成都石室佳兴外国语学校物理电功率单元测试卷 (word版,含解析)

成都石室佳兴外国语学校物理电功率单元测试卷 （word 版，含解析）一、初三物理 电功率 易错压轴题（难）1．P 2=U 额×I 额=(U -I 额×R )×I 额在“测定小灯泡正常发光时的电阻”的实验中，琪琪和航航设计的电路如图甲所示，电源电压恒为4.5 V ，小灯泡的额定电压为2.5 V 。

琪琪的实验过程如下：(1)她调节滑动变阻器，发现当电压表的示数为2.5 V 时，小灯泡不能正常发光，而航航发现了问题，于是继续向______（选填“左”或“右”）端调节滑动变阻器，使电压表的示数为______V 时，小灯泡才正常发光。

若此时通过小灯泡的电流如图乙所示，电流为______A ，小灯泡正常发光的电阻为______Ω；(2)琪琪将导线cd 的d 端改接到小灯泡a 端，重新测量小灯泡正常发光的电阻，闭合开关她发现电压表的指针________，原因是____________________；(3)她俩重新选择实验器材，不用电压表就测出了I 额＝0.3 A 的小灯泡的额定功率，设计的电路图如图丙所示，请你将下列实验步骤补充完整，并计算出小灯泡的额定功率（电源电压恒定且未知，滑动变阻器的最大阻值为30 Ω）：①将滑动变阻器的电阻调到最大，开关S 闭合，S 1________（选填“闭合”或“断开”），读出电流表的示数为0.2 A ，则电源电压为________V ；②开关S 闭合，S 1________（选填“闭合”或“断开”），调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数为________A 时，小灯泡正常发光；③开关S 、S 1均闭合，滑动变阻器的滑片________，读出电流表的示数为0.4 A ； ④小灯泡额定功率P 额＝________ W 。

【答案】左 2 0.4 6.25 反向偏转 电压表正负接线柱接反 闭合 6 断开 0.3 保持不动 0.45【解析】【分析】【详解】(1)[1][2]由图可知，电压表接在了滑动变阻器两端，所以当电压表的示数为2.5V 时，小灯泡两端实际电压为L =4.5V 2.5V=2V U U U =--滑所以不能正常发光，故继续向左移动滑动变阻，使小灯正常发光，则滑动变阻两端电压为=4.5V 2.5V=2V U U U '=--滑额 即：使电压表的示数为2V 时，小灯泡正常发光。

[3]由图乙可知此时电流表的量程为0 ~0.6A ，分度值为0.2A ，所以电流表的示数为0.4A 。

[4]此时小灯泡正常发光的电阻为2.5V ==6.25Ω0.4AU R I = (2)[5][6]琪琪将导线cd 的d 端改接到小灯泡a 端，则电压表正负接线柱接反，电压表的指针反向偏转。

(3)①[7][8]滑动变阻器的电阻调到最大处，该步骤的实验目的为测电源电压，故S 1应当闭合，使灯泡短路，滑动变阻器单独接入电路，此时滑动变阻器的电阻最大，所以电源电压为max 0.2A 30Ω=6V U IR ==⨯滑②[9][10]该步骤使小灯泡正常发光，所以故S 1应当断开，使小灯泡接入电路，为了让小灯泡正常发光，应调节滑动变阻器使电路中的电流为0.3A 。

