专题06 欧姆定律与电功率相结合的电学综合实验模型-【压轴必刷】2022中考物理压轴电学计算题和实验题之经典模型培优练习

专题06 欧姆定律与电功率相结合的电学综合实验模型 1．在“测量小灯泡额定功率”实验中，小灯泡的额定电压U额＝2.5V。 （1）图甲是小红测量小灯泡额定功率的实物电路图，图中有一根线连接错误，请在这根线上打“×”，并在图中改正。 （2）闭合开关前，滑片P应位于　B　（选填“A”或“B”）端。 （3）闭合开关，移动滑片P滑到电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为　0.65　W。 （4）小红设计了如图丙所示的电路也完成了该实验，请完成下列填空（电源电压不变，R1和R2为滑动变阻器，R2的最大电阻为R0）。 ①只闭合开关　S、S1　，调节R2，使电压表的示数为2.5V： ②只闭合开关　S、S2　，调节　R1的滑片　，使电压表的示数仍为2.5V。 ③接着将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U1；再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2．则小灯泡额定功率的表达式P额＝　　（用U额、R0、Ul、U2表示）。 【答案】（1）如上图；（2）B；（3）0.65；（4）①S、S1；②S、S2；R1的滑片； ③。 【解答】解： （1）分析实物图可知，此时变阻器与电流表串联后与灯并联，电压表串联在电路中，是错误的， 电流表应与灯串联，变阻器与灯串联，电压表与灯并联，将小灯泡左侧连线改接到电压表左侧，如下图所示： （2）为了保护电路，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应为于阻值最大处，即B端； （3）图乙中，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.26A， 则灯泡的额定功率： P＝UI＝2.5V×0.26A＝0.65W； （4）①只闭合小灯泡所在支路，即闭合S、S1，通过调节滑动变阻器R2使灯泡两端电压为额定电压，即2.5V； ②利用等效替代的方法，只闭合R1所在支路，即闭合S、S2，通过调节滑动变阻器R1使R1两端电压为小灯泡的额定电压，即2.5V，此时R1＝RL； ③将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U1；再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2， 在③中，将R2的滑片P调至最左端，R2连入电路中的电阻为0，电压表的示数为U1即为电源电压；再将R2的滑片P调至最右端，此时两变阻器串联，电压表的示数为U2，即为R1的电压， 根据串联电路电压的规律和欧姆定律有：＝，解得，R1＝﹣﹣﹣﹣﹣①； 小灯泡额定功率的表达式： P额＝＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣②， 由①②得： P额＝。 2．某实验小组进行“测量小灯泡的电功率”实验，待测小灯泡标有“2.5V”字样，电源电压为6V，图甲为他们连接的部分电路。 （1）请你用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整； （2）本实验的实验原理是 　P＝UI　（写出公式）； （3）实验室提供有“50Ω 2A”的滑动变阻器A和“10Ω 1A”的滑动变阻器B各一个，他们选用的是 　A　（选填“A”或“B”）； （4）当闭合开关时，发现电流表指针偏转情况如图乙所示，造成这种现象的原因是 　电流表正负接线柱接反了　。 （5）当电压表的示数如图丙所示时，电路中的电流为0.3A，此时小灯泡的实际功率为 　0.72　W； （6）为测量小灯泡的额定功率，接下来的操作应该是调节滑动变阻器，　使电压表示数为2.5V　，读出并记录电流表的示数。 （7）根据测出的数据，作出了小灯泡的电流I与电压U的关系图像如图丁所示，分析图像可知，当小灯泡两端电压增大时，小灯泡的实际功率 　增大　，小灯泡的电阻 　增大　（两空均选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】（1）如上图所示；（2）P＝UI；（3）A；（4）电流表正负接线柱接反了；（5）0.72；（6）使电压表示数为2.5V；（7）增大；增大。 【解答】解：（1）由图丁可知，实验中电流最大电流为0.3A，故电流表应选小量程与电源串联；变阻器应上下各选一个接线柱与灯泡串联接入电路中，如下图所示： ； （2）在测量小灯泡的电功率实验中，用电压表测灯泡两端的电压，用电流表测通过灯泡的电流，故测量小灯泡的电功率实验原理是P＝UI； （3）由图丁可知，当小灯泡电压为2.5V时，其电流为0.3A；由串联电路的规律及欧姆定律，灯正常发光时变阻器连入的电阻： R滑＝＝≈11.7Ω＞10Ω，故选滑动变阻器是A； （4）当闭合开关时，由图乙可知，电流表指针向左偏转，说明电流表正负接线柱接反了； （5）当电压表的示数如图丙所示时，电压表选用小量程，分度值0.1V，其示数为2.4V，电路中的电流为0.3A，灯泡的实际功率为： P＝UI＝2.4V×0.3A＝0.72W； （6）灯在额定电压下的功率为额定功率，要测量小灯泡的额定功率，接下来的操作应该是调节滑动变阻器，使电压表示数为2.5V，读出并记录电流表的示数； （7）由小灯泡的电流I与电压U的关系图像如图丁可知