初中物理探究用电器的电功率实验实验题

课外综合实践活动中，小华等同学将两只“3.8V 0.3A”的小灯泡连接成串联电路．实验时不慎把甲灯泡的玻璃外壳打碎了，让小华惊奇的是，原来发光较弱的甲灯泡不发光了，而乙灯泡不仅没熄灭，反而更亮了，仔细观察电路后；还发现这时电压表的示数为1.6V(电压表测甲灯泡两端的电压)，电源电压为4V．小华对此产生了疑问：玻璃外壳打碎后，甲灯仍有电流通过为什么不发光呢？小组的同学提出了以下两种猜想：
猜想1：甲灯中的电流可能小于外壳打碎前的电流。
猜想2：甲灯的实际功率可能小于可以发光的功率。
请回答下列问题：
(1)根据所学知识，他们经过讨论，断定猜想1是_______（正确／错误）的，你认为他们判断所依据的现象是_____________．
(2)为了验证猜想2，由于手头没有电流表，小华通过查阅有关资料获得“3.8V 0.3A”小灯泡的电流随电压变化的数据，以及不同电压下的发光情况（如下表所示），并作出了该灯泡电流随电压的变化图像．
由试题中信息和前面的讨论，可以判断猜想2是________（正确／错误）的．写出分析（计算）推理的过程．


(3)甲灯泡的玻璃外壳打碎后，引起灯泡从发光较弱到不发光的因素究竟是什么？同组的小兰同学联想到，刚从炼钢炉里倒出来的钢水，温度很高，发出耀眼的白炽光，一段时间后，温度降低，钢水凝固，发出红光直至不发光．提出新的猜想：甲灯灯丝的玻璃外壳打碎后，灯丝可能因___________而不发光，为了验证猜想，小兰等同学在前面实验的基础上，适当调高电源的电压后，观察到甲灯泡灯丝发出微弱的红光，但在短时间内灯丝就烧断了．至此，你认为小灯泡玻璃外壳的作用是_________________________________（只要写出其中的一点）．

小林在测量标有“2.5V”的小灯泡的额定功率时，发现电流表出现故障。实验室没有多余的电流表了，老师给他一个标有“20Ω 1.5A”的滑动变阻器R₂，问他是否能够完成测量任务。他思考了一下，设计出如图所示的电路，并用它测出了小灯泡的额定功率。以下是他的部分实验步骤，请你补充完整：

（1）将电压表调零，断开开关，按图连接电路；
（2）将R₁的阻值调为最大，______，闭合开关S，调节R₁使电压表的示数为U₁=2.5V，记录数据；
（3）保持R₁的滑片位置不变，______，读出并记录电压表的示数U₂，断开开关S。
根据上述过程进行测量得到的数据，可以计算出小灯泡的额定功率为P_额=______。  

如图所示方框中是电热锅的发热装置(未画出),它由3段阻值相同的电热丝组成,这个发热装置的电路与方框外的电路相连接,当开关S接到A点时为低温,接到B点时为高温,电源电压不变,在相同时间内,高温时产生的热量是低温时产生的热量3倍,试在方框内画出它的电路图．

在复习课上老师提出“如何测量用电器的电功率？”小青，小宁两位同学各自提出了自己的不同实验方案．

（1）小青：用伏安法测额定电压已知小灯泡的电功率，根据图1中所给元件，用笔画线（不能交叉）在答题卡图上连接实物电路，并完成：
a．实验原理　  　；b．实验前，滑动变阻器滑片P应移至　 　端．c．当测量小灯泡额定功率时，应注意观察　   　表，并移动滑动变阻器滑片P，使　              　如图2所示，灯泡正常发光时电流表示数为　  　A．
（2）小宁：在家庭电路中用电能表测出一个电炉的电功率，除电能表，电炉等器材外，还需要的测量工具是：　 　测量时关闭其它用电器，只让电炉单独工作，需要测量的物理量有　                  　，　                   　．

许婷用如图1所示的电路测量小灯泡的电功率的同时，测量小灯泡的电阻．小灯泡额定电压为2.5V，正常工作时电阻约8Ω．

实验室提供的器材有：电压为6V的电源，电压表V（量程为6V）．滑动变阻器R₁（规格为“10Ω，1A”），滑动变阻器R₂（规格为“50Ω，0.5A”），电流表A₁（量程0.6A），电流表A₂（量程3A）．
（1）为保证实验顺利进行，并且有较高的准确性，滑动变阻器应该选　  　，电流表应该选　  　．
（2）许婷在实验时，将电流表和电压表的位置交换了，其他连接正确，闭合开关后　  　．
A．电流表烧坏    B．电压表示数约6V    C．小灯泡烧坏     D．小灯泡不亮
（3）正确连接好电路后，闭合开关，从大到小调节滑动变阻器的阻值，并将电压表和电流表部分读数填在下表中．电压表读数为2.5V时，电流表的示数如图2所示，请帮许婷将此读数填在下表中．

