初中物理电功率的测量实验试题

实验桌上提供了如下器材：符合实验要求的电源一个、定值电阻R₀一只、滑动变阻器一个、量程满足实验要求的电压表、电流表各一只；开关一个。小刚想利用实验桌上的器材，设计一个实验证明：“定值电阻的电功率与电压的平方成正比”。
（1）在答题卡中的虚线框内画出实验电路图。
（2）写出实验步骤。
（3）根据实验要求，设计一个记录实验数据的表格。

如图甲所示，在“测量一个小灯泡电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为3V。

（1）根据图甲所示的电路图，请用笔画线代替导线，将图乙中的器材连接成完整的电路（要求滑动变阻器滑片P向右移动时阻值变大）；

（2）连接好电路，闭合开关后，发现小灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数，那么出现该状况的可能原因是小灯泡发生 　   　（选填“断路”或“短路”）；

（3）排除故障后，闭合开关，继续进行探究，根据测量数据绘制出通过小灯泡的电流I随它两端电压U变化的图像，如图丙所示，分析可知：小灯泡的额定功率为 　   　W；若电流表的示数如图丁所示，其示数为 　   　A，此时小灯泡的电阻为 　   　Ω；

（4）若实验室电压表损坏，某同学用一个已知阻值为R₀的定值电阻代替电压表，并设计了如图戊所示电路，在电源电压保持不变情况下，也正确地测出了一个额定电流为I_额的小灯泡的额定功率，其实验步骤如下：

①闭合S₁，断开S₂，移动滑动变阻器R的滑片至最左端，记下电流表的示数为I₁；

②闭合S₂，断开S₁，调节滑动变阻器R的滑片使小灯泡正常发光，电流表示数为I_额；

③保持滑动变阻器R的滑片不动，闭合S₁，断开S₂，记下电流表的示数为I₂；

④则小灯泡额定功率的表达式为P_额＝　   　（用I_额、I₁、I₂和R₀等符号表示）

某课外兴趣小组在做测定“小灯泡的电功率”实验时，所用器材有电压为6V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电表、开关和导线。如图a是没有连接完的实物电路。

（1）请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整；
（2）连好电路后，闭合开关，移动滑片P，发现小灯泡始终不亮，但电压表有示数，电流表无示数，则故障的原因可能是                           。
（3）排除故障后闭合开关，移动滑片P到某处，电压表的示数为2.2V，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向     端滑动（选填“左”或“右”），直到电压表的示数为     V，记录电流表的示数；
（4）通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数，并绘制成了如图b所示的U－I图像。根据U－I图像提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是        W。

在测量小灯泡电功率的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡正常发光时的电阻约为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。要求：当滑动变阻器的滑片向左移动时，连入电路的电阻变大；连线不得交叉．
（2）小明同学闭合开关，移动滑片P到某一位置时，电压表示数（如图乙所示）为      V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑动变阻器的滑片P向       （选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V．
（3）小明同学继续移动滑片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I－U关系图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是     W，还可以得出：小灯泡的实际功率随实际电压的增大而     （选填“增大”、“减小”或“不变”） ．
（4）小红同学按同一电路连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光，并很快熄灭，检查后发现连线正确，请你找出她在实验中两个操作不当之处是：
①                         ，②                                   ．

在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡标有“2，5V”字样，电源由两节新干电池组成，灯泡电阻约为10Ω，滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样．
（1）小芳设计的实验电路图如图甲所示，按照电路图连接的实物图如图乙所示，图乙中有一处明显错误是　　．

（2）改正错误后，经检查电路连接无误．实验过程中，当灯泡两端电压为2.5V时，电流表的指针位置如图丙所示，则电流表的示数为　　A．

实验次数	灯泡两端的电压（V）	通过灯泡的电流（A）	灯泡的亮度	灯泡的功率（W）	灯泡的平均功率（W）
1	3	0.28	较亮	0.84	？
2	2.5	？	正常发光	？
3	2	0.22	较暗	0.44

（3）本实验测得小灯泡的额定功率为　　W．
（4）通过分析表格中数据以及实验现象可知，灯泡的亮度是由　　决定的．
（5）小芳设计的表格中有一处不妥，请帮助她指出来　　．
（6）如果实验中发现灯泡不亮，电流表几乎无示数，电压表示数接近电源电压，可能出现的故障是　　．

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。

在“测量小灯泡电功率”的实验中，已知干电池是新的，小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡的电阻约为9Ω，滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样。
（1）小泰同学正在连接实验电路．还有部分导线未接上，如图所示。请你和小泰一起用笔画线代替导线，把图中电路连接好。 

