初中物理电功和电功率实验题

某同学做测定小灯泡的电功率实验时，用三节干电池供电，灯泡额定电压为2.5V。

（1）根据实际情况，电压表的量程应选择 　        　（选填"0﹣3V"或"0﹣15V"），请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整；

（2）按照原理图连接好电路，如果使用了旧灯泡（灯丝已烧断且不知晓），闭合开关准备继续实验，这样操作很容易造成 　        　损坏，为避免此事故发生，可以采用的办法是 　        　；

（3）更换灯泡后，调节电路使灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为 　        　W。

小可将电源、开关、导线、滑动变阻器、电流表和电压表接入电路，用“伏安法”测额定电压为 $2.5V$小灯泡的功率。

（1）请在方框内（图 $1)$画出实验电路图。

（2）小可根据实验数据绘制了 $U-I$图象，如图2甲所示。观察图象，发现 $\mathit{AB}$部分为线段， $\mathit{BC}$部分为曲线。为便于分析，将线段 $\mathit{AB}$延长作出图象，如图2乙所示。

比较甲、乙两图象，发现两图象间的距离随着电流的增大而增大，说明　　。

（3）根据图象中 $B$点对应的电压和电流值，计算小灯泡的电阻 $R=$　　 $\Omega$．当电压为 $2.5V$时，根据甲图象计算小灯泡的功率 $P_{甲}=$　　 $W$，根据乙图象计算小灯泡的功率 $P_{乙}=$　　 $W$。

（4）请结合以上分析和计算，解释白炽灯泡烧坏往往发生在开灯瞬间的原因：　　。

在“测量小灯泡的额定功率”实验中，提供如下实验器材：电源（输出电压恒为 $6V)$、小灯泡（额定电压 $2.5V$电阻约为 $10\Omega )$、滑动变阻器 $\left(50\Omega 1A\right)$、电压表（量程 $0~3V$， $0~15V)$、电流表（量程 $0~0.6A$， $0~3A)$、开关、导线若干。

（1）请用笔画线代替导线在图甲中完成实物电路的连接；

（2）正确连接后闭合开关，发现小灯泡不发光，电压表和电流表均无示数。小宁利用另一只完好的电压表进行检测，把电压表分别接在 $A$、 $E$之间和 $A$、 $F$之间，电压表均有示数；接在 $C$、 $F$之间，电压表无示数。如果电路连接完好，只有一个元件有故障，该故障是　　（选填“小灯泡断路”、“小灯泡短路”或“滑动变阻器断路”）；

（3）排除故障后，小宁看到电压表示数为 $2V$，此时小灯泡的功率　        　（选填“大于、“小于”或“等于”）额定功率，要使灯泡 $L$正常发光，滑动变阻器的滑片 $P$应向　   　（选填“ $A$”或“ $B$”）端移动，当灯正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是　    　 $W$。

（4）测出小灯泡额定功率后，该同学又把灯泡两端的电压调为额定电压的0.6倍，发现测得的实际功率并不等于其额定功率的0.36倍，请你帮他分析出现这种现象的主要原因是　         　；

（5）把上面电路中的小灯泡换成定值电阻，用这一电路还可以完成的实验有　      　（写出一个即可）。

小科想知道标有“ $3.8V$”字样的小灯泡正常工作时的电功率，于是连接了如图所示的实验电路。电源电压6伏恒定不变，滑动变阻器规格为“ $50\Omega 1A$”。

（1）请你用笔画线代替导线，将电路连接完整。

（2）正确连接电路，闭合开关，发现小灯泡不亮，小科观察到两电表的示数情况是　　，由此判断故障是小灯泡断路；

（3）排除故障后，小科进行了正确操作，观察到的现象和测得的数据如下：

实验次数	1	2	3	4	5
发光情况	很暗	较暗	较亮	亮	很亮
电压 $U/$伏	1	2	3	3.8	4.5
电流 $I/$安	0.2	0.22	0.25	0.30	0.34

由表中数据可得，小灯泡的额定功率是　　瓦；

（4）小科根据表中数据，计算了各次实验的灯丝电阻，分析后认为，闭合开关前灯丝的阻值小于5欧姆，小科的理由是　　。

某实验小组做“测量小灯泡电功率”的实验，电路如图甲所示，已知电源电压为 $3V$，小灯泡的额定电压为 $2.5V$。

（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片 $P$应置于　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$端，目的是　　。

（2）实验中，闭合开关，发现电压表指针反偏，其原因是　　。

（3）排除电路故障后，闭合开关，移动滑片 $P$到某位置时，电压表的示数为 $2.2V$，若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片 $P$向　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$端移动；当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，为　　 $A$，则小灯泡的额定功率为　　 $W$。

在探究小灯泡的电功率与哪些因素有关的实验中，小组同学猜想：小灯泡的电功率可能与电压、电流有关，于是他们设计了如下所示的三个电路图。

（1）你认为图　　电路可以研究小灯泡的电功率与电压的关系，理由是　　。

（2）小组同学经过分析讨论，选择正确的电路进行实验，得出了小灯泡的电功率与电压关系的正确实验结论。支持该结论的实验现象是　　。

学习了电功率后，小明利用如图1所示的电路图来探究小灯泡功率跟电阻的关系。 $L_1$规格为“ $2.5V0.25A$”、 $L_2$额定电压是 $4.5V$、 $L_3$额定电压是 $6V$，可调电压电源。图3是小灯泡 $L_2$和 $L_3$的 $I-U$图象。

