初中物理电功率的计算实验题

在测定“小灯泡额定电功率”的实验中，已知小灯泡的额定电压为2.5V．

（1）请你用笔画线代替导线，将图甲的实物电路连接完整。
（2）实验时，电源电压为6Ｖ，小灯泡的电阻大约为10Ω．滑动变阻器有“10（　2A”和“20（ 1Ａ”两种供你选择，应该选择_______的滑动变阻器．
（3）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，当观察到电压表的示数为_______V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则该灯泡的额定功率为_______ W ．
（4）有些同学提出，利用上面的实验器材，在不改变电路连接的情况下还可以探究“电流与电压的关系”，你认为这种说法正确吗？请简述原因：_________________________

小明在做“测定小灯泡电功率”的实验时连接了如图甲所示的电路

（1）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片 $P$，发现小灯泡不亮，经检查有一根导线连接错误，请你在电路中将连接错误的导线上打“ $\times$”，并补测出正确的连线。

（2）正确连接电路后，滑片 $P$移动到某一位置时，电压表和电流表示数如图乙所示小灯泡此时的电功率是多少？

（3）小明根据记录的多组数据绘制出小灯泡的 $I-U$图象（图丙），分析评估时，小明对自己的实验产生了困惑，他认为：由欧姆定律 $I=\frac{U}{R}$知， $I$与 $U$之间的变化关系是正比函数，所以其图象理论上应该是过原点的一条直线，请你帮助他解除困惑。

在测2.5V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）在连接电路时，开关必须      。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 (10Ω 1A)和B (20Ω 1A)两个滑动变阻器可供选择，则应该选择变阻器       （填“A”或“B”）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，并将其填写在表一对应的空格中。

（4）排除故障后，小明调节变阻器滑片的位置，使小灯泡两端电压分别为2V、2.5V、2.8V，依次测出通过小灯泡的电流，并观察发光情况，记录在表二中．当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，此时小灯泡电阻是     Ω（计算结果保留两位小数），小灯泡的额定功率是       W。

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。

为了测定额定电压为“2.5V”小灯泡的电功率，小明同学设计了如图甲所示的电路图. 实验中各元件完好，电源电压保持不变.

（1）连接电路的过程中开关应    .
（2）小明同学闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，接下来他首先应进行的操作是    （选填字母序号）.
A．检查电路是否断路
B．更换小灯泡
C．移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光
（3）为了测量小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器，当电压表的示数为    V时，灯泡正常发光，此时电流表的示数如图丙所示，则通过小灯泡的电流为    A，该灯泡的额定功率为    W.
（4）实验过程中，若小灯泡先由暗变亮，然后发出耀眼的光后被烧坏. 为了避免灯丝烧断，请提出在调节滑动变阻器的过程中应注意的事项：    .

如图所示，在测量小灯泡的电功率的实验中（小灯泡的额定电压为 $2.5V)$。

（1）在电路连接时，开关闭合前滑动变阻器的滑片 $P$应滑到　　（选填“ $A$”或“ $B$ “ $)$端。

（2）图甲是未连接好的实验电路，请你用笔画线代替导线将它连接完成。

（3）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，则故障原因可能是小灯泡

　　（选填“短路”或“断路” $)$。

（4）故障排除后，移动变阻器的滑片，当电压表的示数为 $2.5V$时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是　　 $W$，小灯泡正常工作时的电阻是　　（保留一位小数）。

（5）根据测出的数据，画出了小灯泡的电流与电压的关系图象，如图丙所示，发现图线是弯曲的，其主要原因是温度升高、灯丝电阻　　（选填“增大”或“减小” $)$。

（6）若把这样的两只灯泡串联接在 $4V$的电源上，则此时两个小灯泡消耗的实际功率总和是　　 $W$。

在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4.5V、电阻约为10Ω、小灯泡额定电压为2.5V．
（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）某同学连完电路并闭合开关后，发现电压表示数为零，电流表有一定示数，产生这一现象的原因可能是　           　．
（3）故障排除后，移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡正常发光时，电流的示数如图乙所示，请读出电流表的示数，并将所缺内容在表中填写完整．

电压U/V	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
电流I/A	0.18	0.2	0.22		0.28
电功率P/W	0.18	0.3	0.44		0.84
灯泡发光情况	很暗→暗→正常发光→很亮

（4）小组同学们分析了实验数据得出：小灯泡发光亮度是由灯泡的　          　决定的．

在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源电压为6V（不可调节），小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为8Ω且工作时电阻变化不计，有滑动变阻器R₁“10Ω1A”和“20Ω1.5A”及导线若干；

