第十八章 电功率 实验专题
1．电流做的功跟电压、电流和通电时间三个因素都有关。小明想通过实验验证电功跟电压的关系，选用的器材如图所示。其中甲、乙两玻璃瓶内装有初始温度相同、等质量的煤油，两电阻丝阻值不同（）。
（1）将两根电阻丝串联后接入电路中，可控制 和 相等；
（2）通电一段时间后，通过观察 来比较电流做功多少；
（3）通过实验发现：在相同时间内，电流通过电阻丝 （选填“”或“”）做的功多；
（4）若两端的电压为3V，电路中的电流为0.4A，则10s内电流通过做的功为 J。
2．在探究“电流做功与哪些因素有关”的实验中，小明用小电动机通过细线将钩码吊起，如图所示。该实验中，可以根据 比较电流做功的多少。在某此实验时，电动机在5s内将重为10N的钩码匀速提升了0.4m，观察到此时电流表示数为0.2A，电压表示数为6V，在此过程中，电流做的功W1是 J；小电动机克服钩码重力所做的功W2是 J。W1与W2的大小关系是W1 W2（选填“>”“=”“<”）。
3．以下是云大附中物理兴趣小组的小鲁完成的实验；
小鲁发现：电流做功是把电能转化为其他形式能的过程，一般情况下电流做功的多少我们无法直接观察。于是，小鲁为了更直观地观察到电流做功的多少，设计了如图甲所示的实验，电动机通过细线将钩码吊起。请根据实验过程回答下列问题：
次数 电流表示数/A 电压表示数/V 通电时间/s 钩码上升高度/m
1 0.2 1.5 1 0.4
2 0.2 1.5 2 0.8
3 0.4 1.5 1 0.8
4 0.2 3 2 1.6
（1）请在图甲中将滑动变阻器正确接入电路 （要求：滑片向右滑动时电流表示数减小）；
（2）该实验是通过观察 比较出电流在不同情况下做功多少的；
（3）钩码的重力是0.5N，在第4次实验中，电动机消耗电能W电＝ J，做的机械功W机＝ J；
（4）比较2、4两组数据，可以看出电流做功与 有关。
4．在“探究影响电流做功多少的因素”活动中：
（1）根据 ，我们可以比较相同时间内电流做功的多少；
（2）同学们设计了甲、乙两个电路，图甲电路是为了研究电流做功与 的关系，两灯L1和L2的规格应 （相同/不同）。实验结论为 ；
（3）经过讨论，认为图乙电路存在一个缺陷，请你说说问题可能在哪里？ 。
5．电功大小与电流、电压、通电时间都有关。用如图所示装置探究电功大小的影响因素，请回答以下问题：
（1）该装置可用来探究电功与 （选填“电压”或“电流”）的关系。因为两灯泡串联，控制了 相等这一条件。
（2）根据 ，我们可以比较相同时间内电流做功的多少。在实验中，两灯泡规格应 （总填“相同”或“不相同”）。
（3）实验中发现L1更亮且电压表V1示数更大，这说明在电流相同，通电时间相同时， 越大，电流做的功也就越多。
6．在“探究电流做功多少与电压、电流的关系”的活动中，同学们设计了如图甲、乙两个电路。
（1）实验中我们通过比较 比较相同时间内电流做功的多少；
（2）利用图甲可以探究电流做功多少与 的关系，得到的结论是 ；
（3）在如图乙的实验中，为了验证电功与电压的关系，我们应该选择规格 （选填“相同”或“不相同”）的小灯泡。
7．小伟设计了如图所示的电路探究“电流做功与电压、电流和时间的关系”。
（1）实验中小伟通过观察 的大小来比较电流做功的多少；
（2）小伟将电阻丝R1、R2串联在电路中，可以控制通电时间和 相同，从而探究“电流做功跟 大小的关系”；
（3）为了使实验现象更明显，实验中小伟应在玻璃瓶中加入的液体是 （选填“水”或“煤油”）。
8．为了探究“电流做功与电压大小和电流大小的关系”，某同学特别设计了两个实验，已知两个烧瓶中装有质量相等的煤油，且R1>R2，图甲采用串联电路，在通电时间相同的情况下，探究电流做功跟电压大小的关系。
（1）通电一段时间，通过观察两玻璃管内煤油上升的高度和 ，结果左边玻璃管内煤油上升的高度大，我们可以推测：在通电时间相同、通电电流相等的情况下， 越大，电流做功越多；
（2）该同学要继续探究在通电时间相同时，电流做功跟电流的大小之间的关系。他使用的器材如图乙所示，电阻丝、煤油与原来相同。请根据这个目标，用笔画线代替导线，将图乙的实物连接图补充完整。 ；
（3）小明认为实验次数太少，结论具有偶然性，但又不想增加新的器材，实验中可以采取 的办法进行实验，测量多组不同数据。
9．在测量小灯泡电功率的实验中，如图甲所示，电源电压恒为4.5V，小灯泡标有“2.5V”字样，电流表、电压表、滑动变阻器开关各一个，导线若干。
（1）电路有一根导线连接错误，将连接错误的导线打“×”，并画出正确的连线 ；
（2）正确连接后，闭合开关移动滑片，发现灯泡不亮，电压表示数较大，故障原因是： ；
（3）排除故障后，逐渐移动滑片，电压表示数如图乙，应向 （填“左”或“右”）端移动滑片P，图丙为灯泡的U﹣I图象，可知灯泡的额定功率为 W，此时滑动变阻器连入电路的阻值为 Ω；
（4）另一小组电压表有故障，设计如图丁所示的电路图，测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率，定值电阻阻值为R2，请将实验步骤补充完整：
①闭合开关S、S2，断开开关S1，移动滑动变阻器滑片，使电流表A的示数为 （用字母表示）：
②闭合开关S、S1，断开S2，保持滑动变阻器滑片位置不变，记录此时电流表A的示数为I；
③小灯泡的额定功率的表达式为P额＝ （用已知R2、I、U额表示）。
10．在测定“小灯泡电功率”的实验中，小明所在的实验小组用的电源电压为，小灯泡额定电压为。他们所设计的实验电路如图甲所示。
（1）请你用笔画线代替导线，按照电路图将实物电路补充完整要求导线不能交叉；
（2）正确操作后，小明同学闭合开关，电压表示数（如图乙所示）为 V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向 （选填“左”或“右”）端移动，使电压表的示数为；
（3）小丽同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是 W；
（4）该实验中滑动变阻器的最大阻值至少为 ；
（5）小组的同学完成上述试验后，小华提议用这些器材探究电流与电压的关系，小明立刻说明无法完成此实验，小明认为不能完成此实验探究的理由是 。
11．某实验小组的同学在进行“测量小灯泡的额定功率”的实验中，现有器材：电源（电压恒为6V）、开关、电压表、电流表各一个，导线若干，额定电压为3.8V的待测小灯泡（电阻约为12Ω），滑动变阻器两个（A“5Ω，2A”；B“20Ω，1A”）。
（1）该实验的原理为 ；实验中，应选用的滑动变阻器是 （选填“A”或“B”）；
（2）小田确认电路连接无误后闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡始终不发光且电压表的示数接近电源电压，则电路的故障是 ；
（3）排除故障后，移动滑动变阻器的滑片，并绘制出了小灯泡的电流随电压变化的图像如图乙所示，则该小灯泡的额定功率为 W，小灯泡正常工作时的电阻为 Ω（保留两位小数）；
（4）由图乙推知：小灯泡的实际电流是额定电流一半时的电功率P1为 W，小灯泡的实际电压是额定电压一半时的电功率为P2，则P1 P2 （选填“大于”“小于”或“等于”）；
（5）该组的另一同学接着实验时，发现电压表0 15V量程已经损坏，0 3V量程还可以正常使用，在不添加器材的情况下，为了测出该小灯泡的额定功率，请你在丙图中的虚线框内画出正确的电路图。
