初中物理电功率的测量实验试题

在“测定小灯泡电阻”的实验中，提供如下实验器材：
A．待测小灯泡（2.5V  0.7W）      B．电源（电压恒为3V） 
C．电流表（量程0~0.6A或0~3A）  D．电压表（量程0~3V或0~15V）  
E．滑动变阻器（20Ω 1A）          F．开关、导线
（1）小明同学连接线路后闭合开关，将变阻器滑片向右滑动时灯泡变暗，而电压表的示数增大。请你用笔画线代替导线，把下图甲中的实物电路按小明的连接方式连接完整。

（2）电路连接好后，当电压表的示数为     V时，小灯泡将正常发光。
（3）小灯泡正常发光时，电流表和电压表均有示数。突然，电路发生故障，小灯泡熄灭，而电流表和电压表的示数均变大，则故障的原因是                          。
(4）利用上述实验器材，不能完成下述实验中的               （选填选项前的字母）B
A．测量小灯泡的额定功率                   B．探究电流与电压的关系
C．探究小灯泡的亮度与消耗功率的关系    D．探究串联电路电压的特点
（５）小红同学想利用上述器材测量一未知电阻R（定值）的阻值，但实验过程中不慎将电流表损坏，在不另外添加器材的情况下：
①为了测出R的阻值，请你在图乙的虚线框中画出你所设计的实验电路图。
②闭合开关后，测得你所设计的电路图中电压表的示数为U，则R=               。

小明学会了测小灯泡的功率后，在老师的启发下，进一步思考：电流一定时，小灯泡功率跟电阻有什么关系呢？于是他利用如图所示电路，选用三个完好的小灯泡L₁、L₂、L₃，测出它们在电流相同时的电阻和功率，来探究小灯泡功率与电阻的关系．

（1）他将灯L₁正确接入电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑动变阻器，电压表有示数，电流表无示数，你认为他该如何操作来排除故障？          
(2) 排除故障后,调节滑动变阻器的滑片P，使通过灯L₁的电流为0.2A，再测出L₁两端的电压，然后计算出此时灯L₁的电阻和实际功率，记录在下表。
（3）换上灯L₂，闭合开关，发现电流表的示数如图乙所示，为顺利完成实验，应将滑片P向_         _B（选填“A”或“B”）端移动，再测出L₂两端的电压，算出L₂的电阻和实际功率；换上灯L₃，做第三次实验，并将实验数据记录在下表。

次数	灯泡	I/A	U/V	R/Ω	P/W
1	L1	0.2	2.4	12	0.48
2	L2	1.6	8	0.32
3	L3	0.8	4	0.16

 
（4）分析表中数据可得结论：    
（5）小波认为：为了控制实验条件，小明每次实验要换灯泡还要调节滑动变阻器，这样的操作不够简便．对此你可以如何改进？                        

如图是“测量小灯泡额定功率”的实验，其中灯泡的额定电压为3.8V，电源电压未知，请你将实验过程补充完整．

（1）如图甲是实验电路，请你用笔画线代替导线将电路补充完整，并使滑动变阻器连入电路的阻值最大（导线不允许交叉）．
（2）实验过程中的某时刻，电压表的示数如图乙所示，为了测量灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向　  　（选填“左”或“右”）端滑动．灯泡正常发光时电流表的示数如图丙为　  A，则灯泡的额定功率为　  　W．
（3）为了考察同学们的能力，老师拿来了一个已知额定电流为0.2A，但额定电压未知的小灯泡，一个已知阻值为R的电阻和两个开关S₁、S₂，利用上面的部分器材为同学们设计了如图丁所示的电路来测量小灯泡的额定功率，请你将下列实验步骤补充完整；
①　       　（填开关S、S₁、S₂的通断情况），调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为　　；
②闭合开关S、S₂，断开S₁，　       　（选填“适当调节滑动变阻器的滑片”“保持滑动变阻器的滑片不动”），读出电压表的示数为U；
③灯泡额定功率的表达式为：P=　      　．

小华同学做“测量小灯泡额定功率”的实验，实验器材如下：小电灯标有“3.8V” 的字样、电源电压恒为6V 、滑动变阻器标有“20Ω 1Ａ”、电流表（量程为0～0.6A、0～3A）、电压表（量程为0～3V、0～15V）、开关及导线若干。
按电路图正确连接电路后，闭合开关，从大到小调节滑动变阻器的阻值，并将正确操作下的电压表和电流表的示数填入下表：

电压表的示数 U／Ｖ	电流表的示数 I／Ａ	小电灯的功率 P／Ｗ
2.0	0.20
2.5	0.22
3.0	0.25
3.8	0.30
4.5	0.32

（1）通过上表数据，可算得小电灯的额定功率为      Ｗ；
（2）将两个这样的相同规格的小电灯串联后直接接在6Ｖ电源的两端，两灯消耗的总功率为      Ｗ；
（3）结合表中数据判断：在不拆开电路的情况下，能否继续研究“电流与电压的定量关系”？并说明理由。答：      。
（4）若电压表的0～15Ｖ 量程已损坏，只能使用0～3Ｖ 量程，其它器材不变，小张将现在的电路作了改动也能测出小灯泡的额定功率，在如图的虚线方框内画出改动后的电路图。

