初中物理电功率的测量实验解答题

小明利用如图所给的实验器材“测量小灯泡的额定功率”，已知电源电压恒为 $6V$，小灯泡正常工作时的电压为 $3.8V$，电阻约为 $12\Omega$，滑动变阻器的规格为“ $20\Omega 2A$”。

（1）请用笔画线代替导线，完成图甲实物电路的连接。

（2）正确连接电路后，用开关试触，灯泡不亮，电压表瞬间满偏，电流表指针几乎不动，电路的故障是　    。（电路只有一处故障）

（3）排除故障后，继续实验，闭合开关，移动滑片，当电压表的指针在某电压值时，（请在图乙中标出相应的电压值），小灯泡正常发光，电流表的示数如图丙所示，小灯泡的额定功率是　　 $W$。

（4）测量完灯泡的额定功率后，小明又测量了几组数据，计算后发现灯丝电阻随其两端电压的增大而增大，原因是　　。

【评估】小红也利用上述器材对该小灯泡的额定功率进行了测量，实验电路图如图丁所示，实验结束后，两人对实验进行了交流与评估。

①小红的实验结果误差较大，理由是　　。

②小明的实验更不容易操作，理由是　　。

在测量小灯泡电功率的实验中，已知灯泡额定电压 $U=2.5V$，电源电压保持不变

（1）用笔画线代替导线把甲图电路连接完整。

（2）调节滑动变阻器，使电压表示数为 $2.5V$，此时电流表示数（如图乙）为　 $A$，则小灯泡的额定功率是　　 $W$。

（3）如果没有电压表，用如图丙所示电路也可测小灯泡的额定功率。其中，定值电阻的阻值为 $R_0$．先断开开关 $S_2$、闭合开关 $S$、 $S_1$，调节滑动变阻器，使电流表的示数为 $\frac{U_{额}}{R_0}$；再保持变阻器滑片的位置不变，只断开开关　　、闭合其它开关，读出电流表示数为 $I$，灯泡额定功率的表达式为 $P_{额}=$　　（用 $R_0$、 $U_{额}$、 $I$的代数式表示）。

在测定“小灯泡的电功率”的实验中，已知电源电压为 $6V$，小灯泡的额定电压为 $2.5V$，小灯泡的电阻约为 $10\Omega$，滑动变阻器上标有“ $20\Omega 1A$”字样。左图是小向同学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）实验中，小向同学连接好电路后，闭合开关，移动滑片，发现小灯泡始终不亮，且电压表有示数，电流表无示数，则故障的原因是　 ；

（3）故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图甲所示，此时电压为　　 $V$，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” $)$；

（4）当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是　　 $W$。

小明同学手里有一个标有“ $3.8V$”字样的小灯泡，他想知道小灯泡正常工作时的电功率，于是在学校实验室借了一些实验器材，连接了如图甲所示的实验电路，电源电压恒定不变。

（1）在图甲中找出连接错误的一根导线并在该导线上画“ $\times$”，用笔画线代替导线将电路连接正确。

（2）电路连接好后小明闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片发现小灯泡始终不亮，电流表有示数，电压表无示数，则故障原因可能是　     　。

（3）故障排除后，小明调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为　　 $W$。

（4）完成上述实验后，小明又找到了一只阻值已知的定值电阻 $R_0$，并借助部分现有的实验器材设计了如图丙所示的电路，继续测量另一个额定电压为 $U_{额}$的小灯泡正常发光时的电阻。测量时，应先闭合开关 $S$和 $S_1$，调节滑动变阻器，当电流表的示数为　　时，小灯泡正常发光；接着将 $S_1$断开， $S_2$闭合，读出电流表的示数 $I$，则小灯泡正常发光时的电阻 $R=$　　（以上两空均用含有 $I$、 $U_{额}$、和 $R_0$的代数式表示）

如图甲所示为测量小灯泡电功率的实物图，所选小灯泡的额定电压为 $2.5V$，电路连接完成后；

（1）闭合开关发现小灯泡不发光且电流表无示数，但是电压表的示数很大且接近电源电压，经检查导线连接无误，则出现这种现象的原因可能是：　 $B$　。

$A$．电流表断路 $B$．小灯泡断路 $C$．电压表断路 $D$．变阻器断路

（2）排除电路故障后继续实验。当电压表示数为 $2V$时，电流表的示数如图乙所示此时通过小灯泡的电流为

　　 $A$，小灯泡消耗的电功率为　　 $W$．为了测量小灯泡的额定功率，则应将滑动变阻器的滑片 $P$向　　（填“ $A$”或“ $B$” $)$端移动。

（3）图丙是根据多组实验数据描绘出的 $I-U$关系图象，分析通过灯泡的电流与其两端电压不成正比的原因是　　。

某实验小组的同学通过图甲所示的电路进行实验探究。

（1）断开开关 $S_3$，闭合开关 $S_1$和 $S_2$，移动滑动阻器滑片 $P$，发现电压表始终无示数，电流表有示数，其原因可能是　 $C$　（填符号）

$A$．滑动变阻器断路 $B$． $R$断路    $C$． $R$短路

（2）故障排除后断开开关 $S_3$，闭合开 $S_1$和 $S_2$，通过调节滑动变阻器，读出多组相应的电压表和电流表的示数。甲同学根据测量数据绘成如图乙所示图象。由图象可知定值电阻 $R=$　　 $\Omega$；

