初中物理电功率的计算实验题

小灯泡甲和乙两端的电压随电流变化关系如图所示，当把小灯泡甲和乙分别以并联或串联的连接方式接在电压为6V的电源上时，则以不同连接方式所形成的两电路消耗的总功率之差为       W。

一个额定电压是2.5伏的小灯泡，其正常工作时电阻约10欧。小明想测定这个小灯泡的额定功率，实验室中有如下器材：电流表、电压表、电键各一个，两个规格分别为
A：“5Ω 1A”，B：“20Ω  0.5A”，的滑动变阻器，导线若干，电源（电压为6伏）。

（1）小明设计了如图（a）所示电路图，通过分析你认为小明应选用规格为   （选填A或B）的滑动变阻器。
（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。   （用2B铅笔在答题纸的相应位置作图）。
（3）小明正确选择了滑动变阻器，按图（a）的电路图连接好电路，闭合电建，发现灯泡发光较暗，电流表有示数．任意移动滑动变阻器的滑片，电压表示数不变（示数不为零）且小于2.5伏。发生上述原因的是           。
（4）小明排除故障后，继续实验。当电压表的示数为2.5V时．电流表的示数（如图（c）所示），小灯泡的额定功率是        W。
（5）小明根据测量灯泡实际功率的多组实验数据，作出了U—I
图象，如图所示。结果发现图线不是直线，
这是因为                              。

（6）想用a图继续探究电流与电压的关系，如何更换器材？
______________________________________。
（7）在第（6）问的基础上，想继续研究电流与电阻的关系，如何操作？_______
说出操作依据：______________________________________。

某同学做“测定小灯泡的电功率”实验，电源电压3V且保持不变，滑动变阻器标有“3A、5Ω”的字样，所用小灯泡是额定电压为“2.5V”和“2.2V”中的一个。

（1）电路图如图所示，图中尚有两根导线未连接，请用笔画线代替导线补上。

（2）在连接电路中，开关应处于　　状态。（填“闭合”或“断开”）

（3）闭合开关前，滑动变阻器上的滑片，应移到　　端（填“左”或“右”）

（4）闭合开关后，移到滑动变阻器的滑片，发现滑片在中点附近位置时，小灯泡正常发光，此时电流表示数如图，小灯泡的额定电流为　　A，则该实验中所用小灯泡的额定功率为　　W．继续移到滑动变阻器的滑片，发现小灯泡发出耀眼的亮光，则此时小灯泡的功率　　额定功率。（填“大于”、“等于”或“小于”）。

要测定一个额定电压为2.5V小灯泡的额定功率。

（1）请将图中的电路元件连接成实验电路（连线不交叉）。
（2）电路接通后，无论怎样调节滑动变阻器的滑片，小灯泡均不发光，电压表的示数约为3V，电流表的示数几乎为零。请说出一种导致这种现象的可能原因：                  。

（3）小灯泡正常发光时，电流表指针的位置如图所示，则通过小灯泡的电流是    A，小灯泡的额定功率是         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 $U_1=$　　 $V$， $R_2=$　　 $\Omega$。

下列甲图是某实验小组探究小灯泡功率所用的器材，已知小灯泡的额定电压为2.5V。

①请你用笔画线代替导线，将甲图实物连接完整．要求：滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡亮度变亮，连线不能交叉。
②电路中使用滑动变阻器的目的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
③该组同学连接好电路，将滑片P移到＿＿＿＿端（选填A或B），并用开关试触，检查无误后，闭合开关，并调节滑片P，虽然两表示数能够发生变化，但发现灯泡电压无法降低到2.5V，其原因可能是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
④解决问题后，在实验过程中记录同学不小心漏填了一个电压的数据如图乙所示，请你读出该电压值填入表中的空格处。
⑤从表中数据可算出该灯泡的额定功率是＿＿＿＿W。
⑥细心的同学观察表中的数据发现，虽然是同一灯泡，但灯泡中的电流与其两端的电压并不成正比，请你分析其原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

王强同学观察到现在的手电筒大都由原来的一个小灯泡换成了多颗发光二极管，他通过使用发现这种手电筒非常明亮而且还非常省电。他很好奇，于是就到电子器材商店买了两颗这种发光二极管准备用实验测出它的额定功率。从包装盒上，他了解到这种发光二极管的额定电压是3V，正常发光时电阻约为80Ω左右。当他选好器材（电源是电压为6V的蓄电池，滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样）并将实验电路连成如图甲所示的情况后： 
 
（1）请你用笔画线当导线，替他把电路连接完整（要求选择合适的量程，导线不交叉）；
（2）实验前，老师建议王强同学先使用电压表的大量程。王强将电路连好并检查无误后，应将滑动变阻器滑片移到     端（选题“A”或“B”）。这时，他闭合开关后发现发光二极管非常明亮且还冒烟，接着就被烧坏了。产生这种现象的原因是                  ；
（3）当王强找到原因换上合适的器材后，按照正确的操作规则将电压表的示数调到 3 V，这时他观察到电流表示数如图乙所示．则这时通过发光二极管的电流是        A，发光二极管的额定功率是        W；
（4）在这个实验中，滑动变阻器所起的作用是：
①                             ；②                              。

如图1所示为某型号室内电加热器，有高温和低温两个挡位，额定电压为 $220V$，高温挡和低温挡功率分别为 $2200W$和 $1000W$，简化电路如图2所示。

（1）使用电加热器时，要插入三孔插座，是为了将金属外壳与　　相连，当开关 $S_1$闭合、 $S_2$断开时，电加热器处于　　温挡。

（2）请计算电阻丝 $R_1$的阻值和通过电阻丝 $R_2$的电流。（结果保留一位小数）

（3）在额定电压下，使用高温挡工作3小时，电加热器产生的热量是多少焦耳？

某实验小组的同学利用如图甲所示的电路进行实验研究：

（1）断开开关S ₃，闭合开关S ₁和S ₂，通过多次调节滑动变阻器，读出相应的电压表和电流表的示数，根据测量数据绘成如图乙所示图象，由图象知定值电阻R＝ 　 　Ω。

（2）断开开关S ₂，闭合开关S ₁和S ₃，通过多次调节滑动变阻器，测量灯L的电压和电流。根据测量数据绘成如图丙所示的图象。若灯L的额定电压为2.0V，则它的额定功率为 　 　W。

（3）由图丙可知，灯丝的U﹣I图象不是一条直线，原因是 　 　。

定值电阻R消耗的电功率P随R两端电压U变化的图像如图所示。请根据图像和已有知识判断：当电阻R两端电压U为2.5V时，电阻R消耗的电功率P为          。

PTC是一种新型的半导体陶瓷材料，它的发热效率较高，PTC有一个人为设定的温度。当它的温度低于设定温度时，其电阻值会随它的温度升高而变小；当它的温度高于设定温度时，其电阻值随它的温度升高而变大。如图甲所示的陶瓷电热水壶就使用了这种材料。它的工作电路如图乙所示，R₀是定值电阻，其阻值不受温度的影响。R_T是PTC的电阻，它的电阻值与温度的关系如图丙所示。该电热水壶在R_T设定温度状态工作时，电路消耗的总功率为1100W。

（1）R₀的阻值为多少?
（2）当R_T的温度为130℃时，电路中R_T的实际功率为多少?

(1)图(a)中物体A的长度是           cm；图(b)中温度计的示数是          ℃；

(2)在用托盘天平测量矿石的质量时，把矿石放到天平左盘，应根据估计，所用的砝码按质量             （选填“由小到大”或“由大到小”）的顺序向右盘中增减砝码；当加上最小砝码后，发现指针最终静止在如图(c)所示的位置，则接下去的操作应是      
                            ，直至天平平衡。最后天平平衡时，右盘中所加的砝码和游码的位置如图(d)所示，则矿石的质量是             g。

（3）图的电能表显示的示数是         kW·h；小通想利用该电能表测出家里电脑的功率，于是将电脑接入家庭电路中，关闭其它用电器，测出10min内电能表表盘转50转，则这段时间所消耗电能            J，这台电脑的功率是          W。

运用知识解决问题：

（1）工人装修电路时不细心，使火线和零线直接接通，会造成　　，电路中的电流过大，总开关“跳闸”。

（2）请根据如图所示小磁针的指向标出电源的正、负极。

（3）标有“ $220V$， $800W$”的电热器，正常工作时的电流为　　，正常工作 $1.25h$消耗的电能为　　。

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”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　　 $W$。