初中物理电功和电功率实验题

小明同学为了探究小灯泡亮度与实际功率的关系，设计了如图甲所示的实验电路，小灯泡标有" $2.5V$ "的字样。

（1）图甲是小明连接的实验电路，同组的小红同学发现图中有一根导线连接错误，请你在这根导线上打" $\times$ "，并在图中改正。

（2）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，而电流表有示数，电压表没有示数，则可能的故障是 　　。

（3）排除故障后继续实验，小明进行了4次测量，并将有关数据及现象记录在如下表格中。当电压表示数为 $1.7V$ 时，电流表示数如图乙所示，请根据电流表的示数把表格补充完整。

实验序号	电压 $U/V$	电流 $I/A$	电阻 $R/\Omega$	电功率 $P/W$	灯泡的亮度
1	0.5	0.16	3.1	0.08	不亮
2	1.7				较暗
3	2.5	0.28	8.9	0.70	正常
4	3.0	0.30	10.0	0.90	很亮

（4）根据实验目的分析实验数据及现象，可得出的结论是 　　。

（5）实验中小灯泡的电阻变化的原因是 　　。

（6）此实验中将小灯泡换成 $5\Omega$ 、 $10\Omega$ 、 $15\Omega$ 的定值电阻还能完成的探究实验是 　　。

小灯泡上标有" $2.5V$ "字样，现在要测量它的额定功率。

（1）请你设计并在方框内画出该实验电路图。

（2）按电路图连接实物时，开关应 　　，滑动变阻器的滑片滑到 　　处，起到保护电路的作用。

（3）当电压表示数为 $2.5V$ 时，电流表的示数如图所示，则小灯泡的额定功率 $P_{额}=$ 　　 $W$ 。

在测量额定电压为 $\mathbf{3}\mathbf{.}\mathbf{8}\mathit{V}$ 的小灯泡电功率实验中，小明同学连接了如图甲所示的电路（电源电压 $\mathbf{4}\mathbf{.}\mathbf{5}\mathit{V}$ 保持不变，电路元件完好，接线柱接线牢固）。

（1）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，电流表的示数将 　 　，电压表的示数将 　　（两空均选填"变化"或"不变"）。

（2）检查电路发现一处错误，指出连接错误的导线是 　　（填" $\mathit{a}$ "、" $\mathit{b}$ "、" $\mathit{c}$ "或" $\mathit{d}$ "）。

（3）排除故障后，继续实验，分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制了如图乙所示的 $\mathit{I}\mathbf{-}\mathit{U}$ 图象。某次实验时电流表示数如图丙所示，电流表的示数为 　　 $\mathit{A}$ ，此时小灯泡的电阻是 　　 $\mathit{\Omega }$ ；当小灯泡正常发光时，它的额定功率是 　　 $\mathit{W}$ 。

（4）若实验过程中电压表的大量程损坏，在不添加任何器材的情况下，请你在答题卡中的方框内设计能测量小灯泡额定功率的实验电路图。

某同学用如图甲电路测定小灯泡的电功率，电源电压为 $6V$ ，小灯泡标有" $2.5V$ "字样（灯丝电阻约为 $10\Omega )$ ，有以下两种规格的滑动变阻器可选用： $A$ ．" $50\Omega 2A$ " $B$ ．" $10\Omega 1A$ "。

（1）应选用滑动变阻器 　　 $(A/B)$ 。

（2）连接好电路，闭合开关后发现小灯泡比正常工作时亮，他想到自己在开关闭合前遗漏了一个步骤，立即断开开关。遗漏的步骤是 　　。

（3）改正错误后，闭合开关小灯泡不亮，电流表和电压表指针都有较小的偏转，则小灯泡不亮的原因是 　　。

$A$ ．小灯泡烧坏    $B$ ．小灯泡短路 $C$ ．小灯泡的实际功率太小

（4）排除故障后，闭合开关，移动滑片，发现电压表的示数如图乙所示，其读数是 　　 $V$ ；为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向 　　端移动（左 $/$ 右）。

