初中物理电功和电功率实验题

在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω，有两个规格分别为“10Ω  1A”、“50Ω  2A”的滑动变阻器，电源电压为6V．

⑴本实验中应该选择规格为         的滑动变阻器；
⑵图甲中已有部分电路连好，请用笔画线代替导线将电路连接完整；
⑶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           ．连接电路后，闭合开关，发现移动滑片时，电流表示数变大而电压表示数在减小，出现这种现象的原因是_____________。重新正确连接好电路，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                ；
⑷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，并绘制了通过小灯泡的电流随其两端电压变化的关系图象如图丙所示，则小灯泡的额定功率为       W．在多次测量中还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比       （填“变大”、“变小”或“不变”），导致这一结果的原因是                        ；

在测量正常工作电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电功率，如图电路已连接

（1）正确接入电压表后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数等于电源电压，其故障可能是___________________________。
（2）排除故障后，移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示，若要测量小灯泡正常发光时的电功率，应将滑片P向_________（选填“A”或“B”）端移动，使电压表示数为_________ V。
（3）移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I－U图像，根据图像信息，可计算出小灯泡正常发光时的电功率为_________W。

小明选用如下器材：5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω的定值电阻、最大阻值为30Ω的滑动变阻器、学生电源、电流表、电压表、开关导线若干，进行探究。

（1）探究“电流与电阻的关系”，电源电压为6V，控制电压为2.5V。

①请你帮助小明按照图甲所示电路，用笔画代替导线把图乙中的实物电路连接完整。要求：当滑动变阻器的滑片向左移动时，电流表的指针偏转角度变大

②电路连接正确后，小明用开关试触，发现电压表指针偏转角度很大，电流表无示数，该现象产生的原因是定值电阻发生　    　（填“断路”或“短路”）；

③排除故障后，把5Ω的电阻接入电路，使其两端的电压为2.5V并记下对应的电流值。当把5Ω换为10Ω的电阻后，使其两端的电压恢复到2.5V，此时滑动变阻器连入的阻值，跟原来的相比　    　（填“变大”或“变小”）；

④当小明把25Ω的电阻接入电路中时，发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片都不能使电阻两端电压达到2.5V．电阻两端控制电压2.5V不变，为保证六个电阻单独接入电路中完成实验，应该调节电源使其电压不超过　     　V

⑤由数据得出：当电压一定时，电流与电阻成　    　。

（2）测量小灯泡的额定功率。小明又把定值电阻换成额定电压为3.8V的小灯泡，并把电压表的量程换成0～15V．调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为3.8V，此时电流表的示数如图丙所示，其示数为　    　A，则小灯泡正常发光时的电阻为　    　Ω。

通过大量的实验数据。小明绘制了小灯泡的电流与电压关系图象。由图丁可得出，当灯泡的实际功率变大时，其电阻会　    　（填“变大”“变小”或“不变”）

（3）完成上面实验后，小明想测量额定电压为U_额的小灯泡的额定功率，设计了如图戊所示的电路，已知电源电压为U，定值电阻的阻值为R₀．请帮小明将实验步骤补充完整：

①只闭合开关S、S₁，移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数为　     　，小灯泡正常发光；

②只闭合开关S、S₂，使滑动变阻器的滑片　        　（填“向左移”“保持不动”或“向右移”），读出电流表的示数为I；

③小灯泡的额定功率表达式为P_额＝　           　（用字母表示）。

在做“测定小灯泡的电功率”实验时，选用的器材有电压为6V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，以及滑动变阻器、电流表、电压表、开关和导线等。下图是没有连接完的实物电路。

(1)请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整。
(2)连好电路闭合开关，发现电压表指针偏转很小，其原因可能是：
                                                              (写出一种即可)。
(3)经适当调整后，闭合开关，移动滑片P到某处，发现电压表的示数为2.2V，要测量小灯泡额定功率，应将滑片P向______端滑动。
(4)通过移动滑片P，测得多组数据，绘制成U - I，图像如图。据此可计算出小灯泡正常发光时，滑动变阻器消耗的功率是_     ___W(设电源电压保持不变)。

