初中物理电功率的测量实验试题

小黎同学测定标有“ $2.5V$”字样（正常工作电流大约是 $0.25A)$小灯泡的额定功率，现有器材：电源（电压恒为 $6V)$，电流表（量程 $0-0.6A)$，电压表（量程 $0-3V)$，开关、导线若干，另有三种规格的滑动变阻器可供选择： $R_1\left(10\Omega 1A\right)$、 $R_2(20\Omega 0.5A)$、 $R_3(100\Omega 0.1A)$。按如图甲的实验电路进行实验，请完成下列问题：

（1）通过估算，滑动变阻器应选用　　，连接好电路后，闭合开关 $S$，小黎同学发现无论怎样移动滑动变阻器滑片 $P$，小灯泡都不发光，此时电流表示数为零，但电压表有示数，则故障为　　；

$A$．灯泡断路   $B$．灯泡短路

$C$．变阻器断路   $D$．电阻器短路

（2）排除故障后，闭合开关 $S$，电压表示数为 $2.0V$，此时应将滑片 $P$向　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$端移动，使电压表示数为　　 $V$，再读出电流表示数，即可求出小灯泡的额定功率。老师告诉小黎，电压表有示数时内部有微弱的电流通过，如果考虑这个微弱电流的影响，所测小灯泡的额定功率偏　　（选填“大”或“小” $)$

（3）同组的小李用甲图实验中的电源、电压表、滑动变阻器，另选单刀双掷开关， $R_0=30\Omega$的定值电阻，按乙图所示的电路来测量该小灯泡的额定功率，你认为此方案　　（选填“可行”或“不可行” $)$

某实验小组的同学用甲图所示器材测量小灯泡的电功率。已知电源电压恒为 $6V$不变，待测灯泡的额定电压为 $3.8V$，额定功率估计为 $1.2W$左右。

（1）请在甲图中用笔画线表示导线，连接成完整的实验电路（须选择合适的电流表量程）；

（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片 $P$应该位于　　端（选填“ $A$”或“ $B$” $)$；

（3）闭合开关后发现：电流表没有示数，灯泡不亮，电压表示数接近电源电压。则此时电路故障为　　；

（4）故障排除后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片 $P$，使灯泡正常发光，此时电流表示数如乙图所示，则电路中的电流值为　　 $A$，待测灯泡的额定功率为　　 $W$；

（5）如果电压表只能使用 $0~3V$的量程。仅在丙图虚线框内用电路图说明，怎样利用现有器材测定灯泡的额定功率。

如图是小松同学做电学实验时所画电路图的一部分，其中小灯泡的铭牌不清，根据此图中所提供器材，可以直接研究的问题是 $($　　 $)$

A．测小灯泡正常发光的电阻B．测小灯泡的实际电功率

C．测小灯泡消耗的电能D．测小灯泡产生的热量

在“测定小灯泡的电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材，其中电源电压为 $6V$，小灯泡的额定电压为 $2.5V$（灯丝电阻约为 $12\Omega )$

（1）为了能够顺利完成实验探究，下列两种规格的滑动变阻器应选用　　。

$A$．“ $10\Omega 0.4A$”的滑动变阻器　　 $B$．“ $20\Omega 0.4A$”的滑动变阻器

（2）用笔画线代替导线，将图甲所示的实物电路连接完整。

（3）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无示数，若电路只有一处故障，则故障的原因是　　。

（4）排除故障后，闭合开关，移动滑片，发现电压表的示数如图乙所示，其读数是　　 $V$，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向　　端移动（选填“ $A$”或“ $B$” $)$

（5）通过灯泡的电流随它两端电压变化如图丙所示，分析图像可知，该灯泡正常发光时的电阻是　　 $\Omega$，额定功率为　　 $W$。

小佳想要测定小灯泡的额定功率，他选用了以下器材：标有“ $2.5V$”字样的小灯泡（老师告诉他，该小灯泡正常工作电流在 $0.3A$左右），电源为 $6V$的恒稳蓄电池，量程为“ $0-0.6A$”与“ $0-3A$”的电流表，量程为“ $0-3V$”与“ $0-15V$”的电压表，开关，导线。可是在选择滑动变阻器时他犹豫了，因为有三种规格的滑动变阻器，分别标有“ $10\Omega 1A$”、“ $20\Omega 0.5A$”、“ $50\Omega 0.2A$”字样。

