初中物理电功和电功率实验题

小明利用如图甲所示电路测定小灯泡的功率。被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω左右。实验室有如下器材：电源（电压为6V）、电流表（0～0.6A  0～3A）、电压表（0～3V 0～15V）、开关各一个、导线若干、滑动变阻器三只：R₁（20Ω 0.5A）、R₂（50Ω 0.5A）、R₃（500Ω 1A）。

（1）实验前在检查仪器时，发现电流表指针如图乙所示，则接下来的操作是__________________。正确连接电路闭合开关后，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，灯泡都不亮，电压表示数接近6V，电流表示数几乎为0，电路的故障可能是                                              （2）排除电路故障后，闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，多次测量，小明画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像（如图丙），则小灯泡的额定功率为_______W。在多次测量中，小明还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比             。（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（3）小明又取了一个规格、型号完全相同的旧灯泡进行实验，发现在额定电压下工作时，灯泡亮度明显偏暗，小明仔细观察，发现这只灯泡的玻璃内壁变黑。灯泡亮度偏暗的原因是灯丝发光时发生____________（选填物态变化名称）而变细，消耗的实际功率变______的缘故（选填“大、小）。
（4）灯泡的功率测量完毕，小明用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻更换电路中的灯泡，探究电流跟电阻的关系，得到如图丁所示的电流I随电阻R变化的图像，则小明应选用滑动变阻器_______（选填“R₁”、“R₂”或“R₃”）。若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为14Ω，则所选定值电阻的阻值为             。

小明晚上看书时发现最近家里的电灯老是忽明忽暗．根据所学电学知识，小明对这种现象的原因作了一个初步的分析．并从实验室选择了如图所示器材．想通过实验模拟出电灯忽明忽暗现象来探究其中原因．

（1）小明设计了如图1所示电路图．请你用笔画线代替导线完成图2的电路连接；
（2）闭合开关后，小明将滑动变阻器的滑片向右滑动．电压表示数逐渐变______，小灯泡亮度逐渐变______；再向左移动滑片时，电压表示数逐渐变______，小灯泡亮又逐渐变______．
(3)反复左右移动滑动变阻器的滑片，即可观察到小灯泡的忽明忽暗现象．由此小明得出了这样的结论：“电灯忽明忽暗可能是由于______不稳定造成的”．

为测量某本书中一张纸的厚度，有位同学这样做：先测出整本书的厚度，记为1.78cm，然后翻到书的最后一页，记下页码为356，于是他算得每张纸得厚度为：1.78cm/356="0.005" cm。
（1）他存在的主要问题是：                                        (2分)
（2）这种测量的思路还可以用在哪些地方？
请举一例：                                                    (2分)

为了探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关，设计了如图1所示实验，三只完全相同的烧瓶中盛有等质量的煤油，瓶塞上各插 1 根玻璃管，瓶内各装 1 根电阻丝。已知电阻丝R_甲 > R_乙，R_乙=R_丙 。

(1)实验中可以通过     来判断电流产生热量的多少。
(2)为了探究产生的热量与电阻的关系，应选择的电阻丝为       。
(3)闭合开关后，在相同的通电时间内，产热最少的电阻丝是      。
(4)利用图2装置也可探究电流通过导体时产生热量与       的关系，当通过R₁的电流是2A时，10s内电流通过R₁产生的热量是       J。

在“测量定值电阻阻值”和“测量小灯泡电功率”的实验中：

（1）小玉正确连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某一位置时，观察到电流表示数为0.2A，电压表示数如图甲所示，则定值电阻阻值为          Ω。
（2）小玉仅把这一次实验测得的阻值作为最后的结果，你认为合适吗?        ，理由是         。
（3）测出电阻后，小玉将电路中的定值电阻换成了一个额定电压为2.5V的小灯泡，测量小灯泡的电功率，图乙是小玉重新连接的不完整的电路，请你用笔代替导线将实物电路连接完整。（要求：滑片P向右移动时，小灯泡变亮）
（4）闭合开关后，调节滑动变阻器滑片P，使电压表示数为       V时，小灯泡正常发光，如果此时电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是       W。
（5）另一实验小组同学，按正确方法完成实验后，分别绘制了“定值电阻”和“小灯泡”的U—I图像如丁图所示，则表示“定值电阻”的U—I图像的是         (填“甲”或“乙”)，这样判断的依据是                     。

