《2025年实验班提优大考卷九年级物理全一册人教版》

18. (7分)(变式提优→B卷T19)小华要测量小灯泡L的电功率,连接了如图甲所示的电路。已知小灯泡的额定电压是2.5 V,电源电压恒为6 V。

(1)连接电路之前应先断开开关,正确连接电路后接通电路,电流表无示数,电压表示数接近于电源电压,则故障原因可能是小灯泡断路。
(2)排除实验故障后,闭合开关S,移动滑片,电压表示数如图乙所示,要使小灯泡正常发光,则滑动变阻器的滑片P应向B(填“A”或“B”)端移动。
(3)当小灯泡正常发光时,电流表示数如图丙所示,小灯泡的额定电功率为0.5W。
(4)小华接着用图甲实验装置探究“电流与电阻的关系”。她分别用5 Ω、10 Ω、20 Ω的定值电阻替代小灯泡。正确操作后将测得的数据描绘出电流与电阻倒数的图像,如图丁所示。
①当每次更换定值电阻后,都要移动滑动变阻器的滑片,此时眼睛应注意观察电压表的示数；
②由图像可知,电压一定时,电流与电阻成反比；实验中,滑动变阻器的最大电阻应不小于40Ω。

答案：
(1)开关 断路
(2)B
(3)0.5
(4)①电压 ②反比 40[解析]
(1)为了保护电路，连接电路之前，开关需要断开;电流表无示数，故障可能是断路，电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则电压表并联的电路断路，即小灯泡断路.
(2)由题图乙可知，电压表接小量程，分度值为0.1V,其示数为1V,要使小灯泡正常发光，电压表示数要增大到2.5V,根据$U=IR$可知，应增大电路的电流，则应减小滑动变阻器接入电路的电阻，即滑动变阻器的滑片应向B端移动，直至电压表示数为2.5V.
(3)由题图丙可知，电流表接小量程，分度值为0.02A,其示数为0.2A,则小灯泡的额定功率$P=U_{L}I_{L}=2.5\ V× 0.2\ A=0.5\ W$.
(4)①探究“电流与电阻的关系”的实验中，需要保持定值电阻两端的电压不变，故当每次更换定值电阻后，都要移动滑动变阻器的滑片，此时眼睛应注意观察电压表的示数.②由题图可知，电流与电阻倒数的图像是一条过原点的倾斜直线，则可得出结论:电压一定时，电流与电阻成反比;实验中使用的定值电阻最大为20Ω,由题图丁可得，定值电阻两端的电压$U_{V}=IR=0.4\ A× 5\ \Omega=2\ V$，根据串联电路电压规律可知,滑动变阻器分得的电压$U_{滑}=U - U_{V}=6\ V-2\ V=4\ V$；当定值电阻为20Ω时，根据分压原理可得$\frac{U_{V}}{U_{滑}}=\frac{R_{max}}{R_{滑}}$，即$\frac{2\ V}{4\ V}=\frac{20\ \Omega}{R_{滑}}$，解得$R_{滑}=40\ \Omega$，即所选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于40Ω.

19. (10分)(教材P121演示·变式 变式提优→B卷T20)如图所示是探究电流产生的热量与哪些因素有关的实验装置,其中图乙A、B烧瓶内装有质量和初温完全相同的煤油,瓶中铜丝和镍铬合金丝的长度、横截面积相同。

(1)图甲可以探究电流产生的热量与通电时间及电流大小是否有关,图乙可以用来探究电流产生热量的大小与电阻是否有关。
(2)在两个实验中都是通过观察温度计的示数变化来判断电流产生热量的多少的。
(3)在实验中,某小组的同学发现上述实验有缺陷：在做图乙实验时,改变滑片位置后必须让煤油重新冷却至室温,否则初温不同会对实验造成影响。经过讨论,利用所学的电学知识,设计了如图丙所示的电路$(R_1= R_2＞R_3),$使得甲、乙两实验同时完成,且不必等候煤油冷却,从而大大提高了实验效率。从电路图中我们可判断,选择比较$R_2$与R₁可研究电流产生的热量与电流的关系；选择比较$R_2$与R₃可研究电流产生的热量与电阻的关系。

答案：
(1)电流 电阻
(2)温度计的示数变化
(3)R₁ R₃[解析]
(1)在图甲中,改变滑动变阻器滑片的位置，电路电流随之改变，所以探究的是电流产生热量与通电时间及电流大小是否有关;在图乙中，两只电阻丝串联，所以闭合开关后，通过的电流及通电时间是相同的，所以探究的是电流产生的热量与电阻大小的关系.
(2)实验利用了转换法，由于电流产生热量的多少不易直接测量，因此，在这个实验中是通过温度计示数升高的多少来反映电流产生热量的多少，示数升高得越多，产生的热量越多.
(3)在图丙中，R₂与R₃串联后与R₁并联，$R_{1}=R_{2}＞R_{3}$，$I_{1}＞I_{2}=I_{3}$，所以，要研究电流产生热量与电流的关系，需要选择R₂与R₁;要研究电流产生热量与电阻的关系，需要选择R₂与R₃.