初中物理电功和电功率实验题

标有“6V  1.5W”的灯泡L，通过它的电流随两端电压变化的关系如图所示，若把这样的三只灯泡串联起来，接在12V的电源两端，此时每只灯泡L的电阻是__________Ω        

为了测定额定电压为“2.5V“小灯泡的电功率，小明同学设计了如图（甲）所示的电路图，实验中各元件均完好，电源电压保持不变。
（1）连接电路的过程中开关应         ，请你在图（乙）中用笔画线代替导线，帮小明同学将电路连接完整。（导线不得交叉）

甲                 乙                    丙
（2）小明同学闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，接下来他首先应进行的操作是          （选填字母序号）。
A. 检查电路是否断路
B. 更换小灯泡
C．移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光
（3）为了测量小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器，当电压表的示数为
       V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图（丙）所示，则通过小灯泡的电流为          A，该灯泡的额定功率为            W。
（4）实验过程中，有些小组的小灯泡由暗变亮，然后发出耀眼的光后被烧坏，为了避免灯丝烧断，请提出在调节滑动变阻器的过程中应注意的事项：                                     。

在“测量小灯泡的电功率”的实验中，所用小灯泡上标有“3.8V”字样。

（1）请在图中用笔画线代替导线，把电路连接完整。
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于滑动变阻器的         端，开关应当          。若闭合开关后，发现电压表的指针快速打到左边无刻度处，这是由于电压表                。
3）右下表是在实验中测出的三组数据，由表中数据可知，小灯泡的额定功率为        W。

次数	电压U/V	电流I/A	灯泡亮度
1	3.0	0.36	偏暗
2	3.8	0.4	正常
3	4.5	0.42	偏亮

（4）若在实验中小灯泡的灯丝突然烧断了，则电压表的示数          （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（5）小红根据测得的三组数据求出各次电阻值，发现小灯泡三次的电阻值并不相同，其原因是                                   。

在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，小明将烛焰，凸透镜放在如图甲所示位置，在光屏上正好出现倒立等大的像，在做实验时小明同学不小心让一滴泥水溅在了凸透镜的上半部分，则他观察到光屏上的像__________（选填对的选项）

A．不能看到烛焰的顶部

B．不能看到烛焰的底部

C．不能看到烛焰的全部

D．可以看到烛焰的全部，但像会变暗一些

然后，小明将烛焰、凸透镜放在如图乙所示位置，此时能观察到__________（选填“正立”或“倒立”）、放大的__________像（选填“实”或“虚”）。

小明在做“测量小灯泡的电功率”的实验中，所用小灯泡上标有“2.5V”字样。
（1）下图是小明未连接好的电路，请你用笔画线代替导线，将实物图补充完整。
（2）电路连好后，小亮分别测出了小灯泡的几组电压和电流值，记录在表格中。
①小灯泡正常工作时的电阻为    Ω。
②小亮从数据中发现，小灯泡的电阻是变化的，你认为影响电阻变化的主要因素是
                  。
（3）完成上述实验后，小亮看到滑动变阻器的铭牌模糊不清，于是想测量变阻器的最大电阻R_X。他找来一个已知阻值为R₀的定值电阻替换了灯泡，同时撤去了电流表，并利用余下的器材（电压未知的电源、量程合适的电压表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干），在不改动电压表位置及连线的情况下，很快测出了R_X的大小。
①请你把设计的电路图画在虚线框内。

②简述实验过程中要测量的物理量并用相应的字母表示。   
（a）_                                          
（b）_                             
③R_X=_                             （用已知量和测量量表示）

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．

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.

为了测定额定电压为“2.5V”小灯泡的电功率，小明同学设计了如图甲所示的电路图. 实验中各元件完好，电源电压保持不变.

