初中物理电功和电功率实验题

在“测定小灯泡的功率”的实验中，小明同学设计的电路如图甲所示，他选用的小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为8Ω，电源为两节干电池。


（1）请用笔画线代替导线，按照甲所示的电路图，将图乙的实物电路连接完整（连线不得交叉，正确选用电表的量程）
（2）正确连好电路后，闭合开关前应把滑动变阻器滑片的位置调到　　　　　（填写“最左边”或“最右边”）　
（3）连好电路后，闭合开关S，小明发现灯泡不发光，电流表的示数为零，电压表的示数为3V，产生故障的原因可能是下列的哪几种情况　　　　。（填写序号）
A小灯泡短路　　　　
B小灯泡的灯丝断了
C小灯泡的灯座接触不良
D电压表的正、负接线柱接反
（4）排除故障后，调节滑动变阻器使小灯泡的额定电压下正常发光时，电流表的示数位置如图丙所示，则灯泡的额定功率为　　　　　W。

小明和小红各自进行“测定小灯泡正常发光时的功率和电阻”的实验。实验中使用的小灯泡均标有“2.5V”字样，所用电源和滑动变阻器相同。
(1)小明按图（a）正确连接电路，并将变阻器的滑片移至最右端。闭合开关后，三个电表的示数如图（b）、（c）、（d）所示，则他们所用的电源电压为        V。滑动变阻器的最大阻值是        Ω。

(2)接着小明移动变阻器的滑片，当小灯泡正常发光时，观察到滑片恰好在变阻器的中点上，则小灯泡额定功率为多少？，正常发光时的电阻约为多少？（写出计算过程，保留一位小数）
(3)小红连接电路时只用了图（a）中的V₁，没有使用V₂，连接的实物图如右图所示。闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡      ；经检查，是由于一根导线连接错误。请你在实物图中将连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线。

为粗略测算电热器的功率，甲乙两小组的同学提出了一个实验的原理设想：利用如图所示的电热器对水进行加热，测量相关的数据，计算出水吸收的热量，如果忽略掉热损失，就可以粗略地认为电热器消耗的电能等于水吸收的热量，然后再计算电功率。根据这个思路，他们将电热器放入一塑料杯里（杯外还包装有泡沫塑料），杯内装有水。甲、乙两组同学分别使用两个不同的电热器，以及质量不同的水进行实验。表1、表2分别是甲、乙两个小组的实验数据。（已知水的比热容C）

表1   水的质量m=400g （甲组数据）
时间( t )/min	0	1	2	3	4	5	6	7	8
温度( T )/℃	70	76	82	89	94	100	100	100	100
表2   水的质量m=350g   （乙组数据）
时间( t )/s	0	30	60	90	120	150	180	210	240
温度( T )/℃	22	26	30	33	37	40	43	46	48

（1）实验前，同学们对两加热器的发热丝进行了观察比较，发现它们的材料和长度相同，
于是他们马上判断出两电热丝的阻值不相同，其判断的依据应该是           。
（2）这个实验方案的计算原理是P=               （物理量符号参照数据表所示）
（3）要计算电功率，甲小组处理数据时，只选择了前六个数据，其原因是若计算加热时间取“8min”，则其测量值比真实值偏       （选填“大”或“小”），而造成这个偏差的原因是           （选填“实验误差”或“数据处理错误”）。
（4）合理处理数据后，他们对比了老师给的电热器铭牌数据，发现误差比较小的是 组，原因是                                                。

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

⑴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___________________________；实验中电流产生的热量的多少是通过＿＿＿＿＿＿＿＿＿来反映的（选填“温度计升高的示数”或“加热时间”）。
⑵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。
⑶要利用此装置来探究电热与电流的关系，你还需要的操作是_________________________ _________________________________________________________________。
⑷将此装置改装后可测量煤油的比热容，如图乙所示．测量时，分别向两个相同的烧瓶中加入初温均为t₀质量相等的水和煤油，通电一段时间后，分别读出温度计的示数为t_水、t_煤油，请写出煤油比热容的表达c_煤油=________________（已知水的比热容为c_水）。

在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡标有“2.5V”字样，电源由两节新干电池组成，灯泡电阻约为10Ω，滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样．
⑴小芳设计的实验电路图如图甲所示，按照电路图连接的实物图如图乙所示，图乙中有一处明显错误是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿．

⑵改正错误后，经检查电路连接无误．实验过程中，当灯泡两端电压为2.5V时，电流表的指针位置如图丙所示，则电流表的示数为＿＿＿A．

实验 次数	灯泡两端 电压/V	通过灯泡 电流/A	灯泡 亮度	灯泡的 功率/W	灯泡的 平均功率/W
1	3	0.28	较亮	0.84	？
2	2.5	？	正常发光	？
3	2	0.22	较暗	0.44

⑶本实验测得小灯泡的额定功率为＿＿＿W．
⑷通过分析表格中数据以及实验现象可知，灯泡的亮度是由＿＿＿＿＿＿决定的．
⑸小芳设计的表格中有一处不妥，请帮助她指出来＿＿＿＿＿＿＿＿＿．
⑹如果实验中发现灯泡不亮，电流表几乎无示数，电压表示数接近电源电压，可能出现的故障是＿＿＿＿＿＿．

为“测量小灯泡的电功率”，选用如下器材。其中电源是两节新干电池，小灯泡的额定电压为2.5 V，滑动变阻器上标有“10Ω lA”。
（（1）请你用笔画线代替导线将电路连接完整。
（2）B同学连接好电路后，闭合开关时发现灯泡特别亮，原因是：             。
（3）C同学调节滑片P使电压表的示数如图乙所示，要测小灯泡的额定功率,他应将滑片P向   （A /B）端移动
（4）D同学测量并描绘出小灯泡的电流随电压变化的图像如图丙所示，则小灯泡的额定功率为   W。
（5）E同学分析 D同学绘出小灯泡的电流随电压变化的图像后,他发现灯丝的电阻         。

同学在测标有“2.5V”字样的小灯泡功率实验时，他的电路已经连成如下图甲所示。

（1）请你用笔画线代替导线，帮他把电压表正确连入电路，连线不能交叉。在连接好电路后，要先将滑动变阻器滑片P移至    端（选填“A”或“B”）后，开关才能闭合。
（2）如果用干电池作电源，他至少要用      节。
（3）图乙是根据实验数据绘制成的I—U图象。当P在某位置时，电压表示数为1.5V，灯泡电阻为     Ω，灯泡发光较暗，要使灯正常发光，应将滑片P向  端（选填“A”或“B”）移动，灯泡的额定功率为     W。

小明和小红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” ．

（1）如图所示，质量相等的两瓶煤油中都浸泡着一段材料与长度均相同的金属丝，已知甲电阻比较小，则两根金属丝中横截面积较大的是   （选填“甲”或“乙”）．
（2）实验中，小明和小丽发现     烧瓶中温度计的示数升高较快．这表明：在      和通电时间相同的情况下，导体的电阻越       ，产生的热量越多．
（3）小明提议利用该装置改做“比较水和煤油比热容的大小”的实验，则他们应将其中一烧瓶中的煤油换成      相等的水，并使甲、乙两烧瓶中金属丝的电阻     .水和煤油吸热升温，这是通过        来改变液体内能的．
（4）为了使看到的现象更明显，小红把实验装置作了一些改动：在相同的烧瓶A、B中装满煤油，用细玻璃管代替温度计做实验，当煤油温度上升时，会看到细玻璃管内的液面明显上升．下列实验中也用到这种方法的是      
A．将不同的电阻丝分别接到同一电路中，通过比较电流的大小来比较电阻的大小
B．将乒乓球靠近发声的音叉，通过乒乓球被弹开显示音叉在振动
C．让不同的纸团从相同高度同时下落，通过落地的先后判断运动的快慢
D．将小铁屑均匀洒在磁体周围，通过观察铁屑的分布情况来认识磁场的分布情况．

某实验小组利用图甲所示电路进行如下的实验研究。

⑴断开S₃，闭合S₁、S₂，调节滑动变阻器，由电压表和电流表的测量数据绘制成如图乙的U-I关系图像。根据图像分析，电阻R=______Ω，还可归纳得出的规律是：       。
⑵断开S₂，闭合S₁、S₃，调节滑动变阻器，测量灯泡L两端的电压和通过的电流，根据测量数据绘制成如图丙的U-I关系图像。若灯泡L的额定电压为2.5V，灯泡的额定电功率为________W。测好灯泡L的额定功率后，将灯泡L换成另一个规格为“2．5V　 1W”灯L₁，为了测L₁的额定功率，闭合开关后，应将变阻器滑片向      移动。
（3）在“测定小灯泡电阻”的实验中，小明同学连接线路闭合开关后，将变阻器滑片向右滑动时灯泡变暗，而电压表的示数增大．请你用笔画线代替导线，把下图中的实物电路按小明的连接方式连接完整．

现要测量L₁和L₂两个小灯泡的额定功率，L₁和L₂的额定电压分别为3.8V和2.5V、阻值均约为10Ω。所提供的器材有：电源（电压约为6V）、电流表、电压表和开关各一个，滑动变阻器（“10Ω　2A”、“50Ω　1A”）两个，导线若干。
（1）用如图甲所示的电路测量灯泡L₁的额定功率，所用滑动变阻器是“10Ω  2A”，请用笔画线代替导线，将图乙中的实物电路连接完整。

（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到最      端(左/右)；实验中，由于某种原因，导致电压表的示数变为零，而电流表的示数增大了，则电路可能出现的故障是       。
（3）排除故障并完成L₁额定功率的测量后，为了测量灯L₂的额定功率，只将图乙中的L₁换成L₂。闭合开关后，发现L₂发光过亮，不能进行实验。为了完成灯L₂额定功率的测量，并使测量结果能更准确一些，在测量L₂额定功率之前应该进行的操作是：      。
（4）根据实验记录的数据，画出了通过L₂的电流随其两端电压变化的关系曲线，如图丙所示，则灯泡L₂的额定功率是     W。

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℃，并利用这种元件的电学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，使用时PTC元件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          A，通电1min，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。从图甲可以看出，①当它的温度高于60℃时，                           ，温度下降；②当温度低于60℃时，                       ，温度上升。因此保温杯中的水可以保持在60℃左右。

要测定一个额定电压为2.5V小灯泡的额定功率（已知额定功率小于1W）。
（1）请将下图中的电路元件连接成实验电路（连线不交叉）。
（2）电路接通后，无论怎样调节滑动变阻器的滑片，小灯泡均不发光，电压表的示数为3V，电流表的示数几乎为零。请说出一种导致这种现象的可能原因：                  。
（3）小灯泡正常发光时，电流表指针的位置如图所示，则通过小灯泡的电流是  A，小灯泡的额定功率是         W。

某小组同学做“测定小灯电功率”的实验，老师为他们提供的器材如图所示，其中电源电压为6伏，小灯泡标有“2.5V”，滑动变阻器有“5Ω 1A”“20Ω 2A”和“50Ω 2A”三种规格。
（1）在图所示的电路中，电压表尚未连接，请用笔画线代替导线将电压表正确连接到电路中。

（2）实验中多次移动滑动变阻器的位置目的是为了                             。
（3）他们正确连接电路，实验步骤正确，闭合电键后，发现电压表的示数大于小灯的额定电压，小灯发光较亮，出现这种现象的原因________________________________。
（4）该组同学经过讨论，调整实验器材继续实验，闭合电键后，观察到电压表、电流表的示数分别如图所示。将滑片移动到中点时，小灯恰好正常发光，这时电流表的示数是　　安， 小灯的额定功率为  　  瓦，滑动变阻器的最大电阻是　　欧。

在测定小灯泡额定功率的实验中，已知电源电压为3V。
（1）请将图的实验电路图补画完整。

（2）待测小灯泡的额定电压为2.5V、灯丝电阻约为8Ω，电流表应选择         量程（填“0～0.6A”或“0～3A”）。
（3）在连接电路时，开关应断开；在闭合开关前，滑动变阻器连入电路的阻值应调节到最大。这样做的目的都是为了防止                  。
（4）连接正确电路后，闭合开关，发现电压表示数为3V，电流表指针几乎不偏转，原因可能是______________________________。
（5）电路正确连接后，闭合开关，如图所示，电压表的示数为        V，此时应将滑动变阻器的滑片P向      端移动（选填“a”或“b”），直至电压表的示数为2.5V，然后读出电流值,计算出小灯泡的额定功率。

小明学习了焦耳定律Q＝I²Rt后，他想用如图所示的实验器材继续探究“电压一定时，电流的热效应与电阻的关系”，其中瓶内电阻丝的长度、粗细都相同。

（1）他将电路设计成并联的目的是                。
（2）电流产生热量的多少不易直接测量。因此，在这个实验中是通过__________显示电流产生热量的多少的：这种用能直接观测的量来显示不易直接观测的量的方法叫“转换法”。这种方法在物理学的研究中经常用到，请你列举一例：__________________。
（3）两个瓶中用煤油而不用水的原因是                 。
（4）在这个实验中，除了控制电压一定外，还要控制的量有__________。
（5）小明在实验中发现，在相同时间内甲瓶内的电阻丝放出的热量较多，根据你所学知识判断，甲乙两电阻的阻值较大的是：__________（甲/乙）。