2020年中考物理实验集中专项训练第15练拓展创新型实验专练含解析


第15练拓展创新型实验专练

一、选择型实验专练
1.如图所示，在接线柱间接入熔丝和铜丝，熔丝电阻大于铜丝。接通电源，闭合开关S，依次闭合各小灯泡支路的开关，可以看到电流表的示数逐渐增大；再闭合电炉丝支路的开关时，会发现熔丝被熔断。下列说法正确的是（　　）
①实验说明电路超负荷运行会引起安全事故
②实验中通过熔丝的电流大于铜丝
③通电相同的时间，熔丝所产生的热量多于铜丝
④随着支路开关依次闭合，熔丝最终熔断说明电流通过导体产生的热量与电流强度有关

A．只有①② B．只有①③④ C．只有②③④ D．①②③④都正确
【答案】B
【解析】①由图知，小灯泡和电炉丝是并联的，并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以同时工作的用电器越多，干路电流越大，干路导线产生的热量越多，达到一定程度，会引起熔丝熔断，甚至引发安全事故。故①正确；
②串联电路电流处处相等，熔丝和铜丝是串联在干路中的，所以通过熔丝的电流等于通过铜丝的电流。故②错误；
③已知熔丝电阻大于铜丝，通过的电流相同，由焦耳定律Q＝I2Rt知，在相同时间，熔丝产生的热量多。故③正确；
④并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，随着支路开关依次闭合，干路电流逐渐增大，熔丝最终熔断，说明电流通过导体产生的热量与电流强度有关。故④正确。
2.如图，电源电压保持不变，滑动变阻器的滑片P移动到某一位置不动，然后改变电阻箱R'的阻值，得到多组电流、电压值，记录如表。第4次实验时电阻箱的电功率为　W；分析数据发现电阻箱在第2、6次（或第3、5次）实验时电功率相等，由此推理电阻箱在第1次与后面第n次实验时的电功率也相等，则第n次实验时电阻箱的阻值为　　Ω。
实验次数
1
2
3
4
5
6
……
n
电压U/V
1.0
1.2
2.0
3.0
4.0
4.8
……

电流I/A
0.25
0.24
0.2
0.15
0.10
0.06
……


【答案】0.45；100
【解析】电功率的计算公式：P＝UI；电阻计算公式R=；
（1）第4次实验电功率P＝UI＝3.0V×0.15A＝0.45W；
（2）通过比较电压数据能够发现：第2、6次（第3、5次）数据可以发现，他们俩组数据的电压之和都为6V。
所以，第n组数据的电压值应该为Un＝6V﹣1V＝5V；而两次的功率也相等，利用相关公式即可解题。
（1）第4次实验电功率P＝UI＝3.0V×0.15A＝0.45W；
（2）通过比较电压数据能够发现：第2、6次（第3、5次）数据可以发现，他们俩组数据的电压之和都为6V。
所以，第n组数据的电压值应该为Un＝6V﹣1V＝5V；
第一组数据的电功率P1＝U1×I1＝1.0V×0.25A＝0.25W；且由题意思可知：P1＝Pn＝0.25W；
所以In＝＝＝0.05A；所以Rn＝＝＝100Ω。
二、填空型实验专练
3.如图所示，某物理小组在用做条形磁体“吸附”能力实验时，用酒精灯给条形磁体加热一段时间后，发现大头针纷纷下落。请根据这一现象提出一个可探究的科学问题： 。

【答案】磁体磁性强弱与温度是否有关？（磁体的“吸附”能力与温度是否有关？磁体磁性强弱与温度有什么关系？磁体磁性强弱与温度有关吗？温度是否影响磁体磁性强弱？）
【解析】磁体“吸附”的大头针越多，说明磁性越强；用酒精灯给条形磁体加热一段时间后，磁体温度升高，同时发现大头针纷纷下落。说明磁体的磁性减弱了。由此提出猜想：磁体磁性强弱与温度是否有关？
三、实验探究题专练
4．小明喝水时，偶然发现透过水面看不见玻璃水杯外侧的手指，他感到很惊奇；玻璃和水都是透明物质，为什么光却不能透过呢？小明决定找出原因，下面是小明的探究过程：
根据光经过的路径，首先想到了这种现象与光的折射有关，为此他根据光从水中射向空气的光路进行了推测，如下图，光从水中射向空气时，折射角大于入射角，当入射角逐渐增大时，折射角也逐渐增大，那么，当入射角增大到某一值时，会不会……

