初中物理能量实验题

在做“探究电流与电压的关系”的实物时，准备了以下器材：干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻 $(R=5\Omega )$、开关、导线若干。

电压 $U/\left(V\right)$	1	1.5	2	2.5
电流 $I$（A）	0.2	0.3	0.4

（1）连接电路时开关必须处于　　（填“断开”或“闭合” $)$状态，将滑动变阻器的滑片 $P$移到　　（填“ $A$”或“ $B$” $)$端。

（2）闭合开关，发现电流表示数几乎为零，电压表示数接近电源电压，则电路出现的故障可能是　　。

（3）排除故障后，在实验的过程中，移动滑片 $P$，读取了多组电压值和电流值，其中一组数据中的电流值，如图2所示为　　 $A$，分析实验数据得出的结论是：当电阻一定时　　。

在测量标有电压为 $2.5V$的小灯泡电阻的实验中，第一次测量时的电压等于 $2.5V$，小灯泡正常发光，以后调节滑动变阻器，让小灯泡两端的电压逐次下降，使灯丝温度不断降低，灯泡变暗直至完全不发光，测量数据如表所示。

数据序号	1	2	3	4	5	6	7
电压 $U/V$	2.5	2.1	1.7	1.3	0.9	0.5	0.1
电流 $I/A$	0.28	0.26	0.24	0.21	0.19	0.16	0.05

（1）根据题目要求，请用笔画代替导线将电压表接入电路中。

（2）从数据可以看出，实验中滑动变阻器的滑片逐渐向　　（选填“ $a$”或“ $b$” $)$端滑动。

（3）小灯泡正常发光时电阻为　　 $\Omega$，小灯泡不接入电路时，其电阻最接近　　 $\Omega$。

（4）对比不同电压下的小灯泡电阻值，我们得出结论：随着小灯泡灯丝温度不断降低，小灯泡的电阻逐渐　　。

如图为某型号中型履带式水陆两栖突击车，它采用了轻质铝合金装甲车体进一步

增强了水中浮渡能力该两栖车装配有输出功率为 $1.1\times {10}^{6}W$的发动机。

（1）在海面训练过程中，发射多枚炮弹后，车体向上浮起了一些，车体底部受到水的压强将　　；在陆地上行驶，履带可以　　车体对地的压强（均选填“增大”“减小”或“不变” $)$。

（2）两栖车的总质量约为 $30t$，在深水中漂浮时，它受到的浮力是多少牛？ $(g$取 $10N/\mathit{kg})$

（3）两栖车在陆地上以 $36\mathit{km}/h$匀速行驶 $72\mathit{km}$时，若两栖车发动机的输出功率全部用于做机械功，发动机做了多少焦耳的功？

甲、乙两个实验小组先后完成了如下实验：

（1）甲小组根据图 $-1$所示电路图连接成图 $-2$的实物电路，探究“通过导体的电流与电阻的关系”。

①连接电路时，开关应　　，滑动变阻器的滑片应置于　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$端。

②检查连接无误后，闭合开关，发现电流表、电压表均无示数。他们将导线 $\mathit{EF}$的 $E$端取下，依次接在滑动变阻器的 $C$、 $A$接线柱上时，观察到两种情况下电流表均无示数、电压表示数均为电源电压，则电路故障可能为　　。

$A$．滑动变阻器短路   $B$．电阻 $R$断路 $C$． $\mathit{AE}$间导线断路

③排除故障后，开始实验，实验时始终保持　　表示数不变，记录数据如下，请根据表中数据，在图 $-3$中用描点法画出通过导体的电流 $I$与电阻 $R$的关系图象。

实验序号	1	2	3	4
电阻 $R/\Omega$	5	10	20	25
电流 $I/A$	0.4	0.2	0.1	0.08

分析图象发现：在此实验中，当定值电阻阻值较大时，通过它的电流较小，进一步分析发现随着阻值的增大，电流的变化量越来越　　，可见，若连入电路的定值电阻阻值均太大，不易发现通过导体的电流随电阻的变化规律。

（2）甲小组实验后，乙小组用该实物电路测新买的电热毯（规格“ $220V40W$” $)$的电热丝阻值。在连接电路检查无误后，闭合开关，无论怎样移动滑片，发现电流表示数始终很小，电压表的指针始终接近最大测量值，说明：电热毯的阻值远比滑动变阻器的最大阻值　　，不能较准确测量，更换合适电源并改变电压表所选量程后，较准确地测得电热毯的阻值约为 $120\Omega$，这个测量值与电热毯正常工作时的阻值相差10倍左右，这是因为导体的电阻与　　有关。