12．小陈和小刘在电学实验室进行了如下实验：
（1）探究“电流与电阻的关系”：
①小陈利用四个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω）、学生电源、电压表、规格为“50Ω 1A”的滑动变阻器和电流表连接的电路如图甲所示，检查发现电路中有一根导线连接错误，请在图中连接错误的那根导线上打“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确 ；
②把5Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，调节滑片到适当位置，电流表示数如图乙所示，其示数为 A；
③滑片位置不动，把5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻，闭合开关，应向 （选填“左”或“右”）调节滑片，使电压表的示数保持不变，读取电流表示数；
④要使4个定值电阻都能完成该组实验，电源电压最大值为 V；
（2）小刘利用已有的器材，将定值电阻换为额定电压为2.5V的小灯泡测定其额定功率：
①图丙是小刘根据实验数据绘成的I-U图像，由图可知小灯泡的额定功率是 W；
②他想通过实验来比较灯泡“实际电压是额定电压一半时的灯电功率为P1”和“实际电流是额定电流一半时的灯的电功率为P2”的大小，一旁的小陈看了小刘描绘的I-U图像后，告诉他不用实验也可以比较，通过图像即可判断，小陈指出P1 P2（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
13．莉莉在“测量小灯泡的电功率”的实验中，选择了额定电压为2.5V的小灯泡，电源电压保持6V不变，滑动变阻器规格为“30Ω 1A”，连接电路如图甲所示。
（1）电路连接时，莉莉需要 开关；
（2）为了使滑片右移时灯的亮度变亮，请你帮莉莉用笔画代替导线连接好图甲中的电路；
（3）连接好电路后，闭合开关，发现灯泡不亮，同时发现电流表有示数，电压表无示数，则电路中存在的故障可能是 ；
（4）排除故障后，调节滑动变阻器滑片，当电压表示数如图乙所示，想使小灯泡正常发光，则应将滑片向 （选填“左”或“右”）移动一些；
（5）完成了上述的实验后，莉莉还想测另一只额定电压为U1的小灯泡的额定电功率，但发现电流表损坏。莉莉利用阻值已知的定值电阻R0，设计了如图丙所示的电路，并操作如下：
①依据电路图连接好电路，只闭合开关S、S1，调节滑动变阻器，使电压表的示数为U1；
②保持滑动变阻器滑片位置不变，只闭合开关 ，读出电压表示数为U2；
③小灯泡的额定功率P额= 。（用U1、U2和R0表示）
（6）邻组的小李同学又找来5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四个定值电阻想要继续探究“电流与电阻的关系”，只将5Ω的定值电阻代替小灯泡连入电路，调节滑动变阻器使定值电阻两端电压为2V。接下来断开开关，保持滑片位置不变，取下5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻，则闭合开关后，应将滑动变阻器的阻值 （选填“调大”或“调小”）；在用20Ω的定值电阻替换15Ω的定值电阻后，他发现电压表示数始终不能调为2V。为完成四次探究，如果只调整电压表的示数，则小李应该控制电压表示数U0的范围为 。
14．小明同学用如图甲所示的电路测量小灯泡的额定功率，其中电源电压恒为6V，小灯泡的额定电压为2.5V（灯丝电阻约为）
（1）实验室备有A“ 1A”、B“ 0.5A”、C“ 0.1A”的三个滑动变阻器，小明应选用 （选填“A”、“B”或“C”）滑动变阻器进行实验；闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至最 （选填“左”或“右”）端；
（2）如图甲所示，在未检查电路连接是否正确的情况下，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，电压表的示数将 （选填“变化”或“不变”）；检查发现电路中有一跟导线连接是错误的，这根导线是 （选填“a”、“b”、“c”或“d”）；
（3）实验中应根据 （选填“灯泡亮度”、“电压表示数”或“电流表示数”）确定灯泡是否正常发光了。纠正错误连线，小明闭合开关，移动变阻器的滑片，当灯泡正常发光时，电流表指针的位置如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W；
（4）在实验过程中，电流表出现了损坏，为了测出该小灯泡的额定功率，小明跟老师要了一个已知阻值为的定值电阻，设计了如图丙所示的电路和如下实验方案：
①调节滑动变阻器滑片P到适当位置，使电压表的示数为 V；
②保持变阻器滑片P的位置不变，将电压表从灯泡两端拆下，改接到电阻两端，读出电压表的读数，记为；
③小灯泡额定功率的表达式为 （用实验测得的数值和已知量符号表示）。
15．在“测量小灯泡的电功率”的小组实验中，老师提供的小灯泡的额定电压为“2.5V”， 正常发光时的电阻约为8Ω。
（1）在图甲中，有一根导线未连接，请用笔画线代替导线将电路连接完整；
（2）第一实验小组同学在闭合开关后发现小灯泡不亮，电流表没有示数，电压表示数超过量程，经检查导线连接完好，则电路故障可能是小灯泡发生了 ；
（3）第二实验小组同学刚把最后一根线接好，灯泡就亮了，原因是 。改正后移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示，此时要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 （填“左”或“右”）端移动；
（4）第三实验小组同学移动滑片P， 记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘 制成图丙所示的I-U 图象，由图象可计算出小灯泡的额定功率是 W， 有同学发现I-U 图线是弯曲的，不理解其原因，请你告诉他们原因是 ；
（5）第四实验小组同学在完成上述测量后，选用定值电阻阻值为R0， 额定电流为 I额的小灯泡，用如图丁所示的电路也可以测量小灯泡的额定功率，实验步骤如下，请补充完整：
① 闭合开关S，S2， ；
② ，记录下此时电流表的示数为I1；
③小灯泡的额定功率的表达式为P额= 。
16．如图甲所示，在“测量小灯泡额定电功率”实验中，提供的器材有：电源标有“”的小灯泡、滑动变阻器R、电流表、电压表、开关及导线若干。
（1）连接电路时，开关应 （选填“闭合”或“断开”）；实验中灯泡不亮，电压表、电流表示数分别为、，移动滑动变阻器的滑片，两表示数均不变，则电路存在的问题可能是 ；
（2）正确连接电路后进行实验，此时电压表如图乙所示，示数为 V，要测出小灯泡的额定功率，滑片应向 （选填“左”或“右”）端移动；
（3）实验中电流表出现故障，小明又设计了一种测量小灯泡额定功率的方案，如图丙所示，是阻值已知的定值电阻，请完成下列操作：
①连接好电路，闭合开关S，将开关拨到触点A，移动滑片，使电压表的示数为 V；
②保持滑片的位置不动，再将开关拨到另一触点，读出电压表的示数；
③用、、表示小灯泡的额定功率 。