小明家的电能表标有“3000r/kW．h”字样．小明家有一个功率未知的电熨斗，请你帮小明设计一合理的实验方案，在家中测量该电熨斗正常工作时的电功率．
（1）实验原理是：         ；
（2）主要的实验步骤：
①                                      
②                                      
③                                      
④                                      
（3）电熨斗电功率的表达式是：           

在物理实验中，经常要进行多次测量，其目的有两个：①为了减小误差；②是为了寻找规律。在“测量小灯泡不同电压下的电功率”的实验中，多次测量的目的是_______________（选填“①”或“②”）；在“用电压表和电流表测量导体的电阻”的实验中，多次测量的目的是_____________（选填“①”或“②”）。

某物理兴趣小组的同学们设计了如甲图所示的电路，其中电源电压不变，灯泡 $L$标有“ $12V6W$”，滑动变阻器 $R$的规格为“ $20\Omega$　 $1A$”。如图乙是定值电阻 $R_0$和灯泡 $L$的电压与电流的关系图象。当断开开关 $S_1$、闭合开关 $S$和 $S_2$，并将滑动变阻器的滑片 $P$位于 $R$最右端时，灯泡 $L$的实际功率为 $1.6W$。

求：（1） $R_0$的阻值；

（2）灯泡正常发光 $10\mathit{min}$，电流通过灯泡所做的功；

（3）电源电压；

（4）电路消耗的最大电功率。

实验桌上有如下器材：符合实验要求的电源一个、已调零的电流表和电压表各一只、滑动变阻器一个、电阻箱一个、开关一个、导线若干。小芳选用上述器材，设计一个实验证明“当通过导体的电流保持不变时，导体消耗的电功率与电阻的关系为P =" kR" （k为常量）”。请你根据小芳的电路图（如图所示），把小芳的实验步骤补充完整，并写出实验数据记录表的要求。

（1）实验步骤：
①按电路图连接电路。
②断开开关S，                     。
③                                  。
④利用公式        ，分别计算出6次电阻箱R消耗的电功率P的数值，并分别记录在实验记录表中。
（2）实验数据记录表：

如图为测定小灯泡的额定功率的电路图，

(1)已知小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为8Ω，则电源至少要用      节干电池串联。
(2)按图所示的电路，结合你选择的至少干电池节数和应选的电表量程，在图中用笔画线代表导线，将实物图正确连接完整(连线不能交叉)。

(3)闭合开关S前，变阻器的滑片P应置于     端(选填“a”或“b”)。
(4)闭合开关S，发现灯L不亮，电流表无示数，电压表有示数，此故障的原因可能是     ：（填序号）

A．电流表断路	B．小灯泡L断路
C．电压表短路	D．小灯泡L短路

(5)故障排除后，为测小灯泡的额定功率，应调滑片让电压表示数为       V，此时电流表指针位置如图所示，则小灯泡的额定功率是       。

小杨同学找到一盏标有" "字样的小灯泡，其额定电功率已模糊不清。她选用如图所示器材测量额定电功率，电源电压恒为 。

（1）图甲所示的实验电路有2段导线未连接，请你用笔画线代替导线将电路补画完整（要求：连线不交叉，滑片 向 端移动时灯泡发光变亮）。

（2）小杨连接电路并检查后。将滑动变阻器的电阻调到最大，再闭合 　　，缓慢移动滑片 ，发现电流表示数有明显变化但电压表无示数，此故障的原因可能是灯泡 　　（选填"短路"或"断路" 。

（3）排除故障后，眼睛注视着电压表和灯泡，移动滑片 逐次改变小灯泡两端的电压，并将测得的数据记录在表中。当电压表的示数为 时应向 　　（选填" "或" " 端移动滑片 ；当电压表的示数为 时电流表的示数如图乙所示，小灯泡的额定电功率为 　　 ；细心的小杨通过分析数据还发现通过小灯泡的电流与两端的电压不成正比，其原因可能是 　　。

数据序号	1	2	3	4	5
电压	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5
电流	0.16	0.20	0.22	0.25

（4）同组的小会同学在此基础上继续探究电流跟电阻的关系，她又增加了五个阻值分别为 、 、 、 、 的定值电阻，其余器材不变。用定值电阻分别更换图甲中的小灯泡，通过实验得到如图丙所示的电流随定值电阻变化的图像，则实验中所用滑动变阻器的最大阻值至少是 　　（选填下列选项前的字母）。