（3）乙同学根据测量数据分别计算出多个 $R$的阻值并取平均值，其目的是为了　　；

（4）断开开关 $S_2$，闭合开关 $S_1$和 $S_3$，通过多次调节滑动变阻器，测量灯 $L$的电压和电流，根据测量数据绘成如图丙所示的图象。若灯 $L$的额定电压为 $2.0V$，则它的额定功率为　　 $W$。

（5）由图丙可看出灯丝的 $U-I$图象不是一条直线，原因是　　。

为了研究小灯泡在不同电压下工作时（实际电压不允许超过额定电压的五分之一），消耗的电功率是否相同，某同学选取一个额定电压为 $2.5V$的小灯泡。

（1）请你帮他设计电路，并在答题卡的指定位置画出电路图；

（2）他还准备了：蓄电池 $\left(6V\right)$，电流表 $(0~0.6A0~3A)$、电压表 $(0~3V0~15V)$、滑动变阻器 $R_1(10\Omega 0.6A)$、滑动变阻器 $R_2(50\Omega 0.6A)$、开关、导线若干。为了完成实验，应选择滑动变阻器　　接入电路，电压表选用　　量程；

（3）由实验测得，通过小灯泡的电流随电压变化的关系图线如图所示。由图可知，小灯泡正常发光时，通过灯丝的电流是　　 $A$，此时消耗的电功率为　　 $W$；

（4）通过数据分析可以得出：　　。

“测小灯泡额定电功率”的实验中，提供的器材有：电压恒为 $4.5V$的电源，额定电压为 $2.5V$的待测小灯泡，电阻约为 $l0\Omega$，电流表 $(0~0.6A,0~3A)$，电压表 $(0~3V,0~15V)$，开关和导线若干。还有标有“ $10\Omega 2A$”的滑动变阻器 $A$和标有“ $5\Omega 1A$”的滑动变阻器 $B$。

（1）若小明设计电路如图甲所示，请选择合适的量程，并用笔画线代替导线将图甲的实验电路图连接完整；

（2）本实验选择的滑动变阻器是　 $A$　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$；

（3）当滑动变阻器的滑片 $P$移到某一位置时，观察到电压表示数如图乙所示，根据所选正确量程，其示数为　　 $V$；

（4）为了测量小灯泡额定功率，此时应该将变阻滑的滑片 $P$向　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$移动。当电压达到小灯泡额定电压时，小灯泡正常发光，电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为　　 $W$。

（5）小明综合分析实验数据发现，灯泡越亮时灯丝的电阻越大，说明灯丝的电阻　　。

在"测量小灯泡的电功率"的实验中，电源电压为 $3V$ ，灯泡额定电压为 $2.5V$ 。

（1）请根据图甲，将图乙所示的实物电路用笔画线连接完整；

（2）在连接电路时，开关应 　，滑动变阻器的滑片 $P$ 应置于 　　端（选填" $A$ "或" $B$ " $)$ ；

（3）移动滑片 $P$ ，当电压表的示数为 $1.5V$ 时，电流表的示数如图丙所示，其示数为 　　 $A$ ，小灯泡此时的电功率为 　　 $W$ ．要测量小灯泡的额定功率，需将滑片 $P$ 向 　　端移动（选填" $A$ "或" $B$ " $)$ 直到电压表的示数为 $2.5V$ ；

（4）实验中，小灯泡突然熄火，电流表示数为零，电压表示数变大，电路中的故障可能是 　　。

在测量“小灯泡电功率”的实验中，已知电源电压为 $3V$，小灯泡额定电压为 $2.5V$，图甲是未连接完整的实验电路。

（1）请你用笔画线代替导线将实物电路连接完整（要求：滑片 $P$向右移动时，小灯泡变亮）

（2）闭合开关后，缓慢移动滑动变阻器的滑片 $P$，当电压表的示数如图乙所示时，其示数为　　 $V$。

（3）改变滑片 $P$的位置，获得多组对应的电压、电流值，如下表所示。由表可知，随着电压的增大，小灯泡的电功率　　（选填“增大”、“不变”或“减小” $)$。

数据序号	1	2	3	4	5	6	7
发光情况	熄灭	熄灭	微光	较暗	不很亮	较亮	明亮
电压 $U/V$	0.2	0.5	1.0	1.3	1.7	2.0	2.5
电流 $I/A$	0.10	0.20	0.38	0.42	0.48	0.52	0.56

