初中物理电功率的计算实验题

某电热水壶及其铭牌如图所示，小明为了测量该电热水壶的实际功率和加热效率，进行了如下实验：

关掉家里所有用电器，将该电热水壶装满水，接通电热水壶，测得壶中水温度从25℃上升到35℃所用的时间为50s，同时观察到家中"220V10（40）A3200imp/kW•h"的电子式电能表的指示灯闪烁了80imp，水的比热容c＝4.2×10 ³J/（kg•℃）。请结合本次实验记录的数据，回答以下问题：

（1）除电子式电能表外，小明还需下列哪些器材完成上述两个测量 　     　（选填器材前面的序号）

①刻度尺②温度计③电压表④秒表⑤弹簧测力计

（2）若小明利用水升温吸热计算消耗的电能，计算出电热水壶的功率和实际功率相比 　    　（选填"偏大"、"偏小"或"相等"），主要原因是                                              　。

（3）电热水壶的实际功率是 　      　W。

（4）电热水壶的加热效率是 　       　。

在我市农网改造中，小柳家从村口通过进户线接入220V的家庭电路。电工师傅想测试小柳的电学知识，他让小柳用电压表、两个标有"220V 550W"、"220V 1100W"的电炉R ₁、R ₂以及开关，连接成如图所示的电路，只闭合S ₀时，电压表示数为220V；只闭合S ₀、S ₁时，电压表示数为214.4V；当闭合S ₀、S ₂时，断开S ₁时，电压表的示数为210.4V。

①上述现象可概括为 　                                 　，用电器两端的电压越低。

②造成用电器两端的电压降低的原因是 　                          　。

③当闭合S ₀、S ₂时，断开S ₁，整个家庭电路消耗的电功率为 　     　W。

在深圳某科技节上，某同学自己动手制作了一个牛奶加热器，设计电路简图如图所示，已知滑动变阻器R ₀的最大阻值为100Ω，用于加热的电阻丝R ₁的阻值为55Ω．求闭合开关S后：

（1）电路中的最小电流（结果保留1位小数）；

（2）电热丝的最大加热功率；

（3）在最大加热功率下，用时100s可以将1kg常温牛奶温度升高多少？[不考虑热量损失，牛奶的比热容为c＝2.5×10 ³J/（kg•℃）]

图甲是用于焊接塑料水管的热熔器，其电路如图乙所示，加热电阻R₁＝66Ω、R₂＝176Ω，S₁是手动控制开关，S₂是可随温度自动跳转的温控开关，R₀是特殊限流电阻，热熔器加热时R₀的电阻较大，LED指示灯发红光，保温时R₀的电阻较小，LED指示灯发绿光，已知LED灯发光时两端电压保持不变。

（1）开关S₁和S₂都闭合时，热熔器处于　 　（选填“加热”或“保温”）状态；

（2）开关S₁闭合，S₂断开时，R₁的功率　 　R₂的功率（选填“大于”、“等于”或“小于”）；

（3）发红光时LED灯的电流　　发绿光时LED灯的电流（选填“大于”、“等于”或“小于”）；

（4）保温状态时加热电路的电功率为　　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。

如图所示，电源电压恒定不变，R₁的阻值为12Ω，小灯泡L上标有“6V3W”字样，小灯泡电阻不随温度改变。若闭合S₁、S₂，断开S₃，小灯泡刚好正常发光，此时电压表的示数为3V，那么：

（1）小灯泡L的电阻为多大？

（2）电源电压为多少？

（3）R₂阻值为多大？

（4）若闭合S₁、S₃，断开S₂，并移动滑动变阻器R的滑片，滑动变阻器接入电路的电阻为多大时，电路的总功率最大，这个最大的功率等于多少？

某小组研究小灯泡电功率，小灯泡额定电压为2.5V，电源电压恒定不变，有规格为“10Ω 2A”和“20Ω2A”的滑动变阻器各一个。

次数	电压表示数/V	电流表示数/A	电功率/W	灯泡亮度
1	2.5	0.30		较亮
2	3	0.32	0.96	很亮
3	2	0.26	0.52	稍亮

（1）如图甲所示，选用“10Ω2A”规格的滑动变阻器进行实验。连接电路时，需将滑动变阻器的滑片P置于　　（填“A或“B）端，其目的是　　。

（2）接着用开关迅速试触，灯泡发光，电压表示数如图乙，此时灯泡两端电压为　　V．为了使灯

泡正常发光，接下来的操作是：　　。

（3）实验中收集信息如上表。分析表格中信息可得，

①小灯泡额定功率为　　W；

②在电路安全范围内，小灯泡两端实际电压越大，消耗的电功率　，灯泡越亮。

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　　。

如图1所示，在“测量小灯泡的电功率”实验的电路中，小灯泡L的额定电压为2.5V、额定电流小于0.6A。

（1）根据电路图，请用笔画线代替导线，将图2中的器材连接成完整的电路。连接电路时，开关应处于　　（选填“断开”或“闭合”）状态。

（2）连接电路后，闭合开关，灯不亮，若只有灯泡处开路，则　　表无示数（选填“电流”或“电压”）。排除故障后，再次闭合开关，应将滑片由最大电阻处缓慢向　　端移动（选填“A”或“B”），使灯逐渐变亮。