（1）小红选择合适的滑动变阻器连接了如图甲的电路，请用笔画线代替导线将电路连接完整。

（2）小红连好电路后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的功率为　　W。

（3）要利用现有器材测量小灯泡两端电压为1.5V时的电功率，在原电路的基础上，小红应该　　。

安安和康康在“测量小灯泡的电功率“实验中，所选小灯泡的额定电压为 $2.5V$。

（1）如图1甲是测量小灯泡的电功率的电路图。在检查仪器时，康康发现电流表的指针位置如图1乙所示，老师提示他电流表没有损坏，他稍作思考，判断出现问题的原因是电流表　　。

（2）纠正问题后，他连接的电路如图2所示，他将滑片 $P$移到　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$后，闭合开关开始实验。在移动滑片 $P$位置时他发现灯泡亮度、电流表的示数均发生变化，只有电压表的表指针在一个较大的示数不发生改变。检查电路连接后，他发现指针有一根导线连接出现了错误，请你在这根错误的导线上打“ $\times$”，再用笔画线代替导线在图中改正过来（导线不允许交叉）。

（3）纠正错误后，他重新开始实验，移动滑片 $P$直到电压表示数为 $2.5V$，此时电流表示数如图3所示，则小灯泡的额定功率为　　 $W$。

（4）安安的电流表坏了，老师给她一个已知阻值的定值电阻 $R_0$、若干开关和导线，安安重新设计了电路如图4所示，并正确测出小灯泡的额定功率。具体实验步骤如下：闭合开关 $S$、 $S_1$，断开 $S_2$，调节滑片 $P$使电压表读数为 $U_{额}$，此时小灯泡正常发光；不改变滑动变阻器滑片 $P$的位置，闭合开关 $S$、 $S_2$，断开 $S_1$，记录电压表此时读数为 $U$．请用 $R_0$、 $U_{额}$、 $U$写出小灯泡额定功率的表达式 $P_{额}=$　　。

王力同学在学校看到电工师傅们正在更换安全出口指示灯，他发现这些指示灯都是 $\mathit{LED}$ 灯（发光二极管，电路元件符号为 $)$ ，在实验室他找来了一只标有" $5V$ "字样的 $\mathit{LED}$ 灯，电压为 $9V$ 的电源，并设计了如图甲所示的电路。

（1）如图甲所示，闭合开关 $S$ 前，要将滑动变阻器的滑片置于 　　（选填" $a$ "或" $b$ " $)$ 端，闭合开关 $S$ 后移动滑片 $P$ ， $\mathit{LED}$ 灯发光，测得4组数据并在坐标纸上描点如图乙所示。当该 $\mathit{LED}$ 灯正常工作时， $\mathit{LED}$ 灯的额定功率为 　　 $W$ ，此时变阻器 $R_P$ 接入电路的阻值是 　　 $\Omega$ 。再调节滑动变阻器，当 $\mathit{LED}$ 灯两端电压达到 $6V$ 时，该 $\mathit{LED}$ 灯并未烧毁，则 $\mathit{LED}$ 灯在 $6V$ 电压下工作 $10s$ 消耗的电能为 　　 $J$ 。

（2）在图甲中断开 $S$ ，只改变电源的正负极后再闭合 $S$ ， $\mathit{LED}$ 灯不发光、电流表示数几乎为零，但电压表有示数，此时 $\mathit{LED}$ 灯所在的电路相当于 　　（选填"通路""开路"或"短路" $)$ 。王力同学又把该 $\mathit{LED}$ 灯接某低压电路中，该灯出现持续频闪现象，说明这个电路中的电流是 　　（选填"交流电"或"直流电" $)$ 。

在“测量小灯泡的电功率”的实验中，实验室提供如下器材：电源（电压恒为 $6V)$、电压表和电流表各一个、额定电压为 $2.5V$的待测小灯泡 $L$（电阻约为 $10\Omega )$、滑动变阻器两个 $(R_{甲}$：“ $10\Omega 1A$ “； $R_{乙}$：“ $50\Omega 0.5A$ “ $)$、开关 $S$、导线若干。

（1）该实验的原理是电功率 $P=$　　。

（2）实验中，应选用的滑动变阻器是　　（选填“ $R_{甲}$”或“ $R_{乙}$” $)$；

（3）选用滑动变阻器后，请你根据以上器材设计一个测量小灯泡电功率的实验电路图，并画在图甲的虚线框内；

（4）某小组在实验中记录了3组小灯泡的电流随电压变化的情况，如图乙所示，完成实验后小组进一步求得该小灯泡正常发光时的电阻为　　 $\Omega$。（保留到小数点后一位）

