初中物理电功率的测量实验试题

在“测定小灯泡电功率”的实验中，选用器材如下：2节干电池、额定电压为 $2.5V$的小灯泡（额定功率小于 $1W)$、电流表、电压表、滑动变阻器 $\left(20\Omega 1A\right)$，开关和导线，图甲所示是小明没有连接完整的电路。

（1）请你用笔画线代替导线，将图甲所示的电路连接完整。

（2）正确连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器滑片应置于最　　（选填“左”或“右” $)$端。

（3）小明闭合开关后，移动滑片，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则该电路故障可能是　　。

（4）小明排除故障后，通过正确操作，当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，其值为　　 $A$，小灯泡的额定功率为　　 $W$。

某班同学在实验室做“测定小灯泡额定电功率”的分组实验。

实验老师提供给各小组的实验器材如下：规格为“ $3.8V$”的小灯泡、学生电源（电压恒为 $6V)$、电流表 $(0~0.6A,0~3A)$、电压表 $(0~3V,0~15V)$、滑动变阻器 $($ “ $20\Omega 1A$” $)$、开关各一只，导线若干。

（1）小金组按图甲正确连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器，当电压表的示数为3.8伏时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为　　瓦。

（2）小丽组同学发现，实验桌上的电压表 $0~15V$的量程已损坏，其它器材完好。他们经讨论后认为，用该电压表 $0~3V$的量程，通过改变电压表的连接位置也能测出小灯泡的额定功率。他们的实验操作步骤如下：

步骤一：按图甲电路先将电压表 $(0~3V)$接在小灯泡两端，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3伏。断开开关，拆下电压表；

步骤二：保持滑动变阻器的滑片位置不变，再将该电压表接在　　两端；

步骤三：闭合开关，将滑动变阻器的滑片向　　（填“左”或“右” $)$移动，直到电压表示数为　　伏，读出此时电流表的示数，算出小灯泡的额定电功率。

（3）反思：实验原理相同的情况下，我们可以采用不同的实验途径来完成实验。

小金用如图甲所示的电路来研究滑动变阻器消耗的电功率与变阻器接入电路电阻之间的关系。已知电源电压恒为 $3V$，定值电阻 $R_0$的阻值为 $3\Omega$，滑动变阻器 $R_1$上标有“ $2A5\Omega$”字样。实验数据如表所示。

实验次数	1	2	3	4	5	6
电流表示数 $/A$	0.38	0.43	0.50	0.60	0.75	①
电压表示数 $/V$	1.86	1.71	1.50	1.20	0.75	0.00
变阻器电功率 $/W$	0.71	0.74	0.75	0.72	0.56	0.00

（1）用笔画线代替导线，完成图乙的电路连接。

（2）表中第6次实验时，电流表示数如图丙所示，则表中数据①是　　。

（3）根据实验数据可知，此电路中，滑动变阻器消耗的电功率随着变阻器接入电路电阻的变化的规律是　　。

做“测定小灯泡的功率”实验时，小金设计了如图所示的电路。已知电源电压为 $3V$，小灯泡上标有“ $2.5V0.3A$”字样，滑动变阻器规格为“ $25\Omega 0.5A$”

（1）试验记录表中①所在的方格内应补写的科学量是　　。

实验记录表

序号	①	电流（A）	功率 $\left(W\right)$	灯泡亮度变化
1
2
3

（2）连接好电路后，小金将滑动变阻器滑片 $P$移到 $b$端，闭合开关，发现小灯泡不亮，为查找原因，他仔细检查了电路中各元件的工作状态，判断出电路既不断路，也不短路。小金做出这样判断的依据是　　。

根据如图的电路图连接好电路后，仅使用此电路图中的器材，不能测量电阻 $R$的 $($　　 $)$

A．阻值B．电流C．电功率D．电功

有一个小灯泡标有 $5.0V$字样，要测定它的额定功率。已知小灯泡正常发光时的电阻值约 $10\Omega$，电源电压为 $6V$．

（1）请你用笔画线代替导线，连接完成实验电路。

（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片应该在　　端（选填“ $a$”或“ $b$” $)$。