（1）请根据图1所示电路图用笔画线代替导线将图2所示实物图补充完整。

（2）电路连接完成后，小明只闭合开关 $S_1$，发现电流表有示数，但小灯泡不发光，原因是　          。

（3）如表是实验中的相关数据。

实验次数	开关状态	电源电压	电流表示数	小灯泡电阻	小灯泡功率
1	只 $S_1$闭合	$U$	$0.25A$	$R_1=10\Omega$	$P_1=0.625W$
				$R_2=2\Omega$	$P_2=0.125W$
				$R_3$	$P_3=0.25W$
2	只 $S_1$、 $S_2$闭合	$2.5V$	$0.50A$	$R_3=5\Omega$	$P_3=1.25W$
3	只 $S_1$、 $S_3$闭合		$0.25A$	$R_1=10\Omega$	$P_1=0.625W$
4	$S_1$、 $S_2$、 $S_3$均闭合		$1.30A$	$R_2=4.55\Omega$	$P_2=1.375W$

第1次实验中电源电压 $U=$　　 $V$， $L_3$的阻值 $R_3=$　　 $\Omega$。

（4）分析表中数据可得出，规格不同的小灯泡消耗的实际功率跟电阻的关系是：

①　　；

②　　。

【拓展】完成实验后，老师告诉小明用一个稳压电源和一个滑动变阻器可以制作成一个可调电压电源。将自制的可调电压电源（稳压电源电压恒为 $6V)$、电流表、小灯泡 $L_3$和开关串联，如图4所示。将滑片置于阻值最大处，闭合开关，向左移动滑片，当滑片从 $A$点滑到最左端 $B$点时 $(A$、 $B$两点图中未标出），电流表示数变化了 $0.1A$，则 $R_{\mathit{AB}}=$　　 $\Omega$。

如图1所示，是小红做“测量额定电压为 $2.5V$小灯泡电功率”的实验电路。

（1）请用笔画线代替导线，将图1中的实验电路连接完整。

（2）闭合开关后，小红发现电流表和电压表均有示数但都很小，且小灯泡发光很暗，其原因是　                              　。

（3）根据实验测量的数据，绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化关系的图象，如图2所示。分析图象可知：小灯泡的额定功率是　       　 $W$。

（4）小红利用图象计算出了小灯泡在不同电压下的电阻，发现小灯泡在不同电压下电阻不同，出现这一现象的原因是　        　。

小兵同学通过实验测量灯泡 $L_1$ 、 $L_2$ 的额定功率， $L_1$ 、 $L_2$ 分别标有" $2.5V$ "和" $3.8V$ "字样，电源电压恒为 $6V$ ，电压表只有 $0~3V$ 量程可以用。

（1）如图甲所示，是小兵设计的测 $L_1$ 额定功率的实验电路图，请在图乙中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接（要求滑片向 $A$ 端移动灯泡变亮）。

（2）连好电路后，按实验规范操作，先把滑动变阻器的滑片 $P$ 移到 　　（选填" $A$ "或" $B$ " $)$ 端，然后闭合开关 $S$ ，小兵发现 $L_1$ 不发光，电流表有示数，电压表无示数，则电路的故障可能是 $L_1$ 　　（选填"断路"或"短路" $)$ 。

（3）排除故障后，按实验规范操作，刚闭合开关 $S$ 时，电压表示数为 $1V$ ，电流表示数如图丙所示，读数为 　　 $A$ ，滑动变阻器的最大阻值为 　　 $\Omega$ ；调节滑片 $P$ 得到如表中的数据， $L_1$ 的额定功率为 　　 $W$ 。

实验次数	1	2	3
电压  $\left(V\right)$	1.0	2.5	2.8
电流（A）		0.30	0.32

（4）小兵在原电路中用 $L_2$ 替换 $L_1$ 开始测量 $L_2$ 的额定功率，按实验规范操作，刚闭合开关 $S$ 时，电压表示数为 $1.5V$ ，接着小兵发现该电路无法完成测量，于是设计了一个新方案：把电压表改接到滑动变阻器两端，只需调节滑片 $P$ 使电压表示数为 　　 $V$ ， $L_2$ 就会正常发光。

（5）小兵根据新方案连好电路，按实验规范操作，刚闭合开关 $S$ 时，发现电压表示数超过了量程，立即断开开关思考解决办法，请你对此说出一种合理的解决办法： 　　。

小华利用如图甲所示的电路测量额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率。

（1）请用笔画线代替导线，将图甲的实物图连接完整（要求滑动变阻器滑片向右移动时灯泡变亮）。

（2）小华在连接电路最后一根导线时灯泡立即发光，则她连接电路时存在的错误是 　        　。

（3）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 　        　W。实际测量时，电压表有示数时内部有微弱的电流通过，若考虑这个微弱电流的影响，则所测小灯泡的额定功率偏 　        　。

