初中物理电能的输送实验题

某校科技小组的同学们用PTC元件（即半导体陶瓷材料）制作了一个电加热保温杯. 常温下的凉开水放在杯内可加热至60℃，并利用这种元件的特性设定保温温度为60℃. 已知所用的PTC元件的阻值R_T随温度的变化关系如图甲所示，使用时将PTC元件按如图乙接入家庭电路中.

请回答下列问题：
（1）当温度为60℃时，电路中的电流是   mA，通电10s，PTC元件消耗的电能是   J.
（2）PTC元件的最大电功率是      W.
（3）保温杯可以利用PTC元件的特性进行保温的原理是：当温度达到60℃时，PTC元件发热功率等于散热功率（即在相同时间内产生的热量与散失的热量相等），温度保持不变. 从图甲中可以看出，①当它的温度高于60℃时，PTC元件的电阻         ，电功率      .（“变大”、“变小”、“不变”）温度下降；②当温度低于60℃时，PTC元件的电阻      ，电功率      .（“变大”、“变小”、“不变”），温度上升. 因此保温杯中的水可以保持在60℃左右.

不同类型的电灯是怎样工作的？某同学就这个问题进行了调查，收集了有关数据如下表：其中，效率是电灯把电能转换为光能的一种量度。普通白炽灯，为了得到适当的电阻，钨丝要比人的头发还细并有1m多长。为了使它能放入灯泡里，被做成“螺旋形线圈”。
（1）一根钨丝被做成“螺旋形线圈”后，其电阻      （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（2）这种60W的普通钨丝灯泡，在实际使用时与功率是      W的电子节能灯发出的光的亮度相当。

	额定电压(V)	额定功率(W)	效率	寿命(h)	每只售价(元)
白炽灯	220	60	2.5%	1000	1.5
电子节能灯	220	11	30%	3000	26

 

电流做的功跟电压、电流和通电时间三个因素都有关。李明同学要通过实验探究电功跟电压的关系，他选用的器材如图所示。其中甲、乙两容器完全相同，电阻丝R₁的阻值大于电阻丝R₂的阻值。

⑴请你用笔画线代替导线，帮他把实验电路连接完整。
⑵他在该实验中选用两根阻值不同的电阻丝，其目的是                     。
⑶在这个实验中，李明是通过观察比较                 来比较电流做功多少的。电流通过电阻丝          做的功多（R₁/R₂）。
⑷由这个实验可以得到的结论是：                                         。

电流做的功跟电压、电流和通电时间三个因素都有关。李明同学要通过实验探究电功跟电压的关系，他选用的器材如图所示。其中甲、乙两容器完全相同，电阻丝R₁的阻值大于电阻丝R₂的阻值。

⑴请你用笔画线代替导线，帮他把实验电路连接完整。
⑵他在该实验中选用两根阻值不同的电阻丝，其目的是                     。
⑶在这个实验中，李明是通过观察比较                 来比较电流做功多少的。电流通过电阻丝          做的功多（R₁/R₂）。
⑷由这个实验可以得到的结论是：                                         。

江阴初级中学兴趣小组的同学们利用图甲所示电路，进行如下的实验探究。

I．定值电阻中的电流跟两端电压的关系。
Ⅱ．额定电压已经模糊、额定功率为1 W小灯泡中的电流跟两端电压的关系。
（1）闭合S₁、断开S₂，滑动变阻器在此电路中除了保护电路外，还有            的作用；移动滑动变阻器的滑片，电流表的示数较小且不变，原因是            __，排除故障后进行实验，得到上表格中的三组数据，通过数据分析，可归纳出的结论是                           __。

（2）断开S₁、闭合S₂，移动滑动变阻器的滑片进行有关测量，根据记录到的灯泡L的电压和电流的数据，绘制成电压和电流的关系图象（如图乙），小灯泡的额定电压为            _V，根据图象，当电压表示数为0.5 V时，50 s时间内，灯泡L消耗的电能是            _J。