（1）估算一下，请你帮小佳选择一只合适的滑动变阻器　　；

（2）如图（甲 $)$所示，小佳连接了一部分电路后又纠结了，请你在不改变他已经连接部分的前提下，再帮他连接完整（用笔画线，注意导线间不要相互交叉）；

（3）连接完整后，小佳按正确程序操作，闭合开关 $S$，发现灯泡不亮，电流表指针偏转明显，而电压表指针几乎不动，仔细检查，连接无误。那么出现该状况的原因应该是　　。（选填“ $A$、 $B$、 $C$、 $D$” $)$

$A$．电压表内部断路了    $B$．灯泡的灯丝断了

$C$．灯座内部出现了短路 $D$．滑动变阻器的电阻线断了

（4）在老师的指点下，小佳自己排除了故障，再闭合开关 $S$，灯泡亮了，但发光很暗，观察电压表示数，仅有 $1.8V$，这时小佳应将滑片 $P$向　　端（选填“ $A$”或“ $B$” $)$适当滑动；

（5）当小灯泡两端的电压达到额定电压后，电流表的示数如图（乙 $)$所示，则小佳测得小灯泡的额定功率是　　 $W$。

在测定“小灯泡额定电功率”的实验中，小红所在的实验小组用的电源电压为 $6V$，小灯泡的额定电压为 $2.5V$、电阻约为 $10\Omega$，所用滑动变阻器 $R\left(20\Omega 1A\right)$。他们所设计的实验电路如图甲所示

（1）请你用笔画线代替导线，将实物电路甲补充完整。（导线不能交叉）

（2）电路甲正确连接后，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片 $P$应位于　　（选填“左”或“右” $)$端。

（3）小红同学闭合开关，移动滑片 $P$到某一位置时，电压表的示数如图乙所示为　　 $V$；若她想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片 $P$向　　（选填“左”或“右” $)$端移动，使电压表的示数为 $2.5V$。

（4）小红同学移动滑片多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的 $I-U$图象，根据图象信息，计算出小灯泡的额定功率是　　 $W$。

张玲和李影同学在进行“测量小灯泡额定功率”的实验中，现有器材：额定电压为 $3.8V$的小灯泡（电阻约为 $20\Omega )2$个，电压约为 $12V$的电源1个，电流表、电压表、开关各1个，规格分别为“ $20\Omega$， $1A$”和“ $50\Omega$， $0.5A$”的滑动变阻器各1个，导线若干。

（1）实验中应选择规格为“　　”的滑动变阻器。

（2）图甲中已经连接了部分电路，请用笔画线代替导线，将电路连接完整。

（3）张玲闭合开关，并适当移动滑片，小灯泡被烧坏，此时电压表示数约为　　 $V$，分析后又向老师借用了一个定值电阻，请你判断定值电阻应　　联在电路中、其目的是　　。

（4）重新连好电路后，再次闭合开关，移动滑动变阻器到某一位置时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则电流表的示数为　　 $A$，小灯泡的额定功率是　　 $W$

张玲和李影同学在进行“测量小灯泡额定功率”的实验中，现有器材：额定电压为 $3.8V$的小灯泡（电阻约为 $20\Omega )2$个，电压约为 $12V$的电源1个，电流表、电压表、开关各1个，规格分别为“ $20\Omega$， $1A$”和“ $50\Omega$， $0.5A$”的滑动变阻器各1个，导线若干。

（1）实验中应选择规格为“　　”的滑动变阻器。

（2）图甲中已经连接了部分电路，请用笔画线代替导线，将电路连接完整。

（3）张玲闭合开关，并适当移动滑片，小灯泡被烧坏，此时电压表示数约为　　 $V$，分析后又向老师借用了一个定值电阻，请你判断定值电阻应　　联在电路中、其目的是　　。

（4）重新连好电路后，再次闭合开关，移动滑动变阻器到某一位置时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则电流表的示数为　　 $A$，小灯泡的额定功率是　　 $W$

在“测量小灯泡的电功率”实验中，提供的器材有： $6V$的电源一个， $2.5V$的小灯泡（电阻约为 $10\Omega )$一个，电流表 $(0~0.6A,0~3A)$和电压表 $(0~3V,0~15V)$各一个，“ $50\Omega 2A$”的滑动变阻器 $A$和“ $10\Omega 1A$”的滑动变阻器 $B$各一个，开关一个，导线若干。

（1）通过估算，你应选用的滑动变阻器是　       　（选填“ $A$”或“ $B$”）。

（2）闭合开关前，经检查发现某同学连接的电路有一根导线连接错误，请你在图甲中错误的连线上画“ $\times$”，并只移动一根导线，用笔画线代替导线将电路连接正确。

（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）故障移除后，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　     　 $\Omega$，（小数点后保留1位小数）

