电功率实验20题--2024-2025学年人教版九年级物理上学期

电功率实验20题 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、实验题 1．课后服务时间，小薛和小程分别用如图甲所示器材做“测量小灯泡电功率”的实验，电源电压约为4.5 V，小灯泡上标有“3.5V”的字样，请你完成下列内容： （1）请用笔画线表示导线将图甲中的电路连接完整。要求：变阻器的滑片P 向B端移动时，灯泡变暗 ； （2）如图甲所示，闭合开关，移动滑片P，电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑片 P 向 端移动；（选填“A”或“B”） （3）测出小灯泡的额定功率后，小薛又把灯泡两端的电压调为其额定电压的一半，发现测得的实际功率大于其额定功率的，这是因为灯丝的电阻随温度的降低而 ；（选填“增大”或“减小”） （4）小程实验中，电压表出现故障，只有0～3 V量程可用。接下来小程为准确测出小灯泡的额定功率，实验步骤如下： ①如图甲，调节滑动变阻器滑片P，使电压表的示数为3V，然后断开开关，将电压表并联在滑动变阻器两端； ②保持滑片P位置不动，再次闭合开关后，观察电压表并继续移动滑片，直至电压表示数减小 V，读出此时电流表示数如图丙所示，此时电流为 A； ③小灯泡的额定功率为 W。 【答案】 A 减小 1 0.3 1.05 【详解】（1）[1] 要求电路闭合后，当滑动变阻器的滑片P 向B端移动时，灯泡变暗，说明此时滑动变阻器接入电路中的阻值变大，滑动变阻器下面的接线柱应选的左边，电路连接如图所示： （2）[2]由图乙可知，电压表的量程为0～15V，此时电压表读数为3V，灯泡的额定电压为3.5V，要使灯泡正常发光，应继续提高灯泡两端电压，应减小滑动变阻器两端的电压，由分压原理可知，减小滑动变阻器接入电路中的电阻，故滑动变阻器滑片应向A端滑动。 （3）[3]灯泡两端电压减小，通过灯丝的电流减小，灯泡的实际功率减小，灯丝温度降低，而灯丝的电阻随其温度的降低而减小，故实际电压是额定电压的一半，而实际电流大于额定电流的一半，灯泡的实际功率大于额定功率的。 （4）[4]电源电压为4.5V，要使灯泡的两端电压等于其额定电压为3.5V，由串联电路电压特点可知，此时滑动变阻器两端电压为1V，此时电压表测滑动变阻器两端电压，故电压表示数为1V。 [5]图丙中的电流表量程为0～0.6A，此时电流表读数为0.3A。 [6]由电功率公式可得，此小灯泡的额定功率 2．同学们到实验室做了测量小灯泡电功率的实验后，老师要求同学们思考如果实验器材发生变化是否也能测量出小灯泡的额定功率呢，老师提供的器材如下：额定电压为的小灯泡、电源（电压未知）、一个阻值为R的定值电阻、一个滑动变阻器、一只电流表、一只单刀双掷开关和若干导线。实验时不能忽略灯丝的电阻随温度的变化。 要求： （1）请帮同学们设计出实验电路图并画在虚线框内 ； （2）写出主要实验步骤和需要测量的物理量； （3）写出待测小灯泡额定功率P的数学表达式。（用已知量和测量量表示） 。 【答案】 见解析 【详解】（1）[1]实验中有电流表，没有电压表，且未知灯泡的额定电流，要测量小灯泡的额定功率，应采用并联电路，利用并联电路各支路两端电压相等得特点，确保灯泡正常发光；且电流表即要能测量出定值电阻的电流、还要得到灯泡的额定电流，则应采用单刀双掷开关，实验电路如图所示： （2） [2]实验步骤： ①根据电路图连接实物电路，开关断开，滑动变阻器放在最大阻值处； ②将开关S掷向接线柱1，电流表测量定值电阻的电流。调节滑动变阻器，使电流表读数为，且 ③保持滑动变阻器滑片不动，将开关S掷向接线柱2，电路连接方式不变，灯泡仍正常发光，电流表测量干路电流，读出电流表读数I。 （3）[3]实验步骤中，两次闭合开关，定值电阻都与灯泡并联再与滑动变阻器串联，灯泡都正常发光，当开关S掷向接线柱1，电流表测量定值电阻R的电流；当开关S掷向接线柱2，电流表测量干路电流，灯泡的额定电流为 小灯泡额定功率 3．某同学做“测量小灯泡电功率”实验中，所用电源电压恒为4V，小灯泡的螺旋套上标有“2.5V”字样。 （1）在检查仪器时，发现电流表的指针如图1所示，则他接下来的操作是 ； （2）请你根据图2电路图用笔画线代替导线，将图3中未完成的电路连接好。要求：滑动变阻器的滑片向右移动时，连入电路的阻值变大，导线不能交叉 ； （3）检查仪器和电路无误后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片到某一位置时，电压表示数如图4所示，现要测定小灯泡的额定功率，应将滑片适当地向 （选填“左”或“右”）移动； （4）改变滑动变阻器的阻值，多次测量通过小灯泡的电流和它两端的电压，根据记录的数据画出了如图5所示的小灯泡的电流随电压变化的关系图像；由此可知，小灯泡的额定功率为 W，小灯泡在额定电压下工作时电阻为 Ω，且小灯泡灯丝电阻随电压的增大而 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。 