郑州市实验高级中学物理电功率单元测试卷(解析版)

郑州市实验高级中学物理电功率单元测试卷（解析版）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．重点是测量小灯泡电功率的实验，除了掌握通常的实验要求和步骤外，难点是电表的选择和画出电路图，对于电压表的选择采用了扩大量程的方法，即电压表与定值电阻串联后，根据串联电路的特点知，当电压表示数为3V 时，电压表与定值电阻串联后总电压为3.8V ，正好可以测量灯的定额电压。

据此进行分析解答。

中考复习时，一学习小组利用阻值不同的四个电阻、电压为6V 的电源、滑动变阻器R （标有“50Ω 1A ”）及其它器材做电学实验．（1）如图甲是小明“探究电流与电阻关系”时连接的部分实验电路．①将5Ω电阻接入电路，请用笔画线代替导线，将实验电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片P向右滑电流表示数变大；（____）②闭合开关，移动滑片P，使电压表的示数为2.5V时读出对应的电流值并记录；③断开开关，用10Ω的电阻替换5Ω的电阻，此时如果他马上闭合开关，会造成__表损坏，正确的操作应该是先__________________________，再闭合开关，移动滑片P使电压表的示数仍为2.5V；④按正确操作完成余下实验后，得到电流与电阻关系图象如图乙所示，由此可得到的结论是：电压一定，___________________________________________________________；（2）玉琦同学把图甲中的定值电阻换成额定电压为2.5V的灯泡，测量它的额定功率．①闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表和电压表都没有示数，原因可能是滑动变阻器___；②排除故障后，将滑动变阻器R的滑片移到某一位置时电压表示数为2.2V，要测小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器连入电路的阻值变__（选填“大”或“小”），当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为__W．（3）张阳同学实验时发现桌上没有电流表，却多了一个滑动变阻器R0（最大阻值用R0表示），他设计如图丁所示电路，测出了额定电压为U0=2.5V的灯泡的额定功率，请补全下列步骤．①闭合开关，先调节滑动变阻器__（选填“R0”或“R”）的滑片到最__端（选填“左”或“右”），再调节另一滑动变阻器的滑片，直到__时为止．②接着_________________________，读出这时电压表的示数为U；③小灯光的额定功率表达式P=____________（用字母表示）．【答案】电压调节滑动变阻器的滑片P处于最大阻值处电流与电阻成反比断路小 0.75 R0左 2.5V 调节变阻器R0的滑片到最右端 2.5V×2.5U VR【解析】【分析】【详解】（1）①滑动变阻器的滑片P向右滑电流表示数变大；说明滑动变阻器的滑片P向右滑时滑动变阻器接入电路的电阻变小，所以应将滑动变阻器的右下方接线柱与开关右侧接线柱相连，如下图所示：③探究电流与电阻关系应保持电阻两端电压不变，用10Ω的电阻替换5Ω的电阻时电路中的总电阻变大，由==可知串联电路电阻越大，分得的电压越大，用10Ω的电阻替换5Ω的电阻，电阻两端电压会变大，电压表的示数变大，闭合开关，会造成电压表损坏，正确的操作应该是先调节滑动变阻器的滑片P处于最大阻值处，再闭合开关，移动滑片P使电压表的示数仍为2.5V；④由图象可知，电流与电阻成反比例函数，故可得结论：电压一定时，电流与电阻成反比；（2）①闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表和电压表都没有示数，原因可能是滑动变阻器断路；②要测小灯泡的额定功率，应使电压表的示数由2.2V增加到2.5V，滑动变阻器应减小接入电路中的电阻，增大电路中的电流；由图丙可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A，则灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；（3）实验步骤：①闭合开关，先调节滑动变阻器R0的滑片到最左端，再调节另一滑动变阻器的滑片，直到2.5V时为止；②接着调节变阻器R0的滑片到最右端，读出这时电压表的示数为U；③因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R0两端的电压U0=U﹣2.5V，3．电路中的电流I==，小灯光的额定功率P=U L I=2.5V×．在“测定小灯泡电功率”的实验中，小灯泡额定电压为2.5V。

（1）图甲中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”，并在图中改正（导线不许交叉）。

（_______）（2）正确连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮。

两电表无示数。

为判断故障、将电压表与滑动变阻器并联，电压表有示数，则电路发生故障的原因是_____。

（3）排除故障后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P到某一点，电压表示数如图乙所示为_____V。

（4）根据实验记录绘制Ⅰ﹣U图象如图丙所示，根据图象信息，计算小灯泡的额定功率是_____W。

（5）完成上述实验后，小敏设计了如图丁所示的电路，测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率。

实验方案如下：（电源电压不变，滑动变阻器R1的最大阻值为R1）①按电路图连接电路。

②闭合开关_____，移动R1滑片，使电流表的示数为I额灯泡正常发光。

③闭合开关_____，保持R1滑片位置不动，移动R2滑片，使电流表的示数为I额。

④保持_____滑片位置不动，将另一个滑动变阻器滑片移到最左端，电流表的示数为I1，再将此滑动变阻器的滑片移到最右端，电流表的示数为I2。

⑤小灯泡额定功率的表达式为P额＝_____。

（用I额、I1、I2、R1表示）【答案】滑动变阻器断路 2.2 0.5 S1 S2 R2 I 额2•2112I RI I【解析】【分析】（1）本实验中，电压表应并联在灯泡的两端，由此分析图甲的错误修改；（2）通过小灯泡不亮，两电表无示数，判断出电路中出现断路，然后根据具体情况判断断路处；（3）由图乙明确电压表量程和分度值，再读数；（4）由图象读出额定电压下通过灯泡的电流，根据P＝UI计算额定电功率；（5）已知灯泡的额定电流，可通过R2等效替代正常发光灯泡，再根据电路特点，利用电源不变计算出R2的阻值，由P＝I2R计算额定功率。

【详解】（1）由图甲知，电压表串联在了电路中，应将其与灯泡并联，将滑动变阻器与灯泡串联，电路图如图所示：（2）小灯泡不亮，两电表无示数，电路可能有断路发生，将电压表并联在滑动变阻器两端，发现电压表有示数，此时电压表两接线柱到电源两极间是通路，则说明与电压表并联的滑动变阻器断路；（3）由图乙知，电压表使用0﹣3V量程，分度值为0.1V，所以电压表示数为2.2V；（4）当U=2.5V时灯泡正常发光，由图象知此时灯泡中的电流I=0.2A，所以灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；（5）①按电路图连接电路。

②闭合开关S1，移动R1滑片，使电流表的示数为I额灯泡正常发光。

此时灯泡与R1串联；③闭合开关S2，保持R1滑片位置不动，移动R2滑片，使电流表的示数为I额。