上海市五年(2017-2021)中考物理真题实验题知识点分类汇编
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一.控制变量法与探究性实验方案(共1小题)
1.(2017•上海)小明用六个重力G均为10牛,体积不同的球体,研究放入球体前后容器底部受到水的压力增加量△F的情况。他分别将球体放入盛有等质量水的相同容器中,待球体静止,得到容器底部受到水的压力增加量△F,实验数据和实验现象如表
实验序号
1
2
3
4
5
6
放入的球体
A
B
C
D
E
F
△F(牛)
5
6
8
10
10
10
实验现象
(1)观察序号1或2或3中的实验现象并比较△F和G的大小关系,可得出的初步结论是:当放入的球体在水中沉底时, 。
观察序号4或5或6中实验现象并比较△F和G的大小关系,可得出的初步结论是, 。
(2)小明得出“在盛有等质量水的相同容器中,当放入球体的重力相同时,球体的体积越大,△F越大”的结论。由表中实验序号 的现象,数据及相关条件可判断小明得出的结论不正确。
(3)分析表中序号1﹣6的现象,数据及相关条件,可得出:在盛有等质量水的相同容器中,当放入球体的重力相同时, 体积越大,△F越大。
二.二力平衡的概念(共1小题)
2.(2020•上海)在“探究二力平衡的条件”实验中,用来测量力的仪器是 ;在“探究杠杆平衡的条件”实验中,为便于直接从杠杆上读出力臂的数值,应使杠杆在 位置保持平衡;“测定物质的密度”的实验原理是 ;在“测定小灯泡的电功率”实验中,所选电源电压应 小灯泡的额定电压(选填“大于”“等于”或“小于”)。
三.弹簧测力计的使用与读数(共2小题)
3.(2019•上海)在“探究物质质量与体积的关系”的实验中,用量筒测物体的 ,在“用弹簧测力计测力”的实验中,测量物体重力前,应先将弹簧测力计自然悬挂,观察指针是否指在 刻度线上。“测定小灯泡的电功率”的实验原理是 。
4.(2017•上海)如图所示的弹簧测力计的最小分度值为 牛,读数为 牛。在“探究杠杆平衡的条件”实验中,需要测量的物理量是 、动力臂、阻力和阻力臂,为了能直接读出力臂的数值,应使杠杆在 位置保持平衡。
四.探究影响浮力大小因素的实验(共2小题)
5.(2020•上海)某小组同学用如图所示装置,研究圆柱体在水中下降的过程中弹簧测力计示数和台秤示数的变化情况。他们使圆柱体在水中缓慢下降,将圆柱体下表面到水面的距离h、弹簧测力计的示数F1、台秤的示数F2记录在下表中。
实验序号
h(厘米)
F1(牛)
F2(牛)
1
1.0
7.7
10.3
2
2.0
7.4
10.6
3
3.0
7.1
10.9
4
4.0
6.8
11.2
5
5.0
6.5
11.5
6
6.0
6.5
11.5
①分析比较实验序号1~4的数据中F1、F2的变化情况及相关条件,可得出的初步结论是:圆柱体在浸入水的过程中,F1 ,F2 ;
②表中实验序号 的数据表明,圆柱体在相应的位置已全部浸没在水中;
③表中两组数据间F1变化量的大小为△F1,相应的F2变化量的大小为△F2,分析比较实验序号1~6的数据,可得出的结论是:圆柱体在水中缓慢下降的过程中,△F1与△F2的关系是 。当圆柱体处于实验序号6的位置时,所受浮力的大小为 牛。
6.(2019•上海)为研究物体在液体中所受向上的力与哪些因素有关,小明设计了方案进行实验。小明用弹簧测力计将一圆柱体悬挂在空容器中,如图,此时测力计示数为F0.然后逐次向容器中注入液体A,并将圆柱体下表面到液面的距离h、相应的弹簧测力计示数F、F0与F的差值△F记录在表一中。为进一步探究,小明换用液体B重复实验,并将数据记录在表二中。(液体A、B密度分别为ρA、ρB,且ρA>ρB)
表一:(液体A)
实验序号
h(厘米)
F(牛)
△F(牛)
1
3.0
8.5
1.5
2
6.0
7.0
3.0
3
9.0
5.5
4.5
4
12.0
5.0
5.0
表二:(液体B)
实验序号
h(厘米)
F(牛)
△F(牛)
5
3.0
8.8
1.2
6
6.0
7.6
2.4
7
9.0
6.4
3.6
8
12.0
6.0
4.0
①分析比较实验序号1、2与3(或5、6与7)数据中F和h的关系及相关条件,可得出的初步结论是:同一物体在同一种液体中, 。