（2）实验中小泰同学连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，电压表示数为3V，电流表示数为0，故障的原因可能是______； 解决这个故障后，他再次闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡亮度始终不变，则电路中还可能存在的故障是______。
（3）小泰同学排除故障后，再次闭合开关，将滑动变阻器的滑片移到某点时，电压表的示数为2.2V，为测量小灯泡的额定功率应将滑片向______端移动（选填“左”或“右”）。
（4）当电压表的示数等于额定电压时，电流表的示数如图所示，则小灯泡正常发光时的电流是______A，小灯泡的额定功率是______W。

小张利用如图甲所示电路测定小灯泡的功率。被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω左右。实验室有如下器材：电源（电压为6V不变）、电流表（0～0.6A、0～3A）、电压表（ 0～3V 、 0～15V）、开关各一个、导线若干、滑动变阻器两只：R₁（20Ω 0.5A）、R₂（50Ω 0.5A）。
（1）在小张所连接的电路中，有两根导线还没有连接好，请你帮他完成电路的连接（要求：滑动变阻器滑片向右移动，灯泡亮度变亮；其他的导线不要变动，导线不能交叉）。
（2）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                         。正确连接电路闭合开关后，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                  。
（3）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，小张画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像（如图丙），则小灯泡的额定功率为    W。在多次测量中，小张还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比         （选填“变大”、“变小”或“不变”）。

（4）小张又取了一个规格、型号完全相同的旧灯泡进行实验，发现在额定电压下工作时，灯泡亮度明显偏暗，小张仔细观察，发现这只灯泡的玻璃内壁变黑。灯泡亮度偏暗的原因是灯丝发光时发生升华而变细，消耗的实际功率变       的缘故（选填“大”或“小”）。
（5）灯泡的功率测量完毕，小张用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻更换电路中的灯泡，探究电流跟电阻的关系，得到如图所示的电流I随电阻R变化的图像，则小张应选用滑动变阻器        （选填“R₁” 或“R₂”）。若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为14Ω，则所选定值电阻的阻值为      Ω。

小杨同学找到一盏标有" "字样的小灯泡，其额定电功率已模糊不清。她选用如图所示器材测量额定电功率，电源电压恒为 。

（1）图甲所示的实验电路有2段导线未连接，请你用笔画线代替导线将电路补画完整（要求：连线不交叉，滑片 向 端移动时灯泡发光变亮）。

（2）小杨连接电路并检查后。将滑动变阻器的电阻调到最大，再闭合 　　，缓慢移动滑片 ，发现电流表示数有明显变化但电压表无示数，此故障的原因可能是灯泡 　　（选填"短路"或"断路" 。

（3）排除故障后，眼睛注视着电压表和灯泡，移动滑片 逐次改变小灯泡两端的电压，并将测得的数据记录在表中。当电压表的示数为 时应向 　　（选填" "或" " 端移动滑片 ；当电压表的示数为 时电流表的示数如图乙所示，小灯泡的额定电功率为 　　 ；细心的小杨通过分析数据还发现通过小灯泡的电流与两端的电压不成正比，其原因可能是 　　。

数据序号	1	2	3	4	5
电压	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5
电流	0.16	0.20	0.22	0.25

（4）同组的小会同学在此基础上继续探究电流跟电阻的关系，她又增加了五个阻值分别为 、 、 、 、 的定值电阻，其余器材不变。用定值电阻分别更换图甲中的小灯泡，通过实验得到如图丙所示的电流随定值电阻变化的图像，则实验中所用滑动变阻器的最大阻值至少是 　　（选填下列选项前的字母）。

A．
B．
C．
D．

测小灯泡电功率实验，小灯为“ $2.2V0.3A$”“ $3.8V0.3A$”中的一个，电源电压为 $2V$整数倍。滑片 $P$从最大阻值开始，移动到一个位置小灯正常发光，电压表向左偏转六格。一开始指的是 $11V$或 $2.8V$，

①判断小灯正常发光的理由。

②判断电压表的位置。

③闭合开关时电压表读数。

④求小灯泡额定功率。

【实验名称】测量小灯泡的电功率

【实验器材】额定电压为 $2.5V$ 的小灯泡（电阻约 $10\Omega )$ 、电压为 $6V$ 的电源、电流表、电压表、滑动变阻器 $\left(50\Omega 5A\right)$ 、开关、导线若干。

