初中物理电功率的计算实验题

小红做测量“小灯泡电功率”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。
（1）连接电路时开关应      .
（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）闭合开关前，图中滑动变阻器的滑片P应位于      （选填“A”或“B”）端．
（4）小红移动滑片P到某一点时，电压表示数如图乙所示为         V，若她想测量小灯泡的额定功率，应将图中滑片P向        （A/B）端移动，使电压表的示数为       V．
（5）小红移动滑片P，记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I－U 图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是         W．

(6)小勇同学在实验中连接好电路，闭合开关，移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是         （选填“A、灯泡短路”或“B、灯泡断路”） ．

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　　 $W$。

小宁测量小灯泡的电功率，已知小灯泡的额定电压为 $2.5V$ ．电源电压为 $4.5V$ 。

（1）小宁连接了如图甲所示的电路，闭合开关后会出现 　　。

$A$ ．小灯泡发光 $B$ ．电压表有示数 $C$ ．电流表有示数 $D$ ．电压表无示数

（2）小宁改正错误后将电路重新连接，闭合开关，看到小灯泡非常亮，随后灯泡熄灭，小宁仔细观察小灯泡，发现灯丝烧断。小宁在操作过程中的不当之处是 　　。

（3）小宁解决问题后，完成实验。记录的数据如表所示，小宁对实验数据进行了计算分析发现，当小灯泡两端的电压增大时，通过它的电流增大，小灯泡消耗的电功率增大，灯泡的亮度越亮，这说明灯泡的亮度取决于它的 　　（填"额定功率"或"实际功率" $)$ ；小宁根据实验数据又绘制了小灯泡的 $I-U$ 图象（如图乙所示），根据图象，得出小灯泡的额定功率是 　　 $W$ ；小宁发现图象是曲线，原因是 　　。

次数	电压 $U/V$	电流 $I/A$	电功率 $P/W$	灯泡亮度
1	1.5	0.18	0.27	发光较暗
2	2.5			正常发光
3	3.0	0.28	0.84	发光很亮

在学校创新比赛中，小亮同学设计了一个多档位的电热水器。图甲所示是他设计的电热水器的工作电路图，R₁和R₂是两根电热丝。他设计的旋转开关如图乙所示，旋转开关内有一块绝缘圆盘，在圆盘的边缘依次有共10个金属触点（在图乙中用“○”表示，“○”中标有1、2、3、4编号，编号相同的触点用导线连接）。可以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，转动开关旋钮可以将相邻的触点连接。例如，图乙中，旋钮上的箭头指向图中位置D，此时，金属滑片将1、2两触点接通，同时另一端也将3、4两触点接通。当旋钮上的箭头指向A、B、C、D不同位置时，可以实现四档加热功率。他设计的四档加热功率如下表所示：

1．如果要实现旋转开关沿某个方向转动时，加热功率依次递减或递增，通过计算，分析说明电热丝R₁和R₂的阻值应该分别为多大?旋钮上的箭头指向A、B、C、D不同位置时，分别对应哪一档加热功率?
2．小亮根据计算结果，借助电池组、电压表和电流表分别截取了电阻大小符合要求的两根电热丝，并按电路图连接好。经检查无误后，小亮将电热器接入家庭电路，同时借助电能表和手表测量电热器在不同档位工作时实际消耗的电功率，结果发现每一档的实际功率均小于按照电热丝电阻值计算的结果，测量后发现电源电压为220V。请简单解释产生这种偏差的原因。
3．使用中他发现水温开始升高较快，后来水温升高越来越慢，最后甚至会保持某个温度不再升高，此时水并没有沸腾。并且选择加热档位功率越小，水能够达到的最高温度越低，这是为什么?