为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，王军设计了如图所示的甲、乙两种装置，他将两段阻值不同的电阻丝（R₁<R₂）分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与相同的气球相连，两次实验电源电压相同．

（1）在这个实验中，电流产生的热量多少是通过         体现出来的，像这种用能直接观测的量来显示不容易直接观测量的方法叫“转换法”，这种方法在物理学研究中经常用到，请举一例：            ；
（2）甲装置可探究电流产生的热量与            的关系；
（3）在装置甲、乙两次实验中，通过比较相同时间里气球B与D的变化情况可探究电流产生的热量与        的关系；
（4）在甲、乙两装置同时实验，在相同的通电时间里，与气球     （填气球字母标号）相通的电阻丝产生热量最多；
（5）教材上的实验装置如图丙所示（烧瓶与甲、乙中的相同）．比较甲乙和丙图所示的两种不同的实验装置，你认为较好的装置是    ，理由是：              ．

小明同学设计了一个演示实验：在磨砂玻璃下放一张投影片，再放在投影仪上，无论怎样调节也看不到投影片清晰的像，这是由于光在磨砂玻璃上发生了     ．当在磨砂玻璃上加些水，磨砂玻璃又变得透明，这时在屏幕上可以看见一个     像．由于水不断     ，像又慢慢变模糊了，这一过程中水要     热．这个演示实验实现了由     向看得见的光现象的转化．

小明和小红想利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。三个烧瓶中所盛煤油的质量相等，三瓶煤油中都各自浸泡着一段金属丝，烧瓶A中的金属丝是铜丝，电阻为R₁，烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝，电阻为R₂，烧瓶C中的金属丝是锰铜合金丝，电阻为R₃，温度计显示煤油的温度。

(1)实验中通过观察           来比较电流产生的热量的多少。
(2)为了便于比较三种电阻丝通过电流后产生的热量的多少，A、B、C三瓶中应装入质量相等和                相同的煤油。
(3)这三个电阻R₁、R₂和R₃阻值应该       。（选填“相等”或“不相等”）
(4)若R₃>R₂>R₁，闭合开关后，小明和小红发现C烧瓶中温度计的示数升高的最快，B烧瓶中温度计的示数升高的较快，A烧瓶中温度计的示数升高的最慢。这表明：在      和通电时间相同的情况下，                                      。

小军要测量小灯泡的额定功率。实验桌上备有如下器材：电源、额定电压U₀=3.5V的小灯泡L、滑动变阻器、已调零的电流表和电压表、开关，导线若干。他设计了如图甲所示的电路进行实验。

(1)请补充操作步骤：闭合开关S，调节滑动变阻器，使          ；此时电流表的示数如图16乙所示，电流为        A。
(2)小灯泡的额定功率P＝           W。

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)请你用笔画线代替导线，将圈中的实物电路连接完整；
(2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应位于  （选填“A”或“B”）端，这样做能对电路起   作用，在实验过程中滑动变阻器的另一个作用是    ；
(3)小刚合理地连接好电路，并按正确的顺序操作，闭合开关后灯不亮，聪明的小刚猜想：
A.可能灯丝断了
B.可能是变阻器开路
C．可能是小灯泡短路
请根据电表示数判断故障原因，并将与故障对应的电表示数填入下表：

(4)小叶同学闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图所示）为   V，若他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，使电压表的示数为   V；
(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。

如右图是小明探究电流产生的热量与哪些因素有关的装置：在两个相同的烧瓶中装有质量   （选填“相等”或“不等”）的    （选填“同种”或“不同”）液体，瓶中各放置一根电阻丝，且R_甲大于R_乙，这样的装置可以研究电流产生的热量与    的关系；实验中通过观察    来比较电阻丝发热量的多少；如果所用液体仅水或煤油，为使实验现象明显些，应选择    来进行实验。

