2019年符合物理中考电功率重点创新实验题三道及其解析

2019年符合黑龙江省物理中考电功率重点实验题三道及其解析
1.在“测小灯泡电功率实验”中，电源电压为3V
，小灯泡额定电压为
2.5V 。

甲 乙 丙
（1）请用笔画线代替导线将图甲所示的实物电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片 向右移动时小灯变亮）。

（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调至最_________（填“左”或“右”）端。

（3）闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表没有示数，电压表有示数，则电路故障原因 是_____________。

（4）故障排除后，闭合开关，移动滑片，当电压表示数为1.5V 时，电流表示数如图乙 所示，则此时小灯泡的功率为_______W 。

若使小灯泡正常发光，应将滑片向_____（填“左”或“右”）端移动。

完成上述实验后，小聪向老师要了一个已知阻值为R 0的电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图丙所示的电路，也测出了灯泡的功率．请完成下列实验步骤：
①闭合开关S 1，将S 2拨到触点2，移动滑片，使电压表的示数为U 1；
②再将开关S 2拨到触点1，保持滑片的位置不动，读出电压表的示数U ；
③灯泡实际功率表达式为_________（用测得量表示）。

答案：（1）见下图（2）左（3）小灯泡断路（4）0.48 右。

U 1（U －U 1）/R 0
解析：（1）电压表要并联接在灯泡两端，电源电压为3V ，小灯泡额定电压为2.5V ，使用“—、 3”两个接线柱，也就是使用“0——3”量程读数准确度高。

所以标3的接线柱与灯座右侧接线柱连接。

滑动变阻器的滑片向右移动时小灯变亮，说明滑动变阻器接入电路的电阻变小，这时可以知道滑动变阻器的下面接线柱与灯泡左侧接线柱连接。

（2）闭合开关前，滑动变阻器接入电路的电阻要保持最大，滑片应调至最左端。

（3）闭合开关后，发现灯泡不亮，说明电路有断路存在或者灯泡被短路。

电流表无示数，说明电路处于断路，电压表有示数，说明灯泡断路。

（4）P=UI=1.5V×0.32A=0.48W 若使小灯泡正常发光，电路电流要增大，就得让滑动变阻器的电阻减小，这样将滑片向右移动。

①闭合开关S1，将S2拨到触点2，移动滑片，使电压表的示数为U1；只要求出这时流经灯泡电流即可；②再将开关S2拨到触点1，保持滑片的位置不动，读出电压表的示数U；这个示数等于灯泡两端电压U1加上R0的两端电压U2=U-U1,灯泡电流等于流经R0的电流。

I1=（U-U1）/R0；灯泡实际功率的表达式可求。

2.在做“测量小灯泡额定功率”的实验时，老师在实验室只给小明提供了如下器材：标有“2.5V”的小灯泡、电源、滑动变阻器、开关、两个电压表（没有电流表）、阻值为10Ω的定值电阻R0、导线若干。

她根据所给定的器材经过认真思考后设计了正确的实验电路，如图甲是该电路的不完整电路图。

（1）请你将甲电路图补充完整，达到能测量小灯泡功率的目的。

（2）闭合开关前，应将滑动变阻器调至阻值最大处的位置。

（3）闭合开关后，为了测量小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器，使电压表V1的示数为 V，此时电压表V2 的示数如图乙所示，其读数是 V。

（4）小灯泡的额定功率为 W。

（5）她还进一步设计出了只有电流表没有电压表解决这个问题的方法，其电路如图丙所示，R0=10Ω，并认为关键的一步是必须调节滑动变阻器，使电流表A2 的示数为 A 时，再读出电流表A1 的示数，才能计算出小灯泡的额定功率。

答案：（1）如图所示；（3）2.5；2.4；（4）0.6；（5）0.25．
解析：（1）流经灯泡的电流I L= U L/R，流经定值电阻的电流I0= U0/R0
串联电路电流相等，有U L/R= U0/R0，所以R= U L R0/ U0
在没有电流表的情况下，利用电压表和定值电阻代替电流表的作用，采用分压电路，电压表V2并联在定值电阻两端，电路如图所示：
（3）因为小灯泡的额定电压为2.5V，闭合开关后，为了测量小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器，使电压表V1的示数为U L=2.5V。

电压表V2量程为0～3V，分度值为0.1V，此时示数为U2=2.4V。

此时电路中的电流为I=I L=I2===0.24A；
（4）小灯泡的额定电功率为：P L=U L I L=2.5V×0.24A=0.6W；
（5）要测量小灯泡的额定功率，小灯泡两端的电压为额定电压，根据并联电压相等，则定值电阻两端电压等于2.5V，又知R0=10Ω，
故电流表A2的示数为I2===0.25A．
3.小军做测量小灯泡电功率的实验中，所用小灯泡的额定电压为2.5V．
（1）请用笔画线代替导线，将如图甲所示的实验电路连接完整．
（2）丙图中阴影部分面积表示的物理量是_______．
（3）实验时闭合开关，小军发现小灯泡不发光，且电流表有示数，而电压表无示数，则电路的故障可能是：_______．
（4）故障排除后，闭合开关，小军发现电压表的示数为2V，若想测量小灯泡的额定电功率，应再调节滑动变阻器的滑片P，使P向_______移动（选填“左”或“右”），当电压表的示数为2.5V时，对应电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定电功率是______W．这时小灯泡正常发光20s，产生的焦耳热为________J.
答案：（1）如图所示（2）灯两端电压（3）小灯泡短路（4）右 0.75。

15J
解析：（1）灯泡的额定电压为2.5V＜3V，所以选择电压表的量程为0～3V读数精度高，且与灯泡并联，滑动变阻器按一上一下的原则与灯泡串联。

具体做法是将灯泡右接线柱与滑动变阻器的A接线柱相连，再与电压表的“3”接线柱相连，如图所示。

（2）由图可知：横坐标表示通过电阻的电流，纵坐标表示该电阻的阻值．由U=IR得阴影部分面积表示的物理量为电流和电阻的乘积，应该为定值电阻两端的电压值。

（3）由实验现象，开关闭合后，灯泡不亮，电流表有示数，说明电路没有断路；电压表无示数，说明与电压表并联的灯泡短路。

因此只能是灯泡处出现短路。

（4）要测灯泡的额定功率，应使灯泡两端的电压为2.5V，根据欧姆定律可知应增大电路中的电流，减小滑动变阻器接入电路的电阻，故滑片应向右移动；电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，灯泡的额定电流为0.3A；灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
Q=Pt=0.75W×20s=15J。