（1）连接电路的过程中开关应      .
（2）小明同学闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，接下来他首先应进行的操作是      （选填字母序号）.
A．检查电路是否断路     B．更换小灯泡
C．移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光
（3）为了测量小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器，当电压表的示数为      V时，灯泡正常发光，此时电流表的示数如图丙所示，则通过小灯泡的电流为      A，该灯泡的额定功率为     
（4）实验过程中，若小灯泡先由暗变亮，然后发出耀眼的光后被烧坏. 为了避免灯丝烧断，请提出在调节滑动变阻器的过程中应注意的事项：      .

为了探究影响电热的因素，小伟设计了如图所示的电路，烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油，R_甲>R_乙.

（1）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，选用煤油而不用水，主要是由于     .
（2）通电一段时间后，比较两烧瓶中温度计的示数，是为了探究电热与     的关系，将该电路设计成串联的目的是     .
（3）该实验得到的结论是     .

阅读短文，回答问题：
热敏电阻
热敏电阻器是敏感元件的一类，按照温度特性不同分为正温度系数热敏电阻器(PTC)和负温度系数热敏电阻器(NTC)。PTC热敏电阻器在温度越高时电阻值越大，NTC热敏电阻器在温度越高时电阻值越低。目前普遍使用的热敏电阻器中有陶瓷热敏电阻器和有机材料热敏电阻器。图甲、乙分别为这两种热敏电阻的阻温曲线图。

热敏电阻常用在过流保护上。室温下电阻较小，而当电路因短路或过载故障而出现过大电流时，热敏电阻由于发热功率增加导致温度上升，当温度超过一定值（转变点）时，电阻瞬间剧增，回路中的电流迅速减小到安全值而起保护作用。当故障排除后，热敏电阻还可正常使用，所以其又经常被人们称为自恢复保险丝。当温度超过转变点温度时，电阻随温度变化更大的更适宜制作自恢复保险丝。
热敏电阻还可用在温度控制及温度补偿上。生活中的电蚊香加热器（如图丙）就是采用图甲所示的陶瓷热敏电阻代替电热丝作为恒温加热器的。它的工作原理如图丁，当把电蚊香片放入后，接上电源即可对其加热驱蚊、灭蚊。航天器在太空工作，当进入地球阴影时温度会急剧降低，航天器上的一些金属电阻元件的阻值会减小，而当太阳直射时温度又会升得很高，它们的阻值会增大。这一问题对于需要精确工作的航天器而言，常常是致命的伤害。为了防止这一现象的发生，可以串联一个热敏电阻对其进行补偿。
（1）图甲中的陶瓷热敏电阻在温度低于170℃时具有_________(PTC/NTC)效应。
图乙中的有机材料热敏电阻属于_______(PTC/NTC)热敏电阻。
（2）航天器在太空工作，需给金属电阻元件串联一个__(陶瓷/有机材料/NTC)热敏电阻对其进行补偿。
（3）在电路正常时，自恢复保险丝消耗的电功率很________。
（4）制作自恢复保险丝适宜选择____________(陶瓷/有机材料/NTC)热敏电阻。
（5）当将图丙所示的电蚊香加热器接入电路后，其功率随时间变化的图象最可能的是(  )

在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。
(1)连接电路时开关应       。
(2)请你用笔画线代替导线，将图a中的实物电路连接完整。       　
(3)闭合开关前，图a中滑动变阻器的滑片P应位于  （选填“A”或“B”）端。
(4) 小吉同学闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图b所示）为  V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图a中滑片P向  （选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V。
(5)小祥同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图c所示的I－U图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是  W。
（6）好奇的祁宇同学把桌上另一个额定电压为3.8V备用灯乙替换了电路中的变阻器，两灯串联，闭合开关发现两灯都能发出较弱的光，粗心的他不慎把原灯泡甲的玻璃外壳打碎了，让他惊奇的是，虽然原灯泡甲不亮了但后接进去的灯泡乙不仅没熄灭，反而更亮了。仔细观察电路后，还发现这时电压表的示数为1V。小华对此产生了疑问：玻璃外壳打碎后，甲灯仍有电流通过为什么不发光呢？小组的同学提出了以下两种猜想：
猜想1：甲灯中的电流可能小于外壳打碎前的电流。
猜想2：甲灯的实际功率可能小于可以发光的功率。
根据所学知识，他们经过讨论，断定猜想1是______（正确／错误）的，你认为他们判断所依据的现象是______  _______．
根据已知条件我们可以算出此时坏了的灯甲的实际功率约___  _____W，可以判断猜想2是____  _____（正确／错误）的。