②分析比较实验序号1、与2与3(或5、6与7)的数据中△F和h的关系及相关条件,可得出的初步结论是:同一物体在同一种液体中, 。
③分析比较实验序号1、5(或2、6,或3、7)的数据中△F和h的关系及相关条件,可得出的初步结论是:同一物体在 。
④实验中圆柱体的重力为 牛,高度为 厘米。
五.平面镜成像的特点、原理、现象及其实验方案(共1小题)
7.(2017•上海)在“探究平面镜成像的特点”实验中,玻璃板应 放置在水平桌面上;为得到像与物体到镜面的距离关系,物体需放在 位置多次实验(选填“同一”或“不同”),如图所示,在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,凸透镜置于光具座的A点处,蜡烛、 应置于凸透镜的两侧,若蜡烛置于B点处,得到缩小的实像,则该凸透镜的焦距 10厘米(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
六.凸透镜成像规律及其探究实验(共2小题)
8.(2020•上海)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,应调整凸透镜的中心,光屏的中心与烛焰的中心大致在同一 ,以保证像成在光屏中央;将烛焰与光屏置于凸透镜的 (选填“两侧”或“同侧”),移动光屏直到光屏上所成的 像最清晰(选填“实”或“虚”),像是 的(选填“正立”或“倒立”)。
9.(2019•上海)在“探究凸透镜成像规律”实验中,所选凸透镜的焦距为10厘米。调整凸透镜和光屏的中心与烛焰中心大致在同一 ,以保证像成在光屏中央。移动光屏至图所示位置时,在光屏上得到一个清晰的像,像是 的(选填“放大”或“缩小”),烛焰离凸透镜的距离 10厘米(选填“大于”“等于”或“小于”)。
七.伏安法测电阻的探究实验(共2小题)
10.(2020•上海)小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压为1.5伏的整数倍保持不变)、待测电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,以及导线若干。他正确串联电路后,将电压表并联在电路中。闭合开关,移动滑动变阻器滑片,将测得的两组数据记录在表一中。小华观察数据思考后重新连接了电压表,将新测得的两组数据记录在表二中。小华通过数据处理求出了待测电阻的阻值,完成实验。
表一
实验序号
电压表示数(伏)
电流表示数(安)
1
2.6
0.18
2
2.3
0.20
表二
实验序号
电压表示数(伏)
电流表示数(安)
3
2.2
0.20
4
2.6
0.24
①获得表一实验数据的过程中,小华将电压表并联在 的两端;
②实验中小华所用的电源电压为 伏;
③根据表一中实验序号1的数据,计算此次待测电阻的阻值为 欧;(精确到0.1欧)
④根据实验数据,计算并判断所用滑动变阻器的规格能否为“10欧 2安”。 (需写出计算过程)
11.(2019•上海)小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压为3伏保持不变)、电流表、电压表、电键和待测电阻Rx各一个,三个滑动变阻器(分别标有“5欧2安”字样、“10欧2安”字样、“50欧1安”字样),以及导线若干。小华选择其中一个滑动变阻器,正确连接电路,进行实验。实验中,当滑动变阻器滑片P在中间区域某位置时,电压表和电流表的指针位置如图(a)、(b)所示,小华记录第一组数据;然后移动滑动变阻器滑片P,在电压表指针自图(a)位置转过两小格时记录第二组数据,此时电流表、电压表指针偏转角度相同;接着继续操作完成实验。
①实验中电压表所选的量程为 伏。
②判断实验中电流表所选的量程。 (需要写出计算过程)
③小华的第二组数据中,电压、电流及计算出的待测电阻Rx的阻值是 。
八.电功率的测量实验(共1小题)
12.(2017•上海)小华做“测定小灯泡的电功率”的实验,现有电源(电压保持不变),待测小灯泡(标有“0.28A”字样)、电流表、电压表(只有0~3伏挡完好)、滑动变阻器、电键及导线若干。小华正确连接电路后进行实验,在移动变阻器滑片至某一位置时,发现电压表、电流表的示数如图(a)、(b)所示,他经过思考重新连接电路进行实验,将新测得的三组数据记录在如表中。
