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，小灯泡额定电压为 $2.5V$ （电阻值约为 $5\Omega )$ 。

（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。

（2）连接好电路后闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则出现故障的原因是 　　（选填"小灯泡断路"或"小灯泡短路" $)$ 。

（3）故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片 $P$ 到某处时，电压表示数为 $2V$ ，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑片 $P$ 向 　　（选填"左"或"右" $)$ 端移动，使电压表示数为 $2.5V$ ，此时电流表指针位置如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 　　 $W$ 。

（4）若此实验中电流表坏了，为了测出小灯泡的额定功率，小组同学们增加了一个 $R_0=5\Omega$ 的定值电阻，设计了如图丙所示的电路和如下实验方案：

①调节滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压；

②保持滑片位置不变，只将电压表 $a$ 点该接到 $c$ 点，测出定值电阻 $R_0$ 两端的电压 $U_0$ ，通过计算就可得到小灯泡的额定功率。

请你指出该设计方案中存在的问题： 　　。

灯L₁标有“6V 3W”的字样，灯L₂标有“6V 1.5W”的字样,小华按如图23所示电路,将灯L₁、L₂接入电路中，发现灯L₁较亮，灯L₂较暗。因此小华认为：“小灯泡的亮度与其额定功率有关，小灯泡的额定功率越大，灯越亮。”请你用如图所示的器材，设计一个实验，证明小华的说法是错误的。

（1）画出实验电路；
（2）根据实验现象简要说明小华的想法是错误的。

以下是某班开展“制作模拟调光灯”综合实践活动的片断．根据题意回答或解决有关问题．
实验器材：学生电源（恒为6V）、规格为 “2.5V 0.25A"的小灯泡、规格为“20Ω  2A”
的滑动变阻器、电流表（量程0－0.6A）、电压表（量程0－3V）、开关和若干导线，另有各种规格的定值电阻可供任意选用（均标注电阻值和允许通过的最大电流值）．
制作要求：亮度可连续调节；在调光的整个过程中，灯两端的电压不超过2.5V．
思考与制作：（略）
交流与评价：

（1）小明实验桌上的情景如图（a）．不少同学认为，该调光灯不符合制作要求．请你指出不符合要求之处：                                            ；
（2）小华同学认为：可在小明的电路中再串联一只规格合适的定值电阻R₀（如图b）就能符合要求．根据题意和有关计算，可确定R₀的规格：                      ；
（3）小丽同学认为：可将电压表并联在灯泡两端，在调光过程中，当观察到          时，在变阻器上做标记或安装限位装置，以限定滑动变阻器滑片移动的范围；
（4）当灯泡都正常发光时，相同时间内，小明的电路消耗的电能为W₁，小华的电路消耗的电能为W₂，则W₁       W₂．（选填“＝”、“＜”或“＞”）

在“测量小灯泡电功率”的实验中，需要的有：额定电压为2.5V的小灯泡一只，新干电池两节，电流表、电压表、滑动变阻器和开关各一只，导线若干。实验电路及实物连接图如下图甲、乙所示。

（1）图乙已连接了部分电路，请用笔画线代替导线，按照电路图将未连接的电路完整。
（2）连接好电路，闭合开关前，应将滑片P放在变阻器的      端。（选填“左”或“右”）
（3）闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，当电压表示数为      V时，小灯泡正常发光，此时，电流表的示数如图丙所示，该电流是    A，该灯泡的额定功率是      W。

（4）完成上述实验后，继续测量并描绘出小灯泡的电流随其电压变化的关系图像，如图丁所示，由图像可知，当通过灯泡的电流为0.1A时，滑动变阻器接入电路中的电阻是    ______Ω。

（5）若实验中，无论怎样移动滑片P，灯泡两端电压表示数始终为3V，电流表示数几乎为零，电表完好，则电路故障可能是                。

小明观察发现家里轿车的前灯有好几组，且灯丝粗细不同，发光的亮度也不同，他猜想车灯的亮度可能与灯丝的粗细有关，于是他设计了模拟电路，并选择下列器材：电源、滑动变阻器、小灯泡（L₁“2.5V 1.25W”、L₂“2.5V 0.5W”各一只，代替轿车前灯）、电流表、电压表等进行实验来验证自己的猜想。

（1）按图甲连接电路时，应先将开关　　，并将变阻器的滑片移至　　处。

（2）闭合开关S，发现无论怎样移动变阻器的滑片，灯泡L₁、L₂均不亮，A、V₁无示数，V₂有示数，则电路出现的故障是　 　。

（3）排出故障后，移动变阻器的滑片，分别读出电流表、电压表的示数，观察共记录灯泡发光情况，填入表一，当变阻器滑片移至某一位置时，电流表的示数如图乙所示，则电路中的电流为　 　A，此时发现灯L₂发光异常耀眼，原因是　 　，此时，他应该　 　。

（4）分析数据，可得结论：两灯串联，灯泡的灯丝越细，发光越　。

（5）然后，小明按图丙所示设计连接电路进行实验，记录的实验数据及现象如表二，根据表二可得出结论：两灯并联时，灯泡的灯丝越细，发光越　　。

表一：

灯泡L1	粗细	电压/V	电流/A	亮度	灯泡 L2	粗细	电压/V	电流/A	亮度
	粗	0.6	0.12	不发光		细	1.5	0.12	微亮
	粗	0.8	0.16	微亮		细	2.0	0.16	不很亮
	粗	1.0	0.20	微亮		细	2.5	0.20	较亮
	粗	1.3		不很亮		细	3.25		异常耀眼

表二：

灯泡L1	粗细	电压/V	电流/A	亮度	灯泡 L2	粗细	电压/V	电流/A	亮度
	粗	1.0	0.2	微亮		细	1.0	0.08	不发光
	粗	1.5	0.3	不很亮		细	1.5	0.12	微亮
	粗	2.0	0.4	较亮		细	2.0	0.16	不很亮
	粗	2.5	0.5	明亮		细	2.5	0.20	较亮

（6）小明完成实验后有困惑，通过向爸爸请教，明白了轿车的同侧前灯是可以不同时工作的，在额定电压相同时，若想要更换更亮的轿车前灯，应选择灯丝较　　（选填“粗”或“细”）的灯泡。

利用如图甲所示的实验器材，测定额定电压为6V的小灯泡的电功率．已知滑动变阻器上标有“l2Ω 1A”的字样，电源电压保持不变．请完成下列相关问题：

(1)该实验的原理是       .
(2)在甲图上补画一根导线，使得测定小灯泡电功率的电路完整，要求滑片P向右移动时，小灯泡变暗．
(3)连好电路后，要使滑动变阻器的电阻丝全部接入电路，应先将滑片P移至          
（选填“a”“b”）端，再闭合开关S，此时电压表示数为4.2 V，对应的电流表示数如图乙所示．
(4)调节滑片P，当P移至ab中点时，小灯泡恰好正常发光．
(5)继续调节滑片P，当P移至另一点时，灯泡偏亮，读出此时电压表、电流表示数分别为6.5 V、0.52A .
（6）根据实验过程填完下表．  

某实验小组的同学在进行“测量小灯泡的额定功率”的实验中，现有器材：电源（电压恒为 $6V)$、开关、电压表、电流表各一个，导线若干，额定电压为 $3.8V$的待测小灯泡（电阻约为 $12\Omega )$，滑动变阻器两个 $(A$：“ $5\Omega 2A$”； $B$：“ $20\Omega 0.5A$” $)$。

（1）该实验的实验原理是　　；实验中，应选用的滑动变阻器是　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$。

（2）如图甲所示是小田同学连接的实物电路图，图中只有一根导线连接错误，请你在图中用“ $\times$”标出这根错接的导线，只改接一根导线使电路成为正确的电路（不能与其他导线交叉）。

（3）小田确认电路连接无误后闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡始终不发光且电压表的示数都接近电源电压，则电路的故障是　　。

（4）排除故障后，移动滑动变阻器的滑片，并绘制出了小灯泡的电流随电压变化的图象如图乙所示，则该小灯泡的额定功率为　　 $W$。

（5）该组的另一同学接着实验时，发现电压表 $0~15V$量程已经损坏， $0~3V$量程还可以正常使用，在不添加器材的情况下，为了测出该小灯泡的额定功率，请你在丙图中的虚线框内画出正确的电路图。

（6）由图乙推知：小灯泡的实际电压是额定电压一半时的电功率为 $P_1$，小灯泡的实际电流是额定电流一半时的电功率为 $P_2$，则 $P_1$　　 $P_2$（选填“大于”、“小于”或“等于” $)$。

在“测额定电压为2.5V小灯泡的电功率”的实验中，阳阳同学已连接好如下图所示的部分电路。
（1）链接电路图中未连接部分

（2）开关试触时，若发现电流表无示数，电压表示数较大，其故障原因可能是                   。
（3）阳阳实验时，调节滑动变阻器，获得了第一组数据如图（2）（3），请将电压表的示数填入表格中，为了测出小灯泡的额定功率，他应该把滑片向        （填“A”或“B”）移动。

（4）他测出小灯泡的额定功率是      W。

小明做“测定小灯泡电功率”的实验时，连接的实物电路如图甲所示，电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V．

（1）用笔画线替代导线，将实物电路连接完整。
（2）碰接电路的最后一根导线时，灯泡立即发光，而且很亮，则连接电路时存在的不规范或不妥当是：①　                                   　；
②　                                                　．
（3）实验过程中，当电压表示数为2.5V时小灯泡正常发光，由图乙可知电流表的示数为    　A，小灯泡的额定功率为　  　W．
（4）小明受此实验启发，想测定电动自行车上用作照明的LED（发光二极管）额定功率．在老师的帮助下通过实验得到该LED的电流电压图象如图丙所示，查阅资料知道该LED的额定电压为3V，结合图象可得该LED的额定功率为　    　W．小明进一步发现，在额定电压下工作时，LED比小灯泡亮，请对此现象作出解释　                                                                  

