人教版九年级下册物理 电功率(提升篇)(Word版 含解析)

人教版九年级下册物理电功率（提升篇）（Word版含解析）一、初三物理电功率易错压轴题（难）1．点睛：研究欧姆定律的实验中注意控制变量法的应用，即分别控制电阻不变和电压不变，据此分析滑动变阻器滑片的调整方向，最后一问要理解单安法测量功率的原理，即根据图知，灯与电阻并联，两端的电压相等，利用定值电阻和电流可确定灯的额定电压，再结合电流即可求功率，当然也可以求灯的电阻。

小聪同学做测量小灯泡的功率的实验，所用器材有电压恒为6 V的电源，额定电压为2.5 V的小灯泡以及符合实验要求的电表，开关和导线．图甲是小聪没有连接完整的电路．甲乙(1)请你用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整_____________ ．(2)小聪同学连接电路后闭合开关，移动滑动变阻器滑片P发现小灯泡始终不亮．电压表指针明显偏转，电流表指针无偏转，则故障可能是______．A．小灯泡短路B．小灯泡断路C．滑动变阻器短路D．滑动变阻器断路(3)小聪同学纠正错误后闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，使小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为_______W.(4)老师告诉小聪，与小灯泡的电阻相比较，电流表的电阻非常小，电压表的电阻非常大，由于电流表、电压表电阻的影响，测量后计算出的电功率值会_______(填“偏大”“偏小”或“不变”)．【答案】B0.7偏大【解析】【详解】(1)电压表应与小灯泡并联，根据“额定电压为2.5 V的小灯泡”，所以连接小灯泡的右端到电压表的“3V”接线柱即可，如图：(2)小聪同学连接电路后闭合开关，移动滑动变阻器滑片P 发现小灯泡始终不亮．电流表指针无偏转，说明电路中存在断路性故障，而电压表指针明显偏转，说明电压表两端到电源两极是通的，所以与电压表并联的小灯泡断路，故选B ．(3)小聪同学纠正错误后闭合开关，移动滑动变阻器滑片P ，使小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，电流表使用小量程，分度值为0.02Ａ,电流为0.28A ，则小灯泡的额定功率为:.(4)与小灯泡的电阻相比较，电流表的电阻非常小，电压表的电阻非常大;2．0 U P U I U I R ==-额额额额额（）．用“伏安法”测未知电阻的阻值．（1）请用笔画线表示导线，将图甲所示的实物连接成完整电路．要求：滑动变阻器的滑片P 向右移动时，电流表示数变小（请勿更改原有导线，导线不能交叉）．（________）（2）连接电路前，开关必须___．电路接通前，滑动变阻器的滑片P 应该移至图中_____处（选填“A ”或“B ”）．（3）小林闭合开关后，发现电流表示数为零，但电压表有示数，此时电路中的一处故障是待测电阻R x _____（选填“短路”或“断路”）．（4）小林排除故障后，用滑动变阻器调节接入电路中的电阻，对应每次变化各测一次电流值和相应的电压值并记录到表格中．有一次测量电流表的指针如图乙所示，其示数为_____A ；另一次测量电压表的指针如图丙所示，其示数为_____V ．小林根据几组实验数据计算出R x 的值，为了进一步减小误差，绘制了R x 的U -I 图像．（5）另一组的小宇用相同的器材进行实验，并根据自己所记录的实验数据绘制了如图丁所示的U -I 图像．小林发现小宇绘制的U-I 图像和自己绘制的U -I 图像不同，你认为其原因是_____；小林根据小宇的图像也可计算出待测电阻R x =_____Ω．（实验过程中电源电压保持不变）．【答案】 断开 B 断路 0.28 2.6 电压表并联在滑动变阻器的两端 10【解析】【分析】【详解】（1）滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表示数变小，说明变阻器连入电路的电阻变大，故变阻器左下接线柱连入电路中，如下图所示：（2）连接电路前，开关必须断开．电路接通前，滑动变阻器的滑片P应该移至图中阻值最大处的B端；（3）若待测电阻短路，电压表示数为0，不符合题意；若待测电阻断路，电流表示数为零，电压表串联在电路中测电源电压，电压表有示数，符合题意，电路中的一处故障是待测电阻R x断路；（4）有一次测量电流表的指针如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，其示数为0.28A；另一次测量电压表的指针如图丙所示，电压表分度值为0.1V，其示数为2.6V；3．小灯泡的额定功率是()-U U UR额额。