物理量
实验序号
电压U/(伏)
电流I(安)
1
3.0
0.24
2
2.2
0.28
3
1.7
0.30
(1)图(b)中电流表的示数为 安。
(2)请根据相关信息,求出电源电压及小灯泡的额定功率。 (本小题需写出计算过程)
参考答案与试题解析
一.控制变量法与探究性实验方案(共1小题)
1.(2017•上海)小明用六个重力G均为10牛,体积不同的球体,研究放入球体前后容器底部受到水的压力增加量△F的情况。他分别将球体放入盛有等质量水的相同容器中,待球体静止,得到容器底部受到水的压力增加量△F,实验数据和实验现象如表
实验序号
1
2
3
4
5
6
放入的球体
A
B
C
D
E
F
△F(牛)
5
6
8
10
10
10
实验现象
(1)观察序号1或2或3中的实验现象并比较△F和G的大小关系,可得出的初步结论是:当放入的球体在水中沉底时, 容器底部受到水的压力增加量△F小于重力G 。
观察序号4或5或6中实验现象并比较△F和G的大小关系,可得出的初步结论是, 当放入的球体在水中漂浮时,容器底部受到水的压力增加量△F等于重力G 。
(2)小明得出“在盛有等质量水的相同容器中,当放入球体的重力相同时,球体的体积越大,△F越大”的结论。由表中实验序号 4、5、6 的现象,数据及相关条件可判断小明得出的结论不正确。
(3)分析表中序号1﹣6的现象,数据及相关条件,可得出:在盛有等质量水的相同容器中,当放入球体的重力相同时, 物体排开液体的 体积越大,△F越大。
【解答】解:(1)观察序号1或2或3中的实验现象并比较△F和G的大小关系,可看到浮力小于重力,根据力的作用是相互的,容器底部受到水的压力增加量△F小于浮力,可得出的初步结论是:当放入的球体在水中沉底时,容器底部受到水的压力增加量△F小于浮力;
观察序号4或5或6中实验现象并比较△F和G的大小关系,可看到物体漂浮,浮力等于重力,根据力的作用是相互的,容器底部受到水的压力增加量△F等于浮力,可得出的初步结论是,当放入的球体在水中漂浮时,容器底部受到水的压力增加量△F等于重力G;
(2)由(1)的结论,当放入的球体在水中漂浮时,容器底部受到水的压力增加量△F等于重力G,与物体体积的大小无关,小明得出“在盛有等质量水的相同容器中,当放入球体的重力相同时,球体的体积越大,△F越大”的结论。由表中实验序号4、5、6的现象,数据及相关条件可判断小明得出的结论不正确;
(3)分析表中序号1﹣6的现象,数据及相关条件,根据力的作用是相互的,容器底部受到水的压力增加量△F等于物体受到的浮力,由F浮=ρ液gV排,可得出:在盛有等质量水的相同容器中,当放入球体的重力相同时,物体排开液体的体积越大,△F越大。
故答案为:(1)容器底部受到水的压力增加量△F小于重力G;当放入的球体在水中漂浮时,容器底部受到水的压力增加量△F等于重力G;(2)4、5、6;(3)物体排开液体的。
二.二力平衡的概念(共1小题)
2.(2020•上海)在“探究二力平衡的条件”实验中,用来测量力的仪器是 弹簧测力计 ;在“探究杠杆平衡的条件”实验中,为便于直接从杠杆上读出力臂的数值,应使杠杆在 水平 位置保持平衡;“测定物质的密度”的实验原理是 ρ=mV ;在“测定小灯泡的电功率”实验中,所选电源电压应 大于 小灯泡的额定电压(选填“大于”“等于”或“小于”)。
【解答】解:
(1)用来测量力的仪器是弹簧测力计;
(2)在“探究杠杆平衡的条件”实验中,为便于直接从杠杆上读出力臂的数值,应使杠杆在水平位置保持平衡。
(3)“测定物质的密度”的实验原理是:ρ=mV。
(4)测灯泡电功率的实验中,要分别测出灯泡电压小于、等于和大于额定电压时灯泡的实际功率,且电路中串联了一个滑动变阻器,由串联电路的分压原理知,所用电源电压应大于小灯泡的额定电压。
故答案为:弹簧测力计;水平;ρ=mV;大于。
三.弹簧测力计的使用与读数(共2小题)
3.(2019•上海)在“探究物质质量与体积的关系”的实验中,用量筒测物体的 体积 ,在“用弹簧测力计测力”的实验中,测量物体重力前,应先将弹簧测力计自然悬挂,观察指针是否指在 零 刻度线上。“测定小灯泡的电功率”的实验原理是 P=UI 。