(6分)图甲是测量小灯泡电功率的电路。小灯泡的额定电压为2.5V。

（1）请根据图甲将图乙中的实物电路连接完整（导线不允许交叉）
（2）闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。闭合开关后发现小灯泡不亮，电压表示数为零，电流表指针偏转。逐渐向右移动滑片，小灯泡始终不亮，电压表示数仍然为零，电流表示数逐渐变大。该电路故障可能是                。
（3）排除故障后正确操作实验，测量数据如下表所示

实验次数	1	2	3	4	5	6	7	8
发光情况	明亮	亮	更明亮	较亮	较暗	微光	熄灭	熄灭
电压U/V	2.5	2.1	3.0	1.7	1.3	0.9	0.5	0.1
电流I/A	0.28	0.26	0.30	0.24	0.21	0.19	0.16	0.05

分析实验数据可知：
①小灯泡的额定功率为          W。
②7、8两次实验中，灯泡熄灭的原因是                     。
③小灯泡在断电一段时间后的电阻可能是         （填“0Ω”、“1Ω”、“2Ω”或“8.9Ω”）

小伟同学用如图所示的电路测小灯泡的功率．电路中电源电压恒为4.5V，电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～0.6A．滑动变阻器的规格为“20Ω lA”，灯泡标有“2.5V  1.25W”字样．若闭合开关，两电表的示数均不超过所选量程，灯泡两端的电压不允许超过额定值，不考虑灯丝电阻的变化，则下列说法中正确的是（   ）

A．滑动变阻器的电阻允许调节的范围是0～20Ω    
B．电流表示数的变化范围是0～1A
C．灯泡的最小功率是1.25 W                     
D．该电路的最大功率是2.25 W

在“测量定值电阻阻值”和“测量小灯泡电功率”的实验中：

（1）婷婷要测量定值电阻的阻值，请你将如图乙的电路用笔画出的线连接正确（要求：滑片P向右移动时，通过电阻R的电流变大，导线不得交叉）实验开始前，要将变阻器的滑片P移至    端。婷婷闭合开关，发现电流表有示数，电压表无示数，则出现该故障的原因是                     （写出一种即可）；
（2）她排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某一位置时，观察到电流表的示数为0.2A，电压表示数如图甲所示，则定值电阻阻值为   Ω。她仅把这一次实验测得的阻值作为最后的结果，同组的小明认为这种做法不合适，其不合适的理由是    。
（3）测出电阻后，同组的小明将电路中的定值电阻换成了一个额定电压为2.5V的小灯泡，来测量小灯泡的电功率，闭合开关后，调节滑动变阻器滑片P，使电压表示数为    V时，小灯泡正常发光，如果此时电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是       W。
（4）另一实验小组同学，按正确方法完成实验后，分别绘制了“定值电阻”和“小灯泡”的U—I图像如图所示，则表示“定值电阻”的U—I图像的是         (填“甲”或“乙”），这样判断的依据是    。

一个额定电压是6V的小灯泡，其正常工作时通过的电流约为0.3A.小组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、开关各一个，两个规格分别为 “10Ω  1A”、 “50Ω  0.5A”的滑动变阻器，导线若干，电源一只（电压为12V）.

（1）小组设计了如图a所示电路图，通过分析你认为小明应选用规格为      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，使
滑片向左移动时灯变亮。
（3）小组正确选择了滑动变阻器，将图b的电路补充连接后，闭合开关，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6V.具体原因是                          ；若灯不亮，电流表示数为0而电压表有示数，可能故障是             。
（4）小组排除故障后，继续实验.在实验过程中，眼睛应注意观察        ，当        时，
表明灯正常发光，记下此时电流表的示数。
（5）小组又通过实验测得小灯泡电流随电压变化曲线如图c。由图可知，小灯泡的额定功率是_______ W。

(7分) 小明设计了如图甲所示的电路图，用来测定额定电压为“2.5伏”的小灯泡的电功率。各元件都完好，电源电压保持不变。

（1）小明将各元件连接成如图乙所示的电路，请指出其中的错误：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）电路调整正确后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当观察到＿＿＿＿＿时，表明小灯泡正常发光，并记录电流表的示数。
（3）为了进一步探究小灯泡的亮度与实际电功率的关系，小明继续调节滑动变阻器的滑片，并记录数据如下表，发现第2次实验小灯泡最亮，此时小灯泡的实际电功率为＿＿＿瓦。

实验次数	1	2	3
电压表示数/伏	2.5	2.8	2.0
电流表示数/安	0.32	0.35	0.27

 

小伟和小莉同学做“测定小灯泡的电功率”实验，现有电源（电压为4.5伏）、电压表、电流表、滑动变阻器两个（甲标有“12Ω2A”、乙标有“20Ω2A”字样）、电键及导线若干，已知两个小灯的额定电压分别为1.5伏和3伏，额定功率均不超过1瓦。小伟和小莉各自选取一个变阻器、小灯及其它器材连接电路，闭合电键后，移动变阻器的滑片，直至两个电路中电压表的示数均为3伏时，发现两小灯均已正常发光。这时，小伟电路中变阻器的滑片在中点位置附近、电流表的示数如图所示；小莉对比后发现电路中小灯的亮度比小伟选用的小灯暗。两位同学交流后，发现其中一位同学的电路连接有误，小莉将此时电压表和电流表的示数相乘，得到的电功率为0.96瓦。