如图甲所示是小明同学测定额定电压为2.5V，额定功率不大于1 W的小灯泡功率的实物连接图。

（1）在小明连接好的电路中存在错误或不妥之处，请你找出其中的两处∶①_____________________；② _______________________。

（2）改正错误和不妥之处后，闭合开关，发现电流表和电压表均有示数，但小灯泡不亮，可能的原因是______（填写选项中的字母）。

A．小灯泡短路B．连接小灯泡的导线接触不良C ．滑动变阻器接入电路的电阻过大（3）小明调节滑动变阻器，依次正确读取三组实验数据，随手写在了草稿纸上（如图乙所示）。

下表是小明在老师指导下设计的记录数据及现象的表格，请你补出阴影处所缺的内容。

分析数据后得到小灯泡的额定电流为___ A ，额定功率为________W 。

（4）实验后，小明将一只5Ω的定值电阻与标有“20Ω 1A ”的滑动变阻器串联接在电压恒定为3V 的电源上，请你帮小明计算出滑动变阻器消耗的最大功率为_____W 。

【答案】滑动变阻器连接成两个下接线柱 电流表正负接线柱接反了C 亮度0.30 0.75 0.45【解析】【分析】【详解】(1)[1][2]小明连接好的电路中存在错误或不妥之处，其中滑动变阻器连接成两个下接线柱，电流表正负接线柱接反了。

(2)[3]改正错误和不妥之处后，闭合开关，发现电流表和电压表均有示数，但小灯泡不亮，可能的原因是滑动变阻器接入电路的电阻过大，电路电流过小；而小灯泡短路则电压表无示数，连接小灯泡的导线接触不良则电流表无示数；故选C 。