如图1所示为某型号室内电加热器，有高温和低温两个挡位，额定电压为 $220V$，高温挡和低温挡功率分别为 $2200W$和 $1000W$，简化电路如图2所示。

（1）使用电加热器时，要插入三孔插座，是为了将金属外壳与　　相连，当开关 $S_1$闭合、 $S_2$断开时，电加热器处于　　温挡。

（2）请计算电阻丝 $R_1$的阻值和通过电阻丝 $R_2$的电流。（结果保留一位小数）

（3）在额定电压下，使用高温挡工作3小时，电加热器产生的热量是多少焦耳？

小华观察家中手电筒，发现里面只有一个小灯泡，其额定电压为 $1.5V$．他想测出该小灯泡的额定功率。

（1）请在图1中用笔画线代替导线完成实物电路的连接。

（2）连接电路时，开关应处于　　（选填“断开”或“闭合” $)$状态，滑动变阻器的滑片应处于最　　（选填“左”或“右” $)$端。

（3）连好电路后闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表示数几乎为0，电压表示数约为 $3V$，则该电路的故障可能是小灯泡　　（选填“短路”或“断路” $)$。

（4）排除故障后，经过多次测量得到实验数据如表：

实验序号	电压 $U/V$	电流 $I/A$	电功率 $P/W$
1	1.0	0.30	0.30
2	1.2	0.42	0.50
3	1.5

第3次实验时，电流表示数如图2所示，读数为　　 $A$，则该小灯泡的额定功率为　　 $W$，当小灯泡两端的实际电压小于额定电压时，实际功率　　额定功率。

（5）进一步分析发现，当小灯泡两端的电压增大时，其电阻将　　。

按要求完成下列填空：

（1）如图1，电压表的示数为　　 $V$；

（2）如图2，静止的小车突然向右运动时，放在小车上的木块会向　　倾倒；

（3）如图3，更换电阻 $R$，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数保持不变，则实验探究的是电流与　　的关系；

（4）如图4，给固体加热时，采用“水浴法”达到的主要效果是让固体　　。

请你应用所学的物理知识解答下列问题。

（1）如图1所示的量筒，其测量范围是　　 $\mathit{mL}$，量筒中液体的体积为　　 $\mathit{mL}$。

（2）在一定范围内，弹簧受到的拉力越大，就被拉得　　，利用这个道理可以制成弹簧测力计。如图2甲所示，圆筒测力计下挂有一重物，其重 $G$为 $2N$，则此测力计的分度值为　　 $N$．如果用力 $F$竖直向下拉动挂钩，如图2乙所示，则拉力 $F$为　　 $N$。

（3）小莹同学测量电流时，连接好电路，闭合开关前，发现电表指针向右偏转至如图3甲所示位置，原因是　　；断开开关，纠正错误后，再闭合开关，发现指针偏至如图3乙所示位置，接下来的操作是：断开开关，　　，继续进行实验。

实验：测量小灯泡的电功率

实验中选择的小灯泡的额定电压为 $2.5V$。

【实验步骤】

（1）请你用笔画线代替导线，把图1中的电路连接完整（导线不准交叉），并要求滑动变阻器的滑片向左移动时，小灯泡会变亮；

（2）正确连接电路后，闭合开关，电流表指针不动，但用手按住开关，发现电流表指针摆动，出现这种现象的原因是　　。

（3）查明原因，排除故障，正确操作，得到下表所示数据。请将表中内容补充完整：

实验序号	电压 $U/V$	电流 $I/A$	电功率 $P/W$	灯泡亮度
1	2.0	0.28	0.56	发光暗淡
2	2.5	0.32	0.80
3	3.0	0.36	1.08	发光强烈

