初中物理电功率的计算实验题

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，其阻值与光照强度成反比，实验步骤如下：
①先把“220V 15W”的普通白炽灯接人灯座，通过调整，使灯泡与温度计的玻璃泡距离约为2cm，灯泡与热敏电阻的距离约为30cm．闭合开关S和S₁，通电10min，分别读出温度计和电流表的示数，并填入下表．
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     ．
（2）电能转化为光能最多的灯是     ．
（3）1ED灯的发光效率较     （高／低）．
（4）综合分析表中数据可知，15W的LED灯的发光亮度与     W的白炽灯发光亮度相当．

某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时，电路如图所示。电源电压恒为4.5V，电压表量程“0～3V”，滑动变阻器规格“20Ω  1A”，灯泡L标有“2.5V  1.25W”字样（忽略灯丝电阻变化）。在不损坏电路元件的情况下，下列判断正确的是（    ）

A．电路中电流变化的范围是0.18A～0.5A	B．滑动变阻器阻值变化的范围是2.5Ω～10Ω
C．灯泡的最小功率是0.162W	D．该电路的最大功率是2.25W

(9分)在“测量小电灯的功率”的实验中，电源电压为4．5V，小灯泡额定电压为2．5V、电阻约为10Ω．滑动变阻器标有“30Ω 1A”字样
(1)连接电流表时应选用       的量程．
(2)请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整．

(3)乙同学连完电路并闭合开关后，发现小灯泡不发光且电压表示数为零，电流表示数为O．15A，产生这一现象的原因是                                       ．
(4)故障排除后，移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡正常发光时，电流的示数如乙图所示，请读出电流表的示数，并填入表格中．
(5)实验中，同学们记录了多组小灯泡两端的电压及对应通过小灯泡的电流值，但表格的设计仍有不完整的地方，请将所缺内容填写完整．

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

图甲是测量标有“2.5V”字样的小灯泡电功率的电路图

（1）连接电路时，开关应处于______状态，滑动变阻器的滑片应移到最______（左/右）端；
（2）在实验中，静菲同学正确连接电路并规范操作实验，闭合开关后，发现灯泡不亮，为了找出灯泡不亮的具体原因，接下来最应该进行的具体操作是______；
（3）在排除问题后，当电压表示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，是______A，由此可得，该小灯泡的额定电功率为______W；
（4）实验中志乾同学的电流表损坏了，老师告诉他已经没有电流表可换，而给了他一个已知阻值为R的定值电阻和若干个开关，志乾重新设计了如图丙所示的电路，测量小灯泡的额定功率.请你帮他补全实验步骤和表达式：①按照电路图正确连接电路；②断开开关S₂，闭合开关S、S₁，调节滑动变阻器，使得______；③保持滑片位置不动，断开开关S₁，闭合开关S、S₂，记下电压表的示数为U₂；则测得小灯泡额定功率的表达式为P=______（电源电压未知）；
（5）志乾经过进一步的实验发现，小灯泡灯丝电阻随温度的升高而增大，他还想比较以下两种情况下灯泡实际电功率的大小关系：①灯泡实际电压为额定电压一半时的实际电功率P₁；②灯泡实际电流为额定电流的一半时的实际电功率P₂；利用所学物理知识请你帮他比较出P₁与P₂之间正确关系应该为：P₁______P₂（大于/小于/等于）.
（6）若用阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω定值电阻分别代替图甲中的小灯泡，还可以完成“探究电流与电阻关系”实验，实验过程中始终保持电压表示数为3V，为能完成探究，则滑动变阻器最大阻值至少为______Ω（设此时电源电压为6V且恒定不变）.

小明利用如图甲所示电路测量小灯泡的功率．被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω左右．实验室有如下器材：电源（电压为6V）、电流表（0～0.6A  0～3A）、电压表（0～3V 0～15V）、滑动变阻器（20Ω 0.5A）、开关各一个，导线若干．
（1）小明测量小灯泡的额定功率，发现灯泡正常发光时电压表示数正常，而电流表示数很小，如图乙所示，则电路连接存在的问题是　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）排除电路故障后，闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，多次测量，小明画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象如图丙，则小灯泡的额定功率为　    　w．在多次测量中，小明还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比　　　　　．（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
（3）小明又取了一个规格、型号完全相同的旧灯泡进行实验，发现在额定电压下工作时，灯泡亮度明显偏暗，小明仔细观察，发现这只灯泡的玻璃内壁变黑．灯泡亮度偏暗的原因是灯丝发光时发生　　　　　　　　（选填物态变化名称）而变细，消耗的实际功率变　　　　的缘故（选填“大”、“小”）．

在“测量小灯泡电功率”的实验时，提供的器材有：6V蓄电池、电流表（0～0.6A、0～3A）、电压表（0～3V、0～15 V）、“50Ω 1A”和“10Ω  1.5A”两种规格的滑动变阻器各一只，额定电压为2.5V的待测小灯泡（正常发光时的电阻约为10Ω）一只、开关一个，导线若干．
（1）为顺利完成实验，在实验中应选用规格为       的滑动变阻器，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑至       端（填“左”或“右”）；
（2）请你用笔画线代替导线，将图甲的实物电路连接完整．

（3）小华在实验过程中，移动变阻器滑片时，小灯泡突然熄灭．经判断，电路故障是小灯泡或电流表被烧坏．查找故障时，在不拆开电路的情况下，他把一根导线接在电流表两端，小灯泡仍不发光，可判断电路故障是       ．
（4）将故障排除并接好电路后，移动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V，此时电流表示数如图乙所示，其读数值为       A，小灯泡的额定功率为       W．

