)$各一个，三根完全相同的合金丝，导线若干，连接如图甲所示的电路，小明将合金丝以不同方式分别接入电路 $A$、 $B$之间，闭合开关 $S$后，记录的数据如表。

根据实验数据，回答下列问题：

（1）图乙是将一根合金丝接入电路时电流表的读数，请将其填入表格中。

连接方式	一根	两根串联	三根串联	两根并联	三根并联
电流表读数 $/A$		0.15	0.1	0.6	0.9

（2）导体电阻的大小跟材料、长度和横截面积的关系。

$A$．电阻的大小与长度的关系是：　　；

$B$．电阻的大小与横截面积的关系是：　　。

（3）分析表中的实验数据，还可以得出导体的电流与电阻的关系：　　。

（4）实验中一根合金丝的电阻为　　 $\Omega$，若该合金丝的横截面积为 $1m{m}^2$，则一根合金丝的长度是　　 $m$．（已知该合金丝长 $1m$，横截面积 $1m{m}^2$的阻值为 $1\Omega )$

在“电阻一定时，探究电流与电压关系”的实验中，小红把定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和电源连成如图甲所示的电路。正准备实验时，同组的小明检查发现，电路连接有错误，他改接了一根导线，使电路连接正确。

（1）请你把接错的那一根导线找出来并打上“ $\times$”，再画出正确的电路连接。

（2）电路改正后，小明通过实验得到的数据如表：

实验次数	1	2	3	4	5
电压 $U\left(V\right)$	0.3	0.6	0.9	1.2	1.5
电流 $I$（A）	0.08	0.15	0.23	0.40	0.38

请你在图乙的方格中建立有关坐标轴并确定标度，利用表中的数据在坐标系中描点绘线。

（3）分析归纳，你有什么发现？写出你的发现。

学习了电功率后，小明利用如图1所示的电路图来探究小灯泡功率跟电阻的关系。 $L_1$规格为“ $2.5V0.25A$”、 $L_2$额定电压是 $4.5V$、 $L_3$额定电压是 $6V$，可调电压电源。图3是小灯泡 $L_2$和 $L_3$的 $I-U$图象。

（1）请根据图1所示电路图用笔画线代替导线将图2所示实物图补充完整。

（2）电路连接完成后，小明只闭合开关 $S_1$，发现电流表有示数，但小灯泡不发光，原因是　          。

（3）如表是实验中的相关数据。

实验次数	开关状态	电源电压	电流表示数	小灯泡电阻	小灯泡功率
1	只 $S_1$闭合	$U$	$0.25A$	$R_1=10\Omega$	$P_1=0.625W$
				$R_2=2\Omega$	$P_2=0.125W$
				$R_3$	$P_3=0.25W$
2	只 $S_1$、 $S_2$闭合	$2.5V$	$0.50A$	$R_3=5\Omega$	$P_3=1.25W$
3	只 $S_1$、 $S_3$闭合		$0.25A$	$R_1=10\Omega$	$P_1=0.625W$
4	$S_1$、 $S_2$、 $S_3$均闭合		$1.30A$	$R_2=4.55\Omega$	$P_2=1.375W$

第1次实验中电源电压 $U=$　　 $V$， $L_3$的阻值 $R_3=$　　 $\Omega$。

（4）分析表中数据可得出，规格不同的小灯泡消耗的实际功率跟电阻的关系是：

①　　；

②　　。

【拓展】完成实验后，老师告诉小明用一个稳压电源和一个滑动变阻器可以制作成一个可调电压电源。将自制的可调电压电源（稳压电源电压恒为 $6V)$、电流表、小灯泡 $L_3$和开关串联，如图4所示。将滑片置于阻值最大处，闭合开关，向左移动滑片，当滑片从 $A$点滑到最左端 $B$点时 $(A$、 $B$两点图中未标出），电流表示数变化了 $0.1A$，则 $R_{\mathit{AB}}=$　　 $\Omega$。

为了探究“弹簧的弹性势能跟哪些因素有关”，小明同学设计了如图所示的装置，并进行了如下实验。

①将弹簧放在水平面上，一端固定。

②在弹性限度内，用物块（物块与弹簧不连结）将弹簧压缩，测量并记录弹簧的形变量△ $L$

③由静止释放物块，测量并记录物块在水平面上滑行的距离 $S$。

④多次改变弹簧的形变量，重量步骤②③。

⑤分析实验数据得出结论。

请回答以下问题：

（1）本实验中，探究了弹簧弹性势能大小跟　　的关系。

（2）本实验中，弹簧弹性势能大小是通过　　来间接反映的。

（3）本实验中，从物块离开弹簧到静止，物块将　　能转化为　　能。

小丽同学用电压表、电流表、滑动变阻器、导线、开关及干电池等实验器材，测量额定电压为 $2.5V$的额定功率，请解答下列问题。

（1）如图是小丽同学已连接的实验电路，其中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“ $\times$”，并用笔画线代替导线在电路中画出正确的连线。

（2）电路连接正确后，闭合开关发现小灯泡不亮，电压表有示数，电流表无示数，产生这种现象的原因可能是　　。

（3）故障排除后，再闭合开关，移动滑动变阻器滑片，同时注意观察　　（选填“电流表”或“电压表” $)$示数的变化，当电压达到 $2.5V$时，电流表的示数如图所示， $I=$　　 $A$，小灯泡的额定功率 $P=$　　 $W$。

小明在“测量小灯泡电功率”的实验中，所用器材如下：两节干电池，电流表，电压表，滑动变阻器，额定电压为 $2.5V$的小灯泡，开关，导线若干。

（1）用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整（要求滑片向右移动小灯泡变亮）。

（2）正确连接电路后，闭合开关发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，若电路中只有一处故障，这个故障可能是　　。

（3）排除故障后小明继续实验，当电压表示数为 $2.1V$时，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 $2.5V$，此时电流表的示数如图乙所示，则电流表的示数是　　 $A$，小灯泡的额定功率 $J$是　　 $W$。

（4）若将小灯泡换成定值电阻，该电路还可进行的实验有　　（请写出一个）。

如图所示是实验室用某种电表的结构示意图，其中 $\mathit{ad}$是闭合电路中的部分电路，电流表 $A$的满偏电流（通过电流表的最大电流）是 $0.1A$， $R_3=100\Omega$。

（1）①若通过 $a$点电流是 $0.6A$，将单刀双掷开关 $S$接到 $b$，电流表 $A$满偏。②若通过 $a$点电流是 $3.0A$，将单刀双掷开关 $S$接到 $c$，电流表 $A$满偏，可求出电阻 $R_1=$　　 $\Omega$，电阻 $R_2=$　　 $\Omega$。

（2）若电阻 $R_1$和 $R_2$中有一个损坏导致断路，在通过 $a$点的电流不超过 $0.1A$的情况下，要找出损坏的电阻，应使单刀双掷开关 $S$连接到　　（选填“ $b$”或“ $c$” $)$通过观察电流表的示数进行判断。