初中物理电功和电功率实验题

在用伏安法测量标有“ $2.5V$”灯泡额定功率的实验中，小明发现电流表损坏，其他元件完好。

（1）小明用已有的器材、 $5\Omega$的电阻 $R_0$和另一块电压表，设计了如图所示电路图。其中虚线框内的元件组合体相当于　　。

（2）小明进行了如下实验，请补充完整。

①连接好电路，将滑动变阻器连入电路的阻值调到　　。

②合上开关，移动滑片，使灯泡两端电压为　　 $V$。

③再读出 $R_0$两端的电压为 $1.5V$。

（3）若实验操作正确，则灯泡的额定功率为　　 $W$。

小琳想知道一只标明“ $220V40W$”白炽灯不发光时的灯丝电阻有多大，她设计了图甲所示电路原理图，并招来器材动手实验。

（1）按照如图甲所示连接电路，检查无误后闭合开关 $S$，调节滑动变阻器 $R$，电压表和电流表的示数分别如图乙、丙所示，此时灯丝电阻为　　 $\Omega$。

（2）小琳设想如果没有电压表，能否再找一只电流表和一个定值电阻来代替电压表，于是她设计了如图丁所示电路原理图 $(R_0$为阻值已知的定值电阻），连接电路并检查无误后闭合开关 $S$，调节滑动变阻器 $R$，当电流表示数分别为 $I_1$， $I_2$时，灯丝电阻 $R_L=$　　（用 $R_0$， $I_1$， $I_2$表示测量结果）。

（3）小琳用公式 $R=\frac{U^2}{P}$计算出灯泡正常发光时的电阻为 $1210\Omega$，比（1）中测量的电阻大得多，请你帮助小琳给出合理的解释　　。

（4）小琳根据图乙和丙的示数，计算了此时灯泡实际消耗的电功率与灯泡额定功率相差　　 $W$。

为测定“额定电压为 $3.8V$的小灯泡电功率”的实验中，电源电压保持不变。

（1）按图甲所示的电路图连接电路。实验时，若无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡始终不亮，但电压表有示数，电流表示数几乎为零，则故障的原因可能是　　（选填“电流表与导线”或“灯泡与灯座” $)$接触不良。

（2）故障排除后，闭合开关，变阻器滑片 $P$在某处时，电压表示数为 $3V$，电流表示数如图乙所示。若想测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片 $P$向　　端（选填“左”或“右” $)$移动。

（3）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为　　 $W$，

通电 $10\mathit{min}$小灯泡消耗的电能为　　 $J$。

（4）把这样的两个灯泡串联在电压为 $6V$的电路中，电路的总功率为　　 $W$。

在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，提供了如图的实验器材，其中 $R_1>R_2$

实验一：探究电流产生的热量与电阻的关系

（1）请按照图中的电路图将对应实物图连接完整；

（2）电路中电阻丝的连接方式是为了控制　　；电阻丝放出热量的多少，通过　　来进行判断；

（3）闭合开关，经过一定时间，用电阻丝 $R_1$加热的煤油温度升高了△ $t_1$，用电阻丝 $R_2$加热的煤油温度升高了△ $t_2$，那么△ $t_1$　　△ $t_2$（选填“大于”，“等于”或“小于“ $)$。

实验二：探究电流产生的热量与电流的关系

（4）闭合开关，移动滑动变阻器的滑动触头，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同。实验发现：用电阻丝 $R_1$（或 $R_2)$加热的煤油，温度升高量△ $t_1$’（或△ $t_2$’ $)$　　2△ $t_1$（或2△ $t_2)$（选填“大于”，“等于”或“小于” $)$，该实验说明电流产生的热量与电流　　正比例关系。

（5）你认为做这个实验产生误差的主要原因是　　。

测定额定电压是2.5伏小灯泡额定功率的实验，电路如图甲，电源电压为4伏。

（1）闭合开关，电压表指针如图乙所示，这时小灯泡两端电压是　　伏。

（2）图丙是根据实验记录数据画出的小灯泡 $U-I$曲线。由图可知，小灯泡的额定功率是　　瓦，小灯泡的电阻随两端电压的增大而　　。

（3）在某次调节中，滑动变阻器接入电路的阻值减小了△ $R_1$，小灯泡电阻变化了△ $R_2$，则△ $R_1$　　△ $R_2$（选填“大于”、“等于”或“小于” $)$，并说明理由。

