初中物理电功和电功率实验题

小明同学在探究“电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置（三个完全相同容器中密封了初温和质量都相等的空气）。请仔细观察实验结果进行分析。

⑴实验时，通过U形管中液面高度差反映密闭空气吸收热量的多少，采用了__________实验方法；
⑵探究电热和电阻的关系应采用__________两容器，比较h₁和h₂的关系可以初步得到结论：在电流和通电时间相同时，电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成正比；
⑶探究电热和电流的关系应采用__________两容器，比较h₂和h₃的关系可以初步得到结论：在导体的电阻和通电时间相同时，电流通过导体产生的热量跟电流的_______________；

	h1	h2	h3
U型管液面高度差/cm	4	8	2

 

小明同学用图示的器材测量小灯泡电功率。已知待测小灯泡的额定电压为3.8V，小灯泡灯丝的电阻大于10Ω。
⑴连接电路时，开关应________，滑动变阻器滑片应移到__________；
⑵实验时小明发现电压表0—15V量程已经损坏，小明采用3节新干电池作为电源，滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω，1A”字样，请用笔画出导线完成电路连接。（导线不得交叉）
⑶检查无误，闭合开关，向左移动滑片，当电压表示数为__________V时，小灯泡两端电压正好是额定电压；
⑷此时，电流表示数如乙图所示，则小灯泡的额定功率是__________W。

小张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不变）、电流表（0～0.6A、0～3A）、电压表（ 0～3V 、 0～15V）、开关各一个、导线若干、滑动变阻器两只：R₁（20Ω 0.5A）、R₂（50Ω 0.5A）。
（1）在小张所连接的电路中，有两根导线还没有连接好，请你帮他完成电路的连接（要求：滑动变阻器滑片向右移动，灯泡亮度变亮；其他的导线不要变动，导线不能交叉）。
（2）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                  。
（3）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，小张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，小张还发现：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”）。

（4）小张又取了一个规格、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，小张仔细观察，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升华而变细，消耗的实际功率变       的缘故（选填“大”或“小”）。
（5）灯泡的功率测量完毕，小张用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，得到如图所示的电流I随电阻R变化的图像，则小张应选用滑动变阻器        （选填“R₁” 或“R₂”）。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      Ω。

下表是小华在测量额定电压为2.5V的小灯泡电功率实验中所得的部分数据。

次数	电压/V	电流/A	灯泡功率/W	灯泡亮度
1	1.6	0.20	0.32	暗
2	2.5			亮
3	2.8	0.26	0.73	很亮

 

（1）当灯泡两端电压为2.5V时，电路中电流表示数如图所示，则通过灯泡的电流____A。小华认为用三次实验所得功率的平均值作为灯泡的额定功率，可减小实验误差。你认为该灯泡的额定功率为____W。
（2）分析表中数据可以发现小灯泡亮度是变化的，小灯泡的亮度是由____（选填“实际功率”或“额定功率”）决定的。
（3）分析上表中的数据，发现通过灯泡的电流与灯泡两端电压____（选填“一定”或“不是”）成正比，造成这一现象的原因是灯丝电阻随____而变化。

用如图所示的实验装置探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”。

（1）实验中通过观察       来比较电流产生的热量的多少。
（2）为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，甲乙两瓶中要装入         、      相同的同种液体。
（3）实验结论是                                 。
（4）该实验装置还可以研究通电时间一定时导体产生的热量与      的关系。

如图所示，小明在进行“测量小灯泡电功率”的实验，他已连接了部分电路，已知电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V．

（1）连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，电流表有示数，电压表示数为零，则出现故障的原因可能是        ．
（2）故障排除后，小明通过实验测得如下数据，分析数据可知灯泡的额定功率是      W．

实验次数	电压表示数U/V	电流表示数I/A
1	2.0	0.17
2	2.5	0.20
3	3.0	0.22

 
（3）小明想通过实验来比较灯泡“实际电压是额定电压一半时的电功率P₁”和“实际电流是额定电流一半时的电功率P₂”的大小，但小明的同学没有通过实验也比较出了它们的大小，P₁应    P₂（选填“大于”、“小于”或“等于”）．

如图是教学中常用的一台光学投影仪的示意图。

（1）右侧是其使用说明书，请你在画线部分填写合适的答案。
（2）A的作用是                 。如果画面偏下，应将A的张角变          。
（3）投影幕的幕布做的白色的、粗糙的，其原因一光照射到幕布时发生          ，让各个方向的学生都能看到画面；其原因二是                             ，让学生看到色彩丰富的画面。
（4）请在图中将光路补画完整。

