初中物理电功率的测量实验实验题

小红作“测量小灯泡电功率”实验，实验室有如下器材：电源（电压恒为6V）、小灯泡（额定电压为2.5V，灯丝电阻约为10Ω）、电流表、电压表、开关各一个、规格分别为R₁“10Ω 1A”和R₂“50Ω0.5A”的滑动变阻器各一个、导线若干。

（1）小红设计了图甲所示的电路，她应选用规格为　    　的滑动变阻器（选填“R₁”或“R₂”），该实验中滑动变阻器的主要作用是　                           　。

（2）正确连接电路后，闭合开关，若小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，原因是　                            　；若小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，原因是　                         　。

（3）排除故障后，移动滑动变阻器滑片在不同位置，小灯泡U﹣I图象如图乙所示，小灯泡的额定功率为　        　W。

（4）由图乙发现灯泡电阻是变化的，影响其变化的主要原因是　        　。

（5）在没有电压表、只有电流表的情况下，小红增加了一只10Ω的定值电阻R并利用原有器材，也测出了额定电压为2.5V小灯泡的额定功率。步骤如下：

①按照如图丙所示的电路图正确连接实物电路；

②闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电流表示数为　      　A时，灯泡正常发光；

③断开开关，保持　                                          　不变，将电流表改接在灯泡所在支路中，再闭合开关，读出电流表示数I；

④小灯泡额定功率的表达式为P_额＝　         　。

在“测定小灯泡正常发光时的电阻”的实验中，琪琪和航航设计的电路如图甲所示，电源电压恒为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V．琪琪的实验过程如下：

（1）她调节滑动变阻器，发现当电压表的示数为2.5V时，小灯泡不能正常发光，而航航发现了问题，于是继续向　 　（选填“左”或“右”）端调节滑动变阻器，使电压表的示数为　   　V时，小灯泡才正常发光。若此时通过小灯泡的电流如图乙所示，电流为　    　A，小灯泡正常发光时的电阻为　    　Ω。

（2）琪琪将导线cd的d端改接到小灯泡a端，重新测量小灯泡正常发光时的电阻，闭合开关她发现电压表的指针　      　，原因是　                      　。

（3）她俩重新选择实验器材，不用电压表就测出了I_额＝0.3A的小灯泡的额定功率，设计的电路图如图丙所示。请你将下列实验步骤补充完整，并计算出小灯泡的额定功率（电源电压恒定且未知，滑动变阻器的最大阻值为30Ω）。

①将滑动变阻器的电阻调到最大，开关S闭合，S₁　     　（选填“闭合”或“断开”），读出电流表的示数为0.2A，则电源电压为　    　V；

②开关S闭合，S₁　     　（选填“闭合”或“断开”），调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数为       　A时，小灯泡正常发光；

③开关S、S₁均闭合，滑动变阻器的滑片　      　，读出电流表的示数为0.4A；

④小灯泡额定功率P_额＝　     　W。

小亮利用以下器材：电源（电压恒为6V）、滑动变阻器、开关各一个，电压表、电流表各一只，三个定值电阻R₁、R₂、R₃，大小分别为10Ω、15Ω、20Ω，导线若干，来探究“电流与电阻的关系”。

（1）图甲是小明连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线。

（2）电路连接正确后，闭合开关后，移动滑片，使与电阻（20Ω）并联的电压表示数为4V，读出电流表示数，再分别改接15Ω、10Ω的电阻，重复上述实验，收集的实验数据如表所示。老师告诉小明有一组数据误差较大，便找来一个5Ω的电阻让他再测一组数据。当他把5Ω的电阻接入电路时，要使电压表示数仍为4V，实验不能继续进行，其原因　                         　。改变连接后，当电压表示数仍为4V时，电流表示数为　     　A（如图乙所示）。综合分析数据可得：电压一定时，　                　。

电压U/V	4
电阻R/Ω	20	15	10
电流I/A	0.20	0.28	0.40

（3）完成上述实验后，小亮还想测定一个U_额＝2.5V的小灯泡的额定功率，他发现电流表已坏，于是向老师要了一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图丙所示的电路，测出了小灯泡的额定功率。请帮他完成实验步骤：

①连接好实验电路，　                     　，移动滑片，使电压表示为　     　V。

②保持滑片的位置不动，　         　，读出电压表示数为U。

③小灯泡的额定功率表达式P_额＝　                　。（用物理符号表示）

现有器材：电源（电压有2、4、6、8、10和12伏六档）、电流表、电压表和电键各两个，滑动变阻器（标有"20欧 2安"字样）、待测小灯泡（标有"2.2伏"字样）和待测电阻 $R_x$ 各一个，以及导线若干、小华要做"用电流表、电压表测电阻"实验，小红同时要做"测定小灯泡的电功率"实验，但由于变阻器只有一个，两位同学讨论后，设计实验方案并分配器材，然后使用各自分得的器材进行实验，实验中，小华发现电路中电流表的最小示数为0.2安；小红观察到当小灯泡正常发光时电流表的示数为0.3安

（1）根据小华实验的相关信息

（a）画出小华实验的电路图； （在答题纸的相应位置作图）

（b）电流最小时测得的电阻值 $R_x$ 为 　　欧

（2）根据小红实验的相关信息

（a）计算小灯泡的额定功率 $P_{额}=$ 　　

（b）计算说明实验中小红选择的电源电压档位 　　

小明同学为了"测量小灯泡的额定功率"，准备了以下实验器材：额定电压为 $2.5V$ 的小灯泡（正常发光时电阻约为 $8\Omega )$ ，规格为" $10\Omega 1A$ "的滑动变阻器、开关、电流表和电压表各一个、新干电池4节、导线若干。

（1）小明连接完电路，如图1所示、经检查发现只有导线 $\mathit{AE}$ 连接错误，此导线应连接到 　 　两点：

（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片 $P$ 移到最 　　（选填"左"或"右" $)$ 端；

（3）经检查，电路连接无误，各元件完好。闭合开关后，无论怎样移动滑片 $P$ ，电压表的示数都调不到 $2.5V$ ，出现这种现象的原因可能是 　　（写出一种原因即可）

（4）解决上述问题后，移动滑片 $P$ ，当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图2所示，则小灯泡的额定功率是 　　 $W$ ；

（5）测出小灯泡的额定功率后，小明又把灯泡两端电压调为额定电压的一半，发现测得的功率不等于其额定功率的 $\frac{1}{4}$ ，这是由于 　　。

某校物理社团的学生做"测量小灯泡的电功率"和"探究电流与电压关系"的实验，电源两端电压恒定，小灯泡的额定电压为2.5V，设计的电路如图甲所示，操作如下：

（1）按图甲连接电路，将滑片移到滑动变阻器的阻值最大端，闭合开关，记录两电表示数；移动滑片，观察并记录多组数据，绘制如图乙所示的U﹣I图象，则小灯泡的额定功率为 　 　W．实验中，当电流表示数为I ₀（I ₀＜0.30A）时，小灯泡的电功率为P ₁；

（2）断开开关，用定值电阻替换小灯泡，将滑片移到滑动变阻器的阻值最大端，闭合开关，读出两电表示数，并记录在表格中；移动滑片，测出多组数据，记录在表格中。分析表格中的数据可知：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成 　 　。实验中，当电流表示数仍为I ₀时，定值电阻的电功率为P ₂，则P ₁、P ₂的大小关系为P ₁ 　 　P ₂；

探究电流与电压关系的实验数据表

实验次数	1	2	3	4
电压U/V	0.9	1.5	2.5	3.0
电流I/A	0.18	0.30	0.50	0.60

（3）若把小灯泡和定值电阻串联后直接接到此电源两端，电路的总功率为 　 　W。

谭索同学做“测量小灯泡额定功率”的实验，电路图如图1所示，所用电源电压恒为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时的电阻约为10Ω，滑动变阻器的规格分别为“10Ω 1.5A”和“100Ω 2.0A”，请你完成下列内容．

（1）连接电路的过程中开关应      ；实验前，调节滑动变阻器的滑片P位于      端．（选填“a”或“b”）
（2）为了保证实验的顺利进行，他选用的滑动变阻器规格应为      ．
（3）实验中，正确连接电路，且操作正确，闭合开关后，发现电流表示数均为0.06A，但小灯泡不发光，电压表有较小偏转，那么接下来的最恰当的实验操作是      （填写字母）
A．移动滑动变阻器的滑片，继续实验
B．检查电路是否短路，替换同一规格的小灯泡
C．检查电路是否断路，替换同一规格的小灯泡
（4）实验中，当滑动变阻器调到某一位置时，电流表和电压表的实数如图2、3所示，电流表的示数为      A，小灯泡的额定功率为      W．

测定“小灯泡电功率”的实验，电源为3节干电池，小灯泡额定电压为3.8V、电阻约为10Ω。他们所需的实验电路如图1所示。

（1）在连接电路时，开关应处于  状态，电流表的量程应选0~  A。
（2）请你用笔画线代替导线，按照电路图将实物电路补充完整。（导线不能交叉）
（3）闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图2所示）为  V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向  （选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为3.8V。
（4）小丽同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图3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（保留两位小数）。

在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω，有两个规格分别为“10Ω  1A”、“50Ω  2A”的滑动变阻器，电源电压为6V．

⑴本实验中应该选择规格为         的滑动变阻器；
⑵图甲中已有部分电路连好，请用笔画线代替导线将电路连接完整；
⑶实验前在检查仪器时，发现电流表指针如图乙所示，则接下来的操作是           ．连接电路后，闭合开关，发现移动滑片时，电流表示数变大而电压表示数在减小，出现这种现象的原因是_____________。重新正确连接好电路，闭合开关后，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，灯泡都不亮，电压表示数接近6V，电流表示数几乎为0，电路的故障可能是                ；
⑷排除电路故障后，闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，多次测量，并绘制了通过小灯泡的电流随其两端电压变化的关系图象如图丙所示，则小灯泡的额定功率为       W．在多次测量中还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比       （填“变大”、“变小”或“不变”），导致这一结果的原因是                        ；

小婷用如图所示的电路测量小灯泡的电功率的同时，测量小灯泡的电阻，小灯泡额定电压为2.5V，正常工作时电阻约为8Ω，实验室提供的器材有：电源（6V），电压表V，滑动变阻器R₁（规格“10Ω，1A”），滑动变阻器R₂（规格为“50Ω，0.5A”），电流表A₁（量程0.6A），电流表A₂（量程3A）．

（1）请根据图甲用笔画线代替导线将图乙的实物电路连接完整．
（2）为保证实验顺利进行，并且有较高的准确性，滑动变阻器应该选      （填“R₁”或“R₂”），电流表应该选      （填“A₁”或“A₂”）．
（3）小婷在实验时，将电流表和电压表的位置交换了，其他连接正确，闭合开关后      ．
A．电流表烧坏  B．电压表示数约6V  C．小灯泡烧坏  D．小灯泡不亮
（4）正确连接好电路后，闭合开关，从大到小调节滑动变阻器的阻值，并将电压表和电流表部分读数填在下表中，电压表读数为2.5V时，电流表的示数如图丙所示，请帮小婷将此读数填在表中

序号	1	2	3	4	5
电压表示数/V	1.0	1.5	2.0	1.5	3.0
电流表示数/A	0.14	0.21	0.26	0.36

（5）根据补充完整后的上表数据，测得小灯泡在电压为2.0V时的实际功率是      W，在正常工作状态时电阻是      Ω（保留两位有效数字）．

在测定小灯泡额定功率的实验中（所用灯泡的额定电压U₀=3.8V）：

（1）聪聪小组采用图1所示的方案，这种测量方法叫做      ；测量时发现闭合开关后，无论怎样移动滑片P，灯都不亮，电流表示数始终为0，电压表示数约为6V，则电路中出现的故障可能是：      ；排除故障后，调节滑动变阻器，直到电压表的示数为3.8V，此时电流表示数如图2所示，则小灯泡的额定功率为      W；
（2）明明小组设计了另一种实验方案（其中电源电压未知，电阻R的阻值已知）：实验步骤：
①电路如图3所示，请你按电路图在图4中用笔画线连好电路；
②开关S拨到位置1，移动滑片P至任一位置，读出电流表示数I₁；
③开关S拨到位置2，滑片P位置不动，读出电流表示数I₂．
数据处理：
先算出了灯泡的电阻R_L=     （请你用所测的物理量表示），再根据P₀=，计算出灯的额定功率．
他们按此方案测量，发现实验结果与真实值相差较大，原因是：                                    ．
仔细分析后，他们认为要准确测出灯泡的额定功率，只需将上述步骤2改为                            ．

如图为测定小灯泡的额定功率的电路图，

(1)已知小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为8Ω，则电源至少要用      节干电池串联。
(2)按图所示的电路，结合你选择的至少干电池节数和应选的电表量程，在图中用笔画线代表导线，将实物图正确连接完整(连线不能交叉)。

(3)闭合开关S前，变阻器的滑片P应置于     端(选填“a”或“b”)。
(4)闭合开关S，发现灯L不亮，电流表无示数，电压表有示数，此故障的原因可能是     ：（填序号）

A．电流表断路	B．小灯泡L断路
C．电压表短路	D．小灯泡L短路

(5)故障排除后，为测小灯泡的额定功率，应调滑片让电压表示数为       V，此时电流表指针位置如图所示，则小灯泡的额定功率是       。

在一次测定小灯泡额定功率的实验中，老师给出了下列器材：额定电压为2.5V的小灯泡、电源（电源两端电压不变但电压未知）、一个已知阻值为R的电阻、一个滑动变阻器、一只电流表、3个单刀单掷开关、导线若干．

（1）小张同学设计的实验电路如图所示，请你写出本实验主要测量步骤及所测物理量．
①                                                            ．
②                                                            ．
（2）本实验中，计算小灯泡额定功率的表达式P=      ．
（3）若将电流表换为一只电压表而其他器材不变，请你重新设计一个实验电路测量小灯泡的额定功率（将实验电路图画在下面的方框内）．

图1是测量额定电压为6V的小灯泡电功率的电路图，电流表选用的是0.6A的量程．

（1）调节滑动变阻器，使灯泡正常发光，此时电流表示数如图2所示，则小灯泡的额定功率是      W．
（2）在改变滑动变阻器接入电路的电阻的过程中，通过小灯泡灯丝的电流随小灯泡两端电压变化情况如图3所示，从该图线可以看出灯丝的电阻随电压的增大而      （选填“增大”、“减小”或“不变”），说明灯丝电阻与      有关．

如图甲是小明要测定额定电压是2.5V的小灯泡的额定功率时的实验电路，正常发光时灯丝电阻估计在5～10Ω之间．

（1）小明接好电路后，对其认真检查，发现少了一根导线，请在图甲中补画上这根导线，使电路完整．
（2）小明连接完最后一根导线，立即看到灯泡发出明亮的光．在一旁观察的小林一惊，提醒小明实验中有问题．小明想，我的实验连线没有出问题啊！请你帮助小明找出实验中两个操作不当之处：①      ；②      ．
（3）当他连接好电路以后，闭合开关，发现无论怎么移动滑片，电流表和电压表示数都不变化，而且灯光很暗，原因可能是      ．
（4）调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为      V时，灯泡正常发光，此时电流表的读数如图乙所示，小灯泡的额定功率是      W．
（5）实验时，小明改变滑动变阻器滑片的位置，测出三组小灯泡电压、电流数据，算出功率的平均值作为小灯泡的额定功率，请指出小明做法的错误之处：      ．