小凯和小明为了弄清一个未知电阻的阻值，小凯将未知电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和电源连接成了如图甲所示的电路，小凯正准备闭合开关时，旁边的小明急忙拦住他，说线接错了。

①小是发现只要改接一根导线就可以连接正确，请你检查一下电路，指出改接的是　　（选填： $a$、 $b$、 $c$、 $d$、 $e$、 $f$、 $g)$

②故障排除后，电阻两端的电压表示数如图乙所示，其读数为　　 $V$．（保留两位小数）

③小凯在实验中通过调节滑动变阻器滑片，测出通过电阻 $R$的不同电流和对应的电压值，如下表所示：

$U/V$	0.5	1.0	1.6	1.9	2.5
$I/A$	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5

根据表中的数据在图丙中画出电阻 $R$的 $I-U$关系图象。

④由③中图象求出该电阻的阻值为　　 $\Omega$．（保留一位小数）

⑤将图甲所示电路改成如图丁所示电路，电源电压保持不变，已知 $R_1:R_2:R_3=2:1:1$，测得开关 $S$断开时 $R_2$中的电流为 $I$，消耗功率为 $P$；则开关 $S$闭合后， $R_1$中的电流值为　　 $I$， $R_3$消耗的功率为　　。

如图所示，旺姆在“测量小灯泡的电功率”的实验中（小灯泡的额定电压为 $2.5V)$。

（1）电路连接时，开关闭合前滑动变阻器的滑片 $P$应滑到　　（填“ $A$”或“ $B$” $)$端。

（2）图甲是未连接好的实验电路，请你用笔画线代替导线将它连接完整。

（3）连接好电路后，闭合开关，移动滑片 $P$发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则故障原因可能是小灯泡　　（选填“短路”或“断路” $)$。

（4）排除故障后，移动变阻器的滑片 $P$，当电压表的示数为 $2.5V$时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡正常工作的电流是　　 $A$，小灯泡的额定功率是　　 $W$。

（5）根据测出的数据，旺姆画出了小灯泡的电流与电压的关系图象，如图丙所示，图线是弯曲的主要原因是温度升高、灯丝电阻　　（填“增大”或“减小” $)$。

小王用如图甲所示的实验装置测量额定电压为2.5V的小灯泡电功率时，电源电压为3V，若所用器材均能满足实验需要。

（1）用笔画线菩代导线，将实物电路连接完整：

（2）连接电路时，开关要 　   　（选填“断开”或“闭合”）；滑动变阻器滑片应该移到连入电路阻值 　   　位置；

（3）实验过程中，当电压表示数为2.5V时小灯泡正常发光，由图乙可知，此时电流表的示数为 　   　A，小灯泡正常发光时的电阻为 　   　Ω，小灯泡的额定功率为 　   　W；

（4）小王受此实验启发，想测定电动自行车上用作照明的LED（发光二极管）额定功率。在老师的帮助下通过实验得到该LED的I﹣U图象如图丙所示。由图象可知LED灯的电阻随电压的增大而 　   　（选填“增大、“不变”或“减小”）。查阅资料知道该LED的额定电压为3V，结合图象可得该LED的额定功率为 　   　W。

小芳在测量标有电压为 $2.5V$的小灯泡电阻的实验中，已知电源电压为 $4.5V$，电路图如图1所示：

（1）请根据电路图，将图2实物图连线补充完整。

（2）小芳闭合开关，发现小灯泡很暗，电压表和电流表均有示数，但无论如何移动滑动变阻器滑片，小灯泡亮度、电压表和电流表示数均不发生变化，请分析其原因：　　。

（3）故障排除后，小芳移动滑动变阻器，分别记录电压表、电流表示数，并描绘出灯泡 $L$的 $I-U$图象，如图3中甲所示，则小灯泡正常发光时的电阻为　　 $\Omega$．小芳还发现灯丝的电阻随温度的升高而　　 $($ “增大”、“减小”或“不变” $)$。

（4）如果将该小灯泡与图中乙所示电阻串联起来，接在 $4.5V$的电路中，则它们的总功率为　　 $W$。

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　　 $W$