A．
B．
C．
D．

小明在探究"电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关"的实验中，提出了下列猜想：

A．与通电时间有关

B．与电阻大小有关

C．与电压大小有关

D．与电流大小有关

实验器材有：阻值不同的电阻丝若干、蓄电池、火柴、开关和导线若干。

请回答下列问题：

（1）探究猜想A时，将某一电阻丝接入电路，保证安全的情况下使火柴头充分接触电阻丝，闭合开关一段时间后火柴头才燃烧，这一现象说明：

①电阻丝产生的热量通过 　     　的方式传递给火柴头；

②电阻丝产生的热量与通电时间 　     　（选填"有关"或"无关"）；

（2）探究猜想B时，如图所示，将10Ω和20Ω的电阻丝串联接入电路，把两根相同的火柴头分别接触电阻丝（设火柴头与整根电阻丝接触）；

①小明思考，若相同时间内仅有一根电阻丝上的火柴头燃烧，据此能否判断该电阻丝产生的热量多？ 　     　（选填"能"或"不能"）；

②闭合开关较长时间后，发现两电阻丝均发热，但火柴头都没有燃烧。在不改变电源电压的情况下，选择下列哪组电阻丝进行实验更可行？ 　     　（填字母序号）

A.20Ω 30Ω

B.15Ω 15Ω

C.5Ω 25Ω

（3）小明通过上述实验发现：电阻越大，电流产生的热量越多。评估该实验时小明认为：串联电路中不同阻值的电阻两端所分电压不同，那么电流产生的热量与电阻大小有关的结论似乎不可靠。如果改变两电阻丝的连接方式，能否合理完成对猜想B的方案设计 　     　？请你说明理由 　     　。

【实验名称】测量小灯泡的电功率

【实验器材】额定电压为 $2.5V$ 的小灯泡（电阻约 $10\Omega )$ 、电压为 $6V$ 的电源、电流表、电压表、滑动变阻器 $\left(50\Omega 5A\right)$ 、开关、导线若干。

【实验步骤】

（1）用笔画线代替导线将图甲中的电路连接完整（要求：滑动变阻器连入电路时阻值最大）；

（2）电路连接时开关应 　　。小明同学检查电路无误后，闭合开关，发现灯泡不亮但电流表和电压表均有较小的示数，接下来他应该 　　；

（3）小明同学进行实验得到部分实验数据如表，则小灯泡的额定功率为 　　 $W$ ；当小灯泡两端电压为 $1.5V$ 时，小灯泡的亮度 　　（选填"正常"、"较暗"或"较亮" $)$ 。

实验次数	电压     $U/V$	电流     $I/A$	小灯泡亮度	电功率     $P/W$
1	2.5	0.30
2	1.5	0.22
3	3.0	0.32

【拓展】好学的小明同学又向老师要了一个 $R_0=20\Omega$ 的定值电阻，用来替换电路中的电流表。替换后电路如图乙所示，并设计下列方案测量小灯泡的额定功率。

（1）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数等于小灯泡的额定电压；

（2）保持滑片位置不变，电压表所接的 $b$ 接点不动，只断开 $a$ 接点，改接到 $c$ 接点上，测定值电阻 $R_0$ 两端的电压 $U_0$ ；

（3）计算小灯泡的额定功率。

仔细分析发现此方案无法测出小灯泡的额定功率，其原因是：① 　　；② 　　。

小明用图甲所示的电路，做伏安法测定值电阻实验。

（1）按图甲连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器滑片后，电流表示数为 $0.3A$，此时电压表的示数如图乙所示，则定值电阻 $R_x$的阻值为　　 $\Omega$；

（2）为了使测量结果更准确，小明进行了多次测量，记录了每次测量中电压表和电流表的数值，计算出每次测量所对应的 $R_x$的阻值，再求 $R_x$的　　；

（3）小明又设计了另一种测量电阻 $R_x$的方案，电路图如图丙所示，电路中定值电阻 $R_0$的阻值已知，电源电压未知。请你完善下列相关操作步骤，并写出电阻 $R_x$的表达式；