序号	电压表示数U/V	电流表示数I/A
1	1.0	0.14
2	1.5	0.21
3	2.0	0.26
4	2.5
5	3.0	0.36

（4）根据补充完整后的上表数据，测得小灯泡在电压为2.0V时的实际功率是　  　W，在正常工作状态时电阻是　  　Ω．

在电学的探究实验中：
（1）月月小组在探究“电流和电压的关系”时选用如图所示电路进行探究。小组同学测得如下表的实验数据：

小组同学分析表中的实验数据得出的结论是：通过导体中的电流随导体两端的电压增加而增大。请你评价月月小组的探究过程，存在的问题是什么？如何解决问题。
（2）玲玲小组想利用上面小组的实验器材测量一个额定电压为U_L的小灯泡的额定功率，但发现电流表已坏不能用，老师又给了他们一个已知电阻R₀，请你帮他们设计测量的电路图，并写出简要的实验步骤及灯泡额定功率的表达式。

某物理兴趣小组在做“测量小灯泡的电功率”实验时，选取的电源为三节新干电池，使用的小灯泡额定电压为2.5伏。

（1）电路连接完成后，闭合开关，他们发现小灯泡不亮，电压表没有示数，电流表指针有明显的偏转，他们分析电路故障原因可能是（    ）
A．小灯泡断路           B．小灯泡短路          C．滑动变阻器断路
（2）故障排除后重新闭合开关，移动滑动变阻器滑片P到某一位置时，电压表的示数如图乙所示，此时小灯泡两端电压为         V；
（3）在（2）的基础上，若要使小灯泡正常发光，他们应将图甲中滑片P向    （选填“A”或“B”）端移动;
（4）他们移动滑片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图像，根据图像信息，可知小灯泡的额定功率是         W；
（5）一位小组成员将图甲中的小灯泡更换成定值电阻，电路其他部分不改变，他还可以完成的探究实验是（  ）
A．探究电流的磁场强弱与电流大小的关系
B．探究电流与电压的关系
C．探究电流产生的热量与电阻的关系

小明学习了电功率后，用额定电压分别为2.5 V、6 V的灯泡L₁和L₂设计了图所示的电路图，来探究灯泡的发光亮度与哪些因素有关。

（1）小灯泡发光时，将电能转化为     能和光能。
（2）探究L₁的亮度时，只闭合S、S₁，发现电压表有示数，电流表无示数，则电路故障可能是：             。
排除故障后，继续实验，收集的数据及现象如表一。
表一

	电压/V	电流/A	亮暗情况
1	1	0.16	暗
2	1.5	0.22	较亮
3	2.5	0.28	亮

表二

	电压/V	电流/A	亮暗情况
4	1	0.28	很暗
5	2.5	0.38	暗
6	6	0.72	很亮

（3）探究L₂的亮度时，只闭合S、S₂，进行实验，收集的数据及现象如表二。
（4）解析两表可知，同一规格的小灯泡发光亮度与                        有关，不同规格的小灯泡发光亮度还应与                            的转化效率有关。
【拓展】完成探究后，小明用电源、电流表、滑动变阻器、电阻箱（）各1个，2个开关及若干条导线，对额定电流为0.1 A的小灯泡的额定功率进行了测定。请在虚线框内画出他设计的电路图，并写出实验步骤及测定额定功率的表达式。
实验步骤：

表达式：P_额 =

一个额定电压是2.5V的小灯泡，其正常工作时电阻约10Ω。小明想测定这个小灯泡的额定功率，实验室中有如下器材：   
电流表、电压表、开关各一个，三个规格分别为A：“5Ω 1A”，B:“20Ω  0.5A”，C：“lkΩ 1A”的滑动变阻器，导线若干，电源(电压为6V)。
(1)小明设计了如图甲所示电路图，通过分析你认为小明应选用规格为_____（选填A/B/C）的滑动变阻器。

(2)图乙已连接了部分电路。请你根据图甲所示电路图．用笔画线代替导线，将电路
连接完整。

(3)小明正确选择了滑动变阻器，按图甲的电路图连接好电路，闭合开关，发现灯泡发光较暗，电流表有示数．任意移动滑动变阻器的滑片，电压表示数不变(示数不为零)且小于2.5V。具体原因是                                  。
(4)小明排除故障后，继续实验。当电压表的示数为2.5V时．电流表的示数(如图丙所示)，小灯泡的额定功率是          W。