（3）某次连接线路后，闭合开关灯不亮，电流表有示数，电压表没有示数，猜想以下3种故障，其中可能的是　　

$A$．可能是灯丝断了

$B$．可能是开关接线处断路

$C$．可能是小灯泡的灯座短路

为避免出现上述故障时损坏电流表，选择的滑动变阻器的最大阻值应不小于　　 $\Omega$。

（4）排除故障后，移动变阻器滑片，观察当　　表示数为　　时，再记录另一个电表的示数，可以计算小灯泡的额定功率。

在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源电压为 $6V$保持不变，所用小灯泡的额定电压为 $2.5V$，小灯泡的电阻约为 $10\Omega$。

（1）用笔画线代替导线，将图甲的实物图连接完整，要求滑动变阻器滑片 $P$向右滑动时小灯泡变亮。

（2）闭合开关 $S$前，应将滑动变阻器的滑片 $P$移到最　　端（选填“左“或“右” $)$。

（3）闭合开关 $S$后，发现小灯泡不亮，但电流表和电压表均有示数，接下来首先应该操作的是　　（填序号）

$A$．检查电路是否断路

$B$．检查电路是否短路

$C$．移动滑动变阻器的滑片 $P$，观察小灯泡是否发光

（4）通过小灯泡的电流随它两端电压的变化如图乙所示，分析图象可知，当小灯泡两端的电压增大时，灯丝的电阻会　　（选填“增大”、“不变”或“减小“ $)$；小灯泡的额定功率为　　 $W$。

（5）若将小灯泡换成定值电阻 $R_l$，该电路还可以进行的实验有　　（请写出一个即可）。

在初中物理电学实验中，通常用电流表和电压表进行有关测量：

（1）小明同学在测定小灯泡的电功率时，选用的器材有：额定电压为 $2.5V$的小灯泡（其阻值约为 $10\Omega )$、“ $10\Omega 1A$”的滑动变阻器、两节新干电池等。

①连接电路时开关应　　；

②请用笔画线代替导线，帮小明同学将图甲中的实物电路连接完整，使闭合开关时滑动变阻器连入电路的电阻最大；

③小明同学连接电路后，闭合开关，滑片 $P$移到某一位置时，电压表示数如图乙所示，为测量灯泡的额定功率，应将滑片 $P$向　　端（选填“ $A$”或“ $B$” $)$移动，直至电压表的示数为 $2.5V$，此时电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是　　 $W$；

（2）小华同学设计了如图1所示的电路来测量一个阻值约为几百欧的电阻 $R_x$，他使用的电源电压为 $3V$，电流表量程为 $(0~0.6A$、 $0~3A)$，电压表量程为 $(0~3V$、 $0~15V)$。

①小华同学按照该电路图连接电路后，闭合开关，观察到电流表指针不偏转，示数为零，电压表示数为 $2V$．则他连接的电路出现该故障的原因是　　；

②在排除故障换用新元件后，经检查电路完好。闭合开关，逐渐减小滑动变阻器的接入电阻至最小时，电压表有示数，但电流表的指针偏转角度很小，电流太小的原因是　　，所以按小华所设计的电路来测量这个电阻是不合适的；

③为了测出电阻 $R_x$的阻值，老师给小华同学又提供了两个开关和一个电阻箱 $R(0~9999\Omega 5A)$，电阻箱是一种可以调节电阻大小并且能够显示出阻值的变阻器，它的电路符号用表示。请你帮助小华同学设计一个能测出电阻 $R_x$阻值的实验电路，要求电路只连接一次。将你设计的实验电路图画在图2虚线方框中。

小可将电源、开关、导线、滑动变阻器、电流表和电压表接入电路，用“伏安法”测额定电压为 $2.5V$小灯泡的功率。

（1）请在方框内（图 $1)$画出实验电路图。

（2）小可根据实验数据绘制了 $U-I$图象，如图2甲所示。观察图象，发现 $\mathit{AB}$部分为线段， $\mathit{BC}$部分为曲线。为便于分析，将线段 $\mathit{AB}$延长作出图象，如图2乙所示。

比较甲、乙两图象，发现两图象间的距离随着电流的增大而增大，说明　　。

（3）根据图象中 $B$点对应的电压和电流值，计算小灯泡的电阻 $R=$　　 $\Omega$．当电压为 $2.5V$时，根据甲图象计算小灯泡的功率 $P_{甲}=$　　 $W$，根据乙图象计算小灯泡的功率 $P_{乙}=$　　 $W$。

