初中物理电功和电功率实验题

小玉同学在“探究电流与电压和电阻的关系”实验中，选用器材如下：电压为4.5V的电源，阻值为0～50Ω的滑动变阻器，电流表，电压表，开关，5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值电阻各一个，导线若干。

（1）连接电路时，开关应　      　。实验前，调节滑动变阻器的滑片使其阻值　      　。

（2）请用笔画线代替导线，将图甲的实验电路连接完整。

（3）试触时，小玉同学发现电流表无示数，电压表指针超过量程，则电路的故障可能是定值电阻　      　（填“短路”或“断路”）。

（4）在探究电流与电压的关系时：

①多次改变滑片的位置，测出了多组实验数据，记录表格如下。当电压表示数为2.8V时，电流表的示数如图乙所示为　      　A。

②分析表格中的实验数据得出结论：当电阻一定时，导体中的电流与导体两端电压

成　    　比。

电压U/V	1.0	1.4	2.0	2.4	2.8
电流I/A	0.1	0.14	0.20	0.24

③不能用小灯泡代替定值电阻做上述实验，原因是小灯泡灯丝的电阻是随　   　的变化而改变的。

（5）在探究电流与电阻的关系时：

①保持定值电阻两端电压1.5V不变，将5Ω电阻换成10Ω电阻，需要将滑动变阻器滑片向　    　（填“A”或“B”）端滑动。

②将15Ω电阻换成30Ω电阻时，无论怎样移动滑片，都无法使电压表的示数达到1.5V，原因是滑动变阻器的最大阻值　 　（填“过大”或“过小”）。

（6）完成上述实验后，小玉想测量小灯泡的额定功率（额定电流为0.2A），她经过认真思考，设计了如图丙所示的电路，并计算出小灯泡的额定功率（R的阻值为5Ω，电源电压为4.5V）。

请你帮她补全下面的实验内容：

①闭合S、S₁，断开S₂，移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数为　     　A。

②闭合S、S₂，断开S₁，滑动变阻器滑片　      　（填“左移”“右移”或“不动”），读出电流表示数为0.3A。

③小灯泡的额定功率为P_额＝　    　W。

在一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2.5V的小灯泡、电源（电源两端电压不变但电压未知）、一个已知阻值为R的电阻、一个滑动变阻器、一只电流表、3个单刀单掷开关、导线若干．

（1）小张同学设计的实验电路如图所示，请你写出本实验主要测量步骤及所测物理量．
①                                                            ．
②                                                            ．
（2）本实验中，计算小灯泡额定功率的表达式P=      ．
（3）若将电流表换为一只电压表而其他器材不变，请你重新设计一个实验电路测量小灯泡的额定功率（将实验电路图画在下面的方框内）．

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。请你选用上述器材，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）”。要求：
（1）在虚线框中画出实验电路图；
（2）写出实验步骤；
（3）画出实验数据记录表。

现有一个电器元件R，为了探究其电阻随温度变化的规律，采用了如图所示的实验电路．用滑动变阻器R₀改变电路中的电流，随着R两端电压的增大，R的温度升高．若忽略滑动变阻器R₀的电阻随温度变化的因素，测得通过电器元件R的电流与加在它两端的电压值，测量的数据如表所示．

U/V	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20	1.50
I/A	0.20	0.45	0.80	1.25	1.80	2.81

（1）根据表中数据，可以得出该电器元件的电阻R随温度的变化规律是      ．
（2）已知电路中的电源两端电压为3V，闭合开关后，当电流表示数为0.80A时，滑动变阻器R₀的电功率为      W．

小红作“测量小灯泡电功率”实验，实验室有如下器材：电源（电压恒为6V）、小灯泡（额定电压为2.5V，灯丝电阻约为10Ω）、电流表、电压表、开关各一个、规格分别为R₁“10Ω 1A”和R₂“50Ω0.5A”的滑动变阻器各一个、导线若干。

（1）小红设计了图甲所示的电路，她应选用规格为　    　的滑动变阻器（选填“R₁”或“R₂”），该实验中滑动变阻器的主要作用是　                           　。

（2）正确连接电路后，闭合开关，若小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，原因是　                            　；若小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，原因是　                         　。

（3）排除故障后，移动滑动变阻器滑片在不同位置，小灯泡U﹣I图象如图乙所示，小灯泡的额定功率为　        　W。

（4）由图乙发现灯泡电阻是变化的，影响其变化的主要原因是　        　。

（5）在没有电压表、只有电流表的情况下，小红增加了一只10Ω的定值电阻R并利用原有器材，也测出了额定电压为2.5V小灯泡的额定功率。步骤如下：

①按照如图丙所示的电路图正确连接实物电路；

②闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电流表示数为　      　A时，灯泡正常发光；

③断开开关，保持　                                          　不变，将电流表改接在灯泡所在支路中，再闭合开关，读出电流表示数I；