由表中数据可知，该灯的额定电功率为　　 $W$；

（4）利用上述电路，用定值电阻替换小灯泡，测量该定值电阻的阻值。请在图2虚线方框中设计一个记录数据的表格。

科学探究是初中物理课本内容的重要组成部分，探究的形式可以是多种多样的。

（一 $)$探究浮力的大小与哪些因素有关

如图所示，是小华同学所做的一系列探究浮力的大小与哪些因素有关的实验。请按照要求填写表格：

提出问题	对应图中的序号
浮力的大小与物体浸入液体的体积的关系
	$a$， $c$， $d$
浮力的大小与物体浸入液体的密度的关系

（二 $)$探究电流与电压、电阻的关系

请按照要求设计实验记录表格

表一要求：保持电阻 $R$不变 $(R=5\Omega )$， $U(2V$、 $4V$、 $6V)$，电流随电压的变化

表二要求：保持电压 $U$不变 $(U=6V)$， $R(5\Omega$， $10\Omega$， $15\Omega )$，电流随电阻的变化

在探究电流与电压和电阻的关系实验中，电路图如图所示，电源电压为 $4.5V$保持不变，三个定值电阻分别为 $R_x$、 $10\Omega$、 $20\Omega$（忽略温度对电阻的影响）

（1）在开关闭合前，滑动变阻器的滑片应放在　　端

（2）将电阻 $R_x$连入电路，调节滑片位置进行三次实验，数据如表所示，分析数据可得出结论：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成　　；

（3）做完第三次实验后，保持滑片位置不变，断开开关，将电阻 $R_x$换成 $10\Omega$的电阻，

再闭合开关，此时电压表的示数　　 $3V$．调节滑片位置，使电压表的示数仍为 $3V$，读出电流表的示数，此时滑动变阻器接入电路的阻值为 $R_1$；

实验次数	1	2	3
电压 $U/V$	1.0	2.0	3.0
电流 $I/A$	0.2	0.4	0.6

（4）再断开开关，将 $10\Omega$的电阻换成 $20\Omega$的电阻，闭合开关，调节滑片位置，使电压表的示数仍为 $3V$，读出电流表的示数，此时滑动变阻器接入电路的阻值为 $R_2$，则 $R_1$　　 $R_2$。

甲图是某实验小组测量小灯泡额定功率所用的器材，已知小灯泡的额定电压为 $2.5V$。

（1）请你用笔画线代替导线，将甲图实物连接完整。要求：滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变暗，连线不能交叉。

（2）改组某同学连接好电路，将滑片移到阻值最大端，并用开关试触，无误后闭合开关，要想测灯泡的额定功率，他的操作是　                                       　。

（3）在操作中发现，虽然两表都能够发生变化，但灯泡电压无法降低到 $2.5V$．其原因可能是　                      　。

（4）解决问题后，按正确操作完成了额定功率的测量，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡额定功率是　                    　 $W$。

在探究动能大小与质量关系的两次实验中，小球从同一高度由静止开始释放时的场景如图所示，木板固定在水平面上。该实验中小球的动能由　      　转化而来的，实验时通过比较木块在木板上滑行的　      　来比较动能大小的。图中错误的操作是　        　。改正错误后进行实验，发现乙图木块滑出的远些，则可以得出结论　                             　。

如图所示，物体 $A$的长度为　      　 $\mathit{cm}$，电能表的示数为　     　 $\mathit{kW}·h$。

导体电阻的大小与哪些因素有关呢？对于这个问题，小明想起课堂上老师把电压比作水压，把电流比作水流，于是他想：电阻也可以比作是水管对水流的阻力。他还想到水管内部粗糙程度、有无杂物和它的长短粗细都可能导致水管对水流的阻力不同，因此经过分析，他提出了以下几种猜想：

猜想1：导体的电阻可能跟导体的材料有关；

猜想2：导体的电阻可能跟导体的长度有关；

猜想3：导体的电阻可能跟导体的横截面积有关：

为了验证自己的猜想，实验室有如下表格中的7种电阻丝，则：

导线代号	$A$	$B$	$C$	$D$	$E$	$F$	$G$
长度 $\left(m\right)$	1.0	0.5	1.5	1.0	1.2	1.5	0.5
横截面积 $\left(m{m}^2\right)$	3.2	0.8	1.2	0.8	1.2	1.2	1.2
材料	锰铜	钨	镍铬	锰铜	钨	锰铜	镍铬

（1）若要探究电阻跟横截面积的关系，可依次把如图中 $M$、 $N$跟电阻丝　 　、　　（选填导线代号）的两端连接，闭合开关记下电流表示数，分析比较这两个金属丝电阻大小。

（2）若依次把 $M$、 $N$跟电阻丝 $C$、 $F$的两端连接；闭合开关记下电流表示数，分析比较这两个金属丝的电阻大小，这时探究的是电阻跟导体的　       　的关系。

（3）在上面的实验中，电阻的大小并不能直接观察，而是通过电流表的示数反映出来的，电流表的示数越大，说明电阻丝的电阻越　　       。