(5)小明根据测量灯泡实际功率的多组实验数据，作出了I—U图象，如图丁所示。结果发现图线不是直线，这表明灯泡的电流与电压            （填“成”或“不成”）正比，这是因为                     _________________。

（6）利用该电路图       （填“能”或“不能”）探究电流与电压的关系，理由是         。

在“测量小灯泡电功率”的实验中，已知电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V。

(1) 连接电路时，开关应_____________。
(2) 闭合开关前，应先将滑动变阻器的滑片移到_________端(选填“A”或“B”)。闭合开关后，发现小灯泡不亮，电流表指针偏转，电压表示数为零，产生故障的原因可能是_________。若闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表的示数为零，电压表的示数为3V，产生的故障的原因可能是__________________。
(3)排除故障后，实验得到的数据如下表。在第1次实验中，小灯泡两端电压为2V时，电流表示数如图乙所示，则通过小灯泡的电流为_________A，此时小灯泡的实际功率为_________W。

实验次数	电压表示数U/V	电流表示数I/A	小灯泡电功率P/W
1	2.0
2	2.5	0.22	0.55
3	2.8	0.24	0.67

 (4) 由上表可知，小灯泡的额定功率为_________W。
(5) 某同学根据测出的三组数据求出各次电阻，发现灯泡不同电压下的电阻值不同，这是因为灯泡的电阻值与____________有关。

小宇骑车时发现，不踩踏脚板，车也能滑行一段距离，他在不同的路面上多次尝试后猜想：车滑行的距离可能与路面的粗糙程度和速度有关．为探究其中的奥秘，他在水平桌面上搭成一斜面，用小球做实验，并用毛巾、棉布、木板等改变水平桌面的粗糙程度．

甲                                    乙
⑴探究小球在水平面上的滑行距离与速度的关系，小宇应先后三次将小球从斜面的    （同一/不同）高度处释放，比较小球在    （同一/不同）粗糙面上滑行的路程．
⑵为探究小球滑行距离与水平面粗糙程度的关系．小宇先后三次将小球从斜面上的同一高度处释放，三次实验结果如图甲所示，由此得到结论：    ．小宇认为，通过进一步推理可以得出结论：运动的物体如果不受阻力作用，将    ．
⑶在上述（2）的三次实验中，若小球克服毛巾的摩擦力做的功为W₁，小球克服木板的摩擦力做的功为W₂，则W₁     W₂（选填“﹥”、“﹤”或“﹦”）．
⑷为了模拟研究汽车超速带来的安全隐患，李斌同学设计了如图乙所示的探究实验：将A、B两个小球先后从同一装置，高分别为h_A、h_B的位置滚下（m_A＜m_B，h_A＞h_B），推动小木块运动一段距离后静止．同组的小红认为他这样设计实验得出的结论有问题，理由是：    ．在如图乙所示的甲、乙两次实验中，木块移动过程中受到的摩擦力分别为f_甲、f_乙，则f_甲    f_乙（选填“﹥”、“﹤”或“﹦”）.

实验桌上有如下实验器材：稳压电源（使用时电源电压保持不变）一个、电阻箱一个、滑动变阻器一个，电流表、电压表各一块，开关一个，导线若干。请用上述实验器材设计实验，证明“当电压一定时，电阻消耗的电功率P跟电阻R的关系为：P =k/R（k为常量）”。画出实验电路图，写出实验步骤，并设计实验数据记录表。

实验桌上有如下实验器材：稳压电源（使用时电源电压保持不变）一个、电阻箱一个、滑动变阻器一个，电流表、电压表各一块，开关一个，导线若干。请用上述实验器材设计实验，证明“当电流一定时，电阻消耗的电功率P跟电阻R的关系为：P =kR（k为常量）”。画出实验电路图，写出实验步骤，并设计实验数据记录表。

实验桌上有如下器材：符合实验要求的电源一个、电流表和电压表各一只、滑动变阻器
一个、阻值已知的定值电阻一个、开关一个、导线若干。请选用上述器材，设计一个实
验证明：“当电阻保持不变时，该电阻消耗的电功率与该电阻两端电压的的平方成正比。”

（1）请在虚线框内画出实验电路图：
（2）写出实验步骤：
（3）设计出实验数据记录表：

如图甲所示，是测量滑轮组机械效率的示意图。用弹簧测力计拉动绳子的自由端，将总质量为400g的重物从A位置匀速提升到位置，同时弹簧测力计从图中的B位置匀速竖直上升到位置，在这个过程中，弹簧测力计的示数如图乙所示，请你根据实验完成下列问题：（取g=10N/kg）

（1）弹簧测力计对绳的拉力F所做的功为     J；
（2）该滑轮组的机械效率是      ％。（保留一位小数）