初中物理电功和电功率实验题

LED灯是一种新型的环保节能灯，小梦为了探究LED灯与家用普通白炽灯、普通节能灯的发光效率，他用如图所示的装置进行了实验（其中R₀为光敏电阻，其电阻值与光照强度成反比）其实验步骤如下：

先把“220V 15W”的普通白炽灯接入灯座，通过调整，使灯泡与温度计的玻璃泡距离约为2cm，灯泡与光敏电阻的距离约为30cm。闭合开关，通电10min，分别读出温度计和电流表的示数，并填入下表。

灯泡类型	盒内初温	盒内末温	电流表示数
白炽灯	20℃	78℃	6mA
普通节能灯	20℃	50℃	15 mA
LED灯	20℃	35℃	60 mA

 
②接着分别把规格相同的普通节能灯和LED灯接入灯座，重复上述实验。
根据小梦的探究，请回答：
(1)电能转化为内能最多的灯是           ，这是通过观察           来比较的。
(2)电能转化为光能最多的灯是            ，这是通过观察                来比较的。
(3)LED灯的发光效率较       (填“高”或“低”)。
(4)综合分析表中数据可知，15W的LED灯的发光亮度与         的白炽灯发光亮度相当。

小明和小红利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”．质量相等的两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，甲烧瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小，乙烧瓶中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大．温度计显示煤油的温度．

（1）实验中，小明和小红发现           烧瓶中温度计的示数升高快．这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越       ，产生的热量越多．
（2）小明提议利用该装置改成 “比较水和煤油比热容的大小”的实验，则他们应将其中一烧瓶中的煤油换成       相等的水；将甲烧瓶中的铜丝换成镍铬合金丝，并且与乙烧瓶中的镍铬合金丝的    _____相等. 通过实验观察，发现装有        (选填“水”或“煤油”)的烧瓶中温度计的示数变化较大，说明水比热容较大．

甲、乙两同学分别做“测定小灯泡功率”的实验，除灯泡外他们所使用的器材规格均相同，灯泡额定电压可能是“2.2V”、“2.5V”或“3.8V”.
（1）图甲为电路图，图乙已经接了部分电路。请你用笔画线代替导线，将电路连接完整.

（2）甲同学正确连接好电路，闭合开关时记录了第1组数据，当小灯泡正常发光时记录了第2组数据，当把滑片移到端点时小灯泡闪亮一下后熄灭，并记录了第3组数据，三组数据如下表所示.
甲同学所用小灯泡的额定功率为       W. 他在实验过程中滑片的移动方向是                  （“从A到B”或“从B到A”）.

物理量 实验序号	电压表 示数	电流表 示数	小灯亮暗 程序
1	1.3V	0.16A	暗
2	2.5V	0.25A	正常发光
3	4.5V	0A	不发光

（3）当乙同学所选用的小灯泡正常发光时，电压表的示数如图所示，而滑片恰好在滑动变阻器的中点上，此时滑动变阻器连入电路的电阻值为   ，乙同学所选用灯泡正常发光时灯泡的功率是      W.

某物理兴趣小组利用如图所示电路进行如下的实验研究：测定“3.6V”小灯泡的额定功率及定值电阻R的阻值。

⑴闭合S₁、S₂，断开S₃，调节滑动变阻器，得到下表中三组数据。根据表中数据，可计算出定值电阻R=____Ω。

	1	2	3
电压U／V	1.5	2.4	3
电流I／A	0.20	0.32	0.40

 
⑵闭合S₁、S₃，断开S₂，调节滑动变阻器，测量灯泡L两端的电压和电流，根据测量数据绘制成如上右图的U—I关系图像。由图象分析，当电压表示数为2V时，灯泡L的电功率P_L=    W；图像中所绘图像是一条曲线，其原因是：                        。

⑶若在进行⑵时发现电压表突然损坏，该组同学手边有多余电流表但无电压表，为了测出小灯泡的额定功率，小明灵机一动，设计了如上电路图；并进行如下操作：①调节滑片至阻值最大处，并同时闭合S₁、S₂、S₃；②调节滑动变阻器的滑片，直至电流表A₁的示数为      A时，记下电流表A的示数    A（见上图）；③根据公式计算出灯的额定功率为      W。

如图甲所示，某同学在“测量小灯泡电功率”的实验中，误将电压表并联在滑动变阻器两端．他从滑片置于最右端时开始记录第一组数据，调节滑片测得多组数据，描绘出的U-I图像如图乙所示．已知小灯泡的额定电压为2.5 V，电源电压为4.5 V．可求得小灯泡正常发光时的阻值为     Ω，额定功率为       W，变阻器最大阻值为     Ω．为使实验中小灯泡两端电压不超过3 V，则滑动变阻器接人电路的最小阻值为      Ω（保留一位小数）．

