初中物理探究用电器的电功率实验实验题

实验桌上有如下实验器材：满足实验要求的电源一个、已调零的电流表和电压表各一块、开关一个、各种阻值已知的定值电阻和导线若干。请你利用上述器材设计一个实验证明：“当通过电阻的电流保持不变时，电阻消耗的电功率与该电阻的阻值成正比”。要求：⑴画出实验电路图；⑵写出实验步骤；⑶设计出实验数据记录表。

一个额定电压是2.5V的小灯泡，其正常工作时电阻约10Ω。小明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，三个规格分别为A：“5Ω 1A”，B:“20Ω  0.5A”，C：“lkΩ 1A”的滑动变阻器，导线若干，电源(电压为6V)。
(1)小明设计了如图甲所示电路图，通过分析你认为小明应选用规格为_____（选填A/B/C）的滑动变阻器。

(2)图乙已连接了部分电路。请你根据图甲所示电路图．用笔画线代替导线，将电路
连接完整。

(3)小明正确选择了滑动变阻器，按图甲的电路图连接好电路，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2.5V。具体原因是                                  。
(4)小明排除故障后，继续实验。当电压表的示数为2.5V时．电流表的示数(如图丙所示)，小灯泡的额定功率是          W。

(5)小明根据测量灯泡实际功率的多组实验数据，作出了I—U图象，如图丁所示。结果发现图线不是直线，这表明灯泡的电流与电压            （填“成”或“不成”）正比，这是因为                     _________________。

（6）利用该电路图       （填“能”或“不能”）探究电流与电压的关系，理由是         。

用一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组有两种绕线方法。小明和小红各选取一种方法做实验。
（1）小明采用了如图甲所示的绕线方法组装滑轮组。他通过滑轮组用3N的拉力F将重6.3N的物体匀速提升了0.1m的距离，则有用功为        J，此滑轮组的机械效率为           。
（2）小红采用了另一种绕线方法组装滑轮组，请帮助小红在图乙中画出滑轮组的绕线。

小宇骑车时发现，不踩踏脚板，车也能滑行一段距离，他在不同的路面上多次尝试后猜想：车滑行的距离可能与路面的粗糙程度和速度有关．为探究其中的奥秘，他在水平桌面上搭成一斜面，用小球做实验，并用毛巾、棉布、木板等改变水平桌面的粗糙程度．

甲                                    乙
⑴探究小球在水平面上的滑行距离与速度的关系，小宇应先后三次将小球从斜面的    （同一/不同）高度处释放，比较小球在    （同一/不同）粗糙面上滑行的路程．
⑵为探究小球滑行距离与水平面粗糙程度的关系．小宇先后三次将小球从斜面上的同一高度处释放，三次实验结果如图甲所示，由此得到结论：    ．小宇认为，通过进一步推理可以得出结论：运动的物体如果不受阻力作用，将    ．
⑶在上述（2）的三次实验中，若小球克服毛巾的摩擦力做的功为W₁，小球克服木板的摩擦力做的功为W₂，则W₁     W₂（选填“﹥”、“﹤”或“﹦”）．
⑷为了模拟研究汽车超速带来的安全隐患，李斌同学设计了如图乙所示的探究实验：将A、B两个小球先后从同一装置，高分别为h_A、h_B的位置滚下（m_A＜m_B，h_A＞h_B），推动小木块运动一段距离后静止．同组的小红认为他这样设计实验得出的结论有问题，理由是：    ．在如图乙所示的甲、乙两次实验中，木块移动过程中受到的摩擦力分别为f_甲、f_乙，则f_甲    f_乙（选填“﹥”、“﹤”或“﹦”）.

实验桌上有如下实验器材：稳压电源（使用时电源电压保持不变）一个、电阻箱一个、滑动变阻器一个，电流表、电压表各一块，开关一个，导线若干。请用上述实验器材设计实验，证明“当电流一定时，电阻消耗的电功率P跟电阻R的关系为：P =kR（k为常量）”。画出实验电路图，写出实验步骤，并设计实验数据记录表。

实验桌上有如下器材：符合实验要求的电源一个、电流表和电压表各一只、滑动变阻器一个、电阻箱一个、开关一个、导线若干。请你选用上述器材，设计一个实验证明“当通过导体的电流保持不变时，导体消耗的电功率与电阻的关系为P =" kR" （k为常量）”。
要求：（1）画出实验电路图；（2）写出实验步骤；（3）画出实验数据记录表。

如图甲所示，是测量滑轮组机械效率的示意图。用弹簧测力计拉动绳子的自由端，将总质量为400g的重物从A位置匀速提升到位置，同时弹簧测力计从图中的B位置匀速竖直上升到位置，在这个过程中，弹簧测力计的示数如图乙所示，请你根据实验完成下列问题：（取g=10N/kg）

（1）弹簧测力计对绳的拉力F所做的功为     J；
（2）该滑轮组的机械效率是      ％。（保留一位小数）

我国自行生产的混合动力汽车已经服务于生活，混合动力汽车由一台内燃机和一台电机组成，这台电机既可以充当电动机驱动汽车，又可以充当发电机给蓄电池充电．混合动力汽车启动时，内燃机并不工作，蓄电池通过电机向车轮输送能量；当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，向车轮输送能量，并通过电机给蓄电池充电．
（1）内燃机工作时，是燃油燃烧时释放出的       能转化为      能．
（2）某种型号的混合动力汽车，所用的镍氢蓄电池组的部分参数如表所示．