（1）小明的推测是_____________________________________。
（2）小明为了验证自己的推测，进行了如下图所示的实验，实验过程中逐渐增大激光笔射向水面的入射角的角度，当增大到某一角度时，小明观察到________________，证实了自己的推测。

（3）当光从空气射向水中时，也会出现“看不见”的现象吗？说出你的观点并解释：____________________________________。
【答案】（1）折射光线消失（2）光斑消失（3）不会，光从空气斜射入水中时，折射角始终小于入射角
【解析】（1）如图，光从水中射向空气时，折射角大于入射角，当入射角逐渐增大时，折射角也逐渐增大。那么，当入射角增大到某一值时，可能会发现折射光线消失；
（2）据（1）的猜想可知，若猜想正确，即该实验过程中逐渐增大激光笔射向水面的入射角的角度，当增大到某一角度时，光斑会消失；
（3）据上面的规律不难看出，由于光从水中斜射向空气时，折射角大于入射角，所以当折射角增大到某种程度后，折射光线会消失；而光线从空气斜射向水中时，折射角小于入射角，所以不会出现上述现象。
5．为研究橡皮筋是否与弹簧有类似的性质，某实验小组的同学对A、B两根长度相同粗细不同的橡皮筋进行研究，并做成橡皮筋测力计。将橡皮筋的一端固定，另一端悬挂钩码（如图甲所示），记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋的伸长量Δx，根据多组测量数据画出的图象如图乙所示。

（1）当在两根橡皮筋上都悬挂重为6 N的钩码时，橡皮筋A的伸长量为________cm，橡皮筋B的伸长量为________cm。
（2）分别用这两根橡皮筋制成测力计，则用橡皮筋________制成的测力计量程大，用橡皮筋_______制成的测力计测量的精确程度高。（填“A”或“B”）
（3）将本实验中相同的两根橡皮筋A并联起来可以制成量程更大的弹簧测力计，能够测量力的最大值为_________N。
【答案】（1）12 6 （2）B A （3）20
【解析】（1）由图乙可知，A橡皮筋在受到的拉力不大于10 N的情况下，B橡皮筋在受到的拉力不大于15 N的情况下，橡皮筋伸长量∆x与橡皮筋受到的拉力大小成正比，即，FA=kA∆xA，FB=kB∆xB，
由图知，当FA=5 N，∆xA=10 cm；FB=10 N，∆xB=10 cm，
将上面的数据分别代入解得：kA=0.5 N/cm、kB=1 N/cm，
即：FA=0.5∆xA，FB=∆xB，
当在两根橡皮筋上悬挂重力为6 N的物体时，橡皮筋A的伸长量为：
，
橡皮筋B的伸长量为：；
（2）测力计是根据在测量范围内，橡皮筋的伸长与受到的拉力成正比的原理制成的，由图乙知，A的量程为0~10 N，B的量程为0~15 N，则用橡皮筋B制成的测力计量程大；在受到相同拉力时，A的伸长量更大，即用橡皮筋A制成的测力计测量的精确程度高．
（3）将两根A并联，每根橡皮筋最大受到10 N的拉力，两根橡皮筋并联起来的弹簧测力计能够测量力的最大值应为20 N。
6.船只停泊在岸边时，常常将缆绳缠绕在码头的立柱上，为什么缆绳要缠绕多圈呢？某校课外兴趣小组展开了研讨，他们猜想：绕绳的圈数越多，绳和立柱间的摩擦力越大，且摩擦力与绕绳的圈数成正比。为了验证猜想，该兴趣小组的同学设计了如下的实验进行探究：
（1）如图甲所示，将弹簧测力计挂在铁架台上，用棉线将重物挂在弹簧测力计下方，测出其重力为7.6N，将数据记录在表格中；
（2）如图乙所示，将铁棒固定在铁架台上，将棉线在铁棒上绕1圈，读出弹簧测力计的示数为2.9N，老师告诉同学们，用重力减去弹簧测力计的示数，就可以算出棉线和铁棒之间的摩擦力，随后同学们算出此时的摩擦力为4.7N；
（3）逐渐增加棉线绕在铁棒上的圈数重复实验，直至弹簧测力计的示数接近于0，并将有关数据记录在表格中；
（4）棉线绕3圈时，弹簧测力计示数如图丙所示，此时示数为______N，棉线与铁棒之间的摩擦是______（选填“静摩擦”或“滑动摩擦”），该摩擦力的大小为______N；
（5）分析实验数据，在弹簧测力计的示数接近0之前，关于摩擦力与绳子缠绕圈数之间关系的探究结论是：______。
棉线绕的圈数
弹簧测力计的示数F/N
摩擦力的大小f/N
0
7.6
0
1
2.9
4.7
2
1.1
6.5
3
▲
▲
4
0.2
7.4
5
0.1
1.5