17．某实验小组进行“测量小灯泡的电功率”实验，实验电路如图甲所示，小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压为4.5V。
（1）用笔画线代替导线，将电路连接完整。( )
（2）连接好电路闭合开关后，发现灯泡不亮，检查电路发现电压表、电流表均有示数，则接下来的操作应是 。
（3）问题解决后，移动滑动变阻器滑片，当电压表示数为2.3V时，为了让灯泡正常发光，此时应将滑片向 （选填“左”或“右”）侧移动。
（4）当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡额定功率为 W。
（5）下表是实验中测量的几组数据，小明根据测得的电压电流值计算了灯丝在各个电压下的电阻值，分析发现其中一个电流数据有误，这个有误的电流数据为 。
U/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
I/A 0.18 0.24 0.28 0.36
R/Ω 5.56 6.25 7.14 8.33
（6）要完成上述表中数据测量，实验中滑动变阻器的总阻值至少为 Ω。
（7）小明打算只利用两电表中的电流表来测量小灯泡的额定功率，他增加了一个阻值为10Ω的定值电阻R0和两个开关，设计了如图丙所示电路，请将电阻R0、电流表和灯泡的符号填入虚线框中使其能完成实验。( )
18．如图甲所示是“探究电压一定时，电流跟电阻关系”的实验电路图，已知电源电压恒为4V，滑动变阻器（30Ω 1A）以及符合实验要求的电表，开关和导线。
（1）实验中小明同学多次改变R的阻值，记下对应电流表的示数，得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图像，由图像可以得出结论： ；
（2）由图乙可知，小明探究时，控制电阻两端电压 不变；
（3）如果小明同学连好电路后闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现电流表有示数，电压表无示数，则该故障可能是由R （选填“短路”或“断路”）造成的；
（4）小明为了能够完成上述实验，更换的电阻R的阻值不能超过 Ω；
（5）上述实验结束后，小明又设计了如图丙所示的电路，只用电压表来测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，已知滑动变阻器的最大阻值为10Ω，其测量过程如下：
①闭合开关S、S2，断开S1，将滑动变阻器的滑片移到最上端，此时电压表示数为 ；
②闭合S、S1，断开S2，移动滑动变阻器使电压表读数为 V时，小灯泡正常发光；
③闭合S、S2，断开S1，保持滑动变阻器的滑片与②步的位置相同，此时电压表示数为2V；
④根据上述测速，可知小灯泡的额定功率P额= W。
19．在“测量小灯泡的额定功率”的实验中，电源电压一定，小灯泡的额定电压为3.8V（灯丝电阻约为10Ω）。小明实验时发现，电压表已损坏不能使用，于是找来两只开关和一个阻值为10Ω的电阻R0，设计了如图甲的电路并制定了以下的实验步骤：
（1）先只闭合 （填“S，S2”或“S，S1”），调节滑动变阻器，使电流表示数为 A，灯泡正常发光；
（2）只闭合 （填“S，S1”或“S，S2”），滑动变阻器应该 （填“调节”或“不调节”），灯泡正常发光，记下此时电流表的示数为I；
（3）小灯泡的额定功率的表达式为 ；
（4）小华也设计了测量这只小灯泡的额定功率的电路图，如图乙，你认为小华设计的方案 （填“可行”或“不可行”）。
20．测量小灯泡额定功率，实验器材如下：待测小灯泡（额定电压为2.5 V，电阻约为10Ω）、电源（电压恒为6 V）、电流表、电压表、“50Ω 2A”的滑动变阻器A和“10Ω 1A”的滑动变阻器B各一个、开关、导线若干。
（1）通过估算，应选用的滑动变阻器是 （选填“A”或“B”）；
（2）连接电路时，开关必须 ，滑动变阻器的滑片P应调到最 阻值处；
（3）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，接下来应进行的操作是 （单选）
A．检查灯泡是否断路 B．检查灯泡是否短路
C．检查开关接触是否良好 D．移动滑动变阻器的滑片
（4）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，示数为 A，小灯泡的额定功率 W，小灯泡正常工作1min消耗的电能是 J
21．如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着初温、质量相同的空气。
（1）由于电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察 来显示容器内空气温度的变化；
（2）图甲装置将两段阻值不同的电阻丝 （填电路连接方式），是为了探究电流产生的热量与 的大小的关系，通电一段时间后， （选填“左”或“右”）侧容器产生的热量更多；
（3）图乙装置可以探究电流通过导体时产生的热量与 的大小的关系，和两根电阻丝在相等的时间内产生的热量之比为 。电阻的作用主要是使电阻和中的电流 （选填“相等”或“不相等”），所以与的阻值 （选填“一定”或“不一定”）相同。为了使左右两个U形管内液面高度差差异更大，应选用 （从2Ω、5Ω和10Ω的定值电阻中选出一个定值电阻）；
（4）图乙中，若接通电路一段时间后，右侧U形管的液面高度差逐渐变大，但左侧U形管的液面高度不变，经检查电路也没有出现故障，则可能的原因是 ；
（5）图乙中，若接通电路一段时间后，左侧U形管的液面高度差明显变大，而右侧U形管的液面高度差没有变化，后发现是由于电路故障引起的，则原因可能是 （多选）。
A．电阻丝断路
B．电阻丝断路
C．电阻丝断路
D．电阻丝短路
22．小芳小组在“探究比较不同物质吸热的情况”的实验中，实验装置如图所示。
（1）实验中应量取 （填“质量”或“体积”）相同的甲、乙两种液体分别倒入相同的烧杯中；
（2）实验中，用相同规格的电加热器加热甲、乙两种液体，使它们升高相同的温度，可以通过比较 （选填“温度计示数”或“加热时间”）来比较它们吸收热量的多少；
（3）根据实验测得的数据，分别描绘出甲、乙两种液体的温度随加热时间变化的图像，如图所示，分析可知 （选填“甲”或“乙”）的吸热能力更强，若加热过程中无热量损失，则甲、乙两种液体的比热容之比c甲∶c乙= ；
（4）然后，小芳小组为了研究“电流产生的热量与哪些因素有关”，将烧瓶内甲的电阻换成小于乙的电阻。为了使实验现象更明显，小芳往甲乙两烧瓶装入初温、质量都相等的 （选填“煤油”或“水”）；本实验采用了 连接方式使得通过甲、乙导体的电流相同，通电5min后，比较烧瓶中温度计的示数，发现b温度计示数升高得高，所以电流和通电时间相同时 越大，电流通过导体时产生的热量就越多。
23．物理兴趣小组利用课余时间做实验探究影响电热的因素，器材及电路如图甲所示，其中R1=5Ω，R2=R3=10Ω。
（1）只闭合S1可以探究电流产生热量与 的关系；电流产生热量的多少可以通过U形管左右液面高度差反映出来，这种物理研究方法叫 法。通电一段时间后，小刚发现两个U形管的左右液面高度差如甲图中所示，他指出实验出现问题，建议停止实验并检查器材，若问题是出现在两个空气盒中的一个，那么是哪一个空气盒出现了什么问题？答： 。兴趣小组排除原因后继续实验，一段时间，观察到两U形管液面如图乙所示，表明在电流和通电时间相同的情况下， 越大，产生的热量越多；