【解答】解:
(1)如图,在“探究物质质量与体积的关系”的实验中,用天平测量物体的质量,用量筒测物体的体积;
(2)在使用弹簧测力计前,要注意观察弹簧测力计的量程和分度值,并检查指针是否对准零刻度线;
(3)如图,利用电压表测量灯两端的电压U,利用电流表测量通过的灯的电流I,利用P=UI求灯的电功率。
故答案为:体积;零;P=UI。
4.(2017•上海)如图所示的弹簧测力计的最小分度值为 0.2 牛,读数为 3.2 牛。在“探究杠杆平衡的条件”实验中,需要测量的物理量是 动力 、动力臂、阻力和阻力臂,为了能直接读出力臂的数值,应使杠杆在 水平 位置保持平衡。
【解答】解:
如图,弹簧测力计的分度值是0.2N,每一个大格代表1N,弹簧测力计的示数为3.2N。
在“探究杠杆平衡条件”实验中,需要测量的物理量是动力、动力臂、阻力和阻力臂,才能得出:动力×动力臂=阻力×阻力臂;
为了能直接读出力臂的数值,应使杠杆在水平位置平衡。
故答案为:0.2;3.2;动力;水平。
四.探究影响浮力大小因素的实验(共2小题)
5.(2020•上海)某小组同学用如图所示装置,研究圆柱体在水中下降的过程中弹簧测力计示数和台秤示数的变化情况。他们使圆柱体在水中缓慢下降,将圆柱体下表面到水面的距离h、弹簧测力计的示数F1、台秤的示数F2记录在下表中。
实验序号
h(厘米)
F1(牛)
F2(牛)
1
1.0
7.7
10.3
2
2.0
7.4
10.6
3
3.0
7.1
10.9
4
4.0
6.8
11.2
5
5.0
6.5
11.5
6
6.0
6.5
11.5
①分析比较实验序号1~4的数据中F1、F2的变化情况及相关条件,可得出的初步结论是:圆柱体在浸入水的过程中,F1 减小 ,F2 增大 ;
②表中实验序号 5、6 的数据表明,圆柱体在相应的位置已全部浸没在水中;
③表中两组数据间F1变化量的大小为△F1,相应的F2变化量的大小为△F2,分析比较实验序号1~6的数据,可得出的结论是:圆柱体在水中缓慢下降的过程中,△F1与△F2的关系是 △F1=△F2 。当圆柱体处于实验序号6的位置时,所受浮力的大小为 1.5 牛。
【解答】解:①分析比较表中实验序号1~4的数据可知,随着圆柱体下降的深度越深,弹簧测力计的示数F1越来越小,台秤的示数F2越来越大,因此可得初步结论:圆柱体在浸入水的过程中,F1减小,F2增大。
②由表可以看出,在序号5、6两次实验中,弹簧测力计的示数F1不变、台秤的示数F2也不变,说明圆柱体受到的浮力不变,根据F浮=ρ液gV排可知,物体排开水的体积不变,则说明物体已全部浸没在水中。
③由表中的实验数据可得,任意两次实验中F1的减小量等于对应F2的增加量,在5、6两次实验中F1没有发生改变,F2也没有发生改变,因此可得出的结论是:圆柱体在水中缓慢下降的过程中,△F1=△F2。
取序号3、4两次实验,可得弹簧测力计F1的变化量为△F1=7.1N﹣6.8N=0.3N
则可得圆柱体在这两次实验中受到浮力的变化量为△F浮=△F1=0.3N
圆柱体的底面积为S,圆柱体下降的深度变化量为△h=4.0cm﹣3.0cm=1cm=0.01m
由阿基米德原理可得:
△F浮=ρ液g△V排=ρ液gS△h=1.0×103kg/m3×10N/kg×S×0.01m=0.3N,
解得:S=0.003m2;
由表格可知,当物体下降的深度为5cm时,物体已经完全浸没在水中,则有V排=V=Sh
圆柱体所受到的浮力为:
F浮=ρ液gV排=ρ液gSh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.003m2×0.05m=1.5N,
此时物体继续下降,但是受到的浮力不变,因此当圆柱体处于实验序号6的位置时,圆柱体受到的浮力为1.5N。
故答案为:①减小;增大; ②5、6;③△F1=△F2;1.5。
6.(2019•上海)为研究物体在液体中所受向上的力与哪些因素有关,小明设计了方案进行实验。小明用弹簧测力计将一圆柱体悬挂在空容器中,如图,此时测力计示数为F0.然后逐次向容器中注入液体A,并将圆柱体下表面到液面的距离h、相应的弹簧测力计示数F、F0与F的差值△F记录在表一中。为进一步探究,小明换用液体B重复实验,并将数据记录在表二中。(液体A、B密度分别为ρA、ρB,且ρA>ρB)