【答案】0.5   静摩擦   7.1   绕绳的圈数越多，绳和铁棒间的摩擦力越大，但摩擦力和绕绳的圈数不成正比
【解析】
（4）①弹簧测力计的一个大格代表1N，一个小格代表0.1N，弹簧测力计示数是0.5N。
②棉线与铁棒之间相对静止，它们之间的摩擦力是静摩擦力。
③因为用重力减去弹簧测力计的示数，就可以算出棉线和铁棒之间的摩擦力，所以摩擦力为：f=7.6N－0.5N=7.1N。
（5）一圈时摩擦力是4.7N，二圈时摩擦力是6.5N，三圈时摩擦力是7.1N，四圈时摩擦力是7.4N，五圈时摩擦力是7.4N，可见圈数越多摩擦力越大，摩擦力和圈数的比值不是定值，所以摩擦力和圈数不是成正比的关系。
7.现有一根两端开口的直玻璃管，将其下端蒙上橡皮膜。描述橡皮膜外表面在以下不同情境中的形状变化。

（1）向管内缓缓注水，观察到橡皮膜向外凸，随着加人的水量增多，橡皮膜向外凸的程度会________（选填“变大”、“变小”或“不变”）
（2）将注人水后的玻璃管放入装有水的水植中，慢慢向下移动到如图所示的位置，橡皮膜向外凸的程度会________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（3）当玻璃管移动到管内液面和水槽液面恰好相平时，橡皮膜的形状是________填“凸面”、“凹面”或“平面”），试说明理由_________________________。
【答案】（1）变大；(2)变小；(3)平面；当液面相平时，橡皮膜内外水压相同，上下两方液体的压力大小相等，方向相反，使橡皮膜水平。
【解析】（1）随着试管内水量的增加，橡皮膜上部受到的压强增大，下部压强不变，内外压力差越来越大，橡皮膜向外凸的程度变大；
（2）随着玻璃管下移，橡皮膜上部受到压强不变，下部受到的压强增大，内外压力差减小，橡皮膜向外凸的程度变小；
（3）当玻璃管内外液面相平时，橡皮膜上下两表面受到的水的压强相同，上下两方液体的压力大小相等，方向相反，使橡皮膜水平。
8.某科技节，同学们进行了如图的“纸桥承重”比赛。

（1）纸桥放重物会被压弯，这是因为力能使物体发生____________。
（2）比赛时需要知道每座参赛纸桥本身的质量（不超过50克），三位同学选择的测量工具分别是：
1、量程为1牛的弹簧测力计；
2、量程为10牛的弹簧测力计；
3、量程为100克的天平。
你认为哪位同学选择的测量工具最合适，并说明理由_____________________________。
（3）压在纸桥上的重物质量一定时，通常重物跟桥面的接触面积越大，桥越不容易损坏，因为_________________________________________________________。
【答案】（1）形变；
（2）1，因为1精确度较高，操作方便（答“3，只有3是测量质量的工具且精确度更高”也可，理由答出1点给1分，未答理由不给分）
（3）在压力相同的情况下，受力面积越大，压强越小。
【解析】（1）力的作用效果：力能使物体发生形变；力能使物体运动状态发生改变。纸桥放重物会被压弯，这说明重力使物体发生了形变；
（2）1；因为1精确度较高，操作方便；
（3）在压力相同的情况下，受力面积越大，压强越小。
9.图是表演“睡钉床、砸石板”的节目：一个人躺在若干钉子做成的“床”上，身上盖一块石板，旁边一个人用大锤去砸石板结果石板被砸烂了，而人安然无恙。老师为此做了几个模拟实验。