小浩研究某家用电热器的工作原理时发现，该电热器由阻值可调的加热体和指示灯并联组成。小浩用小灯泡L和滑动变阻器R组成实验电路如图所示，模拟研究电热器的总电功率和加热体功率的关系。下表中是小浩测到的实验数据，分析数据可知电路消耗的总电功率P_总和滑动变阻器R消耗功率P_热的关系是________。

U/V	3	3	3	3	3	3	3
I1/A	0.6	0.7	0.9	1	1.1	1.2	1.3
I2/A	0.8	0.9	1.1	1.2	1.3	1.4	1.5
P热/W	1.8	2.1	2.7	3	3.3	3.6	3.9
P总/W	2.4	2.7	3.3	3.6	3.9	4.2	4.5

 

某同学在进行“用伏安法测额定电压为2.5V小灯泡的额电定功率”的实验时，发现电流表已损坏，但手边还有两只开关和一个阻值已知的定值电阻R₀，于是他就利用这些元件重新设计了一个如图所示的测小灯泡额定功率的实验方案。

（1）闭合开关S、S₁，断开S₂，将滑动变阻器的滑片P向      滑动（选填“左”或“右”）使电压表的示数为  V，记为U_L；
（2）保持滑片P的位置不变，断开S₁，再闭合S₂，记下此时电压表的示数为U，
（3）根据所测数据，写出计算小灯泡额定功率的表达式：P＝           。

两个电路元件A和B中的电流与它们各自两端电压的关系如图所示。将A和B并联后接在电压恒为8V的电路两端，则元件A和B消耗的总电功率为    W，此时电路中的总电阻约为   （保留整数）。

在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源由三节新干电池串联组成，小灯泡额定电压为 $2.5V$，阻值约为 $8\Omega$，滑动变阻器的规格为“ $20\Omega 1A$”。图甲是某实验小组未连接完整的实验电路。

（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整，导线不能交叉。

（2）闭合开关，无论怎样移动滑片，灯泡都不发光，电流表和电压表均无示数。小组成员找来一个两端接有导线的定值电阻（阻值为 $10\Omega )$，一端接在电源负极接线柱上，另一端依次触碰接线柱 $A$、 $B$、 $C$，只有触碰到 $C$时，灯泡才发光。若导线无断路，且导线和器材连接均完好，电路只有一处故障，则故障是　          　。

（3）排除故障后，闭合开关，移动滑片，使电压表示数为　       　 $V$，小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为　     　 $W$。

（4）某同学想利用该电路“测量定值电阻 $R$的阻值”。于是取下小灯泡，将电阻 $R_x$接入小灯泡所在位置，滑动变阻器滑片移至最大阻值处，闭合开关，移动滑片，测量四组对应的电压和电流值。数据如下表：

数据序号	1	2	3	4
电压 $U/V$	1.2	1.6	2.0	2.4
电流 $I/A$	0.24	0.32	0.39	0.48

由数据可得，电阻 $R_x$的阻值为　      　 $\Omega$。

（5）能否将阻值约为 $50\Omega$的电阻接入图甲中小灯泡所在位置（其他连接均不变），测量其阻值。你的判断是　     　，理由是　                    　。

某实验小组在做“测量小灯泡电功率”的实验中，所用电源电压为 $3V$，待测小灯泡的额定电压为 $2.5V$，电阻约为 $10\Omega$。

（1）请用笔画线代替导线，完成如图甲实物电路的连接。（要求：连线不得交叉，电流表量程要正确）

（2）检查电路连接无误后，闭合开关 $S$，发现灯泡不亮，电压表有示数，电流表几乎无示数。产生这一现象的原因可能是　　。

$A$．变阻器断路 $B$．电压表短路    $C$．电压表断路    $D$．小灯泡断路

（3）故障排除后，闭合开关，当滑动变阻器滑片 $P$移到某一位置时，电压表示数如图乙所示。要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片 $P$向　　移。（选填“ $A$”或“ $B$” $)$

（4）通过移动滑动变阻器的滑片 $P$，记录了多组数据，并作出如图丙所示的 $I-U$图像。根据图像可知小灯泡的额定功率为　　 $W$。

下面是小明做测定“小灯泡电功率”的实验，电路图如图甲所示，电源电压为6V，小灯泡额定电压为2.5V。

（1）连接电路时开关应　　。

（2）小明连接好电路，闭合开关S，发现小灯泡L发光暗淡，观察电压表、电流表均有示数，移动滑动变阻器的滑片P，电压表、电流表示数均不变，出现这种现象的原因是　　。

（3）小明改正实验错误后，闭合开关S，移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示，为　　V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中的滑片P向　　（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V。

（4）小明移动滑片P，记录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图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是　　W。