（2）闭合S1和S2，通过R1的电流是R2的2倍，左侧U形管内液柱的高度差比右侧更大，这说明 （选填“电流”或“电阻”）对产生热量的多少影响更大。若通过R1电流是1A，则1min内R2发出的热量是 J。小明利用甲图器材，再增加一个秒表， （选填“能”或“不能”）完成“电阻和通电时间一定时，电流对电热的影响”的实验探究。
24．在实验探究中，经常可以用同样的实验装置完成不同的探究课题。如图所示，在两个相同的烧瓶内分别接入电阻丝，装入质量和初温相等的液体，并分别插入温度计。
（1）用该装置探究不同物质的吸热能力：在甲、乙两瓶中分别装入质量为m、初温为的水和煤油，为了能在通电一段时间后，水和煤油吸收相等的热量，两烧瓶中电阻丝的阻值关系是： （选填“>”、“<”或“=”）；通电相同时间后，观察到温度计的示数分别为，则说明 的吸热能力较强。
（2）用该装置探究通电导体产生的热量与什么因素有关。
①该实验将和串联，目的是控制 相等。
②如果在两烧瓶中装入质量相等的煤油，并接入两根阻值不同的电阻丝，就可用这个装置来探究电流产生的热量与 的关系。
25．为了验证“通过电热丝电流大小和通电时间相同的情况下，电热丝的电阻值越大，其产生的热量越多”的猜想，小炜选用了以下满足实验要求的器材：电源、滑动变阻器和开关各一个，电流表和停表各一块，导线若干，以及如图1所示的三个完全相同的保温烧瓶。烧瓶内装有质量相等、初温相同的煤油，以及完全相同的温度计和阻值不同的电热丝，其中三个电热丝的电阻值大小关系为，它们的电阻值均不随温度发生变化。他设计的实验电路图如图2所示。
（1）实验中用 反映电流通过电热丝产生热量的多少；
（2）以下是小炜的主要实验步骤，请你帮他补充完整：
①按电路图将装置甲、滑动变阻器、电流表等串联接入电路中，把滑动变阻器的滑片P调到接入电路阻值最大的位置；
②闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P到适当位置，用电流表测量通过电热丝的电流I，开始计时的同时观察并记录装置甲中温度计的示数t0，将电热丝阻值R、t0的数据记录在表格中。通电1min，停止计时的同时观察并记录温度计的示数t，断开开关S；
③分别用装置乙和装置丙替换电路中的装置甲，仿照步骤（2）再做2次实验。每次闭合开关S后，调节滑动变阻器滑片P，使 ，开始计时的同时观察并记录装置中温度计的示数t0，将电热丝阻值R、t0的数据记录在表格中。通电1min，停止计时的同时观察并记录温度计的示数t，断开开关S；
④利用公式Δt= （用测量的物理量的符号表示）计算出每次实验中煤油升高的温度，并记录在表格中；
（3）请帮助该同学设计一个记录实验数据的表格。( )
26．如图是探究“电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”的实验装置，三个密闭容器内的电阻如图所示、、，三个容器串联，在丙容器的外部将一个的电阻和并联。本装置中我们可以通过观察 来反映电阻丝上产生的电热，这种实验方法叫 （填“控制变量法”或“转换法”）。通电后，想要比较电热和电阻的关系，我们可以选取 两个装置来比较：想要比较电热和电流的关系，我们可以选取 两个装置来比较；在通电相同时间下，三个容器中产生的热量之比为 。
27．利用如图所示的五个阻值均为5Ω的电阻和三个封闭有等量空气的透明容器完成“焦耳定律”的探究实验。
（1）通电后观察甲、乙两个容器，可以得出结论：在 和通电时间一定时， 越大，产生的热量越多；
（2）若要探究电流对电热的影响，应该选择观察 两个容器；
（3）不计热量损失，通电后比较三个容器，会发现在相同时间内 容器中空气吸收的热量最多。三个容器中，空气最多吸收的热量是最少吸收的热量的 倍。
28．如图所示小蕾同学在研究“电流通过导体产生热量的多少与电流、电阻是否有关”时，采用了如图所示的实验装置，其中a、b、c、d四个相同的容器密闭着等量空气，将1、2和3、4导线分别接到电源两端。
（1）实验中通过观察U形管中 的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少。下面实验也用这种实验方法的是 ；
A．认识电压时，我们用水压来类比
B．用光线来描述光通过的路径
C．把敲响的音叉来接触水面，看有没有溅起水花，来判断音叉有没有振动
（2）装置中的U形管 （选填“是”或“不是”）连通器；
（3）想要研究电流通过电阻丝产生的热量与电阻的关系，应该选用 （选填“甲”或“乙”）图所示的实验装置；
（4）将d图中容器外的电阻换成，则 （选填“能”或“不能”）达到实验目的。
参考答案：
1． 电流 时间 温度计的示数 12
【详解】（1）[1][2]如图所示，探究电功跟电压、电流和时间关系时，将两根电阻丝串联后接入电路中，可控制通过的电流和经过的时间相等。
（2）[3] 通电一段时间后，通过观察温度计的示数计算出两个玻璃瓶中煤油温度的变化量，温度升高越多，说明煤油吸热越多，即可说明电流做功越多。
（3）[4] 通过实验发现：在相同时间内，电流通过电阻丝做功较多，因为，根据串联电路分压特点可知，电阻越大两端电压越大，即两端的电压较大；根据可知，在电流和时间相等时，电压越大电功越大。
（4）[5]根据题意可知，10s内电流通过做的功为
2． 电动机将钩码提升的高度大小 6 4 >
【详解】[1]电动机工作时主要是将内能转化为机械能，对钩码做功，故可以根据钩码被提升的高度的多少来比较电流做功多少。
[2][3][4]电流做的功为
小电动机克服钩码重力所做的功为
故W1>W2。
3． 砝码吊起的高度 1.2 0.8 电压
【详解】（1）[1]滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，由题意滑片向右滑动时电流表示数减小知，滑片向右滑动电阻变大，滑动变阻器接左下接线柱，如下图所示：
（2）[2]电流做功的多少无法直接观察，可以通过观察砝码吊起的高度比较电流在不同情况下做功的多少。
（3）[3]第4次实验中电动机消耗电能为
[4]第4次实验中做的机械功为
（4）[5]根据2、4两组数据知电流相同，电压不相同，电流做的功不同，说明电流做功与电压有关。
4． 灯泡的亮度 电压 不同 见解析 见解析
【详解】（1）[1]实验中，可以观察小灯泡的亮度来比较相同时间内小灯泡中电流做功的多少。
（2）[2][3[4]研究电流做功与电压的关系时，就应该控制电路中的电流和通电时间相同，而两灯泡两端的电压不同；研究电流做功与电流的关系时，就应该控制两灯泡两端的电压和通电时间相同，而通过两灯泡的电流不同；由甲图可知电路中两只灯泡串联，控制了电流和通电时间相同，两灯泡规格不同时分得的电压不同，故能探究电流做功与电压的关系；实验中电压表示数越大，灯泡越亮，由此得出结论是：电流和通电时间一定时，电压越大，电流所做的功越多。
（3）[5]图乙电路中干路上缺少滑动变阻器，无法进行多次测量，不能排除实验结论的偶然性。
5． 电压 电流 灯泡亮度 不相同 电阻
【详解】（1）[1][2]通过公式W＝UIt分析得出电功与电压、电流和时间有关。电路中，两灯串联电流相同，通电时间相同，电压不同，根据控制变量法的思路，是为研究电流做功与电压的关系。
（2）[3][4]由图示电路图可知，两灯泡串联，通过它们的电流与通电时间相等，要“探究影响电流做功多少的因素”电路中两灯泡的规格应不同。实验时，可以根据灯泡亮度比较相同时间内电流做功的多少。
（3）[5]结合W＝Q＝I2Rt可知，电流相同，通电时间相同时，电阻越大，电流做的功也就越多。
6． 灯泡的亮度 电流大小 在电压和通电时间相同时，电流越大，电流做功越多 不相同
【详解】（1）[1]灯泡越亮、实际功率越大，在相同时间里消耗的电能越多，电流做功越多，所以我们可以通过灯泡的亮度来比较相同时间内电流做功的多少。
（2）[2][3]图甲中两灯并联，两灯两端的电压相等，两电流表分别测两灯泡的电流，则可知这是探究电流做功与电流大小的关系；观察到的现象为：电流表的示数越大，灯越亮，可以得出结论：在电压和通电时间相同时，电流越大，电流做功越多。
（3）[4]为了验证电功与电压的关系，根据控制变量法，要控制电流和通电时间都相同，因串联电路电流处处都相等，所以将两灯串联；要让两灯的电压不同，则需要选择规格不相同的小灯泡实验。
7． 温度计的示数 电流 电压 煤油
【详解】（1）[1]根据转换法，实验中通过观察温度计是示数大小来比较电流做功的多少，电流做功越多，产生的热量越多，温度计的示数就越大。
（2）[2][3]小伟将电阻丝R1、R2串联在电路中，根据串联电路的特点可知，通过电阻丝R1、R2的电流相同，由控制变量法可知，当控制通电时间和电流相同时，可以探究电流做功与电压大小的关系。
（3）[4]由于水的比热容大于煤油的比热容，在吸收相同的热量时，相同质量的煤油的温度变化量更大，所以为了使实验现象更明显，实验中小伟应在玻璃瓶中加入的液体是煤油。
8． 电压表的示数 电压 改变电源电压
【详解】（1）[1][2]通电一段时间，通过观察两玻璃管内煤油上升的高度，上升高的电流做功多，同时观察电压表的示数，结果左边玻璃管内煤油上升的高度大，我们可以推测：在通电时间相同、通电电流相等的情况下，电压越大，电流做功越多。
（2）[3]探究在通电时间相同时，电流做功跟电流的大小之间的关系，要保持电压相同，要将两电阻并联，如图所示：
（3）[4]学生电源能改变提供的电压值，若不添加新器材，可以通过学生电源改变电源电压，从而多做几次实验。
9． 小灯泡断路 左 1 5
【详解】（1）[1]图甲电路中，电压表串联在电路中，电流表并联在电路中，电流表应该与小灯泡串联，电压表应该与小灯泡并联，所以，错误的导线是连接到电流表中间接线柱的导线，将其改接到电压表的负接线柱，如图所示：
（2）[2]正确连接导线过后，闭合开关，发现灯泡不亮，电路中有断路发生，电压表示数较大，说明电压表两接线柱到电源间是通路，所以，故障只能是小灯泡断路。
（3）[3]灯泡正常发光时电压等于其额定电压2.5V，由图乙知，分度值0.1V，所以灯泡两端电压为2.2V＜2.5V，根据分压原理，滑动变阻器分的电压要减小，其接入电路的电阻减小，所以应将滑片向左端移动。
[4]由图像读出灯泡正常发时，即电压是2.5V时的电流0.4A，所以，灯泡的额定功率
P额＝U额I＝2.5V×0.4A＝1W
[5]由串联电路特点和欧姆定律可得，此时变阻器连入电路的阻值
（4）①[6]闭合开关S、S2，断开开关S1，R2和L并联之后，与滑动变阻器串联，调节滑动变阻器R的滑片P，使得电流表的示数为，此时灯泡正常发光。
[7]在步骤②中，R2和L并联之后，与滑动变阻器串联，因电路的连接关系没有改变，灯仍正常发光，则
则小灯泡的额定功率的表达式为
10． 1.5 左 0.5 10 灯丝的阻值不是定值，会随温度的变化而变化
【详解】（1）[1]变阻器按一下一上接入电路，电压表与灯并联，电流表串联在电路中，如下所示：
（2）[2]灯在额定电压下正常发光，正确操作后，小明同学闭合开关，电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数（如图乙所示)为1.5V。
[3]若他想测量小灯泡的额定功率，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向，就要减少变阻器的电压，所以应将图甲中滑片P向左端移动，使电压表的示数为2.5V。
（3）[4]绘制成图丙所示的I-U图像，灯的额定电压下的电流为0.2A，根据图像信息，小灯泡的额定功率是
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W
（4）[5]由欧姆定律可知，灯正常发光的电阻为
根据串联电路电压的规律，变阻器分得电压为
4.5V-2.5V=2V
根据分压原理，该实验中滑动变阻器的最大阻值至少为
（5）[6]探究电流与电压的关系时要控制电阻不变，而灯的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值，故小明立刻说明无法完成此实验。
11． 小灯泡断路 小于
【详解】（1）[1][2]该实验的原理为；待测小灯泡额定电压为，电阻约为，由欧姆定律，灯的额定电流约为
根据串联电路电压的规律和欧姆定律，当灯正常发光时，变阻器连入电路中的电阻
故应选用的滑动变阻器是B。
（2）[3]经分析，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡始终不发光且电压表的示数都接近电源电压，则电路的故障是与电压表并联的灯泡断路了。
（3）[4][5]根据制出了小灯泡的电流随电压变化的图像知，灯的额定电压下的电流为，则该小灯泡的额定功率为
小灯泡正常工作时的电阻为
（4）[6][7]由图乙知，小灯泡的实际电流是额定电流一半时对应的电压约为1V，灯的实际电功率为
小灯泡的实际电压是额定电压一半时的电流约为，电功率为
由此可知小于。
（5）[8]根据串联电路的规律，当变阻器的电压为
时，灯正常发光，故可将电压表使用小量程与变阻器并联，移动变阻器的滑片，当电压表示数为时，记下电流表的示数。如图所示：
12． 0.40 右 7 0.625 大于
【详解】（1）①[1]探究“电流与电阻的关系”时，需要使电压表与定值电阻并联，电流表与定值电阻串联，电路连接改正如图所示
②[2]由乙图可知，电流表接入的是小量程，分度值为0.02A，电流表示数为0.40A。
③[3]把5Ω的电阻换成10Ω的电阻，电路中的电阻变大，电源电压不变，根据欧姆定律，电路中电流变小，滑片位置不动，滑动变阻器的阻值不变，滑动变阻器两端电压变小，电源电压不变，由于电阻与滑动变阻器串联，所以10Ω的电阻两端电压比5Ω的电阻两端电压大，若使10Ω的电阻两端电压与5Ω的电阻两端电压相等，需要减小电阻两端的电压，由于电源电压不变，所以需要增大滑动变阻器的两端电压，根据串联分压可知，需增大滑动变阻器连入电路的电阻，故闭合开关，应向右调节滑片，使电压表的示数保持不变。
④[4]把5Ω的电阻接入电路，电流为0.40A，电阻两端电压为
UA=IARA=0.40A×5Ω=2V
由于定值电阻最大阻值为20Ω，滑动变阻器最大阻值为50Ω，要使定值电阻单独接入电路都能完成实验，电源电压最大值为U电，则
电源电压最大为
（2）①[5]根据实验数据绘成的I-U图像知，灯在额定电压下的电流为0.25A，由图可知小灯泡的额定功率是
PL=ULIL=2.5V×0.25A=0.625W
②[6]如果灯泡电阻不随温度变化，即R灯为一定值，因为
故电功率与电压的平方成正比；则灯泡电压为其额定电压一半时，其实际功率等于额定功率的四分之一；实际上，灯的电压越大，通过的电流越大，灯丝的温度越高，灯丝的电阻越大，所以，灯泡实际电压为其额定电压一半时的电阻小于正常发光时电阻，根据可知，它的实际功率为
如果灯泡电阻不随温度变化而变化，电流等于额定电流一半时，根据可知，电功率与电流的平方成正比，即灯泡实际功率等于额定功率的四分之一，实际上通过灯泡的电流越小，灯丝温度越低，灯泡电阻越小，通过灯泡电流为其额定电流一半时，灯泡电阻小于灯泡正常发光时的电阻，由P=I2R可知，则灯泡实际功率小于额定功率的四分之一。即此时它的实际功率
综上可知，。
13． 断开 灯泡短路 右 S、S2 调大 2.4~3V
【详解】（1）[1]连接电路时，为保护电路，需要断开开关。
（2）[2]滑片右移时灯的亮度变亮，说明滑片右移时滑动变阻器的电阻减小，所以需将滑动变阻器右下接线柱接入电路，如下图所示：
（3）[3]连接好电路后，闭合开关，发现电流表有示数，说明电路是通路；电压表无示数，说明小灯泡发生了短路，所以电路中存在的故障可能是小灯泡短路。
（4）[4]由图乙可知，电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为1.8V，想使小灯泡正常发光，需将小灯泡两端的电压增大为额定电压2.5V，根据串联分压原理可知，需减小滑动变阻器的电阻，所以应将滑片向右移动一些。
（5）①按图连接电路后，首先闭合开关S、S1，此时滑动变阻器R、定值电阻R0和电灯泡串联，电压表测小灯泡两端的电压。移动滑片P，使电压表的示数为U1，此时小灯泡正常发光。
②[5]保持滑动变阻器滑片位置不变，只闭合开关S、S2，此时滑动变阻器R、定值电阻R0和电灯泡仍串联，电压表测小灯泡和定值电阻R0两端的总电压，为U2。由于电路结构没变，两次电路中的电流不变，各个用电器两端的电压不变，所以电路中的电流为
③[6]小灯泡的额定功率为
（6）[7]探究电流和电阻的关系时，要保持定值电阻两端的电压不变，定值电阻的阻值由5Ω换为10Ω时，根据串联分压的原理，定值电阻阻值变大，则两端的电压也变大。为了保持定值电阻的电压不变，应使滑动变阻器阻值变大分到更多的电压，故应将滑动变阻器的阻值调大。
[8]为完成四次探究，如果只调整电压表的示数，已知电压表量程为3V，则定值电阻两端的电压最大为3V；当定值电阻换为最大值20Ω，滑动变阻器的电阻调为最大值30Ω时，定值电阻两端的电压为需要控制的最小电压U小，根据串联分压原理可得
代入数据可得
解U小=2.4V。故该控制电压表示数U0的范围为2.4~3V。
14． B 右 不变 d 电压表示数 0.7 2.5
【详解】（1）[1]实验中，灯泡和滑动变阻器串联，电源电压恒为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，灯丝电阻约为，则灯泡正常发光时滑动变阻器的电压为，此时电路电流为
则滑动变阻器阻值为
所以选择B滑动变阻器合适。
[2]为保护电路，闭合开关前要将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，图中滑动变阻器选择了左下角的接线柱，则向右移动滑片阻值变大，所以应将滑动变阻器的滑片移至最右端。
（2）[3][4]甲图中电压表测电源电压，所以闭合开关，调节滑动变阻器滑片，电压表的示数不变；问题在于d导线连接错误。
（3）[5]小灯泡的额定电压为2.5V，所以应根据电压表示数确定灯泡是否正常发光。
[6]纠正错误连线，小明闭合开关，移动变阻器的滑片，当灯泡正常发光时，电流表指针的位置如图乙所示，为0.28A，则小灯泡的额定功率为
（4）[7][8]要测灯泡的额定功率，首先要让灯泡正常发光，所以调节滑动变阻器滑片P到适当位置，使电压表的示数为2.5V，达到额定电压。依题意得，灯泡正常发光时，与之串联的定值电阻阻值为，两端电压为，则电路中电流即灯泡的额定电流为
所以小灯泡额定功率的表达式为
15． 断路 连接电路时未断开开关 右 0.75 灯泡灯丝的电阻会随着温度的变化而变化 调节滑动变阻器R的滑片P，使电流表的示数为灯泡的额定电流I额 闭合开光S、S1，断开S2 I额（I1－I额）R0
【详解】（1）[1]由题意知，小灯泡的额定电压为“2.5V”，正常发光时的电阻约为8Ω，根据欧姆定律可得，灯泡正常发光时的电流为
所以电流表选用小量程，电流从正接线柱流入，从负接线柱流出，如图所示：
（2）[2]小灯泡不亮，电流表没有示数，说明电路可能断路，电压表有较大的示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的支路断路了，即可能是小灯泡断路。
（3）[3]接好最后一根导线，小灯泡就亮了，说明电路闭合，连接电路时没有断开开关。
[4]由图乙知，电压表选用小量程，分度值0.1V，此时电压表的示数为2.2V。由于灯泡额定电压2.5V，故应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压规律，应减小变阻器两端电压；根据分压原理，应减小变阻器接入电路的阻值，故要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向右端移动。
（4）[5]由图丙所示的I-U图象可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.3A，小灯泡的额定功率为
[6]由图丙知，该I-U图线是一条曲线，电压与电流不是一次函数的关系，原因小灯泡的电阻不是定值，当小灯泡两端的电压增大时其阻值变大，主要原因是灯丝电阻随温度的升高而增大。
（5）①[7]由图丁知，当闭合开关S、S2，断开S1时，灯泡与R0并联，电流表测量通过灯泡的电流，调节滑动变阻器，使电流表示数为I额，此时小灯泡正常发光。
②[8]只闭合开关S、S1，断开S2时，灯泡与R0并联，此时电流表测量干路电流，保持滑片位置不变，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯泡仍正常发光，此时电流表的示数为I1。根据并联电路电流特点可知，此时通过定值电阻R0的电流为
根据欧姆定律可知，定值电阻R0两端的电压为
③[9]根据并联电路电压特点可知，各支路电压相等，此时灯泡两端的电压为额定电压，即
由可得，此时灯泡正常发光时的额定电功率为
16． 断开 将滑动变阻器下端两接线柱接入电路 1.9 左 2.5
【详解】（1）[1][2]为了保护电路，开关应断开；实验中灯泡不亮，电压表、电流表示数分别为、，说明电路是通路且电路中电流较小，变阻器接入电路的阻值较大；移动滑动变阻器的滑片，两表示数均不变，说明变阻器没有起到改变电路中电阻的作用，故电路存在的问题可能是将滑动变阻器下端两接线柱接入电路。
（2）[3]正确连接电路后进行实验，此时电压表如图乙所示，电压表选用小量程，分度值，其示数为，小于灯泡额定电压。
[4]要测出小灯泡的额定功率，故应增大灯泡两端电压，根据串联电路电压规律，应减小变阻器两端的电压，根据分压原理，应减小变阻器接入电路的阻值，故滑片应向左端移动。
（3）[5]在①中，灯泡、定值电阻和变阻器串联在电路中，电压表测灯泡两端的电压，移动滑片，当电压表的示数为时，灯泡正常发光。
[6]在②中，灯泡、定值电阻和变阻器串联在电路中，电压表测灯泡和定值电阻两端的总电压，保持滑片的位置不动，由于电路中电阻没有改变，电路中电流没有改变，此时灯泡仍正常发光，根据串联电路电压规律，定值电阻两端的电压为
由于串联电路中电流处处相等，即小灯泡的额定电流
小灯泡的额定功率
17． 调节滑动变阻器 右 0.75 0.36 19.44
【详解】（1）[1]伏安法测功率时，变阻器与小串联，使用金属杆两端的某一个接线柱连入电路；如下图所示：
（2）[2]电流表有示数，说明电路是连通的；电压表有示数，说明小灯没有被短接。小灯不发光，可能是电路中电流小，小灯的实际功率小，不能发光。故可调节变阻器，增大电路中的电流。
（3）[3]此时小灯两端电压低于其额定电压，因此要调高小灯两端电压。向右移动变阻器的滑片，减小变阻器连入电路的阻值，增大通过小灯的电流，同时小灯两端的电压也随之升高。
（4）[4]此时电流表示数为0.30A，小灯的额定功率为
（5）[5]小灯在正常发光时的电阻为
随着小灯两端电压的升高，小灯的功率变大，灯丝温度升高，灯丝电阻变大，故应是第5组数据中的电流数据0.36A错误。
（6）[6]小灯两端电压越小，变阻器分担的电压越大，根据串联电路的分压原理可以知道，变阻器连入电路的电阻就越大。当小灯两端电压为1V时，此时变阻器连入电路的阻值最大，为
（7）[7]此实验中，没有电压表，无法测量电压，故可以将已知电阻与小灯并联，使其两端电压相等。再将电流表与开关S2下方的圆圈位置上。通过开关的通断，使电流表测量通过已知电阻的电流，结合已知电阻的阻值，计算出已知电阻两端电压，即等于小灯两端电压。再通过开关的通断，使电流表测量干路中的电流，减去已知电阻中的电流，即等于小灯中的电流，从而计算出小灯的功率。故电路为
18． 电压一定时，通过导体的电流与其电阻成反比 2.5 短路 50 4 1.5 0.75
【详解】（1）[1]由图像知道，导体的电阻增大，通过导体的电流减小，通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变，故可得出结论：电压一定时，通过导体的电流与其电阻成反比。
（2）[2]由欧姆定律知道，实验中，R两端的电压控制为
（3）[3]电流表有示数，说明电路不是断路，电压表无示数，可能是与电压表并联的支路短路，因此故障可能是与电压表并联的定值电阻R短路了。
（4）[4]定值电阻两端的电压始终保持UV=2.5V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压
电压表示数为变阻器分得的电压的倍，根据分压原理，当滑动变阻器接入电路的电阻最大时定值电阻的电阻
即小明为了能够完成上述实验，更换的电阻R的阻值不能超过50Ω。
（5）[5]①闭合开关S、S2，断开S1时，小灯泡短路，只有R接入电路，电压表的示数等于电源电压大小，即
U=4V
[6]②闭合S、S1，断开S2时，小灯泡与R串联，电压表测R两端电压，根据串联电路电压规律知道，灯两端的电压为UL额=2.5V，即电压表示数为
则灯正常发光。
③闭合S、S2，断开S1，只有R接入电路，电压表测部分R两端的电压，示数为2V，为电源电压的一半，由串联电路的分压原理可知，与电压表并联部分的电阻为R最大值的一半，即5Ω。
[7]④在②中，R接入电路的电阻为5Ω，电路中的电流为
小灯泡的额定功率为
19． S，S2 0.38 S，S1 不调节 3.8V（I-0.38A） 不可行
【详解】（1）[1][2]由图知道，当只闭合S，S2时，灯泡与电阻R0并联，它们两端电压相等，电流表测量电阻R0所在支路的电流，又因为R0的阻值为10Ω，与灯丝电阻相等，所以，调节滑动变阻器，当电阻R0两端电压为3.8V时，灯泡正常发光，两支路电流相等，此时电流表的示数是
（2）[3][4]由图知道，再闭合S，S1，灯泡与电阻R0仍并联，但电流表测量干路电流，此时不调节滑动变阻器，则电阻R0两端电压仍为3.8V，灯泡正常发光。
（3）[5]由以上步骤知道，过灯泡的电流
由知道，小灯泡的额定功率的表达式为
（4）[6]由图知道，闭合S1时，电压表测定值电阻R0的电压，闭合S2时测灯和定值电阻的总电压，都无法确定小灯泡是否正常发光，故小华设计的方案不可行。
20． A 断开 阻值 D 0.3 0.75 45
【详解】（1）[1]测量小灯泡额定功率，小灯泡的电压需要达到额定电压为2.5 V，而小灯泡的电阻约为10Ω，那么电路中的电流为
电源电压为6V，滑动变阻器需要分担的电压为
则需要的滑动变阻器的阻值为
故选A滑动变阻器。
（2）[2][3]连接电路时，为了保护电路，开关需要断开，滑动变阻器的滑片需要位于阻值最大处。
（3）[4] A．若灯泡断路，电流表没有示数，故A不符合题意；
B．若灯泡短路，则电压表没有示数，故B不符合题意；
C．若开关接触不良，则电流表、电压表均没有示数，故C不符合题意；
D．当滑片P位于阻值最大处时，电路中的电流太小了，导致灯泡不发光，故可以移动滑动变阻器的滑片，观察灯泡是否发光，故D符合题意。
故选D。
（4）[5][6][7]根据图甲可知，选择小量程，故根据图乙可知，分度值为0.02A，读数为0.3A；小灯泡的额定功率
小灯泡正常工作1min消耗的电能是
21． U形管液面的高度差 串联 电阻 右 电流 4:1 不相等 不一定 2Ω 装置漏气 BD
【详解】（1）[1]实验中，运用转换法通过观察U形管液面的高度差来得到容器内空气温度的变化，即U形管液面的高度差越大，容器内空气温度越高。
（2）[2]甲图中，容器内两电阻丝收尾顺次相连，是串联的。
[3][4]根据串联电路中电流的特点可知，两电阻丝电流相等，通电时间也相等，所以该实验是来探究电流产生的热量与电阻之间的关系，由可知，电阻越大产生的热量越多，因此右侧容器产生的热量多。
（3）[5]图乙中，R2与R3并联，再与R1串联，此时R1在干路上，R2在支路上，电流的大小不同，电阻及通电时间相同，所以是探究电流产生的热量与电流之间的关系。
[6]因为R2与R3的阻值相同，并联后电流相同，所以通过R1的电流是R2的2倍，根据可知
[7][8]实验中，电阻R3的作用是为了R1的电流，改变使R2与R1的电流不同，所以R3可以为任意值。
[9]根据并联电路中电阻的特点可知，总电阻小于最小的分电阻，所以当R3阻值越小，经过左侧容器的电流越大，左右两个U形管内液面高度差差异更大，因此选用2Ω电阻丝。
（4）[10]通电一段时间后，右侧U形管的液面高度差逐渐变大，说明电路是通路，左侧U形管的液面高度不变可能是左侧装置气密性不好，漏气。
（5）[11]实验中，左侧U形管的液面高度差明显变大，而右侧U形管的液面高度差没有变化，若是由于电路故障引起的，说明左侧容器内的电阻丝没有故障，右侧容器内无电阻丝产生热量，因此可能是R2电阻丝断路、R2电阻丝短路或R3电阻丝短路，故BD符合题意，AC不符合题意。
故选BD。
22． 质量 加热时间 甲 2∶1 煤油 串联 电阻
【详解】（1）[1]根据比较吸热能力的方法可知，需控制不同物质的质量相同，故实验中应量取质量相同的甲、乙两种液体分别倒入相同的烧杯中。
（2）[2]根据转换法可知，用相同规格的电加热器加热甲、乙两种液体，加热时间越长，吸收的热量就越多，因此可以通过比较加热时间来比较它们吸收热量的多少。
（3）[3][4]由甲、乙两种液体的温度随加热时间变化的图像可知，加热5min，即吸收的热量相同，甲升高的温度为
乙升高的温度为
根据比较吸热能力的方法可知，甲的吸热能力更强。根据可知，在质量和吸热相同的情况下，比热容与升高的温度之积为一定值，升高的温度与比热容成反比，则甲、乙两种液体的比热容之比为
（4）[5]根据控制变量法可知，研究“电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，烧瓶内应加入初温、质量相等的同种液体。因为煤油的比热容小于水的比热容，相同质量吸收相同的热量，煤油的温度变化量更大，实验现象会更明显，故选择煤油。
[6]由图可知，电流只有一条路径，故是串联，因串联电路处处都相等，所以是通过串联连接方式使得通过甲、乙导体的电流相同。
[7]通电5min后，比较烧瓶中温度计的示数，发现b温度计示数升高得高，说明乙中液体的温度变化量大，乙中液体吸收的热量多，则乙中电阻放出的热量多，又因为烧瓶内甲的电阻小于乙的电阻，所以电流和通电时间相同时，电阻越大，电流通过导体时产生的热量就越多。
23． 电阻 转换 右边空气盒漏气 电阻 电流 150 能
【详解】（1）[1]由图可知，只闭合S1，R1、R2串联，通过它们的电流及时间相等，R1小于R2，可以探究电流产生热量与电阻的关系。
[2]电流产生热量的多少无法直接观察，可以通过U形管左右液面高度差反映出来，高度差越大，产生的热量越多，这种物理研究方法叫转换法。
[3]通过一段时间后，由于电阻丝产生热量，空气盒中的空气受热膨胀，两个U型管两侧液面都应该出现高度差。由图可知，右侧U型管两侧液面高度仍然不变，可能是右侧空气盒密封不好，出现漏气导致。
[4]如图乙所示，右侧U型管两侧液面高度差比左侧大，说明R2产生的热量比R1多，表明在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。
（2）[5]闭合S1和S2，通过R1的电流是R2的2倍，而R1的阻值是R2的二分之一，通电时间相同，左侧U形管内液柱的高度差比右侧更大，这说明电流对产生热量的多少影响更大。
[6]若通过R1电流是1A，则通过R2的电流为0.5A，由焦耳定律可得，1min内R2产生的热量是
Q=I2R2t=(0.5A)2×10Ω×60s=150J
[7]探究电流对电热的影响，应控制电阻和时间相同。如图甲，先闭合S1、断开S2，用秒表记录通电时间及左侧U型管液面的高度差；然后断开S1，待左侧U型管液面相平后，再闭合S1、S2，此时通过R1电流变大，通电时间与第一次相同，记录左侧U型管液面的高度差，通过比较两次液面的高度差关系，就能探究出电流对电热的影响。
24． 水 电流 电阻
【详解】（1）[1]要比较水和煤油的吸热能力，需控制水和煤油所吸收的热量相同，由焦耳定律可得在电流和通电时间一定，还需控制电阻的阻值相同，所以两烧瓶中电阻丝的阻值关系是。
[2]通电相同时间后，观察到温度计的示数分别为，说明吸收相同的热量，水的温度变化小，即水的吸热能力较强。
（2）[3]①和串联接入电路，串联电路各处电流相等，则通过两电阻的电流相等，所以目的是控制电流和通电时间相同。
[4]②如果在两烧瓶中分别装入质量相等的煤油，并接入两根阻值不同的电阻丝，通过的电流相同，通电时间相同，就可用这个装置来探究电流产生的热量与电阻的关系。
25． 温度计升高的示数 电流为I t-t0 见解析
【详解】（1）[1]根据转换法，实验中用温度计升高的示数反映电流通过电热丝产生热量的多少。
（2）[2]根据实验目的，要控制电流和通电时间相同，分别用装置乙和装置丙替换电路中的装置甲，仿照步骤（2）再做次实验。每次闭合开关后，调节滑动变阻器滑片P，使电流为I，开始计时的同时观察并记录装置中温度计的示数t0。
[3]实验中煤油升高的温度为
Δt=t-t0
利用上式得到升高的温度。
（3）[4]根据实验要求，控制通电时间相同，改变通过电阻丝的电流大小，用煤油升高的温度Δt的大小表示电流通过电阻丝R产生热量的多少，据此设计记录数据的表格如下所示：
实验次数 电流大小 初温 末温 升高的温度
1
2
3
26． U形管两侧液面高度差 转换法 甲、乙 甲、丙 4∶8∶1
【详解】[1][2]电流通过导体产生热量的多少不易直接观察，三个透明容器中密封着等量的空气，电阻丝产生热量越多，气体膨胀程度越大，故可通过U形管两侧液面的高度差来反映电阻丝产生的热量多少，采用了转换法。
[3]电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外两个因素不变。探究电热和电阻的关系时，根据控制变量法，应控制加热时间以及通过两电热丝的电流大小相等，甲、乙两个装置，根据串联电路电流的规律，通过两电阻丝的电流相同，通电时间也相同，则容器中两电阻大小不同，故选取甲、乙两个装置来比较来比较。
[4]探究电热和电流的关系时，根据控制变量法，应控制加热时间以及电阻大小相等，甲、丙装置中，丙中两电阻并联后再与左甲中电阻串联，两容器内两电阻大小相等，根据并联和串联电路电流的规律，通过甲容器中电阻的电流大于通过丙中容器中电阻的电流，而通电时间相同，则应选取甲、丙两个装置来比较。
[5]设通过甲容器中电阻的电流为I，根据串联电路电流的规律，通过乙容器中电阻的电流也为I，根据并联电路电压的规律可知，丙中两电阻的电压相等，因这两个电阻相等，由欧姆定律可知，通过这两个电阻的电流相等，由并联电路电流的规律可知，通过丙中容器中电阻的电流为0.5I，根据可知三个容器中产生的热量之比为
27． 电流 电阻 甲、丙 乙 8
【详解】（1）[1][2]乙容器中两电阻串联，等效电阻为欧姆，甲、乙容器中，两电阻串联，通过的电流和通电时间相同，而欧姆大于欧姆，由转换法，乙容器中电阻产生的热量多，故得出：在电流和通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多。
（2）[3]要探究电流对电热的影响，要控制电阻和对通电时间相同；丙容器中两电阻并联后再与甲容器中电阻串联，容器内两电阻大小相等，根据并联和串联电路电流的规律，通过甲容器中电阻的电流大于通过丙中容器中电阻的电流，而通电时间相同，故若要探究电流对电热的影响，应该选择观察甲、丙两个容器。
（3）[4]通过甲、乙容器中电阻的电流相等，且大于通过丙中容器中电阻的电流，而欧姆大于欧姆，根据得，不计热量损失，通电后比较三个容器，在相同时间内乙容器中空气吸收的热量最多。
[5]设通过甲、乙容器中电阻的电流都为，根据并联电路电压的规律及欧姆定律可知通过丙中两电阻的电流相等，由串联和并联电路电流的规律，通过丙中容器电阻的电流为0.5I，根据可知，丙容器中电阻丝产生的热量最小，根据可知，乙容器空气最吸收的热量与丙容器吸收的热量之比为
28． 液面高度差 C 不是 甲 能
【详解】（1）[1]实验中通过观察U形管中液面高度差的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少，这种研究方法叫转换法。
[2]A．认识电压时，我们用水压来类比，采用的是类比法；
B．用光线来描述光通过的路径，采用的是模型法；
C．把敲响的音叉接触水面，看有没有溅起水花，来判断音叉有没有振动，把音叉的振动通过水花来体现，运用了转换法；
由以上分析可知，故C符合题意，AB不符合题意。
故选C。
（2）[3]上端开口，下端连通的容器叫做连通器，U形管一端是开口的，另一端通过橡胶管与容器相连，是密闭的，不符合连通器的特点，因此此时的U形管不是连通器。
（3）[4]甲装置中，两电阻串联，通过的电流和通电时间相同，而电阻大小不同，可探究电流产生的热量与电阻的关系。
（4）[5]容器内的电阻为研究对象，将d图中容器外的电阻换成，容器内电阻相等，通电时间相同，通过的电流不等，可研究电热与电流的关系，能达到实验目的。