③[11]开关S 、S 1均闭合，再次让滑动变阻器再次接入电路，目的是测量步骤②中滑动变阻器接入电路的阻值，所以滑动变阻器的滑片保持不动。

可知此时滑动变阻器的电阻为6V ==150.4AU R I '=Ω'滑 ④[12]步骤②③中滑动变阻器阻值不变，则步骤②中，滑动变阻器的电压为0.3A 15=4.5V U I R '''''==⨯Ω滑滑 步骤②中小灯泡电压为L =6V 4.5V=1.5V U U U ''=--滑即小灯泡的额定电压为1.5V ，小灯泡的额定功率为2．（5）待测电阻与变阻器串联，当变阻器连入电路的电阻变小时，由欧姆定律I =U R可知，电路的电流变大，根据U =IR 得到待测电阻的电压变大，由串联电路电压的规律可知，变阻器两个的电压变小，根据绘制的如图丁所示的U -I 图象可知，电压表并联在变阻器的两端了；由图乙可知，当电流I 1=0.1A 时，变阻器两端的电压U 1=2V ，当电流I 2=0.2A 时，变阻器两端的电压U 2=1V ，设电源电压为U ，由串联电路电压的规律和欧姆定律可知，1212=U U U U R I I --=，即2V 1V =0.1A 0.2A U U --，U =3V ，待测电阻：113V 2V =0.1AU U R I --==10Ω．小明同学为了“测量小灯泡的电功率”，准备有如下器材：电源(电压6V ，保持不变)，小灯泡(额定电压3.8V ，电阻约为20Ω)，滑动变阻器A “10Ω 1A ”，滑动变阻器B “20Ω 1A ”，电压表(量程为0-3V 、0-15V)、电流表(量程为0-0.6A 、0~3A)各一个，开关一个，导线若干。

(1)要完成此实验应该选择滑动变阻器__________(填“A ”或“B ”)较为合适；(2)他在连线的过程中发现电压表的0-15V量程已坏，要想测小灯泡的额定功率，请你补充完成图中的实验电路的设计；_________(3)他连接好电路后，闭合开关S，移动滑动变阻器滑片时发现灯泡亮度较暗且不变，且两表示数也不变，出现此现象的原因是_____________。

【答案】B 滑动变阻器接的是两个下面的接线柱【解析】【分析】【详解】(1)[1]在实验中，小灯泡与变阻器是串联，当小灯泡正常发光时，变阻器两端的电压U1=U-U L=6V-3.8V=2.2V据串联电路的特点有L1L1U UR R=，13.8V 2.2V20ΩR=此时，变阻器接入电路的阻值R1=11.5Ω所以应选择滑动变阻器B较为合适。

(2)[2]电压表的0-15V量程已坏，那么电压表不能接在小灯泡两端测其电压，应接在变阻器两端，调节电压表的示数为2.2V时，小灯泡便可能正常工作，故作图如下：3．()U U UP U IR-==额额额额额在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源电压保持不变，待测小灯泡的额定电压为2.5V｡(1)为了比较精确的测量小灯泡的电功率，电压表的量程应选0-____V；(2)实验时，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡都不亮，电压表有示数，电流表示数几乎为零，则故障可能是_____（选填“电流表与导线”或“灯泡与灯座”）接触不良；(3)排除故障后，移动滑动变阻器滑片，当电压表示数是2.5V，电流表示数如图所示，则小灯泡的额定功率是____W；(4)测量结束后，应先______，再拆除导线，最后整理好器材；(5)某实验小组在处理实验数据时，采用描点法，在坐标纸上作出了如图所示的I-U图象，请指出作图过程中存在的错误或不足之处是_______；(6)某实验小组设计了如图所示的电路（还缺一根导线连接才完整），可以测量小灯泡的额定功率，其中R为定值电阻｡请写出本实验主要测量步骤及所测物理量：①电路连接完整后，开关S2断开，S1､S3闭合，调节滑动阻器滑片，使电压表示数为U额；②_______，开关S3断开，S1､S2闭合，记录电压表的示数U2；③小灯泡额定功率的表达式P额=______（用R､U额､U2表示）【答案】3 灯泡与灯座 1.25 断开开关图线不应画成直线或横坐标的标度取值过大保持滑动变阻器滑片位置不变() U U UR2额额-【解析】【分析】【详解】(1)[1]题中待测小灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表的量程应选0~3V。

(2)[2]实验时，小灯泡不亮，且电流表示数几乎为0，则电路中有断路现象，而电压表有示数，即电压表与电源是接通，则故障可能是灯泡与灯座接触不良。

(3)[3]由图示知，电流表的示数为0.5A，则小灯泡的电功率P=UI=2.5V×0.5A=1.25W(4)[4]测量结束后，应先断开开关，再拆除导线，最后整理好器材。