小华家电热饮水机的铭牌信息和电路原理图如图1所示。其加热和保温两种工作状态，由机内温控开关S₂自动控制。

热水箱容量	2L
额定电压	220V
加热总功率	600W
保温功率	80W

 
（1）饮水机处于加热状态时，开关S₁、S₂工作状态是：________ ；饮水机处于保温状态时，开关S₁、S₂工作状态是：____________ 。
（2）小华将饮水机单独接在该电能表上正常加热30min，电能表的示数为多少？
（3）利用原有电路元器件，重新设计电路，实现饮水机的加热和保温两种功能，且由机内温控开关S₂自动控制。将电
路图画在虚线框内。

物理兴趣小组在“探究影响电流做功多少的因素活动中”，同学们设计了如图甲、乙、丙三个电路．

⑴经过讨论，认为不应该选择图    电路，原因是              ．
⑵为研究电流做功与电压的关系，应该选择图    所示的电路．
⑶利用图丙电路研究某问题，当闭合开关后，发现两灯都不亮，电压表V₁有示数，电压表V₂无示数，则电路发生的故障是    ．
⑷学习电功率知识后，小明想测灯泡的额定功率，将标有“12V  6W”灯泡L₁和“6V  4W”灯泡L₂按图丙电路连接，再接入电流表．经分析，能测出灯泡    的额定功率．

电流做功跟电压、电流和通电时间三个因素有关。陈鑫同学要通过实验探究电功跟电压的关系，她选用的部分器材如图所示。其中甲、乙两容器完全相同，电阻丝R₁、R₂的阻值不同。

（1）为了控制电流和通电时间相同，R₁或R₂的连接方式是          。
（2）在该实验中选用两根阻值不同的电阻丝，其目的是                        。
（3）在这个实验中，陈鑫是通过观察比较                       来比较电流做功的多少。
下列实验中也用到这种思想和方法的是        。

A．研究电流时，将它比作水流

B．根据小磁针偏转判断是否存在磁场

C．研究物体受几个力作用时引入“合力”

D．研究光的直线传播时引入“光线”

（4）烧瓶中不装水而装煤油，是因为                                         。

学校实践活动小组的同学想检测一块电能表是否准确，电能表表盘如图所示，接入电路中的用电器功率为500 W，甲同学打算让用电器连续工作5 h，通过计算可知，5 h后电能表示数应为□□□□□；而乙同学认为甲同学用的时间太长，于是他用3 min测出表盘转过80转。请你根据以上信息判断，甲同学实验结束时电能表示数与上面的计算结果相比较，应该是___________(偏大/偏小/相等)。

对于“电流做功与哪些因素有关”的问题，刘星同学作了如下猜想：
猜想A：电流做功可能与电压有关；
猜想B：电流做功可能与电流有关；
猜想C：电流做功可能与通电时间有关。

为了验证自己的猜想，他选择了如图甲所示的装置（除电阻丝阻值不同外，其余条件均相同）及电源、开关、电压表、导线若干。他将两电阻丝串联后接入电路，如图乙所示。
（1）将两电阻丝串联接入电路的目的是为了控制通过电阻丝的         和通电时间相同，他采用的科学探究方法是：                。
（2）接通电路前他想：通电一段时间后观察温度计示数的变化，若两只温度计示数变化不同，则说明电流做功与电阻丝两端的            有关；这就验证了猜想         。

如图是小明家电能表和电冰箱的铭牌

BC—65B电冰箱
额定电压	220V
额定功率	70W
工作频率	50Hz
耗电量	0.5 KW·h /24h

根据表中的信息可知，此时电能表的示数是_______KW·h，电冰箱每天消耗的电能是________J，若小明家只有电冰箱在工作，每昼夜电能表的表盘转____转．

（1）在测量小石块密度的实验中，如图11所示，小明在调节天平平衡过程中出现的错误是：             。小明纠正错误后继续实验，在天平的左盘放上小石块，当天平再次平衡时，右盘中所加砝码和游码的位置如图12所示，则小石块的质量为    g。把小石块放入装有10mL水的量筒中，量筒内液面的位置如图13丙所示， 则小石块的体积是       cm³,密度是          kg／m³。
（2）如图14，电能表的计数是        kW·h。该电表所在电路允许接入的最大功率是  W
（3）如图15是常用的一种体温计，它是根据液体            的规律制成的，此时它指示的温度是       ℃。

