初中物理电功和电功率实验题

如图1所示为某型号室内电加热器，有高温和低温两个挡位，额定电压为 $220V$，高温挡和低温挡功率分别为 $2200W$和 $1000W$，简化电路如图2所示。

（1）使用电加热器时，要插入三孔插座，是为了将金属外壳与　　相连，当开关 $S_1$闭合、 $S_2$断开时，电加热器处于　　温挡。

（2）请计算电阻丝 $R_1$的阻值和通过电阻丝 $R_2$的电流。（结果保留一位小数）

（3）在额定电压下，使用高温挡工作3小时，电加热器产生的热量是多少焦耳？

小华观察家中手电筒，发现里面只有一个小灯泡，其额定电压为 $1.5V$．他想测出该小灯泡的额定功率。

（1）请在图1中用笔画线代替导线完成实物电路的连接。

（2）连接电路时，开关应处于　　（选填“断开”或“闭合” $)$状态，滑动变阻器的滑片应处于最　　（选填“左”或“右” $)$端。

（3）连好电路后闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表示数几乎为0，电压表示数约为 $3V$，则该电路的故障可能是小灯泡　　（选填“短路”或“断路” $)$。

（4）排除故障后，经过多次测量得到实验数据如表：

实验序号	电压 $U/V$	电流 $I/A$	电功率 $P/W$
1	1.0	0.30	0.30
2	1.2	0.42	0.50
3	1.5

第3次实验时，电流表示数如图2所示，读数为　　 $A$，则该小灯泡的额定功率为　　 $W$，当小灯泡两端的实际电压小于额定电压时，实际功率　　额定功率。

（5）进一步分析发现，当小灯泡两端的电压增大时，其电阻将　　。

实验：测量小灯泡的电功率

实验中选择的小灯泡的额定电压为 $2.5V$。

【实验步骤】

（1）请你用笔画线代替导线，把图1中的电路连接完整（导线不准交叉），并要求滑动变阻器的滑片向左移动时，小灯泡会变亮；

（2）正确连接电路后，闭合开关，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）查明原因，排除故障，正确操作，得到下表所示数据。请将表中内容补充完整：

实验序号	电压 $U/V$	电流 $I/A$	电功率 $P/W$	灯泡亮度
1	2.0	0.28	0.56	发光暗淡
2	2.5	0.32	0.80
3	3.0	0.36	1.08	发光强烈

由表中数据可知，该灯的额定电功率为　　 $W$；

（4）利用上述电路，用定值电阻替换小灯泡，测量该定值电阻的阻值。请在图2虚线方框中设计一个记录数据的表格。

甲图是某实验小组测量小灯泡额定功率所用的器材，已知小灯泡的额定电压为 $2.5V$。

（1）请你用笔画线代替导线，将甲图实物连接完整。要求：滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变暗，连线不能交叉。

（2）改组某同学连接好电路，将滑片移到阻值最大端，并用开关试触，无误后闭合开关，要想测灯泡的额定功率，他的操作是　                                       　。

（3）在操作中发现，虽然两表都能够发生变化，但灯泡电压无法降低到 $2.5V$．其原因可能是　                      　。

（4）解决问题后，按正确操作完成了额定功率的测量，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡额定功率是　                    　 $W$。

如图所示，物体 $A$的长度为　      　 $\mathit{cm}$，电能表的示数为　     　 $\mathit{kW}·h$。

在测标有“ $2.5V$”、正常发光时电阻约为 $8\Omega$的小灯泡功率的实验中：

（1）如图甲所示，某同学连接的电路有一处错误，请帮他指出来：　                   　。

（2）这位同学把错误改正后，闭合开关，发现电流表、电压表都有示数，但却观察不到小灯泡发光，则可能的原因是　        　（填选项序号）。

$A$．小灯泡断路

$B$．小灯泡短路

$C$．变阻器最大阻值较大

$D$．变阻器最大阻值较小

（3）某一时刻，电流表、电压表示数如图乙所示，则此时小灯泡的功率为　        　 $W$。

（4）本实验中，不能完成的任务是　          　（填选项序号）。

$A$．测量小灯泡电阻

$B$．探究小灯泡亮度与实际功率的关系

$C$．探究小灯泡功率与电压的关系

$D$．探究感应电流产生的条件。

在“测量小灯泡电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为 $2.5V$，正常发光时的电阻为 $10\Omega$，有两个规格为“ $10\Omega 1A$”、“ $50\Omega 2A$”的滑动变阻器，电源电压为 $6V$．

