初中物理电功率的测量实验实验题

在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源电压为 $6V$保持不变，所用小灯泡的额定电压为 $2.5V$，小灯泡的电阻约为 $10\Omega$。

（1）用笔画线代替导线，将图甲的实物图连接完整，要求滑动变阻器滑片 $P$向右滑动时小灯泡变亮。

（2）闭合开关 $S$前，应将滑动变阻器的滑片 $P$移到最　　端（选填“左“或“右” $)$。

（3）闭合开关 $S$后，发现小灯泡不亮，但电流表和电压表均有示数，接下来首先应该操作的是　　（填序号）

$A$．检查电路是否断路

$B$．检查电路是否短路

$C$．移动滑动变阻器的滑片 $P$，观察小灯泡是否发光

（4）通过小灯泡的电流随它两端电压的变化如图乙所示，分析图象可知，当小灯泡两端的电压增大时，灯丝的电阻会　　（选填“增大”、“不变”或“减小“ $)$；小灯泡的额定功率为　　 $W$。

（5）若将小灯泡换成定值电阻 $R_l$，该电路还可以进行的实验有　　（请写出一个即可）。

在初中物理电学实验中，通常用电流表和电压表进行有关测量：

（1）小明同学在测定小灯泡的电功率时，选用的器材有：额定电压为 $2.5V$的小灯泡（其阻值约为 $10\Omega )$、“ $10\Omega 1A$”的滑动变阻器、两节新干电池等。

①连接电路时开关应　　；

②请用笔画线代替导线，帮小明同学将图甲中的实物电路连接完整，使闭合开关时滑动变阻器连入电路的电阻最大；

③小明同学连接电路后，闭合开关，滑片 $P$移到某一位置时，电压表示数如图乙所示，为测量灯泡的额定功率，应将滑片 $P$向　　端（选填“ $A$”或“ $B$” $)$移动，直至电压表的示数为 $2.5V$，此时电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是　　 $W$；

（2）小华同学设计了如图1所示的电路来测量一个阻值约为几百欧的电阻 $R_x$，他使用的电源电压为 $3V$，电流表量程为 $(0~0.6A$、 $0~3A)$，电压表量程为 $(0~3V$、 $0~15V)$。

①小华同学按照该电路图连接电路后，闭合开关，观察到电流表指针不偏转，示数为零，电压表示数为 $2V$．则他连接的电路出现该故障的原因是　　；

②在排除故障换用新元件后，经检查电路完好。闭合开关，逐渐减小滑动变阻器的接入电阻至最小时，电压表有示数，但电流表的指针偏转角度很小，电流太小的原因是　　，所以按小华所设计的电路来测量这个电阻是不合适的；

③为了测出电阻 $R_x$的阻值，老师给小华同学又提供了两个开关和一个电阻箱 $R(0~9999\Omega 5A)$，电阻箱是一种可以调节电阻大小并且能够显示出阻值的变阻器，它的电路符号用表示。请你帮助小华同学设计一个能测出电阻 $R_x$阻值的实验电路，要求电路只连接一次。将你设计的实验电路图画在图2虚线方框中。

小可将电源、开关、导线、滑动变阻器、电流表和电压表接入电路，用“伏安法”测额定电压为 $2.5V$小灯泡的功率。

（1）请在方框内（图 $1)$画出实验电路图。

（2）小可根据实验数据绘制了 $U-I$图象，如图2甲所示。观察图象，发现 $\mathit{AB}$部分为线段， $\mathit{BC}$部分为曲线。为便于分析，将线段 $\mathit{AB}$延长作出图象，如图2乙所示。

比较甲、乙两图象，发现两图象间的距离随着电流的增大而增大，说明　　。

（3）根据图象中 $B$点对应的电压和电流值，计算小灯泡的电阻 $R=$　　 $\Omega$．当电压为 $2.5V$时，根据甲图象计算小灯泡的功率 $P_{甲}=$　　 $W$，根据乙图象计算小灯泡的功率 $P_{乙}=$　　 $W$。