（3）第一次实验时，电流表的示数如图3所示，则通过灯L的电流为　　A。

（4）由上表中的实验数据得出，小灯泡的额定功率为　　W。

（5）实验中，灯L的亮度第二次比第一次亮，第三次更亮。结合表中数据，通过计算和分析可知：灯泡的实际功率越　　（选填“大”或“小”），灯泡就越亮。

次数	电压/V	电流/A
1	2.0
2	2.5	0.24
3	2.8	0.25

小明在做测量小灯泡的电阻实验中，电路图如图所示。小灯泡上标有“3.8V”的字样，电源电压为6V。

（1）小明连接好电路，闭合开关，发现灯泡立即发出明亮耀眼的强光，并很快熄灭，则原因可能是　　；

A．电流表短路                     B．小灯泡短路

C．滑动变阻器接入电路的阻值过小     D．电压表断路

（2）解决问题后，闭合开关，移动滑动变阻器的划片，让电压表示数逐渐变大，灯泡逐渐变亮，灯丝温度不断升高，测量数据如表：

实验次数	1	2	3	4
电压（V）	2.0	2.5	3.0	3.8
电流（A）	0.33	0.34	0.35	0.40
电阻（Ω）	6.1	7.4	8.6

表中空缺的数据应为　　，小灯泡正常发光的功率是　　W。

（3）分析如表数据，你发现小灯泡的电阻与灯丝的温度有什么关系？

在“测量小灯泡的电功率”实验中，小芳选用了额定电压是2.5V的小灯泡。

（1）如图甲所示，小芳连接的实验电路存在连接错误，但只需改动一根导线，即可使电路甲连接正确。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，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调至最　　（填“左”或“右”）端。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　　（选填序号）。

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）移动滑动变阻器的滑片，记下多组电流表及对应电压表的示数，并画出图乙所示的I﹣U图象。由图乙所给信息，可求出小灯泡正常发光时的电阻为　　Ω，小灯泡的额定功率为　　W。

在“测量小灯泡的额定功率”实验中，灯泡上标有“3.8V”的字样，电源电压恒定不变。

（1）请你用笔划线代替导线，将甲图中的实物电路完整，要求滑片向左移动时灯泡变亮。

（2）闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发现灯泡始终不亮，电流表有示数，电压表无示数，其故障原因可能是　　。

（3）排除故障后，开始实验，闭合开关，电压表的示数为2.5V，此时应将变阻器滑片向　　（选填“左”或“右”）端调节，在移动变阻器滑片的过程中，眼睛应注视　　的示数，直至灯泡正常发光，此时电流表的示数为0.4A，则灯泡的额定功率为　　W。

（4）完成上述实验后，又找来了一个阻值为R₀的电阻和两个开关。并借助部分现有的实验器材，设计了如图乙所示的电路，也测出了小灯泡的额定功率。请完成下列的实验步骤：

①闭合开关　　，移动滑片，当电压表的示数为　　V时，停止移动滑片，然后再断开闭合的开关：

②保持滑片的位置不动，再闭合开关　　，读出此时电压表的示数为U；

③灯泡额定功率的表达式为P_额＝　　（用已知量和测量量表示）。

在“测小灯泡功率”的实验中，小灯泡标有“2.5V”字样。

（1）连接电路时开关应　　，滑动变阻器的滑片应移至　　处。

（2）甲组同学连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，但电压表有示数，电路故障可能是小灯泡处　　。（选填“短路”或“断路”）

（3）乙组同学连接的电路如图甲所示，其中有一根导线接错了，请在接错的导线上打“×”再把它改接到正确的位置上。

（4）乙组同学正确连接电路后，先测小灯泡两端电压为2V时的电功率，若要继续测量小灯泡的额定功率，此时应将滑动变阻器的滑片向　　移动，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，此时电路中的电流是　　A，小灯泡的额定功率为　　W，小灯泡正常发光时的电阻为　　Ω．（保留一位小数）

在“测小灯泡功率”的实验中，小灯泡标有“2.5V”字样。

（1）连接电路时开关应　　，滑动变阻器的滑片应移至　　处。

（2）甲组同学连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，但电压表有示数，电路故障可能是小灯泡处　。（选填“短路”或“断路”）

（3）乙组同学连接的电路如图甲所示，其中有一根导线接错了，请在接错的导线上打“×”再把它改接到正确的位置上。

（4）乙组同学正确连接电路后，先测小灯泡两端电压为2V时的电功率，若要继续测量小灯泡的额定功率，此时应将滑动变阻器的滑片向　　移动，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，此时电路中的电流是　　A，小灯泡的额定功率为　　W，小灯泡正常发光时的电阻为　　Ω．（保留一位小数）

小明在实验室发现一只标有“2.5V0.3A”字样的小灯泡，他想测定这个小灯泡的电功率，请你帮他完成以下实验：

（1）请科学合理连接实物电路。

（2）连接电路时，开关应　　（选填“断开”、“闭合”），实验中小明移动滑动变阻器滑片P，先后使电压表的示数为2.0V、2.5V，分别读出电流表示数并记录数据。

①小灯泡额定功率是　 W。

次数	电压U/V	电流I/A	电功率P/W
1	2.0	0.26	0.52
2	2.5	0.30	0.75

②当电压表示数是2.5V时，滑片位置如图所示，若要测量小灯泡两端电压为3.0V时的电功率，应向　　移动滑片。

（3）利用表格中的数据还可以计算的另一个物理量是　　。