（1）本实验中应选择规格为　          　的滑动变阻器。

（2）将图甲中的实物电路连接完整，并在图乙的线框内画出电路图。

（3）移动滑动变阻器的滑片 $P$在某一位置时电流表示数如图丙所示为　      　 $A$，此时小灯泡的电功率　        　（选填“大于”或“小于”）额定功率。

（4）用图甲所示的实验电路也可以测量电阻，若考虑电压表的分流作用，那么测量值要比真实值　        　（选填“大”或“小”）

在伏安法“测定小灯泡的电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材，其中电源电压为 $6V$，小灯泡额定电压为 $2.5V$（灯丝电阻约为 $12\Omega$）。

（1）连接电路时，开关应断开，闭合开关前，应将图甲中所示的滑动变阻器的滑片滑到　       　端（选填“ $A$”或“ $B$”）。

（2）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无示数，则故障原因可能是　         　。

（3）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，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑片向　        　移动（选填“ $A$”或“ $B$”）。

（4）小灯泡的电流随它两端电压变化关系如图丙，分析图象可知：

①小灯泡额定功率是　      　 $W$。

②小灯泡灯丝电阻是变化的。灯丝电阻变化的原因是　      　。

如图1是小张同学在“测量小灯泡的电功率实验中连接的电路，小灯泡的额定电压为 $3.8V$，电源电压为 $6V$。

（1）同组同学发现电路（如图1）未连接完整，请用笔画线代替导线，将图中电路连接完整。

（2）电路连接正确后，他们进行实验。若电压表的示数为 $3V$，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器滑片向　     　移动（填“ $A$”或“ $B$”），当小灯泡正常发光时，此时电流表的指针位置如图2所示，则小灯泡的额定功率为　         　 $W$。

（3）若在实验中小灯泡的灯丝突然被烧断，则电压表示数将　          　。

（4）假设电压表的 $0-15V$量程已损坏，只有 $0-3V$量程能正常使用，若利用现有器材测量小灯泡的额定功率，请在图3虚线框内画出你设计的电路图。

（5）若将此实验中的小灯泡换成定值电阻，还可探究　         　。（写出一个即可）

如图甲所示是“测量小灯泡电功率”的实验电路。电源电压恒为 $6V$，小灯泡的额定电压 $2.5V$，正常工作时的电阻约为 $10\Omega$，滑动变阻器有 $A$规格“ $10\Omega 2A$”、 $B$规格“ $50\Omega 1A$”可选。

（1）该实验应选择　           　规格的滑动变阻器。

（2）请用笔画线代替导线将图甲的实验电路连接完整。

（3）连接好电路，闭合开关，小灯泡发光，但电压表示数为0，经检查，图中 $a$、 $b$、 $c$、 $d$四根导线有一根断了，则该导线是　            　。

（4）排除故障后，闭合开关，当变阻器滑片 $P$移到某一位置时，电压表的示数如图乙所示，要测小灯泡的额定功率，应将滑片 $P$向　     　端移动，使电压表示数为　     　 $V$．当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为　      　 $W$。

在做“研究相同电压下不同导体中电流与电阻的关系”实验时，电源电压恒为 $3V$，滑动变阻器规格为“ $20\Omega 1.0A$”，还有多个阻值不小于 $5\Omega$的定值电阻可供选择。