以下是某班开展“制作模拟调光灯”综合实践活动的片断．根据题意回答或解决有关问题．
实验器材：学生电源（恒为6V）、规格为 “2.5V 0.25A"的小灯泡、规格为“20Ω  2A”
的滑动变阻器、电流表（量程0－0.6A）、电压表（量程0－3V）、开关和若干导线，另有各种规格的定值电阻可供任意选用（均标注电阻值和允许通过的最大电流值）．
制作要求：亮度可连续调节；在调光的整个过程中，灯两端的电压不超过2.5V．
思考与制作：（略）
交流与评价：

（1）小明实验桌上的情景如图（a）．不少同学认为，该调光灯不符合制作要求．请你指出不符合要求之处：                                            ；
（2）小华同学认为：可在小明的电路中再串联一只规格合适的定值电阻R₀（如图b）就能符合要求．根据题意和有关计算，可确定R₀的规格：                      ；
（3）小丽同学认为：可将电压表并联在灯泡两端，在调光过程中，当观察到          时，在变阻器上做标记或安装限位装置，以限定滑动变阻器滑片移动的范围；
（4）当灯泡都正常发光时，相同时间内，小明的电路消耗的电能为W₁，小华的电路消耗的电能为W₂，则W₁       W₂．（选填“＝”、“＜”或“＞”）

小丽做测量小灯泡电功率的实验（小灯泡标有“2.5V”字样）．
（1）如图所示，小丽所接的实验电路存在连接错误，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确．请你在应改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法．

电压表的示数U/V	电流表的示数 I/A	小电灯的功率 P/W
2.0	0.20
2.5	0.22
3.0	0.25

（2）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数．接下来应进行的操作是       ．
A．更换小灯泡
B．检查电路是否断路
C．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
（3）小丽同学闭合开关，从大到小调节滑动变阻器的阻值，并将正确操作下的电压表和电流表的示数填入上表．
①通过上表数据，可算得小灯泡的额定功率为       W，还可得出关于灯丝电阻的结论是：                       ；
②将两个这样的相同规格的小灯泡串联后直接接在4V电源的两端，两灯消粍的总功率为
       W．

小明选取了如图所示的实验器材，探究电流产生的热量与哪些因素有关．

（1）选取两个相同的玻璃瓶，装入相同质量煤油并插上温度计的目的是______________．
（2）为了探究电流产生的热量与电流大小的关系，他连接了如图甲所示的电路．若要能完成探究，除了图中已有的器材外，必须添加的器材是______________（选填“天平”或“秒表”）．
（3）为了探究电流产生的热量与电阻大小的关系，他连接了如图乙所示的电路，他这样做目的是为了控制_________、_________相等．

小华测量小灯泡功率的实验，所用小灯泡的额定电压为2.5V。

（1）小华连接的电路如图甲所示，其中有一根导线连接不规范，导致开关没有闭合时__________表就有读数。请在这根导线上打“×”，并用笔画线代替导线，将其改正。
（2）实验中测出小灯泡在U=2.0V时的功率后，要测量其额定功率，应向__     __（左/右）移动滑动变阻器的滑片。当电压表示数达到额定电压时，电流表示数如图乙所示，其值为______A，则小灯泡的额定功率为______W。
（3）测量结束后，应断开开关，先拆除______两端的导线，再拆除其他导线。
（4）实验时某小组学生发现电流表损坏，他们想设计一个不用电流表测定该小灯泡额定功率的实验．于是向老师要了一个阻值为R₀的定值电阻（阻值适当）和一个单刀双掷开关，借助原有的实验器材，设计了如图丙所示的实验，顺利完成了实验．
①简述实验步骤：（用相应的字母表示测出的物理量）
②写出灯泡额定功率的表达式P_额＝__________（用已知量和测量量表示）