④小灯泡额定功率的表达式为P_额＝　         　。

我们知道：“电流通过导体时产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比．”这就是焦耳定律，用公式可表达为：Q=I²Rt．小明想通过实验验证这个规律中Q与R的关系，他设计了图（甲）、（乙）所示的两个实验，他的方法是用电阻丝给烧瓶中的煤油加热，然后观察插在煤油中的温度计示数，就可以对比电阻丝放热的多少．请你应用所学知识分析回答下列问题：

（1）他应该选用实验电路      来完成他的验证实验（选填“甲”或“乙”）．
（2）如果他采用实验电路（乙），已知两个电阻丝的电阻大小关系是R₃＜R₄，那么闭合开关后，经过相同的时间，温度计c和d中示数变化较大的应该是      ．

在“测定小灯泡正常发光时的电阻”的实验中，琪琪和航航设计的电路如图甲所示，电源电压恒为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V．琪琪的实验过程如下：

（1）她调节滑动变阻器，发现当电压表的示数为2.5V时，小灯泡不能正常发光，而航航发现了问题，于是继续向　 　（选填“左”或“右”）端调节滑动变阻器，使电压表的示数为　   　V时，小灯泡才正常发光。若此时通过小灯泡的电流如图乙所示，电流为　    　A，小灯泡正常发光时的电阻为　    　Ω。

（2）琪琪将导线cd的d端改接到小灯泡a端，重新测量小灯泡正常发光时的电阻，闭合开关她发现电压表的指针　      　，原因是　                      　。

（3）她俩重新选择实验器材，不用电压表就测出了I_额＝0.3A的小灯泡的额定功率，设计的电路图如图丙所示。请你将下列实验步骤补充完整，并计算出小灯泡的额定功率（电源电压恒定且未知，滑动变阻器的最大阻值为30Ω）。

①将滑动变阻器的电阻调到最大，开关S闭合，S₁　     　（选填“闭合”或“断开”），读出电流表的示数为0.2A，则电源电压为　    　V；

②开关S闭合，S₁　     　（选填“闭合”或“断开”），调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数为       　A时，小灯泡正常发光；

③开关S、S₁均闭合，滑动变阻器的滑片　      　，读出电流表的示数为0.4A；

④小灯泡额定功率P_额＝　     　W。

图1是测量额定电压为6V的小灯泡电功率的电路图，电流表选用的是0.6A的量程．

（1）调节滑动变阻器，使灯泡正常发光，此时电流表示数如图2所示，则小灯泡的额定功率是      W．
（2）在改变滑动变阻器接入电路的电阻的过程中，通过小灯泡灯丝的电流随小灯泡两端电压变化情况如图3所示，从该图线可以看出灯丝的电阻随电压的增大而      （选填“增大”、“减小”或“不变”），说明灯丝电阻与      有关．

小亮利用以下器材：电源（电压恒为6V）、滑动变阻器、开关各一个，电压表、电流表各一只，三个定值电阻R₁、R₂、R₃，大小分别为10Ω、15Ω、20Ω，导线若干，来探究“电流与电阻的关系”。

（1）图甲是小明连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线。

（2）电路连接正确后，闭合开关后，移动滑片，使与电阻（20Ω）并联的电压表示数为4V，读出电流表示数，再分别改接15Ω、10Ω的电阻，重复上述实验，收集的实验数据如表所示。老师告诉小明有一组数据误差较大，便找来一个5Ω的电阻让他再测一组数据。当他把5Ω的电阻接入电路时，要使电压表示数仍为4V，实验不能继续进行，其原因　                         　。改变连接后，当电压表示数仍为4V时，电流表示数为　     　A（如图乙所示）。综合分析数据可得：电压一定时，　                　。

电压U/V	4
电阻R/Ω	20	15	10
电流I/A	0.20	0.28	0.40

（3）完成上述实验后，小亮还想测定一个U_额＝2.5V的小灯泡的额定功率，他发现电流表已坏，于是向老师要了一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图丙所示的电路，测出了小灯泡的额定功率。请帮他完成实验步骤：

①连接好实验电路，　                     　，移动滑片，使电压表示为　     　V。

②保持滑片的位置不动，　         　，读出电压表示数为U。

③小灯泡的额定功率表达式P_额＝　                　。（用物理符号表示）

电冰箱已经是普遍使用的家用电器。
（1）图（13）所示是电冰箱的三角插头和插座。插头上标有字母    的导线要和冰箱的金属外壳相连；冰箱正常工作时插头上标有字母L、N的两脚间的电压是      V。
（2）某冰箱的输入总功率为200W，如果该冰箱压缩机每天工作8h，那么每天的耗电量是      度。请你说出一条使用冰箱时节约用电的具体措施：                       。　　　　　　　　　　　　　　　　　图（13）
（3）将温度25℃、750mL的一瓶矿泉水放入冰箱冷藏室，温度降到5℃时，瓶内矿泉水放出的热量是           J[水的比热容为 4.2×10³J·(Kg·℃)^-1]
（4）夏天打开冰箱门时,在冰箱门附近常常出现“白气”，形成“白气”的物态变化过程是  　 ，这一过程       热量（选填“吸收”或“放出”）。冰箱冷冻室箱壁上会结一层厚厚的霜，形成霜的物态变化过程是         。
（5）冰箱工作时虽然能够把冰箱内的内能从低温转移到高温环境，但这一过程是要消耗电能的。这说明能量转移和转化是有            性的。
（6）现代冰箱使用的是R134a、环丙烷等新式制冷剂，他不会对地球大气层上部的                造成破坏，从而可以阻止阳光中过多的           到达地面，避免地球生态环境的进一步恶化。