（4）请结合以上分析和计算，解释白炽灯泡烧坏往往发生在开灯瞬间的原因：　　。

小美在做“测量小灯泡的电功率”实验时，选用的器材如下：二节干电池，一个电流表，一个电压表，一个滑动变阻器，额定电压为 $2.5V$的小灯泡，开关，导线若干。设计的电路图如甲图所示。

实验次数	灯泡两端电压 $U_1$	电流表示数
1	$0.5V$	$0.1A$
2	$1V$	$0.15A$
3	$1.5V$	$0.21A$

（1）请你用笔画线代替导线，将图乙中的实物电路连接完整。

（2）开关闭合前，使滑动变阻器的滑片处于最　　端（填“左”或“右” $)$。

（3）根据小美记录的数据信息，要让小灯泡正常发光，电压表的示数应是　　 $V$。

（4）电路中电流表及导线的电阻都很小，对电路的影响忽略不计，且小美所测量的数据准确无误，通过对实验记录中的数据计算分析，你发现的新问题是：　　。导致此问题产生的根本原因是：　　。

小科想知道标有“ $3.8V$”字样的小灯泡正常工作时的电功率，于是连接了如图所示的实验电路。电源电压6伏恒定不变，滑动变阻器规格为“ $50\Omega 1A$”。

（1）请你用笔画线代替导线，将电路连接完整。

（2）正确连接电路，闭合开关，发现小灯泡不亮，小科观察到两电表的示数情况是　　，由此判断故障是小灯泡断路；

（3）排除故障后，小科进行了正确操作，观察到的现象和测得的数据如下：

实验次数	1	2	3	4	5
发光情况	很暗	较暗	较亮	亮	很亮
电压 $U/$伏	1	2	3	3.8	4.5
电流 $I/$安	0.2	0.22	0.25	0.30	0.34

由表中数据可得，小灯泡的额定功率是　　瓦；

（4）小科根据表中数据，计算了各次实验的灯丝电阻，分析后认为，闭合开关前灯丝的阻值小于5欧姆，小科的理由是　　。

小科想知道标有“ $3.8V$”字样的小灯泡正常工作时的电功率，于是连接了如图所示的实验电路。电源电压6伏恒定不变，滑动变阻器规格为“ $50\Omega 1A$”。

（1）请你用笔画线代替导线，将电路连接完整。

（2）正确连接电路，闭合开关，发现小灯泡不亮，小科观察到两电表的示数情况是　　，由此判断故障是小灯泡断路；

（3）排除故障后，小科进行了正确操作，观察到的现象和测得的数据如下：

实验次数	1	2	3	4	5
发光情况	很暗	较暗	较亮	亮	很亮
电压 $U/$伏	1	2	3	3.8	4.5
电流 $I/$安	0.2	0.22	0.25	0.30	0.34

由表中数据可得，小灯泡的额定功率是　　瓦；

（4）小科根据表中数据，计算了各次实验的灯丝电阻，分析后认为，闭合开关前灯丝的阻值小于5欧姆，小科的理由是　　。

在探究小灯泡的电功率与哪些因素有关的实验中，小组同学猜想：小灯泡的电功率可能与电压、电流有关，于是他们设计了如下所示的三个电路图。

（1）你认为图　　电路可以研究小灯泡的电功率与电压的关系，理由是　　。

（2）小组同学经过分析讨论，选择正确的电路进行实验，得出了小灯泡的电功率与电压关系的正确实验结论。支持该结论的实验现象是　　。

小明同学用如图所示电路测量小灯泡的电功率，实验中电源电压保持不变，小灯泡的额定电压是 $2.5V$ 。

（1）请用笔画线代替导线，将图1中的实物电路连接完整，要求滑动变阻器滑片向右滑时电流表示数变大。

（2）连接电路时，开关应 　 　。

（3）正确连接好电路，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数。经检查，电压表完好，则故障可能是小灯泡 　　。

（4）排除故障后，在实验中，小明观察到电压表的示数如图2甲所示，此时小灯泡的电压是 　　 $V$ ；为了测出小灯泡的额定功率，小明应向 　　调节滑动变阻器的滑片。

