初中物理电功和电功率实验题

现有器材：电源（电压有2、4、6、8、10和12伏六档）、电流表、电压表和电键各两个，滑动变阻器（标有"20欧 2安"字样）、待测小灯泡（标有"2.2伏"字样）和待测电阻 $R_x$ 各一个，以及导线若干、小华要做"用电流表、电压表测电阻"实验，小红同时要做"测定小灯泡的电功率"实验，但由于变阻器只有一个，两位同学讨论后，设计实验方案并分配器材，然后使用各自分得的器材进行实验，实验中，小华发现电路中电流表的最小示数为0.2安；小红观察到当小灯泡正常发光时电流表的示数为0.3安

（1）根据小华实验的相关信息

（a）画出小华实验的电路图； （在答题纸的相应位置作图）

（b）电流最小时测得的电阻值 $R_x$ 为 　　欧

（2）根据小红实验的相关信息

（a）计算小灯泡的额定功率 $P_{额}=$ 　　

（b）计算说明实验中小红选择的电源电压档位 　　

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        。

小明发现家中鱼缸的电源适配器（与手机充电器功能相同）烧坏，供氧系统的气泵不工作了，鱼缸里的鱼存在缺氧危险，经检查发现：电源适配器与家中淘汰的手机充电器在输入电压、输出电压、输出电流等主要规格上完全相同，由此小明设想利用手机充电器和手机电池替换坏掉的电源适配器，构建一个不间断供电系统：当手机充电器不工作时，由手机电池给气泵供电；当手机充电器工作时，手机充电器能够同时给手机电池充电和气泵供电。已知气泵额定功率为 $2.5W$ ，手机电池电压为 $3.7V$ 、容量为 $2000\mathit{mA}·h$ （容量：电池充满电后，通电流与可供电时间的乘积）。

（1）请用笔画线代替导线，将图甲中电路连接完整，实现对气泵不间断供电功能。

（2）将导气管末端放入鱼缸，发现随着放入水中深度的增大，导气管放出的气量在减少，说明水的压强具有 　　的特点。

（3）当只有手机电池对气泵供电时，为了测量气泵的实际功率，小明应该选择电流表的 　　（选填" $0~0.6A$ "或" $0~3A$ " $)$ 量程接入电路；电流表正确接入电路后指针如图乙所示，气泵的实际功率为 　　 $W$ 。

（4）在（3）状态下，气泵能够工作的最长时间为 　　 $h$ 。

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”）。

小明同学为了"测量小灯泡的额定功率"，准备了以下实验器材：额定电压为 $2.5V$ 的小灯泡（正常发光时电阻约为 $8\Omega )$ ，规格为" $10\Omega 1A$ "的滑动变阻器、开关、电流表和电压表各一个、新干电池4节、导线若干。

（1）小明连接完电路，如图1所示、经检查发现只有导线 $\mathit{AE}$ 连接错误，此导线应连接到 　 　两点：

（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片 $P$ 移到最 　　（选填"左"或"右" $)$ 端；

（3）经检查，电路连接无误，各元件完好。闭合开关后，无论怎样移动滑片 $P$ ，电压表的示数都调不到 $2.5V$ ，出现这种现象的原因可能是 　　（写出一种原因即可）

（4）解决上述问题后，移动滑片 $P$ ，当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图2所示，则小灯泡的额定功率是 　　 $W$ ；

（5）测出小灯泡的额定功率后，小明又把灯泡两端电压调为额定电压的一半，发现测得的功率不等于其额定功率的 $\frac{1}{4}$ ，这是由于 　　。

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”）。

在测量额定电压为 $3.8V$ 小灯泡的电功率实验中，电源电压为 $4.5V$ ，电路如图所示。

（1）连接电路时，开关应 　　，电压表的量程应选择 　　；

（2）检查电路无误后闭合开关，会发现小灯泡不亮，但电流表和电压表的指针都有偏转，接下来应进行的操作是 　　；

（3）当小灯泡正常发光时，电流表的示数是 $0.3A$ ，则小灯泡的额定功率是 　　 $W$ ；

（4）实验过程中会发现小灯泡两端的实际电压越大，小灯泡的 　　越大，小灯泡越亮。

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)．

某校物理社团的学生做"测量小灯泡的电功率"和"探究电流与电压关系"的实验，电源两端电压恒定，小灯泡的额定电压为2.5V，设计的电路如图甲所示，操作如下：

（1）按图甲连接电路，将滑片移到滑动变阻器的阻值最大端，闭合开关，记录两电表示数；移动滑片，观察并记录多组数据，绘制如图乙所示的U﹣I图象，则小灯泡的额定功率为 　 　W．实验中，当电流表示数为I ₀（I ₀＜0.30A）时，小灯泡的电功率为P ₁；

（2）断开开关，用定值电阻替换小灯泡，将滑片移到滑动变阻器的阻值最大端，闭合开关，读出两电表示数，并记录在表格中；移动滑片，测出多组数据，记录在表格中。分析表格中的数据可知：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成 　 　。实验中，当电流表示数仍为I ₀时，定值电阻的电功率为P ₂，则P ₁、P ₂的大小关系为P ₁ 　 　P ₂；

探究电流与电压关系的实验数据表

实验次数	1	2	3	4
电压U/V	0.9	1.5	2.5	3.0
电流I/A	0.18	0.30	0.50	0.60

（3）若把小灯泡和定值电阻串联后直接接到此电源两端，电路的总功率为 　 　W。

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．

小静同学用电池组（两端电压为3V）、电压表、电流表和滑动变阻器等实验器材，测定
标有“2.5V”小灯泡的额定功率。
（1）如图所示，小静连接的电路还没有完成，如果要求滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表的示数变大，导线M应与滑动变阻器的接线柱________连接。（填“A”、“B”或“D”）

（2）小静把滑动变阻器正确连入电路后，闭合开关S，发现灯L不发光，电流表无示数，但电压表有示数，电压表的示数如图所示，为_______V。请你判断电路中出现的故障可能是______________。

（3）小静排除故障后，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图18所示， 灯L的额定功率为_________W。