一个额定电压是2.5V的小灯泡，小明想测定这个小灯泡的额定功率。

(1)设计了图 (a)所示电路图，在连接电路前，开关应该要        。（填“闭合”或“断开”）
(2)图 (b)已连接了部分电路.请你根据图(a)所示电路图。用笔画线代替导线，将电路连接完整。
(3)正确连接电路后，闭合开关前滑动变阻器的滑片应移至    端（填“左”或“右”）
(4)闭合开关后发现小灯泡不发光，电流表几乎没有示数，电压表示数接近于电源电压, 可能原因是                                                              
(5)排除故障后，调节滑片的位置，当电压表的示数为2.5V时， 电流表的示数如图12（c）所示为       A，小灯泡的额定功率是        W。
(6)不改变这个上面连好的电路，还可以完成的实验有：                 (写出一个即可)。

如图甲是小明要测定额定电压是2.5V的小灯泡的额定功率时的实验电路，正常发光时灯丝电阻估计在5～10Ω之间．

（1）小明接好电路后，对其认真检查，发现少了一根导线，请在图甲中补画上这根导线，使电路完整．
（2）小明连接完最后一根导线，立即看到灯泡发出明亮的光．在一旁观察的小林一惊，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      ；②      ．
（3）当他连接好电路以后，闭合开关，发现无论怎么移动滑片，电流表和电压表示数都不变化，而且灯光很暗，原因可能是      ．
（4）调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为      V时，灯泡正常发光，此时电流表的读数如图乙所示，小灯泡的额定功率是      W．
（5）实验时，小明改变滑动变阻器滑片的位置，测出三组小灯泡电压、电流数据，算出功率的平均值作为小灯泡的额定功率，请指出小明做法的错误之处：      ．

在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为3V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。
(1)小青同学设计了实验电路图，并按电路图连接好了电路（如图乙），请你在甲方框中画出小青同学设计的电路图，并将实物图连完整。

(2)连接电路时，开关处于     状态，闭合开关前，乙图中滑动变阻器的滑片P应位于     （选填“A”或“B”）端。
(3)闭合开关后，发现电流表、电压表都没有示数，灯泡也不亮，于是她将从电压表接到灯泡接线柱F的导线端拆下分别触碰C、B、H、G接线柱，并闭合开关，发现接C时，电压表无示数，接B、H、G时电压表都有示数，电路故障可能是_______________。
A．滑动变阻器断路              B.滑动变阻器短路  
C.灯丝断了                     D.灯泡短路
(4)移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图丙所示）为__________V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图乙中滑片P向      （选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V。

(5)小青同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丁所示的I－U图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是       W，此时的电阻是__________Ω，该图像不是直线，原因是_______________________
____________________________________ 。

实验桌上有如下实验器材：满足实验要求的电源、阻值已知的定值电阻各1个，滑动变阻器1
个，已调零的电流表两块，开关两个，导线若干。请选用上述实验器材，设计一个实验证明“两个电阻R₁
与R₂并联时，如果R₁的阻值保持不变，则电阻R₁与R₂并联的总功率P跟电阻R₂的功率P₂关系为：P=P₂+
b（b为常量）”。请你画出实验电路图，写出实验步骤，画出实验数据记录表。

小红同学做“测小灯泡的额定功率”实验时，已知小灯泡的额定电压是3.8V，其中电源是三节新的干电池，灯丝电阻大约10Ω，滑动变阻器上标有“10Ω 1A”的字样。
（1）如图所示的是小红同学连接不完整的实验电路，请你用笔画线代替导线帮她将图中未连接部分连接好，要求：电压表、电流表选择合适的量程，滑动变阻器的滑片向右移动使连入电路的阻值减小；

（2）当小红同学闭合电路的开关后，电路中可能出现一些不正常现象：
第一种：小灯泡较暗，滑动变阻器滑片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________（填“AB”或“CD”）两端点连入了电路中；
第二种：小灯泡不亮，电流表示数不为零，电压表示数为零，可能小灯泡处_____（填“短路”或“断路”）。
（3）小红同学在实验中为了能得到比较准确的小灯泡的额定功率，改变接入电路的滑动变阻器的阻值，分别得到三组数据，如下表：

实验序号	电压表示数/V	电流表示数/A	功率/W	额定功率/W
1	3.00	0.36	1.08
2	3.80	0.40	1.52
3	4.50	0.42	1.89

小明认为小红同学通过三次测量得到三组数据，算出三个电功率值，再求平均值得到额定功率的数据处理方法有误，为什么？
（4）你认为正确测量结果P_额＝___________W。