①断开 $S_1$，闭合 $S$、 $S_2$，用电压表测　　两端电压，读出电压表示数为 $U_1$；

②　　（填各开关的状态），用电压表测 $R_x$两端电压，读出电压表示数为 $U_2$；

③电阻 $R_x$的阻值表达式为 $R_x$　　（用 $U_1$、 $U_2$、 $R_0$表示）。

（4）小明在完成实验后，利用图丁所示的电路，测出了额定电流为 $I_{额}$的小灯泡 $L$的额定功率。电路中定值电阻 $R_0$的阻值已知，电源电压和滑动变阻器的最大阻值未知。请你完善下列相关操作步骤，并写出小灯泡 $L$的额定功率的表达式。

①断开 $S_2$，闭合 $S$、 $S_1$，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为　　，小灯泡 $L$正常发光；

②断开 $S_1$，闭合 $S$、 $S_2$，　　，读出电流表示数为 $I_1$；

③断开 $S_1$，闭合 $S$、 $S_2$，调节滑片至最左端，读出电流表示数为 $I_2$；

④小灯泡的额定功率的表达式为 $P_{额}=$　　（用 $I_{额}$、 $I_1$、 $I_2$、 $R_0$表示）。

利用电压恒为6V的电源、标有“20Ω 1A”字样的滑动变阻器R_P，完成下列电学实验：

（1）探究电流与电阻的关系。

①实验电路图如图甲所示，图乙是它的实物连接图。其中有一条导线连接有误，若闭合开关S，电压表的指针将　     　（填“向左”、“向右”或“不会”）偏转，请将连接错误的导线画“×”，并用笔画线代替导线画出正确连线；

②改正错误后进行实验，先将滑动变阻器的滑片移到最　   　端（填“左”或“右），再分别将10Ω、20Ω、40Ω的电阻接在图甲的A、B间，正确完成三次实验后，电流表指针的位置分别如图丙中a、b、c所示，可知实验中，A、B间控制不变的电压为　    　V，可得结论：当　       　一定时，通过导体的电流与导体的电阻成　         　；

③为了使实验结论更具有普遍性，又将50Ω的电阻接在A、B间，闭合开关S，发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片，都不能使电压表的示数与上次实验相同，为了能够完成实验，应该换用最大阻值至少为　      　Ω的滑动变阻器。

（2）利用图丁所示电路测量未知电阻R₀的阻值，所用电源电压仍为6V。

①闭合开关S，断开开关S₁、S₂，将滑动变阻器的滑片移至最左端，电流表的示数为0.2A；

②则可以计算出R₀的阻值为　      　Ω。

（3）利用图丁所示的电路测量额定电流为I_额的小灯泡额定功率。（R₀为已知量）

①将图丁中的开关　     　（填“S₁”或“S₂”）和电流表互换位置，并将开关S和该开关闭合，另一个开关断开调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为　    　，小灯泡正常发光；

②保持滑动变阻器滑片的位置不变，断开与电流表互换位置的开关，闭合开关S和另一个开关，读出电流表的示数为I；

③小灯泡额定功率的表达式：P_额＝　         　。（用符号或数值表示均可）

在“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，小灯泡的额定电压为2.5V（灯丝电阻约为12Ω）。

⑴为了能够顺利完成实验探究，下列两种规格的滑动变阻器应选用          
A．“10Ω  0.5A”的滑动变阻器
B．“50Ω  0.5A”的滑动变阻器
⑵用笔画线代替导线，将图甲所示的实物电路连接完整。
⑶闭合开关前，应将图甲中所示的滑动变阻器的滑片滑到        （选填“A”或“B”）端。
⑷闭合开关后，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，若电路只有一处故障，则故障原因是                          。
⑸排除故障后，闭合开关，移动滑片，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     （选填“A”或“B”）端移动。

⑹根据实验测得的数据，绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图像（如图丙所示）。分析图像可知：
①小灯泡的额定功率为          W。② 小灯泡灯丝电阻是变化的，主要是受           变化的影响。
③实验中观察到：当小灯泡两端的电压低于0.5V时，小灯泡不发光，根据图像分析其原因是           。
⑺完成上述实验后，小华在缺少电压表的情况下，根据绘制出的小灯泡电流与电压关系图像，设计出了一个测未知定值电阻的电路，如图丁所示。请根据电路图写出其中一次测量的实验步骤：
①                                    
②                                    
表达式：Rx＝