（4）请结合以上分析和计算，解释白炽灯泡烧坏往往发生在开灯瞬间的原因：　　。

小美在做“测量小灯泡的电功率”实验时，选用的器材如下：二节干电池，一个电流表，一个电压表，一个滑动变阻器，额定电压为 $2.5V$的小灯泡，开关，导线若干。设计的电路图如甲图所示。

实验次数	灯泡两端电压 $U_1$	电流表示数
1	$0.5V$	$0.1A$
2	$1V$	$0.15A$
3	$1.5V$	$0.21A$

（1）请你用笔画线代替导线，将图乙中的实物电路连接完整。

（2）开关闭合前，使滑动变阻器的滑片处于最　　端（填“左”或“右” $)$。

（3）根据小美记录的数据信息，要让小灯泡正常发光，电压表的示数应是　　 $V$。

（4）电路中电流表及导线的电阻都很小，对电路的影响忽略不计，且小美所测量的数据准确无误，通过对实验记录中的数据计算分析，你发现的新问题是：　　。导致此问题产生的根本原因是：　　。

在探究小灯泡的电功率与哪些因素有关的实验中，小组同学猜想：小灯泡的电功率可能与电压、电流有关，于是他们设计了如下所示的三个电路图。

（1）你认为图　　电路可以研究小灯泡的电功率与电压的关系，理由是　　。

（2）小组同学经过分析讨论，选择正确的电路进行实验，得出了小灯泡的电功率与电压关系的正确实验结论。支持该结论的实验现象是　　。

小科想知道标有“ $3.8V$”字样的小灯泡正常工作时的电功率，于是连接了如图所示的实验电路。电源电压6伏恒定不变，滑动变阻器规格为“ $50\Omega 1A$”。

（1）请你用笔画线代替导线，将电路连接完整。

（2）正确连接电路，闭合开关，发现小灯泡不亮，小科观察到两电表的示数情况是　　，由此判断故障是小灯泡断路；

（3）排除故障后，小科进行了正确操作，观察到的现象和测得的数据如下：

实验次数	1	2	3	4	5
发光情况	很暗	较暗	较亮	亮	很亮
电压 $U/$伏	1	2	3	3.8	4.5
电流 $I/$安	0.2	0.22	0.25	0.30	0.34

由表中数据可得，小灯泡的额定功率是　　瓦；

（4）小科根据表中数据，计算了各次实验的灯丝电阻，分析后认为，闭合开关前灯丝的阻值小于5欧姆，小科的理由是　　。

小科想知道标有“ $3.8V$”字样的小灯泡正常工作时的电功率，于是连接了如图所示的实验电路。电源电压6伏恒定不变，滑动变阻器规格为“ $50\Omega 1A$”。

（1）请你用笔画线代替导线，将电路连接完整。

（2）正确连接电路，闭合开关，发现小灯泡不亮，小科观察到两电表的示数情况是　　，由此判断故障是小灯泡断路；

（3）排除故障后，小科进行了正确操作，观察到的现象和测得的数据如下：

实验次数	1	2	3	4	5
发光情况	很暗	较暗	较亮	亮	很亮
电压 $U/$伏	1	2	3	3.8	4.5
电流 $I/$安	0.2	0.22	0.25	0.30	0.34

由表中数据可得，小灯泡的额定功率是　　瓦；

（4）小科根据表中数据，计算了各次实验的灯丝电阻，分析后认为，闭合开关前灯丝的阻值小于5欧姆，小科的理由是　　。

在探究小灯泡的电功率与哪些因素有关的实验中，小组同学猜想：小灯泡的电功率可能与电压、电流有关，于是他们设计了如下所示的三个电路图。

（1）你认为图　　电路可以研究小灯泡的电功率与电压的关系，理由是　　。

（2）小组同学经过分析讨论，选择正确的电路进行实验，得出了小灯泡的电功率与电压关系的正确实验结论。支持该结论的实验现象是　　。

图甲是测定小灯泡（额定电压 $2V)$ 电功率的实验电路。

（1）某同学根据实验数据画出如图乙所示的图像，则该小灯泡的额定功率为 　 　瓦。老师认为图乙曲线右半段不符合实验事实，理由是 　　。

（2）另一同学为探究电流跟电阻的关系，换用 $4.5V$ 的电源，并用多个不同阻值的定值电阻替换图甲中的灯泡，得到如图丙的图像，则他选用的滑动变阻器的最大阻值至少为 　　欧姆。