（5）调节滑动变阻器，当小灯泡正常发光时，电流表的示数为 $0.25A$ ，小灯泡的额定功率是 　　 $W$ 。

小明用两节干电池测小灯泡的功率，电路如图甲所示，小灯泡额定电压为2.5V，滑动变阻器规格为"20Ω 2A"。

（1）在图甲中，用笔画线代替导线将电路连接完整。

（2）连接电路时，开关必须 　　，滑动变阻器的滑片应移到最 　　（左/右）端。

（3）当电压表的示数达到2V时，电流表的示数如图乙所示，其读数为 　　A，此时，灯泡的功率为 　　W，为使灯泡正常发光，应将滑片向 　　（左/右）移动。

（4）当电压表示数达到2.5V时，无论怎么调节变阻器滑片都无法使电压表示数变大。为了用该灯泡继续完成实验，你的做法是 　　。

（5）解决了（4）中问题后，测出电压略大于2.5V时的灯泡功率。为比较灯泡在不同电压下的功率关系， 　　（需要/不需要）重新测量前两次实验数据。

两只铭牌模糊的小灯泡L ₁、L ₂，仅能看清分别标有"0.3A"和"0.5A"字样。

（1）图甲是小明测量小灯泡L ₁额定功率时连接的实物图；

①图中有一根线连接错误，请在这根线上打"×"，并在图中改正；

②闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应位于 　　（选填"A"或"B"）端；

③闭合开关，电流表示数为0.1A，移动滑片P，通过观察 　　表的示数来判断小灯泡是否正常发光，小灯泡正常发光时，电压表的示数如图乙所示，则小灯泡L ₁的额定功率为 　　W。

（2）小华利用图丙所示的电路测出了小灯泡L ₂的额定功率，请在虚线框内补上小灯泡、电压表和定值电阻R（阻值已知）这三个元件的符号，使电路完整，实验操作方便。

小明同学在"测量小灯泡电功率"的实验中，已知电源电压是 $\mathbf{6}\mathit{V}$ ，小灯泡的额定电压是 $\mathbf{3}\mathbf{.}\mathbf{8}\mathit{V}$ ，电阻约为 $\mathbf{8}\mathit{\Omega }$ ．

（1）请你用笔画线代替导线帮他将图甲中的实物图连接完整。

（2）正确连接电路后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该置于 　　（选填" $\mathit{A}$ "或" $\mathit{B}$ " $\mathrm{}\mathbf{)}$ 端。

（3）小明同学调节滑动变阻器，进行了几次实验，得到部分 $\mathit{U}$ 和 $\mathit{I}$ 的数据如下表所示：

实验次数	1	2	3	4	5
$\mathit{U}\mathbf{/}\mathit{V}$	1.00	2.00	3.00	3.80	4.20
$\mathit{I}\mathbf{/}\mathit{A}$	0.20	0.40	0.47		0.51
灯泡亮度	不亮	很暗	偏暗	正常	很亮

灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则灯泡的额定功率为 　　 $\mathit{W}$ 。

（4）小明同学在对数据进行分析时发现：小灯泡灯丝电阻随电压的增大而 　　（选填："增大"或"减小"、"不变" $\mathbf{)}$ 。在第1次实验中，小灯泡不亮的原因是 　　。

（5）当小明同学继续调节滑动变阻器测量时，把灯丝烧断了（其余元件完好），则此时电压表示数约为 　　 $\mathit{V}$ 。

（6）小明同学在实验室借了甲：" $\mathbf{10}\mathit{\Omega }$ $\mathbf{1}\mathbf{.}\mathbf{5}\mathit{A}$ "、乙：" $\mathbf{20}\mathit{\Omega }$ $\mathbf{1}\mathbf{.}\mathbf{2}\mathit{A}$ "和丙：" $\mathbf{30}\mathit{\Omega }$ $\mathbf{1}\mathit{A}$ "三个滑动变阻器，你认为他完成上表实验所使用的滑动变阻器是： 　　（选填："甲"或"乙"、"丙" $\mathbf{)}$ ，理由是： 　　。