(5)[5]由描出的点知，所描的点不在一条直线上，所以作出的I-U图象不应是直线，且坐标轴的横坐标的标度太大了，这样造成所描的点精确度稍低。

(6)[6][7]按题意可知，电路中通过S2、S3的通断来控制电压表所测量的电压，所以所缺的导线应连接在电压表的负接线柱与开关S3的左接线柱之间，且电路是串联电路。

当开关S2断开，S 1、S 2闭合时，电压表测小灯泡的电压，那么应调节滑片，让电压表的的示数为U 额。

然后保持滑片位置不变，这样才能保持小灯泡两端的电压为额定电压，断开S 3，闭合S 1、S 2，此时电压表测小灯泡和定值电阻R 的电压，则电阻R 两端的电压U R =U 2-U 额而整个过程中，电路的电流不变，通过小灯泡的电流21R R U U U I I R R-===额 则小灯泡的额定功率4．由第（4）问可知，小灯泡正常发光时电路中的电流I =0.3A ，将电压表并联在电池组两端，其测量滑动变阻器和灯泡的总电压U ′＝2.55V ，则电池电阻两端的电压：U r =U -U ′＝3V-2.55V=0.45V ，所以，所用电池组的电阻：r =0.45V 0.3Ar U I ==1.5Ω。