阅读短文，回答问题：
如图甲是一种可调温蒸汽电熨斗，其说明书的部分内容如下：

产品特点：
具有干湿两用功能．干用功能是指在无水状态下，通过电加热管加热底板，底板温度上升，直接压烫衣物；湿用功能是指在蒸汽状态下熨烫．
自动恒温设置．针对不同面料可调节底板温度．
技术参数：
自身质量：1.3kg  额定功率：1000W 额定电压：220V  
在额定电压下工作时能达到的最大喷气量：15g/min 
（1）某师傅在用熨斗干烫衣服时，用了19N向下的力压熨斗，如果熨斗底板与衣服接触的面积为160cm²，在此过程中，衣服受到的压强为             Pa．（g取10 N/kg）
（2）用熨斗汽烫前先预热，使金属底板的温度从20℃升高到220℃，温控开关自动断开．已知金属底板的质量为1kg，金属底板的比热容为0.46×10³J/（kg•℃）．则蒸汽电熨斗预热过程中金属底板吸收的热量为           J．
（3）设计生产电熨斗时，技术人员会根据不同部分的作用选用具有不同物理属性的材料．“水位观察窗”选用的材料应具有很好的         （选填“硬度”、“延展性”或“透明度”）；用熨斗汽烫时，可以看到熨斗底板蒸汽口的周围有大量“白雾”，这是因为水先    后    （上两格均填物态变化名称）形成的小水珠；某次使用时发现从蒸汽口喷出的是水柱而不是“白雾”，请你猜想可能的原因是          ．
（4）若某次使用中，该电熨斗（额定电压下）在最大喷气量状态下工作时消耗的电能中只有70%被水吸收，则该状态下每克水喷出前吸收的热量是        J．

（5）如图乙所示为自动调温电熨斗的电路图．右下方为温控部分，A为双金属片，由两层不同金属粘合而成，受热时二者膨胀的快慢不同．在未通电和低于预定温度时，双金属片A和静片B上的触点接通，指示灯L亮，电热丝R发热，当温度达到预定温度时，由于双金属片的金属层       （填“a”或“b”）膨胀较快，向左弯曲，电路断开，如图丙所示．调节调温旋钮C，使静片向左时，调温电熨斗的预定温度值将变______（选填“高”、“低”）．

如图所示，把1根铁丝的两端分别与2跟铜丝相连，再与一只小量程的电流表串联成闭合电路，然后把把铜丝、铁丝一个接点D放在盛有冰水混合物的杯中，另一个接点G用酒精灯加热时，发现电流表指针会偏转，表明闭合电路中有电流，象这样的电路叫做热偶电路．进一步的实验表明，热偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的性质及接点D和G间的温度差有关，下表中给出了通过实验测得的铂﹣铑合金热偶电路中电流大小与温度关系的一组数据：

两点间温度差（℃）	0	1	100	200	300	500	800	1000	1500	1700
电路中的电（10^﹣1A）	0.00	0.01	0.64	1.42	2.29	4.17	7.31	9.56	15.45	17.81

（1）分析表中数据可以发现，热电偶电路中电流的大小与两个接点间的      有关，并且随它的增大而      ．
（2）这样的热电偶实际是一个电源，它的热能是由      能转化而来的；
（3）利用热偶电路中电流与两接点间的温度差的关系可以制成热电偶温度计，根据上述实验数据，分析铂﹣铑合金热电偶温度计与通常的水银温度计相比有哪些优点？答：      （只答一点）．

按要求读取并记录下列测量数据。
（1）如图中的a、b所示，电阻箱的示数是__________，电流表的示数为_______A
（2）如图中c所示，电能表的示数是____________kw·h
（3）如图中d所示．物体的长度是______________cm