【答案】 对电流表调零 右 0.625 10 增大 【详解】（1）[1]由图1得，开关闭合前，电流表的指针不在0刻度线处，则他接下来的操作是对电流表调零。 （2）[2]由图2得，灯泡与变阻器并联，电压表测量灯泡电压，电流表测量电路电流，滑动变阻器的滑片向右移动时，连入电路的阻值变大，则变阻器的左下端的接线柱连入电路中，如图所示： （3）[3]图4中，电压表的分度值为0.1V，示数为2.6V，灯泡的额定电压为2.5V，则要测定小灯泡的额定功率，应将滑片适当地向右移动，增大变阻器接入电路中电阻，减小电路中电流，使灯泡的电压等于2.5V。 （4）[4]由图5中图像得，当灯泡电压为2.5V时，电流为0.25A，小灯泡的额定功率为 [5]由欧姆定律得，小灯泡在额定电压下工作时电阻为 [6]图5中，I-U的图像的斜率随电压增大而减小，说明小灯泡灯丝电阻随电压的增大而增大。 4．现有一个小灯泡，可从铭牌上“2.5V ∗ W”字样，请你利用一只电压表或一只电流表完成额定功率的测量） 。其余可选器材有：电源（电压约为 3V） 、定值电阻R0 （阻值已知） 、开关若干、导线若干，要求 电路不可以重组。 （1）请你设计实验电路图； （2）写出实验步骤和表达式。（用过程量和已知量表示） 【答案】（1）；（2）见解析 【详解】（1）由得，实验中要测量灯泡的额定电功率，应测量灯泡的额定电压与电流，铭牌上只只灯泡的额定电压，则应通过串联电路电流处处相等，得到灯泡的额定电流，实验电路图如图所示： （2）①先将变阻器的滑片移到阻值最大处，再闭合开关S、S1，移动滑片，使电压表的示数为2.5V，使灯泡正常发光，此时灯泡、定值电阻R0、变阻器串联，电压表测量灯泡L电压； ②保持滑片位置不变，断开开关S1，闭合S2，记录此时电压表的示数U2，此时电路连接方式不变，灯泡仍正常发光，电压表测量灯泡L与定值电阻R0电压； ③灯泡正常发光时，定值电阻R0的电压为 灯泡正常发光的电流为 灯泡的额定功率为 5．某小组研究小灯泡电功率，小灯泡额定电压为2.5V，小灯泡正常工作时的电阻约10Ω左右，电源电压恒定不变，有规格为“10Ω    2A”和“200Ω    2A”的滑动变阻器各一个。 （1）如图甲所示，选用“10Ω    2A”规格的滑动变阻器进行实验。用笔面线代普导线在图甲中完成实物电路的连接（要求滑片P向左移动电阻变小）；    （2）接着用开关迅速试触，灯泡发光，电压表示数如图乙，此时灯泡两端电压为 V。为了使灯泡正常发光，接下来的操作是： （3）设计一个实验填写数据表格。 【答案】    2.8 滑片向右移动，直到电压表示数为额定电压 见解析 【详解】（1）[1]P向左移动电阻变小，故滑片以左电阻丝连入电路中，灯的额定电压为2.5V，故电压表选用小量程与灯并联，由欧姆定律，灯的额定电流约为 故电流表选用小量程与灯串联，如下所示    [2][3]灯在额定电压下正常发光，图中电压选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.8V，大于灯的额定电压2.5V，应减小灯的电压，根据串联电路电压的规律，应增大变阻器的电压，由分压原理，应增大变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向右移动，直到电压表示数为额定电压。 （3）[4]根据实验目的和测量的量，表中包括电压（等于、大于、小于额定电压）、电流、电功率和灯的亮度，如下所示 U/V I/A P/W 灯的亮度 6．小志同学在“测量小灯泡电功率”实验中，用到的器材有：新干电池两节、小灯泡（标有0.3A）、电流表、电压表、滑动变阻器、开关，导线若干。 （1）请按照图甲中的实验电路连接，画出对应的电路图； （2）连接好电路，闭合开关，发现灯不亮，电流表无示数，电压表示数接近3V，造成这一现象的原因可能是 （选填序号）； ①小灯泡短路；     ②小灯泡断路；     ③滑动变阻器短路；     ④滑动变阻器开路 （3）排除故障，进行实验，当电流表的示数如图乙时，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动，当电流表示数达到0. 3A时，电压表的示数如图丙，则小灯泡的额定功率为 W； （4）小刚用相同的器材进行该实验时发现电压表损坏，他找来一只阻值为的定值电阻，设计了如图丁所示的电路，也可测出小灯泡的额定功率，主要的操作步骤如下： ①把电流表接在a处，闭合开关，调节滑片P，使电流表的示数为； ②保持滑片P的位置不变，断开开关，把电流表接在b处，闭合开关，读出电流表的示数为I； ③计算得出小灯泡的额定功率= （用、、I表示）。 【答案】 ② B 0.75 【详解】（1）[1]该电路中，电流表、滑动变阻器和小灯泡串联接入电路，电压表并联在小灯泡两端，用以测量灯泡两端的电压，故电路图如下所示： （2）[2]电流表无示数，说明电路中可能存在断路现象；电压表有示数为3V，说明小灯泡以外的电路处于通路状态，则故障可能是小灯泡发生了断路现象，故选②。 （3）[3]图乙中电流表使用的是小量程，分度值为0.02A，示数为0.14A，小灯泡的额定电流为0.3A，故应将滑片向B端移，减小电阻，从而增大电路中的电流，直到电流表示数为0.3A。 [4]小灯泡正常发光时，电压表示数为2.5V，则小灯泡的额定功率为 （4）[5]该电路中灯泡和定值电阻并联，则通过定值电阻的电流为 定值电阻两端的电压为 小灯泡两端的电压与定值电阻两端的电压相等，则小灯泡的额定功率为 7．在“测定额定电压为2.5V小灯泡电功率”的实验中，电源电压保持不变。 （1）请你用笔画线代替导线，将图1中的实物电路连接完整（导线不得交叉） 。闭合开关前，滑动变阻器滑片P处于最 端（填写左或右）； （2）实验时，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，电压表无示数，电流表有示数，则故障可能是 ； （3）故障排除后，闭合开关，将滑动变阻器滑片P移至某处时，电压表示数如图甲所示，若想测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器滑片P向 端（选填“左”或“右”）移动，直到电压表的示数为2.5V。此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W； （4）在该实验结束后，将小灯泡换成一个定值电阻，还可探究 的关系（选填“A”或“B”）。 A．电流与电阻     B．电流与电压 【答案】 左 灯泡短路 右 0.75 B 【详解】（1）[1]小灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表的小量程应并联到小灯泡的右接线柱上，如图 [2]连接好电路，闭合开关前，为保护电路，滑动变阻器应滑到阻值最大处，即滑片滑到最左端。 （2）[3]实验时，移动滑动变阻器的滑片，电流表有示数，说明电路为通路，电压表无示数，可能是电压表断路或被短路，小灯泡始终不亮，则故障可能是与电压表并联的灯泡短路了。 （3）[4]灯在额定电压下正常发光，图甲中电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为0.5V，小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器两端的电压，即减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向右移动，直到电压表示数为额定电压2.5V。 [5]图乙中电流表选用小量程，分度值为0.02A，此时电流大小为0.3A，则灯额定功率 （4）[6]A．研究电流与电阻的关系，要控制电压不变，改变定值电阻的大小，因只有一个电阻，故A不符合题意； B．研究电流与电压关系时，要控制电阻大小不变，故在该试验后把小灯泡换成一个定值电阻，还可探究电流与电压的关系，故B符合题意。 故选B。 8．在“测量小灯泡的电功率”的实验中，老师给同学们提供的器材有：电压恒为的电源、额定电压为的小灯泡（灯丝电阻约为），电流表、电压表、开关各一个，导线若干，三种规格的滑动变阻器、、可供选择。    （1）通过估算，滑动变阻器应选择 （选填“R1”“ R2”或“R3”）。选择合适变阻器后，请用笔画线表示导线将电路连接完整 。要求：变阻器的滑片P向B端移动时，灯泡变暗； （2）滑片P置于阻值最大处，闭合开关试触时，发现电压表示数很大，电流表几乎无示数，出现的电路故障原因可能是 ； （3）排除故障后，闭合开关S，移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示为 ；若要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动。根据图丙图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是 。 【答案】    灯泡断路 2.2 A 0.5 【详解】（1）[1]灯泡正常发光时的电压UL=2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω，由欧姆定律，灯的额定电流约为 电源电压恒为6V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，灯正常发光时，滑动变阻器两端的电压 U滑=U-UL=6V-2.5V=3.5V 由欧姆定律知道，灯正常发光时，变阻器连入电路的电阻为 考虑到电流因素，则滑动变阻器选R2。 [2]滑动变阻器按“一上一下”的方式串联接入电路，滑片向右移动，灯泡变暗，表明电路中的电流减小，电路的总电阻变大，滑动变阻器电阻变大，故变阻器左下接线柱连入电路中，如下图    （2）[3]闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，说明电路出现了断路现象，电压表有示数，说明电压表与电源之间是接通的，出现故障的原因可能是灯泡断路。 （3）[4]P到图甲中某一位置时，电压表示数（如图乙所示），电压表选用小量程，分度值为0.1V，电压为2.2V。 [5]因2.2V小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向A端移动，直到电压表示数为额定电压。 [6]根据图丙信息知道，灯在额定电压下的电流为0.2A，可计算出小灯泡的额定功率是 9．某小灯泡标有“2.5V”字样，未标出额定功率。小强所在的实验小组想测出它的额定功率。 （1）按如图方式连接好电路，小强刚要闭合开关时，同组同学提醒他的操作有一个不妥之处，请你帮他指出 ； （2）改正错误后，为了测量小灯泡额定功率，应调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V；小强规范操作后，电流表示数如图所示，此时通过小灯泡的电流为 A； （3）根据实验数据，实验小组计算出小灯泡的额定功率为 W。 【答案】 闭合开关前滑片没有置于阻值最大处 0.3 0.75 【详解】（1）[1]为保护电路，闭合开关前滑动变阻器滑片应置于阻值最大位置，而图甲中，闭合开关前滑片没有置于阻值最大位置。 （2）[2]由图可知，电流表选用量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，此时通过小灯泡的电流为0.3A。 （3）[3]小灯泡的额定电压为2.5V，灯泡的额定功率 10．小红做“测量小灯泡电功率”的实验，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“50Ω  0.5A”的滑动变阻器各一个、导线若干。 （1）小红设计了如图甲所示的电路，她应选用 （选填“R1”或“R2”）滑动变阻器； （2）连接好电路，并将滑动变阻器的滑片移动到最 （选填“左”或“右”）端，闭合开关，调节滑动变阻器，发现小灯泡不亮，电压表示数接近电源电压，电流表没示数。电路故障可能是 （选填“A”、“B”、“C”或“D”）； A．电流表内部断路了        B．灯泡的灯丝断了 C．灯泡出现了短路        D．滑动变阻器的电阻线断了 （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）请在虚线框内画出该实验用来记录数据，分析结论的表格 。 【答案】 R2 右 B 0.625 电压（U/V） 电流（I/A） 电功率（P/W） 灯泡亮度 结论 【详解】（1）[1]由题意可知，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω，则所选滑动变阻器至少需要分配的电压 U2=U-U1=6V-2.5V=3.5V 根据串联电路的分压原理可得 此时滑动变阻器接入电路的电阻 RP=14Ω＞10Ω 故应选R2。 （2）[2]闭合开关前，为了保护电路，要把滑动变阻器调到阻值最大处，即调到最右端。 [3] A．电流表内部如果断路，则整个电路就是断了，电压表不会有示数，故A不符合题意； B．灯泡灯丝如果断了，则电压表就串联在电路中，由于电压表内阻很大，因此电路中电流极小，电流表没有示数，电源电压几乎全部分配在电压表上，所以电压表示数接近电源电压，故B符合题意； C．灯泡若出现短路，则电压表相当于并联在导线上，因此电压表没有示数，而电流表有示数，故C不符合题意； D．滑动变阻器的电阻线若断了，整个电路就是断路，电流表和电压表都没有示数，故D不符合题意。 故选B。 （3）[4]由图像可知，小灯泡在额定电压下的电流为0.25A，则小灯泡的额定功率 P额=UI=2.5V×0.25A=0.625W （4）[5]“测量小灯泡电功率”的实验中，要分别测出不同电压下小灯泡的电流，算出小灯泡的实际功率和额定功率，并观察记录小灯泡在不同功率下的亮度，从而得出结论，故表格如下： 电压（U/V） 电流（I/A） 电功率（P/W） 灯泡亮度 结论 11．实验小组想探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关，设置的实验装置如图甲、乙所示，然后将装置两侧的线头与电源连接起来。甲、乙两装置中的两个透明容器中密封着等量空气。 （1）在实验中电流产生多少热量是通过观察 来体现的，这种用能直接观测的量来显示不容易被直接观测的量的实验方法叫 ；除了这一种实验方法外，本实验还用到的另一种实验方法为 ； （2）图甲中将两段阻值不同的电热丝串联，是为了探究电流产生的热量与 的关系。加热一段时间后，右边U形管两侧液面高度比较大，由此可以得到结论： ； （3）图乙中加热一段时间后左右两侧U形管液面高度差如图所示，由此可以得到结论 。 【答案】 U形管液面高度差 转换法 控制变量 电阻 见解析 见解析 【详解】（1）[1][2]电流通过导体时产生的热量会被密闭容器内的空气吸收，使空气温度升高，容器内气压变大，使U形管两侧液面产生高度差，且气体温度越高，U形管两侧液面高度差越大，所以实验时电流产生多少热量可以通过观察U形管两侧液面高度差来反应。