（1）实验电路如图所示，小科检查电路时发现有一个元件连接错误（其它元件连接正确），该元件和错误分别是　　。

（2）改正错误后，正确操作，测得实验数据如下表所示。

实验次数	第一次	第二次	第三次
定值电阻 $/\Omega$	5	10	★
电流表示数 $/A$	0.40	0.20	0.10

表中“★“处所选用定值电阻的阻值是　　 $\Omega$。

（3）小科用更多不同阻值的定值电阻重复上述实验，并将滑动变阻器的功率 $P_{变}$与其电阻值 $R_{变}$的关系绘制图象。该图象最接近于下列图象中的　　。

某班同学在实验室做“测定小灯泡额定电功率”的分组实验。

实验老师提供给各小组的实验器材如下：规格为“ $3.8V$”的小灯泡、学生电源（电压恒为 $6V)$、电流表 $(0~0.6A,0~3A)$、电压表 $(0~3V,0~15V)$、滑动变阻器 $($ “ $20\Omega 1A$” $)$、开关各一只，导线若干。

（1）小金组按图甲正确连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器，当电压表的示数为3.8伏时，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　　瓦。

（2）小丽组同学发现，实验桌上的电压表 $0~15V$的量程已损坏，其它器材完好。他们经讨论后认为，用该电压表 $0~3V$的量程，通过改变电压表的连接位置也能测出小灯泡的额定功率。他们的实验操作步骤如下：

步骤一：按图甲电路先将电压表 $(0~3V)$接在小灯泡两端，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3伏。断开开关，拆下电压表；

步骤二：保持滑动变阻器的滑片位置不变，再将该电压表接在　　两端；

步骤三：闭合开关，将滑动变阻器的滑片向　　（填“左”或“右” $)$移动，直到电压表示数为　　伏，读出此时电流表的示数，算出小灯泡的额定电功率。

（3）反思：实验原理相同的情况下，我们可以采用不同的实验途径来完成实验。

小金用如图甲所示的电路来研究滑动变阻器消耗的电功率与变阻器接入电路电阻之间的关系。已知电源电压恒为 $3V$，定值电阻 $R_0$的阻值为 $3\Omega$，滑动变阻器 $R_1$上标有“ $2A5\Omega$”字样。实验数据如表所示。

实验次数	1	2	3	4	5	6
电流表示数 $/A$	0.38	0.43	0.50	0.60	0.75	①
电压表示数 $/V$	1.86	1.71	1.50	1.20	0.75	0.00
变阻器电功率 $/W$	0.71	0.74	0.75	0.72	0.56	0.00

（1）用笔画线代替导线，完成图乙的电路连接。

（2）表中第6次实验时，电流表示数如图丙所示，则表中数据①是　　。

（3）根据实验数据可知，此电路中，滑动变阻器消耗的电功率随着变阻器接入电路电阻的变化的规律是　　。

如图是一种可以自由飞行、悬停的无人相机。如表为该相机的部分参数，请回答下列问题：

质量	0.24千克	机翼外壳材料	碳纤维
额定功律	40瓦	额定电压	5伏

（1）已知该相机镜头的焦距为 $f$，在正常拍射时，镜头与被拍摄物体间的距离 $u$应满足　　（选填“ $u>2f$”、“ $f<u<2f$” $)$

（2）该相机在一定时间内升离了50米，计算该相机在此过程中克服自身重力做的功。

（3）计算该相机正常工作时的电流。

为探究“电流通过导体产热的多少与导体电阻的关系”，小柯用如图甲所示装置进行实验，图中两个 $250\mathit{mL}$的同规格烧瓶内装有等体积的煤油，瓶塞上各插一根同规格的玻璃管，瓶内连接的电阻丝的阻值分期为 $5\Omega$和 $10\Omega$。

【实验步骤】

①连接好电路，将滑动变阻器的滑片移至　　端（填字母），分别标记两烧瓶内玻璃管中液面的起始位置。②闭合开关，通电 $t0$时间后，分别标记此时两烧瓶内玻璃管内液面的位置。③比较发现 $10\Omega$电阻丝所在烧瓶内玻璃管中液面上升更高。

【推测结论】在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，电流产生的热量　　。

【交流反思】

方案一：在前一次实验后，待玻璃管中的液面将回到起始高度后，按小柯的实验步骤②再次进行实验，比较两玻璃管内液面上升情况，得出结论。

方案二：用乙图所示装置替换甲图中对应装置（乙图中两个烧瓶规格相同，容积都为 $500\mathit{mL})$，按小柯的实验步骤①②进行实验，得出结论。

以上两种方案，你认为可行的有　　。