在“测定小灯泡功率”的实验中，已知电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡的电阻约为9Ω，滑动变阻器上标有“20Ω，1A”字样。图甲是小明同学连接的实物电路图

（1）在连接电路时，开关要置于______状态，闭合开关前要将滑片置于__________位置，
（2） 请观察实物电路中的电流表、电压表及滑动变阻器的连接是否有错误及不恰当之处，如有请具体写出：
A．___________________________________________________________
B．__________________________________________________________
C．_________________________________________________________
（3）小明同学及时纠正了电路连接的错误及不恰当处后（电路元件连接正确处不动），闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发现小灯泡始终不亮，电压表示数为3V，电流表示数为0，故障的原因可能是____________________________________________。
（4）小明同学排除故障后，再次闭合开关，将滑动变阻器的滑片移到某点时，电压表的示数为2.2V，为测定小灯泡的额定功率应将滑片向________________移动（选填“左”或“右”）。
（5） 当电压表的示数等于额定电压时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是__________W。

如图，甲、乙两透明密闭容器中都有一段电阻丝，内有质量相等的空气，U形管中液面高度的变化可以反映密闭容器中空气温度的变化．

（1）此实验是为了研究电流产生的热量与  的关系，将此装置接到电源两端，通电一段时间，电流在  容器中产生的热量较多．
（2）在电路中串联一个滑动变阻器，再接入原电路，可以探究电流产生的热量与  的关系．

中考复习时，一学习小组利用阻值不同的四个电阻、电压为6V的电源、滑动变阻器R（标有“50Ω  1A”）及其它器材做电学实验．

（1）如图甲是小明“探究电流与电阻关系”时连接的部分实验电路．
①将5Ω电阻接入电路，请用笔画线代替导线，将实验电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片P向右滑电流表示数变大；
②闭合开关，移动滑片P，使电压表的示数为2.5V时读出对应的电流值并记录；
③断开开关，用10Ω的电阻替换5Ω的电阻，此时如果他马上闭合开关，会造成  表损坏，正确的操作应该是先                          ，再闭合开关，移动滑片P使电压表的示数仍为2.5V；
④按正确操作完成余下实验后，得到电流与电阻关系图象如图乙所示，由此可得到的结论是：电压一定，                                                                            ．
（2）玉琦同学把图甲中的定值电阻换成额定电压为2.5V的灯泡，测量它的额定功率．
①闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表和电压表都没有示数，原因可能是滑动变阻器   ；
②排除故障后，将滑动变阻器R的滑片移到某一位置时电压表示数为2.2V，要测小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器连入电路的阻值变  （选填“大”或“小”），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．
（3）张阳同学实验时发现桌上没有电流表，却多了一个滑动变阻器R₀（最大阻值用R₀表示），他设计如图丁所示电路，测出了额定电压为U₀=2.5V的灯泡的额定功率，请补全下列步骤．
①闭合开关，先调节滑动变阻器  （选填“R₀”或“R”）的滑片到最  端（选填“左”或“右”），再调节另一滑动变阻器的滑片，直到  时为止．
②接着                         ，读出这时电压表的示数为U；
③小灯光的额定功率表达式P=            （用字母表示）．

在—次测定小灯泡额定功率的实验中，老师给出了下列器材：额定电压为的小灯泡、电源(电压未知)、一个阻值为R的电阻、一个滑动变阻器、一只电流表、一个单刀双掷开关和若干导线，如图．实验时不能忽略灯丝的电阻随温度而发生的变化．

(1)小张同学设计的实验电路图如图，请你根据电路图用笔画线连接未完成的实物连线．

(2)写出用以上实验电路测定小灯泡额定功率的主要步骤和需要测量的物理量(物理量用字母表示)．
(3)本实验中，小灯泡额定功率的表达式P=_______________．
(4)若在给出的器材中只将其中的一只电流表改为—只电压表，请你重新设计—个实验电路图，测量小灯泡的额定功率(将实验电路图画在下面的方框内，不需要说明实验步骤)．   

在“测定动滑轮机械效率”的实验中，小明用如图所示的动滑轮提升钩码，不计绳重及摩擦，改变钩码的数量，正确操作后，记录的实验数据如下：

实验 序号	钩码重G/N	钩码上升的高度 h/cm	拉力F/N	绳端移动的距离s/cm
①	1.0	20.00	0.7	40.00
②	2.0	20.00	1.2	40.00
③	3.0	20.00	1.7	40.00

（1）实验时，用手        拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下的钩码缓缓上升．
（2）第①次实验时，测得动滑轮的机械效率为      ．
（3）第②次实验时，若钩码静止，拉力F的大小会      （选填“大于”、“小于”或“等于”）1.2N．
（4）第③次实验时，若钩码上升的速度为0.05m/s，则拉力F的功率为      W．
（5）由表中实验数据，可以求得动滑轮重为      N.
（6）由表中实验数据分析可知，同一动滑轮，所提升物重增大，机械效率将      （选填“增大”、“减小”或“不变”）．