表一:(液体A)
实验序号
h(厘米)
F(牛)
△F(牛)
1
3.0
8.5
1.5
2
6.0
7.0
3.0
3
9.0
5.5
4.5
4
12.0
5.0
5.0
表二:(液体B)
实验序号
h(厘米)
F(牛)
△F(牛)
5
3.0
8.8
1.2
6
6.0
7.6
2.4
7
9.0
6.4
3.6
8
12.0
6.0
4.0
①分析比较实验序号1、2与3(或5、6与7)数据中F和h的关系及相关条件,可得出的初步结论是:同一物体在同一种液体中, 弹簧测力计示数F随圆柱体的下表面到液面的深度增大而减小 。
②分析比较实验序号1、与2与3(或5、6与7)的数据中△F和h的关系及相关条件,可得出的初步结论是:同一物体在同一种液体中, ②△F与圆柱体的下表面到液面的深度h成正比 。
③分析比较实验序号1、5(或2、6,或3、7)的数据中△F和h的关系及相关条件,可得出的初步结论是:同一物体在 同一物体在不同液体中,圆柱体的下表面到液面的深度h不变时,液体密度ρ越大,△F越大 。
④实验中圆柱体的重力为 10.0 牛,高度为 10.0 厘米。
【解答】解:①根据实验序号1与2与3或5与6与7的数据,分析比较弹簧测力计的示数F与圆柱体的下表面到液面的深度h的大小关系,可得出的初步结论是:同一物体在同种液体中,弹簧测力计示数F随圆柱体的下表面到液面的深度增大而减小;
②纵向比较表一序号1与2与3或表二序号5与6与7的数据,可知,圆柱体的下表面到液面的深度h为原来的几倍,△F也为原来的几倍,可得出的初步结论是:同一物体在同种液体中,△F与圆柱体的下表面到液面的深度h成正比;
③ρA=1.0×103kg/m3>ρB=0.8×103kg/m3,
根据实验序号1与5或2与6或3与7的数据,可得出的初步结论是:同一物体在不同液体中,圆柱体的下表面到液面的深度h不变时,液体密度ρ越大,△F越大;
④F0=G,根据称重法测浮力,△F=F0﹣F,
故本实验中,圆柱体的重力为:
G=△F+F=1.5N+8.5N=10.0N;
由②,比较表一序号1与2与3或表二序号5与6与7的数据,可知同一物体在同种液体中,△F与圆柱体的下表面到液面的深度h成正比;但序号4与8实验不符合这个规律;
根据阿基米德原理,F浮=ρ液gV排,在物体没有浸没时,F浮=ρ液gSh,故受到的浮力与圆柱体的下表面到液面的深度h成正比,
浸没在液体中的物体受到的浮力与深度无关,说明4与8这两种情况下,圆柱体已浸没在液体中了,
由阿基米德原理:
1、4两次实验受到的浮力之比为:ρAgSℎ1ρAgSℎ=1.5N5N,
h=51.5×3cm=10cm。即圆柱体的高度为10.0厘米。
故答案为:①弹簧测力计示数F随圆柱体的下表面到液面的深度增大而减小;
②△F与圆柱体的下表面到液面的深度h成正比;
③同一物体在不同液体中,圆柱体的下表面到液面的深度h不变时,液体密度ρ越大,△F越大;
④10.0;10.0。
五.平面镜成像的特点、原理、现象及其实验方案(共1小题)
7.(2017•上海)在“探究平面镜成像的特点”实验中,玻璃板应 竖直 放置在水平桌面上;为得到像与物体到镜面的距离关系,物体需放在 不同 位置多次实验(选填“同一”或“不同”),如图所示,在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,凸透镜置于光具座的A点处,蜡烛、 光屏 应置于凸透镜的两侧,若蜡烛置于B点处,得到缩小的实像,则该凸透镜的焦距 小于 10厘米(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【解答】解:(1)做“探究平面镜成像的特点”实验,玻璃板应 竖直放置在水平桌面上,玻璃板没有竖直放置,前面蜡烛所成的像可能偏高或偏低,这样前面蜡烛的像与后面的蜡烛就无法重合了;
(2)一次实验不具备代表性,应采取同样的实验方案多做几次,避免实验现象的偶然性,才能保证结论的正确,所以应将物体放在不同位置进行实验。