（4）小明想利用小华的实验器材测量一未知电阻R _x的阻值，发现电流表损坏，善于动脑的小明认真思考后，利用小华实验中小灯泡的额定电压U _额和测得的额定电流I _额，设计如图丙所示电路，测出R _x的阻值，请你帮助小明补全实验步骤。

①先闭合开关S、S ₁，调节滑动变阻器滑片使电压表示数为 　        　；

②再断开开关S ₁，闭合开关S ₂，保持滑动变阻器滑片位置不变，读出此时电压表示数为U；

③待测电阻R _x＝ 　        　（用所测物理量和已知物理量符号表示）

"圆梦"学习小组在"测量小灯泡的电功率"实验中，小灯泡额定电压为 。

（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整（导线不得交叉）。（其他接法合理即可）

（2）正确连接电路后，闭合开关，发现电流表指针不动。但用手按住开关，发现电流表指针摆动，出现这种现象的原因是 　　。

（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 　　 。

（4）小组的同学在实验中又测出了几组数据，请你帮他们设计一个实验记录表格。

用如图甲所示电路测量额定电压为 $2.5V$ 的小灯泡的电阻，根据实验数据绘制的小灯泡的 $I-U$ 图象如图乙所示。

（1）为保证实验顺利进行，应选用 　　（选填序号）滑动变阻器。

$A.$  "  $10\Omega 0.5A$ "

$B.$  "  $50\Omega 0.3A$ "

$C.$  "  $100\Omega 0.2A$ "

（2）用笔画线代替导线，将图甲所示电路补充完整。

（3）电路连接完整后闭合开关，小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，可能是小灯泡 　　。

（4）排除故障后进行实验，当滑动变阻器的滑片位于某一位置时，电流表示数如图丙所示，为测量小灯泡正常发光时的电阻，应将滑片向 　　（选填"左"或"右" $)$ 移动。

（5）由图象可知，小灯泡正常发光时的电阻为 　　 $\Omega$ ；额定功率为 　　 $W$ 。

（6）由图象可知，实验过程中小灯泡的电阻是逐渐变大的，滑动变阻器接入电路的电阻是逐渐变小的，则小灯泡电阻的变化量△ $R_L$ 　　（选填"大于"、"小于"或"等于" $)$ 滑动变阻器电阻的变化量△ $R$ 。

在研究导体电阻与哪些因素有关的实验中，小明采用了图中所示的电路。闭合开关，夹子 $P$向左滑动时，电阻丝连入电路的长度变长，观察到电流表示数变小，灯的亮度变暗。小明在得出导体电阻与长度关系的同时，还得出”灯泡的亮度由电流大小决定“的结论。

（1）你认为小明关于灯泡的亮度由电流大小决定的结论是　的。

（2）小丽用 $L_1$ “ $6V3W$ “和 $L_2$” $6V2W$ “的两个小灯泡及 $6V$的电源等器材，设计如下实验来验证小明的结论是否正确，请你帮她将实验步骤填写完整：

①将两个小灯泡串联，接到 $6V$的电路中，则通过两灯的电流　　；灯　　两端的电压较大；可观察到灯　　较亮；

②将两个小灯泡并联，接到 $6V$的电路中，则两灯两端的电压　　；通过灯　　的电流较大，可观察到灯　　较亮。

（3）由以上实验可以得出灯泡的亮度由　　决定。

张玲和李影同学在进行“测量小灯泡额定功率”的实验中，现有器材：额定电压为 $3.8V$的小灯泡（电阻约为 $20\Omega )2$个，电压约为 $12V$的电源1个，电流表、电压表、开关各1个，规格分别为“ $20\Omega$， $1A$”和“ $50\Omega$， $0.5A$”的滑动变阻器各1个，导线若干。

（1）实验中应选择规格为“　　”的滑动变阻器。

（2）图甲中已经连接了部分电路，请用笔画线代替导线，将电路连接完整。

（3）张玲闭合开关，并适当移动滑片，小灯泡被烧坏，此时电压表示数约为　　 $V$，分析后又向老师借用了一个定值电阻，请你判断定值电阻应　　联在电路中、其目的是　　。

（4）重新连好电路后，再次闭合开关，移动滑动变阻器到某一位置时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则电流表的示数为　　 $A$，小灯泡的额定功率是　　 $W$

在“测量小灯泡电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为 $2.5V$，正常发光时的电阻为 $10\Omega$，有两个规格为“ $10\Omega 1A$”、“ $50\Omega 2A$”的滑动变阻器，电源电压为 $6V$．

（1）本实验中应选择规格为　          　的滑动变阻器。

（2）将图甲中的实物电路连接完整，并在图乙的线框内画出电路图。

（3）移动滑动变阻器的滑片 $P$在某一位置时电流表示数如图丙所示为　      　 $A$，此时小灯泡的电功率　        　（选填“大于”或“小于”）额定功率。

（4）用图甲所示的实验电路也可以测量电阻，若考虑电压表的分流作用，那么测量值要比真实值　        　（选填“大”或“小”）