小宁测量小灯泡的电功率，已知小灯泡的额定电压为 $2.5V$ ．电源电压为 $4.5V$ 。

（1）小宁连接了如图甲所示的电路，闭合开关后会出现 　　。

$A$ ．小灯泡发光 $B$ ．电压表有示数 $C$ ．电流表有示数 $D$ ．电压表无示数

（2）小宁改正错误后将电路重新连接，闭合开关，看到小灯泡非常亮，随后灯泡熄灭，小宁仔细观察小灯泡，发现灯丝烧断。小宁在操作过程中的不当之处是 　　。

（3）小宁解决问题后，完成实验。记录的数据如表所示，小宁对实验数据进行了计算分析发现，当小灯泡两端的电压增大时，通过它的电流增大，小灯泡消耗的电功率增大，灯泡的亮度越亮，这说明灯泡的亮度取决于它的 　　（填"额定功率"或"实际功率" $)$ ；小宁根据实验数据又绘制了小灯泡的 $I-U$ 图象（如图乙所示），根据图象，得出小灯泡的额定功率是 　　 $W$ ；小宁发现图象是曲线，原因是 　　。

次数	电压 $U/V$	电流 $I/A$	电功率 $P/W$	灯泡亮度
1	1.5	0.18	0.27	发光较暗
2	2.5			正常发光
3	3.0	0.28	0.84	发光很亮

实验室购买了一批规格为" $2.5V0.8W$ "的小灯泡，小明同学利用其中一只小灯泡做测量电功率的实验，他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）请你用笔画线代替导线，将图乙所示的实物电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变暗，连接导线不能交叉）。

（2）小明调节滑动变阻器的滑片得到了三组电压和电流的数据，填入他自己设计的表格。

次数	电压 $U/V$	电流 $I/A$	电功率 $P/W$	平均电功率 $P\text{'}/W$
1	2	0.34
2	2.5	0.4
3	3	0.44

Ⅰ请指出这个表格设计不合理的地方 　　。

Ⅱ小明操作规范读数正确，根据表中数据，当小灯泡两端电压为 $2.5V$ 时，求得小灯泡的电功率为 　　 $W$ ，故小明认为该小灯泡不合格，他判断的理由是 　　。

Ⅲ假如生产这种小灯泡钨丝的粗细是一定的，则这个小灯泡不合格的原因是钨丝的长度 　　（选填"大于"或"小于" $)$ 合格产品小灯泡钨丝的长度。

（3）小明还想探究电流与电阻的关系，于是将甲图中的小灯泡换成电阻，当电阻阻值是 $2\Omega$ 时，电流表示数为 $1A$ ；要使电流表示数是 $0.5A$ ，应将 $2\Omega$ 的电阻更换为 　　 $\Omega$ 的电阻；多次测量后作出的 $I-R$ 图象是图中的 　　。

"测量小灯泡的电功率"的电路如所示，已知小灯泡的额定电压为 $3.8V$ ，电源为三节干电池。

（1）用笔画线表示导线，根据电路图（图甲）将实物图（图丙）连接起来。

（2）正确连好电路后，闭合开关 $S$ ，灯 $L$ 不发光，电压表有示数，电流表无示数，则故障的原因可能是 　小灯泡断路　。

（3）排出故障后进行实验，测得三种实验数据，请你分析实验记录数据和现象，回答问题。

次数 物理量	1	2	3
电压 $U$	2.0	3.8	4.5
电流 $I$	0.26		0.32
亮度	逐渐增大
电功率 $P/W$

①当电压表示数为 $3.8V$ 时，电流表示数如图乙所示，此时通过小灯泡灯丝的电流为 　　 $A$ ．小灯泡消耗的电功率是 　　 $W$ 。

②请写出此实验记录表格设计存在的不足之处： 　　。

③经多次测量和计算比较，我们发现小灯泡两端的电压与对应电流的比值并不是一个定值，而是变化的，其可能的原因是 　　。

如图甲所示，两个透明容器中封闭着等量的空气，将两个容器中的电阻丝和串联接到电源两端，将容器外部的电阻丝和并联。

（1）图甲的装置是探究电流通过导体产生的热量与　　的关系，电阻丝的作用是使通过电阻丝和的电流　　。

（2）如图乙所示，某小组在实验中观擦到左侧形管中液面很快出现高度差，右侧形管中液面高度差为零，原因是电阻丝　　断路。

在"测量小灯泡的电功率"实验中，小灯泡额定电压为 $2.5V$ （电阻值约为 $5\Omega )$ 。

（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。

（2）连接好电路后闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则出现故障的原因是 　　（选填"小灯泡断路"或"小灯泡短路" $)$ 。