(3)在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,蜡烛、光屏应置于凸透镜的两侧;
由“蜡烛置于B点处,得到缩小的实像”知u=50cm﹣30cm=20cm>2f,即f<10cm。
故答案为:竖直;不同;光屏;小于。
六.凸透镜成像规律及其探究实验(共2小题)
8.(2020•上海)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,应调整凸透镜的中心,光屏的中心与烛焰的中心大致在同一 高度 ,以保证像成在光屏中央;将烛焰与光屏置于凸透镜的 两侧 (选填“两侧”或“同侧”),移动光屏直到光屏上所成的 实 像最清晰(选填“实”或“虚”),像是 倒立 的(选填“正立”或“倒立”)。
【解答】解:在“探究凸透镜成像的规律”实验中,为了使像成在光屏的中央,实验前要调整凸透镜的中心,光屏的中心与烛焰的中心大致在同一高度;
实像与物体在透镜的两侧,所以将烛焰与光屏置于凸透镜的两侧;
光屏能接收到的像是实像,虚像不可以用光屏接收,实像都是倒立的,虚像都是正立的。
故答案为:高度;两侧;实;倒立。
9.(2019•上海)在“探究凸透镜成像规律”实验中,所选凸透镜的焦距为10厘米。调整凸透镜和光屏的中心与烛焰中心大致在同一 高度 ,以保证像成在光屏中央。移动光屏至图所示位置时,在光屏上得到一个清晰的像,像是 放大 的(选填“放大”或“缩小”),烛焰离凸透镜的距离 大于 10厘米(选填“大于”“等于”或“小于”)。
【解答】解:
(1)实验前,把蜡烛、凸透镜、光屏从左向右依次放在光具座上,点燃蜡烛并调整烛焰、凸透镜、光屏的高度,使它们的中心大致在同一高度,为了使得像成在光屏的中央;
(2)由图可知像距大于物距,所以凸透镜成倒立放大的实像,所以物距大于一倍焦距小于二倍焦距,故烛焰离凸透镜的距离大于10厘米。
故答案为:高度;放大;大于。
七.伏安法测电阻的探究实验(共2小题)
10.(2020•上海)小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压为1.5伏的整数倍保持不变)、待测电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,以及导线若干。他正确串联电路后,将电压表并联在电路中。闭合开关,移动滑动变阻器滑片,将测得的两组数据记录在表一中。小华观察数据思考后重新连接了电压表,将新测得的两组数据记录在表二中。小华通过数据处理求出了待测电阻的阻值,完成实验。
表一
实验序号
电压表示数(伏)
电流表示数(安)
1
2.6
0.18
2
2.3
0.20
表二
实验序号
电压表示数(伏)
电流表示数(安)
3
2.2
0.20
4
2.6
0.24
①获得表一实验数据的过程中,小华将电压表并联在 滑动变阻器 的两端;
②实验中小华所用的电源电压为 4.5 伏;
③根据表一中实验序号1的数据,计算此次待测电阻的阻值为 10.6 欧;(精确到0.1欧)
④根据实验数据,计算并判断所用滑动变阻器的规格能否为“10欧 2安”。 不能;由表中第1组数据,根据欧姆定律,变阻器连入电路的电阻:
R滑=U1I1=2.6V0.18A≈14.4Ω>10Ω (需写出计算过程)
【解答】解:①待测电阻与滑动变阻器串联,电流表测电路电流,当电流变大时,根据U=IR可知,待测电阻的电压变大,由串联电路分压定律可知,滑动变阻器电阻变小,根据表一中数据可知电压表并联在滑动变阻器两端了;
②小华观察数据思考后重新连接了电压表,即将电压表并联在待测电阻两端了,由表一和表二中的第2、3组数据知,电路的电流相等,则变阻器连入电路的电阻相同,根据电压表的连接,由串联电路电压的规律,电源电压为:
U=2.3V+2.2V=4.5V;
③根据表一中实验序号1的数据,根据串联电路电压的规律和欧姆定律,计算此次待测电阻的阻值为:
R1=U−U1I1=4.5V−2.6V0.18A≈10.6Ω;
④由表中第1组数据,根据欧姆定律,变阻器连入电路的电阻:
R滑=U1I1=2.6V0.18A≈14.4Ω>10Ω;
因此,所用滑动变阻器的规格不能为“10欧 2安”。
故答案为:①滑动变阻器;②4.5;③10.6;④不能;由表中第1组数据,根据欧姆定律,变阻器连入电路的电阻:
R滑=U1I1=2.6V0.18A≈14.4Ω>10Ω。
11.(2019•上海)小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压为3伏保持不变)、电流表、电压表、电键和待测电阻Rx各一个,三个滑动变阻器(分别标有“5欧2安”字样、“10欧2安”字样、“50欧1安”字样),以及导线若干。小华选择其中一个滑动变阻器,正确连接电路,进行实验。实验中,当滑动变阻器滑片P在中间区域某位置时,电压表和电流表的指针位置如图(a)、(b)所示,小华记录第一组数据;然后移动滑动变阻器滑片P,在电压表指针自图(a)位置转过两小格时记录第二组数据,此时电流表、电压表指针偏转角度相同;接着继续操作完成实验。
①实验中电压表所选的量程为 0~3 伏。
②判断实验中电流表所选的量程。 (a)图中,电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压表示数为1.4V,
根据串联电路电压的规律,变阻器的电压为:3V﹣1.4V=1.6V,
若电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.28A;
由欧姆定律可得,变阻器连入电路的电阻:R滑中=U滑I小=1.6V0.28A≈5.71Ω,则变阻器的最大电阻约为2×5.71Ω=11.4Ω,与题中所给的10Ω 2A变阻器的相吻合;
若电流表选用大量程,其示数为1.4A,
由欧姆定律可得,变阻器连入电路的电阻:R滑中=U滑I大=1.6V1.4A≈1.14Ω,则变阻器的最大电阻约为2×1.14Ω=2.28Ω,与题中所给的变阻器的规格差别较大;
故电流表只能选用小量程0﹣0.6A (需要写出计算过程)
③小华的第二组数据中,电压、电流及计算出的待测电阻Rx的阻值是 5Ω 。
【解答】解:
①电路连接正确,即待测电阻与变阻器串联,电流表串联在电路中,电压表与待测电阻并联,因电源电压为3V,故电压表选用的量程为0~3V;
②(a)图中,电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压表示数为1.4V,
根据串联电路电压的规律,变阻器的电压为:3V﹣1.4V=1.6V,
若电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.28A;
由欧姆定律可得,变阻器连入电路的电阻:R滑中=U滑I小=1.6V0.28A≈5.71Ω,由题意可得,变阻器的最大电阻约为:2×5.71Ω=11.4Ω,与题中所给的10Ω 2A变阻器的相吻合;
若电流表选用大量程,其示数为1.4A,
由欧姆定律可得,变阻器连入电路的电阻:R滑中=U滑I大=1.6V1.4A≈1.14Ω,则变阻器的最大电阻约为:2×1.14Ω=2.28Ω,与题中所给的变阻器的规格差别较大;
故电流表只能选用小量程0﹣0.6A;
③图(b)电流表示数为0.28A.继续移动滑片,当电压表示数在如图(a)的基础上偏转两格后,电压表示数可能为1.6V和1.2V:
若电压表示数为:1.4V+2×0.1V=1.6V,即电压表示数变大,根据I=UR,则电路中的电流也应变大,则此时的电流为:0.28A+2×0.02A=0.32A;
由欧姆定律得待测电阻Rx的阻值:
Rx=UXIX=1.6V0.32A=5Ω;
若电压表示数为:1.4V﹣2×0.1V=1.2V,即电压表示数变小,根据I=UR,则电路中的电流也应变小,此时电流为:
0.28A﹣2×0.02A=0.24A;
由欧姆定律得待测电阻Rx的阻值:
Rx=UX'IX'=1.2V0.24A=5Ω;
故答案为:①0~3;
②(a)图中,电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压表示数为1.4V,
根据串联电路电压的规律,变阻器的电压为:3V﹣1.4V=1.6V,
若电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.28A;
由欧姆定律可得,变阻器连入电路的电阻:R滑中=U滑I小=1.6V0.28A≈5.71Ω,则变阻器的最大电阻约为2×5.71Ω=11.4Ω,与题中所给的10Ω 2A变阻器的相吻合;
若电流表选用大量程,其示数为1.4A,
由欧姆定律可得,变阻器连入电路的电阻:R滑中=U滑I大=1.6V1.4A≈1.14Ω,则变阻器的最大电阻约为2×1.14Ω=2.28Ω,与题中所给的变阻器的规格差别较大;
故电流表只能选用小量程0﹣0.6A;
③5Ω。
八.电功率的测量实验(共1小题)
12.(2017•上海)小华做“测定小灯泡的电功率”的实验,现有电源(电压保持不变),待测小灯泡(标有“0.28A”字样)、电流表、电压表(只有0~3伏挡完好)、滑动变阻器、电键及导线若干。小华正确连接电路后进行实验,在移动变阻器滑片至某一位置时,发现电压表、电流表的示数如图(a)、(b)所示,他经过思考重新连接电路进行实验,将新测得的三组数据记录在如表中。
物理量
实验序号
电压U/(伏)
电流I(安)
1
3.0
0.24
2
2.2
0.28
3
1.7
0.30
(1)图(b)中电流表的示数为 0.24 安。
(2)请根据相关信息,求出电源电压及小灯泡的额定功率。 电源电压为6V,灯泡的额定功率为1.064W;
计算过程:小华正确连接电路时,电压表与灯泡并联,电流表与灯泡串联,由图(a)(b)可得,电路中的电流为0.24A时,灯泡两端的电压为3V,
由表格数据可知,电压表的示数减小时,电路中的电流变大,则重新连接电路时,电压表并联在滑动变阻器两端,
当电路中的电流为0.24A时,滑动变阻器两端的电压为3V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源的电压U=UL+U滑=3V+3V=6V,
由表格数据可知,电路中的电流为0.28A时,滑动变阻器两端的电压U滑′=2.2V,
则灯泡的额定电压U额=U﹣U滑′=6V﹣2.2V=3.8V,
灯泡的额定功率P额=U额I额=3.8V×0.28A=1.064W (本小题需写出计算过程)
【解答】解:(1)由图(b)可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.24A;
(2)小华正确连接电路时,电压表与灯泡并联,电流表与灯泡串联,如下图所示:
由图(a)可得,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,灯泡两端的电压为3V,
即灯泡两端的电压为3V时,电路中的电流为0.24A;
由表格数据可知,电压表的示数减小时,电路中的电流变大,
则重新连接电路时,电压表并联在滑动变阻器两端,如下图所示:
由表中数据可知,当电路中的电流为0.24A时,滑动变阻器两端的电压为3V,
综上可知,当电路中的电流为0.24A时,灯泡两端的电压为3V,滑动变阻器两端的电压为3V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源的电压U=UL+U滑=3V+3V=6V,
由表格数据可知,电路中的电流为0.28A时,滑动变阻器两端的电压U滑′=2.2V,
则灯泡的额定电压U额=U﹣U滑′=6V﹣2.2V=3.8V,
灯泡的额定功率P额=U额I额=3.8V×0.28A=1.064W。
故答案为:
(1)0.24;
(2)电源电压为6V,灯泡的额定功率为1.064W;
计算过程:小华正确连接电路时,电压表与灯泡并联,电流表与灯泡串联,由图(a)(b)可得,电路中的电流为0.24A时,灯泡两端的电压为3V,
由表格数据可知,电压表的示数减小时,电路中的电流变大,则重新连接电路时,电压表并联在滑动变阻器两端,
当电路中的电流为0.24A时,滑动变阻器两端的电压为3V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源的电压U=UL+U滑=3V+3V=6V,
由表格数据可知,电路中的电流为0.28A时,滑动变阻器两端的电压U滑′=2.2V,
则灯泡的额定电压U额=U﹣U滑′=6V﹣2.2V=3.8V,
灯泡的额定功率P额=U额I额=3.8V×0.28A=1.064W。
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