(3)[4]小明在老师指导下设计记录数据及现象的表格，阴影处所缺内容应为小灯泡的发光情况。

[5][6]分析数据可知，小灯泡两端电压越大，则通过的电流也越大，小灯泡的额定电压为2.5V ，在记录数据中居中，故小灯泡的额定电流为0.30A ，额定功率为P=UI =2.5V ⨯0.30A=0.75W(4)[7]实验后，小明将一只5Ω的定值电阻与标有“20Ω 1A ”的滑动变阻器串联接在电压恒定为3V 的电源上，滑动变阻器消耗的功率为2220002200000()()24U U U P UI R R R R R R R R R R R====-++++ 当滑动变阻器接入阻值与定值电阻相同时，滑动变阻器消耗功率最大，为4．（5）灯泡电阻随灯泡电压的升高而增大；原因是：随灯泡电压的升高，灯泡实际功率增大，灯泡温度升高，电阻变大，说明灯丝的电阻随温度的升高而增大．某实验小组的同学用图甲所示器材测量小灯泡电功率，待测小灯泡L的额定电压为3.8V，额定功率小于1W，电源电压恒为6V，滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”，图甲所示是该实验小组没有连接完整的电路．（1）请你用笔线代替导线，在图甲中把电路连接完整___________（2）正确连接完电路，闭合开关后，发现无论怎样移动滑片，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数明显，仔细检查，连接无误，那么出现该状况的原因应该是_______（选填“A”、“B”、“C”或“D”）A．电流表内部断路了 B．灯泡的灯丝断了C．灯座内部出现了短路 D．滑动变阻器的电阻线断了（3）排出故障后，通过正确操作，当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，其值为_____A，小灯泡的额定功率为________W．（4）测出小灯泡的额定功率后，再测大于小灯泡额定功率的实际功率，应将滑动变阻器的滑片向_______（选填“左”或“右”）端滑动．（5）测量小灯泡的电功率________（选填“需要”或“不需要”）多次测量求平均值，原因是______________．（6）图丙是该实验小组的同学测量小灯泡电功率的电路图，测量后他们对测量结果进行了误差分析，考虑电表本身对电路的影响，该电路主要是由于所测___（选填“电压”或“电流”）值偏大引起小灯跑电功率偏大的．【答案】 B 0.2 0.76 右不需要灯在不同电压下的功率不同电流【解析】（1）因为灯的额定电压是3.8V，所以电压表选用大量程且与灯并联，将变阻器的最大电阻连入电路中与灯和电流表串联，因为小灯泡L的额定电压为3.8V，额定功率小于1W，由P=UI知道，灯泡的额定功率约是P=1W/3.8V=0.26A，所以电流表选用小量程，电路连接如下图：（2）因为是电流表与灯和变阻器是串联，若电流表内部断路了，则整个电路断路，两表都没有示数，故A不符合题意；B．若灯泡的灯丝断了，则灯不会亮，电流表也没有示数，此时电压表串联在电路中，电压表测电源电压，所以会有示数，故B符合题意；若灯座内部出现了短路，则电压表没有示数，电流表有示数，故C不符合题意；若滑动变阻器的电阻线断了，则整个电路断路，两表都没有示数，故D不符合题意，综上所述应选B；（3）由图乙知道，当灯泡正常发光时，由于电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流值是0.2A，所以小灯泡的额定功率是：P=UI=3.8V×0.2A=0.76W．（4）测出小灯泡的额定功率后，再测大于小灯泡额定功率的实际功率，就要增大灯电压，而减小变阻器的电压，由分压原理知道，应将滑动变阻器的滑片向右端滑动；（5）因为灯在不同电压下的功率不同，所以不需要多次测量求平均值；（6）由并联电路电流的规律知道，电流表示数等于通过灯的电流与通过电压表电流之和，所以该电路所测电流值偏大而引起小灯跑电功率偏大的．5．本题考查的是“测量小灯泡的电功率”实验，涉及了实物电路的连接、实验操作和注意事项、电表的读数、功率的计算等，最后一问要结合图象和串并联电路的性质进行分析，由于灯丝电阻会随电压的变化发生变化，所以不能先求电阻，再进行计算．将几十个小彩灯串联后接在照明电路上，形成一串五光十色的彩灯带，当其中一个小彩灯灯丝烧断后，彩灯带却不会熄灭，其原因是：小彩灯内有一根表面涂有绝缘物质的细金属丝与灯丝并联．当灯丝正常发光时，金属丝与灯丝支架不导通；当灯丝烧断时，金属丝与灯丝支架瞬间导通，其他小彩灯仍能发光．为探究小彩灯的这一结构，小明找来额定电压为5V的小彩灯进行实验．（1）请用笔画线代替导线，在甲图中将实物电路连接完整．（_______）（2）正确连接电路，闭合开关，发现灯不亮，电流表有示数，电压表无示数，则电路故障的原因是_________．（3）排除故障，正确操作测得实验数据及现象记录如下表．①小彩灯的额定功率为_________W；②在图乙中，作出灯丝烧断前的I-U关系图像；（________）③分析图像可知；小彩灯的电阻随着其两端电压的增大而________．（4）实验中发现，灯丝烧断后，小彩灯并没有导通，其原因可能是___________．【答案】灯泡短路 1增大没有达到一定的电压，金属丝上的绝缘材料仍没有被击穿【解析】【详解】第一空．滑动变阻器采取“一上一下”的连接方式，电压表与小彩灯并联，根据题意应接0—15V的量程，电路图如下：第二空．