（1）探究人睡在钉床上为什么不受伤：
实验一：在大小相同的两块平板上，用约100颗钉子做成了钉床甲，6颗钉子做成了钉床乙，如图17所示（钉子规格相同）。将一个塑料袋装满水封好（代表人体），先后放到两个钉床上，发现它放到钉床甲上未被扎破，而放到钉床乙上却被扎破了。所以睡在钉床上的人不受伤，是由于接触面积________，压强________的缘故：
（2）探究石板的作用：
实验二：如图18中的两个鸡蛋，其中一个的蛋黄和蛋白己经被取出，只剩下一个空壳，质里是7g，另一个完好无损，质量是66g。把它们并排放在桌子上，然后沿图示箭头的方向用嘴吹一下，发现空壳立刻转动了起来，而另一个几乎不动。
说明质量大的物体，惯性________；而惯性________的物体，运动状态________。
实验三：如图19，将钉床甲放在地面上，在钉床上放装满水并封好的塑料袋，再在上面放一块石板，质量为1657g，然后用锤子敲石板上面的核桃，结果核桃被敲碎了，塑料袋完好：将石板换成一块木板，质量为142g，用几乎一样的力敲核桃，结果核桃未碎而塑料袋破了。

综合以上两个实验，你认为石板为什么会有这样的保护作用_______________________。
（3）下面三个亊例中与实验二、三所探究的问题不一样样的是________。
A．篮球比铅球掷得远
B．乒乓球离开球拍后还能继续运动
C．同一辆自行车，一个人骑比两个人骑更容易刹车
【答案】（1）增大减小（2）大大不容易发生改变石板质量较大，惯性较大，不容易被砸下去（3）B
【解析】（1）将同一个水袋放在不同的钉板上，控制了压力大小相同，甲钉床钉子数量较多，与水袋的接触面积较大，水袋未被扎破，而乙钉床钉子数量较少，与水袋的接触面积较小，水袋被扎破。由此可知，睡在钉床上的人不受伤，是由于增大了接触面积从而减小了钉床对人体的压强；
（2）惯性是描述物体运动状态改变难易程度的物理量，物体惯性越大，表示物体的运动状态越难以改变，反之，惯性越小说明物体的运动状态越容易改变。当用相同的力吹质量不同两个鸡蛋时，质量在的鸡蛋不运动，质量小的鸡蛋壳转动，因此可以得出结论：质量大的物体，惯性较大；而惯性较大的物体，运动状态不容易改变。因为石板的质量较大，木板的质量较小，所以石板具有的惯性更大，其运动状态不容易改变，当用相同的力砸核桃时，石板基本不动，核桃被砸碎，然而，由于木板质量小，惯性小，容易被砸下去，因此核桃未碎而塑料袋破了。
（3）实验二和实验三探究的是惯性和质量的关系，A选项篮球比铅球质量小，因此惯性也较小，掷出去的距离较远，符合要求；B选项乒乓球离开球拍后还能继续运动是因为乒乓球具有惯性，和质量与惯性的关系无关，不符合题意；C选项同一辆自行车，两个人骑的时候质量大，惯性也较大，因而不容易刹车，符合题意。
10.建筑节能保温，材料的选择是关键。小明选择钟表、烧杯、冷水、热水、温度计，还有用塑料、纸、泡沫制成相同的带盖子的杯子，探究不同材料的隔热性能。
步骤1：在塑料杯盖上扎个小洞，向杯中倒入半杯冷水。
步骤2：将杯盖盖好，在盖子的小洞中插一支温度计，将塑料杯放入烧杯中，再在烧杯中加入热水至塑料杯盖下方约1cm（如图所示）观察并记录水温上升5℃所用的时间。
步骤3：选择另外两个杯子重复上述步骤进行实验。
（1）实验装置中，杯子可以代表建筑物的墙壁，　　可代表外界大气，实验通过　　反映材料隔热性能的优劣。
（2）请你设计一个记录实验数据的表格。
（3）分析实验方案，请你提出改进建议　　。