这种用能直接观测的量来显示不容易被直接观测的量的实验方法叫转换法。 [3]电路中电流的大小、电阻的大小和通电时间都会影响电流产生热量的多少，所以实验时要用控制变量法。 （2）[4][5]将两段阻值不同的电热丝串联在同一个电路中，流过电阻的电流大小和通电时间都相同，电阻的阻值不同，主要是为了探究电流产生的热量与电阻的关系；加热一段时间后，右边U形管两侧液面高度比较大，说明其他条件相同时，电阻越大，产生的热量越多，故得出结论：电流与通电时间一定时，导体电阻越大产生的热量越多。 （3）[6]图乙中容器内两电阻阻值相同，流过左侧电阻的电流大于右侧电阻的电流，通电相同时间，左侧U形管液面高度差较大，说明其他条件相同时，电流越大，产生的热量越多，由此得出结论：导体电阻与通电时间一定时，通过导体的电流越大产生的热量越多。 12．某小组研究测小灯泡电功率，小灯泡额定电压为2.5V，小灯泡正常工作时的电阻约10Ω左右，电源电压恒定不变，有规格为“10Ω 2A”和“20Ω　2A”的滑动变阻器各一个。 （1）如图甲所示，选用“10Ω　2A”规格的滑动变阻器进行实验。请用笔画线代替导线在图甲中完成实物电路的连接 （要求滑片P向左移动电阻变小）； （2）接着用开关迅速试触，灯泡发光，电压表示数如图乙，此时灯泡两端电压为 V。为了使灯泡正常发光，接下来的操作是： ； （3）设计一个实验填写数据表格 。 【答案】 2.8 向右移动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5V U/V I/A P/W 灯的亮度 【详解】（1）[1]P向左移动电阻变小，故滑片以左电阻丝连入电路中，灯的额定电压为2.5V，故电压表选用小量程与灯并联，由欧姆定律，灯的额定电流约为 故电流表选用小量程与灯串联，如下所示： （2）[2][3]灯在额定电压下正常发光，图中电压选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.8V，大于灯的额定电压2.5V，应减小灯的电压，根据串联电路电压的规律，应增大变阻器的电压，由分压原理，应增大变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向右移动，直到电压表示数为额定电压。 （3）[4]根据实验目的和测量的量，表中包括电压（等于、大于、小于额定电压）、电流、电功率和灯的亮度，如下所示： U/V I/A P/W 灯的亮度 13．在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压为3V，小灯泡额定电压为2.5V。 ①小王同学连接电路时，开关应处于 （填“闭合”或“断开”）状态。小王已连接了部分电路，如图甲所示。要使滑片P向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大，你应将电流表的负极与滑动变阻器上的 （填“A”“B”“D”或“P”）点相连； ②小王连接好电路后，闭合开关，逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表指针几乎不偏转，此现象的原因可能是 （填“开关”“小灯泡”“滑动变阻器”或“电流表”）出现故障； ③排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，观察到两电表示数在变化，并做好数据记录。小王根据多组实验数据绘制的U-I图像如图乙所示，根据图像可得小灯泡的额定功率是 W，此时小灯泡的电阻是 Ω； ④小王还发现图线在电流较小时是直线，随着电流增大，图线变成了一条曲线，如图乙所示。造成这变化的原因是小灯泡的 随温度的变化而变化。 【答案】 断开 A 小灯泡 0.5 12.5 电阻 【详解】①[1]小王同学连接电路时，为保护电路，开关应处于断开状态。 [2]小王已连接了部分电路，如图甲所示。要使滑片P向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大，故变阻器左下接线柱连入电路中，应将电流表的负接线柱与滑动变阻器上的A点相连。 ②[3]小王连接好电路后，闭合开关，逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，发现小灯泡始终不亮，电流表指针几乎不偏转，说明电路可能存在断路，电压表有示数，说明与电压表并联之外的电路部分是完好的，与电压表并联部分的电路发生了断路。故此现象的原因可能是小灯泡出现断路。 ③[4][5]排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，观察到两电表示数在变化，并做好数据记录。根据绘制的U-I图像如图乙所示知，灯在额定电压2.5V下的电流为0.2A，小灯泡的额定功率为 P额=U额I额=2.5V×0.2A=0.5W 此时小灯泡的电阻为 ④[6]由图乙可知，当灯泡两端电压增大时，通过灯泡的电流也增大，根据P=UI可知，灯泡的功率变大，温度升高，小灯泡的电阻随温度的升高而增大。 