（5）根据测出的数据，作出了小灯泡的电流 $I$与电压 $U$的关系图线，发现该图线不是一条直线，如图丙所示，其原因是温度升高，灯丝电阻　     　（选填“增大”或“减小”）。

要测量一个额定电压为 $4.5V$小灯泡的电功率，小灯泡正常工作时的电阻约为 $10\Omega$．现有器材：电源（电压恒为 $8V)$，电流表，电压表，开关、导线若干，另有两种规格的滑动变阻器可供选择： $R_1(5\Omega ,1A)$、 $R_2(20\Omega ,1A)$。请完成下列问题：

（1）滑动变阻器应选用　     　。

（2）选出合适的滑动变阻器后，某同学将实验器材连成如图甲所示的实验电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片 $P$移至　     　端（选填“ $a$”或“ $b$”）。闭合开关后，逐渐向另一端移动滑片 $P$，观察到的现象是　      　。（多选）

$A$．小灯泡变亮，电压表示数变大

$B$．小灯泡变亮，电流表示数变大

$C$．小灯泡不发光，电流表示数接近0

$D$．小灯泡不发光，电压表示数接近 $8V$

（3）造成上述现象的原因是其中有一条导线连接错误，请将该条错误导线打上” $\times$“号：并用笔画线代替导线把它改到正确的位置上。

（4）线路改正后，移动滑片 $P$，当电压表的示数为　      　 $V$时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则该小灯泡的额定功率为　      　 $W$。

某实验小组用图甲所示电路测量小灯泡的电功率。实物中，小灯泡标有“ $3.8V$”，滑动变阻器标有“ $12\Omega 1.5A$”，电源电压 $6V$。

（1）请用笔画线代替导线，按照图甲所示电路，将图乙的实物电路连接完整，使滑动变阻器的滑片向左移动时小灯泡变暗。

（2）小明同学负责实物连线，他连接好最后一根导线时，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。小明连线过程中肯定出现的错误是　                                   　。

还可能出现了以下错误中的　         　（填字母序号）。

$A$．电压表串联在了电路中

$B$．电流表并联在了小灯泡两端

$C$．连接滑动变阻器时，用了 $C$、 $D$两个接线柱

$D$．连接滑动变阻器时，用了 $A$、 $B$两个接线柱

（3）小灯泡熄灭后，发现电压表有示数，该示数接近　       　 $V$。

（4）更换上完全相同的小灯泡，正确连好电路，通过完全正确的操作获得数据如表。

实验次数	1	2	3	4
电压 $U/V$	2.0	3.0	3.8	4.2
电流 $I/A$	0.33	0.34	0.40	0.42
小灯泡亮度	不亮	较暗	正常	较亮
小灯泡电阻	6.0	8.8	9.5	10.0

由表中数据可知小灯泡正常工作时的功率为　      　 $W$。

从表中数据还可以看出小灯泡的电阻随温度升高而　      　。

（5）小明还想测量小灯泡不亮时的电阻，但是无论怎样调节滑动变阻器，小灯泡两端的电压也不能低于 $2V$．经过分析，至少有两种方案可行：一是，其它条件均不变时，换用总阻值较　     　的滑动变阻器；二是，其它条件均不变时，换用电压较　      　的电源。

如图所示，在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为 $2.5V$，电阻大约为 $10\Omega$，有两个规格分别为“ $10\Omega 1A$“的 $A$滑动变阻器和“ $50\Omega 2A$“的 $B$滑动变阻器，电源电压为 $6V$。

（1）本实验中应选择　     　滑动变阻器（选填“ $A$”或“ $B$”）。

（2）请你用笔画线代替导线将如图甲中的实物电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片 $P$向左移动时，滑动变阻器连入电路的阻值变大。

（3）连好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表电压表均有示数。接下来应进行的操作是　     　。

$A$．断开开关，更换小灯泡

$B$．检查电路是否断路

$C$．移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光

（4）问题解决后，继续进行实验，发现电压表的示数如图乙所示，要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向　    　（选填“右”或“左”）端移动，直到小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为　    　 $W$。

（5）实验中多次测量的目的是　      　。

$A$．测不同电压下小灯泡的实际功率

$B$．多次测量求平均值，减小误差

小明用如图1所示的电路测量额定电压为 $2.5V$小灯泡的电功率。

（1）电源电压为 $6V$，小灯泡的电阻约为 $10\Omega$，有两个不同规格的滑动变阻器：甲标有“ $10\Omega 1A$”乙标有“ $50\Omega 2A$”，实验时应该选择滑动变阻器　     　（选填“甲”或“乙”）。