正确连接电路，闭合开关，发现灯不亮，电流表有示数，电压表无示数，说明电路是通路，电压表被短路，电路故障是灯泡短路；第三空．小彩灯额定电压是5V，查表知此时电流是0.20A，小彩灯的额定功率：P=UI=5V×0.2A=1W；第四空．根据表中数据在图乙中描点连线，得丝烧断前的I-U关系图像如下：第五空．由图像可知I-U图像不是一条直线，而是一条曲线，故可知灯泡电阻随其两端电压的增大而增大；6．故小灯泡正常发光时电流为：4V0.8A5ΩUIR===，则小灯泡的额定功率为：5V40W.8AP U I==⨯=额额．图甲为测定额定电压为“2.5V”小灯泡电功率的实验电路，电源电压恒为3V不变．（1）请用笔划线代替导线，将图甲中的实物图连接完整．（_______）（2）闭合开关前，滑片应移到滑动变阻器的最______端（选填“左”或“右”）．（3）正确连接好电路，闭合开关，发现灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数；移动滑片，发现除了电流表示数改变外，其余均无变化．经检查，电压表完好，则故障可能是小灯泡______（选填“短路”或“断路”）．（4）排除故障后，移动滑片，实验小组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图象，由图象可计算出小灯泡的额定功率为______W．（5）实验过程中，当电压表示数为1V时，滑动变阻器连入电路的阻值为______Ω．【答案】左短路0.7510【解析】【详解】第一空．灯的额定电压为2.5V，故电压表选用小量程与灯并联，变阻器按一上一下接入电路中，如下所示：；第二空．闭合开关前，滑片应移到滑动变阻器的阻值最大处，即最左端；第三空．正确连接好电路，闭合开关，发现电流表有示数，则电路为通路，灯泡不亮，电压表无示数，因电压表完好，故障可能是小灯泡短路；第四空．根据绘制成的图乙所示的I-U图象，灯在额定电压下的电流为0.3A，则小灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；第五空．实验过程中，当电压表示数为1V时，电流为0.2A，根据串联电路分压的规律及欧姆定律，滑动变阻器连入电路的阻值为：7．考点：电路连接；滑动变阻器的使用；电压表使用；电路故障判断；电流表读数；电功率计算；实验评估．某学习小组在老师的指导下，探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关．他们用的实验器材如图所示，两个透明容器中密封着等量空气，U形管中液面最初相平，两个密闭容器中都有一段电阻丝．（1）请你用笔画线代替导线，把图甲两个容器的电阻丝接到电路中_______-．（2）实验中通过观察液面高度的变化来比较电流通过导体产生热量的多少，这种方法叫_____．（3）接好电路，闭合开关，通电一段时间后，_____（填“左”或“右”）侧U形管中液面高度变化大，此实验现象表明，在电流和通电时间均相同的情况下，_____越大，所产生的热量越多．（4）让两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部将一个相同阻值的电阻和这个容器内的电阻并联（如图乙所示）．移走图甲中的电阻，换接图乙中的电阻到电路中，重新做这个实验．此时通过两容器中电阻的电流不同，在通电时间相同的情况下，观察U形管中液面高度变化，由此得到的结论是_____（5）如果热量用Q 表示，电流用I 表示，电阻用R 表示，时间用t 表示，则Q ＝_____．【答案】 转换法 右 电阻 在电阻和时间相同的情况下，电流越大，产生的热量越多 I 2Rt【解析】【分析】（1）根据“在电流和通电时间相同时，导体产生的热量与电阻大小的关系”，可确定是串联电路，以根据电流流向法，从电源的正极出发依次连接电路元件，然后回到电源负极即可；（2）电流产生的热量不能用眼睛直接观察，通过液面高度差的变化来反映；（3）由电路图可知两电阻串联，根据串联电路的电流特点可知通过它们的电流关系，据 2Q I Rt ＝ 比较两电阻产生的热量关系，密闭空气吸收热量后，体积不变，压强变大，U 形管内两液面的差值变大，据此进行解答；（4）探究电流产生热量跟通电电流关系时，控制通电时间和电阻不变；（5）根据焦耳定律的公式分析．【详解】（1）将滑动变阻器，两相同的透明容器中的U 形管，开关，逐一顺次连接即可，滑动变阻的连线要注意一上一下，如下图所示：；（2）电流产生的热量不便于用眼睛直接观察和测量，通过U 形管内液柱的高度差来反映，这种方法是初中物理常用的转换法；（3）因串联电路中各处的电流相等，所以，两电阻丝串联时通过它们的电流相等；由 2Q I Rt ＝ 可知，在电路和通电时间相同时，右侧电阻较大，产生的热量较多，密闭空气吸收热量后，体积膨胀，右侧气体膨胀更大所以B 管中的液面较高；（4）在乙装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知，B 端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I I 右左＝ ，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知12I I I 右＝ ，两电阻阻值相等，则支路中电流相等，12I I ＝，所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，根据U 型管液面的高度可知，电流越大，热量越多；故结论为：在电阻和时间相同的情况下，电流越大，产生的热量越多；（5）由焦耳定律可知，2Q I Rt ＝ ．