【实验步骤】

（1）用笔画线代替导线将图甲中的电路连接完整（要求：滑动变阻器连入电路时阻值最大）；

（2）电路连接时开关应 　　。小明同学检查电路无误后，闭合开关，发现灯泡不亮但电流表和电压表均有较小的示数，接下来他应该 　　；

（3）小明同学进行实验得到部分实验数据如表，则小灯泡的额定功率为 　　 $W$ ；当小灯泡两端电压为 $1.5V$ 时，小灯泡的亮度 　　（选填"正常"、"较暗"或"较亮" $)$ 。

实验次数	电压     $U/V$	电流     $I/A$	小灯泡亮度	电功率     $P/W$
1	2.5	0.30
2	1.5	0.22
3	3.0	0.32

【拓展】好学的小明同学又向老师要了一个 $R_0=20\Omega$ 的定值电阻，用来替换电路中的电流表。替换后电路如图乙所示，并设计下列方案测量小灯泡的额定功率。

（1）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数等于小灯泡的额定电压；

（2）保持滑片位置不变，电压表所接的 $b$ 接点不动，只断开 $a$ 接点，改接到 $c$ 接点上，测定值电阻 $R_0$ 两端的电压 $U_0$ ；

（3）计算小灯泡的额定功率。

仔细分析发现此方案无法测出小灯泡的额定功率，其原因是：① 　　；② 　　。

某市中考实验操作考试时，实验员为同学们“探究小灯泡的额定电功率”准备了以下器材：额定电压为 $2.5V$的小灯泡（正常发光时电阻约为 $10\Omega )$、规格为“ $10\Omega 1A$”的滑动变阻器、新干电池4节、开关、电流表、电压表、导线若干。

【设计实验与制定计划】

（1）请你用笔画代替导线，将图甲所示的电路连接完整；

（2）在闭合开关前，应将滑片 $P$移到最　　（选填“左”或“右” $)$端；

（3）在右边虚线方框内画出对应的电路图；

（4）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 $2.5V$，存在这种问题的原因是　　，让小灯泡正常发光最简便的方法是：　　；

（5）解决上述问题后，移动滑片 $P$使电压表的示数为 $2.5V$时，小灯泡正常发光，此时电流表示数图如乙所示，则小灯泡的额定功率是　　 $W$。

在测量标有“3.8V”字样的小灯泡的额定功率实验中，器材有电压为6V的电源，小灯泡（电阻约为10Ω）、电压表（0～3V，0～15V）、电流表（0～0.6A，0～3A）、滑动变阻器R₁“5Ω 1A”、滑动变阻器R₂“10Ω 1A”、开关各一个，导线若干。

（1）如图甲所示的电路中有一条导线连接错误，请在错误的导线上打“×”，并画出改正后的导线。

（2）为了完成实验，应该选择的滑动变阻器是　    　（填“R₁”或“R₂”）。

（3）电路连接正确后，闭合开关，滑片位于某一位置时，电压表示数为3V．为了测量小灯泡的额定功率，应将滑片向　   　（填“左”或“右”）移动。

（4）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则电流表的示数为　     　A，小灯泡的额定功率为　    　W，实验得出的结论：小灯泡的实际功率　   　，小灯泡越亮。

（5）实验时发现通过小灯泡的电流与它两端的电压不成正比，是因为灯丝电阻与　　有关。

（6）实验中若电压表的“0～15V”量程损坏，　    　（填“能”或“不能”）测小灯泡额定功率。

如图所示，在“测定小灯泡的电功率”的实验中，小灯泡上标有“2.5V，字样。
 
(1)图乙是张杰根据电路图甲连接的实物图，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于       （选填‘‘A”或“B”）端，经检查发现有一根导线连接错误，请你在图乙中连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线。
（2）小科同学正确连接电路后进行实验，并记录实验数据。当他断开开关时，才发现电压表如图所示，他测得小灯泡的额定功率将         （选填“大于”、“小于”或“等于”）正确值。小科同学重新实验，在不对电压表进行校零的情况下，应移动滑动变阻器滑片，使电压表示数为       V，小灯泡正常发光。此时电流表示数如图所示，为   A，小灯泡的额定功率是         W。

（3）小华连好上述电路后，闭合开关，小灯泡不亮，电压表有示数，电流表无示数，则电路的故障为        ；若小华用此电路去测量某未知电阻R₁的阻值，若考虑电表的电阻对测量的影响，则电阻R₁的测量结果与真实值相比偏         （选填“大”或“小”）。

在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。
（1）连接电路时开关应        ，电流表的量程应选    A。
（2）请你用笔画线代替导线，将图甲的实物电路连接完整。
（3）闭合开关前，图中滑动变阻器的滑片P应位于     （选填 “A”或“B”）端。
（4）小向同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图乙所示的I—U图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是____W。