（2）小明将实验数据和现象填写在下表中。

次数	灯泡两端电压 $U/V$	通过灯丝电流 $I/A$	灯泡电功率 $P/W$	灯泡亮度
1	2.20	0.28		比正常发光暗
2	2.50	0.30		正常发光
3	2.80	0.32		比正常发光亮

①可得出的实验结论：　                                    　（写出一条即可）；

②小灯泡的额定功率为　       　 $W$。

（3）小明用上面的实验器材测量电阻 $R_x$阻值时，发现电压表已损坏，重新设计电路，选了一个阻值已知的 $R_1$，连接电路如图2所示。他先将导线 $C$端接到电流表“ $-$”接线柱上，电流表读数为 $I_1$，后将导线 $C$端接到电流表“3”接线柱上，电流表读数为 $I_2$，则 $R_x$的阻值为　       　（用已知字母表示）。

在“测量小灯泡的额定功率”实验中，提供如下实验器材：电源（输出电压恒为 $6V)$、小灯泡（额定电压 $2.5V$电阻约为 $10\Omega )$、滑动变阻器 $\left(50\Omega 1A\right)$、电压表（量程 $0~3V$， $0~15V)$、电流表（量程 $0~0.6A$， $0~3A)$、开关、导线若干。

（1）请用笔画线代替导线在图甲中完成实物电路的连接；

（2）正确连接后闭合开关，发现小灯泡不发光，电压表和电流表均无示数。小宁利用另一只完好的电压表进行检测，把电压表分别接在 $A$、 $E$之间和 $A$、 $F$之间，电压表均有示数；接在 $C$、 $F$之间，电压表无示数。如果电路连接完好，只有一个元件有故障，该故障是　　（选填“小灯泡断路”、“小灯泡短路”或“滑动变阻器断路”）；

（3）排除故障后，小宁看到电压表示数为 $2V$，此时小灯泡的功率　        　（选填“大于、“小于”或“等于”）额定功率，要使灯泡 $L$正常发光，滑动变阻器的滑片 $P$应向　   　（选填“ $A$”或“ $B$”）端移动，当灯正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是　    　 $W$。

（4）测出小灯泡额定功率后，该同学又把灯泡两端的电压调为额定电压的0.6倍，发现测得的实际功率并不等于其额定功率的0.36倍，请你帮他分析出现这种现象的主要原因是　         　；

（5）把上面电路中的小灯泡换成定值电阻，用这一电路还可以完成的实验有　      　（写出一个即可）。

学习了电功率后，小明利用如图1所示的电路图来探究小灯泡功率跟电阻的关系。 $L_1$规格为“ $2.5V0.25A$”、 $L_2$额定电压是 $4.5V$、 $L_3$额定电压是 $6V$，可调电压电源。图3是小灯泡 $L_2$和 $L_3$的 $I-U$图象。

（1）请根据图1所示电路图用笔画线代替导线将图2所示实物图补充完整。

（2）电路连接完成后，小明只闭合开关 $S_1$，发现电流表有示数，但小灯泡不发光，原因是　          。

（3）如表是实验中的相关数据。

实验次数	开关状态	电源电压	电流表示数	小灯泡电阻	小灯泡功率
1	只 $S_1$闭合	$U$	$0.25A$	$R_1=10\Omega$	$P_1=0.625W$
				$R_2=2\Omega$	$P_2=0.125W$
				$R_3$	$P_3=0.25W$
2	只 $S_1$、 $S_2$闭合	$2.5V$	$0.50A$	$R_3=5\Omega$	$P_3=1.25W$
3	只 $S_1$、 $S_3$闭合		$0.25A$	$R_1=10\Omega$	$P_1=0.625W$
4	$S_1$、 $S_2$、 $S_3$均闭合		$1.30A$	$R_2=4.55\Omega$	$P_2=1.375W$

第1次实验中电源电压 $U=$　　 $V$， $L_3$的阻值 $R_3=$　　 $\Omega$。

（4）分析表中数据可得出，规格不同的小灯泡消耗的实际功率跟电阻的关系是：

①　　；

②　　。

【拓展】完成实验后，老师告诉小明用一个稳压电源和一个滑动变阻器可以制作成一个可调电压电源。将自制的可调电压电源（稳压电源电压恒为 $6V)$、电流表、小灯泡 $L_3$和开关串联，如图4所示。将滑片置于阻值最大处，闭合开关，向左移动滑片，当滑片从 $A$点滑到最左端 $B$点时 $(A$、 $B$两点图中未标出），电流表示数变化了 $0.1A$，则 $R_{\mathit{AB}}=$　　 $\Omega$。