（5）小华认为“把灯泡换成定值电阻，该实验装置可以用来研究导体中的电流与电压的关系．”你认为这种说法       （选填“正确”或“错误”）．

小明做测量小灯泡电功率的实验(小灯泡标有“2．5V”字样)．
(1)如图甲所示，小明所接的实验电路存在连接错误，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确．请你在应改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法．

(2)电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数．接下来应进行的操作是_________．
A．更换小灯泡
B．检查电路是否断路 
C．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
(3)实验过程中，当电压表示数为_________V时，小灯泡达到额定功率，此时电流表的示数如图乙所示，其值为_________A，小灯泡的额定功率为_________W．

实验桌上有如下实验器材：电源电压不变的电源一个，阻值已知的定值电阻一个，电阻箱（电路图符号       ）一个，已调零的电流表两块、开关一个，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，如果并联电路两端的电压U及R₁的阻值保持不变，则电阻R₁与R₂消耗的总功率P跟电阻R₂的关系为：（k₁、k₂为常量）”。

某课外兴趣小组在做测定“小灯泡的电功率”实验时，所用器材有电压为6V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电表、开关和导线。如图a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）连好电路后，闭合开关，移动滑片P，发现小灯泡始终不亮，但电压表有示数，电流表无示数，则故障的原因可能是                           。
（3）排除故障后闭合开关，移动滑片P到某处，电压表的示数为2.2V，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向     端滑动（选填“左”或“右”），直到电压表的示数为     V，记录电流表的示数；
（4）通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数，并绘制成了如图b所示的U－I图像。根据U－I图像提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是        W。

在一次实验活动比赛中，老师给定了以下器材：一个输出电压为9V的稳压电源、一只电压表、一个电阻箱、一个最大值为20Ω的滑动变阻器、两只开关以及导线若干，要求测定一只额定电压为6V的小灯泡的额定功率．聪明的李明设计了如图甲所示的电路图，顺利完成了实验．
（1）请根据甲图所示的电路图，用铅笔画线代替导线将乙图中电压表正确接入实物电路中．
（2）李明在实验时，首先闭合开关S₁，观察到电压表表盘示数如丙图所示，要使小灯泡两端电压达到额定电压，应将甲图电路中滑动变阻器R的滑片P向　　端滑动（选填“a”或“b”）．
（3）调节滑片P使电压表示数等于6V后，保持滑动变阻器R的滑片P位置不动，断开开关S₁，再闭合开关S₂，调整电阻箱R^′接入电路的阻值，使电压表的示数再次等于6V，此时电阻箱的示数如丁图所示，则电阻箱接入电路的阻值为　、　Ω，由此可知小灯泡的电阻为　、　Ω．小灯泡电阻的得出是运用了物理研究中的　、　（选填“控制变量法”或“等效替代法”）．根据以上获得的实验数据可知小灯泡的额定功率为　、　W．

小明的妈妈买了一个自动电热水壶，其部分技术参数如表中所列。

型号	额定电压	频率	额定功率	容量
FY-TS1010A	220V	50HZ	1100W	1.0L

（1）该电热水壶正常工作时的电流为多少？
（2）该电热水壶正常工作时，用6min就能将整壶水烧开，如果吸收的热量是3.2×10⁵J,求该热水壶的效率。（用百分数表示结果，小数点后面保留两位）
（3）在用电高峰时段，电路中的实际电压减小为198V，在这样电压下，该水壶的实际功率为多少？（假设电热水壶电阻保持不变）
（4）有关电热水壶的安全使用，下列说法中不正确的是_____________.
A、电热水壶不用时，应拔下电源插头
B、当壶体和基座被弄脏时，应放进清水中清洗
C、电热水壶工作时，身体不可靠近壶嘴
D、注入水时，水位不超过电热水壶的最高水位线

(8分)(要写出必要的公式和过程)如图是一个加热、保温电路的一部分．电热丝R₁规格为“220V  1100W”，限流电阻R₂=506．电路的工作原理是：当温控开关S接a时，电热丝R ₁接入电路，电路处于加热状态；当达到一定温度时，温控开关S自动从a切换到b，电路处于保温状态．正常工作时，加热功率1100W，保温总功率88W．(电源电压保持不变，电阻不随温度变化．)
(1)请你按照上述原理，对下图进行连线，使它成为完整的电路图；

(2)某天在使用(1)中已经连接完整的电路时，R₁烧毁了．有人想使电路恢复正常工作，设计了下面方案．请通过计算、分析，对两个方案作出评价：
方案一：用“220V  220W”电热丝R₃、“220V   880W”电热丝R₄串联替代R ₁；
方案二：用两根都是“220V  550W”的电热丝R₅并联替代R ₁．
(3)请你选用下表所提供的电热丝，再设计一个方案，使(2)中损坏的电路恢复正常工作，并说明设计理由．

符号	R6	R7	R8	R9
规格	200V  500W	220V  600W	220V  2200W	110V  550W
数量	1	1	2	3

 

小华同学在“测定小灯泡的功率”实验中，所用电源电压为4.5伏、7.5伏和9伏中的一个，滑动变阻器上标有“20Ω  2A”字样，小灯泡标有“4.5V”字样，估计小灯泡的额定功率小于1.5瓦。他按图连接好电路，先将变阻器的滑片移至________端(选填“A”或“B”)，然后闭合电键S，再移动变阻器的滑片P，观察到小灯泡发光逐渐变___________(选填“亮”或“暗”)。当小灯泡正常发光时，变阻器的滑片P恰好在中点上(即连入电路的电阻为10欧)。小华所用的电源电压为_______伏，小灯泡的额定功率为__________瓦。