（3）故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片 $P$ 到某处时，电压表示数为 $2V$ ，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑片 $P$ 向 　　（选填"左"或"右" $)$ 端移动，使电压表示数为 $2.5V$ ，此时电流表指针位置如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 　　 $W$ 。

（4）若此实验中电流表坏了，为了测出小灯泡的额定功率，小组同学们增加了一个 $R_0=5\Omega$ 的定值电阻，设计了如图丙所示的电路和如下实验方案：

①调节滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压；

②保持滑片位置不变，只将电压表 $a$ 点该接到 $c$ 点，测出定值电阻 $R_0$ 两端的电压 $U_0$ ，通过计算就可得到小灯泡的额定功率。

请你指出该设计方案中存在的问题： 　　。

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      ，电流表的量程应选      A．
（2）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整．
（3）闭合开关前，图1中滑动变阻器的滑片P应位于      （选填“A”或“B”）端．
（4）小叶同学闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图2所示）为      V若他想测量小灯泡的额定功率，应将图1中滑片P向      （选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V．
（5）小向同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图3所示的，I﹣U图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是      W．
（6）小勇同学在实验中连接好电路，闭合开关，移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是      （写出一种即可）．

水果含有果酸．如图所示在水果中插入两片不同金属制成的极板，就组成了一个水果电池．某科学兴趣小组对影响水果电池电压大小的因素进行了实验研究．
（1）在水果中插入不同金属制成的极板，并保持两块极板之间的距离、极板与水果的接触面积不变，用电压表直接测量两块极板之间的电压，结果如下表：

	铁﹣﹣锌	铁﹣﹣铜	铜﹣﹣锌
苹果	0.55伏	0.60伏	0.95伏
梨	0.40伏	0.50伏	0.90伏
菠萝	0.50伏	0.55伏	1.00伏
橙	0.70伏	0.78伏	1.05伏

①画出这个实验的电路图；
②分析实验数据可以得出：在上述条件下，从金属活动性顺序看，所选用的两块极板材料之间的      越大，水果电池的电压越大；并且水果电池的电压还与      有关；
（2）若该小组的同学选用一只橙子并用铜一锌做极板，研究水果电池的电压跟极板与水果的接触面积之间的关系时，应控制      不变；
（3）关于影响水果电池电压大小的因素，你还可以研究的问题是      ．（写出一个）

物理课上，老师拿来一电热毯，铭牌上标有“220V XXW”的字样，其中额定功率值不清，估计在40W﹣60W之间，老师请同学们通过实验测出电热毯的额定功率值，老师准备的材料有：一个蓄电池（电压为6V），三个开关，导线若干，另外，老师还提供选择的以下器材．
A．电流表（量程：0～0.6A，0～3A）．
B．电压表V（量程：0～3V，0～15V档已损坏）．
C．定值电阻R₁（阻值：20Ω）．
D．定值电阻R₂（阻值：500Ω）．
E．滑动变阻器R_P1（阻值：0～50Ω）．
F．滑动变阻器R_P2（阻值：0～3000Ω）．
请你帮助同学们设计一个实验方案，测出电热毯的额定功率值（电路不可重组，不计温度对电阻的影响），要求：
（1）为测出电热毯的额定功率，除了选择蓄电池、开关及导线外，还应选择的实验器材有      （填写器材前面的字母序号）
（2）请在虚线框内画出你所设计的实验电路图．
（3）根据你所设计的电路，写出主要实验步骤和需测量的物理量．
（4）写出额定功率P的数学表达式．（用已知量和测量量表示）