（5）当电压表示数为 $2.5V$ 时。电流表的示数如图2乙所示，则小灯泡的额定功率是 　　 $W$ 。

小明同学用如图所示电路测量小灯泡的电功率，实验中电源电压保持不变，小灯泡的额定电压是 $2.5V$。

（1）请用笔画线代替导线，将图1中的实物电路连接完整，要求滑动变阻器滑片向右滑时电流表示数变大。

（2）连接电路时，开关应　　。

（3）正确连接好电路，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数。经检查，电压表完好，则故障可能是小灯泡　　。

（4）排除故障后，在实验中，小明观察到电压表的示数如图2甲所示，此时小灯泡的电压是　　 $V$；为了测出小灯泡的额定功率，小明应向　　调节滑动变阻器的滑片。

（5）当电压表示数为 $2.5V$时。电流表的示数如图2乙所示，则小灯泡的额定功率是　　 $W$。

“测量小灯泡的额定功率”实验中，器材有电源、滑动变阻器、两个电流表、小灯泡 $(U_{额}$为 $3.8V)$、定值电阻 $R_0$（阻值为 $10\Omega )$、开关及若干导线。

（1）根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙中未画出的两条导线补充完整。

（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片 $P$应置于　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$端。

（3）正确连接电路后闭合开关，发现灯不亮，两电流表有示数且相同，故障可能是　　或　　。

（4）排除故障后，为了测量小灯泡的额定功率，移动滑动变阻器的滑片，直到电流表 $A_2$示数为　　 $A$时，小灯泡正常发光，电流表 $A_1$的示数如图丙，该示数为　　 $A$，则小灯泡的额定功率为　　 $W$。

学习电学知识后，小明做了一系列相关实验来巩固学习成果。

（1）"探究并联电路的电流规律"的实验。

①连接如图甲所示电路时，还剩一根导线没连接，请你用笔画线代替导线，将电路实物图补充完整，要求电流表测L ₁的电流；

②小明分别测量图乙中A、B、C三点的电流，数据如下：

	A点电流I A/A	B点电流I B/A	C点电流I C/A
灯泡L 1、L 2并联	0.2	0.3

图丙是电流表在C点时的示数，则I _C为 　 　A；

③接下来他选用规格 　 　（选填"相同"或"不同"）的小灯泡，再次测量各点电流，这样操作的目的是 　     　。

（2）"测小灯泡额定功率"的实验

小明想测量额定电压为U _额的小灯泡的额定功率，却发现电流表损坏了，他又找来一个滑动变阻器R ₁（最大阻值为R ₁），设计了如图丁所示的电路，连接电路进行实验。

①小明移动滑片P ₀到b ₀端，闭合开关S，接下来操作步骤的合理顺序是 　 　（用字母表示）。

A．移动滑片P到a端；

B．保持滑片P ₀位置不动；

C．调节滑片P ₀使电压表的示数为U _额；

D．移动滑片P到b端，记录此时电压表的示数为U；

②小灯泡的额定功率P _额＝ 　 　（请用题中符号U _额、U、R ₁表示）。

小明设计的电路图如图1，小灯泡 $L_1$ 、 $L_2$ 的额定电压分别为 $2.5V$ 、 $1.5V$ 。

（1）根据电路图，用笔画线表示导线，把图2中的实物连接起来。

（2）电路正确连接后，闭合开关，两灯发光，如图3电压表 $V_1$ 的示数为 　　， $V_2$ 的示数为 $2.8V$ ， $L_2$ 是否正常发光？ 　　。

（3）小明将 $L_1$ 换成额定电压为 $2.5V$ 的 $\mathit{LED}$ ，闭合开关后发现 $\mathit{LED}$ 亮，而 $L_2$ 不亮。

①小明认为此时 $L_2$ 烧断，他判断是否正确？

　 　，依据是 　　。

②小芳认为 $L_2$ 两端电压不够，将图2中的电池增至三节。闭合开关，两灯不亮，此时 $V_1$ 、 $V_2$ 的示数均为 $4.4V$ ，这可能是 　　烧断（选填" $\mathit{LED}$ "" $L_2$ " $)$ 。