（4）根据上表中数据，请在图丙中画出 $I-U$关系图象。

（5）根据图线可求得，当小灯泡两端电压为 $2.2V$时，小灯泡的实际功率为　　 $W$（结果保留一位小数）。

小绒在“测量小灯泡的电功率”实验活动中，使用的小灯泡额定电压为 $2.5V$。

（1）在检查实验仪器时，发见电流表指针如图乙所示，则应对电流表进行　 　；

（2）图甲是他未连接好的实验电路，用笔画线代替导线帮他连接好实验电路。（要求滑动变阻器滑片 $P$向右滑动时灯泡变亮）

（3）检查电路连接无误后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电压表、电流表都有示数。则小灯泡不亮的原因可能是　　。

（4）问题解决后，继续进行实验，闭合开关，发现电压表的示数如图丙所示，要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器滑片向　　（选填“ $C$ “或“ $D$ “” $)$端滑动，直至电压表示数为　　 $V$，若此时电流表的示数为 $0.30A$，则小灯泡的额定功率为　　 $W$。

（5）若两个额定电压为 $220V$的白炽灯 $L_1$和 $L_2$的电压 $U$与电流 $I$的关系曲线如图丁所示，由图可知， $L_2$的额定电流为　　 $A$，额定功率为　　 $W$；如果将 $L_1$和 $L_2$串联后接在 $220V$的电源上，则 $L_2$的实际功率为　　 $W$。

在“测定额定电压为 $2.5V$的小灯泡的电功率”实验中，连接的电路如图甲所示，电源电压为 $3V$。

（1）本实验测量电功率的原理是　 $P=\mathit{UI}$　。

（2）连接电路时，开关应　　（选填“断开”或“闭合” $)$，滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大的位置，可以起到　　作用。

（3）按图甲连接好电路后，闭合开关，发现电流表无示数，移动滑动变阻器的滑片 $P$，电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是　　（选填“灯泡短路”、“灯泡断路”或“变阻器断路” $)$。

（4）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片 $P$到某处，电压示数为 $2.6V$，则小灯泡消耗的实际功率　　（选填“大于”、“小于”或“等于” $)$额定功率；为了测定小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器滑片 $P$向　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$端移动，使电压表示数为 $2.5V$，此时电流表指针位置如图乙所示，则小灯泡的额定功率为　　 $W$。

（5）某兴趣小组的同学想接着研究电流与电压的关系，于是将图甲中的小灯泡换成了定值电阻，闭合开关，移动滑片 $P$，记下多组对应的电压表和电流表的示数，多次测量的目的是为了　　（选填“减小实验误差”或“寻找普遍规律” $)$。

在"测量小灯泡的功率"实验中，小灯泡标有"2.5V"字样。

（1）图甲中有一处导线连接错误无法正常完成实验，错误的导线是 　　（选填"①"或"②"）。

（2）正确连接电路并检查无误后，闭合开关，发现灯泡不亮，两电表均无示数。为了检查故障，小华将电压表拆下，在开关闭合状态下，分别将电压表接在电源、滑动变阻器及开关两端，结果只有接在滑动变阻器两端时，电压表无示数，则肯定出现故障的元件是 　　。

A．电源    B．开关   C．灯泡   D．滑动变阻器

（3）排除故障后，使小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，电流为 　　A，小灯泡的额定功率为 　　W

（4）你认为利用本实验电路能探究电流与电压的关系吗？答： 　　，理由是 　　。

在"测量小灯泡电功率"的实验中，电源电压恒为 $6V$ ，小灯泡的额定电压为 $2.5V$ ，正常发光时灯丝电阻约为 $10\Omega$ ，所用滑动变阻器的最大阻值 $40\Omega$ 。

（1）请用笔画线代替导线在图甲中完成实物电路的连接；

（2）同学们进行试触时，发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表有示数，则电路中发生的故障可能是 　小灯泡断路　（选填"小灯泡断路"、"小灯泡短路"或"滑动变阻器处断路" $)$ ；

（3）某次实验中，同学们看到电压表示数为 $2V$ ，要使灯泡 $L$ 正常发光应向 　　（选填" $A$ "或" $B$ " $)$ 端移动滑片，同时视线应注意观察 　　（选填"电流表"或"电压表" $)$ 示数，直到灯泡正常发光。当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙示数，则小灯泡的额定功率是 　　 $W$ 。

要求测量额定电压为 $2.5V$ 小灯泡的电功率。

（1）按照电路图 $a$ ，将图 $b$ 的实物连接成实验电路。

（2）在电路连接过程中开关应处于 　   状态；闭合开关前，要把滑动变阻器的滑片移到 　 　（根据你连接的实物电路图选填"最右端"或"最左端" $)$ 。

（3）实验时某次电压表的示数为 $2.20V$ ，对应电流表的示数如图所示，则小灯泡此时的功率为 　 　 $W$ ；要想测出小灯泡的额定电功率，接下来的操作是： 　 　。