归纳总结是学习物理的一种良好习惯。小明同学对电学中的滑动变阻器进行归纳，发现除了“保护电路”这一作用外，它在不同电路中还有着不完全相同的作用，请你与他共同思考：

（1）图A是研究欧姆定律的实验，在该实验中：探究导体中的电流与导体两端电压的关系时，滑动变阻器的作用是改变                  ；探究导体中的电流与导体电阻的关系时，滑动变阻器的作用是保持                  。
（2）图B是伏安法测小灯泡额定功率的实验，在该实验中滑动变阻器的作用是为了使小灯泡两端的电压达到              ，从而使小灯泡正常发光；图B也是伏安法测小灯泡电阻的实验，在该实验中滑动变阻器的作用是为了多次测量，从而发现       对小灯泡灯丝电阻的影响．

小明在探究“小灯泡发光时的亮度与电功率的关系”的实验中，所用的电源电压是4V，小灯泡的额定电压是2．5V，小灯泡两端允许加的最大电压为额定电压的1.2倍．
(1)小明连接的电路中，电流表接的是大量程，滑动变阻器的滑片滑到了阻值最大端．在检查电路连接正确后，闭合开关小明进行了有关操作，并根据观察到的实验现象将电流表从大量程改为小量程．则他进行了怎样的实验操作？观察到什么实验现象？
实验操作：________．实验现象：________．
(2)小刚在做该实验时，用数量和规格均满足实验要求的定值电阻代替了滑动变阻器．请分析说明用定值电阻代替滑动变阻器做实验的两点不足．①_________；②__________．

小明把两电热棒R₁、R₂分别通过规格完全相同的两个电能表接到电压恒为220V照明电路．电能表转盘每转一圈表明消耗电能5000J．如图所示，R₁、R₂分别把放在相同规格烧杯中初温、质量相同的水加热到80℃，记录数据如下表

	R1	R2
电能表转过的圈数/圈	20	30
加热水所用时间/s	100	200

(1)R₁通电100s消耗多少电能  
(2)R₁的电功率多大？  
(3)R₁的电阻多大？
(4)两杯水用于升温所需消耗电能应相同，而根据表中实验数据知道R₁与R₂消耗的电能不同．请分析什么原因导致R₂消耗的电能比R₁的大？

在做“测小灯泡的额定功率”实验时，
（1）已知小灯泡的额定电压是3.8V，额定功率小于2W，某同学在连接电路时有几根导线还没有接上，如实物所示，请你在实物图上用笔画线代导线替连接好（要求正确选择电压表和电流表的量程）．(2分)
               
（2）某同学在连接滑动变阻器时，由于接线错误使滑动变阻器滑片P移动时不能改变小灯泡的亮暗程度．现就下面两种情况，请你判断该同学是如何连接的?(2分)
第一种情况：小灯泡较亮时，他是把两导线的端点分别与滑动变阻器的_____连接．
第一种情况：小灯泡较暗时，他是把两导线的端点分别与滑动变阻器的_____连接．
（3）在正确连接电路并调节滑动变阻器使小灯泡正常发光时，电流表如图乙所示，其读数为_______A，则小灯泡的额定功率是_______W．(2分)
（4）平平同学连接好实验电路，检查无误后，闭合开关，发现电流表指针偏转，电压表指针几乎不动，该故障的原因是（     ）(3分)

A．灯泡灯丝断了

B．电流表接线短路

C．电源接触不良

D．灯座接线短路