14．在测标有“3.8V”字样的小灯泡（电阻大约为10Ω）的额定功率实验中，电源电压为6V不变。在实验的过程中，电压表出现了故障不能使用，小坤向老师借了一只定值电阻R0（R0阻值已知），一个滑动变阻器，一个电流表，三个开关，请你帮小坤测量额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率。 （1）画出实验电路图 ； （2）写出主要的实验步骤和需要测量的物理量 ； （3）写出待测小灯泡额定电功率的数学表达式（用已知量和测量量表示） 。 【答案】 见解析 见解析 【详解】（1）[1]要测灯的额定功率，应先使灯正常发光，在没有电压表的情况下，电流表与定值电阻R0应起到电压表的测量作用，第1次实验操作中，将R0与电流表串联后再与灯并联，通过移动变阻器的滑片使电流表示数为 由并联电路电压的规律，灯的电压为U额，灯正常工作；在第2次操作中，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律求出灯的额定电流，根据写出小灯泡的额定功率表达式，电路图如图 （2）[2]步骤：①闭合开关S和S1，调节滑动变阻器，当电流表的示数为时，小灯泡正常工作； ②断开所有开关后，保持滑动变阻器滑片位置不变，再将开关S和S2闭合，读出电流表的示数为I； （3）[3]在①中，灯泡与定值电阻并联后再与变阻器串联，电流表测定值电阻的电流，调节滑动变阻器，当电流表的示数为时，小灯泡正常工作；在②中，灯泡与定值电阻并联后再与变阻器串联，电流表测定值电阻和灯泡的总电流；因保持滑片位置不变，电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律可得，灯泡正常发光时的电流为 小灯泡的额定功率为 15．在伏安法测量小灯泡电功率的实验中。 （1）该实验的实验原理是： ； （2）请按照图1所示的电路图，以笔画线代替导线，完成图2的电路连接； （3）根据实验需求在虚线框内设计一个记录表格。 【答案】 P=UI 见解析 【详解】（1）[1]该实验的实验原理是电功率的公式P=UI。 （2）[2]电源、开关、滑动变阻器、灯泡和电流表依次串联连接，电压表并联在灯泡两端；滑动变阻器的滑片向右移动时，接入电路的阻值变大，故滑动变阻器可选用右上和左下接线柱串联接入电路，如图 （3）[3]需要记录多组数据中的电流、电压值，并计算小灯泡的电功率，观察灯泡的发光情况，如表所示 实验序号 小灯泡两端的电压U/V 通过灯丝的电流I/A 小灯泡的电功率P/W 小灯泡的发光情况 1 2 3 4 5 16．如图为“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，其中a、b、c、d四个相同的容器密闭着等量空气并与U形管紧密相连，各容器中均有一条电阻丝，实验前U形管两端液面相平。现将1、2和3、4两组导线分别接到电源两端。 （1）实验过程中，通过观察U形管中液面 的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少。这种实验方法叫 。下面实验也用这种实验方法的是 ； A．认识电压时，我们用水压来类比 B．用光线来描述光通过的路径 C．探究物体的动能跟哪些因素有关 （2）连接好电路后闭合开关，通电一段时间，观察到右侧液面高于左侧液面，如图甲所示，表明在电流和通电时间相同的情况下， 越大，产生的热量越多； （3）图中U形管 （选填“是”或“不是”）连通器，乙图中R3与R2并联，目的是使通过R1与R2的 不同； （4）某小组在利用乙图装置实验时，发现左右两侧U形管液面上升高度相同，与其他小组的实验现象都不同，经检查气密性良好，请你分析实验现象不同的原因： 。 【答案】 高度差 转换法 C 电阻 不是 电流 电阻R3断路 【详解】（1）[1][2][3]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，根据转换法，实验中通过观察U形管液面高度的变化来反映电阻产生热量的多少； A．认识电压时，我们用水压来类比，利用了类比法，故A不符合题意； B．用光线来描述光通过的路径，利用了物理模型法，故B不符合题意； C．探究物体的动能跟哪些因素有关，动能大小通过物块移动距离来表示，利用了转换法，故C符合题意。 故选C。 （2）[4]连接好电路后闭合开关，通电一段时间，观察到右侧液面高于左侧液面，说明右侧电阻大产生的热量多，故可以得出在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。 （3）[5]由图知，U形管内注入适量红墨水，有一端开口，另一端上端不开口，下端连通，所以不属于连通器。 [6]图乙装置中 其中R3与R2并联，根据并联电路的电流关系可知，通过R1的电流等于通过R2和R3的电流之和，故目的是使通过R1和R2的电流不相等。 （4）[7]某小组在利用乙图装置实验时，发现左右两侧U形管液面上升高度相同，说明左右两侧产生的热量相同，因为 且R1和R2产生的热量相同，说明R3中没有电流，故可能电阻R3断路了。 17．圆圆同学在探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置；请仔细观察甲、乙两图； （1）实验中通过观察两个U形管中 的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少； （2）你认为甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与 关系，得出的结论是： ； （3）由乙图所示的实验装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与 关系，得出的结论是：在 相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的 越大，电阻产生的热量越多； （4）该实验采取的探究方法有： 、 。 【答案】 液面高度 电阻 见解析 电流 电阻 电流 转换法 控制变量法 【详解】（1）[1]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法。 （2）[2][3]如图甲，两个电阻串联在电路中，通过两个电阻的电流相同，通电时间相同，电阻不同，运用控制变量法，探究的是电流产生热量跟电阻的关系，右侧容器中U形管两侧液面的高度差较大，说明右侧容器内电阻产生的热量较多，右侧容器内电阻的阻值较大，得出的结论是：在电流相同、通电时间相同时，电阻越大产生的热量越多。 （3）[4][5][6]图乙装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，根据串并联电路电流的规律可知通过左侧容器内电阻的电流大于通过右侧容器内电阻的电流，两个容器内电阻大小相等，所以探究电流通过电阻丝产生的热量与电流的关系，左侧容器中U形管两侧液面的高度差较大，说明左侧容器内电阻产生的热量较多，左侧容器内电阻的电流较大，得到的结论是：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，电阻产生的热量越多。 （4）[7][8]电流通过导体产生热量与电流、电阻和通电时间有关，实验用到控制变量法；该实验中是通过观察U形管中液面高度的变化来反映电流通过电阻丝产生的热量的多少，用到转换法。 18．小明同学做“测量小灯泡电功率”的实验，已知电源电压是6V，小灯泡的额定电压是3.8V，电阻约为8Ω。请你完成下列内容： （1）如图所示，请你用笔画线代替导线，正确连接好实验电路；( ) （2）正确连接电路后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该置于 （选填“A”或“B”）端； （3）小明同学调节滑动变阻器，进行了几次实验，得到部分U和I的数据如下表所示： 实验次数 1 2 3 4 5 U/V 1.00 2.00 3.00 3.80 4.20 I/A 0.20 0.40 0.47 0.50 0.51 灯泡亮度 不亮 很暗 偏暗 正常 很亮 由数据可知，灯泡的额定功率为 W； （4）小明在对数据进行分析时发现：小灯泡灯丝电阻随电压的升高而 ，产生这种现象的主要原因是： 。 【答案】 B 1.9 增大 小灯泡灯丝电阻随温度的升高而增大 【详解】（1）[1]由于小灯泡的额定电压为3.8V，所以电压表选用0～15V的量程与小灯泡并联；小灯泡的额定电压是3.8V，电阻约为8Ω，灯的额定电流为 故电流表选用小量程与灯串联，变阻器按一下一上连入电路中，如下所示 （2）[2]正确连接电路后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该置于阻值最大处的B端。 （3）[3]灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.5A，则灯泡的额定功率为 （4）[4][5]根据表中数据，由欧姆定律，第2次实验灯的电阻为 同理，第3、4、5次灯的电阻分别为6.4Ω、7.6Ω和8.2Ω，故小灯泡灯丝电阻随电压的增大而增大，原因是小灯泡灯丝电阻随温度的升高而增大。 19．为了探究在电流一定时，电压与电阻关系，小明设计了如图1甲所示的电路，已知电源电压恒为15V，滑动变阻器上标有“，3A”（实际最大阻值约小于），实验中所用的四个定值电阻分别为，，，，试回答以下问题： （1）由分析可知，小明所选电流表的量程为 ，电压表的量程为 。