（1）实验中电路连接有误的是          （选填“小伟”或“小莉”）。
（2）小伟同学选用的变阻器为         （选填“甲”或“乙”），所测小灯的额定功率为         瓦。
（3）求小莉同学所测小灯的额定功率。（需写出计算过程）
                                                                        

小王做“测定小灯泡电功率”实验，现有电源（电压保持不变）、待测小灯、电压表、电流表、滑动变阻器（“50Ω 2A”、“20Ω 2A”两种规格）、电键及导线若干，其中待测小灯上只有所标“0.22A”（指小灯正常工作电流）字样清晰可见。他连接电路，并把滑片移到变阻器的一端，闭合电键后发现小灯发出明亮的光，而电压表却无示数。接着他移动滑片，发现电流表示数逐渐减小，电压表示数逐渐增大，当滑片移动到中点位置附近时，小灯正常发光，此时电压表示数为2.3伏。他经过思考分析，不更换实验器材重新正确连接电路，并规范操作，闭合电键发现电流表、电压表示数分别为0.16安和1.3伏。
① 请说明小王判断小灯正常发光的理由：____________________________________                       
② 实验中所用滑动变阻器的最大阻值为_____________欧，电源电压为___________伏，小灯泡的额定功率为_______________瓦。（需写出计算过程）

小阳和小华两位同学各自进行“测定小灯泡电功率”的实验．实验中使用的小灯泡上标有“2.5V”字样，滑动变阻器上标有“30Ω  1A”字样．
（1）小阳连接的电路如图1所示，实验步骤正确，闭合开关后，发现小灯泡发光较暗，电流表、电压表的示数如图2（a）、（b）所示，他所用的电源电压为        V．接着他移动滑动变阻器的滑片P，当观察到电压表的示数为2.5V时，此时滑动变阻器的滑片恰好在中点上，小灯泡正常发光时的功率为       W．（保留两位小数）
（2）小华正确连接了电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，观察到小灯泡始终不亮，电流表有示数，电压表的示数为零．若电路中只存在一处故障，则故障是                ．

在测量小灯泡电功率的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω。
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。要求：当滑动变阻器的滑片向左移动时，连入电路的电阻变大；连线不得交叉。
（2）小宇同学闭合开关，移动滑片P到某一位置时，电压表示数（图10乙所示）为________V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑动变阻器的滑片P向________（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V。
（3）小宇同学继续移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图10丙所示的I﹣U关系图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是________W，还可以得出：小灯泡的实际功率随实际电压的增大而________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
（4）小叶同学按同一电路连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光，并很快熄灭，检查后发现连线正确，请你找出她在实验中两个操作不当之处是：①____________________________；②_____________________________。

在“测定2.5V小灯泡额定功率”的实验中，电源电压恒定。
（1）某同学根据图示电路进行实验。实验过程中，灯泡突然不亮，电流表、电压表的示数都减小。经检查，导线连接完好，则可能的故障是_____。
A．灯泡处断路        B．滑片与变阻器电阻丝之间接触不良
（2）排除故障后继续进行实验。某时刻，电压表的示数为2.0V，现要测定小灯泡的额定功率，应将滑片向_____（填“左”或“右”）移动，直至电压表示数为额定电压，若此时电流表示数为0.4A，则小灯泡的额定功率为        W。

小明设计了如右图所示的电路，利用它可完成电学的两个重要实验（小灯泡的额定电压是2.5V，电阻约5Ω，电源电压用二节干电池组成）

（1）利用这电路图可完成本学期的两个重要的测量实验是：
①           ；实验原理是：              ；
②           ；实验原理是：              。
（2）在完成上两个实验时，为了使测量更准确，你认为电压表的量程用     ；电流表的量程用           。
（3） 实验开始时，变阻器滑片P应放在       处。其目的是           。
（4）实验电路接好后，合上开关时，一些小组的同学发现了电路故障，主要是有下表列的几种情况，请你根据现象和检测结果批出故障的可能原因：

	故障现象	故障原因
①	灯较暗，两表示数较小，移动变阻器滑片，现象不变
②	灯不亮，电流表有示数，电压表无示数
③	电流表指针向左边偏转
④	调节变阻器，发现灯变亮时，电流表示数增大，电压表示数减小

（5）小组同学在实验中共得到下表中的ABC三组数据：

实验次数	1	2	3
U/N	2.0	2.5	2.8
I/A	0.22	0.25	0.26
R/Ω
P/W

 
①小施同学分析表中实验数据后，发现还能求得小灯泡的电阻，于是他分别算出了所给的三种情况下小灯泡的电阻并取平均值。你认为小施同学的做法对吗？请说明理由                  。
②小电灯的额定功率为________Ｗ。