故答案为(1). 见详解． (2). 转换法 (3). 右 (4). 电阻 (5). 在电阻和时间相同的情况下，电流越大，产生的热量越多 (6). I 2Rt【点睛】8．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，并画出电路图；（________）（2）他还准备了：蓄电池（6V ），电流表（0～0.6A 0～3A ）、电压表（0～3V0～15V ）、滑动变阻器R 1（10Ω 0.6A ）、滑动变阻器R 2（50Ω 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：_____．【答案】 R 2 0﹣3V 0.2 0.5 小灯泡在不同电压下的功率不同【解析】【分析】（1）由实验目的确定要测量的量结合归纳法，据此画出电路图；（2）（3）灯在额定电压下灯正常发光，根据通过小灯泡的电流随电压变化的关系图线找到，小灯泡正常发光时，通过灯丝的电流，此时消耗的电功率为P ＝U L I 求灯的额定功率；根据欧姆定律求灯正常发光时的电阻大小，根据串联电路电压的规律和分压原理确定灯正常发光时变阻器连入电路中的电阻大小确定变阻器的规格；（4）分别求出灯在不同电压下的功率得出结论．【详解】（1）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，故应用电压表测量出灯电压，用电流表测出此时灯的电流，根据P=UI 求灯的实际功率，为得出普遍性的规律，要多次测量，故要将滑动变阻器串联在电路中，如下所示：（2）（3）灯在额定电压下灯正常发光，由通过小灯泡的电流随电压变化的关系图线可知，小灯泡正常发光时，通过灯丝的电流是0.2A ，此时消耗的电功率为：P=U L I=2.5V×0.2A=0.5W；灯正常发光时的电阻：2.5V 12.5Ω0.2AU R I ===， 灯正常发光时变阻器分得的电压：U 滑=U ﹣U L =6V ﹣2.5V=3.5V ，变阻器连入电路中的电阻为： 3.5V 17.5Ω10Ω0.2AR ==滑＞， 故选用（50Ω 0.6A）滑动变阻器R 2； 因灯的额定电压为2.5V ，又实际电压不允许超过额定电压的五分之一，即1 2.5V 0.5V 5⨯=，故灯的实际电压不超过3V ，故电压表选用0～3V 量程； （4）由图中数据可知，灯的电压为U 1=1.5V 时，通过的电流为I 1=0.15A ，灯的实际功率： P 1=U 1I 1=1.5V×0.15A=0.225W；同理，当灯的电压为3V 时，通过的电流约为0.22A ，灯的实际功率为0.66W ，小灯泡正常发光时，通过灯丝的电流是0.2A ，此时消耗的电功率为P=U L I=2.5V×0.2A=0.5W；9．本题测定小灯泡的电功率，考查电路的连接及注意事项、操作过程及额定功率的计算，同时也考查了测电阻实验中故障分析，对器材要求及设计实验方案的能力及等效替代法的运用．如图是“测量小灯泡额定功率”的实验，其中灯泡的额定电压为 3.8V ，电源电压未知，请你将实验过程补充完整．（1）如图甲是实验电路，请你用笔画线代替导线将电路补充完整，并使滑动变阻器连入电路的阻值最大（导线不允许交叉）．（2）实验过程中的某时刻，电压表的示数如图乙所示，为了测量灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向（选填“左”或“右”）端滑动．灯泡正常发光时电流表的示数如图丙为 A，则灯泡的额定功率为W．（3）为了考察同学们的能力，老师拿来了一个已知额定电流为0.2A，但额定电压未知的小灯泡，一个已知阻值为R的电阻和两个开关S1、S2，利用上面的部分器材为同学们设计了如图丁所示的电路来测量小灯泡的额定功率，请你将下列实验步骤补充完整；①（填开关S、S1、S2的通断情况），调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为；②闭合开关S、S2，断开S1，（选填“适当调节滑动变阻器的滑片”“保持滑动变阻器的滑片不动”），读出电压表的示数为U；③灯泡额定功率的表达式为：P= ．【答案】（1）电路图如图所示；（2）左；0.3；1.14；（3）①闭合开关S、S1；0.2R；②保持滑动变阻器的滑片不动；③0.2A×（U﹣0.2R）【解析】试题分析：（1）灯泡额定电压为3.8V，电压表选0～15V量程，把滑动变阻器串联接入电路，电压表并联在灯泡两端，实物电路图如图所示：（2）电压表量程为0～15V，由图乙所示电压表可知，其分度值为0.5V，所示为2.5V，小于灯泡额定电压3.8V，为了测量灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向左端滑动．由图丙所示电流表可知，其量程为0～0.6A，分度值为0.02A，所示为：0.3A，灯泡的额定功率为P=UI=3.8V×0.3A=1.14W．（3）①闭合开关S、S1，调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为 0.2R；②闭合开关S、S2，断开S1，保持滑动变阻器的滑片不动，读出电压表的示数为U；③灯泡额定功率的表达式为：P=0.2A×（U﹣0.2R）．10．本题是测定小灯泡的电阻和额定功率的实验，考查了器材的选择、电路的连接、故障分析，根据灯泡电阻随温度的变化分析出其电功率与电压二次方电流二次方的关系图是难点。