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。

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        。

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)。

如图甲是小明做“测量小灯泡电功率”的实验的电路图，已知电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V（阻值约为10W）

（1）小明在检查仪器时，发现电流表指针如图乙所示，则接下来的操作是___________。
（2）小明在连接电路时，开关S应_________，电压表应选择________量程，闭合开关前滑片P应置于图中___________（选填“最左端”或“最右端”）的位置。
（3）经检查无误后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片到某一位置，电流表和电压表的示数如图丙所示，则此时流过小灯泡的电流是_________A，灯泡两端的电压是_________V，灯泡的实际功率是_________W。
（4）改变滑动变阻器的阻值，多次测量通过小灯泡的电流和它两端的电压，根据记录的数据，小明画出了小灯泡电流随其两端电压变化的关系图像（如图丁），根据图像提供的信息，计算出小灯泡的额定功率为_________ W，小灯泡灯丝电阻随电压增大而_________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

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”）。

在测3.8V小灯泡（电阻大约为10Ω左右）额定功率的实验时，小明连接了如图甲所示的电路，其中电源电压为6V．
（1）请将实物电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片向右移动时小灯变亮）．
（2）若在连接电路时，有A(5Ω 1A)、B(10Ω 0.5A)和C（15Ω 0.2A）三个滑动变阻器可供选择，则应该选择变阻器       （A/B/C）连入电路，才能保证实验顺利进行．
（3）小明合理地连接好电路，闭合开关，发现无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不亮．小明分析后发现是灯泡的故障．请你依据表一中电流表、电压表示数出现的几种情况，帮小明判断故障原因，并将其填写在表中对应的空格中．

（4）表二为某小组的实验记录：

老师认为该小组数据处理过程有误，你认为错误之处是：   ，正确测量结果P_额=  W；
在科学探究过程中，经常需要多次实验．如在本实验中，综合分析实验数据，你能发现          ，可见这里的多次实验是为了发现不同现象背后的共同规律；有的多次实验是为了求平均值以减小实验误差，如：       （填实验名称）．
（6）在某次实验时，电压表出现了故障不能使用，小明向老师借了一只定值电阻R₀（R₀值已知），设计了如图乙所示的电路，继续测量额定电压为U_额的小灯泡的额定功率。测量时，应先闭合开关S和S₁，
调节滑动变阻器，当电流表的示数为     时，小灯泡正常工作.接着将S₁断开、S₂闭合，读出电流表的示数为I，则小灯泡的额定功率P_额=     (用I、U_额 和R₀表示)．

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：

小明要做“测量小灯泡功率”的实验，请你跟随小明边实验边思考，逐一回答下面的几个问题．（已知小灯泡的额定电压是2.5V，电源是串联的三节新干电池，滑动变阻器上标有“10Ω 1A”字样）．

（1）小明依据图乙所示电路，刚连接完最后一根导线，立即看到灯泡发出明亮的光．在一旁观察的小雨一惊，提醒小明实验中有问题．小明想，我的实验连线没有出问题啊！请你帮助小明找出实验中两个操作不当之处：
①连线时开关是    ；②滑动变阻器           ．
（2）小明重新对电路进行了连接，闭合电路的开关时，电路中又出现一些不正常现象，请你根据出现的现象，帮助他找出错误的原因，并按要求填写在下列横线上：
第一种：小灯泡较暗，滑动变阻器移动时不能改变小灯泡的亮暗程度，可能在连接电路时把滑动变阻器的 （选填“AB”或“CD”）两端点连入了电路中．
第二种：小灯泡不亮，电流表示数为零，电压表示数为4.5V，可能是小灯泡处 （选填“短路”或“断路”）．
第三种：小灯泡不亮，电流表示数为0.45A，电压表示数为0，可能是小灯泡处 （选填“短路”或“断路”）．
（3）在排除电路故障后，小明依次测出了三组数据，并记录在下表中．

实验次数	1	2	3
U/V	2.0	2.5	3.0
I/A		0.36	0.42
亮度	逐渐变亮

若第一次实验时电流表的示数如图丙所示，则填入表中的数据是 A．
（4）小灯泡的额定功率是  W．
（5）小灯泡的亮度与电压的关系是：小灯泡的亮度随电压的     ；
（6）根据表格中列出的数据、现象，你还能总结的结论是：           ．
（7）做完实验后，小明将测定小灯泡的实际功率的实验与以前做过的测某一固定电阻阻值的实验进行比较，发现这两个实验有许多相似的地方，也有不同之处，例如依据的实验原理是 （选填“相同”或“不同”）的．