小林利用定值电阻R进行实验，记录的实验数据如下表所示。表中U为电阻R两端的 电压，P为电阻R的电功率。请根据表中数据归纳电功率P与电压U的关系：在    的条件下，P =            。

下表是某同学研究“电阻消耗的电功率与该电阻阻值之间的关系”时记录的实验数据，请你对表格中的数据进行分析，归纳出电功率与电阻的关系为：       。

R/Ω	2	4	8	10	20	40
U/V	4	4	4	4	4	4
I/A	2	1	0.5	0.4	0.2	0.1
P/W	8	4	2	1.6	0.8	0.4

 

小阳在实验室测量小灯泡的电功率。当小灯泡两端电压为3V时，通过小灯泡的电流如图所示，此时通过小灯泡的电流为_____A，小灯泡的电功率为_____W。

下表是在研究“电阻消耗的电功率与该电阻阻值之间的关系”时记录的实验数据。请你对表格中数据进行分析，归纳出电功率与电阻阻值之间的关系：。

R/Ω	10	20	30	50	60	70
U/V	3	6	9	15	18	21
I/A	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3
P/W	0.9	1.8	2.7	4.5	5.4	6.3

 

小林同学在实验中记录了如下表所示的实验数据。请根据表中数据归纳电功率P与电流I的关系：P=      。

I/A	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7
P/W	0.8	1.8	3.2	5	7.2	9.8

小丽利用定值电阻R进行实验，记录的实验数据如下表所示。表中U为电阻R两端的电压，P为电阻R的电功率。请根据表中数据归纳电功率P与电压U的关系：在       的条件下，P =        。

U/V	3	4	5	6	7	8
P/W	0.9	1.6	2.5	3.6	4.9	6.4

 

电动自行车是倍受人们青睐的一种交通工具，如图所示。其主要结构就是在原来的普通自行车的基础上，增加了电动机及供电、传动设备，它可以电动骑行，亦可以脚踏骑行。电动骑行时，蓄电池为车上的电动机供电，电动机为车提供动力；脚踏骑行时，与普通白行车相同。

下表是某型号电动白行车主要技术参数。

整车	整车质量	40kg
最高车速	≤30km/h
最大噪声	≤62dB
蓄电池	电压	48V
容量	12A·h
电动机	额定电压	48V
额定功率	240W

(1) 当一个质量为50kg的初三学生骑着电动自行车在平直的公路上匀速行驶时，轮胎与地面的总接触面积为40cm²，此时路面受到的压强为多大?（g=10N/kg）
(2 )电动自行车以额定功率行驶时通过电动机线圈的电流是多大?
(3) 在蓄电池充足电后为电动机供电的过程中，当把储存能量的80％提供给电动机后就应进行充电。若电动机工作时将电能转化为对自行车输出机械能的效率为75％，电动自行车在平直的公路上匀速行驶时受到的阻力为30N，则蓄电池充一次电最多能完全依靠储存的电能连续行驶多远? 

小青同学用实验的方法探究当电阻一定时，电阻消耗的电功率与通过电阻电流的关系。他根据实验采集的数据描绘了如图所示的图像。请根据图像完成下列问题：
 
（1）当电流为4A时，电阻消耗的功率是            W。
（2）写出该实验所用电阻消耗电功率与电流的关系式：关系式为               。

小宣在研究“电阻消耗的电功率与该电阻阻值之间的关系”时，记录的实验数据如下表所示。请你对表格中的数据进行分析，归纳出电功率与电阻阻值之间的关系：
                的条件下,    P=                        。

R/Ω	10	20	30	50	60	70
I/A	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3
U/V	3	6	9	15	18	21
P/W	0.9	1.8	2.7	4.5	5.4	6.3

．下表是某同学研究“定值电阻消耗的电功率与该电阻两端的电压之间的关系”时记录的实验数据，请你对表格中的数据进行分析，归纳出定值电阻消耗的电功率与该电阻两端的电压之间的关系式：               。

U/V 1 2 3 4 5 6 R/Ω 10 10 10 10 10 10 P/W 0.1 0.4 0.9 1.6 2.5 3.6