按照题目要求，应该控制 表的示数不变，乙图中电流表的示数为 A； （2）ab间接电阻时，调节滑动变阻器，使电路中电流控制在图乙所示的数值，此时电压表的示数为 V，滑动变阻器消耗的功率为 W； （3）完成了（2）的操作后，小明要换接的定值电阻继续进行实验，他接下来的操作首先应该是 ； （4）当ab间接的定值电阻时，无论怎么调节滑片，都不能得到实验中所要求的数据，因为此时的最大电流仅为 A，为了让四个电阻都能为实验所用，应控制电流的取值范围是 ，为了让实验的可操作性更强，电路中的电流最好控制在 A； （5）同学找到了一个小灯泡和一个电压为的电池组，他利用上述其他器材做“测量小灯泡的电功率”实验，如图2，小灯泡的额定电压为； （a）用笔画线代替导线，将电路连接完整 ； （b）连接好电路闭合开关后，发现灯泡不亮，检查电路发现电压表、电流表均有示数，则接下来的操作应是 ； （c）问题解决后，移动滑动变阻器滑片，当电压表示数为时，为了让灯泡正常发光，此时应将滑片向 （左/右）侧移动； （d）当灯泡正常发光时，电流表示数如图2乙所示，则小灯泡额定功率为 W； （e）下表是实验中测量的几组数据，其中一个电流数据有误，此数据为 ； （f）要完成上述表中数据测量，实验中滑动变阻器的总阻值至少为 。 【答案】 电流 4 8.8 断开开关 0.75 0.7 见详解 向B端移动滑片，观察灯泡是否发光 右 0.75 0.37 【详解】（1）[1][2]当定值电阻为，且滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，根据欧姆定律可得，电路中的最大电流为 所以电流表的量程为；电源电压为15V，所以电压表量程为。 [3]为了探究在电流一定时，电压与电阻关系，根据控制变量法，应控制电流表的示数不变，改变电阻。 [4]电流表的量程为，分度值为，由图乙知，电流表的示数为。 （2）[5]当电阻为时，电压表的示数为 [6]滑动变阻器两端的电压为 则滑动变阻器的功率为 （3）[7]要换接的定值电阻继续进行实验，为防止电路连接过程损坏元件，他首先要断开开关。 （4）[8]当电路中接的电阻时，电路中的最大电流为 [9]当定值电阻为时，电路中的最小电流为 因滑动变阻器实际最大阻值约小于，。 [10]为了让四个电阻都能为实验所用，应控制电流的取值范围是，为了让实验的可操作性更强，电路中的电流最好控制在。 （5）（a）[11]电压表与灯泡并联，滑动变阻器接上下两个接线柱，电路连接如图所示 （b）[12]电压表、电流表均有示数，说明电路通路，小灯泡不亮有可能功率太小，接下来应该向B端移动滑片，观察灯泡是否发光。 （c）[13]问题解决后，移动滑动变阻器滑片，当电压表示数为时，小于灯泡额定电压，为了让灯泡正常发光，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压规律，应减小变阻器两端的电压，根据分压原理，应减小变阻器接入电路的阻值，故此时应将滑片向右侧移动。 （d）[14]由图乙可知，电流表选用小量程，分度值，其示数为，小灯泡额定功率为 （e）[15]小灯泡的电阻随着温度的升高而增大，即随着灯泡两端的电压的增大而增大，根据欧姆定律可知小灯泡的电阻从左向右依次是 故第5组电流数据有误，此数据为。 （f）[16]根据表中数据，灯泡两端电压最小为1V，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大，其电压为 此时电路中的电流为，滑动变阻器的阻值为 要完成上述表中数据测量，实验中滑动变阻器的总阻值至少为。 20．如图是测定小灯泡电功率的实验电路图，电压表有0~3V 和0~15V 两个量程，小灯泡额定电压为2.5V。 （1）实验中电压表应选用 V的量程，闭合开关前，滑片P应放在滑动变阻器的 端（选填“左” 或“右”）； （2）实验过程中，小灯泡突然熄灭，电压表有示数，而电流且却无示数，则出现故障的原因可能是小灯泡发生了 路； （3）排除故障后，根据实验测得的数据，请你画出实验所需表格 ； （4）小灯泡的电流随电压变化的图像如图2所示，分析图像可知小灯泡的额定功率是 ； （5）小灯泡的电流随电压变化的图像不是一条直线，这是因为 。 【答案】 0~3 右 断 见解析 0.75W 灯丝的电阻随温度的升高而增大 【详解】（1）[1]由题意可知，小灯泡的额定电压为2.5V，电压表测的是小灯泡两端电压，所以电压表选择的量程应为0 ~3V； [2]为了保护电路中的各元件，在闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处，由图可知，应将滑片P放在滑动变阻器的最右端。 （2）[3]因为小灯泡熄灭且电流表无示数，所以应是电路中某处出现断路，又因为电压表有示数，由此可知，应是小灯泡处发生断路，导致电压表串联在电路中。 （3）[4]由得，实验应记录每次的电压和对应的电流，并计算出灯泡在不同电压下的电功率，表格如下： 电压U/V 电流I/A 电功率P/W （4）[5]由图2可知，当小灯泡两端电压为额定电压2.5V时，此时通过小灯泡的电流为0.3A，所以小灯泡的额定功率为 （5）[6]因为灯泡灯丝的电阻是变化的，会随着温度的升高而增大，所以小灯泡的电流随电压变化的图像不是一条直线。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $$