初中物理电功和电功率实验题

小明同学用如图甲所示的实验电路来测定“小灯泡的额定电功率”，所用电源电压为 $6V$，小灯泡额定电压为 $2.5V$，电阻约为 $10\Omega$左右。

（1）甲图是小明同学连接的错误电路，在应改动的一根导线上打“ $\times$”，并用笔画线代替导线画出正确的接法

（2）正确连线后，闭合开关，小灯泡立即发出明亮耀眼的光，并很快熄灭，他接下来的操作是　　。

（3）故障排除后，开始进行实验。逐步移动滑动变阻器滑片，看到如图乙所示的电压表示数，为使灯泡正常发光，应向　　（选填“左”或“右” $)$端移动滑片：最后小明根据测量数据绘制了灯泡的 $I-U$图象，如图丙所示。则灯泡的额定电功率为　　。

（4）他又找来了3个阻值分别为 $5\Omega$、 $10\Omega$、 $20\Omega$的定值电阻替换小灯泡，来探究通过导体的电流与电阻的关系。实验中，控制电阻两端的电压为 $2V$不变，为了完成实验，他选用的滑动变阻器的阻值至少为　　 $\Omega$。

某同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。实验中电源电压保持不变，小灯泡的额定电压是 $2.5V$。

（1）该同学接错了一根导线，请你在这根导线上打“ $\times$”，并补画出正确的那根导线。

（2）正确连接电路后，用开关进行试触，发现电流表指针不偏转，而电压表指针明显偏转。故障原因可能是　 　（填“电流表”、“滑动变阻器”或“小灯泡” $)$断路。

（3）排除故障后，按正确的步骤进行实验。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　　 $W$，此时小灯泡的电阻是　　（结果保留两位小数） $\Omega$。

（4）继续调节滑动变阻器，让小灯泡两端的电压逐渐降低，小灯泡逐渐变暗，这段时间内，若小灯泡电阻变化量的绝对值是△ $R_1$，滑动变阻器接入电路的电阻变化量的绝对值是△ $R_2$，则△ $R_1$和△ $R_2$大小关系正确的是　　（填字母标号）。

$A$．△ $R_1>$△ $R_2$      $B$．△ $R_1=$△ $R_2$     $C$．△ $R_1<$△ $R_2$        $D$．无法比较

小红在测量小灯泡的电功率实验中，选用的小灯泡标有“ $2.5V$”字样。

（1）在图甲电路中用笔画线代替导线，请你帮忙将电路连接完整；

（2）连接电路时，开关应处于　　状态；

（3）实验过程中电压表示数为 $2V$，为测定小灯泡的额定功率，小红应将变阻器滑片向　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$端移动，同时注意观察电压表的示数变化，直到小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为　　 $W$；

（4）小红还设计出了只有电流表没有电压表时测量小灯泡电功率的方法，其电路图（如图丙所示），已知 $R_0=5\Omega$，此方案最关键的一步是必须调节变阻器滑片，使电流表 $A_2$的示数为　　 $A$时，再读出电流表 $A_1$的示数，才能算出小灯泡的额定功率。

在“测量小灯泡的电功率”的实验中，电源电压 $6V$恒定不变，小灯泡的额定电压为 $2.5V$（电阻约为 $8\Omega )$。

（1）请用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整（要求滑片向左移动时灯泡变亮）。

（2）闭合开关前，应将滑片移到　 端（选填“ $A$”或“ $B$” $)$。

（3）闭合开关，发现灯泡不亮，移动滑片灯泡仍不亮。突然小芳的文具盒掉到桌上，灯泡亮了。小芳敲了几下桌子，灯泡又熄灭了。出现这种故障的原因是　　。

$A$．开关短路

$B$．灯泡短路

$C$．电压表断路

$D$．灯泡接触不良

（4）排除故障，再次闭合开关，移动滑片，当电压表的示数为　　 $V$时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为　　 $W$。

（5）现有规格为“ $10\Omega 2A$”、“ $20\Omega 1A$”和“ $50\Omega 0.2A$”的甲、乙、丙三个滑动变阻器，为了实验的顺利进行，小明应在其中选择　　接入电路。

（6）小芳利用图甲装置　　（选填“能”或“不能“ $)$做“探究通过定值电阻的电流与电压的关系”的实验。

为了测量一个小灯泡的额定功率和电阻，现提供的器材如下：

$A$ 小灯泡一个（额定电压为 $2.5V$，阻值约几欧）； $B$电流表 $(0~0.6A~3A)$； $C$电压表 $(0~3V~15V)$； $D$滑动变阻器 $\left(20\Omega 1A\right)$； $E$滑动变阻器 $(50\Omega 0.3A)$； $F$滑动变阻器 $(500\Omega 0.1A)$； $G$电源 $\left(3V\right)$， $H$导线若干。

（1）滑动变阻器应选　　（填器材前的序号）。

（2）选出合适的滑动变阻器后，按如图甲所示的电路，将乙图中的实验器材用导线连接起来，其中有一处连接错误，错误的地方是　　。

（3）改正错误后，移动滑片，读取多组电压表的示数 $U$、电流表示数 $I$的值，记录在列表中，然后在坐标纸上描点作出 $I-U$关系图，如图丙所示。

（4）通过丙图可得小灯泡的额定功率为　　 $W$，此时电阻为　　 $\Omega$。

（1）为探究影响电阻大小的因素，甲同学利用同一种合金材料的 $a$、 $b$、 $c$三条电阻丝进行实验， $a$、 $b$长度相同， $b$、 $c$粗细相同，如图1所示。连接电路，分别接通 $a$、 $b$、 $c$，电流表的三次示数如图2所示，根据示数可以得出以下结论：

①比较 $a$、 $b$两次电表示数，可以得出电阻大小跟导体 　有关。

②比较 $b$、 $c$两次电表示数，可以得出电阻大小跟导体　　有关。

③由实验可以得出：三个电阻丝阻值从大到小关系是　　。

（2）乙同学利用这套实验器材试图对电热与电阻的关系进行探究：

①考虑到没有计时工具，他用小木棍蘸取等量蜡烛油分别粘放在 $a$、 $b$、 $c$电阻丝的中点处，然后使 $a$、 $b$、 $c$电阻丝能同时通电发热。乙同学是想利用　　来反映电阻丝发热量的大小。

②乙同学选择的电路图如图3所示，采取的是三个电阻丝　　（选填“串联”或“并联” $)$的连接方式，请你将未完成的电路连线补充完整。

③接通电路，观察到小木棍掉落的先后顺序是　　。

结合实验现象和甲同学实验得到的电阻大小关系，乙同学推测出：通电时间相同的情况下，电阻大的电阻丝产生的电热　　（选填“多”或“少” $)$，发现该结论与已学的焦耳定律不符。请你帮助他进行解释：在相同的通电时间内，当　　时，电阻大的电热就多；当　　时，电阻大的电热就少。

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　　 $W$。

在测量小灯泡额定功率的实验中，电源电压为 $6V$，现有一个额定电压为 $2.5V$，电阻大约为 $10\Omega$的小灯泡，实验电路如图。

（1）实验室里有规格为甲“ $10\Omega 1A$”和乙“ $50\Omega 1A$”的滑动变阻器，为了完成该实验，你认为应该选择　　（选填“甲”、“乙” $)$滑动变阻器。

（2）在实验器材选择无误，电路连接正确的情况下，闭合开关，电压表和电流表都有示数，小灯泡不亮，其原因是　　。调整电路正常后，在调节滑动变阻器的过程中，灯泡突然熄灭，电流表示数突然变为0，电压表的指针偏转超过最大刻度，你判断故障可能是　　。

（3）请根据实验数据绘出的小灯泡的 $I-U$图象，计算出小灯泡的额定功率是　　 $W$。

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　　 $W$。

某兴趣小组利用图甲装置探究电流热效应的影响因素，实验步骤如下：

①将阻值为10欧和20欧的电阻丝分别置于 $A$、 $B$两个盛满煤油的烧瓶中，按图甲所示连接电路。

②闭合开关，将滑动变阻器的滑片移至某一位置，记录此时电流表的读数 $I$，通电一段时间，记录 $A$、 $B$烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为△ $h_1$、△ $h_2$。

③断开开关，直至玻璃管中的液面降回各自初始位置。

④闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的读数为 $2I$，当通电时间与步骤②相同时，记录 $A$、 $B$烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为△ $h_3$、△ $h_4$，实验数据如表。

（1）步骤②中的电流表示数如图乙所示，此时电流为　　安。

（2）本实验通过设计串联电路来研究电阻对电流产生热量的影响，可以控制哪些变量相同？　　。

（3）小明认为：只要选择“△ $h_1$、△ $h_2$、△ $h_3$、△ $h_4$”四个量中的某两个量进行比较，就能说明“对电流产生热量多少的影响，电流比电阻更大”，请比较这两个量的大小关系：　　。

电流大小	烧瓶玻璃管内液面的变化高度
	$A$烧瓶 $(R_A=10$欧）	$B$烧瓶 $(R_B=20$欧）
$I$	△ $h_1$	△ $h_2$
$2I$	△ $h_3$	△ $h_4$

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。

如图是探究“电流通过导体产生的热的多少跟哪些因素有关”的实验电路（烧瓶、煤油质量和玻璃管均相同）。瓶中的电阻采用金属丝。

（1）完成电路的连接，要求滑动变阻器滑片向左移动时，电流表示数变小。

（2）实验中，通过观察　　来判断电流通过导体产生热的多少。

（3）在电流与通电时间相同的条件下，选用长度和横截面积都相同的两种材料进行实验，为了使实验现象最明显，可以选用表中的铜与　　进行对比。

材料	铜	铝	钨	镍铬合金
电阻（欧 $)$	0.0175	0.029	0.053	1.0

（4）要进一步探究导体产生的热的多少与电流是否有关，可以采取的方法是　　（允许改变元件位置，更换元件等，只要求写出一种）。

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” $)$。

如图电路中，电阻 $R_l$的阻值为 $2\Omega$，当开关闭合后，电压表 $V_1$的示数为 $1V$， $V_2$的示数为 $2V$．求：

（1）电源两端的电压；

（2）通过 $R_1$的电流和 $R_2$的阻值；

（3） $R_2$在 $1\mathit{min}$内产生的热量。

某兴趣小组在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源电压为 $6V$，小灯泡上标有“ $3.8V$”的字样。

（1）根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙连接完整；

（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到　　端（选填“ $A$”或“ $B$” $)$；

（3）闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，根据这些现象，判断电路中出现的故障是小灯泡　　（选填“短路”或“断路” $)$；

（4）当小灯泡正常发光时，如图丙所示电流表示数为　　 $A$，小灯泡的额定电功率是　　 $W$。