在"测量小灯泡正常发光时的电阻"实验中小亮已连接的部分电路如图甲所示，小灯泡的额定电压 。

（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中电路连接完整（要求：滑动变阻器滑片 向右移动时电阻变大）。

（2）实验中除保护电路外滑动变阻器另一个作用是 　　。闭合开关，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，造成电路故障的原因是 　　。

（3）排除故障后，当实验中小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电阻为 　　 （结果保留一位小数）。

（4）另一组的同学设计了图丙所示的实验电路，测出了小灯泡的额定功率，电源电压未知但恒定不变， 和 为滑动变阻器， 的最大阻值 ，请你将实验步骤补充完整。

①只闭合开关 、 调节 ，使电压表的示数为 ；

②只闭合开关 、 ， 　　，使电压表示数仍为 ；

③接着将 的滑片 调至最左端，记下电压表的示数 ，再 的滑片 调至最右端，记下电压表的示数 ，则小灯泡额定功率表达 　　 、 、 、 表示）。

如图是探究凸透镜成像的实验装置，光屏上得到了一个清晰的像（光屏上像未给出），则该像为  、  的实像，应用这一规律可以制成  （选填“照相机”或“投影仪”），保持透镜不动，将蜡烛向左移动，为使光屏上再次出现清晰的像，应将光屏向  移动（选填“左”或“右”）．

在“测量小灯泡电功率”的实验中，所用小灯泡上标有“ $2.5V$”字样。

（1）如图甲所示是小军已经连接的部分实验电路，在连接电路时，小军操作上出现的错误是　               　。

（2）请你用笔画线代替导线在答题卡上帮小军将图甲所示的实物电路连接完整。

（3）连接完实验电路，检查无误后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表、电压表的示数都为零。出现这种现象的原因可能是　                   　。

$A$．小灯泡短路

$B$．小灯泡开路

$C$．变阻器短路

$D$．变阻器开路

（4）排除上述故障后，闭合开关，调节滑动变阻器使小灯泡两端电压略高于 $2.5V$，观察小灯泡的亮度并记下电压表、电流表的示数。接下来，将滑动变阻器的滑片向　      　（选填“ $A$”或“ $B$”）端移动，使小灯泡正常发光，观察小灯泡的亮度并记下电压表、电流表的示数。

（5）继续调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压略低于、等于 $2.5V$，观察小灯泡的亮度并记下电压表、电流表的示数。根据这些实验数据画出小灯泡的电流电压 $I-U$关系图象，过此图线上任一点 $M$分别做两坐标轴的平行线如图乙所示，它们与两坐标轴围成的矩形的面积在数值上等于小灯泡此时的　            　。

测定“小灯泡电功率”的实验，电源为3节干电池，小灯泡额定电压为3.8V、电阻约为10Ω。他们所需的实验电路如图1所示。

（1）在连接电路时，开关应处于  状态，电流表的量程应选0~  A。
（2）请你用笔画线代替导线，按照电路图将实物电路补充完整。（导线不能交叉）
（3）闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图2所示）为  V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向  （选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为3.8V。
（4）小丽同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图3所示的I－U图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是  W（保留两位小数）。

在“测定小灯泡电阻”的实验中，提供如下实验器材：
A．待测小灯泡（2.5V  0.7W）      B．电源（电压恒为3V） 
C．电流表（量程0~0.6A或0~3A）  D．电压表（量程0~3V或0~15V）  
E．滑动变阻器（20Ω 1A）          F．开关、导线
（1）小明同学连接线路后闭合开关，将变阻器滑片向右滑动时灯泡变暗，而电压表的示数增大。请你用笔画线代替导线，把下图甲中的实物电路按小明的连接方式连接完整。

（2）电路连接好后，当电压表的示数为     V时，小灯泡将正常发光。
（3）小灯泡正常发光时，电流表和电压表均有示数。突然，电路发生故障，小灯泡熄灭，而电流表和电压表的示数均变大，则故障的原因是                          。
(4）利用上述实验器材，不能完成下述实验中的               （选填选项前的字母）B
A．测量小灯泡的额定功率                   B．探究电流与电压的关系
C．探究小灯泡的亮度与消耗功率的关系    D．探究串联电路电压的特点
（５）小红同学想利用上述器材测量一未知电阻R（定值）的阻值，但实验过程中不慎将电流表损坏，在不另外添加器材的情况下：
①为了测出R的阻值，请你在图乙的虚线框中画出你所设计的实验电路图。
②闭合开关后，测得你所设计的电路图中电压表的示数为U，则R=               。