如图所示，在测量小灯泡电功率的实验中，已知小灯泡的额定电压为2.5V，电源为两节新干电池。

（1）实验原理　        　；

（2）正确连接电路并测量，得到如下数据：

实验序号	1	2	3	4	5
电压U/V	0.5	1.3	2.1	2.5	2.9
电流I/A	0.16	0.22	0.26	0.28	0.30
发光情况	不发光	较暗	较亮	正常发光	强烈发光

在第1组数据中，电压表和电流表虽然都有示数，却观察到灯泡不发光，主要原因是：　                　；由表格中的数据，计算出小灯泡的额定电功率P_额＝　 　W；

（3）下表是实验过程中出现的不正常现象及检测结果，请分析导致该现象的可能原因，从下列选项中选择一个原因，并将前面的字母填入表格。

A．小灯泡灯丝断了

B．滑动变阻器断路

C．滑动变阻器下面两个接线柱接入电路

现象	检测	原因
灯泡不亮，两表的示数均较小	移动滑片，灯泡仍不亮，两表的示数均不变	①
灯泡不亮，电压表的示数接近电源电压，电流表几乎无示数	取下灯泡，两表的示数均不变	②

在“测量小灯泡的额定功率”实验中，已连接的部分电路如图甲所示，图中电源电压恒定，小灯泡上只能看到“3.8V”字样。

（1）请你用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整。

（2）正确连接实验电路后，根据实物图，在图乙的虚线框中画出对应的电路图。

（3）当滑动变阻器滑片滑到图示位置时，电压表的示数为4.0V，接着应将滑片向　　滑动，直至灯泡两端电压为额定电压，此时电流表的示数如图丙所示，则灯泡的额定功率为　      　W。

（4）实验中测得许多组灯泡的电流值和电压值，绘制了如图丁所示的图象，计算出灯泡的电阻不是一个定值，小明得出结论：灯泡的电阻随电压的增大而增大，小明的说法是否正确？　     　请说明原因：　                                        　。

小明测量未知电阻R_x的阻值，已知电源电压为6V且保持不变。

（1）请用笔画线代替导线，将图中实物图补充完整（导线不允许交叉），要求滑动变阻器的滑片P向右移动时电流表的示数变大；

（2）正确连接电路后，小明闭合开关，发现电压表无示数，电流表有示数，故障的原因可能是电阻R_x　     　（填“短路”或“断路”）。

（3）排除故障后，小明闭合开关，调节滑动变阻器，测量了三组电压值和对应的电流值，根据每组电压及电流的值，算出每组电阻R_x的阻值，要想得到最终的测量结果，他接下来的做法是　                         　。

（4）实验结束后，小明和同组的小刚想测量小灯泡的额定功率，他们将定值电阻换成额定电压为3.8V，电阻大约为10Ω的小灯泡，实验中他们发现电压表0～15V量程损坏，他们关于实验方案展开了讨论。

小刚：将图中的电阻R_x换成小灯泡后，调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压为2V，读出电流表的示数，计算出小灯泡的电阻后，利用公式 $P=\frac{U_{额}{}^{\text{2}}}{R}$计算出小灯泡的额定功率。

小明：应该将电压表并联在滑动变阻器的两端，调节滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为　    　V时，小灯泡两端的电压为额定电压，读出此时电流表的示数，计算出小灯泡的额定功率。

①请你将小明的方案补充完整；

②小刚和小明用各自的方法进行了测量和计算，发现测量结果相差较大，这是什么原因呢？

求助老师后，老师提醒他们，导体的电阻受温度的影响，于是他们利用小刚的实验电路，让小灯泡两端的电压逐次下调，使灯丝的温度不断降低，灯泡变暗直至完全不发光，测得小灯泡的电阻逐渐变小，于是他们明白了，由于灯丝的电阻随温度降低发生变化，导致小刚的测量结果比小明的测量结果　     　（填“大”或“小”）。