【答案】（1）热水；杯中冷水上升5℃所用的时间；（2）如下表所示；
（3）应控制冷水的初温相同、倒入杯中冷水的质量相同、温度计的玻璃泡不要与容器底和壁接触。
【解析】（1）根据类比法，结合题意回答；
（2）根据实验要求，记录实验数据的表格；
（3）根据控制变量法结合温度计使用注意事项回答。
（1）根据类比法，实验装置中，杯子可以代表建筑物的墙壁，热水可代表外界大气，实验通过杯中冷水上升5℃所用的时间反映材料隔热性能的优劣；
（2）根据实验要求，记录实验数据的表格如下：

杯中冷水上升5℃所用的时间t/s
塑料杯

纸杯

泡沫杯

（3）改进建议：应控制冷水的初温相同、倒入杯中冷水的质量相同、温度计的玻璃泡不要与容器底和壁接触。
11.物理小组想探究导电液体的导电性与接入电路中液体横截面积大小的关系。他们用长方体水槽、浓度一定的食盐水、电源、滑动变阻器、电压表及电流表等器材进行了探究。实验电路连接如图-1所示，将电极M、N分别固定在水槽左右两侧底部的中央。

（1）闭合开关前，为保护电路，应将滑动变阻器的滑片P移到最（选填“左”或“右”）端。
（2）实验中，通过调节来保持电极M、N间的电压恒为3V。控制其他条件不变通过向水槽中添加食盐水，从而达到改变食盐水的的目的，用电流表测出相应的电流值。食盐水导电性的强弱可以由来判断。实验数据如下表：
实验序号
横截面积S/cm2
电流I/A
1
50
0.02
2
100
0.04
3
150
0.07
4
200
0.08
5
250
0.11
6
300
0.13
7
350
0.14
8
400
0.14
9
450
0.14

（3）依据表格中的数据在图-2中描点，做出电流I随横截面积S变化的I-S图象。
（4）分析表格中的数据或图象，可得到初步结论：其他条件不变，横截面积增大时，食盐水的导电性。
（5）为验证实验结论是否具有普遍性，应采取的做法是：。
【答案】（1）右（2）滑动变阻器的滑片横截面积电流表的示数（3）如图所示

（4）先增大，后不变（5）换用不同导电液体，多次实验
【解析】（1）滑片P滑到右端，滑动变阻器接入电路中的阻值最大，能起到保护电路的作用。
（2）通过调节滑动变阻器滑片改变接入电路的阻值从而控制MN两端的电压不变；添加盐水后，液体的横截面积增大；食盐水的导电性能可以通过电流表的读数判断，电流大，导电性能强，电流小，导电性能弱。
（3）先根据表格数据描点，再顺次连接，可得图象如上图所示。
（4）问根据表格中的数据或图像都可以看出，当食盐水的横截面积增大时，电流先增大后不变，所以食盐水的导电性也是先增大后不变。
12.某科技兴趣小组在实验室看到若干长方体金属导体。它们的材料相同，外形都如图甲所示。他们想探究该种导体电阻与厚度及边长的关系，在老师的帮助下，他们测量了部分导体的厚度h、边长a和电阻R，并记录在表格中。（在测量电阻时，老师要求导体都要按照图乙所示的方式通过导线接入电路；实验时环境温度保持不变）


根据以上信息，请回答下面问题：
（1）分析表中数据可知，此材料的电阻大小与面积a2 _______ （选填“有关”或“无关”），与厚度h成 _______ （选填“正比”或“反比”）。
（2）选取厚度之比2︰3、边长之比2︰1的两个导体，其阻值分别为R1、R2，串联接到图丙电路中，R1两端的电压为U1，R2两端的电压为U2，则U1︰U2 = _______ 。
（3）电子元件的微型化需要其体积越来越小。有一微型电路需要一只阻值1.6×10-3Ω的导体，由边长5mm、10mm、15mm、20mm中选择5mm的，与其它三个相比，选用5mm的优缺点是 __________ 。
【答案】（1）无关反比（2）3︰2 （3）优点：体积小缺点：电阻较大，发热较多
【解析】（1）从第1、2、3、4次实验可以看出，当导体的厚度h相同，边长不同时，电阻都相同，都为6Ω，所以导体电阻大小与边长a无关；从第5、6、7次实验可以看出，当导体的边长相同，厚度h增大时，电阻减小，所以导体的电阻大小与厚度h成反比；
（2）由丙图可知，R1、R2串联，所以流过R1、R2的电流相等，由U=IR得，U1与U2之比等于R1、R2之比；由（1）得，导体的电阻之比与边长无关，与厚度成反比，所以R1、R2之比等于R1、R2厚度的反比；即===
（3）边长为5mm的导体，与其它三个导体相比优点是：体积小，可以缩小电子元件的体积等；但也存在缺点：电阻大、产生的热量多，不利于散热。
13.小红家有一支电子体温计，查阅说明书得知，电子体温计的探测器是热敏电阻，其阻值随着温度的变化而变化。小红买来一个热敏电阻，准备设计和制作一支模拟电子体温计。她计划先测出此热敏电阻在不同温度时的阻值，按照图甲所示连接了实验电路。RT为热敏电阻，实验时，RT置于温控箱（图中虚线区域）中电源电压保持不变，R1为定值电阻，R2为电阻箱（0～9999Ω），S2单刀双掷开关，开关S1和S2闭合前，小红将电阻箱R2的阻值调到最大。
（1）小红首先调节温控箱的温度，使RT温度为42.0℃，闭合S1，将S2接2，读出电压表的示数为3V。
①为测量此时RT的阻值，接下来的操作是：将S2接　　（选填“1”或“2”），调节电阻箱R2的阻值，使电压表示数为　　V，读出此时R2的阻值即为42.0℃时RT的阻值。
②逐渐降低温控箱的温度，根据上述方法测量出RT在不同温度时的阻值，若依据小红所测数据画出的RT阻值随温度变化的图象如图乙所示，且当RT的温度降至32.0℃时，闭合S1，将S2接2，电压表示数为2.4V．求电阻R1的阻值。
（2）在获得如图乙所示的RT阻值随温度变化的关系后，为了自制模拟电子体温计，小红将S2始终接2，闭合S1后，通过电压表的示数大小来显示温度高低，如果将RT用绝缘薄包好后置于正常人腋窝中央，保持腋窝合拢，闭合S1，当电压表示数稳定后，电压表示数最接近　　。
A.2.25V B.2.45V C.2.65V D.2.85V

【答案】（1）①1；3；②R1＝400Ω；（2）C
【解析】（1）①为测量此时RT的阻值，接下来的操作是：将S2接1，调节电阻箱R2的阻值，使电压表示数为3V，根据等效替代法，读出此时R2的阻值即为42.0℃时RT的阻值。
②在①中，RT与R1串联，由欧姆定律，电路中的电流为：I1＝，根据欧姆定律和串联电路电压的规律，电源电压：U＝I1RT1+UV1＝×400Ω+3V，
同理在②中，U＝I2RT2+UV2＝×600Ω+2.4V，
因电源电压不变，故×400Ω+3V＝×600Ω+2.4V，
R1＝400Ω；U＝×400Ω+3V＝6V，
（2）由图结合数学知识，正常人腋窝中央的体温是37°C，ME为三角形的中位线，故此时R′T＝500Ω。
小红将S2始终接2，闭合S1后，R1与R′T串联，电压表测R1的电压，由电阻的串联和欧姆定律，电路的电流：I＝＝＝ A，
由欧姆定律，电压表示数：UV＝IR1＝A×400Ω≈2.67V，故选C。
14.小金尝试将电流表改装成可直接测电阻的表，设了如图所示电路，在M、N中可接待测电阻。已知电流表程0～0.6安，电源电压为12伏，请回答：

（1）闭合开关前，滑动变阻器的清片P应处于________（选填“A端”或“B端”）
（2）先将M、N直接用导线连接，并移动资动变阻器的滑片使电流表满偏，电流表0.6安的刻度上标定的电阻值为________欧，此时滑动变阻器的阻值为________欧。若在M、N间接入一个与此时滑动变阻器阻值相同的电阻，电流表示数为________安。
（3）电流表0.2安刻度处，标定的电阻值为________欧。
（4）改装后可直接测电阻的表，其表盘刻度________（选填“均匀”或“不均匀”），理由是________________________________________。
【答案】(1) B端(2)0 20 0.3 (3) 40 (4)不均匀当待测电阻成比例增大时，电流表示数不会成比例减小。
【解析】（1）电路闭合开关前，滑动变阻器应处于最大阻值处。
（2）M、N直接用导线连接，电阻为0,故电流表满偏时刻度示数为0。此时滑动变阻器电阻为12V/0.6A=20欧。若待测电阻为0欧时，电阻总电阻为40欧，此时电流表示数为0.3安。
（3）电流表示数为0.2安时，电路总电阻为60欧，减去滑动变阻器20欧，故待测电阻为40欧。
（4）当待测电阻为0欧、20欧、40欧时。电流表示数分别为0.6安、0.3安、0.2安。并不成比例，故刻度不均匀。
15.一种家用双温双控电热毯，它有两组电热丝，分别由温控开关独立控制，可根据各自需要选择档位“升温”“睡眠”或“关”。
（1）图甲为电热毯的一组电热丝所在的电路，指示灯L与电热丝　　联；电热毯工作时通过指示灯的电流很小，可知其电阻很　　。
（2）图甲中D为二极管，具有单向导电性，即只允许一个方向的电流通过。当电热丝与二极管连接后，一半时间通电，另一半时间断电，从而减小发热功率，实现了电热毯的“睡眠”功能。忽略指示灯和二极管消耗的功率，若电热毯的“升温”功率为100W，则其“睡眠”功率为　　W。
（3）现用图乙所示电路测量其中一组电热丝的电阻（忽略通过指示灯的电流）。
①请在图乙中将电路连接完整。
②实验前，应将被测的一组电热丝的开关推至档位“升温”，另一组电热丝的开关推至档位“　　”。（填“升温”或“关”）
③实验中，当电压表示数为13.0V时，电流表示数如图丙所示，则电热丝电阻为　　Ω。
④测得的电热丝电阻显著小于其正常工作时的电阻，主要原因是电热丝电阻受　　影响。（填“长度”或“温度”）

【答案】（1）并；大；（2）50；（3）①如解析图所示；②关；③200；④温度
【解析】（1）图甲为电热毯的一组电热丝所在的电路，指示灯L与电热丝并联：电热毯工作时通过指示灯的电流很小，由欧姆定律可知其电阻很大。
（2）当电热丝与二极管连接后，一半时间通电，另一半时间断电，从而小发热功率，实现了电热毯的“睡眠”功能。忽略指示灯和二极管消耗的功率，若电热毯的“升温”功率为100W，即通电功率，则其“睡眠”功率为＝50W。
（3）①根据伏安法测电阻，电流表与二极管串联后与电压表并联，如下所示：

②实验前，应将被測的一组电热丝的开关推至档位“升温”，另一组电热丝的开关推至档位“关；
③实验中，当电压表示数为13.0V时，电流表示数如图丙所示，分度值为1mA，电流为65mA，由欧姆定律，则电热丝电阻为：
R＝＝＝200Ω。
④测得的电热丝电阻显著小于其正常工作时的电阻，主要原因是电热丝电阻受温度影响。
16.(1)为探究影响电阻大小的因素，甲同学利用同一种台金材料的a、b、c三条电阻丝进行实验，a、b长度相同，b、c粗细相同，如图1所示。连接电路．分别接通a、b、c，电流表的三次示数如图2所示，根据示数可以得出以下结论：

①比较a、b两次电表示数，可以得出电阻大小跟导体________有关。
②比较b、c两次电表示数，可以得出电阻大小跟导体__________有关。
③由实验可以得出：三个电阻丝阻值从大到小关系是____________。
(2)乙同学利用这套实验器材试图对电热与电阻的关系进行探究：
①考虑到没有计时工具，他用小木棍蘸取等量蜡烛油分别粘放在a、b、c电阻丝的中点处，然后使a、b、c电阻丝能同时通电发热。乙同学是想利用______________来反映电阻丝发热量的大小。
②乙同学选择的电路图如图3所示，采取的是三个电阻丝_________(选填“串联”或“并联”)的连接方式，请你将未完成的电路连线补充完整。
③接通电路，观察到小木棍掉落的先后顺序是______________。
结合实验现象和甲同学实验得到的电阻大小关系，乙同学推测出：通电时间相同的情况下，电阻大的电阻丝产生的电热_________(选填“多”或“少”)，发现该结论与已学的焦耳定律不符。请你帮助他进行解释：在相同的通电时间内，当________时，电阻大的电热就多；当___________时，电阻大的电热就少。
【答案】（1）①横截面积；②长度；③Ra＞Rb＞Rc；
（2）①小木棍掉落的时间；②并联；见上图；③c、b、a；少；通过电阻的电流相同（串联）；电阻的电压相同（并联）。
【解析】
（1）①同一种合金材料的a、b、c；a、b长度相同，粗细不相同，a、b两次电表示数不同，比较a、b两次电表示数，Ia＜Ib，可以得出电阻大小跟导体横截面积有关。
②b、c粗细相同，材料相同，长度不同，b、c两次电表示数不同，Ib＜Ic，由此可得，电阻大小跟导体长度有关。
③已知Ia＜Ib，Ib＜Ic，由欧姆定律可知，Ra＞Rb，Rb＞Rc．由此可以得出：三个电阻丝阻值从大到小关系是Ra＞Rb＞Rc。
（2）①用小木棍蘸取等量蜡烛油分别粘放在a、b、c电阻丝的中点处，然后使a、b、c电阻丝能同时通电发热，吸热多的蜡油先熔化，则小木棍先掉落，因此可利用小木棍掉落的时间来反映电阻丝发热量的大小。
②由图可知，三个电阻丝首位顺次连接，并联接入电路；补充图如下：

③已知三个电阻丝阻值从大到小关系是 Ra＞Rb＞Rc。
由Q＝W＝t可得，三电阻丝吸热关系Qc＞Qb＞Qa。
所以观察到小木棍掉落的先后顺序是c、b、a。
由乙同学的实验可得出：通电时间相同的情况下，电阻大的电阻丝产生的电热反而少了，是因为电流不同；
因此在相同的通电时间内，当通过电阻的电流相同（串联）时，电阻大的电热就多；当电阻的电压相同（并联）时，电阻大的电热就少。
17.我市风能资源丰富，现各地陆续安装了风力发电机。风力发电机的原理是利用自然风吹动发电机风叶转动，带动内部发电机组发电。某兴趣小组提出了一个问题：风力发电机的发电功率大小可能与哪些因素有关？他们针对这个问题提出如下猜想：
猜想一：风力发电机的发电功率大小可能与风速大小有关
猜想二：风力发电机的发电功率大小可能与风叶长度有关
猜想三：风力发电机的发电功率大小可能与风叶个数有关
猜想四：……
针对以上猜想一和猜想二，该兴趣小组设计了实验方案，准备了以下主要实验器材：小型风力发电机（含形状相同长度分别为10cm、15cm、20cm的风叶共三组）、电吹风、电压表、导线若干。
实验过程中，先将电压表连接在小型发电机输出电路两端，电压表示数可反映发电机的发电情况。用电吹风吹出的风模拟自然风，正对发电机风叶吹风，进行多次实验，实验数据记录如下：
实验序号
风叶长度/cm
电吹风档位
风叶个数
电压表示数/v
1
10
弱
3
0.5
2
10
中
3
0.8
3
10
强
3
1.2
4
15
中
3
1.3
5
20
中
3
1.8
根据以上实验回答下列问题：
（1）本实验是通过　　来反映发电机发电功率大小的；
（2）比较实验序号为　　（填上表中实验序号）三次实验所得数据，可验证猜想　　（选填“一”或“二”），结论是：其他条件都相同时，风速越大，风力发电机的发电功率越大。
（3）比较实验序号为2、4、5三次实验所得数据，可验证猜想　　（选填“一”或“二”），结论是：　　。
【答案】（1）电压表示数；（2）1、2、3；一；（3）二；其他条件都相同时，风叶长度越大，风力发电机的发电功率越大。
【解析】解：（1）由“将电压表连接在小型发电机输出电路两端，电压表示数可反映发电机的发电情况”知，本实验是通过电压表示数的变化来反映发电机发电功率大小的：示数越大，发电功率越大；
（2）从实验结论可以看出，实验探究的是发电功率大小与风速的关系，所以要保持风叶长度和风叶个数相同，改变风速，因此选择的是实验序号的1、2、3；
（3）在2、4、5三次实验过程中，电吹风档位相同，也就是风速相同，风叶个数相同，但风叶长度不同，并且发现：风叶长度越大，电压表示数越大，说明发电功率与风叶长度有关。所以结论为：其他条件都相同时，风叶长度越大，风力发电机的发电功率越大。

1