在测量小灯泡的电功率时，电源电压为3V ，小灯泡上标有“2.5V ”字样．(1)在如图甲所示的电路中，闭合开关移动滑片，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，原因是_______，经分析有一根导线链接错误，请在连接错误的导线上打“×”，并补画出一根导线连接成正确的电路．（_________）(2)电路连接正确后，从滑动变阻器接入电路的最大阻值开始记录数据，得到小灯泡的I-U 图像如图乙所示，则小灯泡的额定功率是____W ．由图可知，小灯泡的实际功率随实际电压的增大而______，滑动变阻器的规格应选择_______．A ．10Ω 1AB ．15Ω 1AC ．25Ω 1AD ．30Ω 1A(3)有同学认为利用该电路还可以探究出导体中电流和导体两端电压成正比，你认为这种说法_____( 选填“合理”或“不合理” )，理由是_____．【答案】电压表串联在电路中0.625增大C或（25Ω1A）不合理灯丝电阻是变化的，无法得到电流与电压成正比【解析】【分析】本题考查测量小灯泡功率的实验．【详解】（1）根据题图，电压表串联在电路中，所以出现了连接电路后，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数．改正时需要把电压表由串联改成并联在灯泡两端，把滑动变阻器由并联在灯泡两端改成串联在电路中；图如下．（2）由图中可以看到，当小灯泡两端电压为额定电压2.5V时，通过灯泡的电流为0.25A，所以小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W．由图可知，小灯泡的实际功率随电压的增大而增大．由图可以看出，电路中电流的最小值为0.1A，这时小灯泡灯丝的阻值为R=minminUI=0.5V0.1A=5Ω．这时候电路中的总电阻R总=minUI=3V0.1A=30Ω．这时候连入电路的是滑动变阻器的最大阻值，R max=R总－R＝30Ω－5Ω=25Ω，所以滑动变阻器的规格应选择C．5．P额＝U额I额＝4V×0.2A＝0.8W．聪聪在实验室中找到学生电源，四个定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω、25Ω），“25Ω 1A"的滑动变阻器R1、最大阻值未知的滑动变阻器R2、电流表、电压表、开关及导线若干，完成了下列电学实验．（一）探究“电流与电阻的关系”（1）如图甲是聪聪连接的电路，还有一根导线没有接上，请你用笔画线代替导线将电路连接完整，并保证连接这根导线后滑动变阻器的滑片位于阻值最大处；（_______）（2）正确连接后，闭合开关，聪聪发现电流表无示数，电压表示数极大、可能是定值电阻发生了________（填“短路”或“断路” ）．（3）实验中保持电压表的示数为2V不变，为保证四个定值电阻单独接入电路都能完成实验，电源的电压值不应超过 _________ V．（4）正确完成四次实验后，可以得出结论：电压一定时，电流与电阻成 _____________．（5）聪聪又在实验室中找到一个标有“0.3A”字样的灯泡，他想用这个灯泡探究“电流与电压的关系”，老师告诉他不可以，原因是________________________________________．（二）测量滑动变阻器R2的最大阻值（1）聪聪连接了如图乙所示的电路，将滑动变阻器R2的滑片调至最右端，闭合开关，适当调节R1的阻值，电流表和电压表的示数如图丙所示，电流表的示数为_________ A，R2的最大阻值为_________Ω．（2）实验中至少需要测量三组数据，目的是 _________（填“寻找普遍规律”或“减小误差”）．（三）聪聪又找来最大阻值为30Ω的滑动变阻器R3和最大阻值为20Ω的滑动变阻器R4，利用学生电源（电压调为12V不变），设计了如图丁所示电路，测量标有“0.3A”字样灯泡的额定功率，清将他的实验过程补充完整：（1）只闭合开关S、S2，将滑动变阻器_________的滑片调到阻值最大处，移动另一个滑动变阻器的滑片直至电压表的示数为_________ V，此时灯泡正常发光．（2）保持两个滑动变阻器的滑片位置不动，只闭合关S、S1，读出电压表的示数为7V．（3）灯泡的额定功率P额=_________W．【答案】断路 4 反比灯丝电阻随温度的升高而增大 0.2 10 减小误差R4 6 1.5【解析】【详解】第一空．连接这根导线后滑动变阻器的滑片要位于阻值最大处，则接入的滑动变阻器下端接线柱应远离滑片，即下端应接左端接线柱．如图：第二空．闭合开关，电流表无示数，说明电路不通，某处发生了断路；电压表示数极大，说明与电压表并联的元件断路，导致电压表相当于直接测电源电压．所以故障可能是定值电阻发生了断路．第三空．根据串联电路分压规律可知，保持电压表的示数为2V不变，当25Ω定值电阻接入电路、滑动变阻器R1调到阻值最大时，电源最大．R1最大阻值为25Ω，与25Ω定值电阻阻值相同，所以R1两端电压与定值电阻两端电压相等，为2V，则电源电压为2V+2V=4V．所以电源的电压值不应超过4 V．第四空．保证每次定值电阻两端电压都是2V不变，测得每次的电流值随定值电阻的阻值增大而减小．所以可以得出结论：电压一定时，电流与电阻成反比．第五空．要探究“电流与电压的关系”，要控制电阻一定、改变电压，看电流大小随电压大小如何变化．因灯泡在不同电压下的亮度不同，灯丝的温度不同，会影响灯丝的电阻，所以若用灯泡探究“电流与电压的关系”，灯丝的电阻会改变，不能完成实验．第六空．由乙图可知，R2的滑片调至最右端时其阻值最大，电压表测R2两端电压．由丙图可知，电压表的分度值为0.1V，示数为2V；电流表的分度值为0.02A，示数为0.2A．第七空．R2的最大阻值为：R2=UI=2V0.2A=10Ω．第八空．R2的最大阻值是一定的，实验中至少需要测量三组数据，是为了取平均值减小误差．第九空．由丁图可知，当只闭合开关S、S2时，灯泡L、R3、R4串联，电压表测R4两端电压．若将R3的滑片调到阻值最大处，要使灯泡正常发光，则电路中电流要为0.3A，此时R3两端电压为：U R3=IR3=0.3A×30Ω=9V，而在步骤二中，电压表测R3、R4的总电压，其示数为7V，小于上面计算的9V，说明将滑片置于阻值最大处的滑动变阻器不是R3，应该是R4．第十空．将R4的滑片调到阻值最大处，电路中电流要为0.3A，此时R4两端电压为：U R4=IR4=0.3A×20Ω=6V．所以应该移动R3的滑片，使电压表示数为6V，此时灯泡电流为0.3A，灯泡正常发光．第十一空．再只闭合关S、S1，电压表测R3、R4的总电压，其示数为7V，则灯泡L两端电压为：U L=12V-7V=5V．则灯泡的额定功率为：6．点睛：重点是测量小灯泡电阻和电功率的实验，注意滑动变阻器使用应一上一下接入电路，闭合开关前应调整到阻值最大端，电流表读数时，看清楚所用量程，搞清楚分度值再读数等都是常考的内容；选择滑动变阻器时，注意结合欧姆定律及串联电路分压的特点进行分析判断。