（5）另一小组实验时，发现电流表已经损坏，为了测出该小灯泡的额定功率，小组在实验室选了一个 $10\Omega$的电阻 $R_0$和一个单刀双掷开关，设计了如图丙所示的电路并完成了该实验（电源电压不变） $:$

①闭合开关 $S$， $S_1$接 $b$，调节滑动变阻器 $R$使小灯泡正常发光，记录电压表示数 $U_1$。

②闭合开关 $S$，滑动变阻器滑片保持不动， $S_1$接 $a$，读出此时电压表示数为 $U_2$。

则小灯泡额定功率 $P_{额}=$　　（用 $R_0$、 $U_1$、 $U_2$表示）。

在“测量小灯泡的电功率”实验中，已知待测小灯泡的额定电压为 $3.8V$，额定电功率估计在 $0.9W$左右。可供选择的电流表有： $A_1$（量程 $0-0.3A)$， $A_2$（量程 $0-3A)$。

（1）连接电路时，应选用的电流表是　　（选填“ $A_1$”或“ $A_2$” $)$。

（2）图甲是某小组连接的实物电路图。图中有一根导线连接错误，请在这根导线上打“ $\times$”，并在图中改正。

（3）改正错误后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，当电压表示数为 $3V$时，电流表示数如图乙所示，此时小灯泡的电功率是　　 $W$。

（4）不用电流表，另增加两只开关和一个阻值为 $12\Omega$的定值电阻 $R_0$，该小组设计了如图丙所示的电路图，测量小灯泡的额定功率。正确连接电路后，断开 $S_3$，闭合 $S_1$、 $S_2$，调节滑动变阻器，让电压表示数为 $3.8V$；然后只断开 $S_2$，再闭合 $S_3$，读出电压表示数为 $6.5V$．则测得小灯泡的额定功率是　　 $W$。

小芳在测量标有电压为 $2.5V$的小灯泡电阻的实验中，已知电源电压为 $4.5V$，电路图如图1所示：

（1）请根据电路图，将图2实物图连线补充完整。

（2）小芳闭合开关，发现小灯泡很暗，电压表和电流表均有示数，但无论如何移动滑动变阻器滑片，小灯泡亮度、电压表和电流表示数均不发生变化，请分析其原因：　　。

（3）故障排除后，小芳移动滑动变阻器，分别记录电压表、电流表示数，并描绘出灯泡 $L$的 $I-U$图象，如图3中甲所示，则小灯泡正常发光时的电阻为　　 $\Omega$．小芳还发现灯丝的电阻随温度的升高而　　 $($ “增大”、“减小”或“不变” $)$。

（4）如果将该小灯泡与图中乙所示电阻串联起来，接在 $4.5V$的电路中，则它们的总功率为　　 $W$。

运用知识解决问题：

（1）电炉子工作时，通过导线和电炉丝的电流相等，电炉丝电阻比导线电阻　　，根据焦耳定律可知，相同时间内电炉丝产生的热量比导线　　，所以电炉丝热得发红而导线不太热。

（2）如图所示家庭电路，吊灯 $L_1$和 $L_2$有开关 $S$控制，墙上有一个固定的三孔插座。请把电路连接完整。

（3）将定值电阻 $R_1$和 $R_2$串联后接在电压为 $6V$的电源两端， $R_1:R_2=1:2$， $R_1$的电功率为 $2W$，则 $R_1$两端的电压 $U_1=$　　 $V$， $R_2=$　　 $\Omega$。

在图甲所示的电路中，电阻R₁为40欧，滑动变阻器R₂上标有“20Ω  3A”字样。现有电压为6伏的电源一个，表盘如图乙（a）、（b）所示的电流表、电压表各一个，电键一个。
（1）若在AB间接入电源，CD间接入电压表，EF间接入电键。闭合电键后，滑片在某一位置时，电压表示数为2伏。求：①通过电阻R₁的电流I₁；②滑片在此位置时，10秒内变阻器R₂消耗的电功W₂。
（2）请选择一个电表，将电源、电键和所选择的电表分别接入AB、CD、EF间。要求选择合适的电表量程，移动滑片P的过程中，电路各元件能正常工作，且所选电表指针转动的角度最大。
① 应在AB间接入            ，CD间接入         ，EF间接入        。
② 所选电表所用的测量范围是             ，请计算出所选电表的示数变化范围。