输出电压/V	300
额定功率/kW	30
最大容量/kW·h	30
质量/kg	320

 
汽车上的电机（充当电动机）的额定功率应该      （大于/等于/小于）30kW．简单说明你判断的理由．
（3）测试人员驾驶该车在平直公路上匀速直线行驶0.5h，观察仪表盘，发现这段时间内汽车消耗燃油5kg，车速为50km/h，蓄电池组储存的电能由最大值的80%增加到最大值．燃油的热值为4.6×10⁷J/kg．汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图所示．

①完全燃烧燃油5kg能放出       J的热量．
②汽车发动机的牵引力为          ，牵引力做功为       J．

文欣做测量“小灯泡电功率”的实验，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V、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；
（2）文欣连接好电路后闭合开关，移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表示数为4.5V，电流表无示数，则电路中存在的故障是______；
（3）故障解决后，文欣移动滑片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，应调节滑动变阻器，使电压表的示数为______V；
（4）文欣移动滑片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U—I 图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是______W；

（5）倪龙在做该实验时发现电流表损坏，他想设计一个不用电流表测定该小灯泡额定功率的实验，他向老师要了定值电阻R₀（阻值适当且已知）和一些开关，借助原有的实验器材，顺利完成了实验（电路只连接一次）．请你在图丁虚线框内画出倪龙设计的实验电路图．

某小组同学将甲、乙两个不同规格的小灯按图A所示接在可调节电压的电源两端，闭合电键，发现甲灯比乙灯亮；接着，又将它们按图B所示连接，闭合电键，却发现乙灯比甲灯亮。为了探究灯泡发光时的亮度与哪些因素有关，他们分别测出两次实验中每个小灯的电流、电压值，并记录小灯的亮暗程度(用*表示，*越多表示灯越亮，*数相等表示小灯亮暗程度相同)，实验数据分别如表一、表二所示。

表一		表二
小灯	电压/伏	电流/安	亮暗程度		小灯	电压/伏	电流/安	亮暗程度
甲	2	0.18	***		甲	1.5	0.16	**
乙	1	0.18	*		乙	1.5	0.24	***

①对上述电路和表格进行比较、分析，可得出表一中的实验数据是该小组同学根据图
   (选填“A”或“B”)所示的电路图进行实验测得的。
②分析表一中的实验数据及相关现象，可以得出：                           。
③分析表二中的实验数据及相关现象，可以得出：                           。
④为了进一步探究，他们又选用丙和丁两个小灯重复上述实验，实验数据分别如表三、表四所示。

表三		表四
小灯	电压/伏	电流/安	亮暗程度		小灯	电压/伏	电流/安	亮暗程度
丙	1.2	0.2	**		丙	2.5	0.32	*****
丁	1.8	0.2	***		丁	2.5	0.24	****

请综合分析、比较以上四个表中的实验数据及相关现象，还可以得出：
(a)                                                          ；
(b)                                                          。
⑤由以上结论可以得出：小灯的亮暗程度是由小灯发光时的        决定的。

实验探究：
[提出问题]
给你额定电压为6V的小灯泡—只，你能测出它发光时的电功率吗?
[制定计划与设计实验]
①根据电功率公式，要测电功率需测出电压U和电流I；②设计如图甲所示的电路进行实验，选择图乙所示的仪器和器材(用笔画线进行连接)；③为比较不同电压下灯泡工作的功率，实验进行三次．

[进行实验与收集证据]
通过实验(步骤略)，得到如下数据：

[交流与合作]
请你讨论下列问题以便同其他同学交流：
(1)完成上面数据表的填写；
(2)写出计算灯泡额定功率的计算过程．   

许婷用如图1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8Ω．

实验室提供的器材有：电压为6V的电源，电压表V（量程为6V）．滑动变阻器R₁（规格为“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）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　  　，电流表应该选　  　．
（2）许婷在实验时，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
（3）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2所示，请帮许婷将此读数填在下表中．

序号	电压表示数U/V	电流表示数I/A
1	1.0	0.14
2	1.5	0.21
3	2.0	0.26
4	2.5
5	3.0	0.36

（4）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．

男生引体向上是盐城市中考体育考试自选项目．如图是小强同学引体向上的示意图，如果要测他的功率，需要的测量工具有体重计、秒表和     ．需要测量的物理量有小强的体重G、做5个引起向上所用的时间t和     ，则功率的表达式P=    ．（用测量的物理量表示）

在电学的探究实验中：
（1）月月小组在探究“电流和电压的关系”时选用如图所示电路进行探究。小组同学测得如下表的实验数据：

小组同学分析表中的实验数据得出的结论是：通过导体中的电流随导体两端的电压增加而增大。请你评价月月小组的探究过程，存在的问题是什么？如何解决问题。
（2）玲玲小组想利用上面小组的实验器材测量一个额定电压为U_L的小灯泡的额定功率，但发现电流表已坏不能用，老师又给了他们一个已知电阻R₀，请你帮他们设计测量的电路图，并写出简要的实验步骤及灯泡额定功率的表达式。

如图（甲）所示，用弹簧测力计测量水平桌面上的钩码所受的重力．弹簧测力计从图示位置开始向上缓慢提升，其示数F 与上升的高度h之间的关系如图（乙）所示．试解答下列问题．

（1）钩码所受的重力为   N．
（2）当h="4cm" 时，弹簧测力计的示数是     N，桌面对钩码的支持力是     N．
（3）从开始提升到h=16cm，弹簧测力计对钩码所做的功是多少？